一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，是在絕緣襯底(101)上形成AL源漏電極層(102)，該源漏電極層(102)的上表面與絕緣襯底的上表面在同一平面上；將絕緣襯底置入鍍膜機，在氫氣氛中蒸鍍一層極薄的富氫Al膜(301)；將絕緣襯底置入磁控濺射設(shè)備，500-600攝氏度溫度下，在絕緣襯底(101)沉積氧化物半導(dǎo)體層，以獲得源漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層(103)的界面區(qū)域引入的氫濃度分布；在氧化物半導(dǎo)體層(103)上沉積氮化硅柵極絕緣層(104)，該柵極絕緣層(104)與源漏電極層(102)之間在水平面上具有一最小間隔(d)。
【專利說明】一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是晶體管，尤其是一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。

【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管作為一種場效應(yīng)半導(dǎo)體器件，在有源陣列顯示器驅(qū)動等顯示領(lǐng)域有著重要的無可替代的運用，半導(dǎo)體活性材料對器件的性能和制造工藝有至關(guān)重要的影響，以硅為活性半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管往往會存在迀移率低，光敏性強的缺點。以氧化鋅為代表的透明寬帶隙氧化物半導(dǎo)體材料能夠很好的解決硅半導(dǎo)體材料的缺點，作為可用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體材料包括 ZnO，MgZnO, Zn-Sn-0, In-Zn-0, SnO, Ga203, In-Ga-O, In302，In-Ga-Zn-O等性能優(yōu)異的材料。但是隨著顯示領(lǐng)域迅速發(fā)展，目前對氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的特性要求越來越高，例如要求較小的串聯(lián)電阻，較高的迀移率。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提供一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，該晶體管具有較低的串聯(lián)電阻，并且電阻的減小不會導(dǎo)致氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管其他性能的下降。
[0004]為解決上述技術(shù)問題本實用新型提供的一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，包括絕緣襯底，所述絕緣襯底上形成有Al源漏電極層，所述Al源漏金屬電極層的上表面與所述絕緣襯底的上表面在同一平面上；氧化物半導(dǎo)體層位于所述絕緣襯底和Al源漏電極層上，在氧化物半導(dǎo)體層上沉積有柵極絕緣層，其特征在于:在所述Al源漏電極層與所述氧化物半導(dǎo)體交界處有一層極薄的富氫Al膜，所述柵極絕緣層與所述Al源漏電極層之間在水平面上具有一間隔。
[0005]進(jìn)一步地，所述極薄的富氫Al膜的厚度為2-8納米。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1-6本實用新型氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在不同制備階段的剖面圖。

【具體實施方式】
[0007]以下將在附圖的幫助下詳細(xì)說明本實用新型的一個實施例的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。
[0008]參見圖6，本實用新型所要制備的氧化物薄膜晶體管包括絕緣襯底101。源漏電極層102，以相互間隔的方式設(shè)置在絕緣襯底101上，源漏電極層102的上表面與絕緣襯底101的上表面在同一水平面上。氧化物半導(dǎo)體層103兩端分別于源漏電極層102接觸連接。柵極絕緣膜104，在柵極絕緣層104上設(shè)置柵電極105。該氧化物半導(dǎo)體層包括溝道區(qū)域1031和源漏區(qū)域1032。為減小氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的串聯(lián)電阻，在源漏電極層102與源漏區(qū)域1032接觸的區(qū)域具有氫摻雜，并且氫濃度在源漏電極層102與源漏區(qū)域1032接觸的界面處最高，在遠(yuǎn)離界面處的方向上氫濃度逐漸變小。
[0009]由于氫的摻入會引起金屬電極表面在環(huán)境中退化，同時如果氫進(jìn)入到溝道區(qū)則會引起器件性能的衰減，例如會嚴(yán)重影響關(guān)斷電流和閾值電壓，特別是對溝道區(qū)的迀移率會產(chǎn)生較嚴(yán)重的影響，工藝上經(jīng)常使用熱處理來驅(qū)走溝道區(qū)的氫以使溝道區(qū)的半導(dǎo)體更純凈。為了避免上述問題的出現(xiàn)，使用本方法制備的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管在源漏電極層102與源漏區(qū)域1032接觸的區(qū)域內(nèi)的氫分布沒有延伸到源漏電極層102的下表面，也就是說在源漏電極層102的下表面沒有氫分布。為了不使得氫進(jìn)入溝道區(qū)域，在源漏區(qū)域1032靠近溝道區(qū)域1031的部分沒有與源漏電極層102接觸，這部分的存在避免了氫分布進(jìn)入到溝道區(qū)域1031中。
[0010]一方面，氫的引入會帶來優(yōu)越的源漏電極1032與半導(dǎo)體層103之間的電阻，顯著減小器件串聯(lián)電阻，提高器件效率；令一方面，氫的過多引入或氫引入到不當(dāng)?shù)奈恢糜謺o器件帶來負(fù)面影響。因此氫在源漏電極102內(nèi)的濃度分布，以及氫在源漏區(qū)域1032內(nèi)的濃度分布對器件性能的平衡起到重要作用，例如在整個源漏電極層102內(nèi)引入氫分布或是在整個源漏區(qū)域引入氫分布，那么氫的引入帶來的負(fù)面效果將超過正面效果；由于串聯(lián)電阻的產(chǎn)生在源漏電極102與源漏區(qū)域1032的界面處顯著大于遠(yuǎn)離該界面處。因此，氫濃度的分布在源漏電極102與源漏區(qū)域1032的界面處最大，并朝著遠(yuǎn)離源漏電極102與源漏區(qū)域1032的界面處的方向上逐漸減??；這樣可最大限度的平衡其正面效果和負(fù)面效果，整體上提尚器件性能。
[0011]參考圖1，絕緣襯底101，上形成AL源漏電極層102，該源漏電極層102的上表面與絕緣襯底的上表面在同一平面上；在絕緣襯底101上形成第一掩膜層201，該第一掩膜層201漏出源漏電極層102 ;置入鍍膜機，在氫氣氛中蒸鍍一層極薄的富氫Al膜301，該Al膜301的厚度在2-8納米，可根據(jù)需要調(diào)劑氫氣氛中的氫濃度。接著移除第一掩膜層201，得到如圖2所示上表面具有極薄富氫Al膜301的源漏電極層102。
[0012]參考圖3將襯底置入磁控濺射設(shè)備，以Zn-Sn-O材料為靶材，500-600攝氏度溫度下，在絕緣襯底101沉積氧化物半導(dǎo)體層；由于沉積溫度較高在500-600攝氏度，在氧化物半導(dǎo)體層快速沉積的過程中，源漏電極層102表面上的富氫Al膜301中的氫被激活而向氧化物半導(dǎo)體層和源漏電極層102擴散；當(dāng)完成氧化物半導(dǎo)體層的沉積時，氫的擴散也隨之完成，此時在源漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層103的界面區(qū)域形成了氫濃度分布區(qū)域3011，該氫濃度分布在源漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層接觸的界面處濃度最高，而遠(yuǎn)離該界面處濃度逐漸降低，同時，由于富氫Al膜的厚度極薄，氫的擴散不會延伸到氧化物半導(dǎo)體層103的上表面和源漏電極層102的下表面。
[0013]接著參考圖4，在氧化物半導(dǎo)體層103上沉積氮化硅柵極絕緣層104，該柵極絕緣層104與源漏電極層102之間在水平面上具有一間隔d，該間隔d主要保證之后氫不會進(jìn)入溝道區(qū)域。柵極絕緣層104上形成第二掩膜層202。借由第二掩膜層的掩膜作用，在柵極絕緣層104兩側(cè)的氧化物半導(dǎo)體層103中摻入硼原子以定義出源漏區(qū)1032和溝道區(qū)1031。然后，移除第二掩膜層202并在柵極絕緣層104上形成柵電極層105。如此便獲得了如圖6所示的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，包括絕緣襯底，所述絕緣襯底上形成有Al源漏電極層，所述Al源漏金屬電極層的上表面與所述絕緣襯底的上表面在同一平面上；氧化物半導(dǎo)體層位于所述絕緣襯底和Al源漏電極層上，在氧化物半導(dǎo)體層上沉積有柵極絕緣層，其特征在于:在所述Al源漏電極層與所述氧化物半導(dǎo)體交界處有一層極薄的富氫Al膜，所述柵極絕緣層與所述Al源漏電極層之間在水平面上具有一間隔。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，其特征在于:所述極薄的富氫Al膜的厚度為2-8納米。
【文檔編號】H01L29/786GK204243049SQ201420542610
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】司紅康, 金一琪 申請人:六安市華海電子器材科技有限公司