低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法及低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法及低 温多晶硅薄膜晶体管。
【背景技术】
[0002] 在平面显示器如液晶显示器（IXD)、有机电致发光显示器或无机电致发光显示器 中，薄膜晶体管一般是用作开关元件来控制像素的作业，或是用作驱动元件来驱动像素。薄 膜晶体管依其硅薄膜性质通常可分成非晶硅（a-Si)与多晶硅（poly-Si)两种。
[0003] 由于非晶硅本身自有的缺陷问题，如缺陷太多导致的开态电流低、迀移率低、稳 定性差，使它在应用中受到限制，为了弥补非晶硅本身的缺陷，扩大其在相关领域的应用， LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，低温多晶娃）技术应运而生。
[0004] 低温多晶硅薄膜由于其原子排列规则，载流子迀移率高（10~300cm2/Vs)，应用于 薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT)等电子元器件时，可使TFT具有更高的驱动 电流，因此，在TFT的制作工艺中广泛采用LTPS薄膜作为TFT的核心结构之一的有源层的 材料。
[0005] 采用LTPS TFT的液晶显示器具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率等优 点，加上由于LTPS TFT的硅结晶排列较非晶硅有次序，使得电子移动率相对高100倍以上， 可以将外围驱动电路同时制作在玻璃基板上，达到系统整合的目标，节省空间及驱动IC的 成本；同时，由于驱动IC线路直接制作于面板上，可以减少组件的对外接点，增加可靠度、 维护更简单、缩短组装制程时间，进而减少应用系统设计时程及扩大设计自由度。
[0006] 然而，随着薄膜晶体管器件尺寸的不断减小，LTPS TFT会出现明显的短沟道效应， 主要是由于漏极端处强大的电场造成的，由此引起的诸如热载流子等效应会影响器件的可 靠性和稳定性，目前通常所用的办法为引入轻掺杂漏区（Lightly Doped Drain，LDD)或者 偏移区（Offset)结构。但是制作LDD结构需要多引入一道黄光制程，而且在对位上也容易 出现偏差；Offset结构则可能使器件的开电流变小。
【发明内容】
[0007] 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，通过至少在有源 层上的沟道区与漏极接触区之间设置一类似于LDD或Offset结构的过渡区，所述过渡区上 方的栅极绝缘层相比于沟道区处更厚，可以减弱沟道区靠近漏极处的电场，抑制热载流子 效应以及短沟道效应，提高器件可靠性，并且该制作方法简单，省去了 LDD的制程，从而减 少一道光罩，降低生产成本。
[0008] 本发明的目的还在于提供一种低温多晶硅薄膜晶体管，通过至少在有源层上的沟 道区与漏极接触区之间设置一类似于LDD或Offset结构的过渡区，所述过渡区上方的栅极 绝缘层相比于沟道区处更厚，可以减弱沟道区靠近漏极处的电场，抑制热载流子效应以及 短沟道效应，提高器件可靠性，在不减小器件开电流的情况下，大幅度降低器件的关电流。
[0009] 本发明首先提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，包括如下步骤：
[0010] 步骤1、提供一基板，对所述基板进行清洗和预烘烤；
[0011] 步骤2、在所述基板上沉积一缓冲层；
[0012] 步骤3、在所述缓冲层上沉积一非晶硅层，采用准分子激光晶化或固相结晶化的 方式进行结晶形成多晶硅层，采用一道光刻制程对该多晶硅层进行图案化处理，形成有源 层；
[0013] 步骤4、沉积一栅极绝缘层；
[0014] 步骤5、通过一道光刻制程对所述栅极绝缘层进行蚀刻，在所述栅极绝缘层上对应 所述有源层上方蚀刻出一凹槽；
[0015] 步骤6、沉积第一金属层，采用一道光刻制程对所述第一金属层进行图案化处理， 形成对应于所述凹槽上方的栅极，并且保留位于所述栅极上方的光阻层，所述栅极的宽度 大于所述凹槽的宽度，且所述栅极的左、右两侧均超出所述凹槽的左、右两侧一段距离；
[0016] 步骤7、以覆盖光阻层的栅极为掩模，对所述有源层进行离子植入，形成位于所述 有源层两侧的源极接触区与漏极接触区；所述有源层上对应于所述凹槽的区域形成沟道 区；所述源极接触区、漏极接触区与沟道区之间分别形成第一过渡区、第二过渡区，所述第 一过渡区、第二过渡区分别对应于所述栅极的左、右两侧超出所述凹槽的左、右两侧的部 分；
[0017] 步骤8、去除覆盖于栅极上的光阻层，在所述栅极、及栅极绝缘层上沉积一层间介 电层，通过一道光刻制程在所述层间介电层、及栅极绝缘层上对应所述源极接触区、漏极接 触区分别形成源极接触孔、漏极接触孔；
[0018] 步骤9、沉积第二金属层，采用一道光刻制程对所述第二金属层进行图案化处理， 形成源极和漏极；所述源极和漏极分别经由所述源极接触孔、漏极接触孔与所述有源层上 的源极接触区、漏极接触区相接触。
[0019] 所述步骤6中，所述栅极的左、右两侧分别超出所述凹槽的左、右两侧的距离为所 述凹槽宽度L的1/10~1/5。
[0020] 所述步骤7对所述有源层进行磷离子植入，从而得到的源极接触区与漏极接触区 均为N型掺杂区；
[0021] 或者，所述步骤7对所述有源层进硼离子植入，从而得到的源极接触区与漏极接 触区均为P型掺杂区。
[0022] 本发明还提供另一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，包括如下步骤：
[0023] 步骤1、提供一基板，对所述基板进行清洗和预烘烤；
[0024] 步骤2、在所述基板上沉积一缓冲层；
[0025] 步骤3、在所述缓冲层上沉积一非晶硅层，采用准分子激光晶化或固相结晶化的 方式进行结晶形成多晶硅层，采用一道光刻制程对该多晶硅层进行图案化处理，形成有源 层；
[0026] 步骤4、沉积一栅极绝缘层；
[0027] 步骤5、通过一道光刻制程对所述栅极绝缘层进行蚀刻，在所述栅极绝缘层上对应 所述有源层上方蚀刻出一凹槽；
[0028] 步骤6、沉积第一金属层，采用一道光刻制程对所述第一金属层进行图案化处理， 形成对应于所述凹槽上方的栅极，并且保留位于所述栅极上方的光阻层，所述栅极的宽度 大于所述凹槽的宽度，且所述栅极的左侧与所述凹槽的左侧对齐，所述栅极的右侧超出所 述凹槽右侧一段距离；
[0029] 步骤7、以覆盖光阻层的栅极为掩模，对所述有源层进行离子植入，形成位于所述 有源层两侧的源极接触区与漏极接触区；所述有源层上对应于所述凹槽的区域形成沟道 区；所述漏极接触区与沟道区之间形成过渡区，所述过渡区对应于所述栅极的右侧超出所 述凹槽的右侧的部分；
[0030] 步骤8、去除覆盖于栅极上的光阻层，在所述栅极、及栅极绝缘层上沉积一层间介 电层，通过一道光刻制程在所述层间介电层、及栅极绝缘层上对应所述源极接触区、漏极接 触区分别形成源极接触孔、漏极接触孔；
[0031] 步骤9、沉积第二金属层，采用一道光刻制程对所述第二金属层进行图案化处理， 形成源极和漏极；所述源极和漏极分别经由所述源极接触孔、漏极接触孔与所述有源层上 的源极接触区、漏极接触区相接触。
[0032] 所述步骤6中，所述栅极的右侧超出所述凹槽的右侧的距离为所述凹槽宽度L的 1/10 ~1/5〇
[0033] 所述步骤7对所述有源层进行磷离子植入，从而得到的源极接触区与漏极接触区 均为N型掺杂区；
[0034] 或者，所述步骤7对所述有源层进硼离子植入，从而得到的源极接触区与漏极接 触区均为P型掺杂区。
[0035] 本发明还提供一种低温多晶硅薄膜晶体管，包括：一基板、设于所述基板上的缓冲 层、设于所述缓冲层上的有源层、设于所述缓冲层上并覆盖缓冲层和有源层的栅极绝缘层、 设于所述栅极绝缘层上的栅极、设于栅极绝缘层上并覆盖栅极的层间介电层、及设于所述 层间介电层上的源极与漏极；
[0036] 所述层间介电层、及栅极绝缘层上设有分别对应于所述源极接触区、漏极接触区 的源极接触孔、漏极接触孔；所述源极与漏极分别经由所述源极接触孔、漏极接触孔与所述 有源层上的源极接触区、漏极接触区相接触。
[0037] 所述栅极的宽度大于所述凹槽的宽度，且所述栅极的左、右两侧均超出所述凹槽 的左、右两侧一段距离；
[0038] 所述有源层包括位于中部的沟道区，位于两侧的源极接触区、漏极接触区，以及分 别位于所述源极接触区、漏极接触区与沟道区之间的第一过渡区、第二过渡区；所述第一、 第二过渡区分别对应于所述栅极的左、右两侧超出所述凹槽的左、右两侧的部分。所述栅极 的宽度大于所述凹槽的宽度，且所述栅极的左侧与所述凹槽的左侧对齐，所述栅极的右侧 超出所述凹槽右侧一段距离；
[0039] 所述有源层包括位于中部的沟道区，位于两侧的源极接触区、漏极接触区，以及位 于所述漏极接触区与沟道区之间的过渡区；所述过渡区对应于所述栅极的右侧超出所述凹 槽的右侧的部分。
[0040] 所述源极接触区与漏极接触区均为N型掺杂区或者均为P型掺杂区。
[0041] 本发明的有益效果：本发明的低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，通过先对栅极 绝缘层进行蚀刻形成凹槽，然后在该凹槽上形成栅极，使得栅极的宽度略大于凹槽的宽度， 再对有源层进行离子植入形成源、漏极接触区、沟道区、及至少位于所述漏极接触区与沟道 区之间的一过渡区，所述过渡区上方的栅极绝缘层相比于沟道区处更厚，可以屏蔽部分栅 极电场，使得此处的载流子浓度相比于沟道处较低，沟道边缘靠近漏极处受到的横向电场 也会有所减弱，形成一个过渡，从而抑制由于漏极处的大电场对器件造成的损害；该制作方 法简单，省去了 LDD的制程，可减少一道光罩，降低生产成本。本发明的低温多晶硅薄膜晶 体管，通过至少在有源层上的沟道区与漏极接触区之间设置一类似于LDD或Offset结构的 过