本实用新型专利技术属于半导体技术领域，公开了一种双有源层Cu2O/SnO p沟道薄膜晶体管。所述薄膜晶体管由下至上依次包括衬底、栅极、栅绝缘介质层、第一半导体有源层、第二半导体有源层、源极和漏极；所述第一半导体有源层为p型SnO半导体有源层；所述第二半导体有源层为Cu2O半导体有源层。本实用新型专利技术的p型SnO半导体有源层，引入氧空位缺陷可适当地优化价带结构，从而提高空穴的迁移率；通过在SnO有源层上沉积一层Cu2O膜，减少表面漏电流，提高了开关电流比，减少了外部氧气和水对SnO层的影响，提高器件的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于半导体
，特别涉及一种双有源层结构Cu20/Sn0p沟道薄膜晶体管。
技术介绍
近些年，以有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)和有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)为代表的平板显示技术得到了高速的发展。薄膜晶体管(TFT)作为有源平板显示驱动的关键器件，对平板显示器的显示效果起重要作用。薄膜晶体管主要包括硅基TFT、有机TFT和氧化物TFT，其中非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)和多晶硅薄膜晶体管(p_Si TFT)因工艺相对成熟、稳定性好，广泛应用于平板显示器中，目前仍然是主流的TFT技术。近年，基于金属氧化物半导体的TFT因具有相对高的载流子迀移率、高的透光性、低温工艺等优势，有望成为下一代的主流TFT技术。随着氧化物TFT电性能的不断提高，其应用范围不仅在平板显示器的有源驱动，有望替代硅基集成电路充当显示器的周边驱动电路，实现全集成化平板显示技术，以及应用于智能传感器系统、智能识别卡、可穿戴电子系统等领域。要实现这些应用需求，采用一种同时包含η和P沟道TFT器件的互补型集成器件是最佳选择。然而，目前应用于TFT中的氧化物半导体材料大都为η型导电类型，如Ζη0、Ιη203、SnO2及其掺杂氧化物，但由于其本征缺陷的补偿作用，这些氧化物难以形成P型导电类型，因而难于实现P沟道TFT器件。因此，基于P沟道金属氧化物TFT器件的研发至关重要。研究发现，Cu20、Cu0、Sn0等金属氧化物薄膜材料具有P型半导体特性，并利用这些材料充当半导体有源层成功地制备出P沟道TFT器件。目前，基于Cu20、Sn0等金属氧化物的P沟TFT器件的研究已取得一定进展，然而这类器件普遍存在空穴迀移率低，表面漏电流大，关态电流大，空穴浓度高等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本技术的目的在于提供一种双有源层结构Cu20/Sn0 P沟道薄膜晶体管，可有效地提高空穴迀移率，减少表面漏电流，从而降低关态电流，提尚开关电流比，减少环境中水和氧气的影响，提尚器件的稳定性。本技术的目的通过以下技术方案实现:—种双有源层结构的Cu20/Sn0 P沟道薄膜晶体管，由下至上依次包括衬底(I)、栅极(2)、栅绝缘介质层(3)、第一半导体有源层(4)、第二半导体有源层(5)、源极和漏极(6)。所述第一半导体有源层为P型SnO半导体有源层，其厚度为10?30nm;所述第二半导体有源层为C112O半导体有源层，其厚度为20?30nm。所述栅极部分覆盖衬底，所述栅绝缘介质层部分覆盖栅极，所述第一半导体有源层完全覆盖栅绝缘介质层，所述第二半导体有源层完全覆盖第一半导体有源层。所述源极和漏极相对设置。所述栅绝缘介质层为HfXWAl2O3双层薄膜或AlN薄膜，其厚度为50?300nm。所述源极、漏极为Pt/Ni双层金属薄膜或Au/Ni双层金属薄膜，所述源极、漏极为Pt/Ni双层金属薄膜时，Ni的厚度:30?50nm，Pt的厚度:50?150nm。所述所述源极、漏极的厚度为80?200nm。所述Ni层靠近第二半导体有源层。所述栅极材料为Pt、Au、Mo、IT0导电薄膜中的一种，栅极的厚度为100?200nm。所述衬底为塑料或玻璃。本技术的有益效果是:(I)制备的P型SnO半导体有源层，引入氧空位缺陷可适当地优化价带结构，从而提高空穴的迀移率；(2)通过在SnO有源层上沉积一层Cu2O膜，减少表面漏电流，提高了开关电流比，减少了外部氧气和水对SnO层的影响，提高器件的稳定性。【附图说明】图1(a)和图1(b)分别为本技术一种双有源层Cu20/Sn0p沟道薄膜晶体管的一实例的器件结构的剖面图和俯视图；衬底-1、栅极-2、栅绝缘介质层-3、第一半导体有源层-4、第二半导体有源层-5、源极和漏极-6。【具体实施方式】下面结合具体实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，但本技术的实施方式和适应的底物不限于此。实施例本实施例的双有源层结构的Cu20/Sn0P沟道薄膜晶体管由下至上依次包括衬底(I)、栅极(2)、栅绝缘介质层(3)、p型SnO半导体有源层(4)、Cu20半导体有源层(5)、源极和漏极(6);其结构示意图如图1所示。所述栅极部分覆盖衬底，所述栅绝缘介质层部分覆盖栅极，所述P型SnO半导体有源层完全覆盖栅绝缘介质层，所述Cu2O半导体有源层完全覆盖P型SnO半导体有源层。所述源极和漏极相对平行设置。所述栅极的厚度为100?200nm，ITO薄膜。所述栅绝缘介质层厚度为50?200nm。 所述C112O半导体有源层的厚度为20?30nm。 所述P型SnO半导体有源层的厚度为10?20nm。所述源极和漏极的厚度为100?200nm，Pt/Ni金属薄膜，其中Ni膜厚为30?50nm，Pt膜厚为50?150nm，Ni层靠近Cu2O层。上述Cu20/Sn0P沟道薄膜晶体管的制备方法，包括:1、制作基底:本实施例的基底为塑料(如PET)衬底或玻璃衬底；2、在所述基底上制备栅极:采用磁控溅射方法制备100?200nm ITO薄膜，通过光刻形成栅极； 3、在栅极上制备Hf02/Al203或AlN栅绝缘介质层: 采用磁控溅射法制备Hf02/Al203或AlN栅绝缘介质层，对于Hf02/Al203栅绝缘介质层，依次以Al2O3和Hf O2为靶材，溅射过程中通入一定量的氩气和氧气，形成双绝缘介质层，每一层的厚度由溅射功率和溅射时间调控;对于AlN栅绝缘介质层，采用Al为靶材，溅射过程中通入一定量的氩气和氮气，其厚度由溅射功率和溅射时间调控;在本实施例中，所述栅绝缘介质层厚度为50?200nm;4、在所述Η??2/Α1203或AlN栅绝缘介质层上制备P型SnO半导体有源层:采用磁控溅射法在所述Hf02/Al203双层薄膜或AlN薄膜的栅绝缘介质层上制备一层10?20nm厚的P型SnO半导体有源层;采用Sn为革E材，通过调节合适的氩气和氧气流量比，使沉积的SnO有源层薄膜中存在适量的Sn间隙原子和O空位；5、在所述P型SnO半导体有源层上制备一层CU20半导体有源层:在本实施例中，采用磁控溅射法，以Cu2O为靶材，通过调节合适的氩气流量，在所述P型SnO半导体有源层上派射沉积一层20?30nm厚的CU20半导体有源层；6、制备源极和漏极:在本实施例中，在所述Cu2O半导体有源层上采用磁控溅射法制备100?200nm的Pt/Ni金属薄膜，其中Ni膜厚为30?50nm，Pt膜厚为50?150nm，Ni层靠近Cu2O层，并通过光刻形成源、漏电极；7、退火:在本实施例中，将所述Cu20/Sn0 P沟道薄膜晶体管放在空气中，150°C?200°C退火30min。在本技术的实施例中提出的Cu20/Sn0P沟道薄膜晶体管具有以下优点:(I)制备的含有O空位的SnO半导体有源层，形成的缺陷改变了价带结构，从而有效地提高了空穴的迀移率；(2)在SnO半导体有源层上沉积一层Cu2O膜，减少表面漏电流，提高了开关电流比，减少了外部氧气和水对SnO层的影响，提高了器件稳定性。上述具体的实施方式是对本技术所作的详细说明，为本技术较佳的实施方式，但并不认定本技术的具体实施只限于此说明。对本技术所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双有源层结构的Cu2O/SnO p沟道薄膜晶体管，其特征在于：由下至上依次包括衬底、栅极、栅绝缘介质层、第一半导体有源层、第二半导体有源层、源极和漏极；所述第一半导体有源层为p型SnO半导体有源层；所述第二半导体有源层为Cu2O半导体有源层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵高位，刘玉荣，廖荣，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。