半導體多晶化系統和對單晶半導體基板進行多晶化的方法
【專利摘要】本發明涉及一種半導體多晶化系統和對單晶半導體基板進行多晶化的方法，所述半導體多晶化系統具有多個噴射口，所述噴射口用于噴射熱氣體使單晶半導體基板中的單晶半導體多晶化。本發明通過噴射口向單晶半導體基板噴射熱氣體，在熱氣體中熱量的作用下，單晶半導體基板中的單晶半導體變為多晶半導體，從而實現多晶化。
【專利說明】
半導體多晶化系統和對單晶半導體基板進行多晶化的方法
技術領域
[0001]本發明涉及多晶化技術領域，尤其是涉及一種半導體多晶化系統和對單晶半導體基板進行多晶化的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，低溫多晶娃(LowTemperaturePoly-Si I icon，簡稱LTPS)技術不斷發展。采用低溫多晶硅技術生產的液晶面板，有利于提高面板開口率，使顯示器亮度提升、耗電降低，適用于生產更輕薄、低耗電、高分辨率的產品。因此，需要一種對單晶半導體進行多晶化的系統。
【發明內容】
[0003]針對以上缺陷，本發明提供一種半導體多晶化系統和對單晶半導體基板進行多晶化的方法，可以實現對單晶半導體的多晶化處理。
[0004]第一方面，本發明提供的半導體多晶化系統，其特征在于，所述半導體多晶化系統具有多個噴射口，所述噴射口用于噴射熱氣體使單晶半導體基板中的單晶半導體多晶化。
[0005]可選的，所述多個噴射口的尺寸以及噴射口的間距的設置適于使得噴射口噴出的氣體中的熱量由所述噴射口對應的噴射區域向非噴射區域擴散的速度高于第一速度，所述第一速度為能夠避免所述單晶半導體基板的基底被損壞的最小速度。
[0006]可選的，所述多個噴射口的尺寸以及噴射口的間距的設置適于使得總的噴射面積與總的非噴射面積的比值為I: 1000-1000:1。
[0007]可選的，各個噴射口為相互平行的條狀噴射口；所述條狀噴射口的寬度為35-45um;任一兩個相鄰的所述條狀噴射口之間的間距為所述條狀噴射口的寬度的3.5-4.5倍。
[0008]可選的，各個噴射口為矩陣式排列的矩形噴射口。
[0009]可選的，所述半導體多晶化系統包括噴槍和掩膜版;所述多個噴射口開設在所述掩膜版上。
[0010]可選的，半導體多晶化系統還包括冷卻系統;所述冷卻系統適于在所述單晶半導體的多晶化過程中對所述基底進行冷卻。
[0011]可選的，所述噴射口噴射的熱氣體的溫度大于800°且小于1420°。
[0012]第二方面，本發明提供的對單晶半導體基板進行多晶化的方法，包括:利用半導體多晶化系統向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體;所述半導體多晶化系統為如權利要求1-8任一項所述的半導體多晶化系統。
[0013]可選的，所述利用半導體多晶化系統向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體，包括:
[0014]利用半導體多晶化系統周期性向所述單晶半導體基板噴射加熱后的氣體。
[0015]可選的，每一個周期的噴射時長為3-4小時。
[0016]可選的，所述方法還包括:
[0017]在一次噴射完成后，移動所述半導體多晶化系統，使噴射口對應單晶半導體基板上未變成多晶半導體的區域，對該區域內的單晶半導體進行噴射。
[0018]可選的，所述單晶半導體基板為單晶硅半導體基板，所述加熱后的氣體的溫度大于800°且小于1420°。
[0019]可選的，所述單晶半導體基板為單晶氧化物半導體基板，所述加熱后的氣體的溫度大于450°。
[0020]在本發明中，通過噴射口向單晶半導體基板噴射熱氣體，在熱氣體中熱量的作用下，單晶半導體基板中的單晶半導體變為多晶半導體，從而實現多晶化。
【附圖說明】
[0021]通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征信息和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中:
[0022]圖1示出了本發明一實施例中半導體多晶化系統對單晶半導體基板進行噴射時的示意圖；
[0023]圖2示出了圖1所示出的半導體多晶化系統中掩膜版的一種結構示意圖；
[0024]圖3示出了圖1所示出的半導體多晶化系統中掩膜版的另一種結構示意圖；
[0025]附圖標記:
[0026]1-半導體多晶化系統；11-噴射口 ； 12-掩膜版；13-冷卻系統;21-單晶半導體基板的單晶半導體;22-單晶半導體基板的基底。
【具體實施方式】
[0027]為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。
[0029]第一方面，本發明提供一種半導體多晶化系統，該半導體多晶化系統用于向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體使單晶半導體基板中的單晶半導體多晶化。
[0030]參考圖1、2和3，在一實施例中，半導體多晶化系統I具有多個噴射口11，該多個噴射口 11的尺寸以及噴射口 11的間距的設置適于使得噴射口 11噴出的氣體中的熱量由噴射口 11對應的噴射區域向非噴射區域擴散的速度高于第一速度，第一速度為能夠避免單晶半導體基板的基底22被損壞的最小速度;半導體多晶化系統I包括噴槍(圖中未示出)和掩膜版12，多個噴射口 11開設在掩膜版12上;半導體多晶化系統I還包括冷卻系統13，冷卻系統13適于在單晶半導體21的多晶化過程中對基底22進行冷卻。
[0031 ]在本實施例中，通過噴射口 11向單晶半導體基板噴射熱氣體，在熱氣體中熱量的作用下，單晶半導體基板中的單晶半導體21變為多晶半導體，從而達到對單晶半導體進行多晶化的基本目的。
[0032]本實施例中，由于半導體多晶化系統I的多個噴射口 11的尺寸以及噴射口 11的間距的設置適于使得噴射口 11噴出的氣體中的熱量由噴射口 11對應的噴射區域向非噴射區域擴散的速度高于第一速度，因此半導體多晶化系統I的各個噴射口 11噴射出的氣體噴向單晶半導體21時，氣體中的熱量由從噴射區域向非噴射區域擴散的速度比較大，能夠避免單晶半導體基板的基底22被瞬間的高熱量損壞，即可以避免在對單晶半導體21多晶化的過程中損傷基底22。
[0033]在具體實施時，只要噴射口11的尺寸和間距能保證所噴射氣體的熱量由噴射區域向非噴射區域擴散的速度高于第一速度即可，具體的噴射口 11形狀、尺寸和間距參數等本實施例不做限定，在實際應用時可以根據具體情況進行設置。例如，噴射口 11為圖2中所示出的條狀噴射口，各條狀噴射口相互平行，其寬度可在35-45um范圍之內。若條狀噴射口的間距比較小的話，會使得氣體中的熱量不能很好的擴散，所以一般將噴射口 11的間距設置的比噴射口 11的寬度大，比如條狀噴射口 11的間距為寬度的3.5-4.5倍。再例如，噴射口 11為圖3中所示出的呈矩陣式排列的矩形噴射口，其可選的大小和可選的間距根據需要自行設置。
[0034]在具體實施時，在利用半導體多晶化系統I對單晶半導體21進行多晶化處理的過程中，在對某些區域噴射使其成為多晶半導體后，移動半導體多晶化系統I對沒有形成多晶半導體的區域進行噴射，直至使整個單晶半導體基板上的單晶半導體21全部變為多晶半導體。可見，半導體多晶化系統I的各個噴射口 11對應的噴射區域的面積與非噴射區域的面積的比值越大，噴射的次數越小，多晶化處理的用時越短，但是比值越大越不利于熱量的擴散，基底22的安全概率越低。因此，各個噴射口 11的尺寸和間距在使氣體的熱量由噴射區域向非噴射區域擴散的速度高于第一速度的基礎上，還可使總的噴射面積與總的非噴射面積的比值在一個合理的范圍之內，例如1:1000-1000:1，具體的比值大小可根據實際情況自行設置，對此本實施例不做限定。
[0035]可理解的是，在一些可替代的實施例中，并不必須通過限定噴射口的尺寸或間距的方式減少在多晶化的過程中對基底22的損傷，還可以通過其他方式減少對基底22的損傷，例如控制熱氣體的噴射速度、熱氣體的溫度等方式，其技術方案仍能達到上述的基本目的，因此也應落入本發明的保護范圍之內。
[0036]本實施例中，由于半導體多晶化系統I包括噴槍和掩膜版12，且多個噴射口11開設在掩膜版12上，因此掩膜版12對噴槍噴射出的大面積氣體進行分散，使氣體通過掩膜版12上的噴射口 11噴射出，從而實現單晶半導體基板上的部分區域未被氣體噴射，以使被氣體噴射到的區域能夠將熱量擴散到未被氣體噴射到的區域，避免氣體的熱量對被氣體噴射的區域造成損傷。
[0037]當然，在一些可替代的實施例中，半導體多晶化系統I并不必須包括噴槍和掩膜版12，還可以采用其他能夠將氣體從多個噴射口噴射出的半導體多晶化系統，其技術方案仍能達到上述的基本目的，因此也應落入本發明的保護范圍之內。
[0038]本實施例中，由于半導體多晶化系統I中還包括冷卻系統13，因此能夠對基底22進行冷卻，進一步避免在對單晶半導體21多晶化的過程中基底22被噴射的氣體損傷。
[0039]在具體實施時，冷卻系統13的具體結構有多種，例如，采用金屬制成的工作臺，利用金屬的熱傳導性將基底22上的熱量傳導出去，再例如，采用水冷卻系統13對基底22進行冷卻，在實際應用時可以根據具體情況選擇合適的冷卻系統13。
[0040]當然，在一些可替代的實施例中，半導體多晶化系統I中并不必須包括冷卻系統13，其技術方案仍能達到上述的基本目的，因此也應落入本發明的保護范圍之內。
[0041]在具體實施時，半導體多晶化系統I所噴射的熱氣體的溫度可以根據實際情況進行設置，例如大于800°且小于1420°，對此本實施例不做限定。
[0042]第二方面，本發明提供一種對單晶半導體基板進行多晶化的方法，該方法包括:利用半導體多晶化系統向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體;該半導體多晶化系統可以是上述實施例中的半導體多晶化系統I，還可以是一些可替代實施例中的半導體多晶化系統。
[0043]由于在第二方面提供的方法中采用第一方面提供的半導體多晶化系統對單晶半導體基板進行多晶化，因此具有與第一方面提供的半導體多晶化系統相同的有益效果，在此不再贅述。
[0044]在具體實施時，可利用半導體多晶化系統周期性的向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體，也就是說，對利用半導體多晶化系統對單晶半導體基板噴射一段時間后停止噴射，使基底22上的熱量充分擴散后，再進行噴射，直至噴射區域的單晶半導體21變為多晶半導體。在一個周期內的噴射時長可以根據噴射溫度、噴射區域的大小、單晶半導體21的材質等各因素確定，例如3-4小時。
[0045]在具體實施時，在一次噴射完成后，移動半導體多晶化系統，使噴射口對應單晶半導體基板上未變成多晶半導體的區域，對該區域內的單晶硅半導體21進行噴射。由于半導體多晶化系統只能對單晶半導體基板上的部分區域進行噴射，使其多晶化，因此這里通過移動半導體多晶化系統的方式，能夠使整個單晶半導體基板上的單晶半導體全部變成多晶半導體。
[0046]在具體實施時，利用半導體多晶化系統對單晶半導體基板進行噴射時，氣體的溫度可以根據單晶半導體21的材質進行設置，例如，單晶半導體基板為a-Si半導體基板，半導體多晶化系統所半導體多晶化系統的溫度的可選范圍是大于800°且小于1420°;再例如，單晶半導體基板為IGZO半導體基板，半導體多晶化系統所半導體多晶化系統的溫度可以大于450。ο
[0047]雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本發明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的范圍之內。
【主權項】
1.一種半導體多晶化系統，其特征在于，所述半導體多晶化系統具有多個噴射口，所述噴射口用于噴射熱氣體使單晶半導體基板中的單晶半導體多晶化。2.根據權利要求1所述的半導體多晶化系統，其特征在于，所述多個噴射口的尺寸以及噴射口的間距的設置適于使得噴射口噴出的氣體中的熱量由所述噴射口對應的噴射區域向非噴射區域擴散的速度高于第一速度，所述第一速度為能夠避免所述單晶半導體基板的基底被損壞的最小速度。3.如權利要求1所述的半導體多晶化系統，其特征在于，所述多個噴射口的尺寸以及噴射口的間距的設置適于使得總的噴射面積與總的非噴射面積的比值為I: 1000-1000:1o4.如權利要求3所述的半導體多晶化系統，其特征在于，各個噴射口為相互平行的條狀噴射口；所述條狀噴射口的寬度為35-45um;任一兩個相鄰的所述條狀噴射口之間的間距為所述條狀噴射口的寬度的3.5-4.5倍。5.根據權利要求3所述的半導體多晶化系統，其特征在于，各個噴射口為矩陣式排列的矩形噴射口。6.如權利要求1所述的半導體多晶化系統，其特征在于，所述半導體多晶化系統包括噴槍和掩膜版;所述多個噴射口開設在所述掩膜版上。7.如權利要求2所述的半導體多晶化系統，其特征在于，還包括冷卻系統;所述冷卻系統適于在所述單晶半導體的多晶化過程中對所述基底進行冷卻。8.如權利要求1所述的半導體多晶化系統，其特征在于，所述噴射口噴射的熱氣體的溫度大于800°且小于1420°。9.一種對單晶半導體基板進行多晶化的方法，其特征在于，包括:利用半導體多晶化系統向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體;所述半導體多晶化系統為如權利要求1-8任一項所述的半導體多晶化系統。10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述利用半導體多晶化系統向單晶半導體基板噴射加熱后的氣體，包括:利用半導體多晶化系統周期性向所述單晶半導體基板噴射加熱后的氣體。11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，每一個周期的噴射時長為3-4小時。12.如權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括: 在一次噴射完成后，移動所述半導體多晶化系統，使噴射口對應單晶半導體基板上未變成多晶半導體的區域，對該區域內的單晶半導體進行噴射。13.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述單晶半導體基板為單晶硅半導體基板，所述加熱后的氣體的溫度大于800°且小于1420°。14.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述單晶半導體基板為單晶氧化物半導體基板，所述加熱后的氣體的溫度大于450°。
【文檔編號】C30B33/02GK106087040SQ201610556752
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】嚴允晟
【申請人】京東方科技集團股份有限公司