一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板，屬于液晶顯示領(lǐng)域，以提高多晶硅內(nèi)載流子的遷移率。所述薄膜晶體管的制備方法，包括：M1：在基板上沉積誘導層；M2：通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，所述凹部邊緣具有規(guī)定的形狀；M3：在所述具有規(guī)定形狀的凹部中沉積非晶硅層，通過晶化方法誘導非晶硅層形成多晶硅層，所述多晶硅層中的多晶硅晶粒在所述凹部邊緣的限定下、垂直于凹部邊緣方向排布，所述多晶硅層和所述誘導層共同形成半導體層;M4：在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及與所述半導體層連接的源極和漏極。本發(fā)明可用于薄膜晶體管的制造中。
【專利說明】一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,隨著多晶娃TFT (Thin Film Transistor,薄膜晶體管)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用也越來越廣泛，并被視為非晶硅薄膜晶體管的理想替代品。相對于非晶硅薄膜晶體管，多晶硅薄膜晶體管具有高遷移率、高集成化和高分辨率等特點，能夠提供更亮、更精細的畫面。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，薄膜晶體管多采用如下方法制備，如圖1所示，步驟S1:在基板上形成第一鈍化層；步驟S2:在所述第一鈍化層上沉積非晶硅層，對所述非晶硅層進行誘導以形成多晶硅有源層；步驟S3:在所述多晶硅有源層上通過構(gòu)圖工藝形成柵絕緣層；步驟S4:在所述柵絕緣層上方的中部形成柵極；步驟S5:在所述柵絕緣層和所述柵極上形成第二鈍化層；步驟S6:在所述第二鈍化層上形成源漏金屬層，采用構(gòu)圖處理形成源漏電極。
[0004]由上述方法制得的多晶硅薄膜晶體管多是采用晶化方法對非晶硅進行誘導形成的，在誘導非晶硅形成多晶硅的過程中，非晶硅是沿能量誘導方向自發(fā)地、緩慢結(jié)晶形成晶粒，這種自發(fā)狀態(tài)下形成的晶粒，由于晶化度不高，使得形成的晶粒尺寸較小且形態(tài)分布沒有次序，致使在整合晶粒形成多晶娃時，多晶娃內(nèi)載流子的遷移率不聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板，以提高多晶硅內(nèi)載流子的遷移率。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種薄膜晶體管的制備方法，包括:
[0008]Ml:在基板上沉積誘導層；
[0009]M2:通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，所述凹部邊緣具有規(guī)定的形狀；
[0010]M3:在所述具有規(guī)定形狀的凹部中沉積非晶硅層，通過晶化方法誘導非晶硅層形成多晶硅層，所述多晶硅層中的多晶硅晶粒在所述凹部邊緣的限定下、垂直于凹部邊緣方向排布，所述多晶硅層和所述誘導層共同形成半導體層；
[0011]M4:在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及與所述半導體層連接的源極和漏極。
[0012]可選的，步驟M2包括:
[0013]通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，還垂直于所述凹部邊緣向內(nèi)形成有多個凸起。
[0014]進一步的，所述多個凸起呈鋸齒狀。
[0015]可選的，步驟Ml包括:[0016]交替沉積致密誘導層子層和稀疏誘導層子層構(gòu)成所述誘導層；
[0017]則步驟M2包括:
[0018]刻蝕所述誘導層，使所述交替沉積的致密誘導層子層和稀疏誘導層子層相應(yīng)形成多個呈鋸齒狀的凸起。
[0019]可選的，所述Ml中所述誘導層的材料是氮化硅。
[0020]可選的，所述M3中所述多晶硅層與所述誘導層的厚度一致。
[0021]進一步的,所述多晶娃層與誘導層的厚度為IOOnm?200nm。
[0022]可選的，所述在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及與所述半導體層連接的源極和漏極包括:
[0023]在所述半導體層上依次形成柵絕緣層和柵極金屬層，采用構(gòu)圖工藝在所述柵極金屬層中形成柵極的圖案；
[0024]在所述柵絕緣層和所述柵極上形成鈍化層，采用構(gòu)圖工藝在所述柵絕緣層和所述鈍化層上形成源漏極的過孔；
[0025]在所述鈍化層上形成源漏金屬層，采用構(gòu)圖工藝對源漏極金屬層進行光刻，形成源極和漏極，所述源極和漏極通過所述過孔貫穿所述柵絕緣層和鈍化層與所述半導體層連接。
[0026]一種薄膜晶體管，由本發(fā)明實施例提供的制備方法制備得到。
[0027]—種顯示面板，包括本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管。
[0028]本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板。由本發(fā)明實施例提供的制備方法制備得到的薄膜晶體管，由于在基板上沉積的誘導層中刻蝕的凹部具有規(guī)定形狀的凹部邊緣，且在所述具有規(guī)定形狀的凹部中還沉積有非晶硅層，使得非晶硅在具有規(guī)定形狀的凹部中晶化誘導形成多晶硅時，可得到垂直于凹部邊緣方向向內(nèi)排列的多晶硅晶粒，這可大大減少晶界缺陷，從而提高多晶硅內(nèi)載流子的遷移率。該方法工序簡單，易于實現(xiàn)，且制備得到的在所述薄膜晶體管中的在穩(wěn)定性方面也有了顯著的提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中薄膜晶體管的制備工藝流程圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制備方法的流程圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管中半導體層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管中半導體層中鋸齒狀凹部邊緣的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法、薄膜晶體管及顯示面板進行詳細描述。
[0035]圖2為本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管的制備方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的制備方法，包括:
[0036]Ml:在基板上沉積誘導層。
[0037]本步驟中，例如具體可采用等離子體化學氣相沉積工藝來沉積所述誘導層。其中，所述誘導層的材料為氮化硅，所述誘導層即氮化硅薄膜層。其中，設(shè)置由氮化硅材料制備的誘導層是為了在所述誘導層中可以設(shè)置用于放置多晶硅層的凹部，從而提供給多晶硅晶粒進行生長的特定區(qū)域。
[0038]M2:通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，所述凹部邊緣具有規(guī)定的形狀。
[0039]在本步驟中，例如可通過刻蝕工藝在所述誘導層中形成凹部。所述凹部例如可具有長方體的主體結(jié)構(gòu)。在通過刻蝕形成所述凹部的同時，還刻蝕出具有規(guī)定形狀的所述凹部邊緣?？蛇x的，通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，還垂直于所述凹部邊緣向內(nèi)形成有多個凸起。該規(guī)定形狀例如包括垂直于所述凹部邊緣水平向內(nèi)形成的多個凸起。優(yōu)選的，所述凹部具有四個立壁和一個底壁，所述四個立壁和一個底壁限定出容納多晶硅晶粒的空間。所述四個立壁上均形成有凸起。所述凹部的邊緣具有凸起的形狀是為了給多晶硅晶粒提供生長的方向，以使凹部中設(shè)置的多晶硅晶粒在能量的誘導下可以沿著凹部邊緣的特定方向進行生長。
[0040]優(yōu)選的，所述凸起可以是鋸齒狀，以更好地限定多晶硅晶粒的橫向生長方向?？梢岳斫獾氖牵鐾蛊鹗菫榱私o多晶硅晶粒提供一個生長的方向，讓多晶硅晶粒能夠沿著特有方向進行生長。所以所述凸起的形狀并不限于本發(fā)明實施例提供的鋸齒狀，例如，當單個凸起呈弧形或弓形等形狀時，所述多個凸起的形狀呈波浪狀。
[0041]M3:在所述具有規(guī)定形狀的凹部中沉積非晶硅層，通過晶化方法誘導非晶硅層形成多晶硅層，所述多晶硅層中的多晶硅晶粒在所述凹部邊緣的限定下、垂直于凹部邊緣方向排布，所述多晶硅層和所述誘導層共同形成半導體層。
[0042]本步驟中，所述晶化方法可以是固相晶化法，也可以是激光晶化法。通過從凹部水平方向的任一側(cè)提供能量對凹部進行誘導，促使凹部內(nèi)的非晶硅沿凹部邊緣的規(guī)定形狀逐步形成晶核，當晶核不斷生長并彼此接觸形成多晶硅晶粒時，通過晶粒整合便可以形成多晶硅層。如圖3所示，所述凹部32中形成的多晶硅層中的多晶硅晶粒相對于誘導層31所在的平面呈橫向分布。由于多晶硅晶粒在凹部水平方向上沿能量的誘導方向進行橫向生長，使得形成的多晶硅晶粒在凹部中也呈橫向分布，這樣生長得到的多晶硅晶粒尺寸較大且緊密排布。
[0043]為了在所述誘導層中設(shè)置多晶硅層以形成一體的半導體層，所述多晶硅層與所述誘導層的厚度一致，即，在所述誘導層中設(shè)置的凹部的任一立壁的上平面應(yīng)與所述誘導層的上平面相齊平，這樣設(shè)置在凹部中的多晶硅層與所述誘導層具有相同的平面，所述多晶硅層與所述誘導層便共同形成了一體的半導體層。優(yōu)選的，所述多晶硅層與所述誘導層的厚度為IOOnm?200nm。
[0044]M4:在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及與所述半導體層連接的源極和漏極。
[0045]在本步驟中，所述在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及源極和漏極包括:
[0046]在所述半導體層上依次形成柵絕緣層和柵極金屬層，采用構(gòu)圖工藝在所述柵極金屬層中形成柵極的圖案；在所述柵絕緣層和所述柵極上形成鈍化層，采用構(gòu)圖工藝在所述柵絕緣層和所述鈍化層上形成源漏極的過孔；以及在所述鈍化層上形成源漏金屬層，采用構(gòu)圖工藝對源漏極金屬層進行光刻，形成源極和漏極，所述源極和漏極通過所述過孔貫穿所述柵絕緣層和鈍化層與所述半導體層連接，從而得到相應(yīng)的薄膜晶體管。
[0047]進一步優(yōu)選的，在本發(fā)明提供的另一實施例中，所述步驟Ml:在基板上沉積誘導層還可為:
[0048]交替沉積致密氮化硅薄膜子層和稀疏氮化硅薄膜子層構(gòu)成所述誘導層40。
[0049]需要說明的是，如圖4所示，氮化硅薄膜子層是通過等離子體化學氣相沉積的方法在基板上一層一層沉積的。交替沉積的各層氮化硅薄膜子層具有不同的致密度，即致密氮化硅薄膜子層41和稀疏氮化硅薄膜子層42。其中，所述誘導層40中可包括由致密氮化硅薄膜子層41和稀疏氮化硅薄膜子層42組成的奇數(shù)層的氮化硅薄膜子層，也可包括由致密氮化硅薄膜子層41和稀疏氮化硅薄膜子層42組成的偶數(shù)層的氮化硅薄膜子層。
[0050]則所述步驟M2:通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，所述凹部邊緣具有規(guī)定的形狀還可為:
[0051]刻蝕所述誘導層，使所述交替沉積的致密誘導層子層和稀疏誘導層子層相應(yīng)形成多個呈鋸齒狀的凸起。
[0052]由于所述氮化硅薄膜層的致密度不同，使得在刻蝕稀疏氮化硅薄膜子層時，由于所述子層稀疏，致密性不強，刻蝕速率較快，使得可以刻蝕出向內(nèi)凹陷的斜面43 ;相反，在刻蝕致密氮化硅薄膜子層時，由于所述子層致密，致密性強，刻蝕速率較緩，使得可以刻蝕出向外延展的斜面44。這樣，通過稀疏氮化硅薄膜子層和致密氮化硅薄膜子層的交替沉積，使得刻蝕出的向內(nèi)凹陷、向外延展的斜面也會不斷交替，從而形成凹部邊緣的鋸齒狀凸起形狀。
[0053]本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管的制備方法。由本發(fā)明實施例提供的制備方法制備得到的薄膜晶體管，由于在基板上沉積的誘導層中刻蝕的凹部具有規(guī)定形狀的凹部邊緣，且在所述具有規(guī)定形狀的凹部中還沉積有非晶硅層，使得非晶硅在具有規(guī)定形狀的凹部中晶化誘導形成多晶硅時，可得到垂直于凹部邊緣方向向內(nèi)排列的多晶硅晶粒，這可大大減少晶界缺陷，從而提高多晶硅內(nèi)載流子的遷移率。該方法工序簡單，易于實現(xiàn)，且制備得到的薄膜晶體管在穩(wěn)定性方面也有了顯著的提高。
[0054]相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管，由本發(fā)明實施例提供的制備方法制備得到。
[0055]本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管，由于在所述薄膜晶體管中的半導體層在基板上沉積的誘導層中刻蝕的凹部具有規(guī)定形狀的凹部邊緣，且在所述具有規(guī)定形狀的凹部中還沉積有非晶硅層，使得非晶硅在具有規(guī)定形狀的凹部中晶化誘導形成多晶硅時，可得到垂直于凹部邊緣方向向內(nèi)排列的多晶硅晶粒，這可大大減少晶界缺陷，從而提高多晶硅內(nèi)載流子的遷移率。
[0056]相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示面板，包括有本發(fā)明實施例提供的薄膜晶體管。
[0057]本發(fā)明實施例提供的這種顯示面板中包含由本發(fā)明實施例提供的制備方法制備得到的薄膜晶體管。由于所述薄膜晶體管中的半導體層在基板上沉積的誘導層中刻蝕的凹部具有規(guī)定形狀的凹部邊緣，且在所述具有規(guī)定形狀的凹部中還沉積有非晶硅層，使得非晶硅在具有規(guī)定形狀的凹部中晶化誘導形成多晶硅時，可得到垂直于凹部邊緣方向向內(nèi)排列的多晶硅晶粒，這可大大減少晶界缺陷，從而提高多晶硅內(nèi)載流子的遷移率。將其用于顯不面板中時，還可提聞顯不面板的遷移率。
[0058]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，包括: Ml:在基板上沉積誘導層； M2:通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，所述凹部邊緣具有規(guī)定的形狀； M3:在所述具有規(guī)定形狀的凹部中沉積非晶硅層，通過晶化方法誘導非晶硅層形成多晶硅層，所述多晶硅層中的多晶硅晶粒在所述凹部邊緣的限定下、垂直于凹部邊緣方向排布，所述多晶硅層和所述誘導層共同形成半導體層； M4:在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及與所述半導體層連接的源極和漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟M2包括: 通過刻蝕工藝，在所述誘導層中刻蝕出凹部，還垂直于所述凹部邊緣向內(nèi)形成有多個凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述多個凸起呈鋸齒狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟Ml包括: 交替沉積致密誘導層子層和稀疏誘導層子層構(gòu)成所述誘導層； 則步驟M2包括: 刻蝕所述誘導層，使所述交替沉積的致密誘導層子層和稀疏誘導層子層相應(yīng)形成多個呈鋸齒狀的凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Ml中所述誘導層的材料是氮化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述M3中所述多晶硅層與所述誘導層的厚度一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述多晶硅層與誘導層的厚度為IOOnm ?200nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述在所述半導體層上依次沉積柵絕緣層、柵極、鈍化層以及與所述半導體層連接的源極和漏極包括: 在所述半導體層上依次形成柵絕緣層和柵極金屬層，采用構(gòu)圖工藝在所述柵極金屬層中形成柵極的圖案； 在所述柵絕緣層和所述柵極上形成鈍化層，采用構(gòu)圖工藝在所述柵絕緣層和所述鈍化層上形成源漏極的過孔； 在所述鈍化層上形成源漏金屬層，采用構(gòu)圖工藝對源漏極金屬層進行光刻，形成源極和漏極，所述源極和漏極通過所述過孔貫穿所述柵絕緣層和鈍化層與所述半導體層連接。
9.一種薄膜晶體管，其特征在于，由權(quán)利要求1-8任一項所述的制備方法制備得到。
10.一種顯示面板，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管。
【文檔編號】H01L29/06GK103700698SQ201310745564
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】李婧, 謝振宇, 陳旭, 張文余, 徐達 申請人:北京京東方光電科技有限公司