一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管制造技术

本实用新型专利技术属于薄膜晶体管技术领域，公开了一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管。所述薄膜晶体管由依次层叠的玻璃衬底、ITO栅极、Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层、Al2O3半导体修饰层以及两侧的源漏电极构成，所述Si3N4栅极绝缘层完全覆盖ITO栅极，所述源漏电极由内至外依次具有AZO/Al/AZO/Al/AZO的五层堆叠结构，源漏电极最内层与Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层和Al2O3半导体修饰层两侧均接触。本实用新型专利技术的源漏电极为AZO/Al/AZO/Al/AZO五层堆叠结构，能够降低薄膜的接触电阻率并实现高透光性。

Transparent thin film transistor with all aluminum transparent source drain electrode

The utility model belongs to the technical field of thin film transistors, and discloses a transparent thin film transistor with all-aluminum transparent source and drain electrodes. The thin film transistor is composed of a successively stacked glass substrate, an ITO gate, a Si3N4 gate insulating layer, an IGZO semiconductor layer, an Al2O3 semiconductor modifying layer and a source-drain electrode on both sides. The Si3N4 gate insulating layer completely covers the ITO gate, and the source-drain electrode has an AZO/Al/AZO/Al/AZO five-layer stacking structure from inside to outside in turn. The innermost layer of the source-drain electrode contacts both sides of the Si3N4 gate insulating layer, the IGZO semiconductor layer and the Al2O3 semiconductor modified layer. The source-drain electrode of the utility model is a five-layer stacked structure of AZO/Al/AZO/Al/AZO, which can reduce the contact resistivity of the film and realize high light transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管
本技术属于薄膜晶体管
，具体涉及一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管。
技术介绍
目前将室温制备的纯AZO(掺铝的氧化锌)材料应用在TFT的源漏电极中主要面临的困难是AZO的电阻率较高，且作为TFT源漏电极的接触电阻很高，无法实现TFT器件的高性能。现已有解决上述问题的技术主要是通过在AZO之间插入一层超薄Ag金属层，该金属层为薄膜提供了大量的电子，该三明治结构的薄膜可以实现电阻率的大幅度降低(ParkHK,KangJW,NaSI,etal.Characteristicsofindium-freeGZO/Ag/GZOandAZO/Ag/AZOmultilayerelectrodegrownbydualtargetDCsputteringatroomtemperatureforlow-costorganicphotovoltaics[J].SolarEnergyMaterials&SolarCells,2009,93(11):1994-2002；SutthanaS,HongsithN,ChoopunS.AZO/Ag/AZOmultilayerfilmspreparedbyDCmagnetronsputteringfordye-sensitizedsolarcellapplication[J].CurrentAppliedPhysics,2010,10(3):813-816.)。上述技术虽然能室温制备出具有一定透明度且低电阻率的薄膜，但是其中间的夹层超薄金属是Ag材料。Ag为贵重金属，其资源稀缺、成本高。三明治结构的AZO/Ag/AZO叠层薄膜在产业化的推进过程中会因为成本因素而受到阻碍。此外，AZO/Ag/AZO薄膜没有进行接触电阻等条件的优化，暂时没有实现在透明TFT的源漏电极上的应用。
技术实现思路
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本技术的目的在于提供一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管。本技术目的通过以下技术方案实现：一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管，由依次层叠的玻璃衬底、ITO(氧化铟锡)栅极、Si3N4栅极绝缘层、IGZO(铟镓锌氧化物)半导体层、Al2O3半导体修饰层以及两侧的源漏电极构成，所述Si3N4栅极绝缘层完全覆盖ITO栅极，所述源漏电极由内至外依次具有AZO/Al/AZO/Al/AZO的五层堆叠结构，源漏电极最内层与Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层和Al2O3半导体修饰层两侧均接触。进一步地，所述ITO栅极的厚度为80～100nm，Si3N4栅极绝缘层的厚度为200～300nm，IGZO半导体的厚度为9～10nm，Al2O3半导体修饰层的厚度为3～4nm。进一步地，所述源漏电极中每层AZO层的厚度为20～30nm，每层Al层的厚度为4～6nm；优选每层AZO层的厚度为20nm，每层Al层的厚度为5nm。上述具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管可通过如下方法制备得到：(1)将玻璃衬底经清洗、烘干；(2)在玻璃衬底上表面采用PECVD(等离子增强化学气相沉积)方法制备一层ITO栅极，然后采用PECVD方法制备一层Si3N4栅极绝缘层完全覆盖ITO栅极；(3)采用脉冲直流磁控溅射在Si3N4栅极绝缘层上表面沉积一层IGZO半导体层；(4)采用射频磁控溅射在IGZO半导体层上表面沉积一层Al2O3半导体修饰层；(5)依次沉积AZO/Al/AZO/Al/AZO源漏电极，所述源漏电极覆盖Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层和Al2O3半导体修饰层两侧，所述源漏电极中AZO层采用射频磁控溅射沉积，Al层采用直流磁控溅射沉积。优选地，步骤(1)中所述的清洗是指依次用去离子水和异丙醇超声清洗，所述的烘干是指在80～85℃温度下烘干。优选地，步骤(3)中所述脉冲直流磁控溅射的沉积工艺参数如下：溅射功率为120W，溅射气压为1mtorr，氩气与氧气的体积比为100:5，施加脉冲为10KHz、10μs。优选地，步骤(4)中所述射频磁控溅射的沉积工艺参数如下：溅射功率为120W，溅射气压为1mtorr，氩气与氧气的体积比为100:0。优选地，步骤(5)中所述射频磁控溅射沉积的工艺参数如下：溅射功率为80W，溅射气压为1mtorr，氩气与氧气比例为100:2；所述直流磁控溅射沉积的工艺参数如下：溅射功率为100W，溅射气压为1mtorr，氩气与氧气比例为100:0。本技术的薄膜晶体管具有如下优点及有益效果：(1)本技术的源漏电极通过在AZO层之间设置Al层，降低薄膜的接触电阻率。(2)通过精确控制Al层的厚度，且源漏电极为AZO/Al/AZO/Al/AZO五层堆叠结构，能够有效降低中间Al层对于光的吸收和反射，从而实现AZO/Al/AZO/Al/AZO薄膜的高透光性。(3)本技术的源漏电极AZO/Al/AZO/Al/AZO在室温下制备，不需要退火及其他任何热处理，且源漏电极与半导体沟道层接触电阻低，实现了欧姆接触，极大地提高了TFT的器件性能。附图说明图1为本技术实施例的一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管的层叠结构示意图；图中编号说明如下：01-玻璃衬底，02-ITO栅极，03-Si3N4栅极绝缘层，04-IGZO半导体层，05-Al2O3半导体修饰层，06-源漏电极，06-1-AZO层，06-2-Al层。图2为本技术实施例的AZO/Al/AZO/Al/AZO源漏电极薄膜的透射光谱图。图3为本技术实施例的一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管的输出特性曲线图。图4为本技术实施例的一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管的转移特性曲线图。图5为本技术实施例的一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管在波长为300nm～800nm的透射光谱图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例本实施例的一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管，其层叠结构示意图如图1所示。由依次层叠的玻璃衬底01、ITO栅极02、Si3N4栅极绝缘层03、IGZO半导体层04、Al2O3半导体修饰层05以及两侧的源漏电极06构成，所述Si3N4栅极绝缘层03完全覆盖ITO栅极02，所述源漏电极06由内至外依次具有AZO/Al/AZO/Al/AZO的五层堆叠结构，源漏电极06最内层与Si3N4栅极绝缘层03、IGZO半导体层04和Al2O3半导体修饰层05两侧均接触。本实施例具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管通过如下方法制备得到：(1)将玻璃衬底依次用去离子水和异丙醇超声清洗10min、然后将清洗过的基底放入烘箱中，在80～85℃下烘干；(2)在玻璃衬底上表面采用PECVD方法制备一层厚度为100nm的ITO栅极，然后采用PECVD方法制备一层厚度为200nm的Si3N4栅极绝缘层完全覆盖ITO栅极；(3)采用脉冲直流磁控溅射在Si3N4栅极绝缘层上表面沉积一层9.5nm厚的IGZO半导体层，其沉积工艺参数如下：溅射功率为120W，溅射气压为1mtorr，氩气与氧气比例为100:5，施加脉冲为10KHz、10μs；(4)采用射频磁控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管，其特征在于：由依次层叠的玻璃衬底、ITO栅极、Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层、Al2O3半导体修饰层以及两侧的源漏电极构成，所述Si3N4栅极绝缘层完全覆盖ITO栅极，所述源漏电极由内至外依次具有AZO/Al/AZO/Al/AZO的五层堆叠结构，源漏电极最内层与Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层和Al2O3半导体修饰层两侧均接触。

【技术特征摘要】
1.一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管，其特征在于：由依次层叠的玻璃衬底、ITO栅极、Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层、Al2O3半导体修饰层以及两侧的源漏电极构成，所述Si3N4栅极绝缘层完全覆盖ITO栅极，所述源漏电极由内至外依次具有AZO/Al/AZO/Al/AZO的五层堆叠结构，源漏电极最内层与Si3N4栅极绝缘层、IGZO半导体层和Al2O3半导体修饰层两侧均接触。2.根据权利要求1所述的一种具有全铝透明源漏电极的透明薄膜晶体管，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚日晖，章红科，宁洪龙，郑泽科，李晓庆，张啸尘，蔡炜，徐苗，王磊，彭俊彪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44