[实用新型]一种激光退火设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，特别涉及一种激光退火设备。

背景技术

激光退火是目前制备低温多晶硅薄膜晶体管的主流技术，其是在非晶硅膜上用短脉冲激光进行扫描退火，使非晶硅薄膜重新结晶形成多晶硅。激光退火的温度低于450℃，可在玻璃基板上实现非晶硅到多晶硅的转化。

传统的激光退火设备中，将基板从外界环境直接送入退火箱中进行激光退火，由于基板的温度较低，导致经激光照射后不能马上达到熔化温度，需要使用多次脉冲激光扫描才能将非晶硅转化成多晶硅，大大降低了激光退火的效率和所得多晶硅的品质，同时增加了脉冲激光的使用次数，降低了激光光源的使用寿命，大幅增加生产成本。

US5529951公开了一种激光退火设备，向退火箱中通入氮气隔离，同时从底部平台对基板进行预加热处理，当激光能量作用在预加热后的基板上时，可较容易地使非晶硅转化成多晶硅，但此激光退火设备仍存在一些问题，由于基板具有一定厚度且大多存在多层结构，导致热量不能很快地从基板下表面传导到非晶硅层表面，同时底部平台的预加热温度与非晶硅层表面的实际温度不一致，因而不易对非晶硅层表面的温度进行控制和调节。

因此，需要一种直接对非晶硅层表面进行预加热的激光退火设备，以更好地控制和调节非晶硅层表面的温度。

发明内容

针对上述问题，发明人经过长期的深入研究，提出在退火箱中设置过渡腔室，用于向基板上的待处理层供给加热后的惰性气体，对待处理层进行预加热处理，从而达成更佳的结晶效果。

本实用新型提供一种激光退火设备，用于对待处理层进行激光退火处理，包括：

移动工作台，用于装载具有所述待处理层的基板；以及

过渡腔室，设置在所述移动工作台的上方，用于向所述待处理层供给惰性气体，其中所述惰性气体的温度为200～500℃。

在本实用新型激光退火设备的一个实施方式中，所述过渡腔室的上部开设有透过窗，用于使激光进入所述过渡腔室，所述过渡腔室的下部开设开口，用于使激光和所述惰性气体离开所述过渡腔室，所述开口对准所述待处理层并与所述透过窗相对应。

在本实用新型激光退火设备的另一个实施方式中，所述激光退火设备还包括一加热腔室，所述加热腔室与所述过渡腔室相连通，所述加热腔室中设置加热器，所述加热器用于对所述惰性气体进行加热。

在本实用新型激光退火设备的另一个实施方式中，所述加热器为附带温度控制功能的电热元件。

在本实用新型激光退火设备的另一个实施方式中，所述过渡腔室与所述加热腔室的连通处设置有气体隔板。

在本实用新型激光退火设备的另一个实施方式中，所述气体隔板包括多个设置在所述过渡腔室上部的第一隔板与多个设置在所述过渡腔室下部的第二隔板，所述第一隔板与所述第二隔板交替排列，且所述第一隔板与所述第二隔板的长度的加和大于或等于所述过渡腔室的上部与所述过渡腔室的下部之间的距离。

在本实用新型激光退火设备的另一个实施方式中，所述待处理层为非晶硅层。

在本实用新型激光退火设备的另一个实施方式中，所述惰性气体为氮气或氩气。

本实用新型的激光退火设备通过向待处理层供给加热后的惰性气体，从而在退火处理时对待处理层进行预加热处理，由此达成更好的结晶效果，同时更容易地对预加热温度进行调节，此外还可提高激光光源的使用寿命并降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型一个实施方式的激光退火设备的结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施方式的激光退火设备的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1    激光退火设备

2    激光光源

3    激光

4    光学系统

5    退火箱

6    过渡腔室

6a   透过窗

6b   开口

6c   气体隔板

7    气体管路

8    加热腔室

8a   加热器

9a   基板

9b   待处理层

10   移动工作台

具体实施方式

下面根据具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。本实用新型的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本实用新型。