CN103510056A - 氧化锌基溅射靶及其制造方法和薄膜晶体管 - Google Patents

Abstract

一种氧化锌（ZnO）基溅射靶、一种制造该氧化锌基溅射靶的方法和一种具有使用该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管（TFT）。所述氧化锌基溅射靶包括：烧结物，包括掺杂有氧化镓的氧化锌，氧化镓的含量范围为烧结物的10重量%到50重量%；背板，结合到烧结物的后表面，以支撑烧结物。氧化锌基溅射靶可以经受直流（DC）溅射，并且可以改善使用其沉积的阻挡层的接触特性和蚀刻特性。

Description

氧化锌基溅射靶及其制造方法和薄膜晶体管

本申请要求于2012年6月26日提交的第10-2012-0068354号韩国专利申请和2012年12月28日提交的第10-2012-0155995号韩国专利申请的优先权，出于各种目的通过引用将上述申请的全部内容包含于此。

技术领域

本发明涉及一种氧化锌（ZnO）基溅射靶、一种制造该氧化锌基溅射靶的方法和一种具有使用该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管（TFT），更具体地说，涉及一种这样的氧化锌基溅射靶、一种制造该氧化锌基溅射靶的方法和一种具有使用该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的TFT，该氧化锌基溅射靶能够经受直流（DC）溅射并且能够改善使用该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的接触特性和蚀刻特性。

背景技术

液晶显示器（LCD）或电致发光显示器（EL）具有优异的显示性能且耗能少。因此，LCD或EL被广泛地应用于移动电话、个人计算机（PC）、文字处理器、TV等的显示装置。这些显示器使用晶体管（即，由精细图案形成的薄膜晶体管（TFT））工作。通过使用各种沉积方法由不同材料形成薄膜，随后进行蚀刻来获得TFT的精细图案。这些精细图案被分成栅电极、源电极和漏电极。虽然Al或Mo等已经被用作电极材料，但是由于显示器具有更高的清晰度以实现更高的图像质量，因此需要具有更高导电率的材料。作为一种途径，金属材料中的具有高导电率且廉价的Cu作为电极材料正在受到关注。由研究组织和公司正在展开对使用Cu作为电极材料的研究。

由于Cu电极具有优异的导电率，因此当它比其它电极薄时它可以实现均匀的特性。因此，能够缩短处理的单件工时（tact time），由此降低制造成本。此外，Cu电极可应用于需要高导电率的高规格产品。

然而，由于Cu具有良好的反应性，因此Cu电极中的Cu可以扩散到由其它材料制成的上层或下层中，或者可以与这种其它材料反应。这因此劣化TFT了的性能，这样就存在着问题。具体地说，在源电极和漏电极上沉积保护层（被称作钝化）期间，Cu会被氧化，由此使Cu和保护层之间的接触劣化。因此，会使保护层剥离，或者会使TFT的性能劣化，这是有问题的。

因此，于是更重要的是，无需在将Cu图案化以形成Cu电极的蚀刻工艺中添加单独的工艺而引入可被蚀刻的阻挡层，并且减少Cu到其它层的扩散或与其它层的反应。

本发明的背景部分中公开的信息仅是为了更好地理解本发明的背景，而不应该被认为是承认或者以任何形式表明该信息形成已经为本领域技术人员知晓的现有技术。

现有技术文件

专利文件1：第2010-0107571号韩国专利申请公开（2010年10月6日）

发明内容

本发明的各方面提供一种氧化锌（ZnO）基溅射靶、一种制造该氧化锌基溅射靶的方法和一种具有使用该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管（TFT），该氧化锌基溅射靶能够经受直流（DC）溅射并且能够改善使用氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的接触特性和蚀刻特性。

在本发明的一方面，提供了一种氧化锌基溅射靶，所述氧化锌基溅射靶包括：烧结物，包含掺杂氧化镓的氧化锌，氧化镓的含量按重量计在烧结物的10%到50%的范围内；背板，结合到烧结物的后表面，以支撑烧结物。

根据本发明的实施例，溅射靶的电阻率可以为100Ω·㎝或更低。

溅射靶可以是可以经受直流（DC）溅射的靶。

在DC溅射期间应用的功率密度的范围可以为0.1W/cm²到8W/cm²。

溅射靶的密度可以为5.3g/cm³或更高。

氧化镓的粒料可以以1μm或更小的尺寸分布在烧结体内部。

烧结体可以包括从第III族元素和第IV族元素中选择的至少一种。

在本发明的另一方面，提供了一种制造包括电极和氧化物半导体层的薄膜晶体管的方法。所述方法包括使用前述的氧化锌基溅射靶在电极和氧化物半导体层之间沉积阻挡层的步骤。

根据本发明的实施例，阻挡层可以具有

到

的晶体尺寸范围。

可以将阻挡层沉积为范围为30nm到50nm的厚度。

阻挡层的电阻率范围可以为100Ω·cm到1×10^-4Ω·cm。

电极可以由Cu制成。

在本发明的又一方面，提供了一种制造氧化锌基溅射靶的方法。所述方法包括下述步骤：通过将氧化镓添加到氧化锌中来制备浆料，氧化镓的含量按重量计在浆料的10%和50%的范围内；将浆料干燥形成粒状粉末；将粒状粉末成型为压坯；将压坯烧结为烧结物。

根据本发明的实施例，制备浆料的步骤可以包括：将氧化镓与蒸馏水和第一分散剂的混合溶液进行混合随后进行湿磨的第一分散步骤；通过将由第一分散步骤产生的悬浮液与第二分散剂和氧化锌混合形成浆料随后进行湿磨的第二分散步骤。

第一分散步骤可以执行湿磨，使得氧化镓的平均粒径的范围为0.2μm到0.6μm。

第一分散步骤可以以按重量计范围为氧化镓的0.1%到2%的含量添加第一分散剂。

第二分散步骤可以以按重量计范围为氧化锌的0.3%到2.5%的含量的添加第二分散剂。

可以控制第二分散步骤，使得浆料的平均粒径的范围为0.1μm到0.5μm。

制备浆料的步骤还可以包括将粘结剂添加到浆料中。

烧结压坯的步骤可以包括在空气或氧气气氛下在1400℃到1600℃的温度范围下烧结压坯。

在本发明的另一方面，提供了一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括电极、阻挡层和氧化物半导体层。阻挡层设置在电极和氧化物半导体层之间，并且包括掺杂有氧化镓的氧化锌，氧化镓的含量按重量计在阻挡层的5%到40%的范围内。

根据本发明的实施例，能够通过利用氧化镓掺杂氧化锌制造出可以可靠地经受DC溅射的高密度溅射靶。

另外，在制造TFT期间，当基于SiO_x的氧化物保护层沉积在可以使用溅射靶由Cu制成的栅电极、源电极和漏电极上时，能够防止CuO_x形成，由此改善Cu电极和保护层之间的接触特性。可应用于显示器但具有高透射率的阻挡层可以沉积在Cu电极上，即，可以形成在Cu电极和氧化物保护层之间。

另外，能够使用溅射靶沉积阻挡层。阻挡层可以与Cu电极同时被蚀刻，并且蚀刻速度可以容易地进行调节，从而既不形成底切也不形成尖端。阻挡层不因为Cu电极等的腐蚀而产生问题。因此，阻挡层可以有助于促进并简化TFT制造工艺。换句话说，使用根据本发明的溅射靶沉积的阻挡层不需要单独的图案化工艺并且可以在图案化Cu电极的工艺中与Cu电极一起被图案化。

本发明的方法和设置具有其它的特征和优点，所述其它的特征和优点将通过附图而变得明显，或在附图中进行更详细的阐述，附图被包含于此，并在下面的具体实施方式中一起用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是示出通过根据本发明实施例的制造溅射靶的方法制造的烧结物的电子探针显微分析仪（EPMA）图像；

图2A和图2B是示出依赖于使用根据本发明实施例的溅射靶沉积的阻挡层的存在Cu的趋势的结果的二次离子质谱仪（SIMS）分析结果的曲线图；

图3A和图3B是为了依赖于阻挡层的组成对比蚀刻特性而拍摄的透射电子显微镜（TEM）照片；

图4A和图4B是为了观察使用根据本发明实施例的溅射靶沉积的阻挡层对Cu的氧化的影响而使用电子显微镜拍摄的照片；

图5A和图5B是为了观察对比示例（即，使用由Cu-Mn合金制成的溅射靶沉积的阻挡层）对Cu的氧化的影响而使用电子显微镜拍摄的照片。

具体实施方式

现在将详细参照根据本发明的氧化锌（ZnO）基溅射靶、制造该氧化锌基溅射靶的方法和具有使用该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管（TFT），在附图中示出并在下文描述了本发明的实施例，使得本发明所涉及的技术领域的普通技术人员可以容易地实施本发明。

在整个文件中，应该参考附图，其中在不同的附图中使用相同的参考标号和符号来表示相同的或相似的组件。在本发明的以下描述中，当包含于此的已知的功能和组件的详细描述可能会使得本发明的主题不清楚时，将省略这些详细描述。

根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶是在制造薄膜晶体管的工艺中沉积氧化锌基阻挡层所利用的靶，薄膜晶体管形成应用Cu电极的平板显示器的组件。氧化锌基阻挡层可以防止用于栅电极、源电极和漏电极以及金属线的Cu例如扩散到用作保护层的上覆盖氧化物层中或者与该氧化物层反应。此时，氧化锌基阻挡层可以由于高透射率而在现有的蚀刻条件下与Cu同时被蚀刻。另外，能够容易地调节蚀刻速度，从而既不形成底切（undercut）也不形成尖端（tip）。

氧化锌基溅射靶包括烧结物和背板。

烧结物包含掺杂有氧化镓的氧化锌，氧化镓的含量范围为氧化锌的5重量%到40重量%。当添加的氧化镓低于5重量%时，使用钯沉积的氧化锌基阻挡层具有低的电阻率并且因此适合于用于透明导电膜。然而，在制造TFT的过程中，蚀刻速度太快，并且由于底切，蚀刻造成腐蚀和尖端。相反，当添加的氧化镓高于40重量%时，不能实现能够经受直流（DC）溅射的靶。更优选地，添加范围为15重量%到30重量%的氧化镓。

根据本发明的实施例，氧化镓均匀地分布在氧化锌中，氧化镓粒料（aggregate）以1μm或更小的尺寸分布在烧结物中。因此，由于烧结物具有10%或更低的局部电阻均匀性以及-10%到+10%的范围的组成均匀性，因此可以通过使用靶沉积的阻挡层实现相同的特性。另外，根据本发明的实施例，烧结物可以包含从诸如In和Al的一些第III族元素及诸如Zr、Si和Sn的一些第IV族元素中选择的至少一种。

背板是用于支撑烧结物的构件，并且可以由Cu制成，优选地，可以由不含氧的Cu、Ti或具有优异的导电率和导热率的不锈钢制成。背板使用由例如In制成的结合材料结合到烧结物的后表面，由此形成氧化锌基溅射靶。

包括烧结物和背板的氧化锌基溅射靶具有100Ω·cm或更低的电阻率。另外，根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶具有5.3g/cm³以上的高密度。因此，氧化锌基溅射靶的特征在于：当应用高功率密度时，例如，当应用0.1W/cm²到8W/cm²范围的功率密度时，在DC溅射过程中，可以稳定地执行放电，而没有异常放电。另外，由于根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶具有较少的黑化（黑化是通用溅射靶的标准），因此使在溅射沉积过程中因颗粒引起的缺陷最少。具有这些特性的氧化锌基溅射靶可以通过控制制造工艺而实现，稍后将针对制造氧化锌基溅射靶的方法对其更加详细地描述。

如上所述，根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶用于TFT中的氧化锌基阻挡层的沉积。TFT包括形成栅电极、源电极和漏电极以及栅极线、源极线和漏极线的Cu层以及或者沉积在Cu层上的氧化物层或保护层。当例如由SiO_x制成的氧化物层沉积在Cu层上时，Cu层中的Cu与氧反应，形成CuO_x。当在Cu反应过程中形成CuO_x时，Cu层褪色并且Cu层接触氧化物层的能力劣化，从而氧化物层剥离或者TFT的特性劣化。因此，在制造TFT期间，当使用根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶在Cu层上沉积氧化锌基阻挡层时，能够减少Cu层和氧化物层之间的反应。这里，使用根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层具有

到

范围的晶体尺寸。另外，阻挡层可以沉积到30nm到50nm的厚度范围。在这种情况下，阻挡层的导电率在100Ω·cm到1×10^-4Ω·cm的范围。为了实现阻挡层的这些特性，优选的是，使用根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶沉积阻挡层并且在溅射期间以预定比率混合Ar气和氧气。

虽然根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶可以根据制造条件形成单相的阻挡层或者多相的阻挡层，但是可以形成基本上由六方层状化合物组成的阻挡层。由于晶体在氧化锌基晶体结构中沿c轴取向，所以使用弱酸容易地蚀刻使用氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层。因此，能够通过调节蚀刻溶液的浓度和/或调节靶的组成容易地控制蚀刻速度。因此，可以使用现有的用于蚀刻Cu层的蚀刻溶液而不用增加单独的工艺在批量工艺（batch process）中与Cu层一起蚀刻阻挡层。这可以有助于使TFT制造工艺容易和简化。这里，为了改善阻挡层的蚀刻特性，沉积的阻挡层可以在200℃到400℃的温度范围下热处理10分钟到120分钟。

下面将给出对制造根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶的方法的描述。

为了实现使用上述根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶沉积并形成的阻挡层的所有特性，氧化锌基溅射靶的制造条件必须被高度地控制。为此，制造根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶的方法包括浆料制备步骤、干燥步骤、成型步骤和烧结步骤。

浆料制备步骤是通过将氧化镓添加到氧化锌中来生产浆料的步骤，氧化镓的重量比的范围为浆料的10重量%到50重量%。浆料制备步骤可以分成第一分散步骤和第二分散步骤。

首先，在第一分散步骤中，将氧化镓混合到混合了蒸馏水和分散剂的混合溶液中，实施湿磨，使得分散的颗粒的平均直径（尺寸）范围为0.1μm到0.8μm，优选地是，范围为0.2μm到0.6μm。添加的分散剂的含量范围可以为氧化镓的0.1重量%到2重量%。这里，分散剂必须具有可以被容易地吸收在由湿磨产生的悬浮液中的氧化镓的表面上以及在接下来的工艺中将被添加的氧化锌的表面上的结构。为此目的，诸如柠檬酸或聚羧酸等的有机酸可以用作分散剂。需要分散剂维持悬浮液的pH，以实现氧化锌颗粒和氧化镓颗粒的高分散特性。为此，可以使用诸如聚羧酸盐的分散剂，例如聚丙烯酸铵盐或聚羧酸铵盐等。按照这种方式，第一分散步骤使氧化镓分散。

然后，在第二分散步骤中，将氧化锌添加到分散了氧化镓的悬浮液中使得氧化镓的重量比的范围为5重量%到40重量%，优选地是，15重量%到30重量%，将分散剂添加到所得的混合物中，使得分散剂的含量的范围为氧化锌的0.3重量%到2.5重量%，由此生成浆料。将浆料湿磨，使得颗粒的平均直径的范围为0.1μm到0.5μm。将要添加的分散剂的量与浆料的平均粒径紧密相关。具体地说，当未满足分散条件和粒径比时，不具有电特性的氧化锌和氧化镓趋向于粘结在由随后的工艺生成的烧结物的内部，由此使烧结物的局部电阻明显地增大。该结果会阻碍氧化锌基溅射靶或最终产物的可靠DC溅射，并且会对由此沉积的薄膜的组成的均匀性造成负面影响。另外，如在本发明的该实施例中，对氧化镓和浆料的分散粒径的调节与烧结温度紧密相关。当分散粒径未控制在上述的范围中时，在热烧结过程中，会引起氧化锌的非正常挥发。

当第二分散步骤完成时，将粘结剂添加到所得的浆料中。添加粘结剂，以维持在将浆料干燥成粉末之后对浆料进行成型的工艺中的压坯（compact）的强度。粘结剂可以被实施为聚乙烯醇或聚乙二醇等。添加的粘结剂的含量范围可以为浆料中的氧化镓和氧化锌粉末的0.01重量%到5重量%，优选地，0.5重量%到3重量%。添加的粘结剂的量对烧结物的烧结密度具有很大的影响。当添加的粘结剂的量超过该范围时，在对粒状粉末进行成型的工艺中，成型密度降低，导致烧结密度降低。降低的烧结密度意味着在烧结物内部形成了引起局部高电阻的气孔。这在制造可以经受DC溅射的氧化锌基溅射靶的过程中也作为妨碍因素。

在本发明的该实施例中以逐步方式执行湿磨的原因如下所述。由于干燥的原粉末具有不同的平均粒径和不同水平的硬度和内聚力，因此当干燥的原粉末的这些物质混合在一起并立刻进行湿磨时，难以控制每种具有预期粒径的原粉末。然后，在制造烧结物的过程中，氧化镓没有均匀地在氧化锌基质中扩散并且发生局部团聚，由此劣化了靶的电特性和机械性能。因此，为了克服该问题，浆料制备步骤按下面的逐步方式实施：通过顺序地将杂质放入到水体系中，以均匀地分散成预期的粒径，随后最后将氧化锌添加到所得的混合物中，使得氧化锌可以分散，并且氧化镓可以与氧化锌均匀地混合。即，浆料制备步骤被分成第一分散步骤和第二分散步骤。

随后的干燥步骤是通过干燥浆料形成粒状粉末的步骤。在该步骤中，能够通过喷雾干燥法使浆料干燥来产生粒状粉末。

接下来，成型步骤是将粒状粉末成型成压坯的步骤。该步骤使用冷压（液压机）和通过冷等静压制（CIP）使粒状粉末成为压坯。

接下来的烧结步骤是将压坯烧结成为烧结物的步骤。烧结步骤在空气或氧气的气氛中在1400℃到1600℃的温度下烧结压坯。如上所述的烧结温度指的是在制造氧化镓掺杂的氧化锌基靶的过程中靶的电阻被控制在1×10^-3Ω到50Ω的可使用DC溅射的范围的温度。可以实施像这样的烧结步骤，使得它带来高密度和低电阻。

最后，当按该方式生产的烧结物结合到背板时，完成了根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶的制造。根据本发明实施例制造的氧化锌基溅射靶的电阻率为100Ω·cm或更低，从而当通过DC溅射制造TFT时阻挡层可以可靠地形成在Cu层上。形成阻挡层时感应的DC溅射的功率密度可以在0.1W/cm²到8W/cm²的范围内自由调节。虽然能够在该范围外进行辉光放电，但是会发生诸如异常放电的缺陷的可能性很高并且在靶中会形成裂纹的可能性非常高。因此，不适于在该范围外将其应用于工业。

当使用根据本发明实施例制造的氧化锌基溅射靶通过DC溅射沉积薄膜（即，阻挡层）时，阻挡层的电阻率可以根据组成在30nm的厚度下处于100Ω·cm到1×10^-4Ω·cm的范围中。当使用氧化锌基溅射靶沉积阻挡层时，室的基础真空度必须控制在1×10^-7托到1×10^-5托的范围内。虽然随着初始真空度更高而可以生产品质更高的薄膜，但是在工业设施中维持超高的真空水平导致成本增加。因此，当真空度维持在上述水平时，可以使用根据本发明实施例制造的氧化锌基溅射靶产生高品质阻挡层。另外，诸如氧气的反应气体可以与Ar气一起供给，以在沉积期间控制阻挡层的结晶度和电阻。在如上所述地沉积之后，阻挡层可以在200℃到400℃的温度范围下热处理。

在使用根据本发明实施例制造的氧化锌基溅射靶如上所述地沉积或热处理的阻挡层中，在TFT处理期间，在使用用于蚀刻Cu层的化学剂蚀刻时，在下层和上膜层之间既没有形成底切也没有形成尖端。当蚀刻速度太慢时，大规模生产率降低。相反，当蚀刻速度太快时，难以控制进程。当阻挡层在使用根据本发明实施例的氧化锌基溅射靶形成之后被蚀刻时，蚀刻可以被控制在合适的速度下。因此，这可以防止因不均匀蚀刻导致的问题。

示例1

以溅射靶的20重量%的含量将平均粒径为4μm的氧化镓添加到以氧化镓的1.0重量%的含量添加了分散剂的蒸馏水中。所得混合物通过湿磨磨碎或分散，使得分散的颗粒的平均直径变为0.3μm。在此之后，添加平均粒径为0.5μm的氧化铟和含量为氧化锌的0.5重量%的分散剂，湿磨所得混合物，使得分散颗粒的最终直径变为0.2μm。这里使用的分散剂是聚丙烯酸铵盐。在生产出最终的氧化锌基浆料混合物之后，添加1.0重量%的聚醋酸乙烯酯（PVA）和0.5重量%的聚乙二醇（PEG）作为粘结剂。再一次实施研磨，由此产生均匀的浆料。然后，通过喷雾干燥法将浆料制成粒状粉末，使用轴向压制压缩粒状粉末，随后冷等静压制。

按顺序，将所得的压坯在空气或氧气的气氛下在1550℃烧结15小时。当完成烧结后，烧结物的电阻率为5.0×10^-3Ω·cm，并且烧结密度为5.67g/cm³。通过电子探针微观分析仪（EPMA）分析对分散在制得的烧结物中的氧化锌内部的氧化镓粒料进行检查，结果在图1中示出。参照图1，可以认识到的是，分散在氧化锌基质内部的氧化镓颗粒全部以1μm或更小的尺寸均匀地分散。

示例2

根据示例1制造的烧结物结合到由Cu制成的背板，并且使用所得的结构实施溅射。控制溅射条件，使得室的基础压力为1×10^-6托，并且工作压力为0.5Pa。能够通过在纯Ar气氛中在100℃下引起等离子体放电进行沉积。这里，靶的尺寸为565mm×690mm，感应功率为DC10kW。所得的薄膜在基底上沉积30nm的厚度。其上沉积薄膜的基底是包括一块无碱玻璃和预先形成在该玻璃上的氧化铟镓锌（IGZO）层的玻璃基底。样品（a）通过在镓掺杂氧化锌（GZO）薄膜（以30nm的厚度沉积在IGZO层上）上沉积Cu或电极材料来制备，而样品（b）通过在IGZO层上沉积Cu来制备。对Cu是否扩散到IGZO层中来执行二次离子质谱仪（SIMS）分析，结果在图2A和图2B中示出。参照图2A，可以认识到的是，由于镓掺杂氧化锌（GZO）薄膜而防止了Cu扩散。相反，参照图2B，可以认识到的是，当Cu沉积在纯IGZO层上时，Cu组分扩散到IGZO层中。

另外，对于TFT结构，为了检查使用根据本发明的溅射靶沉积的阻挡层在当SiO_x层沉积在源电极和漏电极上时是否对Cu起到保护层的作用，使用包括一块无碱玻璃和沉积在该玻璃上的Cu层的基底制备样品（a）和样品（b）。样品（a）通过使用根据本发明的溅射靶在基底上沉积氧化镓掺杂氧化锌（GZO）薄膜然后通过化学气相沉积（CVD）沉积SiO_x薄膜来制备，而样品（b）通过在基底上沉积氧化铟掺杂氧化锌（IZO）薄膜然后通过CVD沉积SiO_x薄膜来制备。样品（a）和样品（b）使用Cu蚀刻溶液来蚀刻。对是否留下残留物执行透射电子显微镜（TEM）分析，结果在图3A和图3B中示出。参照图3A和图3B，可以看出的是，仅在图3B中的对比示例中留下残留物。

图4A、图4B、图5A和图5B是示出当位于Cu电极上的阻挡层的材料改变时是否形成CuO_x的观察结果的照片，其中，图4A和图4B示出在使用根据本发明的溅射靶将阻挡层沉积在Cu电极上之后SiO_x薄膜沉积在阻挡层上之前和之后的状态，图5A和图5B示出在使用Cu-Mn靶将阻挡层沉积在Cu电极上之后SiO_x薄膜沉积在阻挡层上之前和之后的状态。对比图4A和图4B，在沉积SiO_x薄膜之前和之后没有变化。相反，对比图5A和图5B，可以看出的是，在沉积SiO_x薄膜之前和之后，装置有所变化。换言之，当氧化镓掺杂氧化锌基阻挡层使用根据本发明的溅射靶溅射形成在Cu电极上时，即使形成了SiO_x薄膜，Cu电极和SiO_x薄膜之间的反应由于阻挡层而得以减少。相反，当Cu-Mn阻挡层形成在Cu电极上时，该阻挡层对减少Cu电极和SiO_x薄膜之间的反应并没有帮助，从而由于Cu和SiO_x之间的反应导致形成CuO_x。这因此劣化了Cu电极和SiO_x薄膜之间的接触特性并因而劣化了TFT特性。

已经相对附图给出了对本发明的特定的示例性实施例的前面的描述。这些实施例并不意图是穷举性的或者将本发明局限于所公开的精确形式，并且明显的是，在以上教导的启示下，本领域普通技术人员能够做出许多修改和变化。

因此，本发明的范围并不意图局限于前述的实施例，而是意图由权利要求和它们的等同物所限定。

Claims (21)

1.一种氧化锌基溅射靶，所述氧化锌基溅射靶包括：

烧结物，包括掺杂有氧化镓的氧化锌，氧化镓的含量范围为烧结物的10重量%到50重量%；

背板，结合到烧结物的后表面，以支撑烧结物。

2.如权利要求1所述的氧化锌基溅射靶，其中，溅射靶的电阻率为100Ω·㎝或更低。

3.如权利要求2所述的氧化锌基溅射靶，溅射靶能够用于直流溅射。

4.如权利要求3所述的氧化锌基溅射靶，其中，在直流溅射期间应用的功率密度的范围为0.1W/cm²到8W/cm²。

5.如权利要求1所述的氧化锌基溅射靶，其中，溅射靶的密度为5.3g/cm³或更高。

6.如权利要求1所述的氧化锌基溅射靶，其中，氧化镓的粒料以1μm或更小的尺寸分布在烧结体内部。

7.如权利要求1所述的氧化锌基溅射靶，其中，烧结体包括从第III族元素和第IV族元素中选择的至少一种。

8.一种制造包括电极和氧化物半导体层的薄膜晶体管的方法，所述方法包括使用如权利要求1所述的氧化锌基溅射靶在电极和氧化物半导体层之间沉积阻挡层的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，其中，阻挡层具有到

的晶体尺寸范围。

10.如权利要求8所述的方法，其中，阻挡层沉积的厚度范围为30nm到50nm。

11.如权利要求10所述的方法，其中，阻挡层的电阻率范围为100Ω·cm到1×10^-4Ω·cm。

12.如权利要求8所述的方法，其中，电极包括Cu。

13.一种制造氧化锌基溅射靶的方法，所述方法包括下述步骤：

通过将氧化镓添加到氧化锌中来制备浆料，氧化镓的含量范围为浆料的10重量%到50重量%；

通过将浆料干燥来形成粒状粉末；

将粒状粉末成型为压坯；

将压坯烧结为烧结物。

14.如权利要求13所述的方法，其中，制备浆料的步骤包括：

将氧化镓与蒸馏水和第一分散剂的混合溶液进行混合随后进行湿磨的第一分散步骤；

通过将由第一分散步骤产生的悬浮液与第二分散剂和氧化锌混合形成浆料随后进行湿磨的第二分散步骤。

15.如权利要求14所述的方法，其中，第一分散步骤包括执行湿磨，使得氧化镓的平均粒径的范围为0.2μm到0.6μm。

16.如权利要求14所述的方法，其中，第一分散步骤包括以范围为氧化镓的0.1重量%到2重量%的含量添加第一分散剂。

17.如权利要求14所述的方法，其中，第二分散步骤包括以范围为氧化锌的0.3重量%到2.5重量%的含量添加第二分散剂。

18.如权利要求14所述的方法，其中，控制第二分散步骤，使得浆料的平均粒径的范围为0.1μm到0.5μm。

19.如权利要求14所述的方法，其中，制备浆料的步骤还包括将粘结剂添加到浆料中。

20.如权利要求13所述的方法，其中，烧结压坯的步骤包括在空气或氧气气氛下在1400℃到1600℃的温度范围下烧结压坯。

21.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括电极、阻挡层和氧化物半导体层，其中，阻挡层设置在电极和氧化物半导体层之间，并且包括掺杂有氧化镓的氧化锌，氧化镓的含量范围为阻挡层的5重量%到40重量%。

Images