本公開涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，并且具體涉及一種低溫多晶硅層及其制備方法、顯示裝置和顯示裝置。

背景技術(shù)：

在諸如液晶顯示裝置(LCD)和有機(jī)發(fā)光顯示裝置(OLED)的平板顯示裝置中，薄膜晶體管(TFT)用作開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)器件。平板顯示裝置通常包括非晶硅TFT(a-Si TFT)或多晶硅TFT(p-Si TFT)。a-Si TFT包括由a-Si形成的有源層，而p-Si TFT包括由p-Si形成的有源層。

與a-Si相比，低溫多晶硅(LTPS)的載流子遷移率顯著增加。這有效減小TFT的面積，提高顯示裝置的開口率，并且在提高顯示裝置的亮度的同時(shí)降低整體功耗。此外，采用LTPS的顯示裝置具有更快的響應(yīng)時(shí)間、更高的分辨率以及更優(yōu)的顯示質(zhì)量。LTPS已廣泛地應(yīng)用于OLED，特別是有源矩陣發(fā)光顯示裝置(AMOLED)。

多種工藝被用于制備LTPS，例如固相晶化(SPC)、金屬誘導(dǎo)橫向晶化(MILC)、準(zhǔn)分子激光晶化(ELC)等。在ELC工藝中，利用激光束(shot)照射在非晶硅層上，使得非晶硅層在受照射區(qū)域中熔化并且再結(jié)晶，從而形成多晶硅層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開一實(shí)施例提供一種制備低溫多晶硅層的方法，包括：提供襯底基板，所述襯底基板包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域；在所述襯底基板上沉積非晶硅層；并且利用激光束照射所述非晶硅層，使所述非晶硅層結(jié)晶形成多晶硅層，其中所述激光束照射所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層時(shí)的掃描參數(shù)不同于照射所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層時(shí)的掃描參數(shù)。

在一實(shí)施例中，所述激光束以第一脈沖頻率照射所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層，所述激光束以第二脈沖頻率照射所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的所述非晶硅層，并且所述第一脈沖頻率小于所述第二脈沖頻率。

在一實(shí)施例中，所述第一脈沖頻率為所述第二脈沖頻率的1/5-2/3。

在一實(shí)施例中，所述第一脈沖頻率為100Hz-200Hz，并且所述第二脈沖頻率為300Hz-500Hz。

在一實(shí)施例中，所述第一脈沖頻率為100Hz，并且所述第二脈沖頻率為300Hz。

在一實(shí)施例中，所述激光束以第一重疊率照射所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層，所述激光束以第二重疊率照射所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層，并且所述第一重疊率大于所述第二重疊率。

在一實(shí)施例中，所述第一重疊率比所述第二重疊率大4%-8%。

在一實(shí)施例中，所述第一重疊率為97%-98%，并且所述第二重疊率為90%-93%。

在一實(shí)施例中，所述第一重疊率為97%，并且所述第二重疊率為93%。

在一實(shí)施例中，所述激光束由準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生，并且具有150nm-400nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。

在一實(shí)施例中，所述激光束在所述非晶硅層上的掃描方向垂直于所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的延伸方向。

在一實(shí)施例中，在提供所述襯底基板之后，并且在所述襯底基板上沉積所述非晶硅層之前，所述方法還包括：在所述襯底基板上沉積緩沖層。

在一實(shí)施例中，所述緩沖層為二氧化硅或氮化硅的單層、二氧化硅和氮化硅的雙層疊層、或者二氧化硅和氮化硅交替堆疊的三層以上疊層。

在一實(shí)施例中，在所述襯底基板上沉積所述緩沖層包括：在所述襯底基板上沉積氮化硅層；以及在所述氮化硅層上沉積氧化硅層。

在一實(shí)施例中，所述緩沖層的厚度為200-500nm。

本公開一實(shí)施例提供一種用于顯示基板的低溫多晶硅層，其中所述顯示基板包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域，并且所述低溫多晶硅層在所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的晶粒尺寸大于在所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的晶粒尺寸。

本公開一實(shí)施例提供一種顯示基板，包括設(shè)置于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管以及設(shè)置于非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，其中所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層包括低溫多晶硅層，并且所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的所述低溫多晶硅層的晶粒尺寸大于所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的所述低溫多晶硅層的晶粒尺寸。

本公開一實(shí)施例提供一種顯示裝置，包括如上所述的顯示基板。

本公開實(shí)施例中的低溫多晶硅層、顯示基板和顯示裝置具有與上文所述的制備低溫多晶硅層的方法的各實(shí)施例相同或相似的益處。

應(yīng)理解，以上的一般描述和下文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并非旨在以任何方式限制本公開。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實(shí)施例。

圖1為根據(jù)本公開一實(shí)施例的準(zhǔn)分子激光晶化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本公開一實(shí)施例的待加工基板的示意性俯視圖；

圖3為根據(jù)本公開一實(shí)施例的待加工基板的示意性剖面圖；

圖4為圖1中AA區(qū)的局部示意圖；

圖5為根據(jù)本公開一實(shí)施例的受激光束掃描的非晶硅層的示意圖剖面圖；

圖6為根據(jù)本公開一實(shí)施例的制備低溫多晶硅層的方法的示意性流程圖；

圖7A、7B、7C和7D為根據(jù)本公開一實(shí)施例的薄膜晶體管在制備過程各階段的示意性剖面圖；

圖8為根據(jù)本公開一實(shí)施例的顯示基板的示意圖剖面圖；并且

圖9為根據(jù)本公開一實(shí)施例的顯示裝置的示意圖剖面圖。

具體實(shí)施方式

為使本公開實(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)合附圖對(duì)本公開實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

附圖中示出的部件或元素標(biāo)注如下：10 工作臺(tái)；20 待加工基板；20D 驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域；20N 非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域；30 激光器；40、40(N)、40(N+1) 激光束；D1 移動(dòng)方向；D2 掃描方向；100 襯底基板；102 緩沖層；104 非晶硅層；104a 已掃描區(qū)；104b 正掃描區(qū)；104c 待掃描區(qū)；106 多晶硅層；108 有源層；110 柵極絕緣層；112 柵極；114 層間電介質(zhì)層；116S 源極；116D 漏極；118 平坦化層；120 第一電極；130 像素定義層；140 功能層；150 第二電極；160 封裝基板。

圖1示意性圖示根據(jù)本公開一實(shí)施例的準(zhǔn)分子激光晶化系統(tǒng)。如圖1所示，準(zhǔn)分子激光晶化系統(tǒng)包括工作臺(tái)10。待加工基板20承載在該工作臺(tái)10上。

該準(zhǔn)分子激光晶化系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)，用于驅(qū)動(dòng)該工作臺(tái)10移動(dòng)，例如在水平面內(nèi)移動(dòng)。如所示，工作臺(tái)10被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)沿移動(dòng)方向D1移動(dòng)，并且承載在工作臺(tái)10上的待加工基板20相應(yīng)地沿移動(dòng)方向D1移動(dòng)。在一實(shí)施例中，待加工基板20大致為長(zhǎng)方形，并且該移動(dòng)方向D1平行于待加工基板20的一條側(cè)邊。

該準(zhǔn)分子激光晶化系統(tǒng)還包括激光器30。在工作時(shí)，激光器30產(chǎn)生脈沖激光束40以照射待加工基板20。激光器30通常為準(zhǔn)分子激光器。在該準(zhǔn)分子激光器中，構(gòu)成準(zhǔn)分子系統(tǒng)的混合氣體通常包括雙原子稀有氣體、雙原子稀有氣體鹵化物、三原子稀有氣體鹵化物等。雙原子稀有氣體例如為Ar₂、Kr₂、Xe₂等。雙原子稀有氣體鹵化物例如為ArF、ArCl、KrF、KrCl、XeF、XeCl等。三原子稀有氣體鹵化物例如為Kr₂F、Xe₂F、Xe₂Cl等。

激光器30產(chǎn)生的激光束40具有150nm-400nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。在本公開各實(shí)施例中，激光器30例如為波長(zhǎng)為193nm的ArF準(zhǔn)分子激光器、波長(zhǎng)為248nm的KrF準(zhǔn)分子激光器、波長(zhǎng)為308nm的XeCl準(zhǔn)分子激光器、以及波長(zhǎng)為351nm的XeF準(zhǔn)分子激光器。

圖2示意性圖示根據(jù)本公開一實(shí)施例的待加工基板。如上所述，工作臺(tái)10被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)沿移動(dòng)方向D1移動(dòng)，并且待加工基板20相應(yīng)地沿移動(dòng)方向D1移動(dòng)。在待加工基板20移動(dòng)時(shí)，激光器30以及由其產(chǎn)生的激光束40保持不動(dòng)。這相當(dāng)于激光束40沿掃描方向D2對(duì)基板20掃描，并且掃描方向D2與移動(dòng)方向D1相反。如所示，激光束40在待加工基板20表面上的投影呈線形或細(xì)長(zhǎng)矩形。通常，激光束40的掃描方向D2垂直于該線形或矩形的延伸方向。

待加工基板20包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N。例如，在該驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D中，由非晶硅層經(jīng)過ELC工藝后形成的多晶硅層將用于形成驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層，而在該非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N中，所形成的多晶硅層將用于形成非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層。在圖2所示情形中，激光束40正在掃描非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N的一部分。此處的非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管包括但不限于顯示薄膜晶體管。該非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管包括任何利用非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的多晶硅層形成有源層的晶體管，并且包括但不限于像素驅(qū)動(dòng)電路中的開關(guān)晶體管、復(fù)位晶體管、補(bǔ)償晶體管或者發(fā)光控制晶體管。除了用于形成非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層之外，非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的多晶硅層還可以形成其它部件和/功能層，例如存儲(chǔ)電容器的極板。

應(yīng)指出，驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管對(duì)顯示裝置的電氣性能影響顯著。例如在OLED中，驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管在飽和區(qū)工作并輸出驅(qū)動(dòng)電流以驅(qū)動(dòng)OLED發(fā)光。該驅(qū)動(dòng)電流與驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的載流子遷移率和閾值電壓有關(guān)。OLED的發(fā)光亮度與驅(qū)動(dòng)電流的大小成正比。因此，通常期望增加載流子遷移率和/或降低閾值電壓，從而為OLED提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較佳的顯示效果。

圖3示意性圖示根據(jù)本公開一實(shí)施例的待加工基板。如所示，待加工基板20包括襯底基板100和形成于該襯底基板100上的非晶硅層104。襯底基板100例如為無堿玻璃基板、樹脂基板、石英基板等。非晶硅層104例如具有40nm-60nm的厚度。

待加工基板20例如還包括設(shè)置在襯底基板100和非晶硅層104之間的緩沖層102。緩沖層102有助于防止襯底基板100中的雜質(zhì)進(jìn)入非晶硅層104，進(jìn)而影響后續(xù)形成的多晶硅層的性能。在一實(shí)施例中，緩沖層102為二氧化硅或氮化硅的單層。在另一實(shí)施例中，緩沖層102為二氧化硅和氮化硅的雙層疊層。在又一實(shí)施例中，緩沖層102為二氧化硅和氮化硅交替設(shè)置的三層或更多層疊層。

在一實(shí)施例中，緩沖層102具有200-500nm的總厚度。具有該厚度的緩沖層102降低了待加工基板20的熱傳導(dǎo)能力，減緩非晶硅層104(特別是在受激光束40照射的區(qū)域)的熱量釋放，使得非晶硅層104在受照射區(qū)域熔化后具有更好的溫度保持效果。這有利于非晶硅層104被轉(zhuǎn)化為具有增大晶粒尺寸的多晶硅。

圖4示意性示出圖1中的AA區(qū)。由激光器30產(chǎn)生的激光束40沿掃描方向D2對(duì)待加工基板20掃描。如圖1和4所示，激光束40通常具有梯形的橫截面。激光束40正在照射的非晶硅層104的區(qū)域，即正掃描區(qū)104b，從激光束40吸收能量，表面的溫度迅速上升，進(jìn)而發(fā)生熔化而轉(zhuǎn)變?yōu)橐合喙?。熔化區(qū)域快速地向非晶硅層104內(nèi)部延伸，使得在激光束40照射一段時(shí)間后，非晶硅層104表面形成了一定厚度的熔化層。當(dāng)激光束40停止照射時(shí)，該熔化層開始逐漸冷卻，由此形成多晶硅層。例如，在圖4中，在已掃描區(qū)104a，非晶硅層104中的非晶硅已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч?，并且在待掃描區(qū)104c，非晶硅層104中的非晶硅將被激光束40照射而轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч琛?/p>

圖5示意性圖示根據(jù)本公開一實(shí)施例的受激光束掃描的非晶硅層。同樣，圖5示出圖1中AA區(qū)的局部示意圖。在所示情形中，激光束40(N)停止照射非晶硅層104，非晶硅層104在受照射區(qū)域形成多晶硅層106，并且下一個(gè)激光束40(N+1)剛剛照射在非晶硅層104上。圖5中為了簡(jiǎn)化，僅僅針對(duì)激光束40(N)示出非晶硅層104的已掃描區(qū)104a、正掃描區(qū)104b和待掃描區(qū)104c。

每次激光束40在待加工基板20的表面上沿掃描方向D2的寬度定義為掃描寬度W。掃描寬度W也指每次激光束40掃描的表面區(qū)域的寬度。掃描寬度W通常例如在若干微米到幾百微米的范圍。

相鄰兩個(gè)激光束40(N)、40(N+1)之間的距離定義為掃描節(jié)距P。例如，掃描節(jié)距P是指第N次激光束40(N)掃描的表面區(qū)域的右邊界與第N+1次激光束40(N+1)掃描的表面區(qū)域的右邊界之間的距離，如圖5所示?？商鎿Q地，掃描節(jié)距P也可以指第N次激光束40(N)掃描的表面區(qū)域的左邊界與第N+1次激光束40(N+1)掃描的表面區(qū)域的左邊界之間的距離。

在本公開中，根據(jù)掃描寬度W和掃描節(jié)距P，將激光束的重疊率(overlap)定義為(1-P/W)*100%。

以下結(jié)合圖6描述根據(jù)本公開一實(shí)施例的制備低溫多晶硅層的方法的示意性流程圖。

如圖6所示，例如，一種制備低溫多晶硅層的方法，包括下述步驟S610、S620和S630。

在步驟S610中，提供襯底基板，所述襯底基板包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域。

如圖2-3所示，提供襯底基板100。例如，襯底基板100包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域。應(yīng)指出，此處襯底基板100的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域?qū)?yīng)于待加工基板20的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N，并且類似地對(duì)應(yīng)于顯示基板的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域。

在步驟S620中，在所述襯底基板上沉積非晶硅層。

如圖2-3所示，在襯底基板100上沉積非晶硅層104。在一實(shí)施例中，采用諸如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉淀劑(PECVD)的方法，在襯底基板100上沉積非晶硅層104。例如，非晶硅層104的厚度為40nm-60nm，并且該厚度可以根據(jù)需要設(shè)置為其它值。

在一實(shí)施例中，步驟S620還包括，在沉積非晶硅層之前，對(duì)襯底基板100進(jìn)行清洗，使襯底基板100表面保持潔凈。

在一實(shí)施例中，步驟S620還包括，在沉積非晶硅層之前，在襯底基板100上沉積緩沖層102。例如，緩沖層102的厚度為200-500nm。

在一實(shí)施例中，緩沖層102為二氧化硅和氮化硅的雙層疊層，其中該雙層疊層包括接觸非晶硅層104的二氧化硅層以及接觸襯底基板100的氮化硅層。二氧化硅促進(jìn)在后續(xù)工藝中形成高質(zhì)量的多晶硅層，而氮化硅更好地阻擋來自襯底基板100的污染物。因此，如此設(shè)置的緩沖層102是有利的。

在步驟S630中，利用激光束照射所述非晶硅層，使所述非晶硅層結(jié)晶形成多晶硅層，其中所述激光束照射所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層時(shí)的掃描參數(shù)不同于照射所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層時(shí)的掃描參數(shù)。

在一實(shí)施例中，步驟S630還包括，在退火爐中對(duì)非晶硅層104進(jìn)行去氫處理。

如圖2-3、7A所示，利用激光束40照射非晶硅層104，使非晶硅層104結(jié)晶形成多晶硅層106。在一實(shí)施例中，激光束40照射驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D中的非晶硅層104時(shí)的掃描參數(shù)不同于照射非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N中的非晶硅層104時(shí)的掃描參數(shù)。

在本公開實(shí)施例中，通過將激光束掃描驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域時(shí)設(shè)置在不同掃描參數(shù)。激光束在掃描驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域時(shí)的掃描參數(shù)有助于提高提高該區(qū)域中形成的多晶硅層的性能。雖然該掃描參數(shù)會(huì)潛在地降低用于制作多晶硅層的設(shè)備或系統(tǒng)的產(chǎn)能，但是由于在待加工基板中驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的比例有限，因此這樣設(shè)置不會(huì)導(dǎo)致該設(shè)備或系統(tǒng)的產(chǎn)能的顯著降低。也就是說，通過激光束的不同掃描參數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的差異化處理，在兼顧產(chǎn)能的情況下，使得驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的非晶硅層在晶化過程中形成較大晶粒尺寸，載流子遷移率提高，并且后續(xù)形成的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的電氣性能改善。

例如，激光器30為XeCl準(zhǔn)分子激光器，因?yàn)檫@種準(zhǔn)分子激光器具有較長(zhǎng)激光波長(zhǎng)，從而將激光能量注入非晶硅層深處以提供較好晶化效果。

在本公開實(shí)施例中，激光束的能量密度例如為200mJ/cm²-500mJ/cm²。在一實(shí)施例中，激光束的能量密度為300mJ/cm²-450mJ/cm²。在一實(shí)施例中，激光束的能量密度為400mJ/cm²-450mJ/cm²。

在一實(shí)施例中，所述激光束以第一脈沖頻率照射所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層，所述激光束以第二脈沖頻率照射所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的所述非晶硅層，并且所述第一脈沖頻率小于所述第二脈沖頻率。

在一實(shí)施例中，所述第一脈沖頻率為所述第二脈沖頻率的1/5-2/3。在一實(shí)施例中，所述第一脈沖頻率為100Hz-200Hz，并且所述第二脈沖頻率為300Hz-500Hz。在一實(shí)施例中，所述第一脈沖頻率為100Hz，并且所述第二脈沖頻率為300Hz。

在一實(shí)施例中，所述激光束以第一重疊率照射所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層，所述激光束以第二重疊率照射所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的所述非晶硅層，并且所述第一重疊率大于所述第二重疊率。激光束在掃描驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域時(shí)具有增大的重疊率，使得平均而言驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的非晶硅受激光束照射時(shí)間增加。這有利于提高驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的非晶硅的晶化效果，即，增大多晶硅的晶粒尺寸。此外，通過提高激光束掃描的重疊率，還有利于改善驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的p-Si層的均勻性。這種情況下，由驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的p-Si層形成有源層的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管具有改善的閾值電壓均勻性。這有利于改善驅(qū)動(dòng)電流的均勻性，進(jìn)而改善諸如OLED的顯示裝置的顯示均勻性。

在一實(shí)施例中，所述第一重疊率比所述第二重疊率大4%-8%，例如4%、5%、6%、7%、8%。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，重疊率是無量綱的，并且通常采用百分比形式表達(dá)。例如，第一重疊率比第二重疊率大4%可以表達(dá)為：第一重疊率=第二重疊率+4%。在一實(shí)施例中，所述第一重疊率為97%-98%，并且所述第二重疊率為90%-93%。在一實(shí)施例中，所述第一重疊率為97%，并且所述第二重疊率為93%。

基于上述實(shí)施例，本公開一實(shí)施例提供一種用于顯示基板的低溫多晶硅層，其中所述顯示基板包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域，并且所述低溫多晶硅層在所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的晶粒尺寸大于在所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的晶粒尺寸。

下文結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例描述上述制備低溫多晶硅層的方法。

在第一實(shí)施例中，在諸如玻璃或聚酰亞胺(PI)的襯底基板100上使用PECVD，沉積二氧化硅和氮化硅的緩沖層102，并且隨后沉積厚度為40nm-60nm的非晶硅層104。由此形成待加工基板20。將待加工基板20放入退火爐中，對(duì)形成于襯底基板100上的非晶硅層104進(jìn)行去氫處理。

使用能量密度為400mJ/cm²-450mJ/cm²的激光束40通過ELC工藝對(duì)待加工基板20進(jìn)行激光掃描。例如，在待加工基板20的邊緣開始，利用激光束40進(jìn)行掃描。待加工基板20的邊緣處通常為非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N，并且利用例如93%的正常重疊率進(jìn)行掃描。

如圖1所示，通過移動(dòng)工作臺(tái)10，使承載在工作臺(tái)10上的待加工基板沿移動(dòng)方向D1移動(dòng)。當(dāng)待加工基板20沿移動(dòng)方向D1行進(jìn)一距離(該距離取決于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管與待加工基板20的邊緣之間的設(shè)計(jì)間距，例如為175μm)時(shí)，激光束40開始掃描到待加工基板20的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D。在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D，激光束40的重疊率例如增大為97%。待加工基板20沿移動(dòng)方向D2行進(jìn)大約10μm的距離，該距離略大于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的面內(nèi)寬度，從而以例如97%的增大的重疊率完成對(duì)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D的掃描。隨著工作臺(tái)10沿移動(dòng)方向D1繼續(xù)行進(jìn)到非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N時(shí)，利用例如93%的正常重疊率進(jìn)行掃描。如此重復(fù)上述過程，直至完成對(duì)整個(gè)待加工基板20的掃描。

在第二實(shí)施例中，在諸如玻璃或聚酰亞胺(PI)的襯底基板100上使用PECVD，沉積二氧化硅和氮化硅的緩沖層102，并且隨后沉積厚度為40nm-60nm的非晶硅層104。由此形成待加工基板20。將待加工基板20放入退火爐中，對(duì)形成于襯底基板100上的非晶硅層104進(jìn)行去氫處理。

使用能量密度為400mJ/cm²-450mJ/cm²的激光束40通過ELC工藝對(duì)待加工基板20進(jìn)行激光掃描。例如，在待加工基板20的邊緣開始，利用激光束40進(jìn)行掃描。待加工基板20的邊緣處通常為非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N，并且利用例如300Hz的正常頻率進(jìn)行掃描。

如圖1所示，通過移動(dòng)工作臺(tái)10，使承載在工作臺(tái)10上的待加工基板沿移動(dòng)方向D1移動(dòng)。當(dāng)待加工基板20沿移動(dòng)方向D1行進(jìn)一距離(該距離取決于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管與待加工基板20的邊緣之間的設(shè)計(jì)間距，例如為175μm)時(shí)，激光束40開始掃描到待加工基板20的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D。在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D，激光束40的頻率例如減小為100Hz。待加工基板20沿移動(dòng)方向D2行進(jìn)大約10μm的距離，該距離略大于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的面內(nèi)寬度，從而以例如100Hz的減小的頻率完成對(duì)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D的掃描。隨著工作臺(tái)10沿移動(dòng)方向D1繼續(xù)行進(jìn)到非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N時(shí)，利用例如300Hz的正常頻率進(jìn)行掃描。如此重復(fù)上述過程，直至完成對(duì)整個(gè)待加工基板20的掃描。

在上述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，激光束40在掃描驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N時(shí)使用了不同的掃描參數(shù)。具體而言，在第一實(shí)施例中，激光束40掃描非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N時(shí)使用正常重疊率，而在掃描驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D時(shí)使用增大的重疊率。在第二實(shí)施例中，激光束40掃描非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20N時(shí)使用正常頻率，而在掃描驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域20D時(shí)使用減小的頻率。

在上述實(shí)施例中，在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域進(jìn)行激光束掃描時(shí)，通過增大重疊率或減小頻率，使得驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的晶化效果顯著優(yōu)于非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域。這有利于增加驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中多晶硅的晶粒尺寸，提高驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管高的遷移率，減小漏電流，有助于后續(xù)形成的顯示裝置避免出現(xiàn)條紋狀顯示不良(mura)。

此外，由于只在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的小范圍內(nèi)進(jìn)行特殊工藝處理，設(shè)備產(chǎn)能也不會(huì)受明顯影響。具體而言，在上述實(shí)施例中，通過調(diào)整激光束的重疊率和掃描頻率可以顯著改善晶化質(zhì)量。雖然重疊率提高和掃描頻率降低潛在地降低產(chǎn)能，但是由于僅僅在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域內(nèi)提高重疊率和降低掃描頻率，因此設(shè)備產(chǎn)能不會(huì)明顯下降。本公開通過針對(duì)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的特殊工藝，不僅改善多晶硅層和后續(xù)器件的特性，而且兼顧產(chǎn)能。

應(yīng)指出，上述實(shí)施例僅僅給出了實(shí)施本公開構(gòu)思的示例，并且本公開并不限于此。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，在ELC工藝中，諸如激光束輸出波長(zhǎng)、脈沖寬度、能量分布、能量均勻性等掃描參數(shù)也會(huì)對(duì)多晶硅層的晶化效果都有一定的影響。

利用本公開的制備低溫多晶硅層的方法得到的LTPS可應(yīng)用于LTPS TFT的有源層，并且該LTPS TFT可應(yīng)用于顯示基板，以形成諸如AMOLED和低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示裝置(LTPS TFT LCD)的顯示裝置。

在本公開一實(shí)施例提供了一種顯示基板。該顯示基板包括設(shè)置于驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管以及設(shè)置于非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，其中所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的有源層包括低溫多晶硅層，并且所述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的所述低溫多晶硅層的晶粒尺寸大于所述非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的所述低溫多晶硅層的晶粒尺寸。

在下文中結(jié)合圖7A、7B、7C和7D描述根據(jù)本公開一實(shí)施例的薄膜晶體管的制作過程。

如圖7A所示，在襯底基板100上形成非晶硅層，并且利用上述各實(shí)施例描述的制備低溫多晶硅層的方法將該非晶硅層形成為多晶硅層106。

如上所述，在一實(shí)施例中，在形成非晶硅層之前，該步驟還可包括在襯底基板100上形成緩沖層102(如圖3所示)。例如，緩沖層102具有200-500nm的總厚度。例如，緩沖層102為二氧化硅和氮化硅的雙層疊層。

如圖7B所示，對(duì)多晶硅層106進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成有源層108的圖形。

此處的構(gòu)圖工藝包括光刻膠涂敷、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等過程。由于光刻膠涂布等過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，本公開各實(shí)施例在描述構(gòu)圖工藝時(shí)，不具體描述涂布光刻膠等過程，但是這不意味著這些過程不存在或被省略。

如圖7C所示，在形成了包括有源層108的圖形的襯底基板100上，形成柵極絕緣層110，并且在柵極絕緣層110上形成包括柵極112的圖形。

例如，通過等離子體化學(xué)氣相沉積等方法，在形成了包括有源層108的圖形的襯底基板100上，沉積柵極絕緣層110。接著，通過濺射或蒸鍍等方法，在柵極絕緣層110上形成柵極金屬層，并且對(duì)該柵極金屬層進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成包括柵極112的圖形。

如圖7D所示，在形成了包括柵極112的圖形的襯底基板100上，形成層間電介質(zhì)層114，并且形成連接到有源層108的源極116S和漏極116D。

例如，通過等離子體化學(xué)氣相沉積等方法，在形成了包括柵極112的圖形的襯底基板100上，形成層間電介質(zhì)層114。對(duì)該層間電介質(zhì)層114進(jìn)行構(gòu)圖工藝，形成貫穿層間電介質(zhì)層114和柵極絕緣層110的第一接觸孔，使有源層108部分露出。接著，通過濺射或蒸鍍等方法形成金屬層，并且通過構(gòu)圖工藝形成包括源極116S和漏極116D的圖形。源極116S和漏極116D通過第一接觸孔連接到有源層108。通過上述工藝步驟，完成薄膜晶體管的制作。

在上述實(shí)施例中，以柵極位于源極和漏極的下方的底柵型薄膜晶體管為例，描述了該薄膜晶體管。然而，本公開實(shí)施例不對(duì)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行限定。例如，薄膜晶體管可以為頂柵型，其中柵極位于源極和漏極的上方。

在下文中結(jié)合圖8描述根據(jù)本公開一實(shí)施例的顯示基板。如圖8所示，在圖7D所示的形成了薄膜晶體管的襯底基板100上，形成平坦化層118。在一實(shí)施例中，平坦化層118包括諸如二氧化硅或氮化硅的無機(jī)材料，或者諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的有機(jī)樹脂。通過上述工藝步驟，完成顯示基板的制作。

在上述實(shí)施例中，以包括平坦化層為例描述了該顯示基板。然而，本公開實(shí)施例的顯示基板不限于此。在一實(shí)施例中，顯示基板可以不包括該平坦化層。在一實(shí)施例中，除了該平坦化層之外，顯示基板可以包括其它功能層，例如鈍化層。

在下文中結(jié)合圖9描述根據(jù)本公開一實(shí)施例的顯示裝置。如圖9所示，在圖8所示的顯示基板中形成第二接觸孔，該第二接觸孔貫穿平坦化層118，使漏極116D部分露出。接著，通過濺射或蒸鍍等方法形成金屬層，并且通過構(gòu)圖工藝形成第一電極120。第一電極120通過第二接觸孔連接到漏極116D。在形成有第一電極120的平坦化層118上形成像素定義層130，并且通過構(gòu)圖工藝露出第一電極120的大部分表面區(qū)域。接著，在形成有像素定義層130的顯示基板上依次形成功能層140和第二電極150。在一實(shí)施例中，功能層140可以包括空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和/或電子注入層。第一電極120、功能層140和第二電極150由此可以形成有機(jī)發(fā)光元件。由此得到一種顯示裝置。

在上述實(shí)施例中，以O(shè)LED為例描述了該顯示裝置。然而，本公開實(shí)施例的顯示裝置不限于此。在其它實(shí)施例中，該顯示裝置可以為TFT LCD。在這種情況下，該顯示裝置的制作過程包括在圖8所示的顯示基板上滴注液晶、與諸如彩膜基板的對(duì)置基板對(duì)盒等步驟。這些步驟為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。

發(fā)明人利用上述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例描述的方法制備得到多晶硅層，并且分別利用該多晶硅層制作圖9所示的顯示裝置。在由此制作得到的顯示裝置中，均未觀察到條紋狀的顯示不良(mura)。

本公開實(shí)施例的顯示裝置可以是任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件，例如液晶面板、電子紙、手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等。

本公開的實(shí)施例公開一種制備低溫多晶硅層的方法、由該方法制備的多晶硅層、薄膜晶體管和顯示裝置。該方法包括提供襯底基板，襯底基板包括驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域；在襯底基板上沉積非晶硅層；并且利用激光束照射非晶硅層，使非晶硅層結(jié)晶形成多晶硅層，其中激光束照射驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的非晶硅層時(shí)的掃描參數(shù)不同于照射非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域中的非晶硅層時(shí)的掃描參數(shù)。通過激光束的不同掃描參數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域和非驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的差異化處理，在兼顧產(chǎn)能的情況下，使得驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管區(qū)域的非晶硅層在晶化過程中形成較大晶粒尺寸，載流子遷移率提高，并且后續(xù)形成的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的電氣性能改善。

以上所述，僅為本公開的具體實(shí)施方式，但本公開的保護(hù)范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本公開揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本公開的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。