可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，包括以下步驟：步驟1、在基板（10）上沉積形成第一緩沖層（20）；步驟2、通過光罩制程在該第一緩沖層（20）的表面上形成類透鏡結(jié)構(gòu)（22）；步驟3、在表面形成有類透鏡結(jié)構(gòu)（22）的第一緩沖層（20）上沉積形成非晶硅層（40）；步驟4、對(duì)非晶硅層（40）進(jìn)行清洗；步驟5、采用強(qiáng)光（50）從基板（10）側(cè)照射非晶硅層（40），以使非晶硅層（40）底部產(chǎn)生籽晶；步驟6、對(duì)產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層（40）進(jìn)行激光退火處理，以使非晶硅層（40）中的非晶硅結(jié)晶形成多晶硅層（70）。本發(fā)明可以控制多晶硅的生長(zhǎng)方向。
【專利說明】可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來顯示技術(shù)發(fā)展很快，平板顯示器以其完全不同的顯示和制造技術(shù)使之同傳統(tǒng)的視頻圖像顯示器有很大的差別。傳統(tǒng)的視頻圖像顯示器主要為陰極射線管CRT (Cathode ray tubes);而平板顯示器與之的主要區(qū)別在于重量和體積(厚度)方面的變化，通常平板顯示器的厚度不超過10cm，當(dāng)然還有其它的不同，如顯示原理、制造材料、工藝以及視頻圖像顯示驅(qū)動(dòng)方面的各項(xiàng)技術(shù)等。
[0003]平板顯示器具有完全平面化、輕、薄、省電等特點(diǎn)，并朝著高分辨率、低功耗、高集成度的方向發(fā)展，但傳統(tǒng)的非晶硅受限于自身的特性無法滿足上述要求，作為非晶硅的最佳替代者——多晶硅能夠滿足平板顯示器未來發(fā)展的需求，因此低溫多晶硅(LTPS)顯示技術(shù)成為顯示領(lǐng)域的寵兒。
[0004]作為低溫多晶硅顯示技術(shù)的核心工藝環(huán)節(jié)，多晶硅的制作方式及材料特性決定著顯示器的性能。目前已知的多晶娃制備方式包括:低壓化學(xué)氣相沉積(Low PressureChemical Vapor Deposition,LPCVD)、固相結(jié)晶、金屬誘導(dǎo)和激光退火等。目前業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的制備方式是激光退火工藝，通過激光產(chǎn)生的高溫將非晶硅熔融重結(jié)晶成多晶硅。如圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中多晶硅的制作流程圖，具體:先在玻璃基板100上沉積形成一層氮硅化合物(SiNx)層200，接著在該氮硅化合物層200上沉積形成一層氧化硅(SiOx)層300,之后再在該氧化娃層300上沉積形成一非晶娃(a-Si)層400,對(duì)該非晶娃層400進(jìn)行氟化氫(HF)清洗，然后采用激光500照射清洗后的非晶硅層400，完成激光退火工藝，以使非晶硅層400中的非晶硅結(jié)晶形成多晶硅層600。雖然上述制作方法通過調(diào)節(jié)激光的參數(shù)可以使得結(jié)晶效果得到優(yōu)化，但無法有效地控制退火過程中多晶硅600的生長(zhǎng)方向，進(jìn)而無法有效地控制晶界出現(xiàn)的區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，通過第一緩沖層的類透鏡結(jié)構(gòu)的聚光作用，以在強(qiáng)光照射下在非晶硅層底部有規(guī)律地產(chǎn)生籽晶，從而在最終的激光退火工藝中控制多晶硅的生長(zhǎng)方向。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1、在基板上沉積形成第一緩沖層；
[0008]步驟2、通過光罩制程在該第一緩沖層的表面上形成類透鏡結(jié)構(gòu)；
[0009]步驟3、在表面形成有類透鏡結(jié)構(gòu)的第一緩沖層上沉積形成非晶硅層；
[0010]步驟4、對(duì)非晶硅層進(jìn)行清洗；[0011]步驟5、采用強(qiáng)光從基板側(cè)照射非晶硅層，以使非晶硅層底部產(chǎn)生籽晶；
[0012]步驟6、對(duì)產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層進(jìn)行激光退火處理，以使非晶硅層中的非晶硅結(jié)晶形成多晶娃層。
[0013]所述步驟I中根據(jù)需要通過曝光工序及干法蝕刻工藝在第一緩沖層表面蝕刻出有規(guī)律分布的類透鏡結(jié)構(gòu)。
[0014]所述步驟3還包括在所述第一緩沖層上沉積形成第二緩沖層，所述非晶硅層形成于該第二緩沖層上；所述步驟4中對(duì)非晶硅層噴灑氟化氫進(jìn)行清洗。
[0015]所述第一緩沖層的折射率大于所述第二緩沖層的折射率，所述第一緩沖層的折射率為1.7-2.1，所述第二緩沖層的折射率為1.2-1.7。
[0016]所述第一緩沖層的折射率為1.9，所述第二緩沖層的折射率為1.5。
[0017]所述第一緩沖層由氮硅化合物沉積而形成，所述第二緩沖層由氧化硅沉積而形成。
[0018]所述強(qiáng)光波長(zhǎng)的選取由第一、第二緩沖層的吸收頻譜、非晶硅層的吸收系數(shù)、及類透鏡結(jié)構(gòu)的焦距共同決定。
[0019]所述類透鏡結(jié)構(gòu)為一凸起，所述凸起形狀呈弧面型。
[0020]所述激光退火處理為采用激光照射產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層，所述激光的波長(zhǎng)為308nm。
[0021]所述基板為玻璃基板或塑料基板。
[0022]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，通過曝光工序與干法蝕刻工序在第一緩沖層的表面形成類透鏡結(jié)構(gòu)，通過該類透鏡結(jié)構(gòu)的聚光作用，以在強(qiáng)光照射下使非晶硅層底部溫度不均勻，進(jìn)而可以根據(jù)需要在非晶硅層底部相應(yīng)部位產(chǎn)生籽晶，從而在最終的激光退火工藝中控制多晶硅的生長(zhǎng)方向。
[0023]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0025]附圖中，
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中多晶硅的制作流程圖；
[0027]圖2為本發(fā)明可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法流程圖；
[0028]圖3為本發(fā)明中采用強(qiáng)光照射非晶硅層的原理圖；
[0029]圖4為本發(fā)明中第一緩沖層形成于基板上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明中光罩制程后的第一緩沖層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明中第二緩沖層形成于第一緩沖層上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明中非晶硅層形成于第二緩沖層上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明中對(duì)非晶硅層進(jìn)行清洗的示意圖；
[0034]圖9為本發(fā)明中對(duì)非晶硅層進(jìn)行強(qiáng)光照射的示意圖；
[0035]圖10為本發(fā)明中對(duì)非晶硅層進(jìn)行激光退火處理的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037]請(qǐng)參閱圖2至圖10，本發(fā)明提供一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，包括以下步驟:
[0038]步驟1、在基板10上沉積形成第一緩沖層20。
[0039]所述第一緩沖層20的折射率為1.7-2.1，在本實(shí)施例中，所述第一緩沖層20的折射率優(yōu)選為1.9。進(jìn)一步地，所述第一緩沖層20由氮硅化合物(SiNx)沉積而形成。
[0040]所述基板10為玻璃基板或塑料基板。
[0041]步驟2、通過光罩制程在該第一緩沖層20的表面上形成類透鏡結(jié)構(gòu)22。
[0042]該步驟中根據(jù)需要(所需要的多晶硅生長(zhǎng)方向)通過曝光工序及干法蝕刻工藝在第一緩沖層20表面蝕刻出有規(guī)律分布的類透鏡結(jié)構(gòu)22。所述類透鏡結(jié)構(gòu)22為一凸起，所述凸起形狀呈弧面型，用于進(jìn)行光線匯聚。
[0043]步驟3、在表面形成有類透鏡結(jié)構(gòu)22的第一緩沖層20上沉積形成非晶硅層40。
[0044]該步驟還包括在所述第一緩沖層20上沉積形成第二緩沖層30，所述非晶硅層40形成于該第二緩沖層30上。其中，所述第一緩沖層20的折射率大于所述第二緩沖層30的折射率，光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，使光線發(fā)生折射，以利于光線的匯聚。所述第二緩沖層30的折射率為1.2-1.7，在本實(shí)施例中，所述第二緩沖層30的折射率優(yōu)選為1.5。進(jìn)一步地，所述第二緩沖層30由氧化硅(SiOx)沉積而形成。
[0045]步驟4、對(duì)非晶硅層40進(jìn)行清洗，以完成氟化氫清洗工藝。
[0046]本步驟中對(duì)非晶硅層40噴灑氟化氫進(jìn)行清洗，具體操作按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行作業(yè)即可。
[0047]步驟5、采用強(qiáng)光50從基板10側(cè)照射非晶硅層40，以使非晶硅層40底部產(chǎn)生籽晶。
[0048]所述強(qiáng)光50可以由LED燈或其它燈等產(chǎn)生的平行光束，所述強(qiáng)光50波長(zhǎng)的選取由第一、第二緩沖層20、30的吸收頻譜、非晶硅層40的吸收系數(shù)、及類透鏡結(jié)構(gòu)22的焦距共同決定，且該強(qiáng)光50經(jīng)過第一緩沖層20的類透鏡結(jié)構(gòu)22進(jìn)行聚光后照射至非晶硅層40，能夠使得非晶硅層40底部產(chǎn)生籽晶。具體的選取標(biāo)準(zhǔn)為:所述第一、第二緩沖層20、30對(duì)該強(qiáng)光50的消光系數(shù)小，所述非晶硅層40對(duì)該強(qiáng)光50的吸收系數(shù)大，所述類透鏡結(jié)構(gòu)22的焦距與第二緩沖層30的厚度匹配(即保證強(qiáng)光50的聚焦點(diǎn)在非晶硅層40的底部)。
[0049]通過第一緩沖層20的類透鏡結(jié)構(gòu)22進(jìn)行聚光，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)非晶硅層40底部溫度的不均勻分布，從而根據(jù)需要預(yù)先在非晶硅層40底部相應(yīng)部位產(chǎn)生籽晶，最終在激光退火工藝中可對(duì)多晶硅晶粒的生長(zhǎng)方向進(jìn)行控制。
[0050]步驟6、對(duì)產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層40進(jìn)行激光退火處理，以使非晶硅層40中的非晶娃結(jié)晶形成多晶娃層70。
[0051]所述激光退火處理為采用激光60照射產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層40，實(shí)現(xiàn)對(duì)多晶硅晶粒的生長(zhǎng)方向的控制。所述激光60的波長(zhǎng)優(yōu)選為308nm。
[0052]綜上所述，本發(fā)明提供一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，通過曝光工序與干法蝕刻工序在第一緩沖層的表面形成類透鏡結(jié)構(gòu)，通過該類透鏡結(jié)構(gòu)的聚光作用，以在強(qiáng)光照射下使非晶硅層底部溫度不均勻，進(jìn)而可以根據(jù)需要在非晶硅層底部相應(yīng)部位產(chǎn)生籽晶，從而在最終的激光退火工藝中控制多晶硅的生長(zhǎng)方向。
[0053]以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、在基板(10)上沉積形成第一緩沖層(20)； 步驟2、通過光罩制程在該第一緩沖層(20)的表面上形成類透鏡結(jié)構(gòu)(22)； 步驟3、在表面形成有類透鏡結(jié)構(gòu)(22)的第一緩沖層(20)上沉積形成非晶硅層(40)； 步驟4、對(duì)非晶硅層(40)進(jìn)行清洗； 步驟5、采用強(qiáng)光(50)從基板(10)側(cè)照射非晶硅層(40)，以使非晶硅層(40)底部產(chǎn)生桿晶； 步驟6、對(duì)產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層(40)進(jìn)行激光退火處理，以使非晶硅層(40)中的非晶娃結(jié)晶形成多晶娃層(70)。
2.如權(quán)利要求1所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述步驟I中根據(jù)需要通過曝光工序及干法蝕刻工藝在第一緩沖層(20)表面蝕刻出有規(guī)律分布的類透鏡結(jié)構(gòu)(22)。
3.如權(quán)利要求1所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述步驟3還包括在所述第一緩沖層(20)上沉積形成第二緩沖層(30)，所述非晶硅層(40)形成于該第二緩沖層(30)上；所述步驟4中對(duì)非晶硅層(40)噴灑氟化氫進(jìn)行清洗。
4.如權(quán)利要求3所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述第一緩沖層(20)的折射率大于所述第二緩沖層(30)的折射率，所述第一緩沖層(20)的折射率為1.7-2.1，所述第二緩沖層(30)的折射率為1.2-1.7。
5.如權(quán)利要求4所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述第一緩沖層(20)的折射率為1.9，所述第二緩沖層(30)的折射率為1.5。
6.如權(quán)利要求4所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述第一緩沖層(20)由氮硅化合物沉積而形成，所述第二緩沖層(30)由氧化硅沉積而形成。
7.如權(quán)利要求3所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述強(qiáng)光(50)波長(zhǎng)的選取由第一、第二緩沖層(20、30)的吸收頻譜、非晶硅層(40)的吸收系數(shù)、及類透鏡結(jié)構(gòu)(22)的焦距共同決定。
8.如權(quán)利要求1所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述類透鏡結(jié)構(gòu)(22)為一凸起，所述凸起形狀呈弧面型。
9.如權(quán)利要求1所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述激光退火處理為采用激光(60)照射產(chǎn)生有籽晶的非晶硅層(40)，所述激光(60)的波長(zhǎng)為308nm。
10.如權(quán)利要求1所述的可控制多晶硅生長(zhǎng)方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述基板(10)為玻璃基板或塑料基板。
【文檔編號(hào)】H01L21/3205GK103594355SQ201310572056
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】張翔 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司