薄膜晶体管制造技术

提供了一种薄膜晶体管。所述薄膜晶体管包括：铜层，包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线；阻挡层，通过使用氧化锌基溅射靶的溅射沉积在铜层上，所述氧化锌基溅射靶具有烧结体，所述烧结体包括掺杂有基于氧化锌重量的1％w/w至50％w/w范围内的氧化铟的氧化锌；以及氧化物层，沉积在阻挡层的顶部上，其中，氧化物层是氧化硅层。

Thin film transistor

A thin film transistor is provided. The thin film transistor comprises a copper layer including a gate electrode, a source electrode, a drain electrode and/or a wiring; a barrier layer deposited on a copper layer by sputtering using a zinc oxide-based sputtering target having a sinter doped in a range of 1% w/w to 50% w/w based on the weight of zinc oxide. Zinc oxide of indium oxide; and an oxide layer deposited on top of the barrier layer, in which the oxide layer is a silicon oxide layer.

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2014年2月27日的标题为“氧化锌基溅射靶及其制备方法和薄膜晶体管”的第201410069734.5号中国专利申请的分案申请。
本专利技术的示例性实施例涉及一种氧化锌基溅射靶，更具体地讲，涉及一种制备氧化锌基溅射靶的方法以及一种包括通过该氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的薄膜晶体管。
技术介绍
液晶显示装置或电致发光显示装置提供高显示性能和低功率消耗。液晶显示装置或电致发光显示装置被广泛用于蜂窝电话、个人计算机、文字处理机和电视机。此类显示装置可以通过晶体管来驱动，所述晶体管包括由精细图案形成的薄膜晶体管(TFT)。精细图案的电极可以是例如栅电极、源电极和漏电极。示例性电极材料可包括铝、钼等。然而，对于高清显示器而言，会需要具有高导电率的材料。铜，与其他金属材料相比具有相对高的电导率并且较便宜，可被用作电极材料。铜电极具有优异的电导率，因此即使当铜电极比其他电极薄时也能实现同样的特性。于是，在加工中可以减少节拍时间，并且也可以降低生产成本。铜电极可应用于要求高电导率规格的产品。然而，铜电极具有与其他材料的高反应性。因此，在TFT构造中，铜原子可以在铜电极上部或下部上的由其他材料形成的层中到处扩散。铜电极可以与其他层反应，因此会发生TFT性能劣化的问题。当保护层(被称为，例如钝化层)被沉积在源电极的顶表面和漏电极的顶表面时，铜会被氧化，并且与保护层的接触会减弱。从而，会发生诸如保护层分层和TFT性能劣化的问题。因此，阻挡层的引入关系到铜电极的形成。
技术实现思路
提供了本专利技术的示例性实施例。提供了一种氧化锌基溅射靶，所述氧化锌基溅射靶可执行直流(DC)溅射，并且可增强通过所述氧化锌基溅射靶沉积的阻挡层的接触特性和蚀刻特性。提供了一种制备所述氧化锌基溅射靶的方法以及一种包括所述阻挡层的薄膜晶体管(TFT)。根据本专利技术的示例性实施例，一种氧化锌基溅射靶包括烧结体，所述烧结体包括用基于氧化锌重量的大约1％w/w至大约50％w/w范围内的氧化铟掺杂的氧化锌。背衬板结合到烧结体的背面，背衬板支撑烧结体。根据本专利技术的示例性实施例，所述烧结体可以具有小于1×10-2Ω·㎝以下的电阻率。根据本专利技术的示例性实施例，所述氧化锌基溅射靶可能够执行直流(DC)溅射。根据本专利技术的示例性实施例，可以向所述氧化锌基溅射靶施加大约0.1W/cm2至大约8W/cm2范围内的功率密度。根据本专利技术的示例性实施例，所述烧结体可具有5.6g/cm3以上的密度。根据本专利技术的示例性实施例，氧化铟的聚集体可以以小于1μm的尺寸分散在所述烧结体内。根据本专利技术的示例性实施例，所述烧结体可以包括属于元素周期表第3族的一种或更多种元素，或者可以包括属于元素周期表第4族的一种或更多种元素，或者可以包括来自元素周期表第3族或第4族的两种或更多种元素的组合。根据本专利技术的示例性实施例，一种薄膜晶体管包括铜层，所述铜层包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线。阻挡层通过使用氧化锌基溅射靶的溅射沉积在铜层上。所述氧化锌基溅射靶具有烧结体，所述烧结体包括用基于氧化锌重量的大约1％w/w至大约50％w/w范围内的氧化铟掺杂的氧化锌。氧化物层沉积在阻挡层的顶部上。根据本专利技术的示例性实施例，所述阻挡层可以具有大约10μm至大约5000μm范围内的晶体尺寸。根据本专利技术的示例性实施例，所述阻挡层具有大约30nm至大约50nm范围内的厚度。根据本专利技术的示例性实施例，所述阻挡层具有大约1×10-1Ω·㎝至大约1×10-3Ω·㎝范围内的电阻率。根据本专利技术的示例性实施例，一种制备氧化锌基溅射靶的方法包括将基于氧化锌重量的大约1％w/w至大约50％w/w范围内的氧化铟添加到氧化锌中。所述方法包括将浆体干燥成粒状粉末。所述方法包括将粒状粉末成型成成型体，并且将成型体烧结成烧结体。根据本专利技术的示例性实施例，所述方法可包括第一分散，在该步骤中，通过将第一量的氧化锌与蒸馏水和第一分散剂的溶液相混合来形成悬浮物，然后将所述悬浮物湿磨。所述方法可包括第二分散，在该步骤中，将第二分散剂和第二量的氧化铟混合在由第一分散步骤获得的悬浮物中以制备浆体，然后将所述浆体湿磨。根据本专利技术的示例性实施例，在第一分散步骤中，第一量的氧化锌的平均粒度可以保持在大约0.1μm至大约0.8μm的范围内。根据本专利技术的示例性实施例，在第一分散步骤中，可以以基于氧化锌重量的大约0.1％w/w至大约2％w/w的范围添加所述第一分散剂。根据本专利技术的示例性实施例，在第二分散步骤中，可以以基于氧化铟重量的大约0.3％w/w至大约2.5％w/w的范围添加所述第二分散剂。根据本专利技术的示例性实施例，在第二分散步骤中，可以将所述浆体控制成具有大约0.1μm至大约0.5μm范围内的平均粒度。根据本专利技术的示例性实施例，所述方法可包括向浆体中添加粘合剂。根据本专利技术的示例性实施例，烧结成型体的步骤可在空气和氧气的气氛中在大约1200℃至大约1500℃范围内的温度下执行。根据本专利技术的示例性实施例，一种薄膜晶体管(TFT)包括铜电极、沉积在铜电极上的氧化物层、以及通过如上所述的氧化锌基溅射靶沉积在铜电极上的氧化锌基阻挡层，所述氧化锌基阻挡层适合于抑制铜向氧化物层中的扩散。附图说明参照附图，通过对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的上述和其他特征将变得更加清楚，在附图中：图1是示出用电子探针显微分析仪(EPMA)分析烧结体的结果的图像，所述烧结体是通过根据本专利技术的示例性实施例的制备溅射靶的方法而制备的；图2是示出与通过根据本专利技术的示例性实施例的溅射靶沉积的阻挡层有关的蚀刻试验结果的透射电子显微镜(TEM)图像；图3中的(a)和(b)是举例说明阻挡层对铜氧化的效果的电子显微镜图像，其中所述阻挡层是根据本专利技术的示例性实施例而沉积的；以及图4中的(a)和(b)是用于观察阻挡层对铜氧化的效果的电子显微镜图像，其中所述阻挡层是通过由铜合金和锰合金形成的溅射靶沉积的阻挡层。具体实施方式以下，将参照附图详细地描述本专利技术的示例性实施例。然而，本专利技术不应被理解为限于在此阐述的示例性实施例，而可以以不同形式体现。根据本专利技术的示例性实施例，氧化锌基溅射靶可以是用于沉积氧化锌基阻挡层的靶。在可构成包括铜电极的平板显示器的薄膜晶体管(TFT)的制造工艺中，氧化锌基溅射靶可用于形成阻挡层。阻挡层可抑制铜向氧化物层中的扩散。阻挡层可以是形成在栅电极、源电极、漏电极或金属布线上的保护层。阻挡层可抑制铜与氧化物层的反应。由于阻挡层具有高透射率并且可在现有蚀刻条件下与铜同时被蚀刻，因而阻挡层可应用于显示器。阻挡层可调节蚀刻速率以防止诸如底切和尖端的问题的发生。以上所述的氧化锌基溅射靶可包括烧结体和背衬板(backingplate)。烧结体可由以大约1％w/w(即，wt％)至大约50％w/w范围掺杂了氧化铟的氧化锌形成。当以小于1％w/w的范围掺杂氧化铟时，由此沉积的氧化锌基阻挡层会具有低电阻率并因此会适合用作透明导电层。阻挡层可以具有用于制造TFT的快速蚀刻速率，因此在蚀刻工艺中会发生诸如被底切或尖端所侵蚀的问题。当以大于50％w/w的范围掺杂氧化铟时，所述靶可能无法执行直流(DC)溅射工艺。因此，可在氧化锌中例如以大约20％w/w至大约40％w/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管，包括：铜层，包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线；阻挡层，通过使用氧化锌基溅射靶的溅射沉积在铜层上，所述氧化锌基溅射靶具有烧结体，所述烧结体包括掺杂有基于氧化锌重量的1％w/w至50％w/w范围内的氧化铟的氧化锌；以及氧化物层，沉积在阻挡层的顶部上，其中，氧化物层是氧化硅层。

【技术特征摘要】
2013.02.27 KR 10-2013-00208901.一种薄膜晶体管，包括：铜层，包括栅电极、源电极、漏电极和/或布线；阻挡层，通过使用氧化锌基溅射靶的溅射沉积在铜层上，所述氧化锌基溅射靶具有烧结体，所述烧结体包括掺杂有基于氧化锌重量的1％w/w至50％w/w范围内的氧化铟的氧化锌；以及氧化物层，沉积在阻挡层的顶部上，其中，氧化物层是氧化硅层。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述阻挡层具有10μm至5000μm范围内的晶体尺寸。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述阻挡层具有30nm至50nm范围内的厚度。4.根据权利要求3所述的薄膜晶体管，其中，所述阻挡层具有1×10-1Ω·㎝至1×10-3Ω·㎝范围内的电阻率。5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述烧结体具有1×10-2Ω·㎝或更小的电阻率。6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述氧化锌基溅射靶能够执行直流溅射。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：朴在佑，金东朝，朴柱玉，孙仁成，尹相元，李建孝，李镕晋，李伦圭，金度贤，全祐奭，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR