CN102832130A

CN102832130A - 一种柔性半透明igzo薄膜晶体管的制造方法

Info

Publication number: CN102832130A
Application number: CN2011102671204A
Authority: CN
Inventors: 王彬
Original assignee: GUANGDONG ZHONGXIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG ZHONGXIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2012-12-19
Also published as: CN102831850A; CN102832131A; CN202487581U; CN102832251A; CN102832103A; CN202285237U; CN102832109A; CN102832257A; CN102832252A; CN202307906U; CN202404869U

Abstract

本发明提出一种柔性半透明IGZO薄膜晶体管的制备方法。该制备方法包含：步骤1、柔性衬底的清洗，步骤2、使用PECVD沉积SiNx隔离层；步骤3、制备栅电极图形；步骤4、制备栅绝缘层；步骤5、制备IGZO半导体层，步骤6、制备源漏电极；步骤7、制备保护层；步骤3中包括：采用直流磁控溅射方法制备IT0与Cr薄膜，其中Cr层作为对准标记使用，将制备好的薄膜通过涂胶，烘烤、光刻，显影，刻蚀和去胶技术生成栅电极图形。通过降低沉积温度，优化保护层的沉积功率和氮化硅绝缘层的厚度，成功制备柔性半透明IGZO-TFT器件。

Description

一种柔性半透明IGZO薄膜晶体管的制造方法

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，更具体地，涉及一种IGZO(In-Ga-Zn-O)薄膜晶体管制造方法。

背景技术

柔性显示常规定义是“一种由薄型柔性衬底构成的平板显示，它经过弯曲、变形、卷曲成直径几厘米的圆筒而不影响和损坏其显示性能”。柔性显示器应用范围很广，如移动电话、笔记本电脑、电子书、汽车仪表、电子海报、个人数字助理、RF辨识系统、传感器等。

柔性显示器根据弯曲程度可以分为四类：超薄平板显示器(Flat ThinDisplay)、弧形显示器(Curved Displays)、可弯曲显示器(Displays onFlexible Devices)和可卷曲显示器(Roll Up Displays)，其中理想的柔性显示器是可卷曲显示器。

柔性显示的实现，关键技术之一用有机或无机的柔性衬底制备TFT阵列替代传统刚性的玻璃衬底TFT阵列。显然，寻找一种合适的衬底材料是制备出高质量TFT的先决条件。显示应用要求的柔性衬底具备如下要求：(1)较高的可见光透明度，在可见光400nm-800nm范围内的透明度达到85％(适用于像LCD和OLED透射型的显示方式)；(2)易弯曲，能够承受1000次以上的弯曲；(3)价格比较低，与玻璃价格差不多，大约1-4分/英寸；(4)化学性质稳定，不与酸碱反应；(5)良好的热膨胀稳定性，热膨胀系数小于20ppm/℃；(6)良好的势垒层，能够有效防止水和空气的穿透；(7)较好的表面平整度，表面粗糙度小于5nm。

当前，柔性衬底主要有三类，分别为塑料(Plastic)、薄玻璃(Thin Glass)和金属薄片(Metal Foil)，下面对这三种材料进行简单说明。

薄玻璃：厚度为50-200μm的薄玻璃拥有与玻璃相似的性能和优点，如好的势垒层、优良的光学质量、价格较低等，缺点是基板非常脆，并且在制造的过程中容易出现破裂的情况，此外，尽管薄玻璃具有弹性，但是仍然不能弯曲。

金属薄片：目前应用的金属薄片主要是不锈钢材料。不锈钢衬底可以阻止水汽和气体的穿透，除此，沉积无机层时产生的热压力会减少，并且由于是金属薄片，工艺能承受的温度可达到900℃(金属薄片的熔点为1400℃左右)。但是，其缺点也非常明显，例如金属表面必须覆盖绝缘层以防止短路，不锈钢薄片的透明性不好，以该材料为衬底制备的TFT只适合于反射(如电泳显示)和发射型的显示，而不适于透射型的有源矩阵液晶显示和传统的底端发射OLED；金属薄片有较好的弹性，但是仍然不能卷曲和深度弯曲。除此之外，对于大面积显示，不锈钢薄片的价格非常昂贵。同时，不锈钢薄片的表面粗糙程度比较高，要控制实现产业化的5nm以内不是件容易的事情。但是对于小尺寸柔性显示，不锈钢薄片是个较好的选择。

相比上述两种材料，更有希望应用于产业化领域的是塑料基板。塑料拥有合理的机械性能，光性能和化学特性；薄膜柔软，能够实现卷轮式加工(Rollto Roll)，然而形状的稳定性和高的气体和水汽的穿透率是它的两大缺陷。尺寸稳定性主要是因为一般的透明聚合物薄膜的玻璃转变温度(Tg)不高，而TFT产业化的工艺中要耐300℃-330℃的高温，塑料热膨数系数大于50ppm/℃，远远大于玻璃，因此，当温度升高时，尺寸的变化会对后期工作中诸如对准曝光等工艺带来很大困难。除此之外，塑料薄膜的表面存在一些黑点和缺陷。

图1是本申请采用的底栅顶接触型TFT结构图，氧化物IGZO作为有源层，其原理是通过改变栅极与源漏极间的电场强度来控制沟道的导电状况。氧化物TFT是N型半导体材料，对于N沟道TFT，当施加一定的正栅极电压(VG≥Vth)，在半导体层和绝缘层之间的界面上产生电子薄层，也就是导电沟道，此时所处的状态对应TFT开态；而当栅极电压减少至导电沟道消失时，源漏极间为高阻状态，沟道间的电阻非常大，使得源漏电流较小(通常≤10-12A)，对应TFT的关态。这与耗尽场效应晶体管中形成的反型层相似，因此MOS场效应管的计算公式可以应用在晶体管中。

自从2004年日本东京工业大学Hosono第一次报道基于IGZO制备的柔性透明TFT。IGZO-TFT受到了研究机构和工业界的关注，并被开拓在显示领域中的应用，尤其是新型显示器件技术中。

如上所述，IGZO-TFT作为新型的有源驱动电路被应用于平板显示器件中，但是进入商品化阶段尚需解决许多问题。

到目前为止，现有材料中找不到一种衬底材料既具备玻璃透明性能又具备轻薄柔等特点。同时，在采用栅电极的材料中为了符合TFT的物理性能，而采用Cr栅电极时，通常由于Cr的不透明，而使的无法实现柔性IGZO薄膜晶体管的透明性。

发明内容

为克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出一种柔性半透明IGZO薄膜晶体管的制造方法。

其中，该制备方法包含：步骤1、柔性衬底的清洗，步骤2、使用PECVD沉积SiNx隔离层；步骤3、制备栅电极图形；步骤4、制备栅绝缘层；步骤5、制备IGZO半导体层，步骤6、制备源漏电极；步骤7、制备保护层；步骤3中包括：采用直流磁控溅射方法制备ITO与Cr薄膜，其中Cr层作为对准标记使用，将制备好的薄膜通过涂胶，烘烤、光刻，显影，刻蚀和去胶技术生成栅电极图形；其中，ITO/Cr电极的刻蚀是硝酸铈铵混合溶液，配比为：9ml高氯酸+25g硝酸铈铵+100ml去离子水，刻蚀时间大约为25s；电极图形制备好以后，用丙酮超声去胶，接着用乙醇和去离子水清洗，每种溶剂超声6-8min。

通过上述方法，成功制作出了柔性半透明IGZO-TFT器件，其输出和转移曲线如图2所示，从输出曲线可以看出，器件展示较好的输出饱和性能，并且源漏电极和半导体层能够形成较好的欧姆接触，没有电流拥挤现象；从转移曲线可以看出，器件展示出较好的阈值性能，阈值电压为7V，开关比为5×10⁷，器件在栅源电压为20V时漏源电流为1.3×10⁴A，计算饱和迁移率为11.5cm2/V·s，亚阈值斜率为1V/dec。

附图说明

图1是底栅顶接触型TFT结构及工作原理图；

图2是柔性半透明IGZO-TFT器件输出和转移曲线图；

图3是实用磁控溅射系统结构原理示意图；

图4是PECVD沉积系统工作原理示意图以及氮化硅和氧化硅的沉积方程式；

图5是ME-3A型刻蚀系统原理图；

图6是不同材料对水和氧气的吸收速率以及器件对水和氧气的要求；

图7是柔性半透明IGZO-TFT器件结构及设计参数；

图8是柔性半透明IGZO-TFT器件制备的工艺流程图；

图9是塑料衬底的清洗示意图；

图10是源漏电极图形化采用的Lift-off工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种柔性半透明IGZO薄膜晶体管的制备方法进行详细描述。

柔性半透明IGZO-TFT器件结构薄膜层的制备及其特性表征

本申请的目标是寻找合适的柔性衬底，探索TFT各层薄膜材料和制备工艺，通过制作和测试IGZO-TFT器件样品的电性能，分析并不断改进工艺参数，实现三基色驱动微胶囊显示单元要求的TFT器件，上述工作涉及设备包括磁控溅射系统、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统和反应离子刻蚀(RIE)系统等，下面具体介绍。

磁控溅射系统

本工作中，TFT的栅电极、源漏电极和半导体层均是采用直流磁控溅射方法制备。下面介绍实验中所用到的溅射系统及基本溅射原理。

磁控溅射是在一相对稳定的真空状态下进行，阴极靶材是由镀膜材料制成，溅射时真空室通入一定流量的氩气，在阴极和阳极间直流负高压或者13.56MHz的射频电压作用下产生辉光放电，辉光放电使得电极间的氩原子离化形成氩离子和电子。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子沉积在阳极表面的衬底上形成薄膜。而对于电子，在电场作用下加速飞向基片的过程中会受到磁场(洛伦兹力)的作用，使电子被束缚在靶材表面附近的等离子体区域内做圆周运动，由于电子的运动路径很长，在该过程中，不断同氩原子碰撞，产生电子和氩离子，氩离子不断轰击靶材，从而实现高速沉积的特点，二次电子起到维持辉光放电的作用。

本申请采用的磁控溅射台是中国科学院微电子中心研制的SP-3型磁控溅射台，图3为其示意图，它主要包括腔体、电源系统、排气系统、通气系统、加热系统。其中电源系统分为直流电源和射频电源，实验中是采用直流电源，并且镀膜时没有用到加热系统，常温下实现镀膜。工艺操作流程如下，放样完毕后关闭腔体，打开机械泵和低阀抽真空，待真空度达到7Pa以下，关闭低阀，打开高阀，一分钟之后，打开冷却水，启动分子泵，分子泵稳定时转速为600rpm，待腔体里的真空度达到5×10-3Pa，打开腔体内的马达使得样品产生公转(同时样品本身可以实现自转，可以进一步提高薄膜的均匀性)。然后向真空室内通入一定流量的Ar气，打开操作面板界面的电源控制开关和靶材控制开关，调节功率，进行10min-15min的预溅射。待预溅射完毕后，旋转挡板，设定时间参数，开始溅射。溅射完成后，关闭面板上的电源和靶材控制开关，关掉气源，停分子泵，关水，停机械泵，放气，取样。

磁控溅射和其它镀膜方法相比具有以下几个优点：薄膜附着力好、均匀性较好、容易做到大面积成膜、在常温下可方便地制备高熔点的金属薄膜，制备薄膜重复性好等，但它也存在着诸如靶材价格高和利用率低等一些不足。

等离子体化学气相沉积(PECVD)系统

在TFT结构中，缓冲层和绝缘层采用的是SiNx，保护层采用的是SiO2，这两种材料都是通过等离子体化学气相沉积系统制备(PlasmaEnhancedChemical Vapor Deposition，简称PECVD)。PECVD是利用辉光放电的物理作用来激活粒子的一种化学气相沉积反应，是集等离子体辉光放电与化学气相沉积于一体的薄膜沉积技术。沉积过程中，辉光放电产生等离子体，但等离子体内部没有统一的温度，存在着电子气温度、离子温度和中性粒子温度。所以从宏观上看来，这种等离子体温度不高，但其内部却处于受激发的状态，其电子能量足以使分子键断裂，并导致具有化学活性的物质(活化分子、原子、离子、原子团等)产生，使本来需要在高温下才能进行的化学反应，当处于等离子体场中时，在较低的温度下甚至在常温下就能在基片上形成固态薄膜。

本申请中采用的PECVD沉积系统是Oxford Instrument Plasma 80 Plus系统，图4为它的工作原理示意图和沉积SiN_x、SiO₂的化学方程式。用该设备沉积薄膜主要包括以下步骤：(1)抽真空。在本系统中，总共有机械泵和罗茨泵两个泵体，待真空度达到实验所需的本底真空度，一般是2mTorr，才开始进行后续操作。(2)薄膜沉积。本部分分两个部分，预镀膜和正式镀膜，这一步是最为关键的，通过设置合适的沉积参数，制备出质量较好的薄膜。(3)气路清洗。在沉积过程中，反应室腔体和气路都会受到不同程度的污染，因此沉积前后都要进行清洗，一方面保证沉积薄膜的质量，另一方面保证设备的使用寿命。

反应离子刻蚀(RIE)系统

反应离子刻蚀(Reaction Ionic Etch，简称RIE)，是一种干法刻蚀方法。在TFT的制备过程中，主要应用于SiN_x和SiO₂的刻蚀，刻蚀气体是SF₆和O₂。本申请采用的反应离子刻蚀系统是中国科学院微电子中心研制的ME-3A型刻蚀台，图5为反应腔体结构示意图。RIE的工作原理：通常情况下，上极板接地作为阳极(一般整个真空壁也接地)，下电极接射频电源作为阴极，需要刻蚀的衬底基片放在阴极上，反应气体按照一定的工作压力从上电极的气孔充入反应室。对反应腔体中气体加上大于击穿临界值的射频电压，形成强电场，在强电场作用下，气体以辉光放电形成产生高能等离子体，等离子体包含由非弹性碰撞产生的离子、游离基(游离态的原子、分子或原子团)及电子，它们都具有很强的化学活性，可与被刻蚀样品表面的原子发生化学反应，形成挥发性的物质，达到刻蚀样品的目的。同时，由于阴极附近的电场方向垂直阴极表面，高能离子在一定的工作压力下垂直地打向样品表面，进行物理轰击，使得刻蚀也具有很好的各向异性。

衬底材料的选择

选用杜邦(Dupont)公司的塑料衬底材料，型号为Kapton E，规格分别是50μm和25μm，其中前者用于制备柔性器件，后者制备柔性半透明透明器件。它具有较高的玻璃化转变温度(Tg＝340℃)，较低的热膨胀系数(当温度在50℃-200℃范围内，热膨胀系数为16ppm/℃)，较好的化学稳定性(不与制备TFT中的溶液发生反应)，较好的防水性能(对于50μm厚的KaptonE衬底，水汽的渗透率为5mg/m2/day)，除此之外，还具有足够的柔性和抗形变能力等优点。

隔离层材料的选择及其制备

水分和空气在一般的塑料衬底的穿透率是玻璃衬底的一千万倍。水分和空气中的氧气对器件的性能会产生很大的影响。图6是各种薄膜对水分和空气的吸收速率。可以看出纯塑料薄膜是不能够满足TFT器件的要求。为了解决这个问题，一般是在塑料薄膜上面镀上一层或者多层结构的无机薄膜钝化层。由于TFT对空气和水汽影响不如OLED那样敏感，常用氧化硅、氮化硅、氧化铝等作为钝化层。实验中，我们选用氮化硅作为器件的隔离层。隔离层除能够有效阻止水分和空气的渗透之外，还能优化衬底表面粗糙度，且通过控制其沉积条件，可对器件的应力进行优化。

栅电极材料的选择

栅电极采用的是ITO薄膜，主要是由于Cr薄膜在可见光区域是不透明的，用ITO薄膜增加器件的透过率。磁控溅射制备栅电极薄膜时，除开镀一层ITO栅电极，同时镀层Cr薄膜，作为制备对准标记使用。

源漏电极材料的选择

与栅电极材料要求一样，低电阻率也是TFT对源漏电极的要求，除此之外，源漏电极与半导体层形成良好的欧姆接触是TFT对于源漏电极材料一个重要要求。它可以降低漏源之间的电阻，防止产生电流拥挤效应。经过论证，Honsor研究小组总结出，在现有的材料体系当中，金属Ti和ITO是作为IGZO-TFT源漏电极较好的两种材料。金属Ti材料不仅与IGZO层有较好的粘附能力，并且能够减少与有源层的接触电阻。ITO材料除具有较低的电阻率，还能与IGZO有源层形成较好的欧姆接触，并且具有较好的透明度，本申请选用ITO材料作为源漏电极。

绝缘层材料的选择

TFT对栅绝缘层有以下几个方面的要求：好的绝缘耐压性能、高的稳定性能以及与有源层之间形成好的界面特性等。在本申请中，选用SiNx作为绝缘层材料。与常用绝缘材料SiO2相比，SiNx除具有相当的击穿电压外，SiNx还具有以下优点：1)相对介电常数高，PECVD制备的二氧化硅为3.9左右，而氮化硅薄膜的值约为8；2)氮化硅对碱金属的阻挡能力强，可以有效地防止碱金属离子通过栅绝缘层进入沟道；3)氮化硅的化学稳定性高，除了氢氟酸和热磷酸外，它几乎不和其它的酸碱发生反应；4)氮化硅具有更好的防水和防气体渗透性能，能够有效减少气体和水汽渗透对器件造成的影响。

IGZO薄膜制备

IGZO半导体薄膜制备

本申请采用直流磁控溅射制备IGZO靶材，其中IGZO靶材由江西海特新材料有限公司提供，靶材的原子比：In₂O₃-Ga₂O₃-ZnO＝1∶1∶1(摩尔比)，纯度：99.99％。IGZO薄膜性能受制备参数影响，主要包括氧气流量、沉积功率，气体流量等影响。在本申请中，主要是通过氧气流量的调整来获得满足应用要求的IGZO薄膜。具体实验条件如下：Ar流量为40sccm，真空度为7×10^-3Pa，溅射功率为200W，O²气体流量分别为0sccm、5sccm、10sccm、15sccm、20sccm，以玻璃为衬底。

钝化保护层材料的选择及薄膜制备

氧气和水汽对于IGZO-TFT有影响，主要表现在两方面：一是空气中的氧分子填充半导体层的氧空位会使得IGZO有源层的电阻率增加。在IGZO-TFT中，器件的电性能主要是由氧空位决定的，因此IGZO-TFT的性能势必受到大气中氧分子的影响，除此之外，大气中的氧气分子会带电子，从而也会影响器件的电性能。二是大气中的水分子会在IGZO界面形成空穴陷阱中心，影响器件的阈值电压。

为了阻止空气中水和氧气对器件性能造成影响，在IGZO有源层上面镀一层保护层。在商业产品用的非晶硅TFT中，保护层一般是采用SiNx，用PECVD方法制备。然而，在IGZO-TFT中，却不能够用SiNx作为保护层，因为PECVD方法中制备SiNx会含有大量的H原子，H原子会使得器件的电性能发生变化，甚至会导致有源层从半导体变为导体。当然，如果通过射频磁控溅射制备氮化硅，仍然是可以用作保护层。

结合本实验室条件，本申请选用二氧化硅作为保护层，通过PECVD方法制备，采用的工艺条件如下：温度：200℃，N2O：710sccm，5％SiH4/N2：170sccm，功率：20W，压强：1000mTorr，厚度：约120nm。

通过对单层薄膜制备工艺的探索，获得满足TFT器件应用要求电极层，绝缘层和IGZO有源层薄膜制备工艺参数，并实现上述各层薄膜，其性能如下：1.绝缘层：SiNx薄膜，击穿场强为5.8MV/cm，介电常数为6.03。2.有源层：IGZO薄膜，呈现非晶结构，可见光的透过率达到80％以上，In∶Ga∶Zn的原子比为10∶10∶3；在一定范围内，薄膜的电阻率随着氧气流量的增加而急剧增加。3.其它：SiNx为缓冲层，用PECVD方法实现；选择二氧化硅作为保护层，通过控制参数，可以调控器件受到的总应力。

IGZO-TFT器件结构设计与制备

TFT结构及其工艺流程

选择底栅顶接触型TFT结构，其各薄膜层的厚度设计如图7所示，在实际制备过程中会存在一定的误差。

该IGZO薄膜晶体管，包含缓冲保护层、删电极、栅绝缘层、源极以及漏极、塑料衬底、IGZO半导体层以及保护层，塑料衬底上覆盖缓冲保护层；栅电极位于缓冲保护层的中心顶部区域，并在缓冲保护层的两端的顶部区域形成对准标记层；栅电极的中心区域上部覆盖栅绝缘层，栅绝缘层的两端分别覆盖至缓冲保护层上；在栅绝缘层的上部采用磁控溅射方法制备IGZO半导体层；源、漏两极分别位于半导体层的顶部的两侧，从而使半导体层被源极和漏极所覆盖，仅在半导体层的顶部，源漏两极的中间形成通道，在通道中覆盖保护层。

图8给出了设定的柔性IGZO-TFT的制备流程图，在整个流程当中，总共镀6层薄膜，完成4次光刻，下面对具体的工艺步骤和工艺参数做详细的介绍：

1.柔性衬底的清洗。将Kapton E衬底放在烧杯中清洗，由于薄膜比较薄，很容易聚集在一起。所以让Kapton E衬底夹在玻璃中间清洗，玻璃放在玻璃架上。如图9所示，先用清洗液洗Kapton E衬底的表面，用清水冲洗干净，接着放在丙酮、乙醇、去离子水中分别超声清洗30min，这个过程重复一次；接着用氮气枪吹干衬底，放在250℃的热板上烘烤10min左右，去除存留的水和有机溶剂，并且考虑到塑料薄膜在后续的热处理过程中会发生一定的机械形变，使用前的高温退火可以使这一现象提早发生，使得样品适应后续的加工条件。

2.使用PECVD沉积SiNx隔离层。SiNx隔离层的制备工艺参见表1；

表1

将进行隔离层处理后的衬底固定在玻璃板上，以满足后期工艺的需要。

3.栅电极图形的制备。磁控溅射制备栅电极薄膜时，除开镀一层ITO栅电极，同时镀层Cr薄膜，作为制备对准标记使用。采用直流磁控溅射方法制备ITO/Cr薄膜。将制备好的薄膜通过涂胶，烘烤、光刻，显影，刻蚀和去胶技术生成栅电极图形。ITO/Cr电极的刻蚀是硝酸铈铵混合溶液，配比为：9ml高氯酸+25g硝酸铈铵+100ml去离子水，刻蚀时间大约为25s。电极图形制备好以后，用丙酮超声去胶，接着用乙醇和去离子水清洗，每种溶剂超声6min-8min。其沉积工艺参数如表2。其中涂胶、烘烤、光刻和刻蚀工艺参数表3所示。

表2

表3

涂胶的工艺参数

次序	转速(rpm)	时间(s)
			1(低速)	300	3
2(高速)	3000	40

烘烤工艺参数

烘烤温度(℃)	前烘时间(s)	后烘时间(s)
			105	90	90

曝光、显影工艺参数

4.栅绝缘层的制备。栅绝缘层采用SiNx材料。沉积工艺参数如下表4所示。

表4

5.IGZO半导体层的制备。半导体层IGZO采用磁控溅射制备，制备过程中分别研究了氧气流量和功率对器件性能的影响。沉积工艺参数如表5所示；制备好的IGZO薄膜经过涂胶、光刻、显影和刻蚀工艺制备图形，刻蚀液采用浓盐酸(36.5％)和去离子水的配比液，具体比例为36.5％HCl∶H₂O＝1∶3(体积比)，刻蚀时间大概为10s-15s。

表5

6.源漏电极的制备；源漏电极采用ITO材料，通过磁控溅射制备薄膜，表6为ITO薄膜的沉积工艺参数，与其它各层薄膜形成的图形化方法不同，源漏电极是采用lift-off工艺来制备电极图形，具体工艺流程如图10所示。

表6

7.保护层制备。保护层采用PECVD制备的SiO2薄膜。

8.绝缘层和保护层的刻蚀。绝缘层和保护层采用RIE干法刻蚀工艺，刻蚀完后，清洗去胶，然后进行电性能的测试。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims

1.一种柔性半透明IGZO薄膜晶体管的制备方法，包含：

步骤1、柔性衬底的清洗，

步骤2、使用PECVD沉积SiNx隔离层；

步骤3、制备栅电极图形；

步骤4、制备栅绝缘层；

步骤5、制备IGZO半导体层，

步骤6、制备源漏电极；

步骤7、制备保护层；

其特征在于，步骤3中包括：采用直流磁控溅射方法制备ITO与Cr薄膜，其中Cr层作为对准标记使用，将制备好的薄膜通过涂胶，烘烤、光刻，显影，刻蚀和去胶技术生成栅电极图形；其中，ITO/Cr电极的刻蚀是硝酸铈铵混合溶液，配比为：9ml高氯酸+25g硝酸铈铵+100ml去离子水，刻蚀时间大约为25s；电极图形制备好以后，用丙酮超声去胶，接着用乙醇和去离子水清洗，每种溶剂超声6-8min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性衬垫采用塑料衬垫，该塑料衬底的厚度为25μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1包括：将塑料衬底放在烧杯中清洗，先用清洗液洗塑料衬底的表面，用清水冲洗干净，接着放在丙酮、乙醇、去离子水中分别超声清洗30min，这个过程重复一次；接着用氮气枪吹干衬底，放在250℃的热板上烘烤10min左右，去除存留的水和有机溶剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，还包括：将进行隔离层处理后的衬底固定在玻璃板上。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤5包括：半导体层IGZO采用磁控溅射制备，制备好的IGZO薄膜经过涂胶、光刻、显影和刻蚀工艺制备图形，刻蚀液采用浓盐酸和去离子水的配比液，具体比例为36.5％HCl∶H₂O＝1∶3，该比例为体积比，刻蚀时间大概为10s-15s。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，源漏电极采用ITO材料，通过磁控溅射制备薄膜，源漏电极是采用lift-off工艺来制备电极图形。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，保护层采用PECVD制备的SiO₂薄膜。