氧化物薄膜晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，包括：提供一基底并在基底上制备形成氧化物半导体有源层；在所述有源层上沉积绝缘介质层；将沉积绝缘介质层后形成的结构件进行退火处理。本发明专利技术在氧化物半导体有源层上沉积完成绝缘介质层之后，即对所形成的结构件增加进行退火处理的工艺，降低了在制备绝缘介质层时因不同的成膜工艺所带来的器件性能差异，提高了成膜工艺的可重复性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造
,尤其涉及一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，该氧化物薄膜晶体管主要应用于显示装置的阵列基板中。
技术介绍
平板显示装置具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平板显示装置主要包括液晶显示装置(LiquidCrystalDisplay，LCD)及有机电致发光显示装置(OrganicLightEmittingDisplay，OLED)。薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)是平板显示装置的重要组成部分，可形成在玻璃基板或塑料基板上，通常作为开光装置和驱动装置用在诸如LCD、OLED。在显示面板工业中，随着目前显示行业中大尺寸化，高解析度的需求越来越强烈，对有源层半导体器件充放电提出了更高的要求。IGZO(indiumgalliumzincoxide，铟镓锌氧化物)是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，其具有高迁移率，载流子迁移率是非晶硅的20～30倍，可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，具有高开态电流、低关态电流可以迅速开关，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在显示面板中成为可能。在铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备工艺中，在铟镓锌氧化物半导体有源层上通常都需要沉积有绝缘介质层，绝缘介质层的成膜工艺对铟镓锌氧化物半导体具有较大的影响，例如成膜工艺中产生的H原子会提高铟镓锌氧化物半导体的导电性能，最终会影响薄膜晶体管的性能参数，例如阈值电压。成膜工艺中可能存在制程不稳定或设备参数不稳定，导致薄膜晶体管的性能参数出现较大的差异化，最终影响阵列基板中器件形成的均匀性。因此，如何降低因不同的成膜工艺所带来的器件性能差异、提高成膜工艺的可重复性是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，该方法降低因了不同的成膜工艺所带来的器件性能差异，提高了成膜工艺的可重复性。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，包括：提供一基底并在基底上制备形成氧化物半导体有源层；在所述有源层上沉积绝缘介质层；将沉积绝缘介质层后形成的结构件进行退火处理。其中，进行退火处理的环境为空气、干氧或湿氧气氛，退火温度为250～450℃，退火时间为0.5～3h。其中，应用热风式退火工艺或红外退火工艺进行退火处理。其中，所述氧化物半导体为铟镓锌氧化物。其中，所述绝缘介质层至少包括直接连接在所述有源层上的氧化硅薄膜层。其中，所述绝缘介质层还包括位于所述氧化硅薄膜层上的氮化硅薄膜层。其中，该方法包括步骤：S11、提供一基底并在基底上制备栅电极；S12、在具有栅电极的基底上沉积栅极绝缘层；S13、在所述栅极绝缘层上制备所述氧化物半导体有源层；S14、在所述栅极绝缘层上制备源电极和漏电极，并且所述源电极和漏电极分别电连接到所述有源层；S15、在所述有源层上沉积钝化层，并且所述钝化层覆盖所述源电极和漏电极，所述钝化层的材料为氧化硅；S16、将沉积所述钝化层后形成的结构件进行退火处理。其中，该方法包括步骤：S21、提供一基底并在基底上制备缓冲层；S22、在所述缓冲层上制备所述氧化物半导体有源层；S23、在所述半导体有源层上制备栅极绝缘层，所述栅极绝缘层的材料为氧化硅；S24、将沉积所述栅极绝缘层后形成的结构件进行退火处理；S25、在进行退火处理的栅极绝缘层上制备栅电极；S26、在所述栅电极上制备层间介质层，并且所述层间介质层覆盖所述缓冲层；S27、在所述层间介质层中刻蚀出连通到所述有源层的过孔；S28、在所述层间介质层上制备源电极和漏电极，所述源电极和漏电极分别通过所述过孔电连接到所述有源层。其中，步骤S25包括：S251、应用顶栅自对准工艺刻蚀形成栅电极，并相应刻蚀位于所述栅电极下方的栅极绝缘层，以使所述栅极绝缘层仅覆盖所述有源层的中间区域，所述栅极绝缘层的两侧裸露出所述有源层；所述源电极和漏电极分别连接于所述有源层裸露出于所述栅极绝缘层的部分。其中，步骤S25还包括：S252、应用离子注入工艺或等离子轰击工艺或金属氧化工艺，将裸露出的有源层转化为导体，在所述有源层的一端形成源极连接部，另一端形成漏极连接部，所述源极连接部用于连接所述源电极，所述漏极连接部用于连接所述漏电极。本专利技术实施例中提供的氧化物薄膜晶体管的制备方法，在氧化物半导体有源层上沉积完成绝缘介质层之后，即对所形成的结构件增加进行退火处理的工艺，降低了在制备绝缘介质层时因不同的成膜工艺所带来的器件性能差异，提高了成膜工艺的可重复性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的氧化物薄膜晶体管的制备方法的工艺流程图；图2a-2e是本专利技术实施例1提供的氧化物薄膜晶体管的制备方法的流程图示；图3a-3h是本专利技术实施例2提供的氧化物薄膜晶体管的制备方法的流程图示。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，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。本实施例提供了一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，如图1所示的流程图，该方法包括：提供一基底并在基底上制备形成氧化物半导体有源层；在所述有源层上沉积绝缘介质层；将沉积绝缘介质层后形成的结构件进行退火处理。在该方法中，进行退火处理的环境可以选择为空气、干氧或湿氧气氛，退火温度可以选择在250～450℃之间，退火时间可以选择为0.5～3h。在该方法中，可以在退火炉中应用热风式退火工艺或红外退火工艺进行退火处理。其中，所述氧化物半导体选择为铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide，IGZO)。其中，所述绝缘介质层例如是底栅结构的薄膜晶体管中在有源层上所沉积的钝化层，或者是顶栅结构的薄膜晶体管中在有源层上所沉积的栅极绝缘层。所述绝缘介质层至少包括直接连接在所述有源层上的氧化硅薄膜层。在另外的一些实施例中，所述绝缘介质层还包括沉积在所述氧化硅(SiOx)薄膜层上的氮化硅(SiNx)薄膜层。实施例1本实施例提供了一种底栅结构的氧化物薄膜晶体管的制备方法，图2a-2e示出了本实施例的制备方法的流程图示。参阅图2a-2e，该方法包括步骤：S11、如图2a所示，提供一基底11并在基底11上制备栅电极12。具体地，所述基底11可以选用玻璃基底，所述栅电极12的材料为金属导电材料。首先通过物理气相沉积工艺(PVD)在基底11上沉积金属导电薄膜，然后通过光罩工艺将所述金属导电薄膜刻蚀形成图案化的栅电极12。S12、如图2b所示，在具有栅电极12的基底11上沉积栅极绝缘层13。所述栅极绝缘层13的材料可以为SiOx或SiNx，所述栅极绝缘层13可以通过化学气相沉积工艺(CVD)制备获得。S13、如图2c所示，在所述栅极绝缘层13上制备氧化物半导体有源层14。其中，所述氧化物半导体选择为IGZO。具体地，首先通过物理气相沉积工艺(PVD)在栅极绝缘层13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括：提供一基底并在基底上制备形成氧化物半导体有源层；在所述有源层上沉积绝缘介质层；将沉积绝缘介质层后形成的结构件进行退火处理。

【技术特征摘要】
1.一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括：提供一基底并在基底上制备形成氧化物半导体有源层；在所述有源层上沉积绝缘介质层；将沉积绝缘介质层后形成的结构件进行退火处理。2.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，进行退火处理的环境为空气、干氧或湿氧气氛，退火温度为250～450℃，退火时间为0.5～3h。3.根据权利要求2所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，应用热风式退火工艺或红外退火工艺进行退火处理。4.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述氧化物半导体为铟镓锌氧化物。5.根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述绝缘介质层至少包括直接连接在所述有源层上的氧化硅薄膜层。6.根据权利要求5所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述绝缘介质层还包括位于所述氧化硅薄膜层上的氮化硅薄膜层。7.根据权利要求1-6任一所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该方法包括步骤：S11、提供一基底并在基底上制备栅电极；S12、在具有栅电极的基底上沉积栅极绝缘层；S13、在所述栅极绝缘层上制备所述氧化物半导体有源层；S14、在所述栅极绝缘层上制备源电极和漏电极，并且所述源电极和漏电极分别电连接到所述有源层；S15、在所述有源层上沉积钝化层，并且所述钝化层覆盖所述源电极和漏电极，所述钝化层的材料为氧化硅；S16、将沉积所述钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢应涛，
申请(专利权)人：武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42