CN115274454A - 氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法，涉及半导体薄膜晶体管制备领域，现提出如下方案，包括以下步骤：S1、基板清洗处理：首先将基板玻璃投入清洗设备内，用清洗设备对基板玻璃表面异物进行超纯清洗处理；S2、成膜处理：在真空环境中，用电场加速惰性元素离子轰击金属靶材，金属原子被溅射出来后沉积在玻璃基板上形成一层金属薄膜；本发明不仅可以通过清理处理对基板上多余的光刻胶进行快速处理有效的提高了光刻的效果，同时通过清洗设备中的喷淋烘干机构对基板进行快速冲洗处理，并通过第一传动机构对喷淋和烘干进行快速转动处理，有效的提高了对基板加工前的清洗效果，有效的提高了后期光刻加工的效果和效率。

Description

氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体薄膜晶体管制备领域，尤其涉及氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法。
背景技术
随着信息时代的到来，显示器件正加速向平板化、节能化的方向发展，其中以薄膜晶体管为开关元件的有源阵列驱动显示器件成为众多平板显示技术中的佼佼者，薄膜晶体管是液晶显示和有机发光二极管显示的核心和关键技术，而有源层是实现TFT器件高性能的关键，有源层材料主要有四类：非晶硅、低温多晶硅、有机物半导体和氧化物半导体材料，在有源层材料中，氧化物半导体具有较高的载流子迁移率，工艺温度低和成本低等优点，具有广泛的应用前景，目前采用较多的氧化物半导体材料是IGZO，现有技术中有采用磁控溅射法制备IGZO TFT器件，在该制备方法中器件需要在300℃的纯O2环境条件下在1个大气压下进行热退火1小时，此外ZnO基半导体材料也被广泛研究，现有技术中采用溶液法，经过350℃退火处理制备ZnO/In2O3 TFT器件，在上述器件制备方法中，IGZO材料含有In元素，In为稀有元素且毒性大，价格昂贵且不利于环保，为此，我们提出了氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，包括以下步骤：
S1、基板清洗处理：首先将基板玻璃投入清洗设备内，用清洗设备对基板玻璃表面异物进行超纯清洗处理；
S2、成膜处理：将清洗后的基板玻璃取出晾干并放置在真空环境中，用电场加速惰性元素离子轰击金属靶材，金属原子被溅射出来后沉积在玻璃基板上形成一层金属薄膜；
S3、光刻处理：接着将表面成膜的玻璃基板取出放置在光刻机上，同时在基板玻璃上涂抹一层光刻胶，先是通过低速旋转，每分钟1500r，转动20s，再经过高速旋转55s，每分钟3000r，使光刻胶均匀的涂抹在基板玻璃上，再利用光源穿透掩膜版对基板进行曝光，曝光后进行显影，对显影部分进行刻蚀处理；
S4、清理处理：用化学玻璃液去除残存的光刻胶，留下所需形状的金属薄膜；
S5、化学沉积处理：通过加热等离子体激励使气态或蒸汽状态的化学物质发生反应并以原子态沉积在玻璃基板的衬底上，从而在金属薄膜表面附着上绝缘体或半导体薄膜，通过特定气体的携氢气氛，该携氢气氛为每90份体积的高纯氩气携带10份体积的氢气在等离子状态下反应生成物附着在基本表面形成绝缘体和半导体薄膜，然后通过在刻蚀设备将绝缘体或半导体薄膜加工成所需形状。
进一步地，所述清洗设备包括机体，所述机体的一侧设有驱动机构，所述驱动机构上设有送料机构，所述机体的顶部设有喷淋烘干机构，所述驱动机构与喷淋烘干机构之间设有第一传动机构和第二传动机构，所述机体的内部设有连动机构。
进一步地，所述驱动机构包括与机体的一侧固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有螺纹杆。
进一步地，所述送料机构包括与螺纹杆螺纹套设的移动板，所述移动板的顶部固定连接有放置板，所述移动板上开设有螺纹孔和导向孔，所述机体的内部固定连接有导向杆，所述螺纹杆的一端螺纹套设在螺纹孔的内部，所述导向杆的一端活动套设在导向孔的内部。
进一步地，所述喷淋烘干机构包括与机体的内部对称转动连接的第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管上固定连接有支撑架，所述支撑架的底端转动连接有连动杆，所述连动杆的一端固定连接有扇叶，所述连动杆的另一端固定连接有第一锥齿轮，所述支撑架的一侧固定连接有电热丝，所述支撑架的另一端固定连接有喷头。
进一步地，所述第一传动机构包括与机体的内部转动连接的第一从动杆，所述第一从动杆上固定套设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的一侧与第一锥齿轮啮合传动，所述第一从动杆的一端分别活动贯穿第一套管和第二套管的内部，所述第一从动杆的另一端固定连接有第一皮带轮，所述机体的一侧转动连接有第二从动杆，所述第二从动杆的一侧固定连接有第二皮带轮，所述第二皮带轮与第一皮带轮的外部传动连接有同一个第一皮带，所述第二从动杆的另一端固定套设有第六锥齿轮。
进一步地，所述第二传动机构包括与第二套管的一端固定套设的第三皮带轮，所述第二从动杆的一端活动套设有第三套管，所述第三套管的一端固定套设有第四皮带轮，所述第四皮带轮与第三皮带轮的外部传动连接有同一个第二皮带，所述第三套管的另一端固定套设有第三锥齿轮。
进一步地，所述连动机构包括与螺纹杆的一侧固定连接的齿轮和第五锥齿轮，所述第五锥齿轮的一侧与第六锥齿轮啮合传动，所述第五锥齿轮的一侧与，所述机体的内部固定连接有支撑板和平衡板，所述平衡板上转动连接有连接杆，所述连接杆的外部对称固定连接有滑块，所述连接杆的一端固定套设有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮的一侧与第三锥齿轮啮合传动；
所述支撑板上转动连接有第四套管，所述第四套管的内部沿其长度开设有滑槽，两个所述滑块均活动套设在滑槽的内部，所述第四套管的一端固定套设有齿轮柱，所述齿轮柱的一侧与齿轮啮合，所述第四套管的另一端固定连接有限位挡板，所述限位挡板与支撑板之间设有复位弹簧，所述第四套管的一端活动贯穿复位弹簧的内部，所述支撑板上开设有两个安装孔，所述螺纹杆活动套设在其中一个安装孔的内部，所述支撑板的一侧固定连接有限位弹簧，所述螺纹杆的一端活动贯穿限位弹簧的内部。
氧化物半导体薄膜晶体管，氧化物半导体薄膜晶体管适用于上述所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法。
本发明不仅可以通过清理处理对基板上多余的光刻胶进行快速处理有效的提高了光刻的效果，同时通过清洗设备中的喷淋烘干机构对基板进行快速冲洗处理，并通过第一传动机构对喷淋和烘干进行快速转动处理，有效的提高了对基板加工前的清洗效果，有效的提高了后期光刻加工的效果和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的整体步骤框图；
图2为本发明实施例提供的清洗设备整体右侧俯视立体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的清洗设备整体右侧俯视局部剖面立体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的驱动机构、第一传动机构和第二传动机构的俯视立体结构示意图；
图5为本发明实施例提供的第一传动机构的俯视立体结构示意图；
图6为本发明实施例提供的第二传动机构的俯视立体结构示意图；
图7为本发明实施例提供的第三套管的俯视立体结构示意图；
图8为本发明实施例提供的喷淋烘干机构的正视结构示意图。
附图标记说明：
1、机体；2、电机；3、螺纹杆；4、移动板；5、放置板；6、导向杆；7、第一套管；8、支撑架；9、连动杆；10、扇叶；11、第一锥齿轮；12、第一从动杆；13、第二锥齿轮；14、喷头；15、电热丝；16、第一皮带轮；17、第二从动杆；18、第二皮带轮；19、第一皮带；20、第二套管；21、第三皮带轮；22、第三套管；23、第四皮带轮；24、第二皮带；25、第三锥齿轮；26、第六锥齿轮；27、连接杆；28、第四锥齿轮；29、第四套管；30、齿轮柱；31、复位弹簧；32、齿轮；33、第五锥齿轮。
具体实施方式
下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-8，本方案提供的一种实施例，氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，包括以下步骤：
S1、基板清洗处理：首先将基板玻璃投入清洗设备内，用清洗设备对基板玻璃表面异物进行超纯清洗处理；
S2、成膜处理：将清洗后的基板玻璃取出晾干并放置在真空环境中，用电场加速惰性元素离子轰击金属靶材，金属原子被溅射出来后沉积在玻璃基板上形成一层金属薄膜；
S3、光刻处理：接着将表面成膜的玻璃基板取出放置在光刻机上，同时在基板玻璃上涂抹一层光刻胶，先是通过低速旋转，每分钟1500r，转动20s，再经过高速旋转55s，每分钟3000r，使光刻胶均匀的涂抹在基板玻璃上，再利用光源穿透掩膜版对基板进行曝光，曝光后进行显影，对显影部分进行刻蚀处理；
S4、清理处理：用化学玻璃液去除残存的光刻胶，留下所需形状的金属薄膜；
S5、化学沉积处理：通过加热等离子体激励使气态或蒸汽状态的化学物质发生反应并以原子态沉积在玻璃基板的衬底上，从而在金属薄膜表面附着上绝缘体或半导体薄膜，通过特定气体的携氢气氛，该携氢气氛为每90份体积的高纯氩气携带10份体积的氢气在等离子状态下反应生成物附着在基本表面形成绝缘体和半导体薄膜，然后通过在刻蚀设备将绝缘体或半导体薄膜加工成所需形状。
本发明中，清洗设备包括机体1，机体1的一侧设有驱动机构，驱动机构上设有送料机构，机体1的顶部设有喷淋烘干机构，驱动机构与喷淋烘干机构之间设有第一传动机构和第二传动机构，机体1的内部设有连动机构。
本发明中，驱动机构包括与机体1的一侧固定连接有电机2，电机2的输出端固定连接有螺纹杆3。
本发明中，送料机构包括与螺纹杆3螺纹套设的移动板4，移动板4的顶部固定连接有放置板5，移动板4上开设有螺纹孔和导向孔，机体1的内部固定连接有导向杆6，螺纹杆3的一端螺纹套设在螺纹孔的内部，导向杆6的一端活动套设在导向孔的内部。
本发明中，喷淋烘干机构包括与机体1的内部对称转动连接的第一套管7和第二套管20，第一套管7和第二套管20上固定连接有支撑架8，支撑架8的底端转动连接有连动杆9，连动杆9的一端固定连接有扇叶10，连动杆9的另一端固定连接有第一锥齿轮11，支撑架8的一侧固定连接有电热丝15，支撑架8的另一端固定连接有喷头14。
本发明中，第一传动机构包括与机体1的内部转动连接的第一从动杆12，第一从动杆12上固定套设有第二锥齿轮13，第二锥齿轮13的一侧与第一锥齿轮11啮合传动，第一从动杆12的一端分别活动贯穿第一套管7和第二套管20的内部，第一从动杆12的另一端固定连接有第一皮带轮16，机体1的一侧转动连接有第二从动杆17，第二从动杆17的一侧固定连接有第二皮带轮18，第二皮带轮18与第一皮带轮16的外部传动连接有同一个第一皮带19，第二从动杆17的另一端固定套设有第六锥齿轮26。
本发明中，第二传动机构包括与第二套管20的一端固定套设的第三皮带轮21，第二从动杆17的一端活动套设有第三套管22，第三套管22的一端固定套设有第四皮带轮23，第四皮带轮23与第三皮带轮21的外部传动连接有同一个第二皮带24，第三套管22的另一端固定套设有第三锥齿轮25。
本发明中，连动机构包括与螺纹杆3的一侧固定连接的齿轮32和第五锥齿轮33，第五锥齿轮33的一侧与第六锥齿轮26啮合传动，第五锥齿轮33的一侧与，机体1的内部固定连接有支撑板和平衡板，平衡板上转动连接有连接杆27，连接杆27的外部对称固定连接有滑块，连接杆27的一端固定套设有第四锥齿轮28，第四锥齿轮28的一侧与第三锥齿轮25啮合传动，支撑板上转动连接有第四套管29，第四套管29的内部沿其长度开设有滑槽，两个滑块均活动套设在滑槽的内部，第四套管29的一端固定套设有齿轮柱30，齿轮柱30的一侧与齿轮32啮合，第四套管29的另一端固定连接有限位挡板，限位挡板与支撑板之间设有复位弹簧31，第四套管29的一端活动贯穿复位弹簧31的内部，支撑板上开设有两个安装孔，螺纹杆3活动套设在其中一个安装孔的内部，支撑板的一侧固定连接有限位弹簧，螺纹杆3的一端活动贯穿限位弹簧的内部。
氧化物半导体薄膜晶体管，其适用于上述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法。
工作原理：使用时，将待清洗的基板放置在放置板5的顶部，电机2启动带动螺纹杆3转动、第五锥齿轮33和齿轮32同步转动，螺纹杆3转动会带动移动板4沿着导向杆6平稳的进行移动处理，移动板4移动的同时会带动放置板5进行自动送料处理，通过放置板5向右移动会通过喷头14对基板进行喷水冲洗处理，当移动板4向右进行移动时会与限位挡板相抵触，同时会通过限位挡板将第四套管29同步向右进行移动，第四套管29向右移动的同时会使齿轮柱30与齿轮32啮合传动，齿轮柱30转动会带动连接杆27进行转动，连接杆27转动会带动第四锥齿轮28的转动，第四锥齿轮28的转动会带动第三锥齿轮25的转动，第三锥齿轮25的转动会带动第三套管22的转动，第三套管22的转动带动第四皮带轮23的转动，第四皮带轮23的转动会通过第二皮带轮24带动第三皮带轮21的转动，第三皮带轮21的转动会带动第二套管20的转动，第二套管20的转动带动支撑架8的转动，支撑架8的转动会将扇叶10从上方转换到下方，当第四套管29继续向右移动时齿轮柱30与齿轮32分离，同时通过限位弹簧对移动板4进行限位处理，使移动板4处于静止状态；
通过第五锥齿轮33的转动带动第六锥齿轮26的转动，第六锥齿轮26的转动带动第二从动杆17的转动，第二从动杆17的转动会带动第二皮带轮18的转动，第二皮带轮18的转动会通过第一皮带19带动第一皮带轮16的转动，第一皮带轮16的转动带动第一从动杆12的转动，第一从动杆12的转动会带动第二锥齿轮13的转动，第二锥齿轮13的转动会带动第一锥齿轮11的转动，第一锥齿轮11的转动会带动连动杆9的转动，连动杆9的转动带动扇叶10的转动，扇叶10的转动对冲洗后的基板进行烘干处理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基板清洗处理：首先将基板玻璃投入清洗设备内，用清洗设备对基板玻璃表面异物进行超纯清洗处理；
S2、成膜处理：将清洗后的基板玻璃取出晾干并放置在真空环境中，用电场加速惰性元素离子轰击金属靶材，金属原子被溅射出来后沉积在玻璃基板上形成一层金属薄膜；
S3、光刻处理：接着将表面成膜的玻璃基板取出放置在光刻机上，同时在基板玻璃上涂抹一层光刻胶，利用光源穿透掩膜版对基板进行曝光，曝光后进行显影，对显影部分进行刻蚀处理；
S4、清理处理：用化学玻璃液去除残存的光刻胶，留下所需形状的金属薄膜；
S5、化学沉积处理：通过化学沉积在金属薄膜表面附着上绝缘体或半导体薄膜，通过加热等离子体激励使气态或蒸汽状态的化学物质发生反应并以原子态沉积在玻璃基板的衬底上，从而在金属薄膜表面附着上绝缘体或半导体薄膜，通过特定气体的携氢气氛，该携氢气氛为每90份体积的高纯氩气携带10份体积的氢气在等离子状态下反应生成物附着在基本表面形成绝缘体和半导体薄膜，然后通过在刻蚀设备将绝缘体或半导体薄膜加工成所需形状。
2.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述清洗设备包括机体(1)，所述机体(1)的一侧设有驱动机构，所述驱动机构上设有送料机构，所述机体(1)的顶部设有喷淋烘干机构，所述驱动机构与喷淋烘干机构之间设有第一传动机构和第二传动机构，所述机体(1)的内部设有连动机构。
3.根据权利要求2所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述驱动机构包括与机体(1)的一侧固定连接有电机(2)，所述电机(2)的输出端固定连接有螺纹杆(3)。
4.根据权利要求3所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述送料机构包括与螺纹杆(3)螺纹套设的移动板(4)，所述移动板(4)的顶部固定连接有放置板(5)，所述移动板(4)上开设有螺纹孔和导向孔，所述机体(1)的内部固定连接有导向杆(6)，所述螺纹杆(3)的一端螺纹套设在螺纹孔的内部，所述导向杆(6)的一端活动套设在导向孔的内部。
5.根据权利要求2所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述喷淋烘干机构包括与机体(1)的内部对称转动连接的第一套管(7)和第二套管(20)，所述第一套管(7)和第二套管(20)上固定连接有支撑架(8)，所述支撑架(8)的底端转动连接有连动杆(9)，所述连动杆(9)的一端固定连接有扇叶(10)，所述连动杆(9)的另一端固定连接有第一锥齿轮(11)，所述支撑架(8)的一侧固定连接有电热丝(15)，所述支撑架(8)的另一端固定连接有喷头(14)。
6.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述第一传动机构包括与机体(1)的内部转动连接的第一从动杆(12)，所述第一从动杆(12)上固定套设有第二锥齿轮(13)，所述第二锥齿轮(13)的一侧与第一锥齿轮(11)啮合传动，所述第一从动杆(12)的一端分别活动贯穿第一套管(7)和第二套管(20)的内部，所述第一从动杆(12)的另一端固定连接有第一皮带轮(16)，所述机体(1)的一侧转动连接有第二从动杆(17)，所述第二从动杆(17)的一侧固定连接有第二皮带轮(18)，所述第二皮带轮(18)与第一皮带轮(16)的外部传动连接有同一个第一皮带(19)，所述第二从动杆(17)的另一端固定套设有第六锥齿轮(26)。
7.根据权利要求6所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述第二传动机构包括与第二套管(20)的一端固定套设的第三皮带轮(21)，所述第二从动杆(17)的一端活动套设有第三套管(22)，所述第三套管(22)的一端固定套设有第四皮带轮(23)，所述第四皮带轮(23)与第三皮带轮(21)的外部传动连接有同一个第二皮带(24)，所述第三套管(22)的另一端固定套设有第三锥齿轮(25)。
8.根据权利要求7所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法，其特征在于，所述连动机构包括与螺纹杆(3)的一侧固定连接的齿轮(32)和第五锥齿轮(33)，所述第五锥齿轮(33)的一侧与第六锥齿轮(26)啮合传动，所述机体(1)的内部固定连接有支撑板和平衡板，所述平衡板上转动连接有连接杆(27)，所述连接杆(27)的外部对称固定连接有滑块，所述连接杆(27)的一端固定套设有第四锥齿轮(28)，所述第四锥齿轮(28)的一侧与第三锥齿轮(25)啮合传动；
所述支撑板上转动连接有第四套管(29)，所述第四套管(29)的内部沿其长度开设有滑槽，两个所述滑块均活动套设在滑槽的内部，所述第四套管(29)的一端固定套设有齿轮柱(30)，所述齿轮柱(30)的一侧与齿轮(32)啮合，所述第四套管(29)的另一端固定连接有限位挡板，所述限位挡板与支撑板之间设有复位弹簧(31)，所述第四套管(29)的一端活动贯穿复位弹簧(31)的内部，所述支撑板上开设有两个安装孔，所述螺纹杆(3)活动套设在其中一个安装孔的内部，所述支撑板的一侧固定连接有限位弹簧，所述螺纹杆(3)的一端活动贯穿限位弹簧的内部。
9.氧化物半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体薄膜晶体管适用于权利要求1-8任意所述的氧化物半导体薄膜晶体管制备方法。
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