[发明专利]一种基于氧化钪高k介电层薄膜晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种基于氧化钪高k介电层薄膜晶体管的制备方法，其特征在于具体工艺包括以下步骤：

(1)、Sc₂O₃前驱体溶液的制备：先将硝酸钪Sc(NO₃)₃·H₂O溶于去离子水中，在20-90℃下磁力搅拌1-24小时形成澄清透明的Sc₂O₃前驱体溶液，其中Sc₂O₃前驱体溶液的浓度为0.01-0.5mol/L；

(2)、Sc₂O₃薄膜样品的制备：采用等离子体清洗方法清洗低阻硅衬底表面，在清洗后的低阻硅衬底上采用常规的旋涂技术旋涂步骤(1)配制的Sc₂O₃前驱体溶液，先在400-600转/分下匀胶4-8秒，再在3000-6000转/分下匀胶15-30秒，旋涂次数为1-3次，每次旋涂厚度5-10nm；将旋涂后的薄膜放到烤胶台上控温100-200℃进行烘焙，得固化薄膜样品；再将烘焙后的固化薄膜样品在控制温度为200-600℃条件下退火1-3小时，实现脱羟基作用及金属氧化物致密化，得到Sc₂O₃薄膜样品；

(3)、IZO沟道层的制备：将硝酸锌Zn(NO₃)₂和硝酸铟In(NO₃)₃分别溶于去离子中，在室温下搅拌1-24小时形成澄清透明的浓度为0.01-0.5mol/L的IZO水性溶液，其中水性溶液中In³⁺:Zn²⁺为1-9:1；然后在步骤(2)得到的Sc₂O₃薄膜样品表面利用旋涂技术旋涂IZO水性溶液，先在400-600转/分下匀胶4-8秒，再在2000-5000转/分下匀胶15-30秒，旋涂次数为1-3次，每次旋涂厚度5-10nm；将旋涂后的薄膜样品放到120-150℃烤胶台进行固化处理后再放入马弗炉中进行200-300℃低温退火处理1-5小时，即制备得到IZO沟道层；

(4)、源、漏电极的制备：利用常规的真空热蒸发法利用不锈钢掩膜版在IZO沟道层上面制备金属源、漏电极，即得到基于超薄Sc₂O₃高k介电层的全水性IZO薄膜晶体管；所制备的薄膜晶体管的电极沟道长宽比为1:4-20，热蒸发电流为30-50A；制得的源、漏电极为金属Al、Ti或Ni电极，电极厚度为50-200nm。

2.根据权利要求1所述的基于氧化钪高k介电层薄膜晶体管的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中涉及的去离子水的电阻率>18MΩ·cm；步骤(2)中涉及的等离子体清洗法采用氧气或氩气作为清洗气体，其功率为20-60Watt，清洗时间为20-200s，工作气体的通入量为20-50SCCM。