[发明专利]薄膜晶体管阵列基板及其沟道形成方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种薄膜晶体管阵列基板及其沟道形成方法。

【背景技术】

薄膜晶体管(Thin Film Transistor TFT)已广泛应用在主动式液晶显示器的驱动上，其中根据薄膜晶体管使用的硅薄膜材料通常有非晶硅（amorphous-silicon）与多晶硅(poly-silicon)两种类型。

在液晶显示器的制造中，多晶硅材料具有许多优于非晶硅材料的特性。多晶硅具有较大的晶粒(grain)，使得电子在多晶硅中容易自由移动，所以多晶硅的电子迁移率(mobility)高于非晶硅。以多晶硅制作的薄膜晶体管，其反应时间比非晶硅薄膜晶体管快。在相同分辨率的液晶显示器中，使用多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)所占用的基板面积可以比使用非晶硅薄膜晶体管所占用的基板面积小，而提高液晶面板的开口率。在相同的壳度下，使用多晶硅薄膜晶体管的液晶显示器(poly-Si TFT LCD)可以采用低瓦数的背光源，达到低耗电量的要求。

目前在基板上制作多晶硅薄膜大多利用低温多晶硅制备工艺(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)。低温多晶硅制备工艺是以准分子激光(Excimer Laser)作为热源。当激光照射(Irradiate)于具有非晶硅薄膜的基板上，非晶硅薄膜吸收准分子激光的能量而转变成为多晶硅薄膜。

依序侧向结晶(Sequential Lateral Solidification，SLS)技术为利用光罩或是其他方式造成在a-Si precursor 上温度高低差来达到侧向结晶技术,利用激光透过光罩产生特定形状的激光，第一道激光先结晶出侧向成长的晶粒后第二道激光照射区域与第一道结晶区域重叠一部份，通过照射非晶硅区域，第二道激光所照射区域的硅薄膜开始熔融后会以第一道结晶多晶硅薄膜为晶种成长出长柱状的结晶颗粒。

当TFT的沟道长度（channel length）平行于多晶硅薄膜的晶粒边界（grain boundary）时，电子迁移率较高，譬如为300cm²/V-s；但是如果TFT的沟道长度垂直于多晶硅薄膜的晶粒边界，则会使的TFT的电子迁移率大幅下降至100cm²/V-s, 因此现有技术中SLS侧向结晶技术有著TFT的电子迁移率不均匀性的技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管阵列基板的沟道形成方法，旨在现有技术的TFT中沟道的电子迁移率不高、TFT电性不均匀性的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明构造了一种薄膜晶体管阵列基板及其沟道形成方法，所述方法包括以下步骤：

提供一基板，在所述基板上形成非晶硅层；

对所述非晶硅层进行刻蚀处理，以形成包括多个非晶硅层的非晶硅图形；

在所述非晶硅图形中的每一非晶硅层形成一断开空间；

对已形成断开空间的非晶硅图形进行激光照射处理，以使得位于所述断开空间两侧的非晶硅层内的晶粒朝着所述断开空间方向生长，并在所述断开空间内结晶形成薄膜晶体管的沟道。

为解决上述技术问题，本发明还构造了一种薄膜晶体管阵列基板，其包括：

基板；

沟道，形成于所述基板上，所述沟道包括：

第一结晶区；

第二结晶区；

所述第一结晶区和所述第二结晶区中的晶粒边界均与所述第一结晶区和第二结晶区之间的界面垂直。

本发明通过在非晶硅层形成一断开空间，断开空间将非晶硅层分开为第一区间和第二区间，在通过激光照射后，第一空间和第二空间的晶粒会朝着断开空间的方向生长并在断开空间交汇，进而结晶形成第一结晶区和第二结晶区，第一结晶区和第二结晶区中的晶粒边界与第一结晶区和第二结晶区之间的界面垂直，由此可提高沟道的电子迁移率，并使得TFT的电性均匀。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1A-1M为本发明实施例中使用非晶硅薄膜进行结晶形成沟道的过程示意图；

图2A到2D所示为按照图1A-1M的处理过程制成的沟道来形成薄膜晶体管阵列基板的过程示意图。

【具体实施方式】