薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管，包括：一栅极；一栅绝缘层，覆盖该栅极；一氧化物半导体通道层，配置于该栅绝缘层上且位于该栅极上方，其中该氧化物半导体通道层为单一膜层且具有一第一部以及一第二部，该第一部位于该第二部以及该栅绝缘层之间，该第一部的结晶尺寸大于该第二部的结晶尺寸；以及一源极与一漏极，配置于该氧化物半导体通道层上。由于本发明专利技术的氧化物半导体包括多层不同氧含量的子层，并通过氧含量较高的子层来抑制临界电压偏移以及滤除紫外线，因此本发明专利技术的薄膜晶体管具有良好的电气特性与信赖性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，且尤其涉及一种具有氧化半导体通道层的。
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)、有机发光二极管显示器(organic light emitting diode 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阵列基板、彩色滤光基板以及夹于二者之间的液晶层所构成。在现有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，有许多研究指出氧化物半导体(oxide semiconductor)薄膜晶体管相较于非晶娃薄膜晶体管，具有较高的载子移动率(mobility)，而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(Vth)均匀性。因此，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。在现有的氧化物半导体薄膜晶体管中，氧化物半导体通道层的临界电压(Vth)在受到紫外光照射或者在负偏压(negative bias stress)操作时会产生偏移,进而影响到氧化物半导体薄膜晶体管的电气特性与信赖性，因此，如何改善氧化物半导体薄膜晶体管的临界电压偏移，是制造者亟欲解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，以改善氧化物半导体薄膜晶体管的临界电压偏移。本专利技术提供一种薄膜晶体管，其包括一栅极、一栅绝缘层、一氧化物半导体通道层、一源极以及一漏极。栅绝缘层覆盖栅极，而氧化物半导体通道层配置于栅绝缘层上且位于栅极上方，其中氧化物半导体通道层包括一第一子层与一第二子层，第二子层位于第一子层上，且第一子层的氧含量低于第二子层的氧含量。此外，源极与漏极配置于第二子层的部分区域上。本专利技术提供一种薄膜晶体管，其包括一栅极、一栅绝缘层、一氧化物半导体通道层、一源极以及一漏极。栅绝缘层覆盖栅极，而氧化物半导体通道层配置于栅绝缘层上且位于栅极上方，其中氧化物半导体通道层为单一膜层且具有一第一部与一第二部，第二部位于第一部上，且该第一部的结晶尺寸大于该第二部的结晶尺寸。此外，源极与漏极配置于氧化物半导体通道层上。在本专利技术的一实施例中，前述的氧化物半导体通道层包括一非晶硅氧化物半导体通道层。举例而言，氧化物半导体通道层的材质例如为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化锡(ZnO)、氧化镉 氧化锗(2Cd0 .GeO2)或氧化镍钴(NiCo2O4)。在本专利技术的一实施例中，前述的第二子层为一紫外线滤除层(UV shieldinglayer)。在本专利技术的一实施例中，前述的薄膜晶体管可进一步包括一第三子层，此第三子层配置于第一子层与第二子层之间，且第三子层的氧含量介于第一子层的氧含量与第二子层的氧含量之间。在本专利技术的一实施例中，前述的薄膜晶体管可进一步包括多个第三子层，这些第三子层配置于第一子层与第二子层之间，其中越靠近第一子层的第三子层的氧含量越低，而越靠近第二子层的第三子层的氧含量越高。在本专利技术的一实施例中，前述的第一子层的溅镀反应沉积氧/氩比例介于O至10之间，而第二子层的溅镀反应沉积氧/氩比例介于5至80之间。在本专利技术的一实施例中，前述的第一子层具有一第一倾斜侧壁，第二子层具有一第二倾斜侧壁，第一倾斜侧壁较缓，而第二倾斜侧壁较陡。本专利技术提供一种薄膜晶体管的制造方法，首先，于基板上形成栅极，接着，于基板上形成一栅绝缘层以覆盖栅极。之后，于栅极上方的栅绝缘层上依序形成一第一子层与一第二子层，其中第一子层的氧含量低于第二子层的氧含量。接着，于第二子层的部分区域上形成一源极与一漏极。在本专利技术的一实施例中，前述的第一子层与第二子层的形成方法包括在一第一溅镀反应沉积氧/氩比的条件下，于栅绝缘层上形成一第一材料层；在一第二溅镀反应沉积氧/ IS比的条件下，于第一材料层上形成一第二材料层；以及图案化第一材料层与第二材料层，以形成前述的第一子层与第二子层。在本专利技术的一实施例中，图案化第一材料层与第二材料层的方法是于第二材料层上形成一图案化光刻胶层，并以图案化光刻胶层为掩膜，移除未被图案化光刻胶层所覆盖的第一材料层与第二材料层。在本专利技术的一实施例中，前述的第一材料层与第二材料层是藉由一蚀刻剂蚀刻而被图案化。在本专利技术的一实施例中，前述的蚀刻剂例如为草酸。在本专利技术的一实施例中，前述的第一溅镀反应沉积氧/氩比例如介于O至10之间，而第二溅镀反应沉积氧/氩比例如介于5至80之间。本专利技术另提供一种薄膜晶体管，其包括一栅极、一栅绝缘层、一氧化物半导体通道层、一源极以及一漏极。栅绝缘层覆盖栅极，而氧化物半导体通道层配置于栅绝缘层上且位于栅极上方，其中氧化物半导体通道层包括一第一部与一第二部，第二部位于第一部上，且第一部的氧含量低于第二部的氧含量。此外，源极与漏极配置于氧化物半导体通道层上。其中，该氧化物半导体通道层包括一非晶硅氧化物半导体通道层。其中，该氧化物半导体通道层的材质包括氧化铟镓锌、氧化铟锌、氧化铟镓、氧化锡、氧化镉·氧化锗或氧化镍钴。其中，该第一部的氧含量低于该第二部的氧含量。由于本专利技术的氧化物半导体包括多层不同氧含量的子层(sub-layers)，并透过氧含量较高的子层来抑制临界电压偏移以及滤除紫外线，因此本专利技术的薄膜晶体管具有良好的电气特性与信赖性。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。附图说明图IA至图IE是本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造流程示意图。图2为本专利技术另一实施例的薄膜晶体管的剖面示意图。图3为本专利技术另一实施例的氧化物半导体通道层的剖面示意图。其中，附图标记100 :基板110:栅绝缘层120、120’、120” 氧化物半导体通道层120a :第一材料层120b :第二材料层120a’ 第一子层120b，第二子层120c’ 第三子层120c :第一部120d :第二部130 :保护层130a:接触窗140:像素电极G :栅极PR:图案化光刻胶SI :第一倾斜侧壁S2 :第二倾斜侧壁S :源极D :漏极具体实施例方式图IA至图IE是本专利技术一实施例的薄膜晶体管的制造流程示意图。请参照图1A，首先，于基板100上形成栅极G。在本实施例中，栅极G例如是透过导电薄膜沉积以及微影蚀刻工艺(photolithography and etch process)所制作而成。栅极G的材料例如为招、铜、钥、前述金属的合金、其前述金属的堆栈层或是其它导电材料。在完成栅极G的制作之后，接着于基板100上形成一栅绝缘层110以覆盖栅极G，此栅绝缘层110例如全面性覆盖于基板100以与栅极G上。在本实施例中，栅绝缘层110的材质例如为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其它介电材料。请参照图IB与图1C，在形成栅绝缘层110之后，于栅极G上方的栅绝缘层110上形成一氧化物半导体通道层120 (绘示于图1C)。在本实施例中，氧化物半导体通道层120的材质例如是氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：一栅极；一栅绝缘层，覆盖该栅极；一氧化物半导体通道层，配置于该栅绝缘层上且位于该栅极上方，其中该氧化物半导体通道层为单一膜层且具有一第一部以及一第二部，该第一部位于该第二部以及该栅绝缘层之间，该第一部的结晶尺寸大于该第二部的结晶尺寸；以及一源极与一漏极，配置于该氧化物半导体通道层上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李刘中，丁宏哲，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：