一种薄膜晶体管及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法。
【背景技术】
[0002]薄膜晶体管显示器是目前使用比较广泛的显示器，其中，薄膜晶体管是开启和关闭像素的电子转化装置，通过在玻璃基底上沉积薄膜，从而形成电子回路来控制显示器中的像素。常用薄膜晶体管的结构中，包含有三端，即源极、漏极和栅极，通过利用施加在栅极的电压来控制源、漏极间的电压。
[0003]在薄膜晶体管中通常使用铝作为电极材料，但是铝互连线的抗电迀移能力较差，且铝的电阻率也较大(约为2.66?Ω.cm)，因此在制作铝线时，铝线的宽度不能太小，否则会容易导致RC电路的延迟;但是如果铝线的宽度太大，不利于制作高集成度的薄膜晶体管显示器。
[0004]鉴于上述问题，目前通常的解决方法是:用铜代替铝做薄膜晶体管中的电极，因为铜具有相对较高的抗电子迀移能力和较低的电阻率。但是由于在薄膜晶体管中，一般采用含有硅原子的材料作为基底，而铜与硅之间粘附性较差，制作的铜薄膜很容易从基底上脱落;另外，铜与基底材料之间很容易发生扩散现象，形成电活性的深能级杂质，并且在铜与基底之间的界面处可能会形成缺陷，引起薄膜晶体管中的漏电流增大，甚至导致短路。
[0005]为解决上述铜与基底材料之间的粘附性差以及二者之间容易发生扩散的问题，在铜薄膜与基底之间添加TiN膜、W膜等作为缓冲层，虽然成功的解决了上述两个问题，但是由于铜膜和缓冲层在制作晶体管时要采用湿法刻蚀的方法，而且铜膜和缓冲层需要采用不同的刻蚀液，因此无法在一次刻蚀中完成铜膜和缓冲层的刻蚀，因此制备工艺相对较为复杂，且制备TiN膜时需要用到TiN靶材，而TiN靶材的制作成本较高。1997年，美国的
H.Sirringhaus等人采用铜络合金作为缓冲层应用在a-Si薄膜晶体管的栅极结构中，其中，铜铬合金中的铬的原子数百分数为10?30at.%，该薄膜晶体管结构同样也解决了铜与基底材料之间的粘附性差以及二者之间容易发生扩散的问题，但是铜铬合金本身的电阻率不够低(4.5ιιΩ.011)。2005年，J.Koiko等人采用铜锰合金作为铜薄膜的缓冲层，其中，铜锰合金中的锰的原子数百分数为7.9at.%，同样也解决了上述的两个问题，但是铜锰合金经过退火处理后电阻率仍然很高(4.8ιιΩ.cm) ο
【发明内容】
[0006]鉴于上述问题，本发明实施例提供一种薄膜晶体管的制作方法，在保证制作成本和电阻率低的情况下，用于解决铜薄膜与基底之间粘附性差和二者之间容易扩散的问题。
[0007]本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的制作方法，该方法包括:一种薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，该方法包括:在玻璃基底上依次沉积第一铜镁铝合金薄膜和第一铜薄膜，形成栅极;在所述形成栅极的玻璃基底上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极层;在所述欧姆接触层上沉积第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜，形成源极和漏极。
[0008]优选地，所述在玻璃基底上依次沉积第一铜镁铝合金薄膜和第一铜薄膜之后，所述方法还包括:
[0009]对所述第一铜镁铝合金薄膜和第一铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，所述热退火的温度为250?350°C，退火时间为30?60min。
[0010]优选地，在所述欧姆接触层上沉积第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜之后，该方法还包括:
[0011]对所述第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，所述热退火的温度为250?350°C，退火时间为30?60min。
[0012]优选地，所述沉积第一铜镁铝合金薄膜、第一铜薄膜、第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜的方法均采用磁控溅射法;其中，
[0013]在使用磁控溅射法沉积所述第一铜镁铝合金薄膜和第二铜镁铝合金薄膜时，使用的靶材均为铜镁铝合金制作的靶材，所述靶材中的镁和铝的原子数百分比为I?5at.%和5?1at.% ο
[0014]优选地，所述第一铜镁铝合金薄膜和所述第二铜镁铝合金薄膜的沉积厚度均为30nmo
[0015]优选地，对所述铜镁铝合金薄膜和铜薄膜进行刻蚀包括:
[0016]采用相同的刻蚀液对所述铜镁铝合金薄膜和铜薄膜进行刻蚀。
[0017]优选地，所述沉积第一铜镁铝合金薄膜、第一铜薄膜、第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜的方法均采用磁控溅射法具体包括:
[0018]在采用磁控溅射法沉积所述第一铜镁铝合金薄膜和所述第二铜镁铝合金薄膜时，通入2?5sccm的氧气；
[0019]在采用磁控溅射法沉积所述第一铜薄膜和所述第二铜薄膜时，沉积温度为100?150°C，且沉积过程中不需要通入氧气。
[0020]优选地，所述栅极绝缘层、有源层和欧姆接触层分别为SiNx、a-Si和n+a-Si。
[0021]本发明实施例还提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管是由玻璃基底、栅极、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、源极和漏极组成;其中，
[0022]在所述玻璃基底上依次沉积第一铜镁铝合金薄膜和第一铜薄膜，并对所述第一铜镁铝合金薄膜和第一铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，形成栅极；
[0023]在所述栅极上依次沉积栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层，在所述欧姆接触层上沉积第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜，并对所述第二铜镁铝合金薄膜和第二铜薄膜进行刻蚀和热退火处理，形成源极和漏极。
[0024]应用本发明实施例在制作薄膜晶体管的过程中，在第一铜薄膜与玻璃基底之间沉积第一铜镁铝合金薄膜来制作栅极，并且在第二铜薄膜与欧姆接触层之间沉积第二铜镁铝合金薄膜来制作源极和漏极，获得的有益效果如下:
[0025]1、铜镁铝合金薄膜中的铝与玻璃基底之间具有良好的粘附性，使得薄膜晶体管中界面之间的粘附性增强；
[0026]2、铜镁铝合金薄膜中的镁与氧气和基底中的硅可以发生化学反应，且镁与氧气和欧姆接触层中的硅也可以发生化学反应，最终生成的氧化物使得铜制作的电极具有更好的电学性能，同时生成的氧化物可以阻挡铜与基底之间以及铜与欧姆接触层之间发生扩散，减少薄膜晶体管中界面的缺陷。
[0027]3、在使用磁控溅射法沉积铜镁铝合金薄膜时，使用的靶材是铜镁铝合金，可以避免金属在溅射时互相污染，且铜镁铝合金靶材的制作成本较低。另外，在刻蚀铜镁铝合金薄膜使用的刻蚀液与刻蚀铜薄膜采用刻蚀液相同，因此可以在一次刻蚀中同时完成铜镁铝合金薄膜和铜薄膜的刻蚀，使得刻蚀操作变得简单。
【附图说明】
[0028]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0029]图1为本发明实施例1提供的一种薄膜晶体管的制作方法的具体流程示意图；
[0030]图2为本发明实施例2提供的一种薄膜晶体管的结构示意图；
[0031]图3为本发明实施例2提供的在玻璃基底上沉积铜镁铝合金薄膜和铜薄膜后的结构示意图；
[0032]图4为本发明实施例2中提供的栅极结构示意图