[發明專利]低溫多晶硅薄膜晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 201810938109.8
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109148596B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張佳純
• 申請（專利權）人: 武漢華星光電半導體顯示技術有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;陽志全

1.一種低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，包括基底(11)、設于所述基底(11)上方的多晶硅層(1)以及設于所述多晶硅層(1)上方的第一絕緣層(I1)、源/漏極(2a、2b)，所述源/漏極(2a、2b)位于所述第一絕緣層(I1)上方、穿過所述第一絕緣層(I1)并延伸至所述多晶硅層(1)；所述第一絕緣層(I1)包括層疊設置的第一子絕緣層(I11)和第二子絕緣層(I12)，所述第一子絕緣層(I11)相對于所述第二子絕緣層(I12)更靠近所述多晶硅層(1)，且所述第一子絕緣層(I11)內的氫原子含量高于所述第二子絕緣層(I12)；所述第一子絕緣層(I11)和/或所述第二子絕緣層(I12)為SiN_x：H薄膜層，所述第一絕緣層(I1)還包括至少一層子絕緣層，所述至少一層子絕緣層、第二子絕緣層(I12)、所述第一子絕緣層(I11)到所述多晶硅層(1)的距離遞減，且所述至少一層子絕緣層、第二子絕緣層(I12)、所述第一子絕緣層(I11)的氫原子含量與各自到所述多晶硅層(1)的距離呈反比。

2.根據權利要求1所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，還包括柵極(3)，所述柵極(3)設于所述多晶硅層(1)與所述第二子絕緣層(I12)之間。

3.根據權利要求2所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，所述柵極(3)設于所述多晶硅層(1)與所述第一子絕緣層(I11)之間；所述低溫多晶硅薄膜晶體管還包括第二絕緣層(I2)，所述第二絕緣層(I2)設于所述柵極(3)與所述多晶硅層(1)之間。

4.根據權利要求2所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，所述柵極(3)設于所述第一子絕緣層(I11)與所述第二子絕緣層(I12)之間。

5.根據權利要求1所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，還包括設于所述基底(11)與所述多晶硅層(1)之間的緩沖層(4)。

6.根據權利要求1-5任一所述的低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，所述第一子絕緣層(I11)、所述第二子絕緣層(I12)均通過PECVD在包括SiH₄、H₂的反應氣體環境下沉積而成，所述第一子絕緣層(I11)的成膜壓力小于所述第二子絕緣層(I12)，且所述第二子絕緣層(I12)的反應氣體中的SiH₄、H₂的流量低于所述第一子絕緣層(I11)。

7.一種權利要求1-6任一所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基底(11)；

在所述基底(11)上沉積一層非晶硅層(1’)，并依次對所述非晶硅層(1’)去氫和退火處理，形成具有懸空鍵的多晶硅層(1)；

在所述多晶硅層(1)上方沉積第一絕緣層(I1)，包括自下而上依次沉積第一子絕緣層(I11)、第二子絕緣層(I12)，其中，所述第一子絕緣層(I11)內的氫原子含量高于所述第二子絕緣層(I12)；

對所述第一子絕緣層(I11)、所述第二子絕緣層(I12)退火處理，所述第一子絕緣層(I11)、所述第二子絕緣層(I12)中的氫原子擴散至與下方的所述多晶硅層(1)的懸空鍵結合；

在所述第一絕緣層(I1)上形成源/漏極(2a、2b)，并使所述源/漏極(2a、2b)穿過所述第一絕緣層(I1)且延伸至所述多晶硅層(1)。

8.根據權利要求7所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述在所述多晶硅層(1)上方沉積第一絕緣層(I1)，具體包括：

在包括SiH₄、H₂的反應氣體環境中，采用第一壓力在所述多晶硅層(1)上方通過PECVD沉積第一子絕緣層(I11)，使等離子體均勻外擴；

在第二壓力下，降低SiH₄的流量并停止H₂的供應，在所述第一子絕緣層(I11)表面沉積第二子絕緣層(I12)，所述第二壓力大于所述第一壓力。