一种氧化物薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化物薄膜晶体管及其制备方法，包括栅极

【技术实现步骤摘要】
一种氧化物薄膜晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术属于显示
，更具体地，涉及一种氧化物薄膜晶体管及其制备方法
。

技术介绍

[0002]现有技术方案多采用单层氧化物作为有源层，并通过薄膜沉积过程中的氧气流量比来调控氧化物的电学性能，制备流程简单，但难以兼顾高迁移率和低阈值电压
。
也有技术方案采用双层氧化物
(
两层材料组分不同
)
作为有源层
——
靠近绝缘层的一层采用高迁移率氧化物半导体，远离绝缘层的一层采用低载流子浓度的另一种氧化物半导体
。
此方案可兼顾高迁移率和低阈值电压
。
采用单层氧化物作为有源层，难以兼顾高迁移率和低阈值电压
。
采用双层氧化物作为有源层时，由于两层材料组分不同，通常需要分两次沉积不同的薄膜，制备流程较复杂
。
现有技术通过薄膜沉积过程中的氧气流量比来调控氧化物的电学性能，氧气流量工艺窗口窄
。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术涉及到的一种氧化物薄膜晶体管及其制备方法
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括栅极
、
绝缘层
、
梯度或渐变有源层以及源
/
漏极，所述栅极为一图案化的第一金属薄膜，所述绝缘层生长在所述栅极上并作为栅介质层，在所述绝缘层上生长一层氧化物半导体形成该梯度或渐变有源层，在所述梯度或渐变有源层上生长一层第二金属薄膜形成所述源
/
漏极；所述梯度或渐变有源层具有靠近所述源
/
漏极的低载流子浓度氧化物层以及靠近所述绝缘层的高迁移率氧化物层，所述梯度或渐变有源层的电学特性呈梯度或渐变变化
。
[0005]优选地，所述第一金属薄膜为钼膜
、
铝膜
、
铜膜或其叠层
。
[0006]优选地，所述绝缘层为二氧化硅层
、
氧化铝层
、
氧化铪层
、
氮化硅或其叠层
。
[0007]优选地，所述第二金属薄膜为钼膜
、
铝膜
、
铜膜或其叠层
。
[0008]优选地，所述源
/
漏极上还生长一层绝缘层作为钝化层
。
[0009]优选地，所述氧化物半导体为铟镓锌氧化物
、
氧化铟锌
、
氧化锌镓或氧化铟锡锌
。
[0010]一种如上所述的氧化物薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)
在衬底上，生长一层金属薄膜并图形化作为薄膜晶体管的栅极；
[0012](2)
在
(1)
的基础上在所述栅极上生长绝缘薄膜作为栅介质层；
[0013](3)
在
(2)
的基础上采用高功率脉冲磁控溅射法在所述栅介质层上生长一层氧化物半导体薄膜，并图形化形成薄膜晶体管的有源层；在生长氧化物半导体薄膜的过程中，能够通过改变溅射气压或功率形成梯度
(
渐变
)
有源层使得其电学特性呈梯度
(
渐变
)
变化；
[0014](4)
在
(3)
的基础上在所述有源层上生长一层金属薄膜并图形化作为薄膜晶体管的源
/
漏电极；
[0015](5)
在
(4)
的基础上在所述源
/
漏电极上生长一层绝缘层作为薄膜晶体管的钝化层
。
[0016]优选地，所述衬底为玻璃
。
[0017]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出
(1)
梯度
(
渐变
)
有源层，有源层采用一种材料，仅在薄膜沉积过程中改变工艺参数
(
气压或功率
)
，形成电学性能呈梯度
(
渐变
)
变化有源层，靠近绝缘层的一侧具有高迁移率，远离绝缘层的一侧具有低载流子浓度
。(2)
通过薄膜沉积过程中的气压或功率来改变氧自由基和溅射物种的激发和离化程度从而改变其活性，调控氧化物有源层的电学性能
。
由于有源层采用一种材料，与双层或多层有源层相比，制备流程更加简单
。
由于采用梯度
(
渐变
)
有源层，与单层有源层相比，更容易同时实现高迁移率和低阈值电压
。
与传统通过薄膜沉积过程中的氧气流量比来调控氧化物的电学性能不同，本技术通过溅射气压和功率来调控氧化物的电学性能，工艺窗口宽
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域第一技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0019]图1为本专利技术的薄膜晶体管的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的梯度有源层示意图；
[0021]图3为本专利技术的渐变有源层示意图
。
[0022]图中：
1.
栅极；
2.
绝缘层；
3.
有源层；
4.
源
/
漏极；
5.
高迁移率氧化物；
6.
低载流子浓度氧化物
。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施方式的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式
。
基于本专利技术中的实施方式，本领域第一技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围
。
因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式
。
基于本专利技术中的实施方式，本领域第一技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围
。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氧化物薄膜晶体管，其特征在于，包括栅极
、
绝缘层
、
梯度或渐变有源层以及源
/
漏极，所述栅极为一图案化的第一金属薄膜，所述绝缘层生长在所述栅极上并作为栅介质层，在所述绝缘层上生长一层氧化物半导体形成该梯度或渐变有源层，在所述梯度或渐变有源层上生长一层第二金属薄膜形成所述源
/
漏极；所述梯度或渐变有源层具有靠近所述源
/
漏极的低载流子浓度氧化物层以及靠近所述绝缘层的高迁移率氧化物层，所述梯度或渐变有源层的电学特性呈梯度或渐变变化
。2.
根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述第一金属薄膜为钼膜
、
铝膜
、
铜膜或其叠层
。3.
根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘层为二氧化硅层
、
氧化铝层
、
氧化铪层
、
氮化硅层或其叠层
。4.
根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述第二金属薄膜为钼膜
、
铝膜
、
铜膜或其叠层
。5.
根据权利要求1所述的氧化物薄膜晶体管，其特征在于，所述源
/
漏极上...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铭杰，严嘉豪，连水养，陈奇珍，黄奇辉，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：