准分子激光在硅底板加工、硅片蚀刻中的应用
2011-10-23 20:26:31
基于准分子激光的硅底板加工
采用先进准分子激光处理工艺，可以将低电子迁移率的非晶硅转变为性能更高的多晶硅薄膜，从而不但可以为新兴的有源矩阵型有机发光二极管技术（AM-OLED）提供需要的驱动电流，而且可以为高分辨率有源矩阵型液晶屏（AM-LCD）提供更快的电压切换。 通过准分子激光对非晶硅层进行选择性退火及再结晶，可以得到高度有序的微结构，从而实现非晶硅层向多晶硅层的转变。由于308nm准分子激光的短波长及小的穿透深度，硅下面的玻璃衬底将不会受到高功率准分子激光光束的影响。
另外，考虑到准分子激光几百瓦的输出功率，快速大面积处理也是可行的。最终的处理结果是将电子迁移率显著提高到高于100cm2/V-sec，这个值比传统非晶硅层高了两个数量级。图9所示的多晶硅层，其高度有序的晶格结构可以使电子更容易移动。
因此，准分子激光处理工艺可以推动这类依赖于高电子迁移率的、高分辨率有源矩阵型液晶屏（AM-LCD）和有源矩阵型有机发光二极管 （AM-OLED）更快进入市场，这些显示产品具有更快、更亮、更薄、更轻的诱人优势。 总之，由于其低温退火特性，准分子激光表面变换技术，成为可弯曲电子书及报纸这类基于柔性聚合物衬底（而非玻璃底板）的另类显示技术的基本工艺环节。
增加太阳电池板的效率
尽管太阳能光电产业在逐年高速发展，但是实现太阳能发电成本与现有电力成本持平的目标仍然很困难。这项技术在没有被大力扶持的情况下，可能还需要5年或更长的时间才能具有大范围的竞争优势。
因此，目前通过工艺优化，材料改进（用于提高太阳能电池效率）以及玻璃、晶片及接触电极的改进（用于增强对太阳光的捕获），可以极大地推动太阳能光电市场的发展。
传统的硅晶片刻蚀
到目前为止，基于多晶硅太阳能电池的硅是目前商业化大规模生产的主体。通常使用线锯切割硅锭来生产晶片，这个工艺将会在晶片表面上形成深度大约10祄的微小裂痕，因为它将减小晶片的机械强度，并增加在表面区域的重组，所以必须设法消除线锯引起的损伤。传统上采用快速溶液刻蚀方法来消除这种线锯损伤。考虑到结晶面取向及杂质导致的局部不同的刻蚀速度，大约几个微米随机分布的缺口将出现在整个表面上（如图11所示），这种结构不利于光反射损耗。但是，为了得到高效率的太阳能电池，又必须得减小这个表面上的光反射率。
采用先进准分子激光处理工艺，可以将低电子迁移率的非晶硅转变为性能更高的多晶硅薄膜，从而不但可以为新兴的有源矩阵型有机发光二极管技术（AM-OLED）提供需要的驱动电流，而且可以为高分辨率有源矩阵型液晶屏（AM-LCD）提供更快的电压切换。 通过准分子激光对非晶硅层进行选择性退火及再结晶，可以得到高度有序的微结构，从而实现非晶硅层向多晶硅层的转变。由于308nm准分子激光的短波长及小的穿透深度，硅下面的玻璃衬底将不会受到高功率准分子激光光束的影响。
另外，考虑到准分子激光几百瓦的输出功率，快速大面积处理也是可行的。最终的处理结果是将电子迁移率显著提高到高于100cm2/V-sec，这个值比传统非晶硅层高了两个数量级。图9所示的多晶硅层，其高度有序的晶格结构可以使电子更容易移动。
因此，准分子激光处理工艺可以推动这类依赖于高电子迁移率的、高分辨率有源矩阵型液晶屏（AM-LCD）和有源矩阵型有机发光二极管 （AM-OLED）更快进入市场，这些显示产品具有更快、更亮、更薄、更轻的诱人优势。 总之，由于其低温退火特性，准分子激光表面变换技术，成为可弯曲电子书及报纸这类基于柔性聚合物衬底（而非玻璃底板）的另类显示技术的基本工艺环节。
增加太阳电池板的效率
尽管太阳能光电产业在逐年高速发展，但是实现太阳能发电成本与现有电力成本持平的目标仍然很困难。这项技术在没有被大力扶持的情况下，可能还需要5年或更长的时间才能具有大范围的竞争优势。
因此，目前通过工艺优化，材料改进（用于提高太阳能电池效率）以及玻璃、晶片及接触电极的改进（用于增强对太阳光的捕获），可以极大地推动太阳能光电市场的发展。
传统的硅晶片刻蚀
到目前为止，基于多晶硅太阳能电池的硅是目前商业化大规模生产的主体。通常使用线锯切割硅锭来生产晶片，这个工艺将会在晶片表面上形成深度大约10祄的微小裂痕，因为它将减小晶片的机械强度，并增加在表面区域的重组，所以必须设法消除线锯引起的损伤。传统上采用快速溶液刻蚀方法来消除这种线锯损伤。考虑到结晶面取向及杂质导致的局部不同的刻蚀速度，大约几个微米随机分布的缺口将出现在整个表面上（如图11所示），这种结构不利于光反射损耗。但是，为了得到高效率的太阳能电池，又必须得减小这个表面上的光反射率。
