低溫多晶硅薄膜的制備方法、tft、陣列基板及顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種低溫多晶硅薄膜的制備方法、TFT、陣列 基板及顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 低溫多晶娃（LowTemperaturePolySilicon，簡稱LTPS)薄膜由于其原子排列規(guī) 貝丨J，載流子迀移率高（10?300cm2/Vs)，應用于薄膜晶體管（ThinFilmTransistor，簡稱 TFT)等電子元器件時，可使TFT具有更高的驅動電流，因此，在TFT的制作工藝中廣泛采用 LTPS薄膜作為TFT的核心結構之一的有源層的材料。
[0003] 目前，TFT的制備過程中主要采用準分子激光退火法（簡稱ExcimerLaser Annealing，簡稱ELA)來形成LTPS薄膜。
[0004] 其中，ELA法的主要通過一定能量的準分子激光對非晶硅薄膜進行激光照射，利用 激光光束的能量使非晶硅在高溫下轉變成LTPS。
[0005] 然而，由于非晶硅受到激光照射時，其內部各個區(qū)域受照射產生的溫度是相同的， 因此，晶化后的多晶硅晶粒在LTPS薄膜中的生長區(qū)域是隨機的，這就使得LTPS薄膜中的晶 粒尺寸較小。這樣一來，在LTPS薄膜應用于TFT中的有源層時，當給TFT中的柵極施加一 定的電壓時，在柵極與有源層之間會產生電場，在電場的作用下，源極與漏極之間形成導通 狀態(tài)，即通常所說的TFT導通時的溝道（channel)，由于LTPS的晶粒尺寸較小，使得對應于 溝道內的LTPS的晶界較多，增大了TFT導通時的漏電流，進而導致TFT的閾值電壓不穩(wěn)定， 從而降低了TFT的整體電性能。
[0006] 因此，如何使得采用ELA法制備的LTPS薄膜晶粒尺寸更大，以使LTPS薄膜作為 TFT中的有源層時，降低TFT導通時源極與漏極之間的區(qū)域的漏電流，提高TFT的閾值電壓 穩(wěn)定性，從而使TFT具有良好的電性能成為了亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0007] 鑒于此，為解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明的實施例提供一種低溫多晶硅薄膜的制 備方法、TFT、陣列基板及顯示裝置，該方法可使采用ELA法制備的LTPS薄膜晶粒尺寸更大， 使LTPS薄膜應用于TFT后，在對應于源極與漏極之間的區(qū)域內晶界更少，TFT導通后源極 與漏極之間的區(qū)域的漏電流更小，TFT的閾值電壓更穩(wěn)定。
[0008] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：
[0009] 一方面，本發(fā)明實施例提供了一種低溫多晶硅薄膜的制備方法，所述方法包括：在 基板上依次形成緩沖層、非晶硅薄膜；在所述非晶硅薄膜上形成光學層；所述光學層用于 在對所述非晶硅薄膜進行激光退火處理時，使所述非晶硅薄膜中的預定區(qū)域受到激光照射 產生的溫度小于除所述預定區(qū)域之外的其余區(qū)域受到激光照射產生的溫度；其中，所述光 學層與所述非晶硅薄膜具有不同的折射率；對所述非晶硅薄膜進行所述激光退火處理，使 所述非晶硅薄膜轉化為低溫多晶硅薄膜；其中，激光的照射方向為從所述光學層指向所述 非晶硅薄膜；形成的所述低溫多晶硅薄膜中，所述預定區(qū)域內的多晶硅晶粒尺寸大于所述 其余區(qū)域內的多晶硅晶粒尺寸。
[0010] 優(yōu)選的，所述在所述非晶硅薄膜上形成光學層，包括：在所述非晶硅薄膜的預定區(qū) 域上形成光學層；其中，所述光學層的厚度為激光波長的（l/4+n/2)倍，n為任意自然數(shù)。
[0011] 優(yōu)選的，所述光學層包括光學層第一部分和光學層第二部分；所述光學層第一部 分的厚度大于所述光學層第二部分的厚度；所述在所述非晶硅薄膜上形成光學層，包括： 在所述非晶硅薄膜的預定區(qū)域上形成所述光學層第一部分，在所述非晶硅薄膜除所述預定 區(qū)域之外的其余區(qū)域上的形成所述光學層第二部分；其中，所述光學層第一部分的厚度為 激光波長的（l/4+n/2)倍，n為任意自然數(shù)。
[0012] 優(yōu)選的，所述光學層的折射率大于所述非晶硅薄膜的折射率。
[0013] 優(yōu)選的，所述激光的波長范圍為157?353nm。
[0014] 優(yōu)選的，所述緩沖層和/或所述光學層采用化學氣相沉積法、低壓化學氣相沉積 法、等離子體增強化學氣相沉積法中的任一種方法形成。
[0015] 優(yōu)選的，所述緩沖層和/或所述光學層采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的任一種 材料構成。
[0016] 在上述基礎上優(yōu)選的，所述對所述非晶硅薄膜進行所述激光退火處理，使所述非 晶硅薄膜轉化為低溫多晶硅薄膜之前，所述方法還包括：對所述非晶硅薄膜進行去氫處理； 其中，所述去氫處理的溫度為350?450°C。
[0017] 再一方面、本發(fā)明實施例提供了一種薄膜晶體管TFT的制備方法，所述方法包括： 對采用上述任一項所述的方法形成的低溫多晶硅薄膜進行圖案化處理，形成有源層；其中， 所述有源層包括預定區(qū)域和除所述預定區(qū)域之外的其余區(qū)域；所述預定區(qū)域為對應于所述 TFT的源極與漏極之間的區(qū)域。
[0018] 優(yōu)選的，所述方法還包括：在形成有所述有源層的基板上依次形成柵絕緣層、柵極 的圖案層、層間絕緣層、以及包括源極與漏極的圖案層；其中，所述層間絕緣層上形成有貫 穿所述柵絕緣層的第一過孔和第二過孔；所述源極、所述漏極分別通過所述第一過孔、所述 第二過孔與所述有源層接觸。
[0019] 進一步優(yōu)選的，通過圖案化處理形成的所述有源層上還形成有光學層；其中，所述 光學層位于所述預定區(qū)域內，或者，所述光學層包括位于所述預定區(qū)域內的光學層第一部 分和位于所述其余區(qū)域內的光學層第二部分，所述光學層第一部分的厚度大于所述光學層 第二部分的厚度；針對所述光學層包括所述光學層第一部分和所述光學層第二部分的情 況，所述層間絕緣層上形成的所述第一過孔和所述第二過孔還貫穿所述光學層第二部分， 以露出所述有源層的所述其余區(qū)域。
[0020] 又一方面、本發(fā)明實施例還提供了一種薄膜晶體管TFT，所述TFT采用上述任一項 所述的方法形成。
[0021] 本發(fā)明實施例還提供了一種陣列基板，所述陣列基板包括上述的TFT。
[0022] 本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的陣列基板。
[0023] 基于此，通過本發(fā)明實施例提供的上述低溫多晶硅薄膜的制備方法，由于位于非 晶硅薄膜上方的光學層使非晶硅薄膜受激光晶化時在內部存在不同的溫度區(qū)域，使得預定 區(qū)域的溫度小于除預定區(qū)域之外的其余區(qū)域的溫度，受到溫度差異的影響，在預定區(qū)域內 晶化形成的LTPS具有更大的晶粒尺寸；同時，由于在預定區(qū)域內的結晶核是通過繼續(xù)向周 圍生長而獲得的較大晶粒尺寸，晶化后的多晶硅晶粒在預定區(qū)域內是沿橫向方向生長的， 相當于在預定區(qū)域內的晶粒具有更少的晶界，降低了形成的低溫多晶硅薄膜應用于TFT的 有源層時產生的漏電流，提高了TFT的閾值電壓穩(wěn)定性，從而使TFT具有更優(yōu)良的電性能。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制備方法流程示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制備方法中步驟S01的具體示 意圖；
[0027] 圖3A和圖3B分別為本發(fā)明實施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制備方法中步驟 S02的具體示意圖一、示意圖二；
[0028] 圖4A和圖4B分別為對應于圖3A和圖3B的步驟S03的具體示意圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制備方法原理示意圖；
[0030] 圖6A?圖6C分別為本發(fā)明