ELA前处理方式改善结晶效果的研究李亚，胡国仁，李子健，唐丽娟，戴天明，徐源竣，汤富雄，许宗义(深圳市华星光电技术有限公司AMOLED技术开发部，深圳518132，EmaihliyaOl@tcl．COnl)深圳市海外高层次人才资金资助摘要：为了研究ELA前处理方式对结晶效果的影响，调整ELAPre—clean的参粼清洗转速、HF—Clean时间、03处理电压)，然后进行ELA晶化过程，借助SEM和AFM等手段对结晶后的Poly—Si薄膜微结构进行了分析研究。结果发现：清洗转速对结晶效果影响最大：在一定条件下可生长出晶粒排列—致、晶粒较大的Poly—Si，随着镭射扫描移动距离(ScanPitch】的增大，由于结晶固化时间不足，晶粒排列逐渐混乱、样品的最佳能量密度值和表面粗糙度也相应增大。关键词：多晶硅；准分子镭射退火：晶粒大小中图分类号．TN27Studyonpre—ELAtreatmentmethodtoimprovethecrystallineeffectLlYa，HUGuoren。LIZijian，TANGLijuan，DAITianming，XUYuanjun，TANGFuxiong。XUZongyi(AMOLEDTechnologyDevelopmentDepaRment，ShenzhenChinaStarOptoelectronicsTechnologyCo．．LtdShenzhen518132。China，E-mail：liyaOl@tcl．com】SuppoSedbyShenzhenPeacockPlanAbstract：Inordertoresearchtheeffectsofpre—treatmentonamorphoussilicon(a—Si)filmbeforeELA。theparametersoffhePre—ELAclean(cleanerspeed，HF—cleantime。03treatmentpower)wasadjusted．ThemicrostructureswereanaIysedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)andatomicforcemicroscopy(AFM)．TheresultsshowthatthecleanerspeediSthemainfactortoaffectthecrysta,ineperformance．ThecrystallizationofPoly—Siisinconsjstentonentationandbecomelargergrainundersuitableconditions．ThearrangementofgrainiSgradualdisorderwiththeincreasingofScanPitchduetotheshortsolidificationtime．FurthermOre．bothoftheoptimumenergydensityvalueandsu#aceroughnessareincreasewiththescanpitchKeywOrds：POIVcrVstanesilicon；ELA：Grainsize1引奢行ELAPre—clean、ELA晶化过程。随着屏幕的高解析度的要求，较高的电子迁移率和稳定的光电性能第三步：把结晶后的样品用SEM和AFM分析其微结构与表面粗糙度愈来愈趋重要。而多晶硅由于兼具单晶硅和非晶硅的优点，具有优良的电在SEM分析前试片须经过SeccoEtchant处理。学和光学性能[1]，因此对多晶硅薄膜制备有诸多的研究。表2．1．清洗参数目前制备多晶硅薄膜的技术主要包括化学气相沉积法、液相生长法、Table．2．1ParameterofELAPre—clean固相晶化法、金属诱发结晶法和准分子镭射晶化法(ExcimerLaserAnnealing；简称ELA)等[2]。化学气相沉积法制得的多晶硅晶粒尺寸特SlotSpccdHF／SPower别小；液相生长法的制备过程需要高温：传统的固相晶化法也必须在高1ShortLow温下进行，这些技术都需要耐高温的基板，将会增加生产成本[3]。金属诱2FastMiddlcMiddle发结晶法就是为了改善上述结晶温度过高的问题而发明的方法，一般常使用的金属为镍(Ni)，可将结晶温度降至5500c，但是会存在金属污染而3LongI{igh。导致薄膜晶体管漏电流较大的问题[4-9]。而ELA是利用准分子镭射作热4ShortLow源，镭射光经投射系统后，会产生镭射光束投射于a-Si，当其吸收该能量5MiddleMiddleMiddlc-后，会转变成Poly—S1结构，因为结晶过程由液相转变为固相，原子会重新6Longmgh排列，相较于以上的结晶方法，可得到较佳的结晶品质，且整个处理过程均在6000C以下完成，一般玻璃基板皆可适用，然而由于雷射的不稳定往7ShortLow往造成晶粒大小不一，会影响到电性的均匀性，尤其在AMOLED的应用上。8s10WMiddleMiddle影响很大[10一“]，因此如何得到均匀的ELA结晶是一个很重要的课题。9Longl{igh‘本研究通过调整ELAPre—clean的参数，并借助SEM和AFM等手段对结晶后的Poly—S1薄膜微结构进行了分析研究。3结累与讨论。守睦用CVD法制备的非晶硅薄膜材料样品的膜厚(SEM测量结果)如图3·1所示。从图中可以看到，3-1aye’膜厚基本一致，表明成膜后样品处在第一步：实验所用的非晶硅薄膜材料样品均用普通玻璃作衬底，以。。+。。相...