发明名称 使矽层结晶化之方法及藉此制造薄膜电晶体之方法
摘要 本发明系相关于一种藉由使用晶体过滤技术将一薄膜电晶体之主动层结晶化之方法。根据传统之金属感应横向结晶(MILC)方法,非晶形矽层能结晶化而变成复晶矽层。根据本发明之该晶体过滤技术,非晶形矽层能够藉由自MTLC结晶化之复晶矽区域中过滤一单晶成份而晶单化。包括根据本发明方法所结晶之主动层而制造之TFT比起包括根据传统方法所制造复晶矽主动层的TFT,乃大大地改良电特性比如电子迁移率及漏电流。本发明亦提供使用晶体过滤技术之各种TFT制造方法。
申请公布号 TW535295 申请公布日期 2003.06.01
申请号 TW091101334 申请日期 2002.01.28
申请人 朱承基 发明人 朱承基;李石运
分类号 H01L29/786 主分类号 H01L29/786
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种使矽层结晶化之方法,该矽层提供一薄膜电晶体之主动层,该方法系包括下列步骤:(a)形成一非晶形矽层在一基底上;(b)藉由将该非晶形矽层图案化,形成一包括MIC源金属之结晶源区域、一主动层区域及一连接该结晶源区域及该主动层区域之过滤通道;及(c)藉由进行一热处理至该图案化之非晶形矽层,而将该结晶源区域及该主动层区域结晶化,其中面对该主动层区域之结晶源区域的一端系形成为相对于连接该晶体源区域以及该主动层区域之该晶体过滤通道的轴呈倾斜。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该过滤通道之宽度为0.1-50m。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该MIC源金属系形成在该结晶源区域之一部份上,以使得MIC源金属与该过滤通道分隔2-50m。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基底系由玻璃、石英或矽晶圆所制成。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其更进而包括一在步骤(a)之前形成氧化矽或氮化矽之绝缘层在该基底上之步骤。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该MIC源金属包含下列镍、钯、钛、银、金、铝、锡、锑、铜、钴、铬、钼、钛、铽、钌、铑、镉和铂之至少一种。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该MIC源金属系藉由蒸镀、溅镀、CVD、涂敷或是离子植入而形成的。8.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该MIC源金属系形成有1-200埃的厚度。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该步骤(c)之热处理系在一炉中进行。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该热处理系在400-700℃之温度下进行。11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该步骤(c)之热处理系使用一光扫描方法而进行。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该光扫描系自有形成该MIC源金属之结晶源区域的部份进行。13.如申请专利范围第1项所述之方法,其更进而包括在该步骤(c)之后藉由使用高温灯泡之RTA、准分子雷射、高温炉退火或微波以进行二次热处理之步骤。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该二次热处理系在一低于矽的熔点之温度下来进行。15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在进行该步骤(c)之热处理时,该结晶源区域系藉由该MIC源金属而复晶化,且该主动层区域之单晶化藉由自该结晶源区域之MILC传播通过该过滤通道来进行。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中当该主动层区域之单晶化进行至一预定程度时,该热处理便终止。17.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该结晶源区域系形成在该主动层区域之两侧上,且每一该结晶源区域系藉由过滤通道而连接至该主动层区域。18.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该结晶源区域具有一多重阶段结构,其中该结晶源区域的两个或更多系藉由过滤通道而串连接在一起。19.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该结晶源区域系形成在该主动层区域之一横向侧上。20.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该MIC源金属系形成为具有一形状,其可感应出在该结晶源区域内之矽层的辐射状结晶化。21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该MIC金属形成具有一V形、一点或是朝向该过滤通道延伸之一线的外形。22.一种制造包括结晶化矽主动层的薄膜电晶体之方法,该方法系包括下列步骤:(a)形成一非晶形矽层在一基底之上;(b)藉由将该非晶形矽层图案化,形成一包括MIC源金属之结晶源区域、一主动层区域及一连接该结晶源区域及该主动层区域之过滤通道;(c)藉由进行一热处理至该图案化之非晶形矽层,而将该结晶源区域及该主动层区域结晶化;(d)形成一闸绝缘层及一闸电极在该主动层区域之上;(e)将杂质掺杂至该主动层区域内;(f)形成一接触绝缘层至少在该主动层区域上,及在该接触绝缘层内形成至少一接触洞;及(g)形成至少一接触电极,其系经由该接触洞而电性地连接至该主动层区域,其中面对该主动层区域之结晶源区域的一端系形成为相对于连接该晶体源区域以及该主动层区域之该晶体过滤通道的轴呈倾斜。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该步骤(d)系在该步骤(c)之前进行的。24.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该步骤(d)和(e)系在步骤(c)之前进行的。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中该非晶形矽层之结晶化及掺杂入该主动层区域之杂质的活化系同时地在该步骤(c)中进行。26.如申请专利范围第22项所述之方法,其中步骤(b)中该MIC源金属系同时形成在该结晶源区域之一部份上和在相对于结晶源区域的主动层区域之一端上。27.如申请专利范围第22项所述之方法,其更进而在步骤(c)中之将该主动层区域结晶化后,包括将该主动层区域之周边区域图案化及移除的步骤。28.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中该过滤通道之宽度为0.1-50m。29.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中该MIC源金属系形成在该结晶源区域之一部份上,且使MIC源金属与该过滤通道相隔开2-50m。30.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其更进而在步骤(a)之前包括形成氧化矽或是氮化矽的绝缘层在该基底上之步骤。31.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中该MIC源金属包含下列镍、钯、钛、银、金、铝、锡、锑、铜、钴、铬、钼、钛、铽、钌、铑、镉或是铂之至少一种。32.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中该MIC源金属系形成有1-200埃的厚度。33.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中该热处理系在一炉且于400-700℃之温度下进行。34.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其更进而在步骤(c)之后包括藉由使用高温灯泡之RTA、准分子雷射、高温炉退火或微波以进行二次热处理之步骤。35.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中在进行该步骤(c)之热处理时,该结晶源区域系藉由该MIC源金属而复晶化,且该主动层区域之单晶化系藉由自该结晶源区域之MILC传播通过该过滤通道来进行。36.如申请专利范围第35项所述之方法,其中当该主动层区域之单晶化进行至一预定程度时,该热处理便终止。37.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中形成在该结晶源区域中之MIC金属具有一V形、一点或是朝向该过滤通道延伸之一线的外形。38.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中步骤(c)之热处理系使用一光扫描方法来进行。39.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中该接触洞之至少一个系形成以曝露出该主动层区域之一部份以及该结晶源区域之至少一部份。40.如申请专利范围第22至27项中任一项所述之方法,其中复数个MIC源金属以及复数个过滤通道以平行于该主动层区域的方式而形成。图式简单说明:图1A至图1D系解说藉由MILC将一薄膜电晶体之主动层结晶化的习知技术过程之截面图。图2A至图2C系揭示在该MILC区域中之结晶化过程的电子显微镜照片和概略图。图3A及图3B系在通过一晶体过滤后之MILC传播的解说图及其光学显微镜之一暗影像。图4A及图4B系在通过一晶体过滤后之MILC传播的光学显微镜暗影像及其解说图。图5A及图5B系解说藉由传统方法将该通道区域及其周边结晶化之结晶状态之图式。图6A及图6B系解说藉由本发明之方法将该通道区域及其周边结晶化之结晶状态之图式。图7A至图7G系解说用于本发明之各种晶体过滤架构及结构之图式。图8A至图8K系根据本发明之第一实施例解说制造一薄膜电晶体之制程图式。图9系根据本发明之另一实施例解说制造一薄膜电晶体之制程图式。图10A至10D系根据本发明之另一实施例制造一薄膜电晶体之制程截面图式。图11A至图11B系根据本发明之另一实施例制造一薄膜电晶体之制程截面图式。图12A至图12C系根据本发明之另一实施例制造一薄膜电晶体之制程截面图式。图13A及图13B分别系根据本发明之另一实施例制造一薄膜电晶体之制程的截面图及平面图。图14系根据本发明之另一实施例制造一薄膜电晶体之制程的平面图。图15A及图15B分别为一截面图以及一平面图,其解说根据本发明之尚有另一实施例之制造一薄膜电晶体之制程。图16系一平面图,其解说根据本发明之尚有另一实施例之制造一薄膜电晶体之制程。图17系一平面图,其解说根据本发明之尚有另一实施例之制造一薄膜电晶体之制程。
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