专利名称：半导体器件及形成图形方法
技术领域：
本发明涉及一种包含源极、漏极及源总线的半导体器件。本发明还涉及源极、漏极及源总线的形成图形方法。
背景技术：
近年来，TFT(薄膜晶体管)器件已经普遍应用于液晶显示器中，例如笔记本个人计算机。TFT的构造方式为在基板上形成各种薄膜，例如具有各种图形的金属薄膜和绝缘薄膜。为了形成每个薄膜的图形，首先要将构成各个薄膜的材料沉积在基板上。然后，通过光刻方法，在所沉积的材料上刻出每个薄膜应有的预定图形。于是，制作图形的薄膜数量越多，采用光刻方法制作图形的工序也越多，从而制造成本可能增加。
为了解决此类问题，我们考虑不只进行单个薄膜的刻蚀，而采用先将两种薄膜分成双层，然后对双层连续进行刻蚀的方法。按照后一种方法，只进行一次图形制作工序就可以做出两种薄膜的预定图形。
然而，在刻蚀双层的方法中，第二个薄膜的刻蚀必须和单层刻蚀对比着进行。于是，双层结构中刻蚀部分和未刻部分的高度差别(即已刻部分的深度)与只有单层时相比就加大了。因此，如果在已刻的双层上再加另一层薄膜，结果覆盖了双层之间的高度差别。在双层存在高度差别之处，第三层对高低层次的覆盖可能变差，结果可能降低薄膜的特性。另一方面，如果由双层组成的两种薄膜不是连续刻蚀而是分别刻蚀，则存在制造成本可能增加的问题。
鉴于上述背景，本发明的一个目的是所提供的半导体器件和形成图形方法可以降低制造成本并改进对高低层次(step)的覆盖。
发明概述为了达到上述目的，本发明提供一种形成图形方法。该方法的特征在于包括在基板上形成第一金属薄膜的一个步骤；在所述第一金属薄膜上形成第二金属薄膜的一个步骤；以及通过在该第二和第一金属薄膜上形成图形的方法从而形成源极、漏极和源总线图形的一个步骤。在形成源极、漏极和源总线图形的这一步骤中，还包括在第二金属薄膜上形成保护覆盖层的步骤，以及在形成该保护覆盖层之后对第二及第一金属薄膜进行干法刻蚀的第一刻蚀步骤。
在该形成图形的方法中，在第二金属薄膜的保护层形成之后，不仅第二金属薄膜而且位于第二金属薄膜下面的第一金属薄膜都可以被刻蚀了。因此，刻蚀第二和第一金属薄膜时，不需要对制作第二金属薄膜布线形成图形专门的保护层，也不需要对制作第一金属薄膜布线形成图形另一个专门的保护层。这样可以降低制造成本。
除此之外，在这种制作图形的方法中，由于对金属薄膜进行干法刻蚀，在第二和第一金属薄膜之间，就会出现刻蚀部分和未刻部分间的高度差别。在此情况下，即使在第二和第一金属薄膜之上再形成另一个薄膜，覆盖了二者的高度差别，这一薄膜仍能在高度差别之处取得良好的覆盖效果(在后面详细说明)。
特别是，在这种制作图形的方法中，所述第一金属薄膜优选采用主要包含ITO的ITO薄膜，第二金属薄膜优选采用主要包含钼材料的钼铬薄膜，所述第一刻蚀步骤优选采用氯、氧混合气体对钼铬薄膜及ITO薄膜进行干法刻蚀。通过用氯、氧混合气体对钼铬薄膜及ITO薄膜进行干法刻蚀，可使钼铬薄膜及ITO薄膜的边缘部分形成斜坡形。
此外，所述方法还可以不用上述第一种刻蚀步骤，而采用另一种刻蚀步骤，即先对第二金属薄膜进行湿法刻蚀，然后对第一金属薄膜进行干法刻蚀。即使采用第二种刻蚀步骤，而不用上述第一种刻蚀步骤，仍然可以降低制造成本。在第二种刻蚀步骤中，刻蚀部分和未刻部分间的高度差别存在于第二和第一金属薄膜之间。然而，和采取第一种刻蚀步骤时的情况一样，高度差别能够得到良好的覆盖(在后面详细说明)。
另外，在本发明的方法中，第一金属薄膜的优选厚度不大于500埃。保持这一厚度，高度差别就能获得良好的覆盖。
此外，在本发明的方法中，所述第一金属薄膜优选采用主要包含ITO的ITO薄膜，第二金属薄膜优选采用主要包含钼材料的钼铬薄膜，所述第二种刻蚀步骤优选采用以磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对钼铬薄膜进行湿法刻蚀，然后以主要含氯气的气体对ITO薄膜进行干法刻蚀的步骤。通过这种对钼铬薄膜的湿法刻蚀和其后对ITO薄膜的干法刻蚀步骤，可使钼铬薄膜及ITO薄膜的边缘部分基本上垂直于基板，或者对基板呈倾斜状。
此外，所述方法还包括采用第三种刻蚀步骤，而不采用第一种刻蚀步骤，即湿法刻蚀第二和第一金属薄膜，然后对第二金属薄膜再进行湿法刻蚀。即使采用第三种刻蚀步骤代替第一种刻蚀步骤，仍然可以降低制造成本。在第三种刻蚀步骤中，刻蚀部分和未刻部分间的高度差别同样可能存在于第二和第一金属薄膜间。但是，高度差别仍然能够得到良好的覆盖。在第三种刻蚀步骤中，第一金属薄膜的厚度不大于500埃。保持这一厚度，高度差别就能获得良好的覆盖。
另外，在该第三种刻蚀步骤中，所述第一金属薄膜优选采用主要包含ITO的ITO薄膜，第二金属薄膜优选采用主要包含钼材料的钼铬薄膜，所述第三种刻蚀步骤优选采用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对钼铬薄膜进行湿法刻蚀，其后用盐酸蚀刻剂对ITO薄膜进行湿法刻蚀，然后再用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对钼铬薄膜进行湿法刻蚀。通过对钼铬薄膜和ITO薄膜进行湿法刻蚀的第三种步骤，可使钼铬薄膜和ITO薄膜基本上垂直于基板。
本发明的半导体器件的特征在于包含形成在基板上的一个源极，形成在该源极上的一个源总线，以及形成在基板上的一个漏极；并且包含一个第一电极与形成在第一电极上的第二电极。其特征还在于源极的边缘部分与源总线的边缘部分相对而言，朝漏极方向伸出；漏极的第一电极的边缘部分与第二电极相对而言，朝源极方向伸出。
通过应用上述形成图形的方法，源极的边缘部分与源总线的末端相对而言，朝漏极方向伸出；漏极的第一电极的边缘部分与第二电极的边缘部分相对而言，朝源极方向伸出。这种结构表示，例如，在制作和两个源极和漏极相连接的a-Si薄膜时，所采取的a-Si薄膜形成方式，应使每个源极、漏极和a-Si薄膜间具有良好的欧姆接触。
在根据本发明的半导体器件中，源极、源总线、第一电极、第二电极的每个边缘部分可制成一个垂直于基板或者向基板倾斜的表面。如果采用根据本发明的第一种刻蚀步骤，源极、源总线、第一电极、第二电极的每个边缘部分可以形成一个向基板倾斜的表面(即斜坡形)；反之，如果采用根据本发明的第二种或第三种刻蚀步骤，源极、源总线、第一电极、第二电极的每个边缘部分可以形成一个垂直于基板的表面。
附图简述
图1是TFT 1的横截面简略示意图，这是本发明半导体器件的第一实施方案，并采用本发明的形成图形方法第一实施方案制备；图2是一个横截面简略示意图，说明在玻璃基板2上形成遮光膜3的状况；图3是一个横截面简略示意图，说明形成SiO2层4的状况；图4是一个横截面简略示意图，说明形成ITO薄膜50的状况；图5是一个横截面简略示意图，说明形成MoCr薄膜100的状况；图6是一个横截面简略示意图，说明在MoCr薄膜100上形成保护层101和102的状况；图7是在干法刻蚀步骤前，MoCr薄膜100和ITO薄膜50的横截面简略示意图；图8是一个横截面简略示意图，说明干法刻蚀后MoCr薄膜100的状况；图9是一个横截面简略示意图，说明干法刻蚀后MoCr薄膜100和ITO50的状况；图10是一个横截面简略示意图，说明形成a-Si薄膜11的岛状图形的状况；图11是一个横截面简略示意图，说明形成包含接触孔12a的栅极绝缘薄膜12的状况；图12是一个横截面简略示意图，说明形成Al薄膜130和保护层131的状况；图13是一个横截面简略示意图，说明刚结束刻蚀Al薄膜130时的状况；图14是一个横截面简略示意图，说明与接触孔12a对应的象素电极已经露出；图15是一个按照常规方法制备的TFT 110的横截面简略示意图；图16是TFT100的横截面简略示意图，TFT100是一种按照本发明形成图形方法的第二实施方案制备的半导体器件；图17是一个横截面简略示意图，说明湿法刻蚀后MoCr薄膜100的状况；
图18是一个横截面简略示意图，说明干法刻蚀后ITO薄膜50的状况；图19是一个横截面简略示意图，说明形成a-Si薄膜11的岛状图形的状况；图20是一个横截面简略示意图，说明湿法刻蚀后ITO薄膜50的状况；和图21是一个横截面简略示意图，说明湿法刻蚀后源总线10的边缘部分10a和10b以及上层电极70的边缘部分70a和70b的状况。
发明详述下面结合安装在液晶显示器的液晶显示板中的TFT，对本发明的一些实施方案进行说明。
图1是TFT 1的横截面示意图，这是本发明半导体器件的第一实施方案，采用本发明的形成图形方法第一实施方案制备。
图1说明形成在玻璃基板2上的TFT 1。虽然在玻璃基板上可以形成多个这种TFT 1，但是为了举例，此处只显示了一个TFT 1。下文参照图1及简略说明TFT 1制备方法的图2至图14对TFT 1进行说明。
为了制备TFT 1，首先按图2所示，在玻璃基板2上形成遮光膜3的图形。先在基板2上沉积MoCr(钼-铬)材料作为遮光膜3，然后用光刻方法制出已沉积的MoCr的预定图形。
遮光膜3形成后，就可形成SiO2层4以覆盖遮光膜3，见图3。然后如图4所示，在SiO2层4上形成ITO薄膜50。应当指出，如图1所示，每个源极5及象素电极9都是单层，而漏极8是双层，由上层电极7和下层电极6组成。ITO薄膜50是通过刻蚀步骤，用来制备源极5、象素电极9、漏极8的下层电极6的薄膜(在下文中说明)。在此实例中，ITO薄膜50的厚度大约为400埃。
ITO薄膜50形成之后，就在ITO薄膜50之上形成钼铬薄膜100，而不是先制作ITO薄膜50的图形，见图6。钼铬薄膜100是通过刻蚀步骤，用来制备源总线10(见图1)及漏极8的上层电极7的薄膜(在下文中说明)。ITO薄膜50和钼铬薄膜100制成后，对两种薄膜连续进行刻蚀。
图6至图9说明如何刻蚀钼铬薄膜100及ITO薄膜50。首先，如图6所示，在MoCr薄膜100上形成保护层101及102。然后，采用RIE(活性离子刻蚀)方法，用Cl2/O2混合气体对钼铬薄膜100及ITO薄膜50进行干法刻蚀。
图7所示钼铬薄膜100及ITO薄膜50在进行干法刻蚀之前的状态，图8表示钼铬薄膜100干法刻蚀后的状态，图9表示钼铬薄膜100及ITO薄膜50都进行了干法刻蚀以后的状态。
图7显示引入Cl2/O2混合气体(Cl2/O2的混合比约为4∶6至6∶4)，于是MoCr薄膜100按图8所示进行初次刻蚀，其结果在左边的保护层101下面可以立即形成源总线10的图形，在右边的保护层102下面可以立即形成金属层70的图形。金属层70的一部分构成漏极8的上层电极7。金属层70的材料与源总线10的材料一样，为MoCr。通过用Cl2/O2混合气体刻蚀MoCr薄膜100，源总线10的边缘部分10a和10b、上层电极7的边缘部分7a、金属层70的边缘部分70a可以容易地形成倾斜于基板2的斜坡形。
MoCr薄膜100刻蚀结束后，Cl2/O2的混合比应改变为1∶1至1∶0.5，然后进行ITO薄膜50的干法刻蚀，其结果如图9所示，源极5的图形可以正好在源总线10的下面形成，而象素电极9的图形及漏极8的下层电极6可以正好在金属层70的下面形成。通过如前所述的方法刻蚀ITO薄膜50，可形成由上层电极7和下层电极6组成的漏极8。通过用Cl2/O2混合气体刻蚀ITO薄膜50，源极5的边缘部分5a和5b、下层电极6的边缘部分6a、象素电极9的边缘部分9a可以容易地形成斜坡形状。应该指出，通过刻蚀ITO薄膜50，源极5的边缘部分5a与源总线10的边缘部分10a相对而言，朝下层电极6的方向突出一段距离D2；下层电极6的边缘部分6a与上层电极7的边缘部分7a相对而言，朝源极5的方向突出一段距离D3。本实例中，源极5的边缘部分5a和下层电极6的边缘部分6a间的距离D1大约为5纳米，D2和D3各大约为1.0纳米。
虽然在上述示例中采用RIE方法对MoCr薄膜100和ITO薄膜50进行刻蚀，但也可以换用任何其他刻蚀方法，例如高密度PE(等离子体刻蚀)，对MoCr薄膜100和ITO薄膜50进行刻蚀。
按上述步骤刻蚀MoCr薄膜100和ITO薄膜50后，去掉保护层101、102，然后在上面沉积一层a-Si材料。然后，如图10所示，通过光刻方式在已沉积的a-Si膜上刻出预定图形，形成a-Si膜11的岛状图形。
形成a-Si膜11的岛状图形之后，按图11所示，形成带有接触孔12a的栅极绝缘薄膜12。栅极绝缘薄膜12可通过沉积SiNx来形成，SiNx是用于制作栅极绝缘薄膜12的材料，然后对已沉积的SiNx进行刻蚀，结果可使一部分金属层70露出。接触孔12a用于和其他TFT进行电气连接。栅极绝缘薄膜12形成后，再通过沉积用于制作栅极13(见图1)的材料铝，来制作Al薄膜130，如图12所示。然后形成保护层131，以便在Al薄膜130上制作图形，Al薄膜130用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂进行湿法刻蚀。
图13表示刚刚结束刻蚀步骤的Al薄膜130的状态。通过刻蚀Al薄膜130，栅极13正好在保护层131的下面形成，同时，由于填充在接触孔12a中的铝也可被刻蚀，所以金属层70可以露出。金属层70露出后，继续进行湿法刻蚀步骤。包括MoCr的金属层70可以用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂刻蚀，因为这种混合蚀刻剂对MoCr的刻蚀作用和对Al一样好。
图14表示刻蚀步骤后金属层70的状态。如图14所示，由于金属层70被刻蚀，所以露出了象素电极。在此步骤中，包含接触孔12a的栅极绝缘薄膜12本身起了保护层的作用，从而漏极8的上层电极7保持未刻蚀状态，如图14所示。金属层70的材料MoCr的一个特性是几乎不透光。但是，由于刻蚀了金属层70并露出了象素电极9，所以光可以从象素电极9形成之处通过。
象素电极9露出后就可结束湿法刻蚀步骤，保护层131可以去掉。于是，TFT 1(图1)制作完毕。
在此实施方案中，为了形成源极5、漏极8、象素电极9、源总线10，按图6至图9所述方法完成了一些步骤形成ITO薄膜50，未经刻蚀ITO薄膜50就在其上形成MoCr薄膜100，采用相同的保护层101及102对MoCr薄膜100及ITO薄膜50进行连续刻蚀。在这些刻蚀步骤中，金属层70和接触孔12a相对应的部分(参见图14)未被刻蚀。然而，如图14所示，金属层70的这一部分可以被刻蚀，因为包含接触孔12a的栅极绝缘薄膜12本身起了保护层的作用，所以刻蚀金属层70的这一部分时可以不需要另一个专门的保护层。因此，刻蚀MoCr薄膜100和ITO薄膜50时，不需要制备两个保护层，一个用于刻蚀MoCr薄膜100，另一个用于刻蚀ITO薄膜50。于是，采用形成于MoCr薄膜100及包含接触孔12a的栅极绝缘薄膜12上的保护层101、102，可以将MoCr薄膜100及ITO薄膜50刻蚀为预定图形。也就是说，刻制两种金属薄膜(即MoCr薄膜100和ITO薄膜50)预定图形所需的保护层只是形成于MoCr薄膜100之上的保护层101、102。因此，制造成本可以降低。
除此之外，如图9所示，源极5的边缘部分5a和下层电极6的边缘部分6a呈斜坡状。因此，a-Si薄膜11的形成，可以使源极5的边缘部分5a和下层电极6的边缘部分6a的高度差别得到良好的覆盖，见图10。因此，在a-Si薄膜11和源极5之间以及a-Si薄膜11和漏极8的下层电极6之间能够分别获得良好的欧姆接触。
现在，对照常规的TFT制造方法，说明按图1至图14所描述的本发明方法是如何降低TFT制造成本的。
图15是按照常规方法制备的TFT 110的横截面简略示意图。为了制备这个TFT110，遮光膜3、SiO2薄膜4、源极5、漏极8、象素电极9、源总线10、a-Si薄膜11、栅极绝缘层12、栅极13，都形成在玻璃基板2上。为了在玻璃基板2上形成这些薄膜和电极，需要完成6次光刻形成图形过程；即形成遮光膜3，形成源极5、漏极8、象素电极9，形成源总线10，形成a-Si薄膜11，形成栅极绝缘薄膜12的接触孔12a，形成栅极13，每一次都需要一个形成图形过程。
另一方面，对于图1所示的TFT 1，只需要完成5次光刻形成图形过程；即形成遮光膜3(见图2)，形成源极5、漏极8、象素电极9、源总线10(见图6至图9)。应该指出，此过程之后，金属层70和接触孔12a相对应的部分未被刻蚀，形成a-Si薄膜11(见图10)，形成栅极绝缘薄膜12的接触孔12a(见图11)，形成栅极13(见图12至图14)。应该指出，通过图12至图14的步骤，金属层70和接触孔12a相对应的部分在栅极13完成形成图形过程的同时进行了刻蚀)，每一次需要一个形成图形过程。因此，图1所示的TFT1的本发明方法与图15所示的TFT 110的常规方法相比，节约了一个形成图形过程。
图16是一个按照本发明形成图形方法的第二实施方案制备的本发明半导体器件的第二实施方案的TFT100的横截面简略示意图。下面对TFT100的描述，主要参照图16至图19，必要时也可参考图2至图14。此外，图16所示TFT100的制造方法的说明，重点集中在图16所示的TFT100和图1所示的TFT1制造方法之间的差别上。
为了制作TFT100，首先按照图2至图5所示的上述方法，把遮光膜3、SiO2层4、ITO薄膜50、MoCr薄膜100形成在玻璃基板2上。然后，如图6所示，在MoCr薄膜100上形成保护层101、102，之后连续刻蚀MoCr薄膜100及ITO薄膜50。在此实施方案中，MoCr薄膜100用湿法刻蚀，ITO薄膜50用干法刻蚀。
图17表示湿法刻蚀步骤后MoCr薄膜的状态。采用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对MoCr薄膜100进行湿法刻蚀。进行这一湿法刻蚀过程，源总线10的图形正好形成于左边的保护层101的下面，而金属层70的图形正好形成于右边的保护层102的下面。金属层70的一部分构成漏极8的上层电极。金属层70的材料与源总线10的材料相同，都是MoCr。继续进行边缘部分的刻蚀，使保护层101的边缘部分101a和源总线10的边缘部分10a间的距离D4，以及保护层102的边缘部分102a和上层电极7的边缘部分7a间的距离D5，达到约1纳米。此外，源总线10的边缘部分10a和10b，上层电极7的边缘部分7a，金属膜70的边缘部分70a，基本上可以垂直于基板2。应该指出，MoCr薄膜100可用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂刻蚀，而正好位于MoCr薄膜100之下的ITO薄膜50则几乎不能被这种蚀刻剂刻蚀，因此ITO薄膜50如图17所示可以没有变化。于是，MoCr薄膜100湿法刻蚀后，再对ITO薄膜50进行干法刻蚀。
图18表示ITO 50干法刻蚀后的状态。ITO 50采用高密度PE方法进行干法刻蚀，用Cl2作为蚀刻气体。通过对ITO50进行干法刻蚀，源极5的图形正好形成于源总线5的下面，而漏极8的下层电极6及象素电极9的图形可以正好形成于金属层70的下面。而且，源总线5的边缘部分5a和5b，下层电极6的边缘部分6a，象素电极9的边缘部分9a，基本上可以垂直于基板2。除此之外，对MoCr薄膜100进行侧面刻蚀步骤，而对ITO 50则不进行这一步骤。其结果是，源极5的边缘部分5a基本上和保护层101的边缘部分101a排成直线，下层电极6的边缘部分6a基本上和保护层102的边缘部分102a排成直线。源极5的边缘部分5a和下层电极6的边缘部分6a之间的距离D7约为5纳米。
按上述方法形成源总线10、源极5、漏极8、象素电极9后，去掉保护层101和102。然后可按图19所示方法形成a-Si薄膜11的岛状图形。应该指出，通过刻蚀ITO 50，源极5的边缘部分5a，相对于位于其上的源总线10的边缘部分10a，突出一段距离D4，漏极8的下层电极6的边缘部分6a，相对于位于其上的上层电极7的边缘部分7a突出一段距离D5，源极5和下层电极6的厚度仅约为400埃。根据这种结构即源极5的边缘部分5a和下层电极6的边缘部分6a相对于源总线10的边缘部分10a和上层电极7的边缘部分7a的分别的突出部分，以及源极5和下层电极6的这种厚度(约为400埃)，a-Si薄膜11在源极5的边缘部分5a及下层电极6的边缘部分6a处可获得良好的高地层次覆盖效果，而不需要把源极5的边缘部分5a及下层电极6的边缘部分6a做成斜坡形。于是，在a-Si薄膜11与源极5之间，以及在a-Si薄膜11与下层电极6之间，可以得到良好的欧姆接触。虽然本实施方案中源极5和下层电极6的膜厚约为400埃，如果有良好的覆盖效果，可以应用任何大于400埃的厚度。但是，厚度过大可能导致不利的覆盖效果。一般来说，要获得良好的高低层次覆盖效果，最好不大于500埃。
a-Si薄膜11形成后，按前面图11至图14所述方式，形成带有接触孔12a的栅极绝缘薄膜12及栅极13。形成栅极13时，刻蚀Al薄膜130，直到象素电极9露出。通过这些步骤，制成图16所示的TFT100。
在制作TFT100的过程中，为了形成源极5、漏极8、象素电极9、源总线10，按照以上图17和图18所述方法完成一些步骤形成ITO薄膜50，MoCr薄膜100形成在未经刻蚀的ITO薄膜50上，采用图17和图18所述的共同保护层101及102对MoCr薄膜100及ITO薄膜50进行刻蚀。在图17和图18所说明的过程中，金属层70与接触孔12a相对应的部分未被刻蚀。然而，如以上图14所述，金属层70的这一部分可以被刻蚀，因为包含接触孔12a的栅极绝缘薄膜12本身起保护层的作用，所以刻蚀金属层70的这一部分时可以不需要另一个专门的保护层。因此，刻制两种金属薄膜(即MoCr薄膜100和ITO薄膜50)预定图形所需的保护层只是形成于MoCr薄膜100之上的保护层101、102，正如图1中所示的TFT1一样。因此，制造成本可以降低。
此外，在第二实施方案中，源总线10的边缘部分10a和10b，上层电极7的边缘部分7a，金属薄膜70的边缘部分70a，基本上垂直于基板2；同样，源极5的边缘部分5a和5b，下层电极6的边缘部分6a，象素电极9的边缘部分9a，也基本上垂直于基板2。但是，按照调整后的刻蚀条件，这些边缘部分可以形成斜坡形。
下面是另一个TFT，这是一个按照本发明形成图形方法的第三实施方案制备的本发明半导体器件的第三实施方案。第三实施方案的TFT的结构与图16所表示的第二实施方案的TFT100相同。因此，下面结合图16对第三实施方案的TFT加以说明。此外，第三实施方案TFT的制造方法将结合图20和图21加以说明，必要时也参考图2至图19。
为了制作第三实施方案的TFT100，首先按照图2至图5所说明的方法，把遮光膜3、SiO2层4、ITO薄膜50、MoCr薄膜100形成在玻璃基板2上。然后，在MoCr薄膜100上形成保护层101、102之后，如图6所示，对MoCr薄膜100及ITO薄膜50进行刻蚀。刻蚀步骤将结合图17、图20、图21加以描述。首先，可按图17所示，对MoCr薄膜100进行刻蚀，从而形成源总线10和金属层70。金属层70的一部分构成漏极8的上层电极7。在本实施方案中，保护层101的边缘部分101a和源总线10的边缘部分10a间的距离D4，以及保护层102的边缘部分102a和上层电极7的边缘部分7a间的距离D5，大约为0.5纳米，同样，源总线10的边缘部分10a和上层电极7的边缘部分7a之间的距离D6约为5纳米。MoCr薄膜100湿法刻蚀后，在ITO薄膜50上再进行一次湿法刻蚀。
图20表示ITO薄膜50湿法刻蚀后的状态。对ITO薄膜50的这一湿法刻蚀步骤可用HCl(盐酸)作为蚀刻剂。ITO薄膜50刻蚀后，源极5的边缘部分5a和5b与源总线10的边缘部分10a和10b基本上成一直线，下层电极6的边缘部分6a和象素电极9的边缘部分9a分别与上层电极7的边缘部分7a和金属层70的边缘部分70a基本上成一直线。
完成对MoCr薄膜100和ITO薄膜50的刻蚀后，对源总线10的边缘部分10a和10b、上层电极7的边缘部分7b、金属层70的边缘部分70a再进行一次湿法刻蚀步骤。
图21表示对源总线10的边缘部分10a和10b、上层电极7的边缘部分7b、金属层70的边缘部分70a进一步刻蚀后的状态。在此湿法刻蚀步骤中，采用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂进行侧面刻蚀，使源总线10的边缘部分10a和源极5的边缘部分5a之间的距离D7，以及上层电极7的边缘部分7a和下层电极6的边缘部分6a之间的距离D8，可以保持为约1.0纳米。
于是，完成了MoCr薄膜100及ITO薄膜50上的形成图形过程。然后，按图19所示，形成a-Si薄膜11的岛状图形。应该再次指出，源极5的边缘部分5a相对于位于其上的源总线10的边缘部分10a突出一段距离D4(＝D7)，下层电极6的边缘部分6a相对于位于其上的上层电极7的边缘部分7a突出一段距离D5(＝D8)，源极5和下层电极6形成的厚度仅约为400埃。因此，a-Si薄膜11在源极5的边缘部分5a及下层电极6的边缘部分6a处可获得良好的高地层次覆盖效果，而不需要把边缘部分5a及下层电极6的边缘部分6a做成斜坡形，正如第二实施方案的TFT的情况一样。于是，在a-Si薄膜11与源极5之间，以及在a-Si薄膜11与下层电极6之间，可以得到良好的欧姆接触。虽然本实施方案中源极5和下层电极6的膜厚约为400埃，如果有良好的覆盖效果，可以应用任何大于400埃的厚度。但是，厚度过大可能导致不利的覆盖效果。一般来说，就良好的覆盖效果而言，最好不大于500埃。
a-Si薄膜11形成后，按图11至图14所述的同样方式，形成带有接触孔12a的栅极绝缘薄膜12及栅极13。形成栅极13时，刻蚀Al薄膜130，直到下层电极6露出为止。于是，制成了第三实施方案的TFT100。
在制作第三实施方案的TFT100的过程中，为了形成源极5、漏极8、象素电极9、源总线10，按照以上图17、图20、图21所述方法完成一些步骤形成ITO薄膜50，未经刻蚀ITO薄膜50就在其上形成MoCr薄膜100，采用共同的保护层101及102对MoCr薄膜100及ITO薄膜50进行刻蚀。在图17、图20、图21所说明的过程中，金属层70与接触孔12a相对应的部分未被刻蚀。然而，金属层70的这一部分可以如前图14所述进行刻蚀，因为包含接触孔12a的栅极绝缘薄膜12本身起保护层的作用，所以刻蚀金属层70的这一部分可以不需要另一个专门的保护层。因此，如同第一和第二实施方案的TFT一样，可以降低成本。
在图1至图21所显示的上述实施方案中，采用刻蚀由MoCr薄膜100及ITO薄膜50组成的叠层薄膜，除形成源极5、漏极8、源总线10外，还形成象素电极9。但是，本发明也可用于制作没有任何象素电极的半导体器件，比如安装在电路布置(例如集成电路)中的晶体管。
此外，在图1至图21所显示的上述实施方案中，为了形成源极、漏极、源总线，形成了包括ITO薄膜50以及在ITO薄膜50上形成的MoCr薄膜100的叠层金属薄膜。但是，根据所制作的半导体器件的类型，可采用除ITO薄膜50及MoCr薄膜100之外的任何其他叠层金属薄膜。
另外，在图1至图21所显示的上述实施方案中，为了刻蚀由ITO薄膜50及MoCr薄膜100组成的叠层薄膜，在叠层金属薄膜表面直接形成保护层101和102。但是，根据所制作的半导体器件的类型，也可以采用其他步骤，在形成叠层金属薄膜之后并且在形成若干保护层之前，在叠层金属薄膜上形成除保护层之外的一种或几种薄膜，然后在这一种或几种薄膜上形成若干保护层。即使除保护层之外有一种或几种薄膜形成在金属薄膜上，也可以在这一种或几种薄膜上形成保护层，不仅对一种或几种薄膜进行刻蚀，而且对叠层金属薄膜进行刻蚀。
除此之外，在图1至图21所显示的上述实施方案中，提出了采用本发明第一、第二、第三实施方案的TFT制造过程的实例。但是，根据本发明的形成图形的方法可以应用于除TFT之外的任何其他半导体器件。
另外，根据本发明的半导体器件及形成图形方法不应局限于上述实施方案，根据半导体器件的具体用途及制造条件，可以对上述实施方案进行各种修改及替换。
按照以上所述，根据本发明可得到的形成图形方法及半导体器件，大有可能使半导体器件的成本降低，并改进高地层次覆盖效果。
权利要求
1.一种形成图形方法，其特征在于所述方法包含在基板上形成第一种金属薄膜的步骤、在该第一种金属薄膜上形成第二种金属薄膜的步骤、通过在该第二及第一金属薄膜上形成图形的方法形成源极、漏极、源总线的图形的步骤；以及进一步的特征在于所述形成源极、漏极、源总线的图形的步骤，包括在该第二种金属薄膜上形成保护层的步骤，以及在形成该保护层之后，对所述第二种及第一种金属薄膜进行干法刻蚀的第一刻蚀步骤。
2.如权利要求所要求的形成图形方法，其特征在于所述第一种金属薄膜为主要包含ITO的ITO薄膜，第二种金属薄膜为主要包含钼材料的钼铬薄膜；进一步的特征在于所述第一刻蚀步骤为采用氯、氧混合气体对该钼铬薄膜及ITO薄膜进行干法刻蚀。
3.如权利要求1所要求的形成图形方法，其特征在于所述方法包括，以第二刻蚀步骤代替第一刻蚀步骤，第二刻蚀步骤为湿法刻蚀第二种金属薄膜然后干法刻蚀第一种金属薄膜。
4.如权利要求3所要求的形成图形方法，其特征在于所述第一种金属薄膜为主要包含ITO的ITO薄膜，第二种金属薄膜为主要包含钼材料的钼铬薄膜，以及进一步的特征在于所述第二刻蚀步骤为用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对该钼铬薄膜进行湿法刻蚀，随后用主要含氯的气体对该ITO薄膜进行干法刻蚀。
5.如权利要求1所要求的形成图形方法，其特征在于所述方法包括，以第三刻蚀步骤代替第一刻蚀步骤，第三刻蚀步骤为湿法刻蚀第二种金属薄膜及第一种金属薄膜，然后对第二金属薄膜再进行温法刻蚀。
6.如权利要求5所要求的形成图形方法，其特征在于所述第一种金属薄膜为主要包含ITO的ITO薄膜，第二种金属薄膜为主要包含钼材料的钼铬薄膜，以及进一步的特征在于所述第三刻蚀步骤为用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对该钼铬薄膜进行温法刻蚀，随后用盐酸蚀刻剂对该ITO薄膜进行湿法刻蚀，然后再用磷酸、硝酸、水的混合蚀刻剂对该钼铬薄膜进行湿法刻蚀。
7.如权利要求3或5所要求的形成图形方法，其特征在于第一种金属薄膜的厚度不大于500埃。
8.一种半导体器件，其特征在于包含形成于基板之上的源极、形成于该源极之上的源总线、形成于该基板之上的漏极，并且漏极包含第一电极以及形成于第一电极之上的第二电极，以及进一步的特征在于该源极的边缘部分相对于该源总线的边缘部分朝漏极方向突出，漏极的第一电极的边缘部分相对于第二电极朝该源极方向突出。
9.如权利要求8所要求的半导体器件，其特征在于所述源极、源总线、第一电极、第二电极的每个边缘部分形成一个垂直于所述基板的表面。
10.如权利要求8所要求的半导体器件，其特征在于所述源极、源总线、第一电极、第二电极的每个边缘部分形成一个相对于所述基板倾斜的表面。
全文摘要
本发明提供一种可降低制造成本并改进覆盖效果的半导体器件及形成图形方法。形成ITO薄膜50及MoCr薄膜100后，对ITO薄膜50及MoCr薄膜100进行干法刻蚀。
文档编号H01L21/302GK1630938SQ01802148
公开日2005年6月22日 申请日期2001年5月8日 优先权日2000年5月23日
发明者Y·哈塔 申请人:皇家菲利浦电子有限公司