本公開涉及平板顯示器的制造。更具體地，本公開涉及配置為通過使用來自一個或多個光纖激光器的激光光束對非晶硅背板進(jìn)行可控退火來提供基本均勻的多晶結(jié)構(gòu)的基于光纖激光器的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

平板顯示器(FPD)制造環(huán)境是世界上最具競爭且技術(shù)最復(fù)雜的。設(shè)備設(shè)計者和制造商不斷努力滿足全球消費(fèi)者對于分辨率更高、更亮、更大的顯示器以及具有低功耗和更快視頻能力的手機(jī)、PDA和其他緊湊型產(chǎn)品的需求，所有這些都比上一代技術(shù)更加昂貴。

薄膜晶體管(TFT)技術(shù)是FPD的基礎(chǔ)，F(xiàn)PD可以是高分辨率、高性能液晶顯示器(LCD)(如圖1所示)或有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)FPD。TFT顯示電路制作于薄的半透明非晶硅(“a-硅或a-Si”)層上，并且布置在跨過該層的背板中以對應(yīng)于各個像素。

工業(yè)界意識到，使用載流子遷移率比a-Si高大約兩個量級的多晶硅(poly-Si)實(shí)質(zhì)地減小了像素尺寸，提高了孔徑比和像素分辨率。作為多晶硅的這些性質(zhì)的結(jié)果，便攜式/移動電子設(shè)備現(xiàn)在的主要特征是高分辨率平板顯示器。

存在兩種根本不同的用于通過結(jié)晶(退火)將a-Si轉(zhuǎn)化為多晶硅的方法。一種是熱退火(TA)方法，另一種是低溫多晶硅退火(LTPS)方法，后者在這里是尤為感興趣的。在后者中，a-Si首先被熱處理以轉(zhuǎn)變成液態(tài)非晶硅，然后將其保持在熔融狀態(tài)一段時間。選擇足以保持熔融狀態(tài)的溫度范圍以允許最初形成的多晶體能夠生長和結(jié)晶。LTPS方法基于兩種通用方法-準(zhǔn)分子激光退火(ELA)和順序橫向固化(SLS)，其中后者是本公開的主題。

在ELA中，準(zhǔn)分子激光器以指向涂覆在襯底上的a-Si膜的3xx nm波長射出脈沖紫外(UV)光束。膜以小于整個膜厚度的厚度被加熱和熔化。在膜底部上的剩余a-Si的孤立島用作用于進(jìn)一步晶體生長的種子源。當(dāng)用至少0.4mm寬的光束掃描膜時，所得晶粒的均勻性，作為終端設(shè)備(例如平面屏幕)的高性能的關(guān)鍵，是通過以相同通量的多次照射每個位置的結(jié)果而實(shí)現(xiàn)的。通常，需要至少20個脈沖以在膜的每個位置處獲得期望的晶粒均勻性。

驅(qū)動現(xiàn)有ELA發(fā)展的基本問題之一是通過允許更加靈活地控制膜制造的方式來操縱橫向生長的固有不穩(wěn)定條件。在這個意義上，處理這個問題的多種技術(shù)可以組合在一起作為受控SLS。

與上述傳統(tǒng)ELA相反，SLS包括通過來自準(zhǔn)分子激光器的光束在膜底部熔化a-Si膜的整個厚度而沒有種子源島。結(jié)果，結(jié)晶前沿從熔融膜的對側(cè)生長。換句話說，增長是橫向的。橫向展開的晶粒可以被拉長到大的水平尺寸。后者是有利的，因?yàn)殡S著晶粒生長更大，電子遷移率增加。

橫向生長通過相對于彼此移動涂覆有膜的襯底和激光光束來實(shí)現(xiàn)。包括將膜的每個位置照射兩次的技術(shù)被稱為雙射SLS。

歷史上，在ELA和SLS處理中使用的準(zhǔn)分子激光器主導(dǎo)TFT平板顯示器的退火。準(zhǔn)分子激光器提供寬范圍的加工功率，加工功率的平均范圍高達(dá)300W和更高，能量高于1J，并且脈沖寬度通常在30到300ns之間。此外，準(zhǔn)分子激光器輸送波長(308nm)的UV光，其直接在a-Si中被吸收而不進(jìn)行額外的頻率轉(zhuǎn)換。

準(zhǔn)分子激光器的脈沖頻率相對較低。據(jù)申請人所知，在SLS工藝中其不超過6kHz，并且在標(biāo)準(zhǔn)ELA中低得多。對于SLS，KHz頻率導(dǎo)致高能量，準(zhǔn)分子需要在一天的操作時間內(nèi)進(jìn)行多次氣體變化，這使得它不適于大規(guī)模生產(chǎn)。

基于準(zhǔn)分子的退火系統(tǒng)是一種大型笨重的結(jié)構(gòu)(圖1和2)，其在市場上的成本從幾十萬到超過1000-1500萬美元。換句話說，它很昂貴。在操作中，由于包括頻繁的氣體填充和隨后的調(diào)整在內(nèi)的各種原因，已知準(zhǔn)分子具有低的正常運(yùn)行時間(或相反地，高停機(jī)時間)。除了后者，高維護(hù)成本還包括昂貴的人力成本-每幾個月就要進(jìn)行一次管更換。

因此需要用簡單、便宜并且根本不需要維護(hù)的光纖激光源替換準(zhǔn)分子激光器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用于對玻璃、聚合物、非硅晶體襯底上的a-Si膜進(jìn)行退火的本發(fā)明的SLS工藝和基于激光的系統(tǒng)基于使用一個或多個光纖激光器，該光纖激光器操作為將a-Si膜轉(zhuǎn)變成大小基本均勻的多晶晶粒結(jié)構(gòu)。對a-Si的每個位置的結(jié)晶包括用多個突發(fā)或UV光的分組照射位置，其中每個突發(fā)由以顯著高于已知準(zhǔn)分子激光器的MHz脈沖重復(fù)率發(fā)射的多個脈沖定義。在脈沖持續(xù)時間在100ps至2ns范圍內(nèi)可控地變化以及脈沖間距離在3ns與20ns之間變化的情況下，作為激光照射的結(jié)果而被激發(fā)的原子自始至終不會失去其遷移率。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的用于使非晶硅(a-Si)膜結(jié)晶的系統(tǒng)配置有光纖激光源，其操作為以不規(guī)則的脈沖重復(fù)率發(fā)射多個脈沖。

本公開的另一方面涉及一種控制器，其操作為控制光纖激光源，以便以突發(fā)重復(fù)率(BRR)發(fā)射包括膜照射光的多個分立分組的脈沖線束，并且每個分組內(nèi)的多個脈沖以高于BRR的脈沖重復(fù)率(PRR)發(fā)射。光纖激光源以脈沖能量、每個脈沖的脈沖持續(xù)時間和PRR進(jìn)行操作，這些參數(shù)是可控的，使得每個分組具有期望的分組時間功率分布(W/cm2)和分組能量,所述分組時間功率分布和分組能量足以在膜的暴露于至少一個分組的每個位置提供a-Si到多晶硅的轉(zhuǎn)變。

根據(jù)上述方面的本發(fā)明系統(tǒng)的一個結(jié)構(gòu)修改，光纖激光源配置有主振蕩器功率光纖放大器(MOPFA)光學(xué)方案。主振蕩器用作以基本頻率輸出單模(SM)或低模(LM)泵浦光的種子源，并且選自單頻(SF)二極管激光器或SF光纖激光器。功率放大器被配置為摻鐿(Yb)增強(qiáng)器，其操作用于放大具有1微米波長范圍內(nèi)的基波波長的泵浦光。該系統(tǒng)還包括二次諧波發(fā)生器(SHG)，SHG將基波波長泵浦光轉(zhuǎn)換為入射在膜照射光所位于的a-Si膜上的5xxnm(例如532nm波長)的光。

在系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)修改中，三次諧波發(fā)生器(THG)結(jié)合在根據(jù)上述公開的兩個方面配置的結(jié)構(gòu)中。THG位于SHG和a-Si膜之間，操作為將500多nm的波長轉(zhuǎn)換為3xxnm(例如355nm)的膜照射光的波長。

根據(jù)上述公開方面中的每一個的本發(fā)明系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)修改包括根據(jù)側(cè)泵浦技術(shù)來泵浦功率光纖放大器。備選地，泵浦方案被配置為使得泵浦光在與膜照射光的方向相反的方向上耦合到功率放大器的纖芯端。

在上述每個方面中公開的本發(fā)明系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)修改中，光纖放大器具有雙瓶頸形截面或瓶頸形截面。功率光纖放大器的纖芯可以引導(dǎo)多個橫模，但是在基波長處，功率光纖放大器僅以基模輸出膜照射光。

上述每個方面的光纖激光源還配置有線寬加寬系統(tǒng)，以增加功率光纖放大器中有害非線性效應(yīng)的閾值。此外，本發(fā)明的兩個方面的系統(tǒng)設(shè)置有脈沖選擇器，其可控地將連續(xù)脈沖路由到a-Si膜的期望位置。

本發(fā)明的第三方面涉及一種用于對非晶硅(a-Si)膜進(jìn)行可控退火的方法，其包括上述公開方面的本發(fā)明系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)修改。本發(fā)明的方法包括以突發(fā)重復(fù)率(BRR)發(fā)射光的一系列分組，其中光以基本波長發(fā)射，并且以脈沖重復(fù)率(PRR)在每個突發(fā)內(nèi)發(fā)射多個光脈沖，其中PRR高于BRR。本發(fā)明的過程還包括控制PRR和每個脈沖的脈沖參數(shù)，以便為每個分組提供期望的分組時間功率分布(W/cm2)和期望的分組能量。期望的時間功率分布和期望的分組能量足以用入射在膜上的光的至少一個分組基本均勻地結(jié)晶a-Si層的預(yù)定區(qū)域。

根據(jù)本公開的另一方面的本發(fā)明的方法包括激勵本發(fā)明的光纖激光源以便以可變重復(fù)率發(fā)射多個脈沖，并將脈沖引導(dǎo)到a-Si膜的至少一個預(yù)定區(qū)域，以使a-Si膜基本均勻地結(jié)晶。

根據(jù)本公開的第三和最后方面的本發(fā)明方法的一個修改涉及控制分組占空比、脈沖持續(xù)時間、脈沖幅度、脈沖占空比或這些參數(shù)的任何期望的組合。

根據(jù)兩個工藝相關(guān)方面的另一修改，本發(fā)明工藝包括在X平面和Y平面之一或X平面和Y平面兩者中使a-Si膜結(jié)晶。

附圖說明

根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，將更清楚上述和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中：

圖1是平坦屏幕的分解視圖；

圖2是在LTPS工藝中使用的準(zhǔn)分子激光器的示意表示；

圖3是加入了圖2的準(zhǔn)分子激光器的典型LTPS模塊的視圖；

圖4是所公開的系統(tǒng)的示意圖；

圖5示出了圖4的系統(tǒng)的激光源；

圖6是圖5的激光源的光學(xué)示意圖；

圖7是從圖4和圖5的激光源發(fā)射的脈沖的連續(xù)突發(fā)的示意圖；

圖8是根據(jù)一個實(shí)施例的激光源的增強(qiáng)器的示意圖；

圖9是根據(jù)另一實(shí)施例的激光源的增強(qiáng)器的示意圖；

圖10示出了脈沖突發(fā)的優(yōu)選形狀；以及

圖11是LCD背板的平面圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例。在有可能的情況下，附圖和說明書中使用相同或相似的附圖標(biāo)記來表示相同或相似的部件或步驟。附圖為簡化形式，且不是按精確比例繪制的。除非明確說明，否則對于二極管激光器和光纖激光器領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，說明書和權(quán)利要求中的詞語和短語具有普遍和慣用的含義。詞語“耦合”和類似術(shù)語并非必須表示直接的、緊鄰的連接，還可以包括經(jīng)由自由空間或中間元件進(jìn)行的機(jī)械和光學(xué)的連接。

本公開的基本目的是提高包括標(biāo)準(zhǔn)ELA和SLS的硅退火工藝的生產(chǎn)率，并大大降低當(dāng)前可用的退火系統(tǒng)的制造和操作成本。本發(fā)明的退火系統(tǒng)基于專門配置成執(zhí)行上述工藝的光纖激光源。該目的通過包括光纖激光源的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該光纖激光源以可變重復(fù)率發(fā)射多個脈沖，以基本均勻地結(jié)晶a-Si層。

圖4和圖5示出了本發(fā)明的退火系統(tǒng)50的基本結(jié)構(gòu)。一般來說，系統(tǒng)50包括配置有激光模塊55的激光源，激光模塊55容納種子源激光器、可選的一個或多個光纖前置放大器、光纖增強(qiáng)器、電子器件、泵以及期望的激光操作所需的所有其它裝置。此外，系統(tǒng)50包括便攜式光學(xué)激光器頭56，其包含一個或多個高次諧波發(fā)生器，它們將基本頻率的泵浦光轉(zhuǎn)換為高次諧波，引導(dǎo)和聚焦光學(xué)器件。柔性電纜54在自由空間延伸，同時屏蔽增強(qiáng)器級的有源光纖，其光學(xué)地耦合模塊55和光學(xué)頭56。備選地，柔性電纜54可用作標(biāo)準(zhǔn)輸送光纖，其中在模塊55內(nèi)或單獨(dú)的模塊中容納有增強(qiáng)器。

聚焦光學(xué)器件在襯底60處引導(dǎo)脈沖激光輸出光束58，襯底60包括支撐a-Si膜62的玻璃層或子襯底66。尺寸為例如730×0.4mm2的準(zhǔn)直輸出線束58對a-Si 62進(jìn)行退火，以形成基本均勻的多晶硅晶粒64。襯底60固定到平移級85，使得線束58可以掃描固定a-Si膜62的整個表面。備選地，具有膜的襯底60可相對于激光頭56移位。另一種可能性是使激光頭56和基底60相對于彼此可控地移位。

現(xiàn)在參考圖6，示出了在圖4的系統(tǒng)50中實(shí)現(xiàn)的示例性光纖激光源。模塊55緊湊且輕。可以說，模塊的大小與圖6中所示的20美元鈔票大小相當(dāng)，從而使觀看者能夠真實(shí)地理解模塊的緊湊性，特別是如果在模塊55與圖2中的準(zhǔn)分子激光器的各自激光源的輸出功率彼此接近的情況下對二者進(jìn)行比較的話。模塊55僅重約12kg并且具有532x332x52mm的規(guī)格。

大功率“綠光”和UV激光器的大多數(shù)應(yīng)用主要受益于相對高的平均功率和相對低的峰值功率。高重復(fù)率、高占空比準(zhǔn)連續(xù)波(QCW)激光源50最佳地滿足這些條件。

激光源具有包括種子源和至少一個放大級的主振蕩器功率光纖放大器(MOPFA)架構(gòu)。種子源80可以選自二極管或光纖激光器。雖然種子源80可以輸出具有高達(dá)2的M2的低(橫)模IR光，但是如圖所示的示例性種子源80被配置為單橫模(SM)單頻(SF)線性偏振(LP)激光分布反饋(DBF)半導(dǎo)體激光器。種子源激光器80的輸入處的電流由種子源激光器驅(qū)動器18直接調(diào)制。一旦以已知方式確定了將在映射a-Si膜52(圖4)上進(jìn)行退火的期望位置，則種子源激光器驅(qū)動器18響應(yīng)于從控制器85接收的信號而操作。

根據(jù)圖7所示的本發(fā)明的一個突出特征，種子源80被驅(qū)動為以不均勻的重復(fù)頻率或速率輸出光脈沖。特別地，種子源80以可控突發(fā)重復(fù)率(BRR)在1064nm波長處輸出脈沖的順序分組70。然而，每個分組內(nèi)的順序脈沖72是以不同于BRR的脈沖重復(fù)率(PRR)產(chǎn)生的。

PRR被選擇為最多等于(但優(yōu)選地低于)結(jié)晶過程的時間常數(shù)，并且可以在100MHz和200MHz之間變化。在本發(fā)明的結(jié)晶過程中，時間常數(shù)大致等于20ns。目前，系統(tǒng)50的工作模型在150MHz PRR下工作。在本發(fā)明的范圍內(nèi)的脈沖持續(xù)時間可以在100ps和約2ns之間可控地變化。如果脈沖間持續(xù)時間不超過時間常數(shù)，則占空比也可以由控制器92可控地改變。目前，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用1.3ns脈沖寬度和約為6.67ns的相鄰脈沖間時間段進(jìn)行工作。通過改變PRR和占空比可以很容易地調(diào)整脈沖寬度。例如，隨著PRR的增加和/或占空比的減小，脈沖寬度趨于減小。

每個單獨(dú)分組的持續(xù)時間可以在30ns和500μs之間可控地變化，其中300ns的持續(xù)時間足以在兩個300ns突發(fā)中在相同的照射區(qū)域內(nèi)提供期望的晶粒均勻性，每個300ns突發(fā)的分組能量在50和200μJ之間變化。選擇BRR以滿足兩個條件：1、熔融硅應(yīng)該固化；以及2、所產(chǎn)生的熱應(yīng)當(dāng)在襯底60中擴(kuò)散而不損壞襯底60。在BRR的范圍在約75KHz到約1MHz之間的情況下兩種條件都良好地滿足，并且提供具有沿X和Y方向之一的高度均勻晶粒的p-Si 64。

總之，每個脈沖的脈沖能量和脈沖持續(xù)時間以及PRR被控制為使得每個分組具有期望的分組時間功率分布(每秒W/cm2)以及足以在膜的暴露于至少一個光分組的每個位置提供a-Si轉(zhuǎn)換的分組能量。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的，時間功率分布和分組能量是容易測量的參數(shù)。

在基本波長處從種子源80發(fā)射的紅外(IR)光在一個或多個可選的摻鐿(Yb)光纖前置放大器82和Yb光纖增強(qiáng)器84中被進(jìn)一步順序放大，達(dá)到kW級別的平均功率。經(jīng)過放大的IR光的單一頻率和高功率都導(dǎo)致包括二次諧波發(fā)生器(SHG)86和(如果使用的話)三次諧波發(fā)生器90的頻率轉(zhuǎn)換方案具有高轉(zhuǎn)換效率。另一方面，光纖放大器中的高功率以及因此高轉(zhuǎn)換效率的限制之一已知是受激布里淵散射(SBS)，這是不期望的非線性現(xiàn)象。在已知減輕SBS的影響的各種方法中，使種子源80的線寬變寬通常用于增加增強(qiáng)器86中的SBS閾值。因此，系統(tǒng)50還具有線寬加寬系統(tǒng)(LBS)94，其操作用于將光纖放大器中的SBS閾值增加到幾kW的級別。LBS 94可配置有噪聲源、RF放大器和相位或幅度調(diào)制器。不管所使用的調(diào)制器的類型如何，加寬系統(tǒng)被配置為將來自種子源80的光的單頻線寬一致地加寬到10至40GHz之間的線寬。

在圖6的基礎(chǔ)上參考圖8，增強(qiáng)器84操作為將基本波長處的SF IR光放大至幾kW的峰值功率級別，而IR光的平均功率可大約為峰值功率的1/2。如上所述，增強(qiáng)器84以kW級峰值功率(但低于SBS閾值)進(jìn)行操作，這不僅由于在增強(qiáng)器84的輸入處的光的線寬加寬，還由于增強(qiáng)器的配置。特別地，增強(qiáng)器84的摻Y(jié)b有源光纖95具有雙瓶頸形狀的單體MM纖芯102，然而該單體MM纖芯102被配置為基本上以單基模發(fā)射輻射。具體地，MM纖芯102包括相同的輸入和輸出小直徑端部區(qū)域106，其尺寸設(shè)置成具有與熔合到有源光纖95的相對端的各個輸入和輸出無源SM光纖100和112中的一個基本匹配的模場直徑。MM纖芯102進(jìn)一步配置有各自的輸入和輸出模轉(zhuǎn)換錐形區(qū)域110，其位于MM纖芯的中心放大區(qū)域的側(cè)面，該區(qū)域的大均勻直徑大于端部區(qū)域的均勻直徑。中心區(qū)域104的增大的直徑減小了所引導(dǎo)的光的功率密度，這增大了SBS閾值。單個或多個包層108可以具有與纖芯102相同的截面，或者可以具有不同的截面，例如標(biāo)準(zhǔn)的圓柱形截面。

如圖8所示，增強(qiáng)器84是側(cè)泵浦的。增強(qiáng)器的泵114可以配置有可由控制器94控制的多個MM電流調(diào)制二極管激光器。MM泵浦光輸送光纖116具有平行于并耦合到包圍放大纖芯區(qū)域104的包層108的區(qū)域的中心段。

圖9示意性地示出了增強(qiáng)器84和端泵浦方案的備選配置。由柔性電纜54(圖4)包圍的增強(qiáng)器84具有圖8的單體MM纖芯102。后者被構(gòu)造成具有單個瓶頸形截面，其向安裝到激光頭56的增強(qiáng)器下游端增大。MM纖芯的另一個、上游端的尺寸被確定為，使得當(dāng)IR光耦合到該端時，在MM纖芯102中僅激發(fā)一個基模。一個或多個泵輸送泵光纖116(圖8的泵114的引導(dǎo)泵)在電纜54內(nèi)延伸，并且可以與或不與增強(qiáng)器84的增大下游端機(jī)械耦合。從泵輸送光纖116發(fā)射的泵浦光入射在曲面反射器118上，該曲面反射器被配置為在與信號光IR的方向相反的傳播方向中將泵浦光引導(dǎo)到纖芯102的遠(yuǎn)端。放大的IR光在光傳播方向上通過反射元件118中形成的開口120傳播。

結(jié)合圖4和8回到圖6，控制器92被配置為生成耦合到泵114(圖8)的驅(qū)動器的信號，以調(diào)制泵浦二極管激光器114的輸入處的電流。大多數(shù)時候，所公開的激光源與連續(xù)工作的泵114(圖8)一起操作。然而，可以容易地實(shí)現(xiàn)不需要連續(xù)泵操作的情形，甚至可能危及激光系統(tǒng)50的完整性的情形。例如，如果BRR太低，則增強(qiáng)器84的過度泵浦可能導(dǎo)致破壞性的后果。級85(圖4)的周期性加速/減速也可以是關(guān)停泵114的操作的原因。對于需要停止泵114的這種和其它情況，控制器92可以產(chǎn)生暫時關(guān)停泵114的信號。

泵114還可以響應(yīng)于來自控制器94的信號而操作為以可變功率輸出泵浦光。這允許改變分組70內(nèi)的單個脈沖72的幅度，這導(dǎo)致對單個凹坑(pocket)70的總能量和分組的相應(yīng)時間功率分布的可控制調(diào)整，這可以在圖10中看到。

經(jīng)過放大的IR光進(jìn)一步入射到包括非線性LBO晶體的SHG 86上，該非線性LBO晶體在單通道SHG方案中轉(zhuǎn)換基本波長的放大IR光，以便以例如范圍在幾百瓦到約1.5kW之間的平均功率在532nm波長處輸出綠光。由于硅的固有特性，綠光的特性可能足以使圖4的a-Si膜62結(jié)晶，并根據(jù)所建立的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)形成p-Si膜64。

備選地，IR和綠光(例如，500多nm)光束通過可選的上游濾光器88在自由空間繼續(xù)傳播，實(shí)現(xiàn)針對對有源穩(wěn)定/故障排除的測量，以對三次諧波發(fā)生器(THG)90起作用，該THG 90被配置為具有LBO晶體的單通方案。后者被配置為利用和頻混頻產(chǎn)生在約355nm波長的UV范圍內(nèi)的光的基頻的三次諧波。圖4、6和7中的光纖激光源在510-540nm波長范圍內(nèi)以15％到30％之間的墻插效率工作。

圖6的本發(fā)明的系統(tǒng)50可配置有位于上游濾波器88或下游濾波器92的下游的分組拾取器/分離器95，這取決于系統(tǒng)50是操作于500多nm波長范圍還是300多nm的波長范圍。該組件可以在許多情況下使用。如上所述，輸出功率趨于增加。后者最容易通過增加突發(fā)的重復(fù)率來實(shí)現(xiàn)。然而，如果BRR太高，則連續(xù)分組之間的時間可能不足以使熔融Si充分冷卻。因此，使用諸如多邊形或電流計機(jī)械工具、聲光或電光調(diào)制器之類的分組拾取器，能夠重新路由跟隨已經(jīng)照射膜的初始區(qū)域的原始分組的第二分組，以照射不同的區(qū)域。同時，原始區(qū)域可以由第二分組之后的分組照射。這些工具及其操作的詳細(xì)描述是與本申請同時提交的美國專利申請的主題的一部分。

結(jié)合圖6和圖7來參照圖10，如上所述，受控參數(shù)具體包括脈沖重復(fù)率、突發(fā)重復(fù)率、脈沖和分組占空比、單個脈沖強(qiáng)度以及因此分組能量及其時間功率分布。優(yōu)選地，每個分組70被成形為具有前導(dǎo)高功率峰值和后沿低強(qiáng)度峰值。

圖11示出了高清LCD，其典型地具有數(shù)百萬個固態(tài)快門的陣列，所述快門在每個紅、綠或藍(lán)像素120處透射或阻擋來自背光的光。每個像素具有控制實(shí)際液晶材料或透明區(qū)域140的透明電極。每個電極由TFT 160控制并與其共享不透明硅區(qū)域，TFT 160也稱為阻擋部分光的晶體管區(qū)域。不透明TFT和其它像素透明區(qū)域之間的面積比是關(guān)鍵度量中被稱為開口率的一個。原則上，僅TFT區(qū)域160將被結(jié)晶，而其余的a-Si 62可以保持完整。利用所公開的系統(tǒng)50，可以選擇性地形成p-Si，使得不透明/透明面積比在1:1至1:5之間變化

基于前述內(nèi)容，在系統(tǒng)50和已知系統(tǒng)的輸出功率基本相同(例如1.2kW)的情況下，所公開的基于光纖的系統(tǒng)50的生產(chǎn)率A，即每單位時間(例如1小時)可對襯底60的多少平方米m2進(jìn)行退火，比已知的LTPS ELA技術(shù)中的生產(chǎn)率A高得多。首先，這是因?yàn)樗_的系統(tǒng)50的輸出可以被配置成不是照射襯底60(圖4)的每個或選定區(qū)域20次，而是少得多的次數(shù)，其中脈沖的至少一個突發(fā)足以使-硅結(jié)晶。然后，基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與LTPS ELA工藝中的晶體管區(qū)域的面積相比，每個晶體管區(qū)域的激光處理面積可以減小到約50％?？偟膩碚f，基于上述討論的提高生產(chǎn)率的因素，相信所公開的LTPS處理An的生產(chǎn)率可以比已知的LTPS ELA處理(Ao)的生產(chǎn)率高10至20倍，即An～(10-20)Ao。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在目前公開的基于光纖激光器的退火系統(tǒng)中進(jìn)行各種修改和變化。因此，在落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍的情況下，本公開意在覆蓋本公開的修改和變化。