專利名稱:晶體管、制造晶體管的方法和包括晶體管的電子裝置的制作方法
技術領域:
示例實施例涉及晶體管、制造晶體管的方法和包括晶體管的電子裝置。
背景技術:
晶體管在電子裝置中被廣泛地用作開關裝置或驅(qū)動裝置。具體地,因為薄膜晶體 管可形成在玻璃基底或塑料基底上,所以它們通常用在諸如液晶顯示(LCD)裝置和有機發(fā) 光顯示(OLED)裝置的平板顯示裝置領域。已試圖使用將具有較高的載流子遷移率的氧化物層用作溝道層的方法來提高晶 體管的操作特性。所述方法主要應用在用于平板顯示裝置的薄膜晶體管。然而,由于氧化 物層對光敏感,因此具有作為溝道層的氧化物層的晶體管的特性不能恒久保持。
發(fā)明內(nèi)容
示例實施例提供抑制了由于光產(chǎn)生的特性改變的晶體管、制造晶體管的方法及包 括晶體管的電子裝置。其它方面將部分地在下面的描述中闡述,部分地,從說明書來看將是 清楚的,或者可以從示例實施例的實踐而獲知。根據(jù)示例實施例,晶體管可包括溝道層,包含氧化物半導體;源極和漏極,分別 獨立地接觸溝道層的兩端;柵極,與溝道層對應;柵極絕緣層,在溝道層和柵極之間,其中 含氟(F)區(qū)域在柵極絕緣層和溝道層之間的界面處。含(F)區(qū)域可以是用含F(xiàn)的等離子體處理的區(qū)域。含氟區(qū)域可具有大約IA至大 約IOOA的厚度。氧化物半導體可包括ZnO基氧化物。ZnO基氧化物可包括從由銦(In)、鎵 (Ga)、鋁(Al)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鋯(&)、鉿(Hf)、釔(Y)、鉭(Ta)和鉻(Cr)組成的組中選 擇的至少一種。柵極絕緣層可具有單層結構或包括由硅氧化物層和硅氮化物層中的至少一種的 多層結構。柵極可設置在溝道層之上或之下。根據(jù)示例實施例,平板顯示裝置可包括晶體管。根據(jù)示例實施例,一種制造晶體管的方法可包括如下步驟形成柵極;形成柵極 絕緣層以覆蓋柵極;對柵極絕緣層的表面進行等離子體處理;在柵極絕緣層上形成包括氧 化物半導體的溝道層;形成與溝道層的兩端分別獨立接觸的源極和漏極??梢杂煤?F)氣體執(zhí)行上述工藝。可以用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD) 設備或活性離子蝕刻(RIE)設備執(zhí)行所述工藝。使用PECVD設備的等離子體處理可以在大約20°C至500°C的溫度和大約ImTorr 至大約lOOOmTorr的壓強執(zhí)行大約1秒至大約300秒。使用RIE設備的等離子體處理可以 在大約20°C至200°C的溫度和大約ImTorr至大約500mTorr的壓強執(zhí)行大約1秒至大約 300 秒。柵極絕緣層可具有單層結構或包括硅氧化物層和硅氮化物層中的至少一種的多 層結構。氧化物半導體可包括ZnO基氧化物。ZnO基氧化物可包括從由銦(In)、鎵(Ga)、鋁(Al)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鋯(&)、鉿(Hf)、釔(Y)、鉭(Ta)和鉻(Cr)組成的組中選擇的至少一種。根據(jù)示例實施例,一種制造晶體管的方法可包括如下步驟形成包括氧化物半導 體的溝道層;形成分別獨立接觸溝道層的兩端的源極和漏極;覆蓋溝道層、源極和漏極形 成第一柵極絕緣層;等離子體處理第一柵極絕緣層;在等離子體處理的第一柵極絕緣層上 形成第二柵極絕緣層;在第二柵極絕緣層上形成柵極。可用含氟(F)氣體執(zhí)行等離子體處理??捎玫入x子體增強化學氣相沉積(PECVD) 設備或活性離子蝕刻(RIE)設備進行等離子體處理。第一柵極絕緣層可具有大約IA至大 約ι ooA的厚度。第一柵極絕緣層可包含硅氧化物。第二柵極絕緣層可具有單層結構或包括硅氧化 物層和硅氮化物層中的至少一種的多層結構。氧化物半導體可包括ZnO基氧化物。ZnO基氧化物可包括從由銦(In)、鎵(Ga)、鋁(Al)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鋯(Zr)、鉿 (Hf)、釔(Y)、鉭(Ta)和鉻(Cr)組成的組中選擇的至少一種。
從下面結合附圖對示例實施例進行的描述,上述和/或其他方面將會變得清楚并 更容易理解,附圖中圖1是根據(jù)示例實施例的晶體管的剖視圖;圖2A至圖2E是根據(jù)示例實施例的解釋制造晶體管的方法的剖視圖;圖3是根據(jù)示例實施例的晶體管的剖視圖;圖4A至圖4E是根據(jù)示例實施例的解釋制造晶體管的方法的剖視圖;圖5和圖6是評價根據(jù)示例實施例的晶體管的光電可靠性的曲線圖;圖7是評價根據(jù)對比示例的晶體管的光電可靠性的曲線圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述各種示例實施例,在附圖中示出了示例實施例。然而,示例實施例可以以許多不同的形式來實施,且不應該解釋為局限于在這里所提出的示 例實施例。相反,提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的,并將示例實施例的構思充 分地傳達給本領域技術人員。應該理解的是,當元件被稱作“連接到”或“結合到”另一元件時,該元件可以直接 連接或結合到另一元件,或者可以存在中間元件。相反,當元件被稱作“直接連接到”或“直 接結合到”另一元件時,不存在中間元件。如在這里使用的,術語“和/或”包括一個或多個 相關所列項的任意組合和所有組合。應該理解的是,盡管在這里可使用術語第一、第二等來描述各種元件、組件、區(qū)域、 層和/或部分,但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應該受這些術語的限制。這些術 語僅是用來將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開 來。因此,在不脫離示例實施例的教導的情況下,下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部 分可被稱作第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。為了便于描述,在這里可使用空間相對術語,如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...上方”、“上面的”等,來描述如在圖中所示的一個元件或特征與其它元件或 特征的關系。應該理解的是,空間相對術語意在包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置 在使用或操作中的不同方位。例如,如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn),則描述為“在”其它元件或 特征“下方”或“之下”的元件隨后將被定位為“在”其它元件或特征“上方”。因而,術語 “在...下方”可包括“在...上方”和“在...下方”兩種方位。所述裝置可被另外定位 (旋轉(zhuǎn)90度或者在其它方位),并對在這里使用的空間相對描述符做出相應的解釋。這里使用的術語僅 為了描述特定實施例的目的,而不意圖限制示例實施例。如這 里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式。還應理解的 是,當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時,說明存在所述特征、整體、步驟、操 作、元件和/或組件,但不排除存在或附加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組 件和/或它們的組。在此參照作為示例實施例的理想實施例(和中間結構)的示意圖的剖視圖來描述 示例實施例。這樣,預計會出現(xiàn)例如由制造技術和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因 此,示例實施例不應該被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的具體形狀,而將包括例如由制造 導致的形狀偏差。例如,示出為矩形的注入?yún)^(qū)域?qū)⑼ǔT谄溥吘壘哂械箞A或彎曲的特征和 /或具有注入濃度的梯度,而不是從注入?yún)^(qū)域到非注入?yún)^(qū)域的二元變化。同樣,通過注入形 成的埋區(qū)會導致在埋區(qū)和通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中的一些注入。因此,在圖中 示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的,它們的形狀并不意圖示出裝置的區(qū)域的實際形狀,也不意 圖限制示例實施例的范圍。除非另有定義,否則這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與示 例實施例所屬領域的普通技術人員所通常理解的意思相同的意思。還將理解的是,除非這 里明確定義,否則術語(諸如在通用字典中定義的術語)應該被解釋為具有與相關領域的 環(huán)境中它們的意思一致的意思,而將不以理想的或者過于正式的含義來解釋它們。在附圖中,為清晰起見,夸大了層和區(qū)域的厚度。附圖中相同的標號表示相同的元 件。圖1是根據(jù)示例實施例的晶體管的剖視圖。根據(jù)示例實施例的晶體管可以是柵極 Gl形成在溝道層Cl下面的底柵薄膜晶體管。參照圖1,柵極Gl可形成在基底SUBl上?;譙UBl可以是在通常的半導體裝置 工藝中應用的玻璃基底或其它基底,例如,塑料基底或硅(Si)基底。柵極Gl可由諸如Cu、 Ti、Mo、Al、Ni、W、Pt和Cr的金屬或者諸如氧化銦鋅(IZO)和氧化銦錫(ITO)的導電氧化 物形成。柵極Gl可構造為包括多個由不同材料形成的材料層的多層結構,或者可由包括兩 種或更多種金屬的合金形成。覆蓋柵極Gl的柵極絕緣層GIl可形成在基底SUBl上。柵極絕緣層GIl可包括Si 氧化物層、Si氮化物層或另一材料層,例如,具有比Si氮化物層的介電常數(shù)高的介電常數(shù) 的高介電材料層。另外,柵極絕緣層GIl可包括含有多個材料層的多層結構。例如,柵極絕 緣層GIl可包括Si氮化物層和Si氧化物層順序堆疊的多層結構。含氟區(qū)域(含F(xiàn)區(qū)域)10可形成在柵極絕緣層GIl的上表面上。含F(xiàn)區(qū)域10可 認為是柵極絕緣層GIl的一部分。含F(xiàn)區(qū)域10接觸溝道層Cl,這將在隨后描述。因而,含 F區(qū)域10可設置在柵極絕緣層GIl和溝道層Cl之間的界面處。含F(xiàn)區(qū)域10可以是包含F(xiàn)的用等離子體處理的區(qū)域。即,可通過用等離子體處理柵極絕緣層GIl的表面部分來形成 含F(xiàn)區(qū)域10。含F(xiàn)區(qū)域10可具有大約1人至大約IOOA的范圍內(nèi)的厚度。 溝道層Cl可設置在含F(xiàn)區(qū)域10上。溝道層Cl可設置在柵極Gl之上以與柵極Gl 對應。溝道層Cl的寬度可比柵極Gl的寬度寬,其中,所述寬度是在X軸方向測量的。溝道 層Cl可由諸如ZnO基氧化物半導體的氧化物半導體形成。在示例實施例中,ZnO基氧化物 半導體可以是包括從由諸如銦(In)、鎵(Ga)和鋁(Al)的III族元素、諸如鈦(Ti)、錫(Sn)、 鋯(Zr)和鉿(Hf)的四族元素及諸如釔(Y)、鉭(Ta)和鉻(Cr)的其它元素組成的組中選擇 的至少一種元素的絡合化合物。氧化物半導體可以是非晶結構、晶體結構或非晶結構和晶 體結構的組合結構。當光照射到溝道層Cl上時,可從溝道層Cl產(chǎn)生過剩電荷(excesscharge),因而, 晶體管的特性會改變。溝道層Cl和柵極絕緣層GIl之間的含F(xiàn)區(qū)域10 (例如,包含F(xiàn)的用 等離子體處理過的區(qū)域)通過防止或減少阱位(trap site)的形成來抑制或阻止晶體管特 性改變,在阱位中,可捕獲諸如載流子(例如電子或空穴)的過剩電荷。氟(F)具有較高的 電負性,從而展現(xiàn)陽離子結合性能。因而,氟(F)原子與溝道層Cl的下部分中的懸空鍵(dangling bond)反應以減少 溝道層Cl存在缺陷的可能性。懸空鍵指原子(金屬或氧)的未成對的鍵,懸空鍵不參加化 學鍵,并可作為缺陷。由于懸空鍵的數(shù)量減少,形成較少的過剩電荷的阱位。因而,根據(jù)示 例實施例,可實施抑制了由于光而使特性變化的氧化物晶體管。單獨接觸溝道層Cl的兩端的源極Sl和漏極Dl可設置在包括含F(xiàn)區(qū)域10的柵極 絕緣層GIl上。源極Sl和漏極Dl均可形成為單金屬層或多金屬層。源極Sl和漏極Dl可 由諸如銅(Cu)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉬(Pt)和鉻(Cr)的金屬或者諸 如IZO和ITO的導電氧化物形成。源極Sl和漏極Dl可構造為包括多個由不同材料形成的 材料層的多層結構,或者可由包括兩種或更多種金屬的合金形成。源極Sl和漏極Dl均可為由與柵極Gl的材料相同的材料或與柵極Gl的材料不同 的材料形成的材料層??尚纬赦g化層Pl來覆蓋溝道層Cl、源極Sl和漏極D1。鈍化層Pl 可形成為具有單層結構或包括由Si氧化物層、Si氮化物層和有機層組成的組中的至少一 種的多層結構,柵極G1、柵極絕緣層GI1、源極Sl和漏極Dl可分別具有大約50nm至大約 300nm、大約50nm至大約400nm、大約IOnm至大約200nm和大約IOnm至大約200nm的厚度。圖2A至圖2E是根據(jù)示例實施例的解釋制造晶體管的方法的剖視圖。在圖1和圖 2A至圖2E中相同的標號表示相同的元件。參照圖2A,柵極Gl可通過形成柵極Gl的電極 材料并圖案化所述電極材料而形成在基底SUBl上??尚纬蓶艠O絕緣層GIl以覆蓋柵極G1。柵極絕緣層GIl可包括Si氧化物層、Si氮化物層或另一材料層,例如,具有比Si 氮化物層的介電常數(shù)高的介電常數(shù)的高介電材料層。另外,柵極絕緣層GIl可包括含有多 個材料層的多層結構。例如,柵極絕緣層GIl可包括Si氮化物層和Si氧化物層順序堆疊 的多層結構。參照圖2B,可用等離子體處理柵極絕緣層GIl的表面部分。在示例實施例中,可利 用含F(xiàn)氣體來執(zhí)行等離子體處理。例如,所述氣體可包括四氟甲烷(CF4)和六氟化硫(SF6) 中的一種??墒褂玫入x子體增強化學氣相沉積(PECVD)設備或活性離子蝕刻(RIE)設備 來執(zhí)行所述等離子體處理。通過執(zhí)行等離子體處理,可在柵極絕緣層GIl的表面部分上形成含F(xiàn)區(qū)域10。含F(xiàn)區(qū)域10可以為用F元素摻雜的區(qū)域。F元素可摻雜至大約1人至大約 IOOA的范圍內(nèi)的深度。即,含F(xiàn)區(qū)域10具有大約IA至大約IOOA的范圍內(nèi)的深度。當利用 PECVD設備執(zhí)行等離子體處理時,可在大約20°C至大約500°C的溫度和大約ImTorr至大約 IOOOmTorr的壓強執(zhí)行等離子體處理大約1秒至大約300秒。當利用RIE設備執(zhí)行等離子 體處理時,可在大約20°C至大約200°C的溫度和大約ImTorr至大約500mTorr的壓強執(zhí)行 等離子體處理大約1秒至大約300秒。參照圖2C,可在柵極絕緣層GIl上形成用于溝道的氧化物層C10。可用諸如濺射 方法和沉積方法的物理氣相沉積方法或化學氣相沉積方法來形成氧化物層C10。氧化物層 ClO可包括例如ZnO基氧化物半導體。在示例實施例中,ZnO基氧化物半導體可以是包括從 由諸如銦(In)、鎵(Ga)和鋁(Al)的III族元素、諸如鈦(Ti)、錫(Sn)、鋯(Zr)和鉿(Hf) 的四族元素及諸如釔(Y)、鉭(Ta)和鉻(Cr)的其它元素組成的組中選擇的至少一種元素的 絡合化合物。參照圖2D,可通過圖案化氧化物層ClO來形成溝道層Cl。溝道層Cl可設置在柵 極Gl之上以與柵極Gl對應。 參照圖2E,源極Sl和漏極Dl可設置在包括含F(xiàn)區(qū)域10的柵極絕緣層GIl上,以 分別單獨接觸溝道層Cl的兩端。可以暴露在位于源極Sl和漏極Dl之間的溝道層Cl的上 表面的一部分??赏ㄟ^在溝道層Cl上形成電極材料層并圖案化所述電極材料層來形成源 極Sl和漏極Dl。源極Sl和漏極Dl均可形成為單金屬層或多金屬層??稍诨譙UBl上形成鈍化層Pl來覆蓋溝道層Cl的暴露部分、源極Sl和漏極Dl。 鈍化層Pi可形成為具有單層結構或包括由Si氧化物層、Si氮化物層和有機層組成的組中 的至少一種的多層結構。如上所述形成的晶體管可在大約200°c至大約400°C的溫度退火。 通過退火,可控制溝道層Cl中的載流子的濃度,并可去除溝道層Cl中的缺陷。以下,將描述實驗示例。在如下的條件下制造了底柵晶體管。-柵極Gl :Mo 2000'-柵極絕緣層GIl :SiNx2000' /Si0x500' (PECVD)-溝道層Cl :HfInZnO 500'-源極Sl 和漏極 Dl =Mo 1000 ‘-鈍化層Pl :Si0x2000'為形成柵極絕緣層GI1,順序形成SiNx層和SiOx層,用等離子體處理SiOx層的表 面部分。利用PECVD設備和RIE設備獨立地執(zhí)行等離子體處理。當使用PECVD設備時,利 用CF4氣體在大約300°C大約550mTorr的壓強下執(zhí)行等離子體處理大約10秒。當使用RIE 設備時,利用SF6氣體在室溫、大約150mTorr的壓強下執(zhí)行等離子體處理大約30秒。通過 在柵極絕緣層GI1上形成溝道層Cl、源極Sl和漏極Dl及鈍化層Pl來制造晶體管,其中,柵 極絕緣層GIl具有通過上述兩種方法利用等離子體處理的表面部分。圖5和圖6是評價根據(jù)示例實施例的在實驗示例中制造的晶體管的光電可靠性的 曲線圖。圖5是涉及通過利用PECVD設備執(zhí)行等離子體處理制造的晶體管的曲線圖。圖 6是涉及通過利用RIE設備執(zhí)行等離子體處理制造的晶體管的曲線圖。光電可靠性是通 過測量由于光照和電壓應力(stress)產(chǎn)生的柵電壓Ves-漏電流Ids特性的變化來評價的。 更詳細地,通過將大約20,OOOnit的光照射到晶體管,同時分別向柵極、漏極和源極施加大約-20V、IOV和OV的電壓,并測量每個晶體管的柵電壓Ves-漏電流Ids特性的變化。從而測 量光電可靠性。在圖5和圖6中,時間(秒)指施加光-電壓應力的時間。當時間為0時, 沒有光-電壓應力施加到晶體管。晶體管的光電可靠性評價是在室溫下執(zhí)行的。圖7是評價在對比示例中不進行等離子體處理而制造的晶體管的光電可靠性的 曲線圖。在對比實施例中制造的晶體管是以與實驗示例相同的方式制造的,除了不進行等 離子 體處理之外。評價光電可靠性的條件與實驗示例相同。參照圖5至圖7,在圖7中的沒有進行等離子體處理而制造的晶體管的情況下,隨 著光-電壓應力進一步增大,曲線圖從沒有施加光-電壓應力的晶體管的曲線圖大幅向左 移動(閾值電壓減小大約4. 5V)。然而,在圖5和圖6中的經(jīng)等離子體處理而制造的晶體管 的情況下,與圖7中的情況相比,曲線圖從沒有施加光_電壓應力的晶體管的曲線圖略微移 動。結果表明,通過執(zhí)行等離子體處理,可通過在柵極絕緣層和溝道層之間的界面處形成含 F區(qū)域來抑制或阻止由于光產(chǎn)生的晶體管特性的變化。因而,根據(jù)示例實施例,可實施具有 提高的光電可靠性的氧化物晶體管。圖3是根據(jù)示例實施例的晶體管的剖視圖。根據(jù)示例實施例的晶體管可以是柵極 G2形成在溝道層C2之上的頂柵薄膜晶體管。參照圖3,溝道層C2可形成在基底SUB2上。源極S2和漏極D2可設置在基底SUB2 上以分別獨立接觸溝道層C2的兩端??稍O置含F(xiàn)區(qū)域20以覆蓋溝道層C2、源極S2和漏極 D2。柵極絕緣層GI2可設置在含F(xiàn)區(qū)域20上。含F(xiàn)區(qū)域20可認為是柵極絕緣層GI2的一 部分。因而,含F(xiàn)區(qū)域20可設置在柵極絕緣層GI2和溝道層C2之間的界面處。柵極G2可設置在柵極絕緣層GI2上。柵極G2可設置在溝道層C2上方以與溝道 層C2對應。可在柵極絕緣層GI2上設置鈍化層P2以覆蓋柵極G2。圖3中的基底SUB2、溝 道層C2、源極S2、漏極D2、含F(xiàn)區(qū)域20、柵極絕緣層GI2、柵極G2和鈍化層P2可分別與圖1 中的基底SUBl、溝道層Cl、源極Si、漏極Dl、含F(xiàn)區(qū)域10、柵極絕緣層GI1、柵極Gl和鈍化 層Pl具有相同(或相似)的材料和厚度。含F(xiàn)區(qū)域20和柵極絕緣層GI2的組合結構可與圖1中的含F(xiàn)區(qū)域10和柵極絕緣 層GIl的組合結構的反向結構相似。根據(jù)示例實施例,可用含有F的等離子體處理含F(xiàn)區(qū) 域20,可以提高晶體管的光電可靠性。圖4A至圖4E是根據(jù)示例實施例的解釋制造晶體管的方法的剖視圖。在圖3和圖 4A至圖4C中相同的標號表示相同的元件。參照圖4A,溝道層C2可形成在基底SUB2上。溝 道層C2可由與圖2D中的溝道層Cl的材料相同的材料形成,并可用與圖2D中的溝道層Cl 的形成工藝相同的工藝形成。源極S2和漏極D2可形成在基底SUB2上,以分別單獨接觸溝 道層C2的兩端。參照圖4B,第一柵極絕緣層1可形成在基底SUB2上,以覆蓋溝道層C2的暴露部 分、源極S2和漏極D2。第一柵極絕緣層1可包括Si氧化物層、Si氮化物層或其它材料層, 例如,具有比Si氮化物層的介電常數(shù)高的介電常數(shù)的高介電材料層。第一柵極絕緣層1可 具有大約IA至大約IOOA的范圍內(nèi)的厚度。參照圖4C,可以用等離子體處理第一柵極絕緣層1。用標號1'來表示用等離子體 處理第一柵極絕緣層之后的第一柵極絕緣層1。在示例實施例中,可用含F(xiàn)氣體來執(zhí)行等離 子體處理。例如,所述氣體可包括CF4和SF6中的至少一種??墒褂玫入x子體增強化學氣相沉積(PECVD)設備或活性離子蝕刻(RIE)設備來執(zhí)行等離子體處理。根據(jù)示例實施例的等離子體處理的條件可與參照圖2B描述的條件相似。在等離 子體處理過程中,由于第一柵極絕緣層ι'相對薄,例如大約IA至大約iooA,F元素可到達 第一柵極絕緣層1'和溝道層C2之間的界面處。第一柵極絕緣層1'可與圖3中的含F(xiàn)區(qū) 域20對應。以下,將把第一柵極絕緣層1'稱為含F(xiàn)區(qū)域1'。參照圖4D,第二 柵極絕緣層2可形成在含F(xiàn)區(qū)域1'上。第二柵極絕緣層2可包 括Si氧化物層、Si氮化物層或其它材料層,例如,具有比Si氮化物層的介電常數(shù)高的介電 常數(shù)的高介電材料層。此外,第二柵極絕緣層2可包括含有多個材料層的多層結構。第二 柵極絕緣層2可與圖3中的柵極絕緣層GI2對應。以下,第二柵極絕緣層2將被稱為“柵極 絕緣層2”。參照圖4E,柵極G2可形成在柵極絕緣層2上。柵極G2可形成在溝道層C2上面。 鈍化層P2可形成在柵極絕緣層2上以覆蓋柵極G2。鈍化層P2可由與圖2E中的鈍化層Pl 的材料相同的材料形成。如上所示形成的晶體管可在給定或預定的溫度退火。退火溫度可 與參照圖2E描述的條件相同。根據(jù)示例實施例的晶體管可在諸如液晶顯示(LCD)裝置和有機發(fā)光顯示(OLED) 裝置的平板顯示裝置中用作開關裝置或驅(qū)動裝置。如上所述,根據(jù)示例實施例的晶體管可 具有由于光而產(chǎn)生的相對小的特性變化,因此,可提高包括所述晶體管的平板顯示裝置的 可靠性。LCD裝置和OLED裝置的結構是公知的,因此,將省略對它們的詳細描述。除了平板 顯示裝置之外,根據(jù)示例實施例的晶體管可在諸如存儲器裝置和邏輯裝置的其它電子裝置 中用于各種目的。應該理解的是,這里描述的示例實施例應理解為僅是描述性的,而不是出于限制 的目的。例如,本領域普通技術人員應該理解,圖1和圖3中示出的晶體管的組件和結構可 以修改和改變。根據(jù)示例實施例的晶體管可具有雙柵極結構,溝道層可具有多層結構。此 夕卜,源/漏極可接觸溝道層的下表面,而不是溝道層的上表面。此外,本領域普通技術人員 應該理解,圖2A至2E和圖4A至4E中示出的方法也可以進行各種改變。此外,在每個示例 實施例中的特征或方面的描述應通常地理解為對其它示例實施例中的其它相似特征或方 面也是存在的。
權利要求
1.一種晶體管,包括溝道層,包含氧化物半導體;源極和漏極,構造為獨立地接觸溝道層的兩端;柵極,與溝道層對應;柵極絕緣層,在溝道層和柵極之間;含氟區(qū)域,在柵極絕緣層和溝道層之間。
2.如權利要求1所述的晶體管,其中,含氟區(qū)域是用含有氟的等離子體處理的區(qū)域。
3.如權利要求ι所述的晶體管,其中,含氟區(qū)域具有IA至100人的厚度。
4.如權利要求1所述的晶體管,其中,氧化物半導體包括氧化鋅基氧化物。
5.如權利要求4所述的晶體管,其中,氧化鋅基氧化物包括從由銦、鎵、鋁、鈦、錫、鋯、 鉿、釔、鉭和鉻組成的組中選擇的至少一種。
6.如權利要求1所述的晶體管,其中,柵極絕緣層具有單層結構或包括硅氧化物層和 硅氮化物層中的至少一種的多層結構。
7.如權利要求1所述的晶體管,其中,溝道層在柵極上。
8.如權利要求1所述的晶體管,其中,柵極在溝道層上。
9.一種平板顯示裝置,包括如權利要求1所述的晶體管。
10.一種制造晶體管的方法,所述方法包括如下步驟 形成柵極;在柵極上形成柵極絕緣層; 對柵極絕緣層的表面進行等離子體處理; 在柵極絕緣層上形成包括氧化物半導體的溝道層; 形成與溝道層的兩端獨立接觸的源極和漏極。
11.如權利要求10所述的方法,其中,用含氟氣體執(zhí)行等離子體處理。
12.如權利要求10所述的方法,其中,用等離子體增強化學氣相沉積設備或活性離子 蝕刻設備執(zhí)行等離子體處理。
13.如權利要求12所述的方法,其中,用等離子體增強化學氣相沉積設備在20°C至 500°C的溫度和ImTorr至IOOOmTorr的壓強執(zhí)行等離子體處理1秒至300秒。
14.如權利要求12所述的方法,其中,用活性離子蝕刻設備在20°C至200°C的溫度和 ImTorr至500mTorr的壓強執(zhí)行等離子體處理1秒至300秒。
15.如權利要求10所述的方法,其中,柵極絕緣層形成為具有單層結構或包括由硅氧 化物層和硅氮化物層中的至少一種的多層結構。
16.如權利要求10所述的方法,其中,氧化物半導體包括氧化鋅基氧化物。
17.如權利要求16所述的方法,其中,氧化鋅基氧化物包括從由銦、鎵、鋁、鈦、錫、鋯、 鉿、釔、鉭和鉻組成的組中選擇的至少一種。
18.—種制造晶體管的方法,所述方法包括如下步驟 形成包括氧化物半導體的溝道層;形成獨立接觸溝道層的兩端的源極和漏極; 在溝道層、源極和漏極上形成第一柵極絕緣層; 等離子體處理第一柵極絕緣層;在等離子體處理的第一柵極絕緣層上形成第二柵極絕緣層; 在第二柵極絕緣層上形成柵極。
19.如權利要求18所述的方法,其中,用含氟氣體執(zhí)行等離子體處理。
20.如權利要求18所述的方法,其中,用等離子體增強化學氣相沉積設備或活性離子 蝕刻設備進行等離子體處理。
21.如權利要求18所述的方法,其中,第一柵極絕緣層具有IA至IOOA的厚度。
22.如權利要求18所述的方法,其中,第一柵極絕緣層包含硅氧化物。
23.如權利要求18所述的方法,其中,第二柵極絕緣層具有單層結構或包括硅氧化物 層和硅氮化物層中的至少一種的多層結構。
24.如權利要求18所述的方法,其中,氧化物半導體包括氧化鋅基氧化物。
25.如權利要求24所述的方法,其中,氧化鋅基氧化物包括從由銦、鎵、鋁、鈦、錫、鋯、 鉿、釔、鉭和鉻組成的組中選擇的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶體管、制造晶體管的方法及包括晶體管的電子裝置。晶體管可包括柵極絕緣體,其中,用等離子體處理柵極絕緣體的至少一個表面。柵極絕緣體的表面可以是接觸溝道層的界面。可使用含氟(F)氣體對所述界面進行等離子體處理,因而,所述界面可包含氟(F)。用等離子體處理的界面可抑制晶體管由于光而產(chǎn)生的特性改變。
文檔編號H01L21/44GK102104072SQ20101022741
公開日2011年6月22日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權日2009年12月22日
發(fā)明者樸宰徹, 金善日, 金尚昱, 金昌楨 申請人:三星電子株式會社