专利名称：多晶硅基片结晶度的测量方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多晶硅基片的结晶度的测量方法、用该方法制 备有机发光显示器的方法及用该方法制成的有机发光显示器，更 具体地说，它涉及一种用拉曼光谱曲线来测量多晶硅基片的结晶 度的方法、用该方法制备有机发光显示器的方法及用该方法制成 10 的有机发光显示器。
背景技术：
由于多晶硅具有比非晶硅(简称a-Si)高的迁移率，所以多晶 硅被用于各种电子器件，诸如太阳能电池、平板显示器等。15 多晶硅的迁移率与多晶硅的结晶度有关。评估结晶度的方法包括拉曼光谱分析法。当用强的单色光辐照透明材料并分析由该透明材料所散射的光 谱时，除了看到与入射光相同波长的谱线，还可观测到一些波长 比入射光的波长更长或更短的谱线。这种现象称之为拉曼效应。20 拉曼光谱分析法利用的就是这种拉曼效应。一般说来，多晶硅的结晶度是根据拉曼光谱曲线的半高全宽(FWHM)来评估的。具体地说，随着拉曼光镨曲线半高全宽的 减小，多晶硅的结晶度增加。然而，根据拉曼光镨曲线的半高全宽来测量结晶度的方法存在 25 某些问题，使得该方法变得不可靠。此外，上述测量结晶度的方法还有 一个问题就是该方法没有考虑阈值电压(Vth)的离散性，而这却是薄膜晶体管的重要特性
发明内容
本发明的 一 些方面和示例性实施例提供了 一种测量多晶硅基片 的结晶度的更可靠的方法。此外，本发明还提供了 一种具有优良的电学特性(例如迁移率 5 和阈值电压离散)的有机发光显示器，以及制备这种显示器的方法。根据本发明的 一个方面，测量多晶硅结晶度的方法包括采用单色光辐照多晶硅基片来得到拉曼光谱曲线；以及使用下述公式根 据该拉曼光谱曲线来计算多晶硅基片的结晶度结晶度=多晶峰的 面积/ (非晶峰面积+多晶峰面积)。io 根据本发明的一个方面，计算多晶硅基片结晶度的方法可包括将拉曼光谱曲线去巻积成非晶峰和多晶峰；根据拉曼光谱曲线去 巻积过程中所得到的数据来计算非晶峰面积和多晶峰面积；以及 在上述公式中，利用计算所得到的非晶峰面积和计算得到的多 晶峰面积来计算结晶度。15 根据本发明的一个方面，非晶峰的中心可位于480 cm-1，而多晶峰的中心可位于517cm-'。根据本发明的一个方面，制备有机发光显示器的方法包括通过 使非晶硅基片结晶化来制造多晶硅基片；采用单色光辐照该多晶 硅基片来得到拉曼光谱曲线；对利用下述公式从该拉曼光谱曲线20 得到的所述多晶硅基片的结晶度进行检验结晶度=多晶峰的面积/ (非晶峰面积+多晶峰面积)；以及根据对所述多晶硅基片的结晶度进行检验的结杲，利用多晶硅基片制备薄膜晶体管。根据本发明的一个方面，多晶硅基片的制备可包括利用固相结晶法(SPC )、准分子激光退火法(ELA)、金属诱导结晶法(MIC )、 25 金属诱导横向结晶法(MILC)或者连续横向固化法(SLS)来使非晶硅基片结晶化。根据本发明的 一 个方面，只要在多晶硅基片结晶度的检验中确定多晶硅基片的结晶度等于或者大于70%,就可用它来制备薄膜晶体管。 本发明的其它方面和/或优点将在后续的说明中得到部分阐 述，并且可以通过说明书部分使之显而易见，或者通过本发明的 实施得到进一步的了解。5
通过以下结合附图的典型实施例的描述，本发明的上述的和/ 或其它的方面和优点将变得更为显而易见和更易于理解，附图包括图1是根据本发明示例性实施方案的测量多晶硅基片结晶度的10 方法的流程图；图2是结晶度为32.8%的多晶硅基片的拉曼光镨曲线； 图3是结晶度为49.7%的多晶硅基片的拉曼光谱曲线； 图4是结晶度为75.5%的多晶硅基片的拉曼光谱曲线； 图5是对应于各结晶度的拉曼光谱曲线的半高全宽(FWHM)15 和PMOS阈值电压(Vth)的曲线图；图6是结晶度为32.8%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲线； 图7是结晶度为49.7%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲线； 图8是结晶度为75.5%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲线；以及 图9是根据本发明示例性实施例的制备有机发光显示器的方法20 的流程图。
具体实施方式
在附图中，相同的标号表示类同的元件。下面参考各附图来描述 25 各实施例以说明本发明。图1是根据本发明示例性实施例的测量多晶硅基片结晶度的方 法的流程图。如图l所示，根据本发明示例性实施例的用于测量多晶硅基片 的结晶度的方法包括在方框S10,采用单色光(诸如激光束或任 何其它合适的单色光)来辐照多晶硅基片，以得到拉曼光谱曲线； 在方框S20，将拉曼光谱曲线去巻积为非晶峰和多晶峰；在方框 S30，根据拉曼光谱曲线去巻积所得到的数据来计算非晶峰面积和 多晶峰面积；以及在方框S40,根据所求得的非晶峰面积和多晶峰 5面积，使用下述公式1来计算多晶硅基片的结晶度结晶度=多晶峰的面积/ (非晶峰面积+多晶峰面积) 公式1 非晶峰的中心位于480 cm"，而多晶峰的中心位于517 cm-1 。 图2-图4分别显示了具有不同结晶度的多晶硅基片的拉曼光 谱曲线。从图2-图4可见，这些拉曼光语曲线各自具有不同的半 10高全宽(FWHM)。用上述方法，从图2所示的拉曼光谱曲线中测得的结晶度为 32.8%;从图3所示的拉曼光谱曲线中测得的结晶度为49.7%;从 图4所示的拉曼光谙曲线中测得的结晶度为75.5%。图5显示了不同结晶度的多晶硅基片的PMOS阈值电压和拉 15曼光谱曲线半高全宽(FWHM)。从图5可见，随着结晶度增加， 阈值电压的离散减小。然而，随着结晶度的增加，半高全宽趋向 于变大。如上所述，在多晶硅基片的阈值电压的离散度与用本发明示例 性实施例的测量结晶度的方法所测得的结晶度之间存在明显的相20 关寸生。图6是结晶度为32.8%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲线，图7 是结晶度为49.7%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲线，图8是結晶 度为75.5%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲线。从图6 -图8可见，随着使用公式1计算所得到的结晶度的增 25 力口，即，当从图6移到图8时，亚阈值斜率(a subthreshold slcpe) 减小，并且扭折效应(a kink effect)也减小。这就意味着能够获得具有优良电学特性(诸如迁移率和阈值电 压离散等)的多晶硅基片。现在来叙述根据本发明示例性实施例制备有机发光显示器的方 法。图9是根据本发明示例性实施例制备有机发光显示器的方法的流程图。如图9所示，该制备有机发光显示器的方法包括在方 框S100，通过使非晶硅基片结晶化来制备多晶硅基片；在方框 5 S200,采用单色光(诸如激光束或其它合适的单色光)辐照多晶硅基 片以得到拉曼光谱曲线；在方框S300，根据拉曼光语曲线来检验 多晶硅基片的结晶度；以及在S400,制备薄膜晶体管。多晶硅基片的制备(S100)可采用固相结晶法(SPC)、准分 子激光退火法(ELA)、金属诱导结晶法(MIC)、金属诱导横向 io 结晶法(MILC)或者连续横向固化法(SLS)来进行。SPC方法是一种采用高温热处理来结晶化非晶硅基片的方法。ELA方法是一种采用准分子激光束辐照非晶硅基片以使其上 部瞬间融化然后重新结晶的方法。MIC方法是一种用溅射法或自旋覆膜法将金属催化剂膜覆盖 15 到非晶硅基片面上以在低温下诱导其结晶化的方法。MILC方法是一种将金属籽晶沉积到非晶硅基片的源区和漏 区，并在低温下由金属籽晶在非晶硅基片中横向持续结晶化的方 法。SLS方法是一种至少两次采用激光束辐照非晶硅基片使之横向 20 生长硅晶粒来达到非晶硅基片结晶化的方法。采用上述任何一种方法实现结晶化的多晶硅基片都可以采用根 据本发明示例性实施例的测量多晶硅基片的结晶度的方法来检验。具体地说，如图9所示，在方框S200,采用单色光(诸如激光 25 束或其它合适的单色光)辐照多晶硅基片以得到其拉曼光谱曲线； 在方框S300,根据本发明实施例测量结晶度的方法来检验多晶硅 基片的结晶度。在这个例子中，用于有机发光显示器的薄膜晶体管是采用结晶 度至少为70%的多晶硅基片来制备的，如方框400所示。
在有源阵列有机发光显示器中，与诸如迁移率和阈值电压这些 电学特性的绝对值相比，引起发光不均匀的阈值电压离散性要重 要得多。当阈值电压离散等于或大于1.0 V时，即便采用了电路来补偿 5 这种阈值电压离散的影响，仍然会产生严重的发光不均匀性。因此，在方框S400,用作有机发光显示器的薄膜晶体管利用 在方框S300中经结晶度检验确定的结晶度等于或大于70%的多晶 硅基片来制备，而在方框500，将任何结晶度小于70%的多晶硅基 片归类为有缺陷的基片。然而，在本发明中，在确定多晶硅基片10 是否能如方框S400所示用来做薄膜晶体管或者如方框S500所示 那样归类为有缺陷的基片时，在方框S300并不限于采用70%的结 晶度作为阈值，根据待制备的薄膜晶体管所需要的特性也可采用 其它结晶度来作为方框S300中的阈值。如上所述，根据本发明的一个方面，在测量多晶硅基片的结晶15 度的方法和制备有机发光显示器的方法中，由于采用了可靠的测 量多晶硅基片的结晶度的方法，从而能提供具有优良的迁移率和 阈值电压离散特性的有机发光显示器。虽然这里只显示和叙述了本发明的一些示例性的实施例，但本 领域的技术人员会理解到从这些示例性实施例能够得到的各种变20 化而不背离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求和其 等同方案来确定。2权利要求
1.一种测量多晶硅基片的结晶度的方法，该方法包括采用单色光辐照多晶硅基片来得到拉曼光谱曲线；以及利用下列公式，根据所述拉曼光谱曲线计算多晶硅基片的结晶度结晶度＝多晶峰的面积/(非晶峰面积+多晶峰面积)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅基片 的结晶度的计算包括10 将所述拉曼光谱曲线去巻积成非晶峰和多晶峰；根据所述拉曼光镨曲线去巻积过程中所得到的数据来计算非晶 峰面积和多晶峰面积；以及在所述公式中，使用已计算得到的非晶峰面积和计算得到的多 晶峰面积来计算多晶硅基片的结晶度。 15
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述非晶峰的中心位于480 cm1,而所述多晶峰的中心位于517 cm"。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单色光是激 光光束。
5. —种制备有机发光显示器的方法，该方法包括 20将非晶硅基片结晶化来制备多晶硅基片；采用单色光辐照所述多晶硅基片来得到拉曼光谱曲线；采用下述公式，根据拉曼光语曲线来检测该多晶硅基片的结晶度结晶度=多晶峰的面积/(非晶峰面积+多晶峰面积)；以及 25 根据多晶硅基片的结晶度的检测结果，利用所述多晶硅基片来制备薄膜晶体管。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，仅当多晶硅基片结晶度的检验过程中确定的所述多晶硅基片的结晶度等于或大于 70%时，该多晶硅基片才被用来制备薄膜晶体管。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多晶硅基片 的结晶度的检测包括将所述拉曼光i普曲线去巻积成非晶峰和多晶峰； 根据拉曼光谱曲线去巻积过程中所得到的数据来计算非晶峰面 5 积和多晶峰面积；以及在所述公式中，使用已计算得到的非晶峰面积和计算得到的多 晶峰面积来计算多晶硅基片的结晶度。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，仅当多晶硅基片 结晶度的检验过程中所确定的所述多晶硅基片的结晶度等于或大10 于70%时，该多晶硅基片才被用来制备薄膜晶体管。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述非晶峰的中 心位于480 cm-1,而所述多晶峰的中心位于517 cm-1。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，仅当多晶硅基片 结晶度的检验过程中确定的所述多晶硅基片的结晶度等于或大于 70%时，该多晶硅基片才被用来制备薄膜晶体管。
11. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多晶硅基片 的制备包括采用固相结晶法(SPC)、准分子激光退火法(ELA)、 金属诱导结晶法(MIC)、金属诱导横向结晶法(MILC)、或者 连续横向固化法(SLS)来结晶化非晶硅基片。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，仅当多晶硅基片结晶度的检验过程中确定的所述多晶硅基片的结晶度等于或大 于70%时，该多晶硅基片才被用来制备薄膜晶体管。
13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单色光是激光光束。
14. —种有机发光显示器，它包括多晶硅基片，所述多晶硅基片的结晶度使用下述公式根据拉曼光谱曲线确定为等于或大于 70%:结晶度=多晶峰的面积/ (非晶峰面积+多晶峰面积)。
15.如权利要求14所述的显示器，其特征在于，所述多晶硅基片的结晶度的确定步骤包括采用单色光辐照多晶硅基片来得到拉曼光谱曲线； 将所述拉曼光谱曲线去巻积成非晶峰和多晶峰； 根据拉曼光镨曲线去巻积过程中所得到的数据来计算非晶峰面 5 积和多晶峰面积；以及在所述公式中使用已计算得到的非晶峰面积和计算得到的多晶峰面积来计算多晶硅基片的结晶度。
16.如权利要求15所述的显示器，其特征在于，所述非晶峰的中心位于480 cm-1,而所述多晶峰的中心位于517 cm-1 。 10 17.如权利要求15所述的显示器，其特征在于，所述单色光是激光光束。
全文摘要
一种测量多晶硅基片结晶度的方法包括采用激光束辐照多晶硅基片来得到拉曼光谱曲线；以及利用公式根据拉曼光谱曲线来计算该多晶硅基片的结晶度结晶度＝多晶峰的面积/(非晶峰面积+多晶峰面积)。
文档编号G01N21/63GK101153847SQ200610162878
公开日2008年4月2日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年9月26日
发明者李洪鲁 申请人:三星Sdi株式会社