晶体管及其形成方法技术

可以通过以正向顺序或以反向顺序在衬底上方形成栅电极、半导体金属氧化物衬垫、栅极电介质和有源层并且通过在有源层的端部上形成源电极和漏电极来提供晶体管。半导体金属氧化物衬垫包括用作氢阻挡材料的薄半导体金属氧化物材料。本申请的实施例还涉及晶体管及其形成方法。形成方法。形成方法。

【技术实现步骤摘要】
晶体管及其形成方法


[0001]本申请的实施例涉及晶体管及其形成方法。

技术介绍

[0002]已经开发了多种晶体管结构以满足各种设计标准。由氧化物半导体制成的薄膜晶体管(TFT)是用于后段制程(BEOL)集成的有吸引力的选择，因为TFT可以在低温下处理，并且因此不会损坏先前制造的器件。例如，制造条件和技术不会损坏先前制造的前段制程(FEOL)和中段制程(MEOL)器件。

技术实现思路

[0003]本申请的一些实施例提供了一种晶体管，包括：栅电极，位于衬底上方；平面半导体金属氧化物衬垫，接触所述栅电极的表面；栅极电介质，接触所述平面半导体金属氧化物衬垫的表面；有源层，接触所述栅极电介质；以及源电极和漏电极，位于所述有源层的端部上。
[0004]本申请的另一些实施例提供了一种晶体管，包括：有源层，位于衬底上方；栅极电介质，接触所述有源层的表面；源电极和漏电极，位于所述有源层的端部上；共形半导体金属氧化物衬垫，接触所述栅极电介质；以及栅电极，嵌入在所述共形半导体金属氧化物衬垫中。
[0005]本申请的又一些实施例提供了一种形成晶体管的方法，包括：以正向顺序或以反向顺序在衬底上方形成栅电极、半导体金属氧化物衬垫、栅极电介质和有源层，其中，所述半导体金属氧化物衬垫包括选自氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟钨、氧化铟锌、氧化铟锡、氧化镓、氧化铟、掺杂的氧化锌、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化镉的材料；以及在所述有源层的端部上形成源电极和漏电极。
附图说明
[0006]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0007]图1是根据本专利技术的实施例的在形成互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、形成在下层级介电材料层中的第一金属互连结构和隔离介电层之后的第一示例性结构的垂直截面图。
[0008]图2A是根据本专利技术的第一实施例的在形成体偏置线之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0009]图2B是沿图2A的垂直平面B
‑
B
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的第一示例性结构的垂直截面图。
[0010]图2C是沿图2A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0011]图3A是根据本专利技术的第一实施例的在形成绝缘层和体接触腔之后的第一示例性
结构的区域的顶视图。
[0012]图3B是沿图3A的垂直平面B
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B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0013]图3C是沿图3A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0014]图4A是根据本专利技术的第一实施例的在形成体接触通孔结构之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0015]图4B是沿图4A的垂直平面B
‑
B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0016]图4C是沿图4A的垂直平面C
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C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0017]图5A是根据本专利技术的第一实施例的在形成连续有源层和顶部栅极介电层之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0018]图5B是沿图5A的垂直平面B
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B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0019]图5C是沿图5A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0020]图6A是根据本专利技术的第一实施例的在形成顶部栅极电介质和有源层的堆叠件之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0021]图6B是沿图6A的垂直平面B
‑
B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0022]图6C是沿图6A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0023]图7A是根据本专利技术的第一实施例的在形成介电层之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0024]图7B是沿图7A的垂直平面B
‑
B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0025]图7C是沿图7A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0026]图8A是根据本专利技术的第一实施例的在形成源极腔和漏极腔之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0027]图8B是沿图8A的垂直平面B
‑
B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0028]图8C是沿图8A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0029]图9A是根据本专利技术的第一实施例的在形成源电极和漏电极之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0030]图9B是沿图9A的垂直平面B
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B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0031]图9C是沿图9A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0032]图10A是根据本专利技术的第一实施例的在形成栅极腔之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0033]图10B是沿图10A的垂直平面B
‑
B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0034]图10C是沿图10A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0035]图11A是根据本专利技术的第一实施例在形成连续半导体金属氧化物衬垫之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0036]图11B是沿图11A的垂直平面B
‑
B
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0037]图11C是沿图11A的垂直平面C
‑
C
’
的第一示例性结构的垂直截面图。
[0038]图12A是根据本专利技术的第一实施例的在形成共形半导体金属氧化物衬垫和栅电极之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0039]图12B是沿图12A的垂直平面B
‑
B
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的第一示例性结构的可选配置的垂直截面图。
[0040]图12C是沿图12A的垂直平面C
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C
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的第一示例性结构的可选配置的垂直截面图。
[0041]图13A是根据本专利技术的第一实施例的在形成上介电材料层和上层级金属互连结构之后的第一示例性结构的区域的顶视图。
[0042]图13B是沿图13A的垂直平面B
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B
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管，包括：栅电极，位于衬底上方；平面半导体金属氧化物衬垫，接触所述栅电极的表面；栅极电介质，接触所述平面半导体金属氧化物衬垫的表面；有源层，接触所述栅极电介质；以及源电极和漏电极，位于所述有源层的端部上。2.根据权利要求1所述的晶体管，其中，所述平面半导体金属氧化物衬垫包括选自氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟钨、氧化铟锌、氧化铟锡、氧化镓、氧化铟、掺杂的氧化锌、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化镉的材料。3.根据权利要求1所述的晶体管，其中：所述平面半导体金属氧化物衬垫具有在从0.1nm至3nm范围内的厚度；以及所述有源层具有至少是所述平面半导体金属氧化物衬垫的厚度的三倍的厚度。4.根据权利要求1所述的晶体管，其中，所述平面半导体金属氧化物衬垫包括接触所述栅极电介质的水平表面的整体的水平表面。5.根据权利要求4所述的晶体管，其中，所述平面半导体金属氧化物衬垫包括在平面图中横向延伸至所述有源层的外围之外的区域。6.根据权利要求4所述的晶体管，其中，所述平面半导体金属氧化物衬垫包括与所述有源层的侧壁垂直重合的侧壁。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：马礼修，马可，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：