專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種薄膜晶體管 及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著光電技術(shù)與半導(dǎo)體制造技術(shù)的日益成熟，平面顯示器便蓬勃發(fā)展起 來(lái)，其中液晶顯示器基于其低電壓操作、無(wú)輻射線散射、重量輕以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，更逐漸 取代傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器而成為近年來(lái)顯示器產(chǎn)品的主流。一般而言，液晶顯示器可 分為非晶硅薄膜晶體管(amorphous silicon thinfilm transistor)液晶顯示器及低溫多 晶娃薄膜晶體管(low temperaturepoly-silicon thin film transistor)液晶顯不器等 兩種。由于低溫多晶硅薄膜晶體管具有較高的載子移動(dòng)率與較佳的元件穩(wěn)定性，因此其 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的應(yīng)用較廣。然而，當(dāng)面板朝向大尺寸發(fā)展，低溫多晶硅薄膜晶體管的制作卻 受限于工藝溫度與機(jī)臺(tái)規(guī)格，使其難以應(yīng)用于大尺寸面板中。舉例來(lái)說(shuō)，在低溫多晶硅薄膜 晶體管的工藝中，必須采用植入方式來(lái)形成摻雜區(qū)，然而現(xiàn)有的植入機(jī)臺(tái)規(guī)格卻無(wú)法搭配 大尺寸面板的工藝來(lái)形成低溫多晶硅薄膜晶體管。相反，非晶硅薄膜晶體管的工藝較符合 大面積化生產(chǎn)的要求，因此，有人提出結(jié)合多晶硅工藝與非晶硅工藝來(lái)制作多晶硅薄膜晶 體管，舉例來(lái)說(shuō)，以固相結(jié)晶技術(shù)(Solid Phase Crystallization, SPC)等結(jié)晶方式來(lái)形成 多晶硅薄膜晶體管的結(jié)晶部分，而其余部分則在非晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)線中完成，以避 免使用摻雜機(jī)臺(tái)。然而，經(jīng)由實(shí)驗(yàn)證實(shí)，以上述方法所形成的多晶硅薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)特性 會(huì)受到通道層的蝕刻工藝的影響，而元件特性將明顯受通道層結(jié)構(gòu)所影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管及其制造方法，使薄膜晶體管具有較佳的元件特性。本發(fā)明提出一種薄膜晶體管，其包括一基板、一半導(dǎo)體層、一圖案化摻雜半導(dǎo)體 層、一源極與一漏極、一柵絕緣層以及一柵極。半導(dǎo)體層配置于基板上。圖案化摻雜半導(dǎo) 體層配置于半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方。源極與漏極配置于圖案化摻雜半導(dǎo)體層上且位于半 導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方，其中被源極與漏極覆蓋的部分半導(dǎo)體層具有一第一厚度，以及位 于源極與漏極之間且未被源極與漏極覆蓋的部分半導(dǎo)體層具有一第二厚度，第二厚度介于 200埃至800埃。柵絕緣層配置于源極與漏極以及部分半導(dǎo)體層上。柵極配置于柵絕緣層 上。其中，該第二厚度介于300埃至400埃。其中，該半導(dǎo)體層包括一多晶硅層。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層包括一 N型摻雜非晶硅層。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層包括一第一摻雜半導(dǎo)體層與一第二摻雜半導(dǎo)體層， 該第一摻雜半導(dǎo)體層位于該半導(dǎo)體層與該源極之間且包覆該半導(dǎo)體層的一第一側(cè)表面，該第二摻雜半導(dǎo)體層位于該半導(dǎo)體層與該漏極之間且包覆該半導(dǎo)體層的一第二側(cè)表面，其中 該第一側(cè)表面與該第二側(cè)表面位于該半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)。其中，該第一摻雜半導(dǎo)體層的內(nèi)側(cè)邊緣與該源極的內(nèi)側(cè)邊緣對(duì)齊，以及該第二摻 雜半導(dǎo)體層的內(nèi)側(cè)邊緣與該漏極的內(nèi)側(cè)邊緣對(duì)齊。其中，該第一摻雜半導(dǎo)體層的外側(cè)邊緣與該源極的外側(cè)邊緣對(duì)齊，以及該第二摻 雜半導(dǎo)體層的外側(cè)邊緣與該漏極的外側(cè)邊緣對(duì)齊。其中，該第一厚度大體上大于該第二厚度。其中，該第一厚度大體上等于該第二厚度。本發(fā)明另提出一種薄膜晶體管的制造方法。于一基板上形成一半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體 層具有一第一厚度。于半導(dǎo)體層上形成一圖案化摻雜半導(dǎo)體層。于圖案化摻雜半導(dǎo)體層上 形成一源極與一漏極，源極與漏極位于半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方，其中位于源極與漏極之 間且未被源極與漏極覆蓋的半導(dǎo)體層具有一第二厚度，第二厚度介于200埃至800埃。于 源極與漏極上形成一柵絕緣層，以覆蓋源極與漏極、圖案化摻雜半導(dǎo)體層以及半導(dǎo)體層。于 柵絕緣層上形成一柵極。其中，該第二厚度介于300埃至400埃。其中，該第一厚度大體上大于該第二厚度。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層包括N型摻質(zhì)。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層的形成方法包括沉積法。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層的形成方法包括化學(xué)氣相沉積法。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層的形成方法包括于該半導(dǎo)體層上形成一半導(dǎo)體材 料層；進(jìn)行一摻雜工藝，將該半導(dǎo)體材料層轉(zhuǎn)變成一摻雜半導(dǎo)體材料層；以及移除部分該 摻雜半導(dǎo)體材料層，以于該半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方形成該圖案化摻雜半導(dǎo)體層。其中，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層的形成方法以及該源極與該漏極的形成方法包括 于該半導(dǎo)體層上依序形成一摻雜半導(dǎo)體材料層與一導(dǎo)體層；于該導(dǎo)體層上形成一圖案化掩 膜層；以及以該圖案化掩膜層為掩膜，移除部分該導(dǎo)體層與部分該摻雜半導(dǎo)體材料層，以形 成該源極與該漏極以及該圖案化摻雜半導(dǎo)體層，且使未被該源極與該漏極覆蓋的該半導(dǎo)體 層具有該第二厚度。其中，移除部分該導(dǎo)體層與部分該摻雜半導(dǎo)體材料層后，更包括移除未被該源極 與該漏極覆蓋的部分該半導(dǎo)體層，使該第一厚度大體上大于該第二厚度。其中，該半導(dǎo)體層的形成方法包括于該基板上形成一非晶硅層；以及將該非晶 硅層轉(zhuǎn)變成一多晶硅層。其中，將該非晶硅層轉(zhuǎn)變成該多晶硅層的方法包括固相結(jié)晶法。其中，該第一厚度大體上等于該第二厚度?；谏鲜?，在本發(fā)明的薄膜晶體管中，位于源極與漏極之間且未被源極與漏極覆 蓋的半導(dǎo)體層具有介于200埃至800埃的厚度，使得薄膜晶體管具有較佳的元件特性。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖IA至圖ID為本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種薄膜晶體管的制造方法的流程剖面示意圖；圖2A至圖2D為本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種薄膜晶體管的制造方法的流程剖面示 意圖。其中，附圖標(biāo)記100、100a 薄膜晶體管102 基板104a、104b 側(cè)表面104 半導(dǎo)體層108 摻雜半導(dǎo)體材料層110 圖案化摻雜半導(dǎo)體層112、114 摻雜半導(dǎo)體層112a、114a、120a、122a 內(nèi)側(cè)邊緣112b、114b、120b、122b 外側(cè)邊緣118:導(dǎo)體層119:圖案化掩膜層120 源極122 漏極130 柵絕緣層140 柵極150 絕緣層tl、t2:厚度
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例圖IA至圖ID為本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種薄膜晶體管的制造方法的流程剖面示 意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，首先，于一基板102上形成一半導(dǎo)體層104，半導(dǎo)體層104具有一第一 厚度tl。在本實(shí)施例中，基板102可以是玻璃基板、石英基板或其它材質(zhì)基板，本發(fā)明并不 加以限定。半導(dǎo)體層104例如是多晶硅層，其形成方法例如是沉積法或結(jié)晶法。在本實(shí)施 例中，例如是先于基板102上形成一非晶硅層(未繪示)，再以諸如固相結(jié)晶法(SPC)、準(zhǔn)分 子激光法(ELA)等結(jié)晶法將非晶硅層轉(zhuǎn)變成多晶硅層。其中，第一厚度tl例如是介于200 埃至800埃，較佳是介于300埃至400埃。請(qǐng)參照?qǐng)D1B，接著，于半導(dǎo)體層104上形成一圖案化摻雜半導(dǎo)體層110。在本實(shí)施 例中，形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110的方法例如是先于半導(dǎo)體層104上形成一摻雜半導(dǎo)體 材料層(未繪示)。接著，移除部分摻雜半導(dǎo)體材料層，以形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110。 在本實(shí)施例中，圖案化摻雜半導(dǎo)體層110例如是包括N型摻質(zhì)，其形成方法可以是沉積法或 摻雜工藝。舉例來(lái)說(shuō)，圖案化摻雜半導(dǎo)體層110例如是N型摻雜非晶硅層，其形成方法例如 是化學(xué)氣相沉積法。如圖IB所示，圖案化摻雜半導(dǎo)體層110例如是包括第一摻雜半導(dǎo)體層 112與第二摻雜半導(dǎo)體層114，其中第一摻雜半導(dǎo)體層112例如是包覆半導(dǎo)體層104的一第 一側(cè)表面104a，第二摻雜半導(dǎo)體層114例如是包覆半導(dǎo)體層104的一第二側(cè)表面104b，其中第一側(cè)表面10 與第二側(cè)表面104b位于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)。特別一提的是，雖 然在本實(shí)施例中是以沉積法來(lái)形成摻雜半導(dǎo)體材料層為例，但在另一實(shí)施例中，也可以是 先于半導(dǎo)體層104上形成一半導(dǎo)體材料層，再對(duì)半導(dǎo)體材料層進(jìn)行摻雜工藝以形成摻雜半 導(dǎo)體材料層。換言之，圖案化摻雜半導(dǎo)體層110可以任何習(xí)知方法來(lái)形成，本發(fā)明未加以限 制。請(qǐng)參照?qǐng)D1C，然后，于圖案化摻雜半導(dǎo)體層110上形成一源極120與一漏極122， 源極120與漏極122位于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)上方，其中位于源極120與漏極122之 間未被源極120與漏極122覆蓋的部分半導(dǎo)體層104具有一第二厚度t2，第二厚度t2介 于200埃至800埃。在本實(shí)施例中，例如是先于圖案化摻雜半導(dǎo)體層110上形成一導(dǎo)體層 (未繪示)，再對(duì)導(dǎo)體層進(jìn)行圖案化，以于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)上方形成源極120與漏 極122并暴露出位于源極120與漏極122之間的半導(dǎo)體層104。源極120與漏極122的材 料例如是鈦、鋁、鉬及其各種組合或其它導(dǎo)電材料，其形成方法例如是物理氣相沉積法。在 本實(shí)施例中，第一摻雜半導(dǎo)體層112的內(nèi)側(cè)邊緣11 與源極120的內(nèi)側(cè)邊緣120a例如是 實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，以及第二摻雜半導(dǎo)體層114的內(nèi)側(cè)邊緣IHa與漏極122的內(nèi)側(cè)邊緣12 例 如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。在另一實(shí)施例中，先于半導(dǎo)體層104上形成一摻雜半導(dǎo)體材料層(未繪 示)，再于摻雜半導(dǎo)體材料層上形成一導(dǎo)體層(未繪示)，再同時(shí)對(duì)導(dǎo)體層及摻雜半導(dǎo)體材 料層進(jìn)行圖案化，可使用同一光罩達(dá)成(未繪示)，本發(fā)明并不加以限定。在本實(shí)施例中，在形成半導(dǎo)體層104以后，未對(duì)部分半導(dǎo)體層104進(jìn)行移除步驟， 因此半導(dǎo)體層104大體上具有均一的厚度，也就是位于源極120與漏極122之間且未被源 極120與漏極122覆蓋的部分半導(dǎo)體層104與被源極120與漏極122覆蓋的部分半導(dǎo)體層 104大體上具有相同的厚度。因此，第二厚度t2大體上等同于第一厚度tl，且第二厚度t2 較佳是介于300埃至400埃。請(qǐng)參照?qǐng)D1D，接著，于源極120與漏極122上形成一柵絕緣層130，以覆蓋源極120 與漏極122以及部分半導(dǎo)體層104。柵絕緣層130的材料例如是氧化硅、氮化硅或其它絕 緣材料，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，于柵絕緣層130上形成一柵極140。柵 極140的材料例如是鈦、鋁、鉬及其各種組合或其它導(dǎo)電材料，其形成方法例如是物理氣相 沉積法。而后，于柵極140上形成一絕緣層150，以覆蓋柵極140、柵絕緣層130、源極120與 漏極122以及半導(dǎo)體層104。絕緣層150的材料例如是氧化硅、氮化硅或其它絕緣材料，其 形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。在本實(shí)施例中，薄膜晶體管100包括基板102、半導(dǎo)體層104、圖案化摻雜半導(dǎo)體層 110、源極120與漏極122、柵絕緣層130、柵極140以及絕緣層150。半導(dǎo)體層104配置于 基板102上。圖案化摻雜半導(dǎo)體層110配置于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)上方。圖案化摻雜 半導(dǎo)體層110例如是包括N型摻質(zhì)，且圖案化摻雜半導(dǎo)體層110例如是包括第一摻雜半導(dǎo) 體層112與第二摻雜半導(dǎo)體層114。第一摻雜半導(dǎo)體層112例如是位于半導(dǎo)體層104與源 極120之間且包覆半導(dǎo)體層104的一第一側(cè)表面104a，第二摻雜半導(dǎo)體層114例如是位于 半導(dǎo)體層104與漏極122之間且包覆半導(dǎo)體層104的一第二側(cè)表面104b，其中第一側(cè)表面 104a與第二側(cè)表面104b位于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)。此外，在本實(shí)施例中，第一摻雜半 導(dǎo)體層112的內(nèi)側(cè)邊緣11 與源極120的內(nèi)側(cè)邊緣120a例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，以及第二摻 雜半導(dǎo)體層114的內(nèi)側(cè)邊緣11 與漏極122的內(nèi)側(cè)邊緣12 例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，第一摻雜半導(dǎo)體層112的內(nèi)側(cè)邊緣11 與源極120的內(nèi)側(cè)邊緣120a也 可以未對(duì)齊，或者是第二摻雜半導(dǎo)體層114的內(nèi)側(cè)邊緣IHa與漏極122的內(nèi)側(cè)邊緣12 也可以未對(duì)齊。源極120與漏極122配置于圖案化摻雜半導(dǎo)體層110上且位于半導(dǎo)體層104的相 對(duì)兩側(cè)上方，其中被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104具有第一厚度tl，以及位于源 極120與漏極122之間且未被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104具有第二厚度t2， 第二厚度t2介于200埃至800埃。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體層104例如是具有均一的厚度，也 就是第二厚度t2大體上等同于第一厚度tl。換言之，被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體 層104的厚度tl大體上等于位于源極120與漏極122之間且未被源極120與漏極122覆 蓋的半導(dǎo)體層104的厚度t2。其中，第一厚度tl與第二厚度t2例如是介于300埃至400 埃。柵絕緣層130配置于源極120與漏極122以及部分半導(dǎo)體層104上。柵極140配置于 柵絕緣層130上。絕緣層150配置于柵極140與柵絕緣層130上，以覆蓋柵極140、柵絕緣 層130、源極120與漏極122以及半導(dǎo)體層104。一般來(lái)說(shuō)，作為通道層的半導(dǎo)體層的厚度會(huì)影響薄膜晶體管的元件特性。因此，在 本實(shí)施例的薄膜晶體管100的制造方法中，在形成半導(dǎo)體層104的步驟中將半導(dǎo)體層104 的厚度控制為200埃至800埃，使得位于源極120與漏極122之間且未被源極120與漏極 122覆蓋的半導(dǎo)體層104的厚度為200埃至800埃。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)未被源極120與漏極 122覆蓋的半導(dǎo)體層104的厚度介于200埃至800埃時(shí)，薄膜晶體管100確實(shí)能具有較佳的 元件特性。此外，在本實(shí)施例中，可以諸如化學(xué)氣相沉積法等沉積方式來(lái)形成圖案化摻雜半 導(dǎo)體層110，而無(wú)需使用摻雜機(jī)臺(tái)來(lái)形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110，因此薄膜晶體管100的 工藝無(wú)須受限于摻雜機(jī)臺(tái)的規(guī)格且能與現(xiàn)有的非晶硅薄膜晶體管工藝結(jié)合。換言之，薄膜 晶體管及其形成方法能夠使薄膜晶體管具有較佳的元件特性且符合大面積化生產(chǎn)的要求， 以制作能夠應(yīng)用于大尺寸面板中的薄膜晶體管，進(jìn)而提升面板的顯示質(zhì)量。第二實(shí)施例圖2A至圖2D為本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種薄膜晶體管的制造方法的流程剖面示 意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，首先，于一基板102上形成一半導(dǎo)體層104，半導(dǎo)體層I04具有一第一 厚度tl。在本實(shí)施例中，基板102可以是玻璃基板、石英基板或其它材質(zhì)基板。半導(dǎo)體層 104例如是多晶硅層，其形成方法例如是沉積法或結(jié)晶法。在本實(shí)施例中，例如是先于基板 102上形成一非晶硅層(未繪示)，再以諸如固相結(jié)晶法(SPC)、準(zhǔn)分子激光法(ELA)等結(jié)晶 法將非晶硅層轉(zhuǎn)變成多晶硅層。其中，第一厚度tl例如是介于300埃至2000埃。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，接著，于半導(dǎo)體層104上形成一摻雜半導(dǎo)體材料層108。摻雜半導(dǎo)體 材料層108例如是N型摻雜非晶硅層，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，于摻雜半 導(dǎo)體材料層108上形成一導(dǎo)體層118。導(dǎo)體層118的材料例如是鈦、鋁、鉬及其各種組合或 其它導(dǎo)電材料，其形成方法例如是物理氣相沉積法。接著，于導(dǎo)體層118上形成一圖案化掩 膜層119，圖案化掩膜層119遮蔽半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)上方。在另一實(shí)施例中，也可以 不是使用同一圖案化掩膜層來(lái)同時(shí)定義摻雜半導(dǎo)體材料層108及導(dǎo)體層118，本發(fā)明并不 加以限定。請(qǐng)參照?qǐng)D2C，然后，以圖案化掩膜層119為掩膜，移除部分導(dǎo)體層118與部分摻雜 半導(dǎo)體材料層108，以形成源極120與漏極122以及圖案化摻雜半導(dǎo)體層110。此外，在本實(shí)施例中，在移除部分導(dǎo)體層118與部分摻雜半導(dǎo)體材料層108后，更包括移除未被源極120 與漏極122覆蓋的部分半導(dǎo)體層104，使得未被源極120與漏極122覆蓋的部分半導(dǎo)體層 104具有第二厚度t2，第二厚度t2介于200埃至800埃。如此一來(lái)，被源極120與漏極122 覆蓋的半導(dǎo)體層104具有第一厚度tl，位于源極120與漏極122之間且未被源極120與漏 極122覆蓋的半導(dǎo)體層104具有第二厚度t2，且第一厚度tl大體上大于第二厚度t2。其 中，移除部分導(dǎo)體層118、部分摻雜半導(dǎo)體材料層108以及部分摻雜半導(dǎo)體材料層108的方 法例如是干式蝕刻工藝或濕式蝕刻工藝或是先濕式蝕刻工藝后再干式蝕刻工藝。而后，移 除圖案化掩膜層119。特別一提的是，在本實(shí)施例中，是以圖案化掩膜層119為掩膜來(lái)移除 部分摻雜半導(dǎo)體材料層108以形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110，然而，在另一實(shí)施例中，也可 以在形成是在形成源極120與漏極122之后就先移除圖案化掩膜層119，再以源極120與漏 極122為掩膜來(lái)移除部分摻雜半導(dǎo)體材料層108以形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110。在本實(shí)施例中，圖案化摻雜半導(dǎo)體層110例如是包括第一摻雜半導(dǎo)體層112與第 二摻雜半導(dǎo)體層114。由于源極120與漏極122以及圖案化摻雜半導(dǎo)體層110是由同一道 光罩所形成的圖案化掩膜層119來(lái)形成，因此第一摻雜半導(dǎo)體層112的內(nèi)側(cè)邊緣11 與源 極120的內(nèi)側(cè)邊緣120a例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，以及第二摻雜半導(dǎo)體層114的內(nèi)側(cè)邊緣11 與漏極122的內(nèi)側(cè)邊緣12 例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。第一摻雜半導(dǎo)體層112的外側(cè)邊緣112b 與源極120的外側(cè)邊緣120b例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，以及第二摻雜半導(dǎo)體層114的外側(cè)邊緣 114b與漏極122的外側(cè)邊緣122b例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。此外，第一摻雜半導(dǎo)體層112例如是 位于半導(dǎo)體層104與源極120之間且包覆半導(dǎo)體層104的一第一側(cè)表面104a，第二摻雜半 導(dǎo)體層114例如是位于半導(dǎo)體層104與漏極122之間且包覆半導(dǎo)體層104的一第二側(cè)表面 104b，其中第一側(cè)表面10 與第二側(cè)表面104b位于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)。但在另一 實(shí)施例中，源極120和漏極122也可以不包覆半導(dǎo)體層104的側(cè)表面，而是源極120的外側(cè) 邊緣和漏極122的外側(cè)邊緣與半導(dǎo)體層104的側(cè)表面實(shí)質(zhì)上對(duì)齊(未繪示)。請(qǐng)參照?qǐng)D2D，接著，于源極120與漏極122上形成一柵絕緣層130，以覆蓋源極120 與漏極122以及部分半導(dǎo)體層104。然后，于柵絕緣層130上形成一柵極140。而后，于柵 極140上形成一絕緣層150，以覆蓋柵極140、柵絕緣層130、源極120與漏極122以及半導(dǎo) 體層104。其中，柵絕緣層130、柵極140以及絕緣層150的材料與形成方法可以參照第一 實(shí)施例中所述，于此不贅述。在本實(shí)施例中，薄膜晶體管IOOa包括基板102、半導(dǎo)體層104、圖案化摻雜半導(dǎo)體 層110、源極120與漏極122、柵絕緣層130、柵極140以及絕緣層150。半導(dǎo)體層104配置 于基板102上。圖案化摻雜半導(dǎo)體層110配置于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)上方。圖案化摻 雜半導(dǎo)體層110例如是包括N型摻質(zhì)，且圖案化摻雜半導(dǎo)體層110例如是包括第一摻雜半 導(dǎo)體層112與第二摻雜半導(dǎo)體層114。第一摻雜半導(dǎo)體層112例如是位于半導(dǎo)體層104與 源極120之間且包覆半導(dǎo)體層104的一第一側(cè)表面104a，第二摻雜半導(dǎo)體層114例如是位 于半導(dǎo)體層104與漏極122之間且包覆半導(dǎo)體層104的一第二側(cè)表面104b，其中第一側(cè)表 面10 與第二側(cè)表面104b位于半導(dǎo)體層104的相對(duì)兩側(cè)。此外，在本實(shí)施例中，第一摻雜 半導(dǎo)體層112的內(nèi)側(cè)邊緣11 與源極120的內(nèi)側(cè)邊緣120a例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，以及第二 摻雜半導(dǎo)體層114的內(nèi)側(cè)邊緣11 與漏極122的內(nèi)側(cè)邊緣12 例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。第一 摻雜半導(dǎo)體層112的外側(cè)邊緣112b與源極120的外側(cè)邊緣120b例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，以及第二摻雜半導(dǎo)體層114的外側(cè)邊緣114b與漏極122的外側(cè)邊緣122b例如是實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。源極120與漏極122配置于圖案化摻雜半導(dǎo)體層110上且位于半導(dǎo)體層104的相 對(duì)兩側(cè)上方，其中被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104具有第一厚度tl，以及位于源 極120與漏極122之間且未被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104具有第二厚度t2， 第二厚度t2介于200埃至800埃。在本實(shí)施例中，第一厚度tl大體上大于第二厚度t2，也 就是說(shuō)，被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104的厚度tl大體上大于位于源極120與 漏極122之間且未被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104的厚度t2。其中，第一厚度 tl例如是介于300埃至2000埃，以及第二厚度t2例如是介于300埃至400埃。柵絕緣層 130配置于源極120與漏極122以及部分半導(dǎo)體層104上。柵極140配置于柵絕緣層130 上。絕緣層150配置于柵極140與柵絕緣層130上，以覆蓋柵極140、柵絕緣層130、源極 120與漏極122以及半導(dǎo)體層104。一般來(lái)說(shuō)，在移除摻雜半導(dǎo)體材料層108與導(dǎo)體層118以形成圖案化摻雜半導(dǎo)體 層110以及源極120與漏極122的工藝中，可能會(huì)一并向下移除未被源極120與漏極122覆 蓋的半導(dǎo)體層104(即通道層)，導(dǎo)致薄膜晶體管的元件特性受影響。因此，在本實(shí)施例中， 將移除半導(dǎo)體層104的工藝控制成使得未被源極120與漏極122覆蓋的半導(dǎo)體層104具有 200埃至800埃的厚度。如此一來(lái)，使得薄膜晶體管IOOa具有較佳的元件特性。此外，在本 實(shí)施例中，可以諸如化學(xué)氣相沉積法等沉積方式來(lái)形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110，而無(wú)需使 用摻雜機(jī)臺(tái)來(lái)形成圖案化摻雜半導(dǎo)體層110，因此薄膜晶體管IOOa的工藝無(wú)須受限于摻雜 機(jī)臺(tái)的規(guī)格且能與現(xiàn)有的非晶硅薄膜晶體管工藝結(jié)合。換言之，薄膜晶體管及其形成方法 能夠使薄膜晶體管具有較佳的元件特性且符合大面積化生產(chǎn)的要求，以制作能夠應(yīng)用于大 尺寸面板中的薄膜晶體管，進(jìn)而提升面板的顯示質(zhì)量。特別注意的是，雖然在上述的實(shí)施例中是分別以具有圖ID與圖2D所示的結(jié)構(gòu)的 薄膜晶體管IOOUOOa以及其所述工藝為例，然而本發(fā)明不限于此，換言之，本發(fā)明的薄膜 晶體管及其制造方法的精神在于使未被源極與漏極覆蓋的半導(dǎo)體層的厚度介于200埃至 800埃，因此本發(fā)明的薄膜晶體管及其制造方法可應(yīng)用于具有其它結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管中。舉 例來(lái)說(shuō)，雖然圖ID所示的薄膜晶體管100中是以第一厚度tl大體上等于第二厚度t2為例， 但在另一實(shí)施例中，在具有圖ID所示的結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管中，第一厚度tl也可以是大體 上大于第二厚度t2，其中未被源極與漏極覆蓋的半導(dǎo)體層的厚度t2介于200埃至800埃。 相似地，在又一實(shí)施例中，在具有圖2D所示的結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管中，第一厚度tl也可以是 大體上等于第二厚度t2，其中未被源極與漏極覆蓋的半導(dǎo)體層的厚度t2介于200埃至800 埃。綜上所述，在本發(fā)明的薄膜晶體管中，位于源極與漏極之間且未被源極與漏極覆 蓋的半導(dǎo)體層具有介于200埃至800埃的厚度，使得薄膜晶體管具有較佳的元件特性。在 一實(shí)施例中，在形成半導(dǎo)體層的步驟中，就將半導(dǎo)體層的厚度控制成介于200埃至800埃， 使得薄膜晶體管的半導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上具有均一的厚度。換言之，位于源極與漏極之間且未被 源極與漏極覆蓋的半導(dǎo)體層與被源極與漏極覆蓋的半導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上具有相同的厚度，此厚 度介于200埃至800埃，且較佳是介于300埃至400埃。在另一實(shí)施例中，在形成源極與漏 極后，藉由移除未被源極與漏極覆蓋的部分半導(dǎo)體層，使得未被源極與漏極覆蓋的部分半 導(dǎo)體層具有介于200埃至800埃的厚度，且較佳是介于300埃至400埃。如此一來(lái)，使得薄膜晶體管具有較佳的元件特性。特別一提的是，本發(fā)明的薄膜晶體管的形成方法可以與現(xiàn)有的非晶硅薄膜晶體管 工藝結(jié)合，以制作出頂柵極型多晶硅薄膜晶體管。其中，例如是以固相結(jié)晶法等結(jié)晶法將非 晶硅層轉(zhuǎn)變成多晶硅層，以及使用諸如化學(xué)氣相沉積法等沉積方式來(lái)形成圖案化摻雜半導(dǎo) 體層，使得薄膜晶體管的工藝無(wú)須使用摻雜機(jī)臺(tái)。因此，本發(fā)明的薄膜晶體管及其形成方法 能夠使薄膜晶體管具有較佳的元件特性且符合大面積化生產(chǎn)的要求，以制作能夠應(yīng)用于大 尺寸面板中的薄膜晶體管，進(jìn)而提升面板的顯示質(zhì)量。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形 都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括 一基板；一半導(dǎo)體層，配置于該基板上；一圖案化摻雜半導(dǎo)體層，配置于該半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方； 一源極與一漏極，配置于該圖案化摻雜半導(dǎo)體層上且位于該半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上 方，其中被該源極與該漏極覆蓋的部分該半導(dǎo)體層具有一第一厚度，以及位于該源極與該 漏極之間且未被該源極與該漏極覆蓋的部分該半導(dǎo)體層具有一第二厚度，該第二厚度介于 200埃至800埃；一柵絕緣層，配置于該源極與該漏極以及部分該半導(dǎo)體層上；以及 一柵極，配置于該柵絕緣層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該第二厚度介于300埃至400埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該半導(dǎo)體層包括一多晶硅層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層包括一N型 摻雜非晶硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo)體層包括一第 一摻雜半導(dǎo)體層與一第二摻雜半導(dǎo)體層，該第一摻雜半導(dǎo)體層位于該半導(dǎo)體層與該源極之 間且包覆該半導(dǎo)體層的一第一側(cè)表面，該第二摻雜半導(dǎo)體層位于該半導(dǎo)體層與該漏極之間 且包覆該半導(dǎo)體層的一第二側(cè)表面，其中該第一側(cè)表面與該第二側(cè)表面位于該半導(dǎo)體層的 相對(duì)兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管，其特征在于，該第一摻雜半導(dǎo)體層的內(nèi)側(cè)邊緣 與該源極的內(nèi)側(cè)邊緣對(duì)齊，以及該第二摻雜半導(dǎo)體層的內(nèi)側(cè)邊緣與該漏極的內(nèi)側(cè)邊緣對(duì) 齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，該第一摻雜半導(dǎo)體層的外側(cè)邊緣 與該源極的外側(cè)邊緣對(duì)齊，以及該第二摻雜半導(dǎo)體層的外側(cè)邊緣與該漏極的外側(cè)邊緣對(duì) 齊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該第一厚度大體上大于該第二厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，該第一厚度大體上等于該第二厚度。
10.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括于一基板上形成一半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有一第一厚度； 于該半導(dǎo)體層上形成一圖案化摻雜半導(dǎo)體層；于該圖案化摻雜半導(dǎo)體層上形成一源極與一漏極，該源極與該漏極位于該半導(dǎo)體層的 相對(duì)兩側(cè)上方，其中位于該源極與該漏極之間且未被該源極與該漏極覆蓋的該半導(dǎo)體層具 有一第二厚度，該第二厚度介于200埃至800埃；于該源極與該漏極上形成一柵絕緣層，以覆蓋該源極與該漏極以及部分該半導(dǎo)體層；以及于該柵絕緣層上形成一柵極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第二厚度介于300埃至400埃。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第一厚度大體上大于該第二厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo) 體層包括N型摻質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo) 體層的形成方法包括沉積法。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo) 體層的形成方法包括化學(xué)氣相沉積法。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo) 體層的形成方法包括于該半導(dǎo)體層上形成一半導(dǎo)體材料層；進(jìn)行一摻雜工藝，將該半導(dǎo)體材料層轉(zhuǎn)變成一摻雜半導(dǎo)體材料層；以及 移除部分該摻雜半導(dǎo)體材料層，以于該半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方形成該圖案化摻雜半 導(dǎo)體層。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該圖案化摻雜半導(dǎo) 體層的形成方法以及該源極與該漏極的形成方法包括于該半導(dǎo)體層上依序形成一摻雜半導(dǎo)體材料層與一導(dǎo)體層； 于該導(dǎo)體層上形成一圖案化掩膜層；以及以該圖案化掩膜層為掩膜，移除部分該導(dǎo)體層與部分該摻雜半導(dǎo)體材料層，以形成該 源極與該漏極以及該圖案化摻雜半導(dǎo)體層，且使未被該源極與該漏極覆蓋的該半導(dǎo)體層具有該第二厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，移除部分該導(dǎo)體層 與部分該摻雜半導(dǎo)體材料層后，更包括移除未被該源極與該漏極覆蓋的部分該半導(dǎo)體層， 使該第一厚度大體上大于該第二厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該半導(dǎo)體層的形成 方法包括于該基板上形成一非晶硅層；以及 將該非晶硅層轉(zhuǎn)變成一多晶硅層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，將該非晶硅層轉(zhuǎn)變 成該多晶硅層的方法包括固相結(jié)晶法。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，該第一厚度大體上等于該第二厚度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管及其制造方法，該薄膜晶體管包括一基板、一半導(dǎo)體層、一圖案化摻雜半導(dǎo)體層、一源極與一漏極、一柵絕緣層以及一柵極。半導(dǎo)體層配置于基板上。圖案化摻雜半導(dǎo)體層配置于半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方。源極與漏極配置于圖案化摻雜半導(dǎo)體層上且位于半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)上方，其中被源極與漏極覆蓋的部分半導(dǎo)體層具有一第一厚度，以及位于源極與漏極之間且未被源極與漏極覆蓋的部分半導(dǎo)體層具有一第二厚度，第二厚度介于200埃至800埃。柵絕緣層配置于源極與漏極以及部分半導(dǎo)體層上。柵極配置于柵絕緣層上。在本發(fā)明的薄膜晶體管可使得薄膜晶體管具有較佳的元件特性。
文檔編號(hào)H01L29/786GK102054874SQ201010533970
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者陳昶亙 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司