一种IGZO薄膜晶体管制备方法与流程

文档序号:14723998发布日期:2018-06-19 03:09阅读:693来源:国知局

本发明涉及屏幕显示技术领域,尤其涉及一种IGZO薄膜晶体管制备方法。



背景技术:

随着显示技术的发展,液晶显示屏逐渐往大尺寸高分辨率的方向发展。这就代表对像素的充电时间也越来越短。而对于像素充电起至关重要的作用是TFT。而TFT的特性又由有源层很大程度决定。而传统的器件均有AS(a-Si,非晶硅)作为有源层。AS器件由于发展已久,器件特性稳定,但是AS迁移率低下,在高分辨率及高刷新频率下,就逐渐失去了原有的优势。另一种氧化物半导体材料IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide,铟镓锌氧化物)为人们所推崇。IGZO有着比AS更大的迁移率,从而可以有更快的充电速率,而且可以将TFT做得更小,进一步提升像素开口率,降低背光消耗,另一方面,IGZO器件本身漏电流小,对于液晶面板本身的功耗也是一个益处。

IGZO发展之初是参考AS 5mask(光罩)制程制作TFT器件。但是,高品质、低成本一直是显示行业的发展趋势,有必要进一步精简IGZO制程工艺,提升制程时间。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,提供一种能精简IGZO制程工艺,提升制程时间的IGZO薄膜晶体管制备方法。

为了解决上述技术问题,本发明提供一种IGZO薄膜晶体管制备方法,包括:

步骤S1,通过第一道光罩使第一金属层形成栅极,并在所述栅极上依次形成栅极绝缘层、IGZO半导体层和第二金属层;

步骤S2,在所述第二金属层上涂布光阻层,通过第二道光罩对所述光阻层进行曝光显影,再采用双氧水蚀刻液同时蚀刻所述第二金属层和IGZO半导体层,所述第二金属层被蚀刻形成源极和漏极;

步骤S3,在所述源极、漏极上形成钝化层,并通过第三道光罩在所述漏极上方形成接触孔;

步骤S4,通过第四道光罩在所述钝化层上形成像素电极,并将像素电极通过接触孔与漏极连接。

其中,所述步骤S2中,所述第二金属层的蚀刻速率与所述IGZO半导体层的蚀刻速率选择比大于20。

其中,所述步骤S2具体包括:

在所述第二金属层上涂布光阻层;

通过第二道光罩对所述光阻层进行曝光显影,投影于所述栅极的光阻被部分去除,形成第一沟道区;

采用双氧水蚀刻液同时蚀刻位于所述栅极两侧的第二金属层和IGZO半导体层;

将第一沟道区的光阻全部去除,形成第二沟道区;

对位于第二沟道区的第二金属层进行蚀刻,分别形成漏极和源极。

其中,所述第二道光罩为半色调光罩。

其中,所述第一沟道区的光阻具体是用氧等离子灰化全部去除。

其中,所述对位于第二沟道区的第二金属层进行蚀刻时,蚀刻至不覆盖其下方的IGZO半导体层时止。

其中,所述步骤S3中,所述钝化层具体是在所述漏极、源极以及未被所述漏极和源极覆盖的IGZO半导体层上沉积形成。

其中,所述步骤S4具体包括:

在所述钝化层上沉积像素电极层;

通过第四道光罩对所述像素电极层进行曝光显影,形成像素电极;

将所述像素电极通过所述接触孔与所述漏极连接。

其中,所述像素电极层具体为氧化铟锡ITO层。

其中,所述IGZO半导体层采用物理气相沉积方式形成。

本发明实施例的有益效果在于:本发明采用双氧水蚀刻液,既可以蚀刻第二金属层,又可以蚀刻IGZO半导体层,第二金属层的蚀刻速率与IGZO半导体层的蚀刻速率选择比大于20,使得第二金属层和IGZO半导体层可以同时进行湿法蚀刻制程,相对于现有技术需要分别进行湿法蚀刻而言,本发明可以缩短制程时间,提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种IGZO薄膜晶体管制备方法的流程示意图。

图2是本发明实施例中在栅极上依次形成栅极绝缘层、IGZO半导体层和第二金属层的示意图。

图3是本发明实施例中在第二金属层上涂布光阻层的示意图。

图4是本发明实施例中通过第二道光罩对图3中的光阻层进行曝光显影的示意图。

图5是本发明实施例中同时对第二金属层和IGZO半导体层进行蚀刻的示意图。

图6是本发明实施例中去除光阻层的示意图。

图7是本发明实施例中对沟道区烦人第二金属层进行蚀刻的示意图。

图8是本发明实施例中在源极、漏极上形成钝化层的示意图。

图9是本发明实施例中在漏极上方形成接触孔的示意图。

图10是本发明实施例中沉积像素电极层的示意图。

图11是本发明实施例中像素电极通过接触孔与漏极连接的示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示,本发明实施例提供一种IGZO薄膜晶体管制备方法,包括:

通过第一道光罩使第一金属层形成栅极,并在所述栅极上依次形成栅极绝缘层、IGZO半导体层和第二金属层;

在所述第二金属层上涂布光阻层,通过第二道光罩对所述光阻层进行曝光显影,再采用双氧水蚀刻液同时蚀刻所述第二金属层和IGZO半导体层,所述第二金属层被蚀刻形成源极和漏极;

在所述源极、漏极上形成钝化层,并通过第三道光罩在所述漏极上方形成接触孔;

在所述钝化层上形成像素电极层,通过第四道光罩对像素电极层进行曝光显影,形成像素电极,并将像素电极通过接触孔与漏极连接。

具体地,请结合图2至图11所示,分别为本实施例IGZO薄膜晶体管制备方法的各步骤示意图。首先,在基板(未图示)上形成第一金属层(未图示),如图2所示,通过第一道光罩使第一金属层形成栅极1,然后在栅极1上依次沉积形成栅极绝缘层2、IGZO半导体层3和第二金属层4。栅极绝缘层2可以是氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层中的任一种,IGZO半导体层3可以采用物理气相沉积方式形成。

请参照图3所示,在第二金属层4上涂布光阻层5,然后如图4所示,通过第二道光罩对光阻层5进行曝光显影,投影于栅极1的光阻被部分去除,形成第一沟道区51。其中,第二道光罩具体为半色调光罩(Half Tone Mask,HTM)。

再请参照图5所示,采用双氧水(H2O2)蚀刻液同时蚀刻位于栅极1两侧的第二金属层4和IGZO半导体层3,其中第二金属层4的蚀刻速率与IGZO半导体层3的蚀刻速率选择比大于20。再如图6所示,将第一沟道区51的光阻全部去除,形成第二沟道区52,具体地,第一沟道区51的光阻是采用干刻工艺中的用氧等离子灰化全部去除。

然后如图7所示,对去除光阻后位于第二沟道区52的第二金属层4进行蚀刻,分别形成漏极6和源极7。需要说明的是,对位于第二沟道区的第二金属层进行蚀刻时,通过监控蚀刻时间,蚀刻至不覆盖其下方的IGZO半导体层3时止,避免此时对IGZO半导体层3进行蚀刻。

再请参照图8所示,在漏极6和源极7以及未被漏极6和源极7覆盖的IGZO半导体层3上沉积钝化层(Passivation Layer)8,并且如图9所示,通过第三道光罩在漏极6的上方形成接触孔(via hole)80。钝化层8可以是氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层中的任一种。继续参照图10、图11所示,在钝化层8上沉积像素电极层9,优选为氧化铟锡ITO层,通过第四道光罩对像素电极层9进行曝光显影,形成像素电极90,并将像素电极90通过接触孔80与漏极6连接。

通过上述说明可知,本发明实施例的有益效果在于:本发明采用双氧水蚀刻液,既可以蚀刻第二金属层,又可以蚀刻IGZO半导体层,第二金属层的蚀刻速率与IGZO半导体层的蚀刻速率选择比大于20,使得第二金属层和IGZO半导体层可以同时进行湿法蚀刻制程,相对于现有技术需要分别进行湿法蚀刻而言,本发明可以缩短制程时间,提高生产效率。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

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