[发明专利]薄膜晶体管面板的制造方法

说明书

技术领域

本发明是一种面板的制造方法，特别是一种薄膜晶体管面板的制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示面板(TFT-LCD)发明于1960年，经过不断的改良，在1991年成功的商业化为笔记本电脑用面板，从此进入TFT-LCD的时代。如今，TFT-LCD为一种常见的平面显示面板，由于具有体积小、分辨率高以及低耗电等优点，已被广泛地运用在各种电子产品的信息显示装置上。

TFT-LCD的制程技术，可分为非晶硅(amorphous silicon；a-Si)与多晶硅(poly silicon；p-Si)两种。多晶硅面板中薄膜晶体管的反应时间比非晶硅面板快10倍以上，同时因为电子的移动速度比非晶硅快，因此在相同的分辨率下，多晶硅面板的宽度可以缩小。多晶硅面板的薄膜晶体管的面积可以做得比非晶硅小，并可提供高精细、高分辨率的液晶面板。加上，多晶硅面板的驱动IC可以直接制作在玻璃基板上，省去将驱动IC与液晶面板相结合的组装手续，可缩小面板的厚度约10％～20％，达成小型化的产品要求。此外，在相同的发光亮度下，多晶硅面板可以采用低瓦数的背光源，达到低耗电量的要求。也就是说，若采用同瓦数的背光源，多晶硅可以提供较非晶硅更高发光亮度的液晶面板。因此多晶硅TFT-LCD的制程技术，已逐渐成为TFT-LCD发展的趋势。

请参照图1，为习知技术的多晶硅薄膜晶体管的剖面结构示意图。在玻璃基板A1上形成多晶硅层A2，且多晶硅层A2具有两个重掺杂(heavilydoped)的n⁺区A3、A4，分别对应源极(source)A5以及漏极(drain)A6。玻璃基板A1以及多晶硅层A2上并形成绝缘层A7，仅曝露出两重掺杂的n⁺区A3、A4用以与源极A5以及漏极A6接触的窗口。栅极A8则形成于两n⁺区A3、A4之间的多晶硅层A2上，介于栅极A8与多晶硅层A2之间则为栅极绝缘层(gate oxide)A9。传统的制程上，由于受限于该玻璃基板A1所能承受的温度的限制，而无法使用高温制程直接在该玻璃板上长出高电子移动速度的多晶硅层。通常多晶硅层A2是由非晶硅层经由雷射再结晶技术所形成。其做法是先在玻璃基板A1上，采用例如气相沉积法沉积非晶硅层，然后再以准分子雷射退火(Excimer LaserAnnealing；ELA)的方式，使非晶硅层产生再结晶而变成为多晶硅层。然而，由于雷射再结晶技术在制程上并非十分稳定，再加上要在非晶质(amorphous)的玻璃基板上长出高质量的结晶薄膜原本就有其先天上的限制。因此利用雷射再结晶技术所制造出的多晶硅层均匀性差，表面粗糙度高，容易产生栅极绝缘层漏电的情形，而造成薄膜晶体管组件的失效，降低薄膜晶体管面板的可靠度。

另一种方式如台湾专利申请案号90113766《薄膜晶体管面板的制造方法》。在硅晶圆正面形成透明绝缘层，然后在透明绝缘层上表面形成多晶硅薄膜，以作成薄膜晶体管结构。在硅晶圆正面形成透明绝缘层的目的在于将硅晶圆由背面研磨蚀刻除去时，该透明绝缘层当作蚀刻停止层使用，可易于研磨蚀刻制程中的停止点(end point)掌控。但是此方法同样是采用多晶硅，仍然会有上述产生栅极绝缘层漏电，造成薄膜晶体管组件失效，而降低薄膜晶体管面板可靠度的情形。

多晶硅TFT-LCD的制程技术，虽然为目前发展的趋势，但由于多晶硅TFT-LCD仍然有其缺点，例如容易产生栅极绝缘层漏电，造成薄膜晶体管组件失效等，所以仍然具有改善的空间。然而，当硅材整体的原子结构呈现规则性排列，此硅材称之为单晶硅(single crystal)，例如硅半导体技术中所使用的硅晶圆即为单晶硅。由于单晶硅中硅材整体的原子结构排列规则，较多晶硅结构稳定，因此将其应用于TFT-LCD的制程中，将可避免多晶硅所产生的问题。

因此，更有另一种方式为直接使用单晶硅绝缘基板(Silicon-on-insulator，简称SOI)，其绝缘层也可当作蚀刻停止层使用。虽然直接使用单晶硅绝缘基板不会造成栅极绝缘层容易产生漏电的情形，但是，单晶硅绝缘基板价格昂贵，导致面板的成本相对较高。

因此，实有必要提出一种新的薄膜晶体管面板的制造方法，可以同时达到易于控制蚀刻停止、不易产生漏电的优点与解决基板高成本的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决传统多晶硅薄膜晶体管质量不佳及使用单晶硅绝缘基板高成本的问题，而提出一种新的薄膜晶体管面板的制造方法。