專利名稱：低溫多晶硅薄膜及其制造方法、晶體管和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光顯示器技術(shù)，特別涉及一種低溫多晶硅薄膜及其制造方法、 晶體管和顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著平面顯示器技術(shù)的蓬勃發(fā)展，有源矩陣式有機(jī)發(fā)光顯示器(ActiveMatrix Organic Light Emitting Diode，簡稱AM0LED)由于其具有更輕薄、自發(fā)光和高反應(yīng)速率等優(yōu)良特性，成為未來液晶顯示器發(fā)展的趨勢。其可以包括依次形成在基板底層的有源開關(guān)、絕緣層、透明電極、發(fā)光層和金屬電極，其中，有源開關(guān)通過接觸孔與透明電極連接，以控制影像數(shù)據(jù)的寫入。目前，為適應(yīng)AMOLED尺寸大型化的發(fā)展，有源開關(guān)通常采用低溫多晶硅薄膜晶體管(Low Temperature Poly-silicon TFT，簡稱LTPS-TFT)，作為像素開關(guān)控制元件；而用于制作LTPS-TFT的低溫多晶硅薄膜的品質(zhì)好壞與否對于LTPS-TFT的電性表現(xiàn)有著直接影響，因此，低溫多晶硅薄膜的制造技術(shù)也越來越受到重視。現(xiàn)有技術(shù)中，可以采用非激光方式的金屬誘導(dǎo)低溫多晶硅(Metal InducedCrystallization,簡稱MIC)工藝制作低溫多晶硅薄膜，該MIC工藝的流程步驟可以參見圖1 圖3所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖一，圖2為現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖二，圖3為現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖三。首先，可以在玻璃基板11上的緩沖層12的表面上涂覆鎳13 ；然后，沉積一覆蓋該緩沖層12及鎳13 的非晶硅層14 ；最后，通過結(jié)晶化步驟使非晶硅層14轉(zhuǎn)化為多晶硅層，該多晶硅層中包括多個(gè)以鎳13為核心生長的多晶硅晶粒15。上述的MIC工藝所制得的低溫多晶硅薄膜制作的晶體管的閾值電壓Vth分布比較穩(wěn)定，但是，其存在如下缺陷在結(jié)晶化過程中，非晶硅層14與鎳13在圖3中所示的接觸面 16處將形成鎳硅化物(Ni silicide)；而該接觸面16在低溫多晶硅薄膜晶體管的制作中是作為柵氧化界面(Gate Oxideinterface), Ni silicide具有一定的導(dǎo)電性，其存在將使得制得的低溫多晶硅薄膜晶體管在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)在溝道處的漏電流增大，存在較大的關(guān)態(tài)電流，很不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低溫多晶硅薄膜及其制造方法、晶體管和顯示裝置，使得采用該低溫多晶硅薄膜制得的晶體管電性穩(wěn)定，有效抑制關(guān)態(tài)電流的發(fā)生。本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜制造方法，包括提供一基板，并在所述基板上形成一緩沖層；在緩沖層之上沉積第一非晶硅薄膜；在第一非晶硅薄膜之上涂覆催化劑顆粒；沉積第二非晶硅薄膜，所述第二非晶硅薄膜覆蓋所述第一非晶硅薄膜和催化劑顆粒；對所述第一非晶硅薄膜和第二非晶硅薄膜進(jìn)行結(jié)晶化，使之結(jié)晶形成低溫多晶硅薄膜。本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜，采用上述的低溫多晶硅薄膜的制造方法所制得。本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管，包括基板；半導(dǎo)體層，由上述的低溫多晶硅薄膜構(gòu)成，形成在所述基板的上方；所述半導(dǎo)體層包括源極區(qū)、漏極區(qū)以及位于所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道區(qū)；柵絕緣層和柵極，依次形成在所述半導(dǎo)體區(qū)域的上層，所述柵極對應(yīng)于所述溝道區(qū)的位置；介電層，形成在所述柵極和柵絕緣層的上方，且所述介電層中形成有第一過孔和第二過孔，源極金屬通過所述第一過孔與所述源極區(qū)連接，漏極金屬通過所述第二過孔與所述漏極區(qū)連接。本發(fā)明提供一種顯示裝置，包括基板，所述基板上形成有上述的低溫多晶硅薄膜晶體管。本發(fā)明的低溫多晶硅薄膜及其制造方法、晶體管和顯示裝置，通過將鎳等催化劑層設(shè)置在非晶硅層的中間位置，使得后續(xù)生成的Ni silicide也位于非晶硅層的中間部位， 解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的低溫多晶硅薄膜制得的晶體管漏電的問題，有效抑制了關(guān)態(tài)電流的發(fā)生。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖一；圖2為現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖二 ；圖3為現(xiàn)有技術(shù)低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖三；圖4為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖一；圖5為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖二 ；圖6為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖三；圖7為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖四；圖8為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖五。附圖標(biāo)記說明11-基板；12-緩沖層；13-鎳；14-非晶硅層；15-多晶硅晶粒；16-接觸面；21-第一非晶硅薄膜層；22-催化劑顆粒；23-第二非晶硅薄膜層；24-多晶硅晶粒。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的主要技術(shù)方案為，提供一種中間層晶粒成長硅(Inter layer Graingrowth Silicon，簡稱的低溫多晶硅薄膜制作工藝，具體的，可以將鎳等催化劑層設(shè)置在非晶硅層的中間位置，使得后續(xù)生成的Ni silicide也位于非晶硅層的中間部位， 防止Ni silicide形成在柵氧化界面處，從而有效抑制晶體管的關(guān)態(tài)電流，防止漏電。下面通過附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例一圖4為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖一，圖5 為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖二，圖6為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖三，圖7為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖四，圖8為本發(fā)明低溫多晶硅薄膜的制造方法實(shí)施例的制造流程剖面示意圖五。參見上述各圖，本實(shí)施例的方法可以包括以下步驟步驟101、在基板上形成緩沖層；參見圖4，首先，可以提供一基板11，該基板11可以為玻璃基板或者塑膠基板。在該基板11上形成一緩沖層12，該緩沖層12可以為氧化物層，例如，可以為氧化硅層；其可以用于防止基板11內(nèi)的物質(zhì)在后續(xù)工藝中擴(kuò)散而影響所制作的低溫多晶硅薄膜的品質(zhì)。步驟102、在緩沖層之上沉積第一非晶硅薄膜層；參見圖5，在緩沖層12上沉積一第一非晶硅薄膜層21 ；該第一非晶硅薄膜層21可以采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法等方法形成。步驟103、在第一非晶硅薄膜層之上涂覆催化劑顆粒；參見圖6，接著，可以在第一非晶硅薄膜層21之上，涂覆催化劑顆粒22。例如，可以為極微小的鎳顆粒。此外，該催化劑除了鎳之外，還可以采用Cu，Al，Er，Cr等多種金屬。步驟104、沉積第二非晶硅薄膜層；參見圖7，可以在第一非晶硅薄膜層21以及多個(gè)催化劑顆粒22之上，形成一第二非晶硅薄膜層23。該第二非晶硅薄膜層23完全覆蓋上述的多個(gè)催化劑顆粒22。形成該第二非晶硅薄膜層23的方法可以與上述形成第一非晶硅薄膜層21的方法相同。步驟105、對上述的非晶硅薄膜層進(jìn)行結(jié)晶化，使得非晶硅薄膜結(jié)晶形成低溫多晶硅薄膜。本步驟中，可以采用快速退火熱處理(Rapid thermal annealing，簡稱RTA)或者在多晶硅熔煉爐中在熱處理后進(jìn)行結(jié)晶化。參見圖8，結(jié)晶工藝之后，非晶硅薄膜即形成多晶硅薄膜。在該多晶硅薄膜中，包括第一非晶硅薄膜層21和第二非晶硅薄膜層23，其中均包括多個(gè)以催化劑顆粒22為核心生長而成的數(shù)個(gè)多晶硅晶粒M。其中，在該步驟中，由于催化劑顆粒22是處于第一非晶硅薄膜層21和第二非晶硅薄膜層23之間的界面上，因此，由催化劑顆粒22和非晶硅薄膜中的物質(zhì)反應(yīng)所得的Msilicide也是位于該界面，即位于非晶硅薄膜層的中間部位，而不會(huì)形成在圖3所示的接觸面16處，因此，Ni silicide不會(huì)影響后續(xù)制得的低溫多晶硅薄膜晶體管的電特性，有效抑制了晶體管的漏電。本實(shí)施例的低溫多晶硅薄膜制造方法，通過將鎳等催化劑層設(shè)置在非晶硅層的中間位置，使得后續(xù)生成的M silicide也位于非晶硅層的中間部位，使得采用該方法所得的低溫多晶硅薄膜制得的晶體管可以既具有較好的Vth分布特性，又有效抑制了關(guān)態(tài)電流。實(shí)施例二本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種低溫多晶硅薄膜，該低溫多晶硅薄膜可以采用實(shí)施例一所述的低溫多晶硅薄膜的制造方法所制得。實(shí)施例三本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種低溫多晶硅薄膜晶體管，該晶體管是采用實(shí)施例二所述的低溫多晶硅薄膜所制得的。具體的，本實(shí)施例的低溫多晶硅薄膜晶體管可以包括基板、半導(dǎo)體層、柵絕緣層、 柵極、介電層、源極金屬和漏極金屬。其中，半導(dǎo)體層形成在基板的上方，其可以是由實(shí)施例三所述的低溫多晶硅薄膜構(gòu)成，包括源極區(qū)、漏極區(qū)以及位于所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道區(qū)。柵絕緣層和柵極，依次形成在所述半導(dǎo)體區(qū)域的上層，所述柵極對應(yīng)于所述溝道區(qū)的位置。介電層，形成在所述柵極和柵絕緣層的上方，且所述介電層中形成有第一過孔和第二過孔，源極金屬通過所述第一過孔與所述源極區(qū)連接，漏極金屬通過所述第二過孔與所述漏極區(qū)連接。本實(shí)施例的低溫多晶硅薄膜晶體管，由于其在制作時(shí)所采用的低溫多晶硅薄膜中，Ni silicide位于多晶硅層的中間位置，使得該晶體管的溝道區(qū)既具有較好的閾值電壓分布特性，又有效抑制了關(guān)態(tài)電流。實(shí)施例四本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括基板以及形成在所述基板上的低溫多晶硅薄膜晶體管，所述低溫多晶硅薄膜晶體管可以采用上述實(shí)施例三所述的低溫多晶硅薄膜晶體管。本實(shí)施例的顯示裝置，可以為有機(jī)發(fā)光顯示器OLED或者液晶顯示器(Liquid crystal display，簡稱IXD)等，由于該顯示裝置中采用的低溫多晶硅薄膜晶體管的電特性比較穩(wěn)定，有效避免關(guān)態(tài)電流的發(fā)生，從而提高了該顯示裝置的顯示質(zhì)量。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種低溫多晶硅薄膜制造方法，其特征在于，包括 提供一基板，并在所述基板上形成一緩沖層； 在緩沖層之上沉積第一非晶硅薄膜；在所述第一非晶硅薄膜之上涂覆催化劑顆粒；沉積第二非晶硅薄膜，所述第二非晶硅薄膜覆蓋所述第一非晶硅薄膜和催化劑顆粒； 對所述第一非晶硅薄膜和第二非晶硅薄膜進(jìn)行結(jié)晶化，使之結(jié)晶形成低溫多晶硅薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅薄膜制造方法，其特征在于，所述在所述基板上形成一緩沖層為在所述基板上形成氧化硅層作為緩沖層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫多晶硅薄膜制造方法，其特征在于，所述催化劑顆粒包括 Ni、Cu、Al、Er 或 Cr。
4.一種低溫多晶硅薄膜，其特征在于，采用權(quán)利要求1 3任一所述的低溫多晶硅薄膜制造方法所制得。
5.一種低溫多晶硅薄膜晶體管，其特征在于，包括 基板；半導(dǎo)體層，由權(quán)利要求4所述的低溫多晶硅薄膜構(gòu)成，形成在所述基板的上方；所述半導(dǎo)體層包括源極區(qū)、漏極區(qū)以及位于所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道區(qū)；柵絕緣層和柵極，依次形成在所述半導(dǎo)體區(qū)域的上層，所述柵極對應(yīng)于所述溝道區(qū)的位置；介電層，形成在所述柵極和柵絕緣層的上方，且所述介電層中形成有第一過孔和第二過孔，源極金屬通過所述第一過孔與所述源極區(qū)連接，漏極金屬通過所述第二過孔與所述漏極區(qū)連接。
6.一種顯示裝置，包括基板，其特征在于，所述基板上形成有權(quán)利要求5所述的低溫多晶硅薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜及其制造方法、晶體管和顯示裝置，其中，低溫多晶硅薄膜的制造方法包括提供一基板，并在所述基板上形成一緩沖層；在緩沖層之上沉積第一非晶硅薄膜；在第一非晶硅薄膜之上涂覆催化劑顆粒；沉積第二非晶硅薄膜，所述第二非晶硅薄膜覆蓋所述第一非晶硅薄膜和催化劑顆粒；對所述第一非晶硅薄膜和第二非晶硅薄膜進(jìn)行結(jié)晶化，使之結(jié)晶形成低溫多晶硅薄膜。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的低溫多晶硅薄膜制得的晶體管漏電的問題，有效抑制了關(guān)態(tài)電流的發(fā)生。
文檔編號H01L29/786GK102254797SQ20101018097
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者金原奭, 金馝奭 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司