[发明专利]固相结晶方法与低温多晶硅TFT基板的制作方法

说明书

本发明提供一种固相结晶方法与低温多晶硅TFT基板的制作方法。本发明的固相结晶方法包括：提供非晶硅，将非晶硅加热至第一结晶温度后，对非晶硅继续加热，使其在第一时间段内从第一结晶温度逐渐升温至第二结晶温度，将非晶硅在第二结晶温度保温一段时间后，对非晶硅进行降温，使其在第二时间段内从第二结晶温度逐渐降温至第一结晶温度，对非晶硅继续降温，使其降至室温，得到低温多晶硅。该固相结晶方法能够提高多晶硅晶粒的均一性。本发明的低温多晶硅TFT基板的制作方法采用上述固相结晶方法对非晶硅进行结晶，能够提高多晶硅晶粒的均一性，改善TFT器件的特性。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种固相结晶方法与低温多晶硅TFT基板的制作方法。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)是目前液晶显示装置(LiquidCrystal Display，简称LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置(Active Matrix/Organic Light-Emitting Diode，简称AMOLED)中的主要驱动元件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。

低温多晶硅由于电子迁移率高，亚阈值摆幅好，开关态电流比大，耗电低，同时可以用于制作高像素密度(PPI)显示器，且可以应用在柔性OLED基板上，近几年引起了广泛的关注。对电压驱动式的液晶显示装置而言，低温多晶硅薄膜晶体管由于其具有较高的迁移率，可以使用体积较小的薄膜晶体管实现对液晶分子的偏转驱动，在很大程度上缩小了薄膜晶体管所占的体积，增加透光面积，得到更高的亮度和解析度；对于电流驱动式的有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置而言，低温多晶硅薄膜晶体管可以更好的满足驱动电流要求。

目前，常见的低温多晶硅的晶化方法包括准分子激光退火(ELA，Excimer LaserAnnealing)结晶方法与固相结晶(SPC，Solid Phase Crystallization)方法等。准分子激光退火结晶使用的机台昂贵，制作成本高，而且准分子激光退火结晶的晶粒均一性不好，制得的TFT基板用于显示器中时容易出现显示器亮度不均匀的问题(ELA scan mura)，无法实现大尺寸显示面板的制作。与准分子激光退火结晶方法相比，固相结晶方法的制作成本较低，图1为现有的固相结晶方法的退火工艺曲线示意图，如图1所示，传统的固相结晶方法是直接将非晶硅(a-Si：amorphous silicon)置于650℃左右的高温环境中持续加热60min左右进行结晶，图2为现有的固相结晶方法制得的晶粒的形态示意图，如图2所示，由于将非晶硅直接放置于高温环境中时，在结晶初始阶段非晶硅不同区域的温度具有较大的差异性，进而使不同区域的晶核的成长速度具有较大的差异性，导致固相结晶形成的晶粒大小不一，均一性差，最终导致TFT器件特性的差异性大，影响良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固相结晶方法，使非晶硅开始结晶时不同区域的温度的差异性减小，进而使不同区域的晶核的成长速度的差异性减小，大幅度提高固相结晶形成的晶粒的均一性。

本发明的目的还在于提供一种低温多晶硅TFT基板的制作方法，采用上述固相结晶方法对非晶硅进行结晶，能够提高多晶硅晶粒的均一性，从而大幅度改善TFT器件的特性，提高生产良率。

为实现上述目的，本发明提供一种固相结晶方法，包括：提供非晶硅，将非晶硅加热至第一结晶温度后，对非晶硅继续加热，使其在第一时间段内从第一结晶温度逐渐升温至第二结晶温度，将非晶硅在第二结晶温度保温一段时间后，对非晶硅进行降温，使其在第二时间段内从第二结晶温度逐渐降温至第一结晶温度，对非晶硅继续降温，使其降至室温，得到低温多晶硅。

所述第一结晶温度为380-420℃，所述第二结晶温度为630-670℃。

所述第一时间段与第二时间段长度相同，均为1分钟至10分钟，将非晶硅在第二结晶温度保温的时间为30分钟至120分钟。