一种多晶硅的制作方法及多晶硅薄膜技术

本发明专利技术实施例公开了一种多晶硅的制作方法及多晶硅薄膜，包括：在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层；在膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构；在膜层上形成包含种植在各凹槽结构内构成晶种的非晶硅层；对非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅从各晶种的位置开始生长结晶，形成具有间距晶粒尺寸的四方晶体系的多晶硅层。由于各凹槽结构在膜层的表面呈四方形阵列排布，因此，种植在各凹槽结构内的晶种可以构成四方形排布，可以使其上设置的非晶硅层在进行激光退火处理时从各晶种的位置开始生长结晶，从而获得晶粒尺寸较大、晶粒尺寸单一、且晶相稳定的四方晶体系的多晶硅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多晶硅制造
，尤指一种多晶硅的制作方法及多晶硅薄膜。
技术介绍
在显示面板制造行业中，多晶硅技术由于拥有较好的迁移率，逐步成为显示面板技术革新的方向，这使得具有轻薄、低耗能、高亮度、高分辨率等优点的多晶硅显示器备受瞩目。在现有技术中，多晶硅薄膜的制作方法包括准分子激光退火，固相晶化，金属诱导晶化等多种制作方法。而采用准分子激光退火工艺，来得到多晶硅薄膜是唯一已经实现量产的方法。晶粒尺寸大小及晶粒单一尺寸的控制一直是多晶硅显示
研究的热点。因为多晶硅显示器背板中薄膜晶体管的沟道区所覆盖的多晶硅晶粒数量及分布情况，将直接影响到迁移率大小，迁移率及阈值电压的均匀性等电学性能。利用现有技术制作的多晶硅晶粒尺寸偏小，晶粒尺寸分布不均匀，而且晶相稳定的四方晶体系的晶粒难以保证。将这种尺寸较小的多晶硅应用到多晶硅显示器的背板中时，会出现载流子迁移率低，迁移率及阈值电压不均匀等问题。因此，如何制作晶粒尺寸较大、晶粒尺寸单一、且晶相稳定的四方晶体系的多晶硅是亟待解决的难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种多晶硅的制作方法及多晶硅薄膜，用以解决现有制作方法制作出的多晶硅晶粒尺寸较小，晶粒尺寸分布不均匀，且难以保证为四方晶体系的问题。因此，本专利技术实施例提供一种多晶硅的制作方法，包括：在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层；在所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构；在所述膜层上形成包含种植在各所述凹槽结构内构成晶种的非晶硅层；对所述非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅从各所述晶种的位置开始生长结晶，形成具有所述间距晶粒尺寸的四方晶体系的多晶硅层。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层为以下之一或组合：在衬底基板之上形成的缓冲层；设置于所述缓冲层之上的多晶硅。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，当所述膜层为至少两个时，在非第一个所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构，具体包括：以上一个所述膜层表面形成的各凹槽结构设定间距的二倍，在该所述膜层的表面形成等间距阵列排列的多个凹槽结构；且在该膜层的表面形成的凹槽结构在衬底基板上的正投影与上一个所述膜层的表面形成的凹槽结构的正投影位置重叠。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，在第一个所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构，具体包括：以3μm为设定间距，在第一个所述膜层的表面形成等间距阵列排列的多个凹槽结构。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，在所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构，具体包括：以设定间距，在所述膜层的表面形成深度为0.1μm且直径为1-2μm的多个凹槽结构。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，在对所述非晶硅层进行激光退火处理之前，还包括：对所述非晶硅层进行设定温度和设定时长的加热处理。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，对所述非晶硅层进行设定温度和设定时长的加热处理，具体包括：在保持400℃温度下，对所述非晶硅层进行0.5-3小时的加热处理。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，对所述非晶硅层进行激光退火处理，具体包括：采用准分子激光器或固态激光器，对所述非晶硅层进行退火处理。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，对所述非晶硅层进行激光退火处理，具体包括：采用激光脉冲频率为300Hz，重叠率为95％，激光扫描速率为6mm/s，激光能量密度为300-500mJ/cm2的激光，对所述非晶硅层进行退火处理。本专利技术实施例还提供了一种多晶硅薄膜，所述多晶硅薄膜采用上述制作方法制得。本专利技术有益效果如下：本专利技术实施例提供的一种多晶硅的制作方法及多晶硅薄膜，包括：在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层；在膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构；在膜层上形成包含种植在各凹槽结构内构成晶种的非晶硅层；对非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅从各晶种的位置开始生长结晶，形成具有间距晶粒尺寸的四方晶体系的多晶硅层。由于各凹槽结构在膜层的表面呈四方形阵列排布，因此，种植在各凹槽结构内的晶种可以构成四方形排布，可以使其上设置的非晶硅层在进行激光退火处理时从各晶种的位置开始生长结晶，从而获得晶粒尺寸较大、晶粒尺寸单一、且晶相稳定的四方晶体系的多晶硅。附图说明图1为本专利技术实施例中多晶硅制作方法的流程图；图2为本专利技术实施例中第一层多晶硅的结构示意图；图3为本专利技术实施例中第二层多晶硅的结构示意图；图4为本专利技术实施例中第一层晶种分布示意图；图5为本专利技术实施例中第二层晶种分布示意图；图6为本专利技术实施例中第一层晶种在衬底基板上的正投影和第二层晶种在衬底基板上的正投影的叠加示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术实施例提供的多晶硅的制作方法及多晶硅薄膜的具体实施方式进行详细地说明。本专利技术实施例提供的一种多晶硅的制作方法，如图1所示，具体包括以下步骤：S101、在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层；S102、在膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构；S103、在膜层上形成包含种植在各凹槽结构内构成晶种的非晶硅层；S104、对非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅从各晶种的位置开始生长结晶，形成具有间距晶粒尺寸的四方晶体系的多晶硅层。本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法，由于各凹槽结构在膜层的表面呈四方形阵列排布，因此，种植在各凹槽结构内的晶种可以构成四方形排布，可以使其上设置的非晶硅层在进行激光退火处理时从各晶种的位置开始生长结晶，从而获得晶粒尺寸较大、晶粒尺寸单一、且晶相稳定的四方晶体系的多晶硅。在具体实施时，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，步骤S101在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层，具体可以为以下之一或组合：在衬底基板之上形成的缓冲层；设置于缓冲层之上的多晶硅。具体地，用于种植晶种的膜层可以为一层或多层。如图2所示，当制作一层多晶硅时，用于种植晶种的膜层可以为在衬底基板1之上形成的缓冲层2。当制作多层例如两层多晶硅时，如图3所示，用于种植晶种的膜层可以为在衬底基板1之上形成的缓冲层2，以及设置于缓冲层2之上的第一层多晶硅5。在具体实施时，在本专利技术实施例提供的上述多晶硅的制作方法中，当种植晶种的膜层为至少两个时，可以在非第一个膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构4，具体包括：以上一个膜层表面形成的各凹槽结构4设定间距的二倍，在该膜层的表面形成等间距阵列排列的多个凹槽结构4；且在该膜层的表面形成的凹槽结构4在衬底基板1上的正投影与上一个膜层的表面形成的凹槽结构4的正投影位置重叠。具体地，以在衬底基板1上形成用于种植晶种的膜层有两个为例，如图3所示，两个膜层分别为缓冲层2和第一层多晶硅5，且缓冲层2为第一个膜层，第一层多晶硅5为第二个膜层。如图4所示，可以在缓冲层2表面形成设定间距为d1的呈阵列排列的各凹槽结构4，此时，第一层晶种在缓冲层2的表面上就会以设定间距d1等间距阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层；在所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构；在所述膜层上形成包含种植在各所述凹槽结构内构成晶种的非晶硅层；对所述非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅从各所述晶种的位置开始生长结晶，形成具有所述间距晶粒尺寸的四方晶体系的多晶硅层。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层；在所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构；在所述膜层上形成包含种植在各所述凹槽结构内构成晶种的非晶硅层；对所述非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅从各所述晶种的位置开始生长结晶，形成具有所述间距晶粒尺寸的四方晶体系的多晶硅层。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在衬底基板上形成用于种植晶种的膜层为以下之一或组合：在衬底基板之上形成的缓冲层；设置于所述缓冲层之上的多晶硅。3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，当所述膜层为至少两个时，在非第一个所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构，具体包括：以上一个所述膜层表面形成的各凹槽结构设定间距的二倍，在该所述膜层的表面形成等间距阵列排列的多个凹槽结构；且在该膜层的表面形成的凹槽结构在衬底基板上的正投影与上一个所述膜层的表面形成的凹槽结构的正投影位置重叠。4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，在第一个所述膜层的表面形成以设定间距等间距阵列排列的多个凹槽结构，具体包括：以3μm为设定间距，在第一个所述膜层的表面形成等间距阵列排列的多个凹槽结...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雪雁，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11