CN110190133A - 圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器及其制备方法，制备了MgZnO薄膜，对太阳能电池逆变器的结构进行了设计，本发明逆变器的结构采用电极‑绝缘层‑沟道层‑电极的结构的组合形式，依次由Cr电极、SiO2衬底、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成。本发明相比传统的逆变器，具有较高的阻断电压以及夹断电压，并且安全无毒，适宜使用于日常生活中的太阳能发电中。本发明价格相较IGZO材料的价格低廉，适用于大规模太阳能电池中。本发明的衬底使用的是玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜，所以相比传统太阳能电池，在美观程度上具有较大的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种ZnO薄膜晶体管及其制备方法，特别是涉及一种高电压透明镁(Mg)掺杂ZnO薄膜晶体管及其制备方法，应用于无机非金属材料电子器件制造工艺领域。
背景技术
几十年来，太阳能一直是寻求替代化石燃料能源作为可持续和清洁能源的领先技术。然而，成本和效率仍然是光伏(PV)电池遇到的主要问题。将直流电转变为交流电的功率逆变器是光伏电池发电系统的重要组成部分。现阶段光伏电池功率逆变器主要基于高功率的硅基、氮化镓基绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属-氧化物半导体场效应晶体管(MESFET)等为主。这些功率逆变器成本很高，占整个光伏系统总成本的10％以上。正是由于功率逆变器的高成本，目前光伏发电系统一般采用很多光伏组串集中逆变或组串逆变的方式，这种方式容易受到组串内特定光伏电池板性能差异的影响，实际输出功率低。相对于集中逆变或组串逆变，微型逆变器(针对每一块电池模块逆变甚至每一单体电池逆变的方式)的个性化光伏电池板输出功率将提高5％至25％。尽管微型逆变器具有优势，但其实现需要依赖低成本的制造工艺。
另一个方面，光伏电池作为玻璃幕墙或屋顶使用的建筑集成光伏发电系统(BIPV)越来越受到大家的关注。其主要限制因素是美学与节能之间的冲突。BIPV用作建筑玻璃幕墙或屋顶，很多情况下需要具有透明的特性，虽然半透明薄膜光伏发电系统已可以基本实现，但是目前的光伏逆变器仍然是非透明的，这将影响到BIPV的广泛应用。现有光伏电池功率逆变器成本高、非透明，对BIPV应用的吸引力不高，扩展性不佳。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器及其制备方法，是一种可高电压工作的透明光伏逆变器用镁(Mg)掺杂ZnO(MZO)薄膜晶体管，基于镁掺杂ZnO薄膜晶体管的微型光伏逆变器可低成本直接制作于玻璃衬底上，其外观的透明度和可与电池集成的扩展性使其对BIPV应用具有吸引力。本发明采用所述方法制作的薄膜晶体管具有电场均匀分布，耐高压，安全无毒，透明及价格较低的特点。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-电极的结构组合形式，依次由玻璃基底-Cr电极、SiO2绝缘层、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成透明薄膜晶体管，衬底采用透明玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜。
作为本发明优选的技术方案，圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-源电极和漏电极的结构组合形式，在玻璃衬底上结合环形金属栅电极，沟道层采用MZO薄膜，在环形的栅电极上对应位置形成宽为10-25μm的环形薄膜，使之成为该薄膜晶体管的环形的沟道，采用圆环形结构，使环形结构中从漏极到源极的电场分布均匀化。
作为本发明优选的技术方案，进行栅电极开孔，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，将部分栅电极裸露出来，作为测试口和与其他元器件集成的接口。
作为本发明优选的技术方案，按照掺入元素材料质量相对于氧化锌基薄膜总质量的质量百分比作为掺杂量计算方法，氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为1～10wt.％。
优选上述栅电极厚度为10-200nm。
优选上述SiO2薄膜绝缘层的厚度100-5000nm。
优选上述MZO薄膜厚度为50-500nm。
优选上述源电极和漏电极的金属电极厚度为50-500nm。
一种本发明圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的制备方法，步骤如下：
a.栅极的制备：
用酒精、丙酮溶液超声波清洗玻璃衬底，以除去玻璃衬底表面的有机杂质，再用去离子水清洗2-5次，至玻璃衬底干净为止；通过光刻技术、电子束蒸发、玻璃工艺方法，在玻璃衬底上制作环形金属栅电极，控制栅电极厚度为10nm-200nm；优选制备栅电极厚度为40-200nm；优选圆环状的栅电极的内直径为40-80um；
b.绝缘层的制备：
采用PECVD或原子层沉积(ALD)的方法，在所述步骤a中制备有栅电极的玻璃衬底上继续制备SiO2薄膜绝缘层，控制SiO2薄膜绝缘层的厚度100-5000nm；优选制备SiO2薄膜绝缘层的厚度1-5μm；
c.沟道层的制备：
采用磁控溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)或原子层沉积(ALD)方法，在所述步骤b中制备了SiO2薄膜绝缘层的衬底上，继续生长厚度为50-500nm的MZO薄膜；按照掺入元素材料质量相对于氧化锌基薄膜总质量的质量百分比作为掺杂量计算方法，氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为1～10wt.％；采用光刻工艺方法，使制备的MZO薄膜在环形栅电极上对应位置形成宽为10-25μm的环形薄膜，使之成为该薄膜晶体管的沟道；优选控制氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为2～10wt.％；优选制备环形的MZO薄膜的宽为15-35μm；
d.源电极、漏电极的制备：
通过光刻方法及电子束蒸发工艺方法，在所述步骤c中制备MZO薄膜上继续制作金属源电极、漏电极、并控制电极厚度为50-500nm；优选制备源电极、漏电极的电极厚度为70-500nm；
e.栅电极的开孔：
通过等离子体刻蚀的方法，进行栅电极开孔，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，将部分栅电极裸露出来，将部分栅电极裸露出来，作为测试口和与其他元器件集成的接口，从而得到圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的器件。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.不发明MZO材料具有安全无毒，价格较低，适宜大规模制造的优势；另外，MZO材料是透明材料，直接集成在玻璃表面不会影响美观以及室内光照；
2.本发明MZO材料具有很高的温度和电学性能稳定性，所制备的薄膜晶体管相对于ZnO基的其它晶体管性能优异；
3.传统的矩形结构晶体管设计会引入非均匀的电场分布，其中最高场位于通道的拐角处，这限制了薄膜晶体管器件的工作电压；本发明采用圆环形结构设计，环形结构中从漏极到源极的场分布更均匀，可以实现高压输出；本发明方法工艺简单，控制和操作便捷，易于推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例一制备的采用MZO沟道层的透明薄膜晶体管的截面图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，参见图1，一种圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-电极的结构组合形式，依次由玻璃基底-Cr电极、SiO2绝缘层、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成透明薄膜晶体管，衬底采用透明玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜。圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-源电极和漏电极的结构组合形式，在玻璃衬底上结合环形金属栅电极，沟道层采用MZO薄膜，在环形的栅电极上对应位置形成宽为15μm的环形薄膜，使之成为该薄膜晶体管的环形的沟道，采用圆环形结构，使环形结构中从漏极到源极的电场分布均匀化。进行栅电极开孔，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，将部分栅电极裸露出来，作为测试口和与其他元器件集成的接口。按照掺入元素材料质量相对于氧化锌基薄膜总质量的质量百分比作为掺杂量计算方法，氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为2wt.％。上述栅电极厚度为40nm，上述SiO2薄膜绝缘层的厚度1μm；上述MZO薄膜厚度为50nm；上述源电极和漏电极的金属电极厚度为70nm。
一种本实施例圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的结构采用电极-绝缘层-沟道-电极的结构的组合形式，依次由Cr电极、SiO2绝缘层、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成，本实施例圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的制备方法步骤如下：
a.栅极的制备：
用丙酮溶液超声波清洗玻璃，以除去玻璃表面的有机杂质，再用乙醇溶液超声波清洗，以去除表面丙酮残留，再用去离子水清洗，重复2次；
通过光刻方法、电子束蒸发方法，采用剥离lift off工艺制备金属铬栅电极；在玻璃衬底上通过光刻工艺形成一定形状的光刻胶掩膜层，其中没有光刻胶的区域定义栅电极的形状和区域，将光刻好的玻璃衬底放入电子束生长室中，抽真空至10-6Pa；采用电子束蒸发的沉积方法生长厚度为50nm的金属铬薄层层；在有光刻胶的地方，金属铬薄膜形成在光刻胶上，而没有光刻胶的地方，金属铬薄膜就直接形成在衬底上；使用丙酮溶剂去除玻璃衬底上的光刻胶时，不需要的金属铬就随着光刻胶的溶解而脱落在溶剂中，而直接形成在衬底上的金属铬部分则保留下来形成圆环状的金属铬栅电极；内直径为40um；
b.绝缘层的制备：
采用PECVD的方法，在步骤a中制备了圆环状的金属铬栅电极的玻璃上制备SiO2薄膜；控制射频功率：350W；气体流量配比：Ar：TEOS＝1：3；气压：32Pa；沉积时间：60min；厚度1μm；
c.沟道层的制备：
将在所述步骤b中制备的结构放入磁控溅射生长室中，采用磁控溅射沉积方法生长厚度为50nm的MZO薄膜；所用靶材为镁元素掺杂量为2wt.％的MgZnO靶；
将制备的MZO薄膜进行光刻处理定义沟道区域，并通过湿法刻蚀的工艺在铬电极上对应位置制作宽为15um的MZO环形薄膜；湿法刻蚀采用的刻蚀溶液为浓度为10％的盐酸，刻蚀时间为50S，使之成为该薄膜晶体管的沟道；
d.源电极、漏电极的制备：
通过光刻方法、电子束蒸发方法，采用剥离lift off工艺方法，制备在所述步骤c中制备的结构上制备源极、漏极金属金电极；在玻璃衬底上通过光刻工艺形成相应形状的光刻胶掩膜层，其中没有光刻胶的区域定义源极、漏极电极的形状和区域，将光刻后的结构放入电子束蒸发生长室中，抽真空至10-6Pa；采用电子束溅射沉积方法生长厚度为70nm的金属金电极；所用溅射靶材为高纯金，按照金属所含杂质浓度比例作为金属纯度的计算方法，金属纯度为99.999％；电子束电压为9.7keV，功率设定39.6％，生长温度为室温；在有光刻胶的地方，金属金薄膜形成在光刻胶上，而没有光刻胶的地方，金属晶薄膜就直接形成在衬底上；使用丙酮溶剂去除玻璃衬底上的光刻胶时，不需要的金属金就随着光刻胶的溶解而脱落在溶剂中，而直接形成在衬底上的金属金部分则保留下来形成源极和漏极电极；
e.栅电极的开孔：
上述制备结束之后，实际已完成薄膜晶体管结构的制备，但是此时栅电极被掩盖在绝缘层下，无法进行测试，因此利用干法刻蚀工艺，刻蚀掉部分栅电极上的绝缘层露出底部的栅电极；
首先采用光刻工艺定义栅电极开孔区域和位置，使该区域不被光刻胶遮挡，其余区域均被光刻胶掩盖；
然后采用ICP等离子体耦合刻蚀的方法，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，刻蚀工艺为上功率源1:200W，功率源2:200W，刻蚀气体为SF6，刻蚀时间为60S，气压为3Pa，刻蚀时间为200S；方便测试和与其他元器件集成；
从而得到圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的器件。
实验测试分析：
将本实施例制备的采用MZO沟道的圆形逆变器作为样品进行实验测试。
在沟道长度10μm的条件下，器件在源漏间的电压VDS＝90V时烧毁。即阻断电压在90V。烧毁前其漏电流在10-12A。
对沟道内电场进行测试，在栅极正上方的沟道内电场强度出现激增和快速衰减，其余地方沟道内电场稳定，没有出现非均匀的电场分布。
本实施例相比传统的逆变器，具有较高的阻断电压以及夹断电压，并且安全无毒，适宜使用于日常生活中的太阳能发电中。本发明价格材料的价格低廉，适用于大规模太阳能电池中。本实施例的衬底使用的是玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜，所以相比传统太阳能电池，在美观程度上具有较大的优势。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-电极的结构组合形式，依次由玻璃基底-Cr电极、SiO2绝缘层、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成透明薄膜晶体管，衬底采用透明玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜。圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-源电极和漏电极的结构组合形式，在玻璃衬底上结合环形金属栅电极，沟道层采用MZO薄膜，在环形的栅电极上对应位置形成宽为35μm的环形薄膜，使之成为该薄膜晶体管的环形的沟道，采用圆环形结构，使环形结构中从漏极到源极的电场分布均匀化。进行栅电极开孔，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，将部分栅电极裸露出来，作为测试口和与其他元器件集成的接口。按照掺入元素材料质量相对于氧化锌基薄膜总质量的质量百分比作为掺杂量计算方法，氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为2wt.％。上述栅电极厚度为40nm，上述SiO2薄膜绝缘层的厚度1μm；上述MZO薄膜厚度为50nm；上述源电极和漏电极的金属电极厚度为70nm。
一种本实施例圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的结构采用电极-绝缘层-沟道-电极的结构的组合形式，依次由Cr电极、SiO2绝缘层、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成，本实施例圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的制备方法步骤如下：
a.栅极的制备：
用丙酮溶液超声波清洗玻璃，以除去玻璃表面的有机杂质，再用乙醇溶液超声波清洗，以去除表面丙酮残留，再用去离子水清洗，重复2次；
通过光刻方法、电子束蒸发方法，采用剥离lift off工艺方法，制备金属铬栅电极；在玻璃衬底上通过光刻工艺形成所需形状的光刻胶掩膜层，其中没有光刻胶的区域定义栅电极的形状和区域，将光刻好的玻璃衬底放入电子束生长室中，抽真空至10-6Pa；采用电子束蒸发的沉积方法，生长厚度为50nm的金属铬薄层层；在有光刻胶的地方，金属铬薄膜形成在光刻胶上，而没有光刻胶的地方，金属铬薄膜就直接形成在衬底上；使用丙酮溶剂去除玻璃衬底上的光刻胶时，不需要的金属铬就随着光刻胶的溶解而脱落在溶剂中，而直接形成在衬底上的金属铬部分则保留下来形成圆环状的金属铬栅电极，内直径为80um；
b.绝缘层的制备：
采用PECVD的方法，在步骤a中制备了圆环状的金属铬栅电极的玻璃上制备SiO2薄膜；控制射频功率：350W；气体流量配比：Ar：TEOS＝1：3；气压：32Pa；沉积时间：60min；厚度1μm；
c.沟道层的制备：
将在所述步骤b中制备的结构放入磁控溅射生长室中，采用磁控溅射沉积方法，生长厚度为50nm的MZO薄膜。所用靶材为镁元素掺杂量为2wt.％的MgZnO靶；
将制备的MZO薄膜进行光刻处理定义沟道区域，并通过湿法刻蚀的工艺在铬电极上对应位置制作宽为35um的MZO环形薄膜。湿法刻蚀采用的刻蚀溶液为浓度为10％的盐酸，刻蚀时间为50S，使之成为该薄膜晶体管的沟道；
d.源电极、漏电极的制备：
通过光刻技术、电子束蒸发，采用剥离lift off工艺制备在所述步骤c中制备的结构上制备源极、漏极金属金电极；在玻璃衬底上通过光刻工艺形成一定形状的光刻胶掩膜层，其中没有光刻胶的区域定义源极、漏极电极的形状和区域，将光刻后的结构放入电子束蒸发生长室中，抽真空至10-6Pa；采用电子束溅射沉积方法生长厚度为70nm的金属金电极；所用溅射靶材为高纯金，按照金属所含杂质浓度比例作为金属纯度的计算方法，金属纯度为99.999％；电子束电压为9.7keV，功率设定39.6％，生长温度为室温；在有光刻胶的地方，金属金薄膜形成在光刻胶上，而没有光刻胶的地方，金属晶薄膜就直接形成在衬底上；使用丙酮溶剂去除玻璃衬底上的光刻胶时，不需要的金属金就随着光刻胶的溶解而脱落在溶剂中，而直接形成在衬底上的金属金部分则保留下来形成源极和漏极电极；
e.栅电极的开孔：
上述制备结束之后，实际已完成薄膜晶体管结构的制备，但是此时栅电极被掩盖在绝缘层下，无法进行测试，因此利用干法刻蚀工艺，刻蚀掉部分栅电极上的绝缘层露出底部的栅电极；
首先采用光刻工艺定义栅电极开孔区域和位置，使该区域不被光刻胶遮挡，其余区域均被光刻胶掩盖；
然后采用ICP等离子体耦合刻蚀的方法，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，刻蚀工艺为上功率源1:200W，功率源2:200W，刻蚀气体为SF6，刻蚀时间为60S，气压为3Pa，刻蚀时间为200S；方便测试和与其他元器件集成；
从而得到圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的器件。
实验测试分析：
将本实施例制备的采用MZO沟道的圆形逆变器作为样品进行实验测试。
在沟道长度25um的条件下，器件在源漏间的电压VDS＝180V时烧毁。即阻断电压在180V。烧毁前其漏电流在10-13A。
对沟道内电场进行测试，在栅极正上方的沟道内电场强度出现激增和快速衰减，其余地方沟道内电场稳定，没有出现非均匀的电场分布。
本实施例相比传统的逆变器，具有较高的阻断电压以及夹断电压，并且安全无毒，适宜使用于日常生活中的太阳能发电中。本发明价格材料的价格低廉，适用于大规模太阳能电池中。本实施例的衬底使用的是玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜，所以相比传统太阳能电池，在美观程度上具有较大的优势。
综上所述，本发明上述实施例制备了镁锌氧薄膜，涉及一种太阳能电池逆变器的结构设计，属于无机非金属材料制造工艺技术领域。所述逆变器的结构采用电极-绝缘层-沟道层-电极的结构的组合形式，依次由Cr电极、SiO2衬底、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成。本发明相比传统的逆变器，具有较高的阻断电压以及夹断电压，并且安全无毒，适宜使用于日常生活中的太阳能发电中。本发明价格相较IGZO材料的价格低廉，适用于大规模太阳能电池中。本发明上述实施例的衬底使用的是玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜，所以相比传统太阳能电池，在美观程度上具有较大的优势。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于：其结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-电极的结构组合形式，依次由玻璃基底-Cr电极、SiO2绝缘层、MZO沟道和Au电极四部分进行层叠组装而成透明薄膜晶体管，衬底采用透明玻璃，且MZO薄膜为透明薄膜。
2.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，其结构采用衬底-电极-绝缘层-沟道-源电极和漏电极的结构组合形式，在玻璃衬底上结合环形金属栅电极，沟道层采用MZO薄膜，在环形的栅电极上对应位置形成宽为10-25μm的环形薄膜，使之成为该薄膜晶体管的环形的沟道，采用圆环形结构，使环形结构中从漏极到源极的电场分布均匀化。
3.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，进行栅电极开孔，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，将部分栅电极裸露出来，作为测试口和与其他元器件集成的接口。
4.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，按照掺入元素材料质量相对于氧化锌基薄膜总质量的质量百分比作为掺杂量计算方法，氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为1～10wt.％。
5.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，栅电极厚度为10-200nm。
6.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，SiO2薄膜绝缘层的厚度100-5000nm。
7.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，MZO薄膜厚度为50-500nm。
8.根据权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器，其特征在于，源电极和漏电极的金属电极厚度为50-500nm。
9.一种权利要求1所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.栅极的制备：
用酒精、丙酮溶液超声波清洗玻璃衬底，以除去玻璃衬底表面的有机杂质，再用去离子水清洗2-5次，至玻璃衬底干净为止；通过光刻技术、电子束蒸发、玻璃工艺方法，在玻璃衬底上制作环形金属栅电极，控制栅电极厚度为10-200nm；
b.绝缘层的制备：
采用PECVD或原子层沉积(ALD)的方法，在所述步骤a中制备有栅电极的玻璃衬底上继续制备SiO2薄膜绝缘层，控制SiO2薄膜绝缘层的厚度100-5000nm；
c.沟道层的制备：
采用磁控溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)或原子层沉积(ALD)方法，在所述步骤b中制备了SiO2薄膜绝缘层的衬底上，继续生长厚度为50-500nm的MZO薄膜；按照掺入元素材料质量相对于氧化锌基薄膜总质量的质量百分比作为掺杂量计算方法，氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为1～10wt.％；采用光刻工艺方法，使制备的MZO薄膜在环形栅电极上对应位置形成宽为10-25μm的环形薄膜，使之成为该薄膜晶体管的沟道；
d.源电极、漏电极的制备：
通过光刻方法及电子束蒸发工艺方法，在所述步骤c中制备MZO薄膜上继续制作金属源电极、漏电极、并控制电极厚度为50-500nm；
e.栅电极的开孔：
通过等离子体刻蚀的方法，进行栅电极开孔，刻蚀掉栅电极开孔处上部掩盖的SiO2绝缘层，将部分栅电极裸露出来，将部分栅电极裸露出来，作为测试口和与其他元器件集成的接口，从而得到圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的器件。
10.根据权利要求9所述圆形结构的MgZnO薄膜晶体管的太阳能电池逆变器的制备方法，其特征在于：
在所述步骤a中，制备栅电极厚度为40-200nm；圆环状的栅电极的内直径为40-80um；
或者，在所述步骤b中，制备SiO2薄膜绝缘层的厚度1-5μm；
或者，在所述步骤c中，控制氧化锌薄膜中的镁元素掺杂量为2～10wt.％；制备环形的MZO薄膜的宽为15-35μm；
或者，在所述步骤d中，制备源电极、漏电极的电极厚度为70-500nm。
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|---|---|---|---|---|
| CN102709313A (zh) * | 2005-05-20 | 2012-10-03 | 株式会社半导体能源研究所 | 薄膜晶体管的制造方法 |
| CN104134700A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-11-05 | 中国科学院物理研究所 | 新型薄膜晶体管及光电子器件和微电子器件 |
| WO2018035502A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Magnesium zinc oxide-based high voltage thin film transitor |
| CN109427912A (zh) * | 2017-08-21 | 2019-03-05 | 中国科学院物理研究所 | 薄膜晶体管和场效应二极管 |
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