[发明专利]薄膜晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体结构的制作方法，且特别是有关于一种薄膜晶体管的制作方法。

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。在习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组件。近年来，已有研究指出金属氧化物半导体（metal 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），而金属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，金属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组件。

一般来说，非晶硅（a-Si）薄膜晶体管的保护层通常是选用等离子体辅助化学气相沈积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD）所沉积的含氢的氮化硅（SiNx：H），其中含氢的氮化硅具有较佳阻隔水气及氧气的效果。然而，对于金属氧化物半导体薄膜晶体管而言，等离子体辅助化学气相沈积法所沉积的含氢的氮化硅会改变金属氧化物半导体材料层的特性，以使得原本具有半导体特性的金属氧化物半导体材料层转成具导体特性的金属氧化物半导体材料层，进而造成薄膜晶体管组件的信道的导通。为了改善上述的问题，目前是采用氧化硅（SiOx）来作为金属氧化物半导体材料层的保护层。然而，氧化硅在大气环境之中容易受到水气以及氧气的影响，进而影响金属氧化物半导体薄膜晶体管的电性表现以及可靠度。

发明内容

本发明提供一种薄膜晶体管的制作方法，用以改善薄膜晶体管受水气及氧气的穿透而导致可靠度降低的问题。

本发明提出一种薄膜晶体管的制作方法，其包括下述步骤。于一基材上形成一栅极、一源极以及一漏极。于基材上形成一栅绝缘层，以覆盖栅极并隔绝栅极与源极以及栅极与漏极。于栅绝缘层上形成一具有绝缘特性的金属氧化物材料层。于基材上形成一含氢的氮化硅层，以覆盖源极、漏极以及具有绝缘特性的金属氧化物材料层，其中形成含氢的氮化硅层的方法包括进行一沉积程序，且于结束沉积程序之前，于沉积程序中通入一硅烷气体以使具有绝缘特性的金属氧化物材料层转换成一具有半导体特性的金属氧化物材料层。

在本发明的一实施例中，上述的于形成具有绝缘特性的金属氧化物材料层之后，形成源极与漏极，且源极与漏极暴露出部分金属氧化物材料层。

在本发明的一实施例中，上述的于形成源极与漏极之后，形成具有绝缘特性的金属氧化物材料层。金属氧化物材料层的一部分位于源极与漏极之间，而金属氧化物材料层的另一部分位于源极与漏极上。

在本发明的一实施例中，上述的金属氧化物材料层的材质包括II-VI族化合物。

在本发明的一实施例中，上述的金属氧化物材料层还掺杂有选自由碱土金属、IIIA族、VA族、VIA族或过渡金属所组成的族群的一或多个元素。

在本发明的一实施例中，上述的形成具有绝缘特性的金属氧化物材料层的方法包括溅镀法、原子沉积法、旋转涂布法、喷墨印刷法或网版印刷法。

在本发明的一实施例中，上述的溅镀法包括通入流量介于5 sccm至50 sccm之间的一氧气气体以及流量介于20 sccm至50 sccm之间一氩气气体。

在本发明的一实施例中，上述的沉积程序中所通入的硅烷气体的流量介于5 sccm至10 sccm之间。

在本发明的一实施例中，上述的沉积程序中还包括通入一氧化二氮气体以及一氦气气体，而所通入氧化二氮气体的流量介于500 sccm至1000 sccm之间，所通入氦气气体的流量介于1000 sccm至1500 sccm之间。

在本发明的一实施例中，上述的沉积程序中还包括进行一退火程序，而退火程序的温度介于200℃至500℃之间。