專利名稱：薄膜晶體管陣列制作方法
薄膜晶體管陣列制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管陣列技術領域，特別是涉及一種無須增加制程步驟可以降低薄膜晶體管的訊號線阻值的薄膜晶體管陣列制程方法。
背景技術：
近年來，除了使用傳統(tǒng)硅通道的薄膜晶體管之外，使用氧化物半導體作為通道之薄膜晶體管提供了另一選擇。由于氧化物半導體薄膜晶體管具有低溫多晶硅半導體薄膜晶體管的高載子移動率的電氣特性與非晶硅半導體薄膜晶體管的高電性均勻性，故應用氧化物半導體薄膜晶體管之主動矩陣式平面顯示器已漸漸成為市場上的主流技術。一般需要至少六道光罩才能完成采用氧化物半導體(如銦鎵鋅氧化物半導體等)
的薄膜晶體管。而在傳統(tǒng)的薄膜晶體管陣列上，若要降低掃描線(Gate Bus Line)與資料線(Data Line)的阻值，通常需要額外新增一道光罩在金屬層之間的絕緣層形成橋接孔，而形成金屬層直接與另一金屬層堆棧的雙層金屬(Double Metal)設計。圖IA 圖IG為傳統(tǒng)薄膜晶體管陣列的剖面結構圖。如圖IA所示，在薄膜晶體管陣列10的基板102上可分為薄膜晶體管區(qū)104與訊號線(掃描線或資料線)區(qū)106。在基板102的薄膜晶體管區(qū)104與訊號線區(qū)106上分別形成圖案化第一金屬層108。其中在薄膜晶體管區(qū)104的圖案化第一金屬層108作為薄膜晶體管的閘極，在訊號線區(qū)106的第一金屬層108則作為訊號傳輸?shù)慕饘賹Ь€。接著，如圖IB所示，形成第一絕緣層110，使其分別覆蓋在薄膜晶體管區(qū)104與訊號線區(qū)106的圖案化第一金屬層108。然后在薄膜晶體管區(qū)104的第一絕緣層110上形成氧化物半導體層112，如圖IC所示。接著，如圖ID所示，在氧化物半導體層112與第一絕緣層110上形成第二絕緣層113，并蝕刻在薄膜晶體管區(qū)104上的第二絕緣層113，裸露出部分的氧化物半導體層112作為源極與漏極的多個接點114。另外，在接下來的制程中，蝕刻在訊號線區(qū)106的第一絕緣層110與第二絕緣層113以裸露部分的第一金屬層108作為橋接孔115，如圖IE所示。接著，如圖IF所示，在第二絕緣層113、裸露的氧化物半導體層112與裸露的第一金屬層108上形成圖案化的第二金屬層116。而在訊號線區(qū)106的第二金屬層116與第一金屬層108直接電性接觸。藉由在訊號線區(qū)106的第一金屬層108與第二金屬層116的直接接觸，形成雙層金屬層的結構以降低訊號線區(qū)106的導線阻值。最后，如圖IG所示，在第二金屬層116上形成保護層(passivation layer) 118。如圖IA 圖IG的傳統(tǒng)半導體制程步驟，若想要在訊號線區(qū)106形成雙層金屬層的結構，需要額外增加一道如圖IE的制程步驟，造成制造成本的增加。因此存在一種需求，在薄膜晶體管陣列的制程中，不增加額外光罩的前提下，達到訊號線阻值降低，而且不會增加額外制造成本的目的。

發(fā)明內容本發(fā)明的一個目的在于提供一種薄膜晶體管陣列制作方法，可以降低訊號線的阻值，而沒有增加額外的制程步驟。為解決上述技術問題，本發(fā)明構造了一種薄膜晶體管陣列制作方法，其包含下列步驟在基板上形成圖案化第一金屬層；沉積第一絕緣層以覆蓋圖案化第一金屬層；形成圖案化氧化物半導體層于薄膜晶體管區(qū)的第一絕緣層上；在第一絕緣層與氧化物半導體層上形成第二絕緣層；蝕刻在薄膜晶體管區(qū)的第二絕緣層，裸露部分氧化物半導體層，藉由氧化物半導體層與絕緣層間高蝕刻選擇比(selectivity)的特性，同時蝕刻在訊號線區(qū)的第二絕緣層與第一絕緣層，裸露部分的第一金屬層；以及形成圖案化第二金屬層于薄膜晶體管區(qū)的圖案化第二絕緣層上，使圖案化第二金屬層電性連接氧化物半導體層，同時形成圖案化第二金屬層于訊號線區(qū)的部分第一金屬層上。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種薄膜晶體管陣列的結構，以雙層金屬的結構來降低薄膜晶體管訊號線的阻值。為解決上述技術問題，本發(fā)明構造了一種薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于包含下列步驟在基板的薄膜晶體管區(qū)與訊號線區(qū)上分別形成圖案化第一金屬層，在薄膜 晶體管區(qū)的圖案化第一金屬層為閘極；沉積第一絕緣層以覆蓋圖案化第一金屬層；形成氧化物半導體層于薄膜晶體管區(qū)的第一絕緣層上；在第一絕緣層與氧化物半導體層上形成第二絕緣層；蝕刻在薄膜晶體管區(qū)的第二絕緣層，裸露部分氧化物半導體層，同時蝕刻在訊號線區(qū)的第二絕緣層與第一絕緣層，裸露部分圖案化第一金屬層；形成圖案化第二金屬層于薄膜晶體管區(qū)的第二絕緣層上作為源極與漏極，而且使圖案化第二金屬層連接氧化物半導體層，同時形成圖案化第二金屬層于訊號線區(qū)的圖案化第一金屬層上，而與圖案化第一金屬層形成一雙層金屬層；以及在圖案化第二金屬層上沉積一保護層。由上述可以得知，本發(fā)明的有益效果是在薄膜晶體管陣列制作方法中，形成具有第一金屬層與第一金屬層的雙層金屬層結構于訊號線區(qū)上，可以降低訊號線的阻值，而沒有增加額外的制程步驟。為讓本發(fā)明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下

圖IA 圖IG為傳統(tǒng)薄膜晶體管陣列的剖面結構圖；圖2A 圖2F為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的薄膜晶體管陣列的剖面結構圖；以及圖3為本發(fā)明較佳實施例的制作薄膜晶體管陣列的流程圖。
具體實施方式以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。在圖中，結構相似的單元是以相同標號表示。圖2A 圖2F為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的薄膜晶體管陣列的剖面結構圖。如圖2A所示，在本發(fā)明薄膜晶體管陣列20的基板202上可分為薄膜晶體管區(qū)204與訊號線(掃描線或資料線)區(qū)206。在薄膜晶體管陣列20的基板202上形成第一金屬層208，再以蝕刻的方式保留在薄膜晶體管區(qū)204與訊號線區(qū)206的圖案化第一金屬層208。其中在薄膜晶體管區(qū)204的圖案化第一金屬層208作為薄膜晶體管的閘極，在訊號線區(qū)206的圖案化第一金屬層208則作為訊號傳輸?shù)慕饘賹Ь€。接著，如圖2B所示，在圖案化第一金屬層208與基板202上形成第一絕緣層210，第一絕緣層210分別覆蓋在薄膜晶體管區(qū)204與訊號線區(qū)206的圖案化第一金屬層208。另外，如圖2C所示，進一步在薄膜晶體管區(qū)204的第一絕緣層210上形成氧化物半導體層212。此氧化物半導體層212較佳為銦鎵鋅氧化物所制成，在不同實施例中，氧化物半導體層212可以為其他金屬氧化物所制成，例如選自鋅(Zn)、錫(Sn)、銦(In)或鎵(Ga)等金屬的金屬氧化物所制成，在此并不局限。然后，如圖2D所示，在氧化物半導體層212與第一絕緣層210上形成第二絕緣層213，并蝕刻在薄膜晶體管區(qū)204上的第二絕緣層213，裸露出部分的氧化物半導體層212以形成多個接點214。同時，在相同的蝕刻步驟中，蝕刻在訊號線區(qū)206的第一絕緣層210與第二絕緣層213以裸露部分的第一金屬層208作為橋接孔215。第一絕緣層210與第二絕緣層213的材料為選自氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)與氮氧化硅(SiNxOy)至少其中之一。接著，如圖2E所示，在第二絕緣層213、裸露的氧化物半導體層212與裸露的第一 金屬層208上形成圖案化第二金屬層216。其中，在薄膜晶體管區(qū)204的圖案化第二金屬層216電性連接氧化物半導體層212作為薄膜晶體管的源極與漏極。而在訊號線區(qū)206的第二金屬層216與第一金屬層208直接電性接觸。藉由在訊號線區(qū)206的第一金屬層208與第二金屬層216的直接接觸,第一金屬層208與第二金屬層216形成雙層金屬層的結構以降低訊號線區(qū)206的導線阻值。最后，如圖2F所示，在第二金屬層216上形成保護層(passivation layer) 218。藉由圖2A 圖2F的半導體制程步驟,在訊號線區(qū)206上形成雙層金屬層的結構，降低訊號線區(qū)206的導線阻值，而且沒有增加額外的制程步驟。其中，第一金屬層208與第二金屬層216所形成的雙層金屬層較佳為鋁(Al)、銅(Cu)、鑰(Mo)或鈦(Ti)等金屬中選擇其中至少兩種所制成。圖3為本發(fā)明較佳實施例的制作薄膜晶體管陣列的流程圖。如圖3所示，并配合圖2A-圖2F的薄膜晶體管陣列結構做說明，在步驟302中，在薄膜晶體管陣列20的基板202上涂布一第一金屬層208,并蝕刻第一金屬層208以形成圖案化第一金屬層208,圖案化第一金屬層208分別位于基板202的薄膜晶體管區(qū)204作為閘極與訊號線區(qū)206作為金屬導線。而第一金屬層208較佳為鋁、銅、鑰或鈦等金屬所制成。在步驟304中，形成第一絕緣層210以覆蓋圖案化的第一金屬層208。在步驟306中，形成圖案化氧化物半導體層212于薄膜晶體管區(qū)204的第一絕緣層210上。在本發(fā)明的實施例中，氧化物半導體層212較佳為銦鎵鋅氧化物所制成，然而在不同實施例中，氧化物半導體層212可以為選自鋅、錫、銦或鎵等金屬的金屬氧化物所制成，在此并不局限。在步驟308中，在第一絕緣層210與氧化物半導體層212上形成第二絕緣層213，并蝕刻在薄膜晶體管區(qū)204的第二絕緣層213，裸露在薄膜晶體管區(qū)204的部分氧化物半導體層212作為源極與漏極的多個接點214。同時，蝕刻在訊號線區(qū)206的第二絕緣層213與第一絕緣層210，裸露在訊號線區(qū)206的部分第一金屬層208。因此，在訊號線區(qū)206形成一穿孔，通過此穿孔讓裸露的部分第一金屬層208作為一橋接點215。接著，在步驟310中，形成圖案化第二金屬層216，透過多個接點214使圖案化第二金屬層216電性連接氧化物半導體層212，且將圖案化第二金屬層216作為源極與漏極。同時透過穿孔的橋接點215使第二金屬層216電性連接第一金屬層208而形成一雙層金屬層。同樣，第二金屬層216較佳為鋁、銅、鑰或鈦等金屬所制成。最后，在步驟312中，在第二金屬層216與第二絕緣層213上沉積保護層218。綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限 制本發(fā)明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權利要求界定的范圍為準。
權利要求
1.一種薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于包含下列步驟 在一基板上形成一圖案化第一金屬層； 沉積一第一絕緣層以覆蓋所述圖案化第一金屬層； 形成一氧化物半導體層于一薄膜晶體管區(qū)的所述第一絕緣層上； 在所述第一絕緣層與所述氧化物半導體層上形成一第二絕緣層； 蝕刻在所述薄膜晶體管區(qū)的所述第二絕緣層，裸露部分所述氧化物半導體層，同時蝕刻在一訊號線區(qū)的所述第二絕緣層與所述第一絕緣層，裸露部分所述圖案化第一金屬層；以及 形成一圖案化第二金屬層于所述薄膜晶體管區(qū)的所述第二絕緣層上，使所述圖案化第二金屬層連接所述氧化物半導體層，同時形成所述圖案化第二金屬層于所述訊號線區(qū)的所述圖案化第一金屬層上而與所述第一金屬層接觸。
2.根據(jù)權利要求I所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述蝕刻在訊號線區(qū)的所述第二絕緣層與所述第一絕緣層，裸露部分圖案化第一金屬層的步驟是用于形成一橋接孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述圖案化第二金屬層填充于所述橋接孔而和所述圖案化第一金屬層接觸。
4.根據(jù)權利要求I所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述氧化物半導體層的材料是從鋅(Zn)、錫(Sn)、銦(In)與鎵(Ga)所組成之群組中所選擇出的至少一種所構成的金屬氧化物。
5.根據(jù)權利要求I所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述圖案化第一金屬層與所述圖案化第二金屬層的材料不同。
6.根據(jù)權利要求I所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述圖案化第一金屬層與所述圖案化第二金屬層的材料為選自鋁(Al)、銅(Cu)、鑰(Mo)與鈦(Ti)所組成的群組。
7.根據(jù)權利要求I所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述第一絕緣層與所述第二絕緣層的材料為選自氧化娃(SiOx)、氮化娃(SiNx)與氮氧化娃(SiNxOy)所組成的群組。
8.一種薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于包含下列步驟 在一基板的一薄膜晶體管區(qū)與一訊號線區(qū)上分別形成一圖案化第一金屬層，在所述薄膜晶體管區(qū)的所述圖案化第一金屬層為一閘極，而在所述訊號線區(qū)的所述圖案化第一金屬層為一金屬導線； 沉積一第一絕緣層以覆蓋所述圖案化第一金屬層； 形成一氧化物半導體層于所述薄膜晶體管區(qū)的所述第一絕緣層上； 在所述第一絕緣層與所述氧化物半導體層上形成一第二絕緣層； 蝕刻在所述薄膜晶體管區(qū)的所述第二絕緣層，裸露部分所述氧化物半導體層，同時蝕刻在所述訊號線區(qū)的所述第二絕緣層與所述第一絕緣層，裸露部分所述圖案化第一金屬層； 形成一圖案化第二金屬層于所述薄膜晶體管區(qū)的所述第二絕緣層上作為一源極與一漏極，而且使所述圖案化第二金屬層連接所述氧化物半導體層，同時形成所述圖案化第二金屬層于所述訊號線區(qū)的所述圖案化第一金屬層上，而與所述圖案化第一金屬層形成一雙層金屬層；以及 在所述圖案化第二金屬層與所述第二絕緣層上沉積一保護層。
9.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述氧化物半導體層的材料是從鋅(Zn)、錫(Sn)、銦(In)與鎵(Ga)所組合之群組中所選擇出的至少一種所構成的金屬氧化物。
10.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述圖案化第一金屬層與所述圖案化第二金屬層的材料為選自鋁(Al)、銅(Cu)、鑰(Mo)與鈦(Ti)所組成的群組。
11.根據(jù)權利要求8所述的薄膜晶體管陣列制作方法，其特征在于，所述第一絕緣層與所述第二絕緣層的材料為選自氧化娃(SiOx)、氮化娃(SiNx)與氮氧化娃(SiNxOy)所組成的群組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管陣列制作方法，其包含下列步驟在基板上形成圖案化第一金屬層；沉積第一絕緣層以覆蓋圖案化第一金屬層；形成圖案化氧化物半導體層于薄膜晶體管區(qū)的第一絕緣層上；在第一絕緣層與氧化物半導體層上形成第二絕緣層；蝕刻在薄膜晶體管區(qū)的第二絕緣層，裸露部分氧化物半導體層，同時蝕刻在訊號線區(qū)的第二絕緣層與第一絕緣層，裸露第一金屬層；以及形成圖案化第二金屬層于薄膜晶體管區(qū)的圖案化第二絕緣層上，使圖案化第二金屬層電性連接氧化物半導體層，同時形成圖案化第二金屬層于訊號線區(qū)的部分第一金屬層上。
文檔編號H01L21/77GK102891106SQ20121040102
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者江政隆, 陳柏林 申請人:深圳市華星光電技術有限公司