本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制備低溫多晶硅薄膜及晶體管的方法。

背景技術(shù)：

與非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)相比，低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)技術(shù)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，如遷移率很高，可達(dá)10-100cm²/Vs左右，同時(shí)可以在低溫條件下制備(低于600℃)，基底選擇靈活，是目前唯一和柔性顯示技術(shù)相兼容的主動(dòng)層制備技術(shù)。

傳統(tǒng)的低溫多晶硅薄膜制備采用的是線狀激光束掃描，利用掃描過(guò)程中相鄰掃描線上的溫度差來(lái)生產(chǎn)多晶硅。這種方法雖然可以產(chǎn)生較均勻的多晶硅薄膜，但是掃描速度慢，限制了大面積顯示器的制備，同時(shí)生產(chǎn)效率較低，增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種生產(chǎn)效率高的制備低溫多晶硅薄膜的方法。

此外，還提供一種制備低溫多晶硅薄膜晶體管的方法。

一種制備低溫多晶硅薄膜的方法，包括如下步驟：

提供基底；

在所述基底上形成溫差形成層；所述溫差形成層包括多個(gè)第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域在進(jìn)行激光退火時(shí)，形成溫度差；

在所述溫差形成層上積淀非晶硅層；

進(jìn)行激光退火以形成多晶硅層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述基底上形成溫差形成層的步驟包括：

形成儲(chǔ)熱層；

對(duì)所述儲(chǔ)熱層進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成具有凹槽的區(qū)域和凹槽以外的區(qū)域；所述凹槽區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域，所述凹槽以外的區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)域。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述儲(chǔ)熱層形成于緩沖層上，所述緩沖層形成于基底上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述緩沖層為依次層疊在基板上的氮化硅層及氧化硅層，所述儲(chǔ)熱層為保溫隔熱層，由隔水且隔熱的保溫材料形成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述基底上形成溫差形成層的步驟包括：

在基板上形成緩沖層；

對(duì)所述緩沖層進(jìn)行選擇性摻雜，得到摻雜區(qū)域和非摻雜區(qū)域；所述摻雜區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域，所述非摻雜區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)域。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述緩沖層為依次層疊在基板上的氮化硅層及氧化硅層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，摻雜的材料為硼或磷材料，摻雜區(qū)域和非摻雜區(qū)域的保溫性能不一致。

一種制備低溫多晶硅薄膜晶體管的方法，包括低溫多晶硅薄膜的制備過(guò)程；所述低溫多晶硅薄膜的制備過(guò)程采用上述的制備方法；

其中，所述第一區(qū)域?yàn)榫w管的非溝道區(qū)域，所述第二區(qū)域?yàn)榫w管的溝道區(qū)域。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板為玻璃基板。

上述方法，由于在基底上形成了一層溫差形成層，在進(jìn)行激光退火時(shí)，溫差形成層的第一區(qū)域和第二區(qū)域會(huì)分別具有不同的溫度，從而使得覆蓋于溫差形成層之上的非晶硅層的不同對(duì)應(yīng)區(qū)域也形成了溫度差，這樣，非晶硅層的低溫區(qū)中的晶粒會(huì)向高溫區(qū)中擴(kuò)散，最終實(shí)現(xiàn)硅晶粒的超級(jí)橫向晶化，得到晶粒尺寸大且分布均勻的多晶硅層。由于溫度差的形成不是通過(guò)激光掃描線得到，而是通過(guò)激光一次照射得到，因此生產(chǎn)效率更高。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例的制備低溫多晶硅薄膜的方法流程圖；

圖2a～2d為圖1所示流程各個(gè)步驟所得的結(jié)構(gòu)的剖面圖；

圖3a～3e為形成溫差形成層的第一實(shí)施方式的各個(gè)步驟所得的結(jié)構(gòu)的剖面圖；

圖4a～4d為形成溫差形成層的第二實(shí)施方式的各個(gè)步驟所得的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為一實(shí)施例的制備低溫多晶硅薄膜的方法流程圖。圖2a～2d為各個(gè)階段的截面圖。結(jié)合圖1和圖2a～2d，以下說(shuō)明制備低溫多晶硅薄膜的方法。

如圖1所示，該制備低溫多晶硅薄膜的方法包括如下步驟。

步驟S110：提供基底100。參考圖2a，在基底100上最終形成多晶硅薄膜?；?00可以為玻璃基底。

步驟S120：在所述基底100上形成溫差形成層200。溫差形成層200包括多個(gè)第一區(qū)域201和第二區(qū)域202。第一區(qū)域201和第二區(qū)域202在進(jìn)行激光退火時(shí)，形成溫度差?；诘谝粎^(qū)域201和第二區(qū)域202的不同材料、特性等，在進(jìn)行激光退火時(shí)，二者吸收并存儲(chǔ)能量的能力不同，從而導(dǎo)致二者的溫度不同，進(jìn)而形成溫度差。

步驟S130：在所述溫差形成層200上積淀非晶硅層300。非晶硅經(jīng)過(guò)退火處理可以形成多晶硅。要形成多晶硅，需要首先淀積一層非晶硅層，非晶硅可以在較低的溫度下形成，然后經(jīng)過(guò)退火處理形成多晶硅。

步驟S140：進(jìn)行激光退火以形成多晶硅。具體來(lái)說(shuō)，是在非晶硅層300上與第二區(qū)域202對(duì)應(yīng)的位置形成多晶硅區(qū)域。一般情況下，非晶硅采用高溫退火形成多晶硅。然而高溫退火形成多晶硅的方法不適用于一些情況，例如需要在玻璃襯底上形成多晶硅。另外，通過(guò)激光掃描側(cè)向結(jié)晶方法，也可以在較低的溫度下形成多晶硅，但處理效率太低。本步驟的激光退火方法為一次性持續(xù)照射，在進(jìn)行激光照射時(shí)，溫差形成層200的第一區(qū)域201和第二區(qū)域202由于吸收能量的能力不同，會(huì)具有不同的溫度。

由于在基底100上形成了一層溫差形成層200，在進(jìn)行激光退火時(shí)，溫差形成層200的第一區(qū)域201和第二區(qū)域202會(huì)分別具有不同的溫度，從而使得覆蓋于溫差形成層200之上的非晶硅層300的不同對(duì)應(yīng)區(qū)域也形成了溫度差，這樣，非晶硅層300的低溫區(qū)中的晶粒會(huì)向高溫區(qū)中擴(kuò)散，最終實(shí)現(xiàn)硅晶粒的超級(jí)橫向晶化，得到晶粒尺寸大且分布均勻的多晶硅層。由于溫度差的形成不是通過(guò)激光掃描線得到，而是通過(guò)激光一次照射得到，因此生產(chǎn)效率更高。

上述實(shí)施例中，關(guān)鍵是溫差形成層200的形成，具體可以采用多種方式。只要針對(duì)同樣的退火激光照射產(chǎn)生不同溫度的方法都可以。以下以兩個(gè)具體的實(shí)施方式對(duì)形成溫差形成層200的方法進(jìn)行說(shuō)明。

在第一實(shí)施方式中，結(jié)合圖3a～3e，所述在所述基底上形成溫差形成層的步驟，即上述步驟S120包括：

步驟S121：形成緩沖層210。如圖3a所示，緩沖層210形成于上述的基底100上。所述緩沖層為依次層疊在基板上的氮化硅層及氧化硅層。用于隔絕水氧以及阻擋來(lái)自玻璃基板的污染物。

步驟S122：在所述緩沖層210形成儲(chǔ)熱層220。儲(chǔ)熱層220可以在激光退火時(shí)儲(chǔ)存熱量，從而使溫度升高。如圖3b所示。

步驟S123：對(duì)所述儲(chǔ)熱層220進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成具有凹槽的區(qū)域和凹槽以外的區(qū)域。所述凹槽區(qū)域?qū)?yīng)于上述的第一區(qū)域201，所述凹槽以外的區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)域202。如圖3c所示。

經(jīng)過(guò)上述步驟之后，在進(jìn)行構(gòu)圖工藝之后的儲(chǔ)熱層220上形成的非晶硅層300如圖3d所示。經(jīng)過(guò)激光退火處理后，低溫區(qū)的晶粒向高溫區(qū)擴(kuò)散，形成如圖3e所示的狀態(tài)。

在第二實(shí)施方式中，結(jié)合圖4a～4d，所述在所述基底上形成溫差形成層的步驟，即上述步驟S120包括：

步驟S121’：形成緩沖層210。如圖4a所示，緩沖層210形成于上述的基底100上。所述緩沖層為依次層疊在基板上的氮化硅層及氧化硅層。用于隔絕水氧以及阻擋來(lái)自玻璃基板的污染物。

步驟S122’：對(duì)緩沖層210進(jìn)行選擇性摻雜，得到摻雜區(qū)域和非摻雜區(qū)域。所述摻雜區(qū)域?qū)?yīng)于上述的第一區(qū)域201，所述非摻雜區(qū)域應(yīng)于上述的第二區(qū)域202。經(jīng)選擇性摻雜后，摻雜區(qū)域和非摻雜區(qū)域在進(jìn)行激光退火處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度差異。如圖4b所示。對(duì)緩沖層210進(jìn)行摻雜的材料是硼或磷材料，摻雜區(qū)域和非摻雜區(qū)域的保溫性能不一致。摻雜方法包括離子注入等。

經(jīng)過(guò)上述步驟之后，在進(jìn)行選擇性摻雜的緩沖層210上形成的非晶硅層300如圖4c所示。經(jīng)過(guò)激光退火處理后，低溫區(qū)的晶粒向高溫區(qū)擴(kuò)散，形成如圖4d所示的狀態(tài)。

上述實(shí)施例的制備低溫多晶硅薄膜的方法可以運(yùn)用到低溫多晶硅薄膜晶體管的制造過(guò)程中。形成多晶硅薄膜是制造晶體管的前置步驟。

在具體運(yùn)用上述實(shí)施例的方法時(shí)，首先根據(jù)上述實(shí)施例的方法形成多晶硅薄膜。其中，形成的多晶硅薄膜的所述第二區(qū)域202可作為晶體管的溝道區(qū)域。而第一區(qū)域201則可作為隔離區(qū)。之后可根據(jù)形成晶體管的工藝形成薄膜晶體管，這些工藝包括隔離、摻雜、淀積、蝕刻等，用于形成晶體管的源極、漏極、柵極結(jié)構(gòu)。此為制造晶體管的常規(guī)工序，在此不贅述。

當(dāng)需要進(jìn)行多層晶體管工藝時(shí)，可以重復(fù)上述的低溫多晶硅薄膜的制備過(guò)程，以及利用形成的多晶硅薄膜制造晶體管。

由于是低溫多晶硅薄膜制造技術(shù)，多晶硅可以在較低的溫度(600℃以下)下形成，因此所述基板可以為玻璃基板。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。