CN104005000A - 氧化锌基溅射靶及其制备方法和薄膜晶体管 - Google Patents

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Abstract

提供了一种氧化锌基溅射靶、一种制备氧化锌基溅射靶的方法以及一种包括通过氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管。所述氧化锌基溅射靶包括烧结体,所述烧结体由掺杂大约1%w/w至大约50%w/w范围内的氧化铟的氧化锌组成。背衬板结合到烧结体的背面。背衬板支撑烧结体。

Description

氧化锌基溅射靶及其制备方法和薄膜晶体管
本申请要求于2013年2月27日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0020890号韩国专利申请的优先权,该韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种氧化锌基溅射靶,更具体地讲,涉及一种制备氧化锌基溅射靶的方法以及一种包括通过该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管。
背景技术
液晶显示装置或电致发光显示装置提供高显示性能和低功率消耗。液晶显示装置或电致发光显示装置被广泛用于蜂窝电话、个人计算机、文字处理机和电视机。此类显示装置可以通过晶体管来驱动,所述晶体管包括由精细图案形成的薄膜晶体管(TFT)。
精细图案的电极可以是例如栅电极、源电极和漏电极。示例性电极材料可包括铝、钼等。然而,对于高清显示器而言,会需要具有高导电率的材料。铜,与其他金属材料相比具有相对高的电导率并且较便宜,可被用作电极材料。
铜电极具有优异的电导率,因此即使当铜电极比其他电极薄时也能实现同样的特性。于是,在加工中可以减少节拍时间,并且也可以降低生产成本。铜电极可应用于要求高电导率规格的产品。
然而,铜电极具有与其他材料的高反应性。因此,在TFT构造中,铜原子可以在铜电极上部或下部上的由其他材料形成的层中到处扩散。铜电极可以与其他层反应,因此会发生TFT性能劣化的问题。当保护层(被称为,例如钝化层)被沉积在源电极的顶表面和漏电极的顶表面时,铜会被氧化,并且与保护层的接触会减弱。从而,会发生诸如保护层分层和TFT性能劣化的问题。
因此,阻挡层的引入关系到铜电极的形成。
发明内容
提供了本发明的示例性实施例。提供了一种氧化锌基溅射靶,所述氧化锌基溅射靶可执行直流(DC)溅射,并且可增强通过所述氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的接触特性和蚀刻特性。提供了一种制备所述氧化锌基溅射靶的方法以及一种包括所述阻挡层的薄膜晶体管(TFT)。
根据本发明的示例性实施例,一种氧化锌基溅射靶包括烧结体,所述烧结体包括用基于氧化锌重量的大约1%w/w至大约50%w/w范围内的氧化铟掺杂的氧化锌。背衬板结合到烧结体的背面,背衬板支撑烧结体。
根据本发明的示例性实施例,所述烧结体可以具有小于1×10-2Ω·㎝以下的电阻率。
根据本发明的示例性实施例,所述氧化锌基溅射靶可能够执行直流(DC)溅射。
根据本发明的示例性实施例,可以向所述氧化锌基溅射靶施加大约0.1W/cm2至大约8W/cm2范围内的功率密度。
根据本发明的示例性实施例,所述烧结体可具有5.6g/cm3以上的密度。
根据本发明的示例性实施例,氧化铟的聚集体可以以小于1μm的尺寸分散在所述烧结体内。
根据本发明的示例性实施例,所述烧结体可以包括属于元素周期表第3族的一种或更多种元素,或者可以包括属于元素周期表第4族的一种或更多种元素,或者可以包括来自元素周期表第3族或第4族的两种或更多种元素的组合。
根据本发明的示例性实施例,一种薄膜晶体管包括铜层,所述铜层包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线。阻挡层通过使用氧化锌基溅射靶的溅射沉积在铜层上。所述氧化锌基溅射靶具有烧结体,所述烧结体包括用基于氧化锌重量的大约1%w/w至大约50%w/w范围内的氧化铟掺杂的氧化锌。氧化物层沉积在阻挡层的顶部上。
根据本发明的示例性实施例,所述阻挡层可以具有大约10μm至大约5000μm范围内的晶体尺寸。
根据本发明的示例性实施例,所述阻挡层具有大约30nm至大约50nm范围内的厚度。
根据本发明的示例性实施例,所述阻挡层具有大约1×10-1Ω·㎝至大约1×10-3Ω·㎝范围内的电阻率。
根据本发明的示例性实施例,一种制备氧化锌基溅射靶的方法包括将基于氧化锌重量的大约1%w/w至大约50%w/w范围内的氧化铟添加到氧化锌中。所述方法包括将浆体干燥成粒状粉末。所述方法包括将粒状粉末成型成成型体,并且将成型体烧结成烧结体。
根据本发明的示例性实施例,所述方法可包括第一分散,在该步骤中,通过将第一量的氧化锌与蒸馏水和第一分散剂的溶液相混合来形成悬浮物,然后将所述悬浮物湿磨。所述方法可包括第二分散,在该步骤中,将第二分散剂和第二量的氧化铟混合在由第一分散步骤获得的悬浮物中以制备浆体,然后将所述浆体湿磨。
根据本发明的示例性实施例,在第一分散步骤中,第一量的氧化锌的平均粒度可以保持在大约0.1μm至大约0.8μm的范围内。
根据本发明的示例性实施例,在第一分散步骤中,可以以基于氧化锌重量的大约0.1%w/w至大约2%w/w的范围添加所述第一分散剂。
根据本发明的示例性实施例,在第二分散步骤中,可以以基于氧化铟重量的大约0.3%w/w至大约2.5%w/w的范围添加所述第二分散剂。
根据本发明的示例性实施例,在第二分散步骤中,可以将所述浆体控制成具有大约0.1μm至大约0.5μm范围内的平均粒度。
根据本发明的示例性实施例,所述方法可包括向浆体中添加粘合剂。
根据本发明的示例性实施例,烧结成型体的步骤可在空气和氧气的气氛中在大约1200℃至大约1500℃范围内的温度下执行。
根据本发明的示例性实施例,一种薄膜晶体管(TFT)包括铜电极、沉积在铜电极上的氧化物层、以及通过如上所述的氧化锌基溅射靶沉积在铜电极上的氧化锌基阻挡层,所述氧化锌基阻挡层适合于抑制铜向氧化物层中的扩散。
附图说明
参照附图,通过对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的上述和其他特征将变得更加清楚,在附图中:
图1是示出用电子探针显微分析仪(EPMA)分析烧结体的结果的图像,所述烧结体是通过根据本发明的示例性实施例的制备溅射靶的方法而制备的;
图2是示出与通过根据本发明的示例性实施例的溅射靶沉积的阻挡层有关的蚀刻试验结果的透射电子显微镜(TEM)图像;
图3中的(a)和(b)是举例说明阻挡层对铜氧化的效果的电子显微镜图像,其中所述阻挡层是根据本发明的示例性实施例而沉积的;以及
图4中的(a)和(b)是用于观察阻挡层对铜氧化的效果的电子显微镜图像,其中所述阻挡层是通过由铜合金和锰合金形成的溅射靶沉积的阻挡层。
具体实施方式
以下,将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而,本发明不应被理解为限于在此阐述的示例性实施例,而可以以不同形式体现。
根据本发明的示例性实施例,氧化锌基溅射靶可以是用于沉积氧化锌基阻挡层的靶。在可构成包括铜电极的平板显示器的薄膜晶体管(TFT)的制造工艺中,氧化锌基溅射靶可用于形成阻挡层。阻挡层可抑制铜向氧化物层中的扩散。阻挡层可以是形成在栅电极、源电极、漏电极或金属布线上的保护层。阻挡层可抑制铜与氧化物层的反应。由于阻挡层具有高透射率并且可在现有蚀刻条件下与铜同时被蚀刻,因而阻挡层可应用于显示器。阻挡层可调节蚀刻速率以防止诸如底切和尖端的问题的发生。
以上所述的氧化锌基溅射靶可包括烧结体和背衬板(backing plate)。
烧结体可由以大约1%w/w(即,wt%)至大约50%w/w范围掺杂了氧化铟的氧化锌形成。当以小于1%w/w的范围掺杂氧化铟时,由此沉积的氧化锌基阻挡层会具有低电阻率并因此会适合用作透明导电层。阻挡层可以具有用于制造TFT的快速蚀刻速率,因此在蚀刻工艺中会发生诸如被底切或尖端所侵蚀的问题。当以大于50%w/w的范围掺杂氧化铟时,所述靶可能无法执行直流(DC)溅射工艺。因此,可在氧化锌中例如以大约20%w/w至大约40%w/w的范围内掺杂氧化铟。能够执行直流(DC)溅射的氧化锌基溅射靶可改善通过该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的接触特性和蚀刻特性。
根据本发明的示例性实施例,氧化铟可均匀地分散在氧化锌中。在烧结体内分散的氧化铟的聚集体可具有小于1μm的尺寸。烧结体电阻的局部均匀性可在大约0%至大约10%的范围内,组成物的均匀性也可在大约0%至大约10%的范围内。因此,通过烧结体沉积的阻挡层也可具有均匀的特性。根据本发明的示例性实施例,烧结体可包括属于元素周期表的第3族和/或第4族的元素。例如,第3族元素可包括镓(Ga)和/或铝(Al),第4族元素可包括锆(Zr)、硅(Si)和/或锡(Sn)。
根据本发明的示例性实施例,烧结体可具有等于或小于1×10-2Ω·㎝的电阻率和5.6g/cm3或更大的密度。包括以上所述的烧结体的溅射靶可具有稳定的放电特性,在施加功率密度在大约0.1W/cm2至大约8W/cm2范围内的DC溅射工艺中没有异常放电。
背衬板是可以支撑烧结体的构件。背衬板可由高导电率和高热导率的铜形成。背衬板可由例如无氧铜、钛或不锈钢形成。例如,背衬板可以通过利用由铟形成的粘合材料粘合到烧结体的背面,以形成氧化锌基溅射靶。
包括烧结体和背衬板的氧化锌基溅射靶很少会频繁引起黑化现象。黑化现象典型地发生在普通溅射靶中。因此,在溅射沉积工艺期间可以减少颗粒缺陷。可通过控制制造工艺来制备氧化锌基溅射靶,这将在下文更详细地描述。
根据本发明的示例性实施例,氧化锌基溅射靶可以用于包括在TFT中的氧化锌基阻挡层的沉积中。TFT可包括铜层和保护层。铜层可包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线,保护层可作为氧化物层被沉积在铜层的顶部上。当SiOx基氧化物(氧化硅)层被沉积在铜层的顶部上时,来自铜层的铜可与氧化物层反应并因此可以形成CuOx。当通过铜与氧化物层的反应形成CuOx时,铜层会脱色,并且铜层与氧化物层之间的接触会减弱。因此,诸如氧化物层的分层和TFT性能的劣化的问题就会发生。当在TFT的制造工艺期间通过利用氧化锌基溅射靶在铜层的顶部上沉积氧化锌基阻挡层时,铜层和氧化物层之间的反应可被抑制。
通过氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层可具有大约10μm至大约5000μm范围内的晶体尺寸。阻挡层可以被沉积为大约30nm至大约50nm的范围内的厚度。阻挡层可以具有大约1×10-1Ω·㎝至大约1×10-3Ω·㎝范围内的电阻率。为了形成阻挡层,除采用氧化锌基溅射的沉积之外,还可以以预定比率混合氩气和氧气以执行溅射。
在本发明的示例性实施例中,氧化锌基溅射靶可以根据制备条件形成单相或复合相的阻挡层。阻挡层可由六边形层状化合物组成。当执行蚀刻时,可以用弱酸对通过氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层进行蚀刻。因此,可通过调节蚀刻溶液(例如,以弱酸为例)的浓度和组成来控制蚀刻速率。在本发明的示例性实施例中,针对阻挡层的蚀刻的蚀刻速率可控制在大约1埃/秒至大约500埃/秒的范围内,例如,大约5埃/秒至大约500埃/秒的范围内。因此,可使用用于形成铜层的现有蚀刻溶液将阻挡层与铜层同时蚀刻,而无需进一步的工艺。因此,阻挡层可以有助于TFT制造工艺的简化和易化。为了改善阻挡层的蚀刻特性,例如,可以在大约200℃至大约400℃范围内的温度下对阻挡层热处理大约10分钟至大约120分钟。
以下,将详细描述制备氧化锌基溅射靶的方法。
如上所述,为了实现本发明的示例性实施例中的通过氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的特性,需要高度控制制备氧化锌基溅射靶的方法。所述方法包括制备浆体、干燥、成型和烧结。
在制备浆体的步骤中,可将基于氧化锌重量的大约1%w/w至大约50%w/w范围内的氧化铟添加到氧化锌中。制备浆体可包括第一分散和第二分散。
在第一分散的步骤中,可以将氧化锌与蒸馏水和第一分散剂的溶液混合,然后可将氧化锌湿磨以具有大约0.1μm至大约0.8μm范围内的平均分散尺寸。添加的分散剂的量可在基于氧化锌重量的大约0.1%w/w至大约2%w/w的范围内。可将分散剂构造为容易被吸收在氧化锌和/或氧化铟的表面上。可将分散剂后续添加到通过湿磨法制备的包括氧化锌和/或氧化铟的悬浮物中。可将诸如柠檬酸和/或聚羧酸的有机酸用作分散剂。为了实现氧化锌颗粒和氧化铟颗粒的高分散特性,分散剂实际上可以保持悬浮物的pH。可将聚羧酸的盐、聚丙烯酸酯的铵盐或聚丙烯酸酯的胺盐用作分散剂。在第一分散中,氧化锌可以如上所述地被分散。
在第二分散的步骤中,可将大约1%w/w至大约50%w/w(例如,大约20%w/w至大约40%w/w)范围内的氧化铟添加到其中分散有氧化锌的悬浮物中。然后,可以向其中添加基于氧化锌重量的大约0.3%w/w至大约2.5%w/w的范围内第二分散剂,以制备浆体。然后,可以将浆体湿磨成具有大约0.1μm至大约0.5μm范围内的平均粒度。添加的分散剂的量和浆体的平均粒度可彼此密切相关。当分散条件和粒度比率之间不相符时,由于烧结体内的没有电性质的氧化锌和氧化铟的聚集,导致通过后续工艺制备的烧结体会具有局部迅速增大的电阻。因此,会破坏制备出的氧化锌基溅射靶的稳定DC溅射,并且会影响作为通过氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜的组成均匀性。在本发明的示例性实施例中,氧化铟颗粒和浆体颗粒两者的分散尺寸的调节会与烧结温度密切相关。当分散颗粒的尺寸不在上述范围内时,在高温烧结过程中会引起氧化锌的异常挥发。
可以向完成第二分散之后制得的浆体中添加粘合剂。可将粘合剂添加到浆体中,以保持在浆体被干燥并制成粉末后进行的成型工艺期间形成的成型体的成型强度。粘合剂的示例是聚乙烯醇和聚乙二醇。这里,可以以大约0.01%w/w至大约5%w/w(例如,大约0.5%w/w至大约3%w/w)的范围添加粘合剂。粘合剂的量可基于浆体中的氧化铟粉末和氧化锌粉末的重量。粘合剂的量可以影响烧结体的烧结密度。当粘合剂的量不在上述范围内时,成型密度会在粒状粉末的成型过程中减小,并且烧结密度也会减小。烧结密度的减小可以指的是在烧结体的内部形成孔隙,并在此处会造成局部高电阻。因此,当制备可执行DC溅射的氧化锌基溅射靶时,孔隙会成为阻碍。
湿磨可在根据本发明的示例性实施例的分开的步骤中执行如下。干燥的粉状材料的平均粒度可以彼此不同,并且粉末本身的硬度和凝聚力可以不同。因此,当所有材料被立刻混合并进行湿磨时,将会难以按所期望地控制每种粉状材料的颗粒尺寸。当制备烧结体时氧化铟可能不会均匀地分散在氧化锌基质中,并且发生局部聚集现象。因此,靶的电性能和化学性能会降低。为了使氧化铟在氧化锌中均匀地分散,可通过第一分散和第二分散来进行分散。
在制备氧化锌基溅射靶的方法中,浆体的干燥指的是将浆体被干燥成粒状粉末。例如,可将浆体喷雾干燥成粒状粉末。
在制备氧化锌基溅射靶的方法中,粒状粉末的成型指的是粒状粉末被成型为成型体。例如,可通过冷压机(即,油压机)和/或冷等静压机来使粒状粉末成型。
在制备氧化锌基溅射靶的方法中,成型体的烧结指的是成型体被烧结而制成烧结体。例如可在空气中或氧气的气氛中在大约1200℃至大约1500℃范围内的温度下烧结成型体。关于掺杂氧化铟的氧化锌基溅射靶的制造工艺,可控制烧结温度以提供大约1×10-3Ω至大约50Ω范围内的使DC溅射可能发生的靶电阻。成型体的烧结可作为具有高密度和低阻抗的工艺来进行。
根据本发明的示例性实施例,当将烧结体粘合到背衬板时,氧化锌基溅射靶的制造可得以完成。
包括烧结体的氧化锌基溅射靶可以具有小于1×10-2Ω·㎝的电阻率。因此,当用DC溅射来制造TFT时,阻挡层可以在铜层的顶部上稳定地形成为膜。在膜形成的过程中,DC溅射的施加功率密度可以保持在大约0.1W/cm3至大约8W/cm3的范围内。当施加的功率密度不在上述范围内时会发生辉光放电,但是会发生诸如异常放电的问题。因此,靶会含有裂缝,从而不值得工业使用。
当通过利用氧化锌基溅射靶的DC溅射来沉积阻挡层时,针对30nm的厚度,阻挡层可获得大约1×10-1Ω·㎝至大约1×10-3Ω·㎝范围内的电阻率。当通过氧化锌基溅射靶来沉积阻挡层时,室中的真空基准压强可保持在大约1×10-7托至大约1×10-5托。例如,当真空基准压强在上述范围内时,可通过利用氧化锌基溅射靶获得高质量的阻挡层。当沉积阻挡层时,可注入类氧反应气体和/或氩气以控制阻挡层的结晶度和电阻。可在大约200℃至大约400℃范围内的温度下对沉积的阻挡层进行热处理,以增强蚀刻特性。
由于在TFT制造工艺期间用于蚀刻铜层的蚀刻剂在上层和底层之间蚀刻时的优异的直线性能力,使得通过根据本发明的示例性实施例的氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层和热处理后的阻挡层不会引起诸如底切或尖端的问题。当蚀刻速率过慢时,批量生产会减少。相反,当蚀刻速率过快时,工艺会难于控制。当利用根据本发明的示例性实施例的氧化锌基溅射靶形成阻挡层并根据本发明的示例性实施例执行蚀刻时,蚀刻速率可保持在大约1埃/秒至大约500埃/秒的范围内。因此,可防止由不均匀的蚀刻引起的问题。
示例1
将平均粒度为0.5μm的氧化锌添加到蒸馏水中,该蒸馏水包括基于氧化锌重量的1.0%w/w的分散剂。基于用于溅射靶的烧结体总重量的65%w/w、70%w/w和75%w/w来添加氧化锌。然后,利用湿磨将氧化锌压碎并分散为具有0.2μm的平均粒度。接下来,向其中添加平均粒度为0.5μm的基于氧化锌和氧化铟的重量的0.5%w/w的分散剂,并将其湿磨成具有0.2μm的最终分散粒度。这里,分散剂是聚丙烯酸酯的胺盐。在得到最终的氧化锌基浆体后,添加1.0%w/w的PVA和0.5%w/w的PEG作为粘合剂,随后再一次研磨,以制备均匀浆体。然后,将浆体喷雾干燥成粒状粉末,再通过轴流式压缩机压缩以执行冷等静压成型。
接下来,将成型体在空气和氧的气氛中在1400℃的温度下烧结20小时。完成烧结后的成型体的电阻率分别为4.7×10-3Ω·㎝、7.3×10-3Ω·㎝和8.0×10-3Ω·㎝,它们的烧结密度分别为5.72g/cm3、5.81g/cm3和5.91g/cm3。根据用电子探针显微分析仪(EPMA)对烧结体的分析,观察分散在氧化锌中的氧化铟的聚集体,并且其结果显示在图1中。参照图1,氧化铟在氧化锌基质中均匀地分散,并且氧化铟颗粒的尺寸全部小于1μm。
示例2
将示例1的烧结体粘合到由铜形成的背衬板上,以执行溅射。溅射条件包括1×10-6托的室真空基准压强和0.5Pa的操作压强。通过在纯氩气的气氛中在100℃的温度下引起等离子体放电经过溅射沉积膜。靶的尺寸是565mm×690mm,施加功率是DC10kW。薄膜被沉积为30nm的厚度。针对TFT结构,为了证实在源电极和漏电极的顶部上沉积SiOx的过程中,通过溅射靶沉积的阻挡层用作铜的保护层,采用了在非碱性玻璃上沉积有铜层的基底。利用溅射靶在基底上沉积包括氧化铟的氧化锌薄膜,然后利用化学气相沉积(CVD)法沉积SiOx薄膜。然后,用液态化学品执行蚀刻以将铜蚀刻成样品。通过透射电子显微镜观察是否有残余物留下。其结果显示在图2中。参照图2,确认在执行蚀刻后没有残余物。
图3和图4是显示根据用于在铜电极上形成阻挡层的溅射靶是否形成有CuOx的图像。图3中的(a)和(b)是在通过根据本发明的示例性实施例的溅射靶沉积的阻挡层上沉积SiOx之前和之后的图像。图4中的(a)和(b)是在利用铜-锰(Cu/Mn)溅射靶在铜电极上沉积的阻挡层上沉积SiOx之前和之后的图像。在图3中,沉积SiOx之前和之后没有变化。然而,在图4中,沉积SiOx之前和之后有了变化。也就是说,当利用根据本发明的示例性实施例的溅射靶在铜层上形成掺杂氧化铟的氧化锌基阻挡层时(在可以形成SiOx薄膜的情形下),铜电极和SiOx薄膜之间的反应可以通过阻挡层得以抑制。然而,当在铜电极上形成Cu/Mn基阻挡层时,Cu/Mn基阻挡层不会抑制铜电极和SiOx薄膜之间的反应。因此,通过反应可以形成CuOx,如图4中的(b)中变黑的区域所示,因此,除TFT特性的劣化之外,铜电极和SiOx薄膜之间的接触还会减弱。
如上所述,根据本发明的示例性实施例,将氧化铟掺杂在氧化锌中以制备可执行直流(DC)溅射的高密度溅射靶。
此外,当SiOx基氧化物保护层被沉积在铜电极(例如,栅电极、源电极和漏电极)的顶部上,并且在TFT制造工艺期间利用根据本发明的示例性实施例的溅射靶沉积阻挡层时,可以防止CuOx的形成,因此可以增强铜电极和保护层之间的接触。例如,根据本发明的示例性实施例的阻挡层可以应用于显示面板。可以在铜层上沉积具有高透射率的阻挡层。可以在铜层和氧化物保护层之间形成阻挡层。
利用根据本发明的示例性实施例的溅射靶形成的阻挡层可以与铜电极同时被蚀刻,并且可以调节蚀刻速率以防止发生诸如底切和尖端的问题。由于防止发生诸如以铜电极的侵蚀为例的问题的阻挡层的沉积,阻挡层可以有助于TFT制造工艺的简化和易化。通过根据本发明的示例性实施例的溅射靶沉积的阻挡层可以在铜电极图案化工艺期间被图案化,而无需进一步的工艺。
虽然已参照本发明的示例性实施例示出和描述了本发明,但本领域普通技术人员将清楚的是,可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种形式和细节上的变化。

Claims (20)

1.一种氧化锌基溅射靶,包括:
烧结体,包括掺杂有基于氧化锌重量的1%w/w至50%w/w范围内的氧化铟的氧化锌;以及
背衬板,背衬结合到烧结体的背面,背衬板支撑烧结体。
2.根据权利要求1所述的氧化锌基溅射靶,其中,所述烧结体具有1×10-2Ω·㎝或更小的电阻率。
3.根据权利要求2所述的氧化锌基溅射靶,其中,所述氧化锌基溅射靶能够执行直流溅射。
4.根据权利要求3所述的氧化锌基溅射靶,其中,向所述氧化锌基溅射靶施加0.1W/cm2至8W/cm2范围内的功率密度。
5.根据权利要求1所述的氧化锌基溅射靶,其中,所述烧结体具有5.6g/cm3或更大的密度。
6.根据权利要求1所述的氧化锌基溅射靶,其中,氧化铟的聚集体以小于1μm的尺寸分散在所述烧结体内。
7.根据权利要求1所述的氧化锌基溅射靶,其中,所述烧结体包括属于元素周期表第3族的一种或更多种元素,或者包括属于元素周期表第4族的一种或更多种元素,或者包括来自元素周期表第3族或第4族的两种或更多种元素的组合。
8.一种薄膜晶体管,包括:
铜层,包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线;
阻挡层,通过使用氧化锌基溅射靶的溅射沉积在铜层上,所述氧化锌基溅射靶具有烧结体,所述烧结体包括掺杂有基于氧化锌重量的1%w/w至50%w/w范围内的氧化铟的氧化锌;以及
氧化物层,沉积在阻挡层的顶部上。
9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管,其中,所述阻挡层具有10μm至5000μm范围内的晶体尺寸。
10.根据权利要求8所述的薄膜晶体管,其中,所述阻挡层具有30nm至50nm范围内的厚度。
11.根据权利要求10所述的薄膜晶体管,其中,所述阻挡层具有1×10-1Ω·㎝至1×10-3Ω·㎝范围内的电阻率。
12.一种制备氧化锌基溅射靶的方法,所述方法包括下述步骤:
制备浆体,其中,制备浆体的步骤包括将基于氧化锌重量的1%w/w至50%w/w范围内的氧化铟添加到氧化锌中;
将浆体干燥成粒状粉末;
将粒状粉末成型成成型体;以及
将成型体烧结成烧结体。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,制备浆体的步骤包括:
第一分散,在该步骤中,通过将第一量的氧化锌与蒸馏水和第一分散剂的溶液相混合来形成悬浮物,然后将所述悬浮物湿磨;以及
第二分散,在该步骤中,将第二分散剂和第二量的氧化铟混合在由第一分散步骤获得的悬浮物中以制备浆体,然后将所述浆体湿磨。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,在第一分散步骤中,第一量的氧化锌的平均粒度保持在0.1μm至0.8μm的范围内。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,在第一分散步骤中,第一分散剂是以基于氧化锌重量的0.1%w/w至2%w/w的范围添加的。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,在第二分散步骤中,第二分散剂是以基于氧化铟重量的0.3%w/w至2.5%w/w的范围添加的。
17.根据权利要求13所述的方法,其中,在第二分散步骤中,将所述浆体控制为具有0.1μm至0.5μm范围内的平均粒度。
18.根据权利要求13所述的方法,其中,制备浆体的步骤还包括向浆体中添加粘合剂。
19.根据权利要求12所述的方法,其中,烧结成型体的步骤是在空气和氧气的气氛中在1200℃至1500℃范围内的温度下执行的。
20.一种薄膜晶体管,包括:
铜电极;
氧化物层,沉积在铜电极上;以及
氧化锌基阻挡层,通过根据权利要求1所述的氧化锌基溅射靶沉积在铜电极上,所述氧化锌基阻挡层适合于抑制铜向氧化物层中的扩散。
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