[發明專利]低溫多晶硅薄膜的制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置

有效

• 申請號: 201310455936.9
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103489788A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王磊;田雪雁;任章淳
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786;H01L21/268
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種低溫多晶硅薄膜的制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置。

背景技術

目前，常用的主動式陣列液晶顯示器多采用非晶硅薄膜晶體管和多晶硅薄膜晶體管。其中，多晶硅薄膜晶體管（Thin?Film?Transistor，簡稱TFT）由于具有較高的電子遷移率、開口率高、較快的響應速度、能大幅縮小組件尺寸、分辨率高、可以制作集成化驅動電路等優點，更加適合于大容量的高頻顯示，有利于提高顯示器的成品率和降低生產成本，而得到廣泛的應用。

制作低溫多晶硅薄膜常用準分子激光退火方法，該方法的基本原理為利用高能量的準分子激光照射到非晶硅薄膜表面，使非晶硅融化、冷卻、再結晶，實現從非晶硅到多晶硅的轉變。準分子激光退火法制備的低溫多晶硅薄膜的晶粒大、空間選擇性好、晶內缺陷少、電學特性好，已成為目前低溫多晶硅薄膜制備的主要方法。

而在現有技術中，很難實現均勻、大尺寸晶粒的低溫多晶硅薄膜的制備，而且入射激光很大程度上被反射，大大的浪費了入射激光的能量，不利于實現低溫多晶硅薄膜生產的低成本化，不利于提高低溫多晶硅薄膜晶體管的性能。

發明內容

本發明提供了一種低溫多晶硅薄膜的制備方法、薄膜晶體管和顯示裝置，可以提高低溫多晶硅薄膜的晶粒尺寸及均勻性，并能充分利用入射激光的能量，有利于降低低溫多晶硅薄膜的生產成本，提高了低溫多晶硅薄膜晶體管的性能。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種低溫多晶硅薄膜的制備方法采用如下技術方案：

一種低溫多晶硅薄膜的制備方法，包括：

在基板上沉積非晶硅薄膜；

在所述非晶硅薄膜上覆蓋光學增透薄膜；

對所述光學增透薄膜進行光刻，使得所述光學增透薄膜表面具有陣列排布的聚光結構；

對覆蓋有所述光學增透薄膜的非晶硅薄膜進行激光照射，使得所述非晶硅薄膜轉化為所述低溫多晶硅薄膜。

所述對覆蓋有所述光學增透薄膜的非晶硅薄膜進行激光照射，使得所述非晶硅薄膜轉化為所述低溫多晶硅薄膜之前，還包括：

對所述非晶硅薄膜進行去氫處理。

所述聚光結構為凹陷，所述凹陷的底面為球面。

所述聚光結構的直徑為500nm～5μm，相鄰兩所述聚光結構的邊緣最近距離為500nm～5μm，所述聚光結構的直徑與相鄰兩所述聚光結構的邊緣最近距離的比值為1:1。

所述光學增透薄膜采用厚度為四分之一波長的光學增透薄膜，所述波長為所述激光的波長。

所述非晶硅薄膜的厚度為50nm。

所述在基板上沉積非晶硅薄膜之前，還包括：

在所述基板上沉積緩沖層。

所述緩沖層的材質為硅的氮化物或硅的氧化物。

所述激光為準分子激光。

在本發明實施例中提供了一種低溫多晶硅薄膜的制作方法，該方法通過在非晶硅薄膜上覆蓋一層光學增透薄膜，通過光刻和刻蝕在光學增透薄膜表面形成聚光結構，使用準分子激光退火的方法使非晶硅薄膜轉變為低溫多晶硅薄膜。利用該方法制備出的低溫多晶硅薄膜晶粒尺寸大，分布均勻，具有優良的電學性能。此外，該方法充分利用了準分子激光能量，有利于降低生產成本，利于實現大規模低成本生產。

本發明實施例還提供了一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括設置于襯底基板上的有源層和位于有源層上的絕緣薄膜，所述有源層的材質為低溫多晶硅薄膜；所述絕緣薄膜為光學增透薄膜，所述光學增透薄膜表面具有陣列排布的聚光結構。

所述薄膜晶體管還包括：位于所述襯底基板和所述低溫多晶硅薄膜之間的緩沖層，所述緩沖層的材質為硅的氮化物或硅的氧化物。

在本發明實施例中提供了一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管使用晶粒尺寸大，均勻性好的低溫多晶硅薄膜作為有源層，提高了有源層的導電性，從而提高了低溫多晶硅薄膜晶體管的性能，進一步提高了液晶顯示器的顯示效果。

本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括如上所述的薄膜晶體管。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中提供的一種低溫多晶硅薄膜制備方法流程圖；

圖2為本發明實施例中提供的一種低溫多晶硅薄膜制備方法示意圖；