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)明是有關(guān)于一種薄膜晶體管及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種能夠改善通 道層信賴(lài)性(reliability)的薄膜晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著顯示科技的日益進(jìn)步，人們借著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示 器輕、薄的特性，促使平面顯示器(flat panel display, FPD)成為目前的主流。在諸多平 面顯示器中，液晶顯示器(liquid crystal display, IXD)具有高空間利用效率、低消耗功 率、無(wú)輻射以及低電磁干擾等優(yōu)越特性，因此，液晶顯示器深受消費(fèi)者歡迎。特別是，在顯示 器中被大量使用到的薄膜晶體管，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或是材料的選擇更是會(huì)直接影響到產(chǎn)品的性 能。一般來(lái)說(shuō)，薄膜晶體管至少具有柵極、源極、漏極以及通道層等構(gòu)件，其中可通過(guò) 控制柵極的電壓來(lái)改變通道層的導(dǎo)電性，以使源極與漏極之間形成導(dǎo)通(開(kāi))或絕緣(關(guān)) 的狀態(tài)。此外，通常還會(huì)在通道層上形成一具有N型摻雜或P型摻雜的歐姆接觸層，以減少 通道層與源極、或通道層與漏極間的接觸電阻。在已知的薄膜晶體管中，所使用的通道層材 質(zhì)大多為非晶硅(amorphous silicon,a-Si) 0然而，由于非晶硅薄膜晶體管的載子遷移率 (carriermobility)較低，且信賴(lài)性(reliability)不佳，因此非晶硅薄膜晶體管的應(yīng)用范 圍仍受到諸多限制。另一方面，在已知的金屬氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管中，通常會(huì)使用鉬 (Mo)或銅作為源極與漏極的材質(zhì)。然而，鉬與作為柵絕緣層的氧化物或氮化物之間的蝕刻 選擇比不高，因此在圖案化鉬金屬層以形成源極與漏極時(shí)，容易造成鉬殘留或是過(guò)度蝕刻 柵絕緣層等問(wèn)題。另外，若使用銅作為源極與漏極的材質(zhì)，由于銅制程需要良好的控制，因 而導(dǎo)致制程困難度及成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管的制造方法，能夠改善通道層的信賴(lài)性。本發(fā)明提供一種薄膜晶體管，其具有金屬氧化物半導(dǎo)體通道層。本發(fā)明提出一種薄膜晶體管的制造方法首先，在基板上形成柵極。然后，在基板 上形成柵絕緣層，以覆蓋柵極；在柵絕緣層上形成金屬氧化物半導(dǎo)體通道層；之后，在柵絕 緣層及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層上形成源極及漏極。而源極及漏極的形成方法包括下列步 驟先依序形成第一導(dǎo)體層及第二導(dǎo)體層，接著在第二導(dǎo)體層上形成圖案化光阻層；以圖 案化光阻層為掩膜并以第一導(dǎo)體層為終止層進(jìn)行濕式蝕刻，以圖案化第二導(dǎo)體層；隨之，以 圖案化光阻層為掩膜進(jìn)行干式蝕刻，以圖案化第一導(dǎo)體層，其中金屬氧化物半導(dǎo)體通道層 的部分區(qū)域被源極及漏極暴露；之后，以含氟的氣體對(duì)未被源極及漏極覆蓋的金屬氧化物 半導(dǎo)體通道層進(jìn)行表面處理。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一導(dǎo)體層為鈦金屬層，第二導(dǎo)體層為鋁金屬層、 鉬金屬層或鋁/鉬疊層。而濕式蝕刻是藉由鋁酸來(lái)圖案化第二導(dǎo)體層。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的干式蝕刻是藉由BCl3或Cl2作為電漿蝕刻氣體來(lái)
圖案化第一導(dǎo)體層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的金屬氧化物通道表面處理是藉由CF4與O2混合或 SF6與O2混合來(lái)改善該金屬氧化物半導(dǎo)體通道層的信賴(lài)性。本發(fā)明另提出一種薄膜晶體管的制造方法首先，在基板上形成柵極；然后，在基 板上形成柵絕緣層，以覆蓋柵極；在柵絕緣層上形成金屬氧化物半導(dǎo)體通道層；之后，在柵 絕緣層及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層上形成源極及漏極。而源極及漏極的形成方法包括下列 步驟先依序形成第一導(dǎo)體層及第二導(dǎo)體層，接著在第二導(dǎo)體層上形成圖案化光阻層；以 圖案化光阻層為掩膜并以第一導(dǎo)體層為終止層進(jìn)行第一干式蝕刻，以圖案化第二導(dǎo)體層； 隨之，以圖案化光阻層為掩膜進(jìn)行第二干式蝕刻，以圖案化第一導(dǎo)體層，其中金屬氧化物半 導(dǎo)體通道層的部分區(qū)域被源極及漏極暴露。第二干式蝕刻是以含氟的氣體來(lái)圖案化第一導(dǎo) 體層。而在第一導(dǎo)體層被圖案化之后，含氟的氣體對(duì)未被源極及漏極覆蓋的金屬氧化物半 導(dǎo)體通道層進(jìn)行表面處理。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一導(dǎo)體層為鉬金屬層，第二導(dǎo)體層為鋁金屬層、 鈦金屬層或鋁/鈦疊層。而第一干式蝕刻是藉由BCI3An2作為電漿蝕刻氣體來(lái)圖案化第二 導(dǎo)體層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二干式蝕刻是藉由SF6/02或CF4/02作為電漿蝕 刻氣體來(lái)圖案化第一導(dǎo)體層。本發(fā)明又提出一種薄膜晶體管，其包括柵極、柵絕緣層、金屬氧化物半導(dǎo)體通道 層、源極及漏極。柵絕緣層覆蓋柵極。金屬氧化物半導(dǎo)體通道層配置于柵絕緣層上，其中金 屬氧化物半導(dǎo)體通道層位于柵極上方。源極及漏極配置于柵絕緣層及金屬氧化物半導(dǎo)體通 道層上，其中源極及漏極的材質(zhì)包括第一圖案化導(dǎo)體層和/或第二圖案化導(dǎo)體層的疊層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一圖案化導(dǎo)體層為鈦金屬層，而第二圖案化導(dǎo) 體層為鋁金屬層、鉬金屬層或鋁/鉬疊層。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，上述的第一圖案化導(dǎo)體層為鉬金屬層，而第二圖案化 導(dǎo)體層為鋁金屬層、鈦金屬層或鋁/鈦疊層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二圖案化導(dǎo)體層具有傾斜側(cè)壁(taper)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二圖案化導(dǎo)體層的面積小于第一圖案化導(dǎo)體層 的面積，且第二圖案化導(dǎo)體層的外輪廓不超出第一圖案化導(dǎo)體層的外輪廓?；谏鲜?，本發(fā)明通過(guò)分別圖案化疊層的第一導(dǎo)體層及第二導(dǎo)體層來(lái)形成薄膜晶 體管的源極及漏極，可以避免金屬氧化物半導(dǎo)體通道層在源極及漏極蝕刻產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞缺 陷，而獲得良好的控制。此外，在形成源極及漏極之后，利用含氟及氧的氣體對(duì)未被源極及 漏極覆蓋的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層進(jìn)行表面處理，能夠增進(jìn)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層的 信賴(lài)性，以改善元件特性。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖IA是本發(fā)明第一實(shí)施例的主動(dòng)元件陣列基板的上視示意圖。
5
圖IB是沿圖IA的線段1-1’、11-11’、III-III’、IV-IV’的剖面示意圖。圖2A至圖2E是本發(fā)明第二實(shí)施例的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程示意圖。圖3A至圖3D是本發(fā)明第三實(shí)施例的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程示意圖。圖4A至圖4E是本發(fā)明第四實(shí)施例的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程示意圖。附圖標(biāo)號(hào)100、200、400 基板102,202,402 柵極104,204,404 柵絕緣層106、206 金屬氧化物半導(dǎo)體通道層110d、210d、310d、410d 漏極110s、210s、310s、410s 源極112、214、314、414 保護(hù)層114a、114b、114c、214a、214b、214c、314a、314b、314c、414a、414b、414c 接觸窗開(kāi)
Π116、216、316、416 薄膜晶體管118、218、318、418 像素電極120 像素結(jié)構(gòu)130,230,430 掃描線140、240、340、440 數(shù)據(jù)線150、250，、350，、450，、450” 第一圖案化導(dǎo)體層150a、250a 突出部152、252，、352，、452，、452” 第二圖案化導(dǎo)體層154、254、354 傾斜側(cè)壁160:儲(chǔ)存電容162、262、462 下電極164、264、364、464 上電極170、172、270、470 接觸墊174、274、374、474 透明導(dǎo)電層180 跨線處250,350,450 第一導(dǎo)體層252、352、452 第二導(dǎo)體層256、356、456、456，圖案化光阻層406 金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406’ 圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層456a 第一光阻圖案456b 第二光阻圖案T 表面處理
具體實(shí)施例方式圖IA是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種主動(dòng)元件陣列基板的上視示意圖。圖IB 是沿著圖IA的線段I-I’、II-II’、III-III’、IV-IV'的剖面示意圖。在本實(shí)施例中，僅繪 示出2個(gè)像素結(jié)構(gòu)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，然其并非用以限定本發(fā)明之范圍。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)DIA與圖1B，主動(dòng)元件陣列基板包括基板100、多個(gè)像素結(jié)構(gòu)120、多 條掃描線130以及多條數(shù)據(jù)線140?；?00例如是硬質(zhì)基板(rigid substrate)，如玻璃 基板，或是可撓式基板(flexible substrate)，如塑料基板等。像素結(jié)構(gòu)120、掃描線130 以及數(shù)據(jù)線140都配置于基板100上，其中多個(gè)像素結(jié)構(gòu)120分別與對(duì)應(yīng)的掃描線130以 及數(shù)據(jù)線140電性連接。每一個(gè)像素結(jié)構(gòu)120包括薄膜晶體管116以及與薄膜晶體管116電性連接的像 素電極118。本實(shí)施例的薄膜晶體管116與對(duì)應(yīng)的掃描線130以及數(shù)據(jù)線140電性連接。 詳言之，薄膜晶體管116例如是底柵型薄膜晶體管，其包括柵極102、柵絕緣層104、金屬氧 化物半導(dǎo)體通道層106、源極IlOs及漏極110d。柵極102配置于基板100上，而刪絕緣層 104配置于基板100上以覆蓋柵極102，金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106則配置于柵絕緣層 104上，其中金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106位于柵極102上方。柵極102的材質(zhì)例如是金 屬，且柵絕緣層104的材質(zhì)例如是氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等介電材料。金屬氧化物半 導(dǎo)體通道層106的材質(zhì)可以為多種金屬氧化物混合燒結(jié)的半導(dǎo)體材料，其例如是銦鎵鋅氧 化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide, IZO)、鎵鋅 氧化物(Gallium-Zinc Oxide, GZ0)、氧化鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide, AZ0)、鋅錫氧化物 (Zinc-Tin Oxide,ZT0)或銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide, IT0)等。源極 110s及漏極 IlOd 配置于柵絕緣層104及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106上，且分別與金屬氧化物半導(dǎo)體通道 層106連接。在本實(shí)施例中，較佳地，金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106會(huì)與源極IlOs及漏極 1 IOd直接接觸，亦即，在金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106與源極1 IOs及漏極1 IOd之間不會(huì)配 置有歐姆接觸層。薄膜晶體管116的柵極102與對(duì)應(yīng)的掃描線130電性連接，源極IlOs與 數(shù)據(jù)線140電性連接，而漏極IlOd與像素電極118電性連接。承上述，源極IlOs的材質(zhì)包括第一圖案化導(dǎo)體層150和/或第二圖案化導(dǎo)體層 152的疊層，且漏極IlOd的材質(zhì)包括第一圖案化導(dǎo)體層150和/或第二圖案化導(dǎo)體層152 的疊層。金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106的通道長(zhǎng)度(channel length)是由用以定義出第 一圖案化導(dǎo)體層150圖案的光阻所決定。構(gòu)成第一圖案化導(dǎo)體層150的材料與第二圖案化 導(dǎo)體層152的材料例如是具有不同的蝕刻選擇性。也就是說(shuō)，利用蝕刻制程進(jìn)行圖案化而 形成第二圖案化導(dǎo)體層152時(shí)，實(shí)質(zhì)上并不會(huì)蝕刻第一圖案化導(dǎo)體層150的材料；反之，利 用蝕刻制程進(jìn)行圖案化而形成第一圖案化導(dǎo)體層150時(shí)，實(shí)質(zhì)上并不會(huì)蝕刻第二圖案化導(dǎo) 體層152的材料。此外，第二圖案化導(dǎo)體層152可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在 一實(shí)施例中，第一圖案化導(dǎo)體層150可以為鈦金屬層，而第二圖案化導(dǎo)體層152可以為鋁金 屬層、鉬金屬層或鋁/鉬疊層(從基板100算起為由下而上的排列關(guān)系)。在另一實(shí)施例 中，第一圖案化導(dǎo)體層150可以為鉬金屬層，而第二圖案化導(dǎo)體層152可以為鋁金屬層、鈦 金屬層或鋁/鈦疊層(從基板100算起為由下而上的排列關(guān)系)。舉例而言，第一圖案化導(dǎo) 體層150的厚度約介于100 A至500 A。在一實(shí)施例中，由于厚度越薄更能提升制程差異的 容忍度(process window)，因而第一圖案化導(dǎo)體層150的較佳厚度約介于100人至250 Ac此外，增加第二圖案化導(dǎo)體層152中鋁金屬層的厚度可進(jìn)一步有效降低阻值。在本實(shí)施例中，第二圖案化導(dǎo)體層152可具有傾斜側(cè)壁(taper) 154。第一圖案化 導(dǎo)體層150可具有突出部150a，突出部150a向第二圖案化導(dǎo)體層152的傾斜側(cè)壁154的 外側(cè)突出。在本實(shí)施例中，第二圖案化導(dǎo)體層152所具有傾斜側(cè)壁(taper) 154與第一圖案 化導(dǎo)體層150所具有突出部150a都位于同一側(cè)，且位于金屬氧化物半導(dǎo)體通道106上方， 即第二圖案化導(dǎo)體層152所具有傾斜側(cè)壁(taper) 154與第一圖案化導(dǎo)體層150所具有突 出部150a鄰近于金屬氧化物半導(dǎo)體通道106。舉例而言，第一圖案化導(dǎo)體層150的突出部 150a自第二圖案化導(dǎo)體層152突出約0. 2μπι至1 μ m，而最佳是突出約0. 3 μ m至0. 6 μ m。 因此，第二圖案化導(dǎo)體層152的面積會(huì)實(shí)質(zhì)上小于第一圖案化導(dǎo)體層150的面積，且第二圖 案化導(dǎo)體層152的外輪廓分別不超出對(duì)應(yīng)的第一圖案化導(dǎo)體層150的外輪廓。如圖IB所示，主動(dòng)元件陣列基板中可包括保護(hù)層112，配置于薄膜晶體管116上， 且覆蓋柵絕緣層104、金屬氧化物半導(dǎo)體通道層106以及源極IlOs與漏極110d。保護(hù)層 112具有接觸窗開(kāi)口 114a，接觸窗開(kāi)口 114a暴露出部分作為漏極IlOd的第二圖案化導(dǎo)體 層152。而像素電極118配置于保護(hù)層112上，并通過(guò)接觸窗開(kāi)口 114a與漏極IlOd電性連 接。保護(hù)層112可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)例如是無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料或上述材料 的組合。像素電極118可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材料例如是透明材料(例如銦鎵鋅 氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZ0)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide，ΙΖ0)、鎵鋅 氧化物(Gallium-Zinc Oxide, GZO)、氧化鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide, AZ0)、鋅錫氧化物 (Zinc-Tin Oxide, ΖΤ0)或銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide，ΙΤ0))、非透明材料(例如金、 銀、銅、鋁、鉬、鈦、鉭、其它合適的材料、上述材料的合金、上述材料的氮化物、上述材料的氧 化物、上述材料的氮氧化物、或上述材料的組合)、或上述的組合。本實(shí)施例的像素電極118 的材料例如是以銦錫氧化物(ITO)及/或銦鋅氧化物(IZO)的透明材質(zhì)為范例進(jìn)行說(shuō)明， 但不限于此。一般而言，掃描線130的延伸方向例如是與數(shù)據(jù)線140的延伸方向垂直，且掃描線 130與數(shù)據(jù)線140會(huì)交錯(cuò)形成多個(gè)跨線處180。此外，掃描線130的組成例如是與薄膜晶體 管116的柵極102的組成相同，而數(shù)據(jù)線140的組成例如是與薄膜晶體管116的源極IlOs 以及漏極UOd的組成相同。換句話說(shuō)，在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)線140的材質(zhì)也包括第一圖案化 導(dǎo)體層150和/或第二圖案化導(dǎo)體層152的疊層。當(dāng)然，本發(fā)明也可以采用不同型態(tài)的掃描 線130與數(shù)據(jù)線140。此外，在另一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)線140還可包括金屬氧化物半導(dǎo)體材料層 (未繪示)，金屬氧化物半導(dǎo)體材料層配置于第一圖案化導(dǎo)體層150與柵絕緣層104之間。在本實(shí)施例中，主動(dòng)元件陣列基板還包括多個(gè)配置于基板100上的儲(chǔ)存電容 160及集成電路(integrated circuit)或印刷電路軟板的接觸墊(contactedpad or bump) 170、172。每一像素結(jié)構(gòu)120會(huì)對(duì)應(yīng)配置有一個(gè)儲(chǔ)存電容160，且各儲(chǔ)存電容160具有 下電極162 (例如為共通線)與上電極164。下電極162與上電極164配置于像素電極118 部份區(qū)域的下方，且下電極162與上電極164會(huì)有部分重疊。在本實(shí)施例中，下電極162與 薄膜晶體管116的柵極102例如是由相同的金屬層圖案化而成，而上電極164與薄膜晶體 管116的源極IlOs與漏極IlOd例如是由相同的膜層圖案化而成。亦即，上電極164的材 質(zhì)也包括第一圖案化導(dǎo)體層150和/或第二圖案化導(dǎo)體層152的疊層。下電極162與上電 極164之間配置有作為電容介電層的柵絕緣層104，因而耦合形成一種第一金屬層/絕緣層/第二金屬層(MIM)架構(gòu)的儲(chǔ)存電容160。在本實(shí)施例中，保護(hù)層112還具有接觸窗開(kāi)口 114c，接觸窗開(kāi)口 114c暴露出部分的上電極164表面。而像素電極118可通過(guò)接觸窗開(kāi)口 114c與上電極164電性連接。此外，在另一實(shí)施例中，上電極164還可包括金屬氧化物半導(dǎo) 體材料層(未繪示)，金屬氧化物半導(dǎo)體材料層配置于第一圖案化導(dǎo)體層150與柵絕緣層 104之間。各接觸墊170分別電性連接掃描線130，且各接觸墊172分別電性連接數(shù)據(jù)線 140。導(dǎo)電層174配置于接觸墊170、172的上方，且導(dǎo)電層174可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)， 且其材料例如是透明材料(例如銦鎵鋅氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO)、 銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide, ΙΖ0)、鎵鋅氧化物(Gallium-Zinc Oxide, GZ0)、氧化 鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide, ΑΖ0)、鋅錫氧化物(Zinc-Tin Oxide, ΖΤ0)或銦錫氧化物 (Indium-Tin Oxide, ITO))、非透明材料(例如金、銀、銅、鋁、鉬、鈦、鉭、其它合適的材料、 上述材料的合金、上述材料的氮化物、上述材料的氧化物、上述材料的氮氧化物、或上述材 料的組合)、或上述的組合。本實(shí)施例的導(dǎo)電層174材料例如是以銦錫氧化物(ITO)及/或 銦鋅氧化物(IZO)的透明材質(zhì)為范例進(jìn)行說(shuō)明，但不限于此。因此，導(dǎo)電層174以透明材料 為范例，則可稱(chēng)為透明導(dǎo)電層，但不限于此。在本實(shí)施例中，接觸墊170例如是柵極接墊，其 中接觸墊170與薄膜晶體管116的柵極102是屬于同一膜層。亦即，接觸墊170的組成例 如是與薄膜晶體管116的柵極102的組成相同，而接觸墊172的材質(zhì)也包括第一圖案化導(dǎo) 體層150和/或第二圖案化導(dǎo)體層152的疊層。在本實(shí)施例中，保護(hù)層112還具有接觸窗 開(kāi)口 114b，接觸窗開(kāi)口 114b暴露出部分的接觸墊170表面。而透明導(dǎo)電層174可通過(guò)接觸 窗開(kāi)口 114b與接觸墊170電性連接。上述實(shí)施例的主動(dòng)元件陣列基板可應(yīng)用于薄膜晶體管-液晶顯示器(TFT-IXD)、 薄膜晶體管-有機(jī)發(fā)光二極管(TFT-OLED)或其它產(chǎn)品，可改善IR壓降(IR drop)。接下來(lái)將利用沿著圖IA的線段1-1’、II-II’、III-III’、IV_IV’的剖面示意圖來(lái) 說(shuō)明形成圖IA與圖IB所示的主動(dòng)元件陣列基板結(jié)構(gòu)的制造流程。須注意的是，以下所述 的主動(dòng)元件陣列基板的制造流程主要是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法，以使熟 習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者能夠據(jù)以實(shí)施，但并非用以限定本發(fā)明的范圍。至于其它構(gòu)件如像素電極、儲(chǔ) 存電容及接觸墊等的配置位置、形成方式及順序，均可依所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者 所知的技術(shù)制作，而不限于下述實(shí)施例所述。圖2A至圖2E是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種主動(dòng)元件陣列基板的制造流程示 意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，提供基板200，并在基板200上形成第一金屬層(未繪示)。接著，圖 案化第一金屬層，以形成柵極202、掃描線230、下電極262以及接觸墊270。在基板200上 形成柵絕緣層204，以共同覆蓋柵極202、掃描線230、下電極262以及接觸墊270。柵絕緣 層204可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)例如是氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等介電材料。之后，在預(yù)形成薄膜晶體管的區(qū)域的柵絕緣層204上形成金屬氧化物半導(dǎo)體 通道層206，金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206位于柵極202上方。金屬氧化物半導(dǎo)體通道 層206的形成方法例如是先形成一層金屬氧化物半導(dǎo)體材料，接著再圖案化金屬氧化物 半導(dǎo)體材料，以移除柵極202上方以外的金屬氧化物半導(dǎo)體材料。金屬氧化物半導(dǎo)體 通道層206的材質(zhì)可以為經(jīng)多種金屬氧化物混合燒結(jié)的材料，其例如是銦鎵鋅氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZ0)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide, ΙΖ0)、鎵鋅氧 化物(Gallium-Zinc Oxide, GZO)、氧化鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide, AZO)、鋅錫氧化物 (Zinc-Tin Oxide, ZTO)或銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide, I TO)等。請(qǐng)參照?qǐng)D2B，在柵絕緣層204及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206上依序形成第一導(dǎo) 體層250及第二導(dǎo)體層252。構(gòu)成第一導(dǎo)體層250的材料與第二導(dǎo)體層252的材料例如是具 有不同的蝕刻選擇性。此外，第二導(dǎo)體層252可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在本實(shí) 施例中，第一導(dǎo)體層250可以為鈦金屬層，而第二導(dǎo)體層252可以為鋁金屬層、鉬金屬層或 鋁/鉬疊層(從基板200算起為由下而上的排列關(guān)系)。舉例而言，第一導(dǎo)體層250的厚度 約介于100 A至500 A。在一實(shí)施例中，由于厚度越薄更能提升制程差異的容忍度(process window)，因而第一導(dǎo)體層250的較佳厚度約介于100 A至250入。請(qǐng)參照?qǐng)D2C，在第二導(dǎo)體層252上形成圖案化光阻層256。以圖案化光阻層256 為掩膜(mask)并以第一導(dǎo)體層250為終止層進(jìn)行濕式蝕刻，以圖案化第二導(dǎo)體層252，而形 成第二圖案化導(dǎo)體層252’。在本實(shí)施例中，濕式蝕刻可藉由鋁酸作為蝕刻液來(lái)圖案化第二 導(dǎo)體層252。上述的鋁酸例如是加熱的磷酸、硝酸、醋酸及水的混合溶液，其中加熱的溫度約 介于35°C至60°C之間。具體而言，此濕式蝕刻的機(jī)制是利用硝酸與鋁金屬層或鉬金屬層反 應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁或氧化鉬，再利用磷酸及水來(lái)分解氧化鋁或氧化鉬。此外，磷酸及水也可用作 緩沖劑(buffer agent)，以抑制硝酸的解離。而鋁酸中所添加的醋酸主要是作為消除氣泡 之用。由于鋁酸不會(huì)蝕刻鈦金屬層，因此利用第一導(dǎo)體層250作為蝕刻終止層可有助于防 止鋁酸蝕刻第一導(dǎo)體層250下方的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206，而使制程能夠獲得良好 的控制。由于利用等向性的濕式蝕刻來(lái)圖案化第二導(dǎo)體層252，因此位于圖案化光阻層 256下方的第二導(dǎo)體層252會(huì)有底切現(xiàn)象發(fā)生。在此說(shuō)明的是，當(dāng)?shù)诙?dǎo)體層252為鋁/ 鉬疊層時(shí)，鋁酸對(duì)鉬金屬層的蝕刻率會(huì)高于對(duì)鋁金屬層的蝕刻率，因此第二圖案化導(dǎo)體層 252，例如是具有傾斜側(cè)壁254。請(qǐng)參照?qǐng)D2D，以圖案化光阻層256為掩膜進(jìn)行干式蝕刻，以圖案化第一導(dǎo)體層 250，而形成第一圖案化導(dǎo)體層250’。在本實(shí)施例中，干式蝕刻是藉由BCl3或Cl2作為電漿 蝕刻氣體來(lái)圖案化第一導(dǎo)體層250，且在通入蝕刻氣體時(shí)還可以在反應(yīng)氣體中加入惰性氣 體作為稀釋氣體及載氣熱傳之用。在一實(shí)施例中，加入的惰性氣體例如是氮?dú)?N2)、氦氣 (He)或氬氣(Ar)。在利用干式蝕刻移除部分第一導(dǎo)體層250之后，金屬氧化物半導(dǎo)體通道 層206的部分區(qū)域會(huì)被第一圖案化導(dǎo)體層250’暴露，以在柵絕緣層204及金屬氧化物半導(dǎo) 體通道層206上形成源極210s及漏極210d。也就是說(shuō)，金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206的 通道長(zhǎng)度(channel length)是由定義出第一圖案化導(dǎo)體層250’圖案的圖案化光阻層256 所決定。由于利用非等向性的干式蝕刻并以圖案化光阻層256為掩膜來(lái)圖案化第一導(dǎo)體 層250，因此第一圖案化導(dǎo)體層250’會(huì)具有突出部250a，突出部250a向第二圖案化導(dǎo)體層 252’的傾斜側(cè)壁254的外側(cè)突出。在本實(shí)施例中，第二圖案化導(dǎo)體層252’所具有傾斜側(cè)壁 (taper) 254與第一圖案化導(dǎo)體層250’所具有突出部250a都位于同一側(cè)，且位于金屬氧化 物半導(dǎo)體通道層206上方，即第二圖案化導(dǎo)體層252’所具有傾斜側(cè)壁(taper) 254與第一 圖案化導(dǎo)體層250’所具有突出部250a鄰近于金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206。舉例而言，第 一圖案化導(dǎo)體層250，的突出部250a自第二圖案化導(dǎo)體層252，突出約0. 2 μ m至1 μ m，而最佳是突出約0. 3 μ m至0. 6 μ m。此外，第一圖案化導(dǎo)體層250’與第二圖案化導(dǎo)體層252’例如會(huì)在下電極262上方 形成上電極264，并在掃描線230上方形成數(shù)據(jù)線240。接觸墊270上方的第一導(dǎo)體層250 及第二導(dǎo)體層252則會(huì)完全被移除，而暴露出柵絕緣層204。之后，以含氟的氣體對(duì)未被源極210s及漏極210d覆蓋的金屬氧化物半導(dǎo)體通道 層206進(jìn)行表面處理T，而完成薄膜晶體管216的制作。表面處理T例如是電漿表面處理或 是其它能夠增進(jìn)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206的信賴(lài)性的表面處理。在本實(shí)施例中，表面 處理T是藉由CF4與O2混合電漿或SF6與O2混合電漿來(lái)改善金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206 的信賴(lài)性，且在通入表面處理氣體時(shí)還可以加入如氮?dú)?N2)、氦氣(He)或氬氣(Ar)等惰性 氣體作為稀釋氣體及載氣熱傳之用。另外，表面處理T例如是在溫度約介于20°C至120°C的 環(huán)境下進(jìn)行，且進(jìn)行表面處理T的時(shí)間約介于10秒至120秒之間。詳言之，以電漿表面處 理為例，當(dāng)未被源極210s及漏極210d覆蓋的部分金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206遭受到含 氟氣體電漿的離子轟擊(ionbombardment)時(shí)，電漿氣體中的0(氧)原子會(huì)與作為第一導(dǎo) 體層250的鈦金屬層反應(yīng)生成Ti (鈦)化合物(TiOx)，而F(氟)、S (硫)、C(碳)、Ti (鈦) 化合物(TiOx)存在于金屬氧化物半導(dǎo)體的背通道(back channel)。因F(氟)、S (硫)、 C(碳)、Ti (鈦)化合物(TiOx)可保護(hù)半導(dǎo)體通道，抑制驅(qū)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)所造成驅(qū)動(dòng)電壓水平的 飄移，而Ti (鈦)化合物(TiOx)也可抵抗后續(xù)制程中，例如紫外光(UV)對(duì)元件的破壞，所 以電漿表面處理可有助于改善未被源極210s及漏極210d覆蓋的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層 206的信賴(lài)性。請(qǐng)參照?qǐng)D2E，在移除圖案化光阻層256之后，在基板200上形成保護(hù)層214，以覆 蓋柵絕緣層204、金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206、第一圖案化導(dǎo)體層250’以及第二圖案化導(dǎo) 體層252，。保護(hù)層214具有接觸窗開(kāi)口 214a、214b、214c，其中接觸窗開(kāi)口 214a暴露出部 分作為漏極210d的第二圖案化導(dǎo)體層252’，接觸窗開(kāi)口 214b暴露出部分的接觸墊270表 面，而接觸窗開(kāi)口 214c暴露出部分的上電極264表面。具有接觸窗開(kāi)口 214a、214b、214c 的保護(hù)層214的形成方法例如是先以化學(xué)氣相沉積法全面性地在基板200上形成保護(hù)材料 層(未繪示)，之后再對(duì)保護(hù)材料層進(jìn)行圖案化制程而形成，并同時(shí)移除位于接觸墊270上 方的柵絕緣層204。保護(hù)層214可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)例如是無(wú)機(jī)材料、有機(jī) 材料上述材料的組合。接著，在保護(hù)層214上形成像素電極218及導(dǎo)電層274。像素電極218通過(guò)接觸 窗開(kāi)口 214a與薄膜晶體管216的漏極210d電性連接，并可通過(guò)接觸窗開(kāi)口 214c與上電 極264電性連接。導(dǎo)電層274通過(guò)接觸窗開(kāi)口 214b與接觸墊270電性連接。像素電極 218及導(dǎo)電層274可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材料例如是透明材料(例如銦鎵鋅氧 化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide, IZ0)、鎵鋅 氧化物(Gallium-Zinc Oxide, GZ0)、氧化鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide, AZ0)、鋅錫氧化物 (Zinc-Tin Oxide, ZT0)或銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide，IT0))、非透明材料(例如金、 銀、銅、鋁、鉬、鈦、鉭、其它合適的材料、上述材料的合金、上述材料的氮化物、上述材料的氧 化物、上述材料的氮氧化物、或上述材料的組合)、或上述的組合。本實(shí)施例如是以銦錫氧化 物(ITO)及/或銦鋅氧化物(IZO)的透明材質(zhì)為例運(yùn)用于像素電極218及導(dǎo)電層274來(lái)進(jìn) 行說(shuō)明，但不限于此。因而，本實(shí)施例的導(dǎo)電層274則可稱(chēng)為透明導(dǎo)電層，但不限于此。像素電極218及透明導(dǎo)電層274的形成方法例如是藉由濺鍍法在保護(hù)層214上形成像素電極 材料層(未繪示)，再對(duì)像素電極材料層進(jìn)行圖案化制程而形成。由上述實(shí)施例可知，由于薄膜晶體管216的制作方法是以第一導(dǎo)體層250及第二 導(dǎo)體層252的疊層作為第二金屬層，并在濕式蝕刻第二導(dǎo)體層252時(shí)，利用第一導(dǎo)體層250 作為蝕刻終止層，因此可以使金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206獲得良好的控制，以避免在金 屬氧化物半導(dǎo)體通道層206上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷。再者，在以干式蝕刻圖案化第一導(dǎo)體層250之 后，利用含氟的氣體對(duì)未被源極210s及漏極210d覆蓋的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206進(jìn) 行表面處理T，可有助于增進(jìn)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206的信賴(lài)性，以改善元件特性。此 外，若第二導(dǎo)體層252包括鋁金屬層，由于鋁具有低阻值及低污染等特性，因此制程便利性 佳。圖3A至圖3D是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種主動(dòng)元件陣列基板的制造流程示 意圖。須注意的是，圖3A至圖3D所示的制造流程是接續(xù)圖2A后的步驟，且在圖3A至圖3D 中，和圖2A相同的構(gòu)件則使用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說(shuō)明。 請(qǐng)參照?qǐng)D3A，在柵絕緣層204及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206上依序形成第一導(dǎo) 體層350及第二導(dǎo)體層352。構(gòu)成第一導(dǎo)體層350的材料與第二導(dǎo)體層352的材料例如是具 有不同的蝕刻選擇性。此外，第二導(dǎo)體層352可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在本實(shí) 施例中，第一導(dǎo)體層350可以為鉬金屬層，而第二導(dǎo)體層352可以為鋁金屬層、鈦金屬層或 鋁/鈦疊層(從基板200算起為由下而上的排列關(guān)系)。舉例而言，第一導(dǎo)體層350的厚度 約介于100 A至500 A。在一實(shí)施例中，由于厚度越薄更能提升制程差異的容忍度(process window)，因而第一導(dǎo)體層350的較佳厚度約介于100 A至250入。請(qǐng)參照?qǐng)D3B，在第二導(dǎo)體層352上形成圖案化光阻層356。以圖案化光阻層356 為掩膜并以第一導(dǎo)體層350為終止層進(jìn)行第一干式蝕刻，以圖案化第二導(dǎo)體層352，而形成 第二圖案化導(dǎo)體層352’。在本實(shí)施例中，第一千式蝕刻是藉由BC13/C12作為電漿蝕刻氣體 來(lái)圖案化第二導(dǎo)體層352，且在通入蝕刻氣體時(shí)還可以加入如氮?dú)?N2)、氦氣(He)或氬氣 (Ar)等惰性氣體作為稀釋氣體及載氣熱傳之用。由于BC13/C12電漿不會(huì)蝕刻鉬金屬層，因 此利用第一導(dǎo)體層350作為蝕刻終止層可有助于防止BC13/C12電漿蝕刻第一導(dǎo)體層350 下方的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206，而使制程能夠獲得良好的控制。此外，當(dāng)?shù)诙?dǎo)體層 352為鋁/鈦疊層時(shí)，由于鈦金屬層與鋁金屬層具有不同的蝕刻率，因此第二圖案化導(dǎo)體層 352，例如是具有傾斜側(cè)壁354。請(qǐng)參照?qǐng)D3C，以圖案化光阻層356為掩膜進(jìn)行第二干式蝕刻，以圖案化第一導(dǎo)體 層350，而形成第一圖案化導(dǎo)體層350’。在本實(shí)施例中，第二干式蝕刻是以含氟的氣體來(lái)圖 案化第一導(dǎo)體層350，其例如是藉由SF6/02，即SF6與O2的混合氣體或CF4/02，即CF4與O2的 混合氣體作為電漿蝕刻氣體來(lái)圖案化第一導(dǎo)體層350。在通入蝕刻氣體時(shí)，還可以在反應(yīng) 氣體中加入如氮?dú)?N2)、氦氣(He)或氬氣(Ar)等惰性氣體作為稀釋氣體及載氣熱傳之用。 利用第二干式蝕刻移除部分第一導(dǎo)體層350之后，金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206的部分區(qū) 域會(huì)被第一圖案化導(dǎo)體層350’暴露，以在柵絕緣層204及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206上 形成源極310s及漏極310d。此外，第一圖案化導(dǎo)體層350’與第二圖案化導(dǎo)體層352’例如 會(huì)在下電極262上方形成上電極364，并在掃描線230上方形成數(shù)據(jù)線340。接觸墊270上 方的第一導(dǎo)體層350及第二導(dǎo)體層352則會(huì)完全被移除，而暴露出柵絕緣層204。
特別說(shuō)明的是，在第一導(dǎo)體層350被圖案化之后，持續(xù)通入含氟的氣體電漿(亦即 CF4與O2混合電漿或SF6與O2混合電漿)，上述含氟及氧的氣體會(huì)繼續(xù)對(duì)未被源極310s及 漏極310d覆蓋的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206進(jìn)行表面處理，而完成薄膜晶體管316的制 作。以含氟的氣體電漿對(duì)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206進(jìn)行表面處理可改善金屬氧化物半 導(dǎo)體通道層206的信賴(lài)性。請(qǐng)參照?qǐng)D3D，在移除圖案化光阻層356之后，在基板200上形成保護(hù)層314、像素 電極318以及導(dǎo)電層374。保護(hù)層314具有接觸窗開(kāi)口 314a、314b、314c。而像素電極318可 通過(guò)接觸窗開(kāi)口 314a與薄膜晶體管316的漏極310d電性連接，并可通過(guò)接觸窗開(kāi)口 314c 與上電極364電性連接。導(dǎo)電層374通過(guò)接觸窗開(kāi)口 314b與接觸墊270電性連接。至于 保護(hù)層314、像素電極318以及導(dǎo)電層374的形成方法及材質(zhì)與第二實(shí)施例類(lèi)似，故在此不 再贅述。由上述實(shí)施例可知，在利用含氟的氣體進(jìn)行第二干式蝕刻以圖案化第一導(dǎo)體層 350之后，繼續(xù)使用此含氟及氧的氣體對(duì)未被源極310s及漏極310d覆蓋的金屬氧化物半導(dǎo) 體通道層206進(jìn)行表面處理，可有助于增進(jìn)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層206的信賴(lài)性，以改善 元件特性。另外，本發(fā)明實(shí)施例的主動(dòng)元件陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法也可以利用減光掩膜 (Photomask)制程來(lái)完成。圖4A至圖4E是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的一種主動(dòng)元件陣列 基板的制造流程示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4A，并在基板400上形成柵極402、掃描線430、下電極462以及接觸墊 470。柵極402、掃描線430、下電極462以及接觸墊470的材質(zhì)例如是金屬。接著，在基板 400上形成柵絕緣層404，以共同覆蓋柵極402、掃描線430、下電極462以及接觸墊470。柵 絕緣層404可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)例如是氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等介電 材料。之后，在基板400上依序形成金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406、第一導(dǎo)體層450及第 二導(dǎo)體層452。也就是說(shuō)，金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406、第一導(dǎo)體層450及第二導(dǎo)體層452 是利用如濺鍍(sputter)等方式在柵絕緣層404上連續(xù)沉積所需膜層，以獲得良好的接口。 金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406的材質(zhì)可以為多種金屬氧化物混合燒結(jié)的材料，其例如是銦 鎵鋅氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZ0)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide, IZ0)、 鎵鋅氧化物(Gallium-Zinc Oxide,GZ0)、氧化鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide,AZ0)、鋅錫氧化 物(Zinc-Tin Oxide，ΖΤ0)或銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide, I TO)等。此外，構(gòu)成第一導(dǎo) 體層450的材料與第二導(dǎo)體層452的材料例如是具有不同的蝕刻選擇性，且第二導(dǎo)體層452 可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，第一導(dǎo)體層450可以為鈦金屬層，而 第二導(dǎo)體層452可以為鋁金屬層、鉬金屬層或鋁/鉬疊層(從基板400算起為由下而上的 排列關(guān)系)。舉例而言，第一導(dǎo)體層450的厚度約介于100 A至500 A，厚度越薄，更能提升 制程差異的容忍度(process window)，而較佳厚度約介于100 A至250入。然后，在第二導(dǎo)體層452上形成圖案化光阻層456。特別說(shuō)明的是，圖案化光阻層 456包括第一光阻圖案456a以及第二光阻圖案456b，其中第一光阻圖案456a的厚度小于 第二光阻圖案456b的厚度，如圖4A所示。圖案化光阻層456的第一光阻圖案456a例如是 配置于后續(xù)預(yù)形成薄膜晶體管的區(qū)域。形成圖案化光阻層456的方法例如是使用半調(diào)式(half tone)光掩膜制程。舉例而言，可先在第二導(dǎo)體層452上全面形成一層光阻材料(未 繪示)，接著使用半調(diào)式光掩膜來(lái)圖案化光阻材料以形成上述的圖案化光阻層456。雖然本 實(shí)施例是以半調(diào)式光掩膜為例來(lái)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。請(qǐng)參照?qǐng)D4B，以圖案化光阻層456為掩膜并以第一導(dǎo)體層450為終止層進(jìn)行濕式 蝕刻，以圖案化第二導(dǎo)體層452，而形成第二圖案化導(dǎo)體層452’。在本實(shí)施例中，濕式蝕刻 可藉由鋁酸作為蝕刻液來(lái)圖案化第二導(dǎo)體層452。上述的鋁酸例如是加熱的磷酸、硝酸、醋 酸及水的混合溶液，其中加熱的溫度約介于35°C至60°C之間。接著，以圖案化光阻層456為掩膜進(jìn)行干式蝕刻，以圖案化第一導(dǎo)體層450及其下 方的金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406，而形成第一圖案化導(dǎo)體層450’及圖案化金屬氧化物半 導(dǎo)體層406’。在本實(shí)施例中，干式蝕刻是藉由含氯氣體作為電漿蝕刻氣體來(lái)圖案化第一導(dǎo) 體層450及金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406，且在通入蝕刻氣體時(shí)還可以在反應(yīng)氣體中加入 如氮?dú)?N2)、氦氣(He)或氬氣(Ar)的惰性氣體作為稀釋氣體及載氣熱傳之用。上述含氯 氣體例如是肌13或(12。此外，位于柵極402上方的圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’例如是作為薄膜晶 體管的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層。而圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’、第一圖案化導(dǎo)體層 450，與第二圖案化導(dǎo)體層452，例如會(huì)在下電極462上方形成上電極464，并在掃描線430 上方形成數(shù)據(jù)線440。接觸墊470上方的金屬氧化物半導(dǎo)體材料層406、第一導(dǎo)體層450及 第二導(dǎo)體層452則會(huì)完全被移除，而暴露出柵絕緣層404。請(qǐng)參照?qǐng)D4C，移除部分圖案化光阻層456，以形成圖案化光阻層456’。詳言之，圖 案化光阻層456’的形成方式例如是采用氧電漿灰化(例如02plaSma ashing)等干式去光 阻方式，以減少圖案化光阻層456的厚度，直到第一光阻圖案456a被完全移除，而形成如圖 4C所示的結(jié)構(gòu)。在完全移除位于半導(dǎo)體通道區(qū)的較薄第一光阻圖案456a之后，后續(xù)預(yù)形成 薄膜晶體管的區(qū)域上方的第二圖案化導(dǎo)體層452’會(huì)被暴露出來(lái)，而能夠利用圖案化光阻層 456’來(lái)形成薄膜晶體管的源極及漏極。請(qǐng)參照?qǐng)D4D，以圖案化光阻層456’為掩膜進(jìn)行干式蝕刻，以移除暴露出的第二圖 案化導(dǎo)體層452’及第一圖案化導(dǎo)體層450’，而形成第二圖案化導(dǎo)體層452”及第一圖案化 導(dǎo)體層450”。圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’的部分區(qū)域會(huì)被第一圖案化導(dǎo)體層450”所 暴露，因而會(huì)在圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’上的兩側(cè)分別形成源極410s及漏極410d。 在本實(shí)施例中，可根據(jù)各層導(dǎo)體層而使用不同特性的蝕刻氣體來(lái)進(jìn)行不同的干式蝕刻步 驟，而逐層蝕刻以完成第二圖案化導(dǎo)體層452”及第一圖案化導(dǎo)體層450”的制作。以第一 圖案化導(dǎo)體層450’為鈦金屬層、第二圖案化導(dǎo)體層452’為鋁/鉬疊層(從基板400算起為 由下而上的排列關(guān)系)為例，先藉由SF6/02或CF4/02作為電漿蝕刻氣體來(lái)移除暴露出的第 二圖案化導(dǎo)體層452’中的鉬金屬層，再藉由BC13或Cl2作為電漿蝕刻氣體來(lái)移除后續(xù)暴露 出的第二圖案化導(dǎo)體層452’中的鋁金屬層與第一圖案化導(dǎo)體層450’，并停止于圖案化金 屬氧化物半導(dǎo)體層406’。在此說(shuō)明的是，由于圖案化光阻層456’僅暴露出小區(qū)域的第二圖 案化導(dǎo)體層452’，因而直接利用干式蝕刻進(jìn)行蝕刻面積僅位于通道區(qū)的小區(qū)域蝕刻來(lái)移除 部分第二圖案化導(dǎo)體層452’及第一圖案化導(dǎo)體層450’，可有助于使制程容易控制。此外， 本實(shí)施例利用不同的蝕刻氣體僅進(jìn)行一次干式蝕刻制程，因此蝕刻完成的第二圖案化導(dǎo)體 層452”及第一圖案化導(dǎo)體層450”的 壁例如是具有連續(xù)的界面，如圖4D所示。
此外，以圖案化光阻層456’為掩膜來(lái)圖案化第二圖案化導(dǎo)體層452’及第一圖案 化導(dǎo)體層450’也可以采用其它方式來(lái)進(jìn)行。換言之，在另一實(shí)施例中，可以藉由類(lèi)似于前 述方法，先利用一次濕式蝕刻來(lái)圖案化第二圖案化導(dǎo)體層452’，接著再利用一次干式蝕刻 來(lái)圖案化第一圖案化導(dǎo)體層450’，而在圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’上的兩側(cè)分別形 成源極410s及漏極410d。同樣地，以第一圖案化導(dǎo)體層450’為鈦金屬層、第二圖案化導(dǎo)體 層452’為鋁/鉬疊層(從基板400算起為由下而上的排列關(guān)系)為例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明，利用一 次濕式蝕刻加一次干式蝕刻以完成第二圖案化導(dǎo)體層452”及第一圖案化導(dǎo)體層450”的制 作。先利用鋁酸作為蝕刻液并以第一圖案化導(dǎo)體層450’作為蝕刻終止層進(jìn)行濕式蝕刻，來(lái) 移除部分的第二圖案化導(dǎo)體層452’，而形成第二圖案化導(dǎo)體層452”并暴露出第一圖案化 導(dǎo)體層450’。然后，利用BC13或Cl2作為電漿蝕刻氣體對(duì)暴露出的第一圖案化導(dǎo)體層450’ 進(jìn)行干式蝕刻，而形成第一圖案化導(dǎo)體層450”。在此說(shuō)明的是，圖4D所示的第二圖案化導(dǎo)體層452”及第一圖案化導(dǎo)體層450”的 連續(xù)的側(cè)壁外輪廓是采用一次干式蝕刻來(lái)形成，但若使用一次濕式蝕刻及一次干式蝕刻來(lái) 形成第二圖案化導(dǎo)體層452”及第一圖案化導(dǎo)體層450”則會(huì)具有不同的側(cè)壁外輪廓。詳言 之，由于使用濕式蝕刻來(lái)形成第二圖案化導(dǎo)體層452”會(huì)發(fā)生底切現(xiàn)象，因而造成位于通道 區(qū)的圖案化光阻層456’的外輪廓會(huì)超出第二圖案化導(dǎo)體層452”的外輪廓；之后使用干式 蝕刻來(lái)形成第一圖案化導(dǎo)體層450”，則第一圖案化導(dǎo)體層450”的外輪廓是會(huì)約略對(duì)齊于 圖案化光阻層456’的外輪廓(如圖2D所示)。也就是說(shuō)，利用一次濕式蝕刻及一次干式蝕 刻來(lái)形成第二圖案化導(dǎo)體層452”及第一圖案化導(dǎo)體層450”，會(huì)使得下層的第一圖案化導(dǎo) 體層450”自第二圖案化導(dǎo)體層452”的側(cè)壁外輪廓突出延伸約0. 2 y m至1 y m，而最佳是突 出約 0. 3iim 至 0. 6iim。之后，以含氟及氧的氣體(例如CF4與02混合氣體或SF6與02混合氣體)對(duì)未被 源極410s及漏極410d覆蓋的圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’進(jìn)行表面處理T，而完成薄 膜晶體管416的制作。表面處理T例如是電漿表面處理或是其它能夠增進(jìn)金屬氧化物半導(dǎo) 體通道層的信賴(lài)性的表面處理。在本實(shí)施例中，藉由氟氧電漿來(lái)改善金屬氧化物半導(dǎo)體通 道層的信賴(lài)性的表面處理T細(xì)節(jié)及其作用已詳述于前述實(shí)施例中，故在此不再贅述。請(qǐng)參照?qǐng)D4E，移除圖案化光阻層456，，接著在基板400上形成保護(hù)層414，以覆蓋 柵絕緣層404、圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’、第一圖案化導(dǎo)體層450”以及第二圖案化 導(dǎo)體層452”。保護(hù)層414具有接觸窗開(kāi)口 414a、414b、414c，其中接觸窗開(kāi)口 414a暴露出 部分作為漏極410d的第二圖案化導(dǎo)體層452”，接觸窗開(kāi)口 414b暴露出部分的接觸墊470 表面，而接觸窗開(kāi)口 414c暴露出部分的上電極464表面。保護(hù)層414可為單層結(jié)構(gòu)或多層 結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)例如是無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料上述材料的組合。接著，在保護(hù)層414上形成像素電極418及導(dǎo)電層474。像素電極418通過(guò)接觸 窗開(kāi)口 414a與薄膜晶體管416的漏極410d電性連接，并可通過(guò)接觸窗開(kāi)口 414c與上電 極464電性連接。導(dǎo)電層474通過(guò)接觸窗開(kāi)口 414b與接觸墊470電性連接。像素電極 418及導(dǎo)電層474可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，且其材料例如是透明材料(例如銦鎵鋅氧 化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO)、銦鋅氧化物(Indium-Zinc Oxide, IZO)、鎵鋅 氧化物(Gallium-Zinc Oxide, GZ0)、氧化鋁鋅(Aluminum-Zinc Oxide, AZ0)、鋅錫氧化物 (Zinc-Tin Oxide, ZT0)或銦錫氧化物(Indium-Tin Oxide，IT0))、非透明材料(例如金、銀、銅、鋁、鉬、鈦、鉭、其它合適的材料、上述材料的合金、上述材料的氮化物、上述材料的氧 化物、上述材料的氮氧化物、或上述材料的組合)、或上述的組合。本實(shí)施例如是以銦錫氧化 物(IT0)及/或銦鋅氧化物(IZ0)的透明材質(zhì)為例運(yùn)用于像素電極418及導(dǎo)電層474來(lái)進(jìn) 行說(shuō)明，但不限于此。因而，本實(shí)施例的導(dǎo)電層474則可稱(chēng)為透明導(dǎo)電層，但不限于此。之 后，還可進(jìn)一步在基板400上進(jìn)行有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)的制程，此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知 識(shí)者當(dāng)可知其應(yīng)用，故在此不再贅述。在本實(shí)施例中，上述形成第二圖案化導(dǎo)體層452”、第一圖案化導(dǎo)體層450”及圖案 化金屬氧化物半導(dǎo)體層406’的制作步驟藉由使用半調(diào)式光掩膜制程，使形成薄膜晶體管的 通道層、源極及漏極的步驟僅須使用一道光掩膜圖案即可完成制作，因而可有助于降低制 作成本與時(shí)間。再者，利用氟氧電漿對(duì)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層進(jìn)行表面處理T，可有助于 增進(jìn)通道層的信賴(lài)性，并改善元件特性。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1.藉由分次依序圖案化第二導(dǎo)體層及第一導(dǎo)體層的疊層來(lái)形成薄膜晶體管的源 極及漏極，可以使金屬氧化物半導(dǎo)體通道層獲得良好的控制，以避免金屬氧化物半導(dǎo)體通 道層產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷。2.在圖案化第一導(dǎo)體層之后，利用含氟及氧的氣體對(duì)金屬氧化物半導(dǎo)體通道層進(jìn) 行表面處理，可有助于改善金屬氧化物半導(dǎo)體通道層的信賴(lài)性，因此元件可具有較佳的電 性效能。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識(shí)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，故本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述方法包括在一基板上形成一柵極；在所述基板上形成一柵絕緣層，以覆蓋所述柵極；所述柵絕緣層上形成一金屬氧化物半導(dǎo)體通道層；在所述柵絕緣層及所述金屬氧化物半導(dǎo)體通道層上形成一源極及一漏極，而所述源極及所述漏極的形成方法包括依序形成一第一導(dǎo)體層及一第二導(dǎo)體層；在所述第二導(dǎo)體層上形成一圖案化光阻層；以所述圖案化光阻層為掩膜并以所述第一導(dǎo)體層為終止層進(jìn)行一濕式蝕刻，以圖案化所述第二導(dǎo)體層；以所述圖案化光阻層為掩膜進(jìn)行一干式蝕刻，以圖案化所述第一導(dǎo)體層，其中所述金屬氧化物半導(dǎo)體通道層的部分區(qū)域被所述源極及所述漏極暴露；以及以含氟的氣體對(duì)未被所述源極及所述漏極覆蓋的所述金屬氧化半導(dǎo)體通道層進(jìn)行一表面處理。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)體層為鈦金 屬層，所述第二導(dǎo)體層為鋁金屬層、鉬金屬層或鋁/鉬疊層，而所述濕式蝕刻是藉由鋁酸來(lái) 圖案化所述第二導(dǎo)體層。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述干式蝕刻是藉由 BCl3或Cl2作為電漿蝕刻氣體來(lái)圖案化所述第一導(dǎo)體層。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述表面處理是藉由CF4 與O2混合或SF6與O2混合來(lái)改善所述金屬氧化半導(dǎo)體通道層的信賴(lài)性。
5.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述方法包括 在一基板上形成一柵極；在所述基板上形成一柵絕緣層，以覆蓋所述柵極； 在所述柵絕緣層上形成一金屬氧化物半導(dǎo)體通道層；在所述柵絕緣層及所述金屬氧化物半導(dǎo)體通道層上形成一源極及一漏極，而所述源極 及所述漏極的形成方法包括依序形成一第一導(dǎo)體層及一第二導(dǎo)體層； 在所述第二導(dǎo)體層上形成一圖案化光阻層；以所述圖案化光阻層為掩膜并以所述第一導(dǎo)體層為終止層進(jìn)行一第一干式蝕刻，以圖 案化所述第二導(dǎo)體層；以及以所述圖案化光阻層為掩膜進(jìn)行一第二干式蝕刻，以圖案化所述第一導(dǎo)體層，其中所 述金屬氧化物半導(dǎo)體通道層的部分區(qū)域被所述源極及所述漏極暴露，所述第二干式蝕刻是 以含氟的氣體來(lái)圖案化所述第一導(dǎo)體層，而在所述第一導(dǎo)體層被圖案化之后，所述含氟的 氣體對(duì)未被所述源極及所述漏極覆蓋的所述金屬氧化物半導(dǎo)體通道層進(jìn)行一表面處理。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)體層為鉬金 屬層，所述第二導(dǎo)體層為鋁金屬層、鈦金屬層或鋁/鈦疊層，而所述第一干式蝕刻是藉由 bci3/CI2作為電漿蝕刻氣體來(lái)圖案化所述第二導(dǎo)體層。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述第二干式蝕刻是藉由sf6/O2或CF4/O2作為電漿蝕刻氣體來(lái)圖案化所述第一導(dǎo)體層。
8.一種薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管包括 一柵極；一柵絕緣層，覆蓋所述柵極；一金屬氧化物半導(dǎo)體通道層，配置于所述柵絕緣層上，其中所述金屬氧化物半導(dǎo)體通 道層位于所述柵極上方；以及一源極及一漏極，配置于所述柵絕緣層及所述金屬氧化物半導(dǎo)體通道層上，其中所述 源極及所述漏極的材質(zhì)包括第一圖案化導(dǎo)體層和/或第二圖案化導(dǎo)體層的疊層。
9.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一圖案化導(dǎo)體層為鈦金屬層， 而所述第二圖案化導(dǎo)體層為鋁金屬層、鉬金屬層或鋁/鉬疊層。
10.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一圖案化導(dǎo)體層為鉬金屬 層，而所述第二圖案化導(dǎo)體層為鋁金屬層、鈦金屬層或鋁/鈦疊層。
11.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二圖案化導(dǎo)體層具有傾斜側(cè)壁。
12.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二圖案化導(dǎo)體層的面積小于 所述第一圖案化導(dǎo)體層的面積，且所述第二圖案化導(dǎo)體層的外輪廓不超出所述第一圖案化 導(dǎo)體層的外輪廓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管及其制造方法。在基板上形成柵極以及覆蓋柵極的柵絕緣層；在柵絕緣層上形成金屬氧化物半導(dǎo)體通道層；在柵絕緣層及金屬氧化物半導(dǎo)體通道層上形成源極及漏極；源極及漏極的形成方法包括下列步驟依序形成第一導(dǎo)體層及第二導(dǎo)體層，接著在第二導(dǎo)體層上形成圖案化光阻層；以圖案化光阻層為掩膜并以第一導(dǎo)體層為終止層進(jìn)行濕式蝕刻，以圖案化第二導(dǎo)體層；以圖案化光阻層為掩膜進(jìn)行干式蝕刻，以圖案化第一導(dǎo)體層，其中金屬氧化物半導(dǎo)體通道層的部分區(qū)域被源極及漏極暴露；以含氟的氣體對(duì)暴露的金屬氧化物半導(dǎo)體通道層進(jìn)行表面處理。本發(fā)明可以避免金屬氧化物半導(dǎo)體通道層在源極及漏極蝕刻產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞缺陷，而獲得良好的控制。
文檔編號(hào)H01L21/44GK101894760SQ20101020547
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者李劉中, 陳佳榆 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司