专利名称：一种tft有源矩阵的新型制造方法
技术领域：
本发明涉及一种平板显示屏制造领域的制造方法，具体的说是一种TFT (薄膜晶 体管)有源矩阵的新型制造方法，采用半导体硅加工工艺及微机械加工工艺的方法实现 TFT有源矩阵的制作。
背景技术：
TFT英文全称为Thin Film Transistor,意思为薄膜晶体管。
现有的TFT有源矩阵采用如下的工艺制造流程制作首先在清洗洁净的TFT玻 璃基板上溅射底栅金属层，通过光刻工艺将底栅金属层图形化处理，得到底栅电极的图 形；接下来在图形化后的底栅金属层之上依次淀积绝缘层、有源层及欧姆接触层；再对 欧姆接触层作图形化处理，将TFT沟道处的欧姆接触层刻蚀掉，但保留源、漏电极处的 欧姆接触层；最后再溅射一层金属电极层，图形化处理后得到TFT有源矩阵的源、漏电 极。此种工艺的TFT有源矩阵的薄膜生长在玻璃基板上，制作出的TFT有源矩阵性能稳 定性较差；如需提高TFT的性能稳定性，需对TFT有源矩阵进行高温退火，但TFT玻璃 基板的特性决定了其不可承受长时间的高温烘烤，制作出的产品性能、良率不能够有效 的改善。
本发明采用半导体硅加工工艺及微机械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制 作，使TFT有源矩阵的制造与半导体制造工艺、微机械加工工艺相兼容；单晶硅晶圆上 制作的TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆剥离后，切割成单颗TFT器件并转移装配到玻璃基 板上，选用的玻璃基板可以为普通的玻璃基板，而非必须为TFT玻璃基板；同时剥离了 TFT有源矩阵层的单晶硅晶圆可循环利用，生产制作成本大幅降低；并且半导体工艺技 术非常成熟，制作出的TFT器件性能非常稳定，不易出现性能衰退，制造产品的良率会 大幅提升。发明内容
本发明的目的是提供一种TFT有源矩阵的新型制造方法，该方法制作的TFT有 源矩阵工艺可与半导体工艺兼容，且制作成的TFT有源矩阵性能更加稳定。
为达到上述目的，本发明采用如下方案
—种TFT有源矩阵的新型制造方法，TFT有源矩阵层在单晶硅晶圆上制作，采 用半导体制造工艺生长各膜层，再采用微机械加工工艺实现TFT有源矩阵层从单晶硅晶 圆到玻璃基板的转移，制作成新的TFT有源矩阵，其工艺步骤如下1)首先采用半导体 工艺在单晶硅晶圆上制作TFT有源矩阵层，幻制作完成之后涂布抗蚀层，幻再采用微机 械加工工艺的方法将TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆剥离开；4)TFT有源矩阵层经划片之 后形成单颗TFT器件，幻将单颗TFT器件转移装配到玻璃基板之上，形成TFT有源矩 阵。。
上述技术方案中，所述步骤1)的采用半导体工艺在单晶硅晶圆(10)上制作TFT有源矩阵层的工艺步骤如下①选取单晶硅晶圆作为基板，②并在其上热生长氧化硅层 作为牺牲层；③之后在氧化硅层上生长一层单晶硅层；④单晶硅层图形化处理之后做离 子注入，形成单颗TFT器件的有源区；⑤接着在有源区上生长一层绝缘层；⑥对绝缘层 做刻蚀，露出单颗TFT器件的源漏区，并对源漏区作离子注入，形成源极区及漏极区； ⑦生长一层金属电极层并作图形化处理，制作得到单颗TFT器件的源电极、漏电极、栅 电极，从而得到了单晶硅晶圆上的TFT有源矩阵层，单晶硅晶圆上的TFT有源矩阵层制 作工艺结束。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵层制成单颗TFT器件转移装配到玻璃基板 90上的工艺如下用抗蚀层80覆盖在上述的TFT有源矩阵层之上，防止后续刻蚀工艺对 TFT有源矩阵层造成伤害；采用微机械加工工艺的刻蚀方法，将氧化硅层20刻蚀掉，从 而使TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆10剥离开；对TFT有源矩阵层划片，形成单颗TFT 器件；对单颗TFT器件作性能测试，挑选出性能优良的单颗TFT器件转移到玻璃基板90 上，并与玻璃基板90装配在一起，制作成新的TFT有源矩阵。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵制作工艺中，剥离掉有源矩阵层的单晶硅 晶圆10可重复利用到下一次的TFT有源矩阵的制作中。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵制作工艺中，单颗TFT器件装配可以用键 合的方法来实现，但不局限于此种方法将单颗TFT器件与玻璃基板90装配在一起。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵制作工艺中，单颗TFT器件可转移到玻璃 基板90之上，但不仅局限于此种基板，柔性基板等其它基板皆属于此发明范围之内。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点
1本发明采用半导体硅加工工艺制作TFT有源矩阵，TFT有源矩阵层首先制作在 单晶硅晶圆上，制作的TFT器件可以在高温下退火，从而使制造出的TFT器件性能非常 稳定，不易出现性能衰退，产品的良率会大幅提升。
2本发明采用微机械加工工艺将生长在单晶硅晶圆上的TFT有源矩阵层从单晶硅 晶圆上剥离掉，并经划片、性能测试、转移等工艺步骤之后，将制作出的单颗TFT器件 转移装配到玻璃基板上；单晶硅晶圆可以重复使用，并且单颗TFT器件转移到的玻璃基 板可以选用普通的玻璃基板，大幅降低了 TFT有源矩阵的生产成本。
3本发明TFT有源矩阵工艺制造过程中，单颗TFT器件可单独进行性能测试， 性能优良的单颗TFT器件可转移并装配到玻璃基板上，制作成新的TFT有源矩阵，这样 使生产的成品率大幅地提高。
图ITFT有源矩阵制作在单晶硅晶圆上的剖视图
图2TFT有源矩阵制作在单晶硅晶圆上的正视图
图3TFT有源矩阵转移装配到玻璃基板上的剖视图
图4TFT有源矩阵新型制作方法的制作流程框图
图5TFT有源矩阵新型制作方法的工艺流程的形象示意图具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行说明
实施例1
参见图4和图5，本TFT有源矩阵的新型制造方法，采用半导体硅加工工艺及 微机械加工工艺来制造。利用半导体硅加工工艺在单晶硅晶圆10上制作TFT有源矩阵 层，并利用微机械加工工艺的方法将制作的TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆10上剥离掉； 剥离后的TFT有源矩阵层经划片后，对单颗TFT器件作性能测试，挑选出性能优良的单 颗TFT器件转移并装配到玻璃基板90上，TFT有源矩阵制造完成。剥离了 TFT有源矩 阵层的单晶硅晶圆10可重复利用；单颗TFT器件转移到的玻璃基板90可选用普通玻璃， 而非必须为TFT玻璃基板，可以大大降低制造成本。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，特别之处在于
参见图1、图2、图4和图5，采用半导体硅加工工艺制造TFT有源矩阵的工艺 步骤如下
选取6英寸的单晶硅晶圆作为TFT有源矩阵制造的单晶硅晶圆10 ；首先利用 湿法热氧化的方法在单晶硅晶圆10上生长一层厚度为2 μ m左右的SO2层作为氧化硅层 20，之后采用热生长的方式在氧化硅层20上生长单晶硅层30，单晶硅层厚度为300nm左 右；利用光刻技术，显影之后在单晶硅表面制作出尺寸为50μιηΧ25μιη的区域作离子 注入，注入N型离子形成N型的有源区40，注入离子的结深为IOOnm左右；将单晶硅层 30上的光刻胶去除，并在其上热生长一层SO2作为绝缘层50，生长的厚度为nm左右； 对绝缘层50做曝光、显影等光刻工艺处理之后刻蚀绝缘层50，在有源区40处刻蚀部分绝 缘层50，并做P型离子注入，得到源漏区60，其中源极区61及漏极区62，注入的结深为 20nm；在绝缘层50上面溅射金属电极层70，选用金属铝作为电极，溅射厚度为150nm ； 对金属电极层70光刻图形化处理之后，得到单颗TFT器件的源电极71、漏电极72及栅 电极73。单晶硅晶圆10上制作TFT有源矩阵层的工艺完成。
实施例3
本实施例与实施例2基本相同，特别之处在于
参见图3、图4和图5，制作在单晶硅上的TFT有源矩阵层转移到玻璃基板上的 工艺如下
在制作有TFT有源矩阵层的表面涂布抗蚀层80，此处选用正性光刻胶为抗蚀层 80，均勻涂布光刻胶厚度为2000nm，对其作固化处理，以抵抗酸性刻蚀液的腐蚀；采用 微机械加工湿法刻蚀工艺对氧化硅层20进行刻蚀，使TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆10剥 离开；去除TFT有源矩阵层上的抗蚀层80并划片，将TFT有源矩阵层分割成单颗的TFT 器件；对单颗TFT器件作性能测试，挑选出性能优良的单颗TFT器件转移到玻璃基板90 上，并利用键合的方式将单颗TFT器件与玻璃基板90装配在一起，这样TFT有源矩阵层 转移到玻璃基板90之上。
TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆10剥离之后，单晶硅晶圆10可以重复使用，作为 下一次TFT有源矩阵层转移的基板。
权利要求
1.一种TFT有源矩阵的新型制造方法，其特征在于，采用半导体硅加工工艺及微机 械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制作，使TFT有源矩阵的制造与半导体制造工 艺、微机械加工工艺相兼容；其工艺步骤如下1)首先采用半导体工艺在单晶硅晶圆 (10)上制作TFT有源矩阵层，2)制作完成之后涂布抗蚀层(80)，3)再采用微机械加工工 艺的方法将TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆(10)剥离开；4) TFT有源矩阵层经划片之后形 成单颗TFT器件，5)将单颗TFT器件转移装配到玻璃基板(90)之上，形成TFT有源矩 阵。
2.根据权利要求书1所述的一种TFT有源矩阵的新型制造方法，其特征在于，所述步 骤1)的采用半导体工艺在单晶硅晶圆(10)上制作TFT有源矩阵层的工艺步骤是①选 取单晶硅晶圆(10)作为基板，②并在其上热生长氧化硅层(20)作为牺牲层；③之后在氧 化硅层(20)上生长一层单晶硅层(30)；④单晶硅层(30)图形化处理之后做离子注入， 形成单颗TFT器件的有源区(40)；⑤接着在有源区上生长一层绝缘层(50)；⑥对绝缘层 (50)做刻蚀，露出单颗TFT器件的源漏区(60)，并对源漏区(60)作离子注入，形成源 极区(61)及漏极区(62)；⑦生长一层金属电极层(70)并作图形化处理，制作得到单颗 TFT器件的源电极(71)、漏电极(72)、栅电极(73)，从而得到了单晶硅晶圆(10)上的 TFT有源矩阵层。
3.根据权利要求书1所述的一种TFT有源矩阵的新型制造方法，其特征在于，所述 步骤5)将单颗TFT器件转移将配到玻璃基板之上的方法单颗TFT器件装配用键合的方 法来实现。
4.根据权利要求书1所述的一种TFT有源矩阵的新型制造方法，其特征在于，所述 单颗TFT器件转移到玻璃基板上。
全文摘要
本发明公开一种TFT有源矩阵的新型制造方法。本方法采用半导体硅加工工艺与微机械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制作，使TFT有源矩阵的制造工艺与半导体制造工艺相兼容。区别于传统的TFT有源矩阵必须制作在TFT玻璃之上的方法，本发明所制作的TFT有源矩阵首先制作在单晶硅晶圆上，制作完成且经过剥离工艺后，将TFT有源矩阵转移装配到玻璃基板上；本发明的制造方法选用的玻璃基板为普通玻璃基板，而非昂贵的TFT玻璃基板，并且TFT有源矩阵剥离之后的单晶硅晶圆可循环利用，大幅降低了TFT有源矩阵的制造成本。同时半导体工艺技术十分成熟，制作出的TFT器件性能非常稳定，不易出现性能衰退，生产成品率大幅提高。
文档编号H01L21/77GK102024751SQ201010290800
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者张建华, 李喜峰, 陈龙龙 申请人:上海大学