晶體管及其制作方法技術

本發明專利技術提供一種晶體管及其制作方法，晶體管包括基板、柵極層、第一絕緣層、主動層、源極及漏極。柵極層配置于第一絕緣層上，且具有多個第一貫孔。第一絕緣層覆蓋柵極層及基板的被這些第一貫孔所暴露出的部分，并形成分別對應于這些第一貫孔的多個凹陷。主動層配置于第一絕緣層上，并具有多個第二貫孔，其中這些第二貫孔分別與這些凹陷相通。源極配置于部分主動層上。漏極配置于另一部分主動層上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關于一種電子元件及其制作方法，且特別是有關于一種晶體管及其制作方法。
技術介紹
由于許多半導體材料對氣體、液體或溫度等環境變化有很好的靈敏度，適于被應用為感測元件，若與微處理器組合可成為智能檢測器，因此在一般家庭或工廠環境中都有很好的利用價值。其中，為了達到較佳的靈敏度以及提升感測反應的速率，提高反應表面積是一個直接有效的選擇。為達到此目的，一般以制作孔洞化結構于半導體元件的方式為主。孔洞化結構的晶體管，目前是以微影、蝕刻方式處理，其制作成本高且費時，在沉積多層結構時也需多道處理才能完成。另一方面，金屬氧化物在成膜之后定義結構也有相當難度。
技術實現思路
本專利技術提供一種晶體管及其制作方法，晶體管具有孔洞化的主動層，而且晶體管的制作方法可通過低成本及簡易處理來實現具有孔洞化主動層的晶體管。本專利技術的一實施例的晶體管包括基板、柵極層、第一絕緣層、主動層、源極及漏極。柵極層配置于基板上，且具有多個第一貫孔。第一絕緣層覆蓋柵極層及基板的被這些第一貫孔所暴露出的部分，并形成分別對應于這些貫孔的多個凹陷。主動層配置于第一絕緣層上，并具有多個第二貫孔，其中這些第二貫孔分別與這些凹陷相通。源極配置于部分主動層上。漏極配置于另一部分主動層上。在本專利技術的一實施例中，上述的晶體管還包括絕緣材料層，配置于基板上，且位于柵極層與基板之間，其中絕緣材料層具有多個分別與這些第一貫r>孔相通的孔洞。在本專利技術的一實施例中，上述的晶體管還包括第二絕緣層及柵極結構。第二絕緣層配置于主動層上，且覆蓋第一絕緣層的被這些第二貫孔所暴露出的部分而形成多個第三貫孔。柵極結構配置于第二絕緣層上，且伸入這些第三貫孔。在本專利技術的一實施例中，上述的每一第二貫孔的直徑實質上等于對應的凹陷的內徑。本專利技術的一實施例的晶體管的制作方法包括：提供基板；于基板上形成絕緣材料層；放置復數個阻擋球于部分絕緣材料層的表面上；形成導電層于絕緣材料層的表面上；移除這些阻擋球，以使導電層成為具有多個貫孔的柵極層；移除絕緣材料層的被這些貫孔暴露的部分，并使絕緣材料層具有分別與這些第一貫孔相通的凹陷；形成第一絕緣層，使第一絕緣層覆蓋于柵極層上且形成于凹陷中；在柵極層上方形成主動層，其中主動層具有分別與這些第一貫孔相通的多個第二貫孔，且第一絕緣層分隔該柵極層與該主動層；分別形成源極及漏極于主動層的一部分與另一部分上。在本專利技術的一實施例中，上述的移除絕緣材料層的被這些貫孔暴露的部分包括以柵極層作為蝕刻阻擋層以蝕刻絕緣材料層的被這些貫孔暴露的部分。在本專利技術的一實施例中，上述的在柵極層上形成主動層的方法包括讓主動層自然形成于覆蓋柵極層上的部分第一絕緣層之上，且主動層自然形成這些第二貫孔。在本專利技術的一實施例中，上述的晶體管的制作方法還包括：形成第二絕緣層，其中第二絕緣層位于該主動層上，且覆蓋第一絕緣層之被這些第二貫孔所暴露出的部分而形成第三貫孔；以及形成柵極結構，其中柵極結構位于部分第二絕緣層上，且伸入第三貫孔而形成柵極突出部。在本專利技術的一實施例中，上述的絕緣材料層的材質包括有機介電材料。在本專利技術的一實施例中，上述的阻擋球的材質包括有機材料。在本專利技術的一實施例中，上述的柵極層、源極及漏極的材質包括金屬材料。在本專利技術的一實施例中，上述的第一絕緣層的材質包括金屬氧化物材料。在本專利技術的一實施例中，上述的主動層的材質包括金屬氧化物半導體材料或有機半導體材料。基于上述，在本專利技術的實施例的晶體管中，通過互相相通的凹陷與第二貫孔所形成的孔洞化結構，使得晶體管的主動層具有孔洞化結構。如此一來，可使晶體管發展成其主動層與外界的接觸面積較大的感測元件，進而增加感測元件的感測靈敏度，或者發展成源極與漏極之間的通道寬度較大的鰭式場效晶體管。再者，在本專利技術的實施例的晶體管的制作方法中，通過阻擋球以及導電層的處理步驟，得以低成本且省時的方式制作出具有上述孔洞化結構的晶體管，因此具有潛在的商業價值。為讓本專利技術的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。附圖說明圖1A為本專利技術的一實施例中晶體管的立體圖；圖1B為圖1A的實施例中晶體管的剖面圖；圖1C為本專利技術的再一實施例中晶體管的立體圖；圖1D為具有圖1C的晶體管沿著I-I線切開的斷面的立體圖；圖2A至圖2G為本專利技術的另一實施例中晶體管的制作方法的流程的剖面示意圖。附圖標記說明：100、200：晶體管；110：基板；120：柵極層；120a：導電層；122：第一貫孔；130：第一絕緣層；132、132’：凹陷；140：主動層；142：第二貫孔；150：源極；160：漏極；170、170a：絕緣材料層；172：孔洞；180：第二絕緣層；182：第三貫孔；190：柵極結構；192：柵極突出部；B：阻擋球。具體實施方式圖1A為本專利技術的一實施例中晶體管的立體圖。圖1B為圖1A的實施例中晶體管的剖面圖。請參考圖1A及圖1B，本實施例的晶體管100包括基板110、柵極層120、第一絕緣層130、主動層140、源極150及漏極160。基板110可以是絕緣基板、導電基板或半導體基板，且基板110的材質可以為玻璃、硅、金屬或其組合。柵極層120配置于基板110上，且具有多個第一貫孔122。在本實施例中，柵極層120的材質可以為金屬材料，例如是鋁。在本實施例中，晶體管100還包括絕緣材料層170，配置于基板110上，且位于柵極層120與基板110之間。絕緣材料層170具有多個分別與這些第一貫孔122相通的孔洞172。絕緣材料層170的材質包括有機介電材料，例如是聚乙烯吡咯啶酮(polyvinylpyrrolidone,簡稱PVP)。第一絕緣層130覆蓋柵極層120及基板110的被這些第一貫孔122所暴露出的部分，并形成分別對應于這些第一貫孔122的多個凹陷132。由于每一孔洞172與其對應的柵極層120的一個第一貫孔122相通，使得第一絕緣層130可覆蓋基板110的被每一第一貫孔122及孔洞172所暴露出的部分。其中，第一絕緣層130的材質包括金屬氧化物材料，例如是氧化鋁(Al2O3)。主動層140配置于第一絕緣層130上，并具有多個第二貫孔142，這些第二貫孔142分別與這些凹陷132相通，且本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種晶體管，其特征在于，包括：基板；柵極層，配置于該基板上，且具有多個第一貫孔；第一絕緣層，覆蓋該柵極層及該基板的被該些第一貫孔所暴露出的部分，并形成分別對應于該些第一貫孔的多個凹陷；主動層，配置于該第一絕緣層上，并具有多個第二貫孔，其中該些第二貫孔分別與該些凹陷相通；源極，配置于部分該主動層上；以及漏極，配置于另一部分該主動層上。

【技術特征摘要】
2014.08.26 TW 1031293521.一種晶體管，其特征在于，包括：
基板；
柵極層，配置于該基板上，且具有多個第一貫孔；
第一絕緣層，覆蓋該柵極層及該基板的被該些第一貫孔所暴露出的部分，
并形成分別對應于該些第一貫孔的多個凹陷；
主動層，配置于該第一絕緣層上，并具有多個第二貫孔，其中該些第二
貫孔分別與該些凹陷相通；
源極，配置于部分該主動層上；以及
漏極，配置于另一部分該主動層上。
2.根據權利要求1所述的晶體管，其特征在于，還包括絕緣材料層，配
置于該基板上，且位于該柵極層與該基板之間，其中該絕緣材料層具有多個
分別與該些第一貫孔相通的孔洞。
3.根據權利要求2所述的晶體管，其特征在于，該絕緣材料層的材質包
括有機介電材料。
4.根據權利要求1所述的晶體管，其特征在于，還包括：
第二絕緣層，配置于該主動層上，且覆蓋該第一絕緣層的被該些第二貫
孔所暴露出的部分而形成多個第三貫孔；以及
柵極結構，配置于該第二絕緣層上，且伸入該些第三貫孔。
5.根據權利要求1所述的晶體管，其特征在于，該柵極層、該源極及該
漏極的材質包括金屬材料。
6.根據權利要求1所述的晶體管，其特征在于，該第一絕緣層的材質包
括金屬氧化物材料。
7.根據權利要求1所述的晶體管，其特征在于，該主動層的材質包括金
屬氧化物半導體材料或有機半導體材料。
8.根據權利要求1所述的晶體管，其特征在于，每一該第二貫孔的直徑
實質上等于對應的該凹陷的內徑。
9.一種晶體管的制作方法，其特征在于，包括：
提供基板；
于該基板上形成絕緣材料層；
放置復數個阻擋球于部分該絕緣材料層的表面上；
形成導電層于該絕緣材料層的表面上；
移除該些阻擋球，以使該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冉曉雯，蔡娟娟，周家瑋，徐振航，
申請(專利權)人：元太科技工業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71