高价态过渡金属掺杂的氧化锌基半导体材料及薄膜晶体管

摘要

本发明公开了一种高价态过渡金属掺杂的氧化锌基半导体材料，在氧化锌基材料中掺杂高价态过渡金属。本发明还公开了一种高价态过渡金属掺杂的氧化锌基薄膜晶体管，包括栅极、半导体沟道层、绝缘层、源极和漏极，其中，半导体沟道层材料为高价态过渡金属掺杂的氧化锌基半导体材料。本发明薄膜晶体管载流子迁移率、偏压稳定性高，制备方法简单，可控程度高，成本低廉，可大面积批量生产，可重复性高，环境友好。

主权项

一种高价态过渡金属掺杂的氧化锌基薄膜晶体管，其特征在于，包括栅极、半导体沟道层、绝缘层、源极和漏极，绝缘层位于栅极和半导体沟道层之间，源极和漏极分别接在半导体沟道层的两端；所述的半导体沟道层材料为一种高价态过渡金属掺杂的氧化锌基半导体材料，是在氧化锌基材料中掺杂高价态过渡金属，其成分为M_xZn_1‑xO，其中，M为Ti或者Mo，x=0.002~0.035；所述的半导体沟道层的制备方法为：在真空度≤2×10^‑4Pa的真空室中，将高纯高价态金属箔片放置在高纯氧化锌靶面上作为复合陶瓷靶材，利用高价态过渡金属的箔片的面积来控制掺杂浓度，高纯氩气气体氛围下，气压为0.1～0.6 Pa条件下，磁控溅射镀膜，溅射功率为50～120瓦，溅射生长温度为100～200℃，溅射厚度为10～50 nm，即可获得半导体沟道层，利用掩膜板将溅射薄膜分隔沉积成（500~550）μm×（500~550）μm小块。