[发明专利]使用脉冲序列退火方法将薄膜固相再结晶的方法

权利要求书

1.一种将沉积在基板上的层相转变的方法，所述方法包含：

在所述基板上沉积绝缘层；

在所述绝缘层的期望区中形成晶种区域，所述晶种区域具有呈第一相结构的第一材料；

在所述绝缘层的至少一部分和所述晶种区域上沉积具有第二相的第一材料层；以及

使用该晶种区域作为一晶种，朝向所述晶种区域的表面引导多个电磁能量脉冲维持一段足以再结晶及转化所述第一材料层的时间，其中所述晶种区域的所述表面上沉积有所述第一材料层，以使所述第一材料层自所述第二相结构转为所述第一相结构并具有如下方所述晶种区域的相同晶粒结构及晶体定向。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一相结构为结晶形或多晶形且所述第二相结构为非晶形。

3.如权利要求1所述的方法，其中电磁能量的各脉冲具有小于熔化或几乎熔化所述第一材料层的一部分所需的能量。

4.如权利要求3的方法，其中所施加的所述多个电磁能量脉冲是介于至少约30个脉冲至至少约100个脉冲之间，并且其中各脉冲具有约0.2J/cm²至约100J/cm²的相同能量，且各脉冲历时约1纳秒至约1秒的相同时间。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述多个电磁能量脉冲是以约490nm至约1100nm的范围间的波长传递。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述晶种区域是呈现层状、柱状、点状或预定形状的形式，并具有介于约至约之间的厚度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述晶种区域包括遍布所述绝缘层或在所述绝缘层边缘处布置的许多晶种区。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一材料包含选自由以下物质构成的组的掺杂或未掺杂半导体材料或化合物：硅、锗、Si_xGe_1-x合金、III-V族或II-VI族半导体化合物、II-VI族或III-V族的二元化合物、II-VI族或III-V族的三元化合物、II-VI族或III-V族的四元化合物，或上述物质的混合物或上述物质的组合物。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一材料还包含磁性介质，所述磁性介质选自由以下物质所构成的组：铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)及上述金属的合金。

10.一种在基板上外延生长结晶层的方法，所述方法包含：

在所述基板上沉积第一绝缘层；

在所述第一绝缘层中形成第一晶种区域，所述第一晶种区域具有呈结晶态的第一材料；

在所述第一绝缘层的至少一部分和所述第一晶种区域上沉积呈非晶态的第一材料的第一层；

在第一材料的所述第一层上沉积第二绝缘层；

在所述第二绝缘层中形成第二晶种区域，所述第二晶种区域具有呈结晶态的第一材料；

在所述第二绝缘层的至少一部分和所述第二晶种区域上沉积呈非晶态的第一材料的第二层；

使用该第一晶种区域作为一晶种，朝向所述第一晶种区域的表面引导多个第一电磁能量脉冲维持一段足以再结晶及转化第一材料的所述第一层的时间，其中所述第一晶种区域的所述表面上沉积有第一材料的所述第一层，以使第一材料的所述第一层自非晶态转为结晶态并具有如下方所述第一晶种区域的相同晶粒结构及晶体定向；以及

使用该第二晶种区域作为一晶种，朝向所述第二晶种区域的表面引导具有不同于所述第一电磁能量的波长及脉冲数量的第二电磁能量维持一段足以再结晶及转化第一材料的所述第二层的时间，其中所述第二晶种区域的所述表面上沉积有第一材料的所述第二层，以使第一材料的所述第二层自非晶态转为结晶态并具有如下方所述第二晶种区域的相同晶粒结构及晶体定向。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一材料包含选自由以下物质所构成的组的掺杂或未掺杂半导体材料或化合物：硅、锗、Si_xGe_1-x合金、III-V族或II-VI族半导体化合物、II-VI族或III-V族的二元化合物、II-VI族或III-V族的三元化合物、II-VI族或III-V族的四元化合物，或上述物质的混合物或上述物质的组合物。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一材料还包含磁性介质，所述磁性介质选自由以下物质所构成的组：铁、钴、镍及上述金属的合金。