[发明专利]样品做一维精密平动实现二维激光SLS晶化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜进行激光晶化处理的工艺，属于薄膜加工处理技术领域，尤其涉及一种样品做一维精密平动实现二维激光SLS晶化的方法。

背景技术

随着太阳电池技术的迅速发展，人们提出了多晶硅薄膜太阳电池的构想，其中能否制备出晶粒尺寸较大、晶化范围较广的多晶硅籽晶层对最终电池的效率有着重要影响。顺序侧向固化（SLS：Sequential Lateral Solidification）是一种可用于操控玻璃和塑料上的薄膜的微结构的脉冲激光晶化过程，是一种以反复进行控制超级侧向生长（CSLG：Controlled-Super-Lateral-Growth）和微平移为基础的方法，制备出各种不同的非随机性微结构，譬如大晶粒、高均匀性多晶薄膜，定向固化的微结构和位置可控的单晶区等。

一般地，SLS必须满足两个最基本的条件：1）局部完全熔化预先确定好的薄膜区，从而导致CSLG现象的发生；2）精确重新定位光束相对于样品在侧向生长方向的位置，以确保前一过程生长出的材料作为下一过程外延侧向生长的籽晶。即：将前一个晶化区域的连接侧向位置作为下一个晶化区域。

通常使用二维精密（电脑程序控制）平动以实现高效快速的生长，但是存在技术成本高等问题，目前，尚未有方法可以在样品只做一维精密（电脑程序控制）平动下即实现SLS的方法，既保证高效快速的同时又实现降低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种样品做一维精密平动实现二维激光SLS晶化的方法，实现高效快速地在一维精密（电脑程序控制）平移中形成二维晶化图样。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种样品做一维精密平动实现二维激光SLS晶化的方法，包括以下步骤：

1）提供一种多点激光掩膜，该激光掩膜具有a(h)×n个半径r为10～25μm的掩膜孔，配合单位速度为d的y轴一维精密平移台一同使用；

其中，a为列数，h为列间距，表示一次性形成a列花样，h≥4r，a根据掩膜大小及激光光斑大小任意调整；n为行数，表示最终形成n点花样，n可取2，3，4，5或6；

2）设计掩膜的重叠率与大小，配合微平移的速度与激光脉冲频率，使脉冲每次平移的距离都小于侧向生长距离，达到超级横向生长，在薄膜样品中形成面积较大的晶岛。

本发明的方法，当a=1，n=5时；掩膜孔圆心位置位于：第一行(x=0,y=0)，第二行(x=-r,y=d)，第三行(x=-2r,y=2d)，第四行(x=-r,y=3d-r)，第五行(x=-r,y=4d+r)。

本发明的方法，当a>1时，h≥4r，掩膜孔圆心位置位于：第一行(x=(a-1)h,y=0)，第二行(x=(a-1)h-r,y=d)，第三行(x=(a-1)h-2r,y=2d)，第四行(x=(a-1)h-r,y=3d-r)，第五行(x=(a-1)h-r,y=4d+r)；

以上是使用与点重叠率为50%的掩膜设计，若重叠率为m，则将上述r替换为(1-m)r，其中m<1。

本发明的方法，当a=5，n=5，d=80μm，r=10μm时，该方法包括以下步骤：

a）激光器输出第1个激光脉冲过后，激光透过激光掩膜打在待晶化样品上的图样与掩膜形状完全相同；随即，由于移动y轴一维精密平移台的作用，样品向下移动距离d；

b）激光器输出第2个激光脉冲过后，以第五行为例：激光透过激光掩膜打在待晶化样品上的图样所形成的光斑的第五行与第1个激光脉冲打下的第四行相靠近，并保持在同一水平线上，新点在旧点的左边；随即，由于移动y轴一维精密平移台的作用，样品向下移动距离d；

c）激光器输出第3个激光脉冲过后，以第五行为例：激光透过激光掩膜打在待晶化样品上的图样所形成的光斑的第五行与第2个激光脉冲打下的第四行相靠近，并保持在同一水平线上，新点在旧点的左边；随即，由于移动y轴一维精密平移台的作用，样品向下移动距离d；

d）激光器输出第4个激光脉冲过后，以第五行为例：激光透过激光掩膜打在待晶化样品上的图样所形成的光斑的第五行与第3个激光脉冲打下的第四行相靠近，并保持在同一直线上，新点在旧点的下边；随即，由于移动y轴一维精密平移台的作用，样品向下移动距离d；