晶體管結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種晶體管結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別是涉及一種具有光吸收層的晶體管結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著光電技術(shù)與半導體制造技術(shù)日益成熟，帶動了平面顯示器(FlatPanel Display)的蓬勃發(fā)展。其中薄膜晶體管顯示器因具有操作電壓低、反應(yīng)速度快、重量輕以及體積小等優(yōu)點，而逐漸成為顯示器產(chǎn)品的主流。而薄膜晶體管顯示器主要利用薄膜晶體管控制顯示器的成像品質(zhì)。
[0003]然而，薄膜晶體管結(jié)構(gòu)中的半導體層的特性極易受到光線的照射影響而產(chǎn)生變化。一般常見的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)大致上可分為頂電極薄膜晶體管(top-gate TFT)或是底電極薄膜晶體管(bottom gate TFT)。就目前現(xiàn)有的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，無論是頂電極薄膜晶體管或是底電極薄膜晶體管，在受到前光源、背光源或是外界光源照射后，薄膜晶體管其中的半導體層的起始電壓(threshold voltage)、驅(qū)動電流、次臨界斜率(subthreshold slope)等特性都會產(chǎn)生變化，導致薄膜晶體管的可靠度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種晶體管結(jié)構(gòu)及其制作方法，晶體管結(jié)構(gòu)具有光吸收層，而能避免晶體管結(jié)構(gòu)中的圖案化半導體層受到光線的照射導致特性產(chǎn)生變化。
[0005]為達上述目的，本發(fā)明提供一種晶體管結(jié)構(gòu)，包括一柵極、一絕緣層、一圖案化半導體層、一源極以及一漏極以及一光吸收層。柵極配置在基板上。柵極的面積重疊圖案化半導體層的面積。絕緣層位于柵極與圖案化半導體層之間。源極以及漏極彼此分離，且源極與漏極接觸于圖案化半導體層。圖案化半導體層位于光吸收層以及基板之間。光吸收層的面積覆蓋圖案化半導體層的面積。光吸收層的吸收光譜波長涵蓋圖案化半導體層的吸收光譜波長。
[0006]在本發(fā)明的一實施例中，上述晶體管結(jié)構(gòu)，其中光吸收層的吸收光譜波長由290nm至 900nm。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述晶體管結(jié)構(gòu)，其中光吸收層的片電阻值介于112歐姆/單位面積至115歐姆/單位面積之間。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層的材質(zhì)包括黑色光致抗蝕劑或可吸收光線波長的深色材料，其中黑色光致抗蝕劑中的添加物包括染料、碳黑以及鈦金屬上述材料的任一。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述圖案化半導體層位于柵極與基板之間。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述晶體管結(jié)構(gòu)，其中光吸收層直接接觸柵極。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層的輪廓與柵極的輪廓切齊。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層由柵極向外延伸至接觸于絕緣層。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述絕緣層具有一第一開口，光吸收層具有一第二開口，第一開口與第二開口連通以暴露出漏極的一部分。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，上述晶體管結(jié)構(gòu)，還包括一保護層，覆蓋柵極以及絕緣層，柵極位于保護層與絕緣層之間。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，上述保護層位于光吸收層與基板之間。
[0016]在本發(fā)明的一實施例中，上述絕緣層具有一第一開口，保護層具有一第二開口，第一開口與第二開口連通以暴露出漏極的一部分。
[0017]在本發(fā)明的一實施例中，上述絕緣層具有一開口，開口暴露出漏極的一部分。
[0018]在本發(fā)明的一實施例中，上述柵極位于圖案化半導體層與基板之間。
[0019]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層直接接觸圖案化半導體層。
[0020]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層的輪廓與圖案化半導體層的輪廓切齊。
[0021 ] 在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層由圖案化半導體層向外延伸至接觸于絕緣層。
[0022]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層具有一開口，開口暴露出漏極的一部分。
[0023]在本發(fā)明的一實施例中，上述晶體管結(jié)構(gòu)，還包括一保護層，保護層覆蓋圖案化半導體層、源極以及部分漏極。
[0024]在本發(fā)明的一實施例中，上述保護層位于光吸收層與基板之間。
[0025]在本發(fā)明的一實施例中，上述保護層具有一開口，開口暴露另一部分漏極。
[0026]在本發(fā)明的一實施例中，上述圖案化半導體層的材質(zhì)包括有機半導體材料或無機半導體材料。
[0027]在本發(fā)明的一實施例中，上述圖案化半導體層的材質(zhì)包括氧化物半導體材料。
[0028]在本發(fā)明的一實施例中，上述基板為可撓性基板。
[0029]在本發(fā)明的一實施例中，上述源極與漏極接觸于圖案化半導體層的接近基板的一側(cè)。
[0030]在本發(fā)明的一實施例中，上述源極與漏極接觸于圖案化半導體層的遠離于基板的一側(cè)。
[0031]本發(fā)明提供一種晶體管結(jié)構(gòu)的制作方法。在一基板上形成一柵極。形成一絕緣層以及一圖案化半導體層，使柵極的面積重疊圖案化半導體層的面積，且絕緣層位于柵極與圖案化半導體層之間。形成彼此分離的一源極以及一漏極，且源極與漏極接觸于圖案化半導體層。形成一光吸收層使圖案化半導體層位于光吸收層以及基板之間，且光吸收層的面積覆蓋圖案化半導體層的面積，其中光吸收層的吸收光譜波長重疊圖案化半導體層的吸收光譜波長。
[0032]在本發(fā)明的一實施例中，上述光吸收層是以干式制作工藝以及濕式制作工藝其中一者制作的。
[0033]在本發(fā)明的一實施例中，上述濕式制作工藝包括在基板上進行涂布法。
[0034]在本發(fā)明的一實施例中，上述濕式制作工藝包括在卷對卷設(shè)備中進行涂布法。
[0035]在本發(fā)明的一實施例中，上述干式制作工藝包括物理沉積法以及化學沉積法其中一者O
[0036]在本發(fā)明的一實施例中，上述圖案化半導體層以干式制作工藝以及濕式制作工藝其中一者制作的。
[0037]在本發(fā)明的一實施例中，上述干式制作工藝在一真空設(shè)備中進行。
[0038]基于上述，本發(fā)明的晶體管結(jié)構(gòu)具有光吸收層，由于光吸收層具有與圖案化半導體層重疊的吸收光譜波長，且光吸收層的面積覆蓋圖案化半導體層的面積，故本發(fā)明的晶體管結(jié)構(gòu)在受到光線照射的情況下，部分波長得以先被光吸收層所吸收，則晶體管結(jié)構(gòu)中的圖案化半導體層，可由此避免因受到光線的照射導致特性產(chǎn)生變化。
[0039]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明的第一實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0041]圖2是本發(fā)明的第二實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0042]圖3是本發(fā)明的第三實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0043]圖4是本發(fā)明的第四實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0044]圖5是本發(fā)明的第五實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0045]圖6是本發(fā)明的第六實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0046]圖7是本發(fā)明的第七實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0047]圖8是本發(fā)明的第八實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0048]圖9為現(xiàn)有晶體管的照光前后的特性曲線圖。
[0049]圖10為本發(fā)明一實施例晶體管的照光前后的特性曲線圖。
[0050]圖11為本發(fā)明的實施例中，基板、圖案化半導體層、源極與漏極的配置關(guān)系示意圖。
[0051]符號說明
[0052]10、20、30、40、50、60、70、80:晶體管結(jié)構(gòu)
[0053]100、500、900:基板
[0054]110a、510a、910a:源極
[0055]110b、510b、910b:漏極
[0056]120、520、920:圖案化半導體層
[0057]130、530:絕緣層
[0058]132:第一開口
[0059]140,540:柵極
[0060]150,250,350,450,550,650,750,850:光吸收層
[0061]460、860:保護層
[0062]352、462:第二開口
[0063]752、862:開口
[0064]L:光線
[0065]wl、w2:寬度
[0066]dl、d2:距離
【具體實施方式】
[0067]圖1本發(fā)明的第一實施例的晶體管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參照圖1，在本實施例中，晶體管結(jié)構(gòu)10配置于一基板100上且包括一源極IlOa以及一漏極110b、一圖案化半導體層120、一絕緣層130、一柵極140以及一光吸收層150。柵極140配置于基板100上。柵極140的面積重疊圖案化半導體層120的面積，因此柵極140遮擋住圖案化半導體層120。絕緣層130位于柵極140與圖案化半導體層120之間。源極IlOa以及漏極IlOb彼此分離，且源極IlOa與漏極IlOb都接觸于圖案化半導體層120。光吸收層150進一步覆蓋于柵極140上方，因此圖案化半導體層120位于光吸收層150以及基板100之間。除上述之外，本實施例的晶體管結(jié)構(gòu)10可還包括一保護層(未繪示)覆蓋光吸收層150與絕緣層130