專利名稱：一種ZnO基透明薄膜晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在可見光區(qū)域透明的ZnO基薄膜晶體管背景技術(shù)近年來，寬禁帶化合物半導體ZnO的研究異?；钴S，由于ZnO具有很高的激子束縛能(室溫下為60mev)，激子增益也可達到300cm-1，是一種理想的短波長發(fā)光器件材料，在LEDs、LDs等領(lǐng)域有巨大的應用潛力。另一方面，ZnO的許多本征施主缺陷(如鋅間隙和氧空位)會產(chǎn)生高度自補償，因此實現(xiàn)穩(wěn)定的p型摻雜非常困難，制約了其在發(fā)光器件方面的迅速產(chǎn)業(yè)化。傳統(tǒng)的薄膜晶體管通常采用非晶硅(α-Si TFT)，這種薄膜晶體管現(xiàn)在研究最多，工藝最成熟，生產(chǎn)規(guī)模最大。也有采用多晶硅TFT(P-Si TFT)的。但是Si材料由于其不透明性，容易受可見光光生漏電流的影響而限制了其工作的領(lǐng)域。在薄膜晶體管源極和漏極之間易產(chǎn)生光電子漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種在可見光區(qū)域透明的薄膜晶體管。該薄膜晶體管可以防止因入射光而在薄膜晶體管的源極和漏極之間產(chǎn)生光電子漏電流，可減少可見光對其工作狀態(tài)的影響。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)ZnO的n型摻雜可以在大范圍內(nèi)實現(xiàn)可控，并且ZnO的可見光區(qū)域有高達90％的透光率，由于薄膜晶體管廣泛應用于有源矩陣液晶顯示器領(lǐng)域，它不需要同一種半導體材料的同時實現(xiàn)兩種導電類型，因此可以考慮將ZnO應用于液晶顯示器(AMLCD)領(lǐng)域。提出本薄膜晶體管的技術(shù)方案如下包括最下層的襯底，襯底上面設(shè)薄膜晶體管的溝道，在溝道上為柵絕緣層并光刻源極、柵極、和漏極。技術(shù)特征是襯底采用玻璃或藍寶石，溝道為n-ZnO薄膜，該薄膜層厚度為50-150nm，柵極、源極、漏極均為ITO薄膜，柵絕緣層采用ATO薄膜。
在上述n-ZnO中的n型摻雜劑為Al、Ga、H等中的一種或幾種；在n-ZnO制作過程中采用的靶材為AlXZn1-X或GaXZn1-X，其中X為0＜X＜0.4。
這種ZnO基薄膜晶體管的優(yōu)點有1)采用透明的ZnO材料作為溝道，避免了Si薄膜晶體管中光電子漏電流對其工作狀態(tài)的影響。
2)采用ZnO材料以及玻璃襯底可以大大減少成本。
3)將源極、柵極和漏極制作在ZnO溝道層的上側(cè)，制作工藝相對簡單，便于應用。


圖1為ZnO基薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照附圖1，說明本發(fā)明的ZnO基薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)及其實施方式在襯底1上沉積n-ZnO薄膜2，然后進行第一次光刻，分隔出小的晶體管單元，形成本薄膜晶體管的溝道。接著進行快速熱退火(RTA)(600-800℃ O2氣氛)以提高溝道電阻，改善ZnO的結(jié)晶性能。然后在表面均勻的涂一層光刻膠，用光刻版圖刻出圖形，再沉積一層ATO薄膜4作為柵絕緣層，用剝離(lift-off)工藝刻出電極窗口。然后進行快速熱退火(RTA)(600-800℃ O2氣氛)，以改善ATO/ZnO的界面電學特性。再沉積ITO薄膜透明電極，用濕法光刻出源極3、柵極5、漏極6，該三極均位于ZnO薄膜溝道層2的上側(cè)。再進行300℃的快速熱退火以改善ITO薄膜的透光率。
權(quán)利要求1.一種薄膜晶體管，包括襯底、構(gòu)道、柵極、源極、漏極和柵絕緣層，其特征是襯底(1)采用玻璃或藍寶石，溝道(2)為n-ZnO薄膜，柵極(5)、源極(3)、漏極(6)為ITO薄膜，柵絕緣層(4)采用ATO薄膜。
2.按權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征是n-ZnO薄膜溝道層厚度為50-150nm。
3.按權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征是所述的n-ZnO中的n型摻雜劑為Al、Ga、H中的一種或幾種。
4.按權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其特征是所述n-ZnO制作過程中采用的靶材為AlxZn1-x或GaxZn1-x，其中的x為0＜x＜0.4。
5.按權(quán)利要求1所述薄膜晶體管，其特征是源極(3)、柵極(5)、漏極(6)位于n-ZnO薄膜溝道層的上側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及一種ZnO基薄膜晶體管。玻璃襯底上沉積一層約50－150nm厚的n－ZnO薄膜作為該薄膜晶體管的溝道，ATO薄膜作為柵絕緣層，源極、柵極、漏極均采用ITO薄膜。這種透明的薄膜晶體管在可見光區(qū)域的透光率可達到80％以上，跟傳統(tǒng)的Si薄膜晶體管相比，能防止因入射光而在薄膜晶體管的源極和漏極之間產(chǎn)生光電子漏電流從而導致薄膜晶體管的關(guān)態(tài)電流上升，可減少可見光對其工作狀態(tài)的影響。該薄膜晶體管制作工藝簡單，成本低，適合應用于有源矩陣液晶顯示器件等領(lǐng)域。
文檔編號H01L33/00GK2731722SQ200420021599
公開日2005年10月5日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者葉志鎮(zhèn), 袁國棟, 朱麗萍, 錢慶 申請人:浙江大學