处理膜的系统和方法以及薄膜的制作方法

专利名称：处理膜的系统和方法以及薄膜的制作方法
技术领域：
提供了处理膜的系统和方法以及薄膜。
背景技术：
最近几年中，已经研究了用于结晶化或者提高非晶或多晶半导体 膜的结晶度的各种技术。这样的结晶化薄膜可以用来制造多种器件， 例如图像传感器和有源矩阵液晶显示器("AMLCD")。在后者中， 在适当透明的基底上制造规则的薄膜晶体管(TFT)阵列，并且每个 晶体管作为一个像素控制器。
采用不同的激光工艺包括准分子激光退火(excimer laser annealing ("ELA"))和顺序性横向凝固(sequential lateral solidification ("SLS"))工艺对结晶半导体膜例如硅膜进行处理，以 提供用于液晶显示器的像素。SLS更适于处理用于AMLCD以及有 机发光二极管("OLED")器件的薄膜。
在ELA中，通过准分子激光照射膜的一个区域以部分熔化该 膜，该部分随后会结晶化。该工艺典型地采用一个长而窄的光束形 状，该光束形状在整个基底表面上连续行进，以致于该光束可能穿过 表面以单次扫描照射整个半导体膜。该硅膜被照射多次以产生具有均匀晶粒尺寸的随机多晶膜。ELA形成小颗粒的多晶膜；然而，该方 法经常受困于微结构的不均匀性，这是由脉冲到脉冲能量密度变化和 /或不均匀的光束强度分布导致的。图6A示出可以采用ELA获得的 随机微结构，该附图和后面的附图都不是按照比例绘制的，实质上应 当是示例性的。
SLS是一种脉沖激光结晶化工艺，其能在基底上形成具有大且均 匀晶粒的高质量的多晶膜，并且基底是不耐热的基底，例如玻璃和塑 料。顺序性横向结晶(SLS)釆用控制激光脉冲来完全熔化基底上的 非晶或多晶膜的一个区域。该被熔化的膜区域然后横向结晶化为固化 的横向列微结构或多个位置可控的大面积单晶区域。通常情况下，该 熔化/结晶化工艺通过大量的激光脉冲在整个大薄膜的表面上被连续 重复。基底上加工的膜随后用来生产一个大显示器，或者甚至分割来 生产多个显示器，每个显示器用来在给定器件中提供视觉输出。图 6B-6D示出可以通过SLS得到的在具有不同微结构的膜内制造的 TFT的示意图。下面对SLS工艺进行更详细的描述。
SLS系统和方法在商业应用上的潜在成功与其生产量有关系，能 够以该生产量生产期望的微结构和织构。生产具有该微结构的膜所花 费的能量和时间也与生产薄膜的成本有关；通常情况下，越快速、有 效地生产膜，那么在给定的时间段内就可以生产越多的膜，从而能够 得到更高的产量和由此更高的潜在效益。

发明内容
本申请描述处理薄膜的系统和方法以及薄膜。
在一些实施例中，提供了处理薄膜的一种方法，该方法包括在 膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底^并能够 通过激光诱导熔化；产生具有一定通量(fluence)的激光束，选择 该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中， 在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；相对于激光束定位该膜，
以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；将该激光束沿着激光束光路引导到移动的至少部分反射的光学元件上， 该移动的光学元件使该光束改变方向，以便用该光束沿着第一方向以 第一速度扫描该第一区域中的第一部分，其中选择该第一速度以便该 光束照射并在第一区域的第一部分形成固体和液体的混合物，其中所 述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方
向上具有占主导地位的相同的结晶取向；以及采用激光诱导熔化来结 晶化该第一区域的至少第一部分。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个。激光束为连续波，进 一步包括相对于激光束重新定位膜，以准备至少部分地预结晶化所 述多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动该光学元件以便用该激 光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述 第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个 方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。进一步选择所述第一速度 以便由光束产生的热量基本上不损坏基底。该移动的光学元件包括具 有多个小平面(facet)的旋转盘，其中小平面反射所述激光束到膜 上。第一速度为至少约0.5m/s。第一速度为至少约lm/s。
权利要求1的方法进一步包括在用移动的光学元件使激光束改 变方向以便扫描该第一区域的第一部分后，相对于激光束在第二方向 上平移该膜以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域 的第二部分，其中所述第一区域的第二部分在冷却时形成晶粒，该晶
粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。第 一区域的第二部分与第一区域的第一部分部分重叠。在第二方向上以 第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在第一区域的第一部分 和第二部分之间提供预定的重叠量。在第二方向上以第二速度连续平
移该膜一段时间，选择该时间段，以顺序地照射该第一区域的多个部 分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述 至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。在所述至少 单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜的表面。在所述至少 单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。结晶化第一区域的至少第 一部分包括执行均匀的顺序横向结晶。均匀的顺序横向结晶包括 行扫描顺序横向结晶。结晶化第 一 区域的至少第 一部分包括执行点顺
序横向结晶(Dot sequential lateral crystallization),结晶化第一区域 的至少第 一部分包括执行受控的超级横向生长结晶(controlled super-lateral growth crystallization )。结晶化第一区域的至少第一部分包括 形成具有预定的结晶取向，以适于形成驱动器TFT的沟道区域。进 一步包括在第一区域和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶 体管。进一步包括在至少第一区域和第二区域中制造多个薄膜晶体 管。限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽 度至少与预期随后在该区域中制造的器件或电路一样大。限定多个间 隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随 后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。间隔开的区域由非晶 膜分隔开。膜包含导体和半导体中的至少一种。膜包含硅。基底包含 玻璃。使用聚焦光学器件整形所述激光束。
一些实施例提供了一种处理膜的系统，该系统包括提供具有一 定通量的激光束的激光源，该通量被选择以在膜中形成固体和液体的 混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分 被熔化；在激光束光路上的可移动的至少部分反射的光学元件，其能 够可控地使该激光束的光路改变方向；用于支持膜和能够在至少第一 方向上平移的工作台；以及用于存储一组指令的存储器，该指令包括 在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能 够通过激光诱导熔化；相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预 结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；移动该可移动的光学元 件以致于可以用该光束沿着笫一方向以第一速度扫描该第一区域的第 一部分，其中选择该第 一速度以便该光束在膜中形成固体和液体的混 合物，并且在第一区域的第一部分中，在整个膜厚度上，使该膜的一 部分被熔化，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶 粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个，激光束为连续波。相对于激光束重新定位膜，以准备至少部分地再结晶所述多个间隔开的
区域中的第二区域；并且移动该可移动的光学元件以致于用该光束沿 着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区 域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有 占主导地位的相同的结晶取向。进一步选择所述第一速度以便由该光 束产生的热量基本上不损坏基底。该可移动的光学元件包括具有多个 小平面的盘，该小平面将所述激光束至少部分反射到膜上。第一速度
为至少约0.5m/s。第一速度为至少约lm/s。存储器进一步包括指 令，以在移动该可移动的光学元件以便扫描该第一区域的第一部分 后，相对于激光束在第二方向上平移该膜以便用激光束沿着第一方向 以第一速度扫描该第一区域的第二部分，其中所述第一区域的第二部 分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导 地位的相同的结晶取向。存储器进一步包括指令，用来使第一区域的 第一部分和第二部分部分重叠。存储器进一步包括指令，用来在第二 方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度来在第一区域的第 一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。存储器进一步包括指令， 用来在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段 来顺序照射和部分熔化该笫一区域的多个部分，其中所迷多个部分中 的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有 占主导地位的相同的结晶取向。存储器进一步包括指令，用来在至少 第一区域执行均匀的顺序横向结晶。存储器进一步包括指令，用来为 每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造 的器件或电路一样大。存储器进一步包括指令，用来为每个间隔开的 区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管 的宽度一样大。该膜包含导体和半导体中的至少一种。膜包含硅。基 底包含玻璃。进一步包括激光光学器件来整形所述激光束。
一些实施例提供一种膜，该膜包括预结晶化膜列，所述预结晶化 膜列被定位和定尺为使得随后能在所述预结晶化膜列中制造薄膜晶体 管的行和列，所述预结晶化膜列包括在至少单独 一 个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒；以及在所述预结晶化膜列之间的未 处理的膜列。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个。在所迷至少单独一个 方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。在所述至少单独一个方 向上的所述结晶取向为<100>取向。该未处理膜的列包括非晶膜。
一些实施例提供了一种处理膜的方法，该方法包括在膜中限定 至少一个区域，该膜位于基底上并且能够通过激光诱导熔化；产生具 有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合 物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔 化；将该激光束引导到移动的至少部分反射的光学元件上，所述移动 的光学元件引导该激光束沿着第一方向以第一速度穿过第一区域的第 一部分；相对于激光束在第二方向上以第二速度移动该膜，使得随着 光学元件移动，在激光照射第一部分期间，沿着第二方向平移该膜， 其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独 一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向，其中选择该第一速度 以便该光束照射并在膜的第一部分中形成固体和液体的混合物；并且 重复移动光学元件和移动膜的步骤至少一次来结晶化第一区域。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个，激光束为连续波激 光。进一步包括相对于激光束重新定位膜来准备至少部分地预结晶所
述多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动该光学元件以致于用该 激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所 述第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方 向上具有占主导地位的相同的结晶取向。进一步选择所述第一速度以 避免由光束产生的热量损坏基底。引导该移动的光学元件包括旋转具 有多个小平面的盘，该小平面反射所述激光束到膜上。第一速度为至
少约0.5m/s。第一速度为至少约lm/s。移动光学元件和移动膜的步 骤使第一区域的第一部分和第二部分具有占主导地位的相同的结晶取 向，并且使第一区域的第二部分部分重叠第一区域的第一部分。在第 二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。在第二方向上以第二 速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段，以顺序照射和部分熔化 该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成 晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结 晶取向。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜
表面。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。进
一步包括使该膜经历随后的顺序横向结晶工艺，以产生位置可控的晶 粒，其中结晶第一区域的至少第一部分包括执行均匀顺序横向结晶。
均勻的顺序横向结晶包括行扫描(line-scan)顺序横向结晶。结晶化第 一区域的至少第一部分包括执行点顺序横向结晶。结晶化第一区域的
至少第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶。结晶化第一区域的 至少第一部分包括形成具有占主导地位的结晶取向的晶体，该晶向适
于驱动器TFT的沟道区域。进一步包括在第一区域和第二区域中的 至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。进一步包括在至少第一区域和
第二区域中制造多个薄膜晶体管。限定多个间隔开的区域包括为每个 间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的器 件或电路一样大。限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限 定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度 一样大。间隔开的区域由非晶膜分隔开。膜包含导体和半导体中的至 少一种。膜包含硅。基底包含玻璃。使用聚焦光学器件整形所迷激光 束。


在附图中
图1示出根据一些实施例的具有高产量预结晶化的预结晶化区域 的薄膜。
图2为示意性地示出根据一些实施例的用于对膜进行高产量预结 晶化和可任选的后续TFT制造的方法。
图3为根据一些实施例的用于对膜进行高产量预结晶化的装置的图4A-4B示出根据一些实施例的采用高产量预结晶化装置对 TFT区域的预结晶。
图5为根据一些实施例的用于对膜进行顺序横向结晶的装置的示 意图。
图6A示出由准分子激光退火形成的结晶微结构。 图6B-6D示出由顺序横向结晶形成的结晶微结构。 图7A-7D示意性地示出根据一些实施例的在顺序横向结晶中涉 及的工艺和由顺序横向结晶形成的微结构。
具体实施例方式
本文描述的系统和方法提供具有受控的结晶晶体织构的预结晶化 薄膜。带织构的薄膜包含在至少单一结晶取向上具有占主导地位的相 同的结晶取向的晶粒。如下面进行的更详细的讨论，该膜适于通过 SLS或其它横向生长工艺进行进一步的处理。在SLS中，SLS期间 横向生长的晶向依赖于照射区域的边界处的材料的取向。通过在执行 SLS之前预结晶化膜，SLS期间横向生长的晶体采用预结晶期间产生 的晶向，并且因而相对于未预结晶化而生长的晶粒沿着改善的晶向生 长。预结晶化和横向结晶膜随后能被加工形成TFT，并且最终用作 显示器。
当多晶材料用于制造具有TFT的器件时，当载流子在给定电势 的影响下行进时，在TFT沟道中的载流子传输的总电阻受到载流子 必须穿过的多个势垒的组合的影响。在由SLS加工的材料中，如果 载流子平行于多晶材料的长晶粒轴方向移动，与其相比，如果载流子 垂直于该长晶粒轴方向移动，那么载流子会通过更多的晶粒边界，并 且因此经历更高的电阻。因此，通常情况下，相对于膜的长晶粒轴， 在SLS加工的多晶膜上制造的TFT器件的性能依赖于沟道中膜的微 结构。然而，SLS不能完全限定那些晶粒的结晶晶体织构，因为它们 是由那些本身不必有明确的结晶晶体织构的已有的晶粒外延生长得到。
预结晶化膜能在顺序横向结晶工艺期间改善所获得的晶体排列， 例如晶体织构，并且允许对膜的晶体织构和微结构分别控制和优化。 预结晶化膜产生带织构的膜，其在至少一个方向上具有占主导地位的 相同的结晶取向的晶粒。例如，如果在薄的多晶膜中大多数微晶的一 个晶轴优选指向一个预定的方向，那么该膜被称为具有单轴织构。对 本文描述的许多实施例，单轴织构的优选方向为垂直于微晶表面的方 向。因此，本文所采用的"织构"是指晶粒的单轴表面织构。在一些实
施例中，微晶具有(100)织构。织构的程度能够根据具体应用而改 变。例如，高度织构能提高用于驱动电路的TFT的性能，但不会对 用于开关电路的晶体管带来明显的益处。
公知可以用于预结晶化膜的 一种方法是混合相区熔再结晶 (mixed-phase zone-melt recrystallization (ZMR))， 在一些实施例中， 该方法使用连续波(CW)激光束来部分熔化硅膜并因此形成具有期 望的织构的膜，例如(100)织构。在ZMR方法中，照射导致膜的一些 部分完全熔化而其它部分并未熔化，这样形成了一个"过渡区域"，其 存在的结果是在熔化(半导体金属过渡)时显著增加了 Si的反射 率。具有(100)织构的晶粒形成在该过渡区域中。对于进一步的细 节，请参见标题为"Systems and Methods for Creating Crystallographic國Orientation Controlled poly-Silicon Films，，的美国专 利公开No. 2006/0102901,其全部内容通过引用的方式结合到此处。 预结晶化膜的织构能通过多次扫描该膜来进一步改善，因为以牺牲非 优选晶向的晶粒为代价优选晶向的晶粒会增大。对于进一步的细节， 请参见美国临时专利申请No. 60/707,587，其全部内容通过引用的方 式结合到此处。进一步
关于ZMR的大体细节可以参见M.W. Geis等人的文章，"Zone-Melting recrystallization of Si films with a movable-strip- heater oven"， J. Electro-Chem. Soe. 129， 2812 (1982)，其全部内容通过引用 的方式结合到此处。然而，预结晶化整个面板来得到(100)面的大晶粒材料会非常耗
时，因为典型的连续波(cw)激光源功率有限。另外，用连续波(cw) 激光预结晶化硅膜由于连续照射可以显著加热膜和下面的基底。对于 玻璃基底，能产生足够的热量来导致基底翘曲或实际上熔化并损坏基
底。通常情况下，为了避免损坏，至少约lm/s的扫描速度对玻璃基 底才是有益的。然而，随着基底尺寸的增加，这一速度却变得日益难 以实现；例如，在所谓的低温多晶硅(LTPS)技术中通常用于手机 (小显示器)的当前的面板尺寸，达到~ 720 mm x 930 mm (其能被 分离为4个或更多器件)或更大。当前可利用的工作台技术典型地限 制了扫描速度为几个cm/s或几十cm/s，如普通的SLS工艺中采用 的。因此，使用连续波激光的传统预结晶化不易用于大基底。尽管能 够采用热阻基底，但是它们的成本高并且对大面积电子应用没有吸引 力。
本文描述的预结晶化系统和方法允许以高的扫描速度扫描膜，这 帮助阻止对下面基底造成热损害。该系统可以使用传统的(例如相对 慢的)处理工作台来移动大基底，并同时可以提供大约lm/s或甚至 更高的扫描速度。特别地，处理工作台在一个方向上以典型的扫描速 度移动膜和基底，而在不同的方向(如垂直方向)上以更高的速度移 动光学器件扫描激光束通过膜。工作台和激光束的运动是协调的以便 预结晶化已限定的膜区域，并且其它区域保持未处理状态。这样增加 了膜的有效扫描速度，其超出了损坏基底的阈值速度，并且大大地提 高了预结晶化膜的效率。
该系统和方法也能够减少处理膜的全部时间。特别地，在膜的多 个区域中预结晶化膜，在多个区域位置制造的器件受益于可控的结晶 织构，例如，这些区域包括要求最苛刻的电路。在一些实施例中，这 些区域位于显示器的周边部分上，在这些区域中，制造集成TFT。 这种器件不处于其上或不需要可控结晶织构器件的膜区域并不被预结 晶化。在一些实施例中，面板被预结晶化的速度与SLS系统和方法 的整体速度近似匹配，预结晶化系统和方法以该速度#皮结合。图1示出在限定的多个区域中硅膜300被预结晶化的实施例，并 且在其它区域保持未处理状态。由于多种原因，选择该限定的多个区 域，例如，为了最终制造在该位置的受益于改善晶体织构的器件。在 一些实施例中，该限定的多个区域对应于TFT的沟道。膜包括预结 晶化硅325的区域和未处理硅310的区域。定位并按大小排列这些区 域以便TFT的行和列随后可任选地被制造在预结晶化硅325的区域 中，例如釆用SLS和其它工艺步骤。未处理区域310为可以未结晶 硅，例如非晶硅，或者可以为例如多晶硅。
尽管未处理的和预结晶化硅的区域被示出为具有近似相同的宽 度，但是区域宽度和相对间隔可以根据期望的显示器的面积和集成区 域的宽度而改变。例如，集成区域可以只有显示器的仅仅几毫米宽， 该显示器具有几英寸的对角线。在这种情况下，预结晶化硅列325能 够制造得比未处理区域310基本上更窄。这样将会进一步提高处理膜 的效率，因为膜的大部分区域不需要预结晶化。通常情况下，预结晶 化区域的宽度只需要足够长以覆盖集成电路的区域。
图2示意性示出了根据一些实施例的用于高产量预结晶化的方法 400和用于制造TFT的对半导体膜的可任选的后续处理。首先，限 定要被预结晶化的区域(410)。如上所述，该被限定区域可任选地 与制造TFT电路的面积相对应。按照采用该膜最终制造的器件的需 要来选择该区域宽度和间隔。
然后，在已限定的区域预结晶化膜(420)。在一些实施例中， 如下面详细描述的那样，使用连续波(CW)激光来完成。激光器部 分熔化该膜，该膜结晶为期望的织构。带织构的膜包括在至少单独一 个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒。然而，该晶粒随 机地位于膜表面上，并且没有特定的尺寸。
然后，可选地横向结晶该膜(430 )。在许多实施例中，采用 SLS工艺来完成，例如下面详细描述的那样。有关进一步的细节和其 它SLS的工艺，可以参见美国专利Nos. 6,322,625、 6,368,945、 6,555,449和6,573,531 ，所有这些专利的内容全部结合到本文中。然后，在已限定区域中可任选地制造TFT (440)。这可以通过 硅岛形成来完成，其中，除了要制造TFT的区域以外，膜被刻蚀以 去除多余的硅。然后，使用本领域公知技术来处理保留的"島，，以形成 有源TFT,包括图6A中示出的源和漏接触区域。
请注意，在通常情况下，即使给定膜的已限定区域被预结晶化并 保留未处理的其余区域，在预结晶化区域内，SLS工艺不必独自进 行。例如，整个膜或者其部分能采用SLS横向结晶。然后，可以在 膜的横向结晶区域内的期望的位置处制造TFT，以便TFT中的一些 或所有的TFT被制造在原始被预结晶化的区域中。通过最终器件的 性能需求来决定在膜的给定区域上执行的步骤。
图3示意性地示出可以用于预结晶化膜的一种系统的实施例。该 系统包括具有多个小平面的旋转盘，其中每个小平面对激光束波长 是至少部分反射的。该激光束在旋转盘上被引导，该旋转盘这样设置 以便该小平面使该激光束改变方向以便其照射该膜。当盘旋转时，使 得激光束扫描膜表面，因此，可以预结晶化膜的连续部分。当盘继续 旋转时，有效地反射激光束的每个新小平面在旋转方向上重新定位在 激光束相对于膜的位置上，并使激光束在该方向上返回到其在膜上的 起始点。同时，膜在另一方向上平移，例如垂直于扫描方向，以便盘 在连续旋转时，新的小平面反射激光束到膜的连续部分，从而在第二 方向上相互发生位移。因此，薄膜的整个表面能够被预结晶化。
在图3中示出了可以用来在已限定的区域520中预结晶化薄膜 515的预结晶化系统500。激光器(未示出)(例如通过得自 Coherent公司的18W, 2 的Nd:YV04 Verdi激光器)产生连续波 激光束540。 一个或更多光学元件(也未示出)整形激光束540以便 其成为薄的线光束。在一些实施例中，激光束具有大约l-15mm之间 的长度，大约5-50pm之间的宽度，和光束长度的大约10-150 W/mm 之间的通量。注意，无论如何，光束可以具有任何期望的长度，并且 在一些情况下可以为具有非常高长宽比(例如约50-105 )的"线光 束"，并且甚至可以延伸到被照射面板的整个长度。在这种情况下，膜不必在第二方向上被扫描，因为同时给定区域的整个长度被照射。 在一些实施例中，光束沿着长轴具有近似均勾的能量，尽管在其它实 施例中光束将具有其它的能量分布形状如高斯形或正弦形。在一些实
施例中，光束沿着短轴具有"钟軍式(tophat)"能量分布形状，即， 沿着光束的短轴分布具有基本相等的能量，并且在其它实施例中，光 束沿着短轴具有紧密聚焦的高斯分布形状。其它能量分布，和其它的 光束尺寸也是可能的并按照成品器件的性能要求来选择。总光束功率 和光束尺寸被选择来提供足够的能量密度以部分熔化膜515以便其结 晶具有期望的织构量。本领域技术人员能够容易选择适当的激光器和 光学器件以获得期望的光束形状、波长和能量。请注意，激光束不必
是CW，但是也可以具有任何合适的瞬态形状，例如足够长的脉冲以 部分熔化被照射区域，或者具有相对高的重复率("quasi-CW (准连 续)，，)。
激光束被引导朝向旋转盘560,其具有多个至少部分反射的表面
或小平面580。盘560的反射小平面580相对于膜575被定位以便引
导激光束540朝向膜表面。特别地，小平面580被这样定位，以便使
激光束540改变方向以致于其在已限定区域520内照射膜515。在激
光束照射区域520的地方，膜被部分熔化，其在冷却时结晶，如美国
专利公开No. 2006/0102901中详细描述的那样。盘S60绕轴570旋
转。此旋转导致小平面580相对于激光束540移动，以便对于激光束
这些小平面就如移动的镜面，并且沿基底以行的形式引导激光束。小
平面580的移动使激光束540相对于膜515在(-y )方向快速移动。
在(-y )方向上相对于膜515的光束的相对速度vsean由盘5⑨的旋转
速度确定。由盘给予的激光束的速度基本上高于用典型机械工作台通
过移动基底而可能产生的速度。同时，工作台518在(+x)方向以速度
V^ge移动膜515，该方向垂直于光束运动的方向。因此，相对于膜的
预定点的总光束速度完全高于单独使用工作台518正常获得的速度。
而且膜表面的照射模式由工作台扫描速度和方向、小平面尺寸、盘的 旋转速率以及盘和膜之间的距离来确定。尽管图3示出了具有八个小平面580的带小平面的盘560，但该 数量的小平面仅仅是示例性的。通常情况下，为了提供高速扫描而偏 转光束的其它方法也是可以考虑的，例如， 一种单独可移动的反射
镜。或者，例如，按照期望的处理速度和预结晶化区域520的尺寸， 可以采用其它数量的小平面。
图4A示出相对于基底610的激光束540的光路的明细图。在盘 560旋转时，第一小平面580反射光束540以便其首先在要被预结晶 化的已限定的膜区域620的第一边缘621处照射基底610,开始该区 域的"第一扫描"。盘560连续旋转该预定小平面580，以便光束在(-y) 方向以速度Vs，移动通过膜区域620。同时，工作台518在(+x)方
向以速度Vstage移动基底，结果导致一种对角线结晶路径。无论什么
情况下光束540照射已限定膜区域620，该光束都会部分熔化该膜， 该膜在冷却时按上面描述的织构再结晶。因此，正如在图6A中看到 的，特定的被扫描区域的宽度wscan由该区域中的激光束长度来限 定，并且被扫描区域的边缘相对于基底沿一种对角线路径，该对角线
由Vs訓和Vstage来限定，正如下面详细描述的那样。
在盘560连续旋转时，第一小平面580最终旋转足够远以使其不 再反射光束540。当这种情况发生时，光束会在第二边缘622处停止 照射已限定的区域620,该第二边缘与限定预先选定的区域620的其 它边缘一致。随着盘560的连续旋转，激光束540被引导到第二小平 面580上，第二小平面580使激光束540改变方向以便其在已限定膜 区域620的第一边缘621处照射基底610，开始该区域的"第二扫 描"。在第二扫描开始时，工作台已经在(+x)方向将基底610相对于 第一扫描开始的位置移动了预定距离(基于工作台速度)。这样会在 第一扫描的边缘和第二扫描的边缘之间的(+x)方向产生偏移量，该偏 移量由工作台速度V^ge确定。能够选择该偏移量来在第一和第二扫 描之间提供期望的重叠量。如上所述，多次预结晶化膜能够增大取向 的方向晶粒的尺寸，因此可以期望使用相对小的偏移量来在第一和第 二扫描区域之间提供大的重叠量。在盘560连续旋转时，第二小平面580在(-y)方向移动光束540 通过区域620，并且工作台518在(+x)方向移动基底610。最终第二 小平面580移出光束540的路径，并且第三小平面580反射光束540 来照射区域620，在(+x)方向在再次偏移由速度 ，确定的量。通过 这种方式，在盘560连续旋转并且工作台518移动基底610时，已限 定膜区域620基本上被预结晶化，而基底610的其它区域没有被预结 晶化并保留其原来状态，例如非晶硅。在完成区域620的预结晶化 后，工作台在(-x)和(+y)或(-y)方向上移动基底610，以^使按照上面 所述的使新的区域可以被预结晶化。
尽管图4A示出在已限定膜区域620的底部处的非预结晶化区 域，其由光束相对于基底的对角运动产生，该区域能够由仅仅在基底 的边缘下面开始第一扫描来被预结晶化。可供选择地，基底底部可以 被修整，或者TFT完全不在该些特定区域上被制造。
如图4B所示的，在(-y)方向的光束速度Vs咖和在(+x)方向的工作 台速度vstage的结合产生了有效扫描速度vsean，eff。选择该速度 vscan,eff，使得光束以足够快的速度通过而不会损坏基底610,但同时 足够慢来部分熔化已限定的膜区域620达到期望的程度。
假如光束540仅在一个方向(尽管其可以是双向的)移动，并且
连续照射该膜，扫描频率fsm由下式给出
/'— 、c训 SC(3rt 一 ^
其中Vsean为上面所述的扫描速度，lsean为被扫描区域的长度，
即，预处理区域的y维度。例如，对于lm/s的扫描速度Vs园和4mm 的扫描长度l^n，扫描频率将为250Hz。
对于每单位面积的一定扫描数n，光束宽度Ws削由下式给出
/ sc训
其中vstage为工作台速度。那么，除了上述示例的数目以上，如
果希望每单位面积的扫描数n=10并且工作台速度V"age为约
20cm/s，那么光束宽度Wscan为约8mm。为了保留部分熔化状态的边缘，与下面的(例如)正弦轨迹相
反，扫描速度基本上保持恒定不变。在已描述的实施例中，盘560基 本上以恒定的速度旋转，这会使光束540也基本上以恒定的速度移 动。工作台的平移允许新的区域来被预结晶化。
在一些实施例中，半导体膜首先在已限定的区域中被预结晶化， 并且随后全部被横向结晶。该预结晶化区域与未预结晶区域相比将会 具有更高度规则排列的晶体，尽管该膜的所有区域将会被横向结晶。 那些既被预结晶也被横向结晶的区域可以用来制造对微结构特别敏感 的器件，如集成TFT;未结晶区域可以用来制造对微结构不敏感的 器件，但仍会受益于横向结晶，如像素TFT。相对于预结晶化整个 半导体膜，只在需要改善晶体排列的区域中预结晶化膜可以节省时间 和能量。
在一些实施例中，在预结晶化后半导体膜被橫向结晶。 一个适当 的方案，此处称之为"均匀晶粒顺序横向凝固，，或"均匀SLS，，可以用来 制备均勻的结晶膜，该方案是以重复横向拉长的晶体的列为特征。均 匀晶体生长可以参考图7A-7D的描述。结晶方案包括以大于特征横 向生长长度(characteristic lateral growth length, LGL)(例如 5>LGL)且小于两倍的特征横向生长长度(例如5〈2LGL)的量来移 动膜，其中在脉沖之间的平移距离。术语"特征橫向生长长度是指冷 却时晶体生长的特征距离。LGL是膜组分、膜厚度、基底温度、激 光脉沖特性、緩沖层材料、(若有的话)以及光学配置的函数。例 如，对于50nm厚的硅膜，LGL为约l-5pm或大约2.5nm。实际的 生长可能受到其它横向生长面的限制，例如下面示出的两个面相遇。
参考图7A，釆用窄的(例如小于横向生长长度的两倍)和拉长 的(例如大于10mm并达到或大于1000mm)的激光脉冲进行首次照 射，激光脉冲的能量密度足够完全熔化膜。结果，暴露在激光束下的 膜(在图7A中示出为区域400)被完全熔化并随后结晶。在这种情 况下，晶粒从未照射区域和熔化区域之间的界面420横向生长。如上 所述，晶粒从熔化区域的任一边的固相线边界外延生长。因此，横向生长的晶粒采用按上面所述形成的被预结晶化膜的织构。通过选择激
光脉冲宽度以便被熔化的区域宽度小于特征LGL的大约两倍，从固/ 熔界面生长的晶粒大约在熔化区域的中心(例如中心线405)处彼此 相遇，并且横向生长停止。在熔化温度降到足够低来触发成核之前， 这两个熔化面大约在中心线405处相遇。
参考图7B，以预定距离5移置基底后，其中S至少大于约LGL并 小于最多两倍LGL，基底400，的第二区域被第二激光脉冲照射。基 底的位移5与激光束脉冲重叠的期望程度有关。当基底位移变大时， 重叠程度变小。有利的且优选的是，激光束的重叠程度小于LGL的 约90%并大于LGL的约10%。重叠区域以括号430和虛线435表 示。暴露在第二激光束照射下的膜区域400，完全熔化并且结晶。在 这种情况下，由首次照射脉冲生长的晶粒作为从第二照射脉冲生长的 晶粒的横向生长晶种。图7C示出具有横向延伸超出横向生长长度的 晶体的区域440。这样，通过两束激光束平均照射形成拉长的晶体 列。因为两次照射脉冲都需要形成横向延伸的晶体列，该工艺也被称 为"双照射(two shot)，，工艺。照射连续通过基底以形成多列横向延伸 晶体。图7D示出在多次照射后基底的微结构并描绘了几列横向延伸 晶体440。
因此，在均匀的SLS中，膜被少量的(例如，两个)脉冲照射 和熔化。在熔化区域中形成的晶体优选横向生长并且具有相似的取 向，并且在膜的特定被照射区域中的边界处彼此相遇。照射模式的宽 度被优先选择为使得晶体不成核地生长。在这种情况下，晶粒不是明 显拉长的，然而，它们具有均匀的尺寸和取向。有关均匀SLS工艺 变化的进一步细节，可以参见美国专利No. 6,573,531，其全文以引用 的方式结合到此处，并且参见标题为"Line Scan Sequential Lateral Solidification of Thin Films"的PCT公开WO 2006/107926，其内容 全部以引用的方式结合到此处。能提供相对短的晶粒延长的其它横向 结晶方法也是适用的，例如，在美国专利公开No. 2006/0102901中描 述的所谓的"点顺序横向结晶(Dot-SLS)，，方法，以及在PCT公开No.WO US03/25947中所描述的受控超级横向生长或"C-SLG，，方法，上 述专利文献的所有内容以引用的方式结合到此处。
图5示出根据一些实施例的SLS系统。光源，例如准分子激光 器710产生激光束，该激光束随后在通过光学元件如反射镜730， 740, 760、望远镜735、均质器745、分束器755和透镜765之前通过脉宽 扩展器(pulse duration extender)720和衰减板725。激光乐K冲随后通 过掩模770以及投影光学元件795,该掩模可以在移动工作台(未示 出)上。掩模可以是狹缝，其将激光束整形为"线光束"，虽然该系统 能够产生更复杂的光束形状，这取决于掩模的选择。投影光学器件减 小激光束的尺寸并同时增加在期望位置射到基底799上的光能量的强 度。基底799被置于精密x-y-z工作台800上，该工作台可以准确地 将基底799定位到光束下并辅助聚焦或散焦由激光束在基底的期望位 置上产生的掩模770的像。如美国专利7>开]\0. 2006/0102901中所述 的，激光器的发射能够与x-y-z工作台800的运动相协调以提供位置 可控的脉沖发射。
尽管上面讨论涉及硅膜的处理，但许多其它类型的薄膜也是适用 的。薄膜可以是半导体或导体，如金属。示例的金属包括铝、铜、 镍、钛、金和钼。示例的半导体膜包括传统的半导体材料，如硅、锗 和硅-锗。位于金属或半导体膜的上面或下面的附加层也可以考虑， 例如，氧化硅、氮化硅和/或氧化物和氮化物的混和物，或者其它适 合例如用作进一步防止基底过热的绝热材料或用作防止从基底到膜的 扩散或杂质的扩散阻挡层的材料。例如，可以参见PCT公开No. WO 2003/084688，釆用了脉冲激光诱导熔化和初始成核结晶提供了 具有可控晶向的铝薄膜的方法和系统。
鉴于本发明的原理可以应用于各种广泛的实施例，应该理解，所 示出的实施例只是示例性的，不应该作为对本发明的范围的限制。
权利要求
1.一种处理膜的方法，该方法包括(a)在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；(b)产生具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且，在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；(c)相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；(d)将该激光束沿着激光束光路引导到移动的至少部分反射的光学元件上，该移动的光学元件使该光束改变方向，以便用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第一部分，其中，选择该第一速度，使得该光束照射并在该第一区域的第一部分中形成固体和液体的混合物，其中，所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向；以及(e)采用激光诱导熔化使该第一区域的至少第一部分结晶化。
2. 如权利要求1所述的方法，其中激光束为连续波。
3. 如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括相对于激光 束重新定位该膜，以准备至少部分地预结晶化该多个间隔开的区域中 的第二区域；以及移动该光学元件以便用该激光束沿着第一方向以第 一速度扫描该第二区域的第一部分，其中该第二区域的第一部分在冷 却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的 相同的结晶取向。
4. 如权利要求1所述的方法，其中进一步选择所述第一速度，使 得由激光束产生的热量基本上不损坏基底。
5. 如权利要求1所述的方法，其中该移动的光学元件包括具有多 个小平面的旋转盘，其中所述多个小平面将所述激光束反射到该膜 上。
6. 如权利要求l所述的方法，其中第一速度为至少约0.5m/s。
7. 如权利要求1所述的方法，其中第一速度为至少约lm/s。
8. 如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在用移动的 光学元件使激光束改变方向以便扫描该第一区域的第一部分后，相对 于激光束在第二方向上平移该膜以便用该激光束沿着第一方向以第一 速度扫描该第一区域的第二部分，其中该第一区域的第二部分在冷却 时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相 同的结晶取向。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述第一区域的第二部分与所 述第一区域的第一部分部分重叠。
10. 如权利要求9所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在所述第一区域的第一部 分和第二部分之间提供预定的重叠量。
11. 如权利要求8所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第 二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段来顺序照射该第 一 区域 的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶 粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
12. 如权利要求1所述的方法，其中在所述在至少单独一个方向 上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。
13. 如权利要求1所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上 的所述结晶取向为<100>取向。
14. 如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少 第 一部分包括执行均勻的顺序横向结晶。
15. 如权利要求14所述的方法，其中所述均匀的顺序横向结晶包 括行扫描顺序横向结晶。
16. 如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少 第 一部分包括执行点顺序横向结晶。
17. 如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少 第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶。
18. 如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少 第一部分包括形成具有预定的结晶取向的晶体，该晶体适用于驱动器 TFT的沟道区域。
19. 如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在第一区域 和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。
20. 如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在至少第一 区域和第二区域中制造多个薄膜晶体管。
21. 如权利要求1所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括 为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制 造的器件或电路一样大。
22. 如权利要求1所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括 为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制 造的薄膜晶体管的宽度一样大。
23. 如权利要求1所述的方法，其中间隔开的区域由非晶膜分隔开。
24. 如权利要求1所述的方法，其中膜包含导体和半导体中的至 少一种。
25. 如权利要求1所述的方法，其中膜包含硅。
26. 如权利要求1所述的方法，其中基底包含玻璃。
27. 如权利要求1所述的方法，所述方法包括使用聚焦光学器件 整形所述激光束。
28. —种用于处理膜的系统，该系统包括提供具有一定通量的激光束的光源，该同理被选择以在膜中形成 固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使 该膜的一部分被熔化；在激光束光路上的可移动的至少部分反射的光学元件，该光学元件能够可控地使该激光束的光路改变方向；用于支持膜和能够在至少第一方向上平移的工作台；以及用于存储一組指令的存储器，该指令包括(a) 在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基 底上并能够通过激光诱导熔化；(b) 相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所迷多 个间隔开的区域中的第一区域；(c) 移动该可移动的光学元件以便用该光束沿着第一方向以第一 速度扫描该第一区域的第一部分，其中选择该第一速度以便该光束在 膜中形成固体和液体的混合物，并且在第一区域的第一部分中，在整 个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化，其中所述第一区域的第一部分 在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的 相同的结晶取向。
29. 如权利要求28所述的系统，其中激光束为连续波。
30. 如权利要求28所述的系统，进一步包括相对于激光束重新定 位膜，以准备至少部分地再结晶所述多个间隔开的区域中的第二区 域；并且移动可移动的光学元件以便用该激光束沿着第一方向以第一 速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷 却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的 相同的结晶取向。
31. 如权利要求28所述的系统，其中进一步选择所述第一速度， 使得由光束产生的热量基本上不损坏基底。
32. 如权利要求28所述的系统，其中可移动的光学元件包括具有 多个小平面的盘，该多个小平面将所述激光束至少部分地反射到膜 上。
33. 如权利要求28所述的系统，其中第一速度为至少约0.5m/s。
34. 如权利要求28所述的系统，其中第一速度为至少约lm/s。
35. 如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来在移动该可移动的光学元件以便扫描该第一区域的第一部分后，相 对于激光束在第二方向上平移该膜以便用激光束沿着第一方向以第一 速度扫描该第一区域的第二部分，其中所述第一区域的第二部分在冷 却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
36，如权利要求35所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来使第一区域的第一部分和第二部分部分地重叠。
37. 如权利要求36所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度来在第一 区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。
38. 如权利要求35所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段来顺序照射和部分熔化该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的 每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导 地位的相同的结晶取向。
39. 如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来在至少第 一区域执行均匀的顺序横向结晶。
40. 如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中 制造的电路器件一样大。
41. 如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用 来为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中 制造的薄膜晶体管的宽度一样大。
42. 如权利要求28所述的系统，其中该膜包含导体和半导体中的 至少一种。
43. 如权利要求28所述的系统，其中膜包含硅。
44. 如权利要求28所迷的系统，其中基底包含玻璃。
45. 如权利要求28所述的系统，所述系统进一步包括激光光学器 件，以整形所述激光束。
46. —种膜，包括预结晶化膜列，其被定位和定尺为使得随后可以在所迷预结晶化 膜列中制造薄膜晶体管的行和列，所述预结晶化膜列包括在至少单独 一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒；以及在所述预结晶化膜列之间具有未处理的膜列。
47. 如权利要求46所述的膜，其中在所述至少单独一个方向上的 所述结晶取向基本上垂直于膜表面。
48. 如权利要求46所述的膜，其中在所述至少单独一个方向上的 所述结晶取向为<100>取向。
49. 如权利要求46所述的膜，其中未处理的膜列包括非晶膜。
50. —种处理膜的方法，该方法包括(a) 在膜中限定至少一个区域，该膜位于基底上并且能够通过激 光诱导熔化；(b) 形成具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体 和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜 的一部分被熔化；(c) 将该激光束引导到移动的至少部分反射的光学元件上，所述 移动的光学元件引导该激光束沿着第一方向以第一速度穿过第一区域 的第一部分；(d) 相对于激光束在第二方向上以第二速度移动该膜，以在步骤(c) 中的激光照射第一部分期间沿着第二方向使该膜发生位移，其中所述 第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向 上具有占主导地位的相同的结晶取向，其中选择该第 一速度以便该光束照射并在第一区域的第一部分中形成固体和液体的混合物；以及(e) 重复步骤(c)和(d)至少 一次使第 一 区域结晶化。
51. 如权利要求50所述的方法，其中激光束为连续波。
52. 如权利要求50所述的方法，进一步包括相对于激光束重新定 位膜以准备至少部分地再结晶所述多个间隔开的区域中的笫二区域； 并且移动该可移动的光学元件以便用该激光束沿着第一方向以第一速 度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷却 时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相 同的结晶取向。
53. 如权利要求50所述的方法，其中进一步选择所述第一速度以避免由光束产生的热量损坏基底。
54. 如权利要求50所迷的方法，其中引导该可移动的光学元件包 括旋转具有多个小平面的盘，该多个小平面将所述激光束反射到膜 上。
55. 如权利要求50所述的方法，其中第一速度为至少约0.5m/s。
56. 如权利要求50所述的方法，其中第一速度为至少约lm/s。
57. 如权利要求50所述的方法，其中步骤(c)和(d)使第一区域的 第 一部分和第二部分具有占主导地位的相同的结晶取向，并且^f吏第一 区域的第二部分部分地重叠第一区域的第一部分。
58. 如权利要求57所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在第一区域的第一部分和 第二部分之间提供预定的重叠量。
59. 如权利要求57所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第 二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段，以顺序照射和部分熔 化该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形 成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的 结晶取向。
60. 如权利要求50所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上 的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。
61. 如权利要求50所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上 的所述结晶取向为<100>取向。
62. 如权利要求50所述的方法，所述方法进一步包括使该膜经历 随后的顺序横向结晶工艺，以产生位置可控的晶粒，其中结晶化第一 区域的至少第 一部分包括执行均匀的顺序横向结晶。
63. 如权利要求62所述的方法，其中所述均匀的顺序横向结晶包 括行扫描顺序横向结晶。
64. 如权利要求50所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少 第 一部分包括执行点顺序横向结晶。
65. 如权利要求50所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶。
66. 如权利要求50所述的方法，其中结晶化所迷第一区域的至少 第一部分包括形成具有预定的结晶取向的晶体，该晶体适用于驱动器 TFT的沟道区域。
67. 如权利要求50所迷的方法，所述方法进一步包括在第一区域 和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。
68. 如权利要求50所迷的方法，所述方法进一步包括在至少第一 区域和第二区域中制造多个薄膜晶体管。
69. 如权利要求50所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括 为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制 造的器件或电路一样大。
70. 如权利要求50所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括 为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制 造的薄膜晶体管的宽度一样大。
71. 如权利要求50所述的方法，其中间隔开的区域由非晶膜分隔开。
72. 如权利要求50所述的方法，其中膜包含导体和半导体中的至 少一种。
73. 如权利要求50所述的方法，其中膜包含硅。
74. 如权利要求50所迷的方法，其中基底包含玻璃。
75. 如权利要求50所述的方法，所述方法包括使用聚焦光学器件 整形所述激光束。
全文摘要
在一些实施例中，提供了处理膜的一种方法，该方法包括在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；产生具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；将该激光束沿着激光束光路引导到移动的至少部分反射的光学元件上，该移动的光学元件使该光束改变方向，以便用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第一部分，其中选择该第一速度以便该光束照射并在第一区域的第一部分中形成固体和液体的混合物，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向；以及采用激光诱导熔化来结晶化该第一区域的至少第一部分。
文档编号C30B13/00GK101617069SQ200680052322
公开日2009年12月30日 申请日期2006年12月5日 优先权日2005年12月5日
发明者J·S·艾姆 申请人:纽约市哥伦比亚大学理事会