专利名称：薄膜晶体管的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种薄膜晶体管，且特别是有关于一种具有较佳输出特性 的薄膜晶体管。
背景技术：
近年来，随着光电技术与半导体制造技术的成熟，平面显示器(Flat Panel Display)便蓬勃发展起来，其中液晶显示器基于其低电压操作、无辐射线散射、 重量轻以及体积小等优点，更逐渐取代传统的阴极射线管显示器而成为近年来 显示器产品的主流。一般液晶显示器主要是由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光基板与位于两基 板之间的液晶层所构成，其中薄膜晶体管阵列基板具有多个以矩阵的方式排列 的像素单元，每个像素单元包括一薄膜晶体管以及一与薄膜晶体管电性连接像 素电极(pixel electrode)。薄膜晶体管是用来作为液晶显示单元的开关元件，而 薄膜晶体管的漏极电流(I。J的大小主要由沟道宽度与长度的比值(W/L)决定，如 以下数学式-Ion=(W/L) " Ci(Vg-Vth)VdI。n:开启电流(TFT在开启状态，栅极电压(Vg)大于临限电压(Vth)下)W/L:沟道宽度与长度的比值u: TFT的电子移动率(mobility)Ci: TFT绝缘层电容Vg:栅极电压Vth:临限电压Vd:漏极电压然而，随着液晶显示器的提高解析度、降低反应时间、增加开口率(aperture) 等要求下，薄膜晶体管已逐渐朝向降低尺寸的趋势。此外，薄膜晶体管的尺寸4的降低，更直接的影响到薄膜晶体管的漏极电流大小，进而影响液晶显示器的 显示品质。因此，如何使薄膜晶体管的尺寸能够縮小而不影响漏极电流大小， 成为液晶显示器重要的课题之一。此外，应用于简易检查的薄膜晶体管开关元 件也需有较大的漏极电流。发明内容本发明提供一种薄膜晶体管，其具有较佳的输出特性。本发明另提供一种薄膜晶体管，仅需通过改变漏极与源极的形状，即可使 薄膜晶体管具有较佳的输出特性。为具体描述本发明的内容，在此提出一种薄膜晶体管，其包括一栅极、一 栅绝缘层、 一沟道层、 一源极与一漏极。栅极配置于一基板上。栅绝缘层覆盖 于栅极上。沟道层配置于栅极上方的栅绝缘层上，沟道层的纵向剖面为波浪状。 源极与漏极配置于沟道层上。在本发明的一实施例中，上述的栅极的上表面具有多个凹部与多个凸部， 以使得配置于栅极上方的沟道层的纵向剖面为波浪状。在本发明的一实施例中，上述的栅绝缘层的上表面具有多个凹部与多个凸 部，以使得配置于栅绝缘层上方的沟道层的纵向剖面为波浪状。在本发明的一实施例中，上述的沟道层与源极以及漏极之间还包括一欧姆 接触层。欧姆接触层的材料包括掺杂非晶硅。本发明另提供一种薄膜晶体管，包括一栅极、 一栅绝缘层、 一沟道层、一 源极与一漏极。栅极配置于一基板上，栅绝缘层覆盖于栅极上。沟道层配置于 栅极上方的栅绝缘层上，源极与漏极配置于沟道层上方的两侧，源极与漏极为 非直线条状结构。在本发明的一实施例中，上述的源极与漏极为曲线条状结构或是折线条状 结构。在本发明的一实施例中，上述的源极与漏极两者彼此平行配置。 在本发明的一实施例中，上述的沟道层与源极以及漏极之间还包括一欧姆 接触层。欧姆接触层的材料包括掺杂非晶硅。本发明主要是利用改变沟道表面的形状或是源极与漏极的形状来增加薄膜晶体管等效的沟道宽度，使得薄膜晶体管即使受限于空间而无法设计较宽的 沟道层，依旧能够具有较高的漏极电流。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中图1A是本发明的一实施例的薄膜晶体管的示意图。图1B是图1A沿剖面线A-A'的结构剖面图。图1C是图1A沿剖面线A-A'的另一结构剖面图。图2A是本发明的第二实施例的薄膜晶体管的示意图。图2B是图2A沿剖面线B-B'的结构剖面图。图3A与图3B是本发明的第二实施例的薄膜晶体管的源极与漏极的结构示 意图。主要元件符号说明 110:基板 120:栅极 130:栅绝缘层 140:沟道层 142:欧姆接触层 150、 250:源极 160、 260:漏极 124、 134:凹部 122、 132:凸部Wl、 Wl'、 W2、 W2'、 W3、 W3'、 W4、 W4，沟道宽度 L、 Ll、 L2:沟道长度具体实施方式
本发明主要是利用改变沟道表面的形状或是源极与漏极的形状来增加薄 膜晶体管等效的沟道宽度，进而提升薄膜晶体管的漏极电流大小。而为使本发明能够让熟悉此项技术者够容易理解，以下将举出数个实施例来说明本发明的 技术内容，但并非用以限定本发明。
第一实施例
图1A为本发明的一实施例的薄膜晶体管示意图。图1B是图1A沿剖面线 A-A'的结构剖面图。在本文中，图1A的Y方向是沿着沟道宽度Wl的延伸方 向，其定义为纵向方向，而X方向为沿着沟道长度L1延伸方向，其定义为横 向方向。
请同时参照图1A与图1B。薄膜晶体管包括一栅极120、 一栅绝缘层130、 一沟道层140、 一源极150与一漏极160。其中，栅极120配置于一基板110 上。基板110可以是玻璃或是石英等可透光的基板110。而栅极120可以通过 例如是物理气相沉积法(PVD)沉积金属材料于基板IIO上，再通过一道光掩 模制程对此金属材料进行图案化，即可完成栅极120的制作。上述的金属材料 可以选用铝、金、铜、钼、铬、钛、铝合金或钼合金等低阻值材料。
此外，栅绝缘层130覆盖于栅极上。详细地说，栅绝缘层130的材料可以 选用氮化硅(SiNx)或是以四乙氧基硅垸(TEOS)为反应气体源而形成的氧 化硅(SiOx)。沟道层140配置于栅极120上方的栅绝缘层130上。而此沟道 层140可以通过例如是化学气相沉积法(CVD)沉积非晶硅(amorphous silicon) 于栅绝缘层130上。 一般来说，为了使沟道层140与源极150或漏极160之间 的接触阻抗下降，在实务上还可以选择于沟道层140上设置一欧姆接触层142， 其材料例如是N型掺杂非晶硅。接着，将源极150与漏极160配置于沟道层上， 如此便形成一薄膜晶体管。
值得一提的是，在本实施例中，沟道层140的纵向剖面为波浪状。详细地 说，请参照图1B，沟道层140的波浪状纵向剖面可以通过栅极120的上表面具 有多个凹部124与多个凸部122，使得配置于栅极120上方的栅绝缘层130随 栅极120的上表面高低起伏，进而使得沟道层140的纵向剖面为波浪状。或是， 如图1C所示，利用栅绝缘层130的上表面具有多个凹部134与多个凸部132， 使得配置于栅绝缘层130上方的沟道层140的纵向剖面为波浪状。由于薄膜晶 体管的沟道宽度Wl是由配置于沟道层140上方的源极150与漏极160的宽度来决定的，当沟道层140的纵向剖面变成波浪状，配置于沟道层140上方的源 极150与漏极160也随之变成波浪状，因此，源极150与漏极160的宽度也随 之增大。如此一来，薄膜晶体管的沟道宽度W1可由原来的沟道宽度W1变成 波浪状的沟道宽度Wl'。
相较于现有的薄膜晶体管，本实施例的薄膜晶体管的沟道层140的纵向剖
面为波浪状，以立体的结构增加薄膜晶体管的沟道层140的实际沟道宽度wr， 以提高薄膜晶体管的沟道宽度与沟道长度的比例，亦即wr/Li，进而提高漏极
160电流的大小。
第二实施例
图2A为本发明的另一实施例的薄膜晶体管示意图，图2B为图2A沿剖面 线B-B'的结构剖面图。请同时参照图2A与图2B，薄膜晶体管包括一栅极120、 一栅绝缘层130、 一沟道层140、 一源极250与一漏极260。栅极120配置于一 基板110上，栅绝缘层130覆盖于栅极120上。基板110可以是玻璃或是石英 等可透光的基板110。而栅极120可以通过例如是物理气相沉积法(PVD)沉 积金属材料于基板110上，再通过一道光掩模制程对此金属材料进行图案化， 即可完成栅极120的制作。上述的金属材料可以选用铝、金、铜、钼、铬、钛、 铝合金或钼合金等低阻值材料。
此外，栅绝缘层130覆盖于栅极120上。详细地说，栅绝缘层130的材料 可以选用氮化硅(SiNx)或是以四乙氧基硅垸(TEOS)为反应气体源而形成 的氧化硅(SiOx)。沟道层140配置于栅极120上方的栅绝缘层130上。而此 沟道层140可以通过例如是化学气相沉积法(CVD)沉积非晶硅(amorphous silicon)于栅绝缘层130上。 一般来说，为了使沟道层140与源极250以及漏 极260之间的接触阻抗下降，在实务上还可以选择于沟道层140上设置一欧姆 接触层142，其材料例如是N型掺杂非晶硅。
请继续参照图2A，源极250与漏极260配置于沟道层140上方的两侧， 源极250与漏极260为曲线状结构。其中，源极250与漏极260两者彼此平行 配置。如此一来，原本薄膜晶体管的沟道宽度W2将随源极250与漏极260的 形状增大为沟道宽度W2'，也就是增加沟道层140的宽度与长度的比例，亦即W2VL2，进而提高薄膜晶体管的漏极260电流。
本实施例将沟道层140两端内侧的源极250与漏极260设计为平行的曲线 条状结构，借此增加薄膜晶体管的沟道层140的实际宽度，在不改变沟道层140 大小的情况下，提高漏极260电流。此外，源极250与漏极260还可以是如图 3A与图3B所示的结构，通过源极250与漏极260设计成互相平行的曲线或折 线等非直线条状结构，使得沟道的宽度由原来的W3、 W4变成较长的沟道宽度 W3'、 W4，。这里要说明的是，图2A、图3A与图3B中所示的源极250与漏极 260的结构，在此仅用以说明，并不刻意限定。当然，所属技术领域中具有通 常知识者可视实际需要，而设计适当的源极与漏极结构。
综上所述，本发明通过改变沟道表面的形状或是源极与漏极的形状来增加 薄膜晶体管等效的沟道宽度。因此，即使薄膜晶体管受限于像素的大小或布局
的空间而尺寸有所限制，但依旧能够提供较佳的输出特性。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种薄膜晶体管，包括一栅极，配置于一基板上；一栅绝缘层，覆盖于该栅极上；一沟道层，配置于该栅极上方的该栅绝缘层上，该沟道层的纵向剖面为波浪状；以及一源极与一漏极，配置于该沟道层上。
2. 如权利要求l所述的薄膜晶体管，其特征在于，该栅极的上表面具有多 个凹部与多个凸部，以使得配置于该栅极上方的该沟道层的纵向剖面为波浪 状。
3. 如权利要求l所述的薄膜晶体管，其特征在于，该栅绝缘层的上表面具 有多个凹部与多个凸部，以使得配置于栅绝缘层上方的该沟道层的纵向剖面为 波浪状。
4. 如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该沟道层的材料包括非 晶硅。
5. 如权利要求l所述的薄膜晶体管，其特征在于，该沟道层与该源极以及 该漏极之间还包括一欧姆接触层。
6. —种薄膜晶体管，包括 一栅极，配置于一基板上； 一栅绝缘层，覆盖于该栅极上；一沟道层，配置于该栅极上方的该栅绝缘层上；以及一源极与一漏极，配置于该沟道层上方的两侧，其中该源极与该漏极为非 直线状结构。
7. 如权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于，该源极与该漏极为曲线 条状结构或是折线条状结构。
8. 如权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于，该源极与该漏极两者彼 此平行配置。
9. 如权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于，该沟道层的材料包括非
10.如权利要求6所述的薄膜晶体管，其特征在于，该沟道层与该源极以 及该漏极之间还包括一欧姆接触层。
全文摘要
本发明提出一种薄膜晶体管，其包括一栅极、一栅绝缘层、一沟道层、一源极与一漏极。栅极配置于一基板上，栅绝缘层覆盖于栅极上。沟道层配置于栅极上方的栅绝缘层上，沟道层的纵向剖面可以为波浪状，且源极与漏极配置于沟道层上。此外，沟道层的纵向剖面亦可为平坦表面，而覆盖于沟道层上的两侧的源极与漏极为非直线条状结构。
文档编号H01L29/66GK101540340SQ20081008661
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月20日 优先权日2008年3月20日
发明者张锡明 申请人:中华映管股份有限公司