專利名稱：制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管的技術(shù)，特別是涉及一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的
方法及設(shè)備的技術(shù)。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管(TFT)是電子平板顯示行業(yè)的核心部件，被廣泛應(yīng)用于從手機(jī)到大尺寸電視在內(nèi)的各種顯示應(yīng)用領(lǐng)域。 目前的薄膜晶體管技術(shù)主要有非晶硅薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管和微晶硅薄膜晶體管。其中非晶硅薄膜晶體管具有遷移率低、穩(wěn)定性差的問題，不能適用于一些高要求的領(lǐng)域(如有機(jī)發(fā)光顯示器件)，多晶硅薄膜晶體管雖然可以解決上述問題，但其存在均勻性差，制造成本高的問題，而微晶硅薄膜晶體管技術(shù)可以解決上述兩種技術(shù)的問題，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。 在微晶硅薄膜晶體管制造工藝中非晶硅薄膜的晶化是其中的關(guān)鍵技術(shù)，而非晶硅薄膜在玻璃基板上進(jìn)行晶化時(shí)，必須使用低溫晶化。目前非晶硅薄膜的低溫晶化主要采用激光退火，由于激光技術(shù)具有局限性，例如準(zhǔn)分子激光器的功率不穩(wěn)定，會(huì)引起晶化不均勻，從而導(dǎo)致顯示圖像的不均勻，而半導(dǎo)體激光器雖然功率穩(wěn)定，但其功率較小，而且半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)和硅的吸收波長(zhǎng)也很難匹配，目前比較成熟的大功率半導(dǎo)體激光器是紅外激光器，然而由于硅對(duì)紅外光吸收很少，所以必須要在硅薄膜表面制作吸收層才能晶化，這會(huì)增加制造成本，而且還會(huì)引起吸收層對(duì)硅薄膜的污染。另外，激光系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本很高，這也是微晶硅薄膜晶體管普及應(yīng)用的主要障礙之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅薄膜晶化均勻，且在制造過程中不會(huì)污染硅薄膜，并能降低制造成本的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于，具體步驟如下 1)在一真空腔內(nèi)設(shè)置電子槍、電子束聚焦電極和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極；
2)將沉積有非晶硅薄膜的基板去氫處理后放入真空腔；
3)對(duì)真空腔抽真空，使其真空度達(dá)到1 X 10—3Pa ; 4)啟動(dòng)電子槍，使其發(fā)射電子束，并施加陽極電壓對(duì)電子束進(jìn)行加速，同時(shí)利用電
子束聚焦電極將電子束聚焦至基板的局部非晶硅薄膜上，使該處非晶硅晶化； 5)利用電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極控制電子束左右偏轉(zhuǎn)，使其左右向掃描基板的非晶硅薄膜； 6)前后向移動(dòng)基板，然后重復(fù)步驟5)至6)，直至電子束掃描完整個(gè)基板上的非晶
硅薄膜，使其晶化為微晶硅薄膜。 進(jìn)一步的，所述電子束的功率密度在1000w/cm2至3500w/cm2之間。
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進(jìn)一步的，所述非晶硅薄膜晶化為微晶硅薄膜后，其晶粒尺寸在5納米至2微米之間。 本發(fā)明所提述的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備，其特征在于包括設(shè)置于真空腔內(nèi)的電子槍、電子束聚焦電極和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極，所述電子槍用于發(fā)射電子束，所述電子束聚焦電極用于將電子束聚焦于被加工工件上，所述電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極用于控制電子束偏轉(zhuǎn)，使其往返掃描被加工工件。 進(jìn)一步的，所述電子束聚焦裝置是電聚焦電極或磁聚焦器。
進(jìn)一步的，所述電子束偏轉(zhuǎn)裝置是磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器或電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器。 本發(fā)明提供的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備，利用電子束將非晶硅薄膜晶化為微晶硅薄膜，由于電子束的能量很穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生晶化不均勻的問題，而且電子束的能量能被硅基本吸收，因此在晶化時(shí)不需要在硅薄膜表面制作吸收層，也因此而不會(huì)污染硅薄膜；另外利用電磁偏轉(zhuǎn)器能控制電子束左右向精確掃描，并通過移動(dòng)基板控制其前后向掃描，電子束系統(tǒng)相比激光裝置具有控制裝置簡(jiǎn)單、輸出功率大、成本低的特點(diǎn)，因而能降低微晶硅薄膜的制造成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法的示意 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法、結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于，具體步驟如下 1)在一真空腔內(nèi)設(shè)置電子槍1、電子束聚焦電極2和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極3 ;
2)將沉積有非晶硅薄膜的基板5去氫處理后放入真空腔；
3)對(duì)真空腔抽真空，使其真空度達(dá)到1 X 10—3Pa ; 4)啟動(dòng)電子槍，使其發(fā)射電子束4，并施加陽極電壓對(duì)電子束4進(jìn)行加速，同時(shí)利用電子束聚焦電極2將電子束4聚焦至基板5的局部非晶硅薄膜上，使該處非晶硅晶化；
5)利用電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極3控制電子束4左右偏轉(zhuǎn)，使其左右向掃描基板5的非晶硅薄膜； 6)前后向移動(dòng)基板5，然后重復(fù)步驟5)至6)，直至電子束4掃描完整個(gè)基板5上的非晶硅薄膜，使其晶化為微晶硅薄膜。 所述電子束4的功率密度在1000w/cm2至3500w/cm2之間時(shí)，非晶硅薄膜的微晶化效果最佳。 所述非晶硅薄膜晶化為微晶硅薄膜后，其晶粒尺寸在5納米至2微米之間。
如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備，其特征在于包括設(shè)置于真空腔內(nèi)的電子槍1 、電子束聚焦電極2和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極3，所述電子槍1用于發(fā)射電子束，所述電子束聚焦電極2用于將電子束聚焦于被加工工件上，所述電
4場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極3用于控制電子束偏轉(zhuǎn)，使其往返掃描被加工工件。
所述電子束聚焦電極2是電聚焦電極或磁聚焦電極。
所述電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極3是磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極或電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極。 本發(fā)明的原理是利用電子槍發(fā)射的電子束沖擊非晶硅薄膜表面，使高速的電子能量轉(zhuǎn)化為熱能對(duì)非晶硅薄膜局部加熱，通過對(duì)加熱溫度和時(shí)間的控制使該處微晶硅晶化，控制電子束掃描整張非晶硅薄膜即可將其晶化為微晶硅薄膜。
權(quán)利要求
一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于，具體步驟如下1)在一真空腔內(nèi)設(shè)置電子槍、電子束聚焦電極和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極；2)將沉積有非晶硅薄膜的基板去氫處理后放入真空腔；3)對(duì)真空腔抽真空，使其真空度達(dá)到1×10-3Pa；4)啟動(dòng)電子槍，使其發(fā)射電子束，并施加陽極電壓對(duì)電子束進(jìn)行加速，同時(shí)利用電子束聚焦電極將電子束聚焦至基板的局部非晶硅薄膜上，使該處非晶硅晶化；5)利用電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極控制電子束左右偏轉(zhuǎn)，使其左右向掃描基板的非晶硅薄膜；6)前后向移動(dòng)基板，然后重復(fù)步驟5)至6)，直至電子束掃描完整個(gè)基板上的非晶硅薄膜，使其晶化為微晶硅薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于所述電子束的功率密度在1000w/cm2至3500w/cm2之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法，其特征在于所述非晶硅薄膜晶化為微晶硅薄膜后，其晶粒尺寸在5納米至2微米之間。
4. 一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備，其特征在于包括設(shè)置于真空腔內(nèi)的電子槍、電子束聚焦電極和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極，所述電子槍用于發(fā)射電子束，所述電子束聚焦電極用于將電子束聚焦于被加工工件上，所述電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極用于控制電子束偏轉(zhuǎn)，使其往返掃描被加工工件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備，其特征在于所述電子束聚焦裝置是電聚焦器或磁聚焦器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的設(shè)備，其特征在于所述電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)裝置是磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器或電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)器。
全文摘要
一種制造薄膜晶體管的微晶硅薄膜的方法及設(shè)備，涉及薄膜晶體管的技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是現(xiàn)有技術(shù)的薄膜會(huì)晶化不均勻或受污染，以及制造成本高的技術(shù)問題。制造方法利用電子槍發(fā)射的電子束沖擊非晶硅薄膜表面，使高速的電子能量轉(zhuǎn)化為熱能對(duì)非晶硅薄膜局部加熱，通過對(duì)加熱溫度和時(shí)間的控制使該處微晶硅晶化，并通過控制電子束掃描整張非晶硅薄膜，從而將其晶化為微晶硅薄膜。制造設(shè)備包括設(shè)置于真空腔內(nèi)的用于發(fā)射電子束電子槍、用于將電子束聚焦于被加工工件上的電子束聚焦電極、用于控制電子束偏轉(zhuǎn)以掃描被加工工件的電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電極。利用本發(fā)明提供的方法及設(shè)備，所制造的硅薄膜晶化均勻、制造過程中硅薄膜不會(huì)受污染，且能降低制造成本。
文檔編號(hào)H01L21/20GK101752230SQ20081020418
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者張羿, 陳科 申請(qǐng)人:上海廣電電子股份有限公司