[发明专利]氧化物半导体薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管，尤指一种具有以氧化物形成之源极电极与汲极电极的氧化物半导体薄膜晶体管。

背景技术

 近年来，各种平面显示器之应用发展迅速，各类生活用品例如电视、移动电话、汽机车、甚至是冰箱，都可见与平面显示器互相结合之应用。而薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)是一种广泛应用于平面显示器技术之半导体组件，例如应用在液晶显示器(liquid crystal display, LCD)、有机发光二极管 (organic light emitting diode, OLED)显示器及电子纸(electronic paper, E-paper)等显示器中。薄膜晶体管是利用来提供电压或电流的切换，以使得各种显示器中的显示画素可呈现出亮、暗以及灰阶的显示效果。

目前显示器业界使用的薄膜晶体管可根据使用的半导体层材料来做区分，包括非晶硅薄膜晶体管(amorphous silicon TFT, a-Si TFT)、多晶硅薄膜晶体管(poly silicon TFT)以及氧化物半导体薄膜晶体管(oxide semiconductor TFT)。氧化物半导体薄膜晶体管具有电子迁移率较非晶硅薄膜晶体管高以及制程较多晶硅薄膜晶体管简化等优点，故被视为有机会可取代目前主流之非晶硅薄膜晶体管。由于氧化物半导体层的材料特性容易受到环境或其他制程时的状况影响其电性，因此于一般传统的背通道蚀刻(back channel etch, BCE)结构下，先形成的氧化物半导体层容易于后续制程例如金属源极与汲极电极的制程中遭到破坏而影响到其电性。因此，目前业界亦有使用共平面(coplanar)的结构，也就是先形成金属源极电极与金属汲极电极，然后再形成氧化物半导体层以避免氧化物半导体层被破坏。如第1图所示，在现有的氧化物半导体薄膜晶体管100中，闸极电极120G、闸极介电层130、金属源极电极140S以及金属汲极电极140D依序形成于基板110上，而氧化物半导体层150于金属源极电极140S以及金属汲极电极140D形成之后再形成于金属源极电极140S、金属汲极电极140D以及金属源极电极140S与金属汲极电极140D之间未被覆盖之闸极介电层130之上。一画素电极170可与一保护层未覆盖之金属汲极140D接触以形成电性连接。虽然在此结构下，氧化物半导体层150可避免受到金属源极电极140S与金属汲极电极140D的制程影响，但由于一般来说金属源极电极140S与金属汲极电极140D的厚度较厚，且金属源极电极140S与金属汲极电极140D的边缘容易受到蚀刻状况变异的影响而产生不平坦的状况，故容易使得后续形成的氧化物半导体层150于金属源极电极140S与金属汲极电极140D的边缘处发生覆盖不良或甚至于断裂等问题而严重影响到氧化物半导体薄膜晶体管100的良率与电性表现。此外，氧化物半导体层150与金属源极电极140S以及金属汲极电极140D之间较高的接触阻抗亦对于氧化物半导体薄膜晶体管100的电性表现有所影响。

发明内容

 本发明的主要目的之一在于提供一种氧化物半导体薄膜晶体管，以氧化物导电材料形成氧化物源极电极与氧化物汲极电极，并搭配底部接触氧化物半导体层的共平面薄膜晶体管结构，使得氧化物半导体层可避免受到源极电极与汲极电极制程的影响、避免氧化物半导体层受到金属源极与金属汲极之边缘状况影响且降低氧化物半导体层与源极/汲极之间的接触阻抗，故可藉此达到提升良率以及改善氧化物半导体薄膜晶体管的电性表现等目的。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：一种氧化物半导体薄膜晶体管，包括：

一基板；

一闸极电极，设置于该基板上；

一氧化物半导体层，设置于该基板上；

一闸极介电层，至少部分设置于该闸极电极与该氧化物半导体层之间；

一氧化物源极电极与一氧化物汲极电极，其中该氧化物源极电极与该氧化物汲极电极分别至少部分设置于该氧化物半导体层与该基板之间；以及

一金属连接组件，设置于该基板上，其中该金属连接组件于一垂直于该基板的垂直投影方向上与该氧化物源极电极重迭，该金属连接组件于该垂直投影方向上不与该氧化物半导体层重迭，且该金属连接组件在与该氧化物源极电极互相重迭之区域系直接与该氧化物源极电极接触而形成电性连接。

所述金属连接组件设置于该氧化物源极电极与该基板之间。

所述氧化物源极电极至少部分设置于该金属连接组件与该基板之间。