[发明专利]一种薄膜晶体管生长工艺

说明书

技术领域

本发明涉及ZnMgO TFT生长工艺及TFT流片工艺。

背景技术

a-Si:H TFT作为有源开关器件，在TFT-LCD中得到广泛的应用。但是，a-Si:H TFT的最大的缺点是场效应迁移率低，同时由于a-Si的禁带比较窄，使得其在可见光范围内不透明，这就极大的限制了a-si:H TFT的应用范围，尤其是a-si:H TFT不能用来制作启动电路，TFT-LCD需要配置专用的外围驱动电路，提高了制造成本，降低了可靠性。

透明半导体氧化物作为开关器件的先决条件是禁带宽度大于3eV，具有高电导性和高光透过率(>80%)。其他透明的宽禁带半导体GaN和SiC目前也有研究用于TFT。但是，宽禁带半导体氧化物有更现实的前景，因为它们可以在低温下生长，这样衬底的选择将会更多，包括玻璃和有机物。在所有的氧化物半导体材料中，ZnO由于具有低温生长的特性和高电导而受到广泛的关注。ZnO结构决定了TFT器件的闽值电压及其电传导特性的好坏。半导体ZnO薄膜材料呈强n型，载流子浓度可以达到1020/cm3，单晶ZnO迁移率可以达到200cm2/V·s，有利于形成多数载流子为电子的耗尽型场效应晶体管，自然地利用了电子迁移率高于空穴迁移率的优越性。但是增强型TFT在低功耗半导体器件拥有更好的前景。采用不同的生长技术，ZnO生长温度选择可以在300-700℃之间。多晶ZnO材料的霍尔迁移率在10-50cm2/V·s。最近也有p型ZnO通过MBE生长，磁空溅射生长和混合束沉积成功的报道。基于以上特点，选择ZnO作为TTFT的有源层受到广泛关注。

ZnO基FET发展面临的其中一个挑战是有源层载流子的控制。未退火的ZnO表现高的载流子浓度，高的载流子浓度使得沟道在未加电压时也处于导通状态，器件工作在耗尽状态下，因此本征ZnO器件是耗尽型器件。但是，高浓度载流子耗尽的实现是很困难的，由外加电压控制电导的增强型器件更具有实用价值。ZnO可以与MgO形成ZnMgO合金材料，通过调节ZnMgO中Mg的含量可以有效地增大禁带宽度，降低载流子浓度。而且，近来有报道通过磷掺杂引入受主能级从而减少电子浓度，而且可能实现p型ZnMgO材料。ZnO基TTFT发展的另一个挑战是栅介质层的选择。和体硅器件一样，栅极的漏电流也是必须关注的问题。目前用的比较多的是Si3N4和HfO2。直接在ITO玻璃上连续生长ZnMgO薄膜，在TFT器件的生长控制、成本及其器件的界面等方面有无可比拟的优势。ZnMgO薄膜中电子的迁移率是与能隙中的局域态密度有关的，而局域态密度的分布又与薄膜的制备工艺条件密切相关。因此工艺步骤、条件的选择与优化至关重要。

发明内容

本发明提供一种ZnMgO TFT生长工艺及TFT流片工艺

该ZnMgO生长工艺包括：

1)腐蚀ITO玻璃；

2)生长ZnMgO复合层结构

其中，ZnMgO复合层TFT器件后期制备流程如下：

1)刻蚀Al；

2)湿法腐蚀ZnMgO。

上述腐蚀ITO玻璃包括使用腐蚀液HNO3：H20：HCI＝1：2：3，水浴50℃1分钟。

上述生长ZnMgO复合层结构包括采用物理蒸发低温沉积(PELD)系统蒸发氧化物ZnO和MgO，在ITO玻璃衬底上连续沉积生长ZnMgO和C-ZnMgO复合层薄膜。

上述湿法腐蚀ZnMgO包括采用H3PO4：H2O配比的溶液水浴60℃湿法腐蚀ZnMgO。

具体实施方式

本发明提供一种ZnMgOTFT生长工艺。

1材料制备

1)腐蚀ITO玻璃

TIO玻璃正面涂6809#正胶，4000转/分钟甩胶30秒，甩胶后光刻胶厚度0.88微米。前烘80℃20分钟;光刻曝光12秒，显影6秒，镜检观察显影完全，等离子体去胶机打底膜巧秒去除光刻胶残余。后烘固胶120℃30分钟。

腐蚀液HNO3：H20：HCI＝1：2：3，水浴50℃1分钟

浸泡于丙酮中溶解光刻胶，乙醇浸泡溶解丙酮，去离子水冲洗，氮气吹干，置于烘箱中干燥，准备ZnMgO薄膜的沉积。

2)生长ZnMgO复合层结构