发明名称 半导体元件与其中的多晶矽薄膜电晶体及其制造方法
摘要 形成于半导体底材上的一种薄膜电晶体,包括一多晶矽层、一闸极绝缘层、一氢原子供应层以及一闸极。多晶矽层形成于半导体底材上,其中多晶矽层之二侧端分别作为薄膜电晶体之源极与汲极,而该多晶矽层之部位则做为薄膜电晶体之通道。闸极绝缘层形成于多晶矽层上,氢原子供应层形成于闸极绝缘层上。其中氢原子供应层系供应氢原子至多晶矽层之通道,使该多晶矽层中之复数个未饱和键得以形成复数个氢键,以避免该等未饱和键降低通道的载体移动效能。而闸极形成于氢原子供应层上表面,且位于通道之正上方。
申请公布号 TWI246199 申请公布日期 2005.12.21
申请号 TW093120640 申请日期 2004.07.09
申请人 友达光电股份有限公司 发明人 叶光兆;徐文斌
分类号 H01L29/786 主分类号 H01L29/786
代理机构 代理人 李长铭 台北市中山区南京东路2段53号9楼
主权项 1.一种薄膜电晶体,系形成于一半导体底材上,该薄膜电晶体包括:一多晶矽层,形成于该半导体底材上,其中该多晶矽层之二侧端分别作为该薄膜电晶体之源极(source)与汲极(drain),而该多晶矽层之中央部置则做为该薄膜电晶体之通道(channel);一闸极绝缘层,形成于该多晶矽层上;一氢原子供应层,形成于该闸极绝缘层上;以及一闸极,形成于该氢原子供应层上表面,且位于该通道之正上方。2.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中该氢原子供应层之厚度系介于100埃~600埃。3.如申请专利范围第2项所述之薄膜电晶体,其中该闸极绝缘层以及该氢原子供应层之厚度总合介于800~1600埃间。4.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中该氢原子供应层系包括四乙氧基矽(TEOS)。5.如申请专利范围第1项所述之薄膜电晶体,其中该闸极绝层系包括四乙氧基矽(TEOS)。6.一种半导体元件,包括:一半导体底材;一多晶矽层,形成于该半导体底材上,其中该多晶矽层之二侧端分别作为该薄膜电晶体之源极(source)与汲极(drain),而该多晶矽层之中央部位则做为该薄膜电晶体之通道(channel);一闸极绝缘层,形成于该多晶矽层上;一氢原子供应层,形成于该闸极绝缘层上;一闸极,形成于该氢原子供应层上表面,且位于该通道之正上方;一内层介电层,覆盖在该闸极以及该氢原子供应层上;二金属导线,自该内层介电层的上表面穿过该内层介电层,而分别与该多晶矽层之该源极以及该汲极接触;以及一钝化层,覆盖该内层介电层上,以保护该半导体元件。7.如申请专利范围第6项所述之半导体元件,其中该氢原子供应层之厚度系介于100埃~600埃。8.如申请专利范围第7项所述之半导体元件,其中该闸极绝缘层以及该氢原子供应层之厚度总合大体上系介于800~1600埃间。9.如申请专利范围第6项所述之半导体元件,其中该氢原子供应层系包括四乙氧基矽(TEOS)。10.如申请专利范围第6项所述之半导体元件,其中该闸极绝缘层系包括四乙氧基矽(TEOS)。11.如申请专利范围第6项所述之半导体元件,其中该钝化层系含有氢。12.一种半导体元件的制造方法,包括下列步骤:形成一多晶矽层于一半导体底材上;形成一闸极绝缘层于该多晶矽层上;对于该多晶矽层进行一离子布植程序,以便在该多晶矽层之二侧端定义出汲极与源极区域,且在该多晶层之中央部位定义出一通道区域;形成一氢原子供应层于该闸极绝缘层上;形成一闸极于该氢原子供应层上;形成一内层介电层以覆盖该闸极以及该氢原子供应层;进行热回火程序(Hydrogenation process),使该氢原子供应层中之氢原子,藉由热扩散作用进入该通道,使该多晶矽层中之复数个未饱和键得以形成复数个氢键,以避免该等未饱和键降低该通道的载体移动效能;形成二金属导线,该二金属导线系自该内层介电层的上表面穿过该内层介电层,而分别与该多晶矽层之该源极以及该汲极接触;以及形成一钝化层以覆盖在该内层介电层上,以保护该半导体元件。13.如申请专利范围第12项所述之半导体元件的制造方法,其中该离子布植程序系包括一离子活化程序,以高温来活化(activate)该汲极与该源极区域中之该等离子。14.如申请专利范围第12项所述之半导体元件的制造方法,其中该氢原子供应层系包括四乙氧基矽(TEOS)。15.如申请专利范围第12项所述之半导体元件的制造方法,其中该闸极绝缘层系包括四乙氧基矽(TEOS)。16.如申请专利范围第12项所述之半导体元件的制造方法,其中该热回火程序之温度系介于300度C~420度C。17.如申请专利范围第12项所述之半导体元件的制造方法,其中该热回火程序之时间系为20min~60min。图式简单说明:图一显示习知具有低温多晶矽薄膜电晶体之半导体元件;图二显示本发明半导体元件以及其中之薄膜电晶体;图三A至图三L显示本发明半导体元件的制造方法;以及图四A、B显示本发明另一实施例。
地址 新竹市科学工业园区力行二路1号