[发明专利]晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种晶体管及其制造方法，该制造晶体管的方法包含：形成包含第一导电层、第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层的堆叠结构于基材上；对第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层进行图案化，以形成贯穿第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层的至少一个开口；形成半导体层于第二绝缘层上方，且填充开口；移除半导体层位于第二绝缘层上方的部分，其中半导体层残留在开口内的部分形成至少一个半导体通道；以及形成第三导电层于半导体通道上方。本发明制造的晶体管具有更高的载子迁移率。

技术领域

本发明涉及一种晶体管及制造晶体管的方法。

背景技术

晶体管是一种固态半导体元件，可以用于放大、开关、稳压、信号调变和许多其它功能。晶体管中半导体的载子迁移率是影响晶体管性能的重要因子，因此现代的半导体研究者致力于获得更高的载子迁移率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本本发明的一方面是提供一种晶体管，能够具有更高的载子迁移率。此晶体管包含第一电极、第一绝缘层、第二电极、第二绝缘层、半导体通道层以及第三电极。第一绝缘层位于第一电极上方。第二电极位于第一绝缘层上方。第二绝缘层位于第二电极上方。半导体通道层由第一电极向上延伸贯穿第一绝缘层、第二电极和第二绝缘层。第三电极位于第二绝缘层上方，且接触各半导体通道层的顶面。

根据本发明的某些实施方式，半导体通道层的一个侧壁接触第一绝缘层、第二电极以及第二绝缘层，其中半导体通道层具有米勒指数(010)的晶面。

根据本发明的某些实施方式，第三电极包含电洞注入层以及位于电洞注入层上的金属层，其中电洞注入层接触半导体通道层的顶面。

根据本发明的某些实施方式，第二绝缘层包含聚合物绝缘层以及硬遮罩层，聚合物绝缘层接触第二电极，且硬遮罩层位于聚合物绝缘层上。

根据本发明的某些实施方式，各半导体通道层的高度实质上等于第一绝缘层、第二电极以及第二绝缘层的厚度总和。

本发明的另一方面是提供一种制造性能更好的晶体管的方法。此方法包含以下操作：形成包含第一导电层、第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层的堆叠结构于基材上，其中第一导电层、第一绝缘层、第二导电层及第二绝缘层由下而上依序堆叠在基材上；对第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层进行图案化，以形成贯穿第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层的至少一个开口；形成半导体层于第二绝缘层上方，且填充开口；移除半导体层位于第二绝缘层上方的部分，其中半导体层残留在开口内的部分形成至少一个半导体通道；以及形成第三导电层于半导体通道上方。

根据本发明的某些实施方式，形成第三导电层于半导体通道上方的步骤包含：形成电洞注入层于半导体通道上；以及形成金属层于电洞注入层上。

根据本发明的某些实施方式，对第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层进行图案化包含以下步骤：配置多个颗粒于第二绝缘层上；沉积遮罩层覆盖此等颗粒和第二绝缘层；移除此等颗粒以及位于此等颗粒上的遮罩层的部分，而在第二绝缘层上形成图案化遮罩层，其中图案化遮罩层具有多个孔隙暴露出第二绝缘层的一部分：以及利用图案化遮罩层中的此等孔隙，依序蚀刻第二绝缘层、第二导电层以及第一绝缘层，以形成贯穿第一绝缘层、第二导电层以及第二绝缘层的开口。

根据本发明的某些实施方式，其中依序蚀刻第二绝缘层、第二导电层以及第一绝缘层的步骤包含：使用干式蚀刻工艺蚀刻第二绝缘层；使用湿式蚀刻工艺蚀刻第二导电层：以及使用干式蚀刻工艺蚀刻第一绝缘层。

根据本发明的某些实施方式，其中半导体层包含高分子半导体，且半导体层填充开口内的部分具有米勒指数(010)的晶面，半导体层位于第二绝缘层上方的部分具有米勒指数(100)的晶面。