一种分立多栅极控制结构的薄膜晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，包括衬底、第一栅极、第一绝缘层、源极、漏极、有源层、第二绝缘层、第二栅极和第三栅极。本发明专利技术分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，具有第一栅极、第二栅极和第三栅极等三个分立的栅极结构，这三个栅极都可以对晶体管的导电沟道进行调控，并且各栅极的调控可以是相互独立的，因此可选择性且单独调控某个方向的电场，从而具有良好的控制特性；源极与有源层之间、漏极与有源层之间均为肖特基接触，因此源极与有源层之间、漏极与有源层之间存在肖特基接触势垒，因此薄膜晶体管的饱和电流值较高，饱和特性良好，有利于满足低功耗要求。本发明专利技术广泛应用于电子器件技术领域。明广泛应用于电子器件技术领域。明广泛应用于电子器件技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种分立多栅极控制结构的薄膜晶体管


[0001]本专利技术涉及电子器件
，具体是一种分立多栅极控制结构的薄膜晶体管。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管(TFT)被广泛应用于显示器等
传统的薄膜晶体管使用的晶体管结构包括底栅顶接触的反交叠结构和顶栅顶接触的自对准结构等，此类结构均由栅极调控有源层形成电子积累层，在源/漏电极的电场下形成输运电流。在这种情况下，薄膜晶体管的性能容易受到环境、工艺等因素的影响，受限于短沟道效应，薄膜晶体管的输出特性的饱和电压随栅压的增大而增大，故不利于实现低功耗应用。

技术实现思路

[0003]针对上述至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，包括：
[0004]衬底；
[0005]第一栅极；所述第一栅极位于所述衬底上；
[0006]第一绝缘层；所述第一绝缘层位于所述衬底上，所述第一绝缘层覆盖所述第一栅极；
[0007]源极；所述源极位于所述第一绝缘层上的一个区域；
[0008]漏极；所述漏极位于所述第一绝缘层上的另一个区域；
[0009]有源层；所述有源层位于所述第一绝缘层、所述源极和所述漏极上，所述有源层与所述源极之间、所述有源层与所述漏极之间形成肖特基接触；
[0010]第二绝缘层；所述第二绝缘层位于所述有源层上；
[0011]第二栅极；所述第二栅极位于所述第二绝缘层上的一个区域；
[0012]第三栅极；所述第三栅极位于所述第二绝缘层上的另一个区域。
[0013]进一步地，所述第二栅极的投影覆盖所述源极，所述第三栅极的投影覆盖所述漏极。
[0014]进一步地，所述第二栅极的投影和所述第三栅极的投影分别覆盖所述第一栅极的一部分。
[0015]进一步地，所述第二栅极的投影和所述第三栅极的投影分别覆盖所述有源层的一部分。
[0016]进一步地，所述第二栅极的投影与所述有源层的重叠部分面积、所述第三栅极的投影与所述有源层的重叠部分面积均不大于导电沟道面积的一半。
[0017]进一步地，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一绝缘层、所述有源层、所述第二绝缘层分别有均匀的厚度。
[0018]进一步地，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一栅极、所述源极、所述漏极、所述第二栅极、所述第三栅极分别在除了边缘以外的部分有均匀的厚度。
[0019]进一步地，所述第一栅极、所述第二栅极、所述第三栅极、所述源极、所述漏极为Mo、Al、Cr或Au材质。
[0020]进一步地，所述有源层为氧化物半导体、有机半导体或二维半导体材质，所述衬底为Si、玻璃或柔性有机材质。
[0021]进一步地，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层为氧化物、氮化物或多聚物材质。
[0022]本专利技术的有益效果是：实施例中的分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，具有第一栅极、第二栅极和第三栅极等三个分立的栅极结构，这三个栅极都可以对晶体管的导电沟道进行调控，并且各栅极的调控可以是相互独立的，因此可选择性且单独调控某个方向的电场，从而具有良好的控制特性；源极与有源层之间、漏极与有源层之间均为肖特基接触，因此源极与有源层之间、漏极与有源层之间存在肖特基接触势垒，因此薄膜晶体管的饱和电流值较高，饱和特性良好，有利于满足低功耗要求。
附图说明
[0023]图1为实施例中分立多栅极控制结构的薄膜晶体管的结构示意图；
[0024]图2为实施例中第二栅极和源极的投影的示意图；
[0025]图3为实施例中第二绝缘层和有源层的厚度的示意图；
[0026]图4为实施例中的分立多栅极控制结构的薄膜晶体管的流程电学性能曲线图。
具体实施方式
[0027]本实施例中，分立多栅极控制结构的薄膜晶体管的结构如图1所示，包括衬底、第一栅极、第一绝缘层、源极、漏极、有源层、第二绝缘层、第二栅极和第三栅极等组成部分。其中，可以在衬底选定一个平面，在这个平面上依次制作出第一栅极和第一绝缘层等其他组成部分。
[0028]本实施例中，当提及某一组成部分位于另一组成部分之上，可以是指从衬底上的平面出发，沿着垂直于该平面的方向，某一组成部分比另一组成部分更远离衬底的这个平面，因此本实施例中的“之上”可以描述薄膜晶体管的各组成部分之间的相对位置关系，而与薄膜晶体管所处环境的空间上下左右位置方向没有绝对的关系。
[0029]参照图1，薄膜晶体管的各组成部分中，第一栅极位于衬底上，第一绝缘层位于衬底上，且第一绝缘层能够覆盖第一栅极，因此第一绝缘层同时与衬底和第一栅极连接。第一栅极整体相当于被第一绝缘层和衬底包裹，可以通过衬底或者第一绝缘层从第一栅极引出导电体。源极位于第一绝缘层上的一个区域，漏极位于第一绝缘层上的另一个区域，源极和漏极之间不直接连接。有源层位于第一绝缘层、源极和漏极上，有源层与源极之间、有源层与漏极之间形成肖特基接触。第二绝缘层位于有源层上，第二绝缘层可以覆盖全部有源层。第二栅极位于第二绝缘层上的一个区域，第三栅极位于第二绝缘层上的另一个区域，第二栅极和第三栅极之间不直接连接。
[0030]图1所示的结构中，薄膜晶体管具有第一栅极、第二栅极和第三栅极等三个分立的栅极结构，这三个栅极都可以对晶体管的导电沟道进行调控，并且各栅极的调控可以是相互独立的，因此可选择性且单独调控某个方向的电场，从而具有良好的控制特性；源极与有源层之间、漏极与有源层之间均为肖特基接触，因此源极与有源层之间、漏极与有源层之间
存在肖特基接触势垒，因此薄膜晶体管的饱和电流值较高，饱和特性良好，有利于满足低功耗要求。
[0031]参照图2，薄膜晶体管的各组成部分之间还可以有以下关系：
[0032]第二栅极的投影覆盖源极，第三栅极的投影覆盖漏极；第二栅极的投影和第三栅极的投影分别覆盖第一栅极的一部分；第二栅极的投影和第三栅极的投影分别覆盖有源层的一部分；第二栅极的投影与有源层的重叠部分面积、第三栅极的投影与有源层的重叠部分面积均不大于导电沟道面积的一半。
[0033]本实施例中，可以选取衬底所形成的平面为投影面。参照图2，第二栅极的投影覆盖源极，可以是指第二栅极在衬底平面上的投影能够将源极在衬底平面上的投影整体包含在内；同理，第三栅极的投影覆盖漏极，可以是指第三栅极在衬底平面上的投影能够将漏极在衬底平面上的投影整体包含在内。
[0034]参照图2，第二栅极的投影和第三栅极的投影分别覆盖第一栅极的一部分，可以是指第二栅极在衬底平面上的投影与第一栅极在衬底平面上的投影部分重合，第三栅极在衬底平面上的投影与第一栅极在衬底平面上的投影部分重合，第一栅极在衬底平面上的投影有一部分是不与第二栅极的投影或第三栅极的投影重合的。
[0035]参照图2，第二栅极的投影和第三栅极的投影分别覆盖有源层的一部分，可以是指第二栅极在衬底平面上的投影与有源层在衬底平面上的投影部分重合，第三栅极在衬底平面上的投影与有源层在衬底平面上的投影部分重合，有源层在衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，其特征在于，包括：衬底；第一栅极；所述第一栅极位于所述衬底上；第一绝缘层；所述第一绝缘层位于所述衬底上，所述第一绝缘层覆盖所述第一栅极；源极；所述源极位于所述第一绝缘层上的一个区域；漏极；所述漏极位于所述第一绝缘层上的另一个区域；有源层；所述有源层位于所述第一绝缘层、所述源极和所述漏极上，所述有源层与所述源极之间、所述有源层与所述漏极之间形成肖特基接触；第二绝缘层；所述第二绝缘层位于所述有源层上；第二栅极；所述第二栅极位于所述第二绝缘层上的一个区域；第三栅极；所述第三栅极位于所述第二绝缘层上的另一个区域。2.根据权利要求1所述的分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅极的投影覆盖所述源极，所述第三栅极的投影覆盖所述漏极。3.根据权利要求1所述的分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅极的投影和所述第三栅极的投影分别覆盖所述第一栅极的一部分。4.根据权利要求1所述的分立多栅极控制结构的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二栅极的投影和所述第三栅极的投影分别覆盖所述有源层的一部分。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘川，陈国苇，郭敏，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：