TW202412320A - 電晶體及其製造方法 - Google Patents

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曹源泰
黃喆周
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南韓商周星工程股份有限公司
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Abstract

提供一種電晶體及其製造方法，特別是一種具有改善的特性的電晶體以及其製造方法。電晶體包含：包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者的通道層、設置在通道層上的源極和汲極電極，以及設置在通道層與源極和汲極電極之間的第一處理層。

Description

電晶體及其製造方法
本發明關於一種電晶體以及其製造方法，特別是一種具有經改善的特性之電晶體以及其製造方法。
電晶體(TFT)在半導體元件、液晶顯示器(LCD)、有機電致發光(EL)顯示器等中被作為獨立地驅動各個像素的電路使用。
電晶體在顯示裝置的底基板上與閘極線路和資料線路一起形成。亦即，電晶體由作為閘極線路的一部分之閘極電極、被作為通道使用的通道層、作為資料線路的部分之源極電極和汲極電極以及閘極絕緣層構成。
在製造電晶體的製程中，通道層會曝露於蝕刻氣體以進行圖案化。當通道層曝露於蝕刻氣體時，通道層之曝露面會被蝕刻氣體損壞而失去氧。此外，通道層連接於作為資料線路的部分的源極電極和汲極電極。於此，當電晶體被驅動時，氧會從通道層移動至源極電極和汲極電極，且因此通道層會失去氧。如上所述，當在通道層中產生氧的不足時，通道層會無意間地增加導電性而作為導電體。因此，會有元件短路所致之電晶體無法穩定地被驅動的缺陷。 [先前技術文件][專利文件]
(專利文件1) KR10-2004-0013273 A
本發明提供一種能夠防止在通道層中產生氧的不足且同時提高穩定性的電晶體以及其製造方法。
根據一示例性實施例，電晶體包含：包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者的通道層；設置在通道層上的源極和汲極電極；以及設置在通道層與源極和汲極電極之間的第一處理層。
第一處理層可包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者以及氧(O)或氮(N)中的至少一種元素。
第一處理層可包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一種元素。
電晶體可更包含設置在第一處理層上的第二處理層，其中第二處理層可包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一種元素。
根據另一示例性實施例，電晶體製造方法包含：製備形成有包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者的通道層且進行用於形成源極和汲極電極之圖案化的基板；以及在通道層上形成第一處理層。
在第一處理層的形成中，可使用銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者以及氧(O)或氮(N)中的至少一種元素形成第一處理層。
氧(O)或氮(N)中的至少一元素可提供自氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)或氨(NH 3)中的至少一種氣體。
在第一處理層的形成中，可使用銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素形成第一處理層。
可在約100°C或更高的溫度或藉由使用電漿進行第一處理層的形成。
可藉由選擇性沉積方法或非選擇性沉積方法進行第一處理層的形成。
電晶體製造方法可更包含在第一處理層上形成第二處理層，其中，在第二處理層的形成中，可使用銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素形成第二處理層。
氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素可提供自氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)、氫(H 2)或氨(NH 3)中的至少一種氣體。
可在約100°C或更高的溫度或藉由使用電漿進行第二處理層的形成。
可藉由選擇性沉積方法或非選擇性沉積方法進行第二處理層的形成。
以下，將參考所附圖式詳細描述示例性實施例。然而，本發明可以不同形式被實施且不應被解釋為以本文所述的示例性實施例為限。這些實施例反而是被提供而使本發明將為透徹且完整的，並完整地將本發明的範圍傳達給本領域具有通常知識者。
同樣將理解的是，當層體、區域或基板被稱為在另一者「上」時，可以是直接地位於另一者上，或者也可以有一或多個中間的層體、區域或基板。
並且，為了方便描述，可使用諸如「之上」或「頂」以及「之下」或「底」等空間相對用語以描述如圖式中所示的一個元件或特徵對另一元件或特徵的關係。將理解的是，除了圖中描繪的位向之外，這些空間相對用語旨在涵蓋裝置在使用或操作時的不同位向。在圖式中，為了明確繪示，可誇大層體及區域的尺寸。通篇相似的標號表示相似的元件。
圖1是根據一示例性實施例的電晶體之示意圖。
請參考圖1，根據一示例性實施例的電晶體包含閘極電極150、設置成與閘極電極150垂直相隔的通道層130、在通道層130上設置成彼此相隔的源極和汲極電極180a、180b，以及設置在通道層130與源極和汲極電極180a、180b之間的處理層170。
如圖所示，根據一示例性實施例的電晶體可為頂部閘極型電晶體，頂部閘極型電晶體包含設置在基板110上的通道層130、設置在通道層130上的閘極絕緣層140、設置在閘極絕緣層140上的閘極電極150、在通道層130上設置成彼此相隔且之間有閘極絕緣層140與閘極電極150的源極電極180a和汲極電極180b，以及分別設置在通道層130與源極電極180a之間及設置在通道層130與汲極電極180b之間的多個處理層170。然而，實施例並不以此為限，且閘極電極150設置在通道層130之下的底部閘極型電晶體照樣可適用於示例性實施例。
透明基板可被作為基板110使用。舉例來說，當實施可撓式顯示器時，可使用矽基板、玻璃基板或塑膠基板作為基板110。此外，反射基板可被作為基板110使用，且在此情況下，可使用金屬基板。金屬基板可由不鏽鋼(SUS)、鈦(Ti)、鉬(Mo)或上述金屬的合金製成。緩衝層120可設置在基板110上。於此，緩衝層120可由包含氧化矽(SiO 2)的絕緣材料製成。
通道層130可設置在緩衝層120上。通道層130可設置在緩衝層120之預設區域上，並且以下將描述的閘極電極150可設置成與通道層130的頂側相隔，以重疊於通道層130的部分區域。
於此，通道層130可包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者。亦即，通道層130可由包含金屬氧化物、金屬氮化物以及金屬氮氧化物中任一者的材料製成。通道層130可被提供為具有不同組成(composition)的多個薄膜。舉例來說，通道層130可由包含銦(In)、鎵(Ga)或鋅(Zn)中的至少一者之氧化物、氮化物或氮氧化物製成。
在相關技術領域中，通道層130可由非晶矽或結晶矽(crystalline silicon)製成。然而，由於使用矽的電晶體的基板必須使用玻璃基板，因此這種基板不僅重，還具有無法作為可撓式顯示裝置使用之缺點。因此，為了實施高速裝置，亦即，為了提升遷移率，可使用由具有高載子濃度及優異導電性的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物製成的薄膜作為通道層。
此外，通道層130可摻雜有雜質。如上所述，當通道層130摻雜有雜質時，可提升電荷的遷移率。
舉例來說，通道層130可由包含了摻雜有雜質的氧化鋅的材料製成。於此，雜質可包含銦(In)、鎵(Ga)、鎢(W)、鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鈦(Ti)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、錳(Mn)、鎝(Tc)、錸(Re)、鐵(Fe)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銀(Ag)、金(Au)、硼(B)、鉈(Tl)、矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、磷(P)或砷(As)中的至少一者。
舉例來說，銦(In)可為具有相對低的能隙以及相對高的標準電極電位的金屬，且因此可具有提高電荷濃度並且提高遷移率的特性。另一方面，鎵(Ga)可為具有相對高的能隙以及相對低的標準電極電位的金屬，且因此可具有降低電荷濃度以及提高穩定性的特性。因此，可藉由控制含在金屬氧化物薄膜中的雜質的含量，來調整通道層130的導電性。如上所述，由金屬氧化物製成的通道層130具有導電性隨著氧含量增加而降低且導電性隨著氧含量減少而提高的特性。
此外，通道層130可包含作為雜質之鎂(Mg)以形成p型通道層，並且包含作為雜質之矽(Si)以形成n型通道層。此外，通道層130可包含如釕(Ru)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、釔(Yi)、鎢(W)、鉬(Mo)等各種貴金屬(noble metal)。
閘極絕緣層140可設置在通道層130上。如上所述，閘極絕緣層140可設置在通道層130的部分區域上，且閘極絕緣層140可由對金屬材料具有優異黏著性並具有優異介電強度之包含氧化矽(SiO 2)、氮化矽(SiN)、氧化鋁(Al 2O 3)以及氧化鋯(ZrO 2)的多個無機絕緣層的一或多個絕緣材料所製成。
閘極電極150可形成在閘極絕緣層140上。閘極電極150可由導電材料製成，例如鋁(Al)、釹(Nd)、銀(Ag)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬中的至少一種金屬或上述金屬的合金。此外，閘極電極150不僅可形成為單層結構，且還可形成為包含多個金屬層的多層結構。亦即，閘極電極150可形成為包含具有優異物理及化學性質的由鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)以及鉬(Mo)製成之金屬層，以及具有低比電阻(specific resistance)的由鋁(Al)系列、銀(Ag)系列或銅(Cu)系列製成之金屬層的雙層結構。
具有覆蓋閘極電極150並且讓通道層130的表面的一部分曝露在閘極電極150的兩側之接觸孔的絕緣層160可設置在通道層130上。亦即，接觸孔可被界定在絕緣層160中而使得源極電極180a和汲極電極180b的每一者透過處理層170電性連接於通道層130。絕緣層160可由包含氧化矽(SiO 2)的絕緣材料製成。
處理層170可設置在被接觸孔曝露之通道層130的表面的一部分上。處理層170可包含金屬元素。亦即，處理層170可由包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者的材料製成，或可由金屬或合金製成。
舉例來說，處理層170可包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中的至少一種元素以及氧(O)或氮(N)。亦即，處理層170可由含有銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者之氧化物、氮化物或氮氧化物製成。
此外，處理層170可包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一種元素。亦即，處理層170可由含有銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者之金屬、合金、氧化物、氮化物、氮氧化物或鍵結有氫的化合物製成。
舉例來說，處理層170可由與形成通道層130的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物具有不同組成的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物製成。舉例來說，當含在通道層130中的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物被稱為第一金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物，且含在處理層170中的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物被稱為第二金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物時，第一金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物與第二金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物可具有不同的組成。於此，當第一金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物以及第二金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物中的每一者摻雜有雜質時，處理層170可較通道層130具有更高含量的雜質，其中雜質包含銦(In)、鎵(Ga)、鎢(W)、鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鈦(Ti)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、錳(Mn)、鎝(Tc)、錸(Re)、鐵(Fe)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鎘(Cd)、汞(Hg)、硼(B)、鉈(Tl)、矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)或鉍(Bi)中的至少一者。舉例來說，當通道層130相對整個第一金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物包含約20原子百分比(at%)或更高且小於約40 at%的雜質時，處理層170可相對整個第二金屬元素的氧化物、氮化物或氮氧化物包含約40 at%或更高且小於約60 at%的雜質。如上所述，與通道層130相比，具有高雜質含量的處理層170可具有較低的氧(O)含量。
如上所述，當含有金屬元素的處理層形成在通道層的表面的一部分上時，可降低接觸電阻以及臨界電壓。此外，當未提供處理層170且源極電極180a和汲極電極180b設置在通道層130上時，在於絕緣層160中形成接觸孔以形成源極電極180a和汲極電極180b的製程中，通道層130可曝露於蝕刻氣體。當通道層130曝露於蝕刻氣體時，通道層130可從其表面被蝕刻氣體損毀至一預設深度而失去氧，且接著變成氧不足的狀態。此外，當源極電極180a和汲極電極180b直接設置在如上所述被蝕刻氣體損毀之通道層130的表面上時，氧可在電晶體被驅動時從通道層130移動至源極電極180a和源極電極180a。如上所述，當通道層中產生氧的不足時，通道層可無意間地增加導電性且因此變成導電的，並且可能會產生元件短路而使得電晶體無法穩定地被驅動。
另一方面，當包含金屬元素的處理層170如示例性實施例所示設置在通道層130與源極和汲極電極180a、180b之間時，含在處理層170中的金屬元素或氧可被填充至氧從通道層130脫離的位置。亦即，含在處理層170中的金屬元素或氧可在氧從通道層130脫離的位置擴散，以防止氧從通道層130移動至源極電極180a和汲極電極180b，並且防止通道層130變成導電的。
在此情況下，處理層170可具有約30埃(Å)至約100 Å的厚度D。於此，當處理層170具有小於約30 Å的厚度時，可能無法獲得充分的氧遷移防止效果，並且當處理層170具有超過約100 Å的厚度時，製程時間可能會過度地增加而造成電晶體無法微型化之缺陷。因此，處理層170優選可具有約30 Å至約100 Å的厚度。
源極電極180a和汲極電極180b設置在處理層170上。亦即，源極電極180a和汲極電極180b的每一者可被提供成與設置在接觸孔中的處理層170接觸，而使得源極電極180a和汲極電極180b彼此相隔且閘極電極150位於源極電極180a和汲極電極180b之間。於此，源極電極180a和汲極電極180b可被提供成與處理層170接觸，以延伸至絕緣層160上。源極電極180a和汲極電極180b可使用相同材料藉由相同製程形成，並且可由導電材料製成，例如可由鋁(Al)、釹(Nd)、銀(Ag)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)以及鉬(Mo)中的至少一種金屬或上述金屬的合金製成。亦即，閘極電極150可由相同材料製成，但可由不同材料製成。此外，源極電極180a和汲極電極180b的每一者可被提供為單層結構或多層結構。於此，這些層體可分別包含不同的金屬或合金。
圖2是根據另一示例性實施例的電晶體之示意圖。
參考圖2，根據另一示例性實施例的電晶體包含閘極電極150、與閘極電極150設置成垂直相隔的通道層130、在通道層130上設置成彼此相隔的源極和汲極電極180a、180b，以及設置在通道層130與源極和汲極電極180a、180b之間的第一和第二處理層172、174。
於此，根據另一示例性實施例的電晶體與根據前述示例性實施例的電晶體的差異處可為處理層170是由第一處理層172以及設置在第一處理層172上的第二處理層174構成，且因此，以關聯於根據另一示例性實施例的電晶體之方式描述的內容可照樣適用。
於此，第一處理層172可包含以上相對處理層170描述的銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者，以及氧(O)或氮(N)中的至少一者。亦即，第一處理層172可由含有銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者之氧化物、氮化物或氮氧化物製成。
在此情況下，第一處理層172可較通道層130具有更高含量的雜質。亦即，當通道層130以及第一處理層皆包含摻雜有雜質的金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物時，第一處理層172可較通道層130具有更高的雜質含量。
第二處理層174可包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一種元素。亦即，第二處理層174可由含有銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者之金屬、合金、氧化物、氮化物、氮氧化物或鍵結有氫的化合物製成。
如上所述，當形成有第一處理層172以及第二處理層174時，不僅可提升電荷的遷移率，還可降低接觸電阻以及臨界電壓。
圖3是根據又另一示例性實施例的電晶體之示意圖。
參考圖3，根據又另一示例性實施例的電晶體包含閘極電極150、與閘極電極150設置成垂直相隔的通道層130、設置在通道層130上並具有讓通道層130的表面的一部分曝露之第一接觸孔(圖未示)的第一絕緣層160、設置在第一絕緣層160上並曝露出第一接觸孔及從第一接觸孔延伸之第一絕緣層160的表面的一部分的第二絕緣層165、設置在被第一絕緣層160曝露之通道層130的表面之部分上的處理層170，以及在處理層170上設置成彼此相隔並延伸至被第二絕緣層165曝露之第一絕緣層160的表面的部分上的源極和汲極電極180a、180b。
根據又另一示例性實施例的電晶體與根據前述示例性實施例的電晶體的差異處可為額外地提供有第二絕緣層165，且因此，以關聯於根據一示例性實施例的電晶體之方式描述的內容可照樣適用。於此，由於根據又另一示例性實施例的電晶體的第一絕緣層160以及第一接觸孔與根據前述示例性實施例的電晶體的絕緣層160以及接觸孔具有相同的構造，因此將以相同標號表示。
於此，第一絕緣層160以及第二絕緣層165可具有不同的組成。亦即，第一絕緣層160可包含氧化矽(SiO)，且第二絕緣層165可包含氮化矽(SiN)。於此，第二絕緣層165可形成在第一絕緣層160上，且在重疊於被界定於第一絕緣層160中的第一接觸孔的位置具有大於第一接觸孔的第二接觸孔。因此，當第二絕緣層165設置在第一絕緣層160上時，可曝露出第一接觸孔以及從第一接觸孔延伸之第一絕緣層的表面。此外，通道層130可由金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物製成，且處理層170可由含有銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)或錫(Sn)中的至少一者之氧化物、氮化物或氮氧化物製成，或由含有銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者之金屬、合金、氧化物、氮化物、氮氧化物或鍵結有氫的化合物製成。此外，處理層170可具有包含上述第一處理層172以及第二處理層174的多層結構。
圖4是根據一示例性實施例的電晶體製造方法之示意圖。
參考圖4，根據一示例性實施例的電晶體製造方法包含：製備形成有閘極電極150以及與閘極電極150設置成垂直相隔的通道層130之基板110的製程，以及在通道層130上形成將通道層130連接至源極電極180a和汲極電極180b之每一者的處理層170的製程。
首先，如圖4(a)所示，在製備基板110的製程中，會製備形成有通道層130並且進行圖案化以形成源極和汲極電極180a、180b的基板。亦即，在製備基板110的製程中，可製備通道層130形成在基板上、閘極絕緣層140形成在通道層130上且閘極電極150形成在閘極絕緣層140上的基板110。此外，緩衝層120可進一步形成在基板110與通道層130之間，並且具有讓通道層130的表面的一部分曝露以形成源極電極180a和汲極電極180b之接觸孔的絕緣層160可進一步形成在通道層130上。
雖然圖未示，但在製備基板110的製程中，可製備形成有閘極電極150、形成在第一絕緣層160中且與閘極電極150垂直相隔的第一接觸孔，以及其表面的一部分被形成在第二絕緣層165中的第二接觸孔曝露之通道層130的基板。於此，第二絕緣層165可設置在第一絕緣層160上，而使第一接觸孔以及從第一接觸孔延伸之第一絕緣層的表面的部分被曝露出來。在此情況下，通道層130的表面的一部分可被分別形成在經層壓的第一和第二絕緣層160、165中之第一接觸孔以及第二接觸孔曝露出來，並且處理層170可形成在通道層130中暴露出來的表面的部分上。
如圖4(b)所示，在形成處理層170的製程中，將通道層130連接至源極電極180a和汲極電極180b每一者的處理層170會形成在通道層130上。於此，處理層170可形成在被絕緣層160的接觸孔曝露出之通道層130的表面的部分上。
如上所述，處理層170可由含有金屬元素的材料製成。
亦即，處理層170可包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中的至少一種元素，以及氧(O)或氮(N)。因此，在形成處理層170的製程中，可使用銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者以及氧(O)或氮(N)中的至少一種元素來形成處理層170。
此外，處理層170可包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素。因此，在形成處理層170的製程中，可使用銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素來形成處理層170。
處理層170可藉由各種薄膜形成製程被形成。亦即，可藉由選擇性沉積方法或非選擇性沉積方法進行形成處理層170的製程，並且可在約100°C或更高的溫度或藉由使用電漿進行上述沉積。
舉例來說，形成處理層170的製程可藉由原子層沉積(ALD)製程被進行，於此原子層沉積製程中，包含在通道層130上供應來源氣體的製程以及在通道層130上供應反應氣體的製程的製程循環會被重複進行數次。此種原子層沉積製程可藉由重複地進行數次製程循環來進行，於此製程循環中，會依序進行供應來源氣體的製程、吹除來源氣體的製程、供應反應氣體的製程以及吹除反應氣體的製程。
於此，在供應來源氣體的製程中，當處理層170包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者以及氧(O)或氮(N)中的至少一種元素時，可供應包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者的來源氣體。於此，在供應反應氣體的製程中，可供應包含氧(O)或氮(N)中的至少一者的反應氣體，並且氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)或氨(NH 3)中的至少一氣體可被作為反應氣體使用。
此外，在供應來源氣體的製程中，當處理層170包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素時，可供應包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者的來源氣體。於此，在供應反應氣體的製程中，可供應包含氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一者的反應氣體，並且氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)、氫(H 2)或氨(NH 3)中的至少一種氣體可被作為反應氣體使用。
而且，雖然圖未示，但形成處理層170的製程可包含形成第一處理層172的製程以及在第一處理層172上形成第二處理層174的製程。於此，可藉由供應包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者的來源氣體，以及包含氧(O)或氮(N)中的至少一種元素的反應氣體，來進行形成第一處理層172的製程，並且可藉由供應包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者的來源氣體，以及包含氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)、氫或氨(NH 3)中的至少一者的反應氣體，來進行形成第二處理層174的製程。於此，可藉由選擇性沉積方法或非選擇性沉積方法進行形成第一處理層172的製程或形成第二處理層174的製程中的至少一者，且上述沉積可在約100°C或更高的溫度藉由使用電漿來進行。
如上所述，根據示例性實施例，可在通道層與源極和汲極電極之間提供防止通道層中氧的不足之處理層，以防止通道層變成導電的並且改善切換特性。
此外，可有效地降低通道層與源極和汲極電極之間的接觸電阻，並且可改善元件的特性以及可靠度。
雖然利用特定詞語描述及說明特定實施例，但這些用語僅是為了清楚地解釋示例性實施例，且因此對本領域具通常知識者而言顯而易見的是，在不改變技術概念或必要特徵的前提下，示例性實施例以及技術用語能以用其他特定形式來實施。因此，應理解的是，根據本發明示例性實施例的簡單修改可屬於本發明之技術精神。
110:基板 120:緩衝層 130:通道層 140:閘極絕緣層 150:閘極電極 160,165:絕緣層 170:處理層 172:第一處理層 174:第二處理層 180a:源極電極 180b:汲極電極 D:厚度
示例性實施例可以透過以下敘述結合所附圖式被更詳細地理解，於圖式中： 圖1是根據一示例性實施例的電晶體之示意圖。圖2是根據另一示例性實施例的電晶體之示意圖。圖3是根據又另一示例性實施例的電晶體之示意圖。圖4是根據一示例性實施例的電晶體製造方法之示意圖。
110:基板
120:緩衝層
130:通道層
140:閘極絕緣層
150:閘極電極
160:絕緣層
170:處理層
180a:源極電極
180b:汲極電極
D:厚度

Claims (14)

  1. 一種電晶體，包含：一通道層，包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者；一源極電極與一汲極電極，設置在該通道層上；以及一第一處理層，設置在該通道層及該源極電極與該汲極電極之間。
  2. 如請求項1所述之電晶體，其中該第一處理層包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者以及氧(O)或氮(N)中的至少一種元素。
  3. 如請求項1所述之電晶體，其中該第一處理層包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一種元素。
  4. 如請求項2所述之電晶體，更包含設置在該第一處理層上的一第二處理層，其中該第二處理層包含銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一種元素。
  5. 一種電晶體製造方法，包含：製備形成有包含金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物中的至少一者的一通道層且進行用於形成一源極電極與一汲極電極之圖案化的一基板；以及在該通道層上形成一第一處理層。
  6. 如請求項5所述之電晶體製造方法，其中在該第一處理層的形成中，使用銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、錫(Sn)或鎳(Ni)中的至少一者以及氧(O)或氮(N)中的至少一種元素形成該第一處理層。
  7. 如請求項6所述之電晶體製造方法，其中氧(O)或氮(N)中的至少一種元素提供自氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)或氨(NH 3)中的至少一種氣體。
  8. 如請求項6所述之電晶體製造方法，其中在該第一處理層的形成中，使用銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素形成該第一處理層。
  9. 如請求項5所述之電晶體製造方法，其中在約100°C或更高的溫度或藉由使用電漿進行該第一處理層的形成。
  10. 如請求項5所述之電晶體製造方法，其中藉由一選擇性沉積方法或一非選擇性沉積方法進行該第一處理層的形成。
  11. 如請求項6所述之電晶體製造方法，更包含在該第一處理層上形成一第二處理層，其中，在該第二處理層的形成中，使用銀(Ag)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉬(Mo)、鈷(Co)、釕(Ru)或鈦(Ti)中的至少一者以及氧(O)、氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素形成該第二處理層。
  12. 如請求項8或11所述之電晶體製造方法，其中氮(N)、氫(H)或氬(Ar)中的至少一種元素提供自氧(O 2)、氮氧化物(N xO y)、氮(N 2)、氫(H 2)或氨(NH 3)中的至少一氣體。
  13. 如請求項11所述之電晶體製造方法，其中在約100°C或更高的溫度或藉由使用電漿進行該第二處理層的形成。
  14. 如請求項11所述之電晶體製造方法，其中藉由一選擇性沉積方法或一非選擇性沉積方法進行該第二處理層的形成。
TW112118329A 2022-05-19 2023-05-17 電晶體及其製造方法 TW202412320A (zh)

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