[發明專利]低溫多晶硅薄膜晶體管結構及其制造方法

無效

• 申請號: 200610080408.X
• 申請日: 2006-05-09
• 公開（公告）號: CN101071773A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 陳麒麟;黃志仁
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司
• 代理人: 薛平

技術領域

本發明涉及半導體工藝，特別是涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法。

背景技術

在平面顯示器例如液晶顯示器(LCD)、有機電致發光顯示器或無機電致發光顯示器中，薄膜晶體管一般是用做開關元件來控制像素的作業，或是用做驅動元件來驅動像素。薄膜晶體管依其硅薄膜性質通常可分成非晶硅(a-Si)與多晶硅(poly-Si)兩種。與非晶硅薄膜晶體管相比較，多晶硅薄膜晶體管有更高的電子遷移率、更佳的液晶特性以及較少的漏電流。因此，利用多晶硅薄膜晶體管制造的顯示器會有較高的分辨率以及較快的反應速度。然而，多晶硅薄膜晶體管的工藝卻也有許多缺點，例如合格率較差、工藝復雜、成本較高。公知制造多晶硅薄膜的方法之一為利用準分子激光退火(excimer?laser?annealing)，其缺點在于激光的高成本與工藝不穩定。相反地，非晶硅薄膜晶體管卻能以較低的成本與較簡單且發展已成熟的工藝來制備。然而，隨著顯示器的尺寸越來越大、對電氣及液晶特性的要求越來越高，使得傳統非晶硅薄膜晶體管的工藝已無法滿足大尺寸顯示器的需求。低溫多晶硅薄膜晶體管及其工藝乃應運而生。

圖1A至1D所示為制造低溫多晶硅薄膜晶體管的公知方法之一。請參閱圖1A，首先提供一個基體11。于基體11上形成一個圖案化第一導體層12。接著在圖案化第一導體層12上形成一層第一絕緣層13。于第一絕緣層13上形成一層多晶硅薄膜層14。然后于多晶硅薄膜層14上形成一層摻雜的多晶硅薄膜層16。

請參閱圖1B，接著定義出包含一層圖案化多晶硅薄膜層141與一層圖案化摻雜的多晶硅薄膜層161的主動區。其后，請參閱圖1C，于主動區上形成一層圖案化第二導體層17，通過開口18曝露出圖案化摻雜的多晶硅薄膜層151的局部。接著，請參閱圖1D，對曝露出圖案化摻雜的多晶硅薄膜層161的局部予以刻蝕，通過該開口18曝露出圖案化多晶硅薄膜層141的局部。虛線所示為此低溫多晶硅薄膜晶體管作業時的電流I₀路徑。電流I₀是由圖案化第二導體層17、刻蝕后的圖案化摻雜的多晶硅薄膜層162的一側流入，通過圖案化多晶硅薄膜層141，然后由圖案化第二導體層17、刻蝕后的圖案化摻雜的多晶硅薄膜層162的另一側流出。此公知方法的缺點在于刻蝕圖案化摻雜的多晶硅薄膜層151以曝露出圖案化多晶硅薄膜層141的局部時，請參閱圖1D，可能損及圖案化多晶硅薄膜層141的表面140，因而增加表面140的粗糙度，從而使電流I₀減小。另外，圖案化摻雜的多晶硅薄膜層161具有一定厚度，其刻蝕需一段時間。因此希望能有一種制造低溫多晶硅薄膜晶體管的方法來克服上述的缺點，也希望能減少刻蝕圖案化摻雜的多晶硅薄膜層161所需的時間。

發明內容

根據本發明其一具體實施例，在此提供一種制造低溫多晶硅薄膜晶體管的方法，其包含提供一個基體；于基體上形成一個圖案化第一導體層；于圖案化第一導體層上形成一層第一絕緣層；于第一絕緣層上形成一層多晶硅薄膜層；于多晶硅薄膜層上形成一層第二絕緣層；將多晶硅薄膜層與第二絕緣層予以圖案化以形成一個圖案化多晶硅薄膜層與一個位于圖案化多晶硅薄膜層上的圖案化第二絕緣層；于圖案化第二絕緣層上形成一層摻雜的多晶硅薄膜層；于摻雜的多晶硅薄膜層上形成一個圖案化第二導體層，該圖案化第二導體層曝露出位于圖案化第二絕緣層上方的摻雜的多晶硅薄膜層的局部；以及將曝露出的摻雜的多晶硅薄膜層的局部予以移除使曝露出圖案化第二絕緣層的局部。

本發明亦提供一種制造低溫多晶硅薄膜晶體管的方法，其包含提供一個基體；于基體上形成一個圖案化第一導體層；于圖案化第一導體層上形成一層第一絕緣層；于第一絕緣層上沉積一層多晶硅薄膜層；于多晶硅薄膜層上沉積一層第二絕緣層；以非等向性刻蝕將第二絕緣層予以圖案化以形成一個圖案化第二絕緣層；以非等向性刻蝕將多晶硅薄膜層予以圖案化以形成一個位于圖案化第二絕緣層下的圖案化多晶硅薄膜層；于圖案化第二絕緣層上形成一層摻雜的多晶硅薄膜層；于摻雜的多晶硅薄膜層上形成一個圖案化第二導體層，該圖案化第二導體層曝露出位于圖案化第二絕緣層上方的摻雜的多晶硅薄膜層的局部；以及將曝露出的摻雜的多晶硅薄膜層的局部予以移除使曝露出圖案化第二絕緣層的局部。