一种薄膜元件的制造方法技术

一种薄膜元件的制造方法包含形成一栅极金属层于一基板，再形成一栅极绝缘层于该栅极金属层上。接着，形成至少一含硅层于该栅极绝缘层上，之后闪光灯退火该栅极金属层以及该含硅层，并形成一源极金属层以及一漏极金属层于该含硅层上。闪光灯退火结晶可一次性、大面积对于薄膜发射高能量闪光，非晶硅层受到足够光能量即发生结晶。含硅层的掺杂层与源极‑漏极金属层相接，拥有较佳的欧姆接触(ohmic contact)特性。

A manufacturing method of thin film element

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜元件的制造方法
本专利技术是关于一种薄膜元件的制造方法，尤其是一种背通道蚀刻半导体薄膜元件的制造方法。
技术介绍
为了简化薄膜晶体管的制作，背通道蚀刻(backchanneletch,BCE)的结构是目前相当普遍的制程方法。在制造多硅晶体管时，首先形成非晶(非晶形)硅(a-Si)薄膜，然后通过激光退火转变成多晶，激光光照非晶硅可达成转变为结晶状态。目前广泛使用准分子激光退火(ecimerlaserannealing,ELA)作为激光退火的激光，准分子激光为波长在308纳米或更短的紫外线波长范围的脉冲振荡激光，产生粒度小的粒状结晶。然而，准分子激光退火结晶技术是皆受限于线束的长度。例如，准分子激光退火线束在大面积薄膜的整个宽度或长度上无法提供一致的光束性质。因此，准分子激光退火扫瞄只能在小区块的膜面积中执行，其必须使基板移动于x和y两者方向，才得以成功地处理该薄膜。相较于扫瞄较小的膜，扫瞄于x和y两者方向不仅增加了制程时间，并且其也产生了具有束边缘的更低品质的膜与多个结晶扫瞄间的不一致性。背通道蚀刻的制程因为先制作栅极金属层，晶体管表面多起伏，当进行准分子激光退火，加热深度受限且镀膜均匀性不佳，因此不适合以准分子激光退火在非晶半导体层形成结晶。而且激光源不仅售价昂贵，尤其激光管需定期更换，机具等使用费用不赀。
技术实现思路
有鉴于上述课题，本领域急需一种不受晶体管表面起伏，可以均匀退火并结晶的方法。本专利技术提供一种薄膜元件的制造方法包含形成一栅极金属层于一基板，再形成一栅极绝缘层于该栅极金属层上。接着，形成至少一含硅层于该栅极绝缘层上，之后闪光灯退火该栅极金属层以及该含硅层，并形成一源极金属层以及一漏极金属层于该含硅层上。根据本专利技术部分实施例，在闪光灯退火含硅层的步骤后，还包含：形成一源极-漏极绝缘层于含硅层上，并位于含硅层和源极-漏极金属层之间。根据本专利技术部分实施例，形成含硅层于栅极绝缘层上的步骤还包含：形成至少一掺杂层于含硅层。根据本专利技术部分实施例，形成含硅层于栅极绝缘层上的步骤还包含图案化该含硅层，其中图案化含硅层的步骤包括：形成一光阻层于含硅层上；微影蚀刻含硅层；以及移除光阻层。根据本专利技术部分实施例，薄膜元件的制造方法还包含形成一源极-漏极绝缘层于源极-漏极金属层上。根据本专利技术部分实施例，闪光灯退火的升温速度介于700-1300℃/秒。根据本专利技术部分实施例，闪光灯退火的一波长范围介于400-800纳米。根据本专利技术部分实施例，闪光灯退火含硅层是通过化学气相沉积形成于栅极绝缘层上。根据本专利技术部分实施例，栅极金属层是选自由铟镓锌氧化物、铟镓锌氮氧化物、氧化锌、氮氧化锌、锌锡氧化物、镉锡氧化物、镓锡氧化物、钛锡氧化物、铜铝氧化物、锶铜氧化物、镧铜硫氧化物、氮化镓、铟镓氮化物、铝镓氮化物及铟镓铝氮化物所组成的群组的材料。根据本专利技术部分实施例，源极-漏极金属层的材料是选自铜、金、银、铝、钨、钼、铬、钽、钛、及其合金或组合所组成的群组的材料。经由闪光灯退火含硅层，原本为非晶硅的含硅层可得到较佳的活化，可使含硅层结晶，且闪光灯退火可大面积、一次性完成结晶程序，相较于激光退火制程更有效率。闪光灯退火结晶可一次性、大面积对于薄膜发射高能量闪光，非晶硅层受到足够光能量即发生结晶。含硅层的掺杂层与源极-漏极金属层相接，拥有较佳的欧姆接触(ohmiccontact)特性。附图说明本专利技术的上述和其他态样以及特征请参照说明书内容并配合附加附图得到更清楚的了解，其中：图1是根据本专利技术部分实施例的一薄膜元件制造方法流程图；图2A-图2G是根据本专利技术部分实施例的薄膜元件制造方法剖面示意图；图3是根据本专利技术部分实施例的一薄膜元件剖面示意图；图4是根据本专利技术部分实施例的一薄膜元件剖面示意图；图5是根据本专利技术部分实施例的一薄膜元件剖面示意图。具体实施方式为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本专利技术的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本专利技术的实施例。本专利技术为背通道蚀刻制造的薄膜晶体管，通过闪光退火使非晶半导体层结晶的方法。请参考图1。图1是根据本专利技术部分实施例绘示的一薄膜元件制造方法流程图。步骤S110为形成一栅极金属主动层于一基板。请同时参考图2A。图2A是根据本专利技术部分实施例的一薄膜元件制造方法剖面示意图。首先，提供一基板210，基板210可为玻璃、塑胶或金属。请参考图2B。图2B是根据本专利技术部分实施例的一薄膜元件制造方法剖面示意图。栅极金属层220形成在基板210的上表面。金属层通常通过物理气相沉积程序〈例如：溅镀〉形成在基板210上，且经图案化以形成栅极金属层220。栅极金属层220的材料可以为铟镓锌氧化物(InGaZnO)、铟镓锌氮氧化物(InGaZnON)、氧化锌(ZnO)、氮氧化锌(ZnON)、锌锡氧化物(ZnSnO)、镉锡氧化物(CdSnO)、镓锡氧化物(GaSnO)、钛锡氧化物(TiSnO)、铜铝氧化物(CuAlO)、锶铜氧化物(SrCuO)、镧铜硫氧化物(LaCuOS)、氮化镓(GaN)、铟镓氮化物(InGaN)、铝镓氮化物(AlGaN)及铟镓铝氮化物(InGaAlN)所组成的群组的材料制造而成。根据栅极电极的位置，晶体管的元件结构可以是反向交错式(inversely-staggered，亦称为底栅极(bottom-gate))或交错式(亦称为顶栅极(top-gate))。在顶栅极结构中，栅极电极位于栅极绝缘层的上方，且主动层形成于栅极绝缘层的下方。在底栅极结构中，栅极电极位于栅极绝缘层的下方，且主动层形成于栅极绝缘层的上方。本专利技术不以此为限。请复参考图1的步骤S120，形成一栅极绝缘层于该栅极金属层上。请参考图2C。栅极金属层220上完全覆盖一栅极绝缘层230。更详细地说，栅极绝缘层230顺应栅极金属层220的外形涂覆在栅极金属层220上，且覆盖基板210暴露的上表面区域。以可通过涂覆栅极绝缘层230时，将具有图案化栅极金属层220的基板210平坦化，使得基板210表面不因图案化的栅极金属层而有隆起部分。请复参考图1的步骤S130，形成一含硅层于该栅极绝缘层上。请参考图2D。含硅层240包含一非晶硅层(a-Si)，含硅层240透过例如化学气相沉积(chemicalvapordeposition,CVD)沉积在栅极绝缘层230顶部，非晶硅层经过n+掺杂形成非晶硅层中的一掺杂层，并成为源极及漏极(S/D)接触点。请复参考图1的步骤S140，闪光灯退火含硅层。在含硅层240尚未图案化形成特定形状的区块前，进行闪光灯退火290结晶。闪光激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜元件的制造方法，其特征在于，其步骤包含：/n形成一栅极金属层于一基板；/n形成一栅极绝缘层于该栅极金属层上；/n形成一含硅层于该栅极绝缘层上；/n闪光灯退火该含硅层；以及/n形成一源极-漏极金属层于该含硅层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜元件的制造方法，其特征在于，其步骤包含：
形成一栅极金属层于一基板；
形成一栅极绝缘层于该栅极金属层上；
形成一含硅层于该栅极绝缘层上；
闪光灯退火该含硅层；以及
形成一源极-漏极金属层于该含硅层上。


2.根据权利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，在闪光灯退火该含硅层的步骤后，还包含：
形成一源极-漏极绝缘层于该含硅层上，并位于该含硅层和该源极-漏极金属层之间。


3.根据权利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，形成该含硅层于该栅极绝缘层上的步骤还包含：
形成至少一掺杂层于该含硅层。


4.根据权利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，形成该含硅层于该栅极绝缘层上的步骤还包含图案化该含硅层，其中图案化该含硅层的步骤包括：
形成一光阻层于该含硅层上；
微影蚀刻该含硅层；以及
移除该光阻层。


5.根据权利要求1所述的薄膜元件的制造方法，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，林熙乾，林建宏，刘正平，柯山文，
申请(专利权)人：宸鸿光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71