[发明专利]微波氢化热处理方法

说明书

技术领域

本发明是一种在显示器件薄膜晶体管制作工艺中进行的，低温、低电力进行氢化热处理的，微波氢化热处理方法。

背景技术

平板显示器板主要由液晶显示器(LCD；Liquid Crystal Display)和有机发光显示器来主导。

在显示器市场要求低价、高清晰度、高分辨率等条件，要符合这种条件比什么都需要，在不加价的情况下，具有优秀功能的适合制作显示器开关及驱动器件的薄膜晶体管(TFT；Thin Film Transistor)。

因此，往后的技术开发应针对这种趋势，确保制作价格低廉、功能优秀的显示器板的TFT技术。

多用于显示器的驱动及开关器件的非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)，因其低廉的价格在大型机板上均等排列而广泛应用，但在大容量、高清晰化的趋势下显出其局限性。

因此，需要比a-Si TFT具有更大迁移率的高性能TFT及其制造技术。另外，a-Si TFT最大的缺点是，当连续动作时，器件特性继续发热，不能维持初始性能，存在可靠性问题。

这正是a-Si TFT与交流驱动的LCD相比，无法应用在持续送电并动作的有机发光显示器(OLED；Organic Luminescene Emitted Diode)上的主要原因。

跟非晶硅(a-Si)TFT相比，具有优越性能的多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)具有数十至数百的迁移率，可发挥在原有a-Si TFT无法实现的，适用高清晰显示器的性能，跟a-Si TFT相比，随着动作引起的器件特性发热问题也很少。

但是，要制作这种poly-Si TFT，跟a-Si TFT相比，需要更多的工艺，得先投资随之而来的附加设备。

因此，p-Si TFT比较适合用于显示器中的高清晰度显示器或OLED等产品，在其价格上比原有的a-Si TFT比下去，其应用只得受限制。

因此，同时具有a-Si TFT优点(大容量、低价格、均等度)和poly-Si TFT优点(高性能、可靠性)的新型TFT技术的需求比以往更大，对此的研究也正活跃进行，最具代表性的是氧化物半导体TFT(Oxide Semiconduc-tor TFT)。

这种氧化物半导体TFT与非晶硅(a-Si)TFT相比，迁移率(mobility)大，跟多晶硅(poly-Si)TFT相比，有制作工艺简单、制作费用低廉的优点，在液晶显示器(LCD)及有机电场发光器件(OLED)中的使用价值较高。

另外，氧化物半导体TFT的活性层是形成电子移动通道的板层，最近为得到高清晰3维平板显示器，使用电子迁移率非常大的低温多晶硅(LTPS:Low Temperature Poly Silicon)制备。因此，为制作LTPS要添加跟结晶化工艺等回应速度快的能动型有机电场发光器件(AMOLED)的电极形成过程类似的热处理工艺。为制作LTPS添加的工艺有：结晶化工艺和高温热处理工艺，高温热处理工艺有：预压(Pre-compaction)工艺和脱氢热处理工艺、活性化工艺、氢化热处理工艺。

在高温热处理工艺中氢化热处理工艺是为防止表面及内部硅(Si)成悬空键(dangling bond)状态的活性层，过往电子补偿悬空键位(dangling bonding)，阻止散布。

利用氢化热处理工艺进行高温热处理，在结晶化工艺中脱氢的悬空键位再与氢原子结合，增强器件的特性。

可是，现有的使用传感加热装置或卤钨灯的氢化热处理工艺中，使得器件长时间暴露在600～1000℃的较高温度中，在500℃以下温度进行工艺几乎得不到效果。尤其是，还包括：提升到目标工艺温度的时间、在工艺温度中进行热处理的时间、热处理结束后为进入下一步骤降温的时间在内，需要很长的工艺时间。

如上所述，现有的氢化热处理工艺需要高温，进行热处理需要高电力，并且要长时间暴露在高温之中，可能会给构成器件的其他层带来缺陷，成了收率低下的原因。此外，氢化热处理后为了进入下一道工序，降低器件温度也需要很多等待时间，温度下降中也会发生器件的变形。尤其是，在制作柔性显示器中聚酰亚胺(PI,Polyimide)硬化工艺后要进行高温热处理，此时，会引起塑料基板的变形或有机物与氧气燃烧的问题。

另外，在现有技术中，为防止热处理器件的污染，只得在高真空气氛升温进行氢化热处理工艺。

发明内容