[发明专利]多晶硅薄膜晶体管及其制作方法

说明书

本发明提供了一种多晶硅薄膜晶体管及其制作方法，包括：提供一衬底，在衬底上形成多晶硅有源层，在多晶硅有源层上依次形成栅绝缘层和多晶硅栅极层；执行化学机械抛光工艺，去除多晶硅栅极层上方的部分厚度的侧墙覆盖层；执行第一次离子注入工艺向多晶硅栅极层注入离子；执行第二次离子注入工艺向所述多晶硅栅极层和位于所述侧墙两侧的所述多晶硅有源层中注入离子，形成源极掺杂区和漏极掺杂区。在确保多晶硅栅极层的离子注入剂量不减少的条件下，通过减少源极掺杂区和漏极掺杂区的离子注入剂量，来减少源漏耗尽区交迭，从而防止源、漏穿通；同时确保了多晶硅栅极层的离子注入剂量，避免了薄膜晶体管的阈值电压漂移，有利于改善多晶硅薄膜晶体管的特性。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体而言涉及一种多晶硅薄膜晶体管及其制作方法。

背景技术

多晶硅薄膜晶体管的源、漏极形成在多晶硅有源层上，因拥有高迁移率，被越来越多的采用。单晶硅薄膜晶体管的源、漏极形成在单晶硅有源层上。无论单晶硅薄膜晶体管还是多晶硅薄膜晶体管在形成源、漏极的过程中均需离子注入掺杂，因注入的离子在多晶硅中比在单晶硅中更容易扩散，因此多晶硅薄膜晶体管与单晶硅薄膜晶体管相比沟道长度变窄，易发生由于源漏耗尽区交迭引起源、漏穿通，可能导致晶体管特性丧失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶硅薄膜晶体管及其制作方法，防止源、漏穿通，改善多晶硅薄膜晶体管的特性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多晶硅薄膜晶体管的制作方法，包括：

提供一衬底，在所述衬底上形成有多晶硅有源层；

在所述多晶硅有源层上依次形成栅绝缘层和多晶硅栅极层；

形成覆盖所述栅绝缘层和所述多晶硅栅极层的侧墙覆盖层；

执行化学机械抛光工艺，去除所述多晶硅栅极层上方的部分厚度的所述侧墙覆盖层；

执行第一次离子注入工艺向所述多晶硅栅极层注入离子；

刻蚀去除位于所述多晶硅栅极层两侧的部分侧墙覆盖层以形成侧墙；

执行第二次离子注入工艺向所述多晶硅栅极层和位于所述侧墙两侧的所述多晶硅有源层中注入离子，形成源极掺杂区和漏极掺杂区。

进一步的，所述侧墙覆盖层包括依次覆盖所述栅绝缘层和所述多晶硅栅极层的第一氧化硅层、氮化硅层和第二氧化硅层。

进一步的，在执行化学机械抛光工艺步骤中，去除所述多晶硅栅极层上方的所述第二氧化硅层和所述氮化硅层。

进一步的，所述衬底和所述多晶硅有源层之间形成有缓冲层。

进一步的，所述多晶硅有源层采用化学气相沉积法形成。

进一步的，执行第二次离子注入工艺和执行第一次离子注入工艺的注入离子类型相同。

进一步的，在第一次离子注入中注入N型杂质离子，注入能量为10～20keV,注入剂量为1E15atoms/cm²～5E15atoms/cm²。

进一步的，在第二次离子注入中注入N型杂质离子，注入能量为25～35keV,注入剂量为1E14atoms/cm²～5E14atoms/cm²。

本发明还提供一种多晶硅薄膜晶体管，包括：

设置在衬底上方的多晶硅有源层，设置在所述多晶硅有源层上方的多晶硅栅极层，以及设置在所述多晶硅有源层与所述多晶硅栅极层之间的栅绝缘层；设置在所述多晶硅栅极层两侧的侧墙；