一种薄膜晶体管有源层材料

本发明涉及半导体，具体涉及一种薄膜晶体管有源层材料、掺杂方法以及薄膜晶体管。

背景技术：

1、基于非晶金属氧化物的薄膜晶体管(tft)，如铟镓氧化锌(igzo)tft，正在被寻求作为平板显示和其他应用中基于硅的tft的替代品。非晶金属氧化物tft的相对优点是其透明性、大的开/关电流比、较高的载流子迁移率、相对较低的加工温度等。但是有源层采用非晶金属氧化物材料的tft的电学性能在偏置、温度和照明应力下的长期稳定性和可靠性仍被认为是商业化过程中有待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是现有的tft采用非晶金属氧化物材料作为有源层存在性能不足和性能不稳定的问题。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种薄膜晶体管有源层材料，包括：

3、半导体主体以及掺杂源，半导体主体的材料为非晶金属氧化物材料，掺杂源用于对非晶金属氧化物材料掺杂，掺杂源的掺杂元素包括氢元素以及氟元素，有源层材料的含氧量大于含氢量与含氟量之和，含氢量大于含氟量。

4、根据第二方面，一种实施例中提供一种薄膜晶体管，其特征在于，包括源极、漏极、栅极、栅介质层以及有源层；

5、源极与漏极分别与有源层的第一表面接触，栅介质层与有源层的第二表面接触，栅极形成在栅介质层上方或下方；

6、有源层采用第一方面所描述的有源层材料制成。

7、根据第三方面，一种实施例中提供一种薄膜晶体管有源层的掺杂方法，包括：

8、在衬底或在栅介质层上形成有源层，有源层的材料非晶金属氧化物材料；

9、对有源层进行第一次掺杂，掺杂元素为氟元素；

10、对经氟元素掺杂的有源层进行第二次掺杂，掺杂元素为氢元素；

11、其中，最终得到的有源层的含氧量大于含氢量与含氟量之和，含氢量大于含氟量。

12、根据第四方面，一种实施例中提供一种薄膜晶体管有源层的掺杂方法，包括：

13、采用含氟的非晶金属氧化物材料靶材，采用溅射在衬底或在栅介质层上形成有源层；

14、对有源层进行掺杂，掺杂元素为氢元素；

15、其中，最终得到的有源层的含氧量大于含氢量与含氟量之和，含氢量大于含氟量。

16、根据第五方面，一种实施例中提供一种薄膜晶体管，包括源极、漏极、栅极、栅介质层以及有源层；

17、源极与漏极分别与有源层的第一表面接触，栅介质层与有源层的第二表面接触，栅极形成在栅介质层上；

18、有源层采用第三方面或第四方面所描述的掺杂方法制成。

19、依据上述实施例的薄膜晶体管有源层材料、掺杂方法以及薄膜晶体管，通过对非晶金属氧化物材料制成的有源层进行氟元素与氢元素的掺杂，钝化有源层中的缺陷，提高迁移率，提高电学稳定性，提高器件的性能。

技术特征：

1.一种薄膜晶体管有源层材料，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的有源层材料，其特征在于，所述含氢量与含氟量的比例为大于或等于1.5：1。

3.如权利要求2所述的有源层材料，其特征在于，所述含氧量为55％-85％。

4.如权利要求1所述的有源层材料，其特征在于，所述半导体主体为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟镓锌、氧化镓锌或氧化铟铜。

5.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括源极、漏极、栅极、栅介质层以及有源层；

6.如权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管为顶栅tft、底栅tft、双栅tft或者emmo tft。

7.一种薄膜晶体管有源层的掺杂方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述非晶金属氧化物材料为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟镓锌、氧化镓锌或氧化铟铜；

9.一种薄膜晶体管有源层的掺杂方法，其特征在于，包括：

10.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括源极、漏极、栅极、栅介质层以及有源层；

技术总结
一种薄膜晶体管有源层材料包括：半导体主体以及掺杂源，半导体主体的材料为非晶金属氧化物材料，掺杂源用于对非晶金属氧化物材料掺杂，掺杂源的掺杂元素包括氢元素以及氟元素，有源层材料的含氧量大于含氢量与含氟量之和，含氢量大于含氟量。本申请通过对非晶金属氧化物材料制成的有源层进行氟元素与氢元素的掺杂，钝化有源层中的缺陷，提高迁移率，提高电学稳定性，提高器件的性能。

技术研发人员：陆磊,陈文龙,韩子娟,王焱鑫,巫礼杰,张盛东,廖聪维
受保护的技术使用者：北京大学深圳研究生院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14