專利名稱：一種tft有源矩陣的新型制造方法
技術領域：
本發明涉及一種平板顯示屏制造領域的制造方法，具體的說是一種TFT (薄膜晶 體管)有源矩陣的新型制造方法，采用半導體硅加工工藝及微機械加工工藝的方法實現 TFT有源矩陣的制作。
背景技術：
TFT英文全稱為Thin Film Transistor,意思為薄膜晶體管。
現有的TFT有源矩陣采用如下的工藝制造流程制作首先在清洗潔凈的TFT玻 璃基板上濺射底柵金屬層，通過光刻工藝將底柵金屬層圖形化處理，得到底柵電極的圖 形；接下來在圖形化后的底柵金屬層之上依次淀積絕緣層、有源層及歐姆接觸層；再對 歐姆接觸層作圖形化處理，將TFT溝道處的歐姆接觸層刻蝕掉，但保留源、漏電極處的 歐姆接觸層；最后再濺射一層金屬電極層，圖形化處理后得到TFT有源矩陣的源、漏電 極。此種工藝的TFT有源矩陣的薄膜生長在玻璃基板上，制作出的TFT有源矩陣性能穩 定性較差；如需提高TFT的性能穩定性，需對TFT有源矩陣進行高溫退火，但TFT玻璃 基板的特性決定了其不可承受長時間的高溫烘烤，制作出的產品性能、良率不能夠有效 的改善。
本發明采用半導體硅加工工藝及微機械加工工藝的方法實現TFT有源矩陣的制 作，使TFT有源矩陣的制造與半導體制造工藝、微機械加工工藝相兼容；單晶硅晶圓上 制作的TFT有源矩陣層從單晶硅晶圓剝離后，切割成單顆TFT器件并轉移裝配到玻璃基 板上，選用的玻璃基板可以為普通的玻璃基板，而非必須為TFT玻璃基板；同時剝離了 TFT有源矩陣層的單晶硅晶圓可循環利用，生產制作成本大幅降低；并且半導體工藝技 術非常成熟，制作出的TFT器件性能非常穩定，不易出現性能衰退，制造產品的良率會 大幅提升。發明內容
本發明的目的是提供一種TFT有源矩陣的新型制造方法，該方法制作的TFT有 源矩陣工藝可與半導體工藝兼容，且制作成的TFT有源矩陣性能更加穩定。
為達到上述目的，本發明采用如下方案
—種TFT有源矩陣的新型制造方法，TFT有源矩陣層在單晶硅晶圓上制作，采 用半導體制造工藝生長各膜層，再采用微機械加工工藝實現TFT有源矩陣層從單晶硅晶 圓到玻璃基板的轉移，制作成新的TFT有源矩陣，其工藝步驟如下1)首先采用半導體 工藝在單晶硅晶圓上制作TFT有源矩陣層，幻制作完成之后涂布抗蝕層，幻再采用微機 械加工工藝的方法將TFT有源矩陣層與單晶硅晶圓剝離開；4)TFT有源矩陣層經劃片之 后形成單顆TFT器件，幻將單顆TFT器件轉移裝配到玻璃基板之上，形成TFT有源矩 陣。。
上述技術方案中，所述步驟1)的采用半導體工藝在單晶硅晶圓(10)上制作TFT有源矩陣層的工藝步驟如下①選取單晶硅晶圓作為基板，②并在其上熱生長氧化硅層 作為犧牲層；③之后在氧化硅層上生長一層單晶硅層；④單晶硅層圖形化處理之后做離 子注入，形成單顆TFT器件的有源區；⑤接著在有源區上生長一層絕緣層；⑥對絕緣層 做刻蝕，露出單顆TFT器件的源漏區，并對源漏區作離子注入，形成源極區及漏極區； ⑦生長一層金屬電極層并作圖形化處理，制作得到單顆TFT器件的源電極、漏電極、柵 電極，從而得到了單晶硅晶圓上的TFT有源矩陣層，單晶硅晶圓上的TFT有源矩陣層制 作工藝結束。
上述技術方案中，所述TFT有源矩陣層制成單顆TFT器件轉移裝配到玻璃基板 90上的工藝如下用抗蝕層80覆蓋在上述的TFT有源矩陣層之上，防止后續刻蝕工藝對 TFT有源矩陣層造成傷害；采用微機械加工工藝的刻蝕方法，將氧化硅層20刻蝕掉，從 而使TFT有源矩陣層與單晶硅晶圓10剝離開；對TFT有源矩陣層劃片，形成單顆TFT 器件；對單顆TFT器件作性能測試，挑選出性能優良的單顆TFT器件轉移到玻璃基板90 上，并與玻璃基板90裝配在一起，制作成新的TFT有源矩陣。
上述技術方案中，所述TFT有源矩陣制作工藝中，剝離掉有源矩陣層的單晶硅 晶圓10可重復利用到下一次的TFT有源矩陣的制作中。
上述技術方案中，所述TFT有源矩陣制作工藝中，單顆TFT器件裝配可以用鍵 合的方法來實現，但不局限于此種方法將單顆TFT器件與玻璃基板90裝配在一起。
上述技術方案中，所述TFT有源矩陣制作工藝中，單顆TFT器件可轉移到玻璃 基板90之上，但不僅局限于此種基板，柔性基板等其它基板皆屬于此發明范圍之內。
本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的實質性特點和顯著優點
1本發明采用半導體硅加工工藝制作TFT有源矩陣，TFT有源矩陣層首先制作在 單晶硅晶圓上，制作的TFT器件可以在高溫下退火，從而使制造出的TFT器件性能非常 穩定，不易出現性能衰退，產品的良率會大幅提升。
2本發明采用微機械加工工藝將生長在單晶硅晶圓上的TFT有源矩陣層從單晶硅 晶圓上剝離掉，并經劃片、性能測試、轉移等工藝步驟之后，將制作出的單顆TFT器件 轉移裝配到玻璃基板上；單晶硅晶圓可以重復使用，并且單顆TFT器件轉移到的玻璃基 板可以選用普通的玻璃基板，大幅降低了 TFT有源矩陣的生產成本。
3本發明TFT有源矩陣工藝制造過程中，單顆TFT器件可單獨進行性能測試， 性能優良的單顆TFT器件可轉移并裝配到玻璃基板上，制作成新的TFT有源矩陣，這樣 使生產的成品率大幅地提高。
圖ITFT有源矩陣制作在單晶硅晶圓上的剖視圖
圖2TFT有源矩陣制作在單晶硅晶圓上的正視圖
圖3TFT有源矩陣轉移裝配到玻璃基板上的剖視圖
圖4TFT有源矩陣新型制作方法的制作流程框圖
圖5TFT有源矩陣新型制作方法的工藝流程的形象示意圖具體實施方式
下面結合附圖對本發明的優選實施例進行說明
實施例1
參見圖4和圖5，本TFT有源矩陣的新型制造方法，采用半導體硅加工工藝及 微機械加工工藝來制造。利用半導體硅加工工藝在單晶硅晶圓10上制作TFT有源矩陣 層，并利用微機械加工工藝的方法將制作的TFT有源矩陣層從單晶硅晶圓10上剝離掉； 剝離后的TFT有源矩陣層經劃片后，對單顆TFT器件作性能測試，挑選出性能優良的單 顆TFT器件轉移并裝配到玻璃基板90上，TFT有源矩陣制造完成。剝離了 TFT有源矩 陣層的單晶硅晶圓10可重復利用；單顆TFT器件轉移到的玻璃基板90可選用普通玻璃， 而非必須為TFT玻璃基板，可以大大降低制造成本。
實施例2
本實施例與實施例1基本相同，特別之處在于
參見圖1、圖2、圖4和圖5，采用半導體硅加工工藝制造TFT有源矩陣的工藝 步驟如下
選取6英寸的單晶硅晶圓作為TFT有源矩陣制造的單晶硅晶圓10 ；首先利用 濕法熱氧化的方法在單晶硅晶圓10上生長一層厚度為2 μ m左右的SO2層作為氧化硅層 20，之后采用熱生長的方式在氧化硅層20上生長單晶硅層30，單晶硅層厚度為300nm左 右；利用光刻技術，顯影之后在單晶硅表面制作出尺寸為50μιηΧ25μιη的區域作離子 注入，注入N型離子形成N型的有源區40，注入離子的結深為IOOnm左右；將單晶硅層 30上的光刻膠去除，并在其上熱生長一層SO2作為絕緣層50，生長的厚度為nm左右； 對絕緣層50做曝光、顯影等光刻工藝處理之后刻蝕絕緣層50，在有源區40處刻蝕部分絕 緣層50，并做P型離子注入，得到源漏區60，其中源極區61及漏極區62，注入的結深為 20nm；在絕緣層50上面濺射金屬電極層70，選用金屬鋁作為電極，濺射厚度為150nm ； 對金屬電極層70光刻圖形化處理之后，得到單顆TFT器件的源電極71、漏電極72及柵 電極73。單晶硅晶圓10上制作TFT有源矩陣層的工藝完成。
實施例3
本實施例與實施例2基本相同，特別之處在于
參見圖3、圖4和圖5，制作在單晶硅上的TFT有源矩陣層轉移到玻璃基板上的 工藝如下
在制作有TFT有源矩陣層的表面涂布抗蝕層80，此處選用正性光刻膠為抗蝕層 80，均勻涂布光刻膠厚度為2000nm，對其作固化處理，以抵抗酸性刻蝕液的腐蝕；采用 微機械加工濕法刻蝕工藝對氧化硅層20進行刻蝕，使TFT有源矩陣層與單晶硅晶圓10剝 離開；去除TFT有源矩陣層上的抗蝕層80并劃片，將TFT有源矩陣層分割成單顆的TFT 器件；對單顆TFT器件作性能測試，挑選出性能優良的單顆TFT器件轉移到玻璃基板90 上，并利用鍵合的方式將單顆TFT器件與玻璃基板90裝配在一起，這樣TFT有源矩陣層 轉移到玻璃基板90之上。
TFT有源矩陣層從單晶硅晶圓10剝離之后，單晶硅晶圓10可以重復使用，作為 下一次TFT有源矩陣層轉移的基板。
權利要求
1.一種TFT有源矩陣的新型制造方法，其特征在于，采用半導體硅加工工藝及微機 械加工工藝的方法實現TFT有源矩陣的制作，使TFT有源矩陣的制造與半導體制造工 藝、微機械加工工藝相兼容；其工藝步驟如下1)首先采用半導體工藝在單晶硅晶圓 (10)上制作TFT有源矩陣層，2)制作完成之后涂布抗蝕層(80)，3)再采用微機械加工工 藝的方法將TFT有源矩陣層與單晶硅晶圓(10)剝離開；4) TFT有源矩陣層經劃片之后形 成單顆TFT器件，5)將單顆TFT器件轉移裝配到玻璃基板(90)之上，形成TFT有源矩 陣。
2.根據權利要求書1所述的一種TFT有源矩陣的新型制造方法，其特征在于，所述步 驟1)的采用半導體工藝在單晶硅晶圓(10)上制作TFT有源矩陣層的工藝步驟是①選 取單晶硅晶圓(10)作為基板，②并在其上熱生長氧化硅層(20)作為犧牲層；③之后在氧 化硅層(20)上生長一層單晶硅層(30)；④單晶硅層(30)圖形化處理之后做離子注入， 形成單顆TFT器件的有源區(40)；⑤接著在有源區上生長一層絕緣層(50)；⑥對絕緣層 (50)做刻蝕，露出單顆TFT器件的源漏區(60)，并對源漏區(60)作離子注入，形成源 極區(61)及漏極區(62)；⑦生長一層金屬電極層(70)并作圖形化處理，制作得到單顆 TFT器件的源電極(71)、漏電極(72)、柵電極(73)，從而得到了單晶硅晶圓(10)上的 TFT有源矩陣層。
3.根據權利要求書1所述的一種TFT有源矩陣的新型制造方法，其特征在于，所述 步驟5)將單顆TFT器件轉移將配到玻璃基板之上的方法單顆TFT器件裝配用鍵合的方 法來實現。
4.根據權利要求書1所述的一種TFT有源矩陣的新型制造方法，其特征在于，所述 單顆TFT器件轉移到玻璃基板上。
全文摘要
本發明公開一種TFT有源矩陣的新型制造方法。本方法采用半導體硅加工工藝與微機械加工工藝的方法實現TFT有源矩陣的制作，使TFT有源矩陣的制造工藝與半導體制造工藝相兼容。區別于傳統的TFT有源矩陣必須制作在TFT玻璃之上的方法，本發明所制作的TFT有源矩陣首先制作在單晶硅晶圓上，制作完成且經過剝離工藝后，將TFT有源矩陣轉移裝配到玻璃基板上；本發明的制造方法選用的玻璃基板為普通玻璃基板，而非昂貴的TFT玻璃基板，并且TFT有源矩陣剝離之后的單晶硅晶圓可循環利用，大幅降低了TFT有源矩陣的制造成本。同時半導體工藝技術十分成熟，制作出的TFT器件性能非常穩定，不易出現性能衰退，生產成品率大幅提高。
文檔編號H01L21/77GK102024751SQ201010290800
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者張建華, 李喜峰, 陳龍龍 申請人:上海大學