專利名稱：多晶硅基片結(jié)晶度的測量方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅基片的結(jié)晶度的測量方法、用該方法制 備有機發(fā)光顯示器的方法及用該方法制成的有機發(fā)光顯示器，更 具體地說，它涉及一種用拉曼光譜曲線來測量多晶硅基片的結(jié)晶 度的方法、用該方法制備有機發(fā)光顯示器的方法及用該方法制成 10 的有機發(fā)光顯示器。
背景技術(shù)：
由于多晶硅具有比非晶硅(簡稱a-Si)高的遷移率，所以多晶 硅被用于各種電子器件，諸如太陽能電池、平板顯示器等。15 多晶硅的遷移率與多晶硅的結(jié)晶度有關(guān)。評估結(jié)晶度的方法包括拉曼光譜分析法。當(dāng)用強的單色光輻照透明材料并分析由該透明材料所散射的光 譜時，除了看到與入射光相同波長的譜線，還可觀測到一些波長 比入射光的波長更長或更短的譜線。這種現(xiàn)象稱之為拉曼效應(yīng)。20 拉曼光譜分析法利用的就是這種拉曼效應(yīng)。一般說來，多晶硅的結(jié)晶度是根據(jù)拉曼光譜曲線的半高全寬(FWHM)來評估的。具體地說，隨著拉曼光鐠曲線半高全寬的 減小，多晶硅的結(jié)晶度增加。然而，根據(jù)拉曼光鐠曲線的半高全寬來測量結(jié)晶度的方法存在 25 某些問題，使得該方法變得不可靠。此外，上述測量結(jié)晶度的方法還有 一個問題就是該方法沒有考慮閾值電壓(Vth)的離散性，而這卻是薄膜晶體管的重要特性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 些方面和示例性實施例提供了 一種測量多晶硅基片 的結(jié)晶度的更可靠的方法。此外，本發(fā)明還提供了 一種具有優(yōu)良的電學(xué)特性(例如遷移率 5 和閾值電壓離散)的有機發(fā)光顯示器，以及制備這種顯示器的方法。根據(jù)本發(fā)明的 一個方面，測量多晶硅結(jié)晶度的方法包括采用單色光輻照多晶硅基片來得到拉曼光譜曲線；以及使用下述公式根 據(jù)該拉曼光譜曲線來計算多晶硅基片的結(jié)晶度結(jié)晶度=多晶峰的 面積/ (非晶峰面積+多晶峰面積)。io 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，計算多晶硅基片結(jié)晶度的方法可包括將拉曼光譜曲線去巻積成非晶峰和多晶峰；根據(jù)拉曼光譜曲線去 巻積過程中所得到的數(shù)據(jù)來計算非晶峰面積和多晶峰面積；以及 在上述公式中，利用計算所得到的非晶峰面積和計算得到的多 晶峰面積來計算結(jié)晶度。15 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，非晶峰的中心可位于480 cm-1，而多晶峰的中心可位于517cm-'。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，制備有機發(fā)光顯示器的方法包括通過 使非晶硅基片結(jié)晶化來制造多晶硅基片；采用單色光輻照該多晶 硅基片來得到拉曼光譜曲線；對利用下述公式從該拉曼光譜曲線20 得到的所述多晶硅基片的結(jié)晶度進行檢驗結(jié)晶度=多晶峰的面積/ (非晶峰面積+多晶峰面積)；以及根據(jù)對所述多晶硅基片的結(jié)晶度進行檢驗的結(jié)杲，利用多晶硅基片制備薄膜晶體管。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，多晶硅基片的制備可包括利用固相結(jié)晶法(SPC )、準(zhǔn)分子激光退火法(ELA)、金屬誘導(dǎo)結(jié)晶法(MIC )、 25 金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶法(MILC)或者連續(xù)橫向固化法(SLS)來使非晶硅基片結(jié)晶化。根據(jù)本發(fā)明的 一 個方面，只要在多晶硅基片結(jié)晶度的檢驗中確定多晶硅基片的結(jié)晶度等于或者大于70%,就可用它來制備薄膜晶體管。 本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點將在后續(xù)的說明中得到部分闡 述，并且可以通過說明書部分使之顯而易見，或者通過本發(fā)明的 實施得到進一步的了解。5


通過以下結(jié)合附圖的典型實施例的描述，本發(fā)明的上述的和/ 或其它的方面和優(yōu)點將變得更為顯而易見和更易于理解，附圖包括圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的測量多晶硅基片結(jié)晶度的10 方法的流程圖；圖2是結(jié)晶度為32.8%的多晶硅基片的拉曼光鐠曲線； 圖3是結(jié)晶度為49.7%的多晶硅基片的拉曼光譜曲線； 圖4是結(jié)晶度為75.5%的多晶硅基片的拉曼光譜曲線； 圖5是對應(yīng)于各結(jié)晶度的拉曼光譜曲線的半高全寬(FWHM)15 和PMOS閾值電壓(Vth)的曲線圖；圖6是結(jié)晶度為32.8%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲線； 圖7是結(jié)晶度為49.7%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲線； 圖8是結(jié)晶度為75.5%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲線；以及 圖9是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制備有機發(fā)光顯示器的方法20 的流程圖。
具體實施方式
在附圖中，相同的標(biāo)號表示類同的元件。下面參考各附圖來描述 25 各實施例以說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的測量多晶硅基片結(jié)晶度的方 法的流程圖。如圖l所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于測量多晶硅基片 的結(jié)晶度的方法包括在方框S10,采用單色光(諸如激光束或任 何其它合適的單色光)來輻照多晶硅基片，以得到拉曼光譜曲線； 在方框S20，將拉曼光譜曲線去巻積為非晶峰和多晶峰；在方框 S30，根據(jù)拉曼光譜曲線去巻積所得到的數(shù)據(jù)來計算非晶峰面積和 多晶峰面積；以及在方框S40,根據(jù)所求得的非晶峰面積和多晶峰 5面積，使用下述公式1來計算多晶硅基片的結(jié)晶度結(jié)晶度=多晶峰的面積/ (非晶峰面積+多晶峰面積) 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 。 圖2-圖4分別顯示了具有不同結(jié)晶度的多晶硅基片的拉曼光 譜曲線。從圖2-圖4可見，這些拉曼光語曲線各自具有不同的半 10高全寬(FWHM)。用上述方法，從圖2所示的拉曼光譜曲線中測得的結(jié)晶度為 32.8%;從圖3所示的拉曼光譜曲線中測得的結(jié)晶度為49.7%;從 圖4所示的拉曼光諳曲線中測得的結(jié)晶度為75.5%。圖5顯示了不同結(jié)晶度的多晶硅基片的PMOS閾值電壓和拉 15曼光譜曲線半高全寬(FWHM)。從圖5可見，隨著結(jié)晶度增加， 閾值電壓的離散減小。然而，隨著結(jié)晶度的增加，半高全寬趨向 于變大。如上所述，在多晶硅基片的閾值電壓的離散度與用本發(fā)明示例 性實施例的測量結(jié)晶度的方法所測得的結(jié)晶度之間存在明顯的相20 關(guān)寸生。圖6是結(jié)晶度為32.8%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲線，圖7 是結(jié)晶度為49.7%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲線，圖8是結(jié)晶 度為75.5%的多晶硅基片的ID-Vg特性曲線。從圖6 -圖8可見，隨著使用公式1計算所得到的結(jié)晶度的增 25 力口，即，當(dāng)從圖6移到圖8時，亞閾值斜率(a subthreshold slcpe) 減小，并且扭折效應(yīng)(a kink effect)也減小。這就意味著能夠獲得具有優(yōu)良電學(xué)特性(諸如遷移率和閾值電 壓離散等)的多晶硅基片?，F(xiàn)在來敘述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例制備有機發(fā)光顯示器的方 法。圖9是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例制備有機發(fā)光顯示器的方法的流程圖。如圖9所示，該制備有機發(fā)光顯示器的方法包括在方 框S100，通過使非晶硅基片結(jié)晶化來制備多晶硅基片；在方框 5 S200,采用單色光(諸如激光束或其它合適的單色光)輻照多晶硅基 片以得到拉曼光譜曲線；在方框S300，根據(jù)拉曼光語曲線來檢驗 多晶硅基片的結(jié)晶度；以及在S400,制備薄膜晶體管。多晶硅基片的制備(S100)可采用固相結(jié)晶法(SPC)、準(zhǔn)分 子激光退火法(ELA)、金屬誘導(dǎo)結(jié)晶法(MIC)、金屬誘導(dǎo)橫向 io 結(jié)晶法(MILC)或者連續(xù)橫向固化法(SLS)來進行。SPC方法是一種采用高溫?zé)崽幚韥斫Y(jié)晶化非晶硅基片的方法。ELA方法是一種采用準(zhǔn)分子激光束輻照非晶硅基片以使其上 部瞬間融化然后重新結(jié)晶的方法。MIC方法是一種用濺射法或自旋覆膜法將金屬催化劑膜覆蓋 15 到非晶硅基片面上以在低溫下誘導(dǎo)其結(jié)晶化的方法。MILC方法是一種將金屬籽晶沉積到非晶硅基片的源區(qū)和漏 區(qū)，并在低溫下由金屬籽晶在非晶硅基片中橫向持續(xù)結(jié)晶化的方 法。SLS方法是一種至少兩次采用激光束輻照非晶硅基片使之橫向 20 生長硅晶粒來達到非晶硅基片結(jié)晶化的方法。采用上述任何一種方法實現(xiàn)結(jié)晶化的多晶硅基片都可以采用根 據(jù)本發(fā)明示例性實施例的測量多晶硅基片的結(jié)晶度的方法來檢驗。具體地說，如圖9所示，在方框S200,采用單色光(諸如激光 25 束或其它合適的單色光)輻照多晶硅基片以得到其拉曼光譜曲線； 在方框S300,根據(jù)本發(fā)明實施例測量結(jié)晶度的方法來檢驗多晶硅 基片的結(jié)晶度。在這個例子中，用于有機發(fā)光顯示器的薄膜晶體管是采用結(jié)晶 度至少為70%的多晶硅基片來制備的，如方框400所示。
在有源陣列有機發(fā)光顯示器中，與諸如遷移率和閾值電壓這些 電學(xué)特性的絕對值相比，引起發(fā)光不均勻的閾值電壓離散性要重 要得多。當(dāng)閾值電壓離散等于或大于1.0 V時，即便采用了電路來補償 5 這種閾值電壓離散的影響，仍然會產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)光不均勻性。因此，在方框S400,用作有機發(fā)光顯示器的薄膜晶體管利用 在方框S300中經(jīng)結(jié)晶度檢驗確定的結(jié)晶度等于或大于70%的多晶 硅基片來制備，而在方框500，將任何結(jié)晶度小于70%的多晶硅基 片歸類為有缺陷的基片。然而，在本發(fā)明中，在確定多晶硅基片10 是否能如方框S400所示用來做薄膜晶體管或者如方框S500所示 那樣歸類為有缺陷的基片時，在方框S300并不限于采用70%的結(jié) 晶度作為閾值，根據(jù)待制備的薄膜晶體管所需要的特性也可采用 其它結(jié)晶度來作為方框S300中的閾值。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在測量多晶硅基片的結(jié)晶15 度的方法和制備有機發(fā)光顯示器的方法中，由于采用了可靠的測 量多晶硅基片的結(jié)晶度的方法，從而能提供具有優(yōu)良的遷移率和 閾值電壓離散特性的有機發(fā)光顯示器。雖然這里只顯示和敘述了本發(fā)明的一些示例性的實施例，但本 領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解到從這些示例性實施例能夠得到的各種變20 化而不背離本發(fā)明的原理和精神，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和其 等同方案來確定。2權(quán)利要求
1.一種測量多晶硅基片的結(jié)晶度的方法，該方法包括采用單色光輻照多晶硅基片來得到拉曼光譜曲線；以及利用下列公式，根據(jù)所述拉曼光譜曲線計算多晶硅基片的結(jié)晶度結(jié)晶度＝多晶峰的面積/(非晶峰面積+多晶峰面積)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅基片 的結(jié)晶度的計算包括10 將所述拉曼光譜曲線去巻積成非晶峰和多晶峰；根據(jù)所述拉曼光鐠曲線去巻積過程中所得到的數(shù)據(jù)來計算非晶 峰面積和多晶峰面積；以及在所述公式中，使用已計算得到的非晶峰面積和計算得到的多 晶峰面積來計算多晶硅基片的結(jié)晶度。 15
3.如權(quán)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. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述單色光是激 光光束。
5. —種制備有機發(fā)光顯示器的方法，該方法包括 20將非晶硅基片結(jié)晶化來制備多晶硅基片；采用單色光輻照所述多晶硅基片來得到拉曼光譜曲線；采用下述公式，根據(jù)拉曼光語曲線來檢測該多晶硅基片的結(jié)晶度結(jié)晶度=多晶峰的面積/(非晶峰面積+多晶峰面積)；以及 25 根據(jù)多晶硅基片的結(jié)晶度的檢測結(jié)果，利用所述多晶硅基片來制備薄膜晶體管。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)多晶硅基片結(jié)晶度的檢驗過程中確定的所述多晶硅基片的結(jié)晶度等于或大于 70%時，該多晶硅基片才被用來制備薄膜晶體管。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多晶硅基片 的結(jié)晶度的檢測包括將所述拉曼光i普曲線去巻積成非晶峰和多晶峰； 根據(jù)拉曼光譜曲線去巻積過程中所得到的數(shù)據(jù)來計算非晶峰面 5 積和多晶峰面積；以及在所述公式中，使用已計算得到的非晶峰面積和計算得到的多 晶峰面積來計算多晶硅基片的結(jié)晶度。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)多晶硅基片 結(jié)晶度的檢驗過程中所確定的所述多晶硅基片的結(jié)晶度等于或大10 于70%時，該多晶硅基片才被用來制備薄膜晶體管。
9. 如權(quán)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. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)多晶硅基片 結(jié)晶度的檢驗過程中確定的所述多晶硅基片的結(jié)晶度等于或大于 70%時，該多晶硅基片才被用來制備薄膜晶體管。
11. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多晶硅基片 的制備包括采用固相結(jié)晶法(SPC)、準(zhǔn)分子激光退火法(ELA)、 金屬誘導(dǎo)結(jié)晶法(MIC)、金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶法(MILC)、或者 連續(xù)橫向固化法(SLS)來結(jié)晶化非晶硅基片。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)多晶硅基片結(jié)晶度的檢驗過程中確定的所述多晶硅基片的結(jié)晶度等于或大 于70%時，該多晶硅基片才被用來制備薄膜晶體管。
13.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述單色光是激光光束。
14. —種有機發(fā)光顯示器，它包括多晶硅基片，所述多晶硅基片的結(jié)晶度使用下述公式根據(jù)拉曼光譜曲線確定為等于或大于 70%:結(jié)晶度=多晶峰的面積/ (非晶峰面積+多晶峰面積)。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示器，其特征在于，所述多晶硅基片的結(jié)晶度的確定步驟包括采用單色光輻照多晶硅基片來得到拉曼光譜曲線； 將所述拉曼光譜曲線去巻積成非晶峰和多晶峰； 根據(jù)拉曼光鐠曲線去巻積過程中所得到的數(shù)據(jù)來計算非晶峰面 5 積和多晶峰面積；以及在所述公式中使用已計算得到的非晶峰面積和計算得到的多晶峰面積來計算多晶硅基片的結(jié)晶度。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示器，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.如權(quán)利要求15所述的顯示器，其特征在于，所述單色光是激光光束。
全文摘要
一種測量多晶硅基片結(jié)晶度的方法包括采用激光束輻照多晶硅基片來得到拉曼光譜曲線；以及利用公式根據(jù)拉曼光譜曲線來計算該多晶硅基片的結(jié)晶度結(jié)晶度＝多晶峰的面積/(非晶峰面積+多晶峰面積)。
文檔編號G01N21/63GK101153847SQ200610162878
公開日2008年4月2日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者李洪魯 申請人:三星Sdi株式會社