半导体元件及其制造方法技术

一种半导体元件及其制造方法，该半导体元件包括栅极、覆盖栅极的绝缘层、位于绝缘层上方的源极以及漏极、位于栅极以及源极与漏极之间的金属氧化物半导体通道层、以及覆盖金属氧化物半导体通道层以及源极与漏极的保护层。特别是，保护层包括主体材料以及含氧化物官能基成份，所述含氧官能基成份与主体材料产生键结，且含氧官能基成份与金属氧化物半导体通道层产生键结。由于本发明专利技术的半导体元件中的保护层的含氧官能基成份会与金属氧化物半导体通道层产生键结，使得金属氧化物半导体通道层的载子浓度降低。因此使用上述金属氧化物半导体通道层之薄膜晶体管之元件特性便转变成增强型，因而可使其栅极启始电压等于0(Vg＝0)时的漏电流变小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种，且特别是有关于一种具有金属氧 化物半导体通道层的。
技术介绍
近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特 性的平面显示面板(flat display panels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶 显示器(liquid crystal displays)、等离子显示器(plasma displays)、有机电激发光显 示器(electroluminescent displays)等。以目前最为普及的液晶显示器为例，其主要是 由薄膜晶体管数组基板、彩色滤光基板以及夹于二者之间的液晶层所构成。在习知的薄膜 晶体管阵列基板上，多采用非晶硅(a-Si)薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管作为各个 子像素的切换元件。近年来，已有研究指出金属氧化物半导体薄膜晶体管相较于非晶硅薄 膜晶体管具有较高的载子移动率(mobility)，而金属氧化物半导体薄膜晶体管相较于低温 多晶硅薄膜晶体管则具有较佳的临界电压(threat hold voltage, Vth)均勻性。因此，金 属氧化物半导体薄膜晶体管有潜力成为下一代平面显示器的关键元件。然而，目前金属氧化物半导体薄膜晶体管的元件操作性质是属于空乏型。因此，其 在栅极启始电压等于0(Vg = 0)时会有漏电流偏高的情形，因而限制了金属氧化物半导体 薄膜晶体管在某些电路上的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种，其可降低金属氧化物半导体薄膜晶体 管之栅极启始电压等于O(Vg = O)时的漏电流。本专利技术提出一种半导体元件的制造方法，包括在基板上形成栅极。在栅极上形成 绝缘层。在绝缘层上形成金属氧化物半导体通道层。在绝缘层上形成源极以及漏极。在基 板上形成保护层，覆盖金属氧化物半导体通道层。特别是，形成保护层的方法包括制备保护 材料混合物，其包括主体材料以及含氧化物官能基成份。所述含氧化物官能基成份之化学 式如式1所示R1-0-0-R2(式 1)其中Rl以及R2分别表示氢(hydrogen)、具有1 20个碳原子的经取代 或未经取代的烷基(Cl C20alkyl)、具有3 20个碳的经取代或未经取代的环烷 基(C3-C20cycl0alkyl)、具有6 20个碳原子的经取代或未经取代的芳香族羟基 (C6-C20aryl)、具有7 20个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基(C7-C20aralkyl)或具 有7 20个碳原子的经取代或未经取代的烷芳基(C7-C20alkaryl)，或是Rl与R2构成具 有3 20个碳原子的经取代或未经取代的环烷基(C3-C12cycl0alkyl)。接着，将上述保护 材料混合物涂布于金属氧化物半导体通道层上，并以使保护材料混合物的含氧化物官能基 成份与该金属氧化物半导体通道层产生反应。5其中，Rl以及R2分别进一步包括直链或分支烷基。其中，Rl以及R2分别为经取代的烷基、环烷基、芳香族羟基、芳烷基、烷芳基，或是 Rl与R2构成经取代的环烷基，且Rl以及R2可由一或多个取代基取代，所述取代基选自氢 氧基、氧烷基、直链或分支烷基、芳烷基、卤素、酯基、羧基、亚硝酸基、或氨基。其中，该保护材料混合物的该主体材料包括丙烯酸聚合物、环烯烃聚合物、环氧树 脂、硅氧烷、氟聚合物、聚酰亚胺或其组合。其中，该保护材料混合物的该含氧化物官能基成份选自 OO权利要求1.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，包括在一基板上形成一栅极；在该栅极上形成一绝缘层；在该绝缘层上形成一金属氧化物半导体通道层；在该绝缘层上形成一源极以及一漏极；以及在该基板上形成一保护层，覆盖该金属氧化物半导体通道层，其中形成该保护层的方 法包括制备一保护材料混合物，其包括一主体材料以及一含氧化物官能基成份，其中该含氧 化物官能基成份的化学式如式1所示R1-0-0-R2 式 1其中Rl以及R2分别表示氢(hydrogen)、具有1 20个碳原子的经取代或未经取代 的烷基、具有3 20个碳的经取代或未经取代的环烷基、具有6 20个碳原子的经取代或 未经取代的芳香族羟基、具有7 20个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基或具有7 20 个碳原子的经取代或未经取代的烷芳基，或是Rl与R2构成具有3 20个碳原子的经取代 或未经取代的环烷基；以及将该保护材料混合物涂布于该金属氧化物半导体通道层上，并以使该保护材料混合物 的该含氧化物官能基成份与该金属氧化物半导体通道层产生反应。2.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，Rl以及R2分别进一步 包括直链或分支烷基。3.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，Rl以及R2分别为经取 代的烷基、环烷基、芳香族羟基、芳烷基、烷芳基，或是Rl与R2构成经取代的环烷基，且Rl 以及R2可由一或多个取代基取代，所述取代基选自氢氧基、氧烷基、直链或分支烷基、芳烷 基、卤素、酯基、羧基、亚硝酸基、或氨基。4.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，该保护材料混合物的 该主体材料包括丙烯酸聚合物、环烯烃聚合物、环氧树脂、硅氧烷、氟聚合物、聚酰亚胺或其 组合。5.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，该保护材料混合物的该含氧化物官能基成份选自6.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，该含氧化物官能基成 份于该保护材料混合物中的比例为0. Iwt% IOwt%。7.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，更包括在该保护层上 形成一像素电极，该像素电极与该漏极电性连接。8.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，该金属氧化物半导体 通道层包括氧化铟镓锌、氧化锌、氧化锡、氧化铟锌、氧化镓锌、氧化锌锡或氧化铟锡。9.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，将该保护材料混合物 涂布于该金属氧化物半导体通道层上之后，更包括进行一固化程序，以使该保护材料混合 物固化，并使该保护材料混合物的该含氧化物官能基成份与该金属氧化物半导体通道层产 生反应。10.根据权利要求9所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，该固化程序包括一加 热程序或是一照光程序。11.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，该金属氧化物半导体 通道层的厚度为50 1200埃，该保护层的厚度为0. 2 3. 0微米。12.—种半导体元件，其特征在于，包括一栅极；一绝缘层，覆盖该栅极；一源极以及一漏极，位于该绝缘层上方；一金属氧化物半导体通道层，位于该栅极以及该源极与该漏极之间；以及一保护层，覆盖该金属氧化物半导体通道层以及该源极与该漏极，其特征在于，该保 护层包括一主体材料以及一含氧化物官能基成份，该含氧官能基成份与该主体材料产生键 结，且该含氧官能基成份与金属氧化物半导体通道层产生键结。13.根据权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，该保护材料混合物的该主体材 料包括丙烯酸聚合物、环烯烃聚合物、环氧树脂、硅氧烷、氟聚合物、聚酰亚胺或其组合。14.根据权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，该保护材料混合物的该含氧化 物官能基成份选自15.根据权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，更包括一像素电极，位在该保护 层上，且该像素电极与该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件的制造方法，其特征在于，包括：在一基板上形成一栅极；在该栅极上形成一绝缘层；在该绝缘层上形成一金属氧化物半导体通道层；在该绝缘层上形成一源极以及一漏极；以及在该基板上形成一保护层，覆盖该金属氧化物半导体通道层，其中形成该保护层的方法包括：制备一保护材料混合物，其包括一主体材料以及一含氧化物官能基成份，其中该含氧化物官能基成份的化学式如式１所示：Ｒ１－Ｏ－Ｏ－Ｒ２　式１其中Ｒ１以及Ｒ２分别表示氢（ｈｙｄｒｏｇｅｎ）、具有１～２０个碳原子的经取代或未经取代的烷基、具有３～２０个碳的经取代或未经取代的环烷基、具有６～２０个碳原子的经取代或未经取代的芳香族羟基、具有７～２０个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基或具有７～２０个碳原子的经取代或未经取代的烷芳基，或是Ｒ１与Ｒ２构成具有３～２０个碳原子的经取代或未经取代的环烷基；以及将该保护材料混合物涂布于该金属氧化物半导体通道层上，并以使该保护材料混合物的该含氧化物官能基成份与该金属氧化物半导体通道层产生反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪铭钦，林威廷，涂峻豪，陈嘉祥，
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