專利名稱：金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體技木，尤其涉及ー種金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
背景技術(shù)：
金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(Metal Oxide Semiconductor Transistor)是以金屬氧化物半導(dǎo)體層作為主動層的晶體管。相較于以非晶硅薄膜作為主動層的非晶硅薄膜晶體管，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有較高的載子遷移率(Mobility)。而相較于以低溫多晶硅作為主動層的低溫多晶硅薄膜晶體管，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制程較為簡單，而且金屬氧化物半導(dǎo)體層具有較好的均勻性，使得金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有較好的性能。目前，提高晶體管的載子遷移率是進一歩改善晶體管性能的方法之一。將晶體管的主動層形成為多晶結(jié)構(gòu)是提高晶體管的載子遷移率ー種常用方法。例如，以多晶硅作為主動層的多晶硅晶體管會具有較高的載子遷移率。但是，多晶硅的形成，不僅會增加晶體管 制程的難度，而且形成多晶硅的均勻性不好會影響晶體管的性能。此外，改變主動層材料組成也是提高晶體管的載子遷移率ー種方法，但是替代材料的研發(fā)難度較大，不利于加快改善晶體管性能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供ー種金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其具有較高的載子遷移率。為達上述及其它優(yōu)點，本發(fā)明提出ー種金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其包括柵極、金屬氧化物主動層、柵極絕緣層、第一源/漏極以及第ニ源/漏扱。金屬氧化物主動層具有位于其相對兩側(cè)的第一表面與第二表面，且第一表面與柵極相対。柵極絕緣層位于柵極與金屬氧化物主動層之間。第一源/漏極與第二源/漏極分別連接于金屬氧化物主動層。金屬氧化物主動層的第二表面包括位于第一源/漏極與第二源/漏極之間的遷移率增強區(qū)域。金屬氧化物主動層位于遷移率增強區(qū)域的含氧量小于位于遷移率增強區(qū)域之外的含氧量。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括遷移率增強層，遷移率增強層設(shè)置于金屬氧化物主動層的第二表面，并位于遷移率增強區(qū)域。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的遷移率增強層的材質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的無機物。上述的遷移率增強層的材質(zhì)為可氧化達最高氧化價的金屬氧化物。上述的遷移率增強層的材質(zhì)為金屬、金屬氧化物或金屬與金屬氧化物的復(fù)合物。上述的遷移率增強層的材質(zhì)為鈣、鋰、鉀、納、鎂、銫、鑰或銀。上述的遷移率增強層的材質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的離子型化合物。上述的離子型化合物為氫化招鋰(Lithium aluminium hydride)。上述的遷移率增強層的材質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的共價型化合物。上述的共價型化合物為硅、碳或氧化硅。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的柵極位于金屬氧化物主動層的下方，且遷移率增強層位于金屬氧化物主動層的上方。
在本發(fā)明的一個實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括絕緣保護層，絕緣保護層覆蓋第一源/漏極、第二源/漏極、金屬氧化物主動層以及遷移率增強層。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括絕緣保護層，絕緣保護層覆蓋第一源/漏極、第二源/漏極以及金屬氧化物主動層。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的第二表面位于遷移率增強區(qū)域的部分通過遷移率增強介質(zhì)進行失氧處理。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的遷移率增強介質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的液體材料或氣體材料。上述的遷移率增強介質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的有機物。上述的有機物為 2-甲基戍燒(2_methylpentane)、2, 2_ ニ甲基丁燒(2，2-dimethylbutane)、三級丁醇(tert-butyl alcohol)、苯(benzene)、一氧化碳或氫氣。
在本發(fā)明的一個實施例中，上述的柵極位于金屬氧化物主動層的上方，且遷移率增強層位于金屬氧化物主動層的下方。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括絕緣保護層，絕緣保護層覆蓋柵扱。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括間隔層，間隔層填入遷移率增強層與第一源/漏極、第二源/漏極以及金屬氧化物主動層之間的間隙。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的第一源/漏極以及第ニ源/漏極連接于金屬氧化物主動層的第一表面或第二表面。在本發(fā)明的一個實施例中，上述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括主動層保護層，主動層保護層設(shè)置于金屬氧化物主動層的第二表面，并露出遷移率增強區(qū)域。本發(fā)明實施例的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有遷移率增強層，設(shè)置于金屬氧化物主動層的與柵極相背的一側(cè)并與金屬氧化物主動層位于遷移率增強區(qū)域的第二表面接觸，遷移率增強層的材質(zhì)包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)，遷移率增強層的材質(zhì)中可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)會與金屬氧化物主動層的金屬氧化物中的氧反應(yīng)形成鍵結(jié)，從而使得遷移率增強區(qū)域的金屬氧化物失去一部分氧。在另ー個實施例中，可通過遷移率增強介質(zhì)直接對金屬氧化物主動層的遷移率增強區(qū)域的金屬氧化物進行失氧處理，而遷移率增強區(qū)域的金屬氧化物含氧量降低，有助于金屬氧化物主動層載子遷移率提高，從而使得金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有較好的性能。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖I為本發(fā)明第一實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第二實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明第三實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明第四實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明第五實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明第六實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明第七實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第八實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明第九實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管其具體實施方式
、方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效有一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。 請參考圖1，圖I為本發(fā)明第一實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100為底部柵極(bottom gate)結(jié)構(gòu)，其包括基板101以及依次設(shè)置于基板101上的柵極110，柵極絕緣層120，金屬氧化物主動層130，第一源/漏極142，第二源/漏極144以及遷移率增強層150。在本實施例中，柵極110設(shè)置于基板101表面，柵極絕緣層120設(shè)置于基板101上，井覆蓋柵極110。金屬氧化物主動層130例如是銦鎵鋅氧化物(In-Ga-Zn-O)設(shè)置于柵極絕緣層120上，并位于柵極110正上方。金屬氧化物主動層130具有位于其相對兩側(cè)的第一表面132與第二表面134。金屬氧化物主動層130的第一表面132與柵極110相對并與柵極絕緣層120接觸。換句話說，柵極絕緣層120位于柵極110與金屬氧化物主動層130之間。第一源/漏極142與第二源/漏極144分別連接于金屬氧化物主動層130的第二表面134，第一源/漏極142與第二源/漏極144之間露出金屬氧化物主動層130的部分第二表面134以定義形成遷移率增強區(qū)域136。遷移率增強層150位于第一源/漏極142與第二源/漏極144之間，設(shè)置于金屬氧化物主動層130的遷移率增強區(qū)域136，并與金屬氧化物主動層130的第二表面134接觸。需要注意的是，遷移率增強層150并不與第一源/漏極142和第二源/漏極144接觸。在本實施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100還包括絕緣保護層160，其覆蓋第一源/漏極142、第二源/漏極144以及金屬氧化物主動層130，并填入遷移率增強層150與第一源/漏極142以及第二源/漏極144之間的間隙以間隔遷移率增強層150與第一源/漏極142、第二源/漏極144。而遷移率增強層150通過形成于絕緣保護層160中的通孔(圖未示)由絕緣保護層160暴露出來。此外，在形成金屬氧化物主動層130之后，為了防止后續(xù)形成第一源/漏極142、第ニ源/漏極144以及遷移率增強層150的蝕刻制程影響蝕刻到金屬氧化物主動層130，在金屬氧化物主動層130的第二表面134上可設(shè)置主動層保護層(圖未示)，起到終止蝕刻以保護金屬氧化物主動層130的作用。主動層保護層露出金屬氧化物主動層130的部分第二表面134，即露出遷移率增強區(qū)域136，以供遷移率增強層150位于金屬氧化物主動層130的遷移率增強區(qū)域136，并與部分第二表面134接觸。遷移率增強層150是通過增加金屬氧化物主動層130的載子密度(carrierdensity)或降低在缺陷能態(tài)(tail state)的次能隙電子密度(subgap density of states(DOS))來提高載子遷移率。具體地，遷移率增強層150的材質(zhì)包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)，在位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的第二表面134沉積形成遷移率增強層150時，遷移率增強層150的材質(zhì)中可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)就會與金屬氧化物主動層130的金屬氧化物中的氧反應(yīng)形成鍵結(jié)，從而使得位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的金屬氧化物失去一部分氧，而位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的含氧量降低，有助于金屬氧化物主動層130載子遷移率提高。例如，當(dāng)金屬氧化物主動層130為非晶態(tài)金屬氧化物時，沉積形成遷移率增強層150時的反應(yīng)如下式所示M+AM0S — MOx+AMS，其中M為可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)，AMOS為非晶態(tài)金屬氧化物半導(dǎo)體，MOx為可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)與非晶態(tài)金屬氧化物中的氧反應(yīng)形成的鍵結(jié)，AMS為失去其中一部分的氧的非晶態(tài)金屬氧化物半導(dǎo)體。承上述，在本實施例中，遷移率增強層150的材質(zhì)可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的無機物。無機物包括金屬例如鈣、鈉、鉀、鋰、鎂、銫、鑰或銀；金屬氧化物例如氧化鈣、氧化鉀、氧化鋰、氧化鎂、氧化銫、氧化鉄、氧化鑰或其它可氧化達最高氧化價的金屬氧化物(如A10，可氧化為Al2O3),以及上述金屬與金屬氧化物的復(fù)合物。例如，當(dāng)以功函數(shù)為2. 7ev且可形成氧化物的鈣作為遷移率增強層150時，可形成氧化物的鈣的沉積使得位于遷移 率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的金屬氧化物失去一部分氧，反應(yīng)如下式所示2Ca+02 — 2Ca0,而位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的金屬氧化物含氧量降低，進而使得金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100載子遷移率大幅度提升，從IOcm2V-1S-1提升到80 Cm2V-1S'此外，遷移率增強層150的材質(zhì)還可為其它固體材料。舉例來說，遷移率增強層150的材質(zhì)可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的離子型化合物例如氫化招鋰(lithium aluminiumhydride)，遷移率增強層150的材質(zhì)還可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的共價型化合物例如硅、碳或氧化硅等，但并不限定于此，只要遷移率增強層150的材質(zhì)包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)即可。如前所述，當(dāng)遷移率增強層150的材質(zhì)可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的固體材料吋，在金屬氧化物主動層130位于遷移率增強區(qū)域136的部分第二表面134沉積形成遷移率增強層150時，遷移率增強層150會形成為有形的膜層結(jié)構(gòu)覆蓋于金屬氧化物主動層130的遷移率增強區(qū)域136。可以理解的是，根據(jù)上述原理，在其它實施例中，也可選擇包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的遷移率增強介質(zhì)(例如液體材料或氣體材料)直接對位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的部分第二表面134進行表面處理，以使位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的金屬氧化物失去一部分氧，從而降低遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物含氧量。請參考圖2，圖2為本發(fā)明第二實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOa不同于金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100，由于液體或氣體的遷移率增強介質(zhì)呈易蒸發(fā)或逸散狀態(tài)，遷移率增強介質(zhì)最終并不會形成為有形的膜層結(jié)構(gòu)覆蓋于金屬氧化物主動層130的遷移率增強區(qū)域136，所以金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOa并不包括金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100的遷移率增強層150的結(jié)構(gòu)。遷移率增強介質(zhì)可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的有機物例如2-甲基戊烷(2-methyIpentane )、2，2_ ニ甲基丁烷(2, 2-dimethylbutane)、三級丁醇(tert-butyl alcohol)、苯(benzene)。遷移率增強介質(zhì)還可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的共價型化合物例如一氧化碳或氫氣。需要注意的是，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOa的絕緣保護層160需要覆蓋第一源/漏極142、第二源/漏極144以及整個金屬氧化物主動層130。請參考圖3，圖3為本發(fā)明第三實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOb與第一個實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于絕緣保護層160覆蓋第一源/漏極142、第二源/漏極144、金屬氧化物主動層130以及遷移率增強層150，并填入遷移率增強層150與第一源/漏極142以及第二源/漏極144之間的間隙以間隔遷移率增強層150與第一源/漏極142、第二源/漏極144。遷移率增強層150未由絕緣保護層160暴露出來。請參考圖4，圖4為本發(fā)明第四實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOc與金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管100的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于第一源/漏極142與第二源/漏極144連接于金屬氧化物主動層130的第一表面132。請參考圖5，圖5為本發(fā)明第五實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示 意圖。本實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOd與第四實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管IOOc的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于絕緣保護層160覆蓋第一源/漏極142、第二源/漏極144、金屬氧化物主動層130以及遷移率增強層150。遷移率增強層150未由絕緣保護層160暴露出來。此外，第三實施例到第五實施例的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)也可不包括有形的遷移率增強層150結(jié)構(gòu)，如第二實施例相關(guān)內(nèi)容所述，在其它實施例中，也可選擇包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的遷移率增強介質(zhì)(例如液體材料或氣體材料)直接對位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130的部分第二表面134進行表面處理，以使金屬氧化物主動層130的遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物失去一部分氧，而位于遷移率增強區(qū)域136的金屬氧化物主動層130含氧量降低，有助于金屬氧化物主動層130載子遷移率提高，在此不再贅述。請參考圖6，圖6為本發(fā)明第六實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200為頂部柵極(top gate)結(jié)構(gòu)，其包括基板201以及依次設(shè)置于基板201上的遷移率增強層250、金屬氧化物主動層230、第一源/漏極242、第二源/漏極244、柵極絕緣層220以及柵極210。在本實施例中，遷移率增強層250設(shè)置于基板201表面。金屬氧化物主動層230設(shè)置于基板201上，井覆蓋遷移率增強層250。金屬氧化物主動層230具有位于其相對兩側(cè)的第一表面232以及第二表面234。遷移率增強層250與金屬氧化物主動層230的第二表面234接觸，以于金屬氧化物主動層230的第二表面234定義形成遷移率增強區(qū)域236。第一源/漏極242以及第二源/漏極244均設(shè)置于基板201表面，并分別連接于金屬氧化物主動層230的第二表面234。遷移率增強層250位于第一源/漏極242與第二源/漏極244之間。需要注意的是，遷移率增強層250并不與第一源/漏極242與第二源/漏極244接觸。在本實施例中，金屬氧化物主動層230以適宜的構(gòu)型填入遷移率增強層250與第一源/漏極242以及第二源/漏極244之間的間隙以間隔遷移率增強層250與第一源/漏極242、第二源/漏極244。柵極絕緣層220設(shè)置于金屬氧化物主動層230與第一源/漏極242、第二源/漏極244上。柵極210設(shè)置于柵極絕緣層220上。換句話說，柵極絕緣層220位于柵極210與金屬氧化物主動層230之間，金屬氧化物主動層230的第一表面232與柵極210相対。在本實施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200還包括絕緣保護層260，設(shè)置于柵極210上，以覆蓋保護柵極210。請參考圖7，圖7為本發(fā)明第七實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200a與第六實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200a還包括間隔層270，設(shè)置于基板201，并位于遷移率增強層250與金屬氧化物主動層230之間。遷移率增強層250通過形成于絕緣間隔層270的開ロ(圖未示)與金屬氧化物主動層230暴露出的部分第ニ表面234接觸。此外，第一源/漏極242以及第二源/漏極244均設(shè)置于間隔層270上，并分別連接于金屬氧化物主動層230的第二表面234。換句話說，間隔層270填入遷移率增強層250與第一源/漏極242、第二源/漏極244以及金屬氧化物主動層230之間的間隙以間隔遷移率增強層250與第一源/漏極242、第二源/漏極244。請參考圖8，圖8為本發(fā)明第八實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200b與金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200的結(jié) 構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于第一源/漏極242與第二源/漏極244連接于金屬氧化物主動層230的第一表面232。請參考圖9，圖9為本發(fā)明第九實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200c與金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管200a的結(jié)構(gòu)大致相同，二者的區(qū)別在于第一源/漏極242與第二源/漏極244連接于金屬氧化物主動層230的第一表面232。本第六實施例到第九實施例中，遷移率增強層250的材質(zhì)與前述遷移率增強層150的材質(zhì)相同，可為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的固體材料，在沉積形成金屬氧化物主動層230吋，與遷移率增強層250接觸的遷移率增強區(qū)域236的金屬氧化物主動層230失去一部分氧，而位于遷移率增強區(qū)域236的金屬氧化物主動層230的含氧量降低有助于金屬氧化物主動層230載子遷移率提高。綜上所述，本發(fā)明實施例的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有遷移率增強層，設(shè)置于金屬氧化物主動層的與柵極相背的一側(cè)并與金屬氧化物主動層的位于遷移率增強區(qū)域的第二表面接觸，遷移率增強層的材質(zhì)包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)，遷移率增強層的材質(zhì)中可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的化學(xué)物質(zhì)會與金屬氧化物主動層的金屬氧化物中的氧反應(yīng)形成鍵結(jié)，從而使得遷移率增強區(qū)域的金屬氧化物失去一部分氧。在另ー個實施例中，可通過遷移率增強介質(zhì)直接對金屬氧化物主動層的遷移率增強區(qū)域的金屬氧化物進行失氧處理，而遷移率增強區(qū)域的金屬氧化物含氧量降低，有助于金屬氧化物主動層載子遷移率提高，從而使得金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有較好的性能。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管包括柵極、金屬氧化物主動層、柵極絕緣層、第一源/漏極以及第ニ源/漏扱；所述金屬氧化物主動層具有位于其相對兩側(cè)的第一表面與第二表面，且所述第一表面與所述柵極相対；所述柵 極絕緣層位于所述柵極與所述金屬氧化物主動層之間；所述第一源/漏極連接于所述金屬氧化物主動層；所述第二源/漏極連接于所述金屬氧化物主動層；其中，所述金屬氧化物主動層的所述第二表面包括位于所述第一源/漏極與所述第二源/漏極之間的遷移率增強區(qū)域，所述金屬氧化物主動層位于所述遷移率增強區(qū)域的含氧量小于位于所述遷移率增強區(qū)域之外的含氧量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括遷移率增強層，所述遷移率增強層設(shè)置于所述金屬氧化物主動層的第二表面，并位于所述遷移率增強區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強層的材質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的無機物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強層的材質(zhì)為可氧化達最高氧化價的金屬氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強層的材質(zhì)為金屬、金屬氧化物或金屬與金屬氧化物的復(fù)合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強層的材質(zhì)為鈣、鋰、鉀、納、鎂、銫、鑰或銀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強層的材質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的離子型化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述離子型化合物為氫化招鋰。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強層的材質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的共價型化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述共價型化合物為硅、碳或氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述柵極位于所述金屬氧化物主動層的下方，且所述遷移率增強層位于所述金屬氧化物主動層的上方。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括絕緣保護層，所述絕緣保護層覆蓋所述第一源/漏極、所述第二源/漏極、所述金屬氧化物主動層以及所述遷移率增強層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括絕緣保護層，所述絕緣保護層覆蓋所述第一源/漏極、所述第二源/漏極以及所述金屬氧化物主動層。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述第二表面位于所述遷移率增強區(qū)域的部分通過遷移率增強介質(zhì)進行失氧處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強介質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的液體材料或氣體材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強介質(zhì)為包括可與氧產(chǎn)生鍵結(jié)的有機物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述有機物為2-甲基戊烷、2，2- ニ甲基丁烷、三級丁醇或苯。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述遷移率增強介質(zhì)為ー氧化碳或氫氣。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述柵極位于所述金屬氧化物主動層的上方，且所述遷移率增強層位于所述金屬氧化物主動層的下方。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括絕緣保護層，所述絕緣保護層覆蓋所述柵極。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括間隔層，所述間隔層填入所述遷移率增強層與所述第一源/漏極、所述第二源/漏極以及所述金屬氧化物主動層之間的間隙。
22.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述第一源/漏極以及所述第二源/漏極連接于所述金屬氧化物主動層的第一表面或第二表面。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其特征是所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管還包括主動層保護層，所述主動層保護層設(shè)置于所述金屬氧化物主動層的所述第ニ表面，并露出所述遷移率增強區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管包括柵極、金屬氧化物主動層、柵極絕緣層、第一源/漏極及第二源/漏極。金屬氧化物主動層具有位于其相對兩側(cè)的第一表面與第二表面，且第一表面與柵極相對。柵極絕緣層位于柵極與金屬氧化物主動層之間。第一源/漏極與第二源/漏極分別連接于金屬氧化物主動層。金屬氧化物主動層的第二表面包括位于第一源/漏極與第二源/漏極之間的遷移率增強區(qū)域。金屬氧化物主動層位于遷移率增強區(qū)域的含氧量小于位于遷移率增強區(qū)域之外的含氧量。本發(fā)明金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有較高的載子遷移率。
文檔編號H01L29/786GK102820339SQ20111020614
公開日2012年12月12日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者蔡娟娟, 冉曉雯, 孟心飛, 葉雋正 申請人:元太科技工業(yè)股份有限公司