[发明专利]一种自对准金属氧化物薄膜晶体管器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，特别涉及一种自对准金属氧化物薄膜晶体管器件的制造方法。

背景技术

金属氧化物薄膜晶体管(TFT)是一种可广泛用于各种电子系统的基本电路组成器件，其具有多种优势，如高电子迁移率、低温制造工艺、较高的稳定性、透明度高等等。如图1所示，在传统的TFT制造工艺中，TFT器件的栅极(Gate)101与源极(Source)102、漏极(Drain)103的对准是采用两层不同的掩膜版通过手动或者机械的光学对准方式实现的。由于对准设备的精度等因素的限制，这种方式会导致源极102、漏极103与栅极101之间存在一定的重叠，因而产生较大的栅源寄生电容(Cgs)及栅漏寄生电容(Cgd)。较大的寄生电容通常会降低器件的截止频率(截止频率反比于寄生电容)，从而降低电路的运行速度；并且，较大的寄生电容也导致显示电极电压偏离设计要求，从而需要复杂的栅极驱动电路来补偿偏差，增加了电路设计的复杂性；此外，无法精确控制的寄生电容也增加了电路设计的复杂性和不确定性；无法精确控制栅极和源、漏极的重叠也使沟道(Channel)的最小尺寸无法精确，进而限制了沟道尺寸的最小化，从而难以提高器件的性能。另外，传统器件中使用多层掩膜版也会增加工艺复杂度并增加成本，不利于提高生产效率。

为了解决上述问题，现有技术出现了自对准器件，它是一种通过特定的工艺设计、可以在工艺制造过程中自动将源极、漏极与栅极相对准的器件，无需手动或者通过机械光学对准两层不同掩膜版即可实现源极、漏极与栅极的对准。这种自对准器件广泛应用于传统的单晶硅芯片(MOSFET)的制造过程中，但是，传统硅芯片中的晶体管的自对准工艺却无法直接应用于金属氧化物TFT上。

为解决上述问题，现有技术提出一种金属氧化物TFT的自对准工艺，利用底栅极金属电极作为掩膜版，从透明衬底的背面曝光，自动对准形成源、漏极，但反面曝光的精度较难控制，无法精确控制源、漏极相对栅极的位置。

现有技术还提出了另一种自对准工艺，即利用顶栅极作为掩膜，自动对准形成源、漏极，并通过Ar等离子体或者含氢较多的NH3等离子体处理金属氧化物氧化铟镓锌(IGZO)的表面，以降低源、漏极的接触电阻，但是Ar等离子体只是部分改善了源、漏区与金属接触的表面电阻，源、漏区电阻仍然很大，而且等离子体需要一道额外工艺处理，增加了成本，而氢则能扩散到沟道，导致源、漏区延伸到沟道，导致栅极和源、漏极的重叠区域增大，寄生电容变大，进而减低金属氧化物TFT器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自对准金属氧化物薄膜晶体管器件的制造方法，旨在解决传统方法容易导致栅极和源、漏极重叠而产生寄生电容，以及源、漏极的接触电阻较大而影响其工作性能的问题。

本发明是这样实现的，一种自对准金属氧化物薄膜晶体管器件的制造方法，包括下述步骤：

在一衬底上依次叠层制备半导体金属氧化物层、栅绝缘层及栅金属层；

去除部分所述栅绝缘层及栅金属层，保留预设宽度的栅绝缘层及栅金属层；

在所述半导体金属氧化物层、栅绝缘层及栅金属层的外表面设置绝缘薄膜；

去除部分所述绝缘薄膜，保留至少包覆于所述栅绝缘层侧面的绝缘薄膜，形成栅极侧墙；

将所述半导体金属氧化物层未被所述栅绝缘层覆盖的部分转化为源极导体和漏极导体，使所述源极导体和漏极导体的内边缘与所述栅金属层的外边缘对准。

本发明的另一目的在于提供一种自对准金属氧化物薄膜晶体管器件，包括衬底及设置于所述衬底之上的源极导体、漏极导体和半导体层，在所述半导体层之上依次设有栅绝缘层以及栅金属层，在所述衬底之上还设有用于包封所述源极导体、漏极导体、栅绝缘层以及栅金属层的钝化层；

所述源极导体、漏极导体及栅金属层通过导电引线引出至所述钝化层之外；

至少在所述栅绝缘层的侧面包覆有绝缘的栅极侧墙，所述源极导体和漏极导体的内边缘与所述栅金属层的外边缘对准。