[发明专利]低温多晶硅薄膜晶体管结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺，特别是涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法。

背景技术

在平面显示器例如液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示器或无机电致发光显示器中，薄膜晶体管一般是用做开关元件来控制像素的作业，或是用做驱动元件来驱动像素。薄膜晶体管依其硅薄膜性质通常可分成非晶硅(a-Si)与多晶硅(poly-Si)两种。与非晶硅薄膜晶体管相比较，多晶硅薄膜晶体管有更高的电子迁移率、更佳的液晶特性以及较少的漏电流。因此，利用多晶硅薄膜晶体管制造的显示器会有较高的分辨率以及较快的反应速度。然而，多晶硅薄膜晶体管的工艺却也有许多缺点，例如合格率较差、工艺复杂、成本较高。公知制造多晶硅薄膜的方法之一为利用准分子激光退火(excimer laser annealing)，其缺点在于激光的高成本与工艺不稳定。相反地，非晶硅薄膜晶体管却能以较低的成本与较简单且发展已成熟的工艺来制备。然而，随着显示器的尺寸越来越大、对电气及液晶特性的要求越来越高，使得传统非晶硅薄膜晶体管的工艺已无法满足大尺寸显示器的需求。低温多晶硅薄膜晶体管及其工艺乃应运而生。

图1A至1D所示为制造低温多晶硅薄膜晶体管的公知方法之一。请参阅图1A，首先提供一个基体11。于基体11上形成一个图案化第一导体层12。接着在图案化第一导体层12上形成一层第一绝缘层13。于第一绝缘层13上形成一层多晶硅薄膜层14。然后于多晶硅薄膜层14上形成一层掺杂的多晶硅薄膜层16。

请参阅图1B，接着定义出包含一层图案化多晶硅薄膜层141与一层图案化掺杂的多晶硅薄膜层161的主动区。其后，请参阅图1C，于主动区上形成一层图案化第二导体层17，通过开口18曝露出图案化掺杂的多晶硅薄膜层151的局部。接着，请参阅图1D，对曝露出图案化掺杂的多晶硅薄膜层161的局部予以刻蚀，通过该开口18曝露出图案化多晶硅薄膜层141的局部。虚线所示为此低温多晶硅薄膜晶体管作业时的电流I₀路径。电流I₀是由图案化第二导体层17、刻蚀后的图案化掺杂的多晶硅薄膜层162的一侧流入，通过图案化多晶硅薄膜层141，然后由图案化第二导体层17、刻蚀后的图案化掺杂的多晶硅薄膜层162的另一侧流出。此公知方法的缺点在于刻蚀图案化掺杂的多晶硅薄膜层151以曝露出图案化多晶硅薄膜层141的局部时，请参阅图1D，可能损及图案化多晶硅薄膜层141的表面140，因而增加表面140的粗糙度，从而使电流I₀减小。另外，图案化掺杂的多晶硅薄膜层161具有一定厚度，其刻蚀需一段时间。因此希望能有一种制造低温多晶硅薄膜晶体管的方法来克服上述的缺点，也希望能减少刻蚀图案化掺杂的多晶硅薄膜层161所需的时间。

发明内容

根据本发明其一具体实施例，在此提供一种制造低温多晶硅薄膜晶体管的方法，其包含提供一个基体；于基体上形成一个图案化第一导体层；于图案化第一导体层上形成一层第一绝缘层；于第一绝缘层上形成一层多晶硅薄膜层；于多晶硅薄膜层上形成一层第二绝缘层；将多晶硅薄膜层与第二绝缘层予以图案化以形成一个图案化多晶硅薄膜层与一个位于图案化多晶硅薄膜层上的图案化第二绝缘层；于图案化第二绝缘层上形成一层掺杂的多晶硅薄膜层；于掺杂的多晶硅薄膜层上形成一个图案化第二导体层，该图案化第二导体层曝露出位于图案化第二绝缘层上方的掺杂的多晶硅薄膜层的局部；以及将曝露出的掺杂的多晶硅薄膜层的局部予以移除使曝露出图案化第二绝缘层的局部。

本发明亦提供一种制造低温多晶硅薄膜晶体管的方法，其包含提供一个基体；于基体上形成一个图案化第一导体层；于图案化第一导体层上形成一层第一绝缘层；于第一绝缘层上沉积一层多晶硅薄膜层；于多晶硅薄膜层上沉积一层第二绝缘层；以非等向性刻蚀将第二绝缘层予以图案化以形成一个图案化第二绝缘层；以非等向性刻蚀将多晶硅薄膜层予以图案化以形成一个位于图案化第二绝缘层下的图案化多晶硅薄膜层；于图案化第二绝缘层上形成一层掺杂的多晶硅薄膜层；于掺杂的多晶硅薄膜层上形成一个图案化第二导体层，该图案化第二导体层曝露出位于图案化第二绝缘层上方的掺杂的多晶硅薄膜层的局部；以及将曝露出的掺杂的多晶硅薄膜层的局部予以移除使曝露出图案化第二绝缘层的局部。