[发明专利]一种氧化锌基薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化锌基薄膜晶体管，包括衬底、栅电极、栅介质层、沟道层和源、漏电极，其中，衬底是玻璃或者塑料，其特征在于，在衬底上为一氧化锌或掺杂Al或者Ga的氧化锌导电材料层，刻蚀形成栅电极；在栅电极之上为一氧化锌绝缘材料层，刻蚀形成栅绝缘介质层；在栅绝缘介质层之上为一氧化锌及其掺杂半导体材料层，刻蚀形成半导体沟道；再生长一氧化锌或掺杂Al或者Ga的氧化锌导电材料，刻蚀形成源端和漏端电极。

2.如权利要求1所述的全氧化锌基薄膜晶体管，其特征在于，所述栅电极材料层的厚度范围为50～100纳米，该氧化锌材料层Zn_xO_1-x，0.95＞x＞0.75。

3.如权利要求1所述的全氧化锌基薄膜晶体管，其特征在于，所述栅绝缘介质层的厚度范围为50～200纳米，该氧化锌材料层Zn_xO_1-x，0.55＞x＞0.45。

4.如权利要求1所述的全氧化锌基薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体沟道材料层的厚度范围为50～500纳米，该氧化锌材料层Zn_xO_1-x，0.75＞x＞0.55。

5.如权利要求1所述的全氧化锌基薄膜晶体管，其特征在于，所述源端、漏端电极材料层的厚度范围为100～200纳米，该氧化锌材料层Zn_xO_1-x，0.95＞x＞0.75。

6.一种氧化锌基薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

1)在玻璃或者塑料衬底上生长一层氧化锌或掺杂Al或者Ga的氧化锌导电薄膜材料，然后光刻和刻蚀形成栅电极；

2)生长一层氧化锌绝缘材料作为栅电极的绝缘介质层；

3)生长一层氧化锌及其掺杂半导体材料作为半导体导电沟道层；

4)生长一层氧化锌掺杂Al或者Ga的导电薄膜材料，然后光刻和刻蚀形成源端和漏端电极；

5)生长一层钝化介质层，光刻和刻蚀形成栅、源和漏的引出孔；

6)生长一层氧化锌或掺杂Al或者Ga的氧化锌导电薄膜材料，光刻和刻蚀形成电极和互连。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)具体为，磁控溅射生长一层50～100纳米厚的金属锌膜或者在锌靶中加入5％以内Al或Ga，然后光刻和刻蚀形成栅电极，然后在氧气氛中200～300℃退火形成导电的氧化锌薄膜。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)具体为，射频磁控溅射技术生长50～200纳米厚的绝缘体氧化锌薄膜，使用纯锌靶材，溅射过程中通入氧气和氩气，氧气和氩气的流量比大于20％，小于90％。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3)具体为，用射频磁控溅射淀积一层50～500纳米厚的半导体氧化锌薄膜材料，靶材为锌靶，溅射过程中通入氧气和氩气，氧气和氩气的流量比大于3％，小于20％。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4)具体为，磁控溅射生长一层100～200纳米厚的金属锌膜或者在锌靶中加入5％以内Al或Ga，然后光刻和刻蚀形成源端电极和漏端电极，然后在氧气氛中200～300℃退火形成导电的氧化锌薄膜电极。