專利名稱：形成輕摻雜漏極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種形成輕摻雜漏極(lightly doped drain)的方法，具體說有關(guān)一種于薄膜晶體管(thin film transistor)中形成輕摻雜漏極的方法。
(2)背景技術(shù)熟知薄膜晶體管的人士了解，位于薄膜晶體管的漏極區(qū)域鄰近的強(qiáng)電場，通常會(huì)造成高漏電流的情形。為了抑制此些電場的大小，偏置的基極結(jié)構(gòu)(offsetgate structure)、輕摻雜漏極(lightly doped drain)結(jié)構(gòu)與多基極結(jié)構(gòu)(multi-gate structure)因而形成。在偏置的基極結(jié)構(gòu)與輕摻雜漏極結(jié)構(gòu)的情形中，為了減少因寄生電容(parasitic capacitance)所導(dǎo)致的圖像品質(zhì)惡化，需進(jìn)行若干的步驟以確保這些區(qū)域的自行對(duì)準(zhǔn)(self-alignment)。
在若干的技術(shù)報(bào)告中，輕摻雜漏極區(qū)域的應(yīng)用或許能減少薄膜晶體管的開啟狀態(tài)(on-state)的漏電流。然而，加入輕摻雜漏極區(qū)域的設(shè)計(jì)，通常需要增加制造薄膜晶體管的屏蔽，增加了復(fù)雜度與成本。而且，如果輕摻雜漏極離子植入的屏蔽失準(zhǔn)(misalignment)情況存在時(shí)，薄膜晶體管信道(channel)兩旁的輕摻雜漏極區(qū)域的長度就會(huì)有所差異。因此，在薄膜晶體管-液晶顯示器制程中，持續(xù)改進(jìn)微影(photolithographic)對(duì)準(zhǔn)的精確與減少屏蔽數(shù)目，是很重要的課題。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一目的在于提供一種形成輕摻雜漏極的方法，以避免微影時(shí)的屏蔽失準(zhǔn)所造成的輕摻雜漏極長度相異的情形。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種在薄膜晶體管中形成輕摻雜漏極的方法，以利用基極的底切現(xiàn)象產(chǎn)生自行對(duì)準(zhǔn)的屏蔽，從而避免屏蔽失準(zhǔn)的情形。
本發(fā)明的形成一輕摻雜漏極的方法，包括提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，形成一絕緣層于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上。接著，形成一導(dǎo)電層于絕緣層上，與形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于導(dǎo)電層上。然后，移除部分的導(dǎo)電層，并暴露出部分絕緣層，此移除步驟是以光阻層為一第一屏蔽。其次，植入多個(gè)第一離子至半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，此植入步驟是以光阻層與導(dǎo)電層為一第二屏蔽。等向性蝕刻部分導(dǎo)電層，使得導(dǎo)電層于光阻層下具有底切(undercut)現(xiàn)象。移除光阻層后，植入多個(gè)第二離子至半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，以形成輕摻雜漏極，此植入步驟是以等向性蝕刻后的導(dǎo)電層為一第三屏蔽。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
(4)


圖1(A)至圖1(F)是用以說明本發(fā)明方法制作薄膜晶體管的輕摻雜漏極區(qū)域的剖面示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
圖1(A)至圖1(F)是用以說明本發(fā)明方法制作薄膜晶體管的輕摻雜漏極區(qū)域的剖面示意圖。參照?qǐng)D1(A)，在一底材10上，例如一玻璃底材(glasssubstrate)上，形成一硅層(圖上未示出)。此硅層可以是一多晶硅層，例如一非晶硅層經(jīng)回火(annealing)后形成的多晶硅層。接著，利用移轉(zhuǎn)圖案至硅層上以形成一多晶硅結(jié)構(gòu)12(polysilicon structure)作為主動(dòng)區(qū)域(activearea)。一絕緣層14(insulating layer)，例如一氧化硅層或一氮化硅層，或兩者兼具，形成或沉積(depositing)于多晶硅結(jié)構(gòu)12與底材10的上方。再于絕緣層14上方形成一導(dǎo)電層16。此導(dǎo)電層16可以是一金屬層(metallayer)，也可以是合金，例如鋁/鉻(Al/Cr)等。接著于導(dǎo)電層16上形成一具有圖案移轉(zhuǎn)(pattern transferring)的光阻層18(photo resist layer)。
參照?qǐng)D1(B)，以具有圖案的光阻層18為屏蔽，限定導(dǎo)電層16，移除部分的導(dǎo)電層16以暴露部分的絕緣層14，使導(dǎo)電層16在多晶硅結(jié)構(gòu)12上形成一基極結(jié)構(gòu)17(gate structure)。其中，可利用干蝕刻(dry etching)的方式移除部分的導(dǎo)電層16。另外，基極結(jié)構(gòu)17較多晶硅結(jié)構(gòu)12窄。因此，以光阻層18與基極結(jié)構(gòu)17為一植入屏蔽(implanting mask)，植入(implanting)離子20于多晶硅結(jié)構(gòu)12中。
如圖1(C)所示，由于基極結(jié)構(gòu)17較多晶硅結(jié)構(gòu)12窄，因此離子20位于多晶硅結(jié)構(gòu)12的兩側(cè)，形成摻雜區(qū)域(doped region)22。摻雜區(qū)域22一般用以作為基極結(jié)構(gòu)17的源極(source)與漏極(drain)區(qū)域。
接著，參照?qǐng)D1(D)所示，利用濕蝕刻的方式，對(duì)基極結(jié)構(gòu)17進(jìn)行等向性蝕刻(isotropic etching)，使得在光阻層18下方的基極結(jié)構(gòu)17具有底切(undercut)現(xiàn)象。利用調(diào)整濕蝕刻制程中的條件，可以使得基極結(jié)構(gòu)17兩側(cè)的底切程度相近。如此有利于后續(xù)的離子植入步驟。
如圖1(E)所示，先將光阻層18移除后，以具有底切的基極結(jié)構(gòu)17為一植入屏蔽，植入離子24于多晶硅結(jié)構(gòu)12中。由于底切的基極結(jié)構(gòu)17暴露出摻雜區(qū)域22之間的部分多晶硅結(jié)構(gòu)17，因此由離子24植入所形成的摻雜區(qū)域26，如圖1(F)所示。摻雜區(qū)域26形成于摻雜區(qū)域22之間，用以作為基極結(jié)構(gòu)17的輕摻雜漏極區(qū)域(lightly doped drain region)。由于摻雜區(qū)域26的形成是以底切的基極結(jié)構(gòu)17為植入屏蔽，底切的基極結(jié)構(gòu)17提供較佳的植入屏蔽限定，因此使得所形成的摻雜區(qū)域26不易受到傳統(tǒng)微影對(duì)準(zhǔn)的限制，摻雜區(qū)域26也就不易產(chǎn)生偏置(offset)的現(xiàn)象。
根據(jù)上述，本發(fā)明提供一種形成一輕摻雜漏極的方法，此輕摻雜漏極是形成于一包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的薄膜晶體管中，包括提供一玻璃底材與一多晶硅結(jié)構(gòu)于玻璃底材上。沉積一絕緣層于多晶硅結(jié)構(gòu)與玻璃底材上。接著，沉積一金屬層于絕緣層上，并形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于金屬層上。干蝕刻部分金屬層，并暴露出部分絕緣層，此干蝕刻步驟是以光阻層為一第一屏蔽。其次，植入多個(gè)離子至多晶硅結(jié)構(gòu)中，植入步驟是以光阻層與金屬層為一第二屏蔽。等向性蝕刻部分金屬層，使得金屬層于光阻層下具有底切現(xiàn)象。移除光阻層及植入離子至多晶硅結(jié)構(gòu)中以形成輕摻雜漏極，此植入步驟是以等向性蝕刻后的金屬層為一第三屏蔽。
以上是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說明，用以更加清楚地描述本發(fā)明的特點(diǎn)與精神，而非用以限制本發(fā)明的范圍。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下還可作出種種的等效變化或等效替換，這些等效變化或等效替換均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種形成一輕摻雜漏極的方法，其特征在于包括提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；形成一絕緣層于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上；形成一導(dǎo)電層于該絕緣層上；形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于該導(dǎo)電層上；移除部分該導(dǎo)電層，并暴露出部分該絕緣層，該移除步驟是以該光阻層為一第一屏蔽；植入多個(gè)第一離子至該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，該植入步驟是以該光阻層與該導(dǎo)電層為一第二屏蔽；等向性蝕刻部分該導(dǎo)電層，使得該導(dǎo)電層于該光阻層下具有底切現(xiàn)象；移除該光阻層；及植入多個(gè)第二離子至該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，以形成該輕摻雜漏極，該植入步驟是以等向性蝕刻后的該導(dǎo)電層為一第三屏蔽。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一底材與一多晶硅結(jié)構(gòu)于該底材上。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的植入該多個(gè)第一離子的步驟是植入該多個(gè)第一離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的植入該多個(gè)第二離子的步驟是植入該多個(gè)第二離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的該導(dǎo)電層包括一金屬層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的移除部分該導(dǎo)電層的步驟包括以干蝕刻方法移除部分該導(dǎo)電層。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的形成該絕緣層的步驟包括形成一氧化層與一氮化硅層于該氧化層上。
8.一種形成一輕摻雜漏極的方法，該輕摻雜漏極是形成于一薄膜晶體管中，其特征在于，該方法包括提供一玻璃底材與一多晶硅結(jié)構(gòu)于該玻璃底材上；沉積一絕緣層于該多晶硅結(jié)構(gòu)與該玻璃底材上；沉積一金屬層于該絕緣層上；形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于該金屬層上；干蝕刻部分該金屬層，并暴露出部分該絕緣層，該干蝕刻步驟是以該光阻層為一第一屏蔽；植入多個(gè)第一離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中，該植入步驟是以該光阻層與該金屬層為一第二屏蔽；等向性蝕刻部分該金屬層，使得該金屬層于該光阻層下具有底切現(xiàn)象；移除該光阻層；及植入多個(gè)第二離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中以形成該輕摻雜漏極，該植入步驟是以等向性蝕刻后的該金屬層為一第三屏蔽。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的等向性蝕刻的步驟包括以濕蝕刻的方法蝕刻部分該金屬層。
10.一種形成一輕摻雜漏極的方法，其特征在于包括提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一底材與一多晶硅結(jié)構(gòu)于該底材上；形成一絕緣層于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上；形成一導(dǎo)電層于該絕緣層上；形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于該導(dǎo)電層上；移除部分該導(dǎo)電層，并暴露出部分該絕緣層，該移除步驟是以該光阻層為一第一屏蔽；植入多個(gè)第一離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中，該植入步驟是以該光阻層與該導(dǎo)電層為一第二屏蔽；等向性蝕刻部分該導(dǎo)電層，使得該導(dǎo)電層于該光阻層下具有底切現(xiàn)象；移除該光阻層；及植入多個(gè)第二離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中，以形成該輕摻雜漏極，該植入步驟是以等向性蝕刻后的該導(dǎo)電層為一第三屏蔽。
11.一種形成一輕摻雜漏極的方法，該輕摻雜漏極是形成于一薄膜晶體管中，該方法包括提供一玻璃底材與一多晶硅結(jié)構(gòu)于該玻璃底材上；沉積一絕緣層于該多晶硅結(jié)構(gòu)與該玻璃底材上；沉積一金屬層于該絕緣層上；形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于該金屬層上；干蝕刻部分該金屬層，并暴露出部分該絕緣層，該干蝕刻步驟是以該光阻層為一第一屏蔽；植入多個(gè)第一離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中，該植入步驟是以該光阻層與該金屬層為一第二屏蔽；等向性蝕刻部分該金屬層，使得該金屬層于該光阻層下具有底切現(xiàn)象，該等向性蝕刻步驟包括一濕蝕刻步驟；移除該光阻層；及植入多個(gè)第二離子至該多晶硅結(jié)構(gòu)中以形成該輕摻雜漏極，該植入步驟是以等向性蝕刻后的該金屬層為一第三屏蔽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成一輕摻雜漏極的方法，包括提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，形成一絕緣層于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上；接著，形成一導(dǎo)電層于絕緣層上，與形成具有圖案移轉(zhuǎn)的一光阻層于導(dǎo)電層上；然后，移除部分的導(dǎo)電層，并暴露出部分絕緣層，此移除步驟是以光阻層為一第一屏蔽；其次，植入多個(gè)第一離子至半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，此植入步驟是以光阻層與導(dǎo)電層為一第二屏蔽；等向性蝕刻部分導(dǎo)電層，使得導(dǎo)電層于光阻層下具有底切現(xiàn)象；移除光阻層后，植入多個(gè)第二離子至半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，以形成輕摻雜漏極，此植入步驟是以等向性蝕刻后的導(dǎo)電層為一第三屏蔽。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1484286SQ0214321
公開日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者陳坤宏 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司