漏电极06上沉积绝缘薄膜作为钝化层07。
[0075] 至此，高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管就制备完毕。
[0076] 本实施例采用两种不同的靶材，在同一腔室内通过调整制备条件，以连续沉积方 式分别溅射制备出载流子隔离层041、载流子传输层042和半导体保护层043,制备方式简 单。所制备的金属氧化物薄膜晶体管既具有高的迀移率，又具有高的稳定性。
[0077] 实施例6 一种高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，如图2所示，通过如下工艺制备： 1)在衬底01上制备并图形化金属导电层作为栅极02。
[0078] 2)在所述金属导电层上沉积绝缘薄膜作为栅极绝缘层03。
[0079] 3)在所述栅极绝缘层03上，使用in-line式多祀材派射设备制备沉积金属氧化物 半导体薄膜。
[0080] 具体的，在in-line式多腔室溅射设备中，按需求排布不同成分的溅射靶材，如图 4所示。比如在al腔室内的10靶位放置IN0靶材（In: Nd=l: 0. 1)，在a2腔室内的11位 置放置IZ0靶材（In: Zn=5: 1)，在a3腔室内的12位置放置ISO靶材（In: Si=l: 0. 05)。 当玻璃衬底01在al腔室中，先沉积7 nm的IN0,然后在a2腔室沉积10 nm的IZ0,最后在 a3腔室沉积10 nm的ISO形成复合金属氧化物半导体有缘层。再图形化所述金属氧化物半 导体薄膜，作为有源层。
[0081] 4)利用等离子增强化学气相沉积（PECVD)设备，以SiH4、0 2、N2作为反应气体，在 200 W、100 Pa的条件下沉积300 nm厚的Si(V薄膜作为背沟道刻蚀阻挡层05。
[0082] 5)在所述背沟道刻蚀保护层上沉积金属层，然后图形化成为源、漏电极06图形。
[0083] 6)在所述源、漏电极06上沉积绝缘薄膜作为钝化层07。
[0084] 至此，高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管就制备完毕。
[0085] 本实施例采用三种不同的靶材、在不同腔室内分别溅射制备出载流子隔离层041、 载流子传输层042和半导体保护层043。所得器件能级结构如图5所示，由于载流子隔离 层041与载流子传输层042价带之间存在能级差，阻止了光生空穴向栅极绝缘层03漂移； 另外，本实施例中半导体保护层的价带顶能级和其费米能级的差E。满足lEbblE。！的关系， 因而光生载流子可以被迅速"湮灭"，也即大大提高了器件的光稳定性。因此可以在保持高 迀移率的同时，获得优异的稳定性。所制备的器件性能如图6和图7所示。
[0086] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护 范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和 范围。
【主权项】
1. 一种高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于： 有源层由一个或多个子有源层叠置而成，每个子有源层由载流子隔离层和载流子传输 层构成； 最底层的载流子隔离层与栅极绝缘层接触，最底层的载流子隔离层之上为最底层的载 流子传输层，上一层的载流子隔离层、载流子传输层依次叠设于下一层的载流子传输层； 所述载流子隔离层和载流子传输层均为非晶金属氧化物薄膜； 所述载流子隔离层的载流子迀移率为a，载流子传输层的载流子迀移率为b，其满足： b>a； 所述每一个子有源层中，载流子隔离层的价带顶能级Evl与其费米能级Efl的能级差为 Eal，载流子传输层的价带顶能级Ev2与其费米能级E f2的能级差为E a2，且满足I Eal I > I Ea21。2. 根据权利要求1所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于：还 设置有一个半导体保护层，所述半导体保护层叠设于最顶层的载流子传输层，所述半导体 保护层为非晶金属氧化物薄膜，所述半导体保护层的载流子迀移率为c，其满足：b>c。3. 根据权利要求2所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于： 所述载流子隔离层的载流子浓度是1〇13~1〇 18 cnT3,厚度为2 nm~10 nm;所述载流子 传输层的载流子浓度是1〇18~1〇21 cnT3,厚度为5~30 nm;半导体保护层的载流子浓度是 1013~1018 cm3,厚度为不大于20 nm。4. 根据权利要求3所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于： 所述载流子隔离层由含有铟、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。5. 根据权利要求3所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于： 所述载流子传输层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的金属氧化物薄膜的所有金属原子中的比例不低 于 60%〇6. 根据权利要求3所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于： 所述半导体保护层由含有铟、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。7. 如权利要求1所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管的制备工艺，其特 征在于： 所述有源层的制备工序为依次沉积包含载流子隔离层和载流子传输层的一个或多个 子有源层，并对所沉积的子有源层进行刻蚀。8. 如权利要求7所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管的制备工艺，其特 征在于：所述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，并对所沉积 的半导体保护层进行刻蚀。9. 如权利要求8所述的高迀移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管的制备工艺，其特 征在于： 所述载流子隔离层由含有铟、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，所述载流子隔离层的载流子浓度是1〇13~1〇18 cnT3、厚度为 2 nm~10 nm; 所述载流子传输层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的金属氧化物薄膜的所有金属原子中的比例不低于60% ; 所述载流子传输层的载流子浓度是1〇18~1〇21 cnT3,厚度为5~30 nm; 所述半导体保护层由含有铟、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，所述半导体保护层的载流子浓度是1〇13~1〇18 cnT3,厚度为不大于20 nm〇
【专利摘要】一种高迁移率、高稳定性金属氧化物薄膜晶体管及其制备方法。有源层由一个或多个子有源层叠置而成，每个子有源层由载流子隔离层和载流子传输层构成；最底层的载流子隔离层与栅极绝缘层接触，最底层的载流子隔离层之上为最底层的载流子传输层，上一层的载流子隔离层、载流子传输层依次叠设于下一层的载流子传输层；载流子隔离层和载流子传输层均为非晶金属氧化物薄膜；载流子隔离层的载流子迁移率为a，载流子传输层的载流子迁移率为b， b>a；每一个子有源层中，|Ea1|>|Ea2|。本发明的金属氧化物薄膜晶体管同时具有高迁移率和高稳定性。
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/786, H01L21/336
【公开号】CN104882486
【申请号】CN201510207632
【发明人】徐华, 陈子凯, 李洪濛, 徐苗, 邹建华, 王磊, 陶洪, 彭俊彪
【申请人】广州新视界光电科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月29日