CN109243972A - 多晶硅层的制备方法、晶化处理系统、晶体管及显示装置 - Google Patents

多晶硅层的制备方法、晶化处理系统、晶体管及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多晶硅层的制备方法、晶化处理系统、晶体管及显示装置，涉及显示技术领域，简化了需要离子掺杂的多晶硅层的制备工序。该多晶硅层的制备方法，包括：在衬底基板上方形成非晶硅层；所述非晶硅层具有远离所述衬底基板一侧的上表面，所述上表面包括：待掺杂区域；至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触；对所述待掺杂区域进行激光照射，以使所述离子注入化合物中的预设离子注入进所述待掺杂区域中，并使所述非晶硅层对应于所述待掺杂区域的部分转化为多晶硅。

Description

多晶硅层的制备方法、晶化处理系统、晶体管及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种多晶硅层的制备方法、晶化处理系统、晶体管及显示装置。
背景技术
低温多晶硅(Low Temperature Poly Silicon，简称为LTPS)由于其原子排列规则，载流子迁移率高(可达10～300cm2/Vs)，具有较高的驱动电流，可缩小晶体管的体积，增加像素单元中的透过面积，使显示装置具有更高的亮度和分辨率，因此，晶体管的制作工艺中广泛采用LTPS薄膜制备有源层。
相关技术中，通常是利用激光退火技术，使得非晶硅(amorphous Silicon，简称为a-Si)晶化转变为多晶硅(poly Silicon，简称为p-Si)。
在一些晶体管中，需要对LTPS进行掺杂处理，以提高有源层的相应电学性能，这样，会增加相应的制备工序，难以提高生产效率。
发明内容
有鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明的实施例提供一种多晶硅层的制备方法、晶化处理系统、晶体管及显示装置，该多晶硅层的制备方法在同一工艺中实现非晶硅的晶化处理与离子注入，简化了需要离子掺杂的多晶硅层的制备工序，可提高生产效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例一方面提供一种多晶硅层的制备方法，所述制备方法包括：在衬底基板上方形成非晶硅层；所述非晶硅层具有远离所述衬底基板一侧的上表面，所述上表面包括：待掺杂区域；至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触；对所述待掺杂区域进行激光照射，以使所述离子注入化合物中的预设离子注入进所述待掺杂区域中，并使所述非晶硅层对应于所述待掺杂区域的部分转化为多晶硅。
可选的，所述上表面还包括：非掺杂区域；所述制备方法还包括：使所述非晶硅层对应于所述非掺杂区域的部分暴露在空气中或浸泡在水中；对所述非掺杂区域进行激光照射，以使所述非晶硅层对应于所述非掺杂区域的部分转变为多晶硅。
可选的，所述至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触，包括：将所述非晶硅层浸泡在含有离子注入化合物的溶液中；其中，所述溶液中的所述离子注入化合物的浓度小于或等于1mol/L；所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤中，激光的能量密度小于或等于1000cm2/MJ。
可选的，所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤在密封腔室内进行。
可选的，所述溶液包括：磷酸溶液或硼酸溶液；所述预设离子包括：磷离子或硼离子。
可选的，所述至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触，包括：至少在所述待掺杂区域内涂覆离子注入化合物，涂覆的厚度小于或等于1μm；所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤中，激光的能量小于或等于1000cm2/MJ。
可选的，在所述上表面还包括有所述非掺杂区域的情况下，所述至少在所述待掺杂区域内涂覆离子注入化合物的步骤包括：采用喷墨打印的方法，仅在所述待掺杂区域内涂覆离子注入化合物；或者，在整个所述上表面内涂覆离子注入化合物。
可选的，所述离子注入化合物包括：磷化合物或硼酸化合物；其中，所述磷化合物包括：Si3P4和/或磷氧化合物；所述预设离子包括：磷离子或硼离子。
可选的，所述待掺杂区域包括：重掺杂区域和轻掺杂区域；所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤包括：通过调节激光的能量密度，对所述重掺杂区域进行第一能量密度的激光照射、对所述轻掺杂区域进行第二能量密度的激光照射，其中，所述第一能量密度大于所述第二能量密度，以使注入进所述重掺杂区域中的所述预设离子的注入量大于注入进所述轻掺杂区域中的所述预设离子的注入量。
本发明实施例再一方面提供一种晶化处理系统，如上述任一项所述的多晶硅层的制备方法通过所述晶化处理系统进行；所述晶化处理系统包括：激光发生装置，所述激光发生装置用于对所述非晶硅层上接触有所述离子注入化合物的所述待掺杂区域进行激光照射。
可选的，所述激光发生装置包括具有微透镜阵列的准分子激光装置。
可选的，所述晶化处理系统还包括：晶化槽，所述晶化槽用于放置含有离子注入化合物的溶液；密封腔室，所述晶化槽和所述激光发生装置均放置在所述密封腔室内；其中，形成有所述非晶硅层的所述衬底基板放置在所述晶化槽内、并浸泡在所述溶液中。
本发明实施例另一方面提供一种晶体管，包括：栅极、有源层、源极和漏极；其中，所述有源层为采用上述所述的多晶硅层的制备方法制备而成的多晶硅层。
本发明实施例又一方面提供一种显示装置，包括：如上述所述的晶体管。
基于此，本发明实施例提供的上述制备方法，采用激光退火和激光离子注入的方式，无需额外使用离子注入的工艺和设备，在对非晶硅层对应于待掺杂区域的部分进行晶化的同时，即可完成离子注入的效果，简化了需要离子掺杂的多晶硅层的制备工序，可提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多晶硅层的制备方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种多晶硅层的制备方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种多晶硅层的制备方法具体过程示意图；
图4A为本发明实施例提供的再一种多晶硅层的制备方法具体过程示意图；
图4B为本发明实施例提供的另一种多晶硅层的制备方法具体过程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种晶化处理系统的结构示意图；
图6A为本发明实施例提供的再一种晶化处理系统的结构示意图；
图6B为本发明实施例提供的另一种晶化处理系统的结构示意图；
图7A为本发明实施例提供的一种晶体管的结构示意图；
图7B为本发明实施例提供的另一种晶体管的结构示意图。
附图标记：
1-非晶硅层；1a-上表面；1a-1-待掺杂区域；1a-2-非掺杂区域；2-含有离子注入化合物的溶液；2'-离子注入化合物；3-晶化槽；4-衬底基板；5-密封腔室；6-激光发生装置；7-晶化槽；8-承载装置；9-晶体管；91-有源层、92-栅极、93-源极；94-漏极；10-缓冲层；11-栅绝缘层；12-层间绝缘层；100-晶化处理系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“上/上方”、“下/下方”、等指示的方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于说明本发明的技术方案的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例一方面提供一种多晶硅层的制备方法，如图1所示，该制备方法包括步骤01-步骤03：
S01、在衬底基板上方形成非晶硅层；非晶硅层具有远离衬底基板一侧的上表面，该上表面包括：待掺杂区域；
S02、至少使待掺杂区域与离子注入化合物相接触；
S03、对待掺杂区域进行激光照射，以使离子注入化合物中的预设离子注入进待掺杂区域中，并使非晶硅层对应于待掺杂区域的部分转化为多晶硅。
在上述S01中，待掺杂区域可以为上述非晶硅层的上表面的部分区域，或者，待掺杂区域也可以为上述非晶硅层的上表面的整个区域(即待掺杂区域为上表面)，可根据待形成的多晶硅层的具体设计需要灵活调整，本发明实施例对此不作限定。
由于后续的S03是对待掺杂区域进行激光照射，即后续的S03是区域性激光退火兼离子注入，因此，在执行S03之前的S02中，可以是仅使待掺杂区域与离子注入化合物相接触，或者，也可以是使包括有上述待掺杂区域的上表面的整个区域与离子注入化合物相接触，具体接触的方式可灵活调整，本发明实施例对此不作限定。
其中，上述S03实现区域性激光退火兼离子注入的方式，例如可以是通过掩膜版(Mask)将非晶硅层的上表面上除待掺杂区域之外的区域遮挡住、将待掺杂区域暴露出，以便对待掺杂区域进行激光退火兼离子注入；当然，上述S03实现区域性激光退火兼离子注入的方式，更优选的是采用具有微透镜阵列(Micro Lens)的准分子激光装置，通过微透镜阵列的调节，能够实现仅有待掺杂区域被激光照射。
这里，激光照射的能量密度以能够将离子注入化合物中的预设离子注入进待掺杂区域中，且能使得非晶硅层对应于该待掺杂区域的部分受激光的高能量转化为多晶硅即可，具体能量密度的数值本发明实施例不作限定。
基于此，本发明实施例提供的上述制备方法，采用激光退火和激光离子注入的方式，无需额外使用离子注入的工艺和设备，在对非晶硅层对应于待掺杂区域的部分进行晶化的同时，即可完成离子注入的效果，简化了需要离子掺杂的多晶硅层的制备工序，可提高生产效率。
示例的，上述非晶硅的上表面还包括：非掺杂区域；由于非晶硅对应于非掺杂区的部分也需要进行晶化处理，因此，进一步的，如图2所示，本发明实施例提供的上述制备方法还包括步骤04-步骤05：
S04、使非晶硅层对应于非掺杂区域的部分暴露在空气中或浸泡在水中；
S05、对非掺杂区域进行激光照射，以使非晶硅层对应于非掺杂区域的部分转变为多晶硅。
需要说明的是，由于水分子为极性分子，其性能非常稳定，且硅在晶化过程中不会与水分子发生反应，因此，当非晶硅层对应于非掺杂区域的部分浸泡在水中时，对非掺杂区域进行激光照射不会在这一区域引入杂质离子。
上述图2中示意出的各步骤之前的先后顺序仅为示意，以上S04-S05，可以在执行上述S02之前进行，或者，可以在执行上述S03之后进行。
再或者，当上述S02中，是仅使待掺杂区域与离子注入化合物相接触时，由于非掺杂区域并未与离子注入化合物相接触，因此，当上述S04具体为使非晶硅层对应于非掺杂区域的部分暴露在空气中时，上述S04可以与上述S02同时进行，即待掺杂区域与离子注入化合物相接触，同时，使得非晶硅层对应于非掺杂区域的部分暴露在空气中；在此情况下，上述S03也可以与上述S05同时进行，即同时对待掺杂区域与非掺杂区域进行激光照射，以使非晶硅层整体转化为多晶硅层的同时，将离子注入化合物中的预设离子注入进待掺杂区域中。
上述多晶硅层通常是作为晶体管中的有源层，在一些设计中，根据有源层具体电学性能的要求，待掺杂区域通常还进一步被划分出不同区域，各区域中所需注入的掺杂离子的注入量不同。即，上述待掺杂区域包括：重掺杂区域和轻掺杂区域。这里，所谓的“重掺杂”即指该区域的掺杂离子的注入量大于轻掺杂区域。本发明实施例对重掺杂区域和轻掺杂区域中相应的“重”和“轻”的具体数值不作限定。
因此，示例的，上述S03包括以下步骤03'：
S03'、通过调节激光的能量密度，对重掺杂区域进行第一能量密度的激光照射、对轻掺杂区域进行第二能量密度的激光照射，其中，第一能量密度大于第二能量密度，以使注入进重掺杂区域中的预设离子的注入量大于注入进轻掺杂区域中的预设离子的注入量。
这里，能量密度是指单位面积(通常为平方厘米cm2)内的激光能量。
需要说明的是，当重掺杂区域和轻掺杂区域所需注入的预设离子相同时，在上述S02中，与重掺杂区域和轻掺杂区域相接触的离子注入化合物为同一种离子注入化合物，相应的，上述S03'，可以是在一次激光照射的过程中，通过调节激光的能量密度，使得照射到重掺杂区域的激光能量密度大于照射到轻掺杂区域的激光能量密度。
当重掺杂区域和轻掺杂区域所需注入的预设离子不同时，上述S03的执行方式进一步可分为以下情况：
(i)、若待掺杂区域与离子注入化合物相接触的方式为，离子注入化合物涂覆在待掺杂区域内，则重掺杂区域和轻掺杂区域内涂覆的离子注入化合物不同，上述S03'仍然可以是在一次激光照射的过程中，通过调节激光的能量密度，使得照射到重掺杂区域的激光能量密度大于照射到轻掺杂区域的激光能量密度；
(ii)、若待掺杂区域与离子注入化合物相接触的方式为，将非晶硅层浸泡在含有离子注入化合物的溶液中，则上述S02是分为两次执行的，相应的，上述S03也是分为两次执行的，以使得重掺杂区域浸泡在相应的溶液中后，通过具有第一能量密度的激光对重掺杂区域进行照射，以使得所需的预设离子按照所需的注入量注入进上述重掺杂区域中；以使得轻掺杂区域浸泡在相应的溶液中后，通过具有第二能量密度的激光对轻掺杂区域进行照射，以使得所需的预设离子按照所需的注入量注入进上述轻掺杂区域中。
进一步的，下面根据待掺杂区域与离子注入化合物相接触的不同方式，对以上制备过程进行详细说明。
在一些可能的实施方式中，如图3所示，上述S02包括步骤02'：
S02'、将非晶硅层1浸泡在含有离子注入化合物的溶液2中；其中，溶液2中的离子注入化合物的浓度小于或等于1mol/L；
相应的，对待掺杂区域1a-1进行激光照射的步骤中，激光的能量密度小于或等于1000cm2/MJ(兆焦耳)，以使离子注入化合物中的预设离子注入进待掺杂区域1a-1中，并使非晶硅层1对应于待掺杂区域1a-1的部分转化为多晶硅。以上工艺可简称为浸泡晶化工艺。该浓度和能量密度范围便于根据具体设计需要对预设离子的注入量进行调节。
这里，含有离子注入化合物的溶液2是放置在晶化槽3内的，相应的，形成有上述非晶硅层1的衬底基板4也是放置在晶化槽3内；并且，含有离子注入化合物的溶液2的体积应能够使得非晶硅层1整体被浸泡在溶液中。
其中，上述溶液包括：磷酸溶液或硼酸溶液；相应的，预设离子包括：磷(P)离子或硼(B)离子。
在上述浸泡晶化工艺中，以含有离子注入化合物的溶液2为硼酸溶液为例，激光离子注入的原理为：
激光照射到溶液2中会产生瞬间高温，硼酸溶液(例如为硼酸三甲酯、硼酸三丙酯、无水硼酸三甲酯中的至少一种)受热分解出三氧化二硼(B2O3)，B2O3在激光的高能量下能够与非晶硅层1对应于待掺杂区域1a-1的部分中的硅发生反应，将硼注入进待掺杂区域1a-1中。
进一步的，如图3所示，上述S03的步骤在密封腔室5内进行。
这里，当激光作用于非晶硅层1的待掺杂区域1a-1上时，硅吸收激光的能量后进而融化，产生瞬间高温，能够使得上述溶液发生气化，在密封腔室5内产生较高的气压，同时，由于非晶硅层1是浸泡在上述溶液中的，在溶液本身的重力和气压的共同作用下，能够抑制硅结晶过程中的纵向(该纵向即为垂直于衬底基板板面的方向)突起，使得硅晶化后的表面更为均匀。这样，在形成的多晶硅层上进行后续工艺时，多晶硅层与后续的膜层之间能够获得例如更好的界面粘结性等，以提高包括有上述多晶硅层的产品良率。
在另一些可能的实施方式中，如图4A或图4B所示，上述S02包括步骤02”：
S02”、至少在待掺杂区域1a-1内涂覆离子注入化合物2'，涂覆的厚度小于或等于1μm；
相应的，对待掺杂区域1a-1进行激光照射的步骤中，激光的能量小于或等于1000cm2/MJ，以使离子注入化合物中的预设离子注入进待掺杂区域1a-1中，并使非晶硅层1对应于待掺杂区域1a-1的部分转化为多晶硅。以上工艺可简称为涂覆晶化工艺。
该厚度和能量密度范围便于根据具体设计需要对预设离子的注入量进行调节。
这里，在上述上表面1a还包括有非掺杂区域1a-2的情况下，上述S02”包括：如图4A所示，采用喷墨打印的方法，仅在待掺杂区域内涂覆离子注入化合物2'，从而可以更为精确地控制掺杂区域，避免由于激光精度的偏差而在非掺杂区域1a-2与待掺杂区域1a-1交界处也产生不必要的离子注入。当然，为简化工艺，也可以如图4B所示，在整个上表面1a内涂覆离子注入化合物2'。
其中，离子注入化合物包括：磷化合物或硼酸化合物；其中，磷化合物包括：Si3P4(硅磷化合物)和/或磷氧化合物；相应的，预设离子包括：磷(P)离子或硼(B)离子。
在上述涂覆晶化工艺中，以离子注入化合物为磷氧化合物为例，激光离子注入的原理为：
激光照射到涂覆在待掺杂区域1a-1表面的磷氧化合物(例如为三氯氧磷，POCl3)会产生瞬间高温，POCl3受热分解出五氧化二磷(P2O5)，P2O5在激光的高能量下能够与非晶硅层1对应于待掺杂区域1a-1的部分中的硅发生反应，将磷注入进待掺杂区域1a-1中。这里，在上述上表面1a还包括有非掺杂区域1a-2的情况下，非掺杂区域1a-2的晶化过程可参见前述说明，此处不再赘述。
并且，采用上述各实施例形成多晶硅层后，当待掺杂区域与离子注入化合物相接触的方式为浸泡时，可以在多晶硅层形成后对其进行清洗，以便对多晶硅层进行后续工艺；当待掺杂区域与离子注入化合物相接触的方式为涂覆时，可以在多晶硅层形成后去除涂覆在待掺杂区域内或上表面的整个区域内的离子注入化合物，以便对多晶硅层进行后续工艺。
进一步的，本发明实施例再一方面提供一种多晶硅层，该多晶硅层采用上述任一项的多晶硅层的制备方法制备而成。由于前述实施例已经对该多晶硅层的制备方法的具体步骤和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
进一步的，本发明实施例另一方面提供一种晶化处理系统，上述任一项的多晶硅层的制备方法通过晶化处理系统进行；如图5所示，该晶化处理系统100包括：激光发生装置6，该激光发生装置6用于对上述非晶硅层1上接触有离子注入化合物的待掺杂区域1a-1进行激光照射。
这里，上述激光发生装置6包括具有微透镜阵列的准分子激光装置，通过微透镜阵列的调节，可实现区域性激光退火兼离子注入，无需使用Mask，简化系统成本。
当待掺杂区域与离子注入化合物相接触的方式为浸泡时，在一些可能的实施方式中，如图6A所示，上述晶化处理系统100还包括：
晶化槽(也可称为晶化池)7，晶化槽7用于放置含有离子注入化合物的溶液2；
密封腔室5，晶化槽7和激光发生装置6均放置在密封腔室5内；
其中，形成有非晶硅层1的衬底基板4放置在晶化槽7内、并浸泡在上述溶液2中。
这样，当激光发生装置6发出的激光作用于非晶硅层1的待掺杂区域1a-1上时，硅吸收激光的能量后进而融化，产生瞬间高温，能够使得上述溶液发生气化，在密封腔室5内产生较高的气压，同时，由于非晶硅层1是浸泡在上述溶液2中的，在溶液2本身的重力和气压的共同作用下，能够抑制硅结晶过程中的纵向(该纵向即为垂直于衬底基板4板面的方向)突起，使得硅晶化后的表面更为均匀。这样，在形成的多晶硅层上进行后续工艺时，多晶硅层与后续的膜层之间能够获得例如更好的界面粘结性等，以提高包括有上述多晶硅层的产品良率。
进一步的，如图6A所示，上述晶化处理系统100还包括：设置在密封腔室5内的承载装置8，该承载装置8用于承载晶化槽7；其中，该承载装置8包括：移动式升降台、加热台、移动式升降加热台中的任一种。
这样一来，当上述承载装置8包括：移动式升降台时，便于对放置在晶化槽7内的非晶硅层1进行对位；当上述承载装置8包括：加热台时，便于对晶化槽7内的非晶硅层1和溶液2进行加热，以使溶液2对非晶硅层1具有水浴加热的效果，可提高激光晶化得到的多晶硅的晶粒尺寸；当上述承载装置8包括：移动式升降加热台时，能够在对放置在晶化槽7内的非晶硅层1进行对位的同时，实现水浴加热非晶硅层1的效果。
需要说明的是，当上述承载装置8包括：移动式升降台或移动式升降加热台时，可带动晶化槽7沿X方向和Y方向移动，可带动晶化槽7沿Z方向升降，X方向、Y方向和Z方向两两垂直，即上述移动式升降台或移动式升降加热台又可被称为XYZ载台(Stage)或XYZ加热载台。
其中，移动式升降加热台可以包括：移动式升降台、即设置在移动式升降台的承载面上的加热单元(如电阻丝)。
移动式升降台、或加热台、或移动式升降加热台的结构可沿用相关装置，本发明实施例对此不作限定。
当待掺杂区域与离子注入化合物相接触的方式为涂覆时，在另一些可能的实施方式中，如图6B所示，上述晶化处理系统100还包括：
承载装置8，该承载装置8用于承载形成有非晶硅层1的衬底基板4；其中，承载装置8包括：移动式升降台、加热台、移动式升降加热台中的任一种。
这样一来，当上述承载装置8包括：移动式升降台时，便于对所承载的非晶硅层1进行对位；当上述承载装置8包括：加热台时，便于对所承载的非晶硅层1和溶液2进行加热，以提高激光晶化得到的多晶硅的晶粒尺寸；当上述承载装置8包括：移动式升降加热台时，能够在对所承载的非晶硅层1进行对位的同时，提高晶化后的晶粒尺寸。
其中，移动式升降台、加热台、移动式升降加热台的具体说明请参见上述说明，此处不再赘述。
进一步的，本发明实施例又一方面提供一种晶体管，包括：栅极、有源层、源极和漏极；其中，有源层为采用上述制备方法获得的多晶硅层。
该晶体管的制备方法包括步骤11-13：
S11、在衬底基板上方沉积非晶硅薄膜后，对非晶硅薄膜进行图案化处理，形成非晶硅层；该非晶硅层的图案即为待形成的有源层的图案；
S12、采用上述各实施例提供的激光晶化+激光离子注入工艺，对非晶硅层进行激光处理，形成有源层(即多晶硅层)；
S13、在形成的有源层上完成栅极、源极和漏极的制备工艺。
下面提供两个具体的实施方式，以详细描述上述的晶体管。
在一种可能的实施方式中，如图7A所示，该晶体管9为PMOS(Positive channelMetal Oxide Semiconductor)型晶体管，即P沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管。
该晶体管9包括依次设置在衬底基板4上方的：有源层91、栅极92、源极93和漏极94。
由于衬底基板4通常为玻璃基板，为避免在对非晶硅进行激光晶化时，玻璃基板中的杂质离子进入形成有源层91(即多晶硅层)中，衬底基板4表面还设置有用于隔离的缓冲层(Buffer layer)10，待晶化的非晶硅层设置在缓冲层10的表面。
有源层91与栅极92之间设置有栅绝缘层(Gate Insulator，简称为GI)11，源极93、漏极94与栅极92之间设置有层间绝缘层(Inter layer Dielectric，简称为ILD)12，源极93、漏极94分别通过贯穿层间绝缘层12和栅绝缘层11的不同过孔，与下方的有源层91相接触。
有源层91在进行激光晶化+激光离子注入之前的非晶硅层上表面的待掺杂区域1a-1为上表面的整个区域，其中，待掺杂区域1a-1与待形成的栅极在衬底基板4上的正投影有重叠的区域(即通常所称的沟道区域，图7A中标记为a1)掺杂磷离子(P+)，用于调节晶体管的阈值电压(Vth)；其余用于与待形成的源极、漏极相接触的区域(即通常所称的SD区域，图7A中标记为a2)掺杂硼离子(B+)，用于提高形成的有源层与源极、漏极之间的电接触性。
其中，各区域的掺杂可灵活选用上述多晶硅层的制备方法中的浸泡晶化工艺或涂覆晶化工艺，具体工艺过程不再赘述。并且，通过具有微透镜阵列(Micro Lens)的准分子激光装置，可实现不同区域的区域性激光退火兼离子注入，无需使用P-Gate Mask，降低晶体管的量产成本。
需要说明的是，在对PMOS型晶体管的非晶硅层进行激光晶化+激光离子注入处理时，只需保证非晶硅层对应于沟道区域a1的部分完全晶化且注入进磷离子即可，非晶硅层对应于SD区域a2的部分在注入硼离子的过程中，形成的多晶硅为微晶或者过渡结晶均可，对晶体管的电学性能影响较小。
在另一种可能的实施方式中，如图7B所示，该晶体管9为NMOS(Negative channelMetal Oxide Semiconductor)型晶体管，即N沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管。
该晶体管9包括依次设置在衬底基板4上方的：有源层91、栅极92、源极93和漏极94。
由于衬底基板4通常为玻璃基板，为避免在对非晶硅进行激光晶化时，玻璃基板中的杂质离子进入形成有源层91(即多晶硅层)中，衬底基板4表面还设置有用于隔离的缓冲层(Buffer layer)10，待晶化的非晶硅层设置在缓冲层10的表面。
有源层91与栅极92之间设置有栅绝缘层(Gate Insulator，简称为GI)11，源极93、漏极94与栅极92之间设置有层间绝缘层(Inter layer Dielectric，简称为ILD)12，源极93、漏极94分别通过贯穿层间绝缘层12和栅绝缘层11的不同过孔，与下方的有源层91相接触。
在NMOS型晶体管中，有源层91在进行激光晶化+激光离子注入之前的非晶硅层上表面的待掺杂区域1a-1为上表面的整个区域，其中，待掺杂区域1a-1进一步包括重掺杂区域(图7B中标记为b1)、轻掺杂区域(图7B中标记为b2)和沟道区域(图7B中标记为b3)；其中，沟道区域b3是与待形成的栅极在衬底基板4上的正投影有重叠的区域，这一区域用于掺杂硼离子(B+)，用于调节晶体管的阈值电压(Vth)；轻掺杂区域b2是靠近沟道掺杂区域的区域，用于掺杂低离子注入量的磷离子(P+)，可防止沟道出现热电子退化效应；其余用于与待形成的源极、漏极相接触的区域(即通常所称的SD区域)掺杂高离子注入量的磷离子(P+)，用于提高形成的有源层与源极、漏极之间的电接触性。
其中，各区域的掺杂可灵活选用上述多晶硅层的制备方法中的浸泡晶化工艺或涂覆晶化工艺，具体工艺过程不再赘述。并且，通过具有微透镜阵列(Micro Lens)的准分子激光装置，可实现不同区域的区域性激光退火兼离子注入，无需使用N-Gate Mask，降低晶体管的量产成本。
需要说明的是，在对NMOS型晶体管的非晶硅层进行激光晶化+激光离子注入处理时，只需保证非晶硅层对应于沟道区域b3的部分完全晶化且注入进硼离子即可，其余在注入重掺杂的磷离子和轻掺杂的磷离子的过程中，形成的多晶硅为微晶或者过渡结晶均可，对晶体管的电学性能影响较小。
进一步的，本发明实施例又一方面提供一种阵列基板，包括：衬底基板、设置在衬底基板上呈阵列排布的多个晶体管。
这里，上述阵列基板中的多个晶体管可以包括上述的PMOS型晶体管和/或上述的NMOS型晶体管。
并且，上述阵列基板还可包括与晶体管的漏极电性连接的像素电极，一个像素电极与一个或多个晶体管构成一个像素单元。
进一步的，该阵列基板还可包括与像素电极相对的公共电极，即上述的像素单元还可包括有公共电极，各种晶体管及阵列基板的设置方式可沿用相关设计，本发明实施例对此不再赘述。
进一步的，本发明实施例又一方面提供一种显示装置，包括：上述的晶体管。该显示装置可以为包括有晶体管的显示基板(如阵列基板)、或显示面板、或任何具有显示功能的产品或者部件。
示例的，该显示装置包括阵列基板、与阵列基板相对设置的对合基板；其中，上述阵列基板包括上述所述的晶体管。
上述显示装置具体可以是液晶显示装置、或OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机电致发光二极管)显示装置；该显示装置可以为电视、平板电脑、手机、数码相框、导航仪、可穿戴显示装置(如智能手环、智能头盔等)等任何具有显示功能的产品或者部件。
其中，当上述显示装置为液晶显示装置时，该显示装置还包括与上述阵列基板相对设置的对合基板、位于二者之间的液晶层、为液晶层提供光源的位于靠近阵列基板一侧的背光源模组等结构。
示例的，当该阵列基板为常规阵列基板时，相对的，该对合基板为彩膜基板；或者，当该阵列基板为COA型阵列基板(Color filter On Array，即将彩膜集成在阵列基板上)，相对的，该对合基板为盖板。
当上述显示装置为OLED显示装置时，该显示装置中的阵列基板还包括OLED器件等发光元件、用于封装OLED器件的封装层、设置在封装层上的盖板等结构。
以上各种显示装置均还可以包括驱动电路部分，具体结构可参见相关技术，本发明未对此处进行改进，具体结构不再赘述。
该显示装置与上述阵列基板相对于相关技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种多晶硅层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
在衬底基板上方形成非晶硅层；所述非晶硅层具有远离所述衬底基板一侧的上表面，所述上表面包括：待掺杂区域；
至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触；
对所述待掺杂区域进行激光照射，以使所述离子注入化合物中的预设离子注入进所述待掺杂区域中，并使所述非晶硅层对应于所述待掺杂区域的部分转化为多晶硅。
2.根据权利要求1所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，所述上表面还包括：非掺杂区域；
所述制备方法还包括：
使所述非晶硅层对应于所述非掺杂区域的部分暴露在空气中或浸泡在水中；
对所述非掺杂区域进行激光照射，以使所述非晶硅层对应于所述非掺杂区域的部分转变为多晶硅。
3.根据权利要求1所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，
所述至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触，包括：
将所述非晶硅层浸泡在含有离子注入化合物的溶液中；其中，所述溶液中的所述离子注入化合物的浓度小于或等于1mol/L；
所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤中，激光的能量密度小于或等于1000cm2/MJ。
4.根据权利要求3所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤在密封腔室内进行。
5.根据权利要求3所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，
所述溶液包括：磷酸溶液或硼酸溶液；
所述预设离子包括：磷离子或硼离子。
6.根据权利要求1或2所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，
所述至少使所述待掺杂区域与离子注入化合物相接触，包括：
至少在所述待掺杂区域内涂覆离子注入化合物，涂覆的厚度小于或等于1μm；
所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤中，激光的能量小于或等于1000cm2/MJ。
7.根据权利要求6所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，在所述上表面还包括有所述非掺杂区域的情况下，
所述至少在所述待掺杂区域内涂覆离子注入化合物的步骤包括：
采用喷墨打印的方法，仅在所述待掺杂区域内涂覆离子注入化合物；
或者，在整个所述上表面内涂覆离子注入化合物。
8.根据权利要求6所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，
所述离子注入化合物包括：磷化合物或硼酸化合物；其中，所述磷化合物包括：Si3P4和/或磷氧化合物；
所述预设离子包括：磷离子或硼离子。
9.根据权利要求1所述的多晶硅层的制备方法，其特征在于，所述待掺杂区域包括：重掺杂区域和轻掺杂区域；
所述对所述待掺杂区域进行激光照射的步骤包括：
通过调节激光的能量密度，对所述重掺杂区域进行第一能量密度的激光照射、对所述轻掺杂区域进行第二能量密度的激光照射，其中，所述第一能量密度大于所述第二能量密度，以使注入进所述重掺杂区域中的所述预设离子的注入量大于注入进所述轻掺杂区域中的所述预设离子的注入量。
10.一种晶化处理系统，其特征在于，如权利要求1至9任一项所述的多晶硅层的制备方法通过所述晶化处理系统进行；所述晶化处理系统包括：
激光发生装置，所述激光发生装置用于对所述非晶硅层上接触有所述离子注入化合物的所述待掺杂区域进行激光照射。
11.根据权利要求10所述的晶化处理系统，其特征在于，所述激光发生装置包括具有微透镜阵列的准分子激光装置。
12.根据权利要求10所述的晶化处理系统，其特征在于，所述晶化处理系统还包括：
晶化槽，所述晶化槽用于放置含有离子注入化合物的溶液；
密封腔室，所述晶化槽和所述激光发生装置均放置在所述密封腔室内；
其中，形成有所述非晶硅层的所述衬底基板放置在所述晶化槽内、并浸泡在所述溶液中。
13.一种晶体管，其特征在于，包括：栅极、有源层、源极和漏极；其中，所述有源层为采用权利要求1至9任一项所述的多晶硅层的制备方法制备而成的多晶硅层。
14.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求13所述的晶体管。
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