发明名称 混合式多晶矽/非晶矽薄膜电晶体及其制造方法
摘要 本发明揭露一种混合式多晶矽/非晶矽薄膜电晶体元件,以作为一液晶显示器开关,及其制造方法。其中,一含n+掺杂非晶矽层具一优点,即在一雷射回火过程中,可用作为罩幕,于是,只有一选择部分的氢化非晶矽结构会转换成结晶结构,而其余部分则维持非晶矽结构。结果,一多晶矽薄膜电晶体及至少一非晶矽薄膜电晶体在相同结构形成,其优点在多晶矽薄膜电晶体及非晶矽薄膜电晶体之混合式结构中,可得一高电流及低泄漏电流。
申请公布号 TW370728 申请公布日期 1999.09.21
申请号 TW086114174 申请日期 1997.09.26
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 林纲正
分类号 H01L29/78 主分类号 H01L29/78
代理机构 代理人
主权项 1.一种制造一混合式多晶矽/非晶矽薄膜电晶体元件的方法,以应用作为一液晶显示器的一开关,包括:提供一经预处理的基底,该经预处理的基底上表面形成具有第一长度的一闸极及一第一绝缘层;沈积一非晶矽层于该经预处理的基底;沈积一第二绝缘层于该非晶矽层之上;将该第二绝缘层形成为具一第二长度的一绝缘体;沈积一含n+掺杂非晶矽于该绝缘体及该非晶矽层之上;形成一窗口于该含n+掺杂非晶矽,曝露出部分的该绝缘体,因此,该含n+掺杂非晶矽覆盖该绝缘体的两端;利用一具辐射能量的光束,在与该经预处理的基底垂直的方向照射,因此,在该窗口中曝露的该非晶矽层转变为结晶态而形成一多晶矽薄膜电晶体,而在其他部分的该非晶矽层则保持非晶状态,而形成两个非晶矽薄膜电晶体;以及形成一导电层于该预处理基底上,形成一汲极电极及一源电极,该混合式薄膜电晶体由该多晶矽薄膜电晶体及该些非晶矽薄膜形成。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该经预处理的基底上沈积的该非晶矽层为一氢化非晶矽层。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一绝缘层由二氧化矽或氮化矽形成。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二绝缘层由二氧化矽或氮化矽形成。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绝缘体之第二长度基本上与该闸极的第一长度相似。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该非晶矽层是利用化学气相沈积法形成。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该含n+掺杂非晶矽层是利用化学气相沈积法形成后,再植入磷或砷离子。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该窗口形成后,被该含n+掺杂非晶矽层覆盖的该两端,具相同的宽度且相称于该窗口的中心轴。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中被该含n+掺杂非晶矽层覆盖的该窗口的该两端具较该窗口小的长度。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该具辐射能量的光束为一雷射光束。11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该具辐射能量的光束由一准分子雷射产生。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该准分子雷射为一氯化氙雷射,操作于约308nm之波长。13.如申请专利范围第1项所述之方法,其中又包括一步骤,形成一闸电极以电性连接该闸极。14.如申请专利范围第1项所述之方法,其中又包括一步骤,沈积该非晶矽层于该经预处理基底至一厚度约20nm至200nm。15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中又包括一步骤,沈积该含n+掺杂非晶矽层于该绝缘体及该非晶矽层之上,至一厚度介于约10nm至500nm之间。16.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该经预处理基底基本上为一透明玻璃基底。17.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该闸极由一抗热金属形成。18.一混合式多晶矽/非晶矽薄膜电晶体元件,包括:一基底,在该基底上方形成有一闸极及一第一绝缘层;一氢化非晶矽层,在该第一绝缘层上形成,该氢化非晶矽层具一中心部分,转变成多晶矽状态,而形成一多晶矽薄膜电晶体,至少一个氢化非晶矽薄膜电晶体,由在该中心部分周围的该氢化非晶矽层形成;一绝缘体,由第二绝缘层形成在该氢化非晶矽层上形成;一含n+掺杂氢化非晶矽层,在该氢化非晶矽层上及部分的该绝缘体上,除了由一窗口曝露之该绝缘体之一中心部分,基本上具一区域,与该氢化非晶矽层之一中心结晶部分相同;以及一源极电极,一汲极电极,及一闸极电极,以提供电性连接于由该多晶矽薄膜电晶体及该至少一个非晶矽薄膜电晶体形成之该混合式电晶体。19.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该第一绝缘层及该第二绝缘层由二氧化矽或氮化矽形成。20.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该含n+掺杂非晶矽层包括磷或砷掺质。21.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该氢化非晶矽层具一厚度约为20nm至200nm,最好是介于20nm至100nm之间。22.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该含n+掺杂非晶矽层具一厚度约为10nm至500nm,最好是介于10nm至100nm之间。23.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该基底由陶瓷基底形成。24.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该闸极由抗热金属形成。25.如申请专利范围第18项所述之元件,其中该闸极是由选自包括铬,钼,钽,及钛之材料所形成。图式简单说明:第一图绘示出一具间隙壁于基底之间的一传统LCD元件;第二图绘示出本发明中,间隙壁制造方法中的一典型黑矩阵及一导电阵列图案;第三图中,一负高电压施于间隙壁,而第二图中之导电阵列图案接地或连接一正电压,以喷洒间隙壁于导电阵列图案上;以及第四图绘示出一共平面开关模型之超薄膜电晶体LCD。第五图绘示出当第四图之发明元件覆盖有n+掺杂非晶矽层之放大截面图。第六图绘示出当第五图之发明元件顶部有光阻层涂布,并显影成图案时之放大截面图。第七图绘示出当第六图之发明元件在除去部份n+掺杂非晶矽层而曝露出绝缘体之放大截面图。第七图A绘示出第七图之发明元件金属店极定义出源极与汲极后之放大截面完成图。第七图B绘示出第七图A之发明元件结构下之等效电阻。第八图绘示出当第七图之发明元件成汲及和源极之后的放大截面图。第九图绘示出当第八图之发明元件顶部具有护层后之放大截面图。
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