专利名称：一种制造薄膜晶体管的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造薄膜晶体管的方法，尤其涉及一种可以减少掩膜数量的制造薄膜晶体管的方法。
背景技术：
薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，缩写为TFT)，是场效应晶体管的种类之一， 近年来受到注目。薄膜晶体管(TFT)已被广泛地应用于如集成电路antegrated Circuit, 缩写为IC)及电光装置等电子设备。尤其，目前正在加快开发作为以液晶显示装置等为代表的图像显示装置的开关元件的薄膜晶体管(TFT)。在液晶显示装置等图像显示装置中，作为开关元件，主要使用利用非晶半导体膜和多晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)。其中，非晶半导体膜主要为^-Ga-S1-O类的非晶氧化物半导体膜。使用非晶半导体膜的薄膜晶体管 (TFT)的迁移率低，即电流驱动能力低。传统的制造薄膜晶体管(TFT)的方法，形成半导体膜和保护膜分别使用了一道掩膜，增加了制程的复杂性，并增加了成本。有鉴于此，如何设计一种制造薄膜晶体管(TFT)的方法，可以减少掩膜的使用，以简化制程，达到节约成本的目的，是业内人士亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中制造薄膜晶体管的方法中，形成半导体膜和保护膜需要使用不同的掩膜，程序比较繁琐，并且增加了制造成本，本发明提供了一种制造薄膜晶体管的方法。根据本发明的一个方面，提供了一种制造薄膜晶体管的方法，包括下列步骤形成一栅极于一基板上；形成栅绝缘层于栅极上；连续沉积一半导体膜与一保护膜于栅绝缘层上；形成一光阻图案于保护膜上；以光阻图案为罩幕，蚀刻保护膜与半导体膜以在栅极上方形成通道区；灰化处理光阻图案以缩减光阻图案并暴露出部分保护膜；蚀刻以移除暴露出部分保护膜并暴露出位于下方的通道区；以及形成源极和漏极于栅绝缘层与通道区之上，并分别与通道区的两端电性连接。优选地，通过湿蚀刻移除保护膜外侧暴露的通道区部分。优选地，半导体膜由h-Ga-Si-O制成。优选地，基板具有高光透过率。优选地，基板可以为玻璃基板。优选地，栅极可以由金属铝、钼或它们的组合制成。优选地，灰化处理为氧等离子体灰化。本发明的优点是在制造薄膜晶体管的过程中，利用掩膜蚀刻形成半导体膜和保护膜时，可以通过灰化处理反复利用光阻进行重蚀刻，从而减少了掩膜的使用数量，达到简化制成，节约成本的目的。
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，图1示出了现有技术制得的薄膜晶体管的剖面图；图2 7示出了依据本发明的制造的薄膜晶体管各个阶段的剖面图。图8示出了依据本发明的一个实施例，在形成薄膜晶体管后继续形成接触孔后的结构示意图。图9示出了依据本发明的一个实施例，在形成薄膜晶体管后继续形成像素电极后的结构示意图。图10示出了图6中薄膜晶体管的俯视图。图11示出了图7中薄膜晶体管的俯视图。
具体实施例方式下面参照附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。图1示出了现有技术制得的薄膜晶体管的剖面图。参照图1，首先在基板100上沉积第一导电层(未标示)， 然后通过第一掩膜(未标示)对第一导电层进行蚀刻，经过蚀刻后的第一导电层形成栅极 110。接着在形成的上述基板100上依次沉积栅绝缘层120和半导体材料(未标示)覆盖住栅极110，并通过第二掩膜对半导体材料进行蚀刻，形成一半导体膜130。然后在半导体膜130上沉积一保护膜覆盖住整个基板100，通过第三掩膜对保护膜进行蚀刻，使保护膜的面积小于半导体膜120以形成保护膜140，这样就可以暴露出半导体120的两侧的部分区域。接下来沉积一第二导电层150，通过第四掩膜对第二导电层(未标示)进行蚀刻，形成源极151和漏极152。从以上描述中可以知道，在现有的制造薄膜晶体管的方法中形成半导体膜与保护膜时，分别使用了不同的掩膜，制程较复杂，并增加了制造成本。图2 9示出了依据本发明的一个实施例制得的薄膜晶体管各个阶段的剖面图。 首先，在一基板200上形成一栅极210。参照图2，先采用溅射法或真空蒸镀法在基板200 上沉积第一导电层(未标示)，然后利用构图工艺对第一导电层进行构图形成栅极210。基板200是一绝缘基板，并具有高透光率。本实施例中，基板200是一玻璃基板，在另外的实施例中，还可以是陶瓷基板或塑胶基板。第一导电层可以由金属铝、钼、钛、铬、铜或它们的组合制成，本实施例中，第一导电层是两层钼层夹有铝层的三层层叠结构。接着，在上述基板200上连续形成栅绝缘层310、通道区321和保护膜330。参照图3，在形成图2所示图形的基板200上沉积栅绝缘层310覆盖住栅极210，栅绝缘层310 可以利用溅射法或各种CVD法由包含硅的氧化物或硅的氮化物的单层膜或多层膜形成。然后在栅绝缘层310上利用溅射法或真空蒸镀法连续沉积半导体膜320和保护膜330。半导体膜320由非晶氧化物半导体材料制成，本实施例中采用^-Ga-Si-O制成。采用非晶结构的优点是，可以在低温度下制造，并且可以形成大型半导体装置或显示装置。继续参照图4 并结合图3，接着利用一掩膜在保护膜330上形成一光阻图案340，然后再利用光阻图案340 对半导体膜320和保护膜330进行蚀刻，在栅极210上方形成通道区321，同时保护膜330 也一起被蚀刻成与光阻图案340 —样大小的图案，然后保留覆盖于保护膜330上的光阻图案 340。
继续参照图5和图6，利用氧等离子体对光阻图案340进行灰化处理，使光阻340 缩小以暴露出下方的保护膜330。可以重新利用缩小后的光阻图案340对保护膜330进行蚀刻。经再次蚀刻保护膜330后，暴露出下方的通道区321，以便与后面形成的栅极和源极接触。最后移除光阻图案340。此处利用光阻图案340对保护膜330进行重蚀刻采用的是干蚀刻。这个过程中，因为通过灰化处理，重复利用了光阻图案340，从而省略了一道掩膜的使用，达到简化制程，降低成本的目的。接着，形成源极411和漏极412。参照图7，利用溅射法或真空蒸镀法在形成图6 所示图形的基板200上沉积第二导电层(未标示)，然后通过构图工艺对第二导电层进行构图，形成源极411和漏极412。从图4中可以看出，源极411和漏极412与通道区321接触以形成电性连接。同时结合参照图10，在利用经灰化处理缩小的光阻图案340对保护膜 330进行干蚀刻的过程中，会使保护膜330下方暴露出的通道区321成为导体701。再结合参照图11，形成源极411和漏极412之后，导体701有一部分7011被源极411和漏极412 覆盖，还有一部分7012暴露在外面，因为通道区(未标示)应与源极411和漏极412接触以产生沟道效应，因此导体701被源极411和漏极412覆盖的部分7011不会产生不良影响， 但是，导体701仍然暴露在外面的部分7012会影响半导体通道的性能。由于上面所述的原因，在形成源极411和漏极412之后，还要通过湿蚀刻移除导体701暴露在外面的部分7012 以形成特性良好的半导体通道。本实施例中，形成的源极411和漏极412宽于保护膜330， 而在另外的实施例中，源极411和漏极421可以窄于保护膜330。接着，在上述基板200上沉积平坦层510，并通过蚀刻形成接触孔501。参照图8， 在形成图7中图形的基板200上沉积一平坦层510，平坦层510由有机材料制成。然后对平坦层510进行蚀刻形成一接触孔501，漏极412，方便后面形成的像素电极与源极411和漏极412接触形成电性连接。最后，形成像素电极610。参照图9，利用溅射法或者真空蒸镀法在形成图8中所示图形的基板200上沉积第三导电层(未标示)，第三导电层覆盖于整个基板200并填满接触孔501。然后通过构图工艺对第三导电层进行蚀刻形成像素电极610。像素电极610与漏极412接触，所以可以与源极411和漏极412导通。采用本发明，在形成半导体膜后，可以通过对光阻进行灰化处理，反复利用同一光阻进行蚀刻以形成保护膜，因此可以减少一道掩膜的使用，以达到简化制程，降低成本的目的。上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式
作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1.一种制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，包括下列步骤 形成一栅极于一基板上；形成栅绝缘层于所述栅极上； 连续沉积一半导体膜与一保护膜于所述栅绝缘层上； 形成一光阻图案于所述保护膜上；以所述光阻图案为罩幕，蚀刻所述保护膜与所述半导体膜以在所述栅极上方形成通道区；灰化处理所述光阻图案以缩减所述光阻图案并暴露出部分所述保护膜； 蚀刻以移除暴露出部分所述保护膜并暴露出位于下方的所述通道区； 形成源极和漏极于所述栅绝缘层与所述通道区之上，并分别与所述通道区的两端电性连接；以及移除所述保护膜外侧暴露的所述通道区部分。
2.如权利要求1所述的制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，通过湿蚀刻移除所述保护膜外侧暴露的所述通道区部分。
3.如权利要求1所述的制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，所述半导体膜由 In-Ga-Zn-O 制成。
4.如权利要求1所述的制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，所述基板具有高光透过率。
5.如权利要求5所述的制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，所述基板可以为玻璃基板。
6.如权利要求1所述的制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，所述栅极可以由金属铝、 钼或它们的组合制成。
7.如权利要求1所述的制造薄膜晶体管的方法，其特征在于，所述灰化处理为氧等离子体灰化。
全文摘要
本发明提供了一种制造薄膜晶体管的方法，包括下列步骤形成一栅极于一基板上；形成栅绝缘层于栅极上；连续沉积一半导体膜与一保护膜于栅绝缘层上；形成一光阻图案于保护膜上；以光阻图案为罩幕，蚀刻保护膜与半导体膜以在栅极上方形成通道区；灰化处理光阻图案以缩减光阻图案并暴露出部分保护膜；蚀刻以移除暴露出部分保护膜并暴露出位于下方的通道区；形成源极和漏极于栅绝缘层与通道区之上，并分别与通道区的两端电性连接；移除所述保护膜外侧暴露的通道区部分。采用本发明可以通过灰化处理，利用光阻进行重蚀刻，减少掩膜使用的数量，以简化制程并节约成本。
文档编号H01L21/77GK102254860SQ201110208119
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者李明贤, 林武雄 申请人:友达光电股份有限公司