低溫多晶硅薄膜及其制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫多晶硅薄膜及其制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置，用于解決采用現(xiàn)有的ELC技術(shù)制備的多晶硅薄膜均勻性較差的問題。本發(fā)明提供的制備方法包括：在基板上形成緩沖層；通過構(gòu)圖工藝，在基板的緩沖層上形成非晶硅層，該非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于該多個凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域；以及對非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜。本發(fā)明實施例中，由于形成的非晶硅層中包括多個凸起結(jié)構(gòu)，該些凸起結(jié)構(gòu)在后續(xù)晶化過程中作為形核中心，能夠均勻形核，從而保證了多晶硅晶粒的均勻分布，增大了晶粒的尺寸。
【專利說明】低溫多晶硅薄膜及其制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多晶硅【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低溫多晶硅薄膜及其制備方法，以及應(yīng)用該低溫多晶硅薄膜的薄膜晶體管和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在平面顯示，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)、有機電致發(fā)光顯示器或者無機電致發(fā)光顯示器中，薄膜晶體管一般用作開關(guān)元件來控制像素，或是用作驅(qū)動元件來驅(qū)動像素。薄膜晶體管按照硅薄膜性質(zhì)通?？煞譃榉蔷Ч?a-Si)與多晶硅(Poly-Si)兩種，與非晶硅薄膜晶體管相比，多晶硅薄膜晶體管有更高的電子遷移率、更佳的液晶特性以及較低的漏電流，因此利用多晶硅薄膜晶體管制作的顯示器會有較高的分辨率以及較快的反應(yīng)速度。
[0003]多晶硅薄膜的制備工藝可分為兩大類:一類是高溫工藝，制備過程中溫度高于600°C，襯底使用昂貴的石英；另一類是低溫工藝，整個加工工藝溫度低于600°C，可用廉價玻璃作襯底，因此,低溫多晶娃(Low Temperature Poly Silicon,LTPS)技術(shù)已逐漸取代非晶硅技術(shù)成為薄膜晶體管研發(fā)的主流，在低溫多晶硅的制備中，多晶硅的晶化問題一直是低溫多晶硅領(lǐng)域研究的重點。
[0004]目前業(yè)界成熟的低溫多晶硅薄膜制備工藝主要有固相晶化(Solid PhaseCrystallization, SPC)、金屬誘導橫向晶化(Metal—Induced Lateral Crystallization,MILC)、準分子激光晶化(Excimer Laser Crystallization, ELC)等技術(shù)。其中，ELC 技術(shù)以其產(chǎn)品較高的遷移率及產(chǎn)率，被業(yè)界普遍用于非晶硅的晶化。準分子激光晶化(ELC)是將高功率的激光束作用于待晶化非晶硅薄膜表面，由于硅極強的紫外光吸收能力，在極短的時間內(nèi)(約50ns?150ns)可使a-Si薄膜表面在瞬間達到1000°C以上的高溫而變成熔融狀態(tài)，激光脈沖停止后，熔融狀態(tài)的非晶硅冷卻結(jié)晶變?yōu)槎嗑Ч?。采用準分子激光晶化制備的多晶硅薄膜晶粒大、空間選擇性好，摻雜效率高、晶內(nèi)缺陷少、電學特性好、遷移率較高，是目前綜合性能最好的低溫多晶硅薄膜。然而，采用準分子激光晶化制備的多晶硅薄膜也有自身的缺點，即晶粒尺寸對激光功率敏感，制備得到的多晶硅薄膜膜層的均勻性較差，從而使得由該多晶硅薄膜制備的產(chǎn)品(如薄膜晶體管等)性能差異較大。
[0005]綜上所述，目前采用ELC技術(shù)制備的多晶硅薄膜均勻性較差，從而影響由該多晶硅薄膜制備的產(chǎn)品的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了一種低溫多晶硅薄膜及其制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置，用于解決采用現(xiàn)有的ELC技術(shù)制備的多晶硅薄膜均勻性較差的問題。
[0007]本發(fā)明實施例提供了一種低溫多晶硅薄膜的制備方法，包括:
[0008]在基板上形成緩沖層；
[0009]通過構(gòu)圖工藝，在所述基板的緩沖層上形成非晶硅層的圖形，其中，所述非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于多個所述凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域；
[0010]對所述非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜。
[0011]本發(fā)明實施例中，由于形成的非晶硅層中包括多個凸起結(jié)構(gòu)，該些凸起結(jié)構(gòu)在后續(xù)晶化過程中作為形核中心，能夠均勻形核，從而保證了多晶硅晶粒的均勻分布，增大了晶粒的尺寸。
[0012]在制備過程中，通過構(gòu)圖工藝，在所述基板的緩沖層上形成非晶硅層的圖形，具體包括:
[0013]在所述基板的緩沖層上沉積一層非晶硅薄膜；
[0014]對所述非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕，所述非晶硅薄膜中被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的刻蝕區(qū)域，所述非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選的，多個所述凸起結(jié)構(gòu)等間距分布于非晶硅層。
[0016]在制備過程中，優(yōu)選的，在所述基板的緩沖層上形成非晶硅層的圖形之后，且在對所述非晶硅層進行準分子激光晶化之前，所述方法還包括:
[0017]采用等離子體增強化學氣相沉積PECVD方式，在所述基板的非晶硅層上沉積一層用于防止所述非晶硅層上表面熱量散失的保溫層，以進一步增大多晶硅晶粒的尺寸。
[0018]優(yōu)選的，所述保溫層采用二氧化硅SiO2或氮化硅SiNx單層薄膜，或SiO2和SiNx的復合層薄膜。
[0019]本發(fā)明實施例還提供了一種低溫多晶硅薄膜，該低溫多晶硅薄膜由上述任一方法制備而成，該低溫多晶硅薄膜的晶粒分布均勻，且尺寸較大。
[0020]本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管采用上述低溫多晶硅薄膜，該低溫多晶硅薄膜可作為薄膜晶體管的有源層。
[0021]本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管的制作方法，其中，所述薄膜晶體管的有源層的制作方法包括:
[0022]通過構(gòu)圖工藝，在形成了緩沖層的基板上，形成非晶硅層的圖形，其中，所述非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于多個所述凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域；
[0023]對所述非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜；
[0024]對所述低溫多晶硅薄膜通過構(gòu)圖工藝，形成有源層的圖形。
[0025]在實施中，在形成非晶硅層的圖形之前，所述方法還包括:
[0026]在基板上形成緩沖層；或者，
[0027]通過構(gòu)圖工藝，在基板上形成柵極的圖形，以及在形成了所述柵極的基板上，形成緩沖層。
[0028]在實施中，通過構(gòu)圖工藝，在形成了緩沖層的基板上，形成非晶硅層的圖形，具體包括:
[0029]在形成了緩沖層的基板上，沉積一層非晶硅薄膜；
[0030]對所述非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕，所述非晶硅薄膜中被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的刻蝕區(qū)域，所述非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)。
[0031]在實施中，多個所述凸起結(jié)構(gòu)等間距分布于非晶硅層。[0032]在實施中，在形成了緩沖層的基板上形成非晶硅層的圖形之后，且在對所述非晶硅層進行準分子激光晶化之前，所述方法還包括:
[0033]采用等離子體增強化學氣相沉積PECVD方式，在所述非晶硅層上沉積一層用于防止所述非晶硅層上表面熱量散失的保溫層。
[0034]進一步，在對所述非晶硅層進行準分子激光晶化之后，所述方法還包括:
[0035]去除所述低溫多晶硅薄膜上的保溫層。
[0036]本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括上述薄膜晶體管，該薄膜晶體管可作為開關(guān)元件來控制像素，或是用作驅(qū)動元件來驅(qū)動像素。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制備方法示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明實施例提供的實施例一的制備工藝示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明實施例提供的實施例一中沉積緩沖層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本發(fā)明實施例提供的實施例一中沉積非晶硅薄膜后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5A為本發(fā)明實施例提供的實施例一中形成的非晶硅層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖5B為本發(fā)明實施例提供的實施例一中形成的非晶硅層的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖6為本發(fā)明實施例提供的實施例一中沉積保溫層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0044]本發(fā)明實施例中，在基板上形成的非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)，在對該非晶硅層進行晶化過程中，多個凸起結(jié)構(gòu)作為形核中心，能夠均勻形核，從而保證了形成的多晶硅晶粒的均勻分布。
[0045]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細描述。
[0046]參見圖1所示，本發(fā)明實施例一種低溫多晶硅薄膜的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0047]步驟11、在基板上形成緩沖層，以防止基板上的雜質(zhì)進入非晶硅層，而影響非晶硅層的性能。
[0048]本步驟中，可采用化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)方式,在基板上沉積緩沖層薄膜，以形成緩沖層。
[0049]優(yōu)選的，采用等離子體增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition, PECVD)方式,在基板上沉積緩沖層薄膜，以形成緩沖層。
[0050]優(yōu)選的，緩沖層可采用采用二氧化硅SiO2或氮化硅SiNx的單層薄膜，或SiO2和SiNx的復合層薄膜。
[0051]優(yōu)選的，本步驟中形成的緩沖層的厚度為2000埃米?4000埃米。當然緩沖層的厚度也可以根據(jù)實際制備需要設(shè)置為其他數(shù)值。
[0052]在制備過程中，執(zhí)行本步驟之前，可以預(yù)先對基板進行清洗，以使基板保持潔凈。
[0053]本步驟中，基板可采用無堿玻璃基板、樹脂基板、石英基板等常用的基板。
[0054]步驟12、通過構(gòu)圖工藝，在基板的緩沖層上形成非晶硅層，該非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于該多個凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域。[0055]本步驟中，通過構(gòu)圖工藝，在基板的緩沖層上形成非晶硅層，所形成的非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于該多個凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域，具體的，可以采用光刻方法，將需要形成凸起結(jié)構(gòu)的非晶硅薄膜區(qū)域進行保護，其他區(qū)域進行刻蝕(即刻蝕區(qū)域)，最終被保護區(qū)域形成均勻分布的多個凸起結(jié)構(gòu)，而該些凸起結(jié)構(gòu)在后續(xù)晶化過程中作為形核中心，能夠均勻形核，從而保證了多晶硅晶粒的均勻分布。
[0056]在制備過程中，為了進一步保證所形成的低溫多晶硅薄膜的晶粒的均勻分布，優(yōu)選的，形成的多個凸起結(jié)構(gòu)等間距分布，以使非晶硅層呈現(xiàn)均勻分布的丘陵形貌，進一步保證晶粒的均勻分布。
[0057]步驟13、對步驟12所形成的非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜。
[0058]本步驟中，在對所形成的非晶硅層進行準分子激光晶化過程中，由于步驟12所形成的非晶硅層的厚度呈現(xiàn)均勻分布的起伏，因此，厚度不等的非晶硅層(凸起結(jié)構(gòu)所在的區(qū)域、及刻蝕區(qū)域的厚度不等)的臨界完全熔融能量密度必然不同，在厚度較低的刻蝕區(qū)域的臨界熔融能量密度之上必然存在一個能量密度區(qū)間，使得在該刻蝕區(qū)域之上的厚度較高的凸起結(jié)構(gòu)處于不完全熔融狀態(tài)，從而使這些凸起結(jié)構(gòu)在晶化過程中能夠均勻形核，保證了多晶硅晶粒的均勻分布，并增大了晶粒的尺寸。
[0059]實驗證明，采用現(xiàn)有的制作方法得到的低溫多晶硅薄膜的晶粒的大小一般在400納米左右，而采用本發(fā)明的得到的低溫多晶硅薄膜的晶粒的大小能至少達到600納米?1000納米,增大了晶粒的尺寸。
[0060]在制備過程中，步驟13中，對所形成的非晶硅層進行準分子激光晶化時，可根據(jù)非晶硅層的厚度、材質(zhì)等特性，選擇對非晶硅層進行一次、兩次或更多次的準分子激光退火，以形成多晶硅薄膜。
[0061]優(yōu)選的，對所形成的非晶硅層進行一次準分子激光退火，其工藝參數(shù)為:激光脈沖頻率為500Hz，使用的激光能量密度為350?450mJ/cm2。
[0062]在制備過程中，步驟12中，通過構(gòu)圖工藝，在基板的緩沖層上形成非晶硅層，具體包括:
[0063]在基板的緩沖層上沉積一層非晶硅(a-Si)薄膜；以及
[0064]對非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕，其中，該非晶硅薄膜中被刻蝕的區(qū)域形成非晶硅層的刻蝕區(qū)域，該非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)。
[0065]在制備過程中，可采用CVD方式在基板的緩沖層上沉積一層非晶硅薄膜。
[0066]優(yōu)選的，采用PECVD方式在基板的緩沖層上沉積一層非晶硅薄膜。
[0067]優(yōu)選的，步驟12中，在基板的緩沖層上沉積的非晶硅薄膜的厚度為400埃米?800埃米。當然非晶硅薄膜的厚度也可以根據(jù)實際制備需要設(shè)置為其他數(shù)值。
[0068]優(yōu)選的，步驟12中，對非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕之后，被部分刻蝕掉的刻蝕區(qū)域的厚度為200埃米?600埃米，未被刻蝕的區(qū)域形成多個凸起結(jié)構(gòu)，每個凸起結(jié)構(gòu)的高度為100埃米?200埃米，且任意相鄰兩個凸起結(jié)構(gòu)之間的間距為1000納米?2000納米。當然刻蝕區(qū)域的厚度、凸起結(jié)構(gòu)的高度、相鄰兩個凸起結(jié)構(gòu)的間距，也可以根據(jù)實際制備需要(如所需制備的低溫多晶硅薄膜的晶粒的尺寸)設(shè)置為其他數(shù)值。
[0069]本發(fā)明實施例中，可根據(jù)基板的尺寸、以及設(shè)定的任意相鄰兩個凸起結(jié)構(gòu)之間的間距確定多晶硅層中的凸起結(jié)構(gòu)的數(shù)量。
[0070]本發(fā)明實施例中，不對非晶硅層所形成的凸起結(jié)構(gòu)的形狀進行限定。
[0071]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例的非晶硅層所形成的凸起結(jié)構(gòu)采用圓柱體結(jié)構(gòu)，且該凸起結(jié)構(gòu)的直徑為200埃米?300埃米。當然該凸起結(jié)構(gòu)的直徑也可以根據(jù)實際制備需要設(shè)置為其他數(shù)值。
[0072]在制備過程中，步驟12之后，且步驟13之前，本發(fā)明實施例的方法還包括如下步驟:
[0073]采用PECVD方式，在基板的非晶硅層上沉積一層用于防止該非晶硅層上表面熱量散失的保溫層，以進一步增大得到的多晶硅的晶粒尺寸。
[0074]本步驟中，在非晶硅層上沉積一層保溫層，在對該非晶硅層進行晶化過程中，能夠防止該非晶硅層上表面熱量散失，以縮小非晶硅層上下膜層的溫度差異，從而進一步增大多晶娃的晶粒尺寸。
[0075]本步驟中，采用PECVD方式在非晶硅層上沉積一層保溫層，沉積的保溫層均勻性好，穩(wěn)定性高，可以保證晶化之后的晶粒尺寸進一步增大。
[0076]優(yōu)選的，保溫層的厚度為1000埃米?2000埃米。當然保溫層的厚度也可以根據(jù)實際制備需要設(shè)置為其他數(shù)值。
[0077]優(yōu)選的，保溫層可以采用SiO2或SiNx單層薄膜，也可以采用SiO2和SiNx的復合層薄膜。
[0078]下面結(jié)合一個優(yōu)選的實施例，對本發(fā)明提供的低溫多晶硅薄膜的制備方法進行詳細說明。
[0079]實施例一、本實施例中以玻璃基板作為基板，其制備工藝參見圖2所示，包括如下步驟:
[0080]步驟21、在玻璃基板SI上沉積緩沖層S2，其剖面結(jié)構(gòu)參見圖3所示；
[0081]其中，緩沖層S2采用Si02薄膜，其厚度為2000?4000埃米(A )。
[0082]步驟22、在該緩沖層之上沉積非晶硅(a-Si)薄膜S3，其剖面結(jié)構(gòu)參見圖4所示；
[0083]其中，該非晶硅薄膜的厚度為400?800A。
[0084]步驟23、通過構(gòu)圖工藝，對該非晶硅薄膜S3進行選擇性刻蝕，以形成非晶硅層，其剖面結(jié)構(gòu)參見圖5A所示，該非晶硅薄膜S3中被刻蝕的區(qū)域形成非晶硅層的刻蝕區(qū)域S31，該非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)S32 ；
[0085]其中，該非晶硅層中較厚膜層的厚度為原有的400?800A,被部分刻蝕掉的刻蝕
區(qū)域S31經(jīng)蝕刻之后的厚度變?yōu)?00?600A,形成在該刻蝕區(qū)域S31之上的柱狀凸起結(jié)構(gòu)
S32的直徑為200?300A,其高度為100?200Λ，任意相鄰兩個凸起結(jié)構(gòu)S32的分布間距為1000?2000納米(nm)，其俯視結(jié)構(gòu)參見圖5B所示。
[0086]本步驟采用選擇性刻蝕的方法，形成的非晶硅層包括了多個等間距分布的柱狀凸起結(jié)構(gòu)以及為該些凸起結(jié)構(gòu)四周的刻蝕區(qū)域，以實現(xiàn)該些凸起結(jié)構(gòu)在晶化過程中的不完全熔融狀態(tài)，從而實現(xiàn)均勻形核，使制備得到的多晶硅晶粒分布均勻，并增大了晶粒尺寸。
[0087]步驟24、在刻蝕之后形成的非晶硅層上，采用PECVD方式沉積一層保溫層S4，其剖面結(jié)構(gòu)參見圖6所示；
[0088]其中，該保溫層S4的厚度為1000?2000A。由于該保溫層S4能夠防止非晶硅層表面的熱量散失，能夠進一步增大晶化后的晶粒尺寸。
[0089]優(yōu)選的,該保溫層可以采用SiO2或SiNx單層薄膜,也可以采用SiO2和SiNx的復合層薄膜。
[0090]步驟25、對玻璃基板SI上的非晶硅層進行ELC，得到低溫多晶硅薄膜；
[0091]具體的，在激光脈沖頻率為500HZ下，使用的激光能量密度為350-450mJ/cm2，對玻璃基板Si上的非晶硅層進行晶化。
[0092]本發(fā)明實施例還提供了一種低溫多晶硅薄膜，該低溫多晶硅薄膜由上述任一方法制備而成，該低溫多晶硅薄膜的晶粒分布均勻，且尺寸較大。
[0093]本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管采用上述低溫多晶硅薄膜，該低溫多晶硅薄膜可作為薄膜晶體管的有源層。
[0094]本發(fā)明實施例不對薄膜晶體管的其他結(jié)構(gòu)(如柵極、柵極絕緣層、源漏極等等)進行限定，只要薄膜晶體管的有源層采用本發(fā)明實施例所提供的低溫多晶硅薄膜制作即可。
[0095]本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管的制作方法，其中，該薄膜晶體管的有源層的制作方法包括:
[0096]通過構(gòu)圖工藝，在形成了緩沖層的基板上，形成非晶硅層的圖形，其中，該非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于多個凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域；
[0097]對該非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜；以及，
[0098]對該低溫多晶硅薄膜通過構(gòu)圖工藝，形成有源層的圖形。
[0099]本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制作方法中，薄膜晶體管的有源層采用低溫多晶硅薄膜制作，不對薄膜晶體管的其他結(jié)構(gòu)進行限定，只要有源層采用本發(fā)明實施例所提供的低溫多晶硅薄膜制作薄膜晶體管的制作方法都涵蓋在本發(fā)明實施例中。
[0100]優(yōu)選的，緩沖層可采用采用二氧化硅SiO2或氮化硅SiNx的單層薄膜，或SiO2和SiNx的復合層薄膜。
[0101]優(yōu)選的，基板上形成的緩沖層的厚度為2000埃米?4000埃米。當然緩沖層的厚度也可以根據(jù)實際制備需要設(shè)置為其他數(shù)值。
[0102]作為一種優(yōu)選的實現(xiàn)方式，薄膜晶體管在制作時，可以先制作有源層，再制作柵極，該制作方式下，在形成非晶硅層的圖形之前，該方法還包括:在基板上形成緩沖層。
[0103]該方式下，可采用CVD方式，在基板上沉積緩沖層薄膜，以形成緩沖層。
[0104]優(yōu)選的，采用PECVD方式，在基板上沉積緩沖層薄膜，以形成緩沖層。
[0105]作為另一種優(yōu)選的實現(xiàn)方式，薄膜晶體管在制作時，可以先制作柵極，再制作有源層，該制作方式下，在形成非晶硅層的圖形之前，該方法還包括:
[0106]通過構(gòu)圖工藝，在基板上形成柵極的圖形；以及，
[0107]在形成了柵極的基板上，形成緩沖層。
[0108]該方式下，緩沖層即為薄膜晶體管的柵極絕緣層。
[0109]在制備中，通過構(gòu)圖工藝，在形成了緩沖層的基板上，形成非晶硅層的圖形，具體包括:
[0110]在形成了緩沖層的基板上，沉積一層非晶硅薄膜；[0111]對該非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕，其中，該非晶硅薄膜中被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的刻蝕區(qū)域，且該非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)。
[0112]在制備過程中，為了進一步保證所形成的低溫多晶硅薄膜的晶粒的均勻分布，優(yōu)選的，多個凸起結(jié)構(gòu)等間距分布于非晶硅層。
[0113]在制備過程中，在形成了緩沖層的基板上形成非晶硅層之后，且在對非晶硅層進行準分子激光晶化之前，所述方法還包括:
[0114]采用PECVD方式，在非晶硅層上沉積一層用于防止該非晶硅層上表面熱量散失的保溫層。
[0115]本步驟中，在非晶硅層上沉積一層保溫層，在對該非晶硅層進行晶化過程中，能夠防止該非晶硅層上表面熱量散失，以縮小非晶硅層上下膜層的溫度差異，從而進一步增大多晶娃的晶粒尺寸。
[0116]優(yōu)選的，保溫層的厚度為1000埃米?2000埃米。當然保溫層的厚度也可以根據(jù)實際制備需要設(shè)置為其他數(shù)值。
[0117]優(yōu)選的,保溫層可以采用SiO2或SiNx單層薄膜，也可以采用SiO2和SiNx的復合層薄膜。
[0118]進一步，在對非晶硅層進行準分子激光晶化之后，該方法還包括:去除該低溫多晶硅薄膜上的保溫層。
[0119]具體的，在對非晶硅層進行準分子激光晶化之后，形成低溫多晶硅薄膜，可以采用干刻工藝去除該低溫多晶硅薄膜上的保溫層。
[0120]優(yōu)選的，在對非晶硅層進行準分子激光晶化之后，且在形成有源層的圖形之前，去除該低溫多晶硅薄膜上的保溫層。
[0121]本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括上述薄膜晶體管。優(yōu)選的，該薄膜晶體管可作為開關(guān)元件來控制像素，或是用作驅(qū)動元件來驅(qū)動像素。
[0122]本發(fā)明實施例提供的顯示裝置可以為:液晶顯示面板、電子紙、有機發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode, 0LED)面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0123]其中，該顯示裝置適用于液晶顯示器、有機電致發(fā)光顯示器、無機電致發(fā)光顯示器、有源矩陣有機發(fā)光二極管顯示器(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,AMOLED)等多種類型的顯示器。
[0124]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0125]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫多晶硅薄膜的制備方法，其特征在于，該方法包括: 在基板上形成緩沖層； 通過構(gòu)圖工藝，在所述基板的緩沖層上形成非晶硅層的圖形，其中，所述非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于多個所述凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域； 對所述非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過構(gòu)圖工藝，在所述基板的緩沖層上形成非晶硅層的圖形，具體包括: 在所述基板的緩沖層上沉積一層非晶硅薄膜； 對所述非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕，所述非晶硅薄膜中被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的刻蝕區(qū)域，所述非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，多個所述凸起結(jié)構(gòu)等間距分布于非晶硅層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基板的緩沖層上形成非晶硅層的圖形之后，且在對所述非晶硅層進行準分子激光晶化之前，所述方法還包括: 采用等離子體增強化學氣相沉積PECVD方式，在所述基板的非晶硅層上沉積一層用于防止所述非晶硅層上表面熱量散失的保溫層。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述保溫層采用二氧化硅SiO2或氮化硅SiNx單層薄膜,或SiO2和SiNx`的復合層薄膜。
6.一種低溫多晶硅薄膜，其特征在于，所述低溫多晶硅薄膜由權(quán)利要求1~5任一項所述的方法制備而成。
7.一種薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管采用如權(quán)利要求6所述的低溫多晶硅薄膜。
8.一種薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述薄膜晶體管的有源層的制作方法包括: 通過構(gòu)圖工藝，在形成了緩沖層的基板上，形成非晶硅層的圖形，其中，所述非晶硅層包括多個凸起結(jié)構(gòu)以及位于多個所述凸起結(jié)構(gòu)四周的部分被刻蝕掉的刻蝕區(qū)域； 對所述非晶硅層進行準分子激光晶化，得到低溫多晶硅薄膜； 對所述低溫多晶硅薄膜通過構(gòu)圖工藝，形成有源層的圖形。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在形成非晶硅層的圖形之前，所述方法還包括: 在基板上形成緩沖層；或者， 通過構(gòu)圖工藝，在基板上形成柵極的圖形，以及在形成了所述柵極的基板上，形成緩沖層。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過構(gòu)圖工藝，在形成了緩沖層的基板上，形成非晶硅層的圖形，具體包括: 在形成了緩沖層的基板上，沉積一層非晶硅薄膜； 對所述非晶硅薄膜進行選擇性刻蝕，所述非晶硅薄膜中被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的刻蝕區(qū)域，所述非晶硅薄膜中未被刻蝕的區(qū)域形成所述非晶硅層的多個凸起結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求8~10任一所述的方法，其特征在于，多個所述凸起結(jié)構(gòu)等間距分布于非晶硅層。
12.如權(quán)利要求8~10任一所述的方法，其特征在于，在形成了緩沖層的基板上形成非晶硅層的圖形之后，且在對所述非晶硅層進行準分子激光晶化之前，所述方法還包括: 采用等離子體增強化學氣相沉積PECVD方式，在所述非晶硅層上沉積一層用于防止所述非晶硅層上表面熱量散失的保溫層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在對所述非晶硅層進行準分子激光晶化之后，所述方法還包括: 去除所述低溫多晶硅薄膜上的保溫層。
14.一種顯示裝置，其特征在于`，所述顯示裝置包括如權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管。
【文檔編號】H01L21/02GK103681776SQ201310722877
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】張慧娟 申請人:京東方科技集團股份有限公司