本公開(kāi)涉及用于制造非晶金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法。更具體而言，本公開(kāi)涉及用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，非晶金屬氧化物半導(dǎo)體(諸如舉例而言非晶銦鎵鋅氧化物(igzo))作為用于薄膜晶體管(tft)應(yīng)用的材料已接收到極大的關(guān)注。這些材料已被研究作為例如在主動(dòng)式矩陣液晶顯示器(amlcd)和主動(dòng)式矩陣有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(amoled)的上下文中的非晶硅(a-si:h)和低溫多晶硅(ltps)tft的替代物。高速操作被要求，以增強(qiáng)基于tft的電子系統(tǒng)的性能。提高速度性能的常見(jiàn)解決方案是高遷移率材料的使用和晶體管溝道長(zhǎng)度(l)的減小。實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的性能的另一解決方案是雙柵極(dg)晶體管結(jié)構(gòu)的使用。在tft架構(gòu)的上下文中，自對(duì)準(zhǔn)(sa)柵極-源極/漏極tft結(jié)構(gòu)(其中柵極自對(duì)準(zhǔn)到源極和漏極)與背溝道蝕刻(bce)和蝕刻停止層(esl)結(jié)構(gòu)相比具有零柵極-源極/漏極重疊電容，并且在與esl結(jié)構(gòu)相比時(shí)具有更小的占地面積。有報(bào)道稱，針對(duì)具有雙柵極(dg)操作的a-igzotft電路，取得了更好的對(duì)溝道的控制，從而得到改進(jìn)的特性，諸如更高的遷移率、更高的導(dǎo)通電流(ion)、更小的亞閾值斜率(ss-1)和接近零伏特的導(dǎo)通電壓(von)。xinhe等人在“完全自對(duì)準(zhǔn)同質(zhì)結(jié)雙柵極a-igzotft的實(shí)現(xiàn)”(ieee電子器件快報(bào)，第35卷，第9號(hào)，2014年9月，第927-929頁(yè))(“implementationoffullyself-alignedhomojunctiondouble-gatea-igzotfts”,ieeeelectrondeviceletters,vol.35,no.9.september2014,pp927-929)中公開(kāi)了一種用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極a-igzotft的方法。在完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極tft中，頂柵和底柵彼此自對(duì)準(zhǔn)，而源極和漏極自對(duì)準(zhǔn)到柵極。根據(jù)xinhe等人所描述的方法，底柵和頂柵之間的自對(duì)準(zhǔn)通過(guò)帶背側(cè)照明的光刻步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)；源極/漏極區(qū)域和兩個(gè)柵極之間的自對(duì)準(zhǔn)通過(guò)氬等離子體處理和氫摻雜來(lái)獲得。該方法要求六個(gè)光刻(pl)步驟，即包括提供光致抗蝕劑層、照明光致抗蝕劑層和顯影經(jīng)照明的抗蝕劑的六個(gè)步驟。在第一步驟中，第一柵極金屬層(底柵或背柵金屬層)被沉積在玻璃襯底上并通過(guò)濕蝕刻被圖案化(pl#1)以形成背柵電極。然后，第一柵極介電層被沉積，接著通過(guò)dc濺射來(lái)沉積a-igzo層。然后使用濕蝕刻(pl#2)來(lái)圖案化a-igzo層。之后，第二柵極介電層被沉積。隨后在前側(cè)提供負(fù)性光致抗蝕劑層，并且接下來(lái)從背側(cè)(pl#3)照明晶片，以限定頂柵圖案。因此，頂柵圖案由在背側(cè)照明期間用作原位硬掩模的背柵電極來(lái)限定。在抗蝕劑顯影之后，第二柵極層(頂柵層)被沉積并被剝離以形成頂柵電極。使用頂柵作為蝕刻掩模的干蝕刻被用于圖案化第二柵極介電層。接著通過(guò)ar等離子體來(lái)處理源極/漏極區(qū)域上暴露的a-igzo層以增強(qiáng)導(dǎo)電性。之后，sinx層被沉積，從而進(jìn)一步導(dǎo)致被自對(duì)準(zhǔn)到頂柵電極的n+a-igzo源極/漏極區(qū)域的形成。接著為源極/漏極區(qū)域打開(kāi)通孔(pl#4)并且沉積和圖案化(pl#5)源/漏電極。最后，背柵接觸孔被打開(kāi)(pl#6)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本公開(kāi)的目的是提供一種用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的方法，其中工藝步驟的數(shù)量與已知的方法相比被減少。更具體而言，本公開(kāi)的目的是提供一種與已知的方法相比具有減少的數(shù)量的光刻步驟的用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極非晶金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管方法。上述目標(biāo)通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本公開(kāi)涉及一種用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法。該方法包括：在襯底的前側(cè)上提供為柵極區(qū)域定界的第一柵電極；在襯底和第一柵電極之上提供第一柵極介電層；在第一柵極介電層上提供經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層，該經(jīng)圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層為與柵極區(qū)域的一部分部分地重疊且延伸超出柵極區(qū)域的兩個(gè)相對(duì)的邊緣的半導(dǎo)體區(qū)域定界；在經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層上提供第二柵極介電層；提供第二柵極導(dǎo)電層；提供光致抗蝕劑層；圖案化該光致抗蝕劑層，由此形成經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層；圖案化第二柵極導(dǎo)電層，由此形成第二柵電極；以及圖案化第二柵極介電層，由此形成經(jīng)圖案化的第二柵極介電層。在根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法中，對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行圖案化包括執(zhí)行后側(cè)照明步驟、前側(cè)照明步驟和光致抗蝕劑顯影步驟，其中后側(cè)照明步驟包括使用第一柵電極作為掩模從襯底的后側(cè)對(duì)光致抗蝕劑層的照明，并且其中前側(cè)照明步驟包括僅在邊緣部分中使用對(duì)柵極區(qū)域中的光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光的掩模來(lái)從前側(cè)對(duì)光致抗蝕劑層的照明。在本公開(kāi)的方法的各實(shí)施例中，提供第二柵極導(dǎo)電層可在提供光致抗蝕劑層之前進(jìn)行。在這樣的實(shí)施例中，正性光致抗蝕劑層被使用。對(duì)第二柵極導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化于是包括使用經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層作為掩模來(lái)局部蝕刻第二柵極導(dǎo)電層，而對(duì)第二柵極介電層進(jìn)行圖案化包括使用經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層或第二柵電極作為掩模來(lái)局部蝕刻第二柵極介電層。在本公開(kāi)的方法的其他實(shí)施例中，提供第二柵極導(dǎo)電層可在圖案化光致抗蝕劑層之后進(jìn)行。在這樣的實(shí)施例中，負(fù)性光致抗蝕劑層被使用。對(duì)第二柵極導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化于是包括執(zhí)行剝離工藝，而對(duì)第二柵極介電層進(jìn)行圖案化包括使用第二柵電極作為掩模來(lái)局部蝕刻第二柵極介電層。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，邊緣部分優(yōu)選地位于與半導(dǎo)體區(qū)域不重疊的柵極區(qū)域的一部分中。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，第一柵極可例如包括較窄部分和較寬部分，而邊緣部分可位于與較寬部分的一部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。在這樣的實(shí)施例中，邊緣部分僅與底柵的較寬部分的一部分重疊。根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法還可包括提供在經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層中的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，其中源極區(qū)域和漏極區(qū)域被自對(duì)準(zhǔn)到第二柵電極。在提供源極區(qū)域和漏極區(qū)域的過(guò)程中，第二柵電極可被用作掩模。提供源極區(qū)域和漏極區(qū)域可例如包括用氫進(jìn)行摻雜。提供源極區(qū)域和漏極區(qū)域可例如包括摻雜劑的注入或等離子體處理或金屬氧化物半導(dǎo)體材料的還原。用于提供源極區(qū)域和漏極區(qū)域的不同的方法可被組合，例如，被順序地執(zhí)行。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域可包括氫摻雜、摻雜劑的注入、等離子體處理和/或金屬氧化物半導(dǎo)體材料的還原的組合。根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法還可包括沉積介電層并且朝向源極區(qū)域、漏極區(qū)域、第二柵電極和第一柵電極同時(shí)形成穿過(guò)該介電層的通孔。在根據(jù)本公開(kāi)的方法的各實(shí)施例中，沉積介電層可包括沉積氮化硅層。在這樣的實(shí)施例中，沉積氮化硅層的步驟可在金屬氧化物半導(dǎo)體層中引入氫，由此用氫摻雜金屬氧化物半導(dǎo)體層并形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域。沉積氮化硅層優(yōu)選地包括借助等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積來(lái)沉積氮化硅層。根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法還可包括沉積和圖案化導(dǎo)電層，由此同時(shí)形成源極接觸、漏極接觸、第一柵極接觸和第二柵極接觸。根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，其允許以減少的數(shù)量的工藝步驟，更具體而言與已知的方法相比減少的數(shù)量的光刻步驟，來(lái)制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,這可能導(dǎo)致完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的制造成本降低。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，與已知的方法相比，這可能導(dǎo)致該方法的復(fù)雜性降低。本公開(kāi)的特別和優(yōu)選方面在所附獨(dú)立和從屬權(quán)利要求中闡述。從屬權(quán)利要求中的技術(shù)特征可以與獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征以及其他從屬權(quán)利要求的技術(shù)特征適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合，而不僅僅是其在權(quán)利要求中明確闡明的那樣。從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本公開(kāi)的上述和其他特性、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，附圖通過(guò)示例的方式例示了本公開(kāi)的原理。給出本描述僅僅是出于示例的目的，而并不限制本公開(kāi)的范圍。以下引用的參考圖涉及附圖。附圖說(shuō)明圖1示意性地例示了根據(jù)本公開(kāi)的方法的一實(shí)施例的工藝流程的示例。圖2示意性地例示了根據(jù)本公開(kāi)的方法的一實(shí)施例的工藝流程的示例。圖3至圖8示意性地例示了根據(jù)本公開(kāi)的一實(shí)施例的用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的方法的示例的工藝步驟。結(jié)構(gòu)的示意性頂視圖在左手側(cè)被示出，并且沿著線a-a’和沿著線b-b’的示意性橫截面分別在右手側(cè)被示出。圖9示意性地例示了根據(jù)本公開(kāi)的方法的用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的工藝流程的示例。圖10示出了針對(duì)根據(jù)本公開(kāi)的方法的一實(shí)施例(圓圈)制造的完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管所測(cè)得的ids相對(duì)于vgs轉(zhuǎn)移特性。作為參考，針對(duì)僅具有背柵的器件(三角形)和僅具有頂柵的器件(正方形)示出了相似的特性。圖11示出了針對(duì)根據(jù)本公開(kāi)的方法的一實(shí)施例(圓圈)制造的完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管所測(cè)得的ids相對(duì)于vds輸出特性。作為參考，針對(duì)僅具有背柵的器件(三角形)和僅具有頂柵的器件(正方形)示出了相似的特性。在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似的元素。具體實(shí)施方式本公開(kāi)將針對(duì)特定實(shí)施例且參考一些附圖進(jìn)行描述，但是本公開(kāi)不限于此，而是只通過(guò)權(quán)利要求限定。所示附圖只是示意性而非限制性的。在附圖中，出于說(shuō)明目的，將某些元素的尺寸放大且未按比例繪出。尺寸和相對(duì)尺寸沒(méi)有對(duì)應(yīng)于本公開(kāi)實(shí)踐的實(shí)際縮減。此外，說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)頂部、底部、上方、下方等等用于描述性的目的并且不一定用于描述相對(duì)位置。應(yīng)當(dāng)理解，如此使用的術(shù)語(yǔ)在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下是可互換的，并且本文中所描述的本公開(kāi)的實(shí)施例能夠以不同于本文中所描述或所解說(shuō)的取向操作。應(yīng)當(dāng)注意，權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”不應(yīng)被解釋為限于此后列出的手段；它不排除其他元件或步驟。它由此應(yīng)當(dāng)被解釋為指定存在所聲明的特征、整數(shù)、如所稱謂的步驟或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟或組件、或者它們的組。貫穿本說(shuō)明書(shū)，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。由此，短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”在貫穿本說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方的出現(xiàn)不一定都引用相同的實(shí)施例，但是可以如此。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，具體特征、結(jié)構(gòu)、或者特性可以任何合適的方式組合，如根據(jù)本公開(kāi)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。類似地，應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的描述中，出于流線型化本公開(kāi)和輔助對(duì)各個(gè)發(fā)明性方面中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明性方面的理解的目的，本公開(kāi)的各個(gè)特征有時(shí)被一起歸組在單個(gè)實(shí)施例、附圖、或者其描述中。然而，這種公開(kāi)方式不應(yīng)被解釋為反映了這樣一種意圖，即所要求保護(hù)的公開(kāi)需要比各權(quán)利要求清楚記載的特征要多的特征。相反，如所附權(quán)利要求書(shū)所反映，創(chuàng)造性方面存在于比單個(gè)先前已公開(kāi)實(shí)施例的所有特征少的特征中。因此，詳細(xì)描述之后的權(quán)利要求由此被明確地結(jié)合到該詳細(xì)描述中，其中每一項(xiàng)權(quán)利要求本身代表本公開(kāi)的單獨(dú)實(shí)施例。此外，盡管此處描述的一些實(shí)施例包括其他實(shí)施例中所包括的一些特征但沒(méi)有其他實(shí)施例中包括的其他特征，不同實(shí)施例的特征的組合意圖落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且形成將按本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的不同實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書(shū)中，所要求的實(shí)施例中的任何一個(gè)可以任何組合使用。在本文中所提供的描述中，大量具體細(xì)節(jié)得到闡述。然而，應(yīng)當(dāng)理解可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本公開(kāi)的實(shí)施例。在其他實(shí)例中，為了不混淆對(duì)本說(shuō)明書(shū)的理解，未詳細(xì)地示出熟知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)。提供以下術(shù)語(yǔ)僅僅是為了幫助對(duì)本公開(kāi)的理解。在本公開(kāi)的上下文中，“自對(duì)準(zhǔn)”意味著器件的第一元件或特征通過(guò)執(zhí)行其中第二元件或特征被用作供限定第一元件或特征的掩模的過(guò)程而與器件的第二元件或特征對(duì)準(zhǔn)。因此，器件的兩個(gè)元件或特征之間的對(duì)準(zhǔn)通過(guò)使用作為用于圖案化其他元件或特征的掩模的一個(gè)元件或特征來(lái)獲得。例如，在晶體管制造工藝的上下文中，金屬柵極可被用作供限定晶體管的“自對(duì)準(zhǔn)”源極和漏極區(qū)域的掩模。例如，在雙柵極晶體管制造工藝的上下文中，第一柵極可被用作供限定“自對(duì)準(zhǔn)”第二柵極的掩模。在本公開(kāi)的上下文中，“完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管(工藝)”是指雙柵極薄膜晶體管和對(duì)應(yīng)的制造工藝，其中各柵極彼此自對(duì)準(zhǔn)，并且其中源極和漏極區(qū)域被自對(duì)準(zhǔn)到柵極。更具體而言，在本公開(kāi)的上下文中，底柵被用作供限定(圖案化)頂柵的掩模，而頂柵則被用作供限定薄膜晶體管的源極和漏極區(qū)域的掩?！，F(xiàn)在將通過(guò)本公開(kāi)的若干實(shí)施例的詳細(xì)描述來(lái)描述本公開(kāi)。顯然，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)能夠配置本公開(kāi)的其他實(shí)施例而不背離本公開(kāi)的真正精神和技術(shù)示教，本公開(kāi)僅受限于所附權(quán)利要求書(shū)的各條款。圖1示意性地例示了根據(jù)本公開(kāi)的方法的一實(shí)施例的工藝流程的示例。在圖1的工藝流程中示出的方法200包括在第一步驟(圖1，步驟201)中在襯底上提供第一柵電極或底柵電極。提供第一柵電極或底柵電極包括沉積底柵金屬層，以及借助光刻法來(lái)圖案化底柵金屬層，以由此形成第一柵電極或底柵電極。底柵電極為柵極區(qū)域定界，即限定柵極區(qū)域。在接下來(lái)的步驟(圖1，步驟202)中，第一柵極介電層或底柵介電層被提供，即，被沉積在襯底和第一柵電極上。接下來(lái)，經(jīng)圖案化的非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層被提供(圖1，步驟203)在第一柵極介電層上。提供經(jīng)圖案化的非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層包括沉積非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層以及借助光刻法和干蝕刻或濕蝕刻來(lái)對(duì)該層進(jìn)行圖案化。經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層為半導(dǎo)體區(qū)域定界，即限定，半導(dǎo)體區(qū)域。接下來(lái)，在步驟204(圖1)，第二柵極介電層或頂柵介電層被提供在金屬氧化物半導(dǎo)體層上，并且之后在步驟205(圖1)，第二柵極導(dǎo)電層或頂柵導(dǎo)電層被提供在第二柵極介電層上。在頂柵導(dǎo)電層沉積之后，正性光致抗蝕劑層被提供(圖1，步驟206)在第二柵極導(dǎo)電層上，并且該光致抗蝕劑層被圖案化(圖1，步驟207)。光致抗蝕劑層的圖案化通過(guò)執(zhí)行后側(cè)照明步驟(圖1，步驟207a)、前側(cè)照明步驟(圖1，步驟207b)和光致抗蝕劑顯影步驟(圖1，步驟207c)來(lái)完成，由此形成經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層。后側(cè)照明步驟包括使用第一柵電極作為掩模從襯底的后側(cè)對(duì)光致抗蝕劑層的照明。使用第一柵電極或底柵電極作為掩模的優(yōu)點(diǎn)在于，其允許形成與底柵電極完全對(duì)準(zhǔn)的第二柵電極或頂柵電極。前側(cè)照明步驟包括僅在邊緣部分使用對(duì)柵極區(qū)域中的光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光的掩模來(lái)從襯底的前側(cè)對(duì)光致抗蝕劑層的照明，該邊緣部分與半導(dǎo)體區(qū)域不重疊?？墒紫冗M(jìn)行后側(cè)照明，并且之后可進(jìn)行前側(cè)照明，或反之亦然，可首先進(jìn)行前側(cè)照明并且之后進(jìn)行后側(cè)照明。接下來(lái)，通過(guò)使用經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層作為掩模來(lái)局部蝕刻第二柵極導(dǎo)電層來(lái)對(duì)頂柵導(dǎo)電層或第二柵極導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化(圖1，步驟208)，由此形成第二柵電極。此外，通過(guò)使用經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層或第二柵電極作為掩模來(lái)局部蝕刻第二柵極介電層來(lái)對(duì)頂柵介電層或第二柵極介電層進(jìn)行圖案化(圖1，步驟209)。圖2示意性地例示了根據(jù)本公開(kāi)的方法的另一實(shí)施例的工藝流程的示例。在圖2的工藝流程中示出的方法300包括在第一步驟(圖2，步驟301)中在襯底上提供第一柵電極或底柵電極。提供第一柵電極或底柵電極包括沉積底柵金屬層，以及借助光刻法來(lái)圖案化底柵金屬層，以由此形成第一柵電極或底柵電極。底柵電極為柵極區(qū)域定界，即限定柵極區(qū)域。在接下來(lái)的步驟(圖2，步驟302)中，第一柵極介電層或底柵介電層被提供，即，被沉積在襯底和第一柵電極上。接下來(lái)，經(jīng)圖案化的非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層被提供(圖2，步驟303)在第一柵極介電層上。提供經(jīng)圖案化的非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層包括沉積非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層并且借助光刻法和干蝕刻或濕蝕刻來(lái)對(duì)該層進(jìn)行圖案化。經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層為半導(dǎo)體區(qū)域定界，即限定半導(dǎo)體區(qū)域。接下來(lái)，在步驟304(圖2)，第二柵極介電層或頂柵介電層被提供在金屬氧化物半導(dǎo)體層上。之后，負(fù)性光致抗蝕劑層被提供(圖2，步驟306)，并且該光致抗蝕劑層被圖案化(圖2，步驟307)。光致抗蝕劑層的圖案化通過(guò)執(zhí)行后側(cè)照明步驟(圖2，步驟307a)、前側(cè)照明步驟(圖2，步驟307b)和光致抗蝕劑顯影步驟(圖2，步驟307c)來(lái)完成，由此形成經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層。后側(cè)照明步驟包括使用第一柵電極作為掩模從襯底的后側(cè)對(duì)光致抗蝕劑層的照明。使用第一柵電極或底柵電極作為掩模的優(yōu)點(diǎn)在于，其允許形成與底柵電極完全對(duì)準(zhǔn)的第二柵電極或頂柵電極。前側(cè)照明步驟包括僅在邊緣部分中使用對(duì)柵極區(qū)域中的光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光的掩模來(lái)從襯底的前側(cè)對(duì)光致抗蝕劑層的照明，該邊緣部分與半導(dǎo)體區(qū)域不重疊?？墒紫冗M(jìn)行后側(cè)照明，并且之后可進(jìn)行前側(cè)照明，或反之亦然，可首先進(jìn)行前側(cè)照明并且之后進(jìn)行后側(cè)照明。在已經(jīng)形成經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層之后，第二柵極導(dǎo)電層或頂柵導(dǎo)電層被提供(圖2，步驟305)。接下來(lái)，通過(guò)執(zhí)行剝離工藝對(duì)頂柵導(dǎo)電層或第二柵極導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化(圖2，步驟308)，由此形成第二柵電極。此外，通過(guò)使用第二柵電極作為掩模來(lái)局部蝕刻第二柵極介電層來(lái)對(duì)頂柵介電層或第二柵極介電層進(jìn)行圖案化(圖2，步驟309)。圖3至圖8例示了根據(jù)本公開(kāi)的一實(shí)施例的完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管100的制造方法的示例。在這些附圖中，經(jīng)制造的結(jié)構(gòu)的示意性頂視圖在左手側(cè)被示出，并且沿著線a-a’和沿著線b-b’的示意性橫截面分別在右手側(cè)被示出。在圖3至圖8中，以與橫截面的縮放比例不同的縮放比例來(lái)示出頂視圖。在圖9中示意性地示出了對(duì)應(yīng)的工藝流程400。在所示的示例中，薄膜晶體管被形成在諸如舉例而言玻璃襯底或箔襯底之類的襯底10上。然而，本公開(kāi)不限于此，并且只要其他襯底對(duì)被用于限定頂柵電極(使用透過(guò)襯底的照明)的光刻步驟的波長(zhǎng)而言基本透明，則可使用其他襯底，如進(jìn)一步描述的。在已經(jīng)提供了襯底10(圖9，步驟401)之后，如圖3中示意性地例示的，緩沖層和任選的阻擋層被沉積(圖9，步驟402)在襯底10的前側(cè)101上。在圖3中，緩沖層和阻擋層作為單個(gè)層11被示出。阻擋層通常與諸如箔襯底之類的柔性襯底結(jié)合使用，但其也可與諸如玻璃襯底之類的其他襯底組合使用。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，阻擋層和緩沖層是介電層。阻擋層可例如是氮化硅層或聚合物層(例如，具有在100nm和3微米之間的范圍內(nèi)的厚度)，但本公開(kāi)不限于此。阻擋層保護(hù)器件免受來(lái)自襯底的不期望的影響，例如，來(lái)自元件的不期望的擴(kuò)散(諸如舉例而言，氫從襯底進(jìn)入金屬氧化物半導(dǎo)體層中)。緩沖層可例如是氧化硅層(例如通過(guò)pecvd(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)沉積)或氧化鋁層(例如通過(guò)ald(原子層沉積)沉積)。緩沖層通常具有在50nm和200nm之間的范圍內(nèi)的厚度，但是本公開(kāi)不限于此。例如，緩沖層可被沉積以提供改進(jìn)的平滑度，即提供比下層(諸如舉例而言，緩沖層)的表面具有更好的平滑度的表面。包括多個(gè)阻擋層和/或多個(gè)緩沖層的層堆疊可被使用。在具有阻擋和緩沖層11的襯底10上，底柵(bg)金屬層或第一柵極金屬層借助光刻法被沉積并被圖案化，以由此形成第一柵電極或底柵電極12(圖9，步驟403)。與第一柵電極或底柵電極12的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)或區(qū)域，換言之，由第一柵電極12定界的區(qū)或區(qū)域還被稱為柵極區(qū)域120(圖3)。在這里所描述的工藝流程400中，底柵圖案化步驟是第一光刻(pl)步驟，包括提供光致抗蝕劑層、照明光致抗蝕劑層和顯影經(jīng)照明的抗蝕劑(pl#1)。圖3示出了底柵電極12在矩形的兩個(gè)相對(duì)側(cè)具有帶較寬部分的矩形形狀的示例。這僅是一示例，并且本公開(kāi)不限于此。其他柵電極形狀可被使用。底柵金屬層(即用于形成第一柵電極或底柵電極12的金屬層)可例如包括ti、au、mo、mocr、tin、cu、w、alsi或tiw，但本公開(kāi)不限于此。厚度可例如在10nm和2微米之間的范圍內(nèi)，但本公開(kāi)不限于此。其可例如通過(guò)pvd(物理氣相沉積)、pecvd或蒸發(fā)來(lái)被沉積，但本公開(kāi)不限于此。其可以是單個(gè)層或包括至少兩個(gè)層的層堆疊。在接下來(lái)的步驟中，如圖4所例示的，第一柵極介電層或底柵介電層13(諸如舉例而言，氧化硅層、氧化鋁層或氧化鉿層)諸如舉例而言借助于pecvd、pvd、ald或溶液處理等來(lái)被沉積(圖9，步驟404)。底柵介電層13的厚度通常在25nm和500nm之間的范圍內(nèi)，但本公開(kāi)不限于此。在底柵介電層13的頂部，非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層(諸如舉例而言，非晶igzo層)諸如舉例而言借助于pvd(諸如舉例而言，dc濺射或蒸發(fā))、pecvd、ald或溶液處理等來(lái)被沉積(圖9，步驟405)。接著借助光刻法和濕蝕刻或干蝕刻來(lái)圖案化非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層(圖9，步驟405)，由此形成經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層14，從而得到如圖4示意性地示出的結(jié)構(gòu)。與經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層14的位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)或區(qū)域，換言之，由經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層14定界的區(qū)或區(qū)域還被稱為半導(dǎo)體區(qū)域140(圖4)。半導(dǎo)體區(qū)域140與柵極區(qū)域(120)的一部分部分地重疊并且延伸超過(guò)柵極區(qū)域(120)的兩個(gè)相對(duì)的邊緣(圖6)。在這里所描述的工藝流程400中，該金屬氧化物半導(dǎo)體層圖案化步驟是第二光刻(pl)步驟，包括提供光致抗蝕劑層、照明光致抗蝕劑層和顯影經(jīng)照明的抗蝕劑(pl#2)。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層14可例如包括鎵銦鋅氧化物(gizo或igzo)，或者其他基于例如以下化合物(沒(méi)有化學(xué)計(jì)量的指示)的金屬氧化物的半導(dǎo)體：zno、znsno、ino、inzno、inznsno、lainzno、gaino、hfinzno、mgzno、lainzno、tio、tiinsno、tiinzno、scinzno、siinzno和zrinzno、zrznsno。然而，本公開(kāi)并不限于此，并且該方法在一個(gè)方面上可與本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其他合適的金屬化合物半導(dǎo)體一起使用。這些半導(dǎo)體層可通過(guò)諸如舉例而言對(duì)前體溶液的濺射、熱蒸發(fā)、脈沖激光沉積以及旋轉(zhuǎn)涂膜、噴墨印刷或落模鑄造等多種方法來(lái)提供。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，金屬氧化物半導(dǎo)體層可具有在5nm和100nm之間(例如在10nm和50nm之間)的范圍內(nèi)的厚度，但本公開(kāi)并不限于此。接下來(lái)，第二柵極介電層或頂柵(tg)介電層15(諸如舉例而言，氧化硅層、氧化鋁層或氧化鉿層)諸如舉例而言借助于pecvd、pvd、ald或溶液處理來(lái)被沉積(圖9，步驟406)。第二柵極介電層15的厚度通常在25nm和500nm之間的范圍內(nèi)，但本公開(kāi)不限于此。在第二柵極介電層15上，第二柵極導(dǎo)電層或頂柵導(dǎo)電層16被沉積(圖9，步驟407)，以用于形成薄膜晶體管100的第二柵電極或頂柵電極。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，頂柵導(dǎo)電層16是對(duì)被用在光刻步驟中供圖案化頂柵導(dǎo)電層16的波長(zhǎng)而言基本透明的導(dǎo)電層，以由此限定第二柵電極或頂柵電極(如下所述)?？杀挥糜谛纬身敄艑?dǎo)電層16的材料的示例是ito(氧化銦錫)、azo(摻鋁的氧化鋅)和tin，但本公開(kāi)不限于此。頂柵導(dǎo)電層16的厚度被選擇使得該層對(duì)在隨后的光刻步驟中被使用的光的波長(zhǎng)而言足夠透明。例如，對(duì)于ito層16，厚度可在10nm和100nm之間的范圍內(nèi)。例如，對(duì)于tin層16，厚度優(yōu)選地為不大于50nm。在作為圖9中的示例示出的工藝流程400中，接下來(lái)，正性光致抗蝕劑層21被提供(圖9，步驟408)在頂柵導(dǎo)電層16上。這在圖5中被示意性地例示出。接下來(lái)，通過(guò)執(zhí)行如圖5中示意性地例示出的正性光致抗蝕劑層21的兩個(gè)照明步驟，繼之以顯影經(jīng)照明的光致抗蝕劑層的步驟來(lái)圖案化光致抗蝕劑層21(圖9，步驟408)，以由此形成經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層。該圖案化工藝包括后側(cè)照明步驟(例如，如圖1所例示的步驟207a)以及前側(cè)照明步驟(例如，如圖1所例示的步驟207b)。圖5所示的結(jié)構(gòu)被從襯底10的后側(cè)102(即，從結(jié)構(gòu)的襯底側(cè)(即與提供有層堆疊和光致抗蝕劑層21的一側(cè)相反的一側(cè)))照明，而不使用任何專用掩模。在該照明步驟期間，底柵電極12具有供照明的掩模的功能。使用底柵電極12作為掩模的優(yōu)點(diǎn)在于，其允許形成與底柵電極完全對(duì)準(zhǔn)的頂柵電極。在存在相同的光致抗蝕劑層21的情況下，使用如圖5所示的沿線b-b'的橫截面中所例示的掩模22來(lái)從前側(cè)101照明該結(jié)構(gòu)。該掩模22被設(shè)計(jì)成使得在對(duì)應(yīng)于柵極區(qū)域120的區(qū)域中，在透過(guò)掩模的照明期間，僅邊緣部分(162，如圖6所示)被曝光。在附圖所示的示例中，邊緣部分162被選擇為位于使得其在柵極區(qū)域120內(nèi)僅與底柵的較寬部分的一部分重疊。邊緣部分162與半導(dǎo)體區(qū)域140之間沒(méi)有重疊，即邊緣部分162僅存在于與存在金屬氧化物半導(dǎo)體層14的區(qū)域不同的區(qū)域中。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，可首先進(jìn)行后側(cè)照明并且之后進(jìn)行前側(cè)照明，或反之亦然，可首先進(jìn)行前側(cè)照明并且之后進(jìn)行后側(cè)照明。在已經(jīng)執(zhí)行了兩個(gè)照明步驟之后，光致抗蝕劑層21被顯影以形成經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層。接下來(lái)，使用剩余的經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層作為蝕刻掩模，頂柵導(dǎo)電層或第二柵極導(dǎo)電層16以及頂柵介電層或第二柵極介電層15通過(guò)干蝕刻或濕蝕刻來(lái)被圖案化(圖9，步驟409)。在這里所描述的工藝流程400中，該頂柵導(dǎo)電層和頂柵介電層圖案化步驟是第三光刻(pl)步驟，包括提供光致抗蝕劑層、照明光致抗蝕劑層和顯影經(jīng)照明的抗蝕劑(pl#3)。示出了經(jīng)圖案化的頂柵介電層151和頂柵電極或第二柵電極161(經(jīng)圖案化的頂柵導(dǎo)電層16)的所得到的結(jié)構(gòu)在圖6中被示意性地例示出。在該結(jié)構(gòu)中，頂柵電極161具有與底柵電極12相同的形狀，除了邊緣部分162，其中頂柵電極161不與底柵電極12重疊。接下來(lái)，圖9的步驟410，源極區(qū)域和漏極區(qū)域在經(jīng)圖案化的金屬氧化物半導(dǎo)體層14中被形成。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，源極區(qū)域和漏極區(qū)域被自對(duì)準(zhǔn)到第二柵電極161。形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域可例如包括使用第二柵電極作為掩模來(lái)?yè)诫s氫、注入摻雜劑、等離子體處理或還原金屬氧化物半導(dǎo)體材料。如進(jìn)一步所描述的，在本公開(kāi)的各個(gè)有利的實(shí)施例中，形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域的步驟可與(例如，其可能是執(zhí)行下一個(gè)工藝步驟411(圖9)的結(jié)果)執(zhí)行下一個(gè)工藝步驟411(圖9)組合。在下一個(gè)工藝步驟中，如圖7所示，介電層17被沉積(圖9，步驟411)。介電層17可例如是sinx層，例如具有在50nm和500nm之間的范圍內(nèi)的厚度。其可例如通過(guò)pecvd來(lái)被沉積。在根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法中，介電層17可以有利地是sinx層，因?yàn)檫@樣的層的沉積可導(dǎo)致非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層14的被曝光區(qū)域(即，未被頂柵電極161覆蓋的區(qū)域)的氫摻雜，由此形成源極區(qū)域141和漏極區(qū)域142，如圖7示意性地例示出的。這些被曝光區(qū)域?qū)?yīng)于不存在頂柵電極161的區(qū)域。因此，該方法導(dǎo)致自對(duì)準(zhǔn)到頂柵電極161的源極和漏極區(qū)域的形成。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，其他方法可被用于非晶金屬氧化物半導(dǎo)體層14的被曝光區(qū)域(即未被頂柵161覆蓋的區(qū)域)的摻雜，諸如舉例而言，借助ca、ti、al的金屬氧化物半導(dǎo)體材料的還原；通過(guò)摻雜劑(例如b、p)的注入；或者通過(guò)用ar或nf3等離子體的處理。不同方法的組合可被使用。在本公開(kāi)的各實(shí)施例中，頂柵電極161被用作摻雜步驟的掩模。在工藝流程400的步驟412(圖9)，通過(guò)光刻和穿過(guò)介電層17的干蝕刻或濕蝕刻來(lái)限定通孔18，以供同時(shí)到源極區(qū)域141、漏極區(qū)域142、頂柵電極161以及到底柵電極12的接觸開(kāi)口。在這里所描述的工藝流程400中，通孔形成步驟是第四光刻(pl)步驟，包括提供光致抗蝕劑層、照明光致抗蝕劑層和顯影經(jīng)照明的抗蝕劑(pl#4)。根據(jù)本公開(kāi)的各實(shí)施例的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在對(duì)應(yīng)于邊緣部分162的區(qū)域中的頂柵電極161與底柵電極12之間不存在重疊。如圖7所示，這允許朝向源極區(qū)域141、漏極區(qū)域142、頂柵電極161和底柵電極12來(lái)同時(shí)(即，使用單個(gè)圖案化步驟)形成開(kāi)口或通孔。與用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的已知的方法相比，這允許節(jié)省一個(gè)光刻步驟。在接下來(lái)的步驟(圖9，步驟413)中，通過(guò)光刻和蝕刻(例如干蝕刻)來(lái)沉積和圖案化導(dǎo)電層(例如，金屬層或?qū)щ娧趸飳?，以由此形成源極接觸191、漏極接觸192、頂柵接觸或第二柵極接觸194以及底柵接觸或第一柵極接觸193，如圖8所示。導(dǎo)電層可例如包含mo、mocr、mo合金、al、w、ti、tin、au或ito，但本公開(kāi)不限于此。該層的厚度可例如在50nm和500nm之間的范圍內(nèi)，但本公開(kāi)不限于此。其可以是單個(gè)層或者其可以是包括至少兩個(gè)層的層堆疊。在這里所描述的工藝流程400中，該接觸或電極形成步驟是第五光刻(pl)步驟，包括提供光致抗蝕劑層、照明光致抗蝕劑層和顯影經(jīng)照明的抗蝕劑(pl#5)。最后，可例如在150℃和450℃之間(例如，在200℃和300℃之間)的溫度范圍內(nèi)的一溫度下，例如在n2、o2或大氣氣氛中對(duì)樣品進(jìn)行退火達(dá)1至12小時(shí)。圖9中示意性地例示出的工藝流程400僅僅是根據(jù)本公開(kāi)的一實(shí)施例的用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的方法的示例。例如，在根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的用于制造完全自對(duì)準(zhǔn)雙柵極薄膜晶體管的方法中，可在對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行圖案化之后來(lái)提供第二柵極導(dǎo)電層，并且圖案化第二柵極導(dǎo)電層可包括執(zhí)行剝離工藝(例如如圖2所示)。根據(jù)本公開(kāi)的方法400(圖9)的一實(shí)施例來(lái)制造雙柵極薄膜晶體管器件100。在玻璃載體襯底10的頂部，pecvdsinx阻擋層被沉積，接著在150℃下對(duì)100nm厚的al2o3緩沖層進(jìn)行原子層沉積(步驟402)。接著沉積10nmtin/50nmalsi/10nmtin層堆疊并使用一系列干蝕刻和濕蝕刻步驟來(lái)圖案化該堆疊，以由此形成第一柵電極或底柵電極12(步驟403)。接下來(lái)，在150℃下沉積由100nm的al2o3構(gòu)成的第一柵極介電層13(步驟404)，接著濺射沉積24nm厚的非晶igzo層(步驟405)。使用濕蝕刻來(lái)圖案化非晶igzo層(步驟405)。然后，在250℃下借助pecvd來(lái)沉積100nm厚的氧化硅第二柵極介電層15(步驟406)，接著沉積(步驟407)25nm厚的tin第二柵極導(dǎo)電層16。隨后，根據(jù)本公開(kāi)的方法，通過(guò)光致抗蝕劑層的底部和頂部曝光(步驟408)來(lái)對(duì)包括第二柵極導(dǎo)電層16和第二柵極介電層15的柵極堆疊進(jìn)行圖案化(步驟409)。該圖案化(步驟409)使用一系列干蝕刻步驟(cf4和sf6化學(xué)過(guò)程)來(lái)完成。之后，在150℃下借助pecvd來(lái)沉積400nm厚的sinx介電層17(步驟411)。接觸開(kāi)口(步驟412)使用一系列的干和濕蝕刻步驟來(lái)完成。該接觸開(kāi)口步驟被組合以接觸底柵電極12和頂柵電極161兩者以及源極區(qū)域141和漏極區(qū)域142。接下來(lái)，使用干蝕刻和濕蝕刻步驟來(lái)沉積并圖案化10nmti/80nmalsi/10nmti堆疊(步驟413)，以由此形成源極接觸191、漏極接觸192、底柵接觸193和頂柵接觸194。最后，在250℃下將樣品在n2氣氛中退火達(dá)1小時(shí)。圖10示出了在vds＝10v時(shí)的ids相對(duì)于vgs傳遞特性，而圖11示出了針對(duì)如上所述制造的雙柵極薄膜晶體管(圓圈)測(cè)得的在vgs＝10v時(shí)的ids相對(duì)于vds輸出特性。晶體管具有15微米/5微米的w/l比率。作為參考，針對(duì)相同的器件示出了類似的特性，但是在測(cè)量期間分別僅使用背柵(三角形)以及僅使用頂柵(正方形)。與單柵極tft相比，本公開(kāi)的雙柵極tft顯示出更陡峭的亞閾值斜率ss-1和較高的導(dǎo)通電流ion。此外，對(duì)于本公開(kāi)的雙柵極tft，接近零伏特的導(dǎo)通電壓von被獲得。所測(cè)得的ss-1、ion和von值的概覽在表1中給出。測(cè)量ss-1[v/10]ion[10-6a]von[v]雙柵極0.24332-2.8僅背柵0.39158-6.4僅頂柵0.2936-4.0表1以上描述詳述了本公開(kāi)的特定實(shí)施例。然而，將領(lǐng)會(huì)無(wú)論上文在文本中如何詳細(xì)地顯現(xiàn)，本公開(kāi)可以許多方式實(shí)踐。應(yīng)當(dāng)注意，在描述本公開(kāi)的特定特征或方面時(shí)特定術(shù)語(yǔ)的使用不應(yīng)用于暗示該術(shù)語(yǔ)在本文中重新定義以限于包括該術(shù)語(yǔ)相關(guān)聯(lián)的本公開(kāi)的特征或方面的任何具體特性。可以理解，盡管本文針對(duì)根據(jù)本公開(kāi)的器件討論了優(yōu)選實(shí)施例、具體結(jié)構(gòu)和配置以及材料，但是可做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變或修改而不背離本發(fā)明的范圍和精神。例如，在本公開(kāi)范圍內(nèi)可對(duì)所述方法增刪步驟。鑒于以上詳細(xì)描述以及本公開(kāi)的概述已經(jīng)集中于器件制作方法，本公開(kāi)還涉及使用根據(jù)如上所述的實(shí)施例中的任一個(gè)實(shí)施例的方法而獲得的器件。當(dāng)前第1頁(yè)12