薄膜晶体管的制备方法与流程

本申请涉及半导体，特别涉及一种薄膜晶体管的制备方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，应用越来越广，在计算机、通信等领域，都需要使用具有不同功能的半导体结构。在半导体结构中，尤其是在金属氧化物半导体结构中，例如在薄膜晶体管(thin film transistor，简称tft)中，通常需要制作沟道层，以用作载流子的迁移通道。其中，铟镓锌氧化物(igzo)等过渡金属氧化物具有高载流子迁移率、光学透明性等性能，用作沟道层时可以提高薄膜晶体管的性能。然而，上述薄膜晶体管的偏压稳定性较差。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种薄膜晶体管的制备方法，以提高偏压稳定性。

2、本申请实施例提供一种薄膜晶体管的制备方法，其包括：形成沟道层，所述沟道层的材质为过渡金属氧化物；利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理，以降低所述沟道层的氧空位和陷阱态。

3、本申请实施例中的薄膜晶体管的制备方法通过形成沟道层，沟道层的材质为过渡金属氧化物，并通过含硫和氟的气体或等离子体对沟道层进行处理，利用硫和氟与沟道层中的氧空位结合，两种元素均可以抑制氧空位，抑制效果更明显，可以有效降低沟道层中的氧空位，降低沟道层的缺陷，抵抗环境中氢的影响，避免氢在沟道层中扩散，提高偏压稳定性，尤其是高温偏压稳定性。同时，硫和氟均可以钝化沟道层表面的悬挂键等陷阱态，修复沟道层的缺陷，两种元素均可以钝化沟道层，钝化效果更明显，抵抗环境中氢的影响，避免氢在沟道层中扩散，进一步提高偏压稳定性，尤其是高温偏压稳定性。

4、在一种可能的实现方式中，利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理，包括：在含硫和氟的气体中对所述沟道层进行退火；或者，用含硫和氟的等离子体对所述沟道层进行轰击。

5、在一种可能的实现方式中，所述沟道层的材质为铟镓锌氧化物，且所述沟道层通过磁控溅射工艺形成。

6、在一种可能的实现方式中，述形成沟道层之前，还包括：提供基底；形成栅极，所述栅极位于所述基底上；形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述栅极，并延伸至所述栅极两侧的所述基底上；

7、相应地，所述沟道层覆盖所述栅介质层；

8、所述利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理之后，还包括：形成间隔设置的第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，所述第一钝化层、所述第二钝化层和所述第三钝化层均位于处理后的所述沟道层上，且所述第一钝化层与所述栅极相对，所述第二钝化层和所述第三钝化层分别位于所述第一钝化层的两侧；形成第一源漏极和第二源漏极，所述第一源漏极和所述第二源漏极均位于处理后的所述沟道层上，且所述第一源漏极位于所述第一钝化层和所述第二钝化层之间，所述第二源漏极位于所述第一钝化层和所述第三钝化层之间。

9、在一种可能的实现方式中，形成沟道层之前，还包括：提供基底；形成栅极，所述栅极位于所述基底上；形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述栅极，并延伸至所述栅极两侧的所述基底上；

10、相应地，所述沟道层覆盖所述栅介质层；

11、形成沟道层之后，利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理之前，还包括：形成间隔设置的第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，所述第一钝化层、所述第二钝化层和所述第三钝化层位于所述沟道层上，且所述第一钝化层与所述栅极相对，所述第二钝化层和所述第三钝化层分别位于所述第一钝化层的两侧；

12、利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理之后，还包括：形成第一源漏极和第二源漏极，所述第一源漏极和所述第二源漏极均位于处理后的所述沟道层上，且所述第一源漏极位于所述第一钝化层和所述第二钝化层之间，所述第二源漏极位于所述第一钝化层和所述第三钝化层之间。

13、在一种可能的实现方式中，利用所述含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理时，所述含硫和氟的等离子体的轰击方向相对所述沟道层倾斜。

14、在一种可能的实现方式中，形成第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，包括：沉积氧化物层，并在所述氧化物层上沉积氮化物层；利用光刻工艺在所述氮化物层上形成的第一光刻胶层，所述第一光刻胶层具有第一图案；以具有第一图案的所述第一光刻胶层为掩膜，干法刻蚀去除所述第一光刻胶层外的所述氧化物层和所述氮化物层，以暴露所述沟道层，剩余的所述氧化物层和所述氮化物层形成所述第一钝化层、所述第二钝化层和所述第三钝化层；

15、相应地，形成第一源漏极和第二源漏极，包括：通过磁控溅射工艺形成导电层，所述导电层覆盖所述第一光刻胶层，以及暴露的所述沟道层；去除所述第一光刻胶层和所述第一光刻胶层上的导电层，剩余的导电层形成所述第一源漏极和所述第二源漏极。

16、在一种可能的实现方式中，形成沟道层之前，还包括：提供基底；形成间隔设置的第一源漏极和第二源漏极，所述第一源漏极和第二源漏极位于所述基底上；

17、相应地，所述沟道层至少覆盖所述第一源漏极和所述第二源漏极之间的所述基底；

18、利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理之后，还包括：形成栅介质层，所述栅介质层至少覆盖处理后的所述沟道层；形成栅极，所述栅极位于所述栅介质层上，且与所述第一源漏极和所述第二源漏极之间的区域相对。

19、在一种可能的实现方式中，形成沟道层之前，还包括：提供基底；

20、相应地，所述沟道层位于所述基底上；

21、形成沟道层之后，还包括：形成间隔设置的第一源漏极和第二源漏极，所述第一源漏极和第二源漏极位于所述基底上，且分别位于所述沟道层的两侧；形成间隔设置的第一源漏极和第二源漏极之前或者之后，利用含硫和氟的气体或等离子体对沟道层进行处理，且利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理之后，还包括：形成栅介质层，所述栅介质层至少覆盖处理后的所述沟道层；形成栅极，所述栅极位于所述栅介质层上，且与所述第一源漏极和所述第二源漏极之间的区域相对。

22、在一种可能的实现方式中，形成沟道层之前，还包括：提供基底；形成栅极，所述栅极位于所述基底上；形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述栅极，并延伸至所述栅极两侧的所述基底上；形成间隔设置的第一源漏极和第二源漏极，所述第一源漏极和第二源漏极位于所述栅介质层，所述第一源漏极和第二源漏极之间的区域与所述栅极相对；

23、相应地，所述沟道层至少覆盖位于所述第一源漏极和第二源漏极之间的所述栅介质层；

24、所述利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理之后，还包括：形成第四钝化层，所述第四钝化层至少覆盖处理后的所述沟道层。

技术特征：

1.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，利用含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理，包括：

3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述沟道层的材质为铟镓锌氧化物，且所述沟道层通过磁控溅射工艺形成。

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述形成沟道层之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成沟道层之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，利用所述含硫和氟的气体或等离子体对所述沟道层进行处理时，所述含硫和氟的等离子体的轰击方向相对所述沟道层倾斜。

7.根据权利要求4-6任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，包括：

8.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成沟道层之前，还包括：

9.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成沟道层之前，还包括：

10.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成沟道层之前，还包括：

技术总结
本申请实施例提供一种薄膜晶体管的制备方法，涉及半导体技术领域，解决偏压稳定性差的技术问题。该薄膜晶体管的制备方法包括：形成沟道层，沟道层的材质为过渡金属氧化物；利用含硫和氟的气体或等离子体对沟道层进行处理，以降低沟道层的氧空位和陷阱态。利用硫和氟与沟道层中的氧空位结合，两种元素均可以抑制氧空位，抑制效果更明显。同时，硫和氟均可以钝化沟道层表面的悬挂键等陷阱态，修复沟道层的缺陷，两种元素均可以钝化沟道层，钝化效果更明显，以有效减少氧空位和陷阱态，从而可以抵抗环境中氢的影响，避免氢在沟道层中扩散，提高偏压稳定性，尤其是高温偏压稳定性。

技术研发人员：岳士录,王成博,陈文龙,褚莹莉,冯依婷,孙威
受保护的技术使用者：深圳市新凯来工业机器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8