[发明专利]薄膜晶体管的制造方法

说明书

本发明涉及薄膜和薄膜半导体器件的制造方法，特别涉及薄膜晶体管的制造方法。

图1A至1C是用于说明薄膜晶体管制造工艺的薄膜半导体器件的薄膜晶体管的剖面图。例如，如图1A所示，在玻璃衬底1上淀积Mo、Ta等金属，制成栅电极2，并用阳极氧化法形成氧化膜3，使其覆盖栅电极2。在整个衬底1上形成SiN绝缘底膜层4，阻挡来自该衬底的杂质，其厚度约为50nm。用形成第1SiO₂层的工艺在整个绝缘膜上形成栅绝缘膜5。在整个栅绝缘膜5表面上形成由本征或低杂质浓度非晶硅构成的第1半导体层6，该第1半导体层6最后要形成薄膜晶体管的沟道形成层。用激光辐照第1半导体层6进行第1热处理(退火)。用准分子激光辐照使其结晶，由此，使第1半导体层6结晶。结果，第1半导体层6变成多晶半导体层。然后，用第2SiO₂层形成工艺在整个第1半导体层6上形成SiO₂绝缘层7，它在后续工艺中是腐蚀工艺停止层。

如图1B所示，对SiO₂绝缘层7用氟腐蚀液进行光刻湿腐蚀刻图。在最后要构成沟通形成部分的第1半导体层6上的SiO₂绝缘层7留下，而其它部分上的SiO₂绝缘层7用腐蚀除去。然后，整个淀积用n型或p型杂质重掺杂的非晶硅半导体层形成的第2半导体层8。用准分子激光辐照第2半导体层8进行第2热处理，例如，由此使第2半导体层8结晶化，制成该半导体层多晶。来自第2半导体层8的杂质扩散进位于用作掩模的绝缘层7下的第1半导体层6中，并激活该杂质。

如图1C所示，用光刻腐蚀法对第2半导体层8和位于下面的第1半导体层6刻图，用腐蚀法除去两层半导体层中上面的一层即第2半导体层8，只留下要形成源区和漏区部分，腐蚀除去两层半导体层中下面一层即第1半导体层6，只留下位于源区和漏区形成部分上面的和源区与漏区之间形成其沟通的部分上面的第1半导体层6。

用光刻法对第2和第1半导体层8，6刻图。具体地说，在绝缘层7上腐蚀以分开上面的第2半导体层8的源区和漏区，绝缘层7用作腐蚀停止层。即，用作第1半导体层6的腐蚀掩模。因而，如图1C所示，腐蚀下面的第1半导体层6时，不会在绝缘层7下面进行腐蚀。结果，只隔开了上面的第2半导体层8的源区和漏区。由于在第2半导体层8下面，除该分开部分，即，相对的源区和漏区部分淀积有绝缘膜7之外，外围部分没淀积绝缘膜7。因此，同时对上面的第2半导体层8和下面的第1半导体层6腐蚀刻图。

这种情况下，为防止下面的第1半导体层6影响分开腐蚀上面的第2半导体层8的漏区和源区，必须在绝缘层7上可靠地进行源区和漏区的分开腐蚀。因而，上述分开腐蚀的边缘部分，应位于从绝缘层7的边缘部分向里移进预定的宽度Ws处。考虑到位置误差，即，考虑到腐蚀图形的光刻引起的位移，即曝光掩模与光刻胶的相对位置误差。

然后，至少对第1半导体层6的沟道形成部分用氢等离子辐照进行氢化处理，以改善其特性。为了修复氢化处理中由等离子产生的离子注入而造成的半导体层表面的损伤，因而，用激光辐照进行热处理。热处理中，整个淀积SiN膜(未画出)，防止引入半导体层中的氢再扩散，及由于SiN膜中含的氢引入半导体层中而增大了氢化作用。

如上所述，由腐蚀后留下的第1半导体层6和其杂质向第1半导体层扩散的第2半导体层8形成源区和漏区9s、9d。

在源区和漏区9s、9d上分别淀积源电极10s和漏电极10d，并形成欧姆接触。这种情况下，如上所述，若整个形成SiN，形成电极接触窗口通过该窗口淀积源电极10s和漏电极10d，并通过电极接触窗口使电极分别与源区9s和漏区9d接触，因此形成薄膜晶体管。

用上述的薄膜半导体器件的薄膜晶体管的制造方法存在各种问题。具体地说，按上述方法，由于在第1半导体层6的沟道形成区上淀积绝缘层7，通过绝缘层7将氢引入半导体层6。而且，由于形成源区和漏区的半导体层8形成在向内延伸预定宽度Ws的绝缘层7上，当氢引入位于延伸到绝缘层7预定宽度Ws的半导体层8的部分下面的半导体层6的部分中时。如图1C箭头所示，氢沿着绝缘层7的表面方向引入。而且要用长的时间周期进行氢化处理，这降低了工作效率。

上述方法需要形成作为栅绝缘膜5和绝缘膜7的SiO₂膜的两种工艺，要求用光刻腐蚀构图法将绝缘层7构成预定图形，还要求用激光辐照对第1和第2半导体层6，8进行第1和第2热处理。这些要求使制造工艺复杂化。