薄膜晶体管及其制作方法技术

一种薄膜晶体管，通过在铟镓锌氧化物层上形成漏极凹槽和源极凹槽，并在漏极凹槽和源极凹槽的槽壁上形成刻蚀阻挡层，使器件工作时源极漏极电流不受背沟道的影响。由于在铟镓锌氧化物层上形成凹槽，使得源极电极和铟镓锌氧化物层之间的接触面到栅极绝缘层的厚度降低，漏极电极和铟镓锌氧化物层之间的接触面到栅极绝缘层的厚度降低，从而降低了源极漏极串联电阻。本发明专利技术还公开了一种薄膜晶体管的制作方法。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制作方法
本专利技术涉及半导体器件
，特别涉及一种薄膜晶体管及其制作方法。
技术介绍
目前显示器业界使用的薄膜晶体管可根据使用的半导体层材料来做区分，包括非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管以及金属氧化物薄膜晶体管。金属氧化物薄膜晶体管具有电子迁移率较非晶硅薄膜晶体管高以及制程较多晶硅薄膜晶体管简化等优点，故被视为有机会可取代目前主流的非晶硅薄膜晶体管。然而金属氧化物薄膜晶体管由于金属氧化物层电阻较大，使得薄膜晶体管的源极漏极串联电阻较大，严重影响了薄膜晶体管性能。铟镓锌氧化物(IGZO，IndiumGalliumZincOxide)作为一种越来越引起广泛关注的新型透明氧化物半导体材料，也存在着上述问题。目前IGZO薄膜晶体管的结构主要有刻蚀阻挡型(Etchstoptype)、背沟道刻蚀型(Backchanneletchtype)和共面型(Coplanartype)三种类型。刻蚀阻挡型制作工艺简单，位于IGZO层上的刻蚀阻挡层，可以在形成漏源金属电极时保护IGZO层不被破坏，从而提高薄膜晶体管的性能。背沟道刻蚀型是目前液晶显示器中采用的主流结构，工艺流程比刻蚀阻挡型少一次光刻，可以减少设备投入、提高生产效率。但是由于IGZO层没有保护层，在形成漏源金属电极时很容易对IGZO层造成破坏，从而影响到薄膜晶体管的性能。由于IGZO的电阻较大，使得薄膜晶体管的源极漏极串联电阻较大，严重影响了薄膜晶体管性能。而且，背沟道刻蚀型薄膜晶体管由于受到背沟道的影响，使底栅结构的薄膜晶体管器件特性恶化，例如产生漏电流增加、阈值电压漂移等问题。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种减少源极串联电阻与漏极串联电阻的薄膜晶体管及其制作方法。一种薄膜晶体管，包括：衬底上的栅电极。所述栅电极上的栅极绝缘层。所述栅极绝缘层上的金属氧化物层，所述金属氧化物层上设有漏极凹槽和源极凹槽。所述金属氧化物层上的刻蚀阻挡层。位于所述漏极凹槽处的漏极电极和位于所述源极凹槽处的源极电极。在其中一个实施例中，所述金属氧化物层为铟镓锌氧化物。在其中一个实施例中，所述刻蚀阻挡层分布在不包括所述漏极凹槽的槽底中间部分和所述源极凹槽的槽底中间部分的所述金属氧化物层的上表面。在其中一个实施例中，所述漏极凹槽的槽底与所述栅极绝缘层之间的距离为10nm～20nm，所述源极凹槽的槽底与所述栅极绝缘层之间的距离为10nm～20nm。在其中一个实施例中，所述铟镓锌氧化物层厚度为30nm～100nm。在其中一个实施例中，所述刻蚀阻挡层为绝缘材料。一种薄膜晶体管的制作方法，包括步骤：提供衬底。在所述衬底上形成栅电极。在所述栅电极上形成栅极绝缘层。在所述栅极绝缘层上形成金属氧化物层，并在所述金属氧化物层上形成漏极凹槽和源极凹槽。在所述金属氧化物层上形成刻蚀阻挡层。刻蚀位于所述漏极凹槽槽底和所述源极凹槽槽底的所述刻蚀阻挡层以暴露所述金属氧化物层的一部分。在所述漏极凹槽处形成漏极电极和在所述源极凹槽处形成源极电极。在其中一个实施例中，所述金属氧化物层为铟镓锌氧化物。一种薄膜晶体管的制作方法，包括步骤：提供衬底。在所述衬底上形成栅电极。在所述栅电极上形成栅极绝缘层。在所述栅极绝缘层上形成金属氧化物层。在所述金属氧化物层上形成刻蚀阻挡层。贯穿所述刻蚀阻挡层在所述金属氧化物层上形成漏极凹槽和源极凹槽。在所述漏极凹槽处形成漏极电极和在所述源极凹槽处形成源极电极。在其中一个实施例中，所述金属氧化物层为铟镓锌氧化物。上述薄膜晶体管及其制作方法，通过在铟镓锌氧化物层上形成漏极凹槽和源极凹槽，并在漏极凹槽和源极凹槽的槽壁上形成刻蚀阻挡层，使器件工作时源极漏极电流不受背沟道的影响。由于在铟镓锌氧化物层上形成凹槽，使得源极电极和铟镓锌氧化物层之间的接触面到栅极绝缘层的厚度降低，漏极电极和铟镓锌氧化物层之间的接触面到栅极绝缘层的厚度降低，从而降低了源极漏极串联电阻。附图说明图1是本专利技术其中一实施例薄膜晶体管的结构图；图2是本专利技术其中一实施例金属氧化物层结构图；图3是本专利技术另一实施例薄膜晶体管的结构图；图4是本专利技术其中一实施例薄膜晶体管的制作方法的流程图；图5是本专利技术另一实施例薄膜晶体管的制作方法的流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。以铟镓锌氧化物层为金属氧化物层的薄膜晶体管为例，图1是本专利技术其中一实施例薄膜晶体管的结构图。实施例1：一种薄膜晶体管，包括：衬底100上的栅电极200；栅电极200上的栅极绝缘层300；栅极绝缘层300上的铟镓锌氧化物层400，铟镓锌氧化物层400上设有漏极凹槽410和源极凹槽420；铟镓锌氧化物层400上的刻蚀阻挡层500，刻蚀阻挡层500分布在不包括漏极凹槽410的槽底中间部分和源极凹槽420的槽底中间部分的铟镓锌氧化物层400的上表面，只要保证源极电极600和漏极电极700可以与铟镓锌氧化物层400有接触即可；填充漏极凹槽410内除了铟镓锌氧化物层400的其余空隙的漏极电极700和填充源极凹槽420内除了铟镓锌氧化物层400的其余空隙的源极电极600；覆盖在漏极电极700、源极电极600和其余暴露的铟镓锌氧化物层400上的保护层800。衬底100为玻璃，栅电极200为金属，材质包括Mo、Al、Cu、Ag、Au、Ti中的任一种或两种以上组成的合金金属。衬底100还可以为柔性衬底，例如塑料或者有机材料。栅极绝缘层300的材料可以为二氧化硅、氮化硅或者氧化铝。结合图2，铟镓锌氧化物层400的厚度D对薄膜晶体管性能影响很大，在本实施例中，铟镓锌氧化物层400的厚度D为30nm～100nm，优选为50nm。铟镓锌氧化物层400上刻蚀有漏极凹槽410和源极凹槽420，漏极凹槽410的槽底与栅极绝缘层300之间的距离S1为10nm～20nm，源极凹槽420的槽底与栅极绝缘层300之间的距离S2为10nm～20nm。刻蚀阻挡层500的材料为绝缘材料，例如二氧化硅或三氧化二铝。刻蚀阻挡层500作用在于在溅射形成漏极电极700和源极电极600时，可以保护铟镓锌氧化物层400不受到破坏。并且，漏极凹槽410和源极凹槽420的槽壁上也覆有刻蚀阻挡层500，由于其绝缘性，使薄膜晶体管工作时源极漏极电流不受背沟道的影响，从而提高了薄膜晶体管的性能。漏极凹槽410和源极凹槽420的槽底并没有覆有刻蚀阻挡层500，从而暴露出铟镓锌氧化物层400以制作漏极电极700和源极电极600。漏极电极700和源极电极600为金属，材质包括Mo、Al、Cu、Ag、Au、Ti中的任一种或两种以上组成的合金金属。刻蚀阻挡层500的厚度为50nm～200nm，优选为100nm。由于在铟镓锌氧化物层400上形成凹槽(漏极凹槽410和源极凹槽420)，使得源极电极600和铟镓锌氧化物层400之间的接触面到栅极绝缘层300的厚度S1降低，漏极电极700和铟镓锌氧化物层400之间的接触面到栅极绝缘层300的厚度S2降低，从而降低了源极漏极串联电阻，提高了薄膜晶体管的性能。保护层800用于保护漏极电极700、源极电极600和其余暴露的铟镓锌氧化物层400，其材质可以是硅的氮化物、硅的氧化物以及三氧化二铝等，可以有效阻挡外界氧气和水分子对铟镓锌氧化物层400的破坏。实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：衬底上的栅电极；所述栅电极上的栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上的金属氧化物层，所述金属氧化物层上设有漏极凹槽和源极凹槽；所述金属氧化物层上的刻蚀阻挡层；位于所述漏极凹槽处的漏极电极和位于所述源极凹槽处的源极电极。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：衬底上的栅电极；所述栅电极上的栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上的金属氧化物层，所述金属氧化物层上设有漏极凹槽和源极凹槽；所述金属氧化物层上的刻蚀阻挡层；位于所述漏极凹槽处的漏极电极和位于所述源极凹槽处的源极电极。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属氧化物层为铟镓锌氧化物层。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述刻蚀阻挡层分布在不包括所述漏极凹槽的槽底中间部分和所述源极凹槽的槽底中间部分的所述金属氧化物层的上表面。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述漏极凹槽的槽底与所述栅极绝缘层之间的距离为10nm～20nm，所述源极凹槽的槽底与所述栅极绝缘层之间的距离为10nm～20nm。5.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述铟镓锌氧化物层厚度为30nm～100nm。6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述刻蚀阻挡层为绝缘材料。7.一种薄膜晶体管的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳冬冬，刘胜芳，刘雪洲，林立，
申请(专利权)人：昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司，昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32