CN103646871A - 一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，包括如下步骤：a)使用氢氟酸清洗所述非晶硅；b)使用水清洗所述非晶硅；c)去除所述非晶硅表面的水膜；d)使用氧化性溶液清洗所述非晶硅；e)对所述硅片进行干燥处理；本发明所提供的提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，通过在水洗置换氢氟酸之后引入水膜去除步骤，使氧化性溶液能够及时、均匀地接触非晶硅进行氧化处理，在非晶硅表面生成均匀的氧化层，从而在ELA结晶时可以很好的缓冲能量，制备出均匀的高品质的多晶硅。

Description

一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法
技术领域
本发明涉及一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，具体为在OLED（有机发光二极管）领域，准分子激光结晶前提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法。
背景技术
在半导体制备领域，由CVD（化学气相沉积法）成膜制备的非晶硅，经自然氧化在其表面形成一不均匀的氧化层，使得非晶硅表面的均匀性及品质不佳；为获得品质较好的氧化层，现有的非晶硅表面氧化层处理方法为：利用氢氟酸去除硅片表面品质不佳的氧化层，水洗硅片以去除残留在其表面的氢氟酸，经过氧化剂氧化在硅片表面生成一化学氧化层，干燥；上述各步骤之间紧密衔接，无时间间隔。
然而，上述处理方法中硅片经水洗后，残留在其表面的水会形成水膜，该水膜会部分的阻碍后续步骤中氧化剂对硅片表面的氧化，使得在硅片表面形成的氧化层分布仍不是很均匀。非晶硅的表面氧化层在ELA(准分子激光退火)结晶过程中起着能量缓冲的作用，表面氧化层的不均匀必然影响ELA的结晶效果，造成所制得的多晶硅均匀性不佳，因此，在OLED（含低温多晶硅技术LTPS）领域，非晶硅表面氧化层的处理技术已成为主流的准分子激光结晶技术的一项核心技术。
现有的表面氧化层技术主要是基于面积较小的硅片的表面处理，而在OLED领域，4.5代硅片的尺寸（920mm*730mm）已经是普通半导体8英寸硅片的20倍，硅片表面积越大，表面氧化层均匀性的影响就越大，均匀性也越难控制；因此，在OLED（含LTPS）的多晶硅制备技术里，如何控制大面积氧化层的均匀性从而制备出均匀性高的多晶硅已成为重中之重。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，包括如下步骤：
a).使用氢氟酸清洗所述非晶硅；
b).使用水清洗所述非晶硅；
c).去除所述非晶硅表面的水膜；
d).使用氧化性溶液清洗所述非晶硅；
e).对所述非晶硅进行干燥处理。
根据本发明的一实施方式，所述步骤a)的持续时间为20-40s，所述氢氟酸的浓度为0.5%-2%。
根据本发明的另一实施方式，所述步骤b)的持续时间为10-80s。
根据本发明的另一实施方式，所述步骤c)的持续时间为3-10s
根据本发明的另一实施方式，所述步骤c)中去除所述非晶硅表面的水膜的方式为旋转甩干或用洁净N2吹干。
根据本发明的另一实施方式，所述步骤c)中旋转甩干的转速为150-300转/分钟。
根据本发明的另一实施方式，所述步骤c)中洁净N2的流量为200-400NL/min。
根据本发明的另一实施方式，所述步骤d)的持续时间为20-40s。
根据本发明的另一实施方式，所述氧化性溶液为臭氧水，所述臭氧水的浓度为15-30ppm。
根据本发明的另一实施方式，所述步骤e)中干燥处理的方式为旋转甩干或用洁净N2吹干。
本发明一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，通过在水洗置换氢氟酸之后引入水膜去除步骤，使臭氧水能够及时、均匀地接触非晶硅表面进行氧化处理，在非晶硅表面生成均匀的氧化层，从而在ELA结晶时可以很好的缓冲能量，制备出均匀的高品质的多晶硅，本发明所述的方法对提高OLED领域大尺寸硅片表面的均匀性效果尤为明显。
附图说明
图1为本发明的提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法的流程图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式对本发明一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法做详细说明：
非晶硅在自然环境中会被氧化，在其表面形成二氧化硅氧化层，该氧化层的均匀性及品质均不佳，而表面氧化层在后续的ELA结晶过程中起着能量缓冲的作用，表面氧化层的不均匀必然影响ELA的结晶效果，造成多晶硅均匀性不佳，因此，要制备出均匀性高的多晶硅必然需要在非晶硅的表面形成一层均匀的氧化层。
如图1所示，本发明的提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法为：a).使用氢氟酸清洗所述非晶硅；b).使用水清洗所述非晶硅；c).去除所述非晶硅表面的水膜；d).使用氧化性溶液清洗所述非晶硅；e).对所述硅片进行干燥处理。
本发明中使用氢氟酸清洗硅片，是利用氢氟酸与氧化层之间的化学反应将氧化层从硅片表面去除，其中，氢氟酸清洗硅片的持续时间优选为20-40s，温度优选为18℃-25℃。
根据本发明的一实施方式，所用氢氟酸优选为稀氢氟酸溶液，进一步优选为浓度为0.5%-2%的氢氟酸，当氢氟酸浓度低于该值时，无法获得良好的清洗效果，高于该值时，清洗效果没有明显的增加，会造成氢氟酸的浪费，使成本提高。其中，所述氢氟酸的浓度指的是氟化氢在氢氟酸水溶液中的质量百分含量。
本发明中，为避免残留在硅片表面的氢氟酸对后续步骤的影响，应对硅片进行水清洗以去除残留的氢氟酸，清洗步骤的持续时间优选为10-80s，可使用纯净水、H2Water(含1ppm H2的纯净水)或高压水洗对非晶硅进行清洗，其中，所述纯净水指不含杂质的水。
本发明将去除水膜步骤设于水清洗步骤之后、氧化性溶液清洗之前，能够及时去除残留在硅片表面的水膜，避免了其对后续氧化的影响，该去除水膜步骤的持续时间优选为3-10s。
根据本发明的一实施方式，去除水膜的方式为旋转甩干，转速优选为150-300转/分钟，例如200转/分钟，持续时间为5s。
根据本发明的另一实施方式，去除水膜的技术采用洁净N2吹干，洁净N2的流量优选为200-400NL/min，例如400NL/min，持续时间为5s。本发明的去除水膜的技术可以为但不限于上述两种实施方式，其它可以实现去除水膜目的的方式同样适于本发明。
本发明中，上述各步骤完成后，对硅片进行表面氧化，以在其表面形成均匀的氧化层，具体为使用氧化性溶液清洗硅片，所述氧化性溶液指包含具有氧化性的溶质的溶液，其中，氧化性溶液优选为臭氧水，所述臭氧水的浓度优选为15-30ppm(百万分之一)，该氧化步骤的持续时间优选为20-40s。
本发明中，上述氧化层形成后，对硅片进行干燥处理，干燥处理的持续时间优选为20-80s，所述干燥处理的具体方式优选为旋转甩干或洁净N2吹干。
根据本发明的一实施方式，干燥处理采用洁净N2吹干，洁净N2的流量优选为200-400NL/min。
根据本发明的另一实施方式，干燥处理采用旋转甩干的方式，所述旋转甩干的转速优选为150-300转/分钟，例如300转/分钟，持续时间为60s。
本发明的提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，通过增加去除水膜步骤，及时去除残留在硅片表面的水膜，使硅片表面形成均匀的氧化层，从而获得高品质的多晶硅。
以下通过具体实施例对本发明所述的提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法做进一步说明。
实施例
常温下，利用浓度为0.5%的氢氟酸水溶液清洗非晶硅片40s，以蚀刻去除非晶硅表面的不均匀氧化层；随后，使用纯净水清洗所述硅片40s，以洗去残留在硅片表面的氢氟酸；水清洗后，残留在硅片表面的水会形成水膜，使用洁净N2对硅片进行吹干，以除去硅片表面的水膜，N2的流速为400NL/min，持续时间为5s；然后，使用浓度为15ppm的臭氧水清洗硅片40s，对硅片进行氧化处理，并搭配摇摆、旋转等均匀技术，以在硅片表面形成均匀的氧化层；最后，旋转甩干硅片，转速保持在300转/分钟，持续时间为60秒，由于排除了水膜的干扰，甩干后，在非晶硅的表面形成了一层均匀的氧化层。
若无特别限定，上述步骤皆在常温（25℃）下进行。
本发明一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，通过在水洗置换氢氟酸之后引入水膜去除步骤，使臭氧水能够及时、均匀地接触非晶硅进行氧化处理，在非晶硅表面生成均匀的氧化层，从而在ELA结晶时可以很好的缓冲能量，制备出均匀的高品质的多晶硅，本发明所述的方法对提高OLED领域大尺寸硅片表面的均匀性效果尤为明显。
除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种提高非晶硅表面氧化层均匀性的方法，包括如下步骤：
a).使用氢氟酸清洗所述非晶硅；
b).使用水清洗所述非晶硅；
c).去除所述非晶硅表面的水膜；
d).使用氧化性溶液清洗所述非晶硅；
e).对所述非晶硅进行干燥处理。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述步骤a)的持续时间为20-40s，所述氢氟酸的浓度为0.5%-2%。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述步骤b)的持续时间为10-80s。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述步骤c)的持续时间为3-10s
5.根据权利要求1或4的方法，其中，所述步骤c)中去除所述非晶硅表面的水膜的方式为旋转甩干或用洁净N2吹干。
6.根据权利要求5的方法，其中，所述步骤c)中旋转甩干的转速为150-300转/分钟。
7.根据权利要求5的方法，其中，所述步骤c)中洁净N2的流量为200-400NL/min。
8.根据权利要求1或2的方法，其中，所述步骤d)的持续时间为20-40s。
9.根据权利要求1的方法，其中，所述氧化性溶液为臭氧水，所述臭氧水的浓度为15-30ppm。
10.根据权利要求1或2的方法，其中，所述步骤e)中干燥处理的方式为旋转甩干或用洁净N2吹干。
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