[發(fā)明專利]半導體元件及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610162548.1
• 申請日: 2006-11-27
• 公開（公告）號: CN101192519A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 吳耀銓;侯智元;林其慶;胡國仁
• 申請（專利權）人: 中華映管股份有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/322;H01L21/336;H01L21/84;H01L29/786;H01L27/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 謝麗娜;陳肖梅

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體元件的制作方法，特別是一種多晶硅層半導體元件的制作方法。

背景技術

以低溫多晶硅層制作的半導體元件，已經(jīng)廣泛的被應用于3C的環(huán)境，特別是用于平面顯示器的控制元件上。使用低溫多晶硅技術與非晶硅來比較，它擁有較快的電子遷移率，提供一較佳的結構與電子特性，因此可以制作出較高分辨率和色度的平面顯示器。此外，它也可以結合驅動平面的電路直接形成于玻璃基板上，減少接角的連接。因而多晶硅多被用來發(fā)展與制造高性能、高品質元件，這些元件包括薄膜晶體管、影像感應器等。

一般非晶硅的制程，大都使用傳統(tǒng)爐管退火、快速熱退火或準分子激光退火技術。低溫爐管退火使多晶硅在約600℃下的低壓化學氣相沉積情況下直接沉積于基板上。但從成核到成長成晶粒的整個過程，需要非常長的時間退火；快速熱退火技術能降低熱預算，但其結晶結果也較差；準分子激光技術是利用準分子激光，將非晶硅層熔融藉由退火的過程結晶成非晶硅，但熔融硅欠缺快速凝結速度而使非晶硅結晶顆粒過小。

美國專利號6197626揭露一種利用金屬誘發(fā)結晶制作多晶硅層的方法。其提供一可靠的金屬層(大多為鎳或金)于非晶硅層的表面，升溫使非晶硅層表面形成金屬硅化物，非晶硅藉由金屬硅化物的原子移動促其形成結晶硅，經(jīng)由退火的過程形成多晶硅層。金屬誘發(fā)結晶形成多晶硅層的方法，其優(yōu)點是可以以較低溫的制程制作，因此可適用于多種類型的基板上沉積多晶硅層，但其于金屬誘發(fā)結晶的過程中無可避免的，金屬留置于多晶硅晶格結構中，即形成金屬污染，造成元件電性的損害。為了得到品質較好、元件電性較佳的多晶硅層，必須減少誘發(fā)結晶的金屬于其中的殘余量。因此，此篇專利亦提出于多晶硅層上再沉積一層二氧化硅及氮化硅，經(jīng)由黃光微影制程，制作出圖形然后植入磷離子，再經(jīng)由退火的過程使多晶硅層中未植入磷離子區(qū)域的殘余金屬移除至以植入磷離子的區(qū)域，然后依元件設計的圖案，以等向性蝕刻移除二氧化硅、氮化硅層及多余的多晶硅層。

然而此方法需要多一道黃光微影制程、三次蝕刻及磷離子植入，增加許多的制程時間及制作成本。因此根據(jù)上述的困擾，如何在減少制作時間及成本的前提下，可有效減少殘余金屬量是制作半導體元件重要課題之一。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明目的之一是提供一種半導體元件及其制作方法，利用一擴散層的形成阻擋殘余金屬回到半導體薄膜中。

本發(fā)明目的之一是提供一種半導體元件及其制作方法，無須額外的微影制程便可形成改善捕捉殘余金屬的擴散層及捕捉層于金屬誘發(fā)多晶硅薄膜上，以捕捉金屬誘發(fā)多晶硅薄膜中的殘余金屬。

本發(fā)明目的之一是提供一種多晶硅半導體元件及其制作方法，可快速制作結晶顆粒大且有效除去金屬殘留的多晶硅層。

為了達到上述目的，本發(fā)明一實施例提供一種半導體元件的制作方法，包含下列步驟：一非晶硅層形成于一具有絕緣表面的基板上；加入一金屬催化元素于非晶硅層內并加熱催化非晶硅層以形成一多晶硅層于絕緣表面上；依序形成一擴散層及一捕捉材料層于多晶硅層上；進行一熱退火制程于捕捉材料層與多晶硅層；于進行熱退火步驟后移除擴散層及捕捉材料層。

通過上述技術特征，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在：可適用于多種材質基板之上，無須增加制程步驟及生產的成本，可快速制作結晶顆粒大且有效除去金屬殘留的多晶硅層，并簡化生產流程及提升元件的可靠度。

附圖說明

圖1為依據(jù)本發(fā)明實施之一多晶硅半導體元件制作方法流程圖。

圖2A至圖2E為依據(jù)本發(fā)明概念制作一多晶硅半導體元件的步驟示意圖。

圖中符號說明

10????提供一基板

20????形成一非晶硅層

25????提供一金屬催化元素

30????升溫加熱

35????形成多晶硅層

40????形成一擴散層

45????形成一捕捉材料層

50????進行一熱退火制程

55????移除擴散層及捕捉材料層

12????基板

13????絕緣表面

14????非晶硅層

26????金屬催化元素

32????多晶硅層

42????擴散層

46????捕捉材料層

具體實施方式