专利名称：金属氧化物半导体结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及金属氧化物半导体结构，特别是关于一种具有一不透明树脂层及至少
二钝化层的金属氧化物半导体结构。
背景技术：
以IGZO (In-Ga-Zn-O 一铟镓锡氧化物)为通道材料的薄膜晶体管因适合沉积于玻璃基板的上，故已常应用于显示器的像素灰阶控制。请参照图1，其绘示一现有薄膜晶体管结构的剖面图。如图I所不，该薄膜晶体管结构100包含一玻璃基板101、一栅电极102、一闸绝缘层103、一 IGZO层104、一源电极105a、一漏电极105b、一钝化层106、以及一树脂层 107。其中，该玻璃基板101用以承载该薄膜晶体管结构的其余组成。该栅电极102沉积于该玻璃基板101上方的一金属导体,用以与一栅极驱动信号耦接。该闸绝缘层103沉积于该栅电极102及该玻璃基板101上方的一绝缘层，用以使该栅电极102与该IGZO层104、该源电极105a、及该漏电极105b电气绝缘。该IGZO层104沉积于该闸绝缘层103上方的一 n型半导体层，用以充作一通道。该源电极105a沉积于该IGZO层104 —侧的一金属导体,用以与一源极驱动信号耦接。该漏电极105b沉积于该IGZO层104另一侧的一金属导体,用以与一画素电极率禹接。该钝化层106沉积于该源电极105a、该IGZO层104、及该漏电极105b上方的一娃化合物，用以降低所述通道的漏电流。该树脂层107沉积于该源电极105a、该钝化层106、及该漏电极105b上方的一透明树脂层，用以形成一保护层。然而该薄膜晶体管结构仍会有光漏电流(Photo Leakage Current)效应,如图2 所示，在Vgs = 0V, Vds = 15V时，一强光所产生的光漏电流约等于0. 1mA。又该薄膜晶体管结构亦会因水、氧、氢的侵入一其数量随着时间增加一而劣化，从而导致漏电流增加，如图3 所示，在相同的测试条件下，在第一日期(6/22)测得的漏电流约为10_13A，而在23天后的第二日期(7/15)测得的漏电流约为IO-6A0为解决前述薄膜晶体管结构的缺点，本发明提出一新颖的金属氧化物半导体结构，其可通过较佳的光、水、及空气阻绝手段降低光漏电流及避免通道的劣化。
发明内容
本发明的一目的在于揭露一种金属氧化物半导体结构，其可有效防止光、水、及空气的入侵以保护通道，从而降低漏电流。本发明的另一目的在于揭露一种金属氧化物半导体结构的制造方法，其中该金属氧化物半导体结构可有效防止光、水、及空气的入侵以保护通道，从而降低漏电流。为达到上述目的，一金属氧化物半导体结构乃被提出，其具有一基板、一栅电极、 一闸绝缘层、一 IGZO层、一源电极、一漏电极、一第一钝化层、一第二钝化层、以及一不透明树脂层。该基板用以承载该金属氧化物半导体结构的其余组成。该栅电极沉积于该基板上方的一金属导体,用以与一栅极驱动信号f禹接。该闸绝缘层沉积于该栅电极及该基板上方的一绝缘层，用以使该栅电极与该IGZO 层、该源电极、及该漏电极电气绝缘。该IGZO层沉积于该闸绝缘层上方的一 n型半导体层，用以充作一通道。该源电极沉积于该IGZO层一侧的一金属导体,用以与一源极驱动信号f禹接。该漏电极沉积于该IGZO层另一侧的一金属导体,用以与一画素电极f禹接。该第一钝化层沉积于该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方的一第一娃化合物层，其具有良好的绝缘性质。该第二钝化层沉积于该第一钝化层上方的一第二硅化合物层，其具有良好的阻水、阻气性质。该树脂层沉积于该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方的一不透明树脂层，用以形成一保护层，以防止光、水分、或尘埃的入侵。
骤
骤
为达到上述目的，一金属氧化物半导体结构的制造方法被提出，其具有以下步
步骤a 步骤b 步骤c 步骤d 步骤e 步骤f 步骤g 步骤h
在一基板上方沉积一栅电极。
在该栅电极及该基板上方沉积一绝缘层。
在该闸绝缘层上方沉积一 IGZO层，其中该IGZO层充作一通道。 在该IGZO层的一侧沉积一源电极。
在该IGZO层的另一侧沉积一漏电极。
在该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方沉积一第一钝化层。 在该第一钝化层上方沉积一第二钝化层。
在该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方沉积一不透明树脂层。
为达到上述目的，另一金属氧化物半导体结构的制造方法被提出，其具有以下步
步骤a.在一基板上方沉积一栅电极。
步骤b.在该栅电极及该基板上方沉积一绝缘层。
步骤c.在该绝缘层的一侧沉积一源电极。
步骤d.在该绝缘层的另一侧沉积一漏电极。
步骤e.在该源电极、该闸绝缘层、及该漏电极上方沉积一 IGZO层，其中该IGZO层
充作一通道。步骤f.在该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方沉积一第一钝化层。 步骤g.在该第一钝化层上方沉积一第二钝化层。步骤h.在该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方沉积一不透明树脂层。为能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后。
图I绘示一现有薄膜晶体管结构的剖面图；图2绘示图I薄膜晶体管结构的光漏电流效应；图3绘示图I薄膜晶体管结构的漏电流劣化效应；图4绘示本发明金属氧化物半导体结构一较佳实施例的剖面图；图5绘示本发明金属氧化物半导体结构另一较佳实施例的剖面图。
具体实施例方式请参照图4，其绘示本发明金属氧化物半导体结构一较佳实施例的剖面图。由该结构剖面图可知，该金属氧化物半导体结构200具有一基板201、一栅电极202、一闸绝缘层 203、一 IGZO层204、一源电极205a、一漏电极205b、一第一钝化层206、一第二钝化层207、 以及一不透明树脂层208。该基板201用以承载该金属氧化物半导体结构的其余组成，其材质包含玻璃或软性塑料。该栅电极202沉积于该基板201上方的一金属导体,用以与一栅极驱动信号I禹接， 其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。该闸绝缘层203沉积于该栅电极202及该基板201上方的一绝缘层，其中间具有一上凸区域。该绝缘层包含氧化硅或氮化硅，用以使该栅电极202与该IGZO层204、该源电极205a、及该漏电极205b电气绝缘。该IGZO层204沉积于该闸绝缘层203上方的一 n型半导体层，其中间具有一上凸区域且其用以充作一通道。该源电极205a沉积于该IGZO层204 —侧的一金属导体,呈一阶梯状，用以与一源极驱动信号耦接，其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd
I=I -Wl o该漏电极205b沉积于该IGZO层204另一侧的一金属导体,呈一阶梯状,用以与一画素电极耦接，其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。该第一钝化层206沉积于该源电极205a、该IGZO层204、及该漏电极205b上方的
一第一硅化合物层，其中间具有一下凹区域且其具有良好的绝缘性质。该第一硅化合物层较佳为包含氧化娃。该第二钝化层207沉积于该第一钝化层206上方的一第二硅化合物层，其中间具有一下凹区域且其具有良好的阻水、阻气性质。该第二硅化合物层较佳为包含氮化硅-因为氮化硅具有大于氧化硅的密度，可产生较佳的阻水、阻气效果。该树脂层208沉积于该源电极205a、该第二钝化层207、及该漏电极205b上方的一不透明树脂层-其颜色较佳为黑色，用以形成一保护层，以防止光、水分或尘埃的入侵。请参照图5，其绘示本发明金属氧化物半导体结构另一较佳实施例的剖面图。由该结构剖面图可知，该金属氧化物半导体结构300具有一基板301、一栅电极302、一闸绝缘层303、一源电极304a、一漏电极304b、一 IGZO层305、一第一钝化层306、一第二钝化层307、 以及一不透明树脂层308。该基板301用以承载该金属氧化物半导体结构的其余组成，其材质包含玻璃或软性塑料。该栅电极302沉积于该基板301上方的一金属导体,用以与一栅极驱动信号f禹接， 其材质较佳为一不透明金属材质一例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。该闸绝缘层303沉积于该栅电极302及该基板301上方的一绝缘层，其中间具有一上凸区域。该绝缘层包含氧化硅或氮化硅，用以使该栅电极302与该IGZO层305、该源电极304a、及该漏电极304b电气绝缘。该源电极304a沉积于该闸绝缘层303 —侧的一金属导体，呈一阶梯状，用以与一源极驱动信号耦接，其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/ Nd合金。该漏电极304b沉积于该闸绝缘层303另一侧的一金属导体，呈一阶梯状，用以与一画素电极耦接，其材质较佳为一不透明金属材质一例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd
么么 I=I -Wl o该IGZO层305沉积于该源电极304a、该闸绝缘层303、及该漏电极304b上方的一 n型半导体层，其中间具有一下凹区域且其用以充作一通道。该第一钝化层306沉积于该源电极304a、该IGZO层305、及该漏电极304b上方的一第一硅化合物层，其具有良好的绝缘性质。该第一硅化合物层较佳为包含氧化硅。该第二钝化层307沉积于该第一钝化层306上方的一第二硅化合物层，其具有良好的阻水、阻气性质。该第二硅化合物层较佳为包含氮化硅-因为氮化硅具有大于氧化硅的密度，可产生较佳的阻水、阻气效果。该树脂层308沉积于该源电极304a、该第二钝化层307、及该漏电极304b上方的一不透明树脂层-其颜色较佳为黑色，用以形成一保护层，以防止光、水分或尘埃的入侵。依前述的说明，本发明进一步提出一金属氧化物半导体结构的制造方法，其具有以下步骤在一基板上方沉积一栅电极(步骤a);在该栅电极及该基板上方沉积一闸绝缘层(步骤b);在该闸绝缘层上方沉积一 IGZO层，其中该IGZO层充作一通道(步骤c);在该 IGZO层的一侧沉积一源电极(步骤d);在该IGZO层的另一侧沉积一漏电极(步骤e);在该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方沉积一第一钝化层(步骤f);在该第一钝化层上方沉积一第二钝化层(步骤g);以及在该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方沉积一不透明树脂层(步骤h)。在步骤a，该基板的材质包含玻璃或软性塑料，而经沉积的所述栅电极较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。在步骤b，经沉积的所述闸绝缘层中间具有一上凸区域且所述绝缘层包含氧化硅或氮化硅。在步骤C，经沉积的所述IGZO层为一 n型半导体层，其中间具有一上凸区域。在步骤d，经沉积的所述源电极呈一阶梯状，且其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。在步骤e，经沉积的所述漏电极呈一阶梯状，且其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。在步骤f，经沉积的所述第一钝化层其中间具有一下凹区域且其较佳为包含氧化硅。在步骤g，经沉积的所述第二钝化层其中间具有一下凹区域且其较佳为包含氮化硅。在步骤h，经沉积的所述不透明树脂层其颜色较佳为黑色。依前述的说明，本发明进一步提出另一金属氧化物半导体结构的制造方法，其具有以下步骤在一基板上方沉积一栅电极(步骤a);在该栅电极及该基板上方沉积一闸绝缘层(步骤b);在该闸绝缘层的一侧沉积一源电极(步骤c);在该闸绝缘层的另一侧沉积一漏电极(步骤d);在该源电极、该闸绝缘层、及该漏电极上方沉积一 IGZO层，其中该IGZO 层充作一通道(步骤e);在该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方沉积一第一钝化层(步骤f);在该第一钝化层上方沉积一第二钝化层(步骤g);以及在该源电极、该第二钝化层、 及该漏电极上方沉积一不透明树脂层(步骤h)。在步骤a，该基板的材质包含玻璃或软性塑料，而经沉积的所述栅电极较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。在步骤b，经沉积的所述闸绝缘层中间具有一上凸区域且所述闸绝缘层包含氧化硅或氮化硅。在步骤C，经沉积的所述源电极呈一阶梯状，且其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。在步骤d，经沉积的所述漏电极呈一阶梯状，且其材质较佳为一不透明金属材质-例如(但不限于)Mo/Cr合金或Al/Nd合金。在步骤e，经沉积的所述IGZO层为一 n型半导体层，其中间具有一下凹区域。在步骤f，经沉积的所述第一钝化层其较佳为包含氧化硅。在步骤g，经沉积的所述第二钝化层其较佳为包含氮化硅。在步骤h，经沉积的所述不透明树脂层其颜色较佳为黑色。本发明因其新颖的设计而具有以下的优点所述的不透明树脂层可防止光线照射所述的IGZO层，从而降低光漏电流。所述的第一钝化层具有良好的电气绝缘特性，有助于降低通道的漏电流。所述的第二钝化层具有良好的阻水、阻气特性，有助于防止所述IGZO层的劣化。综上所述，本发明的金属氧化物半导体结构可为其IGZO层提供遮光、阻水、及阻气的多重保护，以降低漏电流，故本发明确已改进现有薄膜晶体管的缺失。本案所揭示的，乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟习该项技艺的人所易于推知的，俱不脱本案的专利权范畴。
权利要求
1.一种金属氧化物半导体结构，其特征在于具有一基板；一栅电极，其沉积于该基板上方的一金属导体，用以与一栅极驱动信号稱接；一闸绝缘层，其沉积于该栅电极及该基板上方的一绝缘层；一IGZO层，其沉积于该闸绝缘层上方的一铟镓锡氧化物层，用以充作一通道；一源电极，其沉积于该IGZO层一侧的一金属导体,用以与一源极驱动信号稱接；一漏电极，其沉积于该IGZO层另一侧的一金属导体，用以与一画素电极耦接；一第一钝化层，其沉积于该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方的一第一娃化合物层； 一第二钝化层，其沉积于该第一钝化层上方的一第二硅化合物层；以及一树脂层，其沉积于该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方的一不透明树脂层。
2.如权利要求I所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该基板包含玻璃或软性塑料。
3.如权利要求2所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该栅电极包含Mo/Cr合金或Al/Nd合金。
4.如权利要求3所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该闸绝缘层具有一上凸区域且其包含氧化硅或氮化硅。
5.如权利要求4所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该IGZO层具有一上凸区域。
6.如权利要求5所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该源电极呈一阶梯状且其包含Mo/Cr合金或Al/Nd合金。
7.如权利要求6所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该漏电极呈一阶梯状且其包含Mo/Cr合金或Al/Nd合金。
8.如权利要求7所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该第一钝化层具有一下凹区域且所述的第一硅化合物层包含氧化硅。
9.如权利要求8所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该第二钝化层具有一下凹区域且所述的第二硅化合物层包含氮化硅。
10.如权利要求9所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该树脂层的颜色为黑色。
11.如权利要求4所述的金属氧化物半导体结构，其特征在于，该IGZO层具有一下凹区域。
12.—种金属氧化物半导体结构的制造方法，其具有以下步骤在一基板上方沉积一栅电极；在该栅电极及该基板上方沉积一闸绝缘层；在该闸绝缘层上方沉积一 IGZO层，其中该IGZO层充作一通道；在该IGZO层的一侧沉积一源电极；在该IGZO层的另一侧沉积一漏电极；在该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方沉积一第一钝化层；在该第一钝化层上方沉积一第二钝化层；以及在该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方沉积一不透明树脂层。
13.如权利要求12所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的基板包含玻璃或软性塑料，且所述的栅电极包含Mo/Cr合金或Al/Nd合金。
14.如权利要求13所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的闸绝缘层中间具有一上凸区域且所述的闸绝缘层包含氧化硅或氮化硅。
15.如权利要求14所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的 IGZO层具有一上凸区域。
16.如权利要求15所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的源电极呈一阶梯状且其包含Mo/Cr合金或Al/Nd合金。
17.如权利要求16所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的漏电极呈一阶梯状且其包含Mo/Cr合金或Al/Nd合金。
18.如权利要求17所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的第一钝化层具有一下凹区域且其包含氧化硅。
19.如权利要求18所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的第二钝化层具有一下凹区域且其包含氮化硅。
20.如权利要求19所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的不透明树脂层其颜色为黑色。
21.一种金属氧化物半导体结构的制造方法，其具有以下步骤在一基板上方沉积一栅电极；在该栅电极及该基板上方沉积一闸绝缘层；在该闸绝缘层的一侧沉积一源电极；在该闸绝缘层的另一侧沉积一漏电极；在该源电极、该闸绝缘层、及该漏电极上方沉积一 IGZO层，其中该IGZO层充作一通道；在该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方沉积一第一钝化层；在该第一钝化层上方沉积一第二钝化层；以及在该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方沉积一不透明树脂层。
22.如权利要求21所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的第一钝化层包含氧化硅。
23.如权利要求22所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的第二钝化层包含氮化硅。
24.如权利要求23所述的金属氧化物半导体结构的制造方法，其特征在于，所述的不透明树脂层其颜色为黑色。
全文摘要
本发明公开了一种金属氧化物半导体结构及其制造方法，该结构具有一基板；一栅电极，沉积于该基板上方；一闸绝缘层，沉积于该栅电极及该基板上方；一IGZO层，沉积于该闸绝缘层上方，用以充作一通道；一源电极，沉积于该闸绝缘层上方且与该IGZO层的一侧相邻；一漏电极，沉积于该闸绝缘层上方且与该IGZO层的另一侧相邻；一第一钝化层，沉积于该源电极、该IGZO层、及该漏电极上方；一第二钝化层，沉积于该第一钝化层上方；以及一不透明树脂层，沉积于该源电极、该第二钝化层、及该漏电极上方。
文档编号H01L29/786GK102610652SQ20111002557
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者林钦雯, 辛哲宏, 黄仲钦, 黄全一 申请人:元太科技工业股份有限公司