專利名稱：薄膜晶體管基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種薄膜晶體管基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，液晶顯示器逐漸取代用于計算機的傳統(tǒng)陰極射線管(Cathode Ray Tube, CRT)顯示器，而且，由于液晶顯示器具輕、薄、 小等特點，使其非常適合應(yīng)用在桌上型計算機、膝上型計算機、個 人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、便攜式電話、電視和 多種辦公自動化與視聽設(shè)備中。液晶面板是其主要元件，其一般包 括一薄膜晶體管基板、 一彩色濾光片基板和夾于該薄膜晶體管基板 與該彩色濾光片基板之間的液晶層。
請參閱圖1,是一種現(xiàn)有技術(shù)薄膜晶體管基板的剖面示意圖。 該薄膜晶體管基板100包括一玻璃基底101、 一位于玻璃基底101 上的柵極102、 一位于該柵極102和該玻璃基底101上的柵極絕緣 層103、層疊設(shè)置在該柵極絕緣層103上的非晶硅層104和高摻雜 非晶硅層105、位于該高摻雜非晶硅層105和該柵極絕緣層103上 的一源極106與一漏極107、 一位于該柵極絕纟彖層103、該源極106 和該漏極107上的鈍化層108和一位于該鈍化層108上的像素電極 109,該像素電極109與該漏極107電導(dǎo)通。
在該薄膜晶體管基板100的柵極102加載電信號時，加載在該 源極106的電信號，由該高摻雜非晶硅層105輸入，通過該非晶硅 層104作為通道，再經(jīng)該高摻雜非晶硅層105傳輸至該漏極107， 進一步輸入該像素電極109。
該薄膜晶體管基板100的高摻雜非晶硅層105與該源極106和 該漏極107接觸，再通過該非晶硅層104作為通道，將源極106的電信號傳輸至該漏極107。但是，由于該高摻雜非晶硅層105并非 金屬，而該源極106和該漏極107的材質(zhì)為金屬材質(zhì)，因而，該源 極106和該漏極107與該高摻雜非晶硅層105之間存在的接觸電阻 將會損耗傳輸于該源極106與該漏極107之間的電信號，使得該薄 膜晶體管基板IOO對電信號的損耗大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述該薄膜晶體管基板對電信號損耗大的問題，提供 一種電信號損耗低的薄膜晶體管基板實為必需。
為了解決上述該薄膜晶體管基板對電信號損耗大的問題，提供 一種電信號損耗低的薄膜晶體管基板的制造方法實為必需。
一種薄膜晶體管基板，其包括一玻璃基底， 一設(shè)置在該玻璃基 底的掩極， 一覆蓋具有該柵極的玻璃基底的柵極絕緣層，對應(yīng)該柵 極，依序?qū)盈B設(shè)置在該柵極絕緣層的一非晶硅層和一歐姆接觸層， 一源極和一漏極，該源極和漏極設(shè)置在該歐姆接觸層上，且與該歐 姆接觸層接觸以傳輸電信號，該歐姆接觸層包括一高摻雜多晶硅層。
一種薄膜晶體管基板的制造方法，其包括提供一玻璃基底； 于一道掩膜制造過程中，形成一柵極于該玻璃基底；于一道掩膜制 造過程中，依序形成一柵極絕緣層、 一非晶硅層和一歐姆接觸層于 該玻璃基底上，該歐姆接觸層包括一高摻雜多晶硅層；于一道掩膜 制造過程中，形成一源極和一漏極，該源極和該漏極對應(yīng)該柵極， 設(shè)置在該高摻雜多晶硅層，且與該歐姆接觸層接觸以傳輸電信號。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明薄膜晶體管基板，其具有一高摻雜多 晶硅層作為歐姆接觸層與該源極和該漏極直接接觸以導(dǎo)接電信號， 再通過該非晶硅層作為傳輸信號的溝道層以傳輸該電信號。由于該 高摻雜多晶硅層的載流子的遷徙率較大，該高摻雜多晶硅層的載流 子易穿過該源極和該漏極與該高摻雜多晶硅之間的勢壘，則該源極 和該漏極與該高摻雜多晶硅層之間具有良好的歐姆接觸，從而使該 薄膜晶體管基對電信號的損耗低。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明薄膜晶體管基板的制造方法，在一道 掩膜制造過程中，形成一高摻雜多晶硅層與該源極和該漏極直接接 觸以導(dǎo)接電信號，再通過與該高摻雜多晶硅層接觸的非晶硅層作為 溝道層以傳輸電信號。由于該高摻雜多晶硅層的載流子的遷徙率較 大，該高摻雜多晶硅層的載流子易穿過該源極和該漏極與該高摻雜 多晶硅之間的勢壘，則該源極和該漏極與該高摻雜多晶硅層之間具 有良好的歐姆接觸，從而使該薄膜晶體管基板對電信號的損耗低。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)薄膜晶體管基板的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明薄膜晶體管基板第一實施方式的剖面示意圖。
圖3是圖2所示的薄膜晶體管基板的制造流程圖。
圖4是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的柵極金屬層的示意圖。
圖5是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的柵極的示意圖。
圖6是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的柵極絕緣層、非晶硅薄膜和高摻雜非晶硅層薄膜的示意圖。
圖7是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的高摻雜多晶硅薄膜的示意圖。
圖8是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的非晶硅層和高摻雜多 晶硅層的示意圖。
圖9是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的源/漏極金屬層的示意圖。
圖IO是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的源極/漏極和溝槽的 示意圖。
圖11是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的鈍化層的示意圖。
圖12是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的鈍化層圖案的示意圖。
圖13是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的導(dǎo)體層的示意圖。
圖14是形成圖2所示的薄膜晶體管基板的像素電極的示意圖。
圖15是本發(fā)明薄膜晶體管基板第二實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16是形成圖15所示薄膜晶體管基板的柵極絕緣層、非晶硅 薄膜、高摻雜非晶硅層薄膜和金屬薄膜的示意圖。
圖17是形成圖15所示薄膜晶體管基板的高摻雜多晶硅薄膜和 金屬硅化物薄膜的示意圖。
圖18是形成圖15所示薄膜晶體管基板的非晶硅層、高摻雜多 晶硅層和金屬硅化物層的示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，是本發(fā)明薄膜晶體管基板第一實施方式的剖面示 意圖。該薄膜晶體管基板200包括一玻璃基底210、 一位于玻璃基 底210上的4冊極220、 一位于該柵極220和該玻璃基底210上的柵 極絕緣層230、依序?qū)盈B在該柵極絕緣層230上的非晶硅(a-Si)層240 和高摻雜多晶硅(poly-Si)層250、一位于該高摻雜多晶硅層250和該 柵極絕緣層230上的源極270與漏極280、一位于該柵極絕緣層230、 該源極270和該漏極280上的鈍化層208以及一位于該鈍化層208 上的像素電極290。該非晶硅層240作為該薄膜晶體管基板200的 傳輸電信號的溝道層；該高摻雜多晶硅層250作為一歐姆接觸層與 該源極270和該漏極280接觸以導(dǎo)接電信號，其可分為二彼此斷開 的接觸區(qū)(未標(biāo)示)，且該二接觸區(qū)分別與該源極270和該漏極280 電連接。該像素電極290可與該漏極280電導(dǎo)通。
在該薄膜晶體管基板200的柵極220加載電信號時，加載在該 源極270的電信號，由該高摻雜多晶硅層250對應(yīng)該源極270的接 觸區(qū)輸入，通過該非晶硅層240作為溝道層傳輸，再經(jīng)該高摻雜多 晶硅層250對應(yīng)該漏極280的接觸區(qū)傳輸至該漏極280，進一步輸 入該像素電極290。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明薄膜晶體管基板200的源極270和漏 極280分別與該高摻雜多晶硅層250的二接觸區(qū)接觸導(dǎo)入電信號， 再通過連接該二接觸區(qū)的非晶硅層240作為該薄膜晶體管基板200
的溝道層以傳輸電信號；由于該高摻雜多晶硅層250的栽流子遷移 率大，則該高摻雜多晶硅層250的載流子易穿過該源極270和該漏 極280與該高摻雜多晶硅層250之間的勢壘，使得該源極270和該 漏極280與該高摻雜多晶硅層250之間具有良好的歐姆接觸。因而， 當(dāng)以非晶硅層240作為溝道層的該薄膜晶體管基板200的柵極220 加載開啟電信號時，加栽在該源極270的電信號由該源極270傳輸 至該漏極280 ，由于該源極270和該漏極280與該高摻雜多晶硅層 250具有良好的歐姆接觸，將減少該薄膜晶體管基板200對電信號 的損耗。另外，因為該高摻雜多晶硅層250的載流子遷移率較大， 所以該高摻雜多晶硅層250的電阻較小，可使該薄膜晶體管基板200 對電信號的損耗低。
請再參閱圖3，是圖2所示的薄膜晶體管基板200的制造流程 圖。該制造方法使用五道掩膜制造過程，其包括以下步驟
一、 第一道掩膜
步驟Sl:形成柵極金屬層；
請參閱圖4，提供一玻璃基底210，在該玻璃基底210上依序形 成一柵極金屬層201和一第一光阻層(圖未示)。
步驟S2:形成柵極；
請再參閱圖5,以第一掩膜的圖案對該第一光阻層進行曝光顯 影，從而形成一預(yù)定圖案；對該柵極金屬層201進行蝕刻，進而形 成一柵極220，移除第一光阻層。
二、 第二道掩膜
步驟S3:形成柵極絕緣層、非晶硅薄膜和高摻雜非晶硅層薄膜；
請再參閱圖6，在具有該柵極220的玻璃基底210上依序沉積 一柵極絕緣層230、 一非晶硅薄膜202和 一 高摻雜非晶硅層薄膜203 。 該柵極絕緣層230的材質(zhì)一般為氮化硅，其厚度為300nm，該非晶 硅薄膜202的厚度1500nm，該高摻雜非晶硅層薄膜203的厚度為 500認(rèn)。
步驟S4:形成高摻雜多晶硅薄膜；
請再參閱圖7,對該高摻雜非晶硅層薄膜203實施準(zhǔn)分子激光 再結(jié)晶法(Excimer Laser Re-crystallization )， 即4吏用該準(zhǔn)分子激光 掃描該高摻雜非晶硅層薄膜203，使該高摻雜非晶硅層薄膜203再 結(jié)晶成高摻雜多晶硅薄膜204。該準(zhǔn)分子激光的脈沖頻率為300Hz, 脈沖寬度小于25ns，能量密度小于250mJ/cm2。
步驟S5:形成非晶硅層和高摻雜多晶硅層；
請再參閱圖8，在該高摻雜多晶硅薄膜204上沉積一第二光阻 層(圖未示)，以第二掩膜的圖案對該第二光阻層進行曝光顯影，從 而形成一預(yù)定圖案；對該非晶硅薄膜202和該高摻雜多晶硅薄膜204 進行蝕刻，進而形成圖案化的非晶硅層240和高摻雜多晶硅層250， 移除第二光阻層。
三、 第三道掩膜
步驟S6:形成源/漏極金屬層；
請再參閱圖9，在該柵極絕緣層230和該高摻雜多晶硅層250 上形成一源/漏極金屬層205和一第三光阻層(圖未示)。 步驟S7:形成源極/漏極和溝槽；
以第三掩膜的圖案對該第三光阻層進行曝光顯影，從而形成一 預(yù)定圖案；請再參閱圖10，對該源/漏極金屬層205進行蝕刻，進 而形成一源極270和一漏極280。繼續(xù)實施背向通道蝕刻，蝕刻該 高摻雜多晶硅層250,且過蝕刻至該非晶硅層240的一部分，形成 一溝槽206，該溝槽206使該高摻雜多晶硅層250分為二彼此斷開 的接觸區(qū)(未標(biāo)示)，且使該非晶硅層240成為該薄膜晶體管基板200 的傳輸電信號的溝道層，移除第三光阻層。
四、 第四道掩膜
步驟S8:形成鈍化層；
請再參閱圖11,在該柵極絕緣層230、該源極270和該漏極280 的玻璃基底210上沉積一鈍化層208和一第四光阻層(圖未示)。
步驟S9:形成鈍化層圖案；
請再參閱圖12，以第四掩膜的圖案對該第四光阻層進行曝光顯
影，從而形成一預(yù)定圖案；對該鈍化層進行蝕刻，進而定義出一圖 案化的鈍化層208,移除第四光阻層。
五、第五道掩膜
步驟S10:形成一導(dǎo)體層；
請再參閱圖13，在該圖案化的鈍化層208上形成一導(dǎo)體層209 和一第五光阻層(圖未示)。
步驟Sll:形成像素電極；
請再參閱圖14,以第五掩膜的圖案對該第五光阻層進行曝光顯 影，從而形成一預(yù)定圖案；對該導(dǎo)體層209進行蝕刻，進而定義出 一導(dǎo)體層圖案，即像素電極290，移除第五光阻層。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于該高摻雜多晶硅層250具有較大載流子 擴散率，使得該高摻雜多晶硅層250本身的電阻較小，也使該高摻 雜多晶硅層250與該源極270和該漏極280之間具有良好的歐姆接 觸，可較少損耗該源極270和該漏極280之間傳輸?shù)碾娦盘?，因?本發(fā)明的薄膜晶體管基板200制造流程不增加掩膜制造過程，在第 二道掩膜制造過程中，對該高摻雜非晶硅層薄膜203實施準(zhǔn)分子激 光，使該高摻雜非晶硅層薄膜203再結(jié)晶形成該高摻雜多晶硅薄膜 204,進一步形成該高摻雜多晶硅層250的二接觸區(qū)，該二接觸區(qū)與 該源極270和該漏極280具有良好的歐姆接觸以導(dǎo)接電信號，再通 過該非晶硅層240作為該薄膜晶體管基板200的溝道層，以傳輸該 電信號；從而減少以該非晶硅層240作為溝道層的薄膜晶體管基板 200對電信號的損耗。
請再參閱圖15，是本發(fā)明薄膜晶體管基板第二實施方式的結(jié)構(gòu) 示意圖。該薄膜晶體管基板300較第一實施方式的薄膜晶體管基板 的不同的處在于與該源才及370和該漏極380接觸的歐姆接觸層包 括該金屬硅化物層360和該高摻雜多晶硅層350，即進一步設(shè)置一 金屬硅化物層360在該高摻雜多晶硅層350與該源極370和該漏極 380之間。該金屬硅化物層360的材質(zhì)一般是鈦化硅合金(TiSi )、 鈷化硅合金(CoSi2)和鎳化硅合金(NiSi )之一。
本發(fā)明薄膜晶體管基板的第二實施方式較其第一實施方式，該金屬硅化物層360與該源極370和該漏極380電連接以導(dǎo)接該源極 370和該漏極380的電信號，由于該金屬硅化物層360較該高摻雜 多晶硅層350的載流子擴散率更大，與該源極370和該漏極380接 觸時，具有更好的歐姆接觸，從而進一步降低以非晶硅層作為溝道 層的薄膜晶體管基板300對電信號的損耗。
相較于該薄膜晶體管基板第一實施方式的制造過程，制造該薄 膜晶體管基板300的不同的處在于
在形成該高摻雜多晶硅層350的第二道掩膜制造過程中 首先，形成柵極絕緣層、非晶硅薄膜、高摻雜非晶硅層薄膜和 金屬薄膜；
請再參閱圖16，在具有該柵極320的玻璃基底310上依序沉積 一柵極絕緣層330、 一非晶硅薄膜302、 一高摻雜非晶硅層薄膜303 和一金屬薄膜361。該柵極絕緣層330的材質(zhì)一般為氮化硅，其厚 度為300nm,該非晶硅薄膜302的厚度1500nm，該高摻雜非晶硅層 薄膜303的厚度為500nm，該金屬薄膜361的厚度為l~5nm，其材 質(zhì)一般是鈦(Ti)、鈷(Co)和鎳(Ni)之一。
然后，形成高摻雜多晶硅薄膜和金屬硅化物薄膜； 請再參閱圖17,對該高摻雜非晶硅層薄膜303實施準(zhǔn)分子激光 再結(jié)晶法，即使用該準(zhǔn)分子激光掃描該金屬薄膜361，使該高摻雜 非晶硅層薄膜303再結(jié)晶成一高摻雜多晶硅薄膜304;由于再結(jié)晶 形成該高摻雜多晶硅薄膜304時將產(chǎn)生大量熱能，使該金屬薄膜361 與其下方的一部份高摻雜多晶硅薄膜304形成該金屬硅化物薄膜 362，該金屬硅化物薄膜362的厚度較該金屬薄膜361略大。該準(zhǔn)分 子激光的脈沖頻率為300Hz,脈沖寬度小于25ns，能量密度小于 250mJ/cm2。
最后，形成非晶硅層、高摻雜多晶硅層和金屬硅化物層； 請再參閱圖18,在該金屬硅化物薄膜362上沉積一光阻層(圖 未示)，以一掩膜的圖案對該光阻層進行曝光顯影，從而形成一預(yù)定
圖案；對該非晶硅薄膜302、該高摻雜多晶硅薄膜304和該金屬硅 化物薄膜362進行蝕刻，進而形成圖案化的非晶硅層340、高摻雜 多晶硅層350和金屬硅化物層360，移除第二光阻層。
相較于本發(fā)明薄膜晶體管基板第一實施方式的制造過程，該薄 膜晶體管基板第二實施方式的制造過程，只需進一步沉積一金屬薄 膜361在該高摻雜非晶硅層薄膜303上，制造出該高摻雜多晶硅薄 膜304和栽流子遷徙率更大的金屬硅化物薄膜362,因而可進一步 降低以非晶硅層作為溝道層的薄膜晶體管基板300對電信號的損 耗。另外，該金屬硅化物薄膜362與形成該高摻雜多晶硅薄膜304 同步形成，僅利用實施準(zhǔn)分子激光結(jié)晶法形成該高摻雜多晶硅薄膜 304時產(chǎn)生的熱量來制作該金屬硅化物薄膜362。因而，該薄膜晶體 管基板第二實施方式的制造過程無須增加制作流程即可實現(xiàn)更好的 效果。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管基板，其包括一玻璃基底、一設(shè)置在該玻璃基底的柵極、一覆蓋具有該柵極的玻璃基底的柵極絕緣層、對應(yīng)該柵極、依序?qū)盈B設(shè)置在該柵極絕緣層的一非晶硅層和一歐姆接觸層、一源極和一漏極；該源極和漏極設(shè)置在該歐姆接觸層上，且與該歐姆接觸層接觸以導(dǎo)接電信號，其特征在于該歐姆接觸層包括一高摻雜多晶硅層。
2. 如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管基板，其特征在于該歐姆 接觸層的層數(shù)為兩層，分別為一高摻雜多晶硅層和一金屬硅化物層， 該金屬硅化物層設(shè)置在該高摻雜多晶硅層與該源極和漏極之間，以 傳輸電信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管基板，其特征在于該金屬 硅化物層的材料是鈦化硅合金、鈷化硅合金和鎳化硅合金之一。
4. 一種薄膜晶體管基板的制造方法，其包括以下步驟提供一 玻璃基底；在一道掩膜制造過程中，形成一柵極在該玻璃基底；在 一道掩膜制造過程中，依序形成一柵極絕緣層、 一非晶硅層及一歐 姆接觸層在該玻璃基底上；在一道掩膜制造過程中，形成一源極和 一漏極，該源極和該漏極對應(yīng)該柵極，設(shè)置在該歐姆接觸層，且該 歐姆接觸層與該源極和該漏極接觸以導(dǎo)接電信號，其特征在于該 歐姆接觸層包括一高摻雜多晶硅層。
5. 如權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管基板的制造方法，其特征在 于制造該歐姆接觸層的掩膜制造過程，進一步包括依序沉積一柵 極絕緣層、 一非晶硅薄膜和一高摻雜非晶硅層薄膜在具有該柵極的 玻璃基底。
6. 如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管基板的制造方法，其特征在 于使用準(zhǔn)分子激光掃描該高摻雜非晶硅層薄膜，使該高摻雜非晶 硅層薄膜再結(jié)晶成高摻雜多晶硅薄膜。
7. 如權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管基板的制造方法，其特征在 于該歐姆接觸層的層數(shù)為二層，分別為一高摻雜多晶硅層和一金 屬硅化物層，制造該歐姆接觸層的掩膜制造過程，進一步包括依序 沉積一柵極絕緣層、 一非晶硅薄膜、 一高摻雜非晶硅層薄膜和一金 屬薄膜在具有該柵極的玻璃基底。
8. 如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管基板的制造方法，其特征在 于使用準(zhǔn)分子激光掃描該金屬薄膜，該高摻雜非晶硅層薄膜再結(jié) 晶成高摻雜多晶硅薄膜的同時，形成該金屬硅化物薄膜。
9. 如權(quán)利要求5或7所迷的薄膜晶體管基板的制造方法，其特 征在于該非晶硅薄膜的厚度1500nm，該高摻雜非晶硅層薄膜的厚 度為500nm。
10. 如權(quán)利要求6或8所述的薄膜晶體管基板的制造方法，其 特征在于該準(zhǔn)分子激光的脈沖頻率是300Hz，脈沖寬度小于25ns， 能量密度小于250mJ/cm2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種薄膜晶體管基板，其包括一玻璃基底，一設(shè)置在該玻璃基底的柵極，一覆蓋具有該柵極的玻璃基底的柵極絕緣層，對應(yīng)該柵極，依序?qū)盈B設(shè)置在該柵極絕緣層之一非晶硅層和一歐姆接觸層，一源極和一漏極；該源極和漏極設(shè)置在該歐姆接觸層上，且與該歐姆接觸層接觸以導(dǎo)接電信號，其中，該歐姆接觸層包括一高摻雜多晶硅層。本發(fā)明的薄膜晶體管基板對電信號的損耗低。本發(fā)明還包括該薄膜晶體管基板的制造方法。
文檔編號H01L29/786GK101202306SQ20061015755
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者顏碩廷 申請人:群康科技(深圳)有限公司;群創(chuàng)光電股份有限公司