薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种薄膜晶体管及其制造方法。所述薄膜晶体管的制造方法包含步骤：提供一基板；形成一扩散阻挡层在所述基板上，其中所述扩散阻挡层的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种；形成一铜金属层在所述扩散阻挡层上；及对所述铜金属层进行一微影蚀刻步骤以形成一栅极。所述薄膜晶体管及其制造方法通过材质包含二氧化钛的所述扩散阻挡层来避免蚀刻过程中所形成的底切结构或尾状结构。

Thin Film Transistor and Its Manufacturing Method

The invention discloses a thin film transistor and a manufacturing method thereof. The manufacturing method of the thin film transistor comprises the following steps: providing a substrate; forming a diffusion barrier layer on the substrate, wherein the material of the diffusion barrier layer comprises at least one of titanium oxide, niobium oxide and tantalum oxide; forming a copper metal layer on the diffusion barrier layer; and performing a microlithography etching step on the copper metal layer to form a grid. The thin film transistor and its manufacturing method avoid the bottom cut structure or tail structure formed in the etching process by means of the diffusion barrier layer comprising titanium dioxide.

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制造方法
本专利技术是有关于一种半导体结构及其制造方法，特别是有关于一种薄膜晶体管及其制造方法。
技术介绍
现有的显示技术，通常是使用薄膜晶体管作为开关。为了进一步改善显示器尺寸、分辨率以及画面刷新速率，因此使用铜金属作为所述薄膜晶体管内的导电材料。然而，由于铜金属与基板之间的附着力较差且具有高扩散系数，通常会在所述铜金属与基板之间形成一扩散阻挡层，用于增加附着力并且避免铜金属扩散至其他层状结构。但是，现有的扩散阻挡层的常用材质为钼、钛或钼钛合金等，这些材质会铜合金化并且会受到蚀刻剂的蚀刻作用而产生底切(例如钼铜合金)或尾状结构(例如钛铜合金或钼钛铜合金)。这些结构的存在会影响所述薄膜晶体管的工作效果。故，有必要提供一种薄膜晶体管及其制造方法，以解决现有技术所存在的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种薄膜晶体管及其制造方法，以解决现有技术的扩散阻挡层与铜金属产生底切或尾状结构而影响薄膜晶体管的工作效果的问题。本专利技术的一目的在于提供一种薄膜晶体管及其制造方法，其通过使用特定材质(例如钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种)作为扩散阻挡层来避免蚀刻过程中所形成的底切结构或尾状结构。为达成本专利技术的前述目的，本专利技术一实施例提供一种薄膜晶体管的制造方法包含步骤：提供一基板；形成一扩散阻挡层在所述基板上，其中所述扩散阻挡层的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种；形成一铜金属层在所述扩散阻挡层上；及对所述铜金属层进行一微影蚀刻步骤以形成一栅极。所述薄膜晶体管及其制造方法通过材质包含二氧化钛的所述扩散阻挡层来避免蚀刻过程中所形成的底切结构或尾状结构。在本专利技术的一实施例中，所述扩散阻挡层的一厚度是介于10至50纳米之间。在本专利技术的一实施例中，所述栅极的一厚度是介于200至1000纳米之间。在本专利技术的一实施例中，在形成所述栅极的步骤后，更包含：覆盖一栅极绝缘层在所述栅极上。在本专利技术的一实施例中，所述钛氧化物包含二氧化钛、所述铌氧化物包含五氧化二铌以及所述钽氧化物包含五氧化二钽。再者，本专利技术另一实施例提供一种薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管包含：一基板、一扩散阻挡层及一栅极。所述扩散阻挡层设在所述基板上，其中所述扩散阻挡层的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种。所述栅极设在所述扩散阻挡层上，其中所述栅极的材质包含铜。在本专利技术的一实施例中，所述扩散阻挡层的一厚度是介于10至50纳米之间。在本专利技术的一实施例中，所述栅极的一厚度是介于200至1000纳米之间。在本专利技术的一实施例中，所述薄膜晶体管还包含一栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述栅极。在本专利技术的一实施例中，所述钛氧化物包含二氧化钛、所述铌氧化物包含五氧化二铌以及所述钽氧化物包含五氧化二钽。与现有技术相比较，本专利技术的薄膜晶体管及其制造方法是通过使用特定材质(钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种)的扩散阻挡层，从而避免扩散阻挡层被蚀刻剂蚀刻。因此本专利技术的薄膜晶体管或本专利技术的薄膜晶体管的制造方法所制得的薄膜晶体管不具有底切结构或尾状结构，故可稳定化所述薄膜晶体管的工作效率。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：附图说明图1是本专利技术实施例的薄膜晶体管的制造方法的流程示意图。图2A至2E是本专利技术实施例的薄膜晶体管的各个制作步骤的剖面示意图。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。再者，本专利技术所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。请参照图1所示，本专利技术实施例的薄膜晶体管的制造方法10包含步骤11至14：提供一基板(步骤11)；形成一扩散阻挡层在所述基板上，其中所述扩散阻挡层的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种(步骤12)；形成一铜金属层在所述扩散阻挡层上(步骤13)；及对所述铜金属层进行一微影蚀刻步骤以形成一栅极(步骤14)。本专利技术将于下文详细说明实施例的各步骤的实施细节及其原理。请一并参考图1及2A，本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造方法10首先是步骤11：提供一基板21。在本步骤11中，所述基板21例如是一衬底基板，可用于承载薄膜晶体管或显示面板的各个构件。在一实施例中，所述基板21例如是一柔性基板、一透光基板或者一柔性透光基板。请一并参考图1及2B，本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造方法10接着是步骤12：形成一扩散阻挡层22在所述基板21上，其中所述扩散阻挡层22的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种。在本步骤12中，使用上述材质的理由在后面段落详述。在一实施例，所述钛氧化物例如包含二氧化钛、所述铌氧化物例如包含五氧化二铌、或者所述钽氧化物例如包含五氧化二钽。在一范例中，所述扩散阻挡层22的材质是二氧化钛、五氧化二铌或五氧化二钽，并且包含不可避免的杂质。在另一实施例中，所述扩散阻挡层22例如是通过物理气相沉积法(例如溅射)形成在所述基板上。在又一实施例中，所述扩散阻挡层22的一厚度是介于10至50纳米之间。请一并参考图1及2C，本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造方法10接着是步骤13：形成一铜金属层23在所述扩散阻挡层22上。在本步骤13中，所述铜金属层23例如是沉积的方式(物理气相沉积法或化学气相沉积法)形成在所述扩散阻挡层22上。在一实施例中，所述铜金属层23的厚度例如是介于200至1000纳米之间。请一并参考图1及2D，本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造方法10接着是步骤14：对所述铜金属层23进行一微影蚀刻步骤以形成一栅极231。在本步骤14中，由于材质包含特定材质的所述扩散阻挡层22具有致密性佳、光透过率90％以上且电性绝缘的特性，并且不溶于所述微影蚀刻步骤中所使用的蚀刻剂(例如使用与铜反应但是不与扩散阻挡层22反应的蚀刻剂，例如不含氟的过氧化氢、硫酸(H2SO4)或过二硫酸(H4S2O8)，故可避免底切与尾状结构。在一实施例中，所述栅极231的厚度例如是介于200至1000纳米之间。这边要提到的是，本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造方法10主要是通过使用特定材质的扩散阻挡层，以避免所述微影蚀刻步骤中所使用的蚀刻剂蚀刻所述扩散阻挡层，故可保持所述薄膜晶体管的整体结构的完整性，有助于稳定化所述薄膜晶体管的工作效率。在一实施例中，请一并参照图1及2E，在形成所述栅极的步骤14后，更包含：覆盖一栅极绝缘层24在所述栅极231上。所述栅极绝缘层24可使所述栅极231与后续形成的器件产生绝缘效果。在另一实施例中，在覆盖所述栅极绝缘层24在所述栅极231上的步骤后，更包含：形成一源极25与一漏极26在所述栅极绝缘层24上。所述栅极231、所述源极25与所述漏极26可形成一薄膜晶体管20。在一实施例中，所述薄膜晶体管20可应用在各种半导体相关器件中。举例而言，所述薄膜晶体管20可应用于一显示面板中。具体而言，请参照图2E，可覆盖一层钝化层27在所述薄膜晶体管20的所述源极25与所述漏极26上。之后，形成一像素电极层28在所述钝化层27本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述薄膜晶体管的制造方法包含步骤：提供一基板；形成一扩散阻挡层在所述基板上，其中所述扩散阻挡层的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种；形成一铜金属层在所述扩散阻挡层上；及对所述铜金属层进行一微影蚀刻步骤以形成一栅极。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述薄膜晶体管的制造方法包含步骤：提供一基板；形成一扩散阻挡层在所述基板上，其中所述扩散阻挡层的材质包含钛氧化物、铌氧化物及钽氧化物中的至少一种；形成一铜金属层在所述扩散阻挡层上；及对所述铜金属层进行一微影蚀刻步骤以形成一栅极。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述扩散阻挡层的厚度介于10至50纳米之间。3.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述栅极的厚度介于200至1000纳米之间。4.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：在形成所述栅极的步骤后，更包含：覆盖一栅极绝缘层在所述栅极上。5.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述钛氧化物包含二氧化钛、所述铌氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44