主动元件及其制作方法与流程

本发明涉及一种半导体元件及其制作方法，尤其涉及一种主动元件及其制作方法。

背景技术：

在现有的金属氧化物半导体的结构中，主要是以具有蚀刻终止层的结构为最广泛使用，理由在于具有蚀刻终止层的结构具有较佳的组件保护性且相对于组件特性较为稳定。

具有蚀刻终止层的金属氧化物半导体的结构常见的有二种，一种是全覆盖型态的蚀刻终止层(fulltypeesl)的金属氧化物半导体的结构，另一种是部分覆盖型态的蚀刻终止层(non-fulltypeesl)金属氧化物半导体的结构。全覆盖型态的蚀刻终止层(fulltypeesl)的金属氧化物半导体的结构，其元件上具有有源极与漏极的接触窗，因此使得通道层的间距无法缩小，进而影响画素开口率。另一方向，部分覆盖型态的蚀刻终止层(non-fulltypeesl)金属氧化物半导体的结构，于制作过程中，因为蚀刻终止层需要大面积蚀刻，因此半导体通道层的表面受到干蚀刻轰击，容易影响后续所形成的源极与漏极的接触窗的接触特性。再者，干蚀刻气体对于蚀刻终止层与栅绝缘层的蚀刻选择比低，栅绝缘层遭受轰击贯穿或过薄都容易使得源极与栅极产生短路问题，在制程上较难控制。

技术实现要素：

本发明提供一种主动元件，其具有较佳的元件效能。

本发明还提供一种主动元件的制作方法，用以制作上述的主动元件。

本发明的主动元件，配置于基板上，且其包括栅极、栅绝缘层、金属氧化物半导体层、蚀刻终止层、源极与漏极。栅绝缘层配置于基板上且覆盖栅极。金属氧化物半导体层配置于栅绝缘层上。蚀刻终止层配置于金属氧化物 半导体层上，其中金属氧化物半导体层的边缘相较于蚀刻终止层的边缘向内缩一距离。源极与漏极配置于蚀刻终止层上，且沿着蚀刻终止层的边缘以及金属氧化物半导体层的边缘而延伸配置于栅绝缘层上，其中蚀刻终止层的一部分暴露于源极与漏极之间。

在本发明的一实施例中，上述的金属氧化物半导体层的材质包括铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物或锌锡氧化物。

在本发明的一实施例中，上述的源极与漏极直接接触金属氧化物半导体层的边缘。

本发明的主动元件的制作方法，其包括以下制作步骤。形成栅极于基板上。形成栅绝缘层于基板上，其中栅绝缘层覆盖栅极。形成金属氧化物半导体材料层于栅绝缘层上。形成蚀刻终止材料层于金属氧化物半导体材料层上。形成图案化光阻层于蚀刻终止材料层上。以图案化光阻层为第一罩幕，对蚀刻终止材料层进行干蚀刻程序，而形成蚀刻终止层。移除图案化光阻层，而暴露出蚀刻终止层。以蚀刻终止层为第二罩幕，金属氧化物半导体材料层进行湿蚀刻程序，而形成金属氧化物半导体层。金属氧化物半导体层的边缘相较于蚀刻终止层的边缘向内缩一距离。形成源极与漏极于蚀刻终止层上，其中源极与漏极沿着蚀刻终止层的边缘以及金属氧化物半导体层的边缘而延伸配置于栅绝缘层上，且蚀刻终止层的一部分暴露于源极与漏极之间。

在本发明的一实施例中，上述的金属氧化物半导体材料层的材质包括铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物或锌锡氧化物。

在本发明的一实施例中，上述的源极与漏极直接接触金属氧化物半导体层的边缘。

基于上述，由于本发明是以图案化光阻层及蚀刻终止层为罩幕，对金属氧化物半导体材料层进行湿蚀刻程序，而形成金属氧化物半导体层。因此，所形成的金属氧化物半导体层的边缘相较于蚀刻终止层的边缘会向内缩一距离。如此一来，可使得金属氧化物半导体层的长度缩短，而本发明的主动元件的传导能力便可有效提升，且于后续元件应用时，可有效增加画素开口率，进而提升面板的解析度。再者，对蚀刻终止材料层进行干蚀刻程序而形成蚀刻终止层时，因为蚀刻终止材料层与金属氧化物半导体材料层的蚀刻选择比非常大，故金属氧化物半导体材料层可作为抵挡层，可有效避免栅绝缘层被 蚀刻。此外，金属氧化物半导体层与蚀刻终止层是采用同一光罩来定义，因此金属氧化物半导体层与蚀刻终止层之间的自我对准无偏移，且可有效减少光罩的使用数，进而降低生产成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1a至图1g为本发明的一实施例的一种主动元件的制作方法的剖面示意图。

附图标记说明：

10：基板；

100：主动元件；

110：栅极；

120：栅绝缘层；

130：金属氧化物半导体层；

130a：金属氧化物半导体材料层；

140：蚀刻终止层；

140a：蚀刻终止材料层；

150：源极；

160：漏极；

d：距离；

pr：图案化光阻层。

具体实施方式

图1a至图1g为本发明的一实施例的一种主动元件的制作方法的剖面示意图。请先参考图1a，关于本实施例的主动元件的制作方法，首先，形成栅极110于基板10上。此处，基板10例如是玻璃基板、金属基板或塑料基板；而，栅极110的材质例如是金属，如钼、铝、铜、钛、银，或金属合金，如钼钽合金、钼铌合金、钕化铝合金或多层金属结构。

接着，请参考图1b，形成栅绝缘层120于基板10上，其中栅绝缘层120 覆盖栅极110。此处，栅绝缘层120是完全包覆栅极110的周围表面，其中栅绝缘层120的材质例如是氮化硅、氧化硅或氧化铝。

接着，请参考图1c，形成金属氧化物半导体材料层130a于栅绝缘层120上。此处，金属氧化物半导体材料层130a完全覆盖栅绝缘层120的上表面，其中金属氧化物半导体材料层130a的材质包括铟镓锌氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物或锌锡氧化物。

接着，请参考图1d，形成蚀刻终止材料层140a于金属氧化物半导体材料层130a上。此处，蚀刻终止材料层140a完全覆盖金属氧化物半导体材料层130a的上表面，其中蚀刻终止材料层140a的材质例如是氧化硅、氮化硅或氧化铝。

接着，请同时参考图1d与图1e，形成图案化光阻层pr于蚀刻终止材料层140a上。接着，并以图案化光阻层pr为第一罩幕，对蚀刻终止材料层140a进行干蚀刻程序，而形成蚀刻终止层140。此处，干蚀刻程序所使用的气体为四氟化碳(cf4)或六氟化硫(sf6)。此时，因为蚀刻终止材料层140a与金属氧化物半导体材料层130a的蚀刻选择比非常大，故金属氧化物半导体材料层130a可作为抵挡层，可有效避免栅绝缘层120被蚀刻。

之后，请同时参考图1e与图1f，移除图案化光阻层pr，而暴露出蚀刻终止层140。接着，并以蚀刻终止层140为第二罩幕，对金属氧化物半导体材料层130a进行湿蚀刻程序，而形成金属氧化物半导体层130。此处，湿蚀刻蚀刻程序所使用的蚀刻液为草酸。由于本实施例形成金属氧化物半导体层130是采用湿蚀刻，而金属氧化物半导体材料层130a会因为湿蚀刻等向侧蚀效应，而使所形成的金属氧化物半导体层130的边缘相较于蚀刻终止层140的边缘向内缩一距离d。如此一来，可使得金属氧化物半导体层130的长度缩短，可有效提高产品的传导能力。此处，金属氧化物半导体层130与蚀刻终止层140是采用同一光罩来定义，因此金属氧化物半导体层130与蚀刻终止层140之间的自我对准无偏移，且可有效减少光罩的使用数，进而降低生产成本。

最后，请参考图1g，形成源极150与漏极160于蚀刻终止层140上，其中源极150与漏极160沿着蚀刻终止层140的边缘以及金属氧化物半导体层130的边缘而延伸配置于栅绝缘层120上，且蚀刻终止层140的一部分暴露 于源极150与漏极160之间。此处，源极150与漏极160直接接触金属氧化物半导体层130的边缘，而形成通道。源极150的材质与漏极160的材质例如是金属，如钼、铝、铜、钛、银；或金属合金，如钼钽合金、钼铌合金、钕化铝合金或多层金属结构。至此，已完成主动元件100的制作。

在结构上，请再参考图1g，主动元件100是配置于基板10上，且包括栅极110、栅绝缘层120、金属氧化物半导体层130、蚀刻终止层140、源极150与漏极160。栅绝缘层120配置于基板10上且覆盖栅极110。金属氧化物半导体层130配置于栅绝缘层120上。蚀刻终止层140配置于金属氧化物半导体层130上，其中金属氧化物半导体层130的边缘相较于蚀刻终止层140的边缘向内缩一距离d，且蚀刻终止层140的厚度大于金属氧化物半导体层130的厚度。源极150与漏极160配置于蚀刻终止层140上，且沿着蚀刻终止层140的边缘以及金属氧化物半导体层130的边缘而延伸配置于栅绝缘层120上，其中蚀刻终止层140的一部分暴露于源极150与漏极160之间。源极150与漏极160直接接触金属氧化物半导体层130的边缘，而形成通道。

由于本实施例的金属氧化物半导体层130的边缘相较于蚀刻终止层140的边缘向内缩距离d，且源极150与漏极160是直接接触金属氧化物半导体层130的边缘而形成通道。因此，金属氧化物半导体层130的长度可缩短，而本实施例的主动元件100的传导能力可有效提升，且于后续显示面板应用时，可有效增加像素开口率，进而提升面板的解析度。

综上所述，由于本发明是以图案化光阻层及蚀刻终止层为罩幕，对金属氧化物半导体材料层进行湿蚀刻程序，而形成金属氧化物半导体层。因此，所形成的金属氧化物半导体层的边缘相较于蚀刻终止层的边缘会向内缩一距离。如此一来，可使得金属氧化物半导体层的长度缩短，而本发明的主动元件的传导能力便可有效提升，且于后续元件应用时，可有效增加画素开口率，进而提升面板的解析度。再者，对蚀刻终止材料层进行干蚀刻程序而形成蚀刻终止层时，因为蚀刻终止材料层与金属氧化物半导体材料层的蚀刻选择比非常大，故金属氧化物半导体材料层可作为抵挡层，可有效避免栅绝缘层被蚀刻。此外，金属氧化物半导体层与蚀刻终止层是采用同一光罩来定义，因此金属氧化物半导体层与蚀刻终止层之间的自我对准无偏移，且可有效减少光罩的使用数，进而降低生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。