发明名称 多晶矽薄膜电晶体的制作方法
摘要 一种多晶矽薄膜电晶体的制作方法,系为在基板上形成非晶矽层之后,即对非晶矽层进行图案化,以形成矽岛图形,使提前定义出元件主动区域。接着,利用单发长脉冲雷射光束,照射矽岛图形,以诱发矽岛图形内产生超级横向长晶行为,而由非晶矽转变为多晶矽。最后,再依序进行后续薄膜电晶体制作流程,即完成多晶矽薄膜电晶体之制作。
申请公布号 TWI256138 申请公布日期 2006.06.01
申请号 TW094103127 申请日期 2005.02.01
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 林家兴;陈昱丞;陈麒麟
分类号 H01L29/786 主分类号 H01L29/786
代理机构 代理人
主权项 1.一种多晶矽薄膜电晶体的制作方法,至少包含: 形成一非晶矽层于一基板上; 图案化该非晶矽层,以形成至少一矽岛图形于该基 板上,而定义出至少一元件主动区域;以及 利用一单发长脉冲雷射光束,照射该矽岛图形,使 诱发该矽岛图形中产生一超级横向长晶行为,于是 ,该矽岛图形系转变成为一多晶矽。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该非晶矽 层的形成步骤之前,更包含形成一缓冲层于该基板 上。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基板之 材质系为玻璃。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该矽岛图 形系为一长条型结构。 5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该矽岛图 形中产生的该超级横向长晶行为,系为由该矽岛图 形之一长侧边上形成复数个结晶成核点,然后渐往 该矽岛图形之内部进行横向长晶。 6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该矽岛图 形所定义之该元件主动区域系包含一通道区、一 源极区以及一汲极区。 7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该通道区 之该矽岛图形系为单一长条型结构或复数个长条 形结构。 8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中具有该些 长条型结构之该通道区系为一多重通道型态,且连 接该源极区以及该汲极区之每一该些长条型结构 之短边,须小于该超级横向长晶行为之一横向长晶 长度的两倍。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该单发长 脉冲雷射光束之光源系为使用氯化氙(XeCl)紫外光 源的准分子雷射。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该单发 长脉冲雷射光束系为选用脉冲时间约100-200 ns的雷 射光束。 11.如申请专利范围第1项所述之方法,更至少包含: 形成一闸极氧化层,覆盖于该矽岛图形以及该基板 之上; 形成一闸极金属于该闸极氧化层之上,使位于该矽 岛图形之正上方; 离子植入该闸极金属两侧的该矽岛图形中; 形成一介电层于该闸极金属以及该闸极氧化层之 上; 图案化该介电层以及该闸极氧化层,以于该闸极金 属之两侧各形成一接触窗口,而于该些接触窗口中 暴露出该矽岛图形;以及 制作二源/汲极金属于该介电层之上,同时,每一该 些源/汲极金属系位于每一该些接触窗口中,而与 该矽岛图形相连接。 12.一种多晶矽薄膜电晶体的制作方法,至少包含: 形成一缓冲层于一基板上; 形成一非晶矽层于该缓冲层上; 图案化该非晶矽层,以形成至少一长条矽岛图形于 该缓冲层之上,而定义出至少一元件主动区域,其 中该长条矽岛图形中系包含一通道区、一源极区 以及一汲极区;以及 利用一单发长脉冲雷射光束,照射该长条矽岛图形 ,使诱发该长条矽岛图形中产生一超级横向长晶行 为,其中,该长条矽岛图形中所产生的该超级横向 长晶行为,系为由该长条矽岛图形之一长侧边上形 成复数个结晶成核点,然后渐往该长条矽岛图形之 内部进行横向长晶。 13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该基板 之材质系为玻璃。 14.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该长条 矽岛图形中之该通道区,系具有单一长条型结构或 复数个长条形结构。 15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中具有该 些长条型结构之该通道区系为一多重通道型态,且 连接该源极区以及该汲极区之每一该些长条型结 构之短边,须小于该超级横向长晶行为之一横向长 晶长度的两倍。 16.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该单发 长脉冲雷射光束之光源系为使用氯化氙(XeCl)紫外 光源的准分子雷射。 17.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该单发 长脉冲雷射光束系为选用脉冲时间约100-200 ns的雷 射光束。 18.如申请专利范围第12项所述之方法,更至少包含: 形成一闸极氧化层,覆盖于该长条矽岛图形以及该 缓冲层之上; 形成一闸极金属于该闸极氧化层之上,使位于该长 条矽岛图形之该通道区的正上方; 离子植入该闸极金属两侧的该长条矽岛图形中; 形成一介电层于该闸极金属以及该闸极氧化层之 上; 图案化该介电层以及该闸极氧化层,以于该闸极金 属之两侧各形成一接触窗口,而于该些接触窗口中 暴露出该长条矽岛图形;以及 制作二源/汲极金属于该介电层之上,同时,每一该 些源/汲极金属系位于每一该些接触窗口中,而与 该长条矽岛图形相连接。 19.一种上层闸极(top gate)结构之多晶矽薄膜电晶体 元件的制作方法,至少包含: 形成一缓冲层于一基板上; 形成一非晶矽层于该缓冲层上; 图案化该非晶矽层,以形成至少一矽岛图形于该缓 冲层之上,而定义出至少一元件主动区域,其中该 矽岛图形中系包含一通道区、一源极区以及一汲 极区; 利用一单发长脉冲雷射光束,照射该矽岛图形,使 诱发该矽岛图形中产生一超级横向长晶行为,于是 ,该矽岛图形转变成为一多晶矽; 形成一闸极氧化层,覆盖于该矽岛图形以及该缓冲 层之上; 形成一闸极金属于该闸极氧化层之上,使位于该矽 岛图形之该通道区的正上方; 离子植入该闸极金属两侧的该矽岛图形中; 形成一介电层于该闸极金属以及该闸极氧化层之 上; 图案化该介电层以及该闸极氧化层,以于该闸极金 属之两侧各形成一接触窗口,而于该些接触窗口中 暴露出该矽岛图形;以及 制作二源/汲极金属于该介电层之上,同时,每一该 些源/汲极金属系位于每一该些接触窗口中,而与 该矽岛图形相连接。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该单发 长脉冲雷射光束系为选用脉冲时间约100-200 ns的雷 射光束。 图式简单说明: 第1图系依照本发明第一较佳实施例之一种多晶矽 薄膜电晶体制作方法的步骤流程图; 第2A图系依照本发明第一较佳实施例之一种多晶 矽薄膜电晶体制作的部份流程剖面示意图; 第2B图系依照本发明第一较佳实施例之一种多晶 矽薄膜电晶体中的结晶结构放大俯视示意图; 第3图系依照本发明第二较佳实施例之一种多晶矽 薄膜电晶体制作方法的的步骤流程图; 第4A-4B图系依照本发明第二较佳实施例之一种多 晶矽薄膜电晶体的制作流程剖面示意图; 第5A图系依照本发明第二较佳实施例之一种多晶 矽薄膜电晶体的元件主动区域放大俯视示意图; 第5B图系为一种结晶控制不佳的多晶矽薄膜电晶 体之元件主动区域放大俯视示意图;以及 第5C图系依照本发明第二较佳实施例之一种具有 双通道结构设计的元件主动区域放大俯视示意图 。
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