[发明专利]将湿式处理用于源极-漏极金属蚀刻从而制造金属氧化物或金属氮氧化物TFT的方法

说明书

本发明中的政府权力

本发明是在美国政府的资助下根据ARL授予的协议DAAD19-02-3-0001而作出的。美国政府享有本发明的某些权力。

技术领域

本发明的实施例大体上关于薄膜晶体管(TFT)制造方法。

背景技术

当前世人特别对TFT阵列高度感兴趣，因为这些元件可用在经常供电脑及电视平板所利用的液晶有源矩阵显示器(LCD)上。LCD亦可含有发光二极管(LED)以用于背光方面。进一步言之，有机发光二极管(OLED)已用于有源矩阵显示器，而这些OLED利用TFT解决显示器的活动问题。

以非晶硅做为有源材料而制成的TFT已成为平面显示器工业中的关键部份。工业中，TFT有两种一般类型。第一种类型称为顶栅极TFT，因为栅极电极位于源极与漏极电极上方。第二种类型称为底栅极TFT，因为栅极电极位于源极与漏极电极下方。在底栅极TFT结构中，源极与漏极电极配置在有源材料层之上。

底栅极TFT中的源极与漏极电极是透过以下步骤制造：先将金属层沉积在有源材料层上，然后蚀刻该金属层以界定源极与漏极电极。在蚀刻期间，有源材料层可暴露至蚀刻化学物质。相较于源极-漏极金属，金属氧化物或氮氧化物半导体通常对于湿式化学物质较不具有抵抗性，但对于等离子体干式化学物质具有较高的抵抗性。因此，欲使用湿式化学物质蚀刻源极-漏极金属电极而不至于严重伤害半导体沟道层是一大挑战。因此，世人通常偏好干式蚀刻源极-漏极金属。然而，并非所有金属都能够透过干式等离子体蚀刻而有效蚀刻，例如铜。为了防止有源材料层暴露于非期望的干式或湿式蚀刻化学物质，可使用蚀刻停止层或双金属层。

一种蚀刻停止部底栅极TFT具有沉积在有源材料层与用于源极与漏极电极的金属层之间的蚀刻停止层。蚀刻停止层是以包覆式沉积，随后在有掩模的情况下蚀刻，使得蚀刻停止部的残余部份被置于栅极电极上。随后，金属层是以包覆式沉积，之后以掩模对有源材料层与金属层进行蚀刻。随后，透过使用掩模使金属层被蚀刻穿过而界定源极与漏极电极。因此，蚀刻停止部底栅极TFT利用至少五个掩模以图案化(即，图案化栅极电极，图案化蚀刻停止部、图案化有源材料层与金属层、暴露有源材料层以及形成有源沟道、并且界定源极与漏极电极)。倘若交叉介电质触点形成，随后可使用额外掩模。相较之下，不具有蚀刻停止部的底栅极TFT需要至少少掉一个掩模，因而尽管蚀刻停止部底栅极TFT的性能较佳，但世人仍偏好制造不具有蚀刻停止部的底栅极TFT。

在多重金属层结构中，可以几乎任何湿式或干式蚀刻化学物质蚀刻顶金属。接近有源沟道层的金属层经过选择，使该金属层在顶金属的蚀刻期间不会完全受到蚀刻，并且能够在某些处理条件下易于受蚀刻而不至伤害有源层。例如，能选择铜做为顶金属，而能选择钼做为接触半导体的金属。

因此，在此技术领域中，需要一种使用湿式金属蚀刻化学物质制造蚀刻停止的底栅极TFT的方法，且该方法利用较少量的掩模。

发明内容

本发明大体上关于薄膜晶体管(TFT)以及制做TFT的方法。TFT的有源沟道可包含一种以上的金属，这些金属选自由锌、镓、锡、铟及镉所构成的群组。有源沟道亦可包含氮及氧。为了在源极-漏极电极图案化期间保护有源沟道，蚀刻停止层可沉积于有源层上。蚀刻停止层防止有源沟道暴露至用于界定源极与漏极电极的等离子体。当对用于有源沟道的有源材料层进行湿式或干式蚀刻时，蚀刻停止层与源极和漏极电极可被用作掩模。