[发明专利]IGZO薄膜晶体管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种IGZO薄膜晶体管及其制造方法，所述方法包括：获取基底；通过溶液工艺在所述基底上形成IGZO层；通过自旋掺杂工艺在所述IGZO层表面掺杂V族杂质；在所述IGZO层的一侧形成源极、另一侧形成漏极，并在所述掺杂后的IGZO层上形成栅介电层；在所述栅介电层上形成栅极。本发明的IGZO层通过溶液工艺形成，并通过自旋掺杂工艺在沟道区表面掺杂V族杂质，能够提高沟道载流子浓度，从而提高器件工作电流密度；且由于掺杂采用溶液工艺，相比于离子注入等工艺不会造成IGZO层表面损伤。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种IGZO薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

柔性电子是将有机或无机材料电子器件制作在柔性基板上的新兴电子技术，其具有柔性以及高效、低成本制造工艺等特点，在信息、能源、医疗、国防领域具有广泛的应用前景。柔性薄膜材料中，氧化铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜晶体管具有高迁移率、高开关电流比等优点。高迁移率IGZO薄膜晶体管是生成高分辨率显示器关键技术之一，已经得到商业应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种工作电流密度高的IGZO薄膜晶体管及其制造方法。

一种IGZO薄膜晶体管的制造方法，包括：获取基底；通过溶液工艺在所述基底上形成IGZO层；通过自旋掺杂工艺在所述IGZO层表面掺杂V族杂质；在所述IGZO层的一侧形成源极、另一侧形成漏极，并在所述掺杂后的IGZO层上形成栅介电层；在所述栅介电层上形成栅极。

在其中一个实施例中，所述通过自旋掺杂工艺在所述IGZO层表面掺杂V族杂质的步骤使用的掺杂剂含有磷元素。

在其中一个实施例中，所述通过溶液工艺在所述基底上形成IGZO层的步骤包括：制作IGZO前体溶液；将所述IGZO前体溶液旋涂于所述基底上。

在其中一个实施例中，还包括对旋涂了所述IGZO前体溶液的基底进行热退火处理的步骤。

在其中一个实施例中，所述制作IGZO前体溶液的步骤包括：将硝酸铟水合物、硝酸锌水合物、硝酸镓水合物溶解于2-甲氧基乙醇溶剂中并进行搅拌；将搅拌后的液体进行过滤得到所述IGZO前体溶液。

在其中一个实施例中，所述过滤是使用0.2微米厚的聚四氟乙烯滤膜进行。

在其中一个实施例中，所述将硝酸铟水合物、硝酸锌水合物、硝酸镓水合物溶解于2-甲氧基乙醇溶剂中的步骤中，硝酸铟水合物、硝酸锌水合物、硝酸镓水合物的摩尔比是6：1：1。

在其中一个实施例中，所述通过自旋掺杂工艺在所述IGZO层表面掺杂V族杂质的步骤后还包括对所述IGZO层进行烘干处理及紫外光退火处理的步骤。

一种IGZO薄膜晶体管，包括：基底；IGZO层，设于所述基底上，所述IGZO层是通过溶液工艺形成，所述IGZO层包括沟道区，所述沟道区的表面通过自旋掺杂工艺掺杂有V族杂质；源极，形成于所述IGZO层的一侧；漏极，形成于所述IGZO层的另一侧；栅介电层，形成于所述IGZO层上；栅极，形成于所述栅介电层上。

在其中一个实施例中，所述基底包括半导体衬底和所述半导体衬底上的绝缘氧化层。

在其中一个实施例中，所述源极包括覆盖所述IGZO层的一侧边缘的ITO源极，所述漏极包括部分覆盖所述IGZO层的另一侧边缘的ITO漏极，所述栅介电层从所述IGZO层的沟道区表面延伸至所述ITO源极上和ITO漏极上，所述栅介电层的材质包括氧化铝，所述栅极包括ITO栅极。