[發明專利]薄膜晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201110396517.3
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102437195A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 蘇家怡
• 申請（專利權）人: 友達光電股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/10;H01L21/336;H01L21/32
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;張志杰

技術領域

本發明涉及一種薄膜晶體管及其制造方法，且特別涉及一種具有蝕刻終止層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)、有機發光二極管(OLED)顯示器等。在公知的顯示器中，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元件。近年來，已有研究指出金屬氧化物半導體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鍵元件。

一般來說，在金屬氧化物半導體薄膜晶體管中，會于溝道層上配置蝕刻終止層，以保護溝道層不會受到后續源極與漏極制造工藝的破壞。然而，此舉使得薄膜晶體管制造工藝必須多增加一道黃光制造工藝，包括額外進行涂布光致抗蝕劑、曝光、顯影以及顯影后檢查等步驟，導致薄膜晶體管制造工藝的成本與時間隨之增加。

發明內容

本發明提供一種薄膜晶體管的制造方法，使薄膜晶體管具有較佳的元件特性。

本發明另提供一種薄膜晶體管，其具有較佳的元件特性。

本發明提出一種薄膜晶體管的制造方法。于一基板上形成一柵極。于基板上形成一柵極絕緣層，以覆蓋柵極。于柵極絕緣層上形成一半導體材料層。形成一蝕刻終止材料層于柵極上方的半導體材料層上，其中蝕刻終止材料層具有一第一區塊與位于第一區塊兩側的一第二區塊，第一區塊的厚度大于第二區塊的厚度，且蝕刻終止材料層包括一有機無機混合材料。以蝕刻終止材料層為掩模，移除部分半導體材料層，以形成一溝道層。移除蝕刻終止材料層的第二區塊，以形成一蝕刻終止層，蝕刻終止層覆蓋部分溝道層。于覆蓋有蝕刻終止層的溝道層上形成一源極與一漏極。

本發明另提出一種薄膜晶體管。薄膜晶體管包括一基板、一柵極、一柵極絕緣層、一溝道層、一蝕刻終止層以及一源極與一漏極。柵極配置于基板上。柵極絕緣層覆蓋柵極。溝道層配置于柵極絕緣層上且位于柵極上方。蝕刻終止層覆蓋部分溝道層，其中蝕刻終止層的材料包括一有機無機混合材料。源極與漏極配置于覆蓋有蝕刻終止層的溝道層上。

基于上述，在本發明的薄膜晶體管的制造方法中，以有機無機混合材料形成包括第一區塊與第二區塊的蝕刻終止材料層，其中第二區塊位于第一區塊兩側且具有較大的厚度。第一區塊與第二區塊作為用以定義溝道層的掩模，在移除第二區塊之后，剩余的第一區塊作為保護溝道層的蝕刻終止層。換言之，本發明以蝕刻終止材料層來定義溝道層并保護溝道層，以降低制作成本與時間以及提升元件特性。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A至圖1F是依照本發明一實施例的薄膜晶體管的制造方法流程剖面示意圖。

【主要附圖標記說明】

100：基板

102：柵極

104：柵極絕緣層

106：半導體材料層

110：蝕刻終止材料層

112：第一區塊

114：第二區塊

116：溝道層

118：蝕刻終止層

120：源極

122：漏極

124：保護層

130：薄膜晶體管

t1、t2：厚度

具體實施方式

圖1A至圖1F是依照本發明一實施例的薄膜晶體管的制造方法流程剖面示意圖。

請參照圖1A，首先，于基板100上形成柵極102。基板100例如是玻璃基板、石英基板或是其他基板。柵極102例如是單層或多層堆疊的導電材料，導電材料可以選自由銅(Cu)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鎢(W)、銀(Ag)、金(Au)及其合金所組成的族群中的至少之一。柵極102的形成方法可通過光刻及蝕刻制造工藝來圖案化導電材料而制作。

然后，于基板100上形成柵極絕緣層104，以覆蓋柵極102。柵極絕緣層104的材質例如是二氧化硅、氮化硅或是氮氧化硅等介電材料，其形成方法例如是化學氣相沉積法。