本发明要求 2014 年 8 月 15 日递交的发明名称为 "低温多晶硅薄膜的 制备方法、 制备设备及低温多晶硅薄膜" 的申请号 201410405175.0.2 的在先 申请优先权， 上述在先申请的内容以引入的方式并入本文本 中。 技术领域

本发明涉及液晶显示领域， 尤其涉及一种一种低温多晶硅薄膜的制备方 法、 制备设备， 以及一种低温多晶硅薄膜。 背景技术

液晶显示器 （ Liquid Crystal Display, LCD )是一种常用的电子设备， 由于 其具有功耗低、 体积小、 重量轻等特点， 因此备受用户的青睐。 目前的液晶显 示器主要是以薄膜晶体管 （ Thin Film Transistor, TFT )液晶显示器为主。 随着 平面显示技术的发展， 具有高分辨率、 低能耗的液晶显示器的需求被提出。 非 晶硅的电子迁移率较低， 而低温多晶硅 ( Low Temperature Ploy-silicon )可以 在低温下制作， 且拥有比非晶硅更高的电子迁移率。 其次， 低温多晶硅制作的 CMOS器件可应用于使液晶显示器具有更高的分� �率和低能耗。 因此，低温多 晶硅得到了广泛地应用和研究。

目前， 制作低温多晶硅薄膜的方法包括固相结晶 （ Solid Phase

Crystallization, SPC )、 金属诱导结晶（ Metal Induced Crystallization, MIC )和准 分子镭射退火（Excimer Laser Annealer, ELA )等。 其中， 准分子镭射退火是 目前使用最广泛的方法。准分子镭射退火是釆 用准分子激光束对基板上的非晶 硅薄膜进行短时间的照射， 非晶硅薄膜受到高温熔化， 重结晶， 从而形成多晶 硅薄膜。

低温多晶硅薄膜中的晶粒的大小对多晶硅薄膜 的电学性能有着重要的影 响， 比如，低温多晶硅薄膜中的晶粒的大小对多晶 硅薄膜的电子迁移率有着重 要的影响。 当低温多晶硅薄膜中的晶粒较大时，低温多晶 硅薄膜的电子迁移率 也较大； 当低温多晶硅薄膜中的晶粒较小时， 则低温多晶硅薄膜的电子迁移率 较小。在准分子镭射退火方法中， 准分子激光束对基板上的非晶硅薄膜进行短 时间的照射，使得非晶硅薄膜受到高温而变为 完全熔融状态， 然后重结晶形成 多晶硅薄膜。 重结晶时， 会按照低能量向高能量的方向结晶， 低温方向向高温 方向结晶。 由于目前釆用的准分子镭射退火方法中， 准分子激光束均勾地照射 到非晶硅薄膜上， 非晶硅薄膜中各部分的温度大致相等， 所以， 重结晶时的起 点和方向是凌乱的， 不规则的。 从而导致重结晶后形成的多晶硅的晶粒较小， 晶粒间的晶界较多， 从而影响多晶硅的电子迁移率。 发明内容

本发明提供一种多晶硅薄膜的制备方法、低温 多晶硅薄膜的制备装置， 能 够提高多晶硅薄膜的电子迁移率。 同时， 本发明也提供了一种多晶硅薄膜， 所 述多晶硅薄膜具有较高的电子迁移率。

第一方面， 本发明提供了一种低温多晶硅薄膜的制备方法 ， 所述低温多晶 硅薄膜的制备方法包括：

提供一基板；

形成一层非晶硅薄膜；

用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜的不同区 域分别施加不同的温度，使 所述非晶硅薄膜变为熔融状态；

所述非晶硅薄膜自温度较低的区域为起点向温 度较高的区域结晶，以形成 所述低温多晶硅薄膜。

在第一方面的第一种实施方式中， 所述步骤 "用准分子镭射技术对所述非 晶硅薄膜的不同区域分别施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜变为熔融状态" 包括：

对所述非晶硅薄膜的不同区域分别照射不同能 量的激光以对所述非晶硅 薄膜的不同区域施加不同的温度， 以使所述非晶硅薄膜变为熔融状态。

在第一方面的第二种实施方式中， 述步骤 "用准分子镭射技术对所述非晶 硅薄膜的不同区域分别施加不同的温度，使所 述非晶硅薄膜变为熔融状态" 包 括：

所述非晶硅薄膜包括多个间隔设置的第一区域 及第二区域，所述第一区域 被施加第一温度， 所述第二区域被施加第二温度， 以使所述非晶硅薄膜变为熔 融状态。

结合第一方面的第二种实施方式，在第三种实 施方式中， 所述第一温度高 于所述第二温度， 所述非晶硅薄膜结晶时， 以所述第二区域为起点向所述第一 区域的方向结晶。

结合第一方面的第二种实施方式， 在第四种实施方式中， 所述步骤 "所述 非晶硅薄膜包括多个间隔设置的第一区域及第 二区域，所述第一区域被施加第 一温度， 所述第二区域被施加第二温度， 以使所述非晶硅薄膜变为熔融状态" 包括：

提供激光装置， 所述激光装置发射激光；

提供第一偏振装置， 所述激光通过所述第一偏振装置形成第一偏振 光； 提供一光罩， 所述光罩包括间隔设置的第一透光区域及第二 透光区域， 所 述第二透光区域上设置第二偏振装置，所述第 一偏振光通过所述第二偏振装置 以形成第二偏振光， 其中， 所述第二偏振光的振动方向与所述第一偏振光 的振 动方向不同， 所述第一偏振光透过所述第一透光区域照射到 所述第一区域， 以 使所述第一区域被施加第一温度，所述第二偏 振光透过所述第二透光区域照射 到所述第二区域， 以使所述第二区域被施加第二温度。

结合第一方面的第四种实施方式，在第五种实 施方式中， 所述第二偏振光 的振动方向与所述第一偏振光的振动方向的夹 角为大于零度且小于九十度。

结合第一方面的第四种实施方式，在第六种实 施方式中， 所述第一偏振装 置及所述第二偏振装置均为偏振片。

在第一方面的第七种实施方式中， 在所述步骤 "形成一层非晶硅薄膜"与 所述步骤"用准分子镭射技术对所述非晶硅薄� �的不同区域分别施加不同的温 度， 以使所述非晶硅薄膜变为熔融状态" 之间还包括：

对所述非晶硅薄膜进行去氢处理。

在第一方面的第八种实施方式中， 在所述步骤 "提供一基板"及所述步骤

"形成一层非晶硅薄膜" 之间还包括：

在所述基板的一个表面形成一緩冲层；

所述步骤 "形成一层非晶硅薄膜" 具体为：

在所述緩冲层上形成所述非晶硅薄膜。 第二方面， 本发明提供了一种低温多晶硅薄膜的制备装置 ， 所述低温多晶 硅薄膜的制备装置包括：

激光装置， 所述激光装置发射激光；

第一偏振装置， 所述激光通过所述第一偏振装置形成第一偏振 光； 光罩， 所述光罩包括间隔设置的第一透光区域及第二 透光区域， 所述第二 透光区域上设置第二偏振装置，所述第一偏振 光通过所述第二偏振装置以形成 第二偏振光， 其中， 所述第二偏振光的振动方向与所述第一偏振光 的振动方向 不同，所述第二偏振光及所述第一偏振光用于 使非晶硅薄膜变为熔融状态且给 所述非晶硅薄膜不同的区域施加不同的温度。

在第二方面的第一种实施方式中，所述第二偏 振光的振动方向与所述第一 偏振光的振动方向的夹角为大于零度且小于九 十度。

在第二方面的第二种实施方式中，所述第一偏 振装置及所述第二偏振装置 均为偏振片。

在第二方面的第三种实施方式中，所述第二偏 振装置设置于所述第二透光 区域远离所述激光装置的表面。

第三方面， 本发明提供了一种低温多晶硅薄膜， 所述低温多晶硅薄膜由一 非晶硅薄膜经过准分子镭射技术熔融， 结晶而形成； 所述非晶硅薄膜包括多个 间隔设置的第一区域及第二区域，熔融的所述 非晶硅薄膜重结晶而形成所述低 温多晶硅薄膜时以所述第二区域为起点向所述 第一区域的方向结晶。

在第三方面的第一种实施方式中，所述低温多 晶硅薄膜中晶粒的大小大于

0.8微米。

在第三方面的第二种实施方式中，所述低温多 晶硅薄膜的电子迁移率为大 于 150cm ² /(V*S)。

在第三方面的第三种实施方式中，所述第二区 域的温度低于所述第一区域 的温度。

相较于现有技术，本实施方式用准分子镭射技 术对所述非晶硅薄膜不同区 域施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜变为熔融状态， 因此， 熔融状态的所述 非晶硅薄膜结晶时， 自温度较低的区域为起点向温度较高的区域结 晶，从而使 得在形成所述低温多晶硅薄膜时能够控制结晶 的起点和结晶的方向。从而达到 了增大形成的多晶硅薄膜中的晶粒大小， 减小晶界的技术效果。 再进一步地， 由于制备得到的多晶硅薄膜中的晶粒较大， 因此， 所述多晶硅薄膜的电子迁移 率较大。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单 地介绍，显而易见地， 下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明第一实施例的低温多晶硅薄膜的制� �方法的流程图。

图 2至图 5以及图 7为本发明低温多晶硅薄膜制备方法中各个步� �对应的 制程的剖面图。

图 6为本发明将多晶硅薄膜变为熔融状态的具体� �程示意图。

图 8为本发明第二实施例的低温多晶硅薄膜的制� �方法的流程图。

图 9为本发明第三实施例的低温多晶硅薄膜的制� �方法的流程图。

图 10-14及图 16为本发明低温多晶硅薄膜制备方法中各个步� ��对应的制 程的剖面图。

图 15本发明将多晶硅薄膜变为熔融状态的具体流� ��示意图。

图 17为本发明第四实施例的低温多晶硅薄膜的制� ��方法的流程图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明 实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图 1 , 其为本发明第一实施例的低温多晶硅薄膜的制 备方法的 流程图。 在本实施方式中， 所述低温多晶硅（Low Temperature Poly-Silicon, LTPS )薄膜的制备流程包括以下步骤。

步骤 S101 , 提供一基板 100。 请一并参阅图 2, 在本实施方式中， 所述基 板 100为一玻璃基板，所述基板 100包括第一表面 a及与所述第一表面 a相对 的第二表面 b。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述基板 100并不仅限于为 玻璃基板。

步骤 S102, 形成一层非晶硅（amorphous silicon )薄膜 120。 请一并参阅 图 3 , 在本实施方式中， 所述非晶硅薄膜 120设置于所述基板 100的所述第一 表面 a。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述非晶硅薄膜 120也可设置于所 述基板 100的所述第二表面 b。

步骤 S103 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施 加不同的温度，使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。用准分子镭射技术对所 述非晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，所述非晶硅薄 膜 120变为熔融 状态时，熔融状态的非晶硅薄膜 120的不同区域的温度不同。被施加较高温度 的非晶硅薄膜 120 的区域熔融之后的温度高于被施加较低温度的 非晶硅薄膜 120的区域熔融之后的温度。

在一实施方式中， 所述 "步骤 S103 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄 膜 120的不同区域分别施加不同的温度，使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：对所述非晶硅薄膜 120的不同区域照射不同能量的激光以对所述非 晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，以使所述非晶 硅薄膜 120变为熔融 状态。

请一并参阅图 4, 述 "步骤 S103 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：所述非晶硅薄膜 120包括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122 , 所述第一区域 121被施加第一温度， 所述第二区域 122被施加第二温度 以使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。在本实施方式中， 所述第一温度高于 所述第二温度， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122 为起点，向所述第一区域 121的方向结晶。由于低温多晶硅薄膜 120熔融之后， 重新结晶而形成多晶硅薄膜时是遵循低能量向 高能量的方向结晶，低温向高温 的方向结晶， 因此， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122为起点， 向所述第一区域 121的方向结晶， 请一并参阅图 5。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一温度低于所述第二温度， 则熔融后的所述非晶硅 薄膜 120结晶时， 以所述第一区域 121为起点， 向所述第二区域 122的方向结 晶。 在本实施方式中， 所述第一区域 121 的数目为一个， 所述第二区域 122 的数目为两个。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一区域 121的数目并 不局限于一个， 所述第二区域 122的数目也并不局限于两个。

请一并参阅图 6及图 7 , 图 6为本发明所述步骤 "所述非晶硅薄膜 120包 括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122, 所述第一区域 121被施加第 一温度，所述第二区域 122被施加第二温度以使所述非晶硅薄膜 120变为熔融 状态" 的具体流程示意图， 其包括：

步骤 S1031 , 提供激光装置 200, 所述激光装置 200发射激光。 具体地， 所述激光装置 200包括一激光头 210 , 所述激光装置 200产生的激光经过所述 激光头 210射出。 所述激光装置 200发射的激光具有很高的能量， 能使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态。

步骤 S1032,提供第一偏振装置 300,所述激光通过所述第一偏振装置 300 形成第一偏振光。优选地， 所述第一偏振装置 300设置于所述激光头 210射出 所述激光的射出面 211上， 自所述激光头 210射出的激光通过所述第一偏振装 置 300以形成所述第一偏振光。

步骤 S1033 , 提供一光罩 400, 所述光罩 400包括间隔设置的第一透光区 域 410及第二透光区域 420 ,所述第二透光区域 420上设置第二偏振装置 500 , 所述第一偏振光通过所述第二偏振装置 500以形成第二偏振光， 其中， 所述第 二偏振光的振动方向与所述第一偏振光的振动 方向不同，所述第一偏振光透光 所述第一透光区域 410照射到所述第一区域 121 , 以使所述第一区域 121被施 加第一温度，所述第二偏振光透过所述第二透 光区域 420照射到所述第二区域 122 , 以使所述第二区域 122被施加第二温度。 在本实施方式中， 所述第二偏 振装置 500设置于所述第二透光区域 420邻近所述非晶硅薄膜 120的表面。即， 所述第二偏振装置 500设置于所述第二透光区域 420远离所述激光装置 200 的表面。

在本实施方式中 ,所述第一偏振装置 300及所述第二偏振装置 500均为偏 振片。 所述偏振片由水洲石制成， 所述水洲石的主要成分为碳酸钙（CaC03 ), 因此能够承受较大的温度（比如 1000。 C以上；)，因而不会被所述激光装置 200 发射的激光烧坏。所述第二偏振光的振动方向 与所述第一偏振光的振动方向的 夹角为大于零度且小于九十度。所述第二偏振 光的振动方向与所述第一偏振光 的振动方向的夹角越大， 则表明所述第二偏振光的光强越弱。 第二偏振光的光 强越弱， 则所述第二偏振光透过所述第二区域 420 照射到所述第二区域 122 上，第二区域 122被施加的第二温度相较于第一区域 121被施加的第一温度越 低。 即， 所述第二温度低于所述第一温度的差值越大。 从而使得所述结晶时， 第二区域 122向第一区域 121结晶时的起点更加一致，形成的晶粒的尺寸 更大。

相较于现有技术，本发明用准分子镭射技术对 所述非晶硅薄膜 120不同区 域施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态， 因此， 熔融状态的 所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 自温度较低的区域为起点向温度较高的区域结 晶， 从而使得在形成所述低温多晶硅薄膜时能够控 制结晶的起点和结晶的方 向。 从而达到了增大形成的多晶硅薄膜中的晶粒大 小， 减小晶界的技术效果。 再进一步地， 由于制备得到的多晶硅薄膜中的晶粒较大， 因此， 所述多晶硅薄 膜的电子迁移率较大。

请参阅图 8, 其为本发明第二实施例的低温多晶硅薄膜的制 备方法的流程 图。第二实施例提供的低温多晶硅薄膜的制备 方法与第一实施例提供的低温多 晶硅薄膜的制备方法基本相同， 因此，在本实施例中可同时参照第一实施例中 的各步骤中的剖面图。

在本实施方式中， 所述低温多晶硅（ Low Temperature Poly-Silicon, LTPS ) 薄膜的制备流程包括以下步骤。

步骤 S201 , 提供一基板 100。 请一并参阅图 2, 在本实施方式中， 所述基 板 100为一玻璃基板，所述基板 100包括第一表面 a及与所述第一表面 a相对 的第二表面 b。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述基板 100并不仅限于为 玻璃基板。

步骤 S202,形成一层非晶硅薄膜 120。请一并参阅图 3 ,在本实施方式中， 所述非晶硅薄膜 120设置于所述基板 100的所述第一表面 。 可以理解地， 在 其他实施方式中，所述非晶硅薄膜 120也可设置于所述基板 100的所述第二表 面1)。

步骤 S203 ,对所述非晶硅薄膜 120进行去氢处理。对所述非晶硅薄膜 120 在高温下进行去氢处理， 从而保证所述非晶硅薄膜中的氢的含量较低（ 比如， 小于 1% ),以防止所述非晶硅薄膜 120在后续的准分子镭射加温时的激光的高 能量造成的氢的突然沸腾而导致的所述非晶硅 薄膜的龟裂。

步骤 S204 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施 加不同的温度，使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。用准分子镭射技术对所 述非晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，所述非晶硅薄 膜 120变为熔融 状态时，熔融状态的非晶硅薄膜 120的不同区域的温度不同。被施加较高温度 的非晶硅薄膜 120 的区域熔融之后的温度高于被施加较低温度的 非晶硅薄膜 120的区域熔融之后的温度。

在一实施方式中， 所述 "步骤 S204, 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄 膜 120的不同区域分别施加不同的温度，使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：对所述非晶硅薄膜 120的不同区域照射不同能量的激光以对所述非 晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，以使所述非晶 硅薄膜 120变为熔融 状态。

请一并参阅图 4, 述 "步骤 S204, 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜

120的不同区域分别施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：所述非晶硅薄膜 120包括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122 , 所述第一区域 121被施加第一温度， 所述第二区域 122被施加第二温度 以使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。在本实施方式中， 所述第一温度高于 所述第二温度， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122 为起点，向所述第一区域 121的方向结晶。由于低温多晶硅薄膜 120熔融之后， 重新结晶而形成多晶硅薄膜时是遵循低能量向 高能量的方向结晶，低温向高温 的方向结晶， 因此， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122为起点， 向所述第一区域 121的方向结晶， 请一并参阅图 5。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一温度低于所述第二温度， 则熔融后的所述非晶硅 薄膜 120结晶时， 以所述第一区域 121为起点， 向所述第二区域 122的方向结 晶。 在本实施方式中， 所述第一区域 121 的数目为一个， 所述第二区域 122 的数目为两个。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一区域 121的数目并 不局限于一个， 所述第二区域 122的数目也并不局限于两个。 请一并参阅图 6及图 7 , 图 6为本发明所述步骤 "所述非晶硅薄膜 120包 括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122, 所述第一区域 121被施加第 一温度，所述第二区域 122被施加第二温度以使所述非晶硅薄膜 120变为熔融 状态" 的具体流程示意图， 其包括：

步骤 S1031 , 提供激光装置 200, 所述激光装置 200发射激光。 具体地， 所述激光装置 200包括一激光头 210 , 所述激光装置 200产生的激光经过所述 激光头 210射出。 所述激光装置 200发射的激光具有很高的能量， 能使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态。

步骤 S1032,提供第一偏振装置 300,所述激光通过所述第一偏振装置 300 形成第一偏振光。优选地， 所述第一偏振装置 300设置于所述激光头 210射出 所述激光的射出面 211上， 自所述激光头 210射出的激光通过所述第一偏振装 置 300以形成所述第一偏振光。

步骤 S1033 , 提供一光罩 400, 所述光罩 400包括间隔设置的第一透光区 域 410及第二透光区域 420 ,所述第二透光区域 420上设置第二偏振装置 500 , 所述第一偏振光通过所述第二偏振装置 500以形成第二偏振光， 其中， 所述第 二偏振光的振动方向与所述第一偏振光的振动 方向不同，所述第一偏振光透光 所述第一透光区域 410照射到所述第一区域 121 , 以使所述第一区域 121被施 加第一温度，所述第二偏振光透过所述第二透 光区域 420照射到所述第二区域 122 , 以使所述第二区域 122被施加第二温度。 在本实施方式中， 所述第二偏 振装置 500设置于所述第二透光区域 420邻近所述非晶硅薄膜 120的表面。即， 所述第二偏振装置 500设置于所述第二透光区域 420远离所述激光装置 200 的表面。

在本实施方式中 ,所述第一偏振装置 300及所述第二偏振装置 500均为偏 振片。 所述偏振片由水洲石制成， 所述水洲石的主要成分为碳酸钙（CaC03 ), 因此能够承受较大的温度（比如 1000。 C以上 ) ,因而不会被所述激光装置 200 发射的激光烧坏。所述第二偏振光的振动方向 与所述第一偏振光的振动方向的 夹角为大于零度且小于九十度。所述第二偏振 光的振动方向与所述第一偏振光 的振动方向的夹角越大， 则表明所述第二偏振光的光强越弱。 第二偏振光的光 强越弱， 则所述第二偏振光透过所述第二区域 420 照射到所述第二区域 122 上，第二区域 122被施加的第二温度相较于第一区域 121被施加的第一温度越 低。 即， 所述第二温度低于所述第一温度的差值越大。 从而使得所述结晶时， 第二区域 122向第一区域 121结晶时的起点更加一致，形成的晶粒大小更 大（比 如， 大于 0.8微米）。

相较于现有技术， 本实施方式用准分子镭射技术对所述非晶硅薄 膜 120 不同区域施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态， 因此， 熔融 状态的所述非晶硅薄膜 120结晶时， 自温度较低的区域为起点向温度较高的区 域结晶，从而使得在形成所述低温多晶硅薄膜 时能够控制结晶的起点和结晶的 方向。从而达到了增大形成的多晶硅薄膜中的 晶粒大小 ,减小晶界的技术效果。 再进一步地， 由于制备得到的多晶硅薄膜中的晶粒较大， 因此， 所述多晶硅薄 膜的电子迁移率较大（比如， 大于 150cm ² /(V*S) )。 且在本实施方式中， 对所 述非晶硅薄膜在高温下进行去氢处理，从而保 证所述非晶硅薄膜中的氢的含量 较低，以防止所述非晶硅薄膜在后续的准分子 镭射加温时的激光的高能量造成 的氢的突然沸腾而导致的所述非晶硅薄膜龟裂 。

请参阅图 9, 其为本发明第三实施例的低温多晶硅薄膜的制 备方法的流程 图。第三实施例提供的低温多晶硅薄膜的制备 方法与第一实施例提供的低温多 晶硅薄膜的制备方法基本相同， 因此，在本实施例中可同时参照第一实施例中 的各步骤中的剖面图。

步骤 S301 , 提供一基板 100。 请一并参阅图 10 , 在本实施方式中， 所述 基板 100为一玻璃基板，所述基板 100包括第一表面 a及与所述第一表面 a相 对的第二表面 b。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述基板 100并不仅限于 为玻璃基板。

步骤 S302,在所述基板 100的一个表面形成一緩冲层 110。请一并参阅图 11 , 在本实施方式中， 所述緩冲层 110设置于所述基板 100的所述第一表面 a 上。所述緩冲层用于緩冲所述基板 100在制造所述多晶硅薄膜的过程中受到的 应力，以避免所述基板 100的损坏或者破裂。所述緩冲层的材质选自氧 化硅层， 氮化硅层， 氮氧化硅层及其组合的其中之一。

步骤 S303 , 形成一层非晶硅薄膜。 具体地， 请一并参阅图 12, 所述步骤 S303具体为： 在所述緩冲层 110上形成所述非晶硅薄膜 120。 步骤 S304 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施 加不同的温度，使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。用准分子镭射技术对所 述非晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，所述非晶硅薄 膜 120变为熔融 状态时，熔融状态的非晶硅薄膜 120的不同区域的温度不同。被施加较高温度 的非晶硅薄膜 120 的区域熔融之后的温度高于被施加较低温度的 非晶硅薄膜 120的区域熔融之后的温度。

在一实施方式中， 所述 "步骤 S304, 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄 膜 120的不同区域分别施加不同的温度，使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：对所述非晶硅薄膜 120的不同区域照射不同能量的激光以对所述非 晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，以使所述非晶 硅薄膜 120变为熔融 状态。

请一并参阅图 13 , 述 "步骤 S304, 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：所述非晶硅薄膜 120包括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122 , 所述第一区域 121被施加第一温度， 所述第二区域 122被施加第二温度 以使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。在本实施方式中， 所述第一温度高于 所述第二温度， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122 为起点，向所述第一区域 121的方向结晶。由于低温多晶硅薄膜 120熔融之后， 重新结晶而形成多晶硅薄膜时是遵循低能量向 高能量的方向结晶，低温向高温 的方向结晶， 因此， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122为起点，向所述第一区域 121的方向结晶，请一并参阅图 14。可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一温度低于所述第二温度， 则熔融后的所述非晶硅 薄膜 120结晶时， 以所述第二区域 122为起点， 向所述第一区域 121的方向结 晶。 在本实施方式中， 所述第一区域 121 的数目为一个， 所述第二区域 122 的数目为两个。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一区域 121的数目并 不局限于一个， 所述第二区域 122的数目也并不局限于两个。

请一并参阅图 15及图 16, 图 15为本发明所述步骤 "所述非晶硅薄膜 120 包括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122 , 所述第一区域 121被施加 第一温度，所述第二区域 122被施加第二温度以使所述非晶硅薄膜 120变为熔 融状态" 的具体流程示意图， 其包括：

步骤 S3031 , 提供激光装置 200, 所述激光装置 200发射激光。 具体地， 所述激光装置 200包括一激光头 210 , 所述激光装置 200产生的激光经过所述 激光头 210射出。 所述激光装置 200发射的激光具有很高的能量， 能使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态。

步骤 S3032,提供第一偏振装置 300,所述激光通过所述第一偏振装置 300 形成第一偏振光。优选地， 所述第一偏振装置 300设置于所述激光头 210射出 所述激光的射出面 211上， 自所述激光头 210射出的激光通过所述第一偏振装 置 300以形成所述第一偏振光。

步骤 S3033 , 提供一光罩 400, 所述光罩 400包括间隔设置的第一透光区 域 410及第二透光区域 420 ,所述第二透光区域 420上设置第二偏振装置 500 , 所述第一偏振光通过所述第二偏振装置 500以形成第二偏振光， 其中， 所述第 二偏振光的振动方向与所述第一偏振光的振动 方向不同，所述第一偏振光透光 所述第一透光区域 410照射到所述第一区域 121 , 以使所述第一区域 121被施 加第一温度，所述第二偏振光透过所述第二透 光区域 420照射到所述第二区域 122 , 以使所述第二区域 122被施加第二温度。 在本实施方式中， 所述第二偏 振装置 500设置于所述第二透光区域 420邻近所述非晶硅薄膜 120的表面。即， 所述第二偏振装置 500设置于所述第二透光区域 420远离所述激光装置 200 的表面。

在本实施方式中 ,所述第一偏振装置 300及所述第二偏振装置 500均为偏 振片。 所述偏振片由水洲石制成， 所述水洲石的主要成分为碳酸钙（CaC03 ), 因此能够承受较大的温度（比如 1000。 C以上 ) ,因而不会被所述激光装置 200 发射的激光烧坏。所述第二偏振光的振动方向 与所述第一偏振光的振动方向的 夹角为大于零度且小于九十度。所述第二偏振 光的振动方向与所述第一偏振光 的振动方向的夹角越大， 则表明所述第二偏振光的光强越弱。 第二偏振光的光 强越弱， 则所述第二偏振光透过所述第二区域 420 照射到所述第二区域 122 上，第二区域 122被施加的第二温度相较于第一区域 121被施加的第一温度越 低。 即， 所述第二温度低于所述第一温度的差值越大。 从而使得所述结晶时， 第二区域 122向第一区域 121结晶时的起点更加一致， 形成的晶粒大小更大。 相较于现有技术，本发明用准分子镭射技术对 所述非晶硅薄膜 120不同区 域施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态， 因此， 熔融状态的 所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 自温度较低的区域为起点向温度较高的区域结 晶， 从而使得在形成所述低温多晶硅薄膜时能够控 制结晶的起点和结晶的方 向。 从而达到了增大形成的多晶硅薄膜中的晶粒大 小， 减小晶界的技术效果。 再进一步地， 由于制备得到的多晶硅薄膜中的晶粒较大， 因此， 所述多晶硅薄 膜的电子迁移率较大。

请一并参阅图 17 , 其为本发明第四实施例的低温多晶硅薄膜的制 备方法 的流程图。第四实施例提供的低温多晶硅薄膜 的制备方法与第三实施例提供的 低温多晶硅薄膜的制备方法基本相同， 因此，在本实施例中可同时参照第三实 施例中的各步骤中的剖面图。

步骤 S401 , 提供一基板 100, 请一并参阅图 10 , 在本实施方式中， 所述 基板 100为一玻璃基板，所述基板 100包括第一表面 a及与所述第一表面 a相 对的第二表面 b。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述基板 100并不仅限于 为玻璃基板。

步骤 S402,在所述基板 100的一个表面形成一緩冲层 110。请一并参阅图 11 , 在本实施方式中， 所述緩冲层 110设置于所述基板 100的所述第一表面 a 上。所述緩冲层用于緩冲所述基板 100在制造所述多晶硅薄膜的过程中受到的 应力，以避免所述基板 100的损坏或者破裂。所述緩冲层的材质选自氧 化硅层， 氮化硅层， 氮氧化硅层及其组合的其中之一。

步骤 S403 , 形成一层非晶硅薄膜。 具体地， 请一并参阅图 12, 所述步骤 S403具体为： 在所述緩冲层 110上形成所述非晶硅薄膜。

步骤 S404,对所述非晶硅薄膜 120进行去氢处理。对所述非晶硅薄膜 120 在高温下进行去氢处理， 从而保证所述非晶硅薄膜中的氢的含量较低（ 比如， 小于 1% ),以防止所述非晶硅薄膜 120在后续的准分子镭射加温时的激光的高 能量造成的氢的突然沸腾而导致的所述非晶硅 薄膜的龟裂。

步骤 S405 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施 加不同的温度，使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。用准分子镭射技术对所 述非晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，所述非晶硅薄 膜 120变为熔融 状态时，熔融状态的非晶硅薄膜 120的不同区域的温度不同。被施加较高温度 的非晶硅薄膜 120 的区域熔融之后的温度高于被施加较低温度的 非晶硅薄膜 120的区域熔融之后的温度。

在一实施方式中， 所述 "步骤 S405 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄 膜 120的不同区域分别施加不同的温度，使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：对所述非晶硅薄膜 120的不同区域照射不同能量的激光以对所述非 晶硅薄膜 120的不同区域施加不同的温度，以使所述非晶 硅薄膜 120变为熔融 状态。

请一并参阅图 13 , 述 "步骤 S405 , 用准分子镭射技术对所述非晶硅薄膜 120的不同区域分别施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态" 具体包括：所述非晶硅薄膜 120包括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122 , 所述第一区域 121被施加第一温度， 所述第二区域 122被施加第二温度 以使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态。在本实施方式中， 所述第一温度高于 所述第二温度， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122 为起点，向所述第一区域 121的方向结晶。由于低温多晶硅薄膜 120熔融之后， 重新结晶而形成多晶硅薄膜时是遵循低能量向 高能量的方向结晶，低温向高温 的方向结晶， 因此， 熔融后的所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 以所述第二区域 122为起点，向所述第一区域 121的方向结晶，请一并参阅图 14。可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一温度低于所述第二温度， 则熔融后的所述非晶硅 薄膜 120结晶时， 以所述第一区域 121为起点， 向所述第二区域 122的方向结 晶。 在本实施方式中， 所述第一区域 121 的数目为一个， 所述第二区域 122 的数目为两个。 可以理解地， 在其他实施方式中， 所述第一区域 121的数目并 不局限于一个， 所述第二区域 122的数目也并不局限于两个。

请一并参阅图 15及图 16, 图 15为本发明所述步骤 "所述非晶硅薄膜 120 包括多个间隔设置的第一区域 121及第二区域 122 , 所述第一区域 121被施加 第一温度，所述第二区域 122被施加第二温度以使所述非晶硅薄膜 120变为熔 融状态" 的具体流程示意图， 其包括：

步骤 S4031 , 提供激光装置 200, 所述激光装置 200发射激光。 具体地， 所述激光装置 200包括一激光头 210 , 所述激光装置 200产生的激光经过所述 激光头 210射出。 所述激光装置 200发射的激光具有很高的能量， 能使所述非 晶硅薄膜 120变为熔融状态。

步骤 S4032,提供第一偏振装置 300,所述激光通过所述第一偏振装置 300 形成第一偏振光。优选地， 所述第一偏振装置 300设置于所述激光头 210射出 所述激光的射出面 211上， 自所述激光头 210射出的激光通过所述第一偏振装 置 300以形成所述第一偏振光。

步骤 S4033 , 提供一光罩 400, 所述光罩 400包括间隔设置的第一透光区 域 410及第二透光区域 420 ,所述第二透光区域 420上设置第二偏振装置 500 , 所述第一偏振光通过所述第二偏振装置 500以形成第二偏振光， 其中， 所述第 二偏振光的振动方向与所述第一偏振光的振动 方向不同，所述第一偏振光透光 所述第一透光区域 410照射到所述第一区域 121 , 以使所述第一区域 121被施 加第一温度，所述第二偏振光透过所述第二透 光区域 420照射到所述第二区域 122 , 以使所述第二区域 122被施加第二温度。 在本实施方式中， 所述第二偏 振装置 500设置于所述第二透光区域 420邻近所述非晶硅薄膜 120的表面。即， 所述第二偏振装置 500设置于所述第二透光区域 420远离所述激光装置 200 的表面。

在本实施方式中 ,所述第一偏振装置 300及所述第二偏振装置 500均为偏 振片。 所述偏振片由水洲石制成， 所述水洲石的主要成分为碳酸钙（CaC03 ), 因此能够承受较大的温度（比如 1000。 C以上 ) ,因而不会被所述激光装置 200 发射的激光烧坏。所述第二偏振光的振动方向 与所述第一偏振光的振动方向的 夹角为大于零度且小于九十度。所述第二偏振 光的振动方向与所述第一偏振光 的振动方向的夹角越大， 则表明所述第二偏振光的光强越弱。 第二偏振光的光 强越弱， 则所述第二偏振光透过所述第二区域 420 照射到所述第二区域 122 上，第二区域 122被施加的第二温度相较于第一区域 121被施加的第一温度越 低。 即， 所述第二温度低于所述第一温度的差值越大。 从而使得所述结晶时， 第二区域 122向第一区域 121结晶时的起点更加一致， 形成的晶粒大小更大。

相较于现有技术，本发明用准分子镭射技术对 所述非晶硅薄膜 120不同区 域施加不同的温度， 使所述非晶硅薄膜 120变为熔融状态， 因此， 熔融状态的 所述非晶硅薄膜 120 结晶时， 自温度较低的区域为起点向温度较高的区域结 晶， 从而使得在形成所述低温多晶硅薄膜时能够控 制结晶的起点和结晶的方 向。 从而达到了增大形成的多晶硅薄膜中的晶粒大 小， 减小晶界的技术效果。 再进一步地， 由于制备得到的多晶硅薄膜中的晶粒较大， 因此， 所述多晶硅薄 膜的电子迁移率较大。

本发明还提供了一种低温多晶硅薄膜的制备装 置， 请参阅图 7 , 所述低温 多晶硅薄膜的制备装置包括激光装置 200、 第一偏振装置 300、 光罩 400及第 二偏振装置 500。 所述激光装置 200用于发射激光， 所述激光通过所述第一偏 振装置 300形成第一偏振光。 所述光罩 400包括间隔设置的第一透光区域 410 及第二透光区域 420。 所述第二透光区域 420上设置所述第二偏振装置 500, 所述第一偏振光通过所述第二偏振装置 500以形成第二偏振光。所述第二偏振 装置 500设置于所述第二透光区域 420远离所述激光装置 200的表面。 其中， 所述第二偏振光的振动方向与所述第一偏振光 的振动方向不同，所述第二偏振 光及所述第一偏振光用于使非晶硅薄膜变为熔 融状态且给所述非晶硅薄膜不 同的区域施加不同的温度。

述第二偏振光的振动方向与所述第一偏振光的 振动方向的夹角为大于零 度且小于九十度。在本实施方式中， 所述第一偏振装置 300及所述第二偏振装 置 500均为偏振片。

本发明还提供了一种低温多晶硅薄膜，所述低 温多晶硅薄膜由一非晶硅薄 膜 120经过准分子镭射技术熔融， 结晶而形成； 所述非晶硅薄膜包括多个间隔 设置的第一区域 121及第二区域 122, 熔融的所述非晶硅薄膜 120重结晶而形 成所述低温多晶硅薄膜时以所述第二区域 122为起点向所述第一区域 121的方 向结晶。 所述低温多晶硅薄膜中晶粒的大小大于 0.8微米。 所述低温多晶硅薄 膜的电子迁移率为大于 150cm ² /(V*S)。 其中， 所述第二区域 122的温度低于 所述第一区域 121的温度。

相较于现有技术，本发明用准分子镭射技术使 所述非晶硅薄膜 120变为熔 融状态， 因此， 熔融状态的所述非晶硅薄膜 120结晶时， 以温度较低的第二区 域 122为起点向温度较高的第一区域 121结晶，从而使得在形成所述低温多晶 硅薄膜时能够控制结晶的起点和结晶的方向。 从而达到了增大形成的多晶硅薄 膜中的晶粒大小， 减小晶界的技术效果。 再进一步地， 由于制备得到的多晶硅 薄膜中的晶粒较大， 因此， 所述多晶硅薄膜的电子迁移率较大。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已 ，当然不能以此来限定本发 明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解 实现上述实施例的全部或部分流 程， 并依本发明权利要求所作的等同变化， 仍属于发明所涵盖的范围。