一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置及方法与流程

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一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置及方法与流程

本发明涉及一种结晶激光技术,尤其涉及一种非晶硅转变为多晶硅的装置及方法。



背景技术:

低温多晶硅是经由激光对非晶硅进行照射,经由吸收/熔融/固化转换为多晶硅。请参阅图1,一般低温多晶硅结晶系统基本包含激光产生器1、光学镜片模块2、脱氧模块3、制程腔体4与固定载台5,其中激光产生器1、光学镜片模块2与脱氧模块3可连通于制程腔体4,且载台5则位于制程腔体4内,用以承载非晶硅基材10。激光产生器1用以产生稳定激光8,而光学镜片模块2则用以传输/导正/分配激光束。具体而言,光学镜片模块2具有反射镜片9与聚焦镜片7,使得激光8可通过反射镜片9与聚焦镜片7而控制激光方向与聚焦,进而使激光8能够稳定地照射基材10。

于图1的装置中,制程腔体4具有一闸门6,通过闸门6的开启与关闭功能,可将基材10送入或移出制程腔体4。通过制程腔体4则可屏蔽外界环境的干扰,亦可确保激光8不外漏于外界环境。低温多晶硅结晶系统的脱氧模块3是用于去除结晶区域氧含量,举例而言,脱氧模块以氮气脱氧使结晶区域氧浓度低于20ppm,避免多余氧原子影响多晶硅内电子空穴对平衡。

然而,工艺过程中,激光8经入射到非晶硅基材10上经非晶硅基材10反射而损耗,因此,现行机台激光未有效利用。经仿真大约只有40%激光能量被非晶硅基材10吸收,但有60%被非晶硅基材10反射。虽然,有些设备使用吸收模块(beamdump)或挡片消除反射光,有些经由不断反射自然减弱消除,但是,无疑激光能量的损耗导致非晶硅基材10得到的能量不足以将其转变为多晶硅,产品合格率大大降低。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置及方法,以解决现有技术非晶硅基材反射激光造成能量损耗的缺陷。

为实现上述目的,本发明提出一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置,包括:

一腔体;

一移动式载台,设置于所述腔体中;

一激光产生器,用于提供一初始激光,且所述初始激光照射于所述腔体内;

一镜片模块,设置于所述腔体,所述镜片模块具有一反射面,其中该反射面面对于所述移动式载台,且所述反射面与所述移动式载台之间形成一旋转角度,其中所述旋转角度为-5度~40度。

在一实施例中,所述结晶激光装置更包括一驱动轴,枢接于所述镜片模块,其中该驱动轴连动于该镜片模块。

较佳地,所述驱动轴位于所述镜片模块的中心或位于所述镜片模块的两侧。

在一实施例中,所述镜片模块为可旋式光束反射镜,所述初始激光进入所述腔体内且形成一第一次反射光,而所述第一次反射光通过所述镜片模块,形成一第二次反射光。

在一实施例中,所述镜片模块为可旋式光束分流镜或可旋式衰减片,所述初始激光进入所述腔体内且形成一第一次反射光,而所述第一次反射光通过所述镜片模块,形成一第二次反射光与一穿透光,且所述第二次反射光与所述穿透光的方向不相同。

在一实施例中,所述结晶激光装置还包括一收敛镜,设置于所述镜片模块与所述移动式载台之间。

在一实施例中,所述初始激光在所述移动式载台的入射角度为5度~6度。

在一实施例中,所述结晶激光装置还包括一光吸/挡模块,所述光吸/挡模块与所述移动式载台分别设置于所述镜片模块的相对两侧。

在一实施例中,所述结晶激光装置还包括一能量量测模块,所述能量量测模块与所述移动式载台分别设置于所述镜片模块的相对两侧。

在一实施例中,所述第二次反射光的激光能量为100~200mj/cm2

在一实施例中,所述第二次反射光与所述第一次反射光的激光能量比例为40~100%。

而且,为实现上述目的,本发明还提出一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置,包括:

一腔体;

一移动式载台,设置于所述腔体中;

一激光产生器,用于提供一初始激光,所述初始激光朝向所述移动式载台之一第一部分照射;

一镜片模块,设置于所述腔体中;

一第一次反射光,形成于所述移动式载台之所述第一部分与所述镜片模块之间,且所述第一次反射光朝向所述镜片模块照射;以及

一第二次反射光,形成于所述镜片模块与所述移动式载台之一第二部分,且所述第二次反射光朝向所述移动式载台之所述第二部分照射,其中所述第二次反射光的激光能量为100~200mj/cm2

在一实施例中,所述第二次反射光与所述第一次反射光的激光能量比例为40~80%。

在一实施例中,所述结晶激光装置还包括一光吸/挡模块,所述光吸/挡模块与所述移动式载台分别设置于所述镜片模块的相对两侧。

在一实施例中,所述结晶激光装置还包括一穿透光,形成于所述镜片模块与所述光吸/挡模块之间,且所述穿透光朝向所述光吸/挡模块照射。

而且,为实现上述目的,本发明还提出一种非晶硅转变为多晶硅的方法,利用上述非晶硅转变为多晶硅的装置,包括:

将一非晶硅基材设置在一移动式载体上;

开启一激光产生器,形成一初始激光照射于所述非晶硅基材,以形成一多晶硅区;

所述初始激光经所述非晶硅基材后反射形成一第一次反射光;

所述第一次反射光经过一镜片模块而形成一第二次反射光;

所述移动式载台将所述非晶硅基材往一第一方向移动;

所述第二次反射光照射于所述多晶硅区,以进行多晶硅质量修补。

在一实施例中,所述非晶硅转变为多晶硅的方法更包括:所述移动式载台将所述非晶硅材往一第二方向移动;以及所述第二次反射光照射于所述非晶硅基材之一非晶硅区,以进行非晶硅预热或预结晶。

在一实施例中,所述非晶硅转变为多晶硅的方法还包括旋转所述镜片模块,且所述旋转角度为-5度~40度。

本发明的非晶硅转变为多晶硅的装置及方法,利用可旋式光束反射镜、可旋式光束分流镜或可旋式衰减片将非晶硅基材反射的一次反射光再次反射回非晶硅基材,减少了激光能量的损坏,使得激光能量满足非晶硅转变为多晶硅的要求,实现非晶硅向多晶硅的转变。

附图说明

图1为现有技术中非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图;

图2为本发明第一实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图;

图3为本发明第二实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图;

图4为本发明第三实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图;

图5a至图5c为本发明图3的实施例中移动式载台沿第一方向移动状态示意图;

图6a至图6c为本发明图3的实施例中移动式载台沿第二方向移动状态示意图;

图7a为本发明的实施例的结晶激光装置的角度示意图;

图7b为本发明的另一实施例的结晶激光装置的角度示意图;

图8为本发明的实施例的第二次反射光能量分布与镜片模块的激光利用率的关系图;

图9为本发明的实施例的第二次反射光能量分布与镜片模块的激光利用率及基材与镜片模块的距离d的关系图。

其中,附图标记:

现有技术:

1激光产生器

2光学镜片模块

3脱氧模块

4制程腔体

5移动式载台

6闸门

7聚焦镜片

8激光

9反射镜片

本发明:

10腔体

20移动式载台

30非晶硅基材

40激光产生器

50初始激光

60第一次反射光

70镜片模块

80第二次反射光

90光吸/挡模块

100穿透光

110聚焦镜片

120驱动轴

130闸门

140脱氧模块

150马达

160滑轨

具体实施方式

基于现有技术中激光能量由于非晶硅基材反射而大量损坏的问题,本发明提出了一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置。本发明以下实施例的装置,利用镜片模块将一次反射光反射为二次反射光重新照射到非晶硅基材上,使得非晶硅基材由于一次反射光反射损失的能量得到弥补。并且利用驱动轴驱动镜片模块旋转角度,进而调整了二次反射光照射到基材非晶硅或多晶硅区域的角度、能量等,由此非晶硅模块获得额外能量做为转变为多晶硅的预热或预结晶,或多晶硅模块获得额外能量做为转变为多晶硅后质量修补。

图2为本发明一实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图,如图2所示,本发明实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置,包括:腔体10、移动式载台20、激光产生器40、镜片模块70、闸门130及脱氧模块140。移动式载台20设置于腔体10中,移动式载体20用于承载非晶硅基材30。激光产生器40设置于腔体10外,用于提供初始激光50,初始激光的能量为400~500mj/cm2,初始激光50用以照射非晶硅基材30并经非晶硅基材30反射形成第一次反射光60。另外,初始激光50的光路上亦可设置聚焦镜片110,使得初始激光经过聚焦镜片110入射到非晶硅基材30上。

于本实施例中,镜片模块70设置于非晶硅基材30上方,用以接受第一次反射光60并将第一次反射光60反射形成第二次反射光80返回到非晶硅基30。第一次反射光与第二次反射光形成于非晶硅基材与镜片模块之间,且所述第一次反射光由所述非晶硅基材朝向所述镜片模块照射,所述第二次反射光由所述镜片模块朝向所述非晶硅基材照射,其中所述第二次反射光的激光能量为100~200mj/cm2。此外,非晶硅基材30与镜片模块的距离d为3mm至10mm,使得激光的光传送路径长度较为适中,助于激光能量的运用。举例来说,当距离d大于15mm之后,激光能量在此长度的光路径中,其能量散失的机率提高,使得到达基材30的激光能量明显不足使用。

于图2的实施例中,初始激光50在非晶硅基材30上的入射角度为10度以内,最佳为5度~6度,所述入射角度为初始激光与移动载台的法线之间的夹角。如此一来,此入射角度的范围可避免初始激光50与第一次反射光60之间形成干涉。此外,当入射角度大于10度时,会使得激光能量分布的轮廓发生变化,进而影响结晶质量,如结晶不均匀的现象。

于图2的实施例中,镜片模块70为可旋式光束反射镜,可旋式光束反射镜能够将第一次反射光60反射形成第二次反射光80返回到非晶硅基材30。可旋式光束反射镜70通过驱动轴120驱动以改变旋转角度,驱动轴120位于镜片中心,也可位于镜片两侧。可旋式光束反射镜的旋转角度为-5度~40度,较佳为-5度~6度。具体而言,所述镜片模块70具有一反射面,其中该反射面面对于所述移动式载台,旋转角度则为反射面与移动式载台20之间形成的旋转角度。镜片模块70以平行于移动载台的面为基准,较佳为镜片模块70以逆时针旋转0~40度,顺时钟旋转5度。

图3为本发明第二实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图,如图3所示,与图2不同的是,镜片模块70为可旋式光束分流镜或光束衰减片。可旋式光束分流镜及衰减片70能够将部分的第一次反射光60反射形成第二次反射光80返回到非晶硅基材30,而另一部分的第一次反射光60将透射出可旋式光束分流镜或衰减片70形成穿透光100。于本实施例中,结晶激光装置可设置光吸/挡模块90。详言之,光吸/挡模块90设置于穿透光的路径上,进而吸收遮挡穿透光100。于另一实施例中,光吸/挡模块90也可为能量量测模块,用来检测穿透光100的能量大小,进而助于修正激光能量或其它参数,以优化制程良率。于图3之实施例中,通过使用可旋式光束分流镜或光束衰减片,将非晶硅基材反射的一次反射光再次反射回非晶硅基材形成调整二次反射光,并通过驱动轴调整镜片模块的旋转角度等参数,有效的调整了二次反射光照射到非晶硅基材的角度/位置/能量。于本实施例中,驱动轴120位于镜片中心,在驱动轴120的驱动下,可旋式光束分流镜或可旋式光束衰减片的旋转角度为-5度~40度,较佳为-5度~6度。于图3的实施例中,结晶激光装置可设置收敛镜(未绘出),其设置于镜片模块70与移动式载台30之间。详言之,收敛镜位于一次反射光到二次反射光路径上,用以避免光发散的镜片。图2实施例中光束反射镜70用于无收敛镜,且第二反射光80能量低于200mj/cm2时使用。与图2实施例相比,图3实施例中分流镜/衰减片70可用于有收敛镜,能使第二反射光80能量低于200mj/cm2下使用。

图4为本发明第三实施例的非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置示意图,如图4所示,与图3不同的是,镜片模块70的旋转角度是利用马达来进行带动。详言之,图4中替代图3驱动轴120的为马达150与滑轨160,结晶激光装置更进一步包含马达150与滑轨160,马达150设置于镜片模块70的两侧,而滑轨160则沿着垂直方向延伸,使得座落于滑轨160上的马达150可随之移动。换言之,马达150可沿着滑轨160逐渐远离或逐渐靠近移动式载台20,当位于镜片模块70的两侧的马达150皆处于相同水平面时,其镜片模块70则与移动式载台20相互平行;当两侧马达150彼此位于不同水平面时,则镜片模块70与移动式载台20之间具有夹角。如此一来,通过控制两侧马达150之间的相对位置关系,可形成不同旋转角度的镜片模块70。

于图3的实施例中,当驱动轴120位于镜片中心时,构造/控制简易,空间需求度低。于图4的实施例中,当驱动轴120位于镜片两侧时,稳定度高,镜片不易晃动。

于图2~图4的实施例中,非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置,包含移动式载台20。移动式载台20是可移动装置,例如可以通过皮带传输或滚轮传输的方式实现移动。通过载台20的移动,基材30可以随之移动,使得基材30的各个部分都能够充分且均匀地接受到激光40及第二次反射光80的照射,进而使得基材30的各个部分都能由非晶硅转变为多晶硅,提升了非晶硅向多晶硅的转变的质量。

图5a至图5c为本发明图3的实施例中移动式载台移动状态示意图。如图5a至图5c所示,随着移动式载台20的移动,基材30可沿着第一方向x所移动,详言之,以图5a为起始位置而沿着第一方向x所移动,使得基材30位置依序由图5a移动至图5b,再从图5b移动至图5c。具体而言,请参阅图5a,初始激光50照射于非晶硅基材30的局部区域(即前端),而随着基材30沿着第一方向x所移动,如图5b所示,则基材30的前端又可受到第二次反射光80的照射。如此一来,非晶硅基材先经过初始激光结晶再通过第二次反射光处理,使得形成的多晶硅质量得到修补。同样地,再请回复到图5a,非基硅基材30尚未被初始激光50所照到的另一局部区域(即后端),但随着基材30沿着第一方向x所移动,如图5b所示,则可发现其基材30的后端可照射到初始激光50。之后,当基材30又沿着第一方向x移动,如图5c所示,其基材30的后端又再次受到第二次反射光80的照射。经由上述的移动式载台20设计,让整面基材30皆可受到初始激光50与第二次反射光80所照射,以优化多晶硅基材30的品质。

图6a至图6c为本发明图3的实施例中移动式载台反向移动状态示意图。如图6a至图6c所示,随着移动式载台20的移动,基材30可沿着第二方向x’所移动,详言之,以图6a为起始位置而沿着第二方向x’所移动,使得基材30位置依序由图6a移动至图6b,再从图6b移动至图6c。具体而言,请参阅图6a,基材30的后端受到第二次反射光80的照射,而随着基材30沿着第二方向x’所移动,如图6b所示,则基材30的后端又可受到初始激光50的照射。同样地,再请回复到图6a,非基硅基材30尚未被第二次反射光80所照到的另一局部区域(即前端)随着基材30沿着第二方向x’所移动,如图6b所示,则可发现其基材30的前端可照射到第二次反射光80。之后,当基材30又沿着第二方向x’移动,如图6c所示,初始激光50照射于非晶硅基材30的局部区域(即前端)。经由上述的移动式载台20设计,让整面基材30皆可受到初始激光50与第二次反射光80所照射,以优化多晶硅基材30的品质。

随着基材由图6a位置返回至图6c位置,第二次反射光80由非晶硅基板的后端照射至前端。初始激光50也由非晶硅基材的后端照射至前端。此过程中,基板先经第二次反射光处理再经初始激光结晶,如果第二次反射光能量>200mj/cm2,可使得非晶硅去氢/预热/预结晶。

其中,图5a至图5c可为独立工艺过程,图6a至图6c也可为独立工艺过程。并且,图5a、5b、5c与图6a、6b、6c可为串连工艺过程,即,先进行图5a至5c的工艺过程,之后再进行图6a至6c的工艺过程,或先进行图6a至6c的工艺过程,之后再进行图5a至5c的工艺过程,本发明不受限制。

本发明还提出一种非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置,包括:一制程腔体4;一移动式载台5,设置于所述制程腔体4中;一激光产生器1,用于提供一初始激光50,所述初始激光50朝向所述移动式载台5的一第一部分照射;一镜片模块70,设置于所述腔体4中;一第一次反射光60,形成于所述移动式载台5的所述第一部分与所述镜片模块70之间,且所述第一次反射光60朝向所述镜片模块70照射;以及一第二次反射光80,形成于所述镜片模块70与所述移动式载台5的一第二部分,且所述第二次反射光80朝向所述移动式载台5的所述第二部分照射,其中所述第二次反射光80的激光能量为100~200mj/cm2。所述第二次反射光80与所述第一次反射光60的激光能量比例为较佳为40~80%。

在本发明的实施例中,所述非晶硅转变为多晶硅的结晶激光装置更包括一驱动轴120,枢接于所述镜片模块,其中该驱动轴120连动于该镜片模块70。所述驱动轴120位于所述镜片模块70的中心或位于所述镜片模块的两侧。

在本发明的实施例中,所述镜片模块为可旋式光束反射镜,所述初始激光在所述移动式载台的入射角度为5度~6度。所述初始激光进入所述腔体内且形成一第一次反射光,所述第一次反射光通过所述镜片模块,形成一第二次反射光。

在本发明的实施例中,结晶激光装置还可包括一光吸/挡模块90,所述光吸/挡模块90与所述移动式载台5分别设置于所述镜片模块70的相对两侧。

进一步,在本发明的实施例中,结晶激光装置还可包括还包括一穿透光100,形成于所述镜片模块70与所述光吸/挡模块90之间,且所述穿透光100朝向所述光吸/挡模块90照射。

另外,本发明的实施例还提出了采用上述装置将非晶硅转变为多晶硅的方法(如图5a至图5c),该方法包括:将非晶硅基材30设置在腔体10中的移动式载体20上;开启激光产生器40,通过初始激光50照射非晶硅基材30,初始激光经非晶硅基材30后形成一多晶硅区;所述初始激光经所述非晶硅基材后反射形成一次反射光60;通过镜片模块70接受所述第一次反射光60并将所述第一次反射光60反射形成第二次反射光80返回到所述非晶硅基材;所述移动式载台将所述非晶硅基材往一第一方向x移动;若返回到所述非晶硅基材的基材区域为非晶硅区,所述第二反射光做为非晶硅预热或预结晶;若返回到所述非晶硅基材的基材区域为多晶硅区,所述第二反射光做为多晶硅质量修补。

较佳地,所述方法进一步包括(如图6a至图6c):所述移动式载台将所述非晶硅材往一第二方向x’移动;所述第二次反射光照射于所述非晶硅基材的一非晶硅区,以进行非晶硅预热或预结晶。

较佳地,所述方法进一步包括:旋转所述镜片模块,且所述旋转角度为-5度~40度。

较佳地,镜片模块70可为光束反射镜、光束分流镜或者光束衰减片。在较佳的实施方式中,镜片模块70为可旋式光束反射镜、可旋式光束分流镜或可旋式衰减片。可旋式光束反射镜能够将一次反射光60反射形成二次反射光80返回到基材30。可旋式光束分流镜及可旋式衰减片能够将一次反射光60反射形成二次反射光80返回到基材30,并且,一次反射光60部分透射出可旋式光束分流镜或可旋式衰减片形成穿透光100,穿透光100经光吸/挡模块90吸收遮挡。其中,所述初始的能量较佳为400~500mj/cm2,所述第一次反射光的能量较佳为200~300mj/cm2。所述初始激光的入射角为5度~6度,所述一次反射光的入射角为5度~6度,所述非晶硅基材的反射率为50%~60%。

本发明的实施例的方法通过调整衰减片/分光镜的旋转角度、一次反射光的能量、一次反射光入射角、非晶硅的反射率、非晶硅基材与镜片模块的距离、经衰减片/分光片的激光穿透率、激光发散角等参数,调整二次反射光入射到非晶硅基材的能量,使得非晶硅基材能够转变为多晶硅基材,更可达到优化多晶硅基材的质量。本发明的实施例中,调整二次反射光照射非晶硅基材的激光能量限制在100~200mj/cm2。当此能力小于100mj/cm2时,多晶硅吸收转热效益不佳,修补厚度不足薄膜晶体管主反应层,无修补效益。当此能量大于200mj/cm2时,由于激光结晶阀值经验值~200mj/cm2(与非晶硅堆栈结构及厚度相关),高于此能量,多晶硅开始熔融再结晶,但能量不足,因此无修补效益反而结晶晶粒变小。

图7a为本发明的实施例的结晶激光装置的角度示意图,为便于说明,图7a仅绘示出镜片模块70、基材30、初始激光50、第一次反射光60与第二次反射光80。于图7a的实施例中,镜片模块70的旋转角度为0度,即镜片模块70平行于移动式载台(即基材30表面)。举例来说,结晶激光装置的各参数如下:初始激光50的能量为400~500mj/cm2、初始激光50的入射角a为5度~6度以及基材30(如非晶硅基材)的反射率为50%~60%。于本实施例中,镜片模块70的旋转角度为0度,使得第二次反射光80能够以入射角a来照射基材30。如此一来,可以再次利用激光光线来修补基材30,进而提升多晶硅基材30的质量。于另一实施例中,请参阅图7b,为便于说明,图7b仅绘示出镜片模块70、基材30、初始激光50、第一次反射光60与第二次反射光80。于图7b的实施例中,镜片模块70的旋转角度为b,而使得第二次反射光80能够以入射角a+b*2来照射基材30。举例来说,当镜片模块的旋转角度b在-5度~40度范围内,则第二次反射光会以入射角为0度~85度来照射基材30。于图7b的实施例中,镜片模块70以平行基材30的水平面为基准,而进行逆时针旋转,形成为正角度的旋转角度b,其旋转角度为0度~40度,最佳为0度~6度。于不同实施例中,镜片模块70也可为顺时针旋转,形成以负角度的旋转角度,其旋转角度为-5度~0度。

图8为本发明的实施例的第二次反射光能量分布与激光利用率的关系图。于图8的实施例中,结晶激光装置设有收敛镜,其中横轴为激光利用率,亦即镜片模块的反射率,而纵轴为激光能量。收敛镜功能是为了避免激光发散,当激光发散时激光面积增大,在总能量相同下,能量密度(mj/cm2)下降,结晶质量视能量密度。当有收敛镜时,可缩小激光发散角使激光面积维持一定,则能量密度不会下降,能量密度利用率提升,可用分流镜/衰减片70来控制第二反射光80的能量密度。举例而言,结晶激光装置的初始激光能量为450mj/cm2,且其入射角度为6度。同时,(非晶硅)基材的反射率为60%,且搭配镜片模块的旋转角度为-5度~6度。在上述的条件之下,可得到如图8的关系图。当需要第二次反射光的能量为100~200mj/cm2时,则结晶激光装置的镜片模块可选择其利用率(亦即反射率)为40%~80%。又或者,镜片模块的激光利用率为40%~60%时,可形成能量为100~150mj/cm2的第二次反射光;随着镜片模块的激光利用率提高为60%~80~时,则可形成能量为150~200mj/cm2的第二次反射光。因此,于结晶激光装置设有收敛镜的架构中,可以透过不同激光利用率的镜片模块来形成不同能量的第二次反射光,如图8所示。

图9为本发明的实施例的第二次反射光能量分布与激光利用率以及距离的关系图。于图9的实施例中,结晶激光装置没有设置收敛镜,其中横轴为激光利用率,亦即镜片模块的反射率,而纵轴为基材与镜片模块之间的距离d。从图9中,可以观察到不同距离d与不同激光利用率会产生不同的第二次反射光能量,为便于理解,则以不同灰阶程度来代表第二次反射光的能量值。举例而言,结晶激光装置的初始激光能量为450mj/cm2,且其入射角度为6度。同时,(非晶硅)基材的反射率为60%,且搭配镜片模块的旋转角度为-5度~6度。在上述的条件之下,可得到如图9的关系图。当需要第二次反射光的能量为100~200mj/cm2时,则结晶激光装置的镜片模块可选择其利用率(亦即反射率)为60%~100%,且其距离d则可随之控制在3~10mm。又或者,当非晶硅基材与镜片模块的距离d设置为小于5mm时,一次反射光经镜片模块的激光利用率大于60%,使得第二次反射光的能量为大于100mj/cm2,助于制程。又或者,当非晶硅基材与镜片模块的距离d设置为5mm至10mm时,一次反射光经镜片模块的激光利用率大于80%,使得第二次反射光能量可在100~150mj/cm2。因此,从图9中可以找出符合第二次反射光的能量分布,进而选择适当的镜片模块的激光利用率与其搭配的距离。

实施例1:

将非晶硅基材30设置在腔体10中的移动式载体20上,开启激光产生器40,通过初始激光50照射非晶硅基材30,初始激光经非晶硅基材30后反射形成一次反射光60,通过镜片模块70接受一次反射光60并将一次反射光60反射形成二次反射光80返回到非晶硅基材30,镜片模块70选自旋式光束反射镜、可旋式光束分流镜或可旋式衰减片。通过驱动轴120驱动控制镜片模块70,在驱动轴的驱动下,镜片模块的旋转角度为-5度。起始激光450mj/cm2,起始激光入射角与一次反射光反射角同为5度。非晶硅的反射率为60%,初始激光经过聚焦镜片110入射到非晶硅基材30上,将非晶硅转化为多晶硅,并形成一次反射光60,能量270mj/cm2,一次反射光60经可旋式光束分流镜或可旋式衰减片的激光利用率为70%,使非晶硅基材接受到二次反射光的能量为189mj/cm2,进行多晶硅质量修复。

实施例2:

将非晶硅基材30设置在腔体10中的移动式载体20上,开启激光产生器40,通过初始激光50照射非晶硅基材30,初始激光经非晶硅基材30后反射形成一次反射光60,通过镜片模块70接受一次反射光60并将一次反射光60反射形成二次反射光80返回到非晶硅基材30,镜片模块70选自旋式光束反射镜、可旋式光束分流镜或可旋式衰减片。通过驱动轴120驱动控制镜片模块70,在驱动轴的驱动下,镜片模块的旋转角度为5度。起始激光450mj/cm2,起始激光入射角与一次反射光反射角同为5度。非晶硅的反射率为50%。初始激光经过聚焦镜110入射到非晶硅基材30上,将非晶硅转化为多晶硅,并形成一次反射光60,能量225mj/cm2,非晶硅基材与镜片模块的距离d设置为小于5mm,一次反射光经可旋式光束分流镜或可旋式衰减片的激光利用率为80%。此实施例中,非晶硅基材接受到二次反射光的能量为180mj/cm2,进行多晶硅质量修复。

本发明的实施例的装置及方法通过设置移动式载台搭配镜片模块,尤其是可旋式光束反射镜、可旋式光束分流镜或可旋式衰减片。当移动式载台沿着第一方向所移动时,将非晶硅基材反射的一次反射光再次反射回非晶硅基材形成调整二次反射光,并通过驱动轴调整镜片模块的旋转角度等参数,有效的调整了二次反射光照射到非晶硅基材的角度/位置/能量等,增加激光能量的利用,使得激光能量满足及帮助非晶硅转变为多晶硅的要求,实现非晶硅向多晶硅的转变与质量的提升。当移动式载台沿着第二方向所移动时,第二次反射光由非晶硅基板的后端照射至前端,初始激光也由非晶硅基材的后端照射至前端。此过程中,基材先经第二次反射光处理再经初始激光结晶,如果第二次反射光能量>200mj/cm2,可使得非晶硅去氢/预热/预结晶。并通过驱动轴调整镜片模块的旋转角度等参数,有效的调整了二次反射光照射到非晶硅基材的角度/位置/能量等,增加激光能量的利用,使得激光能量满足及帮助非晶硅转变为多晶硅的要求,实现非晶硅向多晶硅的转变与质量的提升。

当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

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