薄膜晶体管及其制备方法、存储器件与流程

本技术实施例涉及半导体，特别是涉及一种薄膜晶体管及其制备方法、存储器件。

背景技术：

1、传统的6f2架构的dram(dynamic random access memory，动态随机存取内存)在cell(单元)里面采用1t1c(1transistor 1capacitor),晶体管的亚阈值漏电导致存储在电容里的电荷不断流失，从而需要定期对存储在电容里的数据进行刷新(即每隔64ms对存储在电容里的数据重写一遍)，这增加了存储器的功耗，并且不适合用于需要大量存储的情形。igzo薄膜晶体管(氧化铟镓锌薄膜晶体管)因为极低的漏电，使得它应用在存储器领域变得比较有竞争力，研究表明，利用igzo薄膜晶体管形成的cell实现了大于100s的dataretention(数据保留时间)，相对于64ms的数据保留时间来说，数据保留时间实现了极大的提升，但是igzo薄膜晶体管的源极区域和漏极区域的接触电阻都很大，造成存储器件工作不稳定，如何降低igzo薄膜晶体管的源极区和漏极区的接触电阻成为急需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种新的薄膜晶体管及其制备方法、存储器件，可以优化薄膜晶体管的源极区和漏极区的接触电阻。

2、一种薄膜晶体管的制备方法，包括：

3、提供基底；

4、于基底上形成氧化物半导体层，所述氧化物半导体层包括沟道预设区以及位于沟道预设区相对两侧的源极预设区和漏极预设区；

5、于沟道预设区上形成牺牲栅层；

6、于源极预设区和漏极预设区上形成还原层；

7、采用退火工艺，以使所述还原层对所述源极预设区和所述漏极预设区进行导体化处理，形成源极区和漏极区；

8、于源极区和漏极区上形成保护层；

9、去除所述牺牲栅层，并对所述沟道预设区进行氧化处理，形成沟道区。

10、在其中一个实施例中，于基底上形成氧化物半导体层之前还包括：

11、于基底上形成埋氧层；

12、其中，所述氧化物半导体层形成于埋氧层背离基底的一侧。

13、在其中一个实施例中，于基底上形成氧化物半导体层之前还包括：

14、于基底上形成氧化层及位于氧化层相对两侧的阻挡层；

15、其中，所述氧化物半导体层覆盖氧化层和阻挡层，且所述氧化物半导体层覆盖氧化层的部分为沟道预设区，所述氧化物半导体层覆盖阻挡层的部分分别为源极预设区和漏极预设区。

16、在其中一个实施例中，于基底上形成氧化物半导体层之后，且于沟道预设区上形成牺牲栅层之前，薄膜晶体管的制备方法还包括：

17、于氧气氛围中对所述氧化物半导体层进行退火处理。

18、在其中一个实施例中，还原层至少包括钛层、氮化钛层、多晶硅层、无定形硅层或碳薄膜层中的一种；牺牲栅层至少包括氮化物层或氧化物层中的一种；保护层包括氮化物层；氧化物半导体层包括铟镓锌氧化物层。

19、在其中一个实施例中，于源极预设区和漏极预设区上形成还原层包括：

20、形成覆盖源极预设区、漏极预设区及牺牲栅层的氮化钛层；

21、形成覆盖氮化钛层的多晶硅层；

22、其中，多晶硅层的顶表面高于牺牲栅层的顶表面。

23、在其中一个实施例中，采用退火工艺，以使还原层对源极预设区和漏极预设区进行导体化处理，包括：

24、于氢气氛围中采用退火工艺，以使还原层对源极预设区和漏极预设区进行导体化处理；

25、其中，所述退火工艺的温度范围包括：300℃～500℃。

26、在其中一个实施例中，于源极区和漏极区上形成保护层之前，还包括：

27、去除所述还原层。

28、在其中一个实施例中，对沟道预设区进行氧化处理包括：

29、于氧气氛围中对沟道预设区进行退火处理。

30、在其中一个实施例中，薄膜晶体管的制备方法还包括：

31、分别于沟道区上形成栅极层、于源极区上形成源极层以及于漏极区上形成漏极层。

32、在其中一个实施例中，去除牺牲栅层之后，得到位于沟道区的第一沟槽；分别于沟道区上形成栅极层、于源极区上形成源极层以及于漏极区上形成漏极层，包括：

33、于第一沟槽内壁形成栅介质膜层，所述栅介质膜层延伸覆盖在保护层上；

34、对位于保护层上的栅介质膜层及保护层进行图形化处理，得到贯穿保护层的第二沟槽，以及由位于第一沟槽内壁的栅介质膜层构成的栅介质层；

35、于第二沟槽的内壁形成功函数材料层，所述功函数材料层沿第二沟槽的侧壁延伸覆盖在栅介质层及保护层上；

36、于功函数材料层上形成导电材料层，所述导电材料层填满第一沟槽及第二沟槽；

37、研磨导电材料层及功函数材料层至暴露出栅介质层背离保护层的表面，得到由位于第一沟槽内的导电材料层构成的栅极层，由位于第二沟槽内的导电材料层构成的源极层或漏极层。

38、本技术还提供一种薄膜晶体管，包括：

39、基底；

40、沟道区，位于基底上；

41、源极区和漏极区，位于基底上，且位于所述沟道区的相对两侧；其中，沟道区、源极区及漏极区采用如上任一项所述的制备方法制成的。

42、在其中一个实施例中，薄膜晶体管还包括：

43、埋氧层，所述埋氧层位于基底上；

44、其中，沟道区、源极区和漏极区位于埋氧层背离基底的一侧。

45、在其中一个实施例中，薄膜晶体管还包括：

46、氧化层，位于基底上；

47、阻挡层，位于基底上，且位于氧化层的相对两侧；

48、其中，沟道区位于氧化层上，且沟道区的底表面与氧化层的顶表面重合，源极区和漏极区位于阻挡层上，且源极区的底表面与阻挡层的顶表面重合，漏极区的底表面与阻挡层的顶表面重合。

49、在其中一个实施例中，薄膜晶体管还包括：

50、多个隔离挡墙，间隔设置，以形成第一沟槽和位于第一沟槽两侧的第二沟槽；所述第一沟槽暴露出沟道区，两个第二沟槽分别暴露出源极区和漏极区；

51、栅介质层，位于第一沟槽的内壁；

52、功函数层，位于栅介质层上及第二沟槽的内壁；

53、栅极层，位于第一沟槽内的功函数层上，且填满第一沟槽；

54、源极层和漏极层，位于第二沟槽内的功函数层上，且填满第二沟槽；

55、其中，栅极层、源极层和漏极层的顶表面位于同一平面。

56、本技术还提供一种存储器件，包括：

57、如上任一项所述的薄膜晶体管；

58、电容结构，电容结构的一端与薄膜晶体管的输出端连接。

59、上述薄膜晶体管的制备方法中，通过退火工艺使得还原层对下方做为源极预设区和漏极预设区的氧化物半导体层进行导体化处理，增加了源极区和漏极区中的氧空位，使得源极区和漏极区更接近于导体，增加了源极区和漏极区的电导率，从而降低源极区与源极之间、漏极区与漏极之间的接触电阻，通过对沟道预设区进行氧化处理，增加了沟道区中的氧原子，即减少了沟道区中的氧空位，使得沟道区更接近于半导体，整体提高了薄膜晶体管的工作性能。

60、上述薄膜晶体管，在源极区和漏极区在制备过程中，通过退火工艺使得还原层对下方做为源极预设区和漏极预设区的氧化物半导体层进行导体化处理，增加了源极区和漏极区中的氧空位，使得源极区和漏极区更接近于导体，增加了源极区和漏极区的电导率，从而降低源极区与源极之间、漏极区与漏极之间的接触电阻，通过对沟道预设区进行氧化处理，增加了沟道区中的氧原子，即减少了沟道区中的氧空位，使得沟道区更接近于半导体，整体提高了薄膜晶体管的工作性能。

61、上述存储器件中的薄膜晶体管，在源极区和漏极区在制备过程中，通过退火工艺使得还原层对下方做为源极预设区和漏极预设区的氧化物半导体层进行导体化处理，增加了源极区和漏极区中的氧空位，使得源极区和漏极区更接近于导体，增加了源极区和漏极区的电导率，从而降低源极区与源极之间、漏极区与漏极之间的接触电阻，通过对沟道预设区进行氧化处理，增加了沟道区中的氧原子，即减少了沟道区中的氧空位，使得沟道区更接近于半导体，整体提高了薄膜晶体管的工作性能，达到提高存储器件性能的目的。