[发明专利]薄膜晶体管和制备薄膜晶体管的方法

说明书

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，且更具体地涉及一种薄膜晶体管和一种制备薄膜晶体管的方法。

背景技术

目前，在用于显示背板的金属氧化物薄膜晶体管中，由于其有源层，金属氧化物薄膜晶体管通常存在饱和迁移率低、开关电流比小和稳定性差的问题。

另外，在这样的金属氧化物薄膜晶体管中，主要采用真空镀膜方法来形成用于薄膜晶体管的膜层(例如，有源层)。但是，这种方法需要昂贵的真空镀膜设备，成本较高。在现有技术中，有时采用化学溶液法制备氧化物有源层，所用的溶剂通常为有机溶液(诸如乙二醇甲醚等)，但是利用有机溶液形成的氧化物薄膜所需的退火温度较高。此外，有机溶液中的溶质离子与有机溶剂以共价键方式相结合，因此具有较高的结合能。

因此，在本领域中期望一种制造成本低且退火温度降低的薄膜晶体管及其制备方法。

公开内容

本公开提供了一种薄膜晶体管和一种制备薄膜晶体管的方法，其中，所述薄膜晶体管具有退火温度低、饱和迁移率高、开关电流比大和/或稳定性好的优点。

根据本公开的一方面，提供了一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括从下至上顺序地设置的基底、栅极、栅极绝缘层、金属氧化物有源层以及源极和漏极，其中，所述金属氧化物有源层包括第一氧化物有源层和第二氧化物有源层，所述第一氧化物有源层的电导率大于所述第二氧化物有源层的电导率。

在一个实施例中，所述第一氧化物有源层为氧化铟锌薄膜，并具有5nm至20nm的厚度。

在一个实施例中，所述第二氧化物有源层为掺杂的氧化铟锌薄膜，并具有10nm至50nm的厚度。

在一个实施例中，掺杂的氧化铟锌薄膜包含从镓、铪、铝和镁中选择的至少一种作为掺杂元素。

在一个实施例中，所述基底为玻璃、塑料或硅片基底。

根据本公开的另一方面，提供了一种制备薄膜晶体管的方法，所述方法包括下述步骤：在其上形成有栅极的基底上形成栅极绝缘层；通过水溶液法在所述栅极绝缘层上形成包括第一氧化物有源层和第二氧化物有源层的金属氧化物有源层；以及在所述金属氧化物有源层上形成源极和漏极，其中，所述第一氧化物有源层的电导率大于所述第二氧化物有源层的电导率。

在一个实施例中，所述第一氧化物有源层为氧化铟锌薄膜，形成所述氧化铟锌薄膜的步骤包括：将硝酸锌粉末和硝酸铟粉末分别溶于去离子水中且将它们混合，然后在室温下搅拌以形成透明的氧化铟锌水性溶液，并将透明的氧化铟锌水性溶液旋涂到所述栅极绝缘层上，以形成所述第一氧化物有源层。

在一个实施例中，在将透明的氧化铟锌水性溶液旋涂到所述栅极绝缘层上之后，将所得物进行退火处理，以形成厚度为5nm至20nm的第一氧化物有源层。

在一个实施例中，所述第二氧化物有源层为氧化铟镓锌薄膜，形成所述氧化铟镓锌薄膜的步骤包括：将硝酸铟、硝酸锌和硝酸镓粉末分别溶于去离子水中且将它们混合，然后在室温下搅拌以形成透明的氧化铟镓锌水性溶液，并将透明的氧化铟镓锌水性溶液旋涂到所述第一氧化物有源层上，以形成所述第二氧化物有源层。

在一个实施例中，在将透明的氧化铟镓锌水性溶液旋涂到所述第一氧化物有源层上之后，将所得物进行退火处理，以形成厚度为10nm至50nm的第二氧化物有源层。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的薄膜晶体管的示意性剖视图。

图2A至图2D分别是示出根据本公开的实施例的制造薄膜晶体管的方法的工艺步骤的示意性剖视图。

具体实施方式

将理解的是，当元件或层被称作在另一元件或层“上”或者“连接到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接结合到另一元件或层，或者也可以存在中间元件或中间层。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。此外，将理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。

如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

在下文中，将参照附图详细地解释本发明。

图1是根据本公开的实施例的薄膜晶体管的示意性剖视图。