一種薄膜晶體管及其制造方法、光刻工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管及其制作方法、光刻工藝，所述光刻工藝使用半灰階掩膜板進行曝光，曝光顯影后，依次去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覣、半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覤和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)哪覣，完成刻蝕。此種光刻工藝只需經(jīng)過一次通過半灰階掩膜板的曝光，就能滿足對膜層A和膜層B的刻蝕要求，可以減少光刻工藝的制程，從而達到簡化光刻工藝的目的，降低制作成本。當應用此種光刻工藝制作薄膜晶體管時，可以將薄膜晶體管的制作工藝由六次光刻簡化為四次光刻，簡化了薄膜晶體管的制作方法，降低了薄膜晶體管的制作成本。
【專利說明】一種薄膜晶體管及其制造方法、光刻工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體器件制作領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制作方法、光刻工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導體器件制作的過程中，一般都會涉及到光刻技術(shù)，光刻技術(shù)是在一片平整的基板上構(gòu)建預設(shè)圖案的膜層或電路層的基礎(chǔ)。
[0003]光刻技術(shù)在實際制作過程中包括很多的步驟與流程:首先要在平整的基板上形成完整的膜層或電路層，并在完整的膜層或電路層表面形成光刻膠層；隨后進行曝光操作，讓強光通過一塊刻有圖案的鏤空掩模板(MASK)照射在基板上,若光刻膠層為正性光刻膠層，被光照射到的部分光刻膠層就會發(fā)生變質(zhì)；接下來就是用腐蝕性液體清洗基板，變質(zhì)的光刻膠層會被去除，露出下面的膜層或電路層，而其它區(qū)域的膜層或電路層在未變質(zhì)的光刻膠層的保護下不會受到影響；然后進行刻蝕去除表面不存在光刻膠層的部分膜層或電路層；最后清洗去除剩余的光刻膠層，完成基板表面的膜層或電路層的制作。
[0004]但是，在應用現(xiàn)有的光刻工藝的過程中，每制作一個膜層或電路層，就需要進行一次曝光和一次刻蝕。而對于現(xiàn)今的半導體相關(guān)器件來說，由于器件的結(jié)構(gòu)較為復雜，包括較多的具有圖案的膜層或電路層結(jié)構(gòu)，因此就需要進行多次光刻工藝，經(jīng)歷多次曝光和刻蝕過程，制作工藝復雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管及其制作方法、光刻工藝，應用本發(fā)明提供的光刻工藝制作半導體器件時，可以減少制程，降低器件的制作難度和生產(chǎn)成本。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種光刻工藝,包括:提供一基板，所述基板的一個表面形成有膜層A和膜層B,其中膜層B位于所述基板和所述膜層A之間；在所述膜層A表面形成光刻膠層；使用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的透光性相反，所述第三區(qū)域是半透光區(qū)域；顯影去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覣 ;去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覤和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)哪覣 ;去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，完成光刻。
[0008]一種薄膜晶體管的制作方法，采用如上所述的光刻工藝制作薄膜晶體管的柵極和透明電極，包括:提供一基板；在所述基板表面形成硅島；在所述基板形成有硅島的表面形成絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述基板和所述硅島；在所述絕緣層的表面形成透明電極層和柵極層，其中，所述透明電極層位于所述絕緣層和所述柵極層之間；在所述柵極層表面形成光刻膠層；使用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的透光性能相反，所述第三區(qū)域是半透光區(qū)域；顯影去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)臇艠O層；去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)耐该麟姌O層和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)臇艠O層；去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，形成透明電極和柵極；在所述透明電極、柵極和絕緣層的表面形成鈍化層，并在所述鈍化層內(nèi)形成過孔；在所述基板形成有鈍化層的表面形成源極和漏極，所述源極通過所述鈍化層內(nèi)的過孔與所述硅島的表面接觸，所述漏極通過所述鈍化層內(nèi)的過孔與所述硅島和所述透明電極接觸，完成薄膜晶體管的制作。
[0009]優(yōu)選的，當所述光刻膠層為正性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板的第一區(qū)域為透光區(qū)域，第二區(qū)域為不透光區(qū)域。
[0010]優(yōu)選的，當所述光刻膠層為負性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板的第一區(qū)域為不透光區(qū)域，第二區(qū)域為透光區(qū)域。
[0011]優(yōu)選的，去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)臇艠O層的方法為濕法刻蝕。
[0012]優(yōu)選的，去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)耐该麟姌O層和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層的方法為干法刻蝕。
[0013]優(yōu)選的，去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)臇艠O層的方法為濕法刻蝕。
[0014]優(yōu)選的，當所述薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管時，在所述基板表面形成硅島的方法包括:在所述基板表面形成多晶硅層；通過光刻工藝刻蝕所述多晶硅層，形成多晶硅島O
[0015]優(yōu)選的，當所述薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管時，在所述基板表面形成硅島的方法包括:在所述基板表面形成非晶硅層；通過光刻工藝刻蝕所述非晶硅層，形成非晶硅島；激光處理所述非晶硅島，使所述非晶硅島晶化為多晶硅島。
[0016]一種根據(jù)如上所述的制作方法制作的薄膜晶體管，所述薄膜晶體管的柵極和透明電極通過一次光刻完成，且所述薄膜晶體管通過四次光刻形成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0017]本發(fā)明提供的光刻工藝只需要進行一次曝光，就可以同時完成對兩個膜層結(jié)構(gòu)的光刻，具體包括:首先采用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，曝光后，對應所述半灰階掩膜板第一區(qū)域的光刻膠層會完全變質(zhì)，對應所述半灰階掩膜板第二區(qū)域的光刻膠層不受影響，而由于所述半灰階掩膜板第三區(qū)域是半透光區(qū)域，對應所述半灰階掩膜板第三區(qū)域的光刻膠層只有表面一定厚度的部分發(fā)生變質(zhì)。
[0018]然后進行顯影，顯影會將變質(zhì)的光刻膠層去除，也即，顯影會在完全去除對應半灰階掩膜板第一區(qū)域的光刻膠層的同時，減薄對應第三區(qū)域的光刻膠層。最后，再依次去除對應半灰階掩膜板第一區(qū)域的膜層A、對應半灰階掩膜板第一區(qū)域的膜層B、對應半灰階掩膜板的第三區(qū)域的光刻膠層以及對應半灰階掩膜板的第三區(qū)域的膜層A。
[0019]綜上所述，本發(fā)明提供的光刻工藝只需經(jīng)過一次通過半灰階掩膜板的曝光，就能滿足對膜層A和膜層B的刻蝕要求。而且在后續(xù)的過程中，可以同時去除對應半灰階掩膜板的第一區(qū)域的透明電極層和對應半灰階掩膜板的第三區(qū)域的光刻膠層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，可以減少光刻工藝的制程，從而達到簡化光刻工藝的目的，降低制作成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1至圖6為現(xiàn)有的薄膜晶體管的制作方法示意圖；
[0022]圖7至圖14為本發(fā)明實施例一提供的一種光刻工藝的示意圖；
[0023]圖15為本發(fā)明實施例二提供的一種薄膜晶體管的制作方法的流程圖；
[0024]圖16至圖27為本發(fā)明實施例二提供的一種薄膜晶體管的制作方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]正如【背景技術(shù)】部分所述，應用現(xiàn)有的光刻工藝制作半導體器件，制作工藝較為復雜。
[0026]以薄膜晶體管的制作方法為例，現(xiàn)有的薄膜晶體管的制作工藝需要經(jīng)過六次光刻工藝，如圖1-圖6所示,包括:
[0027]如圖1所示，提供基板101，并通過第一次光刻在所述基板101的表面形成硅島102 ；
[0028]如圖2所示，在形成有硅島102的基板101的表面形成絕緣層103后，通過第二次光刻工藝，在所述絕緣層103的表面形成柵極104和通用電極105 ；
[0029]如圖3所示，在所述形成有柵極104和通用電極105的絕緣層103的表面形成第一鈍化層106后，通過第三次光刻工藝，在第一鈍化層106內(nèi)形成接觸孔107 ；
[0030]如圖4所示，通過第四次光刻工藝，在第一鈍化層106的接觸孔107內(nèi)形成源極108和漏極109 ；
[0031]如圖5所示，在形成源極108和漏極109的表面形成第二鈍化層1010，，通過第五次光刻工藝，在所述第二鈍化層1010內(nèi)形成過孔1011 ；
[0032]如圖6所示，通過第六次光刻工藝，在所述第二鈍化層1010的表面形成像素電極1012。
[0033]發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)有的光刻工藝是一次曝光與一次光刻相對應的，故在應用的現(xiàn)有的光刻工藝制作薄膜晶體管的過程中，因為薄膜晶體管結(jié)構(gòu)復雜，組成薄膜晶體管的膜層結(jié)構(gòu)較多，所以在如圖1至圖6所示的制作過程中，每形成一層結(jié)構(gòu)就需要一次光刻工藝，制作整個薄膜晶體管共需六次光刻工藝，也即分別需要六次曝光和六次刻蝕工藝，制作方法復雜。
[0034]特別的,對于目前最常見的薄膜晶體管(Thin Film Transistor,簡稱TFT),現(xiàn)有的薄膜晶體管的制作過程需要應用多次光刻工藝，也即，現(xiàn)有的薄膜晶體管的制作需要經(jīng)歷多次曝光和刻蝕，制程較多，制作成本較高。
[0035]發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，由于光刻工藝包括曝光和刻蝕，可以分別從曝光和刻蝕兩方面簡化光刻工藝。特別的，對于光刻工藝中的曝光步驟，可以通過引入半灰階掩膜板進行曝光，半灰階掩膜板包括透光區(qū)域、不透光區(qū)域和半透光區(qū)域，且半透光區(qū)域的透光率是可以根據(jù)需要進行改變的，故，應用半灰階掩膜板進行曝光顯影后，部分光刻膠層完全去除，部分光刻膠層完全保留，而對應半透光區(qū)域的光刻膠層的厚度減薄。之后，在進行刻蝕工藝時，首先對表面光刻膠層已被完全去除的膜層A進行刻蝕，然后再通過刻蝕工藝去除表面已不存在膜層A的膜層B，并同時去除減薄后的光刻膠層，最后去除對應半透光區(qū)域的膜層A，并進行脫膜，清洗剩余的光刻膠層。這樣，就可以實現(xiàn)經(jīng)過一次曝光完成對兩個膜層的刻蝕，也即，經(jīng)過一次光刻工藝，同時完成兩種膜層或電路層的刻蝕。
[0036]發(fā)明人進一步研究發(fā)現(xiàn)，對于應用刻蝕工藝較為普遍的薄膜晶體管的制作工藝來說，可以引入上述的光刻工藝進行刻蝕簡化制作工藝?？紤]到現(xiàn)有的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)和制作方法，可以通過上述光刻工藝實現(xiàn)的是柵極和透明電極的制作，將制作薄膜晶體管的六次光刻工藝減少為四次光刻工藝，實現(xiàn)四次光刻工藝完成薄膜晶體管的制作，簡化薄膜晶體管的制作工藝。
[0037]基于上述原因，本發(fā)明實施例首先提供了一種光刻工藝，包括:提供一基板，所述基板的一個表面形成有膜層A和膜層B，其中膜層B位于所述基板和所述膜層A之間；在所述膜層A表面形成光刻膠層；使用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的透光性相反，所述第三區(qū)域是半透光區(qū)域；顯影去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覣 ;去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覤和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)哪覣 ;去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，完成光刻。
[0038]對應上述光刻工藝，本發(fā)明還提供的一種薄膜晶體管的制作方法，包括:提供一基板；在所述基板表面形成硅島；所述基板形成有硅島的表面形成透明電極層和柵極層，其中，所述透明電極層位于所述基板和所述柵極層之間；在所述柵極層表面形成光刻膠層；使用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的透光性能相反，所述第三區(qū)域是半透光區(qū)域；顯影去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)臇艠O層；去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)耐该麟姌O層和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層；去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)臇艠O層；去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，形成透明電極和柵極；在所述基板形成有透明電極和柵極的表面形成鈍化層，并在所述鈍化層內(nèi)形成過孔；在所述基板形成有鈍化層的表面形成源極和漏極，所述源極和漏極通過所述鈍化層和絕緣層內(nèi)的過孔與所述硅島和透明電極的表面接觸，完成薄膜晶體管的制作。
[0039]對應上述薄膜晶體管的制作方法，本發(fā)明還提供了一種薄膜晶體管，所述晶體管薄膜晶體管的柵極和透明電極通過一次光刻完成，且所述薄膜晶體管通過四次光刻形成。
[0040]本發(fā)明提供的光刻工藝只需經(jīng)過一次通過半灰階掩膜板的曝光，就能滿足對膜層A和膜層B的刻蝕要求，可以減少光刻工藝的制程，從而達到簡化光刻工藝的目的，降低制作成本。當應用此種光刻工藝制作薄膜晶體管時，可以將薄膜晶體管的制作工藝由六次光刻簡化為四次光刻，簡化了薄膜晶體管的制作方法，降低了薄膜晶體管的制作成本。
[0041]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0042]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0043]實施例一
[0044]本實施例提供了一種光刻工藝，如圖7至圖9所示，包括以下步驟:
[0045]步驟1:如圖7所示，提供一基板701，所述基板701的一個表面形成有膜層A和膜層B，其中，膜層B位于所述基板701和所述膜層A之間。
[0046]步驟2:如圖8所示，在所述膜層A表面形成光刻膠層702，所述光刻膠層702可以為正性光刻膠，也可以為負性光刻膠層，也即，本發(fā)明對所述光刻膠層702的材料不做限定，可根據(jù)具體需要和工藝條件進行選擇。
[0047]步驟3:如圖9所示，使用半灰階掩膜板703對所述光刻膠層702進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板703包括第一區(qū)域7031、第二區(qū)域7032和第三區(qū)域7033，且所述第一區(qū)域7031和第二區(qū)域7032的透光性相反，所述第三區(qū)域7033是半透光區(qū)域。
[0048]當所述光刻膠層702為正性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板703的第一區(qū)域7031為透光區(qū)域，第二區(qū)域7032為不透光區(qū)域；當所述光刻膠層702為負性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板703的第一區(qū)域7031為不透光區(qū)域，第二區(qū)域7032為透光區(qū)域。為了便于說明，本實施例以所述光刻膠層702為正性光刻膠層為例，對本實施例提供的光刻工藝進行說明。
[0049]需要說明的是，本步驟圖9所示的半灰階掩膜板703的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域的分布只是本發(fā)明的一個實施例，對于所述半灰階掩膜板703的不透光區(qū)域、透光區(qū)域和半透光區(qū)域的分布可以根據(jù)所述膜層A和膜層B的目標刻蝕圖形進行設(shè)計，也即本發(fā)明對所述半灰階掩膜板703的具體形狀不做限定。
[0050]曝光后，對應所述半灰階掩膜板703的不透光區(qū)域7032的光刻膠層不會受曝光的影響，在半灰階掩膜板703的不透光區(qū)域7032的保護下依然保持光刻膠層的固有性質(zhì)；對應所述半灰階掩膜板703的透光區(qū)域7031的光刻膠層受曝光的影響發(fā)生光化學反應，使得此部分的光刻膠層的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化；對應所述半灰階掩膜板703的半透光區(qū)域7033的光刻膠層，由于半透光區(qū)域7033可以阻擋部分光線的照射，所以此部分的光刻膠層只有靠近半灰階掩膜板703的一定厚度的光刻膠層受到了曝光的影響，產(chǎn)生了光化學反應，而靠近膜層A的一定厚度的光刻膠層則未發(fā)生光化學反應。
[0051]步驟4:如圖10所示，顯影去除半灰階掩膜板703的第一區(qū)域7031對應的光刻膠層，并減薄半灰階掩膜板703的第三區(qū)域7033對應的光刻膠層。
[0052]在步驟3的曝光過程中，受半灰階掩膜板703的作用，所述光刻膠層702對應透光區(qū)域7031的部分完全變質(zhì)，對應半透光區(qū)域7033的部分只有一定厚度的光刻膠變質(zhì)。由于顯影可以去除變質(zhì)的光刻膠層，故顯影過后，在完全去除對應透光區(qū)域7031的光刻膠層的同時，減薄了對應半透光區(qū)域7033的光刻膠層，達到如圖10所示的效果。
[0053]需要強調(diào)的是，由于所述半灰階掩膜板703的半透光區(qū)域7033的透光能力是可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)的，故，對于顯影后的對應半透光區(qū)域7033的光刻膠層的厚度可以通過調(diào)節(jié)半灰階掩膜板703的半透光區(qū)域7033的透光能力進行控制。
[0054]步驟5:如圖11所示，去除半灰階掩膜板703的第一區(qū)域7031對應的膜層A。
[0055]如圖10所示，在顯影過后，光刻膠層702對應透光區(qū)域7031的膜層A表面的部分被完全去除，而對應半灰階掩膜板703其他區(qū)域的膜層A的表面依然存在光刻膠層。此時，在對應半灰階掩膜板703的不透光區(qū)域7032和半透光區(qū)域7033的膜層A受剩余光刻膠層702的保護下，可以單獨對與半灰階掩膜板703的透光區(qū)域7031對應的膜層A進行刻蝕，只去除對應透光區(qū)域7031的膜層A，使所述膜層A的形狀如圖11所示。
[0056]去除膜層A的刻蝕方法包括干法刻蝕和濕法刻蝕，本實施例優(yōu)選采用濕法刻蝕。如果采用干法刻蝕，需要考慮膜層A、膜層B和光刻膠層702的刻蝕選擇比的問題。
[0057]步驟6:如圖12所示，去除半灰階掩膜板703的第一區(qū)域7031對應的膜層B和半灰階掩膜板的第三區(qū)域7033對應的光刻膠層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域7032對應的光刻膠層。
[0058]此時，光刻膠層702只有對應半灰階掩膜板不透光區(qū)域7032的部分依然存在，對應半灰階掩膜板703其他區(qū)域的光刻膠層完全去除。且，膜層B已經(jīng)達到最終的形狀要求，完成了對所述膜層B的刻蝕。
[0059]此步驟采用的刻蝕方法包括干法刻蝕和濕法刻蝕，本實施例優(yōu)選采用干法刻蝕。干法刻蝕可以同時對不同材料進行刻蝕，故可以實現(xiàn)在刻蝕膜層B的同時，對與半灰階掩膜板的第二區(qū)域7032和第三區(qū)域7033對應的光刻膠層的進行刻蝕，如步驟4所述，結(jié)合干法刻蝕對光刻膠層和膜層B的刻蝕速率，通過調(diào)整半灰階掩膜板703的半透光區(qū)域7033的透光能力，保證干法刻蝕在去除對應半灰階掩膜板703的透光區(qū)域7031的膜層B的同時，剛好刻蝕去除對應半透光區(qū)域7033的光刻膠層。而且，由于步驟4減薄了對應半透光區(qū)域7033的光刻膠層，故此時對應半透光區(qū)域7033的光刻膠層的厚度小于對應不透光區(qū)域7032的光刻膠層的厚度，從而保證干法刻蝕去除對應透光區(qū)域7031的膜層B和對應半透光區(qū)域7033的光刻膠層后，對應不透光區(qū)域7032的光刻膠層不會被完全去除，依然可以在后續(xù)刻蝕過程中，保護對應不透光區(qū)域7032的膜層A和膜層B。
[0060]步驟7:如圖13所示，去除半灰階掩膜板703的第三區(qū)域7033對應的膜層A，使膜層A刻蝕為規(guī)定的形狀，完成了對所述膜層A的刻蝕。
[0061]步驟8:如圖14所示，去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，完成光刻。
[0062]本實施例提供的光刻工藝只需經(jīng)過一次通過半灰階掩膜板的曝光，就能滿足對膜層A和膜層B的刻蝕要求，之后，通過光刻工藝使所述膜層A和膜層B達到規(guī)定的刻蝕圖形要求。實現(xiàn)在一次曝光可以對應多次刻蝕的前提下，通過一次光刻工藝完成對兩個膜層或電路層的刻蝕，減少光刻工藝的制程，達到簡化光刻工藝的目的，降低制作成本。
[0063]實施例二
[0064]本實施例提供了一種薄膜晶體管的制作方法，如圖15所示，包括以下步驟:
[0065]步驟1501:提供一基板，對于薄膜晶體管，所述基板為透明基板，優(yōu)選的，所述基板為玻璃基板；
[0066]步驟1502:如圖16所示，在基板1601表面形成硅島1602。
[0067]根據(jù)薄膜晶體管的種類劃分，目前所述硅島1602的種類包括非晶硅島、多晶硅島和單晶硅島，其中，由于低溫多晶硅薄膜晶體管具有高分辨率、反應速度快、高亮度、高開口率、低功耗等優(yōu)點，所以低溫多晶硅薄膜晶體管越來越受到平板顯示器制造廠商的重視，在智能手機顯示器方面的應用越來越廣泛。故，本實施優(yōu)選以低溫多晶硅薄膜晶體管為例，對所述硅島的制作方法進行說明。
[0068]在本發(fā)明的一個實施例中，在所述基板1601表面形成多晶硅島1602的方法包括:在所述基板表面形成多晶硅層；利用光刻工藝形成多晶硅島。在本發(fā)明的另一個實施例中，在所述基板1601表面形成娃島1602的方法包括:在所述基板表面形成非晶娃層；利用光刻工藝形成非晶硅島；激光處理所述非晶硅島，使所述非晶硅島晶化為多晶硅島。
[0069]需要說明的是，使用“激光處理所述非晶硅島，使所述非晶硅島晶化為多晶硅島”的方法制作多晶硅島，是兼容非晶硅薄膜晶體管的制作工藝的，也即，使用此方法制作多晶硅薄膜晶體管，可以直接應用現(xiàn)有的制作非晶硅薄膜晶體管的設(shè)備和方法，無需進行設(shè)備改造，減少了制作成本。
[0070]步驟1503:如圖17所示，在所述基板1601形成有硅島1602的表面形成絕緣層1603，所述絕緣層1603覆蓋所述基板和所述硅島。
[0071]步驟1504:如圖18所示，在所述絕緣層1603的表面形成透明電極層1604和柵極層1605，其中，所述透明電極層1604位于所述絕緣層1603和所述柵極層1605之間。
[0072]步驟1505:如圖19所示，在所述柵極層1605表面形成光刻膠層1606，所述光刻膠層1606可以為正性光刻膠層，也可以為負性光刻膠層，本發(fā)明對此不作限定。
[0073]步驟1506:如圖20所示，使用半灰階掩膜板1607對所述光刻膠層1606進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板1607包括第一區(qū)域1、第二區(qū)域2和第三區(qū)域3，且所述第一區(qū)域I和第二區(qū)域2的透光性能相反，所述第三區(qū)域3是半透光區(qū)域。
[0074]當所述光刻膠層1606為正性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板1607的第一區(qū)域I是透光區(qū)域，第二區(qū)域2為不透光區(qū)域；當所述光刻膠層1606為負性光刻膠層時，所示半灰階掩膜板1607的第一區(qū)域I是不透光區(qū)域，第二區(qū)域2為透光區(qū)域；本發(fā)明以所述光刻膠層1606為正性光刻膠層為例進行說明，但是對于負性光刻膠層的情況，本發(fā)明依然適用。
[0075]曝光完成后，對應半灰階掩膜板1607透光區(qū)域的全部光刻膠層發(fā)生光化學反應，而對應半灰階掩膜板1607半透光區(qū)域的光刻膠層，由于受光不如透光區(qū)域的充分，故，只有靠近半灰階掩膜板1607的一定厚度的光刻膠層發(fā)生光化學反應。
[0076]步驟1507:如圖21所示，顯影去除半灰階掩膜板1607的第一區(qū)域I對應的光刻膠層，并減薄半灰階掩膜板1607的第三區(qū)域3對應的光刻膠層；
[0077]顯影去除在步驟1506中發(fā)生光化學反應的光刻膠，從而達到去除半灰階掩膜板1607的透光區(qū)域I對應的光刻膠層，并減薄半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3對應的光刻膠層，同時，保留對應半灰階掩膜板1607不透光區(qū)域2的光刻膠層。其中，在減薄對應半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3的光刻膠層時，所述減薄后的光刻膠層的厚度可以通過調(diào)節(jié)半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3的透光能力進行控制。
[0078]步驟1508:如圖22所示，去除半灰階掩膜板1607的透光區(qū)域I對應的柵極層1605。
[0079]由于此時去除的只是表面已沒有光刻膠層保護柵極層1605，也即目標刻蝕材料單一，且無需刻蝕的部分存在光刻膠層，故優(yōu)選采用濕法刻蝕去除對應半灰階掩膜板1607的透光區(qū)域I的柵極層1605。如果采用干法刻蝕，需要考慮柵極層1605、透明電極層1604和光刻膠層1606的刻蝕選擇比。
[0080]步驟1509:如圖23所示，去除半灰階掩膜板1607的透光區(qū)域I對應的透明電極層1604和半灰階掩膜板的半透光區(qū)域3對應的光刻膠層，并減薄半灰階掩膜板1607的不透光區(qū)域2對應的光刻膠層。
[0081]所述透明電極層1604的材料為氧化銦錫，所述光刻膠層的材料為感光樹脂，由于氧化銦錫材料和感光樹脂材料的分子活性相近，故此步驟優(yōu)選采用等離子刻蝕，以通過一次刻蝕工藝就能完成此步驟。如步驟1507所述，結(jié)合干法刻蝕對光刻膠層和透明電極層的刻蝕速率，通過調(diào)整半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3的透光能力控制對應半透光區(qū)域3的光刻膠層的厚度，以保證干法刻蝕在刻蝕透明電極層的同時去除對應半透光區(qū)域3的光刻膠層。
[0082]需要說明的是，為了保證此步驟可以應用一次刻蝕工藝完成，可以在步驟1506使用半灰階掩膜板1607進行曝光時，根據(jù)透明電極層1604的厚度和光刻膠層1606的厚度，調(diào)整半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3的透光率?；蛘?，在步驟1505形成光刻膠層1606的過程中，根據(jù)透明電極層1604的厚度和半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3的透光率，調(diào)整光刻膠層1606的厚度。從而，保證實施等離子刻蝕可以在去除對應半灰階掩膜板1607的透光區(qū)域I的透明電極層的同時，剛好刻蝕去除對應半透光區(qū)域3的光刻膠層。
[0083]步驟1510:如圖24所示，去除半灰階掩膜板1607的第三區(qū)域3對應的柵極層1605。
[0084]此步驟優(yōu)選采用濕法刻蝕去除半灰階掩膜板1607的半透光區(qū)域3對應的柵極層1605，如果采用干法刻蝕，需要考慮柵極層1605、透明電極層1604和光刻膠層1606的刻蝕選擇比。
[0085]步驟1511:如圖25所示，去除半灰階掩膜板1607的第二區(qū)域2對應的光刻膠層1606，形成透明電極1608和柵極1609。
[0086]從步驟1504至步驟1511，總體使用了一次光刻工藝完成了薄膜晶體管的透明電極1608和柵極1609的制作。在此過程中，首先采用半灰階掩膜板對光刻膠層進行曝光，保證對應半灰階掩膜板半透光區(qū)域的光刻膠層依然具有保護作用的同時，其厚度小于對應半灰階掩膜板不透光區(qū)域的光刻膠層的厚度。然后，在刻蝕去除對應半灰階掩膜板透光區(qū)域的柵極層后，再使用一次刻蝕工藝同時去除對應半灰階掩膜板透光區(qū)域的透明電極層和與對應半灰階掩膜板半透光區(qū)域的光刻膠層。最后，在刻蝕除去對應半灰階掩膜板半透光區(qū)域的柵極層，并脫膜。也即，整個過程只使用一次曝光就實現(xiàn)了柵極和透明電極兩個結(jié)構(gòu)的刻蝕，簡化了薄膜晶體管的制作工藝。
[0087]需要說明的是，在上述制作過程中，所述柵極可以為單層結(jié)構(gòu)，也可以為多層結(jié)構(gòu)；所述透明電極可以作為通用電極，也可以作為像素電極。本實施例提供的方法對所述薄膜晶體管的柵極，透明電極等部分的具體材料和具體結(jié)構(gòu)不做限定。
[0088]步驟1512:如圖26所示，在所述透明電極1608和柵極1609和絕緣層1603的表面形成鈍化層1610，并在所述鈍化層1610和絕緣層1603內(nèi)形成過孔1611。
[0089]在所述鈍化層1610和絕緣層1603內(nèi)形成過孔1611的方法優(yōu)選采用一次光刻工藝，首先在平坦的鈍化層1610的表面形成光刻膠層；然后進行曝光，去除對應過孔1611區(qū)域的鈍化層和絕緣層1603，形成鈍化層1610和絕緣層1603內(nèi)的過孔1611，以使后續(xù)步驟的源極和漏極可以和硅島1602表面接觸。
[0090]步驟1513:如圖27所示，在所述基板1601形成有鈍化層1610的表面形成源極1612和漏極1613，所述源極1612通過所述鈍化層1610和絕緣層1603內(nèi)的過孔1611與所述硅島1602的表面接觸，所述漏極1613通過所述鈍化層1610和絕緣層1603內(nèi)的過孔1611與所述硅島1602和所述透明電極1608接觸，完成薄膜晶體管的制作。
[0091]形成所述源極1612和漏極1613的方法優(yōu)選米用一次光刻工藝形成。
[0092]綜上所述，本發(fā)明提供的薄膜晶體管的制作方法，只需應用四次光刻工藝就能完成，簡化了薄膜晶體管的制作工藝，降低了薄膜晶體管的制作成本。
[0093]實施例三
[0094]本實施提供了一種薄膜晶體管，如圖27所示，所述薄膜晶體管是采用實施例二所述的制作方法制作的。此種薄膜晶體管的柵極和透明電極是采用一次光刻工藝完成了，故此種薄膜晶體管的整個制作過程只需應用四次光刻工藝，制作方法簡單，成本低。
[0095]以上所述實施例，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。
[0096]雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光刻工藝，其特征在于，包括: 提供一基板，所述基板的一個表面形成有膜層A和膜層B，其中膜層B位于所述基板和所述膜層A之間； 在所述膜層A表面形成光刻膠層； 使用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的透光性相反，所述第三區(qū)域是半透光區(qū)域； 顯影去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層； 去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覣 ； 去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)哪覤和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層； 去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)哪覣 ； 去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，完成光刻。
2.一種薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的光刻工藝制作薄膜晶體管的柵極和透明電極，包括: 提供一基板； 在所述基板表面形成硅島； 在所述基板形成有硅島的表面形成絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述基板和所述硅島；在所述絕緣層的表面形成透明電極層和柵極層，其中，所述透明電極層位于所述絕緣層和所述柵極層之間； 在所述柵極層表面形成光刻膠層； 使用半灰階掩膜板對所述光刻膠層進行曝光，其中，所述半灰階掩膜板包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的透光性能相反，所述第三區(qū)域是半透光區(qū)域； 顯影去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層； 去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)臇艠O層； 去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)耐该麟姌O層和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層； 去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)臇艠O層； 去除半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層，形成透明電極和柵極； 在所述透明電極、柵極和絕緣層的表面形成鈍化層，并在所述鈍化層和絕緣層內(nèi)形成過孔； 在所述基板形成有鈍化層的表面形成源極和漏極，所述源極通過所述鈍化層和絕緣層內(nèi)的過孔與所述硅島的表面接觸，所述漏極通過所述鈍化層和絕緣層內(nèi)的過孔與所述硅島和所述透明電極接觸，完成薄膜晶體管的制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，當所述光刻膠層為正性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板的第一區(qū)域為透光區(qū)域，第二區(qū)域為不透光區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，當所述光刻膠層為負性光刻膠層時，所述半灰階掩膜板的第一區(qū)域為不透光區(qū)域，第二區(qū)域為透光區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)臇艠O層的方法為濕法刻蝕。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，去除半灰階掩膜板的第一區(qū)域?qū)耐该麟姌O層和半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)墓饪棠z層，并減薄半灰階掩膜板的第二區(qū)域?qū)墓饪棠z層的方法為干法刻蝕。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，去除半灰階掩膜板的第三區(qū)域?qū)臇艠O層的方法為濕法刻蝕。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，當所述薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管時，在所述基板表面形成硅島的方法包括:在所述基板表面形成多晶硅層；通過光刻工藝刻蝕所述多晶硅層，形成多晶硅島。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，當所述薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管時，在所述基板表面形成硅島的方法包括:在所述基板表面形成非晶硅層；通過光刻工藝刻蝕所述非晶硅層，形成非晶硅島；激光處理所述非晶硅島，使所述非晶硅島晶化為多晶娃島。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的制作方法制作的薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管的柵極和透明電極通過一次光刻完成，且所述薄膜晶體管通過四次光刻形成。
【文檔編號】H01L21/336GK104300002SQ201310296765
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】肖雙喜, 任思雨, 于春崎, 胡君文, 何基強, 李建華 申請人:信利半導體有限公司