[發明專利]一種薄膜晶體管以及薄膜晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 202110625610.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113363329A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 徐苗;李民;周雷;徐華;李洪濛;龐佳威;彭俊彪;王磊;鄒建華;陶洪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/34
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種薄膜晶體管以及薄膜晶體管的制備方法。該薄膜晶體管包括：襯底；源極和漏極，源極和漏極位于襯底的表面；層間絕緣層，層間絕緣層覆蓋源極和漏極；有源層，有源層位于層間絕緣層背離源極和漏極一側的表面，有源層包括源區、漏區和位于源區和漏區之間的溝道區，源極在襯底的投影面積覆蓋溝道區在襯底的投影面積或者漏極在襯底的投影面積覆蓋溝道區在襯底的投影面積，其中，有源層包括金屬氧化物半導體材料或者碳納米管；柵極絕緣層和柵極，柵極絕緣層和柵極層疊設置在有源層背離層間絕緣層一側的表面，其中，柵極絕緣層位于有源層和柵極之間。本發明實施例提供的技術方案，實現了一種飽和區特性良好且制備成本低的薄膜晶體管。

技術領域

本發明實施例涉及半導體技術領域，尤其涉及一種薄膜晶體管以及薄膜晶體管的制備方法。

背景技術

薄膜晶體管作為液晶、有機顯示器的關鍵器件，對于顯示器件的工作性能具有十分重要的作用。常見的薄膜晶體管主要有非晶硅薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管、有機薄膜晶體管以及金屬氧化物薄膜晶體管。

由于金屬氧化物薄膜晶體管具有優良的壓電、光電、氣敏和壓敏等性能，在半導體領域具有廣泛的發展前景。目前金屬氧化物薄膜晶體管主要使用的結構為刻蝕阻擋層結構、背溝道刻蝕結構和頂柵結構。

其中傳統的刻蝕阻擋層結構很難實現小尺寸化，并且寄生電容很大，這樣很難在高精細顯示屏以及大尺寸顯示屏中應用。背溝道刻蝕結構，金屬氧化物半導體材料較為敏感，耐受刻蝕液性能較差，所以難以獲得高遷移率以及高穩定性的器件性能。

而目前頂柵結構僅能應用于低溫多晶硅薄膜晶體管器件的制作，而在金屬氧化物薄膜晶體管中由于工藝復雜，光刻次數多，所以并未廣泛采用。最主要的原因是金屬氧化物薄膜晶體管的輸出特性的飽和性能較差。

圖1為現有技術中頂柵結構的金屬氧化物薄膜晶體管的輸出特性曲線。圖2為現有技術中雙柵結構的金屬氧化物薄膜晶體管的輸出特性曲線。如圖1所示，頂柵結構的金屬氧化物薄膜晶體管的輸出特性，在源漏電極電壓持續提高的時候，源漏電流緩慢增加。如圖2所示，而在頂柵結構器件的基礎上，雙柵結構的金屬氧化物薄膜晶體管的輸出特性，源漏電流在飽和區，就表現為良好的飽和特性。良好的飽和特性能夠保證顯示屏工作時較好的均勻性。但是，這種雙柵結構的金屬氧化物薄膜晶體管，需要額外增加兩次光刻工藝，提高了成本。需要說明的是，圖1和圖2中薄膜晶體管的寬長比相同，且輸出特性曲線是在不同柵極電壓下繪制的，其中柵極電壓包括2.1V、4.1V、6.1V、8.1V和10.1V。

因此，亟需一種飽和區特性良好且制備成本低的薄膜晶體管以及薄膜晶體管的制備方法。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種薄膜晶體管以及薄膜晶體管的制備方法，以實現一種飽和區特性良好且制備成本低的薄膜晶體管。

本發明實施例提供了一種薄膜晶體管，包括：

襯底；

源極和漏極，所述源極和漏極位于所述襯底的表面；

層間絕緣層，所述層間絕緣層覆蓋所述源極和所述漏極，且所述層間絕緣層位于所述源極和所述漏極背離所述襯底一側的表面，所述層間絕緣層設置有第一過孔和第二過孔，所述第一過孔暴露部分所述源極，所述第二過孔暴露部分所述漏極；

有源層，所述有源層位于所述層間絕緣層背離所述源極和所述漏極一側的表面，所述有源層包括源區、漏區和位于所述源區和漏區之間的溝道區，所述源區通過所述第一過孔與所述源極連接，所述漏區通過所述第二過孔與所述漏極連接，所述源極在所述襯底的投影面積覆蓋所述溝道區在所述襯底的投影面積或者所述漏極在所述襯底的投影面積覆蓋所述溝道區在所述襯底的投影面積，其中，所述有源層包括金屬氧化物半導體材料或者碳納米管；

柵極絕緣層和柵極，所述柵極絕緣層和所述柵極層疊設置在所述有源層背離所述層間絕緣層一側的表面，其中，所述柵極絕緣層位于所述有源層和所述柵極之間。