[发明专利]用于非晶硅衬底的均匀结晶的基于光纤激光器的系统

权利要求书

1.一种用于通过部分熔融激光退火或连续横向固化退火工艺来使非晶硅的面板结晶的系统，包括：

至少一个单横模准连续波光纤激光源，沿着路径发射脉冲重复率至少为80MHz的脉冲谐波光束；

光束调节组件，其位于所述单横模准连续波光纤激光源下游并被配置为将谐波光束变换为具有期望的发散和空间分布特性；

光束速度和分布组件，能够操作用于在物平面中以期望的扫描速度提供具有期望的强度分布的调节后的谐波光束，其中所述光束速度和分布组件包括均匀化子组件和扫描子组件，所述均匀化子组件被配置为将高比率高斯谐波光束转换为平顶谐波，且所述扫描子组件能够操作用于提供具有期望速度的调节后的谐波光束；

光束成像组件，用于以期望的缩小方式将物平面中的调节后的谐波光束沿至少一个光轴成像像平面上，使得调节后的谐波光束的宽度在像平面上减小到至少1μm的窄线宽；以及

面板处理组件，能够操作用于提供成像后的窄线宽光束与所述面板之间的相对位置和速度，以便以每次至少100ns的曝光时间至少两次照射所述面板的每个位置，以便提供非晶硅到具有最多为1μm的均匀晶粒尺寸的多晶硅结构的变换。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括多个单横模准连续波光纤激光源。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述光束速度和分布组件是从光束分割和重组系统、光束再变迹系统、合束系统和光束裁剪系统中选择的。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述光束分割和重组系统选自蝇眼或双棱镜光学装置。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述蝇眼是成像或非成像的均化器。

6.根据权利要求3所述的系统，其中所述合束系统被配置为交叠并散置多个谐波光束，以生成在物平面处裁剪强度分布的中心均匀的中心顶部部分。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述合束系统能够操作用于使多个谐波光束交叠，其中对交叠光束之一进行翻转，使得所得的谐波光束沿长轴方向是均匀的。

8.根据权利要求3所述的系统，其中所述合束系统配置有偏振光束合束器或场透镜合束器或衍射光束合束器或蝇眼。

9.根据权利要求3所述的系统，其中所述光束再变迹系统配置有至少一个或多个非柱面光学元件，将高比例高斯谐波光束转换为沿至少一个光轴的平顶型强度分布。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述光束速度和分布组件配置有扫描器，使得成像后的窄线宽光束无拼接地均匀且连续地产生结晶线。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述扫描器选自旋转镜或声光偏转器或电流计。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述光束成像组件配置有聚焦透镜，将具有期望的强度分布的调节后的谐波光束以期望的扫描速度沿短光轴方向聚焦到第一掩模，所述第一掩模限定了物平面并具有用于沿长轴方向锐化光束的边缘的切割刀，物镜位于所述第一掩模下游并与所述面板相邻。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述光束成像组件还包括第二掩模，位于所述第一掩模和物镜之间并被配置为使结晶线的残余不均匀性变暗。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述光束成像组件配置有变形透镜结构，其沿着具有期望强度分布的调节后的谐波光束的正交光轴提供不同的期望缩小。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述光束成像组件是变形的并且包括两个间隔开的掩模，所述两个间隔开的掩模沿相应的正交光轴提供不同的缩小并具有不同的物平面。