本發(fā)明涉及一種晶圓制造領(lǐng)域及平板顯示領(lǐng)域，特別是一種高遷移率金屬氧化物TFT的制作方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體的組成或結(jié)構(gòu)可以確定薄膜晶體管的特性。在這樣的半導(dǎo)體中頻繁地使用非晶硅由于非晶硅中的低電荷遷移率而使得制造包括非晶硅的高性能薄膜晶體管受到限制。此外，在使用多晶硅(polysilicon)(例如，多晶體硅(polycrystalline silicon))的情況下，由于多晶硅的高電荷遷移率，容易制造高性能薄膜晶體管，但是由于高成本和低均勻性而使得制造大尺寸薄膜晶體管陣列面板受到限制。為了改善薄膜晶體管的電子遷移率，可以改變半導(dǎo)體的材料或者可以增大薄膜晶體管的溝道寬度，然而，薄膜晶體管的溝道寬度的增大導(dǎo)致整個(gè)薄膜晶體管的尺寸的增大，因此，在顯示裝置的制造工藝過(guò)程中會(huì)使開(kāi)口率劣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高遷移率金屬氧化物薄膜晶體管的制作方法，從而提高現(xiàn)有金屬氧化物薄膜晶體管(TFT)的遷移率。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高遷移率金屬氧化物薄膜晶體管的制作方法，包括如下步驟：

步驟一、在襯底層上采用物理氣相沉積工藝沉積形成柵極層，在進(jìn)行物理氣相沉積時(shí)通入惰性氣體，流量為30～200毫升/分鐘然后依次采用黃光工藝和刻蝕工藝制得具有圖形的柵極；

步驟二、在具有圖形的柵極上通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積柵極絕緣層，沉積厚度為1500～4000埃，采用物理氣相沉積工藝在柵極絕緣層上沉積N次，形成半導(dǎo)體金屬氧化物層；

步驟三、沉積完成后，再進(jìn)行高溫退火處理，對(duì)步驟二利用物理氣相沉積形成的半導(dǎo)體金屬氧化物層進(jìn)行活化，高溫退火處理采用退火爐，退火溫度為200～450℃，在退火的同時(shí)利用紫外線光管對(duì)半導(dǎo)體金屬氧化物層進(jìn)行光照或在退火后對(duì)半導(dǎo)體金屬氧化物層進(jìn)行冷卻時(shí)利用現(xiàn)有技術(shù)的紫外光照射，照射時(shí)間為1～6小時(shí)，最后依次采用黃光工藝和刻蝕工藝制得具有圖形的半導(dǎo)體金屬氧化物層；

步驟四、在具有圖形的半導(dǎo)體金屬氧化物層上采用物理氣相沉積工藝沉積源漏極，再依次采用黃光工藝和刻蝕工藝制得具有圖形的源漏極并在半導(dǎo)體氧化物層上與源漏極之間形成刻蝕后的背溝道；

步驟五、通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在步驟四形成的具有圖形的源漏電極上沉積PV層，再依次采用黃光工藝和刻蝕工藝制作過(guò)孔；

步驟六、在步驟五沉PV層完成后，再通過(guò)高溫退火工藝，使保護(hù)層對(duì)源漏極刻蝕后形成的背溝道的溝道表面的缺陷進(jìn)行修復(fù)，退火溫度為200～450℃；

步驟七、在步驟六完成后利用物理氣相沉積工藝沉積像素電極層，像素電極層通過(guò)過(guò)孔與源漏極相連，再依次采用黃光工藝和刻蝕工藝得到像素電極。

進(jìn)一步地，步驟二中每次物理氣相沉積時(shí)通入水，流量為0～20毫升/分鐘。

進(jìn)一步地，步驟一中柵極層的厚度為2000～5500埃。

進(jìn)一步地，步驟一中物理氣相沉積所采用的沉積設(shè)備的功率是10～70KW。

進(jìn)一步地，所述惰性氣體為氬氣。

進(jìn)一步地，步驟二中在半導(dǎo)體金屬氧化物層的沉積過(guò)程中，每次物理氣相沉積通入的水的流量由高逐步降低。

進(jìn)一步地，所述物理氣相沉積的沉積次數(shù)為3次，半導(dǎo)體金屬氧化物層的厚度為400～1500埃。

進(jìn)一步地，步驟三中源漏極的厚度為200～6000埃。

進(jìn)一步地，步驟五中PV層的沉積厚度為1500～4000埃。

進(jìn)一步地，步驟七中像素電極層為銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜，沉積厚度為300～1000埃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)物理氣相沉積(PVD)沉積銦鎵鋅氧化物層(IGZO)的時(shí)候通入H₂O，然后通過(guò)極紫外(EUV)照射，提高其載流子的濃度，然后頂層依然用高氧的IGZO以保證產(chǎn)生較少的漏電流，從而提高薄膜晶體管的遷移率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的步驟一在襯墊層上制得柵極的示意圖。

圖2是本發(fā)明步驟三形成半導(dǎo)體金屬氧化物層的示意圖。

圖3是本發(fā)明步驟四形成圖形源漏電極的示意圖。

圖4是本發(fā)明步驟五在PV層上制作過(guò)孔的示意圖。

圖5是本發(fā)明步驟七的到的像素電極層的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的一種高遷移率金屬氧化物薄膜晶體管的制作方法，包括如下步驟

步驟一、在襯底層1上采用現(xiàn)有技術(shù)的物理氣相沉積(PVD)工藝沉積形成2000～5500埃的柵極(GE)層2，物理氣相沉積所采用的沉積設(shè)備的功率是10～70KW，在進(jìn)行物理氣相沉積時(shí)通入氬氣，氬氣流量是30～200毫升/分鐘，,所述襯墊(柵極)層1為MO(鉬)、AL(鋁)或MO(鉬)-AL(鋁)疊層復(fù)合材料也可為其他金屬材料,然后依次利用現(xiàn)有技術(shù)的黃光工藝和刻蝕工藝制得具有圖形的柵極(GE)，圖1所示；

步驟二、在具有圖形的柵極(GE)上通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積柵極絕緣(GI)層3，所述柵極絕緣層3為SiOx(氧化硅)或者SiNx－SiOx疊層膜(氮化硅和氧化硅的疊層膜)，沉積厚度為1500～4000埃，采用現(xiàn)有技術(shù)的物理氣相沉積(PVD)工藝在柵極絕緣層上沉積N次，形成半導(dǎo)體金屬氧化物層4，在沉積時(shí)通入水(H₂O)，流量為0～20毫升/分鐘，通常的水的通入量由高到低,頂層沉積的水流量可為0,亦可用其他組合方式,既保證高的遷移率,又使器件的漏電流(Ioff)不會(huì)過(guò)大,因?yàn)槌练eN次,通常的水的通入量由高到低,頂層沉積的水流量可為0,以降低之后形成器件的漏電流(Ioff)，在半導(dǎo)體金屬氧化物層的沉積過(guò)程中，每次物理氣相沉積通入的水的流量由高逐步降低,沉積材料可以為銦鎵鋅氧化物(IGZO),但不限定,亦可為其他材料，厚度為400～1500埃，物理氣相沉積工藝在柵極絕緣層上沉積的次數(shù)優(yōu)選為3次；

步驟三、沉積完成后，再進(jìn)行高溫退火處理，對(duì)步驟二利用物理氣相沉積工藝形成的半導(dǎo)體金屬氧化物層4進(jìn)行活化，高溫退火處理采用退火爐，退火溫度為200～450℃，在退火的同時(shí)利用現(xiàn)有技術(shù)的紫外線光管對(duì)半導(dǎo)體金屬氧化物層4進(jìn)行光照，或在退火后對(duì)半導(dǎo)體金屬氧化物層進(jìn)行冷卻時(shí)利用現(xiàn)有技術(shù)的紫外(EUV)光照射，光照用于照射的光可以是紫外(UV)光或半導(dǎo)體工藝中用于照射的可見(jiàn)光，照射時(shí)間為1～6小時(shí)，最后依次采用現(xiàn)有技術(shù)的黃光工藝和刻蝕工藝制得具有圖形的半導(dǎo)體金屬氧化物層，圖2所示；

步驟四、在具有圖形的半導(dǎo)體金屬氧化物層上采用現(xiàn)有技術(shù)的物理氣相沉積工藝沉積源漏極5(S/D層)，厚度約200～6000埃,材料為鉬(AL)、鋁MO或鉬-鋁-鉬疊層復(fù)合材料，亦或其他金屬材料，再依次采用現(xiàn)有技術(shù)的黃光工藝和刻蝕工藝制得具有圖形的源漏極并在半導(dǎo)體氧化物層上與源漏極之間形成刻蝕后背溝道，由于在刻蝕過(guò)程中,背溝道會(huì)被刻蝕液或者干刻的等離子轟擊造成損傷,所以在后續(xù)的步驟中,將利用PV對(duì)損傷的背溝道進(jìn)行修復(fù)，圖3所示；

步驟五、通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在步驟四形成的具有圖形的源漏電極5上沉積PV層6(保護(hù)層(passvation layer)，所述PV層為SiOx或者SiOx－SiNx疊層膜(氧化硅-氮化硅的復(fù)合層)，沉積厚度為1500～4000埃,與金屬氧化物接觸面為富氧的氧化硅(SiOx)；再依次采用現(xiàn)有技術(shù)的黃光工藝和刻蝕工藝制作過(guò)孔，圖4所示；

步驟六、在步驟五沉積PV層完成后，再通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的高溫退火工藝，使富氧的保護(hù)層6對(duì)源漏極刻蝕后形成的背溝道的溝道表面的缺陷進(jìn)行修復(fù)，退火溫度為200～450℃；

步驟七、在步驟六完成后利用現(xiàn)有技術(shù)的物理氣相沉積(PVD)工藝沉積像素電極7，像素電極7通過(guò)過(guò)孔與源漏極5相連，所述像素電極7為銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜(ITO)或者其他透明導(dǎo)體，沉積厚度為300～1000埃；再依次采用現(xiàn)有技術(shù)的黃光工藝和刻蝕工藝得到像素電極，圖5所示。

雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。