专利名称：薄膜晶体管及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种薄膜晶体管及其制造方法，且特别是一种应用于液晶显示器的薄膜晶体管及其制造方法。
背景技术：
液晶显示器主要包含有薄膜晶体管、彩色滤光片以及液晶等组件，其中薄膜晶体管主要由闸极、闸介电层、源极与汲极所组成。而依照闸极的位置可分为顶闸极型或底闸极型。另外有透明的画素电极与汲极相连接，由薄膜晶体管控制其开关。然而，包含画素电极的薄膜晶体管的制造方法一般需要至少四道以上的光罩才能完成。而使用的光罩数目越多，则花费的成本就越高，所需制造时间也就越长。
发明内容
因此，本发明的一态样是在提供一种藉由两道灰阶光罩制程与剥离法来制作薄膜晶体管的方法。因此，相较于传统的薄膜晶体管制程，此方法可节省光罩及制程的成本。本发明的一态样是在提供一种薄膜晶体管的制造方法，步骤包括如下。在基板上依序形成透明导电层、通道层、奥姆接触层及第一导电层。使用第一灰阶光罩以在第一导电层上形成图案化的第一光阻层，其中第一光阻层具有第一区、第二区及第三区，且第三区的厚度大于第二区，第二区的厚度大于第一区。移除暴露的第一导电层、第一导电层下方的通道层、奥姆接触层及透明导电层。移除第一区的第一光阻层。移除暴露的第一导电层及其下方的奥姆接触层及通道层，以暴露透明导电层，其中透明导电层做为画素电极。移除第二区的第一光阻层。移除暴露的第一导电层及其下方的奥姆接触层以暴露出信道层，且信道层两侧留下的第一导电层分别做为源极及汲极。移除第三区的第一光阻层。在源极、汲极、 通道层及透明导电层上形成绝缘层。使用第二灰阶光罩，以在绝缘层上形成图案化的第二光阻层，其中第二光阻层具有第四区及第五区，第四区位于暴露出的通道层的上方，第四区的厚度小于第五区。移除暴露的部分绝缘层以形成接触窗，以暴露出汲极与透明导电层的一部分。移除第四区的第二光阻层，以暴露出位于源极与汲极间的绝缘层。在第二光阻层、 绝缘层及接触窗上形成第二导电层。移除第二光阻层及位于其上的第二导电层，以留下电性连接汲极与画素电极的第二导电层做为桥接导电层，以及位于源极与汲极间的绝缘层上方的第二导电层做为闸极。依据本发明另一实施例，第一光阻层为正型光阻。依据本发明又一实施例，第二光阻层为正型光阻。依据本发明一实施例，移除第二光阻层及位于其上的第二导电层的方法为使用剥
1 法。依据本发明另一实施例，剥离法为使用溶液来溶解第二光阻层，并同时移除位于第二光阻层上的第二导电层。依据本发明又一实施例，第二光阻层厚度为1.5-2.0 μπι。依据本发明一实施例，绝缘层为氧化硅层或氮化硅层。依据本发明另一实施例，通道层的材料为未掺杂的半导体材料。依据本发明又一实施例，奥姆接触层的材料为掺杂的半导体材料。本发明的另一态样是在提供一种薄膜晶体管结构，包含有基板、设置于基板上的用以作为画素电极的透明导电层、设置于部份透明导电层上的信道层、设置于信道层的一侧上的源极、设置于通道层的另一侧上的汲极、设置于源极、汲极、通道层及画素电极上的具有接触窗的绝缘层、设置于源极与汲极间的绝缘层上的闸极，以及设置于接触窗中用以电性连接汲极与画素电极的桥接导电层。上述发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键组件或界定本发明的范围。在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神及其它发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施态样。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下
图1Α-1Η是绘示依照本发明一实施方式的薄膜晶体管的制造流程剖面结构示意图。主要组件符号说明
100基扳110:透明导电层120通道层122奧姆接触层124开口130:第一导电层130a；源极130b汲极142第一光阻层142a第一区142b第二区142c苐三区144:第二光阻层144a第四区144b第五区150绝缘层152接触窗160'^Sf H-jI r-4-i Hss^ 果一^f=Bfa160a；I爾极160b桥接导电层
具体实施例方式
依据上述，提供一种藉由两道光罩制程与剥离法来制作薄膜晶体管的方法及其结构。在下面的叙述中，将会介绍上述薄膜晶体管的例示制造方法及其例示结构。为了容易了解所述实施例的故，下面将会提供不少技术细节。当然，并不是所有的实施例皆需要这些技术细节。同时，一些广为人知的结构或组件，仅会以示意的方式在图式中绘出，以适当地简化图式内容。
请参照图1A-1H，其绘示依照本发明一实施方式的一种薄膜晶体管的制造流程剖面结构示意图。在图1A-1D中，是绘示使用第一灰阶光罩的制造流程剖面结构示意图。在图 1E-1H中，是绘示使用第二灰阶光罩与剥离法的制造流程剖面结构示意图。如图IA所示，先在基板100上依序形成透明导电层110、通道层120、奥姆接触层 122及第一导电层130。然后，使用第一灰阶光罩来形成位于画素区上的图案化第一光阻层 142。上述透明导电层110的材料可为任何的透明导电材料，例如铟锡氧化物。通道层120 与奥姆接触层122的材料可分别为未掺杂的半导体材料与掺杂的半导体材料，例如非晶硅与掺杂非晶硅。上述第一光阻层142中有三种不同的厚度，依照厚度由薄至厚排列，依序为第一区142a、第二区142b及第三区142c。利用第一灰阶光罩中不同的位置具有不同的光穿透率，使曝光显影后的光阻层具有不同的厚度。上述光阻层可为正型光阻。举例来说，第一灰阶光罩在第三区142c可为不透光的区域。而在第一区与第二区可为半透光的区域，而第一区14 的光穿透率大于第二区142b。如图IB所示，根据第一光阻层142来移除露出的第一导电层130及其下方的奥姆接触层122、通道层120与透明导电层110，定义出画素区域。然后，移除位于第一区14 上的第一光阻层142。移除第一导电层130及透明导电层110的方法可为湿蚀刻法。移除奥姆接触层122与通道层120的方法可为干蚀刻法。移除位于第一区14 上的第一光阻层142的方法可使用氧气电浆来干式去除一定厚度的光阻。因此，位于第一区14 上的光阻可以被完全去除，以暴露出欲蚀刻的表面。如图IC所示，根据在第二区142b与第三区142c上剩下的第一光阻层142，来移除露出的第一导电层130及其下方的奥姆接触层122与通道层120，以暴露可做为画素电极的透明导电层110。然后，移除位于第二区142b上的第一光阻层142，以露出第一导电层130。 移除第一导电层130、奥姆接触层122及位于第二区142b上的第一光阻层142的方法可参考上述方法，的后不再赘述。如图ID所示，根据在第三区142c上剩下的第一光阻层142，来移除露出的第一导电层130及其下方的奥姆接触层122，以形成开口 124，暴露出通道层120。留下的第一导电层130做为源极130a及汲极130b的用。然后，移除第三区142c的光阻。由此可知，上述的第一光阻层142中的第二区142b是对应开口 IM的位置，而第三区142c对应源极130a与汲极130b的位置。如图IE所示，先在源极130a、汲极130b、通道层120及透明导电层110上形成绝缘层150。然后，使用第二灰阶光罩来形成图案化的第二光阻层144，并露出部分绝缘层150。 上述绝缘层150可为氧化硅或氮化硅。上述第二光阻层144在第四区14 与第五区144b 上有两种不同的厚度。而第四区14 的厚度小于第五区144b。其中第四区14 是位于开口 1 的上方，亦即位于源极130a与汲极130b间的绝缘层150的上方，且对应欲设置闸极的位置。第二光阻层144也可为正型光阻。举例来说，第二灰阶光罩在第四区14 可为半透光的区域，而在第五区144b为不透光的区域。如图IF所示，根据第二光阻层144来移除露出的部分绝缘层150以形成接触窗 152。上述接触窗152是暴露出部分汲极130b与部分透明导电层110。然后，移除位于第四区14 上的第二光阻层144，并薄化第五区144b的第二光阻层144。移除绝缘层150的方法可为干蚀刻法。如图IG所示，在剩余的第二光阻层144、露出的绝缘层及透明导电层110上形成第二导电层160。其中第二光阻层144的厚度可为1.5-2.0 μ m。如图IH所示，藉由剥离法来移除第二光阻层144及位于第二光阻层144上的第二导电层160，让在接触窗152中的第二导电层160做为桥接导电层160b，在开口 IM上方的第二导电层160则做为闸极160a。上述剥离法是利用溶液来溶解光阻144，连带的将其上方的第二导电层160剥离， 以留下部分第二导电层160来做为闸极160a及桥接导电层160b。由于第二导电层160在垂直方向所沉积的厚度较薄而可能暴露出局部的第二光阻层144，使得溶液可以攻击到第二光阻层144，然后再溶解掉第二光阻层144。上述桥接导电层160b是用以电性连接汲极 130b与画素电极。上述溶液可为任何可溶解光阻的溶液，例如无机碱溶液或有机碱溶液。
如图IH所示，其绘示依照本发明一实施方式的一种薄膜晶体管的剖面结构示意图。 此顶闸极型的薄膜晶体管可依序包括基板100、透明导电层110、通道层120、奥姆接触层 122、源极130a与汲极130b、绝缘层150、闸极160a以及桥接导电层160b。在基板100上设置作为画素电极的透明导电层110。基板100可为玻璃基板或石英基板。透明导电层110的材料可为任何的透明导电材料，例如铟锡氧化物。在透明导电层110上依序设置通道层120与奥姆接触层122。然后，在奥姆接触层 122上设置源极130a与汲极130b。通道层120与奥姆接触层122的材料可分别为未掺杂的半导体材料与掺杂的半导体材料，例如非晶硅与掺杂非晶硅。源极130a与汲极130b的材料可为铝、铜或其它适合的导电材料。然后，在源极130a、汲极130b、奥姆接触层122及透明导电层110上设置绝缘层 150，而绝缘层150中具有接触窗152。绝缘层150的材料可为氧化硅或氮化硅。上述接触窗152是暴露出部分汲极130b与部分透明导电层110。在开口 IM上方的绝缘层150上设置闸极160a。闸极160a的材料可为铝、铜或其它适合的导电材料。在接触窗152中设置桥接导电层160b，用以电性连接汲极130b及画素区。而闸极 160a与桥接导电层160b可为同种导电材料。根据上述，提供一种藉由两道灰阶光罩制程与剥离法来制作薄膜晶体管的方法。 其中，藉由第一灰阶光罩制程让基板上形成画素区、开口、源极及汲极。接着，藉由第二灰阶光罩制程与剥离法让基板上同时形成闸极及桥接导电层。因此，相较于传统的薄膜晶体管制程，此方法可大幅省下光罩及制程的成本。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包含依序形成一透明导电层、一通道层、一奥姆接触层及一第一导电层于一基板上； 使用一第一灰阶光罩，形成图案化的一第一光阻层于该第一导电层上，其中该第一光阻层中具有一第一区、一第二区及一第三区，该第三区的厚度大于该第二区，该第二区的厚度大于该第一区；移除暴露的该第一导电层及其下方的该通道层、该奥姆接触层与该透明导电层； 移除该第一区的该第一光阻层；移除暴露的该第一导电层及其下方的该奥姆接触层与通道层，以暴露该透明导电层做为画素电极的用；移除该第二区的该第一光阻层；移除暴露的该第一导电层及其下方的该奥姆接触层，以暴露出该信道层，该信道层两侧留下的该第一导电层分别做为源极及汲极的用； 移除该第三区的该第一光阻层；形成一绝缘层于该源极、该汲极、该通道层及该透明导电层上； 使用一第二灰阶光罩，形成图案化的一第二光阻层于该绝缘层上，其中该第二光阻层具有一第四区及一第五区，该第四区位于暴露出的该通道层的上方，该第四区的厚度小于该第五区；移除暴露的该部分绝缘层以形成一接触窗，以暴露出该汲极与该透明导电层的一部分；移除该第四区的该第二光阻层，以暴露出位于该源极与该汲极间的该绝缘层； 形成一第二导电层于该第二光阻层、该绝缘层及该接触窗上；以及移除该第二光阻层及位于其上的该第二导电层，留下电性连接该汲极与该画素电极的该第二导电层做为桥接导电层，以及位于该源极与该汲极间的该绝缘层上方的该第二导电层做为闸极。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该第一光阻层为正型光阻。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该第二光阻层为正型光阻。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，移除该第二光阻层及位于其上的该第二导电层的方法为使用一剥离法。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，其中该剥离法为使用一溶液以溶解该第二光阻层，并同时移除位于该第二光阻层上的该第二导电层。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该第二光阻层厚度为1.5-2.0μ m0
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该绝缘层为氧化硅层或氮化硅层。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该信道层的材料为未掺杂的半导体材料。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中该奥姆接触层的材料为掺杂的半导体材料。
10.一种薄膜晶体管，其特征在于，包含 一基板；一透明导电层，设置于该基板上，用以作为画素电极； 一通道层，设置于部分该透明导电层上； 一源极，设置于该通道层的一侧上； 一汲极，设置于该通道层的另一侧上；一绝缘层，设置于该源极、该汲极、该通道层及该画素电极上，其中该绝缘层具有一接触窗；一闸极，设置于该源极与该汲极间的该绝缘层上；以及一桥接导电层，设置于该接触窗中，用以电性连接该汲极及该画素电极。
全文摘要
本发明提供一种薄膜晶体管及其制造方法。其中，藉由两道灰阶光罩制程与剥离法来制作顶闸极型的薄膜晶体管。因此，相较于传统的薄膜晶体管制程，此方法可节省光罩及制程的成本。
文档编号H01L29/786GK102244009SQ20111021592
公开日2011年11月16日 申请日期2011年7月30日 优先权日2011年7月30日
发明者廖展章, 徐朝焕, 言维邦, 邱羡坤 申请人:中华映管股份有限公司, 华映光电股份有限公司