專利名稱：薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管的制造方法，且尤其涉及一種具有氧化物通道層以及 紫外光遮蔽圖案的薄膜晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
近來環(huán)保意識(shí)抬頭，具有低消耗功率、空間利用效率佳、無輻射、高畫質(zhì)等優(yōu)越特 性的平面顯示面板(flat display panels)已成為市場主流。常見的平面顯示器包括液晶 顯示器(liquid crystal displays)、等離子顯示器(plasma displays)、有機(jī)電激發(fā)光顯 示器(electroluminescent displays)等。以目前最為普及的液晶顯示器為例，其主要是由 薄膜晶體管陣列基板、彩色濾光基板以及夾于二者之間的液晶層所構(gòu)成。在現(xiàn)有的薄膜晶 體管陣列基板上，多采用非晶硅(a-Si)薄膜晶體管或低溫多晶硅薄膜晶體管作為各個(gè)子 像素的切換元件。近年來，已有研究指出氧化物半導(dǎo)體(oxide semiconductor)薄膜晶體 管相較于非晶硅薄膜晶體管，具有較高的載子移動(dòng)率(mobility)，而氧化物半導(dǎo)體薄膜晶 體管相較于低溫多晶硅薄膜晶體管，則具有較佳的臨界電壓(threat hold voltage, Vth) 均勻性。因此，氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管有潛力成為下一代平面顯示器的關(guān)鍵元件。在現(xiàn)有的氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管中，其氧化物通道層的臨界電壓(Vth)會(huì)受到 紫外光照射(例如清洗工藝)而產(chǎn)生偏移，進(jìn)而影響到氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的電器特 性，因此，已有現(xiàn)有技術(shù)提出采用具有紫外光遮蔽效果的氧化鈦(TiOx)作為柵絕緣層或保 護(hù)層的材質(zhì)，以避免氧化物通道層的臨界電壓偏移的問題。柵絕緣層或保護(hù)層是全面性地 覆蓋于薄膜晶體管陣列基板上。然而，在一般的聚合物穩(wěn)定配向(Polymer Stabilization Alignment,PSA)的液晶顯示面板中，通常會(huì)使用到紫外光照射液晶分子以完成液晶的配向 工藝，前述采用氧化鈦(TiOx)作為柵絕緣層或保護(hù)層的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致配向工藝中所使用的 紫外光無法穿透薄膜晶體管陣列基板，因此液晶分子內(nèi)的單體(monomer)無法受到紫外光 照射而聚合成高分子聚合物，導(dǎo)致液晶配向工藝失敗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種薄膜晶體管的制造方法，以制造出具有 紫外光遮蔽圖案的薄膜晶體管。本發(fā)明提出一種薄膜晶體管的制造方法，包括于基板上形成柵極；與基板上依 序形成柵絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層以及紫外光遮蔽材料層，以覆蓋柵極；于柵極上方的紫外 光遮蔽材料層上形成第一圖案化光刻膠層；以第一圖案化光刻膠層為掩模，圖案化氧化物 半導(dǎo)體層以及紫外光遮蔽材料層，以于紫外光遮蔽材料層下方形成氧化物通道層；移除部 分第一圖案化光刻膠層，以形成第二圖案化光刻膠層，其中第二圖案化光刻膠層暴露出部 分紫外光遮蔽材料層；以第二圖案化光刻膠層為掩模，圖案化紫外光遮蔽材料層，以于氧化 物通道層的部分區(qū)域上形成紫外光遮蔽圖案；移除第二圖案化光刻膠層；以及于氧化物通 道層以及紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣的源極與漏極。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第一圖案化光刻膠層包括第一部分以及第二部 分，第一部分的厚度大于第二部分的厚度，而形成第二圖案化光刻膠層的方法包括移除第 一部分與第二部分，直到第二部分被完全移除，而未被完全移除的第一部分構(gòu)成第二圖案 化光刻膠層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在形成紫外光遮蔽圖案之后以及移除第二圖案化光刻膠 層之前，更包括對(duì)未被第二圖案化光刻膠層覆蓋的氧化物通道層進(jìn)行處理，以使未被第二 圖案化光刻膠層覆蓋的氧化物通道層具有歐姆接觸層的特性。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，移除部分第一圖案化光刻膠層的方法包括灰化 (ashing) 0在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的紫外光遮蔽材料層的材質(zhì)包括氧化鈦(TiOx)或 富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。本發(fā)明另提供一種薄膜晶體管的制造方法，包括于基板上形成柵極；與基板上 依序形成柵絕緣層、第一紫外光遮蔽材料層、氧化物半導(dǎo)體層以及第二紫外光遮蔽材料層， 以覆蓋柵極；于柵極上方的第二紫外光遮蔽材料層上形成第一圖案化光刻膠層；以第一圖 案化光刻膠層為掩模，圖案化第二紫外光遮蔽材料層、氧化物半導(dǎo)體層以及第一紫外光遮 蔽材料層，以于第二紫外光遮蔽材料層下方形成形成氧化物通道層以及第一紫外光遮蔽圖 案；移除部分第一圖案化光刻膠層，以形成第二圖案化光刻膠層，其中第二圖案化光刻膠層 暴露出部分第二紫外光遮蔽材料層；以第二圖案化光刻膠層為掩模，圖案化第二紫外光遮 蔽材料層，以于氧化物通道層的部分區(qū)域上形成第二紫外光遮蔽圖案；移除第二圖案化光 刻膠層；以及于氧化物通道層以及第二紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣的源極與漏 極。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第一圖案化光刻膠層包括第一部分以及第二部 分，第一部分的厚度大于第二部分的厚度，而形成第二圖案化光刻膠層的方法包括移除第 一部分與第二部分，直到第二部分被完全移除，而未被完全移除的第一部分構(gòu)成第二圖案 化光刻膠層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在形成第二紫外光遮蔽圖案之后以及移除第二圖案化光 刻膠層之前，更包括對(duì)未被第二圖案化光刻膠層覆蓋的氧化物通道層進(jìn)行處理，以使未被 第二圖案化光刻膠層覆蓋的氧化物通道層具有歐姆接觸層的特性。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，移除部分第一圖案化光刻膠層的方法包括灰化 (ashing) 0在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一紫外光遮蔽材料層的材質(zhì)包括氧化鈦(TiOx)或富 硅氧化硅(Si-rich SiOx)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第二紫外光遮蔽材料層的材質(zhì)包括氧化鈦(TiOx) 或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。本發(fā)明再提出一種薄膜晶體管的制造方法，包括于基板上形成柵極；于基板上 依序形成柵絕緣層、紫外光遮蔽材料層、氧化物半導(dǎo)體層以及導(dǎo)電層，以覆蓋柵極；圖案化 導(dǎo)電層、氧化物半導(dǎo)體層以及紫外光遮蔽材料層，以于導(dǎo)電層下方形成形成氧化物通道層 以及第一紫外光遮蔽圖案；于導(dǎo)電層的部分區(qū)域以與門絕緣層的部分區(qū)域上形成彼此電性 絕緣的源極與漏極；以及對(duì)未被源極與漏極覆蓋的導(dǎo)電層進(jìn)行處理，以使未被源極與漏極覆蓋的導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為絕緣的第二紫外光遮蔽圖案。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的導(dǎo)電層包括鈦(11)、211、511或&。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的第二紫外光遮蔽圖案的材質(zhì)包括氧化鈦(TiOx)、 ZnOx、SnOx 或 ZrOx0在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的紫外光遮蔽材料層的材質(zhì)包括氧化鈦(TiOx)或 富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，將導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為絕緣的第二紫外光遮蔽圖案的方法包括 等離子氧化或熱氧化。本發(fā)明又提出一種薄膜晶體管的制造方法，包括于基板上形成柵極；于基板上 依序形成柵絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層以及導(dǎo)電層，以覆蓋柵極；圖案化導(dǎo)電層以及氧化物半 導(dǎo)體層，以于導(dǎo)電層下方形成形成氧化物通道層；于導(dǎo)電層的部分區(qū)域以與門絕緣層的部 分區(qū)域上形成彼此電性絕緣的源極與漏極；以及對(duì)未被源極與漏極覆蓋的導(dǎo)電層進(jìn)行處 理，以使未被源極與漏極覆蓋的導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為絕緣的紫外光遮蔽圖案。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的導(dǎo)電層包括鈦(11)、211、511或&。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，前述的紫外光遮蔽圖案的材質(zhì)包括氧化鈦(TiOx) ,ZnOx, SnOx 或 ZrOx0在本發(fā)明的一實(shí)施例中，將導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為絕緣的紫外光遮蔽圖案的方法包括等離 子氧化或熱氧化。本發(fā)明于氧化物通道層上方或下方形成紫外光遮蔽圖案，由于紫外光遮蔽圖案并 未全面性覆蓋于基板上，因此紫外光遮蔽圖案不會(huì)導(dǎo)致紫外光完全無法穿透基板。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
圖IA至圖IF為本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖；圖2A至圖2F為本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖；圖3A至圖3F為本發(fā)明第三實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖；圖4A至圖4F為本發(fā)明第四實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖；圖5A至圖5D為本發(fā)明第五實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖；圖6A至圖6D為本發(fā)明第六實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。其中，附圖標(biāo)記100 基板GI 柵絕緣層110:氧化物半導(dǎo)體層110a:氧化物通道層120、120a、120，紫外光遮蔽材料層120b、120a，紫外光遮蔽圖案130、130’ 第一圖案化光刻膠層132:第一部分134 第二部分
140 第二圖案化光刻膠層150S 源極150D 漏極C:導(dǎo)電層
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例圖IA至圖IF為本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖 1A，首先，于基板100上形成柵極G，此柵極G的材質(zhì)例如為金屬或其它導(dǎo)電材料。接著，于 基板100上依序形成柵絕緣層GI、氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以覆蓋 柵極G。在本實(shí)施例中，柵絕緣層GI的材質(zhì)例如為氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化 硅(SiOxNy)等介電材質(zhì)，氧化物半導(dǎo)體層110的材質(zhì)例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質(zhì)，而紫外光遮蔽 材料層120的材質(zhì)例如為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。由于氧化鈦(TiOx) 具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求，適度地更動(dòng)氧 化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當(dāng)?shù)牡淖贤夤庹诒涡ЧＴ诒緦?shí)施例中，當(dāng)紫外光 遮蔽材料層120的材質(zhì)為富硅氧化硅(Si-rich SiOx)時(shí)，吾人同樣可以選擇適當(dāng)?shù)恼凵?率及厚度，以使富硅氧化硅(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富硅氧化硅 (Si-rich SiOx)的折射率以1.5至2. 9為佳，而富硅氧化硅(Si-rich SiOx)的厚度以1000 埃至3000埃之間為佳。值得注意的是，本實(shí)施例可以采用其它具有紫外光遮蔽效果的材質(zhì)來制造紫外 光遮蔽材料層120，本實(shí)施例不限定其材質(zhì)必須為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。請參照圖1B，于柵極G上方的紫外光遮蔽材料層120上形成一第一圖案化光刻膠 層130。在本實(shí)施例中，第一圖案化光刻膠層130包括一第一部分132以及一第二部分134， 第一部分132的厚度大于第二部分134的厚度。前述的第一圖案化光刻膠層130例如是以 半調(diào)式光掩模(half-tone mask)、灰階式光掩模(gray-tone mask)為屏蔽搭配一般的曝光 工藝所形成。從圖IB可知，第一圖案化光刻膠層130位于柵極G的正上方，厚度較小的第 二部分134分布于厚度較大的第一部分132的兩側(cè)，且第二部分134與第一部分132連接。請參照圖1C，以第一圖案化光刻膠層130為掩模，圖案化氧化物半導(dǎo)體層110以 及紫外光遮蔽材料層120，以于被圖案化的紫外光遮蔽材料層120a下方形成氧化物通道層 110a。如圖IC所示，未被第一圖案化光刻膠層130所覆蓋的氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外 光遮蔽材料層120會(huì)被完全移除，直到柵絕緣層GI被暴露出來為止。在本實(shí)施例中，圖案 化氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外光遮蔽材料層120的方式例如是干式蝕刻。請參照圖1D，移除部分的第一圖案化光刻膠層130，以形成第二圖案化光刻膠層 140，其中第二圖案化光刻膠層140暴露出部分紫外光遮蔽材料層120a。在本實(shí)施例中，形 成第二圖案化光刻膠層140的方法例如是利用氧氣等離子灰化(O2 plasma ashing)工藝 移除部分的第一圖案化光刻膠層130，直到第二部分134被完全移除，而未被完全移除的第 一部分132則構(gòu)成第二圖案化光刻膠層140。
請參照圖1E，以第二圖案化光刻膠層140為掩模，圖案化紫外光遮蔽材料層120a， 以于氧化物通道層IlOa的部分區(qū)域上形成紫外光遮蔽圖案120b。在形成紫外光遮蔽圖案 120b之后，本實(shí)施例可以選擇性地對(duì)未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層 IlOa進(jìn)行處理，以使未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa(斜線標(biāo)示 處)具有歐姆接觸層的特性。舉例而言，本實(shí)施例可利用氫氣等離子(H2 plasma)或氬等 離子(Ar plasma)對(duì)未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa進(jìn)行表面 處理，以使未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa具有歐姆接觸層的特 性。請參照圖1F，在完成紫外光遮蔽圖案120b之后，移除第二圖案化光刻膠層140。之 后，于氧化物通道層IlOa以及紫外光遮蔽圖案120b上形成彼此電性絕緣的源極150S與一 漏極150D。在本實(shí)施例中，源極150S與漏極150D的圖案化工藝?yán)缡菨袷轿g刻工藝，從圖 IF可知，由于源極150S、漏極150D以及紫外光遮蔽圖案120b不會(huì)讓氧化物通道層IlOa暴 露，因此，源極150S與漏極150D的圖案化工藝所使用的蝕刻劑(etchant)不會(huì)損害到氧化 物通道層110a，故氧化物通道層IlOa的電器特性更為穩(wěn)定。在本實(shí)施例中，前述的紫外光遮蔽圖案120b雖無法完全遮蔽入射至氧化物通道 層IlOa的紫外光，但紫外光遮蔽圖案120b可以降低入射至至氧化物通道層IlOa的紫外光 的機(jī)率。因此，紫外光遮蔽圖案120b對(duì)于氧化物通道層IlOa的臨界電壓偏移現(xiàn)象仍有一 定程度的幫助。第二實(shí)施例圖2A至圖2F為本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖 2k,首先，于基板100上形成柵極G，此柵極G的材質(zhì)例如為金屬或其它導(dǎo)電材料。接著，于 基板100上依序形成柵絕緣層GI、氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以覆蓋 柵極G。在本實(shí)施例中，柵絕緣層GI的材質(zhì)例如為氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化 硅(SiOxNy)等介電材質(zhì)，氧化物半導(dǎo)體層110的材質(zhì)例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質(zhì)，而紫外光遮蔽 材料層120的材質(zhì)例如為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。由于氧化鈦(TiOx) 具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求，適度地更動(dòng)氧 化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當(dāng)?shù)牡淖贤夤庹诒涡ЧＴ诒緦?shí)施例中，當(dāng)紫外光 遮蔽材料層120的材質(zhì)為富硅氧化硅(Si-rich SiOx)時(shí)，吾人同樣可以選擇適當(dāng)?shù)恼凵?率及厚度，以使富硅氧化硅(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富硅氧化硅 (Si-rich SiOx)的折射率以1.5至2. 9為佳，而富硅氧化硅(Si-rich SiOx)的厚度以1000 埃至3000埃之間為佳。值得注意的是，本實(shí)施例可以采用其它具有紫外光遮蔽效果的材質(zhì)來制造紫外 光遮蔽材料層120，本實(shí)施例不限定其材質(zhì)必須為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。請參照圖2B與圖2C，于柵極G上方的紫外光遮蔽材料層120上形成第一圖案化光 刻膠層130’，如圖2B所示。接著，以第一圖案化光刻膠層130’為掩模，圖案化氧化物半導(dǎo) 體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以于被圖案化的紫外光遮蔽材料層120a下方形成氧 化物通道層110a。如圖2C所示，未被第一圖案化光刻膠層130所覆蓋的氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外光遮蔽材料層120會(huì)被完全移除，直到柵絕緣層GI被暴露出來為止。在本實(shí) 施例中，圖案化氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外光遮蔽材料層120的方式例如是干式蝕刻。請參照圖2D，等向性地移除部分的第一圖案化光刻膠層130’，以形成第二圖案化 光刻膠層140，其中第二圖案化光刻膠層140暴露出部分紫外光遮蔽材料層120a。在本實(shí) 施例中，形成第二圖案化光刻膠層140的方法例如是利用氧氣等離子灰化工藝使第一圖案 化光刻膠層130’的厚度、長度與寬度縮減，直到部分紫外光遮蔽材料層120a被暴露。請參照圖2E，以第二圖案化光刻膠層140為掩模，圖案化紫外光遮蔽材料層120a， 以于氧化物通道層IlOa的部分區(qū)域上形成紫外光遮蔽圖案120b。在形成紫外光遮蔽圖案 120b之后，本實(shí)施例可以選擇性地對(duì)未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層 IlOa進(jìn)行處理，以使未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa(斜線標(biāo)示 處)具有歐姆接觸層的特性。舉例而言，本實(shí)施例可利用氫氣等離子或氬等離子對(duì)未被第 二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa進(jìn)行表面處理，以使未被第二圖案化光 刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa具有歐姆接觸層的特性。請參照圖2F，在完成紫外光遮蔽圖案120b之后，移除第二圖案化光刻膠層140。之 后，于氧化物通道層IlOa以及紫外光遮蔽圖案120b上形成彼此電性絕緣的源極150S與一 漏極150D。在本實(shí)施例中，源極150S與漏極150D的圖案化工藝?yán)缡菨袷轿g刻工藝，從 圖2F可知，由于源極150S、漏極150D以及紫外光遮蔽圖案120b不會(huì)讓氧化物通道層IlOa 暴露，因此源極150S與漏極150D的圖案化工藝所使用的蝕刻劑不會(huì)損害到氧化物通道層 110a，故氧化物通道層IlOa的電器特性更為穩(wěn)定。第三實(shí)施例圖3A至圖3F為本發(fā)明第三實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖3A， 首先，于基板100上形成柵極G，此柵極G的材質(zhì)例如為金屬。接著，于基板100上依序形成 柵絕緣層GI、第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導(dǎo)體層110以及第二紫外光遮蔽材料 層120。在本實(shí)施例中，柵絕緣層GI的材質(zhì)例如為氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化 硅(SiOxNy)等介電材質(zhì)，氧化物半導(dǎo)體層110的材質(zhì)例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質(zhì)，而紫外光遮蔽 材料層120的材質(zhì)例如為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。由于氧化鈦(TiOx) 具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求，適度地更動(dòng)氧 化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當(dāng)?shù)牡淖贤夤庹诒涡Ч?。在本?shí)施例中，當(dāng)?shù)谝蛔?外光遮蔽材料層120’與第二紫外光遮蔽材料層120的材質(zhì)為富硅氧化硅(Si-rich SiOx) 時(shí)，吾人同樣可以選擇適當(dāng)?shù)恼凵渎始昂穸?，以使富硅氧化?Si-rich SiOx)具有紫外光 遮蔽效果。舉例而言，富硅氧化硅(Si-richSiOx)的折射率以1.5至2. 9為佳，而富硅氧化 硅(Si-rich SiOx)的厚度以1000埃至3000埃之間為佳。值得注意的是，本實(shí)施例可以采用其它具有紫外光遮蔽效果的材質(zhì)來制造第一紫 外光遮蔽材料層120’與第二紫外光遮蔽材料層120，本實(shí)施例不限定其材質(zhì)必須為氧化鈦 (TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。請參照圖3B，于柵極G上方的第二紫外光遮蔽材料層120上形成第一圖案化光刻 膠層130。在本實(shí)施例中，第一圖案化光刻膠層130包括第一部分132以及第二部分134， 第一部分132的厚度大于第二部分134的厚度。前述的第一圖案化光刻膠層130例如是以半調(diào)式光掩模(half-tone mask)、灰階式光掩模(gray-tone mask)為屏蔽搭配一般的曝光 工藝所形成。從圖IB可知，第一圖案化光刻膠層130位于柵極G的正上方，厚度較小的第 二部分134分布于厚度較大的第一部分132的兩側(cè)，且第二部分134系與第一部分132連接。請參照圖3C，以第一圖案化光刻膠層130為掩模，圖案化第一紫外光遮蔽材料層 120’、氧化物半導(dǎo)體層110以及第二紫外光遮蔽材料層120，以于被圖案化的紫外光遮蔽材 料層120a下方形成氧化物通道層IlOa以及一紫外光遮蔽圖案120a’。如圖3C所示，未被 第一圖案化光刻膠層130所覆蓋的第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導(dǎo)體層110以及 第二紫外光遮蔽材料層120會(huì)被完全移除，直到柵絕緣層GI被暴露出來為止。在本實(shí)施例 中，圖案化第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導(dǎo)體層110以及第二紫外光遮蔽材料層 120的方式例如是干式蝕刻。請參照圖3D，移除部分的第一圖案化光刻膠層130，以形成第二圖案化光刻膠層 140，其中第二圖案化光刻膠層140暴露出部分紫外光遮蔽材料層120a。在本實(shí)施例中，形 成第二圖案化光刻膠層140的方法例如是利用氧氣等離子灰化工藝移除部分的第一圖案 化光刻膠層130，直到第二部分134被完全移除，而未被完全移除的第一部分132則構(gòu)成第 二圖案化光刻膠層140。請參照圖3E，以第二圖案化光刻膠層140為掩模，圖案化紫外光遮蔽材料層120a， 以于氧化物通道層IlOa的部分區(qū)域上形成紫外光遮蔽圖案120b。在形成紫外光遮蔽圖案 120b之后，本實(shí)施例可以選擇性地對(duì)未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層 IlOa進(jìn)行處理，以使未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa(斜線標(biāo)示 處)具有歐姆接觸層的特性。舉例而言，本實(shí)施例可利用氫氣等離子(H2 plasma)或氬等 離子(Ar plasma)對(duì)未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa進(jìn)行表面 處理，以使未被第二圖案化光刻膠層140所覆蓋的氧化物通道層IlOa具有歐姆接觸層的特 性。請參照圖3F，在完成紫外光遮蔽圖案120b之后，移除第二圖案化光刻膠層140。之 后，于氧化物通道層IlOa以及紫外光遮蔽圖案120b上形成彼此電性絕緣的源極150S與一 漏極150D。在本實(shí)施例中，源極150S與漏極150D的圖案化工藝?yán)缡菨袷轿g刻工藝，從 圖3F可知，由于源極150S、漏極150D以及紫外光遮蔽圖案120b不會(huì)讓氧化物通道層IlOa 暴露，因此源極150S與漏極150D的圖案化工藝所使用的蝕刻劑不會(huì)損害到氧化物通道層 110a，故氧化物通道層IlOa的電器特性更為穩(wěn)定。在本實(shí)施例中，前述的紫外光遮蔽圖案120b與紫外光遮蔽圖案120a’雖無法完全 遮蔽入射至氧化物通道層IlOa的紫外光，但紫外光遮蔽圖案120b與紫外光遮蔽圖案120a’ 可以降低入射至至氧化物通道層IlOa的紫外光的機(jī)率。因此，紫外光遮蔽圖案120b與紫 外光遮蔽圖案120a’對(duì)于氧化物通道層IlOa的臨界電壓偏移現(xiàn)象仍有一定程度的幫助。第四實(shí)施例圖4A至圖4F為本發(fā)明第四實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖4A 至圖4F，本實(shí)施例的薄膜晶體管的制造方法與第三實(shí)施例類似，惟二者主要差異之處在于 本實(shí)施例的第一圖案化光刻膠層130與第二圖案化光刻膠層140的結(jié)構(gòu)與制造方法(圖 4B 圖4D)與第二實(shí)施例相同(圖2B 圖2D)。
第五實(shí)施例圖5A至圖5D為本發(fā)明第五實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖 5A，首先，于基板100上形成柵極G，此柵極G的材質(zhì)例如為金屬。接著，于基板100上依 序形成柵絕緣層GI、紫外光遮蔽材料層120、氧化物半導(dǎo)體層110以及導(dǎo)電層C，以覆蓋柵 極G。在本實(shí)施例中，柵絕緣層GI的材質(zhì)例如為氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化 硅(SiOxNy)等介電材質(zhì)，氧化物半導(dǎo)體層110的材質(zhì)例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質(zhì)，而紫外光遮蔽 材料層120的材質(zhì)例如為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。由于氧化鈦(TiOx) 具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求，適度地更動(dòng)氧 化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當(dāng)?shù)牡淖贤夤庹诒涡Ч?。在本?shí)施例中，當(dāng)紫外光 遮蔽材料層120的材質(zhì)為富硅氧化硅(Si-rich SiOx)時(shí)，吾人同樣可以選擇適當(dāng)?shù)恼凵?率及厚度，以使富硅氧化硅(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富硅氧化硅 (Si-rich SiOx)的折射率以1.5至2. 9為佳，而富硅氧化硅(Si-rich SiOx)的厚度以1000 埃至3000埃之間為佳。值得注意的是，本實(shí)施例可以采用其它具有紫外光遮蔽效果的材質(zhì)來制造紫外 光遮蔽材料層120，本實(shí)施例不限定其材質(zhì)必須為氧化鈦(TiOx)或富硅氧化硅(Si-rich SiOx)。請參照圖5B，接著，圖案化導(dǎo)電層C、氧化物半導(dǎo)體層110以及紫外光遮蔽材料層 120，以于被圖案化的導(dǎo)電層C下方形成形成氧化物通道層IlOa以及第一紫外光遮蔽圖案 120b。請參照圖5C，在完成氧化物通道層1 IOa以及紫外光遮蔽圖案120b之后，于導(dǎo)電層 C的部分區(qū)域以與門絕緣層GI的部分區(qū)域上形成彼此電性絕緣的源極150S與漏極150D。 在本實(shí)施例中，源極150S與漏極150D的圖案化工藝?yán)缡菨袷轿g刻工藝，從圖5C可知， 由于源極150S、漏極150D以及導(dǎo)電層C不會(huì)讓氧化物通道層IlOa暴露，因此源極150S與 漏極150D的圖案化工藝所使用的蝕刻劑不會(huì)損害到氧化物通道層110a，故氧化物通道層 IlOa的電器特性更為穩(wěn)定。接著請參照圖5D，接著對(duì)未被源極150S與漏極150D所覆蓋的導(dǎo)電層C進(jìn)行處理， 以使未被源極150S與漏極150D所覆蓋的導(dǎo)電層C轉(zhuǎn)化為具備絕緣性質(zhì)的第二紫外光遮蔽 圖案120a’。在本實(shí)施例中，將導(dǎo)電層C轉(zhuǎn)化為絕緣的第二紫外光遮蔽圖案120a’的方法包 括等離子氧化或熱氧化。此外，導(dǎo)電層C的材質(zhì)例如為鈦(Ti)、Zn、Sn或&。值得注意的 是，本實(shí)施例不限定前述所使用的導(dǎo)電層C的材質(zhì)必須為鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr，其它經(jīng)過適 當(dāng)處理后會(huì)轉(zhuǎn)化為絕緣材且具備紫外光遮蔽效果的導(dǎo)電材料皆可被使用于本實(shí)施例中。第六實(shí)施例圖6A至圖6D為本發(fā)明第六實(shí)施例的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖 6A至圖6D，本實(shí)施例與第五實(shí)施例類似，惟二者主要差異之處在于本實(shí)施例的薄膜晶體 管的制造方法省略了紫外光遮蔽材料層120以及第一紫外光遮蔽圖案120b的制作。由于本發(fā)明前述的實(shí)施例將紫外光遮蔽圖案的制作整合于氧化物通道層的制作 過程中，因此本發(fā)明所提出的工藝與現(xiàn)有工藝兼容，不會(huì)造成過度的成本負(fù)擔(dān)。此外，本發(fā) 明前述的實(shí)施例可以制作出經(jīng)過圖案化的紫外光遮蔽圖案以適度遮蔽紫外光，且紫外光遮蔽圖案的分布不會(huì)導(dǎo)致紫外光完全無法穿透基板。 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形 都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括于一基板上形成一柵極；于該基板上依序形成一柵絕緣層、一氧化物半導(dǎo)體層以及一紫外光遮蔽材料層，以覆蓋該柵極；于該柵極上方的該紫外光遮蔽材料層上形成一第一圖案化光刻膠層；以該第一圖案化光刻膠層為掩模，圖案化該氧化物半導(dǎo)體層以及該紫外光遮蔽材料層，以于該紫外光遮蔽材料層下方形成一氧化物通道層；移除部分該第一圖案化光刻膠層，以形成一第二圖案化光刻膠層，其中該第二圖案化光刻膠層暴露出部分該紫外光遮蔽材料層；以該第二圖案化光刻膠層為掩模，圖案化該紫外光遮蔽材料層，以于該氧化物通道層的部分區(qū)域上形成一紫外光遮蔽圖案；移除該第二圖案化光刻膠層；以及于該氧化物通道層以及該紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣的一源極與一漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第一圖案化光刻膠 層包括一第一部分以及一第二部分，該第一部分的厚度大于該第二部分的厚度，形成該第 二圖案化光刻膠層的方法包括移除該第一部分與該第二部分，直到該第二部分被完全移 除，而未被完全移除的該第一部分構(gòu)成該第二圖案化光刻膠層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，在形成該紫外光遮蔽 圖案之后以及移除該第二圖案化光刻膠層之前，更包括對(duì)未被該第二圖案化光刻膠層覆蓋 的該氧化物通道層進(jìn)行處理，以使未被該第二圖案化光刻膠層覆蓋的該氧化物通道層具有 歐姆接觸層的特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，移除部分該第一圖案 化光刻膠層的方法包括灰化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該紫外光遮蔽材料層 的材質(zhì)包括氧化鈦或富硅氧化硅。
6.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括 于一基板上形成一柵極；于該基板上依序形成一柵絕緣層、一第一紫外光遮蔽材料層、一氧化物半導(dǎo)體層以及 一第二紫外光遮蔽材料層，以覆蓋該柵極；于該柵極上方的該第二紫外光遮蔽材料層上形成一第一圖案化光刻膠層； 以該第一圖案化光刻膠層為掩模，圖案化該第二紫外光遮蔽材料層、該氧化物半導(dǎo)體 層以及該第一紫外光遮蔽材料層，以于該第二紫外光遮蔽材料層下方形成形成一氧化物通 道層以及一第一紫外光遮蔽圖案；移除部分該第一圖案化光刻膠層，以形成一第二圖案化光刻膠層，其中該第二圖案化 光刻膠層暴露出部分該第二紫外光遮蔽材料層；以該第二圖案化光刻膠層為掩模，圖案化該第二紫外光遮蔽材料層，以于該氧化物通 道層的部分區(qū)域上形成一第二紫外光遮蔽圖案； 移除該第二圖案化光刻膠層；以及于該氧化物通道層以及該第二紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣的一源極與一漏2極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第一圖案化光刻膠 層包括一第一部分以及一第二部分，該第一部分的厚度大于該第二部分的厚度，形成該第 二圖案化光刻膠層的方法包括移除該第一部分與該第二部分，直到該第二部分被完全移 除，而未被完全移除的該第一部分構(gòu)成該第二圖案化光刻膠層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，在形成該第二紫外光 遮蔽圖案之后以及移除該第二圖案化光刻膠層之前，更包括對(duì)未被該第二圖案化光刻膠層 覆蓋的該氧化物通道層進(jìn)行處理，以使未被該第二圖案化光刻膠層覆蓋的該氧化物通道層 具有歐姆接觸層的特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，移除部分該第一圖案 化光刻膠層的方法包括灰化。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第一紫外光遮蔽材 料層的材質(zhì)包括氧化鈦或富硅氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第二紫外光遮蔽材 料層的材質(zhì)包括氧化鈦或富硅氧化硅。
12.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括于一基板上形成一柵極；于該基板上依序形成一柵絕緣層、一紫外光遮蔽材料層、一氧化物半導(dǎo)體層以及一導(dǎo) 電層，以覆蓋該柵極；圖案化該導(dǎo)電層、該氧化物半導(dǎo)體層以及該紫外光遮蔽材料層，以于該導(dǎo)電層下方形 成形成一氧化物通道層以及一第一紫外光遮蔽圖案；于該導(dǎo)電層的部分區(qū)域以及該柵絕緣層的部分區(qū)域上形成彼此電性絕緣的一源極與 一漏極；以及對(duì)未被該源極與該漏極覆蓋的該導(dǎo)電層進(jìn)行處理，以使未被該源極與該漏極覆蓋的該 導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為絕緣的一第二紫外光遮蔽圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該導(dǎo)電層包括鈦、 Zn、Sn 或 Zr。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第二紫外光遮蔽 圖案的材質(zhì)包括氧化鈦、ZnOx、SnOx或&0x。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該紫外光遮蔽材料 層的材質(zhì)包括氧化鈦或富硅氧化硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，將該導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為 絕緣的該第二紫外光遮蔽圖案的方法包括等離子氧化或熱氧化。
17.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括于一基板上形成一柵極；于該基板上依序形成一柵絕緣層、一氧化物半導(dǎo)體層以及一導(dǎo)電層，以覆蓋該柵極；圖案化該導(dǎo)電層以及該氧化物半導(dǎo)體層，以于該導(dǎo)電層下方形成形成一氧化物通道層；于該導(dǎo)電層的部分區(qū)域以及該柵絕緣層的部分區(qū)域上形成彼此電性絕緣的一源極與一漏極；以及對(duì)未被該源極與該漏極覆蓋的該導(dǎo)電層進(jìn)行處理，以使未被該源極與該漏極覆蓋的該 導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為絕緣的一紫外光遮蔽圖案。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該導(dǎo)電層包括鈦、 Zn、Sn 或 Zr。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該紫外光遮蔽圖案 的材質(zhì)包括氧化鈦、ZnOx、SnOx或&0x。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，將該導(dǎo)電層轉(zhuǎn)化為 絕緣的該紫外光遮蔽圖案的方法包括等離子氧化或熱氧化。
全文摘要
本發(fā)明公開一種薄膜晶體管的制造方法，包括于基板上形成柵極；于基板上依序形成柵絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層及紫外光遮蔽材料層以覆蓋柵極；于柵極上方的紫外光遮蔽材料層上形成第一圖案化光刻膠層；以第一圖案化光刻膠層為掩模，圖案化氧化物半導(dǎo)體層及紫外光遮蔽材料層以形成氧化物通道層；移除部分第一圖案化光刻膠層以形成第二圖案化光刻膠層，其中第二圖案化光刻膠層暴露出部分紫外光遮蔽材料層；以第二圖案化光刻膠層為掩模，圖案化紫外光遮蔽材料層以形成紫外光遮蔽圖案；移除第二圖案化光刻膠層；以及形成彼此電性絕緣的源極與漏極。本發(fā)明由于紫外光遮蔽圖案并未全面性覆蓋于基板上，因此紫外光遮蔽圖案不會(huì)導(dǎo)致紫外光完全無法穿透基板。
文檔編號(hào)H01L21/28GK101964309SQ20101027130
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者張鈞杰, 林威廷, 洪銘欽, 涂峻豪, 陳伯綸, 陳嘉祥 申請人:友達(dá)光電股份有限公司