陣列基板及其制備方法、顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種陣列基板及其制備方法、顯示裝置。該陣列基板的制備方法包括以下步驟：在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層；對(duì)非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。具體地：在非晶硅薄膜層的表面涂覆光刻膠層，對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，使光刻膠層形成完全保留區(qū)域和完全去除區(qū)域，完全去除區(qū)域?qū)?yīng)非晶硅薄膜層的表面待形成的多個(gè)小孔，通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明在進(jìn)行非晶硅激光退火處理時(shí)，溶化后的熔融硅先填充非晶硅薄膜層表面的小孔的空間，從而改善由于多余的多晶硅的體積被擠壓而形成突起的晶界。
【專利說(shuō)明】陣列基板及其制備方法、顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種陣列基板及其制備方法、顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫多晶娃(Low Temperature Poly-silicon ;簡(jiǎn)稱LTPS)薄膜通常是采用激光晶化的方式，利用準(zhǔn)分子鐳射作為熱源，鐳射光經(jīng)過(guò)投射系統(tǒng)后，會(huì)產(chǎn)生能量均勻分布的鐳射光束，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，當(dāng)非晶硅結(jié)構(gòu)玻璃基板吸收準(zhǔn)分子鐳射的能量后，會(huì)轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)，因整個(gè)處理過(guò)程都是在600°C以下完成，故一般玻璃基板皆可適用。圖1為現(xiàn)有的LTPS結(jié)構(gòu)的TFT (薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管)陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖，其需要在玻璃基板I的SiOx/SiNx緩沖層2上沉積a-Si非晶硅薄膜層3，如圖2所示，并對(duì)該非晶硅薄膜層3進(jìn)行激光晶化處理，使其形成P-Si多晶硅薄膜層6，如圖3所示，之后進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成TFT開(kāi)關(guān)5的有源層4。
[0003]在進(jìn)行低溫多晶硅固化過(guò)程中，先在圖2中的玻璃基板I的緩沖層2上沉積非晶硅薄膜層3，然后對(duì)該非晶硅薄膜層3進(jìn)行激光退火晶化處理，以形成多晶硅薄膜層6，如圖3所示，以表面粗糙度為50nm厚度的多晶硅為例，表面突起高度可達(dá)10?20nm，表面突起的原因在于溶化后的熔融硅密度2.53g/cm3較高的密度。而固態(tài)硅的密度為2.3g/cm3，在激光照射的瞬間，晶粒由晶核開(kāi)始橫向生長(zhǎng)，此時(shí)固化過(guò)程隨著固液界面的移動(dòng)進(jìn)行。
[0004]由于固化硅的密度較小，因此多余的體積被擠至尚未固化的區(qū)域，因此，當(dāng)多晶硅固化過(guò)程完成后，相鄰的兩顆晶粒擠壓在一起形成晶界，而多余的體積在晶界堆積形成突起，如圖3所示，在多晶硅薄膜層6上，特別是隨著晶粒尺寸的增加，經(jīng)由三顆晶界的地方相撞形成的突起更加明顯，由此會(huì)嚴(yán)重影響到陣列基板上TFT特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何改善非晶硅激光退火過(guò)程中多余的多晶硅的體積被擠壓而形成突起的晶界。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種陣列基板的制備方法，其包括以下步驟:
[0009]在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層；
[0010]對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。
[0011]進(jìn)一步地，
[0012]所述在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層之前，還包括；
[0013]在襯底基板上沉積緩沖層。
[0014]進(jìn)一步地，[0015]對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，之后還包括:
[0016]對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行激光退火處理以形成多晶硅薄膜層。
[0017]進(jìn)一步地，對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層的表面形成多個(gè)小孔的圖形，其步驟具體為:
[0018]在所述非晶硅薄膜層的表面涂覆光刻膠層，對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，使所述光刻膠層形成完全保留區(qū)域和完全去除區(qū)域，所述完全去除區(qū)域?qū)?yīng)非晶硅薄膜層的表面待形成的多個(gè)小孔，
[0019]通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。
[0020]進(jìn)一步地，
[0021]所述通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，具體包括:
[0022]通過(guò)第一刻蝕工藝部分刻蝕掉或者全部刻蝕掉所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。
[0023]進(jìn)一步地，
[0024]通過(guò)所述第一刻蝕工藝對(duì)所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，之后還包括:
[0025]通過(guò)第二刻蝕工藝部分刻蝕掉所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層下面的緩沖層，以在所述緩沖層上形成與所述非晶硅薄膜層上的小孔對(duì)應(yīng)的孔洞。
[0026]進(jìn)一步地，在所述非晶硅薄膜層的表面，每平方毫米形成500-4000個(gè)小孔。
[0027]本發(fā)明還提供一種陣列基板，其包括襯底基板和形成在所述襯底基板上的非晶硅薄膜層，所述非晶硅薄膜層的表面具有多個(gè)小孔的結(jié)構(gòu)。
[0028]進(jìn)一步地，所述非晶硅薄膜層的小孔的深度小于或等于所述非晶硅薄膜層的厚度。
[0029]進(jìn)一步地，所述非晶硅薄膜層和襯底基板之間形成有緩沖層，所述緩沖層上與所述非晶硅薄膜層表面的小孔相對(duì)的位置形成有孔洞。
[0030]本發(fā)明還提供一種顯示裝置，其包括上述的陣列基板。
[0031](三)有益效果
[0032]上述技術(shù)方案所提供的一種陣列基板及其制備方法、顯示裝置，在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層，并對(duì)該非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的結(jié)構(gòu)，由此，在進(jìn)行非晶硅激光退火處理時(shí)，溶化后的熔融硅先填充小孔的空間，從而改善由于多余的多晶硅的體積被擠壓而形成突起的晶界。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是現(xiàn)有技術(shù)TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中沉積非晶硅薄膜層后的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中在非晶硅激光退火處理后陣列基板的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中對(duì)光刻膠層刻蝕后的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；[0037]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中對(duì)非晶硅薄膜層刻蝕后的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6是本發(fā)明實(shí)施例一中非晶硅激光退火處理后的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7是本發(fā)明實(shí)施例二中對(duì)非晶硅薄膜層刻蝕后的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖8是本發(fā)明實(shí)施例二中非晶硅激光退火處理后的陣列基板的的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]其中，1/10、襯底基板；2/20、緩沖層；21、SiNx層；22、SiOx 層;23、孔洞;3/30、非晶硅薄膜層；31、小孔；4、有源層；40、光刻膠層；41、完全去除區(qū)域；42、完全保留區(qū)域；5、TFT開(kāi)關(guān)；6/60、多晶硅薄膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0043]實(shí)施例一
[0044]如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種陣列基板，其包括襯底基板10和形成在襯底基板10上的非晶硅薄膜層30，該非晶硅薄膜層30的表面具有多個(gè)小孔31的結(jié)構(gòu)。需要指出的是，該陣列基板未經(jīng)過(guò)激光退火處理。
[0045]其中，非晶硅薄膜層30的小孔31的深度可以小于或等于非晶硅薄膜層30的厚度。優(yōu)選地，非晶硅薄膜層30和襯底基板10之間形成有緩沖層20。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板的制備方法，在襯底基板10上沉積非晶硅薄膜層30 ;并對(duì)該非晶硅薄膜層30進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在非晶硅薄膜層30的表面形成具有多個(gè)小孔31的結(jié)構(gòu)。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例的襯底基板10可由玻璃、石英、透明樹(shù)脂等材質(zhì)制成。
[0048]在襯底基板10上沉積非晶硅薄膜層30之前，還包括；在襯底基板10上沉積緩沖層20，并在該緩沖層20上沉積非晶硅薄膜層30。緩沖層20的作用是起到防止有源層被污染的作用。緩沖層20可以包括SiOx層22和SiNx層21，SiNx層21位于襯底基板10和SiOx層22之間，非晶硅薄膜層30形成在SiOx層22上。
[0049]本實(shí)施例非晶硅薄膜層30的多個(gè)小孔31結(jié)構(gòu)的形成方法，具體包括:在非晶硅薄膜層30的表面涂覆光刻膠層40，再利用掩模板，并采用具有一定波長(zhǎng)的光進(jìn)行照射，對(duì)該光刻膠層40進(jìn)行曝光顯影，使光刻膠層40形成完全保留區(qū)域42和完全去除區(qū)域41，如圖4所示，完全去除區(qū)域41對(duì)應(yīng)非晶硅薄膜層30的表面待形成的多個(gè)小孔31，通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)光刻膠層40的完全去除區(qū)域41對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在非晶硅薄膜層30的表面形成具有多個(gè)小孔31的結(jié)構(gòu)，如圖5所示。
[0050]第一刻蝕工藝可以為干法刻蝕或者濕法刻蝕工藝，采用刻蝕工藝將沒(méi)有光刻膠保護(hù)的非晶硅薄膜層刻蝕掉，以在非晶硅薄膜層30的表面得到多個(gè)小孔31的結(jié)構(gòu)。
[0051]對(duì)非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層30的表面形成具有多個(gè)小孔31的圖形，之后還包括:對(duì)非晶硅薄膜層30進(jìn)行激光退火處理以形成多晶硅薄膜層60，如圖6所示。需要指出的是，在對(duì)非晶硅薄膜層進(jìn)行激光退火處理以形成多晶硅薄膜層之前還需要?jiǎng)冸x光刻膠層，以利用激光對(duì)非晶硅材料進(jìn)行退火處理。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例在通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)光刻膠層40的完全去除區(qū)域41對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕的過(guò)程中，可部分或全部刻蝕光刻膠層40的完全去除區(qū)域41中的非晶硅薄膜層，以在非晶硅薄膜層30的表面形成小孔31的圖形，圖5中示出的是對(duì)光刻膠層40的完全去除區(qū)域41中對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行部分刻蝕的情況。
[0053]在進(jìn)行激光退火處理過(guò)程中，雖然溶化后的熔融硅具有較高的密度2.53g/cm3，但是由于小孔31為中空結(jié)構(gòu)，溶化后膨脹的液體可以填充非晶硅薄膜層30表面的小孔31的空間，從而避免了經(jīng)過(guò)激光退火處理之后，由于多余多晶硅的體積被擠壓而形成的比較大突起的晶界的缺陷，如圖6所示，該多晶硅薄膜層60并沒(méi)有明顯的突起。
[0054]在非晶硅薄膜層30的表面上，每平方毫米形成500-4000個(gè)小孔31，每個(gè)通孔的直徑為1-8微米。優(yōu)選地，非晶硅薄膜層30的小孔31的直徑為4或5微米。
[0055]實(shí)施例二
[0056]如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板，其與實(shí)施例一的陣列基板的區(qū)別僅在于:非晶硅薄膜層30的小孔31的深度等于非晶硅薄膜層30的厚度，且在非晶硅薄膜層30下面的緩沖層20上與非晶硅薄膜層30表面的小孔31相對(duì)的位置形成有孔洞23。
[0057]本發(fā)明實(shí)施例的陣列基板所對(duì)應(yīng)的制備方法與實(shí)施例一的制備方法的區(qū)別僅在于，在通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)光刻膠層40的完全去除區(qū)域41對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕的過(guò)程，全部刻蝕掉光刻膠層40的完全去除區(qū)域41中對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層，以在非晶硅薄膜層30的表面形成小孔31，同時(shí)，通過(guò)第二刻蝕工藝部分刻蝕掉光刻膠層40的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層下面的緩沖層20，以在緩沖層20上形成與非晶硅薄膜層上的小孔對(duì)應(yīng)的孔洞23，如圖7所示。優(yōu)選地，第二刻蝕工藝為干法刻蝕工藝。
[0058]本實(shí)施例通過(guò)將光刻蝕層40的完全去除區(qū)域41中對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層全部刻蝕，甚至部分刻蝕非晶硅薄膜層30下面的緩沖層20，這樣，在激光溶化后，雖然溶化后的熔融硅具有較高的密度2.53g/cm3，但溶液會(huì)填充緩沖層的孔洞23，如果該空洞23容納不下也可以填充到非晶硅薄膜層的小孔31，緩沖層的孔洞23的溶液會(huì)先固化，形成晶核，從而避免由于多余多晶硅的體積被擠壓而形成的比較大突起的晶界，可控制晶體的生長(zhǎng)，進(jìn)而形成密度均勻分布且的多晶硅，如圖8所示。
[0059]由于緩沖層20包括SiOx層22和SiNx層21，SiNx層21位于襯底基板10和SiOx層22之間，非晶硅薄膜層30形成在SiOx層22上，對(duì)緩沖層20刻蝕所產(chǎn)生的孔洞23位于SiOx 層 22。
[0060]本發(fā)明還提供一種顯示裝置，其包括上述任一實(shí)施例所提供的陣列基板。
[0061]本發(fā)明的陣列基板及其制備方法、顯示裝置，在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層；并對(duì)該非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的結(jié)構(gòu)，由此，在進(jìn)行非晶硅激光退火處理時(shí)，溶化后的熔融硅先填充小孔的空間，從而改善由于多余多晶硅的體積被擠壓而形成突起的晶界。
[0062]綜上，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例主要產(chǎn)生的效果具體為:
[0063]1、通過(guò)部分或完全刻蝕掉光刻蝕層的完全去除區(qū)域中對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層，以在非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，這樣，雖然溶化后的熔融硅具有較高的密度，可達(dá)到2.53g/cm3，但是由于非晶硅薄膜層的小孔為中空結(jié)構(gòu)，溶化后膨脹的液體可以填充小孔的空間，從而改善由于多余多晶硅的體積被擠壓而形成的突起的晶界；
[0064]2、通過(guò)完全刻蝕掉光刻蝕層的完全去除區(qū)域中對(duì)應(yīng)的非晶硅薄膜層，甚至部分刻蝕非晶硅薄膜層下面的緩沖層中的氧化硅，以在該緩沖層上形成空洞，這樣，在激光溶化后，溶液會(huì)填充氧化硅孔洞，孔洞的溶液會(huì)先固化，從而形成晶核，控制晶體的生長(zhǎng)，從而避免由于多余多晶硅的體積被擠壓而形成的比較大突起的晶界，進(jìn)而形成密度均勻分布且的
多晶娃層。
[0065]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種陣列基板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層； 對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于， 所述在襯底基板上沉積非晶硅薄膜層之前，還包括； 在襯底基板上沉積緩沖層。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于， 對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，之后還包括: 對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行激光退火處理以形成多晶硅薄膜層。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，對(duì)所述非晶硅薄膜層進(jìn)行構(gòu)圖工藝以在所述非晶硅薄膜層的表面形成多個(gè)小孔的圖形，其步驟具體為: 在所述非晶硅薄膜層的表面涂覆光刻膠層，對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，使所述光刻膠層形成完全保留區(qū)域和完全去除區(qū)域，所述完全去除區(qū)域?qū)?yīng)非晶硅薄膜層的表面待形成的多個(gè)小孔， 通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于， 所述通過(guò)第一刻蝕工藝對(duì)所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，具體包括: 通過(guò)第一刻蝕工藝部分刻蝕掉或者全部刻蝕掉所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于， 通過(guò)所述第一刻蝕工藝對(duì)所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層進(jìn)行刻蝕，以在所述非晶硅薄膜層的表面形成具有多個(gè)小孔的圖形，之后還包括: 通過(guò)第二刻蝕工藝部分刻蝕掉所述光刻膠層的完全去除區(qū)域?qū)?yīng)的非晶硅薄膜層下面的緩沖層，以在所述緩沖層上形成與所述非晶硅薄膜層上的小孔對(duì)應(yīng)的孔洞。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，在所述非晶硅薄膜層的表面，每平方毫米形成500-4000個(gè)小孔。
8.—種陣列基板，其特征在于，其包括襯底基板和形成在所述襯底基板上的非晶硅薄膜層，所述非晶硅薄膜層的表面具有多個(gè)小孔的結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的陣列基板，其特征在于，所述非晶硅薄膜層的小孔的深度小于或等于所述非晶硅薄膜層的厚度。
10.如權(quán)利要求9所述的陣列基板，其特征在于，所述非晶硅薄膜層和襯底基板之間形成有緩沖層，所述緩沖層上與所述非晶硅薄膜層表面的小孔相對(duì)的位置形成有孔洞。
11.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)所述的陣列基板。
【文檔編號(hào)】H01L21/84GK103887244SQ201410083721
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】謝振宇 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司