薄膜晶体管及其制造方法技术

本申请揭露一种薄膜晶体管及其制造方法。所述制造方法包括：形成一绝缘层于基材与闸电极上；把闸电极当成光掩模，利用负光阻光刻去除闸电极上方的绝缘层,使闸电极的高度低于两旁绝缘层的高度；形成一闸极介电层于闸电极与绝缘层上；形成一半导体材料层于闸极介电层上并图案化半导体材料层，使半导体材料层对应于闸电极而设置；形成一第二导电层在半导体材料层与闸极介电层上；以及图案化第二导电层，以于半导体材料层上分别形成一源电极与一漏电极，其中源电极与漏电极分别接触半导体材料层，且闸电极分别使源电极和漏电极自对准重叠。

Thin film transistors and their manufacturing methods

The present disclosure discloses a thin film transistor and a manufacturing method thereof. The manufacturing method includes: forming an insulating layer on the base material and the gate electrode; taking the gate electrode as an optical mask, removing the insulation layer above the gate electrode by negative photoresist, making the height of the gate electrode lower than the height of the insulating layer; forming a gate dielectric layer on the gate electrode and the edge layer; forming a half conductor material layer at the gate. The semiconductor material layer is patterned and patterned on the dielectric layer so that the semiconductor material layer corresponds to the gate electrode; a second conductive layer is formed on the semiconductor material layer and the gate dielectric layer; and the second conductive layer is patterned to form a source electrode and a leakage electrode on the semiconductor material layer, in which the source electrode and the leakage electrode are formed. They contact the semiconductor material layer respectively, and the gate electrode self aligns and overlaps the source electrode and the leakage electrode.

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制造方法
本申请涉及一种用于薄膜晶体管的制造
，特别涉及一种用于薄膜晶体管的自对准制造技术。
技术介绍
薄液晶体管(TFT)被用于液晶显示器和成像器中，以控制或感测显示器或图像的每个像素的状态。在薄膜晶体管的显示器或传感器系统中，通过使每个像素或单元具有基本相同的操作特性来优化系统的操作特性。其中，薄膜晶体管的工作特性可包括开关速度，驱动线和感测线的电容负载，以及晶体管的增益等等。在公知技艺中，导致结构内的不同像素或单元特性变化的问题之一，是不能精确地对准以限定薄膜晶体管的源电极和漏电极的掩模(mask)位置，从而确保源电极/漏电极相对于闸电极的准确对准。若源电极/漏电极相对于闸电极未对准将导致闸电极与源电极或漏电极之间的重叠增加，同时闸电极与其中另一个之间的重叠减少。由于闸电极和源电极或漏电极之间的寄生电容是它们之间重叠的直接功能，所以这种重叠位置的改变会引起器件电容的变化，从而改变其它电路的开关速度和负载。另外，若源电极/漏电极相对于闸电极未对准可能需要增加闸电极的尺寸以确保所有器件在闸电极与源电极/漏电极之间具有可接受的重叠位置，而增加闸电极的尺寸将增加器件的尺寸，从而增加了每个器件的总电容。器件的电容是重要的，因为它控制了闸电极的充电时间、闸电极与源电极/漏电极节点之间的电容耦合，以及由非晶硅或非晶硅介质界面处的缺陷引入的噪声。因此，需要在源电极/漏电极与闸电极之间提供自对准，以便在整个芯片上在闸电极与每个源电极和漏电极之间保持固定的及可预测的重叠位置，以确保系统的操作特性。
技术实现思路
本申请的目的为提供一种自对准的薄膜晶体管及其制造方法，可使闸电极与源电极和漏电极之间保持固定及可预测的重叠位置，并可控制重叠影响以确保其操作特性。本申请提出一种薄膜晶体管的制造方法，包括：在一基材上形成一第一导电层，并图案化第一导电层以形成一闸电极；形成一绝缘层于基材与闸电极上；把闸电极当成光掩模，利用负光阻光刻去除闸电极上方的部分绝缘层,使闸电极的高度低于两旁绝缘层的高度；形成一闸极介电层于闸电极与绝缘层上；形成一半导体材料层于闸极介电层上并图案化半导体材料层，使半导体材料层对应于闸电极而设置；形成一第二导电层在半导体材料层与闸极介电层上；以及图案化第二导电层，以于半导体材料层上分别形成一源电极与一漏电极，其中源电极与漏电极分别接触半导体材料层，且闸电极分别使源电极和漏电极自对准重叠。本申请另提出一种薄膜晶体管，包括一基材、一缓冲层、一闸电极、一绝缘层、一闸极介电层、一半导体材料层以及一源电极与一漏电极。缓冲层设置于基板上。闸电极设置于缓冲层上。绝缘层设置于闸电极的两旁，闸电极的高度低于两旁绝缘层的高度。闸极介电层设置于闸电极与绝缘层上。半导体材料层设置于闸极介电层上，半导体材料层与闸电极对应设置。源电极与漏电极分别设置于半导体材料层上，源电极与漏电极分别接触半导体材料层，且闸电极分别与源电极和漏电极自对准重叠。在一实施例中，在把闸电极当成光掩模的步骤中，包括：在基材与闸电极相对的一表面上涂布一负光阻剂；进行曝光、显影与蚀刻制程，以去除闸电极上方的部分绝缘层；及去除负光阻剂。在一实施例中，闸电极与两旁的绝缘层形成一凹槽，闸极介电层填入凹槽内。在一实施例中，半导体材料层包括一非晶硅层与一掺杂层，非晶硅层位于掺杂层与闸极介电层之间。在一实施例中，半导体材料层作为源电极电极和漏电极电极的区域高于半导体材料层的中间区域。在一实施例中，第一导电层与第二导电层为金属或其合金所构成的单层或多层结构。本申请还提出一种薄膜晶体管的制造方法，包括：在一基材上形成一第一导电层，并图案化第一导电层以形成一闸电极；形成一绝缘层于基材与闸电极上；把闸电极当成光掩模，利用负光阻光刻去除闸电极上方的部分绝缘层,使闸电极的高度低于两旁绝缘层的高度；形成一闸极介电层于闸电极与绝缘层上，其中闸电极与两旁的绝缘层形成一凹槽，闸极介电层填入凹槽内；形成一半导体材料层于闸极介电层上并图案化半导体材料层，使半导体材料层对应于闸电极而设置；形成一第二导电层在半导体材料层与闸极介电层上；以及图案化第二导电层，以于半导体材料层上分别形成一源电极与一漏电极，其中源电极与漏电极分别接触半导体材料层，半导体材料层作为源电极电极和漏电极电极的区域高于半导体材料层的中间区域，且闸电极分别使源电极和漏电极自对准重叠。承上所述，在本申请之薄膜晶体管及其制造方法中，通过将闸电极当成光掩模，并利用负光阻光刻去除闸电极上方的绝缘层,使闸电极的高度低于两旁绝缘层的高度，借此，在图案化第二导电层之后，闸电极可分别与源电极和漏电极自对准重叠。另外，由于闸电极的高度低于两旁绝缘层的高度，因此闸电极与两旁的绝缘层可形成凹槽，进而可使半导体材料层作为源电极和漏电极的区域将高于半导体材料层的中间区域(即通道区)的高度，因此，闸电极与半导体材料层的中间(通道区)的距离较近，而闸电极和源电极、闸电极和漏电极之间的距离则较远，藉此可控制闸电极与源/漏电极的重叠影响以确保其操作特性。附图说明所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：图1为本申请一实施例之一种薄膜晶体管的制造方法流程步骤图。图2A至图2H分别为本申请一实施例之一种薄膜晶体管的制造过程示意图。图3为本申请另一实施例之薄膜晶体管的制造过程示意图。图4为本申请另一实施例之一种薄膜晶体管的制造方法流程步骤图。图5A至图5I分别为本申请又一实施例之一种薄膜晶体管的制造过程示意图。图6为本申请又一实施例之薄膜晶体管的制造过程示意图。图7为本申请一实施例之一种开关阵列基板的制造方法流程步骤图。图8A至图8G分别为本申请一实施例之一种开关阵列基板的制造过程示意图。具体实施方式这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括：在一基材上形成一第一导电层，并图案化所述第一导电层以形成一闸电极；形成一绝缘层于所述基材与所述闸电极上；把所述闸电极当成光掩模，利用负光阻光刻去除所述闸电极上方的部分所述绝缘层,使所述闸电极的高度低于两旁所述绝缘层的高度；形成一闸极介电层于所述闸电极与所述绝缘层上；形成一半导体材料层于所述闸极介电层上并图案化所述半导体材料层，使所述半导体材料层对应于所述闸电极而设置；形成一第二导电层在所述半导体材料层与所述闸极介电层上；以及图案化所述第二导电层，以于所述半导体材料层上分别形成一源电极与一漏电极，其中所述源电极与所述漏电极分别接触所述半导体材料层，且所述闸电极分别使所述源电极和所述漏电极自对准重叠。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括：在一基材上形成一第一导电层，并图案化所述第一导电层以形成一闸电极；形成一绝缘层于所述基材与所述闸电极上；把所述闸电极当成光掩模，利用负光阻光刻去除所述闸电极上方的部分所述绝缘层,使所述闸电极的高度低于两旁所述绝缘层的高度；形成一闸极介电层于所述闸电极与所述绝缘层上；形成一半导体材料层于所述闸极介电层上并图案化所述半导体材料层，使所述半导体材料层对应于所述闸电极而设置；形成一第二导电层在所述半导体材料层与所述闸极介电层上；以及图案化所述第二导电层，以于所述半导体材料层上分别形成一源电极与一漏电极，其中所述源电极与所述漏电极分别接触所述半导体材料层，且所述闸电极分别使所述源电极和所述漏电极自对准重叠。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在把所述闸电极当成光掩模的步骤中，包括：在所述基材与所述闸电极相对的一表面上涂布一负光阻剂；进行曝光、显影与蚀刻制程，以去除所述闸电极上方的部分所述绝缘层；及去除所述负光阻剂。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述闸电极与两旁的所述绝缘层形成一凹槽，所述闸极介电层填入所述凹槽内。4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半导体材料层包括一非晶硅层与一掺杂层，所述非晶硅层位于所述掺杂层与所述闸极介电层之间。5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半导体材料层作为所述源电极电极和所述漏电极电极的区域高于所述半导体材料层的中间区域。6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一导电层与所述第二导电层为金属或其合金所构成的单层或多层结构。7.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：一基材；一缓冲层，设置于所述基板上；一闸电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄北洲，
申请(专利权)人：惠科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44