專利名稱：具有晶體管的半導(dǎo)體元件及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件及其制法，尤其涉及ー種具有晶體管的半導(dǎo)體元件及其制法。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體電子元件已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在液晶顯示器的像素(pixel)驅(qū)動、開關(guān)元件、或靜態(tài)隨機存取存儲器(stati c random access memory,簡稱SRAM)的主動負載等電子產(chǎn)品中。在液晶顯示器的應(yīng)用方面，為了符合液晶顯示器在制程上的低溫限制與大尺寸面積的需求，其集成電路驅(qū)動元件已經(jīng)開始以頂閘極的多晶硅薄膜晶體管為其主要元件。然而，為了進ー步提升半導(dǎo)體本身的操作特性，習(xí)知技術(shù)有以下幾種作法。首先，如第6，229，177B1號美國專利與第6，380041B1號美國專利所示，此兩專利皆是利用離子移植的方式來對水平結(jié)構(gòu)的通道進行斜向(角度由0度至60度)摻雜，且不同種類的半導(dǎo)體(N型或P型)是使用不同的原子進行摻雜，但是摻雜的強度通常隨著通道深度而減弱，又摻雜完后必須經(jīng)過900°C至1050°C的快速熱退火以增強摻雜的效果，所以此類制程要求在相當高的溫度下進行，且所需的成本也較高。再者,如公元2005年的應(yīng)用物理學(xué)期刊(Applied Physics Letters)第87卷的「しontroi of threshold voltage in pentacene thm-film transistors using carrierdoping at the charge-transfer interface with organic acceptors」所不，其在半導(dǎo)體的通道上直接蓋ー層受體層(acceptor layer),并通過調(diào)控載子摻雜濃度,而改變元件特性(例如臨界電壓等)，但是如果結(jié)構(gòu)為雙層材料吋，則可能會遇到互溶的問題，且如果調(diào)控的載子濃度沒有控制好，則容易會遇到背面通道漏電的問題。又，如公元2004年的應(yīng)用物理學(xué)期刊(Applied Physics Letters)第84卷的「Enhancement-mode thin-iilm iield-effect transistor using phosphorus-doped (Zn,Mg)0 channel」所示,其在例如氧化鋅(ZnO)的半導(dǎo)體中摻雜鎂(Mg)以調(diào)控半導(dǎo)體的能隙大小，或者，在例如氧化鋅(ZnO)的半導(dǎo)體中摻雜磷(P)以降低元件的電子濃度，但是此種方式難以調(diào)整到適當?shù)谋壤?，且不容易控制元件的漏電流。此外，如公?007年的應(yīng)用物理學(xué)期刊(Applied Physics Letters)第90卷的I improvements in the device characteristics of amorpnous indium gallium zincoxide thin-film transistors by Ar plasma treatment」所不，其利用気氣等離子來處理元件的源極與漏極，以降低元件的注入能障，并降低元件的電阻率，但是因為只有對元件電極的介面做處理，所以元件特性的提升有限。因此，鑒于上述習(xí)知技術(shù)所存在的問題，如何有效且方便地改善電子元件的元件特性，特別是提高晶體管的載子移動率，以增進電子元件的效能，實已成為目前亟欲解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述習(xí)知技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目的在于揭露ー種具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，能大幅增進有效載子遷移率，并提升晶體管的操作特性。本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法包括提供一承載板；于該承載板上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層；于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成介電層，使該金屬氧化物半導(dǎo)體層夾置于該承載板與介電層的間；于該介電層上形成圖案化遮罩層，該圖案化遮罩層構(gòu)成微奈米級線寬的圖案，以外露部分該介電層；移除未被該圖案化遮罩層所覆蓋的介電層，以形成介電層開孔，以使該金屬氧化物半導(dǎo)體層外露于該介電層開孔；對外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層進行表面處理，以使該金屬氧化物半導(dǎo)體層的外露表面的載子濃度増加；以及于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成源極金屬層與漏極金屬層。在另ー實施例中，本發(fā)明所揭露的ー種具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法包括提供ー承載板；于該承載板上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層，該承載板是単一材質(zhì)層、或是包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層設(shè)于該絕緣層上；對部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層的頂表面進行表面處理，以令部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層的頂表面的載子濃度増加，以使該金屬氧化物半導(dǎo)體層的表層構(gòu)成具有微奈米級線寬的圖案的高載子濃度子層；以及于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成源極金屬層與漏極金屬層。前述具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法中，還可包括于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成介電層，并于該介電層上形成閘極金屬層，該閘極金屬層可間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。依上述具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，該承載板的材質(zhì)可為玻璃、塑膠或硅等，且微奈米級線寬的圖案為遮罩層開孔，該遮罩層開孔可為圓形孔、矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔或不規(guī)則孔。依上述的制法，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)可為氧化鋅(zinc oxide, ZnO)、氧化銦鋒(indium zinc oxide, IZ0)、或氧化銦嫁鋒(indium gallium zinc oxide, IGZO)等，且該介電層的材質(zhì)可為聚(4-こ基苯酹)(poly-(4_vinylphenol),簡稱PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,簡稱 PMMA)、或聚こ烯醇(Polyvinyl Alcohol,簡稱PVA)，但不限于此。又依上述的制法，表面處理該金屬氧化物半導(dǎo)體層的方式可為包含光退火處理等各種可以提升半導(dǎo)體摻雜濃度的制程方法，例如氬氣等離子、氧氣等離子、氫氣等離子、紫外光(UV)、或激光退火等。依上述具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，該圖案化遮罩層可間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還可各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。于本發(fā)明的制法中，該承載板可包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層是設(shè)于該絕緣層上。依上述的制法，該導(dǎo)電層可為經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層，該承載板還可包括設(shè)于該導(dǎo)電 層另ー側(cè)上的基底層，以使該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣層與該基底層之間。又依上述具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，該圖案化遮罩層的材質(zhì)可為金屬或絕緣材料。本發(fā)明還揭露ー種具有晶體管的半導(dǎo)體元件，包括承載板；金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于該承載板上；介電層，設(shè)于該 金屬氧化物半導(dǎo)體層上，該介電層構(gòu)成微奈米級線寬的圖案，以外露部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的外露表面的載子濃度大于該金屬氧化物半導(dǎo)體層內(nèi)部的載子濃度；圖案化遮罩層，設(shè)于該介電層的頂面上；以及源極金屬層與漏極金屬層，設(shè)于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層上。在另ー實施例中，本發(fā)明所揭露的ー種具有晶體管的半導(dǎo)體元件，包括承載板；金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于該承載板上，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的表層具有微奈米級線寬的圖案的高載子濃度子層，該承載板是単一材質(zhì)層、或是包括導(dǎo)電層與其ー側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層是設(shè)于該絕緣層上；以及源極金屬層與漏極金屬層，分設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層兩端的表面上。前述具有晶體管的半導(dǎo)體元件中，還可包括介電層與閘極金屬層，該介電層設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上，該閘極金屬層設(shè)于該介電層上，該閘極金屬層可間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。依上述的半導(dǎo)體元件，該承載板的材質(zhì)可為玻璃、塑膠或硅等，且該微奈米級線寬的圖案為介電層開孔，該介電層開孔可包含圓形孔、矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔或不規(guī)則孔。又依上述的半導(dǎo)體元件，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)可為氧化鋅(zincoxide, ZnO)、氧化銦鋒(indium zinc oxide, IZO)、或氧化銦嫁鋒(indium gallium zincoxide, IGZO)等,且該介電層的材質(zhì)可為聚(4-こ基苯酹)(poly-(4_vinylphenol),簡稱PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,簡稱PMMA)、或聚こ烯醇(PolyvinylAlcohol,簡稱PVA),但不限于此。依上述具有晶體管的半導(dǎo)體元件，該圖案化遮罩層可間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還可各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。于本發(fā)明的半導(dǎo)體元件中，該承載板可包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層設(shè)于該絕緣層上。依上述的半導(dǎo)體元件，該導(dǎo)電層可為經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層，該承載板還可包括設(shè)于該導(dǎo)電層另ー側(cè)上的基底層，以使該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣層與該基底層之間。又依上述具有晶體管的半導(dǎo)體元件，該圖案化遮罩層的材質(zhì)可為金屬或絕緣材料。由上可知，本發(fā)明通過在頂閘極或底閘極晶體管的通道處形成微奈米等級的圖形摻雜，使得通道區(qū)域中的導(dǎo)電率上升，造成有效載子遷移率明顯的提高，以增進對于周遭電路的電流驅(qū)動カ；此外，本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的源極與漏極可直接形成在高載子遷移率的通道上，這樣不僅能夠減少制程步驟，也能降低成本，更能夠降低接觸電阻，形成歐姆接觸，進而提高整體元件效能。


圖IA至圖IG為本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法的第一實施例的剖視圖，其中，圖1B’與圖1C’為圖IB與圖IC的另ー實施方式，圖1G’為圖第IG的俯視圖；圖2分別習(xí)知與本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的漏極電流對閘極電壓的關(guān)系圖；圖3A至圖3F為本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法的第二實施例的剖視圖，其中，圖3B’與圖3C’為圖3B與圖3C的另ー實施方式；圖4A與圖4B為本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的第三實施例的剖視圖，其中，圖4B為圖4A的另ー實施方式；以及圖5A與圖5B為本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的第四實施例的剖視圖，其中，圖5B為圖5A的另ー實施方式。主要元件符號說明 10 承載板101 導(dǎo)電層102 絕緣層103 基底層11 金屬氧化物半導(dǎo)體層111 高載子濃度子層12 介電層120 介電層開孔13 遮罩層13’ 圖案化遮罩層130 遮罩層開孔14 阻層14’ 圖案化阻層15 微奈米壓印模具16 微奈米球17 源極金屬層18 漏極金屬層19 閘極金屬層A 知的具有晶體管的半導(dǎo)體元件B 本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件。
具體實施例方式以下通過特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可由本說明書所掲示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員進行了解與閱讀，并未完全按照實際比例來繪制，且并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、t匕例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所掲示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如「上」、「頂」、「底」及「一」等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，也應(yīng)當視為本發(fā)明可實施的范疇。第一實施例請參閱圖IA至圖1G，其為本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法的第一實施例的剖視圖，其中，圖1B’與圖1C’為圖IB與圖IC的另ー實施方式，圖1G’圖為圖IG的俯視圖。如圖IA所示，提供一承載板10，該承載板10的材質(zhì)可為玻璃、塑膠或硅等，并于該承載板10上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層11，該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的材質(zhì)可為氧化鋅(zinc oxide, ZnO)、氧化銦鋒(indium zinc oxide, IZ0)、或氧化銦嫁鋒(indium galliumzinc oxide, IGZO),該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的材質(zhì)較佳為非晶氧化銦鎵鋅(amorphousIn-Ga-Zn-0，簡稱a-IGZ0)等，且于該金屬氧化物半導(dǎo)體層11上形成介電層12，該介電層12的材質(zhì)可為聚(4-こ基苯酹)(poly-(4-vinylphenol),簡稱PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,簡稱 PMMA)、或聚こ烯醇(Polyvinyl Alcohol,簡稱 PVA),但不 限于此。如圖IB至圖ID所示，于該介電層12上形成金屬材質(zhì)的遮罩層13，并于該遮罩層13上形成阻層14，接著以微奈米壓印模具15壓印該阻層14以構(gòu)成圖案化阻層14’，且移除未被該圖案化阻層14’覆蓋的該遮罩層13以構(gòu)成圖案化遮罩層13’，最后，移除該圖案化阻層 14，?；蛘撸鐖D1B’、圖1C’與圖ID所示，于該介電層12上涂布多個微奈米球16，并于該介電層12與微奈米球16上形成金屬材質(zhì)的遮罩層13，接著移除該微奈米球16及其上的遮罩層13以構(gòu)成圖案化遮罩層13’。如圖ID所示，此時該介電層12上形成有圖案化遮罩層13’，該圖案化遮罩層13’用于構(gòu)成微奈米級(一般是10奈米至999微米的范圍)線寬的圖案，且該圖案化遮罩層13’具有遮罩層開孔130，以外露部分該介電層12 ;于本實施例中，該圖案化遮罩層13’的圖形以多個圓形孔作為例示，且舉例來說，該遮罩層開孔130的孔徑可為5奈米至50微米，當然，該遮罩層開孔130也可為矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔、不規(guī)則形狀孔、或其他形狀的孔洞，而不以圓形孔為限。如圖IE所示，移除未被該圖案化遮罩層13’所覆蓋的介電層12，以形成介電層開孔120，使該金屬氧化物半導(dǎo)體層11外露于該介電層開孔120，其中，移除該介電層12的方式可為氧氣等離子、氬氣等離子、或濕式蝕刻，且該介電層開孔120可為圓形孔、矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔、不規(guī)則形狀孔、或其他形狀的孔洞。如圖IF所示，對外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層11進行表面處理，以令該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的外露表面的載子濃度増加，以使該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的表層構(gòu)成高載子濃度子層111，其中，表面處理該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的方式可為包含光退火處理等各種可以提升半導(dǎo)體摻雜濃度的制程方法，例如氬氣等離子、氧氣等離子、氫氣等離子、紫外光(UV)、或激光退火。如圖IG與圖1G’所示，于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層11上形成源極金屬層17與漏極金屬層18，該圖案化遮罩層13’是間隔設(shè)置于該源極金屬層17與漏極金屬層18之間，該源極金屬層17與漏極金屬層18還可延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的側(cè)壁，并延伸至該承載板10上，至此即完成本發(fā)明的頂閘極(top gate)型式的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，也就是說，該圖案化遮罩層13’是作為閘極使用。本發(fā)明還揭露ー種具有晶體管的半導(dǎo)體元件，包括承載板10 ;金屬氧化物半導(dǎo)體層11，設(shè)于該承載板10上；介電層12,設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層11上，該介電層12構(gòu)成微奈米級線寬的圖案，以外露部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層11，該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的外露表面的載子濃度大于該金屬氧化物半導(dǎo)體層11內(nèi)部的載子濃度；圖案化遮罩層13’，設(shè)于該介電層12的頂面上；以及源極金屬層17與漏極金屬層18，設(shè)于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層11上。依上述的結(jié)構(gòu)，該承載板10的材質(zhì)可為玻璃、塑膠或硅等，且該微奈米級線寬的圖案為介電層開孔120，該介電層開孔120可為圓形孔、矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔、不規(guī)則形狀孔、或其他形狀的孔洞。于本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件中，該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的材質(zhì)可為氧化鋒(zinc oxide, ZnO)、氧化銦鋒(indium zinc oxide, IZO)、或氧化銦嫁鋒(indiumgallium zinc oxide, IGZO),該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的材質(zhì)較佳為非晶氧化銦鎵鋅(amorphous In-Ga-Zn-0,簡稱a_IGZ0)等，該介電層12的材質(zhì)可為聚(4-こ基苯酹)(poly-(4-vinylphenol),簡稱 PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,簡稱PMMA)、或聚こ烯醇(Polyvinyl Alcohol，簡稱PVA)，但不限于此。該圖案化遮罩層13’的材質(zhì)可為金屬材料、絕緣層材料，但不限于此。又依前述的半導(dǎo)體元件，該圖案化遮罩層13’是間隔設(shè)置于該源極金屬層17與漏極金屬層18之間，且該源極金屬層17與漏極金屬層18還可各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的側(cè)壁，并延伸至該承載板10上。請參閱圖2，其分別為習(xí)知與本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的漏極電流(Id)對閘極電壓(yG)的關(guān)系圖，其中，A是代表習(xí)知的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，B是代表本發(fā)明的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，習(xí)知的遮罩層未形成有多個圓形孔，而本發(fā)明的圖案化遮罩層13’具有多個圓形孔，兩者其余的參數(shù)均相同，該承載板10的材質(zhì)為玻璃，該金屬氧化物半導(dǎo)體層11的材質(zhì)為50奈米厚的非晶型氧化銦鎵鋅(amorphous In-Ga-Zn-0,簡稱a-IGZ0),該介電層12的材質(zhì)為420奈米厚的聚(4-こ基苯酹)(poly-(4-vinylphenol),簡稱PVP)，該源極金屬層17與漏極金屬層18的材質(zhì)為鋁，該圖案化遮罩層13’的材質(zhì)為100奈米厚的鋁。承上述，從該實驗中另計算出元件特性比較表如下
權(quán)利要求
1.一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，包括 提供一承載板； 于該承載板上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層； 于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成介電層，使該金屬氧化物半導(dǎo)體層夾置于該承載板與介電層之間； 于該介電層上形成圖案化遮罩層，該圖案化遮罩層用于構(gòu)成微奈米級線寬的圖案，以外露部分該介電層； 移除未被該圖案化遮罩層所覆蓋的介電層，以形成介電層開孔，使該金屬氧化物半導(dǎo)體層外露于該介電層開孔； 對外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層進行表面處理，以使該金屬氧化物半導(dǎo)體層的外露表面的載子濃度增加；以及 于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成源極金屬層與漏極金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，該微奈米級線寬的圖案為遮罩層開孔，該遮罩層開孔為圓形孔、矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔或不規(guī)則孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，該圖案化遮罩層是間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，該承載板包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層是設(shè)于該絕緣層上。
5.一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，包括 提供一承載板； 于該承載板上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層； 對部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層的頂表面進行表面處理，以令部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層的頂表面的載子濃度增加，使該金屬氧化物半導(dǎo)體層的表層構(gòu)成具有微奈米級線寬的圖案的高載子濃度子層； 于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成介電層，并于該介電層上形成閘極金屬層；以及 于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成源極金屬層與漏極金屬層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，該閘極金屬層是間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。
7.一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，包括 提供一承載板； 于該承載板上形成金屬氧化物半導(dǎo)體層，該承載板包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層設(shè)于該絕緣層上； 對部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層的頂表面進行表面處理，以令部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層的頂表面的載子濃度增加，使該金屬氧化物半導(dǎo)體層的表層構(gòu)成具有微奈米級線寬的圖案的高載子濃度子層；以及 于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成源極金屬層與漏極金屬層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5或7所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，表面處理該金屬氧化物半導(dǎo)體層的方式為氬氣等離子、氧氣等離子、氫氣等離子、紫外光、或激光退火。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，該導(dǎo)電層為經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或7項所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法，其特征在于，該承載板還包括設(shè)于該導(dǎo)電層另一側(cè)上的基底層，以使該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣層與該基底層之間。
11.一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件，包括 承載板； 金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于該承載板上； 介電層，設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上，該介電層用于構(gòu)成微奈米級線寬的圖案，以外露部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的外露表面的載子濃度大于該金屬氧化物半導(dǎo)體層內(nèi)部的載子濃度； 圖案化遮罩層，設(shè)于該介電層的頂面上；以及 源極金屬層與漏極金屬層，設(shè)于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，該微奈米級線寬的圖案為介電層開孔，該介電層開孔為圓形孔、矩形孔、三角形孔、圓環(huán)形孔、十字形孔或不規(guī)則孔洞圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，該圖案化遮罩層是間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，該承載板包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層設(shè)于該絕緣層上。
15.一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，包括 承載板； 金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于該承載板上，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的表層具有微奈米級線寬的圖案的高載子濃度子層； 介電層，設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上； 閘極金屬層，設(shè)于該介電層上；以及 源極金屬層與漏極金屬層，分設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層兩端的表面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，該閘極金屬層是間隔設(shè)置于該源極金屬層與漏極金屬層之間，且該源極金屬層與漏極金屬層還各自延伸通過該金屬氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁，并延伸至該承載板上。
17.一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，包括 承載板； 金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于該承載板上，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的表層具有微奈米級線寬的圖案的高載子濃度子層，該承載板包括導(dǎo)電層與其一側(cè)上的絕緣層，且該金屬氧化物半導(dǎo)體層設(shè)于該絕緣層上；以及源極金屬層與漏極金屬層，分設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層兩端的表面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或17所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，該導(dǎo)電層為經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體層。
19.根據(jù)權(quán)利要求14或17所述的具有晶體管的半導(dǎo)體元件，其特征在于，該承載板還包括設(shè)于該導(dǎo)電層另一側(cè)上的基底層，以使該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣層與該基底層之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件及其制法，包括承載板；金屬氧化物半導(dǎo)體層，設(shè)于該承載板上；介電層，設(shè)于該金屬氧化物半導(dǎo)體層上，該介電層構(gòu)成微奈米級線寬的圖案，以外露部分該金屬氧化物半導(dǎo)體層，該金屬氧化物半導(dǎo)體層的外露表面的載子濃度大于該金屬氧化物半導(dǎo)體層內(nèi)部的載子濃度；圖案化遮罩層，設(shè)于該介電層的頂面上；以及源極金屬層與漏極金屬層，設(shè)于外露的該金屬氧化物半導(dǎo)體層上。本發(fā)明通過于閘極區(qū)進行微奈米等級的圖形摻雜，因此大幅增進了有效載子遷移率，并提升晶體管的操作特性。本發(fā)明還提供一種具有晶體管的半導(dǎo)體元件的制法。
文檔編號H01L29/10GK102651338SQ201110212960
公開日2012年8月29日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者冉曉雯, 孟心飛, 蔡娟娟, 蔡武衛(wèi), 陳家新 申請人:財團法人交大思源基金會