一种氧化物半导体薄膜晶体管的制备方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜晶体管的制备方法，在绝缘衬底101上形成AL源漏电极层102，该源漏电极层102的上表面与绝缘衬底的上表面在同一平面上；将绝缘衬底置入镀膜机，在氢气氛中蒸镀一层极薄的富氢Al膜301；将绝缘衬底置入磁控溅射设备，500-600摄氏度温度下，在绝缘衬底101沉积氧化物半导体层，以获得源漏电极层与氧化物半导体层103的界面区域引入的氢浓度分布；在氧化物半导体层103上沉积氮化硅栅极绝缘层104，该栅极绝缘层104与源漏电极层102之间在水平面上具有一最小间隔d。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体管的制备方法，尤其是。
技术介绍
薄膜晶体管作为一种场效应半导体器件，在有源阵列显示器驱动等显示领域有着重要的无可替代的运用，半导体活性材料对器件的性能和制造工艺有至关重要的影响，以硅为活性半导体材料的薄膜晶体管往往会存在迁移率低，光敏性强的缺点。以氧化锌为代表的透明宽带隙氧化物半导体材料能够很好的解决硅半导体材料的缺点，作为可用于薄膜晶体管的氧化物半导体材料包括 ZnO，MgZnO，Zn-Sn-0，In-Zn-0, SnO, Ga203, In-Ga-O,In302, In-Ga-Zn-O等性能优异的材料。但是随着显示领域迅速发展，目前对氧化物半导体薄膜晶体管的特性要求越来越高，例如要求较小的串联电阻，较高的迁移率。
技术实现思路
本专利技术提供，该晶体管具有较低的串联电阻，并且电阻的减小不会导致氧化物半导体薄膜晶体管其他性能的下降；为解决上述技术问题本专利技术提供，包括绝缘衬底101，源漏电极层102 ;位于所述绝缘衬底101和源漏电极层102上的氧化物半导体层103 ;该氧化物半导体层103包括源漏区域1032和沟道区域1031。位于氧化物半导体层103上的栅极绝缘层104以及位于栅极绝缘层104上的栅电极105 ；在源漏电极层102与源漏区域1032接触的区域具有氢掺杂。氢浓度在源漏电极层102与源漏区域1032接触的界面处最高，在远离界面处的方向上氢浓度逐渐变小； 在源漏电极层102与源漏区域1032接触的区域内的氢分布没有延伸到源漏电极层102的下表面，即在源漏电极层102的下表面没有氢分布；所述源漏区域1032还包括没有与源漏电极层102接触的靠近沟道区域1031的部分，并且氢分布没有延伸到沟道区域1031中；为了获得上述晶体管，本专利技术提供一种制备上述氧化物半导体薄膜晶体管的方法，包括步骤:在绝缘衬底101上形成AL源漏电极层102 ;在氢气氛中在AL源漏电极层102表面上蒸镀一层极薄的富氢Al膜301，该Al膜301的厚度在2_8纳米；在500-600摄氏度温度下，在绝缘衬底101沉积氧化物半导体层并在源漏电极层与氧化物半导体层103的界面区域形成氢浓度分布区域3011，该氢浓度分布在源漏电极层与氧化物半导体层接触的界面处浓度最高，而远离该界面处浓度逐渐降低，同时，氢的扩散没有延伸到氧化物半导体层103的上表面和源漏电极层102的下表面；在氧化物半导体层103上沉积氮化硅栅极绝缘层104，该栅极绝缘层104与源漏电极层102之间在水平面上具有一最小间隔d ;在栅极绝缘层104两侧的氧化物半导体层103中掺入硼原子以定义出源漏区1032和沟道区1031。最后在栅极绝缘层104上形成栅电极层105。 【附图说明】 图1-6本专利技术氧化物半导体薄膜晶体管在不同制备阶段的剖面图。 【具体实施方式】 以下将在附图的帮助下详细说明本专利技术的一个实施例的氧化物半导体薄膜晶体管的制备方法；参见图6，本专利技术所要制备的氧化物薄膜晶体管包括绝缘衬底101。源漏电极层102，以相互间隔的方式设置在绝缘衬底101上，源漏电极层102的上表面与绝缘衬底101的上表面在同一水平面上。氧化物半导体层103两端分别于源漏电极层102接触连接。栅极绝缘膜104，在栅极绝缘层104上设置栅电极105。该氧化物半导体层包括沟道区域1031和源漏区域1032。为减小氧化物半导体薄膜晶体管的串联电阻，在源漏电极层102与源漏区域1032接触的区域具有氢掺杂，并且氢浓度在源漏电极层102与源漏区域1032接触的界面处最高，在远离界面处的方向上氢浓度逐渐变小；由于氢的掺入会引起金属电极表面在环境中退化，同时如果氢进入到沟道区则会引起器件性能的衰减，例如会严重影响关断电流和阈值电压，特别是对沟道区的迁移率会产生较严重的影响，工艺上经常使用热处理来驱走沟道区的氢以使沟道区的半导体更纯净。为了避免上述问题的出现，使用本方法制备的氧化物半导体薄膜晶体管在源漏电极层102与源漏区域1032接触的区域内的氢分布没有延伸到源漏电极层102的下表面，也就是说在源漏电极层102的下表面没有氢分布。为了不使得氢进入沟道区域，在源漏区域1032靠近沟道区域1031的部分没有与源漏电极层102接触，这部分的存在避免了氢分布进入到沟道区域1031中；一方面，氢的引入会带来优越的源漏电极1032与半导体层103之间的电阻，显著减小器件串联电阻，提高器件效率；令一方面，氢的过多引入或氢引入到不当的位置又会给器件带来负面影响。因此氢在源漏电极102内的浓度分布，以及氢在源漏区域1032内的浓度分布对器件性能的平衡起到重要作用，例如在整个源漏电极层102内引入氢分布或是在整个源漏区域引入氢分布，那么氢的引入带来的负面效果将超过正面效果；由于串联电阻的产生在源漏电极102与源漏区域1032的界面处显著大于远离该界面处。因此，氢浓度的分布在源漏电极102与源漏区域1032的界面处最大，并朝着远离源漏电极102与源漏区域1032的界面处的方向上逐渐减小；这样可最大限度的平衡其正面效果和负面效果，整体上提高器件性能；参考图1，绝缘衬底101，上形成AL源漏电极层102，该源漏电极层102的上表面与绝缘衬底的上表面在同一平面上；在绝缘衬底101上形成第一掩膜层201，该第一掩膜层201漏出源漏电极层102 ;置入镀膜机,在氢气氛中蒸镀一层极薄的富氢Al膜301,该Al膜301的厚度在2-8纳米，可根据需要调剂氢气氛中的氢浓度。接着移除第一掩膜层201，得到如图2所示上表面具有极薄富氢Al膜301的源漏电极层102 ；参考图3将衬底置入磁控溅射设备，以Zn-Sn-O材料为靶材，500-600摄氏度温度下，在绝缘衬底101沉积氧化物半导体层；由于沉积温度较高在500-600摄氏度，在氧化物半导体层快速沉积的过程中，源漏电极层102表面上的富氢Al膜301中的氢被激活而向氧化物半导体层和源漏电极层102扩散；当完成氧化物半导体层的沉积时，氢的扩散也随之完成，此时在源漏电极层与氧化物半导体层103的界面区域形成了氢浓度分布区域3011，该氢浓度分布在源漏电极层与氧化物半导体层接触的界面处浓度最高，而远离该界面处浓度逐渐降低，同时，由于富氢Al膜的厚度极薄，氢的扩散不会延伸到氧化物半导体层103的上表面和源漏电极层102的下表面；接着参考图4，在氧化物半导体层103上沉积氮化硅栅极绝缘层104，该栅极绝缘层104与源漏电极层102之间在水平面上具有一最小间隔d，该间隔d主要保证之后氢不会进入沟道区域。栅极绝缘层104上形成第二掩膜层202。借由第二掩膜层的掩膜作用，在栅极绝缘层104两侧的氧化物半导体层103中掺入硼原子以定义出源漏区1032和沟道区1031。然后，移除第二掩膜层202并在栅极绝缘层104上形成栅电极层105。如此便获得了如图6所示的氧化物半导体薄膜晶体管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化物半导体薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：（1）在绝缘衬底上形成AL源漏电极层，该源漏电极层的上表面与绝缘衬底的上表面在同一平面上；（2）将绝缘衬底置入镀膜机，在氢气氛中蒸镀一层极薄的富氢Al膜；（3）将绝缘衬底置入磁控溅射设备，500‑600摄氏度温度下，在绝缘衬底沉积氧化物半导体层，并以此获得源漏电极层与氧化物半导体层的界面区域的氢浓度分布区域；（4）在氧化物半导体层103上沉积栅极绝缘层，该栅极绝缘层与源漏电极层之间在水平面上具有一最小间隔d；（5）形成源漏区和沟道区以及栅极电极层。

【技术特征摘要】
1.一种氧化物半导体薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤: (1)在绝缘衬底上形成AL源漏电极层，该源漏电极层的上表面与绝缘衬底的上表面在同一平面上； (2)将绝缘衬底置入镀膜机，在氢气氛中蒸镀一层极薄的富氢A1膜； (3)将绝缘衬底置入磁控溅射设备，500-600摄氏度温度下，在绝缘衬底沉积氧化物半导体层，并以此获得源漏电极层与氧化物半导体层的界面区域的氢浓度分布区域； (4)在氧化物半导体层103上沉积栅极绝缘层，该栅极绝缘层与源漏电极层...

【专利技术属性】
技术研发人员：司红康，金一琪，
申请(专利权)人：六安市华海电子器材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34