光掩膜、薄膜晶體管元件及制作薄膜晶體管元件的方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種用于定義薄膜晶體管元件的數(shù)據(jù)層及半導體層的圖案的光掩膜。該光掩膜上開設(shè)有貫穿該光掩膜的多條狹縫，該多條狹縫彼此平行并等間距排列。該光掩膜上除該多條狹縫以外的區(qū)域被定義為遮光圖案區(qū)，該遮光圖案區(qū)將該多條狹縫包圍起來。另外，本發(fā)明實施例還公開了一種薄膜晶體管元件及一種制作薄膜晶體管元件的方法。
【專利說明】光掩膜、薄膜晶體管元件及制作薄膜晶體管元件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管元件、一種用于制作該薄膜晶體管元件的光掩膜以及一種制作該薄膜晶體管元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在薄膜晶體管液晶顯不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)內(nèi)，薄膜晶體管元件是作為控制各像素電極的開關(guān)元件。
[0003]在利用光掩膜制作薄膜晶體管元件時需要對殘留的半導體層的厚度進行測量以監(jiān)控整個制程有無異常，其中，測量殘留半導體層的厚度是在薄膜晶體管上的溝道處進行的。目前，制作薄膜晶體管元件用到的光掩膜通常是單狹縫結(jié)構(gòu)，只有對與狹縫處對應(yīng)的基板進行兩次濕蝕刻及一次干蝕刻才能使與狹縫處對應(yīng)的半導體層裸露，再經(jīng)過第二次干蝕亥|J，才能在該半導體層上形成溝道。由于光掩膜的單狹縫的長度較小，因此，被蝕刻出的溝道的長度也較小，致使測量工具無法準確測量出殘留半導體層的厚度，由此薄膜晶體管元件的品質(zhì)難以得到有效管控。
[0004]因此，有必要提供能夠解決上述問題的光掩膜、薄膜晶體管元件及制作薄膜晶體管元件的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于定義薄膜晶體管元件的數(shù)據(jù)層及半導體層的圖案的光掩膜。該光掩膜上開設(shè)有貫穿該光掩膜的多條狹縫，該多條狹縫彼此平行并等間距排列。該光掩膜上除該多條狹縫以外的區(qū)域被定義為遮光圖案區(qū)，該遮光圖案區(qū)將該多條狹縫包圍起來。
[0006]其中，每條狹縫均為細長的長方形。
[0007]其中，每條狹縫的寬度介于1.5微米至2.5微米之間。
[0008]其中，該遮光圖案區(qū)由完全不透光材料構(gòu)成。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供了一種使用上述光掩膜制造的薄膜晶體管元件，該薄膜晶體管元件包括基板、柵極、柵極絕緣層、半導體層、摻雜層以及數(shù)據(jù)層。該柵極設(shè)置在該基板上。該柵極絕緣層設(shè)置在該基板上并覆蓋該柵極。該半導體層設(shè)置在該柵極絕緣層上并包括一個平坦部及多個自該平坦部垂直向上突出的突出部。該多個突出部彼此平行并等間距排列。該平坦部與該光掩膜上的遮光圖案區(qū)對應(yīng)，該多個突出部與該光掩膜上的多個狹縫對應(yīng)。該摻雜層設(shè)置在該多個突出部上。該數(shù)據(jù)層被劃分為多個彼此平行并等間距排列的數(shù)據(jù)條,每個數(shù)據(jù)條均位于該摻雜層上并與該多個突出部對應(yīng)，該數(shù)據(jù)層的圖案由該光掩膜定義。
[0010]其中，該半導體層為非晶硅半導體層。
[0011]其中，該多個突出部及該多個數(shù)據(jù)條均呈細長的長方形。
[0012]其中，該多個突出部的寬度及該多個數(shù)據(jù)條的寬度均介于1.5微米至2.5微米之間。
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供了一種制作薄膜晶體管元件的方法，該方法包括:提供一個基板，并在該基板上依序形成柵極、柵極絕緣層、半導體層、摻雜層及數(shù)據(jù)層；在該數(shù)據(jù)層上形成原始光致抗蝕劑層；通過濕蝕刻的方式去除一定厚度的原始光致抗蝕劑層以得到一個中間光致抗蝕劑層；提供一個光掩膜，該光掩膜上開設(shè)有貫穿該光掩膜的多條狹縫，該多條狹縫彼此平行并等間距排列，該光掩膜上除該多條狹縫以外的區(qū)域被定義為遮光圖案區(qū)，該遮光圖案區(qū)將該多條狹縫包圍起來；通過干蝕刻的方式去除與該遮光圖案區(qū)對應(yīng)的中間光致抗蝕劑層以得到一個剩余光致抗蝕劑層；通過濕蝕刻的方式去除未被該剩余光致抗蝕劑層遮蓋的數(shù)據(jù)層；通過干蝕刻的方式去除未被該剩余光致抗蝕劑層遮蓋的摻雜層及部分未被該剩余光致抗蝕劑層遮蓋的半導體層；及去除該剩余光致抗蝕劑層。
[0014]其中，通過干蝕刻的方式去除與該遮光圖案區(qū)對應(yīng)的中間光致抗蝕劑層以得到一個剩余光致抗蝕劑層包括以下步驟:光線通過該光掩膜照射在該中間光致抗蝕劑層上以對該中間光致抗蝕劑層進行曝光；及對該中間光致抗蝕劑層進行顯影工藝，以去除未被曝光的中間光致抗蝕劑層，而保留被曝光的中間光致抗蝕劑層，得到一個剩余光致抗蝕劑層。
[0015]本發(fā)明所提供的薄膜晶體管元件及利用該光掩膜制作薄膜晶體管元件的方法將半導體層完全裸露出來，如此便可以直接測量半導體層的厚度，而不會因為被蝕刻出的溝道的長度較小而受到限制，因而能夠保證半導體層厚度測量的準確性，薄膜晶體管元件的品質(zhì)便能夠較容易地被管控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]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)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明第一實施例提供的光掩膜的剖面示意圖。
[0018]圖3至圖7是本發(fā)明第二實施例提供的利用圖1中的光掩膜制作薄膜晶體管元件的方法的示意圖。
[0019]圖8是圖7中的薄膜晶體管元件的俯視圖。
具體實施例
[0020]下面將結(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、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(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)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]實施例一
[0022]請參閱圖1，本發(fā)明第一實施例提供的光掩膜10呈矩形，其可為灰階光掩膜(graytone mask,GTM)、半色調(diào)光掩膜(halftone mask,HTM)或其他在不同區(qū)域可具有不同透光率的光掩膜。本實施例中的光掩膜10上開設(shè)有貫穿該光掩膜10的多條狹縫12。該多條狹縫12彼此平行并等間距排列而形成一個陣列，每條狹縫12均為細長的長方形，每條狹縫12的寬度最佳介于1.5微米至2.5微米之間。該光掩膜10上除該多條狹縫12以外的區(qū)域被定義為遮光圖案區(qū)14，該遮光圖案區(qū)14將該多條狹縫12包圍起來。該遮光圖案區(qū)14由完全不透光材料構(gòu)成，其透光率為0%，也即完全不透光。
[0023]請結(jié)合圖7及圖8，本實施例中的光掩膜10是用于定義薄膜晶體管元件100的數(shù)據(jù)層70及半導體層50的圖案，其中，該多條狹縫12用于定義該數(shù)據(jù)層70的圖案，該遮光圖案區(qū)14用于定義溝道52的寬度。
[0024]第二實施例
[0025]請一并參閱圖2至圖7，本發(fā)明第二實施例提供的利用該光掩膜10制作薄膜晶體管元件100(圖8示)的方法，包括以下步驟:
[0026]第一步，請參閱圖2，提供一個基板20，并依序在該基板20上形成柵極30、柵極絕緣層40、半導體層50、摻雜層(或稱歐姆接觸層)60、數(shù)據(jù)層70。其中，該基板20由玻璃或者塑膠制成。本實施例中，該基板20由玻璃制成。該柵極30為鑰層、鋁層、鈦層或銅層，或者是任意兩層的堆疊。該柵極絕緣層40—般為SiNx層。該半導體層50為非晶硅(a-Si)半導體層。
[0027]第二步，請參閱圖2，在該數(shù)據(jù)層70上形成原始光致抗蝕劑層80。該原始光致抗蝕劑層80的厚度為D。本實施例中，該原始光致抗蝕劑層80為負型光刻膠，即，進行曝光顯影程序后，被光照到的原始光致抗蝕劑層80被保留下來，而未被光照到的原始光致抗蝕劑層80就會被去除。
[0028]第三步，請參閱圖3，通過濕蝕刻的方式去除一定厚度的原始光致抗蝕劑層80。如此，得到一個中間光致抗蝕劑層82，其厚度小于D。
[0029]第四步，請參閱圖3，提供一個光掩膜10，該光掩膜10的特征與第一實施例中所描述一致，在此不再贅述。
[0030]第五步，請參閱圖3及圖4，通過干蝕刻的方式去除與該遮光圖案區(qū)14對應(yīng)的中間光致抗蝕劑層82。具體為:首先，光線通過該光掩膜10照射在該中間光致抗蝕劑層82上以對該中間光致抗蝕劑層82進行曝光。接著，對該中間光致抗蝕劑層82進行顯影工藝，以去除未被曝光的中間光致抗蝕劑層82，而保留被曝光的中間光致抗蝕劑層82。S卩，經(jīng)過顯影工藝后，該中間光致抗蝕劑層82上與該多條狹縫12對應(yīng)的區(qū)域被保留，該中間光致抗蝕劑層82上與該遮光圖案區(qū)14對應(yīng)的區(qū)域被去除。如此，得到一個剩余光致抗蝕劑層84。
[0031]第六步，請一并參閱圖4及圖5，通過濕蝕刻的方式去除未被該剩余光致抗蝕劑層84遮蓋的數(shù)據(jù)層70。
[0032]第七步，請一并參閱圖5及圖6，通過干蝕刻的方式去除未被該剩余光致抗蝕劑層84遮蓋的摻雜層60及部分未被該剩余光致抗蝕劑層84遮蓋的半導體層50。如此，溝道52被蝕刻出來，而且半導體層50也完全裸露出來。
[0033]第八步，去除該剩余光致抗蝕劑層84，以得到薄膜晶體管元件100。
[0034]第三實施例
[0035]請一并參閱圖7及圖8，本發(fā)明第三實施例提供的薄膜晶體管元件100包括基板20、柵極30、柵極絕緣層40、半導體層50、摻雜層60以及數(shù)據(jù)層70。
[0036]該基板20由玻璃或者塑膠制成。本實施例中，該基板20由玻璃制成。該柵極30設(shè)置在該基板20上，其為鑰層、鋁層、鈦層或銅層，或者是任意兩層的堆疊。該柵極絕緣層40設(shè)置在該基板20上并覆蓋該柵極30，且該柵極絕緣層40 —般為SiNx層。該半導體層50為非晶硅(a-Si)半導體層，位于該柵極絕緣層40上。該半導體層50包括一個平坦部54及多個自該平坦部54垂直向上突出的突出部56，每兩個突出部56之間的平坦部54與該兩個突出部56共同形成一個溝道52。該平坦部54的形狀及位置與該光掩膜10上的遮光圖案區(qū)14的形狀及位置對應(yīng)，該多個突出部56的形狀及位置與該光掩膜10上的多個狹縫12的形狀及位置對應(yīng)。具體地，該多個突出部56彼此平行并等間距排列而形成一個陣列，每個突出部56均呈細長的長方形，每個突出部56的寬度最佳介于1.5微米至2.5微米之間。該摻雜層60位于該多個突出部56上。該數(shù)據(jù)層70位于該摻雜層60上,該數(shù)據(jù)層70的圖案與該多個突出部56對應(yīng)，即該數(shù)據(jù)層70被劃分為多個彼此平行并等間距排列的數(shù)據(jù)條72，每個數(shù)據(jù)條72均呈細長的長方形。
[0037]本發(fā)明的薄膜晶體管元件100及利用該光掩膜10制作薄膜晶體管元件100的方法將半導體層50完全裸露出來，如此便可以直接測量半導體層50的厚度，而不會因為被蝕刻出的溝道52的長度較小而受到限制，因而能夠保證半導體層50厚度測量的準確性，薄膜晶體管元件100的品質(zhì)便能夠較容易地被管控。
[0038]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光掩膜，用于定義薄膜晶體管元件(100)的數(shù)據(jù)層(70)及半導體層(50)的圖案，其特征在于，該光掩膜(10)上開設(shè)有貫穿該光掩膜(10)的多條狹縫(12)，該多條狹縫(12)彼此平行并等間距排列，該光掩膜(10)上除該多條狹縫(12)以外的區(qū)域被定義為遮光圖案區(qū)(14)，該遮光圖案區(qū)(14)將該多條狹縫(12)包圍起來。
2.如權(quán)利要求1所述的光掩膜，其特征在于，每條狹縫(12)均為細長的長方形。
3.如權(quán)利要求1所述的光掩膜，其特征在于，每條狹縫(12)的寬度介于1.5微米至2.5微米之間。
4.如權(quán)利要求1所述的光掩膜，其特征在于，該遮光圖案區(qū)(14)由完全不透光材料構(gòu)成。
5.一種使用如權(quán)利要求1所述的光掩膜制造的薄膜晶體管元件，其特征在于，該薄膜晶體管元件包括: 基板(20)； 柵極(30)，設(shè)置在該基板(20)上； 柵極絕緣層(40)，設(shè)置在該基板(20)上并覆蓋該柵極(30)； 半導體層(50)，設(shè)置在該柵極絕緣層(40)上并包括一個平坦部(54)及多個自該平坦部(54)垂直向上突出的突出部(56)，該多個突出部(56)彼此平行并等間距排列，該平坦部(54)與該光掩膜(10)上的遮光`圖案區(qū)(14)對應(yīng)，該多個突出部(56)與該光掩膜(10)上的多個狹縫(12)對應(yīng)； 摻雜層(60)，設(shè)置在該多個突出部(56)上；及 數(shù)據(jù)層(70)，被劃分為多個彼此平行并等間距排列的數(shù)據(jù)條(72)，每個數(shù)據(jù)條(72)均位于該摻雜層(60)上并與該多個突出部(56)對應(yīng)，該數(shù)據(jù)層(60)的圖案由該光掩膜(10)定義。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管元件，其特征在于，該半導體層(50)為非晶硅半導體層。
7.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管元件，其特征在于，該多個突出部(56)及該多個數(shù)據(jù)條(72)均呈細長的長方形。
8.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管元件，其特征在于，該多個突出部(56)的寬度及該多個數(shù)據(jù)條(72)的寬度均介于1.5微米至2.5微米之間。
9.一種制作薄膜晶體管元件的方法，其特征在于，該方法包括: 提供一個基板(20)，并在該基板(20)上依序形成柵極(30)、柵極絕緣層(40)、半導體層(50)、摻雜層(60)及數(shù)據(jù)層(70)； 在該數(shù)據(jù)層(70)上形成原始光致抗蝕劑層(80)； 通過濕蝕刻的方式去除一定厚度的原始光致抗蝕劑層(80)以得到一個中間光致抗蝕劑層(82)； 提供一個光掩膜(10)，該光掩膜(10)上開設(shè)有貫穿該光掩膜(10)的多條狹縫(12)，該多條狹縫(12)彼此平行并等間距排列，該光掩膜(10)上除該多條狹縫(12)以外的區(qū)域被定義為遮光圖案區(qū)(14)，該遮光圖案區(qū)(14)將該多條狹縫(12)包圍起來； 通過干蝕刻的方式去除與該遮光圖案區(qū)(14)對應(yīng)的中間光致抗蝕劑層(82)以得到一個剩余光致抗蝕劑層(84)；通過濕蝕刻的方式去除未被該剩余光致抗蝕劑層(84)遮蓋的數(shù)據(jù)層(70)； 通過干蝕刻的方式去除未被該剩余光致抗蝕劑層(84)遮蓋的摻雜層(60)及部分未被該剩余光致抗蝕劑層(84)遮蓋的半導體層(50);及去除該剩余光致抗蝕劑層(84)。
10.如權(quán)利要求9所述的制作薄膜晶體管元件的方法，其特征在于，通過干蝕刻的方式去除與該遮光圖案區(qū)(14)對應(yīng)的中間光致抗蝕劑層(82)以得到一個剩余光致抗蝕劑層(84)包括以下步驟: 光線通過該光掩膜(10)照射在該中間光致抗蝕劑層(82)上以對該中間光致抗蝕劑層(82)進行曝光；及 對該中間光致抗蝕劑層(82)進行顯影工藝，以去除未被曝光的中間光致抗蝕劑層(82)，而保留被曝光的中間光致抗蝕劑層(82)，得到一個剩余光致抗蝕劑層(84)。
【文檔編號】H01L21/77GK103728827SQ201310733217
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】衣志光 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司