主动元件及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种半导体元件及其制作方法，且特别是有关于一种主动元件及其制作方法。
【背景技术】
[0002]在现有习知的薄膜晶体管阵列基板上，多采用非晶硅(a_S i)薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管作为各个子像素的切换元件。近年来，已有研究指出氧化物半导体(oxide semiconductor)薄膜晶体管相较于非晶娃薄膜晶体管,具有较高的载流子移动率(mobil i ty)，而氧化物半导体薄膜晶体管相较于低温多晶硅薄膜晶体管，则具有大面积低成本生产的优势。因此，氧化物半导体薄膜晶体管有潜力成为下一代平面显示器的关键元件。
[0003]现有习知的底栅极薄膜晶体管(bot t om ga te th in film t rans i s t or,bottom gate TFT)结构的元件形成顺序依序为:栅极、栅绝缘层、通道层、源极与漏极、保护层以及平坦层。由于源极与漏极是先形成在通道层上之后，再形成保护层来覆盖源极、漏极以及暴露于源极与漏极之间的通道层。因此，当通过刻蚀液来刻蚀第二金属层以形成源极及漏极并定义出通道长度时，由于刻蚀液对通道层的刻蚀选择比不高，因此使得形成源极与漏极的刻蚀程序非常难以控制，进而影响到底栅极薄膜晶体管的电性表现与可靠度。
[0004]有鉴于上述现有的薄膜晶体管及其制作方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的主动元件及其制作方法，能够改进一般现有的薄膜晶体管及其制作方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种主动元件，所要解决的技术问题是其具有较佳的元件效能。
[0006]本发明的另一目的在于，还提供一种主动元件的制作方法，所要解决的技术问题是用以制作上述的主动元件。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的主动元件，配置于基板上，且包括栅极、栅绝缘层、通道层、第一保护层、第二保护层、源极与漏极。栅绝缘层配置于基板上且覆盖栅极。通道层配置于栅绝缘层上且具有半导体区块及位于半导体区块周围的导体区块，其中半导体区块与栅极对应设置。第一保护层配置于通道层上且覆盖半导体区块。第二保护层配置于第一保护层上且覆盖第一保护层。源极与漏极配置于栅绝缘层上，且沿着通道层的导体区块、第一保护层及第二保护层的周围延伸配置于第二保护层上。第二保护层的一部分暴露于源极与漏极之间。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0009]在本发明的一个实施例中，上述的第二保护层的厚度为第一保护层的厚度的8倍以上。
[0010]在本发明的一个实施例中，上述的第一保护层是由含氧的化合物所构成。
[0011]在本发明的一个实施例中，上述的第二保护层是由含氮的化合物所构成。
[0012]在本发明的一个实施例中，上述的主动元件更包括平坦层。平坦层配置于基板上，且覆盖源极、漏极以及被源极与漏极所暴露出的第二保护层的部分。
[0013]在本发明的一个实施例中，上述的通道层的半导体区块在基板上的正投影完全重叠于栅极在基板上的正投影。半导体区块在基板上的正投影面积小于或等于栅极在基板上的正投影面积。
[0014]在本发明的一个实施例中，上述的通道层的导体区块在基板上的正投影不重叠于第二保护层在基板上的正投影。
[0015]本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的主动元件的制作方法，其包括以下步骤。形成栅极于基板上。形成栅绝缘层于基板上，栅绝缘层覆盖栅极。形成通道层于栅绝缘层上。形成第一保护层于通道层上。形成覆盖栅绝缘层、通道层以及第一保护层的保护材料层。对保护材料层进行退火程序，以在通道层定义出半导体区块与导体区块，其中半导体区块对应栅极与第一保护层设置，而导体区块位于半导体区块的周围。对保护材料层进行图案化程序，而形成第二保护层，其中第二保护层位于半导体区块且覆盖第一保护层。形成源极与漏极于栅绝缘层上，源极与漏极沿着通道层的导体区块、第一保护层及第二保护层的周围延伸配置于第二保护层上，第二保护层的一部分暴露于源极与漏极之间。
[0016]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0017]在本发明的一个实施例中，上述的第二保护层的厚度为第一保护层的厚度的8倍以上。
[0018]在本发明的一个实施例中，上述的第一保护层是由含氧的化合物所构成。
[0019]在本发明的一个实施例中，上述的第二保护层是由含氮的化合物所构成。
[0020]在本发明的一个实施例中，上述的主动元件的制作方法更包括:在形成源极与漏极之后，形成平坦层于基板上，其中平坦层覆盖源极、漏极以及被源极与漏极所暴露出的第二保护层的部分。
[0021]在本发明的一个实施例中，上述的通道层的半导体区块在基板上的正投影完全重叠于栅极在基板上的正投影，且半导体区块在基板上的正投影面积小于或等于栅极在基板上的正投影面积。
[0022]在本发明的一个实施例中，上述的通道层的导体区块在基板上的正投影不重叠于第二保护层在基板上的正投影。
[0023]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明主动元件及其制作方法至少具有下列优点:基于上述，由于本发明的主动元件是先于通道层上形成第一保护层及第二保护层之后，再形成源极与漏极。相较于现有习知先形成源极与漏极于通道层上之后，再形成保护层而言，本发明的主动元件除了可通过第一保护层来作为通道层定义出半导体区块的自行对准掩膜，且保护通道层以避免形成第二保护层受到损害之外，亦可通过第二保护层来阻绝外界水气及氧气对通道层的影响。此外，通道层未被第一保护层所覆盖的区块会因为退火程序而形成导体区块，且后续源极及漏极则是沿此导体区块而延伸配置于第二保护层上。如此一来，导体区块的金属功函数(work funct 1n)与源极及漏极的金属功函数较为接近，可大幅降低接触阻抗且可提高主动元件的电性表现与可靠性。
[0024]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的一个实施例的一种主动元件的剖面示意图。
[0026]图2A至图2B为本发明的一个实施例的一种主动元件的制作方法的剖面示意图。
[0027]【主要元件符号说明】
[0028]10:基板100:主动元件
[0029]110:栅极120:栅绝缘层
[0030]130:通道层132:半导体区块
[0031]134:导体区块 140:第一保护层
[0032]150:第二保护层 150a:保护材料层
[0033]160:源极170:漏极
[0034]180:平坦层T1、T2:厚度
【具体实施方式】
[0035]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的主动元件其【具体实施方式】、结构、制作方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0036]图1为本发明的一个实施例的一种主动元件的剖面示意图。请参阅图1，在本实施例中，主动元件100配置于基板10上,且主动元件100包括栅极110、栅绝缘层120、通道层130、第一保护层140、第二保护层150、源极160与漏极170。此处，基板10例如是玻璃基板，但并不以此为限。
[0037]详细来说，栅绝缘层120配置于基板10上且覆盖栅极110与被栅极110所暴露出的部分基板10。通道层130配置于栅绝缘层120上且具有半导体区块132及位于半导体区块132周围的导体区块134，其中半导体区块132与栅极110对应设置。第一保护层140配置于通道层130上且覆盖半导体区块132。第二保护层150配置于第一保护层140上且覆盖第一保护层140。源极160与漏极170配置于栅绝缘层120上，且沿着通道层130的导体区块134、第一保护层140及第二保护层150的周围延伸配置于第二保护层150上。第二保护层150的一部分暴露于源极160与漏极170之间。如图1所示，本实施例由栅极110、栅绝缘层120、通道层130、第一保护层140、第二保护层150、源极160以及漏极170所构成的主动元件100实质上为底栅极薄膜晶体管(Bottom gate TFT)。
[0038]更具体来说，如图1所示，本实施例的通道层130的半导体区块132在基板10上的正投影完全重叠于栅极110在基板10上的正投影，且半导体区块132在基板10上的正投影面积小于栅极110在基板10上的正投影面积。当然，在其他未绘示的实施例中，通道层130的半导体区块132在基板10上的正投影面积亦可等于栅极110在基板10上的正投影面积。也就是说，通道层130的半导体区块132的位置实质上与栅极110的位置对应设置。另一方面，通道层130的导体区块134在基板10上的正投影不重叠于第二保护层150在基板10上的正投影。换言之，第二保护层150并未覆盖到通道层130的导体区块134。
[0039]较佳地，第一保护层140的材质实质上不同于第二保护层150的材质，其中第一保护层140是由含氧的化合物所构成，而第二保护层150是由含氮的化合物所构成且具有较佳的阻绝能力。第一保护层140可作为通道层130定义出半导体区块132的自行对准掩膜，且可保护通道层130以避免形成第二保护层150时受到制作过程损害。第二保护层150则可用来阻绝外界水气及氧气对通道层130的影响。特别是，第二保护层150的厚度T2为第一保护层140的厚度Tl的8倍以上。
[0040]由于源极160与漏极170是沿着通道层130的导体区块134、第一保护层140及第二保护层150的周围延伸配置于第二保护层150上，且第二保护层150的厚度T2远大于第一保护层140的厚度Tl。因此，当外界的水气或氧气(未绘示)由源极160、漏极170与第二保护层150的交界处进入时，第二保护层150可有效延迟或阻隔外界水气及氧气与通道层130的接触量，进而使得主动元件100具有较佳的稳定度与电性。此外，本实施例的主动元件100更包括平坦层180，其中平坦层180配