金屬氧化物薄膜晶體管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶圓制造領(lǐng)域及顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種金屬氧化物薄膜晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管液晶平板顯示器是一類有源矩陣液晶顯示設(shè)備，該類顯示屏上的每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來驅(qū)動(dòng)，薄膜晶體管(TFT，Thin FilmTransistor)對(duì)于顯示器的響應(yīng)度及色彩真實(shí)度等具有重要影響，是該類顯示器中的重要組成部分。常見的薄膜晶體管主要有非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)、低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)、金屬氧化物薄膜晶體管等。其中，采用金屬氧化物作為溝道層材料的TFT技術(shù)是目前在面板技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，尤其采用銦鎵鋅氧化物(IGZ0，Indium GalliumZinc Oxide)的TFT技術(shù)，使用該技術(shù)可以使顯示屏功耗接近0LED，厚度僅比OLED高出25%，且分辨率可以達(dá)到全高清(full HD，1920*1080P)乃至超高清(Ultra Definit1n，分辨率4k*2k)級(jí)別程度，而成本卻相對(duì)更低。
[0003]目前已經(jīng)量產(chǎn)的IGZOTFT主要是采用底柵結(jié)構(gòu)，將柵極設(shè)置在TFT的底部，其制備工藝相對(duì)復(fù)雜，成本相對(duì)較高。為降低生產(chǎn)成本，有人提出一種采用頂柵結(jié)構(gòu)的IGZO TFT0在這種IGZO TFT的結(jié)構(gòu)中，介電層(ILD，Inter Layer Dielectric)采用的材料為SiN，并將介電層與IGZO層接觸，通過對(duì)IGZO層進(jìn)行摻雜將部分IGZO變形導(dǎo)體，形成源極和漏極結(jié)構(gòu)，而源極和漏極金屬線則可以直接搭載源極和柵極上，由此制得TFT結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，介電層中的H含量較高，因此介電層與IGZO層接觸并進(jìn)行摻雜時(shí)，H會(huì)在IGZO層中進(jìn)行橫向擴(kuò)散，其容易擴(kuò)散至溝道層，從而導(dǎo)致漏電過大，甚至喪失TFT的開關(guān)特性。因此實(shí)有必要對(duì)頂柵結(jié)構(gòu)的IGZO TFT進(jìn)行優(yōu)化改善，以消除上述缺陷問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬氧化物薄膜晶體管及其制造方法，以降低頂柵式結(jié)構(gòu)的金屬氧化物薄膜晶體管出現(xiàn)漏電過大、薄膜晶體管失去開關(guān)特性的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]本發(fā)明包括兩個(gè)方面，第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種金屬氧化物薄膜晶體管，包括:
[0006]基板；
[0007]形成于所述基板上的緩沖層；
[0008]形成于所述緩沖層上的有源層；
[0009]分別形成于所述有源層兩側(cè)的源極和漏極；
[0010]形成于所述有源層上的柵極絕緣層；
[0011 ]形成于所述柵極絕緣層上的柵極；
[0012]形成于所述柵極上的介電層，所述介電層的材料為S1x。
[0013]【GI/GE采用同一道m(xù)ask】作為一種實(shí)施方式，所述柵極絕緣層和所述柵極分別為圖形化的所述柵極絕緣層和圖形化的所述柵極，且所述柵極絕緣層和所述柵極采用同一道光罩制得。
[0014]【S/D形成方法】作為一種實(shí)施方式，所述源極和所述漏極是通過以下步驟形成的:以所述柵極為遮光層，對(duì)暴露在所述柵極外部的所述有源層進(jìn)行激光照射，使暴露在所述柵極外部的所述有源層分別形成為所述源極和所述漏極。
[0015]進(jìn)一步地，對(duì)暴露在所述柵極外部的所述有源層進(jìn)行激光照射是采用受激準(zhǔn)分子激光退火方法(Excimer Laser Anneal，簡(jiǎn)稱ELA)對(duì)暴露在所述柵極外部的有源層進(jìn)行處理。
[0016]【介電層-具體】進(jìn)一步地，所述介電層在形成于所述柵極上方的同時(shí)，也形成于所述緩沖層、所述源極、所述漏極上，所述柵極、所述柵極絕緣層、所述源極、所述漏極、所述有源層均包覆在所述介電層內(nèi)。
[0017]【源漏金屬層】進(jìn)一步地，所述金屬氧化物薄膜晶體管還包括源極金屬層和漏極金屬層，在所述介電層上對(duì)應(yīng)于所述源極和所述漏極區(qū)域中分別設(shè)有使所述源極部分暴露的源極接觸孔和使所述漏極部分暴露的漏極接觸孔，所述源極金屬層通過所述源極接觸孔與所述源極接觸，所述漏極金屬層通過所述漏極接觸孔與所述漏極接觸。
[0018]進(jìn)一步地，所述有源層為圖形化的所述有源層。
[0019]進(jìn)一步地，所述有源層為IGZO膜層。
[0020]其中，IGZO膜層是指銦鎵鋅氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide) ο
[0021]第二個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種金屬氧化物薄膜晶體管的制造方法，包括以下步驟:
[0022]提供一基板；
[0023]在所述基板上形成緩沖層；
[0024]在所述緩沖層上形成有源層；
[0025]在所述有源層上形成柵極絕緣層；
[0026]在所述柵極絕緣層上形成柵極；
[0027]在所述有源層兩側(cè)分別形成源極和漏極；
[0028]在所述柵極上形成介電層，所述介電層的材料為S1x。
[0029]作為一種實(shí)施方式，在本發(fā)明所述的制造方法中，在所述有源層上形成所述柵極絕緣層、在所述柵極絕緣層上形成所述柵極后，采用同一道光罩對(duì)所述柵極絕緣層和所述柵極進(jìn)行光刻、刻蝕，得到圖形化的所述柵極絕緣層和圖形化的所述柵極。
[0030]作為一種實(shí)施方式，在本發(fā)明所述的制造方法中，在所述有源層兩側(cè)分別形成源極和漏極的步驟為:利用所述柵極為遮光層，對(duì)暴露在所述柵極外部的所述有源層進(jìn)行激光照射，使暴露在所述柵極外部的有源層分別變?yōu)樗鲈礃O和所述漏極。
[0031]進(jìn)一步地，對(duì)暴露在所述柵極外部的所述有源層進(jìn)行激光照射是采用受激準(zhǔn)分子激光退火方法(Excimer Laser Anneal，簡(jiǎn)稱ELA)對(duì)暴露在所述柵極外部的有源層進(jìn)行處理。
[0032]進(jìn)一步地，在所述柵極上形成所述介電層時(shí)，所述介電層也形成于所述緩沖層、所述源極、所述漏極的上方，使所述柵極、所述柵極絕緣層、所述源極、所述漏極、所述有源層均包覆在所述介電層內(nèi)。
[0033]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的制造方法中，在所述柵極上形成介電層后，還包括以下步驟:在所述介電層上對(duì)應(yīng)于所述源極和所述漏極區(qū)域中分別形成使所述源極部分暴露的源極接觸孔、使所述漏極部分暴露的漏極接觸孔;本發(fā)明的所述金屬氧化物薄膜晶體管還形成有源極金屬層和漏極金屬層，所述源極金屬層通過所述源極接觸孔與所述源極接觸，所述漏極金屬層通過所述漏極接觸孔與所述漏極接觸。
[0034]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的制造方法中，所述有源層為圖形化的所述有源層。
[0035]進(jìn)一步地，所述有源層通過光刻、刻蝕工藝處理后得到圖形化的所述有源層。
[0036]進(jìn)一步地，所述有源層為IGZO膜層。
[0037]其中，IGZO膜層是指銦鎵鋅氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide) ο
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0039]首先，在本發(fā)明的金屬氧化物薄膜晶體管中，介電層采用的材料為S1x，而不是SiNx?，F(xiàn)有技術(shù)中采用頂柵結(jié)構(gòu)的金屬氧化物薄膜晶體管中，使用SiNx作為介電層材料，其中氫離子含量較多，這些氫離子在介電層與有源層接觸、對(duì)有源層進(jìn)行摻雜的過程中，會(huì)在有源層中橫向擴(kuò)散，導(dǎo)致漏電過大、甚至喪失薄膜晶體管開關(guān)特性的問題。由于本發(fā)明介電層中采用S1x材料，此材料中的氫離子含量遠(yuǎn)低于SiNx，因此可以有效地降低因氫離子擴(kuò)散在有源層中導(dǎo)致有源層漏電較多的問題，由此來改善金屬氧化物薄膜晶體管的電學(xué)性會(huì)K。
[0040]其次，在本發(fā)明中，柵極和柵極絕緣層采用同一道光罩進(jìn)行圖形化處理，而不是分別對(duì)柵極和柵極絕緣層各采用一道光罩進(jìn)行圖形化處理，可見這種兩層結(jié)構(gòu)采用一道光罩的處理方式能夠節(jié)省光罩、節(jié)約制造工序、簡(jiǎn)化工藝流程、有效降低生產(chǎn)成本。
[0041]最后，在本發(fā)明中，巧妙地利用位于頂端的柵極作為遮光層，對(duì)于位于其下方的有源層進(jìn)行激光照射處理，利用激光照射對(duì)暴露在遮光層之外的有源層進(jìn)行高溫退火，從而使暴露在遮光層以外這部分有源層的電性發(fā)生改變，使其變成導(dǎo)體，即形成了源極和漏極。由此可見，本發(fā)明中，未單獨(dú)沉積金屬層并對(duì)其進(jìn)行光刻等工序以形成源極和漏極，而是在已形成的有緣層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)暴露在柵極外部的該有緣層進(jìn)行激光照射處理，形成源極和漏極。這種工藝步驟同時(shí)簡(jiǎn)化了薄膜晶體管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和其制造工藝的復(fù)雜性。
【附圖說明】
[0042]圖1至圖8是本發(fā)明實(shí)施例金屬氧化物薄膜晶體管的制造方法的工藝流程。
【具體實(shí)施方式】
[0043]實(shí)施例
[0044]本實(shí)施例提供一種金屬氧化物薄膜晶體管的制造方法，該制造方法包括以下步驟:
[0045]如圖1所示，準(zhǔn)備一基板I，并在玻