TWI246620B - A thin film transistor for liquid crystal display and a method for manufacturing the same - Google Patents

A thin film transistor for liquid crystal display and a method for manufacturing the same Download PDF

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Description

1246620 A7 五、發明說明（） 發明說明 發明之背景： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ⑴發明之領域： 本發明係大致上有關於一種用於液晶顯示器之薄膜電 晶體以及其製造方法，更明確而言，係用於一種薄膜電晶 體’其中一陣列基板包括有在一閘極電極上之一絕緣層， 並在離子致動製程期間允許雷射光束之透射，藉由阻止植 入到一源極區域以及一汲極區域之離子損害到該閘極電極 ，而防止該閘極電極劣化。 ⑵先前技藝之說明： 一液晶顯示器(LCD)係由藉由一密封於其中之液晶材 料所分隔之兩片玻璃所組成。於一玻璃基板上之薄膜電晶 體(TFT)陣列具有複數個像素。各像素包括有一像素電極、 一於矩陣形式而鄰近該像素電極之薄膜電晶體、以及許多 位址和資料線，該等線係與各個像素形成爲一體以驅動並 控制該像素。一濾色器基板係另一塊玻璃板，其具有濾色 器’各個濾色器係面對於該TFT陣列基板之各個電極，並 且該等濾色器係由共通電極所覆蓋。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該TFT陣列基板以及該閘極電極係經由該閘極線接收 來自該閘極驅動器之閘極驅動信號，並且因而在該半導體 之一主動層上形成一通道。來自該資料驅動器之資料信號 係因此經由該資料線傳送至該源極電極。因此所施加之信 號最終係經由該半導體層以及該汲極電極而到達各個像素 電極。 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1246620 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 在此種LCD中，該主動層可由多晶矽所製成，並且離 子植入以及致動的製程可藉由兩種方法其中之一而實行； 其中一種是低溫方法而另外一種是高溫方法。 在該高溫製程中，植入之離子係藉由在大約900°C之 高溫致動製程所致動。在該低溫製程中，此種高溫製程無 法用於玻璃基板。該植入之離子則由一雷射光束所致動。 此種雷射致動製程可能帶來一種已知爲小丘(hillock) 的現象。因爲如此，當施加雷射光束時，該閘極電極變成 曝露，並且在該曝露之閘極電極產生劇烈的熱生成。如果 在該離子植入之製程期間，雜質係被導入該閘極電極中， 則此種缺點變得更爲嚴重，導致對應於該對照射之雷射光 束之吸收係數的劇烈增加。 發明之槪述： 如上所述之觀點，本發明之一目的爲提供一種TFT陣 列基板，其中具有一大的能帶間隙之絕緣層係形成於一閘 極電極上，以允許雷射光束之透射，以便防止在離子植入 源極區域以及汲極區域期間，離子會損害該閘極電極。 爲了達成上述目的，根據本發明之一較佳實施例，一 TFT陣列基板係由形成於一基板上之一多晶矽層所構成。 一閘極絕緣層係形成於該多晶矽層上。一閘極電極係形成 於該閘極絕緣層上，以及一絕緣層係形成於該閘極電極上 以防止該閘極電極劣化。 該TFT之陣列基板係藉由將一多晶矽層形成於一基板 上而製成。一閘極絕緣係形成於多晶矽層上。一金屬層係 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 丁 -ϋ mmml i^i ϋ i_l ^ V ·ϋ —Bi ·ϋ 1 ·ϋ ^1 _ 1246620 A7 B7 五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 沈積於該閘極絕緣層上。一絕緣層係沈積於該金屬層上以 允許雷射光束之透射’但防止閘極電極劣化。該金屬層係 與該絕緣層同時被形成圖樣。離子係植入該等形成圖樣的 層之兩側以產生一源極區域以及一汲極區域，並且該植入 的離子係利用一雷射光束來加以回火。 圖式之簡單說明： 第1圖顯示根據本發明之一 TFT陣列基板之橫剖面圖 ;以及 第2A圖至2G圖顯示根據本發明用於製造TFT陣列 基板之製程順序。 主要部份代表符號之簡要說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2基板 4主動層 4-1離子植入區域 6閘極絕緣層 8金屬層 10絕緣層 12 N+離子植入 14雷射光束 較佳實施例之詳細說明： 以下將參照附圖說明本發明之一較佳實施例。 第1圖顯示本發明之一 TFT陣列基板之剖面圖，而第 2A至2G圖顯示用以製造此TFT陣列基板的製程順序。 第2A圖至2G圖中根據本發明之製程步驟之所產生的 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1246620 _____B7____ 五、發明說明（） 基板係如下所述。 該製程係由將一多晶砂層沈積於一基板2上以製成一 主動層4而開始，如第2A圖中所示。 一閘極絕緣層6係利用Si02沈積於該多晶矽層上，如 第2B圖中所不。 下一個製程步驟係藉由將鋁(A1)沈積於該絕緣層6上 而實行，以製成一金屬層8，如第2C圖中所示。 接下來，一絕緣層10係沈積於該金屬層8上，如第 2D圖中所示，而且該金屬層8以及該絕緣層10而後係大 致同時被形成圖樣，如第2E圖中所示。 如第2F圖中所示，N+離子植入12係實施以產生一離 子植入區域4-1。 如弟2G圖所不’上述步驟係藉由照射一^雷射光束14 而將植入之離子從該主動層4回火而完成。 該絕緣層10係由Si02所形成，具有一大約8.0eV的 能帶間隙，其係被發現足以防止閘極電極之劣化。這是因 爲大多數在回火步驟中所使用的典型的雷射光束XeCl具 有大約308mn之波長，其能量係爲4.0eV，而且此具有大 約8.0eV之絕緣層10可使非致動之雷射光束透射至該閘極 電極，但是該閘極金屬反射大部份的雷射能量。 另一方面，可使用具有5eV之能帶間隙能量的SiNx 作爲該絕緣層10。此可防止植入於該主動層之源極以及汲 極區域中的離子被傳送至該閘極電極，並且具有在該源極 和汲極區域之離子致動步驟期間，防止閘極電極因吸收雷 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1246620 A7 B7 五、發明說明（） 射光束能量而劣化的功效。 應瞭解的是各種其它的修正對於熟知此項技藝者將是 明顯而能輕易完成的’且不背離本發明之範疇以及精神。 因此所附之申請專利範圍的範疇並非意在限制於在此所述 之說明，而是申請專利範圍係被解釋成可含蓋本發明中所 有之可專利之新穎的特徵’包括熟知相關本發明之技藝者 所視爲等效之所有特徵。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t 訂---------· 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. :¾ 8 8 99 ABCD
    - 1246620 六、申請專利範圍 1.一種薄膜電晶體陣列基板，其包括·· 一形成於一基板上之多晶砍層； 一形成於該多晶矽層上之第一閘極絕緣層； 一形成於該閘極絕緣層上且由金屬製成之閘極電極； 以及 一只形成於該閘極電極的頂端表面上之第二絕緣層， 該第二絕緣層係防止該閘極電極之劣化， 其中該第二絕緣層係由Si02或SiNx或是Si02與SiNx 的雙層所構成。 2·根據申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板， 其中： 該第二絕緣層係由一允許雷射光束之透射的絕緣材料 所構成。 3. —種薄膜電晶體陣列基板，其包括： 一形成於一基板上之多晶砂層； 一形成於該多晶矽層上之第一閘極絕緣層； 一形成於該閘極絕緣層上且由金屬製成之閘極電極； 以及 一只形成於該閘極電極的頂端表面上之第二絕緣層， 該第二絕緣層係防止該閘極電極之劣化， 該第二絕緣層係由具有大於所照射之雷射光束能穿越 之能帶間隙的絕緣材料所構成。 4. 根據申請專利範圍第3項之薄膜電晶體陣列基板， 其中： 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） --------------Φ. ! · ! !訂-「：……！線# (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 0^ 8 8 ^ ABCD 1246620 六、申請專利範圍 該第二絕緣層係由S202所構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5·根據申請專利範圍第3項之薄膜電晶體陣列基板，. 其中： 該絕緣層係由SiNx所構成。 6· —種用於製造一薄膜電晶體陣列基板之方法，其包 括步驟有： 在一基板上形成一多晶矽層； 在該多晶矽層上形成一第一絕緣層； .在該第一絕緣層上沈積一金屬層； 在該金屬層上沈積一第二絕緣層，該第二絕緣層係用 以使雷射光束可透射，同時防止該閘極電極之劣化； 大致爲同時將該金屬層以及該第二絕緣層形成圖樣； 藉由利用該已形成圖樣之金屬層以及該第二絕緣層作 爲一植入遮罩來植入離子至該多晶矽層，以產生一源極區 域以及一汲極區域；並且 利用一雷射光束將該多晶砂層回火以致動該等植入之 離子， 其中該第二絕緣層係由Si02或SiNx或是Si02與SiNx 的雙層所構成。 7· —種用於製造一薄膜電晶體陣列基板之方法，其包 括步驟有： 在一基板上形成一多晶矽層； 在該多晶矽層上形成一第一絕緣層； 在該第一絕緣層上沈積一金屬層； 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1246620 i C8 D8 ~ - 一 ~ 六、申請專利範圍 在該金屬層上沈積一第二絕緣層，該第二絕緣層係用 以使雷射光束可透射，同時防止該閘極電極之劣化； 大致爲同時將該金屬層以及該第二絕緣層形成圖樣； 藉由利用該已形成圖樣之金屬層以及該第二絕緣層作 爲一植入遮罩來植入離子至該多晶矽層，以產生一源極區 域以及一汲極區域；並且 利用一雷射光束將該多晶矽層回火以致動該等植入之 離子， ，該第二絕緣層係由具有大於所照射之雷射光束能穿越 之能帶間隙的絕緣材料所構成。 8. 根據申請專利範圍第7項之用於製造一薄膜電晶體 陣列基板之方法，其中： 該第二絕緣層係由Si02所構成。 9. 根據申請專利範圍第7項之用於製造一薄膜電晶體 陣列基板之方法，其中： 該第二絕緣層係由SiNx所構成。 10·根據申請專利範圍第6或7項之用於製造一薄膜電 晶陣列基板之方法，其中： 該雷射光束係來自一 XeCl雷射。 11·一種用於製造一薄膜電晶體陣列基板之方法，其包 括步驟有： 在一基板上形成一多晶矽層； 在該多晶矽層上形成一第一絕緣層； 在該第一絕緣層上沈積一金屬層； 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） ——........•「訂.........—線 IP- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1246620 I D8 六、申請專利範圍 在該金屬層上沈積一第二絕緣層，該第二絕緣層係用 以使雷射光束可透射，同時防止該閘極電極之離子劣化； 大致爲同時將該金屬層以及該第二絕緣層形成圖樣； 藉由利用該已形成圖樣之金屬層以及該第二絕緣層作 爲一植入遮罩來植入離子至該多晶矽層，以產生一源極區 域以及一汲極區域；並且 藉由以來自一雷射之雷射光束照射該第一絕緣層、該 形成圖樣之金屬層和該第二絕緣層而將該多晶矽層回火以 致動該等植入之離子，該雷射光束係被該已形成圖樣之金 屬層反射， 其中該第二絕緣層係由Si〇2或SiNx或是Si〇2與SiNx 的雙層所構成。 12. 根據申請專利範圍第11項之用於製造一薄膜電晶 體陣列基板之方法，其中： 該第二絕緣層係由SiNx所構成。 13. 根據申請專利範圍第11項之用於製造一薄膜電晶 體陣列基板之方法，其中： 該雷射係一 XeCl雷射。 I4·根據申請專利範圍第11項之用於製造一薄膜電晶 體陣列基板之方法，其中： 該第二絕緣層具有大約8.0電子伏特之能帶間隙。 15.根據申請專利範圍第14項之用於製造一薄膜電晶 體陣列基板之方法，其中·· 該雷射光束具有大約308奈米之波長。 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） …………！……Φ.…….......V訂·：……--------線·· (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁)
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