[发明专利]应用于氧化物薄膜晶体管阵列湿法刻蚀的阻挡层

说明书

技术领域

本发明属于薄膜晶体管领域（TFT），具体涉及一种应用于氧化物薄膜晶体管阵列湿法刻蚀的新型阻挡层，尤其涉及采用湿法刻蚀的光刻工艺，并包括用于这种工艺的材料。

背景技术

相对于传统硅基电子器件，氧化物半导体电子器件表现出明显的优势：低成本，工艺简单，全透明性，柔性结构，易于大面积制备。

薄膜晶体管（TFT）研究方向主要是非晶硅TFT（amorphous silicon，a-Si TFT），多晶硅TFT（poly-Si TFT），有机TFT（OTFT）以及氧化物TFT（Oxide TFT）。虽然a-Si TFT工艺成熟且广泛用于LCD，但其缺点明显，迁移率低，电学性能易受光影响，开口率低。多晶硅TFT虽然有着更好的电学性能和稳定性，但其制备工艺复杂，能耗严重成本高，且电学特性在大尺寸方面存在较差统一性，因此也无法满足大尺寸AMOLED需求。目前报道的OTFT迁移率较低，且器件稳定性差，低寿命。于是氧化物TFT得到了广泛的关注。而氧化物TFT（特指宽禁带氧化物半导体TFT）,有着其他几种TFT无可比拟的优势：（1）具有宽禁带宽度，对可见光有高透过率（>80%），器件性能不易受光影响，提高了AMOLED的开口率；（2）较高迁移率（可高达几十cm2/V·s），远高于a-Si TFT和OTFT；（3）氧化物有源层制备工艺简单，可在室温下制备，易于刻蚀成本低；（4）无毒无害，利于环保

制备TFT阵列过程中所涉及工艺复杂，不同类型的TFT需要不同的光刻工艺步骤和光刻试剂。

本专利所介绍的这种TFT突破常规，对阵列制造光刻过程中的刻蚀阻挡层TFT进行改良，即在TFT的氧化物有源层之上制作一层薄膜，消除了刻蚀过程中对氧化物有源层的影响。其过程并未采用以往的SiN_x作为刻蚀阻挡层，本专利的阻挡层采用旋涂技术，相对于传统阻挡层的制备过程具有工艺简单，成品低廉，污染少等诸多优点。当刻蚀有源层过程时，因为氧化物半导体的有源层易被刻蚀液腐蚀而造成器件性能的极大影响，因而采用刻蚀阻挡层保护氧化物有源层，阻挡刻蚀过程中对氧化物有源层的损伤，有助于稳定器件性能。减少因为制备过程对整体器件阵列影响的可能性。

因此在氧化物薄膜晶体管阵列制备过程采用这种刻蚀阻挡层，可以实现用较较低廉和简便的工艺过程，使其氧化物薄膜晶体管阵列应用于平板显示成为可能，其中工艺大为简化，更适合大面积制备。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供一种应用于氧化物薄膜晶体管阵列湿法刻蚀的新型刻蚀阻挡层。其具有工艺结构简单，成本低廉，并且能够有效解决光刻工艺过程中对薄膜晶体管中氧化物有源层的刻蚀问题。能够适用于大面积制备，并在基于氧化物薄膜晶体管的平板显示中获得广泛应用。为达到上述目的，本发明具体实施技术方案如下：

具有新型刻蚀阻挡层的氧化物薄膜晶体管阵列，其特征在于依次由基板1、栅电极2、绝缘层3、氧化物有源层4、刻蚀阻挡层5、源漏电极6层叠构成。

上述基板材料为硅片、玻璃或者陶瓷中任一种。

上述氧化物有源层采用氧化铟镓锌（InGaZnO）或氧化锌（ZnO）。

上述刻蚀阻挡层为苯酚-甲醛聚合物。

一种具有缓冲层的氧化物薄膜晶体管的制作方法，用于制作上述的晶体管，其特征在于各结构层分别采用下述方法按结构层次序依次逐层制备：

（1）选用合适的基板衬底；

（2）采用真空蒸发或溅射技术制备栅电极并用光刻工艺刻出图形；

（3）采用溅射技术制备栅极电介质绝缘层并用光刻工艺刻出图形；

（4）采用旋涂技术制备刻蚀阻挡层层并用光刻工艺刻出图形；

（5）采用溅射技术制备氧化物有源层并用光刻工艺刻出图形；

（6）采用真空蒸发或溅射技术制备源漏电极并用光刻工艺刻出图形。

上述真空蒸镀的方法制备，真空度小于10^-3Pa；

上述栅极材料选用ITO或Mo，采用溅射或蒸发的方法制备。源漏电极6材料选用Au、Ag、Mo、Al、Cu、Cr、Ti、Mg、ITO中的一种或多种。

上述绝缘层通过溅射或蒸发形成Ta₂O₅、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和SiN_1~1.5中的一种或多种材料制备的薄膜。