[发明专利]多晶硅薄膜的制备方法和薄膜晶体管

说明书

本揭示提供一种多晶硅薄膜的制备方法和薄膜晶体管，制备方法包括在基板上沉积缓冲层及非晶硅层，并加热，使晶粒进行固相结晶；待固相结晶完成后，对所述基板进行处理，并制备一层保温膜层；最后进行准分子激光退火，使所述基板上的所述非晶硅层再次结晶。通过对晶粒进行两次不同的热处理，得到较优的多晶硅薄膜，并以此多晶硅薄膜来制备薄膜晶体管，提升产品良率。

技术领域

本揭示涉及多晶硅薄膜技术领域，尤其涉及一种多晶硅薄膜的制备方法和薄膜晶体管。

背景技术

随着显示器技术的不断更新换代及发展，市面上出现了各种类型的显示器，为了得到更加优越性能的显示器，对显示器内部器件也提出了更高的要求。

目前的显示器中，背板技术较成熟，在背板技术的制作中，多采用多晶硅层的方式，现有技术中，这种多晶硅的制作技术主要有固相结晶(Solid Phase Crystallization，SPC)技术及准分子激光退火(Excimer Laser Annealer，ELA)技术等。其中，传统的SPC技术中虽然在结晶后晶粒的大小一致性较好，但是由于结晶时间长，多晶硅的量产性就较低，并且，在结晶后，晶界较多，将其使用在面板内部中，较多的晶界会导致薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，TFT)器件之间漏电电流较大，影响产品的良率。而在ELA现有技术中，虽然多晶硅制备效率高，但是结晶后形成的晶粒较大，并且结晶后晶粒的大小不均匀，均一性较差，进而导致TFT间特性的差异性较大，而影响器件的发光。这两种常用的制备技术缺陷对显示器的优良性能均有不利影响。

综上所述，采用现有制备技术制备的多晶硅薄膜时，形成的晶粒较小晶界较多，以及各晶粒之间大小不均匀，一致性差等问题，而导致将该多晶硅薄膜应用于TFT中时，影响产品性能。

发明内容

本揭示提供一种多晶硅薄膜的制备方法及薄膜晶体管，以解决现有制备技术中，制备的多晶硅晶粒较小以及各晶粒大小不均匀，在制成多晶硅薄膜时，TFT器件容易漏电，不利于产品性能等问题。

为解决上述技术问题，本揭示实施例提供的技术方案如下：

根据本揭示实施例的第一方面，提供了一种多晶硅薄膜的制备方法，包括如下步骤：

S100：在基板上沉积缓冲层及非晶硅层，并加热所述基板，使所述非晶硅层的晶粒固相结晶；

S101：固相结晶完成后，对所述基板进行处理，在所述非晶硅层上制备一层保温膜层；

S102：将步骤S101中得到的所述基板进行准分子激光退火，使所述基板上的所述非晶硅层再次结晶，直至得到一层多晶硅薄膜。

根据本揭示一实施例，所述缓冲层设置在所述基板上，所述非晶硅层设置在所述缓冲层上。

根据本揭示一实施例，所述缓冲层的材料为SiN_x和SiO_x。

根据本揭示一实施例，所述步骤S100中，所述固相结晶的条件包括：将所述基板置于600℃～650℃温度的高温炉中持续加热，加热时间为60～300分钟。

根据本揭示一实施例，所述高温炉中持续通入保护气体，所述保护气体包括氮气和氧气，所述氮气的含量大于所述氧气的含量，且所述氧气的含量不大于0.5％。

根据本揭示一实施例，所述步骤S101中具体还包括步骤：

S200：使用含氟溶剂对所述基板进行清洗，将所述基板表面的氧化物去除；

S201：将步骤S200中清洗后的所述基板通入臭氧，获得所述保温膜层。

根据本揭示一实施例，所述含氟溶剂中氟的浓度为1％，所述保温层为SiO_x，所述保温层的厚度在4.5纳米和5.5纳米之间。