[發明專利]薄膜晶體管的制作方法

有效

• 申請號: 201310370062.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103681350A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 薛英家
• 申請（專利權）人: 薛英家
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/77
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司 11355
• 代理人: 張雅軍;秦小耕

技術領域

本發明涉及一種晶體管的制作方法，特別是涉及一種薄膜晶體管的制作方法。

背景技術

在液晶顯示器中，晶體管主要應用于控制畫素電極的n型薄膜晶體管，及控制畫素電極的驅動電路中各式n型薄膜晶體管、p型薄膜晶體管，及互補式晶體管。而近幾年來，多晶硅晶體管更漸成為應用于顯示器的主流晶體管之一。

參閱圖1，以控制畫素電極(圖未示出)與其電連接的n型薄膜晶體管為例，主要包含一個基板11、一層形成于該基板11上的n型的半導體層12、一層形成于該n型的半導體層12上的介電層13、一層設置于該介電層13上的導電層14，及與外界電連接的電極15；除此之外，還包括一層電連接該電極與該n型半導體層12的源/漏極金屬16，及一個絕緣的中間材料17。

該n型的半導體層12以半導體材料所構成，其中，多晶硅是主要構成該n型的半導體層12的半導體材料，并包括一個中心部121、及一個第一型摻雜區122。該第一型摻雜區122具有二個自該中心部121兩側延伸的低外摻雜部123，及二個分別自所述低外摻雜部123向外延伸且摻雜濃度大于所述低外摻雜部123的摻雜濃度的外摻雜部124。更詳細地說，該中心部121一般稱為本質型(intrinsic)；第一型摻雜區122一般稱為非質型(extrinsic)，可為n^-、n或n⁺；而該低外摻雜部123作為過渡的用途，可為本質型、n或n^-，通常為n或n^-，該外摻雜部124為了與該源/漏極金屬16電連，通常為n⁺。

該介電層13遮覆于該中心部121頂面，且以介電材料構成，并選自氧化硅、氮化硅，及前述的一組合，而作為該n型薄膜晶體管柵極介電層13。

該導電層14以導電材料構成，并設置于該介電層13頂面，且對應地位于該n型薄膜晶體管的中心部121上。

該電極15配合該源/漏極金屬16，自該第一型摻雜區122的外摻雜部124向上延伸并與外界電連接。

以電特性而言，該n型薄膜晶體管的外摻雜部124分別作為源極（source）與漏極(drain)，且該中心部121為通道，而該介電層13柵極絕緣層。

當與該其中一電極15及該柵極接受正電壓時，n型薄膜晶體管為開啟狀態，電流自該電極15經低外摻雜部123及通道至該其中之另一電極15；當該柵極不受電壓或所受電壓低于柵極導通電壓時，n型薄膜晶體管為關閉狀態，電流不導通，進而可利用n型薄膜晶體管1的開啟狀態與關閉狀態控制電信號。

以下簡略說明n型薄膜晶體管的制作方法。

首先，先于該基板上依序沉積一層以半導體材料構成的第一層體、一層以介電材料構成的第二層體，及一層第三層體，該第三層體選自金屬、多晶硅、高摻雜濃度的多晶硅，及經各式回火制程而形成的多晶硅構成，且該多晶硅具備可導電的特性。

接著，于該第三層體頂面涂布光阻，再配合一個第一光罩定義欲成為n型薄膜晶體管的區域，并在曝光、顯影后使光阻覆蓋n型薄膜晶體管的預定區域，再移除未被該光阻覆蓋而裸露的第一層體，及其下方的第二、三層體，留下界定為n型薄膜晶體管的預定區域的半導體層、介電層，及導電層；再移除光阻。

再來，于該n型薄膜晶體管的預定區域頂面涂布光阻，再配合一個第二光罩定義欲成為n型薄膜晶體管的n型半導體層的外摻雜部的區域，并在曝光、顯影后供硬化的光阻覆蓋n型薄膜晶體管的預定區域中非為外摻雜部的預定區域（即外摻雜部的預定區域裸露），且將裸露的導電層移除；再以離子植入、鐳射摻雜或是擴散的方式摻雜高濃度的n型載子，而成為該n型薄膜晶體管的外摻雜部；再移除光阻。

再來，于該n型薄膜晶體管的預定區域頂面涂布光阻，再配合一個第三光罩定義欲成為n型薄膜晶體管的n型半導體層的低外雜摻部的區域，并在曝光、顯影后供硬化的光阻覆蓋n型薄膜晶體管的預定區域中非為n型半導體層的預定區域（即n型半導體區裸露），并移除裸露的區域中剩余的導電層；再以離子植入或是擴散的方式摻雜n型載子，而形成摻雜濃度較該外摻雜部摻雜濃度低的低外摻雜部，且由于摻雜進低外摻雜部的載子濃度較低，所以，雖然也植入外摻雜部中，卻不影響外摻雜部原有的摻雜濃度；再移除光阻，則初步構成n型薄膜晶體管基本結構的制作。

繼續，再于該外摻雜部利用光罩搭配蝕刻的方式，形成供外摻雜部與外界電連接的電極。