DE102008045533A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ändern der Struktur einer Halbleiterschicht - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ändern der Struktur einer Halbleiterschicht. Das Verfahren weist die Verfahrensschritte auf Bestrahlen mindestens eines Bereichs der Halbleiterschicht (30) mit einem ersten Laserlicht (35) und Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht (30) mit mindestens einem zweiten Laserlicht (27), wobei das Bestrahlen mit dem zweiten Laserlicht (27) zeitlich nach dem Bestrahlen mit dem ersten Laserlicht (35) erfolgt, das erste Laserlicht (35) eine geringere Strahlungsintensität als das zweite Laserlicht (27) aufweist und das erste (35) und das zweite (27) Laserlicht aus einem Laserstrahl (21) erzeugt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ändern der Struktur einer Halbleiterschicht mit mindestens einem ersten und einem zweiten Laserlicht.
  • Es ist bekannt, Laserbestrahlung zur Initiierung thermische Prozesse an amorphem Silizium und anderen Halbleitermaterialen einzusetzen. Die Halbleitermaterialen werden dabei beispielsweise zur Dotierungsaktivierung, zur Kristallisierung amorpher Schichten für drei-dimensionale Schaltkreise und zum Heilen von Kristalldefekten bestrahlt.
  • Die Kristallisierung amorpher Schichten und das Heilen von Kristalldefekten wird bei der Vorbereitung von Halbleiterfilmen für die Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCDs) und Organic Light Emitting Diode-(OLED)Anzeigen, insbesondere für großflächige Anzeigen wie Flachbildschirme, verwendet. Solche Anzeigen verwenden Dünnfilmtransistoren (TFTs), um auf der Anzeige anzuzeigende Pixel zu schalten. Durch die Bestrahlung der Halbleiterfilme mit Laserlicht kann insbesondere die Elektronenmobilität der Halbleiterfilme erhöht werden. Dadurch ist es möglich, kleinere Transistoren zu erzeugen, wodurch Anzeigen mit höherer Auflösung bei kompakterer, leichterer und dünnerer Bauweise hergestellt werden.
  • Um die Größe, das Gewicht und die Dicke von Anzeigen noch weiter verringern und die Auflösung der Anzeigen noch weiter erhöhen zu können, werden qualitativ noch hochwertigere Halbleitermaterialien benötigt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines Halbleiterschicht bereitzustellen, mit deren Hilfe die Uniformität der Halbleiterschicht erhöht werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Ändern der Struktur einer Halbleiterschicht durch Bestrahlen mindestens eines Bereichs der Halbleiterleiterschicht mit einem ersten Laserlicht und Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht mit mindestens einem zweiten Laserlicht gelöst, wobei das Bestrahlen mit dem zweiten Laserlicht zeitlich nach dem Bestrahlen mit dem ersten Laserlicht erfolgt, das erste Laserlicht eine geringere Strahlungsintensität als das zweite Laserlicht aufweist und das erste und das zweite Laserlicht aus einem Laserstrahl erzeugt werden.
  • Durch das zeitlich versetzte Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht zuerst mit einem Laserlicht mit einer ersten Strahlungsintensität bzw. Energiedichte und nachfolgend mit einem Laserlicht mit einer höheren Strahlungsintensität bzw. Energiedichte als bei dem ersten Bestrahlen kann der mindestens eine Bereich der Halbleiterschicht durch das erste Bestrahlen für das zweite Bestrahlen vorbereitet werden. Durch diese Vorbehandlung des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht kann das zweite Bestrahlen zu besseren Schichteigenschaften führen. So kann beispielsweise bei dem erste Bestrahlen Wasserstoff aus deponierten Schichten der Halbleiterschicht ausgedampft werden. Dies kann insbesondere ohne Mikroexplosionen erfolgen. Durch das erste Bestrahlen können auch Defekte in bzw. auf der Halbleiterschicht (z. B. Kontaminationen) ohne Zerstörung der Halbleiterschicht beseitigt werden. Folglich wird durch das erste Bestrahlen die Wirksamkeit des zweiten Bestrahlens erhöht. So wird durch das erste Bestrahlen insbesondere das Prozessfenster für die zweite Bestrahlung erweitert. Somit liefern das erste und das zweite Bestrahlen gemeinsam einen Synergieeffekt, durch welchen eine erhöhte Uniformität und eine glattere Oberfläche der Halbleiterschicht erreicht werden kann.
  • Durch die Erzeugung des ersten und des zweiten Laserlichts aus einem Laserstrahl können mit einem Scan-Vorgang beide Bestrahlungen bzw. Belichtungen erzeugt werden. Folglich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren mit der Doppelbelichtung in einem Scan-Vorgang einen hohen Durchsatz.
  • Ferner müssen keine zwei separaten Laserstrahlquellen zum Erzeugen des ersten und des zweiten Laserlichts bereitgestellt werden. Somit kann ein zusätzlicher Steuerungsaufwand zur Steuerung der durch die beiden Laserstrahlquellen erzeugten Laserlichter im Verhältnis zueinander vermieden werden. Folglich können die Kosten der Vorrichtung verringert werden.
  • Bei dem ersten und dem zweiten Laserlicht handelt es sich bevorzugt um Laserlichtpulse, die mit Hilfe einer gepulsten Laserlichtquelle erzeugt werden können. Es ist aber auch denkbar, dass es sich bei dem ersten und dem zweiten Laserlicht um Dauerstrich-(Continuous Wave – CW)Laserstrahlen handelt.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der Halbleiterschicht um eine amorphe Siliziumschicht. Bei der Schicht kann es sich insbesondere um einen dünnen Film handeln.
  • Durch die erfindungsgemäße erste und zweite Bestrahlung kann eine homogene Umwandlung der amorphen Siliziumschicht in polykristallines Silizium erfolgen. Dabei kann die amorphe Siliziumschicht zumindest teilweise in polykristallines Silizium umgewandelt werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchlaufen (überstreichen) das erste und das zweite Laserlicht den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht in einer Richtung. Insbesondere können das erste und das zweite Laserlicht den mindestens einen Bereich in derselben Richtung überstreichen. Dadurch können auch großflächige Halbleiterschichten mit dem ersten und dem zweiten Laserlicht bestrahlt werden. Bevorzugt wird der mindestens eine Bereich der Halbleiterschicht jeweils nur einmal von dem ersten und dem zweiten Laserlicht bestrahlt. Statt „überstreichen” kann hier auch der Begriff „scannen” verwendet werden.
  • Weiter bevorzugt bestrahlen (bzw. überstreichen) das erste und das zweite Laserlicht, d. h. die Laserbestrahlung durch das erste und das zweite Laserlicht, den mindestens einen Bereich mit einem vorbestimmten zeitlichen und/oder räumlichen Abstand zueinander. Dabei kann der zeitliche und/oder der räumliche Abstand zwischen den Laserbestrahlungen vorbestimmt sein. Durch diese zeitliche bzw. räumliche Versetzung der Laserbestrahlungen ist es möglich, dass der durch die erste Bestrahlung in der Halbleiterschicht ausgelöste thermische Prozess abgeschlossen ist bzw. sich in einem gewünschten Zustand befindet, wenn die zweite Bestrahlung stattfindet, durch welche ein weiterer thermischer Prozess in der Halbleiterschicht ausgelöst bzw. der durch die erste Bestrahlung ausgelöste thermische Prozess weitergeführt wird. Beispielsweise kann beim Bestrahlen einer amorphen Siliziumschicht diese durch das erste Bestrahlen nur teilweise verflüssigt werden. Während der Abkühlung der Siliziumschicht (d. h. nach dem ersten Bestrahlen und vor dem zweiten Bestrahlen) können Kristalle aus der flüssigen Schicht wachsen. Durch den vorbestimmten Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Laserlicht, d. h. dem vorbestimmten zeitlichen Abstand, wann die zweite Bestrahlung nach der ersten Bestrahlung erfolgt, kann der Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem die Abkühlung der Halbleiterschicht nach der ersten Bestrahlung bzw. das Wachsen der Kristalle beendet werden soll. Somit können auch durch den vorbestimmten zeitlichen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Laserlicht die Auswirkungen von thermischen Prozessen in und an der Halbleiterschicht beeinflusst werden.
  • Bevorzugt erfolgt die zweite Bestrahlung des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht, nachdem der Bereich nach der ersten Bestrahlung nahezu auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist.
  • Weiter bevorzugt beträgt die Zweitspanne zwischen dem ersten und dem zweiten Laserlicht, d. h. die Zeitspanne zwischen dem ersten Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht und dem mindestens zweiten Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht, 10 μs bis 100 ms. Die Zeitspanne kann insbesondere 1 ms bis 5 ms betragen.
  • Zum Erzeugen der beiden Laserlichtstrahlen aus einem Laserstrahl kann das Verfahren zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht ferner die Verfahrensschritte Aufteilen eines Laserstrahls in zwei Laserstrahlanteile mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten und Fokussieren der zwei Laserstrahlanteile zu dem ersten und dem zweiten Laserlicht aufweisen. Bei dem Aufteilungsschritt werden zum einen zwei Laserstrahlanteile (welche die Grundlage für das erste und das zweite Laserlicht bilden) erzeugt und zum anderen kann das zweite Laserlicht mit einer höheren Strahlungsintensität als das erste Laserlicht erzeugt werden. Bei den beiden aufgeteilten Laserstrahlanteilen kann es sich um Strahlenbündel, insbesondere Gauß'sche Strahlenbündel, handeln, welche zum Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht zu dem ersten und zweiten Laserlicht fokussiert werden.
  • Damit das erste und das zweite Laserlicht mit einem gewünschten Abstand die Halbleiterschicht bestrahlen bzw. den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht überstreichen, können das erste und das zweite Laserlicht vor der Bestrahlung des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht parallel zueinander gerichtet werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht ferner die Verfahrensschritte auf Ändern der Verteilung der Strahlungsintensitäten der beiden Laserstrahlanteile bei der Aufteilung des Laserlichts und Ändern der Richtung, in welche das erste und das zweite Laserlicht den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht überstreichen (gescanned). Durch diese Verfahrensschritte ist es möglich, dass der mindestens eine Bereich der Halbleiterschicht abschnittsweise in unterschiedlichen Richtungen von dem ersten und dem zweiten Laserlicht überstrichen (gescanned) wird. Bevorzugt wird der mindestens eine Bereich der Halbleiterschicht nur jeweils einmal von dem ersten und dem zweiten Laserlicht bestrahlt. So kann, falls beispielsweise eine Halbleiterschicht mit einer rechteckigen Fläche bestrahlt werden soll, die Fläche streifenweise abwechselnd von links nach rechts und von rechts nach links, durchlaufen bzw. bestrahlt werden, bis die gesamte Fläche vollständig zweimal bestrahlt wurde. Dadurch kann die Zeit zum Bestrahlen der gesamten Halbleiterschicht verkürzt werden, was zu verringerten Kosten führt.
  • Weiter bevorzugt bestrahlt das erste Laserlicht die Halbleiterschicht mit einer Strahlungsintensität bzw. Energiedichte, bei der die Halbleiterschicht nicht zerstört wird. Beispielsweise kann die Strahlungsintensität des ersten Laserlichts derart sein, dass Wasserstoff aus deponierten Schichten der Halbleiterschicht ausgedampft oder Defekte in bzw. auf der Halbleiterschicht ohne Zerstörung beseitigt werden.
  • Bei der Bestrahlung einer amorphen Siliziumschicht kann die Strahlungsintensität des ersten Laserlichts derart gewählt werden, dass die amorphe Siliziumschicht nur teilweise in polykristallines Silizium gewandelt wird. In diesem Fall handelt es sich bei der ersten Bestrahlung um eine Vorbehandlung für die zweite Bestrahlung, bei welcher unter besseren Voraussetzungen polykristallines Silizium hergestellt werden kann.
  • Bevorzugt kann mit dem Verfahren zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht eine dünne amorphe Siliziumschicht bestrahlt werden, wobei die Dicke der amorphen Siliziumschicht bevorzugt größer als 10 nm und bis zu 10 μm ist. Die Dicke der amorphen Siliziumschicht kann auch größer als 10 μm sein.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass durch die erste und/oder zweite Bestrahlung über die gesamte Dicke der Halbleiterschicht, d. h. bis zu einem darunter liegenden Glassubstrat, Strahlungsenergie in die Halbleiterschicht eingebracht wird.
  • Weiter bevorzugt beträgt das Verhältnis der Strahlungsintensität des ersten Laserlichts zu der Strahlungsintensität des zweiten Laserlichts minimal 0,1 und maximal 0,9 mit besonders bevorzugten Werten zwischen minimal 0,25 und maximal 0,45.
  • Eine Verbesserung der Uniformität der Halbleiterschicht kann bevorzugt bei einer Wellenlänge von größer als 190 nm bis 1100 nm des ersten und/oder des zweiten Laserlichts erreicht werden. Eine Verwendung von Laserlicht im grünen Spektralbereich ist dabei für übliche Halbleiterschichtdicken geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen das erste und/oder das zweite Laserlicht eine Wellenlänge von 450 nm bis 550 nm auf. Besonders bevorzugt weisen das erste und/oder das zweite Laserlicht eine Wellenlänge von 515 nm oder 532 nm auf. Trifft beispielsweise Laserlicht im grünen Spektralbereich auf eine amorphe Siliziumschicht mit einer Schichtdicke von größer als 10 nm und bis zu 10 μm, so wird über die gesamte Dicke der amorphen Siliziumschicht das grüne Laserlicht absorbiert. Im Vergleich dazu wird bei einer Bestrahlung einer amorphen Siliziumschicht mit Laserlicht in einem Wellenlängenbereich kleiner 500 nm das Laserlicht nur in einer dünnen Oberflächenschicht der amorphen Siliziumschicht absorbiert. Folglich ist Laserlicht im grünen Spektralbereich besonders gut zur Wandlung von Halbleiterschichten einsetzbar.
  • Bevorzugt weist das erste und/oder das zweite Laserlicht, d. h. das gepulste Laserlicht, eine Wiederholfrequenz von 10 kHz bis 250 kHz auf. Durch die Steuerung der Wiederholfrequenz des ersten und/oder des zweiten Laserlichts kann auch Einfluss auf die Geschwindigkeit genommen werden, mit der das erste und/oder das zweite Laserlicht den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht überstreichen.
  • Weiter bevorzugt beträgt die geometrische Halbwertsbreite des streifenförmigen ersten und/oder des zweiten Laserlichts 2 μm bis 10 μm, jedoch bevorzugt 5 μm bis 6 μm, quer zur Längsrichtung der Streifen.
  • Das Verfahren zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht kann für Linienlaserstrahl- und/oder Laserspot-Lasersysteme verwendet werden. Folglich kann es sich bei dem ersten und/oder dem zweiten Laserlicht um einen in eine Linie (Streifen) abgebildeten Laserstrahl oder einen fokussierten Laserspot handeln.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht gelöst mit ersten Bestrahlungsmitteln, die dazu eingerichtet sind, mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht mit einem ersten Laserlicht zu bestrahlen und zweiten Bestrahlungsmitteln, die dazu eingerichtet sind, den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht mit mindestens einem zweiten Laserlicht zu bestrahlen, wobei die ersten und zweiten Bestrahlungsmittel dazu eingerichtet sind, den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht zuerst mit dem ersten Laserlicht und anschließend mit dem zweiten Laserlicht zu bestrahlen und die ersten Bestrahlungsmittel dazu eingerichtet sind, das erste Laserlicht mit einer geringeren Strahlungsintensität als das zweite Laserlicht zu erzeugen.
  • Die Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht kann ferner Mittel zum Steuern eines zeitlichen und/oder räumlichen Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Laserlicht aufweisen.
  • Weiter bevorzugt weist die Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht Mittel auf zum Steuern mindestens einer Geschwindigkeit, mit der das erste und/oder das zweite Laserlicht relativ zu der Halbleiterschicht bewegt werden, d. h. den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht überstreichen.
  • Die Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht kann auch einen Laser aufweisen zum Erzeugen eines Laserstrahls und einen Strahlteiler zum Erzeugen zweier Laserstrahlanteile aus dem Laserstrahl mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten.
  • Der Strahlenteiler kann bevorzugt dazu eingerichtet sein, die Strahlungsintensitäten der beiden Laserstrahlanteile einzustellen.
  • Die Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht kann ferner eine Projektionslinse zum Fokussieren der beiden Laserstrahlanteile zu dem ersten und dem zweiten Laserlicht aufweisen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht eine Optik zum Parallelrichten des ersten und des zweiten Laserlichts zueinander aufweisen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand beispielhafter Ausführungsformen weiter erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht;
  • 2 eine Strahlungsintensitätsverteilung zweier Laserstrahlen;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Bestrahlung einer amorphen Siliziumschicht mit zwei Laserstrahlen;
  • 4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht der 1 bei umgekehrter Scanrichtung;
  • 5 einen Graphen zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der Wiederholfrequenz von Laserlicht und dem zeitlichen Abstand zwischen zwei Bestrahlungen;
  • 6 eine Darstellung, welche die Auswirkungen beim Full-Melt Prozess auf eine Siliziumschicht veranschaulicht;
  • 7 eine Darstellung, welche die Auswirkungen beim Partial-Melt Prozess auf eine Siliziumschicht veranschaulicht; und
  • 8 eine schematische Darstellung eines Lasersystems mit einer Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht.
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht.
  • Die Vorrichtung umfasst eine Laserlichtquelle 10, einen Strahlteiler 13, einen Spiegel 16 und eine Projektionslinse 19. Bei der Laserlichtquelle 10 handelt es sich um einen diodengepumpten Yb:YAG Laser. Der Laser 10 erzeugt einen gepulsten Laserstrahl 21 mit einer Wiederholfrequenz zwischen 10 kHz und 250 kHz. Bei dem Laserstrahl 21 handelt es sich um einen einzelnen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 515 nm. Der Laserstrahl 21 trifft auf den Strahlteiler 13. Bei dem Strahlteiler 13 kann es sich um einen Intensitätsstrahlteiler handeln. Der einfallende Laserstrahl 21 wird von dem Strahlteiler 13 in einen transmittierten Anteil 25 und in einen reflektierten Anteil 33 aufgeteilt. Bei dem transmittierten Anteil 25 und dem reflektierten 33 Anteil kann es sich jeweils um Gauß'sche Strahlenbündel oder einen Gauß'schen Linienstrahl (insbesondere mit einer Achsenhomogenität hinsichtlich der Linie) handeln. Der transmittierte Anteil 25 tritt ohne Reflexion durch den Strahlteiler 13 und trifft auf die Projektionslinse 19, welche den transmittierten Anteil 25 auf eine amorphe Siliziumschicht 30 abbildet. Bei der amorphen Siliziumschicht 30 handelt es sich um einen dünnen Siliziumfilm. Der Siliziumfilm liegt auf einem Glassubstrat (nicht gezeigt) auf. Die Projektionslinse 19 ist eine Linseneinheit, welche eine Gauß'sche Fokussierung der einfallenden Strahlenbündel 25, 33 durchführt.
  • Der von dem Strahlteiler 13 reflektierte Anteil 33 wird zu dem Spiegel 16 reflektiert, welcher den reflektierten Anteil 33 auf die Projektionslinse 19 spiegelt. Die Projektionslinse 19 fokussiert den reflektierten Anteil 33 auf die amorphe Siliziumschicht 30. Die bestrahlte Oberfläche der amorphen Siliziumschicht 30 fällt mit einer Abbildungsebene der Laserstrahlen 27 und 35 zusammen.
  • Neben der Aufteilung des Laserstrahls 21 in Anteile mit unterschiedlichen Strahlungsrichtungen legt der Strahlteiler 13 auch die Strahlungsintensitäten des transmittierten Anteils 25 und des reflektierten Anteils 33 fest. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch den Strahlteiler 13 die Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 derart aufgeteilt, dass 30% der Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 dem reflektierten Anteil 33 und 70% der Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 dem transmittierten Anteil 25 zugeführt werden. Entsprechend können mit der gezeigten Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht zwei Laserstrahlen 27 und 35 mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten erzeugt werden. Dabei weist der Laserstrahl 35 eine geringere Strahlungsintensität als der Laserstrahl 27 auf.
  • Darüber hinaus werden die beiden Laserstrahlen 27 und 35 mit einem bestimmten räumlichen Abstand a zueinander auf die amorphe Siliziumschicht 30 abgebildet. Der Abstand a hängt insbesondere von den Ausrichtungen der optischen Elemente Strahlteiler 13, Spiegel 16 und Projektionslinse 19 und dem Abstand b zwischen der Projektionslinse 19 und der amorpher Siliziumschicht 30 ab. Sämtliche Strahlachsen der in der 1 gezeigten Vorrichtung liegen in einer Ebene.
  • Folglich ist es mit der in der 1 gezeigten Vorrichtung möglich, aus einem Laserstrahl 21 zwei Laserstrahlen 27 und 35 mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten zu erzeugen, welche mit einem vorbestimmten Abstand a zueinander auf eine amorphe Siliziumschicht 30 abgebildet werden können.
  • Zum Ändern des Verhältnisses der Strahlungsintensität des Laserstrahls 27 zu der Strahlungsintensität des Laserstrahls 35 kann ein anderer Strahlteiler mit einem unterschiedlichen Teilungsverhältnis verwendet werden. Beispielsweise kann der in der 1 gezeigte Strahlteiler 13 mit dem Teilungsverhältnis 70:30 durch einen Strahlteiler mit einem Teilungsverhältnis 20:80 ausgetauscht werden.
  • Darüber hinaus ist der Laser 10 derart ausgebildet, dass die Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 geändert werden kann, wodurch zusätzlich die Strahlungsintensitäten der Laserstrahlen 27 und 35 geändert werden können.
  • Die Laserstrahlen 27 und 35 weisen eine Wellenlänge von 515 nm auf. Bei der Bestrahlung von amorphem Silizium mit Laserlicht im grünen Spektralbereich kann ferner berücksichtigt werden, dass die Absorption von grünem Laserlicht in Silizium stark temperaturabhängig ist. Folglich ist es auch denkbar, die Laserstrahlen 27 und 35 in Abhängigkeit von der Temperatur der bestrahlten Halbleiterschicht zu steuern.
  • Der Abstand a zwischen dem Laserlicht 27 und dem Laserlicht 35 kann durch mechanisches Verstellen (beispielsweise Drehen, Schwenken oder Verschieben) einer oder mehrerer der Komponenten Strahlteiler 13, Spiegel 16 und Projektionslinse 19 erfolgen. Es ist auch denkbar, dass zum Vergrößern des Abstandes a zwischen dem Laserstrahl 27 und dem Laserstrahl 35 der Abstand b zwischen der Projektionslinse 19 und der amorphen Siliziumschicht 30 vergrößert wird. Andere Möglichkeiten zum Ändern des räumlichen Abstandes a zwischen dem Laserstrahl 27 und dem Laserstrahl 35 sind denkbar. Beispielsweise können eine oder mehrere optische Einheiten vorgesehen sein, welche einen oder beide der Laserstrahlen 27, 35 auslenken.
  • Die in der 1 gezeigte Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht ist dazu ausgelegt, dass die Laserstrahlen 27 und 35 die amorphe Siliziumschicht 30 in eine Richtung S1 durchlaufen, d. h. die amorphe Siliziumschicht 30 in Richtung S1 überstreichen (abscannen). Die Laserstrahlen 27 und 35 durchlaufen die amorphe Siliziumschicht 30 in der Richtung S1 mit der selben Geschwindigkeit. Das Durchlaufen der Laserstrahlen 27 und 35 in die Richtung S1 kann dadurch realisiert werden, indem die gesamte Vorrichtung (d. h. alle Komponenten 10, 13, 16 und 19) bei feststehender amorpher Siliziumschicht 30 in die Richtung S1 bewegt werden. Es kann aber auch die amorphe Siliziumschicht 30 bei feststehender Vorrichtung entgegengesetzt zu der Richtung S1 bewegt werden. Auch kann die gesamte Vorrichtung im Uhrzeigersinn gedreht werden. Es ist auch möglich, eine zusätzliche optische Vorrichtung (nicht gezeigt) zu verwenden, welche die Laserstrahlen 27 und 35 in die Richtung S1 bewegt auf die amorphe Siliziumschicht 30 abbildet.
  • 2 zeigt eine Strahlungsintensitätsverteilung der beiden Laserstrahlen 27 und 35 der 1. Dabei wird die Höhe der Strahlungsintensitäten in der Achse I über die örtliche Verteilung in der Achse x gezeigt.
  • Die Strahlungsintensitäten der Laserstrahlen 27 und 35 sind in Scanrichtung im Wesentlichen gaußförmig verteilt. Die maximale Strahlungsintensität I2 des Laserstrahls 35 ist geringer als die maximale Strahlungsintensität I1 des Laserstrahls 27. In der 2 beträgt das Verhältnis der Strahlungsintensität I2 zu der Strahlungsintensität I1 in etwa 0,3. Die Strahlungsintensitätsmaxima der Laserstrahlen 27 und 35 weisen zueinander einen räumlichen Abstand a auf. Die Laserstrahlen 27 und 35 bewegen sich synchron mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit entlang der in 1 gezeigten amorphen Siliziumschicht 30 in die Richtung S1. Folglich bestrahlt der Laserstrahl 35 vor dem Laserstrahl 27 einen bestimmten Bereich der amorphen Siliziumschicht 30. Durch die Bestrahlung der amorphen Siliziumschicht 30 mit den beiden Laserstrahlen 27 und 35 wird diese homogen in polykristallines Silizium gewandelt.
  • 3 zeigt schematische eine Bestrahlung einer amorphen Siliziumschicht mit zwei Laserstrahlen.
  • Bei den Laserstrahlen 27 und 35 handelt es sich um die in der 2 gezeigten Laserstrahlen. Der Laserstrahl 35 eilt dem Laserstrahl 27 um den Abstand a voraus. Die Laserstrahlen 35 und 27 durchlaufen die amorphe Siliziumschicht 30 in der Richtung S1 von links nach rechts. Der erste Durchlauf von links nach rechts beginnt in der linken oberen Ecke der amorphen Siliziumschicht 30 und endet in der rechten oberen Ecke der amorphen Siliziumschicht 30.
  • Nachdem die beiden Laserstrahlen 27 und 35 die amorphe Siliziumschicht 30 einmal komplett von links nach rechts durchlaufen haben, erfolgt ein Durchlauf eines Abschnitts bzw. Streifens der amorphen Siliziumschicht 30 direkt unterhalb des zuerst durchlaufenen Abschnitts in umgekehrter Richtung S2, d. h. von rechts nach links. Dazu wird die Ausrichtung der Laserstrahlen vertauscht, so dass jetzt der Laserlichtstrahl 35' dem Laserlichtstrahl 27' vorausläuft. Der Laserstrahl 35' entspricht dabei dem Laserstrahl 35 und der Laserstrahl 27' entspricht dem Laserstrahl 27, d. h. der Laserstrahl 35' weist eine geringere Strahlungsintensität als der Laserstrahl 27' auf. Somit durchlaufen die Laserstrahlen 35' und 27' die amorphe Siliziumschicht 30 in einem Bereich unterhalb des ersten Durchlaufs in der Richtung S2 von rechts nach links. Die Breite (quer zur Richtung S1 bzw. S2) der pro Durchlauf bestrahlten Abschnitte der amorphen Siliziumschicht 30 hängt von der Breite der Laserstrahlen 35 und 27 ab. Vorzugsweise weisen die Laserstrahlen 35 und 27 die gleiche Breite auf.
  • Nachdem die Laserstrahlen 35' und 27' die amorphe Siliziumschicht 30 komplett in Richtung S2 durchlaufen haben, wird die Ausrichtung der Laserstrahlen wieder in die erste Ausrichtung (Laserstrahlen 27 und 35) geändert und es erfolgt ein dritter Durchlauf von links nach rechts in Richtung S1. Der dritte Durchlauf erfolgt räumlich direkt unterhalb des zweiten Durchlaufs. Dieser Wechsel der Durchlaufrichtungen S1 und S2 und der Ausrichtungen der Laserstrahlen 35, 27 bzw. 35', 27' zueinander erfolgt bis die gesamte amorphe Siliziumschicht 30 von oben bis unten zumindest zweifach bestrahlt wurde. Dann kann eine Bestrahlung einer weiteren amorphen Siliziumschicht erfolgen.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in der 3 gezeigten Durchlaufrichtungen beschränkt. Beispielsweise kann die Bestrahlung auch am unteren rechten Ende der amorphen Siliziumschicht 30 beginnen. Es ist auch denkbar, dass die amorphe Siliziumschicht 30 spiralförmig oder entlang von Kreisen durchlaufen wird.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Weiterbildung der Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht der 1. Gleich Elemente der 1 und 4 weisen die gleichen Bezugszeichen auf und es wird auf eine erneute Erklärung solcher Elemente verzichtet. Mit der in der 4 gezeigten Vorrichtung ist ein Vertauschen der Ausrichtung der Laserstrahlen und ein Ändern der Durchlaufrichtung der Laserstrahlen möglich.
  • Die in der 4 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Vorrichtung, indem ein weiterer Spiegel 40 vorgesehen ist. Des weiteren ist der Strahlteiler 13 drehbar bzw. verschwenkbar ausgebildet. Der Strahlteiler 13 ist um eine Achse, die auf der Strahlachse des Laserstrahls 21 des Lasers 10 und der Zeichnungsebene senkrecht steht, drehbar bzw. verschwenkbar. So kann der Strahlteiler 13 aus der in der 1 gezeigten in die in der 4 gezeigte Position gedreht bzw. verschwenkt werden.
  • Wie in der Vorrichtung der 1 erzeugt der Laser 10 den Laserstrahl 21, welcher auf den Strahlteiler 13 trifft. Der Strahlteiler 13 teilt den Laserstrahl 21 in einen transmittierten Anteil 25' und einen reflektierten Anteil 33' auf. In der Vorrichtung der 4 wird der reflektierte Anteil 33' jedoch nicht zu dem Spiegel 16, sondern zu dem Spiegel 40 reflektiert. Der Spiegel 40 spiegelt den reflektierten Anteil 33' zu der Projektionslinse 19, welche den reflektierten Anteil als Laserstrahl 35' auf die amorphe Siliziumschicht 30 fokussiert.
  • Der transmittierte Anteil 25' wird wie in der Vorrichtung der 1 durch die Projektionslinse 19 als Laserstrahl 27' auf die amorphe Siliziumschicht 30 abgebildet. Die Laserstrahlen 27' und 35' bestrahlen dabei mit einem vorbestimmten Abstand a zueinander die amorphe Siliziumschicht 30.
  • Der Strahlteiler 13 teilt die Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 derart auf, dass 30% der Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 dem reflektierten Anteil 33' und 70% der Strahlungsintensität des Laserstrahls 21 dem transmittierten Anteil 25' zugeführt werden. Im Vergleich zu der 1 ist in der Vorrichtung der 4 die Ausrichtung der Laserstrahlen 27 und 35 vertauscht. Werden die auf die amorphe Siliziumschicht 30 abgebildeten Lichtstrahlen 27' und 35' in die Richtung S2 bewegt, so läuft der Lichtstrahl 35' mit der geringen Strahlungsintensität dem Lichtstrahl 27' mit der höheren Strahlungsintensität voraus.
  • Folglich kann mit der in der 4 gezeigten Vorrichtung die amorphe Siliziumschicht 30, wie in der 3 gezeigt, abwechselnd, d. h. ohne Unterbrechung von links nach rechts und von rechts nach links durchlaufen werden. Die in der 4 gezeigte Vorrichtung ist neben dem Bewegen der Laserstrahlen 35, 27 bzw. 35', 27' in die Richtungen S1 und S2 dazu eingerichtet, die Ausrichtung der Laserstrahlen 35, 27 bzw. 35', 27' nach oben bzw. unten zu versetzen. Folglich kann die in der 4 gezeigte Vorrichtung die Laserstrahlen 35, 27 bzw. 35', 27' in sämtliche Richtungen auf der amorphen Siliziumschicht 30 bewegen. Die in der 4 gezeigte Vorrichtung weist dazu eine entsprechend ausgebildete mechanische Bewegungsvorrichtung bzw. optische Umlenkvorrichtung (nicht gezeigt) auf.
  • Die hintereinander herlaufenden Laserstrahlen 35, 27 und 35', 27' wirken wie eine zweimalige Belichtung der amorphen Siliziumschicht 30, wobei durch den Abstand a zwischen den Laserstrahlen 35, 27 bzw. 35', 27' und die Geschwindigkeit der Laserstrahlen (der sogenannten Vorschubgeschwindigkeit) die Zeit festgelegt werden kann, die vergeht, bis die zweite Belichtung nach der ersten Belichtung stattfindet.
  • Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich durch den jeweiligen Vorschub der Laserstrahlen 35, 27 bzw. 35', 27' pro Laserimpuls multipliziert mit der Wiederholfrequenz des Lasers, der sogenannten Repetitionsrate. Folglich ist die Zeit zwischen zwei Belichtungen gleich dem Abstand a zwischen den beiden Strahlen geteilt durch die Vorschubgeschwindigkeit.
  • 5 zeigt den Zusammenhang zwischen der Wiederholfrequenz (d. h. Repetitionsrate) der Laserlichtstrahlen und dem zeitlichen Abstand zwischen zwei Bestrahlungen. Insbesondere werden für drei unterschiedliche Abstände (a) zwischen den beiden Bestrahlungen (welche durch die Kurven 50, 55 und 60 dargestellt sind) die Zeit in ms zwischen zwei Bestrahlungen über der Wiederholfrequenz in kHz bei einem Vorschub von 1 μm pro Laserimpuls gezeigt. Der Abstand a zwischen zwei Belichtungen beträgt 10 μm für die Kurve 50, 100 μm für die Kurve 55 und 1000 μm für die Kurve 60.
  • Wie aus der 5 ersichtlich ist, ergibt sich für Wiederholfrequenzen um die 200 kHz und einem Vorschub pro Puls von 1 μm bei einem räumlichen Abstand a von 10 μm zwischen den beiden Belichtungen (Kurve 50) ein Zeitabstand von 50 μs zwischen der ersten und der zweiten Belichtung. Größere räumliche Abstände zwischen den beiden Belichtungen (siehe Kurven 55 und 60) erlauben einen zeitlichen Abstand von mehreren ms zwischen den beiden Belichtungen. Folglich kann insbesondere durch Steuerung des Vorschubs und/oder der Wiederholfrequenz der zeitliche Abstand zwischen den Belichtungen gesteuert werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die beiden Belichtungen so gesteuert werden, dass sie sich räumlich überschneiden.
  • Bei einem geringen zeitlichen Abstand zwischen den beiden Belichtungen hat sich die bestrahlte Halbleiterschicht (z. B. eine amorphe Siliziumschicht) noch nicht wieder auf Raumtemperatur abgekühlt. Dies ermöglicht eine Ausnutzung zusätzlicher Absorptionseffekte.
  • Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann insbesondere die Uniformität von polykristallinen Halbleiterschichten erhöht werden. Auch ist die Oberfläche der Halbleiterschicht weniger rau ist.
  • Eine weniger raue Oberfläche der Halbleiterschicht bei erhöhter Uniformität der polykristallinen Struktur der Halbleiterschicht tritt dabei sowohl bei dem sogenannten „Full Melt-Prozess” also auch dem „Partial Melt-Prozess” auf.
  • Beim Full Melt-Prozess wird eine Halbleiterschicht (z. B. eine amorphe Siliziumschicht) mit Laserlicht, welches eine relativ hohe Energiedichte aufweist (z. B. 800 mJ/cm2), bestrahlt. Die Bestrahlung mit der hohen Energiedichte führt dazu, dass die Halbleiterschicht vollständig, d. h. bis zu einer unter der Halbleiterschicht liegenden Glasoberfläche, verflüssigt wird. Wenn es sich bei dem Laserlicht um einen gepulsten Laserstrahl handelt, der die Halbleiterschicht nur kurzzeitig belichtet (z. B. 100 ns bis 1000 ns), so wird die Halbleiterschicht auch nur kurzzeitig verflüssigt, wobei die Abkühlung der Halbleiterschicht zu einem lateralen Kristallwachstum bei der Verfestigung der Halbleiterschicht führt.
  • Bezugnehmend auf den Full Melt-Prozess zeigt die 6 eine amorphe Siliziumschicht 70, welche eine Dicke von 50 nm aufweist. Der Bereich 75 der amorphen Siliziumschicht 70 wurde durch einen Laserstrahl mit einer niedrigen Strahlungsintensität (Vorbelichtung) und nachfolgend einen Laserstrahl mit einer hohen Strahlungsintensität (Hauptbelichtung) belichtet, wohingegen der Bereich 80 nur mit dem Laserstrahl mit der hohen Strahlungsintensität (Hauptbelichtung) belichtet wurde.
  • Die Vorbelichtung erfolgte mit einer Energiedichte von 300 mJ/cm2 und die Hauptbelichtung erfolgt mit einer Energiedichte von 800 mJ/cm2. Der Vorschub pro Laserstrahlimpuls betrug 1 μm, die geometrische Halbwertsbreite der Laserstrahlen in Scanrichtung 6 μm und die Wellenlänge der Laserstrahlen 515 nm. Die Laserstrahlen wurde mit einer Wiederholfrequenz von 100 kHz erzeugt. Aus der 6 ist ersichtlich, dass der zweimal belichtete Bereich 75 weniger rau als der nur einmal belichtete Bereich 80 ist. Der zweimal belichtete Bereich 75 weist auch eine höhere Uniformität als der einmal belichtete Bereich 80 auf.
  • Im Gegensatz zu dem Full Melt-Prozess wird die Halbleiterschicht bei dem Partial Melt-Prozess mit Laserlicht, welches einer relativ niedrigere Energiedichte (z. B. 500 mJ/m2) aufweist, bestrahlt. Dabei wird die Halbleiterschicht nur teilweise durch die Bestrahlung mit Laserlicht verflüssigt. Während der Abkühlung nach der Bestrahlen wachsen die Kristalle von nicht verflüssigten Bereichen der Halbleiterschicht vertikal nach oben.
  • Bezugnehmend auf den Partial Melt-Prozess zeigt die 7 eine amorphe Siliziumschicht 85, welche eine Dicke von 50 nm aufweist. Der Bereich 95 der amorphen Siliziumschicht 85 wurde nacheinander mit einem Laserstrahl mit einer Energiedichte von 200 mJ/cm2 und einem Laserstrahl mit einer Energiedichte von 500 mJ/cm2 belichtet, wohingegen der Bereich 90 nur mit dem Laserstrahl mit der Energiedichte von 500 mJ/cm2 belichtet wurde. Der Vorschub pro Laserstrahlimpuls betrug 1 μm, die Halbwertsbreite der Laserstrahlen 6 μm und die Wellenlänge der Laserstrahlen 515 nm. Die Laserstrahlen wurde mit einer Wiederholfrequenz von 100 kHz erzeugt. Aus der 7 ist ersichtlich, dass der zweimal belichtete Bereich 95 weniger rau als der nur einmal belichtete Bereich 90 ist. Der zweimal belichtete Bereich 95 weist auch eine höhere Uniformität als der einmal belichtete Bereich 90 auf.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Lasersystems mit einer Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht. In das gezeigte Lasersystem wurde die in der 1 dargestellte Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht integriert. Gleiche Elemente weisen gleiche Bezugszeichen auf.
  • Der Laser 10 erzeugt einen Laserstrahl 21. Der Laserstrahl 21 durchläuft ein Teleskop 105, wird an einem Spiegel 110 gespiegelt, durchläuft die Zylinderlinsenarrays 115 und trifft auf den Strahlteiler 13. Der Strahlteiler 13 teilt den Laserstrahl in einen transmittierten Anteil 25 und einen reflektierten Anteil 33 auf.
  • Der transmittierte Anteil 25 durchläuft eine erste Kondensorlinse 120, wird an zwei Spiegeln 125 und 130 gespiegelt, durchläuft eine zweite Kondensorlinse 135, durchläuft eine Fokusierlinse mit Zwischenfokus 140, wird wiederum an einem Spiegel 145 gespiegelt und durch eine Abbildungslinse 150 als ein Laserstrahl 27 auf eine Halbleiterschicht (nicht gezeigt) projiziert.
  • Der reflektierte Anteil 33 wird von dem Strahlteiler 13 an den Spiegel 16 reflektiert und durchläuft anschließend ebenfalls die optischen Elemente 120, 125, 130, 135, 140, 145 und 150 und trifft als Laserstrahl 35 mit einem Abstand a von dem Laserstrahl 27 auf die Halbleiterschicht. Die Laserstrahlen 27 und 35 wurden in dem Lasersystem im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, so dass die Laserstrahlen 27 und 35 jeweils im wesentlichen senkrecht auf die Halbleiterschicht treffen.
  • In dem in der 8 gezeigten Lasersystem ist die Abbildungslinse 150 eine Zylinderlinse, so dass nur die Gauß-Achse, also die Achse mit Gauß'scher Intensitätsverteilung, verkleinert auf die Halbleiterschicht fokussiert wird. Alternativ kann ein sphärisches Objektiv verwendet werden, welches die Laserstrahlen 27, 35 im Zwischenbild verkleinert auf die Halbleiterschicht abbildet.
  • Das in der 8 gezeigte Lasersystem betrifft eine Erzeugung von Laserstrahlen in Linienform (Linien senkrecht zur Zeichnungsebene). Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei einem Lasersystem, welches Laserlicht in Form von Laserspots erzeugt, verwendet werden. Es ist ferner denkbar, die in der 4 gezeigt Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht in das Lasersystem der 8 zu integrieren.
  • Bei den vorangegangen Ausführungsbeispielen wurde die vorliegende Erfindung anhand von Laserlichtpulsen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf Laserlichtpulse beschränkt. Es ist auch denkbar, dass es sich bei dem ersten und dem zweiten Laserlicht um Dauerstrich-Laserstrahlen handelt. In diesem Fall kann durch Änderung der Strahlungsintensität eines Dauerstrich-Laserstrahls die zweifache Bestrahlung realisiert werden. Dabei erfolgt ein Überstreichen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht abschnittsweise, d. h. stückweise nachdem der bereich zweimal von dem gleichen Dauerstrich-Laserstrahl mit unterschiedlicher Strahlungsintensität bestrahlt wurde.
  • Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann die Uniformität und die Oberflächenrauigkeit von dünnen Halbleiterschichten, insbesondere von polykristallinem Silizium, erhöht werden. Dadurch ist es möglich, noch kleinere Dünnfilmtransistoren herzustellen, wodurch Flachbildschirme mit höherer Auflösung bei kompakterer, leichterer und dünnerer Bauweise hergestellt werden können.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Ändern der Struktur einer Halbleiterschicht durch – Bestrahlen mindestens eines Bereichs der Halbleiterschicht (30) mit einem ersten Laserlicht (35) und – Bestrahlen des mindestens einen Bereichs der Halbleiterschicht (30) mit mindestens einem zweiten Laserlicht (27), wobei das Bestrahlen mit dem zweiten Laserlicht (27) zeitlich nach dem Bestrahlen mit dem ersten Laserlicht (35) erfolgt, das erste Laserlicht (35) eine geringere Strahlungsintensität als das zweite Laserlicht (27) aufweist und das erste (35) und das zweite (27) Laserlicht aus einem Laserstrahl (21) erzeugt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (30) eine amorphe Siliziumschicht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die amorphe Siliziumschicht (30) zumindest teilweise in polykristallines Silizium gewandelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste (35) und das zweite (27) Laserlicht den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht (30) in einer Richtung überstreichen, insbesondere nacheinander.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste (35) und das zweite (27) Laserlicht den mindestens einen Bereich mit einem vorbestimmten zeitlichen und/oder räumlichen Abstand zueinander bestrahlen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zeitspanne zwischen dem ersten (35) und dem zweiten (27) Laserlicht 10 μs bis 100 ms, insbesondere 1 ms bis 5 ms, beträgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit – Aufteilen eines Laserstrahls (21) in zwei Laserstrahlanteile (25, 33) mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten und – Fokussieren der zwei Laserstrahlanteile (25, 33) zu dem ersten (35) und dem zweiten (27) Laserlicht.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit – Parallelrichten des ersten (35) und des zweiten (27) Laserlichts zueinander.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, ferner mit – Ändern der Verteilung der Strahlungsintensitäten der beiden Laserstrahlanteile bei der Aufteilung des Laserlichts (21) und – Ändern einer Richtung, in welcher das erste (35) und das zweite (27) Laserlicht den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht (30) überstreichen.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Laserlicht (35) die Halbleiterschicht (30) mit einer Strahlungsintensität bestrahlt, bei der die Halbleiterschicht (30) nicht zerstört wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das erste Laserlicht (35) die amorphe Siliziumschicht (30) mit einer Strahlungsintensität bestrahlt, bei der die amorphe Siliziumschicht (30) nur teilweise in polykristallines Silizium gewandelt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 11, bei dem die amorphe Siliziumschicht (30) eine Dicke größer als 10 nm und bis zu 10 μm aufweist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis der Strahlungsintensität des ersten Laserlichts (35) zu der Strahlungsintensität des zweiten Laserlichts (27) minimal 0,1 und maximal 0,9 ist, insbesondere minimal 0,25 und maximal 0,45.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste (35) und/oder das zweite (27) Laserlicht eine Wellenlänge von größer als 190 nm bis 1100 nm, insbesondere von 450 nm bis 550 nm, ferner insbesondere 515 nm oder 532 nm, aufweist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste (35) und/oder das zweite (27) Laserlicht eine Wiederholfrequenz von 10 kHz bis 250 kHz aufweist.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die geometrische Halbwertsbreite des ersten (35) und/oder des zweiten (27) Laserlichts 2 μm bis 10 μm, insbesondere etwa 5 μm bis 6 μm beträgt.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste (35) und/oder das zweite (27) Laserlicht ein in eine Linie abgebildeter Laserstrahl oder ein fokussierter Laserspot ist.
  18. Vorrichtung zum Bestrahlen einer Halbleiterschicht, mit – ersten Bestrahlungsmitteln, die dazu eingerichtet sind, mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht (30) mit einem ersten Laserlicht (35) zu bestrahlen und – zweiten Bestrahlungsmitteln, die dazu eingerichtet sind, den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht (30) mit mindestens einem zweiten Laserlicht (27) zu bestrahlen, wobei die ersten und zweiten Bestrahlungsmittel dazu eingerichtet sind, den mindestens einen Bereich der Halbleiterschicht (30) zuerst mit dem ersten Laserlicht (35) und danach mit dem zweiten Laserlicht (27) zu bestrahlen und die ersten Bestrahlungsmittel dazu eingerichtet sind, das erste Laserlicht (35) mit einer geringeren Strahlungsintensität als das zweite Laserlicht (27) zu erzeugen und wobei das erste (35) und das zweite (27) Laserlicht aus einem Laserstrahl (21) erzeugt werden.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner mit – Mitteln zum Steuern und/oder Einstellen eines zeitlichen und/oder räumlichen Abstands zwischen dem ersten (35) und dem zweiten (27) Laserlicht.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, ferner mit – Mitteln zum Steuern und/oder Einstellen mindestens einer Geschwindigkeit, mit der das erste (35) und/oder das zweite (27) Laserlicht relativ zu der Halbleiterschicht bewegt werden.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, ferner mit – einem Laser (10) zum Erzeugen des Laserstrahls (21) und – einem Strahlteiler (13) zum Erzeugen zweier Laserstrahlanteile (25, 33) mit unterschiedlichen Strahlungsintensitäten aus dem Laserstrahl (21).
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Strahlteiler (13) dazu eingerichtet ist, die Strahlungsintensitäten der beiden Laserstrahlanteile (25, 33) einzustellen.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, ferner mit – einer Projektionslinse (19) zum Fokussieren der beiden Laserstrahlanteile (25, 33) zu dem ersten (35) und zweiten (27) Laserlicht.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, ferner mit – einer Optik zum Parallelrichten des ersten (35) und zweiten (27) Laserlichts zueinander.
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