專(zhuān)利名稱(chēng)：薄膜晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有蝕刻保護(hù)膜的薄膜晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
未審日本專(zhuān)利申請(qǐng)KOKAI公開(kāi)H5-67786公開(kāi)了一種用作有源矩陣液晶顯示裝置的開(kāi)關(guān)元件的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。該薄膜晶體管包括形成在絕緣襯底的上表面上的柵電極、形成在包括柵電極的絕緣膜的上表面上的柵極絕緣膜、形成在柵電極上的柵極絕緣膜的上表面上的本征非晶硅半導(dǎo)體薄膜、形成在半導(dǎo)體膜薄的上表面中心部分上的溝道保護(hù)膜、形成在溝道保護(hù)膜上表面的兩側(cè)上和其兩側(cè)上的半導(dǎo)體薄膜的上表面上的n型非晶硅歐姆接觸層、以及形成在每一個(gè)歐姆接觸層的上表面上的源電極和漏電極。
近年來(lái)，鑒于較高的遷移率，已經(jīng)考慮使用諸如氧化鋅(ZnO)的金屬氧化物半導(dǎo)體來(lái)代替非晶硅。如下考慮使用金屬氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的制造方法。例如，將本征ZnO半導(dǎo)體薄膜形成層膜形成在柵極絕緣膜上，并且將氮化硅溝道保護(hù)膜構(gòu)圖形成在半導(dǎo)體薄膜形成層上。接下來(lái)，將n型ZnO歐姆層形成層膜形成在包括溝道保護(hù)膜的半導(dǎo)體薄膜形成層的上表面上，并且連續(xù)構(gòu)圖形成歐姆接觸層形成層和半導(dǎo)體薄膜形成層以形成器件區(qū)域上的歐姆接觸層和半導(dǎo)體薄膜。隨后，將源電極和漏電極構(gòu)圖形成在每個(gè)歐姆接觸層的上表面上。
然而，在上述制造方法中，存在這樣的問(wèn)題氧化鋅容易溶解在酸和堿中并且其耐蝕刻性極低，因此導(dǎo)致在后工藝中在形成在器件區(qū)域上的歐姆接觸層和ZnO半導(dǎo)體薄膜中的相對(duì)較大的側(cè)蝕刻，從而使得加工精度更加惡化。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高加工精度的薄膜晶體管及其制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管包括半導(dǎo)體薄膜(8)；形成在半導(dǎo)體薄膜(8)的一個(gè)表面上的柵極絕緣膜(7)；通過(guò)柵極絕緣膜(7)形成為與半導(dǎo)體薄膜(8)相對(duì)的柵電極(6)；電連接到半導(dǎo)體薄膜(8)的源電極(15)和漏電極(16)；源極區(qū)；漏極區(qū)；以及溝道區(qū)。該薄膜晶體管還包括絕緣膜(9)，其至少在半導(dǎo)體薄膜(8)的源極區(qū)和漏極區(qū)中形成在外圍部分上，并且具有接觸孔(10、11)，源極區(qū)和漏極區(qū)中的每一個(gè)的至少一部分通過(guò)所述接觸孔而暴露出來(lái)；并且其中源電極(15)和漏電極(16)通過(guò)接觸孔(10、11)連接到半導(dǎo)體薄膜(8)。
而且，根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法包括形成柵電極(6)、柵極絕緣膜(7)和半導(dǎo)體薄膜(8)；在半導(dǎo)體薄膜(8)上形成絕緣膜(9)；蝕刻半導(dǎo)體薄膜(8)和絕緣膜(9)，以形成至少在源極區(qū)和漏極區(qū)的外圍部分上使半導(dǎo)體薄膜(8)的源極區(qū)和漏極區(qū)中的每一個(gè)的至少一部分暴露出來(lái)的絕緣膜(9)；以及形成連接到從絕緣膜(9)暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜(8)的源電極(15)和漏電極(16)。


通過(guò)閱讀以下詳細(xì)的說(shuō)明和附圖，本發(fā)明的這些目的和其他目的以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中圖1A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖1B是沿著圖1A所示的薄膜晶體的管溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖2A是示出制造圖1A和1B所示的薄膜晶體管部分中的最初工藝的透視平面圖，圖2B是沿著圖2A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖3A是示出圖2A和2B的隨后工藝的透視平面圖，圖3B是沿著圖3A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖4A是示出圖3A和3B的隨后工藝的透視平面圖，圖4B是沿著圖4A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖5A是示出圖4A和4B的隨后工藝的透視平面圖，圖5B是沿著圖5A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖6A是示出圖5A和5B的隨后工藝的透視平面圖，圖6B是沿著圖6A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖7A是示出圖6A和6B的隨后工藝的透視平面圖，圖7B是沿著圖7A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖8A是示出圖7A和7B的隨后工藝的透視平面圖，圖8B是沿著圖8A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖9A是示出圖8A和8B的隨后工藝的透視平面圖，圖9B是沿著圖9A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖10A是示出圖9A和9B的隨后工藝的透視平面圖，圖10B是沿著圖10A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖11A是示出圖1A和1B所示的薄膜晶體管部分的另一種制造方法的預(yù)定工藝的透視平面圖，圖11B是沿著圖11A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖12A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖12B是沿著圖12A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖13A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖13B是沿著圖13A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖14A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖14B是沿著圖14A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖，圖15A是示出制造圖14A和14B所示的薄膜晶體管部分中的最初工藝的透視平面圖，圖15B是沿著圖15A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖16A是示出圖15A和15B的隨后工藝的透視平面圖，圖16B是沿著圖16A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖17A是示出圖16A和16B的隨后工藝的透視平面圖，圖17B是沿著圖17A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖18A是示出圖17A和17B的隨后工藝的透視平面圖，圖18B是沿著圖18A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖19A是示出圖18A和18B的隨后工藝的透視平面圖，圖19B是沿著圖19A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖20A是示出圖19A和19B的隨后工藝的透視平面圖，圖20B是沿著圖20A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖21A是示出圖20A和20B的隨后工藝的透視平面圖，圖21B是沿著圖21A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖22A是示出圖21A和21B的隨后工藝的透視平面圖，圖22B是沿著圖22A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；圖23A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖23B是沿著圖23A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖；以及圖24A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖24B是沿著圖24A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)圖1A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖1B是沿著圖1A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。此外，在以下說(shuō)明的圖2至24中的每一幅中，圖2B至24B中的每一幅都示出沿著圖2A至24A中的每一幅所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。該液晶顯示裝置包括玻璃基板1。在玻璃基板1上，形成設(shè)置成矩陣的多個(gè)像素電極2、分別連接到像素電極2的薄膜晶體管3、設(shè)置成行以將掃描信號(hào)提供給每個(gè)薄膜晶體管3的掃描線4、以及設(shè)置成列以將數(shù)據(jù)信號(hào)提供給每個(gè)薄膜晶體管3的數(shù)據(jù)線5。
換句話(huà)說(shuō)，在玻璃基板1的上表面的預(yù)定部分上，形成包括由諸如鉻、鋁等金屬制成的柵電極6的掃描線4。在包括柵電極6和掃描線4的玻璃電極1的上表面上，形成由氮化硅制成的柵極絕緣膜7。在柵電極6上的柵極絕緣膜7的上表面的預(yù)定部分上，形成由本征氧化鋅制成的半導(dǎo)體薄膜8。
在上表面中心部分和其外圍部分上形成由氮化硅制成的保護(hù)膜(絕緣膜)9，該中心部分對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體薄膜8的溝道區(qū)。保護(hù)膜9具有形成在半導(dǎo)體薄膜8的溝道區(qū)上的中心部分9’、以及形成在半導(dǎo)體薄膜8的外圍部分上的部分。形成在半導(dǎo)體薄膜8的外圍部分上的部分具有外圍部分，端部表面b具有與半導(dǎo)體薄膜8的溝道方向上的端部表面a相同的形狀。即，在薄膜晶體管中，形成在半導(dǎo)體薄膜8上的保護(hù)膜9的中心部分9’用作溝道區(qū)。圖1B中的保護(hù)部分9’的右側(cè)區(qū)用作源極區(qū)。圖1B中的保護(hù)部分9’的左側(cè)區(qū)用作漏極區(qū)。而且，保護(hù)膜9具有正方形的接觸孔10和11，用于暴露半導(dǎo)體薄膜8的源極區(qū)和漏極區(qū)。
在包括保護(hù)膜9和半導(dǎo)體薄膜8的柵極絕緣膜7的上表面上，形成由氮化硅制成的上絕緣膜12。這種情況下，上部絕緣表面12具有接觸孔10和11，其與保護(hù)孔10和11的孔10和11是連續(xù)的。
在通過(guò)一個(gè)接觸孔10而暴露的半導(dǎo)體薄膜8的源極區(qū)的上表面和源極區(qū)附近的上絕緣膜12的上表面上，形成由n型氧化鋅制成的一個(gè)歐姆接觸層13。在通過(guò)另一個(gè)接觸孔11而暴露的半導(dǎo)體薄膜8的漏極區(qū)的上表面和漏極區(qū)附近的上絕緣膜12的上表面上，形成由n型氧化鋅制成的另一歐姆接觸層14。
在一個(gè)歐姆接觸層13的上表面和歐姆接觸層13附近的上絕緣膜12的上表面上，形成由諸如鉻、鋁、ITO等金屬制成的源電極15。在另一歐姆接觸層14的上表面和上絕緣膜12的上表面的預(yù)定部分上，形成包括由諸如鉻、鋁、ITO等金屬制成的漏電極16的數(shù)據(jù)線5。在這種情況下，歐姆接觸層13和14完全被源電極15和漏電極16覆蓋。
由此，薄膜晶體管3由柵電極6、柵極絕緣膜7、半導(dǎo)體薄膜8、保護(hù)膜9、歐姆接觸層13和14、源電極15以及漏電極16形成。
然后，半導(dǎo)體薄膜8在圖1A中的右側(cè)和左側(cè)方向上的兩個(gè)接觸孔10和11之間被保護(hù)膜9覆蓋的尺寸，即接觸孔10和11之間的間隔，對(duì)應(yīng)于溝道長(zhǎng)度L。而且，例如，在包括另一歐姆接觸層14的漏電極16和半導(dǎo)體薄膜8之間的連接部分，即另一接觸孔11在圖1A中的上下方向(垂直于兩個(gè)接觸孔10和11之間的間隔的方向)上的尺寸，對(duì)應(yīng)于溝道寬度W。
在包括薄膜晶體管3的柵極絕緣膜7的上表面上，形成氮化硅外涂層膜17。在外涂層膜17的上部的預(yù)定部分上，形成由透明導(dǎo)電材料如ITO等制成的像素電極2。該像素電極2通過(guò)形成在外涂層膜17的預(yù)定部分上的接觸孔18連接到源電極15。
以下將對(duì)用于制造液晶顯示裝置中的薄膜晶體管3的一部分的方法實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖2A和2B所示，在玻璃基板1的上表面的預(yù)定部分上，通過(guò)光刻對(duì)利用濺射形成的并且由諸如鉻、鋁等金屬制成的金屬層進(jìn)行構(gòu)圖，從而形成包括柵電極6的掃描線4。
接下來(lái)，通過(guò)等離子體CVD(化學(xué)氣相沉積)將由氮化硅制成的柵極絕緣膜7、由本征氧化鋅制成的半導(dǎo)體薄膜形成層8a、以及由氮化硅制成的保護(hù)膜形成層9a連續(xù)地膜形成在包括柵電極6和掃描線4的玻璃基板1的上表面上。之后，在保護(hù)膜形成層9a的上表面上，通過(guò)光刻形成器件區(qū)域形成抗蝕劑圖形21。
隨后，當(dāng)使用抗蝕劑圖形21作為掩模蝕刻保護(hù)膜形成層9a時(shí)，在抗蝕劑圖形21下形成保護(hù)膜9，如圖3A和3B所示。在這種情況下，暴露出在除了抗蝕劑圖形21下方的部分之外的區(qū)域中的半導(dǎo)體薄膜形成層8a的表面。關(guān)于用于蝕刻由氮化硅制成的保護(hù)膜形成層9a的方法，使用六氟化硫(SF6)的反應(yīng)等離子體蝕刻(干法蝕刻)是有利的，以便盡可能地不滲入到由本征氧化鋅制成的半導(dǎo)體薄膜形成層8a中，同時(shí)還確?？焖傥g刻保護(hù)膜形成層9a。
接下來(lái)，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形21。在這種情況下，將在除了保護(hù)膜9下方的部分之外的區(qū)域中的半導(dǎo)體薄膜形成層8a的表面暴露在抗蝕劑剝離劑中。然而，由于暴露出來(lái)的部分是非器件區(qū)，因此不會(huì)有問(wèn)題。
隨后，當(dāng)使用保護(hù)膜9作為掩模蝕刻半導(dǎo)體薄膜形成層8a時(shí)，在保護(hù)膜9下形成半導(dǎo)體薄膜形成層8a，如圖4A和4B所示。在這種情況下，堿性溶液用作本征氧化鋅半導(dǎo)體薄膜形成層8a的蝕刻劑。例如，使用低于30wt％、優(yōu)選為2至10wt％的氫氧化鈉(NaOH)溶液。蝕刻溫度為5至40℃，優(yōu)選為室溫(22至23℃)。
然后，當(dāng)使用5wt％的氫氧化鈉(NaOH)溶液作為蝕刻劑(溫度為室溫(22至23℃))時(shí)，蝕刻速度約為80nm/分鐘?？紤]到加工的可控性，如果蝕刻速度過(guò)高的話(huà)，則由于膜厚度和密度的變化，難以控制蝕刻終點(diǎn)。如果蝕刻速度過(guò)低的話(huà)，則當(dāng)然會(huì)降低生產(chǎn)率。因此，一般認(rèn)為蝕刻速度優(yōu)選為大約100至200nm/分鐘?？梢哉f(shuō)在蝕刻速度約為80nm/分鐘的情況下5wt％的氫氧化鈉(NaOH)溶液處于尚可的滿(mǎn)意范圍內(nèi)。然而，可以增加鈉的濃度以提高生產(chǎn)效率。而且，在將蝕刻速度高的磷酸溶液用作蝕刻劑的情況下，濃度必須非常低，約為0.05％。然而，使用低濃度的蝕刻劑增加了由蝕刻引起的惡化的速度，導(dǎo)致難以控制。即，當(dāng)濃度過(guò)低時(shí)，磷酸溶液的濃度通過(guò)由蝕刻分解的抗蝕劑材料和包含在抗蝕劑材料中的外來(lái)物質(zhì)立即達(dá)到適當(dāng)?shù)臐舛纫韵?，從而不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈g刻。與此相比，依據(jù)能夠使用低于約30wt％、優(yōu)選為2至10wt％的溶液和由蝕刻引起的惡化的速度低的觀點(diǎn)，使用氫氧化鈉溶液是有效的。此外，如從圖4A中可明顯看出的那樣，當(dāng)蝕刻半導(dǎo)體薄膜形成層8a以形成半導(dǎo)體薄膜8時(shí)，在半導(dǎo)體薄膜8的外圍端部表面上發(fā)生側(cè)蝕刻。通常，當(dāng)在薄膜晶體管的有源層中發(fā)生側(cè)蝕刻時(shí)，對(duì)晶體管特性有不利的影響。然而，將本發(fā)明的薄膜晶體管構(gòu)造成即使在半導(dǎo)體薄膜8的外圍端部表面上發(fā)生側(cè)蝕刻，也不會(huì)對(duì)晶體管特性有不利的影響。以下將說(shuō)明原因。
接下來(lái)，如圖5A和5B所示，通過(guò)等離子體CVD將由氮化硅制成的上絕緣膜12膜形成在包括保護(hù)膜9的柵極絕緣膜7的上表面上。隨后，在上絕緣膜12的上表面上，通過(guò)光刻形成用于形成接觸孔的抗蝕劑圖形22。
接下來(lái)，當(dāng)使用抗蝕劑圖形22作為掩模連續(xù)蝕刻上絕緣膜12和保護(hù)膜9時(shí)，在上絕緣膜12和保護(hù)膜9的預(yù)定部分上連續(xù)形成兩個(gè)接觸孔10和11，如圖6A和6B所示。在這種情況下，由于將接觸孔10和11連續(xù)形成在上絕緣膜12和保護(hù)膜9上，因此上絕緣膜12的材料優(yōu)選與保護(hù)膜9的材料相同，并且在本實(shí)施例中使用氮化硅。
而且，在這種情況下，暴露出接觸孔10和11中的由本征氧化鋅制成的半導(dǎo)體薄膜8的表面。因此，作為在由氮化硅制成的上絕緣膜12和保護(hù)膜9上形成接觸孔10和11的蝕刻方法，使用六氟化硫(SF6)的反應(yīng)等離子體蝕刻(干法蝕刻)是有利的，與上述類(lèi)似。
接下來(lái)，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形22。作為這種情況下的抗蝕劑剝離劑，優(yōu)選使用未顯示出酸性或堿性(不含有電解質(zhì))的剝離劑，例如單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))，以便不滲入到通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8的上表面中。此外，本發(fā)明的發(fā)明人確認(rèn)即使使用單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))也能令人滿(mǎn)意地進(jìn)行抗蝕劑剝離。
在此，接觸孔10和11之間的間隔對(duì)應(yīng)于溝道長(zhǎng)度L，并且接觸孔11和12中的每一個(gè)在垂直于其間的上述間隔的方向上的尺寸對(duì)應(yīng)于溝道寬度W。在這種情況下，半導(dǎo)體薄膜8的上表面的外圍部分被保護(hù)膜9覆蓋。因此，在圖4A和4B所示的工藝中，即使在半導(dǎo)體薄膜8的外圍端部表面上發(fā)生側(cè)蝕刻，也不會(huì)對(duì)溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W施加不利的影響。
接下來(lái)，如圖7A和7B所示，在包括通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8的上表面的上絕緣膜12的上表面上，通過(guò)CVD膜形成n型氧化鋅的歐姆接觸層形成層23。隨后，在歐姆接觸層形成層23的上表面上，通過(guò)光刻形成歐姆接觸層形成抗蝕劑圖形24。
接下來(lái)，當(dāng)使用抗蝕劑圖形24作為掩模蝕刻歐姆接觸層形成層23時(shí)，在抗蝕劑圖形24下形成歐姆接觸層13和14，如圖8A和8B所示。在這種情況下，由于歐姆接觸層形成層23由n型氧化鋅形成，因此使用氫氧化鈉溶液作為蝕刻劑可以提高加工的可控性。
接下來(lái)，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離歐姆接觸層形成抗蝕劑圖形24。在這種情況下，接觸孔10和11完全被歐姆接觸層13和14覆蓋。因此，在膜形成歐姆接觸層形成層23之后，半導(dǎo)體薄膜8被完全保護(hù)，而不會(huì)暴露在抗蝕劑剝離劑中。這使得可以提高加工精度。而且，在這種情況下，暴露出歐姆接觸層13和14的表面。因此，作為這種情況下的抗蝕劑剝離劑，使用未顯示出酸性或堿性(不含有電解質(zhì))的剝離劑，例如單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))。
接下來(lái)，如圖9A和9B所示，在包括歐姆接觸層13和14的上絕緣膜12的上表面上，膜形成源電極和漏電極形成層25，其是通過(guò)濺射形成的并且由諸如鉻、鋁、ITO等金屬制成。隨后，在源電極和漏電極形成層25的上表面上，通過(guò)光刻形成對(duì)應(yīng)于源電極、漏電極和數(shù)據(jù)線5的抗蝕劑圖形26。
接下來(lái)，當(dāng)使用抗蝕劑圖形26作為掩模蝕刻源電極和漏電極形成層25時(shí)，在抗蝕劑圖形26下形成源電極15、漏電極16和數(shù)據(jù)線5，如圖10A和10B所示。隨后，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形26。
在這種情況下，歐姆接觸層13和14完全被源電極15和漏電極16覆蓋。因此，在形成源電極和漏電極形成層25之后，歐姆接觸層13和14被完全保護(hù)，而不會(huì)暴露在用于蝕刻源電極和漏電極形成層25的蝕刻劑和抗蝕劑剝離劑中。這使得可以提高加工精度。
接下來(lái)，如圖1A和1B所示，在包括源電極15、漏電極16和數(shù)據(jù)線5的上絕緣膜12的上表面上，通過(guò)等離子體CVD形成由氮化硅制成的外涂層膜17。隨后，在外涂層膜17的預(yù)定部分上，通過(guò)光刻形成接觸孔18。之后，以如下方式在外涂層膜17的預(yù)定部分上形成像素電極2通過(guò)光刻對(duì)利用濺射形成的并且由透明導(dǎo)電材料如ITO等制成的像素電極形成層進(jìn)行構(gòu)圖，以通過(guò)接觸孔18將像素電極2連接到源電極15。
如上所述，根據(jù)前述制造方法，在半導(dǎo)體薄膜8的整個(gè)上表面上形成保護(hù)膜9，并且在保護(hù)膜9上形成兩個(gè)接觸孔10和11，其根據(jù)接觸孔10和11之間的間隔和垂直于該間隔的方向上的尺寸確定溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W。這使得即使在半導(dǎo)體薄膜8上輕微地發(fā)生側(cè)蝕刻也可以提高加工精度，而不會(huì)導(dǎo)致溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W的變化，其中通過(guò)形成在保護(hù)膜9上的兩個(gè)接觸孔10和11確定所述溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W。
此外，在圖2A和2B所示的狀態(tài)下，可以使用抗蝕劑圖形21作為掩模連續(xù)蝕刻保護(hù)膜形成層9a和半導(dǎo)體薄膜形成層8a，以在抗蝕劑圖形21下形成保護(hù)膜9和半導(dǎo)體薄膜8，如圖11A和11B所示。之后，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形21。
而且，在前述實(shí)施例中，如圖6A和6B所示，將保護(hù)膜9和上絕緣膜12層疊在半導(dǎo)體薄膜8的溝道區(qū)上。然而，僅在半導(dǎo)體薄膜8的上表面外圍部分上形成保護(hù)膜9，并且在半導(dǎo)體薄膜8的溝道區(qū)上僅形成上絕緣膜12。
關(guān)于這種情況下的制造方法，在圖11A和11B所示的狀態(tài)下，使抗蝕劑圖形21成形，以?xún)H覆蓋保護(hù)膜8的外圍部分。然后，使用抗蝕劑圖形21作為掩模進(jìn)行蝕刻以?xún)H在半導(dǎo)體薄膜8的外圍部分上形成保護(hù)膜9。因此，在圖6A和6B所示的狀態(tài)下，僅在半導(dǎo)體薄膜8的外圍部分上形成保護(hù)膜9，并且在溝道區(qū)上不形成中心部分9’。之后，形成上絕緣膜12，并且形成抗蝕劑圖形22，如圖6A和6B所示。然后，蝕刻上絕緣膜12。結(jié)果，在半導(dǎo)體薄膜8的溝道區(qū)上，不形成保護(hù)膜9的中心部分9’，且僅形成上絕緣膜12。
(第二實(shí)施例)圖12A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖12B是沿著圖12A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。本實(shí)施例的液晶顯示裝置與圖1A和1B所示的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于不設(shè)置歐姆接觸層13和14，并且源電極15和漏電極16通過(guò)接觸孔10和11直接連接到半導(dǎo)體薄膜8。
由此，在半導(dǎo)體薄膜8由本征氧化鋅制成的情況下，確認(rèn)即使由鋁、ITO等形成的源電極15和漏電極16通過(guò)接觸孔10和11直接連接到半導(dǎo)體薄膜8，薄膜晶體管3也能正常工作。
然而，為了獲得更令人滿(mǎn)意的接觸，可以對(duì)通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低。例如，在圖6A和6B所示的工藝之后，使用上絕緣膜12和保護(hù)膜9作為掩模進(jìn)行離子摻雜和化學(xué)處理?；蛘?，接下來(lái)膜形成用于形成源電極15和漏電極16的源極和漏極形成層，且之后使用上絕緣膜12和保護(hù)膜9作為掩模進(jìn)行熱擴(kuò)散。這允許對(duì)通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低。
因此，在第二實(shí)施例中，用于形成歐姆接觸層13和14的工藝變得不是必須的。而且，即使當(dāng)對(duì)通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低時(shí)，也可以使用上絕緣膜12和保護(hù)膜9作為掩模進(jìn)行電阻降低，從而使得可以在整體上減少工藝的數(shù)量。
而且，在第二實(shí)施例中，由于不設(shè)置大于接觸孔10和11的歐姆接觸層13和14(圖1A和1B)，因此接觸孔10和11被源電極15和漏電極16覆蓋。結(jié)果，與圖1A和1B所示的情況相比，可以在一定程度上減小源電極15和漏電極16。而且，可以在一定程度上減小源電極15和漏電極16之間的間隔，可以在一定程度上使薄膜晶體管3小型化，并且可以在一定程度上增加像素電極2的尺寸。
(第三實(shí)施例)圖13A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖13B是沿著圖13A所示的薄膜晶體管的溝道方向上的基本中心線截取的截面圖。本實(shí)施例的液晶顯示裝置與圖1A和1B中所示的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于不設(shè)置上絕緣膜12。因此，可以省略用于膜形成上絕緣膜12的工藝。
然而，在這種情況下，在圖6A和6B所示的接觸孔形成工藝之后，當(dāng)使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離用于在保護(hù)膜9上形成接觸孔10和11的抗蝕劑圖形(未示出)時(shí)，將半導(dǎo)體薄膜8的外圍端部表面暴露在抗蝕劑剝離劑中，從而引起在半導(dǎo)體薄膜8上的輕微側(cè)蝕刻。然而，對(duì)溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W不會(huì)施加不利的影響。作為這種情況下的抗蝕劑剝離劑，優(yōu)選使用未顯示出酸性或堿性(不含有電解質(zhì))的剝離劑，例如單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))，以便防止半導(dǎo)體薄膜8的外圍端部表面被抗蝕劑剝離劑滲透。
(第四實(shí)施例)圖14A是具有根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖14B是沿著圖14A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。本實(shí)施例的液晶顯示裝置與圖1A和1B所示的第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于以下方面。即，不設(shè)置上絕緣膜12，并且在半導(dǎo)體薄膜8的上表面中心部分上形成不具有接觸孔的保護(hù)膜9，所述半導(dǎo)體薄膜8在平面上基本上為十字形(參見(jiàn)圖18A)。然后，在半導(dǎo)體薄膜8的溝道方向上的端部表面a和在垂直于端部表面a的方向上的端部表面a’和a”被歐姆接觸層13和14覆蓋。
即，在柵極絕緣膜7的上表面上形成半導(dǎo)體薄膜8。溝道區(qū)中的半導(dǎo)體薄膜8的寬度(溝道寬度方向)大于源極區(qū)中的寬度和漏極區(qū)中的寬度。例如，半導(dǎo)體薄膜8在平面上基本上為十字形。在柵電極6上的半導(dǎo)體薄膜8的上表面中心部分上形成保護(hù)膜9。在保護(hù)膜9的上表面的兩側(cè)上和在保護(hù)膜9的兩側(cè)上的半導(dǎo)體薄膜8的源極和漏極區(qū)的上表面上形成歐姆接觸層13和14。
在這種情況下，形成一個(gè)歐姆接觸層13，以覆蓋三個(gè)端部表面，即圖14A中的半導(dǎo)體薄膜8的右側(cè)部分處的溝道方向上的端部表面a和垂直于該端部表面a的方向上的端部表面a’和a”。形成另一歐姆接觸層14，以覆蓋三個(gè)端部表面，即圖14A中的半導(dǎo)體薄膜8的左側(cè)部分處的溝道方向上的端部表面a和垂直于該端部表面a的方向上的端部表面a’和a”。因此，暴露出在圖14A中的保護(hù)膜9下方形成的半導(dǎo)體薄膜8的中心部分的上部和下部的端部表面，而不被歐姆接觸層13和14覆蓋。
在一個(gè)歐姆接觸層13的上表面和歐姆接觸層13附近的柵極絕緣膜7的上表面上形成源電極15。在另一歐姆接觸層14的上表面和柵極絕緣膜7的上表面的預(yù)定部分上形成包括漏電極16的數(shù)據(jù)線5。在這種情況下，歐姆接觸層13和14也被源電極15和漏電極16完全覆蓋。
然后，在圖14A中的右側(cè)和左側(cè)方向上的保護(hù)膜9的尺寸對(duì)應(yīng)于溝道長(zhǎng)度L。而且，在圖14A中的上下方向上的歐姆接觸層13和14下方形成的半導(dǎo)體薄膜8的尺寸對(duì)應(yīng)于溝道寬度W。
以下將對(duì)用于制造液晶顯示裝置中的薄膜晶體管3的部分的方法實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖15A和15B所示，在玻璃基板1的上表面的預(yù)定部分上，通過(guò)光刻對(duì)通過(guò)濺射形成的且由諸如鉻、鋁等金屬制成的金屬層進(jìn)行構(gòu)圖，從而形成包括柵電極6的掃描線4。
接下來(lái)，通過(guò)等離子體CVD在包括柵電極6和掃描線4的玻璃基板1的上表面上連續(xù)形成由氮化硅制成的柵極絕緣膜7、由本征氧化鋅制成的半導(dǎo)體薄膜形成層8a、以及由氮化硅制成的保護(hù)膜形成層9a。之后，在保護(hù)膜形成層9a的上表面上，通過(guò)光刻形成保護(hù)膜形成抗蝕劑圖形31。
隨后，當(dāng)使用抗蝕劑圖形31作為掩模蝕刻保護(hù)膜形成層9a時(shí)，在抗蝕劑圖形31下形成保護(hù)膜9，如圖16A和16B所示。在這種情況下，由本征氧化鋅制成的半導(dǎo)體薄膜形成層8a使其位于除了抗蝕劑圖形31下方的部分之外的區(qū)域處的表面暴露出來(lái)。關(guān)于用于蝕刻由氮化硅制成的保護(hù)膜形成層9a的方法，使用六氟化硫(SF6)的反應(yīng)等離子體蝕刻(干法蝕刻)是有利的，與前述情況相似。
接下來(lái)，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形31。在這種情況下，暴露出除了保護(hù)膜9下方的部分之外的區(qū)域中的半導(dǎo)體薄膜形成層8a的表面。因此，作為這種情況下的抗蝕劑剝離劑，優(yōu)選使用未顯示出酸性或堿性(不含有電解質(zhì))的剝離劑，例如單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))。
接下來(lái)，如圖17A和17B所示，通過(guò)光刻在包括保護(hù)膜9的半導(dǎo)體薄膜形成層8a的上表面上形成半導(dǎo)體薄膜形成抗蝕劑圖形32。這種狀態(tài)下，將半導(dǎo)體薄膜形成抗蝕劑圖形32設(shè)置成垂直于保護(hù)膜9。即，將兩者設(shè)置成在整體上在平面上基本上為十字形。
接下來(lái)，當(dāng)使用抗蝕劑圖形32和保護(hù)膜9作為掩模蝕刻半導(dǎo)體薄膜形成層8a時(shí)，在抗蝕劑圖形32和保護(hù)膜9下方形成在平面上基本上為十字形的半導(dǎo)體薄膜8。在這種情況下，因?yàn)榘雽?dǎo)體薄膜形成層8a由本征氧化鋅形成，因此使用上述的氫氧化鈉溶液作為蝕刻劑使得可以令人滿(mǎn)意地控制加工。
接下來(lái)，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形32。在這種情況下，暴露出除了保護(hù)膜9下方之外的區(qū)域中的半導(dǎo)體薄膜8的表面。因此，作為這種情況下的抗蝕劑剝離劑，使用未顯示出酸性或堿性(不含有電解質(zhì))的剝離劑，例如單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))。
在此，在圖18A中的右側(cè)和左側(cè)方向上的保護(hù)膜9的尺寸對(duì)應(yīng)于溝道長(zhǎng)度L。而且，在圖18A中的上下方向上的在除了保護(hù)膜9之外的區(qū)域中形成的半導(dǎo)體薄膜8的尺寸對(duì)應(yīng)于溝道寬度W。
接下來(lái)，如圖19A和19B所示，在包括保護(hù)膜9和半導(dǎo)體薄膜8的柵極絕緣膜7的上表面上，通過(guò)等離子體CVD膜形成n型氧化鋅的歐姆接觸層形成層33。隨后，在歐姆接觸層形成層33的上表面上，通過(guò)光刻形成歐姆接觸層形成抗蝕劑圖形34。
接下來(lái)，當(dāng)使用抗蝕劑圖形34作為掩模蝕刻歐姆接觸層形成層33時(shí)，在抗蝕劑圖形34下形成歐姆接觸層13和14，如圖20A和20B中所示。在這種情況下，形成一個(gè)歐姆接觸層13，以覆蓋圖20A中的半導(dǎo)體薄膜8的右側(cè)部分處的三個(gè)端部表面a、a’、a”。形成另一歐姆接觸層14，以覆蓋圖20A中的半導(dǎo)體薄膜8的左側(cè)部分處的三個(gè)端部表面a、a’、a”。而且，由于歐姆接觸層形成層33由n型氧化鋅形成，因此使用上述的氫氧化鈉溶液作為蝕刻劑使得可以令人滿(mǎn)意地控制加工。
接下來(lái)，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形34。在這種情況下，暴露出在圖20A中的保護(hù)膜9下方形成的半導(dǎo)體薄膜8的中心部分的上部和下部的端部表面，而不被歐姆接觸層13和14覆蓋。結(jié)果，關(guān)于在保護(hù)膜9下方形成的半導(dǎo)體薄膜8的中心部分，當(dāng)使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形34時(shí)，將被暴露出而不會(huì)被圖20A中的歐姆接觸層13和14覆蓋的中心部分的上和下端部表面暴露在抗蝕劑剝離劑中，從而在端部表面上發(fā)生輕微的側(cè)蝕刻。
然而，發(fā)生輕微側(cè)蝕刻的部分是在圖20A所示的保護(hù)膜9下方形成的半導(dǎo)體薄膜8的中心部分的端部表面。即，這些部分在確定溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W的區(qū)域之外。因此，可以提高加工精度，而不會(huì)引起溝道長(zhǎng)度L和溝道寬度W的尺寸的變化。此外，作為抗蝕劑剝離劑，可以使用不顯示出酸性或堿性(不含有電解質(zhì))的剝離劑，例如單一的有機(jī)溶劑(例如，二甲亞砜溶劑(DMSO))。
接下來(lái)，如圖21A和21B所示，在包括歐姆接觸層13和14的柵極絕緣膜7的上表面上，通過(guò)濺射膜形成由諸如鉻、鋁、ITO等金屬制成的源電極和漏電極形成層35。隨后，在源電極和漏電極形成層35的上表面上，通過(guò)光刻形成源電極和漏電極形成抗蝕劑圖形36。
接下來(lái)，當(dāng)使用抗蝕劑圖形36作為掩模蝕刻源電極和漏電極形成層35時(shí)，在抗蝕劑圖形36下形成源電極15、漏電極16和數(shù)據(jù)線5，如圖22A和22B所示。隨后，使用抗蝕劑剝離劑來(lái)剝離抗蝕劑圖形36。
在這種情況下，歐姆接觸層13和14被源電極15和漏電極16完全覆蓋。因此，在膜形成源電極和漏電極形成層35之后，歐姆接觸層13和14被完全保護(hù)而不暴露在用于蝕刻源電極和漏電極形成層35的蝕刻劑和抗蝕劑剝離劑中。這使得可以提高加工精度。
接下來(lái)，如圖14A和14B所示，在包括源電極15、漏電極16和數(shù)據(jù)線5的柵極絕緣膜7的上表面上，通過(guò)等離子體CVD形成由氮化硅制成的外涂層膜17。隨后，在外涂層膜17的預(yù)定部分上，通過(guò)光刻形成接觸孔18。之后，在外涂層膜17的預(yù)定部分上，以如下方式形成像素電極2通過(guò)光刻對(duì)利用濺射形成的且由透明導(dǎo)電材料如ITO等制成的像素電極形成層進(jìn)行構(gòu)圖，以通過(guò)接觸孔18將像素電極2連接到源電極15。
在第四實(shí)施例中，在形成保護(hù)膜9之后形成半導(dǎo)體薄膜8，由此允許使用用于形成抗蝕劑圖形31的方法，其用于通過(guò)使用柵電極5作為掩模的背面曝光(從玻璃基板1的下表面?zhèn)绕毓?形成保護(hù)膜9。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管3的小型化和減少加工的變化。
(第五實(shí)施例)圖23A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖23B是沿著圖23A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。本實(shí)施例的液晶顯示裝置與圖14A和14B所示的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于以下方面。即，不設(shè)置歐姆接觸層13和14，并且源電極15和漏電極16直接連接到半導(dǎo)體薄膜8。
然而，在這種情況下，為了獲得更令人滿(mǎn)意的接觸，可以對(duì)暴露出來(lái)而不被保護(hù)膜9覆蓋的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低。例如，在圖18A和18B所示的工藝之后，剝離抗蝕劑圖形32，且之后使用保護(hù)膜9作為掩模進(jìn)行離子摻雜或化學(xué)處理?；蛘?，在膜形成源電極和漏電極形成層33之后，使用保護(hù)膜9作為掩模進(jìn)行熱擴(kuò)散。結(jié)果，可以對(duì)暴露出來(lái)而不被保護(hù)膜9覆蓋的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低。
因此，在第五實(shí)施例中，用于形成歐姆接觸層13和14的工藝變得不是必須的。而且，即使當(dāng)對(duì)暴露出來(lái)而不被保護(hù)膜9覆蓋的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低時(shí)，也能使用保護(hù)膜9作為掩模來(lái)進(jìn)行電阻降低，從而使得可以在整體上減少工藝的數(shù)量。
而且，在第五實(shí)施例中，由于不設(shè)置比暴露出來(lái)而不被保護(hù)膜9覆蓋的半導(dǎo)體薄膜8大的歐姆接觸層13和14(參見(jiàn)圖14A和14B)，因此暴露出來(lái)而不被保護(hù)膜9覆蓋的半導(dǎo)體薄膜8被源電極15和漏電極16覆蓋。
結(jié)果，與圖14A和14B所示的情況相比，可以在一定程度上減小源電極15和漏電極16。而且，可以在一定程度上減小源電極15和漏電極16之間的間隙，并且可以在一定程度上使薄膜晶體管3小型化，還可以在一定程度上增加像素電極2的尺寸。
(第六實(shí)施例)前述第三實(shí)施例已經(jīng)作為實(shí)例說(shuō)明了包括歐姆接觸層13和14的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明不限于此，并且可以省略歐姆接觸層13和14，如圖24A和24B所示，與第二實(shí)施例相似。圖24A是示出具有根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的主要部分的透視平面圖，圖24B是沿著圖24A所示的薄膜晶體管的溝道寬度方向上的基本中心線截取的截面圖。源電極15和漏電極16通過(guò)接觸孔10和11直接連接到半導(dǎo)體薄膜8。在半導(dǎo)體薄膜8由金屬氧化物如本征氧化鋅制成的情況下，當(dāng)源電極15和漏電極16由ITO形成時(shí)，在其間獲得歐姆接觸。此外，為了獲得更加令人滿(mǎn)意的接觸，對(duì)通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低。
因此，在第六實(shí)施例中，用于形成歐姆接觸層13和14的工藝變得不是必須的。而且，即使當(dāng)對(duì)通過(guò)接觸孔10和11暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜8進(jìn)行電阻降低時(shí)，也能使用保護(hù)膜9作為掩模進(jìn)行該電阻降低，從而使得可以在整體上減少工藝的數(shù)量。
此外，省略歐姆接觸層13和14允許使接觸孔10和11被源電極15和漏電極16覆蓋。因此，與圖13A和13B所示的情況相比，可以在一定程度上減小源電極15和漏電極16。而且，可以在一定程度上減小源電極15和漏電極16之間的間隔，并且可以在一定程度上使薄膜晶體管3小型化，還可以在一定程度上增加像素電極2的尺寸。
(其他實(shí)施例)前述實(shí)施例已經(jīng)說(shuō)明了其中通過(guò)等離子體CVD膜形成半導(dǎo)體薄膜形成層8a和歐姆接觸形成層23和33的情況。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。例如，可以使用濺射、真空沉積、鑄造和電鍍。而且，歐姆接觸層13和14可以由p型氧化鋅形成，而不限于n型氧化鋅，并且可以是其導(dǎo)電率通過(guò)引起氧不足而改變的氧化鋅。
根據(jù)本發(fā)明，在半導(dǎo)體薄膜的外圍部分上形成具有與半導(dǎo)體薄膜相同形狀的端部表面的絕緣膜，并且源電極和漏電極連接到從絕緣膜暴露出來(lái)的半導(dǎo)體薄膜，從而使得即使在半導(dǎo)體薄膜上發(fā)生輕微的側(cè)蝕刻也可以提高加工精度而不會(huì)導(dǎo)致任何問(wèn)題。
在不脫離本發(fā)明的廣泛精神和范圍的情況下，可以對(duì)其作出各種實(shí)施例和變化。上述實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明，而不限制本發(fā)明的范圍。通過(guò)所附的權(quán)利要求書(shū)而不是實(shí)施例來(lái)顯示本發(fā)明的范圍。認(rèn)為在本發(fā)明的權(quán)利要求的等價(jià)物涵義內(nèi)和在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)作出的各種修改都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，包括半導(dǎo)體薄膜(8)，其包括源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；柵極絕緣膜(7)，其形成在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的一個(gè)表面上；柵電極(6)，其形成為通過(guò)所述柵極絕緣膜(7)與所述半導(dǎo)體薄膜(8)相對(duì)；源電極(15)和漏電極(16)，其電連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)；該薄膜晶體管還包括絕緣膜(9)，其至少在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中形成在外圍部分上，并且具有通過(guò)其使所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中每一個(gè)的至少一部分暴露出來(lái)的接觸孔(10、11)，以及其中所述源電極(15)和所述漏電極(16)通過(guò)所述接觸孔(10、11)連接到半導(dǎo)體薄膜(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述絕緣膜(9)具有對(duì)應(yīng)于所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述溝道區(qū)的中心部分(9’)。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管，還包括歐姆接觸層(13)，其形成在從所述接觸孔(10、11)暴露出來(lái)的所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)上；以及歐姆接觸層(14)，其形成在所述漏極區(qū)上。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管，還包括完全覆蓋所述歐姆接觸層(13)的源電極(15)；以及完全覆蓋所述歐姆接觸層(14)的漏電極(16)。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述源電極(15)和所述漏電極(16)直接連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)的電阻降低的表面。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中所述半導(dǎo)體薄膜(8)具有在溝道方向上的端部表面，并且所述保護(hù)膜(9)具有形狀與所述半導(dǎo)體薄膜的端部表面相同的端部表面。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中在所述絕緣膜(8)上形成具有設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述接觸孔(10、11)的位置處的接觸孔(10、11)的上絕緣膜(12)。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，其中，對(duì)至少?gòu)乃霭雽?dǎo)體薄膜(8)的所述接觸孔(10、11)暴露出來(lái)的區(qū)域的表面進(jìn)行電阻降低。
9.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管，其中所述源電極(15)和所述漏電極(16)直接連接到從所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述接觸孔(10、11)暴露出來(lái)的區(qū)域的表面。
10.如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管，還包括歐姆接觸層(13、14)，其通過(guò)形成在所述上絕緣膜(12)和所述保護(hù)膜(9)中的每一個(gè)上的所述接觸孔(10、11)連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)。
11.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其中所述源電極(15)和所述漏電極(16)形成在相應(yīng)的歐姆接觸層(13、14)上，以完全覆蓋相應(yīng)的歐姆接觸層(13、14)。
12.一種薄膜晶體管，包括半導(dǎo)體薄膜(8)；柵極絕緣膜(7)，其形成在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的一個(gè)表面上；柵電極(6)，其形成為通過(guò)所述柵極絕緣膜(7)與所述半導(dǎo)體薄膜(8)相對(duì)；以及歐姆接觸層(13、14)，其形成在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的源極區(qū)和漏極區(qū)中每一個(gè)上；該薄膜晶體管還包括絕緣膜(9)，其形成在對(duì)應(yīng)于所述柵電極(6)的所述半導(dǎo)體薄膜(8)的溝道區(qū)上，以及其中形成所述歐姆接觸層(13、14)，以覆蓋所述絕緣膜(9)的上表面端部部分、所述半導(dǎo)體薄膜(8)的上表面和所述半導(dǎo)體薄膜(8)在溝道方向上的端部表面。
13.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管，其中所述半導(dǎo)體薄膜(8)在所述溝道區(qū)中的寬度大于在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中的每一個(gè)中的寬度。
14.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管，還包括源電極(15)和漏電極(16)，以完全覆蓋所述歐姆接觸層(13、14)。
15.如權(quán)利要求14所述的薄膜晶體管，還包括外涂層膜(17)，其覆蓋所述源電極(15)和所述漏電極(16)以及設(shè)置在所述源電極(15)和所述漏電極(16)之間的所述絕緣膜(9)。
16.一種薄膜晶體管，包括半導(dǎo)體薄膜(8)；柵絕緣膜(7)，其形成在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的一個(gè)表面上；柵電極(6)，其形成為通過(guò)所述柵極絕緣膜(7)與所述半導(dǎo)體薄膜(8)相對(duì)；以及源電極(15)和漏電極(16)，其電連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)；該薄膜晶體管還包括絕緣膜(9)，其形成在對(duì)應(yīng)于所述柵電極(6)的所述半導(dǎo)體薄膜(8)的溝道區(qū)上，以及其中對(duì)暴露出來(lái)而不被所述絕緣膜(9)覆蓋的所述半導(dǎo)體薄膜(8)的表面進(jìn)行電阻降低，并且分別形成所述源電極(15)和所述漏電極(16)，以覆蓋所述絕緣膜(9)的上表面端部部分、所述半導(dǎo)體薄膜(8)的上表面以及所述半導(dǎo)體薄膜在溝道方向上的端部表面。
17.如權(quán)利要求16所述的薄膜晶體管，其中所述半導(dǎo)體薄膜(8)在所述溝道區(qū)中的寬度大于在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中的每一個(gè)中的寬度。
18.如權(quán)利要求16所述的薄膜晶體管，其中所述源電極(15)和所述漏電極(16)直接連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)的電阻降低的表面。
19.如權(quán)利要求16所述的薄膜晶體管，還包括外涂層膜(17)，其覆蓋所述源電極(15)和所述漏電極(16)以及設(shè)置在所述源電極(15)和所述漏電極(16)之間的所述絕緣膜(9)。
20.一種薄膜晶體管制造方法，包括形成柵電極(6)、柵極絕緣膜(7)和半導(dǎo)體薄膜(8)；在所述半導(dǎo)體薄膜(8)上形成絕緣膜(9)；蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8)和所述絕緣膜(9)，以形成至少在源極區(qū)和漏極區(qū)的外圍部分上使所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中的每一個(gè)的至少一部分暴露的所述絕緣膜(9)；以及形成所述源電極(15)和所述漏電極(16)，其連接到從所述絕緣膜(9)暴露出來(lái)的所述半導(dǎo)體薄膜(8)。
21.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中連續(xù)蝕刻所述絕緣膜(9)和所述半導(dǎo)體薄膜(8)。
22.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中將氧化鋅用作所述半導(dǎo)體薄膜(8)的主要材料，并且將堿性溶液用于蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8)。
23.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中堿性溶液是2至10wt％的氫氧化鈉溶液。
24.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8)和所述絕緣膜(9)，以在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)的外圍部分和對(duì)應(yīng)于所述半導(dǎo)體薄膜(8)的溝道區(qū)的區(qū)域上形成絕緣膜(9’)。
25.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8)和所述絕緣膜(9)，之后在所述絕緣膜(9)上形成使所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的每一個(gè)的至少一部分暴露的上絕緣膜(17)。
26.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8)和所述絕緣膜(9)，之后在從半導(dǎo)體薄膜(8)暴露出來(lái)的所述半導(dǎo)體薄膜(8)上形成歐姆接觸層(13、14)。
27.如權(quán)利要求26所述的薄膜晶體管制造方法，其中形成所述源電極(15)和所述漏電極(16)以完全覆蓋每一個(gè)歐姆接觸層(13、14)。
28.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管制造方法，其中對(duì)連接所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源電極(15)和所述漏電極(16)的區(qū)域進(jìn)行電阻降低。
29.一種薄膜晶體管制造方法，包括形成柵電極(6)、柵極絕緣膜(7)和半導(dǎo)體薄膜(8a)；在所述半導(dǎo)體薄膜(8a)上形成絕緣膜(9)；蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8a)，以形成其溝道區(qū)寬度大于源極區(qū)寬度和漏極區(qū)寬度的半導(dǎo)體薄膜(8)；在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)上形成歐姆接觸層(13)，并且在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述漏極區(qū)上形成歐姆接觸層(14)，其中所述歐姆接觸層(13、14)分別覆蓋所述半導(dǎo)體薄膜(8)在溝道方向上的端部表面(a)以及平行于所述溝道方向的兩個(gè)端部表面(a’、a”)，并且在所述歐姆接觸層(13、14)上分別形成所述源電極(15)和所述漏電極(16)。
30.如權(quán)利要求29所述的薄膜晶體管制造方法，其中在蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8a)時(shí)，在所述絕緣膜(9)和所述半導(dǎo)體薄膜(8a)上形成寬度比所述絕緣膜(9)的寬度小的掩模(32)，并且使用所述絕緣膜(9)和所述掩模(32)作為掩模蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8a)。
31.一種薄膜晶體管制造方法，包括形成柵電極(6)、柵極絕緣膜(7)和半導(dǎo)體薄膜(8a)；在所述半導(dǎo)體薄膜(8a)上形成絕緣膜(9)；蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8a)，以形成其溝道區(qū)寬度大于源極區(qū)寬度和漏極區(qū)寬度的半導(dǎo)體薄膜(8)；對(duì)所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)的表面進(jìn)行電阻降低；以及在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)上形成源電極(15)，并且在所述漏極區(qū)上形成漏電極(16)，其中所述源電極(15)和所述漏電極(16)分別覆蓋所述半導(dǎo)體薄膜(8)在溝道方向上的端部表面(a)以及平行于所述溝道方向的兩個(gè)端部表面(a’、a”)。
32.如權(quán)利要求31所述的薄膜晶體管制造方法，其中在所述絕緣膜(9)和所述半導(dǎo)體薄膜(8a)上形成寬度比所述絕緣膜(9)的寬度小的掩模(32)，并且使用所述絕緣膜(9)和所述掩模(32)作為掩模蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8a)。
33.一種薄膜晶體管制造方法，包括形成柵電極(6)、柵極絕緣膜(7)和半導(dǎo)體薄膜(8a)；在所述半導(dǎo)體薄膜(8a)上形成絕緣膜(9)；使用所述絕緣膜(9)作為掩模蝕刻所述半導(dǎo)體薄膜(8a)，以形成半導(dǎo)體薄膜(8)；在所述絕緣膜(9)上形成使所述半導(dǎo)體薄膜(8)的源極區(qū)和漏極區(qū)中的每一個(gè)暴露的接觸孔(10、，11)；以及形成連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)的源電極(15)和連接到所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述漏極區(qū)的漏電極(16)。
34.如權(quán)利要求33所述的薄膜晶體管制造方法，其中在形成所述源電極(15)和所述漏電極(16)之前，在所述絕緣膜(9)和所述半導(dǎo)體薄膜(8)上形成上絕緣膜(12)，以及其中在對(duì)應(yīng)于所述上絕緣膜(12)的每一個(gè)接觸孔(10、11)的區(qū)域中形成接觸孔(10、11)。
35.如權(quán)利要求33所述的薄膜晶體管制造方法，其中在形成所述源電極(15)和所述漏電極(16)之前，在所述半導(dǎo)體薄膜(8)的所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中的每一個(gè)上形成歐姆接觸層(13、14)。
全文摘要
本發(fā)明的薄膜晶體管包括半導(dǎo)體薄膜(8)；形成在半導(dǎo)體薄膜(8)的一個(gè)表面上的柵極絕緣膜(7)；形成為通過(guò)柵極絕緣膜(7)與半導(dǎo)體薄膜(8)相對(duì)的柵電極(6)；電連接到半導(dǎo)體薄膜(8)的源電極(15)和漏電極(16)；源極區(qū)；漏極區(qū)；以及溝道區(qū)。該薄膜晶體管還包括絕緣膜(9)，其形成在至少對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體薄膜(8)的源極區(qū)和漏極區(qū)的外圍部分上，并且具有通過(guò)其使源極區(qū)和漏極區(qū)中的每一個(gè)的至少一部分暴露的接觸孔(10、11)，其中源電極(15)和漏電極(16)通過(guò)接觸孔(10、11)連接到半導(dǎo)體薄膜(8)。
文檔編號(hào)H01L29/417GK101032027SQ200580029649
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者石井裕滿(mǎn), 保刈一志, 吉田基彥, 山口郁博 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社