[發明專利]一種氧化物半導體薄膜晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 201410484955.9
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104362178A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 司紅康;金一琪
• 申請（專利權）人: 六安市華海電子器材科技有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及晶體管的制備方法，尤其是一種氧化物半導體薄膜晶體管的制備方法。

背景技術

薄膜晶體管作為一種場效應半導體器件，在有源陣列顯示器驅動等顯示領域有著重要的無可替代的運用，半導體活性材料對器件的性能和制造工藝有至關重要的影響，以硅為活性半導體材料的薄膜晶體管往往會存在遷移率低，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體材料能夠很好的解決硅半導體材料的缺點，作為可用于薄膜晶體管的氧化物半導體材料包括ZnO，MgZnO，Zn-Sn-O,?In-Zn-O,?SnO,?Ga2O3,?In-Ga-O,?In302,?In-Ga-Zn-O等性能優異的材料。但是隨著顯示領域迅速發展，目前對氧化物半導體薄膜晶體管的特性要求越來越高，例如要求較小的串聯電阻，較高的遷移率。

發明內容

本發明提供一種氧化物半導體薄膜晶體管的制備方法，該晶體管具有較低的串聯電阻，并且電阻的減小不會導致氧化物半導體薄膜晶體管其他性能的下降；

為解決上述技術問題本發明提供一種氧化物半導體薄膜晶體管的制備方法，包括絕緣襯底101，源漏電極層102；位于所述絕緣襯底101和源漏電極層102上的氧化物半導體層103；該氧化物半導體層103包括源漏區域1032和溝道區域1031。位于氧化物半導體層103上的柵極絕緣層104以及位于柵極絕緣層104上的柵電極105；

在源漏電極層102與源漏區域1032接觸的區域具有氫摻雜。氫濃度在源漏電極層102與源漏區域1032接觸的界面處最高，在遠離界面處的方向上氫濃度逐漸變小；

在源漏電極層102與源漏區域1032接觸的區域內的氫分布沒有延伸到源漏電極層102的下表面，即在源漏電極層102的下表面沒有氫分布；所述源漏區域1032還包括沒有與源漏電極層102接觸的靠近溝道區域1031的部分，并且氫分布沒有延伸到溝道區域1031中；

為了獲得上述晶體管，本發明提供一種制備上述氧化物半導體薄膜晶體管的方法，包括步驟：

在絕緣襯底101上形成AL源漏電極層102；在氫氣氛中在AL源漏電極層102表面上蒸鍍一層極薄的富氫Al膜301，該Al膜301的厚度在2-8納米；在500-600攝氏度溫度下，在絕緣襯底101沉積氧化物半導體層并在源漏電極層與氧化物半導體層103的界面區域形成氫濃度分布區域3011，該氫濃度分布在源漏電極層與氧化物半導體層接觸的界面處濃度最高，而遠離該界面處濃度逐漸降低，同時，氫的擴散沒有延伸到氧化物半導體層103的上表面和源漏電極層102的下表面；

在氧化物半導體層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；在柵極絕緣層104兩側的氧化物半導體層103中摻入硼原子以定義出源漏區1032和溝道區1031。最后在柵極絕緣層104上形成柵電極層105。

附圖說明

圖1-6本發明氧化物半導體薄膜晶體管在不同制備階段的剖面圖。

具體實施方式

以下將在附圖的幫助下詳細說明本發明的一個實施例的氧化物半導體薄膜晶體管的制備方法；

參見圖6，本發明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上設置柵電極105。該氧化物半導體層包括溝道區域1031和源漏區域1032。為減小氧化物半導體薄膜晶體管的串聯電阻，在源漏電極層102與源漏區域1032接觸的區域具有氫摻雜，并且氫濃度在源漏電極層102與源漏區域1032接觸的界面處最高，在遠離界面處的方向上氫濃度逐漸變小；

由于氫的摻入會引起金屬電極表面在環境中退化，同時如果氫進入到溝道區則會引起器件性能的衰減，例如會嚴重影響關斷電流和閾值電壓，特別是對溝道區的遷移率會產生較嚴重的影響，工藝上經常使用熱處理來驅走溝道區的氫以使溝道區的半導體更純凈。為了避免上述問題的出現，使用本方法制備的氧化物半導體薄膜晶體管在源漏電極層102與源漏區域1032接觸的區域內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。為了不使得氫進入溝道區域，在源漏區域1032靠近溝道區域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入到溝道區域1031中；