薄膜晶体管的制造方法技术

一种薄膜晶体管的制造方法。首先，提供一基板，该基板至少包括一玻璃基板与一缓冲层。形成该晶体管的源／漏极金属区于该缓冲层上的预定区，该源／漏极金属区定义一开口，接着于其内形成一硅层、一栅氧化层以及一栅金属层。形成一具有一两部分结构的第一光致抗蚀剂图案于该栅金属层上，并据以选择性地移除部分该栅金属层、该栅氧化层、以及该硅层。选择性地缩减该第一光致抗蚀剂图案以形成覆盖面积小于该第一光致抗蚀剂图案的第二光致抗蚀剂图案，并据以缩减该栅金属层。移除该第二光致抗蚀剂图案，并且掺杂一预定掺杂物于该硅层中以形成一预定型式的一源极区与一漏极区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种低温多晶硅(Low-Temperature Polysilicon，LTPS)的薄膜晶体管制造方法。
技术介绍
制作半导体集成电路与其装置的过程，需使用多道的光刻步骤，以定义、形成各种特定的电路元件与工艺所需的电路设计。传统光刻系统在覆盖有一光敏感膜(光致抗蚀剂层)的平坦基板上，投射一由光掩模定义的特定电路或元件图案，待图案曝光后，进行光敏感膜显影，以留下基板上的电路或元件图案，该图案化后的基板继续进行例如蚀刻及掺杂等工艺步骤。在制作光电显示装置与传感器的薄膜晶体管的过程中，进行多次光刻的工艺须耗费多倍的时间。每一光刻工艺的进行均代表材料、劳动力或技术成本的耗费、产率的下降以及生产时间的浪费，因此，若能提出任何可减少上述耗费事项的简化制作流程，对工艺改良上来说，均是一大创新与贡献，而减少光刻工艺即是提供一简化性工艺，若以此优势面对市场上其它类似产品的竞争，势必在成本管控及出货效率上更形有利。能简化并降低成本的制作流程，须同时能维持半导体装置与元件必要的物理及电性表现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在提供一种利用四道光刻光掩模制作薄膜晶体管的薄膜晶体管制造方法，。基于上述目的，本专利技术提供一种。首先，提供一基板，该基板至少包括一玻璃基板与一缓冲层。形成该晶体管的源/漏极金属区于该缓冲层上的预定区，该源/漏极金属区定义一开口，接着于其内形成一硅层、一栅氧化层以及一栅金属层。形成一第一光致抗蚀剂图案于该栅金属层上，该第一光致抗蚀剂图案具有一两部分结构，并据以选择性地移除部分该栅金属层、该栅氧化层、以及该硅层。选择性地缩减该第一光致抗蚀剂图案以形成覆盖面积小于该第一光致抗蚀剂图案的第二光致抗蚀剂图案，并据以缩减该栅金属层。移除该第二光致抗蚀剂图案，并且掺杂一预定掺杂物于该硅层中以形成一预定型式的一源极区与一漏极区。附图说明图1A～1J为显示传统利用六道光刻光掩模制作P通道薄膜晶体管的剖面示意2A～2I为显示本专利技术的利用四道光刻光掩模制作薄膜晶体管的剖面示意图。图3为显示图2A～2I的的步骤流程图。简单符号说明102～玻璃基板104～缓冲层106～多晶硅层108～第一光致抗蚀剂图案110～介电层112～栅金属层114～第二光致抗蚀剂图案116～离子注入118～源极120～漏极122～层间介电层124、130～开口126～金属导线128～钝态介电层132～导电层202～玻璃基板204～缓冲层206～金属层 208～第一光致抗蚀剂图案208′～多晶硅层209～晶体管栅极通道210～介电层212～栅金属层214～单一光致抗蚀剂结构214′～两部分光致抗蚀剂结构(a与b)215～第二光致抗蚀剂图案216～离子注入218～源极220～漏极222～层间介电层224～开口226～导电层具体实施方式为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。相较于传统六道光掩模的制作流程，本专利技术揭露利用四道光刻光掩模，有效制作薄膜晶体管的方法，且本专利技术制作而得的薄膜晶体管装置其有源晶体管区的组成及尺寸与传统六道光掩模工艺的相同。另为简化叙述，本专利技术以制作一P通道的薄膜晶体管为例，但不限定于此，只要改变掺杂剂，即可制作N通道的装置。请参阅图1A～1J，其为利用六道光刻光掩模制作传统P通道薄膜晶体管的剖面示意图。如图1A所示，提供一平坦化玻璃基板102，其表面上堆栈有两膜层，一缓冲层104与一多晶硅层106，其中缓冲层104由一绝缘材料(例如为氧化硅)所组成，藉由化学气相沉积或在气态环境下的热成长而形成，而多晶硅层106则利用化学气相沉积法形成于堆栈的玻璃-缓冲层上，且在沉积过程中可掺杂少许N型或P型的掺杂剂。多晶硅层106的任意掺杂可调整后续定义的晶体管栅通道的起始电压特性。值得注意的是，一些传统的工艺有利用单晶硅材料代替此处的多晶硅层106。接下来，如图1B所示，形成一第一光刻光掩模图案108于堆栈的多晶硅层106、缓冲层104与玻璃基板102上。接着，以光掩模图案108为掩模，图案化多晶硅层106，该多晶硅层106作为将来在缓冲层104与基板102上形成晶体管的区域。在蚀刻多晶硅层106的步骤中，多晶硅层106由于有上层光掩模图案108的保护，遂形成一独立的多晶硅区106，如图1C所示，以作为将来形成特定或简单薄膜晶体管装置的基础。接着，如图1D所示，藉由气态环境的热成长或化学气相沉积形成一介电层110(例如氧化硅)于蚀刻后的多晶硅层106与缓冲层104上。介电层110例如为一之后作为薄膜晶体管栅介电层的栅氧化层。此外，图1D亦显示以一金属离子溅射或化学电镀工艺沉积一栅金属层112于栅氧化层110上。接下来，如图1E所示，形成一第二光刻光掩模图案114于栅金属层112上，此光掩模图案114可保护特定区域的栅金属层112避免被蚀刻，以形成薄膜晶体管栅极与水平设置于基板102上连接多数特定薄膜晶体管栅极的栅金属导线。蚀刻栅金属层112的步骤通常为湿蚀刻法或干化学等离子体蚀刻法。图1F显示蚀刻栅金属层与移除光掩模图案114之后的栅极112剖面示意图。移除光掩模图案114后，掺杂P型掺杂剂至区域118与120，区域118与120邻近栅极112但不位于其正下方。掺杂步骤为P型掺杂剂如硼或双氟硼的离子注入116，以于多晶硅层106中形成源极118与漏极120，而位在栅极正下方没有掺杂的区域，则形成栅通道，至此即完成有源薄膜晶体管元件包括源极118、漏极120、栅极112以及晶体管通道区的制作。标准化的离子注入程序116，使得掺杂剂落于多晶硅层中的118与120区域且栅金属112阻挡了晶体管栅通道的掺杂。此外，若要制作N型通道的薄膜晶体管结构，将可采用N型掺杂剂如磷的离子注入，以形成N型的源/漏极区。在上述源/漏极掺杂步骤后，通常会进行一热回火工艺(未图示)以修补掺杂层的任何物理性伤害，同时活化、分散掺杂剂。图1G显示利用第三道光掩模制作薄膜晶体管的剖面示意图。首先，以化学沉积形成一层间介电层122于栅金属层112上，接着，图案化并以湿蚀刻或干化学等离子体工艺蚀刻层间介电层122，以形成从层间介电层122上表面贯穿至薄膜晶体管源/漏极区118与120的垂直开口124。接着，以离子溅射法填入导电金属至垂直开口124中，以提供一从层间介电层122至薄膜晶体管源/漏极区118与120的垂直内连线。完成垂直内连线制作后，以金属离子溅射或化学电镀工艺全面性地沉积一金属层126于层间介电层122上。之后，形成一第四掩模图案(未图标)于金属层126上，以定义、形成连接各薄膜晶体管源/漏极区的水平金属导线，以完成电路制作，图1H即显示薄膜晶体管装置于设置第四掩模图案并蚀刻金属层后的剖面示意图。图中显示新的金属导线126藉由之前形成并已被充填的垂直开口124与薄膜晶体管源/漏极区118与120连接。在形成金属导线126后，续利用化学沉积形成一钝态介电层128于薄膜晶体管装置上。图1I显示利用第五道光掩模制作薄膜晶体管装置的剖面示意图。首先，形成一第五掩模图案于钝态层128上，且以此为蚀刻掩模，利用湿蚀刻或干化学等离子体工艺形成一垂直的内连线开口130并露出金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管的制造方法，包括下列步骤：提供一基板，该基板至少包括一玻璃基板与一缓冲层；形成该晶体管的源／漏极金属区于该缓冲层上的一预定区，该源／漏极金属区定义一开口；形成一硅层、一栅氧化层以及一栅金属层于该开口内； 形成一第一光致抗蚀剂图案于该栅金属层上，该第一光致抗蚀剂图案具有一两部分结构，该两部分结构包括一第一部分结构与在该第一部分结构下的第二部分结构；利用该第一光致抗蚀剂图案选择性地移除部分该栅金属层、该栅氧化层、以及该硅层； 选择性地缩减该第一光致抗蚀剂图案以形成覆盖面积小于该第一光致抗蚀剂图案的第二光致抗蚀剂图案；利用该第二光致抗蚀剂图案缩减该栅金属层；移除该第二光致抗蚀剂图案；以及掺杂一预定掺杂物于该硅层中以形成一预定型式的一源极 区与一漏极区。

【技术特征摘要】
US 2004-2-20 10/783,5531.一种薄膜晶体管的制造方法，包括下列步骤提供一基板，该基板至少包括一玻璃基板与一缓冲层；形成该晶体管的源/漏极金属区于该缓冲层上的一预定区，该源/漏极金属区定义一开口；形成一硅层、一栅氧化层以及一栅金属层于该开口内；形成一第一光致抗蚀剂图案于该栅金属层上，该第一光致抗蚀剂图案具有一两部分结构，该两部分结构包括一第一部分结构与在该第一部分结构下的第二部分结构；利用该第一光致抗蚀剂图案选择性地移除部分该栅金属层、该栅氧化层、以及该硅层；选择性地缩减该第一光致抗蚀剂图案以形成覆盖面积小于该第一光致抗蚀剂图案的第二光致抗蚀剂图案；利用该第二光致抗蚀剂图案缩减该栅金属层；移除该第二光致抗蚀剂图案；以及掺杂一预定掺杂物于该硅层中以形成一预定型式的一源极区与一漏极区。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其还包括形成覆盖于具有该源极与漏极金属区的该晶体管的一层间介电层，并且露出该源/漏极金属区。3.如权利要求2所述的薄膜晶体管的制造方法，其还包括形成一导电层，其连接露出的该源/漏极区与该源/漏极金属区。4.如权利要求3所述的薄膜晶体管的制造方法，其还包括选择性地移除部份导电层以形成电路线。5.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其中，该第一光致抗蚀剂图案的步骤还包括利用具有一第一与第二区的一预定光掩模，以一光源选择性地曝光一光致抗蚀剂材，通过该第一区的光线较该第二区为少，以形成该第一与第二部分结构。6.如权利要求5所述的薄膜晶体管的制造方法，其中，该光掩模上的第一与第二区由不同材料所构成。7.如权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其中，该导电层为铟锡氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坤宏，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]