薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术是关于一种薄膜晶体管及其制造方法，该制造方法包括下列步骤：形成栅极于基板上；依序形成绝缘层、半导体层、欧姆接触层及金属层覆盖于栅极及基板上；再形成图案化光致抗蚀剂层于栅极与栅极一侧上方的金属层上，且图案化光致抗蚀剂层具有第一部分、第二部分与第三部分，其中第一部分是用以定义为沟道区，第二部分是用以定义为源／漏极，第三部分是位于部分第二部分的一侧且远离第一部分；随后，选择性蚀刻金属层、欧姆接触层及半导体层，以定义出沟道区与源／漏极，且形成部分源／漏极电极的远离沟道区的一侧具有斜角侧边。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种使用此薄膜阵列基板的显示面板。
技术介绍
近年来光电相关技术不断推陈出新，加上数字化时代的到来，进而推动了液晶显示器市场的蓬勃发展。液晶显示器(Liquid Crystal Displayer；LCD)具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，因此被广泛地应用于可携式电视、移动电话、笔记本型计算机以及桌上型显示器等消费性电子或计算机产品，并逐渐取代阴极射线管(CathodeRay Tube；CRT)成为显示器的主流。液晶显示器之所以能够比传统的阴极射线管显示器在尺寸及重量上更具有弹性，是因为液晶显示器的大部分组件都是平板状，例如驱动显示器的薄膜晶体管(Thin-Film Transistor；TFT)阵列基板，与决定像素明暗状态的彩色滤光片(color filter)基板。因此，可视应用需求将这些组件切割成大小适中的尺寸，且在重量上也比具有庞大立体外形的阴极射线管来得轻巧许多。众所皆知光掩模的价格昂贵，且曝光显影的步骤又相当费时，所以减少光掩模数目除了可降低成本之外，还可以加速产出速度，以提高产品的竞争力。因此，许多厂商无不努力于减少光掩模的使用次数。一种半透光掩模(half tone mask)即发展来节省工艺中所需光掩模的数目。在现今薄膜晶体管阵列基板的工艺中，光掩模的使用数目已可缩减到五道或四道光掩模工艺。以一般四道光掩模工艺为例，请参照图1，其是绘示现有制作薄膜晶体管的结构示意图。在图1中，在玻璃基板100上形成栅极102之后，依序形成绝缘层104、半导体层106、欧姆接触层108与金属层110于玻璃基板100与栅极102上。接着，在涂布光致抗蚀剂层(未绘示于图上)于金属层110上之后，以半透光掩模来进行曝光显影的步骤以形成光致抗蚀剂层112。其中，光致抗蚀剂层112是位于栅极102的上方预形成源/漏极及沟道区的区域成U字型状，且光致抗蚀剂层112在预定形成沟道区的位置具有一较小的厚度n1，而光致抗蚀剂层112其它部分的区域具有一较大的厚度n2。接着，以光致抗蚀剂层112为掩模，蚀刻未被光致抗蚀剂层112所覆盖的金属层110。再移除部分的光致抗蚀剂层112，以暴露出位于沟道区上方的金属层110。然后，选择性蚀刻金属层110、欧姆接触层108及半导体层106，以定义出源/漏极与沟道区。随后，再依序于玻璃基板100上形成保护层与透明导电层，以完成薄膜晶体管与像素电极的电性连接。请参照图2，其是绘示现有制作薄膜晶体管蚀刻金属层之后的剖面示意图。由图2可看出，由于现有蚀刻金属层110的蚀刻是采用湿式蚀刻工艺，在以光致抗蚀剂层112为掩模对金属层110进行湿式蚀刻时，由于湿式蚀刻是一各向同性蚀刻，所以在光致抗蚀剂层112两侧底下的部分金属层110也会被蚀刻掉，而产生底切(undercut)。此时，如图2所示，蚀刻后的金属层110的侧壁会呈现近似垂直的轮廓(profile)且已退至光致抗蚀剂层112的下方内侧，故在后续蚀刻半导体层106及欧姆接触层108的各向异性蚀刻工艺中，金属层110则无法再蚀刻出一较为平缓的轮廓。因此，金属层110的侧壁仍然具有一接近90°的倾斜角度(taper angle)。图3是绘示完成半导体层、欧姆接触层与金属层蚀刻并形成透明导电层后的剖面示意图。然而，由于金属层110的侧壁的倾斜角度接近90°，所以形成于金属层110的侧壁上的保护层118则会产生突悬(overhang)，故在后续利用溅镀法来形成于保护层118上的透明导电层120则无法完整地沉积于保护层118上，而会发生导线断裂的现象。如此一来，不仅造成薄膜晶体管与像素电极的电性连接失败的问题，更使得生产良率降低，并同时增加制造成本。因此，有必要提供一种新的薄膜晶体管的制造方法，以解决上述的问题。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种，用以减少薄膜晶体管与像素电极的电性连接失败的问题。本专利技术的另一目的是提供一种，以提高产品良率并降低制造成本。根据本专利技术的目的，提出一种薄膜晶体管的制造方法。根据本专利技术的一优选实施例，是先于基板上形成栅极。接着，在基板与栅极上方依序沉积绝缘层、半导体层、欧姆接触层与金属层。再于金属层上涂布光致抗蚀剂，并利用改良的半调式光掩模对光致抗蚀剂曝光显影，而形成图案化光致抗蚀剂层。上述的图案化光致抗蚀剂层具有至少一第一部分、至少一第二部分与至少一第三部分。其中，第一部分是位于预定形成沟道区的上方，第二部分是位于预定形成源/漏极的上方，而第三部分是位于部分第二部分的一侧且远离第一部分。接着，利用过蚀刻工艺移除未被图案化光致抗蚀剂层所覆盖的金属层。然后，移除部分的图案化光致抗蚀剂层直至沟道区上方的金属层暴露出为止。以金属层为掩模移除未被金属层所覆盖的欧姆接触层与半导体层，直至绝缘层暴露出来为止。随后，蚀刻未被光致抗蚀剂层所覆盖的金属层、欧姆接触层与部分栅极上方的半导体层，以定义出源/漏极与沟道区。此时，在与后续将形成的像素电极相邻的源/漏极的一侧会形成一倾斜侧边。接着，剥除残留于金属层上的光致抗蚀剂层，以形成薄膜晶体管。最后，在完成薄膜晶体管之后，接着形成保护层与透明导电层于金属层与基板之上，以完成薄膜晶体管与像素电极的电性连接。或者，依照本专利技术的另一优选实施例，还可以在对金属层进行过蚀刻工艺之后，先以图案化光致抗蚀剂层为掩模蚀刻未被图案化光致抗蚀剂层所覆盖的欧姆接触层与半导体层，直至绝缘层暴露出来为止。然后，移除部分的图案化光致抗蚀剂层直至沟道区上方的金属层暴露出为止。随后，再蚀刻未被光致抗蚀剂层所覆盖的金属层、欧姆接触层与部分栅极上方的半导体层，以定义出源/漏极与沟道区。接着，剥除残留于金属层上的光致抗蚀剂层，以形成薄膜晶体管。最后，形成保护层与透明导电层于金属层与基板之上，以完成薄膜晶体管与像素电极的电性连接。由上述可知，应用本专利技术的方法可以在与后续将形成的像素电极相邻的源/漏极的一侧的侧壁上蚀刻出一较为平缓的轮廓，以降低在后续像素电极形成时的阶梯覆盖困难度，进而降低薄膜晶体管与像素电极的电性连接失败的问题。除此之外，应用本专利技术的方法还可以提高产品良率，且同时降低制造成本。本专利技术并不仅限于应用在液晶显示器中薄膜晶体管的工艺中，任何于基板上形成薄膜晶体管的制造技术，例如应用于有机电致发光显示器(organic electro-luminescence display；OELD)上，都可运用本专利技术所揭露的方法来解决以沉积材料层覆盖薄膜晶体管时产生的阶梯覆盖性不佳的问题。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下图1是绘示现有制作薄膜晶体管的流程示意图；图2是绘示现有制作薄膜晶体管蚀刻金属层之后的剖面示意图；图3是绘示完成半导体层、欧姆接触层与金属层蚀刻并形成透明导电层后的剖面示意图；图4是绘示依照本专利技术一优选实施例的于基板上形成栅极、绝缘层、半导体层、欧姆接触层与金属层的剖示意图；图5是绘示依据本专利技术的一优选实施例的一种第二道光掩模的设计图；图6是绘示依据本专利技术的一优选实施例的形成图案化光致抗蚀剂层于金属层上的剖面示意图；图7是绘示依据本专利技术的一优选实施例的蚀刻金属层后的剖面示意图；图8A至8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造薄膜晶体管的方法，是用于一显示面板，该方法包括：形成一栅极于一基板上；依序形成一绝缘层、一半导体层、一欧姆接触层及一金属层覆盖于该栅极及该基板上；形成一图案化光致抗蚀剂层于该栅极及该栅极一侧上方的该金属层上， 该图案化光致抗蚀剂层具有至少一第一部分、至少一第二部分与至少一第三部分，其中该第一部分是用以定义为一沟道区，该第二部分是用以定义为一源／漏极，该第三部分是位于部分该第二部分的一侧且远离该第一部分；以及选择性蚀刻该金属层、该欧姆接触层 及该半导体层，用以定义出该沟道区与该源／漏极，且形成部分该源／漏极的远离该沟道区的一侧具有至少一第一斜角的侧边。

【技术特征摘要】
1.一种制造薄膜晶体管的方法，是用于一显示面板，该方法包括形成一栅极于一基板上；依序形成一绝缘层、一半导体层、一欧姆接触层及一金属层覆盖于该栅极及该基板上；形成一图案化光致抗蚀剂层于该栅极及该栅极一侧上方的该金属层上，该图案化光致抗蚀剂层具有至少一第一部分、至少一第二部分与至少一第三部分，其中该第一部分是用以定义为一沟道区，该第二部分是用以定义为一源/漏极，该第三部分是位于部分该第二部分的一侧且远离该第一部分；以及选择性蚀刻该金属层、该欧姆接触层及该半导体层，用以定义出该沟道区与该源/漏极，且形成部分该源/漏极的远离该沟道区的一侧具有至少一第一斜角的侧边。2.如权利要求1所述的方法，其中部分该源/漏极的一侧还包括形成至少一第二斜角的侧边，且该第二斜角相邻于该第一斜角的侧边。3.如权利要求2所述的方法，其中该第二斜角的角度大于该第一斜角的角度。4.如权利要求1所述的方法，还包括形成一图案化保护层于该基板上，且该图案化保护层多个接触窗于该源/漏极上。5.如权利要求4所述的方法，还包括形成一图案化导电层于该图案化保护层上，且该图案化导电层通过该些接触窗电性连接于该源/漏极。6.如权利要求1所述的方法，其中该第二部分是邻接该第一部分及该第三部分，且该二部分厚度大于该第一部分及该第三部分。7.如权利要求1所述的方法，其中该第一部分的厚度是大于或等于该第三部分。8.如权利要求1所述的方法，其中该第一部分的厚度是小于或等于该第三部分。9.如权利要求1所述的方法，其中该选择性蚀刻该金属层、该欧姆接触层及该半导体层的步骤包括以一过蚀刻移除部分的该金属层；移除该第一部分、该第三部分以及部分该第二部分的该图案化光致抗蚀剂层，以暴露位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：石志鸿，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]