专利名称：薄膜晶体管基板及其制造方法
技术领域：
本发明是关于一种薄膜晶体管基板及其制造方法。
背景技术：
目前，液晶显示器逐渐取代用于计算机的传统阴极射线管(Cathode Ray Tube, CRT)显示器，而且，由于液晶显示器具轻、薄、 小等特点，使其非常适合应用在桌上型计算机、膝上型计算机、个 人数字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、便携式电话、电视和 多种办公自动化与视听设备中。液晶面板是其主要元件，其一般包 括一薄膜晶体管基板、 一彩色滤光片基板和夹于该薄膜晶体管基板 与该彩色滤光片基板之间的液晶层。
请参阅图1,是一种现有技术薄膜晶体管基板的剖面示意图。 该薄膜晶体管基板100包括一玻璃基底101、 一位于玻璃基底101 上的栅极102、 一位于该栅极102和该玻璃基底101上的栅极绝缘 层103、层叠设置在该栅极绝缘层103上的非晶硅层104和高掺杂 非晶硅层105、位于该高掺杂非晶硅层105和该栅极绝缘层103上 的一源极106与一漏极107、 一位于该栅极绝纟彖层103、该源极106 和该漏极107上的钝化层108和一位于该钝化层108上的像素电极 109,该像素电极109与该漏极107电导通。
在该薄膜晶体管基板100的栅极102加载电信号时，加载在该 源极106的电信号，由该高掺杂非晶硅层105输入，通过该非晶硅 层104作为通道，再经该高掺杂非晶硅层105传输至该漏极107， 进一步输入该像素电极109。
该薄膜晶体管基板100的高掺杂非晶硅层105与该源极106和 该漏极107接触，再通过该非晶硅层104作为通道，将源极106的电信号传输至该漏极107。但是，由于该高掺杂非晶硅层105并非 金属，而该源极106和该漏极107的材质为金属材质，因而，该源 极106和该漏极107与该高掺杂非晶硅层105之间存在的接触电阻 将会损耗传输于该源极106与该漏极107之间的电信号，使得该薄 膜晶体管基板IOO对电信号的损耗大。
发明内容
为了解决上述该薄膜晶体管基板对电信号损耗大的问题，提供 一种电信号损耗低的薄膜晶体管基板实为必需。
为了解决上述该薄膜晶体管基板对电信号损耗大的问题，提供 一种电信号损耗低的薄膜晶体管基板的制造方法实为必需。
一种薄膜晶体管基板，其包括一玻璃基底， 一设置在该玻璃基 底的掩极， 一覆盖具有该栅极的玻璃基底的栅极绝缘层，对应该栅 极，依序层叠设置在该栅极绝缘层的一非晶硅层和一欧姆接触层， 一源极和一漏极，该源极和漏极设置在该欧姆接触层上，且与该欧 姆接触层接触以传输电信号，该欧姆接触层包括一高掺杂多晶硅层。
一种薄膜晶体管基板的制造方法，其包括提供一玻璃基底； 于一道掩膜制造过程中，形成一栅极于该玻璃基底；于一道掩膜制 造过程中，依序形成一栅极绝缘层、 一非晶硅层和一欧姆接触层于 该玻璃基底上，该欧姆接触层包括一高掺杂多晶硅层；于一道掩膜 制造过程中，形成一源极和一漏极，该源极和该漏极对应该栅极， 设置在该高掺杂多晶硅层，且与该欧姆接触层接触以传输电信号。
相较于现有技术，本发明薄膜晶体管基板，其具有一高掺杂多 晶硅层作为欧姆接触层与该源极和该漏极直接接触以导接电信号， 再通过该非晶硅层作为传输信号的沟道层以传输该电信号。由于该 高掺杂多晶硅层的载流子的迁徙率较大，该高掺杂多晶硅层的载流 子易穿过该源极和该漏极与该高摻杂多晶硅之间的势垒，则该源极 和该漏极与该高掺杂多晶硅层之间具有良好的欧姆接触，从而使该 薄膜晶体管基对电信号的损耗低。
相较于现有技术，本发明薄膜晶体管基板的制造方法，在一道 掩膜制造过程中，形成一高掺杂多晶硅层与该源极和该漏极直接接 触以导接电信号，再通过与该高掺杂多晶硅层接触的非晶硅层作为 沟道层以传输电信号。由于该高掺杂多晶硅层的载流子的迁徙率较 大，该高掺杂多晶硅层的载流子易穿过该源极和该漏极与该高掺杂 多晶硅之间的势垒，则该源极和该漏极与该高掺杂多晶硅层之间具 有良好的欧姆接触，从而使该薄膜晶体管基板对电信号的损耗低。
图1是一种现有技术薄膜晶体管基板的剖面示意图。
图2是本发明薄膜晶体管基板第一实施方式的剖面示意图。
图3是图2所示的薄膜晶体管基板的制造流程图。
图4是形成图2所示的薄膜晶体管基板的栅极金属层的示意图。
图5是形成图2所示的薄膜晶体管基板的栅极的示意图。
图6是形成图2所示的薄膜晶体管基板的栅极绝缘层、非晶硅薄膜和高掺杂非晶硅层薄膜的示意图。
图7是形成图2所示的薄膜晶体管基板的高掺杂多晶硅薄膜的示意图。
图8是形成图2所示的薄膜晶体管基板的非晶硅层和高掺杂多 晶硅层的示意图。
图9是形成图2所示的薄膜晶体管基板的源/漏极金属层的示意图。
图IO是形成图2所示的薄膜晶体管基板的源极/漏极和沟槽的 示意图。
图11是形成图2所示的薄膜晶体管基板的钝化层的示意图。
图12是形成图2所示的薄膜晶体管基板的钝化层图案的示意图。
图13是形成图2所示的薄膜晶体管基板的导体层的示意图。
图14是形成图2所示的薄膜晶体管基板的像素电极的示意图。
图15是本发明薄膜晶体管基板第二实施方式的结构示意图。
图16是形成图15所示薄膜晶体管基板的栅极绝缘层、非晶硅 薄膜、高掺杂非晶硅层薄膜和金属薄膜的示意图。
图17是形成图15所示薄膜晶体管基板的高掺杂多晶硅薄膜和 金属硅化物薄膜的示意图。
图18是形成图15所示薄膜晶体管基板的非晶硅层、高掺杂多 晶硅层和金属硅化物层的示意图。
具体实施例方式
请参阅图2，是本发明薄膜晶体管基板第一实施方式的剖面示 意图。该薄膜晶体管基板200包括一玻璃基底210、 一位于玻璃基 底210上的4册极220、 一位于该栅极220和该玻璃基底210上的栅 极绝缘层230、依序层叠在该栅极绝缘层230上的非晶硅(a-Si)层240 和高掺杂多晶硅(poly-Si)层250、一位于该高掺杂多晶硅层250和该 栅极绝缘层230上的源极270与漏极280、一位于该栅极绝缘层230、 该源极270和该漏极280上的钝化层208以及一位于该钝化层208 上的像素电极290。该非晶硅层240作为该薄膜晶体管基板200的 传输电信号的沟道层；该高掺杂多晶硅层250作为一欧姆接触层与 该源极270和该漏极280接触以导接电信号，其可分为二彼此断开 的接触区(未标示)，且该二接触区分别与该源极270和该漏极280 电连接。该像素电极290可与该漏极280电导通。
在该薄膜晶体管基板200的栅极220加载电信号时，加载在该 源极270的电信号，由该高掺杂多晶硅层250对应该源极270的接 触区输入，通过该非晶硅层240作为沟道层传输，再经该高掺杂多 晶硅层250对应该漏极280的接触区传输至该漏极280，进一步输 入该像素电极290。
相较于现有技术，本发明薄膜晶体管基板200的源极270和漏 极280分别与该高掺杂多晶硅层250的二接触区接触导入电信号， 再通过连接该二接触区的非晶硅层240作为该薄膜晶体管基板200
的沟道层以传输电信号；由于该高掺杂多晶硅层250的栽流子迁移 率大，则该高掺杂多晶硅层250的载流子易穿过该源极270和该漏 极280与该高掺杂多晶硅层250之间的势垒，使得该源极270和该 漏极280与该高掺杂多晶硅层250之间具有良好的欧姆接触。因而， 当以非晶硅层240作为沟道层的该薄膜晶体管基板200的栅极220 加载开启电信号时，加栽在该源极270的电信号由该源极270传输 至该漏极280 ，由于该源极270和该漏极280与该高掺杂多晶硅层 250具有良好的欧姆接触，将减少该薄膜晶体管基板200对电信号 的损耗。另外，因为该高掺杂多晶硅层250的载流子迁移率较大， 所以该高掺杂多晶硅层250的电阻较小，可使该薄膜晶体管基板200 对电信号的损耗低。
请再参阅图3，是图2所示的薄膜晶体管基板200的制造流程 图。该制造方法使用五道掩膜制造过程，其包括以下步骤
一、 第一道掩膜
步骤Sl:形成栅极金属层；
请参阅图4，提供一玻璃基底210，在该玻璃基底210上依序形 成一栅极金属层201和一第一光阻层(图未示)。
步骤S2:形成栅极；
请再参阅图5,以第一掩膜的图案对该第一光阻层进行曝光显 影，从而形成一预定图案；对该栅极金属层201进行蚀刻，进而形 成一栅极220，移除第一光阻层。
二、 第二道掩膜
步骤S3:形成栅极绝缘层、非晶硅薄膜和高掺杂非晶硅层薄膜；
请再参阅图6，在具有该栅极220的玻璃基底210上依序沉积 一栅极绝缘层230、 一非晶硅薄膜202和 一 高掺杂非晶硅层薄膜203 。 该栅极绝缘层230的材质一般为氮化硅，其厚度为300nm，该非晶 硅薄膜202的厚度1500nm，该高掺杂非晶硅层薄膜203的厚度为 500認。
步骤S4:形成高掺杂多晶硅薄膜；
请再参阅图7,对该高掺杂非晶硅层薄膜203实施准分子激光 再结晶法(Excimer Laser Re-crystallization )， 即4吏用该准分子激光 扫描该高掺杂非晶硅层薄膜203，使该高掺杂非晶硅层薄膜203再 结晶成高掺杂多晶硅薄膜204。该准分子激光的脉冲频率为300Hz, 脉冲宽度小于25ns，能量密度小于250mJ/cm2。
步骤S5:形成非晶硅层和高掺杂多晶硅层；
请再参阅图8，在该高掺杂多晶硅薄膜204上沉积一第二光阻 层(图未示)，以第二掩膜的图案对该第二光阻层进行曝光显影，从 而形成一预定图案；对该非晶硅薄膜202和该高掺杂多晶硅薄膜204 进行蚀刻，进而形成图案化的非晶硅层240和高掺杂多晶硅层250， 移除第二光阻层。
三、 第三道掩膜
步骤S6:形成源/漏极金属层；
请再参阅图9，在该栅极绝缘层230和该高掺杂多晶硅层250 上形成一源/漏极金属层205和一第三光阻层(图未示)。 步骤S7:形成源极/漏极和沟槽；
以第三掩膜的图案对该第三光阻层进行曝光显影，从而形成一 预定图案；请再参阅图10，对该源/漏极金属层205进行蚀刻，进 而形成一源极270和一漏极280。继续实施背向通道蚀刻，蚀刻该 高掺杂多晶硅层250,且过蚀刻至该非晶硅层240的一部分，形成 一沟槽206，该沟槽206使该高掺杂多晶硅层250分为二彼此断开 的接触区(未标示)，且使该非晶硅层240成为该薄膜晶体管基板200 的传输电信号的沟道层，移除第三光阻层。
四、 第四道掩膜
步骤S8:形成钝化层；
请再参阅图11,在该栅极绝缘层230、该源极270和该漏极280 的玻璃基底210上沉积一钝化层208和一第四光阻层(图未示)。
步骤S9:形成钝化层图案；
请再参阅图12，以第四掩膜的图案对该第四光阻层进行曝光显
影，从而形成一预定图案；对该钝化层进行蚀刻，进而定义出一图 案化的钝化层208,移除第四光阻层。
五、第五道掩膜
步骤S10:形成一导体层；
请再参阅图13，在该图案化的钝化层208上形成一导体层209 和一第五光阻层(图未示)。
步骤Sll:形成像素电极；
请再参阅图14,以第五掩膜的图案对该第五光阻层进行曝光显 影，从而形成一预定图案；对该导体层209进行蚀刻，进而定义出 一导体层图案，即像素电极290，移除第五光阻层。
相较于现有技术，由于该高掺杂多晶硅层250具有较大载流子 扩散率，使得该高掺杂多晶硅层250本身的电阻较小，也使该高掺 杂多晶硅层250与该源极270和该漏极280之间具有良好的欧姆接 触，可较少损耗该源极270和该漏极280之间传输的电信号，因而 本发明的薄膜晶体管基板200制造流程不增加掩膜制造过程，在第 二道掩膜制造过程中，对该高掺杂非晶硅层薄膜203实施准分子激 光，使该高掺杂非晶硅层薄膜203再结晶形成该高掺杂多晶硅薄膜 204,进一步形成该高掺杂多晶硅层250的二接触区，该二接触区与 该源极270和该漏极280具有良好的欧姆接触以导接电信号，再通 过该非晶硅层240作为该薄膜晶体管基板200的沟道层，以传输该 电信号；从而减少以该非晶硅层240作为沟道层的薄膜晶体管基板 200对电信号的损耗。
请再参阅图15，是本发明薄膜晶体管基板第二实施方式的结构 示意图。该薄膜晶体管基板300较第一实施方式的薄膜晶体管基板 的不同的处在于与该源才及370和该漏极380接触的欧姆接触层包 括该金属硅化物层360和该高掺杂多晶硅层350，即进一步设置一 金属硅化物层360在该高掺杂多晶硅层350与该源极370和该漏极 380之间。该金属硅化物层360的材质一般是钛化硅合金(TiSi )、 钴化硅合金(CoSi2)和镍化硅合金(NiSi )之一。
本发明薄膜晶体管基板的第二实施方式较其第一实施方式，该金属硅化物层360与该源极370和该漏极380电连接以导接该源极 370和该漏极380的电信号，由于该金属硅化物层360较该高掺杂 多晶硅层350的载流子扩散率更大，与该源极370和该漏极380接 触时，具有更好的欧姆接触，从而进一步降低以非晶硅层作为沟道 层的薄膜晶体管基板300对电信号的损耗。
相较于该薄膜晶体管基板第一实施方式的制造过程，制造该薄 膜晶体管基板300的不同的处在于
在形成该高掺杂多晶硅层350的第二道掩膜制造过程中 首先，形成栅极绝缘层、非晶硅薄膜、高掺杂非晶硅层薄膜和 金属薄膜；
请再参阅图16，在具有该栅极320的玻璃基底310上依序沉积 一栅极绝缘层330、 一非晶硅薄膜302、 一高掺杂非晶硅层薄膜303 和一金属薄膜361。该栅极绝缘层330的材质一般为氮化硅，其厚 度为300nm,该非晶硅薄膜302的厚度1500nm，该高掺杂非晶硅层 薄膜303的厚度为500nm，该金属薄膜361的厚度为l~5nm，其材 质一般是钛(Ti)、钴(Co)和镍(Ni)之一。
然后，形成高掺杂多晶硅薄膜和金属硅化物薄膜； 请再参阅图17,对该高掺杂非晶硅层薄膜303实施准分子激光 再结晶法，即使用该准分子激光扫描该金属薄膜361，使该高掺杂 非晶硅层薄膜303再结晶成一高掺杂多晶硅薄膜304;由于再结晶 形成该高掺杂多晶硅薄膜304时将产生大量热能，使该金属薄膜361 与其下方的一部份高掺杂多晶硅薄膜304形成该金属硅化物薄膜 362，该金属硅化物薄膜362的厚度较该金属薄膜361略大。该准分 子激光的脉沖频率为300Hz,脉沖宽度小于25ns，能量密度小于 250mJ/cm2。
最后，形成非晶硅层、高掺杂多晶硅层和金属硅化物层； 请再参阅图18,在该金属硅化物薄膜362上沉积一光阻层(图 未示)，以一掩膜的图案对该光阻层进行曝光显影，从而形成一预定
图案；对该非晶硅薄膜302、该高掺杂多晶硅薄膜304和该金属硅 化物薄膜362进行蚀刻，进而形成图案化的非晶硅层340、高掺杂 多晶硅层350和金属硅化物层360，移除第二光阻层。
相较于本发明薄膜晶体管基板第一实施方式的制造过程，该薄 膜晶体管基板第二实施方式的制造过程，只需进一步沉积一金属薄 膜361在该高掺杂非晶硅层薄膜303上，制造出该高掺杂多晶硅薄 膜304和栽流子迁徙率更大的金属硅化物薄膜362,因而可进一步 降低以非晶硅层作为沟道层的薄膜晶体管基板300对电信号的损 耗。另外，该金属硅化物薄膜362与形成该高掺杂多晶硅薄膜304 同步形成，仅利用实施准分子激光结晶法形成该高掺杂多晶硅薄膜 304时产生的热量来制作该金属硅化物薄膜362。因而，该薄膜晶体 管基板第二实施方式的制造过程无须增加制作流程即可实现更好的 效果。
权利要求
1.一种薄膜晶体管基板，其包括一玻璃基底、一设置在该玻璃基底的栅极、一覆盖具有该栅极的玻璃基底的栅极绝缘层、对应该栅极、依序层叠设置在该栅极绝缘层的一非晶硅层和一欧姆接触层、一源极和一漏极；该源极和漏极设置在该欧姆接触层上，且与该欧姆接触层接触以导接电信号，其特征在于该欧姆接触层包括一高掺杂多晶硅层。
2. 如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于该欧姆 接触层的层数为两层，分别为一高掺杂多晶硅层和一金属硅化物层， 该金属硅化物层设置在该高掺杂多晶硅层与该源极和漏极之间，以 传输电信号。
3. 如权利要求2所述的薄膜晶体管基板，其特征在于该金属 硅化物层的材料是钛化硅合金、钴化硅合金和镍化硅合金之一。
4. 一种薄膜晶体管基板的制造方法，其包括以下步骤提供一 玻璃基底；在一道掩膜制造过程中，形成一栅极在该玻璃基底；在 一道掩膜制造过程中，依序形成一栅极绝缘层、 一非晶硅层及一欧 姆接触层在该玻璃基底上；在一道掩膜制造过程中，形成一源极和 一漏极，该源极和该漏极对应该栅极，设置在该欧姆接触层，且该 欧姆接触层与该源极和该漏极接触以导接电信号，其特征在于该 欧姆接触层包括一高掺杂多晶硅层。
5. 如权利要求4所述的薄膜晶体管基板的制造方法，其特征在 于制造该欧姆接触层的掩膜制造过程，进一步包括依序沉积一栅 极绝缘层、 一非晶硅薄膜和一高掺杂非晶硅层薄膜在具有该栅极的 玻璃基底。
6. 如权利要求5所述的薄膜晶体管基板的制造方法，其特征在 于使用准分子激光扫描该高掺杂非晶硅层薄膜，使该高掺杂非晶 硅层薄膜再结晶成高掺杂多晶硅薄膜。
7. 如权利要求4所述的薄膜晶体管基板的制造方法，其特征在 于该欧姆接触层的层数为二层，分别为一高掺杂多晶硅层和一金 属硅化物层，制造该欧姆接触层的掩膜制造过程，进一步包括依序 沉积一栅极绝缘层、 一非晶硅薄膜、 一高掺杂非晶硅层薄膜和一金 属薄膜在具有该栅极的玻璃基底。
8. 如权利要求7所述的薄膜晶体管基板的制造方法，其特征在 于使用准分子激光扫描该金属薄膜，该高掺杂非晶硅层薄膜再结 晶成高掺杂多晶硅薄膜的同时，形成该金属硅化物薄膜。
9. 如权利要求5或7所迷的薄膜晶体管基板的制造方法，其特 征在于该非晶硅薄膜的厚度1500nm，该高掺杂非晶硅层薄膜的厚 度为500nm。
10. 如权利要求6或8所述的薄膜晶体管基板的制造方法，其 特征在于该准分子激光的脉冲频率是300Hz，脉冲宽度小于25ns， 能量密度小于250mJ/cm2。
全文摘要
本发明公开一种薄膜晶体管基板，其包括一玻璃基底，一设置在该玻璃基底的栅极，一覆盖具有该栅极的玻璃基底的栅极绝缘层，对应该栅极，依序层叠设置在该栅极绝缘层之一非晶硅层和一欧姆接触层，一源极和一漏极；该源极和漏极设置在该欧姆接触层上，且与该欧姆接触层接触以导接电信号，其中，该欧姆接触层包括一高掺杂多晶硅层。本发明的薄膜晶体管基板对电信号的损耗低。本发明还包括该薄膜晶体管基板的制造方法。
文档编号H01L29/786GK101202306SQ20061015755
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15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