低温直接沉积多晶硅薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术揭示一种用于制造薄膜晶体管（“ＴＦＴ”）装置之方法，其包括：提供基板；在该基板上形成图案化第一金属层；在该图案化第一金属层上方形成绝缘层；在该绝缘层上方形成非晶硅层；在该非晶硅层上方形成第一多晶硅层；在该第一多晶硅层上方形成第二多晶硅层；对该第二多晶硅层加以掺杂以形成掺杂多晶硅层；图案化上述这些非晶硅层、第一多晶硅层及掺杂多晶硅层以形成该ＴＦＴ装置之作用区域层；及在该作用区域层上方形成图案化第二金属层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜晶体管(“TFT”)，更特定言之，涉及一种低温多晶硅(“LTPS”)TFT结构及其制造方法。
技术介绍
在平板显示装置(例如，液晶显示(“LCD”)装置、有机电致发光显示装置及无机电致发光显示装置)中，一般将薄膜晶体管(“TFT”)用作一切换装置用于控制像素运作或用作驱动装置用于驱动上述这些像素。通常将TFT分类为非晶硅(a-Si)类型或多晶硅(poly-Si)类型。与a-SiTFT相比，poly-Si TFT之迁移率高得多，此导致获得更好的晶体特征、更少的晶体缺陷及更小的光泄漏电流增加。因此，由poly-Si TFT所制造的显示器具有高分辨率、高响应速度及集成驱动电路之优点。然而，poly-SiTFT亦具有某些缺点，例如，低产品产量、复杂的处理及高处理成本。制造poly-Si薄膜之公知方法是准分子激光退火(“ELA”)，其具有激光成本高、处理不稳定及差的晶体均匀度之缺点。相比之下，可使用发达的技术制造a-Si TFT，其具有较低处理成本，但图像质量较低。随着半导体制造技术的发展，平板显示装置之面板尺寸一直在快速增加。为了获得至少大约450cd/m2(或尼特)之亮度位准，一般需要大尺寸、高分辨率a-Si LCD电视，其进而需要光源提供更大的照明位准。然而，更大的照明位准会引发更大的泄漏电流，其会负面影响电视的显示质量。因此，需要提供一种以较低制造成本制造具有较低光泄漏电流之TFT装置、但不影响任何显示质量之方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于制造薄膜晶体管(“TFT”)装置之方法，上述这些装置包括双多晶硅层，其可消除由先前技术之限制与缺点引起之一个或多个问题。依据本专利技术之一具体实施例，提供一种用于制造薄膜晶体管(“TFT”)装置之方法，其包含提供基板；在该基板上形成图案化第一金属层；在该图案化第一金属层上方形成绝缘层；在该绝缘层上方形成非晶硅层；在该非晶硅层上方形成第一多晶硅层；在该第一多晶硅层上方形成第二多晶硅层；对该第二多晶硅层加以掺杂以形成掺杂多晶硅层；图案化上述这些非晶硅层、第一多晶硅层及掺杂多晶硅层以形成该TFT装置之作用区域层；及在该作用区域层上方形成图案化第二金属层。此外，依据本专利技术，提供一种用于制造TFT装置之方法，其包含提供基板；在该基板上形成图案化第一金属层；在该图案化第一金属层上方形成绝缘层；在该绝缘层上方形成非晶硅层；在该非晶硅层上方形成多晶硅层；在该多晶硅层上方形成掺杂多晶硅层；在该掺杂多晶硅层上方形成图案化第二金属层；使该掺杂多晶硅层之一部分曝光；及图案化上述这些非晶硅层、多晶硅层及掺杂多晶硅层。进一步依据本专利技术，提供一种半导体装置，其包含基板；形成于该基板上的图案化第一金属层；形成于该图案化第一金属层上方的绝缘层；形成于该绝缘层上方的图案化非晶硅层；形成于该图案化非晶硅层上方的图案化多晶硅层；形成于该图案化多晶硅层上方的掺杂、图案化多晶硅层；及形成于该掺杂、图案化多晶硅层上方的图案化第二金属层。于下文的说明中将部分提出本专利技术的其它特点与优点，而且从该说明中将了解本专利技术其中一部分，或者通过实施本专利技术亦可知晓。通过权利要求中特别列出的元件与组合将可了解且达成本专利技术的特点与优点。应该了解的是，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示与解释，其并未限制本文所主张之专利技术。附图说明参阅附图即可更佳了解本专利技术之前文所述以及下文具体实施方式。为达本专利技术之说明目的，各附图用于表示较佳之具体实施例。然应了解本专利技术并不限于图中之精确排置方式及设备装置。在各附图中图1A至1E是说明依据本专利技术之第一具体实施例之制造薄膜晶体管(“TFT”)之方法之示意图；图2A至2D是说明依据本专利技术之第二具体实施例之制造TFT之方法之示意图；及图3A与3B是说明实验结果之绘图。主要元件标记说明11 基板12 图案化第一金属层13 绝缘层14 非晶硅层15 多晶硅层16 掺杂多晶硅层17 接触孔18 图案化第二金属层19 开口20 作用区域24 图案化非晶硅层25 图案化多晶硅层26 图案化、掺杂多晶硅层31 基板 32 图案化第一金属层33 绝缘层34 非晶硅层35 多晶硅层36 掺杂多晶硅层37 接触孔38 第二金属层39 开口40 作用区域44 图案化非晶硅层45 图案化多晶硅层46 图案化、掺杂多晶硅层48 图案化第二金属层具体实施方式现将详细参照于本专利技术具体实施例，其实施例图解于附图之中。尽其可能，所有附图中将依相同元件标记以代表相同或类似的部件。图1A至1E是说明依据本专利技术之第一具体实施例之制造薄膜晶体管(“TFT”)之方法之示意图。参照图1A(正在制造的TFT之示意性断面图)，提供基板11，其由(例如)玻璃或树脂制成。较佳地，基板11之厚度范围为大约0.3至0.7mm(毫米)，但亦可更薄或更厚。接着，通过采用公知物理气相沉积(“PVD”)处理、喷溅法或某一其它适当处理在基板11上形成第一金属层、随后通过公知图案化处理(例如，光刻与蚀刻)来图案化该第一金属层而在基板11上形成图案化第一金属层12。该第一金属是具有良好导电率的材料，例如，铜(Cu)、铬(Cr)、钼(Mo)、钼钨(MoW)、TiAlTi、MoAlMo及CrAlCr。较佳地，该图案化第一金属层12之厚度范围为大约2000至3000(埃)，但亦可为某一其它厚度。该图案化第一金属层12作为正在制造的TFT之闸极电极。接着，通过，例如，公知化学气相沉积(“CVD”)处理(例如，等离子体辅助CVD(“PECVD”)处理)或某一其它适当处理在该图案化第一金属层12上形成一绝缘层13。适合用于该绝缘层13之材料包括氮化硅、氧化硅及氮氧化硅。较佳地，绝缘层13之厚度范围为大约3000至4500。接着，通过，例如，公知CVD处理(例如，PECVD处理)或某一其它适当处理在该绝缘层13上方形成非晶硅层14。在依据本专利技术之该第一具体实施例中，在PECVD处理期间，在相同处理室中(即，原地)连续形成绝缘层13与非晶硅层14。较佳地，非晶硅层14之厚度范围为大约300至500。参照图1B，在非晶硅层14上方形成多晶硅层15与掺杂多晶硅层16。通过(例如)公知高密度等离子体CVD(“HDPCVD”)处理(例如，电子回旋共振(“ECR”)CVD或感应耦合等离子体(“ICP”)CVD)在该非晶硅层14上方沉积第一多晶硅层而形成该多晶硅层15。通过(例如)公知HDPCVD处理在该多晶硅层15上方沉积第二多晶硅层，同时于沉积期间提供气体掺杂物(例如，磷化氢(PH3)气体)来掺杂该第二多晶硅层而形成该掺杂多晶硅层16，其可包括本质掺杂多晶硅。在依据本专利技术之该第一具体实施例中，在HDPCVD处理期间，在相同处理室中(即，原地)连续形成多晶硅层15与掺杂多晶硅层16。较佳地，掺杂多晶硅层16之浓度范围为大约1020至1021cm-3。参照图1C，多晶硅层15与掺杂多晶硅层16沉积之后，通过(例如)公知图案化处理(例如，光刻与蚀刻)来定义正在制造的TFT之作用区域20。作用区域20包括图案化非晶硅层24、图案化多晶硅层25及图案化、掺杂多晶硅层26。较佳地，图案化非晶硅层24之厚度范围为大约300至500，但亦可为某一其它厚度。图案化多晶硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造薄膜晶体管装置之方法，其特征是包含：提供基板；在该基板上形成图案化第一金属层；在该图案化第一金属层上方形成绝缘层；在该绝缘层上方形成非晶硅层；在该非晶硅层上方形成第一多晶硅层；在该 第一多晶硅层上方形成第二多晶硅层；对该第二多晶硅层加以掺杂以形成掺杂多晶硅层；图案化上述这些非晶硅层、第一多晶硅层及掺杂多晶硅层以形成该薄膜晶体管装置之作用区域层；及在该作用区域层上方形成图案化第二金属层。

【技术特征摘要】
US 2006-4-27 11/380,4911.一种用于制造薄膜晶体管装置之方法，其特征是包含提供基板；在该基板上形成图案化第一金属层；在该图案化第一金属层上方形成绝缘层；在该绝缘层上方形成非晶硅层；在该非晶硅层上方形成第一多晶硅层；在该第一多晶硅层上方形成第二多晶硅层；对该第二多晶硅层加以掺杂以形成掺杂多晶硅层；图案化上述这些非晶硅层、第一多晶硅层及掺杂多晶硅层以形成该薄膜晶体管装置之作用区域层；及在该作用区域层上方形成图案化第二金属层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是进一步包含在于该作用区域层上方形成该图案化第二金属层时，使该掺杂多晶硅层之一部分曝光。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是进一步包含使该第一多晶硅层之一部分曝光。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是进一步包含在形成该作用区域层之后，于该图案化第一金属层中形成多个接触孔。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是进一步包含原地形成该绝缘层与该非晶硅层。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是进一步包含原地形成该第一多晶硅层与该第二多晶硅层。7.根据权利要求1所述的方法，其特征是进一步包含原地形成该第一多晶硅层与该掺杂多晶硅层。8.根据权利要求1所述的方法，其特征是进一步包含通过高密度等离子体化学气相沉积处理形成该第一多晶硅层与该第二多晶硅层。9.根据权利要求8所述的方法，其特征是该高密度等离子体化学气相沉积处理包括电子回旋共振CVD与感应耦合等离子体CVD中的一个。10.一种用于制造薄膜晶体管装置之方法，其特征是包含提供基板；在该基板上形成图案化第一金属层；在该图案化第一金属层上方形成绝缘层；在该绝缘层上方形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏全，彭逸轩，翁得期，王亮棠，黄志仁，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]