[發明專利]薄膜晶體管及其制造方法

無效

• 申請號: 201110095231.1
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102184864A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 張錫明
• 申請（專利權）人: 福建華映顯示科技有限公司;中華映管股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/77;H01L29/786;H01L29/43
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明是有關于一種薄膜晶體管及其制造方法，且特別是有關于一種采用氧化物半導體層的透明的薄膜晶體管及其制造方法。

背景技術

近來環保意識抬頭，具有低消耗功率、空間利用效率佳、無輻射、高畫質等優越特性的液晶顯示面板(Liquid?crystal?display?panel,?LCD?panel)已成為市場主流。

以往，液晶顯示面板大多采用非晶硅(a-Si)薄膜晶體管、或低溫多晶硅(Low-temperature?polysilicon,?LTPS)薄膜晶體管作為各個畫素結構的開關組件。然而，近年來，已有研究指出：相較于非晶硅薄膜晶體管，氧化物半導體(oxide?semiconductor)薄膜晶體管具有較高的載子移動率(mobility)；并且，相較于低溫多晶硅薄膜晶體管，氧化物半導體薄膜晶體管具有較佳的臨界電壓(threshold?voltage,Vth)均勻性。因此，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鍵組件。

在各種氧化物半導體薄膜晶體管的應用中，有一種應用是：利用氧化物半導體薄膜晶體管來制作透明的薄膜晶體管數組基板（TFT?array?substrate）。基于提升透明性的考慮，設計者采用了將薄膜晶體管數組基板中不透光的組件(如采用金屬的源極、汲極、閘極、掃描線與數據線等)的材料更換為透光的材料（如銦錫氧化物,?ITO）。然而，由于銦錫氧化物的材料特性與氧化物半導體薄膜晶體管中的氧化物半導體層（如氧化銦鎵鋅(IGZO)）的材料特性十分相似，即兩者的蝕刻選擇比(etch?selection?ratio)相當接近，將產生以下的問題。

更詳細而言，于底部閘極(bottom?gate)型氧化物半導體薄膜晶體管的制程中，在蝕刻上層的源極、汲極（采用ITO）時，容易發生位在源極、汲極下方的氧化物半導體層（采用IGZO）也被蝕刻，導致氧化物半導體層損壞的情形。

另外，于頂部閘極(top?gate)型氧化物半導體薄膜晶體管的制程中，在蝕刻上層的氧化物半導體層（采用IGZO）時，則容易發生位在氧化物半導體層下方的源極、汲極（采用ITO）也被蝕刻，導致源極、汲極被損壞的情形。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種薄膜晶體管的制造方法，可提高薄膜晶體管的制作良率，并能降低制作成本。

本發明提供一種薄膜晶體管，具有高制程良率、且制作成本低。

本發明提供一種薄膜晶體管的制造方法。于基板上形成彼此電性絕緣的透明源極與透明汲極。于基板上形成圖案化透明氧化物半導體層而完全包覆透明源極與透明汲極。于基板上形成閘絕緣層，閘絕緣層至少覆蓋于透明源極與透明汲極之間的部分圖案化透明氧化物半導體層。于透明源極、透明汲極上方的閘絕緣層上形成透明閘極。

本發明提供另一種薄膜晶體管的制造方法。于基板上形成圖案化透明氧化物半導體層。于部分圖案化透明氧化物半導體層上形成圖案化蝕刻阻擋層。于圖案化蝕刻阻擋層的兩側分別形成彼此電性絕緣的透明源極與透明汲極，透明源極、透明汲極與圖案化蝕刻阻擋層共同完全包覆圖案化透明氧化物半導體層。于基板上形成閘絕緣層，閘絕緣層覆蓋透明源極與透明汲極。于透明源極、透明汲極上方的閘絕緣層上形成透明閘極。

本發明提供一種薄膜晶體管，包括：彼此電性絕緣的透明源極與透明汲極、圖案化透明氧化物半導體層、閘絕緣層以及透明閘極。圖案化透明氧化物半導體層完全包覆透明源極與透明汲極。閘絕緣層至少覆蓋于透明源極與透明汲極之間的部分圖案化透明氧化物半導體層。透明閘極位于透明源極、透明汲極上方的閘絕緣層上。

本發明提供另一種薄膜晶體管，包括：圖案化透明氧化物半導體層、圖案化蝕刻阻擋層、透明源極、透明汲極、閘絕緣層以及透明閘極。圖案化蝕刻阻擋層位于部分圖案化透明氧化物半導體層上。透明源極與透明汲極彼此電性絕緣、且位于圖案化蝕刻阻擋層的兩側，其中，透明源極、透明汲極與圖案化蝕刻阻擋層共同完全包覆圖案化透明氧化物半導體層。閘絕緣層覆蓋透明源極與透明汲極。透明閘極位于透明源極、透明汲極上方的閘絕緣層上。

在本發明的一實施例中，前述的透明源極、透明汲極的材質是選自于：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物及其組合。