[發明專利]一種用于橫向誘導晶化低溫多晶硅薄膜的多層膜結構

無效

• 申請號: 201010175524.6
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN101819999A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 趙淑云
• 申請（專利權）人: 廣東中顯科技有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明屬于低溫多晶硅薄膜領域，尤其涉及一種用于橫向誘導晶化低溫多晶硅薄膜的多層膜結構。

背景技術

盡管目前有源矩陣液晶顯示(AM-LCD)大部分仍然由非晶硅(a-Si)薄膜晶體管(TFT)組成，但對于有源矩陣顯示來說，采用多晶硅(p-Si)薄膜晶體管可以提供更高的分辨率和更小的像素，并且在采用多晶硅TFT時，一些驅動電路還可以被整合到玻璃基板上。另外，在驅動有機光發射二極管顯示器(OLED)方面，多晶硅TFT比非晶硅TFT更加穩定，因此低成本，高性能和更可靠的低溫多晶硅(LTPS)處理技術是必需的。

現有獲得多晶硅薄膜的方法主要包括固態結晶法(SPC)、激光退火法(ELA)、快速高溫退火法(RTA)和金屬橫向誘導結晶(MILC)等。在上述方法中，由于MILC所得到的多晶硅薄膜均勻性好，成本低，而受到人們極大的關注。在采用MILC方法時，通常采用蒸鍍而成的純凈的金屬鎳作為誘導的薄膜材料，但所得到的多晶硅薄膜含有較多的鎳殘留，鎳/硅的比率大概是～10^-3的數量級(IEEE?Trans，Electron?Devices，48(1655)，2001)。因此，需要進一步降低殘留在多晶硅薄膜中的鎳濃度。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種能夠進一步降低殘留在多晶硅薄膜中鎳濃度的用于橫向誘導晶化低溫多晶硅薄膜的多層膜結構。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

根據本發明，提供一種用于橫向誘導晶化低溫多晶硅薄膜的多層膜結構，包括：

襯底；

位于該襯底上的非晶硅薄膜；

位于該非晶硅薄膜上的低溫氧化物層；

穿透所述低溫氧化物層且暴露出所述非晶硅薄膜的凹槽；

位于所述暴露的非晶硅表面上的薄膜；

其中，所述薄膜由鎳硅氧化物制成。

在上述技術方案中，鎳硅氧化物薄膜的厚度為2.5～50

在上述技術方案中，鎳硅氧化物薄膜通過蒸發、旋涂方法制成。

在上述技術方案中，通過濺射鎳硅合金靶形成鎳硅氧化物薄膜。

在上述技術方案中，鎳硅合金靶中鎳與硅的比例為1∶1～1∶50。

在上述技術方案中，鎳硅合金靶中鎳與硅的比例為1∶9。

在上述技術方案中，鎳硅氧化物中氧、硅和鎳的原子濃度比為40∶21∶1。

在上述技術方案中，濺射過程在氧氣和氬氣的環境下進行，濺射功率為7W至40W。

在上述技術方案中，所述氧氣和氬氣的比例為1∶100至1∶200。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1.降低了鎳殘留濃度；

2.節約成本，提高多晶硅薄膜的晶化率。

附圖說明

以下參照附圖對本發明實施例作進一步說明，其中：

圖1為本發明的用于橫向誘導晶化低溫多晶硅薄膜的多層膜結構的示意圖；

圖2為本發明的實施例1在590℃下退火半小時后在非晶硅層上樣品部分晶化的顯微鏡照片；

圖3為本發明的實施例1的自緩釋鎳/硅氧化物的X射線光電子能譜圖(XPS)；

圖4為示意了晶化率與兩種誘導物質的厚度的關系的曲線圖；

圖5示意了采用三種不同誘導物質時殘留在多晶硅薄膜中的鎳分布。

具體實施方式

本發明所采用的誘導薄膜由鎳硅氧化物制成，由于其在橫向誘導晶化過程中可以不斷自發地釋放出鎳，從而降低了殘留在多晶硅薄膜中的鎳，此處將該薄膜材料稱為“自緩釋鎳硅氧化物(SR-Ni/Si氧化物)”。

[實施例1]：

采用本發明的鎳硅氧化物作為誘導薄膜的低溫多晶硅薄膜的制備過程，至少包括以下步驟：

1)首先采用低壓化學汽相沉積(LPCVD)在襯底11材料上沉積50nm的非晶硅活性層，接著沉積100nm厚度的低溫氧化物(LTO)；

2)通過使用顯影光刻處理，在LTO層上刻蝕出一個或多個凹槽12(此處將該槽稱為誘導槽)，誘導槽的寬度(W)大約30μm，相鄰誘導槽之間的間距(S)大約5000μm，由于凹槽穿透LTO層，暴露出誘導槽下的非晶硅，如圖1所示；

3)在誘導槽內的非晶硅上濺射鎳/硅氧化物13，其中所使用的鎳硅合金靶中Ni∶Si＝1∶9，且濺射環境中氬氣和氧氣的比例為200∶1，濺射功率一般為10W，時間為10分鐘，測得鎳/硅氧化物的厚度(T)大約為2.5埃

4)將上述產物在氮保護氣氛中進行1小時的590℃退火處理，從而實現非晶硅的晶化。