低溫多晶硅薄膜的制備方法、薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法
【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的制備方法、薄膜晶體管及顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種顯示裝置的像素單元中，通過施加驅(qū)動電壓來驅(qū)動顯示裝置的薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)被大量使用。在TFT的有源層一直使用穩(wěn)定性和加工性較好的非晶硅(a-Si)材料，但是a-Si材料的載流子迀移率較低，不能滿足大尺寸、高分辨率顯示器件的要求，特別是不能滿足下一代有源矩陣式有機發(fā)光顯示器件(Active MatrixOrganic Light Emitting Device,AMOLED)的要求。與非晶娃(a-Si)薄膜晶體管相比，多晶硅尤其是低溫多晶硅薄膜晶體管具有更高的電子迀移率、更好的液晶特性以及較少的漏電流，已經(jīng)逐漸取代非晶硅薄膜晶體管，成為薄膜晶體管的主流。
[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)域研宄的重點。
[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 PhaseCrystallizat1n，SPC)、金屬誘導橫向晶化(Metal—Induced Lateral Crystallizat1n,MILC)、準分子激光退火(Excimer Laser Annealing，ELA)等技術(shù)。其中，ELA技術(shù)以其產(chǎn)品較高的迀移率及產(chǎn)率，被業(yè)界普遍用于非晶硅的晶化。準分子激光退火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琛２捎脺史肿蛹す馔嘶鸺夹g(shù)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、迀移率較高，是目前綜合性能最好的低溫多晶硅薄膜。
[0005]目前，采用準分子激光退火工藝制備低溫多晶硅薄膜的傳統(tǒng)方法一般為:先在緩沖層上沉積一層非晶硅(a-Si)薄膜層，然后對非晶硅薄膜的表面進行處理后，采用準分子激光退火工藝對該非晶硅薄膜進行晶化處理就可以得到低溫多晶硅薄膜。但是在采用準分子激光退火工藝對該非晶硅薄膜進行晶化處理的過程中，由于晶粒尺寸對激光功率以及制備時氣氛環(huán)境等非常敏感，因此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。
[0006]綜上所述，目前采用ELA技術(shù)制備的多晶硅薄膜的均勻性較差，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】
[0007]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種低溫多晶硅薄膜的制備方法、薄膜晶體管及顯示裝置，用于解決采用現(xiàn)有的ELA技術(shù)制備的多晶硅薄膜均勻性較差的問題。
[0008]因此，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:
[0009]在襯底基板上形成非晶硅薄膜；
[0010]形成覆蓋所述非晶硅薄膜的氧化硅薄膜的圖形，其中，位于預設(shè)區(qū)域內(nèi)的所述氧化硅薄膜的厚度大于除了所述預設(shè)區(qū)域之外其它區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度；
[0011]采用準分子激光照射所述氧化硅薄膜，使所述非晶硅薄膜形成初始多晶硅薄膜，其中，位于所述預設(shè)區(qū)域內(nèi)的初始多晶硅薄膜為目標低溫多晶硅薄膜。
[0012]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，在所述非晶硅薄膜形成初始多晶硅薄膜之后，還包括:
[0013]去除所述初始多晶硅薄膜上方的氧化硅薄膜；
[0014]對所述初始多晶硅薄膜進行氫化處理；
[0015]對經(jīng)過氫化處理后的初始多晶硅薄膜進行構(gòu)圖，保留位于所述預設(shè)區(qū)域內(nèi)的初始多晶硅薄膜，去除除了所述預設(shè)區(qū)域之外其它區(qū)域內(nèi)的初始多晶硅薄膜，得到目標低溫多晶硅薄膜。
[0016]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，位于所述預設(shè)區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度為5nm?20nmo
[0017]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，位于除了所述預設(shè)區(qū)域之外其它區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度是位于所述預設(shè)區(qū)域內(nèi)的所述氧化硅薄膜的厚度1/2。
[0018]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，在去除所述初始多晶硅薄膜上方的氧化硅薄膜之后，對經(jīng)過氫化處理后的初始多晶硅薄膜進行構(gòu)圖之前，還包括:
[0019]對所述初始多晶硅薄膜表面進行光滑化處理。
[0020]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，所述氧化硅薄膜的材料為二氧化娃。
[0021]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，形成覆蓋所述非晶硅薄膜的氧化硅薄膜的圖形，具體包括:
[0022]在所述非晶硅薄膜上形成氧化硅薄膜；
[0023]在所述氧化硅薄膜上涂覆光刻膠層，使用掩膜板對所述光刻膠層進行曝光顯影，得到光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域，且所述光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于所述預設(shè)區(qū)域；
[0024]對光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域進行刻蝕，形成氧化硅薄膜的圖形。
[0025]較佳地，在本發(fā)明實施例提供的上述制備方法中，在形成非晶硅薄膜之后，形成覆蓋所述非晶硅薄膜的氧化硅薄膜的圖形之前，還包括:
[0026]對所述非晶硅薄膜的表面進行氫化處理和清洗處理。
[0027]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種低溫多晶硅薄膜，所述低溫多晶硅薄膜為本發(fā)明實施例提供的上述任一種制備方法制備而成。
[0028]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管的制備方法，包括在襯底基板上形成相互絕緣的有源層和柵電極的圖形，以及分別與所述有源層電連接的源電極和漏電極的圖形，所述有源層為低溫多晶硅薄膜，所述低溫多晶硅薄膜采用本發(fā)明實施例提供的上述任一種制備方法制備而成，且所述預設(shè)區(qū)域為所述有源層所在的區(qū)域。
[0029]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管由本發(fā)明實施例提供的上述薄膜晶體管的制備方法制備而成。
[0030]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示面板，包括本發(fā)明實施例提供的上述薄膜晶體管。
[0031]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提供的上述顯示面板。
[0032]本發(fā)明實施例提供的上述低溫多晶硅薄膜的制備方法、薄膜晶體管及顯示裝置，由于非晶硅薄膜上覆蓋有氧化硅薄膜，且位于預設(shè)區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度大于除了預設(shè)區(qū)域之外其它區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度，這樣在采用準分子激光對多晶硅薄膜進行晶化處理時，利用氧化硅薄膜作為保溫層，使非晶硅薄膜的溫度可以得到保持，有利于非晶硅的晶化。由于預設(shè)區(qū)域是要形成低溫多晶硅薄膜的區(qū)域，因此位于預設(shè)區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度較厚，以較好的保持晶化處理時預設(shè)區(qū)域內(nèi)的非晶薄膜的溫度，從而保證預設(shè)區(qū)域內(nèi)形成的多晶硅的晶粒尺寸較大；并且，在除了預設(shè)區(qū)域之外其它區(qū)域內(nèi)的氧化硅薄膜的厚度較薄，可以避免其它區(qū)域內(nèi)的非晶硅薄膜的溫度的溫度急劇下降、造成預設(shè)區(qū)域邊界處晶化環(huán)境不穩(wěn)定，從而影響預設(shè)區(qū)域邊界處形成的多晶硅的晶粒尺寸的均勻性。因此，本發(fā)明實施例提供的上述方法，不僅可以保證形成的低溫多晶硅薄膜的晶粒尺寸較大，并且可以保證低溫多晶硅薄膜的均