一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管及其制作方法，該方法包括：襯底；柵極，形成在所述襯底上；柵絕緣層，形成在所述柵極和所述襯底上，并覆蓋所述柵極；有源層，由氧化物半導(dǎo)體形成在所述柵絕緣層上，包括源區(qū)、漏區(qū)和與所述柵極對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)，所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子；透氫層，形成在所述有源層上，用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量；刻蝕阻擋層，形成在所述透氫層上與所述柵極對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)；源極和漏極，電連接到所述有源層。該方案中包括透氫層能夠保證形成溝道區(qū)，從而保證TFT器件有效。
【專利說(shuō)明】一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)是一種基本邏輯單元器件,在平板顯示、傳感器、存儲(chǔ)卡、射頻識(shí)別標(biāo)簽等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景，因此，TFT的研究與開(kāi)發(fā)在國(guó)際上受到廣泛關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有的TFT的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1中所示的TFT為底柵底接觸結(jié)構(gòu)，最底層為襯底10，形成于襯底之上的為柵極11，形成于覆蓋襯底10和柵極11的為柵絕緣層12，形成于柵絕緣層12之上的為有源層13，有源層的材料可以是氧化物半導(dǎo)體，形成于有源層13之上的為刻蝕阻擋層14，形成于柵絕緣層12、有源層13和刻蝕阻擋層14之上的為含氫鈍化層15，含氫鈍化層15中的氫離子進(jìn)入有源層13沒(méi)有被刻蝕阻擋層14覆蓋的部分，有源層13中氫離子進(jìn)入的部分變?yōu)閷?dǎo)體，從而形成源區(qū)131和漏區(qū)133，有源層13中氫離子未進(jìn)入的部分就成為溝道區(qū)132，形成于含氫鈍化層15之上的為源極16和漏極17，源極16和漏極17通過(guò)含氫鈍化層15上的過(guò)孔18分別與有源層13中的源區(qū)131和漏區(qū)133電連接。從圖1中可以看出，含氫鈍化層15直接接觸有源層13，由于氫間隙位缺陷在氧化物半導(dǎo)體中的形成能非常低，這就使得氫離子很容易進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層中，被刻蝕阻擋層覆蓋的部分也可能有氫離子進(jìn)入，這時(shí)，整個(gè)氧化物半導(dǎo)體層就變成導(dǎo)體，不能形成溝道區(qū)，TFT器件失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管及其制作方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的含氫鈍化層中的氫離子進(jìn)入整個(gè)氧化物半導(dǎo)體層導(dǎo)致的不能形成溝道區(qū)、TFT器件失效的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管，包括:
[0006]襯底；
[0007]柵極，形成在所述襯底上；
[0008]柵絕緣層，形成在所述柵極和所述襯底上，并覆蓋所述柵極；
[0009]有源層，由氧化物半導(dǎo)體形成在所述柵絕緣層上，包括源區(qū)、漏區(qū)和與所述柵極對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)，所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子；
[0010]透氫層，形成在所述有源層上，用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量;
[0011]刻蝕阻擋層，形成在所述透氫層上與所述柵極對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)；
[0012]源極和漏極，電連接到所述有源層。[0013]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管的制作方法，包括:
[0014]在襯底上形成柵極；
[0015]在所述襯底和所述柵極上形成柵絕緣層，以覆蓋所述柵極；
[0016]在所述柵絕緣層上順序形成氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層，其中，所述刻蝕阻擋層與所述柵極對(duì)應(yīng)；
[0017]通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，其中，所述有源層摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)樵磪^(qū)和漏區(qū)，所述有源層未摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)闇系绤^(qū)，所述透氫層用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量，所述刻蝕阻擋層用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)；
[0018]形成電連接到所述有源層的源極和漏極。
[0019]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管的制作方法，包括:
[0020]在襯底上形成柵極；
[0021]在所述襯底和所述柵極上形成柵絕緣層，以覆蓋所述柵極；
[0022]在所述柵絕緣層上順序形成源極漏極、氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層，其中，所述刻蝕阻擋層與所述柵極對(duì)應(yīng)；
[0023]通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，其中，所述有源層摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)樵磪^(qū)和漏區(qū)，所述有源層未摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)闇系绤^(qū)，所述透氫層用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量，所述刻蝕阻擋層用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)，所述源極和所述漏極電連接到所述有源層。
[0024]本發(fā)明有益效果如下:
[0025]本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管及其制作方法，該底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管包括襯底；柵極，形成在所述襯底上；柵絕緣層，形成在所述柵極和所述襯底上，并覆蓋所述柵極；有源層，由氧化物半導(dǎo)體形成在所述柵絕緣層上，包括源區(qū)、漏區(qū)和與所述柵極對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)，所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子；透氫層，形成在所述有源層上，用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量；刻蝕阻擋層，形成在所述透氫層上與所述柵極對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)；源極和漏極，電連接到所述有源層。該方案的氧化物薄膜晶體管中包括透氫層，可以控制源區(qū)和漏區(qū)中摻雜氫離子的量，這樣就可以保證氫離子不會(huì)進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層中被刻蝕阻擋層覆蓋的部分，這部分能夠保證形成溝道區(qū)，從而保證TFT器件有效。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的TFT的截面圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中包含含氫鈍化層的底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的制作方法流程圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中形成柵極后的截面圖；[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中形成柵絕緣層后的截面圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中形成氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層后的截面圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實(shí)施例一中形成有源層后的截面圖；
[0034]圖9為本發(fā)明實(shí)施例一中采用氫離子注入方式形成有源層的示意圖；
[0035]圖10為本發(fā)明實(shí)施例一中在圖9的基礎(chǔ)上形成過(guò)孔后的示意圖；
[0036]圖11為本發(fā)明實(shí)施例一中在圖10的基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電層后的示意圖；
[0037]圖12為本發(fā)明實(shí)施例一中采用含氫鈍化層形成有源層的示意圖；
[0038]圖13為本發(fā)明實(shí)施例一中在圖12的基礎(chǔ)上形成過(guò)孔后的示意圖；
[0039]圖14為本發(fā)明實(shí)施例一中在圖13的基礎(chǔ)上形成導(dǎo)電層后的示意圖；
[0040]圖15為本發(fā)明實(shí)施例二中底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖16為本發(fā)明實(shí)施例二中包含含氫鈍化層的底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖17為本發(fā)明實(shí)施例二中底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的制作方法流程圖；
[0043]圖18為本發(fā)明實(shí)施例二中采用氫離子注入方式形成有源層的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的含氫鈍化層中的氫離子進(jìn)入整個(gè)氧化物半導(dǎo)體層導(dǎo)致的不能形成溝道區(qū)、TFT器件失效的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物TFT，包括:襯底；柵極，形成在襯底上；柵絕緣層，形成在柵極和襯底上，并覆蓋柵極；有源層，由氧化物半導(dǎo)體形成在柵絕緣層上，包括源區(qū)、漏區(qū)和與柵極對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)，源區(qū)和漏區(qū)中摻雜氫離子；透氫層，形成在有源層上，用于控制源區(qū)和漏區(qū)中摻雜氫離子的量；刻蝕阻擋層，形成在透氫層上與柵極對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入溝道區(qū)；源極和漏極，電連接到有源層。具體的，底柵結(jié)構(gòu)的氧化物TFT可以分為兩種，一種是底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT，一種是底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT，下面分別介紹這兩種TFT的結(jié)構(gòu)及其制作方法。
[0045]實(shí)施例一
[0046]本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT，該TFT的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括:襯底20 ;柵極21，形成在襯底20上；柵絕緣層22，形成在柵極21和襯底20上，并覆蓋柵極21 ;有源層23，由氧化物半導(dǎo)體形成在柵絕緣層22上，包括源區(qū)231、漏區(qū)232和與柵極21對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)233，源區(qū)231和漏區(qū)232中摻雜氫離子；透氫層24，形成在有源層23上，用于控制源區(qū)231和漏區(qū)232中摻雜氫離子的量；刻蝕阻擋層25，形成在透氫層24上與柵極21對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入溝道區(qū)233 ;源極26 (也可以是漏極)，形成在透氫層24上，并通過(guò)透氫層24上的過(guò)孔241電連接到源區(qū)231 (也可以是漏區(qū))；漏極27(對(duì)應(yīng)地也可以是源極)，形成在透氫層24上，并通過(guò)透氫層24上的過(guò)孔242電連接到漏區(qū)232 (對(duì)應(yīng)地也可以是源區(qū))。
[0047]其中，襯底的材料為玻璃或塑料中的任一種，優(yōu)選的，襯底的材料選用玻璃。
[0048]柵極包括三層，可以是鈦Ti/鋁Al/Ti，也可以是鑰Mo/Al/Mo，當(dāng)然柵極也可以只包括一層，例如T1、Al、Mo等等，厚度為2000 A至3000 A,這里僅僅是舉例說(shuō)明柵極的兩種可能的情況，還有其它很多情況，這里不再一一說(shuō)明。通常，柵極21的面積比溝道區(qū)233面積大，溝道區(qū)233位于柵極21的正上方。
[0049]柵絕緣層可采用氧化硅SiOx，也可以采用SiOJ氮化硅SiNx等等，厚度為2000 A至3000人。
[0050]有源層可以采用銦鎵鋅氧化物(InGaZnO, IGZ0)等氧化物半導(dǎo)體，厚度為300人至1000 A，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體摻雜一定量的氫離子后，會(huì)變成導(dǎo)體。
[0051]透氫層的材料為SiOx或SiNx。透氫層的厚度為500人至2000 A,可以通過(guò)調(diào)整透氫層的厚度來(lái)控制源區(qū)和漏區(qū)中摻雜氫離子的量，當(dāng)源區(qū)和漏區(qū)中需要摻雜氫離子的量較多時(shí)，可以形成厚度較小的透氫層；反之，可以形成厚度較大的透氫層。這樣就可以保證氫離子不會(huì)進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層中被刻蝕阻擋層覆蓋的部分，這部分能夠保證形成溝道區(qū)，從而保證TFT器件有效。
[0052]刻蝕阻擋層可以為氧化鋁AlOx或氧化鈦TiOx等等，厚度為1500 A至2000iL通常，刻蝕阻擋層25的面積比溝道區(qū)233面積大，溝道區(qū)233位于刻蝕阻擋層25的正上方。
[0053]源極和漏極可以為T(mén)1、Al、Mo等等，厚度為2500 A至3500 A
[0054]較佳的，如圖3所示，底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT在圖2所示的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上可以做出一些改變，相同之處不再重復(fù)，該底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT還包括:含氫鈍化層28，形成在透氫層24和刻蝕阻擋層25上，并覆蓋透氫層24和刻蝕阻擋層25，用于提供源區(qū)231和漏區(qū)232慘雜的氣尚子。
[0055]其中，源極26，形成在含氫鈍化層28上，并通過(guò)透氫層24和含氫鈍化層28上的過(guò)孔243電連接到源區(qū)231 ;漏極27，形成在含氫鈍化層28上，并通過(guò)透氫層24和含氫鈍化層28上的過(guò)孔244電連接到漏區(qū)232。
[0056]含氫鈍化層可以為含氫氮化硅(SiNx:H)等等，厚度為1000 A個(gè):2000 A,,
[0057]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的制作方法，該方法的流程如圖4所示，包括:
[0058]S40:在襯底20上形成柵極21。
[0059]在襯底上形成柵極金屬層，并對(duì)柵極金屬層進(jìn)行掩模、曝光、刻蝕得到柵極，優(yōu)選地采用濕刻的方法。如圖5所示為形成柵極后的截面圖。
[0060]S41:在襯底20和柵極21上形成柵絕緣層22，以覆蓋柵極21以及整個(gè)襯底20范圍。
[0061]如圖6所示為形成柵絕緣層后的截面圖。
[0062]S42:在柵絕緣層22上順序形成氧化物半導(dǎo)體層23、透氫層24和刻蝕阻擋層25，其中，刻蝕阻擋層25與柵極21對(duì)應(yīng)。
[0063]在形成刻蝕阻擋層時(shí)，首先形成刻蝕阻擋層薄膜，然后對(duì)刻蝕阻擋層薄膜進(jìn)行掩模、曝光、濕刻得到刻蝕阻擋層。形成氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層的截面圖如圖7所示。
[0064]其中刻蝕阻擋層可以完全與柵極對(duì)應(yīng)，也可以覆蓋住柵極，圖7中示出的是覆蓋住柵極的情況。
[0065]S43:通過(guò)透氫層24和刻蝕阻擋層25向氧化物半導(dǎo)體層23摻雜氫離子，形成有源層23，其中，有源層23慘雜氣尚子的區(qū)域?yàn)樵磪^(qū)231和漏區(qū)232，有源層23未慘雜氣尚子的區(qū)域?yàn)闇系绤^(qū)233，透氫層24用于控制源區(qū)231和漏區(qū)231中摻雜氫離子的量，刻蝕阻擋層25用于阻擋氫離子進(jìn)入溝道區(qū)233。
[0066]如圖8所示為形成有源層后的截面圖。
[0067]S44:形成電連接到有源層23的源極26和漏極27。
[0068]如圖2所示為形成源極和漏極后的截面圖，至此，就形成了底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT。
[0069]具體的，上述S42中的形成透氫層，具體包括:在氧化物半導(dǎo)體層上形成厚度為500 A個(gè):2000 A的Siox或SiNx，得到透氫層。
[0070]具體的，上述S43中的通過(guò)透氫層24和刻蝕阻擋層25向氧化物半導(dǎo)體層23摻雜氫離子，形成有源層23，具體包括兩種方式:
[0071]第一種:如圖9所示，采用氫離子注入方式通過(guò)透氫層24和刻蝕阻擋層25向氧化物半導(dǎo)體層23摻雜氫離子，形成有源層23。
[0072]具體的，上述S44中的形成電連接到有源層23的源極26和漏極27，具體包括:
[0073]S440:在透氫層24對(duì)應(yīng)源區(qū)231和漏區(qū)232的位置形成過(guò)孔241、242，以暴露源區(qū)231和漏區(qū)232。
[0074]可以采用干刻的方法形成過(guò)孔，如圖10所示為形成過(guò)孔后的截面圖。
[0075]S441:在透氫層24和刻蝕阻擋層25上形成導(dǎo)電層29，以填充過(guò)孔241、242。
[0076]如圖11所示為形成導(dǎo)電層后的截面圖。
[0077]S442:將導(dǎo)電層29圖案化，形成電連接到有源層23的源極26和漏極27，源極26與源區(qū)231電連接，漏極27與漏區(qū)232電連接。
[0078]可以采用濕刻的方法形成源極和漏極，如圖2所示為形成源極和漏極后的截面圖。
[0079]第二種:如圖12所示，在透氫層24和刻蝕阻擋層25上形成含氫鈍化層28，以覆蓋透氫層24和刻蝕阻擋層25 ;含氫鈍化層28中的氫離子通過(guò)透氫層24進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層23中，形成有源層23。
[0080]具體的，上述S44中的形成電連接到有源層23的源極26和漏極27，具體包括:
[0081]S443:在透氫層24和含氫鈍化層28對(duì)應(yīng)源區(qū)和漏區(qū)的位置形成過(guò)孔243、244，以暴露源區(qū)231和漏區(qū)232。
[0082]可以采用干刻的方法形成過(guò)孔，如圖13所示為形成過(guò)孔后的截面圖。
[0083]S444:在含氫鈍化層28上形成導(dǎo)電層29，以填充過(guò)孔243、244。
[0084]如圖14所示為形成導(dǎo)電層后的截面圖。
[0085]S445:將導(dǎo)電層29圖案化，形成電連接到有源層23的源極26和漏極27，源極26與源區(qū)231電連接，漏極27與漏區(qū)232電連接。
[0086]如圖3所示為形成源極和漏極后的截面圖。
[0087]實(shí)施例二
[0088]本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT，該TFT的結(jié)構(gòu)如圖15所示，包括:襯底20 ;柵極21，形成在襯底20上；柵絕緣層22，形成在柵極21和襯底20上，并覆蓋柵極21 ;有源層23，由氧化物半導(dǎo)體形成在柵絕緣層22上，包括源區(qū)231、漏區(qū)232和與柵極21對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)233，源區(qū)231和漏區(qū)232中摻雜氫離子；透氫層24，形成在有源層23上，用于控制源區(qū)231和漏區(qū)232中摻雜氫離子的量；刻蝕阻擋層25，形成在透氫層24上與柵極21對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入溝道區(qū)233 ;源極26 (也可以是漏極)，形成在柵絕緣層22和有源層23之間，電連接到源區(qū)231 (也可以是漏區(qū));漏極27 (對(duì)應(yīng)地也可以是源極)，形成在柵絕緣層22和有源層23之間，電連接到漏區(qū)232 (對(duì)應(yīng)地也可以是源區(qū))。
[0089]較佳的，如圖16所示，底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT在圖15所示的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上可以做出一些改變，相同之處不再重復(fù)，該底柵底接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT還包括:含氫鈍化層28，形成在透氫層24和刻蝕阻擋層25上，并覆蓋透氫層24和刻蝕阻擋層25，用于提供源區(qū)231和漏區(qū)232摻雜的氫離子。
[0090]其中，源極26，形成在柵絕緣層22和有源層23之間，電連接到源區(qū)231 ;漏極27，形成在柵絕緣層22和有源層23之間，電連接到漏區(qū)232。
[0091]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供一種底柵頂接觸結(jié)構(gòu)的氧化物TFT的制作方法，該方法的流程如圖17所示，包括:
[0092]S170:在襯底20上形成柵極21。
[0093]如圖5所示為形成柵極后的截面圖。
[0094]S171:在襯底20和柵極21上形成柵絕緣層22，以覆蓋柵極21以及整個(gè)襯底20范圍。
[0095]如圖6所示為形成柵絕緣層后的截面圖。
[0096]S172:在柵絕緣層22上順序形成源極26、漏極27、氧化物半導(dǎo)體層23、透氫層24和刻蝕阻擋層25，其中，刻蝕阻擋層25與柵極21對(duì)應(yīng)。
[0097]形成源極漏極、氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層的截面圖如圖15所示。
[0098]S173:通過(guò)透氫層24和刻蝕阻擋層25向氧化物半導(dǎo)體層23摻雜氫離子，形成有源層23，其中，有源層23慘雜氣尚子的區(qū)域?yàn)樵磪^(qū)231和漏區(qū)232，有源層23未慘雜氣尚子的區(qū)域?yàn)闇系绤^(qū)233，透氫層24用于控制源區(qū)231和漏區(qū)232中摻雜氫離子的量，刻蝕阻擋層25用于阻擋氫離子進(jìn)入溝道區(qū)233，源極26和漏極27電連接到有源層23。
[0099]具體的，上述S172中的形成透氫層，具體包括:在氧化物半導(dǎo)體層上形成厚度為500 A至2000 A的SiOx或SiNx，得到透氫層。
[0100]具體的，上述S173中的通過(guò)透氫層和刻蝕阻擋層向氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，具體包括兩種方式:
[0101]第一種方式，如圖18所示，采用氫離子注入方式通過(guò)透氫層24和刻蝕阻擋層25向氧化物半導(dǎo)體層23摻雜氫離子，形成有源層23。
[0102]第二種方式，如圖16所示，在透氫層24和刻蝕阻擋層25上形成含氫鈍化層28，以覆蓋透氫層24和刻蝕阻擋層25 ;含氫鈍化層28中的氫離子通過(guò)透氫層24進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層23中，形成有源層23。
[0103]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管，其特征在于，包括: 襯底； 柵極，形成在所述襯底上； 柵絕緣層，形成在所述柵極和所述襯底上，并覆蓋所述柵極； 有源層，由氧化物半導(dǎo)體形成在所述柵絕緣層上，包括源區(qū)、漏區(qū)和與所述柵極對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)，所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子； 透氫層，形成在所述有源層上，用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量； 刻蝕阻擋層，形成在所述透氫層上與所述柵極對(duì)應(yīng)的位置，用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)； 源極和漏極，電連接到所述有源層。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，源極和漏極，電連接到所述有源層，具體包括: 所述源極，形成在所述透氫層上，并通過(guò)所述透氫層上的過(guò)孔電連接到所述源區(qū)；所述漏極，形成在所述透氫層上，并通過(guò)所述透氫層上的過(guò)孔電連接到所述漏區(qū)；或者 所述源極，形成在所述柵絕緣層和所述有源層之間，電連接到所述源區(qū)；所述漏極，形成在所述柵絕緣層和所述有源層之間，電連接到所述漏區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，還包括: 含氫鈍化層，形成在所述透氫層和所述刻蝕阻擋層上，并覆蓋所述透氫層和所述刻蝕阻擋層，用于提供所述源區(qū)和所述漏區(qū)摻雜的氫離子。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，其特征在于，源極和漏極，電連接到所述有源層，具體包括: 所述源極，形成在所述含氫鈍化層上，并通過(guò)所述透氫層和所述含氫鈍化層上的過(guò)孔電連接到所述源區(qū)；所述漏極，形成在所述含氫鈍化層上，并通過(guò)所述透氫層和所述含氫鈍化層上的過(guò)孔電連接到所述漏區(qū)；或者 所述源極，形成在所述柵絕緣層和所述有源層之間，電連接到所述源區(qū)；所述漏極，形成在所述柵絕緣層和所述有源層之間，電連接到所述漏區(qū)。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述透氫層的材料為氧化硅SiOx或氮化硅SiNx。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述透氫層的厚度為500人至2000 A。
7.一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括: 在襯底上形成柵極； 在所述襯底和所述柵極上形成柵絕緣層，以覆蓋所述柵極； 在所述柵絕緣層上順序 形成氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層，其中，所述刻蝕阻擋層與所述柵極對(duì)應(yīng)； 通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，其中，所述有源層摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)樵磪^(qū)和漏區(qū)，所述有源層未摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)闇系绤^(qū)，所述透氫層用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量，所述刻蝕阻擋層用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)；形成電連接到所述有源層的源極和漏極。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述透氫層，具體包括: 在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成厚度為500 A至2000 A的氧化硅SiOx或氮化硅SiNx,得到所述透氫層。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，具體包括: 采用氫離子注入方式通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，形成電連接到所述有源層的源極和漏極，具體包括: 在所述透氫層對(duì)應(yīng)所述源區(qū)和所述漏區(qū)的位置形成過(guò)孔，以暴露所述源區(qū)和所述漏區(qū)； 在所述透氫層和所述刻蝕阻擋層上形成導(dǎo)電層，以填充所述過(guò)孔； 將所述導(dǎo)電層圖案化，形成電連接到所述有源層的源極和漏極，所述源極與所述源區(qū)電連接，所述漏極與所述漏區(qū)電連接。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，具體包括: 在所述透氫層和所述刻蝕阻擋層上形成含氫鈍化層，以覆蓋所述透氫層和所述刻蝕阻擋層； 所述含氫鈍化層中的氫離子通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層進(jìn)入所述氧化物半導(dǎo)體層中，形成有源層。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，形成電連接到所述有源層的源極和漏極，具體包括: 在所述透氫層和所述含氫鈍化層對(duì)應(yīng)所述源區(qū)和所述漏區(qū)的位置形成過(guò)孔，以暴露所述源區(qū)和所述漏區(qū)； 在所述含氫鈍化層上形成導(dǎo)電層，以填充所述過(guò)孔； 將所述導(dǎo)電層圖案化，形成電連接到所述有源層的源極和漏極，所述源極與所述源區(qū)電連接，所述漏極與所述漏區(qū)電連接。
13.一種底柵結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括: 在襯底上形成柵極； 在所述襯底和所述柵極上形成柵絕緣層，以覆蓋所述柵極； 在所述柵絕緣層上順序形成源極漏極、氧化物半導(dǎo)體層、透氫層和刻蝕阻擋層，其中，所述刻蝕阻擋層與所述柵極對(duì)應(yīng)； 通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，其中，所述有源層摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)樵磪^(qū)和漏區(qū)，所述有源層未摻雜氫離子的區(qū)域?yàn)闇系绤^(qū)，所述透氫層用于控制所述源區(qū)和所述漏區(qū)中摻雜氫離子的量，所述刻蝕阻擋層用于阻擋氫離子進(jìn)入所述溝道區(qū)，所述源極和所述漏極電連接到所述有源層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，形成所述透氫層，具體包括: 在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成厚度為500 A至2000人的氧化硅SiOx或氮化硅SiNx,得到所述透氫層。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層，具體包括: 采用氫離子注入方式通過(guò)所述透氫層和所述刻蝕阻擋層向所述氧化物半導(dǎo)體層摻雜氫離子，形成有源層；或者 在所述透氫層和所述刻蝕阻擋層上形成含氫鈍化層，以覆蓋所述透氫層和所述刻蝕阻擋層；所述含氫鈍化層中的氫離子通過(guò)所述透氫層進(jìn)入所述氧化物半導(dǎo)體層中，形成有源層。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK103915508SQ201310017619
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】翟應(yīng)騰, 吳勇 申請(qǐng)人:上海天馬微電子有限公司, 天馬微電子股份有限公司