專利名稱：一種低溫多晶硅薄膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶面板制造領域，尤其涉及ー種低溫多晶硅薄膜的制作方法。
背景技術：
在顯示器的制造過程中，陣列基板中薄膜晶體管有源層的多晶硅薄膜的形成需要在高溫下進行，由于一般基板襯底的耐熱度很低，如果直接在高溫下制作多晶硅薄膜，將會造成基板變形。因此，在制作薄膜晶體管有源層時通常采用低溫多晶硅薄膜(LowTemperature Polysilicon Thin Film)。準分子激光退火(Excimer Laser Annealing,可縮寫為ELA)方法是目前制作低溫多晶硅薄膜達到量產(chǎn)的主要方法，其利用高能量的準分子激光照射非晶硅薄膜，使非晶硅 薄膜吸收準分子激光的能量后，使該非晶硅薄膜呈融化狀態(tài)，待冷卻后結晶成多晶硅薄膜，整個過程是在500°C 600°C下完成。該方法是采用準分子激光發(fā)生器的脈沖激光，在非晶硅層上進行掃描形成一照射區(qū)域，該脈沖激光掃描完后向前移動一段距離，使形成的多個照射區(qū)域相互重疊，由于重疊部分溫度較未重疊部分溫度高，在重疊部分與未重疊部分的界面發(fā)生非均勻成核，通常重疊部分與其他未重疊部分產(chǎn)生的橫向溫度梯度，晶核將沿溫度較高的方向即從未重疊部分至重疊部分的方向長大，并最終結晶成低溫多晶硅薄膜。具體的，如圖I所示，基板101上形成有緩沖層106，并在該緩沖層106上形成有非晶硅層，采用ELA后，該非晶硅層晶化為多晶硅層105，但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于ELA過程復雜，非晶硅層無法完全結晶為多晶硅層，以至于形成的多晶硅層105表面不平整，具有很多突起104，這樣就使得薄膜晶體管在施加電壓時，多晶硅薄膜表面的突起處會造成尖端放電現(xiàn)象，從而產(chǎn)生較大的漏電流，并且也會由于多晶硅薄膜表面粗糙，造成較大的電阻，使多晶硅薄膜的遷移率及閾值電壓不均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供ー種低溫多晶硅薄膜的制作方法，具有平整的多晶硅薄膜表面，從而減小了多晶硅薄膜在使用過程中產(chǎn)生的漏電流，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案—方面，提供ー種低溫多晶娃薄膜的制作方法，包括在基板上依次沉積緩沖層和非晶硅層；對所述非晶硅層進行高溫加熱，并對非晶硅層進行準分子激光退火，形成多晶硅層；在高溫下對所述多晶硅層進行氧化；對所述氧化后的多晶硅層進行刻蝕，以形成多晶硅薄膜。本發(fā)明實施例提供的ー種低溫多晶硅薄膜的制作方法，由于對采用準分子激光退火后形成的多晶硅層，在高溫下進行氧化，并進行刻蝕，從而形成了表面平整的多晶硅薄膜，這樣ー來，減小了多晶硅薄膜在使用過程中產(chǎn)生的漏電流，進而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術制作的低溫多晶硅薄膜結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的ー種低溫多晶硅薄膜制作方法的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的ー種低溫多晶硅薄膜的結構示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的另ー種低溫多晶硅薄膜的結構示意圖。附圖標記101-基板，104-突起，105-多晶硅層，106-緩沖層； 301-基板，302-氣化娃層，303- _■氧化娃層，304-突起，305-多晶娃層，306-緩沖層，307_非晶娃層。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供的ー種低溫多晶硅薄膜的制作方法，如圖2所示，包括S201、在基板上依次沉積緩沖層和非晶硅層。具體的，如圖3所示，在清洗后的基板襯底301上沉積緩沖層306，該緩沖層是包括氮化硅(SiNx)層302和ニ氧化硅(SiO2)層303的雙層結構，該緩沖層306用于防止該基板襯底301內(nèi)雜質(zhì)在后續(xù)エ藝中向上擴散而影響之后形成的低溫多晶硅薄膜的質(zhì)量，其中，先沉積氮化硅層302的厚度為50 150nm，之后沉積的ニ氧化硅層303的厚度為100 350nm,該緩沖層306和非晶娃層307可以采用等離子體增強化學氣相沉積(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition,可以簡寫為PECVD)方法,還可以采用派射、真空蒸鍍和低壓化學氣相沉積等方法。S202、對該非晶硅層進行高溫加熱，并對非晶硅層進行準分子激光退火，形成多晶娃層。具體的，在400 500°C的溫度下對該非晶硅層進行0. 5 3小時的高溫加熱，并對高溫加熱后的非晶硅層進行準分子激光退火。該準分子激光退火具體是采用氯化氙(Xecl)準分子激光器(波長308nm)，使非晶硅層結晶成多晶硅層，其中，激光脈沖頻率為300Hz，重疊率為92% 98%，激光能量密度為300 500mJ/cm2。需要說明的是，本發(fā)明施例中采用氯化氙準分子激光器使非晶硅層結晶成多晶硅層，除此之外還可以采用氟化氪(KrF)、氟化氬(ArF)等準分子激光器。由于經(jīng)過準分子激光退火后形成的多晶硅層，其表面具有很多突起，該突起的主要成分是未晶化的非晶硅，所以本發(fā)明實施例還需要對該多晶硅層進行后續(xù)處理，具體如下
S203、在高溫下對該多晶硅層進行氧化。具體的，將經(jīng)過準分子激光退火后形成的多晶硅層，放置在溫度為700°C的氧氣氣氛下的快速熱退火裝置中進行快速熱退火，這樣就使得未晶化的非晶硅氧化成ニ氧化硅。作為本發(fā)明另ー實施方式，將未晶化的非晶硅氧化成ニ氧化硅的方法還可以是在笑氣等離子體(N2O plasma)氣氛下對多晶硅層進行氧化，具體過程是在PECVD氣相沉積設備中進行。其中，PECVD氣相沉積設備內(nèi)溫度大于400°C，反應氣體流量N2O = 1000 2000sccm,射頻功率為700W， 沉積腔內(nèi)壓強為1500 3000mtorr，氧化的時間為2 7分鐘。S204、對該氧化后的多晶硅層進行刻蝕，以形成多晶硅薄膜。具體的，該方法是采用1% 10%氫氟酸溶液對氧化后的多晶硅層進行刻蝕，由于ニ氧化硅與氫氟酸發(fā)生化學反應，化學方程式為Si02+4HF = SiF4丨+2H20，所以多晶硅層上的ニ氧化硅就會與多晶硅層脫離，從而形成表面平整的多晶硅薄膜，如圖4所示。與現(xiàn)有技術相比，避免了因為突起所引起的尖端放電現(xiàn)象，進而避免了漏電流的產(chǎn)生。本發(fā)明實施例提供的ー種低溫多晶硅薄膜的制作方法，由于對采用準分子激光退火后形成的多晶硅層，在高溫下進行氧化，并進行刻蝕，從而形成了表面平整的多晶硅薄膜，這樣ー來，減小了多晶硅薄膜在使用過程中產(chǎn)生的漏電流，進而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.ー種低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，包括 在基板上依次沉積緩沖層和非晶硅層； 對所述非晶硅層進行高溫加熱，并對非晶硅層進行準分子激光退火，形成多晶硅層； 在高溫下對所述多晶硅層進行氧化； 對所述氧化后的多晶硅層進行刻蝕，以形成多晶硅薄膜。
2.根據(jù)權利要求I所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，在基板上沉積的緩沖層包含氮化硅層和ニ氧化硅層，其中，先沉積的所述氮化硅層厚度為50 150nm，之后沉積的所述ニ氧化硅層厚度為100 350nm。
3.根據(jù)權利要求I所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述非晶硅層的厚度為30 lOOnm。
4.根據(jù)權利要求I所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，在400 500°C的溫度下對所述非晶硅層進行0. 5 3小時的高溫加熱。
5.根據(jù)權利要求I所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在干，對所述高溫加熱后的非晶硅層進行的準分子激光退火，具體為 采用氯化氙準分子激光器對非晶硅進行準分子激光退火，其中，激光脈沖頻率為300Hz，重疊率為92% 98%，激光能量密度為300 500mJ/cm2。
6.根據(jù)權利要求I所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，在高溫下采用氧氣或笑氣等離子體對所述多晶硅層進行氧化。
7.根據(jù)權利要求6所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，在溫度為700°C氧氣氣氛下對所述多晶硅層進行氧化。
8.根據(jù)權利要求6所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在干，在高溫下采用笑氣等離子體對多晶硅層進行氧化，具體為，在溫度大于400°C，反應氣體流量為N2O =1000 2000sccm，射頻功率為700W，沉積腔內(nèi)壓強為1500 3000mtorr的氣氛下對多晶硅層進行氧化，并且氧化的時間為2 7分鐘。
9.根據(jù)權利要求I所述的低溫多晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，對所述氧化后的多晶硅層進行刻蝕，以形成多晶硅薄膜，具體為 采用濃度為1% 10%的氫氟酸溶液對所述氧化后的多晶硅層進行刻蝕，以形成多晶硅薄膜。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供的一種低溫多晶硅薄膜的制作方法，涉及液晶面板制造領域，用以減小了多晶硅薄膜在使用過程中產(chǎn)生的漏電流，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。該低溫多晶硅薄膜的制作方法包括在基板上依次沉積緩沖層和非晶硅層；對所述非晶硅層進行高溫加熱，并對非晶硅層進行準分子激光退火，形成多晶硅層；在高溫下對所述多晶硅層進行氧化；對所述氧化后的多晶硅層進行刻蝕，以形成多晶硅薄膜。本發(fā)明實施例用于薄膜晶體管的制造。
文檔編號H01L21/324GK102655089SQ20111037001
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者姚江峰, 田雪雁, 龍春平 申請人:京東方科技集團股份有限公司