專利名稱：薄膜晶體管的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管元件的制造方法，尤其涉及利用具有感光特性的電極材料制造薄膜晶體管元件的制造方法。
背景技術：
請參考圖Ia至圖lg，其為現(xiàn)有技術生產薄膜晶體管元件制程中關于金屬導線制作流程的示意圖。在現(xiàn)階段生產薄膜晶體管元件的制程中，主要可以被區(qū)分為三個生產階段，這三個生產階段分別是成型階段I、光阻定義階段II與蝕刻階段III，其中成型階段I 包含圖Ia及圖Ib的提供基板101、涂覆微納米金屬材料103等步驟；光阻定義階段II包含圖lc、圖Id及圖Ie的光阻涂覆、曝光、顯影等步驟；蝕刻階段III則包含圖If及圖Ig所示的薄膜蝕刻、光阻去除等步驟。在成型階段I中，現(xiàn)有技術首先如圖Ia所示，提供了以玻璃等材質所形成的基板 101 ；并在圖Ib中利用旋轉涂覆(Spin Coating)等方式將微納米金屬材料103旋轉涂覆于基板101上。在光阻定義階段II中，圖Ic通過旋轉涂覆的方式將光阻105涂覆在微納米金屬材料103上，并對其進行圖Id的曝光與圖Ie的顯影步驟。最后在蝕刻階段III時，還需要利用圖If的薄膜蝕刻與圖Ig的光阻去除的方式， 才能完成制造薄膜晶體管元件中關于金屬導線制作流程所需的電極圖樣的定義?，F(xiàn)有技術所采用的方式不但需要對基板101進行兩次的旋轉涂覆(即，對微納米金屬材料103及光阻105)步驟，最后還需要通過蝕刻制程以去除電極上的光阻，因此整套薄膜晶體管元件的生產周期充斥著涂覆與移除最終產出時多余的材質的步驟。除了需要反復進行旋轉涂覆與蝕刻制程導致生產周期拉長的問題外，現(xiàn)有技術還具有需要使用氣相沉積高溫鍍膜制程，且使用的成型方式如雷射填充(Laser inject), 雷射熱轉換影像(Laser induced thermal imaging，簡稱為LITI)與現(xiàn)行的薄膜晶體管 (Thin-film transistor，簡稱為TFT)制造設備不相兼容等問題，這些復雜的步驟都讓薄膜晶體管元件的生產更顯得費時。從上述內容可以得知，現(xiàn)有的薄膜晶體管元件的制程具有嚴重消耗黃光產能與增加制造生產成本的缺點，因此本發(fā)明便以此作為改善的目標。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是在于提供一種薄膜晶體管元件的制造方法，其可簡化制程及降低生產成本。本發(fā)明的目的之一是提供一種薄膜晶體管元件的制造方法，此方法包含以下步驟提供一基板；形成一半導體層于基板上；將具有感光性的一電極材料形成于基板上；遮住電極材料的第一部分而對露出的一第二部分進行曝光；以及移除電極材料的第二部分而留下第一部分而形成薄膜晶體管元件的一電極構造。
在本發(fā)明的一實施例中，前述的薄膜晶體管元件的制造方法更包含以下步驟形成一絕緣層于電極材料上。在本發(fā)明的一實施例中，前述的半導體層為非晶硅(amorphous silicon)或氧化金屬半導體材料。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料包含一金屬材質，金屬材質為金(Au)、銀 (Ag)或鎳(Ni)。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料包含一感光物質，感光物質為苯環(huán)丁烯 (Bezocyloutene)或雙氣基酉昆(Diazonaphthoquinone)。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極構造為一柵極電極、一源極電極或一顯示電極。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料以一涂覆方式形成于半導體層上。在本發(fā)明的一實施例中，前述的半導體層形成于電極材料的上方。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料形成于半導體層的上方。本發(fā)明的另一目的是提供一種薄膜晶體管元件的制造方法，此方法包含以下步驟提供一基板；形成一半導體層于基板上；將具有感光性的一電極材料形成于基板上；遮住電極材料的第二部分而對露出的一第一部分進行曝光；以及移除電極材料的第二部分而留下第一部分而形成薄膜晶體管元件的一電極構造。在本發(fā)明的一實施例中，前述的薄膜晶體管元件的制造方法更包含以下步驟形成一絕緣層于電極材料上。在本發(fā)明的一實施例中，前述的半導體層為非晶硅(amorphous silicon)或氧化金屬半導體材料。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料包含一金屬材質，金屬材質為金(Au)、銀 (Ag)或鎳(Ni)。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料包含一感光物質，感光物質為苯環(huán)丁烯 (Bezocyloutene)或雙氣基酉昆(Diazonaphthoquinone)。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極構造為一柵極電極、一源極電極或一顯示電極。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料以一涂覆方式形成于半導體層上。在本發(fā)明的一實施例中，前述的半導體層形成于電極材料的上方。在本發(fā)明的一實施例中，前述的電極材料形成于半導體層的上方。由上可知，本發(fā)明于基板上使用具有感光性的金屬材料，因此后續(xù)對電極構造或非電極構造部分進行選擇性的曝光步驟后，只要再通過顯影的步驟便可以完成薄膜晶體管元件的制造，徹底改善了現(xiàn)有技術必須通過復雜的光阻涂覆、薄膜蝕刻、光阻去除等步驟才能定義電極圖樣的種種缺點。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖Ia至圖Ig為現(xiàn)有技術生產薄膜晶體管元件制程中關于金屬導線制作流程的示意圖。圖加及圖2b為薄膜晶體管組件采用下柵極結構的示意圖。圖2c為薄膜晶體管組件采用上柵極結構的示意圖。圖3a為本發(fā)明所提供的第一實施例的薄膜晶體管元件制造方法的流程圖。圖北至圖3f為根據(jù)本發(fā)明所提出的第一實施例的制造方法應用于生產薄膜晶體管元件制程中關于制造金屬電極構造部分的示意圖。圖如為本發(fā)明所提供的第二實施例的薄膜晶體管元件制造方法的流程圖。圖4b及圖如為根據(jù)本發(fā)明所提出的第二實施例的制造方法應用于生產薄膜晶體管元件制程中關于制造金屬電極構造部分的示意圖。主要元件符號說明101、201、301 基板103 微納米金屬材料105 光阻S211 S219、S311 S319 步驟202,302 半導體層203、303:電極材料204:介電層
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的薄膜晶體管元件制造方法其具體實施方式
、方法、 步驟、結構、特征及功效，詳細說明如后。有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效有一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。請參考圖加及圖2b，其為薄膜晶體管組件采用下柵極結構的示意圖，相較于圖加及圖2b，圖2c的薄膜晶體管組件采用的是上柵極結構。盡管架構略有不同，但可以看出半導體層202、電極材料203、介電層204均形成于基板201的上方。在圖加的各材料層中，除了最底層的基板201夕卜，由下而上的順序分別為以電極材料203所形成的柵極、介電層204、半導體層202，以及電極材料203所形成的源極與漏極。在圖2b的各材料層中，基板201的上方分別為以電極材料203所形成的柵極、介電層204、電極材料203所形成的源極與柵極，以及半導體層202。相較于圖加，此圖式的半導體層202覆蓋于利用電極材料203實現(xiàn)的源極與漏極。至于圖2c各材料層的形成順序則是最底層的基板201、以電極材料203所形成的源極與漏極、介電層204、半導體層202，以及電極材料203所形成的柵極。此圖式與前兩者的主要差異在于柵極形成于最上方，因此稱為上柵極結構。
簡單來說，無論各材料層間采用的是下柵極結構或上柵極結構，本發(fā)明所提出的薄膜晶體管元件制造方法均可以適用。這是因為本發(fā)明著重的是如何將各種電極構造以具有感旋光性的電極材料形成于基板上，而電極材料與其他材質的堆疊方式則屬于搭配時的變化。以下關于本發(fā)明的應用可以根據(jù)蝕刻所移除的部分是否為形成電極構造的部分而區(qū)分為圖3與圖4兩個實施例。其中圖3所示的第一實施例是將形成電極構造的第一部分保留而不予以曝光，并搭配蝕刻等方式將曝光過后的非電極構造的第二部分加以移除的作法；圖4所示的第二實施例則是對形成電極構造的第一部分進行曝光，接著搭配蝕刻等方式將未經曝光的非電極構造的第二部分加以移除的作法。請參考圖3a，其為本發(fā)明所提供的第一實施例的薄膜晶體管元件制造方法的流程圖。本發(fā)明所提出的第一實施例的薄膜晶體管元件制造方法包含以下步驟提供基板(步驟S211)；形成半導體層于基板上方(步驟S213)；將具有感光性的電極材料形成于基板上方(步驟S215)；遮住電極材料的第一部分而對露出的第二部分進行曝光(步驟S217)； 以及移除電極材料的第二部分而留下第一部分而形成薄膜晶體管元件的電極構造(步驟 S219)。附帶說明的是，此處的半導體層與電極材料在基板上形成的先后順序并不需要被限定。簡言之，本發(fā)明是改善電極構造的形成方式，因此無論薄膜晶體管組件采用的是何種架構，均可以搭配本發(fā)明所提出的制造方法。請參考圖北至圖2f，其為根據(jù)本發(fā)明所提出的第一實施例的制造方法應用于生產薄膜晶體管元件制程中關于制造金屬電極構造部分的示意圖。為了簡化說明，在此較佳實施例中，是以先形成半導體層、后形成電極材料的順序為例，但是類似的作法仍可被應用在先形成電極材料于基板上的情況。在圖北中首先利用玻璃等材質提供基板201 ；接著如圖3c所示，在基板上201形成半導體層202 ；并在后續(xù)圖3d的步驟中將具有感光性的電極材料203涂覆于半導體層 202上；將具有感光性的電極材料203利用光阻涂覆機(Spin Coater)形成于半導體層202 上后，再如圖3d所示，將希望用以形成電極構造的第一部分予以遮蔽后，將其進行曝光；圖 3e通過曝光的過程讓非電極構造的第二部分上的感光性電極材料203發(fā)生感光反應后；最后再對曝光后的薄膜晶體管元件進行顯影，進而完成如圖3f所示的具有電極構造的薄膜晶體管元件。如此一來，不但省去現(xiàn)有技術必須經過氣相沉積高溫鍍膜的制程，也節(jié)省了后續(xù)的蝕刻制程。請參考圖如，其為本發(fā)明所提供的第二實施例的薄膜晶體管元件制造方法的流程圖。由于形成半導體層與電極材料的順序并不影響本發(fā)明利用具有感光性質的電極材料形成電極構造的構想，因此以下的較佳實施例是以電極材料形成于半導體層上方的構造為例，但是類似的作法仍可被應用在先形成電極材料、后形成半導體層于基板上方的情況，因此無論采用的是圖加至圖2c中的哪一種結構均可以采用本發(fā)明所提出的制造方法。本發(fā)明所提出的第二實施例的薄膜晶體管元件制造方法包含以下步驟提供基板(步驟S311)；形成半導體層于基板上方(步驟S313)；將具有感光性的電極材料形成于基板上方(步驟S315)；遮住電極材料的第二部分而對露出的第一部分進行曝光(步驟 S317)；以及移除電極材料的第二部分而留下第一部分而形成薄膜晶體管元件的電極構造(步驟 S319)。請參考圖4b及圖4c，其為根據(jù)本發(fā)明所提出的第二實施例的制造方法應用于生產薄膜晶體管元件制程中關于制造金屬電極構造部分的示意圖。由于本發(fā)明所提出的兩個實施例的薄膜晶體管元件制造方法的初始流程相當類似，因此關于在基板301上形成半導體層302與涂覆具有感光性的電極材料303等步驟便不再予以贅述。在圖4b中，將非用以形成電極構造的第二部分予以遮蔽，并讓形成電極構造的第一部分的具有感光性的電極材料進行曝光后，半導體層上的電極材料將根據(jù)電極構造的實體分布而形成兩種材質，接著再利用顯影等方式將非電極構造的部分(即第二部分)予以移除后，便形成如圖4c所示的具有電極構造的薄膜晶體管元件。本發(fā)明中具有感光性的電極材料可以是將微納米金屬材質與感光物質混合后所形成，并以涂覆的方式形成于半導體層上。在形成具有感光性的電極材料中，金屬材質可為金(Au)、銀(Ag)、鎳(Ni)等各類金屬，而感光物質可利用苯環(huán)丁烯(BezocyIoutene，簡稱為 BCB)、雙氮基醌(Diazonaphthoquinone，簡稱為DNQ)等感光材料。當然，實際應用時，金屬材質與感光物質的選擇并不以上述列舉者為限，凡是能夠提供具有感光性的材料均可以為本發(fā)明中用以形成電極構造的電極材料。而根據(jù)本發(fā)明的方法所形成的電極構造可以被用來作為柵極電極、源極電極或顯示電極。另一方面，用來對具有感光性的電極材料進行曝光的過程則可以通過重復步進曝光機來進行。除了利用具有感光性的電極材料形成電極構造于半導體層與基板上外，在電極材料的上方還可以進一步形成絕緣層于其上。至于形成于基板與電極構造間的半導體層則可為非晶硅(amorphoussilicon， 簡稱為a-Si)、氧化金屬半導體(oxide metal semiconductor)材料，如銦鎵鋅氧化物 (IGZO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide，簡稱為IZ0)、氧化鋅(Zn Oxide)、鎂鋅氧化物 (Mg-Zn Oxide)、鎘鋅氧化物(Cd-Zn Oxide)、氧化鎘(Cd Oxide)等。換句話說，依據(jù)本發(fā)明所提出的技術，可以讓整個薄膜晶體管元件的制造過程全部在黃光區(qū)里完成，讓薄膜晶體管元件的制程得以大幅簡化而讓產能得以提升，而且全部的制程均能在相對較低的溫度(低于攝氏200度)環(huán)境中進行，以減少制造過程的不便。將本發(fā)明作法與現(xiàn)有技術相比較，可以清楚的看出，本發(fā)明的作法因為使用具有感光性的微納米金屬材料于基板上，因此后續(xù)對電極構造或非電極構造部分進行選擇性的曝光步驟后，只要再通過顯影的步驟便可以完成薄膜晶體管元件的制造，徹底改善了現(xiàn)有技術必須通過復雜的光阻涂覆、薄膜蝕刻、光阻去除等步驟才能定義電極圖樣的種種缺點。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種薄膜晶體管元件的制造方法，所述制造方法包含以下步驟 提供一基板；形成一半導體層于所述基板上方； 將具有感光性的一電極材料形成于所述基板上方； 遮住所述電極材料的第一部分而對露出的一第二部分進行曝光；以及移除所述電極材料的所述第二部分而留下所述第一部分而形成薄膜晶體管元件的一電極構造。
2.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述半導體層為非晶硅或氧化金屬半導體材料。
3.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極材料包含一金屬材質，所述金屬材質為金、銀或鎳。
4.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極材料包含一感光物質，所述感光物質為苯環(huán)丁烯或雙氮基醌。
5.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極構造為一柵極電極、一源極電極或一顯示電極。
6.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述半導體層形成于所述電極材料的上方。
7.根據(jù)權利要求1所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極材料形成于所述半導體層的上方。
8.一種薄膜晶體管元件的制造方法，所述制造方法包含以下步驟 提供一基板；形成一半導體層于所述基板上方； 將具有感光性的一電極材料形成于所述基板上方； 遮住所述電極材料的第二部分而對露出的一第一部分進行曝光；以及移除所述電極材料的所述第二部分而留下所述第一部分而形成薄膜晶體管元件的一電極構造。
9.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述半導體層為非晶硅或氧化金屬半導體材料。
10.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極材料包含一金屬材質，所述金屬材質為金、銀或鎳。
11.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極材料包含一感光物質，所述感光物質為苯環(huán)丁烯或雙氮基醌。
12.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管元件制造方法，其特征是所述電極構造為一柵極電極、一源極電極或一顯示電極。
13.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管組件制造方法，其特征是所述半導體層形成于所述電極材料的上方。
14.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管組件制造方法，其特征是所述電極材料形成于所述半導體層的上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管元件的制造方法，其包含以下步驟提供一基板；形成一半導體層于基板上方；將具有感光性的一電極材料形成于基板上方；遮住電極材料的第一部分而對露出的一第二部分進行曝光；以及移除電極材料的第二部分而留下第一部分而形成薄膜晶體管元件的一電極構造。本發(fā)明薄膜晶體管元件的制造方法可使得薄膜晶體管元件的制程得以大幅簡化。
文檔編號H01L21/336GK102456573SQ20101051611
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者葉佳俊, 唐文忠, 彭堯, 蔡耀州 申請人:元太科技工業(yè)股份有限公司