薄膜晶體管的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種薄膜晶體管的制造方法，該薄膜晶體管為底柵共平面結構，包括以下步驟：步驟1、提供基片（20）；步驟2、在基片（20）上形成柵極（22）；步驟3、在柵極（22）與基片（20）上形成柵極絕緣層（24）；步驟4、在柵極絕緣層（24）上形成源/漏極（26），且該源/漏極（26）上覆蓋有感光材料層（27）；步驟5、對柵極絕緣層（24）表面進行等離子體處理；步驟6、去除源/漏極（26）上的感光材料層（27）；步驟7、在源/漏極（26）及柵極絕緣層（24）上形成氧化物半導體層（28），并圖案化該氧化物半導體層（28）。本發明通過對柵極絕緣層表面進行等離子體處理，修復柵極絕緣層與氧化物半導體層界面的缺陷，進而改善薄膜晶體管的電性。
【專利說明】薄膜晶體管的制造方法【技術領域】[0001]本發明涉及電子領域，尤其涉及一種薄膜晶體管的制造方法。
【背景技術】
[0002]薄膜晶體管(TFT)在電子裝置中被廣泛地作為開關裝置及驅動裝置使用。具體地，因為薄膜晶體管可形成在玻璃基板或塑料基板上，所以它們通常用在諸如液晶顯示裝置(IXD)和有機發光顯示裝置(OLED)的平板顯示裝置領域。
[0003]氧化物半導體由于具有較高的電子遷移率(氧化物半導體遷移率>10cm2/Vs，a_Si遷移率僅0.5~0.8cm2/Vs),而且相比低溫多晶硅(LTPS)，氧化物半導體制程簡單，與a_Si制程相容性較高，具有良好的應用發展前景，為當前業界研究熱門。當前對氧化物半導體的研究，以銦鎵鋅氧化物(InGaZnO，IGZ0)半導體最為成熟。
[0004]銦鎵鋅氧化物半導體在具有較高的電子遷移率、制程簡單等優點的同時，也存在穩定性差，受溫濕度變化影響大，銦鎵鋅氧化物半導體薄膜晶體管電性隨時間漂移，而且對制程條件(成膜速率、制程氣氛、制程溫度、濕度控制等)要求較高。此外，除了對銦鎵鋅氧化物半導體層本身，對絕緣層，銦鎵鋅氧化物半導體層與絕緣層的接觸界面，銦鎵鋅氧化物半導體層與金屬接觸界面都有較高的要求。
[0005]現有的，底柵共平面結構(Bottom gate coplanar)的銦鎵鋅氧化物半導體薄膜晶體管，銦鎵鋅氧化物半導體在源/漏極(Source/Drain)電極之后形成，可以避免背溝道刻蝕(Back channel etching, BCE)結構薄膜晶體管的源/漏極制程對銦鎵鋅氧化物半導體層的破壞。但底柵共平面結構(如圖1所示)中，由于柵極絕緣層(Gate insulator,GI>100自身存在缺陷，及后續源/漏極300制程可能對柵極絕緣層100表面破壞，使得柵極絕緣層100表面存在較多缺陷500，因此，在銦鎵鋅氧化物半導體層700制作后，銦鎵鋅氧化物半導體層700與柵極絕緣層100界面存在較多缺陷500，限制電子/空穴的移動，給薄膜晶體管電性帶來不良影響。請參閱圖2現有的底柵共平面結構薄膜晶體管的電性曲線圖，由曲線圖可知，在漏極電壓Vd=0.1V時，漏極最大電流Id僅為ΙΟ,Α ;在漏極電壓Vd=IOV時，漏極最大電流Id僅為10_7Α，電性相對較差。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種薄膜晶體管的制造方法，其能有效修復柵極絕緣層與氧化物半導體層界面的缺陷，進而改善底柵共平面結構薄膜晶體管的電性。
[0007]為實現上述目的，本發明提供一種薄膜晶體管的制造方法，該薄膜晶體管為底柵共平面結構，包括以下步驟:
[0008]步驟1、提供基片；
[0009]步驟2、在基片上形成柵極；
[0010]步驟3、在柵極與基片上形成柵極絕緣層；
[0011]步驟4、在柵極絕緣層上形成源/漏極，且該源/漏極上覆蓋有感光材料層；[0012]步驟5、對柵極絕緣層表面進行等離子體處理；
[0013]步驟6、去除源/漏極上感光材料層；
[0014]步驟7、在源/漏極及柵極絕緣層上形成氧化物半導體層，并圖案化該氧化物半導體層。所述氧化物半導體層為銦鎵鋅氧化物半導體層。
[0015]所述等離子體為氯基等離子體。
[0016]以氯基等離子體進行等離子體處理時，腔體內氣壓為2.0?IOOmT,高射頻為10?30000W ;低射頻為10?20000W ;冷卻氣壓為10?IOOOOmT ;氣體體積流量為10?5000sccm ;處理時間為I?150S。
[0017]所述等離子體為氟基等離子體。
[0018]以氟基等離子體進行等離子體處理時，腔體內氣壓為2.0?IOOmT,高射頻為10?30000W ;低射頻為10?20000W ;冷卻氣壓為10?IOOOOmT ;氣體體積流量為10?5000sccm ;處理時間為I?150S。
[0019]所述等離子體為氧基、氮基、磷基或碳基等離子體。
[0020]所述基片為玻璃基片。
[0021]所述步驟4包括:先在柵極絕緣層上依次形成金屬層與感光材料層，再通過掩模板對感光材料層進行曝光，去除曝光的感光材料層后，對露出的金屬層進行蝕刻，進而形成源/漏極，且該源/漏極覆蓋有感光材料層。
[0022]所述柵極、源/漏極包含有鋁；所述柵極絕緣層包含有氧化硅、氮化硅其中之一或其組合。
[0023]本發明的有益效果:本發明的薄膜晶體管的制造方法，通過對柵極絕緣層表面進行等離子體處理，有效修復柵極絕緣層與氧化物半導體層界面的缺陷，進而改善底柵共平面結構薄膜晶體管的電性。
[0024]為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]下面結合附圖，通過對本發明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發明的技術方案及其它有益效果顯而易見。
[0026]附圖中，
[0027]圖1為現有的薄膜晶體管的結構示意圖；
[0028]圖2為圖1中薄膜晶體管的電性曲線圖；
[0029]圖3為本發明薄膜晶體管的制造方法的流程圖；
[0030]圖4至圖9為本發明薄膜晶體管的制造方法的制程示意圖；
[0031]圖10為用本發明薄膜晶體管的制造方法制得的薄膜晶體管的電性曲線圖。
【具體實施方式】
[0032]為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0033]請參閱圖3，本發明提供一種薄膜晶體管的制造方法，該薄膜晶體管為底柵共平面結構，包括以下步驟:
[0034]步驟1、提供基片20。
[0035]所述基片20為透明基片，優選玻璃基片或塑料基片，在本實施例中，所述基片20為玻璃基片。
[0036]步驟2、在基片20上形成柵極22。
[0037]請參閱圖4，其具體形成方式可為:先在基片20上依次沉積金屬層與感光材料層；再通過掩模板或半掩模板對感光材料層進行曝光，進而使得形成于掩模板或半掩模板上的預定圖案復制于感光材料層上；接著除去曝光的感光材料層，以露出金屬層；再蝕刻掉露出的金屬層部分，以在金屬層形成預定結構的柵極22 ;最后再去除未曝光的感光材料層。
[0038]所述金屬層一般為鋁層、銅層、鑰層其中之一或其組合。
[0039]步驟3、在柵極22與基片20上形成柵極絕緣層24。
[0040]請參閱圖5，所述柵極絕緣層24 —般包括氧化硅、氮化硅其中之一或其組合，其形成方式與上述柵極22的形成方式類似，在此不作贅述。
[0041]步驟4、在柵極絕緣層24上形成源/漏極26，且該源/漏極26上覆蓋有感光材料層27。
[0042]請參閱圖6，具體地，其工藝可為:先在柵極絕緣層24上依次形成金屬層與感光材料層27，再通過掩模板對感光材料層27進行曝光，去除曝光的感光材料層27后，對露出的金屬層進行蝕刻，進而在金屬層形成預定結構的源/漏極26，且該源/漏極26覆蓋有感光材料層27。
[0043]步驟5、對柵極絕緣層24表面242進行等離子體處理。
[0044]請參閱圖7，通過等離子體對柵極絕緣層24表面242進行處理，以修復該柵極絕緣層24表面242的缺陷。
[0045]在本實施例中，所述等離子體為氯基等離子體，以氯基等離子體進行等離子體處理時，腔體內氣壓為2.0?IOOmT,高射頻為10?30000W ;低射頻為10?20000W ;冷卻氣壓為10?IOOOOmT ;氣體體積流量為10?5000sccm ;處理時間為I?150S。
[0046]步驟6、去除源/漏極26上的感光材料層27。
[0047]請參閱圖8，去除源/漏極26上的感光材料層27，以露出覆蓋于感光材料層27下方的源/漏極26。
[0048]步驟7、在源/漏極26及柵極絕緣層24上形成氧化物半導體層28，并圖案化該氧化物半導體層28。
[0049]請參閱圖9，在本實施例中，所述氧化物半導體層28為銦鎵鋅氧化物半導體層，其形成方式與上述柵極22的形成方式類似，在此不作贅述。
[0050]請參閱圖10，為通過上述步驟制得的薄膜晶體管的電性曲線圖，由曲線圖可知，在漏極電壓Vd=0.1V時，漏極最大電流Id達到10_7A ;在漏極電壓Vd=IOV時，漏極最大電流Id達到10_5A，相比現有的薄膜晶體管，其電性獲得顯著改善。
[0051]值得一提的是，所述等離子體還可以為氟基、氧基、氮基、磷基或碳基等離子體，同樣可實現上述技術效果。
[0052]具體地，當以氟基等離子體進行等離子體處理時，腔體內氣壓為2.0?IOOmT,高射頻為10?30000W ;低射頻為10?20000W ;冷卻氣壓為10?IOOOOmT ;氣體體積流量為10?5000sccm ;處理時間為I?150S。
[0053]綜上所述，本發明的薄膜晶體管的制造方法，通過對柵極絕緣層表面進行等離子體處理，有效修復柵極絕緣層與氧化物半導體層界面的缺陷，進而改善底柵共平面結構薄膜晶體管的電性。
[0054]以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種薄膜晶體管的制造方法，該薄膜晶體管為底柵共平面結構，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、提供基片(20)； 步驟2、在基片(20)上形成柵極(22)； 步驟3、在柵極(22)與基片(20)上形成柵極絕緣層(24); 步驟4、在柵極絕緣層(24)上形成源/漏極(26)，且該源/漏極(26)上覆蓋有感光材料層(27)； 步驟5、對柵極絕緣層(24)表面(242)進行等離子體處理； 步驟6、去除源/漏極(26)上的感光材料層(27)； 步驟7、在源/漏極(26)及柵極絕緣層(24)上形成氧化物半導體層(28)，并圖案化該氧化物半導體層(28)。
2.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述氧化物半導體層(28)為銦鎵鋅氧化物半導體層。
3.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述等離子體為氯基等離子體。
4.如權利要求3所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，以氯基等離子體進行等離子體處理時，腔體內氣壓為2.0?IOOmT,高射頻為10?30000W ;低射頻為10?20000W ；冷卻氣壓為10?IOOOOmT ;氣體體積流量為10?5000sccm ;處理時間為I?150S。
5.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述等離子體為氟基等離子體。
6.如權利要求5所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，以氟基等離子體進行等離子體處理時，腔體內氣壓為2.0?IOOmT,高射頻為10?30000W ;低射頻為10?20000W ；冷卻氣壓為10?IOOOOmT ;氣體體積流量為10?5000sccm ;處理時間為I?150S。
7.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述等離子體為氧基、氮基、憐基或碳基等尚子體。
8.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述基片(20)為玻璃基片。
9.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述步驟4包括:先在柵極絕緣層(24 )上依次形成金屬層與感光材料層(27 )，再通過掩模板對感光材料層(27 )進行曝光，去除曝光的感光材料層后，對露出的金屬層進行蝕刻，進而形成源/漏極(26)，且該源/漏極(26 )覆蓋有感光材料層(27 )。
10.如權利要求1所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，所述柵極(22)、源/漏極(26)包含有鋁；所述柵極絕緣層(24)包含有氧化硅、氮化硅其中之一或其組合。
【文檔編號】H01L21/336GK103500711SQ201310483122
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】李文輝, 曾志遠 申請人:深圳市華星光電技術有限公司