[发明专利]一种高质量多晶硅薄膜的制备方法和制备装置

说明书

本发明公开的一种高质量多晶硅薄膜的制备方法和制备装置，包括：提供衬底，在所述衬底上设置非晶硅薄膜，在所述非晶硅薄膜上设置单晶硅薄膜，利用激光束透过所述衬底对所述非晶硅薄膜进行扫描，所述激光束到达所述非晶硅薄膜时，所述非晶硅薄膜上与所述单晶硅薄膜相接触的部位最先被所述激光束扫描到，以所述单晶硅薄膜作为籽晶层，所述非晶硅薄膜在所述激光束的作用下熔融再结晶，形成多晶硅薄膜；本发明制备出的多晶硅的质量趋近于单晶硅，适用于半导体材料制造领域。

技术领域

本发明涉及半导体材料制造领域，具体涉及一种高质量多晶硅薄膜的制备方法和制备装置。

背景技术

多晶硅薄膜的制备方法有化学沉积法、高温炉退火法、快速热退火法、金属诱导晶化法以及激光晶化法等。其中，化学气相沉积法，得到的多晶硅晶粒尺寸较小，难以满足诸如平板显示器、光伏电池等器件的未来发展要求；高温炉退火法和快速热退火法，总体成本较高，与开发多晶硅薄膜的出发点相违背；金属诱导晶化法，会大量引入金属原子，在很大程度上破坏了硅薄膜的电学性能。

目前，业界用的最为广泛的多晶硅薄膜制备方法是激光晶化法，利用激光产生的高能量使非晶硅熔融再结晶，能得到晶粒尺寸较大的多晶硅薄膜，为多晶硅薄膜在平板显示、太阳能电池等领域提供了广阔的应用前景。但是，激光直接扫描得到的多晶硅薄膜晶粒尺寸大小不一，晶粒排列不规则。鉴于此，亟需提出一种新的制备多晶硅薄膜的方法，能够制备出高质量的多晶硅薄膜。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够制备出质量趋近于单晶硅的多晶硅薄膜的制备方法和制备装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高质量多晶硅薄膜的制备方法，包括：S101、提供衬底；S102、在所述衬底上设置非晶硅薄膜；S103、在所述非晶硅薄膜上设置单晶硅薄膜；S104、利用激光束透过所述衬底对所述非晶硅薄膜进行扫描，所述激光束到达所述非晶硅薄膜时，所述非晶硅薄膜上与所述单晶硅薄膜相接触的部位最先被所述激光束扫描到；S105、以所述单晶硅薄膜作为籽晶层，所述非晶硅薄膜在所述激光束的作用下熔融再结晶，形成多晶硅薄膜。

优选地，在所述衬底上设置非晶硅薄膜之前，先在所述衬底上沉积SiO₂薄膜，再在所述SiO₂薄膜上沉积非晶硅薄膜。

优选地，在所述非晶硅薄膜上设置单晶硅薄膜，具体包括：在所述非晶硅薄膜上设置单晶薄膜玻璃基板，所述单晶薄膜玻璃基板包括：单晶硅薄膜和玻璃基板，所述单晶硅薄膜和所述玻璃基板相互结合在一起，且所述单晶硅薄膜紧贴所述非晶硅薄膜。

优选地，所述单晶硅薄膜的表面晶向为{100}。

优选地，所述衬底为玻璃衬底。

相应地，一种高质量多晶硅薄膜的制备装置，包括：衬底，所述衬底上具有非晶硅薄膜，所述非晶硅薄膜上具有单晶硅薄膜，所述单晶硅薄膜作为籽晶层，使得所述非晶硅薄膜在激光束的作用下熔融再结晶，形成多晶硅薄膜，所述激光束由激光发生装置发射，当激光束透过所述衬底对所述非晶硅薄膜进行扫描时，所述非晶硅薄膜上与所述单晶硅薄膜相接触的部位最先被所述激光束扫描到。

优选地，所述衬底和所述非晶硅薄膜之间，还具有一层SiO₂薄膜。

优选地，所述非晶硅薄膜上具有单晶薄膜玻璃基板，所述单晶薄膜玻璃基板包括：所述单晶硅薄膜和玻璃基板，所述单晶硅薄膜和所述玻璃基板相互结合在一起，且所述单晶硅薄膜紧贴所述非晶硅薄膜。

优选地，所述单晶硅薄膜的表面晶向为{100}。

优选地，所述衬底为玻璃衬底。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：