液晶显示器的多晶硅薄膜晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于ＬＣＤ的多晶硅ＴＦＴ及其制造方法。ＴＦＴ包括成型在基板上的有效构图，成型在包括有效构图的基板上的栅绝缘层，成型在栅绝缘层上而横穿该有效构图且包括用于确定第一杂质区、第二杂质区和沟道区的栅电极的栅线，成型在包括栅线的栅绝缘层上的绝缘中间层，成型在绝缘中间层上且通过第一接触孔与第二杂质区相连的数据线，以及形成在与数据线相同的绝缘中间层上且通过第二接触孔与第一杂质区相连的象素电极，其中第一接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第二杂质区上，第二接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第一杂质区上。掩膜的数量可以减少到５或６张，因而简化了生产工艺。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜晶体管及其制造方法，更具体地，涉及用于LCD(液晶显示器)的具有p型和晶体管以形成用于驱动电路的CMOS(补偿型金属氧化物半导体)结构的多晶硅薄膜晶体管，及其制造方法。
技术介绍
在信息导向社会的现在，电子显示器的作用越来越重要。所有种类的电子显示器均被广泛用于各种工业领域。通常，电子显示器是用于向人视觉传送信息的装置。即，来自不同电子装置的电信息信号输出在电子显示器中被转换成视觉可辨的光学信息信号。于是，电子显示器用作连接人和电子装置的桥梁。电子显示器分为通过光辐射方法显示光信息信号的发射型显示器，和通过诸如光反射、散射和干涉现象等光学调制方法显示光信息信号的非发射型显示器。例如，作为有源显示器的发射型显示器，有CRT(阴极射线管)、PDP(等离子体显示板)、LED(光发射二极管)和ELD(电致发光显示器)等。作为无源显示器的非发射型显示器，有LCD(液晶显示器)、ECD(电化学显示器)和EPID(电泳图像显示器)等。在显示质量和经济效益方面，用于诸如电视接收机和监视器等的图像显示器的CRT具有最大的市场份额，但是也有许多缺点，如重量大、体积大和功耗高。同时，由于半导体技术的快速发展，各种各样的电子装置用低电压和低功率驱动，于是电子装置变得更小更轻。因此，根据新环境，要求具有更小更轻特性以及低驱动电压和低功耗特性的平板型显示器。在各种开发出的平板型显示器中，LCD比其它任何显示器都小而轻得多，且具有低驱动电压和低功耗，也具有与CRT相似的显示质量。因此，LCD被广泛用在各种电子设备中。LCD包括两个分别具有电极的基板和设置在两个基板之间的液晶层。在LCD中，电压被加载在电极上以重排液晶分子并控制透过分子传输的光量。现在主要使用的一种LCD提供有形成在两个基板每一个上的电极和用于开关提供给每个电极的电源的薄膜晶体管。通常，薄膜晶体管(以下称作TFT)成型在两个基板的一侧。这种采用了成型在象素部分的TFT的LCD分为非晶型TFT-LCD和多晶型TFT-LCD。多晶型TFT-LCD具有一个优点，即LCD以高速度和低功耗驱动，且象素部分的TFT可以与用于驱动电路的半导体装置一起同时成型。此外，LCD的驱动电路一般具有CMOS(补偿型金属氧化物半导体)结构，其中，补偿作用在不同的传导晶体管之间获得，以提高电路性能。然而，与形成有一个信号沟道晶体管的非晶型TFT-LCD的制造方法相比，因为n沟道晶体管和p沟道晶体管均一起形成在同一基板上，所以多晶TFT-LCD的制造方法非常复杂和困难。一般地，LCD的TFT通过使用掩膜的光刻工艺成型在基板上。当前，使用7至9张掩膜以制造非晶型TFT-LCD。图1A和图1B是成型有TFT的基板的象素部分的横截面视图，并示出了使用7张掩膜制造具有顶栅结构(top-gate structure)的多晶TFT的传统方法。参照图1A，阻挡层12成型在透明基板10的整个表面上，该基板由玻璃、石英或蓝宝石构成。阻挡层防止基板10中的杂质在后续工艺中非晶硅层的晶化过程中渗透进硅层中。在阻挡层12上沉积非晶硅层后，通过激光退火炉退火，非晶硅层转变成多晶硅层。然后，用光刻工艺构图多晶硅层以形成有效构图(anactive pattern)14(使用第一掩膜)。在有效构图14和阻挡层12上，沉积有栅绝缘层16和栅导电层。P型TFT区域中的栅导电层用光刻工艺进行刻蚀，以形成p型TFT的栅电极(未示出)(使用第二掩膜)。然后，离子注入p型杂质以形成源极/漏极区15S、15D。n型TFT区域中的栅导电层使用光刻工艺刻蚀以形成n型TFT的栅电极18(使用第三掩膜)。离子注入n型杂质以形成源极/漏极区15S、15D。在离子注入工艺中，栅电极18阻挡杂质离子被注入到下面的有效构图14内，因而允许在有效构图14处确定沟道区15C。此处，形成p型TFT的工艺顺序，并且n型TFT的栅极及源极/漏极可以改变。随后，为了激活掺杂离子并保护半导体层不受损坏，退火工艺用激光束等进行。在栅电极18和栅绝缘层16上，形成有用有机绝缘材料或诸如SiO2和SiNx的无机绝缘材料制造的绝缘中间层20。用光刻工艺部分地刻蚀绝缘中间层20以形成用于显露源极区15S的第一接触孔22a和显露有效构图14的漏极区15D的第二接触孔22b(使用第四掩膜)。在第一接触孔22a和第二接触孔22b和绝缘中间层20上沉积有金属层。使用光刻工艺构图金属层，因而形成源/漏电极26a、26b和数据线16c(使用第五掩膜)。参照图1B，在源/漏电极26a、26b、数据线26c和绝缘中间层20上，成型有由有机绝缘材料和无机绝缘层制造的钝化层28。通过光刻工艺部分地刻蚀钝化层28以形成显露源电极26a的通孔30(使用第六掩膜)。然后，在透明导电层或反射导电层在通孔30和钝化层28上沉积后，用光刻工艺构图导电层，以形成通过通孔30而连接到源电极26a上的象素电极32(使用第七掩膜)。根据传统TFT-LCD，为了制作顶栅结构，需要光刻工艺以构图有效构图的第七层、p型TFT的栅电极、n型TFT的栅电极、接触孔、数据线、通孔和象素电极。因此，总共需要七张掩膜。光刻工艺次数增加越多，则生产成本和工艺偏差的可能性增加越多。因为多晶TFT的生产成本也增加，所以需要一种减少掩膜数量的技术。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一个目的是提供一种用于LCD的多晶TFT，其中，在相同层上形成有由相同材料制造的多个层以减少掩膜数量。本专利技术的第二个目的是提供一种生产用于LCD的多晶TFT的方法，其中，在相同层上形成有由相同材料制造的多个层以减少掩膜数量。本专利技术的第三个目的是提供一种用于LCD的多晶TFT，其中，接触孔和通孔同时成型以减少掩膜数量。本专利技术的第四个目的是提供一种生产用于LCD的多晶TFT的方法，其中，接触孔和通孔同时成型以减少掩膜数量。为了实现本专利技术的第一个目的，提供一种用于LCD的多晶硅TFT。TFT包括形成在基板上的有效构图。栅绝缘层形成在包括有效构图的基板上。栅线形成在栅绝缘层上以横穿有效构图，并包括用以确定第一杂质区、第二杂质区和有效构图的沟道区的栅电极。绝缘中间层成型在包括栅线的栅绝缘层上。数据线成型在绝缘中间层上，并通过第一接触孔连接到第二杂质区上，该接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第二杂质区上。通过构图与数据线相同的导电层在绝缘中间层上成型象素电极，并且象素电极通过第二接触孔将其连接到第一杂质区，该第二接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第一杂质区。为了实现本专利技术的第二目的，提供一种制造用于LCD的多晶硅TFT的方法。在上述方法中，有效构图成型在基板上，然后栅绝缘层成型在包括有效构图的基板上。然后，栅层形成在栅绝缘层上，于是栅层被构图以形成栅线。进行离子注入工艺以在有效构图上形成第一杂质区和第二杂质区。绝缘中间层成型在绝缘层和栅线上。部分地刻蚀绝缘中间层和栅绝缘层以形成显露第二杂质区的第一接触孔和显露第一杂质区的第二接触孔。导电层成型在包括第一和第二接触孔的绝缘中间层上，然后构图导电层以形成通过第一接触孔连接到第二杂质区的数据线，以及通过第二接触孔连接到第一杂质区的象素电极。为了实现本专利技术的第三个目的，提供一种用于LCD的多晶硅TFT。TF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于ＬＣＤ的多晶硅ＴＦＴ，包括： 一成型在基板上的有效构图； 一栅绝缘层，成型在包括有效构图的基板上； 一栅线，成型在栅绝缘层上而横穿该有效构图，所述栅线包括用于确定第一杂质区、第二杂质区和沟道区的栅电极； 一绝缘中间层，成型在包括栅线的栅绝缘层上； 一数据线，成型在绝缘中间层上且通过第一接触孔与第二杂质区相连，第一接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第二杂质区上；以及 一象素电极，由与数据线中相同的层成型且通过第二接触孔与第一杂质区相连，第二接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第一杂质区上。

【技术特征摘要】
KR 2001-4-26 22536/01;KR 2001-7-23 44295/011.一种用于LCD的多晶硅TFT，包括一成型在基板上的有效构图；一栅绝缘层，成型在包括有效构图的基板上；一栅线，成型在栅绝缘层上而横穿该有效构图，所述栅线包括用于确定第一杂质区、第二杂质区和沟道区的栅电极；一绝缘中间层，成型在包括栅线的栅绝缘层上；一数据线，成型在绝缘中间层上且通过第一接触孔与第二杂质区相连，第一接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第二杂质区上；以及一象素电极，由与数据线中相同的层成型且通过第二接触孔与第一杂质区相连，第二接触孔通过栅绝缘层和绝缘中间层成型在第一杂质区上。2.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，还包括电容器导线，它由与栅线中相同的栅绝缘层形成，电容器导线被第一杂质区重叠且平行于栅线。3.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，还包括信号传输线，它由与栅线中相同的栅绝缘层形成，信号传输线在垂直于栅线的方向上延伸并与栅线隔开一所需间距，且其中，数据线通过形成在信号传输线上绝缘中间层处的第一接触孔和第三接触孔连接信号传输线和第二杂质区。4.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，还包括形成在基板和有效构图之间的阻挡层。5.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，还包括形成在绝缘中间层、数据线和象素电极上的钝化层。6.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，绝缘中间层包括无机绝缘材料。7.根据权利要求1所述的TFT，其特征在于，绝缘中间层包括有机绝缘材料。8.根据权利要求7所述的TFT，其特征在于，绝缘中间层具有凸起的表面。9.一种用于LCD的多晶硅TFT，包括一成型在基板上的有效构图；一栅绝缘层，成型在包括有效构图的基板上；一栅线，成型在栅绝缘层上而横穿该有效构图，所述栅线包括用于确定第一杂质区、第二杂质区和沟道区的栅电极；一第一绝缘中间层，成型在包括栅线的栅绝缘层上；一数据线，成型在第一绝缘中间层上；一第二绝缘中间层，成型在包括数据线的第一绝缘中间层上；一象素电极，成型在第二绝缘中间层处且通过第二接触孔与第一杂质区相连，第二接触孔通过栅绝缘层、第一绝缘中间层和第二绝缘中间层成型在第一杂质区上；以及一电极，形成在第二绝缘层上并由与象素电极中相同的层形成，该电极通过第一接触孔和第三接触孔与数据线和第二杂质区相连，第一接触孔通过栅绝缘层、第一和第二绝缘中间层成型在第二杂质区上，第三接触孔成型在数据线上第二绝缘中间层处。10.根据权利要求9所述的TFT，其特征在于，还包括电容器导线，它成型在栅绝缘层上且由与栅线中相同的层形成，电容器导线被第一杂质区重叠且平行于栅线。11.根据权利要求9所述的TFT，其特征在于，第一和第二绝缘中间层包括无机绝缘材料。12.根据权利要求9所述的TFT，其特征在于，第一和第二绝缘中间层包括丙烯酸光敏有机绝缘材料。13.根据权利要求12所述的TFT，其特征在于，第二绝缘中间层具有凸起的表面。14.一种制造用于LCD的多晶硅TFT的方法，包括步骤在基板上形成一有效构图；在包括有效构图的基板上形成一栅绝缘层；在栅绝缘层上形成一栅层；构图栅层以形成栅线，并进行离子注入工艺以在有效构图处形成第一杂质区和第二杂质区；在绝缘层和栅线上形成绝缘中间层；部分地刻蚀绝缘中间层和栅绝缘层以形成用于显露第二杂质区的第一接触孔和用于显露第一杂质区的第二接触孔；在包括第一和第二接触孔的绝缘中间层上形成导电层；以及构图导电层以形成通过第一接触孔连接到第二杂质区的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄长元，郑宇席，朴泰炯，金县裁，文奎善，姜淑映，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]