本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MOS管及其制備方法。

背景技術(shù)：

LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅)技術(shù)一種將激光投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，使得非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板吸收激光能量，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч杞Y(jié)構(gòu)的技術(shù)。由于采用LTPS基板的液晶顯示器具有高分辨率、高亮度、高開口率、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此LTPS技術(shù)目前在顯示技術(shù)應(yīng)用比較廣泛。

在實(shí)際應(yīng)用中，LTPS的性能比晶體硅的性能差，尤其在構(gòu)成PMOS器件時存在漏電流較大的弊端。為了降低漏電流，一般在生產(chǎn)PMOS器件時會采用漏極輕摻雜的方法?，F(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行漏極輕摻雜的一種方法是通過增加額外的一道掩膜板來進(jìn)行限定區(qū)域的漏極輕摻雜；另一種方法是不增加掩膜板，利用柵極較薄之邊緣，光刻膠較薄之邊緣形成自對準(zhǔn)的漏極輕摻雜。其中，增加掩膜板的方法增加了生產(chǎn)成本，而不增加掩膜板的漏極輕摻雜方法，對于柵極形貌及光刻膠曝光形貌要求較高，實(shí)現(xiàn)難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種MOS管及其制備方法，能夠在不增加額外掩膜板的條件下有效抑制漏電流。

本發(fā)明公開了一種MOS管的制備方法，其包括：

在LTPS玻璃基板上形成金屬柵極圖形；

以所述金屬柵極為掩模進(jìn)行重?fù)诫s離子注入，形成源區(qū)和漏區(qū)；

對所述金屬柵極進(jìn)行第一刻蝕，使得在所述源區(qū)和所述漏區(qū)中各形成輕摻雜區(qū)域。

作為一種實(shí)施方式，在以所述金屬柵極為掩模進(jìn)行重?fù)诫s離子注入之前，所述制備方法還包括：

對所述金屬柵極進(jìn)行第二刻蝕，以使所述金屬柵極形成遮蔽結(jié)構(gòu)。

作為一種實(shí)施方式，所述對所述金屬柵極進(jìn)行第二刻蝕，以使所述金屬柵極形成遮蔽結(jié)構(gòu)，包括：

采用第一酸刻蝕液對所述金屬柵極進(jìn)行各向同性的第二刻蝕，使所述金屬柵極的邊緣形成坡度遮蔽結(jié)構(gòu)。

作為一種實(shí)施方式，所述對所述金屬柵極進(jìn)行第二刻蝕，以使所述金屬柵極形成遮蔽結(jié)構(gòu)，包括：

采用第二酸刻蝕液對所述金屬柵極進(jìn)行各向同性的第二刻蝕，以使所述金屬柵極的邊緣形成毛刷狀遮蔽結(jié)構(gòu)。

作為一種實(shí)施方式，所述對所述金屬柵極進(jìn)行第一刻蝕，包括：

采用第三酸刻蝕液對所述金屬柵極進(jìn)行各向同性的第一刻蝕，以消除所述遮蔽結(jié)構(gòu)的毛刷。

作為一種實(shí)施方式，所述對所述金屬柵極進(jìn)行的第一刻蝕，包括：

通過干法刻蝕工藝對所述金屬柵極進(jìn)行第一刻蝕，以消除所述遮蔽結(jié)構(gòu)的毛刷。

作為一種實(shí)施方式，所述遮蔽結(jié)構(gòu)的厚度小于0.2μm。

作為一種實(shí)施方式，所述重?fù)诫s離子注入的摻雜濃度為1E15Ions/cm²。

作為一種實(shí)施方式，形成金屬柵極圖形之前，所述制備方法還包括：

在LTPS玻璃基板上形成SiN_x圖案、SiO₂圖案及P-Si圖案；

進(jìn)行溝道摻雜，形成SiO₂連續(xù)薄膜及SiN_x連續(xù)薄膜。

本發(fā)明還公開了一種MOS管，其采用如上述任一項(xiàng)所述的制備方法制作得到。

上述MOS管的制備方法，通過在重?fù)诫s離子注入之后，增加一道對金屬柵極進(jìn)行刻蝕的工藝，使得源區(qū)和漏區(qū)中自動形成輕摻雜區(qū)域，從而有效抑制漏電流，也在一定程度上進(jìn)一步降低金屬及半導(dǎo)體的接觸勢壘，降低源、漏極金屬和多晶硅的接觸電阻。

上述MOS管的制備方法，無需增加額外的掩膜板即可有效抑制漏電流，而且實(shí)現(xiàn)難度較低，相較于現(xiàn)有技術(shù)，至少節(jié)省了一道掩膜板或難度較高的輕摻雜工藝，不僅能降低生產(chǎn)成本，還能縮短生產(chǎn)時間。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實(shí)施例的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的MOS管的制備方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的MOS管的制備方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的第一刻蝕的作用示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的離子注入分布示意圖；

圖5a為本發(fā)明一實(shí)施例的離子注入擴(kuò)散效應(yīng)的模擬示意圖；

圖5b為本發(fā)明另一實(shí)施例的離子注入擴(kuò)散效應(yīng)的模擬示意圖；

圖6a為本發(fā)明一實(shí)施例的MOS管制作工藝流程示意圖；

圖6b為本發(fā)明另一實(shí)施例的MOS管制作工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

下面結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MOS管及其制備方法。例如，本發(fā)明一實(shí)施例的MOS管的制備方法包括以下步驟：在LTPS玻璃基板上形成金屬柵極圖形；對所述金屬柵極進(jìn)行刻蝕，以使所述金屬柵極形成遮蔽結(jié)構(gòu)；以所述金屬柵極為掩模進(jìn)行重?fù)诫s離子注入，形成源區(qū)和漏區(qū)。例如，本發(fā)明一實(shí)施例的制備方法為PMOS管的制備方法。又如，本發(fā)明一實(shí)施例的制備方法為NMOS管的制備方法。

請參閱圖1，其為本發(fā)明一實(shí)施例的MOS管的制備方法的流程示意圖。如圖1所示，所述制備方法包括以下步驟：

S110，在LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅)玻璃基板上形成金屬柵極圖形。

其中，在形成金屬柵極圖形之前，還在LTPS玻璃基板上形成緩沖層(Buffer layer)。例如，在LTPS玻璃基板上依次形成SiN_x圖案，SiO₂圖案及P-Si圖案，進(jìn)行溝道摻雜，形成SiO₂連續(xù)薄膜及SiN_x連續(xù)薄膜。

形成金屬柵極圖形，具體為在SiO₂連續(xù)薄膜及SiN_x連續(xù)薄膜基礎(chǔ)上形成柵極圖形。

又如，在LTPS玻璃基板上依次進(jìn)行SiN_x連續(xù)成膜、SiO₂連續(xù)成膜及A-Si(非晶硅)連續(xù)成膜工藝，執(zhí)行A-Si去氫步驟，再通過ELA(Excimer Laser Annealing，準(zhǔn)分子激光退火)工藝將A-Si晶化為P-Si(多晶硅)，對P-Si進(jìn)行光刻，并刻蝕形成圖案，隨后依次進(jìn)行溝道摻雜、SiO₂、SiN_x連續(xù)成膜及柵極金屬成膜工藝，從而形成金屬柵極圖形。例如，柵極金屬為鉬。

S130，以所述金屬柵極為掩模進(jìn)行重?fù)诫s離子注入，形成源區(qū)和漏區(qū)。

例如，以所述金屬柵極為掩模進(jìn)行自對準(zhǔn)的重?fù)诫s例子注入。又如，采用離子注入機(jī)以所述金屬柵極為掩模進(jìn)行自對準(zhǔn)的重?fù)诫s例子注入。

作為一種實(shí)施方式，所述重?fù)诫s離子注入的摻雜濃度為5×10^-16Ions/cm²～2×10^-14Ions/cm²。例如所述重?fù)诫s離子注入的摻雜濃度為1×10^-15Ions/cm²。

S150，對所述金屬柵極進(jìn)行第一刻蝕，使得所述源區(qū)和所述漏區(qū)中各形成輕摻雜區(qū)域。

其中，第一刻蝕為濕法刻蝕或干法刻蝕。具體地，第一刻蝕為刻蝕速率較慢的輕微刻蝕，例如，第一刻蝕的刻蝕速率低于67.2埃/分鐘。

在本實(shí)施例中，通過第一刻蝕，使得金屬柵極的邊界稍稍后退，利用離子注入的擴(kuò)散效應(yīng)及后續(xù)熱制程的擴(kuò)散效應(yīng)，能分別在源區(qū)和漏區(qū)形成濃度漸變的輕摻雜區(qū)域。即，第一刻蝕使得金屬柵極邊界的遮蔽注入及離子注入的擴(kuò)散效應(yīng)區(qū)被暴露出來，該擴(kuò)散效應(yīng)區(qū)不再是導(dǎo)電溝道的一部分，而成為新的低摻雜的源、漏區(qū)。

漏極輕摻雜對漏電流的改善主要體現(xiàn)在抑制熱載流子的產(chǎn)生，漏極輕摻雜的存在使得源、漏區(qū)域的漏端電壓下降，改變電場的尖端分布，降低漏端電場對熱載流子的加速作用，從而降低漏電流。

在一較佳實(shí)施例中，漏極輕摻雜寬度約為溝道長度的3％～5％，能較好的降低漏電流及防治器件熱載流子退化效應(yīng)。

此外，通常在進(jìn)行重?fù)诫s離子注入之前，需要對金屬柵極先進(jìn)行刻蝕，例如干法刻蝕。步驟S150中輕微的各項(xiàng)同性刻蝕可以修復(fù)干法刻蝕對柵極絕緣層的等離子體損傷，重新形成薄鈍化層，從而進(jìn)一步減少漏電流。

上述MOS管的制備方法，通過在重?fù)诫s離子注入之后，增加一道對金屬柵極進(jìn)行刻蝕的工藝，使得源區(qū)和漏區(qū)中自動形成輕摻雜區(qū)域，從而有效抑制漏電流，也在一定程度上進(jìn)一步降低金屬及半導(dǎo)體的接觸勢壘，降低源、漏極金屬和多晶硅的接觸電阻。

上述MOS管的制備方法，無需增加額外的掩膜板即可有效抑制漏電流，而且實(shí)現(xiàn)難度較低，相較于現(xiàn)有技術(shù)，至少節(jié)省了一道掩膜板或難度較高的輕摻雜工藝，不僅能降低生產(chǎn)成本，還能縮短生產(chǎn)時間。

在其中一個實(shí)施例中，如圖2所示，在步驟S130之前，還包括步驟S120，對所述金屬柵極進(jìn)行第二刻蝕，以使所述金屬柵極形成遮蔽結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，隨著源、漏極輕摻雜區(qū)域長度的增加，開態(tài)電流逐漸減小，MOS管截止區(qū)域的等效電阻逐漸增大，適合的源、漏極輕摻雜區(qū)域長度能使漏極的電場被均勻分布，降低溝道漏端電壓，從而有效改善漏電流。

然而，過長的源、漏極輕摻雜區(qū)域長度會使得開態(tài)電流過低；過短的源、漏極輕摻雜區(qū)域長度會使得漏極輕摻雜幾乎失效，甚至使漏電流惡化；因此，需要控制上述形成源漏極輕摻雜方式下所形成的輕摻雜區(qū)域長度。

另外，如果柵極過于遠(yuǎn)離有效的漏極輕摻雜區(qū)域，或者，柵極過于靠近有效的漏極輕摻雜區(qū)域，甚至出現(xiàn)重疊，不僅使得寄生電容增大，還會導(dǎo)致所注入的離子在后續(xù)的退火工藝中存在持續(xù)的擴(kuò)散運(yùn)動，該部分離子擴(kuò)散入溝道導(dǎo)致溝道雜質(zhì)離子過多，反而使漏電流升高，還需要控制該種方式下的漏極輕摻雜邊界。

為了控制輕摻雜區(qū)域長度及輕摻雜邊界，作為一種實(shí)施方式，在步驟S120，采用第一酸刻蝕液對所述金屬柵極進(jìn)行各向同性的第二刻蝕，使所述金屬柵極的邊緣形成坡度遮蔽結(jié)構(gòu)。例如，所述第一酸刻蝕液中包括預(yù)設(shè)第一濃度的緩沖材料。其中，第一酸刻蝕液為腐蝕性較弱的酸刻蝕液，通過增大緩沖材料的配比來減弱第一酸刻蝕液的腐蝕性。又如，第一酸刻蝕液中包括磷酸、硝酸、草酸以及第一濃度的緩沖材料，緩沖材料包括乙酸及鐵離子溶液中至少一種。例如第一濃度大于30％；又如第一濃度為30％～70％；又如第一濃度為55％。又如，使用第二酸刻蝕液刻蝕的溫度為30℃～65℃，使用第二酸刻蝕液刻蝕的時間為20～55S。又如，使用第一酸刻蝕液刻蝕的溫度為40℃，使用第一酸刻蝕液刻蝕的時間為30S。

在進(jìn)行注入前的柵極金屬層刻蝕(第二刻蝕)時使用腐蝕性較弱、緩沖液配比較高的濕刻工藝，通過溫和的柵極金屬濕刻，在柵極金屬層的邊緣形成相對較寬的較小坡度角，利用該較小坡度角作為離子注入的遮蔽物。該種金屬遮蔽物的優(yōu)點(diǎn)在于會相對嚴(yán)格的限制離子的注入深度，從而控制遮蔽物下方的離子注入劑量；同時由于金屬對離子注入深度的限制使得在所需求摻雜邊界上擴(kuò)散的離子由于在金屬中碰撞運(yùn)動的路徑過長而無法滲透至溝道區(qū)域。

例如，如圖3所示，若柵極金屬層的邊緣形成坡度角，在重?fù)诫s離子注入后，進(jìn)行第一刻蝕時，由于坡度底部兩側(cè)的遮蔽作用，漏區(qū)及源區(qū)分別存在一離子擴(kuò)散區(qū)，使得第一刻蝕之后，該離子擴(kuò)散區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)檩p摻雜區(qū)域。

為了控制輕摻雜區(qū)域長度及輕摻雜邊界，作為另一種實(shí)施方式，在離子注入前對柵極金屬層刻蝕(第二刻蝕)時使用緩沖液配比較低、腐蝕性較強(qiáng)的刻蝕液，通過快速的濕刻使得該柵極金屬層的邊緣存在輕微的毛刷，成為增加有效漏極輕摻雜寬度的遮蔽物。在進(jìn)行離子注入后的第一刻蝕工藝時，通過溫和的刻蝕工藝，消除上述輕微的毛刷。

例如，在步驟S120，采用第二酸刻蝕液對所述金屬柵極進(jìn)行各向同性的第二刻蝕，以使所述金屬柵極的邊緣形成毛刷狀遮蔽結(jié)構(gòu)。例如，所述第二酸刻蝕液包括預(yù)設(shè)第二濃度的緩沖材料。又如，第二酸刻蝕液中包括磷酸、硝酸、草酸以及第二濃度的緩沖材料，緩沖材料包括乙酸及鐵離子溶液中至少一種。例如第二濃度小于50％；又如第二濃度為30％～50％；又如第二濃度為45％。又如，使用第二酸刻蝕液刻蝕的溫度為30℃～65℃，使用第二酸刻蝕液刻蝕的時間為10～35S。又如，使用第二酸刻蝕液刻蝕的溫度為40℃，使用第二酸刻蝕液刻蝕的時間為20S。

此時，在步驟S150，一種方式是采用緩沖液配比較高、腐蝕性性較弱的刻蝕液，通過溫和的濕刻工藝，通過較低的刻蝕速率消除柵極金屬層邊緣的輕微毛刷。例如采用第三酸刻蝕液對所述金屬柵極進(jìn)行各向同性的第一刻蝕，以消除所述遮蔽結(jié)構(gòu)的毛刷。例如，所述第三酸刻蝕液中包括預(yù)設(shè)第三濃度的緩沖材料，所述預(yù)設(shè)第三濃度小于所述預(yù)設(shè)第二濃度。又如，第三酸刻蝕液中包括磷酸、硝酸、草酸以及第三濃度的緩沖材料，緩沖材料包括乙酸及鐵離子溶液中至少一種。例如第三濃度大于50％；又如第三濃度為50％～70％；又如第三濃度為55％。又如，采用第三酸刻蝕液刻蝕的溫度為20℃～45℃，采用第三酸刻蝕液刻蝕的時間為30S～60S。又如，采用第三酸刻蝕液刻蝕的溫度為30℃，采用第三酸刻蝕液刻蝕的時間為40S。

或者，在步驟S150，另一種方式是通過干法刻蝕工藝對所述金屬柵極進(jìn)行第一刻蝕，以消除所述遮蔽結(jié)構(gòu)的毛刷，例如，采用反應(yīng)性的干法刻蝕工藝，通過高選擇比消除柵極金屬層邊緣的輕微毛刷。又如，反應(yīng)溫度為75℃～90℃，反應(yīng)時間為30S～60S。又如，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為40S。

在一個實(shí)施例中，在步驟S130，離子由表面注入至膜層內(nèi)時，由于注入離子與膜層中原子的無規(guī)則碰撞，離子膜層中原子隨機(jī)散射，從而使得離子趨近各項(xiàng)均勻地分布在以注入點(diǎn)為切邊的球形或梨形范圍內(nèi)。例如，當(dāng)使用柵極金屬層進(jìn)行自對準(zhǔn)的離子注入摻雜時，以柵極金屬為鉬為例，如圖4所示，為其離子注入分布的示意圖。其中擴(kuò)散寬度約為注入深度的1/2左右。例如，假設(shè)遮蔽層厚度約0.1μm，P-Si厚度0.05μm，則離子注入的擴(kuò)散半徑不超過0.1μm。

在一個實(shí)施例中，離子注入擴(kuò)散效應(yīng)的模擬示意圖，如圖5a及圖5b所示。

在一個實(shí)施例中，如圖6a所示，為了使MOS管用于AMOLED(Active-matrix organic light emitting diode，有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管)顯示，在金屬柵層的工藝之后，即步驟S150之后，還依次進(jìn)行通孔刻蝕(Via1)、SD層、鈍化(Passivation)層、平坦化層、反射電極、像素定義層及間隔(spacer)層等工藝。

在一個實(shí)施例中，如圖6b所示，為了使MOS管用于IPS(In-Plane Switching，平面轉(zhuǎn)換)顯示，在步驟S150之后，還依次進(jìn)行p+摻雜、通孔刻蝕(Via1)、SD層、平坦化層、透明導(dǎo)電層1(ITO1)、鈍化層及透明導(dǎo)電層2(ITO1)等工藝。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種MOS管，其采用上述任一實(shí)施例所述的制備方法制作得到。例如，該MOS管為PMOS管，又如，該MOS管為NMOS管。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。