[发明专利]使硅层结晶的方法和制造薄膜晶体管的方法

说明书

技术领域

实施例涉及使硅层结晶的方法和制造薄膜晶体管(TFT)的方法。

背景技术

薄膜晶体管(TFT)是通过在绝缘支撑基板上形成半导体薄膜而制成的特定种类的场效应晶体管(FET)。TFT可以包括栅极、漏极以及源极。TFT可以用于例如传感器、存储设备以及光学设备，并且可以用作平板显示器的像素开关器件或操作器件。

市场上能买到的LCD产品，例如，笔记本PC、监视器、TV或移动设备，可以包括非晶硅TFT(a-Si TFT)。

与晶体不同，非晶硅指的是具有不规则原子排列的硅，并且可以是短程有序的，例如，可能不是长程有序的。非晶硅可以容易地沉积在大的区域上并且可以容易地在低温下形成在玻璃基板上。由于这些特征，非晶硅常常用于TFT。然而，在有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)产品中，可能需要高性能设备，其具有比a-Si TFT的电子迁移率高的电子迁移率，例如大约0.5cm²/Vs至大约1cm²/Vs。因此，制造高性能TFT的方法是所希望的。

与a-Si TFT相比，多晶硅TFT(poly-Si TFT)可能展示出非常高的性能。poly-Si TFT的电子迁移率可以在几cm²/Vs到几百cm²/Vs的范围内；并且poly-Si TFT可以便于在基板上安装要求高电子迁移率的数据操作电路或外围电路。另外，TFT的沟道可以很小以便增加屏幕的开口率。另外，除了由于安装操作电路而增加像素数目之外，对连接到操作电路的互连间距也没有限制。因此，可以获得高分辨率。同样，可以降低操作电压并减少电能消耗，而设备特性基本不会降级。

发明内容

实施例致力于使硅层结晶的方法和制造薄膜晶体管(TFT)的方法。

可以通过提供一种使硅层结晶的方法来实现上述和其它特征和优点中的至少一个，该方法包括：在基板上形成催化剂金属层；在所述催化剂金属层上形成催化剂金属压盖图案；在所述催化剂金属压盖图案上形成第二非晶硅层；以及对所述第二非晶硅层进行热处理以形成多晶硅层。

形成催化剂金属压盖图案可以包括：在所述催化剂金属层上形成第一非晶硅层；以及对所述第一非晶硅层进行图案化。

形成催化剂金属压盖图案可以进一步包括：在对所述第一非晶硅层进行图案化后执行热处理。

所述热处理可以在300℃至500℃的温度下执行。

对所述第一非晶硅层进行图案化可以包括：去除所述催化剂金属层的在未形成所述催化剂金属压盖图案的区域中的部分。

形成催化剂金属层可以包括：溅射、原子层沉积(ALD)或离子植入。

所述催化剂金属层可以包括镍(Ni)、钯(Pd)、钛(Ti)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、锡(Sn)、锑(Sb)、铜(Cu)、钴(Co)、钼(Mo)、铽(Tr)、钌(Ru)、铑(Rh)、镉(Cd)和铂(Pt)中的至少一种。

所述催化剂金属层可以具有10¹¹个原子/cm²至10¹⁵个原子/cm²的密度。

该方法可以进一步包括：在所述基板与所述催化剂金属层之间形成缓冲层。

所述缓冲层可以包括氧化硅层、氮化硅层或氧化硅层与氮化硅层的叠层。

对所述第二非晶硅层进行热处理可以包括：对所述催化剂金属压盖图案进行热处理，并且对所述第二非晶硅层进行热处理可以在600℃至800℃的温度下执行。

该方法可以进一步包括：通过蚀刻所述多晶硅层来形成多晶硅层图案。

形成多晶硅层图案可以包括：去除所述多晶硅层的从所述催化剂金属压盖图案形成的部分。

在所述多晶硅层图案中的晶粒的尺寸和晶粒边界可以由所述催化剂金属压盖图案的形状和位置来确定。