[發(fā)明專利]薄膜晶體管的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110051214.8
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102176417A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜信銓;賴宥豪;李懷安
• 申請（專利權(quán)）人: 華映視訊（吳江）有限公司;中華映管股份有限公司
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L29/786
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種半導體結(jié)構(gòu)的制作方法，且特別是有關(guān)于一種薄膜晶體管的制作方法。

背景技術(shù)

近來環(huán)保意識抬頭，具有低消耗功率、空間利用效率佳、無輻射、高畫質(zhì)等優(yōu)越特性的平面顯示面板（flat?display?panels）已成為市場主流。常見的平面顯示器包括液晶顯示器（liquid?crystal?displays）、等離子體顯示器（plasma?displays）、有機電激發(fā)光顯示器（electroluminescent?displays）等。以目前最為普及的液晶顯示器為例，其主要是由薄膜晶體管陣列基板、彩色濾光基板以及夾于二者之間的液晶層所構(gòu)成。在習知的薄膜晶體管陣列基板上，多采用非晶硅（a-Si）薄膜晶體管或低溫多晶硅薄膜晶體管作為各個子像素的切換組件。近年來，已有研究指出金屬氧化物半導體（metal?oxide?semiconductor）薄膜晶體管相較于非晶硅薄膜晶體管，具有較高的載子移動率（mobility），而金屬氧化物半導體薄膜晶體管相較于低溫多晶硅薄膜晶體管，則具有較佳的臨界電壓（threat?hold?voltage,?Vth）均勻性。因此，金屬氧化物半導體薄膜晶體管有潛力成為下一代平面顯示器的關(guān)鍵組件。

一般來說，非晶硅（a-Si）薄膜晶體管的保護層通常是選用等離子體輔助化學氣相沈積法（Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition,?PECVD）所沉積的含氫的氮化硅（SiNx：H），其中含氫的氮化硅具有較佳阻隔水氣及氧氣的效果。然而，對于金屬氧化物半導體薄膜晶體管而言，等離子體輔助化學氣相沈積法所沉積的含氫的氮化硅會改變金屬氧化物半導體材料層的特性，以使得原本具有半導體特性的金屬氧化物半導體材料層轉(zhuǎn)成具導體特性的金屬氧化物半導體材料層，進而造成薄膜晶體管組件的信道的導通。為了改善上述的問題，目前是采用氧化硅（SiOx）來作為金屬氧化物半導體材料層的保護層。然而，氧化硅在大氣環(huán)境之中容易受到水氣以及氧氣的影響，進而影響金屬氧化物半導體薄膜晶體管的電性表現(xiàn)以及可靠度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種薄膜晶體管的制作方法，用以改善薄膜晶體管受水氣及氧氣的穿透而導致可靠度降低的問題。

本發(fā)明提出一種薄膜晶體管的制作方法，其包括下述步驟。于一基材上形成一柵極、一源極以及一漏極。于基材上形成一柵絕緣層，以覆蓋柵極并隔絕柵極與源極以及柵極與漏極。于柵絕緣層上形成一具有絕緣特性的金屬氧化物材料層。于基材上形成一含氫的氮化硅層，以覆蓋源極、漏極以及具有絕緣特性的金屬氧化物材料層，其中形成含氫的氮化硅層的方法包括進行一沉積程序，且于結(jié)束沉積程序之前，于沉積程序中通入一硅烷氣體以使具有絕緣特性的金屬氧化物材料層轉(zhuǎn)換成一具有半導體特性的金屬氧化物材料層。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的于形成具有絕緣特性的金屬氧化物材料層之后，形成源極與漏極，且源極與漏極暴露出部分金屬氧化物材料層。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的于形成源極與漏極之后，形成具有絕緣特性的金屬氧化物材料層。金屬氧化物材料層的一部分位于源極與漏極之間，而金屬氧化物材料層的另一部分位于源極與漏極上。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的金屬氧化物材料層的材質(zhì)包括II-VI族化合物。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的金屬氧化物材料層還摻雜有選自由堿土金屬、IIIA族、VA族、VIA族或過渡金屬所組成的族群的一或多個元素。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的形成具有絕緣特性的金屬氧化物材料層的方法包括濺鍍法、原子沉積法、旋轉(zhuǎn)涂布法、噴墨印刷法或網(wǎng)版印刷法。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的濺鍍法包括通入流量介于5?sccm至50?sccm之間的一氧氣氣體以及流量介于20?sccm至50?sccm之間一氬氣氣體。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的沉積程序中所通入的硅烷氣體的流量介于5?sccm至10?sccm之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的沉積程序中還包括通入一氧化二氮氣體以及一氦氣氣體，而所通入氧化二氮氣體的流量介于500?sccm至1000?sccm之間，所通入氦氣氣體的流量介于1000?sccm至1500?sccm之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的沉積程序中還包括進行一退火程序，而退火程序的溫度介于200℃至500℃之間。