薄膜晶体管及其形成方法技术

一种薄膜晶体管，其包括栅极、栅绝缘层、半导体层以及源极／漏极。栅极设置于基板上，其中，栅极包括至少一层氮化钼铌合金。栅绝缘层形成于基板上以覆盖栅极。半导体层设置于基板上的栅绝缘层上。源极／漏极设置于半导体层上。本发明专利技术之薄膜晶体管具有较低接触电阻或线电阻的栅极与源极／漏极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体元件及其形成方法，且特别涉及一种。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT)一般包括栅极、栅绝缘层、通道层与源极/漏极，其通常在显示器中，例如液晶显示器(LCD)，作为开关元件用。通常，薄膜晶体管的形成方法是在基板上依次形成栅极、栅绝缘层、α-Si通道层与源极/漏极。栅极由铝、铬、钨、钽、钛等单一金属层或由多层金属层所组成。然而，当以单一金属层的上述金属形成栅极时，膜层表面容易被侵蚀，且容易与氧反应而形成金属氧化物，因而导致在后续的蚀刻工艺中无法有效地进行蚀刻。另一方面，当栅极是由多层金属层所组成时，例如为钼(Mo)/铝/钼，可以避免氧化和侵蚀的问题。但是形成多层金属层的工艺必定是较为复杂的。因为此工艺需要超过一个以上的溅镀靶材以及沉积反应室。此外，上述问题也同样会发生在形成源极/漏极的工艺。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种薄膜晶体管，其具有较低接触电阻或线电阻的栅极与源极/漏极。本专利技术另提出一种薄膜晶体管的形成方法，其是使用抵抗氧化和抗侵蚀的材料来形成栅极和(或)源极/漏极。本专利技术提出一种薄膜晶体管，此薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导体层以及源极/漏极。栅极设置于基板上，其中，栅极包括至少一层氮化钼铌合金。栅绝缘层形成于基板上以覆盖栅极。半导体层设置于基板上的栅绝缘层上。源极/漏极设置于半导体层上。本专利技术另提出一种薄膜晶体管，此薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导体层以及源极/漏极。栅极设置于基板上。栅绝缘层形成于基板上以覆盖栅极。半导体层设置于基板上的栅绝缘层上。源极/漏极设置于半导体层上，其中，源极/漏极包括至少一层氮化钼铌合金。在本专利技术一实施例中，上述栅极由钼铌合金层与氮化钼铌合金层所组成。在本专利技术一实施例中，上述栅极由第一氮化钼铌合金层、钼铌合金层与第二氮化钼铌合金层所组成。在本专利技术一实施例中，上述源极/漏极由钼铌合金层与氮化钼铌合金层所组成。在本专利技术一实施例中，上述源极/漏极由第一氮化钼铌合金层、钼铌合金层与第二氮化钼铌合金层所组成。本专利技术另提出一种薄膜晶体管的形成方法，此方法先于基板上形成栅极。其中，栅极包括至少一层氮化钼铌合金。然后，于基板上形成栅绝缘层以覆盖栅极。之后，于基板上的栅绝缘层上设置半导体层。接下来，于半导体层上设置源极/漏极。本专利技术又提出一种薄膜晶体管的形成方法，此方法是先于基板上形成栅极。接着，于基板上形成栅绝缘层以覆盖栅极。之后，于基板上的栅绝缘层上形成半导体层。接下来，于半导体层上形成源极/漏极。其中，源极/漏极包括至少一层氮化钼铌合金。在本专利技术一实施例中，上述栅极和(或)源极/漏极以下述步骤形成。首先于基板上形成钼铌合金层。然后对钼铌合金层进行氮化工艺，以形成氮化钼铌合金层。接着将氮化钼铌合金层图案化以形成栅极和(或)源极/漏极。在本专利技术之一实施例中，上述栅极和(或)源极/漏极以下述步骤形成。首先于基板上形成第一钼铌合金层。然后于第一钼铌合金层上形成第二钼铌合金层。接着对第二钼铌合金层进行氮化工艺，以于第一钼铌合金层上形成氮化钼铌合金层。之后将氮化钼铌合金层与第一钼铌合金层图案化以形成栅极和(或)源极/漏极。在本专利技术之一实施例中，上述栅极和(或)源极/漏极以下述之步骤形成。首先，于基板上形成第一钼铌合金层。然后，对第一钼铌合金层进行第一氮化工艺，以形成第一氮化钼铌合金层。接着，于第一氮化钼铌合金层上形成第二钼铌合金层。之后，于第二氮化钼铌合金层上形成第三钼铌合金层。然后，对第三钼铌合金层进行第二氮化工艺，以于第二钼铌合金层上形成第二氮化钼铌合金层。接着，将第二氮化钼铌合金层、第二钼铌合金层与第一氮化钼铌合金层图案化，以形成栅极和(或)源极/漏极。本专利技术之薄膜晶体管的电极(栅极和(或)源极/漏极)包括至少一层氮化钼铌合金，其因为在钼铌合金的表面上有一层氮化物保护薄膜，所以与公知技术中使用的金属合金比较起来，较为稳定，以致于电极对于氧化与侵蚀具有较佳的抵抗性。为让本专利技术之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明图1为依照本专利技术一较佳实施例之薄膜晶体管的剖面示意图。图2A为依照本专利技术另一较佳实施例之薄膜晶体管的双层栅极的剖面示意图。图2B为依照本专利技术再一较佳实施例之薄膜晶体管的双层源极/漏极的剖面示意图。图3A为依照本专利技术又一较佳实施例之薄膜晶体管的三层栅极的剖面示意图。图3B为依照本专利技术又一较佳实施例之薄膜晶体管的三层源极/漏极的剖面示意图。主要元件标记说明100基板102栅极102a、102d、110a、110d钼铌合金层 102b、102c、102e、110b、110c、110e氮化钼铌合金层104栅绝缘层105半导体层106通道层108欧姆接触层110源极/漏极具体实施方式图1为依照本专利技术一较佳实施例之薄膜晶体管的剖面示意图。请参照图1，薄膜晶体管包括栅极102、栅绝缘层104、半导体层105以及源极/漏极110。栅极102设置于基板100上，而栅绝缘层104设置于基板100上方以覆盖栅极102。栅绝缘层104例如是由氧化硅层、氮化硅层或氧化硅层与氮化硅层的组合层所构成。半导体层105设置于栅极102上方的栅绝缘层104上。源极/漏极110设置于半导体层105上。在本实施例中，半导体层105例如包括形成于栅绝缘层104上的通道层106与形成于通道层106和源极/漏极110之间的欧姆接触层108。特别是，依照本专利技术之一较佳实施例，栅极102包括至少一层氮化钼铌合金。换句话说，栅极102可以是单层的氮化钼铌合金或包括至少一层氮化钼铌合金的复合层。若栅极102为单层，则栅极102由氮化钼铌合金层所组成。在本实施例中，形成单层的栅极102的方法如以下步骤。首先，在溅镀工艺室、蒸镀工艺室或其它公知的沉积室中，于基板100上形成一层钼铌合金层。对钼铌合金层进行氮化工艺，以形成氮化钼铌合金层。举例来说，氮化工艺可以是在形成钼铌合金层之后于上述沉积室中通入氮气，或是在沉积钼铌合金层的时候于上述沉积室中通入氮气。之后，利用光刻工艺与蚀刻工艺将氮化钼铌合金层图案化，以形成栅极102。若栅极102为双层结构，则栅极102由钼铌合金层102a与氮化钼铌合金层102b所组成。请参照图2A，在本例中，形成双层栅极102的方法如以下步骤。首先，于基板100上形成第一钼铌合金层102a。然后，于第一钼铌合金层102a上形成第二钼铌合金层(图中未标出)。对第二钼铌合金层进行氮化反应工艺，以形成氮化钼铌合金层102b。之后，将氮化钼铌合金层102b与第一钼铌合金层102a图案化，以形成栅极102。第一钼铌合金层102a与第二钼铌合金层以前面所述的方法所形成，而氮化反应工艺也是以前面所述的相同方法进行。若栅极102为三层结构，则栅极102由第一氮化钼铌合金层102c、钼铌合金层102d以及第二氮化钼铌合金层102e所组成，请参照图3A。在本实施例中，形成三层之栅极102的方法如以下步骤。首先，于基板100上形成第一钼铌合金层(图中未标出)。接着，对第一钼铌合金层进行如前面所述的氮化工艺，以形成第一氮化钼铌合金层102c。然后，于第一氮化钼铌合金层102c上形成第二钼铌合金层102d。接着，于第二钼铌合金层102本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，其特征在于包括：栅极，设置于基板上，其中该栅极包括至少一层氮化钼铌（Ｍｏ－Ｎｂ）合金；栅绝缘层，形成于该基板上，以覆盖该栅极；半导体层，设置于该栅极上的该栅绝缘层上；以及源极／漏极，设置于该半 导体层上。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于包括栅极，设置于基板上，其中该栅极包括至少一层氮化钼铌(Mo-Nb)合金；栅绝缘层，形成于该基板上，以覆盖该栅极；半导体层，设置于该栅极上的该栅绝缘层上；以及源极/漏极，设置于该半导体层上。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该栅极包括钼铌合金层；以及氮化钼铌合金层，设置于该钼铌合金层上。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该栅极包括第一氮化钼铌合金层；钼铌合金层，设置于该第一氮化钼铌合金层上；以及第二氮化钼铌合金层，设置于该钼铌合金层上。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该源极/漏极包括至少一层氮化钼铌合金。5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于该源极/漏极包括钼铌合金层；以及氮化钼铌合金层，设置于该钼铌合金层上。6.根据权利要求4所述的薄膜晶体管，其特征在于该源极/漏极包括第一氮化钼铌合金层；钼铌合金层，设置于该第一氮化钼铌合金层上；以及第二氮化钼铌合金层，设置于该钼铌合金层上。7.一种薄膜晶体管，其特征在于包括栅极；栅绝缘层，设置于该基板上，以覆盖该栅极；半导体层，设置于该栅极上的该栅绝缘层上；以及源极/漏极，设置于该半导体层上，其中该源极/漏极包括至少一层氮化钼铌合金。8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管，其特征在于该源极/漏极包括钼铌合金层；以及氮化钼铌合金层，设置于该钼铌合金层上。9.根据权利要求7所述的薄膜晶体管，其特征在于该源极/漏极包括第一氮化钼铌合金层；钼铌合金层，设置于该第一氮化钼铌合金层上；以及第二氮化钼铌合金层，设置于该钼铌合金层上。10.一种薄膜晶体管形成方法，其特征在于包括于基板上形成栅极，其中该栅极包括至少一层氮化钼铌合金；于该基板上形成栅绝缘层以覆盖该栅极；于该栅绝缘层上形成半导体层；以及于该半导体层上形成源极/漏极。11.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该栅极的步骤包括于该基板上形成钼铌合金层；对该钼铌合金层进行氮化工艺以形成氮化钼铌合金层，其中该氮化工艺是在形成该钼铌合金层之后进行；以及将该氮化钼铌合金层图案化以形成该栅极。12.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该栅极的步骤包括于该基板上形成钼铌合金层；对该钼铌合金层进行氮化工艺以形成氮化钼铌合金层，其中该氮化工艺是在沉积该钼铌合金层的时候进行；以及将该氮化钼铌合金层图案化以形成该栅极。13.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该栅极的步骤包括于该基板上形成第一钼铌合金层；于该第一钼铌合金层上形成第二钼铌合金层；对该第二钼铌合金层进行氮化工艺以于该第一钼铌合金层上形成氮化钼铌合金层，其中该氮化工艺是在形成该第二钼铌合金层之后进行；以及将该氮化钼铌合金层与该第一钼铌合金层图案化以形成该栅极。14.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该栅极的步骤包括于该基板上形成第一钼铌合金层；于该第一钼铌合金层上形成第二钼铌合金层；对该第二钼铌合金层进行氮化工艺以于该第一钼铌合金层上形成氮化钼铌合金层，其中该氮化工艺是在沉积该第二钼铌合金层的时候进行；以及将该氮化钼铌合金层与该第一钼铌合金层图案化以形成该栅极。15.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该栅极的步骤包括于该基板上形成第一钼铌合金层；对该第一钼铌合金层进行第一氮化工艺以形成第一氮化钼铌合金层，其中该第一氮化工艺在形成该第一钼铌合金层之后进行，或是在沉积该第一钼铌合金层的时候进行；于该第一氮化钼铌合金层上形成第二钼铌合金层；于该第二钼铌合金层上形成第三钼铌合金层；对该第三钼铌合金层进行第二氮化工艺以于该第二钼铌合金层上形成第二氮化钼铌合金层，其中该第二氮化工艺是在形成该第三钼铌合金层之后进行；以及将该第二氮化钼铌合金层、该第二钼铌合金层与该第一氮化钼铌合金层图案化以形成该栅极。16.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该栅极的步骤包括于该基板上形成第一钼铌合金层；对该第一钼铌合金层进行第一氮化工艺以形成第一氮化钼铌合金层，其中该第一氮化工艺是在形成该第一钼铌合金层之后进行，或是在沉积该第一钼铌合金层的时候进行；于该第一氮化钼铌合金层上形成第二钼铌合金层；于该第二钼铌合金层上形成第三钼铌合金层；对该第三钼铌合金层进行第二氮化工艺以于该第二钼铌合金层上形成第二氮化钼铌合金层，其中该第二氮化工艺是在沉积该第三钼铌合金层的时候进行；以及将该第二氮化钼铌合金层、该第二钼铌合金层与该第一氮化钼铌合金层图案化以形成该栅极。17.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该源极/漏极的步骤包括于该栅绝缘层上形成钼铌合金层以覆盖该半导体层；对该钼铌合金层进行氮化工艺以形成氮化钼铌合金层，其中该氮化工艺是在形成该钼铌合金层之后进行；以及将该氮化钼铌合金层图案化以形成该源极/漏极。18.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该源极/漏极的步骤包括于该栅绝缘层上形成钼铌合金层以覆盖该半导体层；对该钼铌合金层进行氮化工艺以形成氮化钼铌合金层，其中该氮化工艺是在沉积该钼铌合金层的时候进行；以及将该氮化钼铌合金层图案化以形成该源极/漏极。19.根据权利要求10所述的薄膜晶体管形成方法，其特征在于形成该源极/漏极的步骤包括于该栅绝缘层上形成第一钼铌合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文光，许泓译，
申请(专利权)人：中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]