低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜晶体管的制作方法，且特别是涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法。
【【背景技术】】
[0002]随着半导体技术的发展，视频产品，特别是数字化的视频或影像装置已经成为在一般日常生活中所常见的产品。这些数字化的视频或影像装置中，显示器是一个重要组件，以显示相关信息。而低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)可应用于液晶显示器的驱动组件，使得此项产品成为显示器的主流，于个人计算器、游戏机、监视器等市场成为未来主导性产品Ο
[0003]在低温多晶硅组件制作过程中，多晶硅(polysilicon)层与栅极之间设有一栅极绝缘层，由于是以化学气相沉积法形成所述栅极绝缘层，造成所述多晶硅层的周围边界之处的所述栅极绝缘层高度小于所述多晶硅层上方之处的所述栅极绝缘层厚度，导致低温多晶娃组件因为在多晶娃层的周围边界产生接口漏电流(junct1n leakage current)而造成组件的可靠性或是信赖度较差。如图1所示的现有技术中的低温多晶硅薄膜晶体管之部分结构示意图，在基板100上依序形成缓冲层102、多晶硅层之岛状结构104、栅极绝缘层106、栅极108以及层间介电层110。在所述多晶硅层的周围边界之处112的所述栅极绝缘层106的厚度T2远小于所述多晶硅层上方之处114的所述栅极绝缘层106的厚度高度T1。因此需要发展一种新式的低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，以解决上述接口漏电流以及组件可靠性或是信赖度较差的问题。
【
【发明内容】
】
[0004]有监于此，本发明的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，通过多晶硅层上方的栅极绝缘层的第三高度与多晶硅层上方以外的栅极绝缘层的第二高度相等，以解决上述接口漏电流以及组件可靠性或是信赖度较差的问题。
[0005]为达到上述发明目的，本发明第一实施例中提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括下列步骤:
[0006]提供一基板；
[0007]在所述基板上形成一缓冲层，其中所述缓冲层包括第一区域以及第二区域；
[0008]在所述缓冲层的所述第一区域以及所述第二区域形成一非晶硅层；
[0009]通过一退火制程对所述非晶硅层进行退火以形成一多晶硅层，并且图案化所述多晶硅层，以于所述缓冲层的第一区域上定义一岛状图案，并且曝露所述缓冲层的第二区域；
[0010]在相对于所述第一区域的所述岛状图案上以及所述缓冲层的第二区域上形成一栅极绝缘层，其中以所述缓冲层的表面为基准，所述岛状图案上方的所述栅极绝缘层的第一高度大于所述第二区域上方的所述栅极绝缘层的第二高度；
[0011]以微影蚀刻制程移除所述第一区域上方的一部分栅极绝缘层，通过所述第一区域上方的所述栅极绝缘层的第一高度下降至第三高度，以使所述第三高度等于所述第二高度；
[0012]在所述岛状图案上方的所述栅极绝缘层上形成一栅极电极；
[0013]在所述栅极电极两侧下方的所述岛状图案形成源极区以及漏极区，并且在所述源极区以及所述漏极区之间的所述岛状图案形成通道区；
[0014]在曝露的所述栅极绝缘层上以及所述栅极电极上形成一层间绝缘层；以及
[0015]在所述层间绝缘层上形成一源极电极以及一漏极电极，分别电性连接所述源极区以及所述漏极区。
[0016]在一实施例中，在所述基板上形成所述缓冲层的步骤中，包括以物理气相沉积法或是化学气相沉积法形成所述缓冲层。
[0017]在一实施例中，在所述缓冲层的所述第一区域以及所述第二区域形成所述非晶硅层的步骤中，包括以化学气相沉积法形成所述非晶硅层。
[0018]在一实施例中，在通过所述退火制程对所述非晶硅层进行退火以形成所述多晶硅层的步骤中，包括准分子雷射退火制程对所述非晶硅层进行退火以形成所述多晶硅层，以将所述非晶硅层熔融使所述非晶硅层内的硅分子再结晶，以形成所述多晶硅层。
[0019]在一实施例中，在相对于所述第一区域的所述岛状图案上以及所述缓冲层的第二区域上形成所述栅极绝缘层的步骤中，包括以物理气相沉积法或是化学气相沉积法形成所述栅极绝缘层。
[0020]在一实施例中，所述栅极绝缘层的所述第二高度介于2埃至8000埃之间。
[0021]在一实施例中，所述栅极绝缘层的所述第三高度介于5埃至7500埃之间。
[0022]在一实施例中，所述栅极绝缘层的所述第二高度介于2埃至80埃之间，所述栅极绝缘层的所述第三高度介于5埃至75埃之间。
[0023]在一实施例中，在所述岛状图案上方的所述栅极绝缘层上形成所述栅极电极的步骤中，包括以溅镀制程、物理气相沉积法或是化学气相沉积法形成一栅极材质层，并且对所述栅极材质层进行微影蚀刻步骤，以形成所述栅极电极。
[0024]在一实施例中，在所述栅极电极两侧下方的所述岛状图案形成源极区以及漏极区的步骤中，包括以所述栅极电极为罩幕对所述岛状图案进行掺杂制程，以形成所述源极区以及所述漏极区。
【【附图说明】】
[0025]图1:为现有技术中的低温多晶硅薄膜晶体管之部分结构示意图。
[0026]图2-9:为根据本发明实施例中低温多晶硅薄膜晶体管的制作流程步骤之剖面示意图。
【【具体实施方式】】
[0027]本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。实施例中的各组件的配置是为了清楚说明本发明揭示的内容，并非用以限制本发明。在不同的图式中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。
[0028]参考图2-9，图2-9为根据本发明实施例中低温多晶硅薄膜晶体管的制作流程步骤之剖面示意图。如图2所示，提供一基板200。在一实施例中，基板200例如是玻璃基板、石英基板、不锈钢基板或是塑料基板。
[0029]如图2以及图3所示，在所述基板200上形成一缓冲层202，其中所述缓冲层202包括第一区域204a(标示于图4)以及第二区域204b(标示于图4)。在一实施例中，包括以物理气相沉积法(physical vapor deposit1n，PVD)、化学气相沉积法(chemical vapordeposit1n，CVD)或是电楽辅助化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapordeposit1n，PECVD)形成所述缓冲层202。所述缓冲层202可依据实际需求选择性地设置于基板200上，以避免基板200中的不纯物在制作过程中扩散至后续形成的材质层中，缓冲层202例如是氧化硅层、氮化硅层以及氮氧化硅层所组成的单层或是多层结构材质层结构，在本发明不作限定。
[0030]如图3所示，在所述缓冲层202的所述第一区域204a以及所述第二区域204b形成一非晶娃层(amorphous silicon)206。所述非晶娃层206可在低温摄氏200至300度低温成长。在一实施例中，以化学气相沉积法(CVD)形成所述非晶硅层。
[0031]如图4所示，通过一退火制程对所述非晶硅层206进行退火以形成一多晶硅层(未图示)，以作为薄膜晶体管的基材，并且图案化所述多晶硅层(未图示)，以于所述缓冲层202的第一区域204a上定义一岛状图案210，并且曝露所述缓冲层202的第二区域204b。在一实施例中，准分子雷射退火(excimer laser annealing,ELA)制程对所述非晶娃层206进行退火以形成所述多晶硅层(未图示)，以将所述非晶硅层206熔融使所述非晶硅层206内的硅分子再结晶，以形成所述多晶娃层(未图示)。本发明亦可使用金属诱发结晶(metal inducedcrystallizat1n，MIC))制程。
[0032]如图5所示，在相对于所述第一区域204a的所述岛状图案210上以及所述缓冲层202的第二区域204b上形成一栅极绝缘层212，其中以所述缓冲层202的表面S为基准，所述岛状图案210上方的所述栅极绝缘层212的第一高度D1大于