TWI495017B - 製造場效電晶體的方法、場效電晶體、顯示裝置以及電磁波偵測器 - Google Patents

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Description

製造場效電晶體的方法、場效電晶體、顯示裝置以及電磁波偵測器
本發明是有關於一種製造場效電晶體的方法、場效電晶體、顯示裝置以及電磁波偵測器。
近年來，隨著液晶和電致發光(EL)技術等等的進展，平板顯示裝置(FPD)已進入實用階段。特別是，由於使用有機電致發光元件(此後可稱為”有機EL元件)時可在低電壓下發出高的亮光，其中薄膜材料是藉由施加電流而被激發，則可期望在包括行動電話顯示器、個人數位助理(PDA)、電腦顯示器、汽車資訊顯示器、電視(TV)監視器和一般的照明裝置的廣大範圍中實現各裝置的薄化、省重量、小型化和節省電力。又，這些FPDs由場效電晶體(此後可稱為TFT)之主動矩陣電路來驅動，其中形成在玻璃基板上的非晶矽薄膜或多晶矽薄層用作氧化物半導體層。
另一方面，試圖使用重量輕且可撓的樹脂基板來取代FPD之玻璃基板，以使薄化、省重量和破裂的阻力獲得改良。然而，使用矽薄膜來製造電晶體時需在較高的溫度下進行加熱過程，因此，通常不易在低熱阻的樹脂基板上直接形成矽薄膜。於是，使用可在低溫下成膜的氧化物半導體來發展TFTs，這在目前已積極地進行。氧化物半導體可在室溫下成膜且形成在一膜上，因此，氧化物半導體的材料已引起注意。又，在此種TFT中，為了使包括TFT中所設置的源極和汲極之氧化物半導體層或導電層(electroconductive layer)受到保護且電性上各別地絕緣，則通常設有一絕緣層以覆蓋該氧化物半導體層或導電層所對應的區域。作為與具有此種功能的絕緣層等效的層，在已公開的日本專利申請案(JP-A)第2007-73705號中已揭示了矽氧化物的使用。
此處，TFT適當地施加至電磁波偵測器或使用液晶元件和有機EL(電致發光)元件之顯示器，其中該電磁波偵測器偵測例如X-射線之類的電磁波。當TFT施加至例如這些電磁波偵測器、顯示裝置或類似物等各種裝置時，在電性上需要將導電層之一部份連接至上述各種裝置中所設置的元件。因此，當TFT施加至上述各種裝置時，對形成在該導電層上的絕緣層進行處理以形成一接觸孔，使該導電層的一部份曝露，且該導電層在電性上經由已曝露的區域而連接至上述各種裝置。
然而，由於JP-A No. 2007-73705中所提到的作為絕緣層的構成材料的二氧化矽(SiO2 )具有鹼性電阻和酸性電阻，則需要選擇一種由乾式蝕刻來進行的處理，這樣會造成生產成本增加的問題。
又，在JP-A No. 2007-73705中雖然已揭示一種使用不同於二氧化矽的材料之實施例，但由於該處理是藉由氬輾磨(milling)方法來進行，因此該處理會發生問題，使該絕緣層的表面易於在處理該絕緣層時受損。又，使用強酸溶液來處理該絕緣層的方法是可理解的，但此方法可能亦有問題，此乃因該絕緣層會發生腐蝕。
本發明的目的是提供一種製造場效電晶體的方法和場效電晶體，其中在絕緣層中形成一接觸孔時可使導電層(electroconductive layer)的腐蝕或破裂受到抑制。本發明亦提供一種顯示裝置以及電磁波偵測器。
本發明是針對上述情況而作成以提供一種製造場效電晶體的方法、場效電晶體、顯示裝置以及電磁波偵測器。
本發明的第一樣態是提供一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括基板、閘極、閘極絕緣膜、源極、汲極、像素電極、氧化物半導體層(其包括氧化物半導體以作為主成份)、以及無機絕緣層(其包括無機材料以作為主成份)，本方法包括：形成導電層，其包含源極、汲極或像素電極之至少一種；形成無機絕緣層，以覆蓋該導電層和該氧化物半導體層；以光阻形成法在該無機絕緣層上形成光阻膜；使該光阻膜曝光成圖案形狀；以及使用顯像劑使已曝光的光阻膜顯像，以形成光阻圖案，且使用顯像劑作為蝕刻液體，以將該無機絕緣層被光阻圖案所曝露的曝露區域去除，藉此使該導電層的一部份曝露。
本發明的第二樣態是提供一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括基板、閘極、閘極絕緣膜、源極、汲極、像素電極、氧化物半導體層(其包括氧化物半導體以作為主成份)、以及無機絕緣層(其包括無機材料以作為主成份)，本方法包括：形成導電層，其包含源極、汲極或像素電極之至少一種；形成無機絕緣層，以覆蓋該導電層和該氧化物半導體層；以光阻形成法在該無機絕緣層上形成光阻膜；使該光阻膜曝光成圖案形狀；使用顯像劑使已曝光的光阻膜顯像，以形成光阻圖案；以及使用蝕刻液體以對該無機絕緣層被光阻圖案所曝露的曝露區域進行處理，去除曝露區域，藉此將該導電層的一部份曝露。
本發明的第三樣態是提供一種由本發明的第一樣態或第二樣態的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
本發明的第四樣態是提供一種顯示裝置，其設有一由本發明的第一樣態或第二樣態的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
本發明的第五樣態是提供一種電磁波偵測器，其設有一由本發明的第一樣態或第二樣態的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
依據本發明的製造場效電晶體的方法，無機絕緣層作為絕緣層且包含無機材料以作為主成份，該無機絕緣層形成在導電層上。該導電層由導電層形成步驟所形成，且包括源極、汲極和像素電極，該無機絕緣層覆蓋該導電層和氧化物半導體層。該無機絕緣層的功能是保護該導電層和氧化物半導體層。在光阻膜形成在該無機絕緣層上且曝光成圖案形狀之後，在顯像過程中以顯像劑來顯像，藉此而形成光阻圖案。又，在顯像過程中，例如亦使用顯像劑作為蝕刻液體，以將該無機絕緣層被光阻圖案所已曝露的曝露區域去除，藉此使該導電層的一部份曝露。因此，在顯像過程中，相同的液體用作顯像劑和蝕刻液體。藉此而在該無機絕緣層中形成光阻圖案和一接觸孔。
以此方式，依據本發明的製造場效電晶體的方法，藉由使用蝕刻液體所進行的濕式蝕刻來對該無機絕緣層進行處理而形成一接觸孔，該無機絕緣層用來保護該導電層和氧化物半導體層，這樣可在該接觸孔形成時防止該導電層的腐蝕和破裂。
依據本發明，提供一種製造場效電晶體的方法，其中在絕緣層中形成一接觸孔時可使導電層的腐蝕或破裂受到抑制。本發明亦提供一種場效電晶體、顯示裝置以及電磁波偵測器。
本發明的例示性的實施例以下將依據圖式來詳述。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下，將參考各圖式來說明本發明之製造場效電晶體的方法以及由此方法所製造的場效電晶體的例示性實施例。
如圖1和圖2所示，本實施例的場效電晶體10是將閘極14A、下電極14B、閘極絕緣膜16、導電層(electroconductive layer)20、氧化物半導體層18和無機絕緣層22積層在基板12上而形成。氧化物半導體層18作為電子或電洞移動用的通道層。導電層20的一些部份可用作源極20A、汲極20B或像素電極20C。
又，電晶體元件15和電容器26形成在本實施例的場效電晶體10中。電晶體元件15由閘極14A、閘極絕緣膜16、源極20A、汲極20B和氧化物半導體層18所形成。電容器26由下電極14B、與下電極14B相對的像素電極20C的區域、以及閘極絕緣膜16所形成。因此，閘極絕緣膜16用來將閘極14A絕緣且隔開，且亦用作電容器26中的一種必要的絕緣膜。
例如，當以一維方式或二維方式來排列多個場效電晶體10以將電容器26施加至像顯示裝置、電磁波偵測器等等之類的各種裝置時，藉由配置每一場效電晶體10而使電容器26作為對應於每一像素區域(驅動單元)的電容器26，使每一像素區域對應於各種裝置中的驅動單元。特別是，當電容器26施加至一像素區域中具有一個場效電晶體10和一個電容器之像Tr-1C電路結構之類的各種裝置時，電容器作為一種與每一像素區域對應的電容器26。像素電 極20的一部份用作與下電極14B對應的上電極，以構成電容器26。
即，像素電極20C的區域包括該導電層20中與電容器26之下電極14B對應的區域，且當該場效電晶體10施加至各種裝置時，像素電極20C亦用作電極以對各種裝置中的像素區域之大小的調整作出貢獻。
此外，本實施例中雖然場效電晶體10解釋成具有電容器26之場效電晶體，但場效電晶體10亦可不具有電容器26，這依據該場效電晶體10所屬的各種裝置之結構或種類而定。又，在此種情況下，像素電極20C作為源極20A或汲極20B之一部份(圖1中汲極20B之一部份)。
形成該無機絕緣層22，以覆蓋導電層20和氧化物半導體層18的上側，使該無機絕緣層22適合用來保護該氧化物半導體層18和導電層20且予以絕緣-隔開。
又，本實施例中”導電的(electroconductive)”、”電導(electric conduction)”和”電極”是指容積電阻率小於10-2 Ω．cm，且”絕緣的”和”絕緣”是指容積電阻率為1010 Ω．cm或更大。
一接觸孔27形成在無機絕緣層22中。形成該接觸孔27以使導電層20的與該無機絕緣層22之下側(基板12側)相連續的一部份曝露出來。當該場效電晶體10施加至例如顯示裝置、電磁波偵測器或類似物之類的各種裝置(以下將描述)時，需將該導電層20經由該導電層20之已曝露的區域而電性連接至該各種裝置中的每一元件。由於此一原因，當該場效電晶體10施加至上述各種裝置時，電極層24形成在該無機絕緣層22(其中形成有該接觸孔27)上，且該電極層24和該導電層20經由導電層20中的曝露區域21而在電性上相連接。
又，本實施例中該接觸孔27形成在與下電極14B相對的區域中。由於此一原因，本實施例中藉由在無機絕緣層22中形成該接觸孔27，則該導電層20之上表面側之整個區域中與該下電極14B相對的區域(與基板12相對的表面)由該無機絕緣層22中曝露出來。
如上所述，本實施例中雖然該接觸孔27是形成在該接觸孔27與該下電極14B處於相對的區域中，然而，若該接觸孔27形成為使該導電層20的一部份區域由該無機絕緣層22曝露出來，則該接觸孔27不限於此種位置，但該接觸孔27的位置可適當地依據施加有該場效電晶體10之各種裝置之組態或種類來調整。
又，本實施例的場效電晶體10中雖然說明了底部接觸型，其中氧化物半導體層18是與氧化物半導體層18之下表面側(基板12側)上的源極20A和汲極20B相接觸，但亦可使用頂部接觸型，其中氧化物半導體層18是與氧化物半導體層18之上表面側(基板12之相對側)上的源極20A和汲極20B相接觸。
以上述方式構成的場效電晶體10是主動元件，其對源極20A和汲極20B之間的電流進行切換，這是藉由施加一電壓至閘極14A以控制流至該氧化物半導體層18中的電流來達成。
構成該基板12的材料例如包括：無機材料，例如，YSZ(鋯穩定之釔)或類似物；有機材料，包括聚酯，例如，聚對鈦酸乙二酯、聚對鈦酸伸丁酯或類似物；聚苯乙烯、聚碳酸鹽、聚醚碸(polyether sulfone)、聚芳酯(polyarylate)、碳酸丙烯二甘醇、聚烯亞胺、聚環烯、降莰烯樹脂、以及聚(氯三氟乙烯)或類似物。當上述有機材料作為形成該基板12用的材料時，較佳是選擇該些在熱阻、維度穩定性、對溶劑的阻力、電絕緣性、可工作性、低氣體滲透性、低吸濕性和類似性等有優異性的材料。
基板12較佳是具有可撓性。由可撓性的觀點而言，較佳是使用有機塑膠膜，其是在將有機材料形成為膜形時製備而成。又，在該基板12的絕緣性能不足時，該基板12可設有一絕緣層，或該基板12可具有一種組態，其中可形成氣體位障層以防止濕氣和氧氣穿越至基板中，或該基板12可具有下覆(undercoat)層以使膜形的塑膠基板的平坦性提高，或使與電極間的黏合性提高、或使氧化物半導體層成積層狀。
基板12的厚度較佳是設定成50微米至500微米。當基板12的厚度是50微米或更大時，基板12本身可維持足夠的平坦性。當基板12的厚度是500微米或更小時，基板12本身可自由彎曲，即，基板12本身的可撓性變成有利。
形成閘極14A和下電極14B之材料的較佳例子包括：像Al,Mo,Cr,Ta,Ti,Au,Ag之類的金屬；像Al-Nd,APC之類的合金；金屬氧化物導電膜，例如，氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或類似物；或有機導電化合物，例如，聚苯胺、聚噻吩、聚吡喀或類似物；或混合物及其合金。閘極14A之厚度較佳是10奈米至1000奈米。
作為閘極絕緣膜16，可使用例如SiO2 ,SiNx ,SiON,Al2 O3 ,Y2 O3 ,Ta2 O5 ,HfO2 之類的絕緣體、混合的晶體化合物(其包含這些化合物之至少二種化合物或更多)。又，聚合物絕緣體(例如，聚烯亞胺或類似物)亦可用作閘極絕緣膜16。
閘極絕緣膜16的膜厚度較佳是10奈米至10微米。閘極絕緣膜16的膜厚度需增大至某一程度，以使漏電流下降且使耐壓(withstand voltage)增大。然而，閘極絕緣膜16的膜厚度增大時將造成場效電晶體10之驅動電壓的增加。由於此一原因，當閘極絕緣膜16由無機絕緣體形成時，則較佳是使用具有50奈米至1000奈米厚度的閘極絕緣膜16，且當閘極絕緣膜16由聚合物絕緣體形成時，則較佳是使用具有0.5微米至5微米厚度的該閘極絕緣膜16。特別是，當像HfO2 之類的高介電質絕緣體被用作閘極絕緣膜16時，較佳是使用此種絕緣體，此乃因該場效電晶體10在低電壓時亦可能被驅動，即使膜的厚度增大時亦同。
形成導電層20(源極20A、汲極20B和像素電極20C)之材料的較佳例子包括：像Al,Mo,Cr,Ta,Ti,Au,Ag之類的金屬；像Al-Nd,APC之類的合金；金屬氧化物導電膜，例如，氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或類似物；或有機導電化合物，例如，聚苯胺、聚噻吩、聚吡喀或類似物；或混合物及其合金。特別是，可適當地使用IZO、ITO或類似物，其原因是可與氧化物半導體形成良好的歐姆接觸。即將形成的導電層20之層厚度期望在10奈米至1000奈米之間。
氧化物半導體層18包含氧化物半導體以作為主成份。又，主成份是指該氧化物半導體層18中組成的各成份中的含量最大者，且較佳是質量為50%或更大。由於氧化物半導體能在低溫時形成一種膜，則氧化物半導體可適當地在可撓性基板12上形成一種膜形。
用於氧化物半導體層18中的氧化物半導體較佳是非晶形氧化物化合物，其包含選自In,Zn,Ga,Sn和Cd之組的至少一個元素，且氧化物半導體更佳是非晶形氧化物化合物，其包含選自In,Zn和Ga之組的至少一個元素。
特別是，用於氧化物半導體層18中的非晶形氧化物之例子包括由InGaO3 (ZnO)m (m是小於6的自然數)所表示的非晶形半導體、ZnO‧Rh2 O3 ,CuGaO2 ,SrCu2 O2 、以及揭示在JP-A No. 2006-165529中的氧化物半導體及其類似物，其形成合成結構。
上述材料中，作為使用在氧化物半導體層18中的非晶形氧化物半導體，可適當地使用由InGaO3 (ZnO)m (m是小於6的自然數)所表示的非晶形半導體。在氧化物半導體中，其在結晶狀態下的組成是由InGaO3 (ZnO)m (m是小於6的自然數)所表示，特別是更期望由InGaZnO4 來表示。具有這種組成的氧化物半導體具有一種電子移動性隨著導電性增加而增加的傾向。
氧化物半導體層18之導電率較佳是由10-4 Scm-1 至小於102 Scm-1 ，且更佳是由10-1 Scm-1 至小於102 Scm-1 。調整該氧化物半導體層18之導電率之方法的例子已知包括：使用氧缺陷來進行的調整方法、以組成比(ratio)來進行的調整方法、以不純物來進行的調整方法、以及以氧化物半導體材料來進行的調整方法。
無機絕緣層22是一種包含無機材料以作為主成份的層且被絕緣。由於無機絕緣層22是一種包含無機材料以作為主成份的層，則使用濺鍍方法來形成一種膜是可行的，且可形成一種均勻(層厚度與平均層厚度的偏差是在±10%以內)且薄(較佳是500奈米或更小)的無機絕緣層22。
又，無機絕緣層22可使用濕式蝕刻來處理。即，無機絕緣層22可溶解在接觸孔27形成時所使用的蝕刻液體中。另外，無機絕緣層22可溶解在蝕刻液體中是指：在25℃時無機絕緣層22之組成材料在該蝕刻液體中的溶解率較佳是1 nm/s或更大。
為了將無機絕緣層22溶解在蝕刻液體中，該無機絕緣層22的組成材料(其包含無機材料以作為主成份)和該蝕刻液體(以下將描述)之種類須適當地選取。
雖然該無機絕緣層22之組成材料可為滿足以上特性的任一材料，但較佳是使用含鎵的氧化物Ga2 O3 。
以含鎵的氧化物來形成該無機絕緣層22，則在與先前技術中使用SiO2 作為無機絕緣層22時的情況相比較下，可容易地使用毒素較少的化學劑以藉由濕式蝕刻來進行處理。又，由於能以濕式蝕刻來進行處理，則在該無機絕緣層22進行處理(形成該接觸孔27)時導電層20之腐蝕和受損可受到抑制。
又，以含鎵的氧化物來形成該無機絕緣層23，使該無機絕緣層22可溶解於鹼性液中，因此可使用鹼性蝕刻液以作為處理該無機絕緣層22時用的蝕刻液，且即使將一種具有酸性電阻的材料(例如，IZO適當地用作導電層20)用作導電層20，則該無機絕緣層23亦可在該導電層20未腐蝕下被處理。
又，該無機絕緣層22之組成材料期望是非晶形的。當該無機絕緣層22之組成材料是非晶形時，則在以濕式蝕刻來進行處理(稍後將描述)時可使該無機絕緣層22良好地溶解在蝕刻液中。
又，本實施例中在製造該場效電晶體10時，使形成在該無機絕緣層23上的光阻膜30(參閱圖8(B)；稍後將詳述)顯像用的顯像劑作為該無機絕緣層22用的蝕刻液。由於此一原因，本實施例中選取一種亦可用於該光阻膜30之顯像用的顯像劑的液體(稍後將描述)，以作為該無機絕緣層22的處理用的蝕刻液。
該無機絕緣層22的層厚度可為任意厚度，只要該無機絕緣層22對該氧化物半導體層18和導電層20(其面積不同於該處理中即將曝露的面積)的保護功能未失去即可，且當電極層24形成在該無機絕緣層22上時，仍可將該電極層24由該導電層20絕緣且隔開的功能亦未失去即可。例如，該無機絕緣層22之層厚度較佳是由20奈米至500奈米，且更佳是由30奈米至100奈米。
由上述組成材料形成的場效電晶體10是藉由導電層形成過程、氧化物半導體層形成過程、無機絕緣層形成過程、光阻形成過程、曝光過程和顯像過程(光阻圖案形成過程和處理過程)來製成。
以下，將詳細描述製造由上述組成材料形成的場效電晶體10的方法。
(1)　導電層形成過程
在導電層形成過程中，在基板12上藉由將閘極14A和下電極14B、閘極絕緣膜16和導電層20以此種次序予以積層而形成積層體10A(參閱圖3(C)。
首先，如圖3(A)和圖4所示，形成一種包括閘極14A和下電極14B的電極層14，使閘極14A和下電極14B的組成材料形成在一層中，且使此層圖案化。然後，如圖3(B)所示，在這樣所形成的包括閘極14A和下電極14B的電極層14上，閘極絕緣膜16形成在一層中。由於在多個層中由閘極14A和下電極14B、以及閘極絕緣膜16之組成材料來形成該多個層，則可使用已知的方法而無特別限制，但可適當地由以下方法中選取一種方法：濕式方法，例如印刷法、塗佈法或類似的方法；物理方法，例如真空沈積法，濺鍍法、離子電鍍法或類似的方法；以及化學方法，例如CVD、電漿CVD或類似的方法；須考慮用於形成每一層的材料的適合性。
例如，就組成該閘極14A和下電極14B之材料而言，當選取ITO時，作為使用此種組成材料來形成此層的膜的方法，可選取直流濺鍍或高頻濺鍍法、真空沈積法、離子電鍍法及類似的方法。又，作為組成該閘極14A和下電極14B之材料，當選取有機導電化合物時，可選取濕式成膜方法以作為成膜方法。又，作為由該閘極14A和下電極14B之組成材料所形成的層之圖案化方法，可使用已知的方法，且例如可使用微影方法和蝕刻方法。
然後，在一膜中形成導電層(圖中未繪出)且將此層圖案化，則將在該閘極絕緣膜16上形成一種具有源極20A、汲極20B和像素電極20C之層20(參閱圖3(C)和圖5)。
形成導電層之方法(導電層20在圖案化之前，圖中未繪出)無特別限制，但可適當地由以下方法中選取一種方法：濕式方法，例如印刷法、塗佈法或類似的方法；物理方法，例如真空沈積法，濺鍍法、離子電鍍法或類似的方法；以及化學方法，例如CVD、電漿CVD或類似的方法；這是依據被選取為導電層20的材料而定。例如，當選取ITO以作為導電層20時，可適當地選取直流濺鍍或高頻濺鍍法、真空沈積法、離子電鍍法。又，當有機導電材料作為形成導電層20的材料時，可使用濕式成膜方法以適當地形成導電層20。
作為使一層中已形成的導電層圖案化之方法(導電層20在圖案化之前)，可使用已知的方法。例如，在閘極絕緣膜16上，在已形成膜的導電層上以微影方法來形成光阻圖案，且導電層中的區域未被光阻圖案所保護而以濕式蝕刻來去除，使導電層的一部份區域形成為源極20A和汲極20B，因此形成導電層20。又，與導電層20中的下電極14B對應的區域用作像素電極20C。
(2)　氧化物半導體層形成過程
在氧化物半導體層形成過程中，如圖3(D)和圖6所示，形成氧化物半導體層18以覆蓋此氧化物半導體層形成過程中所形成的源極20A和汲極20B、以及源極20A和汲極20B之間的空間。
在氧化物半導體層形成過程中，形成該氧化物半導體層18，使該氧化物半導體層18之組成材料形成在閘極絕緣膜16和導電層20上之一層(圖中未顯示)中，且將此層圖案化。
作為使用該氧化物半導體層18之組成材料來形成該層的成膜方法，期望使用氣相成膜方法，其中使用非晶形氧化物半導體(其形成氧化物半導體層18，已如上所述)之多晶燒結體作為靶(target)。又，在氣相成膜方法中，濺鍍法和脈波雷射蒸氣沈積法(PLD方法)是適當的。又，由大量生產的觀點而言，濺鍍法是適當的。例如，在RF磁控管濺鍍氣相沈積法中，藉由真空度的控制和氧的流動率的控制而在一膜中形成該氧化物半導體層18。當使用此方法時，所形成的氧化物半導體層18的導電率可隨著氧的流動率的增加而變小。另外，由膜所形成的氧化物半導體層18可藉由已知的X-射線繞射方法來決定該膜是否為非晶形膜。又，氧化物半導體層18之膜厚可藉由尖筆(stylus)表面輪廓(profile)測量來獲得。組成比(ratio)可藉由RBS(Rutherford backscattering(向後散射))光譜儀方法來獲得。
然後，使由該氧化物半導體層18之組成材料所形成的層圖案化，以形成該氧化物半導體層18，如圖3(D)和圖6所示。
使用已知的方法作為圖案化的方法，且例如在微影方法中使用該氧化物半導體層18之組成材料而在該層上形成光阻圖案，藉由濕式蝕刻而將該層未被該光阻圖案所保護的區域去除以形成該氧化物半導體層18。
(3)　無機絕緣層形成過程
在無機絕緣層形成過程中，如圖7和圖8(A)所示，形成無機絕緣層23以覆蓋上述過程中所形成的導電層20和氧化物半導體層18。
當已被蝕刻的無機絕緣層23構成場效電晶體10時，則在顯像過程或稍後將描述的處理過程中被處理(蝕刻)的無機絕緣層23用作一種具有接觸孔27之無機絕緣層22。
作為無機絕緣層23之成膜方法，較佳是使用組成該無機絕緣層22之組成材料之多晶燒結體(已如上所述)作為靶(target)。又，在氣相成膜方法中，濺鍍法和脈波雷射蒸氣沈積法(PLD方法)是適當的。特別是，由大量生產的觀點以及形成均勻的薄膜而言，濺鍍法是所期望的。又，當無機絕緣層22由非晶形無機材料形成時，可藉由已知的X-射線繞射方法來決定以膜的形狀來形成的無機絕緣層22是否為非晶形膜。又，無機絕緣層22之膜厚可藉由尖筆(stylus)表面輪廓(profile)測量來獲得。
(4)　光阻形成過程
在光阻形成過程中，如圖8(B)所示，光阻膜30形成在無機絕緣層形成過程中所形成的無機絕緣層23上。光阻膜30藉由將光阻施加在無機絕緣層23上而形成。光阻只需一些特性，使光阻可溶解在光阻所形成的光阻膜30之顯像用的顯像劑中即可，且光阻可為正-作用(working)光阻，其曝光區域藉由顯像來去除，或光阻亦可為負-作用(working)光阻，其未曝光區域藉由顯像來去除。
本實施例中，使用一種正-作用光阻的實施例作為例子來解釋。
作為光阻，使用一種對輻射線敏感的光敏樹脂成份，輻射線包括紫外線(g-線，i-線)、遠(far)紫外線(其包括準分子雷射和類似物)、電子射線、離子束或X-射線。
特別是，當使用鹼性顯像劑作為顯像劑時，期望使用一種含有對苯二酚嘧啶(quinonediazide)化合物和鹼性可溶樹脂的成份作為正-作用光阻。使用含有對苯二酚嘧啶化合物和鹼性可溶樹脂的成份作為正-作用光阻，這是利用”以具有波長小於500奈米或更小的光來照射此成份時，則對苯二酚嘧啶基(group)被分解以產生羧(carboxy)基”此特性來達成。結果，光阻由鹼性不可溶狀態變成鹼性可溶狀態。由於光敏樹脂成份之溶解度很優異，則光敏樹脂成份可用來產生像IC或LSI之類的積體電路。對苯二酚嘧啶化合物是以一種奈酚對苯二酚嘧啶化合物來顯示。
(5)　曝光過程
在曝光過程中，上述光阻形成步驟中形成在無機絕緣層23上的光阻膜30，會經由光罩被圖案化曝光(pattern-exposed)而成圖案形狀，且樹脂未被光所照射的部份隨後另外被加熱而硬化(cured)。
即，在曝光過程中，如圖8(C)所示，光阻膜30未被光所照射的區域30B被硬化，光阻膜30被光所照射的區域30A成為未硬化的狀態(於顯像劑中為可溶的狀態)。
作為對光阻膜30進行圖案曝光用的光，例如可使用紫外線、遠紫外線、電子射線、離子束或輻射線、和光阻膜敏感的其它類似光線。
(6)　顯像過程
在顯像過程中，已在曝光過程中曝光的光阻膜30使用顯像劑來顯像且對應於光阻膜30之區域30B而形成光阻圖案30B’，使用顯像劑作為蝕刻液以濕式蝕刻來對該無機絕緣層23進行處理，藉此而形成一接觸孔27。
特別是，在以顯像劑來對該光阻膜30進行顯像時，如圖9(A)所示，光阻膜30中經由曝光過程而使光阻膜改變成在顯像劑中為可溶狀態的區域(在正-作用光阻中以光來照射的區域30A)被去除，且曝光過程中光阻膜未照射光的區域30B保留成光阻圖案30B’，以形成下述的狀態：其中不同於該區域(無機絕緣層22)之區域22A在與無機絕緣層23之光阻圖案30B’相鄰接處變成曝露在表面上。
光阻膜30之顯像用的顯像劑亦用作蝕刻液，且藉由濕式蝕刻來處理該無機絕緣層23(參閱圖9(B))，藉此而形成一接觸孔27。
本實施例中，如上所述，由於無機絕緣層23可溶解在光阻膜30之顯像用的顯像劑中，則在使用顯像劑作為蝕刻液時，曝露區域22A被該蝕刻液去除而形成接觸孔27。又，由於顯像劑用作蝕刻液，則光阻膜30之顯像和無機絕緣層23之濕式蝕刻可在一步驟中進行。
此處，如上所述，本實施例中，作為光阻膜30之顯像用的顯像劑是作為該無機絕緣層23之濕式蝕刻用的蝕刻液，因此，作為顯像過程中的顯像劑，只要該光阻膜30可顯像、該無機絕緣層23可溶解且該導電層20不可溶解，則可使用任何顯像劑，此種顯像劑可適當地依據光阻膜30、無機絕緣層23和導電層20之組成材料來選取。又，導電層20不可溶解是指：在液體溫度25℃時，導電層20之組成材料在顯像劑(蝕刻液)中的溶解率是0.2 nm/s或更小。
例如，假設無機絕緣層23是由鹼性可溶的材料(例如，Ga2 O3 )所形成。又，假設選取一種材料，使光阻的曝光過程中藉由圖案曝光所去除的區域是鹼性可溶的，且殘留的區域具有抗鹼性。又，假設抗鹼性的材料用作導電層20。在此種組合的情況下，可使用鹼性蝕刻液作為顯像過程中的顯像劑和蝕刻液。
作為導電層20用的材料，適合使用對酸性具有弱抵抗性的像非晶形IZO之類的材料，因此，作為無機絕緣層23用的蝕刻液(亦作為本實施例的顯像劑)，較佳是使用鹼性蝕刻液。
例如，鹼性蝕刻液的例子包括含有以下成份的水溶液：氫氧化納、氫氧化鉀、碳酸納、矽酸納、偏矽酸納、水溶性氨、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲基氨、氫氧化四乙基氨、膽生僉、吡喀、哌啶以及1,8-雙環[5,4,0]-7-十一烯(undecene)。
顯像過程中所用的顯像方法之例子包括液浸(dip)法、噴射法、漿板(paddle)法等等。顯像溫度較佳是由15℃至40℃。又，在顯像之後通常以流動的水來進行清洗。
然後，光阻圖案30B’由該無機絕緣層22剝除。只要可將光阻圖案30B’由該無機絕緣層22剝除，則剝除該光阻圖案30B’的方法可為任意方法，可適當地使用一種將光阻圖案30B溶解且去除的方法，或使用超聲波、灰化等等的方法。
作為將光阻圖案30B’溶解且去除的剝除方法，可使用不溶解該無機絕緣層22和導電層20的任何液體，且亦可使用可溶解該光阻圖案30B’的液體，這是依據無機絕緣層22和導電層20之組成材料、以及光阻圖案30B’的組成材料而適當地選取。本實施例中，例如適當地使用一種中性的剝除液體。
又，光阻圖案30B’未必被剝除，亦可完整地保留下來而不剝除。
在顯像過程之後，若需要則進行一種後烤(post-baking)過程。後烤過程是以熱變形而將無機絕緣層22中的接觸孔27的形狀變成漸細，且通常須進行加熱(通常是由200℃至220℃)(硬烤)。此種加熱是由一連續系統或批次(batch)系統使用一種例如熱板、對流爐(熱空氣循環乾燥機)、高頻加熱機等等的加熱單元來進行。
上述過程中，由於無機絕緣層22中該接觸孔27之底部之周邊可逐漸變細，這表示在與無機絕緣層22之傳統式處理時所用的剝離方法比較下該接觸孔27之底部之周邊可容易地逐漸變細。
又，無機絕緣層22中該接觸孔27之底部之周邊逐漸變細時的角度在上述的後烤時間中可容易地依據燒烤溫度條件、或顯像劑(蝕刻液)的溫度條件來調整，且該溫度例如可調整至30℃至80℃的溫度。
在上述過程中，場效電晶體10如圖10和圖11所示地被製成。
又，場效電晶體10可施加至稍後將描述的各種裝置中，電極層24可在電極層形成過程中形成在無機絕緣層22上。
在成膜方法和電極層24的圖案化的方法中，可使用已 知的方法，例如，可使用導電層20的成膜方法和圖案化的方法。
電極層24之組成材料只需具有導電性即可，且可依據施加有該場效電晶體10的各種裝置而適當地選取。例如，這些材料包括：金屬，例如，Al,Mo,Cr,Ta,Ti,Au,Ag等等；Al-Nd,APC之類的合金；金屬氧化物導電膜，例如，氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或類似物；或有機導電化合物，例如，聚苯胺、聚噻吩、聚吡喀或類似物；或混合物及其合金。
這些材料中，像IZO或ITO之類的金屬氧化物是較佳的，此乃因當像IZO或ITO之類的金屬氧化物用作主成份時，電極層24可以是透明的(可使可見光透過50%或更多)。例如，當使電極層24成為透明而將場效電晶體10施加至電磁波偵測器(稍後將描述)時，較佳是可由背光照射來執行一種後影像(afterimage)-去除(稍後將描述)，且可使偵測性能獲得改良。
又，”金屬氧化物是主成份”是指：電極層24之成份中含量最多的成份；且使金屬氧化物成為主成份是指：該含量成為使電極層24變成透明時的程度，該含量較佳是50%的質量或更多。
如上所述，依據本實施例之製造場效電晶體10之方法，導電層20包括了以導電層形成過程所製造的源極20A、汲極20B和像素電極20C，在導電層20上形成無機絕緣層22(其含有無機材料作為主成份)，以覆蓋導電層20 和氧化物半導體層18。而且，在光阻膜30形成在無機絕緣層22上且在顯像過程中曝光成圖案形狀之後，使用顯像劑使已曝光的光阻膜顯像以形成光阻圖案30B’。又，在顯像過程中，使用顯像劑作為蝕刻液，將該無機絕緣層22中被光阻圖案30B’所曝露的曝露區域移除，使導電層20的一部份露出，以便在無機絕緣層22中形成一接觸孔27。
以此種方式，依據本實施例之製造場效電晶體10之方法，無機絕緣層22作成含有無機材料作為主成份的無機絕緣層，且此無機絕緣層22使用蝕刻液而以濕式蝕刻來處理，使形成在該無機絕緣層22之下層側上的導電層20的一部份露出，以形成該接觸孔27。這樣可在形成該接觸孔27時防止該導電層20腐蝕和破裂。
特別是，在此過程中，在與由剝離方法而在無機絕緣層22中形成一接觸孔27時相比較下，此過程的處理準確性較高，且產生的碎物很少，因此產量較高。又，由於該無機絕緣層22中形成有接觸孔27的區域之邊緣(接觸孔的底部上的周邊)可容易地變細，則此過程適合用來形成該接觸孔27。
又，由於接觸孔27是以濕式蝕刻來處理該無機絕緣層22而形成，且設備的成本較乾式蝕刻方法還低，則可使成本下降。
又，由於該無機絕緣層22是含有無機材料以作為主成份的層，則可使用濺鍍方法來形成膜，且可形成一種均勻且薄的無機絕緣層22。
又，如上所述，由於期望使用鹼性蝕刻液作為蝕刻液，當使用鹼性蝕刻液作為蝕刻液時，即使導電層20由抗酸性弱的非晶形ITO或類似物所形成，在形成該接觸孔27時該導電層20之腐蝕仍可受到抑制。
又，在本實施例之製造場效電晶體10之方法中，顯像過程中光阻圖案30B’之顯像用的顯像劑施加至無機絕緣層22進行處理時所用的蝕刻液中，然而亦可使用不同的液體來進行顯像和蝕刻，只要該無機絕緣層22之處理是以濕式蝕刻來進行，且該導電層20之腐蝕或破裂在該無機絕緣層22之處理期間不增多即可。
在此種情況下，作為該無機絕緣層22之濕式蝕刻用的蝕刻液體，由抑制該導電層20之腐蝕的觀點而言應使用鹼性蝕刻液體。
特別是，可使用以下的光阻圖案形成過程和處理過程以取代上述的顯像過程。
(6-1)光阻圖案形成過程
在光阻圖案形成過程中，如圖12(A)所示，已遭遇過曝光過程的光阻膜30，是以類似於上述的顯像過程，利用顯像劑來顯像，使該區域(在正-作用光阻中以光來照射光阻的區域30A，參閱圖8(C))被去除，該區域中光阻膜30經由曝光過程而可溶解在顯像液中，且光阻未照射光的區域30B(參閱圖8(C))保留成光阻圖案30B’。以此種方式而形成一種狀態，其中不同於區域(無機絕緣層22)之區域22A在與無機絕緣層23之光阻圖案30B’相連續處變成曝露在表面上。
雖然可使用與顯像過程中形成光阻膜30B’相同的方法來進行光阻圖案形成過程中光阻圖案30B’的形成，但在與上述顯像過程比較下，顯像劑的選擇範圍較廣。即，使用在光阻圖案形成過程中的顯像劑只需是一種可溶解該光阻膜30的區域30B的液體即可，且可為一種不可溶解該無機絕緣層23的液體。
又，光阻圖案形成過程中形成該光阻圖案30B’之方法不限於濕式蝕刻。
(6-2)　處理過程
在處理過程中，如圖12(B)所示，在光阻圖案形成過程中由無機絕緣層23中的光阻圖案30B’曝露出的曝露區域22A在濕式蝕刻中以鹼性蝕刻液來去除，因此形成一接觸孔27。在與鹼性蝕刻液用在上述顯像過程時的蝕刻液相比較下，此處理過程中所使用的鹼性蝕刻液具有廣範圍的選擇性。即，使用在此處理過程中的鹼性蝕刻液只需是可溶解在無機絕緣層23中且不溶解在導電層20中的鹼性蝕刻液即可，且更可以是一種不適合作為光阻膜30之顯像用的液體。
以此方式，在將無機絕緣層23劃分成二個處理步驟時，該光阻膜30B’之顯像用的顯像劑、以及無機絕緣層23之處理用的鹼性蝕刻液可以是互相不同的液體。由於此一原因，則在形成該接觸孔27時導電層20之腐蝕或破裂可受到抑制，同時該顯像劑和蝕刻液具有廣範圍的選擇性。
又，在與用於形成該光阻膜30B’的顯像劑是作為該無機絕緣層23之處理用的蝕刻液體時的情況相比較下，更適合用來形成光阻膜30B’之液體可選擇成顯像劑，又，更適合用來處理該無機絕緣層23之液體可選擇成鹼性蝕刻液。因此，形成在該無機絕緣層23中的接觸孔27之形狀和變細時的角度可調整成更期望的形狀和角度，因此能以高的準確度來形成該接觸孔27。
本實施例中所製造的場效電晶體10適合施加至像顯示裝置、電磁波偵測器之類的各種裝置。此後，將描述一示範性實施例。
(顯示裝置)
本實施例中所製造的場效電晶體10較佳是施加至使用液晶的影像顯示裝置、EL裝置(特別是平板顯示器(FPD))或類似物。更佳是，場效電晶體10用作可繞性顯示裝置，其使用像有機塑膠膜之類的可撓板作為基板。特別是，本實施例的場效電晶體10適合用作一種使用有機EL裝置之顯示裝置。
當場效電晶體10施加至有機EL顯示裝置時，如圖13所示，有機EL顯示裝置可由具有一有機EL裝置41之有機EL顯示裝置50來表示，其結構化成以電極層24、有機EL層40和上電極層42的順序而積層在無機絕緣層22上，該無機絕緣層22具有一形成在本實施例中所製造的場效電晶體10中的接觸孔27。
又，有機EL層40雖然未顯示，但其可具有一種組態，其中由三個色彩R,G,B所形成的像素區域為一維或二維陣列，有機EL顯示裝置組構成使每一個場效電晶體10對應於每一像素區域而形成陣列，以形成有機EL顯示裝置，其中每一場效電晶體10對應於每一像素區域而形成陣列。
當場效電晶體10施加至使用液晶元件之顯示裝置時，該顯示裝置可使用液晶層來組構以取代該有機EL層。
如上所述，在場效電晶體10的無機絕緣層22中，由於該接觸孔27是在腐蝕或破裂被抑制的狀態下形成，則場效電晶體10的導電層20是在一良好接觸狀態下電性連接至有機EL裝置41之電極層24，因此可達成驅動性能。
(電磁波偵測器)
本實施例中所製造的場效電晶體10適合用於電磁波偵測器，其以例如X-射線、可見光、紫外線等等之類的電磁波來偵測影像。
當該場效電晶體10施加至電磁波偵測器時，如圖14所示，電磁波偵測器可由具有偵測元件66之電磁波偵測器60來表示，其在本實施例中所製造的場效電晶體10中是使電極層24、電荷產生層62和透明的偏壓電極64在無機絕緣層22(其具有一接觸孔27)上形成積層而構成，其中該電荷產生層62依據將被偵測的電磁波而產生電荷。電極層24用作電荷收集電極，其使電荷產生層62中所產生的電場集中。
在上述的電磁波偵測器60中，當像X-射線之類的電磁波入射至電荷產生層62上時，電荷產生層62中產生電荷。所產生的電荷經由電極層24而積聚於電容器26中，且當該場效電晶體10中的電晶體元件15成為導通(ON)狀態時，電荷被取出至外部。又，電磁波偵測器60以一維或二維方式而形成陣列，每一電磁波偵測器60中的場效電晶體10依序被掃描(讀出電荷)，以讀出一維或二維的電荷資訊(即，影像)，於是，電磁波偵測器60亦可用來偵測一影像拾取元件等等用的影像。
此處，如上所述，由於接觸孔27是在腐蝕或損傷受到抑制的狀態下形成在場效電晶體10之無機絕緣層22中，則場效電晶體10的導電層20是在一良好接觸狀態下電性連接至偵測元件66之電極層24，因此可改良驅動性能。
又，如上所述，藉由組成材料的選擇而使電極層24成為透明(對可見光的透過度是50%或更多)，且須選取該場效電晶體10用的透明材料，使電荷產生層62能使用後影像(afterimage)-去除用的背光來照射，使偵測性能獲得改良。
“使用後影像(afterimage)-去除用的背光來照射”是指：由基板12側使電磁波經由電極層24來照射電荷產生層62。即，當電極層24是透明時，在影像已記錄下由電磁波偵測器60之偏壓電極64側以電磁波來照射該電荷產生層62，且當殘留在電荷產生層62中的電荷被去除時，由電磁波偵測器60之基板12側使電磁波經由場效電晶體10和電極層24來照射該電荷產生層62，使驅動性能獲得改良。
範例
以下，將以一範例來解釋以本發明的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體、以及施加有該場效電晶體的電磁波偵測器之實施例，但本發明不限於所示的範例。
(範例1)
範例1中，製造一種場效電晶體1和使用此場效電晶體1之電磁波偵測器。
電磁波偵測器的製造
-導電層形成過程-
在導電層形成過程中，在積板上依序積層一閘極、一下電極、一閘極絕緣膜和一導電層而形成圖3(C)的積層體(參閱圖3(C))。
作為基板，可使用無鹼玻璃(EAGLE 2000(商標名；由Corning Incorporated製造))。
然後，在基板上將鉬蒸氣沈積至40奈米的厚度以作為電極層而形成閘極和下電極，且使閘極和下電極圖案化。在下述條件下進行濺鍍：鉬濺鍍條件：直流功率380瓦，濺鍍氣體氬之流動率是12 sccm，使用直流濺鍍裝置；以及濺鍍過程中使用微影方法和濕式蝕刻方法。
又，隨後在閘極和下電極上形成閘極絕緣膜。
以射頻磁控管濺鍍真空沈積法，使用SiO2 來形成閘極絕緣膜至200奈米的厚度(條件：靶SiO2 ；膜形成溫度：54℃；濺鍍氣體Ar/O2 流動率=12/2 sccm；射頻功率：400瓦；膜形成壓力：0.4 Pa)。閘極絕緣膜SiO2 的圖案化是在濺鍍時使用陰影遮罩來進行。
在閘極絕緣膜上，使IZO蒸氣沈積至200奈米的厚度以作為導電層20。在下述條件下進行濺鍍：IZO的濺鍍條件：直流功率40瓦，濺鍍氣體Ar流動率=12 sccm；使用直流濺鍍裝置，且未將氧導入。
然後，在導電層上形成光阻圖案。使用塗旋機(spin coater)以施加光阻而形成光阻圖案，且膜厚度是1微米。在形成光阻膜之後，在90℃時進行烘烤。然後，使用磷酸和硝酸之混合液作為蝕刻液而在溫度25℃時對由該導電層中的光阻圖案所曝露的區域進行蝕刻來對該導電層進行處理，以形成源極、汲極和像素電極。該像素電極(可稱為上電極)是與已形成的下電極共同形成電容器
這樣所形成的源極和汲極之逐漸變細的角度在使用橫切面的TEM相片而由相片中讀出時的角度是25度。又，汲極之逐漸變細的角度是由汲極之橫切面末端處之底部表面和側表面之間的角度所獲得。底部表面是指每一源極和汲極之基板表面側之表面。
氧化物半導體體形成過程
然後，在源極和汲極上由非晶形氧化物半導體來形成氧化物半導體層。氧化物半導體層是使用具有InGaZnO4 (其作為靶)之多晶燒結體而形成在導電層20中的源極和汲極上，這是藉由射頻磁控濺鍍蒸氣沈積法在氬流動率為97 sccm，O2 流動率為1.6 sccm，射頻功率為200瓦且壓力為0.38 Pa的條件下進行。厚度是20奈米。
無機絕緣層形成過程、光阻形成過程、曝光過程
然後，在氧化物半導體層和導電層(源極、汲極和像素電極)上使Ga2 O3 蒸氣沈積至50奈米的厚度以作為無機絕緣層。在下述條件下進行濺鍍：濺鍍條件：以Ga2 O3 作為靶，使用射頻磁控管濺鍍裝置，射頻功率是100瓦，濺鍍氣體氬之流動率是12 sccm，濺鍍氣體氧之流動率是5.0 sccm。
然後，在無機絕緣層上形成光阻膜，並曝光成圖案形狀，使對應於導電層中的像素電極之區域(導電層的一部份)曝露成接觸孔。
特別是，使用AZ5214-E(商標名；由AZ Electronic Materials K.K.所製造)作為光阻，使用旋塗機將光阻在90℃時預烤15分鐘以進行塗佈而形成光阻膜，且被圖案化曝光。
顯像過程
在顯像過程中，以AZ300MIF DEVELOPER(商標名；由AZ Electronic Materials K.K.製造)作為鹼性顯像劑，將光阻膜浸於其中達90秒。
以此方式，形成在無機絕緣層上的光阻膜被顯像以形成光阻圖案，且將光阻層下層所形成的無機絕緣層中被光阻圖案所曝露的區域予以去除。因此，可確認該無機絕緣層是在使用鹼性顯像劑時藉由濕式蝕刻來處理，藉此而形成一接觸孔。
就範例1中在顯像過程中所顯像的光阻膜而言，範例1中在溫度25℃時鹼性顯像劑(蝕刻液)中該光阻膜的溶解率是30 nm/s，且可確認該光阻膜在鹼性顯像劑中具有可溶性。
類似地，就範例1中在顯像過程中所蝕刻的無機絕緣層而言，範例1中在溫度25℃時鹼性顯像劑(蝕刻液)中該無機絕緣層的溶解率是2.5 nm/s，且可確認該無機絕緣層在鹼性顯像劑中具有可溶性。
然後，使用中性剝離液體104(商標名；由Tokyo Ohka Kogyo Co. Ltd.所製造)藉由將光阻膜予以剝離以製造場效電晶體1。
場效電晶體1之無機絕緣層中該接觸孔的底部周邊因此形成逐漸變細的角度，這是使用橫切面的TEM相片來測得，其值是70度。
此處，無機絕緣層中該接觸孔的底部周邊逐漸變細的角度是藉由測量無機絕緣層中由該接觸孔所形成的側表面(對應於該接觸孔之內部周邊表面)和該無機絕緣層之底部表面(基板側的表面)之間的角度而獲得。
-電磁波偵測器的製造-
IZO蒸氣沈積至厚度40奈米以作為電極層24(參閱圖14)，其用作無機絕緣層上的電荷收集電極，無機絕緣層中該接觸孔形成在場效電晶體1中。在以下條件下進行濺鍍：IZO之濺鍍條件：直流功率40瓦，使用直流濺鍍裝置，濺鍍氣體氬之流動率是12 sccm，且氧未被導入。
又，藉由電阻加熱蒸氣-沈積非晶形硒而在電荷收集電極上積層著電荷收集層至500微米的厚度。又，藉由電阻加熱蒸氣-沈積金而在電荷收集層上形成偏壓電極至0.1微米的厚度。以此方式，製成如圖14所示的電磁波偵測器。
這樣所製成的電磁波偵測器使用X-射線照射裝置在曝光劑量1 mR時以X-射線來照射，該X-射線照射裝置具有鎢燈絲和80 kVp之電壓時之20毫米鋁濾波器，在正偏壓(+5kV)施加至偏壓電極時，-5V之電壓施加至場效電晶體1之閘極且源極(共用)設定成0伏(V)。然後，+10 V施加至閘極達10微秒，使場效電晶體1之電晶體元件(參閱圖14之電晶體元件15)成為導通(ON)狀態，因此偵測到由源極取出的電荷。使用電荷放大器偵測電路而偵測由源極中取出的電荷之數量，藉此來進行電荷偵測。所偵測的電荷量是2,500 pCcm-2 ，且可確認該電磁波偵測器是優良的。
(範例2)
範例2中，設有液晶元件之顯示裝置是使用範例1中所製造之場效電晶體1來製成。
-顯示裝置的製造-
IZO在無機絕緣層上蒸氣沈積至厚度40奈米以作為電極層24(參閱圖14)，在範例1所製造的場效電晶體1中，在無機絕緣層中形成接觸孔。在以下條件下進行濺鍍：IZO之濺鍍條件：直流功率40瓦，使用直流濺鍍裝置，濺鍍氣體氬之流動率是12 sccm，且氧未被導入。
又，在電極層上，在由丙烯酸樹脂作成的間隔構件形成為10微米的厚度之後，對具有ITO電極的基板進行積層且以黏合層將基板固定至該間隔構件，以作為間隔形成構件，其使稍後的過程中即將形成的基板和電極層之間維持著間隔。作為形成液晶層用的液晶材料，在LIXON4032(商標名；液晶材料，由Chisso Petrochemical Corporation所製造)注入至由基板、電極層和間隔形成構件所包圍的區域(可稱為單元(cell))之後，將注入孔遮蔽，因此形成一顯示裝置。
使信號線電壓成為最多是5伏，將影像顯示在所製造的顯示裝置之液晶層上，藉此來確認一良好的影像顯示器。
(比較例1)
比較例1中，一比較電晶體1以與該場效電晶體1相同的製造方法和條件來製成，除了由丙烯酸樹脂所構成的丙烯酸樹脂層形成在氧化物半導體層和導電層上以取代範例1中在製造該場效電晶體1時形成在該氧化物半導體層和導電層上的無機絕緣層以外，其餘都相同。又，丙烯酸樹脂中接觸孔的形成是以與製造該場效電晶體1時在無機絕緣層中形成接觸孔時相同的濕式蝕刻法來進行。
又，由丙烯酸樹脂構成的層(此後稱為比較層1)是由以下的方法來形成。首先，作為丙烯酸樹脂，使用丙酮來塗佈一種鹼性可溶的丙烯酸樹脂(JEM-531；商標名；由JSR Corporation製造)，且由丙烯酸樹脂形成厚度為50奈米的比較層1。
(比較例2)
比較例2中，範例1中形成的場效電晶體1之製造過程中無機絕緣層改變為由SiO2 所形成的絕緣層。
特別是，比較電晶體2是以與該場效電晶體1相同的製造方法和條件來製成，除了由SiO2 所構成的層(此後稱為比較層2)形成在氧化物半導體層和導電層上以取代範例1中在製造該場效電晶體1時形成在該氧化物半導體層和導電層上的無機絕緣層以外，其餘都相同。
又，由SiO2 所形成的比較層2以下述方法來形成。
特別是，由SiO2 所形成的層(50奈米)在範例1中在製造該場效電晶體1時以濺鍍法而形成在該氧化物半導體層和導電層上。作為濺鍍條件，使用SiO2 作為靶；作為濺鍍氣體，使用流動率為5 sccm之氧氣的氧化用的大氣和流動率為5 sccm之氬氣以50體積%之混合比而形成。
然後，由SiO2 所形成的該比較層2中，該比較層2中的接觸孔2是由CF4 氣體進行的乾式蝕刻來形成。又，不能進行濕式蝕刻，此乃因該比較層2具有酸性電阻和鹼性電阻，因此，該比較層2以乾式蝕刻來處理。
-評估-
-導電層之腐蝕和破裂狀態的評估-
當範例1中在製造該場效電晶體1的過程中在無機絕緣層中形成接觸孔時，藉由使用橫切面之TEM相片來檢查導電層中經由接觸孔的形成所曝露的區域，且確認作為下層的導電層仍保留著，這亦確認了由接觸孔的形成所造成的導電層的腐蝕或破裂已被防止。
又，在比較例1中製造該比較電晶體1之過程中，檢查該導電層中經由接觸孔的形成所曝露的區域，這類似於接觸孔形成在由丙烯酸樹脂所形成的比較層1中的情況，且在無接觸孔的區域中看到丙烯酸樹脂未出現的部份。即，不易形成薄的絕緣層。
另一方面，在比較例2中製造該比較電晶體2之過程中，檢查該導電層中經由接觸孔的形成所曝露的區域，這類似於接觸孔形成在由SiO2 所形成的比較層2中的情況，且可確認逐漸變細的角度為60度，因此，可確認該接觸孔已有利地形成。
-保護性的評估-
在範例中所獲得的場效電晶體1中，比較例中所獲得的該比較電晶體1和比較電晶體2、源極和汲極被短路，且藉由二極體連接而施加一種應力(stress)電流達14小時，使應力電流IDS為3微安。
在施加應力之前和之後門限(threshold)值之量的變化定義成門限偏移之量(ΔVth)，以進行評估，且場效電晶體1之門限偏移之量是0.2 V，該比較電晶體1之門限偏移之量是2 V，且該比較電晶體2之OFF電流很大，即使在早期測量階段中亦不可能獲得OFF操作。
如上所述，在與比較例1中所製造的比較電晶體1以及比較例2中所製造的比較電晶體2比較時，範例中所製造的場效電晶體1之門限偏移之量較小且顯示一穩定的操作。
因此，可確認該接觸孔形成時範例1中所製造的場效電晶體1之導電層的腐蝕和破裂已被防止，且該場效電晶體1顯示一穩定的操作以及在與比較例1中所製造的比較電晶體1以及比較例2中所製造的比較電晶體2比較時，可優良地保護該氧化物半導體層和導電層。
本發明包括以下的示範性實施例：
(1)　製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括：基板、閘極、閘極絕緣膜、源極、汲極、像素電極、氧化物半導體層(包括氧化物半導體以作為主成份)、以及無機絕緣層(包括無機材料以作為主成份)，本方法包括：形成導電層，其包含源極、汲極或像素電極之至少一種；形成無機絕緣層，以覆蓋該導電層和該氧化物半導體層；以光阻形成法在該無機絕緣層上形成光阻膜；使該光阻膜曝光成圖案形狀；以及使用顯像劑使已曝光的光阻膜顯像，以形成光阻圖案，且使用顯像劑作為蝕刻液體，以將該無機絕緣層被光阻圖案所曝露的曝露區域去除，藉此使該導電層的一部份曝露。
(2)　依據(1)之製造場效電晶體的方法，本方法更包括：形成電極層，使該電極層電性連接至導電層，該導電層的一部份藉由顯像而經由曝露區域曝露出；其中該電極層包括金屬氧化物以作為主成份。
(3)　一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括基板、閘極、閘極絕緣膜、源極、汲極、像素電極、氧化物半導體層(其包括氧化物半導體以作為主成份)、以及無機絕緣層(其包括無機材料以作為主成份)，本方法包括：形成導電層，其包含源極、汲極或像素電極之至少一種；形成無機絕緣層，以覆蓋該導電層和該氧化物半導體層；以光阻形成法在該無機絕緣層上形成光阻膜；使該光阻膜曝光成圖案形狀；使用顯像劑使已曝露的光阻膜顯像，以形成光阻圖案；以及使用蝕刻液體以對該無機絕緣層被光阻圖案所曝露的曝露區域進行處理，去除曝露區域，藉此將該導電層的一部份曝露。
(4)　依據(3)之製造場效電晶體的方法，本方法更包括：形成電極層，使該電極層電性連接至導電層，該導電層的一部份藉由處理而經由曝露區域曝露出；其中該電極層包括金屬氧化物以作為主成份。
(5)　依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法，其中該氧化物半導體層包括以InGaO3 (ZnO)m (m表示小於6的自然數)來表示的非晶形氧化物半導體。
(6)　依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法，其中該無機材料是含有鎵的氧化物。
(7)　依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法，其中該無機材料是非晶形者。
(8)　依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法，其中該蝕刻液體是鹼性溶液。
(9)　一種依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
(10)　一種包括依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體之顯示裝置。
(11)　一種包括依據(1)或(3)之製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體之電磁波偵測器。
本說明書中所提及的全部之公開內容、專利申請、和技術標準藉由參考成同樣的內容而加入此處，就像每一各別的公開內容、專利申請、或技術標準藉由參考而特定地且各別地被指出而加入。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、10．．．場效電晶體
10A．．．積層體
12．．．基板
14A．．．閘極
14B．．．下電極
15．．．電晶體元件
16．．．閘極絕緣膜
18．．．氧化物半導體層
20．．．導電層
20A．．．源極
20B．．．汲極
20C．．．像素電極
21．．．導電層中曝露的區域
22．．．無機絕緣層
24．．．電極層
26．．．電容器
27．．．接觸孔
30．．．光阻膜
30A．．．光阻膜30被光所照射的區域
30B．．．光阻膜30未被光所照射的區域
30B’．．．光阻膜
40．．．有機EL層
41．．．有機EL裝置
42．．．上電極層
50．．．有機EL顯示裝置
60．．．電磁波偵測器
62．．．電荷產生層
64．．．偏壓電極
66．．．偵測元件
圖1是本實施例的場效電晶體的組態之橫切面圖，以及沿著圖2之線A-A’所看到的橫切面圖。
圖2是本實施例的場效電晶體的組態之平面圖。
圖3(A)至圖3(D)都是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之橫切面圖，其中圖3(A)是沿著圖4之線A-A’所看到的橫切面圖，圖3(C)是沿著圖5之線A-A’所看到的橫切面圖，且圖3(D)是沿著圖6之線A-A’所看到的橫切面圖。
圖4是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之平面圖。
圖5是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之平面圖。
圖6是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之平面圖。
圖7是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之平面圖。
圖8(A)至圖8(C)都是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之橫切面圖，其中圖8(A)是沿著圖7之線A-A’所看到的橫切面圖。
圖9(A)至圖9(B)都是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之橫切面圖。
圖10是依據本實施例的製造場效電晶體的過程所製造之場效電晶體的組態之橫切面圖，以及沿著圖11之線A-A’所看到的橫切面圖。
圖11是依據本實施例的製造場效電晶體的過程所製造之場效電晶體的組態之平面圖。
圖12(A)至圖12(B)都是依據本實施例以製造場效電晶體時的過程之橫切面圖，以及與圖9(A)至圖9(B)不同的過程之橫切面圖。
圖13是施加了本實施例的場效電晶體之顯示裝置之組態之橫切面圖。
圖14是施加了本實施例的場效電晶體之電磁波偵測器之組態之橫切面圖。
10．．．場效電晶體
12．．．基板
14A．．．閘極
14B．．．下電極
15．．．電晶體元件
16．．．閘極絕緣膜
18．．．氧化物半導體層
20．．．導電層(electroconductive layer)
20A．．．源極
20B．．．汲極
20C．．．像素電極
21．．．導電層中的曝露區域
22．．．無機絕緣層
24．．．電極層
26．．．電容器
27．．．接觸孔

Claims (11)

  1. 一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括：基板、閘極、閘極絕緣膜、源極、汲極、像素電極、以氧化物半導體為主成份的氧化物半導體層、以及以無機材料為主成份的無機絕緣層，該製造場效電晶體的方法包括：形成包括該源極、該汲極或該像素電極之至少一種的導電層；形成無機絕緣層，以覆蓋該導電層和該氧化物半導體層；以光阻形成法在該無機絕緣層上形成光阻膜；將該光阻膜曝光成圖案形狀；以及使用顯像劑使已曝光的該光阻膜顯像，以形成光阻圖案，且使用該顯像劑作為蝕刻液體，以將該無機絕緣層被該光阻圖案所曝露的曝露區域去除，藉此使該導電層的一部份曝露。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的製造場效電晶體的方法，更包括：形成電極層，使該電極層電性連接至該導電層，該導電層的一部份藉由顯像而經由該曝露區域曝露出；其中該電極層是以金屬氧化物為主成份。
  3. 一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括基板、閘極、閘極絕緣膜、源極、汲極、像素電極、以氧化物半導體為主成份的氧化物半導體層、以及以無機材料為主成份的無機絕緣層，該製造場效電晶體的方法包括： 形成包括該源極、該汲極或該像素電極之至少一種的導電層；形成無機絕緣層，以覆蓋該導電層和該氧化物半導體層；以光阻形成法在該無機絕緣層上形成光阻膜；使該光阻膜曝光成圖案形狀；使用顯像劑使已曝光的該光阻膜顯像，以形成光阻圖案；以及使用蝕刻液體對該無機絕緣層被該光阻圖案所曝露的曝露區域進行處理，去除該曝露區域，藉此將該導電層的一部份曝露，其中該無機材料是含有鎵的氧化物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的製造場效電晶體的方法，更包括：形成電極層，使該電極層電性連接至該導電層，該導電層的一部份藉由上述處理而經由該曝露區域曝露出；其中該電極層是以金屬氧化物為主成份。
  5. 如申請專利範圍第1或3項所述的製造場效電晶體的方法，其中該氧化物半導體層包括以InGaO3 (ZnO)m (m表示小於6的自然數)來表示的非晶形氧化物半導體。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的製造場效電晶體的方法，其中該無機材料是含有鎵的氧化物。
  7. 如申請專利範圍第1或3項所述的製造場效電晶體的方法，其中該無機材料是非晶形者。
  8. 如申請專利範圍第1或3項所述的製造場效電晶體的方法，其中該蝕刻液體是鹼性溶液。
  9. 一種場效電晶體，是如申請專利範圍第1或3項所述的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
  10. 一種顯示裝置，包括如申請專利範圍第1或3項所述的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
  11. 一種電磁波偵測器，包括如申請專利範圍第1或3項所述的製造場效電晶體的方法所製造的場效電晶體。
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