[发明专利]一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置

说明书

本发明公开一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置，包括：载物台、在载物台下方等间隔交替设置的加热装置与冷却装置、分别与加热装置和冷却装置连接的PLC控制器，所述载物台下表面设有多个分别对应加热装置和冷却装置位置设置的温度传感器，PLC控制器实时接收温度传感器发送的载物台的温度信号，并根据接收的温度信号与预设温度值比较，分别向加热装置与冷却装置发送控制信号使其工作。本发明通过“棋盘式”分布的温度梯度，固定面积区域与四侧温度差恒定，驱使熔融状态的多晶硅在各个方向同时几乎同速率生长，得到大尺寸多晶硅晶粒，同时颗粒和突起也会随之降低，退火后膜层表面的粗糙程度会减轻，很好的保证TFT开关的电学特性。

技术领域

本发明涉及液晶显示器技术领域。更具体地，涉及一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置。

背景技术

传统准分子激光退火(ELA)目前采用的退火腔室只提供承载衬底完成非晶硅薄膜辐照，未涉及到考虑如何可以精确控制多晶硅生长方向以及颗粒尺寸和突起高度，进而对薄膜晶体管电学特性产生影响；由于目前准分子激光束均匀地照射到非晶硅薄膜层上，使得非晶硅薄膜层各部分温度大致相等，所以重结晶时的起点和方向无法控制，导致结晶后多晶硅的晶粒偏小，晶粒间晶界偏多，严重影响多晶硅的电子迁移率。

ELA结晶时由于在氮气环境作用下，温度散失很快，导致晶粒生长时间短，结晶后突起增高，可以达到左右，这样的表面形状会导致：过高的晶界会导致栅绝缘层击穿，导致栅极与沟道膜层发生短路，可引起后端亮点不良发生等，之后的干法刻蚀不能将多晶硅的突起完全刻蚀掉，影响后续栅极氧化层的厚度及台阶的覆盖，主要影响了TFT的电性。

因此，需要提供一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置，赋予在ELA结晶工艺中通过“棋盘式”分布的温度梯度，固定面积区域与四侧温度差恒定，驱使熔融状态的多晶硅在各个方向同时几乎同速率生长，得到大尺寸多晶硅晶粒。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种准分子激光退火温度控制系统，包括：载物台、在载物台下方等间隔交替设置的加热装置与冷却装置、分别与加热装置和冷却装置连接的PLC控制器，所述载物台下表面设有多个分别对应加热装置和冷却装置位置设置的温度传感器，PLC控制器实时接收温度传感器发送的载物台的温度信号，并根据接收的温度信号与预设温度值比较，分别向加热装置与冷却装置发送控制信号使其工作。

进一步地，加热装置包括热电阻丝、继电器，所述多个热电阻丝等间隔设置在载物台下方。

进一步地，冷却装置包括：冷却水管、压力表、流量计及电磁阀，多组冷却水管等间隔设置在载物台下方，并与热电阻丝交替设置。

进一步地，每组冷却水管包括多个并列设置且相互连通的多通管，所述每个多通管为螺旋状结构。

进一步地，热电阻丝与冷却水管分别沿与载物台侧壁成45°角方向等间隔交替设置在载物台下方。

进一步地，加热装置和冷却装置间设有绝热材料，所述绝热材料为二氧化硅气凝胶或微孔碳酸钙。

进一步地，准分子激光退火温度控制系统还包括温度自动校正模块，一端分别与加热装置、冷却装置连接，另一端与PLC控制器连接，用于当退火过程中温度出现波动时根据设定的参数控制加热装置和冷却装置自动校正。

本发明还公开了一种准分子激光退火温度控制方法，包括：

加热装置与冷却装置等间隔交替设置在载物台下方，所述加热装置根据在载物台下的分布区域对载物台表面进行预热，通过PLC控制器控制温度达到设定值；