[發(fā)明專利]低溫多晶硅薄膜的制作方法、低溫多晶硅薄膜及低溫多晶硅TFT基板

在審

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• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108831894A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑞軍;盧馬才;王松
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市華星光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/268;H01L21/77;H01L29/16
• 代理公司: 深圳市德力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44265
• 代理人: 林才桂;程曉

本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜的制作方法、低溫多晶硅薄膜及低溫多晶硅TFT基板。本發(fā)明的低溫多晶硅薄膜的制作方法，通過在非晶硅薄膜層上沉積形成氮化硅材料的折射層并在該折射層表面形成多個凸形的或凹形的弧面結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用準(zhǔn)分子激光束照射非晶硅薄膜層使非晶硅薄膜層結(jié)晶形成低溫多晶硅薄膜的制程中，準(zhǔn)分子激光束通過折射層的弧面結(jié)構(gòu)時會產(chǎn)生一定的散光效應(yīng)或聚光效應(yīng)，從而在非晶硅薄膜層上形成激光能量梯度，如此便可控制非晶硅薄膜層的結(jié)晶方向，增大晶粒尺寸，減少晶界數(shù)量，進(jìn)而能夠提高TFT器件載流子的遷移率，減小晶界對漏電流的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫多晶硅薄膜的制作方法、低溫多晶硅薄膜及低溫多晶硅TFT基板。

背景技術(shù)

在顯示技術(shù)領(lǐng)域，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)和有源矩陣驅(qū)動式有機電致發(fā)光(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)顯示器等平板顯示裝置因具有機身薄、高畫質(zhì)、省電、無輻射等眾多優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用，如：移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字相機、計算機屏幕或筆記本屏幕等。

薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)陣列(Array)基板是目前LCD裝置和AMOLED裝置中的主要組成部件，直接關(guān)系到高性能平板顯示裝置的發(fā)展方向，用于向顯示器提供驅(qū)動電路，通常設(shè)置有數(shù)條柵極掃描線和數(shù)條數(shù)據(jù)線，該數(shù)條柵極掃描線和數(shù)條數(shù)據(jù)線限定出多個像素單元，每個像素單元內(nèi)設(shè)置有薄膜晶體管和像素電極，薄膜晶體管的柵極與相應(yīng)的柵極掃描線相連，當(dāng)柵極掃描線上的電壓達(dá)到開啟電壓時，薄膜晶體管的源極和漏極導(dǎo)通，從而將數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)電壓輸入至像素電極，進(jìn)而控制相應(yīng)像素區(qū)域的顯示。

其中，低溫多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)薄膜晶體管與傳統(tǒng)非晶硅(A-Si)薄膜晶體管相比，雖然制作工藝復(fù)雜，但因其具有更高的載流子遷移率，被廣泛用于中小尺寸高分辨率的LCD和AMOLED顯示面板的制作，低溫多晶硅被視為實現(xiàn)低成本全彩平板顯示的重要材料。

目前制作低溫多晶硅的方法包括固相結(jié)晶(Solid Phase Crystallization，SPC)、金屬誘導(dǎo)結(jié)晶(Metal Induced Crystallization，MIC)和準(zhǔn)分子激光退火(ExcimerLaser Annealer，ELA)等幾種，其中準(zhǔn)分子鐳射退火是目前使用最為廣泛的方法。

低溫多晶硅晶粒的大小對多晶硅的電學(xué)性能有重要影響，在準(zhǔn)分子激光退火制程中，非晶硅受到高溫后變成完全熔融(Nearly Completely Melts)狀態(tài)，然后重結(jié)晶形成多晶硅。重結(jié)晶時會按照低能量向高能量方向結(jié)晶，低溫向高溫方向結(jié)晶。由于目前采用準(zhǔn)分子激光束均勻的照射到非晶硅薄膜層上，非晶硅薄膜層的各部分溫度大致相等，所以重結(jié)晶時的起點和方向是凌亂的，導(dǎo)致結(jié)晶后晶粒偏小，晶粒間晶界偏多，就會影響多晶硅的電子遷移率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫多晶硅薄膜的制作方法，能夠提高晶化效率，增大晶粒尺寸，減少晶界數(shù)量，進(jìn)而能夠提高TFT器件載流子的遷移率，減小晶界對漏電流的影響。

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫多晶硅薄膜，采用上述的多晶硅薄膜的制作方法制得，其結(jié)晶方向可控且具有較大的多晶硅晶粒，進(jìn)而能夠提高TFT器件載流子的遷移率，減小晶界對漏電流的影響。

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫多晶硅TFT基板，有源層由上述的低溫多晶硅薄膜所構(gòu)成，具有很高的電子遷移率以及穩(wěn)定的電性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種低溫多晶硅薄膜的制作方法，包括如下步驟：

步驟S1、提供襯底基板，在所述襯底基板上形成非晶硅薄膜層；