CN103177970A

CN103177970A - 一种氧化物薄膜晶体管制备方法

Info

Publication number: CN103177970A
Application number: CN2013100589223A
Authority: CN
Inventors: 信恩龙; 李喜峰; 张建华
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明公开一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，其过程包括：玻璃基板上依次制备源漏电极、氧化物有源层、沉积氧化铝、氧化硅绝缘层、栅电极。本发明在制备绝缘层之前生长一有源层保护层，以避免等离子体增强型化学气相沉积对有源层的损伤，提高了器件的性能。

Description

一种氧化物薄膜晶体管制备方法

技术领域

本发明涉及一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，属于光电显示技术领域。

背景技术

薄膜晶体管作为开关及驱动元件在平板显示领域有着广泛的应用，非晶硅薄膜晶体管由于其迁移率较低而无法应用，多晶硅薄膜晶体管虽然迁移率较高，但由于多晶硅的制备温度较高，不适用于不耐高温的衬底材料。随着有源矩阵有机发光二极管（AM-OLED）的不断发展和柔性显示技术的需求，需要一种迁移率较高，且能在低温下制备的有源层半导体材料，氧化物薄膜晶体管作为一种新型电子器件，具有迁移率高、均匀性强、透过率好以及可低温制作等优异的性能，得到广泛关注，在平板显示行业有巨大的应用前景，已成为大尺寸、高分辨率AM-OLED显示和柔性显示的最佳候选者。薄膜晶体管根据栅极的位置主要分为顶栅和底栅两种器件，顶栅结构器件可以使用光刻工艺制备源漏电极，缩小器件尺寸，提高集成度。同时，比较大的接触面积降低了接触电阻，提高了器件的性能。顶栅结构器件的有源层在绝缘层之前制备。由于氧化物薄膜晶体管有着高的迁移率和低的制备温度，并且透明，能够有利于提高显示器件的开口率和响应速度，并将低功耗。然而，目前公开的技术制备氧化物薄膜晶体管均直接在金属氧化物有源层上采用等离子体增强型化学气象沉积的方法生长绝缘层或保护层，生长过程中等离子体对有源层损伤，导致器件性能恶化。基于此，本发明提出一种薄膜晶体管制备方法，能够避免采用等离子体增强化学气相沉积技术生长绝缘层或保护层对有源层的损伤，提高了器件的性能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，能够有效降低绝缘层或保护层生长对氧化物有源层的损伤，从而提高器件性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，具有如下的步骤：

1）在清洗过的绝缘基板上采用射频磁控溅射法形成第一导电层，在所述第一导电层上涂布光刻胶；利用第一道掩膜板，通过曝光、刻蚀以及剥离形成源级电极和漏极电极；

2）在所述源级电极和漏极电极沉积氧化物有源层，在所述的氧化物有源层上涂布光刻胶；利用第二道掩膜板，通过曝光、显影、刻蚀以及剥离形成有源层岛；

3）在所述氧化物有源层岛上采用原子层沉积法沉积有源层保护层，沉积温度200到300度，厚度为5-20nm；

4）在所述的有源层保护层上采用等离子体增强化学气相沉积法沉积绝缘层；

5）在所述的绝缘层上溅射沉积第二导电层；在所述第二导电层上涂布光刻胶，利用第三道掩膜板，通过曝光、显影、刻蚀，形成栅极电极；

6）干刻去除部分绝缘层和有源层保护层，裸露出源级电极和漏极电极，制得氧化物薄膜晶体管。

上述步骤1）中的绝缘基板为玻璃基板或塑料基板。

上述步骤3）中的有源层保护层为三氧化二铝或氧化钛或三氧化二铝和氧化钛复合层。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：

本发明提出一种薄膜晶体管制备方法，在制备绝缘层之前生长一有源层保护层，能够避免采用等离子体增强化学气相沉积技术生长绝缘层或保护层对有源层的损伤，提高了器件的性能。

附图说明

图1 第一导电层示意图。

图2 源漏电极图案示意图。

图3 氧化物有源层示意图。

图4 有源层岛图案示意图。

图5 有源层保护层示意图。

图6 绝缘层示意图。

图7 第二导电层示意图。

图8 栅极图案示意图。

图9 绝缘层图案示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式做更详细的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1至图9所示，一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，具有如下的步骤：

1）在清洗过的绝缘基板101上采用射频磁控溅射法形成第一导电层102，在所述第一导电层102上涂布光刻胶；利用第一道掩膜板，通过曝光、刻蚀以及剥离形成源级电极102a和漏极电极102b；

2）在所述源级电极102a和漏极电极102b沉积氧化物有源层103，在所述的氧化物有源层103上涂布光刻胶；利用第二道掩膜板，通过曝光、显影、刻蚀以及剥离形成有源层岛103a；

3）在所述氧化物有源层岛103a上采用原子层沉积法沉积有源层保护层104，采用三甲基铝和水作为反应前驱物，沉积温度250度，厚度为10nm；

4）在所述的有源层保护层104上采用等离子体增强化学气相沉积法沉积绝缘层105；

5）在所述的绝缘层105上溅射沉积第二导电层106；在所述第二导电层106上涂布光刻胶，利用第三道掩膜板，通过曝光、显影、刻蚀，形成栅极电极106a；

6）干刻去除部分绝缘层105和有源层保护层104，裸露出源级电极102a和漏极电极102b，制得氧化物薄膜晶体管。

实施例2

3）在所述氧化物有源层岛103a上采用原子层沉积法沉积有源层保护层104，采用四氯化钛和水作为反应前驱物，沉积温度300度，厚度为5nm；

实施例3

3）在所述氧化物有源层岛103a上采用原子层沉积法沉积有源层保护层三氧化二铝和氧化钛复合层104，三氧化二铝采用三甲基铝和水作为反应前驱物，沉积温度200度，厚度10nm；氧化钛采用四氯化钛和水作为反应前驱物，沉积温度200度，厚度为10nm；

Claims

1.一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，具有如下的步骤：

1）在清洗过的绝缘基板（101）上采用射频磁控溅射法形成第一导电层（102），在所述第一导电层（102）上涂布光刻胶；利用第一道掩膜板，通过曝光、刻蚀以及剥离形成源级电极（102a）和漏极电极（102b）；

2）在所述源级电极（102a）和漏极电极（102b）沉积氧化物有源层（103），在所述的氧化物有源层（103）上涂布光刻胶；利用第二道掩膜板，通过曝光、显影、刻蚀以及剥离形成有源层岛（103a）；

3）在所述氧化物有源层岛（103a）上采用原子层沉积法沉积有源层保护层（104），沉积温度200到300度，厚度为5-20nm；

4）在所述的有源层保护层（104）上采用等离子体增强化学气相沉积法沉积绝缘层（105）；

5）在所述的绝缘层（105）上溅射沉积第二导电层（106）；在所述第二导电层（106）上涂布光刻胶，利用第三道掩膜板，通过曝光、显影、刻蚀，形成栅极电极（106a）；

6）干刻去除部分绝缘层（105）和有源层保护层（104），裸露出源级电极（102a）和漏极电极（102b），制得氧化物薄膜晶体管。

2.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的绝缘基板（101）为玻璃基板或塑料基板。

3.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中的有源层保护层（104）为三氧化二铝或氧化钛或三氧化二铝和氧化钛复合层。