一种多晶硅膜制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多晶硅膜制备方法，属于半导体技术领域。该方法首先利用微透镜组进行单次曝光显影定位晶粒，进而利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近定位位置，形成晶粒。利用该方法能在多晶硅膜制备过程中提高多晶硅薄膜晶体管的载子移动率，提升多晶硅薄膜晶体管的整体性能，且本发明专利技术的多晶硅膜制备方法，其实现方式简单，实现成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及多晶硅膜制备方法
，具体是指一种控制晶粒大小的多晶硅膜制备方法。
技术介绍
目前主动矩阵式液晶显示器大部分是以非晶硅薄膜晶体管作为像素开关。由于硅原子间不规则排列以及过多的未结合键，导致以非晶硅膜当为材料的电子组件的电特性始终无法有效的提升。为了使液晶显示器达到更高的画面质量，采用LTPS LCD的TFT比a-Si的TFT更小，透光开口率和银幕的亮度都可以显著增加，而且可以将驱动回路整合在基板上，由于外部连接数和基板面积都可以减少，所以可以极低的成本来提升整体系统的耐久性。决定薄膜晶体管电特性优劣的最关键问题在于主动层，硅膜结晶性对载子移动率有直接的影响关系。为了能够解决载子移动时必须跨过多次结晶晶界的困扰，许多研究单位研发了许多解决构成载子移动位障的方法。多晶硅薄膜晶体管虽然有较非晶硅薄膜晶体管高的载子移动率，但在栅极通道中还是存在着结晶晶界，这将会导致载子在通过栅极通道时被散射而降低其移动率，使组件特性变差，而解决这个问题最简单的方法就是增加在栅极通道的粒径大小来减少载子通过晶界的次数。因此，如何方便准确地在多晶硅膜制备的过程中决定晶粒的大小成为本
亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能提高多晶硅薄膜晶体管的载子移动率，提升多晶硅薄膜晶体管的整体性能，且实现方式简单，实现成本低廉的多晶硅膜制备方法。为了实现上述的目的，本专利技术的多晶硅膜制备方法包括以下步骤：(1)在衬底上沉积一层具有吸收系数的SiONx薄膜；(2)在所述的SiONx薄膜上沉积一层SiO2覆盖层作为非晶硅膜；(3)利用微透镜组对所述的非晶硅膜进行单次曝光显影，在所述的非晶硅膜上确定晶粒位置；(4)利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近所述非晶硅膜的晶粒位置，使照射处的非晶硅膜融化而产生晶粒，作为定位晶种。该多晶硅膜制备方法中，所述的微透镜组为石英微透镜阵列。该多晶硅膜制备方法中，所述的步骤(1)具体为利用等离子体增强化学气相沉积方法在衬底上沉积一层具有吸收系数的SiONx薄膜。采用了该专利技术的控制晶粒大小的多晶硅膜制备方法，其首先利用微透镜组进行单次曝光显影定位晶粒，进而利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近定位位置，形成晶粒。利用该方法能在多晶硅膜制备过程中提高多晶硅薄膜晶体管的载子移动率，提升多晶硅薄膜晶体管的整体性能，且本专利技术的多晶硅膜制备方法，其实现方式简单，实现成本低廉。附图说明图1为本专利技术的多晶硅膜制备方法的步骤流程图。图2为本专利技术的多晶硅膜制备方法中利用单次曝光显影定位晶粒的示意图。图3为本专利技术的多晶硅膜制备方法中准分子激光透过微透镜组照射形成晶粒的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本专利技术的多晶硅膜制备方法的步骤流程图。在一种实施方式中，该多晶硅膜制备方法包括以下步骤：(1)在衬底上沉积一层具有吸收系数的SiONx薄膜；(2)在所述的SiONx薄膜上沉积一层SiO2覆盖层作为非晶硅膜；(3)如图2所示，利用微透镜组对所述的非晶硅膜进行单次曝光显影，在所述的非晶硅膜上确定晶粒位置，所述的微透镜组为石英微透镜阵列；(4)如图3所示，利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近所述非晶硅膜的晶粒位置，使照射处的非晶硅膜融化而产生晶粒，作为定位晶种。在优选的实施方式中，所述的步骤(1)具体为利用等离子体增强化学气相沉积方法在衬底上沉积一层具有吸收系数的SiONx薄膜。在实际应用中，本专利技术是在现有的多晶硅制备技术中，加入利用微透镜数组辅助单晶定位技术，并利用单次曝光显影步骤控制数组位置，再借由微透镜数组聚焦效果去达成晶粒定位。具体而言，首先利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方式沉积一层具有吸收系数的SiONx(氮氧化硅)薄膜，再沉积一层SiO2(二氧化硅)作为覆盖层(Capping layer)及非晶硅膜。当准分子激光退火(ELA)透过微透镜数组照射在非晶硅膜上时，由于激光能量经由透镜聚焦成点，所以硅膜在受到激光能量处会开始融化而产生结晶核，此结晶核即是定位晶种。激光穿过微透数组照射硅膜，可得出定位晶粒数组。采用了该专利技术的多晶硅膜制备方法，其首先利用微透镜组进行单次曝光显影定位晶粒，进而利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近定位位置，形成晶粒，并有效控制晶粒的大小。利用该方法能在多晶硅膜制备过程中提高多晶硅薄膜晶体管的载子移动率，提升多晶硅薄膜晶体管的整体性能，且本专利技术的多晶硅膜制备方法，其实现方式简单，实现成本低廉。在此说明书中，本专利技术已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本专利技术的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅膜制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)在衬底上沉积一层具有吸收系数的SiONx薄膜；(2)在所述的SiONx薄膜上沉积一层SiO2覆盖层作为非晶硅膜；(3)利用微透镜组对所述的非晶硅膜进行单次曝光显影，在所述的非晶硅膜上确定晶粒位置；(4)利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近所述非晶硅膜的晶粒位置，使照射处的非晶硅膜融化而产生晶粒，作为定位晶种。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅膜制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)在衬底上沉积一层具有吸收系数的SiONx薄膜；(2)在所述的SiONx薄膜上沉积一层SiO2覆盖层作为非晶硅膜；(3)利用微透镜组对所述的非晶硅膜进行单次曝光显影，在所述的非晶硅膜上确定晶粒位置；(4)利用准分子激光透过微透镜组聚焦，并使焦点接近...

【专利技术属性】
技术研发人员：方赞源，黄政仕，叶昱均，任东，
申请(专利权)人：上海和辉光电有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31