一種背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化物薄膜晶體管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，新型平板顯示(FPD)產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異。消費(fèi)者對(duì)于大尺寸、高分辨率平板顯示的高需求量刺激著整個(gè)產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)行顯示技術(shù)提升。而作為FH)產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的薄膜晶體管(TFT)背板技術(shù)，也在經(jīng)歷著深刻的變革。氧化物TFT不僅具有迀移率較高、對(duì)可見光透明的特點(diǎn)，而且還具有優(yōu)異的大面積均勻性。因此氧化物TFT技術(shù)自誕生以來(lái)便備受業(yè)界矚目。
[0003]但由于氧化物半導(dǎo)體有源層電導(dǎo)率較低，通常采用射頻濺射的方法制備。相比于直流濺射，射頻濺射速度慢、需要不斷調(diào)整匹配、工藝重復(fù)差、多元薄膜的成分不均勻以及射頻輻射大等缺點(diǎn)。此外，由于絕緣層和半導(dǎo)體有源層的工藝溫度高、難以與柔性襯底兼容。
[0004]另一方面，采用濕法刻蝕在有源層上刻蝕源極、漏極時(shí)，因?yàn)橛性磳訉?duì)大部分酸性刻蝕液都比較敏感，很容易在刻蝕過(guò)程中被腐蝕，故對(duì)于背溝道刻蝕型金屬氧化物薄膜晶體管，難以直接在有源層上直接刻蝕形成源漏電極。現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用增加刻蝕阻擋層的方法來(lái)對(duì)有源層進(jìn)行保護(hù)，但是需要一次額外的光刻工藝形成刻蝕阻擋層，增加了氧化物薄膜晶體管工藝成本。
[0005]因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能夠在室溫制備、無(wú)需射頻濺射且制備工藝簡(jiǎn)單的背溝道刻蝕型的氧化物薄膜晶體管的制備方法以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供了一種背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的制備方法，該制備方法在室溫制備，無(wú)需射頻濺射、制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高且缺陷少的。
[0007]本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。
[0008]—種背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的制備方法，依次包括如下制備步驟:
[0009]a.在基板上采用直流濺射的方法制備第一薄膜層，然后將所制備的第一薄膜層采用濕法刻蝕的方法圖形化得到第一圖形化薄膜層，第一圖形化薄膜層具有柵極形狀；
[0010]b.采用直流濺射的方法制備第二薄膜層，然后將所制備的第二薄膜層采用濕法刻蝕的方法圖形化得到第二圖形化薄膜層，第二圖形化薄膜層具有有源層形狀；
[0011]C.采用直流濺射的方法制備第三薄膜層，然后將所制備的第三薄膜層采用濕法刻蝕的方法圖形化得到第三圖形化薄膜層，第三圖形化薄膜層的形狀與源極、漏極形狀對(duì)應(yīng)；
[0012]d.將步驟c所制備的半成品整體置入電化學(xué)氧化反應(yīng)設(shè)備中進(jìn)行電化學(xué)氧化，使第二圖形化薄膜層完全氧化形成第二氧化物層，并將第一圖形化薄膜層部分氧化，使得第一圖形化薄膜層的上表面形成與第一薄膜層材料對(duì)應(yīng)的氧化物層作為第一氧化物層，第一薄膜層未被氧化的部分作為剩余第一薄膜層；
[0013]所述第二氧化物層為半導(dǎo)體氧化物，作為背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的有源層；
[0014]所述第一氧化物層為絕緣氧化物，作為背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的柵極絕緣層；
[0015]所述第一薄膜層為導(dǎo)電性材料，剩余第一薄膜層作為背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的柵極；
[0016]所述第三薄膜層的材料為導(dǎo)電氧化物，第三圖形化薄膜層作為背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的源極、漏極。
[0017]上述步驟d中，電化學(xué)氧化反應(yīng)設(shè)備中的電解液中的陰離子穿過(guò)第三圖形化薄膜層但不與第三圖形化薄膜層發(fā)生反應(yīng)到達(dá)第二薄膜層，使第二圖形化薄膜層完全氧化得到第二氧化物層，并將第一圖形化薄膜層部分氧化得到第一氧化物層。
[0018]上述的第一薄膜層的材料為可以被陽(yáng)極氧化并形成絕緣氧化物的金屬或合金。
[0019]優(yōu)選，上述第一薄膜層的材料為鋁、鋁合金、鉭或鉭合金。
[0020]上述的第二薄膜層的材料為可以被陽(yáng)極氧化并形成半導(dǎo)體氧化物的金屬、合金或者金屬與半導(dǎo)體氧化物的混合材料。
[0021]優(yōu)選，上述第二薄膜層的材料為鋅、錫或者為鋅、錫與半導(dǎo)體氧化物的混合材料。
[0022]優(yōu)選，上述第三薄膜層的材料為氧化銦錫或者氧化銦鋅。
[0023]以上的，在基板上制備第一薄膜層之前還包括預(yù)先在基板上制備緩沖層、水氧阻隔層；
[0024]在源極、漏極制備之后還包括鈍化層、像素定義層的制備。
[0025]以上的，上述背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的制備方法，還包括對(duì)每制完一層或多層膜層后的退火處理。
[0026]優(yōu)選的，電化學(xué)氧化反應(yīng)設(shè)備中所采用的電解液為檸檬酸電解液或者為酒石酸銨與乙二醇構(gòu)成的電解液。
[0027]本發(fā)明基于背溝道刻蝕型金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0028]1.采用全直流濺射結(jié)合電化學(xué)氧化方法制備而成，無(wú)需射頻濺射，具有成膜速率高、成分均勻、工藝重復(fù)性好以及無(wú)射頻輻射等優(yōu)點(diǎn)。
[0029]2.采用的電化學(xué)氧化工藝在室溫下進(jìn)行，可與柔性襯底兼容。
[0030]3.第二薄膜層是金屬或金屬與氧化物的混合材料，故對(duì)酸相對(duì)不敏感，可以采用先在第二薄膜層上圖形化源極、漏極之后再通過(guò)電化學(xué)氧化方法使電解液穿過(guò)第三圖形化薄膜層將第二薄膜層電化學(xué)氧化形成氧化物有源層、、并同時(shí)將第一薄膜層部分氧化形成柵絕緣層的方法實(shí)現(xiàn)背溝道刻蝕型結(jié)構(gòu)，故本發(fā)明的方法制備工藝簡(jiǎn)單、兼容性好。
[0031]4.柵絕緣層和有源層同時(shí)通過(guò)電化學(xué)氧化方法制備，這樣能夠在界面上形成良好的匹配，并且氧空位能夠通過(guò)電化學(xué)氧化時(shí)間控制，有利于提高迀移率和穩(wěn)定性。同時(shí)由于兩層同時(shí)氧化，可以大大節(jié)約時(shí)間，提高效率。
【附圖說(shuō)明】
[0032]利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0033]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所制備的背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是本發(fā)明在基板上制備第一薄膜層的示意圖；
[0035]圖3是本發(fā)明對(duì)第一薄膜層進(jìn)行圖形化后的示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明制備第二薄膜層的示意圖；
[0037]圖5是本發(fā)明對(duì)第二薄膜層進(jìn)行圖形化后的示意圖；
[0038]圖6是本發(fā)明制備第三薄膜層的示意圖；
[0039]圖7是本發(fā)明對(duì)第三薄膜層進(jìn)行圖形化后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]實(shí)施例1。
[0041]—種背溝道刻蝕型氧化物薄膜晶體管的制備方法，依次包括如下a、b、c、d制備步驟。
[0042]a.在基板10上采用直流濺射的方法制備第一薄膜層20，如圖2所示，厚度為100?lOOOnm。然后將所制備的第一薄膜層20用濕法刻蝕的方法圖形化得到第一圖形化薄膜層21，第一圖形化薄膜層21具有柵極形狀，如圖3所示。
[0043]第一薄膜層20的材料為可以被陽(yáng)極氧化并形成絕緣氧化物的金屬或合金，如鋁、
招合金、鈦、鈦合金、鉭或鉭合金等。
[0044]基板10可以是玻璃基板或柔性基板，當(dāng)基板為柔性基板時(shí)，可以為薄玻璃、聚萘二甲酸乙二