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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件领域,具体而言,本申请涉及一种晶体管及其制造方法、存储器、电子设备。
技术介绍
1、结合氧化物(如igzo,indium gallium zinc oxide,铟镓锌氧化物)材料开发的新型dram(dynamic random access memory,动态随机存取存储器)存储器显示了极大的潜力。
2、但是氧化物半导体晶体管的源极和漏极,与半导体沟道材料间形成的一般是肖特基接触,这一特性决定了源极和漏极,与半导体层的接触面积很难缩小,成为限制了氧化物半导体器件尺寸的缩微的难题,尤其对于垂直沟道型氧化物半导体晶体管,该问题仍然存在。
3、然而,传统的解决方案是增加源极金属和漏极金属的面积,在垂直氧化物半导体晶体管上则变成增加源极金属的厚度和漏极金属的厚度,这种方案由于应力与刻蚀工艺等限制并不适用。
技术实现思路
1、本申请提供一种晶体管及其制造方法、存储器、电子设备。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种晶体管,位于衬底上,包括:
3、第一电极,位于所述衬底的一侧;
4、第二电极,位于所述第一电极远离所述衬底的一侧,且与所述第一电极绝缘设置;
5、半导体层,位于所述第一电极远离所述衬底的一侧,且与所述第一电极连接,所述半导体层设置有沿第一方向延伸的容纳腔,所述第一方向与所述衬底的延伸方向相交;
6、第三电极,位于所述第二电极与所述半导体层之间,并沿所述第一方向延伸,所述第三电极与
7、栅极,至少部分位于所述容纳腔内,且与所述半导体层绝缘设置。
8、在一些实施例中,第三电极为导电薄膜,导电薄膜具有两个相对的主表面,其中一个主表面与第二电极的端面接触。在一些实施例中,所述半导体层包括第一部和第二部;
9、所述第一部为所述容纳腔的底部,所述第二部为所述容纳腔的侧壁,所述侧壁环绕所述栅极并沿所述第一方向延伸,所述第一部和所述第二部为一体式结构,所述第二方向与所述衬底的水平延伸方向平行。
10、在一些实施例中,第一电极和第二电极均沿与衬底平行的方向延伸,且第二电极的端面通过所述第三电极与所述第二部连接;所述第三电极包括在所述半导体层的侧壁朝向衬底的方向延伸的区域。在一些实施例中,还包括第一绝缘介质层;
11、所述第一绝缘介质层位于所述第一电极和所述第三电极之间且沿平行衬底的方向延伸;所述第三电极沿着所述半导体层的侧壁延伸到所述第一绝缘介质层。
12、在一些实施例中,所述第三电极的功函数介于所述第二电极的功函数和所述半导体层的电子亲和势之间。
13、在一些实施例中,所述第三电极的材料包括:金属氧化物、氮化钛、钼和钨中一种或多种;
14、所述半导体层的材料包括:金属氧化物;该金属氧化物包括氧化铟镓锌、氧化铟锡和氧化铟钨中的一种或多种。
15、在一些实施例中,所述第三电极和所述半导体层均包含金属氧化物。
16、在一些实施例中,所述第三电极和所述半导体层包含相同种类的金属,且所述第三电极中的铟的占比高于所述半导体层中铟的占比。
17、在一些实施例中,所述第三电极和所述半导体层包含不完全相同种类的金属,所述第三电极包含锡或铝,所述半导体层包含镓或锡或钨。
18、在一些实施例中,所述第一电极位于所述第一绝缘介质层的下方,所述半导体层沿着所述第三电极延伸至所述第一电极,在所述半导体层的侧壁仅与所述第三电极和所述第一电极接触。
19、第二方面,本申请实施例提供了一种存储器,包括如第一方面任一所述的晶体管。
20、在一些实施例中,所述存储器包括两个所述晶体管;两个所述晶体管连接,且两个所述晶体管沿垂直于所述衬底的方向依次层叠设置;或者
21、所述存储器包括所述一个晶体管和电容,所述晶体管与所述电容连接。
22、第三方面,本申请实施例提供了一种晶体管的制造方法,包括:
23、提供一衬底;
24、在所述衬底的一侧依次制作第一电极和第二电极,所述第二电极与所述第一电极绝缘;
25、在制作有所述第二电极的衬底上制作第三电极,所述第三电极沿所述第一方向延伸,所述第三电极与所述第一电极绝缘,并与所述第二电极连接;
26、在制作有所述第三电极的衬底上依次制作半导体层和栅极,所述半导体层分别与所述第一电极和所述第三电极连接,所述半导体层具有沿第一方向延伸的容纳腔,所述第一方向与所述衬底的延伸方向相交;所述栅极至少部分位于所述容纳腔内,且与所述半导体层绝缘。
27、在一些实施例中,在所述衬底的一侧依次制作第一电极和第二电极,所述第二电极与所述第一电极绝缘,包括:
28、在所述衬底上依次制作第一电极、第一绝缘介质层和第二绝缘介质层;
29、在制作有所述第二绝缘介质层的衬底上依次制作第一导电层和第三绝缘介质层;
30、在制作有所述第三绝缘介质层的衬底上形成贯穿所述第三绝缘介质层、所述第一导电层和所述第二绝缘介质层,并暴露出所述第一绝缘介质层的容纳孔,在所述容纳孔两侧的第一导电层作为所述第二电极。
31、在一些实施例中,在制作有所述第二电极的衬底上制作第三电极,包括:
32、在制作有所述第二电极的衬底上沉积第二导电层,所述第二导电层覆盖所述第三绝缘介质层和覆盖暴露出的所述第一绝缘介质层;
33、通过刻蚀工艺,去除沿第二方向延伸的第二导电层和部分所述第一绝缘介质层,暴露出所述第一电极,保留沿第一方向延伸的第二导电层,并将沿第一方向延伸的第二导电层作为所述第三电极,所述第一方向与所述衬底的延伸方向相交,所述第二方向与所述衬底的延伸方向平行。
34、在一些实施例中,还包括制作栅介电层,在制作有所述第三电极的衬底上制作半导体层、栅介电层和栅极,包括:
35、在制作有所述第三电极的衬底上依次沉积半导体材料、栅介质材料和第三导电层,所述半导体材料分别与所述第一电极和所述第三电极连接;
36、通过刻蚀工艺,将部分所述半导体材料、部分所述栅介质材料和部分所述第三导电层去除,形成半导体层、栅介电层和栅极。
37、第四方面,本申请实施例提供了一种存储器,包括:至少一个晶体管,所述晶体管包括栅极、半导体层、源极、漏极和过渡层;
38、所述栅极沿着垂直衬底的方向延伸且具有侧表面,所述半导体层至少环绕所述栅极的侧表面,且环绕所述栅极侧表面的所述半导体层沿垂直衬底的方向延伸;
39、所述源极和所述漏极至少之一设置在所述半导体层的侧表面;设置在所述半导体层的侧表面的源极和/或漏极沿平行于衬底的方向延伸,并包含侧壁和端部,所述端部朝向所述半导体层的侧表面;
40、所述端部和所述半导体层的侧表面之间设置有所述过渡层,所述过渡层沿着本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶体管,位于衬底上,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极为导电薄膜,所述导电薄膜具有两个相对的主表面,其中一个主表面与所述第二电极的端面接触。
3.根据权利要求2所述的晶体管,其特征在于,所述半导体层包括第一部和第二部;
4.根据权利要求3所述的晶体管,其特征在于,
5.根据权利要求3所述的晶体管,其特征在于,还包括第一绝缘介质层;
6.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极的功函数介于所述第二电极的功函数和所述半导体层的电子亲和势之间。
7.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极的材料包括:金属氧化物、氮化钛、钼和钨中一种或多种;
8.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极和所述半导体层均包含金属氧化物。
9.根据权利要求8所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极和所述半导体层包含相同种类的金属,且所述第三电极中的铟的占比高于所述半导体层中铟的占比。
10.根据权利要求8所述的晶体管,
11.根据权利要求5所述的晶体管,其特征在于,所述第一电极位于所述第一绝缘介质层的下方,所述半导体层沿着所述第三电极延伸至所述第一电极,在所述半导体层的侧壁仅与所述第三电极和所述第一电极接触。
12.一种存储器,其特征在于,包括如权利要求1至11任一所述的晶体管。
13.根据权利要求12所述的存储器,其特征在于,
14.一种晶体管的制造方法,其特征在于,包括:
15.根据权利要求14所述的晶体管的制造方法,其特征在于,在所述衬底的一侧依次制作第一电极和第二电极,所述第二电极与所述第一电极绝缘,包括:
16.根据权利要求15所述的晶体管的制作方法,其特征在于,在制作有所述第二电极的衬底上制作第三电极,包括:
17.根据权利要求16所述的晶体管的制作方法,其特征在于,还包括制作栅介电层,在制作有所述第三电极的衬底上制作半导体层、栅介电层和栅极,包括:
18.一种存储器,其特征在于,包括:至少一个晶体管,所述晶体管包括栅极、半导体层、源极、漏极和过渡层;
19.根据权利要求18所述的存储器,其特征在于,
20.根据权利要求18所述的存储器,其特征在于,
21.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-11任一所述的晶体管,或者包括如权利要求12至13任一所述的存储器;或者包括如权利要求18-20任一所述的存储器。
...【技术特征摘要】
1.一种晶体管,位于衬底上,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极为导电薄膜,所述导电薄膜具有两个相对的主表面,其中一个主表面与所述第二电极的端面接触。
3.根据权利要求2所述的晶体管,其特征在于,所述半导体层包括第一部和第二部;
4.根据权利要求3所述的晶体管,其特征在于,
5.根据权利要求3所述的晶体管,其特征在于,还包括第一绝缘介质层;
6.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极的功函数介于所述第二电极的功函数和所述半导体层的电子亲和势之间。
7.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极的材料包括:金属氧化物、氮化钛、钼和钨中一种或多种;
8.根据权利要求1所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极和所述半导体层均包含金属氧化物。
9.根据权利要求8所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极和所述半导体层包含相同种类的金属,且所述第三电极中的铟的占比高于所述半导体层中铟的占比。
10.根据权利要求8所述的晶体管,其特征在于,所述第三电极和所述半导体层包含不完全相同种类的金属,所述第三电极包含锡或铝,所述半导体层包含镓或锡或钨。
11.根据权利要求5所述的晶体管,其特征在于,所述第一电极位于...
【专利技术属性】
技术研发人员:于伟,尹晓明,马艳三,李玉科,王桂磊,王祥升,桂文华,黄龙,
申请(专利权)人:北京超弦存储器研究院,
类型:发明
国别省市:
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