[发明专利]薄膜晶体管驱动背板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管驱动背板制造领域，特别是一种通过局部转化光导半导体材料，一步形成源极区域、漏极区域以及沟道的薄膜晶体管驱动背板及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管（TFT，Thin Film Transistor）目前主要应用于驱动液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）和有机发光二极管（OLED，Organic Light-Emitting Diode）显示器的子像素。采用薄膜晶体管阵列制成的驱动背板，是显示屏能实现更高的像素密度、开口率和提升亮度的关键部件。目前TFT-LCD普遍采用基于非晶硅作为有源层的TFT背板。但是由于非晶硅（a-Si）迁移率过低，不能满足OLED显示屏、高清TFT-LCD以及3D显示的要求。而金属氧化半导体作为薄膜晶体管的有源层材料，由于其高迁移率，低沉积温度以及透明的光学特性被视为下一代的显示背板技术。目前吸引了世界范围内研究者得关注。高迁移率的特点使其能够满足未来显示技术对于高刷新频率、大电流薄膜晶体管的要求。而低于100℃的工艺温度，使得利用金属氧化制备柔性显示器件成为可能。

目前的薄膜晶体管驱动背板分为非晶硅（a-Si）薄膜晶体管驱动背板与多晶硅（Poly-Si）薄膜晶体管驱动背板二种。

非晶硅（a-Si）薄膜晶体管驱动背板的制作工艺主要包括以下步骤：

栅极（Gate）及扫描线形成，包括栅极层金属溅射成膜，栅极光刻。

栅极绝缘层及非晶硅小岛（Island）形成，包括：PECVD三层连续成膜，小岛光刻，小岛干刻等工艺制程，在玻璃基板上形成TFT用非晶硅小岛。

源、漏电极（S/D）、数据电极和沟道（Channel）形成，包括：S/D金属层溅射成膜，S/D光刻，S/D湿刻，沟道干刻等工艺制程，最终在玻璃基板上形成TFT的源、漏电极、沟道及数据线。到此，TFT已制作完成。

保护绝缘层（Passivition）及过孔（Via）形成，包括：PECVD成膜，光刻，过孔干刻等工艺制程。经过这些工艺，最终在玻璃基板上形成TFT沟道保护绝缘层及导通过孔。

透明象素电极ITO（Indium tin oxide，氧化铟锡）的形成，包括：ITO透明电极层的溅射成膜，ITO光刻，ITO湿刻等工艺制程，在玻璃基板上形成透明象素电极。至此，整个数组工序制作完成。

而低温多晶硅（Low Temperature Poly-Silicon；LTPS）是新一代薄膜晶体管液晶显示器制造流程，所谓低温多晶硅（LTPS）技术主要是通过激光退火制程（Laser Anneal）将a-Si的薄膜转变为多晶硅（Poly-Si）薄膜层。多晶硅的晶体管电子移动速度较非晶硅提高百倍，具有显示画面反映速度快、高亮度和高分辨率等优点；此外，由于电子移动速度快，Poly-Si可作为驱动电路，因此可将周边驱动电路制作在玻璃基板上，以减轻其重量，达到轻薄化的要求。再者，由于LTPS TFT将驱动IC整合在LCD面板内，因此可降低IC成本，而且可减少IC后段加工所产生的不良率，因此亦可提升良率。

在现有技术一中，总共使用了八道光罩来制作出周边驱动电路的CMOSTFT组件，其中N-TFT具有LDD结构。

首先在一绝缘基板（例如玻璃基板）上，依序沉积一缓冲层和一非晶硅膜层，该缓冲层的作用是在避免该玻璃基板内的杂质因后续的高温制程而扩散出来。接着，使用准分子激光技术（Excimer Laser；EL）扫瞄该非晶硅膜层，使该非晶硅结晶变成多晶硅而形成一多晶硅膜层。之后，进行微影蚀刻制程，通过一第一光阻图案（使用第一道光罩），将在该玻璃基板上的多晶硅膜层图案化，以形成欲作为N-TFT和P-TFT的一多晶硅岛状物（polyisland），并接着沉积一栅极绝缘层。

接下来，进行N-TFT的N+离子注入步骤，形成一第二光阻图案（使用第二道光罩）于该栅极绝缘层上，其中该第二光阻图案将位于N-TFT的LDD结构和栅极区域的该多晶硅岛状物部份罩住以及将位于整个P-TFT区域的该多晶硅岛状物部份罩住，并接着对该多晶硅岛状物进行N+离子注入，形成N-TFT的S/D区域。

然后，剥除该第二光阻图案，并沉积一栅极金属层，再进行微影蚀刻制程，通过一第三光阻图案（使用第三道光罩），将该栅极金属层图案化，以形成N-TFT和P-TFT的栅极金属。之后，直接以该栅极金属作为罩幕进行离子注入步骤，形成N-TFT的LDD结构。