160°C。对PEN、PAN与PAS，扩散工艺的温度可以被升至180-220°C的范围。在PI (基酰亚胺)衬底或柔性玻璃衬底(如CorningWillow玻璃系列)的情况下，可以选择更高的处理温度来减少工艺次数。对于硼硅酸盐玻璃衬底的情况，处理温度可以在甚至更宽的范围选择。另一方面，为了保持传输层的非晶态(即，没有大于lOOnm的晶体晶粒)，氧扩散工艺优选在350°C下进行。
[0039]值得注意的是，关于传输层dl的在保护层d2中的氧化的更大的趋势降低保护层d2中的载流子密度和迀移率，并且为了改善层dl中的载流子浓度和迀移率还耗尽了来自传输层dl的氧。结果是，按照本发明公开的工艺制备的M0TFT中的场效应迀移率实质上高于现有技术工艺器件中的场效应迀移率，在现有技术中，厚传输氧化膜被用作电极。例如，超过90cm2/Vsec的迀移率可以在具有由薄非晶In-Sn-Ο膜(In203: SnO，重量比等于90:10)组成的传输层dl的M0TFT中实现，与之对照，在含有相似In-Sn-Ο组分的厚晶体导电电极膜中观察到的迀移率只有30-50cm2/Vsec。
[0040]具体到图2，图2示出了“刻蚀停止”的莫芙类型的高迀移率稳定非晶M0TFT10。出于本公开的目的，M0TFT10被限定为“刻蚀停止"M0TFT。这个制备技术的完整工艺可以在题为“双自对准金属氧化物TFT (Double Self-Aligned Metal Oxide TFT) ”的共同待审的美国专利申请中找到，这个专利是2011年5月26日提交的，序号为N0.13/116，292，并且该专利通过引用并入本文。M0TFT 10包括透明衬底12，它可以是用于自对准工序，对辐射(即，自对准曝光)波长透明的任意合适材料，如玻璃、塑料等。对于用作光-电或电-光应用的M0TFT，对所用波长透明也是需要的。例如，在显示应用中要求对可见光范围(400-700nm)透明，或在宽带图像传感器中要求对200nm-3200nm范围透明。栅极金属层14以任意合适的手段在衬底12的上表面上被图案化。因为栅极金属层14的位置不是关键的，实际上任意非关键图案技术都能被应用。
[0041]以下对本领域的技术人员是容易理解的，排除或取代采用物理气相沉积工艺(如溅射、波束、热沉积等)形成栅极金属层14以及通过利用接近式或投影工具的光刻被图案化，栅极层可以采用本领域技术人员已知的各种印刷工艺的任一种而形成，包括喷墨、调配、压印、转印或平版印刷的方法。栅极金属也可以利用现有技术已知的电镀方法形成。排除或取代使用传统光刻，层14也可以利用激光写入光刻被图案化。虽然为了易于理解，图示的是单个的栅极金属14 (如单个的M0TFT)，但是应该被理解成，这可以代表一个或多个(甚至全部)用于背板或其它大面积应用的TFT。
[0042]栅极电介质材料的薄层16形成于栅极金属14之上和周围区域。出于本公开的目的，术语“周围区域”至少包括了图2所示区域(如栅极和沟道区域，以及源极/漏极区域)。再有，层16可以是覆盖整个大区域应用的覆盖层并且无需对准。栅极电介质材料可以是能提供TFT运行所需的电介质常数的任一合适材料。典型的无机材料包括Si02、SiN,A1203、Ta205、Ti02、Hf02、Zr02、SrO等。有机电介质也能够被用于层16。例如，在美国专利7，772，589中公开了具有有机栅极电介质的金属氧化物TFT。除了单个化合物，栅极电介质层16能够由这些处于混合的复合形式或处于多层叠层的材料构成。
[0043]载流子传输结构18，包括非晶半导体金属氧化物双层di/d2，被沉积在层16的上表面上。像以前提到的，有源传输层dl的典型材料是透明金属氧化物半导体，如铟锡氧化物(ΙΤ0)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉(CdO)、氧化锌(ZnO)、铟锌氧化物(ΙΖ0)等。也可以使用包含以上列举的多种金属氧化物成分的复合膜。所需的载流子浓度可以通过化学掺杂实现，也可以通过在无氧环境和无衬底加热的情况下溅射工艺依次沉积成的双层dl/d2结构实现。应该注意的是，虽然完整的d2层有更多的化学惰性和更多的电阻性，但是在无氧环境下原始沉积的d2层被选择(通过金属成分的适当选择)以具有较高的从顶表面和与层dl接触的底表面两者吸引氧的趋势。从有源传输层dl吸引氧导致优化的载流子浓度和有源传输层dl内的载流子迀移率。
[0044]之后，载流子传输结构18可以通过标准的光刻被图案化，并且在高温氧扩散工艺之后，执行表面氧化工艺。所得到的结构18是非晶/纳米晶体，且没有超过lOOnm的晶体结构。
[0045]然后，钝化/刻蚀停止层20被沉积在载流子传输结构18上，并被图案化。排除或取代无机材料(如A1203、Ta205、Ti02、SiN和Si02)，光可图案化有机材料也能被用于层20。层20的选择原则是材料和相应的形成工艺不会对下面的载流子传输结构18产生破坏。通过引用合并进本文的美国专利7, 977，151和8，187，929，以及美国专利申请13/115，749和13/718，813，公开了一系列这样的材料和工艺。
[0046]在下面的工艺中，层20被用作刻蚀停止/钝化层。图案可以通过常规的光刻来完成，或是通过使用栅极图案作为内置掩膜的自对准工艺来完成。自对准工艺的细节在美国专利7，605, 026和7，977，151中进行了公开。
[0047]源极/漏极区域22可以通过物理气相沉积和本领域技术人员熟知的标准刻蚀方法来形成。或者，区域22通过自对准工艺形成，在自对准工艺中，利用了栅极层图案和非关键性的光刻掩膜，或是利用了如美国专利7，977，151和美国专利申请13/406，824公开的附加/印刷方法(如电镀)。源极和漏极之间的空间，即刻蚀停止/钝化层20，限定M0TFT 10的导电沟道，用24表不。
[0048]可选的清洗/处理/刻蚀工艺(用等离子体或化学处理)可以被插在刻蚀停止/钝化层20的工序之后和源极/漏极区域22的沉积之前，用来提升载流子传输结构18和S/D电极(源极/漏极区域22)之间的电接触。在这些工艺过程中，刻蚀停止/钝化层20对沟道区域提供了必要的保护。
[0049]转向图3，按照本发明，图3图示出另一个金属氧化物薄膜晶体管(M0TFT) 30。在这个示例中，M0TFT 30包括具有形成于其上的底部栅极36的衬底34，和上覆于栅极36之上的栅极电介质层38。金属氧化物有源层40形成于栅极电介质层38之上，且源极/漏极金属接触42以空间隔开的关系处于有源层40之上，以众所周知的方式限定了源极/漏极金属接触之间的沟道区域。有源层40是载流子传输结构，其构造与图1的载流子传输结构18相似，并且包括低有源传输层dl和保护层d2，其中，高迀移率非晶半导体金属氧化物的低有源传输层dl沉积在层38的上表面上，保护层d2直接沉积在层dl上。这种类型的M0TFT被称为“背沟道刻蚀"M0TFT，并且稳定高迀移率的非晶M0TFT也能使用后沟道刻蚀工艺加以制备。
[0050]如上面关于图1和图2的描述，栅极36和层38与层40形成于衬底34之上。源极/漏极金属接触42优选通过先沉积接触金属的覆盖层来形成。在覆盖沉积S/D金属层之后，通过干法刻蚀或湿法刻蚀图案化层，以露出沟道区域，用44表示。沟道区域44的表面能通过清洗工序和随后的表面处理工序进行清洗。在“背沟道刻蚀”M0TFT30的配置中，沟道区域44可以用于氧化和S/D图案化后的氧注入中的一个步骤或多个步骤，并在制备工艺的这个点上是优选的。关于传输层dl的保护层d2中的氧化的较大的趋势，在S/D沉积和图案化工艺过程中以及氧化的后续一个或多个步骤中保护层dl，并且氧注入保证沟道区域44中的期望载流子浓度和迀移率。
[0051 ] 对于某些应用，如图3的配置，附加的一个或多个有机/无机钝化层和电极层在S/D层的形成和图案化之后可能是需要的。由于本发明公开的改进的耐化学性，更大的工艺窗口、更多的工艺方法和更广的材料选择能够被用于下面的工艺中。
[0052]转向图4，图4图示出两个按照本发明制备的M0TFT的典型的Id-Vgs数据集。特别提及图4A，图示出如结合图2所描述的具有刻蚀停止结构的TFT的数据集。特别提及图4B，图示出如结合图3所描述的具有BCE结构的TFT的数据集。这些Id-Vgs数据是在室温下在Vds = IV和10V时获取的。相对应的线性迀移率和饱和迀移率也在