发明名称 高非等向性蚀刻制程形成之薄膜电晶体
摘要 本发明揭示一薄膜电晶体,及藉由一高非等向性蚀刻制程形成该薄膜电晶体的制程。一依据本发明之薄膜电晶体包含一电晶体元件,含有一闸极电极、一闸极绝缘层、一半导体层、及源极及汲极电极;一保护层,被沉积于诸层上并具有诸第一开口作为接触孔;及一介绝缘层沿着该保护层延伸并具有诸第二开口作为接触孔,诸第一开口及第二开口系彼此对准于该基板上,其中一电气导电层系沉积于该接触孔的内壁及内壁系被以该等第一及第二开口形成。该等第一及第二开口系经由一非等向性蚀刻而平顺及连续变尖。
申请公布号 TW548738 申请公布日期 2003.08.21
申请号 TW091113096 申请日期 2002.06.14
申请人 万国商业机器公司 发明人 村隆俊;武市雅友;凯伊R 史克佑潘;伊凡G 柯尔甘
分类号 H01L21/306 主分类号 H01L21/306
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种形成于一基板上之薄膜电晶体,该薄膜电晶体至少包含:一电晶体元件,包含一闸极电极、一闸极绝缘层、一半导体层、及源极及汲极电极;一保护层,具有多数第一开口,用以作为形成于该电晶体元件上之多数接触孔;及一内层绝缘层,具有多数第二开口,用以作为延伸经该保护层之多数接触孔,该等第一及第二开口系彼此自行对准于基板上,及其中一导电层系沉积于该接触孔的内壁上,该内壁系为该等第一及第二开口所形成,该等开口系平顺及连续地为一非等向性蚀刻制程所变尖。2.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中上述之第一开口及第二开口系被变尖,且没有一大于或等于约50奈米之间隙。3.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中上述之内层绝缘层系为一热塑型树脂、一热固型树脂、一感光树脂、或其混合物。4.如申请专利范围第1项所述之溥膜电晶体,其中上述之源极及汲极电极包含一金属,其系由Mo、Ta、W、Al及其合金或组合物所构成之群组中选出。5.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中上述之闸极电极具有一由Mo或含Mo合金所构成之顶层。6.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中上述之闸极绝缘层系形成于该闸极电极上及该半导体层系形成于闸极绝缘层上。7.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中上述之闸极绝缘层系形成于该半导体层上及该闸极电极系形成于该闸极绝缘层上。8.一种用以在一基板上形成一薄膜电晶体的制程,该制程至少包含以下步骤:(a)提供一电晶体元件,在能支撑一薄膜电晶体的基板上,该电晶体元件包含至少一闸极电极、一闸极绝缘层、一半导体层及源极及汲极电极;(b)沉积一保护层,以覆盖该电晶体元件;(c)形成一内层绝缘层,在该保护层上并对该内层绝缘层作出一图案,以形成用于多数接触孔的多数第一开口;(d)以一非等向性蚀刻制程,对该保护层作出图案,以形成多数第二开口,该非等向性蚀刻制程系使用含氟不含氧(O)之蚀刻气体并具有保护层对汲极电极之一蚀刻选择性,其系大于或等于5:1;(e)以一含氧(O2)气体之乾蚀刻制程,去除由步骤(d)所形成之蚀刻残留;及(f)藉由沉积及图案化一导电层,以形成一像素电极及一接触电极,其中上述之导电层系沉积于该接触孔的内壁及该内壁系藉由多数之平顺及连续变尖之第一及第二开口所形成。9.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之内层绝缘层及该保护层系同时藉由一非等向性蚀刻步骤加以作出图案。10.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之内层绝缘层包含一感光聚合物并系用以作为非等向性蚀刻该保护层之阻抗。11.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之保护层对该汲极电极之选择性范围系由约5:1至约15:1。12.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之蚀刻制程系由一非等向性蚀刻制程所执行,该制程系使用由SF6.CF4.CH2F2.CHF3.CF3CF3.CH3CF3及其混合物,但不含氧所构成之群组所选出之含氟化合物。13.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之内层绝缘层:保护层:汲极电极的选择性系范围由约20:10:1至约50:10:1。14.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之源极及汲极电极包含一由Mo、Ta、W、Al及其合金或混合物所构成之群组中所选出之一金属。15.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之薄膜电晶体系为一底闸极型薄膜电晶体或一顶闸极型薄膜电晶体。16.如申请专利范围第8项所述之制程,其中上述之非等向性蚀刻系进行于一电感耦合电浆蚀刻设备中。17.一种具有改良开口率之像素的显示装置,该显示装置包含被阵列排列于一基板上之薄膜电晶体,该薄膜电晶体包含:一电晶体元件,包含一闸极电极、一闸极绝缘层、一半导体层、及源极及汲极电极;一保护层,具有多数第一开口,用以作为形成于该电晶体元件上之多数接触孔;及一内层绝缘层,具有多数第二开口,用以作为延伸经该保护层之多数接触孔,该等第一及第二开口系彼此自行对准于基板上,及其中一导电层系沉积于该接触孔的内壁上,该内壁系为该等第一及第二开口所形成,该等开口系平顺及连续地为一非等向性蚀刻制程所变尖。18.如申请专利范围第17项所述之显示装置,其中上述之第一开口及第二开口系被变尖,没有一大于或等于约50奈米之间隙。19.如申请专利范围第17项所述之显示装置,其中上述之内层绝缘层系为一热塑型树脂、一热固型树脂、一感光树脂、或其混合物。20.如申请专利范围第17项所述之显示装置,其中由Mo、Ta、W、Al及其合金或组合物所构成之群组中选出之金属层系沉积于该源极及汲极电极上。21.如申请专利范围第17项所述之显示装置,其中上述之显示装置系为一液晶显示装置或一电致发光显示装置。22.如申请专利范围第17项所述之显示装置,其中上述之闸极绝缘层系形成于该闸极电极上及该半导体层系形成于闸极绝缘层上。23.如申请专利范围第17项所述之显示装置,其中上述之闸极绝缘层系形成于该半导体层上及该闸极电极系形成于该闸极绝缘层上。图式简单说明:第1(a)-(f)图为用以形成包含PFA结构之上述先前技艺之薄膜电晶体之制程步骤。第2图为包含一突悬或间隙于其中之先前技艺的显示装置。第3图为依据本发明之薄膜电晶体的典型剖面图。第4图为依据本发明之第一图案化制程的结构。第5图为闸极绝缘层及半导体层之沉积步骤及后续通道保护层之图案化。第6图为源极电极及汲极电极沉积及图案化的步骤。第7图为内层绝缘层之沉积及图案化的步骤。第8图为同时蚀刻内层绝缘层、保护层及闸极绝缘层,以形成接触层的步骤。第9图为用于本发明之ICP蚀刻设备。第10图为依据本发明之接触孔28之内壁的显微照片。第11图为依据本发明之清除步骤。第12(a)-12(f)图为依据本发明之一薄膜电晶体的另一实施例。第13图为依据本发明之包含TFT的显示装置的平面图。
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