发明名称 用以制造多晶矽层之方法
摘要 一种用以制造多晶矽层之方法。首先,提供一基板,并形成一绝缘层于基板上。接着,形成一非晶矽层于绝缘层上,非晶矽层具有一非晶矽厚区及一非晶矽薄区。然后,将非晶矽层完全熔融为一第一熔融态非晶矽区及一第二熔融态非晶矽区。第一熔融态非晶矽区之底部系对应于非晶矽厚区之底部,第二熔融态非晶矽区之底部系对应于非晶矽薄区之底部,第一熔融态非晶矽区的温度系低于第二熔融态非晶矽区的温度。接着,由第一熔融态非晶矽区往第二熔融态非晶矽区结晶,以形成多晶矽层。
申请公布号 TWI241637 申请公布日期 2005.10.11
申请号 TW093120500 申请日期 2004.07.08
申请人 友达光电股份有限公司 发明人 陈亦伟;张志雄;许宗义
分类号 H01L21/20 主分类号 H01L21/20
代理机构 代理人 林素华 台北市信义区忠孝东路5段510号22楼之2
主权项 1.一种用以制造一多晶矽层之方法,包括:提供一基板;形成一绝缘层于该基板上;形成一非晶矽层于该绝缘层上,该非晶矽层具有至少一非晶矽厚区及至少一非晶矽薄区,该非晶矽厚区及该非晶矽薄区分别具有一第一厚度及一第二厚度,该第一厚度系大于该第二厚度;将该非晶矽层完全熔融为一熔融态非晶矽层,该熔融态非晶矽层具有一第一熔融态非晶矽区及一第二熔融态非晶矽区,该第一熔融态非晶矽区之底部中央系对应于该非晶矽厚区之底部中央,该第二熔融态非晶矽区之底部中央系对应于该非晶矽薄区之底部中央,该第一熔融态非晶矽区之底部中央的温度系低于该第二熔融态非晶矽区及该第一熔融态非晶矽区之顶部的温度;以及由该第一熔融态非晶矽区之底部中央往该第二熔融态非晶矽区及该第一熔融态非晶矽区之顶部结晶,以形成该多晶矽层。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该方法系于该形成该非晶矽层于该绝缘层上之步骤中更包括:形成一具有该第一厚度之第一非晶矽层于该绝缘层上;以及去除部分之该第一非晶矽层,以形成具有该非晶矽厚区及该非晶矽薄区之该非晶矽层。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该方法系于该形成该非晶矽层于该绝缘层上之步骤中更包括:形成一具有一第三厚度之第一非晶矽层于该绝缘层上;去除部分之该第一非晶矽层,以暴露部分之该绝缘层;以及形成一具有该第二厚度之第二非晶矽层于部分之该第一非晶矽层及部分之该绝缘层上,使得该第二非晶矽层及部分之该第一非晶矽层形成具有该非晶矽厚区及该非晶矽薄区之该非晶矽层,该第二厚度及该第三厚度之总和为该第一厚度。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基板为玻璃基板。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绝缘层为二氧化矽层。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该形成该多晶矽层之步骤后更包括以下步骤:去除部分之该多晶矽层,以形成一多晶矽岛层;掺杂该多晶矽岛层之两端,以形成一重掺杂N型(N+)欧姆接触层于剩余之该多晶矽岛层之两侧上;形成一闸极绝缘层于该N+欧姆接触层及剩余之该多晶矽岛层上;掺杂剩余之该多晶矽岛层之两端,以形成一轻掺杂N型(N-)欧姆接触层于一多晶矽通道层及该N+欧姆接触层之间,该多晶矽通道层之位置系对应于该非晶矽层之该非晶矽厚区之位置;形成一闸极于该多晶矽通道层上的该闸极绝缘层上;形成一介电层于该闸极绝缘层之上,以覆盖该闸极及该闸极绝缘层,该介电层及该闸极绝缘层系具有一第一接触孔及一第二接触孔,该第一接触孔及该第二接触孔系位于该闸极之两侧外,用以暴露部分之该N+欧姆接触层;形成一源极及一汲极于部分的该介电层上,该源极及该汲极系分别藉由该第一接触孔及该第二接触孔与该N+欧姆接触层电性连接,该源极及该汲极之位置系对应于该非晶矽层之与该非晶矽厚区相邻之二该非晶矽薄区之位置;形成一护层于该介电层之上,以覆盖该源极及该汲极,该护层系具有一第三接触孔,用以暴露部分之该源极或该汲极;以及形成一铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)电极于该护层上,该ITO电极系藉由该第三接触孔与该源极或该汲极电性连接。7.一种用以熔融一非晶矽层之方法,该非晶矽层具有一非晶矽厚区及一非晶矽薄区,该非晶矽厚区之厚度大于该非晶矽薄区之厚度,该方法包括:以一准分子雷射照射并扫描该非晶矽层,该准分子雷射之扫描方向和该非晶矽厚区及该非晶矽薄区之延伸方向呈一夹角;以及将该非晶矽层完全熔融为一熔融态非晶矽层。8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该夹角为45度。9.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该以该准分子雷射照射并扫描该非晶矽层之步骤前更包括以下步骤:提供一基板;形成一绝缘层于该基板上;以及形成该非晶矽层于该绝缘层上。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该熔融态非晶矽层具有一第一熔融态非晶矽区及一第二熔融态非晶矽区,该第一熔融态非晶矽区之底部中央系对应于该非晶矽厚区之底部中央,该第二熔融态非晶矽区之底部中央系对应于该非晶矽薄区之底部中央,该第一熔融态非晶矽区之底部中央的温度系低于该第二熔融态非晶矽区及该第一熔融态非晶矽区之顶部的温度。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该将该非晶矽层完全熔融为该熔融态非晶矽层之步骤后更包括以下步骤:由该第一熔融态非晶矽区之底部中央往该第二熔融态非晶矽区及该第一熔融态非晶矽区之顶部结晶,以形成一多晶矽层。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该形成该多晶矽层之步骤后更包括以下步骤:去除部分之该多晶矽层,以形成一多晶矽岛层;掺杂该多晶矽岛层之两端,以形成一N+欧姆接触层于剩余之该多晶矽岛层之两侧上;形成一闸极绝缘层于该N+欧姆接触层及剩余之该多晶矽岛层上;掺杂剩余之该多晶矽岛层之两端,以形成一N-欧姆接触层于一多晶矽通道层及该N+欧姆接触层之间,该多晶矽通道层之位置系对应于该非晶矽层之该非晶矽厚区之位置;形成一闸极于该多晶矽通道层上的该闸极绝缘层上;形成一介电层于该闸极绝缘层之上,以覆盖该闸极及该闸极绝缘层,该介电层及该闸极绝缘层系具有一第一接触孔及一第二接触孔,该第一接触孔及该第二接触孔系位于该闸极之两侧外,用以暴露部分之该N+欧姆接触层;形成一源极及一汲极于部分的该介电层上,该源极及该汲极系分别藉由该第一接触孔及该第二接触孔与该N+欧姆接触层电性连接,该源极及该汲极之位置系对应于该非晶矽层之与该非晶矽厚区相邻之二该非晶矽薄区之位置;形成一护层于该介电层之上,以覆盖该源极及该汲极,该护层系具有一第三接触孔,用以暴露部分之该源极或该汲极;以及形成一ITO电极于该护层上,该ITO电极系藉由该第三接触孔与该源极或该汲极电性连接。13.一种用以制造一多晶矽层之方法,包括:提供一基板;形成一绝缘层于该基板上;形成一非晶矽层于该绝缘层上,该非晶矽层具有一非晶矽厚区及一非晶矽薄区,该非晶矽厚区及该非晶矽薄区分别具有一第一厚度及一第二厚度,该第一厚度系大于该第二厚度;以一准分子雷射照射并扫描该非晶矽层,该准分子雷射之扫描方向和该非晶矽厚区及该非晶矽薄区之延伸方向呈一夹角;将该非晶矽层被完全熔融为一熔融态非晶矽层,该熔融态非晶矽层具有一第一熔融态非晶矽区及一第二熔融态非晶矽区,该第一熔融态非晶矽区之底部中央系对应于该非晶矽厚区之底部中央,该第二熔融态非晶矽区之底部中央系对应于该非晶矽薄区之底部中央,该第一熔融态非晶矽区之底部中央的温度系低于该第二熔融态非晶矽区及该第一熔融态非晶矽区之顶部的温度;以及由该第一熔融态非晶矽区之底部中央往该第二熔融态非晶矽区及该第一熔融态非晶矽区之顶部结晶,以形成一多晶矽层。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该方法系于该形成该非晶矽层于该绝缘层上之步骤中更包括:形成一具有该第一厚度之第一非晶矽层于该绝缘层上;以及去除部分之该第一非晶矽层,以形成具有该非晶矽厚区及该非晶矽薄区之该非晶矽层。15.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该方法系于该形成该非晶矽层于该绝缘层上之步骤中更包括:形成一具有一第三厚度之第一非晶矽层于该绝缘层上;去除部分之该第一非晶矽层,以暴露部分之该绝缘层;以及形成一具有该第二厚度之第二非晶矽层于部分之该第一非晶矽层及部分之该绝缘层上,使得该第二非晶矽层及部分之该第一非晶矽层形成具有该非晶矽厚区及该非晶矽薄区之该非晶矽层,该第二厚度及该第三厚度之总和为该第一厚度。16.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该基板为玻璃基板。17.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该绝缘层为二氧化矽层。18.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该夹角为45度。19.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该形成该多晶矽层之步骤后更包括以下步骤:去除部分之该多晶矽层,以形成一多晶矽岛层;掺杂该多晶矽岛层之两端,以形成一N+欧姆接触层于剩余之该多晶矽岛层之两侧上;形成一闸极绝缘层于该N+欧姆接触层及剩余之该多晶矽岛层上;掺杂剩余之该多晶矽岛层之两端,以形成一N-欧姆接触层于一多晶矽通道层及该N+欧姆接触层之间,该多晶矽通道层之位置系对应于该非晶矽层之该非晶矽厚区之位置;形成一闸极于该多晶矽通道层上的该闸极绝缘层上;形成一介电层于该闸极绝缘层之上,以覆盖该闸极及该闸极绝缘层,该介电层及该闸极绝缘层系具有一第一接触孔及一第二接触孔,该第一接触孔及该第二接触孔系位于该闸极之两侧外,用以暴露部分之该N+欧姆接触层;形成一源极及一汲极于部分的该介电层上,该源极及该汲极系分别藉由该第一接触孔及该第二接触孔与该N+欧姆接触层电性连接,该源极及该汲极之位置系对应于该非晶矽层之与该非晶矽厚区相邻之二该非晶矽薄区之位置;形成一护层于该介电层之上,以覆盖该源极及该汲极,该护层系具有一第三接触孔,用以暴露部分之该源极或该汲极;以及形成一ITO电极于该护层上,该ITO电极系藉由该第三接触孔与该源极或该汲极电性连接。图式简单说明:第1A-1D图绘示乃中国台湾专利公告第452892号所揭露之用以制造多晶矽层之方法的流程剖面图。第2A-2D图绘示乃依照本发明之较佳实施例之用以制造多晶矽层之方法的流程剖面图。其中,第2A-2D图及第8A-8G图绘示乃依照本发明之较佳实施例之用以制造低温多晶矽薄膜电晶体之方法的流程剖面图。第3A-3B图绘示乃本发明之一种形成非晶矽层之方法的流程剖面图。第4A-4C图绘示乃本发明之另一种形成非晶矽层之方法的流程剖面图。第5图绘示乃第2B图之以准分子雷射熔融非晶矽层时之状态的俯视示意图。第6图绘示乃非晶矽层于全熔融后所结晶成之多晶矽层之表面SEM和非晶矽层之剖面结构的对照图。第7图绘示乃非晶矽层于非晶矽薄区全熔融且非晶矽厚区半熔融后所结晶成之多晶矽层之表面SEM和非晶矽层之剖面结构的对照图。第9图绘示乃LTPS之多晶矽通道层、N+欧姆接触层及N-欧姆接触层和非晶矽层的俯视对照图。
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