[发明专利]多晶硅薄膜的制备方法、薄膜晶体管阵列基板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造工艺,尤其涉及一种多晶硅薄膜的制备方法，还涉及一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法。

背景技术

平板显示装置具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平板显示装置主要包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)及有机电致发光显示装置(Organic Light Emitting Display，OLED)。薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)是平板显示装置的重要组成部分，可形成在玻璃基板或塑料基板上，通常作为开光装置和驱动装置用在诸如LCD、OLED。

多晶硅(Poly-Si)薄膜是由许多大小不等和晶面取向不同的小晶粒组成，晶粒尺寸一般在几十到几百纳米之间，大晶粒尺寸可达数微米。大晶粒的多晶硅薄膜有较高的迁移率，接近块状材料的迁移率，因此多晶硅薄膜其已被广泛应用于半导体器件的制作中。例如在LCD或OLED产品中薄膜晶体管，大多采用多晶硅薄膜作为有源层。

目前多晶硅薄膜的制备方法，主要是先制备非晶硅薄膜，然后对非晶硅薄膜进行晶化处理获得多晶硅薄膜。其中，准分子激光退火法(Excimer Laser Anneal，ELA)是常用的一种方法，ELA法主要通过一定能量的准分子激光对非晶硅薄膜进行激光照射，利用激光光束的能量使非晶硅在高温下转变成多晶硅。在采用ELA法将非晶硅在高温下转变成多晶硅的过程中，所获得的多晶硅薄膜的表面上不可避免地会产生变异凸点，这些变异凸点会对后续的制程工艺产生影响，最终对薄膜晶体管的电性能的稳定性产生影响，降低产品的品质。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多晶硅薄膜的制备方法，对采用ELA法制备多晶硅薄膜进行改善，降低制备得到的多晶硅薄膜的表面粗糙度，提高产品的品质。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种多晶硅薄膜的制备方法，其包括：应用半导体沉积工艺制备形成第一非晶硅薄膜；应用准分子激光退火工艺使所述第一非晶硅薄膜晶化形成多晶硅薄膜；应用半导体沉积工艺在所述多晶硅薄膜的第一表面上制备形成第二非晶硅薄膜；应用干法刻蚀工艺，从所述第二非晶硅薄膜朝向所述多晶硅薄膜的方向，刻蚀直至完全去除所述第二非晶硅薄膜。

其中，进行干法刻蚀工艺时，刻蚀至所述第一表面之下。

其中，进行干法刻蚀工艺时，在整个平面内各处的刻蚀速度相等。

其中，所述干法刻蚀工艺为等离子体刻蚀工艺。

其中，在进行准分子激光退火工艺之前，还对所述第一非晶硅薄膜进行加热去氢处理。

其中，加热去氢处理的温度为350～450℃。

本发明还提供了一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法，包括制备有源层的步骤，其包括：根据如上所述的多晶硅薄膜的制备方法制备形成一层多晶硅薄膜；应用光刻工艺将所述多晶硅薄膜刻蚀形成图案化的有源层。

其中，该方法具体包括步骤：S1、提供以衬底基板并在所述衬底基板上制备形成图案化的有源层；S2、在所述有源层上制备形成栅极绝缘层；S3、在所述栅极绝缘层上制备形成图案化的栅电极；S4、在所述栅电极上制备形成层间介质层；S5、在所述层间介质层和所述栅极绝缘层中刻蚀形成暴露出所述有源层的第一过孔和第二过孔；S6、在所述层间介质层上制备形成图案化的源电极和漏电极，所述源电极通过所述第一过孔连接到所述有源层，所述漏电极通过所述第二过孔连接到所述有源层；S7、在所述源电极和漏电极上制备形成平坦化层；S8、在所述平坦化层中刻蚀形成暴露出所述源电极或所述漏电极的第三过孔；S9、在所述平坦化层上制备形成图案化的像素电极，所述像素电极通过所述第三过孔连接到所述源电极或所述漏电极。

本发明实施例中提供的多晶硅薄膜的制备方法，在采用ELA法将非晶硅薄膜变成多晶硅薄膜之后，在多晶硅薄膜先覆盖一层非晶硅薄膜，然后再使用干法刻蚀工艺刻蚀全去除非晶硅薄膜，在刻蚀去除非晶硅薄膜过程中同时均匀地刻蚀去除多晶硅薄膜表面上的变异凸点，降低了制备得到的多晶硅薄膜的表面粗糙度，表面平整均匀的多晶硅薄膜可以提高其电性能的稳定性。

附图说明

图1a～1d是本发明实施例1提供的多晶硅薄膜的制备方法中，各个步骤对应获得的器件结构的示例性图示；

图2a～2j是本发明实施例2提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中，各个步骤对应获得的器件结构的示例性图示。

具体实施方式