一種氧化物半導體薄膜、薄膜晶體管、制備方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及平板顯示領域，特別涉及一種氧化物半導體薄膜、薄膜晶體管、制備方法及裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，在平板顯示領域，尤其是在有機電致發光顯示(OLED)領域，薄膜晶體管(TFT, Thin Film Transistor)受到廣泛應用。
[0003]目前薄膜晶體管由柵極、絕緣層、有源層、源極、漏極等部件組成，其中，制作有源層的主要材料為硅材料，例如，可以為非晶硅等硅材料。
[0004]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題:
[0005]由于硅材料存在迀移率低等缺點，導致制作出來的薄膜晶體管也存在迀移率低的缺點。
【發明內容】
[0006]為了提高薄膜晶體管的迀移率，本發明提供了一種氧化物半導體薄膜、薄膜晶體管、制備方法及裝置。所述技術方案如下:
[0007]一種氧化物半導體薄膜，所述氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物。
[0008]所述氧化物為氧化鋯銦。
[0009]所述氧化鋯銦的化學表達式為ZrxIrvxOs，0.001 ^ x ^ 0.35, δ >0。
[0010]所述氧化物為氧化鋯和氧化銦組成的混合物，且在所述混合物中所述氧化鋯和所述氧化銦的比例為預設比例。
[0011]所述氧化物半導體薄膜的厚度介于1nm至200nm之間。
[0012]所述氧化物半導體薄膜的厚度介于15nm至10nm0
[0013]所述氧化物半導體薄膜的載流子濃度介于I X 115CnT3至5 X 10 19cm_3之間。
[0014]所述氧化物半導體薄膜的載流子濃度介于IXlO16至1X10 18CnT3之間。
[0015]在所述氧化物半導體薄膜中鋯元素含量越高，所述氧化物半導體薄膜的載流子濃度越低。
[0016]所述氧化物半導體薄膜的退火溫度介于150度至500度之間。
[0017]所述氧化物半導體薄膜在酸性溶液下刻蝕速率小于200nm/min。
[0018]所述氧化物半導體薄膜在酸性溶液下刻蝕速率小于100nm/min。
[0019]所述氧化物半導體薄膜的光學帶隙介于3.4eV至4.2eV之間。
[0020]一種氧化物半導體薄膜的制備方法，所述方法包括:
[0021]將包含鋯和銦的氧化物制備成靶材；
[0022]對所述靶材進行濺射處理得到氧化物半導體薄膜。
[0023]所述將包含鋯和銦的氧化物制備成靶材之前，還包括:
[0024]向所述包含鋯和銦的氧化物中通入反應氣體，使低價態的金屬氧化物與所述反應氣體進行還原反應，形成高價態的金屬氧化物。
[0025]—種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管的有源層的材料為氧化物半導體薄膜，所述氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物。
[0026]所述有源層的厚度介于1nm至200nm之間。
[0027]一種制備薄膜晶體管的方法，所述方法包括:
[0028]在基板上圖形化柵極；
[0029]在所述柵極上，采用預設處理方式對氧化物半導體薄膜進行處理得到有源層，所述氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物；
[0030]在所述有源層上圖形化源極和漏極。
[0031]一種顯示面板，所述顯示面板包括薄膜晶體管，所述薄膜晶體管的有源層的材料為氧化物半導體薄膜，所述氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物。
[0032]一種顯示設備，所述顯示設備包括所述顯示面板。
[0033]在本發明實施例中，由于氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物，導致該氧化物半導體薄膜包含鋯元素和銦元素，且不包含鋅元素，使得該氧化物半導體薄膜具有迀移率高、光學帶隙寬以及抗酸性好等優點。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發明實施例2提供的一種氧化物半導體薄膜的制備方法流程圖；
[0035]圖2是本發明實施例3提供的一種TFT結構示意圖；
[0036]圖3是本發明實施例4提供的一種制備薄膜晶體管的方法流程圖；
[0037]圖4是本發明實施例4提供的一種薄膜晶體管的第一轉移特性曲線圖；
[0038]圖5是本發明實施例4提供的一種薄膜晶體管的第二轉移特性曲線圖；
[0039]圖6是本發明實施例4提供的一種薄膜晶體管的第三轉移特性曲線圖；
[0040]圖7是本發明實施例4提供的一種薄膜晶體管的第四轉移特性曲線圖；
[0041]圖8是本發明實施例4提供的一種薄膜晶體管的第五轉移特性曲線圖。
【具體實施方式】
[0042]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0043]實施例1
[0044]本發明實施例提供了一種氧化物半導體薄膜，該氧化物半導體薄膜可以用于制作TFT的有源層等。
[0045]該氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物。需要強調說明的是:該氧化物半導體薄膜的成分中不包含鋅元素。
[0046]由于該氧化物半導體薄膜的成分為包含鋯和銦的氧化物，導致該氧化物半導體薄膜包含鋯元素和銦元素，又因為該氧化物半導體薄膜的成分中不包含鋅元素，使得該氧化物半導體薄膜具有迀移率高、光學帶隙寬以及抗酸性好等優點。
[0047]可選的，該包含鋯和銦的氧化物可以為氧化鋯銦。其中，氧化鋯銦是一種物質，并非是多種物質的混合物，所以由氧化鋯銦制成的氧化物半導體薄膜的穩定性較高。
[0048]可選的，氧化鋯銦的化學表達式可以為Zrxlni_x0s，0.0OK 0.35、δ >0。例如，可以為 ZrIn2O5或 Zr 21η401(ι等。
[0049]可選的，該包含鋯和銦的氧化物可以為氧化鋯或氧化銦組成的混合物，且在該混合物中氧化鋯和氧化銦的比例為預設比例。
[0050]可選的，氧化錯的化學表達式可以為Zr02、Zr2O4> Zr4O8或Zr 8016等；氧化銦的化學表達式可以為In2O3N Ιη406、Ιη8012β^ In 16024等;預設比例可以為I比1，I比2或I比3等。上述氧化鋯的化學表達式、氧化銦的化學表達式以及預設比例僅是一種舉例，不作為對本發明保護范圍的限制。
[0051]其中，需要說明的:氧化物半導體薄膜中包含鋯元素，鋯元素具有較低的電負性，能夠抑制氧化物半導體薄膜中的氧空位的產生，故能控制氧化物半導體薄膜的載流子濃度。氧化鋯難溶于水、鹽酸和稀硫酸等溶液，故在氧化物半體薄膜中加入氧化鋯，可以增強氧化物半導體薄膜的抗酸性。
[0052]氧化鋯存在多種晶相，不同晶相之間的相變會造成體積的顯著改變；而在本發明實施例中，在氧化物半導體薄膜中除了包含氧化鋯，還摻入氧化銦，氧化銦有利于穩定氧化鋯的晶相，可以避免因氧化鋯不同晶相之間的相變造成氧化物半導體薄膜局部崩裂和電學性質的變化，以及提高氧化物半導體薄膜的迀移率和穩定性。
[0053]其中，需要說明的是:在制備TFT時，需要對TFT進行鈍化處理。而在本發明實施例中，制備氧化物半導體薄膜的材料無論是氧化鋯銦，還是氧化鋯和氧化銦的混合物，這些材料對空氣中的水、氧較不敏感；因此使用本發明實施例提供的氧化物半體薄膜制備的TFT對鈍化層材料不敏感，能直接使用聚合物或光刻膠絕緣材料鈍化，降低工藝成本。
[0054]可選的，氧化物半導體薄膜的厚度介于介于1nm至200nm之間。其中，使用厚度介于1nm至200nm之間的氧化物半導體薄膜制備出來TFT的有源層的穩定性較高。
[0055]可選的，該氧化物半導體薄膜的厚度可以介于15nm至lOOnm。其中，使用厚度介于1nm至200nm之間的氧化物半導體薄膜制備出來TFT的有源層的穩定性會更高。
[0056]可選的，該氧化物半導體薄膜的載流子濃度介于I X 115CnT3至5 X 10 19cm_3之間。其中，載流子濃度介于I X 115CnT3至5X10 19CnT3之間，可以保證氧化物半導體薄膜具有半導體特性。
[0057]可選的，該氧化物半導體薄膜的載流子濃度介于I X 116S I X 10 18CnT3之間。其中，氧化物半導體薄膜的載流子濃度介于I X 116至I X 10 18CnT3之間時，氧化物半導體薄膜具有的半導體特性最強。
[0058]其中，需要說明的是:在氧化物半導體薄膜中鋯元素含量越高，氧化物半導體薄膜的載流子濃度越低。因此，可以通過控制氧化物半導體薄膜中鋯元素的含量，來調整氧化物導體薄膜的載流子濃度。
[0059]可選的，氧化物半導體薄膜的退火溫度介于150度至500度之間。其中，退火溫度介于150度至500度之間，能有效改善氧化物半導體薄膜的薄膜特性。
[0060]可選的，該氧化物半導體薄膜在酸性溶液下刻蝕速率小于200nm/min。例如，在5%濃度的鹽酸下，該氧化物半導體薄膜的刻蝕速率小于200nm/min。更優選的方式，該氧化物半導體薄膜在酸性溶液下刻蝕速率小于100nm/min。例如，在5%濃度的鹽酸下，該氧化物半導體薄膜的刻蝕速率小于100nm/min。
[0061]可選的，該氧化物半導體薄膜的光學帶隙介于3.4eV至4.2eV之