[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制造方法，且特别涉及一种具有氧化物沟道层的薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板(flat display panels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶显示器(liquid crystal displays)、等离子体显示器(plasma displays)、有机电激发光显示器(electroluminescent displays)等。以目前最为普及的液晶显示器为例，其主要是由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光基板以及夹于二者之间的液晶层所构成。在公知的薄膜晶体管阵列基板上，多采用非晶硅(a-Si)薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管作为各个子像素的切换元件。近年来，已有研究指出氧化物半导体(oxide semiconductor)薄膜晶体管相较于非晶硅薄膜晶体管，具有较高的载子移动率(mobility)，而氧化物半导体薄膜晶体管相较于低温多晶硅薄膜晶体管，则具有较佳的临界电压(threat hold voltage，Vth)均匀性。因此，氧化物半导体薄膜晶体管有潜力成为下一代平面显示器的关键元件。

图1A至图1D为公知氧化物半导体薄膜晶体管的制造流程剖面示意图。请依序参考图1A至图1D，首先于基板100上形成缓冲层101，再于缓冲层101上的部分区域形成栅极102，然后于基板100上全面性地形成栅绝缘层104以覆盖栅极102，如图1A所示。接着，于栅绝缘层104上形成氧化物半导体层106，如图1B所示。然后，以光掩模M为掩模，进行准分子激光退火(exaimer laser annealing)工艺，使得氧化物半导体层106中未被光掩模M所遮蔽的部分转化为两个欧姆接触层106b，而氧化物半导体层106中被光掩模M所遮蔽的部分则维持半导体的特性而形成氧化物沟道层106a。欧姆接触层106b位于氧化物沟道层106a两侧并与此氧化物沟道层106a连接，如图1B以及图1C所示。最后，于栅绝缘层104与欧姆接触层106b上分别形成彼此电性绝缘的源极S与漏极D。如此一来，便完成公知氧化物半导体薄膜晶体管的制作。

然而，以上述的工艺所制作的氧化物半导体薄膜晶体管其电气特性(漏极电流与栅极电压的关系)较为不稳定。因此，在公知技术中，为了使上述的氧化物半导体薄膜晶体管的电气特性维持稳定，常于完成上述工艺之后，对氧化物沟道层106a进行退火处理，如高温退火工艺(thermal annealing)或准分子激光退火(excimer laser annealing)工艺，以使氧化物半导体薄膜晶体管的电气特性趋于稳定。然而，此工艺却会使得公知的氧化物半导体薄膜晶体管的工艺变得较为繁复。承上述，如何改善氧化物半导体薄膜晶体管的电气特性但不增加工艺的复杂度，实为研发者关注的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷。

本发明提供一种薄膜晶体管，其具有稳定的电气特性。

本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，其有助于薄膜晶体管的量产。

本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，其包括：于基板上形成栅极。接着，于基板上形成栅绝缘层以覆盖栅极。然后，于栅绝缘层上形成氧化物半导体层。之后，于氧化物半导体层的部分区域上形成半透光层。接着，以半透光层为掩模，进行光学退火工艺以使氧化物半导体层转化为一氧化物沟道层以及两个欧姆接触层，其中氧化物沟道层位于半透光层下方，而欧姆接触层位于氧化物沟道层两侧并与氧化物沟道层连接。最后，于栅绝缘层与欧姆接触层上形成彼此电性绝缘的源极与漏极。

本发明提供一种薄膜晶体管的制造方法，其包括：于基板上形成栅极。接着，于基板上形成栅绝缘层以覆盖栅极。然后，于栅绝缘层上形成彼此电性绝缘的源极与漏极。之后，于栅绝缘层、源极以及漏极上形成氧化物半导体层。接着，于氧化物半导体层的部分区域上形成半透光层。最后，以半透光层为掩模，进行一光学退火工艺以使氧化物半导体层转化为一氧化物沟道层以及两个欧姆接触层，其中氧化物沟道层位于半透光层下方，而欧姆接触层位于氧化物沟道层两侧并与氧化物沟道层连接。

本发明提供一种薄膜晶体管，其包括栅极、栅绝缘层、氧化物半导体层、半透光层、源极以及漏极。栅绝缘层覆盖栅极。氧化物半导体层配置于栅绝缘层上且位于栅极上方。氧化物半导体层包括氧化物沟道层以及两个欧姆接触层，其中欧姆接触层位于氧化物沟道层两侧并与氧化物沟道层连接。半透光层位于氧化物沟道层上方。源极与漏极位于栅绝缘层与欧姆接触层上，且源极与漏极彼此电性绝缘。