[发明专利]一种铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管，包括衬底、栅极、绝缘层、沟道层、源极和漏极；其特征在于所述沟道层、源极和漏极材料均为铟锡锌氧化物，所述的铟锡锌氧化物是由氧化铟（In2O3）、氧化锡（SnO2）和氧化锌（ZnO）粉末球磨并混合均匀，再经过成型、烧结等工艺制成铟锡锌氧化物陶瓷靶材，铟锡锌氧化物陶瓷靶材中铟、锡、锌的原子个数比a:b:c=35-88 ：8-35 ：2-25 ；利用磁控溅射法将铟锡锌氧化物陶瓷靶材沉积成薄膜；所述的源极和漏极采用与沟道层材料相同的非晶ITZO；所述的铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管的制备方法包括如下步骤：

1）、将衬底进行超声清洗，清洗液先后分别为半导体清洗剂、无水酒精、丙酮，然后用高纯氮气吹干；

2）、在衬底上采用磁控溅射、电子束蒸发方法制备栅极，栅极厚度为100~400 nm ；

3）、再利用磁控溅射、原子层沉积、等离子体增强化学气相沉积方法制备绝缘层，绝缘层厚度为20-300 nm ；

4）、随后在绝缘层上沉积沟道层，将铟锡锌氧化物靶材安装在磁控溅射仪上，利用磁控溅射法沉积沟道层，磁控溅射本底真空为1×10-4 Pa，溅射气体为Ar/O2混合气体，氩气流量

为30~50 sccm，氧气流量为0.2~8 sccm，气压为0.4~3 Pa，溅射功率为50~120 W，沟道层厚度为15~100 nm ；

5）、采用与步骤4 相同的铟锡锌氧化物靶材安装在磁控溅射仪上，利用磁控溅射法沉积源极和漏极，磁控溅射本底真空为1×10-4 Pa，溅射气体为氩气，氩气流量为50 sccm，气

压为0.4~3 Pa，溅射功率为50~120 W，源极和漏极厚度为100~300 nm ；底栅铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管制备完成。

2.一种铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管，包括衬底、栅极、绝缘层、沟道层、源极和漏极；其特征在于所述沟道层、源极和漏极材料均为铟锡锌氧化物，所述的铟锡锌氧化物是由氧化铟（In2O3）、氧化锡（SnO2）和氧化锌（ZnO）粉末球磨并混合均匀，再经过成型、烧结等工艺制成铟锡锌氧化物陶瓷靶材，铟锡锌氧化物陶瓷靶材中铟、锡、锌的原子个数比a:b:c=35-88 ：8-35 ：2-25 ；利用磁控溅射法将铟锡锌氧化物陶瓷靶材沉积成薄膜;所述的源极和漏极采用与沟道层材料相同的非晶ITZO；所述的铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管的制备方法包括如下步骤：

1）、将衬底进行超声清洗，清洗液先后分别为半导体清洗剂、无水酒精、丙酮，然后用高纯氮气吹干；

2）、将铟锡锌氧化物靶材安装在磁控溅射仪上，利用磁控溅射法沉积沟道层，磁控溅射本底真空为1×10-4 Pa，溅射气体为Ar/O2 混合气体，氩气流量为30~50 sccm，氧气流量为0.2~8 sccm，气压为0.4~3 Pa，溅射功率为50~120 W，沟道层厚度为15~100 nm ；

3）、采用与步骤2 相同的铟锡锌氧化物靶材安装在磁控溅射仪上，利用磁控溅射法沉积源极和漏极，磁控溅射本底真空为1×10-4 Pa，溅射气体为氩气，氩气流量为50 sccm，气压为0.4~3 Pa，溅射功率为50~120 W，源漏电极厚度为100~300 nm ；

4）、随后利用磁控溅射、原子层沉积（ALD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等方法制备绝缘层，绝缘层厚度为20-300 nm ；

5）、最后采用磁控溅射、电子束蒸发方法沉积栅极，栅极厚度为100~400 nm ；顶栅铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管制备完成。

3.根据权利要求1或2 所述的铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管，其特征在于所述的铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管为顶栅结构或底栅结构。

4.根据权利要求1或2 所述的铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管，其特征在于所述的底栅铟锡锌氧化物同质薄膜晶体管的结构为：设有衬底层，栅极设在衬底上侧中部，绝缘层设在栅极上侧及衬底上侧；沟道层设置在绝缘层上侧中部，位于栅极上方；源极和漏极分别覆盖在沟道层上侧面的左右两侧及绝缘层上侧面，其中源极和漏极相对面间设有隔离空隙，隔离空隙的长宽比为10 ：1。