主動元件及其制作方法與流程

本發明涉及一種半導體元件及其制作方法，尤其涉及一種主動元件及其制作方法。

背景技術：

在現有的金屬氧化物半導體的結構中，主要是以具有蝕刻終止層的結構為最廣泛使用，理由在于具有蝕刻終止層的結構具有較佳的組件保護性且相對于組件特性較為穩定。

具有蝕刻終止層的金屬氧化物半導體的結構常見的有二種，一種是全覆蓋型態的蝕刻終止層(fulltypeesl)的金屬氧化物半導體的結構，另一種是部分覆蓋型態的蝕刻終止層(non-fulltypeesl)金屬氧化物半導體的結構。全覆蓋型態的蝕刻終止層(fulltypeesl)的金屬氧化物半導體的結構，其元件上具有有源極與漏極的接觸窗，因此使得通道層的間距無法縮小，進而影響畫素開口率。另一方向，部分覆蓋型態的蝕刻終止層(non-fulltypeesl)金屬氧化物半導體的結構，于制作過程中，因為蝕刻終止層需要大面積蝕刻，因此半導體通道層的表面受到干蝕刻轟擊，容易影響后續所形成的源極與漏極的接觸窗的接觸特性。再者，干蝕刻氣體對于蝕刻終止層與柵絕緣層的蝕刻選擇比低，柵絕緣層遭受轟擊貫穿或過薄都容易使得源極與柵極產生短路問題，在制程上較難控制。

技術實現要素：

本發明提供一種主動元件，其具有較佳的元件效能。

本發明還提供一種主動元件的制作方法，用以制作上述的主動元件。

本發明的主動元件，配置于基板上，且其包括柵極、柵絕緣層、金屬氧化物半導體層、蝕刻終止層、源極與漏極。柵絕緣層配置于基板上且覆蓋柵極。金屬氧化物半導體層配置于柵絕緣層上。蝕刻終止層配置于金屬氧化物 半導體層上，其中金屬氧化物半導體層的邊緣相較于蝕刻終止層的邊緣向內縮一距離。源極與漏極配置于蝕刻終止層上，且沿著蝕刻終止層的邊緣以及金屬氧化物半導體層的邊緣而延伸配置于柵絕緣層上，其中蝕刻終止層的一部分暴露于源極與漏極之間。

在本發明的一實施例中，上述的金屬氧化物半導體層的材質包括銦鎵鋅氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物或鋅錫氧化物。

在本發明的一實施例中，上述的源極與漏極直接接觸金屬氧化物半導體層的邊緣。

本發明的主動元件的制作方法，其包括以下制作步驟。形成柵極于基板上。形成柵絕緣層于基板上，其中柵絕緣層覆蓋柵極。形成金屬氧化物半導體材料層于柵絕緣層上。形成蝕刻終止材料層于金屬氧化物半導體材料層上。形成圖案化光阻層于蝕刻終止材料層上。以圖案化光阻層為第一罩幕，對蝕刻終止材料層進行干蝕刻程序，而形成蝕刻終止層。移除圖案化光阻層，而暴露出蝕刻終止層。以蝕刻終止層為第二罩幕，金屬氧化物半導體材料層進行濕蝕刻程序，而形成金屬氧化物半導體層。金屬氧化物半導體層的邊緣相較于蝕刻終止層的邊緣向內縮一距離。形成源極與漏極于蝕刻終止層上，其中源極與漏極沿著蝕刻終止層的邊緣以及金屬氧化物半導體層的邊緣而延伸配置于柵絕緣層上，且蝕刻終止層的一部分暴露于源極與漏極之間。

在本發明的一實施例中，上述的金屬氧化物半導體材料層的材質包括銦鎵鋅氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物或鋅錫氧化物。

在本發明的一實施例中，上述的源極與漏極直接接觸金屬氧化物半導體層的邊緣。

基于上述，由于本發明是以圖案化光阻層及蝕刻終止層為罩幕，對金屬氧化物半導體材料層進行濕蝕刻程序，而形成金屬氧化物半導體層。因此，所形成的金屬氧化物半導體層的邊緣相較于蝕刻終止層的邊緣會向內縮一距離。如此一來，可使得金屬氧化物半導體層的長度縮短，而本發明的主動元件的傳導能力便可有效提升，且于后續元件應用時，可有效增加畫素開口率，進而提升面板的解析度。再者，對蝕刻終止材料層進行干蝕刻程序而形成蝕刻終止層時，因為蝕刻終止材料層與金屬氧化物半導體材料層的蝕刻選擇比非常大，故金屬氧化物半導體材料層可作為抵擋層，可有效避免柵絕緣層被 蝕刻。此外，金屬氧化物半導體層與蝕刻終止層是采用同一光罩來定義，因此金屬氧化物半導體層與蝕刻終止層之間的自我對準無偏移，且可有效減少光罩的使用數，進而降低生產成本。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1a至圖1g為本發明的一實施例的一種主動元件的制作方法的剖面示意圖。

附圖標記說明：

10：基板；

100：主動元件；

110：柵極；

120：柵絕緣層；

130：金屬氧化物半導體層；

130a：金屬氧化物半導體材料層；

140：蝕刻終止層；

140a：蝕刻終止材料層；

150：源極；

160：漏極；

d：距離；

pr：圖案化光阻層。

具體實施方式

圖1a至圖1g為本發明的一實施例的一種主動元件的制作方法的剖面示意圖。請先參考圖1a，關于本實施例的主動元件的制作方法，首先，形成柵極110于基板10上。此處，基板10例如是玻璃基板、金屬基板或塑料基板；而，柵極110的材質例如是金屬，如鉬、鋁、銅、鈦、銀，或金屬合金，如鉬鉭合金、鉬鈮合金、釹化鋁合金或多層金屬結構。

接著，請參考圖1b，形成柵絕緣層120于基板10上，其中柵絕緣層120 覆蓋柵極110。此處，柵絕緣層120是完全包覆柵極110的周圍表面，其中柵絕緣層120的材質例如是氮化硅、氧化硅或氧化鋁。

接著，請參考圖1c，形成金屬氧化物半導體材料層130a于柵絕緣層120上。此處，金屬氧化物半導體材料層130a完全覆蓋柵絕緣層120的上表面，其中金屬氧化物半導體材料層130a的材質包括銦鎵鋅氧化物、銦鋅氧化物、銦錫鋅氧化物或鋅錫氧化物。

接著，請參考圖1d，形成蝕刻終止材料層140a于金屬氧化物半導體材料層130a上。此處，蝕刻終止材料層140a完全覆蓋金屬氧化物半導體材料層130a的上表面，其中蝕刻終止材料層140a的材質例如是氧化硅、氮化硅或氧化鋁。

接著，請同時參考圖1d與圖1e，形成圖案化光阻層pr于蝕刻終止材料層140a上。接著，并以圖案化光阻層pr為第一罩幕，對蝕刻終止材料層140a進行干蝕刻程序，而形成蝕刻終止層140。此處，干蝕刻程序所使用的氣體為四氟化碳(cf4)或六氟化硫(sf6)。此時，因為蝕刻終止材料層140a與金屬氧化物半導體材料層130a的蝕刻選擇比非常大，故金屬氧化物半導體材料層130a可作為抵擋層，可有效避免柵絕緣層120被蝕刻。

之后，請同時參考圖1e與圖1f，移除圖案化光阻層pr，而暴露出蝕刻終止層140。接著，并以蝕刻終止層140為第二罩幕，對金屬氧化物半導體材料層130a進行濕蝕刻程序，而形成金屬氧化物半導體層130。此處，濕蝕刻蝕刻程序所使用的蝕刻液為草酸。由于本實施例形成金屬氧化物半導體層130是采用濕蝕刻，而金屬氧化物半導體材料層130a會因為濕蝕刻等向側蝕效應，而使所形成的金屬氧化物半導體層130的邊緣相較于蝕刻終止層140的邊緣向內縮一距離d。如此一來，可使得金屬氧化物半導體層130的長度縮短，可有效提高產品的傳導能力。此處，金屬氧化物半導體層130與蝕刻終止層140是采用同一光罩來定義，因此金屬氧化物半導體層130與蝕刻終止層140之間的自我對準無偏移，且可有效減少光罩的使用數，進而降低生產成本。

最后，請參考圖1g，形成源極150與漏極160于蝕刻終止層140上，其中源極150與漏極160沿著蝕刻終止層140的邊緣以及金屬氧化物半導體層130的邊緣而延伸配置于柵絕緣層120上，且蝕刻終止層140的一部分暴露 于源極150與漏極160之間。此處，源極150與漏極160直接接觸金屬氧化物半導體層130的邊緣，而形成通道。源極150的材質與漏極160的材質例如是金屬，如鉬、鋁、銅、鈦、銀；或金屬合金，如鉬鉭合金、鉬鈮合金、釹化鋁合金或多層金屬結構。至此，已完成主動元件100的制作。

在結構上，請再參考圖1g，主動元件100是配置于基板10上，且包括柵極110、柵絕緣層120、金屬氧化物半導體層130、蝕刻終止層140、源極150與漏極160。柵絕緣層120配置于基板10上且覆蓋柵極110。金屬氧化物半導體層130配置于柵絕緣層120上。蝕刻終止層140配置于金屬氧化物半導體層130上，其中金屬氧化物半導體層130的邊緣相較于蝕刻終止層140的邊緣向內縮一距離d，且蝕刻終止層140的厚度大于金屬氧化物半導體層130的厚度。源極150與漏極160配置于蝕刻終止層140上，且沿著蝕刻終止層140的邊緣以及金屬氧化物半導體層130的邊緣而延伸配置于柵絕緣層120上，其中蝕刻終止層140的一部分暴露于源極150與漏極160之間。源極150與漏極160直接接觸金屬氧化物半導體層130的邊緣，而形成通道。

由于本實施例的金屬氧化物半導體層130的邊緣相較于蝕刻終止層140的邊緣向內縮距離d，且源極150與漏極160是直接接觸金屬氧化物半導體層130的邊緣而形成通道。因此，金屬氧化物半導體層130的長度可縮短，而本實施例的主動元件100的傳導能力可有效提升，且于后續顯示面板應用時，可有效增加像素開口率，進而提升面板的解析度。

綜上所述，由于本發明是以圖案化光阻層及蝕刻終止層為罩幕，對金屬氧化物半導體材料層進行濕蝕刻程序，而形成金屬氧化物半導體層。因此，所形成的金屬氧化物半導體層的邊緣相較于蝕刻終止層的邊緣會向內縮一距離。如此一來，可使得金屬氧化物半導體層的長度縮短，而本發明的主動元件的傳導能力便可有效提升，且于后續元件應用時，可有效增加畫素開口率，進而提升面板的解析度。再者，對蝕刻終止材料層進行干蝕刻程序而形成蝕刻終止層時，因為蝕刻終止材料層與金屬氧化物半導體材料層的蝕刻選擇比非常大，故金屬氧化物半導體材料層可作為抵擋層，可有效避免柵絕緣層被蝕刻。此外，金屬氧化物半導體層與蝕刻終止層是采用同一光罩來定義，因此金屬氧化物半導體層與蝕刻終止層之間的自我對準無偏移，且可有效減少光罩的使用數，進而降低生產成本。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。