[發(fā)明專利]低溫多晶硅薄膜制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710073193.3
• 申請日: 2007-02-02
• 公開（公告）號: CN101236898A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉冠華;吳宏基;黃榮龍
• 申請（專利權(quán)）人: 群康科技（深圳）有限公司;群創(chuàng)光電股份有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種低溫多晶硅薄膜制作方法。

背景技術(shù)

在薄膜晶體管液晶顯示器(Thin?Film?Transistor?Liquid?CrystalDisplay，TFT-LCD)的制造工藝中，低溫多晶硅薄膜晶體管(LowTemperature?PolySilicon?TFT，LTPS-TFT)的應(yīng)用已成為主流。低溫多晶硅薄膜晶體管相比傳統(tǒng)的非晶硅薄膜晶體管(Amorphous-Silicon?Thin?film?Transistor，a-Si?TFT)具有更高的電子遷移率，其電子遷移率可達(dá)200cm2/V-sec以上，故LTPS-TFT可以做得更小。LTPS-TFT應(yīng)用于主動(dòng)矩陣液晶顯示器中作為像素開關(guān)控制元件，可以提高開關(guān)速度，提高像素的開口率，增加液晶顯示器亮度以及減少液晶顯示器能耗。另外，由于電子遷移率較高，部分外圍驅(qū)動(dòng)電路可以隨低溫多晶硅薄膜晶體管工藝同時(shí)制造在玻璃基板上，大幅度提高低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器的特性及可靠性，并降低成本，使產(chǎn)品更具有競爭力。因此，用于制作低溫多晶硅薄膜晶體管的低溫多晶硅薄膜制造技術(shù)成為薄膜晶體管液晶顯示器制作的關(guān)鍵技術(shù)之一，其越來越受到廣泛的重視。

請一并參閱圖1至圖4，其是現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜制作方法對應(yīng)每一步驟的示意圖，該低溫多晶硅薄膜制作方法主要包括以下步驟：

一、提供一基板并在其上形成緩沖層；

請參閱圖1，提供一基板100，此基板100為玻璃材質(zhì)，然后在該基板100上形成一緩沖層(Buffer?Layer)101，此緩沖層101是包含有氮化硅層及氧化硅層的多層結(jié)構(gòu)。

二、形成非晶硅薄膜；

請參閱圖2，在該緩沖層101上沉積一非晶硅薄膜103。

三、形成多晶硅薄膜；

請參閱圖3，對該非晶硅薄膜103進(jìn)行一準(zhǔn)分子激光退火(Excimer?Laser?Annealing，ELA)再結(jié)晶工藝：首先控制準(zhǔn)分子激光照射在該非晶硅薄膜103上，激光的能量使得該非晶硅薄膜103近乎完全熔融，僅在該緩沖層101表面上保留多個(gè)未熔融的非晶硅顆粒作為晶種(Grain?Seed)，之后，降低溫度，熔融的液態(tài)非晶硅以上述多個(gè)晶種開始結(jié)晶，逐漸生長成一多晶硅薄膜104。該多晶硅薄膜104包括多個(gè)多晶硅晶粒106，該相鄰多晶硅晶粒106接觸處具有晶界(Grain?Boundary)107。由于在該多晶硅薄膜104生長過程中，該多晶硅晶粒106相互擠壓，在該晶界107處形成凸起物108。

四、平坦化多晶硅薄膜。

請參閱圖4，對該多晶硅薄膜104進(jìn)行一等離子刻蝕法的平坦化工藝，去除該凸起物108，使該多晶硅薄膜104平坦化，以利于后續(xù)工藝。

但是，上述準(zhǔn)分子激光退火再結(jié)晶工藝中，晶種的位置難以控制，導(dǎo)致多晶硅晶粒106位置無法控制，同時(shí)此方法得到的多晶硅晶粒106尺寸(Grain?Size)較小，且尺寸大小不一致。用該多晶硅薄膜104制得的低溫多晶硅薄膜晶體管的溝道區(qū)覆蓋的多晶硅晶粒106數(shù)目較多，且不同低溫多晶硅薄膜晶體管覆蓋的多晶硅晶粒106數(shù)目也不一致，電子或空穴在溝道中運(yùn)行時(shí)遭受到晶界107的散射較嚴(yán)重，直接影響低溫多晶硅薄膜晶體管的電性能，如均勻性、臨界電壓或次臨界擺蕩值的一致性等。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜制作方法無法控制多晶硅晶粒的位置、多晶硅晶粒尺寸較小且大小不均勻的問題，有必要提供一種可以控制多晶硅晶粒位置、多晶硅晶粒尺寸較大且大小均勻的低溫多晶硅薄膜制作方法。

一種低溫多晶硅薄膜制作方法，其包括以下步驟：提供一基板，并在該基板上形成一緩沖層；在該緩沖層上沉積一第一非晶硅薄膜；通過一微影/刻蝕工藝，刻蝕該第一非晶硅薄膜，在該緩沖層上保留多個(gè)分散的非晶硅顆粒；在該緩沖層上沉積一覆蓋該非晶硅顆粒的第二非晶硅薄膜；對該第二非晶硅薄膜進(jìn)行再結(jié)晶工藝，使該第二非晶硅薄膜熔融后以該多個(gè)非晶硅顆粒為晶種再結(jié)晶，形成一多晶硅薄膜。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明低溫多晶硅薄膜制作方法，通過微影/刻蝕工藝刻蝕第一非晶硅薄膜以形成晶種，可以有效控制晶種的位置，從而控制多晶硅晶粒的位置。同時(shí)，本方法還可以控制低溫多晶硅薄膜的多晶硅晶粒尺寸，制作的多晶硅晶粒尺寸更大、更均勻，進(jìn)而使用該低溫多晶硅薄膜制作的低溫多晶硅薄膜晶體管，其溝道區(qū)所覆蓋的多晶硅晶粒數(shù)目較少，低溫多晶硅薄膜晶體管的性能更均勻，大幅度提高低溫多晶硅薄膜晶體管的性能。

附圖說明

圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜制作方法對應(yīng)每一步驟的放大示意圖。