專利名稱：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)薄膜晶體管(TFT)的 制造方法，更具體地講，本發(fā)明涉及一種利用數(shù)量減少的掩^f莫來制造CMOS TFT的方法。
背景技術(shù)：
互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)薄膜晶體管(TFT)包括P溝道金屬 氧化物半導(dǎo)體(PMOS)薄膜晶體管(TFT)和N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體 (NMOS )薄膜晶體管(TFT )。因此，CMOS TFT能夠?qū)崿F(xiàn)僅利用PMOS TFT 或NMOS TFT難以實(shí)現(xiàn)的各種電路和系統(tǒng)。由于CMOS TFT具有PMOS TFT和NMOS TFT,因此PMOS TFT必須 具有與NMOS TFT不同的溝道特性，即PMOS TFT的閾值電壓必須與NMOS TFT的閾值電壓不同。因此，在一種制造CMOS TFT的方法中，向PMOS TFT或NMOS TFT 的半導(dǎo)體層中注入預(yù)定劑量的雜質(zhì)，從而對PMOS TFT或NMOS TFT執(zhí)行溝 道摻雜。結(jié)果，PMOS TFT (或NMOS TFT )的閾值電壓與NMOS TFT (或 PMOS TFT)的閾值電壓不同。下面參照圖1A至圖1G來描述一種制造CM0S TFT的方法，在該方法 中，僅對PMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行溝道4參雜。參照圖1A，在制造CMOS TFT的方法中，在基底1的整個(gè)表面上形成 緩沖層IO和多晶硅層，利用第一掩模工藝使多晶硅層圖案化，從而形成PMOS TFT的半導(dǎo)體層14和NMOS TFT的半導(dǎo)體層24。然后，在基底1的形成有 PMOS TFT的半導(dǎo)體層14和NMOS TFT的半導(dǎo)體層24的整個(gè)表面上形成才冊 極絕緣層12。參照圖IB,在制造CMOS TFT的方法中，利用第二掩模通過光刻工藝， 在形成有柵極絕緣層12的基底1上形成光致抗蝕劑圖案50，其中，光致抗 蝕劑圖案50覆蓋NMOS TFT的半導(dǎo)體層24。然后，向PMOS TFT的半導(dǎo)體
層14中注入少量雜質(zhì)(諸如磷(P)、硼(B)等)，以形成溝道摻雜半導(dǎo)體 層14b。參照圖1C，在制造CMOS TFT的方法中，利用第三掩模通過光刻工藝， 在形成有PMOS TFT的溝道摻雜半導(dǎo)體層14b的基底1上形成光致抗蝕劑圖 案60,其中，光致抗蝕劑圖案60覆蓋PMOS TFT的溝道摻雜半導(dǎo)體層14b 的整個(gè)區(qū)域和覆蓋NMOS TFT的除了形成源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域之外的整個(gè) 區(qū)域。然后，利用光致抗蝕劑圖案60作為掩^t,向?qū)⒁纬蒒MOS TFT的 暴露的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域中注入N +型雜質(zhì)(諸如磷(P)、砷(As)、銻 (Sb )、鉍(Bi)等)，從而形成NMOS TFT的源極區(qū)24a和漏極區(qū)24c。然 后，通過剝離工藝(stripping process )將光致抗蝕劑圖案60去除。參照圖ID,在制造CMOS TFT的方法中，利用第四掩模工藝，在形成 有NMOS TFT的源極區(qū)24a和漏極區(qū)24c的基底1上形成PMOS TFT的柵電 極13和NMOS TFT的柵電極23，其中，PMOS TFT的4冊電才及13與將形成 PMOS TFT的溝道4參雜的溝道的區(qū)域疊置，NMOS TFT的4冊電才及23與將形成 NMOS TFT的溝道的區(qū)域疊置。NMOS TFT的柵電極23形成為具有小于光 致抗蝕劑圖案60的寬度的寬度，其中，光致抗蝕劑圖案60用于形成NMOS TFT的源極區(qū)24a和漏極區(qū)24c。然后，利用PMOS TFT的4冊電極13和NMOS TFT的柵電極23作為掩才莫，向PMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層14b和NMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層24中注入雜質(zhì)，從而限定PMOS TFT的溝道摻雜的 溝道14b和NMOS TFT的溝道24b，其中，PMOS TFT的溝道摻雜的溝道14b 與PMOS TFT的柵電極13疊置，NMOS TFT的溝道24b與NMOS TFT的柵 電極23疊置。然后，在NMOS TFT的溝道24b和NMOS TFT的源極區(qū)24a、 漏極區(qū)24c之間形成NMOS TFT的輕摻雜漏極(LDD )區(qū)24d。參照圖IE,在制造CMOS TFT的方法中，利用第五掩模通過光刻工藝， 在形成有NMOS TFT的LDD區(qū)24d的基底1上形成光致抗蝕劑圖案70，其 中，光致抗蝕劑圖案70覆蓋NMOS TFT的半導(dǎo)體層24a至24d的整個(gè)區(qū)域 和覆蓋PMOS TFT的除了將形成源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域之外的整個(gè)區(qū)域。然 后，利用光致抗蝕劑圖案70作為掩模，向?qū)⒁纬蒔MOS TFT的暴露的源 極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域中注入P +型雜質(zhì)(諸如硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、 銦(In)等)，從而形成PMOS TFT的源極區(qū)14a和漏極區(qū)14c。然后，通過 剝離工藝將光致抗蝕劑圖案70去除。
參照圖1F，在基底1的形成有PMOS TFT的源極區(qū)14a和漏極區(qū)14c 的整個(gè)表面上形成層間絕緣層32。然后，利用第六掩模工藝，穿過柵極絕緣 層12和層間絕緣層32形成源極接觸孔36和漏極接觸孔38，其中，源極接 觸孔36暴露PMOS TFT的源極區(qū)14a和NMOS TFT的源極區(qū)24a,漏極接 觸孔38暴露PMOS TFT的漏極區(qū)14c和NMOS TFT的漏極區(qū)24c。接下來，如圖1G所示，利用第七掩^^莫工藝形成PMOSTFT的源電極15 和漏電極16以及NMOS TFT的源電極25和漏電極26,其中，PMOS TFT的 源電極15和漏電極16通過源極接觸孔36和漏極接觸孔38與PMOS TFT的 源極區(qū)14a和漏極區(qū)14c連接，NMOS TFT的源電極25和漏電極26通過源 極接觸孔36和漏極接觸孔38與NMOS TFT的源極區(qū)24a和漏極區(qū)24c連接。如上所述，僅在PMOS TFT的半導(dǎo)體層中注入預(yù)定劑量的雜質(zhì)的制造 CMOS TFT的方法就需要七個(gè)掩模工藝。這也適用于僅在NMOS TFT的半導(dǎo) 體層中注入預(yù)定劑量的雜質(zhì)的制造CMOS TFT的方法。掩模工藝包括諸如光 致抗蝕劑工藝、曝光和顯影工藝、蝕刻工藝和光致抗蝕劑剝離工藝等多個(gè)工 藝。因此，在需要七個(gè)掩模工藝的制造CMOS TFT的方法中，制造工藝復(fù)雜， CMOS TFT的制造成本增加。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種利用數(shù)量減少的掩模來制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) TFT的方法。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中， 一種制造CMOS TFT的方法包括在 基底的整個(gè)表面上形成緩沖層；在基底的具有緩沖層的整個(gè)表面上形成多晶 硅層和光致抗蝕劑層；將光致抗蝕劑層曝光并顯影，以形成第一光致抗蝕劑 圖案，其中，第一光致抗蝕劑圖案在將要形成第一TFT的半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi) 具有第一厚度，在將要形成第二TFT的溝道和輕摻雜漏極(LDD)區(qū)的區(qū)域 內(nèi)具有第二厚度，在將要形成第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有第三 厚度；利用第一光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻多晶硅層，以將第一TFT的 半導(dǎo)體層和第二 TFT的半導(dǎo)體層圖案化；對第一光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第一灰 化工藝，以形成第二光致抗蝕劑圖案，其中，已從第一光致抗蝕劑圖案中去 除了具有第三厚度的區(qū)域；利用第二光致抗蝕劑圖案作為掩模向第二TFT的 源極區(qū)和漏極區(qū)中注入第 一雜質(zhì)；對第二光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第二灰化工藝，
以形成第三光致抗蝕劑圖案，其中，已從第二光致抗蝕劑圖案中去除了具有 第二厚度的區(qū)域；利用第三光致抗蝕劑圖案作為掩模向第二TFT中注入第二 雜質(zhì)，以對第二TFT執(zhí)行溝道摻雜。在本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例中， 一種制造CMOS TFT的方法包括在 基底的整個(gè)表面上形成緩沖層；在基底的具有緩沖層的整個(gè)表面上形成多晶 硅層和光致抗蝕劑層；將光致抗蝕劑層曝光并顯影，以形成第一光致抗蝕劑 圖案，其中，第一光致抗蝕劑圖案在將要形成第二TFT的溝道和輕摻雜漏極 (LDD)區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有第一厚度，在將要形成第一TFT的半導(dǎo)體層的區(qū)域 內(nèi)具有第二厚度，在將要形成第二 TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有第三 厚度；利用第一光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻多晶硅層，以將第一TFT的 半導(dǎo)體層和第二 TFT的半導(dǎo)體層圖案化；對第一光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第一灰 化工藝，以形成第二光致抗蝕劑圖案，其中，已從第一光致抗蝕劑圖案中去 除了具有第三厚度的區(qū)域；利用第二光致抗蝕劑圖案作為掩模向第二 TFT的 源極區(qū)和漏極區(qū)中注入第 一雜質(zhì)；對第二光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第二灰化工藝， 以形成第三光致抗蝕劑圖案，其中，已從第二光致抗蝕劑圖案中去除了具有 第二厚度的區(qū)域；利用第三光致抗蝕劑圖案作為掩模向第一TFT中注入第二 雜質(zhì)，以對第一 TFT執(zhí)行溝道摻雜。
參照下面結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時(shí)的詳細(xì)描述，對本發(fā)明的更為完整的理解 和本發(fā)明的許多所附的優(yōu)點(diǎn)將變得容易明了，同時(shí)本發(fā)明變得更好理解，在 附圖中相同的標(biāo)號表示相同或相似的元件，其中圖1A至圖1G是制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS ) TFT的方法的剖視圖；圖2A至圖2G是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法的 剖^L圖；圖3A至圖3G是根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的制造CMOS TFT的方 法的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下文參照示出了本發(fā)明示例性實(shí)施例的附圖更充分地描述了本發(fā)明。在
附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。相同的標(biāo)號用于表示相同 的元件。圖2A至圖2G是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS ) TFT的方法的剖視圖。參照圖2A,在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法中， 在基底101的整個(gè)表面上形成緩沖層110,在緩沖層110上形成多晶硅層和光 致抗蝕劑層。繼而，具有第一黑矩陣、第二黑矩陣和第三黑矩陣的第一掩^f莫布置在基 底101的具有多晶硅層和光致抗蝕劑層的整個(gè)表面上。在與將要形成p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS) TFT的半導(dǎo)體層的區(qū) 域相對應(yīng)的區(qū)域A內(nèi)，第一黑矩陣形成為第一厚度；在與將要形成N溝道金 屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS) TFT的溝道和輕摻雜漏極(LDD)區(qū)的區(qū)域相對 應(yīng)的區(qū)域B內(nèi)，第二黑矩陣形成為第一厚度的2/3的厚度；在與將要形成 NMOS TFT的源才及區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域C內(nèi)，第三黑矩陣形成為 第一厚度的1/3的厚度。然后，將覆蓋在基底101的整個(gè)表面上的光致抗蝕 劑層曝光并顯影，^v而形成第一光致抗蝕劑圖案150。第一光致抗蝕劑圖案 150在將要形成PMOS TFT的半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度，在將要形 成NMOS TFT的溝道和LDD區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的2/3的厚度，在 將要形成NMOS TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚 度。繼而，利用第一光致抗蝕劑圖案150作為掩模來蝕刻多晶硅層，從而形 成PMOS TFT的半導(dǎo)體層114和NMOS TFT的半導(dǎo)體層124。第一掩^f莫可具有第三黑矩陣、第二黑矩陣和第一黑矩陣，其中，第三黑 矩陣具有形成為具有第 一 間隔(interval)的光屏蔽縫隙(light-shielding slit)， 第二黑矩陣具有形成為具有第一間隔的2/3的間隔的光屏蔽縫隙，第一黑矩 陣具有形成為具有第一間隔的1/3的間隔的光屏蔽縫隙。參照圖2B，在本發(fā)明的制造CMOS TFT的方法中，對圖2A的第一光致 抗蝕劑圖案150 4丸行第一灰化工藝(ashingprocess )。結(jié)果，/人第一光致抗蝕 劑圖案150中去除了在將要形成NMOS TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成 為第一厚度的1/3的厚度的區(qū)域。然后，通過第一灰化工藝形成第二光致抗 蝕劑圖案160,其中，第二光致抗蝕劑圖案160在將要形成PMOS TFT的半 導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)形成為第 一厚度的2/3的厚度，在將要形成NMOS TFT的溝
道和LDD區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度。繼而，利用第二光致抗 蝕劑圖案160作為掩才莫，向NMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層124中將要形成 NMOS TFT的源才及區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)注入N +雜質(zhì)(諸如磷(P )、砷(As )、 銻(Sb)和鉍(Bi)等)，從而形成NMOS TFT的源極區(qū)124a和漏極區(qū)124c， 其中，注入后雜質(zhì)的劑量為5E"原子/cr^至2E"原子/cm3，優(yōu)選地為1E"原 子/cm3。參照圖2C,對圖2B的第二光致抗蝕劑圖案160執(zhí)行第二灰化工藝。結(jié) 果，從第二光致抗蝕劑圖案160中去除了在將要形成NMOS TFT的溝道和 LDD區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度的區(qū)域。然后，通過第二灰化 工藝形成第三光致抗蝕劑圖案170，其中，第三光致抗蝕劑圖案170在將要 形成PMOSTFT的半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)形成第一為厚度的1/3的厚度。繼而， 利用第三光致抗蝕劑圖案170作為掩模，向?qū)⒁纬蒒MOS TFT的暴露的溝 道和LDD區(qū)的區(qū)域中注入雜質(zhì)(諸如磷(P )、硼(B )等)，從而對NMOS TFT 的溝道和LDD區(qū)124b執(zhí)行溝道摻雜，其中，注入后雜質(zhì)的劑量為5E"原子 /cmS至3E"原子/cm3,優(yōu)選地為lE"原子Zcm3。由于注入的雜質(zhì)劑量很小， 所以NMOS TFT的溝道摻雜的溝道和LDD區(qū)124b不具有傳導(dǎo)類型(conducti-vitytype)。另外，利用剝離工藝將第三光致抗蝕劑圖案170去除。接下來， 在基底101的形成有PMOS TFT的半導(dǎo)體層114和NMOS TFT的半導(dǎo)體層 124a至124c的整個(gè)表面上形成柵極絕緣層112。參照圖2D,利用第二掩模工藝，在形成有柵極絕緣層112的基底101上 形成PMOS TFT的柵電極113和NMOS TFT的4冊電才及123，其中，PMOS TFT 的柵電極113與將要形成PMOS TFT的溝道的區(qū)域疊置，NMOS TFT的柵電 極123與將要形成NMOS TFT的溝道的區(qū)域疊置。NMOS TFT的柵電極123 形成為具有小于NMOS TFT的溝道摻雜的溝道和LDD區(qū)124b的寬度的寬度。 然后，利用PMOS TFT的柵電極113和NMOS TFT的柵電極123作為掩模， 向PMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層114和NMOS TFT的暴露的溝道和LDD區(qū) 124b中注入N-雜質(zhì)(諸如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)和鉍(Bi)等)，從 而限定PMOS TFT的溝道114b和NMOS TFT的溝道摻雜的溝道124b ，其中， 注入后雜質(zhì)的劑量為5E"原子/cmS至2E"原子/cm3，優(yōu)選地為小于N+雜質(zhì) 的劑量的1E19原子/cm3的劑量，PMOS TFT的溝道114b與PMOS TFT的柵 電極113疊置，NMOS TFT的溝道摻雜的溝道124b與NMOS TFT的柵電極123疊置。然后，在NMOS TFT的溝道124b與NMOS TFT的源極區(qū)124a、 漏極區(qū)124c之間形成NMOS TFT的LDD區(qū)124d。參照圖2E，利用第三掩模通過光刻工藝，在形成有NMOS TFT的LDD 區(qū)124d的基底101上形成光致抗蝕劑圖案180，其中，光致抗蝕劑圖案180 覆蓋NMOS TFT的半導(dǎo)體層124a至124d的整個(gè)區(qū)域和覆蓋PMOS TFT的除 了將要形成源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域之外的區(qū)域。繼而，利用光致抗蝕劑圖案 180作為掩才莫，向PMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層114中將要形成PMOS TFT 的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域中注入？+雜質(zhì)(諸如硼(B)、鋁(AI)、鎵(Ga)、 銦(In)等)，從而形成PMOS TFT的源極區(qū)114a和漏極區(qū)114c，其中，注 入后雜質(zhì)的劑量為5E^原子/cn^至2E"原子/cm3，優(yōu)選地為1E"原子/cm3。 然后，利用剝離工藝將光致抗蝕劑圖案180去除。參照圖2F,在層間絕緣層132形成在基底101的形成有PMOS TFT的源 極區(qū)114a和漏極區(qū)114c的整個(gè)表面上之后，利用第四掩模工藝，穿過柵極 絕緣層112和層間絕緣層132形成源極接觸孔136和漏極接觸孔138，其中， 源極接觸孔136暴露PMOS TFT的源極區(qū)114a和NMOS TFT的源極區(qū)124a， 漏極接觸孔138暴露PMOS TFT的漏極區(qū)114c和NMOS TFT的漏極區(qū)124c。 然后，如圖2G中所示，穿過源極接觸孔136和漏極接觸孔138形成PMOS TFT 的源電極115、漏電極116和NMOSTFT的源電極125、漏電極126,其中， PMOS TFT的源電極115和漏電極116連接到PMOS TFT的源極區(qū)114a和漏 極區(qū)114c，NMOS TFT的源電極125和漏電極126連接到NMOS TFT的源極 區(qū)124a和漏極區(qū)124c。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法中，利用第一 掩模來形成PMOS TFT的半導(dǎo)體層114、 NMOS TFT的溝道摻雜的溝道124b 和NMOS TFT的源極區(qū)124a和漏極區(qū)124c，其中，第一掩片莫具有形成為第 一厚度的第一黑矩陣、形成為第一厚度的2/3的厚度的第二黑矩陣和形成為 第一厚度的1/3的厚度的第三黑矩陣。因此，在本發(fā)明的制造CMOS TFT的方法中，利用五個(gè)掩模工藝來形成 CMOS TFT,在該CMOS TFT中，對NMOS TFT的半導(dǎo)體層4九行溝道摻雜。 與制造對其中的NMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行溝道4參雜的CMOS TFT的方法 相比，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法中，減少了兩個(gè)掩模工 藝。結(jié)果，在沖艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造對其中的NMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行 溝道摻雜的CMOS TFT的方法中，能夠簡化制造工藝并降低CMOS TFT的制 造成本。圖3A至圖3G是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法的剖 視圖。參照圖3A，在根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的制造CMOSTFT的方法中，在 基底201的整個(gè)表面上形成緩沖層210，在緩沖層210的整個(gè)表面上形成多 晶硅層和光致抗蝕劑層。繼而，第一掩模布置在基底201的具有多晶硅層和 光致抗蝕劑層的整個(gè)表面上。第一掩模包括第一黑矩陣，在與將要形成 NMOS TFT的溝道和LDD區(qū)的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域B內(nèi)，形成為第 一厚度； 第二黑矩陣，在與將要形成PMOS TFT的半導(dǎo)體層的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域A內(nèi)， 形成為第一厚度的2/3的厚度；第三黑矩陣，在與將要形成NMOS TFT的源 極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域C內(nèi)，形成為第一厚度的1/3的厚度。然 后，將覆蓋在基底201的整個(gè)表面上的光致抗蝕劑層曝光并顯影，從而形成 第一光致抗蝕劑圖案250，其中，第一光致抗蝕劑圖案250在將要形成NMOS TFT的溝道和LDD區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第 一厚度，在將要形成PMOS TFT的 半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的2/3的厚度，在將要形成NMOS TFT的 源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度。繼而，利用第一光 致抗蝕劑圖案250作為掩模來蝕刻多晶硅層，從而形成PMOS TFT的半導(dǎo)體 層214和NMOS TFT的半導(dǎo)體層224。第一掩才莫可具有第三黑矩陣、第二黑矩陣和第一黑矩陣，其中，第三黑 矩陣具有形成為具有第一間隔的光屏蔽縫隙，第二黑矩陣具有形成為具有第 一間隔的2/3的間隔的光屏蔽縫隙，第一黑矩陣具有形成為具有第一間隔的 1/3的間隔的光屏蔽縫隙。參照圖3B，對圖3A中所示的第一光致抗蝕劑圖案250執(zhí)行第一灰化工 藝。結(jié)果，從第一光致抗蝕劑圖案250中去除了在將要形成NMOS TFT的源 極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度的區(qū)域。然后，形成第 二光致抗蝕劑圖案260,其中，第二光致抗蝕劑圖案260在將要形成NMOS TFT的溝道和LDD區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的2/3的厚度，在將要形成 PMOSTFT的半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度。繼而，利用 第二光致抗蝕劑圖案260作為掩模，向NMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層224中 將要形成NMOS TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域中注入N +雜質(zhì)(諸如P、 As、
Sb和Bi等)，其中，注入后雜質(zhì)的劑量為5E加原子/cr^至2E"原子/cm3,優(yōu) 選地為IE21原子/cm3，從而形成NMOS TFT的源極區(qū)224a和漏極區(qū)224c。參照圖3C，對圖3B中所示的第二光致抗蝕劑圖案260執(zhí)行第二灰化工 藝。結(jié)果，從第二光致抗蝕劑圖案260中去除了在將要形成PMOSTFT的半 導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度的區(qū)域。然后，通過第二灰化 工藝形成第三光致抗蝕劑圖案270，其中，第三光致抗蝕劑圖案270在將要 形成NMOS TFT的溝道和LDD區(qū)的區(qū)域內(nèi)形成為第一厚度的1/3的厚度。 繼而，利用第三光致抗蝕劑圖案270作為掩模，向PMOSTFT的暴露的半導(dǎo) 體層中注入雜質(zhì)(諸如P、 B等)，其中，注入后雜質(zhì)的劑量為5E"原子/cm3 至3E"原子/cn^的很小的劑量，優(yōu)選地為1E"原子/cm3,從而對PMOSTFT 的半導(dǎo)體層214b執(zhí)行溝道摻雜。由于注入的雜質(zhì)劑量很小，所以PMOSTFT 的溝道摻雜的半導(dǎo)體層214b不具有傳導(dǎo)類型。另外，利用剝離工藝將第三光 致抗蝕劑圖案270去除。接下來，在基底201的形成有PMOS TFT的溝道摻 雜的半導(dǎo)體層214b和NMOS TFT的半導(dǎo)體層224a至224c的整個(gè)表面上形 成柵極絕緣層212。參照圖3D，利用第二掩模工藝在形成有柵極絕緣層212的基底201上形 成PMOS TFT的柵電極213和NMOS TFT的柵電極223,其中，PMOS TFT 的柵電極213與將要形成PMOS TFT的溝道的區(qū)域疊置，NMOS TFT的柵電 極223與將要形成NMOS TFT的溝道的區(qū)域疊置。NMOS TFT的柵電極223 形成為具有小于NMOS TFT的半導(dǎo)體層224的寬度的寬度，其中，不在NMOS TFT的半導(dǎo)體層224中注入N +雜質(zhì)。然后，利用PMOS TFT的柵電極213 和NMOS TFT的柵電極223作為掩模，向PMOS TFT的暴露的溝道摻雜的半 導(dǎo)體層214b和NMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層224中注入N-雜質(zhì)(諸如P、 As、 Sb和Bi等)，其中,注入后雜質(zhì)的劑量為5E"原子/cm3至2E19原子/cm3， 優(yōu)選地為1E"原子/cm3，從而限定PMOS TFT的溝道#^雜的溝道214b和 NMOS TFT的溝道224b，其中，PMOS TFT的溝道摻雜的溝道214b與PMOS TFT的柵電極213疊置，NMOS TFT的溝道224b與NMOS TFT的柵電極223. 疊置。然后，在NMOS TFT的溝道224b與NMOS TFT的源極區(qū)224a、漏極 區(qū)224c之間形成NMOS TFT的LDD區(qū)224d。參照圖3E,利用第三掩模通過光刻工藝，在形成有NMOS TFT的LDD 區(qū)224d的基底201上形成光致抗蝕劑圖案280，其中，光致抗蝕劑圖案280 覆蓋NMOS TFT的半導(dǎo)體層224a至224d的整個(gè)區(qū)域和覆蓋PMOS TFT的除 了將要形成源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域之外的區(qū)域。繼而，利用光致抗蝕劑圖案 280作為掩模，向PMOS TFT的暴露的半導(dǎo)體層214中將要形成PMOS TFT 的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域中注入P +雜質(zhì)(諸如B、 Al、 Ga、 In等)，其中， 注入后雜質(zhì)的劑量為5E^原子/cmS至2E"原子/cmS，優(yōu)選地為1E"原子/cm3, 從而形成PMOS TFT的源極區(qū)214a和漏極區(qū)214c。然后，利用剝離工藝將 光致抗蝕劑圖案280去除。參照圖3F，在層間絕緣層232形成在基底201的形成有PMOS TFT的源 極區(qū)214a和漏極區(qū)214c的整個(gè)表面上之后，利用第四掩模工藝穿過柵極絕 緣層212和層間絕緣層232形成源極接觸孔236和漏極接觸孔238,其中， 源極接觸孔236暴露PMOS TFT的源極區(qū)214a和NMOS TFT的源極區(qū)224a， 漏極接觸孔238暴露PMOS TFT的漏極區(qū)214c和NMOS TFT的漏極區(qū)224c。 然后，如圖3G中所示，穿過源極接觸孔236和漏極接觸孔238形成PMOS TFT 的源電極215、漏電極216以及NMOS TFT的源電極225、漏電極226，其中， PMOS TFT的源電極215和漏電極216連接到PMOS TFT的源極區(qū)214a和漏 極區(qū)214c， NMOS TFT的源電極225和漏電極226連接到NMOS TFT的源 極區(qū)224a和漏極區(qū)224c。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法中，利用 第 一掩模來形成PMOS TFT的溝道摻雜的溝道214b 、 NMOS TFT的源極區(qū) 224a和漏極區(qū)224c,其中，第一掩模具有形成為第一厚度的第一黑矩陣、形 成為第一厚度的2/3的厚度的第二黑矩陣和形成為第一厚度的1/3的厚度的第 三黑矩陣。因此，在根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法中，利用五個(gè) 掩模工藝來形成CMOS TFT,在該CMOS TFT中，對PMOS TFT的半導(dǎo)體層 執(zhí)行溝道摻雜。與制造對其中的PMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行溝道摻雜的 CMOS TFT的方法相比，在根據(jù)本發(fā)明又一 實(shí)施例的制造CMOS TFT的方法 中，減少了兩個(gè)掩沖莫工藝。結(jié)果，在根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的制造對其中的 PMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行溝道摻雜的CMOS TFT的方法中，能夠簡化制造 工藝并降低CMOS TFT的制造成本。
TFT或NMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行溝道摻雜。因此，與制造對其中的NMOS TFT或PMOS TFT的半導(dǎo)體層執(zhí)行溝道摻雜的CMOS TFT的方法相比，在根執(zhí)行溝il^參雜的CMOS TFT的方法中，減少了兩個(gè)掩^^莫工藝。結(jié)果，在本發(fā) 明的制造對其中的NMOS TFT或PMOS TFT的半導(dǎo)體層4丸行溝道摻雜的 CMOS TFT的方法中，能夠簡化制造工藝并降^f氐CMOS TFT的制造成本。雖然已參照本發(fā)明的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將 要理解的是，在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神或范圍的情況下， 可對本發(fā)明做出各種修改和改變。
權(quán)利要求
1、一種制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法，所述方法包括在基底的整個(gè)表面上形成緩沖層；在基底的具有所述緩沖層的整個(gè)表面上形成多晶硅層和光致抗蝕劑層；將所述光致抗蝕劑層曝光并顯影，以形成第一光致抗蝕劑圖案，其中，所述第一光致抗蝕劑圖案在將要形成第一薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)具有第一厚度，在將要形成第二薄膜晶體管的溝道和輕摻雜漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有第二厚度，在將要形成所述第二薄膜晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有第三厚度；利用所述第一光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻所述多晶硅層，以將所述第一薄膜晶體管的所述半導(dǎo)體層和所述第二薄膜晶體管的半導(dǎo)體層圖案化；對所述第一光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第一灰化工藝，以形成第二光致抗蝕劑圖案，其中，已從所述第一光致抗蝕劑圖案中去除了具有所述第三厚度的區(qū)域；利用所述第二光致抗蝕劑圖案作為掩模向所述第二薄膜晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)中注入第一雜質(zhì)；對所述第二光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第二灰化工藝，以形成第三光致抗蝕劑圖案，其中，已從所述第二光致抗蝕劑圖案中去除了具有所述第二厚度的區(qū)域；利用所述第三光致抗蝕劑圖案作為掩模向所述第二薄膜晶體管中注入第二雜質(zhì)，以對所述第二薄膜晶體管執(zhí)行溝道摻雜。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在基底的已形成所述第一薄膜晶體管的所述半導(dǎo)體層、所述第二薄膜晶 體管的溝道摻雜的半導(dǎo)體層和所述第二薄膜晶體管的所述源極區(qū)和漏極區(qū)的 整個(gè)表面上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層之上在與將要形成所述第 一薄膜晶體管的溝道的區(qū)域 疊置的區(qū)域內(nèi)形成所述第一薄膜晶體管的柵電極，在所述柵極絕緣層之上在 與將要形成所述第二薄膜晶體管的溝道的區(qū)域疊置的區(qū)域內(nèi)形成所述第二薄 膜晶體管的柵電極；利用所述第二薄膜晶體管的所述柵電極作為掩模向所述第二薄膜晶體管的所述半導(dǎo)體層中注入第三雜質(zhì)，以形成所述第二薄膜晶體管的所述輕摻雜漏極區(qū)，并限定所述第二薄膜晶體管的所述溝道；形成光致抗蝕劑圖案，所述光致抗蝕劑圖案覆蓋所述第二薄膜晶體管的所述半導(dǎo)體層的整個(gè)區(qū)域和所述第一薄膜晶體管的所述柵電極；利用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模向所述第一薄膜晶體管中注入第四雜 質(zhì)，以形成所述第一薄膜晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)；在基底的已形成所述第一薄膜晶體管的所述源極區(qū)和漏極區(qū)的整個(gè)表面 上形成層間絕緣層；穿過所述柵極絕緣層和所述層間絕緣層形成源極接觸孔和漏極接觸孔， 所述源極接觸孔和漏極接觸孔暴露所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體 管的源極區(qū)和漏極區(qū)；形成所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的源電極和漏電極，其 中，所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的源電極和漏電極穿過所述 源極接觸孔和漏極接觸孔連接到所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管 的所述源極區(qū)和漏極區(qū)。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二厚度為所述第一厚度的 2/3,所述第三厚度為所述第一厚度的1/3。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，掩模設(shè)置在基底的具有所述多晶硅 層和所述光致抗蝕劑層的整個(gè)表面上，所述掩才莫在與將要形成所述第 一薄膜 晶體管的所述半導(dǎo)體層的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)具有第 一黑矩陣，在與將要形成 所述第二薄膜晶體管的所述溝道和輕摻雜漏極區(qū)的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)具有第 二黑矩陣，在與將要形成所述第二薄膜晶體管的所述源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域 對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)具有第三黑矩陣。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述掩模包括所述第一黑矩陣、所 述第二黑矩陣和所述第三黑矩陣，其中，所述第一黑矩陣具有形成為第一厚 度的光屏蔽層，所述第二黑矩陣具有形成為所述第一厚度的2/3的厚度的光 屏蔽層，所述第三黑矩陣具有形成為所述第一厚度的1/3的厚度的光屏蔽層。
6、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述掩模包括所述第三黑矩陣、所 述第二黑矩陣和所述第一黑矩陣，其中，所述第三黑矩陣具有形成為具有第一間隔的光屏蔽縫隙，所述第二黑矩陣具有形成為具有所述第一間隔的2/3 的間隔的光屏蔽縫隙，所述第一黑矩陣具有形成為具有所述第一間隔的1/3 的間隔的光屏蔽縫隙。
7、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一雜質(zhì)包括磷、砷、銻和鉍 中的至少一種。
8、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第二雜質(zhì)包括磷或硼。
9、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第三雜質(zhì)包括磷、砷、銻和鉍 中的至少一種，且具有低于所述第 一雜質(zhì)的劑量的劑量。
10、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第四雜質(zhì)包括硼、鋁、鎵和 銦中的至少一種。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一薄膜晶體管形成為P溝 道金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，所述第二薄膜晶體管形成為N溝道金屬氧 化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。
12、 一種制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的方法，所述方法包括 在基底的整個(gè)表面上形成緩沖層；在基底的具有所述緩沖層的整個(gè)表面上形成多晶硅層和光致抗蝕劑層； 將所述光致抗蝕劑層曝光并顯影，以形成第一光致抗蝕劑圖案，其中， 所述第 一光致抗蝕劑圖案在將要形成第二薄膜晶體管的溝道和輕摻雜漏極區(qū) 的區(qū)域內(nèi)具有第一厚度，在將要形成第一薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的區(qū)域內(nèi)具 有第二厚度，在將要形成所述第二薄膜晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)具 有第三厚度；'利用所述第一光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻所述多晶硅層，以將所述第一薄膜晶體管的所述半導(dǎo)體層和所述第二薄膜晶體管的半導(dǎo)體層圖案化；對所述第 一光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第 一灰化工藝，以形成第二光致抗蝕劑 圖案，其中，已從所述第一光致抗蝕劑圖案中去除了具有所述第三厚度的區(qū)域；利用所述第二光致抗蝕劑圖案作為掩沖莫向所述第二薄膜晶體管的源極區(qū) 和漏極區(qū)中注入第一雜質(zhì)；對所述第二光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第二灰化工藝，以形成第三光致抗蝕劑 圖案，其中，已從所述第二光致抗蝕劑圖案中去除了具有所述第二厚度的區(qū) 域；利用所述第三光致抗蝕劑圖案作為掩才莫向所述第一薄膜晶體管中注入第 二雜質(zhì)，以對所述第一薄膜晶體管執(zhí)行溝道摻雜。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括在基底的已形成所述第一薄膜晶體管的溝道摻雜的半導(dǎo)體層和所述第二 薄膜晶體管的所述源極區(qū)和漏極區(qū)的整個(gè)表面上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層之上在與將要形成所述第 一薄膜晶體管的溝道的區(qū)域 疊置的區(qū)域內(nèi)形成所述第一薄膜晶體管的柵電極，在所述柵極絕緣層之上在 與將要形成所述第二薄膜晶體管的溝道的區(qū)域疊置的區(qū)域內(nèi)形成所述第二薄 膜晶體管的柵電極；利用所述第二薄膜晶體管的所述柵電極作為掩模向所述第二薄膜晶體管 的所述半導(dǎo)體層中注入第三雜質(zhì)，以形成所述第二薄膜晶體管的所述輕摻雜 漏極區(qū)，并限定所述第二薄膜晶體管的所述溝道；形成光致抗蝕劑圖案，所述光致抗蝕劑圖案覆蓋所述第二薄膜晶體管的 所述半導(dǎo)體層的整個(gè)區(qū)域和覆蓋所述第一薄膜晶體管的所述柵電極；利用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模向所述第一薄膜晶體管中注入第四雜 質(zhì)，以形成所述第一薄膜晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)；在基底的已形成所述第一薄膜晶體管的所述源極區(qū)和漏極區(qū)的整個(gè)表面 上形成層間絕緣層；穿過所述柵極絕緣層和所述層間絕緣層形成源極接觸孔和漏極接觸孔， 所述源極接觸孔和漏才及接觸孔暴露所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體 管的源極區(qū)和漏極區(qū)；形成所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的源電極和漏電極，其 中，所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的所述源電極和漏電極穿過 所述源極接觸孔和漏極接觸孔連接到所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶 體管的源極區(qū)和漏極區(qū)。
14、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二厚度為所述第一厚度的 2/3,所述第三厚度為所述第一厚度的1/3。
15、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，掩模設(shè)置在基底的具有所述多晶 硅層和所述光致抗蝕劑層的整個(gè)表面上，所述掩模在與將要形成所述第二薄 膜晶體管的所述溝道和輕摻雜漏極區(qū)的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)具有第一黑矩陣， 在與將要形成所述第 一薄膜晶體管的所述半導(dǎo)體層的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)具有 第二黑矩陣，在與將要形成所述第二薄膜晶體管的所述源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū) 域?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)具有第三黑矩陣。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述掩模包括所述第一黑矩陣、 所述第二黑矩陣和所述第三黑矩陣，其中，所述第一黑矩陣具有形成為第一厚度的光屏蔽層，所述第二黑矩陣具有形成為所述第一厚度的2/3的厚度的 光屏蔽層，所述第三黑矩陣具有形成為所述第一厚度的1/3的厚度的光屏蔽 層。
17、 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述掩模包括所述第三黑矩陣、 所述第二黑矩陣和所述第一黑矩陣，其中，所述第三黑矩陣具有形成為具有 第一間隔的光屏蔽縫隙，所述第二黑矩陣具有形成為具有所述第一間隔的2/3 的間隔的光屏蔽縫隙，所述第一黑矩陣具有形成為具有所述第一間隔的1/3 的間隔的光屏蔽縫隙。
18、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一雜質(zhì)包括磷、砷、銻和 4義中的至少一種。
19、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第二雜質(zhì)包括磷或硼。
20、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第三雜質(zhì)包括磷、砷、銻和 鉍中的至少一種，且具有低于所述第一雜質(zhì)的劑量的劑量。
21、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第四雜質(zhì)包括硼、鋁、鎵和 銦中的至少一種。
22、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一薄膜晶體管形成為P 溝道金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管，所述第二薄膜晶體管形成為N溝道金屬 氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用數(shù)量減少的掩模來制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)TFT的方法，該方法包括在基底的整個(gè)表面上形成緩沖層；在基底的具有緩沖層的整個(gè)表面上形成多晶硅層和光致抗蝕劑層；將光致抗蝕劑層曝光并顯影，以形成第一光致抗蝕劑圖案；利用第一光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻多晶硅層，以將第一TFT的半導(dǎo)體層和第二TFT的半導(dǎo)體層圖案化；對第一光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第一灰化工藝，以形成第二光致抗蝕劑圖案；利用第二光致抗蝕劑圖案作為掩模向第二TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)中注入第一雜質(zhì)；對第二光致抗蝕劑圖案執(zhí)行第二灰化工藝，以形成第三光致抗蝕劑圖案；利用第三光致抗蝕劑圖案作為掩模向第二TFT中注入第二雜質(zhì)，以對第二TFT執(zhí)行溝道摻雜。
文檔編號H01L21/84GK101127328SQ20071014186
公開日2008年2月20日 申請日期2007年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者黃義勛 申請人:三星Sdi株式會社