[发明专利]氧化物半导体薄膜晶体管及其制造方法

说明书

本发明提供一种氧化物半导体薄膜晶体管及其制造方法，该氧化物半导体薄膜晶体管的制造方法，包含于一基材上依序提供第一氧化物半导体层及导体层，导体层位于第一氧化物半导体层上。形成图案化光阻于导体层上。移除暴露于图案化光阻外的导体层及其下方的第一氧化物半导体层，以形成源极、漏极及图案化第一氧化物半导体层于源极及漏极的下方。形成图案化第二氧化物半导体层于源极与漏极之间，以接触图案化第一氧化物半导体层、源极及漏极。提供栅极。提供位于图案化第一氧化物半导体层及图案化第二氧化物半导体层与栅极之间的栅介电层。

技术领域

本发明是有关于一种氧化物半导体薄膜晶体管及其制造方法。

背景技术

氧化物半导体薄膜晶体管的制造方法通常为共平面(coplanar)、背通道蚀刻(back channel etch,BCE)或蚀刻阻障层(etch stop layer,ESL)等方式。共平面方式是先形成源极和漏极，再形成氧化物半导体层于源极和漏极的上方。但因源极和漏极的金属遮蔽效应，使位于源极和漏极正上方的氧化物半导体层不易产生电场，导致开电流较低且电性稳定度较差。

背信道蚀刻方式是先形成氧化物半导体层，再形成源极和漏极于氧化物半导体层的上方。但在蚀刻导体层以形成源极和漏极时，蚀刻液容易腐蚀暴露出的氧化物半导体层，导致通道受损，或甚至无法形成通道。

蚀刻阻障层方式是先形成氧化物半导体层，再形成蚀刻阻障层于氧化物半导体层上。如此一来，在蚀刻导体层以形成源极和漏极时，因蚀刻阻障层的存在，使氧化物半导体层不会被腐蚀。于实际应用中，蚀刻阻障层必须具有一定的宽度，以与欲形成的源极和漏极部分重叠，避免蚀刻液渗入而腐蚀氧化物半导体层。由于蚀刻阻障层须具有一定的宽度，故通道长度无法再缩短。因此，以蚀刻阻障层方式所形成的像素结构的面积通常比较大，对开口率十分不利。

综上所述，共平面、背信道蚀刻或蚀刻阻障层方式各有缺点，因此目前亟需一种新颖的氧化物半导体薄膜晶体管的制造方法，以期能够完全克服上述方式的所有缺点。

发明内容

本发明提供一种氧化物半导体薄膜晶体管的制造方法，包含下列步骤：于一基材上依序提供一第一氧化物半导体层及一导体层，导体层位于第一氧化物半导体层上；形成一图案化光阻于导体层上；移除暴露于图案化光阻外的导体层及其下方的第一氧化物半导体层，以形成一源极、一漏极及一图案化第一氧化物半导体层于源极及漏极的下方；形成一图案化第二氧化物半导体层于源极与漏极之间，以接触图案化第一氧化物半导体层、源极及漏极；提供一栅极；提供位于图案化第一氧化物半导体层及图案化第二氧化物半导体层与栅极之间的一栅介电层。本制造方法所形成的氧化物半导体薄膜晶体管的开电流高且电性稳定度佳。此外，氧化物半导体薄膜晶体管的通道长度不受限于蚀刻阻障层，特别的是，本制造方法不必增加额外的图案化工艺或使用额外的光罩。

本发明提供另一种氧化物半导体薄膜晶体管的制造方法，包含下列步骤：于一基材上依序提供一第一氧化物半导体层及一导体层，导体层位于第一氧化物半导体层上；形成一图案化光阻于导体层上；移除暴露于图案化光阻外的导体层及其下方的第一氧化物半导体层，以形成一源极及一图案化第一氧化物半导体层于源极的下方；形成一图案化第二氧化物半导体层于源极及图案化第一氧化物半导体层上，并接触源极及图案化第一氧化物半导体层；形成一绝缘层于图案化第二氧化物半导体层及源极上，其中绝缘层具有一开口暴露出图案化第二氧化物半导体层的一部分；形成一漏极于绝缘层上，以使漏极通过开口与图案化第二氧化物半导体层的部分电性连接；提供一栅极；提供位于图案化第一氧化物半导体层及图案化第二氧化物半导体层与栅极之间的一栅介电层。本制造方法所形成的氧化物半导体薄膜晶体管的开电流高且电性稳定度佳。此外，氧化物半导体薄膜晶体管的通道长度不受限于蚀刻阻障层，特别的是，本制造方法中的源极和漏极是分开制作的，因此源极和漏极之间的距离不受限于曝光工艺的精度，更可缩短通道长度，进而达到超高分辨率的目标。