[发明专利]低温多晶硅的制造方法及装置、多晶硅有效

专利信息
申请号: 201510236924.6 申请日: 2015-05-11
公开(公告)号: CN104821278B 公开(公告)日: 2017-09-01
发明(设计)人: 敏健 申请(专利权)人: 京东方科技集团股份有限公司
主分类号: H01L21/336 分类号: H01L21/336;H01L21/321;H01L21/322;H01L29/04;H01L29/786;H01L21/205
代理公司: 北京风雅颂专利代理有限公司11403 代理人: 王安娜
地址: 100015 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 低温 多晶 制造 方法 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及多晶硅生产领域,特别是涉及一种低温多晶硅的制造方法及装置、多晶硅。

背景技术

与非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)相比,低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)技术具备诸多优点,如迁移率很高,可达10-100cm2/Vs左右,同时可以在低温条件下制备(低于600℃),基底选择灵活,是目前唯一和柔性显示技术相兼容的主动层制备技术。但是此技术目前采用的是线状激光束扫描,利用扫描过程中相邻扫描线上的温度差来生产多晶硅。这种方法虽然可以产生较均匀的多晶硅薄膜,但是扫描速度慢,限制了大面积显示器的制备,同时生产效率较低,增加了生产成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种提高生产效率,降低生产成本,生产出大面积显示器的低温多晶硅的制造方法,进一步地提供一种多晶硅及低温多晶硅的制造装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题,本发明提供一种低温多晶硅的制造方法,包括以下步骤:

S1,在基板上制作出非晶硅层;

S2,使用激光器发出长条状激光透过具有由交替排列的全透光条纹和部分透光条纹组成的曝光图形的掩膜版扫描非晶硅层,在非晶硅层形成交替排列的低温熔融区和高温熔融区;

S3,低温熔融区向高温熔融区重结晶。

优选的,在扫描过程中,长条状激光与全透光条纹相垂直。

其中,所述步骤S1包括:

S11,在基板的上表面形成缓冲层;

S12,在缓冲层上形成非晶硅层;

S13,对缓冲层和非晶硅层进行去氢退火处理。

其中,所述步骤S11具体包括:在基板的表面上依次形成氮化硅层和氧化硅层。

其中,所述氮化硅层和氧化硅层的总厚度为所述非晶硅层的厚度为

其中,所述步骤S11和步骤S12中均采用为等离子体增强化学气相沉积法形成缓冲层和非晶硅层。

其中,所述步骤S13中所述的去氢退火处理的具体步骤为在380℃-420℃条件下进行140-160分钟的去氢退火。

其中,所述步骤S2包括:

S21,在需要重结晶的非晶硅层的上方平行设置所述掩膜版;

S22,使用激光器发出长条状激光从所述掩膜版的上方透过掩膜版垂直扫描非晶硅层,在非晶硅层形成低温熔融区和高温熔融区。

其中,所述激光的波长308nm、脉宽10-50ns。

其中,所述部分透光条纹的激光通透率为50%-65%。

一种多晶硅,由上述所述的低温多晶硅的制造方法制成。

本发明还提供一种低温多晶硅的制造装置,包括:

基台,具有一个承载平台,用于承载基板;

支架,所述支架设于所述基台上,设有可在控制指令驱动下移动的移动机构;

激光器,其设于所述移动机构,且在所述移动机构的驱动下移动;所述激光器包括激光源、光转换装置和激光头,所述光转换装置的输入端与所述激光源连接,其输出端与所述激光头连接,用于对所述激光源产生的激光进行转换并由所述激光头射出长条状激光,所述激光头位于所述承载平台的上方,且其出射面与所述承载平台相平行;以及

掩膜版架,设于所述承载平台的上方,用于放置掩膜版。。

其中,所述激光源为氯化氙激光源。

(三)有益效果

本发明提供的低温多晶硅的制造方法及装置,采用掩膜版和激光器产生长条状激光扫描非晶硅层,非晶硅层将被完全熔化,但是由于掩膜版的作用,高温熔融区和低温熔融区的非晶硅具有温度差异,当激光脉冲结束后,低温熔融区的非晶硅首先结晶,继而向高温熔融区生长,这样就可以形成大小可控的、均匀的多晶硅层,本方法可以极大地提高生产效率,使得扫描时间从秒级提高到纳秒级,降低生产成本,而且可以生产出大面积显示器的低温多晶硅。

附图说明

图1为本发明低温多晶硅的制造方法实施例的示意图;

图2为本发明低温多晶硅的制造方法实施例的掩膜版;

图3为本发明低温多晶硅的制造装置实施例的结构图。

图中,1:基板;2:缓冲层;21:氮化硅层;22:氧化硅层;3:非晶硅层;31:低温熔融区;32:高温熔融区;4:掩膜版;41:部分透光条纹;42:全透光条纹;5:激光器;51:激光源;52:光转换装置;53:激光头;6:机架;7:基台;71:承载平台;8:掩膜版架;9:移动机构。

具体实施方式

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