[发明专利]薄膜晶体管及其制作方法

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种半导体元件及其制作方法，且特别是有关于一种薄膜晶体管及其制作方法。

【背景技术】

随着现代信息科技的进步，各种不同规格的显示器已被广泛地应用在消费者电子产品的屏幕之中，例如手机、笔记型电脑、数字相机以及个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等。在该多个显示器中，由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)及有机电激发光显示器(Organic Electro-luminescent Display，OELD或称为OLED)具有轻薄以及消耗功率低的优点，因此在市场中成为主流商品。LCD与OLED的制程包括将半导体元件阵列排列于基板上，而半导体元件包含薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。

随着显示器的解析度越来越高，薄膜晶体管的尺寸也越来越小。目前已发展了一种自行对准式的顶栅极(self-align top-gate)结构的薄膜晶体管以克服光刻制程中对位的限制，并且改善栅极-漏极与栅极-源极的寄生电容(parasitic capacitance)(亦即，Cgd与Cgs)的问题。在现行技术中，需要进行整面性的铝薄膜溅镀且厚度需控制在5纳米左右，并搭配退火过程使高阻值的氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)与铝薄膜进行氧化反应而变成低阻值的氧化铟镓锌。然而，由于现行技术的导电电极会透过接触窗与侧边的氧化铝或反应不完全的铝接触，因此容易造成漏电流偏高的问题，进而导致元件失效。

【发明内容】

本发明提供一种薄膜晶体管及其制作方法，使得自行对准式的顶栅极结构的薄膜晶体管具有较佳的元件特性。

本发明提出一种薄膜晶体管，其配置于基板上。此薄膜晶体管包括氧化物半导体层、栅绝缘层、栅极、氧吸收层、绝缘层以及多个导电电极。氧化物半导体层配置于所述基板上，氧化物半导体层包括通道区以及多个低氧区，通道区位于低氧区之间。栅绝缘层覆盖通道区而暴露出低氧区。栅绝缘层位于氧化物半导体层与栅极之间。氧吸收层配置于氧化物半导体层的低氧区上，并具有多个第一开口。各第一开口暴露出具有第一面积的其中一低氧区。绝缘层配置于所述基板上，其覆盖氧吸收层、氧化物半导体层以与门栅极，且绝缘层具有多个第二开口。各第二开口位于其中一第一开口之内以暴露出具有第二面积的其中一低氧区，其中，第二面积小于第一面积。多个导电电极分别设置于第二开口中以接触具有第二面积的低氧区。

本发明另提出一种薄膜晶体管的制作方法，其包括以下步骤。于基板上形成氧化物半导体层，氧化物半导体层具有通道区及多个低氧区，且通道区位于低氧区之间。于基板上形成栅绝缘层，栅绝缘层覆盖氧化物半导体层的通道区。于基板上形成栅极，栅绝缘层位于栅极与氧化物半导体层之间。于基板上形成氧吸收层，氧吸收层接触于氧化物半导体的低氧区。于氧吸收层中形成多个第一开口，各第一开口暴露出具有第一面积的其中一低氧区。于基板上形成绝缘层，绝缘层覆盖氧吸收层、氧化物通半导体层以与门栅极。于绝缘层中形成多个第二开口，各第二开口位于其中一第一开口之内以暴露出具有第二面积的其中一低氧区，其中，第二面积小于第一面积。于第二开口中形成多个导电电极。

基于上述，在本发明的薄膜晶体管及其制作方法中，氧吸收层可设置有第一开口，绝缘层可设置有第二开口，且第二开口位于第一开口内。再者，导电电极位于第二开口中以与低氧区接触而不接触氧吸收层。因此，本发明的绝缘层被配置于导电电极与氧吸收层之间以使此两者不接触且电性绝缘。如此一来，本发明可避免导电电极与侧边的氧吸收层中的氧吸收材料(例如氧化铝或反应不完全的铝)接触，进而可改善漏电流以使薄膜晶体管具有较佳的元件特性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1是依照本发明的第一实施例的薄膜晶体管的剖面示意图。

图2是图1中的A区域的上视示意图。

图3A至图3D是依照本发明的第一实施例的薄膜晶体管的制作方法的剖面示意图。

图4是依照本发明的第二实施例的薄膜晶体管的剖面示意图。

图5为比较例的薄膜晶体管的漏极电流-栅极电压曲线图。

图6为实验例的薄膜晶体管的漏极电流-栅极电压曲线图。

【符号说明】

100、200：薄膜晶体管

110：基板