[发明专利]一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：采用等离子体化学气相沉积技术，利用有机源、氨气作为反应源；利用氢气或氮气作为有机源载气源，利用硅烷、三甲基镁作为掺杂剂，制备n型或p型非晶态氮化镓或非晶态氮化铟薄膜；以n型或p型的非晶态氮化镓薄膜或以n型或p型的非晶态氮化铟薄膜作为薄膜晶体管沟道层，制备顶栅结构薄膜晶体管；

或采用等离子体化学气相沉积技术，利用有机源、氨气作为反应源；利用氢气或氮气作为有机源载气源，利用硅烷、三甲基镁作为掺杂剂，制备n型或p型非晶态氮化镓或非晶态氮化铟薄膜；以n型或p型的非晶态氮化镓薄膜或以n型或p型的非晶态氮化铟薄膜作为薄膜晶体管沟道层，制备底栅结构薄膜晶体管；

所述的等离子体化学气相沉积技术制备非晶态氮化镓或非晶态氮化铟薄膜过程中，其工艺参数为：有机源和氨气质量流量比例为1:2～1:1，射频功率为50～350W，反应压强为20～200Pa；衬底温度为室温至350℃；所述的掺杂剂为n型掺杂剂或p型掺杂剂；其中，掺杂剂和有机源质量流量混合比例为1％～20％；其中所述的n型掺杂剂、p型掺杂剂分别选择三甲基镁和硅烷，所述的有机源为三甲基镓、三乙基镓或三甲基铟。

2.如权利要求1所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述的非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管，采用顶栅结构，由衬底、阻隔层、沟道层、源电极、栅介质层、栅电极和漏电极组成，衬底上方为阻隔层，阻隔层上方为沟道层，沟道层上方两侧分别为源漏电极，沟道层上方中间为栅介质层，栅介质层上方为栅电极，晶体管通过化学气相沉积和磁控溅射结合掩模工艺完成各功能层的叠加生长，其特征在于：以n型或p型的非晶态氮化镓薄膜或以n型或p型的非晶态氮化铟薄膜作为薄膜晶体管沟道层。

3.如权利要求1所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述的非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管，采用底栅结构，由衬底、栅电极、栅介质层、沟道层、源电极和漏电极、组成，衬底上方为栅电极，栅电极上方为栅介质层，栅介质层上方为沟道层，沟道层上方两侧分别为源电极和漏电极，晶体管通过化学气相沉积和磁控溅射结合掩模工艺完成各功能层的叠加生长，其特征在于：以n型或p型的非晶态氮化镓薄膜或以n型或p型的非晶态氮化铟薄膜作为薄膜晶体管沟道层。

4.如权利要求2或3所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述衬底为玻璃、聚亚酰胺柔性塑料或单晶硅片。

5.如权利要求2所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述的顶栅结构薄膜晶体管，采用二氧化硅或氮化硅薄膜作为阻隔层，厚度为100～2000nm。

6.如权利要求2或3所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述的非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管中，栅介质层选择二氧化硅或氮化硅，厚度为200～5000nm；其二氧化硅制备工艺参数为：通入流量为30～90sccm的氧气，流量为5～20sccm的硅烷；控制反应腔室压强为10～200Pa；调整射频功率为30～200W；衬底温度为20～200℃；其氮化硅制备工艺参数为：通入流量为30～90sccm的氮气，流量为5～20sccm的硅烷；控制反应腔室压强为10～200Pa；调整射频功率为30～200W；衬底温度为200～400℃。

7.如权利要求2或3所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述栅电极、源电极、漏电极选用金属及导电的金属氧化物材料，厚度为50～500nm；其中，底栅结构晶体管的源电极、漏电极长为800～1200μm，宽为100～150μm，源电极、漏电极之间间距为50～100μm，栅电极长为800～1200μm，宽为250～400μm；顶栅结构晶体管的源电极、漏电极长为800～1200μm，宽为100～150μm，源电极、漏电极之间间距为50～100μm，栅电极长为800～1200μm，宽为50～90μm。

8.如权利要求2或3所述的一种非晶态氮化镓或氮化铟薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：沟道层厚度为10～1000nm。