薄膜晶体管及其制备方法

本公开涉及半导体，更具体地涉及一种薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术：

1、薄膜晶体管(thin-film transistors，以下简称tfts)作为高分辨率高速显示器件的驱动和开关元件，需要保证一定的稳定性。

2、在实现本公开发明构思的过程中，发明人发现，薄膜晶体管存在受长时间的偏置电压影响而导致器件稳定性差的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了薄膜晶体管及其制备方法。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种薄膜晶体管，包括：

3、基板；栅极金属层；沟道层；介质层，位于栅极金属层和沟道层之间；钝化层，包括源极接触孔和漏极接触孔；源极阻挡层，位于源极接触孔内；漏极阻挡层，位于漏极接触孔内；源极，通过源极阻挡层与沟道层间隔设置；漏极，通过漏极阻挡层与沟道层间隔设置。

4、根据本公开的实施例，源极阻挡层和漏极阻挡层的材料包括以下之一：合金材料、氧化物半导体材料，源极阻挡层和漏极阻挡层的厚度为10nm～50nm；沟道层的材料包括非晶氧化物半导体材料，沟道层的厚度为1～1000nm。

5、根据本公开的实施例，合金材料中的金属包括以下至少一种：cu、al、ti、au；非晶氧化物半导体材料包括以下之一：a-igzo、a-iazo、a-zto、a-igo。

6、根据本公开的实施例，介质层材料包括以下之一：siox、sinx、al2o3、hfo2，且介质层的厚度为20nm～500nm。

7、根据本公开的实施例，栅极金属层材料包括合金材料，且栅极金属层的厚度为10nm～500nm。

8、根据本公开的实施例，钝化层材料包括以下之一：siox、sinx、tio2、al2o3、聚酰亚胺，且钝化层的厚度为50nm～500nm。

9、根据本公开的实施例，源极接触孔和漏极接触孔的形状包括以下之一：圆柱型、长方体型、圆台型、棱台型。

10、本公开的第二方面提供了一种薄膜晶体管的制备方法，包括：

11、在基板上通过溅射和光刻的方法生成栅极金属层；在栅极金属层上生成介质层；在介质层上生成沟道层；在沟道层上方通过溅射生成钝化层；刻蚀钝化层，生成源极接触孔和漏极接触孔；在源极接触孔和漏极接触孔位置上生成源极阻挡层和漏极阻挡层；以及在源极阻挡层和漏极阻挡层上方分别生成源极和漏极，获得目标薄膜晶体管。

12、根据本公开的实施例，在介质层上生成沟道层，包括：将in2o3靶材、ga2o3靶材和zno靶材按比例混合并烧结，得到in-ga-zn-o靶材；将in-ga-zn-o靶材装在溅射腔体的内靶位上，通过磁控溅射方法对in-ga-zn-o靶材进行沉积，得到in-ga-zn-o薄膜，生成沟道层。

13、根据本公开的实施例，在介质层上生成沟道层，包括：将纯净的ga2o3靶材、in2o3靶材和zno靶材分别装在溅射腔体的内靶位上，通过磁控溅射方法对ga2o3靶材、in2o3靶材和zno靶材进行沉积，得到in-ga-zn-o薄膜，生成沟道层。

14、根据本公开提供的薄膜晶体管及其制备方法，通过在钝化层中设置接触孔减少源极和漏极与沟道层之间的接触面积，保证薄膜晶体管功能的同时，有效降低源极和漏极中金属离子的扩散；同时，在金属电极与沟道层之间相应设置了源极阻挡层和漏极阻挡层，进一步阻挡源极和漏极中的金属离子向沟道层的扩散，使得薄膜晶体管在长时间的偏置电压下可以保证较高稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种薄膜晶体管，包括：

2.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中，所述源极阻挡层和所述漏极阻挡层的材料包括以下之一：合金材料、氧化物半导体材料，所述源极阻挡层和所述漏极阻挡层的厚度为10nm～50nm；

3.根据权利要求2的薄膜晶体管，其中，所述合金材料中的金属包括以下至少一种：cu、al、ti、au；

4.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中，所述介质层材料包括以下之一：siox、sinx、al2o3、hfo2，且所述介质层的厚度为20nm～500nm。

5.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中，所述栅极金属层材料包括合金材料，且所述栅极金属层的厚度为10nm～500nm。

6.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中，所述钝化层材料包括以下之一：siox、sinx、tio2、al2o3、聚酰亚胺，且所述钝化层的厚度为50nm～500nm。

7.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中，所述源极接触孔和漏极接触孔的形状包括以下之一：圆柱型、长方体型、圆台型、棱台型。

8.一种根据权利要求1～7中任一项薄膜晶体管的制备方法，包括：

9.根据权利要求8的方法，其中，在所述介质层上生成沟道层，包括：

10.根据权利要求8的方法，其中，在介质层上生成沟道层，包括：

技术总结
本公开提供了一种薄膜晶体管，可以应用于半导体技术领域。该薄膜晶体管包括：基板；栅极金属层；沟道层；介质层，位于栅极金属层和沟道层之间；钝化层，包括源极接触孔和漏极接触孔；源极阻挡层，位于源极接触孔内；漏极阻挡层，位于漏极接触孔内；源极，通过源极阻挡层与沟道层间隔设置；漏极，通过漏极阻挡层与沟道层间隔设置。本公开还提供了一种薄膜晶体管的制备方法。

技术研发人员：胡顺东,尤楠楠,王盛凯,李泠,王嘉义,徐杨
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24