本发明专利技术提出了一种双极性薄膜晶体管(Thin?film?transistor，TFT)，该晶体管的有源层为SnOx基薄膜。通过本发明专利技术实施例提出的双极性薄膜晶体管及其制备方法，因为p-TFT和n-TFT的沟道材料的制备工艺和电性能相近，这将大大减小CMOS电路(用SnO或掺Al的SnO2(ATO)p-TFT和SnO2n-TFT)和AM-OLED显示像素电路(用SnO2n-TFT作为开关TFT、SnO或ATO?p-TFT作为驱动TFT)的制备工艺复杂性和提高电路性能，因此有很大的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
30年来，基于TFT的大尺寸(面积)微电子技术导致了有源矩阵液晶显示(Active matrix Liquid crystal display，AM-LCD)、有源矩阵发光二极管显示(Active matrix organic light emitting diode, AM—OLED)等有源失巨阵平板显示(Active Matrix Flat Panel Display,AM-FPD)技术的高速发展。AM-FPD已成为现代信息显示的主流技术。目前商业化的AM-FPD采用非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)或多晶硅薄膜晶体管(p_Si TFT)。近年来，研究表明，金属氧化物半导体(Oxide Semiconductor, OS)具有高迁移率(10-70cm2(V. S)—1)、光学透明和低温制备等优点，有望成为新一代主流的TFT沟道材料。但是，现今作为金属氧化物TFT (Metal oxide TFT，M0TFT)沟道层的大部分OS材料(如ZnO和InGaZnOx 等)均为η型，因为这些OS主要由氧空位和金属间隙离子提供施主电子而导电。n-OS的电子迁移率通常比较大，这是因为其电子传输路径，即导带最小值主要由金属离子空间展宽的s轨道组成。而n-OS的空穴迁移率往往很低，因为其空穴传输路径，即价带最大值主要由定域的0 2p轨道组成。因此，获得ρ型的MOTFT具有很大的挑战性。但是从应用的角度考虑，高性能的p-MOTFT在许多应用领域是非常需要的。例如在AM-OLED应用方面。AM-OLED被认为极有可能成为近一代的主流AM-FPD。就AM-OLED的像素驱动电路而言，如果驱动管是η型，则OLED阈值电压不均勻或发生变化会导致驱动管的栅源电压Vgs(栅与电源电位之差)不均勻或发生改变，驱动电流(亮度)随之发生改变。如果驱动管为p-TFT，其Vgs与OLED阈值电压无关，因此即使阈值电压改变或本身不均勻对驱动电流(亮度)的影响很小，所以p-MOTFT更适合AM-OLED应用。其次，包括周边驱动电路在内的全集成化的平板显示器(屏上系统，System on Panel, SoP)总是一个追求的目标。要实现这一目标，采用同时包含η和ρ型器件的互补集成技术是最佳选择。此时， p-MOTFT是不可缺少的。另外，OS器件的另一个重要应用是发光二极管，此时要实现ρη结构，P-OS也是必需的。关于p-MOTFT的研究很少，这是因为只有很少几种OS被发现可以形成P型。二元氧化物如SiO由于自补偿效应已证明很难得到ρ型电导。研究人员利用02ρ和Cu3d杂化轨道生成P-0S，开发了 ρ型透明0S，如CuAA (A = Al, Ga，In)和LaCuOS。但由于CuAR的空穴迁移率(μ )低(CuAW2 薄膜的 μ 为 0. 3-10cm2(V. s)—1 ；CuGaO2 薄膜的 μ 为 0. 8cm2(V. S)-1)和LaCuOS1^Sex的空穴浓度高(p > 1019cm_3)，利用这些ρ-OS制备的p-MOTFT均无明显开关作用。虽然，Cu2O薄膜具有较大的空穴迁移率(50 100cm2(V. s)―1)，但CuO薄膜也为P型。这增加了制备CMOS电路和AM-OLED像素电路的工艺复杂性因为n_TFT和p-TFT 沟道材料不同，因此需要不同的制备工艺
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，提供一种双极性薄膜晶体管，可以制备高性能 CMOS电路和AM-OLED像素电路。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种双极性薄膜晶体管，该晶体管的有源层为 SnOx基薄膜。本专利技术还提出了一种双极性薄膜晶体管的制作方法，包括用无碱玻璃作为基底； 用ITO靶DC磁控溅射制备ITO薄膜，用稀盐酸湿法刻蚀形成栅极；用SW2靶RF磁控溅射制备SiA栅介质；在所述栅介质上制备Snox基有源层，用稀盐酸湿法刻蚀形成半导体岛； 在所述半导体岛上制备ITO薄膜，用稀盐酸湿法刻蚀形成源、漏电极；在所述有源层上制备 SiO2保护层；最后将所述双极性薄膜晶体管在队气氛中350°C退火1小时。一种CMOS电路，该CMOS电路包括SnO或ATO的ρ-TFT和SnA的n_TFT。一种AM-OLED像素电路，该AM-OLED像素电路的开关TFT包括Sn02n_TFT，驱动TFT 包括 SnO 或 ATO p-TFTo本专利技术的有益效果是通过本专利技术实施例提出的双极性薄膜晶体管及其制备方法，因为P-TFT和n-TFT的沟道材料的制备工艺和电性能相近，这将大大减小CMOS电路(用 SnO或ATO p-TFT和Sn02n_TFT)和AM-OLED显示像素电路(用Sn02n_TFT作为开关TFT、 SnO或ATO p-TFT作为驱动TFT)的制备工艺复杂性和提高电路性能，因此有很大的应用前旦ο附图说明图1为本专利技术一种双极性薄膜晶体管的一实施例的结构示意图；图2为本专利技术一种双极性薄膜晶体管的制备方法的一实施例的结构示意图；图3为本专利技术一种CMOS电路的一实施例的结构示意图；图4为本专利技术一种AM-OLED电路的一实施例的结构示意图。具体实施例方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提出了一种双极性薄膜晶体管，如图1所示为该晶体管的结构示意图，包括101为基底；102为栅极；103为绝缘层；104为有源层；105为源、漏电极；106为保护层。 该晶体管的有源层104可以是用SnA薄膜作为η-TFT的有源层；用SnO或者ATO薄膜作为p_TFT的有源层。如图2所示，上述的双极性薄膜晶体管的制备方法包括201、无碱玻璃作为基底；202、首先用ITO靶DC磁控溅射制备IOOnm ITO薄膜，用稀盐酸湿法刻蚀形成栅极；203、再用SW2靶RF磁控溅射制备300nm SiO2栅介质；204、再在栅介质上制备40nm SnOx基有源层(可以是Sn0、Sn02或ΑΤ0)，用稀盐酸湿法刻蚀形成半导体岛；205、再在半导体岛上制备300nm ITO薄膜，用稀盐酸湿法刻蚀形成源、漏电极；206、再在沟道上制备IOOnm SiO2保护层；207、最后将TFT在N2气氛中350°C退火1小时。其中，所述有源层的制备步骤204包括用直流磁控溅射Sn靶制备SnOx薄膜，由于Sn的熔点很低，只有220°C左右，所以在制备SnOx薄膜的过程中，对Sn靶必须有很好的冷却效果，在本专利技术实施例中采用将Sn 靶和用于密封冷却水的Cu板焊接在一起的方法来增加对Sn靶的冷却效果，通过控制适当的温度使与Cu接触的Sn为熔化，与Cu焊接在一起，这样制备得的Sn靶冷却效果很好，施加直流溅射功率500W并且长时间工作，溅射系统都很稳定。制备SnO薄膜的具体工艺参数为DC溅射功率为300W，基底温度为室温，Ar为溅射气体，渐渐增加反应气体仏流量，制得一系列SnOx薄膜。用XRD检测薄膜物相，当检测到薄膜均为纯SnO相且结晶完全，即得到 SnO有源层的最佳制备工艺。在此工艺上，再适当增加反应气体O2流量和结合300°C O2气氛退火，可以进一步得到SnA有源层的最佳制备工艺。优选地，所述步骤204还可以包括通过双靶共溅方法在所述SnA薄膜中引入Al，其中Al靶和Sn靶均采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种双极性薄膜晶体管，其特征在于：该晶体管的有源层为ＳｎＯｘ基薄膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚建可，张盛东，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94
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