[发明专利]LTPS薄膜及薄膜晶体管的制备方法、阵列基板及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种低温多晶硅（LTPS）薄膜制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板及显示装置。 

背景技术

随着平面显示器技术的蓬勃发展，有源矩阵式有机发光显示器（Active Matrix Organic Light Emitting Diode,简称AMOLED）由于其具有更轻薄、自发光和高反应速率等优良特性，成为未来液晶显示器发展的趋势。其可以包括依次形成在基板底层的有源开关、绝缘层、透明电极、发光层和金属电极，其中，有源开关通过接触孔与透明电极连接，以控制摄像数据的写入。目前，为适应AMOLED尺寸大型化的发展，有源开关通常采用低温多晶硅薄膜晶体管（LowTemperature Poly-silicon TFT,简称LTPS-TFT）作为像素开关控制元件；而用于制备LTPS-TFT的低温多晶硅薄膜的品质好坏与否对于LTPS-TFT的电性表现有着直接影响，因此，低温多晶硅薄膜的制造技术也越来越受到重视。 

目前AMOLED中，背板技术中制备多晶硅薄膜，主要采用准分子激光退火（Excimer Laser Annealing,简称ELA），固相晶化（SolidPhase Crystallization,简称SPC），金属诱导晶化（Metal-InducedCrystallization,简称MIC）等多种制备方法；而采用准分子激光退火工艺来得到背板中晶体管有源层的多晶硅薄膜，是目前唯一已经实现量产的方法。准分子激光退火工艺制备低温多晶硅薄膜的过程参考图1所示，依次在玻璃衬底101上形成缓冲层103和非晶硅层104，然后对非晶硅层104采用激光束105进行激光退火，然后即可得到0.3μm-0.5μm左右的多晶硅薄膜。 

在过去的准分子激光退火工艺研究中，研究者一直致力于开发大晶粒的低温多晶硅，以便能够得到迁移率较高的低温多晶硅薄膜晶体管。虽然准分子激光器的输出波长、脉宽、能量分布及均匀性、能量密度、脉冲频率，原始非晶硅膜的制备方法及其厚度、去氢方法，退火气氛等，对低温多晶硅薄膜的质量都有一定的影响，但终究还是尚未解决多晶硅晶粒偏小的难题。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是如何克服低温多晶硅薄膜制备过程中晶粒偏小的问题。 

（二）技术方案 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低温多晶硅薄膜制备方法，其包括： 

提供一基板； 

在所述基板上依次形成导热绝缘层、缓冲层和非晶硅层；其中，所述导热绝缘层具有规则分布的图案； 

对所述非晶硅层进行高温处理和激光退火，使所述非晶硅层形成多晶硅薄膜。 

其中，所述导热绝缘层所采用的材料为氮化铝、氮化硼、氧化铝和氧化镁中的任一种。 

其中，所述导热绝缘层具有均匀散布的圆形或方形的图案。 

其中，所述圆形或方形的图案的尺寸在0.1μm~1μm之间；优选地，所述圆形或方形的图案的尺寸为0.5μm。 

其中，所述导热绝缘层通过喷涂方式形成，或者通过磁控溅射和曝光刻蚀工艺形成。 

其中，所述非晶硅层进行高温处理和激光退火的具体过程为： 

在400-500℃的温度下，对所述非晶硅层进行0.5-3小时的高温处 理； 

对高温处理后的所述非晶硅层进行准分子激光退火，激光脉冲频率为300Hz，重叠率为92%-98%，激光能量密度为200-500mJ/cm²。 

本发明还提供了一种薄膜晶体管制备方法，其包括： 

在基板上形成多晶硅薄膜，并通过构图工艺形成TFT的有源层； 

其中，所述多晶硅薄膜是通过上述的低温多晶硅薄膜制备方法制得。 

进一步地，上述薄膜晶体管制备方法还包括：在所述有源层的上方形成栅绝缘层、栅电极、层间绝缘层、以及源电极和漏电极；所述源电极和漏电极分别通过绝缘层过孔与所述有源层的两端相连。 

其中，在所述有源层的上方形成栅绝缘层、栅电极、层间绝缘层、以及源电极和漏电极的具体过程包括： 

在所述有源层的上方沉积栅绝缘层； 

利用掩模工艺对所述有源层两端的区域进行掺杂处理，从而在所述有源层的两端形成欧姆接触区域； 

在所述栅绝缘层上方形成栅金属薄膜，并通过构图工艺形成栅电极的图案；