一種薄膜元件的制造方法技術

一種薄膜元件的制造方法包含形成一柵極金屬層于一基板，再形成一柵極絕緣層于該柵極金屬層上。接著，形成至少一含硅層于該柵極絕緣層上，之后閃光燈退火該柵極金屬層以及該含硅層，并形成一源極金屬層以及一漏極金屬層于該含硅層上。閃光燈退火結晶可一次性、大面積對于薄膜發射高能量閃光，非晶硅層受到足夠光能量即發生結晶。含硅層的摻雜層與源極?漏極金屬層相接，擁有較佳的歐姆接觸(ohmic contact)特性。

A manufacturing method of thin film element

【技術實現步驟摘要】
一種薄膜元件的制造方法
本專利技術是關于一種薄膜元件的制造方法，尤其是一種背通道蝕刻半導體薄膜元件的制造方法。
技術介紹
為了簡化薄膜晶體管的制作，背通道蝕刻(backchanneletch,BCE)的結構是目前相當普遍的制程方法。在制造多硅晶體管時，首先形成非晶(非晶形)硅(a-Si)薄膜，然后通過激光退火轉變成多晶，激光光照非晶硅可達成轉變為結晶狀態。目前廣泛使用準分子激光退火(ecimerlaserannealing,ELA)作為激光退火的激光，準分子激光為波長在308納米或更短的紫外線波長范圍的脈沖振蕩激光，產生粒度小的粒狀結晶。然而，準分子激光退火結晶技術是皆受限于線束的長度。例如，準分子激光退火線束在大面積薄膜的整個寬度或長度上無法提供一致的光束性質。因此，準分子激光退火掃瞄只能在小區塊的膜面積中執行，其必須使基板移動于x和y兩者方向，才得以成功地處理該薄膜。相較于掃瞄較小的膜，掃瞄于x和y兩者方向不僅增加了制程時間，并且其也產生了具有束邊緣的更低品質的膜與多個結晶掃瞄間的不一致性。背通道蝕刻的制程因為先制作柵極金屬層，晶體管表面多起伏，當進行準分子激光退火，加熱深度受限且鍍膜均勻性不佳，因此不適合以準分子激光退火在非晶半導體層形成結晶。而且激光源不僅售價昂貴，尤其激光管需定期更換，機具等使用費用不貲。
技術實現思路
有鑒于上述課題，本領域急需一種不受晶體管表面起伏，可以均勻退火并結晶的方法。本專利技術提供一種薄膜元件的制造方法包含形成一柵極金屬層于一基板，再形成一柵極絕緣層于該柵極金屬層上。接著，形成至少一含硅層于該柵極絕緣層上，之后閃光燈退火該柵極金屬層以及該含硅層，并形成一源極金屬層以及一漏極金屬層于該含硅層上。根據本專利技術部分實施例，在閃光燈退火含硅層的步驟后，還包含：形成一源極-漏極絕緣層于含硅層上，并位于含硅層和源極-漏極金屬層之間。根據本專利技術部分實施例，形成含硅層于柵極絕緣層上的步驟還包含：形成至少一摻雜層于含硅層。根據本專利技術部分實施例，形成含硅層于柵極絕緣層上的步驟還包含圖案化該含硅層，其中圖案化含硅層的步驟包括：形成一光阻層于含硅層上；微影蝕刻含硅層；以及移除光阻層。根據本專利技術部分實施例，薄膜元件的制造方法還包含形成一源極-漏極絕緣層于源極-漏極金屬層上。根據本專利技術部分實施例，閃光燈退火的升溫速度介于700-1300℃/秒。根據本專利技術部分實施例，閃光燈退火的一波長范圍介于400-800納米。根據本專利技術部分實施例，閃光燈退火含硅層是通過化學氣相沉積形成于柵極絕緣層上。根據本專利技術部分實施例，柵極金屬層是選自由銦鎵鋅氧化物、銦鎵鋅氮氧化物、氧化鋅、氮氧化鋅、鋅錫氧化物、鎘錫氧化物、鎵錫氧化物、鈦錫氧化物、銅鋁氧化物、鍶銅氧化物、鑭銅硫氧化物、氮化鎵、銦鎵氮化物、鋁鎵氮化物及銦鎵鋁氮化物所組成的群組的材料。根據本專利技術部分實施例，源極-漏極金屬層的材料是選自銅、金、銀、鋁、鎢、鉬、鉻、鉭、鈦、及其合金或組合所組成的群組的材料。經由閃光燈退火含硅層，原本為非晶硅的含硅層可得到較佳的活化，可使含硅層結晶，且閃光燈退火可大面積、一次性完成結晶程序，相較于激光退火制程更有效率。閃光燈退火結晶可一次性、大面積對于薄膜發射高能量閃光，非晶硅層受到足夠光能量即發生結晶。含硅層的摻雜層與源極-漏極金屬層相接，擁有較佳的歐姆接觸(ohmiccontact)特性。附圖說明本專利技術的上述和其他態樣以及特征請參照說明書內容并配合附加附圖得到更清楚的了解，其中：圖1是根據本專利技術部分實施例的一薄膜元件制造方法流程圖；圖2A-圖2G是根據本專利技術部分實施例的薄膜元件制造方法剖面示意圖；圖3是根據本專利技術部分實施例的一薄膜元件剖面示意圖；圖4是根據本專利技術部分實施例的一薄膜元件剖面示意圖；圖5是根據本專利技術部分實施例的一薄膜元件剖面示意圖。具體實施方式為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本專利技術的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這并非實施或運用本專利技術具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節的情況下實踐本專利技術的實施例。本專利技術為背通道蝕刻制造的薄膜晶體管，通過閃光退火使非晶半導體層結晶的方法。請參考圖1。圖1是根據本專利技術部分實施例繪示的一薄膜元件制造方法流程圖。步驟S110為形成一柵極金屬主動層于一基板。請同時參考圖2A。圖2A是根據本專利技術部分實施例的一薄膜元件制造方法剖面示意圖。首先，提供一基板210，基板210可為玻璃、塑膠或金屬。請參考圖2B。圖2B是根據本專利技術部分實施例的一薄膜元件制造方法剖面示意圖。柵極金屬層220形成在基板210的上表面。金屬層通常通過物理氣相沉積程序〈例如：濺鍍〉形成在基板210上，且經圖案化以形成柵極金屬層220。柵極金屬層220的材料可以為銦鎵鋅氧化物(InGaZnO)、銦鎵鋅氮氧化物(InGaZnON)、氧化鋅(ZnO)、氮氧化鋅(ZnON)、鋅錫氧化物(ZnSnO)、鎘錫氧化物(CdSnO)、鎵錫氧化物(GaSnO)、鈦錫氧化物(TiSnO)、銅鋁氧化物(CuAlO)、鍶銅氧化物(SrCuO)、鑭銅硫氧化物(LaCuOS)、氮化鎵(GaN)、銦鎵氮化物(InGaN)、鋁鎵氮化物(AlGaN)及銦鎵鋁氮化物(InGaAlN)所組成的群組的材料制造而成。根據柵極電極的位置，晶體管的元件結構可以是反向交錯式(inversely-staggered，亦稱為底柵極(bottom-gate))或交錯式(亦稱為頂柵極(top-gate))。在頂柵極結構中，柵極電極位于柵極絕緣層的上方，且主動層形成于柵極絕緣層的下方。在底柵極結構中，柵極電極位于柵極絕緣層的下方，且主動層形成于柵極絕緣層的上方。本專利技術不以此為限。請復參考圖1的步驟S120，形成一柵極絕緣層于該柵極金屬層上。請參考圖2C。柵極金屬層220上完全覆蓋一柵極絕緣層230。更詳細地說，柵極絕緣層230順應柵極金屬層220的外形涂覆在柵極金屬層220上，且覆蓋基板210暴露的上表面區域。以可通過涂覆柵極絕緣層230時，將具有圖案化柵極金屬層220的基板210平坦化，使得基板210表面不因圖案化的柵極金屬層而有隆起部分。請復參考圖1的步驟S130，形成一含硅層于該柵極絕緣層上。請參考圖2D。含硅層240包含一非晶硅層(a-Si)，含硅層240透過例如化學氣相沉積(chemicalvapordeposition,CVD)沉積在柵極絕緣層230頂部，非晶硅層經過n+摻雜形成非晶硅層中的一摻雜層，并成為源極及漏極(S/D)接觸點。請復參考圖1的步驟S140，閃光燈退火含硅層。在含硅層240尚未圖案化形成特定形狀的區塊前，進行閃光燈退火290結晶。閃光激本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種薄膜元件的制造方法，其特征在于，其步驟包含：/n形成一柵極金屬層于一基板；/n形成一柵極絕緣層于該柵極金屬層上；/n形成一含硅層于該柵極絕緣層上；/n閃光燈退火該含硅層；以及/n形成一源極-漏極金屬層于該含硅層上。/n

【技術特征摘要】
1.一種薄膜元件的制造方法，其特征在于，其步驟包含：
形成一柵極金屬層于一基板；
形成一柵極絕緣層于該柵極金屬層上；
形成一含硅層于該柵極絕緣層上；
閃光燈退火該含硅層；以及
形成一源極-漏極金屬層于該含硅層上。


2.根據權利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，在閃光燈退火該含硅層的步驟后，還包含：
形成一源極-漏極絕緣層于該含硅層上，并位于該含硅層和該源極-漏極金屬層之間。


3.根據權利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，形成該含硅層于該柵極絕緣層上的步驟還包含：
形成至少一摻雜層于該含硅層。


4.根據權利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，形成該含硅層于該柵極絕緣層上的步驟還包含圖案化該含硅層，其中圖案化該含硅層的步驟包括：
形成一光阻層于該含硅層上；
微影蝕刻該含硅層；以及
移除該光阻層。


5.根據權利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，還...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉振宇，林熙乾，林建宏，劉正平，柯山文，
申請(專利權)人：宸鴻光電科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71