System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 肖特基薄膜晶体管及其制备方法技术_技高网

肖特基薄膜晶体管及其制备方法技术

技术编号:41392013 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-20 19:14
本发明专利技术提供了一种肖特基薄膜晶体管及其制备方法,该肖特基薄膜晶体管包括衬底层、栅极层、栅极绝缘层、有源层、源极层以及漏极层,所述栅极层位于所述衬底层之上,所述栅极绝缘层位于所述栅极层之上,所述有源层位于所述栅极绝缘层之上,所述源极层以及所述漏极层分别位于所述有源层之上,所述源极层以及漏极层均包括氧化银过渡层以及银电极层,所述氧化银过渡层位于所述有源层与所述银电极层之间,用于提高肖特基结的势垒特性。本发明专利技术所制备的薄膜晶体管具有关态电流小,电流开关比高,输出阻抗大等优点。连续沉积氧化银过渡层与银电极层,减少了器件的界面污染,在在氧化物半导体电子电路中有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子材料与元器件的,尤其涉及一种肖特基薄膜晶体管及其制备方法


技术介绍

1、金属氧化物薄膜晶体管具有迁移率高、透明性好、制备温度低等优点,在平板显示器、薄膜集成电路、光电图像传感器和气敏传感器等领域有广阔的应用前景。在金属氧化物薄膜晶体管中,源漏电极与有源层之间通常采用欧姆接触,这种接触方式可以提高器件的电流输出能力,但也增加了器件的关态电流。肖特基源漏薄膜晶体管是降低器件关态电流的一个重要途径,由于源漏电极与有源层材料之间形成肖特基势垒,势垒高度受栅极电场的调控,因此,通过栅极电场可大幅度调控源漏电流,最终表现较低的关态电流、较高的电流开关比和较大的输出阻抗。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种肖特基薄膜晶体管及其制备方法,用以优化现有肖特基薄膜晶体管的电学性能,得到更低的关态电流、更高的电流开关比。

2、本专利技术的第一方面公开了一种肖特基薄膜晶体管,包括衬底层、栅极层、栅极绝缘层、有源层、源极层以及漏极层,所述栅极层位于所述衬底层之上,所述栅极绝缘层位于所述栅极层之上,所述有源层位于所述栅极绝缘层之上,所述源极层以及所述漏极层分别位于所述有源层之上,所述源极层以及漏极层均包括氧化银过渡层以及银电极层,所述氧化银过渡层位于所述有源层与所述银电极层之间,用于提高肖特基结的势垒特性。

3、进一步的,所述氧化银过渡层的厚度为5nm~10nm,所述银电极层的厚度为30nm~50nm。其中,氧化银过渡层的外径与银电极层的外径相同,所述银电极层对齐叠设于所述氧化银过渡层之上。

4、进一步的,所述栅极层为ito透明导电材料或金属材料,其厚度为50nm~100nm。

5、进一步的,所述栅极绝缘层为氧化锆材料或氧化铝材料,其厚度为30nm~50nm。

6、进一步的,所述有源层为氧化铟、氧化锌、氧化锡中的一种材料或多种混合材料,其厚度为10nm~30nm。

7、本专利技术的第二方面公开了一种肖特基薄膜晶体管的制备方法,包括:

8、制备栅极层,在衬底层上蒸镀金属栅电极或沉积ito栅电极,形成栅极层;

9、制备栅极绝缘层,将含铝或锆的前驱体溶液涂覆至所述栅极层表面并加热,得到氧化锆或氧化铝的栅极绝缘层;

10、制备有源层,将氧化铟、氧化锌、氧化锡中的一种材料或多种混合材料沉积至所述栅极绝缘层表面,形成有源层;

11、制备肖特基源电极以及肖特基漏电极,将带有源极与漏极图形的金属掩模固定于所述有源层上,依次在所述有源层上沉积氧化银过渡层以及银电极层,以分别形成源极层以及漏极层;

12、得到所述肖特基源漏薄膜晶体管。

13、进一步的,所述制备栅极层之前,还包括:

14、衬底的清洗处理:先用丙酮超声清洗衬底20min~30min,然后用乙醇超声清洗衬底20min~30min,再用去离子水冲洗,氮气吹干,形成衬底层。

15、进一步的,所述制备栅极绝缘层,包括:

16、将铝或锆的硝酸盐溶解至甲氧基乙醇中,经过1h~2h室温磁力搅拌形成均匀前驱体溶液;

17、采用旋涂工艺在栅极层上制备绝缘层薄膜,旋转速度为2000~3000转/s,旋转时间60s,然后在260℃~300℃的热板上加热20min;

18、重复旋涂加热过程直至薄膜厚度达到30nm~50nm;

19、最后在400℃~500℃的管式炉中退火处理2h,得到所述栅极绝缘层。

20、进一步的,所述制备有源层,包括:

21、在气压为10-4pa的真空环境下,按照流量比为10:1通入氩气和氧气混合气体,待工作气压稳定到2~10pa,开启射频电源至功率为150-250w,轰击金属氧化物靶材,靶材为氧化铟、氧化锌、氧化锡中的一种材料或多种混合材料,溅射靶材至所述栅极绝缘层表面,使沉积的金属氧化物薄膜厚度为10-30nm,形成所述有源层。

22、进一步的,制备肖特基源电极以及肖特基漏电极,包括:

23、首先将带有源电极以及漏电极图形的金属掩膜固定在所述有源层上表面;

24、在气压为10-4pa的真空环境下,按照流量比为10:2,通入氩气和氧气混合气体,待真空腔气压稳定到5-10pa,开启射频电源至功率为100-150w,轰击银靶材,在有源层上生成一层氧化银薄膜,使沉积的氧化银厚度为5nm~10nm,形成所述氧化银过渡层;

25、然后关闭氧气,继续轰击银靶材,即在氧化银薄膜表面再生长银电极,银电极的厚度为30nm~50nm,形成所述银电极层,以分别得到源极层以及漏极层。

26、本专利技术的有益效果在于:

27、本专利技术的肖特基源漏薄膜晶体管由衬底层、栅极层、栅极绝缘层、有源层、源极层和漏极层组成。其源极层与漏极层由氧化银过渡层的银电极层组成,氧化银过渡层提高了肖特基结的势垒特性,所制备的薄膜晶体管具有关态电流小,电流开关比高,输出阻抗大等优点,在在氧化物半导体电子电路中有广阔的应用前景。在制备肖特基源电极以及肖特基漏电极的过程中,连续沉积氧化银过渡层与银电极层,减少了器件的界面污染,所制备的肖特基源漏薄膜晶体管具有优异的电学性能。

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【技术保护点】

1.一种肖特基薄膜晶体管,其特征在于,包括衬底层、栅极层、栅极绝缘层、有源层、源极层以及漏极层,所述栅极层位于所述衬底层之上,所述栅极绝缘层位于所述栅极层之上,所述有源层位于所述栅极绝缘层之上,所述源极层以及所述漏极层分别位于所述有源层之上,所述源极层以及漏极层均包括氧化银过渡层以及银电极层,所述氧化银过渡层位于所述有源层与所述银电极层之间,用于提高肖特基结的势垒特性。

2.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于,所述氧化银过渡层的厚度为5nm~10nm,所述银电极层的厚度为30nm~50nm。

3.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于,所述栅极层为ITO透明导电材料或金属材料,其厚度为50nm~100nm。

4.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于,所述栅极绝缘层为氧化锆材料或氧化铝材料,其厚度为30nm~50nm。

5.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于,所述有源层为氧化铟、氧化锌、氧化锡中的一种材料或多种混合材料,其厚度为10nm~30nm。

6.一种肖特基薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的肖特基薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,所述制备栅极层之前,还包括:

8.根据权利要求6所述的肖特基薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,所述制备栅极绝缘层,包括:

9.根据权利要求6所述的肖特基薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,所述制备有源层,包括:

10.根据权利要求6所述的肖特基薄膜晶体管的制备方法,其特征在于,制备肖特基源电极以及肖特基漏电极,包括:

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【技术特征摘要】

1.一种肖特基薄膜晶体管,其特征在于,包括衬底层、栅极层、栅极绝缘层、有源层、源极层以及漏极层,所述栅极层位于所述衬底层之上,所述栅极绝缘层位于所述栅极层之上,所述有源层位于所述栅极绝缘层之上,所述源极层以及所述漏极层分别位于所述有源层之上,所述源极层以及漏极层均包括氧化银过渡层以及银电极层,所述氧化银过渡层位于所述有源层与所述银电极层之间,用于提高肖特基结的势垒特性。

2.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于,所述氧化银过渡层的厚度为5nm~10nm,所述银电极层的厚度为30nm~50nm。

3.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于,所述栅极层为ito透明导电材料或金属材料,其厚度为50nm~100nm。

4.根据权利要求1所述的肖特基薄膜晶体管,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:张新安徐浩璇
申请(专利权)人:深圳技术大学
类型:发明
国别省市:

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