薄膜晶體管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種薄膜晶體管的制備方法。包括如下步驟：在基板的頂面形成柵極；在所述柵極上依次沉積形成柵極絕緣層、半導(dǎo)體材料及蝕刻阻擋層；使用第一光罩對所述蝕刻阻擋層圖案化，形成設(shè)于所述柵極正上方的阻擋塊；沉積第二金屬層；使用第二光罩及光刻膠在所述第二金屬層表面形成源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；蝕刻所述源極區(qū)、所述漏極區(qū)和所述溝道區(qū)的周圍區(qū)域，使得所述柵極絕緣層外露；去除所述光刻膠及蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層，使得留下的所述第二金屬層形成源極和漏極；及使用UV光照射所述基板的底面。本發(fā)明能夠節(jié)省光罩成本，簡化制造工藝。
【專利說明】
薄膜晶體管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，基于金屬氧化物的薄膜晶體管因?yàn)槠滢|移率高、透光性好、薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、制備溫度低以及成本低等優(yōu)點(diǎn)受到越來越多的重視。特別是以銦鎵鋅氧化物(In-Ga-Zn-0，IGZ0)為代表的金屬氧化物TFT，與目前a_Si TFT制成兼容性較高，因而在大尺寸OLED面板的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中制備薄膜晶體管的方法包括四個(gè)光罩步驟，分別為:
[0004]使用第一光罩在基板上制作柵極；
[0005]使用第二光罩制作有源層圖案；
[0006]使用第三光罩制作蝕刻阻擋層圖案;及
[0007]使用第四光罩制作漏極和源極圖案。
[0008]因此，如何節(jié)省光罩的成本及簡化工藝為業(yè)界所持續(xù)研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種薄膜晶體管制備方法，能夠節(jié)省光罩成本，簡化制造工藝。
[0010]本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟:
[0011]在基板的頂面沉積第一金屬層，并將所述第一金屬層圖案化，形成柵極；
[0012]在所述柵極上依次沉積形成柵極絕緣層、半導(dǎo)體材料及蝕刻阻擋層；
[0013]使用第一光罩對所述蝕刻阻擋層圖案化，形成設(shè)于所述柵極正上方的阻擋塊；
[0014]沉積第二金屬層，所述第二金屬層覆蓋所述阻擋塊及所述半導(dǎo)體材料；
[0015]使用第二光罩及光刻膠在所述第二金屬層表面形成源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；
[0016]蝕刻所述源極區(qū)、所述漏極區(qū)和所述溝道區(qū)的周圍區(qū)域，使得所述柵極絕緣層外露；
[0017]去除所述光刻膠及蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層，使得留下的所述第二金屬層形成源極和漏極;及
[0018]使用UV光照射所述基板的底面，使得所述半導(dǎo)體材料與所述源極和所述漏極接觸的部分導(dǎo)電性增強(qiáng)。
[0019]其中，所述半導(dǎo)體材料為非晶銦鎵鋅氧化物，且使用濺射設(shè)備在室溫下沉積形成。
[0020]其中，“去除所述光刻膠及蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層，使得留下的所述第二金屬層形成源極和漏極”的步驟包括:
[0021]通過灰化的方法將所述溝道區(qū)中的光刻膠灰化干凈，并暴露所述第二金屬層；
[0022]蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層;及[0023 ]剝離剩下的所有的所述光刻膠。
[0024]其中，所述第一光罩對所述蝕刻阻擋層圖案化的過程中，以所述柵極圖案為基礎(chǔ)，所述阻擋塊的圖案與所述柵極圖案相同，且通過所述第一光罩形成所述阻擋塊的過程中，從所述基板底面一側(cè)進(jìn)行曝光。
[0025]其中，所述第二光罩為半透光罩。
[0026]其中，所述蝕刻阻擋層的材料為氮化娃(SiNx)材料、或者氧化娃(S1x)材料、或者氧化硅材料與氮化硅材料的復(fù)合層。
[0027]其中，所述第一金屬層的材料包括Al、Mo、Cu、Ag、Cr、T1、AlN1、MoTi中的一種或多種。
[0028]其中，所述基板為玻璃基板。
[0029]其中，所述基板的材料包括石英、云母、氧化鋁或者透明塑料等電絕緣材料中的任意一種或者多種。
[0030]其中，所述柵極絕緣層的材料包括氧化硅材料。
[0031]本發(fā)明的薄膜晶體管的制備方法在制造的過程中，只使用兩塊光罩，分別為第一光罩(以柵極形狀為圖案，又稱為柵極光罩)和第二光罩(為半透光罩)。利用柵極光罩形成阻擋塊，利用半透光國舊形成源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)，再使用UV光從基板底面一側(cè)光照，使得所述半導(dǎo)體材料與所述源極和所述漏極接觸的部分導(dǎo)電性增強(qiáng)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，制造過程中使用的光罩?jǐn)?shù)量較現(xiàn)有技術(shù)的制造方法要少，現(xiàn)有技術(shù)中要用四塊光罩，因此，本發(fā)明節(jié)省了光罩成本，簡化了工藝。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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(shí)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(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中在基板上制作柵極的示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中制作阻擋塊在柵極上制作柵極絕緣層、半導(dǎo)體材料及蝕刻阻擋層的示意圖。
[0035]圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中制作阻擋塊的示意圖。
[0036]圖4為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中沉積第二金屬層并制作源極區(qū)、漏極區(qū)及溝道區(qū)的示意圖。
[0037]圖5為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中蝕刻所述源極區(qū)、所述漏極區(qū)和所述溝道區(qū)的周圍區(qū)域，使得所述柵極絕緣層外露的示意圖。
[0038]圖6為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中通過灰化的方法將所述溝道區(qū)中的光刻膠灰化干凈，并暴露所述第二金屬層的示意圖。
[0039]圖7為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的薄膜晶體管的制備方法中去除光刻膠后，使用UV光照射所述基板的底面，使得所述半導(dǎo)體材料與所述源極和所述漏極接觸的部分導(dǎo)電性增強(qiáng)的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]圖1至圖7表述了本發(fā)明一較佳實(shí)施方式提供的的薄膜晶體管的制備方法的示意圖。
[0042]請參閱圖1，提供一個(gè)基板10，并將基板10清洗潔凈，在基板10的頂面沉積第一金屬層，并將所述第一金屬層圖案化，形成柵極11。一種實(shí)施方式中，所述基板10為玻璃基板。所述基板10的材料還可以包括石英、云母、氧化鋁或者透明塑料等電絕緣材料中的任意一種或者多種。所述基板10為絕緣層襯底能夠減小所述基板的高頻損耗。所述第一金屬層的材料(即柵極11的材料)包括Al、Mo、Cu、Ag、Cr、T1、AlN1、MoTi中的一種或多種。在一實(shí)施方式中，所述柵極11的厚度為1500?6000埃。
[0043]請參閱圖2，在所述柵極11上依次沉積形成柵極絕緣層12、半導(dǎo)體材料13及蝕刻阻擋層14。所述半導(dǎo)體材料13形成的半導(dǎo)體層也稱為溝道層或者有源層。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體材料13為金屬氧化物半導(dǎo)體層，所述金屬氧化物半導(dǎo)體層可以包括但不僅限于以下材料中的一種或者多種:ZnO基透明氧化物半導(dǎo)體材料，SnO2基透明氧化物半導(dǎo)體材料，In2O3基透明氧化物半導(dǎo)體材料等。舉例而言，所述半導(dǎo)體材料13為非晶銦鎵鋅氧化物(amorphousindium gallium zinc oxide，a_IGZ0)，且使用派射設(shè)備在室溫下沉積形成。
[0044]所述蝕刻阻擋層的材料為氮化娃(SiNx)材料、或者氧化娃(S1x)材料、或者氧化硅材料與氮化硅材料的復(fù)合層。所述柵極絕緣層的材料包括氧化硅材料，所述柵極絕緣層的厚度可以為1500?4000埃。
[0045]請參閱圖3，使用第一光罩對所述蝕刻阻擋層14圖案化，形成設(shè)于所述柵極11正上方的阻擋塊141。具體而言，所述第一光罩對所述蝕刻阻擋層14圖案化的過程中，以所述柵極11的圖案為基礎(chǔ)，所述阻擋塊141的圖案與所述柵極11圖案相同，且通過所述第一光罩形成所述阻擋塊的過程中，從所述基板10底面一側(cè)進(jìn)行曝光。
[0046]請參閱圖4，沉積第二金屬層15，所述第二金屬層15覆蓋所述阻擋塊及所述半導(dǎo)體材料。所述第二金屬層15的材料包括但不僅限于Al，Mo，Cu，Ag、Cr、T1、AlN1、MoTi等金屬材料材料中的一種或者多種。
[0047]使用第二光罩及光刻膠在所述第二金屬層15表面形成源極區(qū)161(即圖4中標(biāo)示為Al的區(qū)域)、漏極區(qū)162(即圖4中標(biāo)示為A2的區(qū)域)和溝道區(qū)163(即圖4中標(biāo)示為A3的區(qū)域)；
所述第二光罩為半透光罩。
[0048]請參閱圖5，蝕刻所述源極區(qū)161、所述漏極區(qū)162和所述溝道區(qū)163的周圍區(qū)域，使得所述柵極絕緣層12外露，如圖5所中示，柵極絕緣層12之背離基板10的部分表面外露，夕卜露區(qū)域環(huán)繞半導(dǎo)體材料13和第二金屬層15。
[0049]請參閱圖6和圖7，去除所述光刻膠及蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層，15使得留下的所述第二金屬層形成源極151和漏極152。具體而言，先通過灰化的方法將所述溝道區(qū)中的光刻膠灰化干凈，并暴露所述第二金屬層15;再蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層15，并將阻擋塊141暴露(如圖6所示)；最后剝離剩下的所有的所述光刻膠(圖6中標(biāo)號為161和162的部分)。
[0050]如圖7所示，使用UV光(基板10底面帶箭頭的線表示UV光)照射所述基板10的底面，使得所述半導(dǎo)體材料13與所述源極151和所述漏極152接觸的部分導(dǎo)電性增強(qiáng)，即通過UV光照，將半導(dǎo)體材料13形成第一導(dǎo)電區(qū)131、第二導(dǎo)電區(qū)132及位于第一導(dǎo)電區(qū)131和第二導(dǎo)電區(qū)132之間的中間區(qū)域(未標(biāo)號)第一導(dǎo)電區(qū)131與源極151接觸，第二導(dǎo)電區(qū)132與漏極152接觸。
[0051]本發(fā)明的薄膜晶體管的制備方法在制造的過程中，只使用兩塊光罩，分別為第一光罩(以柵極形狀為圖案，又稱為柵極光罩)和第二光罩(為半透光罩)。利用柵極光罩形成阻擋塊141，利用半透光罩形成源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)，再使用UV光從基板底面一側(cè)光照，使得所述半導(dǎo)體材料13與所述源極151和所述漏極152接觸的部分導(dǎo)電性增強(qiáng)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，制造過程中使用的光罩?jǐn)?shù)量較現(xiàn)有技術(shù)的制造方法要少，現(xiàn)有技術(shù)中要用四塊光罩，因此，本發(fā)明節(jié)省了光罩成本，簡化了工藝。
[0052]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，所述薄膜晶體管的制備方法包括: 在基板的頂面沉積第一金屬層，并將所述第一金屬層圖案化，形成柵極； 在所述柵極上依次沉積形成柵極絕緣層、半導(dǎo)體材料及蝕刻阻擋層； 使用第一光罩對所述蝕刻阻擋層圖案化，形成設(shè)于所述柵極正上方的阻擋塊； 沉積第二金屬層，所述第二金屬層覆蓋所述阻擋塊及所述半導(dǎo)體材料； 使用第二光罩及光刻膠在所述第二金屬層表面形成源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)； 蝕刻所述源極區(qū)、所述漏極區(qū)和所述溝道區(qū)的周圍區(qū)域，使得所述柵極絕緣層外露；去除所述光刻膠及蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層，使得留下的所述第二金屬層形成源極和漏極;及 使用UV光照射所述基板的底面，使得所述半導(dǎo)體材料與所述源極和所述漏極接觸的部分導(dǎo)電性增強(qiáng)。2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料為非晶銦鎵鋅氧化物，且使用濺射設(shè)備在室溫下沉積形成。3.如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，“去除所述光刻膠及蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層，使得留下的所述第二金屬層形成源極和漏極”的步驟包括: 通過灰化的方法將所述溝道區(qū)中的光刻膠灰化干凈，并暴露所述第二金屬層； 蝕刻所述溝道區(qū)中的所述第二金屬層;及 剝離剩下的所有的所述光刻膠。4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述第一光罩對所述蝕刻阻擋層圖案化的過程中，以所述柵極圖案為基礎(chǔ)，所述阻擋塊的圖案與所述柵極圖案相同，且通過所述第一光罩形成所述阻擋塊的過程中，從所述基板底面一側(cè)進(jìn)行曝光。5.如權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述第二光罩為半透光罩。6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述蝕刻阻擋層的材料為氮化娃(S iNx)材料、或者氧化娃(S 1x)材料、或者氧化娃材料與氮化娃材料的復(fù)合層。7.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述第一金屬層的材料包括Al、Mo、Cu、Ag、Cr、T1、AlN1、MoTi 中的一種或多種。8.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述基板為玻璃基板。9.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述基板的材料包括石英、云母、氧化鋁或者透明塑料等電絕緣材料中的任意一種或者多種。10.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管制備方法，其特征在于，所述柵極絕緣層的材料包括氧化硅材料。
【文檔編號】H01L29/786GK105895534SQ201610417495
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】胡俊艷
【申請人】武漢華星光電技術(shù)有限公司