[發明專利]激光退火裝置及其退火工藝

在審

• 申請號: 201710271580.1
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107275185A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 費國東
• 申請（專利權）人: 昆山國顯光電有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/268;H01L21/67;H01L27/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 馬永芬

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種激光退火裝置及其退火工藝。

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。因此，p-Si薄膜對TFT顯示器而言尤其重要。

激光退火晶化是由準分子激光器激發出激光束，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，從而將a-Si轉化為p-Si。由于激光光路控制非常復雜和敏感，任何微小的變化都會對結晶的效果產生影響，例如激光器鏡頭被有機物污染導致能量不均，或a-Si薄膜厚度不均等，均會影響TFT的特性及產生光學斑點(Mura)。

為解決上述問題，生產實踐中，一般由有經驗的人員對激光器進行調整優化，不斷地進行參數的優化以應對不同的環境或工藝的微小變化。然而，這種方式不僅重復性差、費時費力，而且，由于激光晶化是不可逆的過程，還會導致資源的浪費。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有激光退火裝置中非晶硅成膜不均的缺陷。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

本發明實施例的一方面,提供了一種激光退火裝置，包括：

激光控制裝置，用于向基板表面的非晶硅薄膜發射激光束，使非晶硅薄膜結晶化為多晶硅薄膜；

傳感器，用于測量所述非晶硅薄膜的厚度；

第一控制器，用于根據所述傳感器獲取的數據生成控制信息，反饋給所述激光控制裝置，以調整所述激光控制裝置的參數。

可選地，所述激光控制裝置包括：

激光光源；

機械臂，用于調節所述激光光源的位置和角度；

第二控制器，根據所述第一控制器生成的所述控制信息，控制所述機械臂的動作和所述激光光源參數。

可選地，所述傳感器包括：

測量端，用于測量所述非晶硅薄膜的厚度；

輸出端，與所述第一控制器電連接，用于傳遞所述測量端采集的信息。

可選地，所述第一控制器包括：

數據存儲單元，用于存儲所述非晶硅薄膜的不同厚度對應的工藝參數以及所述傳感器采集的數據；

數據處理單元，用于將所述傳感器采集的數據與所述工藝參數進行比對，生成所述控制信息。

可選地，所述激光退火裝置還包括有承載裝置，所述承載裝置與所述第一控制器電連接，用于承載所述基板。

可選地，所述激光光源為準分子激光光源。

本發明實施例的另一方面，還提供了一種激光退火工藝，包括如下步驟：

傳感器測量非晶硅薄膜的厚度；

第一控制器根據厚度信息生成控制信息反饋給激光控制裝置；

調整所述激光控制裝置的參數；

激光控制裝置向所述非晶硅薄膜發射激光束，使所述非晶硅薄膜結晶化為多晶硅薄膜。

可選地，所述生成控制信息的步驟包括：

形成非晶硅薄膜的不同厚度對應的工藝參數；

將所述傳感器采集的數據與所述工藝參數進行比對。

可選地，形成所述工藝參數的步驟包括：

測量非晶硅薄膜的厚度；

分別以不同參數向所述非晶硅薄膜發射所述激光束，獲得多晶硅薄膜；

對所述多晶硅薄膜進行性能測試。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

1、本發明實施例提供的激光退火裝置，利用傳感器測量非晶硅薄膜的厚度，第一控制器根據傳感器獲取的數據生成控制信息，反饋給激光控制裝置,向基板表面的非晶硅薄膜發射參數優化后的激光束，使非晶硅薄膜結晶化為性能均一的多晶硅薄膜。所述傳感器實時測量非晶硅薄膜的厚度，第一控制器根據傳感器獲取的數據與其預先存儲的工藝參數進行比對，根據比對結果反饋控制信息給激光控制裝置，能夠實時調整激光控制裝置的參數，使得不同的非晶硅薄膜的膜厚對應不同的參數，達到結晶效果的均一性。