低温多晶硅的制造方法及装置、多晶硅制造方法及图纸

本发明专利技术涉及多晶硅生产领域，公开了一种低温多晶硅的制造方法，包括以下步骤：S1，在基板上制作出非晶硅层；S2，使用激光器发出长条状激光透过具有由交替排列的全透光条纹和部分透光条纹组成的曝光图形的掩膜版扫描非晶硅层，在非晶硅层形成交替排列的低温熔融区和高温熔融区；S3，低温熔融区向高温熔融区重结晶。使用本方法可以降低生产成本，而且可以生产出大面积显示器的低温多晶硅。进一步的，本发明专利技术还提供一种低温多晶硅的制造装置。

【技术实现步骤摘要】
低温多晶硅的制造方法及装置、多晶硅
本专利技术涉及多晶硅生产领域，特别是涉及一种低温多晶硅的制造方法及装置、多晶硅。
技术介绍
与非晶硅薄膜晶体管(a-SiTFT)相比，低温多晶硅薄膜晶体管(LTPSTFT)技术具备诸多优点，如迁移率很高，可达10-100cm2/Vs左右，同时可以在低温条件下制备(低于600℃)，基底选择灵活，是目前唯一和柔性显示技术相兼容的主动层制备技术。但是此技术目前采用的是线状激光束扫描，利用扫描过程中相邻扫描线上的温度差来生产多晶硅。这种方法虽然可以产生较均匀的多晶硅薄膜，但是扫描速度慢，限制了大面积显示器的制备，同时生产效率较低，增加了生产成本。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种提高生产效率，降低生产成本，生产出大面积显示器的低温多晶硅的制造方法，进一步地提供一种多晶硅及低温多晶硅的制造装置。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低温多晶硅的制造方法，包括以下步骤：S1，在基板上制作出非晶硅层；S2，使用激光器发出长条状激光透过具有由交替排列的全透光条纹和部分透光条纹组成的曝光图形的掩膜版扫描非晶硅层，在非晶硅层形成交替排列的低温熔融区和高温熔融区；S3，低温熔融区向高温熔融区重结晶。优选的，在扫描过程中，长条状激光与全透光条纹相垂直。其中，所述步骤S1包括：S11，在基板的上表面形成缓冲层；S12，在缓冲层上形成非晶硅层；S13，对缓冲层和非晶硅层进行去氢退火处理。其中，所述步骤S11具体包括：在基板的表面上依次形成氮化硅层和氧化硅层。其中，所述氮化硅层和氧化硅层的总厚度为所述非晶硅层的厚度为其中，所述步骤S11和步骤S12中均采用为等离子体增强化学气相沉积法形成缓冲层和非晶硅层。其中，所述步骤S13中所述的去氢退火处理的具体步骤为在380℃-420℃条件下进行140-160分钟的去氢退火。其中，所述步骤S2包括：S21，在需要重结晶的非晶硅层的上方平行设置所述掩膜版；S22，使用激光器发出长条状激光从所述掩膜版的上方透过掩膜版垂直扫描非晶硅层，在非晶硅层形成低温熔融区和高温熔融区。其中，所述激光的波长308nm、脉宽10-50ns。其中，所述部分透光条纹的激光通透率为50％-65％。一种多晶硅，由上述所述的低温多晶硅的制造方法制成。本专利技术还提供一种低温多晶硅的制造装置，包括：基台，具有一个承载平台，用于承载基板；支架，所述支架设于所述基台上，设有可在控制指令驱动下移动的移动机构；激光器，其设于所述移动机构，且在所述移动机构的驱动下移动；所述激光器包括激光源、光转换装置和激光头，所述光转换装置的输入端与所述激光源连接，其输出端与所述激光头连接，用于对所述激光源产生的激光进行转换并由所述激光头射出长条状激光，所述激光头位于所述承载平台的上方，且其出射面与所述承载平台相平行；以及掩膜版架，设于所述承载平台的上方，用于放置掩膜版。。其中，所述激光源为氯化氙激光源。(三)有益效果本专利技术提供的低温多晶硅的制造方法及装置，采用掩膜版和激光器产生长条状激光扫描非晶硅层，非晶硅层将被完全熔化，但是由于掩膜版的作用，高温熔融区和低温熔融区的非晶硅具有温度差异，当激光脉冲结束后，低温熔融区的非晶硅首先结晶，继而向高温熔融区生长，这样就可以形成大小可控的、均匀的多晶硅层，本方法可以极大地提高生产效率，使得扫描时间从秒级提高到纳秒级，降低生产成本，而且可以生产出大面积显示器的低温多晶硅。附图说明图1为本专利技术低温多晶硅的制造方法实施例的示意图；图2为本专利技术低温多晶硅的制造方法实施例的掩膜版；图3为本专利技术低温多晶硅的制造装置实施例的结构图。图中，1：基板；2：缓冲层；21：氮化硅层；22：氧化硅层；3：非晶硅层；31：低温熔融区；32：高温熔融区；4：掩膜版；41：部分透光条纹；42：全透光条纹；5：激光器；51：激光源；52：光转换装置；53：激光头；6：机架；7：基台；71：承载平台；8：掩膜版架；9：移动机构。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参照图1所示，本专利技术的低温多晶硅的制造方法，包括以下步骤：S1，在基板1上制作出非晶硅层3。具体的，步骤S1包括：S11，在基板1的上表面形成缓冲层2。缓冲层2包括氮化硅(SiNx)层21和氧化硅(SiOx)层22，氮化硅层21和氧化硅层22的总厚度为本实施例中，提供一个基板1，基板1为玻璃板或者印制电路板。先在基板1的表面上使用等离子体增强化学气相沉积法形成氮化硅层21，氮化硅层21的厚度优选为和在氮化硅层21的上表面使用等离子体增强化学气相沉积法形成氧化硅层22，氧化硅层22的厚度优选为和S12，在缓冲层2上形成非晶硅层3。具体的，在氧化硅层22上使用等离子体增强化学气相沉积法形成非晶硅层3，非晶硅层3的厚度为优选和S13，对缓冲层2和非晶硅层3进行去氢退火处理。具体的，去氢退火处理的具体步骤为在380℃-420℃条件下进行140-160分钟的去氢退火。本实施例优选在400℃条件下退火150分钟，也可以在380℃条件下退火160分钟或者在420℃条件下退火140分钟。S2，使用激光器发出长条状激光通过具有由交替排列的部分透光条纹41和全透光条纹42组成的曝光图形的掩膜版4扫描非晶硅层3，在非晶硅层3形成交替排列的低温熔融区31和高温熔融区32。具体的，步骤S2包括：S21，在需要重结晶的非晶硅层3的上方平行设置掩膜版4。掩膜版4的整体为由透明材料制成透明薄板，并在透明薄板上形成曝光图形，曝光图形由多条全透光条纹42和多条部分透光条纹41交替排布面成，本实施例中部分透光条纹41为如图2所示的间隔排列的多条灰色半透明的条纹，部分透光条纹41采用染色剂在透明的薄板上涂布形成，部分透光条纹41之外的区域形成全透光条纹，本专利技术可以通过改变掩膜版的部分透光条纹41来控制晶粒大小和排列方式。优选的部分透光条纹41的激光通透率为50％-65％，即能够通过50％-65％照射在其上的激光。S22，使用激光器5发出长条状激光从掩膜版4的上方透过掩膜版4垂直扫描非晶硅层3，在非晶硅层3形成交替排列的低温熔融区31和高温熔融区32。激光器5安装于一个移动机构，在移动机构的驱动下移动。在重结晶之前，调整好激光器5及掩膜版4的位置，使掩膜版4的曝光图形的面积与所要重结晶的非晶硅层3的面积相对应，激光器5发出的长条状激光与曝光图形相垂直，且激光器5的移动轨迹与全透光条纹42的延伸方向相重合。即如图1所示，在扫描过程中，激光头53射出的长条状激光与全透光条纹42或者半透光条纹41相垂直，且沿全透光条纹42或者半透光条纹41的长度方向移动扫描非晶硅层3，在非晶硅层3上形成交替排列的低温熔融区31和高温熔融区32。本实施例的激光器5使用氯化氙激光器，发射出波长308nm、脉宽10-50ns的激光。S3，低温熔融区31向高温熔融区32重结晶。如图1所示，本实施例中，控制扫描的速度，使非晶硅层3任意一点受到激光照射的时间控制在90ns左右，在脉冲结束后，低温熔融区31先开始结晶，再向高温熔融区进行结晶，从而形成多晶硅层。优选的，对粗制形成的多晶硅层进行退火处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温多晶硅的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在基板上制作出非晶硅层；S2，使用激光器发出长条状激光透过具有由交替排列的全透光条纹和部分透光条纹组成的曝光图形的掩膜版扫描非晶硅层，在非晶硅层形成交替排列的低温熔融区和高温熔融区；S3，低温熔融区向高温熔融区重结晶。

【技术特征摘要】
1.一种低温多晶硅的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在基板上制作出非晶硅层；S2，使用激光器发出长条状激光透过具有由交替排列的全透光条纹和部分透光条纹组成的曝光图形的掩膜版扫描非晶硅层，在非晶硅层形成交替排列的低温熔融区和高温熔融区；S3，低温熔融区向高温熔融区重结晶。2.如权利要求1所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，在扫描过程中，长条状激光与全透光条纹相垂直。3.如权利要求1所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11，在基板的上表面形成缓冲层；S12，在缓冲层上形成非晶硅层；S13，对缓冲层和非晶硅层进行去氢退火处理。4.如权利要求3所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：在基板的表面上依次形成氮化硅层和氧化硅层。5.如权利要求4所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，所述氮化硅层和氧化硅层的总厚度为所述非晶硅层的厚度为6.如权利要求3所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，所述步骤S11和步骤S12中均采用为等离子体增强化学气相沉积法形成缓冲层和非晶硅层。7.如权利要求3所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，所述步骤S13中所述的去氢退火处理的具体步骤为在380℃-420℃条件下进行140-160分钟的去氢退火。8.如权利要求1至7任一项所述的低温多晶硅的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21，在需要重结晶的非...

【专利技术属性】
技术研发人员：敏健，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11