[發(fā)明專利]用于使低溫多晶硅薄膜面板平面化的多晶硅平面化溶液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710106500.3
• 申請日: 2007-06-01
• 公開（公告）號: CN101122026A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金相仁;洪性辰
• 申請（專利權(quán)）人: 馬林克羅特貝克公司
• 主分類號: C23F1/32
• 分類號: C23F1/32;C23F1/40;C30B33/10;H01L21/306
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 張平元;趙仁臨

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于使多晶硅層平面化的高含水、強堿性平面化溶液，所述多晶硅層用于制備液晶顯示器(LCDs)、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)和太陽能電池基體，和涉及所述溶液用于使在制備LCDs和其它多晶硅基體裝置中制得的多晶硅層平面化的用途。所述高含水、強堿性平面化溶液在總體平面多晶硅膜沒有任何明顯蝕刻的情況下有選擇地蝕刻從總體平面多晶硅膜表面向上伸展的山形突出或凸起，所述總體平面多晶硅膜經(jīng)低溫多晶硅工藝通過非晶硅退火制得。

發(fā)明背景

近來，與無定形硅裝置相比，由于多晶硅裝置較高的電氣性能，更快的信號傳輸和較低的電力消耗，對它的需求與日俱增。這些使用多晶硅的裝置中的大部分是LCDs(用于移動設(shè)備以及電視)，MEMS(用于IT，BT傳感器，度量，模塊)以及太陽能電池基體。過去，非晶硅薄膜晶體管液晶顯示器(a-SiTFT-LCD)成為市場中使用的作為以前所用陰極射線管顯示器(CRT顯示器)的主要替換物。a-Si?TFT-LCD發(fā)展的原因是由于它的輕和薄。然而，由于信息和數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)迅速發(fā)展，對于更高分辨率和透光度要求的需求變得如此重要，以致于許多Si?TFT-LCDs不能滿足那些更加迫切的要求。鑒于此，發(fā)展出一種新的制備這種裝置的工業(yè)技術(shù)，以滿足分辨率和透光率提高的需求。這種新技術(shù)被稱為低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS?TFT)技術(shù)。

所述LTPS?TFT工藝通常包括以下步驟。第一，提供一種絕緣基體，其通常是透明玻璃或石英。第二，將非晶硅膜涂層沉積在所述絕緣基體的主要表面上，例如通過等離子體增強化學(xué)氣相淀積(PECVD)法。第三，進行退火過程以使非晶硅膜再結(jié)晶并轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч枘ぁＴ撏嘶疬^程通常在帶有受激準(zhǔn)分子激光退火(Eximer?Laser?Annealer)(ELA)或順序橫向固化(Sequetial?LateralSolidification)(SLS)的室內(nèi)進行。該多晶硅膜形成LTPS?TFT的一個源區(qū)(source?area)，一個漏區(qū)(drain?area)和一個溝道區(qū)(channel?area)。之后，在溝道區(qū)進行第二次沉積過程，如PECVD，以在多晶硅膜上形成二氧化硅層。然后，在玻璃基板上制造掃描線和數(shù)據(jù)線激勵電路區(qū)域(多元激勵電路)和顯示區(qū)域(多元象素單位)。例如，制備LTPS-TFT產(chǎn)品的典型工藝過程已在下述美國未授權(quán)(Pre-Grant)專利申請2004/0018649、2005/0090045、2005/0162373、2005/0230753、2006/0238470、和美國專利6,846,707中公開，其公開內(nèi)容在此全部引入作為參考。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在通過退火由非晶硅形成多晶硅膜涂層的過程中面臨著結(jié)構(gòu)障礙和問題。其中主要是從總體平面多晶硅膜層形成向上突出或凸起的尖銳的山形結(jié)構(gòu)。據(jù)報道，由于漏電流和結(jié)構(gòu)變形，在多晶硅表面沉積氧化物或氮化物層時，高度差和向上突出或凸起的尖銳的山形結(jié)構(gòu)導(dǎo)致可靠性不足。因此，需要在不損害或蝕刻多晶硅膜表面或其它被天然硅氧化物(SiOx)覆蓋區(qū)域的情況下減低或消除這些多晶硅膜層的高度差。

發(fā)明概述

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包含水、至少一種強堿和至少一種蝕刻速率控制劑的高含水、強堿性多晶硅平面化水溶液。所述溶液可以，而且通常會，包含其它任選組分，例如，至少一種氧化劑和至少一種表面活性劑。多晶硅膜層是通過使沉積在基體上的非晶硅膜層退火形成的，其具有從多晶硅膜層的總體平面向上伸展的山形結(jié)構(gòu)、突出或凸起，多晶硅膜層與這種高含水、強堿性多晶硅平面化溶液接觸，從而在總體平面多晶硅平面層或在總體平面多晶硅膜上的任何硅氧化物層沒有任何明顯蝕刻的情況下基本降低或消除了那些向上伸展的山形結(jié)構(gòu)、突出或凸起。該高含水、強堿性多晶硅平面化溶液包括水、至少一種強堿和至少一種蝕刻控制溶劑，任選地，包括至少一種氧化劑和/或至少一種表面活性劑。本發(fā)明的高含水、強堿性多晶硅平面化組合物一般具有12或更高的pH值，一般具有約13.2-約14.5的pH值。

發(fā)明詳述

本發(fā)明的高含水、強堿性多晶硅平面化溶液包含水、強堿和蝕刻速率控制劑，任選含有表面活性劑和氧化劑。所述高含水、強堿性多晶硅平面化溶液一般具有12或更高、優(yōu)選約13.2-約14.5的pH值。本發(fā)明還涉及一種方法，其中，多晶硅膜層是通過使基體上的非晶硅膜層退火形成，且具有從多晶硅膜層的總體平面向上伸展的山形結(jié)構(gòu)或突出或凸起；多晶硅膜層與這種高含水、強堿性多晶硅平面化溶液相接觸，從而在所述總體平面多晶硅膜沒有任何明顯蝕刻的條件下充分降低或消除了那些向上伸展的山形結(jié)構(gòu)、突出或凸起。