一种薄膜晶体管及其制作方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种薄膜晶体管及其制作方法。该方法包括：在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜，形成栅极；在所述形成栅极的玻璃基底上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极层；在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜，形成源极和漏极。应用本发明专利技术实施例解决了薄膜晶体管中铜薄膜与基底之间粘附性差和二者之间容易扩散的问题。

Thin film transistor and manufacturing method thereof

The embodiment of the invention discloses a thin film transistor and a manufacturing method thereof. The method includes sequentially deposited on glass substrates first calcium copper alloy films and the first copper film, forming a gate gate in turn on the glass substrate; depositing a gate insulating layer, an active layer, an ohmic contact layer formed on the gate insulating layer, the layer covering the gate; in the ohmic contact layer deposition second calcium copper alloy films and second copper film, forming source and drain. The embodiment of the invention solves the problem of poor adhesion between copper film and substrate and the easy diffusion between the two thin film transistors.

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法。
技术介绍
薄膜晶体管显示器是目前使用比较广泛的显示器，其中，薄膜晶体管是开启和关闭像素的电子转化装置，通过在玻璃基底上沉积薄膜，从而形成电子回路来控制显示器中的像素。常用薄膜晶体管的结构中，包含有三端，即源极、漏极和栅极，通过利用施加在栅极的电压来控制源、漏极间的电压。在薄膜晶体管中通常使用铝作为电极材料，但是铝互连线的抗电迁移能力较差，且铝的电阻率也较大(约为2.66uΩ·cm)，因此在制作铝线时，铝线的宽度不能太小，否则会容易导致RC电路的延迟；但是如果铝线的宽度太大，不利于制作高集成度的薄膜晶体管显示器。鉴于上述问题，目前通常的解决方法是：用铜代替铝做薄膜晶体管中的电极，因为铜具有相对较高的抗电子迁移能力和较低的电阻率。但是由于在薄膜晶体管中，一般采用含有硅原子的材料作为基底，而铜与硅之间粘附性较差，制作的铜薄膜很容易从基底上脱落；另外，铜与基底材料之间很容易发生扩散现象，形成电活性的深能级杂质，并且在铜与基底之间的界面处可能会形成缺陷，引起薄膜晶体管中的漏电流增大，甚至导致短路。为解决上述铜与基底材料之间的粘附性差以及二者之间容易发生扩散的问题，在铜薄膜与基底之间添加TiN膜、W膜等作为缓冲层，虽然成功的解决了上述两个问题，但是由于铜膜和缓冲层在制作晶体管时要采用湿法刻蚀的方法，而且铜膜和缓冲层需要采用不同的刻蚀液，因此无法在一次刻蚀中完成铜膜和缓冲层的刻蚀，制备工艺相对较为复杂，且制备TiN膜时需要用到TiN靶材，而TiN靶材的制作成本较高。1997年，美国的H.Sirringhaus等人采用铜铬合金作为缓冲层应用在a-Si薄膜晶体管的栅极结构中，其中，铜铬合金中的铬的原子数百分数为10～30at.％，该薄膜晶体管结构同样也解决了铜与基底材料之间的粘附性差以及二者之间容易发生扩散的问题，但是铜铬合金本身的电阻率不够低(4.5uΩ·cm)。2005年，J.Koiko等人采用铜锰合金作为铜薄膜的缓冲层，其中，铜锰合金中的锰的原子数百分数为7.9at.％，同样也解决了上述的两个问题，但是铜锰合金经过退火处理后电阻率仍然很高(4.8uΩ·cm)。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例提供一种薄膜晶体管及其制作方法，在保证制作成本和电阻率低的情况下，用于解决铜薄膜与基底之间粘附性差和二者之间容易扩散的问题。本专利技术实施例提供了一种薄膜晶体管的制作方法，该方法包括：在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜，形成栅极；在所述形成栅极的玻璃基底上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极层；在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜，形成源极和漏极。优选地，所述在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜之后，所述方法还包括：对所述第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，所述热退火的温度为250～350℃，退火时间为30～60min。优选地，在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜之后，该方法还包括：对所述第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，所述热退火的温度为250～350℃，退火时间为30～60min。优选地，所述沉积第一铜钙合金薄膜、第一铜薄膜、第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜的方法均采用磁控溅射法；其中，在使用磁控溅射法沉积所述第一铜钙合金薄膜和第二铜钙合金薄膜时，使用的靶材均为铜钙合金制作的靶材，所述靶材中的钙的原子数百分比为1～4at.％。优选地，所述第一铜钙合金薄膜和所述第二铜钙合金薄膜的沉积厚度均为30nm。优选地，对所述铜钙合金薄膜和铜薄膜进行刻蚀包括：采用相同的刻蚀液对所述铜钙合金薄膜和铜薄膜进行刻蚀。优选地，所述沉积第一铜钙合金薄膜、第一铜薄膜、第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜的方法均采用磁控溅射法具体包括：在采用磁控溅射法沉积所述第一铜钙合金薄膜和所述第二铜钙合金薄膜时，通入2～3sccm的氧气；在采用磁控溅射法沉积所述第一铜薄膜和所述第二铜薄膜时，沉积温度为100～120℃，且沉积过程中不需要通入氧气。优选地，所述栅极绝缘层、有源层和欧姆接触层分别为SiNx、α-Si和n+α-Si。本专利技术实施例还提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管是由玻璃基底、栅极、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、源极和漏极组成；其中，在所述玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜，并对所述第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，形成栅极；在所述栅极上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜，并对所述第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，形成源极和漏极。应用本专利技术实施例在制作薄膜晶体管的过程中，在第一铜薄膜与玻璃基底之间沉积第一铜钙合金薄膜来制作栅极，并且在第二铜薄膜与欧姆接触层之间沉积第二铜钙合金薄膜来制作源极和漏极，获得的有益效果如下：1、铜钙合金薄膜中的钙与氧气和基底中的硅可以发生化学反应，且钙与氧气和欧姆接触层中的硅也可以发生化学反应，最终生成的氧化物使得铜制作的电极具有更好的电学性能，同时生成的氧化物可以阻挡铜与基底之间以及铜与欧姆接触层之间发生扩散，减少薄膜晶体管中界面的缺陷。2、在使用磁控溅射法沉积铜钙合金薄膜时，使用的靶材是铜钙合金，可以避免金属在溅射时互相污染，且铜钙合金靶材的制作成本较低。另外，在刻蚀铜钙合金薄膜使用的刻蚀液与刻蚀铜薄膜采用刻蚀液相同，因此可以在一次刻蚀中同时完成铜钙合金薄膜和铜薄膜的刻蚀，使得刻蚀操作变得简单。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的一种薄膜晶体管的制作方法的具体流程示意图；图2为本专利技术实施例2提供的一种薄膜晶体管的结构示意图；图3为本专利技术实施例2提供的在玻璃基底上沉积铜钙合金薄膜和铜薄膜后的结构示意图；图4为本专利技术实施例2中提供的栅极结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合附图，详细说明本专利技术各实施例提供的技术方案。实施例1实施例1提供了一种薄膜晶体管的制作方法，用于解决在薄膜晶体管中铜作为电极与基底之间粘附性差和二者之间容易扩散的问题。该方法的具体流程示意图如图1所示，另外，为了更清楚的说明本专利技术实施例，图2提供了具体的薄膜晶体管结构，图3为图2结构中的栅极结构的具体制备示意图，图4为图2中的源极和漏极结构的具体制备示意图。该方法具体包括下述步骤：步骤11：在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜，形成栅极。在本步骤中，首先通过磁控溅射的方法在玻璃基底上沉积第一铜钙合金薄膜(如图3所示)，其中，溅射使用的靶材是铜钙合金，且靶材中的钙的原子数百分比为1～4at.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，该方法包括：在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜，形成栅极；在所述形成栅极的玻璃基底上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极层；在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜，形成源极和漏极。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，该方法包括：在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜，形成栅极；在所述形成栅极的玻璃基底上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极层；在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜，形成源极和漏极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在玻璃基底上依次沉积第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜之后，所述方法还包括：对所述第一铜钙合金薄膜和第一铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，所述热退火的温度为250～350℃，退火时间为30～60min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述欧姆接触层上沉积第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜之后，该方法还包括：对所述第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，所述热退火的温度为250～350℃，退火时间为30～60min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积第一铜钙合金薄膜、第一铜薄膜、第二铜钙合金薄膜和第二铜薄膜的方法均采用磁控溅射法；其中，在使用磁控溅射法沉积所述第一铜钙合金薄膜和第二铜钙合金薄膜时，使用的靶材均为铜钙合金制作的靶材，所述靶材中的钙的原子数百分比为1～4at.％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：任瑞焕，
申请(专利权)人：昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32