TFT装置和制造方法制造方法及图纸

TFT装置从具有相互绝缘的狭长的半导体材料条带的基板开始制造。层的堆栈在该基板上的该条带上方，该堆栈包含栅极电极层。多层级抗蚀剂层提供于该栅极电极层上方。该多层级抗蚀剂层界定栅极和源极漏极区，信道在平行于该条带的方向运行。在该抗蚀剂层中的栅极部分跨越该抗蚀剂层中的源极漏极区，从而在任一侧上超出该源极漏极区至少相当于该条带的节距的距离。

TFT devices and manufacturing methods

The TFT device is made from a substrate with a narrow insulating strip of semiconductor material. The stack of the layer is above the strip on the substrate, and the stack contains a gate electrode layer. The multilayer resist layer is provided above the gate electrode layer. The multilayer resist layer defines the grid and source drain region, and the channel operates parallel to the strip. The gate part in the anticorrosive layer crosses the source drain zone in the anticorrosive layer, so that at least one side is beyond the distance that the source drain zone is at least equivalent to the pitch of the strip.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】TFT装置和制造方法
本专利技术涉和制造包含薄膜晶体管(TFT)的装置的方法，且涉和制造显示器装置的方法。
技术介绍
TFT用于诸如LCD显示器面板的装置中。TFT包含在基板和导电栅极上的信道区域中呈半导体材料薄膜的形式的信道，该信道由绝缘层与半导体材料分离。可使用顶部栅极或底部栅极，其中分别地，半导体材料介于栅极与基板之间，或栅极介于半导体材料与基板之间。栅极跨越信道区域，从而在栅极的任一侧上的信道区域中界定源极区域和漏极区域。US7,341,893描述藉助于压印来制造具有此类晶体管的装置的方法，该方法称作SAIL工艺(自对准压印光刻术)。在SAIL工艺中，具有可变高度的单个抗蚀剂层用来界定基板上将使用不同处理步骤加以处理的不同区域。藉助于冲压或灰阶曝光样式，将抗蚀剂制作成在不同区域上具有不同高度层级。原理为在后续步骤中蚀刻抗蚀剂，蚀刻各持续一段时间将抗蚀剂从其最低(剩余)高度层级移到抗蚀剂的底部，而不完全移除抗蚀剂，在其具有较高高度层级的情况下。随后，可经由以剩余抗蚀剂形成的掩膜对暴露区域施加处理步骤。此举可对连续性较高层级重复。SAIL工艺具有所有区域的相对位置由单个抗蚀剂层的3D图案界定的优点。不需要不同抗蚀剂层的不同图案化步骤的对准。在抗蚀剂之下提供用于形成晶体管的多个薄膜层的堆栈。此堆栈可包括半导体材料层、(栅极)隔离层、金属层等。在将抗蚀剂从各自的高度层级移除后，可提供不同处理步骤，以便经由掩膜移除堆栈中的部分层或所有层，和/或经由该掩膜沉积额外的材料，其中该掩膜在从各自的高度层级蚀刻后由抗蚀剂形成。US7,341,893描述应用SAIL工艺制造底部栅极TFT。在此工艺中，薄膜层的堆栈提供在具有平行导电条带的基板的顶部上。栅极电极由多个此类平行条带的区段形成。信道从源极至漏极运行，横向于条带的长度方向分离。薄膜层的堆栈含有栅极绝缘层、半导体层和顶部金属层。在SAIL工艺中，使用不同高度层级在需要形成栅极电极的隔离区段处蚀刻条带、沉积栅极触点、隔离不同信道并移除顶部金属以便将源极触点和漏极触点分开。由于半导体层上覆栅极电极，所以易于在半导体层中蚀刻信道，以使栅极电极延伸超过该信道，从而防止围绕栅极的源极-漏极泄漏。当应用于顶部栅极TFT时，更难以避免在SAIL工艺中的此类型的泄漏。在多掩膜工艺(非SAIL)中，可在沉积栅极电极层之前使用第一掩膜来图案化半导体层，并且使用第二掩膜来界定该半导体层，上述掩膜确保栅极电极延伸超过它。SAIL工艺的问题在于栅极电极位于半导体层上方，从而使得在栅极电极位于半导体层顶部上时，必须蚀刻半导体层。已知使用底切蚀刻工艺来移除亦在栅极电极的边缘下的半导体层，其中该底切蚀刻工艺反而可能引起围绕栅极的源极-漏极泄漏。另一解决方案要使栅极电极较好地延伸超过源极-漏极区域，藉此迫使任何泄漏电流进行增加泄漏路径中的电阻的大迂回。
技术实现思路
此外，目的在于提供制造包含减少泄漏的薄膜晶体管的装置的较简易工艺。提供制造包含薄膜晶体管的半导体装置的方法，所述方法包含：-提供基板，所述基板具有相互绝缘的狭长的半导体材料条带，所述条带在第一方向上延伸；-将层的堆栈沉积于所述基板上的所述条带上方，所述堆栈包含栅极电极层与栅极绝缘层，所述栅极绝缘层介于所述栅极电极层与所述条带之间；-提供多层级抗蚀剂层，所述多层级抗蚀剂层包含在所述堆栈的顶部上分别具有第一非零抗蚀剂高度层级和第二非零抗蚀剂高度层级的第一部分和第二部分，所述第一抗蚀剂高度层级小于所述第二抗蚀剂高度层级，所述第二部分包含在横向于所述第一方向的第二方向上跨越所述第一部分的部分，从而在任一侧上超出所述第一部分至少相当于所述条带的节距的距离；-使用所述多层级抗蚀剂层作为掩膜，在所述基板上未被所述第一部分和所述第二部分覆盖的区域上方蚀刻所述堆栈和所述条带；-至少从所述第一抗蚀剂高度层级向下蚀刻所述多层级抗蚀剂层，在所述第二部分之下留下被所述多层级抗蚀剂层的抗蚀剂覆盖的所述基板；-蚀刻所述堆栈以暴露所述条带中所述多层级抗蚀剂层的所述第一部分已被移除的部分，留下所述栅极电极层在所述多层级抗蚀剂层的所述第二部分之下的部分，以用作所述晶体管的栅极电极；由所述条带的暴露部分形成所述晶体管的源极触点和漏极触点。本文为在基板上产生装置，在所述基板上提供相互绝缘的平行狭长的半导体材料条带，所述条带在第一方向上延伸。薄膜晶体管的信道将由多个此类平行的条带形成。在具有条带的基板上沉积堆栈，所述堆栈包含栅极电极材料层与栅极绝缘材料层。在顶部上提供多层级抗蚀剂，其含有具有至少第一非零抗蚀剂高度层级和第二非零抗蚀剂高度层级的区域。在这些区域外，从基板蚀刻掉所述堆栈和所述条带。第二(较大)抗蚀剂高度层级存在的区域包含栅极区域，所述栅极区域于多个条带上方在第二方向(垂直于所述条带或更一般地横向于所述条带)上延伸。第一(较小)抗蚀剂高度层级存在的第一区域用来界定栅极区域的任一侧上的条带的源极区和漏极区。所述栅极区域在第二方向上超出第一区域至少等于条带的节距的距离。首先蚀刻所述多层级抗蚀剂以从第一抗蚀剂层级移除所述抗蚀剂，从而留下在栅极区域中的抗蚀剂。随后通过选择性蚀刻所述堆栈来暴露所述条带。在所述条带被暴露的区域中，产生源极触点和漏极触点。在每个超出区之下，其他条带的部分由于蚀刻可保留有与栅极区域对准的边缘。因为此类条带未延伸至源极触点和漏极触点，所以它们未形成信道的部分。形成信道的部分的第一条带与栅极的侧边缘分开至少连续条带的间的距离。此举防止泄漏信道的形成。在此完成两个图案化步骤而不冒泄漏信道的风险，从而消除对两个图案化步骤的对准的需要。附图说明此等和其他目的以及有利方面将通过参考以下图式的示范性实施方式的描述而显而易见。图1显示TFT装置制造工艺的流程图。图2显示具有半导体膜条带的基板的俯视图。图3显示具有半导体膜条带的基板的侧视图。图4a、4b显示具有堆栈和多层级抗蚀剂的基板的侧视图。图5显示多层级抗蚀剂的俯视图。图6a、6b显示具有堆栈的基板在第一蚀刻阶段后的侧视图。图7显示具有堆栈的基板在第二蚀刻阶段后的侧视图。图8显示进一步处理后的侧视图。具体实施方式图1显示TFT装置制造工艺的流程图。在此工艺的第一步骤11中提供基板，在该基板上具有半导体膜的平行条带。图2显示具有条带22的此类基板的部分的俯视图。图3显示此类基板20的侧视图，在基板的顶部上具有半导体条带22。与条带22相接触的基板20的表面为使条带彼此电绝缘的材料。为了参考的目的，x、y坐标轴将用于指定平行于基板20的表面的垂直水平方向，而z坐标轴将用于指定垂直于表面的垂直轴。条带22为狭长条带，其中该条带的长度方向在y方向上延伸。在例示的实施方式中，所有条带22在x方向上具有相同宽度和节距(节距“p”为条带的宽度和至下一条带的距离的总和)。在示范性实施方式中，条带的宽度可处于0.1至2微米的范围内，其中条带之间的间隔在0.05和2微米的范围内，且节距在0.15至4微米的范围内，等于宽度和间隔的总和。所有条带22在基板20上的每一处优选地具有相同宽度和相同节距“p”，且条带22的集合可在整个基板表面上延伸。然而，此并非必需的：并非所有基板表面都会需要用条带覆盖，且节距p、宽度和距离在表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造包含薄膜晶体管的半导体装置的方法，所述方法包含：‑提供基板，在所述基板上具有相互绝缘的狭长的半导体材料条带，所述条带在第一方向上延伸；‑将层的堆栈沉积于所述基板上的所述条带上方，所述堆栈包含栅极电极层和栅极绝缘层，所述栅极绝缘层介于所述栅极电极层与所述条带之间；‑提供多层级抗蚀剂层，所述多层级抗蚀剂层包含在所述堆栈的顶部上分别具有第一非零抗蚀剂高度层级和第二非零抗蚀剂高度层级的第一部分和第二部分，所述第一抗蚀剂高度层级小于所述第二抗蚀剂高度层级，所述第二部分包含在横向于所述第一方向的第二方向上跨越所述第一部分的部分，从而在任一侧上超出所述第一部分至少相当于所述条带的节距的距离；‑使用所述多层级抗蚀剂层作为掩膜，在所述基板未被所述第一部分和所述第二部分覆盖的区域上方蚀刻所述堆栈和所述条带；‑至少从所述第一抗蚀剂高度层级向下蚀刻所述多层级抗蚀剂层，在所述第二部分之下留下被所述多层级抗蚀剂层的抗蚀剂覆盖的所述基板；‑蚀刻所述堆栈以暴露所述条带中所述多层级抗蚀剂层的所述第一部分已被移除的部分，留下所述栅极电极层在所述多层级抗蚀剂层的所述第二部分之下的部分，以用作所述晶体管的栅极电极；‑由所述条带的暴露部分形成所述晶体管的源极触点和漏极触点。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.28 EP 15182911.61.一种制造包含薄膜晶体管的半导体装置的方法，所述方法包含：-提供基板，在所述基板上具有相互绝缘的狭长的半导体材料条带，所述条带在第一方向上延伸；-将层的堆栈沉积于所述基板上的所述条带上方，所述堆栈包含栅极电极层和栅极绝缘层，所述栅极绝缘层介于所述栅极电极层与所述条带之间；-提供多层级抗蚀剂层，所述多层级抗蚀剂层包含在所述堆栈的顶部上分别具有第一非零抗蚀剂高度层级和第二非零抗蚀剂高度层级的第一部分和第二部分，所述第一抗蚀剂高度层级小于所述第二抗蚀剂高度层级，所述第二部分包含在横向于所述第一方向的第二方向上跨越所述第一部分的部分，从而在任一侧上超出所述第一部分至少相当于所述条带的节距的距离；-使用所述多层级抗蚀剂层作为掩膜，在所述基板未被所述第一部分和所述第二部分覆盖的区域上方蚀刻所述堆栈和所述条带；-至少从所述第一抗蚀剂高度层级向下蚀刻所述多层级抗蚀剂层，在所述第二部分之下留下被所述多层级抗蚀剂层的抗蚀剂覆盖的所述基板；-蚀刻所述堆栈以暴露所述条带中所述多层级抗蚀剂层的所述第一部分已被移除的部分，留下所述栅极电极层在所述多层级抗蚀剂层的所述第二部分之下的部分，以用作所述晶体管的栅极电极；-由所述条带的暴露部分形成所述晶体管的源极触点和漏极触点。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多层级抗蚀剂层通过在所述层的堆栈上方沉积抗蚀剂且使用冲压件压印所述抗蚀剂来提供，所述冲压件界定包含所述第一抗蚀剂高度层级和所述第二抗蚀剂高度层级的高度层级模式。3.如权利要求1所述的方法，其中所述多层级抗蚀剂层通过在所述层的堆栈上方沉积抗蚀剂且使用灰阶照射模式照射所述抗蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·哈迪·科布，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL