[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制造方法，且特别涉及一种具有蚀刻终止层的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板(flat display panels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶显示器(liquid crystal displays)、等离子体显示器(plasma displays)、有机发光二极管(OLED)显示器等。在公知的显示器中，多采用非晶硅(a-Si)薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管作为各个子像素的切换元件。近年来，已有研究指出金属氧化物半导体薄膜晶体管相较于非晶硅薄膜晶体管具有较高的载子移动率(mobility)，而金属氧化物半导体薄膜晶体管相较于低温多晶硅薄膜晶体管则具有较佳的临界电压(threat hold voltage，Vth)均匀性。因此，金属氧化物半导体薄膜晶体管有潜力成为下一代平面显示器的关键元件。

一般来说，在金属氧化物半导体薄膜晶体管中，会于沟道层上配置蚀刻终止层，以保护沟道层不会受到后续源极与漏极制造工艺的破坏。然而，此举使得薄膜晶体管制造工艺必须多增加一道黄光制造工艺，包括额外进行涂布光致抗蚀剂、曝光、显影以及显影后检查等步骤，导致薄膜晶体管制造工艺的成本与时间随之增加。

发明内容

本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，使薄膜晶体管具有较佳的元件特性。

本发明另提供一种薄膜晶体管，其具有较佳的元件特性。

本发明提出一种薄膜晶体管的制造方法。于一基板上形成一栅极。于基板上形成一栅极绝缘层，以覆盖栅极。于栅极绝缘层上形成一半导体材料层。形成一蚀刻终止材料层于栅极上方的半导体材料层上，其中蚀刻终止材料层具有一第一区块与位于第一区块两侧的一第二区块，第一区块的厚度大于第二区块的厚度，且蚀刻终止材料层包括一有机无机混合材料。以蚀刻终止材料层为掩模，移除部分半导体材料层，以形成一沟道层。移除蚀刻终止材料层的第二区块，以形成一蚀刻终止层，蚀刻终止层覆盖部分沟道层。于覆盖有蚀刻终止层的沟道层上形成一源极与一漏极。

本发明另提出一种薄膜晶体管。薄膜晶体管包括一基板、一栅极、一栅极绝缘层、一沟道层、一蚀刻终止层以及一源极与一漏极。栅极配置于基板上。栅极绝缘层覆盖栅极。沟道层配置于栅极绝缘层上且位于栅极上方。蚀刻终止层覆盖部分沟道层，其中蚀刻终止层的材料包括一有机无机混合材料。源极与漏极配置于覆盖有蚀刻终止层的沟道层上。

基于上述，在本发明的薄膜晶体管的制造方法中，以有机无机混合材料形成包括第一区块与第二区块的蚀刻终止材料层，其中第二区块位于第一区块两侧且具有较大的厚度。第一区块与第二区块作为用以定义沟道层的掩模，在移除第二区块之后，剩余的第一区块作为保护沟道层的蚀刻终止层。换言之，本发明以蚀刻终止材料层来定义沟道层并保护沟道层，以降低制作成本与时间以及提升元件特性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1F是依照本发明一实施例的薄膜晶体管的制造方法流程剖面示意图。

【主要附图标记说明】

100：基板

102：栅极

104：栅极绝缘层

106：半导体材料层

110：蚀刻终止材料层

112：第一区块

114：第二区块

116：沟道层

118：蚀刻终止层

120：源极

122：漏极

124：保护层

130：薄膜晶体管

t1、t2：厚度

具体实施方式

图1A至图1F是依照本发明一实施例的薄膜晶体管的制造方法流程剖面示意图。

请参照图1A，首先，于基板100上形成栅极102。基板100例如是玻璃基板、石英基板或是其他基板。栅极102例如是单层或多层堆叠的导电材料，导电材料可以选自由铜(Cu)、钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、钨(W)、银(Ag)、金(Au)及其合金所组成的族群中的至少之一。栅极102的形成方法可通过光刻及蚀刻制造工艺来图案化导电材料而制作。

然后，于基板100上形成栅极绝缘层104，以覆盖栅极102。栅极绝缘层104的材质例如是二氧化硅、氮化硅或是氮氧化硅等介电材料，其形成方法例如是化学气相沉积法。