[發明專利]一種多晶硅薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板

有效

• 申請號: 201310068300.9
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103151388A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 王祖強
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;鄂爾多斯市源盛光電有限責任公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種多晶硅薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板。

背景技術

低溫多晶硅薄膜場效應晶體管(Low?Temperature?Poly-Silicon?-Thin?Film?Transistor，簡稱LTPS-TFT)液晶顯示器具有高分辨率、反應速度快、高亮度、高開口率等優點，加上由于LTPS的特點，使得其具有高的電子移動率；此外，還可以將外圍驅動電路同時制作在玻璃基板上，達到系統整合的目標、節省空間及驅動IC的成本，并可減少產品不良率。

隨著相關行業都在向小型化發展，LTPS-TFT也逐漸的做的越來越小，但由于供電電壓、工作電壓卻沒有隨著大幅度的減少，相應的電場強度也隨之增加，這就導致了電子的運動速率增加，在這種情況下，當電子的能量足夠高的時候，就會離開襯底，隧穿進入柵氧化層，稱之為熱載流子效應。這種效應會使N型金屬氧化物半導體(Negative?channel-Metal-Oxide-Semiconductor，簡稱NMOS)的閾值電壓增加，或使PMOS的閾值電壓減小，從而會影響MOS的特性參數例如閾值電壓V_T、跨導g_m、亞閾值斜率S_t、飽和電流I_dsat等，導致MOS特性的退化，并產生長期的可靠性問題。

傳統的LTPS-TFT陣列基板的制程中，包括在多晶硅層上進行重摻雜，即離子注入形成源漏區(source/Drain，簡稱SD)，由于摻雜濃度較高，SD離柵極非常近，會在漏區附近產生強的電場，這樣會導致熱載流子效應，當TFT關閉時，漏電流(關態電流)過大，使得TFT很不穩定。

目前，為了減小漏電流，通常要對漏極區進行輕摻雜工藝，通過減小漏極界面的電場，達到減小漏電流的目的。其制備方法包括：

S101、如圖1所示，在基板10上形成多晶硅層，并通過一次構圖工藝形成有源層，所述有源層包括溝道區200和位于所述溝道區兩側的第一圖案201；以及位于所述第一圖案201相對所述溝道區200一側的第三圖案203。

S102、如圖2所示，在基板10上形成柵絕緣層30，并形成與所述溝道區200和第一圖案201相對應的第一光刻膠圖案401。

S103、如圖3所示，進行第一次離子注入，在所述第三圖案203處形成重摻雜區2031；并去除所述第一光刻膠圖案401。

S104、如圖4所示，在完成前述步驟的基礎上，形成位于所述溝道區200上的柵電極50，并進行第二次離子注入，使所述第一圖案201處形成輕摻雜區2011。

S105、如圖5所示，在完成前述步驟的基板上，形成保護層60，以及源電極701和漏電極702，以及與所述漏電極702電連接的像素電極801。

雖然該方法可以在一定程度上抑制漏電流，但是存在效果欠佳、界面缺陷高等問題。

發明內容

本發明的實施例提供一種多晶硅薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板，可修復界面缺陷和多晶硅中的缺陷態，并且可改善熱載流子效應，使得TFT的特性更穩定。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一方面，提供一種多晶硅薄膜晶體管，包括柵電極、源電極、漏電極和有源層，所述有源層至少包括溝道區、第一摻雜區和第二摻雜區，所述第一摻雜區設置于所述溝道區的兩側，所述第二摻雜區設置于所述第一摻雜區相對所述溝道區的一側；所述重摻雜區設置于所述第二摻雜區相對所述第一摻雜區的一側；其中，所述重摻雜區中離子的劑量介于所述第一摻雜區和所述第二摻雜區之間。

另一方面，提供一種陣列基板，包括上述的多晶硅薄膜晶體管。

再一方面，提供一種多晶硅薄膜晶體管的制備方法，包括：

在基板上形成柵電極、源電極、漏電極和有源層，所述有源層至少包括溝道區、位于所述溝道區域兩側的第一圖案、位于所述第一圖案相對所述溝道區一側的第二圖案；還形成位于所述第二圖案相對所述第一圖案的一側的第三圖案；

通過摻雜工藝，在所述第三圖案處形成重摻雜區，在所述第二圖案處形成鈍化摻雜區或輕摻雜區，在所述第一圖案處形成所述輕摻雜區或所述鈍化摻雜區；其中，所述第一圖案和所述第二圖案處互為所述鈍化摻雜區和所述輕摻雜區；所述鈍化摻雜區中包括與硅原子形成穩定共價鍵的鈍化摻雜離子，且所述鈍化摻雜區中所述鈍化摻雜離子的注入深度小于所述重摻雜區和所述輕摻雜區中離子的注入深度，劑量大于所述重摻雜區中離子的劑量。