JP2000277429A - Manufacture of thin-film element - Google Patents

Manufacture of thin-film element

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glass film
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a polysilicon layer of a large crystal particle size in a channel region, related to a thin-film element used as a switching element of an active matrix liquid-crystal display. SOLUTION: An amorphous silicon film 2 is formed on a glass substrate 1, on which a glass film 3 is formed. A modulation region 4 is so formed that the optical property of the glass film 3 at least changes in the direction parallel to the surface of the glass substrate 1. A laser beam 5 is made incident on the glass film 3, whose intensity distribution is modulated with the glass film 3 and made incident on the amorphous silicon film 2, so that the amorphous silicon film is poly-crystallized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型の液晶ディスプレイ(LCD)におけるスイッチ
ング素子として用いられる薄膜素子の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film element used as a switching element in an active matrix type liquid crystal display (LCD).

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ(TFT)に代表され
る薄膜電子素子は、液晶表示ディスプレイにおいて、ガ
ラス基板からなるアレイ基板上にマトリクス状に配列さ
れた複数の画素のそれぞれを駆動するためのスイッチン
グ素子として用いられている。アレイ基板上に形成され
る薄膜電子素子の動作半導体層(チャネル層)には一般
にアモルファス(非晶質)シリコンが用いられている
が、近年、ポリシリコン(多結晶シリコン)を動作半導
体層とする薄膜トランジスタも製造されるようになって
きている。また、ポリシリコンを動作半導体層に用いた
薄膜電子素子の製造プロセスの適用範囲も拡大されつつ
ある。例えば、アレイ基板上のゲートバスラインにゲー
ト信号を供給して薄膜トランジスタを駆動制御するドラ
イバICは、従来、薄膜トランジスタの製造とは全く異
なる別プロセスにより単結晶ウェハ上に形成されている
が、ガラス基板上にポリシリコンTFTを形成する製造
プロセスで同時にドライバICをアレイ基板上に形成す
ることも可能になってきている。
2. Description of the Related Art A thin film electronic device represented by a thin film transistor (TFT) is used as a switching element for driving each of a plurality of pixels arranged in a matrix on an array substrate made of a glass substrate in a liquid crystal display. Used. In general, amorphous (amorphous) silicon is used for an operation semiconductor layer (channel layer) of a thin film electronic element formed on an array substrate. In recent years, polysilicon (polycrystalline silicon) is used as an operation semiconductor layer. Thin film transistors are also being manufactured. Further, the application range of a manufacturing process of a thin-film electronic device using polysilicon as an operation semiconductor layer is also expanding. For example, a driver IC for driving and controlling a thin film transistor by supplying a gate signal to a gate bus line on an array substrate is conventionally formed on a single crystal wafer by a completely different process from the manufacture of a thin film transistor. It has become possible to simultaneously form a driver IC on an array substrate in a manufacturing process for forming a polysilicon TFT thereon.

【0003】特に、比較的低い温度(例えば、600°
C以下)でポリシリコン層を形成させる低温ポリシリコ
ンTFT製造プロセスは、耐熱性の低い安価なガラス基
板上にポリシリコン薄膜を形成することができるため、
多数の薄膜電子素子をアレイ基板上に形成する次世代の
アクティブマトリクス型の液晶ディスプレイの製造方式
として大いに期待されている。
[0003] In particular, relatively low temperatures (eg, 600 °
C or less), the low-temperature polysilicon TFT manufacturing process of forming a polysilicon layer can form a polysilicon thin film on an inexpensive glass substrate with low heat resistance.
It is highly expected as a method for manufacturing a next-generation active matrix type liquid crystal display in which a large number of thin film electronic elements are formed on an array substrate.

【0004】この低温ポリシリコンTFT製造技術で
は、石英等に比べて耐熱性の劣る無アルカリガラス基板
等が許す熱的な負荷の範囲内において、良好な結晶性を
有するポリシリコン層を形成する必要がある。従来の低
温ポリシリコン製造プロセスを図10を用いて簡単に説
明する。図10は、ガラス基板面に垂直な方向で切断し
た基板の一部断面を示している。まず、ガラス等の基板
1上にアモルファスシリコン(a−Si)膜2をプラズ
マCVD法などを用いて形成する。次いで、a−Si膜
2での吸収が大きい紫外光を照射できるエキシマレーザ
を用い、当該レーザ光5を基板1に照射してアモルファ
スシリコン膜のみを選択的に溶融して多結晶化させる。
In this low-temperature polysilicon TFT manufacturing technology, it is necessary to form a polysilicon layer having good crystallinity within a range of a thermal load allowed by an alkali-free glass substrate or the like having a lower heat resistance than quartz or the like. There is. A conventional low-temperature polysilicon manufacturing process will be briefly described with reference to FIG. FIG. 10 shows a partial cross section of the substrate cut in a direction perpendicular to the glass substrate surface. First, an amorphous silicon (a-Si) film 2 is formed on a substrate 1 such as glass using a plasma CVD method or the like. Next, the substrate 1 is irradiated with the laser light 5 using an excimer laser capable of irradiating an ultraviolet light having a large absorption in the a-Si film 2, and only the amorphous silicon film is selectively melted and polycrystallized.

【0005】通常、照射されるレーザ光5の強度は、シ
リコンが溶融するほどの高温に達する極めて強力なもの
となる。従って、ガラス基板1にダメージを与えないよ
うにするためレーザ光の照射は300ナノ秒以内で終了
させるようにしている。
[0005] Usually, the intensity of the laser beam 5 to be applied is extremely strong, reaching a high temperature enough to melt silicon. Therefore, in order to prevent the glass substrate 1 from being damaged, the irradiation of the laser beam is completed within 300 nanoseconds.

【0006】ところがこの方法では、レーザ光5の照射
時間が極めて短時間であるため、レーザ光5の照射によ
り発生したシリコン層2の熱はガラス基板へ短時間で伝
導してしまい、溶融したシリコンは急速に冷却されてし
まう。この急速な冷却は、シリコンの結晶成長において
結晶核がランダムに生成してしまうと共に、核生成密度
の増加をもたらすので、この方法により得られるシリコ
ンの結晶粒径が小さくなってしまうという問題が生じて
いる。小さな結晶粒径で構成されているポリシリコンで
形成されたTFTのチャネルでは、キャリアについて高
い移動度を得ることが困難になる。
However, in this method, since the irradiation time of the laser light 5 is extremely short, the heat of the silicon layer 2 generated by the irradiation of the laser light 5 is conducted to the glass substrate in a short time, and the molten silicon Quickly cools down. This rapid cooling causes crystal nuclei to be randomly generated in the crystal growth of silicon and also increases the nucleation density, so that the crystal grain size of silicon obtained by this method is reduced. ing. In a TFT channel formed of polysilicon having a small crystal grain size, it is difficult to obtain high mobility of carriers.

【0007】この問題を解決するため、位相シフトマス
ク等の光学素子(図示せず)を用い、レーザ光5の空間
的な強度分布を変調させてa−Si膜2の面内に温度分
布を発生させ、実質的な冷却速度を低下させて大きな粒
径の結晶を得る方法が知られている。この方法では、シ
リコン膜2内の基板面方向について大きな結晶粒の得ら
れる位置は、レーザ光5の空間分布に依存してしまう。
そのため、TFT等の薄膜電子素子のチャネル領域に大
きな粒径の結晶が位置するように、レーザ5を照射する
際に光学素子を正確に位置合わせ(アライメント)する
必要が生じる。
In order to solve this problem, the spatial intensity distribution of the laser beam 5 is modulated by using an optical element (not shown) such as a phase shift mask so that the temperature distribution in the plane of the a-Si film 2 is reduced. There is known a method of generating crystals having a large grain size by lowering a substantial cooling rate. In this method, the position where large crystal grains are obtained in the direction of the substrate surface in the silicon film 2 depends on the spatial distribution of the laser light 5.
Therefore, it is necessary to precisely align (align) the optical element when irradiating the laser 5 so that a crystal having a large grain size is located in a channel region of a thin film electronic element such as a TFT.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、光学素子は
基板1から離れて配置されており、その基板1からの距
離は、形成するチャネル領域の幅と比較して極めて長い
ため、基板1上の素子形成領域内のチャネル領域に合わ
せて光学素子をアライメントすることは極めて困難であ
り、高精度の精密機械装置を用いなければならず製造コ
ストを引き上げる一因となってしまうという問題が生じ
る。また、光源として一般に用いられているエキシマレ
ーザ(アルゴンレーザ等のガスレーザを含む)は、レー
ザ媒体が気相であるためにレーザ光の進行方向や空間的
な強度分布が時間的に変化し易く、薄膜電子素子に対し
て適切な強度分布でレーザ光を照射することが困難であ
るという問題も生じる。
However, since the optical element is arranged at a distance from the substrate 1 and the distance from the substrate 1 is extremely long compared to the width of a channel region to be formed, the optical element on the substrate 1 It is extremely difficult to align an optical element in accordance with a channel region in an element formation region, and a problem arises in that a high-precision precision mechanical device must be used, which causes a rise in manufacturing cost. Excimer lasers (including gas lasers such as argon lasers), which are generally used as light sources, have a laser medium in a gaseous phase, so that the traveling direction and spatial intensity distribution of laser light are likely to change with time, There is also a problem that it is difficult to irradiate the thin film electronic element with laser light with an appropriate intensity distribution.

【0009】本発明の目的は、チャネル領域に結晶粒径
の大きなポリシリコン層を形成できる薄膜素子の製造方
法を提供することにある。また、本発明の目的は、チャ
ネル領域にポリシリコン層を形成する際、正確で容易に
アライメントできる薄膜素子の製造方法を提供すること
にある。さらに本発明の目的は、アクティブマトリクス
型の液晶ディスプレイ等に用いて好適な薄膜素子の製造
方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film element capable of forming a polysilicon layer having a large crystal grain size in a channel region. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film element that can be accurately and easily aligned when a polysilicon layer is formed in a channel region. It is a further object of the present invention to provide a method for manufacturing a thin film element suitable for use in an active matrix type liquid crystal display or the like.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は、絶縁性基板
上に形成される薄膜素子の製造方法において、絶縁性基
板上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、非晶質シリ
コン膜上にガラス膜を形成する工程と、ガラス膜の光学
的性質を、少なくとも絶縁性基板の表面に平行な方向で
変化させる工程と、ガラス膜に光を入射させ、当該光の
強度分布をガラス膜で変調させて非晶質シリコン膜に入
射させ、非晶質シリコン膜を結晶化させる工程とを有す
ることを特徴とする薄膜素子の製造方法によって達成さ
れる。
The object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film element formed on an insulating substrate, comprising the steps of: forming an amorphous silicon film on the insulating substrate; Forming a glass film on the glass substrate, changing the optical properties of the glass film at least in a direction parallel to the surface of the insulating substrate, and irradiating the glass film with light, and distributing the intensity distribution of the light with the glass film. Modulating the light to make it incident on the amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film.

【0011】また上記目的は、絶縁性基板上に形成され
る薄膜素子の製造方法において、絶縁性基板上にガラス
膜を形成する工程と、ガラス膜の光学的性質を、少なく
とも絶縁性基板の表面に平行な方向で変化させる工程
と、ガラス膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、
ガラス膜に光を入射させ、当該光の強度分布をガラス膜
で変調させて非晶質シリコン膜に入射させ、非晶質シリ
コン膜を結晶化させる工程とを有することを特徴とする
薄膜素子の製造方法によって達成される。
[0011] It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film element formed on an insulating substrate, wherein the step of forming a glass film on the insulating substrate and the optical property of the glass film are performed at least on the surface of the insulating substrate. A step of changing in a direction parallel to, and a step of forming an amorphous silicon film on the glass film,
Light incident on the glass film, modulating the intensity distribution of the light with the glass film and incident on the amorphous silicon film, and crystallizing the amorphous silicon film. This is achieved by a manufacturing method.

【0012】本発明の薄膜素子の製造方法において、前
記ガラス膜の光学的性質を変化させる工程でイオン交換
法を用いることができる。また、前記ガラス膜の光学的
性質を変化させる工程でイオン注入法を用いてもよい。
さらに、前記ガラス膜の光学的性質を変化させる工程
で、同時にガラス膜中に位置合わせ用のアライメントマ
ークを形成するようにしてもよい。そして、前記ガラス
膜は、シリコン系酸化物を含むように形成することもで
きる。
In the method of manufacturing a thin film element according to the present invention, an ion exchange method can be used in the step of changing the optical properties of the glass film. Further, an ion implantation method may be used in the step of changing the optical properties of the glass film.
Further, in the step of changing the optical properties of the glass film, an alignment mark for positioning may be formed in the glass film at the same time. Further, the glass film may be formed to include a silicon-based oxide.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
薄膜素子の製造方法を図1を用いて説明する。図1は、
ガラス基板面に垂直な方向で切断した基板の一部断面を
示している。まず、図1(a)において、基板1上にシ
リコン膜2が形成されている。基板1としては、通常ガ
ラス基板が用いられる。シリコン膜2は、薄膜電子素子
のチャネル領域を形成するためにあり、プラズマCVD
法等によリアモルファス膜として形成された後、レーザ
光の照射により結晶化される。シリコン膜2上には、酸
化シリコン(SiO2)を含むガラス膜3が形成されて
いる。このガラス膜3は、レーザ光の強度分布を変調さ
せて透過させる光学素子として機能するようになってい
る。そのため、ガラス膜3には光学的な性質が変化して
いる変調領域4が設けられている。ガラス膜3の変調領
域4は、ガラス膜3の他の領域とは異なる屈折率を有し
ており、例えば変調領域4を透過するレーザ光の強度が
他の領域に比べて高くなるように形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a thin film device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
2 shows a partial cross section of the substrate cut in a direction perpendicular to the glass substrate surface. First, in FIG. 1A, a silicon film 2 is formed on a substrate 1. As the substrate 1, a glass substrate is usually used. The silicon film 2 is provided for forming a channel region of the thin film electronic device, and is formed by plasma CVD.
After being formed as a non-amorphous film by a method or the like, it is crystallized by irradiation with a laser beam. On the silicon film 2, a glass film 3 containing silicon oxide (SiO2) is formed. The glass film 3 functions as an optical element that modulates and transmits the intensity distribution of the laser light. For this reason, the glass film 3 is provided with a modulation region 4 whose optical properties are changed. The modulation region 4 of the glass film 3 has a different refractive index from the other regions of the glass film 3 and is formed, for example, so that the intensity of laser light transmitted through the modulation region 4 is higher than that of the other regions. Have been.

【0014】次に、図1(b)に示すように、ガラス膜
3から基板1に向かう方向にレーザ光5を照射する。光
学素子として機能するガラス膜3に入射したレーザ光5
は、その強度が、ガラス膜3の光学素子中に作られてい
る変調領域4により空間的に変調された強度分布にさせ
られる。基板1表面と平行な面内で一様でない強度分布
に変換させられたレーザ光5は、ガラス膜3から射出し
てアモルファスシリコン膜2に入射する。アモルファス
シリコン膜2は、レーザ光5からエネルギを与えられて
発熱して膜内部に温度分布を生じさせる。この温度分布
は、図1(b)中で濃淡の変化として図示しており、レ
ーザ光の強度分布に対応して基板1表面と平行な面内で
一様でない分布となる。このため、シリコン膜2内では
温度が低い領域から徐々に凝固が始まり、基板1面と平
行な方向に結晶が成長して大きな結晶粒が得られる。図
1(b)では2つの変調領域4を示しており、また、こ
れら変調領域4直下のシリコン膜2から基板1表面に平
行な方向に結晶の成長が進んでいることを濃淡で示して
いる。
Next, as shown in FIG. 1B, a laser beam 5 is irradiated in a direction from the glass film 3 to the substrate 1. Laser light 5 incident on glass film 3 functioning as an optical element
Is made to have an intensity distribution whose intensity is spatially modulated by a modulation region 4 formed in the optical element of the glass film 3. The laser light 5 converted into an uneven intensity distribution in a plane parallel to the surface of the substrate 1 is emitted from the glass film 3 and enters the amorphous silicon film 2. The amorphous silicon film 2 receives heat from the laser beam 5 and generates heat to generate a temperature distribution inside the film. This temperature distribution is shown as a change in density in FIG. 1B, and is not uniform in a plane parallel to the surface of the substrate 1 corresponding to the intensity distribution of the laser beam. Therefore, solidification starts gradually in the silicon film 2 from a low temperature region, and crystals grow in a direction parallel to the surface of the substrate 1 to obtain large crystal grains. In FIG. 1B, two modulation regions 4 are shown, and the growth of crystals proceeds in a direction parallel to the surface of the substrate 1 from the silicon film 2 immediately below these modulation regions 4 by shading. .

【0015】このように本実施の形態による薄膜素子の
製造方法によれば、まず第1に、光学素子を用いない従
来の方法が有している問題を解決できる。すなわち、図
10に示す従来の方法では、レーザ光5を照射しても溶
融したシリコンによる熱は基板1に短時間で殆ど伝導し
てシリコン膜2から逃げてしまい、シリコン膜2内に形
成されるポリシリコンの結晶粒が小さくなってしまって
いるが、本実施の形態ではそのような問題は生じ得な
い。第2に、本実施の形態では、光学素子として機能す
るガラス膜3を被加工物であるシリコン膜2に近接させ
て安定して配置できるので、従来のようなアライメント
の困難性を緩和することができる。従って、高精度の位
置決め用精密機械装置を用いる必要もなく製造コストを
抑えることが可能になる。第3に、本実施の形態ではガ
ラス膜3内に光強度分布を強制的に変更させる変調領域
4を形成しているため、エキシマレーザ等のガスレーザ
が有するレーザ光の偏向や強度分布の時間的変化の影響
を抑えることができるようになる。
As described above, according to the method of manufacturing a thin film element according to the present embodiment, first, the problem of the conventional method using no optical element can be solved. That is, in the conventional method shown in FIG. 10, even if the laser beam 5 is irradiated, the heat of the molten silicon is almost conducted to the substrate 1 in a short time and escapes from the silicon film 2 and is formed in the silicon film 2. Although the crystal grains of the polysilicon have become smaller, such a problem cannot occur in the present embodiment. Second, in the present embodiment, since the glass film 3 functioning as an optical element can be stably arranged close to the silicon film 2 as a workpiece, it is possible to reduce the difficulty of alignment as in the related art. Can be. Therefore, it is possible to suppress the manufacturing cost without using a high-precision positioning precision machine. Third, in the present embodiment, since the modulation region 4 for forcibly changing the light intensity distribution is formed in the glass film 3, the deflection of the laser light of a gas laser such as an excimer laser and the temporal change of the intensity distribution are obtained. The effect of the change can be suppressed.

【0016】次に、本発明の第2の実施の形態による薄
膜素子の製造方法について図2を用いて説明する。図1
を用いて説明した第1の実施の形態と同一の機能作用を
有する構成要素については同一の符号を付してその説明
は省略するものとする。図2は、ガラス基板面に垂直な
方向で切断した基板の一部断面を示している。本実施の
形態では被加工物であるシリコン膜2とガラス基板1と
の間に光学素子として機能するガラス膜3を設けている
点に特徴を有している。
Next, a method of manufacturing a thin film device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
Components having the same functions and functions as those of the first embodiment described using the same reference numerals are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 2 shows a partial cross section of the substrate cut in a direction perpendicular to the glass substrate surface. The present embodiment is characterized in that a glass film 3 functioning as an optical element is provided between a silicon film 2 as a workpiece and a glass substrate 1.

【0017】まず、図2(a)に示す基板1上にガラス
膜3が形成されている。基板1としてはガラス基板が用
いられている。通常、ガラス基板は、シリコン酸化物だ
けでなく、アルミニウム、バリウム等の各種金属酸化物
の混合物から構成されている。このため、基板1上に成
膜するシリコン膜2中にこれらの元素が拡散することは
好ましくない。そこで、バリア層として基板1とシリコ
ン膜2との間に酸化シリコン膜等のガラス膜が形成され
る。本実施の形態では、このバリア層としてのガラス膜
3を光学素子として使用することにより素子構造を簡単
化している。
First, a glass film 3 is formed on a substrate 1 shown in FIG. As the substrate 1, a glass substrate is used. Usually, the glass substrate is made of not only silicon oxide but also a mixture of various metal oxides such as aluminum and barium. For this reason, it is not preferable that these elements diffuse into the silicon film 2 formed on the substrate 1. Therefore, a glass film such as a silicon oxide film is formed between the substrate 1 and the silicon film 2 as a barrier layer. In the present embodiment, the element structure is simplified by using the glass film 3 as the barrier layer as an optical element.

【0018】このガラス膜3は、第1の実施の形態と同
様に、レーザ光の強度分布を変調させて透過させる光学
素子として機能するようになっている。そのため、ガラ
ス膜3には光学的な性質が変化している変調領域4が設
けられている。ガラス膜3の変調領域4は、ガラス膜3
の他の領域とは異なる屈折率を有しており、例えば変調
領域4を透過するレーザ光の強度が他の領域に比べて高
くなるように形成されている。
The glass film 3 functions as an optical element that modulates the intensity distribution of the laser light and transmits the same, as in the first embodiment. For this reason, the glass film 3 is provided with a modulation region 4 whose optical properties are changed. The modulation region 4 of the glass film 3
It has a different refractive index from the other regions, and is formed, for example, so that the intensity of the laser beam transmitted through the modulation region 4 is higher than the other regions.

【0019】図2(a)に示すように、基板1からガラ
ス膜3に向かう方向にレーザ光5を照射する。光学素子
として機能するガラス膜3に入射したレーザ光5は、そ
の強度が、ガラス膜3の光学素子中に作られている変調
領域4により空間的に変調された強度分布にさせられ
る。基板1表面と平行な面内で一様でない強度分布に変
換させられたレーザ光5は、ガラス膜3から射出してア
モルファスシリコン膜2に入射する。アモルファスシリ
コン膜2には、レーザ光5からエネルギを与えられて発
熱して膜内部に温度分布が生じる。この温度分布は、図
2(a)中で濃淡の変化として図示しており、レーザ光
の強度分布に対応して基板1表面と平行な面内で一様で
ない分布となる。このため、シリコン膜2内では温度が
低い領域から徐々に凝固が始まり、基板1面と平行な方
向に結晶が成長して大きな結晶粒が得られる。図2
(a)では2つの変調領域4を示しており、また、これ
ら変調領域4直上のシリコン膜2から基板1表面に平行
な方向に結晶の成長が進んでいることを濃淡で示してい
る。この図2(a)に示した本実施の形態による薄膜素
子の製造方法によっても、第1の実施の形態で説明した
効果と同一の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 2A, a laser beam 5 is irradiated in a direction from the substrate 1 to the glass film 3. The intensity of the laser light 5 incident on the glass film 3 functioning as an optical element is made to have an intensity distribution spatially modulated by a modulation region 4 formed in the optical element of the glass film 3. The laser light 5 converted into an uneven intensity distribution in a plane parallel to the surface of the substrate 1 is emitted from the glass film 3 and enters the amorphous silicon film 2. The amorphous silicon film 2 receives energy from the laser beam 5 and generates heat to generate a temperature distribution inside the film. This temperature distribution is shown as a change in density in FIG. 2A, and is not uniform in a plane parallel to the surface of the substrate 1 corresponding to the intensity distribution of the laser beam. Therefore, solidification starts gradually in the silicon film 2 from a low temperature region, and crystals grow in a direction parallel to the surface of the substrate 1 to obtain large crystal grains. FIG.
(A) shows two modulation regions 4, and the density of crystal growth from the silicon film 2 immediately above these modulation regions 4 in a direction parallel to the surface of the substrate 1 is shown. The same effect as that described in the first embodiment can be obtained also by the method of manufacturing the thin film element according to the present embodiment shown in FIG.

【0020】図2(b)は、図2(a)の構成の変形例
を示している。ガラス膜3内に変調領域4を形成して光
学素子として機能させるには、膜内の光学的な性質を変
調させるために各種元素を添加する必要がある。そこで
図2(b)では、ガラス膜3をバリア層として用いるこ
とをせず、ガラス膜3とシリコン膜2との間に、プラズ
マCVD法等により堆積した酸化シリコン膜や室化シリ
コン膜のバリア層6を設けている。この図2(b)に示
した本実施の形態による薄膜素子の製造方法によって
も、第1の実施の形態で説明した効果と同一の効果を得
ることができる。
FIG. 2B shows a modification of the configuration of FIG. 2A. In order to form the modulation region 4 in the glass film 3 and function as an optical element, it is necessary to add various elements in order to modulate the optical properties in the film. Therefore, in FIG. 2B, the glass film 3 is not used as a barrier layer, and a barrier of a silicon oxide film or a chamber silicon film deposited between the glass film 3 and the silicon film 2 by a plasma CVD method or the like. A layer 6 is provided. The same effect as that described in the first embodiment can be obtained also by the method of manufacturing the thin film element according to the present embodiment shown in FIG.

【0021】次に、本発明の第3の実施の形態による薄
膜素子の製造方法について図3乃至図5を用いて説明す
る。図1を用いて説明した第1の実施の形態と同一の機
能作用を有する構成要素については同一の符号を付して
その説明は省略するものとする。図3乃至図5は、ガラ
ス基板面に垂直な方向で切断した基板の一部断面を示し
ており、本実施の形態による具体的な薄膜素子の製造工
程を示している。まず、図3(a)において、テトラエ
トキシシランをエタノール中に溶解させた溶液中に浸漬
し、アンモニア水溶液を添加しつつ攪拌した溶液中に、
コーニング1737(商品名)ガラス基板1を浸漬した
後引き上げて、いわゆるゾルゲル法によりガラス膜3を
基板1表面に被着する。なお、当該溶液中には硝酸カリ
ウムや硝酸鉛等を用いて金属イオンを含ませてもよい。
本例では、硝酸ナトリウムを用いてナトリウムを含ませ
ている。
Next, a method of manufacturing a thin film device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Components having the same functions and functions as those of the first embodiment described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 3 to 5 each show a partial cross section of the substrate cut in a direction perpendicular to the glass substrate surface, and show a specific thin-film element manufacturing process according to the present embodiment. First, in FIG. 3 (a), immersed in a solution of tetraethoxysilane dissolved in ethanol and stirred while adding an aqueous ammonia solution,
The Corning 1737 (trade name) glass substrate 1 is dipped and then pulled up, and the glass film 3 is applied to the surface of the substrate 1 by a so-called sol-gel method. The solution may contain metal ions using potassium nitrate, lead nitrate, or the like.
In this example, sodium is contained using sodium nitrate.

【0022】次に、図3(b)において、DCスパッタ
法によりチタン膜を約0.5μmの厚さに堆積させ、フ
ォトリソグラフィ工程によりパターニングし、光学的性
質を変化させる変調領域4となる位置に開口部が形成さ
れたパターンを有するマスク7を形成する。
Next, in FIG. 3 (b), a titanium film is deposited to a thickness of about 0.5 μm by DC sputtering and patterned by a photolithography process to become a modulation region 4 for changing optical properties. Then, a mask 7 having a pattern in which an opening is formed is formed.

【0023】次に、図3(c)に示すように、マスク7
が形成された基板1を硫酸亜鉛・硫酸カリウム・硫酸タ
リウムを混合した500℃の溶融塩溶液12に浸漬さ
せ、電界を加えてタリウム、カリウムによりナトリウム
を置換させた。このときの電界は、基板1裏面に負電極
10を近接させ、基板1表面側に正電極11を近接させ
て直流電源9から15Vの直流電圧を印加して発生させ
ている。両電極10、11への電圧の印加時間は8時間
である。
Next, as shown in FIG.
Was formed in a molten salt solution 12 mixed with zinc sulfate, potassium sulfate and thallium sulfate at 500 ° C., and an electric field was applied to replace sodium with thallium and potassium. The electric field at this time is generated by applying a DC voltage of 15 V from the DC power supply 9 by bringing the negative electrode 10 close to the back surface of the substrate 1 and the positive electrode 11 close to the surface side of the substrate 1. The voltage application time to both electrodes 10 and 11 is 8 hours.

【0024】いわゆるイオン交換法であり、加えられた
電界によりマスク7の開口部からガラス膜3中にタリウ
ム・カリウムが拡散してナトリウムを置換するため、開
口部に露出したガラス膜3の屈折率を他の領域より大き
くさせることができる。処理が終わった後、希塩酸溶液
中でマスク7を除去する。次にシラン・水素ガスを原料
としてプラズマCVD法により、アモルファスシリコン
膜2を厚さ50nmに堆積させ、電気炉中で450℃、
1時間の加熱処理を行い、アモルファスシリコン膜2中
に含まれる水素を除去する。
This is a so-called ion exchange method, in which thallium / potassium is diffused into the glass film 3 from the opening of the mask 7 by an applied electric field and replaces sodium, so that the refractive index of the glass film 3 exposed at the opening is changed. Can be made larger than other regions. After the processing is completed, the mask 7 is removed in a dilute hydrochloric acid solution. Next, an amorphous silicon film 2 is deposited to a thickness of 50 nm by plasma CVD using silane / hydrogen gas as a raw material.
Heat treatment for one hour is performed to remove hydrogen contained in the amorphous silicon film 2.

【0025】次に、図4(a)に示すように、基板1裏
面から、XeClエキシマレーザ(発振波長308n
m、パルス時間30ns)、330mJ/cm2の照射
エネルギでレーザ光を照射して、アモルファスシリコン
膜2をポリシリコン化する。次に、図4(b)に示すよ
うに、笑気ガス・シランガスを原料としてプラズマCV
D法により基板1上に酸化シリコン膜を厚さ約120n
mに形成し、さらに、DCスパッタ法によりアルミニウ
ム膜を約200nmの厚さに堆積させる。次いで、酸化
シリコン膜とアルミニウム膜とをパターニングして、酸
化シリコン膜とアルミニウム膜がこの順に積層されて形
成されたゲート絶縁膜14とゲート電極13とを作製す
る。図4(b)における符号19は、シリコン膜2中に
生じている結晶粒界を示している。この図で示したよう
に本実施の形態によれば、素子に対して整合するように
レーザ光強度分布を容易に与えることができるため、素
子のチャネル領域内の結晶粒界19の数を少なくして、
チャネル領域外だけに結晶粒界19が存在するようにす
ることも可能であり、素子製造の歩留まりを向上させる
ことができるようになる。
Next, as shown in FIG. 4A, a XeCl excimer laser (oscillation wavelength 308 n
m, a pulse time of 30 ns), and irradiate a laser beam with an irradiation energy of 330 mJ / cm 2 to turn the amorphous silicon film 2 into polysilicon. Next, as shown in FIG. 4 (b), the plasma CV
A silicon oxide film having a thickness of about 120 n is formed on the substrate 1 by the method D.
m, and an aluminum film is deposited to a thickness of about 200 nm by DC sputtering. Next, the silicon oxide film and the aluminum film are patterned to form a gate insulating film 14 and a gate electrode 13 formed by laminating the silicon oxide film and the aluminum film in this order. Reference numeral 19 in FIG. 4B indicates a crystal grain boundary generated in the silicon film 2. As shown in this figure, according to the present embodiment, since the laser light intensity distribution can be easily given so as to match the element, the number of crystal grain boundaries 19 in the channel region of the element can be reduced. do it,
It is also possible to make the crystal grain boundaries 19 exist only outside the channel region, and it is possible to improve the yield of device manufacture.

【0026】次に、図5(a)に示すように、ゲート電
極13をマスクとしてシリコン膜2中にリン(P)のイ
オン注入を行い、ソース領域15及びドレイン領域16
を形成する。次に、図5(b)に示すように、DCスパ
ッタ法によりアルミニウム膜を厚さ約200nmに堆積
し、フォトリソググラフィ技術により、ソース電極17
及びドレイン電極18を形成する。これらソース電極1
7、ドレイン電極18のパターニングに際しては、変調
領域4の形成と同時にガラス膜3内に形成しておいたア
ライメントマークを用いてフォトリソグラフィの際の位
置合わせを行うが、これについては後程詳述する。
Next, as shown in FIG. 5A, phosphorus (P) ions are implanted into the silicon film 2 using the gate electrode 13 as a mask to form a source region 15 and a drain region 16.
To form Next, as shown in FIG. 5B, an aluminum film is deposited to a thickness of about 200 nm by DC sputtering, and the source electrode 17 is formed by photolithography.
And a drain electrode 18 are formed. These source electrodes 1
7. When patterning the drain electrode 18, the alignment at the time of photolithography is performed using the alignment marks formed in the glass film 3 at the same time as the formation of the modulation region 4, which will be described in detail later. .

【0027】次に、本発明の第4の実施の形態による薄
膜素子の製造方法について図6を用いて説明する。図3
乃至5を用いて説明した第3の実施の形態と同一の機能
作用を有する構成要素については同一の符号を付してそ
の説明は省略するものとする。図6は、ガラス基板面に
垂直な方向で切断した基板の一部断面を示しており、本
実施の形態による具体的な薄膜素子の製造工程を示して
いる。まず、図6(a)において、コーニング社製17
37ガラス基板1上に、プラズマCVD法により酸化シ
リコン膜のガラス膜3を厚さ約300nm堆積する。
Next, a method of manufacturing a thin film device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
Components having the same functions and functions as those of the third embodiment described with reference to FIGS. 5 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 6 shows a partial cross section of the substrate cut in a direction perpendicular to the glass substrate surface, and shows a specific thin film element manufacturing process according to the present embodiment. First, in FIG.
A glass film 3 of a silicon oxide film having a thickness of about 300 nm is deposited on a 37 glass substrate 1 by a plasma CVD method.

【0028】次に、図6(b)において、全面にフォト
レジストを塗布した後フォトリソグラフィ工程によりパ
ターニングし、光学的性質を変化させる変調領域4とな
る位置に開口部が形成されたパターンを有するマスク7
を形成する。
Next, in FIG. 6 (b), a photoresist is applied to the entire surface and then patterned by a photolithography process to have a pattern in which an opening is formed at a position to be a modulation region 4 for changing optical properties. Mask 7
To form

【0029】次に、図6(c)に示すように、マスク7
を介して、ホウ素(B)イオン20を80keVの加速
電圧でドーズ量1×1017/cm2として注入する。
次いでこの基板1を450℃で1時間、窒素雰囲気中で
加熱処理を行い、マスク7開口部からガラス膜3に打ち
込まれたホウ素を安定化させて当該領域の屈折率を大き
くさせる。上記例ではホウ素を用いたが、このイオン注
入法で用いることができる材料としては、光学的な性質
を変調させることができる、例えば、Al、In、B
i、Cu、Au、Ag、N等がある。なお、この後の素
子形成の工程は第3の実施の形態と同様であるので説明
は省略する。
Next, as shown in FIG.
, Boron (B) ions 20 are implanted at an acceleration voltage of 80 keV and at a dose of 1 × 10 17 / cm 2.
Next, the substrate 1 is heated at 450 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to stabilize boron implanted into the glass film 3 from the opening of the mask 7 to increase the refractive index of the region. In the above example, boron was used, but as a material that can be used in this ion implantation method, for example, Al, In, B
i, Cu, Au, Ag, N and the like. The subsequent steps for forming the element are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0030】本実施の形態では、第3の実施の形態のよ
うな、取り扱いの難しい溶融塩を使うことなく半導体プ
ロセスを利用して屈折率を変調した光学素子を形成でき
る点に特徴を有している。さらに、注入するイオンを自
由に選択できるため、所望の屈折率を容易に得ることが
できるようになる。
The present embodiment is characterized in that an optical element whose refractive index is modulated using a semiconductor process can be formed without using a molten salt which is difficult to handle as in the third embodiment. ing. Further, since ions to be implanted can be freely selected, a desired refractive index can be easily obtained.

【0031】次に、本発明の第5の実施の形態による薄
膜素子の製造方法について図7乃至図9を用いて説明す
る。上記第1乃至第4の実施の形態に示したものと同一
の機能作用を有する構成要素については同一の符号を付
してその説明は省略する。図7乃至図9の(a)は、基
板1を素子形成側から見た基板の一部平面を示してお
り、図7乃至図9の(b)は、各図の(a)のA−A線
で基板1面に垂直な方向に切断した基板の一部断面を示
している。
Next, a method of manufacturing a thin film device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Components having the same functions and functions as those described in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 7A to 9A show a partial plan view of the substrate 1 as viewed from the element formation side, and FIGS. 7B to 9B show A- 2 shows a partial cross section of the substrate cut along a line A in a direction perpendicular to the surface of the substrate 1.

【0032】図7(a)に示すように基板1上のガラス
膜3には、変調領域4と共に、所定位置にアライメント
マーク21が形成されている。このアライメントマーク
21は、フォトリソグラフィ工程で基板とマスクの位置
合わせに用いられる。アライメントマーク21は、ガラ
ス膜3の変調領域4の形成と同時に形成されるので、周
辺領域と異なる屈折率を有している。そのためこのアラ
イメントマーク21は、シリコン膜2側あるいはガラス
基板1側からの光学的な観察によってその存在を確認す
ることができる。従って、アライメントマーク21の位
置を基準として、各変調領域4および結晶粒径が拡大さ
れて結晶化された領域22の相対位置を位置決めできる
ようになる。なお、領域23は変調領域4が配置されて
いない領域であり、領域22に対して結晶粒径が小さい
ポリシリコン膜の領域である。
As shown in FIG. 7A, an alignment mark 21 is formed at a predetermined position together with the modulation area 4 on the glass film 3 on the substrate 1. The alignment mark 21 is used for positioning the substrate and the mask in a photolithography process. Since the alignment mark 21 is formed simultaneously with the formation of the modulation region 4 of the glass film 3, it has a different refractive index from the peripheral region. Therefore, the presence of the alignment mark 21 can be confirmed by optical observation from the silicon film 2 side or the glass substrate 1 side. Therefore, based on the position of the alignment mark 21, the relative position of each modulation region 4 and the region 22 crystallized by expanding the crystal grain size can be positioned. The region 23 is a region where the modulation region 4 is not arranged, and is a region of a polysilicon film having a smaller crystal grain size than the region 22.

【0033】薄膜素子の製造工程において、各構成要素
の形成位置とマスクの位置とを正確に位置合わせする必
要のあるフォトリソグラフィ工程では本実施の形態によ
るアライメントマーク21は極めて有効に作用するの
で、素子製造におけるスループットを向上させることが
可能となる。
In the manufacturing process of the thin film element, the alignment mark 21 according to the present embodiment works extremely effectively in a photolithography process in which the formation position of each component and the position of the mask need to be accurately aligned. It is possible to improve the throughput in element manufacturing.

【0034】さて、図7乃至図9を用いて本実施の形態
による薄膜素子の製造方法について説明する。第3の実
施の形態で示した工程と同様にして、テトラエトキシシ
ランをエタノール中に溶解させた溶液中に浸漬し、アン
モニア水溶液を添加しつつ攪拌した溶液中に、コーニン
グ1737ガラス基板1を浸漬した後引き上げて、ゾル
ゲル法によりガラス膜3を基板1表面に被着させる。そ
の後、ガラス膜3表面に変調領域4と共にアライメント
マーク21を形成するように所定パターンのマスクを形
成して、イオン交換法により屈折率を変化させた変調領
域4及びアライメントマーク21を形成する。形成する
アライメントマーク21のマーク形状は、図7に示すよ
うな十字パターンだけでなく、円形パターンや正方形パ
ターン、あるいはそれらを組合せた種々のパターンを用
いることができる。
Now, a method of manufacturing the thin film device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The Corning 1737 glass substrate 1 is immersed in a solution obtained by dissolving tetraethoxysilane in ethanol and then stirred while adding an aqueous ammonia solution in the same manner as in the process described in the third embodiment. Then, the glass film 3 is adhered to the surface of the substrate 1 by a sol-gel method. Thereafter, a mask having a predetermined pattern is formed on the surface of the glass film 3 so as to form the alignment mark 21 together with the modulation region 4, and the modulation region 4 and the alignment mark 21 whose refractive index is changed by the ion exchange method are formed. As the mark shape of the alignment mark 21 to be formed, not only a cross pattern as shown in FIG. 7 but also a circular pattern, a square pattern, or various patterns obtained by combining them.

【0035】次に、図8に示すように、シラン、水素、
笑気ガスを原料としてプラズマCVD法により厚さ約2
00nmの酸化シリコン膜を形成する。この酸化シリコ
ン膜はバリア層6として機能する。次に、シラン、水素
ガスを原料としてプラズマCVD法により、約50nm
の厚さのアモルファスシリコン膜2を堆積させ、電気炉
中で450℃、1時間の加熱処理を行い、アモルファス
シリコン膜2中に含まれる水素を除去する。
Next, as shown in FIG. 8, silane, hydrogen,
The thickness is about 2 by plasma CVD method using laughing gas as raw material.
A 00 nm silicon oxide film is formed. This silicon oxide film functions as the barrier layer 6. Next, silane and hydrogen gas are used as raw materials by plasma CVD to about 50 nm.
Is deposited, and heat treatment is performed at 450 ° C. for 1 hour in an electric furnace to remove hydrogen contained in the amorphous silicon film 2.

【0036】次に、図9に示すように、基板1裏面か
ら、XeClエキシマレーザ(発振波長308nm、パ
ルス時間30ns)、330mJ/cm2の照射エネル
ギでレーザ光を照射して、アモルファスシリコン膜2を
ポリシリコン化する。
Next, as shown in FIG. 9, a laser beam is irradiated from the back surface of the substrate 1 with a XeCl excimer laser (oscillation wavelength: 308 nm, pulse time: 30 ns) and irradiation energy of 330 mJ / cm 2, and the amorphous silicon film 2 is irradiated. Polysilicon.

【0037】結晶粒径の大きな領域22は変調領域4に
対して整合して配列されるため、薄膜トランジスタのチ
ャネル領域を結晶粒径の大きな領域22に整合させるに
は、チャネル形成領域も変調領域4に対応した位置に配
列させる必要がある。ところが、変調領域4の存在する
領域22と存在しない領域23とでの光学的な性質の差
異は小さいため、結晶粒径の大きい領域22の位置を光
学的に検出して位置合わせすることは困難である。そこ
で、本実施の形態のアライメントマーク21を用いるこ
とにより、薄膜トランジスタのチャネル領域と変調領域
4の整合を容易に取ることができるようになる。例え
ば、フォトレジストを基板全面に塗布した後、本実施の
形態によるアライメントマーク21を利用したフォトリ
ソグラフィ工程によりポリシリコン膜2中の結晶粒界の
大きい領域22を薄膜素子のチャネル形成領域に正確に
パターニングすることができるようになる。また、この
パターニングの際ポリシリコン膜2にアライメントマー
クを形成してもよく、その場合には以降のフォトリソグ
ラフィは通常のアライメント動作と同一となる。なお、
これ以後の薄膜トランジスタの形成工程は第3の実施の
形態と同様であるので説明を省略する。
Since the region 22 having a large crystal grain size is arranged in alignment with the modulation region 4, in order to match the channel region of the thin film transistor with the region 22 having a large crystal grain size, the channel formation region must also be aligned with the modulation region 4. It is necessary to arrange at the position corresponding to. However, since the difference in optical properties between the region 22 where the modulation region 4 exists and the region 23 where the modulation region 4 does not exist is small, it is difficult to optically detect and align the position of the region 22 having a large crystal grain size. It is. Therefore, by using the alignment mark 21 of the present embodiment, the channel region of the thin film transistor and the modulation region 4 can be easily matched. For example, after a photoresist is applied to the entire surface of the substrate, the region 22 having a large crystal grain boundary in the polysilicon film 2 is accurately formed in the channel formation region of the thin film element by a photolithography process using the alignment mark 21 according to the present embodiment. It can be patterned. In this patterning, an alignment mark may be formed on the polysilicon film 2. In that case, the subsequent photolithography is the same as a normal alignment operation. In addition,
Subsequent steps of forming the thin film transistor are the same as in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0038】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、ガラ
ス膜3とシリコン膜2とを直接接触させる構造と、ガラ
ス膜3とシリコン膜2との間に酸化シリコン膜や窒化シ
リコン膜等のバリア層を介在させる構造のいずれか一方
を実施形態毎に示しているが、何れの実施の形態も双方
の構造で薄膜素子を製造することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, a structure in which the glass film 3 and the silicon film 2 are directly in contact with each other and a structure in which a barrier layer such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is interposed between the glass film 3 and the silicon film 2. Either one is shown for each embodiment, but in each embodiment, a thin film element can be manufactured with both structures.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、機械的精
度を必要とせずに素子に整合するようにレーザ光の強度
を変調して照射することができ、電気的特性不良の原因
となる結晶粒界を素子のチャネル領域から減少させて素
子特性に優れた薄膜素子を実現できる。
As described above, according to the present invention, the intensity of the laser beam can be modulated so as to match the element without irrespective of mechanical accuracy, and irradiation can be performed. By reducing the crystal grain boundaries from the channel region of the device, a thin film device having excellent device characteristics can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin-film element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin-film element according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin-film device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin film device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin film device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin film device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of manufacturing a thin-film element according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for manufacturing a thin-film element according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施の形態による薄膜素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 9 is a view illustrating a method of manufacturing a thin-film element according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】従来の薄膜素子の製造方法を説明する図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional method of manufacturing a thin film element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 シリコン膜 3 ガラス膜 4 変調領域 5 レーザ光 6 バリア層 7 マスク 9 直流電源 10、11 電極 12 溶融塩溶液 13 ゲート電極 14 ゲート絶縁膜 15 ソース領域 16 ドレイン領域 17 ソース電極 18 ドレイン電極 19 結晶粒界 20 イオン 21 アライメントマーク Reference Signs List 1 substrate 2 silicon film 3 glass film 4 modulation region 5 laser beam 6 barrier layer 7 mask 9 DC power supply 10, 11 electrode 12 molten salt solution 13 gate electrode 14 gate insulating film 15 source region 16 drain region 17 source electrode 18 drain electrode 19 Crystal grain boundary 20 ion 21 alignment mark

フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 JA24 KA04 KA05 MA05 MA08 MA09 MA29 MA30 NA27 NA29 PA01 5F052 AA02 BB07 CA04 DA02 DB03 EA02 EA12 JA01 5F110 AA16 AA26 BB01 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 DD25 EE03 EE11 EE44 FF02 FF05 FF30 FF35 GG02 GG13 GG25 GG45 GG58 HJ01 HJ13 PP04 PP23 PP35 QQ11 Continued on the front page F term (reference) 2H092 JA24 KA04 KA05 MA05 MA08 MA09 MA29 MA30 NA27 NA29 PA01 5F052 AA02 BB07 CA04 DA02 DB03 EA02 EA12 JA01 5F110 AA16 AA26 BB01 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 DD25 EE03 FF30 FF23 GG45 GG58 HJ01 HJ13 PP04 PP23 PP35 QQ11

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁性基板上に形成される薄膜素子の製造
方法において、 前記絶縁性基板上に非晶質シリコン膜を形成する工程
と、 前記非晶質シリコン膜上にガラス膜を形成する工程と、 前記ガラス膜の光学的性質を、少なくとも前記絶縁性基
板の表面に平行な方向で変化させる工程と、 前記ガラス膜に光を入射させ、当該光の強度分布を前記
ガラス膜で変調させて前記非晶質シリコン膜に入射さ
せ、前記非晶質シリコン膜を結晶化させる工程とを有す
ることを特徴とする薄膜素子の製造方法。
1. A method for manufacturing a thin film element formed on an insulating substrate, comprising: forming an amorphous silicon film on the insulating substrate; and forming a glass film on the amorphous silicon film. And a step of changing the optical property of the glass film at least in a direction parallel to the surface of the insulating substrate; and making light incident on the glass film and modulating the intensity distribution of the light with the glass film. And causing the amorphous silicon film to enter the amorphous silicon film to crystallize the amorphous silicon film.
【請求項2】絶縁性基板上に形成される薄膜素子の製造
方法において、 前記絶縁性基板上にガラス膜を形成する工程と、 前記ガラス膜の光学的性質を、少なくとも前記絶縁性基
板の表面に平行な方向で変化させる工程と、 前記ガラス膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、 前記ガラス膜に光を入射させ、当該光の強度分布を前記
ガラス膜で変調させて前記非晶質シリコン膜に入射さ
せ、前記非晶質シリコン膜を結晶化させる工程とを有す
ることを特徴とする薄膜素子の製造方法。
2. A method of manufacturing a thin film element formed on an insulating substrate, comprising: forming a glass film on the insulating substrate; and adjusting the optical properties of the glass film at least on the surface of the insulating substrate. Changing the light in a direction parallel to the direction; forming an amorphous silicon film on the glass film; irradiating light to the glass film, and modulating the intensity distribution of the light by the glass film to form the amorphous silicon film. Making the amorphous silicon film crystallize by entering the film into the crystalline silicon film.
【請求項3】請求項1又は2に記載の薄膜素子の製造方
法において、 前記ガラス膜の光学的性質を変化させる工程でイオン交
換法を用いることを特徴とする薄膜素子の製造方法。
3. The method for manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein an ion exchange method is used in the step of changing the optical properties of the glass film.
【請求項4】請求項1又は2に記載の薄膜素子の製造方
法において、 前記ガラス膜の光学的性質を変化させる工程でイオン注
入法を用いることを特徴とする薄膜素子の製造方法。
4. The method for manufacturing a thin film element according to claim 1, wherein an ion implantation method is used in the step of changing optical properties of the glass film.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の薄膜素
子の製造方法において、 前記ガラス膜の光学的性質を変化させる工程で、同時に
前記ガラス膜中に位置合わせ用のアライメントマークを
形成することを特徴とする薄膜素子の製造方法。
5. The method for manufacturing a thin film element according to claim 1, wherein the step of changing an optical property of the glass film includes simultaneously forming an alignment mark for positioning in the glass film. A method for manufacturing a thin film element.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載の薄膜素
子の製造方法において、 前記ガラス膜は、シリコン系酸化物を含むように形成さ
れることを特徴とする薄膜素子の製造方法。
6. The method for manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein the glass film is formed so as to include a silicon-based oxide.
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