一种结晶氧化铟镓锌半导体层及薄膜晶体管的制造方法技术

本发明专利技术公开一种结晶氧化铟镓锌半导体层及薄膜晶体管的制造方法，该结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法包括下列步骤。在制作工艺温度高于摄氏200度、氧气流量高于60sccm以及氩气流量低于20sccm的条件下，通过等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材以于基板上形成结晶氧化铟镓锌半导体层。此外，具有所述结晶氧化铟镓锌半导体层的薄膜晶体管的制造方法亦被提出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体层及半导体元件的制造方法，且特别是涉及一种结晶氧化铟镓锌半导体层及薄膜晶体管的制造方法。
技术介绍
近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板(flatdisplaypanels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶显示器(liquidcrystaldisplays)、等离子体显示器(plasmadisplays)、有机电激发光显示器(electroluminescentdisplays)等。以目前最普及的液晶显示器为例，液晶显示器主要是由像素阵列基板、彩色滤光基板以及夹设于二者之间的液晶层所构成。在现有的像素阵列基板上，多采用薄膜晶体管作为各个像素结构的切换元件，而切换元件的性能多取决于薄膜晶体管的通道层的品质好坏。薄膜晶体管的通道层(例如：金属氧化物半导体)容易在图案化源极与漏极的过程中或被外界水气损伤，而不利于薄膜晶体管的品质。为改善此问题，在现有的薄膜晶体管制造方法中，先在薄膜晶体管的通道层上形成蚀刻阻挡层，之后再图案化蚀刻阻挡层上方的导电层，以形成薄膜晶体管的源极与漏极。由此，无论是利用湿式或干式蚀刻程序图案化出源极与漏极，湿式蚀刻的蚀刻液或干式蚀刻的等离子体都不易损伤薄膜晶体管的通道层。此外，由于蚀刻阻挡层覆盖至少部分的通道层的面积，因此水气接触通道的机率降低，进而减少了非晶态的通道层因水气影响而劣化成导体的机率。然而，蚀刻阻挡层的设置却造成像素阵列基板的开口率下降、薄膜晶体管的制造成本提高等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法，其所制造出的结晶氧化铟镓锌半导体层具有抗蚀刻液的能力。本专利技术提供一种薄膜晶体管的制造方法，其所制造出的薄膜晶体管性能佳且成本低。本专利技术的一种结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法包括下列步骤。于制作工艺温度高于摄氏200度、氧气流量高于60sccm以及氩气流量低于20sccm的条件下，通过等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材以于基板上形成结晶氧化铟镓锌半导体层。本专利技术的一种薄膜晶体管的制造方法包括下列步骤。在基板上形成栅极、源极、漏极以及结晶氧化铟镓锌半导体层，其中结晶氧化铟镓锌半导体层是于制作工艺温度高于摄氏200度、氧气流量高于60sccm以及氩气流量低于20sccm的条件下，通过等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材所形成。本专利技术的一种薄膜晶体管以上述薄膜晶体管的制造方法制作。薄膜晶体管包括栅极、与栅极重叠的结晶氧化铟镓锌半导体层(即通道层)以及与结晶氧化铟镓锌半导体层二端电连接的源极与漏极。在本专利技术的一实施例中，上述的结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法还包括：在以等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材之前，将基板加热至摄氏200度以上。在本专利技术的一实施例中，在以等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材期间，制作工艺温度介于摄氏200度至摄氏270度之间。在本专利技术的一实施例中，在以等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材期间，氩气流量低于5sccm，且氧气流量低于100sccm。在本专利技术的一实施例中，上述的结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法还包括：在以等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材之前，清洁至少包括所述基板的基材。基于上述，在本专利技术一实施例的结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法中，结晶氧化铟镓锌半导体层是于制作工艺温度高于摄氏200度、氧气流量高于60sccm以及氩气流量低于20sccm的条件下，通过等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材所形成的。由此，结晶氧化铟镓锌半导体层可具有良好的结晶品质，而具备抗蚀刻液的能力。在本专利技术一实施例的薄膜晶体管制造方法中，薄膜晶体管制造的通道层是由上述结晶氧化铟镓锌半导体层图案化出来的，因此通道层也具备抗蚀刻液的能力。如此一来，图案化通道层上的导电层以形成源极与漏极时，通道不易受到蚀刻液的损伤，进而能够制造出高品质且低成本的薄膜晶体管。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1A至图1E为本专利技术一实施例的薄膜晶体管制造方法的示意图；图2为图1B的结晶氧化铟镓锌半导体层的TEM绕射影像的示意图；图3为现有氧化铟镓锌半导体层的TEM绕射影像的示意图；图4为图1B的结晶氧化铟镓锌半导体层的X光绕射图谱的示意图；图5为现有氧化铟镓锌半导体层的X光绕射图谱的示意图；图6A～图6E为本专利技术另一实施例的薄膜晶体管制造方法的示意图。符号说明110：基板120、150：绝缘层130：结晶氧化铟镓锌半导体层130a、130a’：通道层140：导电层A、A’：基材Ar：氩气C：腔室D：漏极G：栅极IGZO：氧化铟镓锌溅镀靶材i：离子O2：氧气P：建设性光斑S：源极TFT、TFT’：薄膜晶体管具体实施方式图1A至图1E为本专利技术一实施例的薄膜晶体管制造方法的示意图。请参照图1A，首先，提供基板110。基板110可为透光基板、不透光/反光基板或软性基板。透光基板的材质例如玻璃、石英、或其它可适用的材料。不透光/反光基板的材质可为导电材料、晶片、陶瓷或其它可适用的材料。软性基板的材质可为聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate,PEN)、聚醚砜(Polyethersulfone,PES)或其它可适用的材料。接着，在基板110上形成栅极G。在本实施例中，栅极G例如为金属材料，但本专利技术不限于此，在其他实施例中，栅极G也可以使用其他导电材料(例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或是金属材料与其它导电材料的堆叠层)。然后，在基板110上形成绝缘层120，以覆盖栅极G。绝缘层120的材料可为无机材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或上述至少二种材料的堆叠层)、有机材料或上述的组合。基板110、栅极G与绝缘层120可称为基材A。接着，可选择性地清洁基材A，以去除基材A上的杂质，但本专利技术不以此为限。请参照图1B，接着，将基材A置入溅镀机台的腔室C中。并且，在以等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材IGZO之前，将基材A加热至摄氏200度以上。接着，在制作工艺温度高于摄氏200度、氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法，包括：在制作工艺温度高于摄氏200度、氧气流量高于60sccm以及氩气流量低于20sccm的条件下，通过等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶材以于一基板上形成一结晶氧化铟镓锌半导体层。

【技术特征摘要】
2015.09.21 TW 1041311451.一种结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法，包括：
在制作工艺温度高于摄氏200度、氧气流量高于60sccm以及氩气流量
低于20sccm的条件下，通过等离子体所产生的离子轰击氧化铟镓锌溅镀靶
材以于一基板上形成一结晶氧化铟镓锌半导体层。
2.如权利要求1所述的结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法，还包括：
在以等离子体所产生的离子轰击该氧化铟镓锌溅镀靶材之前，将该基板
加热至摄氏200度以上。
3.如权利要求1所述的结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法，其中在以
等离子体所产生的离子轰击该氧化铟镓锌溅镀靶材期间，制作工艺温度介于
摄氏200度至摄氏270度之间。
4.如权利要求1所述的结晶氧化铟镓锌半导体层的制造方法，其中在以
等离子体所产生的离子轰击该氧化铟镓锌溅镀靶材期间，氩气流量低于
5sccm，且氧气流量低于100sccm。
5.一种薄膜晶体管的制造方法，包括：
在一基板上形成一栅极、一源极、一漏极以及一结晶氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶家宏，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71