薄膜晶體管及用于薄膜晶體管的氧化鋅基濺射靶的制作方法
【專利摘要】提供了一種薄膜晶體管以及一種用于薄膜晶體管的氧化鋅基濺射靶。薄膜晶體管包括金屬電極和阻擋物質(zhì)從金屬電極擴散出來的氧化鋅基阻擋膜。氧化鋅基阻擋膜由摻雜有氧化銦的氧化鋅制成，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅基阻擋膜的1%到50%。用于沉積薄膜晶體管的阻擋膜的氧化鋅基濺射靶由摻雜有氧化銦的氧化鋅制成，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅基濺射靶的1%到50%。
【專利說明】薄膜晶體管及用于薄膜晶體管的氧化鋅基濺射靶
[0001]本申請要求于2012年6月29日提交的第10-2012-0070390號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，出于各種目的通過引用將上述申請的全部內(nèi)容包含于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管(TFT)以及一種用于薄膜晶體管的氧化鋅基濺射靶，更具體地說，涉及一種TFT的阻擋膜以及一種用來沉積該阻擋膜的氧化銦摻雜氧化鋅基濺射靶。
【背景技術(shù)】
[0003]液晶顯示器(IXD)或電致發(fā)光顯示器(EL)具有優(yōu)異的顯示性能且耗能少。因此，IXD或EL被廣泛地應(yīng)用于移動電話、個人計算機(PC)、文字處理器、TV等的顯示裝置。這些顯示器使用晶體管(即，由精細圖案形成的薄膜晶體管(TFT))工作。為了形成TFT，具有半導體特性的薄膜層需要被形成在電極之間。
[0004]這些半導體層由非晶硅(Si)或多晶Si制成，非晶硅(Si)和多晶硅(Si)二者各具有優(yōu)勢和劣勢。例如，非晶Si的優(yōu)勢在于，非晶Si可以容易地沉積在大的區(qū)域上并且非晶Si的制造成本低廉。然而，非晶Si具有低的遷移率，即，非晶Si允許電子移動通過半導體層的能力低。因此，難以將非晶Si應(yīng)用于高清晰度顯示器，這是有問題的。相反，多晶Si的遷移率至少是非晶Si的遷移率的100倍，這對實現(xiàn)超高清晰度水平的有機發(fā)光二極管(OLED)或IXD的圖像品質(zhì)是有利的。然而，難以將多晶Si沉積在大的區(qū)域上，這不利于將其應(yīng)用于大的TV。另外，多晶Si的制造成本高，這就降低了產(chǎn)品的價格競爭力。
[0005]為了克服這些問題，許多研究組織已經(jīng)進行了很多嘗試，以用非晶氧化物代替半導體層。氧化物半導體可以通過濺射(濺射是一種形成透明電極膜的通用方法)容易地沉積在大的區(qū)域上。另外，氧化物半導體具有是非晶硅的遷移率的10倍到50倍的高遷移率。因此，正在積極地進行將氧化物半導體應(yīng)用于需要低能耗的移動裝置的嘗試。另外，也正在進行打算將該技術(shù)的應(yīng)用擴展到TV的研究。
[0006]作為用于沉積氧化物半導體層的濺射靶，公知的是一種通常由In、Ga、Zn和O四種元素組成的派射革G。這里，已知的是，這些元素的比率In:Ga:Zn為1:1:1或2:2:1。在TFT裝置中，當通過濺射來沉積氧化物半導體層時，源電極和漏電極通常沉積在氧化物半導體層的頂部上。由于這些電極并不與具有較高電阻的氧化物充分地電接觸并且不具有擴散到氧化物半導體層中的危險，因此在氧化物半導體層和電極之間插入由Ti或諸如Cu-Mn的材料制成的阻擋膜。
[0007]近來，正在檢查可以展示出高水平性能的銅電極作為電極材料的應(yīng)用，Cu和Ti擴散到氧化物半導體層中的問題成為一個難題。因此，改善Cu電極和氧化物半導體層之間的接觸、防止Cu擴散到氧化物半導體層中、具有相對于氧化物半導體層的優(yōu)異的蝕刻選擇性以及不會由于蝕刻產(chǎn)生諸如底切的問題的阻擋材料正在受到更多的關(guān)注。
[0008]本發(fā)明的背景部分中公開的信息僅是為了更好地理解本發(fā)明的背景，而不應(yīng)該被認為是承認或者以任何形式表明該信息形成已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的各種方面提供了一種濺射靶的組成，利用該濺射靶可以實現(xiàn)晶體阻擋膜，其中，晶體阻擋膜具有優(yōu)異的接觸能力并且限制各種金屬電極與氧化物半導體層反應(yīng)，這可以實現(xiàn)超高清晰度和低能耗，并且晶體阻擋膜目前被應(yīng)用于薄膜晶體管。還提供了一種濺射靶的組成，利用該濺射靶可以實現(xiàn)晶體阻擋膜，其中，晶體阻擋膜在現(xiàn)有的蝕刻條件下具有優(yōu)異的蝕刻選擇性，并且使得蝕刻率容易地控制，從而不產(chǎn)生底切。
[0010]與在制造非晶薄膜(代表性地應(yīng)用于像素透明電極)過程中使用的摻雜有氧化鋅的氧化銦基靶的組成不同，還提供了一種摻雜有氧化銦的氧化鋅基靶，利用摻雜有氧化銦的氧化鋅基靶可以實現(xiàn)具有結(jié)晶的ZnO結(jié)構(gòu)的薄膜。
[0011]具有根據(jù)本發(fā)明的組成的濺射靶的特征在于其使得在應(yīng)用了上述氧化物半導體層的薄膜晶體管(TFT)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)優(yōu)異的特性(諸如蝕刻能力和接觸能力)。然而，這不意在進行限制，而濺射靶的應(yīng)用領(lǐng)域可以根據(jù)用途通過調(diào)整TFT結(jié)構(gòu)的與金屬電極聯(lián)接的部分的含量比例而進行擴展。
[0012]在本發(fā)明的一方面，提供了一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括金屬電極和阻擋物質(zhì)從金屬電極擴散出來的氧化鋅基阻擋膜。氧化鋅基阻擋膜由摻雜有氧化銦的氧化鋅制成，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅基阻擋膜的1%到50%。
[0013]在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于沉積薄膜晶體管的阻擋膜的氧化鋅基濺射靶。所述氧化鋅基濺射靶由摻雜有氧化銦的氧化鋅制成，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅基濺射靶的1%到50%。
[0014]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的阻擋膜可以用作形成薄膜的基礎(chǔ)材料，該薄膜不因下方的氧化物半導體層等的腐蝕而產(chǎn)生問題。這是由于當TFT的Si半導體層(即現(xiàn)有的溝道層)由氧化物半導體層代替時，阻擋膜防止了金屬電極擴散到氧化物半導體層中，并且對于蝕刻特性，允許蝕刻速率被調(diào)節(jié)為相對于氧化物半導體層具有優(yōu)異的蝕刻選擇性。
[0015]另外，由于根據(jù)本發(fā)明的阻擋層可以與金屬電極一起被立刻蝕刻，因此阻擋層能夠?qū)χ圃旃に嚨暮喕龀鲐暙I。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于金屬電極必須與阻擋膜分開蝕刻，因此制造工藝效率低。
[0016]此外，除了根據(jù)本發(fā)明的阻擋膜用作阻擋物的特性之外，根據(jù)本發(fā)明的阻擋膜還具有改善與非導電氧化物層和金屬層接觸的作用。因此，阻擋膜可以用在用以在形成TFT裝置的金屬和氧化物層之間形成歐姆接觸的任何部分。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明的濺射靶可以經(jīng)受直流(DC)濺射并且可以以高密度制造。
[0018]本發(fā)明的方法和設(shè)備具有其它的特征和優(yōu)點，所述其它的特征和優(yōu)點將通過附圖而變得明顯，或在附圖中進行更詳細的闡述，附圖被包含于此，并在下面的【具體實施方式】中一起用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的在空氣-氧氣氣氛下在1450 V下燒結(jié)的氧化銦鋅(ZIO)靶的表面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；[0020]圖2是示出圖1中示出的摻雜有30wt%的氧化銦的ZIO靶的表面的電子探針顯微分析儀(EPMA)圖像；
[0021]圖3是示出對根據(jù)本發(fā)明實施例的ZIO薄膜的Cu阻擋性能分析結(jié)果的示圖；
[0022]圖4是示出關(guān)于在圖3中示出的ZIO薄膜中出現(xiàn)底切的分析結(jié)果的示圖；
[0023]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的ZIO薄膜的蝕刻單元的表面圖像的示圖；
[0024]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的薄膜晶體管(TFT)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明涉及一種在制造形成平板顯示器的應(yīng)用了氧化物半導體層的組件的薄膜晶體管(TFT )的工藝中使用的摻雜有氧化銦的氧化鋅基濺射靶。氧化鋅基濺射靶可以形成晶體薄膜，該晶體薄膜防止用于柵電極、源電極和漏電極的金屬擴散到另一薄膜層中，并且因其高透射率而適用于顯示器。另外，氧化鋅基濺射靶被化學制品蝕刻的速率可以根據(jù)濺射靶的組成進行控制。
[0026]本發(fā)明的應(yīng)用不限于應(yīng)用了上述氧化物半導體的TFT的特定部分，而是實現(xiàn)一種可以以各種用途應(yīng)用到包括柵電極、源電極和漏電極的TFT中的緊密聯(lián)接電極的部分的產(chǎn)
品O
[0027]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氧化鋅基濺射靶具有包括添加有氧化銦的氧化鋅的組成，氧化銦的含量的優(yōu)選范圍按重量計為氧化鋅的1%到50%，根據(jù)本發(fā)明的氧化鋅基濺射靶在1200°C到1500°C的溫度范圍下燒結(jié)。更加優(yōu)選的是，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅含量的20%到40%。氧化鋅基濺射靶可以另外地摻雜從諸如Ga和Al的一些第III族元素及諸如Zr、Si和Sn的一些第IV族元素中選擇的至少一種。另外，根據(jù)本發(fā)明的摻雜有氧化銦的氧化鋅基濺射靶的電阻率優(yōu)選為100Ω.cm或更低，從而可以通過可靠的直流(DC)濺射來執(zhí)行沉積。在DC濺射期間，根據(jù)本發(fā)明的濺射靶可以使用0.1ff/cm2到8W/cm2的功率密度范圍。另外，由于氧化銦均勻地分散在氧化鋅中，因此不存在尺寸為Iym或更大的氧化銦粒料。因此，燒結(jié)物的局部電阻均勻性可以為10%或更低。另外，由于當使用根據(jù)本發(fā)明的燒結(jié)物進行濺射沉積時，薄膜的組成均勻性不超過土 10%，因此當制造TFT裝置時，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的特性。由于根據(jù)本發(fā)明的濺射靶優(yōu)選地具有5.6g/cm3或更高的高密度，因此應(yīng)用高功率密度的DC濺射靶沒有諸如異常放電的任何問題。另外，由于根據(jù)本發(fā)明的濺射靶具有較少的黑化(黑化是濺射靶的標準)，因此使在濺射沉積過程中因顆粒引起的缺陷很少。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的阻擋膜具有包括添加有氧化銦的氧化鋅的組成，氧化銦的含量的優(yōu)選范圍按重量計為氧化鋅的1%到50%。更加優(yōu)選的是，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅含量的20%到40%。氧化鋅基阻擋膜可以另外地摻雜從諸如Ga和Al的一些第III族元素及諸如Zr、Si和Sn的一些第IV族元素中選擇的至少一種。另外，使用根據(jù)本發(fā)明的濺射靶沉積的氧化鋅基阻擋膜的電阻率優(yōu)選為100 Ω.cm或更低，使得在將沉積在阻擋膜上的金屬電極層與下方薄膜之間可以進行歐姆接觸，由此防止TFT裝置內(nèi)部的電短路。另外，氧化鋅基阻擋膜可以用作金屬電極和上/下薄膜之間的阻擋物，以防止金屬電極擴散到薄膜中。另外，使用根據(jù)本發(fā)明的濺射靶沉積的薄膜不產(chǎn)生底切，其中，薄膜沒有被蝕刻溶液線性蝕刻而向內(nèi)侵蝕。優(yōu)選的是，氧化鋅基阻擋膜在X射線衍射(XRD)測量結(jié)果的半峰全寬(FWHM)分析時具有1θΑ到5000Λ的晶體尺寸范圍。
[0029]已經(jīng)對摻雜有氧化銦的氧化鋅基靶進行了許多研究，摻雜有氧化銦的氧化鋅基靶可以用于實現(xiàn)用于具有改善的蝕刻能力的TFT像素的透明電極的非晶薄膜。然而，根據(jù)該組成，燒結(jié)物具有方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的氧化鋅，而不是具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氧化鋅。另外，形成了摻雜有氧化鋅的氧化銦基非晶薄膜。該薄膜的優(yōu)勢在于當通過蝕刻圖案化TFT像素電極時，其蝕刻速度比現(xiàn)有技術(shù)中的氧化銦錫(ΙΤ0)薄膜的蝕刻速度快。
[0030]相比較，根據(jù)本發(fā)明的靶要求氧化鋅摻雜有氧化銦，氧化銦的含量的范圍按重量計為氧化鋅的1%到50%。使用根據(jù)本發(fā)明的靶沉積的阻擋膜的特征在于:氧化鋅在晶體結(jié)構(gòu)中沿002晶向生長。另外，當實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的阻擋膜時，在上述的TFT結(jié)構(gòu)中，能夠在防止電極擴散的同時滿足所要求的蝕刻特性。
[0031]氧化鋅基靶的制造條件必須被高度控制和優(yōu)化，以使摻雜有氧化銦的氧化鋅基靶在上述組成下的電阻率為100 Ω.Cm或更低，并且同時，以使氧化銦以不具有I μ m或更大的尺寸的氧化銦粒料均勻地分散在氧化鋅中，并且以使燒結(jié)密度為5.6g/cm3或更高。
[0032]當阻擋膜使用根據(jù)本發(fā)明的靶的組成沉積時，要求阻擋膜的電阻率在30nm到50nm的薄膜厚度范圍下處于100 Ω.cm到1Χ10_4Ω.cm的范圍中。能夠在派射期間使用通過使氬氣和氧氣以合適的比率混合的氬氣和氧氣，以實現(xiàn)上述的阻擋膜的特性。超過該范圍，金屬電極和氧化物半導體層之間的電接觸能力會被顯著地劣化，由此引起TFT裝置中的問題。
[0033]另外，阻擋膜可以在200°C到400°C的溫度范圍熱處理10分鐘到120分鐘。
[0034]展示出上述特性的靶需要它可以經(jīng)受DC濺射并且可以在應(yīng)用功率密度范圍為0.1ff/cm2到8W/cm2的條件下進行高度可靠的放電。這些特性與靶的電阻緊密相關(guān)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明形成的阻擋膜需要具有優(yōu)異的蝕刻線性而沒有底切。組成不在本發(fā)明的范圍內(nèi)或者添加有不同物質(zhì)的氧化鋅基靶不能實現(xiàn)阻擋膜的優(yōu)選電阻率或蝕刻特性。
[0036]為了實現(xiàn)上述的特性，必須如下所述地嚴格控制制造靶的條件。
[0037]第一，氧化銦的摻雜含量范圍按重量計為氧化鋅基阻擋膜的1%到50%，以控制蝕刻特性。雖然氧化銦的摻雜含量可以根據(jù)在TFT工藝中使用的蝕刻溶液的類型和用途變化，但是不在上述含量范圍時這變得難以控制蝕刻特性或難以實現(xiàn)包括獨特結(jié)構(gòu)的氧化鋅的晶體薄膜。
[0038]第二個條件是在制造靶的過程中制備漿料的階段控制分散顆粒的直徑。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的制造靶的方法包括按逐步方式制備漿料混合物的工藝。
[0040]首先，氧化鋅與混合了蒸餾水和分散劑的混合溶液進行混合，實施濕磨，使得分散的顆粒的平均直徑的范圍為0.1 μπι到0.8 μπι。添加的分散劑的含量范圍按重量計可以為氧化鋅的0.1%到2%，并且可以根據(jù)將要分散的顆粒的直徑進行變化。另外，分散劑必須具有可以被容易地吸附在懸浮液中的氧化銦和氧化鋅的表面的結(jié)構(gòu)。為此，可以使用諸如檸檬酸或聚羧酸的有機酸。需要分散劑維持懸浮液的ΡΗ，以實現(xiàn)顆粒的高分散特性。為此，可以使用聚羧酸鹽的形式的分散劑。
[0041]當氧化鋅的分散已經(jīng)完成時，將分散劑添加到分散了氧化鋅的懸浮液中。分散劑的含量范圍按重量計為氧化銦的0.3%到2.5%。然后，將氧化銦添加到所得的混合物中。在此之后，通過濕磨將混合了氧化銦和氧化鋅的漿料的顆粒尺寸調(diào)節(jié)為在0.1 μ m到0.5 μ m的范圍內(nèi)。
[0042]以逐步方式執(zhí)行濕磨的原因如下所述。由于兩種類型的干燥的原粉末具有不同的平均直徑和不同水平的硬度和內(nèi)聚力，因此當將這兩種類型的干燥的原粉末混合并立刻進行濕磨時，難以將每種原粉末處置成預期的粒徑。然后，在制造燒結(jié)物的過程中，氧化銦沒有均勻地在氧化鋅基質(zhì)中擴散而是發(fā)生局部團聚，由此劣化了靶的電特性和機械性能。因此，為了克服該問題，根據(jù)將要被控制的粒徑按逐步的方式實施均勻地分散顆粒的過程。另外，分散粒徑的調(diào)整與燒結(jié)溫度密切相關(guān)。當未獲得優(yōu)化的條件時，氧化鋅在熱燒結(jié)過程中會不正常地揮發(fā)。
[0043]當完成濕磨時，將粘結(jié)劑添加到漿料混合物中。添加粘結(jié)劑，以在將漿料干燥成粉末之后使?jié){料成型的工藝中維持壓坯(compact)的強度。粘結(jié)劑可以被實施為聚乙烯醇或聚乙二醇等，并且可以以按重量計為漿料中的氧化銦和氧化鋅粉末的0.01%到5%(優(yōu)選地，
0.5%到3%)的范圍的量添加到漿料中?？梢岳斫獾氖?，添加的粘結(jié)劑的組成和量的優(yōu)化對燒結(jié)物的燒結(jié)密度具有顯著的影響，而對薄膜的電特性具有輕微的影響。如果添加的粘結(jié)劑的組成不是優(yōu)化的，則在對粒狀粉末進行成型的工藝中，成型密度降低，導致燒結(jié)密度降低。降低的燒結(jié)密度意味著在燒結(jié)物內(nèi)部形成了引起局部高電阻的氣孔。這在制造可以經(jīng)受DC濺射的靶的過程中也作為妨礙因素。
[0044]如上所述制造的漿料混合物通過噴霧干燥法來干燥，由此產(chǎn)生粒狀粉末。然后，使用冷壓(液壓機)和通過冷等靜壓制將粒狀粉末制成壓坯。然后，可以在1400°C到1600°C的溫度范圍下燒結(jié)壓坯，由此制造氧化鋅基濺射靶。燒結(jié)溫度可以被認為是在制造燒結(jié)物的過程中的關(guān)鍵因素。在本發(fā)明中提出的燒結(jié)溫度指的是在制造摻雜有氧化銦的氧化鋅基靶的過程中靶的電阻被控制在1Χ10_3Ω到50Ω的可使用DC濺射的范圍的溫度。特定的燒結(jié)工藝包括密度升高和電阻降低。
[0045]通過上述工藝制造的濺射靶的電阻率為100Ω.cm，其中，膜可以通過DC濺射可靠地形成在玻璃基底上。當形成`膜時可應(yīng)用于靶的DC功率的區(qū)域密度可以在0.1ff/cm2到8ff/cm2的范圍內(nèi)自由控制。雖然能夠在該范圍外進行輝光放電，但是會發(fā)生諸如異常放電的缺陷的可能性很高并且在靶中會形成裂紋的可能性非常高。因此，可以理解的是，不適于在該范圍外將濺射靶應(yīng)用于工業(yè)。在使用該靶通過DC濺射執(zhí)行沉積時可獲得的薄膜的電阻率可以根據(jù)組成在30nm的厚度下處于100 Ω.αιι到1Χ10-4Ω.αιι的范圍中。在沉積期間，室的基礎(chǔ)真空度必須控制在I X 10_7托到I X 10_5托的范圍內(nèi)。雖然隨著初始真空度更高而可以生產(chǎn)品質(zhì)更高的薄膜，但是在工業(yè)設(shè)施中維持超高的真空使成本增加。因此，當真空度維持在上述水平時，可以使用根據(jù)本發(fā)明的靶生產(chǎn)高品質(zhì)薄膜。諸如氧氣的反應(yīng)氣體可以與Ar氣一起供給，以在沉積期間控制薄膜的結(jié)晶度和電阻。在沉積之后，可以在200°C到400°C的溫度范圍熱處理薄膜。
[0046]在使用根據(jù)本發(fā)明的靶如上所述地沉積或熱處理的薄膜中，在TFT處理期間，在由用于蝕刻金屬電極的化學制劑蝕刻時，在金屬電極與下層/上層膜之間的部分沒有形成底切。這里，當蝕刻速度太慢時，大規(guī)模生產(chǎn)率降低。當蝕刻速度太快時，難以控制進程。因此，當膜在利用根據(jù)本發(fā)明的組成形成之后被蝕刻時，蝕刻可以被控制在合適的速度下并且沒有因蝕刻溶液形成底切。
[0047]另外，當溝道層(諸如氧化物半導體層或其它氧化物層)存在于該薄膜的下表面上或上表面上時，該層可以用作在沉積金屬電極期間或在沉積之后的金屬電極熱處理期間防止金屬電極擴散到其它層中的阻擋層。另外，由于獲得了與上層/下層的歐姆接觸，因此不會發(fā)生電短路。在制造TFT之后可以由裝置特性分析對此進行檢查。也能夠使用各種類型的分析設(shè)備檢查到金屬電極不擴散到上/下薄膜中。
[0048]示例
[0049]為了制造氧化鋅基濺射靶，平均粒徑為大約0.5μπι的氧化鋅被添加到已經(jīng)添加了氧化鋅的1.0重量％的含量的分散劑的蒸餾水中，使得氧化鋅的含量分別為濺射靶的總重量的65%、70%和75%。然后，所得混合物通過濕磨被磨碎/分散，使得分散的顆粒的平均直徑變?yōu)?.2 μ m。在此之后，添加平均粒徑為I μ m的氧化銦和含量為氧化銦的0.5重量％的分散劑，濕磨所得混合物，使得分散顆粒的最終直徑變?yōu)?.5 μ m。這里使用的分散劑是聚丙烯酸銨鹽。
[0050]在生產(chǎn)出最終的氧化鋅基漿料混合物之后，添加1.0重量％的聚醋酸乙烯酯(PVA)和0.5重量％的聚乙二醇(PEG)作為粘結(jié)劑。再一次實施研磨，由此產(chǎn)生均勻的漿料。
[0051 ] 為了將氧化鋅基漿料制成粒狀粉末，使用噴霧干燥法。為了通過噴霧干燥法制造粒狀粉末和生產(chǎn)氧化鋅基燒結(jié)物，執(zhí)行軸向壓制，隨后進行冷等靜壓制。
[0052]將所得的壓坯在空氣/氧氣的混合氣氛下在1450°C燒結(jié)20小時。當完成燒結(jié)時，燒結(jié)物的電阻率值為4.7X Kr3 Ω * cm,7.3X IO^3 Ω.cm和8.0X 10-3 Ω.cm，并且密度為
5.72g/cm3、5.81g/cm3 和 5.91g/cm3。
[0053]通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察所得的燒結(jié)物中的氣孔，通過電子探針微觀分析儀(EPMA)分析對分布在氧化鋅內(nèi)部的氧化銦粒料進行觀察，結(jié)果在圖1和圖2中示出。從圖1中可以認識到的是，燒結(jié)物具有高密度并且在燒結(jié)物內(nèi)部基本沒有氣孔形成。如圖2中所示，可以看出的是，分布在氧化鋅基質(zhì)內(nèi)部的所有氧化銦顆粒以Iym或更小的尺寸均勻地分散。
[0054]通過上述工藝制造的每種燒結(jié)物結(jié)合到由Cu制成的背板，并且使用所得的結(jié)構(gòu)實施濺射。根據(jù)濺射條件，室的基礎(chǔ)壓力為IX 10_6托，并且工作壓力為0.5Pa。通過在純Ar氣氛中在100°C下引起等離子體放電來執(zhí)行沉積。這里，靶的尺寸為565mmX 690mm，感應(yīng)功率為DClOkW。所得的薄膜在基底上沉積30nm的厚度。在此使用的基底是無堿玻璃，無堿玻璃具有預先形成在其上的氧化銦鎵鋅(IGZO)層。
[0055]Cu或電極材料沉積在氧化銦鋅(ZIO)薄膜(以30nm的厚度沉積在IGZO層上)上。在此之后，對Cu或電極材料是否擴散到IGZO層中來執(zhí)行透射電子顯微鏡(TEM)和二次離子質(zhì)譜儀(SMS)分析。圖3示出沉積在玻璃基底上的IGZO、ZIO和Cu的TEM圖像。在圖3中，SIMS分析表明，Cu沒有擴散到IGZO層中。
[0056]另外，如圖4和圖5中所示，蝕刻情況表明ZIO薄膜具有優(yōu)異的蝕刻線性。
[0057]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的薄膜晶體管(TFT)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0058]如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的薄膜晶體管(TFT)包括基底以及金屬電極和阻擋物質(zhì)擴散到金屬電極外部的氧化鋅基阻擋膜，其中，氧化鋅基阻擋膜通過上面描述的氧化鋅基濺射靶沉積而成。金屬電極可以包括柵電極、源電極和漏電極。例如，柵電極、源電極和漏電極中的至少一種可以由銅(Cu)制成。
[0059]根據(jù)本發(fā)明實施例的TFT還包括用作溝道的氧化物半導體層，其中，氧化鋅基阻擋膜設(shè)置在金屬電極和氧化物半導體層之間。氧化物半導體層可以包括氧化銦鎵鋅(IGZO)0另外，氧化鋅基阻擋膜還可以包括從第III族元素和第IV族元素中選擇的至少一種元素的摻雜物。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖6中示出的薄膜晶體管可以為用于液晶顯示器或有機發(fā)光裝置。
[0061]已經(jīng)針對附圖給出了對本發(fā)明的特定的示例性實施例的前面的描述。這些示例性實施例并不意圖是窮舉性的或者將本發(fā)明局限于所公開的精確形式，并且明顯的是，在以上教導的啟示下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠做出許多修改和變化。
[0062]因此，本發(fā)明的范圍并不意圖局限于前述的實施例，而是意圖由權(quán)利要求和它們的等同物所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括: 金屬電極； 氧化鋅基阻擋膜，阻擋物質(zhì)擴散到金屬電極外部， 其中，氧化鋅基阻擋膜包括摻雜有氧化銦的氧化鋅，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅基阻擋膜的1%到50%。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，金屬電極包括源電極和漏電極中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，金屬電極包括銅。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，所述薄膜晶體管還包括氧化物半導體層，其中，氧化鋅基阻擋膜設(shè)置在金屬電極和氧化物半導體層之間。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其中，氧化物半導體層包括氧化銦鎵鋅。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，氧化鋅基阻擋膜還包括從第III族元素和第IV族元素中選擇的至少一種元素的摻雜物。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，氧化鋅基阻擋膜的電阻率的范圍為100 Ω.cm 到 I X ICT4 Ω.cm。
8.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，氧化鋅基阻擋膜在X射線衍射測量的半峰全寬分析時具有IOA到5000A的晶體尺寸范圍。
9.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括用于液晶顯示器或有機發(fā)光裝置的薄膜晶體管。
10.一種用于薄膜晶體管的阻擋膜的沉積的氧化鋅基濺射靶，所述氧化鋅基濺射靶包括摻雜有氧化銦的氧化鋅，氧化銦的含量范圍按重量計為氧化鋅基濺射靶的1%到50%。
11.如權(quán)利要求10所述的氧化鋅基濺射靶，所述氧化鋅基濺射靶還包括從第III族元素和第IV族元素中選擇的至少一種元素。
12.如權(quán)利要求10所述的氧化鋅基濺射靶，其中，氧化鋅基濺射靶的電阻率為100 Ω.cm或更低。
【文檔編號】H01L29/786GK103531638SQ201310272148
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】樸在佑, 李倫圭, 金度賢, 金東朝, 樸柱玉, 孫仁成, 尹相元, 李建孝, 李镕晉, 全祐奭 申請人:三星康寧精密素材株式會社, 三星顯示有限公司