[發明專利]低溫多晶硅薄膜及晶體管的制造方法

在審

• 申請號: 201710945740.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107910263A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 單劍鋒
• 申請（專利權）人: 惠科股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315
• 代理人: 許志勇,王寧

技術領域

本申請關于一種硅薄膜及晶體管的制造方法，特別關于一種低溫多晶硅薄膜及晶體管的制造方法。

背景技術

平面顯示裝置已經廣泛的被運用在各種領域，液晶顯示裝置因具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，而應用至許多種類的電子產品中，例如行動電話、可攜式多媒體裝置、筆記型計算機、液晶電視及液晶屏幕等等。

液晶顯示裝置包括顯示面板等組件，有源矩陣型液晶顯示面板是目前一般的顯示面板，其包括有源矩陣襯底、對向襯底、以及夾設在這二襯底間的液晶層。有源矩陣襯底上具有多個行導線、列導線以及像素，像素中有像素驅動組件，像素驅動組件和行導線及列導線連接。一般的像素驅動組件是薄膜晶體管，行導線及列導線通常是金屬導線。

有源矩陣襯底的薄膜晶體管可分為傳統的非晶硅薄膜晶體管以及導電能力較佳的低溫多晶硅薄膜晶體管。低溫多晶硅制程常采用準分子雷射退火技術，亦即利用準分子雷射作為熱源，雷射光照設非晶硅薄膜使非晶硅再結晶，轉變成為多晶硅結構，因整個處理過程都是在600℃以下完成，所以一般玻璃襯底皆可適用。但利用雷射退火容易造成多晶硅層表面有突起物，突起物的尺寸影響晶體管的電流特性，這會造成面板上晶體管的操作特性不一，因而導致顯示質量下降。

發明內容

有鑒于先前技術的不足，發明人經研發后得本申請。本申請的目的為提供一種低溫多晶硅薄膜及其晶體管的制造方法，可改善低溫多晶硅薄膜表面的突起問題。

本申請提出一種低溫多晶硅薄膜的制造方法，包括：在一襯底上形成一緩沖層，所述緩沖層的表面具有多個孔隙；在所述緩沖層上形成一硅層；對所述硅層進行退火以形成一多晶硅層，并使所述多晶硅層的部分硅材料填入至所述孔隙。

在一實施例中，其中在所述襯底上形成所述緩沖層的步驟包括：在所述襯底上形成一第一子緩沖層；在所述第一子緩沖層上形成一第二子緩沖層，所述第二子緩沖層的細致度低于所述第一子緩沖層。

在一實施例中，其中所述第一子緩沖層是一擴散障壁層。

在一實施例中，制造方法更包括：在所述緩沖層上形成所述硅層前，粗糙化所述緩沖層，以在所述緩沖層的表面上形成所述孔隙。

在一實施例中，制造方法更包括：粗糙化所述硅層的表面，以形成不平整表面作為再結晶成長空間；其中所述多晶硅層的部分硅材料形成至再結晶成長空間。

在一實施例中，其中粗糙化所述硅層的表面的步驟是蝕刻所述硅層的表面。

在一實施例中，制造方法更包括：在對所述硅層進行退火以形成所述多晶硅層前，提供一光罩；從所述光罩移轉一圖案至所述硅層，所述圖案留有再結晶成長空間。

在一實施例中，其中在所述硅層上轉移的所述圖案的一部分作為信道區，所述再結晶成長空間位在所述部分的側邊。

在一實施例中，其中所述退火是雷射退火。

在一實施例中，制造方法更包括：在對所述硅層進行退火以形成所述多晶硅層前，在所述硅層上形成一補捉層。

本申請提出一種低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法，包括：如前述低溫多晶硅薄膜的制造方法的步驟；在所述多晶硅層上形成一閘極絕緣層；以及在所述閘極絕緣層上形成一閘極；形成一源電極及一漏電極，所述源電極及所述漏電極電性連接所述多晶硅層。

綜上所述，本申請的低溫多晶硅薄膜及晶體管的制造方法，由于提供有非晶硅再結晶成長空間，可舒緩非晶硅再結晶過程中晶體間的擠壓，進而使多晶硅層表面的突起物尺寸明顯變小。在較佳的情況下，突起物的高寬比都小于0.3，甚至小于0.2。因此，可改善低溫多晶硅薄膜表面的突起問題。

附圖說明

所包括的附圖用來提供對本申請實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部分，用于例示本申請的實施方式，并與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1A至圖1C為本申請的低溫多晶硅薄膜的制造方法的一實施例的示意圖。

圖1D為本申請的低溫多晶硅薄膜晶體管的制造方法的一實施例的示意圖。

圖2A至圖2C為本申請的低溫多晶硅薄膜的制造方法的一實施例的示意圖。

圖3A至圖3D為本申請的低溫多晶硅薄膜的制造方法的一實施例的示意圖。

圖4A至圖4E為本申請的低溫多晶硅薄膜的制造方法的一實施例的示意圖。

具體實施方式