JP2001319892A - Laser annealing apparatus and method for fabricating transistor - Google Patents

Laser annealing apparatus and method for fabricating transistor

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JP2001319892A
JP2001319892A JP2000138445A JP2000138445A JP2001319892A JP 2001319892 A JP2001319892 A JP 2001319892A JP 2000138445 A JP2000138445 A JP 2000138445A JP 2000138445 A JP2000138445 A JP 2000138445A JP 2001319892 A JP2001319892 A JP 2001319892A
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line
beam profile
long side
laser annealing
angle
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Hiroshi Mihashi
浩 三橋
Atsushi Nakamura
篤史 中村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make mass production practicable by enlarging the fluence margin of a line beam at the time of obtaining p-Si having a desired grain size uniformly by laser annealing a-Si. SOLUTION: A mirror 23 of an excimer laser annealing apparatus 14 is adjusted such that the widths of first and second steepnesses 27, 28 on the opposite sides of the plateau region [A-1] in the beam profile of a line beam satisfy a relation e1cosθ1<=e2cosθ2<=k.e2cosθ1 (θ1>θ2, k is not larger than 2). After θ1, θ2 of the beam profile are adjusted, respectively, to 85 deg. and 82 deg., a-Si formed on a first glass substrate 46 is annealed while being scanned in the direction from the point of θ1 toward the point of α2.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファスシリ
コン(以下a−Siと略称する。)等の半導体膜をアニ
ールして多結晶シリコン(以下p−Siと略称する。)
を得るために、半導体膜にラインビームを照射するレー
ザアニール装置及び、レーザアニールにより形成される
p−Siを半導体層とする薄膜トランジスタ(以下TF
Tと略称する。)の製造方法に関する。
The present invention relates to polycrystalline silicon (hereinafter abbreviated as p-Si) by annealing a semiconductor film such as amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si).
Laser irradiation apparatus for irradiating a semiconductor film with a line beam and a thin film transistor (hereinafter referred to as TF) having p-Si formed by laser annealing as a semiconductor layer.
Abbreviated as T. )).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大画面且つ高精細な液晶表示素子
のスイッチング素子として、電界移動度(μFE)が1
00〜200cm/Vsと高く、高い表示品位を得る
と共に液晶表示素子の駆動の高速化を実現可能であるこ
とから、p−Siを半導体層とする駆動回路一体型の多
結晶薄膜トランジスタ(以下p−SiTFTと略称す
る。)の実用化が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a switching element of a large-screen and high-definition liquid crystal display element, an electric field mobility (μFE) of 1 is known.
Since it is as high as 00 to 200 cm 2 / Vs, high display quality can be obtained and the driving speed of the liquid crystal display element can be increased, a polycrystalline thin film transistor integrated with a driving circuit using p-Si as a semiconductor layer (hereinafter referred to as p -SiTFT) is being put to practical use.

【0003】一般にp−Siは、a−Siにエキシマレ
ーザ等のレーザビームを照射して多結晶化するレーザア
ニール法により形成されている。具体的には、例えば発
振周波数300Hzのレーザビームを、a−Si表面で
長さ250mm、幅0.4mmのラインビームとなるよ
う成形し、各パルス毎に照射領域を一部オーバラップさ
せながらa−Si表面を順次走査してa−Siをアニー
ルしp−Siを形成していた。
[0003] In general, p-Si is formed by a laser annealing method in which a-Si is irradiated with a laser beam such as an excimer laser to be polycrystallized. Specifically, for example, a laser beam having an oscillation frequency of 300 Hz is formed on the a-Si surface into a line beam having a length of 250 mm and a width of 0.4 mm. -Si surface was sequentially scanned to anneal a-Si to form p-Si.

【0004】一方p−SiTFTの電界移動度は、アニ
ールにより形成されるp−Siの粒径の大きさにより決
定されるが、このp−Siの粒径はa−Siに照射する
ラインビームの照射エネルギー密度であるフルエンスF
に大きく依存する。すなわち、フルエンスFが増大する
につれてアニール後に冷却形成されるp−Siの粒径が
増大する。そして電界移動度100cm/Vs以上の
高性能p−SiTFTを得るためには、所定のF1とい
う或るフルエンスよりも高いフルエンスが必要である。
ここで高い電界移動度を得るためにアニールに用いるラ
インビームのフルエンスをF1から増大させていくと、
p−Siの粒径も増大するが、あるフルエンスF2を境
にp−Siは微結晶粒となり、所望電界移動度を有する
TFT特性を得ることができなくなってしまう。
On the other hand, the electric field mobility of a p-Si TFT is determined by the size of the grain size of p-Si formed by annealing. Fluence F, irradiation energy density
Greatly depends on That is, as the fluence F increases, the particle size of p-Si formed by cooling after annealing increases. In order to obtain a high-performance p-Si TFT having an electric field mobility of 100 cm 2 / Vs or more, a fluence higher than a certain fluence of F1 is required.
Here, if the fluence of the line beam used for annealing is increased from F1 in order to obtain a high electric field mobility,
Although the particle size of p-Si also increases, the p-Si becomes fine crystal grains at a certain fluence F2, and it becomes impossible to obtain TFT characteristics having a desired electric field mobility.

【0005】このようにp−SiTFTの電界移動度に
影響を与えるp−Siの粒径は、p−Siをセコエッチ
ング液と呼ばれる液でエッチングして、走査電子顕微鏡
で観察することによって求めることができる。この方法
を利用して、従来はラインビームのフルエンスを、p−
Siの粒径をある程度大きく形成出来る、上記F1から
F2の範囲で選択し、所望の高い電界移動度を示すp−
SiTFTを得ていた。
[0005] The particle size of p-Si, which affects the electric field mobility of the p-Si TFT, can be determined by etching p-Si with a liquid called a Seco etchant and observing it with a scanning electron microscope. Can be. Utilizing this method, the fluence of the line beam is conventionally reduced to p-
P- is selected from the range of F1 to F2, which can form the Si particle size to some extent, and exhibits a desired high electric field mobility.
SiTFT had been obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来は、
高い電界移動度を有するp−SiTFTを得るため、
a−Siをアニールして所望の大きさの粒径のp−Si
を形成するラインビームのフルエンスのF1からF2迄
の幅 (フルエンスマージン)が非常に狭かった。このた
めレーザ発振装置からの発振レーザの変動により、ライ
ンビームのフルエンスはF1からF2のフルエンスマー
ジンから外れやすく、a−Siの良好なアニールが行え
ず、形成したp−Siの粒径が不均一となりひいては基
板全面にわたり特性の揃った高性能のp−SiTFTを
得られず、p−SiTFT量産時の生産歩留まりを低下
するという問題を生じていた。
However, conventionally,
In order to obtain a p-Si TFT having high electric field mobility,
a-Si is annealed to obtain p-Si having a desired particle size.
The width (fluence margin) from F1 to F2 of the fluence of the line beam forming was very narrow. For this reason, the fluence of the line beam is likely to deviate from the fluence margin of F1 to F2 due to the fluctuation of the oscillation laser from the laser oscillation device, the a-Si cannot be favorably annealed, and the grain size of the formed p-Si is uneven. As a result, a high-performance p-SiTFT having uniform characteristics over the entire surface of the substrate cannot be obtained, resulting in a problem that the production yield at the time of mass production of the p-SiTFT is reduced.

【0007】本発明は上記課題を除去するもので、a−
Siをレーザアニールして所望の大きさの結晶粒径を有
するp−Siを形成するためのラインビームのフルエン
スマージンの拡大を図り、高電界移動度を示す高性能な
p−SiTFTの量産を可能にするレーザアニール装置
及び薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的
とする。
[0007] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a-
The laser beam anneal of Si increases the fluence margin of the line beam to form p-Si with a desired crystal grain size, enabling mass production of high-performance p-Si TFTs exhibiting high electric field mobility. It is an object of the present invention to provide a laser annealing apparatus and a method of manufacturing a thin film transistor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、レーザ光を発振する発振手段と、前記レーザ
光を、走査方向を横軸としたときの台形のビームプロフ
ァイルが、d1cosθ1≦d2cosθ2≦k・d2cosθ1
(但しd1、d2はビームプロファイルのスティープネ
ス、θ1はd1と台形の長辺との成す角、θ2はd2と
台形の長辺との成す角でありθ1>θ2、係数kは1以
上3以下の実数とする。)となるラインビームに整形す
るホモジナイザを有するビーム整形手段と、前記ライン
ビームを被照射体上にて前記θ1を有する側から前記θ
2を有する側に相対的に走査する走査手段とを設けるも
のである。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an oscillating means for oscillating a laser beam, and a trapezoidal beam profile when the laser beam is set to a horizontal axis in a scanning direction is d1 cos θ1 ≦ d2cosθ2 ≦ k · d2cosθ1
(Where d1 and d2 are the steepness of the beam profile, θ1 is the angle between d1 and the long side of the trapezoid, θ2 is the angle between d2 and the long side of the trapezoid, θ1> θ2, and the coefficient k is 1 or more and 3 or less. And a beam shaping means having a homogenizer for shaping the line beam into a line beam, and the line beam from the side having the above θ1 on the irradiation object.
And scanning means for relatively scanning on the side having 2.

【0009】又本発明は上記課題を解決するため、レー
ザ光を発振する発振手段と、前記レーザ光を、走査方向
を横軸としたときの台形のビームプロファイルが、e1
cosθ1≦e2cosθ2≦k・e2cosθ1(但しe1、e2
はビームプロファイルのスティープネスd1、d2を台
形の長辺と短辺との間に任意に引いた2本の平行線で切
り出した部分、θ1はe1と長辺側の平行線との成す
角、θ2はe2と長辺側の平行線との成す角でありθ1
>θ2、係数kは1以上3以下の実数とする。)となる
ラインビームに整形するホモジナイザを有するビーム整
形手段と、前記ラインビームを被照射体上にて前記θ1
を有する側から前記θ2を有する側に相対的に走査する
走査手段とを設けるものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an oscillation unit for oscillating a laser beam, and a trapezoidal beam profile of the laser beam when the scanning direction is represented by a horizontal axis is e1.
cosθ1 ≦ e2cosθ2 ≦ k · e2cosθ1 (however, e1, e2
Is the portion of the steepness d1, d2 of the beam profile cut out by two parallel lines arbitrarily drawn between the long side and the short side of the trapezoid, θ1 is the angle between e1 and the parallel line on the long side, θ2 is the angle between e2 and the parallel line on the long side, and θ1
> Θ2, and the coefficient k is a real number from 1 to 3. ), A beam shaping means having a homogenizer for shaping the line beam into
Scanning means for relatively scanning from the side having θ2 to the side having θ2.

【0010】又本発明は上記課題を解決するため、絶縁
基板上に堆積される非単結晶シリコンにラインビームを
照射して成る多結晶シリコンを半導体層とする薄膜トラ
ンジスタの製造方法において、前記絶縁基板上に前記非
単結晶シリコンを堆積する工程と、前記非単結晶シリコ
ン上にて、走査方向を横軸としたときの台形のビームプ
ロファイルがd1cosθ1≦d2cosθ2≦k・d2cosθ1
(但しd1、d2はビームプロファイルのスティープネ
ス、θ1はd1と台形の長辺との成す角、θ2はd2と
台形の長辺との成す角でありθ1>θ2、係数kは1以
上3以下の実数とする。)となるラインビームを、前記
θ1を有する側から前記θ2を有する側に相対的に走査
して、前記非単結晶シリコンをアニールして多結晶シリ
コンに結晶化する工程とを実施するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor using polycrystalline silicon as a semiconductor layer by irradiating a non-single-crystal silicon deposited on an insulating substrate with a line beam. Depositing the non-single-crystal silicon thereon, and forming a trapezoidal beam profile on the non-single-crystal silicon when the scanning direction is the horizontal axis, d1cosθ1 ≦ d2cosθ2 ≦ k · d2cosθ1
(Where d1 and d2 are the steepness of the beam profile, θ1 is the angle between d1 and the long side of the trapezoid, θ2 is the angle between d2 and the long side of the trapezoid, θ1> θ2, and the coefficient k is 1 or more and 3 or less. The relative beam from the side having θ1 to the side having θ2 to anneal the non-single-crystal silicon to crystallize it into polycrystalline silicon. It is to be implemented.

【0011】又本発明は上記課題を解決するため、絶縁
基板上に堆積される非単結晶シリコンにラインビームを
照射して成る多結晶シリコンを半導体層とする薄膜トラ
ンジスタの製造方法において、前記絶縁基板上に前記非
単結晶シリコンを堆積する工程と、前記非単結晶シリコ
ン上にて、走査方向を横軸としたときの台形のビームプ
ロファイルがe1cosθ1≦e2cosθ2≦k・e2cosθ1
(但しe1、e2はビームプロファイルのスティープネ
スd1、d2を台形の長辺と短辺との間に任意に引いた
2本の平行線で切り出した部分、θ1はe1と長辺側の
平行線との成す角、θ2はe2と長辺側の平行線との成
す角でありθ1>θ2、係数kは1以上3以下の実数と
する。)となるラインビームを、前記θ1を有する側か
ら前記θ2を有する側に相対的に走査して、前記非単結
晶シリコンをアニールして多結晶シリコンに結晶化する
工程とを実施するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor using polycrystalline silicon as a semiconductor layer by irradiating a non-single-crystal silicon deposited on an insulating substrate with a line beam. Depositing the non-single-crystal silicon thereon, and forming a trapezoidal beam profile on the non-single-crystal silicon when the scanning direction is the horizontal axis, e1cosθ1 ≦ e2cosθ2 ≦ k · e2cosθ1
(However, e1 and e2 are portions obtained by cutting out the steepness d1 and d2 of the beam profile by two parallel lines arbitrarily drawn between the long side and the short side of the trapezoid, and θ1 is the parallel line between e1 and the long side. And θ2 is the angle between e2 and the parallel line on the long side, and θ1> θ2, and the coefficient k is a real number of 1 or more and 3 or less. Scanning relatively to the side having θ2 to anneal the non-single-crystal silicon to crystallize it into polycrystalline silicon.

【0012】そして本発明は上記構成により、ラインビ
ームのビームプロファイルの形状から、a−Siに照射
するラインビームのフルエンスマージンを広げられるよ
うビームプロファイルを調整後、a−Si上にて走査方
向先端側に比し後端側の照射強度が強くなる方向にライ
ンビームを走査してアニールすることにより、所望の粒
径のp−Siを容易に得られ、量産時においても高い電
界移動度を有する高性能なp−SiTFTを基板全面に
わたり均一且つ高い歩留まりで得るものである。
According to the present invention, the beam profile is adjusted from the shape of the beam profile of the line beam so that the fluence margin of the line beam irradiated on the a-Si can be widened, and then the leading end of the line beam on the a-Si is scanned. Annealing by scanning a line beam in the direction in which the irradiation intensity on the rear end side becomes stronger than that on the side, p-Si with a desired particle size can be easily obtained, and has high electric field mobility even during mass production. It is intended to obtain a high-performance p-Si TFT uniformly and at a high yield over the entire surface of a substrate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】先ず本発明の原理について述べ
る。絶縁基板上に堆積される例えばa−Siにラインビ
ームを照射してp−Siを形成するレーザアニール法に
おいて、良好なアニールを得るためにはラインビームの
短軸方向であり絶縁基板上における走査方向を横軸とす
るラインビームの強度分布であるビームプロファイル
は、図1に点線で示すように矩形[E]であることが理
想とされる。しかしながら、レーザアニール装置により
実際に形成されるラインビーム2の短軸方向のビームプ
ロファイルを、CCDプロファイラを用いて測定する
と、実際には図1に実線で示すように概略長方形に近い
台形々状[F]を示している。即ち、ビームプロファイ
ルが一定である平らなプラトー領域[A]の両側には、
裾に向かって強度が落ちるスティープネス[D1]、
[D2]が形成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the present invention will be described. For example, in a laser annealing method in which a-Si deposited on an insulating substrate is irradiated with a line beam to form p-Si, in order to obtain good annealing, scanning is performed on the insulating substrate in the short-axis direction of the line beam. Ideally, the beam profile, which is the intensity distribution of the line beam with the direction as the horizontal axis, is a rectangle [E] as shown by a dotted line in FIG. However, when the beam profile in the short-axis direction of the line beam 2 actually formed by the laser annealing apparatus is measured using a CCD profiler, a trapezoidal shape substantially close to a rectangle as shown by a solid line in FIG. F]. That is, on both sides of a flat plateau region [A] where the beam profile is constant,
Steepness [D1] whose strength decreases toward the hem,
[D2] is formed.

【0014】このような概略長方形に近い台形々状のビ
ームプロファイルを有するラインビームにてa−Siを
良好にアニールするには、例えば図2に示すように絶縁
基板1上にてラインビーム2を矢印v方向に走査する
が、照射強度の調整等によりプラトー領域がCCDプロ
ファイラでは検出不可能な程度に傾斜する場合がある。
このような場合、従来では種々サンプル基板を用いて、
少なくともラインビーム2の走査方向後端側にてより十
分な照射強度が保持される様調整していた。しかしなが
らレーザアニール装置にあっては、レーザ発振装置から
のレーザ光が変動し易く、一部部品の交換等によっても
容易に変動してしまい、時としてその出射方向が変わっ
てしまうこともあり、常に良好なビームプロファイルで
適正な走査をすることが困難であった。
In order to satisfactorily anneal a-Si with a line beam having such a trapezoidal beam profile close to a substantially rectangular shape, for example, as shown in FIG. Although scanning is performed in the direction of arrow v, the plateau region may be inclined to such an extent that it cannot be detected by the CCD profiler due to adjustment of the irradiation intensity or the like.
In such a case, conventionally, using various sample substrates,
At least at the rear end side in the scanning direction of the line beam 2, adjustment was made so that a sufficient irradiation intensity was maintained. However, in a laser annealing device, the laser light from the laser oscillation device is liable to fluctuate, and also easily fluctuates due to replacement of some parts, and sometimes the emission direction is changed. It has been difficult to perform proper scanning with a good beam profile.

【0015】従って本発明はプラトー領域[A]のビー
ムプロファイルを、両側のステイープネス[D1]、
[D2]の幅( d1cosθ1、d2cosθ2)の違いから
検知して、ステイープネス[D1]、[D2]の幅と、
走査方向とを所定の関係を満たすよう制御することによ
り良好な結晶化を可能にしたものである。
Therefore, according to the present invention, the beam profile in the plateau region [A] is changed to the steepness [D1],
Detected from the difference in the width of [D2] (d1cosθ1, d2cosθ2), the width of the steepness [D1], [D2] and
By controlling the scanning direction so as to satisfy a predetermined relationship, good crystallization is enabled.

【0016】即ち図1のビームプロファイルを有するラ
インビームは、半導体膜上にて矢印x方向に走査するも
のとし、d1は走査方向後端側のスティープネス[D
1]の長さ、d2は走査方向先端側のスティープネス
[D2]の長さ、θ1は走査方向後端側のスティープネ
ス[D1]とビームプロファイルの長辺3との成す角
度、θ2は走査方向先端側のスティープネス[D2]と
ビームプロファイルの長辺3との成す角度であってθ1
>θ2、であり、d1cosθ1≦d2cosθ2≦k・d2cos
θ1(但し係数kは1以上3以下の実数とする。)とな
るビームプロファイルを示すラインビームに制御し、走
査することで、高い電界移動度のp−SiTFTを得る
ための所望の大きさの結晶粒径を有するp−Siを形成
するフルエンスエマージンを広く出来る事が判明した。
また、本発明者等の実験によれば、特にkが2に近いほ
どフルエンスエマージンをより広く設定出来る事が判明
した。
That is, the line beam having the beam profile shown in FIG. 1 scans the semiconductor film in the direction of the arrow x, and d1 is the steepness [D at the rear end in the scanning direction.
1], d2 is the length of the steepness [D2] on the leading end side in the scanning direction, θ1 is the angle between the steepness [D1] on the trailing end side in the scanning direction and the long side 3 of the beam profile, and θ2 is the scanning Is the angle formed by the steepness [D2] on the tip side in the direction and the long side 3 of the beam profile, and θ1
> Θ2, and d1cosθ1 ≦ d2cosθ2 ≦ k · d2cos
By controlling and scanning a line beam having a beam profile of θ1 (where the coefficient k is a real number of 1 or more and 3 or less), a desired size for obtaining a p-Si TFT having high electric field mobility is obtained by scanning. It has been found that a fluence margin for forming p-Si having a crystal grain size can be widened.
In addition, according to experiments performed by the present inventors, it has been found that the fluence margin can be set wider as k is closer to 2.

【0017】次に本発明の実施の形態を図3乃至図7を
参照して説明する。図3は、後述する第1のガラス基板
46上の例えば半導体膜としてa−Siをレーザアニー
ルするエキシマレーザアニール装置14である。エキシ
マレーザアニール装置14は、エキシマレーザビーム1
6を発振するエキシマレーザ発振器17、エキシマレー
ザビーム16を、ミラー23を介しラインビーム18に
成形するホモジナイザ20、ラインビーム18をステー
ジ21上にセットされる第1のガラス基板46上に集光
する集光レンズ22を有している。ステージ21は、水
平方向に移動可能であり、ステージ21の移動に従い、
ラインビーム18は、第1のガラス基板46上に形成さ
れるa−Siを走査アニールすることとなる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows an excimer laser annealing apparatus 14 that laser-anneals a-Si, for example, as a semiconductor film on a first glass substrate 46 described later. The excimer laser annealing device 14 controls the excimer laser beam 1
An excimer laser oscillator 17 oscillating 6, a homogenizer 20 for forming the excimer laser beam 16 into a line beam 18 via a mirror 23, and the line beam 18 are condensed on a first glass substrate 46 set on the stage 21. It has a condenser lens 22. The stage 21 is movable in the horizontal direction,
The line beam 18 scan-anneals a-Si formed on the first glass substrate 46.

【0018】次にエキシマレーザアニール装置14によ
り第1のガラス基板46上の例えば半導体膜としてa−
Siをアニールし、p−Siを形成する方法について述
べる。このa−Siはシランガス(SiH)及び水素
ガス(H)を用いたプラズマCVD法で成膜され、脱
水処理が施されたものである。新しいエキシマレーザア
ニール装置14を使用したり、あるいは従来から使用し
ていたエキシマレーザアニール装置14であっても、そ
の部品を交換した場合等にあっては、アニールを行う前
に、先ずエキシマレーザアニール装置14の調整を行い
ラインビーム18のビームプロファイルの調整を行う。
即ち、エキシマレーザアニール装置14の、ラインビー
ムの短軸方向である走査方向を横軸とするビームプロフ
ァイルをCCDプロファイラ(図示せず)で測定する
と、図5に点線で示す様なビームプロファイル(ア)を
得られる。このビームプロファイル(ア)は、ビームプ
ロファイルが一定である平らなプラトー領域[A−1]
の両側に傾斜の異なる第1及び第2のスティープネス2
7、28を有する概略長方形に近い台形と成っている。
Next, the excimer laser annealing apparatus 14 is used to form a semiconductor film on the first glass substrate 46, for example, a-
A method for forming p-Si by annealing Si will be described. This a-Si is formed by a plasma CVD method using a silane gas (SiH 4 ) and a hydrogen gas (H 2 ), and is subjected to a dehydration treatment. If a new excimer laser annealing device 14 is used, or even if the excimer laser annealing device 14 that has been used in the past is replaced, the excimer laser annealing device must first be used before annealing. The device 14 is adjusted to adjust the beam profile of the line beam 18.
That is, when a beam profile of the excimer laser annealing apparatus 14 whose horizontal axis is the scanning direction, which is the short axis direction of the line beam, is measured by a CCD profiler (not shown), the beam profile shown by a dotted line in FIG. ) Is obtained. This beam profile (A) has a flat plateau region [A-1] where the beam profile is constant.
First and second steepnesses 2 having different inclinations on both sides of
It has a trapezoidal shape close to a substantially rectangular shape having 7,28.

【0019】この第1及び第2のスティープネス27、
28を台形の上底及び下底と平行な第1及び第2の切り
出し線30、31で切り、各スティープネスの第1及び
第2の切り出し線30、31で切られた切り出し部分3
2、33の長さe1、e2を測定したところ、第1のス
ティープネス27側の切り出し部分32の長さe1は1
00であり、第2のスティープネス28側の切り出し部
分33の長さe2は105であった。また各スティープ
ネスの切り出し部分32、33と、第2の切り出し線3
1との成す角をそれぞれθ1、θ2としたときに、θ1は
85°、θ2は80°であった。
The first and second steepnesses 27,
28 is cut by first and second cut lines 30 and 31 parallel to the upper and lower bases of the trapezoid, and the cut portion 3 cut by the first and second cut lines 30 and 31 of each steepness.
When the lengths e1 and e2 of the cutout portions 32 on the first steepness 27 side were measured, the lengths e1 and e2 of the cutout portions 32 were 1 and 1, respectively.
00, and the length e2 of the cutout portion 33 on the second steepness 28 side was 105. Also, the cutout portions 32 and 33 of each steepness and the second cutout line 3
When θ1 and θ2 were the angles formed with 1, respectively, θ1 was 85 ° and θ2 was 80 °.

【0020】この各スティープネスの第1及び第2の切
り出し線30、31で切られた切り出し部分32、33
の長さe1、e2をd1cosθ1≦d2cosθ2≦k・d2c
osθ1(θ1>θ2)に代入し、e1cosθ1≦e2cosθ2
≦k・e2cosθ1として実際に算出すると、e1cosθ1
は8.716、e2cosθ2は14.613と求まる。即
ち、このビームプロファイル(ア)にあってはe2cos
θ2はe1cosθ1の2倍を超えてしまい、所望のフルエン
スエマージンを満足するに至らない。
The cut portions 32, 33 cut by the first and second cut lines 30, 31 of each steepness.
The lengths e1 and e2 of d1cosθ1 ≦ d2cosθ2 ≦ k · d2c
osθ1 (θ1> θ2), e1cosθ1 ≦ e2cosθ2
When actually calculated as ≦ k · e2cosθ1, e1cosθ1
Is 8.716 and e2cos θ2 is 14.613. That is, in this beam profile (a), e2cos
θ2 exceeds twice e1cosθ1, which does not satisfy the desired fluence margin.

【0021】そこでラインビーム18のフルエンスエマ
ージンをさらにより広くするために、ホモジナイザ20
よりエキシマレーザ発振器17側であり且つエキシマレ
ーザ発振器17に最も近いミラー23の角度を調整し
て、ラインビーム18を図4に実線で示すビームプロフ
ァイル(イ)となるように調整する。即ちミラー23の
角度を調整してビームプロファイル(イ)のθ2を82
°とする。
Therefore, in order to further increase the fluence margin of the line beam 18, the homogenizer 20 is used.
The angle of the mirror 23, which is closer to the excimer laser oscillator 17 and closest to the excimer laser oscillator 17, is adjusted so that the line beam 18 has a beam profile (a) indicated by a solid line in FIG. That is, by adjusting the angle of the mirror 23, the θ2 of the beam profile (a) is set to 82
°.

【0022】これにより第2のスティープネス28側の
切り出し部分33の長さe2は104となり、e2cos
θ2が14.474と成ることから、e2cosθ2はe1c
osθ1の2倍以下と成る。このようなビームプロファイ
ル(イ)を示すラインビーム18を用いれば、a−Si
のアニール時の所望のフルエンスマージンを満足するこ
とが出来る。実際にステージ21を矢印y方向に6mm
/sで移動して、図5に示すように、第1のガラス基板
46上にアンダーコート層47を介し堆積される膜厚4
7mmのa−Siを、ビームプロファイル(イ)を有
し、レーザ周波数300Hzのラインビーム18によ
り、ビームプロファイル(イ)のθ1の点からθ2の点に
向かう方向である矢印z方向にオーバーラップが95%
と成るように走査してアニールを行い、p−Siを形成
すると、フルエンス320〜380mJ/cm2の範囲
で所望の結晶粒径が得られ、量産時の歩留まりが大幅に
改善される。
As a result, the length e2 of the cut-out portion 33 on the second steepness 28 side becomes 104, and e2cos
Since θ2 is 14.474, e2cosθ2 is e1c
osθ1 is twice or less. If a line beam 18 having such a beam profile (a) is used, a-Si
The desired fluence margin at the time of annealing can be satisfied. Actually, the stage 21 is moved 6 mm in the direction of the arrow y.
/ S, and the film thickness 4 deposited on the first glass substrate 46 via the undercoat layer 47 as shown in FIG.
The 7 mm a-Si has a beam profile (a), and the line beam 18 having a laser frequency of 300 Hz causes an overlap in the direction of the arrow z, which is the direction from the point θ1 to the point θ2 of the beam profile (a). 95%
When p-Si is formed by performing scanning so as to obtain p-Si, a desired crystal grain size can be obtained in a fluence of 320 to 380 mJ / cm 2 , and the yield during mass production is greatly improved.

【0023】このようにビームプロファイル(イ)を示
すようなラインビーム18を照射するようエキシマレー
ザアニール装置14を調整した後、第1のガラス基板4
6上のa−Siのアニールを行う事となる。尚ビームプ
ロファイルの調整は、エキシマレーザアニール装置14
のいずれかのミラーを調整すれば可能であるが、エキシ
マレーザ発振器17に最も近いミラーを調整するように
すれば、より精度の高い調整が可能となる。
After adjusting the excimer laser annealing apparatus 14 so as to irradiate the line beam 18 having the beam profile (a) as described above, the first glass substrate 4
6 will be annealed. Adjustment of the beam profile is performed by the excimer laser annealing apparatus 14.
Any of the mirrors can be adjusted, but if the mirror closest to the excimer laser oscillator 17 is adjusted, more accurate adjustment can be performed.

【0024】次に、エキシマレーザアニール装置14に
より図4に実線で示すビームプロファイル(イ)を有す
るラインビーム18にてa−Siをアニールして得られ
るp−Siを半導体層とするp−SiTFTの製造方法
について述べる。37は駆動回路一体型のp−Siアク
ティブマトリクス型液晶表示素子であり、p−SiTF
T38にて画素電極40を駆動するアレイ基板41と対
向基板42との間隙に、配向膜43a、43bを介して
液晶組成物44を封入してなっている。
Next, a p-Si TFT using p-Si as a semiconductor layer obtained by annealing a-Si with a line beam 18 having a beam profile (a) shown by a solid line in FIG. Will be described. Reference numeral 37 denotes a drive circuit integrated type p-Si active matrix type liquid crystal display element.
A liquid crystal composition 44 is sealed in the gap between the array substrate 41 for driving the pixel electrode 40 at T38 and the counter substrate 42 via the alignment films 43a and 43b.

【0025】アレイ基板41は、400mm×500m
mサイズの第1のガラス基板46上に窒化シリコン(S
iNx)膜及び酸化シリコン(SiOx)膜からなるア
ンダーコート層47を介しp−Siからなる活性層48
a、ドレイン領域48b、ソース領域48cを有する半
導体層48がパターン形成されている。半導体層48上
にはゲート絶縁膜50を介しゲート電極51が形成され
ている。更に層間絶縁膜52を介し画素電極40が形成
され、画素電極40及びソース領域48cがソース電極
53により接続され、ドレイン領域48b及び信号線
(図示せず)がドレイン電極54により接続されてい
る。又56は保護膜である。対向基板42は、第2のガ
ラス基板57上に対向電極58を有している。
The array substrate 41 is 400 mm × 500 m
Silicon nitride (S) is formed on a first glass substrate 46 of m size.
An active layer 48 made of p-Si via an undercoat layer 47 made of an iNx) film and a silicon oxide (SiOx) film
a, a semiconductor layer 48 having a drain region 48b and a source region 48c is patterned. On the semiconductor layer 48, a gate electrode 51 is formed via a gate insulating film 50. Further, the pixel electrode 40 is formed via the interlayer insulating film 52, the pixel electrode 40 and the source region 48c are connected by the source electrode 53, and the drain region 48b and the signal line (not shown) are connected by the drain electrode 54. Reference numeral 56 denotes a protective film. The counter substrate 42 has a counter electrode 58 on a second glass substrate 57.

【0026】アレイ基板41は、第1のガラス基板46
上にプラズマCVD法によりアンダーコート層47を形
成した後、a−Si(図示せず)をプラズマCVD法に
より膜厚47nmとなるよう成膜後、窒素(N2)雰囲
気中で500℃、10分間の熱処理を行い、膜中の水素
濃度を低下させる。この時、a−Siの膜厚を分光エリ
プソ法により求めた所実際の膜厚は47.5nmであっ
た。
The array substrate 41 includes a first glass substrate 46
After an undercoat layer 47 is formed thereon by a plasma CVD method, a-Si (not shown) is formed to a thickness of 47 nm by a plasma CVD method, and then formed at 500 ° C. in a nitrogen (N 2 ) atmosphere at 10 ° C. The heat treatment is performed for one minute to reduce the hydrogen concentration in the film. At this time, when the film thickness of a-Si was determined by the spectral ellipsometry, the actual film thickness was 47.5 nm.

【0027】その後、第1のガラス基板46をエキシマ
レーザアニール装置14のステージ21に載置し、ステ
ージ21をラインビーム18の長軸と垂直な矢印y方向
に6mm/sの速度で走査移動する事により、第1のガ
ラス基板46上のa−Siを、ビームプロファイル
(イ)を示すラインビーム18にて、θ1の点からθ2の
点に向かう方向である矢印z方向に走査してアニールす
る。ラインビーム18の照射サイズは200mm×0.
4mm、エキシマレーザ発振器17からの発振周波数は
300Hz、第1のガラス基板46上でのフルエンスは
350mJ/cm2、走査時のオーバーラップ率は95
%となるように設定し、第1のガラス基板46上にて第
1の領域[R]及び第2の領域[S]のa−Siを順次
走査アニールし、p−Siを形成する。
Thereafter, the first glass substrate 46 is placed on the stage 21 of the excimer laser annealing apparatus 14, and the stage 21 is moved by scanning at a speed of 6 mm / s in the direction of the arrow y perpendicular to the long axis of the line beam 18. Consequently, the a-Si on the first glass substrate 46 is annealed by scanning with the line beam 18 indicating the beam profile (a) in the direction of the arrow z, which is the direction from the point θ1 to the point θ2. . The irradiation size of the line beam 18 is 200 mm × 0.
4 mm, the oscillation frequency from the excimer laser oscillator 17 is 300 Hz, the fluence on the first glass substrate 46 is 350 mJ / cm 2 , and the overlap ratio during scanning is 95.
%, And a-Si of the first region [R] and the second region [S] are sequentially subjected to scan annealing on the first glass substrate 46 to form p-Si.

【0028】次いでフォトリソグラフィ技術を用いて、
第1のガラス基板46の両領域[R]、[S]に、p−
Siを半導体層48とするp−SiTFT38及び、画
素電極40を作成してアレイ基板41を形成後、シール
剤(図示せず)にて対向基板42と固着して液晶セルを
形成した後、間隙に液晶組成物44を封入しp−Siア
クティブマトリクス型液晶表示素子37を完成する。
Next, using photolithography technology,
In both regions [R] and [S] of the first glass substrate 46, p-
A p-Si TFT 38 having Si as a semiconductor layer 48 and a pixel electrode 40 are formed to form an array substrate 41, which is then fixed to a counter substrate 42 with a sealant (not shown) to form a liquid crystal cell. Then, a liquid crystal composition 44 is sealed therein to complete a p-Si active matrix type liquid crystal display element 37.

【0029】この様にして得られたp−Siアクティブ
マトリクス型液晶表示素子37は、第1のガラス基板4
6全面にわたり所望の結晶粒径を有するp−Siを半導
体層48とする事から、形成されたp−SiTFT38
は高い電界移動度を有し優れた特性を示し、大画面且つ
高精細で良好な表示品位を得られると共に駆動の高速化
を得られた。
The p-Si active matrix type liquid crystal display element 37 thus obtained is connected to the first glass substrate 4.
Since p-Si having a desired crystal grain size is used as the semiconductor layer 48 over the entire surface, the formed p-Si TFT 38 is formed.
Has a high electric field mobility and excellent characteristics, and has a large screen, high definition, good display quality, and high-speed driving.

【0030】この様に構成すれば、エキシマレーザ発振
器17からのエキシマレーザビーム16の変動にかかわ
らず、a−Siをアニールするラインビーム18を、そ
のビームプロファイル(イ)のスティープネスの傾斜角
度を、θ1を85°、θ2を82°としてe1cosθ1≦
e2cosθ2≦k・e2cosθ1でkが2以下の実数となる
よう調整し、その後ガラス基板46をビームプロファイ
ル(イ)のθ1の点からθ2の点に向かう方向に走査する
事により、 p−Siを所望の大きさの結晶粒径とする
ラインビーム18のフルエンスエマージンを広く出来
る。従って、高い電界移動度を示すp−SiTFT38
を均一且つ歩留まり良く量産する事が可能となり、高性
能なp−Siアクティブマトリクス型液晶表示素子37
の実用化が可能となる。
With this configuration, regardless of the fluctuation of the excimer laser beam 16 from the excimer laser oscillator 17, the line beam 18 that anneals the a-Si is formed by changing the inclination angle of the steepness of the beam profile (a). , Θ1 is 85 ° and θ2 is 82 °, e1cosθ1 ≦
By adjusting e2cosθ2 ≦ k · e2cosθ1 so that k is a real number of 2 or less, and then scanning the glass substrate 46 in the direction from the point θ1 to the point θ2 of the beam profile (a), p-Si is desired. The fluence margin of the line beam 18 having a crystal grain size of the size of can be widened. Therefore, the p-Si TFT 38 exhibiting high electric field mobility
Can be mass-produced uniformly and with high yield, and a high-performance p-Si active matrix liquid crystal display element 37
Can be put to practical use.

【0031】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、a−Siをアニールする時のラインビームのフルエ
ンスマージンを拡大出来るのであれば、ビームプロファ
イルの角度θ1、θ2は限定されない。又、ガラス基板上
でラインビームを走査する際の移動速度やオーバーラッ
プ率も必要に応じて任意である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be changed without departing from the spirit of the present invention, and the fluence margin of the line beam when annealing a-Si can be enlarged. If there is, the angles θ1 and θ2 of the beam profile are not limited. Further, the moving speed and the overlap ratio when scanning the line beam on the glass substrate are also optional as required.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、a
−Siをレーザアニールして、所望の大きさの結晶粒径
を有するp−Siを形成する際のラインビームのフルエ
ンスマージンを広く出来、レーザ発振器からのレーザビ
ームの変動にかかわらず、基板全面にわたり、高い電界
移動度を有するp−SiTFTを均一且つ歩留まり良く
量産可能となり、大画面、高精細且つ高性能の液晶表示
素子の実用化が可能となる。
As described above, according to the present invention, a
-The laser beam anneal of Si can increase the fluence margin of the line beam when forming p-Si having the desired grain size, and the entire surface of the substrate can be irrespective of the fluctuation of the laser beam from the laser oscillator. In addition, p-Si TFTs having high electric field mobility can be mass-produced uniformly and with high yield, and a large-screen, high-definition, high-performance liquid crystal display device can be put to practical use.

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

【図1】本発明の原理の、ラインビームのビームプロフ
ァイルを示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a beam profile of a line beam according to the principles of the present invention.

【図2】本発明の原理の、ラインビームの走査を示す説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing scanning of a line beam according to the principle of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態のエキシマレーザアニール
装置を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an excimer laser annealing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態のラインビームのビームプ
ロファイルを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a beam profile of a line beam according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態のラインビームの走査を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing scanning of a line beam according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態のp−Siアクティブマト
リクス型液晶表示素子を示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a p-Si active matrix type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態の第1のガラス基板のアニ
ール時の走査領域を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a scanning region at the time of annealing the first glass substrate according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14… エキシマレーザアニール装置 16…エキシマレーザビーム 17…エキシマレーザ発振器 18…ラインビーム 20…ホモジナイザ 21…ステージ 22…集光レンズ 23…ミラー 27…第1のスティープネス 28…第2のスティープネス 30…第1の切り出し線 31…第2の切り出し線 37… p−Siアクティブマトリクス型液晶表示素子 38… p−SiTFT 40…画素電極 41…アレイ基板 42…対向基板 44…液晶組成物 46…第1のガラス基板 48…半導体層 Reference Signs List 14 excimer laser annealing apparatus 16 excimer laser beam 17 excimer laser oscillator 18 line beam 20 homogenizer 21 stage 22 condensing lens 23 mirror 27 first steepness 28 second steepness 30 First cutout line 31 Second cutout line 37 p-Si active matrix liquid crystal display element 38 p-SiTFT 40 pixel electrode 41 array substrate 42 counter substrate 44 liquid crystal composition 46 first Glass substrate 48: Semiconductor layer

フロントページの続き Fターム(参考) 5F052 AA02 BA07 BB07 CA04 CA07 DA02 DB01 5F110 AA01 AA30 BB02 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 GG02 GG13 GG25 GG45 PP03 PP05 PP06 PP35 Continued on the front page F term (reference) 5F052 AA02 BA07 BB07 CA04 CA07 DA02 DB01 5F110 AA01 AA30 BB02 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 GG02 GG13 GG25 GG45 PP03 PP05 PP06 PP35

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を発振する発振手段と、 前記レーザ光を、走査方向を横軸としたときの台形のビ
ームプロファイルが、d1cosθ1≦d2cosθ2≦k・d
2cosθ1(但しd1、d2はビームプロファイルのステ
ィープネス、θ1はd1と台形の長辺との成す角、θ2
はd2と台形の長辺との成す角でありθ1>θ2、係数
kは1以上3以下の実数とする。)となるラインビーム
に整形するホモジナイザを有するビーム整形手段と、 前記ラインビームを被照射体上にて前記θ1を有する側
から前記θ2を有する側に相対的に走査する走査手段と
を具備する事を特徴とするレーザアニール装置。
An oscillation means for oscillating a laser beam, wherein a trapezoidal beam profile of the laser beam when the scanning direction is a horizontal axis is d1cosθ1 ≦ d2cosθ2 ≦ k · d
2 cos θ1 (where d1 and d2 are the steepness of the beam profile, θ1 is the angle between d1 and the long side of the trapezoid, θ2
Is the angle between d2 and the long side of the trapezoid, θ1> θ2, and the coefficient k is a real number of 1 or more and 3 or less. And a scanning unit that relatively scans the line beam from the side having θ1 to the side having θ2 on the irradiation object. A laser annealing apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 レーザ光を発振する発振手段と、 前記レーザ光を、走査方向を横軸としたときの台形のビ
ームプロファイルが、e1cosθ1≦e2cosθ2≦k・e
2cosθ1(但しe1、e2はビームプロファイルのステ
ィープネスd1、d2を台形の長辺と短辺との間に任意
に引いた2本の平行線で切り出した部分、θ1はe1と
長辺側の平行線との成す角、θ2はe2と長辺側の平行
線との成す角でありθ1>θ2、係数kは1以上3以下
の実数とする。)となるラインビームに整形するホモジ
ナイザを有するビーム整形手段と、 前記ラインビームを被照射体上にて前記θ1を有する側
から前記θ2を有する側に相対的に走査する走査手段と
を具備する事を特徴とするレーザアニール装置。
2. An oscillating means for oscillating a laser beam, wherein a trapezoidal beam profile of the laser beam when the scanning direction is a horizontal axis is e1cosθ1 ≦ e2cosθ2 ≦ k · e
2cos θ1 (where e1 and e2 are portions obtained by cutting out the steepness d1 and d2 of the beam profile by two parallel lines arbitrarily drawn between the long side and the short side of the trapezoid, and θ1 is parallel to e1 and the long side. Θ2 is the angle between e2 and the parallel line on the long side, and θ1> θ2, and the coefficient k is a real number of 1 or more and 3 or less.) A laser annealing apparatus, comprising: a shaping unit; and a scanning unit that relatively scans the line beam from the side having the θ1 to the side having the θ2 on the irradiation object.
【請求項3】 係数kを、ビームプロファイルの形状か
ら設定することを特徴とする請求項1または請求項2のい
ずれかに記載のレーザアニール装置。
3. The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the coefficient k is set based on the shape of the beam profile.
【請求項4】 係数kが2近傍であることを特徴とする
請求項3に記載のレーザアニール装置。
4. The laser annealing apparatus according to claim 3, wherein the coefficient k is close to 2.
【請求項5】 ビーム調整手段が、ホモジナイザより発
振手段側にあるミラーの傾斜を変えてラインビームのθ
1及び又はθ2を調整する事を特徴とする請求項3または
請求項4のいずれかに記載のレーザアニール装置。
5. The beam adjusting means changes the inclination of a mirror on the oscillation means side of the homogenizer to change the angle θ of the line beam.
The laser annealing apparatus according to claim 3, wherein 1 and / or θ2 is adjusted.
【請求項6】 ミラーが、発振手段に最も近いミラーで
あることを特徴とする請求項5に記載のレーザアニール
装置。
6. The laser annealing apparatus according to claim 5, wherein the mirror is a mirror closest to the oscillation unit.
【請求項7】 絶縁基板上に堆積される非単結晶シリコ
ンにラインビームを照射して成る多結晶シリコンを半導
体層とする薄膜トランジスタの製造方法において、 前記絶縁基板上に前記非単結晶シリコンを堆積する工程
と、 前記非単結晶シリコン上にて、走査方向を横軸としたと
きの台形のビームプロファイルがd1cosθ1≦d2cos
θ2≦k・d2cosθ1(但しd1、d2はビームプロファ
イルのスティープネス、θ1はd1と台形の長辺との成
す角、θ2はd2と台形の長辺との成す角でありθ1>
θ2、係数kは1以上3以下の実数とする。)となるラ
インビームを、前記θ1を有する側から前記θ2を有す
る側に相対的に走査して、前記非単結晶シリコンをアニ
ールして多結晶シリコンに結晶化する工程と、を具備す
る事を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
7. A method of manufacturing a thin film transistor using polycrystalline silicon as a semiconductor layer by irradiating non-single-crystal silicon deposited on an insulating substrate with a line beam, wherein the non-single-crystal silicon is deposited on the insulating substrate. And the trapezoidal beam profile on the non-single-crystal silicon when the scanning direction is the horizontal axis is d1cosθ1 ≦ d2cos
θ2 ≦ k · d2cos θ1 (where d1 and d2 are the steepness of the beam profile, θ1 is the angle between d1 and the long side of the trapezoid, θ2 is the angle between d2 and the long side of the trapezoid and θ1>
θ2 and the coefficient k are real numbers of 1 or more and 3 or less. A) relatively scanning the line beam from the side having the θ1 to the side having the θ2 to anneal the non-single-crystal silicon to crystallize it into polycrystalline silicon. A method for manufacturing a thin film transistor.
【請求項8】 絶縁基板上に堆積される非単結晶シリコ
ンにラインビームを照射して成る多結晶シリコンを半導
体層とする薄膜トランジスタの製造方法において、 前記絶縁基板上に前記非単結晶シリコンを堆積する工程
と、 前記非単結晶シリコン上にて、走査方向を横軸としたと
きの台形のビームプロファイルがe1cosθ1≦e2cos
θ2≦k・e2cosθ1(但しe1、e2はビームプロファ
イルのスティープネスd1、d2を台形の長辺と短辺と
の間に任意に引いた2本の平行線で切り出した部分、θ
1はe1と長辺側の平行線との成す角、θ2はe2と長
辺側の平行線との成す角でありθ1>θ2、係数kは1
以上3以下の実数とする。)となるラインビームを、前
記θ1を有する側から前記θ2を有する側に相対的に走
査して、前記非単結晶シリコンをアニールして多結晶シ
リコンに結晶化する工程と、を具備する事を特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。
8. A method of manufacturing a thin film transistor using polycrystalline silicon as a semiconductor layer by irradiating non-single-crystal silicon deposited on an insulating substrate with a line beam, wherein the non-single-crystal silicon is deposited on the insulating substrate. And the trapezoidal beam profile on the non-single-crystal silicon when the scanning direction is the horizontal axis is e1cosθ1 ≦ e2cos
θ2 ≦ k · e2 cos θ1 (where e1 and e2 are portions obtained by arbitrarily drawing two steepnesses d1 and d2 of the beam profile between the long side and the short side of the trapezoid, θ
1 is the angle between e1 and the parallel line on the long side, θ2 is the angle between e2 and the parallel line on the long side, and θ1> θ2, and the coefficient k is 1
It is a real number of 3 or more and 3 or less. A) relatively scanning the line beam from the side having the θ1 to the side having the θ2 to anneal the non-single-crystal silicon to crystallize it into polycrystalline silicon. A method for manufacturing a thin film transistor.
【請求項9】 係数kを、ビームプロファイルの形状か
ら設定することを特徴とする請求項7または請求項8の
いずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the coefficient k is set based on the shape of the beam profile.
【請求項10】 係数kが2近傍であることを特徴とする
請求項9に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
10. The method according to claim 9, wherein the coefficient k is close to 2.
【請求項11】 発振手段からのレーザ光をホモジナイ
ザにてラインビームに形成するレーザアニール装置の、
前記ホモジナイザより発前記振手段側にあるミラーの傾
斜を変えて前記ラインビームのビームプロファイルのθ
1とθ2を調整した後に、モルファスシリコンをアニール
する事を特徴とする請求項9又は請求項10のいずれか
に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
11. A laser annealing apparatus for forming a laser beam from an oscillating means into a line beam with a homogenizer.
The inclination of the mirror on the oscillation means side from the homogenizer is changed to change the beam profile of the line beam by θ.
11. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 9, wherein morphous silicon is annealed after adjusting 1 and θ2.
【請求項12】 ミラーが、発振手段に最も近いミラー
であることを特徴とする請求項11に記載の薄膜トラン
ジスタの製造方法。
12. The method according to claim 11, wherein the mirror is a mirror closest to the oscillating means.
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