[发明专利]包括主动区的晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种晶体管，包括：

有源层，位于衬底上且包括包含氧的化合物半导体材料、至少一种受体型元素以及至少一种重后过渡金属元素，其中每一所述至少一种受体型元素选自由镓和钨所组成的群组，其中每一所述至少一种重后过渡金属元素选自由铟和锡所组成的群组，且其中在所述有源层的顶表面处的所述至少一种重后过渡金属元素的原子百分比高于在所述有源层的底表面处的所述至少一种重后过渡金属元素的原子百分比；以及

顶部栅极堆叠结构，包括横跨所述有源层的顶部栅极介电层以及位于所述顶部栅极介电层的顶表面上的顶部栅极电极。

2.根据权利要求1所述的晶体管，在所述有源层的所述顶表面处的所述至少一种受体型元素的原子百分比低于在所述有源层的所述底表面处的所述至少一种受体型元素的原子百分比。

3.根据权利要求2所述的晶体管，其中：

所述化合物半导体材料包括锌；以及

所述有源层的所述顶表面处的锌原子百分比低于所述有源层的所述底表面处的锌原子百分比。

4.根据权利要求1所述的晶体管，其中：

在所述有源层的所述顶表面处的所述至少一种重后过渡金属元素的所述原子百分比大于25％；以及

在所述有源层的所述底表面处的所述至少一种重后过渡金属元素的所述原子百分比小于25％。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其中：

所述顶部栅极介电层包括介电金属氧化物材料，所述介电金属氧化物材料包括第一金属元素、第二金属元素以及氧；以及

所述顶部栅极介电层具有垂直组成调变，其中所述第二金属元素的原子百分比在与所述顶部栅极介电层的底表面和所述顶部栅极介电层的顶表面垂直间隔开的高度处具有最小值。

6.一种晶体管，包括：

底部栅极电极，嵌入绝缘层内并覆盖衬底；

底部栅极介电层，覆盖在所述底部栅极电极上；以及

有源层，位于所述底部栅极介电层上，所述有源层包括包含氧的化合物半导体材料、至少一种受体型元素以及至少一种重后过渡金属元素，其中每一所述至少一种受体型元素选自由镓和钨所组成的群组，其中每一所述至少一种重后过渡金属元素选自由铟和锡所组成的群组，且其中在所述有源层的底表面处的所述至少一种重后过渡金属元素的原子百分比高于在所述有源层的顶表面处的所述至少一种重后过渡金属元素的原子百分比。

7.根据权利要求6所述的晶体管，其中在所述有源层的所述底表面处的所述至少一种受体型元素的原子百分比低于在所述有源层的所述顶表面处的所述至少一种受体型元素的原子百分比。

8.根据权利要求7所述的晶体管，其中：

所述化合物半导体材料包括锌；以及

所述有源层的所述底表面处的锌原子百分比低于所述有源层的所述顶表面处的锌原子百分比。

9.一种晶体管的形成方法，包括：

在衬底上形成堆叠结构，所述堆叠结构包括以正向或反向顺序排列的有源层、栅极介电层以及栅极电极，其中所述有源层包括包含氧的化合物半导体材料、选自镓和钨的受体型元素以及选自铟和锡的重后过渡金属元素，且其中接触所述栅极介电层的所述有源层的第一表面部分处的所述至少一种重后过渡金属元素的原子百分比高于位于所述栅极介电层相对侧的所述有源层的第二表面部分处的所述至少一种重后过渡金属元素的原子百分比；以及

在所述有源层的顶表面的周边部分形成源极电极以及漏极电极，其中所述源极电极以及所述漏极电极通过所述栅极电极彼此横向间隔开。

10.根据权利要求9所述的晶体管的形成方法，其中：

所述有源层通过执行多次原子层沉积步骤单元组来形成，所述原子层沉积步骤单元组包括沉积选自氧化镓和氧化钨的受体型元素氧化物的第一原子层沉积步骤以及沉积选自氧化铟和氧化锡的重后过渡金属元素氧化物的第二原子层沉积步骤；以及

在执行所述多次原子层沉积步骤单元组期间，每一次所述原子层沉积步骤单元组中的所述第一原子层沉积步骤的持续时间与所述第二原子层沉积步骤的持续时间的比率增加或减少。