[發(fā)明專利]一種薄膜晶體管的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811466103.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109411355A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂明仁
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢華星光電半導(dǎo)體顯示技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 深圳翼盛智成知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44300
• 代理人: 黃威

本發(fā)明提供一種薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟：提供一基板；在基板上形成一圖案化的有源層；在圖案化的有源層上形成一柵極介電層；述柵極介電層上形成一圖形化的柵極層；在柵極層上形成一層間介電層；向?qū)娱g介電層植入氫離子，并退火處理，氫離子通過所述層間介電層擴(kuò)散至有源層，對有源層進(jìn)行氫化處理。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是，在利用層間介電層及柵極介電層含有的氫離子的同時，再額外提供一外部氫源，使得層間介電層內(nèi)有充足的氫離子，在退火處理中，擴(kuò)散至有源層的氫離子數(shù)量足夠多，氫離子進(jìn)入薄膜晶體管的溝道中填補(bǔ)多晶硅原子未結(jié)合鍵或未飽和鍵，填補(bǔ)溝道中的缺陷，進(jìn)而能夠修補(bǔ)有源層的缺陷，減少不穩(wěn)態(tài)數(shù)目，提升遷移率及閾值電壓均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶顯示裝置制造領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管的制備方法。

背景技術(shù)

液晶顯示裝置(LiquidCrystalDisplay，LCD)具有機(jī)身薄、省電、無輻射等眾多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。如：液晶電視、移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字相機(jī)、計算機(jī)屏幕或筆記本電腦屏幕等，在平板顯示領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位。

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機(jī)發(fā)光二極管)顯示器，也稱為有機(jī)電致發(fā)光顯示器，是一種新興的平板顯示裝置，由于其具有制備工藝簡單、成本低、功耗低、發(fā)光亮度高、工作溫度適應(yīng)范圍廣、體積輕薄、響應(yīng)速度快，而且易于實現(xiàn)彩色顯示和大屏幕顯示、易于實現(xiàn)和集成電路驅(qū)動器相匹配、易于實現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。OLED按照驅(qū)動方式可以分為無源矩陣型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩陣型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)兩大類，即直接尋址和薄膜晶體管矩陣尋址兩類。

薄膜晶體管(Thin Film Transistor，簡稱TFT)是目前液晶顯示裝置和有源矩陣驅(qū)動式有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置中的主要驅(qū)動元件，直接關(guān)系到高性能平板顯示裝置的發(fā)展方向。薄膜晶體管具有多種結(jié)構(gòu)，制備相應(yīng)結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的材料也具有多種。目前，薄膜晶體管的活性層主要采用非晶硅(amorphoussilicon、a-Si)，但是采用非晶硅作為活性層的薄膜晶體管遷移率很低，難以滿足外圍電路的驅(qū)動要求，因此采用低溫多晶硅(LowTemperaturePoly-silicon、LTPS)代替非晶硅的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由于低溫多晶硅的原子規(guī)則排列，載流子遷移率高，對電壓驅(qū)動式的液晶顯示裝置而言，低溫多晶硅薄膜晶體管由于其具有較高的遷移率，可以使用體積較小的薄膜晶體管實現(xiàn)對液晶分子的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動，在很大程度上縮小了薄膜晶體管所占的體積，增加透光面積，得到更高的亮度和解析度；對于電流驅(qū)動式的有源矩陣驅(qū)動式有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置而言，低溫多晶硅薄膜晶體管可以更好的滿足驅(qū)動電流要求。

制作低溫多晶硅薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的原理主要是利用準(zhǔn)分子鐳射作為熱源，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，使非晶硅結(jié)構(gòu)基板吸收準(zhǔn)分子鐳射的能量后，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч杞Y(jié)構(gòu)。

圖1是現(xiàn)有的低溫多晶硅薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的低溫多晶硅薄膜晶體管，其制作工藝流程如下：首先在基板1上依次形成緩沖層2、非晶硅層，非晶硅層經(jīng)過激光照射實現(xiàn)結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼樱賹Χ嗑Ч鑼舆M(jìn)行蝕刻形成多個多晶硅島，以形成薄膜晶體管的有源層。有源層進(jìn)一步通過摻雜形成第一溝道3、N⁺區(qū)域31、N^-區(qū)域32、第二溝道4、P⁺區(qū)域41，并在此基礎(chǔ)上形成柵極絕緣層5和柵極6。之后，再形成介電層(ILD)7，并進(jìn)行高溫活化及氫化，然后再形成源極8和漏極9，進(jìn)而完成低溫多晶硅薄膜晶體管的制作。

上述工藝流程中，摻雜后會造成多晶硅的晶格損傷，需要后續(xù)的激活工藝對注入的離子進(jìn)行激活并修復(fù)多晶硅層的晶格損傷。另外，多晶硅薄膜與柵絕緣層的界面存在未成鍵軌道的懸掛鍵，是多晶硅晶界的界面態(tài)密度增加的很重要的因素，從而導(dǎo)致載流子遷移率下降，閾值電壓升高等顯示器件的性能退化問題，后續(xù)工藝還要通過氫化工藝鈍化多晶硅薄膜內(nèi)部和界面的缺陷。