[发明专利]一种激光晶化制备多晶硅薄膜的方法及所得的产品和薄膜晶体管

说明书

本发明涉及TFT薄膜晶体管的技术领域，尤其涉及一种激光晶化制备多晶硅薄膜的方法及所得的产品和薄膜晶体管。制备步骤为：S1、在玻璃基板上形成热敏电阻层；S2、在热敏电阻层上形成非晶硅层；S3、用激光脉冲照射晶化步骤S2的非晶硅膜层，同时采用电加热或者电磁加热的方法给热敏电阻层加热，使非晶硅层转化为多晶硅层。所述步骤S1前还包括在玻璃基板上形成隔离层的过程，所述的隔离层是氧化硅和氮化硅中的一种或两种。本发明所得的多晶硅薄膜具有晶粒均匀度好、晶粒密度一致性好、晶粒迁移率和稳定性好的特点。本发明所得的薄膜晶体管具有无斑点、光亮度均匀、电性能好的特点。

技术领域

本发明涉及TFT薄膜晶体管的技术领域，尤其涉及一种激光晶化制备多晶硅薄膜的方法及所得的产品和薄膜晶体管。

背景技术

多晶硅因具有优于非晶硅的电气特性，以及低于单晶硅的成本考虑的优势，而于近几年在薄膜晶体管制造上，尤其是在薄膜晶体管驱动显示器的应用上广受重视。

目前在多晶硅薄膜的制作上，较为普通与常规使用的是准分子激光回火技术和金属诱导非晶硅晶化，即ELA技术和MIA技术，但现有的ELA工艺中存在有以下缺陷：激光不同的脉冲间能量有波动、激光光束截面不同的部位能量密度不均、非晶硅膜厚不均等，这些缺陷都会导致非晶硅被激光加热后温度波动和不均，从而影响晶化的均匀性，产生晶体管亮度不行，色不均ELA mura等问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种激光晶化制备多晶硅薄膜的方法及所得的产品和薄膜晶体。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种激光晶化制备多晶硅薄膜的方法，步骤为：

S1、在玻璃基板上形成热敏电阻层；

S2、在热敏电阻层上形成非晶硅层；

S3、用激光脉冲照射晶化步骤S2的非晶硅膜层，同时采用电加热或者电磁加热的方法给热敏电阻层加热，使非晶硅层转化为多晶硅层。

本发明关键在步骤S3中通过温度补偿消除温度不均对非晶硅晶化的影响，改善ELA mura。

进一步：在上述制备多晶硅薄膜的方法中，所述步骤S1前还包括在玻璃基板上形成隔离层的过程，所述的隔离层是氧化硅和氮化硅中的一种或两种。

所述步骤S2前还包括在热敏电阻层上形成缓冲层，所述的缓冲层是氧化硅和氮化中的一种或两种。

所述的隔离层、缓冲层使用PECVD方法形成；所述的热敏电阻层使用PECVD或者PVD或者涂覆、烧结的方法形成。

所述的步骤S3是采用电加热或者电磁加热的方法给热敏电阻层加热。所述电加热或者电磁加热采用周期性脉冲加热，其频率与激光脉冲相同，加热持续时间比脉冲时间长。所述步骤S3还包括在任一周期的激光脉冲之前提前给热敏电阻层加热，在该周期的激光脉冲结束后继续给热敏电阻层加热的过程。即在同周期的激光脉冲和加热脉冲中，加热脉冲的脉辐比激光脉冲的脉辐宽。实际上，ELA工艺的激光都是脉冲式的，激光工艺脉冲频率是100~500HZ，激光脉冲照射硅膜的界面能量密度的不均，如果仅仅是补偿膜厚不均，那热敏电阻的加热可以是脉冲式的，也可以是连续式的；但如果是补偿激光脉冲能量密度的不均，那热敏电阻的加热就必须是脉冲式的了，因为激光每个脉冲界面能量密度的不均分布是不一样的，我们需要对每个脉冲进行补偿。

所述的热敏电阻层为负温度系数NTC电阻层，它的组成材料包括金属氧化物和非氧化物两类；所述的金属氧化物是锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌中的至少一种；所述的非氧化物是碳化硅、硒化锡和氮化钽中的至少一种。NTC电阻层的电阻温度敏感度可以通过电阻材料各元素组分的比例来调节，包括成膜过程中调节和成膜后的掺杂调节，成膜后的掺杂调节又包括热扩散掺杂和离子注入掺杂。即通过调节电阻材料各元素组分的比例来调热敏电阻层的温度补偿量，以进一步优化ELA晶化温度不均的补偿效果。