IGZO薄膜晶体管制造技术

本申请属于半导体器件技术领域，提供了IGZO薄膜晶体管，通过若干IGZO纳米线形成沟道层，并使得若干IGZO纳米线与经过源极和漏极之间的直线平行，从而使得电子可以直接从源极沿着IGZO纳米线传输到漏极，极大提高了IGZO薄膜晶体管的电迁移率，解决了目前制备的非晶IGZO TFT，存在的稳定性和可靠性都比较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
IGZO薄膜晶体管
本申请属于半导体器件
，尤其涉及IGZO薄膜晶体管。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT)是快速发展的微电子器件领域的基本构建模块。目前商用主流的TFT包括低温多晶硅TFT、非晶硅TFT和非晶IGZOTFT。非晶IGZOTFT相比低温多晶硅TFT和非晶硅TFT，具有更高电迁移率、高光透过率、低漏电流，低沉积温度、低制造成本等优点而受到广泛关注。然而，目前制备的非晶IGZOTFT，存在稳定性和可靠性都比较差的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种IGZO薄膜晶体管及其制备方法，旨在解决目前制备的非晶IGZOTFT，存在稳定性和可靠性都比较差的问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种IGZO薄膜晶体管，包括衬底、栅电极层、介电层、沟道层、源极以及漏极；所述栅电极层设于所述衬底上，所述介电层设于所述栅电极层表面，所述沟道层设于所述介电层表面；其中，所述沟道层包括若干IGZO纳米线，所述源极和所述漏极互不接触地分别设于所述沟道层的上表面的相对两侧，所述若干IGZO纳米线与经过所述源极和所述漏极之间的直线平行。可选的，所述源极和所述漏极为长条状。可选的，所述源极和所述漏极平行设置，所述IGZO纳米线垂直于所述漏极和所述源极。可选的，所述若干IGZO纳米线层叠设置，所述若干IGZO纳米线层叠设置，所述沟道层的厚度为20-100nm。可选的，所述沟道层与所述介电层之间还设有一层IGZO薄膜。可选的，所述介电层为氧化铝。可选的，所述介电层的厚度为20-50nm。可选的，所述IGZO薄膜的厚度小于所述沟道层的厚度。可选的，所述IGZO薄膜的厚度位5-10nm。可选的，所述源极和所述漏极为ITO薄膜。本申请实施例提供的IGZO薄膜晶体管中，通过若干IGZO纳米线形成沟道层，并使得若干IGZO纳米线与经过源极和漏极之间的直线平行，从而使得电子可以直接从源极沿着IGZO纳米线传输到漏极，极大提高了IGZO薄膜晶体管的电迁移率，解决了目前制备的非晶IGZOTFT，存在的稳定性和可靠性都比较差的问题。附图说明图1为本申请的一个实施例提供的IGZO薄膜晶体管的结构示意图；图2为本申请的一个实施例提供的IGZO薄膜晶体管的俯视示意图；图3为本申请的另一个实施例提供的IGZO薄膜晶体管的结构示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种薄膜晶体管，参见图1所示，本实施例中的薄膜晶体管包括衬底10、栅电极层20、介电层30、沟道层40、源极50以及漏极60；所述栅电极层20设于所述衬底10上，所述介电层30设于所述栅电极层20表面，所述沟道层40设于所述介电层30表面；其中，所述沟道层40包括若干IGZO纳米线，所述源极50和所述漏极60互不接触地分别设于所述沟道层40的上表面的相对两侧，所述若干IGZO纳米线与经过所述源极50和所述漏极60之间的直线平行。在本实施例中，参见图2所示，若干IGZO纳米线沿源极50和漏极60之间的直线排列，在IGZO薄膜晶体管工作过程中，电子或激子可沿着纳米线方向传播，可极大的提高IGZO薄膜晶体管的电迁移率，进一步的，通过IGZO纳米线与介电层接触，可以减少接触面积并且降低界面陷阱和缺陷密度，从而提高了薄膜晶体管的稳定性和可靠性。在一个实施例中，若干IGZO纳米线为晶体结构，衬底可以为柔性衬底，通过在柔性衬底上形成IGZO纳米线晶体，利用柔性衬底质量更轻、抗击性更好的特点，可以极大的降低制造成本。在一个实施例中，源极50和漏极60为长条状。参见图2所示，在本实施例中，源极50和漏极60形成于介电层沟道层40上，在薄膜晶体管开启时，电子从源极50沿着单晶IGZO纳米线传输至漏极60，极大地提高了薄膜晶体管的电迁移率。在一个实施例中，所述源极50和所述漏极60平行设置，所述IGZO纳米线垂直于所述漏极50和所述源极60。在本实施例中，通过使IGZO纳米线垂直于漏极50和源极60，可以缩短电子从源极到达漏极的路径，提高薄膜晶体管的开关比。在一个实施例中，所述若干IGZO纳米线与所述源极50和所述漏极60的中心连线平行。在一个实施例中，若干IGZO纳米线层叠设置，所述沟道层40的厚度为20-100nm。在本实施例中，若干IGZO纳米线平行，并根据需要采用IGZO纳米线层叠设置形成沟道层40。在一个实施例中，参见图3所示，所述沟道层40与所述介电层30之间还设有一层薄膜层41，该薄膜层41可以为IGZO(铟镓锌氧化物)薄膜或者ITZO(铟锡锌氧化物)薄膜。具体的，在本实施例中，通过在沟道层40与所述介电层30之间设置一层IGZO薄膜在介电层30表面可以作为沟道层的过渡层。在一个实施例中，ITZO薄膜设于沟道层40与所述介电层30之间，具体的，ITZO薄膜形成于介电层30上表面，IGZO纳米线层叠设置于ITZO薄膜表面。通过在介电层30与IGZO薄膜之间设置载流子浓度和电迁移率更高的ITZO薄膜，可以极大提高IGZO薄膜晶体管的电迁移率和输出电流，由于ITZO薄膜和IGZO薄膜这两种薄膜半导体材料的费米能级不同，两者接触界面将会形成势阱，自由电子也将会在势阱聚集，形成二维电子气。当薄膜晶体管为开的时候，二维电子气将会注入到插入的ITZO薄膜中；加之，插入的ITZO薄膜具有更高的载流子浓度和电迁移率，从而极大地提高了IGZO薄膜晶体管的电迁移率和输出电流。当薄膜晶体管为关的时候，自由电子将会被限制在势阱中，从而可以减少薄膜晶体管的漏电流，并提高薄膜晶体管的开关比。在一个实施例中，沟道层40与所述介电层30之间设置的IGZO(铟镓锌氧化物)薄膜或者ITZO(铟锡锌氧化物)薄膜的厚度小于沟道层40的厚度。例如，沟道层40的厚度为20-100nm，此时，IGZO(铟镓锌氧化物)薄膜或者ITZO(铟锡锌氧化物)薄膜的厚度为5-10nm。在一个实施例中，介电层30可以为介电材料，该介电材料可以为氧化铝、氮化硅等。在一个实施例中，所述介电层30为氧化铝。在一个实施例中，衬底10和栅极电极层20可以为ITO玻璃，其中，ITO玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成，ITO玻璃上的导电层作为栅极电极层20，ITO玻璃的绝缘层作为衬底10。在一个实施例中，源极50和漏极60均为ITO薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGZO薄膜晶体管，其特征在于，包括衬底、栅电极层、介电层、沟道层、源极以及漏极；所述栅电极层设于所述衬底上，所述介电层设于所述栅电极层表面，所述沟道层设于所述介电层表面；其中，所述沟道层包括若干IGZO纳米线，所述源极和所述漏极互不接触地分别设于所述沟道层的上表面的相对两侧，所述若干IGZO纳米线与经过所述源极和所述漏极之间的直线平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGZO薄膜晶体管，其特征在于，包括衬底、栅电极层、介电层、沟道层、源极以及漏极；所述栅电极层设于所述衬底上，所述介电层设于所述栅电极层表面，所述沟道层设于所述介电层表面；其中，所述沟道层包括若干IGZO纳米线，所述源极和所述漏极互不接触地分别设于所述沟道层的上表面的相对两侧，所述若干IGZO纳米线与经过所述源极和所述漏极之间的直线平行。


2.如权利要求1所述的IGZO薄膜晶体管，其特征在于，所述源极和所述漏极为长条状。


3.如权利要求2所述的IGZO薄膜晶体管，其特征在于，所述源极和所述漏极平行设置，所述IGZO纳米线垂直于所述漏极和所述源极。


4.如权利要求1所述的IGZO薄膜晶体管，其特征在于，所述若干IGZO纳米线层叠设置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣跃，丁庆，王鑫，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司，华讯方舟科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44