一种宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管的制备方法，半导体薄膜晶体管制备方法包括以下步骤：提供一带有二氧化硅介质层的硅衬底，采用磁控溅射法在其上依次制备稀土元素Tm掺杂SnO2有源层，以及ITO透明导电薄膜源漏电极。本发明专利技术采用物理方法将稀土Tm元素掺杂进SnO2薄膜中，有效地抑制了SnO2半导体的氧空位，制备得到的TmSnO薄膜的禁带宽度大于3.8 eV。将制备得到的TmSnO薄膜应用于晶体管，得到的场效应薄膜晶体管具有优良的综合性能，优化的场效应迁移率大于5.0 cm

Fabrication of a Wide Band-gap TmSnO Semiconductor Thin Film Transistor

【技术实现步骤摘要】
一种宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管的制备方法
本专利技术属于半导体薄膜晶体管制备
，具体涉及一种宽禁带TmSnO半导体薄膜的制备方法和在晶体管方面的应用。
技术介绍
随着超高清显示技术的不断发展，无论从成本还是迁移率方面，都对薄膜晶体管提出了更高的要求，这有赖于新型有源层材料种类的拓展和器件结构的优化。SnO2是一种宽禁带n型半导体材料，禁带宽度大于3.5eV，因此广泛应用于透明电子器件领域。随着显示技术的不断发展和人们广泛的需求，铟材料的过度消耗带来了一系列的环境问题和成本上升，因为铟元素的地壳丰度仅为0.25ppm（百万分比），仅为相邻Sn元素的十分之一，而Sn元素具有和铟相似的电子结构，并且其球状分布的5s0电子轨道相互交叠，构成SnO2导带底的主体，从而易于实现较高的迁移率。然而，实验表明纯SnO2半导体薄膜具有较高浓度的氧空位，常规情况下难以获得较低的关态电流，因此纯SnO2晶体管具有较差的载流子调制特性。和常规的半导体掺杂剂如Bi2O3相比，稀土Tm2O3具有较大的禁带宽度（>5eV），并且地壳丰度大于铋元素（铥：0.27ppm，铋：0.009ppm），理论本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体薄膜晶体管自下而上由衬底、绝缘层、有源层和源漏电极组成，其中：（1）衬底作为栅电极使用；（2）绝缘层为商用氧化硅薄膜，湿法氧化生长在衬底上，并经过机械抛光；（3）有源层为掺杂Tm的SnO2薄膜，记为TmSnO薄膜，所述有源层生长在绝缘层上；（4）源漏电极材料为ITO透明导电薄膜，生长在有源层和绝缘层上。

【技术特征摘要】
1.一种宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体薄膜晶体管自下而上由衬底、绝缘层、有源层和源漏电极组成，其中：（1）衬底作为栅电极使用；（2）绝缘层为商用氧化硅薄膜，湿法氧化生长在衬底上，并经过机械抛光；（3）有源层为掺杂Tm的SnO2薄膜，记为TmSnO薄膜，所述有源层生长在绝缘层上；（4）源漏电极材料为ITO透明导电薄膜，生长在有源层和绝缘层上。2.根据权利要求1所述的宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述衬底为p型重掺杂硅。3.根据权利要求1所述的宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述商用氧化硅薄膜为100~300nm的湿法氧化SiO2膜。4.一种如权利要求1所述的宽禁带TmSnO半导体薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）绝缘层通过湿法氧化生长在衬底上，并经过机械抛光；（2）制备TmSnO有源层：采用射频磁控溅射法，所用靶材为Tm-SnO镶嵌靶，在步骤（1）得到的绝缘层上沉积TmSnO沟道层，所述射频磁控溅射法控制基板温度为室温，射频功率为40~60W，溅射气氛为氩气和氧气的混合气体，氩气和氧气流量比为30~40，总气压为0.2~0....

【专利技术属性】
技术研发人员：任锦华，张群，沈杰，李凯文，黄瑜婷，盛楚明，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31