具有輕摻雜漏極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法
2023-08-08 15:42:51
專利名稱：具有輕摻雜漏極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種低溫多晶矽(LTPS)薄膜電晶體液晶顯示裝置的製造方法， 特別地涉及到一種具有輕摻雜漏極結構的低溫多晶矽薄膜電晶體的製造方法。
背景技術：
薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)目前已成為主要的平板顯示器，而薄 膜電晶體可以分為非晶矽和多晶矽薄膜電晶體。隨著人們對液晶顯示的品質的 追求，多晶矽薄膜電晶體由於其具有高的電子遷移率，有利於實現高精細度的 元件與像素排列，多晶矽已逐漸取代非晶矽成為薄膜電晶體技術的發展主流。 為了進一步抑制多晶矽薄膜電晶體的洩漏電流(leakage current)、降低顯示器 件的功耗以及提高薄膜電晶體的穩定性與可靠度。基於此，降低多晶矽薄膜晶 體管的洩漏電流技術已經被提出，其中具有輕摻雜漏極區(LDD)的多晶矽薄 膜電晶體被提出。圖la至ld為現有技術的LDD結構的多晶矽薄膜電晶體製作流程圖。首 先，請參考圖la，形成一緩衝層ll及一多晶矽12於一基板10上，接著在多 晶矽上形成一介質覆蓋層13。請參考圖lb，在現有的製作方法中，先在介質 層13上定義形成一光刻膠圖案層14，然後利用光刻膠圖案層14作為掩模進行 重摻雜工藝15，使光刻膠圖案14未覆蓋的部分多晶矽島12形成一重摻雜區 123 (N+摻雜區或P+摻雜區)，中間部分則為一未摻雜區121。如圖lc所示， 將光刻膠圖案層14除去後，在介質層13上定義形成一柵極16，僅覆蓋圖lb 多晶矽島12部分的未摻雜區121。接著利用柵極16作為掩模進行輕摻雜工藝 17，在多晶矽島12形成輕摻雜區122 (N-摻雜區或P-摻雜區)。已完成LDD 結構，如圖ld，柵極正下方多晶矽島12的未摻雜區121作為溝道區。因此， 目前的工藝需要額外的掩模工藝製作輕摻雜漏極區，這不僅增加液晶顯示的制 造成本，而且還導致工藝的複雜性，生產節拍降低，良率降低。發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種不增加光掩模次數的LDD結構的 多晶矽薄膜電晶體的諱'J作方法。本發明為解決上述技術問題而採用的技術方案是提供一種具有輕摻雜漏 極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法，包括以下步驟。首先，形成一多晶矽層於一基板上，接著進行一道掩模工藝以形成多晶矽島；然後在所述多晶矽島上 覆蓋一層介質層，並在介質層上形成導電層；之後，利用一道掩模定義出一光刻 膠圖案層，以該光刻膠圖案層作為掩模並採用過刻蝕工藝刻蝕掉未被該光刻膠 圖案層覆蓋的導電層以及被該光刻膠圖案層覆蓋的部分導電層，以便定義出源 漏區以及輕摻雜漏極區，同時定義出柵極；之後，利用所述光刻膠圖案層作為 掩模進行重摻雜工藝，使光刻膠圖案未覆蓋的部分多晶矽島形成一重摻雜區； 最後，剝離所述光刻膠圖案層，以所述柵極作為掩模進行輕摻雜工藝，在多晶 矽島上形成輕摻雜區。在上述的方法中，形成所述多晶矽於所述基板上之前還包括，形成一緩衝層 於所述基板上。在上述的方法中，所述過刻蝕工藝是使用溼法刻蝕。在一個實施例中，在所述過刻蝕工藝之後還包括進行一光刻膠熱烘工藝，使 該光刻膠圖案層覆蓋該輕摻雜漏極區上方的介質層。本發明還提供另一種具有輕摻雜漏極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法， 包括以下步驟。首先，形成一多晶矽層於一基板上，接著進行一道掩模工藝以 形成多晶矽島；然後，在所述多晶矽島上覆蓋一層介質層，並在介質層上形成導 電層；之後，利用一道掩模定義出一光刻膠圖案層，以該光刻膠圖案層作為掩 模進行刻蝕，以定義源漏區和柵極；之後，利用所述光刻膠圖案層作為掩模進 行重摻雜工藝，使光刻膠圖案未覆蓋的部分多晶矽島形成一重摻雜區；接著利 用過刻蝕工藝刻蝕被該光刻膠圖案層覆蓋的部分導電層，以便定義出輕摻雜漏 極區；最後，剝離所述光刻膠圖案層，以所述柵極作為掩模進行輕慘雜工藝， 在多晶矽島上形成輕摻雜區。本發明由於採用以上技術方案，使之與現有技術相比，不需要額外的掩模定義LDD結構的圖形，可以節省一道掩膜帶來的加工成本與加工時間，並且 可改善光刻蝕程序中曝光時因對準誤差而造成的LDD結構偏移情況，有利於 精確地定義與形成具有LDD結構的低溫多晶矽薄膜電晶體。
為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式
作詳細說明，其中圖1A至圖1D為現有技術中具有LDD結構的低溫多晶矽薄膜電晶體製作 方法示意圖。圖2A至圖2E為本發明第一實施例的具有LDD結構的低溫多晶矽薄膜晶 體管制作方法示意圖。圖3A至圖3E為本發明第二實施例具有LDD結構的低溫多晶矽薄膜晶體 管制作方法示意圖。圖4為本發明第三實施例具有LDD結構的低溫多晶矽薄膜電晶體製作方 法示意圖。
具體實施方式
第一實施例圖2A至2E為本發明的第一實施例具有輕摻雜漏極(LDD)結構的多晶矽 薄膜電晶體製作流程圖。首先，請參考圖1A，形成一緩衝層21及一多晶矽層 於一基板20上，接著進行一道掩模工藝形成如圖2A所示的多晶矽島22。接著， 如圖2B所示，在多晶矽22上形成一介質覆蓋層23，並在介質層23上形成導 電層24。接著利用第二道掩模定義出一光刻膠圖案層25，利用光刻膠作為掩 模進行刻蝕，並採用過刻蝕工藝(如溼法刻蝕)，刻蝕掉未被光刻膠圖案層25 覆蓋的導電層以及被光刻膠圖案層25覆蓋的部分導電層，以便定義出源漏區 以及LDD區；同時定義出柵極26，形成如圖2C所示的結構。如圖2D所示， 接著利用光刻膠圖案層25作為掩模進行重摻雜工藝27，使光刻膠圖案25未覆 蓋的部分多晶矽島22形成一重摻雜區223 (N+摻雜區或P+摻雜區)，中間部 分則為一未摻雜區221。最後，如圖2E所示，把圖案化的光刻膠25進行剝離，以柵極26作為掩模進行輕慘雜工藝28，在多晶矽島22形成輕摻雜區222 (N-摻雜區或P-摻雜區)，柵極26正下方多晶矽島22的未摻雜區221作為溝道區。 本實施例中利用過刻蝕工藝同時形成了光刻膠圖案層25和柵極26，並分 別以光刻膠圖案層25和柵極26為掩模形成重摻雜區223和輕摻雜區222，因 此不需要額外的光掩模工藝來定義LDD結構的圖形。第二實施例圖3A至3E為本發明的第二實施例具有LDD結構的多晶矽薄膜電晶體制 作流程。首先參考圖3A和圖3B，形成多晶矽島32結構，並在多晶矽島32上 形成介質層33，接著在介質層上沉積導電層34，此過程與圖2A和圖2B相類 似。接著參照圖3C，利用一道掩模定義出一光刻膠圖案層35，利用光刻膠作 為掩模進行刻蝕，但不採用過刻蝕工藝，僅定義出源漏區和柵極36;接著，利 用光刻膠圖案層35作為掩模進行重摻雜工藝37，使光刻膠圖案35未覆蓋的部 分多晶矽島32形成一重摻雜區323 (N+摻雜區或P+摻雜區)，中間部分則為 一未摻雜區321。參照圖3D所示，接著再進行過刻蝕工藝以便定義出LDD區。 之後，參照圖3E所示，去除圖案化的光刻膠35，以柵極36作為掩模進行輕摻 雜工藝38，在多晶矽島32形成輕摻雜區322 (N-摻雜區或P-摻雜區)，柵極 36正下方多晶矽島32的未摻雜區321作為溝道區。第三實施例請參考圖4，第三實施例與上述第一實施例的區別就是圖2C工藝之後， 進行一次光刻膠熱烘工藝，形成如圖4所示的結構，即光刻膠圖案層25覆蓋 輕摻雜漏極區上方的介質層。之後，再進行圖2D的重摻雜工藝以形成重摻雜 區223。綜上所述，本發明具有LDD結構的多晶矽薄膜電晶體的製造方法不需要 額外的掩模定義LDD結構的圖形，可以節省一道掩膜帶來的加工成本與加工 時間，並且可改善光刻蝕程序中曝光時因對準誤差而造成的LDD結構偏移情 況，有利於精確地定義與形成具有LDD結構的低溫多晶矽薄膜電晶體。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善， 因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種具有輕摻雜漏極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法，包括以下步驟形成一多晶矽層於一基板上，接著進行一道掩模工藝以形成多晶矽島；在所述多晶矽島上覆蓋一層介質層，並在介質層上形成導電層；利用一道掩模定義出一光刻膠圖案層，以該光刻膠圖案層作為掩模並採用過刻蝕工藝刻蝕掉未被該光刻膠圖案層覆蓋的導電層以及被該光刻膠圖案層覆蓋的部分導電層，以便定義出源漏區以及輕摻雜漏極區，同時定義出柵極；利用所述光刻膠圖案層作為掩模進行重摻雜工藝，使光刻膠圖案未覆蓋的部分多晶矽島形成一重摻雜區；剝離所述光刻膠圖案層，以所述柵極作為掩模進行輕摻雜工藝，在多晶矽島上形成輕摻雜區。
2. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，形成所述多晶矽於所述基板上之 前還包括，形成一緩衝層於所述基板上。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述過刻蝕工藝是使用溼法刻蝕。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述過刻蝕工藝之後還包括進 行一光刻膠熱烘工藝，使該光刻膠圖案層覆蓋該輕摻雜漏極區上方的介質層。
5. —種具有輕摻雜漏極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法，包括以下步驟形成一多晶矽層於一基板上，接著進行一道掩模工藝以形成多晶矽島； 在所述多晶矽島上覆蓋一層介質層，並在介質層上形成導電層； 利用一道掩模定義出一光刻膠圖案層，以該光刻膠圖案層作為掩模進行刻蝕，以定義源漏區和柵極；利用所述光刻膠圖案層作為掩模進行重摻雜工藝，使光刻膠圖案未覆蓋的部分多晶矽島形成一重摻雜區；利用過刻蝕工藝刻蝕被該光刻膠圖案層覆蓋的部分導電層，以便定義出輕摻雜漏極區；剝離所述光刻膠圖案層，以所述柵極作為掩模進行輕摻雜工藝，在多晶矽島上形成輕摻雜區。
6. 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，形成所述多晶矽於所述基板上之 前還包括，形成一緩衝層於所述基板上。
7. 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述過刻蝕工藝是使用溼法刻蝕。
全文摘要
本發明涉及一種具有輕摻雜漏極區的多晶矽薄膜電晶體的製造方法，其特點是在多晶矽島完成以後，在多晶矽上形成介電層，接著在介質層上形成柵極導電層。然後用光刻法在柵極金屬層上形成光刻膠圖案。接下來，利用圖案化光刻膠作為掩膜過刻蝕柵極金屬層，形成柵極金屬圖案。然後利用光刻膠圖案作為掩膜進行重摻雜工藝，使未被光刻膠圖案所覆蓋的部分多晶矽島形成一重摻雜區。將圖案化的光刻膠剝離後，利用柵極金屬層作為掩膜進行輕摻雜，以完成LDD結構。本發明的製造方法可比現有技術節約1道掩模工藝。
文檔編號H01L21/02GK101236904SQ20081003406
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月29日 優先權日2008年2月29日
發明者李喜峰, 田廣彥 申請人:上海廣電光電子有限公司