CN112018191A - 铟镓锌氧化物薄膜的前驱液及铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备方法 - Google Patents

铟镓锌氧化物薄膜的前驱液及铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铟镓锌氧化物薄膜的前驱液及铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备方法,涉及半导体技术领域。该前驱液包括铟盐、镓盐、锌盐、稳定剂和溶剂;其中稳定剂为乙醇胺。本发明通过采用乙醇胺帮助促进前驱液的氧化过程,降低铟镓锌氧化物薄膜内氧空位的浓度,从而改善以铟镓锌氧化物薄膜为沟道层的薄膜晶体管的阈值电压负偏的问题。

Description

铟镓锌氧化物薄膜的前驱液及铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制 备方法
技术领域
本发明涉及半导体材料技术领域,特别是涉及一种铟镓锌氧化物薄膜的前驱液及铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备方法。
背景技术
以铟镓锌氧化物(IGZO)为代表的金属氧化物半导体是一种有着优异性能的半导体材料,与传统非晶硅相比,铟镓锌氧金属氧化物材料具有高电子迁移率、良好的各向同性、高透光性等优良特性,有望应用于平板显示领域中。
溶液法制备氧化物薄膜是降低镀膜成本的可取路径,但是氧化物前驱液的配方难以稳定地得到性能一致的器件,而薄膜内部载流子浓度过高会导致薄膜晶体管(TFT)阈值电压负偏的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铟镓锌氧化物薄膜的前驱液及铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO-TFT)的制备方法,以解决因铟镓锌氧化物薄膜内部载流子浓度过高导致的阈值电压负偏问题,改善了以铟镓锌氧化物为沟道层的薄膜晶体管阈值电压负偏的现象,使铟镓锌氧化物薄膜晶体管拥有更接近零点的阈值电压。
第一方面,本发明提供了一种铟镓锌氧半导体薄膜的前驱液,所述前驱液包括铟盐、镓盐、锌盐、稳定剂和溶剂;其中所述稳定剂为乙醇胺(MEA)。
优选地,所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度为4至20毫克/毫升。
更优选地,所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度为6至18毫克/毫升。
优选地,所述前驱液中的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为(6~7):1:(2~3)。最优选地,所述前驱液中的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为7:1:2。
优选地,所述溶剂为2-甲氧基乙醇或去离子水。
第二方面,本发明还提供了一种铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备前述铟镓锌氧化物薄膜的前驱液;
(2)将所述前驱液均匀涂覆在经过表面预处理的衬底上,依次经过前烘和退火,获得铟镓锌氧化物薄膜;
(3)对所述铟镓锌氧化物薄膜进行图案化处理,获得图案化的铟镓锌氧化物薄膜;及
(4)在所述图案化的铟镓锌氧化物薄膜上制备源漏电极,获得铟镓锌氧化物薄膜晶体管。
优选地,在步骤(1)中,所述前驱液的制备方法为:在步骤(1)中,所述前驱液的制备方法为:按照铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比制备铟盐、镓盐和锌盐的混合溶液,按照乙醇胺的质量浓度向混合溶液中加入乙醇胺,充分混合后静置。
优选地,在步骤(2)中,所述涂覆是采用旋涂方式,具体是在每平方厘米的衬底上滴加10至15微升的所述的前驱液,以每分钟300至700转的转速旋涂3-5秒后,加速至每分钟2500至4500转再旋涂30至50秒;所述前烘的条件为:100至120℃,烘烤5至10分钟;及所述退火的条件为:350至500℃,热处理40至60分钟。
优选地,在步骤(3)中,所述图案化的铟镓锌氧化物薄膜的厚度为20至30纳米。
优选地,在步骤(3)中,所述图案化处理是将光刻胶均匀涂覆在所述铟镓锌氧化物薄膜上,然后依次进行前烘、掩膜、曝光、第一次退火、显影、刻蚀、清洗、去除光刻胶和第二次退火;其中所述涂覆是采用旋涂方式,具体是滴加光刻胶至铺满所述铟镓锌氧化物薄膜的表面,以每分钟500至700转的转速旋涂4至8秒后,加速至每分钟3500至4500转再旋涂35-50秒;所述前烘的条件为:145至150℃,烘烤65至75秒;所述曝光是在紫外线下照射24至26秒;所述显影的时间为13至18秒;所述第一次退火的条件为:90至100℃,热处理60至70秒;所述第二次退火的条件为:350至450℃,热处理40至60分钟。
优选地,在步骤(4)中,所述制备源漏电极是将带有源漏电极图案的金属掩膜版与所述带有图案化的铟镓锌氧化物薄膜进行对准、贴附,在9.9×10-4至9.9×10-3帕斯卡下以2至15埃/秒的速率下真空蒸镀金属膜。更优选地,所述金属膜为铝模。所述金属膜的厚度为80至120纳米。
与现有技术相比较,本发明采用乙醇胺,可以促进前驱液高温退火制备铟镓锌氧化物半导体薄膜的氧化过程,降低材料内的氧空位浓度,改善对应薄膜晶体管阈值电压负偏的现象,并在一定程度上改善了器件亚阈值摆幅和电子迁移率,显著提高薄膜晶体管性能,且其制备工艺简单,有利于在生产应用中降低制造成本。
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
附图说明
图1为在前驱液中铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为6:1:3情况下添加不同量的乙醇胺制备的铟镓锌氧化物薄膜晶体管的转移特性曲线图。
图2为在前驱液中铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为7:1:2情况下添加不同量的乙醇胺制备的铟镓锌氧化物薄膜晶体管的转移特性曲线图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二、第三等仅仅作为标示使用,并没有强加数字要求或建立顺序。本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在;应当理解,以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本发明范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所数范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
本发明实施例提供了一种铟镓锌氧半导体薄膜的前驱液,所述前驱液包括铟盐、镓盐、锌盐、稳定剂和溶剂;其中所述稳定剂为乙醇胺。
在本发明一实施例中,所述前驱液只由铟盐、镓盐、锌盐、稳定剂和溶剂组成;其中所述稳定剂为乙醇胺。
本发明采用乙醇胺,可以促进铟镓锌前驱液高温退火制备半导体薄膜的氧化过程,降低材料内的氧空位浓度,改善对应薄膜晶体管因薄膜内部载流子浓度过高导致的阈值电压负偏的现象,并在一定程度上改善了器件亚阈值摆幅和电子迁移率,显著提高薄膜晶体管性能,且其制备工艺简单,有利于在生产应用中降低制造成本。
在本发明一实施例中,所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度为4至20毫克/毫升。应当理解为乙醇胺的质量浓度可以在该范围内任意取值,例如在该范围内取整数值4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20,又如在该范围内取非整数值4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5、11.5、12.5、13.5、14.5、15.5、16.5、17.5、18.5或19.5。其中所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度优选为6至18毫克/毫升。
在本发明一实施例中,所述铟盐可以为硝酸盐、醋酸盐或氯化物盐;所述镓盐可以为硝酸盐、醋酸盐、或氯化物盐;所述锌盐可以为硝酸盐、醋酸盐或氯化物盐。其中铟盐、镓盐和锌盐优选为硝酸盐,例如:水合硝酸铟(In(NO3)3·xH2O)、水合硝酸镓(Ga(NO3)3·xH2O)和水合硝酸锌(Zn(NO3)2·xH2O)。铟盐、镓盐和锌盐采用硝酸盐制备前驱液,可以使得在利用其制备薄膜晶体管的过程中相比于醋酸盐和氯化物盐具有更低的退火温度,并且所制备的薄膜晶体管的电子迁移率更高。
在本发明一实施例中,所述前驱液中的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比可以为(6~7):1:(2~3),应当理解为该摩尔比可以在该范围内任意取值,例如6:1:2、6:1:2.5、6:1:3、7:1:2、7:1:2.5、7:1:3、6.5:1或2、6.5:1:3。在上述乙醇胺及铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比条件下能够在提高薄膜晶体管迁移率、开启电流的同时避免严重的阈值电压负偏。
在本发明一实施例中,所述溶剂可以为2-甲氧基乙醇或去离子水。其中采用2-甲氧基乙醇作为前驱液的溶剂,可以加快铟镓盐的溶解,并改善溶液成膜特性。
本发明实施例还提供了一种利用所述前驱液制备铟镓锌氧化物薄膜晶体管的方法,其包括以下步骤:
(1)制备前述铟镓锌氧化物薄膜的前驱液;
(2)将所述前驱液均匀涂覆在经过表面预处理的衬底上,依次经过前烘和退火,获得铟镓锌氧化物薄膜;
(3)对所述铟镓锌氧化物薄膜进行图案化处理,获得图案化的铟镓锌氧化物薄膜;及
(4)在所述图案化的铟镓锌氧化物薄膜上制备源漏电极,获得铟镓锌氧化物薄膜晶体管。
在本发明一实施例中,在步骤(1)中,所述前驱液的制备方法为:在步骤(1)中,所述前驱液的制备方法为:按照既定的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比制备铟盐、镓盐和锌盐的混合溶液,按照既定的质量浓度向混合溶液中加入乙醇胺,充分混合后静置。例如:混合的方法及条件为:使用磁性搅拌子常温搅拌3小时;静置的时间为24小时。
在本发明一实施例中,在步骤(2)中,所述衬底可以为二氧化硅或玻璃基板。特别是p型重掺杂二氧化硅片。
在本发明一实施例中,在步骤(2)中,所述涂覆是采用旋涂方式,具体是在每平方厘米的衬底上滴加10至15微升的所述的前驱液,以每分钟300至700转的转速旋涂3-5秒后,加速至每分钟2500至4500转再旋涂30至50秒;所述前烘的条件为:100至120℃,烘烤5至10分钟;及所述退火的条件为:350至500℃,热处理40至60分钟。应当理解为上述所有参数均可以在各自相应的参数范围内任意取值,可以是整数值也可以是非整数值,例如所述涂覆是采用旋涂方式,具体是在每平方厘米的衬底上滴加10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5或15微升的所述的前驱液,以每分钟300、400、500、600或700转的转速旋涂3、3.5、4、4.5或5秒后,加速至每分钟2500、3000、3500、4000或4500转再旋涂30、40或50秒;所述前烘的条件为:100、110或120℃,烘烤5、6、7、8、9或10分钟;及所述退火的条件为:350、400、450或500℃,热处理40、50或60分钟。上述具体数值仅作为示例性说明,未全部列举,其他未列举数值也在本发明的保护范围内。在上述条件下制备的薄膜晶体管具有较好的性能。
在本发明一实施例中,在步骤(3)中,所述图案化处理可以采用负性光刻胶或正性光刻胶。在使用时分别搭配对应的掩膜版即可。
在本发明一实施例中,在步骤(3)中,所述图案化的铟镓锌氧半导体薄膜的厚度为20至30纳米。应当理解为该厚度可以在该范围内任意取值,例如20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5或30。该厚度范围内的铟镓锌氧半导体薄膜可以实现良好的薄膜涂布形貌以及良好的TFT电学特性。
在本发明一实施例中,在步骤(3)中,所述图案化处理是将光刻胶均匀涂覆在所述铟镓锌氧化物薄膜上,然后依次进行前烘、掩膜、曝光、第一次退火、显影、刻蚀、清洗、去除光刻胶和第二次退火;其中所述涂覆是采用旋涂方式,具体是滴加光刻胶至铺满所述铟镓锌氧化物薄膜的表面,以每分钟500至700转的转速旋涂4至8秒后,加速至每分钟3500至4500转再旋涂35-50秒;所述前烘的条件为:145至150℃,烘烤65至75秒;所述曝光是在紫外线下照射24至26秒;所述显影的时间为13至18秒;所述第一次退火的条件为:90至100℃,热处理60至70秒;所述第二次退火的条件为:350至450℃,热处理40至60分钟。应当理解为上述所有参数均可以在各自相应的参数范围内任意取值,可以是整数值也可以是非整数值,例如所述涂覆是采用旋涂方式,具体是滴加光刻胶至铺满所述铟镓锌氧化物薄膜的表面,以每分钟500、600或700转的转速旋涂4、5、6、7或8秒后,加速至每分钟3500、4000或4500转再旋涂35、40、45或50秒;所述前烘的条件为:145、146、147、148、149或150℃,烘烤65、70或75秒;所述曝光是在紫外线下照射24、25或26秒;所述显影的时间为13、14、15、16、17、或18秒;所述第一次退火的条件为:90、92、94、96、98或100℃,热处理60、65或70秒;所述第二次退火的条件为:350、400或450℃,热处理40、45、50、55或60分钟。上述具体数值仅作为示例性说明,未全部列举,其他未列举数值也在本发明的保护范围内。在该条件下制备的薄膜晶体管具有较好的性能。
在本发明一实施例中,在步骤(3)中,所述蚀刻可以采用干法蚀刻或湿法蚀刻。优选为湿法蚀刻,采用湿法蚀刻可以缩短工序时间,工艺成本低。湿法蚀刻优选采用3.4%质量浓度的草酸水溶液,草酸水溶液相比盐酸水溶液具有更高的刻蚀速率,工序时间更短。
在本发明一实施例中,在步骤(4)中,所述制备源漏电极是将带有源漏电极图案的金属掩膜版与所述带有图案化的铟镓锌氧化物薄膜进行对准、贴附,在9.9×10-4至9.9×10-3帕斯卡下以2至15埃/秒的速率下真空蒸镀金属膜。应当理解为上述所有参数均可以在各自相应的参数范围内任意取值,可以是整数值也可以是非整数值,例如在9.9×10-4或9.9×10-3帕斯卡下以2、4、6、8、10、12、14或15埃/秒的速率下真空蒸镀金属膜。
在本发明一实施例中,所述金属膜可以为铝模。
在本发明一实施例中,所述金属膜的厚度可以为80至120纳米。应当理解为该厚度可以在该范围内任意取值,例如80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119或120,又如在80至120纳米内取非整数值,例如80.5、81.5、82.5、83.5、84.5、85.5、86.5、87.5、88.5、89.5、90.5、91.5、92.5、93.5、94.5、95.5、96.5、97.5、98.5、99.5、100.5、101.5、102.5、103.5、104.5、105.5、106.5、107.5、108.5、109.5、110.5、111.5、112.5、113.5、114.5、115.5、116.5、117.5、118.5或119.5。该厚度范围内的金属膜能够为薄膜晶体管带来较好的电学特性。
本发明所涉及的铟镓锌氧金属氧化物半导体材料,可运用于包括平板显示等应用的薄膜晶体管。
以下结合具体应用的实例来对本发明目的、技术方案和有益效果进行进一步详细说明。
以下具体应用施例中所用试剂均为市售。以下实施例中2-甲氧基乙醇(anhydrous,99.8%,Sigma-Aldrich),硝酸铟(III)水合物(99.9%trace metals basis),硝酸镓(III)水合物(crystalline,99.9%trace metal basis),硝酸锌(II)水合物(99.999%trace metal basis)。以下所用溶剂如丙酮和酒精均为分析纯等级(AR)。
实施例1
本实施例提供了一种铟镓锌氧化物薄膜的前驱液,其包括铟盐、镓盐、锌盐、稳定剂和溶剂;其中铟盐为水合硝酸铟(In(NO3)3·3H2O);镓盐为水合硝酸镓(Ga(NO3)3·3H2O);锌盐为水合硝酸锌(Zn(NO3)2·2H2O);稳定剂为乙醇胺;乙醇胺在前驱液中的质量浓度为18毫克/毫升;前驱液中的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为6:1:3;溶剂为2-甲氧基乙醇。
本实施例还提供了一种利用上述前驱液制备铟镓锌氧化物薄膜晶体管的方法,其包括以下步骤:
(1)制备上述的铟镓锌氧化物薄膜的前驱液。
具体方法为:将水合硝酸铟(In(NO3)3·xH2O)、水合硝酸镓(Ga(NO3)3·xH2O)和水合硝酸锌(Zn(NO3)2·xH2O)分别溶解于2-甲氧基乙醇溶剂中配制成物质的量浓度0.3摩尔/毫升(mol/mL)的各溶液,使用磁性搅拌子在常温下搅拌3小时使其充分溶解;按照硝酸铟溶液、硝酸镓溶液和硝酸锌溶液的体积比为6:1:3将各溶液混合,即使铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为:In:Ga:Zn=6:1:3;然后加入乙醇胺使其在前驱液中的质量浓度达到18毫克/毫升,使用磁性搅拌子在常温下搅拌3小时使其充分混合,静置24小时。
(2)将所述前驱液均匀涂覆在经过表面预处理的衬底上,依次经过前烘和高温退火,获得铟镓锌氧化物薄膜。
具体方法为:使用带200纳米双面热氧化层的p型重掺杂二氧化硅片作为衬底;先进行二氧化硅片表面处理,顺序为依次使用丙酮、酒精和去离子水各进行超声清洗15分钟,然后使用氮气吹干,紫外光照射处理20分钟;把得到的干净二氧化硅片置于旋涂仪里,按照每平方厘米衬底滴加10微升溶液,以每分钟600转的转速旋涂3秒后,加速至每分钟3000转再旋涂40秒;完成后快速将样品转移到110℃热板上在空气中前烘10分钟,然后转移至400℃热板上在空气中退火60分钟,获得铟镓锌氧化物薄膜。
(3)将所述铟镓锌氧化物薄膜进行图案化处理,获得图案化的铟镓锌氧化物薄膜。
具体方法为:使用负性光刻胶对所述铟镓锌氧化物薄膜进行薄膜晶体管沟道区图案化,具体是将样品置于旋涂仪中,滴加负性光刻胶至铺满样品表面,以每分钟700转的转速旋转6秒后,加速至每分钟4000转旋涂40秒;然后转移到150℃热板上在空气中进行70秒前烘;完成后将样品转移至光刻机,进行掩膜并使用紫外线照射25.3秒;完成后将样品转移至光刻机,进行掩膜并使用紫外线照射25.3秒;曝光完成后将样品转移至100℃热板上在空气中进行65秒第一次退火,并进行15秒光刻胶显影;完成后使用3.4%质量浓度的草酸水溶液对样品进行湿法刻蚀,刻蚀时间为10秒;刻蚀完成后使用去离子水清洗,并使用丙酮、乙醇依次低功率超声10分钟去除光刻胶;将样品置于400℃热板,在空气中第二次退火60分钟,得到图案化的铟镓锌氧化物薄膜。
(4)在所述图案化的铟镓锌氧化物薄膜上制备源漏电极,获得铟镓锌氧化物薄膜晶体管。
具体方法为:在所述图案化的铟镓锌氧薄膜上沉积源漏电极,将所述带有图案化的铟镓锌氧薄膜的样品与带有源漏电极图案的金属盐模板进行对准、贴附,使用真空蒸镀机在9.9×10-4帕(Pa)下以3埃/秒的速率蒸镀铝膜,铝膜的厚度为120nm。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度为6毫克/毫升。其他操作步骤和参数均与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于前驱液中的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为7:1:2。其他操作步骤和参数均与实施例2相同。
对比例1
本对比例1与实施例1的区别仅在于未添加乙醇胺,其他步骤和参数与实施例1均相同。
对比例2
本对比例2与实施例3的区别仅在于未添加乙醇胺,其他步骤和参数与实施例3均相同。
分别对实施例1-3、对比例1和对比例2进行薄膜晶体管性能测试,测试方法采用三探针测试方法,源极接地,漏极、栅极分别接入源漏电压(VD)、栅极电压(Vg),记录不同源漏电压、栅极电压下漏极电流(Id)的变化。通过施加不同的源漏电压(VD:0.1V和15V),对实施例1、实施例2和对比例1选取栅极电压(Vg)的测试范围为-20~20V,对实施例3和对比例2选取栅极电压(Vg)的测试范围为-40~40V,算出薄膜晶体管的阈值电压(VTH)。饱和区阈值电压(VTH)是根据饱和源漏电压(VD)作用下的转移曲线ID 1/2-Vg,进行拟合,在漏极电流(Id)为0时横轴上的截距即为饱和区阈值电压(VTH)。线性区阈值电压是根据线性区源漏电压(VD)作用下的转移曲线ID-Vg,进行拟合,在漏极电流(Id)为0时横轴上的截距即为线性区阈值电压(VTH)。
实施例1、实施例2和对比例1制备的铟镓锌氧化物薄膜晶体管的转移特性曲线图如图1所示,实施例3和对比例2制备的铟镓锌氧化物薄膜晶体管的转移特性曲线图如图2所示,将实施例1-3、对比例1和对比例2制备的铟镓锌氧化物薄膜晶体管电学性能差异列表,如表1所示。
表1
Figure BDA0002626637630000101
综上可知,在铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比相同的前提下,添加乙醇胺相比于不添加乙醇胺拥有更接近零点的阈值电压;在添加乙醇胺的情况下调整铟、镓、锌元素比例能够改善薄膜晶体管迁移率和电流开关比,并且还可以在一定程度上改善了亚阈值摆幅。综合上述数据在铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为7:1:2、乙醇胺的添加量为6mg/mL时,在不出现严重阈值电压负偏的情况下迁移率较高。
以上通过应用实例详细介绍了本发明所提供的基于铟镓锌氧金属氧化物半导体制备高性能薄膜晶体管。本发明所采用的乙醇胺材料,可以促进铟镓锌前驱液高温退火制备半导体薄膜的氧化过程,降低材料内的氧空位浓度,改善对应薄膜晶体管阈值电压负偏的现象,并在一定程度上改善了器件亚阈值摆幅和电子迁移率,显著提高薄膜晶体管性能,且其制备工艺简单,有利于在生产应用中降低制造成本。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地,包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种铟镓锌氧化物薄膜的前驱液,其特征在于,所述前驱液包括铟盐、镓盐、锌盐、稳定剂和溶剂;其中所述稳定剂为乙醇胺。
2.根据权利要求1所述的铟镓锌氧化物薄膜的前驱液,其特征在于,所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度为4至20毫克/毫升。
3.根据权利要求2所述的铟镓锌氧化物薄膜的前驱液,其特征在于,所述乙醇胺在所述前驱液中的质量浓度为6至18毫克/毫升。
4.根据权利要求1所述的铟镓锌氧化物薄膜的前驱液,其特征在于,所述前驱液中的铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比为(6~7):1:(2~3)。
5.一种铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备如权利要求1所述的铟镓锌氧化物薄膜的前驱液;
(2)将所述前驱液均匀涂覆在经过表面预处理的衬底上,依次经过前烘和退火,获得铟镓锌氧化物薄膜;
(3)对所述铟镓锌氧化物薄膜进行图案化处理,获得图案化的铟镓锌氧化物薄膜;及
(4)在所述图案化的铟镓锌氧化物薄膜上制备源漏电极,获得铟镓锌氧化物薄膜晶体管。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述前驱液的制备方法为:按照铟离子、镓离子和锌离子的摩尔比制备铟盐、镓盐和锌盐的混合溶液,按照乙醇胺的质量浓度向混合溶液中加入乙醇胺,充分混合后静置。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述涂覆是采用旋涂方式,具体是在每平方厘米的衬底上滴加10至15微升的所述的前驱液,以每分钟300至700转的转速旋涂3-5秒后,加速至每分钟2500至4500转再旋涂30至50秒;所述前烘的条件为:100至120℃,烘烤5至10分钟;及所述退火的条件为:350至500℃,热处理40至60分钟。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述图案化的铟镓锌氧化物薄膜的厚度为20至30纳米。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述图案化处理是将光刻胶均匀涂覆在所述铟镓锌氧化物薄膜上,然后依次进行前烘、掩膜、曝光、第一次退火、显影、刻蚀、清洗、去除光刻胶和第二次退火;其中所述涂覆是采用旋涂方式,具体是滴加光刻胶至铺满所述铟镓锌氧化物薄膜的表面,以每分钟500至700转的转速旋涂4至8秒后,加速至每分钟3500至4500转再旋涂35-50秒;所述前烘的条件为:145至150℃,烘烤65至75秒;所述曝光是在紫外线下照射24至26秒;所述显影的时间为13至18秒;所述第一次退火的条件为:90至100℃,热处理60至70秒;所述第二次退火的条件为:350至450℃,热处理40至60分钟。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述制备源漏电极是将带有源漏电极图案的金属掩膜版与所述带有图案化的铟镓锌氧化物薄膜进行对准、贴附,在9.9×10-4至9.9×10-3帕斯卡下以2至15埃/秒的速率下真空蒸镀金属膜。
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