專利名稱：一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，尤其涉及一種有源 矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器陣列基板的制造方法。
背景技術(shù)：
低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)陣列基板已經(jīng)普遍地應(yīng)用在平面顯示器上， 例如有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)、有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器(AMOLED)等。該類型顯示器 一般是先在基板上沉積非晶硅層(a-Si)，然后通過熱處理使非晶硅熔融結(jié)晶以形成較平滑 且具有晶粒的多晶硅層(P-Si)，接下來利用多晶硅層作為薄膜晶體管(TFT)的溝道層，制 作陣列基板。目前準(zhǔn)分子激光退火(ELA)結(jié)晶化技術(shù)為業(yè)界所廣泛采用，ELA所用的激光 源為線形激光束，通過相對(duì)基板的平移運(yùn)動(dòng)完成對(duì)整個(gè)基板的照射，并將全部非晶硅層轉(zhuǎn) 化為多晶硅層，而實(shí)際上需要結(jié)晶化處理的只是部分非晶硅區(qū)域，即像素內(nèi)TFT區(qū)域所對(duì) 應(yīng)的非晶硅區(qū)域。在ELA激光照射之后還需要再進(jìn)行光刻處理，將其它區(qū)域的多晶硅層刻 蝕掉，因此，對(duì)其它區(qū)域的激光照射并沒有起到作用。這不但導(dǎo)致了激光源的額外消耗，而 且降低了產(chǎn)能。另外，由于受到ELA激光線束本身能量不均勻的制約，采用ELA技術(shù)獲得的 TFT雖然具有較高的載流子遷移率，但一致性相對(duì)較差。同時(shí)，大尺寸基板的結(jié)晶化技術(shù)也 受到ELA激光線束長度的限制，從而制約了高世代LCD或AMOLED生產(chǎn)線的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造 方法以及包括所述低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的顯示器。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，所述低溫多晶硅 薄膜晶體管陣列基板包括一基板；配置于該基板上的多個(gè)像素，并呈矩陣排列；平行配置 于像素之間的多條數(shù)據(jù)線；平行配置于像素之間且與數(shù)據(jù)線垂直的多條掃描線。上述像素 的像素區(qū)域內(nèi)具有一薄膜晶體管區(qū)域(TFT區(qū)域)，上述TFT區(qū)域內(nèi)具有薄膜晶體管。上述低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法包括在基板上形成一緩沖層，在 緩沖層上形成一非晶硅層，利用點(diǎn)陣激光對(duì)TFT區(qū)域的非晶硅層進(jìn)行照射使其形成多晶 硅，然后在形成的多晶硅區(qū)域制備薄膜晶體管。上述點(diǎn)陣激光的每個(gè)激光點(diǎn)源既可以是由 點(diǎn)陣激光器直接產(chǎn)生的激光點(diǎn)源，也可以是由點(diǎn)陣激光器直接產(chǎn)生的每個(gè)激光點(diǎn)源通過光 學(xué)調(diào)制后形成的子激光點(diǎn)陣中的激光點(diǎn)源。上述各激光點(diǎn)源的間距和光斑尺寸可以調(diào)節(jié)。 上述點(diǎn)陣激光的各激光點(diǎn)源的光強(qiáng)一致，且各激光點(diǎn)源的光強(qiáng)可以調(diào)節(jié)。本制造方法中所 用基板可以選自玻璃基板、塑料基板或金屬基板。利用本發(fā)明所述的結(jié)晶工藝來制造低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板可以節(jié)省激 光源的消耗，提高產(chǎn)能，而且不受陣列基板尺寸的限制，可以用于有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示 器、有源矩陣液晶顯示器等的生產(chǎn)制造。


[o008] 圖l為傳統(tǒng)Eu結(jié)晶化技術(shù)的工藝示意圖；[o009] 圖2A為有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器陣列基板的結(jié)構(gòu)示意 圖2B為圖2A中虛線區(qū)域放大的電路示意 圖2C為圖2A中單個(gè)像素的器件結(jié)構(gòu)示意 以下圖3A一圖3L為本發(fā)明實(shí)施例l所述顯示器陣列基板制造方法的各工藝步驟圖示
圖3A為本發(fā)明實(shí)施例l形成緩沖層的截面示意 圖3B為本發(fā)明實(shí)施例l形成非晶硅層的截面示意 圖3C為本發(fā)明實(shí)施例l對(duì)非晶硅層進(jìn)行定點(diǎn)結(jié)晶的工藝示意圖l；
圖3D為本發(fā)明實(shí)施例l對(duì)非晶硅層進(jìn)行定點(diǎn)結(jié)晶的工藝示意圖2；
圖3E為本發(fā)明實(shí)施例l形成多晶硅硅島的截面示意 圖3F為本發(fā)明實(shí)施例l形成柵絕緣層的截面示意 圖3G為本發(fā)明實(shí)施例l形成柵極的截面示意 圖3H為本發(fā)明實(shí)施例l形成層間絕緣層的截面示意 圖3工為本發(fā)明實(shí)施例l形成源極1漏極通孔的截面示意 圖3丁為本發(fā)明實(shí)施例l形成源極1漏極的截面示意 圖3K為本發(fā)明實(shí)施例l形成鈍化層的截面示意 圖3L為本發(fā)明實(shí)施例l形成氧化銦錫電極的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖作詳細(xì)說明如下。
圖l為傳統(tǒng)Eu結(jié)晶化技術(shù)的工藝示意圖，如圖所示，傳統(tǒng)Eu所用的激光源為線形激光束103，通過相對(duì)陣列基板lo l的平移運(yùn)動(dòng)完成對(duì)整個(gè)基板上非晶硅層102的照射，并將全部非晶硅層102轉(zhuǎn)化為多晶硅層104。在Eu激光照射之后再進(jìn)行光刻處理，將非TFT區(qū)域的多晶硅層刻蝕掉，因此對(duì)該區(qū)域的激光照射并沒有起到作用，這不但導(dǎo)致了激光源的額外消耗，而且降低了產(chǎn)能。
實(shí)施例l
圖2A為有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2B為圖2A中虛線區(qū)域放大的電路示意圖，圖2C為圖2A中單個(gè)像素的器件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該陣列基板包括玻璃基板20l，配置于該基板上的多個(gè)像素202，并呈矩陣排列，每個(gè)像素202包括TFT區(qū)域203和。LED區(qū)域204，以及平行配置于像素之間的多條數(shù)據(jù)線205，和平行配置于像素之間且與數(shù)據(jù)線垂直的多條掃描線206。圖2B為圖2A中虛線區(qū)域放大的電路示意圖，如圖所示，所述像素202的TFT區(qū)域內(nèi)具有一開關(guān)區(qū)域207和一驅(qū)動(dòng)區(qū)域208，所述開關(guān)區(qū)域207內(nèi)具有開關(guān)薄膜晶體管209，所述驅(qū)動(dòng)區(qū)域208內(nèi)具有驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管2lo，還包括存儲(chǔ)電容211和。LED有機(jī)發(fā)光器件212。圖2C為圖2A中單個(gè)像素的器件結(jié)構(gòu)示意圖，以下通過圖示的開關(guān)區(qū)域A—A’截面和驅(qū)動(dòng)區(qū)域B—B’截面對(duì)兩區(qū)域內(nèi)薄膜晶體管的制備工藝進(jìn)行說明。圖3A 圖3L為本發(fā)明實(shí)施例1所述低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板制造方法的 各工藝步驟圖示。如圖3A所示，先在玻璃基板301上用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法制備一 層SiNx或SiNx/SiOx緩沖層302，厚度約為lOOnm，然后在緩沖層302之上沉積一層非晶硅 層303，厚度約為50nm，如圖所示。然后如圖3C和3D所示，可以采用點(diǎn)陣激光器304直 接產(chǎn)生的激光點(diǎn)源對(duì)非晶硅層303進(jìn)行定點(diǎn)結(jié)晶，也可以利用由點(diǎn)陣激光器直接產(chǎn)生的每 個(gè)激光點(diǎn)源通過光學(xué)調(diào)制后形成的子激光點(diǎn)陣中的激光點(diǎn)源，具體可采用mXn陣列的點(diǎn) 陣激光，通過光學(xué)調(diào)制的方法將陣列中的每個(gè)激光點(diǎn)源都轉(zhuǎn)換為PXq陣列的子點(diǎn)陣激光， 這樣便可將原mXn陣列的點(diǎn)陣激光轉(zhuǎn)化為(mXp)X(nXq)陣列的點(diǎn)陣激光。通過光學(xué)調(diào) 制，雖然每個(gè)激光點(diǎn)源305的光強(qiáng)比初始光強(qiáng)等比下降，但一致性更高，且可以很容易通過 調(diào)節(jié)激光點(diǎn)源及其間距對(duì)照射區(qū)域的位置和尺寸進(jìn)行精確控制，被照射區(qū)域的非晶硅層發(fā) 生熔融并結(jié)晶為多晶硅。然后使激光點(diǎn)陣相對(duì)基板301平移，并反復(fù)進(jìn)行照射，從而將整個(gè) 基板上TFT區(qū)域的非晶硅結(jié)晶形成多晶硅。然后在形成的多晶硅上開始制備TFT。如圖3E 所示，采用光刻方法將剩余的非晶硅層去除并在已形成的多晶硅上形成圖案，如圖，分別在 A-A'截面位置處和B-B’截面位置處形成硅島306和307，接下來以已形成的若干硅島為薄 膜晶體管的多晶硅溝道并在其上制備薄膜晶體管，以下以硅島307為例進(jìn)行說明。按照?qǐng)D 3F 圖3H所示的工藝步驟，依次在上面已形成的陣列基板上制備柵絕緣層308、柵極309、 層間絕緣層310，然后如圖31所示在層間絕緣層310和柵絕緣層308上形成源極、漏極通孔 311、312，再制備源極313和漏極314，二者分別通過通孔311、312和多晶硅溝道即硅島307 電氣相連，如圖3J所示。制備完源極、漏極后在其上形成鈍化層315，如圖I所示。對(duì)于位 于B-B’區(qū)域的驅(qū)動(dòng)TFT，接著在其漏極314對(duì)應(yīng)位置的鈍化層315上形成電極通孔316，然 后形成氧化銦錫(ITO)電極317作為OLED器件的陽極，如圖3L所示。至此完成低溫多晶 硅薄膜晶體管陣列基板的制備后再于其上形成OLED器件，可完成有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示 器的制造。在本實(shí)施例所列舉的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法中，較傳統(tǒng)ELA 線形激光束相比采用點(diǎn)陣激光源對(duì)非晶硅層進(jìn)行照射，并通過光學(xué)調(diào)制手段控制激光點(diǎn)源 的光強(qiáng)、間距和大小以對(duì)照射區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)結(jié)晶，從而形成多晶硅TFT溝道。采用這種結(jié)晶 工藝可以節(jié)省激光源的消耗，提高產(chǎn)能，而且不受陣列基板尺寸的限制。通過本發(fā)明技術(shù)方案制造的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板不僅可以用于有源 矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器上，同樣也適用于有源矩陣液晶顯示器。在移動(dòng)通信設(shè)備、視頻播放設(shè) 備等電子產(chǎn)品上均可使用。雖然本發(fā)明已以比較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉 此技術(shù)人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此，本發(fā)明的 保護(hù)范圍當(dāng)以申請(qǐng)的專利范圍所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，所述低溫多晶硅薄膜晶體管陣列 基板包括一基板；以及配置在該基板上的多個(gè)像素，呈矩陣排列；多條數(shù)據(jù)線，平行配置于像素之間；多條掃描線，平行配置于像素之間且與數(shù)據(jù)線垂直；所述像素的像素區(qū)域內(nèi)具有一薄膜晶體管區(qū)域，所述薄膜晶體管區(qū)域內(nèi)具有薄膜晶體管；所述低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法包括在基板上形成一緩沖層，在緩 沖層上形成一非晶硅層，利用點(diǎn)陣激光對(duì)薄膜晶體管區(qū)域的非晶硅層進(jìn)行照射使其形成多 晶硅，然后在形成的多晶硅區(qū)域制備薄膜晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述點(diǎn)陣激光的每個(gè)激光點(diǎn)源是由點(diǎn)陣激光器直接產(chǎn)生的激光點(diǎn)源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述點(diǎn)陣激光的每個(gè)激光點(diǎn)源是由點(diǎn)陣激光器直接產(chǎn)生的每個(gè)激光點(diǎn)源通過光學(xué)調(diào)制 后形成的子激光點(diǎn)陣中的激光點(diǎn)源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述點(diǎn)陣激光的各激光點(diǎn)源的間距可以調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述點(diǎn)陣激光的各激光點(diǎn)源的光強(qiáng)一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述點(diǎn)陣激光的各激光點(diǎn)源的光強(qiáng)可以調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述點(diǎn)陣激光的各激光點(diǎn)源的光斑尺寸可以調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在 于，所述基板為玻璃基板、塑料基板或金屬基板。
9.一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的制造方 法制造的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板。
10.一種有源矩陣液晶顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的制造方法制 造的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板。
11.一種移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)通訊設(shè)備包括如權(quán)利要求9或10所述的 顯示器。
12.一種視頻播放設(shè)備，其特征在于，所述視頻播放設(shè)備包括如權(quán)利要求9或10所述的顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，尤其涉及一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器陣列基板的制造方法。本發(fā)明技術(shù)方案采用點(diǎn)陣激光源對(duì)非晶硅層的TFT區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)結(jié)晶形成多晶硅溝道。采用這種結(jié)晶工藝可以節(jié)省激光源的消耗，提高產(chǎn)能，且不受陣列基板尺寸的限制。
文檔編號(hào)H01L27/32GK102097368SQ20101053444
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者邱勇, 陳紅, 魏朝剛, 黃秀頎 申請(qǐng)人:昆山工研院新型平板顯示技術(shù)中心有限公司