薄膜晶体管及其制备方法与流程

本公开实施例涉及但不限于半导体领域，具体涉及一种薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术：

1、随着芯片的集成度变高，薄膜晶体管的结构从planar，finfet到gaa节点，核心思想是保持栅电极层对沟道的控制(栅电极层和沟道的接触面积)的基础上，把薄膜晶体管器件做小。随着薄膜晶体管器件不断变小，工艺尺寸变小，制备难度增加。薄膜晶体管器件本身也出现了性能的问题，比如，开启电流不足；栅电极层不易关断，漏电增加；薄膜晶体管器件距离太近，相互影响增加。

2、目前，铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，简称：igzo)材质的薄膜晶体管都是平面结构，源极、栅电极层以及漏极在基底上平铺，集成度不高。另外，铟镓锌氧化物对水和氧都相当敏感，需要在铟镓锌氧化物上形成一层保护层，来隔绝空气中的氧气和水蒸气。

3、然而，在制备薄膜晶体管过程中，会对铟镓锌氧化物进行刻蚀等处理，铟镓锌氧化物没有在第一时间被保护，会使铟镓锌氧化物材料性质改变，影响器件性能。

技术实现思路

1、以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种薄膜晶体管，包括至少一个薄膜晶体管单元，一个薄膜晶体管单元至少包括设置在基底上的第一源漏电极层、设置在所述第一源漏电极层远离所述基底一侧的栅电极层、设置在所述栅电极层远离所述基底一侧的第二源漏电极层以及设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧的有源层，一个薄膜晶体管单元还包括过孔，所述过孔穿过所述第二源漏电极层、所述栅电极层以及所述第一源漏电极层，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧，至少部分所述第二部分设置在所述过孔中，且至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述栅电极层的侧表面，至少部分所述第二部分在所述过孔中与所述栅电极层侧表面相对的部分形成沟道。

3、在示例性实施方式中，所述第一部分所在平面与所述基底所在的平面平行。

4、在示例性实施方式中，所述第二部分所在平面与所述基底所在的平面垂直。

5、在示例性实施方式中，所述有源层在垂直于所述基底所在平面的截面为t字形。

6、在示例性实施方式中，一个薄膜晶体管单元还包括保护层，所述保护层设置在所述第一部分远离所述基底一侧的表面。

7、在示例性实施方式中，至少部分所述有源层与所述第二源漏电极层形成存储电容。

8、在示例性实施方式中，至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述第二源漏电极层的侧表面，所述第一部分以及至少部分所述第二部分均与所述第二源漏电极层形成存储电容。

9、在示例性实施方式中，一个薄膜晶体管单元还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧表面与所述第一部分之间。

10、在示例性实施方式中，至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述第二源漏电极层的侧表面、所述栅电极层的侧表面以及所述第一源漏电极层的侧表面，至少部分所述第二部分均与所述第二源漏电极层的侧表面以及所述栅电极层的侧表面绝缘，至少部分所述第二部分与所述第一源漏电极层的侧表面电连接。

11、在示例性实施方式中，一个薄膜晶体管单元还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层设置在所述第二源漏电极层的侧表面与至少部分所述第二部分之间。

12、在示例性实施方式中，一个薄膜晶体管单元还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层设置在所述栅电极层的侧表面与至少部分所述第二部分之间。

13、在示例性实施方式中，所述薄膜晶体管包括至少两个薄膜晶体管单元，所述至少两个薄膜晶体管单元沿着所述基底的厚度方向依次设置。

14、在示例性实施方式中，一个薄膜晶体管单元还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层设置在所述第一源漏电极层与所述栅电极层之间。

15、在示例性实施方式中，一个薄膜晶体管单元还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层设置在所述栅电极层与第二源漏电极层之间。

16、第二方面，本公开实施例还提供了一种薄膜晶体管的制备方法，包括：

17、在基底上形成第一源漏电极层；

18、在所述第一源漏电极层远离所述基底一侧形成栅电极层；

19、在所述栅电极层远离所述基底一侧形成第二源漏电极层；

20、在所述第一源漏电极层、所述栅电极层以及所述第二源漏电极层中形成过孔，所述过孔穿过所述第二源漏电极层、所述栅电极层以及所述第一源漏电极层；

21、在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧以及所述过孔中沉积有源材料，使所述有源材料形成有源层；其中，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧，至少部分所述第二部分设置在所述过孔中，且至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述栅电极层的侧表面，至少部分所述第二部分在所述过孔中与所述栅电极层侧表面相对的部分形成沟道。

22、在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

技术特征：

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括至少一个薄膜晶体管单元，一个薄膜晶体管单元至少包括设置在基底上的第一源漏电极层、设置在所述第一源漏电极层远离所述基底一侧的栅电极层、设置在所述栅电极层远离所述基底一侧的第二源漏电极层以及设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧的有源层，一个薄膜晶体管单元还包括过孔，所述过孔穿过所述第二源漏电极层、所述栅电极层以及所述第一源漏电极层，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧，至少部分所述第二部分设置在所述过孔中，且至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述栅电极层的侧表面，至少部分所述第二部分在所述过孔中与所述栅电极层侧表面相对的部分形成沟道。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一部分所在平面与所述基底所在的平面平行。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二部分所在平面与所述基底所在的平面垂直。

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层在垂直于所述基底所在平面的截面为t字形。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，一个薄膜晶体管单元还包括保护层，所述保护层设置在所述第一部分远离所述基底一侧的表面。

6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，至少部分所述有源层与所述第二源漏电极层形成存储电容。

7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于，至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述第二源漏电极层的侧表面，所述第一部分以及至少部分所述第二部分均与所述第二源漏电极层形成存储电容。

8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，一个薄膜晶体管单元还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧表面与所述第一部分之间。

9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述第二源漏电极层的侧表面、所述栅电极层的侧表面以及所述第一源漏电极层的侧表面，至少部分所述第二部分均与所述第二源漏电极层的侧表面以及所述栅电极层的侧表面绝缘，至少部分所述第二部分与所述第一源漏电极层的侧表面电连接。

10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管，其特征在于，一个薄膜晶体管单元还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层设置在所述第二源漏电极层的侧表面与至少部分所述第二部分之间。

11.根据权利要求9所述的薄膜晶体管，其特征在于，一个薄膜晶体管单元还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层设置在所述栅电极层的侧表面与至少部分所述第二部分之间。

12.根据权利要求1至11任一所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管包括至少两个薄膜晶体管单元，所述至少两个薄膜晶体管单元沿着所述基底的厚度方向依次设置。

13.根据权利要求1至11任一所述的薄膜晶体管，其特征在于，一个薄膜晶体管单元还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层设置在所述第一源漏电极层与所述栅电极层之间。

14.根据权利要求1至11任一所述的薄膜晶体管，其特征在于，一个薄膜晶体管单元还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层设置在所述栅电极层与第二源漏电极层之间。

15.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
一种薄膜晶体管及其制备方法，该薄膜晶体管包括至少一个薄膜晶体管单元，一个薄膜晶体管单元至少包括设置在基底上的第一源漏电极层、设置在所述第一源漏电极层远离所述基底一侧的栅电极层、设置在所述栅电极层远离所述基底一侧的第二源漏电极层以及设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧的有源层，一个薄膜晶体管单元还包括过孔，所述过孔穿过所述第二源漏电极层、所述栅电极层以及所述第一源漏电极层，所述有源层包括互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述第二源漏电极层远离所述基底一侧，至少部分所述第二部分设置在所述过孔中，且至少部分所述第二部分在所述过孔中覆盖所述栅电极层的侧表面，至少部分所述第二部分在所述过孔中与所述栅电极层侧表面相对的部分形成沟道。

技术研发人员：罗杰
受保护的技术使用者：北京超弦存储器研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13