一種薄膜晶體管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在小尺寸、高分辨率的顯示器中，低溫多晶娃(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)液晶顯示器由于高迀移率、性能穩(wěn)定、能夠節(jié)省空間及降低驅(qū)動電路成本等特點已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中LTPS液晶顯示器中像素單元的薄膜晶體管(TFT)層別結(jié)構(gòu)很多，制作非常復(fù)雜。如在薄膜晶體管中需要先設(shè)置遮光圖案，且該遮光圖案的寬度需大于薄膜晶體管中溝道(多晶硅圖案)的寬度，才能保證溝道受到光源的影響較小，以使得電路穩(wěn)定。但是設(shè)置遮光圖案不僅需要光罩工序?qū)⒄诠鈱舆M(jìn)行刻蝕以圖案化，而且遮光圖案還需與后續(xù)的溝道進(jìn)行對位操作，此時需要對多晶硅層也進(jìn)行光罩工序以形成合適位置的多晶硅圖案，使得制作流程復(fù)雜，此外遮光圖案的存在還會影響像素單元的開口率，進(jìn)而降低顯示效果Ο
[0004]綜上，現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置的遮光圖案不僅使得薄膜晶體管的制作工序復(fù)雜還影響顯示效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種薄膜晶體管及其制造方法，能夠節(jié)省制造時的工序，從而降低成本，而且進(jìn)一步使得遮光圖案與多晶硅圖案的寬度相同，改善了顯示效果。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種薄膜晶體管的制造方法，該方法包括以下步驟:提供一基板；在基板上形成第一緩沖層；在第一緩沖層上形成遮光層；在遮光層上形成第二緩沖層；在第二緩沖層上形成多晶硅層；通過第一道光罩工序?qū)Χ嗑Ч鑼?、第二緩沖層和遮光層進(jìn)行刻蝕，以一次性形成遮光圖案、緩沖圖案和多晶硅圖案。
[0007]其中，該制造方法進(jìn)一步包括:在多晶硅圖案上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上依次形成柵極圖案和第二絕緣層；在第二絕緣層上形成通孔；在第二絕緣層上形成源極圖案和漏極圖案，其中源極圖案或漏極圖案通過通孔與多晶硅圖案電連接。
[0008]其中，第一緩沖層為氮化硅緩沖層，第二緩沖層為氧化硅緩沖層，遮光層為金屬遮光層。
[0009]其中，在第二緩沖層上形成多晶硅層的步驟進(jìn)一步包括:在第二緩沖層上形成非晶硅層；對非晶硅層進(jìn)行激光退火，以形成多晶硅層。
[0010]其中，在通過第一道光罩工序?qū)Χ嗑Ч鑼?、第二緩沖層和遮光層進(jìn)行刻蝕的步驟之后以及在多晶硅圖案上形成第一絕緣層的步驟之前，該制造方法進(jìn)一步包括:在多晶硅圖案上通過第二道光罩工序和摻雜工序在多晶硅圖案上形成本征區(qū)域和位于本征區(qū)域兩側(cè)的摻雜區(qū)域。
[0011]其中，在第一絕緣層上依次形成柵極圖案、第二絕緣層的步驟進(jìn)一步包括:在第一絕緣層上形成柵極層；通過第三道光罩工序?qū)艠O層進(jìn)行圖案化，以形成柵極圖案；在柵極圖案上形成第二絕緣層。
[0012]其中，在柵極圖案上形成第二絕緣層的步驟進(jìn)一步包括:在柵極圖案上依次形成氧化硅絕緣層和氮化硅絕緣層。
[0013]其中，在第二絕緣層上形成通孔的步驟進(jìn)一步包括:通過第四道光罩工序分別在第二絕緣層對應(yīng)摻雜區(qū)域的位置形成通孔。
[0014]其中，在第二絕緣層上形成源極圖案和漏極圖案的步驟包括:在帶有通孔的第二絕緣層上進(jìn)一步形成導(dǎo)電層，并通過第五道光罩工序?qū)?dǎo)電層進(jìn)行圖案化，以在通孔的位置形成源極圖案和漏極圖案。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括:基板、依次設(shè)置在所述基板上的第一緩沖層、遮光圖案、緩沖圖案和多晶硅圖案，其中所述遮光圖案、緩沖圖案和多晶硅圖案由同一道光罩工序形成。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過在基板上依次形成第一緩沖層、遮光層、第二緩沖層和多晶硅層，然后通過第一道光罩工序?qū)Χ嗑Ч鑼?、第二緩沖層和遮光層進(jìn)行刻蝕，以一次性形成遮光圖案、緩沖圖案和多晶硅圖案。與現(xiàn)有需要將遮光層通過光罩工序進(jìn)行圖案化形成遮光圖案，多晶硅層也通過光罩工序進(jìn)行圖案化形成多晶硅圖案的技術(shù)相比，本發(fā)明不僅能夠節(jié)省制造時的工序，從而降低成本，而且進(jìn)一步使得遮光圖案與多晶硅圖案的寬度相同，改善了顯示效果。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明提供的一種薄膜晶體管的制造方法一實施方式的流程示意圖；
[0018]圖2是圖1中每個步驟對應(yīng)的制程示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明提供的薄膜晶體管一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]請參閱圖1和圖2，圖1是本發(fā)明提供的一種薄膜晶體管的制造方法一實施方式的流程示意圖；圖2是圖1中每個步驟對應(yīng)的制程示意圖。結(jié)合圖1和圖2所示，該制造方法包括以下步驟:
[0021]S1:提供一基板 11。
[0022]其中，基板11可選為玻璃基板或塑料基板。進(jìn)一步的，在提供基板11的同時，將基板11通過清洗或和磨砂等操作去除基板11表面的雜質(zhì)，可選再通過烘干工序?qū)⒒?1烘干，以提供一干凈的基板11。
[0023]S2:在基板11上形成第一緩沖層12。
[0024]其中，第一緩沖層12可選采用沉積或涂布的方式形成，如采用物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備或涂布機將第一緩沖層120的材料沉積或涂布形成一薄層。
[0025]S3:在第一緩沖層12上形成遮光層130。
[0026]其中，遮光層130可選是金屬遮光層，其作用是為了減少漏光，實現(xiàn)光屏蔽。合適的金屬材料選自但不限于鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鋁(A1)或由上述至少兩種金屬材料組成的合金。
[0027]S4:在遮光層130上形成第二緩沖層140。
[0028]其中，可以理解的是，第二緩沖層140也可選采用沉積或涂布的方式形成，如采用物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備或涂布機將第二緩沖層130的材料沉積或涂布形成一薄層。
[0029]S5:在第二緩沖層140上形成多晶硅層150。
[0030]其中，多晶硅層150為薄膜晶體管的有源層，其結(jié)晶性能影響薄膜晶體管的迀移率。
[0031]該步驟進(jìn)一步包括:在第二緩沖層140上形成一非晶硅層(圖2中未示出，其與多晶硅層150具有相同的層位置)；對非晶硅層進(jìn)行激光退火，以形成多晶硅層150。
[0032]其中，對非晶硅層進(jìn)行激光退火，以形成多晶硅層150具體是對非晶硅層進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火(ELA)完成結(jié)晶。
[0033]其中，在對非晶硅層進(jìn)行激光退火時，部分激光能量能夠穿過其下方的第二緩沖層140，經(jīng)由金屬遮光層130反射至非晶硅層，使得非晶硅層具有保溫的效果，能夠提高非晶硅層的結(jié)晶效率和結(jié)晶度，以得到晶粒更大、晶界更少的多晶硅層150，從而增強了該層的迀移率，同時也減少晶界對漏電流的影響，進(jìn)而能夠提高薄膜晶體管的性能。
[0034]S6:通過第一道光罩工序?qū)Χ嗑Ч鑼?50、第二緩沖層140和遮光層130進(jìn)行刻蝕，以一次性形成遮光圖案13、緩沖圖案14和多晶硅圖案15。
[0035]其中，第一道光罩工序的過程包括，先在多晶硅層150上涂布光阻，將第一光罩(具有與多晶硅圖案15相同或互補的圖案)置于光阻上，然后進(jìn)行曝光和顯影以形成與多晶硅圖案15相同的光阻圖案，最后對光阻圖案進(jìn)行刻蝕，具體的是依次對多晶硅層150、第二緩沖層140和遮光層130進(jìn)行刻蝕，再去除光阻，以露出多晶硅圖案15、緩沖圖案14和遮光圖案13。
[0036]其中，后文所述的其他道光罩工序，如無特別說明，都可以使用本步驟所述的光罩工序，即先對需要刻蝕的層上光阻，然后放置光罩進(jìn)行曝光和顯影以形成需要的光阻圖案，最后對光阻圖案進(jìn)行刻蝕，并去除光阻以形成需要的圖案。本發(fā)明中，不對光罩的原理作具體的限制。
[0037]其中，由于多晶硅層150、第二緩沖層140和遮光層130是通過相同的光罩工序進(jìn)行刻蝕，因此遮光圖案13、緩沖圖案14和多晶硅圖案15是一次性形成，其具有相同的寬度。而遮光圖案13與多晶硅圖案15的寬度相同，不僅不影響遮光圖案13對薄膜晶體管的遮光效果，而且又實現(xiàn)了多晶硅圖案15與遮光圖案13的對位，減少了現(xiàn)有技術(shù)中將多晶硅圖案15與遮光圖案13對位偏移的制程，同時還減少了對像素單元開口率的影響，改善了顯示效果Ο
[0038]其中，第一緩沖層12為氮化硅(SiNx)緩沖層，主要用于阻隔基板11中的離子如鈉(Na)、鉀(K)離子擴展進(jìn)而影響薄膜晶體管的性能。第二緩沖層140為氧化硅(S1x)緩沖層，其與多晶硅層150具有良好的附著力。
[0039]進(jìn)一步的，該制造方法還包括以下步驟:
[0040]S7:在多晶硅圖案15上形成第一絕緣層16 ;
[0041]其中，第一絕緣層16作為柵極絕緣層(GI)，合適的材料為氧化硅(S1x)絕緣材料。
[0042]其中，在步驟S6之后以及本步驟之前，該制造方法進(jìn)一步包括以下步驟:
[0043]在多晶硅圖案15上通過第二道光罩工序和摻雜工序在多晶硅圖案15上形成本征區(qū)域151和位于本征區(qū)域151兩側(cè)的摻雜區(qū)域。
[0044]在其他實施方式中，在本步驟之后即在多晶硅圖案15上形成柵極絕緣層16之后，進(jìn)行上述的第二道光罩工序和摻雜工序以在多晶硅圖案15上形成本征區(qū)域151和位于本征區(qū)域151兩側(cè)的摻雜區(qū)域。
[0045]其中，本征區(qū)域151兩側(cè)的摻雜區(qū)域為重?fù)诫s區(qū)域152，其具體是