[发明专利]薄膜电晶体结构及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种薄膜电晶体结构及其制造方法，特别有关一种蚀刻阻挡式(etch stop)的薄膜电晶体结构及其制造方法。

【背景技术】

氧化物薄膜电晶体是近年来新兴的一个研究主题，许多学术机构与公司均已相继投入研发，主要是因为它具备有许多优异的特性，例如，因为金属氧化物具备有特殊的载子传输特性，在非晶态即可达到高载子移动率(mobility)。而且，因为是处於非晶态，均匀性会比一般多晶态的半导体来得好。另外，因为它可以在较低温或甚至是室温沉积，故能够适用在各式的基板，且不会有将玻璃基板熔化的疑虑。

寻找最适合的元件结构，是目前氧化物薄膜电晶体面临的主要课题之一。为了较符合目前平面显示器的生产流程，下闸极结构(bottom gate)是目前主要采用的结构。传统上平面显示器使用的下闸极结构又可细分为几类，例如背通道蚀刻式(back channel etch)和蚀刻阻挡式(etch stop)等，主要都是用在非晶矽(amorphous silicon)薄膜电晶体。以下将分别介绍上述两类习知的现有技术。

请叁阅图1，显示习知背通道蚀刻式的元件结构的侧视图。习知背通道蚀刻式的元件结构包含一基板12、一闸极25、一源极31、一汲极33、一主动层50及一绝缘层16。各元件形成於基板12上，主动层50上会形成供电子或电洞移动之通道，主动层50与源极31及汲极33接触，且与闸极25间间隔有绝缘层16。

然而，由于氧化物薄膜电晶体对于制程相当敏感，若使用背通道蚀刻式的元件结构，主动层50上之通道会在源极31/汲极33蚀刻的时候受到破坏而难以弥补，增加了制程上的复杂度与困难度。

请叁阅图2a，显示习知蚀刻阻挡式的元件结构的侧视图。蚀刻阻挡式的元件结构与背通道蚀刻式的元件结构主要差异在於前者更包含一蚀刻阻挡层55，设置於主动层50及源极31/汲极33之间，用以於进行源极31/汲极33蚀刻的时候提供主动层50上之通道的保护。因此，蚀刻阻挡式的元件结构会是氧化物薄膜电晶体较佳的选择。

但是，在非晶矽薄膜电晶体所使用的蚀刻阻挡式的元件结构中，主动层50上之通道的宽度通常都比蚀刻阻挡层55来得宽。请叁阅图2b，显示习知蚀刻阻挡式的元件结构的上视图。如图2b所示，主动层50上之通道的宽度会大於蚀刻阻挡层55的宽度(如图2b中两双箭头线段A、B之比较)，亦即，代表主动层50上之通道宽度的线段B会大於代表蚀刻阻挡层55宽度的线段A。但是，氧化物半导体与非晶矽半导体的特性有所不同，当这样的结构应用在氧化物薄膜电晶体时，没有被蚀刻阻挡层55覆盖的氧化物半导体部分，会在对蚀刻阻挡层55进行乾蚀刻的时候，受到电浆轰击，而使其阻值降低，容易造成薄膜电晶体源极31/汲极33导通，而丧失电晶体特性。

因此，有必要发展一种蚀刻阻挡式的元件结构，使其应用於氧化物薄膜电晶体时，不会因为对蚀刻阻挡层进行乾蚀刻时的电浆轰击，而造成薄膜电晶体元件失效。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种薄膜电晶体结构及其制造方法，以保护供电子或电洞移动之通道，避免受到破坏而失效。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

根据本发明提供的薄膜电晶体结构，包含有：一源极；一汲极；一与源极及汲极接触的主动层，其具有一供电子或电洞移动之通道；一蚀刻阻挡层，设置於主动层上；一闸极；以及一绝缘层，介於闸极与主动层之间；其中蚀刻阻挡层的宽度大於主动层之通道的宽度。

根据本发明提供的薄膜电晶体的制造方法，包含下列步骤：形成一闸极；形成一绝缘层於闸极上且包覆闸极；形成一主动层於绝缘层上；形成一蚀刻阻挡层於主动层上；以及形成一源极及一汲极与主动层接触；其中主动层上具有一供电子或电洞移动之通道，蚀刻阻挡层的宽度大於主动层之通道的宽度。

其中，主动层之通道包含一氧化物，亦即，本发明提供的薄膜电晶体结构为一种氧化物薄膜电晶体结构。

其中，主动层之通道介於源极及汲极之间。

其中，闸极设置於绝缘层之下。

其中，源极及汲极形成於蚀刻阻挡层之上。

其中，源极及汲极是利用乾蚀刻形成。