[發明專利]多晶硅薄膜晶體管陣列基板及其制造方法

有效

• 申請號: 200610167258.6
• 申請日: 2006-12-12
• 公開（公告）號: CN101071816A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 吳錦美
• 申請（專利權）人: LG.菲利浦LCD株式會社
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L23/522;H01L21/84;H01L21/768;G02F1/1362
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐金國;梁揮

本申請要求2006年5月12日申請的韓國專利申請No.10-2006-0042754的權益，正如在此充分闡述的一樣，據此通過參考的方式援引該專利申請。

技術領域

本發明涉及一種液晶顯示(LCD)器件，尤其涉及一種用于簡化存儲摻雜的多晶硅薄膜晶體管(TFT)陣列基板及其制造方法。

背景技術

作為平板顯示器件，有源矩陣液晶顯示(AM-LCD)器件在包括筆記本電腦、個人移動通信終端、電視(TV)機和飛機監控器的各種應用中得以廣泛利用，由于能夠實現低電壓驅動、全色調、小型、細長以及重量輕的特性，該有源矩陣液晶顯示(AM-LCD)器件主要使用薄膜晶體管(TFT)作為開關裝置。根據用作半導體層的硅的種類，薄膜晶體管(TFT)可概括地分成利用由非晶硅(a-Si)組成的半導體膜的TFT和利用由具有結晶相的多晶硅組成的半導體膜的TFT。作為多晶硅的例子，大家主要知道的有多晶硅(Poly-Si)和微晶硅(μc-Si)。

由多晶硅制成的半導體具有比由非晶硅制成的半導體的載流子遷移率大10至100倍的載流子遷移率，并且作為開關裝置的組成材料具有非常卓越的特性。

此外，在半導體層中利用多晶硅的薄膜晶體管(TFT)能夠實現高速操作，因此最近被應用于各種各樣的邏輯電路，諸如CMOS-TFT(互補金屬氧化物半導體TFT)、EPROM(可擦可編程只讀存儲器)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)以及RAM(隨機存取存儲器)，或者被用作組成液晶顯示(LCD)器件、場致發光顯示(ELD)器件等等的驅動電路的開關裝置。

在這些顯示器件之中，LCD器件通常包括：TFT陣列基板，其具有用于將信號選擇性地施加給像素電極和存儲器以確保該像素區域保持為帶電狀態直到該單元像素區域處理下一個信號的薄膜晶體管(TFT)；濾色片層陣列基板，其具有用來實現期望顏色的濾色片層；液晶層，其插入在TFT陣列基板與濾色片層陣列基板之間；以及驅動電路，其用來驅動兩個陣列基板上的各種元件，由此響應外部信號來顯示圖像。

下文中，將參考附圖回顧根據現有技術用于制造多晶硅TFT陣列基板的方法。

圖1是示出了根據現有技術的多晶硅TFT陣列基板的制造順序的工序流程圖；圖2A至2E是根據現有技術的多晶硅TFT陣列基板的工序橫截面圖；以及圖3A是用于示出現有技術的問題和缺點的多晶硅TFT陣列基板的平面圖。

首先，如圖2A所示，通過利用等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)法，在絕緣基板11的整個表面上形成二氧化硅(SiO₂)的緩沖層12。

PECVD法基于以下原理實現：激發等離子體的電子與處于中性狀態的氣體化合物碰撞以分解氣體化合物，并且借助如此形成的氣體離子之間的反應和由玻璃提供的熱能，分解了的氣體化合物重新結合以形成薄膜。

其后，通過利用PECVD法或類似方法在緩沖層12的整個表面上形成多晶硅層22(S11)。

接著，如圖2B中所示，通過光刻使多晶硅層22圖案化以形成半導體層13，然后將無機材料SiO₂沉積在半導體層13的整個表面上以形成柵絕緣層14。

接著，將低阻抗金屬層沉積在柵絕緣層14上，然后使其圖案化以形成在一個方向上具有柵極15a的柵線(S12)。

在此，柵極15a由鋁(Al)或銅(Cu)單金屬層形成，或由在鋁(Al)層上具有鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)或鉑(Pt)金屬層疊的雙金屬層形成，并且允許柵極15a與半導體層13的預定區域重疊。

接著，如圖2C中所示，利用柵極15a作為掩模，將高濃度的n型雜質離子摻雜到半導體層13中，由此形成源/漏極區域13a和13c(S14)。在此，由于柵極15a的存在，雜質離子未摻雜到源極區域13a和漏極區域13c之間的半導體層中，該半導體層變為溝道層13b。

然后，如圖2D中所示，利用化學汽相沉積(CVD)將無機材料SiO₂沉積到包括柵極15a的整個表面上，由此形成層間介電層16(S14)。

接著，半導體層13的表面經快速熱退火(RTA)、利用受激準分子激光器的激光束照射或者爐子內部的熱退火，由此激活半導體層13(S15)。

在如上述完成激活工序之后，將柵絕緣層14和層間介電層16蝕刻，以暴露源/漏極區域13a和13c，由此形成第一接觸孔20a和20b。為了蝕刻柵絕緣層14和層間介電層16，一般進行干蝕刻。