[发明专利]薄膜晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制作方法，尤其是涉及一种具有两层不同电阻值的图案化半导体层的薄膜晶体管及其制作方法。

背景技术

近年来，各种平面显示器的应用发展迅速，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的应用。在平面显示器技术中，薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)是一种被广泛应用的半导体元件，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)等平面显示器中。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像素可呈现出亮、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(metal oxide semiconductor TFT)。相较于多晶硅薄膜晶体管，氧化物半导体薄膜晶体管具有电子迁移率较高以及制作工艺较简化等优点，故被视为有机会可取代目前主流的非晶硅薄膜晶体管。然而，在底栅型薄膜晶体管中，由于半导体层中的背通道(back channel)较靠近漏极，因此当施加电压至漏极时会使得背通道的区域产生额外的载流子，并会造成薄膜晶体管的临界电压(threshold voltage)改变，进而减少半导体层中靠近栅极的前通道(front channel)的控制能力，使得控制薄膜晶体管的难度上升。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种薄膜晶体管及其制作方法，通过设置两层具有不同电阻值的图案化半导体层，以避免临界电压改变的问题发生。

为达上述目的，本发明的一实施例提供一种薄膜晶体管，其包括一基板、一栅极、一漏极、一源极、一栅极绝缘层、一第一图案化半导体层与一第二图案化半导体层。栅极设置于基板上，且栅极绝缘层设置于栅极上。第一图案化半导体层与第二图案化半导体层设置于栅极绝缘层上，其中栅极设置于基板与第一图案化半导体层之间，第一图案化半导体层设置于第二图案化半导体层与栅极绝缘层之间，且第一图案化半导体层的面积大于第二图案化半导体层的面积。漏极与源极设置于第一图案化半导体层上，并与第一图案化半导体层电连接。

为达上述目的，本发明的一实施例提供一种薄膜晶体管的制作方法，其包括下列步骤。先在一基板上形成一栅极，并在栅极上形成一栅极绝缘层，接着在栅极绝缘层上依序形成一第一半导体层与一第二半导体层，其中第一半导体层设置于第二半导体层与栅极绝缘层之间。然后，在第二半导体层上形成一图案化绝缘层，接着利用图案化绝缘层作为一蚀刻掩模，并对第二半导体层进行一第一蚀刻制作工艺以形成一第二图案化半导体层。然后，图案化第一半导体层以形成一第一图案化半导体层，其中第一图案化半导体层的面积大于第二图案化半导体层的面积，以及在图案化绝缘层上形成一漏极与一源极，其中漏极与源极与第一图案化半导体层电连接。

为达上述目的，本发明的另一实施例提供一种薄膜晶体管的制作方法，其包括下列步骤。先在一基板上形成一栅极，接着在栅极上形成一栅极绝缘层，再在栅极绝缘层上依序形成一第一半导体层与一第二半导体层，其中第一半导体层设置于第二半导体层与栅极绝缘层之间。然后，图案化第一半导体层与第二半导体层以形成一第一图案化半导体层与一第二预图案化半导体层，接着于第二预图案化半导体层上形成一图案化层间介电层，其中图案化层间介电层具有一第一接触洞与一第二接触洞。然后，利用图案化层间介电层作为一蚀刻掩模，并对第二预图案化半导体层进行一蚀刻制作工艺以形成一第二图案化半导体层，第二图案化半导体层具有一第三接触洞与一第四接触洞，其中第一接触洞与第三接触洞相连通，第二接触洞与第四接触洞相连通，且第一图案化半导体层的面积大于第二图案化半导体层的面积。接着，在图案化层间介电层上形成一漏极与一源极，漏极与源极填入第一接触洞、第二接触洞、第三接触洞与第四接触洞中而电连接第一图案化半导体层。

附图说明

图1为本发明薄膜晶体管的第一实施例的部分剖面示意图；

图2至图4为本发明薄膜晶体管的制作方法的第一实施例的制作工艺示意图；

图5为本发明薄膜晶体管的第二实施例的部分剖面示意图；