[发明专利]低温多晶硅薄膜的制作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板

说明书

本发明提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板。本发明的低温多晶硅薄膜的制作方法，通过在非晶硅薄膜层上沉积形成氮化硅材料的折射层并在该折射层表面形成多个凸形的或凹形的弧面结构，当采用准分子激光束照射非晶硅薄膜层使非晶硅薄膜层结晶形成低温多晶硅薄膜的制程中，准分子激光束通过折射层的弧面结构时会产生一定的散光效应或聚光效应，从而在非晶硅薄膜层上形成激光能量梯度，如此便可控制非晶硅薄膜层的结晶方向，增大晶粒尺寸，减少晶界数量，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。

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作方法、低温多晶硅薄膜及低温多晶硅TFT基板。

背景技术

在显示技术领域，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)显示器等平板显示装置因具有机身薄、高画质、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本屏幕等。

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)阵列(Array)基板是目前LCD装置和AMOLED装置中的主要组成部件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向，用于向显示器提供驱动电路，通常设置有数条栅极扫描线和数条数据线，该数条栅极扫描线和数条数据线限定出多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管和像素电极，薄膜晶体管的栅极与相应的栅极扫描线相连，当栅极扫描线上的电压达到开启电压时，薄膜晶体管的源极和漏极导通，从而将数据线上的数据电压输入至像素电极，进而控制相应像素区域的显示。

其中，低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)薄膜晶体管与传统非晶硅(A-Si)薄膜晶体管相比，虽然制作工艺复杂，但因其具有更高的载流子迁移率，被广泛用于中小尺寸高分辨率的LCD和AMOLED显示面板的制作，低温多晶硅被视为实现低成本全彩平板显示的重要材料。

目前制作低温多晶硅的方法包括固相结晶(Solid Phase Crystallization，SPC)、金属诱导结晶(Metal Induced Crystallization，MIC)和准分子激光退火(ExcimerLaser Annealer，ELA)等几种，其中准分子镭射退火是目前使用最为广泛的方法。

低温多晶硅晶粒的大小对多晶硅的电学性能有重要影响，在准分子激光退火制程中，非晶硅受到高温后变成完全熔融(Nearly Completely Melts)状态，然后重结晶形成多晶硅。重结晶时会按照低能量向高能量方向结晶，低温向高温方向结晶。由于目前采用准分子激光束均匀的照射到非晶硅薄膜层上，非晶硅薄膜层的各部分温度大致相等，所以重结晶时的起点和方向是凌乱的，导致结晶后晶粒偏小，晶粒间晶界偏多，就会影响多晶硅的电子迁移率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法，能够提高晶化效率，增大晶粒尺寸，减少晶界数量，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。

本发明的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜，采用上述的多晶硅薄膜的制作方法制得，其结晶方向可控且具有较大的多晶硅晶粒，进而能够提高TFT器件载流子的迁移率，减小晶界对漏电流的影响。

本发明的目的在于提供一种低温多晶硅TFT基板，有源层由上述的低温多晶硅薄膜所构成，具有很高的电子迁移率以及稳定的电性能。

为实现上述目的，本发明首先提供一种低温多晶硅薄膜的制作方法，包括如下步骤：

步骤S1、提供衬底基板，在所述衬底基板上形成非晶硅薄膜层；