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      一種薄膜晶體管的制備方法與流程

      文檔序號:11995416閱讀:170來源:國知局
      一種薄膜晶體管的制備方法與流程
      本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管的制備方法,尤其涉及一種利用材料選擇性腐蝕形成源漏電極的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制備方法。

      背景技術(shù):
      各種液晶顯示器中的開關(guān)控制元件或周邊驅(qū)動電路的集成元件都采用薄膜晶體管。目前被廣泛采用的薄膜晶體管主要有非晶硅薄膜晶體管和多晶硅薄膜晶體管,但由于非晶硅薄膜晶體管低的遷移率和性能易退化等缺點,在OLED像素驅(qū)動以及LCD和OLED周邊驅(qū)動電路集成等方面的應(yīng)用上受到了很大的限制。而多晶硅薄膜晶體管的工藝溫度較高,制作成本高,而且晶體管性能的均勻性較差,不太適合大尺寸平板顯示應(yīng)用。因此為了平板顯示技術(shù)的發(fā)展,迫切需要開發(fā)更為先進的薄膜晶體管技術(shù)。目前處于研究開發(fā)之中的新型薄膜晶體管技術(shù)主要有以IGZO為代表的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管,微晶硅薄膜晶體管和有機半導(dǎo)體薄膜晶體管等。其中的氧化鋅基和氧化銦基薄膜晶體管具有低的工藝溫度、低的工藝成本、高的載流子遷移率以及均勻且相對穩(wěn)定的器件性能,即匯集了非晶硅和多晶硅薄膜晶體管兩者的優(yōu)點,是一種非常有希望的大尺寸微電子器件。氧化物薄膜晶體管制備的一個主要問題是,由于金屬氧化物溝道層只有幾十納米或更薄,因此不能采用非晶硅薄膜晶體管中所采用的溝道刻蝕型結(jié)構(gòu),而必須采用溝道刻蝕阻擋型結(jié)構(gòu),這就導(dǎo)致了制備工藝的復(fù)雜度增加。

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是,提供一種根據(jù)選擇性腐蝕差異形成源漏電極的金屬氧化物薄膜晶體管制造方法,通過這種方法可以簡化器件的制作工藝,節(jié)省制造成本,并且源漏電極采用透明導(dǎo)電薄膜制備,在形成源漏區(qū)圖形的同時也可以同時替代ITO,作為像素電極的透明導(dǎo)電薄膜使用。此外,利用本發(fā)明的制備方法可以實現(xiàn)柵介質(zhì)有源層和源漏電極層的連續(xù)淀積,在進一步降低成本的同時,也可以提高器件的性能。根據(jù)本申請的第一方面,提供一種薄膜晶體管的制備方法,包括:柵電極生成步驟:在襯底上制備柵電極;柵介質(zhì)層生成步驟:在襯底正面生成覆蓋在所述柵電極之上的柵介質(zhì)層;有源區(qū)及源漏電極區(qū)生成步驟:在柵介質(zhì)層上連續(xù)形成一層金屬氧化物半導(dǎo)體層,一層在弱酸性或弱堿性溶液中具有高腐蝕速率的透明導(dǎo)電層,光刻和刻蝕形成有源層圖形,并利用透明導(dǎo)電層和半導(dǎo)體層在弱酸性或弱堿性溶液中的腐蝕速率的差異,形成源漏電極區(qū);鈍化層和電極引出步驟:生長一層鈍化介質(zhì)層,光刻和刻蝕形成柵、源和漏的引出孔,再生長一層金屬或透明導(dǎo)電薄膜,光刻和刻蝕形成電極和互聯(lián)線。根據(jù)本申請的第二方面,提供一種薄膜晶體管的制備方法,包括:柵電極生成步驟:在襯底上制備柵電極;柵介質(zhì)層生成步驟:在襯底正面上生成覆蓋在所述柵電極之上的柵介質(zhì)層;有源區(qū)及源漏電極區(qū)生成步驟:在柵介質(zhì)層上形成一層金屬氧化物半導(dǎo)體層,光刻和刻蝕形成有源層圖形,在金屬氧化物半導(dǎo)體層上形成一層在弱酸性或弱堿性溶液中具有高腐蝕速率的透明導(dǎo)電層,并利用透明導(dǎo)電層和半導(dǎo)體層在弱酸性或弱堿性溶液中的腐蝕速率的差異,形成源漏電極區(qū);鈍化層和電極引出步驟:生長一層鈍化介質(zhì)層,光刻和刻蝕形成柵、源和漏的引出孔,再生長一層金屬或透明導(dǎo)電薄膜,光刻和刻蝕形成電極和互聯(lián)線。在本發(fā)明的一種實施例中,形成源漏電極區(qū)時,所用光刻膠為負性光刻膠,形成所述光刻膠層之后,從襯底的背面以所述柵電極為掩膜進行曝光并顯影形成光刻膠圖形,露出溝道區(qū)。此時,所采用的柵介質(zhì)和金屬氧化物半導(dǎo)體層為透明材料,所述柵電極為金屬電極。在本發(fā)明的一種實施例中,形成所述源漏電極區(qū)時所用光刻膠為正性光刻膠,通過直接對其進行光刻和刻蝕使溝道區(qū)露出。此時,所述柵電極為金屬薄膜或透明導(dǎo)電薄膜。在本發(fā)明的一種實施例中,在所述透明導(dǎo)電層上涂光刻膠層之前還包括:在所述透明導(dǎo)電層上形成一層掩膜層,然后在該掩膜層上涂布光刻膠,進行光刻和刻蝕。在本發(fā)明的一種實施例中,在弱酸性或弱堿性溶液中具有高腐蝕速率的透明導(dǎo)電層不僅可以作為源漏電極,也可以作為液晶顯示或有機發(fā)光二極管顯示像素電極中的透明導(dǎo)電層。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果如下:1)通過透明導(dǎo)電層和金屬氧化物半導(dǎo)體層在弱酸性或弱堿性溶液中的選擇性腐蝕,形成源漏電極區(qū)。相比溝道刻蝕阻擋型器件的制作,本發(fā)明可以通過減少一次光刻過程而簡化薄膜晶體管的工藝流程,節(jié)約制作成本。2)源漏電極區(qū)形成時,從襯底的背面曝光,柵電極起了天然掩膜版的作用。此種方式,一方面省去了另外制作掩膜版的成本,同時簡化了工藝步驟;另一方面,由于柵電極作為掩膜版,使得溝道區(qū)與柵電極能夠精確的對準,減小了寄生元件的產(chǎn)生,提高了器件性能的均勻性和工作速度。3)源漏電極區(qū)采用的如AZO或BZO等透明導(dǎo)電材料,在形成源漏電極區(qū)的同時,也可以替代ITO作為透明導(dǎo)電薄膜使用,這樣可以進一步減少光刻次數(shù),節(jié)約成本。4)利用本發(fā)明的制備方法可以實現(xiàn)柵介質(zhì)有源層和源漏電極層的連續(xù)淀積,在進一步降低成本的同時,也可以提高器件的性能。附圖說明圖1.0為本發(fā)明實施例一的薄膜晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖1.1到1.9依次示出了本發(fā)明實施例一的薄膜晶體管的主要制作工藝步驟的剖面圖,其中:圖1.1示出了柵電極形成的工藝步驟;圖1.2示出了柵介質(zhì)層形成的工藝步驟;圖1.3示出了金屬氧化物半導(dǎo)體層形成的工藝步驟;圖1.4示出了透明導(dǎo)電層形成的工藝步驟;圖1.5示出了有源區(qū)形成的工藝步驟;圖1.6示出了正面涂布負性光刻膠,背面曝光,顯影形成光刻膠圖形的工藝步驟圖;圖1.7示出了源漏電極區(qū)及溝道區(qū)形成的工藝步驟;圖1.8示出了鈍化層形成的工藝步驟;圖1.9示出了接觸孔、電極及金屬走線形成的工藝步驟;圖2.1到2.12依次示出了本發(fā)明實施例二的薄膜晶體管的主要制作工藝步驟的剖面圖,其中:圖2.1示出了柵電極形成的工藝步驟;圖2.2示出了柵介質(zhì)層形成的工藝步驟;圖2.3示出了金屬氧化物半導(dǎo)體層形成的工藝步驟;圖2.4示出了透明導(dǎo)電層形成的工藝步驟;圖2.5示出了掩膜層形成的工藝步驟;圖2.6示出了掩膜層圖形形成的工藝步驟;圖2.7示出了有源層和透明導(dǎo)電層圖形形成的工藝步驟;圖2.8示出了正面涂布負性光刻膠,背面曝光,顯影形成光刻膠圖形的工藝步驟圖;圖2.9示出了掩膜層圖形形成的工藝步驟;圖2.10示出了以掩膜層圖形為掩膜源漏電極區(qū)及溝道區(qū)形成的工藝步驟;圖2.11示出了鈍化處形成的工藝步驟;圖2.12示出了接觸孔、電極及金屬走線形成的工藝步驟;圖3.1到3.8依次示出了本發(fā)明實施例三的薄膜晶體管的主要制作工藝步驟的剖面圖,其中:圖3.1示出了柵電極形成的工藝步驟;圖3.2示出了柵介質(zhì)層形成的工藝步驟;圖3.3示出了金屬氧化物半導(dǎo)體層形成的工藝步驟;圖3.4示出了有源層圖形形成的工藝步驟;圖3.5示出了透明導(dǎo)電層形成的工藝步驟;圖3.6示出了源漏電極區(qū)形成的工藝步驟;圖3.7示出了鈍化層形成的工藝步驟;圖3.8示出了接觸孔形成的工藝步驟;圖4.1到4.10依次示出了本發(fā)明實施例四的薄膜晶體管的主要制作工藝步驟的剖面圖,其中:圖4.1示出了柵電極形成的工藝步驟;圖4.2示出了柵介質(zhì)層形成的工藝步驟;圖4.3示出了金屬氧化物半導(dǎo)體層形成的工藝步驟;圖4.4示出了有源層圖形形成的工藝步驟;圖4.5示出了透明導(dǎo)電層形成的工藝步驟;圖4.6示出了掩膜層形成的工藝步驟;圖4.7示出了掩膜層圖形形成的工藝步驟;圖4.8示出了源漏電極區(qū)形成的工藝步驟;圖4.9示出了鈍化層形成的工藝步驟;圖4.10示出了接觸孔形成的工藝步驟。具體實施方式下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例一:請參考圖1.0,該圖為本發(fā)明實施例一的薄膜晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中的薄膜晶體管包括一柵電極2,一柵介質(zhì)層3,一金屬氧化物半導(dǎo)體層4,一透明導(dǎo)電層5組成。柵電極2位于襯底1之上,柵介質(zhì)層3位于襯底1和柵電極2之上且將柵電極2覆蓋,金屬氧化物半導(dǎo)體層4位于柵介質(zhì)3之上,溝道區(qū)為金屬氧化物半導(dǎo)體層4的中間部分,位于覆蓋柵電極2的柵介質(zhì)3之上且與柵電極2對準,源區(qū)和漏區(qū)為透明導(dǎo)電材料,也分別位于柵介質(zhì)3之上,且分別與有源區(qū)相連接。本實施例中,柵電極2為金屬材料,如鉻、鉬、鈦或鋁等,由磁控濺射方法或熱蒸發(fā)方法形成;柵電極2的厚度一般為100~300納米,且為不透明材料。柵介質(zhì)3為氮化硅、氧化硅等絕緣介質(zhì),由等離子增強化學(xué)汽相淀積PECVD或磁控濺射的方法形成;也可為氧化鋁、氧化鉭或氧化鉿等金屬氧化物,由磁控濺射方法形成。柵介質(zhì)3的厚度一般為100~400納米。金屬氧化物半導(dǎo)體層4為非晶或多晶的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,如氧化鋅基或氧化銦基的薄膜材料,由磁控濺射方法形成,厚度為30~200納米;其在未偏置狀態(tài)或負偏置狀態(tài)下載流子濃度很低,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。該金屬氧化物半導(dǎo)體層為在弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕速率較慢的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,具體如氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化錫(SnO2)、氧化銦(In2O3)、氧化鎘銦(Cd2InO4)及其摻雜體系即摻銻氧化錫(SnO2:Sb)、摻氟氧化錫(SnO2:F)、氧化銦錫(ITO)等。透明導(dǎo)電層5為在酸性或堿性溶液中具有高腐蝕速率的金屬氧化物薄膜材料,如AZO(氧化鋅鋁)、BZO(氧化鋅硼)、氧化鋅(ZnO)等,同樣用磁控濺射方法形成,厚度為100~400納米;其材料載流子濃度很高,為低阻材料。本實施例的薄膜晶體管的制作方法具體由圖1.1至圖1.9所示,包括以下步驟:11)如圖1.1所示,在襯底1正面上生成一層100至300納米厚的金屬薄膜,生成該金屬薄膜的方法可為磁控濺射法,其材料可為鉻、鉬、鈦或鋁等,然后將其進行相應(yīng)的處理形成柵電極2,如可將其通過光刻和刻蝕形成柵電極2;本實施例中的襯底1可為耐高溫的襯底,如玻璃襯底,也可為非耐高溫的襯底,如透明的塑料襯底。12)如圖1.2所示,在襯底1正面上生成一層100至400納米厚絕緣薄膜,該絕緣薄膜可為氮化硅、氧化硅等絕緣介質(zhì),可采用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法生成該薄膜,并使其覆蓋在上述柵電極2之上作為柵介質(zhì)層3。13)如圖1.3所示,在柵介質(zhì)層3上生成一層金屬氧化物半導(dǎo)體層4,其厚度可為30至200納米。其中,金屬氧化物半導(dǎo)體層4為非晶或多晶的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,可采用磁控濺射法淀積該半導(dǎo)體層;如氧化鋅基或氧化銦基的薄膜材料;當(dāng)為氧化銦鎵鋅(IGZO)時,使用的靶由氧化鎵、氧化銦和氧化鋅的混合材料構(gòu)成。當(dāng)為氧化銦時,所用的靶材為純度等于或優(yōu)于99.99%的氧化銦陶瓷靶。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體。14)如圖1.4所示,在金屬氧化物半導(dǎo)體層上生成一層透明導(dǎo)電薄膜,其厚度為100至400納米。其中,透明導(dǎo)電薄膜層5為非晶或多晶的金屬氧化物材料,可采用磁控濺射法淀積該導(dǎo)電層;如AZO或BZO材料。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體,也可以為純氬氣。15)如圖1.5所示,對在上述透明導(dǎo)電層上涂布光刻膠層并進行曝光顯影,露出有源區(qū)以外的區(qū)域,并放入強酸性溶液中腐蝕。透明導(dǎo)電層和金屬氧化物半導(dǎo)體層被同時腐蝕,形成如1.5所示的圖形。16)如圖1.6所示,在上述做出的透明導(dǎo)電層圖形上涂布光刻膠層,該光刻膠層為負性光刻膠層,負性光刻膠層涂布完成之后,從襯底1的背面即沒有元器件的一面對其進行曝光,此時以底部的柵電極2作為掩膜,然后進行顯影,由于未被底部柵電極2掩膜擋住的光刻膠層被曝光而不溶解于顯影液,被柵電極2擋住的光刻膠層由于未被曝光而溶解于顯影液,形成光刻膠圖形6,使源漏電極區(qū)被光刻膠覆蓋,而溝道區(qū)則暴漏出來。17)如圖1.7所示,將光刻完成的器件放入弱酸性溶液中腐蝕,由于透明導(dǎo)電層的材料在弱酸性溶液或弱堿性溶液中也具有很高的腐蝕速率,而金屬氧化物半導(dǎo)體層則在弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕速率極低,利用這種兩種材料的選擇性腐蝕特性,形成溝道區(qū)。18)如圖1.8所示,用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)或磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的氮化硅層或二氧化硅或氧化鋁材料作為鈍化層7。19)如圖1.9所示,光刻和刻蝕鈍化層,形成接觸孔,并用磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的金屬膜,然后光刻和刻蝕制成薄膜晶體管各電極的金屬引出電極和互連線8。常規(guī)的非自對準技術(shù)不可避免導(dǎo)致晶體管存在大的寄生電容和晶體管特性的不均勻,而寄生電容對像素驅(qū)動單元和周邊電路驅(qū)動電路的性能的危害都是非常大的。為了消除寄生電容的影響,現(xiàn)有的做法往往導(dǎo)致晶體管的結(jié)構(gòu)以及制作的工藝步驟的復(fù)雜性提高。在本實施例中,步驟16)中從襯底1的背面即沒有元器件的一面對其進行曝光,此時以底部的柵電極2作為掩膜,形成光刻膠圖形6,使透明導(dǎo)電層5和金屬氧化物半導(dǎo)體層4中間部分顯露出來,然后放入弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕,這樣得到的晶體管的結(jié)構(gòu)為自對準的結(jié)構(gòu),且其制造工藝流程比現(xiàn)有的非自對準的工作流程還要簡單。當(dāng)采用背面曝光的方法時,所采用的柵介質(zhì)材料和金屬氧化物層材料為透明材料。本實施例提供的方法也可制作出非自對準的晶體管,例如在步驟16)中的光刻膠層為正性光刻膠層時,直接對其進行光刻和刻蝕,使溝道區(qū)露出,然后對其進行腐蝕處理即可。但此時制得的晶體管就不具有自對準結(jié)構(gòu)。本實施例柵介質(zhì)層3,金屬氧化物半導(dǎo)體層4,透明導(dǎo)電層5可以連續(xù)淀積,使得器件制造成本進一步降低,器件性能也可以得到改善。實施例二:本實施例中的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)和材料與實施例一類似,區(qū)別就是在制備過程中多了一層掩膜層9,位于透明導(dǎo)電層之上。本實施例的薄膜晶體管的制作方法的步驟具體由圖2.1至圖2.12所示,包括以下步驟:21)如圖2.1所示,在襯底1正面上生成一層100至300納米厚的金屬薄膜,生成該金屬薄膜的方法可為磁控濺射法,其材料可為鉻、鉬、鈦或鋁等,然后將其進行相應(yīng)的處理形成柵電極2,如可將其通過光刻和刻蝕形成柵電極2;本實施例中的襯底1可為耐高溫的襯底,如玻璃襯底,也可為非耐高溫的襯底,如透明的塑料襯底。22)如圖2.2所示,在襯底1正面上生成一層100至400納米厚絕緣薄膜,該絕緣薄膜可為氮化硅、氧化硅等絕緣介質(zhì),可采用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法生成該薄膜,并使其覆蓋在上述柵電極2之上作為柵介質(zhì)層3。23)如圖2.3所示,在柵介質(zhì)層3上生成一層金屬氧化物半導(dǎo)體層4,其厚度可為30至200納米。其中,金屬氧化物半導(dǎo)體層4為非晶或多晶的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,可采用磁控濺射法淀積該半導(dǎo)體層;如氧化鋅基或氧化銦基的薄膜材料;當(dāng)為氧化銦鎵鋅(IGZO)時,使用的靶由氧化鎵、氧化銦和氧化鋅的混合材料構(gòu)成。當(dāng)為氧化銦時,所用的靶材為純度等于或優(yōu)于99.99%的氧化銦陶瓷靶。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體。24)如圖2.4所示,在金屬氧化物半導(dǎo)體層上生成一層透明導(dǎo)電薄層5,其厚度為100至400納米。其中,透明導(dǎo)電薄膜層5為非晶或多晶的金屬氧化物材料,可采用磁控濺射法淀積該導(dǎo)電層;如AZO或BZO材料。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體,也可以為純氬氣。25)如圖2.5所示,用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)或磁控濺射方法在上述透明導(dǎo)電層上淀積一層50~150納米厚的氮化硅層或二氧化硅或氧化鋁材料作為掩膜層9。26)如圖2.6所示,對在上述掩膜層9上涂布光刻膠層并進行曝光顯影,露出有源區(qū)以外的區(qū)域,并以光刻膠作為掩膜對掩膜層進行刻蝕,形成如圖2.6所示的掩膜層圖形。27)如圖2.7所示,以上述掩膜層9作為掩膜,將器件放入強酸性溶液中腐蝕。透明導(dǎo)電層和金屬氧化物半導(dǎo)體層被同時腐蝕,形成如2.7所示的圖形。28)如圖2.8所示,在上述做出的掩膜層9圖形上涂布光刻膠層,該光刻膠層為負性光刻膠層,負性光刻膠層涂布完成之后,從襯底1的背面即沒有元器件的一面對其進行曝光,此時以底部的柵電極2作為掩膜,曝光后進行顯影,由于未被底部柵電極2掩膜擋住的光刻膠層被曝光而不溶解于顯影液,被柵電極2擋住的光刻膠層由于未被曝光而溶解于顯影液,形成光刻膠圖形6,使源漏電極區(qū)上方的掩膜層被光刻膠覆蓋。29)如圖2.9所示,以光刻膠為掩膜刻蝕掩膜層9,去掉溝道區(qū)上方的掩膜層。210)如圖2.10所示,以掩膜層9作為掩膜,將器件放入弱酸性溶液中腐蝕,由于透明導(dǎo)電層的材料在弱酸性溶液或弱堿性溶液中也具有很高的腐蝕速率,而金屬氧化物半導(dǎo)體層則在弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕速率極低,利用這種兩種材料的選擇性腐蝕特性,形成溝道區(qū)。211)如圖2.11所示,用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)或磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的氮化硅層或二氧化硅或氧化鋁材料作為鈍化層7。212)如圖2.12所示,光刻和刻蝕鈍化層,形成接觸孔,并用磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的金屬膜,然后光刻和刻蝕制成薄膜晶體管各電極的金屬引出電極和互連線8。在本實施例中,步驟28)中從襯底1的背面即沒有元器件的一面進行曝光,此時以底部的柵電極2作為掩膜,形成光刻膠圖形6,使掩膜層9中間與柵極相重疊的部分顯露出來,然后進行刻蝕,形成如圖3.9所示的掩膜層圖形,并以此掩膜層9作為掩膜,將器件放入弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕,這樣得到的晶體管的結(jié)構(gòu)為自對準的結(jié)構(gòu),且其制造工藝流程比現(xiàn)有的非自對準的工作流程還要簡單。當(dāng)采用背面曝光方法時,所采用的柵介質(zhì)材料和金屬氧化物層材料為透明材料。本實施例提供的方法也可制作出非自對準的晶體管,例如在步驟28)中的光刻膠層為正性光刻膠層時,直接對其進行光刻和刻蝕,使溝道區(qū)上方的掩膜層9露出,然后對其進行刻蝕即可。但此時制得的晶體管就不具有自對準結(jié)構(gòu)。本實施例柵介質(zhì)層3,金屬氧化物半導(dǎo)體層4,透明導(dǎo)電層5和掩膜層9可以連續(xù)淀積,使得器件制造成本進一步降低,器件性能也可以得到改善。實施例三:本實施例的薄膜晶體管的制作方法的步驟具體由圖3.1至圖3.8所示,包括以下步驟:31)如圖3.1所示,在襯底1正面上生成一層100至300納米厚的金屬薄膜,生成該金屬薄膜的方法可為磁控濺射法,其材料可為鉻、鉬、鈦或鋁等,也可以采用透明導(dǎo)電薄膜,如ITO。然后將其進行相應(yīng)的處理形成柵電極2,如可將其通過光刻和刻蝕形成柵電極2;本實施例中的襯底1可為耐高溫的襯底,如玻璃襯底,也可為非耐高溫的襯底,如透明的塑料襯底。32)如圖3.2所示,在襯底1正面上生成一層100至400納米厚絕緣薄膜,該絕緣薄膜可為氮化硅、氧化硅等絕緣介質(zhì),可采用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法生成該薄膜,并使其覆蓋在上述柵電極2之上作為柵介質(zhì)層3。33)如圖3.3所示,在柵介質(zhì)層3上生成一層金屬氧化物半導(dǎo)體層4,其厚度可為30至200納米。其中,金屬氧化物半導(dǎo)體層4為非晶或多晶的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,可采用磁控濺射法淀積該半導(dǎo)體層;如氧化鋅基或氧化銦基的薄膜材料;當(dāng)為氧化銦鎵鋅(IGZO)時,使用的靶由氧化鎵、氧化銦和氧化鋅的混合材料構(gòu)成。當(dāng)為氧化銦時,所用的靶材為純度等于或優(yōu)于99.99%的氧化銦陶瓷靶。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體。34)如圖3.4所示,在金屬氧化層形成以后,對其進行光刻和刻蝕,形成有源層圖形。35)如圖3.5所示,在金屬氧化物半導(dǎo)體層上生成一層透明導(dǎo)電薄膜5,其厚度為100至400納米。其中,透明導(dǎo)電薄膜層5為非晶或多晶的金屬氧化物材料,可采用磁控濺射法淀積該導(dǎo)電層,如AZO或BZO材料。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體,也可以為純氬氣。36)如圖3.6所示,對在上述透明導(dǎo)電層上涂布光刻膠層并進行曝光顯影,露出源漏電極區(qū)以外的區(qū)域,將光刻完成的器件放入弱酸性溶液中腐蝕,由于透明導(dǎo)電層的材料在弱酸性溶液或弱堿性溶液中也具有很強的腐蝕速率,而金屬氧化物半導(dǎo)體層則在弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕速率極低,利用這種兩種材料的選擇性腐蝕特性,形成溝道區(qū)。37)如圖3.7所示,用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)或磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的氮化硅層或二氧化硅或氧化鋁材料作為鈍化層7。38)如圖3.8所示,光刻和刻蝕鈍化層,形成接觸孔,并用磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的金屬膜,然后光刻和刻蝕制成薄膜晶體管各電極的金屬引出電極和互連線8。在本實施例中,當(dāng)步驟中的光刻膠為正性光刻膠,且當(dāng)從襯底1的正面對其進行曝光、顯影時,制得的晶體管就不具有自對準結(jié)構(gòu)。實施例四:本實施例的薄膜晶體管的制作方法的步驟具體由圖4.1至圖4.10所示,包括以下步驟:如圖4.1所示,在襯底1正面上生成一層100至300納米厚的金屬薄膜,生成該金屬薄膜的方法可為磁控濺射法,其材料可為鉻、鉬、鈦或鋁等,也可以采用透明導(dǎo)電薄膜,如ITO。然后將其進行相應(yīng)的處理形成柵電極2,如可將其通過光刻和刻蝕形成柵電極2;本實施例中的襯底1可為耐高溫的襯底,如玻璃襯底,也可為非耐高溫的襯底,如透明的塑料襯底。如圖4.2所示,在襯底1正面上生成一層100至400納米厚絕緣薄膜,該絕緣薄膜可為氮化硅、氧化硅等絕緣介質(zhì),可采用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法生成該薄膜,并使其覆蓋在上述柵電極2之上作為柵介質(zhì)層3。如圖4.3所示,在柵介質(zhì)層3上生成一層金屬氧化物半導(dǎo)體層4,其厚度可為30至200納米。其中,金屬氧化物半導(dǎo)體層4為非晶或多晶的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,可采用磁控濺射法淀積該半導(dǎo)體層;如氧化鋅基或氧化銦基的薄膜材料;當(dāng)為氧化銦鎵鋅(IGZO)時,使用的靶由氧化鎵、氧化銦和氧化鋅的混合材料構(gòu)成。當(dāng)為氧化銦時,所用的靶材為純度等于或優(yōu)于99.99%的氧化銦陶瓷靶。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體。如圖4.4所示,在金屬氧化層形成以后,對其進行光刻和刻蝕,形成有源層圖形。如圖4.5所示,在金屬氧化物半導(dǎo)體層上生成一層透明導(dǎo)電薄膜5,其厚度為100至400納米。其中,透明導(dǎo)電薄膜層5為非晶或多晶的金屬氧化物材料,可采用磁控濺射法淀積該導(dǎo)電層,如AZO或BZO材料。濺射氣壓在0.1~2.5Pa之間,氣體為氬氣和氧氣的混合氣體,也可以為純氬氣。如圖4.6所示,用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)或磁控濺射方法在上述透明導(dǎo)電層上淀積一層50~150納米厚的氮化硅層或二氧化硅或氧化鋁材料作為掩膜層9。如圖4.7所示,對在上述透明導(dǎo)電層上涂布光刻膠層并進行曝光顯影,露出源漏電極區(qū)以外的區(qū)域,并以光刻膠作為掩膜對掩膜層進行刻蝕,形成如圖4.7所示的掩膜層圖形9。如圖4.8所示,掩膜層圖形已經(jīng)將源漏電極區(qū)覆蓋,而其他區(qū)域裸露在外。將器件放入弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕,由于透明導(dǎo)電層的材料在弱酸性溶液或弱堿性溶液中也具有很強的腐蝕速率,而金屬氧化物半導(dǎo)體層則在弱酸性或弱堿性溶液中腐蝕速率極低,利用這種兩種材料的選擇性腐蝕特性,形成溝道區(qū)。如圖4.9所示,用等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)或磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的氮化硅層或二氧化硅或氧化鋁材料作為鈍化層7。如圖4.10所示,光刻和刻蝕鈍化層,形成接觸孔,并用磁控濺射方法淀積一層100~300納米厚的金屬膜,然后光刻和刻蝕制成薄膜晶體管各電極的金屬引出電極和互連線8。在本實施例中,當(dāng)步驟中的光刻膠為正性光刻膠,且當(dāng)從襯底1的正面對其進行曝光、顯影時,制得的晶體管就不具有自對準結(jié)構(gòu)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明,不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
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