一种薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管的制造方法，通过半透掩膜版同时形成薄光阻区、无光阻区和厚光阻区，通过控制半透掩膜版透过率，实现无光阻区的源漏极层金属和薄光阻区的光阻同时完成刻蚀，以减省薄光阻区光阻灰化工艺。采用干刻的方式对源漏极层金属进行刻蚀，可以将原有单边关键尺寸损失由2um降低到1um以下，有效解决了关键尺寸损失(CD Loss)较大的问题。由于薄光阻区光阻灰化工艺和无光阻区源漏极层金属刻蚀同时进行，节省了刻蚀工艺次数，提升了生产效率，且本发明专利技术对于半导体层靶材无特殊要求，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管及其制造方法
本专利技术涉及液晶显示
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制造方法。
技术介绍
在平板显示装置中，薄膜晶体管显示器具有体积小、低功耗、制造成本低以及辐射低等特点，为了在透明基板上形成薄膜晶体管阵列，在薄膜晶体管阵列的制造过程中，需要使用到一定数量的光掩膜版，在基板上反复进行成膜、曝光、刻蚀等光刻工艺，以形成薄膜晶体管阵列的引线、端子、电极各绝缘膜层等，自1993年薄膜晶体管液晶显示器的大规模生产制造开始以来，为了降低生生产成本，提高产品的良率，各制造商不断通过改变薄膜晶体管的结构来减少光刻工艺次数，目前，薄膜晶体管的结构已经相对来说比较稳定，很难通过改变薄膜晶体管结构来减少光刻工艺次数，只能通过对现有的光刻工艺本身进行改善。现有技术中，基于BCE(BackChannelEtching背沟道刻蚀型结构)基础上的半透掩膜版技术(Half-ToneMask简称HTM)可进一步减少光刻次数，使用半透掩膜版光罩曝光之后，需要两段刻蚀工艺形成薄膜晶体管图案，第一段刻蚀工艺需要刻蚀非沟道区的源漏极层和半导体层，第二阶段光阻灰化，刻蚀沟道区源漏极层。在第一阶段刻蚀时，刻蚀金属层和半导体层时，由于刻蚀剂(比如含氟酮酸)对半导体层(普通半导体层)刻蚀速率较高，会产生过刻情况，现有技术中一般在刻蚀三层时采用分别刻蚀，需要三次刻蚀，加上沟道刻蚀区，一共需要六次刻蚀，而现有的光阻层粘附性不能支撑多次刻蚀，导致在沟道区刻蚀时，刻蚀液渗入，导致金属层被腐蚀。半导体层采用耐刻蚀靶材，可以将金属层和半导体层一次刻蚀，原有的六次刻蚀工艺可以减为4次刻蚀工艺，解决了光阻层粘附性不能支撑多次刻蚀的问题，但键尺寸损失(CDLoss)较大，单边超过2um，且要求半导体层靶材为耐刻蚀性靶材，靶材成本提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种薄膜晶体管的制造方法，能够减少关键尺寸损失(CDLoss)，同时减少刻蚀次数，提升生产效率。且由于半导体层靶材无特殊要求，降低了靶材成本。本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术公开了一种薄膜晶体管的制造方法，该方法包括以下步骤：第一步，在玻璃基板上形成栅极层，并且图案化形成位于像素区域内的栅极和与栅极连接的扫描线、以及位于端子区域内的栅极；第二步，在栅极层上形成栅极绝缘层；第三步，在栅极绝缘层上形成半导体层；第四步，在半导体层上形成源漏极层；第五步，在源漏极层上形成光阻层，采用半透掩膜版对光阻层进行曝光处理，半透掩膜版形成有光阻层覆盖的像素区域和有光阻层覆盖的端子区域以及无光阻层覆盖的端子区域；所述有光阻层覆盖的像素区域包括薄光阻层覆盖的像素区域和厚光阻层覆盖的像素区域；第六步，对无光阻层覆盖的端子区域的源漏极层和薄光阻层覆盖的像素区域同时进行干刻，使得薄光阻层覆盖的像素区域的光阻层和无光阻层覆盖的端子区域的源漏极层同时被刻完，无光阻层覆盖的端子区域露出半导体层，薄光阻覆盖的像素区域露出源漏极层；第七步，对无光阻层覆盖的端子区域露出半导体层进行湿刻；第八步，对薄光阻层覆盖的像素区域露出的源漏极层进行干刻；第九步，对厚光阻层覆盖的像素区域以及有光阻层覆盖的端子区域进行光阻层剥离。进一步的，所述步骤第六步和第八步中，干刻采用混合气体进行干刻，所述混合气体为氧气和氯气或者氧气和氟硅酸。进一步的，所述步骤第六步和第八步中，在进行干刻时，先通氧气对源漏极层进行侧壁氧化，再通氯气或者氟硅酸对源漏极层进行刻蚀。进一步的，所述步骤五中半透掩膜版包括全透区、半透区以及不透区，所述半透区的透过率为15％～50％。进一步的，所述薄光阻覆盖的像素区域的光阻层的厚度为0.4um～1um。进一步的，所述步骤七所采用的湿刻溶液金属刻蚀速率远小于半导体层刻蚀速率。进一步的，所述湿刻溶液为草酸，所述金属刻蚀速率为每秒，所述半导体层湿刻速率为每秒。进一步的，所述半导体层为IGZO半导体层。进一步的，所述半导体层是多层结构，下层材料是IGZO，上层材料为IGZTO。进一步的，所述源漏极层为双层金属结构，包括与半导体层接触的第一子金属层和与第一子金属层接触的第二子金属层进一步的，所述第一子金属层的材料为钛，第二子金属层的材料为铜。本专利技术还公开了一种薄膜晶体管，采用上述薄膜晶体管的制造方法制造。与现有技术相比，本专利技术通过半透掩膜版控制光阻层的厚度，实现端子区域的源漏极层和像素区域的薄光阻层同时被刻蚀完成，采用干刻的方式对源漏极层进行刻蚀，解决了关键尺寸损失过大的问题，将单边关键尺寸损失降低到1um以下，本专利技术仅仅需要进行三次刻蚀工艺就可以完成薄膜晶体管的制作，可以解决光阻层的粘附性问题，本专利技术对于半导体层靶材无特殊要求，同时本专利技术还提升生产效率，减少刻蚀材料的使用，降低生产成本。附图说明图1至图7为本专利技术一种薄膜晶体管的制造方法流程示意图。附图标记列表：1-像素区域，2-端子区域，3-玻璃基板，4-栅极，5-栅极绝缘层，6-半导体层，7-源漏极层，71-第一子金属层，72-第二子金属层，8-光阻层，9-无光阻层覆盖的端子区域，10-有光阻层覆盖的端子区域，11-薄光阻层覆盖的像素区域，12-厚光阻层覆盖的像素区域，13-半透掩膜版，131-全透区，132-半透区，133-不透区。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。如图1至图7所示为本专利技术的实施例薄膜晶体管的制造方法示意图，该方法包括以下步骤：第一步，在玻璃基板3上形成栅极层，栅极层图案化形成位于像素区域1内的栅极4和与栅极4连接的扫描线(图未示)、以及位于端子区域2内的栅极4；第二步，在栅极层上形成栅极绝缘层5；第三步，在栅极绝缘层5上形成半导体层6；其中半导体层6为IGZO材料制成的，在其他实施例中，半导体层6的结构并不只限制于单层结构，对于半导体层6有双层或者双层以上的堆叠架构，同样适用于本专利技术的薄膜晶体管的制造方法，例如半导体层6的下层材料是IGZO，上层材料为IGZTO。第四步，在半导体层6上形成源漏极层7，如图1所示；其中源漏极层7为双层金属结构，包括与半导体层6接触的第一子金属层71和与第一子金属层71接触的第二子金属层72，第一子金属层71的材料为钛，第二子金属层72的材料为铜，所述源漏极层7的刻蚀速率小于所述半导体层6刻蚀速率。第五步，在源漏极层7上形成光阻层8，如图2所示，采用半透掩膜版13对光阻层8进行曝光处理，如图3所示；其中半透掩膜版13包括位于端子区域2的全透区131、位于像素区域1的半透区132以及均位于像素区域1和端子区域2的不透区133，其中，所述半透区132的透过率为15％～50％；在像素区域1内，半透区132位于像素区域1的沟道开口区域且位于不透区133之间；在端子区域1内，不透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步，在玻璃基板上形成栅极层，并且图案化形成位于像素区域内的栅极和与栅极连接的扫描线、以及位于端子区域内的栅极；第二步，在栅极层上形成栅极绝缘层；第三步，在栅极绝缘层上形成半导体层；第四步，在半导体层上形成源漏极层；第五步，在源漏极层上形成光阻层，采用半透掩膜版对光阻层进行曝光处理，半透掩膜版形成有光阻层覆盖的像素区域和有光阻层覆盖的端子区域以及无光阻层覆盖的端子区域；所述有光阻层覆盖的像素区域包括薄光阻层覆盖的像素区域和厚光阻层覆盖的像素区域；第六步，对无光阻层覆盖的端子区域的源漏极层和薄光阻层覆盖的像素区域同时进行干刻，使得薄光阻层覆盖的像素区域的光阻层和无光阻层覆盖的端子区域的源漏极层同时被刻完，无光阻层覆盖的端子区域露出半导体层，薄光阻覆盖的像素区域露出源漏极层；第七步，对无光阻层覆盖的端子区域露出半导体层进行湿刻；第八步，对薄光阻层覆盖的像素区域露出的源漏极层进行干刻；第九步，对厚光阻层覆盖的像素区域以及有光阻层覆盖的端子区域进行光阻层剥离。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步，在玻璃基板上形成栅极层，并且图案化形成位于像素区域内的栅极和与栅极连接的扫描线、以及位于端子区域内的栅极；第二步，在栅极层上形成栅极绝缘层；第三步，在栅极绝缘层上形成半导体层；第四步，在半导体层上形成源漏极层；第五步，在源漏极层上形成光阻层，采用半透掩膜版对光阻层进行曝光处理，半透掩膜版形成有光阻层覆盖的像素区域和有光阻层覆盖的端子区域以及无光阻层覆盖的端子区域；所述有光阻层覆盖的像素区域包括薄光阻层覆盖的像素区域和厚光阻层覆盖的像素区域；第六步，对无光阻层覆盖的端子区域的源漏极层和薄光阻层覆盖的像素区域同时进行干刻，使得薄光阻层覆盖的像素区域的光阻层和无光阻层覆盖的端子区域的源漏极层同时被刻完，无光阻层覆盖的端子区域露出半导体层，薄光阻覆盖的像素区域露出源漏极层；第七步，对无光阻层覆盖的端子区域露出半导体层进行湿刻；第八步，对薄光阻层覆盖的像素区域露出的源漏极层进行干刻；第九步，对厚光阻层覆盖的像素区域以及有光阻层覆盖的端子区域进行光阻层剥离。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于：所述步骤第六步和第八步中，干刻采用混合气体进行干刻，所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：董波，简锦诚，杨帆，王志军，
申请(专利权)人：南京中电熊猫液晶显示科技有限公司，南京中电熊猫平板显示科技有限公司，南京华东电子信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32