CN105513950A - 低温多晶硅薄膜及薄膜晶体管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括如下步骤：在基板上形成非晶硅层；在所述非晶硅层上沉积减反射膜，所述减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，且所述减反射膜的最大折射率小于所述非晶硅层的折射率；对所述非晶硅层进行激光退火处理，使所述非晶硅层转化为多晶硅薄膜。上述低温多晶硅薄膜的制备方法，通过在非晶硅层上设置有减反射膜，由于减反射膜的光折射率介于空气与非晶硅之间，且减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，通过减反射膜可以降低界面两侧介质的折射率差值，进而可以减少界面反射，提高光能量的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制备技术领域，特别是涉及一种低温多晶硅薄膜及薄膜晶体管的制备方法。
背景技术
多晶硅(p-Si)薄膜具有远大于非晶硅(a-Si)、并与单晶硅可相比拟的高载流子迁移率，常代替非晶硅应用于薄膜晶体管(TFT)的有源层，因此在集成周边驱动的有源液晶显示(AMLCD)和有源有机发光二极管(AMOLED)中具有非常重要的应用。平板显示器的多晶硅薄膜的衬底是难以承受高温工艺的玻璃，在此条件限制下，低温多晶硅(LTPS)技术是业界必然的选择。
就目前的技术而言，低温多晶硅技术主要有以下几种：快速退火固相晶化法(RTA)、准分子激光退火晶化法(ELA)、金属诱导横向结晶(MILC)及热丝催化化学气相沉积(Cat-CVD)等。其中，ELA和MILC为目前产业界使用最为广泛。
在ELA工艺中，随着面板世代的不断发展，面板的面积不断增大，所需的激光能量不断的增大。例如4.5代LTPS生产线用需要两台脉冲能量为1000mJ的激光器并用，而到6代LTPS生产线所用的激光器则需要四台同样规格的激光器。并用的激光器数目越多，其实现技术难度就越高，而且制造、维护成本也激增。在同样的激光功率的条件下，只能压缩晶化光束截面积，由此带来的是产能的下降。因此，如何提高激光能量的利用率、提高产能，是ELA工艺面临的重大问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种低温多晶硅薄膜及薄膜晶体管的制备方法，能够有效提高激光能量的利用率。
一种低温多晶硅薄膜的制备方法，包括如下步骤：
在基板上形成非晶硅层；
在所述非晶硅层上沉积减反射膜，所述减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，且所述减反射膜的最大折射率小于所述非晶硅层的折射率；
对所述非晶硅层进行激光退火处理，使所述非晶硅层转化为多晶硅薄膜。
在其中一个实施例中，所述减反射膜通过调节硅烷、氨气、氮气、一氧化二氮及六氟乙烷的流量比得到。
在其中一个实施例中，在所述基板温度为340～350℃、反应室压强为1200～1800毫托的条件下通过等离子体化学气相沉积法沉积所述减反射膜。
在其中一个实施例中，所述减反射膜的沉积过程具体为：
调节硅烷、氨气及氮气的流量比，以在所述非晶硅层上形成氮化硅膜层；
逐渐增加一氧化二氮的流量，并降低氨气的流量，以形成氮化硅及氧化硅混合膜层；
停止通入氨气，并调节硅烷、一氧化二氮的流量比，以形成氧化硅膜层；
逐渐增加六氟乙烷的流量，以形成氟掺杂氧化硅膜层。
在其中一个实施例中，所述减反射膜的沉积过程具体为：
在沉积开始阶段，调节硅烷、氨气及氮气的流量比为(24～27)：(160～220)：(350～450)，以形成氮化硅膜层；
逐渐增加一氧化二氮的流量，并降低氨气的流量，以形成氮化硅及氧化硅混合膜层；
停止通入氨气，并调节硅烷、一氧化二氮的流量比为(24～27)：(160～220)，以形成氧化硅膜层；
逐渐增加六氟乙烷的流量，形成氟掺杂氧化硅膜层，当一氧化二氮与六氟乙烷的流量比为(160～220)：(60～85)时，停止所述沉积过程。
在其中一个实施例中，所述减反射膜的厚度：d＝(K+1/2)×(λ/2n)；
其中，d为减反射膜的厚度；
K为自然数；
λ为激光退火处理时激光的波长；
n为减反射膜折射率。
在其中一个实施例中，对所述非晶硅进行激光退火处理之前，还包括：对所述减反射膜进行刻蚀处理，以除去所述非晶硅层上的部分减反射膜。
一种薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：
在基板上形成多晶硅薄膜，并通过构图工艺形成有源层；
其中，所述多晶硅薄膜通过上述任一所述的低温多晶硅薄膜的制备方法得到。
在其中一个实施例中，还包括如下步骤：
在所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，所述源极和所述漏极分别通过过孔与所述有源层连接。
在其中一个实施例中，对所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，具体包括：
在所述有源层的上方形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层的上方形成栅极金属层，并通过构图工艺形成栅极；
在所述栅极上方形成层间绝缘层；
在所述栅极绝缘层及所述层间绝缘层上形成过孔；
在所述过孔内形成源极和漏极，并使所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接。
上述低温多晶硅薄膜的制备方法，通过在非晶硅层上设置有减反射膜，由于减反射膜的光折射率介于空气与非晶硅之间，且减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，通过减反射膜可以降低界面两侧介质的折射率差值，进而可以减少界面反射，提高光能量的利用率。
此外，通过对减反射膜进行刻蚀处理，利用非晶硅层上有无减反射膜构建温度梯度，实现晶粒结晶生长方向可控制的超级横向生长，可以拓展ELA工艺能量窗口，并且制备的多晶硅薄膜晶粒尺寸较大、分布较均匀。
附图说明
图1为本发明一实施例中低温多晶硅薄膜的制备方法流程示意图；
图2A-2H分别为图1所示的低温多晶硅薄膜在制备过程中的各步骤的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
请参阅图1，其为本发明一实施例中低温多晶硅薄膜制备方法的流程图。
S110、在基板上形成非晶硅层。
例如，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在干净的基板上沉积非晶硅层。例如，基板为玻璃基板或柔性基板。又如，沉积温度一般控制在500℃以下。
在本实施例中，非晶硅层的厚度为40nm～60nm。当然，也可根据具体的工艺需要选择合适的厚度。例如，非晶硅层的厚度为42nm～55nm，又如，非晶硅层的厚度为45nm、48nm、52nm或54nm。
为了提高非晶硅层与基板之间的附着力，优选的，所述非晶硅层与所述基板之间还沉积有缓冲层。即，在基板上形成缓冲层，在缓冲层远离所述基板的一侧形成非晶硅层。通过设置缓冲层，可以提高非晶硅与基板之间的附着程度，有利于降低热传导效应，减缓被激光加热的硅的冷却速率，有利于多晶硅的结晶。同时，还可以防止基板中的金属离子扩散至有源层，降低杂质缺陷，并且可以减少漏电流的产生。例如，缓冲层的沉积材料可以为单层的氧化硅(SiOx)层或氮化硅(SiNx)层，或者为氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)的叠层。在本实施例中，缓冲层为依次层叠的氮化硅层及氧化硅层。氮化硅层的厚度为40～180nm，氧化硅层的厚度为100～200nm。
S120、在所述非晶硅层上沉积减反射膜，所述减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，且所述减反射膜的最大折射率小于所述非晶硅层的折射率。
由于减反射膜的光折射率介于空气与非晶硅之间，且减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，通过减反射膜可以降低界面两侧介质的折射率差值，根据菲涅尔公式，进而可以减少界面反射，提高光能量的利用率。
具体地，所述减反射膜通过调节硅烷、氨气、氮气、一氧化二氮及六氟乙烷的流量比制备。进一步地，在基板温度为340～450℃、射频功率为20～200W、板极间距为500～1200密耳(mil)和反应室压强为1200毫托(mtorr)～1800mtorr的条件下，通过调节硅烷、氨气、一氧化二氮和六氟乙烷的流量来控制反应气体的混合比例，在不同厚度的膜层生成不同组分薄膜。
例如，所述减反射膜的沉积过程具体为：
调节硅烷、氨气及氮气的流量比，以在所述非晶硅层上形成氮化硅膜层；
逐渐增加一氧化二氮的流量，并逐渐降低氨气的流量，以形成氮化硅及氧化硅混合膜层；
停止通入氨气，并调节硅烷、一氧化二氮的流量比，以形成氧化硅膜层；
逐渐增加六氟乙烷的流量，以形成氟掺杂氧化硅膜层。
具体地，在沉积开始阶段，调节硅烷、氨气及氮气的流量比为(24～27)：(160～220)：(350～450)，例如流量比为相同输入速度下的体积比例，以形成氮化硅(SiNx)膜层；持续输入硅烷及氮气，例如分别维持两者流量比例不变；逐渐增加一氧化二氮的流量，并逐渐降低氨气的流量，使得反应生成氮化硅(SiNx)的同时，以生成氧化硅(SiOx)；当氨气的流量降低至零时，一氧化二氮的流量达到最大，即硅烷与一氧化二氮的流量比为(24～27)：(160～220)，以使反应全部生成氧化硅(SiOx)膜层；例如，此时硅烷、一氧化二氮及氮气的流量比为(24～27)：(160～220)：(350～450)；逐渐增加六氟乙烷的流量，使反应生成氟掺杂的氧化硅膜层(SiOxFy)，随着六氟乙烷流量的不断增加，氟掺杂浓度不断增加，当一氧化二氮与六氟乙烷流量比达到设定值，即一氧化二氮与六氟乙烷的流量比为(160～220)：(60～85)时，停止沉积过程，例如，停止沉积过程时硅烷、一氧化二氮、六氟乙烷及氮气的流量比为(24～27)：(160～220)：(60～85)：(350～450)。一个较好的例子是，在沉积开始阶段，调节硅烷、氨气及氮气的流量比为25：200：400，整体形成硅烷、氨气及氮气为1:8:16的通量，以形成氮化硅(SiNx)膜层；然后维持输入硅烷、氮气流量比例不变，逐渐增加一氧化二氮的流量，并逐渐降低氨气的流量，使得氨气与一氧化二氮的总量，与氮气的流量比为1:2，即整体保持硅烷、(氨气与一氧化二氮)、及氮气的流量比为25：200：400，使得反应生成氮化硅(SiNx)的同时，以生成氧化硅(SiOx)；当氨气的流量降低至零时，一氧化二氮的流量达到最大，即硅烷、一氧化二氮及氮气的流量比为25：200：400，以使反应全部生成氧化硅(SiOx)膜层；然后保持硅烷、一氧化二氮及氮气的流量，逐渐增加六氟乙烷的流量，使反应生成氟掺杂的氧化硅膜层(SiOxFy)，随着六氟乙烷流量的不断增加，氟掺杂浓度不断增加，当一氧化二氮与六氟乙烷流量比达到设定值，即一氧化二氮与六氟乙烷的流量比为200：72时，停止沉积过程，例如，停止时硅烷、一氧化二氮、六氟乙烷及氮气的流量比为25：200：72：400。
由于非晶硅的折射率一般在3.0～4.0之间，而氮化硅的折射率一般在1.9～2.2之间，氧化硅的折射率一般在1.4～1.6之间，而氟掺杂的氧化硅的折射率一般在1.4以下，而空气的折射率为1.0，光从空气垂直入射时，依次经过氟掺杂的氧化硅、氧化硅、氮化硅，进入非晶硅，由于光经过的介质界面的折射率逐渐降低，这样可以有效减少界面反射，即，更大比例的光束能量能够透射到非晶硅膜的内部，从而被非晶硅吸收，提高了光能的利用率。与无减反射膜的结构相比，非晶硅在激光晶化时，激光的能量可以至少降低几十毫焦每平方厘米(mJ/cm2)。
进一步地，所述减反射膜的厚度为d＝(K+1/2)×(λ/2n)；其中，d为减反射膜的厚度；K为自然数；λ为激光退火处理时激光的波长；n为减反射膜折射率，这样，减反射膜上下两介质面的反射光会发生干涉抵消，进一步降低界面反射。优选地，K等于1或2。
S130、对所述非晶硅层进行激光退火处理，使所述非晶硅层转化为多晶硅薄膜。
例如，激光退火可采用氯化氙(XeCl)、氟化氪(KrF)、氟化氩(ArF)等准分子激光器。在本实施例中，采用波长为308nm的XeCl激光器来进行准分子激光退火。激光光束经过光学系统后为线性光源。
例如，准分子激光退火的脉冲频率为300～800Hz，又如，准分子激光退火的脉冲频率为400～600Hz；又如，脉冲时间为20～30nm；又如，重叠率为92％～97％；又如，激光能量密度为250～600mJ/cm2，又如，激光能量密度为400～480mJ/cm2；又如，脉冲之间能量波动6sigma值小于2.7％，光束截面能量均匀度(uniformity)2sigma值长轴小于1.8％、短轴小于3％。
优选地，在进行激光退火工艺之前，需要对非晶硅层进行去氢处理，使得氢含量降至1％以下，防止氢爆现象的产生。例如，采用热退火处理将氢从非晶硅层中排除。又如，热退火处理的温度为490℃，时间为10min。
进一步地，在对所述非晶硅层进行激光退火处理之前，还包括：对所述减反射膜进行刻蚀处理，以除去所述非晶硅层上的部分减反射膜。具体地，对所述非晶硅层待形成非沟道区上的减反射膜进行刻蚀，以除去非沟道区上的减反射膜，保留非晶硅层上待形成沟道区上的减反射膜，即，待形成沟道区的上方设置有减反射膜，非沟道区的上方无减反射膜，在激光晶化过程中，设置有减反射膜的非晶硅层光能利用率较高，无减反射膜的非晶硅层光能利用率较低，所以有减反射膜的非晶硅层已经完全熔融，无减反射膜的非晶硅层还处于非熔融状态，即，在冷却再结晶时，再结晶晶粒就会以低温区域剩下的固态微晶为“种子”、向高温区域生长，实现晶粒结晶生长方向可控制的超级横向生长，可以拓展ELA工艺能量窗口，并且制备的多晶硅薄膜晶粒尺寸较大、分布较均匀。换言之，在激光晶化过程中，利用沟道区与非沟道区有无减反射膜的差别，实现晶粒从非沟道区到沟道区的超级横向生长，使沟道区的晶粒较大、分布较均匀，从而降低多晶硅薄膜的漏电流、提高载流子迁移率。
在本发明一实施例中，使所述非晶硅层转化为多晶硅薄膜之后，还包括步骤：除去所述减反射膜。具体地，通过刻蚀方法除去所述减反射膜。需要说明的是，除去所述减反射膜可以采用本领域技术人员熟知的干法刻蚀技术，在此不再赘述。
上述低温多晶硅薄膜的制备方法，通过在非晶硅层上设置有减反射膜，由于减反射膜的光折射率介于空气与非晶硅之间，且减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，通过减反射膜可以降低界面两侧介质的折射率差值，进而可以减少界面反射，提高光能量的利用率。
此外，通过对减反射膜进行刻蚀处理，利用非晶硅层上有无减反射膜构建温度梯度，实现晶粒结晶生长方向可控制的超级横向生长，可以拓展ELA工艺能量窗口，并且制备的多晶硅薄膜晶粒尺寸较大、分布较均匀。
根据本发明的制备方法得到低温多晶硅薄膜不仅可用于薄膜晶体管的制作，而且可用于太阳能电池材料，或者用于其它半导体器件的制作中。
本发明另一实施例还提供一种薄膜晶体管的制备方法，其包括如下步骤：
在基板上形成多晶硅薄膜，并通过构图工艺形成有源层；
在所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层、及源极和漏极，所述源极和漏极分别通过过孔与所述有源层连接。
其中，所述多晶硅薄膜采用步骤S110～S130制得。
具体地，对所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，具体包括：
在所述有源层的上方形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层的上方形成栅极金属层，并通过构图工艺形成栅极；
在所述栅极上方形成层间绝缘层；
在所述栅极绝缘层及所述层间绝缘层上形成过孔；
在所述过孔内形成源极和漏极，并使所述源极和漏极与所述有源层连接。
又如，本发明另一实施例的薄膜晶体管的制备方法。请参阅图2A至图2H，其为本发明一实施例中薄膜晶体管的制备方法中各步骤对应的结构示意图。
S101、在基板100上形成缓冲层200，其完成后的截面图请参阅图2A。
例如，在玻璃基板上利用等离子体化学气相沉积法(PECVD)沉积一层一定厚度的缓冲层。沉积材料可以为单层的氧化硅(SiOx)膜层或氮化硅(SiNx)膜层，或者为氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)的叠层。例如，缓冲层200的沉积材料可以为单层的氧化硅(SiOx)层或氮化硅(SiNx)层，或者为氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)的叠层。在本实施例中，缓冲层为依次层叠的氮化硅层及氧化硅层。氮化硅层的厚度为40～180nm，氧化硅层的厚度为100～200nm。
S102、在缓冲层200上形成非晶硅层300，其完成后的截面图请参阅图2B。
例如，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在缓冲层上沉积非晶硅层。又如，沉积温度一般控制在500℃以下。
在本实施例中，非晶硅层的厚度为40nm～60nm。当然，也可根据具体的工艺需要选择合适的厚度。例如，非晶硅层的厚度为42nm～55nm，又如，非晶硅层的厚度为45nm、48nm、52nm或54nm。
S103、在非晶硅层300上沉积减反射膜400，减反射膜400的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，且减反射膜400的最大折射率小于所述非晶硅层300的折射率，其完成后的截面图请参阅图2C。
由于减反射膜的光折射率介于空气与非晶硅之间，且减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，通过减反射膜可以降低界面两侧介质的折射率差值，根据菲涅尔公式，进而可以减少界面反射，提高光能量的利用率。
具体地，所述减反射膜通过调节硅烷、氨气、氮气、一氧化二氮及六氟乙烷的流量比制备。进一步地，在基板的温度为340～450℃、射频功率为20～200W、板极间距为500～1200mil和反应室压强为1200mtorr～1800mtorr的条件下，通过调节硅烷、氨气、一氧化二氮和六氟乙烷的流量来控制反应气体的混合比例，在不同厚度的膜层生成不同组分薄膜。
例如，所述减反射膜的沉积过程具体为：
调节硅烷、氨气及氮气的流量比，以在所述非晶硅层上形成氮化硅膜层；
逐渐增加一氧化二氮的流量，并逐渐降低氨气的流量，以形成氮化硅及氧化硅混合膜层；
停止通入氨气，并调节硅烷、一氧化二氮的流量比为，以形成氧化硅膜层；
逐渐增加六氟乙烷的流量，以形成氟掺杂氧化硅膜层。
具体地，在沉积开始阶段，调节硅烷、氨气及氮气的流量比为(24～27)：(160～220)：(350～450)，以形成氮化硅(SiNx)膜层；逐渐增加一氧化二氮的流量，并逐渐降低氨气的流量，使得反应生成氮化硅(SiNx)的同时，生成氧化硅(SiOx)；当氨气的流量降低至零时，一氧化二氮的流量达到最大，即硅烷与一氧化二氮的流量比为(24～27)：(160～220)，使反应全部生成氧化硅(SiOx)膜层；逐渐增加六氟乙烷的流量，使反应生成氟掺杂的氧化硅膜层(SiOxFy)，随着六氟乙烷流量的不断增加，氟掺杂浓度不断增加，当一氧化二氮与六氟乙烷流量比达到设定值，即一氧化二氮与六氟乙烷的流量比为(160～220)：(60～85)时，停止沉积过程。
由于非晶硅的折射率一般在3.0～4.0之间，而氮化硅的折射率一般在1.9～2.2之间，氧化硅的折射率一般在1.4～1.6之间，而氟掺杂的氧化硅的折射率一般在1.4以下，而空气的折射率为1.0，光从空气垂直入射时，依次经过氟掺杂的氧化硅、氧化硅、氮化硅，进入非晶硅，由于光经过的介质界面的折射率逐渐降低，这样可以有效减少界面反射，即，更大比例的光束能量能够透射到非晶硅膜的内部，从而被非晶硅吸收，提高了光能的利用率。与无减反射膜的结构相比，非晶硅在激光晶化时，激光的能量可以至少降低几十毫焦每平方厘米(mJ/cm2)。
进一步地，所述减反射膜的厚度为d＝(K+1/2)×(λ/2n)；其中，d为减反射膜的厚度；K为自然数；λ为激光退火处理时激光的波长；n为减反射膜折射率，这样，减反射膜上下两介质面的反射光会发生干涉抵消，进一步降低界面反射。优选地，K等于1或2。
S104、对减反射膜400进行刻蚀处理，以除去非晶硅层300上的部分减反射膜400，其完成后的截面图请参阅图2D。
具体地，对非晶硅层300待形成非沟道区上的减反射膜400进行刻蚀，以除去非沟道区上的减反射膜400，保留非晶硅层300上待形成沟道区上的减反射膜400，即，待形成沟道区的上方设置有减反射膜，非沟道区的上方无减反射膜，在激光晶化过程中，设置有减反射膜的非晶硅层光能利用率较高，无减反射膜的非晶硅层光能利用率较低，所以设置有减反射膜的非晶硅层已经完全熔融，无减反射膜的非晶硅层还处于非熔融状态，即，在冷却再结晶时，再结晶晶粒就会以低温区域剩下的固态微晶为“种子”、向高温区域生长，实现晶粒结晶生长方向可控制的超级横向生长，可以拓展ELA工艺能量窗口，并且制备的多晶硅薄膜晶粒尺寸较大、分布较均匀。换言之，在激光晶化过程中，利用沟道区与非沟道区有无减反射膜的差别，实现晶粒从非沟道区到沟道区的超级横向生长，使沟道区的晶粒较大、分布较均匀，从而降低多晶硅薄膜的漏电流、提高载流子迁移率。
S105、对非晶硅层300进行激光退火处理，使非晶硅层300形成多晶硅薄膜500，其完成后的截面图请参阅图2E。
例如，激光退火可采用氯化氙(XeCl)、氟化氪(KrF)、氟化氩(ArF)等准分子激光器。在本实施例中，采用波长为308nm的XeCl激光器来进行准分子激光退火。激光光束经过光学系统后为线性光源。
例如，准分子激光退火的脉冲频率为300～800Hz，又如，准分子激光退火的脉冲频率为400～600Hz；又如，脉冲时间为20～30nm；又如，重叠率为92％～97％；又如，激光能量密度为250～600mJ/cm2，又如，激光能量密度为400～480mJ/cm2；又如，脉冲之间能量波动6sigma值小于2.7％，光束截面能量均匀度(uniformity)2sigma值长轴小于1.8％、短轴小于3％。
优选地，在进行激光退火工艺之前，需要对非晶硅层进行去氢处理，使得氢含量降至1％以下，防止氢爆现象的产生。例如，采用热退火处理将氢从非晶硅层中排除。又如，热退火处理的温度为490℃，时间为10min。
S106、除去多晶硅薄膜500上的减反射膜400，其完成后的截面图请参阅图2F。
具体地，通过刻蚀方法除去所述减反射膜。需要说明的是，除去所述减反射膜可以采用本领域技术人员熟知的干法刻蚀技术，在此不再赘述。
S107、对多晶硅薄膜500进行构图工艺，形成有源层510，请参阅图2G。
具体地，利用光刻工艺形成掩膜，采用干法刻蚀方法形成硅岛，得到包括沟道区和非沟道区的有源层。
需要说明的是，步骤S106与步骤S107的顺序可以调换。
S108、在有源层510的上方形成栅极绝缘层600、栅极700、层间绝缘层800及源极910和漏极，源极910和漏极920分别通过过孔与有源层连接，其完成后的截面图请参阅图2H。
具体地，包括如下步骤：
S1081、在有源层510上沉积栅极绝缘层600。
例如，采用化学气相沉积方法，在形成了有源层的基板上形成栅极绝缘层。又如，沉积温度一般控制在500℃以下。又如，栅极绝缘层的厚度可为80～200nm，也可根据具体工艺需要选择合适的厚度。又如，栅极绝缘层采用单层的氧化硅、氮化硅，或者二者的叠层。
S1082、在栅极绝缘层600上沉积栅极金属层，通过构图工艺形成栅极700。
本实施例中，在栅极绝缘层上形成栅极金属层的过程可以采用本领域技术人员熟知的形成栅极的步骤，如先在栅极绝缘层形成栅极金属层，然后对栅极金属层进行光刻和湿法刻蚀等操作最终在栅极绝缘层上形成栅极，在此不做限定。
S1082、在栅极700上形成层间绝缘层800。
S108、在栅极绝缘层600和层间绝缘层800上刻蚀形成过孔。
S109、在所述过孔内形成源极910和漏极920，并使源极910与漏极920分别与有源层510连接。
本实施例中，在所述过孔内形成源极及漏极的过程可以采用本领域技术人员熟知的形成栅极的步骤。例如，采用磁控溅射等常用的成膜方式在过孔内以及层间绝缘层上形成金属膜，然后对金属膜进行光刻及湿法刻蚀等操作形成源极和漏极。
上述薄膜晶体管的制备方法，通过在非晶硅层上设置有减反射膜，由于减反射膜的光折射率介于空气与非晶硅之间，且减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，通过减反射膜可以降低界面两侧介质的折射率差值，进而可以减少界面反射，提高光能量的利用率。
此外，通过对减反射膜进行刻蚀处理，利用非晶硅层上有无减反射膜构建温度梯度，实现晶粒结晶生长方向可控制的超级横向生长，可以拓展ELA工艺能量窗口，并且制备的多晶硅薄膜晶粒尺寸较大、分布较均匀。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基板上形成非晶硅层；
在所述非晶硅层上沉积减反射膜，所述减反射膜的折射率随着沉积厚度的增加逐渐降低，且所述减反射膜的最大折射率小于所述非晶硅层的折射率；
对所述非晶硅层进行激光退火处理，使所述非晶硅层转化为多晶硅薄膜。
2.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述减反射膜通过调节硅烷、氨气、氮气、一氧化二氮及六氟乙烷的流量比得到。
3.根据权利要求2所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，在所述基板温度为340～350℃、反应室压强为1200～1800毫托的条件下通过等离子体化学气相沉积法沉积所述减反射膜。
4.根据权利要求3所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述减反射膜的沉积过程具体为：
调节硅烷、氨气及氮气的流量比，以在所述非晶硅层上形成氮化硅膜层；
逐渐增加一氧化二氮的流量，并降低氨气的流量，以形成氮化硅及氧化硅混合膜层；
停止通入氨气，并调节硅烷、一氧化二氮的流量比，以形成氧化硅膜层；
逐渐增加六氟乙烷的流量，以形成氟掺杂氧化硅膜层。
5.根据权利要求4所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述减反射膜的沉积过程具体为：
在沉积开始阶段，调节硅烷、氨气及氮气的流量比为(24～27)：(160～220)：(350～450)，以形成氮化硅膜层；
逐渐增加一氧化二氮的流量，并降低氨气的流量，以形成氮化硅及氧化硅混合膜层；
停止通入氨气，并调节硅烷、一氧化二氮的流量比为(24～27)：(160～220)，以形成氧化硅膜层；
逐渐增加六氟乙烷的流量，形成氟掺杂氧化硅膜层，当一氧化二氮与六氟乙烷的流量比为(160～220)：(60～85)时，停止所述沉积过程。
6.根据权利要求4所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述减反射膜的厚度：d＝(K+1/2)×(λ/2n)；
其中，d为减反射膜的厚度；
K为自然数；
λ为激光退火处理时激光的波长；
n为减反射膜折射率。
7.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，对所述非晶硅进行激光退火处理之前，还包括：对所述减反射膜进行刻蚀处理，以除去所述非晶硅层上的部分减反射膜。
8.一种薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基板上形成多晶硅薄膜，并通过构图工艺形成有源层；
其中，所述多晶硅薄膜通过权利要求1～7中任一所述的低温多晶硅薄膜的制备方法得到。
9.根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，所述源极和所述漏极分别通过过孔与所述有源层连接。
10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，对所述有源层的上方形成栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层及源极和漏极，具体包括：
在所述有源层的上方形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层的上方形成栅极金属层，并通过构图工艺形成栅极；
在所述栅极上方形成层间绝缘层；
在所述栅极绝缘层及所述层间绝缘层上形成过孔；
在所述过孔内形成源极和漏极，并使所述源极和所述漏极分别与所述有源层连接。
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