一種低溫多晶硅薄膜及其制作方法、相關(guān)器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫多晶硅薄膜及其制作方法、相關(guān)器 件。
【背景技術(shù)】
[0002] 由低溫多晶硅制備而成的OLED顯示面板具有超薄、低功耗、自發(fā)光等顯示優(yōu)勢， 因此，由低溫多晶硅LTPS衍生的新一代有機(jī)發(fā)光二極管OLED顯示面板成為當(dāng)前顯示技術(shù) 中的重要的技術(shù)分支。
[0003] 目前，影響OLED顯示面板性能的最重要因素是低溫多晶硅的迀移率，雖然低溫多 晶硅相比于非晶硅而言，存在迀移率較大、穩(wěn)定性較高等優(yōu)點(diǎn)；但是，對于日益發(fā)展的顯示 技術(shù)行業(yè)而言，其迀移率仍不能很好的滿足當(dāng)前的發(fā)展需求，因此，需要獲取更好的迀移率 的低溫多晶硅薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種低溫多晶硅薄膜及其制作方法、相關(guān)器件，用以解決現(xiàn)有 技術(shù)中存在低溫多晶硅薄膜的迀移率不夠高而影響后續(xù)制作而成的薄膜晶體管的性能的 問題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種低溫多晶硅薄膜的制作方法，包括：
[0007] 提供一襯底基板；
[0008] 在所述襯底基板之上形成儲熱功能層；
[0009] 在所述儲熱功能層之上形成第一緩沖層，以及形成覆蓋所述第一緩沖層的第一非 晶娃層；
[0010] 對形成第一非晶硅層的襯底基板進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝，形成低溫多晶硅薄 膜，其中，所述儲熱功能層能夠與第一非晶硅層同步進(jìn)入吸熱狀態(tài)，以及同步進(jìn)入散熱狀 〇
[0011] 優(yōu)選地，所述準(zhǔn)分子激光退火工藝的條件為：激光脈沖頻率為1〇〇~400Hz，激光 重疊率為90 %~98 %，激光脈沖寬度<100ns，激光能量密度為100~600mJ/cm2。
[0012] 優(yōu)選地，所述儲熱功能層的材料為非晶娃，其厚度范圍為：20nm~30nm。
[0013] 優(yōu)選地，所述第一緩沖層的厚度范圍為2000A~5000A,所述第一非晶硅層的厚 度范圍為：40nm~60nm。
[0014] 優(yōu)選地，在形成所述第一非晶硅層之后，進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝之前，還包括： 對所述第一非晶硅層進(jìn)行脫氫工藝處理。
[0015] 優(yōu)選地，在形成所述所述儲熱功能層之前，還包括：
[0016] 在所述襯底基板之上形成第二緩沖層，其中，所述第二緩沖層的厚度范圍為 2000人~5000人。
[0017] -種低溫多晶硅薄膜，利用所述的低溫多晶硅薄膜制作方法制備而成。
[0018] -種低溫多晶硅薄膜晶體管，利用所述的低溫多晶硅薄膜制備而成。
[0019] 一種陣列基板，包括所述的低溫多晶硅薄膜晶體管。
[0020] 一種顯示裝置，包括所述的陣列基板。
[0021] 在本發(fā)明實(shí)施例中，通過在襯底基板之上形成儲熱功能層，并通過緩沖層與位于 表層的非晶硅層隔開，從而，在進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝時，位于表層的非晶硅層可以利用 底層的儲熱功能層釋放的能量延緩冷卻時長，從而，延長了低溫多晶硅的生長時長，增大了 低溫多晶硅的晶粒尺寸。其中，儲熱功能層能夠與第一非晶硅層同步進(jìn)入吸熱狀態(tài)，以及同 步進(jìn)入散熱狀態(tài)。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制作方法的流程示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的形成有第二緩沖層的襯底基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的形成有儲熱功能層的襯底基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的形成有第一緩沖層和第一非晶硅層的襯底基板的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的對形成的第一非晶硅層進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝的 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn) 一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施 例。基于本發(fā)明中的實(shí)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 所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029] 在本發(fā)明實(shí)施例中，通過在襯底基板之上形成儲熱功能層，并通過緩沖層與位于 表層的非晶硅層隔開，從而，在進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝時，位于表層的非晶硅層可以利用 底層的儲熱功能層釋放的能量延緩冷卻時長，從而，延長了低溫多晶硅的生長時長，增大了 低溫多晶硅的晶粒尺寸。其中，儲熱功能層能夠與第一非晶硅層同步進(jìn)入吸熱狀態(tài)，以及同 步進(jìn)入散熱狀態(tài)。
[0030] 本發(fā)明提供的低溫多晶硅薄膜的制作方法主要包括以下內(nèi)容：
[0031] 提供一襯底基板；
[0032] 在所述襯底基板之上形成儲熱功能層；優(yōu)選地，所述儲熱功能層的材料為非晶硅， 其厚度范圍為：20nm~30nm〇
[0033] 優(yōu)選地，在形成所述第一非晶硅之前，還包括：
[0034] 在所述襯底基板之上形成第二緩沖層，其中，所述第二緩沖層的厚度范圍為 2000人~5000人。
[0035] 在所述儲熱功能層之上形成第一緩沖層，以及形成覆蓋所述第一緩沖層的第一非 晶硅層；優(yōu)選地，所述第一緩沖層的厚度范圍為2000A~5000A,所述第一非晶硅層的厚 度范圍為：40nm~60nm。
[0036] 對形成第一非晶硅層的襯底基板進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝，形成低溫多晶硅薄 膜，其中，所述儲熱功能層能夠與第一非晶硅層同步進(jìn)入吸熱狀態(tài)，以及同步進(jìn)入散熱狀 態(tài)。即：在激光脈沖開始照射至形成有第一非晶硅層的襯底基板時，儲熱功能層與第一非晶 硅層同步進(jìn)入吸熱狀態(tài)，在激光脈沖停止照射形成有第一非晶硅層的襯底基板時，儲熱功 能層與第一非晶硅層同步進(jìn)入散熱狀態(tài)。
[0037] 優(yōu)選地，所述準(zhǔn)分子激光退火工藝的條件為：激光脈沖頻率為100~400Hz，激光 重疊率為90 %~98 %，激光脈沖寬度<100ns，激光能量密度為100~600mJ/cm2。
[0038] 在形成所述第一非晶硅層之后，進(jìn)行準(zhǔn)分子激光退火工藝之前，還包括：對所述第 一非晶硅層進(jìn)行脫氫工藝處理。
[0039] 下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明包括但并不限 于以下實(shí)施例。
[0040] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制作方法的流程示意 圖。該方法流程主要包括以下步驟：
[0041] 步驟11 :提供一襯底基板。
[0042] 本發(fā)明步驟11中所涉及的襯底基板的材質(zhì)并不作具體限定，可以為玻璃基板、石 英基板、金屬基板或柔性基板等，其要求厚度非常薄，以達(dá)到所需的透明度。
[0043] 步驟12 :在襯底基板上形成第二緩沖層。
[0044] 當(dāng)襯底基板的潔凈度不滿足要求時，首先對襯底基板進(jìn)行預(yù)清洗。通過鍍膜工藝 在襯底基板上形成一層覆蓋整個襯底基板的緩沖層。
[0045] 具體地，參見圖2,在襯底基板1上形成一層第二緩沖層11。
[0046] 該步驟12為可選項(xiàng)，步驟12形成的第二緩沖層可以提高待形成的儲熱功能層與 襯底基板之間的附著程度。同時，還可以防止襯底基板中的金屬離子擴(kuò)散至后續(xù)形成的低 溫多晶硅層中進(jìn)行污染，并且可以減少后續(xù)漏電流的產(chǎn)生。
[0047] 其中一種較佳的實(shí)施方式為，在玻璃基板上利用等離子體化學(xué)氣相沉積法 (PECVD)沉積一層厚度在2000A~5000A范圍內(nèi)的第二緩沖層（Buffer);沉積材料可以 為單層的氧化硅（SiOx)膜層或氮化硅（SiNx)膜層，或者為氧化硅（SiOx)和氮化硅（SiNx) 的疊層。
[0048] 形成SiNj莫層的反應(yīng)氣體可以為硅烷（SiH4)、氨氣（NH3)、氮?dú)猓∟2)的混合氣體， 或者為二氯化硅（SiH2Cl2)、氨氣（NH3)、氮?dú)猓∟2)的混合氣體；形成氧化硅（SiOx)膜層的反 應(yīng)氣體可以為硅烷（SiH4)、氨氣（NH3)、氧氣（02)的混合氣體，或者為二氯化硅（SiH2Cl2)、氨 氣（nh3)、氧氣（02)的混合氣體。
[0049] 步驟13、形成儲熱功能層。
[0050] 通過鍍膜工藝在襯底基板上形成覆蓋整個襯底基板的儲熱功能層。
[0051] 優(yōu)選地，通過鍍膜工藝在圖2所示的第二緩沖層11上，形成如圖3所示的覆蓋整 個襯底基板1的儲熱功能層（a-Si層）12 ;
[0052] 具體地，沉積厚度為20nm~30nm的a-Si層，對應(yīng)的反應(yīng)氣體可以為SiHjP112的 混合氣體或者SiH2CljPH2的混合氣體。
[0053] 需要說明的是，步驟13形成的儲熱功能層用于在以下步驟中協(xié)助形成多晶硅薄 膜。
[0054] 步驟14 :形成第一緩沖層，以及覆蓋所述第一緩沖層的第一非晶硅層。
[0055] 優(yōu)選地，通過鍍膜工藝在圖3所示的儲熱功能層12上，形成如圖4所示的覆蓋整 個襯底基板1的第一緩沖層13,以及覆蓋所述第一緩沖層13的第一非晶硅層14。
[0056] 所述第一緩沖層的厚度范圍為2000A~5000A，所述第一非晶硅層的厚度范圍 為：40nm~60nm。其中，第一緩沖層形成的方式與第二緩沖層形成的方式相同，而兩個膜層 的材質(zhì)可以相同，也可以不同；第一非晶硅層形成的方式與儲熱功能層相同，兩個膜層的材 質(zhì)相同，均為a-Si。
[0057] 步驟15 :進(jìn)行熱退火工藝。
[0058] 對襯底基板上的非晶硅層進(jìn)行熱退火工藝