專利名稱：一種cmos晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫多晶硅顯示領(lǐng)域，具體涉及多晶硅的溝道摻雜工藝，尤其涉及一種低溫多晶硅CMOS晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
對于傳統(tǒng)的非晶硅IXD顯示器，驅(qū)動IC與玻璃基板是不可集成的分離式設(shè)計，因此，在驅(qū)動IC與玻璃基板之間需要大量的連接器。一般來說，一塊非晶硅LCD面板，需要的連接器數(shù)量在4000個左右，這不可避免導致結(jié)構(gòu)變得復雜，模塊制造成本居高不下，且面 板的穩(wěn)定性較差，故障率會比較高。再者，驅(qū)動IC與玻璃基板的分離式設(shè)計也讓LCD難以實現(xiàn)進一步輕薄化，這對輕薄型筆記本電腦和平板PC而言都是個不小的打擊。相比之下，低溫多晶硅技術(shù)沒有這個問題。驅(qū)動IC可以同玻璃基板直接集成，所需的連接器數(shù)量銳減到200個以下，顯示器的元器件總數(shù)比傳統(tǒng)的a-Si非晶硅技術(shù)整整少了 40%。這也使得面板的結(jié)構(gòu)變得很簡單、穩(wěn)定性更強，理論上說，多晶硅LCD面板的制造成本也將低于傳統(tǒng)技術(shù)。與此同時，集成式結(jié)構(gòu)讓驅(qū)動IC不必占據(jù)額外的空間，LCD顯示屏可以做得更輕更薄，低溫多晶娃的全稱是“Low Temperature Poly-Silicon (LTPS,多晶娃又簡稱為P-Si，下同)”，它是多晶硅技術(shù)的一個分支。對IXD顯示器來說，采用多晶硅液晶材料有許多優(yōu)點，如薄膜電路可以做得更薄更小、功耗更低等等。低溫多晶硅半導體擁有較高的遷移率，且能形成CMOS半導體器件，因而可以應(yīng)用于高開口率，高集成的TFT-IXD和AM0LED。然而，低溫多晶硅CMOS工藝因為工藝流程復雜而成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
(一)技術(shù)問題本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中低溫多晶硅工藝復雜、基于低溫多晶硅工藝的顯示器件成本高的技術(shù)問題。(二)技術(shù)方案本發(fā)明提供一種CMOS晶體管的制造方法，包括在基板上形成溝道、柵電極、歐姆接觸層和源、漏電極；其中形成所述溝道的步驟包括SI.在基板上沉積非晶硅層，然后將所述非晶硅層晶化為多晶硅層；S2.將所述多晶硅層進行刻蝕形成N型溝道區(qū)域和P型溝道區(qū)域；通過一次構(gòu)圖工藝對應(yīng)于所述N溝道區(qū)域形成光刻膠半保留區(qū)域，對應(yīng)于所述P溝道區(qū)域形成光刻膠全保留區(qū)域；S3.采用灰化工藝將光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠去除并保留部分光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠，采用離子注入的方式注入磷原子，形成N溝道；S4.通過濕法或者干法剝離去除光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠并注入硼原子形成P溝道。
可選的，所述非晶硅層的厚度為200 2000人。可選的，在步驟S3中注入磷原子采用PH3/H2或者PC13/H2氣體?？蛇x的，在步驟S4中注入硼原子采用B2H6/H2或BF3/H2氣體?？蛇x的，在步驟SI中，將所述非晶硅層晶化為多晶硅層的過程包括除氫和激光輻照?？蛇x的，在沉積非晶硅層前還包括步驟so :在基板上沉積厚度為100 4000人的緩沖層?？蛇x的，形成所述柵電極的步驟包括 S5.沉積柵氧化層，然后在所述柵氧化層上沉積單層或多層的金屬或者合金，并刻蝕形成柵電扱?？蛇x的，形成所述歐姆接觸層的步驟包括S6.采用離子注入的方式注入硼原子進行重摻雜，形成P溝道歐姆接觸層；S7.在形成所述P溝道歐姆接觸層后，采用離子注入的方式注入磷原子進行重摻雜，形成N溝道歐姆接觸層?？蛇x的，形成所述源、漏電極的步驟包括S8.通過PECVD的方式沉積層間絕緣層10，然后在所述層間絕緣層利用一次掩膜エ藝形成接觸孔；S9.通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積形成單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬層或者合金層，然后對所述金屬層或合金層進行刻蝕形成信號線及源、漏電極。本發(fā)明還提供一種陣列基板制造方法，前面所述的CMOS晶體管的制造方法，所述陣列基板制造方法還包括S10.通過PECVD方法沉積鈍化層，并在鈍化層形成過孔；Sll.通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積透明導電層，通過一次光刻形成透明像素電扱。(三)技術(shù)效果本發(fā)明達到了減少一次構(gòu)圖エ藝的技術(shù)效果，節(jié)省了顯示器件的制造成本。


圖I表示本發(fā)明ー種實施方式提出的ー種CMOS晶體管制造流程；圖2表示本發(fā)明另一種實施方式提出的ー種CMOS晶體管制造流程；圖3表示利用刻蝕エ藝形成的N型溝道區(qū)域和P型溝道區(qū)域；圖4表示在N溝道區(qū)域注入磷原子的方式；圖5表示在P溝道區(qū)域注入硼原子的方式；圖6表示利用柵金屬作為N型輕摻雜的掩膜板進行源漏輕摻雜的方式；圖7表示采用離子注入的方式注入硼原子進行重摻雜的方式；圖8表示采用離子注入的方式注入磷原子進行重摻雜的方式；圖9表示沉積層間絕緣層，并在所述層間絕緣層上形成接觸孔后的截面圖；圖10表示沉積透明導電層，并在所述透明導電層上形成透明像素電極后的截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明通過一次構(gòu)圖的半色調(diào)/灰色調(diào)エ藝、磷離子注入及硼離子注入エ藝(少量注入，未在N溝區(qū)域形成反型層)，形成多晶硅圖案及N型、P型溝道的エ藝。實施例I :如圖I所示，本實施例提供ー種CMOS晶體管的制造方法，包括在基板上形成溝道、柵電極、歐姆接觸層和源、漏電極；其中形成所述溝道的步驟包括SI.在基板I上沉積厚度為200 2000人的非晶硅層3，然后對所述非晶硅采取除氫エ藝，并通過激光輻照等エ藝將非晶硅層晶化形成多晶硅層3，所述基板可為透明玻璃或者石英等基板；S2.如圖3所示，將所述多晶硅層進行刻蝕形成N型溝道區(qū)域和P型溝道區(qū)域；通 過一次構(gòu)圖エ藝在對應(yīng)于所述N溝道區(qū)域形成光刻膠半保留區(qū)域，在對應(yīng)于所述P溝道區(qū)域形成光刻膠全保留區(qū)域；；其中，所述通過一次構(gòu)圖エ藝形成光刻膠半保留區(qū)域4和所述光刻膠全保留區(qū)域5可以利用半色調(diào)掩膜版或者灰色調(diào)掩膜版實現(xiàn)。S3.采用灰化工藝將光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠去除并保留部分光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠，如圖4所示，采用離子注入的方式注入磷原子，形成N溝道4，離子注入采用的氣體可以是PH3/H2或者PC13/H2 ；S4.如圖5所示，通過濕法或者干法剝離去除光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠并注入硼原子形成P溝道?？刂婆鹪幼⑷肓?，不在N型區(qū)域形成反型溝道，硼原子注入采用的氣體可以是B2H6/H2或BF3/H2。本實施例通過一次構(gòu)圖形成光刻膠半保留區(qū)域和光刻膠全保留區(qū)域，達到了減少一次構(gòu)圖エ藝的技術(shù)效果，節(jié)省了 CMOS器件的制造成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中低溫多晶硅エ藝復雜、基于低溫多晶硅エ藝的顯示器件成本高的技術(shù)問題?？蛇x的，在步驟SI前，可進行步驟SO :在基板上通過PECVD方法沉積厚度為100 4000A的緩沖層2，緩沖層可選用SiNx/Si02或SiO2 ；如圖2所示可選的，形成所述柵電極的步驟包括S5.通過PECVD的方式沉積厚度為500 〗0000人的柵氧化層5，柵氧化層5可選用SiNx/Si02或SiO2 ;然后通過濺射或熱蒸發(fā)的方法在所述柵氧化層上沉積單層或多層的金屬或者合金形成金屬層，該金屬層的厚度約為1000 5000A，該金屬可選自Al、Ta、Cr、Mo等的任ー種；利用一次光刻形成柵電極6。如圖6所示，可利用柵電極作為N型輕摻雜的掩膜板進行源漏輕摻雜形成輕摻雜層7?？蛇x的，形成所述歐姆接觸層的步驟包括S6.如圖7所示，采用離子注入的方式注入硼原子進行重摻雜，形成P溝道歐姆接觸層8，離子注入采用的氣體可以是B2H6/H2或BF3/H2 ；S7.在形成所述P溝道歐姆接觸層后，通過掩膜板采用離子注入的方式注入磷原子進行重摻雜，形成N溝道歐姆接觸層9。離子注入采用的氣體可以是PH3/H2或者PC13/H2，如圖8所示。
可選的，形成所述源、漏電極的步驟包括S8.通過PECVD的方式沉積層間絕緣層10，所述層間絕緣層10的厚度為500 10000人，所述層間絕緣層可選用si02/SiNx*Si02，然后在所述層間絕緣層利用一次掩膜工藝形成接觸孔，如圖9所示；S9.通過濺射或熱蒸發(fā)的方法在所述層間絕緣層10上沉積單層或多層的金屬或者合金形成的金屬層11，該金屬層的厚度約為1000 5000A，該金屬可選自Al、Ta、Cr、Mo等的任一種；然后對所述金屬層進行一次光刻形成信號線及源、漏電極。實施例2 本實施例提供了一種低溫多晶硅CMOS (互補金屬氧化物半導體)器件陣列基板以及TFT-IXD (薄膜場效應(yīng)晶體管IXD)陣列基板制造方法，其除了包括實施例I所述的CMOS晶體管的制造方法，還包括S10.通過PECVD方法沉積厚度約為700 6000 A的鈍化層12，并在鈍化層形成過孔；Sll.通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積一層厚度約為300 1000 A的透明導電層13,透明導電層一般為ITO或者ΙΖ0,也可以是其它的金屬及金屬氧化物；通過一次光刻形成透明像素電極，其截面圖如圖10所示。實施例3 本實施例還提供一種通過上述制造方法生產(chǎn)的CMOS晶體管，包括基板以及在基板上形成的溝道、柵電極、歐姆接觸層和源、漏電極；其中所述溝道包括在所述多晶硅層通過一次構(gòu)圖形成N型溝道區(qū)域、對應(yīng)于N型溝道區(qū)域的光刻膠半保留區(qū)域、P型溝道區(qū)域和對應(yīng)P型溝道區(qū)域的光刻膠全保留區(qū)域；通過將光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠去除以及將光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠部分去除，向所述N溝道區(qū)域注入磷原子形成N溝道；通過將光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠全部去除向P型溝道區(qū)域注入硼原子形成P溝道。本實施例所述的CMOS晶體管制造工藝簡單，性能穩(wěn)定，可在此基礎(chǔ)上制作更復雜的陣列基板?？蛇x的，在所述P溝道區(qū)域上還設(shè)置有柵氧化層以及對由單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬或者合金構(gòu)成的金屬層或者合金層進行刻蝕而成的柵電極?？蛇x的，在所述金屬層或者合金層上設(shè)置有通過注入硼原子形成的P溝道歐姆接觸層8以及通過注入磷原子形成的N溝道歐姆接觸層9?？蛇x的，在所述N溝道歐姆接觸層上設(shè)置有層間絕緣層10，所述層間絕緣層設(shè)置有接觸孔，所述層間絕緣層上設(shè)置有對由單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬或者合金構(gòu)成的金屬層或者合金層11進行刻蝕而成的源、漏電極?？蛇x的，在所述金屬層或者合金層上設(shè)置有鈍化層12，在鈍化層設(shè)置有過孔，在所述鈍化層上設(shè)置有透明導電層13。可選的，在所述透明導電層包括有通過光刻形成的透明像素電極。本實施例還提供一種陣列基板，其包括前面所述的CMOS晶體管。本實施例還提供一種互補金屬氧化物半導體器件，其包括前面所述的陣列基板。本實施例還提供一種薄膜場效應(yīng)晶體管LCD，其包括前面所述的陣列基板。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 ，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.ー種CMOS晶體管的制造方法，包括在基板上形成溝道、柵電極、歐姆接觸層和源、漏電極；其中形成所述溝道的步驟包括 51.在基板上沉積非晶硅層，然后將所述非晶硅層晶化為多晶硅層； 52.將所述多晶硅層進行刻蝕形成N型溝道區(qū)域和P型溝道區(qū)域；通過一次構(gòu)圖エ藝對應(yīng)于所述N溝道區(qū)域形成光刻膠半保留區(qū)域，對應(yīng)于所述P溝道區(qū)域形成光刻膠全保留區(qū)域； 53.采用灰化工藝將光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠去除并保留部分光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠，采用離子注入的方式注入磷原子，形成N溝道； 54.通過濕法或者干法剝離去除光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠并注入硼原子形成P溝道。
2.如權(quán)利要求I所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于，所述非晶硅層的厚度為200 2000人。
3.如權(quán)利要求I所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于在步驟S3中注入磷原子采用ph3/h2或者PC13/H2氣體。
4.如權(quán)利要求I所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于在步驟S4中注入硼原子采用B2H6/H2或BF3/H2氣體。
5.如權(quán)利要求I所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于步驟SI中，將所述非晶硅層晶化為多晶硅層的過程包括除氫和激光輻照。
6.如權(quán)利要求I所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于，在沉積非晶硅層前還包括步驟so :在基板上沉積厚度為100 4000A的緩沖層。
7.如權(quán)利要求I所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于，形成所述柵電極的步驟包括 55.沉積柵氧化層，然后在所述柵氧化層上沉積單層或多層的金屬或者合金，并刻蝕形成柵電極。
8.如權(quán)利要求7所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于，形成所述歐姆接觸層的步驟包括 56.采用離子注入的方式注入硼原子進行重摻雜，形成P溝道歐姆接觸層； 57.在形成所述P溝道歐姆接觸層后，采用離子注入的方式注入磷原子進行重摻雜，形成N溝道歐姆接觸層。
9.如權(quán)利要求8所述的CMOS晶體管的制造方法，其特征還在于，形成所述源、漏電極的步驟包括 58.通過PECVD的方式沉積層間絕緣層，然后在所述層間絕緣層利用一次掩膜エ藝形成接觸孔； 59.通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積形成單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬層或者合金層，然后對所述金屬層或合金層進行刻蝕形成信號線及源、漏電極。
10.一種陣列基板制造方法，其特征在于，包含權(quán)I至權(quán)9任一項所述的CMOS晶體管的制造方法，所述陣列基板制造方法還包括 . 510.通過PECVD方法沉積鈍化層，并在鈍化層形成過孔； . 511.通過濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積透明導電層，通過一次光刻形成透明像素電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種CMOS晶體管的制造方法，包括在基板上形成溝道、柵電極、歐姆接觸層和源、漏電極；其中形成所述溝道的步驟包括S1.在基板上沉積非晶硅層，然后將所述非晶硅層晶化為多晶硅層；將所述多晶硅層進行刻蝕形成N型溝道區(qū)域和P型溝道區(qū)域；通過一次構(gòu)圖工藝對應(yīng)于所述N溝道區(qū)域形成光刻膠半保留區(qū)域，對應(yīng)于所述P溝道區(qū)域形成光刻膠全保留區(qū)域；S3.采用灰化工藝將光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠去除并保留部分光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠，采用離子注入的方式注入磷原子，形成N溝道；S4.通過濕法或者干法剝離去除P型溝道區(qū)域表面的光刻膠并注入硼原子形成P溝道。本發(fā)明降低了低溫多晶硅工藝的復雜度以及制造成本。
文檔編號H01L27/092GK102856260SQ20121036518
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者孫冰 申請人:京東方科技集團股份有限公司