[发明专利]基于氧化钽绝缘层的薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.基于氧化钽绝缘层的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)栅极基片的制备

在玻璃基板上通过溅射的方法制备钽或钽合金薄膜，该薄膜的厚度为100nm～600nm，通过掩模或光刻的方法图形化，得到栅极；

(2)阳极氧化绝缘层的制备

将所制备的栅极基片放入电解质溶液中通电进行阳极氧化处理，在栅极表面形成一层氧化钽薄膜，其厚度为100nm～300nm，即为阳极氧化绝缘层；

(3)沟道层的制备

在阳极氧化绝缘层上面通过溅射的方法制备沟道层，该沟道层的厚度为20nm～100nm，通过掩模或光刻的方法图形化，得到沟道层；

(4)漏极和源极的制备

在沟道层上面通过溅射的方法制备一层厚度为100nm～500nm的导电薄膜，通过掩模、光刻或者剥起的方法图形化，同时得到漏极和源极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述阳极氧化处理的步骤如下：将栅极基片放入电解质溶液的一端接电源正极，电源负极接石墨或金属放入电解质溶液的另外一端，先在阳极和阴极之间加恒定的电流为0.1～1mA/cm²，阳极和阴极之间的电压将随时间线性升高，当电压达到设定值80V～150V时恒定这个电压，直至阳极和阴极之间的电流小于等于0.05mA/cm²时，在栅极表面形成一层氧化钽薄膜，即为阳极氧化绝缘层。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述电解质溶液为柠檬酸、硫酸或者为酒石酸铵和乙二醇的混合液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(4)所述溅射的本底真空度小于等于1×10^-3Pa，氩气气压为0.2～2Pa，功率为0.3～10W/cm²。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述溅射的本底真空度小于等于1×10^-3Pa，氩气偏压为0.2～2Pa，氧气偏压为0～0.3Pa，功率为0.3～10W/cm²。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述沟道层的材料为氧化物半导体材料，所述氧化物半导体材料为在氧化锌中掺入铟、镓、铝、钕、钽、镍和锡元素中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的源极和漏极材料为铝、钼、铬、铜、镍、钽、金、银、铂、钛或氧化铟锡。

8.根据权利要求1～7任意一项方法制备的薄膜晶体管，其特征在于，该晶体管包括基板、栅极、阳极氧化绝缘层、沟道层、源极和漏极；所述栅极位于基板之上，阳极氧化绝缘层包覆于栅极之上，沟道层位于阳极氧化绝缘层之上，源极和漏极分别覆盖在沟道层的两端并且相互间隔。