用于監測非晶硅薄膜的結晶的方法和系統技術方案

公開了用于監測非晶硅（a-Si）薄膜的結晶的方法和系統以及通過利用所述系統和方法來制造薄膜晶體管（TFT）的方法。監測a-Si薄膜的結晶的方法包括：將來自光源的光照射到待監測a-Si薄膜上，以使待監測a-Si薄膜退火；使待監測a-Si薄膜退火并同時地在設定的時間間隔測量由待監測a-Si薄膜散射的光的拉曼散射光譜；以及基于拉曼散射光譜來計算待監測a-Si薄膜的結晶特征值。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】公開了用于監測非晶硅（a-Si）薄膜的結晶的方法和系統以及通過利用所述系統和方法來制造薄膜晶體管（TFT）的方法。監測a-Si薄膜的結晶的方法包括：將來自光源的光照射到待監測a-Si薄膜上，以使待監測a-Si薄膜退火；使待監測a-Si薄膜退火并同時地在設定的時間間隔測量由待監測a-Si薄膜散射的光的拉曼散射光譜；以及基于拉曼散射光譜來計算待監測a-Si薄膜的結晶特征值?！緦＠f明】用于監測非晶硅薄膜的結晶的方法和系統本申請要求于2013年5月2日在韓國知識產權局提交的第10-2013-0049603號韓國專利申請的優先權和權益，該申請的公開內容通過參考被全部包含于此。
本專利技術實施例的方面涉及用于監測非晶硅薄膜的結晶的方法和系統，以及利用該方法和/或系統制造薄膜晶體管(TFT)的方法。
技術介紹
作為結晶分析方法，可以執行在高溫爐中利用不同的退火時間使非晶硅結晶且然后分析非晶硅的結晶結果的方法。然而，由于非晶硅的加熱和結晶在爐中進行，所以這種方法是破壞性的方法。 作為其它結晶分析方法，可以執行利用諸如拉曼光譜分析(例如，拉曼光譜儀)的分析儀來分析多晶硅的方法、利用X射線衍射(XRD)分析儀的分析方法、利用掃描電子顯微鏡(SEM)的分析方法等。然而，上述方法在大規模生產中難以使用。
技術實現思路
本專利技術實施例的方面涉及用于簡單地分析和監測使各種類型的非晶硅薄膜結晶的工藝的方法和系統。 根據本專利技術的實施例，提供一種監測非晶硅(a-Si)薄膜的結晶的方法。所述方法可以包括:將來自光源的光照射到待監測a-Si薄膜上，以使待監測a-Si薄膜退火；使待監測a-Si薄膜退火并且同時在設定的時間間隔測量由待監測a-Si薄膜散射的光的拉曼散射光譜；基于拉曼散射光譜來計算待監測a-Si薄膜的結晶特征值。 光源可以是拉曼散射誘導激光。 拉曼散射誘導激光可以產生具有大于或等于1mW功率的激光束。 可以通過執行化學氣相沉積(CVD)來沉積待監測a-Si薄膜。 計算待監測a-Si薄膜的結晶特征值的步驟可以包括:在每個時間間隔計算來自拉曼散射光譜的非晶Si峰和多晶Si峰之間的峰值比；繪制峰值比，以形成峰值比圖案曲線；以及通過利用峰值比圖案曲線來計算指數衰減公式的衰減參數值作為結晶特征值。 當衰減參數值與參考值匹配時，可以使用具有與待監測a-Si薄膜的膜形成條件基本相同的膜形成條件的a-Si薄膜來制造多晶硅(多晶Si)薄膜晶體管(TFT)。 衰減參數值可以對應于在峰值比圖案曲線上的飽和狀態下的非晶Si峰和多晶Si峰之間的峰值比。 計算峰值比的步驟可以包括:通過解卷積來計算峰值比，以將非晶Si峰和多晶Si峰從拉曼散射光譜中分離開。 根據本專利技術的另一方面，提供一種制造TFT的方法。所述方法可以包括:將來自光源的光照射到待監測a-Si薄膜上，以使待監測a-Si薄膜退火并同時測量由待監測a-Si薄膜散射的光的拉曼散射光譜；基于拉曼散射光譜計算待監測a-Si薄膜的結晶特征值；當結晶特征值與參考特性值匹配時，通過在與待監測a-Si薄膜的膜形成條件基本相同的膜形成條件下沉積a-Si薄膜來制造多晶硅(多晶Si) TFT。 光源可以是拉曼散射誘導激光。 拉曼散射誘導激光可以產生具有大于或等于1mW功率的激光束。 可以通過執行CVD來沉積a-Si薄膜。 根據本專利技術的另一個實施例，提供一種用于監測a-Si薄膜的結晶的系統。所述系統可以包括:光源，構造為將光照射到待監測a-Si薄膜，以使待監測a-Si薄膜退火；分光鏡，構造為在設定的時間間隔同時地測量由待監測a-Si薄膜散射的拉曼散射光譜，在使待監測a-Si薄膜退火的同時測量拉曼散射光譜；以及信號處理器，構造為基于拉曼散射光譜來計算待監測a-Si薄膜的結晶特征值。 光源可以是拉曼散射誘導激光。 拉曼散射誘導激光可以被構造為產生具有大于或等于1mW功率的激光束。 所述系統還可以包括位于光源前側的聚焦透鏡。 可以通過執行CVD來沉積待監測a-Si薄膜。 信號處理器可以被構造為:在每個時間間隔計算來自拉曼散射光譜的非晶Si峰和多晶Si峰之間的峰值比；在每個時間間隔繪制峰值比，以形成峰值比圖案曲線；以及通過利用峰值比圖案曲線來計算指數衰減公式的衰減參數值作為結晶特征值。 衰減參數值可以對應于在峰值比圖案曲線上的飽和狀態下的非晶Si峰和多晶Si峰之間的峰值比。 信號處理器可以被構造為通過執行解卷積來計算峰值比，以將非晶Si峰和多晶Si峰從拉曼散射光譜中分離開。 【專利附圖】【附圖說明】 通過參照附圖更詳細地描述本專利技術的實施例，本專利技術的以上和其它特征及方面將變得更明顯，在附圖中: 圖1是示出根據本專利技術實施例的用于監測使非晶硅薄膜結晶的工藝的系統的示意圖； 圖2是示出根據本專利技術實施例的用于監測使非晶硅薄膜結晶的工藝的方法的示意性流程圖； 圖3中的(a)和(b)是示出根據本專利技術實施例的相對于不同的非晶硅薄膜測量的拉曼光譜的曲線圖； 圖4是示出根據本專利技術實施例的相對于不同的非晶硅薄膜的峰值比圖案(例如，獲得的數據點)的曲線圖； 圖5是示出根據本專利技術實施例的制造薄膜晶體管(TFT)的方法的流程圖； 圖6是示出根據本專利技術實施例的相對于各種類型的非晶硅薄膜計算的衰減參數的曲線圖； 圖7是示出通過利用光譜橢偏儀獲得的相對于圖6的六種非晶硅薄膜測量的Tauc帶隙值的圖； 圖8是示出衰減參數Atl與Tauc帶隙值之間的相互關系的曲線圖。 【具體實施方式】 現在將參照附圖更加充分地描述本專利技術，在附圖中示出了本專利技術的實施例。然而，本專利技術可以以多種不同的形式實施，并且不應該被解釋為受限于這里闡述的實施例；相反，提供這些實施例使得所本公開將是透徹的且完整的，并且將把本專利技術的構思充分地傳達給本領域的普通技術人員。在圖中，為了清楚起見，夸大了層和區域的厚度。還將理解的是，當層被稱為“在”另一層或基底“上”時，該層可以直接在其它層或基底上，或者也可以存在中間層。同樣的附圖標記在附圖中指示同樣的元件，因此將省略對它們的描述。還將理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。當諸如“……中的至少一個”的表述在一系列元件之后時，修飾整個系列的元件，而不是修飾系列中的個別元件。此外，當描述本專利技術的實施例時使用“可以”時指的是“本專利技術的一個或多個實施例”。 圖1示出根據本專利技術實施例的用于監測使非晶硅薄膜結晶的工藝的系統I的示意圖。 有源矩陣(AM)有機發光顯示設備包括在每個像素中的像素驅動電路，像素驅動電路包括至少一個薄膜晶體管(TFT)。非晶硅(a-Si)或多晶硅(多晶Si (poly-Si))被用作形成TFT的硅。 當半導體有源層(包括源極、漏極和溝道)由非晶硅形成時，在像素驅動電路中使用的非晶硅TFT (a-Si TFT)具有低于或等于lcm2/Vs的低電子遷移率。因此，a_Si TFT已經被多晶硅TFT (多晶Si TFT)取代。與a-Si TFT相比，多晶Si TFT具有更高的電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種監測非晶硅薄膜的結晶的方法，所述方法包括：將來自光源的光照射到待監測非晶硅薄膜上，以使待監測非晶硅薄膜退火；使待監測非晶硅薄膜退火并同時在設定的時間間隔測量由待監測非晶硅薄膜散射的光的拉曼散射光譜；基于拉曼散射光譜計算待監測非晶硅薄膜的結晶特征值。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：麥單洽克·伊萬，蘇炳洙，李東炫，李源必，
申請(專利權)人：三星顯示有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR