一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法技术

技术编号:12954299 阅读:50 留言:0更新日期:2016-03-02 13:35
本发明专利技术涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管,包括:基板;形成于基板上的缓冲层;形成于缓冲层上的半导体层;形成于缓冲层、半导体层上的栅极绝缘层;形成于栅极绝缘层上的栅极;形成于栅极绝缘层、栅极上的介电层;以及形成于介电层上的钝化层;在钝化层、介电层与栅极绝缘层的内部分别形成有第一接触孔和第二接触孔,在第一接触孔与第二接触孔上分别形成源极与漏极;半导体层为低温多晶硅层,在缓冲层与半导体层之间还设有反射层和/或保温层。本发明专利技术还涉及上述薄膜晶体管的制备方法,主要利用沉积、光刻、蚀刻、激光照射等工艺方法制得上述薄膜晶体管。本发明专利技术的低温多晶硅薄膜晶体管能够得到较大的多晶硅晶粒尺寸,有助于获得较大的电子迁移率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
,具体是。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT、Thin Film Transistor)在液晶显示装置中作为开关元件使用,其具有较低的电源消耗、较小的体积和较低的驱动电压等特点,非常适用于电脑、笔记本及其它装置的显示设备。目前的液晶显示装置中,薄膜晶体管的活性层主要采用非晶硅(amorphous silicon、a_Si),但是采用非晶娃作为活性层的薄膜晶体管迀移率很低,难以满足外围电路的驱动要求,因此采用低温多晶娃(Low Temperature Poly-silicon、LTPS)代替非晶硅的技术应运而生。低温多晶硅的迀移率可高达至100cm2/V.S,能够满足外围电动的驱动要求,比非晶硅更加适用于薄膜晶体管的活性层,可实现比非晶硅薄膜晶体管更加小型化。制造低温多晶硅薄膜晶体管结构的原理主要是利用准分子镭射作为热源,投射于非晶硅结构的玻璃基板上,使非晶硅结构基板吸收准分子镭射的能量后,转变为多晶硅结构。目前制造低温多晶硅薄膜晶体管的工艺方法主要包括不使用掩膜的传统性受激准分子激光退火方法Gixcimer Laser Annel,简称ELA)和使用掩膜控制激光照射区域的连续侧面结晶化方法(Sequential Lateral Solidificat1n,简称SLS)。采用传统的ELA方法时,得到低温多晶硅的晶粒尺寸一般为0.Ιμπι以下;采用SLS方法时,结晶化过程由照射区域的端部开始向内部诱导,最后才进行照射区域中心部的结晶化。在结晶化进行期间处于熔点以下的温度时,如果中心部的温度下降,就会进行成核,致使不能得到大的晶粒。可见,采用上述两种方法制造的多晶硅晶粒尺寸均较小,使多晶硅的实际应用受到限制。
技术实现思路
为克服现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供,通过该方法最终可制得晶粒尺寸较大的多晶硅,提高薄膜晶体管的电子迀移率,满足外围电路的驱动要求。本专利技术提供一种低温多晶硅薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括:基板;形成于所述基板上的缓冲层;形成于所述缓冲层上的半导体层;形成于所述缓冲层、所述半导体层上的栅极绝缘层;形成于所述栅极绝缘层上的栅极;形成于所述栅极绝缘层、所述栅极上的介电层;以及形成于所述介电层上的钝化层;在所述钝化层、所述介电层与所述栅极绝缘层的内部分别形成有第一接触孔和第二接触孔,在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极;其中,所述半导体层为低温多晶硅层,在所述缓冲层与所述半导体层之间还设有反射层和/或保温层。进一步地,所述低温多晶硅薄膜晶体管包括像素薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管,所述基板包括像素区和外围驱动区,所述像素区用于形成所述像素薄膜晶体管,所述外围驱动区用于形成所述驱动薄膜晶体管;所述驱动薄膜晶体管包括位于所述外围驱动区内的基板,在所述外围驱动区内基板上依次形成的所述缓冲层、所述半导体层、所述栅极绝缘层、所述栅极、所述介电层以及所述钝化层;在所述钝化层、所述介电层与所述栅极绝缘层的内部分别形成第一接触孔和第二接触孔,在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极;其中,在所述缓冲层与所述半导体层之间设置所述反射层和/或所述保温层。进一步地,所述像素薄膜晶体管包括:所述像素区内的基板,在所述像素区内基板上依次形成的所述缓冲层、所述半导体层、所述栅极绝缘层、所述栅极、所述介电层以及所述钝化层;在所述钝化层、所述介电层与所述栅极绝缘层的内部分别形成第一接触孔和第二接触孔,在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极。进一步地,位于所述驱动薄膜晶体管内的所述半导体层的晶粒尺寸大于位于所述像素薄膜晶体管内的所述半导体层的晶粒尺寸。进一步地,所述缓冲层包括形成于所述基板上方的第一缓冲层,在所述第一缓冲层上形成有所述反射层,在所述第一缓冲层、所述反射层上形成有第二缓冲层,且将所述反射层包覆于所述第二缓冲层内,在所述第二缓冲层上形成有所述半导体层。优选地,所述反射层的材料为此31、41恥、0、(:11、¥、了&或11中的任意一种或几种的组合,更优选地,所述反射层的材料为Mo,所述反射层为金属钼层。优选地,所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的材料为氮化硅或二氧化硅中的一种或两种组合。优选地,所述第一缓冲层为氮化硅层,所述第二缓冲层为二氧化硅层。进一步地,所述缓冲层包括依次形成于所述基板上方的第一缓冲层和第二缓冲层,在所述第二缓冲层上形成有所述保温层,所述半导体层形成于所述第二缓冲层、所述保温层上方。进一步地,所述保温层为氧化铝层。优选地,所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的材料为氮化硅或二氧化硅中的一种或两种组合。优选地,所述第一缓冲层为氮化硅层,所述第二缓冲层为二氧化硅层。优选地,所述基板为玻璃基板。除此之外,本专利技术还提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法,包括以下步骤:提供基板;在所述基板上形成缓冲层;在所述缓冲层上形成反射层和/或保温层;在所述缓冲层、所述反射层和/或保温层上形成非晶硅层,进行激光照射,使所述非晶硅层变为多晶硅层,所述多晶硅层为半导体层;在所述缓冲层、所述半导体层上形成栅极绝缘层;在所述栅极绝缘层上形成栅极;在所述栅极绝缘层、所述栅极上形成介电层;在所述介电层上形成钝化层;在所述钝化层、所述介电层、所述栅极绝缘层内部形成第一接触孔和第二接触孔;在所述第一接触孔和所述第二接触孔上分别形成源极和漏极。优选地,在所述基板上先形成第一缓冲层,在所述第一缓冲层上形成所述反射层,并采用光刻、蚀刻工艺定义出所述反射层的图形;在所述第一缓冲层、所述反射层上沉积形成第二缓冲层,并将所述反射层包覆于所述第二缓冲层中;在所述第二缓冲层上沉积所述非晶硅层,进行激光照射,使所述非晶硅层变为多晶硅层,得到所述半导体层。优选地,所述反射层的材料为此31、41恥、0、(:11、¥、了&或11中的任意一种或几种的组合,更优选地,所述反射层的材料为Mo,所述反射层为金属钼层。优选地,所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的材料为氮化硅或二氧化硅中的一种或两种组合。优选地,所述第一缓冲层为氮化硅层,所述第二缓冲层为二氧化硅层。优选地,在所述基当前第1页1 2 3 本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种低温多晶硅薄膜晶体管,其特征在于:所述低温多晶硅薄膜晶体管包括:基板;形成于所述基板上的缓冲层;形成于所述缓冲层上的半导体层;形成于所述缓冲层、所述半导体层上的栅极绝缘层;形成于所述栅极绝缘层上的栅极;形成于所述栅极绝缘层、所述栅极上的介电层;以及形成于所述介电层上的钝化层;在所述钝化层、所述介电层与所述栅极绝缘层的内部分别形成有第一接触孔和第二接触孔,在所述第一接触孔与所述第二接触孔上分别形成源极与漏极;所述半导体层为低温多晶硅层,在所述缓冲层与所述半导体层之间还设有反射层和/或保温层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:卢改平
申请(专利权)人:武汉华星光电技术有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1