[发明专利]一种溶液法制备三元p型金属氧化物薄膜晶体管的方法

摘要

本发明属于薄膜晶体管制备技术领域，涉及一种溶液法制备三元p型金属氧化物薄膜晶体管的方法，用于三元p型金属氧化物半导体薄膜及薄膜晶体管制备场合；解决传统TFT器件载流子迁移率低，制备成本昂贵，反应条件苛刻的难题，实现低成本制备高性能低能耗的三元p型金属氧化物薄膜晶体管，制得的产物为Ni/CuCrO2/SiO2/Si结构的薄膜晶体管；用低阻硅作为衬底，用致密的SiO2作为栅介电层，采用“两步退火”技术和溶胶凝胶技术制备三元p型CuCrO2半导体薄膜作为沟道层；其工艺简单，原理可靠，节能环保，制备成本低廉，产品性能好，能够用于工业化生产，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。

主权项

一种溶液法制备三元p型金属氧化物薄膜晶体管的方法，其特征在于具体工艺步骤为：(1)清洗衬底：首先选取电阻率为0.0015Ω·cm的低阻硅作为衬底，并依次用丙酮和无水乙醇超声波清洗衬底各5‑15分钟，用去离子水冲洗3‑5次，再用纯度为99.99％的氮气吹干备用；(2)热氧化法制备SiO2栅介电层的制备：接着将厚度为200‑800微米的硅片放入管式炉内，800‑1200℃条件下退火20‑200分钟，制得均匀致密的SiO2栅介电层薄膜成品，完成栅介电层薄膜的制备；(3)采用两步退火法制备沟道层：然后以乙二醇甲醚作为溶剂，称量适量纯度均大于98％的醋酸铜Cu(COOCH3)2和九水硝酸铬Cr(NO3)2·9H2O加入溶剂中，其中，混合液中金属阳离子总量为0.01‑0.5mol/L，Cu和Cr离子原子比为0到1:5；在20‑90℃条件下磁力搅拌1‑24小时形成澄清的溶液，完成沟道层前驱体溶液的配制；将配制的沟道层前驱体溶液旋涂在步骤(2)制得的SiO2栅介电层薄膜成品上，旋涂次数为1‑5次，每增加一次旋涂薄膜厚度增加5‑20nm，在5000‑8000转/分转速下匀胶10‑35秒，旋涂结束后先将制得的三元p型金属氧化物半导体薄膜半成品放到烤胶台上，300‑450℃空气条件下退火15‑35分钟，然后再放到管式炉内，500‑900℃氮气氛围下退火2‑4小时，氮气纯度大于99％，制得CuCrO2半导体薄膜成品，完成沟道层半导体薄膜的制备；(4)热蒸发法制备源、漏电极：最后通过热蒸发的方式，在步骤(3)制得的沟道层半导体薄膜上用宽长比为1000/100μm的不锈钢掩膜版制备厚度为80‑120nm的金属Ni作为源、漏电极，制得Ni/CuCrO2/SiO2/Si结构的薄膜晶体管，完成三元p型金属氧化物薄膜晶体管的制备。