形成多晶硅的方法和采用多晶硅的薄膜晶体管及其制法技术

本发明专利技术公开了形成多晶硅的方法、采用多晶硅的薄膜晶体管（ＴＦＴ）以及制造ＴＦＴ的方法。形成多晶硅的方法包括：在衬底上形成绝缘层；在绝缘层上形成第一电极和第二电极；在绝缘层上形成至少一个加热层以连接第一电极和第二电极；在加热层上形成包含硅的非晶形材料层；通过蚀刻绝缘层在加热层下方形成通孔；以及通过在第一电极和第二电极之间施加电压以加热加热层而使非晶形材料层结晶成多晶硅层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形成多晶硅的方法， 一种采用多晶硅的薄膜晶体管(TFT )，以及一种制造TFT的方法。
技术介绍
一般地，诸如有机发光二极管(LEDS)或液晶显示器(LCDS)的显示 器件采用薄膜晶体管(TFTs)作为开关元件。TFT包括栅极电极，源极电极，和漏极电极，其中半导体通道材料层形 成在源极电极和漏极电极之间。通道材料层可以由非晶硅或多晶硅构成。因 为多晶硅的电子迁移率比非晶硅的大，因而多晶硅最近已经被优先为用于 TFTs的高速处理的通道材料。多晶硅一般通过采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD )在衬底上淀 积非晶硅并结晶被淀积的非晶硅而形成。非晶硅可以通过热退火或准分子激 光结晶(ELC)来结晶。然而，由于热退火需要60(TC或更高的高温，因而 热退火不适合采用玻璃衬底的OLEDs或LCDs的TFTs。 ELC能有利地在相 对低的温度结晶非晶硅。在低温结晶的多晶硅称为低温多晶硅(LTPS )。然 而，ELC具有随着衬底的尺寸增加结晶均匀性降低的缺点。因而，ELC不适 合大LCDs或OLEDs 。
技术实现思路
本专利技术提供了通过局部加热形成多晶硅的方法、采用多晶硅的薄膜晶体 管以及制造薄膜晶体管的方法。才艮据本专利技术的一个方面，形成多晶硅的方法包括在衬底上形成绝缘层； 在绝缘层上形成第一电极和第二电极；在绝缘层上形成至少一个连接到第一 电极和第二电极的加热层；在加热层上形成包含石圭的非晶形材料层；通过蚀刻绝缘层在加热层下形成通孔；以及通过在第 一 电4及和第二电极之间施加电 压以给加热层加热来将非晶形材料层结晶为多晶 >眭层。9根据本专利技术的另一个方面，形成多晶硅的方法包括在村底上形成绝缘 层；在绝缘层上形成包含硅的至少一个非晶形材^f层；在非晶形材料层上形 成加热层；在绝缘层上形成每一个连接到加热层的各端的第一电极和第二电 极；通过蚀刻绝缘层在非晶形材料层下形成通孔；以及通过在第一电极和第 二电极之间施加电压以给加热层加热来将非晶形材料层结晶为多晶硅层。根据本专利技术的再一个方面，形成多晶硅的方法包括在衬底上形成绝缘 层；在绝缘层上形成第一电极和第二电极；形成包含硅的至少一个非晶形材 料层以连接到第一电极和第二电极；通过蚀刻绝缘层在非晶形材料层下形成 通孔；以及通过在第 一电极和第二电极之间施加电压以加热非晶形材料层来 将非晶形材料层结晶为多晶硅层。根据本专利技术的再一个方面，形成多晶硅的方法包括在衬底上形成绝缘 层；在绝缘层上形成第一电极和第二电极；形成至少一个连接到第一电极和 第二电极的加热层；通过蚀刻绝缘层在加热层下形成通孔；在第一电极和第 二电极之间施加电压以给加热层加热；以及在加热层上淀积多晶硅层。根据本专利技术的再一个方面，薄膜晶体管包括衬底；形成在衬底上的栅 极电极；从栅极电极突出的绝缘层；在突出的绝血彖层的顶面上形成的源极电 极和漏极电极；以及至少一个形成为桥状的多晶石圭层以连接到源极电极和漏 极电极。根据本专利技术的再一个方面，制造薄膜晶体管的方法包括在衬底上依次 形成栅极电极和绝缘层；在绝缘层上形成源极电^^及和漏极电极；在绝缘层上 形成至少 一 个加热层以连接到源极电极和漏极电才及；在加热层上形成包含硅 的非晶形材料层；通过蚀刻绝缘层在加热层下形成通孔；通过在源极电极和 漏极电极之间施加电压以给加热层加热来将非晶形材料层结晶为多晶硅层； 以及蚀刻并移除加热层的暴露部分。根据本专利技术的再一个方面，制造薄膜晶体管的方法包括在衬底上依次 形成栅极电极和绝缘层；在绝缘层上形成包含硅的至少一个非晶形材料层； 在非晶形材料层上形成加热层；在绝缘层上形成每一个连接到加热层的各端的源极电极和漏极电极；通过蚀刻绝缘层在非晶形材料层下形成通孔；通过 在源极电极和漏极电极之间施加电压以给加热层加热来将非晶形材料层结 晶为多晶硅层；以及蚀刻并移除加热层的暴露部分。根据本专利技术的再一个方面，制造薄膜晶体管的方法包括在衬底上依次形成栅极电极和绝缘层；在绝缘层上形成源极电才及和漏极电极；形成包含硅 的至少一个非晶形材料层以连接源极电极和漏极电极；通过蚀刻绝缘层在非 晶形材料层下形成通孔；以及通过在源极电极和漏才及电极之间施加电压以加 热非晶形材料层来将非晶形层材料层结晶为多晶硅层。根据本专利技术的再一个方面，制造薄膜晶体管的方法包括在衬底上依次 形成栅极电极和绝缘层；在绝缘层上形成源极电4及和漏极电极；形成至少一 个加热层以连接源极电极和漏才及电极；通过蚀刻全色纟彖层在加热层下形成通 孑L;通过在源极电极和漏极电极之间施加电压加热力口热层；在被加热的加热 层上淀积多晶硅层；以及蚀刻并移除加热层的暴露部分。附图说明本专利技术的更全面的说明以及它的许多附带优点，通过参考下面的详细描述以及考虑与附图的结合而将显而易见，同样地变4寻更容易理解，附图中相似的参考标号表示相同或相似的部件，其中图1A至4B示出了根据本专利技术的一个实施例形成多晶硅的方法； 图5A至8B示出了根据本专利技术的另一个实施例形成多晶硅的方法； 图9A至IOB示出了根据本专利技术的再一个实施例形成多晶硅的方法； 图IIA至13B示出了根据本专利技术的再一个实施例形成多晶硅的方法； 图14A和14B分别是根据本专利技术的一个实施例的薄膜晶体管(TFT)的平面图和横截面图15是图14A和14B中的TFT的变型的横截面图16A和16B分别是根据本专利技术的另一个实施例的TFT的平面图和橫截面图17是图16A和16B中的TFT的变型的横截面图18A至22示出了根据本专利技术的一个实施例制造TFT的方法；图23A至28示出了根据本专利技术的另一个实施例制造TFT的方法；图29A至31示出了根据本专利技术的再一个实施例制造TFT的方法；以及图32A至36示出了根据本专利技术的再一个实施例制造TFT的方法。具体实施例方式本专利技术将通过参考附图更全面地进行描述，其中示出了本专利技术的示例性实施例。在图中，相似的参考标号指代相似的元件，并且为了清楚可以放大 部件的尺寸。图1A至4B示出了根据本专利技术的一个实施例形成多晶硅的方法。 图1A是平面图，并且图1B是沿图1A的线I - I ，得到的横截面图，示出了绝缘层120在衬底110上形成，以及第一电极131和第二电极〗32在绝缘层120上形成。参考图1A和1B，首先准备衬底IIO,然后在衬底110的顶面上形成绝 缘层120。衬底IIO可以是玻璃衬底、塑胶衬底、或石圭村底。绝缘层120可 以由氧化硅制成。第一电极131和第二电极132分别在绝缘层120的顶面上 形成以便彼此分离。第一电极131和第二电极132分别可以通过在绝缘层〗20 的顶面上淀积导电金属材料，然后将淀积的导电金属材料图案化成预定形状 来制成。图2A是平面图，并且图2B是沿图2A的线II-n，得到的横截面图，示 出了加热层140在绝缘层120上形成，以及包含硅的非晶形材料层150在加 热层140上形成。参考图2A和2B，在其上分別设置第一电极131和第二电极132的绝缘 层120的顶面上形成加热层140,以便连接第一电4及131和第二电极132。 加热层140可以由乂人W、 Mo、 SiC、 Zr(32、 MoS^和NiCr所构成的組中选择 的至少一个制成。虽然在图2A和2B中显示了一个加热层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成多晶硅的方法，该方法包括步骤：在衬底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成第一电极和第二电极；在所述绝缘层上形成至少一个加热层，以连接所述第一电极和第二电极；在所述至少一个加热层上形成包含硅的非晶形材料层；通过蚀刻所述绝缘层在所述至少一个加热层下方形成通孔；以及　通过在所述第一电极和第二电极之间施加电压以加热所述至少一个加热层从而使得所述非晶形材料层结晶成多晶硅层。

【技术特征摘要】
KR 2007-1-10 3070/071、一种形成多晶硅的方法，该方法包括步骤在衬底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成第一电极和第二电极；在所述绝缘层上形成至少一个加热层，以连接所述第一电极和第二电极；在所述至少一个加热层上形成包含硅的非晶形材料层；通过蚀刻所述绝缘层在所述至少一个加热层下方形成通孔；以及通过在所述第一电极和第二电极之间施加电压以加热所述至少一个加热层从而使得所述非晶形材料层结晶成多晶硅层。2、 如权利要求l所述的方法，其中所述至少一个加热层由从W、 Mo、 SiC、 Zr02、 MoSi2和NiCr所组成的组中选择的至少一种形成。3、 如权利要求1所述的方法，其中所述非晶形材料层由非晶硅和非晶 碳化硅中的一种形成。4、 如权利要求1所述的方法，其中所述通孔通过湿蚀刻所述绝缘层直 到暴露所述衬底而形成。5、 如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个加热层在至少60(TC的 温度下纟皮力o热。6、 一种形成多晶硅的方法，该方法包括步骤 在衬底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成包含硅的至少 一个非晶形材料层； 在所述至少一个非晶形材料层上形成加热层；在所述绝缘层上形成第一电极和第二电极，其中每一个连接到所述加热 层的各个端部；通过蚀刻所述绝缘层在所述至少一个非晶形材料层下方形成通孔；以及 通过在所述第 一 电极和第二电极之间施加电压以加热加热层从而使得 所述至少 一 个非晶形材料层结晶成至少 一 个多晶硅层。7、 如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个非晶形材料层由非晶 硅和非晶碳化硅中的 一个形成。8、 如权利要求6所述的方法，其中所述加热层由从W、 Mo、 SiC、 Zr02、MoSi2和NiCr所组成的组中选择的至少 一种形成。9、 如权利要求6所述的方法，其中所述通孔通过湿蚀刻所述绝缘层直 到暴露所述衬底而形成。10、 如权利要求6所述的方法，其中所述加热层在至少600。C的温度下 被力口热。11、 一种形成多晶硅的方法，该方法包括步骤 在衬底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成第一电极和第二电极，以及包含珪的至少一个非晶形材料层以连接所述第 一 电极和第二电极；通过蚀刻所述绝缘层在所述至少一个非晶形材料层下方形成通孔；以及 通过在所述第 一 电极和第二电极之间施加电压以加热所述至少 一 个非晶形材料层来使得所述至少一个非晶形材料层结晶成至少一个多晶硅层。12、 如权利要求11所述的方法，其中所述第一电极和第二电极以及所 述至少一个非晶形材料层的形成，包括在所述绝缘层上形成所述第一电极和第二电极；以及 在所述绝缘层上形成所述至少一个非晶形材料层，以连接所述第 一电极 和第二电极。13、 如权利要求11所述的方法，其中所述第一电极和第二电极以及所 述至少一个非晶形材料层的形成，包括在所述绝缘层上形成所述至少一个非晶形材料层；以及 在所述绝缘层上形成所述第一电极和第二电极，其中每一个连接所述至 少 一个非晶形材料层的各个端部。14、 如权利要求11所述的方法，其中所述至少一个非晶形材料层由非 晶硅和非晶碳化硅中的 一种形成。15、 如权利要求11所述的方法，其中所述通孔通过湿蚀刻所述绝缘层 直到暴露所述衬底而形成。16、 如权利要求11所述的方法，其中所述至少一个非晶形材料层在至 少600°C的温度下^皮加热。17、 一种形成多晶硅的方法，该方法包括步骤 在衬底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成第一电极和第二电极，以及至少一个加热层以连接所述第 一 电极和第二电极；通过蚀刻所述绝缘层在所述至少一个加热层下方形成通孔；在所述第 一 电极和第二电极之间施加电压以加热所述至少 一 个加热层；以及在被加热的所述至少一个加热层上淀积多晶硅层。18、 如权利要求17所述的方法，其中所述第一电极和第二电极以及所 述至少一个加热层的形成，包括在所述绝缘层上形成所述第一电极和第二电极；以及 在所述绝缘层上形成所述至少一个加热层，以连接所述第一电极和第二 电极。19、 如权利要求17所述的方法，其中所述第一电极和第二电极以及所 述至少一个加热层的形成，包括在所述绝缘层上形成所述至少一个加热层；以及在所述绝缘层上形成所述第一电极和第二电极，其中每一个连接所述至 少一个加热层的各个端部。20、 如权利要求17所述的方法，其中所述至少一个加热层由从W、 Mo、 SiC、 Zr02、 MoSi2和NiCr所组成的组中选择的至少一种形成。21、 如权利要求17所述的方法，其中所述通过通过湿蚀刻所述绝缘层 直到暴露所述衬底而形成。22、 如权利要求17所述的方法，其中所述至少一个加热层在至少600 。C的温度下^C加热。23、 如权利要求17所述的方法，其中所述多晶硅通过采用硅烷气体作 为源气体的化学气相沉积而淀积。24、 一种薄膜晶体管，包括在所述衬底上形成的栅极电极； 从所述4册极电极突出的绝缘层；在所述突出的绝缘层的顶面上形成源极电极和漏极电极；以及 形成为桥状的至少一个多晶硅层，以连接所述源极电极和漏极电极。25、 如权利要求24所述的薄膜晶体管，进一步包括在所述至少一个多 晶硅层下方的通孔的内壁上形成的氧化层。26、 如权利要求24所述的薄膜晶体管，进一步包括填充在所述至少一 个多晶硅层下方形成的通孔的氧化层。27、 如权利要求24所述的薄膜晶体管，其中所述栅极电极由从Ni、 Al、 Nd、 Pt、 Au、 Co、 Ir、 Cr和Mo所组成的组中选择的至少一种形成。28、 如权利要求24所述的薄膜晶体管，其中所述源极电极和漏极电极 由Cr/Al 、非晶硅/Al和Cr/Mo中的 一种形成。29、 一种制造薄膜晶体管的方法，该方法包括步骤 在衬底上依次形成栅极电极和绝缘层；在所述绝缘层上形成源极电极和漏极电极；在所述绝缘层上形成至少一个加热层以连接所述源极电极和漏极电极； 在所述至少 一 个加热层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔濬熙，安德烈朱尔卡尼夫，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]