[发明专利]形成多晶硅薄膜的方法及薄膜晶体管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成多晶硅薄膜的方法及应用该形成多晶硅薄膜的方法的薄膜晶体管制造方法。

背景技术

在制作低温多晶硅的流程中，进行形成多晶硅薄膜的方法工艺时，会利用激光退火(laser anneal)将非晶硅转化成多晶硅以进行后续的工艺。激光退火的温度高达1400摄氏度，在这一高温下，非晶硅受热熔化形成多晶硅，此为非晶硅转化为多晶硅的一般过程。

图1所示为现有的形成多晶硅薄膜的方法的工艺流程图。如图1所示，现有的多晶硅薄膜处理方法包括如下步骤：

步骤101，在基板上进行三次沉积，分别沉积氮化硅(SiNx)薄膜、氧化硅(SiOx)薄膜和非晶硅(aSi)薄膜。其中，沉积氮化硅薄膜的作用在于阻挡基板的污染；沉积氧化硅薄膜的作用在于进一步阻挡基板的污染、储热和为下一层非晶硅提供粘合作用；沉积非晶硅薄膜的作用在于形成TFT活化层。

步骤102，进行热脱氢(thermal dehydrogenation)处理，避免在之后激光照射的步骤下氢气受热发生爆炸。

步骤103，对基板及其上所沉积的非晶硅薄膜进行清洁。

步骤104，通过激光退火工艺对非晶硅薄膜进行多晶硅化，即通过激光照射，将非晶硅加热熔化成为多晶硅薄膜。

步骤105，进行后续处理步骤，例如对所形成的多晶硅薄膜制作布线图案形成半导体层，以及形成栅极绝缘层、形成栅电极等。

然而，在步骤104中熔化形成的多晶硅表面呈高低起伏的波浪状，晶粒尺寸及均匀度不容易控制，且在微观下硅晶粒尺寸大小不等且排列没有规则。在制成产品之后，容易导致产品电性发散、屏幕上有线形图案、阈值电压范围大、产品的视觉效果不好等缺点。

发明内容

本发明的目的是提出一种形成多晶硅薄膜的方法及薄膜晶体管的制造方法，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明一实施例提出一种形成多晶硅薄膜的方法，包括：

步骤A：在基板上沉积第一非晶硅薄膜；

步骤B：进行激光退火工艺，使所述第一非晶硅薄膜转化为第一多晶硅薄膜；

步骤C：用氩离子轰击所述第一多晶硅薄膜的表面，使所述第一多晶硅薄膜转化为第二非晶硅薄膜；以及

步骤D：进行活化步骤，形成第二多晶硅薄膜。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，所述步骤C和所述步骤D重复执行。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，所述步骤C中是通过离子注入机注入氩离子对所述第一多晶硅薄膜进行轰击。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，所述步骤A之前还包括：

步骤A1：在所述基板上沉积氮化硅薄膜；以及

步骤A2：在所述氮化硅薄膜上沉积氧化硅薄膜。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，在所述步骤A和所述步骤B之间还包括：

步骤B1：对所述基板上沉积的所述氮化硅薄膜、所述氧化硅薄膜和所述第一非晶硅薄膜进行脱氢处理；以及

步骤B2：对所述基板、所述氮化硅薄膜、所述氧化硅薄膜和所述第一非晶硅薄膜进行清洁。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，所述步骤D之后还包括：

步骤E1：对所形成的第二多晶硅薄膜制作布线图案形成半导体层。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，步骤B中是使用激光照射所述第一非晶硅薄膜，将所述第一非晶硅薄膜加热熔化生成第一多晶硅薄膜。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，步骤D中是通过将所述第二非晶硅薄膜的晶格重置使所述第二非晶硅薄膜转化为第二多晶硅薄膜。

在本发明形成多晶硅薄膜的方法的一实施例中，步骤D中是使用激光活化方法形成第二多晶硅薄膜。

本发明另一实施例提出一种薄膜晶体管的制作方法，包括：

步骤A’：在基板上沉积第一非晶硅薄膜；

步骤B’：进行激光退火工艺，使所述第一非晶硅薄膜转化为第一多晶硅薄膜；

步骤C’：用氩离子轰击生成的所述第一多晶硅薄膜的表面，使所述第一多晶硅薄膜转化为第二非晶硅薄膜；

步骤D’：进行活化步骤，形成第二多晶硅薄膜；

步骤E’：在步骤D’中生成的所述第二多晶硅薄膜制作布线图案，形成半导体层；

步骤F’：形成覆盖所述半导体层的栅极绝缘层；

步骤G’：在所述栅极绝缘层上形成栅电极：

步骤H’：在所述栅电极的两侧形成源极区域和漏极区域；以及