[发明专利]低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法

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晶体管的制备方法。

背景技术

在显示技术领域，平板显示技术已经逐步取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，简称CRT)显示器。平板显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)是目前液晶显示装置(Liquid Crystal 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。薄膜晶体管具有多种结构，制备相应结构的薄膜晶体管的材料也具有多种，低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，简称LTPS)材料是其中较为优选的一种，由于低温多晶硅的原子规则排列，载流子迁移率高，对电压驱动式的液晶显示装置而言，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。

低温多晶硅中的多晶硅(Poly-Si)的分子结构在一颗晶粒中的排列状态是整齐而有方向的，因此电子迁移率比排列杂乱的非晶硅(a-Si)快了200-300倍，极大的提高了平板显示的反应速度。请参阅图1-5，现有的低温多晶硅薄膜晶体管的制作流程通常包括如下步骤：步骤1、于基板100上沉积非晶质状态的硅(a-Si)膜200；步骤2、通过激光照射非晶硅薄膜200，使非晶硅结构转变成为多晶硅结构，形成多晶硅薄膜200a；步骤3、通过光刻工艺将此多晶硅膜200a蚀刻成预定图案；4、通过离子注入工艺向该多晶硅膜200a中注入掺杂离子，形成有源区(active area)200b；步骤5、在该有源区200b上形成栅极绝缘层(The gate insulating layer)300。然而该流程，从形成多晶硅薄膜200a到形成栅极绝缘层300之间的工艺流程和滞留时间较长，有源区质量容易受到环境因素和流程因素的影响，不良率高。

中国专利申请第201310300658号将形成多晶硅薄膜的步骤放在光刻制程与离子注入制程之后，缩短了从形成多晶硅薄膜到形成栅极绝缘层之间的工艺流程和滞留时间，但是离子注入制程中使用含有大量氢元素(H)成分的离子源，会植入大量的氢在非晶硅薄膜内，那么激光照射结晶处理时容易出现氢爆，即由于非晶硅薄膜内部含有较多的氢成分(通常>1％)在准分子激光照射结晶时，非晶硅薄膜在熔融瞬间氢成分形成氢气气体溢出膜层致使膜层破孔的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法，该方法能够缩短从形成多晶硅薄膜到形成栅极绝缘层之间的工艺流程和滞留时间，减小影响有源层质量的环境因素和流程因素，且不会造成氢爆，提高低温多晶硅薄膜晶体管的良率。

为实现上述目的，本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一基板，于所述基板上沉积非晶质状态的硅膜，形成非晶硅薄膜；

步骤2、采用光刻工艺将所述非晶硅薄膜蚀刻成预定图案；

步骤3、采用激光照射工艺对所述形成有预定图案的非晶硅薄膜进行照射，将非晶硅转化为多晶硅，形成多晶硅薄膜；

步骤4、将杂质注入所述多晶硅薄膜中，形成有源区；

步骤5、于所述有源区上形成栅极绝缘膜。

所述步骤1中还包括在所述基板上形成缓冲层，所述非晶硅薄膜沉积于所述缓冲层上。

所述缓冲层材料为氮化硅、或氧化硅、或氮化硅与氧化硅的组合。

所述步骤2中采用化学气相沉积工艺形成所述缓冲层及非晶硅薄膜。

所述步骤3还包括激光照射之前对形成有非晶硅薄膜的基板进行清洗。

所述步骤5还包括形成栅极绝缘膜之前对形成有有源区的基板进行清洗。

所述步骤4中注入的杂质为P型杂质或N型杂质。

所述步骤3中的激光照射工艺为准分子激光照射工艺。

所述步骤4中所述有源区包括待形成漏极的漏极区及待形成源极的源极区。

所述低温多晶硅薄膜晶体管的制备方法还包括：