[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种薄膜晶体管及其制造方法，且特别是有关于一种能够改善通道层信赖性(reliability)的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

随着显示科技的日益进步，人们借着显示器的辅助可使生活更加便利，为求显示器轻、薄的特性，促使平面显示器(flat panel display，FPD)成为目前的主流。在诸多平面显示器中，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，因此，液晶显示器深受消费者欢迎。特别是，在显示器中被大量使用到的薄膜晶体管，其结构设计或是材料的选择更是会直接影响到产品的性能。

一般来说，薄膜晶体管至少具有栅极、源极、漏极以及通道层等构件，其中可通过控制栅极的电压来改变通道层的导电性，以使源极与漏极之间形成导通(开)或绝缘(关)的状态。此外，通常还会在通道层上形成一具有N型掺杂或P型掺杂的欧姆接触层，以减少通道层与源极、或通道层与漏极间的接触电阻。在已知的薄膜晶体管中，所使用的通道层材质大多为非晶硅(amorphous silicon，a-Si)。然而，由于非晶硅薄膜晶体管的载子迁移率(carriermobility)较低，且信赖性(reliability)不佳，因此非晶硅薄膜晶体管的应用范围仍受到诸多限制。另一方面，在已知的金属氧化物半导体的薄膜晶体管中，通常会使用钼(Mo)或铜作为源极与漏极的材质。然而，钼与作为栅绝缘层的氧化物或氮化物之间的蚀刻选择比不高，因此在图案化钼金属层以形成源极与漏极时，容易造成钼残留或是过度蚀刻栅绝缘层等问题。另外，若使用铜作为源极与漏极的材质，由于铜制程需要良好的控制，因而导致制程困难度及成本的增加。

发明内容

本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，能够改善通道层的信赖性。

本发明提供一种薄膜晶体管，其具有金属氧化物半导体通道层。

本发明提出一种薄膜晶体管的制造方法：首先，在基板上形成栅极。然后，在基板上形成栅绝缘层，以覆盖栅极；在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体通道层；之后，在栅绝缘层及金属氧化物半导体通道层上形成源极及漏极。而源极及漏极的形成方法包括下列步骤：先依序形成第一导体层及第二导体层，接着在第二导体层上形成图案化光阻层；以图案化光阻层为掩膜并以第一导体层为终止层进行湿式蚀刻，以图案化第二导体层；随之，以图案化光阻层为掩膜进行干式蚀刻，以图案化第一导体层，其中金属氧化物半导体通道层的部分区域被源极及漏极暴露；之后，以含氟的气体对未被源极及漏极覆盖的金属氧化物半导体通道层进行表面处理。

在本发明的一实施例中，上述的第一导体层为钛金属层，第二导体层为铝金属层、钼金属层或铝/钼叠层。而湿式蚀刻是藉由铝酸来图案化第二导体层。

在本发明的一实施例中，上述的干式蚀刻是藉由BCl₃或Cl₂作为电浆蚀刻气体来图案化第一导体层。

在本发明的一实施例中，上述的金属氧化物通道表面处理是藉由CF₄与O₂混合或SF₆与O₂混合来改善该金属氧化物半导体通道层的信赖性。

本发明另提出一种薄膜晶体管的制造方法：首先，在基板上形成栅极；然后，在基板上形成栅绝缘层，以覆盖栅极；在栅绝缘层上形成金属氧化物半导体通道层；之后，在栅绝缘层及金属氧化物半导体通道层上形成源极及漏极。而源极及漏极的形成方法包括下列步骤：先依序形成第一导体层及第二导体层，接着在第二导体层上形成图案化光阻层；以图案化光阻层为掩膜并以第一导体层为终止层进行第一干式蚀刻，以图案化第二导体层；随之，以图案化光阻层为掩膜进行第二干式蚀刻，以图案化第一导体层，其中金属氧化物半导体通道层的部分区域被源极及漏极暴露。第二干式蚀刻是以含氟的气体来图案化第一导体层。而在第一导体层被图案化之后，含氟的气体对未被源极及漏极覆盖的金属氧化物半导体通道层进行表面处理。

在本发明的一实施例中，上述的第一导体层为钼金属层，第二导体层为铝金属层、钛金属层或铝/钛叠层。而第一干式蚀刻是藉由BCl₃/Cl₂作为电浆蚀刻气体来图案化第二导体层。

在本发明的一实施例中，上述的第二干式蚀刻是藉由SF₆/O₂或CF₄/O₂作为电浆蚀刻气体来图案化第一导体层。