一種薄膜電晶體的製作方法與流程

2023-11-04 19:48:37

本發明涉及液晶顯示領域，特別涉及一種薄膜電晶體的製作方法。

背景技術：

目前設計的非晶矽TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal displays，薄膜電晶體-液晶顯示器)的各類產品，一般採用背溝道刻蝕技術。

現有技術的薄膜電晶體，其製作方法通常包括:在襯底基板上形成柵極的圖形，接著形成柵極絕緣層，接著在柵極絕緣層上依次形成半導體有源層，源漏電極層和光刻膠層，然後對光刻膠層進行曝光及顯影；顯影后，形成光刻膠保留區、光刻膠半保留區和光刻膠去除區；隨後進行第一次刻蝕，光刻膠去除區內的源漏電極層和半導體有源層沒有光刻膠保護而被刻蝕；進行灰化處理，光刻膠半保留區的光刻膠被去除，光刻膠保留區的光刻膠被減薄，進行第二刻蝕，先刻蝕掉光刻膠半保留區的源漏電極層，形成源極和漏極，再刻蝕掉源極和漏極之間區域的部分半導體有源層，最後剝離光刻膠。

現有的形成源漏電極和有源層圖形的構圖工藝是在光刻膠塗覆後，進行曝光顯影，利用光刻膠的圖形的作為掩模，來進行源漏電極層和有源層的刻蝕，以形成所需的圖案。在光刻膠剝離的時候，由於光刻膠為高分子有機物，需要剝離液進行溶解，通常在剝離過程中，基板從剝離槽流出後經過風刀掃去表面的剝離液，然後基板進入水洗槽進行清洗。由於溶劑的轉換，有機物容易在溝道區殘留(如剝離液使用到壽命後期，溶解性能下降，而溝道部分很窄，很容易發生殘留)，而且一旦發生殘留，後續製程很難清除。在刻蝕的過程中，光刻膠內的有機物或者其他物質會被轟擊和擴散到薄膜電晶體內源極和漏極之間區域的有源層內，所述區域的有源層膜質受到有機物及其他物質的汙染，會導致薄膜電晶體的性能下降。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種薄膜電晶體的製作方法，以減少薄膜電晶體背溝道的附著物，提高了器件的可靠性。

本發明的技術方案如下：

一種薄膜電晶體的製作方法，包括以下步驟：

在襯底基板上形成柵極；

在所述柵極上形成柵極絕緣層，並使所述柵極絕緣層覆蓋所述襯底基板；

在所述柵極絕緣層上形成覆蓋所述柵極絕緣層的半導體有源層；

在所述半導體有源層上形成源漏電極層；

在所述源漏電極層上形成光刻膠層，並按預設圖案對所述光刻膠層進行曝光及顯影；

以曝光及顯影后的所述光刻膠層為掩膜板，對所述源漏電極層進行蝕刻，以形成源極與漏極；

剝離曝光及顯影后的所述光刻膠層，之後以所述源極與所述漏極為掩膜板，對所述半導體有源層進行部分蝕刻。

優選地，所述光刻膠層的製作材料為正性光刻膠。

優選地，按預設圖案對所述光刻膠層進行曝光及顯影，具體包括：

將所述光刻膠層表面與所述襯底基板表面之間的區域劃分為光刻膠保留區、光刻膠半保留區和光刻膠去除區；

對所述光刻膠去除區及所述光刻膠半保留區的所述光刻膠層進行曝光，後者的曝光時間長度小於前者的曝光時間長度；

對所述光刻膠保留區與所述光刻膠半保留區的所述光刻膠層進行顯影；

其中，顯影后所述光刻膠半保留區保留有所述光刻膠層，所述光刻膠去除區對應於所述光刻膠層兩邊緣區域，所述光刻膠半保留區對應於所述光刻膠層中部區域，所述光刻膠保留區對應於所述光刻膠層去除區與所述光刻膠半保留區之間的區域。

優選地，以曝光及顯影后的所述光刻膠層為掩膜板，對所述源漏電極層進行蝕刻，以形成源極與漏極，具體包括：

去除所述光刻膠去除區對應的所述源漏電極層；

去除所述光刻膠去除區對應的所述半導體有源層；

去除所述光刻膠半保留區對應的曝光及顯影后的所述光刻膠層，並將曝光及顯影后的所述光刻膠層的其餘部分減薄；

去除所述光刻膠半保留區對應的所述源漏電極層，以形成所述源極與所述漏極。

優選地，在去除所述光刻膠去除區的所述源漏電極層的步驟中，採用溼法蝕刻工藝進行去除。

優選地，在去除所述光刻膠去除區的所述半導體有源層中，採用幹法蝕刻工藝進行去除。

優選地，所述幹法蝕刻工藝包括採用化學氣體離子轟擊所述半導體有源層。

優選地，所述柵極與所述源漏電極層的製作材料為銅金屬或鋁金屬。

優選地，所述柵極絕緣層的製作材料為二氧化矽或氮化矽。

優選地，所述半導體有源層的製作材料為非晶矽或多晶矽。

本發明的有益效果：

本發明的一種薄膜電晶體的製作方法，通過先進行光刻膠剝離，再對半導體有源層進行蝕刻的方式，使得在光刻膠層剝離過程中，即使在溝道中殘留有有機物，也可以在對半導體有源層進行蝕刻的過程中予以清除，減少了薄膜電晶體背溝道的附著物，提高了器件的可靠性。

【附圖說明】

圖1為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成柵極的示意圖；

圖2為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成柵極絕緣層的示意圖；

圖3為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成源漏電極層的示意圖；

圖4為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成半導體有源層的示意圖；

圖5為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成光刻膠層的示意圖；

圖6為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中將光刻膠層表面與襯底基板表面之間的區域劃分為光刻膠保留區、光刻膠半保留區和光刻膠去除區的示意圖；

圖7為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中對光刻膠層進行曝光及顯影后的示意圖；

圖8為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠去除區對應的源漏電極層的示意圖；

圖9為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠去除區對應的半導體有源層的示意圖；

圖10為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠半保留區對應的曝光及顯影后的光刻膠層，並將曝光及顯影后的光刻膠層的其餘部分減薄的示意圖；

圖11為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠半保留區對應的源漏電極層，形成源極與漏極的示意圖；

圖12為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中剝離光刻膠層的示意圖；

圖13為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中對半導體有源層進行部分蝕刻的示意圖；

圖14為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟整體流程示意圖；

【具體實施方式】

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。在圖中，結構相似的單元是以相同標號表示。

實施例一

請參考圖14，圖14為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟整體流程示意圖。從圖14可以看到，本發明的一種薄膜電晶體的製作方法，包括以下步驟：

步驟S101：在襯底基板1上形成柵極2。

在本步驟中，所述柵極2可以採用磁控濺射的方法形成，所述柵極2的製作材料為銅金屬或鋁金屬。如圖1所示，圖1為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成柵極2的示意圖。

步驟S102：在所述柵極2上形成柵極絕緣層3，並使所述柵極絕緣層3覆蓋所述襯底基板1。如圖2所示，圖2為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成柵極絕緣層3的示意圖。

在本步驟中，所述柵極絕緣層3的製作材料為二氧化矽或氮化矽。

步驟S103：在所述柵極絕緣層3上形成覆蓋所述柵極絕緣層3的半導體有源層4。如圖3所示，圖3為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成源漏電極層5的示意圖。

在本步驟中，所述半導體有源層4可以採用化學氣相沉積法形成，所述半導體有源層4的製作材料為非晶矽或多晶矽。

步驟S104：在所述半導體有源層4上形成源漏電極層5。如圖4所示，圖4為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成半導體有源層4的示意圖。

在本步驟中，所述源漏電極層5可以採用磁控濺射的方法形成，所述源漏電極層5的製作材料為銅金屬或鋁金屬。

步驟S105：在所述源漏電極層5上形成光刻膠層6，並按預設圖案對所述光刻膠層6進行曝光及顯影。如圖5、圖6和圖7所示，圖5為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中形成光刻膠層6的示意圖，圖6為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中將光刻膠層6表面與襯底基板1表面之間的區域劃分為光刻膠保留區b、光刻膠半保留區c和光刻膠去除區a的示意圖，圖7為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中對光刻膠層6進行曝光及顯影后的示意圖。

在本步驟中，按預設圖案對所述光刻膠層6進行曝光及顯影，具體包括：

將所述光刻膠層6表面與所述襯底基板1表面之間的區域劃分為光刻膠保留區b、光刻膠半保留區c和光刻膠去除區a；

對所述光刻膠去除區a及所述光刻膠半保留區c的所述光刻膠層6進行曝光，後者的曝光時間長度小於前者的曝光時間長度；

對所述光刻膠保留區b與所述光刻膠半保留區c的所述光刻膠層6進行顯影；

其中，顯影后所述光刻膠半保留區c保留有所述光刻膠層6，所述光刻膠去除區a對應於所述光刻膠層6兩邊緣區域，所述光刻膠半保留區c對應於所述光刻膠層6中部區域，所述光刻膠保留區b對應於所述光刻膠層6去除區與所述光刻膠半保留區c之間的區域。

在本步驟中，所述光刻膠層6的製作材料為正性光刻膠。

步驟S106：以曝光及顯影后的所述光刻膠層6為掩膜板，對所述源漏電極層5進行蝕刻，以形成源極與漏極。如圖8、圖9、圖10、和圖11所示，圖8為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠去除區a對應的源漏電極層5的示意圖，圖9為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠去除區a對應的半導體有源層4的示意圖，圖10為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠半保留區c對應的曝光及顯影后的光刻膠層6，並將曝光及顯影后的光刻膠層6的其餘部分減薄的示意圖，圖11為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中去除光刻膠半保留區c對應的源漏電極層5，形成源極與漏極的示意圖。

在本步驟中，以曝光及顯影后的所述光刻膠層6為掩膜板，對所述源漏電極層5進行蝕刻，以形成源極與漏極，具體包括：

去除所述光刻膠去除區a對應的所述源漏電極層5。

去除所述光刻膠去除區a對應的所述半導體有源層4。

去除所述光刻膠半保留區c對應的曝光及顯影后的所述光刻膠層6，並將曝光及顯影后的所述光刻膠層6的其餘部分減薄。

去除所述光刻膠半保留區c對應的所述源漏電極層5，以形成所述源極與所述漏極。

在本步驟中，在去除所述光刻膠去除區a的所述源漏電極層5的步驟中，採用溼法蝕刻工藝進行去除。

在本步驟中，在去除所述光刻膠去除區a的所述半導體有源層4中，採用幹法蝕刻工藝進行去除。

在本步驟中，所述幹法蝕刻工藝包括採用化學氣體離子轟擊所述半導體有源層4。幹法蝕刻工藝不會對金屬層產生蝕刻的作用，對金屬層沒有影響，只對所述半導體有源層4進行蝕刻，這就保證了蝕刻的精度。

步驟S107：剝離曝光及顯影后的所述光刻膠層6，之後以所述源極與所述漏極為掩膜板，對所述半導體有源層4進行部分蝕刻。如圖12和圖13所示，圖12為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中剝離光刻膠層6的示意圖，圖13為本發明實施例的一種薄膜電晶體的製作方法的實施步驟中對半導體有源層4進行部分蝕刻的示意圖。

本發明的一種薄膜電晶體的製作方法，通過先進行光刻膠剝離，再對半導體有源層4進行蝕刻的方式，使得在光刻膠層6剝離過程中，即使在溝道中殘留有有機物，也可以在對半導體有源層4進行蝕刻的過程中予以清除，減少了薄膜電晶體背溝道的附著物，提高了器件的可靠性。

綜上所述，雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。