薄膜晶体管及其制作方法、显示装置的制造方法
薄膜晶体管及其制作方法、显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜晶体管制造工艺领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、显示基板、显示装置。
【背景技术】
[0002]目前，液晶平板显示其的背板大部分采用的是非晶硅薄膜晶体管，非晶硅作为有源层，具有易于大面积制备，均一性好，成本低等优点。但是，非晶硅薄膜晶体管也有致命缺陷，比如电子迀移率低，阈值电压漂移等，这些缺点使非晶硅薄膜晶体管不能适应有机发光二极管(Organic Light-Emitting D1de，0LED)的驱动，以及液晶显示器周边驱动电路的制备。
[0003]为此，业内人士采用非晶硅结构的多晶硅薄膜晶体管改善上述的非晶硅薄膜晶体管的电子迀移率低，阈值电压漂移等缺陷。然而，制备包含多晶硅薄膜晶体管的平板显示所采用的玻璃基板最高能承受的温度一般都低于600°C，远远低于非晶硅晶化转变所需要的温度，无法推广使用。因此，业内产生低温多晶娃薄膜晶体管(Low Temperature PolySilicon Thin Film Transistor，简称 LTPS TFT)技术克服上述缺陷。
[0004]目前，已经实现量产的LTPS TFT技术有激光退火晶化法，一般用的准分子激光有XeCl激光、ArF激光、KrF激光和XeF激光等，这类准分子激光器产生紫外波段的激光束，通过紫外波段的短脉冲激光束照射非晶硅薄膜，非晶硅会快速吸收激光能量而融化和再结晶，而基本会使衬底的温度升高，因此可应用于玻璃基板上非晶硅的晶化。
[0005]但是目前LTPS TFT制备过程中，需要单独对非晶硅进行晶化和对源漏掺杂区的离子进行高温活化，导致LTPS TFT工艺制程较为复杂，为此，如何获取制程简单、成本低廉的LTPS TFT成为当前需要解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种薄膜晶体管及其制作方法、显示装置，用于简化现有技术中制备LPTS TFT的工艺过程，降低制备LTPS TFT的成本。
[0007]第一方面，本发明提供一种薄膜晶体管的制作方法，包括:
[0008]在衬底上形成包括非晶硅的有源层；
[0009]对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区；
[0010]对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅，所述源漏掺杂区的离子活化。
[0011]可选地，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区，包括:
[0012]采用掩膜覆盖所述有源层的预定非掺杂区；
[0013]对所述有源层的预定源漏掺杂区进行离子注入，形成源漏掺杂区。
[0014]可选地，还包括:
[0015]在所述有源层上依次形成栅极绝缘层和栅极，并且在形成所述栅极之前对所述有源层采用准分子激光进行照射。
[0016]可选地，在对所述有源层进行离子注入之前，在所述有源层上依次形成栅绝缘层和栅极；
[0017]所述对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区包括:
[0018]将所述栅极作为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区。
[0019]可选地，对所述有源层采用准分子激光进行照射，包括:
[0020]从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射。
[0021]可选地，在衬底上形成包括非晶硅的有源层，包括:
[0022]提供一衬底基板；
[0023]在所述衬底基板上形成缓冲层；
[0024]在所述缓冲层上形成非晶硅层；
[0025]对所述非晶硅层进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层。
[0026]可选地，所述在所述缓冲层上形成非晶硅层，包括:
[0027]在所述缓冲层上，采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述非晶硅层。
[0028]第二方面，本发明提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管采用如上任一所述的方法制备。
[0029]第三方面，本发明提供一种显示基板，包括上述的薄膜晶体管。
[0030]第四方面，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的显示基板。
[0031]由上述技术方案可知，本发明的薄膜晶体管及其制作方法、显示装置，通过对有源层采用准分子激光进行照射，使得有源层中非晶硅晶化成多晶硅层，源漏掺杂区的离子活化，因此，与现有技术相比，简化了 LTPS TFT的制作流程，降低了制作成本，同时提高了 LTPSTFT的生产率。
【附图说明】
[0032]图1A至图1F为现有技术中LPTS TFT的制作工艺步骤流程图；
[0033]图2为本发明一实施例提供的LPTS TFT的制作方法的流程示意图；
[0034]图3A至图3F为本发明一实施例提供的LPTS TFT的制作工艺步骤流程图；
[0035]图4A至图4G为本发明另一实施例提供的LPTS TFT的制作工艺步骤流程图。
[0036]附图标记:
[0037]10玻璃衬底、11缓冲层、12非晶硅层、13多晶硅层、14栅绝缘层、15栅极、16层间介质层/层间绝缘层、13a和13b源漏掺杂区；
[0038]30衬底、31缓冲层、32非晶硅层、33、多晶硅层、34栅绝缘层、35栅极、36层间介质层/层间绝缘层、32a和32b源漏惨杂区。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0040]为更好的说明本发明实施例中的LPTS TFT的制备工艺，先对现有技术中LPTS TFT的制作工艺进行简单介绍，参见图1A至图1F所示。
[0041]如图1A所示，在玻璃衬底10上依次沉积一层缓冲层11和非晶硅层12 (a_Si层)，接着对图1A的结构进行脱氢工艺和晶化工艺，得到包括多晶硅层13(p-Si层)的有源层；对多晶硅层13进行刻蚀，形成“硅岛”，如图1B所示，然后在图1B所示的结构上沉积栅绝缘层14 (如图1C所示)和栅极15，并对栅极15进行图形化，接着以栅极15为掩膜，对有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区13a和13b，如图1D所示；
[0042]再接着，在图1D的结构上沉积层间绝缘层(ILD) 16，如图1E所示，并对层间绝缘层16图形化，然后通过高温炉退火方法使源漏掺杂区的离子激活，再通过构图工艺在层间绝缘层16上形成源电极和漏电极，如图1F所示。其中，源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层16和栅绝缘层14上的过孔与源漏掺杂区接触。
[0043]上述方法需要单独对非晶硅层进行晶化，以及需要单独对源漏掺杂区的离子进行高温活化，导致LTPS TFT工艺制程较为复杂，且工艺时间较长，影响产能，为此，如何获取制程简单、成本低廉的LTPS TFT成为当前需要解决的问题。
[0044]鉴于上述工艺过程复杂的问题，本发明的薄膜晶体管采用下面图2及图3A至图3F、图4A至图4G所示的方法制备，具体地，制备的LPTS TFT可包括下述的步骤:
[0045]201、在衬底上形成包括非晶硅的有源层；
[0046]202、对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区；
[0047]203、对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅，所述源漏掺杂区的离子活化。
[0048]本实施例中，通过对有源层采用准分子激光进行照射，使得有源层中非晶硅晶化成多晶硅，源漏掺杂区的离子活化，因此，与现有技术相比，简化了 LTPS TFT的制作流程，实现晶化和活化通过一个激光照射步骤完成，提高活化效率，降低制备工艺的时间和成本，同时提高了 LTPS TFT的生产率。
[0049]下面结合图3A至图3F及具体实施例对本发明一实施例的LPTS TFT的制作方法进行详细介绍。
[0050]MOl，提供一衬底基板30如玻璃基板或石英基板，在衬底基板上形成缓冲层31 ；
[0051]其中，图3A至图3D所述的结构均形成于包括缓冲层31的衬底基板30上。应说明的是，若衬底基板30的洁净度不满足要求时，可首先对衬底基板30进行预清洗，进而在衬底基板30上形成缓冲层31。
[0052]优选地，采用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n,简称PECVD)在衬底基板30上沉积缓冲层31。缓冲层31的厚度约为2000埃至6000埃，缓冲层31材料可选用氧化物、氮化物或者氮氧化物等。缓冲层31可以为单层、双层或者多层结构。具体地，缓冲层31可以是SiNx，S1x或Si (ON)Xo
[0053]可理解的是，衬底基板上的缓冲层的作用是:防止衬底基板中的金属离子扩散至LTPS TFT的有源区，降低缺陷和减少漏电流的产生。合适的缓冲层可以改善多晶硅背面界面的质量，防止在多晶硅背面界面出产生漏电流；进一步地，适当的缓冲层可以降低热传导，减缓被激光加热的硅的冷却速率。
[0054]M02、在所述缓冲层31上形成非晶硅层32，如图3A所示。
[0055]本实施例中具体地，可以采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成非晶硅层32。
[0056]M03、对所述非晶硅层32进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层，如图3B所示。
[0057]举例来说，对脱氢处理后的非晶硅层进行构图工艺，形成如图3B所示的“硅岛”，例如，在脱氢处理后的非晶硅层上形成光刻胶薄膜，并采用掩膜板对形成有光刻胶薄膜的结构进行曝光，显影后形成光刻胶完全保留部分和光刻胶完全去除部分；其中，所述光刻胶完全保留部分与“硅岛”的非晶硅层对应，光刻胶完全去除部分对应其余部分，采用刻蚀工艺去除所述光刻胶完全去除部分的非晶硅层，形成非晶硅层；采用剥离工艺将光刻胶完全保留部分去除。
[0058]M04、采用掩膜覆盖非晶硅层32的预定非掺杂区；对所述非晶硅层32的预定源漏掺杂区进行离子注入，形成源漏掺杂区32a、32b，如图3C所示。此步骤中的掩膜例如可以为采用光刻胶形成的掩膜图案。
[0059]本实施例中，离子注入程序中的离子可为下述的一种或多种离子、P离子、As离子、PHx离子。
[0060]具体的，离子注入可采用具有质量分析仪的离子注入、不具有质量分析仪的离子云式注入、等离子注入或者 固态扩散式注入等方法，可根据实际需要进行注入。
[0061]M05，在非晶硅层32上形成栅极绝缘层34，并对沉积栅极绝缘层34的基板采用准分子激光进行照射，如图3D所示，使基板中的非晶硅层32晶化成多晶硅层(p_Si)33，所述源漏掺杂区的离子活化，如图3E所示。
[0062]具体地，可以采用PEV⑶方法，在非晶硅层32上沉积栅绝缘层34，栅绝缘层34可以选用氧化物、氮化物或氮氧化物等。另外，栅绝缘层34可以使单层、双层或多层结构等。
[0063]本步骤中可采用的激光器例如包括:ArF、KrF和XeCl，相应的激光波长例如分别为193nm、248nm和308nm，脉宽例如在10?50ns之间。可选地，由于XeCl激光器的激光波长较长，激光能量注入非晶硅薄膜较深，晶化效果较好，优选采用XeCl激光器。
[0064]应说明的是，对有源层采用准分子激光进行照射可以在图3C的形成源漏掺杂区之后的有源层上方直接进行照射，也可以在有源层上形成栅极绝缘层34之后在进行照射，本实施例不对其进行限定，可根据实际需要选择，图3C和图3D仅为举例说明，并不对其进行限定。
[0065]该步骤中的准分子激光照射可为从基板的正面进行照射，可以使现有技术中的晶化和活化在一个步骤中实现，减少了高温炉火活化的过程，提高了活化效率。
[0066]M06、对上述图3E所示的结构上方依次形成栅极35和层间绝缘层36，再通过构图工艺在层间绝缘层形成源电极和漏电极。其中，源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层36和栅绝缘层34上的过孔与源漏掺杂区接触，如图3F所示。
[0067]举例来说，可在栅绝缘层33上采用磁控溅射、热蒸发、PEV⑶等方法形成栅极34。本实施例中的栅极34的金属可为Pt、Ru、Au、Ag、Mo、Cr、Al、Ta、T1、W中的一种或多种。
[0068]层间绝缘层可以为单层的氧化硅或者氧化硅和氮化硅的叠层，ILD的厚度可以为3000埃至9000埃。
[0069]在通过构图工艺形成源电极和漏电极时，可采用湿法刻蚀或者干法刻蚀，漏电极和源电极可以由金属、金属合金等导电材料构成。
[0070]上述方法采用准分子激光器正面照射方式，可实现有源层的非晶硅晶化成多晶硅，源漏掺杂区的离子活化在一个步骤中完成，即减少了现有技术中的单独的ELA的晶化工艺，同时降低源漏掺杂区离子活化所需的温度，提供活化效率，进而可较好的简化制备LTPS TFT的工艺流程，降低工艺成本。
[0071]上述实施例制备的LTPS TFT可应用于液晶显示器、OLED等相关领域。
[0072]下面结合图4A至图4G及具体实施例对本发明另一实施例的LPTS TFT的制作方法进行详细介绍。
[0073]首先，提供一衬底基板30如玻璃基板或石英基板，在衬底基板上形成缓冲层31 ；
[0074]例如，可在经过预先清洗的玻璃基板上，以PECVD、低压化学气相沉积(LPCVD)、大气压化学气相沉积(APCVD)、电子回旋谐振化学气相沉积(ECR-CVD)或者溅射等方法形成缓冲层，用于阻挡玻璃中所含的杂质扩散进入有源层，防止对薄膜晶体管元件的阈值电压和漏电流等特性产生影响。
[0075]S02、在所述缓冲层31上形成非晶硅层32，如图4A所示。
[0076]具体地，可以采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成非晶硅层即非晶硅薄膜。在采用沉积方法形成非晶硅层时，沉积温度可控制在600°C以下。非晶硅层的厚度可以为100埃至3000埃，优选500埃至1000埃。
[0077]S03、对所述非晶硅层32进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层，如图4B所示。
[0078]可选地，本实施例中脱氢温度可为400?600 °C，处理时间可为20?120分钟。需要说明的是，若采用其他方法使非晶硅层中氢含量在3%以下，则可以省去对非晶硅层的脱氢工艺，具体步骤可根据实际情况进行。
[0079]另外，本实施例中对非晶硅层进行构图工艺，得到如图4B中“硅岛”的非晶硅层结构，进而得到包括非晶硅层的有源层。
[0080]S04、在所述有源层上依次形成栅绝缘层34和栅极35，如图4C所示。
[0081]例如，可采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成栅绝缘层34和栅极35。
[0082]S05、将所述栅极35作为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区32a、32b，如图4D所示。
[0083]S06、从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射，如图4E所示，使所述有源层中非晶硅层晶化成多晶硅层，所述源漏掺杂区的离子活化，如图4F所示。
[0084]具体地，采用准分子激光照射处理，在约50?150ns时间内使非晶硅层瞬间达到1000°C以上的高温而变成熔融状态，然后对熔融状态的非晶硅进行退火，使之晶化形成多晶娃层。
[0085]在此过程中，可以保证衬底基板的温度在400°C左右，其原理是:激光脉冲首先在非晶硅层中激发出热电子-空穴对，之后电子-空穴对再以非辐射复合的方式将能量传递给晶格原子，从而实现非晶硅层的瞬间加热。其中，由于激光脉冲的瞬间能量被非晶硅层吸收并转化为相变能，因此不会有过多的热能传导至衬底基板，可以避免一般高温炉退火工艺中使衬底基板温度升高而产生变形的问题。
[0086]同时，在源漏掺杂区，激光脉冲的能量被离子吸收，产生高温，进而实现活化。采用准分子激光器活化可提高活化效率，同时降低活化时间。
[0087]S07、对上述图4F所示的基板上方形成层间绝缘层，再通过构图工艺在层间绝缘层上形成源电极和漏电极。其中，源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层36和栅绝缘层34上的过孔与源漏掺杂区接触，如图4G所示。
[0088]上述制备流程可简化现有技术中的LPTS TFT制备过程，使LPTS TFT制备工艺中的晶化和活化利用准分子激光器同时进行，减少了现有技术中的单独的晶化工艺，省去了使用高温炉活化工艺，同时降低活化所需的温度，提高活化效率，缩短了制备LPTS TFT的制备流程，且能够使用普通基板制备，进而可降低制备成本，提高制备LPTS TFT的生产率。同时，相对于在前实施例的技术方案，本实施例的技术方案由于在衬底的底面侧进行激光照射，栅极不会对照射形成阻挡，因此可以先制作栅极再进行激光照射，然后将栅极作为掩膜进行离子注入，不需要专门制备掩膜图案，省去了掩膜制作工艺，从而进一步减少了产品的制备时间和生产成本。
[0089]可理解的是，本发明实施例中在衬底基板上制备缓冲层，可使后期制备的非晶硅层均匀，且可大批生产，进而提高生产效率。
[0090]另外，本发明还提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管可采用前述任意实施例所述的制备方法制备薄膜晶体管。
[0091]进一步地，本发明还提供一种显示基板，该显示基板包括采用上述任意实施例提供的制备方法制备的薄膜晶体管。该显示基板例如为阵列基板。
[0092]本发明还可提供一种显示装置，该显示装置可包括通过上述方法制备的薄膜晶体管的显示基板，由此，本实施例的显示装置具有较好的显示质量。显示装置可以为:显示面板、电子纸、电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
[0093]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括: 在衬底上形成包括非晶硅的有源层； 对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区； 对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅，所述源漏掺杂区的离子活化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区，包括: 采用掩膜覆盖所述有源层的预定非掺杂区； 对所述有源层的预定源漏掺杂区进行离子注入，形成源漏掺杂区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述有源层上依次形成栅极绝缘层和栅极，并且在形成所述栅极之前对所述有源层采用准分子激光进行照射。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述有源层进行离子注入之前，在所述有源层上依次形成栅绝缘层和栅极； 所述对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区包括: 将所述栅极作为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述有源层采用准分子激光进行照射，包括: 从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射。6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，在衬底上形成包括非晶硅的有源层，包括: 提供一衬底基板； 在所述衬底基板上形成缓冲层； 在所述缓冲层上形成非晶硅层； 对所述非晶硅层进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层。7.根据权利6所述的方法，其特征在于，所述在所述缓冲层上形成非晶硅层，包括: 在所述缓冲层上，采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述非晶硅层。8.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管采用如上权利要求1至7任一项所述的方法制备。9.一种显示基板，包括权利要求8所述的薄膜晶体管。10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求9所述的显示基板。
【专利摘要】本发明提供一种薄膜晶体管及其制备方法、显示装置，所述方法包括：在衬底上形成包括非晶硅层的有源层；对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区；对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅层晶化成多晶硅层，所述源漏掺杂区的离子活化。上述方法实现晶化和活化通过一个激光照射步骤完成，简化了工艺制程，降低了制备LTPS TFT的成本，提高LTPS TFT的生产率。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/786, H01L27/12, H01L21/02
【公开号】CN104900491
【申请号】CN201510224918
【发明人】任庆荣, 郭炜, 卜倩倩, 王学勇, 孙中元
【申请人】京东方科技集团股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月5日
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜晶体管制造工艺领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、显示基板、显示装置。
【背景技术】
[0002]目前，液晶平板显示其的背板大部分采用的是非晶硅薄膜晶体管，非晶硅作为有源层，具有易于大面积制备，均一性好，成本低等优点。但是，非晶硅薄膜晶体管也有致命缺陷，比如电子迀移率低，阈值电压漂移等，这些缺点使非晶硅薄膜晶体管不能适应有机发光二极管(Organic Light-Emitting D1de，0LED)的驱动，以及液晶显示器周边驱动电路的制备。
[0003]为此，业内人士采用非晶硅结构的多晶硅薄膜晶体管改善上述的非晶硅薄膜晶体管的电子迀移率低，阈值电压漂移等缺陷。然而，制备包含多晶硅薄膜晶体管的平板显示所采用的玻璃基板最高能承受的温度一般都低于600°C，远远低于非晶硅晶化转变所需要的温度，无法推广使用。因此，业内产生低温多晶娃薄膜晶体管(Low Temperature PolySilicon Thin Film Transistor，简称 LTPS TFT)技术克服上述缺陷。
[0004]目前，已经实现量产的LTPS TFT技术有激光退火晶化法，一般用的准分子激光有XeCl激光、ArF激光、KrF激光和XeF激光等，这类准分子激光器产生紫外波段的激光束，通过紫外波段的短脉冲激光束照射非晶硅薄膜，非晶硅会快速吸收激光能量而融化和再结晶，而基本会使衬底的温度升高，因此可应用于玻璃基板上非晶硅的晶化。
[0005]但是目前LTPS TFT制备过程中，需要单独对非晶硅进行晶化和对源漏掺杂区的离子进行高温活化，导致LTPS TFT工艺制程较为复杂，为此，如何获取制程简单、成本低廉的LTPS TFT成为当前需要解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种薄膜晶体管及其制作方法、显示装置，用于简化现有技术中制备LPTS TFT的工艺过程，降低制备LTPS TFT的成本。
[0007]第一方面，本发明提供一种薄膜晶体管的制作方法，包括:
[0008]在衬底上形成包括非晶硅的有源层；
[0009]对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区；
[0010]对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅，所述源漏掺杂区的离子活化。
[0011]可选地，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区，包括:
[0012]采用掩膜覆盖所述有源层的预定非掺杂区；
[0013]对所述有源层的预定源漏掺杂区进行离子注入，形成源漏掺杂区。
[0014]可选地，还包括:
[0015]在所述有源层上依次形成栅极绝缘层和栅极，并且在形成所述栅极之前对所述有源层采用准分子激光进行照射。
[0016]可选地，在对所述有源层进行离子注入之前，在所述有源层上依次形成栅绝缘层和栅极；
[0017]所述对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区包括:
[0018]将所述栅极作为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区。
[0019]可选地，对所述有源层采用准分子激光进行照射，包括:
[0020]从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射。
[0021]可选地，在衬底上形成包括非晶硅的有源层，包括:
[0022]提供一衬底基板；
[0023]在所述衬底基板上形成缓冲层；
[0024]在所述缓冲层上形成非晶硅层；
[0025]对所述非晶硅层进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层。
[0026]可选地，所述在所述缓冲层上形成非晶硅层，包括:
[0027]在所述缓冲层上，采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述非晶硅层。
[0028]第二方面，本发明提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管采用如上任一所述的方法制备。
[0029]第三方面，本发明提供一种显示基板，包括上述的薄膜晶体管。
[0030]第四方面，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的显示基板。
[0031]由上述技术方案可知，本发明的薄膜晶体管及其制作方法、显示装置，通过对有源层采用准分子激光进行照射，使得有源层中非晶硅晶化成多晶硅层，源漏掺杂区的离子活化，因此，与现有技术相比，简化了 LTPS TFT的制作流程，降低了制作成本，同时提高了 LTPSTFT的生产率。
【附图说明】
[0032]图1A至图1F为现有技术中LPTS TFT的制作工艺步骤流程图；
[0033]图2为本发明一实施例提供的LPTS TFT的制作方法的流程示意图；
[0034]图3A至图3F为本发明一实施例提供的LPTS TFT的制作工艺步骤流程图；
[0035]图4A至图4G为本发明另一实施例提供的LPTS TFT的制作工艺步骤流程图。
[0036]附图标记:
[0037]10玻璃衬底、11缓冲层、12非晶硅层、13多晶硅层、14栅绝缘层、15栅极、16层间介质层/层间绝缘层、13a和13b源漏掺杂区；
[0038]30衬底、31缓冲层、32非晶硅层、33、多晶硅层、34栅绝缘层、35栅极、36层间介质层/层间绝缘层、32a和32b源漏惨杂区。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0040]为更好的说明本发明实施例中的LPTS TFT的制备工艺，先对现有技术中LPTS TFT的制作工艺进行简单介绍，参见图1A至图1F所示。
[0041]如图1A所示，在玻璃衬底10上依次沉积一层缓冲层11和非晶硅层12 (a_Si层)，接着对图1A的结构进行脱氢工艺和晶化工艺，得到包括多晶硅层13(p-Si层)的有源层；对多晶硅层13进行刻蚀，形成“硅岛”，如图1B所示，然后在图1B所示的结构上沉积栅绝缘层14 (如图1C所示)和栅极15，并对栅极15进行图形化，接着以栅极15为掩膜，对有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区13a和13b，如图1D所示；
[0042]再接着，在图1D的结构上沉积层间绝缘层(ILD) 16，如图1E所示，并对层间绝缘层16图形化，然后通过高温炉退火方法使源漏掺杂区的离子激活，再通过构图工艺在层间绝缘层16上形成源电极和漏电极，如图1F所示。其中，源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层16和栅绝缘层14上的过孔与源漏掺杂区接触。
[0043]上述方法需要单独对非晶硅层进行晶化，以及需要单独对源漏掺杂区的离子进行高温活化，导致LTPS TFT工艺制程较为复杂，且工艺时间较长，影响产能，为此，如何获取制程简单、成本低廉的LTPS TFT成为当前需要解决的问题。
[0044]鉴于上述工艺过程复杂的问题，本发明的薄膜晶体管采用下面图2及图3A至图3F、图4A至图4G所示的方法制备，具体地，制备的LPTS TFT可包括下述的步骤:
[0045]201、在衬底上形成包括非晶硅的有源层；
[0046]202、对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区；
[0047]203、对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅，所述源漏掺杂区的离子活化。
[0048]本实施例中，通过对有源层采用准分子激光进行照射，使得有源层中非晶硅晶化成多晶硅，源漏掺杂区的离子活化，因此，与现有技术相比，简化了 LTPS TFT的制作流程，实现晶化和活化通过一个激光照射步骤完成，提高活化效率，降低制备工艺的时间和成本，同时提高了 LTPS TFT的生产率。
[0049]下面结合图3A至图3F及具体实施例对本发明一实施例的LPTS TFT的制作方法进行详细介绍。
[0050]MOl，提供一衬底基板30如玻璃基板或石英基板，在衬底基板上形成缓冲层31 ；
[0051]其中，图3A至图3D所述的结构均形成于包括缓冲层31的衬底基板30上。应说明的是，若衬底基板30的洁净度不满足要求时，可首先对衬底基板30进行预清洗，进而在衬底基板30上形成缓冲层31。
[0052]优选地，采用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n,简称PECVD)在衬底基板30上沉积缓冲层31。缓冲层31的厚度约为2000埃至6000埃，缓冲层31材料可选用氧化物、氮化物或者氮氧化物等。缓冲层31可以为单层、双层或者多层结构。具体地，缓冲层31可以是SiNx，S1x或Si (ON)Xo
[0053]可理解的是，衬底基板上的缓冲层的作用是:防止衬底基板中的金属离子扩散至LTPS TFT的有源区，降低缺陷和减少漏电流的产生。合适的缓冲层可以改善多晶硅背面界面的质量，防止在多晶硅背面界面出产生漏电流；进一步地，适当的缓冲层可以降低热传导，减缓被激光加热的硅的冷却速率。
[0054]M02、在所述缓冲层31上形成非晶硅层32，如图3A所示。
[0055]本实施例中具体地，可以采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成非晶硅层32。
[0056]M03、对所述非晶硅层32进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层，如图3B所示。
[0057]举例来说，对脱氢处理后的非晶硅层进行构图工艺，形成如图3B所示的“硅岛”，例如，在脱氢处理后的非晶硅层上形成光刻胶薄膜，并采用掩膜板对形成有光刻胶薄膜的结构进行曝光，显影后形成光刻胶完全保留部分和光刻胶完全去除部分；其中，所述光刻胶完全保留部分与“硅岛”的非晶硅层对应，光刻胶完全去除部分对应其余部分，采用刻蚀工艺去除所述光刻胶完全去除部分的非晶硅层，形成非晶硅层；采用剥离工艺将光刻胶完全保留部分去除。
[0058]M04、采用掩膜覆盖非晶硅层32的预定非掺杂区；对所述非晶硅层32的预定源漏掺杂区进行离子注入，形成源漏掺杂区32a、32b，如图3C所示。此步骤中的掩膜例如可以为采用光刻胶形成的掩膜图案。
[0059]本实施例中，离子注入程序中的离子可为下述的一种或多种离子、P离子、As离子、PHx离子。
[0060]具体的，离子注入可采用具有质量分析仪的离子注入、不具有质量分析仪的离子云式注入、等离子注入或者 固态扩散式注入等方法，可根据实际需要进行注入。
[0061]M05，在非晶硅层32上形成栅极绝缘层34，并对沉积栅极绝缘层34的基板采用准分子激光进行照射，如图3D所示，使基板中的非晶硅层32晶化成多晶硅层(p_Si)33，所述源漏掺杂区的离子活化，如图3E所示。
[0062]具体地，可以采用PEV⑶方法，在非晶硅层32上沉积栅绝缘层34，栅绝缘层34可以选用氧化物、氮化物或氮氧化物等。另外，栅绝缘层34可以使单层、双层或多层结构等。
[0063]本步骤中可采用的激光器例如包括:ArF、KrF和XeCl，相应的激光波长例如分别为193nm、248nm和308nm，脉宽例如在10?50ns之间。可选地，由于XeCl激光器的激光波长较长，激光能量注入非晶硅薄膜较深，晶化效果较好，优选采用XeCl激光器。
[0064]应说明的是，对有源层采用准分子激光进行照射可以在图3C的形成源漏掺杂区之后的有源层上方直接进行照射，也可以在有源层上形成栅极绝缘层34之后在进行照射，本实施例不对其进行限定，可根据实际需要选择，图3C和图3D仅为举例说明，并不对其进行限定。
[0065]该步骤中的准分子激光照射可为从基板的正面进行照射，可以使现有技术中的晶化和活化在一个步骤中实现，减少了高温炉火活化的过程，提高了活化效率。
[0066]M06、对上述图3E所示的结构上方依次形成栅极35和层间绝缘层36，再通过构图工艺在层间绝缘层形成源电极和漏电极。其中，源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层36和栅绝缘层34上的过孔与源漏掺杂区接触，如图3F所示。
[0067]举例来说，可在栅绝缘层33上采用磁控溅射、热蒸发、PEV⑶等方法形成栅极34。本实施例中的栅极34的金属可为Pt、Ru、Au、Ag、Mo、Cr、Al、Ta、T1、W中的一种或多种。
[0068]层间绝缘层可以为单层的氧化硅或者氧化硅和氮化硅的叠层，ILD的厚度可以为3000埃至9000埃。
[0069]在通过构图工艺形成源电极和漏电极时，可采用湿法刻蚀或者干法刻蚀，漏电极和源电极可以由金属、金属合金等导电材料构成。
[0070]上述方法采用准分子激光器正面照射方式，可实现有源层的非晶硅晶化成多晶硅，源漏掺杂区的离子活化在一个步骤中完成，即减少了现有技术中的单独的ELA的晶化工艺，同时降低源漏掺杂区离子活化所需的温度，提供活化效率，进而可较好的简化制备LTPS TFT的工艺流程，降低工艺成本。
[0071]上述实施例制备的LTPS TFT可应用于液晶显示器、OLED等相关领域。
[0072]下面结合图4A至图4G及具体实施例对本发明另一实施例的LPTS TFT的制作方法进行详细介绍。
[0073]首先，提供一衬底基板30如玻璃基板或石英基板，在衬底基板上形成缓冲层31 ；
[0074]例如，可在经过预先清洗的玻璃基板上，以PECVD、低压化学气相沉积(LPCVD)、大气压化学气相沉积(APCVD)、电子回旋谐振化学气相沉积(ECR-CVD)或者溅射等方法形成缓冲层，用于阻挡玻璃中所含的杂质扩散进入有源层，防止对薄膜晶体管元件的阈值电压和漏电流等特性产生影响。
[0075]S02、在所述缓冲层31上形成非晶硅层32，如图4A所示。
[0076]具体地，可以采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成非晶硅层即非晶硅薄膜。在采用沉积方法形成非晶硅层时，沉积温度可控制在600°C以下。非晶硅层的厚度可以为100埃至3000埃，优选500埃至1000埃。
[0077]S03、对所述非晶硅层32进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层，如图4B所示。
[0078]可选地，本实施例中脱氢温度可为400?600 °C，处理时间可为20?120分钟。需要说明的是，若采用其他方法使非晶硅层中氢含量在3%以下，则可以省去对非晶硅层的脱氢工艺，具体步骤可根据实际情况进行。
[0079]另外，本实施例中对非晶硅层进行构图工艺，得到如图4B中“硅岛”的非晶硅层结构，进而得到包括非晶硅层的有源层。
[0080]S04、在所述有源层上依次形成栅绝缘层34和栅极35，如图4C所示。
[0081]例如，可采用PECVD、LPCVD或者溅射方法形成栅绝缘层34和栅极35。
[0082]S05、将所述栅极35作为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区32a、32b，如图4D所示。
[0083]S06、从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射，如图4E所示，使所述有源层中非晶硅层晶化成多晶硅层，所述源漏掺杂区的离子活化，如图4F所示。
[0084]具体地，采用准分子激光照射处理，在约50?150ns时间内使非晶硅层瞬间达到1000°C以上的高温而变成熔融状态，然后对熔融状态的非晶硅进行退火，使之晶化形成多晶娃层。
[0085]在此过程中，可以保证衬底基板的温度在400°C左右，其原理是:激光脉冲首先在非晶硅层中激发出热电子-空穴对，之后电子-空穴对再以非辐射复合的方式将能量传递给晶格原子，从而实现非晶硅层的瞬间加热。其中，由于激光脉冲的瞬间能量被非晶硅层吸收并转化为相变能，因此不会有过多的热能传导至衬底基板，可以避免一般高温炉退火工艺中使衬底基板温度升高而产生变形的问题。
[0086]同时，在源漏掺杂区，激光脉冲的能量被离子吸收，产生高温，进而实现活化。采用准分子激光器活化可提高活化效率，同时降低活化时间。
[0087]S07、对上述图4F所示的基板上方形成层间绝缘层，再通过构图工艺在层间绝缘层上形成源电极和漏电极。其中，源电极和漏电极分别通过形成在层间绝缘层36和栅绝缘层34上的过孔与源漏掺杂区接触，如图4G所示。
[0088]上述制备流程可简化现有技术中的LPTS TFT制备过程，使LPTS TFT制备工艺中的晶化和活化利用准分子激光器同时进行，减少了现有技术中的单独的晶化工艺，省去了使用高温炉活化工艺，同时降低活化所需的温度，提高活化效率，缩短了制备LPTS TFT的制备流程，且能够使用普通基板制备，进而可降低制备成本，提高制备LPTS TFT的生产率。同时，相对于在前实施例的技术方案，本实施例的技术方案由于在衬底的底面侧进行激光照射，栅极不会对照射形成阻挡，因此可以先制作栅极再进行激光照射，然后将栅极作为掩膜进行离子注入，不需要专门制备掩膜图案，省去了掩膜制作工艺，从而进一步减少了产品的制备时间和生产成本。
[0089]可理解的是，本发明实施例中在衬底基板上制备缓冲层，可使后期制备的非晶硅层均匀，且可大批生产，进而提高生产效率。
[0090]另外，本发明还提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管可采用前述任意实施例所述的制备方法制备薄膜晶体管。
[0091]进一步地，本发明还提供一种显示基板，该显示基板包括采用上述任意实施例提供的制备方法制备的薄膜晶体管。该显示基板例如为阵列基板。
[0092]本发明还可提供一种显示装置，该显示装置可包括通过上述方法制备的薄膜晶体管的显示基板，由此，本实施例的显示装置具有较好的显示质量。显示装置可以为:显示面板、电子纸、电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
[0093]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括: 在衬底上形成包括非晶硅的有源层； 对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区； 对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅晶化成多晶硅，所述源漏掺杂区的离子活化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区，包括: 采用掩膜覆盖所述有源层的预定非掺杂区； 对所述有源层的预定源漏掺杂区进行离子注入，形成源漏掺杂区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述有源层上依次形成栅极绝缘层和栅极，并且在形成所述栅极之前对所述有源层采用准分子激光进行照射。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述有源层进行离子注入之前，在所述有源层上依次形成栅绝缘层和栅极； 所述对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区包括: 将所述栅极作为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述有源层采用准分子激光进行照射，包括: 从所述衬底的底面侧采用准分子激光对有源层进行照射。6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，在衬底上形成包括非晶硅的有源层，包括: 提供一衬底基板； 在所述衬底基板上形成缓冲层； 在所述缓冲层上形成非晶硅层； 对所述非晶硅层进行脱氢工艺和构图工艺，得到包括非晶硅的有源层。7.根据权利6所述的方法，其特征在于，所述在所述缓冲层上形成非晶硅层，包括: 在所述缓冲层上，采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述非晶硅层。8.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管采用如上权利要求1至7任一项所述的方法制备。9.一种显示基板，包括权利要求8所述的薄膜晶体管。10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求9所述的显示基板。
【专利摘要】本发明提供一种薄膜晶体管及其制备方法、显示装置，所述方法包括：在衬底上形成包括非晶硅层的有源层；对所述有源层进行离子注入，形成源漏掺杂区；对所述有源层采用准分子激光进行照射，使所述有源层中非晶硅层晶化成多晶硅层，所述源漏掺杂区的离子活化。上述方法实现晶化和活化通过一个激光照射步骤完成，简化了工艺制程，降低了制备LTPS TFT的成本，提高LTPS TFT的生产率。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/786, H01L27/12, H01L21/02
【公开号】CN104900491
【申请号】CN201510224918
【发明人】任庆荣, 郭炜, 卜倩倩, 王学勇, 孙中元
【申请人】京东方科技集团股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月5日
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