半导体器件及其制造方法、电子设备技术

技术编号:45115277 阅读:19 留言:0更新日期:2025-04-29 18:56
一种半导体器件及其制造方法、电子设备,涉及半导体技术;半导体器件的制造方法包括:在衬底上依次形成第一电极、绝缘层和第二电极的堆叠结构;在所述堆叠结构上形成沿着垂直于所述衬底方向延伸的孔洞,所述孔洞将至少部分所述第一电极和所述第二电极暴露;采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层,所述半导体层为金属氧化物半导体层;所述半导体层分别与暴露的所述第一电极和所述第二电极接触;采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层,包括:在腔体中通入氧化剂和前驱体,其中,所述氧化剂为气体或等离子体;其中,所述气体或等离子体的氧化性在所述半导体层厚度增加的过程中增强;降低半导体层氧化过程中对第一电极和第二电极的氧化。

【技术实现步骤摘要】

本公开实施例涉及但不限于半导体技术,尤指一种半导体器件及其制造方法、电子设备


技术介绍

1、金属氧化物作为沟道材料的晶体管在新兴领域中的应用越来越重要,比如柔性显示、物联网,可穿戴电子,存储器等。然而,金属氧化物作为晶体管的沟道层生长过程中,通常会给界面层带来不同程度的氧化问题,这一问题在垂直沟道型器件的金属源漏电极的界面与金属氧化物沟道材料间仍然存在,尤其对于金属氧化物半导体沟道材料,界面的过度氧化,会限制器件性能提升。


技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。

2、本公开实施例提供一种半导体器件的制造方法,包括:

3、在衬底上依次形成第一电极、绝缘层和第二电极的堆叠结构;

4、在所述堆叠结构上形成沿着垂直于所述衬底方向延伸的孔洞,所述孔洞将至少部分所述第一电极和所述第二电极暴露;

5、采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层,所述半导体层为金属氧化物半导体层;所述半导体层分别与暴露的所述第一电极和所述第二电极接触;

6、采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层,包括:在腔体中通入氧化剂和前驱体,其中,所述氧化剂为气体或等离子体;

7、其中,所述气体或等离子体的氧化性在所述半导体层厚度增加的过程中增强。

8、在一示例性实施例中,采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层包括:

9、采用原子层沉积工艺,先通过弱氧化性的气体或等离子体,再通过强氧化性的气体或等离子体在所述孔洞的侧壁生长所述半导体层。

10、在一示例性实施例中,所述弱氧化性的气体或等离子体的物质为弱氧化剂;所述强氧化性的气体或等离子体为强氧化剂。

11、在一示例性实施例中,所述弱氧化剂包括水、过氧化氢、或醇类;所述强氧化剂包括臭氧或氟气。

12、在一示例性实施例中,所述弱氧化性气体或等离子体为浓度范围为2%~10%的臭氧,或功率在10w~30w之间的活性氧等离子体;所述强氧化性气体或等离子体为浓度范围为10%~20%的臭氧,或功率在30w~60w之间的活性氧等离子体。

13、在一示例性实施例中,先通过弱氧化性的气体或等离子体生长厚度大于等于0.5纳米小于等于2纳米的半导体层。

14、在一示例性实施例中,弱氧化性的气体或等离子体生长半导体层后,强氧化性的气体或等离子体生长所述半导体层之前,还包括:

15、对已经生长的半导体层进行氧气氛退火。

16、在一示例性实施例中,采用同一种物质的气体或等离子体作为弱氧化性气体和强氧化性气体连续制作半导体层,得到所述半导体层后进行退火工艺。

17、在一示例性实施例中,随着所述半导体层厚度的增加,所述半导体层中的氧浓度逐渐增大。

18、本公开实施例还提供了一种半导体器件,采用前面任一所述的半导体器件的制造方法制作而成。

19、在一示例性实施例中,所述半导体层的材料包括铟镓锌氧化物、氧化铟镓、氧化铟锌、氧化铟锡、氧化铟钨、氧化铟中的至少一种。

20、本公开实施例还提供了一种电子设备,包括前述的半导体器件。

21、本公开半导体器件的制造过程通过使所述气体或等离子体的氧化性在半导体层厚度增加的过程中增强,降低半导体层氧化过程中对第一电极和第二电极的氧化,从而提高第一电极和第二电极的接触电阻。

22、本公开半导体器件的制造过程先通过弱氧化性的气体或等离子体,再通过强氧化性的气体或等离子体在所述孔洞的侧壁生长所述半导体层,降低半导体层生长过程中对暴露的第一电极和第二电极的氧化;使弱氧化性的气体或等离子体氧化形成的半导体层作为阻挡层,降低强氧化性的气体或等离子体对第一电极和第二电极的氧化,从而提高第一电极和第二电极的接触电阻。

23、本公开半导体器件的制造过程通过采用强氧化性的气体或等离子体形成半导体层,提升半导体层的质量。

24、本公开半导体器件的制造过程通过逐渐增强气体或等离子体的氧化性,降低半导体层氧化过程中对暴露的第一电极和第二电极的氧化,从而提高第一电极和第二电极的接触电阻。

25、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

26、在阅读并理解了附图和详细描述后,可以明白其他方面。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层包括:

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述弱氧化性的气体或等离子体的物质为弱氧化剂;所述强氧化性的气体或等离子体为强氧化剂。

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述弱氧化剂包括水、过氧化氢、或醇类;所述强氧化剂包括臭氧或氟气。

5.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述弱氧化性气体或等离子体为浓度范围为2%~10%的臭氧,或功率在10W~30W之间的活性氧等离子体;所述强氧化性气体或等离子体为浓度范围为10%~20%的臭氧,或功率在30W~60W之间的活性氧等离子体。

6.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,先通过弱氧化性的气体或等离子体生长厚度大于等于0.5纳米小于等于2纳米的半导体层。

7.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,弱氧化性的气体或等离子体生长半导体层后,强氧化性的气体或等离子体生长所述半导体层之前,还包括:

8.根据权利要求5所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,采用同一种物质的气体或等离子体作为弱氧化性气体和强氧化性气体连续制作半导体层,得到所述半导体层后进行退火工艺。

9.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,随着所述半导体层厚度的增加,所述半导体层中的氧浓度逐渐增大。

10.一种半导体器件,其特征在于,采用权利要求1-9任一所述的半导体器件的制造方法制作而成。

11.根据权利要求10所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体层的材料包括铟镓锌氧化物、氧化铟镓、氧化铟锌、氧化铟锡、氧化铟钨、氧化铟中的至少一种。

12.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求10或11任一所述的半导体器件。

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【技术特征摘要】

1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺,通过氧化剂在所述孔洞的内壁上生长半导体层包括:

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述弱氧化性的气体或等离子体的物质为弱氧化剂;所述强氧化性的气体或等离子体为强氧化剂。

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述弱氧化剂包括水、过氧化氢、或醇类;所述强氧化剂包括臭氧或氟气。

5.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,所述弱氧化性气体或等离子体为浓度范围为2%~10%的臭氧,或功率在10w~30w之间的活性氧等离子体;所述强氧化性气体或等离子体为浓度范围为10%~20%的臭氧,或功率在30w~60w之间的活性氧等离子体。

6.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,先通过弱氧化性的气体或等离子体生长厚度大于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员:项金娟段新绿焦正赢王桂磊赵超
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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