薄膜晶体管结构及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种薄膜晶体管结构，其包括一基板、一遮光树脂、一多晶硅、一栅极绝缘层、一栅极、一间介电层以及一源极以及一漏极。其中所述遮光树脂同时具有遮光以及绝缘的功能，通过两端过孔掺杂，因此能简化生产工艺、简化曝光工艺、缩短生产时间、减少掩膜使用以及降低成本等技术效果。
【专利说明】
薄膜晶体管结构及其制作方法
【技术领域】
[0001]—种薄膜晶体管结构及其制作方法，尤涉及低温多晶娃(Low Temperature PolySilicon, LTPS)薄膜晶体管的领域。
【【背景技术】】
[0002]习知技术中，LTPS的薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，TFT)的制作流程为:设置基板、遮光层(light shield,LS)、三层结构(SiNx，S1x，多晶硅)、通道掺杂(channeldoping)、N型掺杂(N doping)、栅极绝缘层以及栅极(gate electrode,gate insulatinglayer)、P型掺杂(P Doping)、间绝缘层(inter layer dielectric , ILD)、源极及漏极(source electrode , drain electrode)、平坦层(planar, PLN)、底层氧化铟锡(bottomindium tin oxide，BIT0)、纯化层(passivat1n layer，PV)、顶层氧化铟锡(top indiumtin oXide，TIT0)。过程中的遮光层在使用后也需要再次移除，增加了制作工艺、掩模的数量、生产时间以及生产成本。
[0003]现有技术中，对所述多晶硅的两次掺杂都是使用掩模进行的，如何减少掩模的使用示一个需要解决的技术问题。
[0004]参考中国专利公开号CN200710122171，其在基板上于TFT结构处设置遮光层，然而所述遮光层是由金属制成，因此所述遮光层与所述TFT结构之间仍旧需要增加绝缘层，仍旧增加了制作工艺、掩模的数量、生产时间以及生产成本。
[0005]故，有必要提供一种薄膜晶体管结构及其制作方法，以解决上述问题。
【
【发明内容】
】
[0006]本发明的一目的在于提供一种薄膜晶体管结构，其包括一基板、一遮光树脂、一多晶硅、一栅极绝缘层、一栅极、一间介电层以及一源极以及一漏极。
[0007]所述遮光树脂，设置于所述基板之上。所述多晶硅，设置于所述遮光树脂之上。所述栅极绝缘层，设置于所述基板以及所述多晶硅之上。所述栅极，紧靠所述栅极绝缘层设置。所述间介电层，设置于所述栅极绝缘层以及所述栅极之上。所述源极以及所述漏极，设置于所述间介电层之上。所述源极以及所述漏极分别通过二过孔连接所述多晶硅。
[0008]在一优选实施例中，所述过孔贯通所述间介电层以及部份的所述栅极绝缘层。
[0009]在一优选实施例中，所述遮光树脂包括环氧树脂或聚氨脂。
[0010]在一优选实施例中，所述薄膜晶体管结构还包括一平坦层和一透明导电层，平坦层设置于一部分的所述源极以及所述漏极之上，同时覆盖所述间介电层;所述透明导电层设置于所述平坦层以及另一部分的所述漏极以及所述源极之上。
[0011]在一优选实施例中，所述多晶硅包括通道掺杂区和二过孔掺杂区，所述过孔掺杂区与所述二过孔连通并通过所述二过孔完成掺杂，所述源极以及所述漏极分别通过二过孔与位于所述通道掺杂区的两端的所述过孔掺杂区连接。
[0012]本发明的一目的在于提供一种薄膜晶体管结构的制作方法，其包括:首先，设置一基板;接着，沉积一树脂层于所述基板之上，并使用一第一掩膜形成一遮光树脂;接着，沉积一多晶硅层，并使用一第二掩膜仅形成一多晶硅于所述遮光树脂之上;对所述多晶硅进行第一次掺杂;沉积一栅极绝缘层于所述基板以及所述多晶硅之上;沉积一第一金属层，并使用一第三掩膜形成一栅极于所述栅极绝缘层之上;沉积一间介电层于所述栅极绝缘层以及所述栅极之上；使用一第四掩膜形成二过孔于所述间介电层以及部份的所述栅极绝缘层；接着，沉积一第二金属层，并使用一第五掩膜形成一源极以及一漏极于所述间介电层之上。所述源极以及所述漏极分别通过所述二过孔连接所述多晶硅。
[0013]在一优选实施例中，对所述多晶硅进行掺杂包括第一次掺杂和第二次掺杂:所述第一次掺杂是在形成所述多晶硅后且在沉积所述栅极绝缘层之前对所述多晶硅掺杂;所述第二次掺杂是在形成所述二过孔后通过所述二过孔对所述多晶硅掺杂。
[0014]在一优选实施例中，在所述第一次掺杂过程中，所述多晶娃整体被均勾掺杂。
[0015]在一优选实施例中，在所述第一次掺杂过程中，所述多晶硅的通道掺杂区被掺杂，而位于所述通道掺杂区两端的过孔掺杂区在光罩制程中受到保护而未被掺杂。
[0016]在一优选实施例中，所述过孔掺杂区与所述二过孔连通并通过所述二过孔完成所述第二次掺杂，通过所述第二次掺杂对所述过孔掺杂区掺杂，使所述多晶硅中形成了通道掺杂区和位于所述通道掺杂区两端的过孔掺杂区。
[0017]因此通过本发明的技术方案，产生的有益技术效果在于，藉由所述遮光树脂同时具有遮光以及绝缘的功能，减少了一层绝缘结构的设置;此外，对所述多晶硅进行通道掺杂使所述多晶硅通道(多晶硅与与栅极对应的区域)成为N型或P型，S卩，通过两端过孔掺杂进而简化生产工艺、简化曝光工艺、缩短生产时间、减少掩膜使用以及降低成本等技术效果。
【【附图说明】】
[0018]图1-图18绘示本发明的薄膜晶体管结构的在各个制作工艺的侧视图；
[0019]图19绘示本发明的薄膜晶体管结构的制作方法的流程图。
【【具体实施方式】】
[0020]以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
[0021]参考图18，图18是本发明的薄膜晶体管结构100的侧视图。薄膜晶体管结构100包括一基板110、一遮光树脂120、一多晶娃130、一栅极绝缘层140、一栅极150、一间介电层160、一漏极171、一源极172、一平坦层180以及一透明导电层190。
[0022]遮光树脂120设置于基板110之上。详细地，遮光树脂120包括环氧树脂或聚氨脂。遮光树脂120不仅可以用于遮蔽光线，还可以作为绝缘层。
[0023]多晶硅130设置于遮光树脂120之上。多晶硅130是用于提供电子以及空穴来导电。详细地，多晶硅130与遮光树脂120的面积大小相同(垂直光线的行进方向)。所述多晶硅130包括通道掺杂区133和二过孔掺杂区131，132，所述过孔掺杂区131，132与所述二过孔170连通并通过所述二过孔170完成掺杂，所述源极172以及所述漏极171分别通过二过孔170与位于所述通道掺杂区133的两端的所述过孔掺杂区131，132连接。
[0024]栅极绝缘层140设置于基板以及多晶硅130之上。栅极150紧靠栅极绝缘层140设置。详细地，遮光树脂120设置于多晶硅130以及栅极150的区域，用于避免多晶硅130产生光漏电流。换句话说，遮光树脂120的面积大于或等于多晶硅130的面积(垂直光线的行进方向)。用于形成栅极150的第一金属层可以是钼。结合图8和图9，栅极150是利用第三掩膜203对第一金属层155作用所形成。栅极绝缘层140具有高介电系数。
[0025]间介电层160设置于栅极绝缘层140以及栅极150之上。详细地，间介电层160完整的覆盖了栅极150以及其他区域。间介电层160是用于降低多层导线间之电容值。一般而言，会以氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO)堆栈层或氧化硅-氮化硅(ON)堆栈层的形式来作为闪存的多晶硅间介电层160。
[0026]过孔170贯通间介电层160以及部份的栅极绝缘层140。详细地，因为在栅极绝缘层140以及间介电层160中形成了二过孔170。因为二过孔170与漏极171以及源极172沉积了相同的材料，源极171以及漏极172分别通过二过孔170连接多晶硅130的两端。
[0027]在本优选实施例中，漏极171以及源极172设置于间介电层160之上。然而，在不同的优选实施例中，漏极171以及源极172的位置可以改变。用于形成漏极171以及源极172的第二金属层可以是钼/铝/钼。
[0028]平坦层180设置于一部分的漏极171以及源极172之上，同时覆盖间介电层160。在本优选实施例中，平坦层180完整地覆盖源极172，然而，仅部分地覆盖漏极171。
[0029]透明导电层190设置于平坦层180以及另一部分的漏极171以及源极172之上。在本优选实施例中，透明导电层190直接覆盖了未被平坦层180所覆盖的漏极171。透明导电层190可以是氧化铟锡。
[0030]对所述多晶硅130进行掺杂包括第一次掺杂和第二次掺杂。所述第一次掺杂是在形成所述多晶硅130后且在沉积所述栅极绝缘层140之前对所述多晶硅130掺杂。所述第二次掺杂是在形成所述二过孔170后通过所述二过孔170对所述多晶硅130内的二过孔掺杂区131，132 掺杂。
[0031]请参阅图1-图19，图1-图18绘示本发明的薄膜晶体管结构的在各个制作工艺的侧视图。图19绘示制作本实施例的薄膜晶体管结构100的方法流程图。制作方法包括:
[0032]步骤S01:如图1所示，设置基板110，基板110可以为玻璃基材或透明塑料基材。
[0033]步骤S02:如图2所示，沉积树脂层125于基板110之上。如图3所示，使用第一掩膜201对树脂层125进行曝光显影，以蚀刻出遮光树脂120
[0034]步骤S03:如图4所示，沉积多晶硅层135。如图5所示，使用第二掩膜202对多晶硅层135进行曝光显影，以仅蚀刻出多晶硅130于遮光树脂120之上。
[0035]步骤S04:如图6-1所示，使用一第一掺杂掩膜208对多晶硅130进行第一次掺杂。在本较佳实施例中，所述多晶硅130整体被均匀掺杂。
[0036]在另一较佳实施例中，如图6-2所示，使用一第二掺杂掩膜209对多晶硅130进行第一次掺杂。在本较佳实施例中，所述多晶硅130的通道掺杂区133被掺杂，而位于所述通道掺杂区两端的过孔掺杂区131，132在光罩制程中受到保护而未被掺杂。
[0037]步骤S05:如图7所示，沉积栅极绝缘层140于基板110以及多晶硅130之上。栅极绝缘层140可以是S1x或SiNx或是其混合物。
[0038]步骤S06:如图8所示，以化学气相沉积或是真空蒸镀等方法沉积第一金属层155。如图9所示，使用第三掩膜203对第一金属层155进行曝光显影，以蚀刻出栅极150于栅极绝缘层140之上。第一金属层155—般采用钼(Mo)、铝(Al)以及铝合金、钛(Ti)、铜(Cu)或钨(W)等材料制作。
[0039]步骤S07:如图10所示，沉积间介电层160于栅极绝缘层140以及栅极150之上。
[0040]步骤S08:如图11所示，使用第四掩膜204对间介电层160以及栅极绝缘层140进行曝光显影，以蚀刻出二过孔170于间介电层160以及部份的栅极绝缘层140。
[0041]步骤S09:如图12所示，通过二过孔170对多晶硅130进行第二次掺杂。所述过孔掺杂区131，132与所述二过孔170连通并通过所述二过孔170完成所述第二次掺杂，通过所述第二次掺杂对所述过孔掺杂区131，132掺杂，使所述多晶硅130中形成了通道掺杂区133和位于所述通道掺杂区两端的过孔掺杂区131，132。
[0042]步骤S10:如图13所示，以化学气相沉积或是真空蒸镀等方法沉积第二金属层175。如图14所示，使用第五掩膜205对第二金属层175进行曝光显影，以蚀刻出漏极171以及源极172于间介电层160之上。因为第二金属层175填满了二过孔170，漏极171以及源极172分别通过二过孔170连接多晶硅130。
[0043]步骤Sll:如图15所示，沉积平坦层180。如图16所示，使用第六掩膜206进行曝光显影，以蚀刻所述平坦层180，令平坦层180仅覆盖于于一部分的漏极171以及源极172之上，同时覆盖间介电层160。
[0044]步骤S12:如图17所示，沉积透明导电层190于平坦层180以及另一部分的漏极171以及源极172之上。
[0045]步骤S13:如图18所示，透明导电层190可以利用第七掩膜207对透明导电层190进行曝光显影，以蚀刻出在漏极171之上的一个缺口。
[0046]综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
【主权项】
1.一种薄膜晶体管结构，其特征在于，包括: 一基板； 一遮光树脂，设置于所述基板之上； 一多晶硅，设置于所述遮光树脂之上； 一栅极绝缘层，设置于所述基板以及所述多晶硅之上； 一栅极，紧靠所述栅极绝缘层设置； 一间介电层，设置于所述栅极绝缘层以及所述栅极之上； 以及 一源极以及一漏极，设置于所述间介电层之上； 其中，所述源极以及所述漏极分别通过二过孔连接所述多晶硅。2.根据权利要求1的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述过孔贯通所述间介电层以及部份的所述栅极绝缘层。3.根据权利要求1的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述遮光树脂包括环氧树脂或聚氨脂。4.根据权利要求1的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述薄膜晶体管结构还包括一平坦层和一透明导电层，平坦层设置于一部分的所述漏极以及所述源极之上，同时覆盖所述间介电层;所述透明导电层设置于所述平坦层以及另一部分的所述漏极以及所述源极之上。5.根据权利要求1的薄膜晶体管结构，其特征在于，所述多晶硅包括通道掺杂区和二过孔掺杂区，所述过孔掺杂区与所述二过孔连通并通过所述二过孔完成掺杂，所述源极以及所述漏极分别通过二过孔与位于所述通道掺杂区的两端的所述过孔掺杂区连接。6.一种薄膜晶体管结构的制作方法，其特征在于，包括: 设置一基板； 沉积一树脂层于所述基板之上，并使用一第一掩膜形成一遮光树脂； 沉积一多晶硅层，并使用一第二掩膜仅形成一多晶硅于所述遮光树脂之上； 对所述多晶硅进行第一次掺杂； 沉积一栅极绝缘层于所述基板以及所述多晶硅之上； 沉积一第一金属层，并使用一第三掩膜形成一栅极于所述栅极绝缘层之上； 沉积一间介电层于所述栅极绝缘层以及所述栅极之上； 使用一第四掩膜形成二过孔于所述间介电层以及部份的所述栅极绝缘层；以及 沉积一第二金属层，并使用一第五掩膜形成一源极以及一漏极于所述间介电层之上； 其中所述源极以及所述漏极分别通过所述二过孔连接所述多晶硅。7.根据权利要求6的薄膜晶体管结构的制作方法，其特征在于，对所述多晶硅进行掺杂包括第一次掺杂和第二次掺杂: 所述第一次掺杂是在形成所述多晶硅后且在沉积所述栅极绝缘层之前对所述多晶硅层惨杂； 所述第二次掺杂是在形成所述二过孔后通过所述二过孔对所述多晶硅掺杂。8.根据权利要求7的薄膜晶体管结构的制作方法，其特征在于，在所述第一次掺杂过程中，所述多晶硅整体被均匀掺杂。9.根据权利要求7的薄膜晶体管结构的制作方法，其特征在于，在所述第一次掺杂过程中，所述多晶硅的通道掺杂区被掺杂，而位于所述通道掺杂区两端的过孔掺杂区在光罩制程中受到保护而未被掺杂。10.根据权利要求8或9中任一项所述的薄膜晶体管结构的制作方法，其特征在于，所述过孔掺杂区与所述二过孔连通并通过所述二过孔完成所述第二次掺杂，通过所述第二次掺杂对所述过孔掺杂区掺杂，使所述多晶硅中形成了通道掺杂区和位于所述通道掺杂区两端的过孔掺杂区。
【文档编号】H01L21/336GK105826395SQ201610273749
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】涂望华, 殷婉婷
【申请人】武汉华星光电技术有限公司