[发明专利]电子器件制造

说明书

本发明涉及电子器件制造的方法，包括：薄膜晶体管(下文称为“TFT”)，并且提供了利用自对准技术制造TFT的改进的工艺。所述器件可以是平板显示器(例如，有源矩阵液晶显示器，AMLCD)或者大面积图像传感器或几种其它类型的大面积电子器件(例如薄膜数据保存或存储器件)。

对于大面积电子设备来说，在绝缘衬底上的具有TFTs和其它薄膜电路元件的薄膜电路的研制得到很多的关注，用非晶、微晶或多晶半导体薄膜的一部分制造的这些电路元件可以在单元矩阵中形成开关元件，例如在美国专利说明书US-A-5,130,829(我们的参考文献PHB33646)中描述的平板显示器，这里引入其全文作为参考材料。在最近几年中，器件还可以包含集成的驱动电路，特别是用多晶硅的TFTs作为电路元件。

在多晶硅TFT的制造中，已知用掺杂剂离子(例如磷)的注入以自对准(下文称为“SA”)的方式形成与TFT的栅对准的TFT的源极/漏极区。已知通过将能量束特别是激光束引入薄膜结构激活注入的掺杂剂并且使晶格损害退火。

注入区可以是TFT的高掺杂漏区。对于用于驱动电路的TFT，在TFT的沟道和漏区之间具有包括低掺杂漏区(下文称为“LDD”)的场缓减结构是有利的。在这种情况下，注入的SA区可以是LDD区或者是更高掺杂的漏区。这样，在栅和LDD区之间可能没有明显的重叠，或者在所谓的GOLDD结构中栅可能与LDD区重叠。遗憾的是已经发现得到的SA TFTs的断态漏电流增加，载流子迁移率减小。

本发明寻求提供一种电子器件的SA TFTs的制造方法和制造工艺，允许实现对TFTs和具有TFTs的器件特性的各种改进。

更具体地说，本发明提供了一种包括薄膜晶体管的电子器件的制造方法，包括步骤：

(a)在绝缘膜上淀积栅层，所述栅层位于半导体膜上；

(b)在栅层上限定布图的掩模层；

(c)利用掩模层蚀刻以布图栅层；

(d)利用掩模层和/或栅层作为注入掩模，注入半导体膜；

(e)在掩模层下深蚀刻栅层；

(f)除去掩模层；和

(g)用能量束给半导体膜退火。

在具有SA注入区的TFTs的情况下，发明人相信断态漏电流增加和载流子纤移率减小的重要因素是在栅的边缘下面延伸并在激光退火时被栅遮蔽的晶格缺陷。

例如掩模层可以是光致抗蚀剂掩模。能量束(具体的但不是唯一的，可以是激光束)起到给没有被深蚀刻栅层遮蔽/掩盖的半导体膜中的注入损害退火的作用。

通过此工艺，可以减小或克服或避免由于SA多晶硅TFTs(具有或不具有LDD或GOLDD)中的注入损害而产生的几个问题。

术语“栅深蚀刻”也可以采用其它的术语例如“栅过蚀刻”和“栅基蚀”来描述。每种描述都指的是在位于掩模层下面的深蚀刻栅边缘中发生的蚀刻工艺，以便从掩模窗口的边缘偏移/间隔足够的距离(间隙)以在插入区中进行所希望的晶格损害的退火。通过在步骤(c)中控制蚀刻量，可以根据由不同的注入剂量水平所确定的半导体晶格损害的横向宽度调整偏移(间隙)的幅度。

深蚀刻步骤(e)可以在注入步骤(d)之后进行。然而，当位于上面的掩模图形足够的厚并且稳定以便通过自身遮蔽注入时，那么可以在步骤(d)之前进行步骤(e)。实际上后一个顺序是有利的。用激光退火(具体但不唯一，用UV受激准分子激光束)进行步骤(g)通常是很便利的。然而，也可以用其它类型能量束进行退火。例如用高强度UV闪光灯。

尽管TFTs可以用其它的晶体半导体材料形成，但是采用多晶硅作为提供TFT沟道区的薄膜半导体通常是便利的。其上承载TFTs的绝缘衬底的特性可以随着用它们形成电子器件的一部分的电子器件的特性来改变。一般衬底可以包括便宜的玻璃或绝缘聚合物，也可以采用不锈钢。

在最佳实施例中，蚀刻步骤(c)和(e)可以作为一个步骤进行。这样可以提供更一致的结果和更精确的间隙长度控制。

该方法在步骤(f)之后还可以包含更进一步的注入步骤，提供比步骤(d)更低水平的掺杂。这样在步骤(d)中形成的源极/漏极区和栅之间形成了LDD区。此工艺还适用于在相当低的偏压下(即一般最高大约到5V)工作的TFTs。对于这些器件，与用于建立LDD场缓减区的正常掺杂剂量相比，在进一步的注入步骤中，可以采用更宽范围的注入剂量以减小串连电阻。而且此技术允许形成更短的(一般是亚微米)LDD区，从而减小此区的串连电阻。