金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、主動(dòng)陣列基板、及氧化銦鎵鋅晶體技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法、主動(dòng)陣列基板、及氧化銦鎵鋅晶體。結(jié)晶方法包含以下步驟：形成一非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層于一基板上方；形成一氧化物層于非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層上；形成一非晶硅層于氧化物層上；以及以一激光照射非晶硅層，以加熱非晶硅層，受熱的非晶硅層加熱非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層，使非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤Y(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層。

Method for crystallizing metal oxide semiconductor layer, semiconductor structure, active array substrate and indium oxide gallium zinc crystal

The invention provides a crystallization method of a metal oxide semiconductor layer, a semiconductor structure, a manufacturing method of a semiconductor structure, an active array substrate, and an indium zinc oxide crystal. The crystallization method comprises the following steps: forming an amorphous metal oxide semiconductor layer on a substrate; forming an oxide layer on the amorphous metal oxide semiconductor layer; forming an amorphous silicon layer on the oxide layer; and a laser irradiating the amorphous silicon layer on the amorphous silicon layer, heating, heating the amorphous the amorphous silicon layer heated metal oxide semiconductor layer, the amorphous metal oxide semiconductor layer into a crystalline metal oxide semiconductor layer.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、主動(dòng)陣列基板、及氧化銦鎵鋅晶體
本專利技術(shù)關(guān)于金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法、主動(dòng)陣列基板、及氧化銦鎵鋅晶體，特別是關(guān)于利用受熱的非晶硅層作為熱源以結(jié)晶化非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層的方法，及利用此方法所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及主動(dòng)陣列基板。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，由于半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步，薄膜晶體管(Thin-filmtransistor，TFT)的工藝亦趨于簡(jiǎn)單及快速，使得TFT被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)芯片、手機(jī)芯片、TFT液晶顯示器(Liquidcrystaldisplay，LCD)等。其中，一種常用的制作薄膜晶體管的方法為背通道蝕刻(Backchanneletch，BCE)，包含下述步驟，先形成金屬層覆蓋主動(dòng)層，再圖案化金屬層以形成源極及漏極，圖案化步驟可利用濕蝕刻或是干蝕刻進(jìn)行。然而，當(dāng)蝕刻劑移除了主動(dòng)層上方的金屬層后，主動(dòng)層相當(dāng)容易因?yàn)楸┞队谖g刻劑下而受到損傷，而造成薄膜晶體管的良率下降。有鑒于此，需要一種使主動(dòng)層能夠抵抗蝕刻劑侵蝕的制作薄膜晶體管的方法，及利用此方法所形成的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法，包含以下步驟：形成一非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層于一基板上方；形成一第一氧化物層于非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層上；形成一非晶硅層于第一氧化物層上；以及以一激光照射非晶硅層，以加熱非晶硅層，受熱的非晶硅層加熱非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層，使非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤Y(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層。在一實(shí)施方式中，在形成非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層于基板上方之前，進(jìn)一步包含形成一第二氧化物層于基板上，其中第二氧化物層夾置于基板與非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層之間。在一實(shí)施方式中，激光為準(zhǔn)分子激光、藍(lán)光激光或綠光激光。在一實(shí)施方式中，激光的脈沖能量為約70mJ/cm2至約600mJ/cm2。在一實(shí)施方式中，以激光照射非晶硅層包含使受熱的非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢嗑Ч鑼印Ｔ谝粚?shí)施方式中，在以激光照射非晶硅層之前，進(jìn)一步包含以快速加熱工藝處理非晶硅層。本專利技術(shù)提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包含：一基板；一第一柵極，位于基板上；一柵極絕緣層，位于第一柵極上；一結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，位于柵極絕緣層上；以及一第一源極及一第一漏極，位于結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上，其中結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層包含多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒，這些金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒各具有一結(jié)晶軸，這些結(jié)晶軸約相互平行。在一實(shí)施方式中，結(jié)晶軸約垂直于結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層的一表面。在一實(shí)施方式中，各金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒為一層狀結(jié)構(gòu)，層狀結(jié)構(gòu)的層面約平行于結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層的一表面。在一實(shí)施方式中，結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層包含氧化銦鎵鋅、氧化銦錫鋅、氧化鉿銦鋅或氧化銦鋅。在一實(shí)施方式中，各金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒的尺寸介于約1納米至約5.5納米。在一實(shí)施方式中，結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層為全結(jié)晶態(tài)。在一實(shí)施方式中，結(jié)晶軸與表面的一法線之間的夾角為0～7度。在一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含一氧化物層，位于結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層與第一源極及第一漏極之間。在一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含一氧化物層，位于柵極絕緣層及結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上，第一源極及第一漏極貫穿過(guò)氧化物層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層。在一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：一氧化物層，位于柵極絕緣層及結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上；一圖案化多晶硅層，位于氧化物層上；一第一介電質(zhì)層，位于圖案化多晶硅層上；一第二柵極，位于第一介電質(zhì)層上；一第二介電質(zhì)層，位于第二柵極上；一第二源極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層；以及一第二漏極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層，其中第一源極位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)氧化物層、第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，第一漏極貫穿過(guò)氧化物層、第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，第一源極等電位連接第二源極。在一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：一氧化物層，位于柵極絕緣層及結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上；一圖案化多晶硅層，位于氧化物層上；一第二柵極，位于基板與柵極介電層之間，并重迭于圖案化多晶硅層；一第一介電質(zhì)層，位于圖案化多晶硅層上；一第二介電質(zhì)層，位于第一介電質(zhì)層上；一第二源極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層；以及一第二漏極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層，其中第一源極位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)氧化物層、第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，第一漏極貫穿過(guò)氧化物層、第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，第一源極等電位連接第二源極。本專利技術(shù)提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包含：一基板；一結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，位于基板上，包含多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒，這些金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒各具有一結(jié)晶軸，這些結(jié)晶軸約相互平行；一氧化物層，位于結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上；一圖案化多晶硅層，位于氧化物層上；一第一介電質(zhì)層，位于圖案化多晶硅層上；一第一柵極，位于第一介電質(zhì)層上；一第二柵極，位于第一介電質(zhì)層上；一第二介電質(zhì)層，位于第一柵極及第二柵極上；一第一源極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)氧化物層、第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層；一第一漏極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)氧化物層、第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層；一第二源極，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層，第二源極等電位連接第一源極；以及一第二漏極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層。本專利技術(shù)提供一種主動(dòng)陣列基板，其包含：一顯示區(qū)；一外圍區(qū)，圍繞顯示區(qū)；至少一像素結(jié)構(gòu)，位于顯示區(qū)內(nèi)，包含一結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體的晶體管；以及一柵極驅(qū)動(dòng)電路，位于外圍區(qū)內(nèi)，包含一多晶硅的晶體管。在一實(shí)施方式中，結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體的晶體管包含：一基板；一柵極，位于基板上；一柵極絕緣層，位于柵極上；一結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，位于柵極絕緣層上；以及一源極及一漏極，位于結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上，其中結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層包含多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒，這些金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒各具有一結(jié)晶軸，這些結(jié)晶軸約相互平行。在一實(shí)施方式中，多晶硅的晶體管包含：一圖案化多晶硅層；一第一介電質(zhì)層，位于圖案化多晶硅層上；一柵極，位于第一介電質(zhì)層上；一第二介電質(zhì)層，位于柵極上；一源極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層；以及一漏極，位于第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)第一介電質(zhì)層及第二介電質(zhì)層以接觸圖案化多晶硅層。本專利技術(shù)提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，其包含：接收一基材；形成一非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層于基材上；形成一氧化物層于非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層上；形成一非晶硅層于氧化物層上；以一激光照射非晶硅層，以加熱非晶硅層，受熱的非晶硅層加熱非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層，使非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤Y(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，且受熱的非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢嗑Ч璞疚臋n來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法，其特征在于，包含：形成一非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層于一基板上方；形成一第一氧化物層于該非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層上；形成一非晶硅層于該第一氧化物層上；以及以一激光照射該非晶硅層，以加熱該非晶硅層，受熱的該非晶硅層加熱該非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層，使該非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤Y(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層。

【技術(shù)特征摘要】
2016.12.13 TW 1051412591.一種金屬氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)晶方法，其特征在于，包含：形成一非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層于一基板上方；形成一第一氧化物層于該非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層上；形成一非晶硅層于該第一氧化物層上；以及以一激光照射該非晶硅層，以加熱該非晶硅層，受熱的該非晶硅層加熱該非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層，使該非結(jié)晶金屬氧化物半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤Y(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層。2.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含：一基板；一第一柵極，位于該基板上；一柵極絕緣層，位于該第一柵極上；一結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，位于該柵極絕緣層上；以及一第一源極及一第一漏極，位于該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上，其中該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層包含多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒，該些金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒各具有一結(jié)晶軸，該些結(jié)晶軸約相互平行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)晶軸約垂直于該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層的一表面。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒為一層狀結(jié)構(gòu)，該層狀結(jié)構(gòu)的一層面約平行于該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層的一表面。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層包含氧化銦鎵鋅、氧化銦錫鋅、氧化鉿銦鋅或氧化銦鋅。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該金屬氧化物半導(dǎo)體晶粒的尺寸介于約1納米至約5.5納米。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)晶軸與該表面的一法線之間的夾角為0～7度。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包含：一氧化物層，位于該柵極絕緣層及該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上；一圖案化多晶硅層，位于該氧化物層上；一第一介電質(zhì)層，位于該圖案化多晶硅層上；一第二柵極，位于該第一介電質(zhì)層上；一第二介電質(zhì)層，位于該第二柵極上；一第二源極，位于該第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)該第一介電質(zhì)層及該第二介電質(zhì)層以接觸該圖案化多晶硅層；以及一第二漏極，位于該第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)該第一介電質(zhì)層及該第二介電質(zhì)層以接觸該圖案化多晶硅層，其中該第一源極位于該第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)該氧化物層、該第一介電質(zhì)層及該第二介電質(zhì)層以接觸該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，該第一漏極貫穿過(guò)該氧化物層、該第一介電質(zhì)層及該第二介電質(zhì)層以接觸該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層，該第一源極等電位連接該第二源極。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包含：一氧化物層，位于該柵極絕緣層及該結(jié)晶化金屬氧化物半導(dǎo)體層上；一圖案化多晶硅層，位于該氧化物層上；一第二柵極，位于該基板及該柵極介電層之間，并重迭于該圖案化多晶硅層；一第一介電質(zhì)層，位于該圖案化多晶硅層上；一第二介電質(zhì)層，位于該第一介電質(zhì)層上；一第二源極，位于該第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)該第一介電質(zhì)層及該第二介電質(zhì)層以接觸該圖案化多晶硅層；以及一第二漏極，位于該第二介電質(zhì)層上，貫穿過(guò)該第一介電質(zhì)層及該第二介電質(zhì)層以接觸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉家宏，黃景亮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：友達(dá)光電股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：中國(guó)臺(tái)灣,71