CN1851885A

CN1851885A - 湿蚀刻后的清洗方法及应用其的薄膜晶体管形成方法

Info

Publication number: CN1851885A
Application number: CN 200610080106
Authority: CN
Inventors: 张耿志; 叶国光
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2006-10-25

Abstract

本发明提供一种清洗方法。首先，提供基板，基板包括一金属层；接着，湿蚀刻金属层使得金属层上具有一氧化物；然后，以一清洗液去除金属层上的氧化物。

Description

湿蚀刻后的清洗方法及应用其的薄膜晶体管形成方法

技术领域

本发明是有关于一种清洗方法，特别是有关于一种湿蚀刻后的清洗方法及应用其的薄膜晶体管形成方法。

背景技术

由于平面显示器产业的快速进步，各家厂商对于产品技术的改良莫不卯足全力。其中工艺方法的改进，对于组件效能的改良及生产效率的提升更是有极大的影响。

对于平面显示器而言，显示面板是最重要的组件，而其中薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)的形成是控制平面显示器电性品质最重要的步骤之一。尤其是金属层所形成的栅极、源极及漏极，更是直接影响电性的良窳。

传统TFT液晶显示阵列工艺，主要包括材料沉积、曝光、显影、蚀刻等步骤。其中在蚀刻步骤中，为求取较大的生产效率，便采用湿蚀刻。但当蚀刻液中含有磷酸时，因与金属(例如铝)产生化学反应，会在组件(例如栅极、源极或漏极)上产生结构松散的金属氧化物(例如氧化铝)。可能的化学反应式如下：

由于此金属氧化物表面不平整且大多具有离子捕捉能力，在TFT作动时会造成漏电流，尤其当驱动电压较小时会造成源极、漏极之间导通的起始电压增加。如此一来，造成不同驱动电压下，栅极的电压与源极、漏极之间的导通电流的特性曲线产生差异，造成整体显示面板的稳定性及可靠度降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种湿蚀刻后的清洗方法及应用其的薄膜晶体管的形成方法，在湿蚀刻金属层之后加入一清洗工艺，去除组件上的金属氧化物。由于去除了具有离子捕捉能力及结构松散的金属氧化物，因此本发明可以有效减少漏电流，使不同驱动电压下的栅极电压与导通电流的特性曲线趋于一致，提高显示面板的稳定性与可靠度。

根据本发明的目的，提出一种清洗方法。首先，提供基板，基板包括一金属层；接着，湿蚀刻金属层使得金属层上具有一氧化物；然后，以一清洗液去除金属层上的氧化物。

根据本发明的另一目的，提出薄膜晶体管的形成方法。首先，形成第一金属层于基板上；接着，湿蚀刻第一金属层，以形成栅极，栅极上具有第一氧化物；然后，形成绝缘层于栅极上；接着，形成沟道层于绝缘层上；然后，形成第二金属层于沟道层上；接着，蚀刻第二金属层，以形成源极及漏极，源极及漏极的至少一个上具有第二氧化物；然后，以清洗液去除第一氧化物及第二氧化物的至少一个。

为让本发明之上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明的一种薄膜晶体管的形成方法流程图；以及

图2A～2K绘示形成本发明的薄膜晶体管的流程剖面图。

主要组件符号说明：

110：基板 120：第一金属层

122：栅极 123：第一氧化物

130：绝缘层 140：半导体层

140a：有源层 150：蚀刻终止层

160：N⁺半导体层 160a：图案化N⁺半导体层

170：第二金属层 172：源极

174：漏极 175：第二氧化物

180：保护层 185：通孔

190：像素电极层

具体实施方式

请同时参照第1图，其绘示本发明的一种薄膜晶体管的形成方法流程图。并请同时参照第2A～2K图，其绘示形成本发明的薄膜晶体管的流程剖面图。首先，如步骤11及图2A所示，形成第一金属层120于基板110上。

接着，如步骤12及图2B所示，湿蚀刻第一金属层120，以形成栅极122，栅极122上具有第一氧化物123。本实施例中由于第一金属层120的材料中包含铝、钼或钛，因此经过含有磷酸的蚀刻液浸泡后，在栅极122表面产生的第一氧化物123(例如氧化铝)等较为松散的结构。

然后，如步骤13及图2C所示，以喷洒或浸泡于一清洗液，例如氢氟酸(HF)水溶液的方式，去除栅极122上的第一氧化物123。氢氟酸水溶液的重量百分比浓度约为0.1至1之间，或是0.1至0.5之间，而整个以氢氟酸去除氧化物123的过程大约历时10秒至30秒之间。

接着，如步骤14所示，以干净的水，例如去离子水去除氢氟酸水溶液，以防止氢氟酸进一步侵蚀而损坏栅极122。

然后，如步骤15及图2D所示，形成绝缘层130覆盖于栅极122之上。

接着，如步骤16及图2E所示，形成一半导体层140于绝缘层130上。半导体层140的材料可包括非晶硅或多晶硅。

然后，如步骤17及图2F所示，形成蚀刻终止层150于半导体层140上，并将半导体层140经曝光、显影、蚀刻的步骤后定义有源层140a。

接着，如步骤18及图2G所示，形成N⁺半导体层160(或称的为N⁺层)于有源层140a及蚀刻终止层150上。本发明并不局限于形成N⁺半导体层，例如P⁺半导体层也可应用，视所需薄膜晶体管型态而定。

然后，如步骤19及图2H所示，形成一第二金属层170于N⁺半导体层160上。

接着，如步骤20及图2I所示，湿蚀刻第二金属层170以形成源极172及漏极174，并蚀刻N⁺半导体层160以定义完成图案化N⁺半导体层160a。而源极172及漏极174之间的相对内侧表面上，同样因湿蚀刻工艺而形成第二氧化物175。

然后，如步骤21及图2J所示，同样以喷洒或浸泡于氢氟酸水溶液的方式，以去除源极172及漏极174上的第二氧化物175。

接着，如步骤22所示，同样以干净的水洗去残余的氢氟酸水溶液。

最后，如图2K所示，进一步形成保护层180覆盖绝缘层130、源极172、漏极174及蚀刻终止层150。保护层180上具有一通孔185，并进一步在保护层180上形成像素电极层190，使像素电极层190透过通孔185与漏极174耦接。至此薄膜晶体管100便告完成。

然而，本发明所属的技术领域的技术人员可知本发明的技术不限于此。例如，本实施例虽以氢氟酸水溶液做为清洗液以去除氧化物，但是也可以采用硝酸(HNO₃)水溶液或磷酸(H₃PO₄)水溶液做为清洗液。只要在金属层于蚀刻完成后加入一清洗工艺，以一清洗液去除金属层上与蚀刻液作用所产生的氧化物，皆属于本发明的范围。而本实施例虽以具有蚀刻终止层150的薄膜晶体管100说明，然而亦可用于不具蚀刻终止层薄膜晶体管。

本发明上述实施例所揭露的湿蚀刻后的清洗方法及应用其的薄膜晶体管的形成方法，是在金属层经湿蚀刻后加入一清洗步骤，以去除所定义的结构上的松散的氧化物。使得定义完成的组件于导通时不会产生漏电流，提供具有稳定电性的薄膜晶体管。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种薄膜晶体管的形成方法，包括：

形成一第一金属层于一基板上；

湿蚀刻该第一金属层，以形成一栅极，该栅极上具有一第一氧化物；

形成一绝缘层于该栅极上；

形成一有源层于该绝缘层上；

形成一第二金属层于该有源层上；

蚀刻该第二金属层，以形成一源极及一漏极，该源极及该漏极的至少一个上具有一第二氧化物；以及

以一清洗液去除该第一氧化物及该第二氧化物的至少一个。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，还包括：

以水洗去除该清洗液。

3.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该清洗液包括一氢氟酸(HF)水溶液。

4.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该氢氟酸(HF)水溶液的浓度约为0.1重量百分比至1重量百分比。

5.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中以该清洗液去除该第一金属层上的该第一氧化物的该步骤执行约10秒至30秒。

6.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中去除该第一氧化物及该第二氧化物的至少一个的该步骤包括：

喷洒一氢氟酸水溶液于该第一氧化物及该第二氧化物的至少一个。

7.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中去除该第一氧化物及该第二氧化物的至少一个的该步骤包括：

浸泡该第一氧化物及该第二氧化物的至少一个于一氢氟酸水溶液。

8.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中以该清洗液去除该第一氧化物及该第二氧化物的至少一个的该步骤为以该清洗液去除该第一氧化物，以该清洗液去除该第一氧化物的该步骤是在形成该绝缘层于该栅极上的该步骤之前，该薄膜晶体管的形成方法还包括：

以水洗去除该清洗液。

9.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，该方法还包括：

形成一蚀刻终止层于该有源层上。

10.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，该方法更包括：

形成一N⁺半导体层于该有源层上。

11.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该清洗液包括一硝酸(HNO₃)水溶液。

12.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该清洗液包括一磷酸(H₃PO₄)水溶液。

13.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该第一金属层的材质包括铝、钼或钛。

14.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该有源层的材质包含非晶硅。

15.如权利要求1所述的薄膜晶体管的形成方法，其中该有源层的材质包含多晶硅。