[發明專利]一種制備多晶硅薄膜的裝置和方法有效

申請號：	201310521318.X	申請日：	2013-10-29
公開（公告）號：	CN104576438B	公開（公告）日：	2018-02-13
發明（設計）人：	魏博	申請（專利權）人：	昆山國顯光電有限公司
主分類號：	H01L21/67	分類號：	H01L21/67;H01L21/268
代理公司：	北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250	代理人：	彭秀麗
地址：	215300 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種制備多晶薄膜裝置方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，具體涉及一種用于制備薄膜晶體管中多晶硅薄膜的裝置以及制備多晶硅薄膜的方法。

背景技術

多晶硅薄膜晶體管（英文全稱為Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor，簡稱為p-Si TFT）在有源矩陣顯示技術中有重要的應用。尤其對有源有機發光顯示設備（英文全稱為Organic Light-Emitting Display，簡稱為OLED）而言，因為OLED是電流型器件，只有高遷移率的p-Si TFT才能充分滿足其所需要的大電流。雖然高品質的非晶硅薄膜晶體管（英文全稱為Amorphous Silicon Thin Film Transistor，簡稱為a-Si TFT）也可以驅動OLED且具有一致性高、制備成本低的優點，但其具有的閾值漂移現象很難得到根本解決。

現有技術中通常使用玻璃作為平板顯示器的基板，由于玻璃基板耐高溫性能較差，很難利用化學氣相沉積（英文全稱為Chemical Vapor Deposition，簡稱CVD）等方法直接生長多晶硅薄膜。因此，在顯示技術領域，通常先利用對基板溫度要求較低的等離子增強化學氣相沉積（PECVD）在基板上形成非晶硅薄膜，然后使用快速退火固相晶化法（RTA）、準分子激光退火晶化法（ELA）、金屬誘導橫向結晶（MILC）、熱絲催化化學氣相沉積（Cat-CVD）等方法使得非晶硅轉化為多晶硅，其中，準分子激光退火設備是當前唯一的工業化技術。

準分子激光退火晶化是由準分子激光器激發出脈沖激光束，激光束產生的高能量入射到非晶硅薄膜表面，僅在薄膜表層產生熱能效應，使非晶硅薄膜在瞬間達到1700℃左右，從而實現非晶硅向多晶硅的轉變。現有技術中激光束的寬度大約為400μm，長度根據設備的不同有所差異，最長可達1300mm。如圖1所示，進行準分子激光退火晶化時，激光束固定不動，基板均勻移動（箭頭方向為基板移動方向），實現對基板中非晶硅薄膜的晶化。對于小尺寸的基板，激光束長度可以覆蓋整個基板，一次掃描即可完成整張基板的結晶化工藝；而對于尺寸較大的基板，如8.5代線的基板最窄邊的邊長為2200mm，激光束無法通過一次掃描完成整張基板的結晶化工藝。因此，對于大尺寸基板而言，就必須對基板的不同位置分別進行多次掃描，如圖2所示，多次掃描就會在相鄰兩次掃描的邊緣出現重復掃描區域，該部分的晶化質量與經單次激光掃描的區域偏差較大，相應地，在該部分制作的晶體管的電特性也會異于其他區域上制作的晶體管，從而導致顯示器件出現亮度差異等狀況。現有技術中，通常會通過電路設計的方法，以其他區域的薄膜晶體管替代此重復掃描區域的薄膜晶體管進行工作，以達到消除顯示差異的目的，但此方法電路設計復雜，且容易出現由于對位偏差造成電路設計方法失效的問題。

發明內容

為此，本發明所要解決的是準分子激光退火晶化在大尺寸基板中應用時，重復掃描區域晶化質量與其他區域差別較大的問題，提供一種能制備晶化質量均勻的多晶硅薄膜的裝置以及制備所述多晶硅薄膜的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

本發明所述的一種制備多晶硅薄膜的裝置，包括：

準分子激光器，所述準分子激光器激發出的脈沖激光束連續掃描通過其照射區的非晶硅薄膜；

所述激光束長度方向的兩端分別設置第一掩膜和第二掩膜，所述激光束透過所述第一掩膜和所述第二掩膜照射到所述非晶硅薄膜上；

所述第一掩膜和所述第二掩膜沿所述激光束長度方向均由若干交替設置的遮蔽區和透光區組成；

所述第一掩膜中的所述遮蔽區和所述透光區與所述第二掩膜中的所述透光區和所述遮蔽區互補設置；

所述第一掩膜和所述第二掩膜的長度方向平行于所述激光束長度方向設置，所述第一掩膜的長度小于等于所述激光束長度的一半，所述第一掩膜的寬度大于所述激光束的寬度。

所述第一掩膜的長度大于相鄰兩次激光掃描的重疊區域寬度。

所述第一掩膜和所述第二掩膜中所述透光區和所述遮蔽區沿掩膜長度方向上的寬度大于10μm且小于2mm。

所述第一掩膜和所述第二掩膜中所述透光區沿掩膜長度方向上的邊長漸變設置。