薄膜晶体管以及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管以及制备方法，该薄膜晶体管包括：基板；形成在基板上的栅极层、第一绝缘层和有源层；形成在有源层上的图案化的源极和漏极，分别与有源层电连接；形成在图案化的源极和漏极上的有机钝化层，有机钝化层与有源层直接接触；有源层包括金属氧化物，金属氧化物包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物，有机钝化层为聚合物有机物材料。本发明专利技术的技术方案，有机钝化层与铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物组成的有源层直接接触，一方面，有机钝化层和有源层直接接触不会对有源层造成施主掺杂的效果，器件正常稳定工作；另一方面，制备工艺简单且成本较低。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管以及制备方法
本专利技术涉及半导体材料与器件
，尤其涉及一种薄膜晶体管以及制备方法。
技术介绍
新型平板显示(FlatPanelDisplay，FPD)产业的核心技术是薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)背板技术。金属氧化物TFT(MetalOxide-TFT，MO-TFT)不仅具有较高的迁移率，而且制作工艺相对简单，可以和目前的a-Si工艺兼容，制造成本较低，还具有优异的大面积均匀性。因此，MO-TFT技术自诞生以来便备受业界瞩目。但是，由于金属氧化物半导体薄膜比较“脆弱”，极易受到酸碱刻蚀液、等离子体、水氧和碳吸附、氢离子等非金属和金属离子的掺杂效应影响。通常，有机物中的溶剂、可移动离子等会对氧化物半导体层造成施主掺杂的效果，导致薄膜晶体管的阈值电压明显负向漂移，甚至导通。因此，无法采用低成本的有机材料作为直接和有源层直接接触的钝化层。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种薄膜晶体管以及制备方法，以解决现有金属氧化物TFT制作成本较高的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种薄膜晶体管，包括：基板；形成在基板上的栅极层；形成在所述栅极层上的第一绝缘层；形成在所述第一绝缘层上的有源层；形成在所述有源层上的图案化的源极和漏极，分别与所述有源层电连接；形成在所述图案化的源极和漏极上的有机钝化层，所述有机钝化层与所述有源层直接接触；所述有源层为金属氧化物，所述金属氧化物包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物(In2O3)a(MO)b，其中，a+b＝1，0.10≤b≤0.50；所述有机钝化层为聚合物有机物材料，所述聚合物有机物材料包括酰亚胺基聚合物、酰胺基聚合物、乙烯醇基聚合物、苯酚基聚合物、丙烯基聚合物、烯丙醚基聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、氟基聚合物和聚乙酸乙烯酯中的中的一种或者多种。可选的，所述第五副族元素的氧化物MO包含氧化钒、氧化铌和氧化钽中的至少一种。可选的，所述金属氧化物还包括元素X的氧化物XO，所述铟的氧化物In2O3、所述第五副族元素的氧化物MO和所述X的氧化物XO组成的复合氧化物的化学式为(In2O3)c(MO)d(XO)e，元素X的氧化物XO包括第一主族元素、第二主族元素、第三主族元素、第四主族元素、第五主族元素、第六主族元素和镧系元素中的一种或多种元素形成的氧化物；其中，c+d+e＝1，所述复合氧化物(In2O3)c(MO)d(XO)e中，元素X的原子数量与元素In、第五副族元素M以及元素X的原子数量之和的比值大于或等于0.01，且小于或等于0.15。可选的，所述有源层包括沟道层和沟道保护层，所述沟道保护层的材料包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物(In2O3)a(MO)b，其中，a+b＝1，0.10≤b≤0.50。可选的，所述聚合物有机材料可以是正性或负性的光敏材料。可选的，所述有机钝化层的厚度大于或等于10nm，且小于或等于20000nm。第二方面，本专利技术实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法，基于第一方面任意所述的薄膜晶体管，包括：提供基板；在所述基板上依次形成栅极层、第一绝缘层和有源层；在所述有源层上形成源极层和漏极层，上通过对所述源极层和漏极层进行刻蚀工艺形成图案化的源极和漏极，所述刻蚀工艺包括湿法刻蚀和干法刻蚀；在所述图案化的源极和漏极上形成有机钝化层，所述有机钝化层与所述有源层直接接触；所述有源层包括金属氧化物，所述金属氧化物包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物(In2O3)a(MO)b，其中，a+b＝1，0.10≤b≤0.50；所述有机钝化层为聚合物有机物材料，所述聚合物有机物材料包括酰亚胺基聚合物、酰胺基聚合物、乙烯醇基聚合物、苯酚基聚合物、丙烯基聚合物、烯丙醚基聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、氟基聚合物和聚乙酸乙烯酯中的中的一种或者多种。可选的，所述金属氧化物采用物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、激光沉积工艺或者溶液法工艺中的任意一种工艺方法制备而成。可选的，有机钝化层采用打印工艺、光刻工艺或激光刻蚀工艺中的任意一种方式制备。第三方面，本专利技术实施例提供了一种显示面板，包括第一方面任意所述的薄膜晶体管。本专利技术提供了的技术方案，薄膜晶体管中的有源层采用了包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物的金属氧化物，其能有效抵抗湿法刻蚀刻蚀液的刻蚀，以及等离子体的轰击。采用本专利技术实施例的氧化物半导体材料作为沟道层的薄膜晶体管可以实现背沟道刻蚀型器件的制备；制备的器件具有良好的开关特性，和优异的稳定性。氧化铟In2O3中掺入第五副族氧化物MO组合形成的(In2O3)a(MO)b氧化物半导体材料，对有机物不敏感，和聚合物有机材料接触的时候不会受到诸如有机溶剂改性、离子移动和界面成分偏析等掺杂效应的影响，因此可以直接在图案化的源极和漏极上形成有机钝化层，有机钝化层与有源层直接接触；有机钝化层的形成可以低成本的非真空工艺制作，大大节省了制作成本且该有机钝化层具有良好的绝缘特性，能有效隔离有源层和外界环境，以提供器件保护的效果；而且，可以用于形成包括公共电极和像素电极的更多层的平坦表面，有机钝化层的形成工艺需要花费的成本较低，制备工艺窗口较大，有源层包括金属氧化物，有较高的迁移率，而且制作工艺相对简单，可以和目前的a-Si工艺兼容，还具有优异的大面积均匀性，以解决现有金属氧化物薄膜晶体管制作成本较高的技术问题。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种薄膜晶体管器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的又一种薄膜晶体管器件的结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的一种薄膜晶体管的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一本专利技术实施例提供了一种薄膜晶体管。图1为本专利技术实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图。参见图1，该薄膜晶体管包括：基板10；形成在基板10上的栅极层20；形成在栅极层20上的第一绝缘层30；形成在第一绝缘层30上的有源层40；形成在有源层40上的图案化的源极50和漏极51，分别与有源层40电连接；形成在图案化的源极50和漏极51上的有机钝化层60，有机钝化层60与有源层40直接接触；有源层40包括金属氧化物。金属氧化物包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物(In2O3)a(MO)b，其中，a+b＝1，0.10≤b≤0.50；有机钝化层为聚合物有机物材料，聚合物有机物材料包括酰亚胺基聚合物、酰胺基聚合物、乙烯醇基聚合物、苯酚基聚合物、丙烯基聚合物、烯丙醚基聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、氟基聚合物和聚乙酸乙烯酯中的中的一种或者多种。在本实施例中，在本实施例中，铟的氧化物In2O3是一种n型半导体，具有稳定的立方方铁锰矿结构。由于其本征载流子浓度可以高达1020cm-3，光学带隙在2.67eV～3.75eV之间，具有很高的可见光透明度，主要应用于透明导电薄膜领域。对于薄膜晶体管器件而言，In2O3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板；形成在基板上的栅极层；形成在所述栅极层上的第一绝缘层；形成在所述第一绝缘层上的有源层；形成在所述有源层上的图案化的源极和漏极，分别与所述有源层电连接；形成在所述图案化的源极和漏极上的有机钝化层，所述有机钝化层与所述有源层直接接触；所述有源层为金属氧化物，所述金属氧化物包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物(In2O3)a(MO)b，其中，a+b＝1，0.10≤b≤0.50；所述有机钝化层为聚合物有机物材料，所述聚合物有机物材料包括酰亚胺基聚合物、酰胺基聚合物、乙烯醇基聚合物、苯酚基聚合物、丙烯基聚合物、烯丙醚基聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、氟基聚合物和聚乙酸乙烯酯中的中的一种或者多种。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板；形成在基板上的栅极层；形成在所述栅极层上的第一绝缘层；形成在所述第一绝缘层上的有源层；形成在所述有源层上的图案化的源极和漏极，分别与所述有源层电连接；形成在所述图案化的源极和漏极上的有机钝化层，所述有机钝化层与所述有源层直接接触；所述有源层为金属氧化物，所述金属氧化物包括铟的氧化物In2O3和第五副族元素的氧化物MO组成的复合氧化物(In2O3)a(MO)b，其中，a+b＝1，0.10≤b≤0.50；所述有机钝化层为聚合物有机物材料，所述聚合物有机物材料包括酰亚胺基聚合物、酰胺基聚合物、乙烯醇基聚合物、苯酚基聚合物、丙烯基聚合物、烯丙醚基聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、氟基聚合物和聚乙酸乙烯酯中的中的一种或者多种。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第五副族元素的氧化物MO包含氧化钒、氧化铌和氧化钽中的至少一种。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属氧化物还包括元素X的氧化物XO，所述铟的氧化物In2O3、所述第五副族元素的氧化物MO和所述X的氧化物XO组成的复合氧化物的化学式为(In2O3)c(MO)d(XO)e，元素X的氧化物XO包括第一主族元素、第二主族元素、第三主族元素、第四主族元素、第五主族元素、第六主族元素和镧系元素中的一种或多种元素形成的氧化物；其中，c+d+e＝1，所述复合氧化物(In2O3)c(MO)d(XO)e中，元素X的原子数量与元素In、第五副族元素M以及元素X的原子数量之和的比值大于或等于0.01，且小于或等于0.15。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层包括沟道层和沟道保护层，所述沟道保护层的材料包括铟的氧化物I...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐苗，徐华，李美灵，王磊，李民，庞佳威，陈子楷，彭俊彪，邹建华，陶洪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44