[发明专利]低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法和一种显示装置。

背景技术

低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly-Silicon Thin Film Transistor，简称LTPS-TFT)由于具有较高的迁移率和稳定性等优点，已经普遍应用在显示器上，如有源矩阵有机发光显示器(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，简称AMOLED)，有源矩阵液晶显示器(Active Matrix Liquid Crystal Display，简称AMLCD)等。

上述类型显示器的TFT的制备过程一般是在基板上形成多晶硅薄膜，并对多晶硅薄膜图案化形成薄膜晶体管的有源层；在有源层上形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成栅极；再在有源层内注入离子分别形成源极区域和漏极区域；沉积覆盖栅极以及栅绝缘层的层间介质层；形成直达源极区域和漏极区域的接触孔；再形成金属层并图案化形成源极和漏极，源极和漏极通过接触孔分别电连接源极区域和漏极区域。在上述TFT的制备过程中，多晶硅薄膜与栅绝缘层之间的界面会产生具有未成键轨道的悬挂键，这是多晶硅晶界的界面态密度增加的很重要的因素，由于悬挂键的影响从而导致薄膜晶体管的载流子迁移率下降，阈值电压升高等显示器件的性能退化问题。

为了解决上述问题，现有技术最常用的方法是制作完成薄膜晶体管之后，即在制作完金属层后，在氢气氛中进行退火使氢扩散至栅绝缘层和多晶硅层；还有一种常用方法是在利用层间介质层的氮化硅薄膜为氢来源进行TFT进行热处理，采用上述的氢化方法向悬挂键供氢从而钝化多晶硅薄膜与栅绝缘层界面处的悬挂键。但是由于这些方法的氢通常需要穿过多层薄膜进入有源层，使得氢的扩散距离很长，为了充分进行氢化，就需要很长的时间进行热处理，增加了工艺成本和时间；同时，长时间的热处理会对TFT器件造成一定的热影响，进而造成TFT电学性能的不良，特别是在TFT的尺寸很大的情况下，这种影响是很大的。

现有技术的缺陷在于，氢化处理时氢穿过的膜层较多，热处理时间较长，导致工艺成本的升高，也易造成薄膜晶体管的电学性能不良。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法和一种显示装置，用以缩短薄膜晶体管制作中氢化处理的时间，进而降低薄膜晶体管的工艺成本。

本发明实施例首先提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制作方法，包括：

在基板上形成多晶硅薄膜，并对所述多晶硅薄膜进行图案化处理，形成有源层；

在所述有源层上形成栅绝缘层，并对所述栅绝缘层和有源层进行氢化处理。

在本发明技术方案中，在栅绝缘层制作完成之后，直接对栅绝缘层和有源层进行氢化处理，氢只需穿过栅绝缘层到达栅绝缘层和有源层的界面对悬挂键进行钝化，并修补有源层的晶界缺陷，大大缩短了氢扩散的距离，减少了氢化处理工艺的时间，进而大大降低了薄膜晶体管的工艺成本。

优选的，对所述栅绝缘层和有源层进行氢化处理具体为：在260～400℃的温度条件下采用氮氢混合等离子体对栅绝缘层和有源层进行氢化处理。

上述氢化处理优选的在一定的温度条件下采用等离子体进行氢化处理。氮氢混合等离子体可以提供高反应活性的氮等离子体和氢等离子体，在栅绝缘层和有源层的界面处更容易与未饱和的硅悬挂键结合形成较稳定的Si-N(硅氮)键和Si-H(硅氢)键，可以有效降低界面态密度和改善界面特性，达到比单一氢气退火更好的氢化效果，能够有效提升显示器件的整体电学性能。

优选的，氮氢混合等离子体的氮氢比不限，优选的，氮氢比为1：1～1:10，特别是当氮氢比为1:3时，不仅具有好的氢化效果，而且等离子体也容易制备，即此时的氮氢混合等离子体为氨等离子体。

优选的，在所述有源层上形成栅绝缘层，并对所述栅绝缘层和有源层进行氢化处理，具体包括：

在等离子体增强化学气相沉积设备中，在所述有源层上沉积栅绝缘层；

对沉积后的栅绝缘层进行退火处理，在对沉积后的栅绝缘层进行退火处理的过程中，对栅绝缘层和有源层进行氢化处理。

沉积后的栅绝缘层需要进行退火处理，而对栅绝缘层和有源层进行氢化处理也需要一定的温度，因此，在对沉积后的栅绝缘层进行退火处理的过程中，对栅绝缘层和有源层进行氢化处理，可以使得氢能迅速扩散至与有源层的界面处进行钝化界面以及修补有源层的晶界缺陷，大大缩短了氢扩散的距离，进而大大缩短了氢化工艺的时间。