CN1921076A - 薄膜晶体管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤：首先，于基板上形成栅极。接着，于基板上形成绝缘层，且绝缘层覆盖住栅极。然后，于栅极上方的绝缘层上形成半导体层。接下来，于半导体层上形成源极和漏极。于形成源极和漏极之后，进行一表面处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体元件的制造方法，且特别涉及一种薄膜晶体管的制造方法。
背景技术
多媒体领域的急速进步，多半受惠于半导体元件或人机显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，阴极射线管(CRT：Cathode Ray Tube)因具有优异的显示质量与其经济性，一直独占近年来的显示器市场。
从桌上操作多数终端机/显示器装置的使用环境，或是以环保以及节省能源的观点切入，阴极射线管对于空间的利用性以及能源的消耗仍存在许多问题。加上阴极射线管对于轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求无法有效提供解决之道，因此具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD：Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay)已逐渐成为市场的主流。
现有的薄膜晶体管的制造方法是首先于一基板上形成栅极(gate)，接着于基板上依序沉积绝缘层(insulating layer)以及半导体层以覆盖住栅极，然后于半导体层的两侧分别形成源极和漏极(source and drain)，如此来完成薄膜晶体管的制造。
然而，由于现有的薄膜晶体管的制造方法是利用化学气相沉积法形成绝缘层及半导体层，并没有使用其它方法来强化绝缘层及半导体层的结构。因此，使得薄膜晶体管的电性表现较差，会产生漏电流的问题，进而造成液晶显示器面板具有画面均匀度较差的问题，如黑画面下局部区域略为呈现灰白色，而影响到液晶显示器的表现。此外，由于绝缘层及半导体层结构强度较差，因此会使得薄膜晶体管的耐用性(endurance)较差，而缩短薄膜晶体管的寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管的制造方法，可有效地强化绝缘层及半导体层的结构。
本发明的另一目的是提供一种薄膜晶体管的制造方法，所制造的薄膜晶体管具有高耐用性。
本发明提出一种薄膜晶体管的制造方法，该方法包括：
首先于基板上形成栅极；
接着，于基板上形成绝缘层，且绝缘层覆盖住栅极；
然后，于栅极上方的绝缘层上形成半导体层；
接下来，于半导体层上形成源极和漏极；
于形成源极和漏极之后，进行一个表面处理工艺。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，表面处理工艺包括气体退火工艺。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺为进行一次或两次气体退火处理步骤。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺所使用的气体为氮气、氢气、氨气、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧气所组成的群组的其中之一或其组合。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺温度为200℃至450℃。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺时间为5秒至1小时。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺温度为400℃至600℃。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺时间为5秒至30分。
本发明提出一种薄膜晶体管的制造方法，该方法包括：
首先于基板上形成栅极；
接着，于基板上形成绝缘层，且绝缘层覆盖住栅极；
然后，于栅极上方的绝缘层上形成半导体层；
接下来，于半导体层上形成源极和漏极；
之后，于基板上形成保护层，且保护层覆盖住所述源极和漏极；
于形成保护层之后，进行一个表面处理工艺。
根据该方法，所述表面处理工艺包括一气体退火工艺。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺为进行一次或两次气体退火处理步骤。
根据该方法，所述气体退火工艺所使用的气体为氮气、氢气、氨气、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧气所组成的群组的其中之一或其组合。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺温度为200℃至450℃。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺时间为5秒至1小时。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺温度为400℃至600℃。
依照本发明的一较佳实施例所述，在上述的薄膜晶体管的制造方法中，气体退火工艺的工艺时间为5秒至30分。
基于上述，由于本发明所提出的薄膜晶体管的制造方法会在源极和漏极或是保护层形成之后，进行一个表面处理工艺，因此能够强化绝缘层及半导体层的结构，而避免漏电流的情况发生，以提高液晶显示器的显示质量。
另一方面，本发明的薄膜晶体管的制造方法中所进行的表面处理工艺可以提升薄膜晶体管的耐用性，而延长薄膜晶体管的寿命。
与现有技术相比，本发明至少具有下列优点：
1.本发明所提出的薄膜晶体管的制造方法能够强化绝缘层及半导体层的结构，避免薄膜晶体管产生漏电流的情况，并可提升液晶显示器的显示质量。
2.由本发明所提出的薄膜晶体管的制造方法所制造的薄膜晶体管，具有较佳的耐用性。
3.在本发明所提出的薄膜晶体管的制造方法中，所进行的表面处理工艺使得薄膜晶体管具有较低的启始电压及较大的导通电流。
附图说明
图1A至1D为本发明一实施例的薄膜晶体管的制造流程剖面图。
图2为本发明另一实施例的薄膜晶体管的制造流程剖面图。
【主要组件符号说明】
100：基板
102：栅极
104：绝缘层
106：半导体材料层
108：欧姆接触材料层
110：图案化光刻胶层
112：半导体层
114：欧姆接触层
116：源极和漏极
118：保护层
具体实施方式
图1A至1D为本发明一实施例的薄膜晶体管的制造流程剖面图。
首先，请参照图1A，提供基板100，此基板100可以是玻璃基板或是石英基板。
接着，于基板100上形成栅极102。栅极102的形成方法例如是先于基底100上形成第一导体层(未绘示)，再图案化第一导体层而形成的。第一导体层可由多层金属迭加而成。第一导体层的材料例如是铝、钛、锡、钽、铝-硅-铜、钨、铬、铜、金或银等导电材料。形成方法例如是物理气相沉积法，如溅射法。
然后，于基板100上形成绝缘层104，且绝缘层104覆盖栅极102。绝缘层104的材料例如是氧化硅或是氮化硅等介电材料，其形成方法例如是化学气相沉积法。
接下来，请参照图1B，于绝缘层104上形成半导体材料层106。半导体材料层106的材料例如是非晶硅层或多晶硅层，多晶硅特别是低温多晶硅。半导体材料层106的形成方法例如是化学气相沉积法。
此外，可于半导体材料层106上形成欧姆接触材料层108。欧姆接触材料层108的材料例如是经过掺杂的N+非晶硅层或N+多晶硅层，而其形成方法例如是化学气相沉积法。
之后，于栅极102上方的欧姆接触材料层108上形成图案化光刻胶层110。图案化光刻胶层110的曝光方式可以是利用掩膜(未绘示)进行曝光，也可以是利用栅极102作为掩膜进行背后曝光。
接着，请参照1C，图案化半导体材料层106与欧姆接触材料层108，而形成半导体层112与欧姆接触层114。图案化半导体材料层106与欧姆接触材料层108的方法例如是以图案化光刻胶层110为掩膜，进行一个干式刻蚀工艺而形成。
再者，于半导体层112上形成源极和漏极116，其中源极与漏极互不接触。源极和漏极116的形成方法例如是先于基底100上形成覆盖绝缘层104、半导体层112与欧姆接触层114的第二导体层(未绘示)，再图案化第二导体层而形成。第二导体层可由多层金属迭加而成。第二导体层的材料例如是铝、钛、锡、钽、铝-硅-铜、钨、铬、铜、金或银等导电材料。第二导体层的形成方法例如是物理气相沉积法，如溅射法。图案化第二导体层的方法例如是使用现有的掩膜或是半光强度掩膜(half-tone mask)进行光刻工艺，以于第二导体层上形成图案化光刻胶层(未绘示)，再以图案化光刻胶层为掩膜对第二导体层进行一个干式刻蚀工艺后，再移除图案化光刻胶层而完成图案化第二导体层的操作。值得注意的是，在图案化第二导体层时，会移除部分欧姆接触层114。
于形成源极和漏极116之后，进行一个表面处理工艺。表面处理工艺例如是进行一次或两次气体退火处理步骤的气体退火工艺，可修复半导体层112的缺陷(defect)及降低悬浮键(dangling bond)的数目，使绝缘层104的结构更加完整。在强化绝缘层104及半导体层112的结构之后，可避免漏电流的情况发生，以提高液晶显示器的显示质量。此外，所进行的表面处理工艺可以提升薄膜晶体管的耐用性，而延长薄膜晶体管的寿命。另一方面，进行的表面处理工艺还可以降低薄膜晶体管的起始电压及提升导通电流。
在气体退火工艺中，所使用的气体为氮气、氢气、氨气、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧气所组成的群组的其中之一或其组合。当气体退火工艺的工艺温度为200℃至450℃时，气体退火工艺的工艺时间例如是5秒至1小时。当气体退火工艺的工艺温度为400℃至600℃，则气体退火工艺的工艺时间例如是5秒至30分。
接着，请参照图1D，可于基板100上形成保护层118，且保护层118覆盖源极和漏极116。保护层118的材料例如是氧化硅或是氮化硅等介电材料，其形成方法例如是化学气相沉积法。
图2为本发明另一实施例的薄膜晶体管的制造流程剖面图。在图2所介绍的实施例中，除了表面处理工艺进行的时机之外，其余形成薄膜晶体管的工艺均与图1A至1D所介绍的实施例相同，故于此不再赘述。
请参照图2，表面处理工艺是于形成保护层118之后进行，而非于形成源极和漏极116之后进行。在此实施例中，同样地，所进行的表面处理工艺例如是进行一次或两次气体退火处理步骤的气体退火工艺，可修复半导体层112的缺陷(defect)及降低悬浮键(dangling bond)的数目，以强化绝缘层104及半导体层112的结构。因此，可避免漏电流的情况发生，使液晶显示器的显示质量提升。此外，所进行的表面处理工艺能增加薄膜晶体管的耐用性，而使得薄膜晶体管的寿命延长。另一方面，进行的表面处理工艺更可以使薄膜晶体管的起始电压降低及导通电流增大。关于气体退火工艺的工艺参数以于上述实施例中详细说明，于此不再赘述。
上述实施例仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
Claims (16)
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
于一基板上形成一栅极；
于所述基板上形成一绝缘层，且覆盖所述栅极；
于所述栅极上方的绝缘层上形成一半导体层；
于所述半导体层上形成一源极和漏极；以及
于形成所述源极和漏极之后，进行一个表面处理工艺。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述表面处理工艺包括一气体退火工艺。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺包括进行一次或两次气体退火处理步骤。
4.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺所使用的气体为氮气、氢气、氨气、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧气所组成的群组的其中之一或其组合。
5.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺温度为200℃至450℃。
6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺时间为5秒至1小时。
7.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺温度为400℃至600℃。
8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺时间为5秒至30分。
9.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
于一基板上形成一栅极；
于所述基板上形成一绝缘层，且覆盖所述栅极；
于所述栅极上方的绝缘层上形成一半导体层；
于所述半导体层上形成一源极和漏极；
于所述基板上形成一保护层，且覆盖所述源极和漏极；以及
于形成所述保护层之后，进行一个表面处理工艺。
10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述表面处理工艺包括一气体退火工艺。
11.根据权利要求10所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺包括进行一次或两次气体退火处理步骤。
12.根据权利要求10所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺所使用的气体为氮气、氢气、氨气、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧气所组成的群组的其中之一或其组合。
13.根据权利要求10所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺温度为200℃至450℃。
14.根据权利要求13所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺时间为5秒至1小时。
15.根据权利要求10所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺温度为400℃至600℃。
16.根据权利要求15所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述气体退火工艺的工艺时间为5秒至30分。
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| CN 200610139375 CN1921076A (zh) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 薄膜晶体管的制造方法 |
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Cited By (2)
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| CN105097827A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-25 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Ltps阵列基板及其制造方法 |
| CN105118856A (zh) * | 2008-10-24 | 2015-12-02 | 株式会社半导体能源研究所 | 氧化物半导体、薄膜晶体管以及显示装置 |
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2006
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