低温多晶硅薄膜的制作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板技术

本发明专利技术提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板。本发明专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法，通过在非晶硅薄膜层上沉积形成氮化硅材料的折射层并在该折射层表面形成多个凸形的或凹形的弧面结构，当采用准分子激光束照射非晶硅薄膜层使非晶硅薄膜层结晶形成低温多晶硅薄膜的制程中，准分子激光束通过折射层的弧面结构时会产生一定的散光效应或聚光效应，从而在非晶硅薄膜层上形成激光能量梯度，如此便可控制非晶硅薄膜层的结晶方向，增大晶粒尺寸，减少晶界数量，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。

【技术实现步骤摘要】
低温多晶硅薄膜的制作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种低温多晶硅薄膜的制作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板。
技术介绍
在显示
，液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光(ActiveMatrixOrganicLight-EmittingDiode，AMOLED)显示器等平板显示装置因具有机身薄、高画质、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本屏幕等。薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)阵列(Array)基板是目前LCD装置和AMOLED装置中的主要组成部件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向，用于向显示器提供驱动电路，通常设置有数条栅极扫描线和数条数据线，该数条栅极扫描线和数条数据线限定出多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管和像素电极，薄膜晶体管的栅极与相应的栅极扫描线相连，当栅极扫描线上的电压达到开启电压时，薄膜晶体管的源极和漏极导通，从而将数据线上的数据电压输入至像素电极，进而控制相应像素区域的显示。其中，低温多晶硅(LowTemperaturePoly-Silicon，LTPS)薄膜晶体管与传统非晶硅(A-Si)薄膜晶体管相比，虽然制作工艺复杂，但因其具有更高的载流子迁移率，被广泛用于中小尺寸高分辨率的LCD和AMOLED显示面板的制作，低温多晶硅被视为实现低成本全彩平板显示的重要材料。目前制作低温多晶硅的方法包括固相结晶(SolidPhaseCrystallization，SPC)、金属诱导结晶(MetalInducedCrystallization，MIC)和准分子激光退火(ExcimerLaserAnnealer，ELA)等几种，其中准分子镭射退火是目前使用最为广泛的方法。低温多晶硅晶粒的大小对多晶硅的电学性能有重要影响，在准分子激光退火制程中，非晶硅受到高温后变成完全熔融(NearlyCompletelyMelts)状态，然后重结晶形成多晶硅。重结晶时会按照低能量向高能量方向结晶，低温向高温方向结晶。由于目前采用准分子激光束均匀的照射到非晶硅薄膜层上，非晶硅薄膜层的各部分温度大致相等，所以重结晶时的起点和方向是凌乱的，导致结晶后晶粒偏小，晶粒间晶界偏多，就会影响多晶硅的电子迁移率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法，能够提高晶化效率，增大晶粒尺寸，减少晶界数量，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。本专利技术的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜，采用上述的多晶硅薄膜的制作方法制得，其结晶方向可控且具有较大的多晶硅晶粒，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。本专利技术的目的在于提供一种低温多晶硅TFT基板，有源层由上述的低温多晶硅薄膜所构成，具有很高的电子迁移率以及稳定的电性能。为实现上述目的，本专利技术首先提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法，包括如下步骤：步骤S1、提供衬底基板，在所述衬底基板上形成非晶硅薄膜层；步骤S2、在所述非晶硅薄膜层上沉积形成一折射层，然后在该折射层表面形成多个凸形的或凹形的弧面结构；所述折射层的材料为氮化硅；步骤S3、采用准分子激光束从所述折射层照射到非晶硅薄膜层上，使所述非晶硅薄膜层结晶形成低温多晶硅薄膜，照射过程中所述准分子激光束通过折射层的弧面结构时会产生散光效应或聚光效应。所述步骤S2中在折射层表面形成多个弧面结构的具体过程为：在所述折射层上涂布光阻材料，并通过一道半透光光罩对该光阻材料进行曝光显影处理，得到表面具有多个光阻弧面的光阻层；以所述光阻层为遮蔽层，对所述折射层进行蚀刻处理，对应所述多个光阻弧面在所述折射层的表面上形成多个弧面结构，然后去除所述光阻层。所述步骤S2中形成的光阻弧面为凸形光阻弧面，在所述折射层的表面上形成多个弧面结构为凸形弧面结构。所述步骤S2中形成的光阻弧面为凹形光阻弧面，在所述折射层的表面上形成多个弧面结构为凹形弧面结构。所述步骤S2中采用干蚀刻方式对所述折射层进行蚀刻处理，对所述折射层进行蚀刻处理的蚀刻气体包含氧气、六氟化硫、五氟乙烷及四氟化碳中的一种或多种。所述步骤S2中对所述折射层进行蚀刻处理的蚀刻气体为氧气和六氟化硫的组合。所述步骤S2中形成的折射层的厚度为在所述折射层上涂布的光阻材料的厚度为2-3μm。所述步骤S3还包括在结晶形成低温多晶硅薄膜之后，去除所述折射层。本专利技术还提供一种低温多晶硅薄膜，采用如上所述的低温多晶硅薄膜的制备方法制得。本专利技术还提供一种低温多晶硅薄膜TFT基板，包括衬底基板、形成于所述衬底基板上的有源层、覆盖所述有源层的栅极绝缘层、设于栅极绝缘层上的栅极、覆盖栅极的层间绝缘层及设于层间绝缘层上的源漏极；所述有源层由如上所述的低温多晶硅薄膜构成；所述层间绝缘层和栅极绝缘层在对应于所述有源层两端的上方设有过孔，所述源漏极通过所述过孔与有源层相接触。本专利技术的有益效果：本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法，通过在非晶硅薄膜层上沉积形成折射层并在该折射层表面形成多个凸形的或凹形的弧面结构，当采用准分子激光束照射非晶硅薄膜层使非晶硅薄膜层结晶形成低温多晶硅薄膜的制程中，准分子激光束通过折射层的弧面结构时会产生一定的散光效应或聚光效应，从而在非晶硅薄膜层上形成激光能量梯度，如此便可控制非晶硅薄膜层的结晶方向，增大晶粒尺寸，减少晶界数量，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。本专利技术的低温多晶硅薄膜，采用上述的多晶硅薄膜的制作方法制得，其结晶方向可控且具有较大的多晶硅晶粒，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。本专利技术的低温多晶硅TFT基板，有源层由上述的低温多晶硅薄膜所构成，具有很高的电子迁移率以及稳定的电性能。附图说明为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中，图1为本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法的流程示意图；图2为本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法的第一实施例的步骤S1的示意图；图3-5为本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法的第一实施例的步骤S2的示意图；图6-7为本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法的第一实施例的步骤S3的示意图；图8-10为本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法的第二实施例的步骤S2的示意图；图11为本专利技术的低温多晶硅薄膜的制作方法的第二实施例的步骤S3的示意图；图12为本专利技术的低温多晶硅TFT基板的结构示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本专利技术的优选实施例及其附图进行详细描述。请参阅图1，本专利技术首先提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法，本专利技术低温多晶硅薄膜的制作方法的第一实施例具体包括如下步骤：步骤S1、如图2所示，提供衬底基板10，在所述衬底基板10上制作缓冲层20，然后沉积形成非晶硅薄膜层30，并对非晶硅薄膜层30进行高温去氢处理及氢氟酸(HF)预清洗处理。具体地，所述缓冲层20为氮化硅(SiNx)层与氧化硅(SiOx)层的堆栈组合。步骤S2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、提供衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上形成非晶硅薄膜层(30)；步骤S2、在所述非晶硅薄膜层(30)上沉积形成一折射层(40)，在该折射层(40)表面形成多个凸形的或凹形的弧面结构(401)；所述折射层(40)的材料为氮化硅；步骤S3、采用准分子激光束(90)从所述折射层(40)照射到非晶硅薄膜层(30)上，使所述非晶硅薄膜层(30)结晶形成低温多晶硅薄膜(39)，照射过程中所述准分子激光束(90)通过折射层(40)的弧面结构(401)时会产生散光效应或聚光效应。

【技术特征摘要】
1.一种低温多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、提供衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上形成非晶硅薄膜层(30)；步骤S2、在所述非晶硅薄膜层(30)上沉积形成一折射层(40)，在该折射层(40)表面形成多个凸形的或凹形的弧面结构(401)；所述折射层(40)的材料为氮化硅；步骤S3、采用准分子激光束(90)从所述折射层(40)照射到非晶硅薄膜层(30)上，使所述非晶硅薄膜层(30)结晶形成低温多晶硅薄膜(39)，照射过程中所述准分子激光束(90)通过折射层(40)的弧面结构(401)时会产生散光效应或聚光效应。2.如权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中在折射层(40)表面形成多个弧面结构(401)的具体过程为：在所述折射层(40)上涂布光阻材料，并通过一道半透光光罩(70)对该光阻材料进行曝光显影处理，得到表面具有多个光阻弧面(801)的光阻层(80)；以所述光阻层(80)为遮蔽层，对所述折射层(40)进行蚀刻处理，对应所述多个光阻弧面(801)在所述折射层(40)的表面上形成多个弧面结构(401)，然后去除所述光阻层(80)。3.如权利要求2所述的低温多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中形成的光阻弧面(801)为凸形光阻弧面，在所述折射层(40)的表面上形成多个弧面结构(401)为凸形弧面结构。4.如权利要求2所述的低温多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中形成的光阻弧面(801)为凹形光阻弧面，在所述折射层(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞军，卢马才，王松，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44