专利名称：接触窗开口的形成方法
技术领域：
本发明是有关于一种半导体制程，且特别是有关于一种形成接触窗开口的方法。
背景技术：
图1A至图1C为已知在薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)中形成接触窗开口的流程剖面示意图。请参照图1A，薄膜晶体管100主要是由栅极102、栅绝缘层104、通道层106与源极/漏极108所构成，且源极/漏极上108覆盖有一层保护层110，以避免源极/漏极108在后续制程中受到损害。而且，源极/漏极108是透过保护层110中的接触窗开口(未绘示于图1A)而与其他导体层电性连接，以便于接收外部电路所提供的讯号。
承上所述，已知形成接触窗开口的方法首先在保护层110上形成图案化光阻层112，以暴露出部分的保护层110。接着如图1B所示，以高含氧量的等离子体进行反应离子(如图1B标示的113)轰击蚀刻(reaction ion etching，RIE)制程，以移除部分的图案化光阻层112及其所对应的部分保护层110。最后，如图1C所示，将光阻层112从保护层110上移除，而在保护层110中形成锥状的接触窗开口114，其中接触窗开口114即是用以暴露出源极/漏极108。
承上述，目前多以钼金属层108a/铝金属层108b/钼金属层108c的金属复合层作为源极/漏极108，但钼金属层108a却容易在保护层110的蚀刻制程中被反应离子所蚀刻，而曝露出铝金属层108b。由于裸露于空气中的铝金属层108b容易被氧化，因此会在铝金属层108b的表面产生一层氧化铝薄膜，而此氧化铝薄膜将使得后续填入接触窗开口114内之导体层与源极/漏极108之间的阻值过高，导致在此导体层与源极/漏极108间的讯号传输品质下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种接触窗开口的形成方法，以解决已知蚀刻制程对接触窗开口所暴露出的导电层过度蚀刻，因而导致其与填入接触窗开口内的导电层间阻值过高的问题。
为达上述或是其他目的，本发明提出一种接触窗开口的形成方法，此方法是先提供一基底，且此基底上至少具有一介电层。接着，在介电层上形成光阻层，且此光阻层具有一第一开口。然后，以此光阻层为掩模进行等离子体蚀刻(plasmaetching，PE)制程，以于介电层中形成一第二开口。其中，第一开口的底部孔径小于第二开口的顶部孔径。之后，将光阻层从介电层上移除。
在本发明的一实施例中，上述基底上还形成有一导电图案，且在进行等离子体蚀刻制程之前，介电层覆盖此导电图案。形成此导电图案的方法例如是依序在基底上形成一金属层与一抗氧化导电层。而且，上述的等离子体蚀刻制程中，还包括移除第一开口所暴露出的部分抗氧化导电层。
在本发明的一实施例中，上述的抗氧化导电层的材质例如是钼(Mo)、铌化钼(MoNb)、氮化钼(MoN)或钛(Ti)。
在本发明的一实施例中，上述的金属层的材质例如是铝(Al)或钕化铝(AlNd)。
在本发明的一实施例中，上述的等离子体蚀刻制程的工作压力例如是大于150毫托(mT)。
在本发明的一实施例中，在基底上形成上述导电图案之前，可以先在基底上形成一栅极，接着再于基底上形成栅绝缘层覆盖此栅极。然后，在栅极上方的栅绝缘层上形成一通道层。后续所形成的导电图案即是位于此通道层上。
在本发明的一实施例中，上述通道层的材质包括硅，且在形成上述导电图案之前，还包括形成一导电垫层于此通道层上，而后续形成的导电图案位于此导电垫层上。其中，此导电垫层的材质例如是钼、铌化钼、氮化钼或钛。
本发明可使接触窗开口所暴露出的导电图案至少有一部份不会被空气中的氧分子氧化，以避免此导电图案与填入接触窗开口的导电层间的阻值过高。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A至图1C为已知在薄膜晶体管中形成接触窗开口的流程剖面示意图。
图2A至图2C为本发明的一实施例中接触窗开口的形成流程剖面示意图。
图3是图2C的俯视示意图。
图4A至图4C为本发明的一实施例在薄膜晶体管中形成接触窗开口的制造流程剖面图。
图5为本发明的一实施例中像素电极填入图4C的接触窗开口的剖面示意图。
具体实施例方式
图2A至图2C为本发明的一实施例中形成接触窗开口的流程剖面示意图。请参照图2A，首先提供基底200，其中基底200上至少具有一介电层202。值得一提的是，熟悉本技术领域者应该知道，接触窗开口通常是用来使不同层的导体层能够相互电性连接，因此基底200上除了已形成有介电层202之外，通常还会形成有导电图案204，且介电层202覆盖导电图案204。
请参照图2B，在介电层202上形成一光阻层206，其具有第一开口207。接着，以光阻层206为掩模对介电层202进行等离子体蚀刻，以于介电层202中形成第二开口205，进而暴露出导电图案204。其中，在等离子体蚀刻制程中所使用的工作压力例如是大于150毫托。而且，等离子体蚀刻制程同时兼具物理及化学性质的蚀刻，所以在此蚀刻制程中，除了能够纵向蚀刻介电层202外，亦能够横向蚀刻介电层202。
特别的是，由于本发明在等离子体蚀刻制程中所使用的反应气体在解离为离子后，相较于光阻层206，这些离子更易于与介电层202发生化学反应而产生挥发性的生成物。因此，在等离子体蚀刻制程中，即使所使用的离子可能会有部分与光阻层206产生化学反应，介电层202的侧蚀量仍会大于光阻层206的侧蚀量。也就是说，第二开口205的顶部孔径会大于第一开口207的底部孔径，而介电层202中的第二开口205即为接触窗开口。
之后，如图2C所示，将图2B的光阻层206从介电层202上移除，即完成接触窗开口的制作流程。值得一提的是，若导电图案204是由多层膜层所构成，如图2C所示的金属层204a与抗氧化导电层204b，则在图2B的等离子体蚀刻制程中，被第一开口207所暴露出的部分抗氧化导电层204b亦可能会被蚀刻掉，而裸露出金属层204a。反之，仍被光阻层206遮住的部分抗氧化导电层204b则不会被蚀刻掉。由此可知，因为第二开口205所暴露出的抗氧化导电层204b尚有部分被光阻层206遮住，所以在完成等离子体蚀刻制程之后，仅会裸露出一部份的金属层204a。
举例来说，第一开口207与第二开口205的横截面例如是呈圆形，因此本实施例所形成的接触窗开口暴露出甜甜圈状(donut)的导电图案，如图3所示，其中外圈为抗氧化导电层204b，内圈则为金属层204a。当然，在其他实施例中，第一开口207与第二开口205的横截面亦可为其他几何图形。后续只要在介电层202上形成导体层(未绘示)，此导体层即会填入接触窗开口(也就是第二开口205)内而同时与导电图案204的金属层204a与抗氧化导电层204b电性连接。
为使熟悉本技术领域者更加了解本发明的优点，下文将举例说明本发明在薄膜晶体管中形成接触窗开口的方法，但其并不对本发明造成任何限定。
图4A至图4C为本发明的一实施例在薄膜晶体管中形成接触窗开口的制造流程剖面图。请参照图4A，首先依序在基底402上形成栅极410、栅绝缘层412、通道层414、源极416与漏极418。其中，基底402例如是一玻璃基板，而栅极410例如是由金属层410a与抗氧化导电层410b所构成的复合层。当然，在其他实施例中，栅极410也可以是单层膜层或是两层以上的膜层所构成的复合层，本发明并未对此做任何限定。
本实施例例如是以铝金属或其化合物钕化铝(AlNd)作为金属层410a，以提高栅极410的导电率。抗氧化导电层410b形成于金属层410a上，且抗氧化导电层410b的活性小于金属层410a，所以能够保护金属层410a免于与空气中的氧分子发生氧化作用。如此一来，即可避免栅极410的阻值因金属层410a的氧化而升高。在此，抗氧化导电层410b的材质则例如是钼(Mo)、铌化钼(MoNb)、氮化钼(MoN)或钛(Ti)。
请参照图4B，于基底402上形成保护层420而覆盖住源极416与漏极418，此即大致完成薄膜晶体管400的制程。但熟悉本技术领域者应该知道，在实际制程中，薄膜晶体管400的栅极410、源极416与漏极418通常会与其他导体层电性连接，以便于使外部电路藉由这些导体层将讯号传输至栅极410、源极416与漏极418而驱动薄膜晶体管400。以主动驱动的显示面板为例，面板中的薄膜晶体管的栅极、源极与漏极会分别与扫瞄配线(scan line)、资料配线(data line)及像素电极(pixel electrode)电性连接。其中，栅极与扫瞄配线属同一膜层，源极与资料配线亦属同一膜层，而像素电极与漏极则位于不同膜层，因此像素电极必须透过接触窗开口始能与薄膜晶体管的漏极电性连接。
基于上述，请参照图4C，在形成保护层420之后，接着必须在保护层420中形成接触窗开口422，以暴露出漏极418。在本实施例中，形成接触窗开口422的方法例如是与前述实施例相同，所以此处不再赘述。其中，漏极418即相当于上述实施例的导电图案204，而保护层420则相当于上述实施例的介电层202。
当然，源极416与漏极418同样也可以是由两层或两层以上的膜层所构成的复合层，在本实施例中，漏极418例如是由金属层418a及位于其上的抗氧化导电层418b所构成。其中，金属层418a的材质例如是铝或钕化铝，抗氧化导电层418b的材质例如是钼(Mo)、铌化钼(MoNb)、氮化钼(MoN)或钛(Ti)。
另外，值得一提的是，由于铝金属容易与硅固融，且通道层414的材质为硅，因此本实施例特在通道层414与金属层418a之间形成一层导电垫层418c，以避免铝金属与硅接触。其中，此导电垫层418c的材质例如是钼(Mo)、铌化钼(MoNb)、氮化钼(MoN)或钛(Ti)。
由上述可知，接触窗开口422所暴露出的漏极418与图3的导电图案204相似，也就是呈甜甜圈状。其中，外圈为抗氧化导电层418b，内圈则为金属层418a，且后续形成于保护层420上的像素电极500(见图5)会填入接触窗开口422内，而同时与抗氧化导电层418b及金属层418a电性连接。如此一来，即使暴露在环境下的金属层418a因发生氧化作用而在表面生成氧化金属薄膜，但由于像素电极500仍然有与抗氧化导电层418b电性连接，因此可避免像素电极500与漏极418之间阻值过高的问题。
综上所述，本发明是在形成接触窗开口的过程中，利用高压等离子体蚀刻的方式来图案化介电层，使介电层的侧蚀量大于光阻层的侧蚀量。如此一来，即可使接触窗开口所暴露出的导电图案至少有一部份不会被空气中的氧分子氧化，进而避免此导电图案与填入接触窗开口的导电层间的阻值过高。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术领域者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种接触窗开口的形成方法，包括提供一基底，该基底上至少具有一介电层；于该介电层上形成一光阻层，其中该光阻层具有一第一开口；以该光阻层为掩模进行一等离子体蚀刻制程，以于该介电层中形成一第二开口，其中该第一开口的底部孔径小于该第二开口的顶部孔径；以及移除该光阻层。
2.如权利要求1所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，该基底上还形成有一导电图案，且在进行该等离子体蚀刻制程之前，该介电层覆盖该导电图案。
3.如权利要求2所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，形成该导电图案的方法包括于该基底上形成一金属层；以及于该金属层上形成一抗氧化导电层，而在该等离子体蚀刻制程中，还包括移除该第一开口所暴露出的部分该抗氧化导电层。
4.如权利要求3所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，该抗氧化导电层的材质为钼、铌化钼、氮化钼或钛。
5.如权利要求3所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，该金属层的材质为铝或钕化铝。
6.如权利要求1所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，该等离子体蚀刻制程的工作压力大于150毫托。
7.如权利要求1所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，在该基底上形成该导电图案之前，还包括于该基底上形成一栅极；于该基底上形成一栅绝缘层覆盖该栅极；以及于该栅极上方的该栅绝缘层上形成一通道层，而后续形成的该导电图案位于该通道层上。
8.如权利要求7所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，该通道层的材质包括硅。
9.如权利要求8所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，在形成该导电图案之前，还包括形成一导电垫层于该通道层上，且后续形成的该导电图案位于该导电垫层上。
10.如权利要求9所述的接触窗开口的形成方法，其特征在于，该导电垫层的材质为钼、铌化钼、氮化钼或钛。
全文摘要
一种接触窗开口的形成方法，此方法是先提供一基底，且此基底上至少具有一介电层。接着，在介电层上形成光阻层，然后再进行等离子体蚀刻制程，以于光阻层中形成一第一开口，并同时在介电层中形成一第二开口。其中，第一开口位于第二开口上方，且第一开口的底部孔径小于第二开口的顶部孔径。之后，将光阻层从介电层上移除。依此方法可形成暴露出至少有一部分不会被氧化的接触窗开口，以避免此导电图案与填入接触窗开口的导电层间的阻值过高。
文档编号H01L21/311GK101086976SQ20061009152
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月6日 优先权日2006年6月6日
发明者纪盈州, 王荣铎, 杜英宗, 徐朝焕 申请人:中华映管股份有限公司