半导体组件结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体组件结构及其制造方法，此结构包括基底、氧化物半导体晶体管与含游离氢的保护层。栅极电极位于基底上，栅极介电层覆盖栅极电极，源极电极位于栅极介电层上，漏极电极位于栅极介电层上且相对于源极电极具有信道间距，氧化物半导体层位于栅极介电层、源极电极及漏极电极上且位于源极电极与漏极电极之间并与其电性连接，保护层覆盖氧化物半导体层、源极电极及漏极电极；其中保护层具有沟槽，此沟槽环绕氧化物半导体层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种氧化物半导体晶体管及其制造方法，且特别是有关于一种显示面板的薄膜晶体管数组及其制造方法。
技术介绍
对于采用氧化物半导体例如铟镓锌氧化物(InGaZnO， IGZ0)作为信道层材料的半导体组件结构(例如，薄膜晶体管)，信道层容易受到组件周围气氛(例如硅氧化物层或硅氮化物层的制程中使用的SiH4气体)的影响，导致组件特性产生变化。例如，铟镓锌氧化物层若和含游离氢的膜层(例如栅极介电层与保护层)接触，组件在长时间高温退火(anneal)后，含游离氢的膜层中的氢会扩散进入铟镓锌氧化物层内，使得铟镓锌氧化物层的特性会变得比较偏向导电状态，亦即铟镓锌氧化物层内的氧会被游离氢还原成为氧缺(oxygen vacancies)而使得导电性提高，进而使得薄膜晶体管的临界电压(thresholdvoltage)偏向负压。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在提供一种半导体组件结构，具有较佳的组件特性。 本专利技术的再一 目的是提供一种半导体组件结构的制造方法，以改善半导体组件结构的组件特性。 本专利技术一实施例提出的一种半导体组件结构，包括基底、栅极电极、含游离氢的第一介电层、源极电极、漏极电极、氧化物半导体层以及含游离氢的第二介电层。栅极电极位于基底上，第一介电层覆盖栅极电极，源极电极位于第一介电层上，漏极电极位于第一介电层上且相对于源极电极具有一信道距离，氧化物半导体层位于第一介电层、源极电极及漏极电极上且包括位于源极电极与漏极电极之间，氧化物半导体层可进一步电性连接源极电极及漏极电极，第二介电层覆盖氧化物半导体层、源极电极及漏极电极，第二介电层具有沟槽，而此沟槽是环绕氧化物半导体层。 在本专利技术的一实施例中，上述的氧化物半导体层包括铟镓锌氧化物(IGZ0)。 在本专利技术的一实施例中，上述的第一介电层包括第二沟槽，连接第一沟槽，且暴露出底部的部分栅极电极。 在本专利技术的一实施例中，上述的半导体组件结构更包括第三介电层，位于第二介电层上且填入第一沟槽与第二沟槽内。 在本专利技术的一实施例中，上述的第三介电层包括聚醯亚胺(polyimide)。 在本专利技术的一实施例中，上述的半导体组件结构更包括图案化透明导电层，位于第二介电层上且填入第一沟槽与第二沟槽。 在本专利技术的一实施例中，上述的图案化透明导电层的材质包括铟锡氧化物(IT0)。 在本专利技术的一实施例中，上述的图案化透明导电层穿过第一沟槽与第二沟槽电性接触栅极电极。4 在本专利技术的一实施例中，上述的第一沟槽包括彼此不相连的第一子开口与第二子开口 ，且第一子开口与第二子开口分别设置于氧化物半导体层的相对两侧。 在本专利技术的一实施例中，上述的第二介电层的游离氢含量高于第一介电层的游离氢含量。 本专利技术再一实施例提出的一种半导体组件结构，包括基底以及形成于基底上的晶体管；此晶体管包括栅极电极、源极电极、漏极电极、氧化物半导体层、栅极介电层以及含游离氢的保护层。栅极电极位于基底上，源极电极与漏极电极皆位于基底上且两者之间具有一信道间距，氧化物半导体层包括位于源极电极与漏极电极之间且分别电性连接源极电极与漏极电极，栅极介电层设置于栅极电极与氧化物半导体层、源极电极及漏极电极之间，保护层位于栅极电极、栅极介电层、源极电极、漏极电极及氧化物半导体层上。其中，栅极介电层与保护层至少其一具有沟槽，此沟槽位于氧化物半导体层的周边且环绕氧化物半导体层。 本专利技术又一实施例提出一种半导体组件结构的制造方法，包括步骤形成栅极电极于基底上；形成含游离氢的第一介电层以覆盖栅极电极；形成源极电极与漏极电极于第一介电层上，源极电极与漏极电极之间具有一信道间距；形成氧化物半导体层于第一介电层、源极电极、漏极电极上且包括位于源极电极与漏极电极之间；形成含游离氢的第二介电层于第一介电层、氧化物半导体层、源极电极及漏极电极上；以及至少蚀刻第二介电层以形成沟槽，此沟槽环绕氧化物半导体层。 在本专利技术的一实施例中，上述的至少蚀刻第二介电层的步骤包括利用栅极电极作为蚀刻终止层，依序蚀刻穿第二介电层及第一介电层。 在本专利技术的一实施例中，上述的半导体组件结构的制造方法更包括步骤形成第三介电层于第二介电层上，并填入沟槽内。 在本专利技术的一实施例中，上述的半导体组件结构的制造方法更包括步骤形成透明导电层于第二介电层上，并填入沟槽内。此外，透明导电层可穿过沟槽与栅极电极相电性接触。 本专利技术实施例藉由至少于含游离氢的第二介电层/保护层内设置沟槽以切断游离氢扩散至氧化物半导体层的路径，氧化物半导体层不会被游离氢还原或仅仅遭受轻微的游离氢还原，因而氧化物半导体层的材料性能在半导体组件结构的制造过程中可得以保持，从而本专利技术实施例提出的半导体组件结构可具有较佳的器件性能。 为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明 图1绘示为相关于本专利技术实施例的一种半导体组件结构的局部示意图。 图2绘示为沿图1中II-II'线的剖视图。 图3绘示为相关于本专利技术再一实施例的一种半导体组件结构的剖视图。 图4绘示为相关于本专利技术又一实施例的一种半导体组件结构的剖视图。 图5A至图5E绘示为相关于本专利技术实施例提出的一种半导体组件结构的制造方法的制造流程。5 图6绘示出相关于本专利技术实施例与比较例的半导体组件结构的电压与电流的关系图。主要组件符号说明10、20:曲线 30 :半导体组件结构 32:基底 36:晶体管 361、363:沟槽 361a、361b :子开口 364:栅极介电层 366 :氧化物半导体层 368 :保护层 369A:介电层 369B :图案化透明导电层 D :漏极电极 G:栅极电极 L :信道间距 S :源极电极具体实施方式下文依本专利技术的，特举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本专利技术所涵盖的范围，而方法流程步骤描述非用以限制其执行的顺序，任何由方法步骤重新组合的执行流程，所产生具有均等功效的方法，皆为本专利技术所涵盖的范围。其中图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。 请参阅图l及图2，图l绘示出相关于本专利技术实施例的一种半导体组件结构的局部示意图，图2绘示为沿图1中II-II'线的剖视图。其中，为清楚显示出各组件的相对位置，图1的氧化物半导体层366以透视方式绘示，然实际上氧化物半导体层366不需局限为透明材料。 如图1所示，半导体组件结构30包括基底32以及形成于基底32上的晶体管36，且于本实施例中，晶体管36具有沟槽361及363。请一并参考图1及图2，晶体管36包括栅极电极G、栅极介电层364、源极电极S、漏极电极D、氧化物半导体层366以及保护层368。其中，栅极介电层364与保护层368可包含介电材料例如硅氧化物、硅氮化物或前述材料的组合，且因制程原因而可能含有游离氢，尤其保护层368中的游离氢含量一般会高于栅极介电层364中的游离氢含量。 承上述，栅极电极G位于基底32上，栅极介电层364覆盖栅极电极G，源极电极S位于栅极介电层364上，漏极电极D位于栅极介电层364上且相对于源极电极S具有信道间距L。沟槽363位于栅极介电层364内且包括彼此不相连的二子开口 (图中未标示)，此二子开口分设于氧化物半导体层366的相对两侧；再者，沟槽363暴露本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体组件结构，包括：一基底；一栅极电极，位于该基底上；一含游离氢的第一介电层，覆盖该栅极电极；一源极电极，位于该第一介电层上；一漏极电极，位于该第一介电层上，相对于该源极电极具有一信道间距；一氧化物半导体层，位于该第一介电层、该源极电极及该漏极电极上，且位于该源极电极与该漏极电极之间，该氧化物半导体层电性连接该源极电极及该漏极电极；以及一含游离氢的第二介电层，覆盖该氧化物半导体层、该源极电极及该漏极电极，其中该第二介电层具有一第一沟槽，且该第一沟槽环绕该氧化物半导体层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高逸群，林俊男，陈立凯，蔡文庆，
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]