[发明专利]一种金属氧化物薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种金属氧化物薄膜晶体管，包括衬底、源电极、金属氧化物沟道层、栅电极、栅介质层、漏电极；其特征在于：源电极设置在衬底上，金属氧化物沟道层设置在源电极上，漏电极设置在金属氧化物沟道层上，栅电极和栅介质层包埋在金属氧化物沟道层中，且所述栅电极包埋在栅介质层中；所述的一种金属氧化物薄膜晶体管具有不少于2个栅介质层，且栅介质层与栅介质层之间相互隔开，形成载流子由下至上的多导电沟道；

所述的栅介质层是双重栅介质层，所述双重栅介质层由在栅电极上方沉积的绝缘层与原位氧化形成的氧化层组成；所述原位氧化形成的氧化层位于栅电极和金属氧化物沟道层之间；所述原位氧化为栅电极和金属氧化物沟道层的材料之间发生的氧化反应；所述栅电极原位氧化形成的氧化层厚度小于10nm；

所述的金属氧化物沟道层为氧化铟In₂O₃、氧化铟锌IZO、氧化铟镓锌IGZO、氧化铟铪锌HIZO或氧化铟镓IGO。

2.根据权利要求1所述的一种金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于所述的金属氧化物沟道层组分中In₂O₃的质量百分比大于50％。

3.根据权利要求1所述的一种金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于所述的栅电极为Al、Hf、Ti、Zr、Mg、Mn、Cr、Zn中的一种或者它们之间组成的合金。

4.根据权利要求1所述的一种金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于所述的栅电极是使用一定图案掩模形成的不少于2个且相互隔开的金属电极。

5.根据权利要求1所述的一种金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于所述的源电极和漏电极为氧化铟锡ITO、高导电率IZO、Mo、Cu或Ag。

6.一种金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于所述方法包括：通过在衬底上形成源电极；在所述的源电极上形成第一金属氧化物沟道层；在所述的第一金属氧化物沟道层上使用一定图案掩膜，然后沉积金属形成不少于2个且相互隔开的栅电极；在所述栅电极上沉积绝缘层；在所述的第一金属氧化物沟道层、栅电极和绝缘层上继续生长与第一金属氧化物沟道层相同的金属氧化物形成完整的金属氧化物沟道层，并将栅电极包埋在金属氧化物沟道层中间；在所述的金属氧化物沟道层上形成漏电极；整个结构在200℃大气环境下退火10小时，使栅电极和金属氧化物沟道层之间发生原位氧化反应，从而在所述栅电极的周围生长厚度小于10nm的栅介质层，栅介质层与栅介质层之间相互隔开，形成载流子由下至上的多导电沟道。