CN106783536B - 激光退火设备、多晶硅薄膜和薄膜晶体管的制备方法 - Google Patents

激光退火设备、多晶硅薄膜和薄膜晶体管的制备方法 Download PDF

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    • H01S3/22—Gases
    • H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex

Abstract

本申请提供了一种激光退火设备、多晶硅薄膜的制备方法以及薄膜晶体管的制备方法。该激光退火设备包括激光发生器、光路元件和退火室，激光发生器配置为发射激光束，激光束经光路元件被引导至退火室，光路元件包括分束镜，分束镜将激光束分解成第一光束和第二光束且使得第一光束的能量密度大于第二光束的能量密度，第一光束和第二光束被引导至退火室中以用于激光退火。采用该激光退火设备对非晶硅薄膜进行退火处理可以减少多晶硅薄膜表面的非均匀性，从而可以提高电子和空穴的迁移率，进而解决薄膜晶体管的漏电流较大、迁移率及阈值电压不均匀的问题。

Description

激光退火设备、多晶硅薄膜和薄膜晶体管的制备方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种激光退火设备、多晶硅薄膜的制备方法以及薄膜晶体管的制备方法。
背景技术
液晶显示(LCD)设备包括开关元件，开关元件包括非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)或多晶硅薄膜晶体管(Poly-Si TFT)。具有Poly-Si TFT的LCD设备拥有比具有a-Si TFT的LCD设备更快的运行速度，且Poly-Si TFT具有消耗功率小、电子迁移率大等优点，从而Poly-Si TFT提供了比具有a-Si TFT的LCD设备更好的图像显示质量。
早期多晶硅薄膜晶体管的制程温度高达1000℃，基板材质的选择受到了大幅的限制。近年来随着激光技术的发展，多晶硅薄膜晶体管制程的温度可降至600℃以下，利用该制程方式得到的多晶硅薄膜晶体管又被称为低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)。
LTPS TFT制备的关键技术是将非晶硅转变为多晶硅。将非晶硅转变为多晶硅的方法可以分为非激光结晶和激光退火两类。在非激光结晶中，最简单的方法是固相结晶(SPC)，但SPC需在600℃的条件下退火10小时(hr)，不适用于大面积玻璃基板。在激光退火方法中，应用最广泛的是准分子激光退火(ELA)，采用ELA方法形成的多晶硅的结晶度高，而且结晶速度快、迁移率高。除此之外，ELA适用于大规模生产。
发明内容
本发明至少一实施例提供一种激光退火设备、多晶硅薄膜的制备方法以及薄膜晶体管的制备方法。
本发明至少一实施例提供一种激光退火设备，包括：激光发生器、光路元件和退火室，其中，所述激光发生器配置为发射激光束，所述激光束经所述光路元件被引导至所述退火室；所述光路元件包括分束镜，所述分束镜将所述激光束分解成第一光束和第二光束且使得所述第一光束的能量密度大于所述第二光束的能量密度，所述第一光束和所述第二光束被引导至所述退火室中以用于激光退火。
例如，在本发明实施例提供的激光退火设备中，所述激光发生器为准分子激光器。
例如，在本发明实施例提供的激光退火设备中，所述准分子激光器包括惰性气体准分子激光器、惰性气体卤化物准分子激光器、卤化汞准分子激光器、惰性气体氧化物准分子激光器以及多原子准分子激光器。
例如，在本发明实施例提供的激光退火设备中，所述光路元件还包括匀光器、聚焦镜和反射镜。
例如，在本发明实施例提供的激光退火设备中，所述反射镜包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，所述第一光束经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后被引导至所述退火室；所述第二光束经所述第三反射镜反射后被引导至所述退火室。
例如，本发明实施例提供的激光退火设备，还包括至少两台激光发生器，分别发出第一激光束和第二激光束，所述第一激光束和所述第二激光束被合并以得到所述激光束。
例如，在本发明实施例提供的激光退火设备中，所述第一激光束和所述第二激光束的输出能量均为1000mj，所述第一光束的能量为1200mj，所述第二光束的能量为800mj。
例如，本发明实施例提供的激光退火设备，还包括设置在所述退火室内用于承载基板的承载台以及分别设置在所述承载台两端的第一检测器和第二检测器，其中，所述第一检测器和所述第二检测器分别对所述第一光束和所述第二光束的能量密度进行检测。
例如，在本发明实施例提供的激光退火设备中，所述退火室中填充有保护气体。
本发明至少一实施例还提供一种多晶硅薄膜的制备方法，包括：提供衬底基板；在所述衬底基板上沉积非晶硅薄膜；发射激光束；将所述激光束分解成至少具有第一能量密度的所述第一光束和至少具有第二能量密度的所述第二光束，所述第一能量密度大于所述第二能量密度；所述第一光束首先照射所述非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，然后使用所述第二光束照射所述多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性。
例如，本发明的实施例提供的制备方法，在所述激光退火的过程中，所述第二光束照射所述多晶硅薄膜的表面以使得所述多晶硅薄膜的表面刚好熔融。
例如，在本发明的实施例提供的制备方法中，在对所述非晶硅薄膜进行激光退火处理之前还包括对所述非晶硅薄膜进行高温处理，所述高温处理的温度为400～500℃，所述高温处理的时间为0.5～3小时。
本发明至少一实施例还提供一种薄膜晶体管的制备方法，包括：采用上述多晶硅薄膜的制备方法制备多晶硅薄膜；对所述多晶硅薄膜进行图案化处理，以形成多晶硅图案以作为薄膜晶体管的有源层。
例如，本发明实施例提供的制备方法，还包括：在所述多晶硅图案上形成第一绝缘层、栅极和第二绝缘层；部分刻蚀所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以形成第一接触孔和第二接触孔；以及在所述第二绝缘层上形成源极和漏极，其中，所述源极和所述漏极分别通过所述第一接触孔和所述第二接触孔电连接到所述多晶硅图案。
例如，本发明实施例提供的制备方法，还包括：在形成所述多晶硅图案之前，在所述衬底基板上形成栅极和第一绝缘层；在形成所述多晶硅图案之后，在所述多晶硅图案上形成源极和漏极。
本发明实施例提供的激光退火设备、多晶硅薄膜的制备方法以及薄膜晶体管的制备方法，可以将非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜，还可以减少多晶硅薄膜表面的非均匀性，从而可以提高电子和空穴的迁移率，解决薄膜晶体管的漏电流较大、迁移率及阈值电压不均匀的问题，还可以降低后续栅绝缘层被击穿、栅极层和半导体层发生短路的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为一种激光退火设备的结构示意图；
图2为一种多晶硅薄膜的制备方法的过程图；
图3为本发明一实施例提供的一种激光退火设备的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的不同熔融能量条件下得到的多晶硅颗粒的扫描电子显微镜图；
图5为本发明一实施例提供的另一种激光退火设备的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的一种多晶硅薄膜的制备方法的流程图；
图7a-7b为本发明一实施例提供的一种多晶硅薄膜的制备的过程图；
图8为本发明一实施例提供的一种分束镜对激光束进行分解的示意图；
图9为本发明一实施例提供的一种薄膜晶体管的制备方法的流程图；
图10为本发明一实施例提供的另一种薄膜晶体管的制备方法的流程图。
附图标记：
10，20-非晶硅薄膜；11，21-多晶硅薄膜；12-突起物；22-第一突起物；22’-第二突起物；100，200-激光退火设备；110，210-激光发生器；111，211-激光束；212-第一光束；213-第二光束；120，220-光路元件；122，222-匀光器；2221-短轴匀光元件；2222-集合元件；2223-长轴匀光元件；2224-长轴扩束元件；2225-短轴缩束元件；123，223-聚焦镜；2231-长轴聚焦镜；2232-短轴聚焦镜；2233-辅助聚焦镜；124，224-反射镜；2241-第一反射镜；2242-第二反射镜；2243-第三反射镜；130，230-退火室；231-承载台；241-第一检测器；242-第二检测器；251-第一衰减器；252-第二衰减器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
多晶硅薄膜的制造方法是通过准分子激光退火(ELA)工艺将非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜。采用目前的激光退火设备对非晶硅薄膜进行退火处理后，在多晶硅薄膜的表面会形成数个突起物。这些突起物形成的原因包括：在非晶硅向多晶硅转变的过程中，晶粒由晶核开始作横向生长，由于固态非晶硅的密度较小(约2.32g/cm3)，当非晶硅熔化后的多余体积会被挤压至尚未固化的区域。当多晶硅固化过程完成后，相邻的两个晶粒挤压在一起形成晶界(grain boundary)，晶界是在p-Si结晶过程中最后固化的地方，而多余的体积在晶界处堆积形成突起，晶界处的这些突起导致形成的多晶硅晶粒表面粗糙度较大，而晶粒表面的粗糙度与薄膜晶体管导通状态下的漏电流呈正比，即这些位于多晶硅薄膜表面上的突起物的大小会影响低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)的电流特性，从而造成LTPS TFT的漏电流较大以及阈值电压不均匀的问题。除此之外，当突起物的高度过高时，例如，当突起物的高度大于多晶硅薄膜平均厚度的25％时还会带来以下问题：(1)在后续干刻的过程中，干刻的深度不能把较高的突起物完全刻蚀掉；(2)不利于电子和空穴的迁移运动；(3)容易导致栅绝缘层被击穿，进而导致栅极层和半导体层发生短路。
例如，图1为一种激光退火设备的结构示意图，该激光退火设备100包括激光发生器110、光路元件120和退火室130，激光发生器110配置为发射激光束111，光路元件120包括匀光器122、聚焦镜123和反射镜124，激光束111经光路元件120被引导至退火室130。退火室130中放置有用于激光退火的基板，基板上形成有非晶硅薄膜。
例如，图2为一种多晶硅薄膜的制备方法的过程图。在图2所示的方法中，采用图1中的激光退火设备发射的激光束111对非晶硅薄膜10进行退火处理，得到多晶硅薄膜11，且多晶硅薄膜11的表面上有多个第一突起物12。以非晶硅薄膜的厚度为50nm为例加以说明，通过AFM(Atomic Force Microscope，即原子力显微镜)对形成的低温多晶硅薄膜拍摄可以得到突起物的高度，例如，突起物的平均高度大于13nm，突起物的平均高度大于非晶硅薄膜厚度的25％。
为了达到非晶硅激光退火所需的能量密度，激光退火设备可以将两束激光束集合以同时照射需要退火的非晶硅薄膜，如果单束激光输出的额定能量为1000mj，则激光退火设备发射的激光束的总能量可以达到2000mj，在实践中将非晶硅薄膜转化成多晶硅薄膜实际有效利用的能量为该总能量的60％，也即1200mj。因此，图1中的激光退火设备剩余的40％的能量没能被有效利用，造成了能量的浪费，且在后续工艺中还要单独对突起物进行处理，使工艺过程变得繁琐，增加了生产周期和成本。
发明人在研究中注意到上述问题，同时注意到使用较低能量的激光对形成的多晶硅薄膜的表面进行处理以刚好使得该表面熔融，从而消除或减少表面突起物，这样就可以降低多晶硅薄膜的表面非均匀性，改善由此得到的薄膜晶体管的质量，由此发明人结合二者，利用激光退火设备的激光束剩余的40％的能量来实现多晶硅表面的部分熔融，在保证工艺时间不变的条件下，可以通过增加分束镜，将激光束分解成具有不同能量密度的第一光束和第二光束对非晶硅薄膜进行处理，从而在一次工艺中完成非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜的过程，并且对多晶硅薄膜表面的突起物进行处理，减少了多晶硅薄膜表面的非均匀性，将突起物的高度降低至多晶硅薄膜厚度的25％或者以下。
本发明至少一实施例提供一种激光退火设备，该激光退火设备包括：激光发生器、光路元件和退火室，激光发生器配置为发射激光束，激光束经光路元件被引导至退火室；光路元件包括分束镜，分束镜将激光束分解成第一光束和第二光束且使得第一光束的能量密度大于第二光束的能量密度，第一光束和第二光束被引导至退火室中以用于激光退火。
采用本发明实施例提供的激光退火设备对非晶硅薄膜进行退火处理时，将激光束分解成至少具有第一能量密度的第一光束和至少具有第二能量密度的第二光束，第一能量密度大于第二能量密度，使第一光束和第二光束进入退火室，以对非晶硅薄膜进行退火，第一光束首先照射非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，然后将多晶硅薄膜沿第一方向移动以使第二光束照射多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性，从而降低突起物的高度。例如，该第二光束照射多晶硅薄膜的表面以使得该多晶硅薄膜的表面刚好熔融。
下面通过几个实施例进行说明。
实施例一
本实施例提供一种激光退火设备，例如，图3为本发明一实施例提供的一种激光退火设备的结构示意图，该激光退火设备200包括：激光发生器210、光路元件220和退火室230，激光发生器210配置为发射激光束211，激光束211经光路元件220被引导至退火室230；光路元件220包括分束镜221，分束镜221将激光束211分解成第一光束212和第二光束213且使得第一光束212的能量密度大于第二光束213的能量密度，第一光束212和第二光束213被引导至退火室230中以用于激光退火。
第一光束212首先照射非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，此时多晶硅薄膜表面具有多个突起物(即多个小凸起)，然后第二光束213再次照射多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性，例如，第二光束照射所述多晶硅薄膜的表面以使得多晶硅薄膜的表面刚好熔融，例如，刚好熔融除去多个突起物或降低其高度。本公开中“表面刚好熔融”是指多晶硅层被熔融的厚度不超过总厚度的25％，优选不超过10％。
例如，激光发生器为准分子激光器。激光发生器210产生激光束211，间歇性地将激光束211辐射到退火室230。激光发生器210包括具有例如短波长、高输出、高效率等多种特性的准分子激光器。
例如，准分子激光器可以包括惰性气体准分子激光器、惰性气体卤化物准分子激光器、卤化汞准分子激光器、惰性气体氧化物准分子激光器以及多原子准分子激光器。
例如，惰性气体准分子激光器包括Ar2、Kr2、Xe2等准分子激光器；惰性气体卤化物准分子激光器包括ArF、ArCl、KrF、KrCl、XeF、XeCl等准分子激光器；卤化汞准分子激光器包括HgCl、HgBr、Hgl等准分子激光器；惰性气体氧化物准分子激光器包括ArO、KrO、XeO等准分子激光器；多原子准分子激光器包括Kr2F、Xe2F等准分子激光器。
例如，由激光发生器210产生的激光束211的波长范围为200nm～400nm，进一步地，由激光发生器210产生的激光束211的波长范围为250nm～380nm，进一步地，由激光发生器210产生的激光束211的波长为308nm。
例如，激光束211的频率为300Hz～6000Hz，进一步地，激光束211的频率为400Hz～4000Hz，进一步地，本实施例中由激光发生器210产生的激光束211的频率为500Hz。
例如，该激光退火设备包括至少两台激光发生器，分别发出第一激光束和第二激光束，第一激光束和第二激光束中每一束激光束能输出的最大能量为1000mj，在本实施例中采用两束激光束合并输出的方式，两束激光输出的总能量为2000mj。
例如，如图3所示，光路元件220包括分束镜221，分束镜221将激光束211分解成第一光束212和第二光束213，且使得第一光束212的能量密度大于第二光束213的能量密度。例如，第一光束212的能量密度为400mj/cm2，第二光束213的能量密度为200mj/cm2。
需要说明的是，本实施例中的激光退火设备主要应用于低温多晶硅技术中以将非晶硅转化成多晶硅。例如，非晶硅转化成多晶硅的最佳能量密度(OED)为400mj/cm2,例如，激光束以矩形光束的形式对非晶硅进行处理，激光束长为750mm，宽为0.4mm，总的面积为300mm2(即3cm2)，将非晶硅转化成多晶硅需要的总能量为1200mj。例如，激光退火设备把厚度为50nm的非晶硅充分地转化成多晶硅，多晶硅的表面会形成多个突起物，突起物的平均高度值为13nm。设置不同的能量密度，对多晶硅的表面进行部分熔融测试(PMT)，通过测试多晶硅熔融后的微观图片来确定多晶硅刚好熔融的能量密度。发现让多晶硅表面刚好熔融的能量密度为200mj/cm2，在激光束的长为750mm，宽为0.4mm，总的面积为300mm2的条件下，需要的能量为600mj。从而，将非晶硅转化成多晶硅所需要的能量(1200mj)和让多晶硅表面刚好熔融的能量(600mj)的能量之和为1800mj，小于两束激光的总能量。这样可以通过控制分束镜的旋转角度来控制第一光束212和第二光束213的能量密度。
考虑到将多晶硅表面的突起物进行熔融时可能会影响多晶硅的晶粒大小，从而带来不良的影响，本发明的实施例对在不同的能量条件下对多晶硅的粒径大小做了测试，以刚好部分熔融的能量600mj为基准，能量递增10mj进行测试，例如，图4为本实施例提供的不同熔融能量条件下得到的多晶硅颗粒的扫描电子显微镜图，在图4中，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别为在不做熔融处理、采用600mj的能量做熔融处理、采用610mj的能量做熔融处理、采用620mj的能量做熔融处理、采用630mj的能量做熔融处理的条件下得到的扫描电子显微镜图，从图4可以看出，在上述五中条件下得到的多晶硅颗粒的粒径大小基本无变化。
例如，在不同熔融能量的条件下得到的多晶硅颗粒的粒径大小如下表一所示：
表一：
能量大小 不做处理 600mj 610mj 620mj 630mj
最大粒径 510 420 450 420 510
最小粒径 240 240 240 270 300
平均粒径 337 340 342 343 360
标准差 4.86％ 3.79％ 4.61％ 3.46％ 4.13％
从表一可以看出，对多晶硅表面的突起物进行熔融时，不会影响多晶硅晶粒的大小。
对多晶硅表面的突起物进行熔融后，采用原子力显微镜对多多晶硅表面的粗糙度进行检测，例如，以刚好部分熔融的能量600mj为基准，能量递增10mj进行测试，结果如下表二所示：
表二：
Figure BDA0001165427920000091
从表二可以看出，所有的多晶硅轻微熔融测试所得到的平均值、算数平均值，振幅相对于未处理条件值几乎都减小一半，这说明对多晶硅表面进行轻微熔融对降低多晶硅表面的粗糙度的效果比较显著。
例如，如图3所示，在本实施例提供的激光退火设备中，光路元件220还包括匀光器222、聚焦镜223和反射镜224。
例如，从准分子激光器出射的激光束211呈矩形状，激光束211的尺寸为14.5mm×35mm，经匀光器222扩束、匀束和边沿处理后，激光束211的尺寸变为2mm×750mm。经过匀束后，激光束211的光强的均匀性得到了提升，其不均匀度≤5％。
如图3所示，匀光器222包括短轴匀光元件2221、集合元件2222、长轴匀光元件2223、长轴扩束元件2224、短轴缩束元件2225。
例如，短轴匀光元件2221可以把激光束的短轴变得更加均匀，例如，该短轴匀光元件2221分别对两束激光束作用，图3示出了相邻设置的两个短轴匀光元件2221，但本发明的实施例不限于此，可以设置更多个短轴匀光元件2221。
例如，集合元件2222将两个激光束合并成一束激光束，合并后的激光束的能量加倍。例如，一束激光束能输出的能量为1000mj，两束激光合并后的总能量为2000mj。
例如，长轴匀光元件2223把合并后的激光束的长轴变得更加均匀，图3示出了相邻设置的两个长轴匀光元件2223，但本发明的实施例不限于此，可以设置更多个长轴匀光元件2223。
例如，长轴扩束元件2224把合并后的激光束的长轴变得更长，同时使激光束的长轴变得更加均匀。
例如，短轴缩束元件2225把合并后的激光束的短轴变得更短，同时使激光束的短轴变得更加均匀。
例如，在本实施例中，光学元件还包括聚焦镜223，如图3所示，聚焦镜223包括长轴聚焦镜2231、短轴聚焦镜2232和辅助聚焦镜2233。长轴聚焦镜2231可以把长轴进行聚焦，使能量更加清晰。短轴聚焦镜2232和辅助聚焦镜2233联合起来发挥作用，通过聚焦成像，把经过匀光器222后尺寸为2mm×750mm的激光束的短轴变得更短，使短轴的长度减小到0.4mm。
例如，如图3所示，反射镜224包括第一反射镜2241、第二反射镜2242和第三反射镜2243，反射镜224用于改变激光束的方向。例如，第一光束212经第一反射镜2241和第二反射镜2242反射后被引导至退火室230，第二光束213经第三反射镜2243反射后被引导至退火室230。
例如，如图3所示，该激光退火设备还包括位于退火室230内(例如底部)的承载台231，承载台231用于承载基板。在基板的上表面沉积非晶硅薄膜，非晶硅薄膜经过激光退火设备激光退火作用后形成多晶硅薄膜。
例如，承载台231承载着基板，通过驱动器驱动承载台231，使承载台231在退火室230中移动，从而带动基板相对于第一光束和第二光束移动，第一光束首先照射非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，然后将多晶硅薄膜沿第一方向移动以使第二光束照射多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性，从而降低突起物的高度。在另一个示例中，也可以将多晶硅薄膜固定，而移动第一光束和第二光束。
例如，退火室230的靠近光路元件220的一侧设置有分别让第一光束212和第二光束213通过的第一狭缝和第二狭缝，第一狭缝和第二狭缝的宽度均为1～3mm，例如，第一狭缝和第二狭缝的宽度均为2mm。
例如，退火室中填充有保护气体，以隔绝被退火的非晶硅薄膜和氧气，例如，该保护性气体为氮气、氩气等。
例如，图5为本发明一实施例提供的另一种激光退火设备的结构示意图。该激光退火设备200还包括分别设置在承载台两端的第一检测器241和第二检测器242，第一检测器241和第二检测器242分别对第一光束212和第二光束213的能量密度进行检测。如果第一检测器241和第二检测器242对第一光束212和第二光束213的能量密度进行检测，所得的能量密度没有达到预设值，则需要对分束镜221和第三反光镜进行调节。例如，与第一检测器241相对的预设值为非晶硅转化成多晶硅的最佳能量密度(OED)，即400mj/cm2；与第二检测器242相对的预设值为让多晶硅表面刚好熔融的能量密度，即200mj/cm2。
例如，如图5所示，本实施例中的激光退火设备还包括第一衰减器251和第二衰减器252，在实际的操作中，第一光束和第二光束在到达退火室之前的能量可能大于预设的能量密度，这样可以分别通过第一衰减器251和第二衰减器252对第一光束和第二光束的能量密度进行衰减，让其能量密度达到预设值。
实施例二
本实施例提供一种多晶硅薄膜的制备方法，例如，图6为本实施例提供的一种多晶硅薄膜的制备方法的流程图，图7a-7b为本实施例提供的一种多晶硅薄膜的制备方法的过程图。制备多晶硅薄膜包括如下步骤：
S101：提供衬底基板。
例如，提供衬底基板后，首先对所提供的衬底基板进行预清洗，然后将衬底基板定位在退火室底部的承载台上。例如，衬底基板包括玻璃基板、石英基板或者其他适合的材料制备的基板。
S102：在衬底基板上沉积非晶硅薄膜。
例如，在衬底基板上沉积非晶硅薄膜之前，还可以在衬底基板上沉积一层缓冲层薄膜，以改进衬底基板与后续非晶硅薄膜之间的界面特性。例如，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积100～350nm的缓冲层。例如，该缓冲层为SiNx/SiO2双层结构，SiNx的厚度为50～150nm，SiO2的厚度为100～350nm，或者，该缓冲层为单层结构的SiNx层或SiO2层，SiNx的厚度为50～150nm，SiO2的厚度为100～350nm。在后续形成多晶硅薄膜的过程中，相比于氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiO2)与非晶硅薄膜相邻设置更利于形成晶相较好的多晶硅，氮化硅对阻挡来自衬底基板的污染物的效果更好，所以在本实施例中选择双层结构的缓冲层，且缓冲层的上层为氧化硅，下层为氮化硅。在衬底基板上形成缓冲层的目的是防止衬底基板中的离子扩散至多晶硅薄膜区产生缺陷中心进而增加漏电流，除此之外，合适厚度的缓冲层还可以改善多晶硅表面界面的质量，并且降低热传导，减缓被激光束加热的多晶硅的冷却速率，有助于形成较大晶粒的多晶硅。例如，缓冲层的厚度为150～500nm。
例如，可以采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)的方法，进一步地，可以采用等离子体增强化学气相沉积在缓冲层之上沉积一层非晶硅薄膜，所沉积的非晶硅薄膜的厚度为30～60nm。例如，所沉积的非晶硅薄膜的厚度为50nm。
S103：发射激光束。
例如，在本实施例中，采用激光退火设备对非晶硅薄膜进行退火处理，该激光退火设备采用准分子激光器发射激光束。
例如，准分子激光器可以包括惰性气体准分子激光器、惰性气体卤化物准分子激光器、卤化汞准分子激光器、惰性气体氧化物准分子激光器以及多原子准分子激光器。
例如，惰性气体准分子激光器包括Ar2、Kr2、Xe2等准分子激光器；惰性气体卤化物准分子激光器包括ArF、ArCl、KrF、KrCl、XeF、XeCl等准分子激光器；卤化汞准分子激光器包括HgCl、HgBr、Hgl等准分子激光器；惰性气体氧化物准分子激光器包括ArO、KrO、XeO等准分子激光器；多原子准分子激光器包括Kr2F、Xe2F等准分子激光器。
例如，在激光退火的过程中，激光脉冲的频率可以为500Hz，重叠率为92％～97％，激光束的波长范围为200nm～400nm，例如，该准激光发生器产生的激光束的波长为308nm。激光束的能量密度为350～500mJ/cm2。需要说明的是，重叠率是指两相邻激光照射区域之间的重叠面积占两激光照射区域总面积的百分比。
例如，激光束为矩形且其长度大于宽度，激光束的宽度方向平行于第一方向。例如，激光束长为750mm，宽为0.4mm，总的面积为300mm2。一束激光束能输出的最大能量为1000mj，在本实施例中采用两束激光束输出的方式，两束激光输出的总能量为2000mj。
S104：将激光束分解成至少具有第一能量密度的第一光束和至少具有第二能量密度的第二光束，第一能量密度大于第二能量密度。
例如，图8为本实施例提供的一种分束镜对激光束进行分解的示意图。第一光束直接穿过分束镜后，沿激光束原来的传播方向继续传播，第二光束通过分束镜全反射后，改变了传播方向。例如，第一光束的能量密度为400mj/cm2，第二光束的能量密度为200mj/cm2。在激光束长为750mm，宽为0.4mm，总的面积为300mm2，且激光束的总能量为2000mj的条件下，第一光束的能量为1200mj，第二光束的能量为800mj。将非晶硅转化成多晶硅所需要的总能量为1200mj；经过多晶硅表面熔融测试，得出将多晶硅表面刚好熔融的能量为600mj，这样通过分束镜分解得到的第一光束和第二光束可以分别实现将非晶硅转化成多晶硅和减小多晶硅表面的突起物的高度。这样可以在保证不增加激光退火设备工作时间的前提下，对激光束的能量充分地利用，从而提高了工作效率，节生了工艺步骤。
例如，设置在激光退火设备上的第一检测器和第二检测器分别对第一光束和第二光束的能量密度进行检测。如果第一检测器和第二检测器对第一光束和第二光束的能量密度进行检测，所得的能量密度没有达到预设值，则需要对分束镜和反光镜进行调节。
例如，在操作过程中，第一光束和第二光束在到达退火室之前的能量可能大于预设的能量密度，这样可以分别通过第一衰减器和第二衰减器对第一光束和第二光束的能量密度进行衰减，让其能量密度达到预设值。
S105：第一光束首先照射非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜。
例如，在对非晶硅薄膜进行退火处理之前，还可以对非晶硅薄膜进行高温处理，高温处理温度为400～500℃，高温处理时间为0.5～3小时。需要说明的是，该高温处理的过程可以减少非晶硅层内的氢含量，防止后续激光退火时发生氢爆。
例如，图7a为对非晶硅薄膜进行激光退火使非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜的过程图，非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜的机理包括：非晶硅(a-Si)在能量较高的第一光束212的辐射下吸收能量，使得非晶硅薄膜20表面的温度迅速升高，进而非晶硅薄膜20熔化并转变为液态，非晶硅薄膜熔化的区域以极快的速度深入a-Si薄膜的内部，第一光束212对非晶硅薄膜进行一段时间的辐射后，a-Si薄膜形成了具有一定深度的融层，第一光束212的辐射停止后，融层开始以108～1010K/s的速度冷却，而此时固相与液相之间的界面以较为缓慢的速度(1～2m/s)回到表面，冷却之后非晶硅薄膜(a-Si)20转化成多晶硅(p-Si)薄膜21。在非晶硅向多晶硅转变的过程中，晶粒由晶核开始作横向生长，由于固态硅密度较小(约2.32g/cm3)，因此a-Si熔化后的多余体积会被挤至尚未固化的区域，形成了第一突起22。
S106：使用第二光束照射多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性。
当移动激光退火设备中的承载台，带动衬底基板向第二光束的方向移动时，例如，图7b为第二光束213辐射到晶化后的Poly-Si薄膜上的第一突起物22后的过程图，第一突起物22熔化后使得晶化后的多晶硅表面的非均匀性降低，从而减小了第一突起物22的高度甚至消除了部分的第一突起物22。在另一个示例中，也可以将多晶硅薄膜固定，而移动第一光束和第二光束。
例如，以非晶硅薄膜的厚度为50nm为例加以说明，通过原子力显微镜(AFM)对形成的多晶硅薄膜进行拍摄可以得到第二突起物22’的高度，例如，第二突起物22’的平均高度小于6nm，第二突起物22’的平均高度相对于第一突起物的高度减小了一半。第一突起物高度的减小可以提高电子和空穴的迁移率，减少后续栅绝缘层被击穿、栅极层和半导体层发生短路的风险。
需要说明的是，激光束为矩形且其长度大于宽度，激光束的宽度方向平行于第一方向，从第一光束指向第二光束的方向为第一方向。
实施例三
本实施例提供一种薄膜晶体管的制备方法，包括：采用实施例二中任一制备方法制备的多晶硅薄膜；对多晶硅薄膜进行图案化处理，以形成多晶硅图案以作为薄膜晶体管的有源层。
例如，图9为本实施例提供的一种薄膜晶体管的制备方法的流程图，制备薄膜晶体管包括如下步骤：
S201：制备多晶硅薄膜。
例如，采用实施例二中任一制备方法制备多晶硅薄膜，例如，该多晶硅薄膜表面突起物的高度小于多晶硅薄膜厚度的25％。
S202：对多晶硅薄膜进行图案化处理，以形成多晶硅图案以作为薄膜晶体管的有源层。
例如，该图案化处理过程包括在所形成的多晶硅薄膜上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶等过程以形成多晶硅(有源层)的图案。例如，光刻胶的涂覆可以采用旋涂、刮涂或者辊涂的方式。
S203：在多晶硅图案上形成第一绝缘层、栅极和第二绝缘层，部分刻蚀第一绝缘层和第二绝缘层以形成第一接触孔和第二接触孔。
例如，第一绝缘层为栅绝缘层，在多晶硅图案的上方沉积栅绝缘层薄膜，在该栅绝缘层薄膜上涂覆一层光刻胶(未示出)，并进行曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶等过程形成栅绝缘层的图案。例如，被用作栅绝缘层薄膜的材料包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或其他适合的材料。
例如，在第一绝缘层上沉积栅金属层薄膜，在该栅金属层薄膜上涂覆一层光刻胶，并进行曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶等过程形成栅的图案。
例如，形成栅极的材料可以为铜与其他金属的组合，例如，铜/钼(Cu/Mo)、铜/钛(Cu/Ti)、铜/钼钛合金(Cu/MoTi)、铜/钼钨合金(Cu/MoW)、铜/钼铌合金(Cu/MoNb)等；该栅金属层的材料也可以为铬基金属或铬与其他金属的组合，例如，铬/钼(Cr/Mo)、铬/钛(Cr/Ti)、铬/钼钛合金(Cr/MoTi)等。
例如，在栅极上沉积第二绝缘层薄膜，在该第二绝缘层薄膜上涂覆一层光刻胶(未示出)，并进行曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶等过程形成第二绝缘层的图案。例如，被用作第二绝缘层的材料包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或其他适合的材料。
在对第一绝缘层薄膜和第二绝缘层薄膜进行构图的过程中，部分刻蚀了第一绝缘层和第二绝缘层，形成第一接触孔和第二接触孔。
S204：在第二绝缘层上形成源极和漏极，源极和所述漏极分别通过第一接触孔和第二接触孔电连接到多晶硅图案。
例如，用于源极和漏极的材料可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钼、钼合金或其他适合的材料。
通过该方法制备的薄膜晶体管为顶栅型结构的薄膜晶体管，该薄膜晶体管中的半导体层为低温多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜的晶粒尺寸较大、颗粒尺寸分布均匀，并且该多晶硅薄膜具有非常低的表面粗糙度，能够解决薄膜晶体管的漏电流较大、迁移率及阈值电压不均匀性的问题。
例如，图10为本发明一实施例提供的另一种薄膜晶体管的制备方法的流程图制备方法，该制备方法包括如下步骤：
S301：在衬底基板上形成栅极和第一绝缘层；
S302：制备多晶硅薄膜；
S303：对多晶硅薄膜进行图案化处理，以形成多晶硅图案以作为薄膜晶体管的有源层；
S304：在多晶硅图案上形成源极和漏极。
例如，栅极、第一绝缘层、多晶硅薄膜、源极和漏极的形成过程以及形成材料可以参见图9所示的制备方法的相关描述，在此不再赘述。
通过该方法制备的薄膜晶体管为底栅型结构的薄膜晶体管，该薄膜晶体管中的半导体层为低温多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜的晶粒尺寸较大、颗粒尺寸分布均匀，并且该多晶硅薄膜具有非常低的表面粗糙度，能够解决薄膜晶体管的漏电流较大、迁移率及阈值电压不均匀性的问题。
本发明的实施例提供一种激光退火设备、多晶硅薄膜的制备方法以及薄膜晶体管的制备方法。激光退火设备包括激光发生器、光路元件和退火室，激光发生器配置为发射激光束，激光束经光路元件被引导至退火室，光路元件包括分束镜，分束镜将所述激光束分解成第一光束和第二光束且使得第一光束的能量密度大于第二光束的能量密度，第一光束和第二光束被引导至所述退火室中以用于激光退火，采用激光退火设备对非晶硅薄膜进行退火处理至少具有以下有益效果：第一光束首先照射非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，将多晶硅薄膜沿第一方向移动以使第二光束照射多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性，从而可以提高电子和空穴的迁移率，解决薄膜晶体管的漏电流较大、迁移率及阈值电压不均匀性的问题，还可以降低后续栅绝缘层被击穿、栅极层和半导体层发生短路的风险。
有以下几点需要说明：
(1)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种激光退火设备，包括：激光发生器、光路元件、退火室、第一衰减器和第二衰减器，其中，
所述激光发生器配置为发射激光束，所述激光束经所述光路元件被引导至所述退火室；
所述光路元件包括分束镜，所述分束镜将所述激光束分解成第一光束和第二光束且使得所述第一光束的能量密度大于所述第二光束的能量密度，所述第一光束和所述第二光束被引导至所述退火室中以用于激光退火；
所述第一光束和所述第二光束的出射方向一致；
所述第一衰减器和所述第二衰减器配置为分别对所述第一光束和所述第二光束的能量密度进行衰减；
所述激光退火设备还包括：
承载台，设置在所述退火室内且用于承载基板；和
第一检测器和第二检测器，位于所述退火室内且分别设置在所述承载台的两端，
其中，所述第一检测器和所述第二检测器分别对所述第一光束和所述第二光束的能量密度进行检测；
其中，所述承载台在所述退火室中设置为可移动，从而带动所述基板相对于所述第一光束和所述第二光束移动，所述第一光束用于首先照射所述基板上的非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，然后将所述多晶硅薄膜沿第一方向移动以使所述第二光束照射所述多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性，所述第一方向为从所述第一光束指向所述第二光束；
其中，当所述承载台被移动时，所述基板向所述第二光束的方向移动。
2.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，所述激光发生器为准分子激光器。
3.根据权利要求2所述的激光退火设备，其中，所述准分子激光器包括惰性气体准分子激光器、惰性气体卤化物准分子激光器、卤化汞准分子激光器、惰性气体氧化物准分子激光器以及多原子准分子激光器。
4.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，所述光路元件还包括匀光器、聚焦镜和反射镜。
5.根据权利要求4所述的激光退火设备，其中，所述反射镜包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，所述第一光束经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后被引导至所述退火室；所述第二光束经所述第三反射镜反射后被引导至所述退火室。
6.根据权利要求1所述的激光退火设备，还包括至少两台激光发生器，分别发出第一激光束和第二激光束，所述第一激光束和所述第二激光束被合并以得到所述激光束。
7.根据权利要求6所述的激光退火设备，其中，所述第一激光束和所述第二激光束的输出能量均为1000mj，所述第一光束的能量为1200mj，所述第二光束的能量为800mj。
8.根据权利要求7所述的激光退火设备，其中，所述退火室中填充有保护气体。
9.一种采用权利要求1至8任一项所述的激光退火设备制备多晶硅薄膜的方法，包括：
提供衬底基板；
将所述衬底基板定位在所述退火室内的所述承载台上；
在所述衬底基板上沉积非晶硅薄膜；
发射激光束；
将所述激光束分解成至少具有第一能量密度的所述第一光束和至少具有第二能量密度的所述第二光束，所述第一能量密度大于所述第二能量密度；
将所述第一光束的所述第一能量密度和所述第二光束的所述第二能量密度进行衰减；
所述第一光束首先照射所述非晶硅薄膜以将其退火为多晶硅薄膜，然后移动所述承载台，带动所述衬底基板向所述第二光束的方向移动，所述第二光束照射所述多晶硅薄膜的表面以减少其表面非均匀性。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二光束照射所述多晶硅薄膜的表面以使得所述多晶硅薄膜的表面刚好熔融。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在对所述非晶硅薄膜进行退火处理之前还包括对所述非晶硅薄膜进行高温处理，所述高温处理的温度为400～500℃，所述高温处理的时间为0.5～3小时。
12.一种薄膜晶体管的制备方法，包括：
采用权利要求9-11中任一项所述的方法制备多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜进行图案化处理，以形成多晶硅图案以作为薄膜晶体管的有源层。
13.根据权利要求12所述的制备方法，还包括：
在所述多晶硅图案上形成第一绝缘层、栅极和第二绝缘层；
部分刻蚀所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以形成第一接触孔和第二接触孔；以及
在所述第二绝缘层上形成源极和漏极，其中，所述源极和所述漏极分别通过所述第一接触孔和所述第二接触孔电连接到所述多晶硅图案。
14.根据权利要求12所述的制备方法，还包括：
在形成所述多晶硅图案之前，在所述衬底基板上形成栅极和第一绝缘层；
在形成所述多晶硅图案之后，在所述多晶硅图案上形成源极和漏极。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7120833B2 (ja) * 2018-07-10 2022-08-17 Ｊｓｗアクティナシステム株式会社 レーザ処理装置
CN111952160A (zh) * 2020-08-17 2020-11-17 北京中科镭特电子有限公司 一种激光退火装置
CN111952159B (zh) * 2020-08-17 2024-01-26 北京中科镭特电子有限公司 一种激光退火装置
CN112951745B (zh) * 2021-03-04 2023-02-17 重庆京东方显示技术有限公司 激光退火设备
WO2023097607A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor device using laser annealing
CN114409269A (zh) * 2021-12-22 2022-04-29 华南理工大学 一种基于激光扫描的区域性退火处理金属氧化物薄膜的方法
TWI822168B (zh) * 2022-07-06 2023-11-11 長庚大學 多晶金屬薄膜光熱處理系統及其運作方法
CN116275509B (zh) * 2023-05-15 2023-09-08 苏州亚太精睿传动科技股份有限公司 一种激光焊接方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148428A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体デバイスのレーザー処理方法
CN1599040A (zh) * 1999-08-18 2005-03-23 株式会社半导体能源研究所 激光装置和激光退火方法
KR20050076826A (ko) * 2004-01-23 2005-07-28 샤프 가부시키가이샤 반도체 박막의 제조 방법
CN1753155A (zh) * 2004-09-24 2006-03-29 财团法人工业技术研究院 平坦多晶硅薄膜晶体管的制作方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548370B1 (en) * 1999-08-18 2003-04-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of crystallizing a semiconductor layer by applying laser irradiation that vary in energy to its top and bottom surfaces
JP2001269789A (ja) * 2000-01-20 2001-10-02 Komatsu Ltd レーザ加工装置
US7009140B2 (en) * 2001-04-18 2006-03-07 Cymer, Inc. Laser thin film poly-silicon annealing optical system
JP5091378B2 (ja) * 2001-08-17 2012-12-05 株式会社ジャパンディスプレイセントラル レーザアニール方法及びレーザアニール条件決定装置
TW582062B (en) * 2001-09-14 2004-04-01 Sony Corp Laser irradiation apparatus and method of treating semiconductor thin film
US7164152B2 (en) * 2003-09-16 2007-01-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Laser-irradiated thin films having variable thickness
JP4567984B2 (ja) * 2004-01-30 2010-10-27 株式会社 日立ディスプレイズ 平面表示装置の製造装置
TWI390734B (zh) * 2005-04-06 2013-03-21 Samsung Display Co Ltd 製造多晶矽薄膜之方法及製造具有多晶矽薄膜之薄膜電晶體之方法
US7317179B2 (en) * 2005-10-28 2008-01-08 Cymer, Inc. Systems and methods to shape laser light as a homogeneous line beam for interaction with a film deposited on a substrate
US8148663B2 (en) * 2007-07-31 2012-04-03 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of improving beam shaping and beam homogenization
CN104835725B (zh) * 2008-01-07 2018-01-26 株式会社 Ihi 激光退火方法以及装置
WO2009150733A1 (ja) * 2008-06-12 2009-12-17 株式会社Ihi レーザアニール方法及びレーザアニール装置
US8318512B2 (en) * 2009-04-29 2012-11-27 Applied Materials, Inc. Automated substrate handling and film quality inspection in solar cell processing
JP2011216863A (ja) * 2010-03-17 2011-10-27 Hitachi Via Mechanics Ltd ビームサイズ可変照明光学装置及びビームサイズ変更方法
US8937770B2 (en) * 2012-07-24 2015-01-20 Coherent Gmbh Excimer laser apparatus projecting a beam with a selectively variable short-axis beam profile
KR102416569B1 (ko) * 2015-08-27 2022-07-04 삼성디스플레이 주식회사 레이저 결정화 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148428A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体デバイスのレーザー処理方法
CN1599040A (zh) * 1999-08-18 2005-03-23 株式会社半导体能源研究所 激光装置和激光退火方法
KR20050076826A (ko) * 2004-01-23 2005-07-28 샤프 가부시키가이샤 반도체 박막의 제조 방법
CN1753155A (zh) * 2004-09-24 2006-03-29 财团法人工业技术研究院 平坦多晶硅薄膜晶体管的制作方法

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