多晶矽薄膜電晶體的生產方法與流程
2023-11-10 11:52:27
本發明涉及半導體器件領域，特別是涉及一種多晶矽薄膜電晶體的生產方法。
背景技術：
目前，有源矩陣有機發光顯示屏(AMOLED)憑藉高畫質、移動圖像響應時間短、低功耗、寬視角及超輕超薄等優點而成為有機發光顯示器(OLED)發展的主要趨勢。多晶矽薄膜電晶體具有消耗功率小且電子遷移率大等優點，AMOLED背板技術中多採用多晶矽薄膜電晶體。因此，如何提高多晶矽薄膜電晶體大批量生產的良品率，成為廠家研發的重點方向。
在多晶矽薄膜電晶體的製程中，通常會涉及到對多晶矽薄膜進行離子注入的步驟，來實現對多晶矽薄膜電晶體性能的提升。因此，對多晶矽薄膜離子注入步驟進行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶矽薄膜電晶體產品的良品率。
傳統的多晶矽薄膜電晶體的生產方法中，通常採用晶圓測試法，對離子注入步驟進行檢測。然而，晶圓測試法中利用的晶圓為單晶結構，和多晶矽薄膜的結構相差很大，且晶圓測試法僅能夠測試特定位置，因此，晶圓測試法不能實時量化體現離子注入步驟的真實效果，僅能提供理想狀態下的參考評價。此外，利用晶圓測試法進行測試的過程中，測試成本昂貴且操作複雜。
技術實現要素：
基於此，有必要提供一種多晶矽薄膜電晶體的生產方法，能夠在多晶矽薄膜電晶體的生產過程中，完成對多晶矽薄膜離子注入步驟進行實時定量檢測，簡單可行。
一種多晶矽薄膜電晶體的生產方法，包括：利用多晶矽薄膜形成有源層；對所述有源層進行離子注入，對離子注入後的所述有源層進行載流子濃度測試；根據對所述有源層的載流子濃度測試的結果，在所述有源層上形成源極和漏極。
在其中一個實施例中，所述利用多晶矽薄膜形成有源層包括：在一基板上沉積緩衝層；在所述緩衝層上沉積非晶矽層；對所述非晶矽層進行晶化處理，形成多晶矽層；對所述多晶矽層進行圖案化處理，形成包括源區、漏區和溝道區的有源層。
在其中一個實施例中，所述對所述有源層進行離子注入包括：對所述有源層進行離子注入，形成溝道摻雜。
在其中一個實施例中，所述對所述有源層進行離子注入包括：對所述有源層進行碳離子注入。
在其中一個實施例中，所述對所述有源層進行離子注入包括：以柵極為掩膜板，對所述有源層進行離子注入。
在其中一個實施例中，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度測試之前還包括：對離子注入後的所述有源層進行清洗。
在其中一個實施例中，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度測試之後還包括：對所述有源層進行退火。
在其中一個實施例中，所述對所述有源層進行退火之後還包括：對所述有源層進行清洗。
在其中一個實施例中，所述對所述有源層進行清洗之後還包括：對所述有源層進行載流子濃度測試。
在其中一個實施例中，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度測試包括：利用電磁波對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試。
上述多晶矽薄膜電晶體的生產方法，通過在多晶矽薄膜電晶體的生產過程中，進行對多晶矽薄膜離子注入步驟進行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶矽薄膜電晶體產品的良品率，簡單可行。
附圖說明
圖1為本發明一實施例的多晶矽薄膜電晶體的生產方法流程示意圖；
圖2為圖1中S120中所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試的流程示意圖；
圖3為圖1中S122定量計算離子注入劑量的函數關係的模型示意圖；
圖4為本發明另一實施例的多晶矽薄膜電晶體的生產方法流程示意圖；
圖5為本發明另一實施例的多晶矽薄膜電晶體的生產方法流程示意圖；
圖6為圖5中S310步驟電壓信號值的正態分布曲線圖；
圖7為圖5中S320步驟電壓信號值的正態分布曲線圖；
圖8為圖5中S340步驟電壓信號值的正態分布曲線圖；
圖9為圖5中S350步驟電壓信號值的正態分布曲線圖。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
下面結合附圖描述根據本發明實施例的多晶矽薄膜電晶體的生產方法。
例如，一種多晶矽薄膜電晶體的生產方法，包括：利用多晶矽薄膜形成有源層；對所述有源層進行離子注入，對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試；根據對所述有源層的載流子濃度測試的結果，在有源層上形成源極和漏極。
如圖1所示，一實施方式的多晶矽薄膜電晶體的生產方法包括如下步驟：
S110，利用多晶矽薄膜形成有源層。
例如，提供一基板，在一所述基板上沉積緩衝層，在所述緩衝層上沉積非晶矽層，對所述非晶矽層進行晶化處理，形成多晶矽層，對所述多晶矽層進行圖案化處理，形成包括源區、漏區和溝道區的有源層。
S120，對所述有源層進行離子注入，對離子注入後的有源層進行載流子濃度測試。
為了提高所述多晶矽薄膜電晶體的性能，通常需要對所述有源層進行離子注入。例如，為了調節器件的閾值電壓，對所述有源層進行離子注入，形成溝道摻雜。又如，為了提高有源層的禁帶寬度，對所述有源層進行碳離子注入，得到摻雜碳元素的有源層。又如，以柵極為掩膜板，對所述有源層的源區和漏區進行離子注入。
需要說明的是，離子注入後有源層的膜層性能是否符合工藝要求，直接影響所述多晶矽薄膜電晶體產品的整體性能，因此，需要對離子注入後膜層的均一度及離子注入的注入劑量進行實時定量檢測，從而，實現對離子注入後有源層的膜層性能的實時定量檢驗。這樣，在多晶矽薄膜電晶體的生產過程中，能夠避免出現大批不良品而不能夠被及時發現的問題出現。其中，離子注入是離子摻雜的一種。半導體載流子即半導體中的電流載體，載流子濃度(單位體積內自由電荷的個數)是半導體材料的重要參數，工藝上通過控制三價或者五價摻雜原子的濃度，來控制P型或者N型半導體的載流子濃度。利用霍爾效應可以測量載流子的濃度或者類型。
例如，對離子注入後的有源層進行載流子濃度測試，判定膜層的均一性數值及離子注入的注入劑量是否符合預設條件，是則執行後續步驟。其中，所述預設條件根據經驗或者產品標準進行設置或者修改。這樣，能夠通過測試得到注入前、注入後(激活前)以及激活後的載流子濃度及有效載流子濃度，從而能夠實現定量分析離子注入工藝和激活工藝的效果。
進一步地，對有源層進行離子注入後，會向有源層引入雜質和缺陷，能夠引發載流子濃度發生變化。通過對有源層的載流子濃度進行實時定量的測試，能夠獲取載流子濃度的均一性數值及離子注入的注入劑量，其中，載流子濃度的均一性數值等效於所述膜層的均一性數值。
由此，通過對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試，能夠獲得膜層的均一性數值及離子注入的注入劑量。通過將所述均一性數值及所述注入劑量跟預定值進行對比，實現實時定量檢測所述離子注入的步驟是否合格。這樣，能夠及時發現在離子注入步驟中產生的不合格產品，提高所述多晶矽薄膜電晶體產品的良品率。其中，所述預定值是根據行業標準、產品型號及測試儀器的型號等制定的。
為了進一步提高所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試的精確度，例如，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試之前還包括：對離子注入後的有源層進行清洗。這樣，能夠進一步提高所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試的精確度。
為了進一步提高所述多晶矽薄膜電晶體的性能，例如，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試之後還包括：對所述測試後的有源層進行退火，對退火後的有源層進行清洗，對清洗後的有源層進行載流子濃度的測試。這樣，能夠進一步提高所述多晶矽薄膜電晶體的性能。
S130，根據對所述有源層的載流子濃度測試的結果，在所述有源層上形成源極和漏極。
例如，在所述有源層上形成柵極，在所述柵極上沉積鈍化層，並在所述鈍化層形成過孔，製作源極及漏極，所述源極通過所述過孔與所述源區電連接，所述漏極通過所述過孔與所述漏極電連接。
在本實施例中，如圖2所示，所述S120中，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試具體包括如下步驟：
S121，利用電磁波對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試，獲得檢測數據。
例如，所述電磁波由載流子壽命測試設備發出，所述載流子壽命測試設備對離子注入後的有源層發射電磁波，獲取檢測數據。
需要說明的是，載流子壽命測試設備利用電磁波反射的原理對所述有源層進行測試，所述檢測數據為電磁波反射率。根據麥克斯韋方程組，通過所述電磁波的反射率，能夠計算出所述載流子濃度，因此，能夠利用所述電磁波反射率來描述所述載流子濃度。在本實施例中，所述電磁波反射率等效於所述載流子濃度。
在測試的過程中，為了獲得真實、可靠且全面的測試數據，
例如，所述電磁波包括微波，又如，所述微波的輸出功率為40mW～60mW，又如所述微波的輸出功率為50mW，又如，所述微波的頻率為10GHZ～30GHZ，又如，所述微波的頻率為22GHZ～26GHZ，又如，所述微波的信號的測試範圍為30mV～1000mV。
例如，所述載流子壽命測試設備至少包括少子壽命測試儀，又如，所述載流子壽命測試設備為FPT-5μ-PCR，生產商為Semilab。
例如，相鄰兩個檢測位點的距離為0.5mm～3mm，又如，相鄰兩個檢測位點的距離為1mm～2mm，又如，相鄰兩個檢測位點的距離為1mm。例如，檢測位點設定為5000個～12000個，又如，檢測位點設定為6000個～10000個，又如，檢測位點設定為6400個。例如，在測試過程中，每一檢測位點重複測試的次數為15次～17次，又如，每一檢測位點重複測試的次數為16次，又如，每一檢測位點的測試時間為180μS～220μS，又如，每一檢測位點的測試時間為200μS。
例如，所述載流子壽命測試設備包括照射源及探測器，當所述照射源及所述探測器同軸心設計時，所述照射源的照射角度為0°～90°。當所述照射源及所述探測器為分離式結構時，所述照射源的照射角度為0°～90°，所述照射源及所述探測器夾角0°～180°。又如，所述探測器包括探頭，所述探頭到所述檢測位點的距離為1～10mm。
這樣，能夠獲得真實、可靠且全面的測試數據，從而能夠採用所述測試數據確定注入和活化效果，以調整和改進生產條件，得到優化的高質量產品。
需要說明的是，通過所述電磁波的反射率計算所述載流子濃度的原理如下：根據麥克斯韋方程組，介質(絕緣體)的波阻抗Z值等於介質中的磁導率與介電常數的比值再開根號，如果是導體，介電常數這一項應該修正為：εK/ω(介電常數*電導率/電磁波角頻率)。真空的波阻抗為120pi，理想導體中電導率無窮大，可以認為波阻抗為0。如果依據電磁波振幅的比值，定義反射係數為R，透射係數為T，那麼電磁波從Z1垂直進入Z2時，R＝(Z2-Z1)/(Z1+Z2)，T＝2*Z2/(Z1+Z2)；所以電磁波投射到理想導體時R＝-1，T＝0，此時全部反射。對於現實中的某種金屬，電導率是一個很大的常數，可以看出修正後的介電常數為複數，R和T不光和金屬有關，還和電磁波波長有關。這個複數的意義在於反射和透射的波有附加相移。鑑於不同的雷射頻率和微波頻率，其穿透深度往往不同，因此在利用反射率計算離子濃度時需要校正檢測的有效深度，該深度為雷射(穿透)和微波(反射)的共同穿透深度。假設多晶矽層的介電常數為c，根據麥克斯韋方程組可以得到波矢其中Ω為電磁波圓頻率，μ為介質的磁導率。因為c為複數，K亦應為複數，可寫為K＝α+iβ的形式，雷射和微波的穿透深度為1/β。以上全部可由麥克斯韋方程組推出，以電磁波反射率描述載流子濃度真實可行。
此外，離子注入後對於半導體而言，即使未激活，引入了大量雜質和缺陷，同樣會導致載流子濃度和光生載流子濃度的變化，雜質和缺陷導致多晶矽層部分被注入區域非晶化，該微小的非晶化區域引起光生載流子濃度的下降，其載流子濃度接近於非晶矽層。對於重摻雜的情況，其微波反射率會低於非晶矽層，在重離子摻雜的情況下，由於注入後非晶化非常嚴重，激活後載流子數量上升極其明顯，需要選用具有工作範圍較大的微波反射率的載流子壽命測試設備，因此可以使用電磁波反射率量化描述離子注入的摻雜效果和損傷程度。對於輕摻雜的情況，電阻變化極為微小，電阻測量幾不可行，但就微觀而言，載流子數量改變明顯，在激活後這一現象更為顯著，相對於電阻測量方法，利用載流子濃度的測試設備對所述離子注入後的溝道區進行檢測，更加準確。
S122，根據所述檢測數據，計算載流子濃度的均一性數值及離子注入的注入劑量。
需要說明的是，在所述S121中，獲得全部所述檢測位點的所述電磁波反射率信號，每一所述檢測位點對應一所述電磁波反射率信號。經過信號轉換，所述電磁波反射率信號轉換為電壓信號，得到每一所述檢測位點的所述電壓信號值。進一步地，所述電磁波反射率等效於所述載流子濃度，每一檢測位點的所述電壓信號值對應於每一檢測位點的所述載流子濃度值。通過對全部檢測位點的所述載流子濃度值按照預設方法進行數據分析，即可獲得載流子濃度的均一性數值及離子注入的注入劑量，所述載流子濃度的均一性數值即為所述膜層的均一性數值。
在本實施例中，獲得載流子濃度的均一性數值的所述數據分析的過程如下：
步驟A，對測得的全部電壓信號值進行篩選，得到所述電壓信號值的最大值、最小值，利用所述最大值及所述最小值，計算獲得全部電壓信號值的極差。
步驟B，根據所述極差，利用Excel函數ROUNDUP(SQRT(COUNT(NumberA：NumberB))，0)，對所述電壓信號值進行分組，獲得分組的組數及分組組距，從而獲得電壓信號區間。
步驟C，依據所述電壓信號區間，去除所述最大值及所述最小值，對剩餘的電壓信號值進行分組。
步驟D，利用Excel中的Frequency函數，統計各個分組的取值頻率。
步驟E，利用所述取值頻率，根據Excel中的正態分布函數NORMDIST，繪製電壓信號值的正態分布曲線圖，橫軸表示電壓信號區間，縱軸表示區間取值頻率。
步驟F，根據所述正態分布曲線圖，獲得曲線的半高寬及波峰處對應的橫軸坐標，利用經驗公式1/2半高寬比波峰的橫軸坐標，獲得載流子濃度的均一性值M，進而獲得離子注入後膜層均一性數值N。
這樣，通過上述方法計算獲得膜層均一性數值。利用獲得的膜層均一性數值N與預定值進行對比，所述均一性數值在所述預定值的區間範圍內，所述膜層的均一性數值合格，離子注入步驟在膜層的均一性數值這一項檢測標準合格，反之，所述均一性數值在所述預定值的區間範圍外，所述膜層的均一性數值不合格，離子注入步驟在膜層的均一性數值這一項檢測標準不合格。
需要說明的是，傳統的獲取離子注入劑量的方式是通過對離子注入設備進行設定，通過離子注入設備的設定值來推測離子注入劑量，無法獲知膜層中實際注入的離子注入劑量，進而無法衡量離子注入的注入劑量是否符合設定。
在本實施例中，定量獲得膜層中實際注入的離子注入劑量的計算方法如下：例如，如圖3所示的函數關係的模型示意圖，根據測得的電壓信號值，進行模擬回歸，模擬量化為函數關係R＝1/(A+B*X)，其中，所述A＝0.02746，所述B＝6.46×10-17，R為電壓信號值，X為離子注入劑量。根據上述函數關係，通過計算，獲取離子注入劑量。
其中，A、B值的獲取方法有很多種，例如，在多晶矽薄膜製備完成後，通過電性測試獲得膜層閾值電壓及反射率信號值，利用膜層閾值電壓，根據現有公式Ni＝ΔVthCox/q，獲得載流子的密度值，進而獲得離子注入劑量值X。其中，Ni表示離子注入劑量，Vth表示膜層閾值電壓，ΔVth表示Vth的偏移量，Cox表示柵極絕緣層的電容，q表示電子的電量。利用未經注入的多晶矽薄膜製作的薄膜電晶體進行電性測試可以得到原始膜層閾值電壓Vth0，利用測得的Vth減去原始膜層閾值電壓Vth0，獲得ΔVth。
反射率信號值即為電壓信號值R。經過多次測量，分別獲得多組離子注入劑量值及電壓信號值，例如，經過兩次測量，分別獲得離子注入劑量值X1和電壓信號值R1，離子注入劑量值X2電壓信號值R2，分別將離子注入劑量值X1和電壓信號值R1，離子注入劑量值X2電壓信號值R2，帶入函數關係R＝1/(A+B*X)，獲得常量A及常量B的值
值得一提的是，根據所選購的載流子濃度的測試設備的不同，及所生產的多晶矽薄膜性能的差別，需要根據實際情況及要求進行重新模擬和模型形成，以形成確實符合各工廠實際情況的評價標準。同時，根據測試儀器的微波穿透能力的不同，其模擬量化關係的參量將有所改變，缺陷對反射率的影響的統計數據可以使對溝道摻雜中離子注入劑量的分析更為準確，但自然缺陷帶來的提升和降低相比於溝道摻雜中離子注入劑量導致的缺陷要小很多，因此反射率信號的變化可以用以評價摻雜劑量。
在本實施例中，所述多晶矽薄膜電晶體的生產方法，實現了在多晶矽薄膜電晶體的生產過程中，完成對多晶矽薄膜離子注入步驟進行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶矽薄膜電晶體產品的良品率，簡單可行。
需要說明的是，多晶矽薄膜電晶體按照柵極及源極漏極的位置關係，分為底柵結構和頂柵結構。
如圖4所示，在另一個實施中，具體涉及一種頂柵結構的多晶矽薄膜電晶體的生產方法，所述生產方法在潔淨室環境中進行，所述潔淨室的標準為塵級＞100EA/m3。具體包括如下步驟：
S210：在一基板上沉積緩衝層。
例如，所述基板包括玻璃基板或柔性基板中的任意一種。例如，所述玻璃基板為Asahi公司的AN Wizus型號的玻璃基板，又如，所述玻璃基板為Coming公司的NXT型號的玻璃基板，又如，所述基板的尺寸(500mm～730mm)*(800mm～1000mm)，又如，所述基板的尺寸為730mm*920mm。
為了更好地在所述基板上沉積緩衝層，例如，在所述基板上沉積緩衝層的步驟之前，執行對基板的清洗步驟。所述清洗步驟包括任何能夠實現預定清洗效果的清洗步驟。
具體地，在基板上利用等離子體化學氣相沉積法(PECVD)沉積一層一定厚度的緩衝層。沉積材料可以為單層的氧化矽(SiOx)膜層或氮化矽(SiNx)膜層，或者為氧化矽(SiOx)和氮化矽(SiNx)的疊層。其中，形成SiNx膜層的反應氣體可以為SiH4、NH3、N2的混合氣體，或者為SiH2Cl2、NH3、N2的混合氣體；形成SiOx膜層的反應氣體可以為SiH4、N2O的混合氣體，或者為SiH4、矽酸乙酯(TEOS)的混合氣體。
S220：在所述緩衝層上沉積非晶矽層。
例如，採用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝在緩衝層上沉積非晶矽層。又如，沉積溫度控制在500℃以下。又如，非晶矽層的厚度為45nm～50nm。又如，非晶矽層的厚度為45nm、49nm或50nm。
S230：對所述非晶矽層進行晶化處理，形成多晶矽層。
為了防止氫爆發生，對所述非晶矽層進行去氫處理。例如，採用熱退火步驟，將氫從所述非晶矽層中排出。又如，對所述非晶矽層進行去氫處理，使得氫含量將至1.9％以下。
對去氫處理後的多晶矽層進行雷射退火工藝，形成多晶矽層。例如，利用準分子雷射器對去氫處理後的多晶矽層進行雷射退火工藝。
S240：對所述多晶矽層進行圖案化處理，形成包括源區、漏區和溝道區的有源層。
在多晶矽薄膜表面塗覆光刻膠，採用掩膜板對光刻膠進行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區域和光刻膠保留區域，其中，光刻膠保留區域對應於源區、漏區和溝道區的圖形所在區域，光刻膠未保留區域對應於上述圖形以外的區域；
進行顯影處理，光刻膠未保留區域的光刻膠被完全去除，光刻膠保留區域的光刻膠厚度保持不變，通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區域的多晶矽薄膜，剝離剩餘的光刻膠，形成包括源區、漏區和溝道區的有源層。
S250：對所述有源層進行離子注入，形成溝道摻雜，對離子注入後的溝道區進行載流子濃度的測試。
為了調節器件的閾值電壓，對所述有源層的溝道區進行離子注入，形成溝道摻雜。例如，當需要薄膜電晶體的閾值電壓向正的方向移動時，對有源層進行硼元素摻雜；當需要薄膜電晶體的閾值電壓向負的方向移動時，對有源層進行磷元素摻雜或砷元素摻雜。又如，所述離子注入的方式至少包括質量分析儀的離子注入方式，等離子注入方式或者固態擴散式注入方式的任意一種。又如，所述離子注入的劑量為3×1012Dose/cm2。又如，對所述有源層的溝道區進行離子注入的步驟。
在本實施例中，離子注入後的基板被實時送至位於所述潔淨室的所述少子壽命測試儀進行測試，獲得實時定量的電磁波反射率數據，進而獲得所述載流子濃度的檢測數據。
為了獲得真實、可靠且全面的測試數據，例如，所述少子壽命測試儀為FPT-5μ-PCR，生產商為Semilab。在利用所述FPT-5 μ-PCR設備進行測試的過程中，又如，所述基板上相鄰兩個檢測位點的距離為1mm。又如，檢測位點設定為6400個。又如，每一檢測位點的重複測試的次數為16次，又如，每一檢測位點的測試時間為200μS。例如，所述電磁波包括微波，又如所述微波的輸出功率為50mW，又如，所述微波的頻率為22GHZ～26GHZ，又如，所述微波的信號的測試範圍為30mV～1000mV。例如，所述FPT-5 μ-PCR設備包括照射源及探測器，當所述照射源及所述探測器同軸心設計時，所述照射源的照射角度為0°～90°，又如，所述照射源的照射角度為45°～60°，又如，所述照射源的照射角度為90°。又如，所述探測器包括探頭，所述探頭到所述檢測位點的距離為1mm～10mm，又如，所述探頭到所述檢測位點的距離為1mm，又如，所述探頭到所述檢測位點的距離為10mm。這樣，能夠獲得真實、可靠且全面的檢測數據。
在本實施例中，根據所述檢測數據，計算載流子濃度的均一性數值及離子注入的注入劑量。對離子注入後的溝道區進行載流子濃度的測試，計算獲得所述離子注入後溝道區的載流子濃度的均一性數值，進而得到離子注入後溝道區的膜層均一性數值。將所述離子注入後溝道區的膜層均一性數值同預定值進行比較，能夠實時、定量且及時的獲知離子注入後溝道區膜層均一性數值是否合格。
同時，根據所述檢測數據，計算獲得所述離子注入後溝道區實際注入的離子劑量，實時、定量且及時的獲知離子注入的注入劑量是否符合設定。
S260：根據對離子注入後的溝道區進行載流子濃度的測試的結果，對所述有源層進行碳離子注入，對碳離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試。
為了提高有源層的禁帶寬度，對有源層進行碳離子注入得到摻雜碳元素的有源層。例如，採用具有質量分析儀的離子注入方式在有源層進行碳離子注入。又如，採用光刻工藝，利用掩膜板，對溝道區的有源層進行碳離子注入。又如，所採用的注入離子能量為3KeV～15KeV。又如，所採用的注入離子能量為5KeV～10KeV。又如，所注入的離子劑量為1×1015atoms/cm3～9×1016atoms/cm3。又如，所注入的離子劑量為5×1015atoms/cm3～4×1016atoms/cm3。
為了實時獲得碳離子注入後有源層膜層的均一性數值及碳離子注入的注入劑量，例如，利用少子壽命測試儀對碳離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試，獲得檢測數據，對所述檢測數據進行計算，獲得碳離子注入後有源層膜層的均一性數值及碳離子注入的注入劑量。這樣，能夠實時獲得碳離子注入後有源層膜層的均一性數值及碳離子注入的注入劑量，提高所述多晶矽薄膜電晶體的良品率。
S270：根據對碳離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試的結果，在有源層上形成柵極，利用柵極作為掩膜，對所述有源層進行離子注入，對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試。
例如，採用化學沉積的方法，在有源層上形成柵極絕緣層，在柵極絕緣層上沉積柵極金屬層，通過構圖工藝，形成柵極，以柵極作為掩膜，對有源層進行離子注入。又如，在本實施例中採用具有質量分析儀的離子注入方式。又如，根據設計需要，注入介質為含硼元素和/或含磷元素的氣體，以形成P型或N型薄膜電晶體。例如，採用含硼元素，如以B2H6/H2的混合氣體為注入介質，例如，B2H6與H2的比例為5％～25％；注入能量範圍為10KeV～40KeV，更優選的能量範圍為20KeV～30KeV；注入劑量範圍為1×1015atoms/cm3～1×1016atoms/cm3，又如，採用含磷元素，如以PH3/H2的混合氣體作為注入介質，如以PH3/H2的混合氣體為注入介質，又如，PH3與H2的比例為6％～28％；注入能量範圍為50KeV～100KeV，又如注入劑量範圍為5×1016atoms/cm3。
為了實時獲得離子注入後有源層膜層的均一性數值及離子注入的注入劑量，例如，利用少子壽命測試儀對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試，獲得檢測數據，對所述檢測數據進行計算，獲得離子注入後有源層膜層的均一性數值及碳離子注入的注入劑量。這樣，能夠實時獲得離子注入後有源層膜層的均一性數值及離子注入的注入劑量，提高所述多晶矽薄膜電晶體的良品率。
例如，所述對離子注入後的有源層進行載流子濃度測試之後還包括對所述有源層進行退火；對所述有源層進行退火之後，對所述有源層進行清洗；對所述有源層進行清洗之後，對所述有源層進行載流子濃度測試。
S280：根據對所述有源層的載流子濃度測試的結果，在柵極上方形成層間絕緣層，在層間絕緣層上形成源極及漏極。
例如，在所述柵極上沉積鈍化層，並在所述柵極絕緣層及所述鈍化層形成過孔，製作源極及漏極，所述源極通過所述過孔與所述源區電連接，所述漏極通過所述過孔與所述漏極電連接。
在本實施例中，所述多晶矽薄膜電晶體的生產方法，實現了在多晶矽薄膜電晶體的生產過程中，完成對多晶矽薄膜離子注入步驟進行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶矽薄膜電晶體產品的良品率。而且此方法不需要增加多晶矽薄膜電晶體生產工廠的投入成本，簡單可行。
如圖5所示，在另一實施例中，一種多晶矽薄膜電晶體生產方法，所述生產方法在潔淨室環境中進行，所述潔淨室的標準為塵級＞100EA/m3。具體包括如下步驟：
S310：在一基板上沉積緩衝層。
例如，所述基板包括玻璃基板或柔性基板中的任意一種。例如，所述玻璃基板為Asahi公司的AN Wizus型號的玻璃基板，又如，所述玻璃基板為Coming公司的NXT型號的玻璃基板，又如，所述基板的尺寸(500mm～730mm)*(800mm～1000mm)，又如，所述基板的尺寸為730mm*920mm。
在一乾淨的基板上沉積一緩衝層，所述緩衝層為氧化矽(SiOx)層、氮化矽(SiNx)層、或氧化矽層與氮化矽層的堆疊組合。例如，所述基板包括玻璃基板或柔性基板中的任意一種，又如，玻璃基板為Asahi公司的AN Wizus型號的玻璃基板或者Corning公司的NXT型號的玻璃基板中的任意一種。又如，所述基板的尺寸為(500mm～730mm)*(800mm～1000mm)。
S320：在所述緩衝層上沉積非晶矽層，對所述非晶矽層進行清洗，對清洗後的所述非晶矽層進行載流子濃度的測試。
在所述緩衝層上沉積非晶矽層，清洗後，基板在潔淨室內被轉移至少子壽命測試儀的測試位點。例如，利用所述S122的測試方法及計算方法對所述非晶矽層進行載流子濃度的測試，計算獲得所述非晶矽層載流子濃度的均一性數值，進而得到非晶矽層膜層均一性數值。如圖6所示，利用電壓信號值的正態分布曲線圖，計算獲得所述非晶矽層載流子濃度的均一性數值M1，進而得到非晶矽層膜層均一性數值N1，通過將N1同預定值進行比較，能夠實時、定量且及時的獲知步驟S210是否合格，這樣，能夠提高所述多晶矽薄膜電晶體產品的良品率。
S330：對所述非晶矽層進行晶化處理，形成多晶矽層，對所述多晶矽層進行清洗，對清洗後的所述多晶矽層進行載流子濃度的測試。
對所述非晶矽層進行晶化處理，形成多晶矽層，清洗後，基板潔淨室內被轉移至載流子濃度的測試位點。例如，利用所述S122的測試方法及計算方法對所述非晶矽層進行載流子濃度的測試，計算獲得所述非晶矽層載流子濃度的均一性數值，進而得到非晶矽層膜層均一性數值。如圖7所示，利用電壓信號值的正態分布曲線圖，計算獲得所述多晶矽層載流子濃度的均一性數值M2，進而得到多晶矽的膜層均一性數值N2，通過將N2同預定值進行比較，能夠實時、定量且及時的獲知步驟S230是否合格，這樣，能夠提高所述多晶矽薄膜電晶體產品的良品率。
S340：對所述多晶矽層進行離子注入，對離子注入後的所述多晶矽層進行清洗，對清洗後的所述多晶矽層進行載流子濃度的測試。
例如，利用所述S122步驟中的測試方法及計算方法，對離子注入後的有源層進行載流子濃度的測試，計算獲得所述離子注入後有源層的載流子濃度的均一性數值，進而得到離子注入後有源層的膜層均一性數值。如圖8所示，利用電壓信號值的正態分布曲線圖，計算獲得所述有源層層載流子濃度的均一性數值M3，進而得到有源層的膜層均一性數值N3，通過將N3同預定值進行比較，能夠實時、定量且及時的獲知離子注入後有源層膜層均一性數值是否合格。
同時，利用所述S122步驟中的計算方法，獲得所述離子注入後有源層實際注入的離子劑量，實時、定量且及時的獲知離子注入的注入劑量是否符合設定。
S350：對測試後的所述多晶矽層進行退火，對退火後的多晶矽層進行清洗，對清洗後的多晶矽層進行載流子濃度的測試。
例如，使用快速熱退火設備對所述基板及有源層進行退火。又如，使用高溫退火爐對所述基板及有源層進行退火。又如，使用準分子雷射退火的方式對所述基板及有源層進行退火。
例如，利用所述S122步驟中的測試方法及計算方法，對退火清洗後的有源層進行載流子濃度的測試，計算獲得所述有源層的載流子濃度的均一性數值，進而得到所述有源層的膜層均一性數值。如圖9所示，利用電壓信號值的正態分布曲線圖，計算獲得所述有源層的載流子濃度的均一性數值M4，進而得到有源層的膜層均一性數值N4，通過將N4同預定值進行比較，能夠實時、定量且及時的獲知離子注入後有源層膜層均一性數值是否合格。
S360：根據對所述多晶矽層的載流子濃度測試的結果，對所述多晶矽層進行圖案化處理，形成有源層。
例如，所述有源層包括源區、漏區和溝道區的有源層。
S370：在有源層上形成柵極，在柵極上方形成層間絕緣層，在層間絕緣層上形成源極及漏極。
例如，在所述柵極上沉積鈍化層，並在所述柵極絕緣層及所述鈍化層形成過孔，製作源極及漏極，所述源極通過所述過孔與所述源區電連接，所述漏極通過所述過孔與所述漏極電連接。
需要說明的是，在本實施例中，所述清洗的清洗方法包括任何能夠滿足載流子濃度測試方法要求的清洗方法。
在本實施例中，所述多晶矽薄膜電晶體的生產方法，通過對非晶矽層形成步驟、多晶矽層形成步驟及離子注入的形成步驟進行實時、定量的檢測，能夠很好地提高多晶矽薄膜電晶體產品的良品率。同時，上述多晶矽薄膜電晶體的生產方法，通過引入清洗步驟，進一步提高了對非晶矽層形成步驟、多晶矽層形成步驟及離子注入的步驟進行實時、定量的檢測的準確度。而且此方法不需要增加多晶矽薄膜電晶體生產工廠的投入成本，簡單可行。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。