專利名稱：形成薄膜晶體管的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管，特別是涉及一種形成薄膜晶體管的方法，以簡化工藝，減少光掩模使用數(shù)量。
背景技術：
傳統(tǒng)的薄膜晶體管如圖1所示，其中的薄膜晶體管元件為上柵極式(topgate)結(jié)構(gòu)，但不具有低濃度摻雜漏極區(qū)(lightly doped drain；LDD)，其制造過程至少需要用到六道光掩模，第一道用以形成一多晶硅圖案101于基板上，其后形成一氧化層103，包覆該多晶硅圖案101；利用第二道光掩模形成一柵極105于該多晶硅圖案101上的氧化層103上，并利用該柵極105對該多晶硅圖案101進行高濃度的摻雜，以形成源/漏極區(qū)107，然后再形成一層間介電層109于該柵極105與該氧化層103上；此時，利用第三道光掩模于層間介電層109及氧化層103形成接觸孔111，再沉積金屬層113以形成對源/漏極區(qū)107的連線；其后，使用第四道光掩模對該金屬層113加以圖案化，之后再沉積護層(passivation layer)114，并使用第五道光掩模于護層114形成接觸孔115，最后再沉積銦錫氧化物117，并利用第六道光掩模完成對金屬層113的連線。
圖2所示為傳統(tǒng)的薄膜晶體管的另一實施態(tài)樣，其中的薄膜晶體管元件為上柵極式(top gate)結(jié)構(gòu)，但具有低濃度摻雜漏極區(qū)，其制造過程大致與前述相同，但需要使用到七道光掩模，其中，原來的第二道光掩模于此實施態(tài)樣中被用來形成柵極105，并利用該柵極105對該多晶硅圖案101進行低濃度的摻雜，而多出的一道光掩模則是接在第二道光掩模之后，用來對該多晶硅圖案101進行高濃度的摻雜，以形成源/漏極區(qū)107以及低濃度摻雜漏極區(qū)108。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例利用透明氧化物圖案進行自我對準的蝕刻與摻雜，以簡化工藝，并減少光掩模使用數(shù)量，同時可藉由該透明氧化物圖案調(diào)控低濃度摻雜漏極區(qū)。
本發(fā)明的一實施例提供一種于一基板上形成薄膜晶體管的方法，包括形成一圖案層于基板上；形成一柵極介電層，包覆該圖案層；形成一第一導電層于該圖案層上的柵極介電層上；形成一層間介電層于該第一導電層與該柵極介電層上；形成一透明氧化物圖案于該層間介電層上；一蝕刻步驟，對該層間介電層與該柵極介電層進行蝕刻；一摻雜步驟，對該圖案層作一高濃度的摻雜以形成源/漏極；以及形成分別接觸該源/漏極的第二導電層。


圖1為傳統(tǒng)的薄膜晶體管的截面圖。
圖2為傳統(tǒng)的薄膜晶體管的另一實施態(tài)樣。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的一實施例的形成薄膜晶體管的方法所形成的薄膜晶體管的截面圖。
圖4A至4I為依據(jù)本發(fā)明的一實施例形成圖3所示的薄膜晶體管的方法。
圖5為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的形成薄膜晶體管的方法所形成的薄膜晶體管的截面圖。
簡單符號說明101～多晶硅圖案；103～氧化層；105～柵極；107～源/漏極區(qū)；109～層間介電層；111～接觸孔；113～金屬層；114～護層(passivation layer)；115～接觸孔；117～銦錫氧化物；300～薄膜晶體管；301～圖案層；
303～柵極介電層；305～導電層；307～層間介電層；309～透明氧化物圖案；311～源/漏極；313～低濃度摻雜漏極區(qū)；315～第二導電層；500～薄膜晶體管。
具體實施例方式
本發(fā)明的一實施例提供一種于一基板上形成薄膜晶體管的方法，所形成的薄膜晶體管300的截面圖如圖3所示，該薄膜晶體管300的形成過程主要利用四道光掩模，分別用以形成圖案層301、第一導電層305、透明氧化物圖案309以及第二導電層315；雖然以下將以P型金氧半薄膜晶體管為例說明本發(fā)明的一實施例所提供的形成薄膜晶體管的方法，但本方法不限用于形成P型金氧半薄膜晶體管，其亦可適用于N型金氧半薄膜晶體管或互補式金氧半薄膜晶體管。
圖4A至4I為依據(jù)本發(fā)明的一實施例所提供的形成薄膜晶體管的方法，圖4A顯示利用第一道光掩模于一基板302上形成圖案層301(可以是多晶硅，poly，非晶硅)，較佳而言，該圖案層以準分子激光(excimer laser)對非晶硅或多晶硅進行熔解再結(jié)晶(recrystallization)轉(zhuǎn)化成多晶硅層后，再以第一道光掩模進行光刻(lithography)、蝕刻(etching)工藝所形成；接著，如圖4B所示，形成一柵極介電層(可以是氧化硅，氮化硅)303，包覆該圖案層301；其后，于柵極介電層303上沉積第一導電材料，并使用第二道光掩模進行光刻(lithography)、蝕刻(etching)工藝，于該圖案層301上的柵極介電層303上形成第一導電層(CE)305，較佳而言，該第一導電層為一金屬層，如圖4C所示；接下來可利用第一導電層305對該圖案層301進行一自我對準的低濃度摻雜，該摻雜濃度約為1011～1013離子/cm2，較佳而言，其摻雜方式為離子注入，如圖4D所示；之后，于該第一導電層305與該柵極介電層303上形成一層間介電層307，如圖4E所示，于層間介電層307形成之前，可先對低濃度摻雜進行活化(activation)，當然，低濃度摻雜的活化亦可與后續(xù)的高濃度摻雜一起作；之后，再形成透明氧化物層，再利用第四道光掩模對其進行光刻(lithography)、蝕刻(etching)工藝，于該層間介電層307上形成透明氧化物圖案309，如圖4F所示，較佳而言，透明氧化物圖案309的材料可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物或鎘錫氧化物；接下來，透明氧化物圖案309發(fā)揮了關鍵性的作用，首先，它被用來當作硬屏蔽(hard mask)，利用其可以對層間介電層307與柵極介電層303進行自我對準的蝕刻，使部分經(jīng)過低濃度摻雜的圖案層301露出，如圖4G所示；然后再接著對露出的圖案層301進行一高濃度的摻雜以形成源/漏極311，同時也定義出低濃度摻雜漏極區(qū)313，高濃度的摻雜的濃度約為1013～1016離子/cm2，透過控制透明氧化物圖案309的大小便可調(diào)控低濃度摻雜漏極區(qū)313的寬度，如圖4H所示，在完成高濃度的摻雜之后，需對其進行活化，進行活化時須考慮到基板的特性，如基板無法承受高溫，便需以低溫來進行；最后，為了形成對源/漏極的連線，還需沉積第二導電層315，再利用第四道光掩模對第二導電層315進行蝕刻，以完成對源/漏極的連線，如圖4I所示。
本發(fā)明的另一實施例提供一種于一基板上形成薄膜晶體管的方法，所形成的薄膜晶體管500的截面圖如圖5所示，其中的薄膜晶體管元件為上柵極式(top gate)結(jié)構(gòu)，但圖3中的低濃度摻雜漏極區(qū)于此實施例中并未經(jīng)過特定的摻雜，形成此種薄膜晶體管元件的方法與前一實施例幾乎完全相同，但少了如圖4D所示，利用第一導電層305對該圖案層301進行一自我對準的低濃度摻雜的步驟，雖然薄膜晶體管500沒有低濃度摻雜漏極區(qū)的結(jié)構(gòu)，但只要在透明氧化物圖案309施以適當?shù)钠珘海憧稍诙嗑Ч璧谋砻嬉l(fā)載子累積，而發(fā)揮類似于低濃度摻雜漏極區(qū)的效果，此種型式的薄膜晶體管元件亦稱為場板式(field plate)薄膜晶體管。
本發(fā)明的實施例利用形成透明氧化物圖案，并利用透明氧化物圖案進行自我對準的蝕刻與摻雜，以簡化工藝，并減少光掩模使用數(shù)量，同時可藉由該透明氧化物圖案調(diào)控低濃度摻雜漏極區(qū)。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種形成薄膜晶體管的方法，該薄膜晶體管位于一基板上，該方法包括形成一圖案層于該基板上；形成一柵極介電層，包覆該圖案層；形成一第一導電層于該圖案層上的柵極介電層上；形成一層間介電層于該第一導電層與該柵極介電層上；形成一透明氧化物圖案于該層間介電層上；進行一蝕刻步驟，對該層間介電層與該柵極介電層進行蝕刻；進行一摻雜步驟，對該圖案層作一高濃度的摻雜，分別形成一源極及一漏極；以及分別形成接觸該源極及該漏極的第二導電層。
2.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中對該圖案層進行高濃度摻雜的步驟中，其摻雜濃度約為1013～1016離子/cm2。
3.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，在形成該第一導電層后，還包括一對該圖案層進行一低濃度的摻雜的步驟。
4.如權利要求3所述的形成薄膜晶體管的方法，其中，對該圖案層進行低濃度摻雜的步驟中，該摻雜濃度約為1011～1013離子/cm2。
5.如權利要求3所述的形成薄膜晶體管的方法，其中，其中對該圖案層進行低濃度摻雜的步驟，以離子注入方式進行。
6.如權利要求3所述的形成薄膜晶體管的方法，其中該對該圖案層進行低濃度摻雜的步驟中，還包括形成一低濃度摻雜漏極區(qū)，且該低濃度摻雜漏極區(qū)的寬度由該透明氧化物圖案的大小所調(diào)控。
7.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中該透明氧化物圖案的材料為銦錫氧化物、銦鋅氧化物或鎘錫氧化物。
8.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中于形成一圖案層的步驟，包括提供一硅層于該基板上；以準分子激光對該硅層進行熔解再結(jié)晶，將其轉(zhuǎn)化成一多晶硅層；以及對該多晶硅層進行光刻、蝕刻工藝，以形成該圖案層。
9.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中形成一圖案層的步驟中，該圖案層為一多晶硅層。
10.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中，在形成一圖案層的步驟中，該圖案層為一非晶硅層。
11.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中，該柵極介電層為一氧化硅層。
12.如權利要求1所述的形成薄膜晶體管的方法，其中，該柵極介電層為一氮化硅層。
全文摘要
本發(fā)明的實施例揭露一種于一基板上形成薄膜晶體管的方法，包括形成一圖案層于基板上；形成一柵極介電層，包覆該圖案層；形成一第一導電層于該圖案層上的柵極介電層上；形成一層間介電層于該第一導電層與該柵極介電層上；形成一透明氧化物圖案于該層間介電層上；一蝕刻步驟，對該層間介電層與該柵極介電層進行蝕刻；一摻雜步驟，對該圖案層作一高濃度的摻雜以形成源/漏極；以及形成分別接觸該源/漏極的第二導電層。
文檔編號H01L21/02GK1688018SQ200510074758
公開日2005年10月26日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權日2005年6月2日
發(fā)明者張鈞杰, 陳佳榆 申請人:友達光電股份有限公司