氧化物半导体晶体管制造技术

本发明专利技术提供一种氧化物半导体晶体管，该氧化物半导体晶体管包括：包括沟槽的绝缘基板；在沟槽中的栅电极；在绝缘基板的表面上的氧化物半导体层，该表面通过沟槽暴露；以及在栅电极和氧化物半导体层之间的铁电层，其中氧化物半导体层可以包括源极区和漏极区，源极区和漏极区在绝缘基板上在沟槽外部并且彼此隔开，其中栅电极在源极区和漏极区之间。中栅电极在源极区和漏极区之间。中栅电极在源极区和漏极区之间。

【技术实现步骤摘要】
氧化物半导体晶体管


[0001]本公开涉及氧化物半导体晶体管。

技术介绍

[0002]氧化物半导体器件已经作为具有3.0eV或更大范围内的宽带隙的透明半导体材料被研究了许多年。氧化物半导体器件已经作为用于大面积有机发光二极管(OLED)TV的驱动器件被大量生产。
[0003]随着半导体器件的集成度增加，需要更小的半导体器件。在氧化物半导体晶体管的情况下，尺寸的减小可导致沟道长度的减小。这可能降低氧化物半导体晶体管的电荷迁移率，并导致引起阈值电压漂移的短沟道效应。在铁电场效应晶体管(FeFET)的情况下，由于栅极尺寸的减小，铁电体中的畴的数量减少，因此可存储的位的数量减少。

技术实现思路

[0004]提供了具有改善的电特性的氧化物半导体晶体管。
[0005]然而，本公开不限于此。
[0006]另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，部分地从该描述明显，或者可以通过实践本公开的所呈现的示例实施方式而被了解。
[0007]根据示例实施方式的一方面，一种氧化物半导体晶体管包括：包括沟槽的绝缘基板；在沟槽中的栅电极；在绝缘基板的表面上的氧化物半导体层，该表面通过沟槽暴露；以及在栅电极和氧化物半导体层之间的铁电层，其中氧化物半导体层包括源极区和漏极区，源极区和漏极区在沟槽外部的绝缘基板上并且彼此隔开，并且栅电极在其间。
[0008]铁电层可以沿着栅电极的两个侧表面和底表面延伸。
[0009]铁电层可以进一步延伸到栅电极的顶表面上。
[0010]铁电层可以完全地覆盖栅电极的顶表面。
[0011]铁电层可以在沟槽外部沿着氧化物半导体层延伸，并暴露源极区和漏极区。
[0012]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层和铁电层之间的电介质层，其中铁电层和电介质层可以具有负电容特性。
[0013]铁电层和电介质层可以在沟槽外部沿着氧化物半导体层延伸，并暴露源极区和漏极区。
[0014]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层和绝缘基板之间的第一扩散阻挡件，其中第一扩散阻挡件可以防止，例如减少或防止氢渗透到氧化物半导体层中。
[0015]第一扩散阻挡件可以在绝缘基板与源极区之间以及在绝缘基板与漏极区之间延伸。
[0016]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层和铁电层之间的第二扩散阻挡件，其中第二扩散阻挡件可以防止，例如减少或防止氢渗透到氧化物半导体层中。
[0017]第二扩散阻挡件可以在沟槽外部沿着氧化物半导体层延伸并且暴露源极区和漏
极区。
[0018]氧化物半导体晶体管可以进一步包括：在氧化物半导体层的一侧的附加栅电极，所述一侧与栅电极相反；以及在附加栅电极和氧化物半导体层之间的附加栅极绝缘层。
[0019]附加栅电极和附加栅极绝缘层可以沿着栅电极的底表面。
[0020]附加栅电极和附加栅极绝缘层可以沿着栅电极的两个侧表面延伸。
[0021]附加栅电极和附加栅极绝缘层可以使氧化物半导体层与绝缘基板的通过沟槽暴露的表面分离。
[0022]氧化物半导体晶体管可以进一步包括：在源极区上的源电极；以及在漏极区上的漏电极，其中源电极和漏电极可以分别电连接到源极区和漏极区。
[0023]铁电层可以在沟槽外部沿着氧化物半导体层延伸，并且源电极和漏电极可以穿透铁电层并且可以分别与源极区和漏极区直接接触。
[0024]根据示例实施方式的一方面，一种氧化物半导体晶体管包括：绝缘基板；在绝缘基板上的栅电极；在绝缘基板上以覆盖栅电极的氧化物半导体层；以及在栅电极和氧化物半导体层之间的栅极绝缘层，其中氧化物半导体层包括彼此隔开的源极区和漏极区，并且栅电极在源极区和漏极区之间。
[0025]氧化物半导体层和栅极绝缘层可以沿着栅电极的两个侧表面和顶表面延伸。
[0026]氧化物半导体层可以通过栅极绝缘层与绝缘基板分离。
[0027]栅极绝缘层可以在与绝缘基板的顶表面垂直的方向上与源极区和漏极区重叠。
[0028]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层和栅极绝缘层之间的电介质层，其中栅极绝缘层可以包括铁电材料。
[0029]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层和栅极绝缘层之间的第一扩散阻挡件，其中第一扩散阻挡件可以防止，例如减少或防止氢渗透到氧化物半导体层中。
[0030]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层上的第二扩散阻挡件，其中第二扩散阻挡件可以防止，例如减少或防止氢渗透到氧化物半导体层中。
[0031]第二扩散阻挡件可以沿着氧化物半导体层延伸并且暴露源极区和漏极区。
[0032]栅极绝缘层可以包括在栅极绝缘层的延伸方向上彼此相反的一对端表面，并且栅极绝缘层的该对端表面可以与绝缘基板的顶表面直接接触。
[0033]源极区和漏极区可以与绝缘基板的顶表面直接接触。
[0034]氧化物半导体晶体管可以进一步包括：在源极区上的源电极；以及在漏极区上的漏电极，其中源电极和漏电极可以分别电连接到源极区和漏极区。
[0035]氧化物半导体晶体管可以进一步包括在氧化物半导体层上的上绝缘层，其中源电极和漏电极可以穿透上绝缘层并且可以分别电连接到源极区和漏极区。
[0036]氧化物半导体晶体管可以进一步包括：在氧化物半导体层的一侧的附加栅电极，所述一侧与栅电极相反；以及在附加栅电极和氧化物半导体层之间的附加栅极绝缘层。
[0037]附加栅电极和附加栅极绝缘层可以沿着栅电极的顶表面。
[0038]附加栅电极和附加栅极绝缘层可以沿着栅电极的两个侧表面和顶表面。
[0039]附加栅极绝缘层可以沿着氧化物半导体层延伸并且暴露源极区和漏极区。
附图说明
[0040]根据结合附图进行的以下描述，本公开的某些示例实施方式的以上和其它方面、特征和优点将更加明显，附图中：
[0041]图1是根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管的透视图；
[0042]图2是沿着图1的线A
‑
A'截取的剖视图；
[0043]图3是示出根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管的剖视图，该剖视图对应于图1的线A
‑
A'；
[0044]图4是示出根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管的剖视图，该剖视图对应于图1的线A
‑
A'；
[0045]图5是示出根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管的剖视图，该剖视图对应于图1的线A
‑
A'；
[0046]图6是示出根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管的剖视图，该剖视图对应于图1的线A
‑
A'；
[0047]图7是根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管的透视图；
[0048]图8是沿图7的线B
‑
B'截取的剖视图；
[0049]图9是示出根据示例实施方式的氧化物半导体晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化物半导体晶体管，包括：包括沟槽的绝缘基板；在所述沟槽中的栅电极；在所述绝缘基板的表面上的氧化物半导体层，所述表面通过所述沟槽暴露；以及在所述栅电极和所述氧化物半导体层之间的铁电层，其中所述氧化物半导体层包括在所述绝缘基板上在所述沟槽外部彼此隔开的源极区和漏极区，并且所述栅电极在所述源极区和所述漏极区之间。2.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，其中所述铁电层沿着所述栅电极的两个侧表面和底表面延伸。3.根据权利要求2所述的氧化物半导体晶体管，其中所述铁电层进一步延伸到所述栅电极的顶表面上。4.根据权利要求3所述的氧化物半导体晶体管，其中所述铁电层完全覆盖所述栅电极的所述顶表面。5.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，其中所述铁电层在所述沟槽外部沿着所述氧化物半导体层延伸并且暴露所述源极区和所述漏极区。6.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，进一步包括在所述氧化物半导体层和所述铁电层之间的电介质层，其中所述铁电层和所述电介质层具有负电容特性。7.根据权利要求6所述的氧化物半导体晶体管，其中所述铁电层和所述电介质层在所述沟槽外部沿着所述氧化物半导体层延伸并且暴露所述源极区和所述漏极区。8.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，进一步包括在所述氧化物半导体层和所述绝缘基板之间的第一扩散阻挡件，其中所述第一扩散阻挡件防止氢渗透到所述氧化物半导体层中。9.根据权利要求8所述的氧化物半导体晶体管，其中所述第一扩散阻挡件在所述绝缘基板与所述源极区之间以及在所述绝缘基板与所述漏极区之间延伸。10.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，进一步包括在所述氧化物半导体层和所述铁电层之间的第二扩散阻挡件，其中所述第二扩散阻挡件防止氢渗透到所述氧化物半导体层中。11.根据权利要求10所述的氧化物半导体晶体管，其中所述第二扩散阻挡件在所述沟槽外部沿着所述氧化物半导体层延伸并且暴露所述源极区和所述漏极区。12.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，进一步包括：在所述氧化物半导体层的一侧的附加栅电极，所述一侧与所述栅电极相反；以及在所述附加栅电极和所述氧化物半导体层之间的附加栅极绝缘层。13.根据权利要求12所述的氧化物半导体晶体管，其中所述附加栅电极和所述附加栅极绝缘层沿着所述栅电极的底表面。14.根据权利要求13所述的氧化物半导体晶体管，其中所述附加栅电极和所述附加栅极绝缘层沿着所述栅电极的两个侧表面延伸。15.根据权利要求14所述的氧化物半导体晶体管，其中所述附加栅电极和所述附加栅极绝缘层使所述氧化物半导体层与所述绝缘基板的通过所述沟槽暴露的所述表面分离。16.根据权利要求1所述的氧化物半导体晶体管，进一步包括：
在所述源极区上的源电极；以及在所述漏极区上的漏电极，其中所述源电极和所述漏电极分别电连接到所述源极区和所述漏极区。17.根据权利要求16所述的氧化物半导体晶体管，其中所述铁电层在所述沟槽外部沿着所述氧化物半导体层延伸，以及所述源电极和所述漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光熙，金尚昱，许镇盛，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：