本發(fā)明涉及顯示器制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低溫多晶硅薄膜的制備方法及半導體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，常用的主動式陣列液晶顯示器多采用非晶硅薄膜晶體管和多晶硅薄膜晶體管。其中，多晶硅薄膜晶體管(Thin Film Transistor，簡稱TFT)由于具有較高的電子遷移率、開口率高、較快的響應速度、能大幅縮小組件尺寸、分辨率高、可以制作集成化驅(qū)動電路等優(yōu)點，更加適合于大容量的高頻顯示，有利于提高顯示器的成品率和降低生產(chǎn)成本，而得到廣泛的應用。

制作低溫多晶硅薄膜常用準分子激光退火方法，該方法的基本原理為利用高能量的準分子激光照射到非晶硅薄膜表面，使非晶硅融化、冷卻、再結(jié)晶，實現(xiàn)從非晶硅到多晶硅的轉(zhuǎn)變。準分子激光退火法制備的低溫多晶硅薄膜的晶粒大、空間選擇性好、晶內(nèi)缺陷少、電學特性好，已成為目前低溫多晶硅薄膜制備的主要方法。

而在現(xiàn)有技術(shù)中，很難實現(xiàn)均勻的低溫多晶硅薄膜的制備，同時，低溫多晶硅薄膜晶粒的均勻性對低溫多晶硅薄膜的電學性能有重要影響。因此，如何制備得到均勻的低溫多晶硅薄膜成了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫多晶硅薄膜的制備方法及半導體結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的低溫多晶硅薄膜的均勻性不夠的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜的制備方法，所述低溫多晶硅薄膜的制備方法包括：

提供基板；

在所述基板上形成過渡層；

在所述過渡層中形成多個間隔開的功能區(qū)，每個功能區(qū)較其周圍的過渡層導熱性能差；

在所述過渡層上形成非晶硅薄膜；

采用準分子激光退火工藝對所述非晶硅薄膜進行晶化，得到低溫多晶硅薄膜。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，每個功能區(qū)包括致密區(qū)及位于所述致密區(qū)內(nèi)的空洞，其中，所述致密區(qū)的物質(zhì)密度較其周圍的過渡層的物質(zhì)密度高。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，多個功能區(qū)均勻的分布于所述過渡層中。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，每個功能區(qū)為球形結(jié)構(gòu)，每個功能區(qū)的直徑為200nm～400nm。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，相鄰兩個功能區(qū)的球心距離為1μm～5μm。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，通過如下方法在所述過渡層中形成多個間隔開的功能區(qū)：

將激光聚焦至所述過渡層中；

在所述過渡層中形成爆炸，得到多個功能區(qū)。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，將激光聚焦至所述過渡層中包括：

在所述過渡層上空設(shè)置微透鏡；

使飛秒激光穿過所述微透鏡至所述過渡層中。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，所述過渡層為氧化硅層；所述過渡層的厚度為400nm～600nm。

可選的，在所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法中，在所述基板上形成過渡層之前，所述低溫多晶硅薄膜的制備方法還包括：

在所述基板上形成氮化硅層；其中，所述過渡層位于所述氮化硅層上。

本發(fā)明還提供一種采用如上所述的低溫多晶硅薄膜的制備方法所形成的半導體結(jié)構(gòu)，所述半導體結(jié)構(gòu)包括：基板；形成于所述基板上的過渡層；形成于所述過渡層中的多個間隔開的功能區(qū)，每個功能區(qū)較其周圍的過渡層導熱性能差；及形成于所述過渡層上的低溫多晶硅薄膜。

在本發(fā)明提供的低溫多晶硅薄膜的制備方法及半導體結(jié)構(gòu)中，在過渡層中形成有多個間隔開的功能區(qū)，每個功能區(qū)較其周圍的過渡層導熱性能差，由此采用準分子激光退火工藝對非晶硅薄膜進行晶化得到低溫多晶硅薄膜的過程中，所述非晶硅薄膜各處對應不同的冷卻速率，進而使得低溫多晶硅薄膜晶粒進行橫向生成，由此便可以提高所形成的低溫多晶硅薄膜的均勻性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的低溫多晶硅薄膜的制備方法的流程示意圖；

圖2～圖7是采用本發(fā)明實施例的低溫多晶硅薄膜的制備方法形成半導體結(jié)構(gòu)的過程中所形成的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的低溫多晶硅薄膜的制備方法及半導體結(jié)構(gòu)作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

請參考圖1，其為本發(fā)明實施例的低溫多晶硅薄膜的制備方法的流程示意圖。如圖1所示，所述低溫多晶硅薄膜的制備方法包括：

步驟S10：提供基板；

步驟S11：在所述基板上形成過渡層；

步驟S12：在所述過渡層中形成多個間隔開的功能區(qū)，每個功能區(qū)較其周圍的過渡層導熱性能差；

步驟S13：在所述過渡層上形成非晶硅薄膜；

步驟S14：采用準分子激光退火工藝對所述非晶硅薄膜進行晶化，得到低溫多晶硅薄膜。

具體的，請結(jié)合參考圖2～圖7，其為采用本發(fā)明實施例的低溫多晶硅薄膜的制備方法形成半導體結(jié)構(gòu)的過程中所形成的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

首先，如圖2所示，提供基板10。優(yōu)選的，所述基板10為玻璃基板。

在本申請實施例中，接著，在所述基板10上形成氮化硅層11，如圖3所示。通過在所述基板10上形成氮化硅層11可以提供一個較佳的成膜表面，從而易于后續(xù)成膜以及提高后續(xù)成膜的質(zhì)量與可靠性。

接著，如圖4所示，在所述氮化硅層11上形成過渡層12。在本申請的其他實施例中，所述過渡層12也可以直接形成于所述基板10上，即在基板10和過渡層12之間不形成氮化硅層。優(yōu)選的，所述過渡層12的材料為氧化硅。氧化硅在顯示器制造技術(shù)領(lǐng)域被廣泛使用，其具有低廉的價格以及較高的穩(wěn)定性，因此可以作為過渡層12的較佳材料。

進一步的，所述過渡層12的厚度為400nm～600nm。由此能夠便于后續(xù)在所述過渡層12中形成功能區(qū)。

請參考圖5，接著，在所述過渡層12中形成多個間隔開的功能區(qū)13，每個功能區(qū)13較其周圍的過渡層12導熱性能差。由此，在后續(xù)采用準分子激光退火工藝對非晶硅薄膜進行晶化得到低溫多晶硅薄膜的過程中，所述非晶硅薄膜各處對應不同的冷卻速率，進而使得低溫多晶硅薄膜晶粒進行橫向生成，由此便可以提高所形成的低溫多晶硅薄膜的均勻性。

在本申請實施例中，每個功能區(qū)13包括致密區(qū)及位于所述致密區(qū)內(nèi)的空洞，其中，所述致密區(qū)的物質(zhì)密度較其周圍的過渡層12的物質(zhì)密度高。優(yōu)選的，多個功能區(qū)13均勻的分布于所述過渡層中，即相鄰兩個功能區(qū)13之間的間隔間距相同。在此，由于所述功能區(qū)13包括致密區(qū)及位于所述致密區(qū)內(nèi)的空洞，從而其不利于導熱，即使得所述功能區(qū)13的導熱性能較其周圍的過渡層12的導熱性能差。

在本申請實施例中，每個功能區(qū)13為球形結(jié)構(gòu)，每個功能區(qū)13的直徑為200nm～400nm。相鄰兩個功能區(qū)13的球心距離為1μm～5μm，即相鄰兩個功能區(qū)13之間的間隔間距為1μm～5μm。

具體的，所述功能區(qū)13通過如下工藝形成：將激光20聚焦至所述過渡層12中；(高溫等離子體產(chǎn)生沖擊波，)從而在所述過渡層20中形成(微)爆炸，得到多個功能區(qū)13。優(yōu)選的，可以在所述過渡層12上空設(shè)置微透鏡21；然后使所述激光20穿過所述微透鏡21，從而實現(xiàn)聚焦至所述過渡層12中。進一步的，所述激光20為飛秒激光。較佳的，可以在所述過渡層12上空設(shè)置微透鏡21的陣列，即多個按行列排布的微透鏡21，從而可以方便的實現(xiàn)將激光20聚焦至所述過渡層12中。

接著，如圖6所示，在所述過渡層12上形成非晶硅薄膜14。在此，通過現(xiàn)有的常規(guī)工藝形成非晶硅薄膜14即可。

繼續(xù)參考圖6，接著，采用準分子激光退火工藝(ELA)對所述非晶硅薄膜14進行晶化，即在此采用現(xiàn)有的常規(guī)工藝對所述非晶硅薄膜14進行晶化。

請參考圖7，通過準分子激光退火工藝(ELA)對所述非晶硅薄膜14進行晶化后，便可得到低溫多晶硅薄膜15。所述低溫多晶硅薄膜15具有較佳的均勻性，同時其還具有較大的晶粒。在此，由于在過渡層12中形成有多個間隔開的功能區(qū)13，每個功能區(qū)13較其周圍的過渡層12導熱性能差，由此采用準分子激光退火工藝對非晶硅薄膜14進行晶化得到低溫多晶硅薄膜15的過程中，所述非晶硅薄膜14各處對應不同的冷卻速率，進而使得低溫多晶硅薄膜15晶粒進行橫向生成，由此便可以提高所形成的低溫多晶硅薄膜15的均勻性。

通過上述工藝便可得到一半導體結(jié)構(gòu)，可相應參考圖7，所述半導體結(jié)構(gòu)包括：基板10；形成于所述基板10上的過渡層12；形成于所述過渡層12中的多個間隔開的功能區(qū)13，每個功能區(qū)13較其周圍的過渡層12導熱性能差；及形成于所述過渡層12上的低溫多晶硅薄膜15。

進一步的，每個功能區(qū)13包括致密區(qū)及位于所述致密區(qū)內(nèi)的空洞，其中，所述致密區(qū)的物質(zhì)密度較其周圍的過渡層12的物質(zhì)密度高。多個功能區(qū)13均勻的分布于所述過渡層12中。較佳的，每個功能區(qū)13為球形結(jié)構(gòu)，每個功能區(qū)13的直徑為200nm～400nm；相鄰兩個功能區(qū)13的球心距離為1μm～5μm。

進一步的，所述過渡層12為氧化硅層。所述過渡層12的厚度為400nm～600nm。所述基板10和所述過渡層12之間形成有氮化硅層11。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。