一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管制造技术

一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管，包括设置在基板上的栅极和绝缘层，以及有源层、源极和漏极，栅极被绝缘层所覆盖，有源层、源极、漏极均设置在绝缘层上，源极、漏极相对设置；绝缘层包括第一薄膜和第二薄膜，第一薄膜设置在所述基板上；第二薄膜叠合在第一薄膜上，第二薄膜与第一薄膜之间具有明显的分界；第一薄膜、第二薄膜均为绝缘无机薄膜，第一薄膜为由多个第一晶柱构成的多晶结构,第二薄膜为由多个第二晶柱构成的多晶结构，各个第二晶柱与各个第一晶柱错开设置。这种薄膜晶体管可以完全采用PVC工艺来制作，不仅能够有效增加其绝缘层的致密性，而且可大大减少工艺复杂度和工厂对设备的投资，有利于提高制造效率和安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管


[0001]本技术涉及半导体器件
，具体涉及一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管（简称TFT），其绝缘层一般包括绝缘层和保护层，一般要求这类绝缘层的致密性高。氧化物薄膜晶体管（简称氧化物TFT）是采用氧化物薄膜作为有源层的一类薄膜晶体管，其具有迁移率高的优点；除此之外，其作为有源层的氧化物薄膜可采用PVC工艺（PVC即物理气相沉积法）来制作，其一般无需采用易燃气体来作为工艺气体，具有安全性高等优点。
[0003]在现有氧化物薄膜晶体管的制造过程中，虽然其有源层可以采用PVC来制作，但是其绝缘层依然需要采用CVD工艺(CVD即化学气相沉积法) 来制作，CVD工艺能够保证绝缘层的致密性，而如果采用PVC工艺来制作绝缘层，会使制得的绝缘层存在疏松的柱状晶结构（晶柱之间容易出现间隙），导致绝缘层容易出现孔洞之类的缺陷，其致密性无法到达薄膜晶体管的要求；因此，这类氧化物薄膜晶体管需要采用CVD和PVC两种工艺来制作，而无法全部采用PVC工艺制作，使得工艺复杂度较高，增加了工厂对工艺设备的投资，存在制造效率低、制造成本高、制造过程不够安全等问题。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管，这种薄膜晶体管可以完全采用PVC工艺来制作，不仅能够有效增加其绝缘层的致密性，而且可大大减少工艺复杂度和工厂对设备的投资，有利于提高制造效率和安全性。采用的技术方案如下：
[0005]一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管，包括设置在基板上的栅极和绝缘层，以及有源层、源极和漏极，栅极被绝缘层所覆盖，有源层、源极、漏极均设置在绝缘层上，源极、漏极相对设置；其特征在于：所述绝缘层包括第一薄膜和第二薄膜，第一薄膜设置在所述基板上；第二薄膜叠合在第一薄膜上，第二薄膜与第一薄膜之间具有明显的分界；第一薄膜、第二薄膜均为绝缘无机薄膜，第一薄膜为由多个第一晶柱构成的多晶结构,第二薄膜为由多个第二晶柱构成的多晶结构，各个第二晶柱与各个第一晶柱错开设置。
[0006]上述薄膜晶体管中，绝缘层通过第一薄膜和第二薄膜叠合而成，并且构成第二薄膜的各个第二晶柱与构成第一薄膜的各个第一晶柱错开设置，可使第一薄膜和第二薄膜存在相互遮掩的作用（即各个第二晶柱能够分别遮挡各个第一晶柱之间相应的间隙，各个第一晶柱能够分别遮挡各个第二晶柱之间相应的间隙），因此，在第一薄膜或第二薄膜存在孔洞的情况下，第一薄膜上的孔洞与第二薄膜上的孔洞能够相互错开，这样可使各个第一晶柱之间的间隙(或孔洞)无法顺着第一晶柱蔓延到第二晶柱上，不仅能够破坏孔洞的单一延伸性，大大地减少了出现贯穿性间隙(或孔洞)的出现概率，减少孔洞的影响，而且可大大地
增加绝缘层的致密性。由于绝缘层、有源层都可以依靠PVC工艺来制作，使得上述薄膜晶体管可以完全依靠PVC工艺来制作，相对于现有技术中薄膜晶体管需要采用CVD和PVC两种工艺来制作，不仅能够有效增加其绝缘层的致密性，而且可大大减少工艺复杂度和工厂对设备的投资，提高制造效率和安全性。
[0007]优选方案中，所述第一薄膜具有改性后形成的表面层，所述第二薄膜生长在第一薄膜的表面层上。可采用等离子体、高温反应气氛或氩离子轰击的方法对第一薄膜的表面进行改性，中和掉第一薄膜表面的悬键，从而使其表面的结构发生变化，使得第一晶柱内部的晶体结构在末端被破坏，从而产生与第一晶柱内部不一样的表面层，因而第二晶柱无法在第一晶柱的末端继续生长，其生长会基于新的生长核，所生长的第二晶柱与第一晶柱相互错开，第一薄膜上的孔洞与第二薄膜上的孔洞也会相互错开，从而大大地增加绝缘层的致密性。另外，改性后形成的表面层也构成了第二薄膜与第一薄膜之间的分界。
[0008]一种优选方案中，所述第一薄膜为金属氧化物薄膜。
[0009]另一种优选方案中，所述第一薄膜为金属氮化物薄膜。
[0010]优选方案中，所述第二薄膜与第一薄膜为同质薄膜。这样，可以使第二薄膜与第一薄膜结合得更好。通常，第一薄膜和第二薄膜均采用同一种无机绝缘材料（如Al2O3、SiO2、HfO2）。
[0011]更优选方案中，所述第一薄膜、第二薄膜的厚度均为150～600nm。
[0012]优选方案中，所述薄膜晶体管还包括保护层，保护层覆盖在所述有源层、源极和漏极之上。
[0013]本技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0014]这种薄膜晶体管采用多层镀膜的方式形成绝缘层，可使第一薄膜和第二薄膜存在相互遮掩的作用，并使第一薄膜上的孔洞与第二薄膜上的孔洞错开设置，不仅能够破坏孔洞的单一延伸性，减少孔洞的影响，使得薄膜晶体管更加致密，而且可以完全依靠PVC工艺来制作，相对于现有技术中的薄膜晶体管需要采用CVD和PVC两种工艺来制作，可大大减少工艺复杂度和工厂对设备的投资，提高制造效率和安全性。
附图说明
[0015]图1是本技术优选实施例薄膜晶体管的结构示意图。
[0016]图2是图1所示薄膜晶体管中绝缘层的结构示意图。
具体实施方式
[0017]如图1、图2所示，这种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管，包括设置在基板0上的栅极1和绝缘层2，以及有源层3、源极4、漏极5和保护层6，栅极1被绝缘层2所覆盖，有源层3、源极4、漏极5均设置在绝缘层2上，源极4、漏极5相对设置，保护层6覆盖在有源层3、源极4和漏极5上；绝缘层2包括第一薄膜21和第二薄膜22，第一薄膜21设置在基板0上，第二薄膜22叠合在第一薄膜21上，第二薄膜22与第一薄膜21之间具有明显的分界；第一薄膜21、第二薄膜22均为绝缘无机薄膜，第一薄膜21为由多个第一晶柱211构成的多晶结构,第二薄膜22为由多个第二晶柱221构成的多晶结构，各个第二晶柱221与各个第一晶柱211错开设置。
[0018]在本实施例中，第一薄膜21具有改性后形成的表面层201，第二薄膜22生长在第一薄膜21的表面层201上。可采用等离子体、高温反应气氛或氩离子轰击的方法对第一薄膜21的表面进行改性，中和掉第一薄膜21表面的悬键，从而使其表面的结构发生变化，使得第一晶柱211内部的晶体结构在末端被破坏，从而产生与第一晶柱211内部不一样的表面层201，因而第二晶柱221无法在第一晶柱211的末端继续生长，其生长会基于新的生长核，所生长的第二晶柱221与第一晶柱211相互错开，第一薄膜21上的孔洞202与第二薄膜22上的孔洞202也会相互错开，从而大大地增加绝缘层2的致密性。另外，改性后形成的表面层201也构成了第二薄膜22与第一薄膜21之间的分界。
[0019]在本实施例中，第一薄膜21为金属氧化物薄膜或金属氮化物薄膜；第二薄膜22与第一薄膜21为同质薄膜，第一薄膜21、第二薄膜22的厚度均为150～600nm。这样，可以使第二薄膜22与第一薄膜21结合得更好。
[0020]上述薄膜晶体管中，绝缘层2通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管，包括设置在基板上的栅极和绝缘层，以及有源层、源极和漏极，栅极被绝缘层所覆盖，有源层、源极、漏极均设置在绝缘层上，源极、漏极相对设置；其特征在于：所述绝缘层包括第一薄膜和第二薄膜，第一薄膜设置在所述基板上；第二薄膜叠合在第一薄膜上，第二薄膜与第一薄膜之间具有明显的分界；第一薄膜、第二薄膜均为绝缘无机薄膜，第一薄膜为由多个第一晶柱构成的多晶结构,第二薄膜为由多个第二晶柱构成的多晶结构，各个第二晶柱与各个第一晶柱错开设置。2.根据权利要求1所述的一种改进绝缘层的氧化物半导体的薄膜晶体管，其特征在于：所述第一薄膜具有改性后形成的表面层，所述第二薄膜生长在第一薄膜的表面层上。3.根据权利要求1所述的一种改进绝缘层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉云，沈奕，吕岳敏，张汉焱，陈远明，
申请(专利权)人：汕头超声显示器技术有限公司，
类型：新型
国别省市：