高功率、短脉冲时间激光器发出的光束。优选的，光束的能量阈值为0.1?0.5mJ/cm2。
[0073]进一步的，利用掩膜板对非晶硅层的预定区域进行光刻写，由于掩膜板对强光的遮蔽作用，使得掩膜板开口以外的其他区域的非晶硅层没有强光照射，因而吸光系数没有发生改变，而掩膜板开口区域的非晶硅层由于强光照射，吸光系数则会发生改变。优选的，对非晶硅层中的重掺杂区域进行强光照射，即，使掩膜板的开口区域对应重掺杂区域，以提高非晶硅层对光束的敏感性。
[0074]S105、对非晶硅层进行激光退火处理，使非晶硅层形成多晶硅薄膜。
[0075]例如，激光退火可采用氯化氙(XeCl)、氟化氪(KrF)、氟化氩(ArF)等准分子激光器。在本实施例中，采用波长为308nm的XeCl激光器来进行准分子激光退火。激光光束经过光学系统后为线性光源。
[0076]例如，准分子激光退火的脉冲频率为300?800Hz，又如，准分子激光退火的脉冲频率为400?600Hz ;又如，脉冲时间为20?30nm ;又如，重叠率为92%?97%;又如，激光能量密度为250?600mJ/cm2，又如，激光能量密度为420?490mJ/cm2;又如，脉冲之间能量波动6sigma值小于2.7%，光束截面能量均勾度(uniformity) 2sigma值长轴小于1.8%、
短轴小于3%。
[0077]优选地，在进行激光退火工艺之前，需要对非晶硅层进行去氢处理，使得氢含量降至1%以下，防止氢爆现象的产生。例如，采用热退火处理将氢从非晶硅层中排除。
[0078]S105、对多晶硅薄膜进行构图工艺，形成有源层。
[0079]例如，具体地，其包括以下步骤:
[0080]S1051、利用光刻工艺形成掩膜，采用干法刻蚀方法形成图形，形成包括源区、漏区和沟道区的有源层，并使重掺杂区域成为有源层的源区或漏区。
[0081]S1052、在有源层上沉积栅极绝缘层。
[0082]例如，采用化学气相沉积方法，在形成了有源层的基板上形成栅极绝缘层。又如，沉积温度一般控制在500°C以下。又如，栅极绝缘层的厚度可为80?200nm，也可根据具体工艺需要选择合适的厚度。又如，栅极绝缘层采用单层的氧化硅、氮化硅，或者二者的叠层。
[0083]S106、在栅极绝缘层上沉积栅极金属层，通过构图工艺形成栅极。
[0084]本实施例中，在栅极绝缘层上形成栅极金属层的过程可以采用本领域技术人员熟知的形成栅极的步骤，如先在栅极绝缘层形成栅极金属层，然后对栅极金属层进行光刻和湿法刻蚀等操作最终在栅极绝缘层上形成栅极，在此不做限定。
[0085]S107、在所述栅极上形成层间绝缘层。
[0086]S108、在所述栅极绝缘层和所述层间绝缘层上刻蚀形成过孔。
[0087]S109、在所述过孔内形成源极和漏极，并使所述源极与源区连接，使所述漏极与所述漏区连接。
[0088]本实施例中，在栅极绝缘层上形成栅极金属层的过程可以采用本领域技术人员熟知的形成栅极的步骤，例如，采用磁控溅射等常用的成膜方式在过孔内以及层间绝缘层上形成金属膜，然后对金属膜进行光刻及湿法刻蚀等操作形成源极和漏极。
[0089]另外，本发明还提供一种薄膜晶体管，包括上述方法制备的薄膜晶体管。本实施例中的低温多晶硅薄膜晶粒较大、分布较均匀，可以有效降低薄膜晶体管的漏电流、提高载流子迀移率。
[0090]由以上可知，本发明通过对非晶硅层的预定区域进行光刻写，以改变非晶硅层不同区域的吸光系数，使得激光退火工艺过程中，由于非晶硅层不同的区域吸光系数有所不同，非晶硅层在激光退火时不同的吸光系数区域存在温度梯度，熔融状态也有所不同；当非晶硅层中高吸光系数区域已经处于完全熔融状态时，低吸光系数区域的硅膜处于非完全熔融状态；在冷却再结晶时，再结晶晶粒就会以低温区域剩下的固态微晶为“种子”、向高温区域生长，实现晶粒结晶生长方向可控制的超级横向生长，可以拓展ELA工艺能量窗口，并且制备的多晶硅薄膜晶粒尺寸较大、分布较均匀，进而降低薄膜晶体管的漏电流、提高载流子迀移率。
[0091]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0092]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 在基板上形成缓冲层； 在所述缓冲层上沉积非晶硅层； 对所述非晶硅层的预定区域进行光刻写； 对所述非晶硅层进行激光退火处理，使所述非晶硅层形成多晶硅薄膜。2.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，利用掩膜板对所述非晶硅层的预定区域进行光刻写。3.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，对所述非晶硅层的预定区域进行光刻写的步骤中，光的能量阈值为0.1?0.5mJ/cm2。4.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，对所述非晶硅层的预定区域进行光刻写之后还包括步骤:对所述非晶硅层进行脱氢处理。5.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述激光退火处理采用308nm波长的XeCl准分子激光器，所述激光退火处理的参数设置如下:激光的脉冲频率为400?600Hz，重叠率为92 %?97 %，能量密度为420?490mJ/cm2，脉冲时间为20?30nmo6.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，对所述非晶硅层的预定区域进行光刻写之前还包括步骤:对所述非晶硅层进行离子掺杂。7.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 在基板上形成多晶硅薄膜，并通过构图工艺形成有源层； 其中，所述多晶硅薄膜通过权利要求1?6中任一所述的低温多晶硅薄膜的制备方法得到。8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤: 在所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，所述源极和所述漏极分别通过过孔与所述有源层连接。9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，对所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，具体包括: 在所述有源层的上方形成栅极绝缘层； 在所述栅极绝缘层的上方形成栅极金属层，并通过构图工艺形成栅极； 在所述栅极上方形成层间绝缘层； 在所述栅极绝缘层及所述层间绝缘层上形成过孔； 在所述过孔内形成源极和漏极，并使所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接。10.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管采用如权利要求8?9任一所述的方法制得。
【专利摘要】一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括如下步骤：在基板上形成缓冲层；在所述缓冲层上沉积非晶硅层；对所述非晶硅层的预定区域进行光刻写；对所述非晶硅层进行激光退火处理，使所述非晶硅层形成多晶硅薄膜。上述低温多晶硅薄膜的制备方法，由于对非晶硅层的预定区域进行光刻写，以改变非晶硅层不同区域的吸光系数，利用吸光系数的不同，使得在激光退出时非晶硅层形成温度梯度，从而使制得的低温多晶硅薄膜的多晶硅的晶粒较大、分布较均匀。此外，上述工艺简单、易于操作。
【IPC分类】H01L29/786, H01L21/336, H01L21/027, H01L21/268
【公开号】CN105355544
【申请号】CN201510831028
【发明人】陈卓, 陈建荣, 任思雨, 苏君海, 李建华
【申请人】信利（惠州）智能显示有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月24日