一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜、薄膜晶体管及制作方法技术

本申请实施例提供一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜、薄膜晶体管及制作方法，在通过金属诱导非晶硅晶化方法将非晶硅薄膜转换为多晶硅薄膜时，可以避免需单独制作金属隔离层，同时，也可以避免金属隔离层和金属层的去除工艺，降低将非晶硅薄膜转换为多晶硅薄膜的制作成本，简化工艺制作。本申请实施例提供的薄膜晶体管中的多晶硅薄膜的制作方法，包括：在衬底基板上形成金属层；在所述金属层上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成非晶硅膜层；通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，其中，所述金属原子为所述金属层扩散的、并与所述非晶硅膜层接触的金属原子。

Polysilicon film, thin film transistor and manufacturing method in thin film transistor

The embodiment of the application provides a polycrystalline silicon thin film, a thin film transistor in thin film transistor and a preparation method thereof, in amorphous silicon by metal induced crystallization method of the amorphous silicon thin film is converted to polycrystalline silicon thin film, can avoid the need to make the metal isolation layer, at the same time, can also remove the process of metal isolation layer and metal layer to avoid. Reduction of the amorphous silicon thin film is converted to polycrystalline silicon thin film fabrication cost, simplify the production process. Method for producing polycrystalline thin film thin film transistor embodiment is provided in: forming a metal layer on a substrate; a buffer layer is formed on the metal layer; forming an amorphous silicon layer on the buffer layer; the metal atoms on the non catalysis amorphous silicon films, the the amorphous silicon layer into a polycrystalline silicon films, the metal atoms of the metal atom to the metal layer and the diffusion, and the amorphous silicon film contact.

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜、薄膜晶体管及制作方法
本申请涉及显示领域，尤其涉及一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜、薄膜晶体管及制作方法。
技术介绍
多晶硅(poly-silicon)因具有优于非晶硅的电气特性，以及低于单晶硅的成本考虑的优势，而于近几年在薄膜晶体管制造上，尤其是在薄膜晶体管驱动显示器的应用上广受重视。目前在多晶硅薄膜的制作上，最为普遍使用的是准分子激光回火(ExcimerLaserAnneal，ELA)技术，但此方法存在制备设备昂贵，形成的多晶硅膜层均一性差，制作过程复杂等缺点。金属诱导非晶硅晶化(MetalInducedCrystallization，MIC)技术可在低温工艺制备出高性能的多晶硅薄膜，与其它低温多晶硅技术相比有明显的优势。现有MIC技术在将非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜时，通常是在非晶硅薄膜上依次沉积金属隔离层和金属层，以使金属层的金属原子可以通过金属隔离层扩散到非晶硅薄膜，含有金属原子的非晶硅薄膜在退火工艺过程中进而可以转变为多晶硅薄膜。但上述该现有MIC技术在将非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜时，通常需单独制作金属隔离层，而且，在将非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜后，还需去除金属隔离层和金属层，致使现有MIC技术由非晶硅薄膜制作成多晶硅薄膜的成本较高，工艺较为复杂。
技术实现思路
本申请实施例提供一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜、薄膜晶体管及制作方法，在通过金属诱导非晶硅晶化方法将非晶硅薄膜转换为多晶硅薄膜时，可以避免需单独制作金属隔离层，同时，也可以避免金属隔离层和金属层的去除工艺，降低将非晶硅薄膜转换为多晶硅薄膜的制作成本，简化工艺制作。本申请实施例提供一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成金属层；在所述金属层上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成非晶硅膜层；通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，其中，所述金属原子为所述金属层扩散的、并与所述非晶硅膜层接触的金属原子。优选的，在所述缓冲层上形成非晶硅膜层之前，所述制作方法还包括：采用第一退火工艺，在所述缓冲层上形成金属扩散层，其中，所述金属扩散层由所述金属层的金属原子扩散到所述缓冲层的上方形成；所述通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，具体包括：采用第二退火工艺，使所述非晶硅膜层通过所述金属扩散层的催化作用转化为多晶硅膜层。优选的，在所述金属扩散层上形成非晶硅膜层，具体包括：在金属扩散层上形成非晶硅薄膜；采用干法刻蚀，使所述非晶硅薄膜形成图案化的非晶硅膜层，并同时去所述除缓冲层上第一区域以外其它区域的金属扩散层，其中，所述第一区域在所述衬底基板上的垂直投影与所述非晶硅膜层的图案在所述衬底基板上的垂直投影重叠。优选的，所述在衬底基板上形成金属层，具体包括：在衬底基板上形成图案化的金属层，其中，所述金属层的图案在所述衬底基板上的垂直投影与所述非晶硅膜层的图案在所述衬底基板上的垂直投影重叠。优选的，所述通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，具体包括：采用第三退火工艺，使所述金属扩散层的金属原子扩散到所述非晶硅膜层，并同时使所述非晶硅膜层通过所述金属原子的催化作用转化为多晶硅膜层。优选的，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层之后，所述制作方法还包括，对所述多晶硅膜层的背向所述缓冲层一侧的表面进行处理，以去除所述多晶硅膜层的背向所述缓冲层一侧的部分薄膜。优选的，在衬底基板上形成金属层之前，所述制作方法还包括：在所述衬底基板上形成阻挡层。本申请实施例还提供一种薄膜晶体管的制作方法，包括本申请实施例提供的所述的多晶硅薄膜的制作方法。本申请实施例还提供一种多晶硅薄膜，所述多晶硅薄膜包括：设置在衬底基板上的金属层；设置在所述金属层上的缓冲层；设置在所述缓冲层上的多晶硅膜层，其中，所述多晶硅膜层由所述缓冲层上的非晶硅膜层通过金属原子的催化作用转化形成，所述金属原子为所述金属层扩散的、并与所述非晶硅膜层接触的金属原子。本申请实施例还提供一种薄膜晶体管，包括本申请实施例提供的所述多晶硅薄膜。本申请实施例的有益效果如下：本申请在衬底基板上形成金属层，在金属层上形成缓冲层，并在缓冲层上形成非晶硅膜层，金属层中的金属原子可以进行扩散，与非晶硅膜层进行接触，使非晶硅膜层在金属的催化作用下可以转化为多晶硅膜层，由于在将非晶硅薄膜转换为多晶硅薄膜时，利用多晶硅薄膜在制作成薄膜晶体管所存在的缓冲层替代金属隔离层，进而可以不需要单独制作金属隔离层，而且，也可以省略金属隔离层和金属层的去除工艺，可以降低生产成本，简化工艺制作步骤。附图说明图1为本申请实施例提供的一种制作薄膜晶体管的多晶硅薄膜的方法流程图；图2为本申请实施例提供的设置在衬底基板上形成阻挡层的结构示意图；图3为本申请实施例提供的在阻挡上形成金属层的结构示意图；图4本申请实施例提供的在非晶硅膜层上形成缓冲层的结构示意图；图5为本申请实施例提供的在缓冲层上形成金属扩散层的结构示意图；图6为本申请实施例提供的在金属扩散层上形成非晶硅薄膜的结构示意图；图7为本申请实施例提供的形成图案化的非晶硅膜层后的结构示意图；图8为本申请实施例提供的去除多晶硅膜层的背向缓冲层一层的部分薄膜将非晶硅膜层转换为多晶硅膜层的结构示意图；图9本申请实施例提供的去除多晶硅膜层的背向缓冲层一层的部分薄膜的结构示意图；图10本申请实施例提供的一种具体的薄膜晶体管的结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参见图1，本申请实施例提供一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜的制作方法，包括：101，在衬底基板上形成金属层。在具体实施时，可以通过溅射方法在衬底基板上制备1nm～100nm的金属层，优选为50nm。具体金属的材质可以为金属Ni、Au、Cu、Pd、Co、Ag中的任意一种。本申请实施例中的衬底基板具体可以为玻璃基板，为了防止玻璃中的杂质离子(例如玻璃中的碱金属Na或K离子)进入上方膜层，对上方的膜层造成影响，优选的，在衬底基板上形成金属层之前，所述制作方法还包括：在衬底基板上形成阻挡层。在具体实施时，可以通过等离子体化学气相沉积(PECVD)或低压化学气相沉积(LPCVD)在衬底基板上制备10nm～100nm的阻挡层，该阻挡层可以为碳化硅化合物，例如，阻挡层具体可以为SiN。102，在金属层上形成缓冲层。在具体实施时，可以通过等离子体化学气相沉积(PECVD)或低压化学气相沉积(LPCVD)在金属层上制备10nm～100nm的缓冲层，优选为50nm。该缓冲层一般为薄膜晶体管中的缓冲层，在本申请实施例中，该缓冲层不仅作为薄膜晶体管中常用的缓冲层，还用于控制金属层中的金属原子扩散到上方的非晶硅膜层的金属量的控制，即，在非晶硅膜层和金属层之间设置的缓冲层，可以避免金属层中的原子过多地扩散到非晶硅膜层中，进而可以避免形成的薄膜晶体管由于含有较多的金属原子而产生漏电流较大的问题。具体缓冲层的材质可以为氧化硅的化合物，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成金属层；在所述金属层上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成非晶硅膜层；通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，其中，所述金属原子为所述金属层扩散的、并与所述非晶硅膜层接触的金属原子。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管中的多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成金属层；在所述金属层上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成非晶硅膜层；通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，其中，所述金属原子为所述金属层扩散的、并与所述非晶硅膜层接触的金属原子。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述缓冲层上形成非晶硅膜层之前，所述制作方法还包括：采用第一退火工艺，在所述缓冲层上形成金属扩散层，其中，所述金属扩散层由所述金属层的金属原子扩散到所述缓冲层的上方形成；所述通过金属原子对所述非晶硅膜层的催化作用，将所述非晶硅膜层转化为多晶硅膜层，具体包括：采用第二退火工艺，使所述非晶硅膜层通过所述金属扩散层的催化作用转化为多晶硅膜层。3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在所述金属扩散层上形成非晶硅膜层，具体包括：在金属扩散层上形成非晶硅薄膜；采用干法刻蚀，使所述非晶硅薄膜形成图案化的非晶硅膜层，并同时去所述除缓冲层上第一区域以外其它区域的金属扩散层，其中，所述第一区域在所述衬底基板上的垂直投影与所述非晶硅膜层的图案在所述衬底基板上的垂直投影重叠。4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述在衬底基板上形成金属层，具体包括：在衬底基板上形成图案化的金属层，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，苏同上，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，合肥鑫晟光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11