低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置，该低温多晶硅薄膜晶体管的有源层包括多个子单元，所述多个子单元中低温多晶硅的迁移率不同。该低温多晶硅薄膜晶体管可以有效降低漏电流同时迁移率保持较高水平。

Low temperature polycrystalline silicon thin film transistor, method for producing the same, array substrate and display device

The invention provides a low-temperature polycrystalline silicon thin film transistor array substrate and a preparation method thereof, and display device, the active layer of the low-temperature polysilicon thin film transistor comprises a plurality of sub units, migration of low temperature polysilicon of the plurality of sub units in different rate. The low temperature polycrystalline silicon thin film transistor can effectively reduce the leakage current while maintaining a high mobility.

【技术实现步骤摘要】
低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置
本专利技术涉及显示
，具体的，涉及低温多晶硅薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置。
技术介绍
微棱镜阵列基板技术是一种新型的薄膜晶体管技术，但是其漏电流较大或迁移率不足，目前，为了降低微棱镜阵列基板的漏电流，通常采p-Si串联a-Si的方式，但整体薄膜晶体管的迁移率会大幅度下降，使其在小尺寸高分辨率上不具有明显优势。因此，目前的薄膜晶体管技术仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本专利技术是基于专利技术人的以下发现而完成的：专利技术人在研究过程中发现，为了降低微棱镜阵列基板技术中薄膜晶体管的漏电流，一般的会使p-Si与a-Si进行串联，但是这种方法会使得整体薄膜晶体管的迁移率大幅度下降，如果能够开发一种既能够有效降低漏电流、又能保证较高的迁移率的薄膜晶体管，对显示装置的性能改进将具有重要意义。针对上述问题，专利技术人进行了深入研究，意外的发现，采用低温多晶硅制备薄膜晶体管的有源层，且使得其在不同位置具有不同的迁移率，可以使得薄膜晶体管的漏电流较低，且同时迁移率较高，薄膜晶体管的性能得到显著改善。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种具有较高迁移率或漏电流较小的低温多晶硅薄膜晶体管。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种低温多晶硅薄膜晶体管。根据本专利技术的实施例，该低温多晶硅薄膜晶体管的有源层中包括多个子单元，所述多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸不同。专利技术人发现，由此可以有效地降低漏电流、提高迁移率，大大提高薄膜晶体管的使用性能。根据本专利技术的实施例，所述有源层包括成行依次排列的第一子单元、第二子单元和第三子单元，其中，所述第二子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸大于或小于所述第一子单元和所述第三子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸。根据本专利技术的实施例，所述多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸不大于600nm。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种阵列基板。根据本专利技术的实施例，该阵列基板包括前面所述的低温多晶硅薄膜晶体管。本领域技术人员可以理解，该阵列基板具有前面所述的低温薄膜晶体管的所有特征和优点，在此不再一一赘述。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提供了一种显示装置。根据本专利技术的实施例，该显示装置具有前面所述的阵列基板。本领域技术人员可以理解，该显示装置具有前面所述的低温薄膜晶体管和阵列基板的全部特征和优点，在此不再一一赘述。在本专利技术的又一个方面，本专利技术提供了一种制备低温多晶硅薄膜晶体管的方法。根据本专利技术的实施例，在形成所述有源层的步骤中，使得所述有源层的多个子单元中低温多晶硅的迁移率不同。由此，可以有效降低漏电流同时提高薄膜晶体管整体的迁移率，进而大大提高薄膜晶体管的使用性能。根据本专利技术的实施例，在所述多个子单元中形成晶粒尺寸不同的低温多晶硅，以使得所述多个子单元中低温多晶硅的迁移率不同。根据本专利技术的实施例，在激光晶化过程中对所述多个子单元照射的激光能量不同，以在所述多个子单元中形成晶粒尺寸不同的低温多晶硅。根据本专利技术的实施例，利用半色调掩膜进行所述激光晶化过程，以使得对所述多个子单元照射的激光能量不同。根据本专利技术的实施例，形成所述有源层的步骤包括：在基底上形成非晶硅层；利用所述半色调掩膜，对所述非晶硅层进行激光晶化，得到低温多晶硅层；对所述低温多晶硅层进行图案化，得到所述有源层。附图说明图1显示了根据本专利技术一个实施例的有源层的剖面结构示意图。图2A至图2C显示了根据本专利技术一个实施例的形成有源层的结构示意图，其中，图2A为剖面结构示意图，图2B和图2C是子单元中晶粒尺寸的示意图。图3显示了根据本专利技术一个实施例的薄膜晶体管的结构示意图。图4显示了根据本专利技术一个实施例的形成有源层的流程示意图。图5A和图5B是根据本专利技术一个实施例的半色调掩膜的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面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。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种低温多晶硅薄膜晶体管。根据本专利技术的实施例，参照图1，该低温多晶硅薄膜晶体管的有源层10中包括多个子单元11，所述多个子单元11中低温多晶硅的晶粒尺寸不同。专利技术人发现，由此可以有效地降低薄膜晶体管的漏电流、提高迁移率，进而显著改善薄膜晶体管的使用性能，提高具有该薄膜晶体管的显示装置的显示品质。根据本专利技术的实施例，参照图2A至图2C，所述有源层包括成行依次排列的第一子单元12、第二子单元13和第三子单元14，其中，所述第二子单元13中低温多晶硅的晶粒尺寸大于或小于所述第一子单元12和所述第三子单元14中低温多晶硅的晶粒尺寸，其中，第二子单元13中低温多晶硅的晶粒尺寸大于第一子单元12和所述第三子单元14中低温多晶硅的晶粒尺寸示意图见图2B，第二子单元13中低温多晶硅的晶粒尺寸小于第一子单元12和所述第三子单元14中低温多晶硅的晶粒尺寸示意图见图2C。由此，易于加工，多晶硅晶粒尺寸分布合理，利于进一步降低漏电流、提高迁移率。当然，本领域技术人员可以理解，有源层中多个子单元的数量和多晶硅晶粒尺寸的分布并不限于图2A至图2C所示的情形，本领域技术人员可以根据实际条件进行选择，例如子单元的个数可以为2、4、5、6、7等或更多，多个子单元中的多晶硅的晶粒尺寸可以按照一定规则，如周期性分布，也可以随机无规分布等，只要不脱离本专利技术的专利技术构思，在本专利技术基础上做出的合理的改变和替换均在本专利技术的保护范围之内。根据本专利技术的实施例，为了进一步提高薄膜晶体管的使用性能，所述多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸不大于600nm。在本专利技术的一些实施例中，多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸可以不大于500nm，例如可以为100nm至200nm等。由此，可以有效保证漏电流较低，迁移率较高。根据本专利技术的实施例，除了上述有源层之外，该低温多晶硅薄膜晶体管还具有常规低温多晶硅薄膜晶体管所具备的必要的结构，例如以底栅结构薄膜晶体管为例进行说明，参照图3，该低温多晶硅薄膜晶体管可以包括基板12、栅极13、栅绝缘层14、上述有源层10、漏极50、源极60和钝化层70等结构。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种阵列基板。根据本专利技术的实施例，该阵列基板包括前面所述的低温多晶硅薄膜晶体管。专利技术人发现，该阵列基板上薄膜晶体管的漏电流较低，且迁移率较高，应用于显示装置时有利于提高显示画面品质，提高客户体验。本领域技术人员可以理解，除了前面所述的低温多晶薄膜晶体管，该阵列基板还包括常规阵列基板所具有的必要部件和结构，比如包括公共电极、像素电极、绝缘层、连接电路、驱动电路等等，在此不再一一赘述。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提供了一种显示装置。根据本专利技术的实施例，该显示装置具有前面所述的阵列基板。专利技术人发现，该显示装置避免了漏电流过大或迁移率较低导致的不良，具有较好的显示效果。本领域技术人员可以理解，该显示装置具有前面所述的低温薄膜晶体管和阵列基板的全部特征和优点，在此不再赘述。根据本专利技术的实施例，该显示装置的具体种类不受特别限制，可以为任何已知的具有显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，有源层包括多个子单元，所述多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸不同。

【技术特征摘要】
1.一种低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，有源层包括多个子单元，所述多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸不同。2.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层包括成行依次排列的第一子单元、第二子单元和第三子单元，其中，所述第二子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸大于或小于所述第一子单元和所述第三子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸。3.根据权利要求1或2所述的低温多晶硅薄膜晶体管，其特征在于，所述多个子单元中低温多晶硅的晶粒尺寸不大于600nm。4.一种阵列基板，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项所述的低温多晶硅薄膜晶体管。5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求4所述的阵列基板。6.一种制备低温多晶硅薄膜晶体管的方法，其特征在于，在形成所述有源层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，詹裕程，孙雪菲，周婷婷，
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