薄膜晶体管与其形成方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜电晶体晶体管与其形成方法。本发明专利技术提供的薄膜晶体管，包括栅极位于基板上。栅极介电层位于栅极与基板上，且源极/漏极位于栅极两侧的栅极介电层上。沟道层位于栅极中间部分的栅极介电层上，且沟道层接触源极/漏极。绝缘盖层覆盖沟道层，其中沟道层包括氧化物半导体。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2011年I月28日申请的，申请号为201110037245.8，专利技术名称为“”的中国专利技术专利申请的分案申请
本专利技术是关于薄膜晶体管，更特别关于氧化物半导体作为沟道层的结构及方法。
技术介绍
在薄膜晶体管(TFT)的工艺中，氧化物半导体(oxide semiconductor)的开发愈来愈受到重视，在日商与韩商已是列为重点开发项目之一。氧化物半导体可为氧化锌(ZnO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化铟锌(IZO)、及氧化铟镓锌(IGZO)等等。氧化物半导体用于元件制作上，已有背沟道蚀刻(BCE)五道掩模工艺、倒栅极共平面型五道掩模工艺、与采用蚀刻停止层的六道掩模工艺。上述工艺中，六道掩模工艺的蚀刻停止层可保护沟道层，所得到的元件特性表现皆较五道掩模者为佳，但需多一道掩模。以五道掩模工艺而言，倒栅极共平面型五道掩模工艺可独立定义各层，较不受蚀刻选择特性限制，对面板制造商而言所需进行的变更最少，较具量产优势。但以未来大面积面板所需的铜金属工艺搭配氧化物半导体技术组合，在保护层覆盖铜金属层前，需以还原气氛的等离子(如氢气等离子)将金属表面的氧化物还原为铜。然而氧化物半导体对于还原气氛等离子极为敏感，将造成元件失效。 综上所述，目前亟需一种新颖工艺，在不增加掩模数目的情况下，有效保护沟道层不受后续工艺如还原等离子损害。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供一种薄膜晶体管的形成方法，包括形成栅极于基板上；形成栅极介电层于栅极与基板上；形成源极/漏极于栅极两侧的栅极介电层上；形成氧化物半导体层于源极/漏极与栅极介电层上；形成绝缘层于氧化物半导体层上，该绝缘层是一无机材料，且形成该绝缘层的方法包括直接沉积该无机材料于该氧化物半导体层上；图案化绝缘层与氧化物半导体层，形成绝缘盖层覆盖沟道层；形成一保护层于该绝缘盖层、该源极/漏极、与该栅极介电层上，且该保护层接触该绝缘盖层的上表面；形成一接触孔穿过该保护层以露出部分该漏极；以及形成一导电图案于该保护层上以作为一像素电极，且该导电图案经该接触孔接触该漏极，其中该源极/漏极的材质包括铜，且在形成该绝缘盖层覆盖该沟道层的步骤后与形成该保护层的步骤前，进行一还原该源极/漏极的步骤。 本专利技术另一实施例提供一种薄膜晶体管，包括:栅极，位于基板上；栅极介电层，位于栅极与基板上；源极/漏极，位于栅极两侧的栅极介电层上；沟道层，位于栅极中间部分的栅极介电层上，且沟道层接触源极/漏极；绝缘盖层，覆盖沟道层，该绝缘盖层包括一有机材料或一无机材料，该无机材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铪、或氮化铝；一保护层，位于该绝缘盖层、该源极/漏极、与该栅极介电层上，且该保护层接触该绝缘盖层的上表面；一接触孔，穿过该保护层以露出部分该漏极；以及一导电图案，位于该保护层上以作为一像素电极，且该导电图案经该接触孔接触该漏极；其中该源极/漏极的材料包括铜，该沟道层包括氧化物半导体。 【附图说明】 为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作详细说明，其中: 图1A-1B、2A-2B、3A-3C、4A-4D、5A及6A是本专利技术某些实施例中，薄膜晶体管的工艺剖视图；以及 图1C、2C、3D、5B及6B是本专利技术某些实施例中，薄膜晶体管的工艺上视图。 主要元件符号说明: A-A’?剖面线； 10?基板； 12?图案化金属层； 14?栅极介电层； 16?金属层； 16A ?源极； 16B ?漏极； 18、36?图案化光阻层； 32?氧化物半导体层； 34?绝缘层； 37?绝缘盖层； 38?沟道层； 54?接触孔； 62?导电图案。 【具体实施方式】 下列说明中的实施例将描述如何形成并使用薄膜晶体管。必需理解的是，这些实施例提供多种可行的专利技术概念，并可应用于多种特定内容中。特定实施例仅用以说明形成及使用实施例的特定方式，并非用以局限本专利技术的范围。 如图1A所不,形成图案化金属层12于基板10上。基板10可为透光(如玻璃、石英、或类似物)或不透光(如晶片、陶瓷、或类似物)的刚性无机材质，亦可为塑胶、橡胶、聚酯、或聚碳酸酯等可挠性有机材质。在某些实施例中的基板10采用透光材质，最后形成的薄膜晶体管可应用于穿透式、半穿反、或反射式液晶显示器。在其他实施例中的基板10采用不透光或透光性不佳的材质，最后形成的薄膜晶体管只能应用于反射式液晶显示器，或自发光显不器上。 上述图案化金属层12的材质可为金属、合金、或上述的多层结构。在某些实施例中，图案化金属层12为钥、铝、铜、钛等单层或多层组合的金属或合金。图案化金属层12的形成方法可为形成金属层于基板10上，再以光刻图案化工艺搭配蚀刻法形成图案化金属层12。金属层的形成方法可为物理气相沉积法(PVD)、溅镀法、或类似方法。光刻图案化工艺可为下述步骤:涂布光阻如旋涂法、软烘烤、对准掩模、曝光、曝光后烘烤、显影、冲洗、干燥如硬烘烤、其他合适工艺、或上述的组合。此外，光刻的曝光工艺可改用其他方法如无掩模光刻、电子束直写、或离子束直写。蚀刻工艺可为干蚀刻、湿蚀刻、或上述的组合。虽然在后述的图1C中，图案化金属层12只作为薄膜晶体管的栅极以及与的相连的栅极线，但图案化金属层12亦可作为接触垫、储存电容的下电极、或其他元件，端视需要而定。 如图1B所示，接着形成介电层14于图案化金属层12上。介电层14的组成可为有机材质如有机硅氧化合物，或无机材质如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质的多层结构。介电层14的形成方法可为化学气相沉积法(CVD)如等离子增强式CVD(PECVD)、低压CVD(LPCVD)、次常压CVD(SACVD)、物理气相沉积(PVD)、或类似技术。虽然在后述的图1C中，介电层14仅作为薄膜晶体管栅极介电层，但介电层14亦可作为储存电容的电容介电层或其他元件，视需要而定。可以理解的是，图1C中剖面线A-AlA剖视图即图1B所示的结构。 如图2A所不,形成另一金属层16于介电层14上。金属层16的材质可为金属、合金、或上述的多层结构。在某些实施例中，金属层16为铜或铜合金。在其他实施例中，金属层16不含铜，比如钥/铝/钥的多层结构、或钥/铝/钛多层或单层金属或合金。金属层16的形成方法可为电镀法、无电电镀法、PVD、溅镀法、或类似方法。 如图2B所示，形成图案化光阻层18于金属层16上，其形成方法可为光刻图案化工艺如上述，在此不赘述。以图案化光阻层18作遮罩蚀刻金属层16，即形成源极16A与漏极16B。蚀刻方法可为干蚀刻、湿蚀刻、或上述的组合。之后可移除图案化光阻层18，移除方法可为湿式去光阻剥膜液去除或光阻灰化。虽然在后述的图2C中，金属层16在图案化后作为薄膜晶体管的源极/漏极16A/16B与源极线，但亦可作为其他线路或其他元件，视需要而定。可以理解的是，图2C中剖面线A-A’的剖视图即图2B移除图案化光阻层18后所示的结构。 如图3A所示，形成氧化物半导体层32于图2B移除图案化光阻层18后的结构上，再形成绝缘层34于氧化物半导体层32上。在一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管的形成方法，包括：形成一栅极于一基板上；形成一栅极介电层于该栅极与该基板上；形成一源极/漏极于该栅极两侧的该栅极介电层上；形成一氧化物半导体层于该源极/漏极与该栅极介电层上；形成一绝缘层于该氧化物半导体层上，该绝缘层是一无机材料，且形成该绝缘层的方法包括直接沉积该无机材料于该氧化物半导体层上；图案化该绝缘层与该氧化物半导体层，形成一绝缘盖层覆盖一沟道层；形成一保护层于该绝缘盖层、该源极/漏极、与该栅极介电层上，且该保护层接触该绝缘盖层的上表面；形成一接触孔穿过该保护层以露出部分该漏极；以及形成一导电图案于该保护层上以作为一像素电极，且该导电图案经该接触孔接触该漏极，其中该源极/漏极的材质包括铜，且在形成该绝缘盖层覆盖该沟道层的步骤后与形成该保护层的步骤前，进行一还原该源极/漏极的步骤。

【技术特征摘要】
2010.11.17 TW 0991395001.一种薄膜晶体管的形成方法，包括: 形成一栅极于一基板上； 形成一栅极介电层于该栅极与该基板上； 形成一源极/漏极于该栅极两侧的该栅极介电层上； 形成一氧化物半导体层于该源极/漏极与该栅极介电层上； 形成一绝缘层于该氧化物半导体层上，该绝缘层是一无机材料，且形成该绝缘层的方法包括直接沉积该无机材料于该氧化物半导体层上； 图案化该绝缘层与该氧化物半导体层，形成一绝缘盖层覆盖一沟道层； 形成一保护层于该绝缘盖层、该源极/漏极、与该栅极介电层上，且该保护层接触该绝缘盖层的上表面； 形成一接触孔穿过该保护层以露出部分该漏极；以及 形成一导电图案于该保护层上以作为一像素电极，且该导电图案经该接触孔接触该漏极， 其中该源极/漏极的材质包括铜，且在形成该绝缘盖层覆盖该沟道层的步骤后与形成该保护层的步骤前，进行一还原该源极/漏极的步骤。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其特征在于，该绝缘层是一有机材料，且形成该绝缘层的方法包括旋转涂布法、狭缝涂布法、或浸泡法。3.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其特征在于，形成该氧化物半导体层于该源极/漏极与该栅极介电层上的步骤与形成该绝缘层于该氧化物半导体层上的步骤是于同一反应腔中进行，或者于等压系统中的不同反应腔中进行。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林信宏，张荣芳，高克毅，
申请(专利权)人：群创光电股份有限公司，群康科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71