專利名稱：低溫多晶硅晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面顯示領(lǐng)域，尤其涉及ー種低溫多晶硅晶體管的制作方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(LCD, Liquid Crystal Display)具有機(jī)身薄、省電、無(wú)福射等眾多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有市場(chǎng)上的液晶顯示裝置大部分為背光型液晶顯示器，其包括液晶顯示面板及背光模組(backlight module)。液晶面板的工作原理是在兩片平行的玻璃基板中放置液晶分子，通過給玻璃基板的電路通電來(lái)控制液晶分子改變方向，將背光模組的光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫面。請(qǐng)參閱圖1，所述液晶顯示面板一般包括:TFT (薄膜晶體管)基板100、與TFT基板100相對(duì)貼合設(shè)置的CF基板300及設(shè)于TFT基板100與CF基板300之間的液晶500。請(qǐng)參閱圖2，現(xiàn)有的薄膜晶體管主要包括:基板102、形成于基板102上的第一絕緣層104、形成于第一絕緣層104上的有源層(active layer) 106、形成于有源層106上的柵極絕緣層108、形成于柵極絕緣層108上的柵極110、形成于柵極110上的第二絕緣層112及形成于第二絕緣層112上的源/漏極114，其中有源層106和柵極絕緣層108是決定薄膜晶體管性能的兩個(gè)關(guān)鍵層。根據(jù)有源層106的材料不同，可以將薄膜晶體管分為單晶硅薄膜晶體管(c-Si TFT)、非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)、多晶硅薄膜晶體管(p_Si TFT)、有機(jī)薄膜晶體管(OTFT )和氧化鋅薄膜晶體管(ZnO TFT )。多晶硅(Polysilicon)是ー種約為0.1至數(shù)個(gè)U m大小、以硅為基底的材料，由許多娃粒子組合而成，其通常經(jīng)由LPCVD (low pressure chemical vapor deposition,低壓化學(xué)氣相沉積)處理后，再以高于900°C的退火程序SPC (Solid Phase Crystallization,固相晶化法)制得，然而，由于玻璃的最高承受溫度只有650°C，所以該多晶硅并不適用于平面顯示器的制造上。低溫多晶娃(lowtemperature poly-silicon,LTPS)的制程溫度一般低于600°C,適用于制造平面顯示器，且由低溫多晶硅制成的晶體管具有較高的遷移率、響應(yīng)速度較快、易高度集成化、具有P/N型導(dǎo)電模式、自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、省電、抗光干擾能力強(qiáng)、分辨率高、可以制作集成化驅(qū)動(dòng)電路等優(yōu)點(diǎn)，更加適合于大容量的高頻顯示，尺寸可以做得更小，有利于提高成品率和降低生產(chǎn)成本，而且P/N型導(dǎo)電模式可以實(shí)現(xiàn)LCD、OLED的驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。由于低溫多晶硅需要高溫活化，其活化溫度一般大于500°C，所以現(xiàn)有的低溫多晶娃晶體管的柵極一般由耐高溫的金屬鑰(Mo )通過沉積、黃光及蝕刻エ藝形成，但，由于金屬鑰的電阻阻值較高，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的RC-Delay (延遲效應(yīng))，進(jìn)而影響平面顯示器的響應(yīng)速度，同時(shí)，導(dǎo)致無(wú)法提高平面顯示器的解析度與平面顯示器的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供ー種低溫多晶硅晶體管的制作方法，其用鑰/鋁/鑰或鈦/鋁/鈦的疊層結(jié)構(gòu)的柵極代替現(xiàn)有的全鑰結(jié)構(gòu)的柵極，有效降低柵極阻值，進(jìn)而提高晶體管的響應(yīng)速率，利于平面顯示器的解析度的提高與平面顯示器的尺寸的擴(kuò)大。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供ー種低溫多晶硅晶體管的制作方法，其包括以下步驟:步驟1、在基板上形成低溫多晶硅層，并圖案化該低溫多晶硅層；步驟2、在低溫多晶硅層上形成第一絕緣層；步驟3、在第一絕緣層上依次形成第一、第二與第三金屬層，并通過光罩制程形成柵極；步驟4、活化該低溫多晶硅層，其活化溫度介于20°C _370°C之間。所述所述第二金屬層為鋁層，第一與第三金屬層為鑰層或鈦層。所述步驟4中，該低溫多晶硅層的活化時(shí)間為1-2小吋。所述步驟4中，在室溫下，通過準(zhǔn)分子激光晶化工藝對(duì)低溫多晶硅層進(jìn)行活化。所述基板為玻璃基板或塑膠基板。所述步驟I中，先在基板上依次形成第二與第三絕緣層，再在第三絕緣層上形成低溫多晶硅層。所述第二絕緣層為氮化硅層，所述第三絕緣層為氧化硅層。所述柵極上還依次形成有第四與第五絕緣層，該第五絕緣層上還形成有源/漏扱。所述第四絕緣層為氧化硅層，所述第五絕緣層為氮化硅層。所述步驟I中，低溫多晶硅層圖案化后，還對(duì)其進(jìn)行摻雜エ藝。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其通過小于370°C的溫度對(duì)低溫多晶硅層進(jìn)行活化，使得柵極可為鑰/鋁/鑰或鈦/鋁/鈦的疊層結(jié)構(gòu)，有效降低柵極的電阻阻值，進(jìn)而極大地提高晶體管的響應(yīng)速率，且，利于平面顯示器的解析度的提高與平面顯示器的尺寸的擴(kuò)大。為了能更進(jìn)一歩了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，圖1為液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的低溫多晶硅晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明低溫多晶硅晶體管的制作方法的流程圖；圖4為用本發(fā)明低溫多晶硅晶體管的制作方法制成的低溫多晶硅晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。請(qǐng)參閱圖3及圖4，本發(fā)明提供ー種低溫多晶硅晶體管的制作方法，其包括以下步驟:步驟1、在基板200上形成低溫多晶硅層202，并圖案化該低溫多晶硅層202。在本實(shí)施例中，所述基板200為透明基板，其可為玻璃基板或塑膠基板，優(yōu)選玻璃基板，其透光性好，以保證顯示面板的光照強(qiáng)度。所述低溫多晶硅層202的圖案化一般通過光罩制程實(shí)現(xiàn)，其具體方式可為:在低溫多晶娃層202上覆ー層感光(photo-sensitive)材料,該層即所謂的光致抗蝕劑層，然后使得光線通過灰階掩膜或半灰階掩膜照射于光致抗蝕劑層上以將該光致抗蝕劑層曝光。由于灰階掩膜或半灰階掩膜上具有有源區(qū)域的圖案，將使部分光線得以穿過灰階掩膜或半灰階掩膜而照射于光致抗蝕劑層上，使得光致抗蝕劑層的曝光具有選擇性，同時(shí)借此將灰階掩膜或半灰階掩膜上的圖案完整的復(fù)印至光致抗蝕劑層上。然后，利用合適的顯影液劑(developer)除去部分光致抗蝕劑，使得光致抗蝕劑層顯現(xiàn)所需要的圖案。接著，通過蝕刻エ藝將部分低溫多晶硅層202去除，在此的蝕刻エ藝可選用濕式蝕刻、干式蝕刻或兩者配合使用。最后，將剩余的圖案化的光致抗蝕劑層全部去除，進(jìn)而完成低溫多晶硅層202的圖案化制程。圖案化后的低溫多晶硅層202，還需要還對(duì)其進(jìn)行摻雜エ藝，如:注入N+離子、N-離子及P+離子，以形成N型半導(dǎo)體及P型半導(dǎo)體。步驟2、在低溫多晶硅層202上形成第一絕緣層204。在本實(shí)施例中，該第一絕緣層204為柵極絕緣層，其由氧化硅層(SiOx)與氮化硅層(SiNx)層疊形成,其通過化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor deposition, CVD)形成于低溫多晶硅層202上。步驟3、在第一絕緣層204上依次形成第一、第二與第三金屬層206、208、210，并通過光罩制程形成柵極212。所述第一金屬層206通過派射(Sputtering)エ藝形成于第一絕緣層204,所述第ニ金屬層208通過濺射エ藝形成于第一金屬層206上，所述第三金屬層210通過濺射エ藝形成于第二金屬層208上，然后，在通過光罩制程形成柵極212，即，該柵極212為該第一、第ニ與第三金屬層206、208、210的疊層。在本實(shí)施例中，所述第二金屬層208為招(Al)層,第一與第三金屬層206、210為鑰(Mo)層或鈦(Ti)層。鋁的電阻阻值相對(duì)鑰、鈦的電阻阻值小，能有效降低柵極212的電阻阻值，進(jìn)而極大地提高晶體管的響應(yīng)速率，且，利于用該晶體管的平面顯示器的解析度的提高與平面顯示器的尺寸的擴(kuò)大。步驟4、活化該低溫多晶硅層202，其活化溫度介于20°C _370°C之間。由于柵極212為鑰/鋁/鑰或鈦/鋁/鈦的疊層結(jié)構(gòu)，其中鋁的熔點(diǎn)較低，為660.37°C，所以在活化該低溫多晶硅層202時(shí)，其活化溫度要相對(duì)較小，以免影響柵極212，在發(fā)明中，所述活化溫度小于370°C，其活化時(shí)間為1-2小時(shí)，在保證柵極212不受影響的同時(shí)，有效降低柵極212的阻值。且，還可以在室溫(20°C)下，通過準(zhǔn)分子激光晶化(ELA)對(duì)低溫多晶硅層202進(jìn)行活化，同樣可以達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果。
值得ー提的是，在本實(shí)施例中，所述步驟I中，先在基板200上依次形成第二與第三絕緣層216、218，再在第三絕緣層218上形成低溫多晶硅層202，該第二與第三絕緣層216,218均可為氮化硅(SiNx)層或氧化硅(SiOx)層，在本實(shí)施例中，所述第二絕緣層216為氮化硅層，所述第三絕緣層218為氧化硅層。所述柵極212上還依次形成有第四與第五絕緣層220、222，該第五絕緣層222上還形成有源/漏極224。該第四與第五絕緣層220、222均可為氮化硅層或氧化硅層，在本實(shí)施例中，所述第四絕緣層220為氧化硅層，所述第五絕緣層222為氮化硅層，所述源/漏極224含有鑰層、鋁層、鈦層或銅(Cu)層其中之一或其疊層。綜上所述，本發(fā)明的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其通過小于370°C的溫度對(duì)低溫多晶硅層進(jìn)行活化，使得柵極可為鑰/鋁/鑰或鈦/鋁/鈦的疊層結(jié)構(gòu)，有效降低柵極的電阻阻值，進(jìn)而極大地提高晶體管的響應(yīng)速率，且，利于平面顯示器的解析度的提高與平面顯示器的尺寸的擴(kuò)大。以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、在基板上形成低溫多晶硅層，并圖案化該低溫多晶硅層； 步驟2、在低溫多晶硅層上形成第一絕緣層； 步驟3、在第一絕緣層上依次形成第一、第二與第三金屬層，并通過光罩制程形成柵極； 步驟4、活化該低溫多晶硅層，其活化溫度介于20°C _370°C之間。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述所述第二金屬層為鋁層，第一與第三金屬層為鑰層或鈦層。
3.如權(quán)利要求2所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述步驟4中，該低溫多晶硅層的活化時(shí)間為1-2小吋。
4.如權(quán)利要求2所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述步驟4中，在室溫下，通過準(zhǔn)分子激光晶化工藝對(duì)低溫多晶硅層進(jìn)行活化。
5.如權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述基板為玻璃基板或塑膠基板。
6.如權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述步驟I中，先在基板上依次形成第二與第三絕緣層，再在第三絕緣層上形成低溫多晶硅層。
7.如權(quán)利要求6所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述第二絕緣層為氮化硅層，所述第三絕緣層為氧化硅層。
8.如權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述柵極上還依次形成有第四與第五絕緣層，該第五絕緣層上還形成有源/漏扱。
9.如權(quán)利要求8所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述第四絕緣層為氧化硅層，所述第五絕緣層為氮化硅層。
10.如權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其特征在于，所述步驟I中，低溫多晶硅層圖案化后，還對(duì)其進(jìn)行摻雜エ藝。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫多晶硅晶體管的制作方法，包括以下步驟步驟1、在基板上形成低溫多晶硅層，并圖案化該低溫多晶硅層；步驟2、在低溫多晶硅層上形成第一絕緣層；步驟3、在第一絕緣層上依次形成第一、第二與第三金屬層，并通過光罩制程形成柵極；步驟4、活化該低溫多晶硅層，其活化溫度介于20℃-370℃之間。本發(fā)明的低溫多晶硅晶體管的制作方法，其通過小于370℃的溫度對(duì)低溫多晶硅層進(jìn)行活化，使得柵極可為鉬/鋁/鉬或鈦/鋁/鈦的疊層結(jié)構(gòu)，有效降低柵極的電阻阻值，進(jìn)而極大地提高晶體管的響應(yīng)速率，且，利于平面顯示器的解析度的提高與平面顯示器的尺寸的擴(kuò)大。
文檔編號(hào)H01L21/336GK103137497SQ20131005977
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者徐源竣 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司