薄膜晶体管及其制作方法、显示装置的制造方法

文档序号:8923773阅读:422来源:国知局
薄膜晶体管及其制作方法、显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜晶体管制造工艺领域,尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、显示基板、显示装置。
【背景技术】
[0002]目前,液晶平板显示其的背板大部分采用的是非晶硅薄膜晶体管,非晶硅作为有源层,具有易于大面积制备,均一性好,成本低等优点。但是,非晶硅薄膜晶体管也有致命缺陷,比如电子迀移率低,阈值电压漂移等,这些缺点使非晶硅薄膜晶体管不能适应有机发光二极管(Organic Light-Emitting D1de,0LED)的驱动,以及液晶显示器周边驱动电路的制备。
[0003]为此,业内人士采用非晶硅结构的多晶硅薄膜晶体管改善上述的非晶硅薄膜晶体管的电子迀移率低,阈值电压漂移等缺陷。然而,制备包含多晶硅薄膜晶体管的平板显示所采用的玻璃基板最高能承受的温度一般都低于600°C,远远低于非晶硅晶化转变所需要的温度,无法推广使用。因此,业内产生低温多晶娃薄膜晶体管(Low Temperature PolySilicon Thin Film Transistor,简称 LTPS TFT)技术克服上述缺陷。
[0004]目前,已经实现量产的LTPS TFT技术有激光退火晶化法,一般用的准分子激光有XeCl激光、ArF激光、KrF激光和XeF激光等,这类准分子激光器产生紫外波段的激光束,通过紫外波段的短脉冲激光束照射非晶硅薄膜,非晶硅会快速吸收激光能量而融化和再结晶,而基本会使衬底的温度升高,因此可应用于玻璃基板上非晶硅的晶化。
[0005]但是目前LTPS TFT制备过程中,需要单独对非晶硅进行晶化和对源漏掺杂区的离子进行高温活化,导致LTPS TFT工艺制程较为复杂,为此,如何获取制程简单、成本低廉的LTPS TFT成为当前需要解决的问题。

【发明内容】

[0006]本发明提供一种薄膜晶体管及其制作方法、显示装置,用于简化现有技术中制备LPTS TFT的工艺过程,降低制备LTPS TFT的成本。
[0007]第一方面,本发明提供一种薄膜晶体管的制作方法,包括:
[0008]在衬底上形成包括非晶硅的有源层;
[0009]对所述有源层进行离子注入,形成源漏掺杂区;
[0010]对所述有源层采用准分子激光进行照射,使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅,所述源漏掺杂区的离子活化。
[0011]可选地,对所述有源层进行离子注入,形成源漏掺杂区,包括:
[0012]采用掩膜覆盖所述有源层的预定非掺杂区;
[0013]对所述有源层的预定源漏掺杂区进行离子注入,形成源漏掺杂区。
[0014]可选地,还包括:
[0015]在所述有源层上依次形成栅极绝缘层和栅极,并且在形成所述栅极之前对所述有源层采用准分子激光进行照射。
[0016]可选地,在对所述有源层进行离子注入之前,在所述有源层上依次形成栅绝缘层和栅极;
[0017]所述对所述有源层进行离子注入,形成源漏掺杂区包括:
[0018]将所述栅极作为掩膜,对所述有源层进行离子注入,形成源漏掺杂区。
[0019]可选地,对所述有源层采用准分子激光进行照射,包括:
[0020]从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射。
[0021]可选地,在衬底上形成包括非晶硅的有源层,包括:
[0022]提供一衬底基板;
[0023]在所述衬底基板上形成缓冲层;
[0024]在所述缓冲层上形成非晶硅层;
[0025]对所述非晶硅层进行脱氢工艺和构图工艺,得到包括非晶硅的有源层。
[0026]可选地,所述在所述缓冲层上形成非晶硅层,包括:
[0027]在所述缓冲层上,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述非晶硅层。
[0028]第二方面,本发明提供一种薄膜晶体管,所述薄膜晶体管采用如上任一所述的方法制备。
[0029]第三方面,本发明提供一种显示基板,包括上述的薄膜晶体管。
[0030]第四方面,本发明提供一种显示装置,所述显示装置包括如上所述的显示基板。
[0031]由上述技术方案可知,本发明的薄膜晶体管及其制作方法、显示装置,通过对有源层采用准分子激光进行照射,使得有源层中非晶硅晶化成多晶硅层,源漏掺杂区的离子活化,因此,与现有技术相比,简化了 LTPS TFT的制作流程,降低了制作成本,同时提高了 LTPSTFT的生产率。
【附图说明】
[0032]图1A至图1F为现有技术中LPTS TFT的制作工艺步骤流程图;
[0033]图2为本发明一实施例提供的LPTS TFT的制作方法的流程示意图;
[0034]图3A至图3F为本发明一实施例提供的LPTS TFT的制作工艺步骤流程图;
[0035]图4A至图4G为本发明另一实施例提供的LPTS TFT的制作工艺步骤流程图。
[0036]附图标记:
[0037]10玻璃衬底、11缓冲层、12非晶硅层、13多晶硅层、14栅绝缘层、15栅极、16层间介质层/层间绝缘层、13a和13b源漏掺杂区;
[0038]30衬底、31缓冲层、32非晶硅层、33、多晶硅层、34栅绝缘层、35栅极、36层间介质层/层间绝缘层、32a和32b源漏惨杂区。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0040]为更好的说明本发明实施例中的LPTS TFT的制备工艺,先对现有技术中LPTS TFT的制作工艺进行简单介绍,参见图1A至图1F所示。
[0041]如图1A所示,在玻璃衬底10上依次沉积一层缓冲层11和非晶硅层12 (a_Si层),接着对图1A的结构进行脱氢工艺和晶化工艺,得到包括多晶硅层13(p-Si层)的有源层;对多晶硅层13进行刻蚀,形成“硅岛”,如图1B所示,然后在图1B所示的结构上沉积栅绝缘层14 (如图1C所示)和栅极15,并对栅极15进行图形化,接着以栅极15为掩膜,对有源层进行离子注入,形成源漏掺杂区13a和13b,如图1D所示;
[0042]再接着,在图1D的结构上沉积层间绝缘层(ILD) 16,如图1E所示,并对层间绝缘层16图形化,然后通过高温炉退火方法使源漏掺杂区的离子激活,再通过构图工艺在层间绝缘层16上形成源电极和漏电极,如图1F所示。其中,源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层16和栅绝缘层14上的过孔与源漏掺杂区接触。
[0043]上述方法需要单独对非晶硅层进行晶化,以及需要单独对源漏掺杂区的离子进行高温活化,导致LTPS TFT工艺制程较为复杂,且工艺时间较长,影响产能,为此,如何获取制程简单、成本低廉的LTPS TFT成为当前需要解决的问题。
[0044]鉴于上述工艺过程复杂的问题,本发明的薄膜晶体管采用下面图2及图3A至图3F、图4A至图4G所示的方法制备,具体地,制备的LPTS TFT可包括下述的步骤:
[0045]201、在衬底上形成包括非晶硅的有源层;
[0046]202、对所述有源层进行离子注入,形成源漏掺杂区;
[0047]203、对所述有源层采用准分子激光进行照射,使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅,所述源漏掺杂区的离子活化。
[0048]本实施例中,通过对有源层采用准分子激光进行照射,使得有源层中非晶硅晶化成多晶硅,源漏掺杂区的离子活化,因此,与现有技术相比,简化了 LTPS TFT的制作流程,实现晶化和活化通过一个激光照射步骤完成,提高活化效率,降低制备工艺的时间和成本,同时提高了 LTPS TFT的生产率。
[0049]下面结合图3A至图3F及具体实施例对本发明一实施例的LPTS TFT的制作方法进行详细介绍。
[0050]MOl,提供一衬底基板30如玻璃基板或石英基板,在衬底基板上形成缓冲层31 ;
[0051]其中,图3A至图3D所述的结构均形成于包括缓冲层31的衬底基板30上。应说明的是,若衬底基板30的洁净度不满足要求时,可首先对衬底基板30进行预清洗,进而在衬底基板30上形成缓冲层31。
[0052]优选地,采用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n,简称PECVD)在衬底基板30上沉积缓冲层31。缓冲层31的厚度约为2000埃至6000埃,缓冲层31材料可选用氧化物、氮化物或者氮氧化物等。缓冲层31可以为单层、双层或者多层结构。具体地,缓冲层31可以是SiNx,S1x或Si (ON)Xo
[0053]可理解的是,衬底基板上的缓冲层的作用是:防止衬底基板中的金属离子扩散至LTPS TFT的有源区,降低缺陷和减少漏电流的产生。合适的缓冲层可以改善多晶硅背面界面的质量,防止在多晶硅背面界面出产生漏电流;进一步地,适当的缓冲层可以降低热传导,减缓被激光加热的硅的冷却速率。
[0054]M02、在所述缓冲层31上形成非晶硅层32,如图3A所示。
[0055]本实施例中具体地,可以采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成非晶硅层32。
[0056]M03、对所述非晶硅层32进行脱氢工艺和构图工艺,得到包括非晶硅的有源层,如图3B所示。
[0057]举例来说,对脱氢处理后的非晶硅层进行构图工艺,形成如图3B所示的“硅岛”,例如,在脱氢处理后的非晶硅层上形成光刻胶薄膜,并采用掩膜板对形成有光刻胶薄膜的结构进行曝光,显影后形成光刻胶完全保留部分和光刻胶完全去除部分;其中,所述光刻胶完全保留部分与“硅岛”的非晶硅层对应,光刻胶完全去除部分对应其余部分,采用刻蚀工艺去除所述光刻胶完全去除部分的非晶硅层,形成非晶硅层;采用剥离工艺将光刻胶完全保留部分去除。
[0058]M04、采用掩膜覆盖非晶硅层32的预定非掺杂区;对所述非晶硅层32的预定源漏掺杂区进行离子注入,形成源漏掺杂区32a、32b,如图3C所示。此步骤中的掩膜例如可以为采用光刻胶形成的掩膜图案。
[0059]本实施例中,离子注入程序中的离子可为下述的一种或多种离子、P离子、As离子、PHx离子。
[0060]具体的,离子注入可采用具有质量分析仪的离子注入、不具有质量分析仪的离子云式注入、等离子注入或者
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