JP2000315652A - Method for crystalizing semiconductor thin film and laser irradiation device - Google Patents

Method for crystalizing semiconductor thin film and laser irradiation device

Info

Publication number
JP2000315652A
JP2000315652A JP11123516A JP12351699A JP2000315652A JP 2000315652 A JP2000315652 A JP 2000315652A JP 11123516 A JP11123516 A JP 11123516A JP 12351699 A JP12351699 A JP 12351699A JP 2000315652 A JP2000315652 A JP 2000315652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
thin film
divided
irradiation
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP11123516A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisao Hayashi
Masahiro Minegishi
Masato Takatoku
昌弘 峰岸
久雄 林
真人 高徳
Original Assignee
Sony Corp
St Lcd Kk
エスティ・エルシーディ株式会社
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp, St Lcd Kk, エスティ・エルシーディ株式会社, ソニー株式会社 filed Critical Sony Corp
Priority to JP11123516A priority Critical patent/JP2000315652A/en
Publication of JP2000315652A publication Critical patent/JP2000315652A/en
Application status is Abandoned legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize crystallinity in an overlapped part and a non-overalpped part, when irradiation areas of laser light are overlapped and a semiconductor thin film having a large area is crystalized. SOLUTION: In this crystalization method, the surface of a substrate 1 is divided along a dividing line DL into a first divided area D1 and a second divided area D2, while a laser light is shaped and an irradiation region R is adjusted so that the respective divided regions D1 and D2 are partly irradiated. The first divided region D1 is repeatedly irradiated by a laser light, while the irradiation region R is scanned parallel to the dividing line DL, and a semiconductor thin film 2 included in the first divided region D1 is crystallized. Likewise, a semiconductor thin film 2 included in the second divided region D2 is crystallized. In this case, the irradiation region R of the laser light emitted to the first divided area D1 and that emitted to the second divided region D2 are overlapped each other on their end parts. An overlapped part W is adjusted in a manner that its width WX parallel to the dividing DL may be 80% or less of a width VX of a non-overlapped part V. In addition, an intensity EW of laser light energy in the overlapped part is controlled to 95% or less of energy concentration EV in the non-overlapped part V.

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】本発明は半導体薄膜の結晶化方法及びこの方法に用いるレーザ照射装置に関する。 The present invention relates to relates to a laser irradiation apparatus used for crystallization method and the method of the semiconductor thin film.
又、これらの方法及び装置を利用して作成される薄膜トランジスタや表示装置に関する。 Moreover, regarding the thin film transistor and a display device that are created by using these methods and apparatus.

【0002】 [0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタの製造工程を低温プロセス化する方法の一環として、レーザ光を用いた結晶化アニールが開発されている。 BACKGROUND OF THE INVENTION thin film transistor manufacturing process as part of a method of low-temperature process, the crystallization annealing has been developed using a laser beam. これは、絶縁基板上に成膜された非晶質シリコンや比較的粒径の小さな多結晶シリコンなど非単結晶性の半導体薄膜にレーザ光を照射して局部的に加熱した後、その冷却過程で半導体薄膜を比較的粒径の大きな多結晶に転換(結晶化)するものである。 This was locally heated by irradiating a laser beam to a non-monocrystalline semiconductor thin film and small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively particle size which is formed on an insulating substrate, the cooling process in is to convert the large polycrystalline relatively grain size of the semiconductor thin film (crystallization). この結晶化した半導体薄膜を活性層(チャネル領域)として薄膜トランジスタを集積形成する。 The thin film transistor of a semiconductor thin film The crystallized as an active layer (channel region) is integrally formed. このような結晶化アニールを採用することで薄膜半導体装置の低温プロセス化が可能になり、耐熱性に優れた高価な石英基板ではなく、安価なガラス基板が使えるようになる。 Such enables low-temperature process of the thin-film semiconductor device by employing the crystallization annealing, rather than expensive quartz substrate having excellent heat resistance, so that an inexpensive glass substrate can be used.

【0003】結晶化アニールでは、一般に走査方向に沿ってライン状のレーザ光を部分的に重複させながら間欠的にパルス照射している。 [0003] In the crystallization annealing, and intermittent pulse irradiation while generally partially overlapping linear laser beam along the scanning direction. レーザ光をオーバラップさせることにより半導体薄膜の結晶化が比較的均一に行なえる。 Relatively uniformly performed crystallization of the semiconductor thin film by overlapping the laser beam. ライン状のレーザ光(ラインビーム)を用いた結晶化アニールを図14に模式的に示す。 Linear laser light crystallization annealing using (line beam) is schematically shown in FIG. 14. ガラス等からなる絶縁基板1のY方向に沿ってライン状に整形されたレーザ光50を半導体薄膜が予め成膜された絶縁基板1の表面側から照射する。 The laser beam 50 which is shaped in a line along the Y direction of the insulating substrate 1 made of glass or the like the semiconductor thin film is irradiated from the pre-deposited surface side of the insulating substrate 1. このとき照射領域に対して相対的に絶縁基板1をX方向に移動する。 The time to move relatively insulating substrate 1 in the X direction with respect to the irradiated region. ここでは、エキシマレーザ光源から放射されたラインビーム50を間欠的かつ部分的にオーバラップしながら照射している。 Here, it is intermittent and partially irradiated with overlap of the the line beam 50 emitted from the excimer laser light source. すなわち、絶縁基板0はラインビーム50に対し相対的にX方向にステージを介して走査される。 That is, the insulating substrate 0 is scanned through a stage relatively X direction with respect to the line beam 50. ラインビーム50の幅寸法より小さいピッチでステージをワンショット毎に移動し、基板1の全体にラインビーム50が照射できるようにして結晶化アニールを行なう。 Stage with a small pitch than the width dimension of the line beam 50 is moved for each shot, the line beam 50 across the substrate 1 performs to crystallization annealing to be irradiated.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した結晶化アニールに用いるラインビーム(長尺ビーム)の長軸(Y方向)の長さは、ビーム整形を行なう為の光学系設計やその光学系の調整難度などから現状は200乃至300m [0007] The length of the above-mentioned crystallized line used in the annealing beam (elongated beam) of the long axis (Y-direction), adjustment of the optical system design and its optical system for performing beam shaping currently difficulty from such as 200 to 300m
mが限界である。 m is the limit. 依って、一走査工程(一照射工程)でアニールできる領域は長尺ビームの長軸の長さで決まってしまい、それ以上の面積を有する基板に対して結晶化アニールを行なう場合には、長尺ビームを長軸方向(Y Depending, in the case area can be annealed in one scanning step (one irradiation step) will be determined by the length of the major axis of the elongated beam, performing crystallization annealing the substrate having more area, length scale beam long axis direction (Y
方向)に重ね合わせる必要が出てくる。 It becomes necessary to superimpose in the direction). しかし、この様な重ね合わせを行なうと、重ね合わせ部分のレーザ光強度が強くなり過ぎ、結晶性が悪化するので、表示装置に使用し得る性能の薄膜トランジスタを作成することができない。 However, when performing such a superposition, only the laser light intensity of the overlapped portion becomes strong, since the crystallinity is deteriorated, it is impossible to create a thin-film transistor performance that can be used in a display device. 従って、現状では、長軸寸法が200mmのラインビームを用いた場合、対角寸法が12.1インチ以上のフラットパネル型表示装置を作成することができない。 Therefore, at present, the major axis dimension when using a line beam of 200 mm, the diagonal dimension is unable to create a flat panel type display apparatus having the above 12.1 inches.

【0005】良好な表示装置を得る為には、基板全面に亘って良好な薄膜トランジスタを集積形成することが重要である。 [0005] In order to obtain a good display, it is important to integrated form good thin film transistor over the entire surface of the substrate. その為には、基板全面に亘って大粒径で且つ結晶性が均一な多結晶半導体薄膜を作成することが必要である。 For this purpose, it is necessary and crystallinity large grain size over the entire surface of the substrate to create a uniform polycrystalline semiconductor thin film. しかしながら、現状では前述した様に、大面積の基板を結晶化アニールする為に、ラインビームを長軸方向に重ね合わせ照射すると、その重ね合わせ部の結晶性が悪化してしまい、薄膜トランジスタの性能劣化を引き起こす。 However, as at present described above, in order to crystallization annealing the substrate having a large area is irradiated superimposed line beam longitudinally, will be deteriorated crystallinity of the overlapping portion, the performance deterioration of the thin film transistor cause. この状態で表示装置を作成すると、重ね合わせ部分が画像欠陥として現れてしまう。 When you create a display device in this state, overlapping portions may appear as an image defect.

【0006】 [0006]

【課題を解決する為の手段】本発明は、上述した従来の技術の課題を解決することを目的とし、レーザ光を半導体薄膜に照射して結晶化アニールを行なう際、レーザ光の照射領域の重ね合わせ部分の結晶性を悪化させることなく、均一且つ大粒径の半導体薄膜を基板全面に亘って得る為の方法及び装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the problems of the prior art described above, when performing the crystallization annealing by irradiating a laser beam to the semiconductor thin film, the irradiation region of the laser beam without deteriorating the crystallinity of the portion superposed to provide a method and apparatus for a semiconductor thin film having a uniform and large particle size obtained over the entire surface of the substrate. 係る目的を達成する為に以下の手段を講じた。 It has taken the following means in order to achieve the purpose of. 即ち、予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する準備工程と、第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第一照射工程と、第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第二照射工程とを含む半導体薄膜の結晶化方法において、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりの生じる端部の少な That is, advance in semiconductor thin film formed on the substrate by irradiating a laser beam for performing crystallization, while defining at least first and second divided regions of the surface of the substrate by area division, shaping the laser beam to a preparation step of adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least the respective divided regions, the first divided area divided regions of the first irradiated once or more laser beam to second irradiation step of crystallizing the first irradiation step of crystallizing a semiconductor thin film, the semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating one or more laser beam to the second divided region included in the crystallization method of a semiconductor thin film including bets, the irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of an emitted laser beam to the first divided region are overlapped with each other end, irradiated small end of occurrence of overlap in the region とも片側におけるレーザ光のエネルギー密度が、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ9 Both the energy density of the laser beam at one side, compared with the energy density of the laser beam portions causing no overlapping 9
5%以下に制御されていることを特徴とする。 It is controlled to 5% or less, characterized in that is. 好ましくは、前記準備工程はレーザ光の照射領域を所定の長軸に沿った長尺形状に調整し、前記第一照射工程は第一の分割領域に対して長軸と直交する短軸に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、前記第二照射工程は第二の分割領域に対して同じく短軸に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は長尺形状の長軸方向端部で重なり合っている。 Preferably, said preparation step is adjusting the irradiation area of ​​the laser beam in a long shape along a predetermined length axis, said first irradiation step along the minor axis perpendicular to the longitudinal axis with respect to the first divided region repeatedly irradiating the laser beam while scanning the irradiation region Te, the second irradiation step also repeatedly irradiated with laser light while scanning the irradiation region along the short axis with respect to the second divided region, the first irradiation region of the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of the laser light applied to the divided areas are overlapping in longitudinal ends of the elongated shape.

【0007】又、予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する準備工程と、第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第一照射工程と、第二の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第二照射工程とを含む半導体薄膜の結晶化方法において、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の [0007] Further, for carrying out by irradiating a laser beam crystallization semiconductor thin film formed in advance on the substrate, defining at least first and second divided region is partitioned along the surface of the substrate to the dividing line on the other hand, preparation process and, split line parallel to the direction of the irradiation region to the first divided region to adjust an irradiation region of the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam first irradiation step and, split line parallel to the direction of the irradiation area with respect to the second divided region to crystallize the semiconductor thin film contained in said first divided region by irradiating a repetitive laser beam while scanning the in the crystallization method of a semiconductor thin film and a second irradiation step of crystallizing the semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating a repetitive laser beam while scanning in, irradiating the first divided region laser light irradiation area and the second 割領域に照射されたレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80 Irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the split region are overlapped at the ends to each other, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation region is split line parallel to the width dimension, of the portion causing no overlapping compared to the width 80
%以下に調整されていることを特徴とする。 Wherein the% is adjusted to below. 好ましくは、前記準備工程はレーザ光の照射領域を該分割線に直交する方向に沿った長尺形状に調整し、前記第一照射工程は第一の分割領域に対して該分割線と平行な方向に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、前記第二照射工程は第二の分割領域に対して同じく該分割線と平行な方向に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は長尺形状の端部で重なり合っている。 Preferably, said preparation step is adjusted in a long shape along a direction orthogonal to the irradiation area of ​​the laser beam split line, the first irradiation step parallel to the split line with respect to the first divided region repeatedly irradiating the laser beam while scanning the irradiation region along the direction, the second irradiation step laser beam while scanning the irradiation region along the same split line and a direction parallel to the second divided region repeatedly irradiating the irradiation region of the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of an emitted laser beam to the first divided region are overlapping at the ends of the elongated shape.

【0008】又、予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して半導体薄膜の結晶化を行なう為、基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域が規定された時、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する手段と、第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する手段とを備えたレーザ照射装置おいて、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりの生じる端部の少なくとも片側 [0008] Also, since performing crystallization of the semiconductor thin film by irradiating a laser beam, at least first and second divided regions of the surface of the substrate by area division is defined in the semiconductor thin film formed in advance on the substrate and when, by irradiating a means for adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, one or more laser light to the first divided region the a semiconductor thin film included in the first divided region is crystallized, and means for further crystallizing a semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating one or more times the laser beam relative to the second divided region keep laser irradiation apparatus having irradiation region of the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of an emitted laser beam to the first divided region are overlapped with each other end, with exposure area at least one side edge of occurrence of overlap おけるレーザ光のエネルギー密度を、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御する手段を有することを特徴とする。 The energy density of the definitive laser beam, characterized in that it comprises means for controlling 95% or less compared with the energy density of the laser beam portions causing no overlapping.

【0009】又、予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域が規定された時、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する手段と、第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する手段とを備えたレーザ照射装置おいて、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照 [0009] Further, for carrying out crystallization by irradiating a laser beam, at least a first and a second divided region is partitioned along the surface of the substrate to the dividing line is defined in the semiconductor thin film formed in advance on the substrate and when the means for adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, split line parallel to the direction of the irradiation area with respect to the first divided region by irradiating repeatedly the laser beam while scanning the semiconductor thin film contained in said first divided area crystallized repeatedly while further scanning the irradiation region to the split line in a direction parallel to the second divided area and irradiated with a laser beam a semiconductor film included in said second divided areas previously laser irradiation apparatus and means for crystallizing, the laser beam irradiated to the first divided region irradiated region and a second irradiation of the laser beam irradiated to the dividing regions 領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80%以下となるように調整する手段を有することを特徴とする。 Region are overlapped at the ends to each other, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation region, so that the split line parallel to the width dimension, of 80% or less than the width dimension of the portion causing no overlapping characterized in that it has means for adjusting the.

【0010】又、半導体薄膜と、その一面に重ねられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜に重ねられたゲート電極とを含む積層構成を有する薄膜トランジスタであって、前記半導体薄膜は、基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した後、レーザ光を照射して比較的粒径の大きな多結晶シリコンに結晶化したものであり、基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整した後、 [0010] Also, the semiconductor thin film, a gate insulating film stacked on one surface thereof, a thin film transistor having a lamination structure including a gate electrode stacked on the semiconductor thin film through a gate insulating film, the semiconductor thin film after forming the small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively grain size on a substrate, which crystallized to a large polysilicon relatively particle diameter is irradiated with a laser beam, the surface of the substrate one defining at least first and second divided region by region division, after adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam,
第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化したものであり、第一の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域を互いに端部で重ね合わせた上で、照射領域内で重なりの生じる端部の少なくとも片側におけるレーザ光のエネルギー密度を、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御して結晶化されたものである事を特徴とする。 A semiconductor thin film contained in said first divided region by irradiating one or more times the laser beam relative to the first divided region to crystallize, further irradiated once or more laser beam to the second divided region and the semiconductor thin film contained in said second divided areas obtained by crystallization, the irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of the laser beam irradiated to the first divided region to each other on superimposed at the ends, the energy density of the laser beam in at least one side edge of occurrence of overlap in the irradiation area, and controls 95% or less compared with the energy density of the laser beam portions causing no overlapping crystals and wherein it is one that is of.

【0011】又、半導体薄膜と、その一面に重ねられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜に重ねられたゲート電極とを含む積層構成を有する薄膜トランジスタであって、前記半導体薄膜は、基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した後、レーザ光を照射して比較的粒径の大きな多結晶シリコンに結晶化したものであり、基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整した後、第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域 [0011] Further, a semiconductor film, a gate insulating film stacked on one surface thereof, a thin film transistor having a lamination structure including a gate electrode stacked on the semiconductor thin film through a gate insulating film, the semiconductor thin film after forming the small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively grain size on a substrate, which crystallized to a large polysilicon relatively particle diameter is irradiated with a laser beam, the surface of the substrate while defining at least first and second divided regions partitioned along the dividing line, after adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, a semiconductor thin film included in the first divided area repeatedly divided regions of the first irradiated with laser light while scanning the irradiation region to the split line and a direction parallel to crystallize, further a second divided region 対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化したものであり、第一の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域を互いに端部で重ね合わせた上で、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80%以下となるように調整して結晶化されたものである事を特徴とする。 It is obtained by crystallizing a semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating a repetitive laser beam while scanning the irradiation region to the split line parallel to the direction for being irradiated to the first divided region that the irradiation area of ​​the laser beam and the irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the second divided region on which mutually overlapped at the ends, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation area, and split line parallel width dimension, characterized by 80% adjusted to below as made it is one that is crystallized compared to the width of the portion causing no overlapping.

【0012】本発明は、基本的に活性層として多結晶半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタを作成する際、減圧化学気相成長法(LPCVD法)、プラズマCVD法やスパッタ法などにより得られた非晶質半導体薄膜あるいは比較的粒径の小さな多結晶半導体薄膜をレーザ光の照射により比較的粒径の大きな多結晶半導体薄膜に転換する。 The present invention, when creating a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor thin film as the basic active layer, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD method), an amorphous obtained by plasma CVD or sputtering converting small polycrystalline semiconductor thin film quality semiconductor thin film or relatively particle size larger polycrystalline semiconductor thin film of the particle diameter by laser light irradiation. 非晶質半導体薄膜などにエキシマレーザ光を照射して結晶化する際、たとえば長尺ビームを用いてその照射領域を短軸方向に走査する。 When crystallized by irradiating excimer laser light such as the amorphous semiconductor thin film, scanning the irradiation region in the minor axis direction by using, for example, long beam. 長軸寸法以上の大面積を有する基板に対して均一な結晶化アニールを行なう場合には、基板を領域分割し、各分割領域毎に長尺ビームの走査工程を行なう。 In the case of uniform crystallization annealing the substrate having a large area or major axis dimension, the substrate area division, performs elongated beam scanning steps for each divided region. この時、互いに隣り合う分割領域の分割線に沿って長尺ビームの長軸方向端部に重ね合わせ部が生じる。 At this time, portions superimposed on longitudinal ends of the elongated beam is produced along the dividing line of the divided areas adjacent to each other. 本発明では、この重ね合わせ部における長尺ビームの短軸方向幅寸法を非重ね合わせ部の幅寸法に比べて80%以下に設定している。 In the present invention, it is set to 80% or less than the width dimension of the non-overlapping portions of short axial width dimension of the long beam in the overlapping portion. あるいは、重ね合わせ部のエネルギー密度が非重ね合わせ部のエネルギー密度の95%以下となる様に調整している。 Alternatively, the energy density of the overlapping portion is adjusted so as to be 95% or less of the energy density of the non-overlapping portions. 場合によっては上記二つの条件を同時に満たす様にレーザ光を整形してもよい。 Sometimes it may shape the laser beam so as to satisfy the above two conditions at the same time. 尚、重ね合わせ部のエネルギー密度を調整する場合には、照射領域をオーバーラップさせながら走査する繰り返し照射方式に限ることなく、一括で各分割領域を照射する方式にも適用可能である。 Incidentally, in the case of adjusting the energy density of the overlapping portion is not limited to repeated irradiation scheme for scanning while overlapping irradiated areas, is also applicable to a method of irradiating each divided region in bulk. 又、上記説明では長尺形状のレーザ光を用いているが、本発明はこれに限られるものではなく、矩形のレーザ光にも適用可能である。 Further, in the above description but with reference to laser light of a long shape, the present invention is not limited to this but is also applicable to a rectangular laser beam. 以上の様に重ね合わせ部のレーザ光強度と非重ね合わせ部のレーザ光強度を相対的に調整することで、基板全面に亘って均一な多結晶半導体薄膜を作成可能であり、高性能な薄膜トランジスタの活性層として充分に使用できる均一な粒径を持つ多結晶半導体薄膜を大面積の基板全面に亘って作成することができる。 By relatively adjusted laser light intensity of the laser beam intensity non-overlapping portions of the overlapping portions as described above, which can produce uniform polycrystalline semiconductor film over the entire surface of the substrate, a high-performance thin film transistor a polycrystalline semiconductor thin film having a uniform particle size can be sufficiently used as the active layer can be made over the entire surface of the substrate having a large area.

【0013】 [0013]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention with reference to the drawings will be described in detail. 図1は、本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法の一例を表わした模式図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of a method of crystallizing a semiconductor thin film according to the present invention. 予め基板1に成膜された半導体薄膜2にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、基板のサイズに合わせた準備工程を行なう。 Advance for the semiconductor thin film 2 which is formed on the substrate 1 is irradiated with a laser beam to crystallize and prepare steps according to the size of the substrate. 具体的には(a)に示す様に、基板1の表面を分割線DLに沿って区画し少くとも第一分割領域D1及び第二分割領域D2を規定する。 In Specifically as shown in (a), defining a first divided region D1 and the second divided region D2 least sectioned along the surface of the substrate 1 to the dividing line DL. 尚、基板1のサイズが更に大きい場合には第三分割領域、第四分割領域・・・ Incidentally, when the size of the substrate 1 is larger third divided region, the fourth divided area ...
を設ける。 The provision. 一方、レーザ光を整形して少くとも各分割領域Dを部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域Rを調整する。 On the other hand, to adjust the irradiation region R of the laser beam as it at least to shape the laser beam irradiation of each divided region D partially. ここで第一照射工程を行ない、第一分割領域D1に対して照射領域Rを分割線DLと平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して、第一分割領域D1に含まれる半導体薄膜2を結晶化する。 Here performs first irradiation step, the irradiated area R by irradiating a repetitive laser beam while scanning in a direction parallel to the dividing line DL to the first divided region D1, the semiconductor thin film contained in the first divided region D1 2 is crystallized. この第一照射工程で結晶化された半導体薄膜2の部分が(b)に模式的に示されている。 The first irradiation step in the crystallized semiconductor thin film 2 parts are shown schematically in (b). 続いて第二照射工程を行ない、第二分割領域D2に対して照射領域Rを分割線DLと平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して第二分割領域D2に含まれる半導体薄膜2を結晶化する。 Then perform a second irradiation step, the semiconductor thin film 2 contained by irradiating the second repetition laser beam while scanning in a direction parallel to the division line DL irradiation region R on the divided regions D2 to the second divided region D2 to crystallize. この第二照射工程で結晶化された半導体薄膜2の部分が(c)に模式的に示されている。 The second irradiation step in the crystallized semiconductor thin film 2 parts are shown schematically in (c). ここで、第一分割領域D1に照射されたレーザ光の照射領域Rと第二分割領域D2に照射されたレーザ光の照射領域Rは互いに端部で重なり合っている。 Here, the irradiation region R of the first divided region of the laser light applied to D1 irradiation region R and the laser beam irradiated to the second divided region D2 are overlapping with each other end. (c)では、重なり部Wをハッチングで示してある。 (C), the is shown the overlapping portion W by hatching. 一方、ハッチングが付されていない部分は非重なり部Vである。 Meanwhile, the portion hatched is not attached is a non-overlapping portion V. 隣り合う分割領域D1,D2 Adjacent divided area D1, D2
に跨がる重なり部Wは照射領域Rの位置誤差を吸収する為に設けられている。 Straddling overlapped portion W in is provided to absorb a position error of the irradiation area R. 本発明の特徴事項として、(d) As a feature of the present invention, (d)
に示す様に、照射領域R内で重なりが生じる端部の少くとも片方は、分割線DLと平行な幅寸法WXが、重なりの生じない部分の幅寸法VXに比べ80%以下に調整されている。 As shown in, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation region R, the dividing line DL parallel to the width WX is adjusted to 80% or less than the width dimension VX portion causing no overlapping there. これにより、重なり部Wと非重なり部Vの間のレーザ光強度を相対的に調節している。 Thus, there was a relative adjusting the laser light intensity between the overlapping portion W and a non-overlapping portion V. あるいは(e)に示す様に、照射領域R内で重なりの生じる端部の少くとも片側におけるレーザ光エネルギー密度EW Alternatively, as shown in (e), the laser light energy density EW in at least one side of the end portion of occurrence of overlap in the irradiation region R
を、重なりの生じない部分のレーザ光エネルギー密度E And no overlapping portion of the laser beam energy density E
Vに比べ95%以下に制御してもよい。 It may be controlled to 95% or less compared with the V. これでも、重なり部Wと非重なり部Vとの間のレーザ光強度を相対的に調節可能である。 This still is the laser beam intensity between the overlapping portion W and a non-overlapping portion V can relatively adjusted.

【0014】図1に示した実施形態では、レーザ光の照射領域Rを分割線DLに直交する方向(Y方向、長軸) [0014] In the embodiment shown in FIG. 1, a direction orthogonal to the irradiation region R of the laser beam to the dividing line DL (Y-direction, the long axis)
に沿った長尺形状に形成している。 It is formed in an elongated shape along the. この場合、第一照射工程では、(a)に示す様に第一分割領域D1に対して分割線DLと平行な方向(X方向、短軸)に沿って照射領域Rを走査しながらレーザ光を繰り返し照射している。 In this case, in the first irradiation step, a laser beam while scanning the irradiation region R along as shown in (a) dividing line DL in a direction parallel to the first divided region D1 (X-direction, a minor axis) It has repeatedly irradiated with. 又第二照射工程では(b)に示す様に、第二分割領域D2に対して同じく分割線DLと平行な方向に沿って照射領域Rを走査しながらレーザ光を繰り返し照射(オーバーラップ照射)している。 Also in the second irradiation step as shown in (b), similarly repeats the dividing line DL and the laser beam while scanning the irradiation region R along a direction parallel irradiation with respect to the second divided area D2 (overlap irradiation) doing. この結果、(c)に示す様に、第一分割領域D1に照射されたレーザ光の照射領域Rと第二分割領域D2に照射されたレーザ光の照射領域Rは長尺形状の端部で重なり合っていることになる。 As a result, as shown (c), the irradiation region R of the laser beam irradiated to the first divided region D1 irradiation region R of the laser beam irradiated to the second divided region D2 at the end of the elongated shape It will be overlapping.
尚、上述したオーバーラップ照射では、長尺ビームを短軸方向(X方向)にオーバーラップさせる様に送りピッチを決めて走査している。 In the overlapping irradiated as described above, scans determined pitch feed to as to overlap the elongated beam to the short axis direction (X-direction). 短軸方向のビーム幅VXに対してどの位オーバーラップを掛けるかを示すのがオーバーラップ率OLであり、OL=(短軸ビーム幅−短軸送りピッチ)/短軸ビーム幅×100%で表わされる。 Indicate whether multiply how much overlap with respect to the short axis direction of the beam width VX is overlap ratio OL, OL = - In (minor beamwidth minor axis feed pitch) / minor axis beam width × 100% It represented. 例えば、OL=90%の場合、前の照射領域Rに対してその次の照射領域Rは90%重なっており、照射を10回繰り返すことで、照射領域Rはその短軸幅分だけ移動することになる。 For example, if the OL = 90%, before the next irradiation region R to the irradiation region R of the overlaps 90%, by repeating 10 times the irradiation, the irradiation region R moves by its minor axis width of It will be.

【0015】図2は本発明に係るレーザ照射装置を示す模式的なブロック図の一例である。 [0015] Figure 2 is an example of a schematic block diagram showing a laser irradiation apparatus according to the present invention. 図示する様に、本レーザ照射装置は、レーザ発振器51にて発振したレーザ光50をアッテネータ52を用いて適当なエネルギー強度に調節する。 As shown in the figure, the laser irradiation apparatus adjusts the laser beam 50 oscillated by a laser oscillator 51 to a suitable energy intensity by using an attenuator 52. 勿論、アッテネータ52を使用せずレーザ発振器51の出射強度を変えることによって、適当なエネルギー強度に調整してもよい。 Of course, by varying the emission intensity of the laser oscillator 51 without using the attenuator 52 may be adjusted to a suitable energy intensity. ホモジナイザなどを含む光学系53により、レーザ光50は例えば長尺形状に整形され、且つ均一化される。 By an optical system 53, including homogenizers, the laser beam 50 is shaped, for example, elongated shape, are and uniform. この時、重ね合わせ部の短軸幅が最大短軸幅の80%以下となる様に整形する。 In this case, the width of the short axis of the overlapping portion is shaped so as to be 80% or less of the maximum width of the short axis. あるいは、重ね合わせ部のエネルギー密度が非重ね合わせ部のエネルギー密度の95%以下となる様に調整してもよい。 Alternatively, it may be adjusted so that the energy density of the overlapping portion is equal to or less than 95% of the energy density of the non-overlapping portions. 場合によっては、その両方を同時に満たす様に整形してもよい。 In some cases, it may be shaped so as to satisfy both of them simultaneously. チャンバ54の中のXYステージ55上に置かれた絶縁基板1にレーザ光50を照射する。 Irradiating the laser beam 50 on the insulating substrate 1 placed on the XY stage 55 in the chamber 54. 尚、絶縁基板1の上には予め処理対象となる半導体薄膜2が成膜されている。 Incidentally, on the insulating substrate 1 is a semiconductor thin film 2 is deposited as a pre-processed. チャンバ54内は、窒素雰囲気、大気雰囲気、その他のガス雰囲気、あるいはドライポンプなどにより作られた真空雰囲気となっている。 The chamber 54, a nitrogen atmosphere, and a vacuum atmosphere created by such air atmosphere, other gases atmosphere or a dry pump. 場合によっては、チャンバ54を用いずXYステージ55 Optionally, XY stage 55 without using the chamber 54
のみで大気雰囲気下結晶化アニールを行なってもよい。 It may perform an air atmosphere under crystallization annealing only.
絶縁基板1の上に例えば非晶質シリコンからなる半導体薄膜2を適当な方法で成膜しておくと、レーザ光50の照射により、非晶質シリコンは多結晶シリコンに転換される。 When the semiconductor thin film 2 made of, for example, amorphous silicon on the insulating substrate 1 previously formed by a suitable method, by irradiation of the laser beam 50, the amorphous silicon is converted to polycrystalline silicon.

【0016】ここで図3を参照して、長尺ビームの短軸幅VXの測定方法を二通り説明する。 [0016] Referring now to FIG. 3, illustrating a method of measuring the width of the short axis VX of elongated beam two ways. 第一の方法では、 In the first method,
図2に示したレーザ照射装置で絶縁基板1の直前に全反射ミラーを置き、長尺ビームを切り出す。 In the laser irradiation apparatus shown in FIG. 2 Place the total reflection mirror just before the insulating substrate 1 is cut out elongated beam. この長尺ビームをCCDビームプロファイラーに取り込む。 Incorporate this elongated beam to the CCD beam profiler. CCDビームプロファイラーを長尺ビームの長軸方向にスキャンすることにより、全てのビームプロファイルを取り込むことができる。 By scanning the CCD beam profiler in the axial direction of the elongated beam, it is possible to capture all of the beam profile. 取り込まれたビームプロファイルは画像処理を施すことにより短軸幅VXを測定することが可能である。 Beam profile that is captured is possible to measure the width of the short axis VX by performing image processing. (a)にCCDビームプロファイラーで作成された長尺ビームのプロファイルを示す。 (A) shows the elongated beam profile that is created by the CCD beam profiler. ここで短軸幅V Here, the width of the short axis V
Xは(a)のプロファイルをX−X面で切り取った際の断面上で、(b)に示す様に半値幅で定義される。 X is on the cross section of when the profile taken along X-X plane of (a), is defined as a half-value as shown in (b). この短軸幅VXはX−X切断面の位置によりある程度ばらつく。 The width of the short axis VX is somewhat vary the position of the X-X cut surface. ここでは、ばらつきの範囲で最大の値を短軸幅VX Here, the maximum value in the range of the variation width of the short axis VX
と定義している。 It is defined as. 第二の測定方法では、図2に示したレーザ照射装置で実際に非晶質シリコンを局部的に多結晶シリコンに転換し、両者の透過率の違いを利用して光学顕微鏡などで観察し、(c)の様に実際の観察像から短軸幅VXを測定する。 In the second measurement method, actually converted the amorphous silicon to locally polycrystalline silicon by laser irradiation apparatus shown in FIG. 2, was observed by such an optical microscope by utilizing a difference in both transmittance, measuring the width of the short axis VX from actual observation image as the (c). これら二つの測定方法で求まった短軸幅VXの絶対値は完全に一致することはないが、本発明ではそれぞれの方法で測定された最大短軸幅からのパーセンテージで重ね合わせ部における短軸幅WXの値を規定しており、測定方法の違い自体は問題とならない。 The absolute value of the width of the short axis VX which Motoma' in these two measurement methods are never completely match, but the width of the short axis at the overlapping portions as a percentage from the measured maximum width of the short axis in the present invention in each method It stipulates the value of WX, the difference itself of the measurement method is not a problem.

【0017】尚、エネルギー密度の測定方法については、短軸幅測定用のCCDビームプロファイラーを取り付けた位置に、エネルギーメーターを取り付けると、ビームのエネルギーを直接測定可能である。 [0017] Note that the method of measuring the energy density, the position of attaching the CCD beam profiler for short axis width measurement, when attaching the energy meter, it is possible to measure the energy of the beam directly. CCDビームプロファイラーと同様に長軸方向に走査することにより、各々のビーム位置でのエネルギー密度を測定できる。 By scanning the CCD beam profiler as well as longitudinal direction, it can measure the energy density at each beam position.

【0018】次に、図4、図5及び図6を参照して、重ね合わせ部のエネルギー密度を非重ね合わせ部のエネルギー密度の95%以下に設定すると、重ね合わせ部の結晶性が改善される理由を説明する。 Next, with reference to FIGS. 4, 5 and 6, setting the energy density of the overlapping portion to 95% or less of the energy density of the non-overlapping portions are crystalline overlapping portions is improved explain why that. まず図4を参照して、オーバーラップ率OLが結晶性に与える影響を説明する。 Referring first to FIG. 4, the overlap ratio OL will be described the effect on crystallinity. 図4のグラフは、横軸に照射エネルギー密度を取り、縦軸に結晶性を取ってある。 The graph of FIG. 4, takes the irradiation energy density on the horizontal axis and the vertical axis are taking crystallinity. この結晶性はレーザアニールにより得られた結晶粒の均一性及びサイズを定量化したものであり、グラフでは任意メモリで表わしている。 The crystallinity is obtained by quantifying the uniformity and size of the resulting grain by laser annealing, it is represented by any memory in the graph. グラフ中C80はOL=80%でオーバーラップ照射した時の結晶性を表わし、C90はOL=90%での結晶性を表わし、C95はOL=95%における結晶性を表わしている。 Graph in C80 represents the crystallinity when overlapping irradiated with OL = 80%, C90 represents the crystallinity at OL = 90%, C95 represents the crystallinity in OL = 95%. OL=80%では、照射エネルギー密度を380mJ/cm 2に設定することで最良の結晶性が得られる。 In OL = 80%, the best crystallinity can be obtained by setting the irradiation energy density of 380 mJ / cm 2. OL=90%では最適な照射エネルギー密度は370mJ/cm 2程度となり、OL=95%では、最適照射エネルギー密度は360mJ/cm 2程度である。 OL = 90% in the optimal irradiation energy density became 370mJ / cm 2 or so, the OL = 95%, optimally irradiation energy density is approximately 360 mJ / cm 2. この様に、オーバーラップ率OLを80%から90%更に95%と上げることによって、最適照射エネルギー密度は低下していく。 Thus, by increasing the overlap ratio OL 80% 90% more and 95%, optimally irradiation energy density decreases. 逆に言うと、オーバーラップ率を下げると、良好な結晶性を得る為に高い照射エネルギー密度が必要となる。 Conversely, lowering the overlap ratio, irradiation energy density is required high to obtain good crystallinity. つまり、図4のグラフではオーバーラップ率を下げると、最適照射エネルギー密度が右側にシフトする。 That is, in the graph of FIG. 4 Lowering the overlapping ratio, the optimum irradiation energy density is shifted to the right.

【0019】次に、重ね合わせ部の短軸幅を特に工夫してない従来の照射方法を用いた場合の重ね合わせ部と非重ね合わせ部の結晶性の違いを図5のグラフに示す。 [0019] Next, the crystallinity of the difference in the overlapping portion and the non-overlapping portions of the case of using the conventional illumination method not specifically devised minor axis width of the overlapping portion in the graph of FIG. グラフ中CWが重ね合わせ部の結晶性を表わし、CVが非重ね合わせ部の結晶性を表わしている。 Graph in CW represents the crystallinity of the overlapping portions, CV represents the crystallinity of the non-overlapping portions. 尚、このグラフで得られたデータはOL=95%とした場合の結晶性である。 The data obtained in this graph is a crystalline in the case of the OL = 95%. 従って、図4のC95と図5のCVは一致しており、最適な照射エネルギー密度が360mJ/cm 2である。 Thus, CV of C95 and 5 in FIG. 4 is consistent, optimum irradiation energy density of 360 mJ / cm 2. 一方、OL=95%とした場合、重ね合わせ部C On the other hand, when the OL = 95%, superposed section C
Wにおける最適な照射エネルギー密度は350mJ/c Optimum irradiation energy density is 350 mJ / c in W
2である。 a m 2. 換言すると、重ね合わせにより最適照射エネルギー密度は左側にシフトする。 In other words, the optimum irradiation energy density by superposition shifts to the left. ここで、非重ね合わせ部の結晶性を重視して照射エネルギー密度を設定すると、重ね合わせ部の結晶性は低下してしまう。 Here, with an emphasis on crystallinity of the non-overlapping portions for setting an irradiation energy density, crystallinity of the overlapping portion is lowered. これが、 This is,
従来重ね合わせ部の結晶性が劣化し画像欠陥を引き起こしていた原因である。 Crystalline conventional overlapping portions are the cause that has caused the degraded image defects. そこで、本発明では、重ね合わせ部のエネルギー密度を非重ね合わせ部のエネルギー密度の95%以下に下げた光学系を用いてレーザアニールを行なっている。 Accordingly, the present invention is carried out laser annealing using an optical system was lowered to 95% or less of the energy density of the non-overlapping portions of the energy density of the overlapping portion. その結果としての重ね合わせ部と非重ね合わせ部の結晶性の違いを図6に示しす。 It is shown as a result crystallinity differences superposition portion and the non-overlapping portions of Figure 6. グラフから明らかな様に、重ね合わせ部と非重ね合わせ部がほぼ同じピークを示している。 As apparent from the graph, part mating overlapping portions and non-overlapping indicates approximately the same peak. これは、エネルギー密度を下げることによって結晶性を下げる要素(右にシフト)と、 This element lowers the crystallinity by lowering the energy density (right shift),
重ね合わせることによって左にシフトする要素が丁度打ち消し合ったことによるものと考えられる。 Believed to be due to elements to shift to the left is canceled out just by overlapping. 換言すると、重ね合わせ部では非重ね合わせ部に比べエネルギー照射回数が二倍となるので、このままではエネルギーが過剰になってしまう。 In other words, the overlapping portions the energy irradiation frequency than the mating portion non overlapped is doubled, this remains in energy becomes excessive. そこで、本発明では重ね合わせ部のエネルギー密度よりも非重ね合わせ部のエネルギー密度を低くすることで、両者の間のバランスを取っている。 Therefore, than the energy density of the overlapping portion in the present invention by lowering the energy density of the non-overlapping portions, and a balance between the two. ところで、通常の照射条件は例えば350mJ/c Meanwhile, typical irradiation conditions are, for example, 350 mJ / c
2程度である。 m is 2. この時、その95%のエネルギーは約330mJ/cm 2となる。 At this time, the 95% of the energy is about 330 mJ / cm 2. つまり、重ね合わせ部と非重ね合わせ部のエネルギー密度の違いは20mJ/cm In other words, the difference of the energy density of the overlapping portion and the non-overlapping portion 20 mJ / cm
2となる。 2 become. もし、これ以下のエネルギー密度の差しかないと、本発明の効果を期待できなくなってしまう。 If the this following only difference in energy density, it becomes impossible to expect the effect of the present invention.

【0020】重ね合わせ部の短軸幅をその最大値の80 [0020] 80 of the maximum value width of the short axis of the overlapping portion
%以下に設定した場合における、重ね合わせ部と非重ね合わせ部の結晶性の違いも、図6のグラフと同様に、重ね合わせ部と非重ね合わせ部がほぼ同じピークを示す。 % In the case of set below, the crystal of the differences of the overlapping portion and the non-overlapping portions, as with the graph of FIG. 6 shows the overlapping portions and the non-overlapping portions is substantially the same peak.
これは、重ね合わせることにより、左へシフトする要素と、重ね合わせ部の短軸幅を短くしたことによってこの部分のオーバーラップ率が実効的に低下し右にシフトする要素とが、丁度打ち消し合ったことによるものと考えられる。 This is by overlapping, and elements for shifting to the left, and elements overlap ratio of this portion by short for minor axis width of the overlapping portion is shifted to the right and effectively reduced, cancel exactly It is considered to be due to the. ところで、通常の照射条件では短軸幅は500 By the way, it is Tanjikuhaba under normal irradiation conditions 500
μm程度で、95%のオーバーラップを掛ける。 In μm about, multiplied by 95% of the overlap. これは25μmの送りピッチを意味する。 This means the feed pitch of 25μm. この時、重ね合わせ部の短軸幅をその最大値(ここでは500μm)の80 80 In this case, the maximum value of the short axis width of the overlapping portion (here 500μm is)
%とすると、400μmになる。 When% to become 400μm. この部分のオーバーラップ率を計算すると約94%になる。 When calculating the overlapping ratio of this portion is about 94%. つまり、重ね合わせ部の短軸幅はその最大値の80%以下にしないと、オーバーラップ率に与える影響はほとんど無くなり、本発明の効果は期待できなくなってしまう。 In other words, the width of the short axis of the overlapping portion Failure to 80% below its maximum value, impact on the overlap ratio is almost eliminated, the effect of the present invention is no longer expected. 尚、長尺ビームの場合、重ね合わせ部は長軸方向両端に現れる。 In the case of elongated beams, superposing portion appears in the long axis direction end. 本発明では、この両端の短軸幅を最大値の80%以下に設定するか、あるいは両端部のエネルギー密度を95%以下に設定している。 In the present invention, it is set to set the width of the short axis of the both ends than 80% of the maximum value or the energy density of the both end portions below 95%. しかし、片側の端部のみでも同様の効果が期待できることは明らかである。 However, it is clear that the same effect can be expected even only one side of the end portion.

【0021】図7は、長尺ビームの端部における短軸幅を80%以下に調整する為の具体的な手段の一例を表わしている。 [0021] FIG. 7 shows an example of a specific means for adjusting the width of the short axis at the end portion of the elongated beam 80% or less. 図2に示したレーザ照射装置においては、ホモジナイザなどの光学系53を用いて整形するが、それでも短軸プロファイルは(a)の様に、両側にある程度のテールを引いている。 In the laser irradiation apparatus shown in FIG. 2, although shapes by using an optical system 53 such as a homogenizer, but still minor axis profiles are pulling some of the tail, in both sides as in (a). 端部においてこれ以上の急峻なプロファイルが必要な場合は物理的なスリット535を使う。 If more steep profile is required at the end use physical slit 535. これによる効果を(b)に示す。 This by the effects shown in (b). この様にスリット535を使うことで所望の短軸幅WXを得ることができる。 Such a by using the slits 535 can obtain the desired width of the short axis WX. この様にして長尺ビームの少くとも片方の端部にスリット535を適用することで、(c)に示す様に、 At least a to long beam in this way by applying the slit 535 to the end of one, as shown (c), the
重ね合わせ部Wにおける短軸幅WXを非重ね合わせ部V The combined unit V the short axis width WX of the overlapping portions W non overlapping
における最大短軸幅VXの80%以下とすることが可能である。 It can be 80% or less of the maximum width of the short axis VX in.

【0022】図8は、長尺ビームの端部におけるエネルギー密度を95%以下に制御する為の具体的な手段の一例を表わしている。 [0022] Figure 8 represents an example of a specific means for controlling the energy density at the end of the elongated beam 95% or less. 図8は、図2に示したレーザ照射装置のホモジナイザ等光学系53の一部を拡大図示したものである。 Figure 8 is an enlarged view illustrating a portion of the homogenizer optical system such as 53 of the laser irradiation apparatus shown in FIG. ホモジナイザは第一のフライアイレンズ53 Homogenizers first fly-eye lens 53
1、第二のフライアイレンズ532及び集光レンズ53 1, the second fly-eye lens 532 and the condenser lens 53
3を用いて、長尺ビームの均一化を図っている。 3 with, thereby achieving uniformity of elongated beams. ここで第二のフライアイレンズ532を第一のフライアイレンズ531に対して矢印の様にずらすと、結像面における重なりもずれ、結果として長軸方向の両端でエネルギー密度の低いプロファイルが得られる。 Here, when the second fly-eye lens 532 shifts as indicated by the arrow with respect to the first fly-eye lens 531, the overlapping of the imaging surface is also displaced, resulting low energy density profile at both ends in the long axis direction It is. ずれ量を制御することで、端部に対して最大値の95%のエネルギー密度を持たせることが可能である。 By controlling the amount of deviation, it is possible to have 95% of the energy density of the maximum value relative to the end. ホモジナイザやその他の光学系の調整によっては、長軸方向両端部の内片側のみのエネルギー密度を95%以下とすることも可能である。 Depending adjusting the homogenizer and other optical systems, it is also possible to make the energy density of the inner side only in the long axis direction end portions 95% or less.

【0023】図9は、本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法の他の例を示す模式的な平面図である。 [0023] Figure 9 is a schematic plan view showing another example of a method of crystallizing a semiconductor thin film according to the present invention. 本例では、 In the present example,
長尺状のレーザ光に代え、矩形の照射領域Rを有するレーザ光を用いて、半導体薄膜の結晶化を行なっている。 Instead of the elongated laser beam, using a laser beam having a rectangular irradiation region R, it is subjected to crystallization of the semiconductor thin film.
本例でも、基板の表面を分割線DLに沿って区画し少くとも第一分割領域D1及び第二分割領域D2を規定する一方、レーザ光を矩形に整形して少くとも各分割領域D In the present embodiment, while defining a first divided region D1 and the second divided region D2 least sectioned along the surface of the substrate to the dividing line DL, the divided areas at least to shape the laser beam into a rectangular D
1,D2を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域Rを調整している。 1, D2 are adjusting the irradiation region R of the laser beam as it partially illuminated. 第一分割領域D1に照射されたレーザ光の照射領域Rと第二分割領域D2に照射されるレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、重なりの生じる端部のレーザ光のエネルギー密度が、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95 Irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the irradiation region R and the second divided region D2 of the irradiated laser beam to the first divided region D1 are overlapped at the ends to each other, the energy density of the laser beam ends resulting overlapping but 95 compared with the energy density of the laser beam portions causing no overlapping
%以下に制御されている。 % Is controlled below.

【0024】図10は、本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法の別の実施例を表わしている。 [0024] FIG. 10 shows another embodiment of a method of crystallizing a semiconductor thin film according to the present invention. 本例では、基板1 In this example, the substrate 1
はD1乃至D6まで6個の分割領域に区画されている。 It is partitioned into six divided areas to D1 to D6.
一方、照射領域Rはほぼ各分割領域Dに対応した寸法を有しており、先の例の様なオーバーラップ照射ではなく、一括照射で個々の分割領域Dに含まれる半導体薄膜を一度に結晶化できる。 On the other hand, the irradiation region R has a size corresponding substantially to the respective divided regions D, rather than such overlap irradiation in the previous example, the crystalline semiconductor thin film included in each of the divided regions D collectively irradiated at a time possible reduction. 例えば、第一分割領域D1に対してレーザ光を照射して第一分割領域D1に含まれる半導体薄膜を結晶化する第一照射工程を行ない、次に第二分割領域D2に対してレーザ光を一括照射して第二分割領域D2に含まれる半導体薄膜を結晶化する第二照射工程を行なう。 For example, the semiconductor thin film contained in the first divided area D1 is irradiated with a laser beam with respect to the first divided region D1 performs a first irradiation step of crystallizing, then the laser beam with respect to the second divided region D2 performing a second illumination process of crystallizing the semiconductor thin film contained in the second divided region D2 collectively irradiated. 第一分割領域D1に照射されたレーザ光の照射領域Rと第二分割領域D2に照射されたレーザ光の照射領域Rは互いに端部で重なり合っており、重なりの生じる端部Wのレーザ光のエネルギー密度が重なりの生じない中央部分Vのレーザ光のエネルギー密度に比べ9 Irradiation region R of the first irradiation of the laser beam irradiated to the dividing regions D1 region R and the laser light applied to the second divided region D2 are overlapped with each other end of the laser beam ends W of occurrence of overlap compared with the energy density of the laser beam in the central portion V that no energy density overlaps 9
5%以下に制御されている。 It is controlled to 5% or less.

【0025】図11は、本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の一例を示す工程図である。 FIG. 11 is a process diagram showing an example of a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention. これは、ボトムゲート構造の薄膜トランジスタの製造方法を示す。 This shows a method for manufacturing a thin film transistor with a bottom gate structure. まず(a)に示すように、ガラス等からなる絶縁基板1の上にAl,Ta,Mo,W,Cr,Cuまたはこれらの合金を100乃至200nmの厚みで形成し、パタニングしてゲート電極5に加工する。 As initially shown in (a), Al on the insulating substrate 1 made of glass or the like, Ta, Mo, W, Cr, is formed with Cu or 100 to 200nm in thickness of these alloys, the gate electrode 5 is patterned processed into.

【0026】次いで(b)に示すように、ゲート電極5 [0026] Next (b), the gate electrode 5
の上にゲート絶縁膜を形成する。 Forming a gate insulating film on the. 本例では、ゲート絶縁膜はゲート窒化膜3(SiN x )/ゲート酸化膜4(S In this example, the gate insulating film is a gate nitride film 3 (SiN x) / gate oxide film 4 (S
iO iO 2 )の二層構造を用いた。 Using a two-layer structure of 2). ゲート窒化膜3はSiH Gate nitride film 3 SiH
4ガスとNH 3ガスの混合物を原料気体として用い、プラズマCVD法(PCVD法)で成膜した。 4 using a mixture of gas and NH 3 gas as a raw material gas, it was formed by a plasma CVD method (PCVD method). 尚、プラズマCVDに変えて常圧CVD、減圧CVDを用いてもよい。 Incidentally, atmospheric pressure CVD instead of plasma CVD, may be used under reduced pressure CVD. 本実施例では、ゲート窒化膜3を50nmの厚みで堆積した。 In this embodiment, the gate nitride film 3 is deposited to a thickness of 50nm. ゲート窒化膜3の成膜に連続してゲート酸化膜4を約200nmの厚みで成膜する。 Continuously to the formation of the gate nitride film 3 is deposited a gate oxide film 4 in a thickness of about 200 nm. さらにゲート酸化膜4の上に連続的に非晶質シリコンからなる半導体薄膜2を約30乃至80nmの厚みで成膜した。 Furthermore the semiconductor thin film 2 made of a continuous amorphous silicon on the gate oxide film 4 was formed by about 30 to 80nm thick. 二層構造のゲート絶縁膜と非晶質半導体薄膜2は成膜チャンバの真空系を破らず連続成膜した。 The gate insulating film and the amorphous semiconductor thin film 2 having a two-layer structure was continuously formed without breaking the vacuum system of the deposition chamber. 以上の成膜でプラズマC Plasma C or more of the film
VD法を用いた場合には、400乃至450℃の温度で窒素雰囲気中1時間程度加熱処理を行い、非晶質半導体薄膜2に含有されていた水素を放出する。 In the case of using the VD method, for 1 hour or so heat treatment in a nitrogen atmosphere at a temperature of 400 to 450 ° C., to release hydrogen contained in the amorphous semiconductor thin film 2. いわゆる脱水素アニールを行なう。 Performing a so-called dehydrogenation annealing. 次いでレーザ光50を照射し、非晶質半導体薄膜2を結晶化する。 Then irradiated with a laser beam 50 to crystallize the amorphous semiconductor thin film 2. レーザ光50としてはエキシマレーザビームを用いることができる。 As the laser beam 50 can be an excimer laser beam. いわゆるレーザアニールは600℃以下のプロセス温度で半導体薄膜を結晶化するための有力な手段である。 So-called laser annealing is a powerful means for crystallizing a semiconductor thin film at a process temperature of 600 ° C. or less. 本実施例では、パルス状に励起されたレーザ光50を非晶質半導体薄膜2に照射して結晶化を行なう。 In the present embodiment, it is crystallized with a laser beam 50 excited in the pulsed by irradiating the amorphous semiconductor thin film 2. 具体的には、基板1 More specifically, the substrate 1
の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光50を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光50の照射領域を調整する準備工程と、第一の分割領域に対して一回以上レーザ光50を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜2を結晶化する第一照射工程と、第二の分割領域に対して一回以上レーザ光50を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜2を結晶化する第二照射工程とを行なう。 While the surface of and area division defining at least first and second divided regions, ready for adjusting the irradiation area of ​​the laser beam 50 so as to at least each of the divided regions to shape the laser beam 50 can be partially irradiated a step, a first irradiation step of crystallizing the semiconductor thin film 2 contained in said first divided region by irradiating a first laser beam 50 more than once on the divided regions of the respect the second divided region performing a second illumination process of crystallizing the semiconductor thin film 2 contained in said second divided region by irradiating a laser beam 50 one or more times Te. この際、第一の分割領域に照射されたレーザ光50の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光50の照射領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりの生じる端部の少なくとも片側におけるレーザ光50のエネルギー密度が、重なりの生じない部分のレーザ光50のエネルギー密度に比べ95%以下に制御されている。 At this time, the irradiation region of the irradiation region and a laser beam 50 irradiated to the second divided region of the laser beam 50 irradiated to the first divided region are overlapped with each other end, resulting overlapping the irradiation region energy density of the laser beam 50 at least one side of the end portion is controlled to 95% or less compared with the energy density of the laser beam 50 of a portion causing no overlapping.

【0027】(c)に示すように、前工程で結晶化された多結晶半導体薄膜2の上に例えばプラズマCVD法でSiO 2を約100nm乃至300nmの厚みで形成する。 [0027] (c), the forms before the SiO 2, for example, a plasma CVD method on the polycrystalline semiconductor thin film 2 crystallized at about 100nm to 300nm thick by step. このSiO 2を所定の形状にパタニングしてストッパー膜16に加工する。 Is patterned the SiO 2 into a predetermined shape is processed into the stopper film 16. この場合、裏面露光技術を用いてゲート電極5と整合するようにストッパー膜16をパタニングしている。 In this case, it is patterned stopper film 16 so as to match with the gate electrode 5 with the back surface exposure technique. ストッパー膜16の直下に位置する多結晶半導体薄膜2の部分はチャネル領域Chとして保護される。 Polycrystalline semiconductor thin film 2 of the portion located immediately below the stopper film 16 is protected as a channel region Ch. 続いて、ストッパー膜16をマスクとしてイオンドーピングにより不純物(たとえばP+イオン)を半導体薄膜2に注入し、LDD領域を形成する。 Subsequently, impurity (e.g. P + ions) were implanted into the semiconductor thin film 2 by ion doping stopper film 16 as a mask to form an LDD region. この時のドーズ量は例えば6×10 12乃至5×10 13 /cm 2 Dosed amounts of for example 6 × 10 12 to 5 × 10 13 / cm 2
である。 It is. さらにストッパー膜16及びその両側のLDD Furthermore stopper film 16 and the LDD on both sides
領域を被覆するようにフォトレジストをパタニング形成したあと、これをマスクとして不純物(たとえばP+イオン)を高濃度で注入し、ソース領域S及びドレイン領域Dを形成する。 After patterning a photoresist so as to cover the region, which impurity (e.g. P + ions) were implanted at a high concentration as a mask to form a source region S and drain region D. 不純物注入には、例えばイオンドーピングを用いることができる。 The impurity implantation may be used, for example ion doping. これは質量分離をかけることなく電界加速で不純物を注入するものであり、本実施例では1×10 15 /cm 2程度のドーズ量で不純物を注入し、ソース領域S及びドレイン領域Dを形成した。 It is intended to inject an impurity in field acceleration without applying mass separation, impurities are implanted at a dose of about 1 × 10 15 / cm 2 in the present embodiment, forming the source region S and drain region D .
尚、図示しないが、Pチャネルの薄膜トランジスタを形成する場合には、Nチャネル型薄膜トランジスタの領域をフォトレジストで被覆したあと、不純物をP+イオンからB+イオンに切換えドーズ量1×10 15 /cm 2程度でイオンドーピングすればよい。 Although not shown, in the case of forming a thin film transistor of the P channel, after covering the region of the N-channel thin film transistor with a photoresist, switching dose of impurities from the P + ions in the B + ions about 1 × 10 15 / cm 2 in may be ion doping.

【0028】このあと、多結晶半導体薄膜2に注入された不純物を活性化する。 [0028] Thereafter, to activate the injected impurity into the polycrystalline semiconductor thin film 2. 尚ここでも、エキシマレーザ光源を用いたレーザ活性化アニールが行なわれる。 Note Again, laser activation annealing using an excimer laser light source is performed. 即ち、 In other words,
エキシマレーザのパルスを走査しながらガラス基板1に照射して、多結晶半導体薄膜2に注入されていた不純物を活性化する。 And irradiating the glass substrate 1 while scanning the pulsed excimer laser to activate the polycrystalline semiconductor thin film 2 impurities that have been injected into.

【0029】最後に(d)に示すように、SiO 2を約200nmの厚みで成膜し、層間絶縁膜6とする。 [0029] Finally, as (d), the depositing the SiO 2 with a thickness of about 200 nm, and the interlayer insulating film 6. 層間絶縁膜6の形成後、SiN xをプラズマCVD法で約2 After the formation of the interlayer insulating film 6, the SiN x by plasma CVD about 2
00乃至400nm成膜し、パシベーション膜(キャップ膜)8とする。 00 through to 400nm deposited, the passivation film (cap film) 8. この段階で窒素ガス又はフォーミングガス中又は真空中雰囲気下で350℃程度の加熱処理を1時間行い、層間絶縁膜6に含まれる水素原子を半導体薄膜2中に拡散させる。 This stage heat treatment at about 350 ° C. under a nitrogen gas or a forming gas or in a vacuum atmosphere for 1 hour at, to diffuse the hydrogen atoms contained in the interlayer insulating film 6 in the semiconductor thin film 2. この後、コンタクトホールを開口し、Mo,Alなどを200乃至400nmの厚みでスパッタした後、所定の形状にパタニングして配線電極7に加工する。 Thereafter, a contact hole is opened, Mo, was sputtered at 200 to 400nm in thickness and Al, is processed into wiring electrode 7 is patterned into a predetermined shape. さらに、アクリル樹脂などからなる平坦化層10を1μm程度の厚みで塗布したあと、コンタクトホールを開口する。 Furthermore, after applying a planarizing layer 10 made of an acrylic resin in a thickness of about 1 [mu] m, a contact hole. 平坦化層10の上にITOやIX ITO and IX on the planarization layer 10
O等からなる透明導電膜をスパッタした後、所定の形状にパタニングして画素電極11に加工する。 After sputtering the transparent conductive film consisting of O, etc., is processed to the pixel electrode 11 is patterned into a predetermined shape.

【0030】図12を参照して、本発明に係る薄膜トランジスタの他の例を説明する。 [0030] With reference to FIG. 12, illustrating another example of a thin film transistor according to the present invention. まず(a)に示す様に、 First, as shown in (a),
絶縁基板1の上にバッファ層となる二層の下地膜16 Base film 16 of the two layers as a buffer layer on an insulating substrate 1
a,16bをプラズマCVD法により連続成膜する。 a, 16b and successively formed by a plasma CVD method. 一層目の下地膜16aはSiN xからなり、その膜厚は1 Even more under eye area film 16a consists of SiN x, its thickness is 1
00乃至200nmである。 00 or is 200nm. 又、二層目の下地膜16b In addition, the second layer of the base film 16b
はSiO 2からなり、その膜厚は同じく100nm乃至200nmである。 It consists SiO 2, a film thickness of likewise 100nm to 200 nm. このSiO 2からなる下地膜16b The base film 16b made of the SiO 2
の上に減圧化学気相成長法(LP−CVD法)で多結晶シリコンからなる半導体薄膜2を40乃至100nmの厚みで成膜する。 Deposited by low pressure chemical vapor deposition method (LP-CVD method) in the semiconductor thin film 2 40 to 100nm thick made of polycrystalline silicon on top of. 続いて、Si+イオンをイオンインプランテーション装置などで電界加速して半導体薄膜2に注入し、多結晶シリコンを非晶質化させる。 Subsequently, the electric field accelerates the Si + ions at an ion implantation apparatus is injected into the semiconductor thin film 2, the polysilicon is amorphized. 尚、一旦多結晶シリコンを成膜しこれを非晶質化する方法に代えて、始めから絶縁基板1上に減圧化学気相成長法(LP Incidentally, once the polycrystalline silicon instead it is deposited to a method of amorphized, low pressure chemical vapor deposition on the insulating substrate 1 from the beginning (LP
−CVD法)又はプラズマCVD法あるいはスパッタ法などにより、非晶質シリコンからなる半導体薄膜2を堆積させてもよい。 Due -CVD method) or a plasma CVD method or a sputtering method, may be deposited semiconductor thin film 2 made of amorphous silicon.

【0031】この後、図2に示したレーザ照射装置を用いて、半導体薄膜2にレーザ光50を照射して結晶化を行なう。 [0031] Then, using the laser irradiation apparatus shown in FIG. 2, by irradiating a laser beam 50 to crystallize the semiconductor thin film 2. 具体的には、基板1の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光50を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光50の照射領域を調整する準備工程と、第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光50 Specifically, while defining at least first and second divided region is partitioned along the surface of the substrate 1 to the division line, so as to at least each of the divided regions to shape the laser beam 50 can be partially irradiated a preparation step of adjusting the irradiation area of ​​the laser beam 50, the laser beam 50 repeatedly while scanning the irradiation region to the split line in a direction parallel to the first divided region
を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜2を結晶化する第一照射工程と、第二の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光50を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜2を結晶化する第二照射工程とを行なう。 A first irradiation process of crystallizing the semiconductor thin film 2 which is included in the divided region of the first by irradiating repeatedly the laser while scanning the irradiation region to the split line in a direction parallel to the second divided area performing a second illumination process of crystallizing the semiconductor thin film 2 contained in said second divided region by irradiating light 50. この際、第一の分割領域に照射されたレーザ光50の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光50の照射領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80% At this time, the irradiation region of the irradiation region and a laser beam 50 irradiated to the second divided region of the laser beam 50 irradiated to the first divided region are overlapped with each other end, overlap occurs in the irradiation region At least one end is split line parallel to the width dimension, 80% compared to the width of the portion causing no overlapping
以下に調整されている。 It has been adjusted to be equal to or less than.

【0032】続いて(b)に示す様に結晶粒が大粒径化された多結晶シリコンからなる半導体薄膜2をアイランド状にパタニングする。 [0032] Subsequently (b) the grain as shown is patterned semiconductor thin film 2 made of polycrystalline silicon which is large grain size in the islands. この上に、プラズマCVD法、 On this, a plasma CVD method,
常圧CVD法、減圧CVD法、ECR−CVD法、スパッタ法などでSiO 2を50乃至400nm成長させ、 Atmospheric pressure CVD, low pressure CVD, ECR-CVD method, the SiO 2 is 50 to 400nm grown by sputtering or the like,
ゲート絶縁膜4とする。 A gate insulating film 4. ここで必要ならば、Vthイオンインプランテーションを行ない、B+イオンを例えばドーズ量0.5×10 Here, if necessary, Vth ion in performs implantation, B + ions for example a dose of 0.5 × 10 12乃至4×10 12 /cm 2程度で半導体薄膜2に注入する。 Injected into the semiconductor thin film 2 at 12 to 4 × 10 12 / cm 2 approximately. この場合の加速電圧は80K Accelerating voltage in this case is 80K
eV程度である。 It is on the order of eV. 尚、このVthイオンインプランテーションはゲート絶縁膜4の成膜前に行なってもよい。 In this Vth ion implantation may be performed before forming the gate insulating film 4. 次いでゲート絶縁膜4の上にAl,Ti,Mo,W,T Then Al on the gate insulating film 4, Ti, Mo, W, T
a,ドープト多結晶シリコンなど、あるいはこれらの合金を200乃至800nmの厚みで成膜し、所定の形状にパタニングしてゲート電極5に加工する。 a, such doped polycrystalline silicon, or by deposition in a thickness of 200 to 800nm ​​alloys thereof, processed into the gate electrode 5 is patterned into a predetermined shape. 次いでP+ Then P +
イオンを質量分離を用いたイオン注入法で半導体薄膜2 The semiconductor thin film 2 by ion implantation using the mass separating ions
に注入し、LDD領域を設ける。 It poured into, providing the LDD region. このイオン注入はゲート電極5をマスクとして絶縁基板1の全面に対して行なう。 This ion implantation is performed on the entire surface of the insulating substrate 1 a gate electrode 5 as a mask. ドーズ量は6×10 12乃至5×10 13 /cm 2である。 A dose of 6 × 10 12 to 5 × 10 13 / cm 2. 尚、ゲート電極5の直下に位置するチャネル領域C The channel located immediately under the gate electrode 5 region C
hは保護されており、Vthイオンインプランテーションで予め注入されたB+イオンがそのまま保持されている。 h is protected, the pre-implanted B + ions in Vth ion implantation are retained. LDD領域に対するイオン注入後、ゲート電極5とその周囲を被覆する様にレジストパタンを形成し、P+ After the ion implantation for the LDD regions, a resist pattern is formed so as to cover the periphery and the gate electrode 5, P +
イオンを質量非分離型のイオンシャワードーピング法で高濃度に注入し、ソース領域S及びドレイン領域Dを形成する。 Ions at mass non-separated ion shower doping method of injecting a high concentration, to form a source region S and drain region D. この場合のドーズ量は例えば1×10 15 /cm Dose in this case is for example 1 × 10 15 / cm
2程度である。 It is about 2. 尚、ソース領域S及びドレイン領域Dの形成は質量分離型のイオン注入装置を用いてもよい。 The formation of the source region S and drain region D may be using mass separation type ion implanter. この後、半導体薄膜2に注入されたドーパントの活性化処理を行なう。 Thereafter, an activation process of dopants implanted into the semiconductor thin film 2. この活性化処理はレーザアニールで行なうことができる。 The activation process can be carried out in a laser annealing.

【0033】最後に(c)に示す様に、ゲート電極5を被覆する様にPSGなどからなる層間絶縁膜6を成膜する。 [0033] As shown in the end (c), the forming the interlayer insulating film 6 made of PSG so as to cover the gate electrode 5. この層間絶縁膜6にコンタクトホールを開口した後、Al−Siなどをスパッタリングで成膜し、所定の形状にパタニングして配線電極7に加工する。 After a contact hole in the interlayer insulating film 6 was formed by sputtering, etc. Al-Si, is processed into wiring electrode 7 is patterned into a predetermined shape. この配線電極7を被覆する様に、SiN xをプラズマCVD法で約200乃至400nm堆積しパシベーション膜(キャップ膜)8とする。 The wiring electrodes 7 so as to cover the SiN x was about 200 to 400nm is deposited by plasma CVD and a passivation film (cap film) 8. この段階で窒素ガス中350℃の温度下1時間程度アニールし、層間絶縁膜6に含有された水素を半導体薄膜2に拡散させる。 The temperature under about one hour anneal in nitrogen gas 350 ° C. in stages, to diffuse hydrogen contained in the interlayer insulating film 6 on the semiconductor thin film 2. 所謂水素化処理を行ない薄膜トランジスタの特性を改善する。 To improve the characteristics of the thin film transistor performs so-called hydrogenation process. パシベーション膜8の上にアクリル樹脂などからなる平坦化層10を約1μmの厚みで塗工後、これにコンタクトホールを開口する。 After coating in a thickness of about 1μm planarization layer 10 made of an acrylic resin on the passivation film 8, which in a contact hole. 平坦化層10の上にITOやIXOなどからなる透明導電膜をスパッタリングし、所定の形状にパタニングして画素電極11に加工する。 Sputtering a transparent conductive film made of ITO or IXO on the planarization layer 10 is processed into a pixel electrode 11 is patterned into a predetermined shape.

【0034】最後に図13を参照して本発明に従って製造した薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型表示装置の一例を説明する。 [0034] illustrating an example of an active matrix display device using a thin film transistor manufactured according to the last to the present invention with reference to FIG. 13. 図示するように、本表示装置は一対の絶縁基板101,102と両者の間に保持された電気光学物質103とを備えたパネル構造を有する。 As shown, the display device has a panel structure having an electro-optical material 103 held between a pair of insulating substrates 101, 102 with both. 電気光学物質103としては、例えば液晶材料を用いる。 The electro-optical material 103, for example, a liquid crystal material. 下側の絶縁基板101には画素アレイ部104と駆動回路部とが集積形成されている。 A pixel array section 104 on the lower side of the insulating substrate 101 and the driver circuit portion are integrally formed. 駆動回路部は垂直スキャナ105と水平スキャナ106とに分かれている。 The driver circuit portion is divided into a vertical scanner 105 and horizontal scanners 106. また、絶縁基板101の周辺部上端には外部接続用の端子部107が形成されている。 Also formed terminal portions 107 for external connection to the periphery upper end of the insulating substrate 101. 端子部107は配線108を介して垂直スキャナ105及び水平スキャナ1 Vertical scanner terminal portion 107 via the wiring 108 105 and the horizontal scanner 1
06に接続している。 It is connected to the 06. 画素アレイ部104には行状のゲート配線109と列状の信号配線110が形成されている。 Gate wiring 109 and the column-like signal line 110 in the rows are formed in the pixel array portion 104. 両配線の交差部には画素電極111とこれを駆動する薄膜トランジスタ112が形成されている。 The intersection of both lines thin film transistor 112 for driving the pixel electrode 111 is formed. 薄膜トランジスタ112のゲート電極は対応するゲート配線10 The gate electrode of the thin film transistor 112 corresponding gate wiring 10
9に接続され、ドレイン領域は対応する画素電極111 Is connected to 9, a pixel electrode 111 drain region corresponding
に接続され、ソース領域は対応する信号配線110に接続している。 It is connected to and is connected to the signal line 110 to the source region corresponding. ゲート配線109は垂直スキャナ105に接続する一方、信号配線110は水平スキャナ106に接続している。 While the gate wiring 109 to be connected to the vertical scanner 105, the signal line 110 is connected to the horizontal scanner 106. 画素電極111をスイッチング駆動する薄膜トランジスタ112及び垂直スキャナ105と水平スキャナ106に含まれる薄膜トランジスタは、本発明に従って作製されたものである。 A thin film transistor included in the thin film transistor 112 and the vertical scanner 105 and horizontal scanners 106 for switching driving the pixel electrodes 111 are those made in accordance with the present invention. 更には、垂直スキャナや水平スキャナに加え、ビデオドライバやタイミングジェネレータも絶縁基板101内に集積形成することも可能である。 Furthermore, in addition to the vertical scanner and horizontal scanner, video driver and timing generator is also possible to integratedly formed on the insulating substrate 101.

【0035】 [0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
レーザ光を用いた半導体薄膜の結晶化方法において、重なり部のレーザ光のエネルギー密度を非重なり部のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御するか、 In the crystallization method of a semiconductor thin film using a laser beam, or controlled to 95% or less than the laser beam energy density of the overlapping portion in the energy density of the laser beam of the non-overlapping portion,
あるいは重なり部の照射領域幅寸法を非重なり部照射領域の幅寸法に比べ80%以下に制御することで、大面積の基板全面に亘って均一な多結晶半導体薄膜が得られる。 Or an irradiation area width of the overlapping portion by controlling 80% less than the width dimension of the non-overlapping portion irradiated area, uniform polycrystalline semiconductor thin film is obtained over the entire surface of the substrate having a large area. 結晶化に用いるレーザ照射装置のレーザ光源もしくは光学系の規模が小さくても、大面積の表示装置が作成可能となり、その効果は非常に大きい。 Be a laser light source or scale of the optical system of a laser irradiation apparatus used for crystallization is small, the display device having a large area becomes possible to create the effect is very large.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法を示す模式的な平面図である。 1 is a schematic plan view illustrating a method of crystallizing a semiconductor thin film according to the present invention.

【図2】本発明に係るレーザ照射装置の全体構成を示すブロック図である。 2 is a block diagram showing the overall structure of a laser irradiation apparatus according to the present invention.

【図3】長尺ビームの短軸幅の定義を説明する為の模式図である。 3 is a schematic diagram for explaining the definition of the width of the short axis of the elongated beam.

【図4】レーザ光の照射エネルギー密度と結晶性との関係を示すグラフである。 4 is a graph showing the relationship between the irradiation energy density of the laser light and the crystallinity.

【図5】レーザ光の照射エネルギー密度と結晶性との関係を示すグラフである。 5 is a graph showing the relationship between the irradiation energy density of the laser light and the crystallinity.

【図6】レーザ光の照射エネルギー密度と結晶性との関係を示すグラフである。 6 is a graph showing the relationship between the irradiation energy density of the laser light and the crystallinity.

【図7】本発明に係るレーザ照射装置の要部説明図である。 7 is an explanatory view showing main components of a laser irradiation apparatus according to the present invention.

【図8】本発明に係るレーザ照射装置の要部説明図である。 8 is an explanatory view showing main components of a laser irradiation apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法の他の実施例を示す平面図である。 9 is a plan view showing another embodiment of a method of crystallizing a semiconductor thin film according to the present invention.

【図10】本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法の別の例を示す平面図である。 Is a plan view showing another example of a method of crystallizing a semiconductor thin film according to the present invention; FIG.

【図11】本発明に係る薄膜トランジスタを示す製造工程図である。 11 is a production process view showing a thin film transistor according to the present invention.

【図12】本発明に係る薄膜トランジスタを示す製造工程図である。 12 is a production process view showing a thin film transistor according to the present invention.

【図13】本発明に係る表示装置を示す模式的な斜視図である。 13 is a schematic perspective view showing a display device according to the present invention.

【図14】従来の半導体薄膜の結晶化方法を示す説明図である。 14 is an explanatory diagram showing a method of crystallizing a conventional semiconductor thin film.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・絶縁基板、2・・・半導体薄膜、4・・・ゲート酸化膜、5・・・ゲート電極、11・・・画素電極、 1 ... insulating substrate, 2 ... semiconductor thin film, 4: gate oxide film, 5 ... gate electrode, 11 ... pixel electrode,
50・・・レーザ光、51・・・レーザ発振器、52・ 50 ... laser light, 51 ... laser oscillator, 52-
・・アッテネータ、53・・・ホモジナイザ等光学系、 ... attenuator, 53 ... homogenizer such as an optical system,
55・・・ステージ、DL・・・分割線、D1・・・第一分割領域、D2・・・第二分割領域、R・・・照射領域、W・・・重ね合わせ部、V・・・非重ね合わせ部 55 ... stage, DL ... dividing lines, D1 ... first divided region, D2 ... second divided region, R ... irradiation area, W ... superposed section, V ... non-overlapping portions

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 久雄 愛知県知多郡東浦町緒川上舟木50番地 エ スティ・エルシーディ株式会社内 (72)発明者 高徳 真人 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5F052 AA02 BA02 BA04 BA12 BB07 CA04 DA02 DB02 DB03 DB07 HA01 HA06 JA01 JA10 5F110 BB02 CC02 CC08 DD02 DD13 DD14 DD17 EE02 EE03 EE04 EE06 EE23 FF02 FF03 FF09 FF29 FF30 FF32 GG02 GG13 GG25 GG45 GG52 HJ04 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HM15 NN02 NN12 NN23 NN27 NN35 PP03 PP05 PP06 PP35 QQ25 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Hayashi, Hisao, Aichi Prefecture Chita-gun, higashiura above Ogawa Funaki address 50 et Institute Liquid Crystal Display Co., Ltd. in the (72) inventor Takanori Masato Shinagawa-ku, Tokyo Kita 6-chome No. 7 No. 35 Sony over Co., Ltd. in the F-term (reference) 5F052 AA02 BA02 BA04 BA12 BB07 CA04 DA02 DB02 DB03 DB07 HA01 HA06 JA01 JA10 5F110 BB02 CC02 CC08 DD02 DD13 DD14 DD17 EE02 EE03 EE04 EE06 EE23 FF02 FF03 FF09 FF29 FF30 FF32 GG02 GG13 GG25 GG45 GG52 HJ04 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HM15 NN02 NN12 NN23 NN27 NN35 PP03 PP05 PP06 PP35 QQ25

Claims (10)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、 基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する準備工程と、 第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第一照射工程と、 第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第二照射工程とを含む半導体薄膜の結晶化方法において、 第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、 照射領域内で重なりの生じる 1. A pre-semiconductor thin film formed on the substrate is irradiated with laser light for performing crystallization, while defining at least first and second divided regions of the surface of the substrate divided into areas, a laser a preparation step of adjusting the irradiation area of ​​the laser beam so as to at least each of the divided regions by shaping the light can be partially irradiated, of the first irradiated once or more laser beam relative to the first divided region the crystallizing a first irradiation step of crystallizing a semiconductor thin film included in the divided region, the semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating one or more laser beam to the second divided region in the crystallization method of a semiconductor thin film including a second irradiation step, overlap in the first irradiation region of the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of the laser light applied to the divided region from each other end cage, resulting overlapping the irradiation region 部の少なくとも片側におけるレーザ光のエネルギー密度が、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御されていることを特徴とする半導体薄膜の結晶化方法。 At least the energy density of the laser beam at one side, the crystallization method of a semiconductor thin film characterized in that it is controlled to 95% or less compared with the energy density of the laser beam portions causing no overlapping parts.
  2. 【請求項2】 前記準備工程はレーザ光の照射領域を所定の長軸に沿った長尺形状に調整し、前記第一照射工程は第一の分割領域に対して長軸と直交する短軸に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、前記第二照射工程は第二の分割領域に対して同じく短軸に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は長尺形状の長軸方向端部で重なり合っていることを特徴とする請求項1記載の半導体薄膜の結晶化方法。 Wherein said preparation step was adjusted to a long shape along the irradiation region of the laser beam to a predetermined length axis, wherein the first irradiation step short axis perpendicular to the longitudinal axis with respect to the first divided region repeatedly irradiating the laser beam while scanning the irradiation region along the second irradiation step repeatedly irradiated with laser light while scanning the irradiation region along the short axis also with respect to the second divided region, the claim 1 irradiation region of the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of the laser beam irradiated to one of the divided regions, characterized in that the overlap in the longitudinal ends of the elongated shape method of crystallizing a semiconductor thin film according.
  3. 【請求項3】 予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、 基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する準備工程と、 第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第一照射工程と、 第二の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する第二照射工程とを含む半導体薄膜の結晶化方法において、 第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の 3. A pre-semiconductor thin film formed on the substrate is irradiated with laser light for performing crystallization, defining at least first and second divided region is partitioned along the surface of the substrate to the dividing line on the other hand, preparation process and, split line parallel to the direction of the irradiation region to the first divided region to adjust an irradiation region of the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam first irradiation step and, split line parallel to the direction of the irradiation area with respect to the second divided region to crystallize the semiconductor thin film contained in said first divided region by irradiating a repetitive laser beam while scanning the in the crystallization method of a semiconductor thin film and a second irradiation step of crystallizing the semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating a repetitive laser beam while scanning in, irradiating the first divided region laser light irradiation area and the second 割領域に照射されたレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、 照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、 Irradiation region of laser light applied to the split region are overlapped at the ends to each other, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation region,
    該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80%以下に調整されていることを特徴とする半導体薄膜の結晶化方法。 Method of crystallizing a semiconductor thin film characterized by split line parallel to the width dimension, is adjusted to 80% or less than the width dimension of the portion causing no overlapping.
  4. 【請求項4】 前記準備工程はレーザ光の照射領域を該分割線に直交する方向に沿った長尺形状に調整し、前記第一照射工程は第一の分割領域に対して該分割線と平行な方向に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、前記第二照射工程は第二の分割領域に対して同じく該分割線と平行な方向に沿って照射領域を走査しながらレーザ光を繰り返し照射し、第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は長尺形状の端部で重なり合っていることを特徴とする請求項3記載の半導体薄膜の結晶化方法。 Wherein said preparation step was adjusted to a long shape along a direction orthogonal to the irradiation area of ​​the laser beam split line, the first irradiation step and the split line for the first divided area repeatedly irradiating the laser beam while scanning the irradiation region along a direction parallel to the second irradiation step while scanning a second irradiation area also along the split line and a direction parallel to the divided region of the repeatedly irradiating the laser beam, irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of an emitted laser beam to the first divided region is characterized by overlapping at the ends of the elongated shape method of crystallizing a semiconductor thin film according to claim 3,.
  5. 【請求項5】 予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して半導体薄膜の結晶化を行なう為、基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域が規定された時、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する手段と、 第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する手段とを備えたレーザ照射装置おいて、 第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりの生じる端部の少なくとも片側に Wherein for performing crystallization of the semiconductor thin film by irradiating a laser beam to a semiconductor thin film formed in advance on the substrate, at least first and second divided regions of the surface of the substrate by area division is defined and when, by irradiating a means for adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, one or more laser light to the first divided region the a semiconductor thin film included in the first divided region is crystallized, and means for further crystallizing a semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating one or more times the laser beam relative to the second divided region keep laser irradiation apparatus having irradiation region of the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of an emitted laser beam to the first divided region are overlapped with each other end, with exposure area on at least one side edge of occurrence of overlap けるレーザ光のエネルギー密度を、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御する手段を有することを特徴とするレーザ照射装置。 The laser irradiation apparatus characterized in that it has an energy density of the laser beam, a means for controlling 95% or less compared with the laser beam energy density of the portion causing no overlapping kick.
  6. 【請求項6】 予め基板に成膜された半導体薄膜にレーザ光を照射して結晶化を行なう為、基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域が規定された時、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整する手段と、 第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化する手段とを備えたレーザ照射装置おいて、 第一の分割領域に照射されたレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されたレーザ光の照射 6. The pre-semiconductor thin film formed on the substrate is irradiated with laser light for performing crystallization, at least first and second divided region is partitioned along the surface of the substrate to the dividing line is defined and when the means for adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, split line parallel to the direction of the irradiation area with respect to the first divided region by irradiating repeatedly the laser beam while scanning the semiconductor thin film contained in said first divided area crystallized repeatedly while further scanning the irradiation region to the split line in a direction parallel to the second divided area and irradiated with a laser beam a semiconductor film included in said second divided areas previously laser irradiation apparatus and means for crystallizing, the laser beam irradiated to the first divided region irradiated region and a second irradiation of the laser light irradiated on the divided region 域は互いに端部で重なり合っており、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80%以下となるように調整する手段を有することを特徴とするレーザ照射装置。 Frequency are overlapped with each other end, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation region, so that the split line parallel to the width dimension, of 80% or less than the width dimension of the portion causing no overlapping the laser irradiation apparatus, characterized in that it comprises means for adjusting the.
  7. 【請求項7】 半導体薄膜と、その一面に重ねられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜に重ねられたゲート電極とを含む積層構成を有する薄膜トランジスタであって、 前記半導体薄膜は、基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した後、レーザ光を照射して比較的粒径の大きな多結晶シリコンに結晶化したものであり、 基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整した後、第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含 7. A semiconductor thin film, a gate insulating film stacked on one surface thereof, a thin film transistor having a lamination structure including a gate electrode stacked on the semiconductor thin film through a gate insulating film, the semiconductor thin film after forming the small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively grain size on a substrate, which crystallized to a large polysilicon relatively particle diameter is irradiated with a laser beam, the surface of the substrate one defining at least first and second divided region by region division, after adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, a first by irradiating one or more times the laser beam on the divided regions of the semiconductor thin film contained in said first divided area crystallized, said second and further irradiated once or more laser beam to the second divided region including the divided region れる半導体薄膜を結晶化したものであり、 第一の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域を互いに端部で重ね合わせた上で、照射領域内で重なりの生じる端部の少なくとも片側におけるレーザ光のエネルギー密度を、重なりの生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御して結晶化されたものである事を特徴とする薄膜トランジスタ。 Is are those of the semiconductor thin film is crystallized, after overlaid with the first mutually end the irradiation area and irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the second divided region of the laser beam irradiated to the dividing regions , that the energy density of the laser beam in at least one side edge of occurrence of overlap the irradiation region, in which crystallized controlled to 95% or less compared with the energy density of the laser beam portions causing no overlapping thin film transistor which is characterized.
  8. 【請求項8】 半導体薄膜と、その一面に重ねられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜に重ねられたゲート電極とを含む積層構成を有する薄膜トランジスタであって、 前記半導体薄膜は、基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した後、レーザ光を照射して比較的粒径の大きな多結晶シリコンに結晶化したものであり、 基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整した後、第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に 8. A semiconductor thin film, a gate insulating film stacked on one surface thereof, a thin film transistor having a lamination structure including a gate electrode stacked on the semiconductor thin film through a gate insulating film, the semiconductor thin film after forming the small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively grain size on a substrate, which crystallized to a large polysilicon relatively particle diameter is irradiated with a laser beam, the surface of the substrate while defining at least first and second divided regions partitioned along the dividing line, after adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, a semiconductor thin film included in the first divided area repeatedly divided regions of the first irradiated with laser light while scanning the irradiation region to the split line and a direction parallel to crystallize, further a second divided region to して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化したものであり、 第一の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域を互いに端部で重ね合わせた上で、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80%以下となるように調整して結晶化されたものである事を特徴とする薄膜トランジスタ。 The semiconductor thin film contained in said second divided region by irradiating a repetitive laser beam while scanning the irradiation region to the split line parallel directions is obtained by crystallization, it is irradiated to the first divided region that the irradiation area of ​​the laser beam and the irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the second divided region on which mutually overlapped at the ends, at least one end portion overlapping occurs in the irradiation area, and split line thin film transistor, wherein the one in which parallel width were adjusted to crystallize such that 80% or less than the width dimension of the portion causing no overlapping.
  9. 【請求項9】 所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された電気光学物質とを有し、 Has a pair of substrates 9. bonded to each other through a predetermined gap, and an electro-optical material held in said gap,
    一方の基板には対向電極を形成し、他方の基板には画素電極及びこれを駆動する薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを、半導体薄膜とその一面にゲート絶縁膜を介して重ねられたゲート電極とで形成した表示装置であって、 前記半導体薄膜は、該他方の基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した後、 On one substrate to form a counter electrode, the other substrate to form a thin film transistor for driving the pixel electrodes and so, the thin film transistor, the semiconductor thin film and a gate electrode stacked through a gate insulating film on one surface thereof in a form the display device, wherein the semiconductor thin film is formed by forming a small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively grain size on a substrate of said other,
    レーザ光を照射して比較的粒径の大きな多結晶シリコンに結晶化したものであり、 該他方の基板の表面を領域分割して少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整した後、第一の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して一回以上レーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化したものであり、 第一の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域を互いに端部で重ね合わせた上で、照射領域内で重なりの生じる端部の少なくとも片側におけるレーザ光のエネルギー密度を、重な Is obtained by crystallization in a large polysilicon relatively particle diameter is irradiated with a laser beam, while defining at least first and second divided regions of the surface of the substrate of said other are divided into areas, the laser beam the is shaped after adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least the respective divided regions, the first divided area divided regions of said first by irradiating more than once laser beam to crystallized semiconductor thin film included, which further semiconductor thin film included in the second divided areas by irradiating said second or more once the laser beam with respect to divided regions of the crystallized, first divided region the irradiation area of ​​the laser beam irradiated to the irradiation area and a second divided region of the laser beam irradiated on superimposed at the end each other, the laser light at at least one side edge of occurrence of overlap in exposure area the energy density, it heavy の生じない部分のレーザ光のエネルギー密度に比べ95%以下に制御して結晶化されたものであることを特徴とする表示装置。 Display device comprising control to those that have been crystallized with 95% compared with the energy density of the laser beam portion does not occur below.
  10. 【請求項10】 所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された電気光学物質とを有し、一方の基板には対向電極を形成し、他方の基板には画素電極及びこれを駆動する薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを、半導体薄膜とその一面にゲート絶縁膜を介して重ねられたゲート電極とで形成した表示装置であって、 前記半導体薄膜は、該他方の基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した後、 10. A pair of substrates joined to each other via a predetermined gap, and an electro-optical material held in the gap, the one substrate to form a counter electrode, the pixel on the other substrate forming an electrode and a thin film transistor for driving this, the thin film transistor, a display device formed by the gate electrode overlaid with a gate insulating film on the semiconductor thin film and one surface thereof, the semiconductor thin film, the said other after forming the small polycrystalline silicon of the amorphous silicon or relatively grain size on a substrate,
    レーザ光を照射して比較的粒径の大きな多結晶シリコンに結晶化したものであり、 該他方の基板の表面を分割線に沿って区画し少なくとも第一及び第二の分割領域を規定する一方、レーザ光を整形して少なくとも各分割領域を部分的に照射できる様にレーザ光の照射領域を調整した後、第一の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第一の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化し、更に第二の分割領域に対して照射領域を該分割線と平行な方向に走査しながら繰り返しレーザ光を照射して該第二の分割領域に含まれる半導体薄膜を結晶化したものであり、 第一の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域と第二の分割領域に照射されるレーザ光の照射領域を互いに端部で重ね合わ Is obtained by crystallization in a large polysilicon relatively particle diameter is irradiated with a laser beam, while defining at least first and second divided regions partitioned along the dividing line of the surface of the substrate of said other after adjusting the irradiation area of ​​the laser beam as it partially irradiating at least each of the divided regions to shape the laser beam, the irradiation area is scanned in the split line in a direction parallel to the first divided region while repeating by irradiating a laser beam to crystallize the semiconductor thin film contained in said first divided area, further repeating the laser beam while scanning the irradiation region to the split line in a direction parallel to the second divided area irradiating the are those of the semiconductor thin film contained in said second divided region crystallized, irradiation of laser light irradiated to the irradiation area and a second divided region of the laser beam irradiated to the first divided region superimposed together end regions た上で、照射領域内で重なりが生じる端部の少なくとも片方は、該分割線と平行な幅寸法が、重なりの生じない部分の幅寸法に比べ80%以下となるように調整して結晶化されたものであることを特徴とする表示装置。 And on at least one end portion which overlaps the irradiation area occurs, split line parallel to the width dimension, crystallized and adjusted to be 80% or less than the width dimension of the portion causing no overlapping display device characterized by those which are.
JP11123516A 1999-04-30 1999-04-30 Method for crystalizing semiconductor thin film and laser irradiation device Abandoned JP2000315652A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11123516A JP2000315652A (en) 1999-04-30 1999-04-30 Method for crystalizing semiconductor thin film and laser irradiation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11123516A JP2000315652A (en) 1999-04-30 1999-04-30 Method for crystalizing semiconductor thin film and laser irradiation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000315652A true JP2000315652A (en) 2000-11-14

Family

ID=14862557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11123516A Abandoned JP2000315652A (en) 1999-04-30 1999-04-30 Method for crystalizing semiconductor thin film and laser irradiation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000315652A (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003289041A (en) * 2002-03-27 2003-10-10 Sharp Corp Method for reducing uneven part in laser crystallization by laser beam and mask to be used for laser crystallization process
JP2006516356A (en) * 2002-08-19 2006-06-29 ザ トラスティーズ 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 Laser crystallization method and apparatus as well as the structure of such a film areas of the substrate of the film area to the edge area to a minimum
JP2008040192A (en) * 2006-08-08 2008-02-21 Sony Corp Display device and method of manufacturing display device
JP2008091510A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Fujifilm Corp Laser annealing technique, semiconductor film, semiconductor device, and electrooptical device
JP2008091513A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Fujifilm Corp Laser annealing method, semiconductor film, semiconductor device, and electrooptical device
WO2009157373A1 (en) 2008-06-26 2009-12-30 株式会社Ihi Method and apparatus for laser annealing
WO2010097064A3 (en) * 2009-02-27 2010-10-21 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Laser crystallisation by irradiation
US8575607B2 (en) 2008-08-27 2013-11-05 Samsung Display Co., Ltd. Flat panel display device and method of manufacturing the same
US8859436B2 (en) 1996-05-28 2014-10-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors formed using sequential lateral solidification and devices formed thereon
US8871022B2 (en) 2007-11-21 2014-10-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparation of epitaxially textured thick films
US8883656B2 (en) 2002-08-19 2014-11-11 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Single-shot semiconductor processing system and method having various irradiation patterns
US8889569B2 (en) 2009-11-24 2014-11-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse sequential lateral soldification
US9012309B2 (en) 2007-09-21 2015-04-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Collections of laterally crystallized semiconductor islands for use in thin film transistors
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
US9466402B2 (en) 2003-09-16 2016-10-11 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
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

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8859436B2 (en) 1996-05-28 2014-10-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors formed using sequential lateral solidification and devices formed thereon
JP2003289041A (en) * 2002-03-27 2003-10-10 Sharp Corp Method for reducing uneven part in laser crystallization by laser beam and mask to be used for laser crystallization process
JP4873858B2 (en) * 2002-08-19 2012-02-08 ザ トラスティーズ 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 Laser crystallization method and apparatus as well as the structure of such a film areas of the substrate of the film area to the edge area to a minimum
JP2006516356A (en) * 2002-08-19 2006-06-29 ザ トラスティーズ 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 Laser crystallization method and apparatus as well as the structure of such a film areas of the substrate of the film area to the edge area to a minimum
US8883656B2 (en) 2002-08-19 2014-11-11 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Single-shot semiconductor processing system and method having various irradiation patterns
US9466402B2 (en) 2003-09-16 2016-10-11 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
JP2008040192A (en) * 2006-08-08 2008-02-21 Sony Corp Display device and method of manufacturing display device
US8460986B2 (en) 2006-08-08 2013-06-11 Sony Corporation Method for manufacturing a display device
JP2008091513A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Fujifilm Corp Laser annealing method, semiconductor film, semiconductor device, and electrooptical device
JP2008091510A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Fujifilm Corp Laser annealing technique, semiconductor film, semiconductor device, and electrooptical device
US9012309B2 (en) 2007-09-21 2015-04-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Collections of laterally crystallized semiconductor islands for use in thin film transistors
US8871022B2 (en) 2007-11-21 2014-10-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparation of epitaxially textured thick films
US8598050B2 (en) 2008-06-26 2013-12-03 Ihi Corporation Laser annealing method and apparatus
WO2009157373A1 (en) 2008-06-26 2009-12-30 株式会社Ihi Method and apparatus for laser annealing
US8575607B2 (en) 2008-08-27 2013-11-05 Samsung Display Co., Ltd. Flat panel display device and method of manufacturing the same
WO2010097064A3 (en) * 2009-02-27 2010-10-21 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Laser crystallisation by irradiation
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
US8889569B2 (en) 2009-11-24 2014-11-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse sequential lateral soldification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5895933A (en) Semiconductor device and method for its preparation
US5696386A (en) Semiconductor device
CN1252796C (en) Method for making amorphous silicon crystalize using mask
JP4296380B2 (en) Polysilicon crystallization method and the mask used therein
JP3778456B2 (en) A manufacturing method of the insulating gate type thin film semiconductor device
US5977559A (en) Thin-film transistor having a catalyst element in its active regions
US5771110A (en) Thin film transistor device, display device and method of fabricating the same
JP4744700B2 (en) An image display device including a thin film semiconductor device and a thin film semiconductor device
US7405114B2 (en) Laser irradiation apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US6495405B2 (en) Method of optimizing channel characteristics using laterally-crystallized ELA poly-Si films
KR100647735B1 (en) A method of fabricating a semiconductor device
KR100197780B1 (en) Tr and semicoductor circuit fabrication method
CN1136612C (en) Semiconductor circuits and semiconductor device
US20010023092A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP3503427B2 (en) A method of manufacturing a thin film transistor
KR100420230B1 (en) Semiconductor device
EP0681316A2 (en) Method of processing a thin film on a substrate for display
CN1161831C (en) Semiconductor device and its producing method
US5851860A (en) Semiconductor device and method for producing the same
US20010000154A1 (en) Thin film type monolithic semiconductor device
EP1049144A1 (en) Semiconductor thin film, method of producing the same, apparatus for producing the same, semiconductor device and method of producing the same
JP3216861B2 (en) Forming method and a thin film transistor fabrication method of the polycrystalline silicon film
US6130455A (en) Semiconductor device, thin film transistor having an active crystal layer formed by a line containing a catalyst element
US6734635B2 (en) Process of crystallizing semiconductor thin film and laser irradiation system
DE69531654T2 (en) A method for making a thin film semiconductor transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080902

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090120

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20090216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090306