低溫多晶硅薄膜晶體管及制作方法、陣列基板、顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低溫多晶硅薄膜晶體管及制作方法、陣列基板、顯示裝置，該低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法包括：S1:在襯底基板上依次形成有源層、柵極絕緣層、柵極以及層間絕緣層；S2:形成第一金屬薄膜層；S3:對所述有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理；S4:形成第二金屬薄膜層，所述第二金屬薄膜層用于形成源漏極的圖形。本發(fā)明通過在對有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理之前在層間絕緣層上方形成第一金屬薄膜層，在氫化工藝之后，再制作用于形成源漏極的第二金屬薄膜層，不但能夠避免氫化工藝對源漏極電阻的不良影響，且不會改變形成的薄膜晶體管的特性，從而減小氫化工藝對形成的薄膜晶體管的不良影響。
【專利說明】低溫多晶硅薄膜晶體管及制作方法、陣列基板、顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管及制作方法、陣列基板、顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]低溫多晶娃薄膜晶體管(LowTemperature Poly-silicon Thin FilmTransistor,簡稱LTPS TFT)由于具有較高的遷移率和穩(wěn)定性等優(yōu)點，已普遍應(yīng)用于顯示器制造領(lǐng)域。
[0003]低溫多晶硅薄膜晶體管的制備過程一般是在襯底基板I’上形成緩沖層2’和多晶硅薄膜，并對多晶硅薄膜圖案化形成薄膜晶體管的有源層3’ ；在有源層3’上形成柵絕緣層4’ ；在柵絕緣層4’上形成柵極5’ ；再在有源層3’內(nèi)注入離子分別形成源漏極區(qū)域(源極區(qū)域和漏極區(qū)域)；沉積覆蓋柵極5’以及柵絕緣層4’的層間絕緣層(ILD)6’ ；形成直達(dá)源極區(qū)域和漏極區(qū)域的接觸孔；再形成金屬層V并圖案化形成源極和漏極，源極和漏極通過接觸孔分別連接源極區(qū)域和漏極區(qū)域。在上述TFT的制備過程中，多晶硅薄膜與柵絕緣層之間的界面會產(chǎn)生具有未成鍵軌道的懸掛鍵，這是多晶硅晶界的界面態(tài)密度增加的很重要的因素，由于懸掛鍵的影響從而導(dǎo)致薄膜晶體管的載流子遷移率下降，閾值電壓升高等顯示器件的性能退化問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)通常采用氫化工藝向懸掛鍵供氫從而鈍化多晶硅薄膜與柵極絕緣層界面處的懸掛鍵，然而，由于源漏(S/D)工藝采用鈦鋁鈦(TiAlTi)低電阻率薄膜，其采用的氫化工藝會導(dǎo)致Ti與Al發(fā)生反應(yīng)生成高電阻率TiAl3合金，造成最終的共用接地端電壓(VSSRs)較大，對最后形成的TFT造成不良影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何減小氫化工藝對形成的薄膜晶體管的不良影響。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，包括:
[0009]S1:在襯底基板上依次形成有源層、柵極絕緣層、柵極以及層間絕緣層；
[0010]S2:形成第一金屬薄膜層；
[0011]S3:對所述有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理；
[0012]S4:形成第二金屬薄膜層，所述第二金屬薄膜層用于形成源漏極的圖形。
[0013]進(jìn)一步地，在步驟SI中形成有源層包括:
[0014]在所述襯底基板上形成非晶硅薄膜；
[0015]對所述非晶硅薄膜進(jìn)行晶化處理形成多晶硅薄膜；
[0016]對所述多晶硅薄膜圖案化形成有源層。
[0017]進(jìn)一步地，步驟S2之前還包括:在所述有源層的源漏區(qū)域上方形成過孔，以使在步驟S2中第一金屬薄膜層與所述有源層在所述源漏區(qū)域相接觸；
[0018]步驟S2之后還包括:進(jìn)行第一熱處理以使所述第一金屬薄膜層與所述有源層在相接觸的區(qū)域發(fā)生反應(yīng)生成金屬硅化物。
[0019]進(jìn)一步地，步驟S3之后還包括:
[0020]去除所述第一金屬薄膜層中所述相接觸區(qū)域之外的金屬薄膜材料。
[0021]進(jìn)一步地，步驟S3之后還包括:對所述生成的金屬硅化物進(jìn)行第二熱處理。
[0022]進(jìn)一步地，所述氫化處理的溫度為250?500攝氏度，時間為0.5?3小時。
[0023]進(jìn)一步地，所述第一金屬薄膜層的材料為鎢、鈦、鈷、鎳中的一種或多種。
[0024]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種上述方法制作的低溫多晶硅薄膜晶體管。
[0025]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種陣列基板，包括上述的低溫多晶硅薄膜晶體管。
[0026]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，包括上述的陣列基板。
[0027](三)有益效果
[0028]本發(fā)明通過在對有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理之前在層間絕緣層上方形成第一金屬薄膜層，在氫化工藝之后，再制作用于形成源漏極的第二金屬薄膜層，不但能夠避免氫化工藝對源漏極電阻的不良影響，且不會改變形成的薄膜晶體管的特性，從而減小氫化工藝對形成的薄膜晶體管的不良影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中對有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理的示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明實施方式提供的一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法的流程圖；
[0031]圖3是本發(fā)明實施方式提供的另一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法的流程圖；
[0032]圖4-9是本發(fā)明實施方式提供的制作低溫多晶硅薄膜晶體管的示意圖。

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0034]圖2是本發(fā)明實施方式提供的一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法的流程圖，包括:
[0035]S1:在襯底基板上依次形成有源層、柵極絕緣層、柵極以及層間絕緣層；
[0036]S2:形成第一金屬薄膜層；
[0037]S3:對所述有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理；
[0038]S4:形成第二金屬薄膜層，所述第二金屬薄膜層用于形成源漏極的圖形。
[0039]其中，第一金屬薄膜層的材料可與形成第二金屬薄膜的材料相同，通過濺射的方式形成在層間絕緣層上，氫化處理的溫度可以為250?500攝氏度，例如可以為350攝氏度、400攝氏度等，時間為0.5?3小時，例如可以為I小時、2小時等。對于步驟S2形成的第一金屬薄膜層，可在步驟S3對有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理之后將該第一金屬薄膜層去除，也可不將其去除，而在步驟S4形成第二金屬薄膜層之后，將第一薄膜層與第二薄膜層作為一層結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，從而形成源漏極的圖形。
[0040]本發(fā)明實施方式提供的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，通過在對有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理之前在層間絕緣層上方形成第一金屬薄膜層，在氫化工藝之后，再制作用于形成源漏極的第二金屬薄膜層，不但能夠避免氫化工藝對源漏極電阻的不良影響，且不會改變形成的薄膜晶體管的特性，從而減小氫化工藝對形成的薄膜晶體管的不良影響。
[0041]圖3是本發(fā)明實施方式提供的另一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法的流程圖，包括:
[0042]S21:在襯底基板上依次形成有源層、柵極絕緣層、柵極以及層間絕緣層；具體地，如圖4所示，首先在襯底基板I上形成緩沖層2和有源層3，其中，有源層3的形成步驟為在襯底基板上形成非晶硅薄膜；對非晶硅薄膜進(jìn)行晶化處理形成多晶硅薄膜；對多晶硅薄膜圖案化形成有源層3，而后在有源層3上形成柵極絕緣層4 ;在柵極絕緣層4上形成柵極5 ;再在有源層3內(nèi)注入離子分別形成源漏區(qū)域31 (源極區(qū)域和漏極區(qū)域)；沉積覆蓋柵極5以及柵絕緣層4的層間絕緣層6 ；
[0043]S22:在所述有源層的源漏區(qū)域上方形成過孔，參見圖4，可對層間絕緣層6和柵極絕緣層4進(jìn)行刻蝕，在有源層的源漏區(qū)域31上方形成過孔；
[0044]S23:形成第一金屬薄膜層8，參見圖5，通過步驟S22中的過孔可使第一金屬薄膜8與所述有源層3在所述源漏區(qū)域31相接觸，其中，該第一金屬薄膜層8可以是一層或多層金屬薄膜，其采用的材料可以為鎢、鈦、鈷、鎳中的一種或多種；
[0045]S24:進(jìn)行第一熱處理以使所述第一金屬薄膜層與所述有源層在相接觸的區(qū)域發(fā)生反應(yīng)生成金屬硅化物，參見圖6，具體，可采用RTP (快速熱處理)工藝對上述的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，使第一金屬薄膜層8與所述有源層3在相接觸的區(qū)域發(fā)生反應(yīng)生成金屬硅化物81，從而在有源層3上方形成自對準(zhǔn)硅化物；
[0046]S25:對所述有源層3和柵極絕緣層4進(jìn)行氫化處理；具體地，參見圖7，氫化處理的溫度可以為250?500攝氏度，例如可以為350攝氏度、400攝氏度等，時間為0.5?3小時，例如可以為I小時、2小時等，通過步驟S23和步驟S24得到的結(jié)構(gòu)對層間絕緣層形成阻擋層，而后再進(jìn)行氫化工藝，能夠有效的將氫原子從供氫薄膜傳輸?shù)蕉嗑樱瑥亩g化多晶硅薄膜與柵絕緣層界面處的懸掛鍵，此外，步驟S25與步驟S24也可互換，即先進(jìn)行氫化處理，再進(jìn)行第一熱處理；
[0047]S26:去除所述第一金屬薄膜層中所述相接觸區(qū)域之外的金屬薄膜材料；參見圖8，可通過刻蝕工藝將第一金屬薄膜層中未發(fā)生反應(yīng)的金屬薄膜層去除，而只保留第一金屬薄膜層與有源層相接觸區(qū)域生成的金屬硅化物，用作有源層與后續(xù)形成的源漏極之間的歐姆接觸層，具體地，由于生成的金屬硅化物不溶于刻蝕液，因此，在上述刻蝕工藝中，不需要掩膜工藝，通過刻蝕液直接對第一金屬薄膜層進(jìn)行刻蝕，即可去除掉第一金屬薄膜層中未發(fā)生反應(yīng)的金屬薄膜，而只保留源漏區(qū)域上方的金屬硅化物。
[0048]S27:對所述生成的金屬硅化物進(jìn)行第二熱處理；由于步驟S24中生成的金屬硅化物的電阻率較高，因此，在氫化工藝之后可采用RTP (快速熱處理)工藝對生成的金屬硅化物進(jìn)行第二熱處理，從而降低生成的金屬硅化物的電阻率，有助于源漏極與有源層之間形成良好的歐姆接觸；
[0049]S28:形成第二金屬薄膜層7，所述第二金屬薄膜層7用于形成源漏極的圖形，具體地，參見圖9，可采用鈦鋁鈦(TiAlTi)或者鋁鈦(AlTi)等低電阻率薄膜，通過濺射工藝形成在上述的結(jié)構(gòu)上，而后通過刻蝕工藝對第二金屬薄膜層7刻蝕形成源漏極。
[0050]本發(fā)明實施方式提供的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，通過在層間絕緣層上方形成第一金屬薄膜層，并通過過孔使第一金屬薄膜與有源層在源漏區(qū)域相接觸，對該第一金屬薄膜進(jìn)行熱處理以在接觸的區(qū)域形成自對準(zhǔn)硅化物，而后進(jìn)行氫化工藝，再形成源漏極的圖形，不但能夠避免氫化工藝對源漏極電阻的不良影響，獲得較好的TFT特性，且形成的自對準(zhǔn)硅化物有助于源漏極與有源層形成良好的歐姆接觸，此外，該制作方法不影響源漏極摻雜工藝，能夠提高工藝穩(wěn)定性與可靠性。
[0051]此外，本發(fā)明實施方式還提供了一種上述方法制作的低溫多晶硅薄膜晶體管。
[0052]另一方面，本發(fā)明實施方式還提供了一種陣列基板，包括上述方法制作的低溫多晶硅薄膜晶體管。
[0053]本發(fā)明實施方式還提供了一種顯示裝置，包括上述的陣列基板。本發(fā)明實施方式提供的顯示裝置可以是筆記本電腦顯示屏、液晶顯示器、液晶電視、數(shù)碼相框、手機(jī)、平板電腦等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0054]以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，包括: Si:在襯底基板上依次形成有源層、柵極絕緣層、柵極以及層間絕緣層； S2:形成第一金屬薄膜層； S3:對所述有源層和柵極絕緣層進(jìn)行氫化處理； S4:形成第二金屬薄膜層，所述第二金屬薄膜層用于形成源漏極的圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，在步驟SI中形成有源層包括: 在所述襯底基板上形成非晶硅薄膜； 對所述非晶硅薄膜進(jìn)行晶化處理形成多晶硅薄膜； 對所述多晶硅薄膜圖案化形成有源層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，步驟S2之前還包括:在所述有源層的源漏區(qū)域上方形成過孔，以使在步驟S2中第一金屬薄膜層與所述有源層在所述源漏區(qū)域相接觸； 步驟S2之后還包括:進(jìn)行第一熱處理以使所述第一金屬薄膜層與所述有源層在相接觸的區(qū)域發(fā)生反應(yīng)生成金屬硅化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，步驟S3之后還包括: 去除所述第一金屬薄膜層中所述相接觸區(qū)域之外的金屬薄膜材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，步驟S3之后還包括:對所述生成的金屬硅化物進(jìn)行第二熱處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述氫化處理的溫度為250?500攝氏度，時間為0.5?3小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的低溫多晶硅薄膜晶體管的制作方法，其特征在于，所述第一金屬薄膜層的材料為鎢、鈦、鈷、鎳中的一種或多種。
8.—種如權(quán)利要求1?7中任一項所述方法制作的低溫多晶硅薄膜晶體管。
9.一種陣列基板，其特征在于，包括如權(quán)利要求8所述的低溫多晶硅薄膜晶體管。
10.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的陣列基板。
【文檔編號】H01L29/417GK104409346SQ201410553299
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】陸小勇, 劉政, 孫亮, 李小龍, 龍春平 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司