[發(fā)明專利]薄膜晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810100660.5
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108346704B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃北洲
• 申請（專利權(quán)）人: 惠科股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇;王寧

本申請揭露一種薄膜晶體管及其制造方法。所述制造方法包括：形成一絕緣層于基材與閘電極上；把閘電極當(dāng)成光掩模，利用負(fù)光阻光刻去除閘電極上方的絕緣層,使閘電極的高度低于兩旁絕緣層的高度；形成一閘極介電層于閘電極與絕緣層上；形成一半導(dǎo)體材料層于閘極介電層上并圖案化半導(dǎo)體材料層，使半導(dǎo)體材料層對應(yīng)于閘電極而設(shè)置；形成一第二導(dǎo)電層在半導(dǎo)體材料層與閘極介電層上；以及圖案化第二導(dǎo)電層，以于半導(dǎo)體材料層上分別形成一源電極與一漏電極，其中源電極與漏電極分別接觸半導(dǎo)體材料層，且閘電極分別使源電極和漏電極自對準(zhǔn)重疊。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種用于薄膜晶體管的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于薄膜晶體管的自對準(zhǔn)制造技術(shù)。

背景技術(shù)

薄液晶體管(TFT)被用于液晶顯示器和成像器中，以控制或感測顯示器或圖像的每個像素的狀態(tài)。在薄膜晶體管的顯示器或傳感器系統(tǒng)中，通過使每個像素或單元具有基本相同的操作特性來優(yōu)化系統(tǒng)的操作特性。其中，薄膜晶體管的工作特性可包括開關(guān)速度，驅(qū)動線和感測線的電容負(fù)載，以及晶體管的增益等等。

在公知技藝中，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同像素或單元特性變化的問題之一，是不能精確地對準(zhǔn)以限定薄膜晶體管的源電極和漏電極的掩模(mask)位置，從而確保源電極/漏電極相對于閘電極的準(zhǔn)確對準(zhǔn)。若源電極/漏電極相對于閘電極未對準(zhǔn)將導(dǎo)致閘電極與源電極或漏電極之間的重疊增加，同時閘電極與其中另一個之間的重疊減少。由于閘電極和源電極或漏電極之間的寄生電容是它們之間重疊的直接功能，所以這種重疊位置的改變會引起器件電容的變化，從而改變其它電路的開關(guān)速度和負(fù)載。

另外，若源電極/漏電極相對于閘電極未對準(zhǔn)可能需要增加閘電極的尺寸以確保所有器件在閘電極與源電極/漏電極之間具有可接受的重疊位置，而增加閘電極的尺寸將增加器件的尺寸，從而增加了每個器件的總電容。器件的電容是重要的，因為它控制了閘電極的充電時間、閘電極與源電極/漏電極節(jié)點之間的電容耦合，以及由非晶硅或非晶硅介質(zhì)界面處的缺陷引入的噪聲。因此，需要在源電極/漏電極與閘電極之間提供自對準(zhǔn)，以便在整個芯片上在閘電極與每個源電極和漏電極之間保持固定的及可預(yù)測的重疊位置，以確保系統(tǒng)的操作特性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的為提供一種自對準(zhǔn)的薄膜晶體管及其制造方法，可使閘電極與源電極和漏電極之間保持固定及可預(yù)測的重疊位置，并可控制重疊影響以確保其操作特性。

本申請?zhí)岢鲆环N薄膜晶體管的制造方法，包括：在一基材上形成一第一導(dǎo)電層，并圖案化第一導(dǎo)電層以形成一閘電極；形成一絕緣層于基材與閘電極上；把閘電極當(dāng)成光掩模，利用負(fù)光阻光刻去除閘電極上方的部分絕緣層,使閘電極的高度低于兩旁絕緣層的高度；形成一閘極介電層于閘電極與絕緣層上；形成一半導(dǎo)體材料層于閘極介電層上并圖案化半導(dǎo)體材料層，使半導(dǎo)體材料層對應(yīng)于閘電極而設(shè)置；形成一第二導(dǎo)電層在半導(dǎo)體材料層與閘極介電層上；以及圖案化第二導(dǎo)電層，以于半導(dǎo)體材料層上分別形成一源電極與一漏電極，其中源電極與漏電極分別接觸半導(dǎo)體材料層，且閘電極分別使源電極和漏電極自對準(zhǔn)重疊。

本申請另提出一種薄膜晶體管，包括一基材、一緩沖層、一閘電極、一絕緣層、一閘極介電層、一半導(dǎo)體材料層以及一源電極與一漏電極。緩沖層設(shè)置于基材上。閘電極設(shè)置于緩沖層上。絕緣層設(shè)置于閘電極的兩旁，閘電極的高度低于兩旁絕緣層的高度。閘極介電層設(shè)置于閘電極與絕緣層上。半導(dǎo)體材料層設(shè)置于閘極介電層上，半導(dǎo)體材料層與閘電極對應(yīng)設(shè)置。源電極與漏電極分別設(shè)置于半導(dǎo)體材料層上，源電極與漏電極分別接觸半導(dǎo)體材料層，且閘電極分別與源電極和漏電極自對準(zhǔn)重疊。

在一實施例中，在把閘電極當(dāng)成光掩模的步驟中，包括：在基材與閘電極相對的一表面上涂布一負(fù)光阻劑；進行曝光、顯影與蝕刻制程，以去除閘電極上方的部分絕緣層；及去除負(fù)光阻劑。

在一實施例中，閘電極與兩旁的絕緣層形成一凹槽，閘極介電層填入凹槽內(nèi)。

在一實施例中，半導(dǎo)體材料層包括一非晶硅層與一摻雜層，非晶硅層位于摻雜層與閘極介電層之間。