改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)，其系于制備薄膜晶體管時(shí)，透過提升氮化硅膜在涂布光阻材料過程中的旋轉(zhuǎn)速率，以及調(diào)整氮化硅膜與光阻膜的蝕刻速率比，兩者相配合之下，進(jìn)而使蝕刻后的氮化硅膜的通孔具有緩和的蝕刻角度，不會(huì)造成倒角的結(jié)構(gòu)，使后續(xù)所設(shè)置于其上的透明導(dǎo)電層不會(huì)產(chǎn)生斷線，具良好的質(zhì)量。
【專利說明】改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)，尤指一種應(yīng)用于改善薄膜晶體管的透明導(dǎo)電層斷線問題的方法及其結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在顯示面板領(lǐng)域中，薄膜晶體管液晶顯示面板(TFT-LCD)的基本結(jié)構(gòu)為在兩片玻璃基板中間夾住一層液晶，上方的玻璃基板是制作成彩色濾光片，而下方的玻璃基板上則是制作薄膜晶體管(Thin Film Transistor)數(shù)組。
[0003]而當(dāng)此薄膜晶體管在應(yīng)用為顯示面板組件的一時(shí)，其上方系設(shè)置有透明導(dǎo)電層，但在沉積透明導(dǎo)電層于薄膜晶體管之上的過程中，透明導(dǎo)電層可能會(huì)有不連續(xù)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，而導(dǎo)致斷線的缺陷情況發(fā)生。
[0004]請(qǐng)參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)在制作薄膜晶體管時(shí)，在進(jìn)行蝕刻的前會(huì)于氮化硅所組成的底膜22上設(shè)置光阻膜，然后將光阻膜的進(jìn)行圖案化，接著經(jīng)過蝕刻而形成通孔，但通孔的蝕刻側(cè)面61會(huì)向兩側(cè)延伸而形成倒角結(jié)構(gòu)，使后續(xù)所沉積上的透明導(dǎo)電層7在此倒角處產(chǎn)生不連續(xù)面，造成前述的斷線狀態(tài)。
[0005]若要改善此結(jié)構(gòu)上的缺陷，則需要在光阻膜的制備和處理上進(jìn)行調(diào)整。過去曾有透過光阻硬烤的方式來改善光阻形狀，但如此一來就增加了一道硬烤程序而使制備的時(shí)間和成本都相應(yīng)增加。另外，在制作不同形式的薄膜晶體管時(shí)，氮化硅膜的厚度不盡相同，而若氮化硅膜的厚度較厚，則單純只靠改變光阻形狀并不能讓蝕刻后的倒角狀況得到改善。再者，若單純改變光阻形狀，例如將的厚度降低、薄化，在氮化硅膜的厚度固定之下，在蝕刻的過程中可能會(huì)造成破孔的問題，也就是光阻膜亦被蝕刻貫穿而喪失功能。
[0006]因此，基于薄膜晶體管在制備時(shí)可能產(chǎn)生的倒角結(jié)構(gòu)會(huì)引致透明導(dǎo)電層的斷線問題，本發(fā)明提出一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)，以克服此重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的，系提供一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法，其系于薄膜晶體管在制備過程中，調(diào)整光阻膜的厚度至較薄形式并提升氮化硅膜的蝕刻速率，以縮短蝕刻時(shí)間并使所蝕刻出的通孔結(jié)構(gòu)不會(huì)具有倒角。
[0008]本發(fā)明的另一目的，系提供一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法，其系透過提升氮化硅膜在涂布光阻材料時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度，因而使所形成的光阻膜形狀較和緩且較薄。
[0009]本發(fā)明的再一目的，系提供一種改善透明導(dǎo)電層斷線的結(jié)構(gòu)，其透明導(dǎo)電層所覆蓋的氮化硅膜經(jīng)蝕刻后不具有倒角，因此透明導(dǎo)電層不會(huì)在沿著經(jīng)蝕刻而產(chǎn)生的通孔沉積時(shí)，與柵極或源極接觸的路徑中產(chǎn)生斷線。
[0010]為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明揭示了一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法，其步驟系包含:旋轉(zhuǎn)一底膜，使之具有一轉(zhuǎn)速介于1000?1350轉(zhuǎn)/分鐘；涂布一光阻材料于該底膜之上，以形成一光阻膜于該底膜之上；圖案化該光阻膜，使之包含至少一通孔；調(diào)整該底膜與該光阻膜的一蝕刻速率比介于1.6~2.2 ;蝕刻該底膜，使該底膜具有該通孔，且該通孔的一蝕刻側(cè)壁與一蝕刻底面的一夾角系大于90° ;移除該光阻膜；以及設(shè)置一透明導(dǎo)電層于該底膜之上，并覆蓋該通孔。如此方法處理之下，所形成的薄膜晶體管不會(huì)在蝕刻的過程中產(chǎn)生會(huì)讓透明導(dǎo)電層產(chǎn)生斷線的倒角結(jié)構(gòu)，因而可以確保最終所制成的面板的質(zhì)量和良率。
[0011]實(shí)施本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:透過本發(fā)明所揭示的方法及所制備而成的結(jié)構(gòu)，蝕刻側(cè)壁與蝕刻底面的間所形成的夾角可控制在大于90°的范圍內(nèi)，也就是不會(huì)形成向蝕刻出的通孔的兩側(cè)下方深入的倒角，因而可避免設(shè)置于底膜上的透明導(dǎo)電層產(chǎn)生斷線的狀況。在薄膜晶體管的制備質(zhì)量因本發(fā)明所揭示的方法而獲得確保和提升之下，意味著產(chǎn)品的良率受到了保障，故本發(fā)明實(shí)為提供一具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1:其為先前技術(shù)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的步驟流程圖；
[0014]圖3A:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的涂布光阻材料于底膜上的示意圖；
[0015]圖3B:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的光阻膜形成于底膜上的示意圖；
[0016]圖4:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的通孔示意圖；
[0017]圖5A~5E:其為本發(fā) 明的一較佳實(shí)施例的薄膜晶體管制備流程結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖6:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的蝕刻前示意圖；以及
[0019]圖7:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的蝕刻后示意圖。
[0020]【圖號(hào)對(duì)照說明】
[0021]I玻璃基板 21絕緣膜
[0022]22底膜3光阻膜
[0023]30光阻材料 31通孔
[0024]41通道層42源極
[0025]43漏極5柵極
[0026]51第一柵極 52第二柵極
[0027]61蝕刻側(cè)壁 62蝕刻底面
[0028]63夾角7透明導(dǎo)電層
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說明，說明如下:
[0030]由于過往的薄膜晶體管在蝕刻階段的過程中會(huì)形成倒角，讓透明導(dǎo)電層在設(shè)置后產(chǎn)生斷線的可能，故為了克服該些技術(shù)缺陷，提出本發(fā)明以改善及解決相關(guān)課題。
[0031]首先，請(qǐng)參考圖2，其系為本發(fā)明改善透明導(dǎo)電層斷線的方法流程，也就是于制備薄膜晶體管時(shí)，使用者可透過此方法而改善透明導(dǎo)電層可能面臨的斷線問題，其步驟系包含:[0032]步驟S1:旋轉(zhuǎn)一底膜，使之具有一轉(zhuǎn)速介于1000?1350轉(zhuǎn)/分鐘之間；
[0033]步驟S2:涂布一光阻材料于該底膜之上，以形成一光阻膜于該底膜之上；
[0034]步驟S3:圖案化該光阻膜，使之包含至少一通孔；
[0035]步驟S4:調(diào)整該底膜與該光阻膜的一蝕刻速率比介于1.6?2.2之間；
[0036]步驟S5:蝕刻該底膜，使該底膜具有該通孔，且該通孔的一蝕刻側(cè)壁與一蝕刻底面的一夾角系大于90° ;
[0037]步驟S6:移除該光阻膜；以及
[0038]步驟S7:設(shè)置一透明導(dǎo)電層于該底膜之上，并覆蓋該通孔。
[0039]于步驟SI中，是先將待蝕刻的底膜進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到一個(gè)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，然后才將光阻材料涂布于底膜之上，以形成光阻膜于底膜之上。請(qǐng)參考圖3A，由于底膜22有進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此光阻材料30在涂布于底膜22的過程中將會(huì)有較均勻的分布，其形狀較為圓滑和緩。另由于轉(zhuǎn)速快，因此厚度可以較薄。在本發(fā)明一較佳的實(shí)施例中，底膜的厚度系介于7000?10000埃(A)之間，而光阻膜的厚度則系介于12000?18000埃之間。
[0040]此光阻材料30為一般半導(dǎo)體制程所使用的材質(zhì)即可，也就是將感光劑(Sensitizer)、樹脂(Resin)及溶劑混合而成。待如圖3B形成光阻膜3,且經(jīng)過軟烤(Softbake)程序去除溶劑成份后，接著即是將此光阻膜3進(jìn)行圖案化處理，也就是藉由顯影制程中的曝光程序，將所要獲得的加工形狀透過曝光的方式，將一光罩的圖案轉(zhuǎn)移至光阻膜3上。此圖案依欲加工的產(chǎn)品不同而各有差異，但至少包含一通孔的樣式。
[0041]而后再通過硬烤等一般程序，移除殘余的顯影液或清洗液，并減少小孔洞(PinHole)的發(fā)生以及增加平坦度后，接著就是于步驟S4調(diào)整底膜22與光阻膜3的蝕刻速率t匕。在此，是基于前述已增加了底膜22轉(zhuǎn)速而使光阻膜3的厚度薄化之下，更進(jìn)一步在的后的蝕刻過程中能夠增加底膜22與光阻膜3的蝕刻量差異。本發(fā)明系將底膜22與光阻膜3的蝕刻速率比調(diào)整為1.6?2.2的范圍，且在干蝕刻(dry etching)制程之下，于此改變蝕刻速率比的方式則是透過變更干蝕刻氣氛比，也就是調(diào)整氧以及六氟化硫或四氟甲烷的比例,進(jìn)而改變使用諸如電漿蝕刻的過程中的蝕刻速率；另外,也可以透過改變電漿射頻功率的技術(shù)手段來達(dá)成。
[0042]由于底膜22厚度不盡相同且非為制備時(shí)的操控條件，因此使用者在應(yīng)用本方法時(shí)，也可以透過改變底膜22在光阻材料30涂布時(shí)的轉(zhuǎn)速和變化蝕刻速率比的相互搭配，讓本發(fā)明所揭示的方法可以彈性地適用于處理不同厚度的底膜22。
[0043]接著于步驟S5中，即系進(jìn)行蝕刻制程，請(qǐng)參考圖4，其系透過干蝕刻的手段而讓底膜22被蝕刻出通孔31的結(jié)構(gòu)。由于本案在先前步驟中透過提升底膜22在涂布光阻材料30時(shí)的轉(zhuǎn)速，因此光阻膜3本身的厚度已被調(diào)整至較薄形式，加上在高蝕刻速率比下，底膜22在蝕刻過程中的蝕刻量大于已圖案化的光阻膜3，故能在較短時(shí)間完成蝕刻，并且避免了倒角的產(chǎn)生，讓所蝕刻出的通孔31的蝕刻側(cè)壁61與蝕刻底面62的夾角63大于90°，而較佳的蝕刻結(jié)果則是讓蝕刻側(cè)壁61與蝕刻底面62的夾角63介于135°?110°之間。
[0044]蝕刻完成此通孔31以及移除光阻膜3后，透明導(dǎo)電層即可設(shè)置于底膜22之上，并覆蓋通孔31，因此透明導(dǎo)電層會(huì)沿著蝕刻側(cè)壁61而抵達(dá)蝕刻底面62，并透過蝕刻底面62而與位于底膜22下方的層面相接觸。
[0045]本案的技術(shù)特征即系在于此方法可讓所形成的通孔31不會(huì)產(chǎn)生向蝕刻側(cè)壁兩側(cè)深入的倒角，因此可以改善及避免位于其上的透明導(dǎo)電層產(chǎn)生斷線的可能。
[0046]由于本發(fā)明系對(duì)于制備薄膜晶體管時(shí)改善透明導(dǎo)電層斷線的問題，因此在制備時(shí)，也就是涂布光阻材料30于該底膜22的步驟前還需要先將薄膜晶體管的其它結(jié)構(gòu)組件先行設(shè)置完成，如圖5A?5E的結(jié)構(gòu)所示，此部分的步驟包含:
[0047]步驟Sll:設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)柵極于一玻璃基板上；
[0048]步驟S12:沉積一絕緣膜于該玻璃基板之上，并覆蓋該些柵極；
[0049]步驟S13:沉積一通道層于該絕緣膜之上，該通道層相隔該絕緣膜而覆蓋于至少一該柵極之上；
[0050]步驟S14:形成一源極以及一漏極于該通道層之上，該源極以及該漏極系分別覆蓋該通道層，并透過蝕刻而暴露出該通道層的一部分；以及
[0051]步驟S15:形成該底膜于該絕緣膜之上，并且覆蓋該源極、該漏極以及該通道層。
[0052]經(jīng)形成底膜22于諸如玻璃基板1、柵極5、絕緣膜21、通道層41、源極42、漏極43等結(jié)構(gòu)之上后，接著才會(huì)讓底膜22開始旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行涂布光阻材料30的程序；如此一來，底膜22經(jīng)過后續(xù)的蝕刻處理后，才會(huì)獲得不具倒角的通孔31，進(jìn)而讓覆蓋于其上的透明導(dǎo)電層不會(huì)產(chǎn)生斷線，而能確實(shí)地與其它結(jié)構(gòu)相接觸。于薄膜晶體管中，在此所使用的玻璃基板系為無(wú)堿基板，而底膜22的材質(zhì)則是氮化硅，系為一絕緣材質(zhì)。
[0053]除了此部分的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)之外，當(dāng)薄膜晶體管用于制備顯示組件時(shí)，透明導(dǎo)電層會(huì)延伸與驅(qū)動(dòng)IC耦接，此端則是僅具有柵極5和底膜22，而無(wú)其它組件存在。
[0054]請(qǐng)參考圖6，其系為蝕刻前的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，如圖所示，其于薄膜晶體管主體的一端系包含已被圖案化光阻膜3覆蓋的底膜22 ;—源極42和一漏極43相互分離且設(shè)置于底膜22之下；一通道層41，設(shè)置于源極42和漏極43之下；一絕緣膜21，設(shè)置于通道層41之下；以及一第一柵極51，設(shè)置于絕緣膜21之下。而位于延伸端的結(jié)構(gòu)中，如前所述，第二柵極52、絕緣膜21以及底膜22依序堆棧于光阻膜3之下。此外，光阻膜3的通孔31皆是位在相對(duì)于第一柵極51和第二柵極52的上方。
[0055]請(qǐng)一并參考圖7，其系為經(jīng)蝕刻處理完成后的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，光阻膜3已在底膜22被蝕刻后移除，并且已設(shè)置透明導(dǎo)電層7。在蝕刻的過程中，在薄膜晶體管主體結(jié)構(gòu)的一端，于通道層41所覆蓋的柵極5，也就是第一柵極51之上，源極42因通孔31延伸貫穿底膜22而暴露出，因此透明導(dǎo)電層7藉由貫穿底膜22的通孔31而與源極42相接觸；而在延伸端的結(jié)構(gòu)中，第二柵極52透過通孔31延伸貫穿絕緣膜21與底膜22而暴露出，因此在設(shè)置透明導(dǎo)電層7的后，透明導(dǎo)電層7可以藉由通孔31而與第二柵極52相接觸。由于在本發(fā)明所揭示的方法中，系為一次性的進(jìn)行蝕刻，因此在第一柵極51和第二柵極52上方的通孔31系為同時(shí)成形，且一次性的設(shè)置透明導(dǎo)電層7于底膜22的上方，并不需要在薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的兩端做分別的處理。
[0056]透過本發(fā)明所揭示的方法及所制備而成的結(jié)構(gòu)，蝕刻側(cè)壁與蝕刻底面的間所形成的夾角可控制在大于90°的范圍內(nèi)，也就是不會(huì)形成向蝕刻出的通孔的兩側(cè)下方深入的倒角，因而可避免設(shè)置于底膜上的透明導(dǎo)電層產(chǎn)生斷線的狀況。在薄膜晶體管的制備質(zhì)量因本發(fā)明所揭示的方法而獲得確保和提升之下，意味著產(chǎn)品的良率受到了保障，故本發(fā)明實(shí)為提供一具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的改善透明導(dǎo)電層斷線的方法及其結(jié)構(gòu)。
[0057]上文僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善透明導(dǎo)電層斷線的方法，其特征在于，其步驟包含: 旋轉(zhuǎn)一底膜，使之具有一轉(zhuǎn)速介于1000~1350轉(zhuǎn)/分鐘； 涂布一光阻材料于該底膜之上，以形成一光阻膜于該底膜之上； 圖案化該光阻膜，使之包含至少一通孔； 調(diào)整該底膜與該光阻膜的一蝕刻速率比介于1.6~2.2 ; 蝕刻該底膜，使該底膜具有該通孔，且該通孔的一蝕刻側(cè)壁與一蝕刻底面的一夾角大于 90° ; 移除該光阻膜；以及 設(shè)置一透明導(dǎo)電層于該底膜之上，并覆蓋該通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中于調(diào)整該底膜與該光阻膜的該蝕刻速率比的步驟中，透過改變一干蝕刻氣氛比或一電漿射頻功率以調(diào)整該蝕刻速率比。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中該干蝕刻氣氛比的氣氛包含氧以及選自于六氟化硫以及四氟甲烷所組成的群組其中的一者。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該夾角介于135°~110°之間。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中于涂布該光阻材料于該底膜的步驟前，進(jìn)一步包含步驟: 設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)柵極于一玻璃基板上； 沉積一絕緣膜于該玻璃基板之上，并覆蓋該些柵極； 沉積一通道層于該絕緣膜之上，該通道層相隔該絕緣膜而覆蓋于至少一該柵極之上；形成一源極以及一漏極于該通道層之上，該源極以及該漏極分別覆蓋該通道層，并透過蝕刻而暴露出該通道層的一部分；以及形成該底膜于該絕緣膜之上，并且覆蓋該源極、該漏極以及該通道層。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，其中于蝕刻該底膜的步驟中，不被該通道層所覆蓋的該柵極透過該通孔貫穿該絕緣膜與該底膜而暴露出。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該底膜的材質(zhì)為氮化硅。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該底膜的厚度介于7000~10000埃之間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該光阻膜的厚度介于12000~18000埃之間。
10.一種改善透明導(dǎo)電層斷線的結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包含: 一底膜，其經(jīng)調(diào)整一蝕刻速率比介于1.6~2.2之間的蝕刻處理而具有至少一通孔，且該通孔的一蝕刻側(cè)壁與一蝕刻底面的夾角大于90° ;以及一透明導(dǎo)電層，設(shè)置于該底膜之上，并覆蓋該通孔。
11.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，其進(jìn)一步包含: 一源極，設(shè)置于該底膜之下； 一漏極，設(shè)置于該底膜之下，并與該源極相互分離； 一通道層，設(shè)置于該源極以及該漏極之下； 一絕緣膜，設(shè)置于該通道層之下；以及 一第一柵極，設(shè)置于該絕緣膜之下； 其中，該透明導(dǎo)電層設(shè)置于該底膜之上，其沿貫穿該底膜的該通孔而與該源極相接觸。
12.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，其進(jìn)一步包含:一絕緣膜，設(shè)置于該底膜之下，其經(jīng)該蝕刻處理而具該通孔；以及一第二柵極，設(shè)置于該絕緣膜之下；其中，該透明導(dǎo)電層設(shè)置于該底膜之上，其沿貫穿該底膜以及該絕緣膜的該通孔而與該第二柵極相接觸。
13.如權(quán) 利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該夾角介于135°~110°之間。
【文檔編號(hào)】H01L21/77GK103681483SQ201210408716
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】孫國(guó)昇, 吳瑞欽 申請(qǐng)人:凌巨科技股份有限公司