薄膜晶体管及其制备方法技术

一种薄膜晶体管及其制备方法，该薄膜晶体管包括至少一个薄膜晶体管单元，所述薄膜晶体管单元至少包括设置在基底上的栅极复合层和有源层，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分沿着第一方向延伸，所述第二部分沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，且所述第二方向与所述基底所在的平面非平行，所述第一部分层叠设置在所述栅极复合层远离所述基底一侧，所述栅极复合层中设置有第一过孔，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，在所述第一过孔中的所述第二部分与所述栅极复合层侧壁相对的部分形成沟道。成沟道。成沟道。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制备方法


[0001]本公开实施例涉及但不限于半导体领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着芯片的集成度变高，薄膜晶体管的结构从planar，FinFET到GAA节点，核心思想是保持栅极对沟道的控制(栅极和沟道的接触面积)的基础上，把薄膜晶体管器件做小。随着薄膜晶体管器件不断变小，工艺尺寸变小，制备难度增加。薄膜晶体管器件本身也出现了性能的问题，比如，开启电流不足；栅极不易关断，漏电增加；薄膜晶体管器件距离太近，相互影响增加。
[0003]目前，铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，简称：IGZO)材质的薄膜晶体管都是平面结构，源极、栅极以及漏极在基底上平铺，集成度不高。

技术实现思路

[0004]以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种薄膜晶体管，包括至少一个薄膜晶体管单元，所述薄膜晶体管单元至少包括设置在基底上的栅极复合层和有源层，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分沿着第一方向延伸，所述第二部分沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，且所述第二方向与所述基底所在的平面非平行，所述第一部分层叠设置在所述栅极复合层远离所述基底一侧，所述栅极复合层中设置有第一过孔，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，在所述第一过孔中的所述第二部分与所述栅极复合层侧壁相对的部分形成沟道。
[0006]在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管单元还包括设置在所述基底上的第一电极，所述第一电极层叠设置于所述栅极复合层靠近所述基底一侧，至少部分所述第一电极在所述基底的垂直投影与所述栅极复合层在所述基底的垂直投影交叠，所述第一电极中设置有第二过孔，所述第二过孔将所述第一电极的侧壁暴露，至少部分所述第二过孔与所述第一过孔连通，至少部分所述第二部分设置在所述第二过孔中，且至少部分所述第二部分在所述第二过孔中与所述第一电极的侧壁电接触。
[0007]在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管单元还包括设置在所述基底上的第二电极，所述第二电极层叠设置于所述第一部分远离所述基底一侧，至少部分所述第二电极在所述基底的垂直投影与所述第一部分在所述基底的垂直投影交叠，至少部分所述第二电极与所述第一部分靠近所述第二电极一侧表面电接触。
[0008]在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管单元还包括栅极绝缘层，所述栅极绝缘层设置在所述第二部分的侧壁与所述栅极复合层的侧壁之间。
[0009]在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管单元还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层
层叠设置在所述第一电极与所述栅极复合层之间，所述第一绝缘层中设置有第三过孔，至少部分所述第三过孔均与所述第一过孔和所述第二过孔连通，至少部分所述第二部分设置在所述第三过孔中。
[0010]在示例性实施方式中，所述第一电极靠近所述第二部分一侧侧壁的表面为倾斜面，至少部分所述第二部分在所述第二过孔中与所述倾斜面电接触。
[0011]在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管单元还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层层叠设置在所述栅极复合层和所述第一部分之间，所述第二绝缘层中设置有第四过孔，至少部分所述第四过孔与所述第一过孔连通，至少部分所述第二部分设置在所述第四过孔中。
[0012]在示例性实施方式中，所述有源层在垂直于所述基底方向的截面呈T字形。
[0013]在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管包括至少两个在所述基底上层叠设置的薄膜晶体管单元以及位于相邻两个所述薄膜晶体管单元之间的绝缘介质层。
[0014]在示例性实施方式中，所述有源层材料采用铟镓锌氧化物。
[0015]在示例性实施方式中，所述基底采用硅基底。
[0016]在示例性实施方式中，所述栅极复合层包括第一栅极，所述第一栅极中设置有所述第一过孔，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，在所述第一过孔中的所述第二部分与所述第一栅极侧壁相对的部分形成所述沟道。
[0017]在示例性实施方式中，所述栅极复合层包括第一栅极和第二栅极，所述第一栅极和所述第二栅极同层设置，且所述第一栅极和所述第二栅极位于所述第一过孔的相对两侧，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，所述第一栅极和所述第二栅极共用在所述第一过孔中的所述第二部分，形成共用沟道。
[0018]在示例性实施方式中，所述栅极复合层包括第一栅极、设置于所述第一栅极远离所述基底一侧的第二栅极以及设置于所述第一栅极与所述第二栅极之间的第三绝缘层，所述第一栅极、所述第二栅极以及所述第三绝缘层中均设置有所述第一过孔，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，在所述第一过孔中的所述第二部分与所述第一栅极侧壁相对的部分形成第一沟道，在所述第一过孔中的所述第二部分与所述第二栅极侧壁相对的部分形成第二沟道。
[0019]第二方面，本公开实施例还提供了一种薄膜晶体管的制备方法，包括：
[0020]在基底上形成栅极复合层薄膜；
[0021]在所述栅极复合层薄膜中形成第一过孔，所述栅极复合层薄膜形成栅极复合层；
[0022]在所述栅极复合层上沉积有源材料，使所述有源材料形成有源层；其中，所述有源层包括互相交叉设置的第一部分和第二部分，所述第一部分层叠设置在所述栅极复合层远离所述基底一侧，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，所述第二部分在所述第一过孔中与所述栅极复合层侧壁相对的部分形成沟道。
[0023]在示例性实施方式中，在所述栅极复合层上形成有源层之后，还包括：
[0024]在所述有源层上形成第二电极；其中，所述第二电极覆盖至少部分所述有源层的第一部分，且所述第二电极与所述第一部分靠近所述第二电极一侧表面电接触。
[0025]在示例性实施方式中，通过同一制备工艺，在所述栅极复合层上依次形成所述有源层和所述第二电极。
[0026]在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
[0027]附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0028]图1为相关技术中薄膜晶体管的结构示意图一；
[0029]图2为相关技术中薄膜晶体管的结构示意图二；
[0030]图3为相关技术中薄膜晶体管的结构示意图三；
[0031]图4为本专利技术实施例薄膜晶体管的结构示意图一；
[0032]图5为本专利技术实施例薄膜晶体管的结构示意图二；
[0033]图6为本专利技术实施例薄膜晶体管形成第一电极薄膜图案、第一绝缘薄膜图案、栅极复合层薄膜图案和第二绝缘薄膜图案后的示意图；
[0034]图7为本专利技术实施例薄膜晶体管形成第一绝缘层图案、栅极复合层图案以及第二绝缘层图案后的示意图；
[0035]图8为本专利技术实施例薄膜晶体管形成栅极绝缘薄膜后的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括至少一个薄膜晶体管单元，所述薄膜晶体管单元至少包括设置在基底上的栅极复合层和有源层，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分沿着第一方向延伸，所述第二部分沿着第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向不同，且所述第二方向与所述基底所在的平面非平行，所述第一部分层叠设置在所述栅极复合层远离所述基底一侧，所述栅极复合层中设置有第一过孔，至少部分所述第二部分设置在所述第一过孔中，在所述第一过孔中的所述第二部分与所述栅极复合层侧壁相对的部分形成沟道。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还包括设置在所述基底上的第一电极，所述第一电极层叠设置于所述栅极复合层靠近所述基底一侧，至少部分所述第一电极在所述基底的垂直投影与所述栅极复合层在所述基底的垂直投影交叠，所述第一电极中设置有第二过孔，所述第二过孔将所述第一电极的侧壁暴露，至少部分所述第二过孔与所述第一过孔连通，至少部分所述第二部分设置在所述第二过孔中，且至少部分所述第二部分在所述第二过孔中与所述第一电极的侧壁电接触。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还包括设置在所述基底上的第二电极，所述第二电极层叠设置于所述第一部分远离所述基底一侧，至少部分所述第二电极在所述基底的垂直投影与所述第一部分在所述基底的垂直投影交叠，至少部分所述第二电极与所述第一部分靠近所述第二电极一侧表面电接触。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还包括栅极绝缘层，所述栅极绝缘层设置在所述第二部分的侧壁与所述栅极复合层的侧壁之间。5.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层层叠设置在所述第一电极与所述栅极复合层之间，所述第一绝缘层中设置有第三过孔，至少部分所述第三过孔均与所述第一过孔和所述第二过孔连通，至少部分所述第二部分设置在所述第三过孔中。6.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一电极靠近所述第二部分一侧侧壁的表面为倾斜面，至少部分所述第二部分在所述第二过孔中与所述倾斜面电接触。7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管单元还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层层叠设置在所述栅极复合层和所述第一部分之间，所述第二绝缘层中设置有第四过孔，至少部分所述第四过孔与所述第一过孔连通，至少部分所述第二部分设置在所述第四过孔中。8.根据权利要求1至7任一所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层在垂直于所述基底...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，孙红波，韩宝东，
申请(专利权)人：北京超弦存储器研究院，
类型：发明
国别省市：