[實用新型]一種激光退火設備

有效

• 申請號: 201420334401.6
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN203900744U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 鐘尚驊
• 申請（專利權）人: 上海和輝光電有限公司
• 主分類號: B23K26/60
• 分類號: B23K26/60;H01L21/268
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 王芝艷;鄒宗亮

技術領域

本實用新型涉及半導體領域，特別涉及一種激光退火設備。

背景技術

激光退火是目前制備低溫多晶硅薄膜晶體管的主流技術，其是在非晶硅膜上用短脈沖激光進行掃描退火，使非晶硅薄膜重新結晶形成多晶硅。激光退火的溫度低于450℃，可在玻璃基板上實現非晶硅到多晶硅的轉化。

傳統的激光退火設備中，將基板從外界環境直接送入退火箱中進行激光退火，由于基板的溫度較低，導致經激光照射后不能馬上達到熔化溫度，需要使用多次脈沖激光掃描才能將非晶硅轉化成多晶硅，大大降低了激光退火的效率和所得多晶硅的品質，同時增加了脈沖激光的使用次數，降低了激光光源的使用壽命，大幅增加生產成本。

US5529951公開了一種激光退火設備，向退火箱中通入氮氣隔離，同時從底部平臺對基板進行預加熱處理，當激光能量作用在預加熱后的基板上時，可較容易地使非晶硅轉化成多晶硅，但此激光退火設備仍存在一些問題，由于基板具有一定厚度且大多存在多層結構，導致熱量不能很快地從基板下表面傳導到非晶硅層表面，同時底部平臺的預加熱溫度與非晶硅層表面的實際溫度不一致，因而不易對非晶硅層表面的溫度進行控制和調節。

因此，需要一種直接對非晶硅層表面進行預加熱的激光退火設備，以更好地控制和調節非晶硅層表面的溫度。

發明內容

針對上述問題，發明人經過長期的深入研究，提出在退火箱中設置過渡腔室，用于向基板上的待處理層供給加熱后的惰性氣體，對待處理層進行預加熱處理，從而達成更佳的結晶效果。

本實用新型提供一種激光退火設備，用于對待處理層進行激光退火處理，包括：

移動工作臺，用于裝載具有所述待處理層的基板；以及

過渡腔室，設置在所述移動工作臺的上方，用于向所述待處理層供給惰性氣體，其中所述惰性氣體的溫度為200～500℃。

在本實用新型激光退火設備的一個實施方式中，所述過渡腔室的上部開設有透過窗，用于使激光進入所述過渡腔室，所述過渡腔室的下部開設開口，用于使激光和所述惰性氣體離開所述過渡腔室，所述開口對準所述待處理層并與所述透過窗相對應。

在本實用新型激光退火設備的另一個實施方式中，所述激光退火設備還包括一加熱腔室，所述加熱腔室與所述過渡腔室相連通，所述加熱腔室中設置加熱器，所述加熱器用于對所述惰性氣體進行加熱。

在本實用新型激光退火設備的另一個實施方式中，所述加熱器為附帶溫度控制功能的電熱元件。

在本實用新型激光退火設備的另一個實施方式中，所述過渡腔室與所述加熱腔室的連通處設置有氣體隔板。

在本實用新型激光退火設備的另一個實施方式中，所述氣體隔板包括多個設置在所述過渡腔室上部的第一隔板與多個設置在所述過渡腔室下部的第二隔板，所述第一隔板與所述第二隔板交替排列，且所述第一隔板與所述第二隔板的長度的加和大于或等于所述過渡腔室的上部與所述過渡腔室的下部之間的距離。

在本實用新型激光退火設備的另一個實施方式中，所述待處理層為非晶硅層。

在本實用新型激光退火設備的另一個實施方式中，所述惰性氣體為氮氣或氬氣。

本實用新型的激光退火設備通過向待處理層供給加熱后的惰性氣體，從而在退火處理時對待處理層進行預加熱處理，由此達成更好的結晶效果，同時更容易地對預加熱溫度進行調節，此外還可提高激光光源的使用壽命并降低生產成本。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施方式的激光退火設備的結構示意圖；

圖2為本實用新型另一個實施方式的激光退火設備的結構示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

1????激光退火設備

2????激光光源

3????激光

4????光學系統

5????退火箱

6????過渡腔室

6a???透過窗

6b???開口

6c???氣體隔板

7????氣體管路

8????加熱腔室

8a???加熱器

9a???基板

9b???待處理層

10???移動工作臺

具體實施方式

下面根據具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步說明。本實用新型的保護范圍不限于以下實施例，列舉這些實例僅出于示例性目的而不以任何方式限制本實用新型。