[发明专利]一种基于金属氧化物的薄膜晶体管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于金属氧化物的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在透明衬底上沉积SiO₂或SiN_x作为缓冲层；

(2)在上述缓冲层上沉积金属单质或金属合金单层薄膜，并且图形化形成栅极金属层；

(3)使用阳极氧化的方法，在栅极金属层上制备一层绝缘膜作为栅绝缘层，其中栅极金属层中不需要沉积氧化膜的部分使用光刻胶进行保护；

(4)阳极氧化完毕后将光刻胶去除；

(5)使用刻蚀方法将薄膜晶体管中不需要的金属引线去除；

(6)在栅绝缘层上采用物理气相沉积制备金属氧化物薄膜，并将金属氧化物薄膜图形化，作为薄膜晶体管的有源层；

(7)根据所设计的薄膜晶体管结构，沉积并图形化源漏电极、像素电极和保护层或刻蚀阻挡层。

2.如权利要求1中所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述栅极金属层的金属为Al单质薄膜或Al合金单层薄膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Al合金单层薄膜为Al-Si、Al-M，M为碱金属、碱土金属、镧系稀土金属以及过渡族金属。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述阳极氧化的方法是将制备好的栅极基片放入电解溶液中接电源正极，电源负极接石墨或金属板放入电解溶液中，通电进行处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解溶液为五硼酸铵、酒石酸氨和水杨酸氨中任意一种或两种以上的溶液，与乙二醇混合后所得到的溶液。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用阳极氧化方法制作栅绝缘层时，通过选择不同栅极金属材料以及合金成分配比，调节栅绝缘层中元素组成：A_1-xB_xO_y，其中A、B分别代表了不同的金属，0≤x≤1，y为氧气的含量；

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有源层的半导体材料是金属氧化物(In₂O₃)_x(MO)_y(ZnO)_z，其中0≤x、y、z≤1，且x+y+z＝1，M为Ga、Sn、Si、Al、Mg、Zr或Re元素，Re为镧系稀土金属；

所述源漏电极为Al、Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo或ITO的单层或多层导电薄膜；

所述像素电极采用ITO薄膜、高导的IZO薄膜或者ZTO薄膜；

所述保护层或刻蚀阻挡层的材料为SiO₂、SiN_x、AlO_x、聚酰亚胺、光刻胶、苯丙环丁烯、丙烯酸。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲层厚度为50nm～300nm，栅极金属层厚度为120nm～500nm，栅绝缘层的厚度为80nm～300nm，有源层为30nm～100nm，保护层为200nm～3000nm，刻蚀阻挡层为100nm～500nm，源漏电极的厚度为100nm～300nm。

9.一种基于金属氧化物的薄膜晶体管，其特征在于，该晶体管是由权利要求1～8任意一项方法制备的。

10.权利要求9所述晶体管的应用，其特征在于，该晶体管用于液晶显示器以及主动有机放光二极管显示屏的驱动面板。