TWI338372B - Semiconductor device with thin-film transistors and method of fabricating the same - Google Patents

Semiconductor device with thin-film transistors and method of fabricating the same Download PDF

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TWI338372B
TWI338372B TW095124464A TW95124464A TWI338372B TW I338372 B TWI338372 B TW I338372B TW 095124464 A TW095124464 A TW 095124464A TW 95124464 A TW95124464 A TW 95124464A TW I338372 B TWI338372 B TW I338372B
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Shiota Kunihiro
Okumura Hiroshi
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Description

1338372 « 九、發明說明： * 【發明所屬之技術領域】 . 本發明係有關於一種具有薄膜電晶體（TFTs )之半導 w肢衣置及其製造方法。本發明之半導體裝置可運用於液晶 』不裝置（LCD )中，作為像素之開關元件或驅動元件等。 此TFTs之主動層較佳為採用複晶矽薄膜所形成。 【先前技術】 「 一般[CD裳置包括配置成陣列TFTs之基底（以下稱 「TFT基底」）’相對此TFT基底並具有一預設空隙之另 基底（以下稱「相對基底」），以及介於此TFT基底與 此相對基底之-液晶層。在m基底之製程中，為確保製 ^良率與TFT特性之穩定，正確地對準每—製程間之圖案 為相當重要之課題。 在省知技術中’大多採用下列方法製造TFT基底： 盲先，在玻璃基板上形成由二氧化矽（si〇。、氡化 石夕（SiN)或氮氧化石夕（Si〇N)所組成之絕緣底片層，接 著’利用化學器相沈積（CVD) &類似之方法於絕緣底片 層上形成非晶矽層。以下以” a-Si”纟示，，非晶矽”。 然後’於非晶梦層上形成第-光阻層，導入選擇性曝光盘 顯影製程，藉此形成具圖案之第一光罩。利用此第一光軍 選擇性Ί虫刻a - S i屛以裕士 # _ _ 第-對準記號。^第—對準記號。然後’移除此 接著’利用固態生成方式或準分子雷射等方法
2127-8170-PF 5 1338372 層結晶而形成複晶矽層（以下簡稱複晶矽層）’。然後，在 此複晶矽層上形成第二光阻層並施以選擇性曝光與顯影 製程，藉此形成具圖案之第二光罩，用於形成半導體島與 第二對準記號。在第二光阻之選擇性曝光製程中，係採用 ' 上述第一對準記號進行對準作業。 接著’利用第三記號選擇性地触刻複晶石夕層。複晶石夕 層得已被圖案化並形成半導體島（亦即複晶石夕島）。同時 在相同的複晶石夕層上會形成第二對準記號。然後移除第二 鲁 記號。 接著，形成第三光阻層並進行選擇式曝光與顯影，藉 此形成具圖案之第三光罩作為摻入雜質用。然後，利用第 三光罩選擇性地將雜質或摻雜離子植人島形複晶碎層（亦 即複晶矽島）之源汲極形成區域（亦即後續將形成於汲極 區域1下稱S/D形成區）。所卩’在對應複晶石夕島中形 成此對源汲極區（以下稱S/D區）。當移除第三光罩後， 利用準分子雷㈣火製程或熱回火製料❹驟活化植 入之雜質離子至複晶矽島中。 然後，依序完成形成閘極絕緣層、問極電極/線路、 層間絕緣層、接觸洞以及源極極線路，完成m基底。 如上所述，利用傳統習知製造m基底之方法，僅為 對準記號’就必須五組形成所需之步驟，曝光與 —光阻層、敍刻…，並移除第-光阻層。因 二=返增加的必須步驟以及製造成本為待解決之重要課 碭。故為降低製程步驟數目以發展出幾種解決方法，如在 2127-8l7〇-pp 6 1338372 曰本未審查專利公開第2003-332349號（2003’年11月21 號發行）所揭示之方法。此方法詳述如下。 在破璃基板之絕緣底片層上形成a-Si層之步驟中， 玻璃基板之周圍會形成無a-Si層之區域（亦即無s-Si層 存在之區域同時在玻璃基板之無a-Si層所形成之島 内部形成a —Si層區域（亦即a-Si形成區）。此無a-Si 層係利用在形成a_S丨層步驟中取消或覆蓋玻璃基板週邊 的方法來形成。接著，在a_Si層區域與無a_Si層區域上 形成光阻層，並施以選擇性曝光與顯影以形成光罩，此光 罩具作為雜質摻雜之圖案與作為形成對準記號之圖案。作 為杉雜植入之圖案係配置於a_s丨層形成區域，而作為對 準記號形成之圖案則配置於無a_Si層區域。 接著，利用上述光罩選擇性地將預設雜質植入a_si 曰 並利用相同的光罩選擇性地蝕刻絕緣底片。結果在 3 Sl層之a —Sl層形成區域中形成S/D形成區域，同時在 無a-Si層區域中以絕緣底片層形成對準記號。在完成蝕 刻步驟後，移除記號。 利用曰本專利公開“。"323，號所揭示之方法， 了 4略上述習知製】生》p J7 T+ ' 土 &時形成第一對準記號之五組 製权步驟。所以製程之成本可得以抑制。 再者’為縮短製程户和 α ^ 入雜質至… 目前亦已發展出省略用以植 夤至a-Si層之活化贺 咖年7月曰之…：。此方法已接示於公開於 之日本專利第321 1 340號中。 接著’於絕緣板上，少接 &積a-Si層，並選擇性地將預設 2127-8170 - 7 1338372 雜質或離子植入a'Si層之S/D形成區，以於k-Si層中形 成雜質摻入區。然後以準離子雷射光束直接照射雜質摻入 區，使a-Si層轉換成複晶矽層（亦即a_Si層之結晶化）， 並同時活化存在雜質摻入區之雜質。此方法稱為準離子雷 射回火方法。利用此方法可同時完成a_Sl層之結晶與摻 入離子之活化步驟，因而縮短製造流程。當然可以抑制成 本的增加。 如同公開第2003-332349號所示之方法，清楚地顯示 可縮短製程流程（亦即降低所需製程步驟之數目），可有 效率地利用# -組曝光與顯㈣程形成#質植入也對準 記號之圓案，或可同時形成“i層之結晶並使植入之雜 質活化至a—Sl層中。然而’若採用公開帛2__332349 號所示之方法，利用單一組曝光與顯影製程形成雜質植入 與對準記號之圖案’此對準記號僅能配置於玻璃基板之週 邊。故會影響在玻璃基板中央區域之對準記號正確性。 此外’為在玻璃基板週邊上形成對準記號，故會縮小 形成TFT之區域。此缺點將會增加製造成本。日 再者，若與日本專利第321 1 340 f卢所捃-々+ 现所揭不之方法相 同，選擇性地將預設雜質植入a〜Si 1層之S/D形成區域， 可利用準分子雷射方法同時形成 风a Sl層之結晶並使植入 之雜質活化，在使用準分子雷射期 耵’月間，重金屬雜質（預設 雜質不可避免地植入a-Si層之表面） * ^ J向a-Si層内部擴 政。右此’在a-Si層中此擴散之舌
成之重金屬雜質會影塑TFT 之特性與可靠度。 2127-8170-pf 8 13,38372 【發明内容】 .’ 本發明係之形成係欲解決前述缺點。 本發明 > a AA 7^. 1« 目的係k供有關於一種具有薄膜電晶體 (TFTs )之半導體裝置及其製造方法，可降低製程步驟數 '並改善操作特性與可靠度。 本發明之另—目的係提供一種TFT裝置與製造方法， 確保較習知技術有較佳之對準正確性。 本發明之另一目的係提供一種TFT裝置與製造方法， 鲁較習知技術可降低生產成本。 根據本發明之第一特徵，提供一具有薄膜電晶體（Mi) 之半導體裝置，包括： 一基底； 島型半導體層’直接形成於該基底或形成於具—中 介底片（intervening backing film)上，此半導體層係 作為一 TFT之一主動層； 一對該TFT之源/汲極區，形成於該半導體層中；以 •及 —該TFT之通道區，形成於該半導體層之該對源以及 極區間； 其中，該對源/汲極區之厚度小於該半導體之一其餘 部分； 且其中該對源/汲極區與之該半導體之該其餘部分之 厚度差預設為10埃至1〇〇埃。 在此，介於該對源/汲極區與之該半導體之該其餘部 2127-8170-PF 9 1338372 分之厚度差預設為】〇埃至】〇〇埃之原因，係因為： 最小值1 0埃係依曝光設備之對準記號之最小可讀取 深度（最小厚度差）而決定。 最大值1 0 0埃則依下列原因而被決定。當利用準分子 雷射回火施於非晶石夕層結晶而形成半導體層8夺，在對準記 號形狀維持在曝光裝置可讀取的條件下，此對準記號之最 大可能深度（亦即最大厚度差值）為100埃。 根據本發明第-目的之半導體裝置，源汲極對區域之 厚度小於半導體層剩餘之厚度，其值為1G埃1⑽埃。 此即源及極對區域之表面係被選擇性地移除或消除。所 以’當隨後欲植入預定雜質至半導體層作為源没極區域時 (亦即源汲極形成區），隨預定雜質植入半導體層之重金 屬雜貝可利用源沒極對區之表面的選擇性移除而被移除。 因此，當準分子雷射同時實行非晶石夕層結晶與被植入 雜質之活化時’隨預定雜質植入非晶石夕層之重金屬雜質將 不曰朝非晶矽層之内部（亦即源汲極區域）擴散。， m之操作特性與可靠度（㈣具此m之半導體^ 可獲得改善。 此外。。利用形成作為雜質植人與形成對準記號之圖 ’、經由早-組曝光與顯影製程步驟，同時形成半導體層 之結晶與植入雜質之活化’達成降低必要製程步驟之： 的。結果’可進-步節省製程成本。 的进例中佳的實例中’此半導體層為複晶石夕材質。在更佳 貝1，此複^層係利用非⑼層之結晶化而得。 2127-8170-pp 10 1338372
Si 根據本發明第一目的之半導體裝置，其中還包括外加 之對準記號’配置於該半導體層之外部與鄰近。此對準記 波由與該半導體層之一相同材質所構成。在此實施例中， 與上述日本未審查專利公開第2003-332349號之對準記號 係配置於基底之週邊的差異在於，此時對準記號係配置於 半導體層之外部與鄰近區域。因此，對準記號可作為上部 (車又阿層）圖案對應半導體層之對準與定位之用。故可獲 得較高對準準確度之額外優點。
根據本發明第一特徵之半導體裝置之較佳實施例 中對準5己號之厚度與半導體層殘餘部分相同。在此實施 例中，可獲得較高對準準確度之額外優點。 很像本發明第一特 ，'股机且·<*平乂 I死例 ’還包括直接形成或利用中介底片於該基底上形成一外 加島型半導體層，此外加島型半導體層係作為一外加Μ 之一主動層。該外加TFT 一 ^ 對外加源/汲極區係形成於 〇外加半導體層。該外加TFT之一外λ、s β .,^ ^ 之外加通道區係形成於該 卜加+導體層之該對源/汲極 之P ^ β从 。亥對外加源/汲極區 之4度與戎外加半導體層之一 中，π锚π /、餘邛刀相同。在此實施例 了獲付互補性TFT結構之額外優點。 根據本發明第二特徵 之半導體裝置之製造方法 直接在一基底或利用 非晶石夕半導體層； 提供一種具有薄膜電晶體（TFT) 包括下列步驟： 中介底片在一基底上形成一 該第一光罩具有製 在該非晶矽層上形成一第一光罩 2127-8170-pf 11 丄 作複數源/汲極區之一 號之1二圆案；-圖案’與製作複數第-對準記 導體：該C性地將-雜質植入該非… 藉由該第-H荦:目案形成複數第-雜質摻雜區’且 圖案形成複數第二雜質摻雜區；
利用該第一弁置谐担tlL 之複蠢矣 先罩、擇性地蝕刻該等第一雜質摻雜區 之複數表面與該等第二雜質摻雜區之複數表面；
面敍：第3:::經表面钱刻第一雜質摻雜區與該等經表 非晶矽曰'摻雜區之該非晶矽層施以雷射光束，使該 第 曰”。曰曰以形成一複晶矽層，並活化該雜質進入該等 第雜質摻雜區與該等第二雜質捧雜區； ;成第-光罩於該複晶矽層上’該第二光罩具有作 升V成一半導體島之一第三圖案丨以及 :用該第二光罩選擇性地蝕刻該複晶矽層，藉 二圖案形成一半導體島； ’、中在施以雷射光束至非晶矽層之步驟中，利用該 ^ 雜質摻雜區形成一對源/汲極區，並用該等第二雜 質摻雜區形成該等第一對準記號； 以及在選擇性地钮刻複晶石夕層步驟中，該對源/沒極 區係包含於該半導體島中，且該等第一對準記號係不包含 於該半導體島中。 处利用本發明之第二特徵之製造半導體裝置之方法，僅 ί以連續之第一光罩之第一光阻層之曝光與顯影、非晶矽 曰之雜質植入與非晶石夕層之選擇性姓刻之操作，形成表面 12 212*7-8170 一 pf
J 1338372 J之第一雜質植入區與表面钮刻之第二雜質植入區。以 :射光束師於此非晶矽層後，使表面蝕刻之第一雜質植入 區域轉化為TFT之源汲極對區域，且同時使表面蝕刻之第 一雜質植入區域轉化為第一對準記號。 再者，利用雷射光束施於含表面蝕刻第一與第二雜質 區域之非aa石夕層，在非晶石夕層結晶形成複晶石夕層的同 時，植入第一與第二雜質植入區域之雜質會被活化。因 此，不需額外之製程來活化此雜質。
因此，此半導體製造之必須步驟數（亦即對應本發明 第-特徵之半導體裝置）得以減少。此即可降低製造成本。 此外，因利用第一光罩選擇性地蝕刻非晶矽層之第一 與第一雜質植入區域之表面，以確保隨預定雜質植入非晶 矽層之重金屬雜質得以移除。因&，相較於習知技術中未 移除重金屬雜質之方法，由源沒極對區域所形成m (亦 ㈣導《置）之初始特性浮動情形可得以改善，並提昇
根據本發明第二特徵之半導體t i t造方法之 較 • - 今、— 子乂 佳實施例中，在該利用該第-# "弟一九罩璉擇性蝕刻該複晶矽層 之步驟中’係利用該等第一 寻弟對旱3己唬進行對準操作。在此 實施例中可獲得額外之優點Α < 1愛點為可以更南之對準準確度形 成半導體島。 特徵之半導體裝置製造方法之另 根據本發明第 較 該 佳實施例中，其中除形成該半導體島之該第三圖案外， 第二記號具有形成複數第二對準記號之―“圖案；其
2127-8170-PF 13 ^38372 中’在該利用該第二記號選擇性地蝕刻該複晶石夕層以形成 該半導體島之步驟中，利用該第四圖案於該半導體島鄰近 形成複數第二對準記號。在此實施例中，與如在日本未審 查專利公開第2003-332349號（2003年11月21號發行） 所揭示之對準記號配置在週邊之結構不同在於，第一對準 記號形成於複晶矽層中接近源汲極對區域，第二對準記號 則形成於半導體島之外部與接近區域。因此第二對準記號 可作為對應半導體島之對準或定位之上部（亦即較高層） 圖案。因此，此舉額外之優點為上部圖案可得較高對準準 確度。 根據本發明第二特徵之另一實施例方法，其中還包括 一植入一雜質進該非晶矽半導體層之該表面以調整閥值 (threshold adjustment)之步驟；其中，上述該額外步 驟係在該使以雷射光束至該非晶矽半導體層步驟之前加 以實施。此較佳的條件為在移除第—光罩後再執行此 外步驟。然而必須採用合適的光罩將閥值調整之雜 雜質可被調整或控制。 根據本發明第二特徵之另—實施例方法，其中還 植入-雜質進該非晶矽層之該表面以形成⑽結構之 法；其中，上述該額外步驟係在該使以雷射光束至曰 石夕層步驟之前加以實施。此實施例之額外優點為可形成： LDD 之 TFT。 u &具 根據本發明之第 (TFT)之半導體裴置之 三特徵提供一種具有薄膜電 製造方法，該半導體裝置具有 晶體 一第
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V 導電性之一 TFT以及一第二導 步驟：
111 ^ ^ 卜夕 IJ 直接在一基底或利用一中介底片在一基底上形成一 非晶石夕層； 在該非晶矽層上形成一第一光罩’該第一光罩具有製 :複數源/汲極區之—第一圖案，其中該等源/汲極區屬具 第導電性之一第~ TFT，與製作複數第一對準記號之 一第二圖案； ， μ利用該第一光罩選擇性地將具該第一導電性之—雜 貝植入该非晶矽層巾，藉由該第一圖案形成複數第一雜質 品i藉由該第二圖案形成複數第二雜質換雜區； —利用違第—光罩選擇性地触刻該等第-雜質掺雜區 之複數表面與該等第二雜質換雜區之複數表面； 在该非晶石夕層上形成一一 作複數源"及極區之 一〜第二光罩具有製 -第二導電性之-第 4等源/汲極區屬具 τγ 电 I王 < —第二 Τρτ，； μ利用該第二光罩選擇性地將具該第 質植入該非晶矽層中，藉由 、— -雜 摻雜區； ’、形成複數第三雜質 對含有該等細矣；& & 敍刻第二雜質二敍刻第一雜質摻雜區、該等經表面 乐雜吳摻雜區與該等第三摻 施以雷射光束，俅 。°或之5亥非晶石夕層 活化該等雜質進入該等二：：晶以形成-複晶石夕層’並 雜區與該等第三雜質摻雜區::、摻雜區、該等第二雜質摻 2127-8170-pp 15 先罩於該複晶矽層 嘴—弟 β成複數半導體島之一第四圖案；以及 利用該第=止β Be 先罩選擇性地蝕刻該複晶矽層，藉由該篦 四圖案形成該第—τ 一 TFT之一第—半導體島，以及形成該第 之第二半導體島； 甘 中 ’、 在施以雷射光束至非晶矽層之步驟中，利用嗲 等第-雜質摻雜區形成該第—m之一對源/汲極區，： 用該等第-细 … 弟一雜為摻雜區形成該等第一對準記號，且利用該 複晶石夕層；^ @ _ μ專第三雜質摻雜區形成該第二TFT之—對源 /汲極區； ” 以及在選擇性地蝕刻複晶矽層步驟中，該第一 TFT之 、'、汲極區係包含於該第一半導體島中，該第二Τ”之 對源/;及極區係包含於該第二半導體島中，且該等第一對 準《己號係不包含於該第一與該第二半導體島中。 利用本發明第三目的以製造半導體裝置時，依序導入 下列操作以形成表面姓刻第—與第二雜質植人區域，依序 為第-導電型之第一 TFT所使用之第一光罩之光阻層之曝 光與顯影’導入第一導電型雜質進入非晶矽層，以及選擇 蝕J非S曰矽層。第二雜質植入區域係由下列步驟形 成’依序為第二導電型之第二TFT所使用之第二光罩之光 阻層之曝光與顯影，導入第二導電型雜質進入非晶矽層。 此外’對此非晶矽層施以雷射光束’使表面蝕刻第一雜質 植入區域轉化為第—TFT之源波極對區，使表面蝕刻第二 雜質植入區域轉化為第一對準記號，以即使第三雜質植入 2127-8170-PF 16 區域化為第二听之源汲極對區。 .. 再者，對具表面姓刻第一盥_ 雜質植入區域s 第一雜貝植入區域與第三 晶形成複晶二非ΓΗ施以雷射光束，此非晶㈣結 之第-導電型雜曾盘I使植入第—與第二雜質植入區域 型雜質第三雜f植人區域之第二導電 因此為活化雜質不需增加額外的步驟。 相較於本發=導=所需之製程步驟得以減少(亦即 製程成本。 巾之+導體裝置）。此意謂可降低 此外，因採用第_ # f 弟7b罩對第H雜質植人區域之 仃選擇性蝕刻，可確保已植入非晶矽層表面之重金 被移m，相較習知技術中未移 屬雜質之方法，利用對應源汲極對區所形成之TFT 初始特性變動可得卩&善，並增加可靠度。
所以因基於第二目的之所述方法之相同原因，在此 可獲得與第二目的相同之優點。 根據第三目的之方法’第-對準記號-般可運用於第 -與第二TFF 因此’第二記號不需具有對應第一對準 :己5虎之對準記號圖案。然而，不用說，第二記號具有對應 第一對準記號之對準記號圖案。此可運用到第二對準記 號。 。 根據第二目的之方法的一較佳實施例中，該利用該第 二光罩選擇性敍刻該複晶矽半導體層之步驟令，係利用該 等第一對準記號進行對準操作。在此實施例中，相較以往 2127-8170-PF 17 1338372 技術之額外的優點為可 M k而對準準確度形成第一與第 二半導體島。 根據第三目的之方味 古的另一較佳實施例中，其中除形 成該等半導體島之該第 119圖案外，該第三記號具有形成複 數第二對準記號之一第 五圖案，其中，在該利用該第三記 號選擇性地蝕刻該福日 阳發半導體層以形成該第一與該第 二半導體島之步驟中，利 J用S亥第五圖案於該第一與該第二 半導體島鄰近形成複數第_ 第一對準記號。在此實施例中，與 如在曰本未審查專利公簡货 開第2003-332349號所揭示之對準 記號配置在週邊之結構不 不同在於，第一對準記號形成於複 晶矽層中接近第一與第_ 矛一ITT之源汲極對區域，第二對準 α己號則形成於半導體島之外部與接近區域。因此第二對準 記號可作為對應第二半導體島之對準或定位之上 部（亦即較高層）圖案。田 因此’此舉額外之優點為上部圖 案可得較高對準準確度。 根據第三目的之方法的萁 *的另一較佳實施例t，還包括一 植入-雜質進該非晶石夕半導體層之該表面以調整閥值 eshold ad川stment)之步驟；其中，上述㈣外步 驟係在該使以雷射光束至該非 — 外日日吵牛導體層步驟之前加以 貫施。此額外步驟利用合適光 … 庀皁將凋正閥值之雜質僅植入 硬…之通道區4 ’或植入整個複晶石夕表面。在此實施 财之額外優點為可調整或控制第-與第二TFT之間值。 【實施方式】
2127-8170-PF 18 133,8372 度差ATaCTc - Ta)以及複晶石夕島45之厚度Tc與S/D 區20b之厚度Tb之厚度差^Tb (Tc — Tb)分別設定在 ίο埃至1〇〇埃之間。即為： 10 埃 S Δ Tag 100 埃 1〇 埃 S^TbSlOO 埃，且 △ Ta= △几。 以下為Δ Ta與Δ Tb設定在1 〇埃至1 〇 〇埃之間之原 因： △Ta與之最小值設定在1〇埃之原因為曝光設備 所提供之對準記號（與複晶矽島45相同之複晶矽層）之 最小可讀取深度（亦即最小可讀取差值）為丨〇埃。 △ Ta與△ Tb之最大值設定在} 〇〇埃之原因為：複晶 石夕島45係採用準分子雷射回火方法使…層結晶並圖案 化而形成肖準s己號則以與複晶石夕$ 4 5才目@《複晶石夕層 而形成此時，在對準記號在曝光設備可讀取的條件下， 對準6己號之最大可能深声fm丄 取八J此冰度（亦即取大可能厚度差）為}00 埃。 右#合對應△了a盥Λ Th 乞 ” Δ i b之條件，第二對準記號47a 與47b之厚度不等於t 又个寻於稷日日矽島45之厚度Tc。差值ATa 與△ Tb亦可互不相等（亦即△ Ta古△ Tb)。 —夕島45與對準記號47a與仍覆蓋閉極絕緣 層5〇,此層5〇形成於底片層12上。問極絕緣層5〇覆蓋 基底1 0之整個表面。在卩 層0上形成閘極/線55。 閘極/線55與島45之全 邓通道區域2〇c覆蓋，覆蓋部分
2127-8170-PF 20 作為丁FT之閘極，其餘部 # I ^ ^ ^ 刀作為閘極線路。閘極/線55上 覆盍形成於閘極絕緣層5〇 ^ β fin * ^ „ 上之厚層間絕緣層60。層間絕 緣層60覆盍整個基底1〇 坦化製程。 之表面。對層60之表面施以平 TFT 由 S/D 區域 2i)a efe om ' /、20b '絕緣層50與閘極/線55 所構成。 在層間絕緣層6 〇上报士、.EΛ / 也成源〉及極線（S/D線）70a與 7〇b。S/D線7〇a以導電插塞填人深人閉極絕緣層5〇盘層 間絕緣層、6。之接觸洞65a請㊣2〇a以機械性與電性 方式連結。同樣地，S/D線7〇b以導電插塞填入深入閘極 絕緣層50與層間絕緣層6〇之接觸洞脱與s/d區_以 機械性與電性方式連結。 如上所述，利用顯示於第IA與1B圖中第一實施例之 半導體裝置1，S/D對區域2〇a與20b之厚度Ta與Tb被 设定小於複晶矽島45之剩餘部分（亦即通道區域2〇c)之 厚度Tc，數值範圍係選自} 〇至} 〇〇埃。此意即僅複晶矽 島45中S/D對區域20a與20b之表面可被選擇性地移除。 因此’當預設雜質或粒子被導入後續複晶矽島45上 將形成為S/D區域20a與20b (意即S/D形成區域），已 將預設雜質植入島45之重金屬雜質可利用選擇性地移除 S/D區域2〇a與20b之表面方式移除。 據此’當施用準分子雷射同時形成a~Si層結晶與植 入雜質之活化時’存在a — S i層中之不預期重金屬雜質將 不會擴散至S/D區域20a與20b之内部。相較於習知技術 2127-8l7〇-pp 21 1338372 中未移除重金屬之方法，具S/D區域20a與20b之TFT(意 即半導體裝置1 )之初始特徵變異可得以改善，並增加可 靠度。所以，可以進一步改進TFT (意即装置i )之操作 特性與可靠度。 再者’與日本未審查專利公開第2〇〇3_332349號中將 對準圮號配置於基底1〇周邊之方式不同在於，第二對準 記號對47a與47b係配置於複晶矽島45之外，並分別對 應配置於接近島45中S/D區20a與20b。（換言之，在基 底10上之每一 TFT皆提供有第二對準記號對47a與47b) 因此，在日本未審查專利公開第2〇〇3_332349號中配置於 「a-Si層形成區」之第二對準記號對47a與47b，可用於 對準或定位上部或更高層圖案。後續如閘極電極/線Η之 上部圖案將可得到較以往高之對準正確性。 再者，利用單一組曝光與顯影製程形成雜質植入與對 準記號之圖案，並同時可導A a_Sl層之結晶化與植入 a-Si層之雜質活化，可減少曝光/顯影之製程步驟。結果， 裝置1之必要步驟可得以降低。此意謂裝！ ！之製造成本 可進一步減少。 *在上述半導體裝置！中，雖然形成開極電極/線^之 後續步驟中將犧牲較高之對準正4性，但仍可省略第二對 準記號對47a與47b。 一 [製造半導體裝置之方法] 第2A至2M圖係顯示本發明第一营 + »月弟貫她例中半導體製造
2127-8170-PF 22 叫 8372 方法之部分剖面圖。 .· 百先如第2A圖所示，在玻璃基板（亦即基底 形成預設尺寸之絕緣底片12。絕緣底片Μ用以防止基板 10中之雜質污染覆蓋在玻璃基板10上之材料層。底片層 ^由二氧切、氮化m切或二氧化㊉層與氮切 31形成。底片層12之厚度為選擇性，範圍在1000 至5000埃之間。此處底片層12係由厚度5_埃之 化矽層所構成。 κ 接者’如第2B圖所示，於底片層〗2上以低壓化學氣 相沈積（LPCVD )或電渡加強aD ( PEGVD )之方式形成a —§【 層】4。因a-Sl層]4在結晶後作為m主動層之用層 1曰4之厚度在較佳情況下為小至可抑制漏電流。然而，為考 1後續結晶a~Si層1 4之製程寬裕度，層1 4之厚度之較 佳值應落於300至3000埃之範圍。在此層14之厚^設= 為600埃。 接著，如第2C圖所示，具預設厚度之光阻層覆蓋形 成於a-Si層14上。然後，利用曝光與顯影圖案化光阻層， 藉此形成第一對準記號對18a與18b以及S/D區域對2曰仏 與2〇b之光罩16 ^光罩16具有對應第一對準記號對18& 與]8b之開口】6a與16b以及對應S/D區域對2〇a與2此 之0 接著’如第2D圖所示，利用光罩1 6離子植入之方式 選擇性地導入預設為P型如硼之雜質或粒子。在離子植入 製程中，劑量設定為ixl〇15C«T2。結果，預設p型摻雜離 2127-8170-pp 23 1338372 子會經由光罩16之開口 .. 入a-以層U。所以… …、咖選擇性地植 與_，，同時亦形成 對p型雜質換雜區域心， 18b， m 、^ 對P型雜質摻雜區域18a，與 18b。因-對P型雜質摻雜區域20a，與20 p型雜質摻雜尸坫ι〇， D以及一對 Μ雜S域18a與i8b，㈣形成， 未審查專利公開裳oo h本 僅形成在A广 '332349號之不同處在於對準記號 == 之週邊區域。所以，在第-實施例之方法 k驟令形成雜質摻雜區域18a，與】8b 續將成為第-對準記號⑽與18b)，故 製程中提高對準正確度。 故了在曝先與顯影 在第2D圖所示步驟中p型雜質離 幾乎為a-Si層14之她戶片祕括 冰度叹疋 離子之活… 植入離子將因後續此雜質 /化1耘而擴散至a_Si層14之總厚度。 雜質摻雜區域18a，與18b，利用第⑼圖所示之 植入步驟分別形成於靠近雜質摻雜區域2〇a，肖2〇b，附 近’並不影響TFT特性。此因後續製程將移 域 18a’ 與 18b，。 接著，如第2E圖所示，利用相同之光罩16選擇 蝕刻p，型雜質摻雜區域18a’肖18b，與p型雜質摻雜區 域20a與20b’之表面。在餘刻完成後移除光罩心2 此，表面被蝕刻之雜質摻雜區域18a，與丨此， 18a， ’ 盥 18b， ， η 样 α * 你‘為 ，” 18b 。同樣地，表面被触刻之雜質摻雜區 20a 與 20b’ 標記為 20a，，與 20b，，。 — 第2E圖所示之钱刻製程+ | 14之链刻深度為 2127-8170-PF 24 1338372 飞 選擇性設定，範圍在10至1〇〇埃之間，此原因如下述： 此處蝕刻深度設定為50埃。 ^ (1)第一對準記號18a與18b可被曝光裝置讀取之之 珉小冰度（亦即厚度差值△ Ta與△ Tb之最小值）為〗〇埃。 (11)當後續製程中以準分子雷射（ELA)方法使a_si 層w結晶日夺，維持曝光裝置可讀取出第一對準記们8&與 18b形狀之最大可能深度（亦即厚度差值△ 與△几之最 大值）為1 0 0埃。
、如上所述，因可簡化操作，如光罩丨6之曝光與顯影 以及an 14可—次完&’而形成表面被触刻之 雜質換雜區域l8a，’、18b’ ’、施，，、⑽，，。 如第2E圖所示，蝕刻隨後將形成S/D區域2〇a與2〇b 之雜質播雜區域20a’ ’與2〇b，，之表面。所以，隨預 雜質（亦即删）離子導入a Si層14之非預期重金屬雜 被移除。根據發明人之測試，與習知技術未移除重金 ”貝之方法相較’具S/D區域2〇a與之TFT (亦即 :導體裝置1)之初始特性可改善1〇%或更多。特別是相 乂之下可增加兩倍或更多之可靠度。 接者，如第2F圖所示，利用ELA方法將準分子雷射 質I!!射至8 —Sl層14之整體表面（包括表面被轴刻之雜 為摻雜區心，、18b’，、20a，，省， 此使 a - S i 層 1 4 έ士 a m 所 、，，〇日日。所以可形成複晶矽層35。此時，雜 二區'或2°a，、20b，，十摻雜雜質（亦即硼）被 '，因此不需額外之活化製程。再者，因層Η結
2127~8l7〇-pF 25 1338372 晶’P型雜質摻雜區l8a’ ，與18b’ ，分別轉換成第一對 準記號18a’與18b’ ，且P型雜質摻雜區20a，，與 20b ’分別轉換成第一對準記號2〇a，與20b，。 接著’如第2G圖所示，在複晶矽35上以覆蓋製程形 成光阻層，然後曝光顯影，藉此形成用於複晶矽島45與 第二對準記號47a與47b之光罩。光罩39包括形成複晶 矽島45之部分與形成第二對準記號47a與47b之部分42a 與42b，並移除光罩39之剩餘部分。利用前述已形成之第 一對準記號1 8a與1 8b完成光罩3 9。因第一對準記號j 8a 與18b分別配置接近於S/D區域2〇a與2〇b，光罩39之對 準性可控制在正確率為0. 1 " m或更小的範圍。
為簡化δ兒明’在此說明在基底1 〇上如何形成一組τρτ (包含S/D區域20a與20b以及閘極電極/線55)。然而， 實際上，在基底1 〇上配置許多矩陣陣列之TF]^在本發明 第一實施例中，第一對準記號18a與18b分別配置接近於 每一 TFT之S/D區域20a與20b，故根據s/D區域20a與 20b之配置在整體基底1〇上排列第一對準記號18&與 18b。因此，TFT之對準性可控制在正確率為或更 小的範圍。另一方面，日本未審查專利公開第2〇〇3_332349 號之方法揭露對準記號僅配置於基底之周邊。因此，TFT 之對準性可控制在正確率為〇.3//m或更大的範圍，因此 較本發明之第一實施例差。 接著，如第2H圖所示，利用光罩39選擇性地蝕刻複 晶矽層35,藉此形成島型複晶矽層35，意即，複晶矽島 2127-8170-PF 26 1338372 45。在此同時，利用複晶矽層35在複晶矽島“之每—端 形成第二對準記號473與47b。第二對準記號4?a與4几 與島45分離但以相等之距離配置。島45之形成包括s/]) 區域20a與20b以及通道區域20c，而不包括第二對準記 號47a與47b。第一對準記號l8a與18b則在此步驟中被 移除。 接著，如第21圖所示，在底片層12上形成閘極絕緣 層50以覆蓋複晶矽島45與第二對準記號47&與47b。覆 蓋基底10整體表面之閘極絕緣層5〇之厚度為1〇〇〇埃。 閉極絕緣層50由二氧化石夕、氮化石夕、氮氧化石夕或二氧化 石夕層與氮化碎層堆疊而形成。此處之閘極絕緣層5〇則由 二氧化ί夕層所組成。 接著，如第2J圖所示，間極電極人線55形成於間極 絕緣層50上，為於通道區域2〇c上方。閑極電極人線π 由導電材質如矽、鋁、絡、鉬、鎢與矽化鎢所構成。 閘極電極/線55係利用厚纟2〇〇〇埃之圖案化鉻層所形 成。閘極電極/線55之對準係利用複晶碎島45與第二對 準記號47a與47b。 接著如第2 K圖所示，在閘極絕緣層& 〇上形成層間 絕緣層6〇以覆蓋間極電極/線55。覆蓋在基底1G整體表 面上之層間絕緣層60係由厚度4000埃之二氧化矽層所形 成。接著以熟知之技術平坦化層間絕緣層6〇之表面。 接著，如第2L圖所示，利用熟知方法在層間絕緣層 60 ”閘極絕緣層5〇中形成接觸洞65a與π卜接觸洞
2127-8170-PF 27 1328372 與6 5 b分別到達複晶石々ικ 攸曰曰7島45之s/D區域20a與20b。 接著，如第2M圖所+ . 圆所不’在層間絕緣層6 〇上沈積金屬 層並圖案化，藉此在屏p卩 任厚間絕緣層60上形成S/D線7〇a與
7〇b S/D線70a與70b分別利用接觸洞⑽與抓與s/D 區或20a肖2Gb以機械式與電性連接。第2m圖之結構與 第1A圖相同。 ’ 乂驟在基底10上可完成具作為主動 層複晶矽層35之TFT Γ立…
即複日日矽TFT )。最後完成第一 實施例之半導體裝置之製造。 利用本發明第一實施例製造半導體裝置方法，表面被 姓刻之p型雜質摻雜區域18a，，肖18b，，^表面被 敍刻之p型雜質摻雜區域20a，，肖2〇b，，彳由一系列 製程操作一次完成，句枯忠s t β 匕括先罩16之光阻層曝光顯影、雜 質植入a-Si層14以及選擇性触刻心層14 (第％至 2E圖）。再者，利用雷射光束B ^射於a%層μ之整體 表面使其得以結晶’藉此形成複晶碎層35(第2F圖）， 因此可活化植入雜質摻雜㈣2〇a，，肖挪，，“灸續 將為S/D區域20a與2〇b)之雜質或粒子（意即硼）。因 此，不需額外製程步驟以活化p型植入雜質。據此，本發 明第一實施例中半導體裝置1之必須步驟數可得以減少， 製造成本可得以降低。 再者’因選擇性地姓刻P型雜質摻雜區域心，，與 ’，（後續將為S/D區域20a與20b)(第冗圖）。 可確保隨預設雜質（意即棚）植入"4 14之重金屬雜 2127-8170-PF 28 1328372 質可被移除。因此，柏鉍仏妇4 丄 · 才車义於S知技術中未移除重金屬之方 法，具S/D區域2〇a與2〇b之m (意即半導體裝置】） 之初始特徵變異可得以改善’並增加可靠度。所以，可以 進一步改進TFT (意即裝置1)之操作特性與可靠度。 再者，與日本未審查專利公開第2。。3—3323二中將 對準記號配置於基底10周邊 土 & 周瓊之方式不同在於，第一對準 έ己號對1 8 a與18 b係配置於分別斜庙里 丁 αο罝γ刀別對應配置於接近複晶矽層 35 中 S/D 區 20ai5i 2f)h，0 楚—地上-住^· ·> ” Wb，且第—對準記號對47a與47b係 配置於複晶以45之外鄰近區域。因此，第—對準記號 對18a與l8b可用於對應S/J)區施與咖之對準或定位υ 上部或更高層圖案。第二對準記號對47a肖47b，可用於 對準或定位島45上部志承古安· y> ,. 次更间層圖案。後續如閘極電極/線 5 5之上部圖案將可得至丨丨龄v允令 灯j付刹权以彺尚之對準正確性。後續製程 中可獲得較高對準正確率之上部圖案。 [第二實施例] 第3A至31圖係顯示本發明第二實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖。 第二實施例與第一實施例之I異在於加入一步驟，為 調整閥值而植入通道之雜質之製程。因此，利用第二實施 例之方法製造之半導體裝置〗a係為利用第一實施例：方 法製造之半導體裝置！加人雜質推雜區域作為閥值之調 整。 首先先進行第-實施例中第2A 1 2£圖之製程。所 2127-8170-PF 29 7”2E圖所示，在a—Sl層14中形成表面被叙刻之P :雜質推雜區域…，，請，以及表面錢刻之p :雜質摻雜區域20a，’與20b，，。心層14之钮刻深 又為選擇性設定，範圍在1()至m埃之間。表面被 =:型雜質摻雜區域18a’ ’與18b，，以及表面被蝕刻 雜質摻雜區域2Da，，與2Gb，，卩由―系列製程 呆乍一次完成，包括光罩16之光阻層曝光顯影、雜質植 入a~Si層14以及選擇性蝕刻a_Si層14。 接著，如第3A圖所示，在移除光罩〗6後，離子植入 作為TFT間值調整或控制之p型雜f (亦即棚）進入心 層M，劑量約為lxl〇lw。因此次離子植入製程僅導入 基底之整體表面，P型雜質離子不僅被植入p型雜質推雜 區域 18a，， 、18b，， 、， 18b 20a 、2〇b’ ，，亦存在於 1層14之剩餘區在此，p型雜質離子已植入 雜質摻雜區域18a’ ’ 、18b’ ’標示為18的，，盘 18bb，，。同樣的，P型雜質離子已植入p型雜 ^ 域2。…邮’標示為2。‘，與鳩，，、。= 層“之其他剩餘區域則標示為Ha。上述狀 3A圖中。 弟 作為閱值控制之P型植人雜質之濃度低於P型雜質摻 田 18b 、20a’，、20b’，。因此’運 閥值控制之P型植入雜質並不影響TFT之操作。 ，接著，與第一實施例中第2F圖相同地，利用ELA方 法將準分子雷射光B照射至a-Si層Η之整體表面（包括 2127'8170-pf 30 1338372 表面被蝕刻之雜質摻雜區18a，， 、18b，，.、20a，，、 2〇b )，藉此使a —Si層14結晶e如第3β圖所示，可 形成複晶矽層35Α。此時，雜質摻雜區域2〇a，，與 瑯’，中摻雜雜f (亦即硼）被活化，因此不需額外之 活化製程。再者’ S a-Si層u結晶，p型雜質摻雜區 18a，’肖⑽，，分別轉換成第一對準記㉟‘與 18bb’且p型雜質摻雜區2〇a，，與2此，，分別轉換成 第一對準記號20aa與20bl^P型雜質摻雜區域14則轉換 成雜質摻雜區域35aa。 、 後續之製程則與第一實施例之方法相同。特別是如第 3?圖所示（請參閱第2。圖）’在複晶矽⑺上以覆蓋製程 形成光阻層’然後曝光顯影，藉此形成用於複晶砂島❿ 與第二對準記號47犯與47bb之光罩39a。光罩39a包括 形成複晶矽島45a之部分與形成第二對準記號47时與
47bb之部分42以與42bb，並移除光罩39&之剩餘部分X 利用前述已形成之第一對準記號18aa與18bb完成光罩 39a。因第一對準記號18aa與18汕分別配置接近於vd 區域2〇的與20bb，光罩393之對準性在基底1〇上可^制 在正確率A 或更小㈣圍。而日本未審查專^公 開第2003-332349號之方法揭露TFT之對準性可控制在正 確率為或更大的範圍，因此較本發 — 例差。 "之弟-貫施 接著，如第3D圖所示（請參閱第2H圖），利用光罩 39a選擇性地㈣複晶石夕層35a，藉此形成島型複晶石夕層 2127 -817〇-pp 31 1338372 35a ’意即，複晶矽島45a。在此同時，利用複晶矽層35a 在複晶矽島45a之每一端形成第二對準記號47aa盥 47bb °第二對準記號47aa與47bb與島45a分離但以相等 之距離配置。島45之形成包括S/D區域20aa與20bb以 及通道區域2〇cc。 接著’如第3E圖所示（請參閱第21圖），在底片層 1 2上形成閘極絕緣層5〇 (由厚度為1 〇〇〇埃之二氧化石夕層 所組成）以覆蓋複晶矽島45a與第二對準記號47aa與 47bb。閘極絕緣層50覆蓋基底10之整體表面。閘極絕緣 層50之材質與厚度與第一實施例所述相同。 接著，如第3F圖所示（請參閱第2J圖），閘極電極 /線55形成於閘極絕緣層5〇上。此處閘極電極人線55係 利用厚度2 0 0 〇埃之圖案化鉻層所形成。閘極電極/線5 5 之對準係利用複晶矽島45a與第二對準記號47aa與47bb。 接著，如第3G圖所示（請參閱第2K圖），在閘極絕 緣層50上形成層間絕緣層6〇以覆蓋閉極電極厂線55。覆 蓋在基底10整體表面上之層間絕緣層6〇係由厚度顯 埃之二氧切層所形成。接著以熟知之技術平坦化層間絕 緣層6 0之表面。 接著，如第3Η圖所示（請參閱第乩圖），利用孰知 方法在層間絕緣層60與問極絕緣層5〇中形成接觸洞… 與65b。接觸洞65a與65b分別至，丨、έ ^ #
J至丨達複晶石夕島45之S/D 區域20aa與20bb。 接著’如第31圖所示 請參閱第圖） 在層間絕 2127-8170-PF 32 1338372 緣層60上沈積金屬層並圖案化，藉此在層間絕緣層上 形成S/D線70a與70b。S/D線70a與70b分別利用接觸 洞65a與65b與S/D區域2〇aa與2 0bb以機械式與電性連 接。 利用上述製程步驟可在基底丨〇上完成具複晶矽層犯 之主動層（亦即複晶矽TFT)之製作。半導體裝置丨&係根 據第二實施例而製成。裝置la有與第一實施例中裝置！ 相同之結構。除p型雜質摻雜區域35aa分別形成在通道 區域20cc之表面與第二對準記號47抑與47讣之表面上。 利用第二實施例所揭示之方法製造半導體裝置1 a，可 獲得與第-實施例相同之下列優點t之（a)、（ b)、（ 。 (a )可降低製造半導體裝置la所需之製程步驟總數， 減少製程成本。 4 (b )改善TFT之操作特性之可靠度。 (c)上部圖案可獲得更高之對準準確度。 此外，還可從第二實施例中獲得（d )之優點。 (d )可調整或控制TF7之閥值。 [第三實施例] 第4A至4M圖係顯示本發明第三實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖。 第三實施例所提供之方、土# " m 万法係採用兩種不同導電型（亦 即η與ρ通道），盥第_音^ 、笫 貫施例採用一種導電型（亦即η 或Ρ、込）不1¾目此第二實施例之半導體裝置汕係為
2127-8170-PF 33 1338372 第一實施例之半導體裝置1之互補型態。
首先，如第4A圖所示，玻璃基板10(意即基底）上 形成預設尺寸之底片層12(由厚度5000埃之二氧化石夕層 構成）。接著’於底片層12上形成a-Si層14(此層14 之厚度設定為600埃）。接著，具預設厚度之光阻層覆 蓋形成於a-Si層1 4上。然後，利用曝光與顯影圖案化光 阻層’藉此形成第一對準記號對1 9Aa與19Bb以及S/D區 域對21Aa與21Ab之光罩17A。光罩17A具有對應第一對 準記號對19Aa與19Bb之開口 17Ac與17Ad以及對應s/D 區域對21 Aa與21 Ab之開口 1 7Aa與1 7Ab。 接著’如第4B圖所示，利用光罩丨7A離子植入之方 式選擇性地導入預設為N型如磷之雜質或粒子。在離子植 入製私中’劑量設定為1 xl 〇15cm 2。結果，預設n型摻雜 離子會經由光罩17A之開口 17Aa、17Ab、17Ac、17Ad選 擇I·生地植人a-S l 14。所以，形成—對p型雜質摻雜區 域21Aa與21Ab’ ，同時亦形成一對N型雜質摻雜區域 19Aa與i9Ab’ 。因一對N型雜質摻雜區域與 隱’以及-重"型雜質摻雜區域21Aa’與21Ab，同時 形成’此方法與日本未審查專利公開帛2〇〇3_332349號之 不同處在於對準記號僅形成在基底之週邊區域。所以，因 V驟中开乂成雜質摻雜區域19Aa,肖i ’ 成為第一對準4轳1(U 頌财 辜6己#鳥與糊，故可在曝光與顯影製 矛王中提向對準正確度。 在第4B圖所不步驟中N型雜質離子（如碟離子）之 2127-8170-pp 34 1338372 植入深度設定幾乎為a-Si層14之總厚度。故植入離子將 因後續此雜質離子之活化製程而擴散至a-Si層14之總厚 度。雜質摻雜區域19八3，與19Ab，利用第4β圖所示之離 子植入步驟分別形成於靠近雜質摻雜區域21 Aa，與 21 Ab附近，並不影響TFT特性《此因後續製程將移除雜 質換雜區域1 9Aa’與1 9Ab，。 接著，如第4C圖所示，利用相同之光罩1 7A選擇性 地蝕刻N型雜質摻雜區域19六3，與19Ab，與p型雜質摻 雜區或21Aa與21Ab之表面。在蝕刻完成後移除光罩 17A。在此，表面被蝕刻之雜質摻雜區域19八,與 1。己為19Aa肖19Ab’ ’。同樣地，表面被蝕刻之雜 質摻雜區域21Aa’與21Ab，標記為ma，， 21Ab’ ’ 。 〇 •如上所述’因可簡化操作’如光罩曝光與顯影以及 a S i層14之|虫刻可一二会士 士、 - t -凡成，而形成表面被触刻之N型 =推雜區域ma，，與I9Ab，，以及2Ua，，與 如第4C _示’㈣隨後將形成W區域 ⑽之^雜質摻雜區域21Aa，，與21Ab，，之表^ 頁期雜質離子導入心層14之非預期重金屬雜 貝將被移除。根據發明人之 屈Μ奸—士 1 ^知技術未移除重金 =之方法相較’具S/D區域21Aa與21Ab :
始特性可改善或更多。 I 更多之可靠度。 杈乏下了粍加兩倍或 2127-8170 —pp· 35 如第4D圖所示，在a-Si層14上形成一預設厚度之 光阻層，然後，利用曝光與顯影圖案化光阻層，藉此形成 第:對準記號對P通道TFT之p型S/D區域對21^與21此 之光罩17B。光罩17B具有對應S/D區域對21以與21仙 之開口 17Ba 與 17Bb。 接著，如第4E圖所示，利用光罩m離子植入之方 式選擇性地導人預設為Η_之雜質或粒子。在離子植 入製程中’劑量設定為lxl〇1W。結果，預言"型摻雜 離子會經由光罩17B之開σ 17Ba、mb選擇性地植入心 層14。所以，形成一對p型雜質摻雜區域2ιβ&，與21仙， 於雜質摻雜區g21b，’請，，之間。雜質摻雜區域 21Ba與21Bb’之表面並未被移除。 在第4E圖t p型雜質離子（意即硼離子）之植入深 度係依為形成P型S/D區域⑽與議所需而設定。此 深度較第4B圖步驟中N型雜質離子淺。&因雜諸雜區 域21Ba與2lBb’之表面並未被蝕刻移除。 如上所述可簡化製程之操作步驟，僅需一次曝光與顯 影步驟即可於a _ ς ; a ^ 、 層14中形成P型雜質摻雜區域域 21 Ba' sk 21 Rh* ( t , '、 (表面未被移除）。然後移除光罩l 7B。 妾著如帛4F圖所示，利用ELA方法將準分子雷射 t B照射至a —。層14之整體表面（包括表面被蝕刻之雜 :摻雜區 19“ ’ 谓，、21Aa，，、21Ab，，）， 藉此使a-Si層1 4 έ士 a ^ 4 。日日。所以可形成複晶矽層35b。此時， N型雜質換雜 域2lAa ， ' 21Ab’ ，中摻雜雜質（亦即 2127-8170-ρρ 36 1338372 峨）以及p型雜質摻雜區域21Ba， 、21Bb，中摻雜雜質（亦 即峨）被活化，因此不需額外之活化製程。再者，因a-Si 層14結晶，n型雜質摻雜區i9Aa，，與19Ab’ ，分別轉 換成第一對準記號1 9Αβ與1 9Ab。同樣地，N型雜質摻雜 區21Aa ’與21Ab’ ’分別轉換成S/D區域21Aa與 21Ab ’且P型雜質摻雜區21Ba，與21Bb，’分別轉換成 S/D 區域 2lBa 與 21Bb。
接著’如第4G圖所示，在複晶矽35b上以覆蓋製程 形成光阻層’然後曝光顯影，藉此形成用於複晶矽島4 5 與第二對準記號47a與4 7b之光罩39a»光罩39a包括形 成複晶石夕島45a與45b與形成第二對準記號47a與47b。 光罩39a之圖案有形成複晶矽島45a( n通道TFT)之部分 4〇a、形成複晶矽島45b ( p通道TFT)之部分4〇b，以及 形成第一對準記號47a與47b之部分42a與42b，其餘部 分則予以移除。利用前述已形成之第一對準記號1 9Aa與 1 9Ab完成光罩39a之對準。因第一對準記號1 9Aa與1 9Ab 分別配置接近於N型S/D區域21Aa以及P型S/D區域 21Bb ’光罩39a之對準性可控制在正確率為〇. ；! # m或更 小的範圍。 為間化5兒明’在此έ兒明在基底1 〇上如何形成一組ν 型與Ρ型TFT。然而’實際上’在基底1 〇上配置許多Ν 型與Ρ型對矩陣陣列之TFT。在本發明第三實施例中，第 一對準記號1 9Aa與1 9Ab分別配置接近於每一 T7T之N型 S/D區域21Aa以及P型S/D區域21Bb，故根據S/D區域 2127-8170-PF 37 1338372 21 Aa、21 Ab、21 Ba、21 Bb之配置在整體基底！ 〇上排列第 一對準έ己號1 9 A a與1 9 A b。因此，T F 了之對準性可控制在 正破率為O.lem或更小的範圍。另一方面，曰本未審查 專利公開第2 0 0 3 - 3 3 2 3 4 9號之方法揭露對準記號僅配置於 基底之周邊。因此’ TFT之對準性可控制在正確率為 0 ‘ 3 // m或更大的範圍，因此較本發明之第三實施例差。 接著，如第4H圖所示’利用光罩39a選擇性地蝕刻 複晶矽層35b ’藉此形成島型複晶矽層35b，意即’複晶 籲石夕島45A與45B 〇在此同時，利用複晶矽層35b在複晶石夕 島45A與45B之每一端形成第二對準記號47a與4几。島 45A之形成包括S/D區域21Aa與2Ub。同樣地，島 45B之形成p型S/D區域21Ba與21肋，以及通道區域 21Bc。第一對準記號19人3與19Ab則在此步驟中被移除。 接著，如第41圖所示，在底片層12上形成閘極絕緣 層50(此處之閘極絕緣層5〇則由1 00〇埃之二氧化石夕層所 ^ 組成）以覆蓋複晶矽島45A與45B與第二對準記號47a與 4几。閘極絕緣層5〇覆蓋基底1〇整體表面。此處形成層 5 〇之方法與第一實施例所述相同。 接著’如第4J圖所示，閘極電極/線55a與55b (此 處係利用厚度2000埃之圖案化鉻層所形成）形成於閘極 絕緣層50上，為於通道區域21Ac與21Bc上方。閘極電 極/線55a與55b由導電材質如矽、鋁、鉻、鉬、鎢與矽 化鎢所構成。閘極電極/線55a與55b對準係利用複a矽 島45A與45B與第二對準記號47a與47b。 2l27'8i7〇-pp 38 1338372 接著，如第4K圖所示，在閘極絕緣層5〇上形成層間 絕緣層60 (係由厚度4_埃之二氧化石夕層所形成）覆蓋 閘極電極/線55a與55b。層間絕緣層6〇覆蓋在基底1〇 整體表面上。接著以熟知之技術平坦化層間絕緣層6〇之 表面。 接著，如第4L圖所示，利用熟知方法在層間絕緣層 60與閘極絕緣層50中形成接觸洞65a與65b以及65c與 65d。接觸洞65a與65b分別到達複晶矽島45a之^型 區域21Aa與21Ab，接觸洞65(：與65d分別到達複晶矽島 45B 之 P 型 S/D 區域 21Ba 與 21Bb。
接著，如第4M圖所示，在層間絕緣層6〇上沈積金屬 層並圖案化，藉此在層間絕緣層6〇上形成s/d線與 70b與S/D,線了化與—s/d、線7〇a與m分別利用接觸 洞65a與挪與N型S/D區域心與2m以機械式與電 性連接。S/D線70c與70d分別利用接觸洞65c與65d盘 P型S/D區域2lBa與21Bb以機械式與電性連接。 。 利用上述製程步驟，在基底1〇上可完成具作為主動 層（意即N型與p型複晶石夕m)複晶石夕^ 45八與45b之 TFT。最後完成第三實施例之半導體裝置之製造。 利用本發明第三實施例製造半導體裝置lb方法， 面被蝕刻之N型雜質摻雜區域19Aa，，與19^，，’ 、’表 表面被蝕刻之N型雜質摻雜區域21^，，與21^,以及 由-糸列製程操作一次完成，包括光”7A之光阻層晛： 顯影、雜質植入a-Si層14以及選擇性蝕刻層1《第
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4A至4C圖）。同樣地，利用光罩πΒ之光阻一系列曝光 與顯影以及對a-Si g 14雜質植入之一次性操作（第4D _至4E圖）可形成表面未被蝕刻之P型雜質摻雜區域 ^ 21Ba，與 21Bb，。 … - 再者，利用雷射光束B照射於a-Si層14之整體表面 使其得以結晶’藉此形成複晶石夕層35b (第4f圖），因此 可活化植入N型雜質摻雜區域21Aa，，與2ub，，（後 續將為S/D區域21Aa與21Ab)之雜質或粒子（意即磷）， •以及可活化植人P型雜f摻雜區域2心’與驗，（後 續將為S/D區域21Ba與21Bb)之雜質或粒子（意即硼）。 因此，不需額外製程步驟以活化N與p型植入雜質。 據此，本發明第三實施例中半導體裝置lb之必須步驟數 可彳于以減少’製造成本可得以降低。 再者，因選擇性地蝕刻雜質摻雜區域21Aa，，與 21 Ab (後續將為S/D區域21 Aa與21 Ab )(第4C圖）， φ可確保隨預設雜質（意即磷）植入3-5丨層14之重金屬雜 質可被移除。因此，相較於習知技術中未移除重金屬之方 法，具S/D區域21Aa與21Ab之N通道TFT之初始特徵變 異可得以改善，並增加可靠度。所以，可以進一步改進TFT (意即裝置1 b)之操作特性與可靠度。 再者，與日本未審查專利公開第2〇〇3_332349號中將 對準s己號配置於基底10周邊之方式不同在於，第一對準 汜唬對1 9Aa與1 9Ab係配置於分別對應配置於接近複晶矽 層35b中N型S/D區21Aa與P型S/D區21Bb，且第二對 2127-8170-PF 40 133^372 準記號對47a與47b係配置於複晶矽島45A與45B之鄰近 區域。因此，第一對準記號對】9Aa與！ 9Ab可用於對應S/D 區21Aa與21Ab以及21Ba與21Bb之對準或定位上部或更 高層圖案。第二對準記號對47a與47b，可用於對準或定 位複晶矽島45A與45B上部或更高層圖案。後續N與p塑 TFT之上部圖案將可得到較以往高之對準正確性 [第四貫施例] 第5A至5L圖係顯示本發明第四實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖。 第貫把例相對第二貫施例力口入對N與p型通道區域 刀別植入N型肖p型雜質之步驟以調整閥值。因此，第四 實，例中半導體裝f 之製造係根據第三實施例中半導 體裝置lb之W p型通道TFT’加入雜質摻雜區域以調整
’進行第三實施例中帛4A至4E II之製程。所r 19A，E圖所不’在a_Si層14中形成N型雜質摻雜區 ，，” 、N型雜質摻雜區域2Ua，，
Ub 、 ^型雜質摻雜區域21Ba，，與21Bb，，。 刻移除N型雜質摻雜F ， 質摻雜區域2二：，：表 質換雜區域2lBa，，"Bb，，=，但不對？型 第圖中……之_;二面;行㈣移除 50埃。在完成p型粒子之離子:貫施魏 子之離子植入後，移除光罩1 7B。
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V 接著，如第5Α圖所示，在 9ft ^ ^ ^ OP 在a~Si層14上形成具開口 26a之光罩26。開口 26a之位罟在如 置係對應至N型通道TFT之 通道區域21 Ac。接著，如第” Β圖所不，利用光罩2Θ選擇 性地植入控制閥值之ρ型摻 ^ ^雜離子（如硼）至a-Si層14 中。在離子植入製程中，劑 %里叹弋為lX1012Cm-2。結果， 預6又P型摻雜離子會經由光1R β 元罩26之開口 26a選擇性地植 入a-Si層14,形成一 ρ型雜 1雜貝摻雜區域14bl。在完成離 子植入後，移除光罩26。
接著’如第5C圖所示，在a ς.成^ l , 任a-Si層14上形成具開口 28a之光罩28。開口 28a之你罢及 之位置係對應至P型通道TFT之 通道區域21Bc。接著，如篦固& 第5D圖所示’利用光罩28選擇 性地植入控制閥值之N型摻雜離 〇滩離千（如磷）至a-Si層1 4 中。在離子植入製程中，劑 W 3： a又疋為 lxl〇12cn] 2。結果， 預設N型栘雜離子合埒出忠 卞s 4由先罩28之開口 28a選擇性地植 入a Si層14’形成一 雜質摻雜區域。在完成離 子植入後，移除光罩28。
接貝之製程與第二實施例所述相同。特別是，如第Μ 圖所不（第4F圖）’利用Eu方法將準分子雷射光b照 射至心層u之整體表面，藉此使a_Si@…结晶形成 複晶矽層35〇此時，N型雜質摻雜區域2Ua，， 21 Ab 、14b2中摻雜雜質（亦即磷）以及P型雜質摻雜 區域21Ba 、21Bb 、i4bl中摻雜雜質（亦即墙）被活 化’因此不需額外之活化製程。再者，因a-Si層14结晶， N型雜質摻雜區19Aa’，請b，，分別轉換成第一對
2127-8170-PF 42 133.8372 準記號maw9Ab。同樣地，N型雜質摻雜區2iAa，， 與21Ab分別轉換成S/D區域21Aa與21Ab，且P型雜 質換雜區14bl轉換成N通道m之p型雜質推雜區35小 p型雜質#雜區ma’ ’與21Bb’ ’轉換成p通道m 之p型雜質摻雜區21Ba與21Bb。N型雜質摻雜區141)2轉 換成N通道TFT之P型雜質摻雜區35c2。 接著，如第5F圖（第4G圖）所示，在複晶石夕35c上 以覆蓋製程形成光罩39a。光罩39a之圖案有形成複晶石夕 島45A’之部分4〇a、形成複晶矽島45β，之部分4〇b，以 及形成第二對準記號47a與47b之部分42a與4加，其餘 部分則予以移除。利用前述已形成之第-對準記號丨9α& 與19Ab完成光罩39a之對準。因第_對準記號i9Aa與 19Ab分別配置接近於n型S/D區域21Aa以及p型S/D區 域21Bb，光罩39a之對準性可控制在正確率為〇·丨以m或 更小的範圍。 接著’如第5G圊（第4H圖）所示，利用光罩393選 擇性地蝕刻複晶矽層35c，藉此形成島型複晶矽層35c， 意即’複晶矽島45A，與45B，。在此同時，利用複晶石夕 層35c在複晶石夕島45A’與45B’之每一端形成第二對準 記號47a與47b。島45A，之形成包括N型S/D區域21Aa 與21Ab。同樣地，島45B’之形成P型S/D區域21Ba與 21Bb，以及S/D區域21Ba與21Bb間之通道區域2ibc。 接著，如第5H圖（第41圖）所示，在底片層I?上 形成閘極絕緣層50以覆蓋複晶矽島45A’與45B，與第二 2127-8170-PF 43 133.8372 對準記號47a與47b。閘極絕緣層50覆蓋基底l〇整體表 面。此處形成層5 0之方法與第三實施例所述相同。 接著，如第51圖（第4J圖）所示，閘極電極/線55a 與55b形成於閘極絕緣層5〇上。在此利用第三實施例中 相同之方法形成閘極電極/線5 5 a與5 5 b。閘極電極/線5 5 a 與55b對準係利用複晶矽島45A’與45B’與第二對準記 號 47a 與 47b。 接著’如第5J圖（第4K圖）所示，在閘極絕緣層5〇 上形成層間絕緣層60覆蓋閘極電極/線55a與55b。層間 、·‘邑緣層60覆蓋在基底1〇整體表面上。在此利用第三實施 例中相同之方法形成層間絕緣層6〇。接著以熟知之技術平 垣化層間絕緣層60之表面。 接著，如第5K圖（第4L圖）所示，利用熟知方法在 層間絕緣層60與閘極絕緣層50中形成接觸洞65a與65b
以及65c與65(^接觸洞65a與65b分別到達複晶矽島 4、5A之N型S/D區域21Aa與21Ab，接觸洞65c與65d 刀別到達複晶矽島45B，之P型S/D區域21Ba與21Bb。 接著，如苐5L圖（第4M圖）所示，在層間絕緣層6〇 上沈積金屬層並圖案化，藉此在層間絕緣層60上形成S/D 線70a與7〇b與S/D、線7〇c與·。s/d線7〇a與抓分 別利用接觸洞653與655與N型S/D區域2仏與以处以 :械式與電性連接。S/D線7〇c與7〇d分別利用接觸洞I 、咖與P型S/D區域21Ba與21Bb以機械式與電性連接。 、、二由上述製程可在基底〗0上形成具作為主動層（章 2127-817〇-pf 44 Π38372 即N與P型通道複晶矽TFT)之複晶矽層35c之N與p裂 通道TFT。最後完成第四實施例之半導體裝置1〇。 利用第四實施例所揭示之方法製造半導體裝置丨c，< 獲得與第一實施例相同之下列優點中之（a)、（ b)、（ c )、 (d ) ° (a) 可降低製造半導體裝置lc所需之製程步驟總數， 減少製程成本。 (b) 改善N型TFT (裝置1 c )之操作特性之可靠度。 (c) 上部圖案可獲得更高之對準準確度。 (d) 可調整或控制n與P型TFT之閥值。 [第五實施例] 第6 A至61圖係顯示本發明第五實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖。 第五實施例與第四實施例相同，相對第三實施例加入 對N與或p型通道區域分別植入N型或p型雜質之步驟以 δ周整閥值。然而’與第四實施例不同在於離子植入步驟 中’將閥值調整用之雜質導入基底10之整體表面時並未 使用任何光罩。 首先，進行第三實施例中第4Α至4Ε圖之製程。所以， 如第4Ε圖所示，在a-Si層14中形成Ν型表面被蝕刻之 雜質摻雜區域l9Aa’ ，與l9Ab，， 、 N型表面被蝕刻之 雜質摻雜區域21Aa’ ’與21Ab’ ’ ' P型表面未被蝕刻 之雜質摻雜區域21Ba’與21Bb’ 。第4C圖中蝕刻a-si 2127-817〇-pp 45 /z 層14之姓刻深度與第-實施例同為50埃。在完成”粒 子之離子植入後，移除光罩〗7β。 接者，如第6A圖所示，在不使用光罩之條件下，離 :植入作為N型與卩型m閥值調整或控制之㈣p变雜 質（亦即删）违人a_c. a Η ^
Sl層14 ’劑量約為lxlOl2cm-2。Ρ塑 雜質離子（亦即硼彳γ β 4 , 硼）不僅被植入Ν型雜質摻雜區域 21BAb 。 a-Si層14之剩餘區域則形成p蜇雜 夤播雜區14b。 、作為閥值控制之植入雜質之濃度低於N型雜質推雜區 ^•21Aa，與2Ub，，，以及P型雜f摻雜區域2他，， 21Bb 。因此，運用閥值控制之植入雜質並不影響N 型與P型TFT之操作。 a 後、.’只之製程則與第三實施例之方法相同。特別是，如 第6B圖所示（第㈣）’利用EU方法將準分子雷射光 B ’’、、射至a-Si | ! 4之整體表(包括表面被蚀刻之雜質 :雜區 19Aa’，、19Ab，，、21Aa’，、21Ab，，）， 藉此使a S i層1 4結晶，所以可形成複晶矽層3 5 d。此時， Nil雜貝摻雜區域2iAa ’、21Ab，’巾摻雜N型雜質（亦 P磷）與P型雜質（意即侧），以及p型雜質換雜區域 21Ba '21Bb 、14b中P型摻雜雜質（亦即磷）被活化， 因此不需額外之活化摻雜雜質製程。再者，因a —Si層Μ 結晶’N型雜質摻雜區19Aa，，與19仏，，分別轉換成第 一對準汜號19Aa與19Ab。同樣地，N型雜質推雜區 21Aa與2Ub’ ，分別轉換成N型S/D區域21Aa與
2127-8170-PF 46 133 幻 72 21Ab，且p型雜質摻雜 區域 2lBa 與 21Bb。p 質摻雜區域35dd。 區21Ba’與2lBb’分別轉換成s/d 型雜質摻雜區域14b轉換成p型雜 接者，如第6 C圖所千r楚/f p si、 y 圃斤不（第4G圖）所示，在複晶矽35d 上形成光罩39a。光罩―之圖案有形成複晶矽島45a，， 之部分4 0a、形成複晶矽島45B’，之部分傷，以及形成 第二對準記號47a與47b之部分似與似，其餘部分則 :以移除。利用前述已形成之第—對準記號心與舰 凡成光罩39a之對準。因第一對準記號19Α&與19肋分別 配置接近於N $ S/D區域21Aa以及p型s/D區域21Bb， 光罩39a之對準性可控制在正確率為〇i#m或更小的範 接著，如第6D圖所示（第4H圖）所示，利用光罩心 選擇性地蝕刻複晶矽層35d ’藉此形成島型複晶矽層35d， 意即，複晶矽島45A，，與45B’ ，。在此同時，利用複 晶矽層35d在複晶矽島45A，，與45β，，之附近第二對 準έ己號4 7a與47b。島45A’ ，之形成包括n型S/D區域 21Aa與21Ab，以及N型S/D區域21Aa與21Λ間之通道區 域21Ac。同樣地，島45B’ ，之形成p型s/D區域21Ba 與21Bb，以及p型s/D區域21Ba與21Bb間之通道區域 21Bc。 接著，如第6E圖所示（第41圖）所示，在底片層12 上形成閘極絕緣層50以覆蓋複晶矽島45A，’與45B’ ’ 與第二對準記號47a與47b。閘極絕緣層50覆蓋基底1 0 2127-8170-PF 47 整體表面。此處形成層 0之方法與第三實施例所述相同。
接著’如第6F圖所干广处 _ N v、（第4J圖）所示，開極電極/ 線55a與55b形成於闡杌ψ2[ ' 枝 '.、邑緣層5 0上。此處形成閘極電 極/線55a與55b之方法斑馆 π戍興第三實施例所述相同。閘極電 極/線55a與55b對準倍未丨田、fc . ^ r 千你利用複晶矽島45A’ ，與45B，， 與第二對準記號47a與47b。
接者’如第6G圖所示（第4K圖）所示，在閘極絕緣 層50上形成層間絕緣層6〇覆蓋閘極電極，線…與服。 層間絕緣層60覆蓋在基底！。整體表面上。此處形成層6。 之方法與第三實施例所述相同。接著以熟知之技術平坦化 層間絕緣層60之表面。 接著，如第6H圖所示（第⑪圖）所示，利用熟知方 法在層間絕緣層6G與閘極絕緣層5()中形成接觸洞心與 65b以及65c與65d。接觸洞65a與65b分別到達複晶砂 島45A之N型S/D區域21Aa與21Ab，接觸洞65c與 65d分別到達複晶矽島45β，，之p型s/d區域與 接著’如第61圖所示（第⑽圖）所示，在層間絕緣 層60上沈積金屬層並圖案化，藉此在層間絕緣層6〇上形 成S/D線70a與湯與S/D線7〇c與7〇d。s/d線^與 7〇b分別利用接觸洞65a與65b與N型s/D區域與 21Ab以機械式與電性連接。S/D線7〇c與7〇d分別利用接 觸洞65c與65d與P型S/D區域21Ba與21Bb以機械式俶 電性連接。 ~ 2127-817〇__Pf 48 1338372 相詞· 經由上述製程可在基底1G上㈣具作為主動 即N與P型通道複晶矽m)之複晶矽層祝之心（意 通道TFT。最後完成第五實施例之半導體裝置W。、P型 ^在第五實施例中製造半導體裝置Id之方法中，
第三實施例加入對N與或P型通道區域分別植入 型雜質之步驟以調整閱值。因此，在本實施例 ：P 裳置Id之方法中加入p型雜質摻雜區域35dd至N與體 通道TFT之對應通道區域21AC與21 Be。 、P型 利用第五貫施例所揭示之方法製造半導體裝置1 獲得與第一實施例相同之下列優點中之（a )、（ b )、d可 (d) 。 c)、 (a) 可降低製造半導體裝置ld所需之製程步驟物 減少製程成本。 ％ ^ (b) 改善N型TFT (裝置ld)之操作特性之可靠户 (c) 上部圖案可獲得更高之對準準確度。 #度 (d) 可調整或控制n與p型TFT之閥值。 [第六實施例] 半導體製造 第7 A至7 J圖係顯示本發明第六實施例中 方法之部分剖面圖。 第六實施例相較第一實施例之TFT製程方法係加入* 摻雜汲極（LDD )區域之步驟。因此，第六實施例之半導 體裳置1 e係由第一實施例之半導體裝置1加入lDD結構。 首先’執行第2A至2E圖所示之製程步驟。在a-Si 2127-8170-PF 49 1338372 層〗4上形成表面被姓刻之p型雜質摻雜區域iga’ ，與 18b ，以及表面被蝕刻之N型雜質摻雜區域20a，，與 2〇b 。蝕刻製程中a-Si層1 4之蝕刻深度與第一實施 例相同設定為50埃。 如第7A圖所示’在移除光罩丨6後，在a —以層14上 也成LDD區域之光罩3〇。光罩3Q係經由覆蓋光阻層、曝 光與顯影而形成。接著利用光罩3〇選擇性地對a_Si層14
植入合適雜質（此處為硼）以形成LDD區域。在此離子植 入製程中之劑量設定為lxl〇15cm-2 。 所以，P型雜質離子（意即蝴離子）經由光罩3〇之開 口心與30b選擇性地植入…層14，藉此在p型雜質 摻雜區域20a，’肖20b，’間形成p型雜質摻雜區域 a與22b ，如第7B圖所示。相互分離之p型雜 質摻雜區域20a’ ’與2Gb’，分別連結至ρ型雜質拆雜 區域’肖施’、在完成離子植人後移除光罩. 後續之製程步驟與第一實施例所述相同。特別是 第7C圖（第冗圖）所示，利用Eu方法將準分子雷 B照射至a - S i声14之粒主工- 尤 層14之整體表面，藉此使a-Si層14钟曰 形成複晶石夕岸。。日曰’ 7層35e。此時，雜質摻雜區域2〇a，， 20b' ' 22a，’ 盘 ， 、 八22b 中摻雜雜質（亦即硼）被 化，因此不需箱外夕、、妥儿制 做/舌 D 額外之活化製程。再者，因a-Si層i “士曰 p型雜質摻雜區18a，，盥 ， 日日， ^ ^ ” 18b 分別轉換成第—料.住 圮號18a與i8b，且p型 對準 主雜為摻雜區20a 與20h，， 別轉換成第一對準記栌9 '、 分 對旱^ 2Ga肖2Qb。p型雜f穆雜區
2127-8170-PF 50 133,8372 、 分別轉換成p型LDD區域22a與22b。 、接者’如第7D圖（第2G圖）所示，在複晶矽35e上 曰炎蓋製私形成光阻層，然後曝光顯影藉此形成用於複 島恤與第二對準記號47a與47b之光罩39。光罩 匕括形成複晶矽島45b之部分4〇與形成第二對準記號 47a 與 Λ 42a與42b，並移除光罩39之剩餘部分。 k匕巾成之第一對準記號18a與18b完成對準用光 S Q Π
。·因第一對準記號18a與18b分別配置接近於s/D 區或2〇a與2〇b，光罩39之對準性可控制在正確率為 0 · 1 β m或更小的範圍α 接著如第7Ε圖（第2Η圖）所示，利用光罩3g選 :性地蝕刻複晶矽& 35e ’藉此形成島型複晶矽層35e， 意即，複晶矽島45b。在此同時，利用複晶矽層35在複晶 矽島45b之每—端鄰近形成第二對準記號47a與47b。島 “b之形成包括p型S/D區域2〇a與2吒、p型匕卯區域 22a與22b以及p型LDD區域22a與22b間之通道區域2〇以 ,接著，如第7F圖（第21圖）所示，在底片層12上 形成閘極絕緣層50以覆蓋複晶矽島45b與第二對準記號 47a與47b。閘極絕緣層50覆蓋基底1〇整體表面。層5〇 可利用第一實施例所述之方法製成。 接著，如第7G圖（第2J圖）所示’閘極電極人線55 形成於閘極絕緣層50上，為於通道區域2〇c與ldd區城 22a與22b上方。閘極電極/線55可利用第—實施例所述 之方法製成。此製程之對準係利用複晶矽島45b與第二對 2127-8170-pp 51 1338372 準記號47a與47b。 接著’如第7 Η圖（第2 K圖）所示’在閘極絕緣層5〇 上形成層間絕緣層60以覆蓋閘極電極/線55 ^廣60覆蓋 基底1 0整體表面。層60可利用第一實施例所述之方法製 成。接著以熟知之技術平坦化層間絕緣層6〇之表面。 接著’如第71圖（第2L圖）所示，利用熟知方法在 層間絕緣層60與閘極絕緣層50中形成接觸洞65a與 6 5b。接觸洞65a與65b分別到達複晶矽島45b之S/D區 _ 域 20a 與 20b。 接著，如第7J圖（第2M圖）所示，在層間絕緣層6〇 上沈積金屬層並圖案化，藉此在層間絕緣層6〇上形成s/d 線7〇a與70b。S/D線70a與7仆分別利用接觸洞\5a與 65b與S/D區域20a與2 0b以機械式與電性連接。 利用上述製程步驟，在基底1〇上可完成具作為主動 層複晶石夕層35e之TFT (意即複晶矽m)。最後完成第 I 六實施例之半導體裝置le之製造。 …利用第六實施例所揭示之方法製造半導體裝置^，可 獲得與第-實施例相同之下列優點中之⑷、⑴、⑴、 I e所蕙之製程步驟總數， (a)可降低製造半導體裝置 減少製程成本。 (M改善Νϊ! m(裝置1〇之操作特性之可靠度 (c) 上部圓案可獲得更高之對準準確度。 & (d) 可調整或控制N與P型TFT之閥值。 2127-8170-pf 52 133^372 [其他實施例] 雖然上述揭示本發明第一至第六實施例，但本發明之 精神不限於上述實施例與其相關變化。其他調整亦可達成 此類實施例與變異之應用。 〜不二π他m T，隹雜買植入裂程 完成N型通道TFT之S/D形成區域後，接著進行雜質植入 製程以完成P型通道TFT《S/D形成區域。然@，上述兩 步驟之次序可相互對調。換言之，在雜質植入製程完成p 型通道TFT之S/D形成區域後，接著進行雜質 完成N型通道TFT之S/D形成區域。 在上述本發明第三實施例中，在雜質植入製程完成N 通道TFT之間值調整後，接著進行雜質植入製 道m之閥值調整。然而’上述兩步驟之次序可相互對^ 換s之，雜質植入製程完成p通道m之間 著進行雜質植入製程完成NP通道m之間值調整後接 在上述本發明第六實施例中，在雜質 TFT之S/D形成區域後，接著進行雜質植入製程以/成 區域。然而，上述兩步驟之次序可相互對調。換：之 進行雜質植入製程以完成LDD區域， 雜二: 程完成TFT之S/D形成區域。 仃雜貝植入製 任何熟習此技藝纟，在不脫 内，當可作更動與潤飾，因此本 二：精神和範圍 之申請專利範圍所界定者為準。 呆蠖乾圍當視後附
2127-8170-PF 53 【圖式簡單說明】 實施例中半導體裝置結構 第1A圓係顯示本發明第— 之部分放大剖面圖； 第1B圖係顯 (亦即複晶矽島） 面圖； 不第1A圖中第一實施例之島型複晶矽 與半導體裝置之第二對準記號之佈局 層 平 第2A至2M圖係顯示本發明第一實施例中半導體製 方法之部分剖面圖； 第3A至31圖係顯示本發明第二實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖； 第4A至4M圖係顯示本發明第三實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖； 第5A至5L圖係顯示本發明第四實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖； 第6 A至61圖係顯示本發明第五實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖；以及 第7A至7J圖係顯示本發明第六實施例中半導體製造 方法之部分剖面圖。 【主要元件符號說明】 1、la、lb、lc、Id、le〜半導體裝置； 10〜基底、玻璃基板； 12〜絕緣底片； 14 〜a-Si 層； 54
2127-8170-PF 1338372 35、35a、35b、35c、35d、35e、45、45(：~複晶石夕層； 35、35a、35b、45'45a、45b、45A、45A，、45A’ ’ 、 45B’ 、 45B’ ’ 、45B ~複晶矽島； 18a、18b、18aa、18bb、19Aa、19Ab、19Bb、20a、 _ 20b〜第一對準記號對； 47a、47b、 47aa、47bb〜第二對準記號對； 20c、 20cc、21 Ac、21 Be 〜通道區域； 20a、20b、20aa、20bb、 21 Aa、21 Ab 〜S/D 區域； # 21Aa、 21Ab 〜N 型 S/D 區域； 21Ba、21Bb 〜P 型 S/D 區域；
Ta、Tb〜S/D區厚度；Tc〜複晶矽島厚度； △ Ta、 △ Tb ~厚度差； 5 0、 5 5 a、5 5 b ~閘極絕緣層； 5 5 ~閘極/線； 5 5 a、5 5 b ~閘極電極/線； 60〜層間絕緣層； ® 70a ' 70b、70c、70d ~ S/D 線； 65a、65b、 6 5c、65d 〜接觸洞； 16、17A、17B、30、39、39a、40a' 40b、4 2a、42b、 42aa、42bb、26、28、39a 〜光罩； 16a、16b、16c、16d、17A、17Aa、17Ab、17Ac、17Ad、 17Ba 、 17Bb 、 26a 、 28a 、 30a 、 3〇b 〜開口； 14b2、19Aa’、19Ab’、19Aa’ ’、19Ab’ ’、20a’ ’ 、 20b’ ’ 、21 Aa’ 、21 Ab’ 、19b，’ 、21 Aa，， 、21 Ab，’ 2127-8170-PF 55 Π38372 ~ N型雜質摻雜區域； 14M、18a， 、18b’ 、: 20a’ ’、20b， ’ 、20aa’ 21Ab’ 、21b’ ’ 、21Ba’ 22a’ ’ 、 22b’ ，、35dd 22a 、 22b 〜P型LDD 18a’，、18b’ ’ ’、20bb，’ 、 、21Bb’ 、 21Ba， P型雜質摻雜區域； 、20a’ 、20b’ 35aa、 21Aa’ ’ 、21Bb’ ’
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Claims (1)

1338372: . 第095124464號中文申請專利範圍修正本 修正日期：99.10.14 十、申請專利範圍： 1. 一種具有薄膜電晶體（TFT)之半導體裝置之製造方 法’包括下列步驟： 直接在一基底或利用 非晶矽半導體層； 一中介底片在一基底上形成一
在該非晶矽半導體層上形成一第一 具有製作複數源/汲極區之一第一圖案 對準記號之一第二圖案； 光罩，該第一光罩 ’與製作複數第一
利用該第一光罩選擇性地將一 #質植入該非晶石夕半 導體層中，藉由該第一圖案形成複數第一雜質摻雜區且 藉由該第二圖案形成複數第二雜質摻雜區； 利用該第-光罩選擇性地餘刻該等第—雜質播雜區 之複數表面與該等第二雜質摻雜區之複數表面； 對含有該等經表面㈣之第_雜f摻雜區與該等經 表面之㈣第二雜質掺雜區之該非晶料導體層施以雷 射光束’使該非晶料導體層結晶以形成—複晶料導體 層並活化該雜質進入該等第一雜質推雜區與該等第二雜 〉成-第二光罩於該複晶矽半導體層上，該第二光罩 具有作為形成-半導體島之—第三圖案；以及 利用該第一光罩選擇性地钱刻該複晶石夕半導體層’藉 由該第二圖案形成—半導體島. 其中，在把以雷射光束至非晶矽半導體層之步驟中， 在該複晶料導體層中利用該等[雜質摻雜區形成一 S 2127-8170-PF2 57 1338372 對源/汲極區，並用該等第二雜質摻雜區形成該等第一對 準記號；以及 在選擇性地蝕刻複晶矽半導體層步驟中，該對源/汲 極區係包含於該半導體島中，且該等第一對準記號係不包 含於該半導體島中； 且其中’該對源/汲極區之厚度小於該半導體島之一 其餘部分； 又其中該對源/汲極區與該半導體島之該其餘部分之 厚度差設定在1〇埃至1〇〇埃之間。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之該方法，其中該利用 。亥第一光罩選擇性蝕刻該複晶矽半導體層之步驟令，係利 用該等第一對準記號進行對準操作。 3.如申請專利範圍第1項所述之該方法，其中除形成 5玄半導體島之該第三圖案外，該第二記號具有形成複數第 二對準記號之一第四圖案；以及 在该利用該第二記號選擇性地蝕刻該複晶矽半導體 層以形成該半導體島之步驟中，利用該第四圖案於該半導 體島鄰近形成複數第二對準記號。 > 4.如申凊專利範圍第2項所述之該方法，其中除形成 該半導體島之該第三圖案外，該第二記號具有形成複數第 二對準記號之一第四圖案；以及 在》玄利用忒第二記號選擇性地蝕刻該複晶矽半導體 層4成β半導體島之步驟中，利用該第四圖案於該半導 體島鄰近形成複數第二對準記號。 S 2127-8170-PF2 58 1338372 5·如申請專利範圍第丨項所述之方法，還包括一植入 一雜質進該非晶矽半導體層之該表面以調整閥值 (threshold adjustment)之步驟； 其中，上述該額外步驟係在該施以雷射光束至該非晶 石夕半導體層步驟之前加以實施。 6. 如申請專利範圍第1項所述之該方法還包括一植 入一雜質進該非晶矽半導體層之該表面以形成LDD結構之 步驟；以及 其中上述該額外步驟係在該施以雷射光束至該非晶 矽半導體層步驟之前加以實施。 7. —種具有薄膜電晶體（TFT)之半導體裝 法，該半導體裝置具有一第一導電性之一 TFT以及一第二 導電性之一 TFT，該方法包括下列步驟： 直接在一基底或利用一中介底片在一基底上形成一 非晶矽半導體層；
在該非晶石夕半導體層上形成一第—光罩，該第一光罩 具有製作複數源/沒極區之—第—圖案，其中該等源/沒極 區屬具-第-導電性之—第—TFT’與製作複數第一對準 記號之一第二圖案； •利用該第-光罩選擇性地將具該第_導電性之—雜 貝植入該非晶碎半導體層中，藉，兮货 ^ r藉甶4第一圖案形成複數第 雜質換雜區，且藉由該帛β _ 田"茨弟一圖案形成複數第二雜質摻雜 一雜質摻雜區 孝】用6亥第一光罩選擇性地姓刻該等第 2127-8X70-PF2 59 1338.372 之複數表面與該等第二雜質摻雜區之複數表面； 在該非晶矽半導體層上形成一第二光罩，該第二光罩 =製作複數源/汲極區之一第三圖案，其中該等源/汲極 品屬具一第二導電性之一TFT，； 利用該第二参罩選擇性地將具該第二導電性之一雜 質^入該非晶石夕半導體層中，藉由該第三圖案形成複數第 二雜質摻雜區； 對含有該等經表面蝕刻之第一雜質摻雜區、該等經表 面蝕刻之第二雜質摻雜區與該等第三摻雜區域之該非晶 石夕半導體層施以雷射光束，使該非晶石夕半導體層結晶以: 成一複晶石夕半導體層，並活化該等雜質進入該等第一雜質 摻雜區、該等第二雜質摻雜區與該等第三雜質摻雜區； 形成一第三光罩於該複晶矽半導體層上，該第三光罩 具有作為形成複數半導體島之一第四圖案；以及 利用該第三光罩選擇性地蝕刻該複晶矽半導體層，藉 由該第四圖案形成該第-TFT之—第_半導體島，以日及开; 成該第二TFT之一第二半導體島； 其中’在施以雷射光束至非晶石夕半導體層之步驟中， 在該複晶石夕半導體層利用該等第一雜質格雜區形成該第 —TFT之一對源/汲極區，並利用該等第二雜質摻雜區形 成該等第-對準記號，且利用該等第三雜質摻雜區形成該 第二TFT之一對源/汲極區；以及 在選擇性地蝕刻複晶矽半導體層步驟中，該第一 TFT 之對源/沒極區係包含於該第一半導體島令，該第二τπ S 2127-8170-PF2 60 1338372 之對源/汲極區係包含於該第二半導體島中，且該等第一 對準S己號係不包含於該第一與該第二半導體島中； 且其中’該第一 TFT之該對源/汲極區之厚度小於該 第一半導體島之一其餘部分； 又其中該第一 TFT之該對源/汲極區與該第_半導體 島之該其餘部分之厚度差設定在1 〇埃至1 〇〇埃之間。 8. 如申請專利範圍第7項所述之該方法，其中該利用 該第三光罩選擇性蝕刻該複晶矽半導體層之步驟中，係利 用該等第一對準記號進行對準操作。 9. 如申請專利範圍第7項所述之該方法，其中除形成 複數半導體島之該第四圖案外，該第三記號具有形成複數 第二對準記號之一第五圖案；以及 在該利用該第三光罩選擇性地蝕刻該複晶矽半導體 層以形成該第一與該第二半導體島之步驟中，利用該第五 圖案於該第一與該第二半導體島鄰近形成複數第二對準 記號。 1 0.如申請專利範圍第8項所述之該方法其令除形 成複數半導體島之該第四圖案外，該第三記號具有形成複 數第二對準記號之一第五圖案；以及 在》亥利用該第—光罩選擇性地钱刻該複晶石夕半導體 層以形成該第-與該第二半導體島之步驟中，利用該第五 圖案於該帛-與該第二半導料鄰近形成複數第二對準 記號。 11.如申叫專利範圍第7項所述之方法’還包括一植 2127-8170-PF2 61 1338372 入一雜質進該非晶矽半導體層之該表面以調整閥值 (threshold adjustment)之步驟；以及 上述該額外步驟係在施使以雷射光束至該非晶矽半 導體層步驟之前加以實施。
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