專利名稱：曝光裝置及形成薄膜晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件，特別是涉及形成用于液晶顯示器件的薄膜晶體管的曝光裝置和薄膜晶體管的形成方法。
一般而論，在諸如電視、計算機監(jiān)視器、以及類似設(shè)備的顯示器件中廣泛使用了液晶顯示(LCD)器件。在LCD器件中，對于有源矩陣LCD(AMLCD)進行了深入的研究和并有了明顯的進展。AMLCD的特點是高速響應(yīng)，具有可容納大量象素的潛在能力，并且預(yù)計還可以實現(xiàn)高顯示質(zhì)量，大的屏幕尺寸和彩色屏幕等。
在傳統(tǒng)的AMLCD器件中，一透明的絕緣基片上形成柵極線和漏極線，并且在柵極線和漏極線的交叉點上安排并設(shè)計二極管或晶體管之類的開關(guān)元件和象素電極。
由于象素電極的操作是由開關(guān)元件(如，二極管，或薄膜晶體管)各自獨立控制的，因此，有可能以高的速度操作象素電極，以增加每單位面積的象素的數(shù)目，或者增加屏幕的尺寸。
在上述AMLCD器件中，主要使用具有快速開、關(guān)特性的薄膜晶體管作為開關(guān)元件。
圖2(A)-圖2(C)是說明按傳統(tǒng)技術(shù)形成薄膜晶體管的方法的簡化剖面圖。
參照圖2(A)，在一透明的絕緣基片1上形成一個由不透明的金屬層組成的柵極2。這里所用的透明絕緣基片是一玻璃基片。在透明的絕緣基片1上形成氮化硅或金屬氧化物的柵極氧化物層3。在柵極氧化物層3的一個選定的部分上形成第一半導(dǎo)體層4，第一半導(dǎo)體層4由非晶硅制成并且用作薄膜晶體管中的溝道。
參看圖2(B)，在已形成了第一半導(dǎo)體層4的玻璃基片1上形成一個用作蝕刻阻擋層的絕緣層5(以下，稱之為“蝕刻阻擋層”)。蝕刻阻擋層5由氮化硅制成，具有能吸附濕氣的性質(zhì)，并且和第一半導(dǎo)體層4相比具有較低的蝕刻速率。使用常規(guī)方法，在蝕刻阻擋層5上涂敷光刻膠膜5。然后，從基片1的背面用光照射光刻膠膜6的一個選定的部分。這時，通過在第一和第二反光片101和102的反射，使從光源100投射出來的光均勻化。經(jīng)過均勻化的光從基片1的背面入射到光刻膠膜6，其中使用不透明的柵極2作為掩模，從而形成曝光部分61和62。
參照圖2(C)，使用通用的顯影溶液除去涂有光刻膠膜6中的已曝光部分61和62，從而形成光刻圖案6A。
在此之后，如圖2(D)所示，使用光刻圖案6A給蝕刻阻擋層5制圖，從而形成一個蝕刻阻擋層5A。在此之后，通過常規(guī)的等離子灰化步驟除去光刻圖案6A。然后，在按上述步驟得到的結(jié)構(gòu)上依次形成N型雜質(zhì)的非晶硅層7和金屬層8，用作源極和漏極。
現(xiàn)在參照圖2(E)，對用于源極和漏極的N型雜質(zhì)的非晶硅層7和金屬層8制圖，使蝕刻阻擋層5A的中心部分曝光，從而形成歐姆接觸層7A、7B、源極8A和漏極8B。
在常規(guī)的薄膜晶體管中的蝕刻阻擋層5A為表示掩膜數(shù)，可使用柵電極2的背面曝光。當(dāng)使用背面曝光方法時，如圖2(B)所示，使平行的平板光入射到玻璃基片上，由此使第一半導(dǎo)體層4吸收入射光的90％或者更多。因此，足夠多數(shù)量的光沒有入射到光刻膠膜6上，其中第一半導(dǎo)體層4起掩模的作用，這是不利的，使所形成的蝕刻層5A的形狀不是由柵極2確定，而是由第一半導(dǎo)體層4確定。換言之，所形成的蝕刻層5A的寬度大于柵極2的寬度。
這時，蝕刻阻擋層5A的寬度確定了薄膜晶體管中的溝道長度。出于上述理由，溝道長度的增加隨蝕刻阻擋層5A的寬度而增加。隨著溝道長度的增加，薄膜晶體管中的信號延遲時間也要加大。因為延遲時間在加大，所以在LCD器件的屏幕中產(chǎn)生殘留圖像，使顯示質(zhì)量下降。
然而，即使通過反射片101、102使入射光均勻化，入射光也難以保持相同的強度，所以接近光刻膠膜6的光的強度不等。于是，很難把光刻膠膜制成期望形狀的圖案。結(jié)果，使蝕刻阻擋層5A的形狀發(fā)生變化。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種形成薄膜晶體管的方法，它能通過精確確定用于形成蝕刻阻擋層的光刻膠圖案防止蝕刻阻擋層變形。
本發(fā)明的另一目的是提供一種形成薄膜晶體管的方法，它通過形成寬度等于或小于柵極寬度的蝕刻阻擋層使薄膜晶體管具有短的溝道。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種用于形成薄膜晶體管的曝光裝置，它能獲得用于蝕刻阻擋層的準(zhǔn)確的光刻膠圖案。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置包括設(shè)置、排列涂有光刻膠膜的玻璃基板的臺架(Stage)和將上述曝光膜曝光的光源發(fā)生裝置，在放置上述絕緣基板的臺架的下部，設(shè)置有可任意移動的臺架移動單元。
另外根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管的形成方法包括提供上面具有柵極和保護柵極的柵極絕緣層的絕緣基片。然后，在基片上形成第一半導(dǎo)體層。在第一半導(dǎo)體層和柵極絕緣層上形成用于蝕刻阻擋層的絕緣層。在最后得到的結(jié)構(gòu)的整個表面上涂以光刻膠膜。在從基片背面開始到光刻膠膜為止的一個部分上投射線性光，使光刻膠膜的一個選定部分曝光，同時水平移動基片。通過顯影已曝光的光刻膠膜形成光刻膠圖案，把上述隨后除去其余的光刻膠圖案作為掩膜，蝕刻蝕刻阻擋層用絕緣層而形成蝕刻阻擋層。
從以下參照附圖的描述中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點是顯而易見的，附圖中清楚地表示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中

圖1(A)-圖1(F)是描述按本發(fā)明的一個實施例的制造薄膜晶體管的方法的剖面圖；圖2(A)-圖2(E)是描述按照現(xiàn)有技術(shù)方法制造薄膜晶體管的方法的剖面圖。
參照圖1(A)，在諸如玻璃基片之類的透明絕緣基片11的一個選定的部分上形成柵極12，柵極12由不透光的金屬(如，鋁或鉭)制成。通過逐漸縮減方法蝕刻柵極12，其中使柵極12逐漸變細，即讓它的底面寬度大于它的頂面寬度。這種傾斜是為了防止柵極絕緣層13被柵極12的邊緣刺破。在絕緣基片上形成的柵極絕緣層13的厚度是選定的，并且絕緣層13或由氧化硅制成，或者由氮化硅和氧化硅的兩個疊層制成。在柵極絕緣層13上淀積一個非晶硅層，然后對該非晶硅層制圖以覆蓋已形成的柵極12，從而形成一個半導(dǎo)體層14。
現(xiàn)在參照圖1(B)，在已形成半導(dǎo)體層14的絕緣基片上形成一個蝕刻阻擋絕緣層14，它是由能吸附濕氣組分并且保護半導(dǎo)體層14的一個層制成。這樣一個層的實例是氮化硅。使用旋涂法在玻璃基片11的整個表面上形成光刻膠膜16。在此之后，把基片12裝入本發(fā)明的照射裝置內(nèi)。
照射裝置包括一個安裝部分和一個光產(chǎn)生部分200，安裝部分用于安裝沒有光刻膠膜16的玻璃基片并且使基片排齊。在安裝部分的背面設(shè)置一個移動部分20，如傳送帶，以移動玻璃基片11。此外，從光產(chǎn)生部分200投射的光具有很大的強度，并且是單方向入射的線性光。但是，光產(chǎn)生部分200包括一個燈，一個使投射的光為單方向的遮光部分，以及至少一個或者多個可使投射的光的強度均勻化的反光片。
從光產(chǎn)生部分200投射的線性光單方向入射到玻璃基片。在玻璃基片11通過傳送帶20正在移動的同時使該裝在曝光裝置內(nèi)的玻璃基片11曝光。詳細地說，通過常規(guī)的方法先使疊置在上邊的光刻膠膜曝光，并且適當(dāng)調(diào)節(jié)基片沿傳送帶20的移動速度，以按照要求控制在光刻膠膜16的一個選定部分上投射的光的曝光時間。換言之，為防止要制圖的蝕刻阻擋絕緣層15變形，應(yīng)加大形成有半導(dǎo)體膜14的部位的曝光時間，以使有足夠大的光量入射到光刻膠膜16的選定部分。
當(dāng)光照射柵極12上的光刻膠膜16時，光以圖1(C)所示的一個選定的角度θ入射到玻璃基片11上。其目的在于使形成的圖案的曝光部分的寬度等于或小于柵極12的寬度。
參照圖1(D)，通過常規(guī)的顯影方法除去光刻膠膜16的已曝光部分161和162，從而形成一個光刻膠圖案16A。光刻膠圖案16A的寬度等于或小于柵極12的寬度。
參照圖1(E)，對蝕刻阻擋絕緣層15制圖，使其成為光刻膠圖案16A的形狀，然后再除去光刻膠圖案16A，借此形成蝕刻阻擋層15A。在此之后，通過常規(guī)方法依次淀積用作歐姆觸點的攙雜的非晶硅層17和用于源極和漏極的金屬層1 8。隨后，把攙雜的非晶硅層17和金屬層18蝕刻成選定的形狀，借此形成歐姆接觸層17A，17B以及源、漏電極18A，18B。
如前所述，通過上述的方法，形成的蝕刻阻擋層15A的寬度等于或小于柵極12的寬度，從而減小了所形成的薄膜晶體管的溝道長度。結(jié)果，減小了LCD中的信號延遲時間，并且還減小了屏幕中的殘留圖像。
在閱讀了上述公開的內(nèi)容后，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會很容易弄清楚這里公開的本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點和實施方案。就此而論，雖然已經(jīng)相當(dāng)詳細地描述了本發(fā)明的特殊實施例，但在不脫離說明書和權(quán)利要求書中的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的條件下，還可對這些實施進行變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種形成薄膜晶體管的方法，包括如下步驟提供上邊設(shè)有柵極和保護柵極的柵極絕緣層的絕緣基片；在基片上形成第一半導(dǎo)體層；在第一半導(dǎo)體層和柵極絕緣層上形成用于蝕刻阻擋層的一個絕緣層；在最終得到的結(jié)構(gòu)的整個表面上涂敷光刻膠膜；通過向從基片的背面開始至光刻膠膜的一個部分投射線性光，同時使基片水平移動，使光刻膠膜的一個選定部分曝光；通過使曝光的光刻膠膜顯影，形成一個光刻膠圖案；將所述充刻膠圖案用于掩膜，通過蝕刻蝕刻阻擋層用絕緣層，形成蝕刻阻擋層；除去剩余的光刻膠圖案。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的蝕刻阻擋層是氮化硅層。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述柵極電極上部的光刻膠膜在曝光步驟期間是以一定角度傾斜的。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中所述方法進一步包括如下步驟在形成所述的蝕刻阻擋層以后，除去光刻膠圖案；依次在整個表面上形成攙雜的非晶硅層和用于源極及漏極的金屬層；蝕刻攙雜的非晶硅層和用于源極及漏極的金屬層，以形成歐姆接觸層、源極、和漏極。
5.一種曝光裝置，包括設(shè)置、排列涂有光刻膠膜的絕緣基板的臺架和將所述曝光膜曝光的光源發(fā)生裝置，在放置所述絕緣基板的臺架的下部，設(shè)置有可任意移動的臺架移動單元。
6.如權(quán)利要求5的裝置，其中所述臺架移動裝置是傳送帶。
7.如權(quán)利要求5的裝置，其中所述光源發(fā)生器產(chǎn)生單一方向輸出的線性光。
全文摘要
一種用于形成薄膜晶體管的技術(shù)。包括一個絕緣基片，其上設(shè)有一個柵極和一個保護柵極的柵極絕緣層。在柵極上形成第一半導(dǎo)體層。在第一半導(dǎo)體層和柵極絕緣層上形成用于蝕刻阻擋層的一個絕緣層。在最終結(jié)構(gòu)的整個表面上涂敷光刻膠膜。通過把線性光投射到從基片背面到光刻膠膜的一個區(qū)域上，同時讓基片水平移動，使所選部分的光刻膠膜曝光。通過顯影已曝光的光刻膠膜除去剩余的光刻膠膜，形成蝕刻阻擋層。
文檔編號H01L21/027GK1158496SQ96121339
公開日1997年9月3日 申請日期1996年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月11日
發(fā)明者樸哲熙, 張鐘石 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社