本发明专利技术公开一种具有蚀刻停止层的晶体管结构及其制作方法。本发明专利技术的晶体管结构，至少由基板、结晶半导体层、蚀刻停止结构、欧姆接触层、源极、漏极、栅极绝缘层以与栅极所构成。本发明专利技术的制作方法可通过相同的光掩模同时图案化欧姆接触层及结晶半导体层，或通过相同的另一光掩模同时图案化欧姆接触层及电极层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种的晶体管结构，尤其涉及一种具有蚀刻停止层的薄膜晶体管结 构。
技术介绍
现有薄膜晶体管顶栅极(top gate)结构(元件)中，目前已广泛地应用在平面显 示装置上，其中顶栅极是指栅极设置于半导体堆栈层上方，而半导体堆栈层是由多晶硅层 与欧姆接触层所构成，即先形成多晶硅层再形成欧姆接触层于多晶硅层的上方，且欧姆接 触层中具有N+区域及P+区域。然而在一般的顶栅(top gate)晶体管元件的工艺中，对欧 姆接触层蚀刻时，即对N+区域和P+的区域的蚀刻时，易蚀刻栅极正下方及其附近的多晶硅 层，而造成多晶硅层(也可称为主动层)的前通道损坏，即位于栅极下方的多晶硅层会被蚀 刻成较原先设计的厚度为薄，而若当晶体管元件的多晶硅层(也可称为主动层)较薄时，更 不易控制蚀刻工艺中的多晶硅层(也可称为主动层)厚度的均勻性，容易导致电性不均。而 且，由于前信道损坏也会造成电子迁移率降低、漏电流变大以及次临界效应变差等问题，而 使得晶体管元件可靠度不佳，造成了薄膜晶体管顶栅极(top gate)结构(元件)在应用上 的限制。因此，现有的顶栅(top gate)晶体管元件的结构尚须改良。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种具有蚀刻停止层的晶体管结构及其制 作方法，以改良现有晶体管电性不均的问题。本专利技术的具有蚀刻停止层的晶体管结构，至少由基板、结晶半导体层、蚀刻停止结 构、欧姆接触层(Ohmic Contact)、源极、漏极、一栅极绝缘层以与栅极所构成。其中，结晶半 导体层设置于基板上，其中结晶半导体层包括上表面、第一侧表面与一第二侧表面。蚀刻停 止结构设置于结晶半导体层上，且蚀刻停止结构包含第一部分及第二部分。欧姆接触层设 置于结晶半导体层及蚀刻停止结构上，包含第一欧姆接触区与第二欧姆接触区，其中第一 欧姆接触区自蚀刻停止结构的第一部分的上方朝向结晶半导体层延伸且覆盖结晶半导体 层的上表面的一侧，第二欧姆接触区自蚀刻停止结构的第二部分的上方朝向结晶半导体层 延伸且覆盖结晶半导体层的上表面的另一侧。源极覆盖于第一欧姆接触区，而漏极覆盖于 第二欧姆接触区。栅极绝缘层设置于源极、漏极与结晶半导体层上。而栅极设置于栅极绝 缘层上对应结晶半导体层。其中，该蚀刻停止结构的该第一部分被夹设于该第一欧姆接触区正下方及该结晶 半导体层之间，该蚀刻停止结构的该第二部分被夹设于该第二欧姆接触区正下方及该结晶 半导体层之间，该蚀刻停止结构的该第一部分与该第二部分不接触，且暴露出部分该结晶 半导体层。其中，该蚀刻停止结构更包含一第三部分，而该第一部分、该第二部分及该第三部分连接构成一体的该蚀刻停止结构，且该蚀刻停止结构与该第一欧姆接触区及该第二欧姆 接触区完全覆盖住该结晶半导体层。其中，该第一欧姆接触区更进一步延伸覆盖该结晶半导体层的该第一侧表面及部 份该基板，且该第二欧姆接触区更进一步延伸覆盖该结晶半导体层的该第二侧表面及部份 该基板。其中，该结晶半导体层包含一多晶硅半导体层。其中，该源极的边缘大体上与该第一欧姆接触区的边缘对齐，且该漏极的边缘大 体上与该第二欧姆接触区的边缘对齐。其中，该源极的边缘大体上与该蚀刻停止结构的该第一部分的边缘对齐，且该漏 极的边缘大体上与该蚀刻停止结构的该第二部分的边缘对齐。其中，包含一缓冲层，设置于该基板与该结晶半导体层之间。其中，该源极突出于该第一欧姆接触区并覆盖部分该基板，且该漏极突出于该第 二欧姆接触区并覆盖部分该基板。此外，本专利技术的晶体管结构更可选择性地在基板上先形成一缓冲层，再形成结晶 半导体层(crystalline semiconductor layer)。而结晶半导体层选用多晶硅半导体层 (polycrystalline silicon semiconductor layer)为范例，但结晶半导体层的材料并不 限于硅，而可为其它半导体材料，例如铟锗锌氧化物(IGZO)、铟锗氧化物(IGO)、铟锌氧化 物(IZO)、或其它合适的材料、或上述的组合，且其结晶形式也不限于多晶，而可为其它结晶 形式，例如，微晶。本专利技术的具有蚀刻停止层的晶体管结构制作方法，至少包含下列步骤提供基板； 形成图案化结晶半导体层于基板上；形成图案化蚀刻停止结构于结晶半导体层上；沉积欧 姆接触层覆盖结晶半导体层及蚀刻停止结构；分别形成第一欧姆接触区于结晶半导体层与 蚀刻停止结构的一侧的上方，以及第二欧姆接触区于结晶半导体层与蚀刻停止结构的另一 侧的上方；以及，分别形成源极覆盖于第一欧姆接触区与基板上，以及漏极覆盖于第二欧姆 接触区与基板上。其中，更包含下列步骤形成一栅极绝缘层于该源极、该漏极与该结晶半导体层 上；以及形成一栅极于该栅极绝缘层上。其中，该形成一图案化蚀刻停止结构于该结晶半导体层上的步骤，更至少包含下 列步骤透过一等离子辅助化学气相沉积方式沉积一蚀刻停止层于该结晶半导体层上；形 成一光刻胶层于该蚀刻停止层上；图案化该光刻胶层并暴露出一部分蚀刻停止层；移除暴 露出的该部份蚀刻停止层以形成该图案化蚀刻停止结构；以及移除已图案化的该光刻胶层。其中，该结晶半导体层包括一多晶硅半导体层。其中，更进一步包含步骤移除裸露于该第一欧姆接触区与该第二欧姆接触区外 的该蚀刻停止层的区域。其中，该分别形成一第一欧姆接触区以及一第二欧姆接触区的步骤，更包含步骤 通过相同的一光掩模同时图案化该欧姆接触层及该结晶半导体层。其中，该分别形成一源极以及一漏极的步骤，更包含下列步骤形成一电极层覆盖 于该欧姆接触层及该基板上；以及通过相同的一光掩模同时图案化该欧姆接触层及该电极层。其中，该沉积一欧姆接触层覆盖该结晶半导体层及该蚀刻停止结构的步骤，更进 一步包含沉积该欧姆接触层覆盖于部分该基板上的步骤。其中，该分别形成一源极以及一漏极的步骤，更包含下列步骤形成一电极层覆盖 于该欧姆接触层上；以及通过相同的一光掩模同时图案化该欧姆接触层及该电极层。此外，本专利技术的制作方法，可通过相同的光掩模同时图案化欧姆接触层及结晶半 导体层，或通过另一相同的光掩模同时图案化欧姆接触层及电极层。采用本专利技术容易控制多晶硅层(也可称为主动层)厚度的均勻性，不会产生电性 不均的问题。而且，不会产生电子迁移率降低、漏电流变大以及次临界效应变差等问题，因 此，晶体管元件可靠度好。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明121 131 135 150 170 190 220 223 233 251 311 341 352 381111 缓冲层 123 上表面 133 第三部分 141 第一欧姆接触区图1绘示本专利技术晶体管结构的一态样的结构示意图； 图2A、2B分别绘示本专利技术晶体管的主要特征结构的实施例一、二的示意图； 图3A、3B分别绘示本专利技术晶体管的主要特征结构的实施例三、四的示意图； 图4A 4J为本专利技术的具有蚀刻停止层的晶体管结构的工艺示意图； 图5A 5G为本专利技术的具有蚀刻停止层的晶体管结构的另一工艺示意图；以及 图6A 6D为本专利技术的形成一图案化蚀刻停止结构的工艺示意图。 其中，附图标记 100 晶体管结构 第一侧表面 第一部分已图案化的光刻胶层 电极层 栅极 导电层结晶半导体层 上表面 第三部分 源极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种具有蚀刻停止层的晶体管结构，其特征在于，至少包含一基板；一结晶半导体层，设置于该基板上，其中该结晶半导体层包括一上表面、一第一侧表面与一第二侧表面；一蚀刻停止结构，设置于该结晶半导体层上，且该蚀刻停止结构包含一第一部分及一第二部分；一欧姆接触层，设置于该结晶半导体层及该蚀刻停止结构上，包含一第一欧姆接触区与一第二欧姆接触区，其中该第一欧姆接触区自该蚀刻停止结构的该第一部分的上方朝向该结晶半导体层延伸且覆盖该结晶半导体层的该上表面的一侧，该第二欧姆接触区自该蚀刻停止结构的该第二部分的上方朝向该结晶半导体层延伸且覆盖该结晶半导体层的该上表面的另一侧；一源极，覆盖该第一欧姆接触区；一漏极，覆盖该第二欧姆接触区；一栅极绝缘层，设置于该源极、该漏极与该结晶半导体层上；以及一栅极，设置于该栅极绝缘层上对应该结晶半导体层。2.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该蚀刻停止结构的该第一部分被 夹设于该第一欧姆接触区正下方及该结晶半导体层之间，该蚀刻停止结构的该第二部分被 夹设于该第二欧姆接触区正下方及该结晶半导体层之间，该蚀刻停止结构的该第一部分与 该第二部分不接触，且暴露出部分该结晶半导体层。3.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该蚀刻停止结构更包含一第三部 分，而该第一部分、该第二部分及该第三部分连接构成一体的该蚀刻停止结构，且该蚀刻停 止结构与该第一欧姆接触区及该第二欧姆接触区完全覆盖住该结晶半导体层。4.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该第一欧姆接触区更进一步延伸 覆盖该结晶半导体层的该第一侧表面及部份该基板，且该第二欧姆接触区更进一步延伸覆 盖该结晶半导体层的该第二侧表面及部份该基板。5.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该结晶半导体层包含一多晶硅半 导体层。6.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该源极的边缘大体上与该第一欧 姆接触区的边缘对齐，且该漏极的边缘大体上与该第二欧姆接触区的边缘对齐。7.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该源极的边缘大体上与该蚀刻停 止结构的该第一部分的边缘对齐，且该漏极的边缘大体上与该蚀刻停止结构的该第二部分 的边缘对齐。8.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，包含一缓冲层，设置于该基板与该 结晶半导体层之间。9.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于，该源极突出于该第一欧姆接触区 并覆盖部分该基板，且该漏极突出于该第二欧姆接触区并覆盖部分该基板。10.根据权利要求1所述的晶体管结构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡晋玮，庄景桑，陈佳榆，
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
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