低溫多晶體材料及其製造方法 - 林炯暐; 張俊彥; 李聖琦; 李永祥 (My University, 2010)
本發明係提供一種低溫多晶體材料之製造方法及其結構。該方法係包含(a)提供一具有可吸收輻射能材料之熱傳導裝置；(b)提供一具有非晶體材料之試片；(c)將該熱傳導裝置覆於該非晶體材料試片上，其中該熱傳導裝置之該可吸收輻射能材料與該試片之該非晶體材料係以彼此接觸之方式配置；(d)提供一輻射能；以及(e)利用該熱傳導裝置吸收該輻射能並將其轉為一熱能，並以該熱傳導裝置作為媒介，將該熱能輸入該非晶體材料試片使其結晶形成該多晶體材料，其中該可吸收輻射能材料係為於步驟(e)期間不與其他物質產生反應之材料，其中該熱傳導裝置係重複使用於不同之試片上，以連續製造低溫多晶體材料。 【創作特點】 本案之主要目的為提供一種低溫多晶體材料之製造方法，該低溫多晶體材料之製造方法主要是以不與非晶體材料反應之金屬取代金屬誘導側向結晶法(MILC)所使用之觸媒金屬。根據本發明之製造方法，不但可於低溫製造，且處理時間減少，成本降低，還可大面積化。此外，依照本發明之方法所製造之低溫多晶體材料，在平坦度、均勻度都更勝於傳統方法所製造出來之低溫多晶體材料，且由於採用不與非晶體材料反應之金屬，因此也不會有金屬殘留污染之問題。 根據上述構想，本案提供一種低溫多晶體材料之製造方法，其步驟係包含：(a)提供一具有可吸收輻射能材料之熱傳導裝置；(b)提供一具有非晶體材料之試片；(c)將該熱傳導裝置覆於該非晶體材料試片上，其中該熱傳導裝置之該可吸收輻射能材料與該非晶體材料係以彼此接觸之方式配置；(d)提供一輻射能；以及(e)利用該熱傳導裝置吸收該輻射能並將其轉為一熱能，並以該熱傳導裝置作為媒介，將該熱能輸入該非晶體材料試片使其結晶形成該多晶體材料，其中該可吸收輻射能材料係為於步驟(e)期間不與其他物質產生反應之材料，其中該熱傳導裝置係重複使用於不同之試片上，以連續製造低溫多晶體材料。 根據上述構想，其中該步驟(a)更包含：(a1)提供一基板；(a2)提供一可吸收輻射能材料；以及(a3)將該可吸收輻射能材料覆於該基板上。 根據上述構想，其中該基板係為一玻璃。 根據上述構想，其中該基板係為一晶圓。 根據上述構想，其中該基板係為一石英。 根據上述構想，其中該可吸收輻射能材料係為能吸收輻射能之非觸媒金屬。 根據上述構想，其中該金屬之熔點係高於1500℃。 根據上述構想，其中該金屬之熱傳導度係高於0.165 cal/cm．sec．℃。 根據上述構想，其中該金屬之熱膨脹係數係低於6.5 x 10 -6 /℃。 根據上述構想，其中該金屬係為鉻(Cr)。 根據上述構想，其中該金屬係為鉬(Mo)。 根據上述構想，其中該金屬係為鎢(W)。 根據上述構想，其中該可吸收輻射能材料係為能吸收輻射能之低能隙半導體。 根據上述構想，其中該輻射能係為紅外線。 根據上述構想，其中該輻射能係為紫外線。 根據上述構想，其中該步驟(b)更包含：(b1)提供一基板；(b2)提供一非晶體材料；以及(b3)將該非晶體材料覆於該基板上。 根據上述構想，其中該基板係為一玻璃。 根據上述構想，其中該基板係為一晶圓。 根據上述構想，其中該基板係為一石英。 根據上述構想，其中該非晶體材料係為半導體。 根據上述構想，其中該半導體係為矽(Si)。 根據上述構想，其中該半導體係為鍺(Ge)。 根據上述構想，其中該半導體係為鍺化矽(SiGe)。 根據上述構想，其中該半導體係為砷化鎵(GaAs)。 根據上述構想，其中該非晶體材料係鍍於該基板上，以形成非晶體薄膜。 根據上述構想，其中該輻射能係為紅外線。 根據上述構想，其中該輻射能係為紫外線。 根據上述構想，其中係以脈衝輸出模式(pulse mode)提供該輻射能。 本案之另一目的在提供一種用於半導體製程的熱傳導裝置，該熱傳導裝置可有效集中能量且轉換傳遞給非晶體材料，以幫助該非晶體材料形成多晶體材料。此外，該熱傳導裝置可重複使用於不同的非晶體基板上，省卻傳統鍍上金屬還必須加以蝕刻的步驟，不但可節省成本，且減少多晶體材料製程之步驟亦可避免進一步的污染，提昇產品品質及良率。 根據上述構想，本案乃提供了一種用於半導體製程的熱傳導裝置，該熱傳導裝置係包含：一基板；以及一可吸收輻射能材料，其中該可吸收輻射能材料係覆於該基板上，其中該可吸收輻射能材料係為於熱傳導期間不與其他物質反應之材料。 根據上述構想，其中該基板係為一玻璃。 根據上述構想，其中該基板係為一晶圓。 根據上述構想，其中該基板係為一石英。 根據上述構想，其中該可吸收輻射能材料係為能吸收輻射能之非觸媒金屬。 根據上述構想，其中該金屬之熔點係高於1500℃。 根據上述構想，其中該金屬之熱傳導度係高於0.165 cal/cm．sec．℃。 根據上述構想，其中該金屬之熱膨脹係數係低於6.5 x 10 -6 /℃。 根據上述構想，其中該金屬係為鉻(Cr)。 根據上述構想，其中該金屬係為鉬(Mo)。 根據上述構想，其中該金屬係為鎢(W)。 根據上述構想，其中該可吸收輻射能材料係為能吸收輻射能之低能隙半導體。 根據上述構想，其中該輻射能係為紅外線。 根據上述構想，其中該輻射能係為紫外線。 根據上述構想，其中該可吸收輻射能材料係鍍於該基板上，以形成可吸收輻射能薄膜。 根據上述構想，其中該熱傳導裝置係用於製造一低溫多晶體材料。 本案之再一目的在於提供一種用於半導體製程中熱能傳遞之方法，其步驟係包含：(a)提供一輻射能；(b)提供一前述之熱傳導裝置；(c)利用該熱傳導裝置吸收該輻射能並將其轉為一熱能；以及(d)利用該熱傳導裝置作為媒介傳導該熱能。 根據上述構想，其中該輻射能係為紅外線。 根據上述構想，其中該輻射能係為紫外線。 根據上述構想，其中係以脈衝輸出模式(pulse mode)提供該輻射能。 根據上述構想，其中該熱能傳遞方法係用於製造一低溫多晶體材料。 本案之又一目的在於提供一種低溫多晶體材料，其包含：一基板；以及一多晶體，其中該低溫多晶體材料之表面平均粗糙度(average surface roughness)係介於0.45奈米至0.55奈米之間，且其平均結晶大小(average grain size)介於0.85微米至0.95微米之間，其中該低溫多晶體材料係於低熱預算條件下製成。 根據上述構想，其中該基板係為一玻璃。 根據上述構想，其中該基板係為一晶圓。 根據上述構想，其中該基板係為一石英。