[发明专利]金属氧化物半导体层的结晶方法、半导体结构、主动阵列基板、及氧化铟镓锌晶体

说明书

本发明提供金属氧化物半导体层的结晶方法、半导体结构、半导体结构的制作方法、主动阵列基板、及氧化铟镓锌晶体。结晶方法包含以下步骤：形成一非结晶金属氧化物半导体层于一基板上方；形成一氧化物层于非结晶金属氧化物半导体层上；形成一非晶硅层于氧化物层上；以及以一激光照射非晶硅层，以加热非晶硅层，受热的非晶硅层加热非结晶金属氧化物半导体层，使非结晶金属氧化物半导体层转变为一结晶化金属氧化物半导体层。

技术领域

本发明关于金属氧化物半导体层的结晶方法、半导体结构、半导体结构的制作方法、主动阵列基板、及氧化铟镓锌晶体，特别是关于利用受热的非晶硅层作为热源以结晶化非结晶金属氧化物半导体层的方法，及利用此方法所形成的半导体结构及主动阵列基板。

背景技术

近年来，由于半导体制造技术的进步，薄膜晶体管(Thin-film transistor，TFT)的工艺亦趋于简单及快速，使得TFT被广泛应用于计算机芯片、手机芯片、TFT液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)等。其中，一种常用的制作薄膜晶体管的方法为背通道蚀刻(Back channel etch，BCE)，包含下述步骤，先形成金属层覆盖主动层，再图案化金属层以形成源极及漏极，图案化步骤可利用湿蚀刻或是干蚀刻进行。然而，当蚀刻剂移除了主动层上方的金属层后，主动层相当容易因为暴露于蚀刻剂下而受到损伤，而造成薄膜晶体管的良率下降。

有鉴于此，需要一种使主动层能够抵抗蚀刻剂侵蚀的制作薄膜晶体管的方法，及利用此方法所形成的结构。

发明内容

本发明提供一种金属氧化物半导体层的结晶方法，包含以下步骤：形成一非结晶金属氧化物半导体层于一基板上方；形成一第一氧化物层于非结晶金属氧化物半导体层上；形成一非晶硅层于第一氧化物层上；以及以一激光照射非晶硅层，以加热非晶硅层，受热的非晶硅层加热非结晶金属氧化物半导体层，使非结晶金属氧化物半导体层转变为一结晶化金属氧化物半导体层。

在一实施方式中，在形成非结晶金属氧化物半导体层于基板上方之前，进一步包含形成一第二氧化物层于基板上，其中第二氧化物层夹置于基板与非结晶金属氧化物半导体层之间。

在一实施方式中，激光为准分子激光、蓝光激光或绿光激光。

在一实施方式中，激光的脉冲能量为约70mJ/cm²至约600mJ/cm²。

在一实施方式中，以激光照射非晶硅层包含使受热的非晶硅层转变为一多晶硅层。

在一实施方式中，在以激光照射非晶硅层之前，进一步包含以快速加热工艺处理非晶硅层。

本发明提供一种半导体结构，其包含：一基板；一第一栅极，位于基板上；一栅极绝缘层，位于第一栅极上；一结晶化金属氧化物半导体层，位于栅极绝缘层上；以及一第一源极及一第一漏极，位于结晶化金属氧化物半导体层上，其中结晶化金属氧化物半导体层包含多个金属氧化物半导体晶粒，这些金属氧化物半导体晶粒各具有一结晶轴，这些结晶轴约相互平行。

在一实施方式中，结晶轴约垂直于结晶化金属氧化物半导体层的一表面。

在一实施方式中，各金属氧化物半导体晶粒为一层状结构，层状结构的层面约平行于结晶化金属氧化物半导体层的一表面。

在一实施方式中，结晶化金属氧化物半导体层包含氧化铟镓锌、氧化铟锡锌、氧化铪铟锌或氧化铟锌。

在一实施方式中，各金属氧化物半导体晶粒的尺寸介于约1纳米至约5.5纳米。

在一实施方式中，结晶化金属氧化物半导体层为全结晶态。

在一实施方式中，结晶轴与表面的一法线之间的夹角为0～7度。