低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法，该方法步骤如下：提供基板；在基板上依次沉积缓冲层、非晶硅层，进行激光照射，使非晶硅层变为多晶硅层，即有源层；在缓冲层、有源层上依次沉积第一栅极绝缘层、第二栅极绝缘层、第一金属层，并进行高温活化，再对第一金属层进行光刻、蚀刻，形成栅极；在栅极绝缘层、栅极上沉积介电层；在介电层、第一栅极绝缘层、第二栅极绝缘层内部沉积第一接触孔和第二接触孔；在第一接触孔和第二接触孔上分别沉积源极和漏极。采用本方法制得的薄膜晶体管能有效降低多晶硅的结构缺陷，提升薄膜晶体管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，具体是一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT、ThinFilmTransistor)在液晶显示装置中作为开关元件使用，其具有较低的电源消耗、较小的体积和较低的驱动电压等特点，非常适用于电脑、笔记本及其它装置的显示设备。目前的液晶显示装置中，薄膜晶体管的活性层主要采用非晶硅(amorphoussilicon、a-Si)，但是采用非晶硅作为活性层的薄膜晶体管迁移率很低，难以满足外围电路的驱动要求，因此采用低温多晶硅(LowTemperaturePoly-silicon、LTPS)代替非晶硅的技术应运而生。低温多晶硅的迁移率可高达至100cm2/V.S，能够满足外围电动的驱动要求，比非晶硅更加适用于薄膜晶体管的活性层，可实现比非晶硅薄膜晶体管更加小型化。制作低温多晶硅薄膜晶体管结构的原理主要是利用准分子镭射作为热源，投射于非晶硅结构的玻璃基板上，使非晶硅结构基板吸收准分子镭射的能量后，转变为多晶硅结构。如图1所示，为现有的低温多晶硅薄膜晶体管，其制作工艺流程如下：首先在基板1上依次形成缓冲层2、非晶硅层，非晶硅层经过激光照射实现结晶转变为多晶硅层，再对多晶硅层进行蚀刻形成多个多晶硅岛，以形成薄膜晶体管的有源层。有源层进一步通过掺杂形成第一沟道51、N+区域52、N-区域53、第二沟道54、P+区域55，并在此基础上形成栅极绝缘层6和栅极71，通过光刻、蚀刻得到栅极图形。之后，再形成介电层8，并在350-700℃的温度条件下，进行高温活化，然后再形成源极和漏极，进而完成低温多晶硅薄膜晶体管的制作。上述工艺流程中，由于多晶硅内部与表面具有一定缺陷，因此需要通过高温活化和氢化工艺来降低缺陷。在常规的工艺流程中，高温活化和氢化步骤是在形成栅极、介电层之后进行的，通过高温制程使介电层内的H+扩散到多晶硅中以弥补多晶硅的缺陷。但是由于介电层距离多晶硅较远，故活化和氢化的效果并不理想，因而容易造成TFT器件电性异常等问题。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法，通过该方法制得的薄膜晶体管能够有效降低多晶硅的缺陷，提升薄膜晶体管的性能。本专利技术提供一种低温多晶硅薄膜晶体管，包括：基板；形成于所述基板上的缓冲层；形成于所述缓冲层上的有源层，所述有源层为多晶硅层；形成于所述缓冲层、所述有源层上的第一栅极绝缘层；形成于所述第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层；形成于所述第二栅极绝缘层上的栅极；形成于所述第二栅极绝缘层、所述栅极上的介电层；在所述介电层、所述第一栅极绝缘层、所述第二栅极绝缘层的内部分别形成有第一接触孔和第二接触孔，在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极。进一步地，所述有源层包括分别形成于所述缓冲层上的第一有源层和第二有源层；通过对所述第一有源层进行掺杂形成的第一沟道、N+区域和N-区域，所述N+区域位于外侧，所述N-区域位于所述N+区域内侧，所述第一沟道位于所述N-区域内侧；通过对所述第二有源层进行掺杂形成的第二沟道和P+区域，所述第二沟道位于所述P+区域的内侧；所述第一栅极绝缘层形成于所述缓冲层、所述第一沟道、N+区域、N-区域、第二沟道、P+区域上。优选地，所述栅极材料为金属Mo。优选地，所述基板为玻璃基板。可选地，所述缓冲层为氮化硅层或二氧化硅层中的一种或两种组合。优选地，所述缓冲层为氮化硅层。可选地，所述第一栅极绝缘层、所述第二栅极绝缘层为氮化硅层或二氧化硅层中的一种或两种组合。优选地，所述第一栅极绝缘层为二氧化硅层，所述第二栅极绝缘层为氮化硅层。除此之外，本专利技术还提供一种上述低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，包括以下步骤：提供基板；在所述基板上沉积缓冲层；在所述缓冲层上沉积非晶硅层，进行激光照射，使所述非晶硅层变为多晶硅层，所述多晶硅层为有源层；在所述缓冲层、所述有源层上沉积第一栅极绝缘层；在所述第一栅极绝缘层上沉积第二栅极绝缘层；在所述第二栅极绝缘层上沉积第一金属层，在350-700℃的温度条件下进行活化和氢化，对所述第一金属层进行光刻、刻蚀形成栅极；在所述第二栅极绝缘层、所述栅极上沉积第二金属层介电层；在所述介电层、所述第一栅极绝缘层、所述第二栅极绝缘层内部沉积第一接触孔和第二接触孔；在所述第一接触孔和所述第二接触孔上分别沉积源极和漏极。其中，在350-700℃的温度条件下进行活化和氢化中，350-700℃的温度条件包括了该数值范围内的任一点值，例如进行活化和氢化的温度为350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃或700℃。进一步地，所述有源层包括第一有源层和第二有源层，在所述制作方法中，使所述非晶硅层变为所述多晶硅层后，对所述多晶硅层进行光刻、蚀刻，形成所述第一有源层和所述第二有源层。进一步地，通过对所述第一有源层进行掺杂形成第一沟道、N+区域和N-区域，所述N+区域位于外侧，所述N-区域位于所述N+区域内侧，所述第一沟道位于所述N-区域内侧；通过对所述第二有源层进行掺杂形成第二沟道和P+区域，所述第二沟道位于所述P+区域的内侧；所述第一栅极绝缘层形成于所述缓冲层、所述第一沟道、N+区域、N-区域、第二沟道、P+区域上。优选地，所述基板为玻璃基板。可选地，所述缓冲层为氮化硅层或二氧化硅层中的一种或两种组合。优选地，所述缓冲层为氮化硅层。可选地，所述第一栅极绝缘层、所述第二栅极绝缘层为氮化硅层或二氧化硅层中的一种或两种组合。优选地，所述第一栅极绝缘层为二氧化硅层，所述第二栅极绝缘层为氮化硅层。可选地，在本专利技术中涉及沉积的方法为化学气相沉积方法或物理气相沉积方法。可选地，在本专利技术中涉及激光照射的方法为准分子激光退火(ELA)或固相结晶(SolidPhaseCrystallization，SPC)方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术中在沉积第一金属层之后、沉积介电层之前即进行高温活化和氢化步骤，由于第一金属层的覆盖，提高了对热能的利用率，有利于B+、P+原子的扩散，因而能够增加活化效果。与此同时，本专利技术中在第一栅极绝缘层上多沉积了一层第二栅极绝缘层，该层距离多晶硅层的表面较近，且上方有金属(即栅极)保护，有利于第二栅极绝缘层中的H+向下扩散，从而提升氢化效果，降低多晶硅的结构缺陷，由此来提升薄膜晶体管的整体性能。附图说明图1是现有技术中低温多晶硅薄膜晶体管的结构示意图。图2至图10是实施例低温多晶硅薄膜晶体管的制作流程。具体实施方式本实施例提供一种低温多晶硅薄膜晶体管，其制作方法如下：如图2所示，提供一玻璃基板1，使用化学气相沉积(CVD，ChemicalVaporDeposition)方法在玻璃基板1上依次沉积缓冲层2、非晶硅层31，其中缓冲层为氮化硅层。采用准分子激光退火(ELA，ExcimerLaserAnnel)或固相结晶(SPC，SolidPhaseCr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于：所述低温多晶硅薄膜晶体管包括：基板；形成于所述基板上的缓冲层；形成于所述缓冲层上的有源层，所述有源层为多晶硅层；形成于所述缓冲层、所述有源层上的第一栅极绝缘层；形成于所述第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层；形成于所述第二栅极绝缘层上的栅极；形成于所述第二栅极绝缘层、所述栅极上的介电层；在所述介电层、所述第一栅极绝缘层、所述第二栅极绝缘层的内部分别形成有第一接触孔和第二接触孔，在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极。

【技术特征摘要】
1.一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于：所述低温多晶硅薄膜晶体管
包括：基板；形成于所述基板上的缓冲层；形成于所述缓冲层上的有源层，所
述有源层为多晶硅层；形成于所述缓冲层、所述有源层上的第一栅极绝缘层；
形成于所述第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层；形成于所述第二栅极绝缘层
上的栅极；形成于所述第二栅极绝缘层、所述栅极上的介电层；在所述介电层、
所述第一栅极绝缘层、所述第二栅极绝缘层的内部分别形成有第一接触孔和第
二接触孔，在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极。
2.如权利要求1所述的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于：所述有源层
包括分别形成于所述缓冲层上的第一有源层和第二有源层；通过对所述第一有
源层进行掺杂形成第一沟道、N+区域和N-区域，所述N+区域位于外侧，所述
N-区域位于所述N+区域内侧，所述第一沟道位于所述N-区域内侧。
3.如权利要求2所述的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于：通过对所述
第二有源层进行掺杂形成第二沟道和P+区域，所述第二沟道位于所述P+区域的
内侧；所述第一栅极绝缘层形成于所述缓冲层、所述第一沟道、N+区域、N-区
域、第二沟道、P+区域上。
4.如权利要求1至3任一项所述的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于：
所述栅极材料为金属Mo。
5.一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述制备方法包
括以下步骤：
提供基板；在所述基板上沉积缓冲层；在所述缓冲层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占东，
申请(专利权)人：武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42