[发明专利]氧化物薄膜晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化物薄膜晶体管的制造方法，更具体地涉及使用非晶态氧化锌基半导体(amorphous zinc oxide-based semiconductor)作为有源层来制造氧化物薄膜晶体管的方法。

背景技术

近些年，随着在信息显示方面兴趣的增加和使用便携式信息媒介的需求的增长，已积极地开展对用于替代诸如阴极射线管(CRT)的常规显示器的重量轻且外形薄的平板显示器(FPD)的研究和商品化。具体地说，在这些FPD中，作为使用液晶分子的光学各向异性来显示图像的装置，液晶显示器(LCD)因为它在分辨率、颜色再现、图像质量等方面是优秀的所以已积极应用于笔记本计算机、桌上型监视器等。

液晶显示装置主要配置有滤色器基板、阵列基板以及形成在滤色器基板和阵列基板之间的液晶层。

作为液晶显示装置主要使用的方法的有源矩阵(AM)方法是使用非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)作为开关元件来驱动在其像素区中的液晶分子的方法。

在下文中，将参照图1描述相关技术的液晶显示装置的结构。

图1是示意性地示出相关技术液晶显示装置的分解透视图。

如图所示，液晶显示装置可包括滤色器基板5、阵列基板10以及形成在滤色器基板5和阵列基板10之间的液晶层30。

滤色器基板5可以包括：滤色器(C)，该滤色器(C)配置有多个用于实现红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子滤色器7；用于在子滤色器7之间分开并且阻挡光通过液晶层的黑底6；以及用于对液晶层30施加电压的透明公共电极8。

此外，阵列基板10可以包括：垂直和水平布置以限定多个像素区(P)的多条选通线16和数据线17；薄膜晶体管(T)，其作为在选通线16和数据线17的各交叉区域处形成的开关元件；以及在像素区(P)上形成的像素电极18。

如上所述，滤色器基板5和阵列基板10通过形成在图像显示区的外侧处的密封剂(未示出)彼此面对地粘附以构成液晶面板，并且通过形成在滤色器基板5或阵列基板10上的对准标记(未示出)来实现滤色器基板5和阵列基板10之间的粘合。

尽管，由于重量轻和功耗低，前述液晶显示装置已是最受关注的显示元件，但该液晶显示装置不是发光元件而是受光元件并在亮度、对比度、视角等方面具有技术限制，所以，已积极开展了对克服这些缺点的新显示元件的开发。

作为一种新的平板显示器，有机发光二极管显示器因为它是自发发光类型并可以将其制造得重量轻且外形薄，所以在视角、对比度等方面优于液晶显示器，并且因为它不需要背光而在功耗方面具有优势。此外，它优势在于直流低电压驱动并具有快响应速度，并且在制造成本方面特别有优势。

近年来，积极地开展了对大尺寸有机发光显示器的研究，并且为了该应用，需要开发用于获得恒定电流特征的晶体管，以具有稳定的操作和耐用性。

在前述液晶显示装置中使用的非晶硅薄膜晶体管可以利用低温处理来制造，但具有非常低的迁移率并且不满足恒流偏置条件。相反，多晶硅薄膜晶体管具有高的迁移率和满意的恒流偏置条件，但是由于它难以获得均匀的特性，所以难以制造大尺寸显示器并且还而需要具有高温处理。

由于该情况，已经开发了用氧化物半导体来形成有源层的氧化物半导体薄膜晶体管，但问题是，在将氧化物半导体应用于具有现有的底栅结构的薄膜晶体管的情况下，在其源/漏极的蚀刻处理过程中可能损坏氧化物半导体薄膜晶体管可能被损坏并且变形。

图2是示意性地示出相关技术的氧化物薄膜晶体管的结构的截面图。

如图所示，通常的氧化物薄膜晶体管形成有在基板10上的栅极21和栅绝缘层15a，以及在栅绝缘层15a上形成了用氧化物半导体制成的有源层24。

随后，在有源层24的上方形成用于电连接至有源层24的源区/漏区的源/漏极22、23。

此时，利用溅射法来沉积构成有源层24的氧化物半导体，但在随后的处理过程中，在光学处理过程中，有源层24的背沟道区将与化学材料接触，或在干法或湿法蚀刻和等离子处理等过程中暴露出有源层24的背沟道区，因而可能改变半导体薄膜的特性，由此使元件特性恶化。

如上所述，氧化物半导体具有弱的耦合结构，因而在有源层24上额外地形成阻蚀结构50作为阻挡层，以防止背沟道区被沉积氧化物半导体之后的后续处理所损坏，但这具有使处理复杂化且成本增加的缺点。

换言之，根据相关技术，在沉积氧化物半导体之后通过光学处理以岛状形成有源层24，接着沉积用于形成阻蚀结构50的绝缘层。接着，通过另一光学处理，对绝缘层进行构图，以形成阻蚀结构50。