TWI408753B - 薄膜電晶體的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種薄膜電晶體的製造方法，且特別是有關於一種具有氧化物通道層以及紫外光遮蔽圖案之薄膜電晶體的製造方法。
近來環保意識抬頭，具有低消耗功率、空間利用效率佳、無輻射、高畫質等優越特性的平面顯示面板(flat display panels)已成為市場主流。常見的平面顯示器包括液晶顯示器(liquid crystal displays)、電漿顯示器(plasma displays)、有機電激發光顯示器(electroluminescent displays)等。以目前最為普及的液晶顯示器為例，其主要是由薄膜電晶體陣列基板、彩色濾光基板以及夾於二者之間的液晶層所構成。在習知的薄膜電晶體陣列基板上，多採用非晶矽(a
-Si)薄膜電晶體或低溫多晶矽薄膜電晶體作為各個子畫素的切換元件。近年來，已有研究指出氧化物半導體(oxide semiconductor)薄膜電晶體相較於非晶矽薄膜電晶體，具有較高的載子移動率(mobility)，而氧化物半導體薄膜電晶體相較於低溫多晶矽薄膜電晶體，則具有較佳的臨界電壓(threat hold voltage，Vth)均勻性。因此，氧化物半導體薄膜電晶體有潛力成為下一代平面顯示器之關鍵元件。
在習知的氧化物半導體薄膜電晶體中，其氧化物通道層之臨界電壓(Vth)會受到紫外光照射(例如清洗製程)而產生偏移，進而影響到氧化物半導體薄膜電晶體的電器特性，因此已有習知技術提出採用具有紫外光遮蔽效果之氧化鈦(TiOx)作為閘絕緣層或保護層之材質，以避免氧化物通道層之臨界電壓偏移的問題。閘絕緣層或保護層是全面性地覆蓋於薄膜電晶體陣列基板上。然而，在一般的聚合物穩定配向(Polymer Stabilization Alignment，PSA)的液晶顯示面板中，通常會使用到紫外光照射液晶分子以完成液晶之配向製程，前述採用氧化鈦(TiOx)作為閘絕緣層或保護層之設計會導致配向製程中所使用的紫外光無法穿透薄膜電晶體陣列基板，因此液晶分子內的單體(monomer)無法受到紫外光照射而聚合成高分子聚合物，導致液晶配向製程失敗。
本發明提供一種薄膜電晶體的製造方法，以製造出具有紫外光遮蔽圖案之薄膜電晶體。
本發明提出一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於基板上形成閘極；與基板上依序形成閘絕緣層、氧化物半導體層以及紫外光遮蔽材料層，以覆蓋閘極；於閘極上方之紫外光遮蔽材料層上形成第一圖案化光阻層；以第一圖案化光阻層為罩幕，圖案化氧化物半導體層以及紫外光遮蔽材料層，以於紫外光遮蔽材料層下方形成氧化物通道層；移除部分第一圖案化光阻層，以形成第二圖案化光阻層，其中第二圖案化光阻層暴露出部分紫外光遮蔽材料層；以第二圖案化光阻層為罩幕，圖案化紫外光遮蔽材料層，以於氧化物通道層之部分區域上形成紫外光遮蔽圖案；移除第二圖案化光阻層；以及於氧化物通道層以及紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣之源極與汲極。
在本發明之一實施例中，前述之第一圖案化光阻層包括第一部分以及第二部分，第一部分的厚度大於第二部分的厚度，而形成第二圖案化光阻層的方法包括移除第一部分與第二部分，直到第二部分被完全移除，而未被完全移除的第一部分構成第二圖案化光阻層。
在本發明之一實施例中，在形成紫外光遮蔽圖案之後以及移除第二圖案化光阻層之前，更包括對未被第二圖案化光阻層覆蓋之氧化物通道層進行處理，以使未被第二圖案化光阻層覆蓋之氧化物通道層具有歐姆接觸層之特性。
在本發明之一實施例中，移除部分第一圖案化光阻層的方法包括灰化(ashing)。
在本發明之一實施例中，前述之紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
本發明另提供一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於基板上形成閘極；與基板上依序形成閘絕緣層、第一紫外光遮蔽材料層、氧化物半導體層以及第二紫外光遮蔽材料層，以覆蓋閘極；於閘極上方之第二紫外光遮蔽材料層上形成第一圖案化光阻層；以第一圖案化光阻層為罩幕，圖案化第二紫外光遮蔽材料層、氧化物半導體層以及第一紫外光遮蔽材料層，以於第二紫外光遮蔽材料層下方形成形成氧化物通道層以及第一紫外光遮蔽圖案；移除部分第一圖案化光阻層，以形成第二圖案化光阻層，其中第二圖案化光阻層暴露出部分第二紫外光遮蔽材料層；以第二圖案化光阻層為罩幕，圖案化第二紫外光遮蔽材料層，以於氧化物通道層之部分區域上形成第二紫外光遮蔽圖案；移除第二圖案化光阻層；以及於氧化物通道層以及第二紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣之源極與汲極。
在本發明之一實施例中，前述之第一圖案化光阻層包括第一部分以及第二部分，第一部分的厚度大於第二部分的厚度，而形成第二圖案化光阻層的方法包括移除第一部分與第二部分，直到第二部分被完全移除，而未被完全移除的第一部分構成第二圖案化光阻層。
在本發明之一實施例中，在形成第二紫外光遮蔽圖案之後以及移除第二圖案化光阻層之前，更包括對未被第二圖案化光阻層覆蓋之氧化物通道層進行處理，以使未被第二圖案化光阻層覆蓋之氧化物通道層具有歐姆接觸層之特性。
在本發明之一實施例中，移除部分第一圖案化光阻層的方法包括灰化(ashing)。
在本發明之一實施例中，第一紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
在本發明之一實施例中，前述之第二紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
本發明再提出一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於基板上形成閘極；於基板上依序形成閘絕緣層、紫外光遮蔽材料層、氧化物半導體層以及導電層，以覆蓋閘極；圖案化導電層、氧化物半導體層以及紫外光遮蔽材料層，以於導電層下方形成形成氧化物通道層以及第一紫外光遮蔽圖案；於導電層的部分區域以及閘絕緣層的部分區域上形成彼此電性絕緣之源極與汲極；以及對未被源極與汲極覆蓋之導電層進行處理，以使未被源極與汲極覆蓋之導電層轉化為絕緣之第二紫外光遮蔽圖案。
在本發明之一實施例中，前述之導電層包括鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr。
在本發明之一實施例中，前述之第二紫外光遮蔽圖案之材質包括氧化鈦(TiOx)、ZnOx、SnOx或ZrOx。
在本發明之一實施例中，前述之紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
在本發明之一實施例中，將導電層轉化為絕緣之第二紫外光遮蔽圖案的方法包括電漿氧化或熱氧化。
本發明又提出一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於基板上形成閘極；於基板上依序形成閘絕緣層、氧化物半導體層以及導電層，以覆蓋閘極；圖案化導電層以及氧化物半導體層，以於導電層下方形成形成氧化物通道層；於導電層的部分區域以及閘絕緣層的部分區域上形成彼此電性絕緣之源極與汲極；以及對未被源極與汲極覆蓋之導電層進行處理，以使未被源極與汲極覆蓋之導電層轉化為絕緣之紫外光遮蔽圖案。
在本發明之一實施例中，前述之導電層包括鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr。
在本發明之一實施例中，前述之紫外光遮蔽圖案之材質包括氧化鈦(TiOx)、ZnOx、SnOx或ZrOx。
在本發明之一實施例中，將導電層轉化為絕緣之紫外光遮蔽圖案的方法包括電漿氧化或熱氧化。
本發明於氧化物通道層上方或下方形成紫外光遮蔽圖案，由於紫外光遮蔽圖案並未全面性覆蓋於基板上，因此紫外光遮蔽圖案不會導致紫外光完全無法穿透基板。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至圖1F為本發明第一實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。請參照圖1A，首先，於基板100上形成閘極G，此閘極G之材質例如為金屬或其他導電材料。接著，於基板100上依序形成閘絕緣層GI、氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以覆蓋閘極G。在本實施例中，閘絕緣層GI之材質例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或氮氧化矽(SiOxNy)等介電材質，氧化物半導體層110之材質例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質，而紫外光遮蔽材料層120之材質例如為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。由於氧化鈦(TiOx)具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，此領域具有通常知識者可以根據實際設計需求，適度地更動氧化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當的的紫外光遮蔽效果。在本實施例中，當紫外光遮蔽材料層120之材質為富矽氧化矽(Si-rich SiOx)時，吾人同樣可以選擇適當的折射率及厚度，以使富矽氧化矽(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富矽氧化矽(Si-rich SiOx)之折射率以1.5至2.9為佳，而富矽氧化矽(Si-rich SiOx)的厚度以1000埃至3000埃之間為佳。
值得注意的是，本實施例可以採用其他具有紫外光遮蔽效果之材質來製造紫外光遮蔽材料層120，本實施例不限定其材質必須為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
請參照圖1B，於閘極G上方之紫外光遮蔽材料層120上形成一第一圖案化光阻層130。在本實施例中，第一圖案化光阻層130包括一第一部分132以及一第二部分134，第一部分132的厚度大於第二部分134的厚度。前述之第一圖案化光阻層130例如是以半調式光罩(half-tone mask)、灰階式光罩(gray-tone mask)為遮罩搭配一般之曝光製程所形成。從圖1B可知，第一圖案化光阻層130位於閘極G之正上方，厚度較小的第二部分134分佈於厚度較大的第一部分132的兩側，且第二部分134係與第一部分132連接。
請參照圖1C，以第一圖案化光阻層130為罩幕，圖案化氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以於被圖案化之紫外光遮蔽材料層120a下方形成氧化物通道層110a。如圖1C所示，未被第一圖案化光阻層130所覆蓋之氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120會被完全移除，直到閘絕緣層GI被暴露出來為止。在本實施例中，圖案化氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120的方式例如是乾式蝕刻。
請參照圖1D，移除部分的第一圖案化光阻層130，以形成第二圖案化光阻層140，其中第二圖案化光阻層140暴露出部分紫外光遮蔽材料層120a。在本實施例中，形成第二圖案化光阻層140的方法例如是利用氧氣電漿灰化(O2 plasma ashing)製程移除部分的第一圖案化光阻層130，直到第二部分134被完全移除，而未被完全移除的第一部分132則構成第二圖案化光阻層140。
請參照圖1E，以第二圖案化光阻層140為罩幕，圖案化紫外光遮蔽材料層120a，以於氧化物通道層110a之部分區域上形成紫外光遮蔽圖案120b。在形成紫外光遮蔽圖案120b之後，本實施例可以選擇性地對未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a進行處理，以使未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a(斜線標示處)具有歐姆接觸層之特性。舉例而言，本實施例可利用氫氣電漿(H2 plasma)或氬電漿(Ar plasma)對未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a進行表面處理，以使未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a具有歐姆接觸層之特性。
請參照圖1F，在完成紫外光遮蔽圖案120b之後，移除第二圖案化光阻層140。之後，於氧化物通道層110a以及紫外光遮蔽圖案120b上形成彼此電性絕緣之源極150S與一汲極150D。在本實施例中，源極150S與汲極150D的圖案化製程例如是濕式蝕刻製程，從圖1F可知，由於源極150S、汲極150D以及紫外光遮蔽圖案120b不會讓氧化物通道層110a暴露，因此源極150S與汲極150D的圖案化製程所使用之蝕刻劑(etchant)不會損害到氧化物通道層110a，故氧化物通道層110a的電器特性更為穩定。
在本實施例中，前述之紫外光遮蔽圖案120b雖無法完全遮蔽入射至氧化物通道層110a之紫外光，但紫外光遮蔽圖案120b可以降低入射至至氧化物通道層110a之紫外光的機率。因此，紫外光遮蔽圖案120b對於氧化物通道層110a之臨界電壓偏移現象仍有一定程度之幫助。
圖2A至圖2F為本發明第二實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。請參照圖2A，首先，於基板100上形成閘極G，此閘極G之材質例如為金屬或其他導電材料。接著，於基板100上依序形成閘絕緣層GI、氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以覆蓋閘極G。在本實施例中，閘絕緣層GI之材質例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或氮氧化矽(SiOxNy)等介電材質，氧化物半導體層110之材質例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質，而紫外光遮蔽材料層120之材質例如為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。由於氧化鈦(TiOx)具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，此領域具有通常知識者可以根據實際設計需求，適度地更動氧化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當的的紫外光遮蔽效果。在本實施例中，當紫外光遮蔽材料層120之材質為富矽氧化矽(Si-rich SiOx)時，吾人同樣可以選擇適當的折射率及厚度，以使富矽氧化矽(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富矽氧化矽(Si-rich SiOx)之折射率以1.5至2.9為佳，而富矽氧化矽(Si-rich SiOx)的厚度以1000埃至3000埃之間為佳。
值得注意的是，本實施例可以採用其他具有紫外光遮蔽效果之材質來製造紫外光遮蔽材料層120，本實施例不限定其材質必須為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
請參照圖2B與圖2C，於閘極G上方之紫外光遮蔽材料層120上形成第一圖案化光阻層130’，如圖2B所示。接著，以第一圖案化光阻層130’為罩幕，圖案化氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以於被圖案化之紫外光遮蔽材料層120a下方形成氧化物通道層110a。如圖2C所示，未被第一圖案化光阻層130所覆蓋之氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120會被完全移除，直到閘絕緣層GI被暴露出來為止。在本實施例中，圖案化氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120的方式例如是乾式蝕刻。
請參照圖2D，等向性地移除部分的第一圖案化光阻層130’，以形成第二圖案化光阻層140，其中第二圖案化光阻層140暴露出部分紫外光遮蔽材料層120a。在本實施例中，形成第二圖案化光阻層140的方法例如是利用氧氣電漿灰化製程使第一圖案化光阻層130’的厚度、長度與寬度縮減，直到部分紫外光遮蔽材料層120a被暴露。
請參照圖2E，以第二圖案化光阻層140為罩幕，圖案化紫外光遮蔽材料層120a，以於氧化物通道層110a之部分區域上形成紫外光遮蔽圖案120b。在形成紫外光遮蔽圖案120b之後，本實施例可以選擇性地對未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a進行處理，以使未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a(斜線標示處)具有歐姆接觸層之特性。舉例而言，本實施例可利用氫氣電漿或氬電漿對未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a進行表面處理，以使未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a具有歐姆接觸層之特性。
請參照圖2F，在完成紫外光遮蔽圖案120b之後，移除第二圖案化光阻層140。之後，於氧化物通道層110a以及紫外光遮蔽圖案120b上形成彼此電性絕緣之源極150S與一汲極150D。在本實施例中，源極150S與汲極150D的圖案化製程例如是濕式蝕刻製程，從圖2F可知，由於源極150S、汲極150D以及紫外光遮蔽圖案120b不會讓氧化物通道層110a暴露，因此源極150S與汲極150D的圖案化製程所使用之蝕刻劑不會損害到氧化物通道層110a，故氧化物通道層110a的電器特性更為穩定。
圖3A至圖3F為本發明第三實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。請參照圖3A，首先，於基板100上形成閘極G，此閘極G之材質例如為金屬。接著，於基板100上依序形成閘絕緣層GI、第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導體層110以及第二紫外光遮蔽材料層120。在本實施例中，閘絕緣層GI之材質例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或氮氧化矽(SiOxNy)等介電材質，氧化物半導體層110之材質例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質，而紫外光遮蔽材料層120之材質例如為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。由於氧化鈦(TiOx)具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，此領域具有通常知識者可以根據實際設計需求，適度地更動氧化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當的的紫外光遮蔽效果。在本實施例中，當第一紫外光遮蔽材料層120’與第二紫外光遮蔽材料層120之材質為富矽氧化矽(Si-rich SiOx)時，吾人同樣可以選擇適當的折射率及厚度，以使富矽氧化矽(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富矽氧化矽(Si-rich SiOx)之折射率以1.5至2.9為佳，而富矽氧化矽(Si-rich SiOx)的厚度以1000埃至3000埃之間為佳。
值得注意的是，本實施例可以採用其他具有紫外光遮蔽效果之材質來製造第一紫外光遮蔽材料層120’與第二紫外光遮蔽材料層120，本實施例不限定其材質必須為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
請參照圖3B，於閘極G上方之第二紫外光遮蔽材料層120上形成第一圖案化光阻層130。在本實施例中，第一圖案化光阻層130包括第一部分132以及第二部分134，第一部分132的厚度大於第二部分134的厚度。前述之第一圖案化光阻層130例如是以半調式光罩(half-tone mask)、灰階式光罩(gray-tone mask)為遮罩搭配一般之曝光製程所形成。從圖1B可知，第一圖案化光阻層130位於閘極G之正上方，厚度較小的第二部分134分佈於厚度較大的第一部分132的兩側，且第二部分134係與第一部分132連接。
請參照圖3C，以第一圖案化光阻層130為罩幕，圖案化第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導體層110以及第二紫外光遮蔽材料層120，以於被圖案化之紫外光遮蔽材料層120a下方形成氧化物通道層110a以及一紫外光遮蔽圖案120a’。如圖3C所示，未被第一圖案化光阻層130所覆蓋之第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導體層110以及第二紫外光遮蔽材料層120會被完全移除，直到閘絕緣層GI被暴露出來為止。在本實施例中，圖案化第一紫外光遮蔽材料層120’、氧化物半導體層110以及第二紫外光遮蔽材料層120的方式例如是乾式蝕刻。
請參照圖3D，移除部分的第一圖案化光阻層130，以形成第二圖案化光阻層140，其中第二圖案化光阻層140暴露出部分紫外光遮蔽材料層120a。在本實施例中，形成第二圖案化光阻層140的方法例如是利用氧氣電漿灰化製程移除部分的第一圖案化光阻層130，直到第二部分134被完全移除，而未被完全移除的第一部分132則構成第二圖案化光阻層140。
請參照圖3E，以第二圖案化光阻層140為罩幕，圖案化紫外光遮蔽材料層120a，以於氧化物通道層110a之部分區域上形成紫外光遮蔽圖案120b。在形成紫外光遮蔽圖案120b之後，本實施例可以選擇性地對未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a進行處理，以使未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a(斜線標示處)具有歐姆接觸層之特性。舉例而言，本實施例可利用氫氣電漿(H2 plasma)或氬電漿(Ar plasma)對未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a進行表面處理，以使未被第二圖案化光阻層140所覆蓋之氧化物通道層110a具有歐姆接觸層之特性。
請參照圖3F，在完成紫外光遮蔽圖案120b之後，移除第二圖案化光阻層140。之後，於氧化物通道層110a以及紫外光遮蔽圖案120b上形成彼此電性絕緣之源極150S與一汲極150D。在本實施例中，源極150S與汲極150D的圖案化製程例如是濕式蝕刻製程，從圖3F可知，由於源極150S、汲極150D以及紫外光遮蔽圖案120b不會讓氧化物通道層110a暴露，因此源極150S與汲極150D的圖案化製程所使用之蝕刻劑不會損害到氧化物通道層110a，故氧化物通道層110a的電器特性更為穩定。
在本實施例中，前述之紫外光遮蔽圖案120b與紫外光遮蔽圖案120a’雖無法完全遮蔽入射至氧化物通道層110a之紫外光，但紫外光遮蔽圖案120b與紫外光遮蔽圖案120a’可以降低入射至至氧化物通道層110a之紫外光的機率。因此，紫外光遮蔽圖案120b與紫外光遮蔽圖案120a’對於氧化物通道層110a之臨界電壓偏移現象仍有一定程度之幫助。
圖4A至圖4F為本發明第四實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。請參照圖4A至圖4F，本實施例之薄膜電晶體的製造方法與第三實施例類似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之第一圖案化光阻層130與第二圖案化光阻層140的結構與製造方法(圖4B～圖4D)與第二實施例相同(圖2B～圖2D)。
圖5A至圖5D為本發明第五實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。請參照圖5A，首先，於基板100上形成閘極G，此閘極G之材質例如為金屬。接著，於基板100上依序形成閘絕緣層GI、紫外光遮蔽材料層120、氧化物半導體層110以及導電層C，以覆蓋閘極G。在本實施例中，閘絕緣層GI之材質例如為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或氮氧化矽(SiOxNy)等介電材質，氧化物半導體層110之材質例如為氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或二氧化錫(SnO2)等材質，而紫外光遮蔽材料層120之材質例如為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。由於氧化鈦(TiOx)具有良好的紫外光遮蔽能力，因此，此領域具有通常知識者可以根據實際設計需求，適度地更動氧化鈦(TiOx)的折射率與厚度，以獲得適當的的紫外光遮蔽效果。在本實施例中，當紫外光遮蔽材料層120之材質為富矽氧化矽(Si-rich SiOx)時，吾人同樣可以選擇適當的折射率及厚度，以使富矽氧化矽(Si-rich SiOx)具有紫外光遮蔽效果。舉例而言，富矽氧化矽(Si-rich SiOx)之折射率以1.5至2.9為佳，而富矽氧化矽(Si-rich SiOx)的厚度以1000埃至3000埃之間為佳。
值得注意的是，本實施例可以採用其他具有紫外光遮蔽效果之材質來製造紫外光遮蔽材料層120，本實施例不限定其材質必須為氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
請參照圖5B，接著，圖案化導電層C、氧化物半導體層110以及紫外光遮蔽材料層120，以於被圖案化之導電層C下方形成形成氧化物通道層110a以及第一紫外光遮蔽圖案120b。
請參照圖5C，在完成氧化物通道層110a以及紫外光遮蔽圖案120b之後，於導電層C的部分區域以及閘絕緣層GI的部分區域上形成彼此電性絕緣之源極150S與汲極150D。在本實施例中，源極150S與汲極150D的圖案化製程例如是濕式蝕刻製程，從圖5C可知，由於源極150S、汲極150D以及導電層C不會讓氧化物通道層110a暴露，因此源極150S與汲極150D的圖案化製程所使用之蝕刻劑不會損害到氧化物通道層110a，故氧化物通道層110a的電器特性更為穩定。
接著請參照圖5D，接著對未被源極150S與汲極150D所覆蓋之導電層C進行處理，以使未被源極150S與汲極150D所覆蓋之導電層C轉化為具備絕緣性質之第二紫外光遮蔽圖案120a’。在本實施例中，將導電層C轉化為絕緣之第二紫外光遮蔽圖案120a’的方法包括電漿氧化或熱氧化。此外，導電層C之材質例如為鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr。值得注意的是，本實施例不限定前述所使用之導電層C的材質必須為鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr，其他經過適當處理後會轉化為絕緣材且具備紫外光遮蔽效果之導電材料皆可被使用於本實施例中。
圖6A至圖6D為本發明第六實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。請參照圖6A至圖6D，本實施例與第五實施例類似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之薄膜電晶體的製造方法省略了紫外光遮蔽材料層120以及第一紫外光遮蔽圖案120b的製作。
由於本發明前述之實施例將紫外光遮蔽圖案的製作整合於氧化物通道層的製作過程中，因此本發明所提出的製程與現有製程相容，不會造成過度的成本負擔。此外，本發明前述之實施例可以製作出經過圖案化之紫外光遮蔽圖案以適度遮蔽紫外光，且紫外光遮蔽圖案的分佈不會導致紫外光完全無法穿透基板。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．基板
GI．．．閘絕緣層
110．．．氧化物半導體層
110a．．．氧化物通道層
120、120a、120’．．．紫外光遮蔽材料層
120b、120a’．．．紫外光遮蔽圖案
130、130’．．．第一圖案化光阻層
132．．．第一部分
134．．．第二部分
140．．．第二圖案化光阻層
150S．．．源極
150D．．．汲極
C．．．導電層
圖1A至圖1F為本發明第一實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。
圖2A至圖2F為本發明第二實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。
圖3A至圖3F為本發明第三實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。
圖4A至圖4F為本發明第四實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。
圖5A至圖5D為本發明第五實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。
圖6A至圖6D為本發明第六實施例之薄膜電晶體的製造流程示意圖。
100．．．基板
GI．．．閘絕緣層
110a．．．氧化物通道層
120b．．．紫外光遮蔽圖案
150S．．．源極
150D．．．汲極
Claims (21)
- 一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於一基板上形成一閘極；於該基板上依序形成一閘絕緣層、一氧化物半導體層以及一紫外光遮蔽材料層，以覆蓋該閘極；於該閘極上方之該紫外光遮蔽材料層上形成一第一圖案化光阻層；以該第一圖案化光阻層為罩幕，圖案化該氧化物半導體層以及該紫外光遮蔽材料層，以於該紫外光遮蔽材料層下方形成一氧化物通道層；移除部分該第一圖案化光阻層，以形成一第二圖案化光阻層，其中該第二圖案化光阻層暴露出部分該紫外光遮蔽材料層；以該第二圖案化光阻層為罩幕，圖案化該紫外光遮蔽材料層，以於該氧化物通道層之部分區域上形成一紫外光遮蔽圖案，且該紫外光遮蔽圖案對應於該閘極的中央；移除該第二圖案化光阻層；以及於該氧化物通道層以及該紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣之一源極與一汲極。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該第一圖案化光阻層包括一第一部分以及一第二部分，該第一部分的厚度大於該第二部分的厚度，而形成該第二圖案化光阻層的方法包括移除該第一部分與該第二部分，直到該第二部分被完全移除，而未被完全移除的該第一部分構成該第二圖案化光阻層。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中在形成該紫外光遮蔽圖案之後以及移除該第二圖案化光阻層之前，更包括對未被該第二圖案化光阻層覆蓋之該氧化物通道層進行處理，以使未被該第二圖案化光阻層覆蓋之該氧化物通道層具有歐姆接觸層之特性。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中移除部分該第一圖案化光阻層的方法包括灰化(ashing)。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
- 一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於一基板上形成一閘極；於該基板上依序形成一閘絕緣層、一第一紫外光遮蔽材料層、一氧化物半導體層以及一第二紫外光遮蔽材料層，以覆蓋該閘極；於該閘極上方之該第二紫外光遮蔽材料層上形成一第一圖案化光阻層；以該第一圖案化光阻層為罩幕，圖案化該第二紫外光遮蔽材料層、該氧化物半導體層以及該第一紫外光遮蔽材料層，以於該第二紫外光遮蔽材料層下方形成形成一氧化物通道層以及一第一紫外光遮蔽圖案；移除部分該第一圖案化光阻層，以形成一第二圖案化光阻層，其中該第二圖案化光阻層暴露出部分該第二紫外光遮蔽材料層； 以該第二圖案化光阻層為罩幕，圖案化該第二紫外光遮蔽材料層，以於該氧化物通道層之部分區域上形成一第二紫外光遮蔽圖案；移除該第二圖案化光阻層；以及於該氧化物通道層以及該第二紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣之一源極與一汲極。
- 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該第一圖案化光阻層包括一第一部分以及一第二部分，該第一部分的厚度大於該第二部分的厚度，而形成該第二圖案化光阻層的方法包括移除該第一部分與該第二部分，直到該第二部分被完全移除，而未被完全移除的該第一部分構成該第二圖案化光阻層。
- 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中在形成該第二紫外光遮蔽圖案之後以及移除該第二圖案化光阻層之前，更包括對未被該第二圖案化光阻層覆蓋之該氧化物通道層進行處理，以使未被該第二圖案化光阻層覆蓋之該氧化物通道層具有歐姆接觸層之特性。
- 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中移除部分該第一圖案化光阻層的方法包括灰化(ashing)。
- 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該第一紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
- 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該第二紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦 (TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
- 一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於一基板上形成一閘極；於該基板上依序形成一閘絕緣層、一紫外光遮蔽材料層、一氧化物半導體層以及一導電層，以覆蓋該閘極；圖案化該導電層、該氧化物半導體層以及該紫外光遮蔽材料層，以於該導電層下方形成形成一氧化物通道層以及一第一紫外光遮蔽圖案；於該導電層的部分區域以及該閘絕緣層的部分區域上形成彼此電性絕緣之一源極與一汲極；以及對未被該源極與該汲極覆蓋之該導電層進行處理，以使未被該源極與該汲極覆蓋之該導電層轉化為絕緣之一第二紫外光遮蔽圖案。
- 如申請專利範圍第12項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該導電層包括鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr。
- 如申請專利範圍第13項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該第二紫外光遮蔽圖案之材質包括氧化鈦(TiOx)、ZnOx、SnOx或ZrOx。
- 如申請專利範圍第12項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該紫外光遮蔽材料層之材質包括氧化鈦(TiOx)或富矽氧化矽(Si-rich SiOx)。
- 如申請專利範圍第12項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中將該導電層轉化為絕緣之該第二紫外光遮蔽圖案的方法包括電漿氧化或熱氧化。
- 一種薄膜電晶體的製造方法，包括： 於一基板上形成一閘極；於該基板上依序形成一閘絕緣層、一氧化物半導體層以及一導電層，以覆蓋該閘極；圖案化該導電層以及該氧化物半導體層，以於該導電層下方形成形成一氧化物通道層；於該導電層的部分區域以及該閘絕緣層的部分區域上形成彼此電性絕緣之一源極與一汲極；以及對未被該源極與該汲極覆蓋之該導電層進行處理，以使未被該源極與該汲極覆蓋之該導電層轉化為絕緣之一紫外光遮蔽圖案。
- 如申請專利範圍第17項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該導電層包括鈦(Ti)、Zn、Sn或Zr。
- 如申請專利範圍第17項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中該紫外光遮蔽圖案之材質包括氧化鈦(TiOx)、ZnOx、SnOx或ZrOx。
- 如申請專利範圍第17項所述之薄膜電晶體的製造方法，其中將該導電層轉化為絕緣之該紫外光遮蔽圖案的方法包括電漿氧化或熱氧化。
- 一種薄膜電晶體的製造方法，包括：於一基板上形成一閘極；於該基板上依序形成一閘絕緣層、一氧化物半導體層以及一紫外光遮蔽材料層，以覆蓋該閘極；於該閘極上方之該紫外光遮蔽材料層上形成一第一圖案化光阻層，其中該第一圖案化光阻層包括一第一部分以及一第二部分，該第一部分的厚度大於該第二部分的厚 度，且該第二部分分佈於該第一部分的兩側；以該第一圖案化光阻層為罩幕，圖案化該氧化物半導體層以及該紫外光遮蔽材料層，以於該紫外光遮蔽材料層下方形成一氧化物通道層；移除部分該第一圖案化光阻層，以形成一第二圖案化光阻層，而形成該第二圖案化光阻層的方法包括移除該第一部分與該第二部分，直到該第二部分被完全移除，而未被完全移除的該第一部分構成該第二圖案化光阻層，其中該第二圖案化光阻層暴露出部分該紫外光遮蔽材料層；以該第二圖案化光阻層為罩幕，圖案化該紫外光遮蔽材料層，以於該氧化物通道層之部分區域上形成一紫外光遮蔽圖案，且該紫外光遮蔽圖案對應於該閘極的中央；移除該第二圖案化光阻層；以及於該氧化物通道層以及該紫外光遮蔽圖案上形成彼此電性絕緣之一源極與一汲極。
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