[发明专利]一种自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管及其制造方法，晶体管包括衬底、缓冲层、铟锡锌氧化物薄膜、栅介质层、导电薄膜、钝化层、源漏接触电极和栅电极。本发明采用了自对准顶栅结构，克服传统底栅型晶体管存在的寄生电容大和等比例缩小能力弱的问题，沉积钝化层和沉积栅介质层时使用不同的气源和退火条件，使得与栅介质层接触并被其覆盖的铟锡锌氧化物薄膜区域呈现高阻态，与钝化层接触并被其覆盖的铟锡锌氧化物薄膜区域呈现低阻态，从而形成形了高阻沟道区和低阻源漏区，解决了传统掺杂离子的金属氧化物薄膜晶体管的热稳定性问题。本发明可以广泛应用于半导体领域。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其是一种自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

名词解释：

前驱物：是合成某物质的前体或者原料。

在下一代新型AMOLED有源显示的发展及推动下，金属氧化物薄膜晶体管受到越来越多的关注与研究，其中底栅型铟锡锌氧化物薄膜晶体管(TFT)最具代表性。然而底栅型结构具寄生电容大和等比例缩小能力差的缺点，难以应用在外围电路的集成上以实现显示面板的系统整合SOP。有小部分学者开展了寄生电容小的自对准顶栅结构的研究，然而在源漏掺杂的方法上，普遍采用氢(J.Park et.al,Appl.Phys.Lett.,93,053501,2008)或氩(B.DuAhn et.al,Appl.Phys.Lett.,93,203506,2008)等离子体处理来形成高导电区，由于掺杂离子容易从源漏区扩散到沟道，使得沟道变低阻，而使器件短路，只要稍微进行热处理，载流子浓度就会发生明显变化，造成器件性能急剧下降，所以通过掺杂离子来形成高导电区的薄膜晶体管，存在热稳定性较差的问题；而且通过掺杂离子来形成高导电区需要额外的工艺步骤，增加了生产成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一目的在于：提供一种寄生电容小和等比例缩小能力强的自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管。

本发明的第二目的在于：提供一种寄生电容小、等比例缩小能力强、成本低和热稳定性强的自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管。

本发明所采用的第一种技术方案是：

一种自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管，包括衬底，所述衬底上设有缓冲层，所述缓冲层上设有铟锡锌氧化物薄膜，所述铟锡锌氧化物薄膜包括两个低阻源漏区和一个高阻沟道区，所述铟锡锌氧化物薄膜上设有栅介质层，所述栅介质层上设有导电薄膜，所述导电薄膜和铟锡锌氧化物薄膜上覆盖有钝化层，所述铟锡锌氧化物薄膜上还设有源漏接触电极，所述源漏接触电极通过钝化层的接触孔与铟锡锌氧化物薄膜欧姆接触，所述导电薄膜上还设有栅电极，所述栅电极通过钝化层的接触孔与导电薄膜接触。

进一步，所述缓冲层为二氧化硅层、氮化硅层或者二氧化硅和氮化硅的混合层。

进一步，所述栅介质层为二氧化硅层、二氧化硅层和氮化硅层的组合，或者二氧化硅层与氧化铝层的组合；所述钝化层为二氧化硅层、二氧化硅层和氮化硅层的组合，或者二氧化硅层与氧化铝层的组合。

进一步，所述源漏接触电极、栅电极和导电薄膜均由金属和/或导电金属氧化物构成。

本发明所采用的第二种技术方案是：

一种自对准顶栅铟锡锌氧化物薄膜晶体管的制造方法，包括以下步骤：

在衬底上沉积缓冲层；

在缓冲层上沉积铟锡锌氧化物薄膜；

对铟锡锌氧化物薄膜进行光刻和刻蚀，得到图形化的铟锡锌氧化物薄膜；

使用第一次化学气相沉积法在图形化的铟锡锌氧化物薄膜上沉积栅介质层，所述第一次化学气相沉积法所使用的前驱物包括烷氧基硅烷或者烷氧基硅烷与惰性气体的混合气源，以及第一氧化性气源；