CN105655403B - 一种垂直型薄膜晶体管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种垂直型薄膜晶体管,所述垂直型薄膜晶体管包括玻璃基板、设置于所述玻璃基板上的二闸极、位于所述二闸极之间并设置于所述玻璃基板上的源极、形成在所述源极上的通道层以及形成在所述通道层上的漏极。本发明还提供一种垂直型薄膜晶体管的制作方法。本发明仅需采用两张光罩即可制得所述垂直型薄膜晶体管。
Description
技术领域
本发明涉及一种垂直型薄膜晶体管及其制作方法。
背景技术
平面式薄膜晶体管具有易与电路整合之优点,因而被广泛应用于电路中。然而,平面式薄膜晶体管会占据较多的基板表面区域,使得电路的密集度无法提升。此外,在液晶显示器领域中,随着画面日益精细,其单一画素之面积也越来越小,致使现有的平面式薄膜薄膜晶体管所占据画素面积之比例越来越大,此则造成了开口率下降,对比度不高之问题。
因此,为了克服平面式薄膜晶体管的面积限制,有人提出了垂直型薄膜晶体管。然而制造垂直型薄膜晶体管的方法因为其需复杂的多道光罩制程,因此并不适用于量产。
发明内容
鉴于此,有必要提供一种垂直型薄膜晶体管的制作方法,该方法包括:
提供玻璃基板,在所述玻璃基板上依次形成第一金属层、第二金属层以及第一光阻层;
图案化所述第一光阻层以形成第一光阻图案,所述第一光阻图案包括中央第一光阻图案以及位于所述中央第一光阻图案两侧且与所述中央第一光阻图案相间隔的边缘第一光阻图案;
刻蚀第一金属层与第二金属层,以形成与所述边缘第一光阻图案对应的边缘第一金属层与边缘第二金属层以及与所述中央第一光阻图案对应的中央第一金属层与中央第二金属层;
去除所述中央第一光阻图案;
去除所述中央第二金属层;
去除所述边缘第一光阻图案;
形成覆盖所述玻璃基板、边缘第二金属层以及中央第一金属层的半导体层,并去除覆盖在所述玻璃基板上的半导体层以形成位于所述边缘第二金属层上的边缘半导体层以及位于所述中央第一金属层上的中央半导体层;
形成覆盖所述玻璃基板、边缘半导体层以及中央半导体层的第三金属层,并在所述第三金属层上对应所述中央半导体层的位置形成第二光阻图案;
去除未被所述第二光阻图案覆盖的第三金属层以及边缘半导体层,以形成中央第三金属层;以及
去除所述第二光阻图案。
还有必要提供一种垂直型薄膜晶体管。所述垂直型薄膜晶体管包括玻璃基板、二闸极、第一电极、第二电极以及通道层。所述第一电极、第二电极与通道层夹于所述二闸极之间。所述通道层夹于所述第一电极与第二电极之间。所述闸极包括第一金属层与第二金属层。所述第一金属层与所述第一电极形成在所述玻璃基板上。所述第二金属层形成在所述第一金属层上。所述通道层形成在所述第一电极上。所述第二电极形成在所述通道层上。
相较于现有技术,本发明所提供的垂直型薄膜晶体管及其制作方法,由于仅需采用两张光罩即可,流程简单,且能够降低生产成本,易用于量产。
附图说明
图1是本发明实施方式所提供的垂直型薄膜晶体管的示意图。
图2是制作图1中垂直型薄膜晶体管的流程图。
图3至图13是图2流程图中各步骤的示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1,为本发明实施方式所提供的垂直型薄膜晶体管200的示意图。所述垂直型薄膜晶体管200设置于一玻璃基板210上,其包括二闸极220,第一电极230、第二电极240、通道层250以与闸极绝缘层270。所述第一电极230为源极与漏极之其中一者,第二电极240为源极与漏极之其中另一者。在本实施例中,所述第一电极230为源极230,所述第二电极240为漏极240。
所述源极230、漏极240与通道层250夹于所述二闸极220之间。所述通道层250夹于所述源极230与漏极240之间并位于所述二闸极220之间。所述闸极220包括边缘第一金属层2611与边缘第二金属层2621。所述边缘第一金属层2611与源极230形成在所述玻璃基板210上。所述边缘第二金属层2621设置在所述边缘第一金属层2611上。所述通道层250形成在所述源极230上。所述漏极240形成在所述通道层250上。所述闸极绝缘层270覆盖在所述玻璃基板210、二闸极220以及漏极240上并填充在所述二闸极220与源极230之间、所述二闸极220与漏极240之间以及所述二闸极220与通道层250之间以将所述二闸极220与所述源极230、漏极240、通道层250相互隔绝。
在本实施方式中,所述边缘第一金属层2611的材质与所述源极230的材质相同,所述边缘第二金属层2621、边缘第一金属层2611、以及漏极240的材质均不相同。具体地,所述边缘第一金属层2611与所述源极230的材质为钛,所述边缘第二金属层2621的材质为铝,所述漏极240的材质为铜。可以理解,所述源极230与漏极240均为与通道层250相接处的导体,因此在其它实施方式中,所述源极230可作为漏极,同时所述漏极240可作为源极,对此并不限定。
请参阅图2,为该垂直型薄膜晶体管200的制作方法的流程图。该方法包括如下步骤:
步骤S201,请参阅图3,提供玻璃基板210,并在所述玻璃基板210上依次形成第一金属层261、第二金属层262以及第一光阻层263。其中,所述第一金属层261与第二金属层262的材质不同。在本实施方式中,所述第一金属层261的材质为钛,所述第二金属层262的材质为铝。
步骤S202,请参阅图4,通过灰阶光罩图案化该第一光阻层263以形成第一光阻图案,所述第一光阻图案包括边缘第一光阻图案2631以及中央第一光阻图案2632。所述边缘第一光阻图案2631位于所述中央第一光阻图案2632两侧且与所述中央第一光阻图案2632相间隔。所述边缘第一光阻图案2631的厚度大于所述中央第一光阻图案2632的厚度。
步骤S203,请参阅图5,刻蚀第一金属层261与第二金属层262。被刻蚀后的该第一金属层261包括与所述边缘第一光阻图案2631对应的边缘第一金属层2611以及与所述中央第一光阻图案2632对应的中央第一金属层2612。被刻蚀后的该第二金属层262包括与所述边缘第一光阻图案2631对应的边缘第二金属层2621以及与所述中央第一光阻图案2632对应的中央第二金属层2622。所述边缘第一金属层2611与边缘第二金属层2621共同作为该垂直型薄膜晶体管200的闸极。所述中央第一金属层2612作为该垂直型薄膜晶体管200的源极或漏极。
步骤S204,请参阅图6,去除所述中央第一光阻图案2632。具体地,通过氧离子灰化处理,将所述第一光阻图案整体减薄。由于所述中央第一光阻图案2632的厚度小于所述边缘第一光阻图案2631的厚度,在所述中央第一光阻图案2632被灰化去除后,仍能保留部分所述边缘第一光阻图案2631。
步骤S205,请参阅图7,通过刻蚀的方式去除所述中央第二金属层2622。由于所述第一金属层261与第二金属层262的刻蚀速率不同,因此在通过刻蚀去除所述中央第二金属层2622时不会破坏所述中央第一金属层2612。
步骤S206,请参阅图8,去除所述边缘第一光阻图案2631。
步骤S207,请参阅图9,形成覆盖所述玻璃基板210、边缘第二金属层2621及中央第一金属层2612的半导体层,并去除覆盖在所述玻璃基板210上的半导体层,以形成位于所述边缘第二金属层2621上的边缘半导体层2641以及位于所述中央第一金属层2612上的中央半导体层2642。具体地,在所述半导体层形成后,将所述边缘第二金属层2621与中央第一金属层2612作为光罩从所述玻璃基板210远离所述边缘第二金属层2621与中央第一金属层2612的一侧进行曝光,之后去除未被所述边缘第二金属层2621与中央第一金属层2612遮挡的半导体层,从而形成所述边缘半导体层2641与中央半导体层2642。在本实施方式中,所述边缘半导体层2641以及中央半导体层2642的材质为氧化半导体。
步骤S208,请参阅图10,形成覆盖所述玻璃基板210、边缘半导体层2641以及中央半导体层2642的第三金属层265,并在所述第三金属层265上对应所述中央半导体层2642的位置形成第二光阻图案266。其中,所述第三金属层265与所述第二金属层262的材质以及刻蚀速率均不相同。在本实施方式中,所述第三金属层265的材质为铜。所述第二光阻图案266可以是先在所述第三金属层265上形成一层第二光阻层,再通过光罩制程定义出所述第二光阻图案266的位置。
步骤S209,请参阅图11,去除未被所述第二光阻图案266覆盖的第三金属层265以及边缘半导体层2641,以形成中央第三金属层2651。在本实施方式中,通过湿刻蚀的方式将未被所述第二光阻图案266覆盖的第三金属层265与边缘半导体层2641一并去除。在另一实施方式中,可先通过干刻蚀的方式将未被所述第二光阻图案266覆盖的第三金属层265去除,再通过湿刻蚀的方式将未被所述第二光阻图案266覆盖的边缘半导体层2641去除。若采用此方法,所述第三金属层265可与所述第二金属层262的材质相同。
步骤S210,请参阅图12,去除所述第二光阻图案266。
步骤S211,请参阅图13,形成覆盖所述玻璃基板210、边缘第二金属层2621以及中央第三金属层2651并填充于所述边缘第一金属层2611、边缘第二金属层2621与中央第一金属层2612、通道层2642、中央第三金属层2651之间的闸极绝缘层270。其中,所述边缘第一金属层2611与边缘第二金属层2621共同作为所述垂直型薄膜晶体管200的闸极220,所述中央第一金属层2612与所述中央第三金属层2651分别作为所述垂直型薄膜晶体管200的源极230与漏极240,所述中央半导体层2642作为所述垂直型薄膜晶体管200的信道层250。可以理解,在其它实施方式中,所述边缘第一金属层2611或所述边缘第二金属层2621可单独作为所述垂直型薄膜晶体管200的闸极220。
上述所提供的垂直型薄膜晶体管200的制作方法,由于仅需采用两张光罩即可,流程简单,且能够降低生产成本,易用于量产。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种垂直型薄膜晶体管的制作方法,该方法包括:
提供玻璃基板,在所述玻璃基板上依次形成第一金属层、第二金属层以及第一光阻层;
图案化所述第一光阻层以形成第一光阻图案,所述第一光阻图案包括中央第一光阻图案以及位于所述中央第一光阻图案两侧且与所述中央第一光阻图案相间隔的两个边缘第一光阻图案;所述中央第一光阻图案对应所述垂直型薄膜晶体管的源极和漏极,两个所述边缘第一光阻图案分别对应同一所述垂直型薄膜晶体管的两个闸极;
刻蚀第一金属层与第二金属层,以形成与所述边缘第一光阻图案对应的边缘第一金属层与边缘第二金属层以及与所述中央第一光阻图案对应的中央第一金属层与中央第二金属层;位于同一侧且重叠设置的所述边缘第一金属层和所述边缘第二金属层作为所述垂直型薄膜晶体管的闸极;所述中央第一金属层作为所述垂直型薄膜晶体管的源极或漏极中的一者;
去除所述中央第一光阻图案;
去除所述中央第二金属层;
去除所述边缘第一光阻图案;
形成覆盖所述玻璃基板、边缘第二金属层以及中央第一金属层的半导体层,并以所述边缘第二金属层和所述中央第一金属层作为光罩从所述玻璃基板远离所述边缘第二金属层和所述中央第一金属层的一侧曝光去除覆盖在所述玻璃基板上的半导体层以形成位于所述边缘第二金属层上的边缘半导体层以及位于所述中央第一金属层上的中央半导体层;
形成覆盖所述玻璃基板、边缘半导体层以及中央半导体层的第三金属层,并在所述第三金属层上对应所述中央半导体层的位置形成第二光阻图案;
去除未被所述第二光阻图案覆盖的第三金属层以及边缘半导体层,以形成中央第三金属层;所述中央第三金属层作为所述垂直型薄膜晶体管的源极或漏极中的另一者;以及
去除所述第二光阻图案。
2.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,该方法还包括:
在去除所述第二光阻图案后,形成覆盖所述玻璃基板、边缘第二金属层以及中央第三金属层并填充于所述边缘第一金属层、边缘第二金属层与中央第一金属层之间、所述边缘第一金属层、边缘第二金属层与通道层之间以及所述边缘第一金属层、边缘第二金属层与中央第三金属层之间的闸极绝缘层。
3.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,所述第一金属层与第二金属层的材质不同。
4.如权利要求3所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,所述第一金属层的材质为钛,所述第二金属层的材质为铝。
5.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,通过灰阶光罩图案化所述第一光阻层,所述边缘第一光阻图案的厚度大于所述中央第一光阻图案的厚度。
6.如权利要求5所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,通过氧离子灰化处理,将所述中央第一光阻图案与所述边缘第一光阻图案整体减薄以去除所述中央第一光阻图案。
7.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,在所述半导体层形成后,将所述边缘第二金属层与中央第一金属层当做光罩从所述玻璃基板远离所述边缘第二金属层与中央第一金属层的一侧进行曝光,之后去除未被所述边缘第二金属层与中央第一金属层遮挡的半导体层,从而形成所述边缘半导体层与中央半导体层。
8.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,所述半导体层的材质为氧化半导体。
9.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,所述第三金属层与第二金属层的材质不同,在所述第二光阻图案形成后,通过湿刻蚀的方式将未被所述第二光阻图案覆盖的第三金属层与边缘半导体层一并去除。
10.如权利要求9所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,所述第三金属层的材质为铜。
11.如权利要求1所述的垂直型薄膜晶体管的制作方法,其特征在于,在所述第二光阻图案形成后,通过干刻蚀的方式将未被所述第二光阻图案覆盖的第三金属层去除,再通过湿刻蚀的方式将未被所述第二光阻图案覆盖的边缘半导体层去除。
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