定義多晶硅生長方向的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及定義多晶硅生長方向的方法。該定義多晶硅生長方向的方法包括：步驟1、在基板上形成緩沖層；步驟2、在該緩沖層上形成規(guī)律的石墨烯陣列；步驟3、在形成有該石墨烯陣列的該緩沖層上形成非晶硅薄膜；步驟4、經(jīng)由準分子鐳射退火使該非晶硅薄膜形成多晶硅。本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法能夠控制多晶硅形成時的生長方向，進而可以提高多晶硅晶粒大小。
【專利說明】定義多晶硅生長方向的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示【技術領域】，尤其涉及一種定義多晶硅生長方向的方法。
【背景技術】
[0002]隨著平板顯示的發(fā)展，高分辨率，低能耗的面板需求不斷被提出。不同于非晶硅電子遷移率低，低溫多晶硅因可在低溫下制作，具有高的電子遷移率及可制作C-MOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)電路而被廣泛研究用以達到面板高分辨率，低能耗的需求。
[0003]低溫多晶娃(Low Temperature Poly-Silicon, LTPS)是多晶娃技術的一個分支。對平板顯示器來說，采用多晶硅液晶材料有許多優(yōu)點，如薄膜電路可以做得更薄更小、功耗更低等。
[0004]在多晶硅技術發(fā)展的初期，為了將玻璃基板從非晶硅結(jié)構(gòu)(a-Si)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч杞Y(jié)構(gòu)，就必須借助一道鐳射退火(Laser Anneal)的高溫氧化工序，此時玻璃基板的溫度將超過攝氏1000度。與傳統(tǒng)的高溫多晶硅相比，低溫多晶硅雖然也需要激光照射工序，但它采用的是準分子激光作為熱源，激光經(jīng)過透射系統(tǒng)后，會產(chǎn)生能量均勻分布的激光束并被投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，當非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板吸收準分子激光的能量后，就會轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)。由于整個處理過程是在攝氏500-600度以下完成，普通的玻璃基板也可承受，這就大大降低了制造成本。而除了制造成本降低外，低溫多晶硅技術的優(yōu)點還體現(xiàn)在:電子遷移速率更快；薄膜電路面積更?。桓叩姆直媛?；結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性更高。
[0005]目前制作低溫多晶硅的方法包括固相結(jié)晶(SPC)，金屬誘導結(jié)晶(MIC)和準分子鐳射退火(ELA)幾種，其中準分子鐳射退火(ELA)是目前使用最為廣泛的方法。
[0006]ELA制作低溫多晶硅的方法是在玻璃上生長一緩沖層，然后生長非晶硅，高溫去氫后經(jīng)過HF預清洗，再利用ELA的鐳射掃描非晶硅，非晶硅受到高溫熔化重結(jié)晶形成多晶硅。
[0007]低溫多晶硅晶粒的大小(Grain size)對多晶硅的電學性能有重要影響，在ELA制程中，非晶娃受到高溫后變成完全熔融(nearly completely melts)狀態(tài),然后重結(jié)晶形成多晶硅。重結(jié)晶時會按照低能量向高能量方向結(jié)晶，低溫向高溫方向結(jié)晶；所以結(jié)晶的起點和方向是凌亂的，導致晶粒偏小，晶粒間晶界(Grain boundary)偏多,就會影響多晶娃的電子遷移率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種定義多晶硅生長方向的方法，能夠控制多晶硅形成時的生長方向。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種定義多晶硅生長方向的方法，其包括:
[0010]步驟1、在基板上形成緩沖層；
[0011]步驟2、在該緩沖層上形成規(guī)律的石墨烯陣列；
[0012]步驟3、在形成有該石墨烯陣列的該緩沖層上形成非晶硅薄膜；[0013]步驟4、經(jīng)由準分子鐳射退火使該非晶硅薄膜形成多晶硅。
[0014]其中，該步驟2包括:
[0015]步驟2.1、根據(jù)欲形成的石墨烯陣列在該緩沖層上形成圖案化的掩膜層；
[0016]步驟2.2、通過化學氣相沉積法形成該石墨烯陣列；
[0017]步驟2.3、除去掩膜層。
[0018]其中，該步驟4中進行準分子鐳射退火前，對該非晶硅薄膜進行高溫去氫處理。
[0019]其中，該緩沖層的材料為氮化硅或二氧化硅。
[0020]其中，該基板為玻璃。
[0021]其中，根據(jù)所欲定義的該步驟4中所形成的多晶硅的生長方向來預先設置所述石墨烯陣列在該緩沖層表面的分布。
[0022]其中，該緩沖層和非晶硅薄膜分別經(jīng)由化學氣相沉積法形成。
[0023]其中，在該基板和該緩沖層之間還形成有絕緣層。
[0024]其中，該絕緣層的材料為氮化鋁，氮化硼，氧化鋁或氧化鎂。
[0025]其中，該絕緣層通過磁控濺射或化學氣相沉積法形成。
[0026]本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法能夠控制多晶硅形成時的生長方向，進而可以提聞多晶娃晶粒大小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其他有益效果顯而易見。
[0028]附圖中，
[0029]圖1為本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法的流程圖；
[0030]圖2為按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法形成石墨烯陣列的截面圖；
[0031]圖3為按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法進行準分子鐳射退火制程時非晶硅薄膜的截面圖；
[0032]圖4為按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法在非晶硅薄膜中控制多晶硅生長方向的截面圖。
【具體實施方式】
[0033]參見圖1，其為本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法的流程圖。結(jié)合圖2至圖4所示的按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法生長多晶硅的一較佳實施例，本發(fā)明的定義多晶硅生長方向的方法主要包括:
[0034]步驟1、在基板10上形成緩沖層20 ;該基板10可以為玻璃或者其它適合的透明材料。
[0035]步驟2、在該緩沖層20上形成規(guī)律的石墨烯陣列30 ;該緩沖層20的材料可以為氮化硅或二氧化硅，或者其它適合的材料。
[0036]參見圖2，其為按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法形成石墨烯陣列的截面圖，基板10上生長一緩沖層20，然后在緩沖層20上形成規(guī)律的石墨烯陣列30，該緩沖層20可以分別經(jīng)由化學氣相沉積法形成，也可以通過其它適合的制程來制作。[0037]該步驟2可以包括:
[0038]步驟2.1、根據(jù)欲形成的石墨烯陣列30在該緩沖層20上形成圖案化的掩膜層；
[0039]步驟2.2、通過化學氣相沉積法形成該石墨烯陣列30 ；
[0040]步驟2.3、除去掩膜層。
[0041]石墨烯陣列30也可以通過其它制程方式來形成。
[0042]然后，進行步驟3、在形成有該石墨烯陣列30的該緩沖層20上形成非晶硅薄膜40 ;以及
[0043]步驟4、經(jīng)由準分子鐳射退火使該非晶硅薄膜40形成多晶硅。
[0044]參見圖3，其為按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法進行準分子鐳射退火制程時非晶硅薄膜的截面圖。非晶硅薄膜40可以經(jīng)由化學氣相沉積法形成，也可以通過其它適合的制程來制作。步驟4中進行準分子鐳射退火前，可以對該非晶硅薄膜40進行高溫去氫處理。
[0045]參見圖4，其為按照本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法在非晶硅薄膜中控制多晶娃生長方向的截面圖。
[0046]因石墨烯具有優(yōu)良的導熱性，且能耐高溫，所以在利用激光掃描進行準分子鐳射退火的過程中，非晶硅薄膜40吸收激光的能量后溫度升高，在非晶硅薄膜40上產(chǎn)生溫度差異，石墨烯陣列30對應的非晶硅區(qū)域因石墨烯的優(yōu)良導熱作用，溫度相對無石墨烯的區(qū)域會偏低，形成如圖3所示的低溫區(qū)；如圖4所示，多晶硅形成時即會以低溫區(qū)為起點開始向四周高溫區(qū)域生長變大，從而實現(xiàn)控制多晶硅生長方向的目的，進而可以提高多晶硅晶粒大小。
[0047]使用本發(fā)明的方法，在生長多晶硅前，可以根據(jù)所欲定義的所形成的多晶硅的生長方向來預先設置石墨烯陣列30在該緩沖層20表面的分布。例如，石墨烯陣列30可以設置為以相同的形狀在緩沖層20表面均勻分布。換句話說，可以通過改變石墨烯陣列30的形狀和位置等條件來改變多晶硅形成時的生長方向。
[0048]而且，在該基板10和該緩沖層20之間還可以形成有絕緣層。該絕緣層的材料可以為氮化鋁，氮化硼，氧化鋁或氧化鎂，或者其它適合的材料。該絕緣層可以通過磁控濺射或化學氣相沉積法或其它適合的制程形成。而且，本發(fā)明的定義多晶硅生長方向的方法可以應用于薄膜晶體管，陣列基板，平板顯示裝置等的制備。
[0049]綜上所述，本發(fā)明定義多晶硅生長方向的方法能夠控制多晶硅形成時的生長方向，進而可以提聞多晶娃晶粒大小。
[0050]以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技術構(gòu)思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明后附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種定義多晶娃生長方向的方法，其特征在于，包括: 步驟1、在基板上形成緩沖層； 步驟2、在該緩沖層上形成規(guī)律的石墨烯陣列； 步驟3、在形成有該石墨烯陣列的該緩沖層上形成非晶硅薄膜； 步驟4、經(jīng)由準分子鐳射退火使該非晶硅薄膜形成多晶硅。
2.如權利要求1所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，該步驟2包括: 步驟2.1、根據(jù)欲形成的石墨烯陣列在該緩沖層上形成圖案化的掩膜層； 步驟2.2、通過化學氣相沉積法形成該石墨烯陣列； 步驟2.3、除去掩膜層。
3.如權利要求1所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，該步驟4中進行準分子鐳射退火前，對該非晶硅薄膜進行高溫去氫處理。
4.如權利要求1所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，該緩沖層的材料為氮化硅或二氧化硅。
5.如權利要求1所述的定義多晶娃生長方向的方法，其特征在于，該基板為玻璃。
6.如權利要求1所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，根據(jù)所欲定義的該步驟4中所形成的多晶硅的生長方向來預先設置所述石墨烯陣列在該緩沖層表面的分布。
7.如權利要求1所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，該緩沖層和非晶硅薄膜分別經(jīng)由化學氣相沉積法形成。
8.如權利要求1所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，在該基板和該緩沖層之間還形成有絕緣層。
9.如權利要求8所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，該絕緣層的材料為氮化鋁，氮化硼，氧化鋁或氧化鎂。
10.如權利要求8所述的定義多晶硅生長方向的方法，其特征在于，該絕緣層通過磁控濺射或化學氣相沉積法形成。
【文檔編號】H01L21/02GK103730336SQ201310746243
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】余威, 李冠政 申請人:深圳市華星光電技術有限公司