[发明专利]薄膜晶体管的结构

说明书

本申请是申请日为2006年1月24日且发明名称为“薄膜晶体管及其 制造方法”的中国专利申请No.200610006060.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制造方法，尤其涉及一种使用此薄膜 阵列基板的显示面板。

背景技术

近年来光电相关技术不断推陈出新，加上数字化时代的到来，进而推 动了液晶显示器市场的蓬勃发展。液晶显示器(Liquid Crystal Displayer；LCD) 具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等 优点，因此被广泛地应用于可携式电视、移动电话、笔记本型计算机以及 桌上型显示器等消费性电子或计算机产品，并逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube；CRT)成为显示器的主流。

液晶显示器之所以能够比传统的阴极射线管显示器在尺寸及重量上更 具有弹性，是因为液晶显示器的大部分组件都是平板状，例如驱动显示器 的薄膜晶体管(Thin-Film Transistor；TFT)阵列基板，与决定像素明暗状态的 彩色滤光片(color filter)基板。因此，可视应用需求将这些组件切割成大小适 中的尺寸，且在重量上也比具有庞大立体外形的阴极射线管来得轻巧许多。

众所皆知光掩模的价格昂贵，且曝光显影的步骤又相当费时，所以减 少光掩模数目除了可降低成本之外，还可以加速产出速度，以提高产品的 竞争力。因此，许多厂商无不努力于减少光掩模的使用次数。一种半透光 掩模(half tone mask)即发展来节省工艺中所需光掩模的数目。

在现今薄膜晶体管阵列基板的工艺中，光掩模的使用数目已可缩减到 五道或四道光掩模工艺。以一般四道光掩模工艺为例，请参照图1，其是绘 示现有制作薄膜晶体管的结构示意图。在图1中，在玻璃基板100上形成 栅极102之后，依序形成绝缘层104、半导体层106、欧姆接触层108与金 属层110于玻璃基板100与栅极102上。接着，在涂布光致抗蚀剂层(未绘 示于图上)于金属层110上之后，以半透光掩模来进行曝光显影的步骤以形 成光致抗蚀剂层112。其中，光致抗蚀剂层112是位于栅极102的上方预形 成源/漏极及沟道区的区域成U字型状，且光致抗蚀剂层112在预定形成沟 道区的位置具有一较小的厚度n₁，而光致抗蚀剂层112其它部分的区域具 有一较大的厚度n₂。

接着，以光致抗蚀剂层112为掩模，蚀刻未被光致抗蚀剂层112所覆 盖的金属层110。再移除部分的光致抗蚀剂层112，以暴露出位于沟道区上 方的金属层110。然后，选择性蚀刻金属层110、欧姆接触层108及半导体 层106，以定义出源/漏极与沟道区。随后，再依序于玻璃基板100上形成 保护层与透明导电层，以完成薄膜晶体管与像素电极的电性连接。

请参照图2，其是绘示现有制作薄膜晶体管蚀刻金属层之后的剖面示意 图。由图2可看出，由于现有蚀刻金属层110的蚀刻是采用湿式蚀刻工艺， 在以光致抗蚀剂层112为掩模对金属层110进行湿式蚀刻时，由于湿式蚀刻 是一各向同性蚀刻，所以在光致抗蚀剂层112两侧底下的部分金属层110 也会被蚀刻掉，而产生底切(undercut)。此时，如图2所示，蚀刻后的金属 层110的侧壁会呈现近似垂直的轮廓(profile)且已退至光致抗蚀剂层112的 下方内侧，故在后续蚀刻半导体层106及欧姆接触层108的各向异性蚀刻 工艺中，金属层110则无法再蚀刻出一较为平缓的轮廓。因此，金属层110 的侧壁仍然具有一接近90°的倾斜角度(taper angle)。

图3是绘示完成半导体层、欧姆接触层与金属层蚀刻并形成透明导电 层后的剖面示意图。然而，由于金属层110的侧壁的倾斜角度接近90°，所 以形成于金属层110的侧壁上的保护层118则会产生突悬(overhang)，故在 后续利用溅镀法来形成于保护层118上的透明导电层120则无法完整地沉 积于保护层118上，而会发生导线断裂的现象。如此一来，不仅造成薄膜 晶体管与像素电极的电性连接失败的问题，更使得生产良率降低，并同时 增加制造成本。

因此，有必要提供一种新的薄膜晶体管的制造方法，以解决上述的问 题。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种薄膜晶体管及其制造方法，用以减少薄 膜晶体管与像素电极的电性连接失败的问题。