一种高性能ZnSnO薄膜晶体管及其制备方法

文档序号:35803088发布日期:2023-10-22 01:45阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高性能znsno薄膜晶体管,所述的薄膜晶体管包括在基板上依次制备形成的栅极、栅介质、有源层和源漏电极,其特征在于:所述的有源层是通过磁控溅射方法制备zto有源层材料,通过控制溅射气氛的氧含量控制氧空位缺陷在有源层中的分布,先沉积富含氧缺陷的zto薄膜,再沉积氧缺陷较少的zto薄膜,使两者的能带结构有所差异,从而形成同质结薄膜;然后通过光刻和刻蚀的工艺进行图形化。

2.一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述的制备方法包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述s2中采用磁控溅射方法沉积50nm~150nm厚的mo电极,沉积完成后通过光刻和湿法刻蚀工艺对栅介质层进行图形化。

4.根据权利要求2或3所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:s2中沉积条件为本地真空10-4pa~10-3pa,直流溅射功率80w~160w,溅射气氛纯ar,工作气压0.3pa~0.5pa。

5.根据权利要求2所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述s3中通过pecvd在250℃~350℃条件下沉积一层150~250nm厚的sio2栅介质层进行全局覆盖。

6.根据权利要求2所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述s4中通过控制溅射气氛的氧含量控制氧空位缺陷在有源层中的分布。

7.根据权利要求2或3所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:s4中基本溅射条件为:本地真空10-4pa~10-3pa,交流溅射功率100w~160w,工作气压0.3pa~0.5pa。

8.根据权利要求1或2或6所述的一种高性能znsno薄膜晶体管,其特征在于:所述的溅射气氛,先用(20~50)sccm/0sccm的溅射气氛沉积10~30nm厚的富含氧缺陷的zto薄膜,再用(20~50)sccm/(1~10)sccm的溅射气氛沉积10~30nm厚氧缺陷较少的zto薄膜,从而形成同质结薄膜;紧接着在250℃~400℃真空条件下退火0.5~2个小时,然后通过光刻和湿法刻蚀的工艺进行图形化。

9.根据权利要求2所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述的s5中,通过光刻和剥离工艺沉积图形化mo源漏电极。

10.根据权利要求2所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述s6中,将全局覆盖的sio2栅介质进行定位开孔以暴露底栅电极。

11.根据权利要求10所述的一种高性能znsno薄膜晶体管的制备方法,其特征在于:所述sio2栅介质开孔采用光刻图形化和反应离子刻蚀的方法。


技术总结
本发明主要涉及半导体薄膜晶体管制备技术领域,具体涉及一种高性能ZnSnO薄膜晶体管及其制备方法;所述的薄膜晶体管包括在基板上依次制备形成的栅极、栅介质、有源层和源漏电极,其特征在于:所述的有源层是通过磁控溅射方法制备ZTO有源层材料,通过控制溅射气氛的氧含量控制氧空位缺陷在有源层中的分布与含量,先沉积富含氧缺陷的ZTO薄膜,再沉积氧缺陷较少的ZTO薄膜,使两者材料的能带结构有所差异,从而形成同质结薄膜;然后通过光刻和湿法刻蚀的工艺进行图形化;本发明的技术与主流的IGZO TFT性能相媲美,升级换代后可降低TFT显示背板的制造成本;该方法也适用于其他氧化物半导体材料与电子器件,具有较强的可推广性。

技术研发人员:潘文高,陆磊,张盛东,张雪凤,宋克兴,刘新华,张国赏,卢琼琼,史荣豪,谢昆,肖丽丽,孟兆洁,高杰,王鸿业,张真真
受保护的技术使用者:河南省科学院材料研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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