薄膜晶体管的制造方法技术

一种薄膜晶体管的制造方法，其先提供第一基板，且第一基板的正面已形成有多个凹陷图案。接着，提供第二基板。然后，在第二基板上形成非晶硅薄膜。继之，使第二基板上的非晶硅薄膜与第一基板的正面接触。接着，进行退火工艺，使非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜。之后，将第一基板以及第二基板分离。继之，图案化第二基板上的多晶硅薄膜以形成多晶硅岛状物。再来，形成栅绝缘层以覆盖多晶硅岛状物。继之，在栅绝缘层上形成栅极。之后，于栅极两侧的多晶硅岛状物中形成源极／漏极，而源极／漏极之间即是通道区。此薄膜晶体管的制造方法可减少其制造步骤以及工艺时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种，且特别涉及一种以异质成核成长(heterogeneous growth)以形成多晶硅薄膜的方法与应用此方法来制造薄膜晶体管的方法。
技术介绍
显示器为人与信息的沟通界面，目前以平面显示器为发展趋势。平面显示器主要有以下几种有机电致发光显示器(organic electro-luminescencedisplay，OELD)、等离子显示器(plasma display panel，PDP)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)以及发光二极管显示器(light emitting diode，LED)等。在上述显示器中，可利用薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)作为显示器的驱动元件。一般而言，根据通道层材质的选择，可将薄膜晶体管分为非晶硅薄膜晶体管(amorphous silicon TFT)以及低温多晶硅薄膜晶体管(low-temperature polysilicon thin film transistor，LTPS TFT)两种。其中，低温多晶硅薄膜晶体管是一种优于一般传统的非晶硅薄膜晶体管的技术，因为其电子迁移率可以达到200cm2/V-sec以上，故可使薄膜晶体管元件所占面积更小以符合高开口率(aperture)的需求，进而增进显示器亮度并减少整体的功率消耗问题。另外，由于电子迁移率的增加，所以部分驱动电路可以同时制造于玻璃基材上，而形成覆晶玻璃结构(chip on glass，COG)，如此一来，面板制造成本将可以大幅降低。值得注意的是，在低温多晶硅薄膜晶体管中，其通道层通常是以准分子激光退火工艺(excimer laser annealing，ELA)而形成的多晶硅薄膜。因此，为了要得到具有较佳质量、较少缺陷(defect)与较大晶粒(grain)的多晶硅薄膜，通常必须经过异质成核成长(heterogeneous growth)的方式，来得到此多晶硅薄膜。图1A～图1E为一种公知利用异质成核成长的方式进行多晶硅薄膜的制造步骤流程剖面图。请参照图1A，首先提供基板100，并在基板100上制造凹陷图案110，其中，制造凹陷图案110的方式可以是公知的光刻蚀刻工艺。接着，请参照图1B，于凹陷图案110中沉积一层非晶硅薄膜120。继之，请参照1C，进行准分子激光退火工艺130，以将凹陷图案110中的非晶硅薄膜120(如图1B所示)转变为多晶硅薄膜140。再来，请参照图1D，在基板100上沉积另一层非晶硅薄膜150。之后，请参照图1E，进行另一次的准分子激光退火工艺160，使非晶硅薄膜150(如图1D所示)转变成多晶硅薄膜170。更详细而言，在凹陷图案110中所形成的多晶硅薄膜140，其是作为晶种层(seed layer)使用。当进行如图1E所示的准分子激光退火工艺160时，由于熔点的差异，非晶硅薄膜150会利用凹陷图案110中的多晶硅薄膜140作为晶种而进行异质成核成长。然而，上述形成多晶硅薄膜170的方法，必须先在基板100上进行光刻蚀刻工艺以制造出凹陷图案110，并且在凹陷图案110中制造作为晶种层的多晶硅薄膜140，所以，上述形成多晶硅薄膜170的方法需要经过两次的准分子激光退火工艺，因此，将增加制造步骤与工艺时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，其适于减少薄膜晶体管的制造步骤与工艺时间。本专利技术提出一种，其先提供第一基板，此第一基板的正面上已形成有多个凹陷图案。接着，提供第二基板，并且于第二基板上形成非晶硅薄膜。再来，使第二基板上的非晶硅薄膜与第一基板的正面接触。继之，进行退火工艺，使非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜。接着，将第一基板自第二基板上分离。图案化第二基板上的多晶硅薄膜以形成多晶硅岛状物。再来，形成栅绝缘层以覆盖多晶硅岛状物。继之，在栅绝缘层上形成栅极。之后，于栅极两侧的多晶硅岛状物中形成源极/漏极，而源极/漏极之间即是通道区。在本专利技术之一较佳实施例中，上述第一基板的热传导系数大于非晶硅薄膜的热传导系数。在本专利技术之一较佳实施例中，上述第一基板的材质是选自硅材质、金属材质及其组合中的一种，其中，硅材质例如包括多晶硅或是晶片硅材质，而金属材质例如包括镍或铝。在本专利技术之一较佳实施例中，上述第二基板的材质包括玻璃或石英。在本专利技术之一较佳实施例中，上述退火工艺可以是准分子激光退火工艺。在本专利技术之一较佳实施例中，上述于第一基板的正面形成凹陷图案的方法包括下列步骤。首先，在第一基板上形成光刻胶层。接着，以光刻掩膜对光刻胶层进行光刻工艺，以形成图案化光刻胶。之后，以图案化光刻胶为掩膜蚀刻第一基板，而形成凹陷图案。在本专利技术之一较佳实施例中，上述，还包括下列步骤。首先，形成保护层覆盖多晶硅岛状物以与栅极。接着，图案化该保护层以暴露出源极/漏极。之后，在保护层上形成源极/漏极金属层，其中源极/漏极金属层会与暴露出的源极/漏极电连接。本专利技术因采用具有凹陷图案的第一基板作为晶种层，并利用第一基板的热传导系数大于非晶硅薄膜的热传导系数的特性，使形成于第二基板上的非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜。因此，跟公知的多晶硅薄膜的制造方法相比而言，本专利技术的多晶硅薄膜的制造方法可以仅利用一次准分子激光退火工艺，可以完成多晶硅薄膜的制造。另外，作为晶种层的第一基板还可以重复使用，进而减少在光刻蚀刻工艺上所花费的制造成本与工艺时间。为让本专利技术之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1A～图1E为一种公知利用异质成核成长的方式进行多晶硅薄膜的制造的步骤流程剖面图。图2A～图2F为本专利技术之较佳实施例中一种多晶硅薄膜的制造方法的步骤流程剖面图。图3A～图3C为于第一基板的正面形成凹陷图案的步骤流程剖面示意图。图4A～图4I为本专利技术之较佳实施例中一种的步骤流程剖面示意图。图5A～图5C为本专利技术之较佳实施例中一种于薄膜晶体管上形成保护层与源极/漏极金属层的步骤流程剖面示意图。主要元件标记说明100基板110凹陷图案120非晶硅薄膜130、160准分子激光退火工艺140、170多晶硅薄膜150非晶硅薄膜200、500第一基板202、502正面210、510凹陷图案220、520第二基板230、530非晶硅薄膜240、540退火工艺250、550多晶硅薄膜 260、506接触位置300光刻胶层310光刻掩膜312透光区314非透光区320图案化光刻胶560多晶硅岛状物570栅绝缘层580栅极590源极/漏极595通道区598离子植入工艺600保护层610源极/漏极金属层具体实施方式图2A～图2F为本专利技术之较佳实施例中一种多晶硅薄膜的制造方法的步骤流程剖面图。本专利技术之多晶硅薄膜的制造方法例如包括下列步骤。首先，请参照图2A，提供第一基板200，且第一基板200的正面202已形成有多个凹陷图案210。在本专利技术之一实施例中，于第一基板200的正面202形成凹陷图案210的方法包括如图3A～图3C所示的步骤。首先，请参照图3A，在第一基板200上形成光刻胶层300。接着，请参照图3B，以光刻掩膜310对光刻胶层300进行光刻工艺，以形成图案化光刻胶320。此光刻掩膜310具有多个透光区域312与非透光区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管的制造方法，其特征是包括：提供第一基板，该第一基板的正面上已形成有多个凹陷图案；提供第二基板，并且于该第二基板上形成非晶硅薄膜；使该第二基板上的该非晶硅薄膜与该第一基板的该正面接触；进行退火工艺 ，使该非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜；将该第一基板自该第二基板上分离；图案化该第二基板上的该多晶硅薄膜以形成多晶硅岛状物；形成栅绝缘层以覆盖该多晶硅岛状物；在该栅绝缘层上形成栅极；以及于该栅极两侧的该多晶 硅岛状物中形成源极／漏极，而该源极／漏极之间即是通道区。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征是包括提供第一基板，该第一基板的正面上已形成有多个凹陷图案；提供第二基板，并且于该第二基板上形成非晶硅薄膜；使该第二基板上的该非晶硅薄膜与该第一基板的该正面接触；进行退火工艺，使该非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜；将该第一基板自该第二基板上分离；图案化该第二基板上的该多晶硅薄膜以形成多晶硅岛状物；形成栅绝缘层以覆盖该多晶硅岛状物；在该栅绝缘层上形成栅极；以及于该栅极两侧的该多晶硅岛状物中形成源极/漏极，而该源极/漏极之间即是通道区。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是该第一基板的热传导系数大于该非晶硅薄膜的热传导系数。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是该第一基板的材质是选自硅材质、金属材质及其组合中的一种。4.根据权利要求3所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是该硅材质包括多晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀铨，侯智元，胡国仁，刘博智，
申请(专利权)人：中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]