本发明属于半导体材料领域，具体涉及一种磁控溅射制备高性能igo薄膜的方法。
背景技术：
1、薄膜晶体管作为平板显示的核心组成部分，在一段相对较短的时间里面，在显示器的应用领域取得了令人瞩目的进展，薄膜晶体管驱动电流的大小对显示器的画质起着决定性的作用，可以说平板显示技术的发展已经与薄膜晶体管的性能息息相关。而现有的薄膜晶体管的沟道材料，传统的非晶硅tft由于制备温度高、迁移率低、稳定性差，已难以满足现有电子设备的要求。多晶硅tft虽然具有高的迁移率，但存在工艺复杂、成本高、大面积制备均匀性较差等缺点。而氧化物薄膜晶体管具有高迁移率、良好的透明度和理想的均匀性等优点，氧化物晶体管比传统的si tft更适合薄膜晶体管的应用。
2、此外，氧化物具有低温工艺以及兼容柔性电子，氧化物薄膜晶体管被认为最有可能应用于下一代平板显示技术中。氧化物铟镓氧(igzo)为代表的非晶氧化物薄膜晶体管以其较高的迁移率、良好的透光性，受到了国内外科研界和工业界的广泛关注。然而，按比例缩小的氧化物薄膜晶体管在高电场下产生更多缺陷；此外，空气中的水氧都会对器件不稳定性造成很大影响。经过调研和前期实验表明，igo相比于igzo不仅具有更好的透明度，此外在薄膜晶体管特征尺寸缩减到100nm时仍然具备出色的稳定性。而特征尺寸的缩减对半导体薄膜的厚度提出了更高的要求，因此，制备高性能igo薄膜，并基于此集成高性能、高稳定性的薄膜晶体管，对于氧化物薄膜晶体管实际应用具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磁控溅射制备高性能igo薄膜的方法；具体为：(1)先取一块igo靶材作为备用，靶材尺寸规格为：直径约为20mm，厚度约为6mm；再取一片si衬底,其大小为10mm×10mm；将衬底依次浸泡在丙酮、无水乙醇、去离子水中，各超声20分钟，取出后用干燥的氮气吹干，待用；(2)将igo靶材和经过深度清洁后的硅衬底，放入磁控沉积室，采用磁控溅射沉积技术进行薄膜沉积，以氩气为溅射气体、以及以氧气为反应气体对所述靶材进行溅射以在衬底上即得高性能igo薄膜；其中，本底真空为1×10-4pa，衬底温度为为400℃，功率为150w，通入纯净干燥的氩气后，靶材与基板之间的间距固定为15cm，沉积室的气压设置为0.8pa，沉积时间为3小时。
2、本发明所述的方法成本低廉、生长速率快；所制得的薄膜厚度均匀，且导电性能好、水溶性优异，在缩小器件的尺寸、降低功耗、提高性能和提高稳定性等方面有十分关键的作用。
3、本发明为了进一步获得更为优良的效果，对方法操作以及参数进行相应的优化。
4、其中，本发明结合多项参数，确定在300℃-500℃的温度下生长，对于设备的要求低，且所制得的igo薄膜性能非常优越；尤其是当所述温度为350℃-450℃时，所生长的薄膜结晶质量更高；更优选所述温度为350℃-400℃；当温度为400℃时，效果最优。
5、其中，本发明所述的衬底为硅衬底。
6、本发明所采用的方法相对与现有技术，可获得面积更大的薄膜，因此所采用的衬底面积可大于常规的衬底。当然，为了平衡方法效果以及薄膜的性能，本发明优选采用的沉淀尺寸为0.5～2cm×0.5～2cm。
7、其中，本发明所述的igo靶材由igo粉末压制而成。
8、靶材规格是根据仪器来选择的，具体本发明试验采用的仪器，其靶材托里能放进去的靶材大小为直径60mm。
9、为了使沉积的效果优异，本发明在使用所述衬底前，预先进行深度清洁；所述深度清洁可采用常规的方式进行；本发明优选采用如下方式：将衬底依次浸泡在丙酮、无水乙醇、去离子水中各超声10～20分钟，取出后用干燥的氮气吹干即可。
10、其中，所述igo靶材与所述衬底之间的距离为12～18cm，优选为15cm。
11、其中，本发明所述的磁控溅射的功率为100-200w，沉积时间为2-3小时；
12、优选的，所述磁控溅射的功率为150-170w，沉积时间为2.6-3小时；最优选的，所述磁控溅射的功率为150w，沉积时间为3小时。
13、其中，所述的方法在沉积室中进行，所述沉积室的本底真空为(1～8)×10-4pa，气压为0.4pa～1.2pa；
14、优选的，通入所述沉积室的气体为惰性气体氩气，纯度为99.99％以上。
15、本发明提供一种优选方案，所述方法，包括如下步骤：
16、(1)取igo靶材和经过深度清洁后的硅衬底，放入本底真空为气压为0.4pa～1.2pa、(1～8)×10-4pa的沉积室内；
17、(2)以温度为340℃-450℃、功率为100-200w的生长条件，以纯度为99.99％以上的氩气为溅射气体、以及以纯度为99.99％以上的氧气为反应气体，对所述靶材进行溅射使其沉积至硅衬底上，沉积2-3小时，即得高性能igo薄膜。
18、采用上述方法所制得的高性能igo薄膜，透明度提高，尺寸缩小，稳定性提高。
19、附图
20、图1为磁控溅射生长igo薄膜示意图。
1.一种磁控溅射制备高性能igo薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所属氧气纯度为99.99%以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所属氩气纯度为99.99%以上。
