[发明专利]低温多晶硅薄膜制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温多晶硅薄膜制造方法。

背景技术

一般玻璃衬底的耐热度往往只能到600℃，如果直接在高温下制作多晶硅薄膜，将会造成玻璃扭曲变形，因此，产业界和学术界都致力于发展制作低温多晶硅薄膜(Low TemperaturePolysilicon Thin Film)。

准分子激光退火(Excimer Laser Annealing，ELA)方法是目前一种广泛用于制作低温多晶硅薄膜的方法，其是利用高能量的准分子激光照射非晶硅薄膜，使非晶硅薄膜吸收激光能量，而使该非晶硅薄膜呈融化状态，待冷却后再结晶成低温多晶硅薄膜。该方法是采用准分子激光发生器的柱状脉冲激光，在非晶硅薄膜上上下扫描形成一照射区域，该柱状脉冲激光上下扫描完后向前移动一距离，使形成的多个照射区域相互重叠，且重叠部分的面积大于每一照射区域面积的90％以上，由于重叠部分温度较未重叠部分温度高，在重叠部分与未重叠部分的界面发生非均匀成核，通过重叠部分与其它未重叠部分产生的横向温度梯度，晶核将沿温度较高的方向即从未重叠部分至重叠部分的方向长大，并最终结晶成部分低温多晶硅薄膜。

然而，上述方法形成的低温多晶硅薄膜，由于准分子激光发生器需上下来回移动，大大增加了照射的时间，造成生产效率降低。而且该制作方法所形成的晶粒尺寸与区域性的横向温度梯度和超横向生长(Super Lateral Growth，SLG)点有关。当照射在非晶硅薄膜能量未超过超横向生长点时，区域性的横向温度梯度越大，则所形成的低温多晶硅薄膜的晶粒尺寸越大，反之，则越小。上述低温多晶硅薄膜的制造方法中，该多个照射区域的重叠部分与未重叠部分所形成的横向温度梯度较小，不利于形成大晶粒的低温多晶硅薄膜；且激光照射过程中，照射区域重叠部分的能量不易控制，能量容易超过超横向生长点，当能量超过超横向生长点时，非晶硅薄膜产生的结晶核的瞬间密度会降至很低，造成形成的低温多晶硅薄膜晶粒尺寸变小，从而降低了低温多晶硅薄膜的电子迁移率。

发明内容

为了解决现有技术中低温多晶硅薄膜制作方法的照射时间长且形成的低温多晶硅薄膜晶粒尺寸小的问题，有必要提供一种能节省照射时间且能有效增加形成的低温多晶硅薄膜晶粒尺寸的低温多晶硅薄膜制造方法。

一种低温多晶硅薄膜制造方法，其包括下列步骤：a.提供一衬底，在该衬底上形成一非晶硅薄膜；b.提供一准分子激光发生器，其射出一面光源脉冲激光束，该面光源脉冲激光束照射该非晶硅薄膜形成一照射区域，该照射区域处于熔融状态；c.该准分子激光发生器移动一小距离，使该面光源脉冲激光束照射该非晶硅薄膜上形成另一照射区域，该两照射区域间形成一间隔区域；d.重复步骤c，在该非晶硅薄膜上形成多个照射区域和多个间隔区域。

与现有技术相比，本发明的制造方法中，该准分子激光发生器发出一面光源脉冲激光束，由于该面光源脉冲激光束较现有技术的柱状激光束的照射面积大，当利用该面光源激光束照射该非晶硅薄膜时，不必上下移动该准分子激光发生器，便可形成一照射区域，从而节省了照射时间，提高生产效率。而且该照射区域与该间隔区域的横向温度差比现有技术的重叠部分与未重叠部分的横向温度差更大，照射于该非晶硅薄膜的激光能量较易控制，避免能量超过超横向生长点，从而有效增大所制得的低温多晶硅薄膜的晶粒尺寸，提高了低温多晶硅薄膜的载流子迁移率。

附图说明

图1是一种较佳实施方式的低温多晶硅薄膜制造方法的示意图。

具体实施方式

请参考图1，是本发明一种较佳实施方式的低温多晶硅薄膜制造方法的示意图。

该低温多晶硅薄膜制造方法包括以下五个步骤：

a.提供一衬底10；采用真空蒸镀方法，在该衬底10表面依次形成一缓冲层11和一非晶硅薄膜12。

该衬底10是一玻璃基板，该缓冲层11是一硅氧层，也可以由硅氧层和氮硅层共同组成的多层结构，该缓冲层11用于防止该衬底10内的杂质在后续工艺中向上扩散而影响所形成的低温多晶硅薄膜品质。其中，该缓冲层11和该非晶硅薄膜12还可采用溅射、低压化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积等方法。

b.提供一准分子激光发生器13，其包括一激光口17和一精密定时步进马达18。