[发明专利]低温多晶硅薄膜制备方法、薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种低温多晶硅薄膜制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板及显示装置。

背景技术

随着平面显示器技术的蓬勃发展，有源矩阵式有机发光显示器（Active Matrix Organic Light Emitting Diode,简称AMOLED）由于其具有更轻薄、自发光和高反应速率等优良特性，成为未来显示器发展的趋势。其可以包括依次形成在基板上的有源开关、绝缘层、透明电极、发光层和金属电极，其中，有源开关通过接触孔与透明电极连接，以控制图像数据的写入。目前，为适应AMOLED尺寸大型化的发展，有源开关通常采用低温多晶硅薄膜晶体管（Low Temperature Poly-silicon TFT,简称LTPS-TFT）作为像素开关控制元件；而用于制备LTPS-TFT的低温多晶硅薄膜的品质好坏与否对于LTPS-TFT的电性表现有着直接影响，因此，低温多晶硅薄膜的制造技术也越来越受到重视。

目前AMOLED中，背板技术中制备多晶硅薄膜，主要采用准分子激光退火（Excimer Laser Annealing,简称ELA），固相晶化（Solid Phase Crystallization,简称SPC），金属诱导晶化（Metal-Induced Crystallization,简称MIC）等多种制备方法；而采用准分子激光退火工艺来得到背板中晶体管有源层的多晶硅薄膜是唯一已经实现量产的方法。

通常的准分子激光退火工艺中，如图1和图2所示，基板203直接置于基台204（通常为不锈钢的台面）上进行退火，薄膜层202形成在基板203上，在对薄膜层202进行高温处理以及利用激光束201进行激光退火之后，即可完成多晶硅薄膜的制备；其中，薄膜层202包括依次形成在基板203上的氮化硅层101、二氧化硅层102和非晶硅层103，氮化硅层101和二氧化硅层102共同形成缓冲层。所述的低温多晶硅薄膜的制备工艺中，基板203与基台204直接接触，导热速度快，导致熔融硅层冷却时间太短（约100ns），固化速度太高，晶核没有足够时间长到较大尺寸，以至于由此制得的多晶硅薄膜晶体管的迁移率受到晶粒尺寸的极大影响。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何克服低温多晶硅薄膜制备过程中由于晶化时间短导致晶粒偏小的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括以下步骤：

提供一基板，将其放置在基台上，在所述基板上形成缓冲层；

在所述缓冲层上形成非晶硅层，对所述非晶硅层进行高温处理和激光退火，使所述非晶硅层形成为多晶硅层；

在所述基板上形成所述缓冲层之前，在所述基板下表面或基台上表面形成有保温隔热层。

其中，所述保温隔热层由耐高温水性隔热保温材料形成。

其中，所述保温隔热层通过喷涂工艺形成。

其中，对所述非晶硅层进行高温处理和激光退火的具体过程为：

在400-500℃的温度下，对所述非晶硅层进行0.5-3小时的高温处理；

对高温处理后的所述非晶硅层进行准分子激光退火，激光脉冲频率为300Hz，重叠率为92%-98%，激光能量密度为200-500mJ/cm²。

其中，所述准分子激光退火采用的准分子激光器为氯化氙、氟化氪或氟化氩准分子激光器中的任一种。

本发明还提供了一种薄膜晶体管制备方法，其包括：

在基板上形成多晶硅薄膜，并通过构图工艺形成TFT的有源层；

其中，所述多晶硅薄膜是通过上述的低温多晶硅薄膜制备方法制得。

所述薄膜晶体管制备方法还包括：在所述有源层的上方依次形成栅绝缘层、栅电极、层间绝缘层、以及源电极和漏电极，所述源电极和漏电极分别通过绝缘层过孔与所述有源层的两端相连。其中，所述在有源层的上方依次形成栅绝缘层、栅电极、层间绝缘层、以及源电极和漏电极，包括：

在所述有源层的上方沉积栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上方形成栅金属薄膜，通过构图工艺形成栅电极的图案，并对所述有源层两端的区域进行掺杂处理以形成离子掺杂区；

在所述栅电极上方形成层间绝缘层，并通过构图工艺形成贯穿所述栅绝缘层和层间绝缘层的绝缘层过孔，从而露出所述有源层两端的离子掺杂区；