[發(fā)明專利]一種微顯示驅(qū)動芯片結構及其制作工藝

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• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113013163A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 呂迅
• 申請（專利權）人: 安徽熙泰智能科技有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L21/8234
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權代理有限公司 34107
• 代理人: 孟迪

一種微顯示驅(qū)動芯片結構及其制作工藝，屬于微顯示驅(qū)動芯片技術領域，該微顯示驅(qū)動芯片結構，包括半導體襯底及其上設置的MOSFET模塊和多晶硅薄膜晶體管模塊，半導體襯底上設置有單晶硅有源區(qū)，單晶硅有源區(qū)上設置MOSFET模塊，單晶硅有源區(qū)的兩側分別設置有淺溝道隔離結構，其中一個淺溝道隔離結構的上方設置多晶硅有源區(qū)，多晶硅有源區(qū)上設置多晶硅薄膜晶體管模塊，本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過在MOSFET中引入多晶硅薄膜晶體管模塊，制備組合驅(qū)動芯片，工藝簡單，驅(qū)動能力強，可避免漏電流大導致的顯示異常問題，可降低發(fā)熱和功耗。

技術領域

本發(fā)明涉及微顯示驅(qū)動芯片技術領域，尤其涉及一種微顯示驅(qū)動芯片結構及其制作工藝。

背景技術

目前基于硅基MOSFET(金屬-氧化物半導體場效應晶體管)的顯示技術，借助單晶硅高載流子遷移率(1350cm²/Vs)，已經(jīng)實現(xiàn)了超高分辨率，包括硅基有機發(fā)光二極管(硅基OLED)，硅基液晶(LCOS)，Micro LED，數(shù)字光處理(DLP)等，都在使用硅基CMOS驅(qū)動芯片。和傳統(tǒng)的晶體管相比，MOSFET使用單晶硅作溝道，載流子遷移率高，雖然驅(qū)動能力強，但是MOSFET漏電流(Ioff)大。MOSFET漏電流一般在pA級別，而顯示一般要求fA級別的漏電流，較大的漏電流會導致像素亮點或暗點等顯示異常，同時漏電流較大會導致器件發(fā)熱大，功耗大，不利于移動便攜式應用。所以開發(fā)低漏電驅(qū)動芯片，解決顯示異常，降低發(fā)熱和功耗，拓展移動便攜式應用，對于微顯示很有意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種微顯示驅(qū)動芯片結構及其制作工藝，通過在場效應晶體管的制備中引入多晶硅薄膜晶體管模塊，制備組合驅(qū)動芯片，工藝簡單，驅(qū)動能力強，可避免漏電流大導致的顯示異常問題，可降低發(fā)熱和功耗。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：所述微顯示驅(qū)動芯片結構，包括半導體襯底及其上設置的MOSFET模塊和多晶硅薄膜晶體管模塊，所述半導體襯底上設置有單晶硅有源區(qū)，所述單晶硅有源區(qū)上設置所述MOSFET模塊，所述單晶硅有源區(qū)的兩側分別設置有淺溝道隔離結構，其中一個淺溝道隔離結構的上方設置多晶硅有源區(qū)，所述多晶硅有源區(qū)上設置所述多晶硅薄膜晶體管模塊。

進一步地，所述MOSFET模塊包括柵疊層、主側墻和源漏區(qū)Ⅰ，所述主側墻環(huán)繞所述柵疊層，所述源漏區(qū)Ⅰ嵌于所述單晶硅有源區(qū)中且對準于所述主側墻的兩側。

進一步地，所述柵疊層包括由下而上依次設置的柵介質(zhì)層Ⅰ、柵導體層Ⅰ和蓋帽，所述柵導體層Ⅰ由是摻雜或未摻雜的多晶硅材料制作。

進一步地，所述多晶硅薄膜晶體管模塊包括源漏區(qū)Ⅱ、柵介質(zhì)層Ⅱ和柵導體層Ⅱ，所述源漏區(qū)Ⅱ設置在所述多晶硅有源區(qū)的上端兩側，所述多晶硅有源區(qū)的上方覆蓋所述柵介質(zhì)層Ⅱ，所述柵介質(zhì)層Ⅱ的上方中部設置所述柵導體層Ⅱ。

進一步地，所述柵導體層Ⅱ設置為金屬柵極層或多晶硅柵極層。

進一步地，所述多晶硅有源區(qū)的下端設置所述淺溝道隔離結構，所述MOSFET模塊的上端覆蓋所述柵介質(zhì)層Ⅱ，所述柵介質(zhì)層Ⅱ的上端設置有介質(zhì)層Ⅰ；所述介質(zhì)層Ⅰ內(nèi)貫穿設置有與所述源漏區(qū)Ⅰ和源漏區(qū)Ⅱ相對的多個導通孔，所述導通孔內(nèi)填充有導電金屬，所述導通孔的上端沉積有金屬層。

進一步地，所述MOSFET模塊和所述淺溝道隔離結構的上方設置有介質(zhì)層Ⅱ，所述介質(zhì)層Ⅱ的上端設置所述多晶硅薄膜晶體管模塊，所述多晶硅薄膜晶體管模塊的上端設置有介質(zhì)層Ⅲ；所述介質(zhì)層Ⅱ和介質(zhì)層Ⅲ內(nèi)貫穿設置有與所述源漏區(qū)Ⅰ和源漏區(qū)Ⅱ相對的多個導通孔，所述導通孔內(nèi)填充有導電金屬，所述導通孔的上端沉積有金屬層。

一種所述的微顯示驅(qū)動芯片結構的制作工藝，包括以下步驟：

1)制備半導體襯底，在半導體襯底上刻蝕成槽、在槽中填充氧化物和氧化物平坦化后形成淺溝道隔離結構；