[發明專利]縱向晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201310565481.6
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104465390B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 葉佳俊;陳蔚宗;徐振航;辛哲宏
• 申請（專利權）人: 元太科技工業股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/49
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 王正茂;董云海

本發明公開了一種縱向晶體管及其制造方法。制造方法包括：在基板上形成第一圖案化導電層；在第一圖案化導電層上形成圖案化金屬氧化物層，圖案化金屬氧化物層包括第一圖案化絕緣層、第二圖案化絕緣層以及第二圖案化導電層；形成半導體層；形成第三圖案化導電層。第一圖案化絕緣層、第二圖案化絕緣層以及第二圖案化導電層以同一金屬氧化物材料形成，且第二圖案化導電層的氧濃度與第一圖案化絕緣層以及第二圖案化絕緣層的氧濃度不同。

技術領域

本發明涉及一種電子元件及其制造方法。尤其涉及一種縱向晶體管及其制造方法。

背景技術

隨著電子科技的快速進展，晶體管已被廣泛地應用在各式電子裝置中，如電腦、移動電話或顯示器等。

在典型的平面晶體管(planar transistor)的工藝過程中，晶體管的通道長度(channel length)受限于機臺的能力，故無法被進一步地縮小。

若晶體管改為縱向，如何簡化縱向晶體管的工藝過程為本領域中的重要議題。

發明內容

本發明的一個方面提供一種縱向晶體管的制造方法。根據本發明一實施例，該制造方法包括：在基板上形成第一圖案化導電層；在該第一圖案化導電層上形成圖案化金屬氧化物層，該圖案化金屬氧化物層包括第一圖案化絕緣層、第二圖案化絕緣層以及第二圖案化導電層，該第二圖案化導電層介于該第一圖案化絕緣層與該第二圖案化絕緣層之間；形成半導體層；以及形成第三圖案化導電層，其中該半導體層位于該第一圖案化導電層與該第三圖案化導電層之間，其中該第一圖案化絕緣層、該第二圖案化絕緣層以及該第二圖案化導電層以同一金屬氧化物材料形成，且該第二圖案化導電層的氧濃度與該第一圖案化絕緣層以及該第二圖案化絕緣層的氧濃度不同。

根據本發明一實施例，在該第一圖案化導電層上形成該圖案化金屬氧化物層的步驟包括：在第一氧流量(flow rate of oxygen)下，在該第一圖案化導電層上形成第一絕緣材料層；在第二氧流量下，在該第一絕緣材料層上形成導電材料層；在第三氧流量下，在該導電材料層上形成第二絕緣材料層，其中該第二氧流量不同于該第一氧流量與該第三氧流量；以及圖案化該第一絕緣材料層、該導電材料層以及該第二絕緣材料層，以分別形成該第一圖案化絕緣層、該第二圖案化導電層以及該第二圖案化絕緣層。

根據本發明一實施例，其中該第二圖案化導電層的氧濃度低于該第一圖案化絕緣層與該第二圖案化絕緣層的氧濃度。

根據本發明一實施例，其中該第二圖案化導電層的氧濃度介于0％至2％之間，且該第一圖案化絕緣層與該第二圖案化絕緣層的氧濃度大于5％。

本發明的另一個方面提供一種縱向晶體管。根據本發明一實施例，該縱向晶體管包括第一圖案化導電層、圖案化金屬氧化物層、半導體層以及第三圖案化導電層。該第一圖案化導電層形成于基板上。該圖案化金屬氧化物層形成于該第一圖案化導電層上。該圖案化金屬氧化物層包括第一圖案化絕緣層、第二圖案化絕緣層以及第二圖案化導電層。該第二圖案化導電層介于該第一圖案化絕緣層以及該第二圖案化絕緣層之間。該半導體層位于該第一圖案化導電層與該第三圖案化導電層之間。該第一圖案化絕緣層、該第二圖案化絕緣層以及該第二圖案化導電層以同一金屬氧化物材料形成，且該第二圖案化導電層的氧濃度與該第一圖案化絕緣層以及該第二圖案化絕緣層的氧濃度不同。

根據本發明一實施例，其中該第二圖案化導電層的氧濃度低于該第一圖案化絕緣層與該第二圖案化絕緣層的氧濃度。

根據本發明一實施例，其中該第二圖案化導電層的氧濃度介于0％至2％之間，且該第一圖案化絕緣層與該第二圖案化絕緣層的氧濃度大于5％。