[发明专利]一种薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管的制作工艺领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

低温多晶硅技术(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)最初是为了降低笔记本电脑显示屏的能耗，令笔记本电脑显得更薄更轻而研发的技术，大约在二十世纪九十年代中期开始走向试用阶段。随着平板显示的发展，高分辨率，低能耗的面板需求不断被提出。低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)由于具有较高的电子迁移率，而在液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)与有机发光二极管显示器Organic Light Emitting Diode，OLED)技术中得到了业界的重视，被视为实现低成本全彩平板显示的重要材料。对平板显示而言，采用低温多晶硅材料具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率、低能耗等优点，而且低温多晶硅可在低温下制作，并可用于制作C-MOS电路，因而被广泛研究，用以达到面板高分辨率，低能耗的需求。

低温多晶硅是多晶硅(poly-Si)技术的一个分支。多晶硅的分子结构在一颗晶粒中的排列状态是整齐而有方向性的，因此电子迁移率比排列杂乱的非晶硅(a-Si)快了200-300倍，极大的提高了平板显示的反应速度。

低温多晶硅的技术是指在低于600℃的温度下，在基板甚至塑料基板上生成多晶硅薄膜的工艺，它是多晶硅技术的一个分支。对于显示器制造来说，采用多晶硅材料有许多有点，如薄膜电路可以做的更小更薄，功耗更低等。

在多晶硅技术发展的初期，为了将基板从非晶硅结构(a-Si)转变为多晶硅结构(P-Si)，就必须借助一道激光退火的高温氧化工序，此时基板的温度将超过1000℃。众所周知，普通玻璃在此高温下就会软化熔融，根本无法正常使用，只有石英玻璃才能够经手这样的高温处理。而石英玻璃不仅价格昂贵且尺寸都比较小，无法作为显示器的面板，因此，对低温多晶硅技术的研究尤为重要。

由于高阶显示屏不断受到人们的青睐，使得低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)不断壮大发展。但是相对于非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)，LTPS TFT制程和工艺更加复杂，如何简化工艺进而降低生产成本成为其重点关注的对象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法工艺步骤复杂、工艺时间长、光罩数目多以及生产成本高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种低温多晶硅薄膜晶体管，其从下至上依次包括基板、缓冲层、半导体层、栅绝缘层、金属栅电极层、互联层和源漏极，所述源漏极依次穿过所述互联层和所述栅绝缘层与所述半导体层相接，其中，所述半导体层包括多晶硅区、经离子掺杂分别形成的源漏电极接触区和轻掺杂区，所述轻掺杂区位于所述多晶硅层和所述源漏电极接触区之间，所述源漏极与所述源漏电极接触区相接；

所述栅绝缘层在高度方向上具有不同厚度而呈阶梯形，所述栅绝缘层的高阶梯部与所述轻掺杂区相对，所述栅绝缘层的低阶梯部与所述源漏电极接触区相对。

如上所述的薄膜晶体管，其中，所述栅绝缘层的高阶梯部与所述低阶梯部之间的阶梯间距为d，通过调节所述阶梯间距d的大小来调整所述轻掺杂区和所述源漏电极接触区内的离子浓度差。

如上所述的薄膜晶体管，其中，所述源漏电极接触区的掺杂剂量为10¹⁵cm^-2，所述轻掺杂区的掺杂剂量为10¹³cm^-2。

如上所述的薄膜晶体管，其中，所述掺杂剂为氮掺杂剂。

本发明解决上述技术问题的关键步骤在于：采用干刻工艺刻蚀在所述栅绝缘层在高度方向上进行刻蚀使其呈现阶梯形，阶梯间距为d。

根据本发明的第二个方面，提供了一种薄膜晶体管的制造方法，其包括以下步骤：

S101、在基板上沉积缓冲层；

S102、在所述缓冲层上沉积非晶硅层；对所述非晶硅层进行退火处理，以使所述非晶硅层转变为多晶硅层；

S103、在所述多晶硅层上以及所述缓冲层上未被所述多晶硅层覆盖的区域上沉积栅绝缘层；

S104、在所述的栅绝缘层上沉积金属栅电极层；

S105、在所述金属栅电极层的中间区域沉积光阻层；