專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，更具體地，涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，該制造方法包括當(dāng)形成半導(dǎo)體層以及源和漏電極的接觸孔、正電極以及源和漏電極的通孔、金屬互連線之間的通孔、或通孔接觸孔時，進(jìn)行使用高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕中的至少一種干法腐蝕并且在最終腐蝕過程中進(jìn)行濕法腐蝕，以致接觸孔、通孔或通孔接觸孔可被形成為具有不同圓錐角的多種輪廓，并且當(dāng)進(jìn)行濕法干法處理時就可以完全去除因腐蝕而產(chǎn)生的腐蝕殘渣，由此就能夠使接觸孔、通孔和通孔接觸孔具有優(yōu)良的接觸性能。
背景技術(shù)：
通常，硅薄膜晶體管(TFT)被應(yīng)用于大面積的集成電路(IC)，例如平板顯示器、圖像傳感器、復(fù)印機、打印機、掃描儀等等。
平板顯示器的實例包括液晶顯示器(LCD)、有機電致發(fā)光(EL)器件等，并且平板顯示器的典型技術(shù)是有機EL器件，其主要分為有源矩陣有機EL器件和無源矩陣有機EL器件，其中通過有源器件例如薄膜晶體管來控制有源矩陣有機EL器件中的每個像素，以致它在速率、視角和對比度方面優(yōu)于無源矩陣有機EL器件，由此就能夠?qū)崿F(xiàn)具有非常高分辨率的屏幕。
將硅TFT用于有機EL器件的重要原因是可以在400℃或更低的低溫下進(jìn)行處理，器件特性的穩(wěn)定性可以非常優(yōu)良，并且可以容易地在大面積玻璃襯底上實施集成。
圖1A和1B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TFT的接觸孔的制造方法的剖面圖。
首先，圖1A示出了在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)的工序剖面圖。如圖1A所示，緩沖層12由在絕緣襯底11例如塑料或玻璃上的氧化硅層或氮化硅層形成，然后形成非晶硅層。使非晶硅層結(jié)晶，以形成多晶硅層，然后構(gòu)圖該多晶硅層以形成半導(dǎo)體層13。然后，在襯底的整個表面上形成柵絕緣層14，在其上淀積用于形成柵電極的材料，然后構(gòu)圖該材料以形成柵電極15。隨后，在襯底的整個表面之上，由氧化硅層或氮化硅層形成用于保護(hù)下面元件或使下面元件絕緣的層間電介質(zhì)16。
接著，圖1B示出了在襯底上采用光刻膠圖形而形成接觸孔的工序剖面圖。如圖1B所示，形成用于覆蓋襯底的整個表面的光刻膠并用于通過曝光工序?qū)⒔佑|孔的待形成區(qū)域進(jìn)行開口的光刻膠圖形17，并使用此光刻膠圖形干法腐蝕光刻膠，以形成接觸孔18。然后，去除光刻膠圖形，用導(dǎo)電材料填充接觸孔，在層間電介質(zhì)上形成源和漏電極(未示出)。
然而，在上述形成接觸孔的方法中，如圖2所示，干法腐蝕會在接觸孔18的下面形成聚合物21，接觸孔18已經(jīng)穿透了層間電介質(zhì)17和柵絕緣層14并已暴露出半導(dǎo)體層13的表面，以致需要特定的聚合物去除溶液來去除聚合物，導(dǎo)致增加去除聚合物的工序，并且因過腐蝕22就會損傷半導(dǎo)體層的表面，從而使接觸電阻不均勻。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明通過提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法就解決了與常規(guī)器件相關(guān)的上述問題，當(dāng)形成半導(dǎo)體層以及源和漏電極的接觸孔、正電極以及源和漏電極的通孔、在金屬互連線之間的通孔、或通孔接觸孔時，進(jìn)行使用高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕中的至少一種干法腐蝕并且在最終腐蝕處理中進(jìn)行濕法腐蝕，以致可以形成具有不同錐形角度的多種輪廓的接觸孔、通孔或通孔接觸孔，并且當(dāng)進(jìn)行濕法干法處理時就可以完全去除因腐蝕而產(chǎn)生的腐蝕殘渣，由此就能夠使接觸孔、通孔和通孔接觸孔具有優(yōu)良的接觸特性。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底；在襯底上形成并具有半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)的薄膜晶體管；以及穿透柵絕緣層和層間電介質(zhì)并暴露半導(dǎo)體層的表面且具有多種輪廓的接觸孔，其中接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法包括在襯底上形成半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)；在部分層間電介質(zhì)和柵絕緣層上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的接觸孔；以及濕法腐蝕具有預(yù)定深度的接觸孔以完成接觸孔，以便暴露半導(dǎo)體層的表面并同時去除在腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底；在襯底上形成并具有源和漏電極的薄膜晶體管(TFT)；在TFT之上形成的鈍化層和平坦化層；以及穿透鈍化層和平坦化層并暴露源和漏電極且具有多種輪廓的通孔，其中通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法包括在襯底上形成包括源和漏電極的薄膜晶體管(TFT)；在TFT之上形成鈍化層和平坦化層；在部分鈍化層和平坦化層上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的通孔；以及濕法腐蝕具有預(yù)定深度的通孔以完成此通孔，以便暴露源和漏電極并同時去除在腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底；在襯底上形成的金屬互連線和層間電介質(zhì)；以及穿透層間電介質(zhì)并暴露金屬互連線且具有多種輪廓的通孔，其中通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法包括在襯底上形成金屬互連線和層間電介質(zhì)；在部分層間電介質(zhì)上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的通孔；以及濕法腐蝕具有預(yù)定深度的通孔以完成此通孔，以便暴露金屬互連線并同時去除在腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底；在襯底上形成的半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極；在襯底上形成的平坦化層；以及穿透平坦化層和柵絕緣層并暴露半導(dǎo)體層且具有多種輪廓的通孔接觸孔，其中通孔接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法包括在襯底上形成半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極；在襯底上形成平坦化層；在部分柵絕緣層和平坦化層上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的通孔接觸孔；以及濕法腐蝕具有預(yù)定深度的通孔接觸孔以完成此通孔接觸孔，以便暴露半導(dǎo)體層并同時去除在腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底；在襯底上形成的半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)；包括接觸孔的薄膜晶體管(TFT)區(qū)，該接觸孔穿透柵絕緣層和層間電介質(zhì)、暴露半導(dǎo)體層的表面且具有多種輪廓，其中接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓；在襯底上形成且與TFT區(qū)隔開一預(yù)定間隔的金屬互連線和絕緣層；以及包括通孔的金屬互連區(qū)，該通孔穿透絕緣層并具有多種輪廓，其中通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法包括在襯底的薄膜晶體管(TFT)區(qū)上形成半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極，并且在與TFT區(qū)隔開一預(yù)定間隔的金屬互連線區(qū)中形成金屬互連線；在TFT區(qū)中形成層間電介質(zhì)，并且在金屬互連線區(qū)中形成絕緣層；在金屬互連線區(qū)中的絕緣層以及在TFT區(qū)中的層間電介質(zhì)和柵絕緣層的一部分上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成每個都具有預(yù)定深度的接觸孔和通孔；以及濕法腐蝕每個都具有預(yù)定深度的接觸孔和通孔，以便完成接觸孔和通孔從而暴露金屬互連線區(qū)中的金屬互連線和TFT區(qū)中的半導(dǎo)體層并同時去除在腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
將參照附圖并參照確定的示例性實施例來描述本發(fā)明的上述和其它特征，其中圖1A和1B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TFT的接觸孔的形成方法的剖面圖；圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所形成的接觸孔的問題的剖面圖；圖3A-3E是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的接觸孔形成方法和使用該接觸孔的工序的剖面圖；圖4A-4G是示出根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的接觸孔形成方法的剖面圖，以及使用接觸孔的工序的剖面圖和剖面照片；圖5A-5E是示出根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的通孔形成方法以及使用通孔的工序的剖面圖；圖6A-6E是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔形成方法以及使用通孔的工序的剖面圖；圖7A-7E是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔形成方法以及使用通孔的工序的剖面圖；圖8A-8E是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔形成方法以及使用通孔的工序的剖面圖；圖9A-9E是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔接觸孔形成方法以及使用通孔接觸孔的工序的剖面圖；圖10A-10E是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔接觸孔形成方法以及使用通孔接觸孔的工序的剖面圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的同時形成接觸孔和通孔的方法以及使用此接觸孔和通孔的半導(dǎo)體器件的剖面圖；以及圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的同時形成接觸孔和通孔的方法以及使用此接觸孔和通孔的工序的剖面圖。
具體實施例方式
通過以下參照附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述目的、它的技術(shù)構(gòu)思和它的操作效果的細(xì)節(jié)將變得明顯，附圖中展現(xiàn)了本發(fā)明的示例性實施例。
(第一實施例)圖3A-3E是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的接觸孔形成方法和使用此接觸孑L自勺工序的剖面圖。
首先，圖3A是在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)的工序剖面圖。如圖3A所示，在絕緣襯底101例如塑料或玻璃上形成緩沖層102。緩沖層102起到防止產(chǎn)生自絕緣襯底的水汽或雜質(zhì)擴散的作用，或者起到當(dāng)進(jìn)行結(jié)晶時通過調(diào)整熱傳導(dǎo)速度就容易地進(jìn)行半導(dǎo)體層的結(jié)晶的作用。
接著，在緩沖層102上形成非晶硅層，然后使該非晶硅層結(jié)晶成為多晶硅層或單晶硅層，對其進(jìn)行構(gòu)圖以形成半導(dǎo)體層103。在此情況下，對非晶硅層可以使用化學(xué)氣相淀積(CVD)方法或物理氣相淀積(PVD)方法。此外，當(dāng)形成非晶硅層時或在形成非晶硅層之后，可以實施使非晶硅層脫水以降低氫濃度的工序。
接著，在其中已經(jīng)形成有半導(dǎo)體層的襯底的整個表面之上形成柵絕緣層104，在柵絕緣層上形成用于形成柵電極的材料，并構(gòu)圖該材料以形成柵電極105。在形成柵電極105之后，可以采用柵電極作為掩膜，實施注入雜質(zhì)離子的工序，由此進(jìn)行在半導(dǎo)體層中限定出源和漏區(qū)以及溝道區(qū)的工序。
然后，在襯底的整個表面之上形成層間電介質(zhì)，該層間電介質(zhì)起到保護(hù)形成在下面的元件或使這些元件彼此電絕緣的作用。
在此情況下，緩沖層、柵絕緣層和層間電介質(zhì)由氧化物層例如氧化硅層或氮化物層例如氮化硅層形成。
接著，圖3B是說明用于形成襯底上的接觸孔的光刻膠圖形的形成步驟的剖面圖。如圖3B所示，在其上已經(jīng)形成了緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極的襯底之上，形成用于形成接觸孔的光刻膠圖形107。
光刻膠圖形107以一種方式形成，即，采用旋涂方法或噴涂方法將它首先涂覆在襯底上，并且隨后實施曝光和顯影處理。
接著，圖3C是說明通過利用光刻膠圖形干法腐蝕層間電介質(zhì)和柵絕緣層的一部分從而形成具有預(yù)定深度的接觸孔的步驟的剖面圖。如圖3C所示，采用光刻膠圖形107干法腐蝕層間電介質(zhì)106和柵絕緣層104，由此形成具有預(yù)定深度的接觸孔108。
在此情況下，如圖3C的區(qū)域A和B中所示，可以使用穿透層間電介質(zhì)并僅僅腐蝕部分柵絕緣層的方法和僅僅腐蝕部分層間電介質(zhì)的方法?？蛇x擇地，可以使用穿透層間電介質(zhì)但不腐蝕柵絕緣層以形成接觸孔的方法，然而在同一圖中未示出此方法。換句話說，接觸孔可以通過干法腐蝕處理來形成為具有所需深度，這是為了通過干法腐蝕處理不會損傷其下形成的半導(dǎo)體層，防止其下的半導(dǎo)體層被暴露和殘渣例如聚合物附著于其上，且按照所需形狀來形成接觸孔的輪廓(profile)。
此外，當(dāng)實施干法腐蝕時，可以以高腐蝕速率來腐蝕層間電介質(zhì)和柵絕緣層，以致可以調(diào)整接觸孔的圓錐角(taper angle)以及接觸孔的深度，并且通過本發(fā)明的干法腐蝕就可以將接觸孔腐蝕成具有幾乎垂直于所形成層的角度。在此情況下，通過干法腐蝕形成的接觸孔圓錐角109就可以在60°-90°的可接受范圍，優(yōu)選在75°-90°的范圍。
在此情況下，對于干法腐蝕，可以使用離子腐蝕處理例如離子束腐蝕處理和射頻(RF)濺射腐蝕處理、或反應(yīng)腐蝕處理例如反應(yīng)離子腐蝕處理。
接著，圖3D是說明濕法腐蝕形成為預(yù)定深度的接觸孔以暴露半導(dǎo)體層表面的步驟的剖面圖，由此完成此接觸孔。如圖3D所示，完成通過干法腐蝕蝕刻成預(yù)定深度的接觸孔，以通過濕法腐蝕暴露半導(dǎo)體層130的表面。
在此情況下，如圖3D的區(qū)域A中所示，可以不去除光刻膠圖形，可以濕法腐蝕通過干法腐蝕形成的接觸孔，以暴露出半導(dǎo)體層的表面，并且可以通過各向同性濕法腐蝕形成小的接觸孔圓錐角11O，或者如圖3D的區(qū)域B中所示，可以去除光刻膠圖形，并且可以通過各向同性濕法腐蝕形成小的接觸孔圓錐角。當(dāng)在去除光刻膠圖形之后實施濕法腐蝕時，層間電介質(zhì)的表面被腐蝕從而趨向于減少層間電介質(zhì)的厚度，然而，當(dāng)考慮到上述狀態(tài)而形成層間電介質(zhì)時就不會存在問題。
在此情況下，通過濕法腐蝕形成的接觸孔的圓錐角(taper angle)就具有5°-60°的范圍，優(yōu)選5°-45°的范圍。此外，實施濕法腐蝕，以便采用對于層間電介質(zhì)或柵絕緣層具有高選擇性的腐蝕溶液來濕法腐蝕半導(dǎo)體層，從而甚至在暴露出半導(dǎo)體層表面時所述半導(dǎo)體層根本不被濕法腐蝕溶液損壞，并且還可以去除其上產(chǎn)生的一些聚合物殘渣。
因此，形成了具有兩種輪廓的接觸孔114，以便接觸孔的上部分具有通過濕法腐蝕形成的輪廓111，且接觸孔的下部分具有通過干法腐蝕形成的輪廓112。
圖3E是采用具有上述兩種輪廓的接觸孔的TFT的形成工序的剖面圖。如圖3E所示，在已經(jīng)形成了兩種輪廓的接觸孔的襯底的整個表面之上，淀積用于形成源和漏電極的材料，然后構(gòu)圖此材料，以形成源和漏電極113，由此完成TFT。結(jié)果，源和漏電極與半導(dǎo)體層之間的接觸孔由兩種輪廓接觸孔114形成，使接觸孔114的上部分具有濕法腐蝕輪廓且使其下部分具有干法腐蝕輪廓，以致完全去除聚合物殘渣，就不會具有因殘渣引起的接觸電阻，并且不會腐蝕半導(dǎo)體層的表面，以至半導(dǎo)體層的表面不會被損傷，并且接觸孔的兩種輪廓易于用源和漏電極的形成材料來填充此接觸孔。
(第二實施例)圖4A-4G是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的接觸孔形成方法的剖面圖，以及使用此接觸孔的工序的剖面圖和剖面照片。
首先，圖4A是說明在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)的步驟的剖面圖。如圖4A所示，在絕緣襯底151例如塑料或玻璃上形成緩沖層152。緩沖層152起到防止產(chǎn)生自絕緣襯底的水汽或雜質(zhì)擴散的作用，或者起到當(dāng)進(jìn)行結(jié)晶時通過調(diào)整熱傳導(dǎo)速度就容易地進(jìn)行半導(dǎo)體層的結(jié)晶的作用。
接著，在緩沖層152上形成非晶硅層，然后使該非晶硅層結(jié)晶，以形成多晶硅層或單晶硅層，并對其進(jìn)行構(gòu)圖，以形成半導(dǎo)體層153。在此情況下，對非晶硅層可以使用CVD方法或PVD方法。此外，當(dāng)形成非晶硅層時或在形成非晶硅層之后，可以實施使非晶硅層脫水以降低氫濃度的工序。
接著，在其中已經(jīng)形成有半導(dǎo)體層的襯底的整個表面之上形成柵絕緣層154，在柵絕緣層154上形成用于形成柵電極的材料，并構(gòu)圖該材料，以形成柵電極155。在形成柵電極155之后，可以采用柵電極155作為掩膜實施注入雜質(zhì)離子的工序，由此進(jìn)行在半導(dǎo)體層中限定出源和漏區(qū)以及溝道區(qū)的工序。
然后，在襯底的整個表面之上形成層間電介質(zhì)156，該層間電介質(zhì)156到保護(hù)其下形成的元件或使元件相互電絕緣的作用。
在此情況下，緩沖層152、柵絕緣層154和層間電介質(zhì)155由氧化物層例如氧化硅層或氮化物層例如氮化硅層形成。
在必須的情況下將形成緩沖層152，以致當(dāng)不需要緩沖層152時則可以不形成它。
接著，圖4B是說明用于形成襯底上的接觸孔的光刻膠圖形的形成步驟的剖面圖。如圖4B所示，在其上已經(jīng)形成了緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極的襯底之上，形成用于形成接觸孔的光刻膠圖形157。
如下形成光刻膠圖形157，首先采用旋涂方法或噴涂方法將它涂覆在襯底上，并且隨后實施曝光和顯影處理。
接著，圖4C是說明以高腐蝕速率干法腐蝕層間電介質(zhì)和柵絕緣層的一部分以具有第一深度的步驟的剖面圖。如圖4C所示，采用光刻膠圖形157，以高腐蝕速率干法腐蝕層間電介質(zhì)156和柵絕緣層154，由此形成具有第一深度的第一接觸孔158。
在此情況下，如圖4C的區(qū)域A和B中所示，可以使用穿透層間電介質(zhì)并僅僅腐蝕部分柵絕緣層的方法和僅僅腐蝕部分層間電介質(zhì)的方法?？蛇x擇地，可以使用穿透層間電介質(zhì)但不腐蝕柵絕緣層以形成接觸孔的方法，然而在同一圖中未示出此方法。換句話說，可以通過高腐蝕速率的干法腐蝕來形成具有所需深度的接觸孔，這是為了通過干法腐蝕處理不會損傷其下形成的半導(dǎo)體層，防止其下的半導(dǎo)體層被暴露和不會殘留例如粘附其上的聚合物，且按照所需形狀來形成接觸孔的輪廓。
此外，由于高腐蝕速率，可以快速地干法腐蝕層間電介質(zhì)和柵絕緣層。在此情況下，通過干法腐蝕形成的具有第一深度的第一接觸孔的圓錐角159就可以在30°-70°的可接受范圍，優(yōu)選在30°-50°的范圍。
在此情況下，對于高腐蝕速率的干法腐蝕，可以使用離子腐蝕處理例如離子束腐蝕處理和射頻(RF)濺射腐蝕處理，或反應(yīng)腐蝕處理例如反應(yīng)離子腐蝕處理和感應(yīng)耦合等離子體腐蝕處理。
接著，圖4D是說明按照對于半導(dǎo)體層具有高選擇性的方式干法腐蝕已經(jīng)被腐蝕為第一深度的柵絕緣層和層間電介質(zhì)由此具有第二深度的步驟的剖面圖。如圖4D所示，通過高選擇性腐蝕，腐蝕已按照高腐蝕速率的干法腐蝕方式蝕刻成具有第一深度的第一接觸孔的柵絕緣層和層間電介質(zhì)，以致半導(dǎo)體層具有對于柵絕緣層和層間電介質(zhì)的高選擇性，由此形成具有第二深度的第二接觸孔160。在此情況下，在第二接觸孔的下部分中維持第一接觸孔的輪廓，這源于以下的事實，即高選擇性腐蝕方式下的腐蝕速率低同時對于柵絕緣層或?qū)娱g電介質(zhì)的腐蝕選擇性高。
在此情況下，高選擇性的干法腐蝕意味著對于柵絕緣層和層間電介質(zhì)的腐蝕速率高且對于半導(dǎo)體層的腐蝕速率低，以致通過高選擇性干法腐蝕來腐蝕柵絕緣層和層間電介質(zhì)而幾乎不腐蝕半導(dǎo)體層，并且因為不怎麼使光刻膠圖形凹陷，所以通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二接觸孔的圓錐角161具有幾乎垂直于相鄰層的輪廓，此圓錐角大于具有第一深度的第一接觸孔的圓錐角。換句話說，通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二接觸孔的圓錐角在60°-90°的范圍。在此情況下，優(yōu)選此圓錐角在70°-90°的范圍。
如圖4D的區(qū)域A中所示，可以將具有第二深度的第二接觸孔形成為不暴露出半導(dǎo)體層的深度，或者如圖4D的區(qū)域B中所示，可以將具有第二深度的第二接觸孔形成為暴露出半導(dǎo)體層的深度。這是可能的，因為通過高選擇性干法腐蝕僅僅腐蝕柵絕緣層和層間電介質(zhì)而幾乎不腐蝕半導(dǎo)體層，以致甚至當(dāng)如圖4D的區(qū)域B中所示暴露半導(dǎo)體層時幾乎不損傷半導(dǎo)體層的表面。然而，根據(jù)具體情況高選擇性干法腐蝕也會影響半導(dǎo)體層，以致可將半導(dǎo)體層腐蝕為區(qū)域A中所示的不暴露出半導(dǎo)體層的深度，由此就最初地避免了它受損傷或過腐蝕。
在此情況下，對于高選擇性干法腐蝕處理，可以使用離子束腐蝕處理例如高腐蝕速率的干法腐蝕處理、離子腐蝕處理例如RF濺射腐蝕處理、或反應(yīng)腐蝕處理例如反應(yīng)離子腐蝕處理和感應(yīng)耦合等離子體腐蝕處理。此外，在本發(fā)明中不進(jìn)行具體限定，然而假定高腐蝕速率的干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕使用離子腐蝕處理或反應(yīng)腐蝕處理，并且在高腐蝕速率干法腐蝕的情況下采用CF4/O2或SF6/O2氣體，在高選擇性干法腐蝕的情況下采用具有高CF比的C4F8、CHF3或C2HF5氣體。
接著，圖4E是說明對已腐蝕成第二深度的區(qū)域濕法腐蝕以形成第三接觸孔的步驟的剖面圖。如圖4E所示，濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性的干法腐蝕而形成的第一和第二接觸孔，以形成第三接觸孔162，這樣完成此接觸孔。濕法腐蝕可以優(yōu)選采用濕法腐蝕溶液例如稀釋的氫氟酸(DHF)或含有緩沖劑的氫氟酸(BHF)，該濕法腐蝕溶液完全不會腐蝕半導(dǎo)體層。采用此腐蝕溶液來腐蝕半導(dǎo)體層的表面和接觸孔的側(cè)面，以去除其上的雜質(zhì)或聚合物殘渣，由此在半導(dǎo)體層上就不會有雜質(zhì)。
在此情況下，如圖4E的區(qū)域A中所示，可以不去除光刻膠圖形，可以濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性的干法腐蝕形成的第一和第二接觸孔，以暴露出半導(dǎo)體層的表面(或者，當(dāng)已經(jīng)暴露該表面時就增加第一和第二接觸孔的各寬度)，通過各向同性濕法腐蝕可以形成小的第三接觸孔的圓錐角143，或者如圖4E的區(qū)域B中所示，可以去除光刻膠圖形，并通過各向同性濕法腐蝕可以形成小的第三接觸孔的圓錐角。當(dāng)在去除了光刻膠圖形之后實施濕法腐蝕時，層間電介質(zhì)的表面被腐蝕從而趨向于減少層間電介質(zhì)的厚度，然而，當(dāng)考慮到上述狀態(tài)將形成層間電介質(zhì)時就不會存在問題。
在此情況下，通過濕法腐蝕形成的第三接觸孔的圓錐角具有5°-50°的范圍，優(yōu)選具有5°-35°的范圍。此外，實施濕法腐蝕，以致用相對于層間電介質(zhì)或柵絕緣層具有高選擇性的腐蝕溶液來濕法腐蝕半導(dǎo)體層，由此甚至當(dāng)暴露或已經(jīng)暴露出半導(dǎo)體層的表面時，通過此濕法腐蝕溶液完全不會損傷半導(dǎo)體層，并且也可以去除其上產(chǎn)生的一些聚合物殘渣。
結(jié)果，就完成了含有第一、第二和第三接觸孔的三種輪廓接觸孔，這樣，就使三種輪廓接觸孔的上部分形成為具有濕法腐蝕輪廓、它的中央部分形成為具有大圓錐角的高選擇性的干法腐蝕輪廓、并且它的下部分形成為具有小圓錐角的高腐蝕速率的干法腐蝕輪廓。
接著，圖4F是采用上述三種輪廓的接觸孔來形成TFT的工序的剖面圖。如圖4F所示，在形成了具有上述三種輪廓的接觸孔的襯底的整個表面之上，淀積用于形成源和漏電極的材料，然后構(gòu)圖此材料，以形成源和漏電極164，由此完成TFT。結(jié)果，就將在源和漏電極與半導(dǎo)體層之間的接觸孔形成為具有高腐蝕速率干法腐蝕輪廓的三種輪廓接觸孔165，其中三種輪廓接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓、它的中央部分具有大圓錐角的高選擇性的干法腐蝕輪廓、并且它的下部分具有小圓錐角的高腐蝕速率的干法腐蝕輪廓，以致因為完全去除了聚合物殘渣而不會存在接觸電阻，不會腐蝕半導(dǎo)體層的表面，由此半導(dǎo)體層的表面就不會有損傷，并且接觸孔的三種輪廓易于用形成源和漏電極的材料來填充此接觸孔，通過濕法腐蝕就去除了在此處理期間易于產(chǎn)生的自然氧化物層，這樣就能夠降低由自然氧化物層引起的接觸電阻。
接著，圖4G是采用上述三種輪廓的接觸孔而形成的源和漏電極的剖面照片。圖4G是圖4F的區(qū)域A的放大照片，并且第一緩沖層172和第二緩沖層173由玻璃襯底171上的氧化物層或氮化物層形成，如同一圖中所示，在第二緩沖層173上形成半導(dǎo)體層174。
接著，在半導(dǎo)體層174上形成柵絕緣層175，形成在照片中未示出的柵電極，并形成層間電介質(zhì)176。
通過在本發(fā)明的第一實施例中所述的高腐蝕速率干法腐蝕、高選擇性干法腐蝕和濕法腐蝕，腐蝕層間電介質(zhì)176和柵絕緣層175，由此形成具有三種輪廓的接觸孔177以及源和漏電極178。在此情況下，三種輪廓的形狀表示為虛線179。
接著，在襯底的整個表面上形成鈍化層180，并且實施后續(xù)工序，從而形成TFT，可以使用此TFT來形成顯示器件。
在此情況下，如照片中所示，由于在三種輪廓的接觸孔中形成的源和漏電極具有帶高腐蝕速率干法腐蝕輪廓的第一接觸孔177a、具有高選擇性干法腐蝕輪廓的第二接觸孔177b和具有濕法腐蝕輪廓的第三接觸孔177c，就能夠看出，通過具有緩變臺階覆蓋的三種輪廓接觸孔，就緩變地形成源和漏電極。此外，可以調(diào)整三種輪廓接觸孔中第一接觸孔的第一深度181a、第二接觸孔的第二深度181b和第三接觸孔的第三深度181c，以便易于調(diào)整三種輪廓接觸孔的臺階覆蓋。然而，在上述說明書中沒有描述第三深度181c，它等于從接觸孔的深度減去第一和第二深度的深度。
(第三實施例)圖5A-5E是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的通孔的形成方法以及使用此通孔的工序的剖面圖。
首先，圖5A是在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極、層間電介質(zhì)以及源和漏電極的步驟的剖面圖。如圖5A所示，在絕緣襯底201例如塑料或玻璃上形成緩沖層202。
接著，在緩沖層202上形成非晶硅層，然后使該非晶硅層結(jié)晶成為多晶硅層或單晶硅層，并對其進(jìn)行構(gòu)圖，以形成半導(dǎo)體層203。在此情況下，對非晶硅層可以使用CVD方法或PVD方法。
接著，在其中已經(jīng)形成有半導(dǎo)體層的襯底的整個表面之上形成柵絕緣層204，在柵絕緣層204上形成用于形成柵電極的材料，并構(gòu)圖該材料，以形成柵電極205。在形成柵電極205之后，可以采用柵電極205作為掩膜實施注入雜質(zhì)離子的工序，由此進(jìn)行在半導(dǎo)體層中限定出源和漏區(qū)以及溝道區(qū)的工序。
然后，在襯底的整個表面之上形成層間電介質(zhì)206。在此情況下，緩沖層202、柵絕緣層204和層間電介質(zhì)206由氧化物層例如氧化硅層或氮化物層例如氮化硅層形成。
接著，在層間電介質(zhì)206和柵絕緣層204中形成采用第一實施例所述的方法具有兩種輪廓的接觸孔，由此形成源和漏電極207，或者采用典型工藝來形成接觸孔，由此形成源和漏電極207，這就形成了TFT。
接著，圖5B是說明在TFT上形成鈍化層和平坦化層的步驟的剖面圖。如圖5B所示，在其上已經(jīng)形成了TFT的襯底之上，順序形成鈍化層208和平坦化層209。
在平坦化層209上形成光刻膠，通過曝光和顯影處理，形成用于形成通孔的光刻膠圖形210。
接著，圖5C是說明通過利用光刻膠圖形21O、干法腐蝕鈍化層208和平坦化層209的一部分、形成具有預(yù)定深度的通孔的步驟的剖面圖。如圖5C所示，采用光刻膠圖形210，以高腐蝕速率干法腐蝕鈍化層208和平坦化層209的此部分，由此形成通孔211。在此情況下，可以在平坦化層209和鈍化層208中形成通孔的一個深度，如圖5C中所示，通過此深度穿透平坦化層209并腐蝕鈍化層208的一部分，或者如第一實施例中所述，還可以形成通孔，以致僅僅腐蝕平坦化層209或腐蝕平坦化層209的一部分。此外，通過具有低選擇性和高腐蝕速率的干法腐蝕處理，實施此干法腐蝕。
將通過干法腐蝕形成的通孔的圓錐角形成為幾乎垂直于相鄰層，并且圓錐角在60°-90°的范圍內(nèi)可以接受，優(yōu)選在75°-90°的范圍。在此情況下，對于干法腐蝕，可以使用與第一實施例中實施的相同的離子腐蝕處理或反應(yīng)腐蝕處理。
接著，圖5D是說明濕法腐蝕具有預(yù)定深度的通孔以暴露源和漏電極、由此完成此通孔的步驟的剖面圖。如圖5D所示，濕法腐蝕通過干法腐蝕已腐蝕成預(yù)定深度的通孔，以暴露出源和漏電極207的表面。在此情況下，將通過濕法腐蝕形成的通孔的圓錐角形成為小于通過干法腐蝕形成的通孔的圓錐角。將圓錐角形成為5°-60°的范圍，優(yōu)選5°-45°的范圍。在此情況下，與第一實施例中的描述相同，可以在去除光刻膠圖形后實施濕法腐蝕處理。
此外，與第一實施例中的描述相同，用相對于下面的源和漏電極的高選擇性來濕法腐蝕平坦化層和鈍化層，以致不會腐蝕源和漏電極的表面并且僅僅腐蝕鈍化層和平坦化層。而且，通過濕法腐蝕處理就完全去除了例如聚合物的雜質(zhì)，這就初始地避免了產(chǎn)生例如由雜質(zhì)引起接觸電阻增加的問題。
結(jié)果，通過順序干法腐蝕和濕法腐蝕形成的通孔211就成為了具有兩種輪廓的通孔214、其穿透鈍化層和平坦化層以暴露源和漏電極，由此它的上部分具有濕法腐蝕輪廓212且它的下部分具有干法腐蝕輪廓213。
接下來，圖5E是采用上述通孔的顯示器件的形成工序的剖面圖。如圖5E所示，在襯底上已經(jīng)形成了一種器件例如TFT，當(dāng)形成通孔以便暴露TFT的源和漏電極207時，就使用具有本發(fā)明的兩種輪廓的通孔214來暴露源和漏電極，并且在襯底的整個表面之上形成透明電極即正電極215。未示出隨后形成發(fā)光層和負(fù)電極的步驟，然而，形成發(fā)光層和負(fù)電極由此就形成了顯示器件例如有機EL器件。
當(dāng)在其中已經(jīng)形成了常規(guī)通孔的平坦化層上將形成作為正電極的透明電極時，就可以在其中形成了具有本發(fā)明的兩種輪廓的通孔的平坦化層上淀積透明電極，這樣就能夠使形貌更少變化，從而均勻地形成透明電極，以致就能夠克服通孔的圓錐角太大以至不能均勻地形成透明電極的問題。
(第四實施例)圖6A-6E是示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔的形成方法以及使用此通孔的工序的剖面圖。
首先，圖6A是說明在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極、層間電介質(zhì)、源和漏電極、鈍化層和平坦化層的步驟的剖面圖。如圖6A所示，在絕緣襯底251例如塑料或玻璃上形成緩沖層252。在此情況下，鈍化層除了它的自身功能之外還可以起到平坦化層的作用，從而如果不需要，就可以省略平坦化層。
接著，在緩沖層252上形成非晶硅層，然后使該非晶硅層結(jié)晶成為多晶硅層或單晶硅層，并對其進(jìn)行構(gòu)圖，以形成半導(dǎo)體層253。在此情況下，對非晶硅層可以使用CVD方法或PVD方法。
接著，在其中形成有半導(dǎo)體層的襯底的整個表面之上形成柵絕緣層254，在柵絕緣層254上形成用于形成柵電極的材料，并構(gòu)圖該材料，以形成柵電極255。在形成柵電極255之后，可以采用柵電極255作為掩膜，實施注入雜質(zhì)離子的工序，由此進(jìn)行在半導(dǎo)體層中限定出源和漏區(qū)以及溝道區(qū)的工序。此外，如果不需要，就可以省略緩沖層252。
然后，在襯底的整個表面之上形成層間電介質(zhì)256。在此情況下，緩沖層252、柵絕緣層254和層間電介質(zhì)256由氧化物層例如氧化硅層或氮化物層例如氮化硅層形成。
接著，采用在第二實施例中所述的方法，可使用層間電介質(zhì)256和柵絕緣層254，以形成具有三種輪廓的接觸孔，由此形成源和漏電極257，或者可以實施典型工藝來形成接觸孔和形成源和漏電極257，這樣按照次序就形成了TFT。
然后，在其中已經(jīng)形成了TFT的襯底之上，川頁序淀積鈍化層258和平坦化層259。
然后，在平坦化層上涂覆光刻膠，通過曝光和顯影處理，形成用于形成通孔的光刻膠圖形260。
接著，圖6B是說明采用光刻膠圖形以高腐蝕速率干法腐蝕鈍化層和平坦化層的一部分以形成第一深度的通孔的步驟的剖面圖。如圖6B所示，采用光刻膠圖形260，以高腐蝕速率干法腐蝕鈍化層258和平坦化層259的此部分，由此形成第一通孔261。在此情況下，可以在平坦化層和鈍化層中形成第一通孔261的第一深度，如圖6B所示，通過此深度穿透平坦化層并腐蝕鈍化層的一部分，或者如第二實施例中所述，還可以形成通孔以致僅僅腐蝕平坦化層或腐蝕平坦化層的一部分。此外，通過具有低選擇性和高腐蝕速率的干法腐蝕處理，實施此高腐蝕速率的干法腐蝕。
以高腐蝕速率來腐蝕鈍化層或平坦化層，從而形成通過高腐蝕速率干法腐蝕形成的第一通孔的圓錐角262，并且此圓錐角可以在30°-70。的容許范圍，優(yōu)選在30°-50°的范圍。在此情況下，對于干法腐蝕，可以使用與第二實施例中實施的相同的離子腐蝕處理或反應(yīng)腐蝕處理。
接著，圖6C是說明用高選擇性干法腐蝕具有第一深度的第一通孔以形成第二通孔的步驟的剖面圖。如圖6C所示，通過用相對于源和漏電極的高選擇性腐蝕平坦化層和鈍化層的高選擇性干法腐蝕，進(jìn)一步腐蝕利用干法腐蝕已腐蝕成第一深度的第一通孔，由此與第二實施例中所述一樣，形成允許暴露或不允許暴露源和漏電極表面的具有第二深度的第二通孔263。在此情況下，就可以將與第二實施例中所述一樣的相同原因應(yīng)用于這種情況，以致可以暴露出源和漏電極的表面。
在此情況下，高選擇性干法腐蝕能夠使對于平坦化層和鈍化層的腐蝕速率高、并且使對于源和漏電極的腐蝕速率低。結(jié)果，通過高選擇性干法腐蝕腐蝕了平坦化層和鈍化層而幾乎不腐蝕半導(dǎo)體層，通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二通孔的圓錐角264也會變得大于具有第一深度的第一通孔的圓錐角。換句話說，通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二通孔的圓錐角就具有60°-90°的范圍，優(yōu)選70°-90°的范圍。
接著，圖6D是說明濕法腐蝕已腐蝕成第二深度的區(qū)域以形成第三通孔的步驟的剖面圖。如圖6D所示，濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕形成的第一和第二接觸孔，形成第三通孔265，由此完成通孔。
在此情況下，如圖6D所示，可不去除光刻膠圖形，可濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕形成的第一和第二通孔，以暴露源和漏電極的表面(或者當(dāng)已經(jīng)暴露了此表面時就會增加第一和第二通孔的各寬度)，并且可通過各向同性濕法腐蝕形成小的第三通孔的圓錐角266，或者可以去除光刻膠圖形，通過與第二實施例中所述的各向同性腐蝕，可形成小的第三通孔的圓錐角，然而，這沒有在圖6D中進(jìn)行示出。
優(yōu)選采用完全不腐蝕源和漏電極的濕法腐蝕溶液實施此濕法腐蝕。采用腐蝕溶液，以至不會在源和漏電極的表面上或者在接觸孔的側(cè)壁上保留自然氧化物層、雜質(zhì)或聚合物殘渣，以致沒有雜質(zhì)殘留于半導(dǎo)體層的表面。
在此情況下，通過濕法腐蝕形成的第三通孔的圓錐角就可以在5°-50°的范圍，優(yōu)選5°-35°的范圍。此外，采用濕法腐蝕溶液來實施此濕法腐蝕，以致用相對于源和漏電極具有高選擇性的濕法腐蝕溶液來濕法腐蝕平坦化層和鈍化層，從而其中暴露或已經(jīng)暴露源和漏電極表面的該源和漏電極的該表面完全可以不被濕法腐蝕溶液損傷，也可去除其上產(chǎn)生的一些聚合物殘渣。
結(jié)果，完成了含有第一、第二和第三通孔的三種輪廓通孔，其就能夠使三種輪廓通孔的上部分形成為濕法腐蝕輪廓、它的中央部分形成為具有大圓錐角的高選擇性干法腐蝕輪廓并且它的下部分形成為具有小圓錐角的高腐蝕速率干法腐蝕輪廓。
圖6E是采用上述三種輪廓通孔的顯示器件的形成工序的剖面圖。如圖6E所示，在襯底上就已經(jīng)形成了一種器件例如TFT，當(dāng)形成通孔以便暴露TFT的源和漏電極257時，就使用具有本發(fā)明的三種輪廓的通孔267來暴露源和漏電極，并且在襯底的整個表面之上形成透明電極即像素電極268。在此情況下，在通孔中就形成了用于將源和漏電極電連接到像素電極的接觸。
沒有示出隨后形成發(fā)光層和負(fù)電極的步驟，然而，形成發(fā)光層和負(fù)電極由此就形成了顯示器件例如有機EL器件。當(dāng)在其中已經(jīng)形成有常規(guī)通孔的平坦化層上將形成作為正電極的透明電極時，就可以在其中形成有本發(fā)明的三種輪廓的通孔的平坦化層上淀積透明電極，這樣就能夠使形貌更少變化，從而均勻地形成透明電極，以致就能夠克服通孔的圓錐角太大以至不能均勻地形成透明電極的問題，并且可以完全去除雜質(zhì)例如聚合物殘渣，就可以制造出其中所有時間都不會損傷源和漏電極的表面的有機EL器件。
(第五實施例)圖7A-7E是示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔的形成方法以及使用此通孔的工序的剖面圖。
首先，圖7A是說明在襯底上形成金屬互連線和層間電介質(zhì)的步驟的剖面圖。如圖7A所示，在絕緣襯底301例如塑料或玻璃上形成金屬互連線302和層間電介質(zhì)303。在此情況下，在襯底上就已經(jīng)形成或可以形成含有TFT的各種器件。此外，金屬互連線302是一種輸送用于驅(qū)動顯示器件例如有機EL器件的電信號的金屬互連線。層間電介質(zhì)303可以由一層氧化硅層、一層氮化硅層或它們的疊層形成，可以通過單一工序來形成層間電介質(zhì)303，或者它可以由通過幾個工序形成的絕緣層形成。
接著，圖7B是說明用于形成襯底上的通孔的光刻膠圖形的形成步驟的剖面圖。如圖7B所示，在其中已經(jīng)形成了層間電介質(zhì)的襯底之上，涂覆用于形成通孔的光刻膠，并且通過曝光和顯影處理來形成光刻膠圖形304。
接著，圖7C是說明采用光刻膠圖形來干法腐蝕層間電介質(zhì)的一部分以形成預(yù)定深度的通孔的步驟的剖面圖。如圖7C所示，采用光刻膠圖形304，干法腐蝕層間電介質(zhì)303的一部分，由此形成通孔305。在此情況下，以高腐蝕速率干法腐蝕層間電介質(zhì)，以至使通孔的圓錐角幾乎垂直于相鄰層。換句話說，通過干法腐蝕形成的通孔的圓錐角可具有60°-90°的范圍，優(yōu)選75°-90°的范圍。
接著，圖7D是說明濕法腐蝕具有預(yù)定深度的通孔以暴露出金屬互連線、由此完成此通孔的步驟的剖面圖。如圖7D所示，用相對于金屬互連線具有高選擇性的腐蝕溶液來干法腐蝕層間電介質(zhì)，由此完成具有預(yù)定深度的通孔。在此情況下，通孔就成為了具有兩種輪廓的通孔308，以致通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓306并且它的下部分具有干法腐蝕輪廓307?？蛇x擇地，可以在濕法腐蝕處理之前去除光刻膠圖形。
在此情況下，通過濕法腐蝕形成的通孔的圓錐角就小于通過干法腐蝕形成的通孔的圓錐角。此圓錐角具有5°-60°的范圍，優(yōu)選5°-45°的范圍。
此外，利用濕法腐蝕，與第一實施例中所述一樣，用相對于下面的金屬互連線具有高選擇性來腐蝕層間電介質(zhì)，以致不腐蝕金屬互連線的表面而僅僅腐蝕層間電介質(zhì)。而且，通過濕法腐蝕處理，就完全去除了雜質(zhì)例如聚合物，以致就可以初始地避免因雜質(zhì)而引起接觸電阻增加的問題。
結(jié)果，順序使用干法腐蝕和濕法腐蝕形成的通孔就穿透層間電介質(zhì)并暴露出金屬互連線，以致它就成為了具有兩種輪廓的通孔，使得它的上部分具有濕法腐蝕輪廓且它的下部分具有干法腐蝕輪廓。
接著，圖7E是采用上述通孔的顯示器件的形成工序的剖面圖。如圖7E所示，在襯底301上形成金屬互連線302，在金屬互連線302上形成層間電介質(zhì)303。順序?qū)嵤└煞ǜg和濕法腐蝕，形成具有兩種輪廓的通孔308，以致它的上部分具有濕法腐蝕輪廓且它的下部分具有干法腐蝕輪廓，并在其上淀積導(dǎo)電材料，由此形成新的金屬互連線309。此外，如果必要，如圖7E的虛線31O所示，可以形成具有均勻厚度的新的金屬互連線。
(第六實施例)圖8A-8E是示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔形成方法以及使用此通孔的工序的剖面圖。
首先，圖8A是說明在襯底上形成金屬互連線和層間電介質(zhì)以及形成用于在層間電介質(zhì)上形成通孔的光刻膠圖形的工藝的剖面圖。如圖8A所示，在絕緣襯底313例如塑料或玻璃上順序形成金屬互連線352和層間電介質(zhì)353，并且在層間電介質(zhì)353上形成用于形成通孔的光刻膠圖形354。
在此情況下，首先在襯底上涂覆光刻膠，并順序?qū)嵤┢毓夂惋@影處理以形成通孔，由此形成光刻膠圖形。
接著，圖8B是說明采用光刻膠圖形來以高腐蝕速率干法腐蝕層間電介質(zhì)的一部分以形成第一深度的第一通孔的步驟的剖面圖。如圖8B所示，采用光刻膠圖形354，以高腐蝕速率干法腐蝕層間電介質(zhì)353的一部分，由此形成具有第一深度的第一通孔355。在此情況下，通過具有低選擇性和高腐蝕速率的干法腐蝕處理，實施此干法腐蝕。
通過高腐蝕速率干法腐蝕而形成的第一通孔的圓錐角356可接受為30°-70°的范圍，優(yōu)選30°-50°的范圍。在此情況下，對于高腐蝕速率干法腐蝕，可以使用與第二實施例中實施的相同的離子腐蝕處理或反應(yīng)腐蝕處理。
接著，圖8C是說明用高選擇性來干法腐蝕具有第一深度的第一通孔以形成第二通孔的步驟的剖面圖。如圖8C所示，通過高選擇性干法腐蝕，將利用干法腐蝕已腐蝕成為第一深度的第一通孔進(jìn)一步腐蝕成第二深度，與第二實施例中的描述相同，由于具有相對于金屬互連線具有高選擇性的用于腐蝕層間電介質(zhì)的高選擇性干法腐蝕，此第二深度就允許或不允許金屬互連線的表面暴露，由此形成第二通孔357。在此情況下，高選擇性干法腐蝕就能夠使對于層間電介質(zhì)的腐蝕速率高而使對于金屬互連線的腐蝕速率低。結(jié)果，就通過高選擇性干法腐蝕腐蝕了層間電介質(zhì)，同時幾乎不腐蝕金屬互連線，并且通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二通孔的圓錐角358也會大于第一通孔的圓錐角。換句話說，通過高選擇性干法腐蝕形成的第二通孔的圓錐角具有60°-90°的范圍，優(yōu)選70°-90°的范圍。
接著，圖8D是說明濕法腐蝕已腐蝕成第二深度的區(qū)域以形成第三通孔的步驟的剖面圖。如圖8D所示，濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕形成的第一和第二通孔，形成第三通孔359，由此完成此通孔。
在此情況下，可以不去除光刻膠圖形、并可濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕形成的第一和第二通孔，暴露出第一導(dǎo)電材料的表面(或者，當(dāng)已經(jīng)暴露了此表面時，就增加第一和第二通孔每個的寬度)，并且通過各向同性濕法腐蝕可以形成小的第三通孔的圓錐角360，或者，如第二實施例中所述，可以去除光刻膠圖形并可以通過各向同性濕法腐蝕形成小的第三通孔的圓錐角，然而，圖8D中未示出此情況。
優(yōu)選用完全不腐蝕金屬互連線的濕法腐蝕溶液來實施濕法腐蝕。采用此腐蝕溶液，以至在金屬互連線的表面上或在通孔的側(cè)壁上不殘留自然氧化物層、雜質(zhì)或聚合物殘渣，以致金屬互連線的表面就不會殘留雜質(zhì)。
在此情況下，通過濕法腐蝕形成的第三通孔的圓錐角可以具有5°-50°的范圍，然而，它可優(yōu)選具有5°-35°的范圍。此外，實施濕法腐蝕，以便用相對于金屬互連線具有高選擇性的濕法腐蝕溶液來濕法腐蝕層間電介質(zhì)，以致暴露或已經(jīng)暴露出的源和漏電極的表面完全不被此濕法腐蝕溶液損傷，并且還可以去除其上產(chǎn)生的一些聚合物殘渣。
結(jié)果，就完成了含有第一、第二和第三通孔的三種輪廓通孔，這樣就使該三種輪廓通孔的上部分形成具有濕法腐蝕輪廓、它的中央部分形成具有大圓錐角的高選擇性干法腐蝕輪廓且它的下部分形成具有小圓錐角的高腐蝕速率干法腐蝕輪廓。
圖8E是采用上述三種輪廓通孔的顯示器件的形成工序的剖面圖。如圖8E所示，在襯底上順序形成金屬互連線和層間電介質(zhì)，并當(dāng)形成通孔以暴露出金屬互連線時采用具有本發(fā)明的三種輪廓的通孔351來使金屬互連線暴露，并且在襯底的整個表面之上形成上金屬互連線362。結(jié)果，就在通孔中形成了用于將金屬互連線電連接到上金屬互連線的接觸。
在此情況下，可以順序?qū)嵤└吒g速率干法腐蝕、高選擇性干法腐蝕和濕法腐蝕，形成具有三種輪廓的通孔，其中它的上部分具有濕法腐蝕輪廓并且它的下部分具有干法腐蝕輪廓，這就形成了圖8E中所示的上金屬互連線。此外，如果必要，如圖8E的虛線所示，可以形成具有均勻厚度的上金屬互連線。
(第七實施例)
圖9A-9E是示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔接觸孔的形成方法以及使用此通孔接觸孔的工序的剖面圖。
首先，圖9A是在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極的步驟的剖面圖。如圖9A所示，在絕緣襯底401例如塑料或玻璃上形成緩沖層402。緩沖層402起到防止水汽或產(chǎn)生自絕緣襯底中的雜質(zhì)擴散的作用，或者起到當(dāng)進(jìn)行結(jié)晶時通過調(diào)整熱傳導(dǎo)速度就容易地進(jìn)行半導(dǎo)體層的結(jié)晶的作用。
接著，在緩沖層402上形成非晶硅層，然后使該非晶硅層結(jié)晶成為多晶硅層或單晶硅層，并對其進(jìn)行構(gòu)圖，以形成半導(dǎo)體層403。在此情況下，對非晶硅層可以使用CVD方法或PVD方法。此外，當(dāng)形成非晶硅層時或在形成非晶硅層之后，可以實施使非晶硅層脫水以降低氫濃度的工序。
接著，在其中已經(jīng)形成有半導(dǎo)體層403的襯底的整個表面之上，形成柵絕緣層404，在柵絕緣層404上形成用于形成柵電極的材料，并構(gòu)圖該材料，形成柵電極405。在形成柵電極405之后，可以采用柵電極作為掩膜，實施注入雜質(zhì)離子的工序，由此進(jìn)行在半導(dǎo)體層403中限定出源和漏區(qū)以及溝道區(qū)的工序。
接著，圖9B是說明在襯底上形成平坦化層和光刻膠圖形的步驟的剖面圖。如圖9B的區(qū)域A中所示，在襯底上形成平坦化層406，并且在平坦化層406上形成用于形成通孔接觸孔的光刻膠圖形407。相對照，如圖9B的區(qū)域B中所示，在形成平坦化層406和光刻膠圖形407之前，可首先在襯底上形成層間電介質(zhì)。換句話說，如果必要，就可以形成層間電介質(zhì)。
層間電介質(zhì)或平坦化層406由絕緣層例如氧化硅層或氮化硅層形成。
形成光刻膠圖形407，以致它首先通過旋涂方法或噴涂方法涂覆在襯底上，并且隨后實施曝光和顯影處理。
接著，圖9C是說明干法腐蝕柵絕緣層和平坦化層的一部分以形成具有預(yù)定深度的通孔接觸孔的步驟的剖面圖。如圖9C所示，隨同區(qū)域A中的平坦化層或柵絕緣層一起，或者隨同區(qū)域B中的平坦化層、層間電介質(zhì)或柵絕緣層一起，干法腐蝕光刻膠圖形407，由此形成具有預(yù)定深度的通孔接觸孔409。
在此情況下，在區(qū)域A中，可以使用只腐蝕部分平坦化層的方法、穿透平坦化層同時不腐蝕柵絕緣層的方法、或?qū)沤^緣層腐蝕成部分柵絕緣層的深度的方法，并且在區(qū)域B中，可以采用與區(qū)域A中所采用的相同方法，將平坦化層、層間電介質(zhì)或柵絕緣層腐蝕成所需的深度，由此形成通孔接觸孔。
換句話說，通過能夠腐蝕成所需腐蝕深度的干法腐蝕，就形成了通孔接觸孔。此外，此干法腐蝕可腐蝕平坦化層或柵絕緣層，或者可以高腐蝕速率腐蝕平坦化層、層間電介質(zhì)或柵絕緣層，以致就可以調(diào)整通孔接觸孔的圓錐角以及通孔接觸孔的深度，并且通過本發(fā)明的干法腐蝕來腐蝕的通孔接觸孔就具有幾乎垂直于相鄰層的角度。在此情況下，通過此干法腐蝕形成的此接觸孔的圓錐角410就可以接受為60°-90°的范圍，優(yōu)選在75°-90°的范圍。
在此情況下，對于干法腐蝕，可以使用離子腐蝕處理或反應(yīng)腐蝕處理。
接著，圖9D是說明濕法腐蝕具有預(yù)定深度的通孔接觸孔以使半導(dǎo)體層的表面暴露、由此完成此通孔接觸孔的步驟的剖面圖。如圖9D所示，濕法腐蝕通過干法腐蝕已腐蝕成預(yù)定深度的接觸孔，完成此接觸孔，以至暴露出半導(dǎo)體層430的表面。
在此情況下，如圖9D的區(qū)域A中所示，可以去除光刻膠圖形，可以濕法腐蝕通過干法腐蝕形成的通孔接觸孔，暴露出半導(dǎo)體層的表面，并且通過各向同性濕法腐蝕，可以形成小的通孔接觸孔的圓錐角411，或者如圖9D的區(qū)域B中所示，可以不去除光刻膠圖形，并通過各向同性濕法腐蝕，可以形成小的通孔接觸孔的圓錐角。
在此情況下，可以將利用濕法腐蝕形成的通孔接觸孔的圓錐角形成為具有5°-60°的范圍，優(yōu)選5°-45°的范圍。此外，實施濕法腐蝕，以便用相對于平坦化層和柵絕緣層或相對于平坦化層、層間電介質(zhì)和柵絕緣層具有高選擇性的腐蝕溶液來濕法腐蝕半導(dǎo)體層，以致甚至當(dāng)暴露出半導(dǎo)體層的表面時通過此濕法腐蝕溶液也完全可以不損傷半導(dǎo)體層，并且還可以去除其上產(chǎn)生的一些聚合物殘渣。
結(jié)果，通孔接觸孔就變成了具有兩種輪廓的通孔接觸孔414，由此它的上部分具有濕法腐蝕輪廓412且它的下部分具有干法腐蝕輪廓413。
接著，圖9E是采用具有兩種輪廓的上述通孔的顯示器件或TFT的形成工序的剖面圖。如圖9E所示，在其中已經(jīng)形成了具有兩種輪廓的通孔接觸孔的襯底的整個表面之上，可形成用于形成正電極的材料，并可將它構(gòu)圖，以形成其直接與半導(dǎo)體層403接觸的正電極415。盡管圖9E中未所示，但可以形成發(fā)光層和負(fù)電極，由此形成顯示器件例如有機EL器件。
此外，如圖9E的區(qū)域B中所示，在襯底的整個表面之上可形成用于形成金屬互連線的材料，可構(gòu)圖此材料以形成金屬互連線416，以致可制造出其中通孔接觸孔直接將半導(dǎo)體層連接到金屬互連線而不需要源和漏電極的TFT。
結(jié)果，通孔接觸孔就與兩種輪廓接觸孔411接觸，而接觸孔411的上部分具有濕法腐蝕輪廓且它的下部分具有干法腐蝕輪廓，以致完全去除了聚合物殘渣，從而就不會具有因殘渣引起的接觸電阻，并且不會腐蝕半導(dǎo)體層的表面，從而對于半導(dǎo)體層就沒有損傷，并且通孔接觸孔的兩種輪廓就易于用形成正電極的材料或用形成金屬互連線的材料來填充通孔接觸孔。
(第八實施例)圖10A-10E是示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的通孔接觸孔的形成方法以及使用此通孔接觸孔的工序的剖面圖。
首先，圖10A是在襯底上形成緩沖層、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極、層間電介質(zhì)和光刻膠圖形的步驟的剖面圖。如圖10A所示，在絕緣襯底451例如塑料或玻璃上形成緩沖層452。緩沖層452起到防止水汽或產(chǎn)生自絕緣襯底中的雜質(zhì)擴散的作用，或者起到當(dāng)進(jìn)行結(jié)晶時通過調(diào)整熱傳導(dǎo)速度就容易地進(jìn)行半導(dǎo)體層的結(jié)晶的作用。
接著，在緩沖層452上形成非晶硅層，然后使該非晶硅層結(jié)晶成為多晶硅層或單晶硅層，并對其進(jìn)行構(gòu)圖以形成半導(dǎo)體層453。在此情況下，對非晶硅層可以使用CVD方法或PVD方法。此外，當(dāng)形成非晶硅層時或在形成非晶硅層之后，可以實施使非晶硅層脫水以降低氫濃度的工序。
接著，在其中形成有半導(dǎo)體層453的襯底的整個表面之上形成柵絕緣層454，接著在柵絕緣層454上形成用于形成柵電極的材料，并構(gòu)圖該材料，形成柵電極455。在形成柵電極455之后，可以采用柵電極455作為掩膜，實施注入雜質(zhì)離子的工序，由此進(jìn)行在半導(dǎo)體層453中限定出源和漏區(qū)以及溝道區(qū)的工序。
接著，如圖10A的區(qū)域A中所示，在襯底上形成平坦化層456，并且形成用于在平坦化層456上形成通孔接觸孔的光刻膠圖形457。相對照，如圖10A的區(qū)域B中所示，在形成平坦化層456和光刻膠圖形457之前，可以首先在襯底上形成層間電介質(zhì)458。換句話說，如果必要，可以形成層間電介質(zhì)458。
在此情況下，層間電介質(zhì)458或平坦化層456由絕緣層例如氧化硅層或氮化硅層形成。
形成光刻膠圖形457，以致首先采用旋涂方法或噴射方法將它涂覆在襯底上，隨后實施曝光和顯影處理。
接著，圖10B是說明以高腐蝕速率干法腐蝕平坦化層的一部分以形成具有第一深度的第一通孔接觸孔的步驟的剖面圖。如圖10B所示，采用光刻膠圖形457，干法腐蝕區(qū)域A中的平坦化層或柵絕緣層、或者在區(qū)域B中的平坦化層、層間電介質(zhì)或柵絕緣層，由此形成具有第一深度的第一通孔接觸孔459。
在此情況下，在區(qū)域A中，可以使用只腐蝕部分平坦化層的方法、穿透平坦化層同時不腐蝕柵絕緣層的方法、或?qū)沤^緣層腐蝕成部分柵絕緣層的深度的方法，并且在區(qū)域B中，可以采用與區(qū)域A中所采用的相同方法，將平坦化層、層間電介質(zhì)或柵絕緣層腐蝕成所需的深度，由此形成第一通孔接觸孔。
換句話說，通過能夠以高腐蝕速率腐蝕成第一深度的干法腐蝕，就形成了第一通孔接觸孔。此外，此高腐蝕速率干法腐蝕可以腐蝕平坦化層或柵絕緣層，或者可以高腐蝕速率腐蝕平坦化層、層間電介質(zhì)或柵絕緣層，以致就可以調(diào)整第一通孔接觸孔的圓錐角以及第一通孔接觸孔的深度。在此情況下，通過此高腐蝕速率干法腐蝕形成的第一通孔接觸孔的圓錐角460就可以接受為30°-70°的范圍，優(yōu)選在30°-50°的范圍。
在此情況下，對于高腐蝕速率干法腐蝕，可以使用離子腐蝕處理或反應(yīng)腐蝕處理。
接著，圖10C是說明采用高選擇性腐蝕來干法腐蝕具有第一深度的第一通孔接觸孔以形成第二通孔接觸孔的步驟的剖面圖。如圖10C所示，以高選擇性干法腐蝕在其中已經(jīng)形成了第一通孔接觸孔的區(qū)域A中的平坦化層和柵絕緣層、或者在區(qū)域B中的平坦化層、鈍化層和柵絕緣層，形成暴露或不暴露半導(dǎo)體層的第二深度的第二通孔接觸孔461。
在此情況下，高選擇性干法腐蝕就會使對于平坦化層、鈍化層和柵絕緣層的腐蝕速率高并且對于半導(dǎo)體層的腐蝕速率低。結(jié)果，通過高選擇性干法腐蝕就能夠腐蝕平坦化層、鈍化層和柵絕緣層，同時幾乎不腐蝕半導(dǎo)體層，并且通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二通孔接觸孔的圓錐角462也會變成大于具有第一深度的第一通孔接觸孔的圓錐角。
換句話說，通過高選擇性干法腐蝕形成的具有第二深度的第二通孔接觸孔的圓錐角就幾乎垂直于相鄰層，處于60°-90°的范圍，優(yōu)選70°-90°的范圍。
如圖10C的區(qū)域A中所示，可以將具有第二深度的第二通孔接觸孔形成為不暴露半導(dǎo)體層的深度，或者如圖10C的區(qū)域B中所示，可以將具有第二深度的第二通孔接觸孔形成為暴露出半導(dǎo)體層的深度。此結(jié)果產(chǎn)生于以下事實通過高選擇性干法腐蝕，就只腐蝕柵絕緣層和層間電介質(zhì)而幾乎不腐蝕半導(dǎo)體層的表面，以致甚至當(dāng)如區(qū)域B中所示暴露出半導(dǎo)體層時也幾乎不損傷半導(dǎo)體層的表面。然而，高選擇性干法腐蝕根據(jù)具體情況可能會影響半導(dǎo)體層，從而可將半導(dǎo)體層腐蝕成區(qū)域A中所示的不暴露半導(dǎo)體層的深度，由此初始地避免了半導(dǎo)體層被損傷或過腐蝕。
圖10D是說明濕法腐蝕已腐蝕成第二深度的區(qū)域以形成第三通孔接觸孔的步驟的剖面圖。如圖10D所示，進(jìn)一步濕法腐蝕已干法腐蝕成第二深度的第二通孔接觸孔，暴露半導(dǎo)體層453的表面，由此形成第三通孔接觸孔463。
在此情況下，如圖10D的區(qū)域A中所示，可以去除光刻膠圖形，可濕法腐蝕通過高腐蝕速率干法腐蝕和高選擇性干法腐蝕形成的第一和第二通孔接觸孔，以便通過各向同性濕法腐蝕使第三通孔接觸孔的圓錐角143變小，從而暴露出半導(dǎo)體層的表面(或者，當(dāng)已經(jīng)暴露出此表面時就增加第一和第二通孔接觸孔每個的寬度)，或者如圖10D的區(qū)域B中所示，可以不去除光刻膠圖形，并通過各向同性濕法腐蝕，可形成小的第三通孔接觸孔的圓錐角。
在此情況下，可以將利用濕法腐蝕形成的第三通孔接觸孔的圓錐角形成為具有5°-50°的范圍，然而，它可以優(yōu)選具有5°-35°的范圍。此外，用濕法腐蝕溶液實施濕法腐蝕，以便按照相對于半導(dǎo)體層具有高選擇性來濕法腐蝕平坦化層和柵絕緣層，或平坦化層、層間電介質(zhì)和柵絕緣層，以致甚至當(dāng)已經(jīng)暴露出半導(dǎo)體層的表面時通過此濕法腐蝕溶液也完全不會損傷半導(dǎo)體層，并且還可以去除其上產(chǎn)生的一些聚合物殘渣。
結(jié)果，就完成了含有第一、第二和第三通孔接觸孔的三種輪廓，該三種輪廓就會使三種輪廓通孔的上部分形成為濕法腐蝕輪廓、它的中央部分形成為具有大圓錐角的高選擇性干法腐蝕輪廓且它的下部分具有小圓錐角的高腐蝕速率干法腐蝕輪廓。
接著，圖10E是采用具有三種輪廓的上述通孔的顯示器件或TFT的形成工序的剖面圖。如圖10E的區(qū)域A中所示，在其中已經(jīng)形成了具有三種輪廓的通孔接觸孔的襯底的整個表面之上，可形成用于形成像素電極的材料，并可以構(gòu)圖它，形成其直接與半導(dǎo)體層453接觸的像素電極465。盡管圖10E中未所示，但可以形成發(fā)光層和公共電極，由此形成顯示器件例如有機EL器件。此外，如圖10E的區(qū)域B中所示，可以在襯底的整個表面之上形成用于形成金屬互連線的材料，可以構(gòu)圖此材料，形成金屬互連線466，以致可以制造出其中通孔接觸孔直接將半導(dǎo)體層連接到金屬互連線而不需要源和漏電極的TFT。
結(jié)果，通孔接觸孔就與三種輪廓接觸孔467接觸，而接觸孔467的上部分具有濕法腐蝕輪廓、它的中央部分具有大圓錐角的高選擇性干法腐蝕輪廓且它的下部分具有小圓錐角的高腐蝕速率干法腐蝕輪廓，以致完全去除了聚合物殘渣，從而就不會具有因殘渣引起的接觸電阻，并且不會腐蝕半導(dǎo)體層的表面，從而半導(dǎo)體層就沒有損傷，并且通孔接觸孔的三種輪廓就易于用形成像素電極的材料或用形成金屬互連線的材料來填充通孔接觸孔。
(第九實施例)圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的同時形成接觸孔和通孔的方法以及使用此接觸孔和通孔的半導(dǎo)體器件的剖面圖。
如圖11所示，區(qū)域A表示一個TFT，其中采用在第一實施例中形成的兩種輪廓的接觸孔來形成源和漏電極，以及區(qū)域B表示一種半導(dǎo)體器件，其中采用在第五實施例中形成的兩種輪廓的通孔來形成金屬互連線，并且在本實施例中同時形成這兩個區(qū)域。
換句話說，在絕緣襯底501例如塑料或玻璃上形成緩沖層502，采用與第一實施例中描述的相同方法、在襯底的預(yù)定區(qū)域如區(qū)域A中形成半導(dǎo)體層503，在襯底上形成柵絕緣層504，并且在襯底上形成用于形成柵電極的材料，然后構(gòu)圖此材料，形成柵電極505。
在此情況下，在距離區(qū)域A預(yù)定間隔的區(qū)域B中，形成第一金屬互連線506。當(dāng)構(gòu)圖在區(qū)域A中的襯底的整個表面上形成的柵電極材料以形成柵電極505時，可采用此圖形來形成第一金屬互連線506。換句話說，柵電極505和第一金屬互連線506由彼此相同的材料形成，并且可以在同一時間內(nèi)形成。此外，在區(qū)域B的襯底上，可以不被去除當(dāng)在區(qū)域A中形成緩沖層502和柵絕緣層504時層疊的各層，然而，圖11中未示出它。
然后，在區(qū)域A中形成層間電介質(zhì)507。同樣在區(qū)域B中形成層間電介質(zhì)508，并且可以同時形成這兩種層間電介質(zhì)507和508。
使用與第一和第五實施例中所述的相同方法，以致以高腐蝕速率干法腐蝕和選擇性地濕法腐蝕區(qū)域A的層間電介質(zhì)和柵絕緣層，由此形成兩種輪廓接觸孔509，并且以高腐蝕速率干法腐蝕且選擇性地濕法腐蝕區(qū)域B的層間電介質(zhì)，由此形成兩種輪廓通孔510。在此情況下，同時實施對區(qū)域A和B的干法腐蝕和對區(qū)域A和B的濕法腐蝕，以致同時形成兩種輪廓接觸孔509和兩種輪廓通孔510。干法腐蝕輪廓的圓錐角可以具有60°-90°的范圍，優(yōu)選75°-90°的范圍，并且濕法腐蝕輪廓的圓錐角可以具有5°-60°的范圍，優(yōu)選5°-45°的范圍。
接著，在區(qū)域A中形成用于形成源和漏電極的材料，然后構(gòu)圖此材料，形成源和漏電極511，同樣在區(qū)域B中形成用于形成第二金屬互連線的材料，然后構(gòu)圖此材料，形成第二金屬互連線512。在此情況下，可以在襯底的整個表面之上涂覆用于形成源和漏電極的材料，并且可以采用源和漏電極以及第二金屬互連線圖案來同時形成源和漏電極以及第二金屬互連線。換句話說，源和漏電極以及第二金屬互連線可以由實施一個工序的相同材料形成。
接著，在襯底上可形成鈍化層和平坦化層，并且也可以在其上形成正電極、發(fā)光層和負(fù)電極，由此形成顯示器件例如有機EL器件，然而，圖11中未示出此結(jié)構(gòu)。
(第十實施例)圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的同時形成接觸孔和通孔的方法以及使用此接觸孔和通孔的工序的剖面圖。如圖12所示，區(qū)域A表示一個TFT，其中采用在第二實施例中形成的三種輪廓的接觸孔來形成源和漏電極，以及區(qū)域B表示一種金屬互連線區(qū)，其中采用在第六實施例中形成的具有三種輪廓的通孔來形成金屬互連線，并且在本實施例中同時形成了這兩個區(qū)域。換句話說，在絕緣襯底551例如塑料或玻璃上形成緩沖層552，采用與第一實施例中描述的相同方法、在襯底的預(yù)定區(qū)域如區(qū)域A中形成半導(dǎo)體層553，在襯底上形成柵絕緣層554，并且在襯底上形成用于形成柵電極的材料，然后構(gòu)圖此材料，形成柵電極555。
在此情況下，在距離區(qū)域A預(yù)定間隔的區(qū)域B中，形成第一金屬互連線556。當(dāng)構(gòu)圖在襯底的整個表面上形成的柵電極材料以在區(qū)域A中形成柵電極555時，可采用此圖形來形成第一金屬互連線556。換句話說，柵電極555和第一金屬互連線556由相同的材料形成，并且可以在同一時間內(nèi)形成。此外，在區(qū)域B的襯底上，可以不去除當(dāng)在區(qū)域A中形成緩沖層552和柵絕緣層554時層疊的各層，然而，圖12中未示出此結(jié)構(gòu)。
然后，在區(qū)域A中形成層間電介質(zhì)557。同樣在區(qū)域B中形成層間電介質(zhì)558，并且可以同時形成這兩種層間電介質(zhì)557和558。
使用與第二和第六實施例中所述的相同方法，以致利用高腐蝕速率干法腐蝕、高選擇性干法腐蝕和選擇性的濕法腐蝕來腐蝕區(qū)域A的層間電介質(zhì)557和柵絕緣層，由此形成三種輪廓接觸孔559，并且利用高腐蝕速率干法腐蝕、高選擇性干法腐蝕和選擇性的濕法腐蝕來腐蝕區(qū)域B的層間電介質(zhì)558，由此形成三種輪廓通孔560。在此情況下，同時實施對區(qū)域A和B的高腐蝕速率干法腐蝕及高選擇性干法腐蝕和對區(qū)域A和B的濕法腐蝕，以致同時形成三種輪廓接觸孔559和三種輪廓通孔560。高腐蝕速率干法腐蝕輪廓的圓錐角可以具有30°-70°的范圍，優(yōu)選30°-50°的范圍，高選擇性干法腐蝕輪廓的圓錐角可以具有60°-90°的范圍，優(yōu)選70°-90°的范圍，并且濕法腐蝕輪廓的圓錐角可以具有5°-50°的范圍，優(yōu)選5°-35°的范圍。
接著，在區(qū)域A中形成用于形成源和漏電極的材料，然后構(gòu)圖此材料，形成源和漏電極561，同樣在區(qū)域B中形成用于形成第二金屬互連線的材料，然后構(gòu)圖此材料，形成第二金屬互連線562。在此情況下，可以在襯底的整個表面之上涂覆用于形成源和漏電極561的材料，并且可以采用源和漏電極以及第二金屬互連線圖形來同時形成源和漏電極以及第二金屬互連線。換句話說，源和漏電極以及第二金屬互連線可由實施一個工序的相同材料形成。
接著，可在襯底上形成鈍化層、平坦化層等，并且也可以在其上形成像素電極、發(fā)光層和公共電極，由此形成顯示器件例如有機EL器件，然而，圖12中未示出此結(jié)構(gòu)。
第一和第二實施例對應(yīng)于形成具有兩種輪廓或三種輪廓的接觸孔，第三和第四實施例對應(yīng)于形成具有兩種輪廓或三種輪廓的通孔，第五和第六實施例對應(yīng)于形成具有兩種輪廓或三種輪廓的通孔，且第七和第八實施例對應(yīng)于形成具有兩種輪廓或三種輪廓的通孔接觸孔，第九和第十實施例對應(yīng)于同時形成具有兩種輪廓或三種輪廓的通孔和接觸孔，然而，還能夠形成具有四種輪廓或更多種輪廓以及上述兩種輪廓或三種輪廓的接觸孔、通孔或通孔接觸孔。換句話說，當(dāng)至少重復(fù)實施一次濕法腐蝕或干法腐蝕例如高選擇性干法腐蝕或高腐蝕速率干法腐蝕時，就可以獲得具有多種輪廓的結(jié)構(gòu)。然而，對于最后的腐蝕處理使用濕法腐蝕處理，以便完全去除腐蝕殘渣或雜質(zhì)，由此就能夠形成每個都具有優(yōu)良特性的接觸孔、通孔或通孔接觸孔。
因此，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其制造方法就能夠初始地避免以下問題將接觸孔、通孔或通孔接觸孔的接觸部分干法腐蝕成具有接觸非均勻性且產(chǎn)生聚合物殘渣，并且還完全不會損傷通過接觸孔、通孔或通孔接觸孔而被暴露的半導(dǎo)體層、源和漏電極以及金屬互連線的表面。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的某些示例性實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍之內(nèi)，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化，本發(fā)明的精神或范圍限定在附加權(quán)利要求和它們的等同內(nèi)容之中。
本申請要求2004年5月24日提交的韓國專利申請?zhí)朜o.2004-37052的優(yōu)先權(quán)，在此引用其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底；在該襯底上形成并具有半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)的薄膜晶體管；以及穿透該柵絕緣層和該層間電介質(zhì)并暴露該半導(dǎo)體層的表面且具有多種輪廓的接觸孔，其中該接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中該濕法腐蝕輪廓具有5°-60°的圓錐角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中該濕法腐蝕輪廓具有5°-45°的圓錐角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中該干法腐蝕輪廓具有60°-90°范圍內(nèi)的圓錐角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中該干法腐蝕輪廓具有75°-90°的圓錐角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中該干法腐蝕輪廓包括高選擇性干法腐蝕輪廓和高腐蝕速率干法腐蝕輪廓。
7.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)；在該層間電介質(zhì)和該柵絕緣層的一部分上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的接觸孔；以及濕法腐蝕具有該預(yù)定深度的該接觸孔以完成該接觸孔，以便暴露該半導(dǎo)體層的表面并同時去除在該腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該干法腐蝕處理包括離子腐蝕處理和反應(yīng)腐蝕處理中的任何一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在實施該濕法腐蝕之前去除光刻膠圖形。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該干法腐蝕處理包括高腐蝕速率干法腐蝕處理和高選擇性干法腐蝕處理中的至少一種。
11.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底；在該襯底上形成并具有源和漏電極的薄膜晶體管；在該薄膜晶體管上形成的鈍化層和平坦化層；以及穿透該鈍化層和該平坦化層并暴露該源和漏電極且具有多種輪廓的通孔，其中該通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
12.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成包括源和漏電極的薄膜晶體管；在該薄膜晶體管上形成鈍化層和平坦化層；在該鈍化層和該平坦化層的一部分上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的通孔；以及濕法腐蝕具有該預(yù)定深度的該通孔以完成此通孔，以便暴露該源和漏電極并同時去除在該腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該干法腐蝕處理包括離子腐蝕處理和反應(yīng)腐蝕處理中的任何一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在實施該濕法腐蝕之前去除光刻膠圖形。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該干法腐蝕處理包括高腐蝕速率干法腐蝕處理和高選擇性干法腐蝕處理中的至少一種。
16.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底；在該襯底上形成的金屬互連線和層間電介質(zhì)；以及穿透該層間電介質(zhì)并暴露該金屬互連線且具有多種輪廓的通孔，其中該通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中該通孔能夠使該金屬互連線和上金屬互連線彼此接觸。
18.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成金屬互連線和層間電介質(zhì)；在部分該層間電介質(zhì)上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的通孔；以及濕法腐蝕具有該預(yù)定深度的該通孔以完成此通孔，以便暴露該金屬互連線并同時去除在該腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
19.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底；在該襯底上形成的半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極；在該襯底上形成的平坦化層；以及穿透該平坦化層和該柵絕緣層并暴露該半導(dǎo)體層且具有多種輪廓的通孔接觸孔，其中該通孔接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，其中該通孔接觸孔能夠使該半導(dǎo)體層的該源和漏電極與金屬互連線或像素電極彼此接觸。
21.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極；在該襯底上形成平坦化層；在該柵絕緣層和該平坦化層的一部分上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成預(yù)定深度的通孔接觸孔；以及濕法腐蝕具有該預(yù)定深度的該通孔接觸孔以完成此通孔接觸孔，以便暴露該半導(dǎo)體層并同時去除在該腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
22.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底；在該襯底上形成的半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)；包括接觸孔的薄膜晶體管區(qū)，該接觸孔穿透該柵絕緣層和該層間電介質(zhì)、暴露該半導(dǎo)體層的表面且具有多種輪廓，其中該接觸孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓；在該襯底上形成且與所述薄膜晶體管區(qū)隔開一預(yù)定間隔的金屬互連線和絕緣層；以及包括通孔的金屬互連區(qū)，該通孔穿透該絕緣層并具有多種輪廓，其中該通孔的上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法腐蝕輪廓和干法腐蝕輪廓中的至少一種腐蝕輪廓。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件，其中該接觸孔能夠使該半導(dǎo)體層的源和漏區(qū)與源和漏電極彼此接觸，且該通孔能夠使該金屬互連線與上金屬互連線彼此接觸。
24.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底的薄膜晶體管區(qū)上形成半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極，并且在與所述薄膜晶體管區(qū)隔開一預(yù)定間隔的金屬互連線區(qū)中形成金屬互連線；在該薄膜晶體管區(qū)中形成層間電介質(zhì)，并且在該金屬互連線區(qū)中形成絕緣層；在該金屬互連線區(qū)中的該絕緣層以及在該薄膜晶體管區(qū)中的該層間電介質(zhì)和該柵絕緣層上的部分上進(jìn)行至少一次干法腐蝕處理和濕法腐蝕處理中的至少一種處理，以形成每個都具有預(yù)定深度的接觸孔和通孔；以及濕法腐蝕每個都具有該預(yù)定深度的該接觸孔和該通孔，以便完成該接觸孔和該通孔從而暴露該金屬互連線區(qū)中的該金屬互連線和該薄膜晶體管區(qū)中的該半導(dǎo)體層中并同時去除在該腐蝕處理期間產(chǎn)生的腐蝕殘渣。
全文摘要
公開一種半導(dǎo)體器件及制造方法，當(dāng)形成半導(dǎo)體層及源和漏電極的接觸孔、正電極以源和漏電極的通孔、金屬互連線間的通孔或通孔接觸孔時，使用高腐蝕速率和高選擇性干法腐蝕的至少一種進(jìn)行干法腐蝕且在最終腐蝕處理中進(jìn)行濕法腐蝕，可形成具不同圓錐角的多種輪廓的接觸孔、通孔或通孔接觸孔，且濕法干法處理時可完全去除腐蝕產(chǎn)生的殘渣，由此可使接觸孔、通孔和通孔接觸孔具有優(yōu)良接觸特性。半導(dǎo)體器件包括襯底；在襯底上形成并具有半導(dǎo)體層、柵絕緣層、柵電極和層間電介質(zhì)的薄膜晶體管；及穿透柵絕緣層和層間電介質(zhì)并暴露半導(dǎo)體層表面且具有多種輪廓的接觸孔，接觸孔上部分具有濕法腐蝕輪廓且下部分具有濕法和干法腐蝕輪廓的至少一種。
文檔編號H01L21/30GK1725511SQ20051007925
公開日2006年1月25日 申請日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者姜泰旭, 鄭倉龍, 金昌樹, 徐昌秀, 樸汶熙 申請人:三星Sdi株式會社