[发明专利]金属氧化物薄膜晶体管制备方法

权利要求书

1.一种金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其包括以下步骤：

1)选取衬底，在衬底上生长一层金属薄膜或者透明导电薄膜，然后在该金属薄膜或透明导电薄膜上采用光刻和刻蚀在衬底中心位置处形成栅电极；

2)在衬底上生长一层绝缘介质或高介电常数介质，并覆盖在栅电极上作为栅介质层；

3)在栅介质层上生成一层10～100纳米厚第一金属层，该生长方法采用直流磁控溅射的方法，使用金属或者合金靶，纯度≥99.99％，溅射气压为0.3～2.5Pa之间，气体为纯氩气；

4)在第一金属层上生成一层50～300纳米厚第二金属层，该生长方法也采用直流磁控溅射的方法，使用金属或者合金靶，纯度≥99.99％，溅射气压为0.3～2.5Pa之间，气体为纯氩气；

5)在第一金属层中间位置上制备沟道区，在第二金属层中间位置上制备钝化区，钝化区位于沟道区的上部；然后在常压和室温下对沟道区和钝化区的金属进行阳极氧化处理，阳极氧化使第一金属层为半导体金属氧化层，而使第二金属层成为绝缘介质的金属氧化物层；半导体金属氧化物层为薄膜晶体管的沟道层，而绝缘介质的金属氧化物层成为沟道层的钝化层；

6)制作源区和漏区，形成包含源区、漏区和沟道区的有源区；源区及漏区位于沟道区两侧，并与沟道区相连，源区和漏区由未经过阳极氧化处理的第一金属层和第二金属层的双层金属组成；

7)在有源区上采用等离子增强化学汽相淀积或磁控溅射方法淀积一层氮化硅层，该氮化硅层覆盖栅介质层，然后在氮化硅层上位于源区一侧和漏区一侧都采用光刻和刻蚀，形成电极的两个接触孔；

8)在整个器件上表面上采用磁控溅射方法淀积一层金属铝膜，然后光刻和刻蚀制成薄膜晶体管电极的两个金属接触电极，两个金属接触电极将薄膜晶体管的各电极引出，完成金属氧化物薄膜晶体管制备。

2.如权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述沟道区和钝化区的制备方法如下：在所述第二金属层上采用等离子增强化学汽相淀积方法生长一层50纳米厚的氮化硅薄膜作为介质保护层，并在所述介质保护层上涂覆光刻胶，对所述介质保护层进行光刻和刻蚀，在所述第二金属层中间位置上露出所述钝化区，该钝化区对应的所述第一金属层上的区域即为所述沟道区。

3.如权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述沟道区和钝化区的制备方法如下：在所述第二金属层上采用等离子增强化学汽相淀积方法生长一层50纳米厚的氮化硅薄膜作为介质保护层，并在所述介质保护层上涂覆光刻胶，然后对该光刻胶进行图形化曝光和显影，在所述介质保护层上开窗口，但不刻蚀所述介质保护层，该窗口区域对应晶体管的沟道区和钝化区。

4.如权利要求2或3所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤6)中，所述源区和漏区的制作方法为：去除所述光刻胶，对所述介质保护层和其下的所述第一金属层、第二金属层进行光刻和刻蚀，形成所述源区和漏区。

5.如权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述沟道区和钝化区的制备方法如下：在所述第二金属层上涂覆光刻胶，然后对所述光刻胶进行曝光显影，使所述第二金属层上的钝化区露出，该钝化区对应的所述第一金属层上的区域即为沟道区，其余部分被光刻胶层覆盖保护。

6.如权利要求5所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述源区和漏区的制作方法为：去除所述光刻胶层，对所述第一金属层和第二金属层进行光刻和刻蚀，形成所述源区和漏区。

7.如权利要求1或2或3或5或6所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述衬底采用耐高温的玻璃衬底或非耐高温的柔性塑料衬底。

8.如权利要求1或2或3或5或6所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述金属薄膜采用磁控溅射或热蒸发方法生成，所述透明导电薄膜由磁控溅射方法生成。

9.如权利要求1或2或3或5或6所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述衬底上生长一层绝缘介质的方法如下：采用等离子增强化学汽相淀积方法在所述衬底上生长一层绝缘介质；

在所述衬底上生长一层高介电常数介质的方法如下：采用磁控溅射或阳极氧化的方法在所述衬底上生长一层高介电常数介质。

10.如权利要求1或2或3或5或6所述的金属氧化物薄膜晶体管制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，对所述沟道区和钝化区的金属进行阳极氧化处理方法为：采用先恒流模式氧化后恒压模式的氧化方法，即恒流时电流密度在0.01～10mA/cm²之间，当电压上升到预定值1～500V时转为恒压模式,在恒压模式下保持一小时左右，此时电流下降到小于0.01mA/cm²，阳极氧化过程完成。