本实用新型专利技术公开了一种全透明氧化物薄膜晶体管,以氧化物半导体(IGZO或ZnO)薄膜作为沟道层,以ZnO:F透明导电薄膜作为栅极、源极和漏极的电极材料，以Ta2O5为栅极绝缘层,采用脉冲激光沉积法在衬底上制备顶栅结构的全透明薄膜晶体管。本实用新型专利技术的薄膜晶体管具有光敏退化性小、场效应迁移率高、响应速度快、电流开关比大、阈值电压低、可见光范围透过率高以及性能稳定好等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及晶体管领域，尤其涉及一种全透明氧化物薄膜晶体管。
技术介绍
随着信息时代的到来，显示器件正加速向平板化、节能化的方向发展，其中以薄膜晶体管(TFT)为开关元件的有源阵列驱动显示器件成为众多平板显示技术中的佼佼者。然而，科技的迅速发展引起了对晶体管性能要求的提高，现在平板显示器的发展重新聚焦在寻求新材料、提高性能、降低成本以满足技术发展的特殊要求。氧化物半导体TFT具有低温生长、高迁移率、大的电流开关比以及在可见光范围有高的透过率等优点，结合透明的衬底、绝缘层和电极材料可以制备全透明薄膜晶体管(TTFT)。同时又能够提高显示器的响应速度，满足高清晰、大容量终端显示的要求，具有取代Si基器件成为下一代薄膜晶体管技术的可能，有很大的应用前景。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种全透明氧化物薄膜晶体管，具有低温生长、高迁移率、大的电流开关比以及在可见光范围有高的透过率等优点，结合透明的衬底、绝缘层和电极材料可以制备全透明薄膜晶体管(TTFT)。同时又能够提高显示器的响应速度，满足高清晰、大容量终端显示的要求。本技术采用的技术方案为一种全透明氧化物薄膜晶体管，包括衬底在衬底上自下而上依次沉积有彼此相隔的源极和漏极电极材料、沟道层、栅极绝缘层、在栅极绝缘层上沉积栅极电极材料。所述沟道层是氧化物半导体IGZO或ZnO薄膜，栅极、源极和漏极的电极材料是ZnO:F透明导电薄膜，栅极绝缘层是Ta2O5薄膜。所述的衬底是蓝宝石、玻璃或石英。与现有技术相比，本技术的有益效果在于本技术提供的薄膜晶体管中沟道层、栅极绝缘层、源极、漏极和栅极的电极材料的制备均采用脉冲激光沉积法，具有操作简单、薄膜均匀性和重复性好等优势；本技术提供的薄膜晶体管中沟道层、栅极绝缘层、源极、漏极和栅极的电极材料均为宽带隙的氧化物半导体材料，属于直接带隙，可实现全透明的薄膜晶体管；本技术提供的薄膜晶体管具有光敏退化性小、场效应迁移率高、响应速度快、电流开关比大、阈值电压低以及性能稳定好等优点。附图说明附图I为本技术结构示意图。具体实施方式以下结合附图，通过实施例对本技术作进一步详细说明 一种全透明氧化物薄膜晶体管，包括衬底I :在衬底I上自下而上依次沉积有彼此相隔的源极2和漏极3电极材料、沟道层4、栅极绝缘层5、在栅极绝缘层5上沉积栅极6电极材料，沟道层4是氧化物半导体IGZO或ZnO薄膜，栅极6、源极2和漏极3的电极材料是ZnO:F透明导电薄膜，栅极绝缘层5是Ta2O5薄膜，衬底I是蓝宝石、玻璃或石英。在实际应用中要制取本技术晶体管，需要如下步骤I)取纯度均为99. 99%的纯氧化锌和纯氟化锌粉末，其中氟化锌的摩尔百分含量为1%，将上述粉末倒入玛瑙球杯中，放在球磨机上进行球磨，球磨的时间为24个小时。球磨的目的有两个首先是为了将ZnO和ZnF2粉末混合均匀，以保证制备出来的靶材的均匀性；其次，是为了将ZnO和ZnF2粉末细化，以利于随后混合粉末的成型和烧结。球磨结束后，将粉末压制成厚度为3 mm，直径为50 mm的圆片。然后在80(Tl060°C 烧结8小时以上，制得掺F的ZnO陶瓷靶材；2)采用脉冲激光沉积法，以石英为衬底，将衬底表面清洗后贴上掩膜板放入脉冲激光沉积装置的生长室中，生长室背底真空度抽至10_4 Pa，然后加热衬底，使衬底温度为300°C，以上述制得的掺F的ZnO陶瓷靶为靶材，调整衬底和靶材的距离为5 cm,以纯O2(纯度99. 99%)为生长气氛，控制O2压强0. I Pa，激光频率为3 Hz,激光能量为300 mj下开始沉积生长，生长的时间为45 min0生长后在原氧气压保护下原位保温30 min,之后自然冷却至室温，得到ZnO:F透明导电薄膜作为源极和漏极；3)采用脉冲激光沉积法，在长有源极和漏极的衬底上放上掩膜板，放入脉冲激光沉积装置的生长室中，生长室背底真空度抽至10_4 Pa，衬底温度为室温，以纯氧化锌陶瓷靶为靶材，调整衬底和靶材的距离为5 cm,以纯O2 (纯度99. 99%)为生长气氛，控制O2压强10 Pa，激光频率为5 Hz,激光能量为300 mj下开始沉积生长，生长的时间为12 min,得到厚度约100 nm的纯ZnO薄膜作为沟道层；4)采用脉冲激光沉积法，以纯Ta2O5陶瓷靶为靶材，靶材与衬底之间的距离为5cm,生长室背底真空度抽至10_4 Pa，衬底温度为室温，以纯O2 (纯度99. 99%)为生长气氛，控制O2压强5 Pa，激光频率为5 Hz，激光能量为300 mJ，生长时间为45 min，得到厚度约100 nm的纯Ta2O5薄膜作栅极绝缘层；5)采用脉冲激光沉积法，以掺F的ZnO陶瓷靶为靶材，在栅极绝缘层上沉积一层ZnO:F透明导电薄膜作为栅极，具体生长条件为靶材与衬底之间的距离为5 cm，生长室背底真空度抽至10_4 Pa，然后加热衬底，使衬底温度为300°C，以纯O2为生长气氛，控制O2压强0.1 Pa，激光频率为3 Hz,激光能量为300 mj,生长时间为45 min，生长后的薄膜自然冷却至室温，制得全透明薄膜晶体管。上述实施例仅为本技术的较佳的实施方式，除此之外，本技术还可以有其他实现方式。需要说明的是，在没有脱离本技术构思的前提下，任何显而易见的改进和修饰均应落入本技术的保护范围之内。权利要求1.一种全透明氧化物薄膜晶体管，包括衬底，其特征在于在衬底上自下而上依次沉积有彼此相隔的源极和漏极电极材料、沟道层、栅极绝缘层、在栅极绝缘层上沉积栅极电极材料。2.根据权利要求I所述的全透明氧化物薄膜晶体管，其特征在于所述沟道层是氧化物半导体IGZO或ZnO薄膜，栅极、源极和漏极的电极材料是ZnO:F透明导电薄膜，栅极绝缘层是Ta2O5薄膜。3.根据权利要求I所述的全透明氧化物薄膜晶体管，其特征在于所述的衬底是蓝宝石、玻璃或石英。专利摘要本技术公开了一种全透明氧化物薄膜晶体管,以氧化物半导体(IGZO或ZnO)薄膜作为沟道层,以ZnO:F透明导电薄膜作为栅极、源极和漏极的电极材料，以Ta2O5为栅极绝缘层,采用脉冲激光沉积法在衬底上制备顶栅结构的全透明薄膜晶体管。本技术的薄膜晶体管具有光敏退化性小、场效应迁移率高、响应速度快、电流开关比大、阈值电压低、可见光范围透过率高以及性能稳定好等优点。文档编号H01L29/43GK202373588SQ20112045884公开日2012年8月8日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日专利技术者朱丽萍 申请人:安徽康蓝光电股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽萍，
申请(专利权)人：安徽康蓝光电股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。