專利名稱：薄膜晶體管、畫素結(jié)構(gòu)及其制造方法
薄膜晶體管、畫素結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請案是有關(guān)于一種薄膜晶體管、畫素結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種具有氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管、畫素結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，體積龐大的陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器已經(jīng)漸漸地走入歷史，因此液晶顯示器(Liquid Crystal Display，IXD)、有機(jī)電激發(fā)光顯示器、場發(fā)射顯示器(Field Emission Display, FED)、等離子體顯示器(Plasma Display Panel, PDP)等平面顯示器已成為顯示器的主流，其中又以液晶顯示器最為普及化。在目前最為普及的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)中，薄膜晶體管本身的信賴性(reliability)直接影響了薄膜晶體管液晶顯示器的制造良率。是以，如何進(jìn)一步提升薄膜晶體管的制造良率，實(shí)為目前研發(fā)的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容本申請案提供一種薄膜晶體管及其制造方法，以有效改善薄膜晶體管的制造良率。本申請案另提供一種畫素結(jié)構(gòu)及其制造方法，以有效改善畫素結(jié)構(gòu)的制造良率。本申請案提供一種薄膜晶體管，其包括一柵極、一氧化物半導(dǎo)體層、一柵介電層、 一源極以及一漏極。柵介電層位于氧化物半導(dǎo)體層與柵極之間，而源極以及漏極分別與氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，其中源極與漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁，且氧化物半導(dǎo)體層覆蓋部分階梯狀側(cè)壁。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的柵極與柵介電層配置于一基板上，柵介電層覆蓋柵極，而源極與漏極配置于柵介電層上，且氧化物半導(dǎo)體層覆蓋部分柵介電層、部分源極以及部分漏極。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅 (Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZ0)、氧化鋅(SiO)、氧化錫(SnO)、氧化銦鋅(Indium-Zinc Oxide，ΙΖ0)、氧化鎵鋅(Gallium-Zinc Oxide，GZ0)、氧化鋅錫(Zinc-Tin Oxide, ΖΤ0)或氧化銦錫 Gndium-Tin Oxide, ΙΤ0)。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的氧化物半導(dǎo)體層的厚度小于源極與漏極的厚度。舉例而言，氧化物半導(dǎo)體層的厚度系介于100A與2000A之間，而源極與漏極的厚度系介于200A與20000A之間。本申請案另提供一種畫素結(jié)構(gòu)，其包括一薄膜晶體管與一畫素電極。薄膜晶體管包括一柵極、一氧化物半導(dǎo)體層、一柵介電層、一源極以及一漏極。柵介電層位于氧化物半導(dǎo)體層與柵極之間。源極以及漏極分別與氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，且源極與漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁。畫素電極與漏極電性連接，且畫素電極覆蓋部分階梯狀側(cè)壁。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的柵極與柵介電層配置于一基板上，柵介電層覆蓋柵極，而氧化物半導(dǎo)體層配置于柵介電層上，且源極與漏極覆蓋部分氧化物半導(dǎo)體層與部分柵介電層。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的氧化物半導(dǎo)體層與柵介電層配置于一基板上， 柵介電層覆蓋氧化物半導(dǎo)體層，而柵極配置于柵介電層上，且源極以及漏極分別與部分氧化物半導(dǎo)體層接觸。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的畫素結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括一覆蓋柵極與柵介電層的絕緣層，其中柵介電層與絕緣層中具有多個(gè)接觸開口，以將部分氧化物半導(dǎo)體層暴露，而源極與漏極通過接觸開口與部分氧化物半導(dǎo)體層接觸。本申請案提供一種薄膜晶體管的制造方法，其包括下列步驟。首先，于一基板上依序形成一柵極與一柵介電層，其中柵介電層覆蓋柵極。接著，于柵介電層上形成一源極與一漏極，源極與漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁。之后，于柵介電層上形成一氧化物半導(dǎo)體層，以覆蓋源極與漏極的部分階梯狀側(cè)壁，其中源極與漏極分別與氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸。在本申請案的一實(shí)施例中，形成具有階梯狀側(cè)壁的源極與漏極的方法包括下列步驟。首先，于柵介電層上形成一導(dǎo)電材料層。接著，于導(dǎo)電材料層上形成一圖案化光阻層， 以將部分導(dǎo)電材料層暴露。之后，以圖案化光阻層為罩幕，移除未被圖案化光阻層覆蓋的部分導(dǎo)電材料層，以于導(dǎo)電材料層中形成一凹陷圖案。接著，移除部分圖案化光阻層，以形成一殘余圖案化光阻層，其中殘余圖案化光阻層進(jìn)一步暴露出原本被圖案化光阻層所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層。之后，以殘余圖案化光阻層為罩幕，移除未被殘余圖案化光阻層覆蓋的部分導(dǎo)電材料層直到部分柵介電層被暴露出來為止，以形成階梯狀側(cè)壁。在本申請案的一實(shí)施例中，形成具有階梯狀側(cè)壁的源極與漏極的方法包括下列步驟(a)于柵介電層上形成一導(dǎo)電材料層；(b)于導(dǎo)電材料層上形成一圖案化光阻層，以將部分導(dǎo)電材料層暴露；(c)以圖案化光阻層為罩幕，移除未被圖案化光阻層覆蓋的部分導(dǎo)電材料層，以于導(dǎo)電材料層中形成一凹陷圖案；(d)移除部分圖案化光阻層，以形成一殘余圖案化光阻層，其中殘余圖案化光阻層進(jìn)一步暴露出原本被圖案化光阻層所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層；(e)以殘余圖案化光阻層為罩幕，移除未被殘余圖案化光阻層覆蓋的部分導(dǎo)電材料層；以及(f)重復(fù)步驟(d) (e)，直到部分柵介電層被暴露出來為止，以形成階梯狀側(cè)壁。在本申請案的一實(shí)施例中，形成具有階梯狀側(cè)壁的源極與漏極的方法包括下列步驟首先，于柵介電層上形成一導(dǎo)電材料層。接著，于導(dǎo)電材料層上形成一半調(diào)式圖案化光阻層，以將部分導(dǎo)電材料層暴露，其中半調(diào)式圖案化光阻層具有階梯狀側(cè)壁。之后，以半調(diào)式圖案化光阻層為罩幕，移除未被半調(diào)式圖案化光阻層覆蓋的部分導(dǎo)電材料層，直到部分柵介電層被暴露出來為止。本申請案提供一種畫素結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括下列步驟。首先，于一基板上形成一薄膜晶體管，其中薄膜晶體管包括一柵極、一氧化物半導(dǎo)體層、一柵介電層、一源極以及一漏極，柵介電層位于氧化物半導(dǎo)體層與柵極之間，而源極以及漏極分別與氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，且源極與漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁。接著，形成一與漏極電性連接的畫素電極，其中畫素電極覆蓋部分階梯狀側(cè)壁。在本申請案的一實(shí)施例中，形成薄膜晶體管的方法包括下列步驟。首先，于基板上依序形成柵極與柵介電層，其中柵介電層覆蓋柵極。接著，于柵介電層上形成氧化物半導(dǎo)體層。之后，于部分氧化物半導(dǎo)體層與部分柵介電層上形成源極與漏極。在本申請案的一實(shí)施例中，形成薄膜晶體管的方法包括下列步驟首先，于基板上依序形成氧化物半導(dǎo)體層與柵介電層，其中柵介電層覆蓋氧化物半導(dǎo)體層。接著，于柵介電層上形成柵極。之后，于柵極與柵介電層上形成一絕緣層，其中柵介電層與絕緣層中具有多個(gè)接觸開口，以將部分氧化物半導(dǎo)體層暴露。接著，于絕緣層上形成源極與漏極，其中源極與漏極通過接觸開口與部分氧化物半導(dǎo)體層接觸。在本申請案的一實(shí)施例中，前述的畫素電極的材質(zhì)例如為氧化銦鋅或氧化銦錫。在本申請案中，具有階梯狀側(cè)壁的源極與漏極可以有效改善薄膜晶體管與畫素結(jié)構(gòu)的制造良率。為讓本申請案的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

圖1本申請案的薄膜晶體管的制造流程示意圖。圖2A至圖2F為本申請案第一實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的制造流程剖面示意圖。圖3A至圖3G為本申請案第二實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的制造流程剖面示意圖。圖4為本申請案第三實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖5為本申請案第四實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。主要組件符號(hào)說明SUB 基板G:柵極GI 柵介電層C:導(dǎo)電材料層PR:圖案化光阻層PR’、PR” 殘余圖案化光阻層R、R，、R，，凹陷圖案Sffl、SW2、Sff 階梯狀側(cè)壁S 源極D 漏極SE 氧化物半導(dǎo)體層TFT、TFT1、TFT2 薄膜晶體管HIPR 半調(diào)式圖案化光阻層HTPR'、HTPR” 半調(diào)式殘余圖案化光阻層P1、P2:畫素結(jié)構(gòu)PE:畫素電極IN 絕緣層
具體實(shí)施方式
圖1本申請案的薄膜晶體管的制造流程示意圖。請參照圖1，本申請案的薄膜晶體管的制造方法包括下列步驟SllO S130。首先，于一基板上依序形成一柵極與一柵介電層，其中柵介電層覆蓋柵極(步驟S110)。接著，于柵介電層上形成一源極與一漏極，源極與漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁(步驟S120)。之后，于柵介電層上形成一氧化物半導(dǎo)體層，以覆蓋源極與漏極的部分階梯狀側(cè)壁，其中源極與漏極分別與氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸(步驟S130)。以下將通過第一實(shí)施例以及第二實(shí)施例針對(duì)步驟前述的步驟Sl 10 S130進(jìn)行詳細(xì)的描述。第一實(shí)施例圖2A至圖2F為本申請案第一實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的制造流程剖面示意圖。請參照圖1與圖2A，首先，于基板SUB上依序形成一柵極G與一柵介電層GI，其中柵介電層GI覆蓋柵極G(即步驟S110)。在本實(shí)施例中，柵極G例如系通過一道微影蝕刻制程所制成，其材質(zhì)包括金屬、合金或其它導(dǎo)電材料。此外，柵介電層GI例如系通過化學(xué)氣相沉積的方式形成于基板SUB上，以覆蓋住柵極G。在本實(shí)施例中，柵介電層GI的材質(zhì)例如為氧化硅、氮化硅或其它介電材料。請參照圖2A與圖2E，在完成柵介電層GI (繪示于圖2A)的制作之后，進(jìn)行具有階梯狀側(cè)壁SWl的源極S與具有階梯狀側(cè)壁SW2的漏極D的制作(繪示于圖2E)，即步驟S120。首先，請參照圖2A，于柵介電層GI上形成一導(dǎo)電材料層C。接著，于導(dǎo)電材料層C 上形成一圖案化光阻層冊，以將部分導(dǎo)電材料層C暴露。在本實(shí)施例中，前述的圖案化光阻層I3R系將柵極G上方的部分導(dǎo)電材料層C暴露。此外，圖案化光阻層ra例如系通過曝光顯影的方式形成，本實(shí)施例不限定圖案化光阻層PR的材質(zhì)。接著請參照圖2B，以圖案化光阻層ra為罩幕，移除未被圖案化光阻層ra覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C，以于導(dǎo)電材料層C中形成一凹陷圖案R。在本實(shí)施例中，凹陷圖案R的深度小于導(dǎo)電材料層C的厚度。接著請參照圖2C，移除部分圖案化光阻層ra(繪示于圖2B)，以形成一殘余圖案化光阻層PR’，其中殘余圖案化光阻層PR’除了將凹陷圖案R(繪示于圖2B)暴露之外，還會(huì)進(jìn)一步暴露出原本被圖案化光阻層PR(繪示于圖2B)所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C。在本實(shí)施例中，移除部分圖案化光阻層PR以形成殘余圖案化光阻層PR’的方法例如為等離子體灰化 (plasmaashing)或是其它能夠移除光阻材料的制程。值得注意的是，在以等離子體灰化的方式移除部分圖案化光阻層PR的過程中，圖案化光阻層PR的厚度與寬度都會(huì)被縮減。換言的，殘余圖案化光阻層PR’的厚度與寬度皆會(huì)小于圖案化光阻層PR(繪示于圖2B)，故可以進(jìn)一步暴露出原本被圖案化光阻層PR(繪示于圖2B)所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C。接著請參照圖2D，以殘余圖案化光阻層PR’為罩幕，移除未被殘余圖案化光阻層 PR’覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C，以于導(dǎo)電材料層C中形成一凹陷圖案R’。此時(shí)，凹陷圖案R’ 的深度仍小于導(dǎo)電材料層C的厚度。換言之，凹陷圖案R’尚未將柵介電層GI暴露出來。接著請參照圖2E，移除部分殘余圖案化光阻層HT (繪示于圖2D)，以形成一殘余圖案化光阻層冊”，其中殘余圖案化光阻層PR”除了將凹陷圖案R’(繪示于圖2D)暴露之外，還進(jìn)一步暴露出原本被殘余圖案化光阻層HT (繪示于圖2D)所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層 C。接著，以殘余圖案化光阻層PR”為罩幕，移除未被殘余圖案化光阻層TO”覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C，以于導(dǎo)電材料層C中形成一凹陷圖案R”。此時(shí)，部分柵介電層GI被暴露出來， 而導(dǎo)電材料層C(繪示于圖2D)則被圖案化為具有階梯狀側(cè)壁SWl的源極S以及具有階梯狀側(cè)壁SW2的漏極D。承上述，在形成源極S與漏極D時(shí)，本實(shí)施例并不限定必須進(jìn)行3階段的移除程序(圖2B、圖2D、圖2E)，本實(shí)施例亦可僅進(jìn)行2階段的移除程序或是η階段的移除程序 (η彡4)，以完成源極S與漏極D的制作。接著請參照圖2F，在形成源極S與漏極D之后，于柵介電層GI上形成一氧化物半導(dǎo)體層SE，以覆蓋源極S的部分階梯狀側(cè)壁SWl與漏極D的部分階梯狀側(cè)壁SW2，其中源極 S與漏極D分別與氧化物半導(dǎo)體層SE的不同部分接觸(即步驟S130)。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體層SE的材質(zhì)例如為氧化銦鎵鋅、氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅、氧化鎵鋅、氧化鋅錫或氧化銦錫。在氧化物半導(dǎo)體層SE制作完成之后，本實(shí)施例的薄膜晶體管TFT便已制作完成。參照繼續(xù)圖2F，本實(shí)施例的薄膜晶體管TFT包括一柵極G、一氧化物半導(dǎo)體層SE、 一柵介電層GI、一源極S以及一漏極D。柵介電層GI位于氧化物半導(dǎo)體層SE與柵極G之間，而源極S以及漏極D分別與氧化物半導(dǎo)體層SE的不同部分接觸，其中源極S與漏極D 分別具有一階梯狀側(cè)壁SW1、SW2，且氧化物半導(dǎo)體層SE覆蓋部分階梯狀側(cè)壁SW1、SW2。詳言之，前述的柵極G與柵介電層GI配置于基板SUB上，柵介電層GI覆蓋柵極G，而源極S與漏極D配置于柵介電層GI上，且氧化物半導(dǎo)體層SE覆蓋于部分柵介電層GI、部分源極S以及部分漏極D上。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體層SE的厚度系小于源極S與漏極D的厚度。舉例而言，氧化物半導(dǎo)體層SE的厚度系介于100Α與2000Α之間，而源極S與漏極D的厚度系介于 2000Α 與 20000Α 之間。值得注意的是，此領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以進(jìn)一步在此薄膜晶體管TFT上形成保護(hù)層(未繪示)，以增進(jìn)組件的信賴性。此外，若要將本實(shí)施例的薄膜晶體管TFT應(yīng)用于顯示面板領(lǐng)域中，可進(jìn)一步制作與漏極D電性連接的畫素電極(未繪示)。第二實(shí)施例圖3Α至圖3G為本申請案第二實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的制造流程剖面示意圖。請參照圖1與圖3Α，首先，于基板SUB上依序形成一柵極G與一柵介電層GI，其中柵介電層GI覆蓋柵極G(即步驟S110)。在本實(shí)施例中，柵極G例如系通過一道微影蝕刻制程所制成，其材質(zhì)包括金屬、合金或其它導(dǎo)電材料。此外，柵介電層GI例如系通過化學(xué)氣相沉積的方式形成于基板SUB上，以覆蓋住柵極G。在本實(shí)施例中，柵介電層GI的材質(zhì)例如為氧化硅、氮化硅或其它介電材料。請參照圖3A與圖3F，在完成柵介電層GI (繪示于圖3A)的制作之后，進(jìn)行具有階梯狀側(cè)壁SWl的源極S與具有階梯狀側(cè)壁SW2的漏極D的制作(繪示于圖3F)，即步驟S120。首先，請參照圖3A，于柵介電層GI上形成一導(dǎo)電材料層C。接著，于導(dǎo)電材料層C 上形成一半調(diào)式圖案化光阻層HIPR，以將部分導(dǎo)電材料層C暴露，其中半調(diào)式圖案化光阻層HIPR具有階梯狀側(cè)壁SW。在本實(shí)施例中，前述半調(diào)式的圖案化光阻層HIPR系將柵極G 上方的部分導(dǎo)電材料層C暴露。此外，半調(diào)式圖案化光阻層HIPR例如系通過半調(diào)式光罩搭配曝光顯影的方式所形成，本實(shí)施例不限定半調(diào)式圖案化光阻層HTPR的材質(zhì)。
接著請參照圖3B，以半調(diào)式圖案化光阻層HIPR為罩幕，移除未被半調(diào)式圖案化光阻層HIPR覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C，以于導(dǎo)電材料層C中形成一凹陷圖案R。在本實(shí)施例中，凹陷圖案R的深度小于導(dǎo)電材料層C的厚度。接著請參照圖3C，移除部分半調(diào)式圖案化光阻層HIPR(繪示于圖3B)，以形成一殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR’，其中殘余半調(diào)式圖案化光阻層HTPR’除了將凹陷圖案R(繪示于圖3B)暴露之外，還會(huì)進(jìn)一步暴露出原本被半調(diào)式圖案化光阻層HIPR(繪示于圖3B) 所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C。在本實(shí)施例中，移除部分半調(diào)式圖案化光阻層HTPR以形成殘余半調(diào)式圖案化光阻層HTPR’的方法例如為等離子體灰化(plasma ashing)或是其它能夠移除光阻材料的制程。值得注意的是，在以等離子體灰化的方式移除部分半調(diào)式圖案化光阻層HTPR的過程中，半調(diào)式圖案化光阻層HTPR的厚度與寬度都會(huì)被縮減。換言之，殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR’的厚度與寬度皆會(huì)小于圖案化光阻層PR(繪示于圖3B)，故可以進(jìn)一步暴露出原本被圖案化光阻層PR(繪示于圖3B)所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C。接著請參照圖3D，以殘余半調(diào)式圖案化光阻層HTPR’為罩幕，移除未被殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR’覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C，以于導(dǎo)電材料層C中形成一凹陷圖案R’。 此時(shí)，凹陷圖案R’的深度仍小于導(dǎo)電材料層C的厚度。換言之，凹陷圖案R’尚未將柵介電層GI暴露出來。接著請參照圖3E，移除部分殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR’ (繪示于圖3D)，以形成一殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR”，其中殘余半調(diào)式圖案化光阻層HTPR”除了將凹陷圖案R’(繪示于圖2D)暴露之外，還進(jìn)一步暴露出原本被殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR’(繪示于圖3D)所覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C。接著請參照圖3F，以殘余半調(diào)式圖案化光阻層HTPR”為罩幕，移除未被殘余半調(diào)式圖案化光阻層HIPR”覆蓋的部分導(dǎo)電材料層C，以于導(dǎo)電材料層C中形成一凹陷圖案R”。 此時(shí)，部分柵介電層GI被暴露出來，而導(dǎo)電材料層C(繪示于圖3E)則被圖案化為具有階梯狀側(cè)壁SWl的源極S以及具有階梯狀側(cè)壁SW2的漏極D。值得注意的是，階梯狀側(cè)壁SWl與階梯狀側(cè)壁SW2的輪廓是由半調(diào)式圖案化光阻層HTPR的階梯狀側(cè)壁SW所決定，此領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以適度地調(diào)整階梯狀側(cè)壁SW的輪廓，以獲得所需的階梯狀側(cè)壁SWl與階梯狀側(cè)壁SW2。接著請參照圖3G，在形成源極S與漏極D之后，于柵介電層GI上形成一氧化物半導(dǎo)體層SE，以覆蓋源極S的部分階梯狀側(cè)壁SWl與漏極D的部分階梯狀側(cè)壁SW2，其中源極 S與漏極D分別與氧化物半導(dǎo)體層SE的不同部分接觸(即步驟S130)。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體層SE的材質(zhì)例如為氧化銦鎵鋅、氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅、氧化鎵鋅、氧化鋅錫或氧化銦錫。在氧化物半導(dǎo)體層SE制作完成之后，本實(shí)施例的薄膜晶體管TFT便已制作完成。值得注意的是，此領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以進(jìn)一步在此薄膜晶體管TFT上形成保護(hù)層(未繪示)，以增進(jìn)組件的信賴性。此外，若要將本實(shí)施例的薄膜晶體管TFT應(yīng)用于顯示面板領(lǐng)域中，可進(jìn)一步制作與漏極D電性連接的畫素電極(未繪示)。在上述第一、第二實(shí)施例的薄膜晶體管TFT中，由于源極S具有階梯狀側(cè)壁SW1，且漏極D的具有階梯狀側(cè)壁SW2，故覆蓋于階梯狀側(cè)壁SWl與階梯狀側(cè)壁SW2上的氧化物半導(dǎo)體層SE具有較佳的階梯覆蓋率(stepcoverage)，不容易發(fā)生斷裂的問題。
須特別注意的是，在上述各實(shí)施例中，源極S和漏極D的下表面大體均為平坦表面，而其的階梯狀側(cè)壁SWl與階梯狀側(cè)壁SW2系分別為源極S和漏極D本身具有的，而不是依據(jù)其它不平坦的下層結(jié)構(gòu)所間接形成的。第三實(shí)施例圖4為本申請案第三實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參照圖4，本實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)Pl包括一薄膜晶體管TFTl與一畫素電極PE。薄膜晶體管TFTl包括一柵極G、一氧化物半導(dǎo)體層SE、一柵介電層GI、一源極S以及一漏極D。柵介電層GI位于氧化物半導(dǎo)體層SE與柵極G之間。源極S以及漏極D分別與氧化物半導(dǎo)體層SE的不同部分接觸，且源極S與漏極D分別具有一階梯狀側(cè)壁SW1、SW2。畫素電極PE與漏極D電性連接，且畫素電極PE覆蓋漏極D的部分階梯狀側(cè)壁SW2。如圖4所示，本實(shí)施例的柵極G與柵介電層GI 配置于基板SUB上，柵介電層GI覆蓋柵極G，而氧化物半導(dǎo)體層SE配置于柵介電層GI上， 且源極S與漏極D覆蓋部分氧化物半導(dǎo)體層SE與部分柵介電層GI。從圖4可知，本實(shí)施例先于基板SUB上制作出薄膜晶體管TFTl之后，才進(jìn)行畫素電極PE的制作。此外，本實(shí)施例的薄膜晶體管TFTl為底柵極型態(tài)的薄膜晶體管，而其制作方法例如先于基板SUB上依序形成柵極G與柵介電層GI，再于柵介電層GI上形成氧化物半導(dǎo)體層SE，接著于部分氧化物半導(dǎo)體層SE與部分柵介電層GI上形成源極S與漏極D。由于源極S具有階梯狀側(cè)壁SW1，且漏極D的具有階梯狀側(cè)壁SW2，故覆蓋于階梯狀側(cè)壁SWl與階梯狀側(cè)壁SW2上的畫素電極PE具有較佳的階梯覆蓋率，不容易發(fā)生斷裂的問題。第四實(shí)施例圖5為本申請案第四實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參照圖4與圖5，本實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)P2與第三實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)Pl類似，惟二者主要差異之處在于本實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)P2中采用頂電極型態(tài)的薄膜晶體管TFT2。詳言的，在薄膜晶體管TFT2中，氧化物半導(dǎo)體層SE與柵介電層GI配置于基板SUB上，柵介電層GI覆蓋氧化物半導(dǎo)體層SE，而柵極G配置于柵介電層GI上，且源極S以及漏極D分別與部分氧化物半導(dǎo)體層SE接觸。此外，本實(shí)施例的畫素結(jié)構(gòu)P2可進(jìn)一步包括一覆蓋柵極G與柵介電層GI的絕緣層IN，其中柵介電層GI與絕緣層GI中具有多個(gè)接觸開口 W，以將部分氧化物半導(dǎo)體層SE暴露，而源極S 與漏極D通過接觸開口 W與部分氧化物半導(dǎo)體層SE接觸。從圖5可清楚得知，本實(shí)施例的薄膜晶體管TFT2的制作方法例如系先于基板SUB 上依序形成氧化物半導(dǎo)體層SE與柵介電層GI，再于柵介電層GI上形成柵極G，接著于柵極 G與柵介電層GI上形成一絕緣層IN，并于柵介電層GI與絕緣層IN中形成多個(gè)接觸開口 W， 以將部分氧化物半導(dǎo)體層SE暴露。最后，于絕緣層IN上形成源極S與漏極D，并使源極S 與漏極D通過接觸開口 W與部分氧化物半導(dǎo)體層SE接觸。由于源極S具有階梯狀側(cè)壁SW1，且漏極D的具有階梯狀側(cè)壁SW2，故覆蓋于階梯狀側(cè)壁SWl與階梯狀側(cè)壁SW2上的畫素電極PE具有較佳的階梯覆蓋率，不容易發(fā)生斷裂的問題。在前述第一、第二、第三、第四實(shí)施例中，具有階梯狀側(cè)壁的源極與漏極可以有效改善薄膜晶體管與畫素結(jié)構(gòu)的制造良率。雖然本申請案已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本申請案，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本申請案的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本申請案的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，包括一柵極；一氧化物半導(dǎo)體層；一柵介電層，位于該氧化物半導(dǎo)體層與該柵極之間；以及一源極與一漏極，分別與該氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，其中該源極與該漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁，且該氧化物半導(dǎo)體層覆蓋部分該階梯狀側(cè)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該柵極與該柵介電層配置于一基板上，該柵介電層覆蓋該柵極，而該源極與該漏極配置于該柵介電層上，且該氧化物半導(dǎo)體層覆蓋部分該柵介電層、部分該源極以及部分該漏極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅、氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅、氧化鎵鋅、氧化鋅錫或氧化銦錫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該氧化物半導(dǎo)體層的厚度小于該源極與該漏極的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其特征在于，該氧化物半導(dǎo)體層的厚度介于 100A與2000A之間，而該源極與該漏極的厚度介于2000A與20000A之間。
6.一種畫素結(jié)構(gòu)，包括一薄膜晶體管，包括一柵極；一氧化物半導(dǎo)體層；一柵介電層，位于該氧化物半導(dǎo)體層與該柵極之間；以及一源極與一漏極，分別與該氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，其中該源極與該漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁；以及一畫素電極，與該漏極電性連接，其中該畫素電極覆蓋部分該階梯狀側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的畫素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該柵極與該柵介電層配置于一基板上，該柵介電層覆蓋該柵極，而該氧化物半導(dǎo)體層配置于該柵介電層上，且該源極與該漏極覆蓋部分該氧化物半導(dǎo)體層與部分該柵介電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的畫素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該氧化物半導(dǎo)體層與該柵介電層配置于一基板上，該柵介電層覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層，而該柵極配置于該柵介電層上，且該源極與該漏極與部分該氧化物半導(dǎo)體層接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的畫素結(jié)構(gòu)，其特征在于，更包括一絕緣層覆蓋該柵極與該柵介電層，其中該柵介電層與該絕緣層中具有多個(gè)接觸開口，以將部分該氧化物半導(dǎo)體層暴露，而該源極與該漏極通過該些接觸開口與部分該氧化物半導(dǎo)體層接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的畫素結(jié)構(gòu)，其特征在于，氧化物半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅、氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅、氧化鎵鋅、氧化鋅錫或氧化銦錫。
11.一種薄膜晶體管的制造方法，包括于一基板上依序形成一柵極與一柵介電層，其中該柵介電層覆蓋該柵極；于該柵介電層上形成一源極與一漏極，其中該源極與該漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁；以及于該柵介電層上形成一氧化物半導(dǎo)體層，以覆蓋該源極與該漏極的部分該階梯狀側(cè)壁，其中該源極與該漏極分別與該氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，形成具有該階梯狀側(cè)壁的該源極與該漏極的方法包括于該柵介電層上形成一導(dǎo)電材料層；于該導(dǎo)電材料層上形成一圖案化光阻層，以將部分該導(dǎo)電材料層暴露；以該圖案化光阻層為罩幕，移除未被該圖案化光阻層覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層，以于該導(dǎo)電材料層中形成一凹陷圖案；移除部分該圖案化光阻層，以形成一殘余圖案化光阻層，其中該殘余圖案化光阻層進(jìn)一步暴露出原本被該圖案化光阻層所覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層；以該殘余圖案化光阻層為罩幕，移除未被該殘余圖案化光阻層覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層直到部分該柵介電層被暴露出來為止，以形成該階梯狀側(cè)壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，形成具有該階梯狀側(cè)壁的該源極與該漏極的方法包括(a)于該柵介電層上形成一導(dǎo)電材料層；(b)于該導(dǎo)電材料層上形成一圖案化光阻層，以將部分該導(dǎo)電材料層暴露；(c)以該圖案化光阻層為罩幕，移除未被該圖案化光阻層覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層，以于該導(dǎo)電材料層中形成一凹陷圖案；(d)移除部分該圖案化光阻層，以形成一殘余圖案化光阻層，其中該殘余圖案化光阻層進(jìn)一步暴露出原本被該圖案化光阻層所覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層；(e)以該殘余圖案化光阻層為罩幕，移除未被該殘余圖案化光阻層覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層；以及(f)重復(fù)步驟(d) (e)至少一次，直到部分該柵介電層被暴露出來為止，以形成該階梯狀側(cè)壁。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，形成具有該階梯狀側(cè)壁的該源極與該漏極的方法包括于該柵介電層上形成一導(dǎo)電材料層；于該導(dǎo)電材料層上形成一半調(diào)式圖案化光阻層，以將部分該導(dǎo)電材料層暴露，其中該半調(diào)式圖案化光阻層具有階梯狀側(cè)壁；以及以該半調(diào)式圖案化光阻層為罩幕，移除未被該半調(diào)式圖案化光阻層覆蓋的部分該導(dǎo)電材料層，直到部分該柵介電層被暴露出來為止。
15.一種畫素結(jié)構(gòu)的制造方法，包括于一基板上形成一薄膜晶體管，其中該薄膜晶體管包括一柵極、一氧化物半導(dǎo)體層、一柵介電層、一源極以及一漏極，該柵介電層位于該氧化物半導(dǎo)體層與該柵極之間，而該源極以及漏極分別與該氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，且該源極與該漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁；以及形成一與該漏極電性連接的畫素電極，其中該畫素電極覆蓋部分該階梯狀側(cè)壁。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的畫素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該薄膜晶體管的方法包括于該基板上依序形成該柵極與該柵介電層，其中該柵介電層覆蓋該柵極；于該柵介電層上形成該氧化物半導(dǎo)體層；以及于部分該氧化物半導(dǎo)體層與部分該柵介電層上形成該源極與該漏極。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的畫素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該薄膜晶體管的方法包括于該基板上依序形成該氧化物半導(dǎo)體層與該柵介電層，其中該柵介電層覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層；于該柵介電層上形成該柵極；于該柵極與該柵介電層上形成一絕緣層，其中該柵介電層與該絕緣層中具有多個(gè)接觸開口，以將部分該氧化物半導(dǎo)體層暴露；以及于該絕緣層上形成該源極與該漏極，其中該源極與該漏極通過該些接觸開口與部分該氧化物半導(dǎo)體層接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的畫素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該畫素電極的材質(zhì)包括氧化銦鋅或氧化銦錫。
全文摘要
一種薄膜晶體管，其包括一柵極、一氧化物半導(dǎo)體層、一柵介電層、一源極以及一漏極。柵介電層位于氧化物半導(dǎo)體層與柵極之間，而源極以及漏極分別與氧化物半導(dǎo)體層的不同部分接觸，其中源極與該漏極分別具有一階梯狀側(cè)壁，且氧化物半導(dǎo)體層覆蓋部分階梯狀側(cè)壁。本申請案另提供一種薄膜晶體管的制造方法。
文檔編號(hào)H01L29/08GK102496625SQ20111040912
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者盧昶鳴, 蔡綸, 陳佳榆 申請人:友達(dá)光電股份有限公司