低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種薄膜晶體管的制作方法，且特別是涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法。
【【背景技術】】
[0002]隨著半導體技術的發展，視頻產品，特別是數字化的視頻或影像裝置已經成為在一般日常生活中所常見的產品。這些數字化的視頻或影像裝置中，顯示器是一個重要組件，以顯示相關信息。而低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)可應用于液晶顯示器的驅動組件，使得此項產品成為顯示器的主流，于個人計算器、游戲機、監視器等市場成為未來主導性產品Ο
[0003]在低溫多晶硅組件制作過程中，多晶硅(polysilicon)層與柵極之間設有一柵極絕緣層，由于是以化學氣相沉積法形成所述柵極絕緣層，造成所述多晶硅層的周圍邊界之處的所述柵極絕緣層高度小于所述多晶硅層上方之處的所述柵極絕緣層厚度，導致低溫多晶娃組件因為在多晶娃層的周圍邊界產生接口漏電流(junct1n leakage current)而造成組件的可靠性或是信賴度較差。如圖1所示的現有技術中的低溫多晶硅薄膜晶體管之部分結構示意圖，在基板100上依序形成緩沖層102、多晶硅層之島狀結構104、柵極絕緣層106、柵極108以及層間介電層110。在所述多晶硅層的周圍邊界之處112的所述柵極絕緣層106的厚度T2遠小于所述多晶硅層上方之處114的所述柵極絕緣層106的厚度高度T1。因此需要發展一種新式的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，以解決上述接口漏電流以及組件可靠性或是信賴度較差的問題。
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【發明內容】
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[0004]有監于此，本發明的目的在于提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，通過多晶硅層上方的柵極絕緣層的第三高度與多晶硅層上方以外的柵極絕緣層的第二高度相等，以解決上述接口漏電流以及組件可靠性或是信賴度較差的問題。
[0005]為達到上述發明目的，本發明第一實施例中提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括下列步驟:
[0006]提供一基板；
[0007]在所述基板上形成一緩沖層，其中所述緩沖層包括第一區域以及第二區域；
[0008]在所述緩沖層的所述第一區域以及所述第二區域形成一非晶硅層；
[0009]通過一退火制程對所述非晶硅層進行退火以形成一多晶硅層，并且圖案化所述多晶硅層，以于所述緩沖層的第一區域上定義一島狀圖案，并且曝露所述緩沖層的第二區域；
[0010]在相對于所述第一區域的所述島狀圖案上以及所述緩沖層的第二區域上形成一柵極絕緣層，其中以所述緩沖層的表面為基準，所述島狀圖案上方的所述柵極絕緣層的第一高度大于所述第二區域上方的所述柵極絕緣層的第二高度；
[0011]以微影蝕刻制程移除所述第一區域上方的一部分柵極絕緣層，通過所述第一區域上方的所述柵極絕緣層的第一高度下降至第三高度，以使所述第三高度等于所述第二高度；
[0012]在所述島狀圖案上方的所述柵極絕緣層上形成一柵極電極；
[0013]在所述柵極電極兩側下方的所述島狀圖案形成源極區以及漏極區，并且在所述源極區以及所述漏極區之間的所述島狀圖案形成通道區；
[0014]在曝露的所述柵極絕緣層上以及所述柵極電極上形成一層間絕緣層；以及
[0015]在所述層間絕緣層上形成一源極電極以及一漏極電極，分別電性連接所述源極區以及所述漏極區。
[0016]在一實施例中，在所述基板上形成所述緩沖層的步驟中，包括以物理氣相沉積法或是化學氣相沉積法形成所述緩沖層。
[0017]在一實施例中，在所述緩沖層的所述第一區域以及所述第二區域形成所述非晶硅層的步驟中，包括以化學氣相沉積法形成所述非晶硅層。
[0018]在一實施例中，在通過所述退火制程對所述非晶硅層進行退火以形成所述多晶硅層的步驟中，包括準分子雷射退火制程對所述非晶硅層進行退火以形成所述多晶硅層，以將所述非晶硅層熔融使所述非晶硅層內的硅分子再結晶，以形成所述多晶硅層。
[0019]在一實施例中，在相對于所述第一區域的所述島狀圖案上以及所述緩沖層的第二區域上形成所述柵極絕緣層的步驟中，包括以物理氣相沉積法或是化學氣相沉積法形成所述柵極絕緣層。
[0020]在一實施例中，所述柵極絕緣層的所述第二高度介于2埃至8000埃之間。
[0021]在一實施例中，所述柵極絕緣層的所述第三高度介于5埃至7500埃之間。
[0022]在一實施例中，所述柵極絕緣層的所述第二高度介于2埃至80埃之間，所述柵極絕緣層的所述第三高度介于5埃至75埃之間。
[0023]在一實施例中，在所述島狀圖案上方的所述柵極絕緣層上形成所述柵極電極的步驟中，包括以濺鍍制程、物理氣相沉積法或是化學氣相沉積法形成一柵極材質層，并且對所述柵極材質層進行微影蝕刻步驟，以形成所述柵極電極。
[0024]在一實施例中，在所述柵極電極兩側下方的所述島狀圖案形成源極區以及漏極區的步驟中，包括以所述柵極電極為罩幕對所述島狀圖案進行摻雜制程，以形成所述源極區以及所述漏極區。
【【附圖說明】】
[0025]圖1:為現有技術中的低溫多晶硅薄膜晶體管之部分結構示意圖。
[0026]圖2-9:為根據本發明實施例中低溫多晶硅薄膜晶體管的制作流程步驟之剖面示意圖。
【【具體實施方式】】
[0027]本發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方式的技術特征。實施例中的各組件的配置是為了清楚說明本發明揭示的內容，并非用以限制本發明。在不同的圖式中，相同的組件符號表示相同或相似的組件。
[0028]參考圖2-9，圖2-9為根據本發明實施例中低溫多晶硅薄膜晶體管的制作流程步驟之剖面示意圖。如圖2所示，提供一基板200。在一實施例中，基板200例如是玻璃基板、石英基板、不銹鋼基板或是塑料基板。
[0029]如圖2以及圖3所示，在所述基板200上形成一緩沖層202，其中所述緩沖層202包括第一區域204a(標示于圖4)以及第二區域204b(標示于圖4)。在一實施例中，包括以物理氣相沉積法(physical vapor deposit1n，PVD)、化學氣相沉積法(chemical vapordeposit1n，CVD)或是電楽輔助化學氣相沉積法(plasma enhanced chemical vapordeposit1n，PECVD)形成所述緩沖層202。所述緩沖層202可依據實際需求選擇性地設置于基板200上，以避免基板200中的不純物在制作過程中擴散至后續形成的材質層中，緩沖層202例如是氧化硅層、氮化硅層以及氮氧化硅層所組成的單層或是多層結構材質層結構，在本發明不作限定。
[0030]如圖3所示，在所述緩沖層202的所述第一區域204a以及所述第二區域204b形成一非晶娃層(amorphous silicon)206。所述非晶娃層206可在低溫攝氏200至300度低溫成長。在一實施例中，以化學氣相沉積法(CVD)形成所述非晶硅層。
[0031]如圖4所示，通過一退火制程對所述非晶硅層206進行退火以形成一多晶硅層(未圖示)，以作為薄膜晶體管的基材，并且圖案化所述多晶硅層(未圖示)，以于所述緩沖層202的第一區域204a上定義一島狀圖案210，并且曝露所述緩沖層202的第二區域204b。在一實施例中，準分子雷射退火(excimer laser annealing,ELA)制程對所述非晶娃層206進行退火以形成所述多晶硅層(未圖示)，以將所述非晶硅層206熔融使所述非晶硅層206內的硅分子再結晶，以形成所述多晶娃層(未圖示)。本發明亦可使用金屬誘發結晶(metal inducedcrystallizat1n，MIC))制程。
[0032]如圖5所示，在相對于所述第一區域204a的所述島狀圖案210上以及所述緩沖層202的第二區域204b上形成一柵極絕緣層212，其中以所述緩沖層202的表面S為基準，所述島狀圖案210上方的所述柵極絕緣層212的第一高度D1大于