專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氧化物薄膜、薄膜晶體管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氧化物薄膜、薄膜晶體管及其制備方法。
背景技術(shù)：
在顯示技術(shù)中，通常會(huì)大量采用薄膜晶體管組成電路來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示裝置。而在過(guò)去很長(zhǎng)的時(shí)間里，一直米用的都是和 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝兼容的硅系材料。然而，硅系材料的透光性較差。而且在制備這些硅系材料時(shí)，與多晶硅相比可在低溫下制備的非晶硅的成膜，也需要約200°C以上的高溫。因此，不能使用具有廉價(jià)，質(zhì)輕、可 撓性這一優(yōu)點(diǎn)的聚合物膜作為基材。從而，存在著加熱成本高、制備時(shí)間長(zhǎng)等比較顯著的缺點(diǎn)。鑒于娃基的TFT(Thin Film Transistor,薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管，即薄膜晶體管)器件存在上述的缺點(diǎn)，近十幾年來(lái)科學(xué)家們一直在尋找和開(kāi)發(fā)能夠代替硅系材料的半導(dǎo)體。透明氧化物半導(dǎo)體材料由于其能夠?qū)崿F(xiàn)低溫成膜，并且具有較高的遷移率等優(yōu)異的特性，受到了極大的關(guān)注。其中，正如參考文獻(xiàn)K. Nomura et al. ”Room-temperaturefabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphousoxide semiconductors”，Nature, 432, p488_492 (2004)中所述，以 In、Ga、Zn 兀素構(gòu)成的In-Ga-Zn-O薄膜，由于其相較與傳統(tǒng)使用的ZnO半導(dǎo)體，有更小的關(guān)斷電流，更大的開(kāi)關(guān)電流比以及更高的遷移率，逐漸成為研究的焦點(diǎn)。不過(guò)，由于在In-Ga-Zn-O薄膜結(jié)構(gòu)中，Ga元素跟O元素的結(jié)合性問(wèn)題，使得形成的溝道層中氧空位較多，對(duì)于載流子形成的抑制能力較弱，對(duì)薄膜晶體管閾值電壓、漏電流Ioff以及開(kāi)關(guān)比有著較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種氧化物薄膜、薄膜晶體管及其制備方法，以克服現(xiàn)有薄膜晶體管的溝道層對(duì)于載流子形成的抑制能力較弱，對(duì)薄膜晶體管閾值電壓、漏電流U以及開(kāi)關(guān)比影響大的問(wèn)題。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氧化物薄膜，所述氧化物薄膜的化學(xué)通式為111-父-211-0，其中，父是51、66、1^或者￥元素。優(yōu)選地，所述氧化物薄膜中還摻雜有金屬元素鈦、鋁、鎂、鋯、鉿、鐠、鈰或者釹中的至少一種，并且所摻雜的金屬元素的含量低于所述X的含量。本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括氧化物薄膜溝道層；所述氧化物薄膜溝道層所采用的氧化物薄膜的化學(xué)通式為Ιη-Χ-Ζη-0，其中，X是Si、Ge、La或者Y元素。優(yōu)選地，所述氧化物薄膜中還摻雜有金屬元素鈦、鋁、鎂、鋯、鉿、鐠、鈰或者釹中的至少一種，并且所摻雜的金屬元素的含量低于所述X的含量。優(yōu)選地，所述薄膜晶體管為底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管；所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)；所述柵電極設(shè)置在所述基底上方；所述柵極絕緣層設(shè)置在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方；所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方； 所述源極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的另一側(cè)。優(yōu)選地，所述薄膜晶體管為底柵共面式薄膜晶體管；所述底柵共面式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)；所述柵電極設(shè)置在所述基底上方；所述柵極絕緣層設(shè)置在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方；所述源極區(qū)設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方的另一側(cè)；所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)以及所述柵極絕緣層未被所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)所覆蓋的部分的上方。優(yōu)選地，所述薄膜晶體管為頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管；所述頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)；所述源極區(qū)設(shè)置在所述基底的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)設(shè)置在所述基底的上方的另一側(cè)；所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)以及所述基底未被所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)所覆蓋的部分的上方；所述柵極絕緣層設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方；所述柵電極設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方。優(yōu)選地，所述薄膜晶體管為頂柵共面式薄膜晶體管；所述頂柵共面式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)；所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述基底的上方；所述源極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的另一側(cè)；所述柵極絕緣層設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層未被所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)所覆蓋的部分的上方；
所述柵電極設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方。本發(fā)明還提供一種薄膜晶體管制備方法，包括步驟A :清洗基底；B :在所述基底的上方形成柵電極；C :在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方形成柵極絕
緣層；D :在所述柵極絕緣層的上方形成氧化物薄膜溝道層；所述氧化物薄膜溝道層所采用的氧化物薄膜的化學(xué)通式為1114-211-0，其中3是51、66、1^或者Y元素；E :通過(guò)刻蝕使所述柵電極裸露，然后在所述氧化物薄膜溝道層的上方的兩側(cè)分別形成源極區(qū)和漏極區(qū)。優(yōu)選地，所述步驟D具體包括使用磁控濺射方法，向Ιη203、X元素的氧化物、ZnO施加電壓，進(jìn)行共濺射，在所述柵極絕緣層的上方形成化學(xué)通式為In-X-Zn-O的氧化物薄膜，其中，X是Si、Ge、La或者Y元素。(三)有益效果本發(fā)明的基于In-X-Zn-O的薄膜晶體管具有一下優(yōu)勢(shì)采用基于In-X-Zn-O的氧化物薄膜溝道層，可以增強(qiáng)氧化物薄膜溝道層對(duì)于載流子形成的抑制能力，減小對(duì)薄膜晶體管閾值電壓、漏電流Itjff以及開(kāi)關(guān)比的影響；在保證薄膜晶體管的可靠性和電學(xué)特性基礎(chǔ)上，使得薄膜晶體管的氧化物薄膜溝道層有更廣泛的材料選擇范圍；并且通過(guò)其他元素的摻雜，可以對(duì)基于In-X-Zn-O的氧化物薄膜溝道層的特性進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)一步提高薄膜晶體管的可靠性和電學(xué)特性；可以提高材料的晶化溫度，有利于在低溫下形成非晶態(tài)的薄膜，有利于保證器件制備的一致性、改善通過(guò)低溫工藝制造的器件的穩(wěn)定性。


圖I是本發(fā)明第一種實(shí)施例所述的底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一種實(shí)施例所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管的制備方法流程圖；圖3是本發(fā)明第二種實(shí)施例所述的底柵共面式薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第三種實(shí)施例所述的頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明第四種實(shí)施例所述的頂柵共面式薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I圖I是本發(fā)明第一種實(shí)施例所述的底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管(TFT with invertedstaggered structure)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管包括基底11、柵電極12、柵極絕緣層13、氧化物薄膜溝道層14、源極區(qū)15和漏極區(qū)16。所述柵電極12設(shè)置在所述基底11的上方。所述基底11可以采用硅、玻璃或塑料。所述柵極絕緣層13設(shè)置在所述柵電極12以及所述基底11未被所述柵電極12所 覆蓋的部分的上方。
所述氧化物薄膜溝道層14設(shè)置在所述柵極絕緣層13的上方。所述氧化物薄膜溝道層14所采用的氧化物薄膜的化學(xué)通式為Ιη-Χ-Ζη-0，其中，X是Si、Ge、La或者Y元素。所述氧化物薄膜中還摻雜有金屬元素鈦、鋁、鎂、鋯、鉿、鐠、鈰或者釹中的至少一種，并且所摻雜的金屬元素的含量低于所述X的含量。對(duì)于所述氧化物薄膜的制備，可以通過(guò)同時(shí)向In的氧化物、Zn的氧化物和X的氧化物施加電壓而共濺射來(lái)形成，并且可以通過(guò)控制電壓的強(qiáng)度來(lái)控制In、Zn和X各元素在形成的所述氧化物薄膜中的原子濃度。但是，需要指出的是，形成所述氧化物薄膜的方法不限于這一種特定的濺射方法，其他的方法諸如干法(印刷)或濕法(溶膠凝膠法)之類(lèi)的多種方法中的任何一種都可以使用。將金屬元素鈦、鋁、鎂、鋯、鉿、鐠、鈰以及釹中的至少一種摻雜添加至所述氧化物薄膜中的方法不限于特定的方法，可以使用干法或濕法之類(lèi)的多種方法中的任何一種。優(yōu)先使用離子注入方法或離子摻雜法，或者溶膠凝膠法。所述源極區(qū)15設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層14的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)16設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層14的上方的另一側(cè)。
所述柵電極12、所述源極區(qū)15和所述漏極區(qū)16可以采用金屬(如Ti、Pt、Ru、Cu、Au、Ag、Mo、Cr、Al、Ta、W或他們的合金)或?qū)щ娧趸?如為氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鎵鋅或氧化鋁鋅)。所述柵極絕緣層13可以是諸如Si02、Si3N4、Si0N、HfO2, A1203、Y2O3或Ta2O5之類(lèi)的介電材料、高K介電材料或它們的混合物。圖2是本發(fā)明第一種實(shí)施例所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管的制備方法流程圖，如圖2所示,所述方法包括步驟A :清洗基底使用超聲清洗機(jī)清洗玻璃基底，先將玻璃基底浸入丙酮中，水浴加熱至50°C，超聲5分鐘；再將玻璃基底浸入無(wú)水乙醇中，水浴加熱至50°C，超聲5分鐘。B :在所述基底的上方形成柵電極在所述基底的上方光刻出柵電極區(qū)，采用磁控派射技術(shù)生長(zhǎng)一層50 300納米厚的ITO (Indium Tin Oxides,納米銦錫金屬氧化物)導(dǎo)電薄膜，使用剝離方法形成柵電極。C :在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方形成柵極絕緣層在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方，采用PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)技術(shù)或磁控派射技術(shù)或ALD (Atomic layer deposition,原子層沉積)技術(shù)生長(zhǎng)一層50 200納米厚的二氧化硅疊柵介質(zhì)層。D :在所述柵極絕緣層的上方形成氧化物薄膜溝道層使用磁控濺射方法，向In2O3> X元素的氧化物(可以為Si02、GeO2, La203、Y2O3)、ZnO施加電壓，進(jìn)行共濺射，在所述柵極絕緣層的上方形成約100納米左右的化學(xué)通式為In-X-Zn-O的氧化物薄膜，其中，X是Si、Ge、La或者Y元素。E :通過(guò)刻蝕使所述柵電極裸露，然后在所述氧化物薄膜溝道層的上方的兩側(cè)分別形成源極區(qū)和漏極區(qū)將上述所制備好的樣品進(jìn)行光刻，使用稀鹽酸刻蝕掉一部分的氧化物薄膜溝道層，再光刻并用氫氟酸刻蝕掉相應(yīng)部分的所述柵極絕緣層，露出所述柵電極；接著，采用PVD (Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積)工藝淀積一層50 300納米厚的ITO導(dǎo)電薄膜，使用剝離方法形成所述源極區(qū)和漏極區(qū)，就得到所需要制備的TFT器件了。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所述方法所制備的底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管，預(yù)期其關(guān)斷電流可以達(dá)到6X10_12A，開(kāi)關(guān)比為3 X 105，遷移率可以達(dá)到12cm2/(V · s)，缺陷態(tài)密度為8X 1011，已經(jīng)可以作為一種性能較好的TFT器件。實(shí)施例2圖3是本發(fā)明第二種實(shí)施例所述的底柵共面式薄膜晶體管(TFT with invertedstaggered structure)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示,所述底柵共面式薄膜晶體管包括基底21、柵電極22、柵極絕緣層23、氧化物薄膜溝道層24、源極區(qū)25和漏極區(qū)26。所述底柵共面式薄膜晶體管中的各部件與實(shí)施例一中所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管中各部件所采用的材料相同，其不同之處在于各部件間的結(jié)構(gòu)如下所述柵電極22設(shè)置在所述基底21上方； 所述柵極絕緣層23設(shè)置在所述柵電極22以及所述基底21未被所述柵電極22所覆蓋的部分的上方；所述源極區(qū)25設(shè)置在所述柵極絕緣層23的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)26設(shè)置在所述柵極絕緣層23的上方的另一側(cè)；所述氧化物薄膜溝道層24設(shè)置在所述源極區(qū)25和所述漏極區(qū)26以及所述柵極絕緣層23未被所述源極區(qū)25和所述漏極區(qū)26所覆蓋的部分的上方。根據(jù)所述底柵共面式薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到相應(yīng)的制備方法，因此，在此對(duì)其制備方法不再贅述。實(shí)施例3圖4是本發(fā)明第三種實(shí)施例所述的頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管(TFT with top gatestaggered structure)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示,所述頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管包括基底31、柵電極32、柵極絕緣層33、氧化物薄膜溝道層34、源極區(qū)35和漏極區(qū)36。所述頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管中的各部件與實(shí)施例一中所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管中各部件所采用的材料相同，其不同之處在于各部件間的結(jié)構(gòu)如下 所述源極區(qū)35設(shè)置在所述基底31的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)36設(shè)置在所述基底31的上方的另一側(cè)；所述氧化物薄膜溝道層34設(shè)置在所述源極區(qū)35和所述漏極區(qū)36以及所述基底31未被所述源極區(qū)35和所述漏極區(qū)36所覆蓋的部分的上方；所述柵極絕緣層33設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層34的上方；所述柵電極32設(shè)置在所述柵極絕緣層33的上方。根據(jù)所述頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到相應(yīng)的制備方法，因此，在此對(duì)其制備方法不再贅述。實(shí)施例4
圖5是本發(fā)明第四種實(shí)施例所述的頂柵共面式薄膜晶體管(TFT with top gatecoplanar structure)結(jié)構(gòu)示意圖,如圖5所示,所述頂柵共面式薄膜晶體管包括基底41、柵電極42、柵極絕緣層43、氧化物薄膜溝道層44、源極區(qū)45和漏極區(qū)46。所述頂柵共面式薄膜晶體管中的各部件與實(shí)施例一中所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管中各部件所采用的材料相同，其不同之處在于各部件間的結(jié)構(gòu)如下所述氧化物薄膜溝道層44設(shè)置在所述基底41的上方；
所述源極區(qū)45設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層44的上方的一側(cè)；所述漏極區(qū)46設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層44的上方的另一側(cè)；所述柵極絕緣層43 設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層44未被所述源極區(qū)45和所述漏極區(qū)46所覆蓋的部分的上方；所述柵電極42設(shè)置在所述柵極絕緣層43的上方。根據(jù)所述頂柵共面式薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到相應(yīng)的制備方法，因此，在此對(duì)其制備方法不再贅述。相比于傳統(tǒng)的基于In-Ga-Zn-O的薄膜晶體管,本發(fā)明所述基于In-X-Zn-O的薄膜晶體管具有一下優(yōu)勢(shì)采用基于In-X-Zn-O的氧化物薄膜溝道層，可以增強(qiáng)氧化物薄膜溝道層對(duì)于載流子形成的抑制能力，減小對(duì)薄膜晶體管閾值電壓、漏電流1。 以及開(kāi)關(guān)比的影響；在保證薄膜晶體管的可靠性和電學(xué)特性基礎(chǔ)上，使得薄膜晶體管的氧化物薄膜溝道層有更廣泛的材料選擇范圍；并且通過(guò)其他元素的摻雜，可以對(duì)基于In-X-Zn-O的氧化物薄膜溝道層的特性進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)一步提高薄膜晶體管的可靠性和電學(xué)特性；可以提高材料的晶化溫度，有利于在低溫下形成非晶態(tài)的薄膜，有利于保證器件制備的一致性、改善通過(guò)低溫工藝制造的器件的穩(wěn)定性。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.ー種氧化物薄膜，其特征在于，所述氧化物薄膜的化學(xué)通式為In-X-Zn-O，其中，X是Si、Ge、La或者Y元素。
2.如權(quán)利要求2所述的氧化物薄膜，其特征在于，所述氧化物薄膜中還摻雜有金屬元素鈦、鋁、鎂、鋯、鉿、鐠、鈰或者釹中的至少ー種，并且所摻雜的金屬元素的含量低于所述X的含量。
3.ー種薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管包括氧化物薄膜溝道層；所述氧化物薄膜溝道層所采用的氧化物薄膜的化學(xué)通式為In-X-Zn-O，其中，X是Si、Ge、La或者Y元素。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述氧化物薄膜中還摻雜有金屬元素鈦、鋁、鎂、鋯、鉿、鐠、鈰或者釹中的至少ー種，并且所摻雜的金屬元素的含量低于所述X的含量。
5.如權(quán)利要求3或者4所述薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管為底柵交錯(cuò)式薄月吳晶體管； 所述底柵交錯(cuò)式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)； 所述柵電極設(shè)置在所述基底上方； 所述柵極絕緣層設(shè)置在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方； 所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方； 所述源極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的ー側(cè)； 所述漏極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的另ー側(cè)。
6.如權(quán)利要求3或者4所述薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管為底柵共面式薄膜晶體管； 所述底柵共面式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)； 所述柵電極設(shè)置在所述基底上方； 所述柵極絕緣層設(shè)置在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方； 所述源極區(qū)設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方的ー側(cè)； 所述漏極區(qū)設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方的另ー側(cè)； 所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)以及所述柵極絕緣層未被所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)所覆蓋的部分的上方。
7.如權(quán)利要求3或者4所述薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管為頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管； 所述頂柵交錯(cuò)式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)； 所述源極區(qū)設(shè)置在所述基底的上方的ー側(cè)； 所述漏極區(qū)設(shè)置在所述基底的上方的另ー側(cè)； 所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)以及所述基底未被所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)所覆蓋的部分的上方； 所述柵極絕緣層設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方； 所述柵電極設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方。
8.如權(quán)利要求3或者4所述薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管為頂柵共面式薄膜晶體管； 所述頂柵共面式薄膜晶體管還包括基底、柵電極、柵極絕緣層、源極區(qū)和漏極區(qū)； 所述氧化物薄膜溝道層設(shè)置在所述基底的上方； 所述源極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的ー側(cè)； 所述漏極區(qū)設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層的上方的另ー側(cè)； 所述柵極絕緣層設(shè)置在所述氧化物薄膜溝道層未被所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)所覆蓋的部分的上方； 所述柵電極設(shè)置在所述柵極絕緣層的上方。
9.ー種薄膜晶體管制備方法，其特征在于，包括步驟 A :清洗基底； B :在所述基底的上方形成柵電極； C :在所述柵電極以及所述基底未被所述柵電極所覆蓋的部分的上方形成柵極絕緣層； D :在所述柵極絕緣層的上方形成氧化物薄膜溝道層；所述氧化物薄膜溝道層所采用的氧化物薄膜的化學(xué)通式為1114-211-0，其中3是5し66、1^或者Y元素； E :通過(guò)刻蝕使所述柵電極裸露，然后在所述氧化物薄膜溝道層的上方的兩側(cè)分別形成源極區(qū)和漏極區(qū)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟D具體包括使用磁控濺射方法，向Ιη203、Χ元素的氧化物、ZnO施加電壓，進(jìn)行共濺射，在所述柵極絕緣層的上方形成化學(xué)通式為In-Χ-Ζη-Ο的氧化物薄膜，其中，X是Si、Ge、La或者Y兀素。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化物薄膜、薄膜晶體管及其制備方法，涉及薄膜晶體管技術(shù)領(lǐng)域。在薄膜晶體管中，氧化物薄膜溝道層的氧化物薄膜的化學(xué)通式為In-X-Zn-O，X是Si、Ge、La或者Y元素；柵電極設(shè)置在基底上方；柵極絕緣層設(shè)置在柵電極以及基底未被柵電極所覆蓋的部分的上方；氧化物薄膜溝道層設(shè)置在柵極絕緣層的上方；源極區(qū)設(shè)置在氧化物薄膜溝道層的上方的一側(cè)；漏極區(qū)設(shè)置在氧化物薄膜溝道層的上方的另一側(cè)。本發(fā)明基于In-X-Zn-O的薄膜晶體管，可以增強(qiáng)氧化物薄膜溝道層對(duì)于載流子形成的抑制能力，提高晶體的晶化溫度以提高器件制備的一致性，減弱氧化物薄膜溝道層對(duì)薄膜晶體管閾值電壓、漏電流Ioff以及開(kāi)關(guān)比的影響。
文檔編號(hào)H01L29/786GK102709312SQ20121012513
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者劉曉彥, 康晉鋒, 王琰, 陸自清 申請(qǐng)人:北京大學(xué)