低温多晶硅薄膜及其制备方法、薄膜晶体管和显示面板技术

本发明专利技术公开了一种低温多晶硅薄膜及其制备方法、薄膜晶体管和显示面板，其中，所述低温多晶硅薄膜的制备方法，包括：沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层；其中，所述膜质参数包括折射率参数和/或导热系数参数；对所述多层具有不同膜质参数的非晶硅层进行脱氢处理；以及对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理，形成低温多晶硅薄膜。本发明专利技术实施例通过沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层，不同膜质参数的非晶硅折射率、导热系数不同，有利于在晶化过程中形成大尺寸晶粒，使得有源层低温多晶硅的晶界较少，可减小薄膜晶体管导通时的漏电流，提高薄膜晶体管的电性能。

【技术实现步骤摘要】
低温多晶硅薄膜及其制备方法、薄膜晶体管和显示面板
本申请涉及但不限于显示
，尤指一种低温多晶硅薄膜及其制备方法、薄膜晶体管和显示面板。
技术介绍
液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。目前的液晶显示器主要是以薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)液晶显示器为主。有机发光显示器(OLED)是主动发光器件，有机发光显示器由于具有自主发光、快速响应、轻薄、低功耗并可实现柔性显示等诸多优点而备受关注，被认为是下一代的平板显示技术。有机发光显示技术中，需要薄膜晶体管驱动有机发光显示器发光。低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)相较于非晶硅(a-Si)薄膜晶体管具有更加优异的物理电学性能。LTPS-TFT的TFT组件较a-Si更小，因而可使光的穿透率提高，进而可减小背光负荷，延长液晶显示面板的寿命。此外，由于低温多晶硅薄膜(LTPS)能够直接在基板上制成高速CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)驱动电路系统，这样外部的印制电路板接脚亦较少，接线的连接点较少，使显示面板产生缺陷的几率减小，增加了耐用度。制作低温多晶硅薄膜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。其中，准分子激光退火是目前使用最广泛的方法。准分子激光退火是采用准分子激光束对基板上的非晶硅薄膜进行短时间的照射，非晶硅薄膜受到高温熔化，重结晶，从而形成多晶硅薄膜。目前采用的准分子激光退火方法中，非晶硅受到激光照射时，其内部各个区域受照射产生的温度是相同的，晶化后的多晶硅晶粒生长区域是随机的，这就使得多晶硅薄膜中的晶粒尺寸较小。由于低温多晶硅的晶粒尺寸较小，使得有源层低温多晶硅的晶界较多，增大了薄膜晶体管导通时的漏电流，进而导致薄膜晶体管的阈值电压不稳定，降低了薄膜晶体管的电性能。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种低温多晶硅薄膜及其制备方法、薄膜晶体管和显示面板，以增大晶粒，减少晶界，提高薄膜晶体管质量。本专利技术实施例提供了一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括：沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层；其中，所述膜质参数包括折射率参数和/或导热系数参数；对所述多层具有不同膜质参数的非晶硅层进行脱氢处理；以及对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理，形成低温多晶硅薄膜。可选地，所述沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层包括：在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层。可选地，所述在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层的步骤中，通过控制等离子增强化学气相沉积PECVD工艺中的温度和/或气体流量比例，在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层。可选地，所述通过控制PECVD工艺中的温度和/或气体流量比例，在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层包括：通过PECVD工艺在缓冲层上依次沉积第一层非晶硅层至最后一层非晶硅层，其中，在沉积除第一层之外的非晶硅层时：沉积当前非晶硅层所采用的温度高于沉积前一层所采用的温度；和/或沉积当前非晶硅层所采用的硅烷相对于氢气的气体流量比例大于沉积前一层所采用硅烷相对于氢气的气体流量比例。可选地，所述对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理的步骤中，采用准分子激光退火法对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理。可选地，所述具有不同膜质参数的非晶硅层为4层。可选地，所述非晶硅层为纳米硅薄膜层。本专利技术实施例还提供一种低温多晶硅薄膜，所述低温多晶硅薄膜为通过上述方法制备而成。本专利技术实施例还提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括上述低温多晶硅薄膜。本专利技术实施例还提供一种显示面板，所述显示面板包括上述薄膜晶体管。本专利技术实施例通过沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层，不同膜质参数的非晶硅折射率、导热系数不同，有利于在晶化过程中形成大尺寸晶粒，使得有源层低温多晶硅的晶界较少，可减小薄膜晶体管导通时的漏电流，提高薄膜晶体管的电性能。进一步地，由于非晶硅层具有膜质参数梯度，晶化后的多晶硅晶粒生长区域按照梯度生长，可以形成大尺寸晶粒。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术实施例一的低温多晶硅薄膜的制备方法流程图；图2为图1中低温多晶硅薄膜的制备方法示意图；图3为本专利技术实施例二的低温多晶硅薄膜的制备方法流程图；图4为图3中低温多晶硅薄膜的制备方法示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。实施例一如图1所示，本专利技术实施例一的低温多晶硅薄膜的制备方法，包括：步骤101，沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层；其中，所述膜质参数包括折射率参数和/或导热系数参数；步骤102，对所述多层具有不同膜质参数的非晶硅层进行脱氢处理；步骤103，对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理，形成低温多晶硅薄膜。本专利技术实施例通过沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层，不同膜质参数的非晶硅折射率、导热系数不同，有利于在晶化过程中形成均一性好的400-500nm大尺寸晶粒，使得有源层低温多晶硅的晶界较少，可增大载流子迁移率，减小薄膜晶体管导通时的漏电流，提高薄膜晶体管的电性能。其中，参照图2，在步骤101可包括：在缓冲层(即Buffer层)20上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层21。其中，所述缓冲层20可采用SiNx及SiO2双层缓冲层。所述非晶硅层21可以为纳米硅薄膜层。在缓冲层20之上，依次沉积的非晶硅层21大于等于两层，为了在晶化过程中形成较大尺寸晶粒，可采用沉积三层或三层以上非晶硅层21的方式。每层非晶硅层21的厚度可以在10nm～30nm。在本实施例中，非晶硅层21具有膜质参数梯度是指非晶硅层21的膜质参数逐层递增或递减。其中，膜质参数包括折射率参数和/或导热系数参数，折射率参数的范围可以是4.0～4.8，导热系数参数，即热导率的范围可以是0.1-5.0mW/cm.K(毫瓦/厘米.开)。本实施例将最靠近缓冲层20一层的非晶硅层21称为第一层非晶硅层，最远离缓冲层20一层的非晶硅层21称为最后一层非晶硅层，膜质参数包括折射率参数时，第一层非晶硅层至最后一层非晶硅层的折射率参数逐层递增，膜质参数包括导热系数参数时，第一层非晶硅层至最后一层非晶硅层的导热系数参数逐层递增。由于非晶硅层具有膜质梯度，晶化后的多晶硅晶粒生长区域按照梯度生长，可以形成大尺寸晶粒。在步骤101中，通过控制PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括：沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层；其中，所述膜质参数包括折射率参数和/或导热系数参数；对所述多层具有不同膜质参数的非晶硅层进行脱氢处理；以及对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理，形成低温多晶硅薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括：沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层；其中，所述膜质参数包括折射率参数和/或导热系数参数；对所述多层具有不同膜质参数的非晶硅层进行脱氢处理；以及对脱氢处理后的非晶硅层进行晶化处理，形成低温多晶硅薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉积多层具有不同膜质参数的非晶硅层包括：在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层的步骤中，通过控制等离子增强化学气相沉积PECVD工艺中的温度和/或气体流量比例，在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述通过控制PECVD工艺中的温度和/或气体流量比例，在缓冲层上依次沉积多层具有膜质参数梯度的非晶硅层包括：通过PECVD工艺在缓冲层上依次沉积第一层非晶硅层至最...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昕，
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