专利名称：一种制作薄膜晶体管沟道区以及源、漏电极的新方法
技术领域：
本发明属于微电子技术领域。
背景技术：
目前，底栅型薄膜晶体管的制作，其单一器件沟道层区域形成，
源、漏电极沉积，采用光亥'J (photolithography)与剥离(lift-off)
工艺。制作过程需要很多工艺步骤，且每种工艺步骤按照特定顺序进 行，包含一些工步和子工步，工艺复杂。具体包括以下工艺流程在 衬底片(如玻璃或者硅片等)制备删极，在删极上沉积绝缘层，在绝 缘层上生长沟道层，把沟道层刻蚀出多个制作单一器件的小区域(小 岛)，在小岛状沟道层上刻蚀出源、漏电极区，沉积源电极和漏电极。 传统工艺过程中，把沟道层刻蚀出小岛，把小岛刻蚀出源、漏电极区，
并在小岛状沟道层源、漏电极区沉积源、漏电极的制作过程包括
1、 涂胶。把己生长好沟道层材料的片子置于匀胶机的转盘上，
旋转涂胶， 一般每分钟2500-3000转，使光刻胶均匀地涂覆在沟道 层的表面。
2、 前烘。就是去除胶膜中的部分溶剂。烘烤温度约9CTC、时间 10 20min。
3、 曝光。在涂好光刻胶的沟道层表面覆盖掩膜版(一)，其平面 示意图如附图1，对准晶向或对准套刻标记，曝光。正胶的曝光部分 发生光化学反应；负胶的曝光部分发生交联反应。
4、 显影。正胶的曝光部分在显影液中溶解，被去除；负胶的未 曝光部分在显影液中溶解，被去除。正胶显影后的图形和掩模版相同;负胶显影后的图形和掩模版相反。
5、 镜检。胶膜图形应线条齐、陡，套刻或晶向准确，无变形、 钻蚀、针孔及损伤。若有以上缺陷，返工。
6、 后烘。又称坚膜，由于显影时胶膜浸泡在显影液中会发生溶
胀，软化，后烘能使胶膜坚固，增强抗蚀性。后烘温度约140'C，时 间约20min。
7、 腐蚀。将沟道层未被光刻胶保护的部分腐蚀去掉，在薄膜上 得到与掩膜版(一) 一样的图形(小岛)。
8、 用掩膜版(二)，其平面示意图如附图2覆盖有光刻胶的小岛， 重复上面的工艺步骤3、 4、 5。如果是正胶，显影后得到的图形和掩 模版相同；负胶显影后的图形和掩模版相反。得到的图形为即将沉积 源、漏电极区域。
9、 采用溅射、蒸镀、电子束蒸发(EB)等技术方法将电极沉积 到相应图形表面。
10、 去胶。将沟道层表面光刻胶连同沉积在其上的电极用丙酮去 除，露出沟道层。
11、 镜检。在显微镜下观察刻蚀，并沉积电极后图形。
以上11个步骤完成了把沟道层刻蚀出小岛，并在小岛状沟道层 上沉积源电极和漏电极的制作过程。
发明内容
本发明提供一种制作薄膜晶体管沟道区以及源、漏电极的新方 法，以解决传统工艺过程工艺复杂的问题，本发明采取的技术方案是 包下列步骤
一、涂胶把已生长好沟道层材料的片子置于匀胶机的转盘上，旋转涂胶，每分钟2500-3000转，使光刻胶均匀涂覆在沟道层的表 面；
二、 前烘烘烤温度约88 92。C、时间10 20min;
三、 曝光在涂好光刻胶的沟道层表面覆盖掩膜版，曝光；正 胶的曝光部分发生光化学反应；负胶的曝光部分发生交联反应；
四、 显影正胶的曝光部分在显影液中溶解，被去除，负胶的 未曝光部分在显影液中溶解，被去除；正胶显影后的图形和掩模版相 同，负胶显影后的图形和掩模版相反；
五、 镜检胶膜图形应线条齐、陡，套刻或晶向准确，无变形、 钻蚀、针孔及损伤，若有以上缺陷，返工；
六、 后烘又称坚膜，后烘温度约130~150°C，时间18 25min;
七、 腐蚀将沟道层未被光刻胶保护的部分腐蚀去掉；
八、 用丙酮将未曝光的光刻胶溶解掉；
九、 用双面胶将经光刻、腐蚀后的片子粘到载玻片上，轻微放
置，以便于后续调整；根据拟制备薄膜晶体管沟道长度L选用相同线 径L的钨丝，放置于刻蚀好的沟道层薄膜表面，两端用胶带轻微固定 在载玻片上；在显微镜下调整，使宽度W的图形与钨丝垂直，调整
后，将片子、胶带压实，固定在载玻片，再取钨丝放置于沟道层被刻
蚀掉图形的正上方，两端固定；
十、用蒸镀、溅射或电子束蒸发等方法沉积电极，线径为L钨丝 的掩模实现了沟道长度为L，沟道宽度为W的薄膜晶体管沟道区，
钨丝两侧的沉积，形成了源、漏电极，从而，完成了薄膜晶体管单一 器件沟道层区域，源、漏电极的制作。
本发明提供了一种利用钨丝作掩膜制作薄膜晶体管单一器件沟道区域，以及源、漏电极的新方法。在衬底片(如玻璃或者硅片等) 制备删极，在删极上沉积绝缘层，在绝缘层上生长沟道层，这些工艺 步骤是与传统工艺步骤一样的。本发明就传统工艺中沟道层刻蚀出多 个制作单一器件的小区域(小岛)，在小岛状沟道层上刻蚀出源、漏 电极区，并沉积源、漏电极这个工艺过程做了调整，也是本发明的技 术内容，它在一步光刻工艺基础，简化了工艺流程，不用二次光刻工 艺过程，直接把薄膜晶体管单一器件的沟道区和源、漏电极制作出来。
本发明工艺过程相比传统工艺过程，省去了传统工艺过程中二次 光刻工艺，不仅十分便捷地实现了传统工艺中薄膜晶体管单一器件沟 道层区域，源、漏电极的制作，简化了器件的制作工艺过程，而且， 器件的沟道宽度(W)可以做到几个微米量级。
图1:传统工艺中使用的掩膜版(一)的平面示意图。 图2:传统工艺中使用的掩膜版(二)的平面示意图。 图3:本发明工艺过程中使用的掩膜版的平面示意图。 图4:沟道层用掩膜版，未被光刻胶(以正胶为例)保护的部分
腐蚀去掉后的平面效果图。
图5.a:是本发明工艺步骤九，在显微镜下调整，使宽度W的图
形与鸨丝垂直，将片子、胶带压实，固定在载玻片后的示意图5.b:是本发明工艺步骤九中，取钨丝放置于沟道层被刻蚀掉
图形的正上方，两端固定后的形成的结构平面示意图5.C:经本发明工艺过程制作出的薄膜晶体管沟道区(宽W，
长L)，以及源、漏电极的俯视效果示意图。
具体实施方式
实施例1
在玻璃或者硅片等衬底片上制备栅极；在栅极上沉积绝缘层，在
绝缘层上生长沟道层；沟道层刻蚀出用于制作单一器件宽度为Wl的 条形区，具体方法如下
1、 涂胶把已生长好沟道层材料的片子置于匀胶机的转盘上， 旋转涂胶，每分钟2500转，使光刻胶均匀地涂覆在沟道层的表面；
2、 前烘烘烤温度88r、时间20min;
3、 曝光在涂好光刻胶的沟道层表面覆盖掩膜版，如图3所示， 曝光；正胶的曝光部分发生光化学反应；负胶的曝光部分发生交联反 应；
4、 显影正胶的曝光部分在显影液中溶解，被去除；负胶的未 曝光部分在显影液中溶解，被去除；正胶显影后的图形和掩模版相同； 负胶显影后的图形和掩模版相反，用定影液固定图形；
5、 镜检胶膜图形应线条齐、陡，套刻或晶向准确，无变形、 钻蚀、针孔及损伤，若有以上缺陷，返工；
6、 后烘，又称坚膜由于显影时胶膜浸泡在显影液中会发生溶 胀，软化，后烘能使胶膜坚固，增强抗蚀性，后烘温度13(TC，时间 25 min;
7、 腐蚀沟道层未被光刻胶保护的部分腐蚀去掉。
8、 用丙酮将未曝光的光刻胶溶解掉，形成的最后图形结构如图 4所示。
9、 在图4所示宽度为W的沟道区域制作长为L的单一薄膜晶体 管器件沟道区，以及沉积源、漏电极。
用双面胶将经光刻、腐蚀后的片子粘到载玻片上，轻微放置，以便于后续调整，根据拟制备薄膜晶体管沟道长度L选用线径L的钨 丝，放置于刻蚀好的沟道层薄膜表面，两端用胶带轻微固定在载玻片 上；在显微镜下调整，使宽度W的图形与钨丝垂直，调整后，将片
子、胶带压实，固定在载玻片，如图5.a。再取钨丝放置于沟道层被 刻蚀掉图形的正上方，两端固定；形成图5.b所示结构。
10、用蒸镀、溅射或电子束蒸发等方法沉积电极。线径为L钨丝 的掩模实现了沟道长度为L，沟道宽度为W的薄膜晶体管沟道区， 钨丝两侧的沉积，形成了源电极、漏电极。图5.c为制备出的薄膜晶 体管沟道区，源、漏电极俯视效果。
实施例2
1、 涂胶把已生长好沟道层材料的片子置于匀胶机的转盘上， 旋转涂胶，每分钟2700转，使光刻胶均匀地涂覆在沟道层的表面；
2、 前烘烘烤温度9(TC、时间15min;
3、 曝光在涂好光刻胶的沟道层表面覆盖掩膜版，如图3所示， 曝光；正胶的曝光部分发生光化学反应；负胶的曝光部分发生交联反 应；
4、 显影正胶的曝光部分在显影液中溶解，被去除；负胶的未 曝光部分在显影液中溶解，被去除；正胶显影后的图形和掩模版相同； 负胶显影后的图形和掩模版相反，用定影液固定图形；
5、 镜检胶膜图形应线条齐、陡，套刻或晶向准确，无变形、 钻蚀、针孔及损伤，若有以上缺陷，返工；
6、 后烘，又称坚膜由于显影时胶膜浸泡在显影液中会发生溶 胀，软化，后供能使胶膜坚固，增强抗蚀性，后烘温度约14(TC，时 间21 min;7、 腐蚀沟道层未被光刻胶保护的部分腐蚀去掉。
8、 用丙酮将未曝光的光刻胶溶解掉，形成的最后图形结构如图
4所示。
9、 在图4所示宽度为W的沟道区域制作长为L的单一薄膜晶体 管器件沟道区，以及沉积源、漏电极。
用双面胶将经光刻、腐蚀后的片子粘到载玻片上，轻微放置，以 便于后续调整，根据拟制备薄膜晶体管沟道长度L选用线径L的钨 丝，放置于刻蚀好的沟道层薄膜表面，两端用胶带轻微固定在载玻片 上；在显微镜下调整，使宽度W的图形与钨丝垂直，调整后，将片 子、胶带压实，固定在载玻片，如图5.a。再取钨丝放置于沟道层被 刻蚀掉图形的正上方，两端固定；形成图5.b所示结构。
10、 用蒸镀、溅射或电子束蒸发等方法沉积电极。线径为L钨丝 的掩模实现了沟道长度为L，沟道宽度为W的薄膜晶体管沟道区， 鸨丝两侧的沉积，形成了源电极、漏电极。图5.c为制备出的薄膜晶 体管沟道区，源、漏电极俯视效果图。
实施例3 包括下列步骤
1、 涂胶把己生长好沟道层材料的片子置于匀胶机的转盘上， 旋转涂胶，每分钟3000转，使光刻胶均匀地涂覆在沟道层的表面；
2、 前烘烘烤温度92"C、时间10min;
3、 曝光在涂好光刻胶的沟道层表面覆盖掩膜版，如图3所示， 曝光；正胶的曝光部分发生光化学反应；负胶的曝光部分发生交联反 应；
4、 显影正胶的曝光部分在显影液中溶解，被去除；负胶的未曝光部分在显影液中溶解，被去除；正胶显影后的图形和掩模版相同; 负胶显影后的图形和掩模版相反，用定影液固定图形；
5、 镜检胶膜图形应线条齐、陡，套刻或晶向准确，无变形、 钻蚀、针孔及损伤，若有以上缺陷，返工；
6、 后烘，又称坚膜由于显影时胶膜浸泡在显影液中会发生溶 胀，软化，后烘能使胶膜坚固，增强抗蚀性，后烘温度约15(TC，时 间18 min;
7、 腐蚀沟道层未被光刻胶保护的部分腐蚀去掉。
8、 用丙酮将未曝光的光刻胶溶解掉，形成的最后图形结构如图 4所示。
9、 在图4所示宽度为W的沟道区域制作长为L的单一薄膜晶体 管器件沟道区，以及沉积源、漏电极。
用双面胶将经光刻、腐蚀后的片子粘到载玻片上，轻微放置，以 便于后续调整，根据拟制备薄膜晶体管沟道长度L选用线径L的钨 丝，放置于刻蚀好的沟道层薄膜表面，两端用胶带固定，轻微固定在 载玻片上；在显微镜下调整，使宽度W的图形与钨丝垂直，调整后, 将片子、胶带压实，固定在载玻片，如图5.a。再取钨丝放置于沟道 层被刻蚀掉图形的正上方，两端固定；形成图5.b所示结构。
10、 用蒸镀、溅射或电子束蒸发等方法沉积电极。线径为L钨丝 的掩模实现了沟道长度为L，沟道宽度为W的薄膜晶体管沟道区， 钨丝两侧的沉积，形成了源电极、漏电极。图5.c为制备出的薄膜晶 体管沟道区，源、漏电极俯视效果图。
上述实施例1~3中鸨丝线径L各不相同，沟道宽度W各不相同。
权利要求
1、一种制作薄膜晶体管沟道区以及源、漏电极的新方法，包括下列步骤一、涂胶把已生长好沟道层材料的片子置于匀胶机的转盘上，旋转涂胶，每分钟2500-3000转，使光刻胶均匀涂覆在沟道层的表面；二、前烘烘烤温度约88～92℃、时间10～20min；三、曝光在涂好光刻胶的沟道层表面覆盖掩膜版，曝光；正胶的曝光部分发生光化学反应；负胶的曝光部分发生交联反应；四、显影正胶的曝光部分在显影液中溶解，被去除，负胶的未曝光部分在显影液中溶解，被去除；正胶显影后的图形和掩模版相同，负胶显影后的图形和掩模版相反；五、镜检胶膜图形应线条齐、陡，套刻或晶向准确，无变形、钻蚀、针孔及损伤，若有以上缺陷，返工；六、后烘又称坚膜，后烘温度约130～150℃，时间18～25min；七、腐蚀将沟道层未被光刻胶保护的部分腐蚀去掉；八、用丙酮将未曝光的光刻胶溶解掉；九、用双面胶将经光刻、腐蚀后的片子粘到载玻片上，轻微放置，以便于后续调整；根据拟制备薄膜晶体管沟道长度L选用相同线径L的钨丝，放置于刻蚀好的沟道层薄膜表面，两端用胶带轻微固定在载玻片上；在显微镜下调整，使宽度W的图形与钨丝垂直，调整后，将片子、胶带压实，固定在载玻片，再取钨丝放置于沟道层被刻蚀掉图形的正上方，两端固定；十、用蒸镀、溅射或电子束蒸发等方法沉积电极，线径为L钨丝的掩模实现了沟道长度为L，沟道宽度为W的薄膜晶体管沟道区，钨丝两侧的沉积，形成了源、漏电极，从而，完成了薄膜晶体管单一器件沟道层区域，源、漏电极的制作。
全文摘要
本发明涉及一种制作薄膜晶体管沟道区以及源、漏电极的新方法，属于微电子技术领域。包括涂胶、前烘、曝光、显影、镜检、后烘、腐蚀、用蒸镀、溅射或电子束蒸发等方法沉积电极，实现了沟道长度为L，沟道宽度为W的薄膜晶体管沟道区，两侧的沉积形成了源、漏电极，从而，完成了薄膜晶体管单一器件沟道层区域，源、漏电极的制作。本发明省去了传统工艺过程中二次光刻工艺，不仅十分便捷地实现了传统工艺中薄膜晶体管单一器件沟道层区域，源、漏电极的制作，简化了器件的制作工艺过程。
文档编号H01L21/02GK101431025SQ20081005165
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者付国柱, 伟 任, 卢毅成, 巍 唐, 曹健林, 杜国同, 杨小天, 超 王, 海 荆, 赵春雷, 郝志文, 陈伟利 申请人:吉林建筑工程学院