[发明专利]薄膜晶体管结构及其制作方法

说明书

本发明公开一种薄膜晶体管结构及其制作方法，所述薄膜晶体管结构主要包含一基板、一栅极、一栅极绝缘层、一多晶硅层、一层间介电层、一源极及一漏极，其中所述多晶硅层的两端通过光阻灰阶掩膜技术(PR ashing),并通过乙硼烷处理形成一源极区及一漏极区，使得沟道避开结晶不完全区域，提高薄膜晶体管(TFT)器件的整体电性。

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管结构及其制作方法，特别是涉及一种提高底栅极上方结晶性的薄膜晶体管结构及其制作方法。

背景技术

目前人们对多晶硅(p-Si)薄膜技术的研究主要集中在固相晶化法(SPC)，激光退火(ELA)和金属诱导横向结晶(MILC)等方法。其中ELA工艺由于使用温度低、晶化度及迁移率高等特性受到欢迎。但是在ELA工艺中，需要去烧炼让基板融化，但仍有一些硅(Si)未能溶化，然后依靠这些硅长成多晶硅，但由于长晶的速度快慢不一，造成其表面的凹凸不平，此缺陷过多时将导致在进行压力测试时，薄膜晶体管(TFT)器件的稳定性较差。

如上所述，顶栅极(Top Gate)结构的有源层和栅极绝缘层之间存在凹凸不平的突出将导致电性的恶化，但若是采取底栅极(Bottom Gate)结构之后，多晶硅的缺陷便不会存在于栅极绝缘层与多晶硅之间，这解决了晶化之后凹凸不平的突出对于薄膜晶体管电性的影响。然而，由于栅极采用金属材料，在ELA工艺过程中，栅极相对与栅极绝缘层的散热较快，因此造成栅极上方硅的结晶性较差，特别是非晶硅(a-Si)较厚的区域，这导致结晶性更差。

因此，有必要提供一种改良的薄膜晶体管结构及其制作方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种薄膜晶体管结构及其制作方法，利用底栅极(Bottom Gate)结构的多晶硅(p-Si)薄膜晶体管(TFT)，避免了多晶硅和栅极绝缘层界面之间激光退火(ELA)造成的突起缺陷，且利用光阻灰阶掩膜技术(PR ashing)缩短光阻(PR)长度后，在多晶硅层的两端通过乙硼烷(B2H6)处理形成一源极区及一漏极区，因此使得沟道避开结晶不完全区域，改善了所述栅极上方硅的结晶性较差的技术问题。

为达上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管结构的制作方法，其包含以下步骤：

提供一基板，及形成一栅极在所述基板上；

形成一栅极绝缘层在所述栅极及所述基板上，及形成一非晶硅层在所述栅极绝缘层上；

对所述非晶硅层进行晶化，以形成一多晶硅层；

涂布一光阻于所述多晶硅层上，曝光以图案化所述光阻，及对所述多晶硅层进行刻蚀；

移除所述光阻的两端使其分别内缩一距离，并对所述光阻的两端所述多晶硅层暴露的部分进行一乙硼烷处理，使得所述多晶硅层的两端分别形成一源极区与一漏极区，使得沟道避开了结晶不完全区域；；及

移除所述光阻，沉积一层间介电层于所述多晶硅层及所述栅极绝缘层上，并在所述源极区的上方形成一源极穿孔、在所述漏极区上方形成一漏极穿孔、沉积一源极于所述源极穿孔内及所述层间介电层上以及沉积一漏极于所述漏极穿孔内及所述层间介电层上。

在本发明的一实施例中，所述栅极是通过一物理气相沉积工艺，沉积钼/铝材质所形成。

在本发明的一实施例中，所述栅极绝缘层是通过一化学气相沉积工艺，沉积一氮化硅所形成。

在本发明的一实施例中，所述对所述非晶硅层进行晶化的步骤是通过一激光退火工艺来进行。

在本发明的一实施例中，所述移除所述光阻的两端的步骤是通过一灰阶掩膜工艺来进行。

在本发明的一实施例中，在所述移除所述光阻的两端的步骤中，所述光阻内缩1-5微米。