一种低温多晶硅薄膜及其制作方法、相关器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种低温多晶硅薄膜及其制作方法、相关器 件。
【背景技术】
[0002] 由低温多晶硅制备而成的OLED显示面板具有超薄、低功耗、自发光等显示优势， 因此，由低温多晶硅LTPS衍生的新一代有机发光二极管OLED显示面板成为当前显示技术 中的重要的技术分支。
[0003] 目前，影响OLED显示面板性能的最重要因素是低温多晶硅的迀移率，虽然低温多 晶硅相比于非晶硅而言，存在迀移率较大、稳定性较高等优点；但是，对于日益发展的显示 技术行业而言，其迀移率仍不能很好的满足当前的发展需求，因此，需要获取更好的迀移率 的低温多晶硅薄膜。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种低温多晶硅薄膜及其制作方法、相关器件，用以解决现有 技术中存在低温多晶硅薄膜的迀移率不够高而影响后续制作而成的薄膜晶体管的性能的 问题。
[0005] 本发明实施例采用以下技术方案：
[0006] 一种低温多晶硅薄膜的制作方法，包括：
[0007] 提供一衬底基板；
[0008] 在所述衬底基板之上形成储热功能层；
[0009] 在所述储热功能层之上形成第一缓冲层，以及形成覆盖所述第一缓冲层的第一非 晶娃层；
[0010] 对形成第一非晶硅层的衬底基板进行准分子激光退火工艺，形成低温多晶硅薄 膜，其中，所述储热功能层能够与第一非晶硅层同步进入吸热状态，以及同步进入散热状 〇
[0011] 优选地，所述准分子激光退火工艺的条件为：激光脉冲频率为1〇〇~400Hz，激光 重叠率为90 %~98 %，激光脉冲宽度<100ns，激光能量密度为100~600mJ/cm2。
[0012] 优选地，所述储热功能层的材料为非晶娃，其厚度范围为：20nm~30nm。
[0013] 优选地，所述第一缓冲层的厚度范围为2000A~5000A,所述第一非晶硅层的厚 度范围为：40nm~60nm。
[0014] 优选地，在形成所述第一非晶硅层之后，进行准分子激光退火工艺之前，还包括： 对所述第一非晶硅层进行脱氢工艺处理。
[0015] 优选地，在形成所述所述储热功能层之前，还包括：
[0016] 在所述衬底基板之上形成第二缓冲层，其中，所述第二缓冲层的厚度范围为 2000人~5000人。
[0017] -种低温多晶硅薄膜，利用所述的低温多晶硅薄膜制作方法制备而成。
[0018] -种低温多晶硅薄膜晶体管，利用所述的低温多晶硅薄膜制备而成。
[0019] 一种阵列基板，包括所述的低温多晶硅薄膜晶体管。
[0020] 一种显示装置，包括所述的阵列基板。
[0021] 在本发明实施例中，通过在衬底基板之上形成储热功能层，并通过缓冲层与位于 表层的非晶硅层隔开，从而，在进行准分子激光退火工艺时，位于表层的非晶硅层可以利用 底层的储热功能层释放的能量延缓冷却时长，从而，延长了低温多晶硅的生长时长，增大了 低温多晶硅的晶粒尺寸。其中，储热功能层能够与第一非晶硅层同步进入吸热状态，以及同 步进入散热状态。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍，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 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。
[0023] 图1为本发明实施例提供的一种低温多晶硅薄膜的制作方法的流程示意图；
[0024] 图2为本发明实施例提供的形成有第二缓冲层的衬底基板的结构示意图；
[0025] 图3为本发明实施例提供的形成有储热功能层的衬底基板的结构示意图；
[0026] 图4为本发明实施例提供的形成有第一缓冲层和第一非晶硅层的衬底基板的结 构示意图；
[0027] 图5为本发明实施例提供的对形成的第一非晶硅层进行准分子激光退火工艺的 示意图。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述，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 所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 在本发明实施例中，通过在衬底基板之上形成储热功能层，并通过缓冲层与位于 表层的非晶硅层隔开，从而，在进行准分子激光退火工艺时，位于表层的非晶硅层可以利用 底层的储热功能层释放的能量延缓冷却时长，从而，延长了低温多晶硅的生长时长，增大了 低温多晶硅的晶粒尺寸。其中，储热功能层能够与第一非晶硅层同步进入吸热状态，以及同 步进入散热状态。
[0030] 本发明提供的低温多晶硅薄膜的制作方法主要包括以下内容：
[0031] 提供一衬底基板；
[0032] 在所述衬底基板之上形成储热功能层；优选地，所述储热功能层的材料为非晶硅， 其厚度范围为：20nm~30nm〇
[0033] 优选地，在形成所述第一非晶硅之前，还包括：
[0034] 在所述衬底基板之上形成第二缓冲层，其中，所述第二缓冲层的厚度范围为 2000人~5000人。
[0035] 在所述储热功能层之上形成第一缓冲层，以及形成覆盖所述第一缓冲层的第一非 晶硅层；优选地，所述第一缓冲层的厚度范围为2000A~5000A,所述第一非晶硅层的厚 度范围为：40nm~60nm。
[0036] 对形成第一非晶硅层的衬底基板进行准分子激光退火工艺，形成低温多晶硅薄 膜，其中，所述储热功能层能够与第一非晶硅层同步进入吸热状态，以及同步进入散热状 态。即：在激光脉冲开始照射至形成有第一非晶硅层的衬底基板时，储热功能层与第一非晶 硅层同步进入吸热状态，在激光脉冲停止照射形成有第一非晶硅层的衬底基板时，储热功 能层与第一非晶硅层同步进入散热状态。
[0037] 优选地，所述准分子激光退火工艺的条件为：激光脉冲频率为100~400Hz，激光 重叠率为90 %~98 %，激光脉冲宽度<100ns，激光能量密度为100~600mJ/cm2。
[0038] 在形成所述第一非晶硅层之后，进行准分子激光退火工艺之前，还包括：对所述第 一非晶硅层进行脱氢工艺处理。
[0039] 下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细描述，本发明包括但并不限 于以下实施例。
[0040] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种低温多晶硅薄膜的制作方法的流程示意 图。该方法流程主要包括以下步骤：
[0041] 步骤11 :提供一衬底基板。
[0042] 本发明步骤11中所涉及的衬底基板的材质并不作具体限定，可以为玻璃基板、石 英基板、金属基板或柔性基板等，其要求厚度非常薄，以达到所需的透明度。
[0043] 步骤12 :在衬底基板上形成第二缓冲层。
[0044] 当衬底基板的洁净度不满足要求时，首先对衬底基板进行预清洗。通过镀膜工艺 在衬底基板上形成一层覆盖整个衬底基板的缓冲层。
[0045] 具体地，参见图2,在衬底基板1上形成一层第二缓冲层11。
[0046] 该步骤12为可选项，步骤12形成的第二缓冲层可以提高待形成的储热功能层与 衬底基板之间的附着程度。同时，还可以防止衬底基板中的金属离子扩散至后续形成的低 温多晶硅层中进行污染，并且可以减少后续漏电流的产生。
[0047] 其中一种较佳的实施方式为，在玻璃基板上利用等离子体化学气相沉积法 (PECVD)沉积一层厚度在2000A~5000A范围内的第二缓冲层（Buffer);沉积材料可以 为单层的氧化硅（SiOx)膜层或氮化硅（SiNx)膜层，或者为氧化硅（SiOx)和氮化硅（SiNx) 的叠层。
[0048] 形成SiNj莫层的反应气体可以为硅烷（SiH4)、氨气（NH3)、氮气（N2)的混合气体， 或者为二氯化硅（SiH2Cl2)、氨气（NH3)、氮气（N2)的混合气体；形成氧化硅（SiOx)膜层的反 应气体可以为硅烷（SiH4)、氨气（NH3)、氧气（02)的混合气体，或者为二氯化硅（SiH2Cl2)、氨 气（nh3)、氧气（02)的混合气体。
[0049] 步骤13、形成储热功能层。
[0050] 通过镀膜工艺在衬底基板上形成覆盖整个衬底基板的储热功能层。
[0051] 优选地，通过镀膜工艺在图2所示的第二缓冲层11上，形成如图3所示的覆盖整 个衬底基板1的储热功能层（a-Si层）12 ;
[0052] 具体地，沉积厚度为20nm~30nm的a-Si层，对应的反应气体可以为SiHjP112的 混合气体或者SiH2CljPH2的混合气体。
[0053] 需要说明的是，步骤13形成的储热功能层用于在以下步骤中协助形成多晶硅薄 膜。
[0054] 步骤14 :形成第一缓冲层，以及覆盖所述第一缓冲层的第一非晶硅层。
[0055] 优选地，通过镀膜工艺在图3所示的储热功能层12上，形成如图4所示的覆盖整 个衬底基板1的第一缓冲层13,以及覆盖所述第一缓冲层13的第一非晶硅层14。
[0056] 所述第一缓冲层的厚度范围为2000A~5000A，所述第一非晶硅层的厚度范围 为：40nm~60nm。其中，第一缓冲层形成的方式与第二缓冲层形成的方式相同，而两个膜层 的材质可以相同，也可以不同；第一非晶硅层形成的方式与储热功能层相同，两个膜层的材 质相同，均为a-Si。
[0057] 步骤15 :进行热退火工艺。
[0058] 对衬底基板上的非晶硅层进行热退火工艺