[发明专利]低温多晶硅薄膜晶体管、其制备方法及阵列基板与显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管、其制备方法及阵列基板与显示装置。

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。

在LTPS-TFT及半导体器件的制备工艺中，有源层的形成一般都是先沉积一定厚度的非晶硅层，然后采用特殊工艺使非晶硅晶化形成多晶硅，以提高有源层中载流子的迁移率。目前非晶硅晶化技术采用的主要工艺为准分子激光晶化(ELA)。

在ELA工艺中，其晶化方法是采用一定波长的高能量的激光照射于非晶硅薄膜表面，经照射后硅薄膜表面的温度迅速升至1400℃左右，此时非晶硅呈熔融状态，当激光能量撤离后，基板迅速冷却，在冷却过程中非晶硅晶化形成多晶硅。在该过程中，基板的冷却速度过快，晶粒没有足够的时间生长，导致晶粒尺寸较小，载流子迁移率较低，TFT及半导体器件的反应速度慢且功耗高，产品竞争力无法得到提升等问题。

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非晶硅晶化形成多晶硅的过程中，基板的冷却速度过快，晶粒没有足够的时间生长，导致晶粒尺寸较小，载流子迁移率较低，TFT及半导体器件的反应速度慢且功耗高，产品竞争力无法得到提升等问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低温多晶硅薄膜晶体管，所述低温多晶硅薄膜晶体管包括基板、在基板上形成的缓冲层，以及通过构图工艺在缓冲层上形成的有源层，此外，在所述的有源层上还形成有绝热保温层。

其中，所述有源层的边缘未被绝热保温层覆盖。优选所述未被绝热保温层覆盖的所述有源层的边缘宽度为不大于有源层宽度的1/4。

其中，所述绝热保温层通过喷涂工艺形成，其厚度范围为

其中，所述绝热保温层由耐高温抗压、导热系数低、粘附性好的材料制备而成，在高温下对有源层不会产生不良影响。

具体而言，所述绝热保温层的材料包括氮化硅和氧化硅(优选但不限于氮化硅、氧化硅)。

进一步地，本发明所述的低温多晶硅薄膜晶体管还包括在所述绝热保温层的上方依次形成的栅绝缘层、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贯穿层间绝缘层、栅绝缘层及绝热保温层的过孔与所述有源层的两端连接。

本发明同时提供了一种用于制备低温多晶硅薄膜晶体管的方法，具体为：提供一基板，在基板上形成缓冲层；通过构图工艺在缓冲层上形成有源层；在所述的有源层上形成绝热保温层。

其中，所述有源层的边缘未被绝热保温层覆盖。

优选所述未被绝热保温层覆盖的所述有源层的边缘宽度为不大于有源层宽度的1/4。

此外，所述方法还包括在所述绝热保温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绝热保温层、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；在所述层间绝缘层上方形成源漏金属薄膜，并通过构图工艺形成源电极和漏电极，所述源电极和漏电极分别通过所述绝缘层过孔与所述有源层两端的离子掺杂区连接。

本发明进一步提供了一种阵列基板，包含上述的低温多晶硅薄膜晶体管。

本发明还提供了含有上述阵列基板的显示装置。

(三)有益效果

本发明针对LTPS-TFT或半导体器件的结构设计了绝热保温层，以减缓ELA过程中基板的冷却速率，增大多晶硅的晶粒尺寸，提高TFT的电学性能。