[发明专利]多晶硅层的制备方法、薄膜晶体管、阵列基板及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示领域，特别涉及一种多晶硅层的制备方法、薄膜晶体管、阵列基板及显示装置。

背景技术

薄膜晶体管主要是由源极、漏极、栅极、有源层、栅绝缘层构成，其中有源层和栅绝缘层是决定薄膜晶体管性能的两个关键层。根据有源层的材料不同，可以将薄膜晶体管分为单晶硅薄膜晶体管(c-Si TFT)、非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)、多晶硅薄膜晶体管(p-Si TFT)、有机薄膜晶体管(OTFT)和氧化锌薄膜晶体管(ZnO TFT)。

其中，多晶硅薄膜晶体管由于具有较高的电子迁移率、开口率高、较快的响应速度、能大幅缩小组件尺寸、分辨率高、可以制作集成化驱动电路等优点，更加适合于大容量的高频显示，有利于提高显示器的成品率和降低生产成本，而得到广泛的应用。

在多晶硅薄膜晶体管的在制备工艺中，多晶硅层通常由非晶硅经低压化学气象沉积、固相结晶、金属诱导或激光退火等方法转化为多晶硅。目前，制作多晶硅层常用准分子激光退火方法，该方法的基本原理为利用高能量的准分子激光照射到非晶硅薄膜表面，使非晶硅融化、冷却、再结晶，实现从非晶硅到多晶硅的转变。准分子激光退火法制备的低温多晶硅薄膜的晶粒大、空间选择性好、晶内缺陷少、电学特性好，已成为目前在较低温度下制备多晶硅层的主要方法。

虽然准分子激光退火的方法容易实现大面积的多晶硅成膜，但是在制备过程中仍存在着无法有效控制晶粒生长方向，晶粒均一性较差的缺点，进而无法有效的控制晶界出现的区域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多晶硅层的制备方法、多晶硅薄膜晶体管、阵列基板及显示装置，本发明所述方法可以有效控制晶粒生长方向，并提高晶粒尺寸，得到具有较好晶化效果的多晶硅的薄膜晶体管。

本发明公开了一种多晶硅层的制备方法，包括以下步骤：

在衬底基板的微晶硅层上沉积一层多孔的金属薄膜；

将形成有金属薄膜的衬底基板放入包括有氟化氢和氧化剂的混合溶液中刻蚀；

完成刻蚀后，依次用酸溶液及去离子水洗涤，得到处理后的微晶硅层；

在所述处理后的微晶硅层上沉积非晶硅层，经激光退火处理，形成多晶硅层。

优选的，所述金属薄膜采用银、金或者铂。

优选的，所述金属薄膜采用银，在所述微晶硅层上沉积一层多孔的金属薄膜的方法为：

将形成微晶硅层后的衬底基板放入3-5mol/L氟化氢和0.01-0.03mol/L硝酸银的混合溶液中，沉积银层，沉积时间为50～70秒。

优选的，所述混合溶液为氟化氢和氧化铁的混合物或者氟化氢和过氧化氢的混合物。

优选的，所述微晶硅层的厚度为5～10nm。

本发明还公开了一种多晶硅薄膜晶体管，包括：衬底基板、多晶硅层、栅绝缘层、栅极、源极和漏极，所述多晶硅层由上述技术方案所述方法制备。

优选的，所述衬底基板与多晶硅层之间还包括缓冲层。

优选的，所述缓冲层采用厚度为50-100nm的SiN或者厚度为150-300nm的SiO。

本发明还公开了一种阵列基板，包括上述技术方案所述的多晶硅薄膜晶体管。

本发明还公开了一种显示装置，包括上述技术方案所述的阵列基板。

与现有技术相比，本发明的多晶硅层的制备方法，包括以下步骤：

在衬底基板的微晶硅层上沉积一层多孔的金属薄膜；

将形成有金属薄膜的衬底基板放入包括有氟化氢和氧化剂的混合溶液中刻蚀；

完成刻蚀后，依次用酸溶液及去离子水洗涤，得到处理后的微晶硅层；

在所述处理后的微晶硅层上沉积非晶硅层，经激光退火处理，形成多晶硅层。

本发明利用沉积的金属薄膜作为催化剂，催化微晶硅层的刻蚀，使微晶硅层表面形成生长方向一致，大小均一的硅晶种。在所述硅晶种基础上经过沉积非晶硅并激光退火形成晶粒尺寸350-360nm,3σ＜150nm的多晶硅，晶粒生长方向一致，晶化效果好，有效控制了晶界出现的区域。本发明的多晶硅薄膜晶体管由于具有了所述多晶硅层，因此具有较好的性能。

附图说明

图1表示本发明提供的多晶硅层的制备方法流程图；

图2表示制备的微晶硅晶种扫描电镜图；

图3表示本发明一实施例的多晶硅薄膜晶体管的结构示意图；

图4A～图4H表示本发明制备多晶硅层的方法步骤流程图。

附图标记说明：