[发明专利]一种多晶硅薄膜晶体管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管领域，尤其涉及一种多晶硅薄膜晶体管的制造方法。

背景技术

由于低温非晶硅薄膜晶化可以在廉价的玻璃上制备大面积电子器件并具有较高的迁移率，而引起了人们的广泛关注。金属诱导单向晶化(MIUC)的多晶硅薄膜晶体管(TFT)具有高载流子迁移率和器件良好的一致性，因此可以将其用于实现平板显示和图像传感器的有源矩阵。

然而，MIUC-TFTs存在掩膜未对准的问题，这是由玻璃衬底在结晶过程中收缩引起的。另外，多晶硅沟道中残留的镍会影响TFT长期的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种改进的多晶硅薄膜晶体管的制造方法。

根据本发明的一个方面，提供一种多晶硅薄膜晶体管的制备方法，该方法包括以下步骤：1)在绝缘衬底上形成阻挡层，并在该阻挡层上沉积非晶硅薄膜层；2)在所述非晶硅薄膜上形成氧化层，并对该氧化层进行光刻，以形成间距相同、尺寸相等的凹槽；3)在所述氧化层及凹槽表面覆盖金属诱导层；4)退火处理，退火温度为590℃，时间为1小时，以使非晶硅薄膜完全结晶，从而得到具有带状连续晶畴的多晶硅薄膜；5)使用湿式刻蚀将所述步骤4)的多晶硅薄膜布图为有源岛；6)在该有缘岛上沉积50nm低温氧化物作为栅绝缘层；7)定义栅电极和扫描线，将4×10¹⁵/cm²的硼注入到源和漏中，然后沉积500nm的氧化物作为隔离层，在栅电极上开接触孔；8)溅射700nm铝-1％硅并布图以互连，在420℃下接触烧结30分钟，同时激活掺杂剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.解决了玻璃衬底引起的掩膜对版错位的问题；

2.提高了薄膜晶体管的最大场效应迁移率；

3.减少多晶硅薄膜中残留镍的含量。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为用于制造本发明实施例的多晶硅薄膜晶体管的多层膜结构的示意图；

图2(a)和图2(b)分别示意了使用现有GGS(大晶粒硅)技术得到的多晶硅薄膜和本发明实施例中具有带状连续晶畴(CZD)的多晶硅薄膜的光学显微镜图像；

图3示出了本发明实施例的薄膜晶体管的迁移特性曲线及场效应迁移率(μ_FE)；

图4(a)示出了使用现有技术的金属横向诱导晶化法(MILC)得到的多晶硅薄膜和CZD多晶硅薄膜中残留的镍浓度；

图4(b)和4(c)分别显示了使用现有技术的金属横向诱导晶化法(MILC)得到的多晶硅薄膜和CZD多晶硅薄膜中残留镍的二维分布图。

具体实施方式

实施例1：

根据本发明的实施例，提供一种多晶硅薄膜晶体管的制造方法，该方法包括以下步骤：

1)参照图1，首先使用离子化学汽相沉积(PEVCD)将300nm硅氧化物沉积在Eagle 2000的玻璃衬底上，然后在550℃用低压化学沉积(LPCVD)沉积一层厚度为50nm的非晶硅；

2)一层约4nm厚二氧化硅层形成在非晶硅表面上，其后被光刻为1.5μm宽、30μm间距的均匀分布线(如图1中的CNL)，线的长度与衬底的宽度相等；刻蚀之后，光阻材料(光阻材料指光刻过程中用到的光阻剂HPR504，由于此处刻蚀采用湿法刻蚀，所用溶液为777，腐蚀时间为1分钟)被混合溶液H₂SO₄和H₂O₂移除；

3)将厚度大约5nm的镍层溅射到暴露的表面上，即二氧化硅和线上；

4)然后在590℃下退火1小时，由于晶化过程从位于均匀分布线之下的非晶硅开始，因此图1中所示的为在该位置处形成多晶硅的示意图，随着退火时间，非晶硅将完全结晶，从而得到具有带状连续晶畴的多晶硅薄膜(见图2(b))；

5)使用Freckle蚀刻剂湿式刻蚀将CZD多晶硅薄膜布图为有源岛；

6)将50nm低温氧化物(LTO)用LPCVD法沉积在该有源岛上，作为栅绝缘层；

7)然后定义栅电极和扫描线，将剂量为4×10¹⁵/cm²的硼注入到源和漏中，利用PECVD方法沉积500nm的氧化物作为隔离层，在栅电极上开接触孔；

8)溅射700nm铝-1％硅并布图以互连，在420℃下接触烧结30分钟，同时激活掺杂剂。