金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜、薄膜晶體管、制備方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及平板顯示領(lǐng)域，特別涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜、薄膜晶體管、制備方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在平板顯示領(lǐng)域，尤其是在有機(jī)電致發(fā)光顯示(OLED)領(lǐng)域，薄膜晶體管(TFT, Thin Film Transistor)受到廣泛應(yīng)用。
[0003]目前薄膜晶體管由柵極、絕緣層、有源層、源極、漏極等部件組成，其中，制作有源層的主要材料為硅材料，例如，可以為非晶硅等硅材料。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]由于硅材料存在迀移率低等缺點(diǎn)，導(dǎo)致制作出來的薄膜晶體管也存在迀移率低的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了提高薄膜晶體管的迀移率，本發(fā)明提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜、薄膜晶體管、制備方法及裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—種金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜，所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的成分為金屬氧化物；
[0008]所述金屬氧化物包括第一金屬元素、第二金屬元素和第三金屬元素；
[0009]所述第一金屬元素為鈧元素、釔元素、稀土元素、鋁元素和銦元素中的至少一者；
[0010]所述第二金屬元素為鈣元素、鍶元素和鋇元素中的至少一者；
[0011]所述第三金屬元素為鈦元素和錫元素中的至少一者。
[0012]所述金屬氧化物的化學(xué)表達(dá)式為MxAlxBO5，其中0.001彡X彡0.5，δ>0，Μ為第一金屬元素、A為第二金屬元素，B為第三金屬元素。
[0013]所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜具有由多種結(jié)晶相組成的混合相。
[0014]所述多種結(jié)晶相中包括鈣鈦礦相。
[0015]除所述鈣鈦礦相以外的結(jié)晶相至少包括所述第一金屬元素的氧化物、所述第二金屬元素的氧化物和所述第三金屬元素的氧化物中的至少一者。
[0016]除所述鈣鈦礦相以外的結(jié)晶相還包括非鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的三元或四元金屬氧化物。
[0017]所述鈣鈦礦相的晶胞屬于立方晶系；
[0018]所述第一金屬元素位于所述晶胞的部分頂點(diǎn)位置，所述第二金屬元素位于所述晶胞的體心位置，氧元素位于所述晶胞的面心位置，所述第三金屬元素位于所述晶胞中除所述部分頂點(diǎn)位置以外的頂點(diǎn)位置。
[0019]所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜在預(yù)設(shè)質(zhì)量濃度的鹽酸下的刻蝕速率小于10nm/min，其中，預(yù)設(shè)質(zhì)量濃度大于或等于3%且小于或等于10%。
[0020]所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜中的晶粒大小介于2至300nm之間。
[0021]所述薄膜的厚度介于10至200nm。
[0022]—種制備金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的方法，所述方法包括:
[0023]將金屬氧化物材料制備成靶材，其中金屬氧化物包括第一金屬元素、第二金屬元素和第三金屬元素；所述第一金屬元素為鈣元素、鍶元素和鋇元素中的至少一者；所述第二金屬元素為鈦元素和錫元素中的至少一者；所述第三金屬元素為鈧元素、釔元素、稀土元素、鋁元素和銦元素中的至少一者；
[0024]對所述靶材通過預(yù)設(shè)處理操作進(jìn)行處理，得到金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜。
[0025]所述將金屬氧化物材料制備成靶材之前，還包括:
[0026]將包括所述第一金屬元素的第一氧化物粉末、包括所述第二金屬元素的碳酸物粉末和包括所述第三金屬元素的第二氧化物粉末按預(yù)設(shè)比例混合均勻得到混合物；
[0027]在第一預(yù)設(shè)溫度下對所述混合物進(jìn)行燒結(jié)處理得到包括所述第一金屬元素、第二金屬元素和第三金屬元素的金屬氧化物。
[0028]所述將金屬氧化物材料制備成靶材，包括:
[0029]將所述金屬氧化物研磨成粉末，將所述粉末壓片成材料片；
[0030]對所述材料片進(jìn)行機(jī)械加工制得靶材。
[0031]所述第一氧化物粉末、所述碳酸物粉末和所述第二氧化物粉末之間的比例為(x/2): (1-x):1,0.001 ^ X ^ 0.5。
[0032]所述對所述靶材通過預(yù)設(shè)處理操作進(jìn)行處理，得到金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜之后，還包括:
[0033]對所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行后退火操作，且后退火操作的溫度介于200度至300度。
[0034]所述預(yù)設(shè)處理操作為物理氣相沉積的操作。
[0035]—種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管的有源層材料為所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜。
[0036]所述有源層的厚度介于1nm至200nmo
[0037]—種制備薄膜晶體管的方法，所述方法包括:
[0038]采用上述制備金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的方法制備得到金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜；
[0039]對所述金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行圖形化處理得到薄膜晶體管的有源層。
[0040]一種陣列基板，所述陣列基板包括所述薄膜晶體管。
[0041]一種顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備包括所述陣列基板。
[0042]在本發(fā)明實(shí)施例中，由于薄膜晶體管的有源層的成分為包括第一金屬元素、第二金屬元素、第三金屬元素的金屬氧化物，由于第一金屬元素為鈧元素、釔元素、稀土元素、鋁元素和銦元素中的至少一者，第二金屬元素為鈣元素、鍶元素和鋇元素中的至少一者，第三金屬元素為鈦元素和錫元素中的至少一者，金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜中包括這些金屬元素，可以使薄膜晶體管具有電子迀移率高、帶隙寬、器件的性能均勻性好、電流開關(guān)比高、光穩(wěn)定性好、亞閾值擺幅低和抗酸能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0043]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種鈣鈦礦相的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2-1是本發(fā)明實(shí)施例2提供的第一種制備金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的方法流程圖；
[0045]圖2-2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的第二種制備金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的方法流程圖；
[0046]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3提供的一種薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖4是本發(fā)明實(shí)施例4提供的一種制備薄膜晶體管的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0049]實(shí)施例1
[0050]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜，該金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜可以用于制作薄膜晶體管的有源層等。
[0051]該金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的成分為金屬氧化物；
[0052]該金屬氧化物包括第一金屬元素、第二金屬元素和第三金屬元素；
[0053]第一金屬元素為鈧元素、釔元素、稀土元素、鋁元素和銦元素中的至少一者；
[0054]第二金屬元素為鈣元素、鍶元素和鋇元素中的至少一者；
[0055]第三金屬元素為鈦元素和錫元素中的至少一者。
[0056]由于第一金屬元素為鈧元素、釔元素、稀土元素、鋁元素和銦元素中的至少一者，第二金屬元素為鈣元素、鍶元素和鋇元素中的至少一者，第三金屬元素為鈦元素和錫元素中的至少一者，金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜中包括這些金屬元素，可以使金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜具有電子迀移率高、帶隙寬、器件的性能均勻性好、電流開關(guān)比高、光穩(wěn)定性好、亞閾值擺幅低和抗酸能力強(qiáng)等特點(diǎn)；另外，這些金屬元素易于形成結(jié)晶相，所以制備金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的工藝簡單，減少制備難度，且這三種金屬元素中不包含價格昂貴的貴金屬鎵元素，都為普通的金屬元素，所以降低制備金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜的成本。
[0057]可選的，該金屬氧化物的化學(xué)表達(dá)式為MxAlxBO5，其中0.001彡X彡0.5，δ >0，M為第一金屬元素，A為第二金屬元素、B為第三金屬元素。
[0058]其中，化學(xué)表達(dá)式SMxAlxBO5的金屬氧化物可以由三種物質(zhì)制備得到，該三種物質(zhì)分別為包括第一金屬元素的第一氧化物，包括第二金屬元素的碳酸物和包括第三金屬元素的第二氧化物，且第一氧化物、碳酸物和第二氧化物三者之間的配比可以為預(yù)設(shè)比例。
[0059]其中，預(yù)設(shè)比例可以為摩爾百分比，例如摩爾百分比可以為(x/2)