準分子激光在硅底板加工、硅片蝕刻中的應用
2011-10-23 20:26:31
基于準分子激光的硅底板加工
采用先進準分子激光處理工藝，可以將低電子遷移率的非晶硅轉變為性能更高的多晶硅薄膜，從而不但可以為新興的有源矩陣型有機發光二極管技術（AM-OLED）提供需要的驅動電流，而且可以為高分辨率有源矩陣型液晶屏（AM-LCD）提供更快的電壓切換。 通過準分子激光對非晶硅層進行選擇性退火及再結晶，可以得到高度有序的微結構，從而實現非晶硅層向多晶硅層的轉變。由于308nm準分子激光的短波長及小的穿透深度，硅下面的玻璃襯底將不會受到高功率準分子激光光束的影響。
另外，考慮到準分子激光幾百瓦的輸出功率，快速大面積處理也是可行的。最終的處理結果是將電子遷移率顯著提高到高于100cm2/V-sec，這個值比傳統非晶硅層高了兩個數量級。圖9所示的多晶硅層，其高度有序的晶格結構可以使電子更容易移動。
因此，準分子激光處理工藝可以推動這類依賴于高電子遷移率的、高分辨率有源矩陣型液晶屏（AM-LCD）和有源矩陣型有機發光二極管 （AM-OLED）更快進入市場，這些顯示產品具有更快、更亮、更薄、更輕的誘人優勢。 總之，由于其低溫退火特性，準分子激光表面變換技術，成為可彎曲電子書及報紙這類基于柔性聚合物襯底（而非玻璃底板）的另類顯示技術的基本工藝環節。
增加太陽電池板的效率
盡管太陽能光電產業在逐年高速發展，但是實現太陽能發電成本與現有電力成本持平的目標仍然很困難。這項技術在沒有被大力扶持的情況下，可能還需要5年或更長的時間才能具有大范圍的競爭優勢。
因此，目前通過工藝優化，材料改進（用于提高太陽能電池效率）以及玻璃、晶片及接觸電極的改進（用于增強對太陽光的捕獲），可以極大地推動太陽能光電市場的發展。
傳統的硅晶片刻蝕
到目前為止，基于多晶硅太陽能電池的硅是目前商業化大規模生產的主體。通常使用線鋸切割硅錠來生產晶片，這個工藝將會在晶片表面上形成深度大約10祄的微小裂痕，因為它將減小晶片的機械強度，并增加在表面區域的重組，所以必須設法消除線鋸引起的損傷。傳統上采用快速溶液刻蝕方法來消除這種線鋸損傷。考慮到結晶面取向及雜質導致的局部不同的刻蝕速度，大約幾個微米隨機分布的缺口將出現在整個表面上（如圖11所示），這種結構不利于光反射損耗。但是，為了得到高效率的太陽能電池，又必須得減小這個表面上的光反射率。
采用先進準分子激光處理工藝，可以將低電子遷移率的非晶硅轉變為性能更高的多晶硅薄膜，從而不但可以為新興的有源矩陣型有機發光二極管技術（AM-OLED）提供需要的驅動電流，而且可以為高分辨率有源矩陣型液晶屏（AM-LCD）提供更快的電壓切換。 通過準分子激光對非晶硅層進行選擇性退火及再結晶，可以得到高度有序的微結構，從而實現非晶硅層向多晶硅層的轉變。由于308nm準分子激光的短波長及小的穿透深度，硅下面的玻璃襯底將不會受到高功率準分子激光光束的影響。
另外，考慮到準分子激光幾百瓦的輸出功率，快速大面積處理也是可行的。最終的處理結果是將電子遷移率顯著提高到高于100cm2/V-sec，這個值比傳統非晶硅層高了兩個數量級。圖9所示的多晶硅層，其高度有序的晶格結構可以使電子更容易移動。
因此，準分子激光處理工藝可以推動這類依賴于高電子遷移率的、高分辨率有源矩陣型液晶屏（AM-LCD）和有源矩陣型有機發光二極管 （AM-OLED）更快進入市場，這些顯示產品具有更快、更亮、更薄、更輕的誘人優勢。 總之，由于其低溫退火特性，準分子激光表面變換技術，成為可彎曲電子書及報紙這類基于柔性聚合物襯底（而非玻璃底板）的另類顯示技術的基本工藝環節。
增加太陽電池板的效率
盡管太陽能光電產業在逐年高速發展，但是實現太陽能發電成本與現有電力成本持平的目標仍然很困難。這項技術在沒有被大力扶持的情況下，可能還需要5年或更長的時間才能具有大范圍的競爭優勢。
因此，目前通過工藝優化，材料改進（用于提高太陽能電池效率）以及玻璃、晶片及接觸電極的改進（用于增強對太陽光的捕獲），可以極大地推動太陽能光電市場的發展。
傳統的硅晶片刻蝕
到目前為止，基于多晶硅太陽能電池的硅是目前商業化大規模生產的主體。通常使用線鋸切割硅錠來生產晶片，這個工藝將會在晶片表面上形成深度大約10祄的微小裂痕，因為它將減小晶片的機械強度，并增加在表面區域的重組，所以必須設法消除線鋸引起的損傷。傳統上采用快速溶液刻蝕方法來消除這種線鋸損傷。考慮到結晶面取向及雜質導致的局部不同的刻蝕速度，大約幾個微米隨機分布的缺口將出現在整個表面上（如圖11所示），這種結構不利于光反射損耗。但是，為了得到高效率的太陽能電池，又必須得減小這個表面上的光反射率。
