基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管，以及一种形成双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法，包括:一基板；至少一图案化非晶硅层位于所述基板上的一阻隔层内，所述至少一图案化非晶硅层构成一底栅极；一N型金属氧化半导体，位于所述阻隔层上；以及一P型金属氧化半导体，位于所述阻隔层上；其中，所述N型金属氧化半导体成一图案化栅极电极层与所述至少一图案化非晶硅层形成的所述底栅极结合成双栅极结构，使电流-电压特性更加稳定，导通电流明显改善，驱动能力增加，降低功耗，提高产品良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶生产
，特别涉及一种基于双栅极(dual gate)结构的低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)及其制备方法。
技术介绍
低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)技术已日渐成熟，其优点在于相比于非晶硅(Amorphous silicon，a-si)和氧化(oxide)，有更高的载流子迁移率，能够增强显示器的驱动能力，降低功耗。低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)制程还可以做成互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semicondutor，CMOS)电路，将CMOS结构用到阵列栅极(gate driver on array，GOA)技术中，可以提高阵列栅极(GOA)电路可靠度。CMOS制程中N型金属氧化半导体(NMOS)的轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)的掺杂(doping)，可以通过单独一张光罩(mask)进行；也可以通过栅极湿蚀刻(gate over wet etching)后，经掺杂(doping)得到，后者可以省去一道光罩(mask)，但是会有良率问题。现在主流的低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)结构为顶栅极结构(top gate structure)，在用做LCD显示时，由于没有遮光层，沟道会产生光漏电。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管及其方法，以解决现有技术中LCD显示时，由于没有遮光层(shileding layer)，沟道会产生光漏电的问题。本专利技术是以图案化栅极电极层作为顶栅极(top gate)并以图案化非晶硅层作为底栅极(bottom gate)，进而形成一双栅极(dual gate)连结结构的低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)。本专利技术的目的，是提供双栅极结构低温多晶硅薄膜晶体管，具体使电流-电压(I-V)特性更加稳定，导通电流明显改善，驱动能力增加，降低功耗，此外.本专利技术将原本栅极湿蚀刻(gate over wet etching)制程省略掉，提高产品良率。为解决上述问题，本专利技术的一优选实施例提供了本专利技术一实施例，为一种基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管，包括:一基板、至少一图案化非晶硅层、一N型金属氧化半导体以及一P型金属氧化半导体。所述至少一图案化非晶硅层，位于所述基板上的一阻隔层内，所述至少一图案化非晶硅层构成一底栅极；所述N型金属氧化半导体，位于所述阻隔层上；以及所述P型金属氧化半导体，位于所述阻隔层上；其中，所述N型金属氧化半导体具有一图案化栅极电极层作为顶栅极来与所述至少一图案化非晶硅层构成的所述底栅极，结合成双栅极结构。所述N型金属氧化半导体，包括:一第一图案化多晶硅层；两N-型层，所述两N-型层的内侧各自接合于所述第一图案化多晶硅层的两外侧；两N+型层，所述两N+型层各自接合于所述N-型层的两外侧；以及一栅极绝缘层，位于所述第一图案化多晶硅层、所述两N-型层、所述两N+型层以及所述阻隔层上。所述P型金属氧化半导体，包括:一第二图案化多晶硅层；两P+型层，所述两P+型层各自接合于所述第二图案化多晶硅层的两外侧；以及所述栅极绝缘层，位于所述第二图案化多晶硅层以及所述两P+型层上。所述栅极绝缘层绝缘分隔所述N型金属氧化半导体的所述图案化栅极电极层与所述第一图案化多晶硅层，使所述第一图案化多晶硅层形成一N通道。所述P型金属氧化半导体具有一图案化栅极电极层，以及所栅极绝缘层绝缘分隔所述P型金属氧化半导体的所述图案化栅极电极层与所述第二图案化多晶硅层，使所述第二图案化多晶硅层形成形成一P通道。本专利技术的基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管，还包括:一内介电层，位于所述图案化栅极电极层以及所述栅极绝缘层上；多个穿孔，穿设于所述内介电层以及所述栅极绝缘层。数个图案化源极/漏极电极，各自经由所述穿孔，连结所述P型金属氧化半导体的所述P+型层以及连结所述N型金属氧化半导体的所述N+型层。所述图案化栅极电极层由一第一金属所构成并具有一垂直延伸部，所述垂直延伸部经由所述连接通道连结所述第一图案化非晶硅层连结的所述N+型层，进而形成双栅极结构的薄膜晶体管。同样地，为解决上述问题，本专利技术另一优选实施例，提供了一种形成双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法，包括:一基板上形成数个图案化的非晶硅层；在所述图案化非晶硅层上形成一阻隔层；在所述阻隔层上形成一第一图案化多晶硅层以及第二图案化多晶硅层；涂布一第一光阻层在所述第二图案化多晶硅层上方及侧边；掺杂所述第一图案化多晶硅层以形成N通道；去除所述第二图案化多晶硅层上的所述第一光阻层；在已形成N通道的所述第一图案化多晶硅层以及所述第二图案化多晶硅层上形成一栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成一第二光阻层并对所述第二图案化多晶硅层进行P+型层掺杂；去除所述栅极绝缘层上的第二光阻层并在所述栅极绝缘层上涂布一第三光阻层；通过曝光显影，移除一部分的所述第三光阻层、一部分的所述栅极绝缘层以及一部分的所述阻隔层以形成数个连接通道；通过所述数个连接通道，分别灰化所述图案化非晶硅层的一裸露部分以及所述第一图案化多晶硅层的一裸露部分，并进行N+型层参杂；在所述栅极绝缘层上形成数个图案化栅极电极层；以所述数个图案化栅极电极层作为一第二遮光层，分别对所述第一图案化多晶硅层以及所述第二图案化多晶硅层进行N-型层参杂，其中对应所述第一图案化多晶硅层的图案化栅极电极层与所述图案化非晶硅层的所述N+型层连结导通，形成双栅极结构；形成一内介电层于所述数个图案化栅极电极层、以及所述栅极绝缘层上；形成数个通过所述内介电层以及所述栅极绝缘层的穿孔；以及经由所述数个穿孔形成数个图案化源极/漏极电极图案，所述数个图案化源极/漏极电极图案分别连结所述第二图案化多晶硅层的所述P+型层以形成P型金属氧化半导体，以及连结所述第一图案化多晶硅层的的所述N+型层以形成N型金属氧化半导体。本专利技术可应用于各种技术的显示器，在中小尺寸上的优势更加明显，应用方式是用双栅极薄膜晶体管(dual gate TFT)制程，代替传统的多晶硅薄膜晶体管(poly-si TFT制程)，充电能力增强，使得器件的体积可以做到更小，增加像素开口率。该制程做成CMOS电路，应用在阵列栅极(GOA)技术上，相较于非晶硅(Amorphous silicon，a-si)制程阵列栅极(G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，包括:一基板；至少一图案化非晶硅层位于所述基板上的一阻隔层内，所述至少一图案化非晶硅层构成一底栅极；一N型金属氧化半导体位于所述阻隔层上；以及一P型金属氧化半导体位于所述阻隔层上；其中，所述N型金属氧化半导体具有一图案化栅极电极层作为顶栅极，并与所述至少一图案化非晶硅层构成的所述底栅极结合成双栅极结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于双栅极结构的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征
在于，包括:
一基板；
至少一图案化非晶硅层位于所述基板上的一阻隔层内，所述至少一
图案化非晶硅层构成一底栅极；
一N型金属氧化半导体位于所述阻隔层上；以及
一P型金属氧化半导体位于所述阻隔层上；
其中，所述N型金属氧化半导体具有一图案化栅极电极层作为顶栅极，
并与所述至少一图案化非晶硅层构成的所述底栅极结合成双栅极结构。
2.根据权利要求1所述的基于双栅极结构的低温多晶硅薄
膜晶体管，其特征在于，所述N型金属氧化半导体，包括:
一第一图案化多晶硅层；
两N-型层，所述两N-型层的内侧各自接合于所述第一图案化多晶硅层的
两外侧；
两N+型层，所述两N+型层各自接合于所述N-型层的两外侧；以及
一栅极绝缘层，位于所述第一图案化多晶硅层、所述两N-型层、所述两
N+型层以及所述阻隔层上。
3.根据权利要求2所述的基于双栅极结构的低温多晶硅薄
膜晶体管，其特征在于，所述P型金属氧化半导体，包括:
一第二图案化多晶硅层；
两P+型层，所述两P+型层各自接合于所述第二图案化多晶硅层的两外侧；

\t以及
所述栅极绝缘层，位于所述第二图案化多晶硅层以及所述两P+型层上。
4.根据权利要求3所述的基于双栅极结构的低温多晶硅薄
膜晶体管，其特征在于，所述栅极绝缘层绝缘分隔所述N型金属氧化
半导体的所述图案化栅极电极层与所述第一图案化多晶硅层，使所述第一图
案化多晶硅层形成一N通道。
5.根据权利要求4所述的基于双栅极结构的低温多晶硅薄
膜晶体管，其特征在于，所述P型金属氧化半导体具有一图案化栅极
电极层，以及所栅极绝缘层绝缘分隔所述P型金属氧化半导体的所述图案
化栅极电极层与所述第二图案化多晶硅层，使所述第二图案化多晶硅层形成
形成一P通道。
6.根据权利要求5所述的基于双栅极结构的低温多晶硅薄
膜晶体管，其特征在于，还包括:
一内介电层，位于所述图案化栅极电极层以及所述栅极绝缘层上；
多个穿孔，穿设于所述内介电层以及所述栅极绝缘层。
7.根据权利要求6所述的基于双栅极结构的低温多晶硅薄
膜晶体管，其特征在于，还包括:
数个图案化源极/漏极电极，各自经由所述穿孔，连结所述P型金属氧化
半导体的所述P+型层以及连结所述N型金属氧化半导体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑笑，萧祥志，杜鹏，苏长义，徐洪远，孙博，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44