專利名稱：制造使用雙重或多重柵極的薄膜晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造使用雙重或多重柵極的薄膜晶體管的方法，并且特別涉及一種制造使用雙重或多重柵極的薄膜晶體管的方法，通過使用雙重或多重柵極，其能夠改善使用多晶硅薄膜的薄膜晶體管的均勻性。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域公知，諸如原子虛懸鍵(atom dangling bond)的成鍵缺陷(bondingdefect)存在于包括在有源溝道區(qū)中的多晶硅晶粒界面(crystal grain boundary)上，在使用多晶硅制造薄膜晶體管(以下稱作TFT)時(shí)，其對電荷載流子起陷阱作用。
因此，晶粒的尺寸、尺寸的均勻性、數(shù)量和位置、以及方向不僅直接或間接地對諸如閾值電壓(Vth)、閾下斜率(subthreshold slope)、電荷載流子遷移率、漏電流和器件穩(wěn)定性的TFT特性產(chǎn)生明顯的影響，還在使用TFT制造有源矩陣顯示襯底(active matrix display substrate)時(shí)，對TFT依賴晶粒位置的穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯的影響。
依據(jù)襯底上每個TFT的晶粒大小、傾角θ、有源溝道的尺寸(長度(L)、寬度(W))以及位置，在顯示器的整個襯底上，包括于TFT的有源溝道區(qū)中的致命晶粒界面(fatal crystal grain boundary)(以下稱作“主”晶粒界面)的數(shù)量可以彼此相等或不等，如圖1A和1B所示。
如圖1A和1B所示，對于晶粒尺寸為Gs、有源溝道尺寸為L×W且傾角為θ，當(dāng)最大晶粒界面數(shù)為Nmax時(shí)，可以包括在有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面數(shù)為Nmax(在圖1A中為2)或(Nmax-1)(在圖1B中為3)，并且當(dāng)對于所有TFT的有源溝道區(qū)中都包括Nmax個“主”晶粒界面時(shí)，可以獲得最優(yōu)的TFT特性的均勻性。因此，其中的每一個都具有相同的晶粒界面數(shù)的TFT越多，器件所具有的均勻性就越優(yōu)。
另一方面，易發(fā)現(xiàn)，若包括Nmax個“主”晶粒界面的TFT數(shù)量等于包括(Nmax-1)個“主”晶粒界面的TFT數(shù)量，TFT襯底或顯示器上的TFT的特性的均勻性最差。
利用順續(xù)橫向凝固(SLS；sequential lateral solidification)的結(jié)晶技術(shù)，多晶或單晶顆?？稍谝r底上形成很大的硅晶粒，如圖2A和2B所示。已報(bào)道了使用大尺寸硅晶粒制造的TFT可獲得與使用單晶硅制造的TFT類似的特性。
然而，為了制造有源矩陣顯示器，應(yīng)該制造大量用于驅(qū)動器和像素陣列的TFT。
例如，在制造具有超級視頻圖形陣列(SVGAsuper video graphics array)分辨率的有源矩陣顯示器中，需要約百萬個像素，對于液晶顯示器(LCD)，每個像素需要一個TFT，而在使用有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的顯示器(如，有機(jī)電致發(fā)光器件)中，每個像素需要兩個或更多的TFT。
因此，可以通過沿特定方向僅在一至兩百萬或更多個每個TFT的有源溝道區(qū)中生長一定數(shù)量的晶粒，來制造該些TFT。
為解決這些問題，在PCT國際專利第WO 97/45827號中公開了將整個襯底上的非晶硅轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч?，或者在通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)、低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD)或?yàn)R射沉積了非晶硅后，僅對襯底上的選定區(qū)域使用SLS技術(shù)結(jié)晶(圖2A和2B)。
與具有幾個μm×幾個μm尺寸的有源溝道區(qū)相比，該些選定的區(qū)域還是相當(dāng)寬的區(qū)域。另外，在SLS技術(shù)中使用的激光束的尺寸約為幾個μm×幾個μm，因此不可避免地需要激光束或平臺的步進(jìn)(steping)和躍變(shifting)，從而結(jié)晶襯底上整個區(qū)域或選定區(qū)域的非晶硅，其中在其上照射有激光束的區(qū)域之間存在著誤對準(zhǔn)。因此，包括在大量TFT有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面數(shù)發(fā)生變化，并且整個襯底上、驅(qū)動區(qū)域中或像素單元區(qū)域中的TFT具有不可預(yù)知的不均勻性。該不均勻性可對實(shí)現(xiàn)有源矩陣顯示器產(chǎn)生破壞性的影響。
另外，在美國專利第6177391號中公開了晶粒界面對電荷載流子方向的阻擋效應(yīng)被最小化(圖3A)，并且因此，在通過使用SLS結(jié)晶技術(shù)形成大尺寸硅晶粒來制造用于包括驅(qū)動器和像素陣列的LCD的TFT并且同時(shí)存在大量的其中TFT特性對電荷載流子起陷阱作用的晶粒界面時(shí)，在有源溝道的方向平行于通過SLS結(jié)晶法生長得到的晶粒的方向的情況下，獲得了次于單晶硅的TFT特性，并且在有源溝道區(qū)垂直于晶粒生長方向的情況下，TFT特性嚴(yán)重劣化。
在實(shí)際制造有源矩陣顯示器時(shí)，存在驅(qū)動電路內(nèi)的TFT和像素單元區(qū)域內(nèi)的TFT一般具有90°的角度的情況，其中可通過按如下方式制造有源矩陣顯示器來改善器件的均勻性，即有源溝道區(qū)的方向相對于晶粒生長角度傾斜30至60°，從而改善TFT之間特性的均勻性，而不明顯劣化每個TFT的特性，如圖3C所示。
然而，由于該方法也使用通過SLS結(jié)晶技術(shù)形成的有限尺寸的晶粒，因此存在致命晶粒界面包括在有源溝道區(qū)中的可能性。因此，該方法具有由TFT之間特性差異的存在導(dǎo)致的不可預(yù)知的不均勻性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的問題，本發(fā)明的一個方面在于提供一種制造使用雙重或多重柵極的TFT的方法，其中計(jì)算在有源溝道區(qū)中包括的致命晶粒界面數(shù)的概率，并且可在沿固定地規(guī)則化的晶體生長方向使用硅晶粒制造TFT時(shí)，改善整個襯底上局部TFT的均勻性。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面展現(xiàn)，部分地由說明書或通過實(shí)踐本發(fā)明而變得明顯易懂。
本發(fā)明的前述和/或其它方面通過提供一種制造使用雙重或多重柵極的TFT的方法來實(shí)現(xiàn)，包括計(jì)算包括Nmax，即根據(jù)有源溝道的長度，在有源溝道區(qū)中的晶粒界面的最大數(shù)量的概率，并調(diào)整有源溝道之間的間隙，該間隙能夠在確定了形成TFT襯底的多晶硅的晶粒的尺寸Gs、“主”晶粒界面相對垂直于柵極的有源溝道方向的方向傾斜的角度θ、有源溝道的寬度和有源溝道的長度的情況下，使采用雙重或多重柵極的TFT的每個有源溝道區(qū)中的晶粒界面的數(shù)量一致。
該角度為-45°≤θ≤45°，且調(diào)整有源溝道之間的間隙，使得概率不為0.5。


本發(fā)明的這些和其它的方面及優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述而變得明顯易懂，附圖中圖1A為截面圖，示意地示出了其中對于相等的晶粒大小Gs和有源溝道尺寸L×W，致命晶粒界面數(shù)為2的TFT；道尺寸L×W，致命晶粒界面數(shù)為2的TFT；圖1B為截面圖，示意地示出了其中致命晶粒界面數(shù)為3的TFT；圖2A和2B為截面圖，示意地示出了包括具有大顆粒尺寸的硅晶粒的TFT的有源溝道，該大顆粒尺寸通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的順續(xù)橫向凝固(SLS)結(jié)晶形成；圖3A至3C為另一截面圖，示意地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的TFT的有源溝道；圖4為示意圖，示出了能夠?qū)υ隍?qū)動電路襯底或顯示器上制造的TFT的特性產(chǎn)生致命影響的致命晶粒界面數(shù)可根據(jù)TFT的位置變化；圖5A和5C為截面圖，示意地示出了使用多晶硅的TFT結(jié)構(gòu)，該多晶硅具有不垂直于TFT有源溝道區(qū)中源極/漏極方向的晶粒界面；圖5B為與TFT等價(jià)的示意圖；圖6A和6B為輔助計(jì)算概率的視圖，該概率對應(yīng)于其中最大數(shù)量或最大數(shù)量減1個“主”晶粒界面包括于TFT結(jié)構(gòu)的有源溝道區(qū)中，該TFT使用多晶硅，該多晶硅具有不垂直于有源溝道區(qū)中的源極/漏極方向的普通晶粒界面；圖7A和7B為輔助計(jì)算概率的視圖，該概率對應(yīng)于其中最大數(shù)量或最大數(shù)量減1個“主”晶粒界面包括于TFT結(jié)構(gòu)的有源溝道區(qū)中，該TFT使用多晶硅，該多晶硅具有垂直于有源溝道區(qū)中的源極/漏極方向的晶粒界面；圖8A為說明具有相等的有源溝道長度2L和晶粒大小Gs的單個有源溝道TFT的視圖；圖8B為說明具有相等的有源溝道長度2L和晶粒大小Gs的雙重有源溝道TFT的視圖；以及圖9和10為說明在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TFT制造工藝中，致命晶粒界面數(shù)根據(jù)TFT設(shè)計(jì)的變化。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中的示例在附圖中示出，附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。
由于晶粒有限的尺寸，在制造用于有源矩陣顯示器的TFT時(shí)，為改善TFT特性，在直接或間接對TFT特性產(chǎn)生重要影響的多晶硅晶粒被放大并在本發(fā)明中，“晶粒大小”指可確定的晶粒界面之間的距離，并且通常以屬于誤差范圍內(nèi)的晶粒界面之間的距離定義。
特別地，在晶粒界面存在于有源溝道區(qū)中時(shí)，對TFT特性產(chǎn)生致命影響的晶粒界面，即其中晶粒界面相對垂直于有源溝道的方向的傾角為-45°≤θ≤45°的“主”晶粒界面，由于在形成多晶硅薄膜期間工藝精度的限制，導(dǎo)致了不可避免的缺陷。
包括在制造于驅(qū)動電路襯底或顯示區(qū)上的TFT有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面數(shù)可根據(jù)晶粒的大小和方向、以及有源溝道的尺寸而變化，如圖4所示。因此，對于制造得不均勻或者更差的TFT和顯示區(qū)的特性，TFT和顯示區(qū)可能根本未被驅(qū)動。
通過計(jì)算概率“P”(其中，在顯示器整個襯底上的有源溝道區(qū)中包括能夠在使用大尺寸硅晶粒制造TFT襯底期間決定TFT特性的均勻性的Nmax個，即最大數(shù)量的“主”晶粒界面)和概率“Q”(其中，在顯示器整個襯底上的有源溝道區(qū)中包括(Nmax-1)個“主”晶粒界面)，并通過利用該些概率來使用雙重或多重柵極，由此確定對于硅晶粒的大小和方向的最優(yōu)工藝條件和有源溝道的最優(yōu)尺寸，從而確保在制造TFT襯底和有源顯示器時(shí)所需的TFT特性的均勻性，本發(fā)明提供了最優(yōu)選的工藝條件和TFT尺寸。
若在顯示器襯底或驅(qū)動電路襯底上TFT的有源溝道區(qū)中包括Nmax個，即最大數(shù)量的“主”晶粒界面的概率為“P”，則在TFT的有源溝道區(qū)中包括(Nmax-1)個“主”晶粒界面的概率“Q”將為(1-P)。
由此，限定了P+Q＝1，且P＝(a+b)/Gs。
如圖6A所示，a+b為從中減去了沿主軸方向占據(jù)(Nmax-1)個晶粒的距離后的剩余距離，而Gs為沿主軸方向晶粒的大小。
另一方面，如圖5C所示，若源極/漏極方向的法線為NN’，沿晶粒的主軸方向相鄰晶粒之間的界面為“主”晶粒界面，并且法線NN’與“主”晶粒界面之間的角度θ為-45°≤θ≤45°。
具有L的長度和W的寬度的有源溝道區(qū)的垂直于“主”晶粒界面的距離，即有源溝道區(qū)中的最大距離D可用簡單的三角函數(shù)表示如下(圖5A)。
D＝(L+x)×cosθ其中，x＝W×tanθ。
由于D＝(L+W×tanθ)×cosθ＝L×cosθ+W×tanθ×cosθ，且tanθ×cosθ為sinθ，D可以寫為D＝L×cosθ+W×sinθ。因此，最大距離D可表示為有源溝道區(qū)的長度L和寬度W，以及“主”晶粒界面對法線NN’的傾角θ的函數(shù)。
若晶粒主軸方向上的大小為Gs，且包括在有源溝道區(qū)中的最大“主”晶粒界面數(shù)為Nmax，則Nmax可通過下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式獲得。
Nmax＝ξ(D/Gs)其中，函數(shù)ξ可通過下面的表達(dá)式定義。
ξ(x)＝最小的整數(shù)≥x，其中，x為任意數(shù)字。
即，可見ξ為這樣一個函數(shù)，其中當(dāng)x＝2時(shí)，Nmax＝2；當(dāng)x＝2.3時(shí)，Nmax＝3。
另一方面，參照圖6A和6B，a+b＝D-(Nmax-1)×Gs，且概率“P”可表示為下面的表達(dá)式1。
表達(dá)式1P＝(D-(Nmax-1)×Gs)/Gs且概率“Q”可表示為下面的表達(dá)式2。
表達(dá)式2Q＝1-P＝1-(D-(Nmax-1)×Gs)/Gs＝(-D+Nmax×Gs)/Gs。
如上所述，僅Nmax或Nmax-1個“主”晶粒界面存在于有源溝道區(qū)中，且通過上述表達(dá)式表示的概率P的物理含義可通過下面的內(nèi)容了解。
a)對于P＝0(Nmax-1)個“主”晶粒界面中的最大數(shù)量(Nmax)個存在于有源溝道區(qū)的概率為0。因此，僅(Nmax-1)數(shù)量的“主”晶粒界面可存在于有源溝道區(qū)中。
b)對于0＜P＜0.5Nmax數(shù)量的“主”晶粒界面可存在于有源溝道區(qū)的概率低于(Nmax-1)數(shù)量的“主”晶粒界面可存在于有源溝道區(qū)中的概率。
c)對于P＝0.5Nmax數(shù)量的“主”晶粒界面包括于有源溝道區(qū)的概率等于(Nmax-1)數(shù)量的“主”晶粒界面包括于有源溝道區(qū)中的概率。
d)對于0.5＜P＜1Nmax數(shù)量的“主”晶粒界面包括于有源溝道區(qū)的概率高于(Nmax-1)
Nmax數(shù)量的“主”晶粒界面包括于有源溝道區(qū)的概率高于(Nmax-1)數(shù)量的“主”晶粒界面包括于有源溝道區(qū)中的概率。
e)對于P＝1Nmax個“主”晶粒界面中的最大數(shù)量個包括于有源溝道區(qū)的概率為1。因此，僅Nmax數(shù)量的“主”晶粒界面可存在于有源溝道區(qū)中。
由概率P的含義可見，在使用其中晶粒在主軸方向上的尺寸為Gs的多晶硅制造TFT時(shí)，驅(qū)動電路襯底或有源矩陣TFT顯示器中TFT的均勻性由于包括在有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面數(shù)的不同，在P＝0.5時(shí)最差，而在P＝0或P＝1時(shí)最優(yōu)。
然而，在濕法或干法蝕刻柵極金屬以形成有源溝道期間，由于工藝裕度(process margin)的原因，使得不易獲得P＝0或P＝1的概率，在使用多晶硅制造TFT襯底時(shí)，可執(zhí)行硅結(jié)晶工藝來設(shè)計(jì)TFT，以給出晶粒的尺寸和方向，或根據(jù)基于概率P的范圍的所需TFT設(shè)計(jì)來制造多晶硅薄膜，該概率P的范圍(0＜P＜0.25或0.75＜P＜1)能夠確保實(shí)現(xiàn)有源矩陣顯示器所需的TFT特性的均勻性。
θ＝0情況下的數(shù)學(xué)表達(dá)式在圖7A和7B中，對于示出概率P的表達(dá)式，D＝L，概率P不再是W和θ的函數(shù)，其中概率P可表示為P＝(L-(Nmax-1)×Gs)/Gs其中，由于(Nmax-1)數(shù)量的“主”晶粒界面包括在有源溝道區(qū)中的概率Q為P+Q＝1，Q＝1-P＝{1-(L-(Nmax-1)×Gs)}/Gs＝(-L+Nmax×Gs)/Gs。
如上所述，所制造的TFT襯底的均勻性可通過使用表達(dá)式1計(jì)算其中對于任何的有源溝道尺寸以及晶粒大小和方向的組合都能對TFT特性產(chǎn)生致命影響的“主”晶粒界面的概率來預(yù)測，從而建立了硅結(jié)晶工藝，或設(shè)計(jì)TFT結(jié)構(gòu)從而獲得最優(yōu)的均勻性。
所定義的表達(dá)式是有效的，并且即使在襯底上形成了兩個大尺寸的硅晶粒時(shí)，也可以制造能夠計(jì)算其中晶粒界面包括在有源溝道區(qū)中的概率并改善均勻性的優(yōu)化TFT。
另一方面，TFT特性和TFT均勻性可通過調(diào)整使用雙重或多重柵極而非單個柵極的柵極之間的間隙從而進(jìn)一步改善局域范圍內(nèi)的TFT特性和TFT均勻性而得到改善。
即，為同步使用雙重或多重柵極的TFT處每個溝道內(nèi)包括的“主”晶粒界面數(shù)的柵極之間的間隔“S”可表示為下面的表達(dá)式3。
表達(dá)式3S＝m×Gs×secθ-L其中，Gs為晶粒的大小，m為大于0的整數(shù)，θ為致命晶粒界面(“主”晶粒界面)相對垂直于有源溝道的方向傾斜的角度，而L為雙重或多重柵極中每一個的有源溝道的長度。
在θ＝0時(shí)，secθ＝1。因此，S可表示為S＝m×Gs-L。
在使用柵極之間由表達(dá)式3計(jì)算的間隙的設(shè)計(jì)和制造TFT時(shí)，對于由表達(dá)式3給出晶粒的大小和方向以及有源溝道的尺寸，由于包括在每個有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面的數(shù)量減少，與制造使用具有2L有源溝道長度的單個柵極的TFT相比，在制造使用具有相同的有源溝道長度的雙重柵極的TFT時(shí)，TFT特性得到了改善。另外，在使用通過表達(dá)式3計(jì)算得到的“S”作為柵極之間的間隙(如圖8A和8B)設(shè)計(jì)并制造TFT時(shí)，可通過相等地同步包括在每個有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面數(shù)，使均勻性得到確保。
在本發(fā)明中，可通過在計(jì)算了最大數(shù)量Nmax的“主”晶粒界面包括在顯示器的整個襯底的有源溝道區(qū)中的概率“P”以及最大數(shù)量(Nmax-1)的“主”晶粒界面包括在顯示器的整個襯底的有源溝道區(qū)中的概率“Q”之后，調(diào)整使用雙重或多重柵極的柵極之間的間隙，可以改善TFT的特性和均勻性。
因此，可通過在依據(jù)本發(fā)明中定義的P值以及源極/漏極區(qū)(即TFT的有源溝道區(qū))的寬度、長度或角θ，確定了實(shí)際工藝中的晶粒界面的數(shù)量之后，調(diào)整雙重或多重柵極之間的間隙，來執(zhí)行最優(yōu)選的工藝。
另外，在使用本發(fā)明中制造的TFT的器件的情況下，均勻性得到了改善，使得器件特性得到改善。半導(dǎo)體器件或顯示器可用作該器件，并且優(yōu)選LCDI或EL被用作該顯示器。
下面建議了一個優(yōu)選示例，其用于幫助理解本發(fā)明。然而，下面的示例僅出于幫助理解本發(fā)明的目的而建議，并且本發(fā)明不限于下面的示例。
示例1概率P，其對應(yīng)于溝道長度為L以及溝道之間的間隙S能夠同步包括在使用雙重或多重柵極的TFT的每個有源溝道區(qū)中的晶粒界面數(shù)，其中Gs為晶粒大小，θ為“主”晶粒界面相對垂直于有源溝道方向的方向的傾角，而溝道寬度W為10μm。
下表1示出了根據(jù)示例1的計(jì)算結(jié)果。
表1


對于其中主軸方向上的晶粒大小為4μm且有源溝道長度為10μm的、使用單個柵極的TFT，由表達(dá)式1可得，最大數(shù)量的致命晶粒界面包括在有源溝道區(qū)中的概率P為0.5。因此，由于從表達(dá)式2可得，數(shù)量為2的致命晶粒界面包括在有源溝道區(qū)中的概率Q為0.5，所以TFT特性依據(jù)位置極不均勻。由于致命晶粒界面包括于有源溝道區(qū)中，TFT的遷移率和TFT特性的改善限于有源矩陣顯示器。
在此情況下，每個TFT由兩個有源溝道構(gòu)成，并且每個有源溝道的長度為5μm，使得在使用具有4μm晶粒大小的相等多晶硅制造具有10μm的在此情況下，每個TFT由兩個有源溝道構(gòu)成，并且每個有源溝道的長度為5μm，使得在使用具有4μm晶粒大小的相等多晶硅制造具有10μm的相同溝道長度的雙重柵極TFT時(shí)，致命晶粒界面的數(shù)量將為1或2(圖9)。這意味著，與單個柵極TFT相比，對TFT特性產(chǎn)生致命影響的晶粒界面的數(shù)量降低。因此，整體TFT特性，例如導(dǎo)通電流特性，得到改善，使得可以預(yù)料場效應(yīng)遷移率等大大降低。
然而，在TFT包括雙重或多重柵極的情況下，一個致命晶粒界面包括在第一有源溝道區(qū)中，且兩個致命晶粒界面包括在第二有源溝道區(qū)中，如圖9，或者第一和第二有源溝道區(qū)中分別可包括1個和1個、2個和1個以及2個和2個致命晶粒界面的不同組合。這可導(dǎo)致TFT特性的不均勻。
在通過進(jìn)行使相鄰有源溝道之間的間隙滿足表達(dá)式1的TFT設(shè)計(jì)和工藝時(shí)，區(qū)域范圍內(nèi)的TFT的均勻性可通過于柵極電極形成工藝期間，在相等地對準(zhǔn)的區(qū)域中，使用相同晶粒大小的多晶硅區(qū)且同步包括在各個雙重或多重柵極TFT的每個有源溝道區(qū)中的致命晶粒界面的數(shù)量而得到保證。然而，依據(jù)晶粒界面、致命晶粒界面的方向和用于源極/漏極的有源溝道的尺寸，不同數(shù)量的致命晶粒界面包括在每個溝道區(qū)中的概率仍存在，并且在整個襯底上或在襯底的選定區(qū)域內(nèi)，對TFT的均勻性產(chǎn)生致命的影響，其中TFT的均勻性可通過應(yīng)用有源溝道長度(對于2×4μm)來建立，其中整個襯底上或襯底的選定區(qū)域中的致命晶粒界面的數(shù)量通過表達(dá)式3獲得為1(圖10)。即，TFT特性可以改善，可以設(shè)計(jì)用于對于給定的晶粒尺寸確保完整的TFT均勻性的TFT，并且即使在工藝期間也可以通過使用表達(dá)式1和3預(yù)測并監(jiān)測對應(yīng)工藝裕度的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的TFT制造工藝可在使用具有均勻方向和固定尺寸的晶粒制造用于有源矩陣顯示器的TFT時(shí)，確保優(yōu)良的TFT特性和均勻性。
盡管已經(jīng)示出并介紹了本發(fā)明的幾個優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不脫離本發(fā)明的原則和精神的情況下對這些實(shí)施例作出改動，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求及其等效物中限定。
權(quán)利要求
1.一種制造使用雙重或多重柵極的薄膜晶體管(TFT)的方法，包括計(jì)算包括Nmax的概率，即根據(jù)有源溝道的長度，在有源溝道區(qū)中的晶粒界面的最大數(shù)量的概率；以及調(diào)整有源溝道之間的間隙，該間隙能夠在確定了形成TFT襯底的多晶硅的晶粒的尺寸Gs、“主”晶粒界面相對垂直于柵極的有源溝道方向的方向傾斜的角度θ、有源溝道的寬度和有源溝道的長度的情況下，使采用雙重或多重柵極的TFT的每個有源溝道區(qū)中的晶粒界面的數(shù)量一致。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該概率如下地計(jì)算P＝(D-(Nmax-1)×Gs)/Gs其中，D＝L×cosθ+W×sinθ，L為TFT有源溝道的長度，W為TFT有源溝道的寬度，Nmax為可包括在具有L的長度和W的寬度的TFT有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面的最大數(shù)量，Gs為晶粒大小，θ為“主”晶粒界面相對垂直于TFT的有源溝道方向的方向傾斜的角度，m為大于0的整數(shù)，而W為具有雙重或多重柵極的TFT的每個有源溝道的寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中有源溝道之間的間隙如下地計(jì)算S＝mGs·secθ-L其中，Gs為晶粒大小，θ為致命晶粒界面，即“主”晶粒界面，相對垂直于有源溝道方向的方向傾斜的角度，而L為雙重或多重柵極中每一個的每個有源溝道的長度。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該角度為-45°≤θ≤45°。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中調(diào)整有源溝道之間的間隙，使得概率不為0.5。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中有源溝道之間的間隙如下地計(jì)算S＝mGs·secθ-L其中，Gs為晶粒大小，θ為致命晶粒界面，即“主”晶粒界面，相對垂直于有源溝道方向的方向傾斜的角度，而L為雙重或多重柵極中每一個的每個有源溝道的長度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該角度為-45°≤θ≤45°。
8.一種制造使用雙重或多重柵極的TFT的方法，包括計(jì)算第一概率，其中Nmax，即最大數(shù)量的、能夠在使用大尺寸的硅晶粒制造TFT襯底期間決定TFT特性均勻性的“主”晶粒界面包括在顯示器的整個襯底上的有源溝道區(qū)中；以及使用第一概率確定對于硅晶粒大小和方向的最優(yōu)工藝條件以及有源溝道的最優(yōu)尺寸來使用雙重或多重柵極，從而確保TFT特性的均勻性。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中概率如下地計(jì)算P＝(D-(Nmax-1)×Gs)/Gs其中，D＝L×cosθ+W×sinθ，L為TFT有源溝道的長度，W為TFT有源溝道的寬度，Nmax為可包括在具有L的長度和W的寬度的TFT有源溝道區(qū)中的“主”晶粒界面的最大數(shù)量，Gs為晶粒大小，θ為“主”晶粒界面相對垂直于TFT的有源溝道方向的方向傾斜的角度，m為大于0的整數(shù)，而W為具有雙重或多重柵極的TFT的每個有源溝道的寬度。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中有源溝道之間的間隙如下地計(jì)算S＝mGs·secθ-L其中，Gs為晶粒大小，θ為致命晶粒界面，即“主”晶粒界面，相對垂直于有源溝道方向的方向傾斜的角度，而L為雙重或多重柵極中每一個的每個有源溝道的長度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該角度為-45°≤θ≤45°。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中調(diào)整有源溝道之間的間隙，使得概率不為0.5。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中有源溝道之間的間隙如下地計(jì)算S＝mGs·secθ-L其中，Gs為晶粒大小，θ為致命晶粒界面，即“主”晶粒界面，相對垂直于有源溝道方向的方向傾斜的角度，而L為雙重或多重柵極中每一個的每個有源溝道的長度。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該角度為-45°≤θ≤45°。
15.一種制造使用雙重或多重柵極的TFT的方法，包括提供TFT，使得每個TFT由兩個有源溝道構(gòu)成，并且每個有源溝道的長度為5μm，使得在使用具有4μm晶粒大小的相等多晶硅制造具有10μm的相同溝道長度的雙重柵極TFT時(shí)，致命晶粒界面的數(shù)量將為一或二。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造使用雙重或多重柵極的薄膜晶體管(TFT)的方法，其通過計(jì)算包括Nmax，即根據(jù)有源溝道的長度，在有源溝道區(qū)中的晶粒界面的最大數(shù)量的概率，并調(diào)整有源溝道之間的間隙，該間隙能夠在確定了形成TFT襯底的多晶硅的晶粒的尺寸Gs、“主”晶粒界面相對垂直于柵極的有源溝道方向的方向傾斜的角度θ、有源溝道的寬度和有源溝道的長度的情況下，使采用雙重或多重柵極的TFT的每個有源溝道區(qū)中的晶粒界面的數(shù)量一致。
文檔編號H01L21/336GK1497685SQ20031010240
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月21日
發(fā)明者李基龍 申請人:三星Sdi株式會社