一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板，属于液晶显示领域，以提高多晶硅内载流子的迁移率。所述薄膜晶体管的制备方法，包括：M1：在基板上沉积诱导层；M2：通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，所述凹部边缘具有规定的形状；M3：在所述具有规定形状的凹部中沉积非晶硅层，通过晶化方法诱导非晶硅层形成多晶硅层，所述多晶硅层中的多晶硅晶粒在所述凹部边缘的限定下、垂直于凹部边缘方向排布，所述多晶硅层和所述诱导层共同形成半导体层;M4：在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及与所述半导体层连接的源极和漏极。本发明可用于薄膜晶体管的制造中。
【专利说明】一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板。
【背景技术】
[0002]近年来,随着多晶娃TFT (Thin Film Transistor,薄膜晶体管)技术的不断发展，其应用也越来越广泛，并被视为非晶硅薄膜晶体管的理想替代品。相对于非晶硅薄膜晶体管，多晶硅薄膜晶体管具有高迁移率、高集成化和高分辨率等特点，能够提供更亮、更精细的画面。
[0003]在现有技术中，薄膜晶体管多采用如下方法制备，如图1所示，步骤S1:在基板上形成第一钝化层；步骤S2:在所述第一钝化层上沉积非晶硅层，对所述非晶硅层进行诱导以形成多晶硅有源层；步骤S3:在所述多晶硅有源层上通过构图工艺形成栅绝缘层；步骤S4:在所述栅绝缘层上方的中部形成栅极；步骤S5:在所述栅绝缘层和所述栅极上形成第二钝化层；步骤S6:在所述第二钝化层上形成源漏金属层，采用构图处理形成源漏电极。
[0004]由上述方法制得的多晶硅薄膜晶体管多是采用晶化方法对非晶硅进行诱导形成的，在诱导非晶硅形成多晶硅的过程中，非晶硅是沿能量诱导方向自发地、缓慢结晶形成晶粒，这种自发状态下形成的晶粒，由于晶化度不高，使得形成的晶粒尺寸较小且形态分布没有次序，致使在整合晶粒形成多晶娃时，多晶娃内载流子的迁移率不闻。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板，以提高多晶硅内载流子的迁移率。
[0006]为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案:
[0007]一种薄膜晶体管的制备方法，包括:
[0008]Ml:在基板上沉积诱导层；
[0009]M2:通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，所述凹部边缘具有规定的形状；
[0010]M3:在所述具有规定形状的凹部中沉积非晶硅层，通过晶化方法诱导非晶硅层形成多晶硅层，所述多晶硅层中的多晶硅晶粒在所述凹部边缘的限定下、垂直于凹部边缘方向排布，所述多晶硅层和所述诱导层共同形成半导体层；
[0011]M4:在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及与所述半导体层连接的源极和漏极。
[0012]可选的，步骤M2包括:
[0013]通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，还垂直于所述凹部边缘向内形成有多个凸起。
[0014]进一步的，所述多个凸起呈锯齿状。
[0015]可选的，步骤Ml包括:[0016]交替沉积致密诱导层子层和稀疏诱导层子层构成所述诱导层；
[0017]则步骤M2包括:
[0018]刻蚀所述诱导层，使所述交替沉积的致密诱导层子层和稀疏诱导层子层相应形成多个呈锯齿状的凸起。
[0019]可选的，所述Ml中所述诱导层的材料是氮化硅。
[0020]可选的，所述M3中所述多晶硅层与所述诱导层的厚度一致。
[0021]进一步的,所述多晶娃层与诱导层的厚度为IOOnm?200nm。
[0022]可选的，所述在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及与所述半导体层连接的源极和漏极包括:
[0023]在所述半导体层上依次形成栅绝缘层和栅极金属层，采用构图工艺在所述栅极金属层中形成栅极的图案；
[0024]在所述栅绝缘层和所述栅极上形成钝化层，采用构图工艺在所述栅绝缘层和所述钝化层上形成源漏极的过孔；
[0025]在所述钝化层上形成源漏金属层，采用构图工艺对源漏极金属层进行光刻，形成源极和漏极，所述源极和漏极通过所述过孔贯穿所述栅绝缘层和钝化层与所述半导体层连接。
[0026]一种薄膜晶体管，由本发明实施例提供的制备方法制备得到。
[0027]—种显示面板，包括本发明实施例提供的薄膜晶体管。
[0028]本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板。由本发明实施例提供的制备方法制备得到的薄膜晶体管，由于在基板上沉积的诱导层中刻蚀的凹部具有规定形状的凹部边缘，且在所述具有规定形状的凹部中还沉积有非晶硅层，使得非晶硅在具有规定形状的凹部中晶化诱导形成多晶硅时，可得到垂直于凹部边缘方向向内排列的多晶硅晶粒，这可大大减少晶界缺陷，从而提高多晶硅内载流子的迁移率。该方法工序简单，易于实现，且制备得到的在所述薄膜晶体管中的在稳定性方面也有了显著的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为现有技术中薄膜晶体管的制备工艺流程图；
[0030]图2为本发明实施例提供的薄膜晶体管的制备方法的流程图；
[0031]图3为本发明实施例提供的薄膜晶体管中半导体层的结构示意图；
[0032]图4为本发明实施例提供的薄膜晶体管中半导体层中锯齿状凹部边缘的示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]下面结合附图对本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的制备方法、薄膜晶体管及显示面板进行详细描述。
[0035]图2为本发明实施例提供的薄膜晶体管的制备方法的流程图。如图2所示，本发明实施例提供的制备方法，包括:
[0036]Ml:在基板上沉积诱导层。
[0037]本步骤中，例如具体可采用等离子体化学气相沉积工艺来沉积所述诱导层。其中，所述诱导层的材料为氮化硅，所述诱导层即氮化硅薄膜层。其中，设置由氮化硅材料制备的诱导层是为了在所述诱导层中可以设置用于放置多晶硅层的凹部，从而提供给多晶硅晶粒进行生长的特定区域。
[0038]M2:通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，所述凹部边缘具有规定的形状。
[0039]在本步骤中，例如可通过刻蚀工艺在所述诱导层中形成凹部。所述凹部例如可具有长方体的主体结构。在通过刻蚀形成所述凹部的同时，还刻蚀出具有规定形状的所述凹部边缘。可选的，通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，还垂直于所述凹部边缘向内形成有多个凸起。该规定形状例如包括垂直于所述凹部边缘水平向内形成的多个凸起。优选的，所述凹部具有四个立壁和一个底壁，所述四个立壁和一个底壁限定出容纳多晶硅晶粒的空间。所述四个立壁上均形成有凸起。所述凹部的边缘具有凸起的形状是为了给多晶硅晶粒提供生长的方向，以使凹部中设置的多晶硅晶粒在能量的诱导下可以沿着凹部边缘的特定方向进行生长。
[0040]优选的，所述凸起可以是锯齿状，以更好地限定多晶硅晶粒的横向生长方向。可以理解的是，所述凸起是为了给多晶硅晶粒提供一个生长的方向，让多晶硅晶粒能够沿着特有方向进行生长。所以所述凸起的形状并不限于本发明实施例提供的锯齿状，例如，当单个凸起呈弧形或弓形等形状时，所述多个凸起的形状呈波浪状。
[0041]M3:在所述具有规定形状的凹部中沉积非晶硅层，通过晶化方法诱导非晶硅层形成多晶硅层，所述多晶硅层中的多晶硅晶粒在所述凹部边缘的限定下、垂直于凹部边缘方向排布，所述多晶硅层和所述诱导层共同形成半导体层。
[0042]本步骤中，所述晶化方法可以是固相晶化法，也可以是激光晶化法。通过从凹部水平方向的任一侧提供能量对凹部进行诱导，促使凹部内的非晶硅沿凹部边缘的规定形状逐步形成晶核，当晶核不断生长并彼此接触形成多晶硅晶粒时，通过晶粒整合便可以形成多晶硅层。如图3所示，所述凹部32中形成的多晶硅层中的多晶硅晶粒相对于诱导层31所在的平面呈横向分布。由于多晶硅晶粒在凹部水平方向上沿能量的诱导方向进行横向生长，使得形成的多晶硅晶粒在凹部中也呈横向分布，这样生长得到的多晶硅晶粒尺寸较大且紧密排布。
[0043]为了在所述诱导层中设置多晶硅层以形成一体的半导体层，所述多晶硅层与所述诱导层的厚度一致，即，在所述诱导层中设置的凹部的任一立壁的上平面应与所述诱导层的上平面相齐平，这样设置在凹部中的多晶硅层与所述诱导层具有相同的平面，所述多晶硅层与所述诱导层便共同形成了一体的半导体层。优选的，所述多晶硅层与所述诱导层的厚度为IOOnm?200nm。
[0044]M4:在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及与所述半导体层连接的源极和漏极。
[0045]在本步骤中，所述在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及源极和漏极包括:
[0046]在所述半导体层上依次形成栅绝缘层和栅极金属层，采用构图工艺在所述栅极金属层中形成栅极的图案；在所述栅绝缘层和所述栅极上形成钝化层，采用构图工艺在所述栅绝缘层和所述钝化层上形成源漏极的过孔；以及在所述钝化层上形成源漏金属层，采用构图工艺对源漏极金属层进行光刻，形成源极和漏极，所述源极和漏极通过所述过孔贯穿所述栅绝缘层和钝化层与所述半导体层连接，从而得到相应的薄膜晶体管。
[0047]进一步优选的，在本发明提供的另一实施例中，所述步骤Ml:在基板上沉积诱导层还可为:
[0048]交替沉积致密氮化硅薄膜子层和稀疏氮化硅薄膜子层构成所述诱导层40。
[0049]需要说明的是，如图4所示，氮化硅薄膜子层是通过等离子体化学气相沉积的方法在基板上一层一层沉积的。交替沉积的各层氮化硅薄膜子层具有不同的致密度，即致密氮化硅薄膜子层41和稀疏氮化硅薄膜子层42。其中，所述诱导层40中可包括由致密氮化硅薄膜子层41和稀疏氮化硅薄膜子层42组成的奇数层的氮化硅薄膜子层，也可包括由致密氮化硅薄膜子层41和稀疏氮化硅薄膜子层42组成的偶数层的氮化硅薄膜子层。
[0050]则所述步骤M2:通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，所述凹部边缘具有规定的形状还可为:
[0051]刻蚀所述诱导层，使所述交替沉积的致密诱导层子层和稀疏诱导层子层相应形成多个呈锯齿状的凸起。
[0052]由于所述氮化硅薄膜层的致密度不同，使得在刻蚀稀疏氮化硅薄膜子层时，由于所述子层稀疏，致密性不强，刻蚀速率较快，使得可以刻蚀出向内凹陷的斜面43 ;相反，在刻蚀致密氮化硅薄膜子层时，由于所述子层致密，致密性强，刻蚀速率较缓，使得可以刻蚀出向外延展的斜面44。这样，通过稀疏氮化硅薄膜子层和致密氮化硅薄膜子层的交替沉积，使得刻蚀出的向内凹陷、向外延展的斜面也会不断交替，从而形成凹部边缘的锯齿状凸起形状。
[0053]本发明实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法。由本发明实施例提供的制备方法制备得到的薄膜晶体管，由于在基板上沉积的诱导层中刻蚀的凹部具有规定形状的凹部边缘，且在所述具有规定形状的凹部中还沉积有非晶硅层，使得非晶硅在具有规定形状的凹部中晶化诱导形成多晶硅时，可得到垂直于凹部边缘方向向内排列的多晶硅晶粒，这可大大减少晶界缺陷，从而提高多晶硅内载流子的迁移率。该方法工序简单，易于实现，且制备得到的薄膜晶体管在稳定性方面也有了显著的提高。
[0054]相应的，本发明实施例还提供了一种薄膜晶体管，由本发明实施例提供的制备方法制备得到。
[0055]本发明实施例提供了一种薄膜晶体管，由于在所述薄膜晶体管中的半导体层在基板上沉积的诱导层中刻蚀的凹部具有规定形状的凹部边缘，且在所述具有规定形状的凹部中还沉积有非晶硅层，使得非晶硅在具有规定形状的凹部中晶化诱导形成多晶硅时，可得到垂直于凹部边缘方向向内排列的多晶硅晶粒，这可大大减少晶界缺陷，从而提高多晶硅内载流子的迁移率。
[0056]相应的，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括有本发明实施例提供的薄膜晶体管。
[0057]本发明实施例提供的这种显示面板中包含由本发明实施例提供的制备方法制备得到的薄膜晶体管。由于所述薄膜晶体管中的半导体层在基板上沉积的诱导层中刻蚀的凹部具有规定形状的凹部边缘，且在所述具有规定形状的凹部中还沉积有非晶硅层，使得非晶硅在具有规定形状的凹部中晶化诱导形成多晶硅时，可得到垂直于凹部边缘方向向内排列的多晶硅晶粒，这可大大减少晶界缺陷，从而提高多晶硅内载流子的迁移率。将其用于显不面板中时，还可提闻显不面板的迁移率。
[0058]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。
【权利要求】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括: Ml:在基板上沉积诱导层； M2:通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，所述凹部边缘具有规定的形状； M3:在所述具有规定形状的凹部中沉积非晶硅层，通过晶化方法诱导非晶硅层形成多晶硅层，所述多晶硅层中的多晶硅晶粒在所述凹部边缘的限定下、垂直于凹部边缘方向排布，所述多晶硅层和所述诱导层共同形成半导体层； M4:在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及与所述半导体层连接的源极和漏极。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤M2包括: 通过刻蚀工艺，在所述诱导层中刻蚀出凹部，还垂直于所述凹部边缘向内形成有多个凸起。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述多个凸起呈锯齿状。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤Ml包括: 交替沉积致密诱导层子层和稀疏诱导层子层构成所述诱导层； 则步骤M2包括: 刻蚀所述诱导层，使所述交替沉积的致密诱导层子层和稀疏诱导层子层相应形成多个呈锯齿状的凸起。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ml中所述诱导层的材料是氮化硅。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述M3中所述多晶硅层与所述诱导层的厚度一致。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述多晶硅层与诱导层的厚度为IOOnm ?200nm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述半导体层上依次沉积栅绝缘层、栅极、钝化层以及与所述半导体层连接的源极和漏极包括: 在所述半导体层上依次形成栅绝缘层和栅极金属层，采用构图工艺在所述栅极金属层中形成栅极的图案； 在所述栅绝缘层和所述栅极上形成钝化层，采用构图工艺在所述栅绝缘层和所述钝化层上形成源漏极的过孔； 在所述钝化层上形成源漏金属层，采用构图工艺对源漏极金属层进行光刻，形成源极和漏极，所述源极和漏极通过所述过孔贯穿所述栅绝缘层和钝化层与所述半导体层连接。
9.一种薄膜晶体管，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求9所述的薄膜晶体管。
【文档编号】H01L29/06GK103700698SQ201310745564
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】李婧, 谢振宇, 陈旭, 张文余, 徐达 申请人:北京京东方光电科技有限公司