非晶硅薄膜的晶化及多晶硅薄膜的制造方法和装置

摘要

一种非晶硅薄膜的晶化以及多晶硅薄膜的制造方法和装置，用高能量密度的电子束作用到非晶硅薄膜上，控制电子束加速阳极电压和束流，使非晶硅融化层与玻璃基板保持极高的温度梯度，当电子束截止后，非晶硅熔化层逐渐冷却，并晶化。该装置主要包括：电子光学系统、计算机控制系统、工件室及置于工件室内的工件控制台。阴极置于负高压，非晶硅接地，电子束逐行扫描，电子束扫描的后一行与前一行的重复率可以达到99％以上，扫完一场后，截止电子束，移动工件控制台，然后再扫描下一场，如此反复。工件室可以是真空室也可以处于大气状态或一定气氛中。若在大气或惰性气体环境下，工件室与电子光学系统间有电子束引出窗。

主权项

一种非晶硅薄膜的晶化方法，其特征是：所述非晶硅薄膜事先沉积于玻璃基板上，利用电子束作用到非晶硅薄膜上，使电子束的能量加热非晶硅薄膜，使非晶硅薄膜温度升高、融化；当电子束截止后，非晶硅薄膜的融化层逐渐冷却，并晶化；在晶化过程中采用电子束扫描的方式，电子束逐行扫描，电子束扫描的后一行与前一行的重叠达到99%以上，所述电子束穿透非晶硅薄膜所需的能量由下式给出：D=(46/ρ)E1.75，其中ρ为非晶硅密度，单位为g/cm3，非晶硅薄膜厚度D的单位为nm，E是入射电子束的能量，单位为KeV，电子束诱导晶化的阳极高压在500V到50KV之间，电子束的能量密度在100mJ/cm2‑500mJ/cm2之间，电子束束流的照射时间为3‑6分钟，由此确定的电子束束流和照射时间满足晶化730×920mm2的玻璃基板只需要3‑6分钟的时间。