CN102024751B - 一种tft有源矩阵的新型制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种TFT有源矩阵的新型制造方法。本方法采用半导体硅加工工艺与微机械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制作，使TFT有源矩阵的制造工艺与半导体制造工艺相兼容。区别于传统的TFT有源矩阵必须制作在TFT玻璃之上的方法，本发明所制作的TFT有源矩阵首先制作在单晶硅晶圆上，制作完成且经过剥离工艺后，将TFT有源矩阵转移装配到玻璃基板上；本发明的制造方法选用的玻璃基板为普通玻璃基板，而非昂贵的TFT玻璃基板，并且TFT有源矩阵剥离之后的单晶硅晶圆可循环利用，大幅降低了TFT有源矩阵的制造成本。同时半导体工艺技术十分成熟，制作出的TFT器件性能非常稳定，不易出现性能衰退，生产成品率大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种平板显示屏制造领域的制造方法，具体的说是一种TFT(薄膜晶体管)有源矩阵的新型制造方法，采用半导体硅加工工艺及微机械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制作。
背景技术
TFT英文全称为Thin Film Transistor，意思为薄膜晶体管。
现有的TFT有源矩阵采用如下的工艺制造流程制作：首先在清洗洁净的TFT玻璃基板上溅射底栅金属层，通过光刻工艺将底栅金属层图形化处理，得到底栅电极的图形；接下来在图形化后的底栅金属层之上依次淀积绝缘层、有源层及欧姆接触层；再对欧姆接触层作图形化处理，将TFT沟道处的欧姆接触层刻蚀掉，但保留源、漏电极处的欧姆接触层；最后再溅射一层金属电极层，图形化处理后得到TFT有源矩阵的源、漏电极。此种工艺的TFT有源矩阵的薄膜生长在玻璃基板上，制作出的TFT有源矩阵性能稳定性较差；如需提高TFT的性能稳定性，需对TFT有源矩阵进行高温退火，但TFT玻璃基板的特性决定了其不可承受长时间的高温烘烤，制作出的产品性能、良率不能够有效的改善。
本发明采用半导体硅加工工艺及微机械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制作，使TFT有源矩阵的制造与半导体制造工艺、微机械加工工艺相兼容；单晶硅晶圆上制作的TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆剥离后，切割成单颗TFT器件并转移装配到玻璃基板上，选用的玻璃基板可以为普通的玻璃基板，而非必须为TFT玻璃基板；同时剥离了TFT有源矩阵层的单晶硅晶圆可循环利用，生产制作成本大幅降低；并且半导体工艺技术非常成熟，制作出的TFT器件性能非常稳定，不易出现性能衰退，制造产品的良率会大幅提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种TFT有源矩阵的新型制造方法，该方法制作的TFT有源矩阵工艺可与半导体工艺兼容，且制作成的TFT有源矩阵性能更加稳定。
为达到上述目的，本发明采用如下方案：
一种TFT有源矩阵的新型制造方法，TFT有源矩阵层在单晶硅晶圆上制作，采用半导体制造工艺生长各膜层，再采用微机械加工工艺实现TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆到玻璃基板的转移，制作成新的TFT有源矩阵，其工艺步骤如下：1)首先采用半导体工艺在单晶硅晶圆上制作TFT有源矩阵层，2)制作完成之后涂布抗蚀层，3)再采用微机械加工工艺的方法将TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆剥离开；4)TFT有源矩阵层经划片之后形成单颗TFT器件，5)将单颗TFT器件转移装配到玻璃基板之上，形成TFT有源矩阵。。
上述技术方案中，所述步骤1)的采用半导体工艺在单晶硅晶圆(10)上制作TFT有源矩阵层的工艺步骤如下：①选取单晶硅晶圆作为基板，②并在其上热生长氧化硅层作为牺牲层；③之后在氧化硅层上生长一层单晶硅层；④单晶硅层图形化处理之后做离子注入，形成单颗TFT器件的有源区；⑤接着在有源区上生长一层绝缘层；⑥对绝缘层做刻蚀，露出单颗TFT器件的源漏区，并对源漏区作离子注入，形成源极区及漏极区；⑦生长一层金属电极层并作图形化处理，制作得到单颗TFT器件的源电极、漏电极、栅电极，从而得到了单晶硅晶圆上的TFT有源矩阵层，单晶硅晶圆上的TFT有源矩阵层制作工艺结束。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵层制成单颗TFT器件转移装配到玻璃基板90上的工艺如下：用抗蚀层80覆盖在上述的TFT有源矩阵层之上，防止后续刻蚀工艺对TFT有源矩阵层造成伤害；采用微机械加工工艺的刻蚀方法，将氧化硅层20刻蚀掉，从而使TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆10剥离开；对TFT有源矩阵层划片，形成单颗TFT器件；对单颗TFT器件作性能测试，挑选出性能优良的单颗TFT器件转移到玻璃基板90上，并与玻璃基板90装配在一起，制作成新的TFT有源矩阵。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵制作工艺中，剥离掉有源矩阵层的单晶硅晶圆10可重复利用到下一次的TFT有源矩阵的制作中。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵制作工艺中，单颗TFT器件装配可以用键合的方法来实现，但不局限于此种方法将单颗TFT器件与玻璃基板90装配在一起。
上述技术方案中，所述TFT有源矩阵制作工艺中，单颗TFT器件可转移到玻璃基板90之上，但不仅局限于此种基板，柔性基板等其它基板皆属于此发明范围之内。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：
1本发明采用半导体硅加工工艺制作TFT有源矩阵，TFT有源矩阵层首先制作在单晶硅晶圆上，制作的TFT器件可以在高温下退火，从而使制造出的TFT器件性能非常稳定，不易出现性能衰退，产品的良率会大幅提升。
2本发明采用微机械加工工艺将生长在单晶硅晶圆上的TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆上剥离掉，并经划片、性能测试、转移等工艺步骤之后，将制作出的单颗TFT器件转移装配到玻璃基板上；单晶硅晶圆可以重复使用，并且单颗TFT器件转移到的玻璃基板可以选用普通的玻璃基板，大幅降低了TFT有源矩阵的生产成本。
3本发明TFT有源矩阵工艺制造过程中，单颗TFT器件可单独进行性能测试，性能优良的单颗TFT器件可转移并装配到玻璃基板上，制作成新的TFT有源矩阵，这样使生产的成品率大幅地提高。
附图说明
图1TFT有源矩阵制作在单晶硅晶圆上的剖视图
图2TFT有源矩阵制作在单晶硅晶圆上的正视图
图3TFT有源矩阵转移装配到玻璃基板上的剖视图
图4TFT有源矩阵新型制作方法的制作流程框图
图5TFT有源矩阵新型制作方法的工艺流程的形象示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行说明：
实施例1
参见图4和图5，本TFT有源矩阵的新型制造方法，采用半导体硅加工工艺及微机械加工工艺来制造。利用半导体硅加工工艺在单晶硅晶圆10上制作TFT有源矩阵层，并利用微机械加工工艺的方法将制作的TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆10上剥离掉；剥离后的TFT有源矩阵层经划片后，对单颗TFT器件作性能测试，挑选出性能优良的单颗TFT器件转移并装配到玻璃基板90上，TFT有源矩阵制造完成。剥离了TFT有源矩阵层的单晶硅晶圆10可重复利用；单颗TFT器件转移到的玻璃基板90可选用普通玻璃，而非必须为TFT玻璃基板，可以大大降低制造成本。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，特别之处在于：
参见图1、图2、图4和图5，采用半导体硅加工工艺制造TFT有源矩阵的工艺步骤如下：
选取6英寸的单晶硅晶圆作为TFT有源矩阵制造的单晶硅晶圆10；首先利用湿法热氧化的方法在单晶硅晶圆10上生长一层厚度为2μm左右的SiO2层作为氧化硅层20，之后采用热生长的方式在氧化硅层20上生长单晶硅层30，单晶硅层厚度为300nm左右；利用光刻技术，显影之后在单晶硅表面制作出尺寸为50μm×25μm的区域作离子注入，注入N型离子形成N型的有源区40，注入离子的结深为100nm左右；将单晶硅层30上的光刻胶去除，并在其上热生长一层SiO2作为绝缘层50，生长的厚度为nm左右；对绝缘层50做曝光、显影等光刻工艺处理之后刻蚀绝缘层50，在有源区40处刻蚀部分绝缘层50，并做P型离子注入，得到源漏区60，其中源极区61及漏极区62，注入的结深为20nm；在绝缘层50上面溅射金属电极层70，选用金属铝作为电极，溅射厚度为150nm；对金属电极层70光刻图形化处理之后，得到单颗TFT器件的源电极71、漏电极72及栅电极73。单晶硅晶圆10上制作TFT有源矩阵层的工艺完成。
实施例3
本实施例与实施例2基本相同，特别之处在于：
参见图3、图4和图5，制作在单晶硅上的TFT有源矩阵层转移到玻璃基板上的工艺如下：
在制作有TFT有源矩阵层的表面涂布抗蚀层80，此处选用正性光刻胶为抗蚀层80，均匀涂布光刻胶厚度为2000nm，对其作固化处理，以抵抗酸性刻蚀液的腐蚀；采用微机械加工湿法刻蚀工艺对氧化硅层20进行刻蚀，使TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆10剥离开；去除TFT有源矩阵层上的抗蚀层80并划片，将TFT有源矩阵层分割成单颗的TFT器件；对单颗TFT器件作性能测试，挑选出性能优良的单颗TFT器件转移到玻璃基板90上，并利用键合的方式将单颗TFT器件与玻璃基板90装配在一起，这样TFT有源矩阵层转移到玻璃基板90之上。
TFT有源矩阵层从单晶硅晶圆10剥离之后，单晶硅晶圆10可以重复使用，作为下一次TFT有源矩阵层转移的基板。
Claims (3)
1.一种TFT有源矩阵的制造方法，其特征在于，采用半导体硅加工工艺及微机械加工工艺的方法实现TFT有源矩阵的制作，使TFT有源矩阵的制造与半导体制造工艺和微机械加工工艺相兼容；其工艺步骤如下：1)首先采用半导体工艺在单晶硅晶圆(10)上制作TFT有源矩阵层，2)制作完成之后涂布抗蚀层(80)，3)再采用微机械加工工艺的方法将TFT有源矩阵层与单晶硅晶圆(10)剥离开；4)TFT有源矩阵层经划片之后形成单颗TFT器件，5)将单颗TFT器件转移装配到玻璃基板(90)之上，形成TFT有源矩阵；所述步骤1)的采用半导体工艺在单晶硅晶圆(10)上制作TFT有源矩阵层的工艺步骤是：①选取单晶硅晶圆(10)作为基板，②并在其上热生长氧化硅层(20)作为牺牲层；③之后在氧化硅层(20)上生长一层单晶硅层(30)；④单晶硅层(30)图形化处理之后做离子注入，形成单颗TFT器件的有源区(40)；⑤接着在有源区上生长一层绝缘层(50)；⑥对绝缘层(50)做刻蚀，露出单颗TFT器件的源漏区(60)，并对源漏区(60)作离子注入，形成源极区(61)及漏极区(62)；⑦生长一层金属电极层(70)并作图形化处理，制作得到单颗TFT器件的源电极(71)、漏电极(72)和栅电极(73)，从而得到了单晶硅晶圆(10)上的TFT有源矩阵层。
2.根据权利要求1所述的一种TFT有源矩阵的制造方法，其特征在于，所述步骤5)将单颗TFT器件转移将配到玻璃基板之上的方法：单颗TFT器件装配用键合的方法来实现。
3.根据权利要求1所述的一种TFT有源矩阵的制造方法，其特征在于，所述单颗TFT器件转移到玻璃基板上。
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