发明名称 形成多晶矽薄膜之方法
摘要 一种形成多晶矽薄膜之方法,使用雷射照射之连续侧向固化,并且藉由一光学装置之设计将雷射光图形化而在光学装置之透光区域边缘提供周期性之能量分布,以增加晶粒宽度及晶粒尺寸均匀性。该光学装置包括复数个长度为L之第一透光区域;其中,每一该复数个第一透光区域的至少一边缘区域具有一第一周期性形状。
申请公布号 TWI298183 申请公布日期 2008.06.21
申请号 TW095117215 申请日期 2006.05.16
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 朱芳村;林家兴
分类号 H01L21/316(200601AFI20080422VHTW) 主分类号 H01L21/316(200601AFI20080422VHTW)
代理机构 代理人 何文渊 台北市信义区松德路171号2楼;陈正益 台北市信义区松德路171号2楼
主权项 1.一种形成多晶矽薄膜之方法,包括以下步骤: (a)提供一形成多晶矽薄膜系统,该系统包括: 一雷射产生器,产生一雷射光束;以及 一光学装置,设置于该雷射光束之行进路径上,用 以造成透过该光学装置之雷射光束边缘区域具有 一周期性能量分布; (b)提供一基板于该光学装置后方之该雷射光束之 该行进路径上,该基板上形成有一非晶矽薄膜; (c)以该雷射光束透过该光学装置对该基板进行一 第一次雷射照射,使该非晶矽薄膜之被照射区域熔 化;以及 (d)移除该雷射光束,使该基板上之熔化区域固化形 成多晶矽区域。 2.如申请专利范围第1项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该光学装置系为一光罩以及一微狭缝阵 列之一者。 3.如申请专利范围第1项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该光学装置包括复数个长度为L之第一 透光区域,每一该复数个第一透光区域的至少一边 缘区域具有一第一周期性形状。 4.如申请专利范围第3项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该第一周期性形状系为一全波形状、一 锯齿形状、一Z字形状以及一半波形状之一者。 5.如申请专利范围第1项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该形成多晶矽薄膜系统更包括一投影透 镜系统,该投影透镜系统之倍率为N而且系设置于 该光学装置与该基板之间之该雷射光束之该行进 路径上。 6.如申请专利范围第3项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,更包括以下步骤: (e)移动该基板一距离,该距离不大于该长度L; (f)以该雷射光束透过该光学装置对该基板进行一 第二次雷射照射,使该非晶矽薄膜之被照射区域与 固化之该多晶矽区域再熔化;以及 (g)移除该雷射光束,使该基板上之再熔化区域固化 形成多晶矽区域。 7.如申请专利范围第6项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该光学装置系为一光罩以及一微狭缝阵 列之一者。 8.如申请专利范围第6项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该光学装置包括: 复数个长度为L之第一透光区域,每一该复数个第 一透光区域的至少一边缘区域具有一第一周期性 形状;以及 复数个长度为L之第二透光区域,每一该复数个第 二透光区域的至少一边缘区域具有一第二周期性 形状,使得该复数个第一透光区域与该复数个第二 透光区域形成阶梯状排列。 9.如申请专利范围第8项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该第一周期性形状与该第二周期性形状 分别系为一全波形状、一锯齿形状、一Z字形状以 及一半波形状之一者。 10.如申请专利范围第6项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,其中该形成多晶矽薄膜系统更包括一投影透 镜系统,该投影透镜系统之倍率为N而且系设置于 该光学装置与该基板之间之该雷射光束之该行进 路径上。 11.如申请专利范围第6项所述之形成多晶矽薄膜之 方法,该方法于步骤(d)与步骤(e)之间更包括以下步 骤: (d1)移动该基板一距离,该距离不大于该长度L; (d2)以该雷射光束透过该光学装置对该基板进行一 延伸雷射照射,使该非晶矽薄膜之被照射区域与固 化之该多晶矽区域再熔化;以及 (d3)移除该雷射光束,使该基板上之再熔化区域固 化形成多晶矽区域。 12.如申请专利范围第11项所述之形成多晶矽薄膜 之方法,其中该光学装置系为一光罩以及一微狭缝 阵列之一者。 13.如申请专利范围第11项所述之形成多晶矽薄膜 之方法,其中该光学装置包括: 复数个长度为L之第一透光区域,每一该复数个第 一透光区域的至少一边缘区域具有一第一周期性 形状: 复数个长度为L之第二透光区域,每一该复数个第 二透光区域的至少一边缘区域具有一第二周期性 形状;以及 至少一组复数个长度为L之延伸透光区域,每一该 至少一组复数个延伸透光区域的至少一边缘区域 具有一第三周期性形状; 其中该至少一组复数个延伸透光区域系设置于该 复数个第一透光区域与该复数个第二透光区域之 间,使得该复数个第一透光区域、该至少一组复数 个延伸透光区域与该复数个第二透光区域形成阶 梯状排列。 14.如申请专利范围第13项所述之形成多晶矽薄膜 之方法,其中该第一周期性形状、该第二周期性形 状与该第三周期性形状分别系为一全波形状、一 锯齿形状、一Z字形状以及一半波形状之一者。 15.如申请专利范围第11项所述之形成多晶矽薄膜 之方法,其中该形成多晶矽薄膜系统更包括一投影 透镜系统,该投影透镜系统之倍率为N而且系设置 于该光学装置与该基板之间之该雷射光束之该行 进路径上。 16.一种形成多晶矽薄膜之光学装置,包括: 复数个长度为L之第一透光区域; 其中,每一该复数个第一透光区域的至少一边缘区 域具有一第一周期性形状。 17.如申请专利范围第16项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,其中该光学装置系为一光罩以及一微 狭缝阵列之一者。 18.如申请专利范围第16项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,其中该第一周期性形状系为一全波形 状、一锯齿形状、一Z字形状以及一半波形状之一 者。 19.如申请专利范围第16项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,更包括至少复数个长度为L之第二透 光区域,每一该复数个第二透光区域的至少一边缘 区域具有一第二周期性形状,使得该复数个第一透 光区域与该复数个第二透光区域形成阶梯状排列 。 20.如申请专利范围第19项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,其中该光学装置系为一光罩以及一微 狭缝阵列之一者。 21.如申请专利范围第19项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,其中该第一周期性形状与该第二周期 性形状系分别为一全波形状、一锯齿形状、一Z字 形状以及一半波形状之一者。 22.如申请专利范围第19项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,更包括至少一组复数个长度为L之延 伸透光区域,每该至少一组复数个延伸透光区域的 至少一边缘区域具有一第三周期性形状,每该至少 一组复数个延伸透光区域系设置于该复数个第一 透光区域与该复数个第二透光区域之间,使得该复 数个第一透光区域、该至少一组复数个延伸透光 区域与该复数个第二透光区域形成阶梯状排列。 23.如申请专利范围第22项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,其中该光学装置系为一光罩以及一微 狭缝阵列之一者。 24.如申请专利范围第22项所述之形成多晶矽薄膜 之光学装置,其中该第一周期性形状、该第二周期 性形状与该第三周期性形状分别系为一全波形状 、一锯齿形状、一Z字形状以及一半波形状之一者 。 图式简单说明: 图一A为习知采用连续侧向固化(SLS)之形成多晶矽 薄膜系统示意图; 图一B为图一A之形成多晶矽薄膜系统所形成之多 晶矽薄膜上视图; 图二A为美国专利第6,908,835号所采用之光学装置上 视图; 图二B为图二A之光学装置透光区域详细尺寸图; 图二C为根据美国专利第6,908,835号之方法所揭之两 次雷射照射之连续侧向固化所形成之多晶矽结构 图; 图三A至图三F为美国专利第6,322,625号所揭露之形 成多晶矽薄膜之方法的流程图; 图四A与图四B为本发明第一具体实施例之形成多 晶矽薄膜方法所采用之光学装置上视图; 图四C为图四A与图四B之光学装置透光区域边缘之 周期性形状以及通过该周期性形状的雷射光束能 量分布示意图; 图五A至图五D系为光学装置透光区域边缘之周期 性形状的各种实施范例; 图六为本发明第一具体实施例之形成多晶矽薄膜 方法的流程图; 图七A与图七B为本发明第二具体实施例之形成多 晶矽薄膜方法所采用之光学装置上视图; 图八为本发明第二具体实施例之形成多晶矽薄膜 方法的流程图; 图九A与图九B为本发明第三具体实施例之形成多 晶矽薄膜方法所采用之光学装置上视图;以及 图十为本发明第三具体实施例之形成多晶矽薄膜 方法的流程图。
地址 新竹县竹东镇中兴路4段195号