可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，包括以下步骤：步骤1、在基板（10）上沉积形成第一缓冲层（20）；步骤2、通过光罩制程在该第一缓冲层（20）的表面上形成类透镜结构（22）；步骤3、在表面形成有类透镜结构（22）的第一缓冲层（20）上沉积形成非晶硅层（40）；步骤4、对非晶硅层（40）进行清洗；步骤5、采用强光（50）从基板（10）侧照射非晶硅层（40），以使非晶硅层（40）底部产生籽晶；步骤6、对产生有籽晶的非晶硅层（40）进行激光退火处理，以使非晶硅层（40）中的非晶硅结晶形成多晶硅层（70）。本发明可以控制多晶硅的生长方向。
【专利说明】可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示【技术领域】，尤其涉及一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法。
【背景技术】
[0002]近年来显示技术发展很快，平板显示器以其完全不同的显示和制造技术使之同传统的视频图像显示器有很大的差别。传统的视频图像显示器主要为阴极射线管CRT (Cathode ray tubes);而平板显示器与之的主要区别在于重量和体积(厚度)方面的变化，通常平板显示器的厚度不超过10cm，当然还有其它的不同，如显示原理、制造材料、工艺以及视频图像显示驱动方面的各项技术等。
[0003]平板显示器具有完全平面化、轻、薄、省电等特点，并朝着高分辨率、低功耗、高集成度的方向发展，但传统的非晶硅受限于自身的特性无法满足上述要求，作为非晶硅的最佳替代者——多晶硅能够满足平板显示器未来发展的需求，因此低温多晶硅(LTPS)显示技术成为显示领域的宠儿。
[0004]作为低温多晶硅显示技术的核心工艺环节，多晶硅的制作方式及材料特性决定着显示器的性能。目前已知的多晶娃制备方式包括:低压化学气相沉积(Low PressureChemical Vapor Deposition,LPCVD)、固相结晶、金属诱导和激光退火等。目前业界应用最为广泛的制备方式是激光退火工艺，通过激光产生的高温将非晶硅熔融重结晶成多晶硅。如图1所示，其为现有技术中多晶硅的制作流程图，具体:先在玻璃基板100上沉积形成一层氮硅化合物(SiNx)层200，接着在该氮硅化合物层200上沉积形成一层氧化硅(SiOx)层300,之后再在该氧化娃层300上沉积形成一非晶娃(a-Si)层400,对该非晶娃层400进行氟化氢(HF)清洗，然后采用激光500照射清洗后的非晶硅层400，完成激光退火工艺，以使非晶硅层400中的非晶硅结晶形成多晶硅层600。虽然上述制作方法通过调节激光的参数可以使得结晶效果得到优化，但无法有效地控制退火过程中多晶硅600的生长方向，进而无法有效地控制晶界出现的区域。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，通过第一缓冲层的类透镜结构的聚光作用，以在强光照射下在非晶硅层底部有规律地产生籽晶，从而在最终的激光退火工艺中控制多晶硅的生长方向。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1、在基板上沉积形成第一缓冲层；
[0008]步骤2、通过光罩制程在该第一缓冲层的表面上形成类透镜结构；
[0009]步骤3、在表面形成有类透镜结构的第一缓冲层上沉积形成非晶硅层；
[0010]步骤4、对非晶硅层进行清洗；[0011]步骤5、采用强光从基板侧照射非晶硅层，以使非晶硅层底部产生籽晶；
[0012]步骤6、对产生有籽晶的非晶硅层进行激光退火处理，以使非晶硅层中的非晶硅结晶形成多晶娃层。
[0013]所述步骤I中根据需要通过曝光工序及干法蚀刻工艺在第一缓冲层表面蚀刻出有规律分布的类透镜结构。
[0014]所述步骤3还包括在所述第一缓冲层上沉积形成第二缓冲层，所述非晶硅层形成于该第二缓冲层上；所述步骤4中对非晶硅层喷洒氟化氢进行清洗。
[0015]所述第一缓冲层的折射率大于所述第二缓冲层的折射率，所述第一缓冲层的折射率为1.7-2.1，所述第二缓冲层的折射率为1.2-1.7。
[0016]所述第一缓冲层的折射率为1.9，所述第二缓冲层的折射率为1.5。
[0017]所述第一缓冲层由氮硅化合物沉积而形成，所述第二缓冲层由氧化硅沉积而形成。
[0018]所述强光波长的选取由第一、第二缓冲层的吸收频谱、非晶硅层的吸收系数、及类透镜结构的焦距共同决定。
[0019]所述类透镜结构为一凸起，所述凸起形状呈弧面型。
[0020]所述激光退火处理为采用激光照射产生有籽晶的非晶硅层，所述激光的波长为308nm。
[0021]所述基板为玻璃基板或塑料基板。
[0022]本发明的有益效果:本发明可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，通过曝光工序与干法蚀刻工序在第一缓冲层的表面形成类透镜结构，通过该类透镜结构的聚光作用，以在强光照射下使非晶硅层底部温度不均匀，进而可以根据需要在非晶硅层底部相应部位产生籽晶，从而在最终的激光退火工艺中控制多晶硅的生长方向。
[0023]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0025]附图中，
[0026]图1为现有技术中多晶硅的制作流程图；
[0027]图2为本发明可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法流程图；
[0028]图3为本发明中采用强光照射非晶硅层的原理图；
[0029]图4为本发明中第一缓冲层形成于基板上的结构示意图；
[0030]图5为本发明中光罩制程后的第一缓冲层的结构示意图；
[0031]图6为本发明中第二缓冲层形成于第一缓冲层上的结构示意图；
[0032]图7为本发明中非晶硅层形成于第二缓冲层上的结构示意图；
[0033]图8为本发明中对非晶硅层进行清洗的示意图；
[0034]图9为本发明中对非晶硅层进行强光照射的示意图；
[0035]图10为本发明中对非晶硅层进行激光退火处理的示意图。【具体实施方式】
[0036]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0037]请参阅图2至图10，本发明提供一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，包括以下步骤:
[0038]步骤1、在基板10上沉积形成第一缓冲层20。
[0039]所述第一缓冲层20的折射率为1.7-2.1，在本实施例中，所述第一缓冲层20的折射率优选为1.9。进一步地，所述第一缓冲层20由氮硅化合物(SiNx)沉积而形成。
[0040]所述基板10为玻璃基板或塑料基板。
[0041]步骤2、通过光罩制程在该第一缓冲层20的表面上形成类透镜结构22。
[0042]该步骤中根据需要(所需要的多晶硅生长方向)通过曝光工序及干法蚀刻工艺在第一缓冲层20表面蚀刻出有规律分布的类透镜结构22。所述类透镜结构22为一凸起，所述凸起形状呈弧面型，用于进行光线汇聚。
[0043]步骤3、在表面形成有类透镜结构22的第一缓冲层20上沉积形成非晶硅层40。
[0044]该步骤还包括在所述第一缓冲层20上沉积形成第二缓冲层30，所述非晶硅层40形成于该第二缓冲层30上。其中，所述第一缓冲层20的折射率大于所述第二缓冲层30的折射率，光线从光密介质射向光疏介质，使光线发生折射，以利于光线的汇聚。所述第二缓冲层30的折射率为1.2-1.7，在本实施例中，所述第二缓冲层30的折射率优选为1.5。进一步地，所述第二缓冲层30由氧化硅(SiOx)沉积而形成。
[0045]步骤4、对非晶硅层40进行清洗，以完成氟化氢清洗工艺。
[0046]本步骤中对非晶硅层40喷洒氟化氢进行清洗，具体操作按照现有技术进行作业即可。
[0047]步骤5、采用强光50从基板10侧照射非晶硅层40，以使非晶硅层40底部产生籽晶。
[0048]所述强光50可以由LED灯或其它灯等产生的平行光束，所述强光50波长的选取由第一、第二缓冲层20、30的吸收频谱、非晶硅层40的吸收系数、及类透镜结构22的焦距共同决定，且该强光50经过第一缓冲层20的类透镜结构22进行聚光后照射至非晶硅层40，能够使得非晶硅层40底部产生籽晶。具体的选取标准为:所述第一、第二缓冲层20、30对该强光50的消光系数小，所述非晶硅层40对该强光50的吸收系数大，所述类透镜结构22的焦距与第二缓冲层30的厚度匹配(即保证强光50的聚焦点在非晶硅层40的底部)。
[0049]通过第一缓冲层20的类透镜结构22进行聚光，进而可以实现非晶硅层40底部温度的不均匀分布，从而根据需要预先在非晶硅层40底部相应部位产生籽晶，最终在激光退火工艺中可对多晶硅晶粒的生长方向进行控制。
[0050]步骤6、对产生有籽晶的非晶硅层40进行激光退火处理，以使非晶硅层40中的非晶娃结晶形成多晶娃层70。
[0051]所述激光退火处理为采用激光60照射产生有籽晶的非晶硅层40，实现对多晶硅晶粒的生长方向的控制。所述激光60的波长优选为308nm。
[0052]综上所述，本发明提供一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，通过曝光工序与干法蚀刻工序在第一缓冲层的表面形成类透镜结构，通过该类透镜结构的聚光作用，以在强光照射下使非晶硅层底部温度不均匀，进而可以根据需要在非晶硅层底部相应部位产生籽晶，从而在最终的激光退火工艺中控制多晶硅的生长方向。
[0053]以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、在基板(10)上沉积形成第一缓冲层(20)； 步骤2、通过光罩制程在该第一缓冲层(20)的表面上形成类透镜结构(22)； 步骤3、在表面形成有类透镜结构(22)的第一缓冲层(20)上沉积形成非晶硅层(40)； 步骤4、对非晶硅层(40)进行清洗； 步骤5、采用强光(50)从基板(10)侧照射非晶硅层(40)，以使非晶硅层(40)底部产生杆晶； 步骤6、对产生有籽晶的非晶硅层(40)进行激光退火处理，以使非晶硅层(40)中的非晶娃结晶形成多晶娃层(70)。
2.如权利要求1所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述步骤I中根据需要通过曝光工序及干法蚀刻工艺在第一缓冲层(20)表面蚀刻出有规律分布的类透镜结构(22)。
3.如权利要求1所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述步骤3还包括在所述第一缓冲层(20)上沉积形成第二缓冲层(30)，所述非晶硅层(40)形成于该第二缓冲层(30)上；所述步骤4中对非晶硅层(40)喷洒氟化氢进行清洗。
4.如权利要求3所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述第一缓冲层(20)的折射率大于所述第二缓冲层(30)的折射率，所述第一缓冲层(20)的折射率为1.7-2.1，所述第二缓冲层(30)的折射率为1.2-1.7。
5.如权利要求4所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述第一缓冲层(20)的折射率为1.9，所述第二缓冲层(30)的折射率为1.5。
6.如权利要求4所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述第一缓冲层(20)由氮硅化合物沉积而形成，所述第二缓冲层(30)由氧化硅沉积而形成。
7.如权利要求3所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述强光(50)波长的选取由第一、第二缓冲层(20、30)的吸收频谱、非晶硅层(40)的吸收系数、及类透镜结构(22)的焦距共同决定。
8.如权利要求1所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述类透镜结构(22)为一凸起，所述凸起形状呈弧面型。
9.如权利要求1所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述激光退火处理为采用激光(60)照射产生有籽晶的非晶硅层(40)，所述激光(60)的波长为308nm。
10.如权利要求1所述的可控制多晶硅生长方向的多晶硅制作方法，其特征在于，所述基板(10)为玻璃基板或塑料基板。
【文档编号】H01L21/3205GK103594355SQ201310572056
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】张翔 申请人:深圳市华星光电技术有限公司