[發(fā)明專利]微晶非晶硅復(fù)合型薄膜晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110202456.2
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN102651399A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田雪雁;龍春平;姚江峰
• 申請（專利權(quán)）人: 京東方科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/786
• 分類號(hào): H01L29/786;H01L29/04;H01L21/336
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜晶體管技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微晶非晶硅復(fù)合型薄膜晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)

平板顯示技術(shù)發(fā)展至今，已全面取代了傳統(tǒng)的CRT(Cathode?Ray?Tube，陰極射線管)顯示器，尤其是隨著九十年代初TFT(Thin?Film?Transistor，薄膜晶體管)技術(shù)的成熟，彩色液晶平板顯示器迅速發(fā)展，不到10年的時(shí)間，TFT-LCD迅速成長為主流顯示器。目前主流的TFT面板有a-Si(非晶硅)TFT和LTPS(Low?Temperature?Poly-silicon，低溫多晶硅)TFT兩種。

低溫多晶硅LTPS技術(shù)最初是為了降低筆記本電腦顯示屏的能耗，令筆記本電腦顯得更薄更輕而研發(fā)的技術(shù)，大約在二十世紀(jì)九十年代中期開始走向試用階段。由LTPS衍生的新一代有機(jī)發(fā)光液晶面板OLED(Organic?Light-Emitting?Diode，有機(jī)發(fā)光二極管)也正式走上實(shí)用階段，它的最大優(yōu)勢在于超薄、重量輕、低耗電，同時(shí)其自身發(fā)光的特點(diǎn)，因而可以提供更艷麗的色彩和更清晰的影像。更進(jìn)一步地，AMOLED(Active?Matrix/Organic?Light?Emitting?Diode，有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管)面板憑借其高畫質(zhì)、移動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間短、低功耗、寬視角及超輕超薄等優(yōu)點(diǎn)，成為了未來顯示技術(shù)的最好選擇。

而之前普遍應(yīng)用于LCD產(chǎn)業(yè)的a-Si非晶硅TFT，由于遷移率較低，閾值電壓漂移嚴(yán)重，而且穩(wěn)定性也較差，a-Si?TFT較難直接應(yīng)用于電流型驅(qū)動(dòng)的AMOLED中。

多晶硅Poly-Si?TFT憑借其不錯(cuò)的穩(wěn)定性和較高的遷移率，獲得了目前的部分液晶面板廠商的支持，希望開發(fā)出成熟的Poly-Si?TFT陣列背板技術(shù)，提供給大尺寸的AMOLED及LTPS?TFT-LCD面板使用。但是Poly-Si?TFT需要特別的晶化工藝，如采用激光退火(準(zhǔn)分子激光退火，ELA)及非激光退火(固相晶化，SPC；金屬誘導(dǎo)晶化，MIC等)。針對(duì)ELA來講，其均勻性一直無法提高，激光束尺寸小及工藝窗口窄，很難制作大尺寸的顯示屏，成本昂貴，并且其工藝復(fù)雜；針對(duì)SPC來講，退火溫度非常高，時(shí)間比較長，不適用于玻璃基板；針對(duì)MIC來講，則會(huì)出現(xiàn)金屬離子殘留于溝道區(qū)，導(dǎo)致漏電流非常大。

而最近出現(xiàn)的微晶硅TFT，因?yàn)閾碛休^佳的穩(wěn)定性能、不錯(cuò)的背板均勻性、較低的工藝成本也日漸受到重視。同非晶硅一樣，微晶硅TFT陣列背板工藝只需要簡單的5次掩膜(Mask)工藝，較Poly-Si?TFT陣列背板工藝需要9次掩膜生產(chǎn)工序而言，工藝簡單并且投資較低，可制作大尺寸AMOLED及LTPS?TFT-LCD面板。

但是微晶硅TFT之前的研發(fā)主要是傾向于采用頂柵結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的微晶硅TFT容易造成比較高的漏電流；而如果采用底柵結(jié)構(gòu)微晶硅TFT，又會(huì)在有源層溝道區(qū)域出現(xiàn)一層較為嚴(yán)重的“無序?qū)印?，這層無序?qū)映１环Q為結(jié)晶孵化過程產(chǎn)生的“孵化層”，是生長的微晶硅材料在制備到100nm左右、甚至更厚的薄膜時(shí)顯示出的非晶相的無序狀況。隨著該孵化層的出現(xiàn)，有源層溝道區(qū)域內(nèi)部帶來了更多的晶界及缺陷，阻礙了載流子的傳輸，使得TFT的動(dòng)作延遲并且工作特性也變得不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中各種薄膜晶體管普遍存在的性能不穩(wěn)定及漏電流較高的問題，提供了一種微晶非晶硅復(fù)合型薄膜晶體管及其制造方法，降低了薄膜晶體管的漏電流并提高了穩(wěn)定性。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明具體采用如下方案進(jìn)行：

首先，本發(fā)明提供一種微晶非晶硅復(fù)合型薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括：

基底，以及在所述基底一側(cè)依次形成的柵極、柵絕緣層、有源層的微晶硅部分、有源層的非晶硅部分、n⁺a-Si:H層、源漏極和鈍化層。

優(yōu)選地，所述薄膜晶體管為底柵結(jié)構(gòu)，其中所述有源層的微晶硅部分厚度為30-50nm；所述有源層的非晶硅部分厚度為100-150nm。

更進(jìn)一步地，本發(fā)明還同時(shí)提供一種微晶非晶硅復(fù)合型薄膜晶體管的制造方法，所述方法包括步驟：

S1，在基底的一側(cè)，依次制備柵極和柵絕緣層；

S2，在所述柵絕緣層上，采用分區(qū)制作方式形成具有微晶硅部分和非晶硅部分的復(fù)合有源層；

S3，在所述復(fù)合有源層的非晶硅部分之上，依次制備n⁺a-Si:H層、源漏極和鈍化層。