本發(fā)明涉及半導體非易失性存儲器領域，尤其涉及一種薄膜晶體管作為非易失性存儲器的用途。
背景技術：
平板顯示已在電視、計算機及智能手機等各類電子產(chǎn)品中得到廣泛應用,極大改善了人們的生活。隨著人們對低功耗及高分辨率的便攜式電子設備、大尺寸3d顯示等具有更高品質(zhì)的產(chǎn)品需求迅速增加，研究人員提出了“面板系統(tǒng)(systemonpanel,sop)”技術，即把不同功能的模塊(如像素電路、外圍驅(qū)動電路及信息存儲等模塊)集成在面板上。sop技術在降低產(chǎn)品成本和功耗的同時顯著提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和工作速度，因此是發(fā)展高品質(zhì)平板顯示的有益技術途徑。薄膜晶體管(thinfilmtransistor，tft)和非易失性存儲器(non-volatilememory,nvm))是兩種構成sop的關鍵性器件，其中，nvm在sop中起著像素存儲、各種顯示參數(shù)及控制信號存儲的作用。電荷型nvm作為nvm的一個重要分支，具有結構簡單(包括溝道層/隧穿層/存儲層/阻擋層/柵極)、可靠性高及與tft技術兼容的特點，發(fā)展前景廣闊。
無論是tft還是nvm，其器件性能都與溝道層的材料密切相關。與傳統(tǒng)的si基(如非晶si，多晶硅)溝道材料相比，銦鎵鋅氧化物ingazno具有透光率高、遷移率高、均勻性好及制備工藝簡單(使用常規(guī)濺射工藝即可成膜)等優(yōu)點，因此是發(fā)展sop優(yōu)選的溝道材料。此外，ingazno還存在難以反型(即在負偏壓下，ingazno表面不出現(xiàn)空穴)的特點，這一方面使得tft具有極低的漏電，降低了tft功耗；另一方面，也導致了電荷型nvm擦除效率低及存儲窗口小等問題，成為制約nvm發(fā)展的一大瓶頸。此外，對于電荷型nvm，俘獲在存儲層中的電荷還會對溝道層表面的載流子造成散射，這降低了器件的遷移率，進而影響了器件的工作速度。
最初的ingaznotft為單柵結構，近年來，發(fā)展出了雙柵結構的ingaznotft，以實現(xiàn)tft閾值電壓vth的調(diào)節(jié)以及增強柵極對溝道的控制能力和tft的驅(qū)動能力。中國專利申請：201410442648.4公開了一種閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管，如圖1所示，包括襯底10、設在襯底10上的底柵11，設在襯底10上并且覆蓋底柵11的底柵氧化層12，設在底柵氧化層12上的溝道層13，設在溝道層13上相對兩側的源極14、漏極15，設 在溝道層13上以及源極14、漏極15上的隧穿層21，設在隧穿層21上的存儲層22，設在存儲層22上的阻擋層23，以及設在阻擋層23上的頂柵17，頂柵17位于底柵11正上方。其中，溝道層13采用銦鎵鋅氧化物ingazno。
由于ingazno具有難以反型的特點，雙柵ingaznotft在通過對其中一個柵極(如頂柵)施加負偏置進行vth調(diào)制時，其頂柵tft(頂柵/頂柵氧化層/溝道層)的vth變化幅度δvtht和該條件下引起的底柵tft(溝道層/底柵氧化層/底柵)的vth變化幅度δvthb近似滿足以下耦合關系：
其中，tbox、ttox及tigzo分別表示底柵氧化層、頂柵氧化層及溝道層的等效氧化層厚度。式(1)表明：如果選擇合適柵氧化層材料和厚度使得tbox/(ttox+tigzo)>1，δvthb對頂柵偏置引起的δvtht具有增強和放大效果。相比于ingaznotft，電荷型ingaznonvm通常為單柵結構。
技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：提供一種閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管作為非易失性存儲器的用途發(fā)明。
技術方案：一種閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管作為非易失性存儲器的用途，對閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管的頂柵施加電壓來實現(xiàn)非易失性存儲器的“編程/擦除”操作，對閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管的底柵施加電壓來實現(xiàn)非易失性存儲器的“讀”操作，底柵氧化層的等效氧化層厚度tbox、溝道層的等效氧化層厚度tigzo以及頂柵氧化層的等效氧化層厚度ttox滿足條件：3>tbox/(ttox+tigzo)>1，所述溝道層為銦鎵鋅氧化物。
有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
1、在本發(fā)明中，薄膜晶體管的頂柵、阻擋層、存儲層、隧穿層及溝道層構成了頂柵型存儲器；薄膜晶體管的溝道層、底柵氧化層及底柵構成了底柵型tft。由于tbox/(ttox+tigzo)>1，根據(jù)式(1)，利用底柵型tft進行“讀”操作可實現(xiàn)對頂柵型存儲器的存儲窗口放大，因此，增強了器件的存儲性能，并能解決現(xiàn)有電荷型存儲器必須通過增加“編程/擦除”電壓(尤其是“擦除”電壓)和操作時間來實現(xiàn)大的存儲窗口及其引起的功耗和可靠性問題。
2、現(xiàn)有nvm的“編程/擦除(program/erase,p/e)”和“讀”操作是利用相同的柵極進行，在“讀”操作時，施加在柵極的“讀”操作電壓所產(chǎn)生的應力會引起存儲層 的電荷發(fā)生泄漏，降低了器件的可靠性；本發(fā)明中“編程/擦除”和“讀”操作的分離，消除了“讀”操作對存儲層中的電荷的干擾，因此提升了器件的可靠性能。
3、現(xiàn)有nvm的“編程/擦除”和“讀”操作均通過溝道層的相同一側表面進行，在“讀”操作時，俘獲在存儲層中的電荷對溝道層表面的載流子產(chǎn)生庫倫散射，因此降低了載流子的遷移率，進而降低了器件的工作速度；本發(fā)明中“編程/擦除”和“讀”操作進行了分離，“編程/擦除”和“讀”操作分別通過溝道層上表面和下表面進行，因此抑制了存儲層中的電荷對溝道層下表面的載流子產(chǎn)生庫倫散射，提高了載流子遷移率以及器件的工作速度。
附圖說明
圖1為一種閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管的結構示意圖。
具體實施例
一種閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管作為非易失性存儲器的用途，其閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管包括襯底10、設在襯底10上的底柵11，設在襯底10上并且覆蓋底柵11的底柵氧化層12，設在底柵氧化層12上的溝道層13，設在溝道層13上相對兩側的源極14、漏極15，設在溝道層13上以及源極14、漏極15上的隧穿層21，設在隧穿層21上的存儲層22，設在存儲層22上的阻擋層23，以及設在阻擋層23上的頂柵17，頂柵17位于底柵11正上方。其中，溝道層13為銦鎵鋅氧化物，底柵氧化層的等效氧化層厚度tbox、溝道層的等效氧化層厚度tigzo以及頂柵氧化層的等效氧化層厚度ttox滿足條件：3>tbox/(ttox+tigzo)>1。
上述閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管用作非易失性存儲器時，其頂柵17、阻擋層23、存儲層22、隧穿層21及溝道層13構成了頂柵型存儲器；溝道層13、底柵氧化層12及底柵11構成了底柵型tft。通過對頂柵型存儲器進行操作實現(xiàn)非易失性存儲器的“編程/擦除”，完成非易失性存儲器的信息存儲功能；通過對底柵型tft進行操作實現(xiàn)非易失性存儲器的“讀”，完成非易失性存儲器的信息讀取功能，即實現(xiàn)閾值電壓可調(diào)的薄膜晶體管作為了一種雙柵a-igzoct-nvm的用途。
為了實現(xiàn)上述過程，底柵氧化層tbox、溝道層tigzo以及頂柵氧化層ttox的等效氧化層厚度滿足3>tbox/(ttox+tigzo)>1。tbox/(ttox+tigzo)>1，保證了底柵tft在“讀”操作時對頂柵型存儲器的存儲窗口的放大；但如果tbox/(ttox+tigzo)＞3，會由于底柵氧化層過厚，引起底柵型tft的柵極對溝道層的控制能力變?nèi)?，導致了工作電壓及功耗增加，并?或 者由于頂柵氧化層過薄，導致頂柵存儲器的電荷容易發(fā)生泄漏，引起了器件可靠性能變差。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。