JP2000260731A5 - - Google Patents

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Description

【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレーザ熱処理方法は、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形して基板上に形成された基板上膜材料に、該基板上膜材料表面における照射エネルギー密度が1500mJ/cm 2 以下400mJ/ cm 2 以上になるように照射するものである。
0018
[Means for solving problems]
Engaging Relais chromatography The heat treatment method of the present invention, a laser beam generated by the pulse laser light source substrate film material formed on a substrate by forming a linear beam wavelength of 350nm or more 800nm or less, the irradiation energy density of the substrate on the surface of the membrane material is one which irradiates to be 1500 mJ / cm 2 or less 400 mJ / cm 2 or more.

本発明に係る別のレーザ熱処理方法は、パルスレーザ光源がNdイオンドープあるいはYbイオンドープの結晶またはガラスを励起媒質としたQスイッチ発振固体レーザの高調波としたものである。 In another laser heat treatment method according to the present invention , the pulsed laser light source is a harmonic of a Q-switch oscillating solid-state laser using Nd ion-doped or Yb ion-doped crystal or glass as an excitation medium .

本発明に係る半導体デバイスは、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形してに基板上膜材料に照射して熱処理された上記基板上膜材料を能動層として用いた複数のトランジスタを、より高周波で動作させる上記トランジスタのドレイン電流の方向が、上記線状ビームの幅方向になるよう作製したものである。 The semiconductor device according to the present invention is the substrate upper film material obtained by forming a laser beam generated by a pulsed laser light source having a wavelength of 350 nm or more and 800 nm or less into a linear beam and then irradiating the substrate upper film material with heat treatment. A plurality of transistors using the above as an active layer are manufactured so that the direction of the drain current of the transistors operating at a higher frequency is the width direction of the linear beam.

本発明に係るレーザ熱処理装置は、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源と、このパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形するビーム整形光学系とを備え、該線状ビーム成形光学系は、上記線状ビームの被照射物表面における照射エネルギー密度が1500mJ/cm 2 以下400mJ/ cm 2 以上になるよう成形するものである。 The laser heat treatment apparatus according to the present invention includes a pulsed laser light source having a wavelength of 350 nm or more and 800 nm or less, and a beam shaping optical system for forming a laser beam generated by the pulsed laser light source into a linear beam. beam shaping optics is to irradiation energy density of the irradiated object surface of the linear beam shaping 1500 mJ / cm 2 or less 400 mJ / cm 2 or more so as.

本発明に係るレーザ熱処理装置は、パルスレーザ光源をNdイオンドープあるいはYbイオンドープの結晶またはガラスをレーザ励起媒質としたQスイッチ発振固体レーザの高調波としたものである。 The laser heat treatment apparatus according to the present invention uses a pulsed laser light source as a harmonic of a Q-switch oscillating solid-state laser using Nd ion-doped or Yb ion-doped crystals or glass as a laser excitation medium .

【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るレーザ熱処理方法は、発振波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光を線状ビームに成形し、基板上に形成された基板上膜材料に、基板上膜材料表面における照射エネルギー密度が1500mJ/cm 2 以下400mJ/ cm 2 以上になるように照射して基板上膜材料を熱処理するもので、結晶の粒径が大きく、かつ高品質な薄膜が安定して得られる効果がある。
0055
【Effect of the invention】
As described above, in the laser heat treatment method according to the present invention, a pulsed laser beam having an oscillation wavelength of 350 nm or more and 800 nm or less is formed into a linear beam, and a substrate upper film is formed on the substrate upper film material. those irradiation energy density in the material surface is heat treated by irradiating the substrate film material so as to 1500 mJ / cm 2 or less 400 mJ / cm 2 or more, the particle size of the crystals is large, and high-quality thin film can stably There is an effect to be obtained.

本発明に係る別のレーザ熱処理方法は、パルスレーザ光源をNdイオンドープあるいはYbイオンドープの結晶またはガラスを励起媒質としたQスイッチ発振固体レーザの高調波としたので、効率の良い、安定な熱処理ができるIn another laser heat treatment method according to the present invention, since the pulsed laser light source is a harmonic of a Q-switch oscillating solid-state laser using Nd ion-doped or Yb ion-doped crystals or glass as an excitation medium, efficient and stable heat treatment is performed. Can be done .

本発明に係る半導体デバイスは、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形して基板上膜材料に照射して熱処理された上記基板上膜材料を能動層として用いた複数のトランジスタが、より高周波で動作する上記トランジスタのドレイン電流の方向が、上記線状ビームの幅方向になるよう作製されたものであるので、高速に動作するデバイスを低コストで得られるThe semiconductor device according to the present invention is the above-mentioned substrate upper film material which is heat-treated by forming a laser beam generated by a pulsed laser light source having a wavelength of 350 nm or more and 800 nm or less into a linear beam and irradiating the substrate upper film material with heat. Since the plurality of transistors used as the active layer are manufactured so that the direction of the drain current of the transistor operating at a higher frequency is the width direction of the linear beam, a device operating at high speed is inexpensive. Obtained at .

本発明に係るレーザ熱処理装置は、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源と、このパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形するビーム整形光学系とを備え、該線状ビーム成形光学系は、上記線状ビームの被照射物表面における照射エネルギー密度が1500mJ/cm 2 以下400mJ/ cm 2 以上になるよう成形するものであり、多結晶薄膜の作製において、高品質な熱処理を提供するThe laser heat treatment apparatus according to the present invention includes a pulsed laser light source having a wavelength of 350 nm or more and 800 nm or less, and a beam shaping optical system for forming a laser beam generated by the pulsed laser light source into a linear beam. beam shaping optics, which irradiation energy density of the irradiated object surface of the linear beam shaping 1500 mJ / cm 2 or less 400 mJ / cm 2 or more so as, in the preparation of the polycrystalline thin film, high-quality heat treatment To provide .

本発明に係る別のレーザ熱処理装置は、パルスレーザ光源をNdイオンドープあるいはYbイオンドープの結晶またはガラスをレーザ励起媒質としたQスイッチ発振固体レーザの高調波としたので、安定な装置を提供するAnother laser heat treatment apparatus according to the present invention provides a stable apparatus because the pulsed laser light source is a harmonic of a Q-switch oscillating solid-state laser using Nd ion-doped or Yb ion-doped crystal or glass as a laser excitation medium. ..

Claims (18)

波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形して、基板あるいは絶縁膜に覆われた基板上に形成された基板上膜材料に、該基板上膜材料表面における照射エネルギー密度が 1500mJ/cm 2 以下 400mJ/cm 2 以上になるよう照射することを特徴とするレーザ熱処理方法。A laser beam generated by a pulsed laser light source having a wavelength of 350 nm or more and 800 nm or less is shaped into a linear beam, and the film on the substrate is formed on a substrate or a substrate covered with an insulating film. laser heat treatment method, characterized in that the irradiation energy density in the material surface is irradiated 1500 mJ / cm 2 or less 400 mJ / cm 2 or more so as. 上記線状ビームの長手方向の長さが上記線状ビームの幅の10倍以上であることを特徴とする請求項1記載のレーザ熱処理方法。 The laser heat treatment method according to claim 1, wherein a length in a longitudinal direction of the linear beam is ten times or more of a width of the linear beam. 上記パルスレーザ光源はNdイオンドープあるいはYbイオンドープの結晶またはガラスを励起媒質としたQスイッチ発振固体レーザの高調波であることを特徴とする請求項1または2記載のレーザ熱処理方法。3. The laser heat treatment method according to claim 1, wherein the pulse laser light source is a harmonic of a Q switch oscillation solid laser using Nd ion doped or Yb ion doped crystal or glass as an excitation medium. 上記パルスレーザ光源はQスイッチNd:YAGレーザの第2高調波であることを特徴とする請求項3記載のレーザ熱処理方法。 4. A method according to claim 3, wherein the pulsed laser light source is the second harmonic of a Q-switched Nd: YAG laser. 上記パルスレーザ光源はNd:YAGレーザの第3高調波、Nd:ガラスレーザの第2高調波または第3高調波、Nd:YLFレーザの第2高調波または第3高調波、Yb:YAGレーザの第2高調波または第3高調波、Yb:ガラスレーザの第2高調波または第3高調波、Ti:Sapphireレーザの基本波または第2高調波のいずれかであることを特徴とする請求項記載のレーザ熱処理方法。The pulsed laser light source is the third harmonic of Nd: YAG laser, the second harmonic or third harmonic of Nd: glass laser, the second harmonic or third harmonic of Nd: YLF laser, Yb: YAG laser the second harmonic or third harmonic, Yb: second harmonic or third harmonic of the glass laser, Ti: claim 1, wherein the Sapphire is laser either fundamental or second harmonic of The laser heat treatment method of description. 上記パルスレーザ光源により発生されるレーザビームの1パルス当たりのエネルギーが0.5mJ以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のレーザ熱処理方法。The laser heat treatment method according to any one of claims 1 to 5, wherein an energy per pulse of a laser beam generated by the pulsed laser light source is 0.5 mJ or more. 上記パルスレーザ光源により発生されるレーザビームのパルス時間幅が200nsec未満であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のレーザ熱処理方法。The laser heat treatment method according to any one of claims 1 to 6, wherein a pulse time width of a laser beam generated by the pulse laser light source is less than 200 nsec. 上記基板上膜材料として、非晶質または多結晶珪素膜を用いることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のレーザ熱処理方法。 8. The laser heat treatment method according to claim 1, wherein an amorphous or polycrystalline silicon film is used as the film material on the substrate. 上記非晶質または多結晶珪素膜の膜厚が200nm未満であることを特徴とする請求項8記載のレーザ熱処理方法。 9. The laser heat treatment method according to claim 8, wherein the thickness of the amorphous or polycrystalline silicon film is less than 200 nm. 上記非晶質または多結晶珪素膜の同一箇所へ照射されるパルスレーザ光のパルス数が100パルス以下であることを特徴とする請求項8または9に記載のレーザ熱処理方法。10. The laser heat treatment method according to claim 8 , wherein the number of pulses of pulse laser light irradiated to the same portion of the amorphous or polycrystalline silicon film is 100 pulses or less. 上記基板上膜材料が、炭化珪素(SiC)、あるいは炭素のみより成る材料、あるいは化合物半導体、あるいは誘電体化合物、あるいは高温超伝導体化合物であることを特徴とする請求項1記載のレーザ熱処理方法。  The laser heat treatment method according to claim 1, wherein the film material on the substrate is silicon carbide (SiC), a material consisting only of carbon, a compound semiconductor, a dielectric compound, or a high temperature superconductor compound. . 波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形して基板上膜材料に照射して熱処理された上記基板上膜材料を能動層として用いた複数のトランジスタが、より高周波で動作させる上記トランジスタのドレイン電流の流れる方向が、上記線状ビームの幅方向になるよう作製されたことを特徴とする半導体デバイス。 A plurality of transistors using as the active layer the film material on the substrate which has been heat treated by forming a laser beam generated by a pulsed laser light source having a wavelength of 350 nm to 800 nm into a linear beam and irradiating the film material on the substrate A semiconductor device characterized in that the drain current of the transistor operated at a higher frequency is made to flow in the width direction of the linear beam. 波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源と、このパルスレーザ光源により発生されるレーザビームを線状ビームに成形する線状ビーム成形光学系とを備え、該線状ビーム成形光学系は、上記線状ビームの被照射物表面における照射エネルギー密度が 1500mJ/cm 2 以下 400mJ/ cm 2 以上になるよう成形することを特徴とするレーザ熱処理装置。A pulsed laser light source wavelength of 350nm or more 800nm or less, a laser beam generated by the pulse laser light source and a linear beam shaping optical system for shaping into a linear beam, the linear beam forming optical system, the the laser heat treatment apparatus, wherein the irradiation energy density of the irradiated object surface of the linear beam is formed 1500 mJ / cm 2 or less 400 mJ / cm 2 or more so as. 上記パルスレーザ光源はNdイオンドープあるいはYbイオンドープの結晶またはガラスをレーザ励起媒質としたQスイッチ発振固体レーザの高調波であることを特徴とする請求項13記載のレーザ熱処理装置。The laser heat treatment apparatus according to claim 13, wherein the pulse laser light source is a harmonic of a Q switch oscillation solid state laser using Nd ion doped or Yb ion doped crystal or glass as a laser excitation medium. 上記パルスレーザ光源はQスイッチNd:YAGレーザの第2高調波であることを特徴とする請求項14記載のレーザ熱処装置。The laser heat treatment apparatus according to claim 14, wherein the pulsed laser light source is a second harmonic of a Q-switched Nd: YAG laser. 上記パルスレーザ光源はNd:YAGレーザの第3高調波、Nd:ガラスレーザの第2高調波または第3高調波、Nd:YLFレーザの第2高調波または第3高調波、Yb:YAGレーザの第2高調波または第3高調波、Yb:ガラスレーザの第2高調波または第3高調波、Ti:Sapphireレーザの基本波または第2高調波のいすれかであることを特徴とする請求項13記載のレーザ熱処理装置。The pulsed laser light source is the third harmonic of Nd: YAG laser, the second harmonic or third harmonic of Nd: glass laser, the second harmonic or third harmonic of Nd: YLF laser, Yb: YAG laser The second or third harmonic wave, Yb: second or third harmonic wave of glass laser, Ti: fundamental wave or second harmonic wave of Sapphire laser. The laser heat processing apparatus of Claim 13 . 上記パルスレーザ光源により発生されるレーザビームの1パルス当たりのエネルギーが0.5mJ以上であることを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載のレーザ熱処理装置。The laser heat treatment apparatus according to any one of claims 13 to 16, wherein the energy per pulse of the laser beam generated by the pulsed laser light source is 0.5 mJ or more. 上記パルスレーザ光源により発生されるレーザビームのパルス時間幅が200nsec未満であることを特徴とする請求項13〜17のいずれかに記載のレーザ熱処理装置。The laser heat treatment apparatus according to any one of claims 13 to 17, wherein a pulse time width of a laser beam generated by the pulsed laser light source is less than 200 nsec .
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