[发明专利]低温多晶硅薄膜的制备方法、薄膜晶体管和显示装置

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的制备方法、薄膜晶体管和显示装置。

背景技术

目前，常用的主动式阵列液晶显示器多采用非晶硅薄膜晶体管和多晶硅薄膜晶体管。其中，多晶硅薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT）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。

制作低温多晶硅薄膜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，已成为目前低温多晶硅薄膜制备的主要方法。

而在现有技术中，很难实现均匀、大尺寸晶粒的低温多晶硅薄膜的制备，而且入射激光很大程度上被反射，大大的浪费了入射激光的能量，不利于实现低温多晶硅薄膜生产的低成本化，不利于提高低温多晶硅薄膜晶体管的性能。

发明内容

本发明提供了一种低温多晶硅薄膜的制备方法、薄膜晶体管和显示装置，可以提高低温多晶硅薄膜的晶粒尺寸及均匀性，并能充分利用入射激光的能量，有利于降低低温多晶硅薄膜的生产成本，提高了低温多晶硅薄膜晶体管的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种低温多晶硅薄膜的制备方法采用如下技术方案：

一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括：

在基板上沉积非晶硅薄膜；

在所述非晶硅薄膜上覆盖光学增透薄膜；

对所述光学增透薄膜进行光刻，使得所述光学增透薄膜表面具有阵列排布的聚光结构；

对覆盖有所述光学增透薄膜的非晶硅薄膜进行激光照射，使得所述非晶硅薄膜转化为所述低温多晶硅薄膜。

所述对覆盖有所述光学增透薄膜的非晶硅薄膜进行激光照射，使得所述非晶硅薄膜转化为所述低温多晶硅薄膜之前，还包括：

对所述非晶硅薄膜进行去氢处理。

所述聚光结构为凹陷，所述凹陷的底面为球面。

所述聚光结构的直径为500nm～5μm，相邻两所述聚光结构的边缘最近距离为500nm～5μm，所述聚光结构的直径与相邻两所述聚光结构的边缘最近距离的比值为1:1。

所述光学增透薄膜采用厚度为四分之一波长的光学增透薄膜，所述波长为所述激光的波长。

所述非晶硅薄膜的厚度为50nm。

所述在基板上沉积非晶硅薄膜之前，还包括：

在所述基板上沉积缓冲层。

所述缓冲层的材质为硅的氮化物或硅的氧化物。

所述激光为准分子激光。

在本发明实施例中提供了一种低温多晶硅薄膜的制作方法，该方法通过在非晶硅薄膜上覆盖一层光学增透薄膜，通过光刻和刻蚀在光学增透薄膜表面形成聚光结构，使用准分子激光退火的方法使非晶硅薄膜转变为低温多晶硅薄膜。利用该方法制备出的低温多晶硅薄膜晶粒尺寸大，分布均匀，具有优良的电学性能。此外，该方法充分利用了准分子激光能量，有利于降低生产成本，利于实现大规模低成本生产。

本发明实施例还提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括设置于衬底基板上的有源层和位于有源层上的绝缘薄膜，所述有源层的材质为低温多晶硅薄膜；所述绝缘薄膜为光学增透薄膜，所述光学增透薄膜表面具有阵列排布的聚光结构。

所述薄膜晶体管还包括：位于所述衬底基板和所述低温多晶硅薄膜之间的缓冲层，所述缓冲层的材质为硅的氮化物或硅的氧化物。

在本发明实施例中提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管使用晶粒尺寸大，均匀性好的低温多晶硅薄膜作为有源层，提高了有源层的导电性，从而提高了低温多晶硅薄膜晶体管的性能，进一步提高了液晶显示器的显示效果。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的薄膜晶体管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的一种低温多晶硅薄膜制备方法流程图；

图2为本发明实施例中提供的一种低温多晶硅薄膜制备方法示意图；