半导体器件及其制造方法技术

技术编号:3197674 阅读:95 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种半导体器件中的薄膜晶体管的半导体层和电容器的第一电极是由非晶硅形成的,而且半导体层的源/漏极区的整个部分或一部分和电容器的第一电极是通过金属诱导晶化方法晶化的,半导体层的沟道区是通过金属诱导横向晶化方法晶化的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。更具体地,本专利技术涉及一种半导体器件,其中用金属诱导晶化(MIC)方法和金属诱导横向晶化(MILC)方法形成薄膜晶体管,用MIC方法形成电容器。
技术介绍
平板显示装置,如液晶显示装置、有机电致发光显示装置和等离子体显示板,作为又大又重的阴极射线管的替代显示器,近期已引起人们关注。在平板显示装置中,如有机电致发光显示装置和液晶显示装置中,薄膜晶体管可以用作开关器件和驱动器件,而电容器可以与薄膜晶体管连接来存储外部信号,并在随后的信号周期内提供所存储的信号。图1A、图1B和图1C是显示薄膜晶体管和电容器的传统形成方法的横截面图。首先,作为一个横截面图,图1A显示了薄膜晶体管的半导体层和电容器的第一电极在绝缘衬底上的形成工艺。如图1A显示,缓冲层12可以在透明绝缘衬底11上形成,该透明绝缘衬底可以由塑料或者玻璃制造。接着,非晶硅层可以在缓冲层12上形成,进而被构图形成薄膜晶体管的半导体层13和电容器的第一电极14。同时,第一绝缘层15,同时作为薄膜晶体管的栅极绝缘体和电容器的绝缘层,可以在衬底上形成。第一绝缘层15可以是二氧化硅层或氮化硅层。作为一个横截面图,图1B显示了已被构图的非晶硅层的晶化过程以及薄膜晶体管的栅电极和电容器的第二电极的形成工艺。如图1B显示,多晶硅层13a和14a可以通过晶化非晶硅半导体层13和第一电极14而形成。尽管晶化的方法很多,但通常的晶化方法包括把衬底载入炉中并在特定的温度下长时间内进行晶化。多晶硅层13a和14a形成后,可以在衬底上形成并构图一导体,进而形成薄膜晶体管的栅电极16和电容器的第二电极17,由此完成包括第一电极14b、绝缘层15和第二电极17的电容器。作为一个横截面图,图1C显示了第二绝缘层在衬底上的形成工艺,以及源/漏电极在第二绝缘层上的形成工艺。如图1C显示,第二绝缘层18,作为薄膜晶体管的层间电介质,可以在衬底上形成。接着,暴露半导体层13的部分源/漏极区的接触孔可以在第一绝缘层15和第二绝缘层18中形成。然后在接触孔上形成源/漏电极19并生成薄膜晶体管。因此,薄膜晶体管的半导体层、栅极绝缘体和栅电极可以和电容器的第一电极、绝缘层和第二电极分别同时形成,并且半导体层和第一电极可以通过同样的晶化方法晶化。然而,用于形成诸如薄膜晶体管和电容器的半导体器件的方法可能需要长时间的热处理,因为电容器的第一电极可能比薄膜晶体管的沟道区大得多,并且长时间的热处理工艺可能会造成衬底的收缩或翘曲。此外,因为电容器的绝缘层是和栅极绝缘体同时形成的,它可能比电容器所需要的厚度要厚一些,因此电容可能会降低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种半导体器件,在该半导体器件中,半导体层的全部或部分源/漏极区和电容器的第一电极是通过金属诱导晶化方法晶化的,半导体层的沟道区是通过金属诱导横向晶化方法晶化的。本专利技术的其他特征在下边的描述中予以阐述,并且其部分会从描述中明了,或者可以通过实践本专利技术习知。本专利技术公开了一种半导体器件,该半导体器件包括衬底和衬底上的薄膜晶体管,并包括具有诸区域通过金属诱导晶化方法晶化的源/漏极区和通过金属诱导横向晶化方法晶化的沟道区的半导体层。电容器和薄膜晶体管相分隔,并包含通过金属诱导晶化方法晶化的第一电极。本专利技术公开了一种制造半导体器件的方法,包括通过在衬底上淀积非晶硅并对非晶硅进行构图来界定半导体层和电容器的第一电极;在衬底上形成第一绝缘层;通过在半导体层中注入杂质和在电容器的第一电极中注入杂质来界定半导体层的源/漏极区和沟道区;通过蚀刻第一绝缘层形成第一绝缘层图案;在被衬底上的第一绝缘层和第二绝缘层暴露的半导体层上和电容器的第一电极上形成晶化诱导材料,以及通过金属诱导晶化方法晶化源/漏极区诸区域和电容器的第一电极,并通过热处理衬底利用金属诱导横向晶化方法来晶化沟道区。应当认为前述的一般描述和以下的详细描述都是例示性的和解释性的描述,都是用来为所要求的专利技术提供进一步解释的。附图说明附随的图纸是为了给本专利技术提供更进一步的了解,它构成了本说明的一部分,图示了本专利技术的实施例,并和说明书一起对本专利技术的原理进行解释。图1A、图1B和图1C是通过现有技术制造薄膜晶体管和电容器的制造工艺横截面图。图2A、图2B、图2C、图2D、图2E和图2F是根据本专利技术的示范性实施例,显示半导体器件的制造工艺的横截面图。图3A、图3B、图3C和图3D是根据本专利技术的另外一个示范性实施例,示出半导体器件的制造工艺的横截面图。具体实施例方式现在,本专利技术的示范性实施例会参考附图作详细描述。在几个横截面图中,相似的附图标记指示相应的部分。作为横截面图,图2A、图2B、图2C、图2D、图2E和图2F显示了半导体器件的制造工艺,其中薄膜晶体管的源/漏极区和电容器的第一电极是通过金属诱导晶化(MIC)方法晶化的,且薄膜晶体管的沟道区是通过金属诱导横向晶化(MILC)方法晶化的。作为一个工艺横截面图,图2A显示了通过在绝缘衬底上淀积和构图非晶硅并在衬底上形成第一绝缘层来界定半导体层和电容器的第一电极的步骤。如图2A显示,缓冲层102可以是氧化物层或者氮化物层,可以在透明的绝缘衬底101上形成,该衬底可以由例如塑料或者玻璃的材料制成。缓冲层102可以保护随后在衬底上形成的器件。接着,可以通过利用溅射的物理气相淀积方法,或者通过利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)或低压化学气相淀积(LPCVD)设备的化学气相淀积方法,在衬底的整个表面上形成非晶硅层。接着非晶硅层可以被构图以形成非晶硅构图,来界定薄膜晶体管的半导体层103和电容器的第一电极104。形成非晶硅图案后,可以由氧化物层或者氮化物层形成的第一绝缘层105可以在衬底的整个表面上形成。作为一个过程横截面图,图2B显示了在半导体层的特定区域上形成光致抗蚀剂图案的步骤,通过利用光致抗蚀剂图案作为掩模注入杂质并把杂质注入电容器的第一电极,来界定源/漏极区和半导体层的沟道区。如图2B显示,可以通过运用一种涂布方法,如旋涂,在第一绝缘层上涂布光致抗蚀剂,并进而曝光和显影光致抗蚀剂,来形成光致抗蚀剂图案106。光致抗蚀剂图案106可以在半导体层的中心部分103上形成,因为其上形成光致抗蚀剂的区域界定了薄膜晶体管的沟道区109。随后,杂质可以注入具有光致抗蚀剂图案106的衬底的表面上,进而形成源/漏极区108和沟道区109以及电容器的第一电极110。半导体层103被分成源/漏极区108和沟道区109,因为被杂质所注入的区域被界定为源/漏极区108,没有被杂质所注入的区域被界定为沟道区109。杂质同样也被注入电容器的第一电极110,以便第一电极110具有类似导体电特性。图2C是通过蚀刻第一绝缘层形成第一绝缘层图案和在衬底上形成晶化诱导物质的步骤。如图2C显示,在利用光致抗蚀剂图案106作为掩模蚀刻第一绝缘层105后,去除光致抗蚀剂图案106,以便在沟道区109上只保留第一绝缘层图案111。接着金属材料可以被淀积在衬底的整个表面上,并通过热处理,在源/漏极区108的表面上和电容器的第一电极110表面上形成晶化诱导物质112。除去形成晶化诱导物质112后剩余的金属材料。第一绝缘层图案111在衬底上继续保留以防止在半导体层的沟道区109上形成金属材料本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种半导体器件,包括:衬底;所述衬底上的薄膜晶体管,其包括具有源/漏极区的半导体层,所述源/漏极区的区域通过金属诱导晶化方法晶化,而其沟道区通过金属诱导横向晶化方法晶化;和和所述薄膜晶体管相间隔开的电容器,其包括通过 金属诱导晶化方法晶化的第一电极。

【技术特征摘要】
KR 2004-6-30 50916/041.一种半导体器件,包括衬底;所述衬底上的薄膜晶体管,其包括具有源/漏极区的半导体层,所述源/漏极区的区域通过金属诱导晶化方法晶化,而其沟道区通过金属诱导横向晶化方法晶化;和和所述薄膜晶体管相间隔开的电容器,其包括通过金属诱导晶化方法晶化的第一电极。2.如权利要求1所述的半导体器件,其中所述源/漏极区还具有通过金属诱导横向晶化方法晶化的区域。3.如权利要求1所述的半导体器件,其中用于所述金属诱导晶化方法或所述金属诱导横向晶化方法中的晶化诱导材料是金属硅化物,在该金属硅化物中从Ni、Pd、Ti、Ag、Au、Al、Sn、Sb、Cu、Co、Mo、Cr、Ru、Rh、Cd和Pt中选择的一种或多种金属是被硅化的。4.如权利要求1所述的半导体器件,其中用于所述金属诱导晶化方法或所述金属诱导横向晶化方法中的晶化诱导材料是镍硅化物。5.如权利要求1所述的半导体器件,其中所述源/漏极区和所述沟道区是通过在400℃至700℃下进行1至18个小时的热处理而被晶化的。6.如权利要求1所述的半导体器件,其中所述源/漏极区和所述沟道区是通过在500℃至600℃下进行3至12个小时的热处理而被晶化的。7.如权利要求1所述的半导体器件,其中所述薄膜晶体管还包括所述半导体层上的栅极绝缘层,所述栅极绝缘层包括至少两个绝缘层。8.如权利要求1所述的半导体器件,其中所述薄膜晶体管还包括所述半导体层上的栅极绝缘体,且所述电容器还包括绝缘层,所述电容器的绝缘层是利用和所述栅极绝缘体的第二层相同的层形成的。9.如权利要求1所述的半导体器件,其中所述薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员:朴炳建徐晋旭梁泰勋李基龙
申请(专利权)人:三星移动显示器株式会社
类型:发明
国别省市:KR[韩国]

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