專利名稱：激光輻照設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實施例總體涉及激光輻照設(shè)備。更具體地說，所描述的技術(shù)總體涉及使用激光束對半導(dǎo)體層進行結(jié)晶的激光輻照設(shè)備。
背景技術(shù)：
諸如有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器和液晶顯示器(IXD)等的多數(shù)平板顯示設(shè)備通過若干種類型的薄膜工藝制造而成。具體地，具有良好載流子遷移率的低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)可以用于例如高速運算電路和CMOS電路等的多種應(yīng)用，因此得到了普遍采用。LTPS TFT包括通過對非晶硅進行結(jié)晶而形成的多晶硅層。對非晶層進行結(jié)晶的方法包括固相結(jié)晶方法、準分子激光結(jié)晶方法以及使用金屬催化劑的結(jié)晶方法。在各種結(jié)晶方法中，準分子激光結(jié)晶方法由于能夠?qū)崿F(xiàn)低溫工藝從而使基板上的熱效應(yīng)相對較小，并且能夠使多晶硅層具有例如超過100cm2/Vs的相對良好的載流子遷移率，因此得到了廣泛應(yīng)用。然而，準分子結(jié)晶方法需要使用狹縫圖案的激光束對每個半導(dǎo)體進行掃描。這導(dǎo)致準分子結(jié)晶方法具有比其它結(jié)晶方法低很多的生產(chǎn)能力。在背景部分中公開的以上信息僅用于加強對所描述技術(shù)的背景的理解，因此其可以包含并不組成為本國內(nèi)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
實施例致力于一種激光輻照設(shè)備，其基本上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點而導(dǎo)致的一種或多種問題。因此，實施例的特征在于提供一種提供提高的生產(chǎn)能力的激光輻照設(shè)備。以上及其它特征和優(yōu)點中至少之一可以通過提供一種激光輻照設(shè)備來實現(xiàn)，該激光輻照設(shè)備沿掃描方向向包括多個像素區(qū)域的半導(dǎo)體層輻照激光束。另外，所述激光輻照設(shè)備包括至少一個激光掩膜，包括分別與所述多個像素區(qū)域的部分面對的多個狹縫組； 以及激光發(fā)生器，產(chǎn)生穿過所述至少一個激光掩膜的所述多個狹縫組的所述激光束。所述半導(dǎo)體層的所述多個像素區(qū)域中的每一個可以被劃分成結(jié)晶區(qū)域和非結(jié)晶區(qū)域，所述結(jié)晶區(qū)域和所述非結(jié)晶區(qū)域可以沿所述掃描方向交替布置。所述結(jié)晶區(qū)域在各個像素區(qū)域中可以位于同一位置。所述多個狹縫組可以對應(yīng)于所述半導(dǎo)體層的所述結(jié)晶區(qū)域。所述多個狹縫組之間的間隙可以相等，并且可以與所述半導(dǎo)體層的所述非結(jié)晶區(qū)域在所述掃描方向上的長度成比例。所述多個狹縫組中至少之一可以包括長軸與所述掃描方向平行的多個狹縫。在所述半導(dǎo)體層的所述結(jié)晶區(qū)域中可以平行于所述掃描方向形成結(jié)晶突起。所述多個狹縫組中至少之一可以包括布置在與所述掃描方向垂直的方向上并且尺寸彼此相等的多個第一狹縫和多個第二狹縫。所述多個第一狹縫和所述多個第二狹縫可以被布置為彼此偏離狹縫寬度的1/2。所述多個第一狹縫和所述多個第二狹縫的側(cè)邊可以在兩端處逐漸變窄為傾斜的形狀。所述多個狹縫組中至少之一可以包括長軸與所述掃描方向垂直的多個狹縫。在所述半導(dǎo)體層的結(jié)晶區(qū)域中可以在與所述掃描方向交叉的方向上布置結(jié)晶突起。在所述激光輻照設(shè)備中，所述激光發(fā)生器可以包括振蕩第一激光束的第一激光發(fā)生器；和振蕩第二激光束的第二激光發(fā)生器。所述第一激光發(fā)生器和所述第二激光發(fā)生器可以以預(yù)定周期打開/關(guān)斷所述第一激光束和所述第二激光束的振蕩。 所述預(yù)定周期可以與所述第一激光束和所述第二激光束的掃描速度成反比，并且與所述像素區(qū)域在所述掃描方向上的長度成正比。所述預(yù)定周期的一個周期可以對應(yīng)于所述像素區(qū)域的由所述第一激光束和所述第二激光束沿所述掃描方向輻照的長度。所述第一激光束和所述第二激光束中至少之一可以被打開的時間對應(yīng)于所述半導(dǎo)體層中所述結(jié)晶區(qū)域之間沿所述掃描方向的長度。所述第一激光束和所述第二激光束中至少之一可以被關(guān)斷的時間對應(yīng)于所述半導(dǎo)體層中所述非結(jié)晶區(qū)域沿所述掃描方向的長度。所述第一激光束和所述第二激光束可以以一時間間隙順序振蕩。當有多于一個激光掩膜時，所述第一激光束和所述第二激光束可以分別被劃分并被導(dǎo)向每個激光掩膜。


對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，以上及其它特征和優(yōu)點將通過結(jié)合附圖對示例性實施例進行的詳細描述而變得更加明顯，附圖中圖1示出根據(jù)第一示例性實施例的顯示裝置的示意圖。圖2示出圖1的激光掩膜的狹縫組的俯視圖。圖3示出由圖1的激光輻照設(shè)備結(jié)晶的像素區(qū)域的俯視圖。圖4和圖5分別示出從圖1的激光發(fā)生器振蕩的激光束的振蕩周期和波形的圖。圖6示出根據(jù)第二示例性實施例的顯示裝置的示意圖。圖7示出圖6的激光掩膜的狹縫組的俯視圖。圖8示出由圖6的激光輻照設(shè)備結(jié)晶的像素區(qū)域的俯視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖更充分地描述示例實施例，然而，這些實施例可以不同的形式體現(xiàn)， 并且不應(yīng)當被理解為僅限于這里給出的實施例。相反，提供這些實施例的目的在于使該公開內(nèi)容全面完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達本發(fā)明的范圍。在實施例中具有相同結(jié)構(gòu)的構(gòu)成元件始終由相同的附圖標記表示，并且在第一示例性實施例中描述。在后續(xù)示例性實施例中，僅描述除相同構(gòu)成元件之外的構(gòu)成元件。
此外，由于附圖中所示的各結(jié)構(gòu)部件的尺寸和厚度是為了方便解釋而任意示出的，因此本發(fā)明不一定限于圖中所示。在附圖中，為了更好理解和易于描述，層、膜、面板、區(qū)域等的厚度為了清楚起見被放大。可以理解，當諸如層、膜、區(qū)域或基板之類的元件被稱作位于另一元件“上”時，該元件可以直接位于另一元件上，也可以存在中間元件。以下將參照圖1至圖5描述根據(jù)第一示例性實施例的激光輻照設(shè)備101。如圖1所示，根據(jù)第一示例性實施例的激光輻照設(shè)備101沿掃描方向SL向形成在基板SS上的半導(dǎo)體層SC輻照激光束LBl和LB2。半導(dǎo)體層SC包括多個像素區(qū)域PX (在圖 3中示出)。激光束LBl和LB2對多個像素區(qū)域PX中每一個的一部分進行結(jié)晶(在圖3中示出)。激光輻照設(shè)備101包括激光發(fā)生器910以及激光掩膜610和620中至少之一。在圖1中，使用了兩個激光掩膜610和620，但是第一示例性實施例不限于此。因此，可以使用一個或三個或更多個激光掩膜。另外，盡管未示出，但是激光輻照設(shè)備101可以進一步包括傳送單元，傳送單元傳送包括半導(dǎo)體層SC以及激光掩膜610和620的基板SS，或者傳送激光發(fā)生器910，即相對于半導(dǎo)體層SC以及激光掩膜610和620移動激光發(fā)生器。另外，盡管未示出，但是激光輻照設(shè)備101可以進一步包括布置在激光掩膜610和620與半導(dǎo)體層SC之間的透鏡單元。激光發(fā)生器910產(chǎn)生用于對半導(dǎo)體層SC進行結(jié)晶的激光束。具體地說，從激光發(fā)生器910輸出的激光束LBl和LB2被分束，穿過多個激光掩膜610和620，然后被導(dǎo)向形成在基板SS上的半導(dǎo)體層SC上。在第一示例性實施例中，激光發(fā)生器910包括輸出第一激光束LBl的第一激光發(fā)生器911和輸出第二激光束LB2的第二激光發(fā)生器912。第一激光束LBl被分束，并輸出到兩個激光掩膜610和620。第二激光束LB2也被分束，并輸出到兩個激光掩膜610和620。 從激光發(fā)生器910輸出的每個激光束被分束成的束的數(shù)目可以等于激光掩膜的數(shù)目。如圖2所示，多個激光掩膜610和620分別包括多個狹縫組615和625，多個狹縫組615和625分別面對半導(dǎo)體層SC的多個像素區(qū)域PX(在圖3中示出)的部分。從激光發(fā)生器910輸出的激光束LBl和LB2穿過激光掩膜610的每個狹縫組615中包括的狹縫 6151和6152并移向半導(dǎo)體層SC。類似地，從激光發(fā)生器910輸出的激光束LBl和LB2穿過激光掩膜620的狹縫組625并移向半導(dǎo)體層SC。如圖3所示，多個像素區(qū)域PX中的每一個被劃分成結(jié)晶區(qū)域CA和非結(jié)晶區(qū)域 NCA。結(jié)晶區(qū)域CA由通過激光掩膜610和620的狹縫組615和625入射到其上的激光束 LBl和LB2進行結(jié)晶。非結(jié)晶區(qū)域NCA由于激光束LBl和LB2被激光掩膜610和620阻擋而不被結(jié)晶。也就是說，多個激光掩膜610和620的多個狹縫組615和625對應(yīng)于每個像素區(qū)域PX的結(jié)晶區(qū)域CA。如圖2所示，狹縫組615彼此分隔開，并且在狹縫組615之間存在相等的間隙C。 另外，圖2的多個狹縫組615之間的間隙與圖3的非結(jié)晶區(qū)域NCA在掃描方向SL上的長度 C成比例。進一步地，每個狹縫組615和625的總長度為B，并且與每個結(jié)晶區(qū)域CA的總長度B成比例。相應(yīng)地，具有長度B的結(jié)晶區(qū)域CA和具有長度C的非結(jié)晶區(qū)域NCA沿掃描方向SL交替布置。另外，結(jié)晶區(qū)域CA在多個像素區(qū)域PX的每一個中位于相同位置。也就是說，結(jié)晶區(qū)域CA以及狹縫組615和625的位置彼此相同。另外，在第一示例性實施例中，一個狹縫組615包括具有與掃描方向SL平行的長軸的多個狹縫6151和6152。每個狹縫組615和625包括沿掃描方向SL的垂直方向布置并且具有相同尺寸的多個第一狹縫6151和多個第二狹縫6152。在這種情況下，多個第一狹縫 6151和多個第二狹縫6152被布置為彼此偏移狹縫寬度的1/2。另外，多個第一狹縫6151 和多個第二狹縫6152的側(cè)邊逐漸變窄，以形成傾斜的形狀。由于狹縫6151和6152的側(cè)邊傾斜，因此在通過具有第一狹縫6151和第二狹縫 6152的激光掩膜610和620對半導(dǎo)體層SC進行結(jié)晶時，即使晶體在與狹縫6151和6152的邊緣相對應(yīng)的部分中相對于側(cè)邊垂直地生長，晶體粒子的生長方向也類似于在與狹縫6151 和6152的中央相對應(yīng)的部分中生長的晶體粒子的生長方向。因此，在與狹縫6151和6152 的邊緣相對應(yīng)的部分中生長的晶體被影響得類似于在與狹縫6151和6152的中央相對應(yīng)的部分中的晶體生長。相應(yīng)地，晶體生長在半導(dǎo)體層SC中可以相對較均勻。另外，如圖3所示，在通過以上所述形狀的激光掩膜610和620進行結(jié)晶的結(jié)晶區(qū)域CA中，沿與掃描方向SL平行的方向形成結(jié)晶突起CP。另外，在第一示例性實施例中，多個激光掩膜包括第一激光掩膜610和第二激光掩膜620。然而，第一示例性實施例不限于此。因此，激光輻照設(shè)備101可以包括一個、三個或更多個激光掩膜。如圖4所示，第一激光發(fā)生器911和第二激光發(fā)生器912以預(yù)定周期L分別打開 /關(guān)斷第一激光束LBl和第二激光束LB2。預(yù)定周期L可以根據(jù)激光束LBl和LB2的掃描速度S而改變，并且依賴于像素區(qū)域PX在激光束LBl和LB2的掃描方向SL上的長度(在圖3中示出)。更詳細地說，預(yù)定周期L與第一激光束LBl和第二激光束LB2的掃描速度S成反比，并且與多個像素區(qū)域PX的每一個在掃描方向SL上的長度成正比。也就是說，預(yù)定周期 L隨著掃描速度S提高而縮短，和/或隨著像素區(qū)域PX在掃描方向SL上的長度減小而縮短。相反，預(yù)定周期L隨著掃描速度S降低而增大，和/或隨著像素區(qū)域PX在掃描方向SL 上的長度增大而增大。如圖3所示，預(yù)定周期L的一個周期對應(yīng)于一個像素區(qū)域PX的由第一激光束LBl和第二激光束LB2沿掃描方向輻照的長度L。另外，第一激光束LBl和第二激光束LB2沿同一掃描方向SL被導(dǎo)向。然而，第一示例性實施例不限于此。因此，第一激光束LBl的掃描方向SL和第二激光束LB2的掃描方向SL可以彼此不同。如圖5所示，第一激光束LBl和第二激光束LB2中至少之一的脈沖持續(xù)時間對應(yīng)于像素區(qū)域PX的結(jié)晶區(qū)域CA在掃描方向SL上的長度。換言之，在結(jié)晶區(qū)域CA沿掃描方向SL的整個長度B上，第一激光束LBl和第二激光束LB2中至少之一被入射到結(jié)晶區(qū)域CA 上。另外，第一激光束LBl和第二激光束LB2中至少之一的脈沖斷開的時間對應(yīng)于像素區(qū)域PX的非結(jié)晶區(qū)域NCA在掃描方向SL上的長度C。也就是說，一個像素區(qū)域PX在掃描方向上的長度等于一個結(jié)晶區(qū)域CA在掃描方向上的長度B與一個非結(jié)晶區(qū)域NCA在掃描方向上的長度C之和。另外，第一激光束LBl和第二激光束LB2的一個打開/關(guān)斷時段對應(yīng)于一個像素區(qū)域PX被第一激光束LBl和第二激光束LB2掃描的時間。
另外，如圖4所示，在第一示例性實施例中，第一激光束LBl和第二激光束LB2可以以一時間間隙順序震蕩。在這種情況下，向結(jié)晶區(qū)域CA輻照激光束LBl和LB2的時間能夠得到穩(wěn)定保證。也就是說，在第一激光束LBl和第二激光束LB2的一個預(yù)定周期L期間， 一個像素區(qū)域PX能夠被穩(wěn)定地劃分成結(jié)晶區(qū)域CA和非結(jié)晶區(qū)域NCA，然后被結(jié)晶?？商娲?，一個像素區(qū)域PX中的結(jié)晶區(qū)域CA可以用作薄膜晶體管的半導(dǎo)體層。另外，有機發(fā)光元件等可以被布置在非結(jié)晶區(qū)域NCA中。電容器可以形成在結(jié)晶區(qū)域CA中， 或者可以形成在非結(jié)晶區(qū)域NCA中。利用這種配置，根據(jù)第一示例性實施例的激光輻照設(shè)備101可以有效地改善生產(chǎn)能力。利用根據(jù)第一示例性實施例的激光輻照設(shè)備101，一個像素區(qū)域PX可以被部分結(jié)晶，而不是對像素區(qū)域PX的整個區(qū)域進行結(jié)晶。另外，還可以對形成在多個基板SS的每一個中的半導(dǎo)體層SC進行結(jié)晶。因此，通過選擇性結(jié)晶節(jié)省的能量可以用于對形成在多個基板SS的每一個中的半導(dǎo)體層SC同時進行結(jié)晶。也就是說，可以在不改變從激光發(fā)生器910輸出的激光束LBl 和LB2的總能量的情況下，有效地提高生產(chǎn)能力。另外，可以通過從激光發(fā)生器910和920順序輸出激光束LBl和LB2，對像素區(qū)域 PX進行選擇性結(jié)晶。以下將參照圖6至圖8描述根據(jù)第二示例性實施例的激光輻照設(shè)備102。如圖6所示，在根據(jù)第二示例性實施例的激光輻照設(shè)備102中，多個激光掩膜710 和720包括多個狹縫組715和725，并且每個狹縫組包括多個狹縫7151 (在圖7中示出)，狹縫的長軸垂直于掃描方向。也就是說，在與掃描方向SL垂直的方向上延伸的多個狹縫7151 沿掃描方向SL布置。在由通過上述形狀的掩膜710和720的激光束LBl和LB2結(jié)晶的結(jié)晶區(qū)域CA中， 沿與掃描方向SL垂直的方向形成結(jié)晶突起Ck,如圖8所示。利用這種配置，根據(jù)第二示例性實施例的激光輻照設(shè)備102可以有效地改善生產(chǎn)能力。另外，第一示例性實施例與第二示例性實施例的不同之處在于在結(jié)晶區(qū)域CA中形成的結(jié)晶突起CP的布置方向。因此，可以通過根據(jù)要在像素區(qū)域PX的結(jié)晶區(qū)域CA中形成的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)，選擇性地執(zhí)行第一示例性實施例和第二示例性實施例，來將結(jié)晶突起CP布置為適合于薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。盡管結(jié)合目前認為可行的示例性實施例描述了本公開內(nèi)容，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置?！锤綀D標記的描述〉
權(quán)利要求
1.一種激光輻照設(shè)備，沿掃描方向向包括多個像素區(qū)域的半導(dǎo)體層提供激光束，所述激光輻照設(shè)備包括至少一個激光掩膜，包括分別與所述多個像素區(qū)域的部分面對的多個狹縫組；以及激光發(fā)生器，產(chǎn)生穿過所述至少一個激光掩膜的所述多個狹縫組的所述激光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光輻照設(shè)備，其中所述半導(dǎo)體層的所述多個像素區(qū)域中的每一個被劃分成結(jié)晶區(qū)域和非結(jié)晶區(qū)域，所述結(jié)晶區(qū)域和所述非結(jié)晶區(qū)域沿所述掃描方向交替布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光輻照設(shè)備，其中所述結(jié)晶區(qū)域在各個像素區(qū)域中位于相同位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光輻照設(shè)備，其中所述多個狹縫組對應(yīng)于所述半導(dǎo)體層的所述結(jié)晶區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光輻照設(shè)備，其中所述多個狹縫組之間的間隙相等，并且與所述半導(dǎo)體層的所述非結(jié)晶區(qū)域的在所述掃描方向上的長度成比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光輻照設(shè)備，其中所述多個狹縫組中至少之一包括具有與所述掃描方向平行的長軸的多個狹縫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光輻照設(shè)備，其中在所述半導(dǎo)體層的所述結(jié)晶區(qū)域中平行于所述掃描方向形成有結(jié)晶突起。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光輻照設(shè)備，其中所述多個狹縫組中至少之一包括與所述掃描方向垂直的方向上的多個第一狹縫；以及與所述掃描方向垂直的方向上的多個第二狹縫，所述多個第一狹縫和所述多個第二狹縫在尺寸上相等，并且所述多個第一狹縫和所述多個第二狹縫沿所述掃描方向彼此相鄰， 且彼此偏移狹縫寬度的1/2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光輻照設(shè)備，其中所述多個第一狹縫和所述多個第二狹縫的側(cè)邊在兩端處逐漸變窄為傾斜的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光輻照設(shè)備，其中所述多個狹縫組中至少之一包括具有與所述掃描方向垂直的長軸的多個狹縫。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光輻照設(shè)備，其中在所述半導(dǎo)體層的所述結(jié)晶區(qū)域中在與所述掃描方向交叉的方向上形成有結(jié)晶突起。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光輻照設(shè)備，其中所述激光發(fā)生器包括輸出第一激光束的第一激光發(fā)生器；和輸出第二激光束的第二激光發(fā)生器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光輻照設(shè)備，其中所述第一激光發(fā)生器和所述第二激光發(fā)生器以預(yù)定周期打開/關(guān)斷所述第一激光束和所述第二激光束的輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的激光輻照設(shè)備，其中所述預(yù)定周期與所述第一激光束和所述第二激光束的掃描速度成反比，并且與所述像素區(qū)域在所述掃描方向上的長度成正比。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光輻照設(shè)備，其中所述預(yù)定周期的一個周期對應(yīng)于所述像素區(qū)域的由所述第一激光束和所述第二激光束沿所述掃描方向輻照的長度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的激光輻照設(shè)備，其中所述第一激光束和所述第二激光束中至少之一被輸出的時間對應(yīng)于所述半導(dǎo)體層中所述結(jié)晶區(qū)域之間沿所述掃描方向的長度，并且所述第一激光束和所述第二激光束中至少之一被關(guān)斷的時間對應(yīng)于所述半導(dǎo)體層中所述非結(jié)晶區(qū)域沿所述掃描方向的長度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光輻照設(shè)備，其中所述第一激光束和所述第二激光束以一時間間隙順序輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光輻照設(shè)備，其中所述第一激光束和所述第二激光束具有相同的掃描方向。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光輻照設(shè)備，其中當有多于一個激光掩膜時，所述第一激光束和所述第二激光束分別被劃分并被導(dǎo)向每個激光掩膜。
全文摘要
一種激光輻照設(shè)備，其沿掃描方向向包括多個像素區(qū)域的半導(dǎo)體層提供激光束。所述激光輻照設(shè)備包括至少一個激光掩膜，包括分別與所述多個像素區(qū)域的部分面對的多個狹縫組；以及激光發(fā)生器，產(chǎn)生穿過所述至少一個激光掩膜的所述多個狹縫組的所述激光束。
文檔編號H01L21/268GK102339738SQ20111018298
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者吳在煥, 崔宰凡, 張榮真, 李源規(guī), 陳圣鉉 申請人:三星移動顯示器株式會社