薄膜晶體管及其制造方法技術

本發明專利技術是關于一種薄膜晶體管及其制造方法，該制造方法包括下列步驟：形成柵極于基板上；依序形成絕緣層、半導體層、歐姆接觸層及金屬層覆蓋于柵極及基板上；再形成圖案化光致抗蝕劑層于柵極與柵極一側上方的金屬層上，且圖案化光致抗蝕劑層具有第一部分、第二部分與第三部分，其中第一部分是用以定義為溝道區，第二部分是用以定義為源／漏極，第三部分是位于部分第二部分的一側且遠離第一部分；隨后，選擇性蝕刻金屬層、歐姆接觸層及半導體層，以定義出溝道區與源／漏極，且形成部分源／漏極電極的遠離溝道區的一側具有斜角側邊。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，尤其涉及一種使用此薄膜陣列基板的顯示面板。
技術介紹
近年來光電相關技術不斷推陳出新，加上數字化時代的到來，進而推動了液晶顯示器市場的蓬勃發展。液晶顯示器(Liquid Crystal Displayer；LCD)具有高畫質、體積小、重量輕、低電壓驅動、低消耗功率及應用范圍廣等優點，因此被廣泛地應用于可攜式電視、移動電話、筆記本型計算機以及桌上型顯示器等消費性電子或計算機產品，并逐漸取代陰極射線管(CathodeRay Tube；CRT)成為顯示器的主流。液晶顯示器之所以能夠比傳統的陰極射線管顯示器在尺寸及重量上更具有彈性，是因為液晶顯示器的大部分組件都是平板狀，例如驅動顯示器的薄膜晶體管(Thin-Film Transistor；TFT)陣列基板，與決定像素明暗狀態的彩色濾光片(color filter)基板。因此，可視應用需求將這些組件切割成大小適中的尺寸，且在重量上也比具有龐大立體外形的陰極射線管來得輕巧許多。眾所皆知光掩模的價格昂貴，且曝光顯影的步驟又相當費時，所以減少光掩模數目除了可降低成本之外，還可以加速產出速度，以提高產品的競爭力。因此，許多廠商無不努力于減少光掩模的使用次數。一種半透光掩模(half tone mask)即發展來節省工藝中所需光掩模的數目。在現今薄膜晶體管陣列基板的工藝中，光掩模的使用數目已可縮減到五道或四道光掩模工藝。以一般四道光掩模工藝為例，請參照圖1，其是繪示現有制作薄膜晶體管的結構示意圖。在圖1中，在玻璃基板100上形成柵極102之后，依序形成絕緣層104、半導體層106、歐姆接觸層108與金屬層110于玻璃基板100與柵極102上。接著，在涂布光致抗蝕劑層(未繪示于圖上)于金屬層110上之后，以半透光掩模來進行曝光顯影的步驟以形成光致抗蝕劑層112。其中，光致抗蝕劑層112是位于柵極102的上方預形成源/漏極及溝道區的區域成U字型狀，且光致抗蝕劑層112在預定形成溝道區的位置具有一較小的厚度n1，而光致抗蝕劑層112其它部分的區域具有一較大的厚度n2。接著，以光致抗蝕劑層112為掩模，蝕刻未被光致抗蝕劑層112所覆蓋的金屬層110。再移除部分的光致抗蝕劑層112，以暴露出位于溝道區上方的金屬層110。然后，選擇性蝕刻金屬層110、歐姆接觸層108及半導體層106，以定義出源/漏極與溝道區。隨后，再依序于玻璃基板100上形成保護層與透明導電層，以完成薄膜晶體管與像素電極的電性連接。請參照圖2，其是繪示現有制作薄膜晶體管蝕刻金屬層之后的剖面示意圖。由圖2可看出，由于現有蝕刻金屬層110的蝕刻是采用濕式蝕刻工藝，在以光致抗蝕劑層112為掩模對金屬層110進行濕式蝕刻時，由于濕式蝕刻是一各向同性蝕刻，所以在光致抗蝕劑層112兩側底下的部分金屬層110也會被蝕刻掉，而產生底切(undercut)。此時，如圖2所示，蝕刻后的金屬層110的側壁會呈現近似垂直的輪廓(profile)且已退至光致抗蝕劑層112的下方內側，故在后續蝕刻半導體層106及歐姆接觸層108的各向異性蝕刻工藝中，金屬層110則無法再蝕刻出一較為平緩的輪廓。因此，金屬層110的側壁仍然具有一接近90°的傾斜角度(taper angle)。圖3是繪示完成半導體層、歐姆接觸層與金屬層蝕刻并形成透明導電層后的剖面示意圖。然而，由于金屬層110的側壁的傾斜角度接近90°，所以形成于金屬層110的側壁上的保護層118則會產生突懸(overhang)，故在后續利用濺鍍法來形成于保護層118上的透明導電層120則無法完整地沉積于保護層118上，而會發生導線斷裂的現象。如此一來，不僅造成薄膜晶體管與像素電極的電性連接失敗的問題，更使得生產良率降低，并同時增加制造成本。因此，有必要提供一種新的薄膜晶體管的制造方法，以解決上述的問題。
技術實現思路
因此本專利技術的目的是提供一種，用以減少薄膜晶體管與像素電極的電性連接失敗的問題。本專利技術的另一目的是提供一種，以提高產品良率并降低制造成本。根據本專利技術的目的，提出一種薄膜晶體管的制造方法。根據本專利技術的一優選實施例，是先于基板上形成柵極。接著，在基板與柵極上方依序沉積絕緣層、半導體層、歐姆接觸層與金屬層。再于金屬層上涂布光致抗蝕劑，并利用改良的半調式光掩模對光致抗蝕劑曝光顯影，而形成圖案化光致抗蝕劑層。上述的圖案化光致抗蝕劑層具有至少一第一部分、至少一第二部分與至少一第三部分。其中，第一部分是位于預定形成溝道區的上方，第二部分是位于預定形成源/漏極的上方，而第三部分是位于部分第二部分的一側且遠離第一部分。接著，利用過蝕刻工藝移除未被圖案化光致抗蝕劑層所覆蓋的金屬層。然后，移除部分的圖案化光致抗蝕劑層直至溝道區上方的金屬層暴露出為止。以金屬層為掩模移除未被金屬層所覆蓋的歐姆接觸層與半導體層，直至絕緣層暴露出來為止。隨后，蝕刻未被光致抗蝕劑層所覆蓋的金屬層、歐姆接觸層與部分柵極上方的半導體層，以定義出源/漏極與溝道區。此時，在與后續將形成的像素電極相鄰的源/漏極的一側會形成一傾斜側邊。接著，剝除殘留于金屬層上的光致抗蝕劑層，以形成薄膜晶體管。最后，在完成薄膜晶體管之后，接著形成保護層與透明導電層于金屬層與基板之上，以完成薄膜晶體管與像素電極的電性連接。或者，依照本專利技術的另一優選實施例，還可以在對金屬層進行過蝕刻工藝之后，先以圖案化光致抗蝕劑層為掩模蝕刻未被圖案化光致抗蝕劑層所覆蓋的歐姆接觸層與半導體層，直至絕緣層暴露出來為止。然后，移除部分的圖案化光致抗蝕劑層直至溝道區上方的金屬層暴露出為止。隨后，再蝕刻未被光致抗蝕劑層所覆蓋的金屬層、歐姆接觸層與部分柵極上方的半導體層，以定義出源/漏極與溝道區。接著，剝除殘留于金屬層上的光致抗蝕劑層，以形成薄膜晶體管。最后，形成保護層與透明導電層于金屬層與基板之上，以完成薄膜晶體管與像素電極的電性連接。由上述可知，應用本專利技術的方法可以在與后續將形成的像素電極相鄰的源/漏極的一側的側壁上蝕刻出一較為平緩的輪廓，以降低在后續像素電極形成時的階梯覆蓋困難度，進而降低薄膜晶體管與像素電極的電性連接失敗的問題。除此之外，應用本專利技術的方法還可以提高產品良率，且同時降低制造成本。本專利技術并不僅限于應用在液晶顯示器中薄膜晶體管的工藝中，任何于基板上形成薄膜晶體管的制造技術，例如應用于有機電致發光顯示器(organic electro-luminescence display；OELD)上，都可運用本專利技術所揭露的方法來解決以沉積材料層覆蓋薄膜晶體管時產生的階梯覆蓋性不佳的問題。附圖說明為讓本專利技術的上述和其它目的、特征、優點與實施例能更明顯易懂，附圖的詳細說明如下圖1是繪示現有制作薄膜晶體管的流程示意圖；圖2是繪示現有制作薄膜晶體管蝕刻金屬層之后的剖面示意圖；圖3是繪示完成半導體層、歐姆接觸層與金屬層蝕刻并形成透明導電層后的剖面示意圖；圖4是繪示依照本專利技術一優選實施例的于基板上形成柵極、絕緣層、半導體層、歐姆接觸層與金屬層的剖示意圖；圖5是繪示依據本專利技術的一優選實施例的一種第二道光掩模的設計圖；圖6是繪示依據本專利技術的一優選實施例的形成圖案化光致抗蝕劑層于金屬層上的剖面示意圖；圖7是繪示依據本專利技術的一優選實施例的蝕刻金屬層后的剖面示意圖；圖8A至8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造薄膜晶體管的方法，是用于一顯示面板，該方法包括：形成一柵極于一基板上；依序形成一絕緣層、一半導體層、一歐姆接觸層及一金屬層覆蓋于該柵極及該基板上；形成一圖案化光致抗蝕劑層于該柵極及該柵極一側上方的該金屬層上， 該圖案化光致抗蝕劑層具有至少一第一部分、至少一第二部分與至少一第三部分，其中該第一部分是用以定義為一溝道區，該第二部分是用以定義為一源／漏極，該第三部分是位于部分該第二部分的一側且遠離該第一部分；以及選擇性蝕刻該金屬層、該歐姆接觸層 及該半導體層，用以定義出該溝道區與該源／漏極，且形成部分該源／漏極的遠離該溝道區的一側具有至少一第一斜角的側邊。

【技術特征摘要】
1.一種制造薄膜晶體管的方法，是用于一顯示面板，該方法包括形成一柵極于一基板上；依序形成一絕緣層、一半導體層、一歐姆接觸層及一金屬層覆蓋于該柵極及該基板上；形成一圖案化光致抗蝕劑層于該柵極及該柵極一側上方的該金屬層上，該圖案化光致抗蝕劑層具有至少一第一部分、至少一第二部分與至少一第三部分，其中該第一部分是用以定義為一溝道區，該第二部分是用以定義為一源/漏極，該第三部分是位于部分該第二部分的一側且遠離該第一部分；以及選擇性蝕刻該金屬層、該歐姆接觸層及該半導體層，用以定義出該溝道區與該源/漏極，且形成部分該源/漏極的遠離該溝道區的一側具有至少一第一斜角的側邊。2.如權利要求1所述的方法，其中部分該源/漏極的一側還包括形成至少一第二斜角的側邊，且該第二斜角相鄰于該第一斜角的側邊。3.如權利要求2所述的方法，其中該第二斜角的角度大于該第一斜角的角度。4.如權利要求1所述的方法，還包括形成一圖案化保護層于該基板上，且該圖案化保護層多個接觸窗于該源/漏極上。5.如權利要求4所述的方法，還包括形成一圖案化導電層于該圖案化保護層上，且該圖案化導電層通過該些接觸窗電性連接于該源/漏極。6.如權利要求1所述的方法，其中該第二部分是鄰接該第一部分及該第三部分，且該二部分厚度大于該第一部分及該第三部分。7.如權利要求1所述的方法，其中該第一部分的厚度是大于或等于該第三部分。8.如權利要求1所述的方法，其中該第一部分的厚度是小于或等于該第三部分。9.如權利要求1所述的方法，其中該選擇性蝕刻該金屬層、該歐姆接觸層及該半導體層的步驟包括以一過蝕刻移除部分的該金屬層；移除該第一部分、該第三部分以及部分該第二部分的該圖案化光致抗蝕劑層，以暴露位于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石志鴻，
申請(專利權)人：友達光電股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]