[發明專利]多晶硅的制造方法

有效

• 申請號: 200710305936.5
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101209841A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 張澤龍;李炳一;李永浩;張錫弼
• 申請（專利權）人: 泰拉半導體株式會社
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及適用于液晶顯示器(LCD)、有機發光顯示器(OLED)等中所使用的薄膜晶體管(TFT)中的多晶硅薄膜的制造，更詳細地說是涉及在通過金屬誘導結晶化方式形成多晶硅的薄膜時可以防止金屬污染并提高TFT的特性的多晶硅薄膜的制造方法。

背景技術

TFT大致分為非晶質硅TFT和多晶硅TFT。TFT的特性通過電子遷移率的值來評價。非晶質硅TFT的電子遷移率大約為1cm²/Vs、多晶硅TFT的電子遷移率大約為100cm²/Vs左右，因此優選在高性能的LCD中采用多晶硅TFT。多晶硅TFT按照如下的步驟來制造：在玻璃或石英等透明基板上蒸鍍非晶質硅并使其多結晶化后，形成柵極氧化膜和柵極，然后在源極和漏極中注入摻雜劑后形成絕緣層，從而制造多晶硅TFT。

在制造多晶硅TFT時，主要的工藝為使非晶質硅的薄膜多結晶化的工序。特別優選降低結晶化溫度。結晶化溫度非常高時，則制造TFT時存在不能使用熔點低的玻璃基板，TFT的制造成本大大增加的問題。考慮到使用這種玻璃基板的可能性，最近提出了可以在低溫下短時間內形成多晶硅的薄膜的以下各種工序。

準分子激光結晶化方法作為利用瞬間激光照射將非晶質硅熔融而使其重結晶的方法，具有以下優點：可以防止急速加熱所導致的玻璃基板的損傷，且多晶硅的結晶性優異。但是，具有重現性降低、裝備結構復雜的缺點。

急速熱處理法為利用IR燈將非晶質硅進行急速熱處理的方法，具有生產速度快、生產成本低的優點，但具有急速加熱所導致的熱沖擊和玻璃基板發生變形等缺點。

金屬誘導結晶化(MIC)法為在非晶質硅上涂布Ni、Cu、Al等金屬催化劑、并在低溫下誘導結晶化的方法，具有可以在較低溫度下結晶化的優點，但具有由于活化區域所含的相當量的金屬而導致泄漏電流大大增加的缺點。

金屬誘導側面結晶化(MILC)法是為了防止MIC方法中所發生的金屬污染而開發的方法，該方法是在源極/漏極區域上蒸鍍金屬催化劑，從而優先地誘導MIC，然后將其作為晶種而使多晶硅在柵極下部的活化區域的側面上生長。MILC法與MIC法相比，具有生長在側面的結晶化區域上金屬污染少的優點，但仍然殘留泄漏電流的問題。泄漏電流的發生會引起使充電于顯示器(LCD等)各像素的數據電壓發生改變的問題等，從而全面地降低顯示器的特性。

這樣，TFT制造時的金屬導入具有降低非晶質硅的結晶化溫度、從而可以使用玻璃基板的優點，但相反地，由于還具有由于金屬污染而降低TFT的特性的缺點，因此將金屬催化劑導入到非晶質硅的薄膜中時，導入量的調節非常重要。即，當為了降低結晶化溫度而非常多地導入金屬催化劑時，會發生金屬污染等嚴重的問題。當為了防止這種金屬污染的問題而非常少地導入金屬催化劑時，則不能實現導入金屬催化劑的原本目的即降低結晶化溫度。結果，最優選在盡量少地導入金屬催化劑的量的同時降低結晶化溫度。

通常，作為在制造TFT時在非晶質硅的薄膜上導入金屬催化劑的方法，使用濺射法或旋涂法等，特別是由于金屬涂布過程的容易性等理由，主要使用濺射法。但是，在以往的濺射法中，無法盡量小地調節導入在非晶質硅薄膜上的金屬催化劑的量。例如，利用濺射法涂布金屬催化劑時，當想要盡量減小其涂布量時，必須盡量小地維持涂布速度和涂布時間等。但是，具有在涂布速度和涂布時間非常小的區域中非常難以恒定地維持涂布條件的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術的問題而完成的本發明的目的在于，提供在通過金屬誘導結晶化方式進行硅的結晶化時，可以在降低結晶化溫度的同時使金屬污染最小化、從而能夠提高TFT的特性的多晶硅的制造方法。

為了達成上述目的，本發明的多晶硅的制造方法的特征在于包含以下步驟：

(a)在非晶質硅上供給含有金屬的源氣體的步驟；

(b)通過調節吸附壓力、吸附時間和吸附溫度中的至少一個來使規定量的源氣體吸附在上述非晶質硅上的步驟；

(c)將上述(b)中未吸附于上述非晶質硅上的源氣體除去的步驟；

(d)在吸附有源氣體的上述非晶質硅上供給輔助氣體的步驟；

(e)通過吸附在上述非晶質硅上的源氣體與上述輔助氣體發生反應，從而最終在上述非晶質硅上吸附規定量的金屬的步驟；以及

(f)對吸附有上述金屬的非晶質硅進行熱處理的步驟。

而且，為了達成上述目的，本發明的多晶硅的制造方法的特征在于包含以下步驟：

(a)在非晶質硅上供給含有金屬的源氣體的步驟；