[其他]薄膜晶体管的制作方法

说明书

本发明涉及薄膜晶体管（TFT）的制作方法，特别涉及适合于多晶硅薄膜晶体管的制作方法。

多晶硅薄膜晶体管通常采用低温工艺制造。如图IA所示，采用低压化学汽相沉积方法（LPCVD法），在600℃或较低的温度下，将多晶硅膜2沉积到玻璃基板1上。玻璃基板的熔点，举例来说大约为680℃。将Si⁺这类电性能不活泼的元素的离子注入多晶硅膜2中，以形成如图1B所示的非晶硅膜3。所得到的结构在500℃至600℃的温度进行退火，使非晶硅膜3固相生长，于是非晶硅膜3产生结晶。结果形成如图1C所示的多晶硅膜4，其晶粒尺寸（图中未示出）要比多晶硅膜2的晶粒尺寸大。如图1D所示，对多晶硅膜4的预定部位进行腐蚀，从而获得预定的图形。采用化学汽相沉积方法，在大约400℃的温度下，在所得到的结构上沉积一层（SiO₂）（二氧化硅）膜5，使其覆盖整个表面。随后，在SiO₂膜5上溅射上一层M₀（钼）一类的膜6。对M₀膜6和SiO₂膜5的预定部位相继进行腐蚀，从而形成具有预定图形的M₀栅电极7和由SiO₂图形组成的栅绝缘膜8，SiO₂绝缘膜的图形与M₀栅电极图形相同。随后，采用离子注入法，用栅电极7和栅绝缘膜8作掩膜，将诸如磷（P）的n型杂质以高浓度注入多晶硅膜4中（在图1E中用圆圈代表多晶硅膜4中的磷离子）。所得到的结构在大约600℃的温度进行退火，以便使杂质电激活，结果形成如图1F所示的n⁺型源（区和漏区9和10。如图1G所示，采用化学汽相沉积方法，在大约400℃温度下，沉积一层SiO₂膜11作为钝化膜，以覆盖整个表面。最后，对SiO₂膜11的预定部位进行腐蚀，使其形成引线孔11a和11b。将铝沉积在整个表面上，並进行腐蚀，以便在引线孔11a和11b中形成电极12和13，以此制得n型沟道多晶硅薄膜晶体管。

采用低温工艺制作多晶硅薄膜晶体管的常规方法有以下缺点。促使非晶硅膜3的固相生长的退火工艺，必须与促使杂质电激活以形成源区和漏区9和10的退火工艺分开，从而使制作过程复杂化。另外，尽管在多晶硅膜4中的晶界处存有部分离子注入的杂质，但这部分位于晶界处的杂质很难通过退火工艺而被电激活。因此，杂质的总激活效率较低。随着杂质离子注入多晶硅膜4中，掺杂离子在一定程度上不可避免地会发生沟道作用。因此，在随后的退火过程中，源区和漏区9和10中的杂质便不可能均匀地被激活。

薄膜晶体管的现有技术，参见于日本应用物理学会第45次讲演文集（1984），14P-A-4至14P-A-6号，第407至第408页。这篇参考文献叙述了由于采用超薄多晶硅膜技术而使晶体管特性得以改良的多晶硅薄膜晶体管的改善;由于采用热氧化工艺，在固相晶粒生长效果和超薄多晶硅膜导电特性方面的改善;以及采用下述工艺过程而获得的晶体管特性的改善。该工艺过程是：先用等离子体化学汽相沉积方法在超薄多晶硅薄膜晶体管上形成一层Si₃N₄，然后将得到的结构在400℃温度下于氢气中退火。

本发明的目的是提供一种制作薄膜晶体管的方法，此方法能消除上述常规薄膜晶体管的缺点。

为了达到本发明的上述目的，特提供制作薄膜晶体管的方法如下：在一预定的基板上形成一层多晶半导体薄膜;将预定的离子注入多晶半导体薄膜，以形成一层非晶半导体薄膜;在非晶半导体薄膜上形成一层栅绝缘膜和一栅电极;利用栅电极和栅绝缘膜作掩膜进行掺杂，以便在非晶半导体薄膜中形成源区和漏区;进行退火，以实现非晶半导体薄膜的固相生长，同时，使杂质电激活，形成源区和漏区。

借助于上述方法，促使非晶半导体薄膜固相生长的退火工艺，不必与促使杂质电激活以形成源区和漏区的退火工艺分开。制作过程因此而简化。另外，与常规的晶体管相比较，源区和漏区的杂质可以均匀地被激活。

图1A至1G是用以说明采用传统的低温工艺制作常规多晶硅薄膜晶体管的步骤剖视图。

图2A至2C是用以说明采用依本发明的实施例制作薄膜晶体管的方法来制造n沟道多晶硅薄膜晶体管步骤的剖视图。

最佳实施例

作为本发明制作薄膜晶体管方法的实施例，特以制作多晶硅薄膜晶体管为例，参照附图加以说明。在2A至图2C中，凡遇有与图1A至1G中相同的参考数字，皆代表相同的组成部分，下面不再作详细的叙述。