薄膜晶体管与其形成方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜电晶体晶体管与其形成方法。本发明专利技术提供的薄膜晶体管，包括栅极位于基板上。栅极介电层位于栅极与基板上，且源极/漏极位于栅极两侧的栅极介电层上。沟道层位于栅极中间部分的栅极介电层上，且沟道层接触源极/漏极。绝缘盖层覆盖沟道层，其中沟道层包括氧化物半导体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于薄膜晶体管，更特别关于氧化物半导体作为沟道层的结构及方法。
技术介绍
在薄膜晶体管(TFT)的工艺中，氧化物半导体(oxide semiconductor)的开发愈来愈受到重视，在日商与韩商已是列为重点开发项目之一。氧化物半导体可为氧化锌 (ZnO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化铟锌(IZO)、及氧化铟镓锌 (IGZO)等等。氧化物半导体用于元件制作上，已有背沟道蚀刻(BCE)五道掩模工艺、倒栅极共平面型五道掩模工艺、与采用蚀刻停止层的六道掩模工艺。上述工艺中，六道掩模工艺的蚀刻停止层可保护沟道层，所得到的元件特性表现皆较五道掩模者为佳，但需多一道掩模。 以五道掩模工艺而言，倒栅极共平面型五道掩模工艺可独立定义各层，较不受蚀刻选择特性限制，对面板制造商而言所需进行的变更最少，较具量产优势。但以未来大面积面板所需的铜金属工艺搭配氧化物半导体技术组合，在保护层覆盖铜金属层前，需以还原气氛的等离子(如氢气等离子)将金属表面的氧化物还原为铜。然而氧化物半导体对于还原气氛等离子极为敏感，将造成元件失效。综上所述，目前亟需一种新颖工艺，在不增加掩模数目的情况下，有效保护沟道层不受后续工艺如还原等离子损害。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供一种薄膜晶体管的形成方法，包括形成栅极于基板上；形成栅极介电层于栅极与基板上；形成源极/漏极于栅极两侧的栅极介电层上；形成氧化物半导体层于源极/漏极与栅极介电层上；形成绝缘盖层于氧化物半导体层上；以及图案化绝缘层与氧化物半导体层，形成绝缘盖层覆盖沟道层。本专利技术另一实施例提供一种薄膜晶体管，包括栅极，位于基板上；栅极介电层， 位于栅极与基板上；源极/漏极，位于栅极两侧的栅极介电层上；沟道层，位于栅极中间部分的栅极介电层上，且沟道层接触源极/漏极；以及绝缘盖层，覆盖沟道层，其中沟道层包括氧化物半导体。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中图1A-1B、2A-2B、3A-3C、4A-4D、5A及6A是本专利技术某些实施例中，薄膜晶体管的工艺剖视图；以及图1C、2C、3D、5B及6B是本专利技术某些实施例中，薄膜晶体管的工艺上视图。主要元件符号说明A-A， 剖面线；10 基板；12 图案化金属层；14 栅极介电层；16 金属层；16A 源极；16B 漏极；18、36 图案化光阻层；32 氧化物半导体层；；34 绝缘层；37 绝缘盖层；38 沟道层；54 接触孔；62 导电图案。具体实施例方式下列说明中的实施例将描述如何形成并使用薄膜晶体管。必需理解的是，这些实施例提供多种可行的专利技术概念，并可应用于多种特定内容中。特定实施例仅用以说明形成及使用实施例的特定方式，并非用以局限本专利技术的范围。如图IA所示，形成图案化金属层12于基板10上。基板10可为透光(如玻璃、石英、或类似物)或不透光(如晶片、陶瓷、或类似物)的刚性无机材质，亦可为塑胶、橡胶、聚酯、或聚碳酸酯等可挠性有机材质。在某些实施例中的基板10采用透光材质，最后形成的薄膜晶体管可应用于穿透式、半穿反、或反射式液晶显示器。在其他实施例中的基板10采用不透光或透光性不佳的材质，最后形成的薄膜晶体管只能应用于反射式液晶显示器，或自发光显示器上。上述图案化金属层12的材质可为金属、合金、或上述的多层结构。在某些实施例中，图案化金属层12为钼、铝、铜、钛等单层或多层组合的金属或合金。图案化金属层12的形成方法可为形成金属层于基板10上，再以光刻图案化工艺搭配蚀刻法形成图案化金属层12。金属层的形成方法可为物理气相沉积法(PVD)、溅镀法、或类似方法。光刻图案化工艺可为下述步骤涂布光阻如旋涂法、软烘烤、对准掩模、曝光、曝光后烘烤、显影、冲洗、干燥如硬烘烤、其他合适工艺、或上述的组合。此外，光刻的曝光工艺可改用其他方法如无掩模光刻、电子束直写、或离子束直写。蚀刻工艺可为干蚀刻、湿蚀刻、或上述的组合。虽然在后述的图IC中，图案化金属层12只作为薄膜晶体管的栅极以及与的相连的栅极线，但图案化金属层12亦可作为接触垫、储存电容的下电极、或其他元件，端视需要而定。如图IB所示，接着形成介电层14于图案化金属层12上。介电层14的组成可为有机材质如有机硅氧化合物，或无机材质如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质的多层结构。介电层14的形成方法可为化学气相沉积法(CVD)如等离子增强式CVD (PECVD)、低压CVD (LPCVD)、次常压CVD (SACVD)、物理气相沉积(PVD)、或类似技术。虽然在后述的图IC中，介电层14仅作为薄膜晶体管栅极介电层，但介电层14亦可作为储存电容的电容介电层或其他元件，视需要而定。可以理解的是，图IC中剖面线A-A’的剖视图即图IB所示的结构。如图2A所示，形成另一金属层16于介电层14上。金属层16的材质可为金属、合金、或上述的多层结构。在某些实施例中，金属层16为铜或铜合金。在其他实施例中，金属层16不含铜，比如钼/铝/钼的多层结构、或钼/铝/钛多层或单层金属或合金。金属层 16的形成方法可为电镀法、无电电镀法、PVD、溅镀法、或类似方法。如图2B所示，形成图案化光阻层18于金属层16上，其形成方法可为光刻图案化工艺如上述，在此不赘述。以图案化光阻层18作遮罩蚀刻金属层16，即形成源极16A与漏极16B。蚀刻方法可为干蚀刻、湿蚀刻、或上述的组合。之后可移除图案化光阻层18，移除方法可为湿式去光阻剥膜液去除或光阻灰化。虽然在后述的图2C中，金属层16在图案化后作为薄膜晶体管的源极/漏极16A/16B与源极线，但亦可作为其他线路或其他元件，视需要而定。可以理解的是，图2C中剖面线A-A’的剖视图即图2B移除图案化光阻层18后所示的结构。如图3A所示，形成氧化物半导体层32于图2B移除图案化光阻层18后的结构上， 再形成绝缘层34于氧化物半导体层32上。在一实施例中，氧化物半导体层32的组成可为氧化锌、氧化铟、铟镓锌氧化物、或氧化锡。在其他实施例中，氧化物半导体层32可为氧化锌、氧化铟、铟镓锌氧化物、氧化锡、氧化镓、氧化铝、及氧化钛中至少两者的组合。氧化物半导体层32的形成方法可为CVD如PECVD、LPCVD, SACVD、物理与气相沉积(PVD)、溶液合成方式沉积、或类似方法。在本专利技术一实施例中，绝缘层34的组成可为有机材料如压克力系材料，其形成方法可为旋转涂布法、狭缝涂布法、浸泡法、或其他类似方法。在本专利技术另一实施例中，绝缘层34的组成可为无机材料如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铪、或氮化铝，其形成方法可为溅镀法、CVD如PECVD、LPCVD、或SACVD、或类似沉积方法。在其他实施例中，绝缘层34的组成为钝化金属层如氧化铝、氧化钛、氮化钛、或其他氧化或氮化的金属层，其形成方法是先形成金属层于氧化物半导体体层32上，再以氧气或氮气钝化金属层。不过值得注意的是，钝化金属层需考虑到物质本性。举例来说，氧化铝与氮化铝均为绝缘材料，因此铝的钝化方式可为氧化或氮化。另一方面，氧化钛为绝缘材料但氮化钛仍为导电材料，因此钛的钝化方式只能采用氧化而不能采用氮化。上述步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林信宏，张荣芳，高克毅，
申请(专利权)人：奇美电子股份有限公司，群康科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：