一种改善多晶硅表面平坦度的方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种改善多晶硅表面平坦度的方法。

背景技术：

随着平面显示技术的发展，具有高分辨率、低能耗的液晶显示器的需求越来越大。非晶硅的电子迁移率较低，而低温多晶硅(lowtemperatureploy-silicon)可以在低温下制作，且拥有比非晶硅更高(高20-100倍)的电子迁移率。这样就可以将tft(薄膜晶体管)器件以及其像素点做到更小，以达到高分辨率的要求。此外，低温多晶硅制作的cmos器件可使液晶显示器具有低能耗。因此，低温多晶硅得到了广泛地研究和应用。

目前多晶硅结晶的主流技术是采用准分子激光退火技术(excimerlasercrystallization，简称ela)来实现，可以得到晶粒尺寸较大的多晶硅，电子迁移率较大。

采用ela工艺进行多晶硅结晶的一个缺点，就是得到的多晶硅表面粗糙度较大，晶界处的突起较多，随着手机/平板显示精度的提高，tft器件越做越小，多晶硅的突起部分会引起很多tft器件电性上的缺陷，比如漏致晶界势垒下降效应等，造成阈值电压vth漂移。

随着柔性显示的快速发展，对tft器件性能要求提高，其中一项重要的特性要求就是耐弯折性，采用ela工艺进行结晶的多晶硅的突起部分会使后续沉积的绝缘层(gi层)和金属层(metal层)也有突起，tft器件耐弯折性会变差。

基于以上背景，针对柔性显示技术更需要对多晶硅表面粗糙度做制程改善。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种改善多晶硅表面平坦度的方法，可以改善多晶硅表面粗糙度。

本发明提供的一种改善多晶硅表面平坦度的方法，包括下述步骤：

在柔性基板上镀上缓冲层；

在所述缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层；

对所述非晶硅层的表面进行清洗，再对所述非晶硅层的表面采用准分子激光退火处理，制备得到多晶硅层；

在所述多晶硅层的表面涂布光阻，并对所述光阻进行曝光及显影处理，暴露出所述多晶硅层表面的突起部分；

对所述多晶硅层表面的突起部分进行刻蚀。

优选地，所述缓冲层包括sinx层和/或siox层。

优选地，所述缓冲层上沉积的sinx层、siox层、非晶硅层的厚度范围依次为：400～700埃米、2000～4000埃米、400～700埃米。

优选地，

在所述多晶硅层的表面涂布光阻，并对所述光阻进行曝光及显影处理，暴露出所述多晶硅层表面的突起部分具体为：

通过涂布机在所述多晶硅的表面涂布所述光阻，并对所述光阻进行曝光，采用显影液对所述多晶硅的表面进行显影处理，直至所述多晶硅表面的突起部分暴露出来，平坦区域被所述光阻覆盖住；

其中，所述光阻的厚度范围为5000～10000埃米，所述显影液中的显影剂浓度范围为0.5％～2.5％。

优选地，在所述缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层具体为：

通过等离子体增强化学的气相沉积工艺在所述缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层。

优选地，在所述缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层之后还包括下述步骤：

去除所述非晶硅层中的氢。

优选地，所述对所述非晶硅层的表面进行清洗是采用氟化氢溶液和臭氧水溶液，所述氟化氢溶液中氟化氢的浓度范围为0.5％～1％，所述臭氧水溶液中臭氧的含量为15ppm～25ppm。

优选地，对所述多晶硅层表面的突起部分进行刻蚀具体包括：

将氯气和/或氟类气体进行电离，得到蚀刻气体，通过所述蚀刻气体对所述多晶硅表面的突起部分进行刻蚀。

优选地，所述缓冲层所包括的sinx层和siox层的厚度范围依次为：500～1000埃米、3000～6000埃米。

优选地，在430～490℃范围内去除所述非晶硅层中的氢。

实施本发明，具有如下有益效果：在多晶硅层的表面涂布光阻，并对光阻进行曝光及显影处理，暴露出多晶硅层表面的突起部分，然后再对多晶硅层进行刻蚀，多晶硅表面的突起部分被暴露出来，可以被刻蚀掉，多晶硅层表面的非突起部分，也即是平坦层，被光阻遮住，不会被刻蚀掉，最终可以除去多晶硅表面晶界处的突起部分，可以改善漏致晶界势垒下降效应，以及漏致晶界势垒下降效应造成阈值电压vth漂移；除去多晶硅表面突起部分后，使后续沉积的绝缘层(gi层)和金属层(metal层)也不会出现突起，进而可以提升tft器件的耐弯折性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的改善多晶硅表面平坦度的方法的流程图。

图2是本发明提供的初始状态的柔性基板示意图。

图3是本发明提供的柔性基板上沉积了缓冲层、sinx层、siox层、非晶硅层的tft器件示意图。

图4是本发明提供的基于图3中的非晶硅层制备得到多晶硅层后所对应的tft器件示意图。

图5是本发明提供的在图4中的多晶硅层上涂布光阻后得到的tft器件示意图。

图6是本发明提供的将图5中的tft器件进行刻蚀后得到的tft器件示意图。

图7是本发明提供的将图6中光阻去除后得到的tft器件示意图。

具体实施方式

本发明提供一种改善多晶硅表面平坦度的方法，如图1所示，该方法包括下述步骤：

在柔性基板上镀上缓冲层，以防止水汽或者金属离子扩散到tft器件中，并增加柔性基板的平整度。其中，柔性基板可以是pi(聚酰亚胺)材料制成的柔性透明膜。

在缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层(也即是a-si层)；其中，sinx层可以是sin层，siox层可以是sio层、sio2层、si2o3层中的一种。

对非晶硅层的表面进行清洗，再对非晶硅层的表面采用准分子激光退火处理，制备得到多晶硅层；其中，使用准分子激光退火处理，即照射到非晶硅层表面的激光，可以使非晶硅层瞬间熔化再结晶，从而得到多晶硅层。

在多晶硅层的表面涂布光阻，并对光阻进行曝光及显影处理，暴露出多晶硅层表面的突起部分。

对多晶硅层表面的突起部分进行刻蚀，以改善多晶硅层的平坦度。使用干刻蚀机台对多晶硅表面的突起部分进行刻蚀，通过对刻蚀时间和蚀刻气体的调整，可以严格控制多晶硅层突起部分的刻蚀量，最优化改善多晶硅层的平坦度。

在对多晶硅层表面的突起部分进行刻蚀之后，将多晶硅层表面的光阻去除干净。

进一步地，缓冲层包括sinx层和/或siox层。例如，缓冲层可以是sin层，或者是sio层，或者sio2层，还可以是si2o3层；缓冲层还可以包括两层，例如依次为sin层、sio层，或者依次为sin层、sio2层。

进一步地，缓冲层上沉积的sinx层、siox层、非晶硅层的厚度范围依次为：400～700埃米、2000～4000埃米、400～700埃米。

进一步地，在多晶硅层的表面涂布光阻，并对光阻进行曝光及显影处理，暴露出多晶硅层表面的突起部分具体为：

通过涂布机在多晶硅的表面涂布光阻，不使用光罩，直接对光阻进行曝光，采用显影液对多晶硅的整个表面进行显影处理，直至多晶硅表面的突起部分暴露出来，平坦区域被光阻覆盖住。

其中，光阻的厚度范围为5000～10000埃米，显影液中的显影剂浓度范围为0.5％～2.5％。

具体地，对多晶硅表面的光阻进行曝光处理，可以采用弱光束进行曝光，使得每次被曝光的光阻厚度较小，再采用显影液对多晶硅表面进行显影处理，可以去除其表面感光光阻；如果多晶硅表面的突起部分没有被暴露出来，则继续对多晶硅表面的光阻采用弱光束进行曝光处理，曝光后再采用显影液进行显影处理，直至多晶硅表面的突起部分被暴露出来，而且平坦区域被光阻覆盖。

此处显影液可以采用低浓度的光阻显影液，例如显影剂浓度为0.5％的显影液，低浓度的显影液与感光光阻之间反应较为缓慢，显影所需的时间较长，但是比较好控制感光光阻的溶解量。当然，也可选择显影剂浓度为2.38％的显影液，其与感光光阻之间反应则稍快些，但是其与感光光阻之间的反应也是可控的，当监测到多晶硅表面的突起部分暴露出来，可以立即停止显影，进而可以精确控制残膜量，即控制多晶硅表面的感光光阻的溶解量，以及控制多晶硅表面剩余的光阻量。

进一步地，在缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层具体为：

通过等离子体增强化学的气相沉积工艺(pecvd)在缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层。

在缓冲层上依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层之后还包括下述步骤：

去除非晶硅层中的氢；具体而言，去除非晶硅层中离子键中包含的氢。

进一步地，对非晶硅层的表面进行清洗是采用氟化氢溶液和臭氧水溶液，氟化氢溶液中氟化氢(hf)的浓度范围为：0.5％～1％。优选地，氟化氢的浓度为1％。

进一步地，臭氧水溶液中臭氧(o3)的含量为：15ppm～25ppm。

通过氟化氢溶液和臭氧水溶液对非晶硅层的表面进行清洗，使得非晶硅层表面的晶粒更加规则、均匀，也使得制备得到的多晶硅层表面的晶粒也更加规则、均匀，可以在一定程度上减少晶界的突起。

进一步地，对多晶硅层表面的突起部分进行刻蚀具体包括：

将氯气和/或氟类气体进行电离，得到蚀刻气体，通过蚀刻气体对多晶硅表面的突起部分进行刻蚀。

进一步地，缓冲层所包括的sinx层和siox层的厚度范围依次为：500～1000埃米、3000～6000埃米。

进一步地，在430～490℃范围内去除非晶硅层中的氢。

如图2所示，柔性基板形成于承载基板上，一般而言，承载基板可以是玻璃板。在柔性基板上镀上缓冲层，然后依次沉积sinx层、siox层、非晶硅层所得到的tft器件如图3所示。通过氟化氢溶液和臭氧水溶液对非晶硅层的表面进行清洗，再对非晶硅层的表面采用准分子激光退火处理，得到多晶硅层后对应的tft器件如图4所示，多晶硅层表面有突起部分。在多晶硅层的表面涂布光阻后得到的tft器件如图5所示，对多晶硅层表面的突起部分进行刻蚀后得到的tft器件示意图如图6所示，多晶硅层的突起部分都被刻蚀掉了，其表面变得更加平坦了，之后再将多晶硅层表面的光阻去除，得到最终的tft器件如图7所示。

综上所述，本发明的方法可以除去多晶硅表面晶界处的突起部分，可以改善漏致晶界势垒下降效应，以及漏致晶界势垒下降效应造成的阈值电压vth漂移；除去多晶硅表面突起部分后，使后续沉积的绝缘层(gi层)和金属层(metal层)也不会出现突起，进而可以提升tft器件的耐弯折性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。