[發明專利]一種薄膜晶體管中的多晶硅薄膜、薄膜晶體管及制作方法

在審

• 申請號: 201710172988.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106876478A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 劉軍;蘇同上
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;合肥鑫晟光電科技有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本申請涉及顯示領域，尤其涉及一種薄膜晶體管中的多晶硅薄膜、薄膜晶體管及制作方法。

背景技術

多晶硅(poly-silicon)因具有優于非晶硅的電氣特性，以及低于單晶硅的成本考慮的優勢，而于近幾年在薄膜晶體管制造上，尤其是在薄膜晶體管驅動顯示器的應用上廣受重視。

目前在多晶硅薄膜的制作上，最為普遍使用的是準分子激光回火(Excimer Laser Anneal，ELA)技術，但此方法存在制備設備昂貴，形成的多晶硅膜層均一性差，制作過程復雜等缺點。金屬誘導非晶硅晶化(Metal Induced Crystallization，MIC)技術可在低溫工藝制備出高性能的多晶硅薄膜，與其它低溫多晶硅技術相比有明顯的優勢。

現有MIC技術在將非晶硅薄膜轉化為多晶硅薄膜時，通常是在非晶硅薄膜上依次沉積金屬隔離層和金屬層，以使金屬層的金屬原子可以通過金屬隔離層擴散到非晶硅薄膜，含有金屬原子的非晶硅薄膜在退火工藝過程中進而可以轉變為多晶硅薄膜。但上述該現有MIC技術在將非晶硅薄膜轉化為多晶硅薄膜時，通常需單獨制作金屬隔離層，而且，在將非晶硅薄膜轉化為多晶硅薄膜后，還需去除金屬隔離層和金屬層，致使現有MIC技術由非晶硅薄膜制作成多晶硅薄膜的成本較高，工藝較為復雜。

發明內容

本申請實施例提供一種薄膜晶體管中的多晶硅薄膜、薄膜晶體管及制作方法，在通過金屬誘導非晶硅晶化方法將非晶硅薄膜轉換為多晶硅薄膜時，可以避免需單獨制作金屬隔離層，同時，也可以避免金屬隔離層和金屬層的去除工藝，降低將非晶硅薄膜轉換為多晶硅薄膜的制作成本，簡化工藝制作。

本申請實施例提供一種薄膜晶體管中的多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括：

在襯底基板上形成金屬層；

在所述金屬層上形成緩沖層；

在所述緩沖層上形成非晶硅膜層；

通過金屬原子對所述非晶硅膜層的催化作用，將所述非晶硅膜層轉化為多晶硅膜層，其中，所述金屬原子為所述金屬層擴散的、并與所述非晶硅膜層接觸的金屬原子。

優選的，在所述緩沖層上形成非晶硅膜層之前，所述制作方法還包括：采用第一退火工藝，在所述緩沖層上形成金屬擴散層，其中，所述金屬擴散層由所述金屬層的金屬原子擴散到所述緩沖層的上方形成；

所述通過金屬原子對所述非晶硅膜層的催化作用，將所述非晶硅膜層轉化為多晶硅膜層，具體包括：采用第二退火工藝，使所述非晶硅膜層通過所述金屬擴散層的催化作用轉化為多晶硅膜層。

優選的，在所述金屬擴散層上形成非晶硅膜層，具體包括：

在金屬擴散層上形成非晶硅薄膜；

采用干法刻蝕，使所述非晶硅薄膜形成圖案化的非晶硅膜層，并同時去所述除緩沖層上第一區域以外其它區域的金屬擴散層，其中，所述第一區域在所述襯底基板上的垂直投影與所述非晶硅膜層的圖案在所述襯底基板上的垂直投影重疊。

優選的，所述在襯底基板上形成金屬層，具體包括：

在襯底基板上形成圖案化的金屬層，其中，所述金屬層的圖案在所述襯底基板上的垂直投影與所述非晶硅膜層的圖案在所述襯底基板上的垂直投影重疊。

優選的，所述通過金屬原子對所述非晶硅膜層的催化作用，將所述非晶硅膜層轉化為多晶硅膜層，具體包括：

采用第三退火工藝，使所述金屬擴散層的金屬原子擴散到所述非晶硅膜層，并同時使所述非晶硅膜層通過所述金屬原子的催化作用轉化為多晶硅膜層。

優選的，將所述非晶硅膜層轉化為多晶硅膜層之后，所述制作方法還包括，對所述多晶硅膜層的背向所述緩沖層一側的表面進行處理，以去除所述多晶硅膜層的背向所述緩沖層一側的部分薄膜。

優選的，在襯底基板上形成金屬層之前，所述制作方法還包括：

在所述襯底基板上形成阻擋層。

本申請實施例還提供一種薄膜晶體管的制作方法，包括本申請實施例提供的所述的多晶硅薄膜的制作方法。

本申請實施例還提供一種多晶硅薄膜，所述多晶硅薄膜包括：

設置在襯底基板上的金屬層；

設置在所述金屬層上的緩沖層；

設置在所述緩沖層上的多晶硅膜層，其中，所述多晶硅膜層由所述緩沖層上的非晶硅膜層通過金屬原子的催化作用轉化形成，所述金屬原子為所述金屬層擴散的、并與所述非晶硅膜層接觸的金屬原子。

本申請實施例還提供一種薄膜晶體管，包括本申請實施例提供的所述多晶硅薄膜。