本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，特別是涉及一種多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前，有源矩陣有機發(fā)光顯示屏(AMOLED)憑借高畫質(zhì)、移動圖像響應(yīng)時間短、低功耗、寬視角及超輕超薄等優(yōu)點而成為有機發(fā)光顯示器(OLED)發(fā)展的主要趨勢。多晶硅薄膜晶體管具有消耗功率小且電子遷移率大等優(yōu)點，AMOLED背板技術(shù)中多采用多晶硅薄膜晶體管。因此，如何提高多晶硅薄膜晶體管大批量生產(chǎn)的良品率，成為廠家研發(fā)的重點方向。

在多晶硅薄膜晶體管的制程中，通常會涉及到對多晶硅薄膜進(jìn)行離子注入的步驟，來實現(xiàn)對多晶硅薄膜晶體管性能的提升。因此，對多晶硅薄膜離子注入步驟進(jìn)行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率。

傳統(tǒng)的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法中，通常采用晶圓測試法，對離子注入步驟進(jìn)行檢測。然而，晶圓測試法中利用的晶圓為單晶結(jié)構(gòu)，和多晶硅薄膜的結(jié)構(gòu)相差很大，且晶圓測試法僅能夠測試特定位置，因此，晶圓測試法不能實時量化體現(xiàn)離子注入步驟的真實效果，僅能提供理想狀態(tài)下的參考評價。此外，利用晶圓測試法進(jìn)行測試的過程中，測試成本昂貴且操作復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，能夠在多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)過程中，完成對多晶硅薄膜離子注入步驟進(jìn)行實時定量檢測，簡單可行。

一種多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，包括：利用多晶硅薄膜形成有源層；對所述有源層進(jìn)行離子注入，對離子注入后的所述有源層進(jìn)行載流子濃度測試；根據(jù)對所述有源層的載流子濃度測試的結(jié)果，在所述有源層上形成源極和漏極。

在其中一個實施例中，所述利用多晶硅薄膜形成有源層包括：在一基板上沉積緩沖層；在所述緩沖層上沉積非晶硅層；對所述非晶硅層進(jìn)行晶化處理，形成多晶硅層；對所述多晶硅層進(jìn)行圖案化處理，形成包括源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的有源層。

在其中一個實施例中，所述對所述有源層進(jìn)行離子注入包括：對所述有源層進(jìn)行離子注入，形成溝道摻雜。

在其中一個實施例中，所述對所述有源層進(jìn)行離子注入包括：對所述有源層進(jìn)行碳離子注入。

在其中一個實施例中，所述對所述有源層進(jìn)行離子注入包括：以柵極為掩膜板，對所述有源層進(jìn)行離子注入。

在其中一個實施例中，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度測試之前還包括：對離子注入后的所述有源層進(jìn)行清洗。

在其中一個實施例中，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度測試之后還包括：對所述有源層進(jìn)行退火。

在其中一個實施例中，所述對所述有源層進(jìn)行退火之后還包括：對所述有源層進(jìn)行清洗。

在其中一個實施例中，所述對所述有源層進(jìn)行清洗之后還包括：對所述有源層進(jìn)行載流子濃度測試。

在其中一個實施例中，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度測試包括：利用電磁波對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試。

上述多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，通過在多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)過程中，進(jìn)行對多晶硅薄膜離子注入步驟進(jìn)行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率，簡單可行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法流程示意圖；

圖2為圖1中S120中所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試的流程示意圖；

圖3為圖1中S122定量計算離子注入劑量的函數(shù)關(guān)系的模型示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實施例的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法流程示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實施例的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法流程示意圖；

圖6為圖5中S310步驟電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖；

圖7為圖5中S320步驟電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖；

圖8為圖5中S340步驟電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖；

圖9為圖5中S350步驟電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

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)明實施例的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法。

例如，一種多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，包括：利用多晶硅薄膜形成有源層；對所述有源層進(jìn)行離子注入，對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試；根據(jù)對所述有源層的載流子濃度測試的結(jié)果，在有源層上形成源極和漏極。

如圖1所示，一實施方式的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法包括如下步驟：

S110，利用多晶硅薄膜形成有源層。

例如，提供一基板，在一所述基板上沉積緩沖層，在所述緩沖層上沉積非晶硅層，對所述非晶硅層進(jìn)行晶化處理，形成多晶硅層，對所述多晶硅層進(jìn)行圖案化處理，形成包括源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的有源層。

S120，對所述有源層進(jìn)行離子注入，對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度測試。

為了提高所述多晶硅薄膜晶體管的性能，通常需要對所述有源層進(jìn)行離子注入。例如，為了調(diào)節(jié)器件的閾值電壓，對所述有源層進(jìn)行離子注入，形成溝道摻雜。又如，為了提高有源層的禁帶寬度，對所述有源層進(jìn)行碳離子注入，得到摻雜碳元素的有源層。又如，以柵極為掩膜板，對所述有源層的源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行離子注入。

需要說明的是，離子注入后有源層的膜層性能是否符合工藝要求，直接影響所述多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的整體性能，因此，需要對離子注入后膜層的均一度及離子注入的注入劑量進(jìn)行實時定量檢測，從而，實現(xiàn)對離子注入后有源層的膜層性能的實時定量檢驗。這樣，在多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)過程中，能夠避免出現(xiàn)大批不良品而不能夠被及時發(fā)現(xiàn)的問題出現(xiàn)。其中，離子注入是離子摻雜的一種。半導(dǎo)體載流子即半導(dǎo)體中的電流載體，載流子濃度(單位體積內(nèi)自由電荷的個數(shù))是半導(dǎo)體材料的重要參數(shù)，工藝上通過控制三價或者五價摻雜原子的濃度，來控制P型或者N型半導(dǎo)體的載流子濃度。利用霍爾效應(yīng)可以測量載流子的濃度或者類型。

例如，對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度測試，判定膜層的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量是否符合預(yù)設(shè)條件，是則執(zhí)行后續(xù)步驟。其中，所述預(yù)設(shè)條件根據(jù)經(jīng)驗或者產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置或者修改。這樣，能夠通過測試得到注入前、注入后(激活前)以及激活后的載流子濃度及有效載流子濃度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)定量分析離子注入工藝和激活工藝的效果。

進(jìn)一步地，對有源層進(jìn)行離子注入后，會向有源層引入雜質(zhì)和缺陷，能夠引發(fā)載流子濃度發(fā)生變化。通過對有源層的載流子濃度進(jìn)行實時定量的測試，能夠獲取載流子濃度的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量，其中，載流子濃度的均一性數(shù)值等效于所述膜層的均一性數(shù)值。

由此，通過對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試，能夠獲得膜層的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量。通過將所述均一性數(shù)值及所述注入劑量跟預(yù)定值進(jìn)行對比，實現(xiàn)實時定量檢測所述離子注入的步驟是否合格。這樣，能夠及時發(fā)現(xiàn)在離子注入步驟中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品，提高所述多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率。其中，所述預(yù)定值是根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品型號及測試儀器的型號等制定的。

為了進(jìn)一步提高所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試的精確度，例如，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試之前還包括：對離子注入后的有源層進(jìn)行清洗。這樣，能夠進(jìn)一步提高所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試的精確度。

為了進(jìn)一步提高所述多晶硅薄膜晶體管的性能，例如，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試之后還包括：對所述測試后的有源層進(jìn)行退火，對退火后的有源層進(jìn)行清洗，對清洗后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試。這樣，能夠進(jìn)一步提高所述多晶硅薄膜晶體管的性能。

S130，根據(jù)對所述有源層的載流子濃度測試的結(jié)果，在所述有源層上形成源極和漏極。

例如，在所述有源層上形成柵極，在所述柵極上沉積鈍化層，并在所述鈍化層形成過孔，制作源極及漏極，所述源極通過所述過孔與所述源區(qū)電連接，所述漏極通過所述過孔與所述漏極電連接。

在本實施例中，如圖2所示，所述S120中，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試具體包括如下步驟：

S121，利用電磁波對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試，獲得檢測數(shù)據(jù)。

例如，所述電磁波由載流子壽命測試設(shè)備發(fā)出，所述載流子壽命測試設(shè)備對離子注入后的有源層發(fā)射電磁波，獲取檢測數(shù)據(jù)。

需要說明的是，載流子壽命測試設(shè)備利用電磁波反射的原理對所述有源層進(jìn)行測試，所述檢測數(shù)據(jù)為電磁波反射率。根據(jù)麥克斯韋方程組，通過所述電磁波的反射率，能夠計算出所述載流子濃度，因此，能夠利用所述電磁波反射率來描述所述載流子濃度。在本實施例中，所述電磁波反射率等效于所述載流子濃度。

在測試的過程中，為了獲得真實、可靠且全面的測試數(shù)據(jù)，

例如，所述電磁波包括微波，又如，所述微波的輸出功率為40mW～60mW，又如所述微波的輸出功率為50mW，又如，所述微波的頻率為10GHZ～30GHZ，又如，所述微波的頻率為22GHZ～26GHZ，又如，所述微波的信號的測試范圍為30mV～1000mV。

例如，所述載流子壽命測試設(shè)備至少包括少子壽命測試儀，又如，所述載流子壽命測試設(shè)備為FPT-5μ-PCR，生產(chǎn)商為Semilab。

例如，相鄰兩個檢測位點的距離為0.5mm～3mm，又如，相鄰兩個檢測位點的距離為1mm～2mm，又如，相鄰兩個檢測位點的距離為1mm。例如，檢測位點設(shè)定為5000個～12000個，又如，檢測位點設(shè)定為6000個～10000個，又如，檢測位點設(shè)定為6400個。例如，在測試過程中，每一檢測位點重復(fù)測試的次數(shù)為15次～17次，又如，每一檢測位點重復(fù)測試的次數(shù)為16次，又如，每一檢測位點的測試時間為180μS～220μS，又如，每一檢測位點的測試時間為200μS。

例如，所述載流子壽命測試設(shè)備包括照射源及探測器，當(dāng)所述照射源及所述探測器同軸心設(shè)計時，所述照射源的照射角度為0°～90°。當(dāng)所述照射源及所述探測器為分離式結(jié)構(gòu)時，所述照射源的照射角度為0°～90°，所述照射源及所述探測器夾角0°～180°。又如，所述探測器包括探頭，所述探頭到所述檢測位點的距離為1～10mm。

這樣，能夠獲得真實、可靠且全面的測試數(shù)據(jù)，從而能夠采用所述測試數(shù)據(jù)確定注入和活化效果，以調(diào)整和改進(jìn)生產(chǎn)條件，得到優(yōu)化的高質(zhì)量產(chǎn)品。

需要說明的是，通過所述電磁波的反射率計算所述載流子濃度的原理如下：根據(jù)麥克斯韋方程組，介質(zhì)(絕緣體)的波阻抗Z值等于介質(zhì)中的磁導(dǎo)率與介電常數(shù)的比值再開根號，如果是導(dǎo)體，介電常數(shù)這一項應(yīng)該修正為：εK/ω(介電常數(shù)*電導(dǎo)率/電磁波角頻率)。真空的波阻抗為120pi，理想導(dǎo)體中電導(dǎo)率無窮大，可以認(rèn)為波阻抗為0。如果依據(jù)電磁波振幅的比值，定義反射系數(shù)為R，透射系數(shù)為T，那么電磁波從Z1垂直進(jìn)入Z2時，R＝(Z2-Z1)/(Z1+Z2)，T＝2*Z2/(Z1+Z2)；所以電磁波投射到理想導(dǎo)體時R＝-1，T＝0，此時全部反射。對于現(xiàn)實中的某種金屬，電導(dǎo)率是一個很大的常數(shù)，可以看出修正后的介電常數(shù)為復(fù)數(shù)，R和T不光和金屬有關(guān)，還和電磁波波長有關(guān)。這個復(fù)數(shù)的意義在于反射和透射的波有附加相移。鑒于不同的激光頻率和微波頻率，其穿透深度往往不同，因此在利用反射率計算離子濃度時需要校正檢測的有效深度，該深度為激光(穿透)和微波(反射)的共同穿透深度。假設(shè)多晶硅層的介電常數(shù)為c，根據(jù)麥克斯韋方程組可以得到波矢其中Ω為電磁波圓頻率，μ為介質(zhì)的磁導(dǎo)率。因為c為復(fù)數(shù)，K亦應(yīng)為復(fù)數(shù)，可寫為K＝α+iβ的形式，激光和微波的穿透深度為1/β。以上全部可由麥克斯韋方程組推出，以電磁波反射率描述載流子濃度真實可行。

此外，離子注入后對于半導(dǎo)體而言，即使未激活，引入了大量雜質(zhì)和缺陷，同樣會導(dǎo)致載流子濃度和光生載流子濃度的變化，雜質(zhì)和缺陷導(dǎo)致多晶硅層部分被注入?yún)^(qū)域非晶化，該微小的非晶化區(qū)域引起光生載流子濃度的下降，其載流子濃度接近于非晶硅層。對于重?fù)诫s的情況，其微波反射率會低于非晶硅層，在重離子摻雜的情況下，由于注入后非晶化非常嚴(yán)重，激活后載流子數(shù)量上升極其明顯，需要選用具有工作范圍較大的微波反射率的載流子壽命測試設(shè)備，因此可以使用電磁波反射率量化描述離子注入的摻雜效果和損傷程度。對于輕摻雜的情況，電阻變化極為微小，電阻測量幾不可行，但就微觀而言，載流子數(shù)量改變明顯，在激活后這一現(xiàn)象更為顯著，相對于電阻測量方法，利用載流子濃度的測試設(shè)備對所述離子注入后的溝道區(qū)進(jìn)行檢測，更加準(zhǔn)確。

S122，根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)，計算載流子濃度的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量。

需要說明的是，在所述S121中，獲得全部所述檢測位點的所述電磁波反射率信號，每一所述檢測位點對應(yīng)一所述電磁波反射率信號。經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換，所述電磁波反射率信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，得到每一所述檢測位點的所述電壓信號值。進(jìn)一步地，所述電磁波反射率等效于所述載流子濃度，每一檢測位點的所述電壓信號值對應(yīng)于每一檢測位點的所述載流子濃度值。通過對全部檢測位點的所述載流子濃度值按照預(yù)設(shè)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，即可獲得載流子濃度的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量，所述載流子濃度的均一性數(shù)值即為所述膜層的均一性數(shù)值。

在本實施例中，獲得載流子濃度的均一性數(shù)值的所述數(shù)據(jù)分析的過程如下：

步驟A，對測得的全部電壓信號值進(jìn)行篩選，得到所述電壓信號值的最大值、最小值，利用所述最大值及所述最小值，計算獲得全部電壓信號值的極差。

步驟B，根據(jù)所述極差，利用Excel函數(shù)ROUNDUP(SQRT(COUNT(NumberA：NumberB))，0)，對所述電壓信號值進(jìn)行分組，獲得分組的組數(shù)及分組組距，從而獲得電壓信號區(qū)間。

步驟C，依據(jù)所述電壓信號區(qū)間，去除所述最大值及所述最小值，對剩余的電壓信號值進(jìn)行分組。

步驟D，利用Excel中的Frequency函數(shù)，統(tǒng)計各個分組的取值頻率。

步驟E，利用所述取值頻率，根據(jù)Excel中的正態(tài)分布函數(shù)NORMDIST，繪制電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖，橫軸表示電壓信號區(qū)間，縱軸表示區(qū)間取值頻率。

步驟F，根據(jù)所述正態(tài)分布曲線圖，獲得曲線的半高寬及波峰處對應(yīng)的橫軸坐標(biāo)，利用經(jīng)驗公式1/2半高寬比波峰的橫軸坐標(biāo)，獲得載流子濃度的均一性值M，進(jìn)而獲得離子注入后膜層均一性數(shù)值N。

這樣，通過上述方法計算獲得膜層均一性數(shù)值。利用獲得的膜層均一性數(shù)值N與預(yù)定值進(jìn)行對比，所述均一性數(shù)值在所述預(yù)定值的區(qū)間范圍內(nèi)，所述膜層的均一性數(shù)值合格，離子注入步驟在膜層的均一性數(shù)值這一項檢測標(biāo)準(zhǔn)合格，反之，所述均一性數(shù)值在所述預(yù)定值的區(qū)間范圍外，所述膜層的均一性數(shù)值不合格，離子注入步驟在膜層的均一性數(shù)值這一項檢測標(biāo)準(zhǔn)不合格。

需要說明的是，傳統(tǒng)的獲取離子注入劑量的方式是通過對離子注入設(shè)備進(jìn)行設(shè)定，通過離子注入設(shè)備的設(shè)定值來推測離子注入劑量，無法獲知膜層中實際注入的離子注入劑量，進(jìn)而無法衡量離子注入的注入劑量是否符合設(shè)定。

在本實施例中，定量獲得膜層中實際注入的離子注入劑量的計算方法如下：例如，如圖3所示的函數(shù)關(guān)系的模型示意圖，根據(jù)測得的電壓信號值，進(jìn)行模擬回歸，模擬量化為函數(shù)關(guān)系R＝1/(A+B*X)，其中，所述A＝0.02746，所述B＝6.46×10^-17，R為電壓信號值，X為離子注入劑量。根據(jù)上述函數(shù)關(guān)系，通過計算，獲取離子注入劑量。

其中，A、B值的獲取方法有很多種，例如，在多晶硅薄膜制備完成后，通過電性測試獲得膜層閾值電壓及反射率信號值，利用膜層閾值電壓，根據(jù)現(xiàn)有公式N_i＝ΔV_thC_ox/q，獲得載流子的密度值，進(jìn)而獲得離子注入劑量值X。其中，N_i表示離子注入劑量，V_th表示膜層閾值電壓，ΔV_th表示V_th的偏移量，C_ox表示柵極絕緣層的電容，q表示電子的電量。利用未經(jīng)注入的多晶硅薄膜制作的薄膜晶體管進(jìn)行電性測試可以得到原始膜層閾值電壓V_th0，利用測得的V_th減去原始膜層閾值電壓V_th0，獲得ΔV_th。

反射率信號值即為電壓信號值R。經(jīng)過多次測量，分別獲得多組離子注入劑量值及電壓信號值，例如，經(jīng)過兩次測量，分別獲得離子注入劑量值X1和電壓信號值R1，離子注入劑量值X2電壓信號值R2，分別將離子注入劑量值X1和電壓信號值R1，離子注入劑量值X2電壓信號值R2，帶入函數(shù)關(guān)系R＝1/(A+B*X)，獲得常量A及常量B的值

值得一提的是，根據(jù)所選購的載流子濃度的測試設(shè)備的不同，及所生產(chǎn)的多晶硅薄膜性能的差別，需要根據(jù)實際情況及要求進(jìn)行重新模擬和模型形成，以形成確實符合各工廠實際情況的評價標(biāo)準(zhǔn)。同時，根據(jù)測試儀器的微波穿透能力的不同，其模擬量化關(guān)系的參量將有所改變，缺陷對反射率的影響的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以使對溝道摻雜中離子注入劑量的分析更為準(zhǔn)確，但自然缺陷帶來的提升和降低相比于溝道摻雜中離子注入劑量導(dǎo)致的缺陷要小很多，因此反射率信號的變化可以用以評價摻雜劑量。

在本實施例中，所述多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)了在多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)過程中，完成對多晶硅薄膜離子注入步驟進(jìn)行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率，簡單可行。

需要說明的是，多晶硅薄膜晶體管按照柵極及源極漏極的位置關(guān)系，分為底柵結(jié)構(gòu)和頂柵結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，在另一個實施中，具體涉及一種頂柵結(jié)構(gòu)的多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法在潔凈室環(huán)境中進(jìn)行，所述潔凈室的標(biāo)準(zhǔn)為塵級＞100EA/m³。具體包括如下步驟：

S210：在一基板上沉積緩沖層。

例如，所述基板包括玻璃基板或柔性基板中的任意一種。例如，所述玻璃基板為Asahi公司的AN Wizus型號的玻璃基板，又如，所述玻璃基板為Coming公司的NXT型號的玻璃基板，又如，所述基板的尺寸(500mm～730mm)*(800mm～1000mm)，又如，所述基板的尺寸為730mm*920mm。

為了更好地在所述基板上沉積緩沖層，例如，在所述基板上沉積緩沖層的步驟之前，執(zhí)行對基板的清洗步驟。所述清洗步驟包括任何能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定清洗效果的清洗步驟。

具體地，在基板上利用等離子體化學(xué)氣相沉積法(PECVD)沉積一層一定厚度的緩沖層。沉積材料可以為單層的氧化硅(SiOx)膜層或氮化硅(SiNx)膜層，或者為氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)的疊層。其中，形成SiNx膜層的反應(yīng)氣體可以為SiH₄、NH₃、N₂的混合氣體，或者為SiH₂Cl₂、NH₃、N₂的混合氣體；形成SiOx膜層的反應(yīng)氣體可以為SiH₄、N₂O的混合氣體，或者為SiH₄、硅酸乙酯(TEOS)的混合氣體。

S220：在所述緩沖層上沉積非晶硅層。

例如，采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝在緩沖層上沉積非晶硅層。又如，沉積溫度控制在500℃以下。又如，非晶硅層的厚度為45nm～50nm。又如，非晶硅層的厚度為45nm、49nm或50nm。

S230：對所述非晶硅層進(jìn)行晶化處理，形成多晶硅層。

為了防止氫爆發(fā)生，對所述非晶硅層進(jìn)行去氫處理。例如，采用熱退火步驟，將氫從所述非晶硅層中排出。又如，對所述非晶硅層進(jìn)行去氫處理，使得氫含量將至1.9％以下。

對去氫處理后的多晶硅層進(jìn)行激光退火工藝，形成多晶硅層。例如，利用準(zhǔn)分子激光器對去氫處理后的多晶硅層進(jìn)行激光退火工藝。

S240：對所述多晶硅層進(jìn)行圖案化處理，形成包括源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的有源層。

在多晶硅薄膜表面涂覆光刻膠，采用掩膜板對光刻膠進(jìn)行曝光，使光刻膠形成光刻膠未保留區(qū)域和光刻膠保留區(qū)域，其中，光刻膠保留區(qū)域?qū)?yīng)于源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的圖形所在區(qū)域，光刻膠未保留區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；

進(jìn)行顯影處理，光刻膠未保留區(qū)域的光刻膠被完全去除，光刻膠保留區(qū)域的光刻膠厚度保持不變，通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠未保留區(qū)域的多晶硅薄膜，剝離剩余的光刻膠，形成包括源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的有源層。

S250：對所述有源層進(jìn)行離子注入，形成溝道摻雜，對離子注入后的溝道區(qū)進(jìn)行載流子濃度的測試。

為了調(diào)節(jié)器件的閾值電壓，對所述有源層的溝道區(qū)進(jìn)行離子注入，形成溝道摻雜。例如，當(dāng)需要薄膜晶體管的閾值電壓向正的方向移動時，對有源層進(jìn)行硼元素?fù)诫s；當(dāng)需要薄膜晶體管的閾值電壓向負(fù)的方向移動時，對有源層進(jìn)行磷元素?fù)诫s或砷元素?fù)诫s。又如，所述離子注入的方式至少包括質(zhì)量分析儀的離子注入方式，等離子注入方式或者固態(tài)擴散式注入方式的任意一種。又如，所述離子注入的劑量為3×10¹²Dose/cm²。又如，對所述有源層的溝道區(qū)進(jìn)行離子注入的步驟。

在本實施例中，離子注入后的基板被實時送至位于所述潔凈室的所述少子壽命測試儀進(jìn)行測試，獲得實時定量的電磁波反射率數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得所述載流子濃度的檢測數(shù)據(jù)。

為了獲得真實、可靠且全面的測試數(shù)據(jù)，例如，所述少子壽命測試儀為FPT-5μ-PCR，生產(chǎn)商為Semilab。在利用所述FPT-5 μ-PCR設(shè)備進(jìn)行測試的過程中，又如，所述基板上相鄰兩個檢測位點的距離為1mm。又如，檢測位點設(shè)定為6400個。又如，每一檢測位點的重復(fù)測試的次數(shù)為16次，又如，每一檢測位點的測試時間為200μS。例如，所述電磁波包括微波，又如所述微波的輸出功率為50mW，又如，所述微波的頻率為22GHZ～26GHZ，又如，所述微波的信號的測試范圍為30mV～1000mV。例如，所述FPT-5 μ-PCR設(shè)備包括照射源及探測器，當(dāng)所述照射源及所述探測器同軸心設(shè)計時，所述照射源的照射角度為0°～90°，又如，所述照射源的照射角度為45°～60°，又如，所述照射源的照射角度為90°。又如，所述探測器包括探頭，所述探頭到所述檢測位點的距離為1mm～10mm，又如，所述探頭到所述檢測位點的距離為1mm，又如，所述探頭到所述檢測位點的距離為10mm。這樣，能夠獲得真實、可靠且全面的檢測數(shù)據(jù)。

在本實施例中，根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)，計算載流子濃度的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量。對離子注入后的溝道區(qū)進(jìn)行載流子濃度的測試，計算獲得所述離子注入后溝道區(qū)的載流子濃度的均一性數(shù)值，進(jìn)而得到離子注入后溝道區(qū)的膜層均一性數(shù)值。將所述離子注入后溝道區(qū)的膜層均一性數(shù)值同預(yù)定值進(jìn)行比較，能夠?qū)崟r、定量且及時的獲知離子注入后溝道區(qū)膜層均一性數(shù)值是否合格。

同時，根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)，計算獲得所述離子注入后溝道區(qū)實際注入的離子劑量，實時、定量且及時的獲知離子注入的注入劑量是否符合設(shè)定。

S260：根據(jù)對離子注入后的溝道區(qū)進(jìn)行載流子濃度的測試的結(jié)果，對所述有源層進(jìn)行碳離子注入，對碳離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試。

為了提高有源層的禁帶寬度，對有源層進(jìn)行碳離子注入得到摻雜碳元素的有源層。例如，采用具有質(zhì)量分析儀的離子注入方式在有源層進(jìn)行碳離子注入。又如，采用光刻工藝，利用掩膜板，對溝道區(qū)的有源層進(jìn)行碳離子注入。又如，所采用的注入離子能量為3KeV～15KeV。又如，所采用的注入離子能量為5KeV～10KeV。又如，所注入的離子劑量為1×10¹⁵atoms/cm³～9×10¹⁶atoms/cm³。又如，所注入的離子劑量為5×10¹⁵atoms/cm³～4×10¹⁶atoms/cm³。

為了實時獲得碳離子注入后有源層膜層的均一性數(shù)值及碳離子注入的注入劑量，例如，利用少子壽命測試儀對碳離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試，獲得檢測數(shù)據(jù)，對所述檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得碳離子注入后有源層膜層的均一性數(shù)值及碳離子注入的注入劑量。這樣，能夠?qū)崟r獲得碳離子注入后有源層膜層的均一性數(shù)值及碳離子注入的注入劑量，提高所述多晶硅薄膜晶體管的良品率。

S270：根據(jù)對碳離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試的結(jié)果，在有源層上形成柵極，利用柵極作為掩膜，對所述有源層進(jìn)行離子注入，對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試。

例如，采用化學(xué)沉積的方法，在有源層上形成柵極絕緣層，在柵極絕緣層上沉積柵極金屬層，通過構(gòu)圖工藝，形成柵極，以柵極作為掩膜，對有源層進(jìn)行離子注入。又如，在本實施例中采用具有質(zhì)量分析儀的離子注入方式。又如，根據(jù)設(shè)計需要，注入介質(zhì)為含硼元素和/或含磷元素的氣體，以形成P型或N型薄膜晶體管。例如，采用含硼元素，如以B₂H₆/H₂的混合氣體為注入介質(zhì)，例如，B₂H₆與H₂的比例為5％～25％；注入能量范圍為10KeV～40KeV，更優(yōu)選的能量范圍為20KeV～30KeV；注入劑量范圍為1×10¹⁵atoms/cm³～1×10¹⁶atoms/cm³，又如，采用含磷元素，如以PH₃/H₂的混合氣體作為注入介質(zhì)，如以PH₃/H₂的混合氣體為注入介質(zhì)，又如，PH₃與H₂的比例為6％～28％；注入能量范圍為50KeV～100KeV，又如注入劑量范圍為5×10¹⁶atoms/cm³。

為了實時獲得離子注入后有源層膜層的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量，例如，利用少子壽命測試儀對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試，獲得檢測數(shù)據(jù)，對所述檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得離子注入后有源層膜層的均一性數(shù)值及碳離子注入的注入劑量。這樣，能夠?qū)崟r獲得離子注入后有源層膜層的均一性數(shù)值及離子注入的注入劑量，提高所述多晶硅薄膜晶體管的良品率。

例如，所述對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度測試之后還包括對所述有源層進(jìn)行退火；對所述有源層進(jìn)行退火之后，對所述有源層進(jìn)行清洗；對所述有源層進(jìn)行清洗之后，對所述有源層進(jìn)行載流子濃度測試。

S280：根據(jù)對所述有源層的載流子濃度測試的結(jié)果，在柵極上方形成層間絕緣層，在層間絕緣層上形成源極及漏極。

例如，在所述柵極上沉積鈍化層，并在所述柵極絕緣層及所述鈍化層形成過孔，制作源極及漏極，所述源極通過所述過孔與所述源區(qū)電連接，所述漏極通過所述過孔與所述漏極電連接。

在本實施例中，所述多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)了在多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)過程中，完成對多晶硅薄膜離子注入步驟進(jìn)行實時定量檢測，能夠很好地提高多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率。而且此方法不需要增加多晶硅薄膜晶體管生產(chǎn)工廠的投入成本，簡單可行。

如圖5所示，在另一實施例中，一種多晶硅薄膜晶體管生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法在潔凈室環(huán)境中進(jìn)行，所述潔凈室的標(biāo)準(zhǔn)為塵級＞100EA/m³。具體包括如下步驟：

S310：在一基板上沉積緩沖層。

例如，所述基板包括玻璃基板或柔性基板中的任意一種。例如，所述玻璃基板為Asahi公司的AN Wizus型號的玻璃基板，又如，所述玻璃基板為Coming公司的NXT型號的玻璃基板，又如，所述基板的尺寸(500mm～730mm)*(800mm～1000mm)，又如，所述基板的尺寸為730mm*920mm。

在一干凈的基板上沉積一緩沖層，所述緩沖層為氧化硅(SiOx)層、氮化硅(SiNx)層、或氧化硅層與氮化硅層的堆疊組合。例如，所述基板包括玻璃基板或柔性基板中的任意一種，又如，玻璃基板為Asahi公司的AN Wizus型號的玻璃基板或者Corning公司的NXT型號的玻璃基板中的任意一種。又如，所述基板的尺寸為(500mm～730mm)*(800mm～1000mm)。

S320：在所述緩沖層上沉積非晶硅層，對所述非晶硅層進(jìn)行清洗，對清洗后的所述非晶硅層進(jìn)行載流子濃度的測試。

在所述緩沖層上沉積非晶硅層，清洗后，基板在潔凈室內(nèi)被轉(zhuǎn)移至少子壽命測試儀的測試位點。例如，利用所述S122的測試方法及計算方法對所述非晶硅層進(jìn)行載流子濃度的測試，計算獲得所述非晶硅層載流子濃度的均一性數(shù)值，進(jìn)而得到非晶硅層膜層均一性數(shù)值。如圖6所示，利用電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖，計算獲得所述非晶硅層載流子濃度的均一性數(shù)值M1，進(jìn)而得到非晶硅層膜層均一性數(shù)值N1，通過將N1同預(yù)定值進(jìn)行比較，能夠?qū)崟r、定量且及時的獲知步驟S210是否合格，這樣，能夠提高所述多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率。

S330：對所述非晶硅層進(jìn)行晶化處理，形成多晶硅層，對所述多晶硅層進(jìn)行清洗，對清洗后的所述多晶硅層進(jìn)行載流子濃度的測試。

對所述非晶硅層進(jìn)行晶化處理，形成多晶硅層，清洗后，基板潔凈室內(nèi)被轉(zhuǎn)移至載流子濃度的測試位點。例如，利用所述S122的測試方法及計算方法對所述非晶硅層進(jìn)行載流子濃度的測試，計算獲得所述非晶硅層載流子濃度的均一性數(shù)值，進(jìn)而得到非晶硅層膜層均一性數(shù)值。如圖7所示，利用電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖，計算獲得所述多晶硅層載流子濃度的均一性數(shù)值M2，進(jìn)而得到多晶硅的膜層均一性數(shù)值N2，通過將N2同預(yù)定值進(jìn)行比較，能夠?qū)崟r、定量且及時的獲知步驟S230是否合格，這樣，能夠提高所述多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率。

S340：對所述多晶硅層進(jìn)行離子注入，對離子注入后的所述多晶硅層進(jìn)行清洗，對清洗后的所述多晶硅層進(jìn)行載流子濃度的測試。

例如，利用所述S122步驟中的測試方法及計算方法，對離子注入后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試，計算獲得所述離子注入后有源層的載流子濃度的均一性數(shù)值，進(jìn)而得到離子注入后有源層的膜層均一性數(shù)值。如圖8所示，利用電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖，計算獲得所述有源層層載流子濃度的均一性數(shù)值M3，進(jìn)而得到有源層的膜層均一性數(shù)值N3，通過將N3同預(yù)定值進(jìn)行比較，能夠?qū)崟r、定量且及時的獲知離子注入后有源層膜層均一性數(shù)值是否合格。

同時，利用所述S122步驟中的計算方法，獲得所述離子注入后有源層實際注入的離子劑量，實時、定量且及時的獲知離子注入的注入劑量是否符合設(shè)定。

S350：對測試后的所述多晶硅層進(jìn)行退火，對退火后的多晶硅層進(jìn)行清洗，對清洗后的多晶硅層進(jìn)行載流子濃度的測試。

例如，使用快速熱退火設(shè)備對所述基板及有源層進(jìn)行退火。又如，使用高溫退火爐對所述基板及有源層進(jìn)行退火。又如，使用準(zhǔn)分子激光退火的方式對所述基板及有源層進(jìn)行退火。

例如，利用所述S122步驟中的測試方法及計算方法，對退火清洗后的有源層進(jìn)行載流子濃度的測試，計算獲得所述有源層的載流子濃度的均一性數(shù)值，進(jìn)而得到所述有源層的膜層均一性數(shù)值。如圖9所示，利用電壓信號值的正態(tài)分布曲線圖，計算獲得所述有源層的載流子濃度的均一性數(shù)值M4，進(jìn)而得到有源層的膜層均一性數(shù)值N4，通過將N4同預(yù)定值進(jìn)行比較，能夠?qū)崟r、定量且及時的獲知離子注入后有源層膜層均一性數(shù)值是否合格。

S360：根據(jù)對所述多晶硅層的載流子濃度測試的結(jié)果，對所述多晶硅層進(jìn)行圖案化處理，形成有源層。

例如，所述有源層包括源區(qū)、漏區(qū)和溝道區(qū)的有源層。

S370：在有源層上形成柵極，在柵極上方形成層間絕緣層，在層間絕緣層上形成源極及漏極。

例如，在所述柵極上沉積鈍化層，并在所述柵極絕緣層及所述鈍化層形成過孔，制作源極及漏極，所述源極通過所述過孔與所述源區(qū)電連接，所述漏極通過所述過孔與所述漏極電連接。

需要說明的是，在本實施例中，所述清洗的清洗方法包括任何能夠滿足載流子濃度測試方法要求的清洗方法。

在本實施例中，所述多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，通過對非晶硅層形成步驟、多晶硅層形成步驟及離子注入的形成步驟進(jìn)行實時、定量的檢測，能夠很好地提高多晶硅薄膜晶體管產(chǎn)品的良品率。同時，上述多晶硅薄膜晶體管的生產(chǎn)方法，通過引入清洗步驟，進(jìn)一步提高了對非晶硅層形成步驟、多晶硅層形成步驟及離子注入的步驟進(jìn)行實時、定量的檢測的準(zhǔn)確度。而且此方法不需要增加多晶硅薄膜晶體管生產(chǎn)工廠的投入成本，簡單可行。

以上所述實施例的各技術(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。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，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)。