本發(fā)明涉及一種制作薄膜晶體管的方法，特別是涉及一種借由對導(dǎo)電層進(jìn)行多步驟蝕刻工藝來制作薄膜晶體管的方法。

背景技術(shù)：

薄膜晶體管被廣泛應(yīng)用于電腦晶片、手機(jī)晶片、液晶顯示器等等，因此，薄膜晶體管的工藝也需要隨之進(jìn)一步發(fā)展。在傳統(tǒng)的工藝中，在導(dǎo)電層覆蓋主動層之前，通常會先圖案化主動層，接下來，一般來說，會以等離子蝕刻導(dǎo)電層，以在一個步驟中形成薄膜晶體管的源極及漏極，但在移除覆蓋在圖案化主動層上的導(dǎo)電層后，等離子通常會集中轟擊圖案化主動層，而不會轟擊其他層，例如：光阻層或是在導(dǎo)電層之下的絕緣層，使得圖案化主動層容易被損傷或是效能變差。

在另一傳統(tǒng)工藝中，導(dǎo)電層先形成在未被圖案化的主動層上，接著蝕刻該導(dǎo)電層，之后，再圖案化該主動層。然而，圖案化主動層常常會因曝光時不精確的對準(zhǔn)而變得不對稱。該不對稱的圖案化主動層將使得后續(xù)的工藝以及設(shè)計更為復(fù)雜。

由于上述現(xiàn)存的問題，因此需要一種改善的制作薄膜晶體管的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制作薄膜晶體管的方法，可保護(hù)薄膜晶體管的圖案化主動層，避免其在蝕刻過程中受到等離子的損傷，而能獲得良好品質(zhì)的薄膜晶體管。

本發(fā)明提供一種制作薄膜晶體管的方法，其包含下列步驟：在基板上形成柵極；在柵極上形成絕緣層；在絕緣層上形成圖案化主動層；在圖案化主動層和絕緣層上形成具有厚度的導(dǎo)電層；減少導(dǎo)電層的第一部分的厚度，在圖案化主動層上留下導(dǎo)電層的第一部分，第一部分上覆圖案化主動層；以及蝕刻導(dǎo)電層以暴露出在導(dǎo)電層的第一部分下的圖案化主動層。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，蝕刻導(dǎo)電層是以sf6+o2等離子或ch4+o2等離子進(jìn)行等離子蝕刻。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，蝕刻導(dǎo)電層包含減少導(dǎo)電層的第二部分的厚度，其中導(dǎo)電層的第二部分上覆絕緣層。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，進(jìn)一步包含移除導(dǎo)電層的第二部分。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，在移除導(dǎo)電層的第二部分之前，進(jìn)一步包含在圖案化主動層上形成圖案化保護(hù)光阻層。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，在移除導(dǎo)電層的第二部分之后，進(jìn)一步包含移除圖案化保護(hù)光阻層。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，減少導(dǎo)電層的第一部分的厚度包含：在導(dǎo)電層上形成圖案化光阻層，以暴露出導(dǎo)電層的第一部分，其中基板具有第一區(qū)域以及第二區(qū)域，第一區(qū)域環(huán)繞導(dǎo)電層的第一部分，在第一區(qū)域上的圖案化光阻層具有第一厚度，第一厚度厚于第二區(qū)域上的圖案化光阻層的第二厚度；以及蝕刻導(dǎo)電層的第一部分。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，形成圖案化光阻層包含：在導(dǎo)電層上形成光阻層；以及借由灰階光罩圖案化光阻層。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，在蝕刻導(dǎo)電層的第一部分之后，進(jìn)一步包含移除具有第二厚度的圖案化光阻層，以暴露出導(dǎo)電層的第二部分，其中導(dǎo)電層的第二部分上覆絕緣層。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，在蝕刻導(dǎo)電層之后，進(jìn)一步包含在導(dǎo)電層上 形成圖案化保護(hù)層，以及形成像素電極與導(dǎo)電層相連。

本發(fā)明的優(yōu)點在于利用兩個步驟對于在圖案化主動層上的導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化，首先，減少在圖案化主動層上的導(dǎo)電層的厚度，在圖案化主動層上仍留下一部分的導(dǎo)電層，接下來，再蝕刻圖案化主動層上剩余的導(dǎo)電層以暴露出圖案化主動層，并形成薄膜晶體管的源極及漏極，但不損傷圖案化主動層，而能夠維持圖案化主動層的表現(xiàn)。

附圖說明

圖1至圖15是根據(jù)本發(fā)明的一實施方式所示的薄膜晶體管在各種制作階段的剖面示意圖。

具體實施方式

請參照圖1，圖1繪示在基板110上形成柵極120，基板110具有第一區(qū)域112以及第二區(qū)域114，第一區(qū)域112是用于容納后續(xù)工藝中的柵極、覆蓋柵極的絕緣層、圖案化主動層、源極及漏極，除了基板110的第一區(qū)域112之外，基板110剩下的部分為第二區(qū)域114。在一實施方式中，基板110為玻璃基板。在一實施方式中，柵極120為金屬層或金屬疊層。柵極120的材料包含鉬(molybdenum，mo)、鋁(aluminum，al)、鈦(titanium，ti)、鉭(tantalum，ta)、銅(copper，cu)、錫(tin，sn)、鎳(nickel，ni)、金(gold，au)、銀(silver，ag)、鎢(tungsten，w)、鉻(chromium，cr)、鉑(platinum，pt)、合金、其他導(dǎo)電材料或其組合。在一實施方式中，柵極120是由下列步驟形成，借由濺鍍以沉積柵極層(未示出)在基板110上，接下來，圖案化柵極層以形成柵極120。

請參照圖2，圖2繪示在柵極120和基板110上形成絕緣層130。絕緣層130的材料可為氧化硅(siliconmonoxide，sio)、二氧化硅(silicondioxide，sio2)、氧化鋁(aluminumoxide，al2o3)、氮化硅(siliconnitride，sixny)、五氧化二鉭(tantalumpentoxide，ta2o5)、氧化鋯(zircon，zro2)或其組合。絕緣層130可以由任何適合的沉積工藝形成，沉積工藝的范例包含但不限于原子層沉 積(atomiclayerdeposition，ald)、化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition，cvd)、低壓化學(xué)氣相沉積(lowpressurecvd，lpcvd)、物理氣相沉積(physicalvapordeposition，pvd)、濺鍍(sputtering)或旋轉(zhuǎn)涂布(spin-on)。

請參照圖3，圖3繪示在絕緣層130上形成主動層140，主動層140可以為任何適合的半導(dǎo)體材料，例如：金屬氧化物。舉例來說，金屬氧化物包含但不限于氧化銦鎵鋅(indiumgalliumzincoxide，igzo)、氧化銦鋅(indiumzincoxide，inzno)、氧化銦錫(indiumtinoxide，ito)、氧化鉿銦鋅(hafniumindiumzincoxide，hfinzno)、氧化鋅(zincoxide，zno)、氮氧化鋅(zincoxynitride，znon)、氧化銅(copperoxide，cuo)、氧化銦(indiumoxide，in2o3)或氧化錫(tinoxide，sno)。主動層140可借由ald、cvd、lpcvd、pvd)、濺鍍或旋轉(zhuǎn)涂布所形成。

請參照圖4，圖4繪示對主動層140進(jìn)行圖案化以在絕緣層130上形成圖案化主動層142。圖案化的工藝步驟為所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者所知，例如：覆蓋光阻層、曝光、顯影、蝕刻和剝除(strip)。

請參照圖5，圖5繪示在圖案化主動層142和絕緣層130上形成具有厚度t的導(dǎo)電層150。在一實施方式中，導(dǎo)電層150為金屬層或金屬疊層。導(dǎo)電層150的材料包含鉬、鋁、鈦、鉭、銅、錫、鎳、金、銀、鎢、鉻、鉑、合金、其他導(dǎo)電材料或其組合。

請參照圖6，圖6繪示在導(dǎo)電層150上形成光阻層160，光阻層160具有第一厚度t1。

請參照圖7，圖7繪示對光阻層160進(jìn)行圖案化以形成圖案化光阻層162，以曝露出導(dǎo)電層150。為了清楚起見，在圖案化光阻層162之下的導(dǎo)電層150被分為第一部分152、第二部分154和第三部分156，更具體地說，導(dǎo)電層150的第一部分152上覆圖案化主動層142，導(dǎo)電層150的第二部分154上覆絕緣層130，導(dǎo)電層150的第三部分156順形地上覆圖案化主動層142和絕緣層130。因此，換句話說，圖7是繪示在導(dǎo)電層150上形成圖案化光阻層162以 暴露出導(dǎo)電層150的第一部分152。

如先前所述，基板110具有第一區(qū)域112以及第二區(qū)域114，如圖7所示，導(dǎo)電層150的第一部分152位于基板110上，并且被基板110的第一區(qū)域112所環(huán)繞，位于第一區(qū)域112上的圖案化光阻層162具有第一厚度t1，位于第二區(qū)域114上的圖案化光阻層162具有第二厚度t2，第一厚度t1厚于第二厚度t2。

可以用任何合適的光罩對光阻層160進(jìn)行圖案化。在一實施方式中，借由灰階光罩(grayscalemask)對光阻層160進(jìn)行圖案化。舉例來說，灰階光罩(grayscale)為半色調(diào)(half-tone)光罩或干涉型光罩(gray-tone)光罩。

請參照圖8，減少如圖7所示的導(dǎo)電層150的第一部分152的厚度，在圖案化主動層142上留下如圖8所示的導(dǎo)電層150的第一部分152，換句話說，如圖8所示的導(dǎo)電層150的第一部分152薄于圖7所示的導(dǎo)電層150的第一部分152的厚度。更具體地說，僅移除了一部分的導(dǎo)電層150的第一部分152，但并沒有暴露出圖案化主動層142。

在一實施方式中，是借由蝕刻工藝減少導(dǎo)電層150的第一部分152的厚度，蝕刻工藝為干蝕刻、濕蝕刻和/或其他的蝕刻方法，舉例來說，干蝕刻包含反應(yīng)性離子蝕刻(reactiveionetching，rie)或等離子蝕刻，蝕刻氣體例如為含氧氣體、含氟氣體(例如：四氟化碳、六氟化硫、二氟甲烷、三氟甲烷和/或六氟乙烷)、含氯氣體(例如：氯氣、三氯甲烷、四氯化碳和/或三氯化硼)、含溴氣體(例如：溴化氫和/或溴仿)、含碘氣體、其他適合的氣體或其組合。在一實施方式中，等離子蝕刻是以六氟化硫與氧氣(sf6+o2)等離子或甲烷與氧氣(ch4+o2)等離子進(jìn)行。舉例來說，濕蝕刻可利用以下的侵蝕劑進(jìn)行，例如：磷酸(phosphoricacid)、乙酸(aceticacid)和硝酸(nitricacid)的混合水溶液(pan)、稀釋氟化氫、氫氧化鉀溶液、氨水或其他適合的侵蝕劑。

請參照圖9，圖9繪示圖案化光阻層162的第一厚度t1和第二厚度t2被減少的情況，更具體地說，圖案化光阻層162的第一厚度t1被減少至第三 厚度t3，并且，具有第二厚度t2的圖案化光阻層162被移除以暴露出導(dǎo)電層150的第二部分154。在一實施方式中，是借由灰化(ashing)減少圖案化光阻層162的第一厚度t1和第二厚度t2，因為第一厚度t1比第二厚度t2更厚，使得在灰化之后，僅有具有第二厚度t2的圖案化光阻層162被完全移除。

請參照圖10，圖10繪示蝕刻導(dǎo)電層150以暴露出在導(dǎo)電層150的第一部分152下的圖案化主動層142，并且減少導(dǎo)電層150的第二部分154的厚度。換句話說，導(dǎo)電層150的第一部分152被移除。導(dǎo)電層150可借由干蝕刻和/或其他的蝕刻方法被蝕刻，蝕刻工藝的步驟可參考先前所述的蝕刻導(dǎo)電層150的第一部分152的內(nèi)容。

在一實施方式中，是借由等離子蝕刻的方式蝕刻導(dǎo)電層150，舉例來說，等離子可以由以下蝕刻氣體所產(chǎn)生，例如：含氧氣體、含氟氣體、含氯氣體、含溴氣體、含碘氣體、其他適合的氣體或其組合。更具體地說，是以sf6+o2等離子或ch4+o2等離子對導(dǎo)電層150進(jìn)行蝕刻。值得注意的是，導(dǎo)電層150的第一部分152和第二部分154同時暴露于等離子中，當(dāng)導(dǎo)電層150的第一部分152被移除時，導(dǎo)電層150的第二部分154仍留在絕緣層130上，因此等離子會轟擊導(dǎo)電層150的第二部分154，而不會集中轟擊圖案化主動層142，使得導(dǎo)電層150的第一部分152被移除后，在第一部分152之下的圖案化主動層142能夠盡可能地維持其原本的特性和結(jié)構(gòu)。

在一優(yōu)選的實施方式中，借由ch4+o2等離子蝕刻電導(dǎo)電層150的第一部分152和第二部分154，相較于其他種類的等離子，ch4+o2等離子的蝕刻力較弱，因此，在蝕刻的過程中，圖案化主動層142更不容易受損。

請參照圖11，圖11繪示在圖案化主動層142上形成圖案化保護(hù)光阻層170。在一實施方式中，先在圖案化主動層142、圖案化光阻層162和導(dǎo)電層150的第二部分154上形成光阻層，接下來，在光阻層上形成圖案化光罩，然后，在曝光和顯影之后，光罩上的圖案被轉(zhuǎn)移到光阻層，而形成圖案化保護(hù)光阻層170。圖案化保護(hù)光阻層170是由任何適合的材料所構(gòu)成，例如：聚對羥基苯乙烯(poly(p-hydroxystyrene))或聚丙烯酸鈉(polyacrylate)。

請參照圖12，圖12繪示移除導(dǎo)電層150的第二部分154，使得僅有導(dǎo)電層150的第三部分156留下，導(dǎo)電層150的第三部分156是作為薄膜晶體管100的源極及漏極。導(dǎo)電層150的第二部分154可借由干蝕刻、濕蝕刻和/或其他蝕刻方法移除。

請參照圖13，圖13繪示移除圖案化保護(hù)光阻層170和圖案化光阻層162，使得導(dǎo)電層150的第三部分156暴露出來，因此，從圖5至圖13可知，是借由多步驟蝕刻工藝，對如圖5所示的導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化，以形成如圖13所示的導(dǎo)電層150的第三部分156，換句話說，本發(fā)明提供了一種對在圖案化主動層上的導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化的方法，并且不會損傷圖案化主動層。

請參照圖14，圖14繪示在導(dǎo)電層150的第三部分156、圖案化主動層142及絕緣層130上形成具有通孔h的圖案化保護(hù)層180，以避免會造成接觸電阻增加的薄膜形成在導(dǎo)電層150之上。圖案化保護(hù)層180的材料包含氧化硅(siliconmonoxide，sio)、二氧化硅(silicondioxide，sio2)、氮化硅(siliconnitride，si3n4)、氮氧化硅(siliconoxynitride，sioxny)、氧化鋁(aluminumoxide，al2o3)、氮化鋁(aluminumnitride，aln)、氮氧化鋁(aluminumoxynitride，alon)或其組合。

請參照圖15，圖15繪示在圖案化保護(hù)層180上形成像素電極190，并通過通孔h與導(dǎo)電層150的第三部分156相連，以形成薄膜晶體管100。像素電極190的材料與主動層140的材料相似。

本發(fā)明提供一種制作薄膜晶體管的方法，在薄膜晶體管中，上覆圖案化主動層的導(dǎo)電層的一部分在兩個步驟中被蝕刻。在第二個步驟中，除了上覆圖案化主動層的導(dǎo)電層的部分，較厚的上覆絕緣層的導(dǎo)電層的部分也同時暴露在等離子中，因此，在上覆圖案化主動層的導(dǎo)電層的部分被移除之后，等離子會轟擊上覆絕緣層的導(dǎo)電層的部分，而不會集中轟擊圖案化主動層，因此，圖案化主動層能夠盡可能地維持其原本的特性和結(jié)構(gòu)，而能夠獲得具有良好品質(zhì)的薄膜晶體管。

雖然本發(fā)明已經(jīng)以實施方式公開如上，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種變動與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。