DE4421109C2 - Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms, wie beispielsweise ein polykristalliner Siliziumdünnfilm, der als Rohhalbleitermaterial für ein Halbleiterelement oder ein Ver­ drahtungsmaterial verwendet wird.
Beispielsweise ist ein Niederdruck-CVD-Verfahren, d. h. ein chemisches Dampfablagerungsverfahren unter einem niedri­ gen Druck, bekannt als ein Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Siliziumdünnfilms. Fig. 2 ist eine konzep­ tionelle Ansicht, die eine Vorrichtung für ein Niederdruck-CVD-Verfahren zeigt. In der Zeichnung ist ein Quarzschiff 23, das Einkristallsi­ liziumsubstrate 11 vertikal darauf angeordnet hat, in einer transparenten Quarzröhre 22 angeordnet, die in einem rohrför­ migen elektrischen Ofen 21 angeordnet ist, und die Röhre wird durch eine Vakuumpumpe über eine Auspufföffnung 24 und ein Ventil 25 evakuiert. Danach werden die Siliziumsubstrate 11 geheizt, und Silan (SiH₄) wird durch eine Eingangsöffnung 26 und ein Ventil 27 eingebracht. Wenn die Substrate auf eine Temperatur geheizt sind, die größer ist als die Zerfallstem­ peratur des Silans, d. h. ungefähr 600-620°C, wird das Silan durch die Hitze in einem Gebiet nahe dem Substrat 11 zerlegt, so daß ein polykristalliner Siliziumdünnfilm auf dem Substrat 11 abgelagert wird. Wenn dagegen das Silan zerlegt wird, wenn eine Substratheiztemperatur 450°C erreicht wird, wird ein amorpher Siliziumdünnfilm in dem Gebiet von 450-600°C abgelagert.
Die Korngröße des so gewachsenen polykristallinen Sili­ ziums ist jedoch so klein und liegt um die 1 µm oder weniger, und Defekte einer hohen Dichte treten an den Korngrenzen auf. Obwohl es ausschließlich als ein Verdrahtungsmaterial einer integrierten Schaltung verwendet wird, hat es daher den Nach­ teil, daß, wenn es für ein aktives Gebiet eines Halbleiter­ elements, wie dem einer Diode oder eines Transistors, verwendet wird, d. h. wenn es als ein Rohmaterial zum Bilden eines Halbleiter-Übergangs verwendet wird, die Eigenschaften dieses Elements schlecht sind. Der Grund, warum die Kristallkörner so klein sind, ist, daß, da die kristallinen Kerne als der Ursprung des Kristallwachs­ tums in verschiedenen Abschnitten des Substrats ausgebildet werden, die Anzahl der Kristalle groß ist, und wenn sie auf die Größe einer gewissen Ausdehnung wachsen, sie durch die Störung anderer Kristallkörner nicht weiterwachsen können.
Ein Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus JP 4-186 723 A bekannt. Ein amorpher Si-Halbleiterdünnfilm wird durch die Bestrahlung ein­ zelner Bereiche mit Licht kristallisiert. Ein weiterer amor­ pher Si-Film wird aufgebracht, der unter Verwendung des kri­ stallinen Bereiches als Kristallisationskeime zu polykri­ stallinem Silizium auskristallisiert. Hier werden also zwei amorphe Filme aufgebracht.
Angesichts des obigen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines polykristalli­ nen Halbleiterdünnfilms zu schaffen, das nur das Aufbringen von einer amorphen Schicht benötigt und Korngrößen liefert, so daß der Halbleiterdünnfilm als Material für ein aktives Gebiet eines Halbleiterelementes verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterdünnfilms, das die Merkmale des Anspruchs 1 auf­ weist, gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 8 enthalten.
Wenn das Verbundgas eingeleitet wird, während die Temperatur des kristallisierten Bereichs höherge­ halten wird als diejenige des amorphen Bereichs und dann eine polykristalline Schicht durch die thermische Zerlegung auf dem gesamten Bereich wachsengelassen wird, wird der kristal­ lisierte Bereich einer hohen Temperatur ein Kern, und es kann ein polykristalliner Halbleiterdünnfilm mit Kristallkörnern einer geringen Oberflächendichte gebildet werden. Da der kri­ stallisierte Bereich einen Absorptionskoeffizienten für Infrarotstrahlung hat, der sehr viel größer ist als derjenige des amorphen Bereichs, ist es einfach, die Temperatur des kri­ stallisierten Bereichs höher als diejenige des amorphen Be­ reichs durch die Bestrahlung des gesamten Bereichs mit Infra­ rotstrahlung zu halten.
Bevorzugte Ausführungsformen eines Verfahrens zur Her­ stellung eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms gemäß der vorliegenden Erfindung werden genau unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1(a) bis 1(e) sind Querschnittsansichten, die die aufeinanderfolgenden Schritte zur Herstellung eines polykristallinen Siliziumdünnfilms gemäß einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung zeigen, und
die Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine kon­ ventionelle Vorrichtung zur Herstellung eines polykristalli­ nen Siliziumdünnfilms zeigt.
Die Fig. 1(a) bis 1(e) sind Ansichten, die das Konzept ei­ nes Verfahrens zur Herstellung eines polykristallinen Sili­ ziumdünnfilms auf einem transparenten Quarzglassubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegendne Erfindung zeigen. Zu­ erst, nachdem ein transparentes Quarzglassubstrat 1 in einem organischen Lösungsmittel wie Aceton oder Methanol gewaschen wurde, während Ultraschallwellen zugeführt wurden, wurde das Substrat mit deionisiertem Wasser gespült und getrocknet. Auf diesem Substrat 1 wird, wie in der Fig. 1(a) dargestellt ist, durch ein Plasma-CVD-Verfahren, in dem eine Glimmentladung in einem Silangas erzeugt wird, ein amorpher Siliziumdünnfilm 2 von ungefähr 0,5 µm Dicke erzeugt. Die Wachstumsbedingungen waren so, daß die Substrattemperatur 250°C, die Fluß­ rate des Silangases 20 cm³/sek (konvertierter Wert in einem Standardzustand), der Gasdruck in einer Reaktionskam­ mer 50 Pa und die Leistungsdichte der Glimmentladung 15 mW/cm² betrugen. Ferner wurde Wasserstoff als Verdün­ nungsgas dem Silan mit einer Flußrate von 20 cm³/sek (konvertierter Wert in einem Standardzustand) hinzugefügt. Unter diesen Bedingungen war die Wachstumsrate des amorphen Siliziums 0,3 nm/sek. Danach wurde die Probe einschließlich des so gewachsenen amorphen Siliumdünnfilms auf eine beweg­ liche Ebene eines XY-Tisches angeordnet. Während das Sub­ strat 1 in die Richtung des Pfeiles 3 und in die Richtung senkrecht dazu bewegt wurde, wie es in der Fig. 2(b) gezeigt wird, wird dieses mit einem Lichtstrahl 4 bestrahlt, der aus einem optischen Puls der zweiten Harmonischen (Wellenlänge 0,532 µm) eines gepulsten, gütegeschalteten YAG-Lasers bestand und der durch eine konvexe Linse gebündelt und durch einen Schlitz geleitet wurde, so daß Bereiche 5 von 10 µm × 10 µm, die voneinander mit einer Länge und Breite von 50 µm separiert sind, kristallisiert wurden. Die Strahlungsbedingungen des Laserstrahls waren so, daß die Leistung 2 J/cm², die Puls­ länge 145 ns und die Wiederholfrequenz 7 kHz betrugen.
Danach wird die Probe einschließlich der teilweise kri­ stallisierten Bereiche 5, wie dargestellt in der Fig. 1(b), in einen Heizofen mit einer infraroten Lampe gesetzt, und die gesamte Oberfläche wurde bei einem Silangasdruck von 100 Pa mit Infrarotstrahlen 6 von einer Infrarotlampe bestrahlt, wie es in der Fig. 1(c) dargestellt ist. Ein optischer Absorpti­ onskoeffizient für die infrarote Strahlung der Wellenlänge 1,2 µm ist 102 cm-1 für das polykristalline Silizium des kri­ stallisierten Bereichs 5, während er 1 cm-1 oder weniger für das amorphe Silizium des anderen Bereichs 2 ist, welches um zwei Größenordnungen oder mehr geringer ist als der er­ stere, so daß die kristallisierten Bereiche 5 selektiv ge­ heizt werden und der amorphe Siliziumbereich 2 wegen deren Wärmeleitung beheizt wird. Durch das Berechnen der erzeugten Wärmemenge unter Verwendung des optischen Absorptionskoeffi­ zienten der Infrarotstrahlung des amorphen Siliziumdünnfilms und dem des polykristallinen Siliziumdünnfilms und das Lösen einer Wärmeleitungsgleichung basierend auf der Wärmemenge, stellt es sich heraus, daß die Temperatur des kristallisier­ ten Bereichs ungefähr 630°C durch die infrarote Strahlung wurde, die die Intensität hat, durch die die Temperatur des Substrats und des amorphen Bereichs ungefähr 550°C wurde. In der Praxis unter den Bedingungen, bei denen die Temperatur des amorphen Bereichs ungefährt 500°C wurde, wie es in der Fig. 1(d) dargestellt ist, wurde beobachtet, daß ein poly­ kristalliner Siliziumdünnfilm 7 durch eine teilweise thermi­ sche CVD wuchs. Die thermische CVD wurde nur in den Bereichen 5 beobachtet, die durch die optischen Pulse des YAG-Lasers kristallisiert wurden. Das heißt, es wurde beobachtet, daß selektives Kristallwachstum auftrat, wobei die kristalli­ sierten Bereiche als die Kerne des Kristallwachstums dienten. Während das polykristalline Silizium wächst, nimmt die Fläche des amorphen Siliziums ab und die Fläche des polykristallinen Siliziums nimmt zu, so daß eine mittlere Absorptionsmenge der Infrarotstrahlung durch die Probe zunimmt und die Temperatur des Substrates zunimmt. Daher wurde die Temperatur des Sub­ strates unter Verwendung eines Infrarot-Strahlungsthermome­ ters gemessen, so daß die Stärke der infraroten Strahlung rückgekoppelt gesteuert war. Auf diese Weise, dargestellt in der Fig. 1(e), wuchs der polykristalline Siliziumdünnfilm 7 von ungefähr 50 µm Dicke auf der gesamten Oberfläche des amorphen Siliziumdünnfilmsfilms 2. Der polykristalline Silizium­ dünnfilm 7 wurde durch ein optisches Mikroskop beobachtet, und sehr große Kristallkörner mit einer mittleren Korngröße von ungefähr 50 µm wurden beobachtet.
In der obigen Ausführungsform wurde ein transparentes Quarzsubstrat 1 verwendet. Jedoch können andere Substrate verwendet werden, falls sie keinen Kristallkern von Silizium auf der Oberfläche haben, der thermische Ausdehnungskoeffizi­ ent nahe demjenigen von Silizium ist und die Wärmeleitfähig­ keit gering ist. Beispielsweise können ähnliche Resultate er­ zielt werden, selbst wenn das Substrat derart ist, daß ein SiO₂-Dünnfilm geformt wird durch thermisches CVD auf einem Einkristallsiliziumsubstrat oder einem SiO₂-Dünnfilm durch thermische CVD auf einem Siliziumsubstrat metallüblicher Reinheit, das eine sehr viel geringere Reinheit hat, aber viel bil­ liger ist als eines mit halbleiterüblicher Reinheit. Da die Temperaturdiffe­ renzen zwischen dem kristallisierten Bereich und dem amorphen Bereich jedoch so groß sein können für ein Substrat mit einer geringen Absorptionsmenge von Infrarotstrahlung, ist es vor­ teilhaft, das Einkristallsiliziumsubstrat zu verwenden.
Ferner, selbst wenn sichtbare Strahlung von einem konti­ nuierlichen Laser für die optischen Pulse zum teilweisen Kri­ stallisieren des amorphen Siliziumdünnfilms, beispielsweise die sichtbare Strahlung der Wellenlänge 515 nm von einem Ar­ gon-Ionen-Laser oder die sichtbare Strahlung der Wellenlänge 488 nm, die kürzer ist als die erstere, verwendet wird, wie sie ist oder nachdem sie zerhackt worden ist, um zu diskontinuierli­ chen Strahlungen konvertiert zu werden, können ähnliche Er­ gebnisse erzielt werden. In dem Falle, entsprechend der kontinuierlichen Strahlung, wird die amorphe Siliziumschicht im Gegensatz zu der oben beschriebenen Ausführungsform linear kristallisiert. Es ist überflüssig zu sagen, daß die Wellen­ länge des verwendeten Laserstrahls derart ist, daß der opti­ sche Absorptionskoeffizient in dem amorphen Bereich groß ist.
Anstatt der in der Fig. 1(c) gezeigten Bestrahlung mit In­ frarotstrahlung 6 kann ein Energiestrahl teilweise dem kri­ stallisierten Bereich 5 zugeführt werden, um den Bereich zu erhitzen. In diesem Falle, falls der kristallisierte Bereich 5 vergrößert ist, muß der Bereich der Bestrahlung ausgedehnt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halblei­ terdünnfilms, das die Schritte aufweist:
Aufbringen eines amorphen Halbleiterdünnfilms (2) auf einem Substrat (1);
teilweises Kristallisieren des amorphen Halbleiterdünnfilms durch Bestrahlung mit Licht (4) in einer Vielzahl von Berei­ chen (5) des amorphen Halbleiterdünnfilms (2);
dadurch gekennzeichnet, daß
die bestrahlten Bereiche (5) im wesentlichen durch den glei­ chen Abstand voneinander getrennt sind; und das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt umfaßt:
Wachsen einer polykristallinen Schicht (7) durch thermisches Zerlegen eines Verbundgases auf einer gesamten Oberfläche der kristallisierten Bereiche (5) und der amorphen Bereiche, während eine Temperatur der kristallisierten Bereiche (5) höher gehalten wird als diejenige der amorphen Bereiche.
2. Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen Halblei­ terdünnfilms nach Anspruch 1, worin der amorphe Halbleiter­ dünnfilm (2) teilweise durch die Bestrahlung mit einem Infrarot­ strahl kristallisiert wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halb­ leiterdünnfilms nach Anspruch 1, worin der amorphe Halblei­ terdünnfilm (2) teilweise durch die Bestrahlung mit einem sicht­ baren Strahl kristallisiert wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halb­ leiterdünnfilms nach Anspruch 1, wobei die Temperatur der entsprechenden kristallisierten Bereiche (5) durch die Bestrah­ lung mit einem Infrarotstrahl (6) auf die gesamte Oberfläche der kristallisierten Bereiche (5) und der amorphen Bereiche höher ge­ halten wird als diejenigen der entsprechenden amorphen Bereiche.
5. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halb­ leiterdünnfilms nach Anspruch 1, wobei die Temperatur der entsprechenden kristallisierten Bereiche (5) durch Bestrahlung mit einem Energiestrahl auf die kristallisierten Bereiche hö­ her gehalten wird als diejenige der entsprechenden amorphen Bereiche.
6. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halb­ leiterdünnfilms nach Anspruch 1, worin der Halbleiterdünnfilm aus Silizium besteht.
7. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halb­ leiterdünnfilms nach Anspruch 1, worin die Temperatur der entsprechenden kristallisierten Bereiche (5) höher gehalten wird als eine thermische Zerlegungstemperatur des Verbundgases.
8. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Halb­ leiterdünnfilms nach Anspruch 1, worin das Verbundgas aus Silan besteht.
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Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0731493A3 (de) * 1995-02-09 1997-01-22 Applied Komatsu Technology Inc Herstellungsverfahren eines polykristallinen Halbleiterfilms
JP3778456B2 (ja) * 1995-02-21 2006-05-24 株式会社半導体エネルギー研究所 絶縁ゲイト型薄膜半導体装置の作製方法
JPH08236443A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Fuji Xerox Co Ltd 半導体結晶の成長方法および半導体製造装置
US5651839A (en) * 1995-10-26 1997-07-29 Queen's University At Kingston Process for engineering coherent twin and coincident site lattice grain boundaries in polycrystalline materials
DE19605245A1 (de) * 1996-02-13 1997-08-14 Siemens Ag Verfahren zur Erzeugung von Kristallisationszentren auf der Oberfläche eines Substrats
US5912090A (en) * 1996-03-08 1999-06-15 Hitachi Maxell, Ltd. Nickel-hydrogen stacked battery pack
US6555449B1 (en) * 1996-05-28 2003-04-29 Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for producing uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors using sequential lateral solidfication
JP3204986B2 (ja) 1996-05-28 2001-09-04 ザ トラスティース オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 基板上の半導体膜領域の結晶化処理及びこの方法により製造されたデバイス
US6830993B1 (en) * 2000-03-21 2004-12-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Surface planarization of thin silicon films during and after processing by the sequential lateral solidification method
US7115503B2 (en) 2000-10-10 2006-10-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and apparatus for processing thin metal layers
US6961117B2 (en) * 2000-11-27 2005-11-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Process and mask projection system for laser crystallization processing of semiconductor film regions on a substrate
KR100672628B1 (ko) * 2000-12-29 2007-01-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액티브 매트릭스 유기 전계발광 디스플레이 장치
CN1330797C (zh) * 2001-08-27 2007-08-08 纽约市哥伦比亚大学托管会 通过对相对于沟道区域的微结构的自觉偏移提高多晶薄膜晶体管器件之间均匀性的方法
US7050878B2 (en) 2001-11-22 2006-05-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductror fabricating apparatus
US7133737B2 (en) 2001-11-30 2006-11-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Program for controlling laser apparatus and recording medium for recording program for controlling laser apparatus and capable of being read out by computer
KR100967824B1 (ko) * 2001-11-30 2010-07-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체장치의 제작방법
US7214573B2 (en) 2001-12-11 2007-05-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device that includes patterning sub-islands
EP1329946A3 (de) 2001-12-11 2005-04-06 Sel Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Herstellungsverfahren von Halbleitervorrichtungen mit Laserkristallisationsschritt
AU2003220611A1 (en) * 2002-04-01 2003-10-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a thin film
AU2003265498A1 (en) * 2002-08-19 2004-03-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Process and system for laser crystallization processing of film regions on a substrate to provide substantial uniformity within areas in such regions and edge areas thereof, and a structure of such film regions
CN1757093A (zh) * 2002-08-19 2006-04-05 纽约市哥伦比亚大学托管会 具有多种照射图形的单步半导体处理系统和方法
CN100459041C (zh) * 2002-08-19 2009-02-04 纽约市哥伦比亚大学托管会 激光结晶处理薄膜样品以最小化边缘区域的方法和系统
AU2003258288A1 (en) * 2002-08-19 2004-03-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Process and system for processing a thin film sample and thin film structure
WO2004075263A2 (en) * 2003-02-19 2004-09-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System and process for processing a plurality of semiconductor thin films which are crystallized using sequential lateral solidification techniques
WO2005029548A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System and process for providing multiple beam sequential lateral solidification
US7318866B2 (en) 2003-09-16 2008-01-15 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for inducing crystallization of thin films using multiple optical paths
US7364952B2 (en) * 2003-09-16 2008-04-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for processing thin films
WO2005029549A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for facilitating bi-directional growth
WO2005029551A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Processes and systems for laser crystallization processing of film regions on a substrate utilizing a line-type beam, and structures of such film regions
WO2005029550A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for producing crystalline thin films with a uniform crystalline orientation
TWI366859B (en) * 2003-09-16 2012-06-21 Univ Columbia System and method of enhancing the width of polycrystalline grains produced via sequential lateral solidification using a modified mask pattern
WO2005029546A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a continuous motion sequential lateral solidification for reducing or eliminating artifacts, and a mask for facilitating such artifact reduction/elimination
US7164152B2 (en) * 2003-09-16 2007-01-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Laser-irradiated thin films having variable thickness
US7311778B2 (en) * 2003-09-19 2007-12-25 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Single scan irradiation for crystallization of thin films
WO2005029591A1 (ja) * 2003-09-23 2005-03-31 The Furukawa Electric Co., Ltd. 一次元半導体基板、並びに、該一次元半導体基板を用いた素子、素子アレー、及びモジュール
WO2006012766A2 (en) * 2004-08-04 2006-02-09 Oc Oerlikon Balzers Ag Adhesion layer for thin film transistors
US7645337B2 (en) * 2004-11-18 2010-01-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for creating crystallographic-orientation controlled poly-silicon films
US8221544B2 (en) 2005-04-06 2012-07-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Line scan sequential lateral solidification of thin films
EP1922745A1 (de) * 2005-08-16 2008-05-21 The Trustees of Columbia University in the City of New York Systeme und verfahren zur gleichförmigen sequentiellen lateralen verfestigung von dünnfilmen unter verwendung von hochfrequenzlasern
TWI524384B (zh) * 2005-08-16 2016-03-01 紐約市哥倫比亞大學理事會 薄膜層之高產能結晶化
KR101287314B1 (ko) * 2005-12-05 2013-07-17 더 트러스티이스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 막 처리 시스템과 방법, 및 박막
TW200942935A (en) 2007-09-21 2009-10-16 Univ Columbia Collections of laterally crystallized semiconductor islands for use in thin film transistors and systems and methods for making same
KR20100074179A (ko) 2007-09-25 2010-07-01 더 트러스티이스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 측방향으로 결정화된 박막상에 제조된 박막 트랜지스터 장치에 높은 균일성을 생산하기 위한 방법
US8012861B2 (en) 2007-11-21 2011-09-06 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparing epitaxially textured polycrystalline films
CN101919058B (zh) * 2007-11-21 2014-01-01 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于制备外延纹理厚膜的系统和方法
WO2009067688A1 (en) 2007-11-21 2009-05-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparing epitaxially textured polycrystalline films
TWI452632B (zh) * 2008-02-29 2014-09-11 Univ Columbia 製造均勻一致結晶矽膜的微影方法
WO2009111340A2 (en) * 2008-02-29 2009-09-11 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Flash lamp annealing crystallization for large area thin films
CN101971293B (zh) * 2008-02-29 2014-04-16 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于薄膜的闪光灯退火
US8802580B2 (en) 2008-11-14 2014-08-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for the crystallization of thin films
US8440581B2 (en) * 2009-11-24 2013-05-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse sequential lateral solidification
US9087696B2 (en) 2009-11-03 2015-07-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse partial melt film processing
US9646831B2 (en) 2009-11-03 2017-05-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Advanced excimer laser annealing for thin films
WO2022197868A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 OptoGlo, Inc. Large format solar sign

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234358A (en) * 1979-04-05 1980-11-18 Western Electric Company, Inc. Patterned epitaxial regrowth using overlapping pulsed irradiation
JPS5713777A (en) * 1980-06-30 1982-01-23 Shunpei Yamazaki Semiconductor device and manufacture thereof
US4379020A (en) * 1980-06-16 1983-04-05 Massachusetts Institute Of Technology Polycrystalline semiconductor processing
NL8220051A (nl) * 1981-02-04 1983-01-03 Western Electric Co Werkwijze voor het vormen van een monokristallijn halfgeleidergebied op een isolatiefilm.
JPS5861622A (ja) * 1981-10-09 1983-04-12 Hitachi Ltd 単結晶薄膜の製造方法
JPS58194799A (ja) * 1982-05-07 1983-11-12 Hitachi Ltd 単結晶シリコンの製造方法
US4559102A (en) * 1983-05-09 1985-12-17 Sony Corporation Method for recrystallizing a polycrystalline, amorphous or small grain material
JPS60728A (ja) * 1983-06-16 1985-01-05 Sanyo Electric Co Ltd 分子線エピタキシヤル成長法
US4612072A (en) * 1983-06-24 1986-09-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for growing low defect, high purity crystalline layers utilizing lateral overgrowth of a patterned mask
US4657603A (en) * 1984-10-10 1987-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for the manufacture of gallium arsenide thin film solar cells
US4918028A (en) * 1986-04-14 1990-04-17 Canon Kabushiki Kaisha Process for photo-assisted epitaxial growth using remote plasma with in-situ etching
US4843031A (en) * 1987-03-17 1989-06-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of fabricating compound semiconductor laser using selective irradiation
JPH04186723A (ja) * 1990-11-20 1992-07-03 Seiko Epson Corp 結晶性半導体薄膜の製造方法
US5103284A (en) * 1991-02-08 1992-04-07 Energy Conversion Devices, Inc. Semiconductor with ordered clusters
JP3203746B2 (ja) * 1992-02-10 2001-08-27 ソニー株式会社 半導体結晶の成長方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW321690B (de) 1997-12-01
US5409867A (en) 1995-04-25
JPH076960A (ja) 1995-01-10
DE4421109A1 (de) 1995-01-12

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