本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板。

背景技術(shù)：

多晶硅薄膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于圖像傳感器和薄膜晶體管(thinfilmtransistor，簡(jiǎn)稱tft)等微電子技術(shù)領(lǐng)域，并進(jìn)一步延展至包括薄膜晶體管的平板顯示領(lǐng)域，例如在液晶顯示(liquidcrystaldisplay，簡(jiǎn)稱lcd)和有機(jī)電致發(fā)光顯示(organiclightemittingdiode，簡(jiǎn)稱oled)中，psi-tft相比asi-tft具有遷移率高等許多優(yōu)點(diǎn)，psi-tft即采用低溫多晶硅材料(lowtemperaturepolysilicon，又簡(jiǎn)稱為ltps)作為有源層形成薄膜晶體管，asi-tft即采用非晶硅材料作為有源層形成薄膜晶體管。

目前，眾多研究學(xué)者采用多種方法制備多晶硅薄膜，包括如預(yù)淀積法、固相晶化法、脈沖快速熱燒結(jié)法和準(zhǔn)分子激光晶化法等方法，其中以準(zhǔn)分子激光晶化法具有結(jié)晶度高、大面積均勻制備、襯底溫度低和表面平整度高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

在薄膜晶體管的制備過(guò)程中，多晶硅基板的粗糙度(roughness)直接影響薄膜晶體管的漏電流，多晶硅基板的粗糙度越大，漏電流越大。究其原因，多晶硅的粗糙度，相關(guān)于多晶硅在晶化過(guò)程的冷卻速度，冷卻速率越快，多晶硅表面的粗糙度越大。

如何制備一種粗糙度小的多晶硅基板，從而獲得較好性能的薄膜晶體管成為目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中上述不足，提供一種薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板，至少部分解決了多晶硅表面的粗糙度問(wèn)題。

解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該薄膜晶體管的制備方法，包括形成柵極、源極和漏極的步驟，還包括：

在形成所述柵極、所述源極和所述漏極之前，形成依次層疊設(shè)置的第一非晶硅層、絕緣層和第二非晶硅層；

通過(guò)晶化工藝使得所述第一非晶硅層形成第一多晶硅層、以及使得所述第二非晶硅層形成第二多晶硅層，所述晶化工藝的能量以及所述第一多晶硅層晶化后釋放的能量使得所述第二多晶硅層的晶化時(shí)間大于所述第一多晶硅層的晶化時(shí)間，所述第二多晶硅層的晶粒尺寸大于所述第一多晶硅層的晶粒尺寸。

優(yōu)選的是，所述晶化工藝為綠色激光晶化工藝，綠色激光晶化工藝的波長(zhǎng)范圍為532～556nm，能量密度范圍為400-500mj/cm²。

優(yōu)選的是，使用綠色激光晶化設(shè)備完成激光晶化，對(duì)包括所述第一非晶硅層和所述第二非晶硅層的基板進(jìn)行掃描，激光掃描周期范圍為8khz-12khz。

優(yōu)選的是，在進(jìn)行綠色激光晶化工藝之前，還包括對(duì)包括所述第一非晶硅層和所述第二非晶硅層的基板放入退火爐中進(jìn)行去氫處理的步驟。

優(yōu)選的是，還包括：所述第二多晶硅層在對(duì)應(yīng)著形成所述源極的區(qū)域和對(duì)應(yīng)著形成所述漏極的區(qū)域進(jìn)行摻雜。

優(yōu)選的是，在所述第二多晶硅的上方依次形成柵絕緣層、所述柵極、層間介質(zhì)層、以及同層設(shè)置的所述源極和所述漏極。

一種薄膜晶體管，包括柵極、源極和漏極，在所述柵極、所述源極和所述漏極的下方還包括依次層疊設(shè)置的第一多晶硅層、絕緣層和第二多晶硅層，所述第二多晶硅層的晶粒尺寸大于所述第一多晶硅層的晶粒尺寸。

優(yōu)選的是，所述第一多晶硅層和所述第二多晶硅層由非晶硅材料經(jīng)綠色激光晶化工藝晶化而成，所述絕緣層采用二氧化硅材料形成。

優(yōu)選的是，所述第一多晶硅層的厚度范圍為50-70nm，所述第二多晶硅層的厚度范圍為50-70nm，所述絕緣層的厚度范圍為40-100nm。

一種顯示基板，包括上述的薄膜晶體管。

本發(fā)明的有益效果是：該薄膜晶體管及其制備方法，通過(guò)對(duì)形成多晶硅層的絕緣層和兩層非晶硅層疊層設(shè)計(jì)，并采用綠色激光晶化工藝進(jìn)行晶化，晶化過(guò)程的冷卻速率降低，達(dá)到改善多晶硅基板表面粗糙度的效果，降低了薄膜晶體管的漏電流，進(jìn)而改善了薄膜晶體管的性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中薄膜晶體管局部結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖2為圖1中通過(guò)綠色晶化工藝形成多晶硅層的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)識(shí)中：

1－襯底；2－緩沖層；3－多晶混夾層；4－柵絕緣層；5－柵極；6－層間介質(zhì)層；7－源極；8－漏極；

31－第一非晶硅層；32－絕緣層；33－第二非晶硅層；

34－第一多晶硅層；35－第二多晶硅層。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明薄膜晶體管及其制備方法、顯示基板作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明中，光刻工藝，是指包括曝光、顯影、刻蝕等工藝過(guò)程的利用光刻膠、掩模板、曝光機(jī)等進(jìn)行刻蝕形成圖形的工藝；構(gòu)圖工藝，包括光刻工藝，還包括打印、噴墨等其他用于形成預(yù)定圖形的工藝。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供一種薄膜晶體管的制備方法，該制備方法能減小多晶硅基板的粗糙度，解決多晶硅基板的粗糙度大的問(wèn)題，進(jìn)而解決薄膜晶體管漏電極大的問(wèn)題。

該薄膜晶體管的制備方法，包括形成柵極、源極和漏極的步驟，如圖1和圖2所示，還包括：

在形成柵極、源極和漏極之前，形成依次層疊設(shè)置的第一非晶硅層31、絕緣層32和第二非晶硅層33；

通過(guò)晶化工藝晶化使得第一非晶硅層31形成第一多晶硅層34、以及使得第二非晶硅層33形成第二多晶硅層35，晶化工藝的能量以及第一多晶硅層34晶化后釋放的能量使得第二多晶硅層35的晶化時(shí)間大于第一多晶硅層34的晶化時(shí)間，第二多晶硅層35的晶粒尺寸大于第一多晶硅層34的晶粒尺寸。第一多晶硅層34的作用是輔助第二多晶硅層35形成大尺寸晶粒，絕緣層32用于隔絕第一非晶硅層31和第二非晶硅層33。該薄膜晶體管的制備過(guò)程中，通過(guò)特殊的晶化工藝形成的多晶硅結(jié)構(gòu)，能減小多晶硅基板的粗糙度，保證薄膜晶體管的性能。

其中，晶化工藝為綠色激光晶化工藝(greenlaserannealing，簡(jiǎn)稱gla)，綠色激光晶化工藝對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍為532～556nm，能量密度范圍為400-500mj/cm²。綠色激光是指受激輻射產(chǎn)生的光放大，是一種高質(zhì)量的光源。該薄膜晶體管的制備方法通過(guò)綠色激光晶化工藝形成多晶硅結(jié)構(gòu)，在第一非晶硅層31的asi材料中的吸收深度遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)中308nm波長(zhǎng)的激光，因此會(huì)有較多能量穿透第一非晶硅層31中asi材料到達(dá)更深的地方，晶化過(guò)程的冷卻速率降低，延緩冷卻時(shí)間，能減小多晶硅基板的粗糙度，進(jìn)而改善tft的漏電狀況。

在該薄膜晶體管的制備方法中，在進(jìn)行綠色激光晶化工藝之前，還包括對(duì)包括第一非晶硅層31和第二非晶硅層33的基板放入退火爐中進(jìn)行去氫處理的步驟。去氫處理的目的是為了預(yù)防asi材料中的氫在激光晶化工藝中溢出而導(dǎo)致氫爆，通過(guò)去氫處理，進(jìn)而保證優(yōu)化多晶硅基板的粗糙度的效果。

優(yōu)選的是，使用綠色激光晶化設(shè)備完成激光晶化時(shí)，對(duì)包括第一非晶硅層31和第二非晶硅層33的基板進(jìn)行掃描，激光掃描周期范圍為8khz-12khz，優(yōu)選掃描周期為10khz。通過(guò)設(shè)置綠色激光晶化工藝的掃描周期，優(yōu)化小多晶硅基板的粗糙度。

下面結(jié)合圖3所示的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，說(shuō)明整個(gè)薄膜晶體管的制備過(guò)程：

步驟s1)：形成緩沖層2和多晶混夾層3。

在襯底1上形成緩沖層2(buffer)、第一非晶硅層31、絕緣層32和第二非晶硅層33。

在該步驟中，例如使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，簡(jiǎn)稱pecvd)，在襯底1上方先沉積一層緩沖層2，緩沖層2的材料包括sio2/sinx，厚度范圍為200-500nm；在緩沖層2的上方沉積一層第一非晶硅層31，第一非晶硅層31的材料包括asi，厚度范圍為50-70nm；在該第一非晶硅層31的上方沉積一層絕緣層32，絕緣層32的材料包括sio2，厚度范圍為40-100nm；之后在絕緣層32的上方再沉積一層第二非晶硅層33，第二非晶硅層33的材料包括asi，厚度范圍為50-70nm。

接著，將包括上述各層的基板放入退火爐中進(jìn)行去氫處理。

最后，使用綠色激光晶化設(shè)備完成激光晶化，能量密度400-500mj/cm²對(duì)基板進(jìn)行掃描，掃描周期范圍為8khz-12khz，優(yōu)選掃描周期為10khz。在晶化過(guò)程中，位于下層的第一非晶硅層31中asi材料吸收能量之后發(fā)生微晶化，晶化之后釋放的能量，傳遞給上層的第二非晶硅層33中的asi材料,從而在第一非晶硅層31和第二非晶硅層33形成多晶硅層的過(guò)程中，第一非晶硅層31延長(zhǎng)了第二非晶硅層33中的asi材料晶粒固化過(guò)程中的冷卻時(shí)間，降低了冷卻速率，使得第二多晶硅層35的晶粒尺寸大于第一多晶硅層34的晶粒尺寸，從而改善了多晶硅層表面的粗糙度。

這里的多晶混夾層3是對(duì)第一多晶硅層34、第二多晶硅層35及其二者之間的絕緣層32的一個(gè)統(tǒng)稱。

步驟s2)：第二多晶硅層35完成圖形化。

在該步驟中，采用構(gòu)圖工藝，在多晶混夾層3中形成包括有源層的圖形。實(shí)質(zhì)上，只有位于上層的第二非晶硅層33晶化后形成的第二多晶硅層35作為有源層使用。

步驟s3)：在有源層的上方形成包括柵絕緣層4(gi)和柵極5(gate)的圖形。

在該步驟中，在圖形化的第二多晶硅層35的上方依次完成柵絕緣膜層沉積和柵極膜層沉積，并采用構(gòu)圖工藝完成包括柵絕緣層4和柵極5的圖形。

步驟s4)：在對(duì)應(yīng)著形成源極7的源極區(qū)域和對(duì)應(yīng)著漏極8的漏極區(qū)域進(jìn)行摻雜(doping)。

摻雜是半導(dǎo)體器件中形成pn結(jié)的基礎(chǔ)，是調(diào)控半導(dǎo)體器件電學(xué)性能的主要手段，摻雜濃度及其均勻性決定了微電子設(shè)備的性能。這里對(duì)源極區(qū)域和漏極區(qū)域的摻雜濃度及其摻雜技術(shù)可以與現(xiàn)有方式相同，這里不再詳述。

步驟s5)：形成包括層間介質(zhì)層6(inter-leveldielectric，簡(jiǎn)稱ild)的圖形。

在該步驟中，在柵極5的上方，沉積絕緣膜層，并通過(guò)構(gòu)圖工藝對(duì)絕緣膜層進(jìn)行圖形化，形成包括層間介質(zhì)層6的圖形。其中，層間介質(zhì)層6和柵絕緣層4中貫通有相同的接觸孔，接觸孔刻蝕至多晶混夾層3的上表面位置處。

步驟s6)：形成包括源極7(source)和漏極8(drain)的圖形。

在該步驟中，通過(guò)沉積方式形成源漏膜層，并通過(guò)構(gòu)圖工藝對(duì)源漏膜層進(jìn)行圖形化，形成包括源極7和漏極8的圖形。

至此，薄膜晶體管制備完成。

相應(yīng)的，本實(shí)施例提供一種薄膜晶體管，同樣請(qǐng)參考圖3，該薄膜晶體管包括柵極5、源極7和漏極8，其中，在柵極5、源極7和漏極8的下方還包括依次層疊設(shè)置的第一多晶硅層、絕緣層和第二多晶硅層(即圖3中的多晶混夾層3)，第二多晶硅層的晶粒尺寸大于第一多晶硅層的晶粒尺寸。該薄膜晶體管通過(guò)設(shè)置多晶硅層和絕緣層的特殊結(jié)構(gòu)，能減小多晶硅基板的粗糙度。

請(qǐng)同時(shí)參考圖1和圖2，第一多晶硅層34和第二多晶硅層35由非晶硅材料asi經(jīng)綠色激光晶化工藝晶化而成，絕緣層32采用二氧化硅材料sio2形成。該薄膜晶體管通過(guò)設(shè)置合理的材料，保證晶化工藝的效果，能減小多晶硅基板的粗糙度

優(yōu)選的是，第一多晶硅層34的厚度范圍和第二多晶硅層35的厚度范圍均分別為50-70nm，絕緣層32的厚度范圍為40-100nm。通過(guò)設(shè)置合理的厚度范圍，保證晶化工藝的效果，能減小多晶硅基板的粗糙度。

優(yōu)選的是，第一多晶硅層34的下方還設(shè)置有緩沖層2，緩沖層2采用二氧化硅/氮化硅sio2/sinx形成。通過(guò)緩沖層2能進(jìn)一步優(yōu)化多晶硅基板的性能。

本實(shí)施例中薄膜晶體管在多晶混夾層3上方的其他結(jié)構(gòu)可參考圖3以及前述的薄膜晶體管的制備結(jié)構(gòu)，這里不再詳述。

本實(shí)施例中的薄膜晶體管及其制備方法，通過(guò)對(duì)形成多晶硅層的絕緣層和兩層非晶硅層疊層設(shè)計(jì)，并采用綠色激光晶化工藝進(jìn)行晶化，晶化過(guò)程的冷卻速率降低，達(dá)到改善多晶硅基板表面粗糙度的效果，降低了薄膜晶體管的漏電流，進(jìn)而改善了薄膜晶體管的性能。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例提供一種顯示基板，該顯示裝置包括實(shí)施例1的薄膜晶體管。

在上述薄膜晶體管的基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步形成lcd顯示基板或者oled顯示基板。

例如，在形成oled顯示基板時(shí)，在薄膜晶體管的上方形成平坦化層(planarizationlayer，簡(jiǎn)稱pln)、像素電極層(pixel，簡(jiǎn)稱pxl)以及像素定義層(pixeldefinelayer，簡(jiǎn)稱pdl)，進(jìn)而形成oled器件的各有機(jī)功能層，最終形成低溫多晶硅(ltps)薄膜晶體管的顯示基板實(shí)現(xiàn)顯示。同理可進(jìn)行l(wèi)cd顯示基板的制備，這里不再詳述。

該顯示基板可以為：臺(tái)式電腦、平板電腦、筆記本電腦、手機(jī)、pda、gps、車載顯示、投影顯示、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電子手表、計(jì)算器、電子儀器、儀表、液晶面板、電子紙、電視機(jī)、顯示器、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件，可應(yīng)用于公共顯示和虛幻顯示等多個(gè)領(lǐng)域。

該顯示基板具有良好的顯示效果。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。