專利名稱：薄膜晶體管的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體元件的制造方法，且特別涉及一種薄膜晶體管的制造方法。
背景技術：
多媒體領域的急速進步，多半受惠于半導體元件或人機顯示裝置的飛躍性進步。就顯示器而言，陰極射線管(CRTCathode Ray Tube)因具有優(yōu)異的顯示質量與其經濟性，一直獨占近年來的顯示器市場。
從桌上操作多數(shù)終端機/顯示器裝置的使用環(huán)境，或是以環(huán)保以及節(jié)省能源的觀點切入，陰極射線管對于空間的利用性以及能源的消耗仍存在許多問題。加上陰極射線管對于輕、薄、短、小以及低消耗功率的需求無法有效提供解決之道，因此具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優(yōu)越特性的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCDThin Film Transistor Liquid CrystalDisplay)已逐漸成為市場的主流。
現(xiàn)有的薄膜晶體管的制造方法是首先于一基板上形成柵極(gate)，接著于基板上依序沉積絕緣層(insulating layer)以及半導體層以覆蓋住柵極，然后于半導體層的兩側分別形成源極和漏極(source and drain)，如此來完成薄膜晶體管的制造。
然而，由于現(xiàn)有的薄膜晶體管的制造方法是利用化學氣相沉積法形成絕緣層及半導體層，并沒有使用其它方法來強化絕緣層及半導體層的結構。因此，使得薄膜晶體管的電性表現(xiàn)較差，會產生漏電流的問題，進而造成液晶顯示器面板具有畫面均勻度較差的問題，如黑畫面下局部區(qū)域略為呈現(xiàn)灰白色，而影響到液晶顯示器的表現(xiàn)。此外，由于絕緣層及半導體層結構強度較差，因此會使得薄膜晶體管的耐用性(endurance)較差，而縮短薄膜晶體管的壽命。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜晶體管的制造方法，可有效地強化絕緣層及半導體層的結構。
本發(fā)明的另一目的是提供一種薄膜晶體管的制造方法，所制造的薄膜晶體管具有高耐用性。
本發(fā)明提出一種薄膜晶體管的制造方法，該方法包括首先于基板上形成柵極；接著，于基板上形成絕緣層，且絕緣層覆蓋住柵極；然后，于柵極上方的絕緣層上形成半導體層；接下來，于半導體層上形成源極和漏極；于形成源極和漏極之后，進行一個表面處理工藝。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，表面處理工藝包括氣體退火工藝。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝為進行一次或兩次氣體退火處理步驟。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝所使用的氣體為氮氣、氫氣、氨氣、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧氣所組成的群組的其中之一或其組合。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝溫度為200℃至450℃。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝時間為5秒至1小時。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝溫度為400℃至600℃。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝時間為5秒至30分。
本發(fā)明提出一種薄膜晶體管的制造方法，該方法包括首先于基板上形成柵極；接著，于基板上形成絕緣層，且絕緣層覆蓋住柵極；然后，于柵極上方的絕緣層上形成半導體層；接下來，于半導體層上形成源極和漏極；之后，于基板上形成保護層，且保護層覆蓋住所述源極和漏極；于形成保護層之后，進行一個表面處理工藝。
根據(jù)該方法，所述表面處理工藝包括一氣體退火工藝。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝為進行一次或兩次氣體退火處理步驟。
根據(jù)該方法，所述氣體退火工藝所使用的氣體為氮氣、氫氣、氨氣、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧氣所組成的群組的其中之一或其組合。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝溫度為200℃至450℃。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝時間為5秒至1小時。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝溫度為400℃至600℃。
依照本發(fā)明的一較佳實施例所述，在上述的薄膜晶體管的制造方法中，氣體退火工藝的工藝時間為5秒至30分。
基于上述，由于本發(fā)明所提出的薄膜晶體管的制造方法會在源極和漏極或是保護層形成之后，進行一個表面處理工藝，因此能夠強化絕緣層及半導體層的結構，而避免漏電流的情況發(fā)生，以提高液晶顯示器的顯示質量。
另一方面，本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法中所進行的表面處理工藝可以提升薄膜晶體管的耐用性，而延長薄膜晶體管的壽命。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點1.本發(fā)明所提出的薄膜晶體管的制造方法能夠強化絕緣層及半導體層的結構，避免薄膜晶體管產生漏電流的情況，并可提升液晶顯示器的顯示質量。
2.由本發(fā)明所提出的薄膜晶體管的制造方法所制造的薄膜晶體管，具有較佳的耐用性。
3.在本發(fā)明所提出的薄膜晶體管的制造方法中，所進行的表面處理工藝使得薄膜晶體管具有較低的啟始電壓及較大的導通電流。


圖1A至1D為本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管的制造流程剖面圖。
圖2為本發(fā)明另一實施例的薄膜晶體管的制造流程剖面圖。
主要組件符號說明100基板102柵極104絕緣層106半導體材料層108歐姆接觸材料層110圖案化光刻膠層112半導體層114歐姆接觸層116源極和漏極118保護層具體實施方式
圖1A至1D為本發(fā)明一實施例的薄膜晶體管的制造流程剖面圖。
首先，請參照圖1A，提供基板100，此基板100可以是玻璃基板或是石英基板。
接著，于基板100上形成柵極102。柵極102的形成方法例如是先于基底100上形成第一導體層(未繪示)，再圖案化第一導體層而形成的。第一導體層可由多層金屬迭加而成。第一導體層的材料例如是鋁、鈦、錫、鉭、鋁-硅-銅、鎢、鉻、銅、金或銀等導電材料。形成方法例如是物理氣相沉積法，如濺射法。
然后，于基板100上形成絕緣層104，且絕緣層104覆蓋柵極102。絕緣層104的材料例如是氧化硅或是氮化硅等介電材料，其形成方法例如是化學氣相沉積法。
接下來，請參照圖1B，于絕緣層104上形成半導體材料層106。半導體材料層106的材料例如是非晶硅層或多晶硅層，多晶硅特別是低溫多晶硅。半導體材料層106的形成方法例如是化學氣相沉積法。
此外，可于半導體材料層106上形成歐姆接觸材料層108。歐姆接觸材料層108的材料例如是經過摻雜的N+非晶硅層或N+多晶硅層，而其形成方法例如是化學氣相沉積法。
之后，于柵極102上方的歐姆接觸材料層108上形成圖案化光刻膠層110。圖案化光刻膠層110的曝光方式可以是利用掩膜(未繪示)進行曝光，也可以是利用柵極102作為掩膜進行背后曝光。
接著，請參照1C，圖案化半導體材料層106與歐姆接觸材料層108，而形成半導體層112與歐姆接觸層114。圖案化半導體材料層106與歐姆接觸材料層108的方法例如是以圖案化光刻膠層110為掩膜，進行一個干式刻蝕工藝而形成。
再者，于半導體層112上形成源極和漏極116，其中源極與漏極互不接觸。源極和漏極116的形成方法例如是先于基底100上形成覆蓋絕緣層104、半導體層112與歐姆接觸層114的第二導體層(未繪示)，再圖案化第二導體層而形成。第二導體層可由多層金屬迭加而成。第二導體層的材料例如是鋁、鈦、錫、鉭、鋁-硅-銅、鎢、鉻、銅、金或銀等導電材料。第二導體層的形成方法例如是物理氣相沉積法，如濺射法。圖案化第二導體層的方法例如是使用現(xiàn)有的掩膜或是半光強度掩膜(half-tone mask)進行光刻工藝，以于第二導體層上形成圖案化光刻膠層(未繪示)，再以圖案化光刻膠層為掩膜對第二導體層進行一個干式刻蝕工藝后，再移除圖案化光刻膠層而完成圖案化第二導體層的操作。值得注意的是，在圖案化第二導體層時，會移除部分歐姆接觸層114。
于形成源極和漏極116之后，進行一個表面處理工藝。表面處理工藝例如是進行一次或兩次氣體退火處理步驟的氣體退火工藝，可修復半導體層112的缺陷(defect)及降低懸浮鍵(dangling bond)的數(shù)目，使絕緣層104的結構更加完整。在強化絕緣層104及半導體層112的結構之后，可避免漏電流的情況發(fā)生，以提高液晶顯示器的顯示質量。此外，所進行的表面處理工藝可以提升薄膜晶體管的耐用性，而延長薄膜晶體管的壽命。另一方面，進行的表面處理工藝還可以降低薄膜晶體管的起始電壓及提升導通電流。
在氣體退火工藝中，所使用的氣體為氮氣、氫氣、氨氣、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧氣所組成的群組的其中之一或其組合。當氣體退火工藝的工藝溫度為200℃至450℃時，氣體退火工藝的工藝時間例如是5秒至1小時。當氣體退火工藝的工藝溫度為400℃至600℃，則氣體退火工藝的工藝時間例如是5秒至30分。
接著，請參照圖1D，可于基板100上形成保護層118，且保護層118覆蓋源極和漏極116。保護層118的材料例如是氧化硅或是氮化硅等介電材料，其形成方法例如是化學氣相沉積法。
圖2為本發(fā)明另一實施例的薄膜晶體管的制造流程剖面圖。在圖2所介紹的實施例中，除了表面處理工藝進行的時機之外，其余形成薄膜晶體管的工藝均與圖1A至1D所介紹的實施例相同，故于此不再贅述。
請參照圖2，表面處理工藝是于形成保護層118之后進行，而非于形成源極和漏極116之后進行。在此實施例中，同樣地，所進行的表面處理工藝例如是進行一次或兩次氣體退火處理步驟的氣體退火工藝，可修復半導體層112的缺陷(defect)及降低懸浮鍵(dangling bond)的數(shù)目，以強化絕緣層104及半導體層112的結構。因此，可避免漏電流的情況發(fā)生，使液晶顯示器的顯示質量提升。此外，所進行的表面處理工藝能增加薄膜晶體管的耐用性，而使得薄膜晶體管的壽命延長。另一方面，進行的表面處理工藝更可以使薄膜晶體管的起始電壓降低及導通電流增大。關于氣體退火工藝的工藝參數(shù)以于上述實施例中詳細說明，于此不再贅述。
上述實施例僅用于說明本發(fā)明，而非用于限定本發(fā)明。
權利要求
1.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述方法包括于一基板上形成一柵極；于所述基板上形成一絕緣層，且覆蓋所述柵極；于所述柵極上方的絕緣層上形成一半導體層；于所述半導體層上形成一源極和漏極；以及于形成所述源極和漏極之后，進行一個表面處理工藝。
2.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述表面處理工藝包括一氣體退火工藝。
3.根據(jù)權利要求2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝包括進行一次或兩次氣體退火處理步驟。
4.根據(jù)權利要求2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝所使用的氣體為氮氣、氫氣、氨氣、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧氣所組成的群組的其中之一或其組合。
5.根據(jù)權利要求2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝溫度為200℃至450℃。
6.根據(jù)權利要求5所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝時間為5秒至1小時。
7.根據(jù)權利要求2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝溫度為400℃至600℃。
8.根據(jù)權利要求7所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝時間為5秒至30分。
9.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述方法包括于一基板上形成一柵極；于所述基板上形成一絕緣層，且覆蓋所述柵極；于所述柵極上方的絕緣層上形成一半導體層；于所述半導體層上形成一源極和漏極；于所述基板上形成一保護層，且覆蓋所述源極和漏極；以及于形成所述保護層之后，進行一個表面處理工藝。
10.根據(jù)權利要求9所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述表面處理工藝包括一氣體退火工藝。
11.根據(jù)權利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝包括進行一次或兩次氣體退火處理步驟。
12.根據(jù)權利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝所使用的氣體為氮氣、氫氣、氨氣、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮及氧氣所組成的群組的其中之一或其組合。
13.根據(jù)權利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝溫度為200℃至450℃。
14.根據(jù)權利要求13所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝時間為5秒至1小時。
15.根據(jù)權利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝溫度為400℃至600℃。
16.根據(jù)權利要求15所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氣體退火工藝的工藝時間為5秒至30分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟首先，于基板上形成柵極。接著，于基板上形成絕緣層，且絕緣層覆蓋住柵極。然后，于柵極上方的絕緣層上形成半導體層。接下來，于半導體層上形成源極和漏極。于形成源極和漏極之后，進行一表面處理工藝。
文檔編號H01L21/02GK1921076SQ20061013937
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月25日 優(yōu)先權日2006年9月25日
發(fā)明者李豪捷, 朱慶云 申請人:廣輝電子股份有限公司