薄膜晶体管及其制造方法与流程

本发明涉及一种薄膜晶体管及一种该自对准的金属氧化物薄膜晶体管的制造方法。
背景技术：
：现有薄膜晶体管制造方法需要六道光罩制程。六道光罩制程使制程复杂、制造成本较高。且经过六道光罩制程的薄膜晶体管由于每道制程均需要光罩与薄膜晶体管的对位而降低薄膜晶体管的精度。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种可简化制程的薄膜晶体管的制造方法及薄膜晶体管。一种薄膜晶体管，包括：基板；栅极，设置在该基板上；栅极绝缘层覆盖该栅极；沟道层，设置在该栅极绝缘层上；蚀刻阻挡层，设置在该沟道层上，且该蚀刻阻挡层定义第一通孔与第二通孔；源极设置在该蚀刻阻挡层上经该第一通孔与该沟道层连接，且沿该蚀刻阻挡层延伸到该栅极绝缘层一侧；及汲极设置在该蚀刻阻挡层上经该第二通孔与该沟道层连接，且沿该蚀刻阻挡层延伸到该栅极绝缘层的另一侧。优选的，该沟道层沿该栅极的中心线相互对称。优选的，该沟道层两侧边未被该蚀刻阻挡层覆盖的长度相同。优选的，该沟道层两侧边未被该蚀刻阻挡层覆盖的长度为0.3-0.5微米。一种薄膜晶体管的制造方法，包括：提供一基板，在该基板上依次形成栅极、栅极绝缘层、半导体层及蚀刻阻挡图案；在该蚀刻阻挡图案上涂布光阻层；利用遮罩屏蔽光刻该光阻层形成第一光阻图案，该第一光阻图案包括至少二梯形凹槽；以该第一光阻图案作屏蔽蚀刻该蚀刻阻挡图案形成蚀刻阻挡层；加热该第一光阻图案形成回流到达该沟道层形成第二光阻图案；以该第二光阻图案作屏蔽蚀刻该半导体层，该半导体层形成该薄膜晶体管的沟道层；灰化该第三光阻图案形成第四光阻图案，该梯形凹槽被灰化至与该蚀刻阻挡层连接；以该第三光阻图案作屏蔽蚀刻该蚀刻阻挡层形成第一通孔及第二通孔；及移除第四光阻图案，并在该第一通孔与该第二通孔上形成源极与汲极。优选的，该遮罩是半透遮罩或灰透遮罩。优选的，该半透遮罩包括设置在该遮罩相对两端的二全透射部，三个非透射部与二半透射部间隔设置在该二全透射部之间，该二全透射部设置在该光阻层的相对两端，其中一非透射部设置在该光阻层中部，该二半透射部用于形成该二梯形凹槽。优选的，该二梯形凹槽的深度为该第一光阻图案厚度的一半。优选的，该第一光阻图案的加热温度介于80-175℃范围内。优选的，通过注入氧气或臭氧灰化该第三光阻图案形成第四光阻图案。相较于先前技术，本发明的薄膜晶体管的制造方法在同一道光罩制程中形成沟道层、蚀刻阻挡层的第一通孔及第二通孔，从而简化制程降低薄膜晶体管的制造成本。进一步，由于薄膜晶体管的制造方法减少了制程步骤，薄膜晶体管可以得到更高的精度。特别是，该沟道层沿该栅极的中心线相互对称，该沟道层两侧边位于该二侧边未被该蚀刻阻挡层覆盖的长度相同。附图说明图1是本发明自对准薄膜晶体管一实施方式的平面示意图。图2是图1所示的薄膜晶体管沿II-II线的剖面结构示意图。图3是图1所示的薄膜晶体管制造流程示意图。图4至图11是图1所示薄膜晶体管各制作步骤结构示意图。主要元件符号说明薄膜晶体管100基板110栅极120栅极绝缘层130沟道层142蚀刻阻挡层150第一通孔152第二通孔154源极172汲极174侧边1422半导体层140光阻层160制造方法200全透射部202非透射部204半透射部206第一光阻图案162梯形凹槽1621第一高度部1622第二高度部1624蚀刻阻挡图案151第三光阻图案163底部1634第四光阻图案164中心线111步骤S201-S209如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式请一并参阅图1、图2，图1是本发明自对准薄膜晶体管一实施方式的平面示意图，图2是图1所示的薄膜晶体管沿II-II线的剖面结构示意图。薄膜晶体管100为自对准金属氧化物薄膜晶体管(self-alignedmetaloxidethinfilmtransistor)。该薄膜晶体管100包括基板110、设置在基板110中部的栅极120、设置在基板110与栅极120上的栅极绝缘层130、设置在该栅极绝缘层130上且对应该栅极120的沟道层142、设置在该沟道层142上蚀刻阻挡层150，该蚀刻阻挡层150定义第一通孔152与第二通孔154，该源极172设置在该蚀刻阻挡层150上经该第一通孔152与该沟道层142连接，该汲极174经该第二通孔154与该沟道层142连接。该栅极绝缘层130覆盖该栅极120以使该栅极120与沟道层142相互绝缘。该沟道层142设置在栅极绝缘层130上用于连接源极172与汲极174。该源极172由该栅极绝缘层130延伸至该第一通孔152，该汲极174由该栅极绝缘层130延伸至该第二通孔154。请一并参阅图3-图11，图3是本发明薄膜晶体管100制造方法200流程示意图，图4至图11是图1所示薄膜晶体管各制作步骤结构示意图。步骤S201，请参阅图4，提供一基板110，在基板110中部形成栅极120。栅极绝缘层130覆盖该栅极120。然后，半导体层140、蚀刻阻挡图案151及光阻层160依次层叠形成在该栅极绝缘层130上。具体地，在基板110上沉积金属层，图案化该金属层形成栅极120。在本实施方式中，基板110可为玻璃基板、者石英基板，有机聚合物基板或其他透明基板。该金属层可为金属材料或金属合金，如钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、钕(Nd)或其合金等。该栅极绝缘层130为无机材料，如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等。在本实施方式中，可利用等离子增强化学气相沉积(Plasma-EnhancedChemicalVaporDeposition,PEVCD)形成。该沟道层130材料为金属氧化物半导体，如氧化铟镓锌(IGZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(InO)、氧化镓(GaO)或其混合物。该蚀刻阻挡图案151的材料为氮化硅、氧化硅或其他绝缘材料。该光阻层160是光感化合物与树脂的混合。该树脂为热塑性树脂。该光阻层160的厚度为1.25-2.5微米，优选地，本实施方式中，该光阻层160的厚度为1.5微米。该光阻层160为正向光阻，该正向光阻被光照部分溶于光阻显影液。在其他实施方式中，该光阻层160可为负向光阻。步骤S202，请参阅图5，半透(half-tone)或灰透(gray-tone)遮罩200设置在该光阻层160上方用于光刻该光阻层160。该半透遮罩200包括设置在该遮罩200相对两端的二全透射部202。三个遮挡部204与二半透射部206间隔设置在三个遮挡部204之间。该二全透射部202设置在该光阻层160的相对两端，其中一非透射部204设置在该光阻层160中部。步骤S203，请参阅图6，对该光阻层160执行光刻步骤，该光阻层被图案化为第一光阻图案162。该第一光阻图案162位置对应该栅极120。利用该半透遮罩200曝光、蚀刻该光阻层160得到该第一光阻图案162。该第一光阻图案162包括二梯形凹槽1621，三第一高度部1622与二第二高度部1624。该第一高度部1622与该梯形凹槽1621间隔设置，该第二高度部1624为该梯形凹槽1621的底部。在本实施方式中，该每一第一高度部1622的厚度为该第二高度部1624厚度的两倍。该全透射部202所对应之光阻层160全部被蚀刻至该蚀刻阻挡层150。步骤S204，请参阅图7，以该第一光阻图案162作屏蔽蚀刻该蚀刻阻挡图案151形成蚀刻阻挡图层150。该蚀刻阻挡层150的侧边与该第一光阻图案162的底部侧边对齐。在步骤204中可以使用干蚀刻，如等离子蚀刻(PlasmaEtching)该蚀刻阻挡图案151。步骤S205，请参阅图8，加热该第一光阻图案162形成回流。通过红外炉或加热滚筒加热使该第一光阻图案162软化并向下流至该半导体层140形成第三光阻图案163。在本实施方式中，该第一光阻图案162的加热温度介于80-175℃范围之间。该第三光阻图案163的底部1634形成倾斜部覆盖该半导体层140。步骤S206，请参阅图9，以该第三光阻图案163作屏蔽蚀刻该半导体层140。在本实施方式中，蚀刻该半导体层140的方法可以是湿蚀刻，如酸溶液蚀刻移除未被该第三光阻图案163覆盖的半导体层140。在步骤206中，该半导体层140形成该薄膜晶体管100的沟道层142。步骤S207，请参阅图10，通过注入氧气(O2)或臭氧(O3)灰化该第三光阻图案163形成第四光阻图案164。该梯形凹槽1621被灰化至与该蚀刻阻挡图案151连接。步骤S208，请参阅图11，以该第四光阻图案164作屏蔽蚀刻该蚀刻阻挡图案151形成第一通孔152与第二通孔154。步骤S209，请再次参阅图1，移除第四光阻图案14，在该第一通孔152与该第二通孔154上形成源极172与汲极174。该源极172设置在该蚀刻阻挡层140上经该第一通孔152与该沟道层142连接，且沿该蚀刻阻挡层140延伸到该栅极绝缘层130；及该汲极174设置在该蚀刻阻挡层140上经该第二通孔154与该沟道层142连接，且沿该蚀刻阻挡层140延伸到该栅极绝缘层130。该源、汲极172、174为金属材料或金属合金，如钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、钕(Nd)或其合金等本发明的薄膜晶体管100的制造方法在同一道光罩制程中形成沟道层142、第一通孔152与第二通孔154，从而简化制程降低薄膜晶体管100的制造成本。进一步，由于薄膜晶体管100的制造方法减少了制程步骤，薄膜晶体管可以得到更高的精度。特别是，该沟道层142沿该栅极120的中心线111相互对称，该沟道层142两侧边1422位于未被该蚀刻阻挡层140覆盖区域的长度相同，且该长度为0.3-0.5微米。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3