高迀移率、高稳定性金属 氧化物薄膜晶体管，如图1所示，在衬底01上依次设置有栅极02、栅极绝缘层03、有源层、 源漏电极05和钝化层06。
[0033] 其中，有源层由一个子有源层和半导体保护层构成，该子有源层由载流子隔离层 041、载流子传输层042和半导体保护层043构成，载流子隔离层041、载流子传输层042和 半导体保护层043均为非晶金属氧化物薄膜，载流子隔离层041沉积于栅极绝缘层03之 上，载流子传输层042沉积于载流子隔离层041之上，半导体保护层043沉积于载流子传输 层042之上。
[0034] 通过在垂直于导电沟道平面的方向上，对金属氧化物薄膜内部的载流子浓度分布 以及缺陷态的分布控制，进而获得高性能的金属氧化物薄膜晶体管。具体的，载流子隔离层 041具有相对较低的载流子浓度和较少的缺陷态，其载流子迀移率为a;载流子传输层042 具有相对较高的载流子浓度，其载流子迀移率为b ;半导体保护层043的载流子迀移率为c， 其满足关系：b>a且b >c。载流子隔离层的价带能级（Ev)与费米能级（Ef)的能级差为Ea， 载流子传输层价带能级（Ev)与费米能级（Ef)的能级差为E b;载流子隔离层的能级差与载流 子传输层的能级差满足|Ea|>|Eb|。
[0035] 本发明将非晶金属氧化物半导体有源层内部分为三个不同功能的区域，载流子隔 离层可由有效地避免具有高载流子浓度和高载流子迀移率的载流子传输层和栅极绝缘层 接触而形成的界面态，从而降低界面态对载流子传输层的影响；同时，通过引入半导体保 护层，其不仅能避免后续的制备工艺对载流子传输层的影响，而且，借助能带结构的调制作 用，能有效地抑制光生载流子对器件造成的影响，提高器件的稳定性，进而获得高性能的金 属氧化薄膜晶体管。
[0036] 在非晶金属氧化物半导体有源层中，载流子隔离层041直接与栅极绝缘层03接 触。由于载流子隔离层041中各元素原子的结合相对稳定，其深能级缺陷较少，因此可以大 大降低栅极绝缘层03与有源层之间的界面态对器件性能的影响；同时，由于载流子传输层 042具有较高的载流子浓度和较高的载流子迀移率，在栅极02的电场作用下，所产生的载 流子快速注入并填充载流子隔离层041中的缺陷态，使器件表现出较低的亚阈值摆幅。另 外，由于载流子隔离层和载流子传输层之间载流子浓度存在一定的梯度，也即二者的费米 能级存在一定的差，当二者接触后在其界面处形成一定的能级差；由栅极电场的作用而产 生的载流子被主要限制在载流子传输层中。因此，薄膜晶体管表现为较低的亚阈值摆幅和 较高的迀移率。在稳定性方面，同时由于载流子隔离层与载流子传输层中价带与费米能级 之间的能级差满足|E a|>|Eb|的关系，这使得光生空穴无法向栅极绝缘层漂移，因此可以获 得更优的光照稳定性。
[0037] 具体的，载流子隔离层041由含有铟、镓、铝、锌、锡、硅、镧、镨、钕、钐、铕、铪中的 一种或多种元素的氧化物制备而成的非晶金属氧化物薄膜。载流子隔离层041的载流子浓 度是 1013~1018 cm_3、厚度为 2 nm~10 nm。
[0038] 载流子传输层042是由以铟或者锡元素中的至少一种元素的氧化物为主成分，掺 杂镓、锌、铝、硅、镧、镨、钕、钐、铕、铪中的一种或多种元素的氧化物构成的非晶金属氧化物 薄膜，其中主成分原子在构成载流子传输层042的金属氧化物薄膜的所有金属原子中的比 例不低于60%。载流子传输层042的载流子浓度是10 18~1021 cnT3,厚度为5~30 nm。
[0039] 半导体保护层043由含有铟、镓、铝、锌、锡、硅、镧、镨、钕、钐、铕、铪中的一种或多 种元素的氧化物构成的非晶金属氧化物薄膜。载流子隔离层043的载流子浓度是10 13~1018 cm 3,厚度为 0 nm~20 nm〇
[0040] 综上所述，本发明的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，既可获得较高的 迀移率，又具有较好的稳定性。
[0041] 需要说明的是，本实施例的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管只是本发 明技术方案的一种结构，本发明的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管还可以设置 为有多个子有源层叠置依次叠层设置且于最顶层上方设置一层半导体保护层构成有源层， 每个子有源层由载流子隔离层和载流子传输层构成。在每个子有源层内，载流子传输层沉 积于载流子隔离层之上；最底层的载流子隔离层沉积于栅极绝缘层，最顶层为半导体保护 层，形成多层叠置的有源层结构。子有源层的层数个根据实际情况灵活选择，通常以1-5层 较佳。当子有源层为多层时，也可以不用设置顶层的半导体层。
[0042]需要说明的是，本实施例是以背沟道刻蚀型金属氧化物薄膜晶体管为例进行说明 需要说明的，但是金属氧化物薄膜晶体管的结构有多种，不局限于本实施例的类型，本发明 同时也适用于其它类型的结构，如刻蚀阻挡层结构和顶栅结构。图2为基于刻蚀阻挡型的 高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管结构示意图，其由衬底01、栅极02、栅极绝缘层 03、载流子隔离层041、载流子传输层042、半导体保护层043、刻蚀阻挡层05、源漏电极06 和钝化层07构成。
[0043] 实施例2 一种高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其它结构与实施例1相同，不同之处 在于：构成载流子隔离层041、载流子传输层042和半导体保护层043的材料的元素相同。 需要说明的是，本实施例中所指的载流子隔离层041、载流子传输层042和半导体保护层 043的材料的元素相同，但是每种元素的含量不同。本领域人员可以根据载流子浓度要求设 置符合要求的制备条件(如：溅射气氛、溅射功率和溅射时间等)，在此不再赘述。
[0044] 实施例3 如实施例1的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管的制备工艺，包含如下工序： 有源层的制备工序为在栅极绝缘层03上依次沉积各个子层的载流子隔离层041、载流 子传输层042,并对所沉积的子有源层进行刻蚀。
[0045] 优选，有源层的制备还包括在最顶层的子有源层上沉积半导体保护层043,并对所 沉积的半导体保护层进行刻蚀。
[0046] 其中，载流子隔离层041、载流子传输层042和半导体保护层043分别为含有镧系 或者IVB族元素中的至少一种元素掺杂的非晶金属氧化物薄膜。
[0047] 具体的，载流子隔离层041由含有铟、镓、铝、锌、锡、硅、镧、镨、钕、钐、铕、铪中的 一种或多种元素的氧化物构成的非晶金属氧化物薄膜。载流子隔离层041的载流子浓度是 10 13~1018 cm3、厚度为 2 nm~10 nm。
[0048] 载流子传输层042是由以铟或者锡元素中的至少一种元素的氧化物为主成分，掺 杂镓、锌、错、娃、镧、镨、钕、钐、铕、铪中的一种或多种元素构成的非晶金属氧化物薄膜，其 中主成分原子在构成载流子传输层042的金属氧化物薄膜的所有金属原子中的比例不低 于60%。载流子传输层042的载流子浓度是10 18~1021 cnT3,厚度为5~30 nm。
[0049] 半导体保护层043由含有铟、镓、铝、锌、锡、硅、镧、镨、钕、钐、铕、铪中的一种或多 种元素的氧化物构成的非晶金属氧化物薄膜。载流子隔离层043的载流子浓度是10 13~1018 cm 3,厚度为 0 nm~20 nm〇
[0050] 本发明将非晶金属氧化物半导体有源层内部分为三个不同功能的区域，载流子隔 离层可由有效地避免具有高载流子浓度和高载流子迀移率的载流子传输层和栅极绝缘层 接触而形成的界面态，从而降低界面态对载流子传输层的影响；同时，通过引入半导体保 护层，其不仅能避免后续的制备工艺对载流子传输层的影响，而且，借助能带结构的调制作 用，能有效地抑制光生载流子对器件造成的影响，提高器件的稳定性，进而获得高性能的金 属氧化薄膜晶体管。
[0051] 在非晶金