專利名稱：主動(dòng)元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種主動(dòng)元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯不面板(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Displaypanel ;TFT LCD panel)主要由主動(dòng)兀件陣列結(jié)構(gòu)(Active device array structure)、彩色濾光陣列結(jié)構(gòu)(Color filter array structure)和液晶層所構(gòu)成。其中主動(dòng)元件陣列結(jié)構(gòu)包括多個(gè)以陣列排列的主動(dòng)元件，也就是薄膜晶體管(Thin Film Transistor ；TFT),以及與每一薄膜晶體管對(duì)應(yīng)配置之一像素電極(Pixel Electrode).上述之薄膜晶體管包括柵極(Gate)、通道(ChanneI)、漏極(Drain)與源極(Source),而薄膜晶體管是用來(lái)作為液晶顯示單元的開(kāi)關(guān)元件。在制造薄膜晶體管時(shí),氧化物半導(dǎo)體(oxide semiconductor)是一種常用的材料。但以氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管做為液晶顯示單元的開(kāi)關(guān)元件時(shí)，由于氧化物半導(dǎo)體材質(zhì)的通道的光穿透度較高，使得工藝中后續(xù)堆棧其它材料層時(shí)有對(duì)位的困難。雖然提高氧化物半導(dǎo)體材質(zhì)的通道的厚度可降低其光穿透度，但此法會(huì)使通道的臨界電壓產(chǎn)生偏移。因此在工藝中如何在不增加氧化物半導(dǎo)體的厚度的前提下能夠有準(zhǔn)確的對(duì)位精度，是使用氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管為開(kāi)關(guān)元件時(shí)的一大要點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種主動(dòng)元件，其緩沖層具有一定位區(qū)，配置于定位區(qū)上的通道與在此定位區(qū)的緩沖層可構(gòu)成主動(dòng)元件工藝中的定位標(biāo)記。本發(fā)明提供一種主動(dòng)元件的制造方法，此主動(dòng)元件的緩沖層具有一定位區(qū)，利用配置于定位區(qū)上的通道與在此定位區(qū)的緩沖層可幫助后續(xù)工藝中的對(duì)位。本發(fā)明提出一種主動(dòng)元件，包括一緩沖層、一通道、一柵極、一柵絕緣層以及一源極與一漏極。緩沖層配置于一基板上，具有一定位區(qū)，其中緩沖層在定位區(qū)的部分的厚度大于在定位區(qū)以外的部分的厚度。通道配置于緩沖層上，且位于定位區(qū)。柵極位于通道上方。柵絕緣層配置于通道與柵極之間。源極與漏極位于通道上方并電性連接通道。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的主動(dòng)元件的緩沖層在定位區(qū)的部分的厚度為XI，緩沖層在定位區(qū)以外的部分的厚度為X2，通道的厚度為Y，Xl加上Y并減去X2后大于或等于60納米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的主動(dòng)元件的通道的厚度小于或等于70納米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的主動(dòng)元件的緩沖層的材質(zhì)為氧化硅(SiOx)、氮化娃(SiNx)、氮氧化娃(SiON)、碳化娃(SiC)、碳氮化娃(SiCN)或氧化招(AlO)等絕緣材質(zhì)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的主動(dòng)元件更包括一第一絕緣層，覆蓋柵極與柵絕緣層。源極與漏極位于第一絕緣層上，且源極與漏極貫穿第一絕緣層與柵絕緣層而電性連接通道。、
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的主動(dòng)元件的通道的材質(zhì)為氧化物半導(dǎo)體。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的主動(dòng)元件的通道的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO)、氧化鋒(ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化銦鋒(Indium-ZincOxide, IZ0)、氧化嫁鋒(Gallium-Zinc Oxide, GZ0)、氧化鋒錫(Zinc-Tin Oxide, ZT0)、氧化銦鎵(IGO)、氧化銦錫鋅(ITZO)或氧化銦錫(Indium-Tin Oxide, IT0)等金屬氧化物材料。本發(fā)明提出一種主動(dòng)元件的制造方法。在此制造方法中，首先形成一緩沖層于一基板上。接著，形成一通道材料層于前述的緩沖層上，之后再將此通道材料層圖案化以形成一通道。其中，緩沖層具有一定位區(qū)，且緩沖層在定位區(qū)的部分的厚度大于在定位區(qū)以外的部分的厚度。通道配置于緩沖層上，且位于定位區(qū)。在制做完通道與具有兩種厚度的緩沖 層后，再形成一柵絕緣層于通道上。接著，以通道與緩沖層在通道下方的部分為對(duì)位標(biāo)記，形成一柵極于柵絕緣層上。最后，形成一源極與一漏極于通道上方并電性連接前述的通道。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述主動(dòng)元件的制造方法里，形成通道的步驟包括圖案化通道材料層以形成通道，并減薄緩沖層未被通道覆蓋的部分，以使緩沖層在通道下方的部分的厚度大于未被通道覆蓋的部分的厚度。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述主動(dòng)元件的制造方法里，形成通道與減薄緩沖層未被通道覆蓋的部分的方法包括下列步驟。形成一蝕刻罩幕于通道材料層上預(yù)定形成通道的區(qū)域。蝕刻通道材料層未被蝕刻罩幕覆蓋的部分以形成通道，并繼續(xù)蝕刻緩沖層未被通道覆蓋的部分。移除蝕刻罩幕。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述主動(dòng)元件的制造方法里，形成通道的步驟包括同時(shí)圖案化通道材料層以及緩沖層以形成通道層以及具有兩厚度的緩沖層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述主動(dòng)元件的制造方法里，在形成柵極之后與形成源極與漏極的前，更包括形成一第一絕緣層以覆蓋柵極與柵絕緣層，且源極與漏極貫穿第一絕緣層與柵絕緣層而電性連接通道?；谏鲜?，在本發(fā)明的主動(dòng)元件及其制造方法中，由于通道下方的緩沖層的厚度大于其它部分的緩沖層的厚度，所以可做為工藝中的對(duì)位標(biāo)記。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖IA至圖II為本發(fā)明的一實(shí)施例的主動(dòng)元件的制造方法的剖面流程示意圖。圖2A至圖2F為圖IC的通道與緩沖層的制造方法的剖面流程示意圖。其中，附圖標(biāo)記100 :主動(dòng)元件101 :基板102 :光刻膠材料層103 :紫外光104 :光掩膜105 :蝕刻掩膜110:緩沖層110a:定位區(qū)
120’ 通道材料層120 :通道130 :柵絕緣層140 :柵極150 :第一絕緣層160 :源極170 :漏極
180 :第二絕緣層190:像素電極
具體實(shí)施例方式圖IA至圖II為本發(fā)明的一實(shí)施例的主動(dòng)元件的制造方法的剖面流程示意圖。請(qǐng)參考圖IA至圖II。首先請(qǐng)參考圖1A，提供一基板101，此基板101例如是玻璃基板或塑料基板。接著，在此基板101上形成一層緩沖層110。然后如圖IB所繪示，在緩沖層110上形成一通道材料層120’。緩沖層110可防止基板101含有的雜質(zhì)擴(kuò)散到通道材料層120’而污染通道材料層120’，甚至進(jìn)一步使得主動(dòng)元件100在驅(qū)動(dòng)時(shí)的電性受到影響。另外，由于緩沖層110全面地覆蓋基板101，因此緩沖層110也可以抑制基板101翹曲的幅度。接著，如圖IC所繪示，在基板101上分別形成緩沖層110與通道材料層120’后，可以對(duì)通道材料層120’進(jìn)行圖案化以形成一通道120。其中，緩沖層110具有一定位區(qū)110a，且緩沖層110在定位區(qū)IlOa的部分的厚度大于在定位區(qū)IlOa以外的部分的厚度。由通道材料層120’形成的通道120配置于緩沖層110上，且位于定位區(qū)110a。如圖ID所繪示，在制做完通道120與具有兩種厚度的緩沖層110后，形成一柵絕緣層130于通道120上。此柵絕緣層130具有絕緣效果，可隔絕通道120與之后要形成的柵極140 (繪示于圖1E)。形成柵絕緣層130的方法例如是使用化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVapor Deposition, CVD),但并不限于此,亦可使用其它適合的工藝的方式,如網(wǎng)版印刷、涂布、噴墨、能量源處理等，本發(fā)明并不限制形成柵絕緣層130的方式。如圖IE所繪示，一柵極140形成于柵絕緣層130上。相較于定位區(qū)IlOa的外的緩沖層110，位于定位區(qū)IlOa的通道120以及位于定位區(qū)IlOa的緩沖層110兩者迭加的厚度較厚，因此透光性會(huì)和定位區(qū)IlOa的外的緩沖層110有所區(qū)別。在形成柵極140于柵絕緣層130上時(shí)，可利用此透光性的區(qū)別，以通道120以及緩沖層110在通道120下方的部分做為一對(duì)位標(biāo)記。換言的，在后續(xù)工藝中要形成柵極140時(shí)，不需要準(zhǔn)備額外的對(duì)位圖案，即可完成柵極140在制備時(shí)的對(duì)位。如圖IF所繪示，在形成柵極140后，接著形成一第一絕緣層150。此第一絕緣層150會(huì)同時(shí)覆蓋柵極140與柵絕緣層130。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1G，一源極160與一漏極170形成于通道120上方并電性連接于通道120。源極160與漏極170之間相隔一段距離，且源極160與漏極170貫穿第一絕緣層150與柵絕緣層130而電性連接于下方的通道120。至此，即大致完成本實(shí)施例的主動(dòng)元件，以下介紹其它可選擇性進(jìn)行的步驟。如圖IH所繪示，形成源極160與漏極170后，再形成一第二絕緣層180覆蓋于源極160與漏極170。請(qǐng)接著參考圖II，一像素電極190形成于第二絕緣層180之上，且此像素電極190與漏極170是電性連接。圖2A至圖2F為圖IC的通道與緩沖層的制造方法的剖面流程示意圖。請(qǐng)參考圖2A與圖2B，在獲得如圖IB所示的半成品后，可先利用旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)法或狹縫式涂布(slot die coating)法等涂布方式在通道材料層120’上涂布一層光刻膠材料層102,使其覆蓋在通道材料層120’之上。接著，如圖2C所示，透過(guò)光掩膜104以紫外光103對(duì)光刻膠材料層102曝光。光掩膜104上的圖案設(shè)計(jì)(遮光區(qū)與不遮光區(qū)的分布)可以依照光刻膠材料層102的感光特性而調(diào)整。舉例而言，當(dāng)光刻膠材料層102具有正型感旋光性時(shí)，光掩膜104上的圖案設(shè)計(jì)會(huì)與光刻膠材料層102具有負(fù)型感旋光性時(shí)的圖案設(shè)計(jì)相反。
請(qǐng)參考圖2C與圖2D，以顯影液進(jìn)行一顯影步驟使得局部的光刻膠材料層102被移除。在本實(shí)施例中，使用的光刻膠材料具有正型感旋光性，因此光刻膠材料層102中曝光的部分會(huì)溶于顯影液中而被移除，剩下來(lái)的部份則留在通道材料層120’上，形成一蝕刻掩膜105于預(yù)定形成通道120的區(qū)域里。如同圖2E所繪示，形成蝕刻掩膜105后，可利用此蝕刻掩膜105對(duì)下方通道材料層120’與緩沖層110進(jìn)行蝕刻的動(dòng)作。值得注意的是，蝕刻的方式可分為兩種。第一種方式是分層蝕刻。首先先蝕刻通道材料層120’未被蝕刻掩膜105覆蓋的部分以形成通道120。在通道120形成之后，再進(jìn)行第二次蝕刻，以去除緩沖層110中未被蝕刻掩膜105覆蓋的部分。第二種方式則是一次圖案化通道材料層120’以及緩沖層110，以形成通道120以及具有兩厚度的緩沖層110。在圖2E所繪示的步驟中，通道材料層120’會(huì)被蝕刻成通道，而原本厚度均勻的緩沖層110則會(huì)被蝕刻出厚度不同的兩部份。在定位區(qū)IlOa的緩沖層110的厚度會(huì)大于在定位區(qū)IlOa外的緩沖層110的厚度。最后，如圖2F所繪示，將圖2E中的蝕刻掩膜105移除，即可得到在基板101上具有定位區(qū)IlOa的緩沖層110以及通道120的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)在后續(xù)工藝中可做為形成柵極140時(shí)所需要的對(duì)位標(biāo)記。另外，在圖1E、圖IG與圖II中，形成柵極140、源極160與漏極170以及像素電極190，同樣也是使用類似于圖2A至圖2F的光掩膜工藝。唯一不同的是，在圖2C中所使用的光掩膜104的圖案，需配合柵極140、源極160、漏極170以及像素電極190所需要的形狀而改變。因此，在此不重復(fù)贅述其它光掩膜工藝。圖II為本發(fā)明的一實(shí)施例的主動(dòng)元件。請(qǐng)參考圖II。主動(dòng)元件100包括一緩沖層110、一通道120、一柵極140、一柵絕緣層130以及一源極160與一漏極170。緩沖層110配置于一基板101上。此緩沖層110具有一定位區(qū)110a，其中緩沖層110在定位區(qū)IlOa的部分的厚度大于在定位區(qū)IlOa以外的部分的厚度。通道120配置于緩沖層110上，且位于定位區(qū)110a。柵極140位于通道120上方。一柵絕緣層130配置于通道120與柵極140之間。源極160與漏極170位于通道120上方并電性連接通道120。本實(shí)施例的主動(dòng)元件100在定位區(qū)IlOa的緩沖層110與通道120可共同做為定位標(biāo)記。因此，就算通道120的厚度控制在小于等于70納米，也不會(huì)由于厚度太薄而造成后續(xù)工藝時(shí)的對(duì)位困難。此外，當(dāng)通道120的材質(zhì)為氧化物半導(dǎo)體時(shí)，控制適當(dāng)?shù)暮穸纫部梢员苊馔ǖ?20的臨界電壓偏移的問(wèn)題。緩沖層110在定位區(qū)IlOa的部分的厚度為XI，緩沖層110在定位區(qū)IlOa以外的部分的厚度為X2，通道120的厚度為Y。Xl加上Y并減去X2后大于等于60納米。換言的，緩沖層110在定位區(qū)IlOa的部分的厚度加上通道120的厚度必須比緩沖層110在定位區(qū)IlOa以外的部分的厚度多出一定的值，以使定位區(qū)IlOa與定位區(qū)IlOa以外的部分的透光率有足夠的差異可供工藝設(shè)備進(jìn)行辨識(shí)而產(chǎn)生定位的效果。通道120的厚度可小于等于70納米。緩沖層110的材質(zhì)例如為氧化娃(SiOx)、氮化娃(SiNx)、氮氧化娃(SiON)、碳化硅(SiC)、碳氮化硅(SiCN)或氧化鋁(AlO)等絕緣材質(zhì)。通道120的材質(zhì)可以是氧化物半導(dǎo)體，例如氧化銦鎵鋅(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZ0)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化銦鋒(Indium-Zinc Oxide, IZ0)、氧化嫁鋒(Gallium-Zinc Oxide, GZ0)、氧化鋒錫(Zinc-Tin Oxide, ZT0)、氧化銦鎵(IGO)、氧化銦錫鋅(ITZO)或氧化銦錫(Indium-TinOxide, ITO)等金屬氧化物材料。如圖II所繪示,本實(shí)施例的主動(dòng)元件100還包括一第一絕緣層150。此第一絕緣 層150覆蓋柵極140與柵絕緣層130。源極160與漏極170位于第一絕緣層150上，且源極160與漏極170貫穿第一絕緣層150與柵絕緣層130而電性連接通道120。柵極140、源極160及漏極170的材料，例如可以是鋁(Al )、鑰(Mo)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、金(Au)或銀(Ag)等金屬或它們的合金、Al_Nd、APC等合金、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(indiumtin oxide, IT0)、氧化銦鋅(indium zinc oxide, IZ0)等金屬氧化物導(dǎo)電物質(zhì)等，但本發(fā)明并不限制柵極140、源極160及漏極170的材料。請(qǐng)參考圖II，本實(shí)施例的主動(dòng)元件100更可包括一第二絕緣層180與像素電極190。像素電極190材料例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物或招鋅氧化物(aluminum zoneoxide, AZ0),但本發(fā)明并不限制像素電極190的材料。綜上所述，本發(fā)明的主動(dòng)元件其本身的結(jié)構(gòu)堆棧即可做為其工藝中的定位標(biāo)記。此定位標(biāo)記由位在定位區(qū)的緩沖層與通道構(gòu)成。由于位在定位區(qū)的緩沖層與通道兩者迭層后的厚度會(huì)比不在定位區(qū)的緩沖層厚，因此具有不同的透光性。后續(xù)工藝中可利用此透光性的不同做為一種對(duì)位標(biāo)記。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)元件，其特征在于，包括 一緩沖層，配置于一基板上，具有一定位區(qū)，其中該緩沖層在該定位區(qū)的部分的厚度大于在該定位區(qū)以外的部分的厚度； 一通道，配置于該緩沖層上，且位于該定位區(qū)； 一柵極，位于該通道上方； 一柵絕緣層，配置于該通道與該柵極之間；以及 一源極與一漏極，位于該通道上方并電性連接該通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)元件，其特征在于，該緩沖層在該定位區(qū)的部分的厚度為Xl，該緩沖層在該定位區(qū)以外的部分的厚度為X2，該通道的厚度為Y，Xl加上Y并減去X2后大于等于60納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)元件，其特征在于，該通道的厚度小于等于70納米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)元件，其特征在于，該緩沖層的材質(zhì)為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅或氧化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)元件，其特征在于，更包括一第一絕緣層，覆蓋該柵極與該柵絕緣層，其中該源極與該漏極位于該第一絕緣層上，且該源極與該漏極貫穿該第一絕緣層與該柵絕緣層而電性連接該通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)元件，其特征在于，該通道的材質(zhì)為氧化物半導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)元件，其特征在于，該通道的材質(zhì)包括氧化銦鎵鋅、氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅、氧化鎵鋅、氧化鋅錫、氧化銦鎵、氧化銦錫鋅或氧化銦錫。
8.—種主動(dòng)元件的制造方法，其特征在于，包括 形成一緩沖層于一基板上； 形成一通道材料層于該緩沖層上； 形成一通道，其中該緩沖層具有一定位區(qū)，其中該緩沖層在該定位區(qū)的部分的厚度大于在該定位區(qū)以外的部分的厚度，該通道配置于該緩沖層上，且位于該定位區(qū)； 形成一柵絕緣層于該通道上； 以該通道與該緩沖層在該通道下方的部分為對(duì)位標(biāo)記，形成一柵極于該柵絕緣層上；以及 形成一源極與一漏極于該通道上方并電性連接該通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主動(dòng)元件的制造方法，其特征在于，形成該通道的步驟包括 圖案化該通道材料層以形成該通道； 減薄該緩沖層未被該通道覆蓋的部分，以使該緩沖層在該通道下方的部分的厚度大于未被該通道覆蓋的部分的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的主動(dòng)元件的制造方法，其特征在于，形成該通道與減薄該緩沖層未被該通道覆蓋的部分的方法包括 形成一蝕刻掩膜于該通道材料層上預(yù)定形成該通道的區(qū)域； 蝕刻該通道材料層未被該蝕刻掩膜覆蓋的部分以形成該通道，并繼續(xù)蝕刻該緩沖層未被該通道覆蓋的部分；以及移除該蝕刻掩膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主動(dòng)元件的制造方法，其特征在于，形成該通道的步驟包括 同時(shí)圖案化該通道材料層以及該緩沖層以形成該通道層以及該具有兩厚度的緩沖層。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主動(dòng)元件的制造方法，其特征在于，在形成該柵極之后與形成該源極與該漏極的前，更包括形成一第一絕緣層以覆蓋該柵極與該柵絕緣層，且該源極與該漏極貫穿該第一絕緣層與該柵絕緣層而電性連接該通道。
全文摘要
一種主動(dòng)元件及其制造方法。主動(dòng)元件包括一緩沖層、一通道、一柵極、一柵絕緣層以及一源極與一漏極。緩沖層配置于一基板上，具有一定位區(qū)，其中緩沖層在定位區(qū)的部分的厚度大于在定位區(qū)以外的部分的厚度。通道配置于緩沖層上，且位于定位區(qū)。柵極位于通道上方，柵絕緣層則配置于通道與柵極之間。源極與漏極位于通道上方并電性連接通道。
文檔編號(hào)H01L21/34GK102751333SQ20121020911
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者張志榜, 謝信弘 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司