[发明专利]用于对半导体材料的层进行退火的设备、对半导体材料的层进行退火的方法以及平板显示器

说明书

本发明提供了用于对半导体材料的层，特别是非晶硅或IGZO进行退火的方法和设备。在一种布置中，设备包括产生激光束的激光源。光束扫描装置以选择性地辐射半导体材料的层的多个区域的方式相对于半导体材料的层扫描激光束或由激光束产生的多个子光束并由此产生相应的多个退火的半导体材料的区域，特别是相应的多个多晶硅或退火的IGZO的区域。退火的半导体材料的区域中的每一个与其他退火的半导体材料的区域中的所有区域分隔开。

技术领域

本发明涉及用于对半导体材料进行有效退火的设备和方法，例如以通过退火将非晶硅转换成多晶硅或将IGZO转换成退火的IGZO，以特别地用于制造例如基于液晶(LC)材料或有机发光二极管(OLED)材料的大型平板显示器(FPD)中所需的薄膜晶体管。

背景技术

为了在LC显示器(LCD)或OLED显示器(或其它FPD)的每个像素中为电子器件(例如，TFT)提供多晶硅，已知的是提供非晶硅的层并且使用退火将非晶硅转换成多晶硅。在一个工艺中，如图1所示，在衬底2上的非晶硅的层上缓慢扫描长的窄线激光束4，以提供单个连续的多晶硅区域。例如，可以使用UV(例如，308nm)准分子激光器或多模绿色DPSS激光器形成线激光束。线激光束通常可达约750mm的长度以及约30微米的宽度。控制扫描的速度和脉冲重复率，使得所有受辐射区域接收基本上相同的辐射剂量并且可靠地转换为多晶硅。通过在连续区域中将所有非晶硅转换成多晶硅，多晶硅将在需要设置TFT的子区域6中可获得，以用于驱动显示器的各个像素(以及像素内的颜色)。

对诸如铟镓锌氧化物(IGZO)的可选的半导体材料进行退火可能需要类似的加工以提高该半导体材料的性能，例如，提高该半导体材料的电性能的空间均匀性和/或载流子迁移率。

随着显示器变得越来越大，足够快速地和以成本上有效的方式执行上述加工变得越来越困难。例如，难以增加各个线激光束的长度并且难以提供在激光脉冲能量方面所需的增加。

发明内容

本发明的目的是提供用于提供退火的半导体材料的区域，特别是用于制造大型FPD的区域的改进方法和设备。根据本公开的方面，提供一种用于对半导体材料的层进行退火的设备，该设备包括：激光源，该激光源被配置成产生激光束；以及光束扫描装置，该光束扫描装置被配置成以选择性地辐射半导体材料的层的多个区域的方式相对于半导体材料的层扫描激光束或从激光束产生的多个子光束并由此通过退火产生相应的多个退火的半导体材料的区域，其中退火的半导体材料的区域中的每一个与退火的半导体材料的所有其它区域分隔开。

待退火的半导体材料可以包括例如非晶硅或IGZO。退火的半导体材料可以包括多晶硅或IGZO的退火形式(例如，IGZO的形式，其中通过退火已经使电性能更均匀和/或其中通过退火已经提高了载流子迁移率)。

在实施例中，提供一种用于使所述非晶硅的层退火的设备，该设备包括：激光源，该激光源被配置成产生激光束；以及光束扫描装置，该光束扫描装置被配置成以选择性地辐射所述非晶硅的层的多个区域的方式相对于所述非晶硅的层扫描激光束或从激光束产生的多个子光束并因此通过退火产生相应的多个多晶硅的区域，其中多晶硅的区域中的每一个与多晶硅的所有其它区域分隔开。