[發(fā)明專利]制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備

無效

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• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101752230A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳科;張羿
• 申請（專利權(quán)）人: 上海廣電電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜晶體管的技術(shù)，特別是涉及一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備的技術(shù)。

背景技術(shù)

薄膜晶體管(TFT)是電子平板顯示行業(yè)的核心部件，被廣泛應(yīng)用于從手機(jī)到大尺寸電視在內(nèi)的各種顯示應(yīng)用領(lǐng)域。

目前的薄膜晶體管技術(shù)主要有非晶硅薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管和微晶硅薄膜晶體管。其中非晶硅薄膜晶體管具有遷移率低、穩(wěn)定性差的問題，不能適用于一些高要求的領(lǐng)域(如有機(jī)發(fā)光顯示器件)，多晶硅薄膜晶體管雖然可以解決上述問題，但其存在均勻性差，制造成本高的問題，而微晶硅薄膜晶體管技術(shù)可以解決上述兩種技術(shù)的問題，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。

在微晶硅薄膜晶體管制造工藝中非晶硅薄膜的晶化是其中的關(guān)鍵技術(shù)，而非晶硅薄膜在玻璃基板上進(jìn)行晶化時(shí)，必須使用低溫晶化。目前非晶硅薄膜的低溫晶化主要采用激光退火，由于激光技術(shù)具有局限性，例如準(zhǔn)分子激光器的功率不穩(wěn)定，會引起晶化不均勻，從而導(dǎo)致顯示圖像的不均勻，而半導(dǎo)體激光器雖然功率穩(wěn)定，但其功率較小，而且半導(dǎo)體激光器的波長和硅的吸收波長也很難匹配，目前比較成熟的大功率半導(dǎo)體激光器是紅外激光器，然而由于硅對紅外光吸收很少，所以必須要在硅薄膜表面制作吸收層才能晶化，這會增加制造成本，而且還會引起吸收層對硅薄膜的污染。另外，激光系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本很高，這也是微晶硅薄膜晶體管普及應(yīng)用的主要障礙之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅薄膜晶化均勻，且在制造過程中不會污染硅薄膜，并能降低制造成本的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)在一真空腔內(nèi)設(shè)置電子槍、電子束聚焦電極和電場偏轉(zhuǎn)電極；

2)將沉積有非晶硅薄膜的基板去氫處理后放入真空腔；

3)對真空腔抽真空，使其真空度達(dá)到1×10^-3Pa；

4)啟動電子槍，使其發(fā)射電子束，并施加陽極電壓對電子束進(jìn)行加速，同時(shí)利用電子束聚焦電極將電子束聚焦至基板的局部非晶硅薄膜上，使該處非晶硅晶化；

5)利用電場偏轉(zhuǎn)電極控制電子束左右偏轉(zhuǎn)，使其左右向掃描基板的非晶硅薄膜；

6)前后向移動基板，然后重復(fù)步驟5)至6)，直至電子束掃描完整個(gè)基板上的非晶硅薄膜，使其晶化為微晶硅薄膜。

進(jìn)一步的，所述電子束的功率密度在1000w/cm²至3500w/cm²之間。

進(jìn)一步的，所述非晶硅薄膜晶化為微晶硅薄膜后，其晶粒尺寸在5納米至2微米之間。

本發(fā)明所提述的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備，其特征在于：包括設(shè)置于真空腔內(nèi)的電子槍、電子束聚焦電極和電場偏轉(zhuǎn)電極，所述電子槍用于發(fā)射電子束，所述電子束聚焦電極用于將電子束聚焦于被加工工件上，所述電場偏轉(zhuǎn)電極用于控制電子束偏轉(zhuǎn)，使其往返掃描被加工工件。

進(jìn)一步的，所述電子束聚焦裝置是電聚焦電極或磁聚焦器。

進(jìn)一步的，所述電子束偏轉(zhuǎn)裝置是磁場偏轉(zhuǎn)器或電場偏轉(zhuǎn)器。

本發(fā)明提供的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備，利用電子束將非晶硅薄膜晶化為微晶硅薄膜，由于電子束的能量很穩(wěn)定，不會發(fā)生晶化不均勻的問題，而且電子束的能量能被硅基本吸收，因此在晶化時(shí)不需要在硅薄膜表面制作吸收層，也因此而不會污染硅薄膜；另外利用電磁偏轉(zhuǎn)器能控制電子束左右向精確掃描，并通過移動基板控制其前后向掃描，電子束系統(tǒng)相比激光裝置具有控制裝置簡單、輸出功率大、成本低的特點(diǎn)，因而能降低微晶硅薄膜的制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法的示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法、結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)在一真空腔內(nèi)設(shè)置電子槍1、電子束聚焦電極2和電場偏轉(zhuǎn)電極3；

2)將沉積有非晶硅薄膜的基板5去氫處理后放入真空腔；

3)對真空腔抽真空，使其真空度達(dá)到1×10^-3Pa；