[发明专利]低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法、低温多晶硅薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法及利用该方法制备的低温多晶硅薄膜晶体管，具体是一种在实施过程中可对多晶硅材料进行有效保护提高产品性能的多晶硅薄膜晶体管的制造方法及利用该方法制备的低温多晶硅薄膜晶体管，属于有机电致发光器件技术领域。 

背景技术

用于AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）的TFT（Thin Film Transistor）结构已经有多种，目前主要是采用低温多晶硅薄膜晶体管（LTPS-TFT）驱动OLED发光，现有技术中常用的TFT管包含有阵列基板，在基板上沉积的缓冲层，半导体层设于缓冲层的表面。栅极绝缘层设于半导体层的表面，以及栅极设于栅极绝缘层表面。半导体层的两侧设置有轻掺杂漏极（Lightly Doped Drain，LDD）以及两源极/漏极，轻掺杂漏极之间为沟道区。通过P型掺杂剂形成的LDD区的目的是降低TFT管的漏电流，并且避免漏极附近电场过高所导致的热载流子效应。然而受到LDD区浓度较低的影响，LDD区的电阻会高于两侧的源极/漏极，因此容易造成漏极与源极间的串联电阻增加，进而产生空穴迁移率和导通电流比较低的问题。 

为解决上述问题，现有专利文献CN 1604341A公开了一种控制薄膜晶体管及其制造方法与含其的电致发光显示装置。其中公开了一种形成源极轻掺杂区小于漏极轻掺杂区的控制薄膜晶体管的制备方法，主要包括如下步骤： 

（1）在透明玻璃衬底上，选择性的沉积绝缘层；（2）在玻璃衬底表面沉积一非晶硅层；（3）以准分子激光作为热源，使非晶硅层在低于600度下接警为低温多晶硅层凸块；（4）以光刻工艺，定义并蚀刻形成一图案化光致抗蚀剂层，露出多晶硅凸块上预定形成漏极与源极的区域，进行P型离子注入（p+），形成掺杂剂浓度较高的源极和漏极，中间未受离子掺杂的多晶硅层作为沟道；（5）移除光致抗蚀剂层后，在衬底表面沉积一绝缘层，接着再以光刻工艺，在绝缘层上定义并蚀刻形成图案化的光致抗蚀剂层，露出漏极与沟道之间的部分表面长度为d2，源极与沟道之间的部分表面长度为d1，且保证d2大于d1；（6）以光致抗蚀剂层为掩膜，进行低量P型离子的注入（p-），形成低掺杂剂浓度的漏极轻掺杂区与源极轻掺杂区；（7）将玻璃衬底进行快速热处理，使上述注入的离子扩散入多晶硅层中；（8）沉积或溅射金属栅极材料；（9）沉积一绝缘保护层；（10）以光刻的工艺蚀刻保护层与介电层，形成开口露出漏极与源极，在开口中填充导电材料形成漏极电极与源极电极。

上述方案中公开的具有双边不对称型轻掺杂区的控制TFT结构，通过电性测试后，除了实现有效降低漏电流外，其导通电流也不会因而下降。然而上述对该TFT的制备方法中还存在如下问题： 

首先，其步骤（4）中，光致抗蚀剂层是露出多晶硅凸块上预定形成漏极与源极的区域，进行P型离子注入（p+）形成掺杂剂浓度较高的源极和漏极。因此在进行离子注入时没有任何材料层进行阻隔与保护，直接对多晶硅凸块进行离子注入。经测量，采用这一顺序制备得到的晶体管，其源极和漏极电阻较大，导通电流较低。

其次，其步骤（5）中，实现双边不对称结构时，需要采用光刻工艺在绝缘层上蚀刻出长度不同的两段距离d1和d2，由于LDD区域的长度是很小的，一般就1um左右，在实际操作过程中在这么小的距离内采用光刻的技术手段实现两个长度有大有小，其精度要求很高，在进行批量生产时，要实现产品间规格标准统一十分困难。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中TFT制备过程中直接对多晶硅材料进行离子注入形成源极和漏极的过程中容易破坏多晶硅材料中的晶格结构影响产品性能，从而提供一种在离子注入过程中可对多晶硅材料进行有效保护的低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法及利用该方法制备的低温多晶硅薄膜晶体管。 

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种低温多晶硅薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤：

S1、在基板依次生成缓冲层和图形化多晶硅层；

S2、在所述图形化多晶硅层上生成栅极绝缘层；

S3、在所述栅极绝缘层上生成第一离子注入阻挡层且预留用于形成源极和漏极的区域；

S4、经所述栅极绝缘层对所述图形化多晶硅层进行离子注入，形成源极和漏极，所述图形化多晶硅层中间被所述第一离子注入阻挡层遮挡的无离子注入的区域为沟道区与所述沟道区两侧的用于生成轻掺杂漏极区的区域；

S5、在所述栅极绝缘层上形成栅极；