[發明專利]具銅導線結構的薄膜晶體管及其制造方法

無效

• 申請號: 200610092278.1
• 申請日: 2006-06-16
• 公開（公告）號: CN101090123A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 吳健為;梁碩瑋;陳琬琪;楊承慈;劉思呈;王敏全;官永佳
• 申請（專利權）人: 臺灣薄膜電晶體液晶顯示器產業協會;中華映管股份有限公司;友達光電股份有限公司;廣輝電子股份有限公司;瀚宇彩晶股份有限公司;奇美電子股份有限公司;財團法人工業技術研究院;統寶光電股份有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L23/522;H01L29/786;H01L29/49;H01L21/84;H01L21/768;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 田野

技術領域

本發明是有關于一種薄膜晶體管液晶屏幕，特別是指一種具銅導線結構的薄膜晶體管及其制造方法。

背景技術

隨著液晶顯示器應用逐漸廣泛，顯示器的尺寸也隨著逐漸在增加。然而，隨著顯示器的尺寸增加，RC電路的延遲問題也越來越嚴重，因此發展出以低阻值的銅金屬作為導線。但是銅對絕緣基板的附著力較差，而且Cu離子易擴散至有源層，造成組件失效，為了增加Cu與下層附著力并抑制銅離子擴散，常會使用Mo、Ti、Ta等金屬形成復層結構，但在蝕刻工藝時，需要分別蝕刻兩種金屬層，如欲使用單一蝕刻液蝕刻復層金屬，由于金屬種類不同，較難有理想的蝕刻結果。

此外，若是僅以銅合金來作為金屬柵極，雖然銅合金已被證實可以抑制銅離子擴散并與底材有良好的黏合效果，但是銅合金由于阻值較高，且靶材制作成本高，在應用上仍有疑慮。

發明內容

本發明為一具銅導線結構的薄膜晶體管及其制造方法，是以至少一銅合金層與一銅金屬層來形成多層金屬結構的柵極，以降低阻值、改善銅金屬層的附著度及抑制銅離子的擴散。此外，將銅合金層及銅金屬層圖形化時，僅需要單層銅蝕刻液，而無須蝕刻兩種不同的金屬薄膜，可簡化導線的圖形化工藝。

根據本發明所提供的一實施例中，依序形成具有至少一個銅合金層及一銅金屬層的銅導線，接著，在定義銅導線的圖形后，進行熱處理的動作，以產生圖形化的柵極，最后，依序由下而上堆棧形成圖案化的柵極絕緣層、有源層、歐姆接觸層、數據線、源極、漏極、保護層以及像素電極于柵極上，以形成具有多層金屬結構銅導線的薄膜晶體管。

根據本發明所提供的另一實施例中，與上述實施例不同點在于，先作熱處理后，在定義銅導線的圖形，以產生圖形化的柵極。

其中，熱處理的溫度約為100至500℃。銅合金層中除了其本身的合金元素外，其余的合金元素含量約為0.2至10的百分比。銅合金層的厚度約為10至2000埃，而銅金屬層的厚度約為1000至4000埃。

附圖說明

圖1A～圖1C為本發明內容的雙層金屬結構的柵極的工藝剖面圖；

圖2至圖5為本發明內容的薄膜晶體管的工藝剖面圖；以及

圖6為本發明內容的三層金屬結構的柵極的工藝剖面圖。

符號說明：

基板121

柵極131

柵極線133

柵極絕緣層140

有源層150??

歐姆接觸層160

源極171

漏極172

保護層180

像素電極190

銅合金層C1

銅金屬層C2

漏極接觸口D

具體實施方式

請同時參考圖1A至圖1C，其為本發明內容的雙層金屬結構的柵極的工藝剖面圖。

首先，在本發明產生柵極(gate)131與柵極線(gate?line)133的一實施例中，如圖1A至圖1B所示，是在基板(substrate)121上，依序沉積形成一層厚度大約10至2000埃(angstrom)的銅合金層(copper?alloy?layer)C1及一層厚度大約1000至4000埃的銅金屬層(copper?layer)C2。然后，如圖1C所示，定義已形成的銅合金層C1與銅金屬層C2等雙層金屬結構的圖形，以產生雙層金屬結構的銅導線，再以大約100至500℃的溫度進行熱處理(heattreatment)。

在本發明產生柵極131與柵極線133的另一實施例中，如圖1A至圖1B所示，是在基板121上，依序沉積形成一層厚度大約為10至2000埃的銅合金層C1及一層厚度大約為1000至4000埃的銅金屬層C2。接著，以大約100至500℃的溫度，將基板121、銅合金層C1及銅金屬層C2進行熱處理，然后，如圖1C所示，再定義已形成的銅合金層C1與銅金屬層C2等雙層金屬結構的圖形，以產生雙層金屬結構的銅導線。