CN103765564A - 结晶化的方法 - Google Patents

Abstract

说明了用于处理具有非晶半导体层或具有小晶体的半导体层的基板以于基板中形成大晶体的设备与方法。识别基板的处理区，并利用对处理区传送脉冲能量的逐步熔化工艺来熔化处理区。接着利用对该区域传送脉冲能量的逐步结晶化工艺来使该处理区重新结晶化。在逐步结晶化工艺中所传送的脉冲能量被选择以随着熔化材料凝固而使小晶体转变为大晶体。

Description

结晶化的方法

技术领域

本文所述的实施方式涉及半导体元件的制造。更具体地，本文所述的实施方式涉及形成能量、存储器、逻辑或光子元件的晶体半导体层。

背景技术

晶体半导体材料越来越多地被用于逻辑、存储器、能量与光子元件的各种应用。一般而言，大晶粒结晶材料（例如微晶与单晶材料）具有比较小晶粒或非晶材料更低的光阻系数、热阻系数与电阻系数。非晶材料一般在比对应的结晶材料更低的温度下熔化，一般具有较低的导电率，且一般具有较差的透光性和光吸收性。

许多方法被普遍用以产生晶体元件，包含各种外延（epitaxy）、退火与沉积的形式。所有这些工艺的一个共同点是时间。较慢的工艺需要更多的时间来使原子沉积或使原子从其位置移动以在固体基质（solid matrix）中找出最低的能量位置。

随着电子元件的尺寸继续减小，晶体半导体所需的电气性质变得更引人注目。特别是，摩尔定律（Moore’s Law）的未来发展驱动了垂直集成单片3D元件的发展，例如得益于大尺寸结晶化与重新结晶化的闪存（flash memory）与动态随机存取存储器（DRAM）。此外，随着传导构件的尺寸（dimension）减小，这些构件的电阻系数变为制造者的一个问题，且构成这些传导构件的金属与合金的结晶结构变成研发的积极领域。因此，在该领域中存在对用于半导体处理的高容量（high-volume）、具成本效益（cost-effective）的材料结晶化方法的需求。

发明内容

本文所述的实施方式提供了处理具有非晶半导体层或小晶体半导体层的基板以在基板中形成大晶体的方法。识别所述基板的处理区，并使用对所述处理区传送脉冲能量的逐步熔化工艺来熔化处理区。接着使用对所述区域传送脉冲能量的逐步结晶化工艺来使处理区重新结晶化。在逐步结晶化工艺中所传送的脉冲能量被选择以随着熔化材料的凝固而使小晶体转变为大晶体。

附图说明

为使本发明的上述特征能够被详细理解，参照实施方式而对前面简要概况的本发明进行更具体说明，其中部分实施方式在附图中示出。然应注意，附图仅描述本发明的典型实施方式，因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明也允许其他的等效实施方式。

图1是概要描述了根据至少一个实施方式的方法的流程图。

图2是根据至少一个实施方式的设备的示意图。

为助于理解，已尽可能在各图中使用相同的参考标记来表示相同的元件。应理解，若无特定说明，在一个实施方式中描述的元件可有利地使用于其他实施方式中。

具体实施方式

图1是概括说明了根据至少一个实施方式的方法100的流程图。图1的方法可用以增加半导体材料的结晶度或结晶晶粒大小。本文所述方法中可使用的半导体材料包含元素半导体（例如硅与锗）、元素半导体的组合（例如硅-锗的各种组合形式Si_xGe_y）以及例如III/V族半导体与II/VI族半导体的化合物半导体。可得益于本文所述方法的化合物半导体的实例包含但不限于，CIGS材料、砷化镓、砷化铟镓、磷化铟、锑化铟、砷化铟铝镓、磷化镓、碲化锌、氮化镓/铝/铟、碳化硅以及其他类似组合。

上述任一材料的基板被设置于能量装置中，该能量装置可操作以对基板传送脉冲激光能量或其他类型的脉冲能量，例如闪光灯（flash lamp）或电子束能量。在步骤102，基板被暴露于脉冲激光能量，以熔化基板的第一处理区。在一些情形中，单个脉冲的激光能量可能已足够，但在其他情况中可能传送两个或更多个脉冲。在使用单个脉冲来熔化该处理区的情况中，可增加基板的周围温度以减小该处理区快速加热所产生的热应力。升温的周围环境一般低于约500℃，例如低于约400℃，例如介于约100℃至约400℃之间。在某些实施方式中，周围温度可为室温或室温以下。

脉冲激光能量的特性（例如流量(fluence)与时长(duration)）被选择以熔化处理区。一般而言，为熔化处理区而传送的能量含量（energy content）刚好低于侵蚀（ablate）基板表面的能量量。在一个实施方式中，来自倍频（frequency-doubled）Nd:YAG激光器的两个532nm激光脉冲（每个脉冲的流量约为0.45J/cm²，时长约为26nsec并且间隔时长约31nsec）可用于熔化硅基板的一部分。在某些情况中，可使用一个脉冲序列来熔化处理区。

在步骤104，处理区的至少一部分被重新固化以形成大晶体部分与小晶体部分。重新固化可由熔融相（melt phase）与结晶晶种之间的接触而起始。随着结晶晶种附近的温度下降至接近液态材料的凝固点（freezing point），凝固前部（front）开始推进（propagate）通过处理区，作为三维接合的表面。凝固前部推进的速率一般为约10-30m/sec，其受到从熔融相至基板块体（bulk）的热排除率（rate of heat removal）的限制，因此可通过使基板维持在较低的周围温度提升该速率。

基板最有利地被维持的周围温度依据所处理的材料而定。本文所说明的许多温度是与硅、掺杂硅以及主要为硅的合金有关，但应了解，其他的温度与其他材料相关。举例而言，铜与锗具有低于硅的相似熔点，而含有镓的化合物半导体可具有大幅低于硅的熔点。另一方面，碳化硅则具有高于硅的熔点。此外，不同的材料具有不同的热传导率和热容量（thermal heat capacities）或特定的热容量，这会影响冷却速率。举例而言，砷化镓是相对较差的热导体，因此相对于砷化镓熔点的较低周围温度可有益于使砷化镓结晶化。因此，在某些实施方式中，可需要室温的基板周围或低于室温的周围，而对于其他情况而言，较高的周围温度则是有用的。

凝固工艺一般进行得比晶体形成工艺更快速，而在熔融相与固态相（solidphase）之间的大温度差强化了此差异。随着凝固前部的推进，大晶体区域从晶种材料处向上发展到第一距离，而小晶体区域从晶种材料处发展到比第一距离更远的第二距离。在大部分的现有工艺中，通过使基板维持在较高的周围温度以降低自熔融相的热排除率而控制熔融相与固态相之间的温度差。发明人已经发现，通过传送具有经选择的时长与能量含量的能量脉冲，以传送适当量的能量至凝固前部与小晶体区域，可通过优先加热小晶体区域而减小小晶体区域与熔融相之间的温度差，且结晶化与凝固的速率更为接近匹配。通过向凝固前部传送具有适当特性的能量脉冲，即可在实际上任何周围基板温度下快速执行大晶体的重新结晶化。

在步骤106，激光脉冲被传送至处理区。该激光脉冲（可为凝固控制脉冲）可熔化小晶体区域，或该激光脉冲可优先使小晶体区域升温至接近熔融相温度的温度，例如在熔融相温度的约10℃内。该激光脉冲具有基于在步骤104的重新固化期间所发展的小晶体区域的质量（mass）而加以选择的能量含量与时长。该时长被选择为使得传送至基板的功率是最有效率的。高于有效区域的功率传送会导致大量功率（substantial power）从基板反射和/或对基板的破坏。

激光脉冲所传送的能量含量被选择以使小晶体区域的温度增加至接近熔化温度的温度。该温度可恰好高于或恰好低于熔化温度，使得小晶体区域（或小晶体区域的一部分）熔化或几乎熔化。激光脉冲的能量含量可被选择以熔化所需要的一小部分小晶体区域，同时提供能量以使剩余的小晶体区域转变为大晶体。依据周围基板温度，小晶体区域将具有从接近与液态区域相邻的熔化温度至远离该液态区域的较低温度的温度梯度。在某些实施方式中，在激光脉冲传送以前，在远离液态区域的点处，小晶体区域的温度可低于约200℃。以每一脉冲传送的能量含量的确定一般将考虑基板的吸收特性，以及这些特性如何随温度与相态（phase）改变。

在步骤108，熔化区域再次重新固化，且第二激光脉冲（同时也可是凝固控制脉冲）被传送至在第二次重新固化期间所发展的小晶体区域。此逐步结晶化工艺可重复任何次数，直到所需要的区域都重新结晶化为大晶粒晶体为止。第二凝固控制脉冲的能量含量可不同于第一凝固控制脉冲的能量含量，且后续的凝固控制脉冲可具有不同于第一或第二凝固控制脉冲的能量含量，其取决于每次循环中需要处理的小晶体的质量而定。

在步骤110，识别并标定出不同于第一处理区的后续处理区，并重复熔化和受控重新固化的工艺。逐个识别和处理处理区，直到整个基板都被处理为结晶固体材料为止。如果需要，每一处理区都可与先前的处理区重迭，以使用先前的处理区作为结晶晶种源。在其他实施方式中，各处理区可与先前的处理区分隔开以管理热应力。

在某些实施方式中，能量脉冲可传送至基板以将凝固前部的界面能量（interface energy）维持在成核点（nucleation point）或外延点上方。在这种凝固工艺（该凝固工艺可为结晶凝固工艺(crystallographic freeze process)）中，传送一系列的低能量脉冲，这些低能量脉冲将靠近界面处的边界层的冷却速率限制为约500K/μsec或500K/μsec以下。高出此范围许多的冷却速率会导致低能量位置沿着使小晶体生长成核的凝固前部界面而发展。加至凝固前部的每一能量脉冲降低了冷却速率，并且维持了界面能量以维持大晶体的生长。

在一个实施方式中，1cm²的晶元（die）将在约700微秒（μsec）内自然凝固。使用上述脉冲激光熔化与重新结晶化工艺，可在实际上任何基板周围温度下使这种1cm²的晶元向大晶体的凝固加速至约5微秒或5微秒以下的时长。因此，形成于标定为700cm²的圆形基板（例如300mm的晶片）的表面上方的非晶半导体层可在3.5毫秒的处理时间内转变为尺寸约为8μm或大于8μm的大晶体，可能需使用额外的时间来定位基板以处理每一晶元。因为基板可在周围温度下进行处理，因此不需要在处理基板之前的加热与平衡（equilibration）时间或之后的任何实质冷却时间。

本文所述方法可应用于任何大小与形状的基板。直径为200mm、300mm、450mm、12英寸的圆形晶片可如本文所述而加以处理。根据本文所述的方法，也可处理非圆形基板，例如具有任何任意大小的矩形面板，如第8.5代的太阳能电池板或显示器面板（亦即2200mm×2600mm）。如上所述，根据本文所述方法，也可处理单片3D基板。在处理单片3D基板时，基板的多层可在一次处理中结晶化。

在一个实施方式中，对其上形成有至少一个晶体硅岛的基板进行气相或液相沉积工艺，以于基板上形成非晶硅层。非晶硅层被沉积达到约7μm的均匀厚度。这样形成的具有非晶层的基板被置放于激光处理装置的工作表面上。基板被维持在接近室温的周围温度，例如约20℃。基板根据需要而通过旋转进行对准，使得基板上的晶元图案与激光束的截面形状对准。在对准之后使基板保持在接近室温可降低因热膨胀效应所致的对准漂移（alignment drift）的可能。可选地，基板可被加热以降低工艺的整体能量特征（energy signature）。在大部分实施方式中，基板周围温度将被维持为低于200℃。

识别非晶层的第一晶元以进行处理，且基板被定位为使得第一处理晶元与激光源对准，例如通过根据x-y定位控制而移动工作表面。第一处理晶元是形成于晶体硅晶种上方的非晶层的区域。流量为0.45J/cm²、时长为26nsec的第一激光脉冲被传送至第一处理晶元。在31nsec的静止时长后，具有相同流量与时长的第二激光脉冲被传送至第一处理晶元。两激光脉冲实质熔化非晶硅材料，而不熔化结晶晶种。

熔化的硅（molten silicon）被凝固达700nsec的第一凝固时长。接着，对第一处理晶元传送具有相同流量与时长的第三激光脉冲。第三激光脉冲对生长于熔化硅中的任何小晶体进行热处理，驱使这些小晶体转变为大晶体。接着使熔化硅凝固达1200nsec的第二凝固时长。对第一处理晶元传送第四激光脉冲，第四激光脉冲具有减少的流量（0.26J/cm²）以及与先前脉冲相同的时长。第四激光脉冲完成了使第一处理晶元变为大晶体硅的转变。

接着移动基板以标定相邻晶元以进行处理，然后重复该工艺。若该相邻晶元不含结晶晶种，则接触先前处理的晶元来进行晶种结晶化。通过这种方式，整个非晶层可转变为大晶体硅。

方法100被描述为使用步骤104与108的凝固周期（freeze period）以形成大晶粒晶体与小晶粒晶体，并且传送的激光脉冲使小晶粒晶体转变为大晶粒晶体。在其他实施方式中，激光脉冲可在凝固周期之后传送，其中凝固周期在产生小晶体之前结束。如上所述，凝固与结晶化的速率依据基板的周围温度而不同。举例而言，可在凝固前部的界面能量下降至成核点以开始小晶体的生长之前传送凝固控制脉冲。在这些短凝固周期之后传送多个凝固控制脉冲能够进行重新结晶化而不产生小晶体。这些逐步结晶化方法可产生晶粒大小为50μm或更大的结晶性材料。以这种脉冲序列中的每一个脉冲所传送的能量含量将取决于在不实质减缓凝固速率的情况下使凝固前部保持在高于下次凝固周期的成核点的温度所需的能量。因此，各能量脉冲对界面增加能量，使界面能量提高预定量而高于成核点。可预期到，为使7μm厚的非晶层重新结晶化，每隔约100nsec传送流量小于约0.2J/cm²的激光脉冲达到约26nsec的脉冲时长，将使大晶体凝固前部的生长保持在接近于自然凝固速率（10m/sec）的速率。

在一个方面，上述脉冲激光能量工艺被设想为利用原子从较高能量位置移动到较低能量位置时所释放的能量来维持该工艺。已经确信，激光能量脉冲对小晶体或非晶区域中的原子赋予动量，启动原子的运动并持续直到原子找到大到足以克服激光脉冲所施加动能的能量井为止。每一个原子达到该原子的能量井所释放的能量变成固体材料内的热能。此热能被传递至材料基质（matrix）中尚未被赋予动量的其他原子。在某些情况中，释放的热能使其他原子被赋予动量，继续进行重组（reorganizing）小晶体与固体的非晶区域的工艺。因此可由激光脉冲传送原本不足以在标准条件下熔化小晶体或非晶区域的能量，但因为存在有来自重组工艺的热能，所以外部增加的额外能量有助于驱动重组工艺。

这种在重组中对原子赋予动量的模型类似于熔化，因为在低动能状态下的原子（“固态”原子）被升高至较高动能状态（“液态”原子），因此这些原子“熔化”。然后，当原子找到大到足以克服这些原子的动能的能量井时，这些原子就“凝固”。对大量原子赋予动量会在材料中产生或维持可检测的液态相，而对少量原子赋予动量则仅会产生非常局部的重组相，该重组相的特征在于原子在小区域中移动至较低能量位置）。在“熔化”与“凝固”的上下文中，原子因找到克服该原子的动能的低能量井而释放的热能可被视为一种潜热（latent heat）。

就大规模而言，设想在材料中维持重组相会驱动爆发性的结晶化或爆发性的生长的工艺，其中大晶体快速生长。可使用能量脉冲来增加能量增量，当与正进行的重组所释放的热能相加时，该能量增量足以使新的原子被赋予动量以移动至较低能量位置。如果通过将能量保持在高于但接近外延点的窗口中的重新生长前部或凝固前部而维持这种工艺，则会以相对高速率从非晶材料或小晶体生长出大晶体，例如在硅中约为10m/sec。

利用凝固控制脉冲的能量输入速率可被控制以传送将在标准条件下熔化小晶体或非晶材料的能量，其中标准条件是指未得到重组的热能的条件。在其他实施方式中，可控制能量输入以传送在标准条件下将不熔化小晶体或非晶材料的能量，但将对重组的热能加入足够能量以维持爆发性生长的工艺。

在某些实施方式中，可传送维持熔融相并避免小晶体形成的能量脉冲。在这类实施方式中，会发生类似的热现象，其中在凝固时所释放的热能（潜热）被传递至熔融相与固态相中。热能与外部添加的能量一起促使熔融相被保持为液态状态。

能够有效支持重新生长工艺的能量输入速率一般取决于结晶化前部的局部能量平衡。在前部的两侧部上的材料能量基本上通过传导至基板块体中而正被移除，移除的速率被基板材料的热传导率所控制。在一个实例中，基板块体可以是氧化硅上覆硅。硅可相对良好地传导热能，而氧化硅相对地绝热。氧化硅降低了热能离开硅的速率，而较厚的氧化物比较薄的氧化物更能抑制能量损失。因此，对于在相对较厚的氧化物层（例如超过约2.5μm厚）上的硅而言，为维持有效或爆发性的重新生长工艺所需的外部能量输入比相对较薄的氧化物层（例如小于约1.0μm厚）更低，因为较厚的氧化物层减缓了能量从硅的逃逸。

基板的周围加热也影响有效促使重新生长工艺的能量输入速率。随着周围能量被添加到基板，在重新生长前部处的能量损失较慢，因此重新生长工艺可被维持于较低的激光能量输入速率。熔融相凝固为小晶体的速率由于周围热量的存在而降低，使得重新生长工艺有更多时间推进。

脉冲流量、脉冲时长以及脉冲时序（timing）都会影响对处理区的能量输入速率。通过较厚的氧化物（例如2-3μm）与极少的周围加热，上述条件促进了重新生长工艺，该工艺可产生尺寸为8μm或更大的晶体。上述凝固控制脉冲的时序可在约100nsec的窗口内加以变化，而不显著影响工艺。增加脉冲之间的静止时长将对该工艺产生极少的物理冲击，而不同于增加工艺的整体时长，因为该工艺所产生的各种熔融相凝固为小晶体，这些小晶体被每一脉冲重新赋能以提升（promote）重新生长的增量。使脉冲之间的静止时长减少约50nsec以上时，会使热输入的速率增加而超过整体平衡，导致材料中的热能增强（buildup）并且减缓结晶化。脉冲速率的充分增加会使结晶化停止或反转。

通过较薄的氧化物（例如介于500nm与1μm之间）与极少的周围加热，热损失会更快，因此重新生长工艺的能量输入速率也将会更快。在这种实施方式中，可每隔300nsec传送凝固控制脉冲，以于无明显热能增强下驱动重新生长工艺。也可增加流量至接近表面消蚀点，例如增加至约0.6J/cm²。

图2是可用以实施本文所述方法的设备200的示意图。设备200具有能量源202、收集器204、整形器206以及工作表面208。能量源202可具有多个能量产生器，例如图2中的能量产生器202A-D所示。可选地，能量源202可具有单个能量产生器，或者多于或少于如图2中所示的四个能量产生器202A-D。在某些实施方式中，多个能量产生器可有利于传送具有不同功率、时长与时序的能量脉冲。可针对能量含量、时长与时序进行调整的单一能量产生器也是可以满足需要的。在一个实施方式中，各能量产生器202A-D是固态激光器，例如Nd:YAG激光器，该固态激光器具有介于约100MW与约500MW之间的功率。

能量源202所发出的能量在时长、能量含量与时序上一般是可控制的。控制器212与能量源202的每一个能量产生器202A-D通讯。在图2的实施方式中，每一个能量产生器202A-D是泵浦q-开关激光器，且控制器具有电子定时器，该电子定时器与每一激光器的q-开关电气通讯，以控制脉冲传送。可通过将控制器212与每一个能量产生器202A-D的泵浦装置耦接以控制流量。控制器212可被编程以从四个能量产生器202A-D产生能量脉冲214A-D，其中每一个脉冲都具有不同的流量与时长，且每一个脉冲相对于彼此而在特定的时间释放。

脉冲214A-D行进至收集器204，收集器204使脉冲214A-D沿着单个输出光轴216对准以转送至位于工作表面上的基板。收集器204具有多个输入光轴，以接收来自能量源202的能量脉冲214A-D。收集器204一般具有各种光学器件，例如透镜、镜子、棱镜与滤光器，这些光学器件将入射的能量脉冲214A-D传送至光轴216。

对准于光轴216上的能量进入整形器206。该整形器具有例如透镜、镜子、棱镜与滤光器等光学器件，这些光学器件将来自能量产生器202A-D的原始（native）能量脉冲转变为具有所需空间功率分布与时间形状的整形脉冲。整形器206可组合两个或更多的分离脉冲以形成一个具有复合形状的组合脉冲。整形器206因而产生能量场，该能量场具有与基板的处理区匹配的形状与均匀的功率分配，以均匀地处理该处理区。

整形能量218处理位于工作表面208上的基板。工作表面208一般为可移动的，如箭头210所示，以将基板的各个处理区定位为与从整形器206发出的能量相对。

设备200可包含可选的声学传感器220，声学传感器220被置于工作表面208的附近，以接收来自正在工作表面208上被处理的基板的声学信号。重新结晶化非常快速的改变了材料的比体积（specific volume），且可依据所形成的固体类型而产生特性声学信号。此声学信号可被侦测并发送至控制器212，以确认大晶体固体的形成。可单独使用其他例如反射计、高温计和辐射计的传感器或与其他传感器一起使用以感测基板中的相变（phase changes），以及感测相变在基板中的推进情况。

在共同申请的美国专利公开号第2009/0032511号中说明了可用于执行本文所述方法的设备200的实施方式。

虽然前述说明与本发明的实施方式有关，但是在不背离本发明基本范围的情况下可推知本发明的其他与进一步的实施方式。

Claims (18)

1.一种处理基板的方法，包含以下步骤：

从第一能量产生器传送第一熔化能量脉冲至所述基板；

从第二能量产生器传送第二熔化能量脉冲至所述基板；

在第一凝固周期之后，从第三能量产生器传送第一凝固控制能量脉冲至所述基板；

在第二凝固周期之后，从第四能量产生器传送第二凝固控制能量脉冲至所述基板。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一凝固周期的时长小于熔化区的温度下降至低于成核点所需的时间。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一凝固控制能量脉冲具有使熔化区的温度升高至高于成核点的能量含量。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一凝固周期与所述第二凝固周期被选择以形成大晶体区域与小晶体区域。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述第一凝固控制能量脉冲与第二凝固控制能量脉冲中的每个都具有熔化所述小晶体区域的总能量含量。

6.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一凝固期间形成第一再凝固部分，且在传送所述第一凝固控制能量脉冲时，所述第一再凝固部分的温度不高于约200℃。

7.如权利要求6所述的方法，其中在所述第二凝固期间形成第二再凝固部分，且在传送所述第二凝固控制能量脉冲时，所述第二再凝固部分的温度不高于约200℃。

8.一种用于热处理基板的方法，包含以下步骤：

识别所述基板的第一处理区；

通过传送脉冲能量至所述第一处理区，熔化所述基板的所述第一处理区；

重新固化所述第一处理区的第一部分，以形成大晶体区域与小晶体区域；

通过传送能量脉冲至所述第一处理区，重组所述小晶体区域；

重复所述重新固化与所述重组步骤，直到所述第一处理区为具有尺寸为至少约8μm的大晶体的结晶固体为止；

识别与所述第一处理区实质相邻的后续处理区；以及

重复所述熔化、重新固化、重组、重复和识别步骤，直到所述基板的所有预期的处理区都已经被处理为止。

9.如权利要求8所述的方法，其中每个处理区被处理约5微秒或低于5微秒。

10.如权利要求9所述的方法，还包含维持所述基板的周围温度为低于约100℃。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述重组所述小晶体区域包含熔化所述小晶体区域。

12.一种用于使半导体材料结晶化的方法，包含以下步骤：

传送第一多个能量脉冲，以熔化所述半导体材料；以及

传送第二多个能量脉冲，以控制所述半导体材料的凝固，其中所述第二多个能量脉冲使与推进凝固前部相邻的边界层中的冷却速率维持在不高于约500K/微秒。

13.一种用于使半导体材料结晶化的方法，包含以下步骤：

使所述基板的周围温度维持在低于约100℃；

识别半导体基板的处理区；

使用脉冲能量对所述处理区执行逐步熔化工艺；以及

使用脉冲能量对所述处理区执行结晶凝固工艺。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述结晶凝固工艺包含在所述处理区的凝固前部引导能量脉冲，并使所述凝固前部的界面能量维持为高于外延点。

15.一种用于处理半导体基板的处理区的方法，所述处理区具有大晶体与小晶体，所述方法包含以下步骤：

引导第一脉冲能量至所述处理区上，所述第一脉冲能量具有被选择以启动小晶体至大晶体的转变的能量含量；以及

引导第二脉冲能量至所述处理区上，所述第二脉冲能量具有与所述第一脉冲能量不同的能量含量，且被选择以维持所述小晶体至大晶体的转变。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第二脉冲能量维持所述小晶体至大晶体的爆发性重新生长。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述第二脉冲能量包含多个能量脉冲，所述多个能量脉冲被定时以通过从结晶化的潜热所释放的能量来支持所述转变。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述第二脉冲能量传送能量至低于所述小晶体的标准熔化能量的所述处理区。

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