薄膜晶体管及其制作方法技术

一种薄膜晶体管，其特征在于所述薄膜晶体管包括有：　　　　一基底，其包含有一第一薄膜晶体管区域以及一第二薄膜晶体管区域；　　　　一第一有效层，是形成于该基底的该第一薄膜晶体管区域上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域，其中该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该重掺杂区域之间；　　　　一第一栅极绝缘层，是形成于该第一有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域，该中央区域是覆盖该第一有效层的沟道区域，且该遮蔽区域是覆盖该第一有效层的轻掺杂区域；　　　　一第一栅极层，是形成于该第一栅极绝缘层上，且覆盖该第一栅极绝缘层的中央区域；　　　　一第二有效层，是形成于该基底的该第二薄膜晶体管区域上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域，其中该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该重掺杂区域之间；　　　　一第二栅极绝缘层，是形成于该第二有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域，该中央区域是覆盖该第二有效层的沟道区域，且该遮蔽区域是覆盖该第二有效层的轻掺杂区域；　　　　一第二栅极层，是形成于该第二栅极绝缘层上，且覆盖该第二栅极绝缘层的中央区域；　　　　其中，该第一栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度大于该第二栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度；以及　　　　其中，该第一有效层的轻掺杂区域的横向长度大于该第二有效层的轻掺杂区域的横向长度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)技术，特别有关一种薄膜晶体管的轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)结构的技术，可针对不同操作电压的TFT组件制作不同长度的LDD结构，亦可针对一个TFT组件制作不对称长度的LDD结构。
技术介绍
主动矩阵液晶显示器(active matrix liquid crystal display，以下简称AMLCD)的画素开关组件是运用一薄膜晶体管(thin filmtransistor，TFT)，一般可区域分成非晶硅TFT与多晶硅TFT两种型式。由于多晶硅TFT的载子迁移率较高、驱动电路的积集度较佳、漏电流较小，故多晶硅TFT较常应用在高操作速度的电路中，如静态随机存取内存(static random access memory，SRAM)。但是，多晶硅TFT在关闭状态下易发生漏电流(leakage current)的问题，常会导致LCD损失电荷或是使SRAM的备用电力消耗。为了解决这个问题，目前采用一种轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)结构，用来降低漏极接面处(drainjunction)的电场，可以有效改善漏电流的现象。现有技术大多利用黄光制程定义LDD结构的位置与尺寸，但是随着TFT组件尺寸缩减，黄光制程的对准误差(photo misalignment)以及临界尺寸偏移的考量会更加严苛。习知一种制作LDD结构的方法，是先利用一光阻层作为罩幕以进行一重掺杂离子布植制程，以于一多晶硅层内形成一重掺杂区域。然后制作一栅极层作为罩幕以进行一轻掺杂离子布植制程，以使多晶硅层的暴露的未掺杂区域成为一轻掺杂区域。如此一来，轻掺杂区域是用作为一LDD结构，重掺杂区域是用作为一源/漏极区域，而多晶硅层的未掺杂区域则是用作为一沟道区域。然而，上述方法必须精确控制栅极层的图案才能确保LDD结构的位置。而且，受限于曝光技术的对准误差(photomisalignment)，不易于控制栅极层的偏移量，则两次的离子布植制程会使LDD结构的位置偏移的问题会更加严重。甚且，上述方法的制程复杂、产品生产速率低，亦不易控制LDD结构的横向长度。此外，就电路设计的考量，习知技术无法针对不同组件制作不同长度的LDD结构，故无法符合可靠度与操作速度上的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种TFT组件的自动对准(self-aligned)LDD结构及其制作方法，可以针对不同操作电压的TFT组件制作不同长度的LDD结构，亦可以针对一个TFT组件制作不对称长度的LDD结构，以达成可靠度与操作速度上的要求。为达成上述目的，本专利技术提供一种薄膜晶体管，包括有一第一薄膜晶体管区域以及一第二薄膜晶体管区域。一第一有效层是形成于该第一薄膜晶体管区域上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域。一第一栅极绝缘层是形成于该第一有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域，该中央区域是覆盖该第一有效层的沟道区域，且该遮蔽区域是覆盖该第一有效层的轻掺杂区域。一第二有效层，是形成于该基底的该第二薄膜晶体管区域上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域。一第二栅极绝缘层是形成于该第二有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域，该中央区域是覆盖该第二有效层的沟道区域，且该遮蔽区域是覆盖该第二有效层的轻掺杂区域。该第一栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度不等于该第二栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度。该第一有效层的轻掺杂区域的横向长度不等于该第二有效层的轻掺杂区域的横向长度。为达成上述目的，本专利技术提供另一种薄膜晶体管，包括有一有效层是形成于一基底上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域、一第一重掺杂区域以及一第二重掺杂区域。该沟道区域以及该轻掺杂区域是形成于该第一重掺杂区域以及该第二重掺杂区域之间，该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该第二重掺杂区域之间。一栅极绝缘层，是形成于该有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域。该中央区域是覆盖该有效层的沟道区域，该遮蔽区域是覆盖该有效层的轻掺杂区域。一栅极层是形成于该栅极绝缘层上，且覆盖该栅极绝缘层的中央区域。为达成上述目的，本专利技术提供另一种薄膜晶体管，包括有一有效层是形成于一基底上，且包含有一沟道区域、一第一轻掺杂区域、一第二轻掺杂区域、一第一重掺杂区域以及一第二重掺杂区域。该沟道区域是形成于该第一轻掺杂区域以及该第二轻掺杂区域之间，该第一轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该第一重掺杂区域之间，该第二轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该第二重掺杂区域之间，该第一轻掺杂区域的横向长度是不等于该第二轻掺杂区域的横向长度。一栅极绝缘层是形成于该有效层上，且包含有一中央区域、一第一遮蔽区域以及一第二遮蔽区域。该中央区域是覆盖该有效层的沟道区域，该第一遮蔽区域是覆盖该有效层的第一轻掺杂区域，该第二遮蔽区域是覆盖该有效层的第二轻掺杂区域，该第一遮蔽区域的横向长度是不等于该第二遮蔽区域的横向长度。一栅极层是形成于该栅极绝缘层上，且覆盖该栅极绝缘层的中央区域。附图说明图1显示本专利技术第一实施例的TFT组件的自行对准LDD结构的剖面示意图；图2A至图2H显示本专利技术第一实施例的TFT组件的自行对准LDD结构的制作方法的剖面示意图；图3显示本专利技术第二实施例的TFT组件的自行对准LDD结构的剖面示意图；图4显示本专利技术第三实施例的TFT组件的自行对准LDD结构的剖面示意图；图5显示本专利技术第四实施例的TFT组件的不对称LDD结构的剖面示意图；图6A至图6C显示本专利技术第四实施例的TFT组件的不对称LDD结构的制作方法示意图；图7显示本专利技术第五实施例的TFT组件的自行对准LDD结构的剖面示意图；图8显示本专利技术第六实施例的TFT组件的自行对准LDD结构的剖面示意图；图9显示本专利技术第七实施例的TFT组件的不对称LDD结构的剖面示意图；图10A至图10C显示本专利技术第七实施例的TFT组件的不对称LDD结构的制作方法示意图；图11显示本专利技术第八实施例的TFT组件的不对称LDD结构的剖面示意图；图12显示本专利技术第九实施例的TFT组件的不对称LDD结构的剖面示意图； 图13A至图13E显示本专利技术第十实施例的TFT组件的不对称LDD结构的制作方法示意图。符号说明基底～10、30、50、70第一TFT区域～I第二TFT区域～II缓冲层～12、32、52、72有效层～14、16、34、54、74绝缘层～18、36、56、76导电层～24、40、60、80光阻层～26、28、44、64、84栅极层～25、27、42、62、82栅极绝缘层～20、22、38、58、78中央区域～20a、22a、38a、58a、78a遮蔽区域～20b1、20b2、22b1、22b2、38b1、38b2、58b1、58b2、78b1、78b2离子布植制程～29、46、66、86未掺杂区域～14a、16a、34a、54a、74a轻掺杂区域～14b1、14b2、16b1、16b2、34b1、34b2、54b1、54b2、74b1、74b2重掺杂区域～14c1、14c2、16c1、16c2、34c1、34c2、54c1、54c2、74c1、74c2光罩～6、87不透明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，其特征在于所述薄膜晶体管包括有一基底，其包含有一第一薄膜晶体管区域以及一第二薄膜晶体管区域；一第一有效层，是形成于该基底的该第一薄膜晶体管区域上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域，其中该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该重掺杂区域之间；一第一栅极绝缘层，是形成于该第一有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域，该中央区域是覆盖该第一有效层的沟道区域，且该遮蔽区域是覆盖该第一有效层的轻掺杂区域；一第一栅极层，是形成于该第一栅极绝缘层上，且覆盖该第一栅极绝缘层的中央区域；一第二有效层，是形成于该基底的该第二薄膜晶体管区域上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域，其中该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该重掺杂区域之间；一第二栅极绝缘层，是形成于该第二有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域，该中央区域是覆盖该第二有效层的沟道区域，且该遮蔽区域是覆盖该第二有效层的轻掺杂区域；一第二栅极层，是形成于该第二栅极绝缘层上，且覆盖该第二栅极绝缘层的中央区域；其中，该第一栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度大于该第二栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度；以及其中，该第一有效层的轻掺杂区域的横向长度大于该第二有效层的轻掺杂区域的横向长度。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该第一薄膜晶体管区域是作为一画素数组区域，第二薄膜晶体管区域是作为一外围驱动电路区域。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该第一栅极绝缘层是暴露该第一有效层的重掺杂区域；该第一栅极绝缘层另包含有一延伸区域，该遮蔽区域是位于该中央区域以及该延伸区域之间，且该延伸区域是覆盖该第一有效层的重掺杂区域，且该延伸区域的厚度小于该遮蔽区域的厚度；以及该第一栅极绝缘层是由一第一绝缘层以及一第二绝缘层所构成，其中该第一栅极绝缘层的遮蔽区域是由该第一绝缘层以及该第二绝缘层所堆栈而成，且该第一栅极绝缘层的延伸区域是由该第一绝缘层所构成。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该第二栅极绝缘层是暴露该第二有效层的重掺杂区域；该第二栅极绝缘层另包含有一延伸区域，该遮蔽区域是位于该中央区域以及该延伸区域之间，且该延伸区域覆盖该第二有效层的重掺杂区域，且该延伸区域的厚度小于该遮蔽区域的厚度；以及该第二栅极绝缘层是由一第一绝缘层以及一第二绝缘层所构成，其中该第二栅极绝缘层的遮蔽区域是由该第一绝缘层以及该第二绝缘层所堆栈而成，且该第二栅极绝缘层的延伸区域是由该第一绝缘层所构成。5. 根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于该第一、第二有效层的轻掺杂区域的掺杂浓度为1×1012～1×1014atom/cm2，该第一、第二有效层的重掺杂区域的掺杂浓度为1×1014～1×1016atom/cm2。6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于另包含有一缓冲层，是形成于该基底与该第一有效层之间，且形成于该基底与该第二有效层之间；其中，该基底是为一透明绝缘基底或一玻璃基底，该第一、第二有效层是为一半导体硅层或一多晶硅层，该第一、第二栅极绝缘层为一氧化硅层、一氮化硅层、一氮氧化硅层或其组合的堆栈层。7.一种薄膜晶体管的制作方法，包括下列步骤提供一基底，其包含有一第一薄膜晶体管区域以及一第二薄膜晶体管区域；形成一第一有效层于该基底的第一薄膜晶体管区域上，并形成一第二有效层于该基底的第二薄膜晶体管区域上；形成一绝缘层于该基底上，以覆盖该第一有效层以及该第二有效层；形成一导电层于该绝缘层上；进行一蚀刻制程，将该导电层定义为一第一栅极层以及一第二栅极层，并将该绝缘层定义为一第一栅极绝缘层以及一第二栅极绝缘层；其中，该第一栅极绝缘层是形成于该第一有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域；其中，该第一栅极层是形成于该第一栅极绝缘层上，且覆盖该第一栅极绝缘层的中央区域；其中，该第二栅极绝缘层是形成于该第二有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域；其中，该第二栅极层是形成于该第二栅极绝缘层上，且覆盖该第二栅极绝缘层的中央区域；其中，该第一栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度大于该第二栅极绝缘层的遮蔽区域的横向长度；以及进行一离子布植制程，于该第一有效层中形成一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域，并同时于该第二有效层中形成一沟道区域、一轻掺杂区域以及一重掺杂区域；其中，该第一有效层的该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该重掺杂区域之间，该第一有效层的该沟道区域是被该第一栅极绝缘层的中央区域所覆盖，且该第一有效层的该轻掺杂区域是被该第一栅极绝缘层的遮蔽区域所覆盖；其中，该第二有效层的该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该重掺杂区域之间，该第二有效层的该沟道区域是被该第二栅极绝缘层的中央区域所覆盖，且该第二有效层的该轻掺杂区域是被该第二栅极绝缘层的遮蔽区域所覆盖；以及其中，该第一有效层的轻掺杂区域的横向长度大于该第二有效层的轻掺杂区域的横向长度。8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其中该蚀刻制程是暴露该第一有效层的重掺杂区域，并同时暴露该第二有效层的重掺杂区域；该蚀刻制程使该第一栅极绝缘层另形成一延伸区域，是位于该遮蔽区域的外围且覆盖该第一有效层的重掺杂区域，且该延伸区域的厚度小于该遮蔽区域的厚度；以及该第一栅极绝缘层的遮蔽区域是由一第一绝缘层以及一第二绝缘层所构成，该第一栅极绝缘层的延伸区域是由该第一绝缘层所构成。9.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其中该蚀刻制程使该第二栅极绝缘层另形成一延伸区域，是位于该遮蔽区域的外围且覆盖该第二有效层的重掺杂区域，且该延伸区域的厚度小于该遮蔽区域的厚度；以及该第二栅极绝缘层的遮蔽区域是由一第一绝缘层以及一第二绝缘层所构成，该第二栅极绝缘层的延伸区域是由该第一绝缘层所构成。10.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其中该第一、第二有效层的轻掺杂区域的掺杂浓度为1×1012～1×1014atom/cm2，该第一、第二有效层的重掺杂区域的掺杂浓度为1×1014～1×1016atom/cm2。11.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其中于形成该第一、第二有效层之前，是形成一缓冲层于该基底上；该基底是为一透明绝缘基底或一玻璃基底；该有效层是为一半导体硅层或一多晶硅层；以及该栅极绝缘层为一氧化硅层、一氮化硅层、一氮氧化硅层或其组合的堆栈层。12.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其中该蚀刻制程包含有下列步骤提供一图案化的第一光阻层，以覆盖该第一薄膜晶体管区域的预定栅极图案区域，并覆盖整个该第二薄膜晶体管区域；进行一第一蚀刻步骤，将该第一薄膜晶体管区域的该导电层以及该绝缘层定义为该第一栅极层以及该第一栅极绝缘层；去除该图案化的第一光阻层；提供一图案化的第二光阻层，以覆盖该第二薄膜晶体管区域的预定栅极图案区域，并覆盖整个该第一薄膜晶体管区域；进行一第二蚀刻步骤，将该第二薄膜晶体管区域的该导电层以及该绝缘层定义为该第二栅极层以及该第二栅极绝缘层；以及去除该图案化的第二光阻层。13.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制作方法，其中该蚀刻制程包含有下列步骤提供一光阻层于该第一薄膜晶体管区域以及该第二薄膜晶体管区域上；利用一递减型相转移光罩进行曝光显影制程，以使该光阻层形成一第一凸字状光阻图案以及一第二凸字状光阻图案，其中该第一凸字状光阻图案覆盖该第一薄膜晶体管区域的预定栅极图案区域，且该第二凸字状光阻图案是覆盖该第二薄膜晶体管区域的预定栅极图案区域；利用该第一凸字状光阻图案以及该第二凸字状光阻图案作为罩幕以进行蚀刻制程，可将该第一薄膜晶体管区域的该导电层以及该绝缘层定义为该第一栅极层以及该第一栅极绝缘层，并可将该第二薄膜晶体管区域的该导电层以及该绝缘层定义为该第二栅极层以及该第二栅极绝缘层；以及去除该光阻层。14.一种薄膜晶体管，其特征在于所述薄膜晶体管包括有一基底；一有效层，是形成于该基底上，且包含有一沟道区域、一轻掺杂区域、一第一重掺杂区域以及一第二重掺杂区域；其中，该沟道区域以及该轻掺杂区域是形成于该第一重掺杂区域以及该第二重掺杂区域之间；其中，该轻掺杂区域是形成于该沟道区域以及该第二重掺杂区域之间；一栅极绝缘层，是形成于该有效层上，且包含有一中央区域以及一遮蔽区域；其中，该中央区域是覆盖该有效层的沟道区域；其中，该遮蔽区域是覆盖该有效层的轻掺杂区域；以及一栅极层，是形成于该栅极绝缘层上，且覆盖该栅极绝缘层的中央区域。15.根据权利要求14...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世昌，方俊雄，蔡耀铭，
申请(专利权)人：统宝光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：