專利名稱：接觸窗開(kāi)口的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體制程，且特別是有關(guān)于一種形成接觸窗開(kāi)口的方法。
背景技術(shù)：
圖1A至圖1C為已知在薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)中形成接觸窗開(kāi)口的流程剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，薄膜晶體管100主要是由柵極102、柵絕緣層104、通道層106與源極/漏極108所構(gòu)成，且源極/漏極上108覆蓋有一層保護(hù)層110，以避免源極/漏極108在后續(xù)制程中受到損害。而且，源極/漏極108是透過(guò)保護(hù)層110中的接觸窗開(kāi)口(未繪示于圖1A)而與其他導(dǎo)體層電性連接，以便于接收外部電路所提供的訊號(hào)。
承上所述，已知形成接觸窗開(kāi)口的方法首先在保護(hù)層110上形成圖案化光阻層112，以暴露出部分的保護(hù)層110。接著如圖1B所示，以高含氧量的等離子體進(jìn)行反應(yīng)離子(如圖1B標(biāo)示的113)轟擊蝕刻(reaction ion etching，RIE)制程，以移除部分的圖案化光阻層112及其所對(duì)應(yīng)的部分保護(hù)層110。最后，如圖1C所示，將光阻層112從保護(hù)層110上移除，而在保護(hù)層110中形成錐狀的接觸窗開(kāi)口114，其中接觸窗開(kāi)口114即是用以暴露出源極/漏極108。
承上述，目前多以鉬金屬層108a/鋁金屬層108b/鉬金屬層108c的金屬?gòu)?fù)合層作為源極/漏極108，但鉬金屬層108a卻容易在保護(hù)層110的蝕刻制程中被反應(yīng)離子所蝕刻，而曝露出鋁金屬層108b。由于裸露于空氣中的鋁金屬層108b容易被氧化，因此會(huì)在鋁金屬層108b的表面產(chǎn)生一層氧化鋁薄膜，而此氧化鋁薄膜將使得后續(xù)填入接觸窗開(kāi)口114內(nèi)之導(dǎo)體層與源極/漏極108之間的阻值過(guò)高，導(dǎo)致在此導(dǎo)體層與源極/漏極108間的訊號(hào)傳輸品質(zhì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種接觸窗開(kāi)口的形成方法，以解決已知蝕刻制程對(duì)接觸窗開(kāi)口所暴露出的導(dǎo)電層過(guò)度蝕刻，因而導(dǎo)致其與填入接觸窗開(kāi)口內(nèi)的導(dǎo)電層間阻值過(guò)高的問(wèn)題。
為達(dá)上述或是其他目的，本發(fā)明提出一種接觸窗開(kāi)口的形成方法，此方法是先提供一基底，且此基底上至少具有一介電層。接著，在介電層上形成光阻層，且此光阻層具有一第一開(kāi)口。然后，以此光阻層為掩模進(jìn)行等離子體蝕刻(plasmaetching，PE)制程，以于介電層中形成一第二開(kāi)口。其中，第一開(kāi)口的底部孔徑小于第二開(kāi)口的頂部孔徑。之后，將光阻層從介電層上移除。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述基底上還形成有一導(dǎo)電圖案，且在進(jìn)行等離子體蝕刻制程之前，介電層覆蓋此導(dǎo)電圖案。形成此導(dǎo)電圖案的方法例如是依序在基底上形成一金屬層與一抗氧化導(dǎo)電層。而且，上述的等離子體蝕刻制程中，還包括移除第一開(kāi)口所暴露出的部分抗氧化導(dǎo)電層。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的抗氧化導(dǎo)電層的材質(zhì)例如是鉬(Mo)、鈮化鉬(MoNb)、氮化鉬(MoN)或鈦(Ti)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的金屬層的材質(zhì)例如是鋁(Al)或釹化鋁(AlNd)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的等離子體蝕刻制程的工作壓力例如是大于150毫托(mT)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在基底上形成上述導(dǎo)電圖案之前，可以先在基底上形成一柵極，接著再于基底上形成柵絕緣層覆蓋此柵極。然后，在柵極上方的柵絕緣層上形成一通道層。后續(xù)所形成的導(dǎo)電圖案即是位于此通道層上。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述通道層的材質(zhì)包括硅，且在形成上述導(dǎo)電圖案之前，還包括形成一導(dǎo)電墊層于此通道層上，而后續(xù)形成的導(dǎo)電圖案位于此導(dǎo)電墊層上。其中，此導(dǎo)電墊層的材質(zhì)例如是鉬、鈮化鉬、氮化鉬或鈦。
本發(fā)明可使接觸窗開(kāi)口所暴露出的導(dǎo)電圖案至少有一部份不會(huì)被空氣中的氧分子氧化，以避免此導(dǎo)電圖案與填入接觸窗開(kāi)口的導(dǎo)電層間的阻值過(guò)高。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1A至圖1C為已知在薄膜晶體管中形成接觸窗開(kāi)口的流程剖面示意圖。
圖2A至圖2C為本發(fā)明的一實(shí)施例中接觸窗開(kāi)口的形成流程剖面示意圖。
圖3是圖2C的俯視示意圖。
圖4A至圖4C為本發(fā)明的一實(shí)施例在薄膜晶體管中形成接觸窗開(kāi)口的制造流程剖面圖。
圖5為本發(fā)明的一實(shí)施例中像素電極填入圖4C的接觸窗開(kāi)口的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖2A至圖2C為本發(fā)明的一實(shí)施例中形成接觸窗開(kāi)口的流程剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，首先提供基底200，其中基底200上至少具有一介電層202。值得一提的是，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者應(yīng)該知道，接觸窗開(kāi)口通常是用來(lái)使不同層的導(dǎo)體層能夠相互電性連接，因此基底200上除了已形成有介電層202之外，通常還會(huì)形成有導(dǎo)電圖案204，且介電層202覆蓋導(dǎo)電圖案204。
請(qǐng)參照?qǐng)D2B，在介電層202上形成一光阻層206，其具有第一開(kāi)口207。接著，以光阻層206為掩模對(duì)介電層202進(jìn)行等離子體蝕刻，以于介電層202中形成第二開(kāi)口205，進(jìn)而暴露出導(dǎo)電圖案204。其中，在等離子體蝕刻制程中所使用的工作壓力例如是大于150毫托。而且，等離子體蝕刻制程同時(shí)兼具物理及化學(xué)性質(zhì)的蝕刻，所以在此蝕刻制程中，除了能夠縱向蝕刻介電層202外，亦能夠橫向蝕刻介電層202。
特別的是，由于本發(fā)明在等離子體蝕刻制程中所使用的反應(yīng)氣體在解離為離子后，相較于光阻層206，這些離子更易于與介電層202發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生揮發(fā)性的生成物。因此，在等離子體蝕刻制程中，即使所使用的離子可能會(huì)有部分與光阻層206產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，介電層202的側(cè)蝕量仍會(huì)大于光阻層206的側(cè)蝕量。也就是說(shuō)，第二開(kāi)口205的頂部孔徑會(huì)大于第一開(kāi)口207的底部孔徑，而介電層202中的第二開(kāi)口205即為接觸窗開(kāi)口。
之后，如圖2C所示，將圖2B的光阻層206從介電層202上移除，即完成接觸窗開(kāi)口的制作流程。值得一提的是，若導(dǎo)電圖案204是由多層膜層所構(gòu)成，如圖2C所示的金屬層204a與抗氧化導(dǎo)電層204b，則在圖2B的等離子體蝕刻制程中，被第一開(kāi)口207所暴露出的部分抗氧化導(dǎo)電層204b亦可能會(huì)被蝕刻掉，而裸露出金屬層204a。反之，仍被光阻層206遮住的部分抗氧化導(dǎo)電層204b則不會(huì)被蝕刻掉。由此可知，因?yàn)榈诙_(kāi)口205所暴露出的抗氧化導(dǎo)電層204b尚有部分被光阻層206遮住，所以在完成等離子體蝕刻制程之后，僅會(huì)裸露出一部份的金屬層204a。
舉例來(lái)說(shuō)，第一開(kāi)口207與第二開(kāi)口205的橫截面例如是呈圓形，因此本實(shí)施例所形成的接觸窗開(kāi)口暴露出甜甜圈狀(donut)的導(dǎo)電圖案，如圖3所示，其中外圈為抗氧化導(dǎo)電層204b，內(nèi)圈則為金屬層204a。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，第一開(kāi)口207與第二開(kāi)口205的橫截面亦可為其他幾何圖形。后續(xù)只要在介電層202上形成導(dǎo)體層(未繪示)，此導(dǎo)體層即會(huì)填入接觸窗開(kāi)口(也就是第二開(kāi)口205)內(nèi)而同時(shí)與導(dǎo)電圖案204的金屬層204a與抗氧化導(dǎo)電層204b電性連接。
為使熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者更加了解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，下文將舉例說(shuō)明本發(fā)明在薄膜晶體管中形成接觸窗開(kāi)口的方法，但其并不對(duì)本發(fā)明造成任何限定。
圖4A至圖4C為本發(fā)明的一實(shí)施例在薄膜晶體管中形成接觸窗開(kāi)口的制造流程剖面圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4A，首先依序在基底402上形成柵極410、柵絕緣層412、通道層414、源極416與漏極418。其中，基底402例如是一玻璃基板，而柵極410例如是由金屬層410a與抗氧化導(dǎo)電層410b所構(gòu)成的復(fù)合層。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，柵極410也可以是單層膜層或是兩層以上的膜層所構(gòu)成的復(fù)合層，本發(fā)明并未對(duì)此做任何限定。
本實(shí)施例例如是以鋁金屬或其化合物釹化鋁(AlNd)作為金屬層410a，以提高柵極410的導(dǎo)電率?？寡趸瘜?dǎo)電層410b形成于金屬層410a上，且抗氧化導(dǎo)電層410b的活性小于金屬層410a，所以能夠保護(hù)金屬層410a免于與空氣中的氧分子發(fā)生氧化作用。如此一來(lái)，即可避免柵極410的阻值因金屬層410a的氧化而升高。在此，抗氧化導(dǎo)電層410b的材質(zhì)則例如是鉬(Mo)、鈮化鉬(MoNb)、氮化鉬(MoN)或鈦(Ti)。
請(qǐng)參照?qǐng)D4B，于基底402上形成保護(hù)層420而覆蓋住源極416與漏極418，此即大致完成薄膜晶體管400的制程。但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者應(yīng)該知道，在實(shí)際制程中，薄膜晶體管400的柵極410、源極416與漏極418通常會(huì)與其他導(dǎo)體層電性連接，以便于使外部電路藉由這些導(dǎo)體層將訊號(hào)傳輸至柵極410、源極416與漏極418而驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管400。以主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的顯示面板為例，面板中的薄膜晶體管的柵極、源極與漏極會(huì)分別與掃瞄配線(scan line)、資料配線(data line)及像素電極(pixel electrode)電性連接。其中，柵極與掃瞄配線屬同一膜層，源極與資料配線亦屬同一膜層，而像素電極與漏極則位于不同膜層，因此像素電極必須透過(guò)接觸窗開(kāi)口始能與薄膜晶體管的漏極電性連接。
基于上述，請(qǐng)參照?qǐng)D4C，在形成保護(hù)層420之后，接著必須在保護(hù)層420中形成接觸窗開(kāi)口422，以暴露出漏極418。在本實(shí)施例中，形成接觸窗開(kāi)口422的方法例如是與前述實(shí)施例相同，所以此處不再贅述。其中，漏極418即相當(dāng)于上述實(shí)施例的導(dǎo)電圖案204，而保護(hù)層420則相當(dāng)于上述實(shí)施例的介電層202。
當(dāng)然，源極416與漏極418同樣也可以是由兩層或兩層以上的膜層所構(gòu)成的復(fù)合層，在本實(shí)施例中，漏極418例如是由金屬層418a及位于其上的抗氧化導(dǎo)電層418b所構(gòu)成。其中，金屬層418a的材質(zhì)例如是鋁或釹化鋁，抗氧化導(dǎo)電層418b的材質(zhì)例如是鉬(Mo)、鈮化鉬(MoNb)、氮化鉬(MoN)或鈦(Ti)。
另外，值得一提的是，由于鋁金屬容易與硅固融，且通道層414的材質(zhì)為硅，因此本實(shí)施例特在通道層414與金屬層418a之間形成一層導(dǎo)電墊層418c，以避免鋁金屬與硅接觸。其中，此導(dǎo)電墊層418c的材質(zhì)例如是鉬(Mo)、鈮化鉬(MoNb)、氮化鉬(MoN)或鈦(Ti)。
由上述可知，接觸窗開(kāi)口422所暴露出的漏極418與圖3的導(dǎo)電圖案204相似，也就是呈甜甜圈狀。其中，外圈為抗氧化導(dǎo)電層418b，內(nèi)圈則為金屬層418a，且后續(xù)形成于保護(hù)層420上的像素電極500(見(jiàn)圖5)會(huì)填入接觸窗開(kāi)口422內(nèi)，而同時(shí)與抗氧化導(dǎo)電層418b及金屬層418a電性連接。如此一來(lái)，即使暴露在環(huán)境下的金屬層418a因發(fā)生氧化作用而在表面生成氧化金屬薄膜，但由于像素電極500仍然有與抗氧化導(dǎo)電層418b電性連接，因此可避免像素電極500與漏極418之間阻值過(guò)高的問(wèn)題。
綜上所述，本發(fā)明是在形成接觸窗開(kāi)口的過(guò)程中，利用高壓等離子體蝕刻的方式來(lái)圖案化介電層，使介電層的側(cè)蝕量大于光阻層的側(cè)蝕量。如此一來(lái)，即可使接觸窗開(kāi)口所暴露出的導(dǎo)電圖案至少有一部份不會(huì)被空氣中的氧分子氧化，進(jìn)而避免此導(dǎo)電圖案與填入接觸窗開(kāi)口的導(dǎo)電層間的阻值過(guò)高。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種接觸窗開(kāi)口的形成方法，包括提供一基底，該基底上至少具有一介電層；于該介電層上形成一光阻層，其中該光阻層具有一第一開(kāi)口；以該光阻層為掩模進(jìn)行一等離子體蝕刻制程，以于該介電層中形成一第二開(kāi)口，其中該第一開(kāi)口的底部孔徑小于該第二開(kāi)口的頂部孔徑；以及移除該光阻層。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，該基底上還形成有一導(dǎo)電圖案，且在進(jìn)行該等離子體蝕刻制程之前，該介電層覆蓋該導(dǎo)電圖案。
3.如權(quán)利要求2所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，形成該導(dǎo)電圖案的方法包括于該基底上形成一金屬層；以及于該金屬層上形成一抗氧化導(dǎo)電層，而在該等離子體蝕刻制程中，還包括移除該第一開(kāi)口所暴露出的部分該抗氧化導(dǎo)電層。
4.如權(quán)利要求3所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，該抗氧化導(dǎo)電層的材質(zhì)為鉬、鈮化鉬、氮化鉬或鈦。
5.如權(quán)利要求3所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，該金屬層的材質(zhì)為鋁或釹化鋁。
6.如權(quán)利要求1所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，該等離子體蝕刻制程的工作壓力大于150毫托。
7.如權(quán)利要求1所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，在該基底上形成該導(dǎo)電圖案之前，還包括于該基底上形成一柵極；于該基底上形成一柵絕緣層覆蓋該柵極；以及于該柵極上方的該柵絕緣層上形成一通道層，而后續(xù)形成的該導(dǎo)電圖案位于該通道層上。
8.如權(quán)利要求7所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，該通道層的材質(zhì)包括硅。
9.如權(quán)利要求8所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，在形成該導(dǎo)電圖案之前，還包括形成一導(dǎo)電墊層于該通道層上，且后續(xù)形成的該導(dǎo)電圖案位于該導(dǎo)電墊層上。
10.如權(quán)利要求9所述的接觸窗開(kāi)口的形成方法，其特征在于，該導(dǎo)電墊層的材質(zhì)為鉬、鈮化鉬、氮化鉬或鈦。
全文摘要
一種接觸窗開(kāi)口的形成方法，此方法是先提供一基底，且此基底上至少具有一介電層。接著，在介電層上形成光阻層，然后再進(jìn)行等離子體蝕刻制程，以于光阻層中形成一第一開(kāi)口，并同時(shí)在介電層中形成一第二開(kāi)口。其中，第一開(kāi)口位于第二開(kāi)口上方，且第一開(kāi)口的底部孔徑小于第二開(kāi)口的頂部孔徑。之后，將光阻層從介電層上移除。依此方法可形成暴露出至少有一部分不會(huì)被氧化的接觸窗開(kāi)口，以避免此導(dǎo)電圖案與填入接觸窗開(kāi)口的導(dǎo)電層間的阻值過(guò)高。
文檔編號(hào)H01L21/311GK101086976SQ20061009152
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者紀(jì)盈州, 王榮鐸, 杜英宗, 徐朝煥 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司