[發(fā)明專利]一種金屬氧化物薄膜晶體管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710858499.3
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107452810B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐睿;金尚忠;黃杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬氧化物薄膜晶體管，包括襯底、源電極、金屬氧化物溝道層、柵電極、柵介質(zhì)層、漏電極；其特征在于：源電極設(shè)置在襯底上，金屬氧化物溝道層設(shè)置在源電極上，漏電極設(shè)置在金屬氧化物溝道層上，柵電極和柵介質(zhì)層包埋在金屬氧化物溝道層中，且所述柵電極包埋在柵介質(zhì)層中；所述的一種金屬氧化物薄膜晶體管具有不少于2個柵介質(zhì)層，且柵介質(zhì)層與柵介質(zhì)層之間相互隔開，形成載流子由下至上的多導電溝道；

所述的柵介質(zhì)層是雙重柵介質(zhì)層，所述雙重柵介質(zhì)層由在柵電極上方沉積的絕緣層與原位氧化形成的氧化層組成；所述原位氧化形成的氧化層位于柵電極和金屬氧化物溝道層之間；所述原位氧化為柵電極和金屬氧化物溝道層的材料之間發(fā)生的氧化反應；所述柵電極原位氧化形成的氧化層厚度小于10nm；

所述的金屬氧化物溝道層為氧化銦In₂O₃、氧化銦鋅IZO、氧化銦鎵鋅IGZO、氧化銦鉿鋅HIZO或氧化銦鎵IGO。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于所述的金屬氧化物溝道層組分中In₂O₃的質(zhì)量百分比大于50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于所述的柵電極為Al、Hf、Ti、Zr、Mg、Mn、Cr、Zn中的一種或者它們之間組成的合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于所述的柵電極是使用一定圖案掩模形成的不少于2個且相互隔開的金屬電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬氧化物薄膜晶體管，其特征在于所述的源電極和漏電極為氧化銦錫ITO、高導電率IZO、Mo、Cu或Ag。

6.一種金屬氧化物薄膜晶體管的制備方法，其特征在于所述方法包括：通過在襯底上形成源電極；在所述的源電極上形成第一金屬氧化物溝道層；在所述的第一金屬氧化物溝道層上使用一定圖案掩膜，然后沉積金屬形成不少于2個且相互隔開的柵電極；在所述柵電極上沉積絕緣層；在所述的第一金屬氧化物溝道層、柵電極和絕緣層上繼續(xù)生長與第一金屬氧化物溝道層相同的金屬氧化物形成完整的金屬氧化物溝道層，并將柵電極包埋在金屬氧化物溝道層中間；在所述的金屬氧化物溝道層上形成漏電極；整個結(jié)構(gòu)在200℃大氣環(huán)境下退火10小時，使柵電極和金屬氧化物溝道層之間發(fā)生原位氧化反應，從而在所述柵電極的周圍生長厚度小于10nm的柵介質(zhì)層，柵介質(zhì)層與柵介質(zhì)層之間相互隔開，形成載流子由下至上的多導電溝道。