本發(fā)明涉及顯示裝置，更特別地涉及其薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的溝道(信道)層組成。
背景技術(shù)：
：顯示器主要包含薄膜晶體管及其它電子組件。在薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體層的材料主要為非晶硅(Amorphoussilicon,a-Si)。但隨著技術(shù)發(fā)展，上述半導(dǎo)體層的材料漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傺趸?，其中銦鎵鋅氧化物(IGZO)具有較佳的電子遷移率。然而，在以IGZO半導(dǎo)體層作為溝道層的薄膜晶體管的制造工藝(制程)中，一般濕蝕刻工藝中的蝕刻液(例如鋁酸(Alacid))，對于半導(dǎo)體層材料銦鎵鋅氧化物(IGZO)和用于源極和漏極的材料如含鋁的多層結(jié)構(gòu)(Mo/Al/Mo)的蝕刻選擇率極低。換言之，圖案化源極和漏極的蝕刻工藝同樣會蝕刻IGZO溝道層，甚至造成IGZO溝道層因過度蝕刻而小于IGZO溝道層預(yù)期的厚度，從而導(dǎo)致薄膜晶體管電性能不佳而無法正常操作。綜上所述，目前亟需新的溝道層組成，以避免上述蝕刻源極和漏極的工藝同時蝕刻IGZO溝道層，而使薄膜晶體管無法正常操作的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的一實施方式提供顯示裝置，其包含薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，該薄膜晶體管結(jié)構(gòu)包括：溝道層，該溝道層包括第一金屬氧化物半導(dǎo)體層，且第一金屬氧化物半導(dǎo)體層的組成包含(1)錫與(2)鎵、鉿和鋁中的至少一種。附圖說明圖1為一薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2A至2D為本發(fā)明的一實施方式中的薄膜晶體管的制造工藝剖視圖。圖3為本發(fā)明一實施方式中的薄膜晶體管的剖視圖。圖4為一顯示裝置。具體實施方式圖4為一顯示裝置如液晶顯示裝置，其包含薄膜晶體管基板10、液晶層30、及濾色器基板(彩色濾光基板)50。圖1為于薄膜晶體管基板10上形成薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的剖視圖。薄膜晶體管基板10上依次為柵極11、柵極絕緣層13、和IGZO溝道層15。源極17A和漏極17B分別位于IGZO溝道層15的兩側(cè)，并延伸至柵極絕緣層13上。源極17A和漏極17B的形成方法如下：形成金屬層(未圖示)如Mo/Al/Mo的三層結(jié)構(gòu)于IGZO溝道層15和柵極絕緣層13上。接著以光刻工藝形成屏蔽層(未圖示)覆蓋欲保留的金屬層，再以含鋁酸的蝕刻液蝕刻屏蔽層未覆蓋的Mo/Al/Mo金屬層，即形成源極17A和漏極17B。上述工藝的問題在于蝕刻液除了移除屏蔽層未覆蓋的金屬層外，也會蝕刻IGZO溝道層15以形成凹陷19。在最惡劣的情況下，凹陷19可能穿透整層IGZO溝道層15而使其無法作為溝道層。在常規(guī)的工藝中，多在IGZO溝道層15上額外形成保護(hù)層以避免限定(定義)源極17A和漏極17B的蝕刻工藝影響IGZO溝道層15，但此保護(hù)層需要額外的光掩模和工序，從而增加成本。為了解決上述問題，本發(fā)明的一實施方式提供包含薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的顯示裝置，其中薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的形成方法如圖2A至2D所示。在圖2A中，形成柵極21于基板20上?；?0可為透光(如玻璃、石英、或類似物)或不透光(如晶片、陶瓷、金屬、金屬合金、或類似物)的剛性無機材料，亦可為塑料、橡膠、聚酯、或聚碳酸酯等柔性有機材料，亦可為有機/無機的復(fù)合材料或上述材料的多層層疊結(jié)構(gòu)(復(fù)數(shù)疊合結(jié)構(gòu))。在某些實施方式中的基板20采用透光材料，最后形成的薄膜晶體管陣列基板可應(yīng)用于透射式、反射式、半透射半反射式液晶顯示器、或自發(fā)光型顯示器。在其它實施方式中的薄膜晶體管基板10采用不透光或透光性不佳的材料，形成的薄膜晶體管應(yīng)用于反射式液晶顯示器或自發(fā)光型顯示器。在本發(fā)明的一實施方式中，柵極21的形成方法包括沉積導(dǎo)電層于基板20上，再圖案化導(dǎo)電層以形成柵極21。在本發(fā)明的一實施方式中，柵極21的厚度為100nm～1500nm。在另一實施方式中，柵極21的厚度為300nm～1000nm。柵極21的厚度可依據(jù)產(chǎn)品需求而調(diào)整。若柵極21的厚度過厚，則薄膜與蝕刻產(chǎn)能受到影響，且柵極21側(cè)邊的傾角(Taper)與臨界尺寸(CriticalDimension，CD)調(diào)整不易。若柵極21的厚度過薄，則柵極信號容易失真，影響面板操作。導(dǎo)電層的材料可為金屬、合金、或上述的多層結(jié)構(gòu)。在某些實施方式中，導(dǎo)電層為鉬、鋁、銅、鈦、金、銀等單層或多層材料的組合或其合金。上述導(dǎo)電層的形成方法可為物理氣相沉積法(PVD)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、濺鍍法、或類似方法。在本發(fā)明的一實施方式中，圖案化導(dǎo)電層以形成柵極21的方法包含光刻工藝與蝕刻工藝。光刻工藝一般包含下述步驟：涂布光刻膠、軟烘烤、對準(zhǔn)光掩模、曝光、曝光后烘烤、顯影、沖洗、干燥如硬烘烤、其它合適工藝、或上述的組合。光刻膠的涂布方法可為旋轉(zhuǎn)式、狹縫式、滾筒式、噴墨式、或噴霧式等涂布法。上述光刻工藝可形成圖案化的光刻膠。移除部分導(dǎo)電層的蝕刻工藝可采用圖案化的光刻膠作為屏蔽，進(jìn)行干蝕刻、濕蝕刻、或上述的組合。在形成柵極21后需移除圖案化的光刻膠，其移除方式可為干式灰化或濕式剝除。接著如圖2B所示，沉積柵極絕緣層23于基板20和柵極21上。在本發(fā)明的一實施方式中，柵極絕緣層23的厚度為100nm～1500nm。在本發(fā)明的另一實施方式中，柵極絕緣層23的厚度為300nm～1000nm。柵極絕緣層23的厚度可依產(chǎn)品需求進(jìn)行調(diào)整。若柵極絕緣層23的厚度過厚，則薄膜晶體管充電能力下降。若柵極絕緣層23的厚度過薄，則柵極走線與信號線(數(shù)據(jù)線，dataline)電容偶合過大，信號容易失真。柵極絕緣層23的形成方法可為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、濺鍍、或類似方法。柵極絕緣層23可為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鑭、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋯、其它合適材料，或上述單層材料堆疊的多層結(jié)構(gòu)。接著圖2C所示，形成溝道層25于柵極絕緣層23上，且溝道層25對應(yīng)柵極21。在本發(fā)明的一實施方式中，溝道層25的形成方法為形成金屬氧化物半導(dǎo)體層于柵極絕緣層23上，再圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層以形成溝道層25。在本發(fā)明的一實施方式中，溝道層25的厚度為10nm～160nm。在本發(fā)明的另一實施方式中，溝道層25的厚度為30nm～100nm。若溝道層25的厚度過厚，則薄膜晶體管容易有漏電流過大的問題。若溝道層25的厚度過薄，則薄膜晶體管充電能力會降低。在本發(fā)明的一實施方式中，溝道層25的金屬氧化物半導(dǎo)體包含(1)錫與(2)鎵、鉿和鋁中的至少一種。舉例來說，溝道層25為銦鎵鋅錫氧化物(IGZTO，即包含In、Ga、Zn、Sn、O的化合物)。上述IGZTO中錫與銦的原子比例可為1:1至1:1.5。若銦的比例過高，則薄膜晶體管雖然充電能力上升，但是容易造成薄膜晶體管漏電流過大的問題。若銦的比例過低，將造成薄膜晶體管充電能力低落。上述IGZTO中錫與鎵的原子比例可為1:2至1:2.5。若鎵的比例過高，則薄膜晶體管充電能力過低。若鎵的比例過低，則薄膜晶體管氧缺陷容易增加，有漏電流過大的問題。上述IGZTO中錫與鋅的原子比例可為1:3至1:4。若鋅的比例過高，則薄膜晶體管充電能力降低。若鋅的比例過低，則金屬氧化物半導(dǎo)體可能形成結(jié)晶，影響電性能均勻性。上述IGZTO中錫與氧的原子比例可為1:7至1:10。若氧的比例過高，則薄膜晶體管氧缺陷過低，使充電能力下降。若氧的比例過低，則薄膜晶體管氧缺陷偏高，雖然充電能力較高，但是容易有漏電流過大的問題。在上述范圍中，IGZTO中各元素的比例可為：錫與銦的原子比例可為1:1.2至1:1.4；錫與鎵的原子比例可為1:2.1至1:2.3；錫與鋅的原子比例可為1:3.3至1:3.6之間；錫與氧的原子比例可介于1:8至1:9.5之間。在又一實施方式中，IGZTO中各元素的原子比例為In:Ga:Zn:Sn:O＝1.3:2.2:3.5:1:9。在本發(fā)明的另一實施方式中，溝道層25的金屬氧化物半導(dǎo)體也可以是銦鉿鋅錫氧化物(IHZTO，即包含In、Hf、Zn、Sn、O的化合物)。上述IHZTO中錫與銦的原子比例可為1:1至1:1.5。上述IHZTO中錫與鉿的原子比例可為1:2至1:2.5。上述IHZTO中錫與鋅的原子比例可為1:3至1:4。上述IHZTO中錫與氧的原子比例可為1:7至1:10。在本發(fā)明的另一實施方式中，溝道層25的金屬氧化物半導(dǎo)體也可以是銦鋁鋅錫氧化物(IAZTO，即包含In、Al、Zn、Sn、O的化合物)。上述IAZTO中錫與銦的原子比例可為1:1至1:1.5。上述IAZTO中錫與鋁的原子比例可為1:2至1:2.5。上述IAZTO中錫與鋅的原子比例可為1:3至1:4。上述IAZTO中錫與氧的原子比例可為1:7至1:10。上述溝道層25中不同元素的原子比例取決于金屬氧化物半導(dǎo)體的制造工藝參數(shù)。舉例來說，若采用濺鍍法形成金屬氧化物半導(dǎo)體，即使采用相同的靶材(比如銦鎵鋅錫氧化物(IGZTO))，也可調(diào)整濺鍍工藝的參數(shù)(如氣體流速、功率、和/或抽氣速率)以調(diào)整錫與銦、鎵、鋅、及氧的原子比例。在本發(fā)明的一實施方式中，以銦鎵鋅錫氧化物靶材作為濺鍍靶材，以六代線機臺為例，調(diào)整濺鍍腔室中的壓力為0.2Pa～0.7Pa之間，調(diào)整基板溫度為室溫至200℃、調(diào)整氣體氬(Ar)流速為200～500sccm，調(diào)整射頻功率為30～70KW，并調(diào)整O2流速為10～100sccm，使溝道層具有合適的元素原子比。圖案化金屬氧化物半導(dǎo)體層以形成溝道層25的方法包含光刻工藝與蝕刻工藝。光刻工藝如前所述，在此不贅述。移除部分金屬氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻工藝，可采用光刻工藝形成的圖案化的光刻膠作為屏蔽進(jìn)行濕蝕刻。以IGZTO的金屬氧化物半導(dǎo)體層為例，其濕蝕刻所用的蝕刻液包含草酸。在限定溝道層25后需移除圖案化的光刻膠，其移除方式可為干式灰化或濕式剝除。接著如圖2D所示，形成源極27A和漏極27B以分別接觸溝道層25的兩側(cè)，且源極27A和27B分別延伸至柵極絕緣層23上。在本發(fā)明的一實施方式中，源極27A和27B的形成方法為形成導(dǎo)電層于溝道層25和柵極絕緣層23上，再圖案化導(dǎo)電層以形成源極27A和漏極27B。在本發(fā)明的一實施方式中，導(dǎo)電層、源極27A、和漏極27B的厚度為100nm～1500nm，較佳為300nm～1000nm，并可根據(jù)產(chǎn)品需求而調(diào)整。若導(dǎo)電層、源極27A、和漏極27B的厚度過厚，則薄膜與蝕刻產(chǎn)能受到影響，且源極27A/漏極27B側(cè)邊的傾角(Taper)與臨界尺寸(CriticalDimension，CD)調(diào)整不易。若導(dǎo)電層、源極27A、和漏極27B的厚度過薄，則信號容易失真，影響面板操作。在本發(fā)明的一實施方式中，導(dǎo)電層、源極27A、和漏極27B的組成含鋁，比如為Mo/Al/Mo的三層結(jié)構(gòu)。上述含鋁導(dǎo)電層的形成方法可為物理氣相沉積、濺鍍、或類似方法。在本發(fā)明的一實施方式中，圖案化含鋁導(dǎo)電層以形成源極27A和漏極27B的方法包含光刻工藝和蝕刻工藝。光刻工藝如前所述，在此不贅述。移除部分含鋁導(dǎo)電層的蝕刻工藝可采用光刻工藝形成的圖案化的光刻膠作為屏蔽，以含鋁酸的蝕刻液進(jìn)行濕蝕刻。在本發(fā)明的另一實施方式中，導(dǎo)電層、源極27A、和漏極27B的組成含銅，比如為Cu/Ti或Cu/Mo的雙層結(jié)構(gòu)。上述含銅導(dǎo)電層的形成方法可為物理氣相沉積、濺鍍、或類似方法。在本發(fā)明的一實施方式中，圖案化含銅導(dǎo)電層以形成源極27A和漏極27B的方法包含光刻工藝和蝕刻工藝。光刻工藝如前所述，在此不贅述。移除部分含銅導(dǎo)電層的蝕刻工藝可采用光刻工藝形成的圖案化的光刻膠作為屏蔽，以含過氧化氫的蝕刻液進(jìn)行濕蝕刻。在本發(fā)明的另一實施方式中，導(dǎo)電層、源極27A、和漏極27B的組成含鈦，比如為Al/Ti或Cu/Ti的雙層結(jié)構(gòu)。上述含鈦導(dǎo)電層的形成方法可為物理氣相沉積、濺鍍、或類似方法。在本發(fā)明的一實施方式中，圖案化含鈦導(dǎo)電層以形成源極27A和漏極27B的方法包含光刻工藝和蝕刻工藝。光刻工藝如前所述，在此不贅述。移除部分含鈦導(dǎo)電層的蝕刻工藝可采用光刻工藝形成的圖案化的光刻膠作為屏蔽，以含過氧化氫的蝕刻液進(jìn)行濕蝕刻，并進(jìn)一步進(jìn)行干蝕刻。由于前述的溝道層25的組成包含(1)錫與(2)鎵、鉿和鋁中的至少一種(比如IGZTO)，上述限定源極27A和漏極27B的蝕刻步驟不會影響溝道層25，即不形成圖1所示的凹陷19，并改善薄膜晶體管的效能。在本發(fā)明的另一實施方式中，可進(jìn)一步形成另一金屬氧化物半導(dǎo)體層31于溝道層25下方，如圖3所示，即金屬氧化物半導(dǎo)體層31位于溝道層25與柵極絕緣層23之間。另一金屬氧化半導(dǎo)體層31可視作溝道層的一部分。在本發(fā)明的一實施方式中，金屬氧化物半導(dǎo)體層31的厚度為5nm～30nm。在本發(fā)明的另一實施方式中，金屬氧化物半導(dǎo)體層31的厚度為7nm～25nm。若金屬氧化物半導(dǎo)體層31的厚度過厚，則薄膜晶體管有漏電流過大的風(fēng)險。在本發(fā)明的一實施方式中，金屬氧化物半導(dǎo)體層31的組成包含鎵、鉿和鋁中的至少一種，比如為IGZO。在本發(fā)明的另一實施方式中，金屬氧化物半導(dǎo)體層31的組成不含鎵、鉿、或鋁，比如為銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)。不論金屬氧化物半導(dǎo)體層31的組成為何，其形成方法均為形成一金屬氧化物半導(dǎo)體層(用以限定金屬氧化物半導(dǎo)體層31)于柵極絕緣層23上，再形成另一金屬氧化物半導(dǎo)體層(用以限定溝道層25)于前述的金屬氧化物半導(dǎo)體層上，再進(jìn)行如前所述的光刻工藝和蝕刻工藝，即可同時限定金屬氧化物半導(dǎo)體層31和溝道層25。以上圖1、2A～2D或3圖中的各組件之間的堆棧結(jié)構(gòu)、步驟和相對位置的關(guān)系僅是為了方便說明所繪制的示意圖，但并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)布線的情況改變各組件之間的堆棧結(jié)構(gòu)、步驟和相對位置的關(guān)系皆在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。實施例本發(fā)明以制作IGZTO為例所進(jìn)行的實驗例如下：完成柵極以及柵極絕緣層后，以六代線機臺為例，以30～70KW(以PVD工藝為例)的低功率射頻激發(fā)氬氣/氧氣流(流速為300sccm/30sccm)形成含氬離子/氧離子的等離子體，轟擊IGZTO靶材后沉積約50nm厚的IGZTO膜于基材上，完成光刻工藝后以草酸進(jìn)行蝕刻。完成IGZTO圖案化以后，進(jìn)行源極以及漏極沉膜黃光光刻，以鋁(Al)酸(也可使用磷酸/硝酸/醋酸)進(jìn)行源極/漏極圖案化，此時IGZTO同時受到鋁酸蝕刻，其蝕刻率小于1nm/s，然后以X射線光電子能譜儀(X-rayphotoelectronspectroscopy，XPS)測得IGZTO膜的各原子比例。本發(fā)明以相同的實驗條件分別制作以IGZTO膜及IGZO膜為溝道層的兩種薄膜晶體管進(jìn)行比較，并通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察以IGZTO膜為溝道層的薄膜晶體管，其溝道層的厚度大約為50nm；而以IGZO膜為溝道層的薄膜晶體管，其溝道層幾乎被鋁(Al)酸蝕刻殆盡。另外，表1的4個實驗例主要用以說明將一覆蓋層(鈍化層，passivationlayer，未繪示)形成在源極/漏極及溝道層表面時，以4種實驗條件對覆蓋層進(jìn)行處理之后，測得IGZTO各原子比例的變化。由表1可知，在這些變化的實驗條件之下，IGZTO各原子比例仍滿足本發(fā)明前述所公開的范圍。實驗例1的實驗條件：覆蓋層采用3～7KW的較低功率(以CVD工藝為例)范圍的工藝條件，降低溝道層損害程度。實驗例2的實驗條件：覆蓋層采用大于7KW的較高功率(以CVD工藝為例)范圍的工藝條件，增加溝道層損害程度。實驗例3的實驗條件：覆蓋層采用3～7KW的較低功率(以CVD工藝為例)范圍的工藝條件，降低溝道層損害程度。而且，在覆蓋層沉積前額外增加一氧化二氮處理，以確認(rèn)該額外處理對薄膜晶體管組件操作的影響效果。實驗例4的實驗條件：覆蓋層采用大于7KW的較高功率(以CVD工藝為例)范圍的工藝條件，增加溝道層損害程度。而且，在覆蓋層沉積前額外增加一氧化二氮處理，以確認(rèn)該額外處理對薄膜晶體管組件操作的影響效果。表1InGaZnSnO化學(xué)式實驗例17.513.221.35.752.3In1.32Ga2.32Zn3.74Sn1O9.18實驗例27.712.620.56.053.3In1.28Ga2.10Zn3.42Sn1O8.88實驗例37.813.321.65.751.5In1.37Ga2.33Zn3.79Sn1O9.03實驗例47.413.121.65.752.2In1.30Ga2.30Zn3.79Sn1O9.16由上述可知，本發(fā)明將特定元素依比例摻入的金屬氧化物半導(dǎo)體層以作為溝道層，可抵抗常用于形成限定源極和漏極的濕式蝕刻液(如鋁酸和過氧化氫)，進(jìn)而避免溝道層因過度蝕刻而小于溝道層預(yù)期的厚度，而使組件無法正常操作的問題。雖然以將本發(fā)明以數(shù)個實施方式公開如上，然而其并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進(jìn)行任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所限定的為準(zhǔn)。符號說明10薄膜晶體管基板11、21柵極13、23柵極絕緣層15IGZO溝道層17A、27A源極17B、27B漏極19凹陷20基板25溝道層25'金屬氧化物半導(dǎo)體層30液晶層50濾色器基板。當(dāng)前第1頁1 2 3