[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法与应用其的液晶显示面板

说明书

技术领域

本发明是有关于一种薄膜晶体管及其制造方法与应用其的液晶显示面板，且特别是有关于一种具有多层结构的源极及漏极金属化层的薄膜晶体管及其制造方法与应用其的液晶显示面板。

背景技术

随着液晶显示面板(Liquid Crystal Display panel，LCD panel)制作技术快速的进步，以及其具有重量轻、体积小、低耗电量及低幅射线等优点，使得液晶显示面板大量地被应用于个人数位助理器(Personal DigitalAssistant，PDA)、笔记型电脑、数位相机、行动电话、电脑屏幕及平面电视等各式电子产品中。再加上业界积极的投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示面板的品质不断提升，且价格持续下降，因此使得液晶显示面板的应用领域迅速扩大。

传统应用薄膜晶体管的液晶显示面板是利用五道光罩制程制造。首先，利用第一道光罩制程形成栅极于玻璃基板上。接着，利用第二道光罩制程形成栅极绝缘层、硅半导体层及n+掺杂硅层覆盖于栅极上。其次，于第三道光罩制程中形成源极区及漏极区。再者，执行第四道光罩制程以形成保护层于覆盖于n+掺杂硅层及硅半导体层上。最后，执行第五道光罩制程形成像素电极于保护层上，像素电极借由保护层的接触孔(contact hole)电性接触漏极区。

一般而言，形成源极区及漏极区的制程步骤中，是将单层或多层结构的金属层沉积于n+掺杂硅层上，并且利用湿式蚀刻方式，依照光阻层的图案湿式蚀刻金属层，接着再利用干式蚀刻将半导体层蚀刻出通道区，同时形成源极区及漏极区于通道区的两侧。请参照图1，其绘示传统制程中依照光阻层的图案蚀刻出通道区后的薄膜晶体管的剖面图。薄膜晶体管10包括栅极12、栅极绝缘层13、硅半导体层14、n+掺杂硅层15及金属层16。栅极12是设置于且部分覆盖于玻璃基板11上，栅极绝缘层13设置于玻璃基板11上且覆盖于栅极12。硅半导体层14、n+掺杂硅层15及金属层16是依序设置于栅极绝缘层13上。在制程中进行蚀刻步骤时，首先是形成光阻层PR于金属层16上，光阻层PR具有开口W，此开口W具有宽度D0。一般而言此宽度D0实质上即为欲得到的通道宽度。然而，由于湿式蚀刻为等向性(isotropic)的蚀刻方式，在蚀刻金属层16时容易在光阻层PR下方发生底切(undercutting)的现象，使得金属层16蚀刻后形成的开口宽度大于光阻层PR的开口W的宽度D0，进一步导致干式蚀刻n+掺杂硅层15及硅半导体层14所形成的通道区宽度失真。如图1所示，蚀刻后通道区的宽度D1大于光阻层PR开口W的宽度D0。较宽的通道区是导致薄膜晶体管漏电流值增加、开/关电流比降低等问题，此外更降低了开关响应时间，并且增加了显示画面杂讯，整体来说影响了液晶显示面板的显示品质。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的上述问题而提供的一种可于制程中有效控制薄膜晶体管的通道宽度、进一步维持薄膜晶体管的制程品质的、并使制造成本降低的薄膜晶体管及其制造方法与应用其的液晶显示面板。

根据本发明的一方面，提出一种薄膜晶体管，包括一栅极、一栅极绝缘层、一半导体层以及一源极及漏极金属化层。栅极设置于一基板上，栅极绝缘层设置于基板上且覆盖栅极。半导体层设置于栅极绝缘层上并且包括一硅层(silicon layer)及一掺杂层。硅层位于栅极绝缘层上，掺杂层位于硅层上的两侧，且掺杂层的下表面与硅层接触。位于硅层两侧的掺杂层的侧面是两两相对。源极及漏极金属化层位于半导体层的两侧，并且包括一第一导体层、一第二导体层及一第三导体层。第一导体层设置于掺杂层上，且第一导体层的下表面与掺杂层上表面完全接触无暴露处。第二导体层设置于第一导体层上，且第一导体层的上表面部分暴露出第二导体层。第三导体层设置于第二导体层上，且第三导体层的下表面与第二导体层的上表面完全接触无暴露处。

根据本发明的另一方面，提出一种薄膜晶体管的制造方法。首先，依序形成一栅极及一栅极绝缘层于一基板上，栅极绝缘层是覆盖栅极。其次，形成一半导体层覆盖于栅极绝缘层上。接着，形成一具三层结构的源极及漏极金属化层覆盖于半导体层上。再来，依照一图案湿式蚀刻部分源极及漏极金属化层。然后，依照所述图案干式蚀刻剩余的源极及漏极金属化层以及部分的半导体层。