專利名稱：形成多晶硅層以及制作多晶硅薄膜晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于液晶顯示(LCD)器件的多晶硅薄膜晶體管，具體涉及到形成具有均勻晶粒分布的一種多晶硅層的方法。
背景技術(shù)：
按照形成多晶硅層的常規(guī)工藝，是采用等離子體化學(xué)蒸氣沉積(PCVD)方法或低壓化學(xué)蒸氣沉積(LPCVD)方法在絕緣襯底上形成一個(gè)本征非晶硅層。當(dāng)非晶硅層的厚度達(dá)到約500時(shí)，用一種結(jié)晶方法使其結(jié)晶成多晶硅層。一般的結(jié)晶方法有激光退火方法，固相結(jié)晶方法(SPC)或金屬激發(fā)結(jié)晶(MIC)方法。
按照激光退火方法，對(duì)絕緣襯底上的非晶硅層施加一個(gè)激元激光束而形成多晶硅層。按照SPC方法，在高溫下用足夠的時(shí)間周期對(duì)非晶硅層執(zhí)行熱處理而形成多晶硅層。按照MIC方法，在非晶硅層上形成一個(gè)金屬層。接著用金屬層作為結(jié)晶種子通過(guò)熱處理形成一個(gè)多晶硅層。按照MIC方法可以用一個(gè)大型玻璃襯底作為絕緣襯底，因?yàn)镸IC方法中的熱處理溫度在600℃以下。
激光退火方法是近來(lái)比較流行的形成多晶硅層的方法。激光退火方法包括在絕緣襯底上形成一個(gè)非晶硅層，然后用激光熔化非晶硅層。隨后使熔化的非晶硅層冷卻形成一個(gè)多晶硅層。
SPC方法包括在能夠耐受600℃(攝氏度)以上溫度的石英襯底上形成一個(gè)緩沖層。緩沖層能避免石英襯底受到污染。接著，在緩沖層上沉積一個(gè)非晶硅層并在爐內(nèi)用高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱而形成一個(gè)多晶硅層。然而，在高溫下對(duì)非晶硅層長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行熱處理不能獲得理想的多晶硅相，因?yàn)榫ЯＩL(zhǎng)方向是不規(guī)則的。這樣，如果在薄膜晶體管(TFT)中使用不規(guī)則形成的多晶硅層，接觸到多晶硅層的柵極絕緣層也是不規(guī)則的。柵極絕緣層的擊穿電壓因此會(huì)降低。進(jìn)而，由于多晶硅層的晶粒度是不均勻的，TFT的載流子遷移率會(huì)降低。另外，使用能耐受高溫的石英襯底會(huì)增加襯底成本。
MIC方法是用低成本的大型玻璃襯底形成多晶硅層。然而，多晶硅層的質(zhì)量會(huì)因?yàn)橛锌赡茉诙嗑Ч鑼由狭粝陆饘贇埩粑锒腥毕?。因而提出了一種場(chǎng)增強(qiáng)金屬激發(fā)結(jié)晶方法(FE-MIC)來(lái)改進(jìn)MIC方法。按照FE-MIC方法，在非晶硅層上形成金屬層之后，對(duì)金屬層施加一直流(DC)高電壓而發(fā)熱。由于金屬層具有催化劑(catalyst)的作用，在MIC方法中將這種金屬當(dāng)作催化劑金屬。
圖1A到1D的示意性透視圖表示按照現(xiàn)有技術(shù)采用場(chǎng)增強(qiáng)金屬激發(fā)結(jié)晶方法的非晶硅層結(jié)晶工藝。
在圖1A中，在襯底10上沉積氧化硅(SiO2)等絕緣層形成一個(gè)緩沖層12。由于緩沖層12能防止堿金屬?gòu)囊r底10上噴出，在襯底包括堿金屬的情況下能夠更有效地使用緩沖層12。在緩沖層12上沉積完非晶硅之后，通過(guò)一個(gè)脫氫步驟形成非晶硅層14。按照非晶硅的沉積條件可以省略從非晶硅層14中消除氫的脫氫步驟。
在圖1B中，在非晶硅層14上沉積一種催化劑金屬16例如是鎳(Ni)。
在圖1C中，將包括非晶硅層14的襯底10被裝載到加熱器18上之后，在上面設(shè)置接觸到非晶硅層14兩個(gè)相對(duì)端的電極20。通過(guò)電極20對(duì)非晶硅層14施加一個(gè)高電壓使非晶硅層14結(jié)晶。
如圖1D所示，多晶硅層24是通過(guò)圖1A到1C所示的場(chǎng)增強(qiáng)金屬激發(fā)結(jié)晶方法(FE-MIC)獲得的。
然而，由于電極被設(shè)置在非晶硅層的相對(duì)兩端，電場(chǎng)是沿一個(gè)方向產(chǎn)生的。這樣，電極之間的電流就會(huì)沿這一方向流動(dòng)并且是不均勻分布的。因此，多晶硅層的晶粒會(huì)沿著該方向生長(zhǎng)，并且多晶硅層的晶粒不能均勻分布。如果用這種多晶硅層作為有源層形成薄膜晶體管，這種不均勻的晶粒分布會(huì)導(dǎo)致高截止電流等性能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及到一種用于液晶顯示器件的多晶硅薄膜晶體管，能夠基本上消除因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)造成的這些問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是為液晶顯示器件提供了一種多晶硅薄膜晶體管，能夠改善電氣性能。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供了一種方法，能夠形成具有更加均勻的晶粒分布的多晶硅層。
以下要說(shuō)明本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，一部分可以從說(shuō)明書中看出，或者是通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)。采用說(shuō)明書及其權(quán)利要求書和附圖中具體描述的結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)并達(dá)到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)。
為了按照本發(fā)明的意圖實(shí)現(xiàn)上述目的和其他優(yōu)點(diǎn)，以下要具體和廣泛地說(shuō)明，一種形成多晶硅層的方法包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；沿第一方向設(shè)置接觸到非晶硅層的第一和第二電極；在第一溫度下加熱非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓而形成初次結(jié)晶非晶硅層；沿第二方向設(shè)置接觸到初次結(jié)晶非晶硅層的第三和第四電極，第二方向與第一方向基本上垂直；并且在第二溫度下加熱初次結(jié)晶非晶硅層并同時(shí)對(duì)第三和第四電極施加第二電壓而形成二次結(jié)晶非晶硅層。
按照另一方面，一種在襯底上形成多晶硅層的方法包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；設(shè)置接觸到非晶硅層的第一，第二，第三和第四電極，使第一和第二電極沿著第一方向設(shè)置，而第三和第四電極沿著第二方向設(shè)置，第二方向與第一方向基本上垂直；并且在一定溫度下加熱非晶硅層，并且同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓并對(duì)第三和第四電極施加第二電壓。
按照再一方面，一種形成多晶硅薄膜晶體管的方法包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；沿第一方向設(shè)置接觸到非晶硅層的第一和第二電極；在第一溫度下加熱非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓而形成初次結(jié)晶非晶硅層；沿第二方向設(shè)置接觸到初次結(jié)晶非晶硅層的第三和第四電極，第二方向與第一方向基本上垂直；在第二溫度下加熱初次結(jié)晶非晶硅層并同時(shí)對(duì)第三和第四電極施加第二電壓而形成一個(gè)多晶硅層；對(duì)多晶硅層構(gòu)圖形成一個(gè)有源層；在有源層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成柵極電極；對(duì)有源層攙雜雜質(zhì)，在有源層中形成源極和漏極區(qū)；在柵極上形成層間絕緣層，層間絕緣層具有暴露出源極區(qū)的源極接觸孔和暴露出漏極區(qū)的漏極接觸孔；并且在層間絕緣層上形成源極和漏極，源極通過(guò)源極接觸孔連接到源極區(qū)，漏極通過(guò)漏極接觸孔連接到漏極區(qū)。
按照又一方面，一種形成多晶硅薄膜晶體管的方法包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；設(shè)置接觸到非晶硅層的第一，第二，第三和第四電極，使第一和第二電極沿著第一方向設(shè)置，而第三和第四電極沿著第二方向設(shè)置，第二方向與第一方向基本上垂直；在一定溫度下加熱非晶硅層，并且同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓并對(duì)第三和第四電極施加第二電壓，形成一個(gè)多晶硅層；對(duì)多晶硅層構(gòu)圖形成一個(gè)有源層；在有源層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成柵極；對(duì)有源層攙雜雜質(zhì)，在有源層中形成源極和漏極區(qū)；在柵極上形成層間絕緣層，層間絕緣層具有暴露出源極區(qū)的源極接觸孔和暴露出漏極區(qū)的漏極接觸孔；并且在層間絕緣層上形成源極和漏極，源極通過(guò)源極接觸孔連接到源極區(qū)，漏極通過(guò)漏極接觸孔連接到漏極區(qū)。
應(yīng)該意識(shí)到以上的概述和下文的詳細(xì)說(shuō)明都是解釋性的描述，都是為了進(jìn)一步解釋所要求保護(hù)的發(fā)明。


所包括的用來(lái)便于理解本發(fā)明并且作為本申請(qǐng)一個(gè)組成部分的附圖表示了本發(fā)明的實(shí)施例，連同說(shuō)明書一起可用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1A到1D的示意性透視圖表示按照現(xiàn)有技術(shù)采用場(chǎng)增強(qiáng)金屬激發(fā)結(jié)晶方法的非晶硅層結(jié)晶工藝；圖2A到2D的示意性透視圖表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成非晶硅層的工藝；圖3表示按照現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅薄膜晶體管的電氣特性曲線；圖4表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多晶硅薄膜晶體管的電氣特性曲線；圖5的示意性透視圖表示按照本發(fā)明另一實(shí)施例中形成非晶硅層的工藝所用的電極結(jié)構(gòu)；圖6的示意性透視圖表示按照本發(fā)明第三實(shí)施例中形成非晶硅層的工藝所用的電極結(jié)構(gòu)；以及圖7A到7D的示意性截面圖表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成多晶硅薄膜晶體管的工藝。
具體實(shí)施例方式
以下要具體描述在附圖中表示的本發(fā)明的最佳實(shí)施例。在可能的情況下，所有附圖中都使用相同的標(biāo)號(hào)代表相同或相似的部分。
圖2A到2D的示意性透視圖表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成非晶硅層的工藝。
在圖2A中，在襯底100上沉積諸如氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)等絕緣層形成一個(gè)緩沖層102。由于緩沖層102能防止堿金屬?gòu)囊r底100中噴出，在襯底包括堿金屬的情況下能夠更有效地使用緩沖層12。在緩沖層102上沉積完非晶硅(a-Si-H)之后，通過(guò)一個(gè)脫氫步驟形成非晶硅層104。一般來(lái)說(shuō)，非晶硅中的氫在350℃以上溫度下會(huì)噴出，并且按350℃以上溫度執(zhí)行結(jié)晶步驟。這樣，非晶硅層內(nèi)的氫在結(jié)晶步驟中會(huì)噴出，會(huì)在多晶硅層中產(chǎn)生許多缺陷。為此可以在結(jié)晶步驟之前執(zhí)行脫氫步驟，預(yù)先消除非晶硅層內(nèi)的氫。按照非晶硅的沉積條件可以省略從非晶硅層104中消除氫的脫氫步驟。
在圖2B中，在非晶硅層104上沉積一種催化劑金屬106例如是鎳(Ni)。用于結(jié)晶的催化劑金屬106數(shù)量很少。催化劑金屬106與非晶硅層104的硅結(jié)合消除金屬硅化物(未示出)。將金屬硅化物作為結(jié)晶的種子。
在圖2C中，將包括非晶硅層104的襯底100被裝載到加熱器118上之后，沿著第一方向“D1”設(shè)置接觸到非晶硅層104的第一和第二電極120a和120b。第一和第二電極120a和120b可以是棒狀的，并且基本上平行并彼此分開。接著在第一溫度下用加熱器118加熱非晶硅層104形成初次結(jié)晶的非晶硅層122(參見(jiàn)圖2D)。第一溫度可以在450℃到600℃范圍內(nèi)。同時(shí)通過(guò)第一和第二電極120a和120b從第一電源“V1”對(duì)非晶硅層104施加第一電壓。第一電壓可以低于10,000V。在一個(gè)實(shí)施例中所施加的電壓在500V到2000V的范圍內(nèi)。這樣就能沿著與第一方向“D1”基本垂直的第二方向“D2”產(chǎn)生第一電場(chǎng)“E1”，并且用第一電場(chǎng)“E1”促進(jìn)金屬硅化物沿第二方向“D2”擴(kuò)散。
在圖2D中，可以沿著第二方向“D2”設(shè)置接觸到初次結(jié)晶的非晶硅層122的第三和第四電極120c和120d。第三和第四電極120c和120d可以是棒狀的，并且基本上平行并彼此分開。接著在第二溫度下用加熱器118加熱初次結(jié)晶的非晶硅層122形成二次結(jié)晶的非晶硅層也就是多晶硅層。第二溫度可以在450℃到600℃范圍內(nèi)。同時(shí)通過(guò)第三和第四電極120c和120d從第二電源“V2”對(duì)初次結(jié)晶的非晶硅層122施加第二電壓。第二電壓可以低于10,000V。在一個(gè)實(shí)施例中所施加的第二電壓在500V到2000V的范圍內(nèi)。這樣就能沿著第一方向“D1”產(chǎn)生第二電場(chǎng)“E2”，并且用第二電場(chǎng)“E2”促進(jìn)金屬硅化物沿第一方向“D1”擴(kuò)散。由于金屬硅化物能夠沿著第一和第二方向“D1”和“D2”擴(kuò)散，多晶硅層的晶粒會(huì)沿著第一和第二方向“D1”和“D2”生長(zhǎng)，并且被均勻分布。這樣就能改善使用這種多晶硅層的薄膜晶體管的電氣性能。
圖3表示按照現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅薄膜晶體管的電氣特性曲線，而圖4表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多晶硅薄膜晶體管的電氣特性曲線。在圖3和4中，漏極電流“Id”是按照柵極電壓“Vg”測(cè)量的，漏極-源極電壓“VDS”被固定在-10V。
在圖4中，多晶硅薄膜晶體管(TFT)的遷移率大約是49cm2/V·sec，而圖3中多晶硅TFT的遷移率大約是39.1cm2/V·sec。另外，在柵極電壓“Vg”為10V到0V之間時(shí)，在圖4中被稱為OFF電流“Ioff”的漏極電流“Id”與圖3中的相比要小。因此，在結(jié)晶步驟中沿第一和第二方向依次施加電場(chǎng)能改善多晶硅TFT的電氣特性。
圖5的示意性透視圖表示按照本發(fā)明另一實(shí)施例中形成非晶硅層的工藝所用的電極結(jié)構(gòu)。
在圖5中，在襯底200上形成一個(gè)緩沖層202，并在緩沖層202上形成一個(gè)非晶硅層204。在非晶硅層204上沉積一種催化劑金屬206，并且將包括非晶硅層204的襯底200裝載到加熱器218上?？梢匝刂谝环较颉癉1”設(shè)置接觸到非晶硅層204的第一和第二電極210a和210b，并且沿著不同于第一方向“D1”的第二方向“D2”設(shè)置接觸到非晶硅層204的第三和第四電極210c和210d。按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，第二方向也是與第一方向基本上垂直。第一，第二，第三和第四電極210a，210b，210c和210d彼此分開。例如，第二電極210b的一端與第四電極210d的一端相距的距離“L”在5cm到7cm范圍之內(nèi)。隨著第二電極210b接近第四電極210d，第二電極210b與第四電極210d之間的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)比第一和第二電極210a和210b之間以及第三和第四電極210c和210d之間的電場(chǎng)強(qiáng)度占優(yōu)勢(shì)。這樣會(huì)降低結(jié)晶效率。進(jìn)而可以將第一和第二電極210a和210b連接到第一電源“V1”，而第四電極120c和120d連接到第二電源“V2”，以便為結(jié)晶提供獨(dú)立選擇的電壓。
圖6的示意性透視圖表示按照本發(fā)明第三實(shí)施例中形成非晶硅層的工藝所用的電極結(jié)構(gòu)。
在圖6中，可以將第一，第二，第三和第四電極210a，210b，210c和210d連接到一個(gè)電源“V”。第一和第四電極和210d可以相互組合，而第二和第三電極210b和210c可以相互組合。
圖7A到7D的示意性截面圖表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成多晶硅薄膜晶體管的工藝。
在圖7A中，在襯底300上形成緩沖層302，并且在緩沖層302上形成通過(guò)本發(fā)明的結(jié)晶工藝獲得的多晶硅層(未示出)。通過(guò)對(duì)多晶硅層構(gòu)圖可以形成具有島狀形狀的有源層314。在有源層314上通過(guò)沉積一種氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)形成一個(gè)柵極絕緣層316。有源層314包括溝道區(qū)314a，以及源極和漏極區(qū)314b和314c。溝道區(qū)314a構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)的載流子的溝道，而源極和漏極區(qū)314b和314c可以作為TFT的源極和漏極的電阻接觸層。
在圖7B中，在柵極絕緣層316上對(duì)應(yīng)著溝道區(qū)314a沉積一種導(dǎo)電金屬例如是鋁(Al)和Al合金而形成柵極318。接著用N型或P型雜質(zhì)對(duì)源極和漏極區(qū)314b和314c進(jìn)行攙雜。用柵極318作為攙雜掩模使溝道區(qū)314a不被攙雜。如果用離子注入方法對(duì)源極和漏極區(qū)314b和314c進(jìn)行攙雜，包括其頂面在內(nèi)的源極和漏極區(qū)314b和314c可能嚴(yán)重受損，并且攙雜的雜質(zhì)不能充分?jǐn)U散到源極和漏極區(qū)314b和314c內(nèi)。因此需要按特定的溫度進(jìn)行加熱的后續(xù)活化處理來(lái)固化源極和漏極區(qū)314b和314c，并且使攙雜的雜質(zhì)充分?jǐn)U散到源極和漏極區(qū)314b和314c內(nèi)。在攙雜步驟之前，可以用柵極318作為蝕刻掩模對(duì)柵極絕緣層316進(jìn)行蝕刻。
在圖7C中，可以通過(guò)沉積一種氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)在柵極318及源極和漏極區(qū)314b和314c上形成一個(gè)層間絕緣層320。接著對(duì)層間絕緣層320構(gòu)圖形成源極和漏極接觸孔322和324。源極和漏極接觸孔分別暴露出源極和漏極區(qū)314b和314c。
在圖7D中，可以在層間絕緣層320上沉積包括銅(Cu)，鎢(W)，鉬(Mo)，鉻(Cr)，鉭(Ta)和鉈(Ti)的一組導(dǎo)電金屬中的一種并且構(gòu)圖而形成源極和漏極326和328。源極326可以通過(guò)源極接觸孔322連接到源極區(qū)314b，而漏極328可以通過(guò)漏極接觸孔324連接到漏極區(qū)314c。
通過(guò)圖2A到圖6的雙向FE-MIC方法獲得的多晶硅層具有均勻的晶粒分布。因此，如果多晶硅TFT采用通過(guò)圖2A到圖6的雙向FE-MIC方法獲得的多晶硅層，多晶硅TFT的載流子遷移率和OFF電流都能得到改善。
盡管本發(fā)明的描述中是采用兩對(duì)電極建立兩個(gè)不同的電場(chǎng)使非晶硅層結(jié)晶，也可以用附加的電極對(duì)在其它方向上產(chǎn)生電場(chǎng)進(jìn)一步促進(jìn)非晶硅層的結(jié)晶。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠看出，無(wú)需脫離本發(fā)明的原理或范圍還能對(duì)按照本發(fā)明制作多晶硅層的方法進(jìn)行各種各樣的修改和變更。因此，本發(fā)明應(yīng)該覆蓋屬于本發(fā)明權(quán)利要求書及其等效物范圍內(nèi)的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種在襯底上由非晶硅層形成多晶硅層的方法，包括在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；沿第一方向設(shè)置接觸非晶硅層的第一和第二電極；在第一溫度下加熱非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓而形成初次結(jié)晶非晶硅層；沿第二方向設(shè)置接觸初次結(jié)晶非晶硅層的第三和第四電極，第二方向與第一方向不同；并且在第二溫度下加熱初次結(jié)晶非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第三和第四電極施加第二電壓而形成二次結(jié)晶非晶硅層。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第一和第二溫度各自在450℃到600℃范圍之內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第一方向基本上垂直于第二方向。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在第一，第二，第三和第四電極之間有一個(gè)間隙。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第一和第二電壓低于10,000V。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第一和第二電壓在500V到2000V范圍之內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，第一電壓的值與第二電壓相同。
8.一種在襯底上的非晶硅層上形成多晶硅層的方法，其特征在于，包括在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；設(shè)置接觸非晶硅層的第一，第二，第三和第四電極，使第一和第二電極沿著第一方向設(shè)置，而第三和第四電極沿著第二方向設(shè)置，第二方向與第一方向不同；并且在一溫度下加熱非晶硅層，并且同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓并對(duì)第三和第四電極施加第二電壓。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，第一方向基本上垂直于第二方向。
10.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，在第一，第二，第三和第四電極之間有一個(gè)間隙。
11.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，第一和第二電壓低于10,000V。
12.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，第一和第二電壓在500V到2000V范圍之內(nèi)。
13.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，由連接到第一和第二電極的第一電源提供第一電壓，由連接到第三和第四電極的第二電源提供第二電壓。
14.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，第一電壓的值與第二電壓的值相同。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其特征在于，由連接到第一，第二，第三和第四電極的一個(gè)電源提供第一和第二電壓。
16.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述的溫度在450℃到600℃范圍之內(nèi)。
17.一種形成多晶硅薄膜晶體管的方法，其特征在于，包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；沿第一方向設(shè)置接觸非晶硅層的第一和第二電極；在第一溫度下加熱非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓而形成初次結(jié)晶非晶硅層；沿第二方向設(shè)置接觸初次結(jié)晶非晶硅層的第三和第四電極，第二方向與第一方向不同；在第二溫度下加熱初次結(jié)晶非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第三和第四電極施加第二電壓而形成一個(gè)多晶硅層；對(duì)多晶硅層構(gòu)圖形成一個(gè)有源層；在有源層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成柵極；對(duì)有源層攙雜雜質(zhì)以在有源層中形成源極和漏極區(qū)；在柵極上形成層間絕緣層，層間絕緣層具有暴露出源極區(qū)的源極接觸孔和暴露出漏極區(qū)的漏極接觸孔；并且在層間絕緣層上形成源極和漏極，源極通過(guò)源極接觸孔連接到源極區(qū)，漏極通過(guò)漏極接觸孔連接到漏極區(qū)。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在襯底與非晶硅層之間形成一個(gè)緩沖層。
19.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，緩沖層包括氮化硅和氧化硅之一。
20.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，第一和第二溫度各自在450℃到600℃范圍之內(nèi)。
21.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，第一方向基本上垂直于第二方向。
22.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，在第一，第二，第三和第四電極之間有一個(gè)間隙。
23.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，第一和第二電壓低于10,000V。
24.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，第一和第二電壓在500V到2000V范圍之內(nèi)。
25.按照權(quán)利要求17的方法，其特征在于，第一電壓的值與第二電壓的值相同。
26.一種形成多晶硅薄膜晶體管的方法，其特征在于，包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；設(shè)置接觸非晶硅層的第一，第二，第三和第四電極，使第一和第二電極沿著第一方向設(shè)置，而第三和第四電極沿著第二方向設(shè)置，第二方向與第一方向不同；在一溫度下加熱非晶硅層，并且同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓并對(duì)第三和第四電極施加第二電壓，形成一個(gè)多晶硅層；對(duì)多晶硅層構(gòu)圖形成一個(gè)有源層；在有源層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成柵極；對(duì)有源層攙雜雜質(zhì)以在有源層中形成源極和漏極區(qū)；在柵極上形成層間絕緣層，層間絕緣層具有暴露出源極區(qū)的源極接觸孔和暴露出漏極區(qū)的漏極接觸孔；并且在層間絕緣層上形成源極和漏極，源極通過(guò)源極接觸孔連接到源極區(qū)，漏極通過(guò)漏極接觸孔連接到漏極區(qū)。
27.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在襯底與非晶硅層之間形成一個(gè)緩沖層。
28.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，緩沖層包括氮化硅和氧化硅之一。
29.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，由連接到第一和第二電極的第一電源提供第一電壓，由連接到第三和第四電極的第二電源提供第二電壓。
30.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，第一電壓的值與第二電壓的值相同。
31.按照權(quán)利要求30的方法，其特征在于，由連接到第一，第二，第三和第四電極的一個(gè)電源提供第一和第二電壓。
32.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，所述的溫度在450℃到600℃范圍之內(nèi)。
33.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，第一方向基本上垂直于第二方向。
34.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，在第一，第二，第三和第四電極之間有一個(gè)間隙。
35.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，第一和第二電壓低于10,000V。
36.按照權(quán)利要求26的方法，其特征在于，第一和第二電壓在500V到2000V范圍之內(nèi)。
全文摘要
一種形成多晶硅層的方法，包括在襯底上形成一個(gè)非晶硅層；在非晶硅層上沉積一種催化劑金屬；沿第一方向設(shè)置接觸非晶硅層的第一和第二電極；在第一溫度下加熱非晶硅層，并同時(shí)對(duì)第一和第二電極施加第一電壓而形成初次結(jié)晶非晶硅層；沿第二方向設(shè)置接觸初次結(jié)晶非晶硅層的第三和第四電極，第二方向與第一方向不同；并且在第二溫度下加熱初次結(jié)晶非晶硅層并同時(shí)對(duì)第三和第四電極施加第二電壓而形成二次結(jié)晶非晶硅層。
文檔編號(hào)H01L21/20GK1499574SQ0314793
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月4日
發(fā)明者金彬, 金海烈, 裵鐘旭, 彬 金 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社