专利名称：薄膜晶体管制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜晶体管制造方法。
背景技术：
低温多晶硅薄膜晶体管(low temperature poly-silicon thin filmtransistor，LTPS TFT)由在具有较高的电子迁移率(mobility)，可以实现将液晶显示器中的驱动电路制作在玻璃上。为增加多晶硅薄膜的电子迁移率以及均匀度，产业界及学术界皆致力在发展制作大晶粒(grain)的低温多晶硅薄膜晶体管。多晶硅薄膜的在单晶硅薄膜，其为一种具有晶界(grain boundary)的半导体薄膜。当多晶硅薄膜的制作技术使晶粒变大时，晶体管信道(channel)内的多晶硅薄膜则具有较少的晶界，较少的晶界代表较少的缺陷，可以提升薄膜晶体管的操作性能。低温多晶硅薄膜的制作技术中，准分子雷射退火(excimerlaser annealing，ELA)为一种普遍认为具量产优势的技术。其利用高能量的准分子雷射照射在非晶硅(amorphous silicon)薄膜上，使该非晶硅薄膜吸收雷射的能量后表面呈融化的状态，待冷却后再结晶(re-crystallized)成多晶硅(poly-crystalline silicon)薄膜。
一种现有技术的薄膜晶体管制造方法如图1至图3所示，该薄膜晶体管制造方法包括以下步骤1)提供一基板请参阅图1，提供一基板10，并在该基板10的一表面形成一非晶硅薄膜11；2)对该非晶硅薄膜进行准分子雷射退火请参阅图2，对该非晶硅薄膜11进行准分子雷射退火，使得该该非晶硅薄膜11晶化成多晶硅薄膜；3)对多晶硅薄膜进行微影蚀刻对该多晶硅薄膜进行涂覆光阻及微影蚀刻的制程，得到一具有图案化的多晶硅薄膜12，请参阅图3。
4)在该多晶硅薄膜12上制作得到薄膜晶体管。
但是，制作薄膜晶体管的过程中，只需要在特定的多晶硅薄膜区域制作薄膜晶体管，因此希望该特定的区域能够具有较大的硅晶粒，较少的缺陷。而上述该薄膜晶体管制造方法对该非晶硅薄膜进行准分子雷射退火时，是对该非晶硅薄膜进行全面ELA处理，无法使得制作薄膜晶体管的区域达到所需的大晶粒的要求。
发明内容为克服现有技术薄膜晶体管制造方法无法满足大晶粒的要求的缺陷，有必要提供一种能得到具有大硅晶粒的多晶硅薄膜的薄膜晶体管制造方法。
该薄膜晶体管制造方法包括以下步骤提供一基板，在该基板的一表面依次形成一非晶硅薄膜、一绝缘层及一光阻层；进行微影蚀刻，在该绝缘层形成一图案；对该非晶硅薄膜进行准分子雷射退火，使得未被绝缘层覆盖的该非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜；去除被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜；在该多晶硅薄膜上制作薄膜晶体管。
与现有技术相比，本发明的薄膜晶体管制造方法利用在非晶硅薄膜上定义图案化的绝缘层，该绝缘层的能隙大于准分子雷射的光能量，通过绝缘层的缺陷会吸收部分的雷射光能量，使被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜吸收的雷射光能量少，未被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜吸收的雷射光能量多，造成该非晶硅薄膜具有横向温度梯度(lateral temperature gradient)，可以使经ELA步骤后，未被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜晶化成的多晶硅薄膜具有较大的晶粒，并可将薄膜晶体管制作在具有较大晶粒的多晶硅薄膜上。
图1是现有技术薄膜晶体管制造方法的基板示意图。
图2是现有技术薄膜晶体管制造方法的准分子雷射退火示意图。
图3是现有技术薄膜晶体管制造方法的所得多晶硅薄膜示意图。
图4是本发明薄膜晶体管制造方法的基板示意图。
图5是本发明薄膜晶体管制造方法的对光阻层进行微影蚀刻示意图。
图6是本发明薄膜晶体管制造方法的准分子雷射退火示意图。
图7是本发明薄膜晶体管制造方法的非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜示意图。
图8是本发明薄膜晶体管制造方法的在该多晶硅薄膜上形成另一光阻示意图。
图9是本发明薄膜晶体管制造方法的去除被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜示意图。
图10是本发明薄膜晶体管制造方法的所得多晶硅薄膜示意图。
图11是本发明薄膜晶体管制造方法的制作薄膜晶体管示意图。
具体实施方式本发明的薄膜晶体管制造方法一实施方式如图4至图11所示，该薄膜晶体管制造方法包括以下步骤1)提供一基板，在该基板的一表面依次形成一非晶硅薄膜，一绝缘层及一光阻层请参阅图4，提供一基板20，在该基板的一表面依次形成一非晶硅薄膜21、一绝缘层22及一光阻层23。该绝缘层22的材料为下列材料之一氮化硅(SiNx)，碳氮化硅(SiCxNy)，含氧碳氮化硅(SiCxOyNz)。
2)进行微影蚀刻，在该绝缘层形成一图案请参阅图5，对该光阻层23进行微影蚀刻的制程，使得光阻层23具有一图案。再在该绝缘层22上进行蚀刻的制程，使得该绝缘层22具有一图案。
3)对该非晶硅薄膜进行准分子雷射退火，使得未被绝缘层覆盖的该非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜如图6所示，在该绝缘层22形成一图案的步骤后进一步包括一去除剩余光阻的步骤，再对该非晶硅薄膜21进行准分子雷射退火，由在该绝缘层22具有一图案，即使得该非晶硅薄膜21一部份被该绝缘层22覆盖，其余部份未被该绝缘层22覆盖。该绝缘层22的能隙比准分子雷射光的能量高，通过绝缘层的缺陷会吸收部分的雷射光能量，因此该未被该绝缘层22覆盖的非晶硅薄膜21的部份吸收该准分子雷射光能较多，而被该绝缘层22覆盖的非晶硅薄膜21的部份吸收该准分子雷射光能较少，造成该被覆盖部份及未被覆盖部份的非晶硅薄膜造成具有横向温度梯度。未被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜21经ELA后晶化成多晶硅薄膜24，该多晶硅薄膜24具有较大的晶粒，如图7所示。
4)去除被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜一并参阅图8，去除剩余绝缘层22后，在该多晶硅薄膜24上涂覆另一光阻层33，并对该被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜21进行蚀刻以去除该剩余非晶硅薄膜21，如图9所示。
5)在该多晶硅薄膜上制作薄膜晶体管如图10所示，去除另一光阻层33，使得该基板20上形成一多晶硅薄膜24。请参阅图11，在该多晶硅薄膜24上制作形成薄膜晶体管25，此示意图中的该多晶硅薄膜24及薄膜晶体管25的尺寸并非实际尺寸的比例，实际中该多晶硅薄膜24的厚度小于该薄膜晶体管25的厚度。
该薄膜晶体管制造方法所得到的多晶硅薄膜具有较大的晶粒，将薄膜晶体管制作在具有较大晶粒的多晶硅薄膜上，提高了该薄膜晶体管的性能。
权利要求
1.一种薄膜晶体管制造方法，其包括以下步骤提供一基板，在该基板的一表面依次形成一非晶硅薄膜、一绝缘层及一光阻层；进行微影蚀刻，在该绝缘层形成一图案；对该非晶硅薄膜进行准分子雷射退火，使得未被绝缘层覆盖的该非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜；去除被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜；在该多晶硅薄膜上制作薄膜晶体管。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管制造方法，其特征在于在该绝缘层形成一图案的步骤后进一步包括一去除剩余光阻的步骤。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管制造方法，其特征在于该剩余非晶硅薄膜是通过又一光阻微影蚀刻制程去除。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管制造方法，其特征在于该绝缘层的材料为下列材料之一氮化硅，碳氮化硅，含氧碳氮化硅。
全文摘要
本发明涉及一种薄膜晶体管制造方法。该薄膜晶体管制造方法包括以下步骤提供一基板，在该基板的一表面依次形成一非晶硅薄膜、一绝缘层及一光阻层；进行微影蚀刻，在该绝缘层形成一图案；对该非晶硅薄膜进行准分子雷射退火，使得未被绝缘层覆盖的该非晶硅薄膜晶化成多晶硅薄膜；去除被绝缘层覆盖的非晶硅薄膜；在该多晶硅薄膜上制作薄膜晶体管。
文档编号H01L21/268GK1979778SQ20051010187
公开日2007年6月13日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者颜硕廷 申请人:群康科技(深圳)有限公司, 群创光电股份有限公司