[发明专利]能提高晶粒尺寸的多晶硅制造方法在审

申请号：	201410160542.5	申请日：	2014-04-21
公开（公告）号：	CN103928341A	公开（公告）日：	2014-07-16
发明（设计）人：	曾旭;高印;柯其勇	申请（专利权）人：	上海和辉光电有限公司
主分类号：	H01L21/336	分类号：	H01L21/336
代理公司：	上海唯源专利代理有限公司 31229	代理人：	曾耀先
地址：	201508 上海市金山区***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	提高晶粒尺寸多晶制造方法
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【说明书】：

技术领域

本发明提供一种能提高晶粒尺寸的多晶硅制造方法，其是与半导体的制造方法有关。

背景技术

随着显示装置的微形化、平面化，薄膜电晶体液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)以轻、薄、低耗能及低辐射的优异特性成为显示装置之主流，顾名思义，其为包含有薄膜电晶体的一种薄型显示器；

而一般的平片显示器是以一种非晶硅(amorphous silicon,a-si)薄膜作为薄膜电晶体元件的半导体层；然而，过低的电子迁移率、低驱动电流以及元件可靠度不佳的缺陷造成非晶硅薄膜电晶体元件在应用上的限制；故，使用多晶硅(Polycrystalline silicon,Poly-si)薄膜来作为半导体层则能提高电子迁移率，并同时改善电晶体劣化的情况；

而以一般的OLED(Organic Light-Emitting Diode)TFT制程来说，使非晶硅薄膜成为多晶硅薄膜的方式如图1所示，主要是在一玻璃基板11上沉积一氮硅化合物(SiNx)层12，氮硅化合物层12上再沉积一氧化硅(SiOx)层13，该氮硅化合物层12与该氧化硅层13构成一缓冲层(Buffer Layer)，接着再于该缓冲层上沉积一非晶硅(a-Si)层14，并使用准分子雷射回火技术(Excimer Laser Annealing,ELA)使非晶硅层14熔解，再冷却、固化并再结晶成为多晶硅(Poly-si)层15，最后便能在该多晶硅层15上进行TFT-MOS电晶体16的制作，如图2所示；

而在该缓冲层的结构中，该氮硅化合物层12主要是阻挡该玻璃基板11的可动金属离子(如钠、钾离子)污染内部元件，影响整体构件之性能；而该氧化硅层13则是在进行准分子雷射回火的过程中提供保温效果，该氧化硅层13的保温效果直接影响形成多晶硅层15的晶粒大小与结晶品质，当该氧化硅层13的保温效果越好，则多晶硅层15的多晶硅晶粒就越大，而当多晶硅层15的晶粒尺寸越大时，电子迁移率就越高，则整体的效能就越好；

然而，一般为了提高该氧化硅层13的保温效果多是增加该氧化硅层13的厚度，如此将会对应增加了整体元件的体积而影响后端的适用性；且一般的氧化硅层13多是以硅烷(SiH4)配合一氧化二氮(N2O)产生化学反应制成，如此将使氧化硅层13中残留部分氮元素，而会使多晶硅层15的界面产生缺陷，且同时造成临界电压(Threshold Voltage,Vth)的漂移，而又会影响后端显示画面的不均匀；

有鉴于此，本发明人潜心研究并更深入构思，历经多次研发试作后，终于发明出一种能提高晶粒尺寸的多晶硅制造方法。

发明内容

本发明提供一种能提高晶粒尺寸的多晶硅制造方法，其主要目的是改善一般形成多晶硅的方法仍有形成后的多晶硅界面具有缺陷、或需增加整体厚度才能提高晶粒尺寸的缺失。

为达前述目的，本发明提供一种能提高晶粒尺寸的多晶硅制造方法，包含：

沉积氮化硅层步骤，于一玻璃基板上沉积形成一氮化硅层；

沉积低介电常数介质步骤，于该氮化硅层上沉积形成一低介电常数介质，该低介电常数介质的材料为介电常数小于或等于2.8的材料；

沉积非晶硅层步骤，于该低介电常数介质上沉积一非晶硅层；以及

形成多晶硅层步骤，以准分子雷射回火技术使该非晶硅层熔解，经冷却并再结晶成为多晶硅层。

本发明透过以低介电常数介质取代氧化硅层，藉低介电常数介质具有低导热系数的特性而提高保温层的保温效果，而能使非晶硅层充分熔融后再产生再结晶，进而增大多晶硅层的晶粒大小，提高电子的迁移率及整体电晶体的性能。

附图说明

图1为一般制造多晶硅的示意图。

图2为一般电晶体的结构示意图。