[發明專利]低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法、低溫多晶硅薄膜晶體管

有效

• 申請號: 201210422576.8
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103050410A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 葛泳;邱勇;黃秀頎;朱濤;劉玉成
• 申請（專利權）人: 昆山工研院新型平板顯示技術中心有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/786;H01L29/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術領域

本發明涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法及利用該方法制備的低溫多晶硅薄膜晶體管，具體是一種在實施過程中可對多晶硅材料進行有效保護提高產品性能的多晶硅薄膜晶體管的制造方法及利用該方法制備的低溫多晶硅薄膜晶體管，屬于有機電致發光器件技術領域。?

背景技術

用于AMOLED（Active?Matrix/Organic?Light?Emitting?Diode）的TFT（Thin?Film?Transistor）結構已經有多種，目前主要是采用低溫多晶硅薄膜晶體管（LTPS-TFT）驅動OLED發光，現有技術中常用的TFT管包含有陣列基板，在基板上沉積的緩沖層，半導體層設于緩沖層的表面。柵極絕緣層設于半導體層的表面，以及柵極設于柵極絕緣層表面。半導體層的兩側設置有輕摻雜漏極（Lightly?Doped?Drain，LDD）以及兩源極/漏極，輕摻雜漏極之間為溝道區。通過P型摻雜劑形成的LDD區的目的是降低TFT管的漏電流，并且避免漏極附近電場過高所導致的熱載流子效應。然而受到LDD區濃度較低的影響，LDD區的電阻會高于兩側的源極/漏極，因此容易造成漏極與源極間的串聯電阻增加，進而產生空穴遷移率和導通電流比較低的問題。?

為解決上述問題，現有專利文獻CN?1604341A公開了一種控制薄膜晶體管及其制造方法與含其的電致發光顯示裝置。其中公開了一種形成源極輕摻雜區小于漏極輕摻雜區的控制薄膜晶體管的制備方法，主要包括如下步驟：?

（1）在透明玻璃襯底上，選擇性的沉積絕緣層；（2）在玻璃襯底表面沉積一非晶硅層；（3）以準分子激光作為熱源，使非晶硅層在低于600度下接警為低溫多晶硅層凸塊；（4）以光刻工藝，定義并蝕刻形成一圖案化光致抗蝕劑層，露出多晶硅凸塊上預定形成漏極與源極的區域，進行P型離子注入（p+），形成摻雜劑濃度較高的源極和漏極，中間未受離子摻雜的多晶硅層作為溝道；（5）移除光致抗蝕劑層后，在襯底表面沉積一絕緣層，接著再以光刻工藝，在絕緣層上定義并蝕刻形成圖案化的光致抗蝕劑層，露出漏極與溝道之間的部分表面長度為d2，源極與溝道之間的部分表面長度為d1，且保證d2大于d1；（6）以光致抗蝕劑層為掩膜，進行低量P型離子的注入（p-），形成低摻雜劑濃度的漏極輕摻雜區與源極輕摻雜區；（7）將玻璃襯底進行快速熱處理，使上述注入的離子擴散入多晶硅層中；（8）沉積或濺射金屬柵極材料；（9）沉積一絕緣保護層；（10）以光刻的工藝蝕刻保護層與介電層，形成開口露出漏極與源極，在開口中填充導電材料形成漏極電極與源極電極。

上述方案中公開的具有雙邊不對稱型輕摻雜區的控制TFT結構，通過電性測試后，除了實現有效降低漏電流外，其導通電流也不會因而下降。然而上述對該TFT的制備方法中還存在如下問題：?

首先，其步驟（4）中，光致抗蝕劑層是露出多晶硅凸塊上預定形成漏極與源極的區域，進行P型離子注入（p+）形成摻雜劑濃度較高的源極和漏極。因此在進行離子注入時沒有任何材料層進行阻隔與保護，直接對多晶硅凸塊進行離子注入。經測量，采用這一順序制備得到的晶體管，其源極和漏極電阻較大，導通電流較低。

其次，其步驟（5）中，實現雙邊不對稱結構時，需要采用光刻工藝在絕緣層上蝕刻出長度不同的兩段距離d1和d2，由于LDD區域的長度是很小的，一般就1um左右，在實際操作過程中在這么小的距離內采用光刻的技術手段實現兩個長度有大有小，其精度要求很高，在進行批量生產時，要實現產品間規格標準統一十分困難。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中TFT制備過程中直接對多晶硅材料進行離子注入形成源極和漏極的過程中容易破壞多晶硅材料中的晶格結構影響產品性能，從而提供一種在離子注入過程中可對多晶硅材料進行有效保護的低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法及利用該方法制備的低溫多晶硅薄膜晶體管。?

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟：

S1、在基板依次生成緩沖層和圖形化多晶硅層；

S2、在所述圖形化多晶硅層上生成柵極絕緣層；

S3、在所述柵極絕緣層上生成第一離子注入阻擋層且預留用于形成源極和漏極的區域；

S4、經所述柵極絕緣層對所述圖形化多晶硅層進行離子注入，形成源極和漏極，所述圖形化多晶硅層中間被所述第一離子注入阻擋層遮擋的無離子注入的區域為溝道區與所述溝道區兩側的用于生成輕摻雜漏極區的區域；

S5、在所述柵極絕緣層上形成柵極；