JP2006222211A - Semiconductor device substrate, its manufacturing method, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体を改質することができる半導体素子基板の製造方法およびその製造方法により製造された半導体素子基板、ならびにその半導体素子基板を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor element substrate manufacturing method capable of modifying a semiconductor, a semiconductor element substrate manufactured by the manufacturing method, and a display device including the semiconductor element substrate.
近年、大型フラットパネルディスプレイ等の液晶表示装置の分野では、安価で性能の安定した半導体薄膜のプロセス開発が望まれており、精力的に研究されている。従来、シリコン系半導体材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリコンおよびアモルファスシリコン等が用いられている。 In recent years, in the field of liquid crystal display devices such as large flat panel displays, development of a process for a semiconductor thin film that is inexpensive and stable in performance has been desired and has been energetically studied. Conventionally, single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or the like has been used as a silicon-based semiconductor material.
単結晶シリコンは、電子移動度も高く、CPU(Central Processing Unit)やLSI(Large Scale Integrated circuit)等の高速動作を必要とする半導体装置の製造に広く用いられている。しかしながら、単結晶シリコンの薄膜を形成する際の温度は極めて高いために、液晶表示装置の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)基板の製造に用いることはできない。 Single crystal silicon has high electron mobility, and is widely used in the manufacture of semiconductor devices that require high-speed operation such as a CPU (Central Processing Unit) and an LSI (Large Scale Integrated circuit). However, since the temperature when forming a thin film of single crystal silicon is extremely high, it cannot be used for manufacturing a thin film transistor (TFT) substrate of a liquid crystal display device.
そこで、従来、低温でガラス基板上に容易に形成することができるアモルファスシリコンが、液晶表示装置のTFT基板の製造に広く用いられている。しかしながら、単結晶シリコンの電子移動度が1500cm2/V・sであるのに対して、アモルファスシリコンの電子移動度は0.5cm2/V・s程度であり、アモルファスシリコンの電子移動度は単結晶シリコンに比して極めて低い。したがって、アモルファスシリコンでは、液晶ディスプレイの駆動回路等の高速動作を実現することは難しく、優れた液晶画面を得ることは困難である。また、アモルファスシリコンには、膜中の欠陥密度が大きいという問題や、光や電気的ストレスにより欠陥密度が経時的に増加して、しきい電圧Vthが変動するために、安定性が極めて悪いという問題がある。 Therefore, conventionally, amorphous silicon that can be easily formed on a glass substrate at a low temperature has been widely used for manufacturing a TFT substrate of a liquid crystal display device. However, while the electron mobility of the single crystal silicon is 1500cm 2 / V · s, the electron mobility of amorphous silicon is about 0.5cm 2 / V · s, the electron mobility of amorphous silicon single Extremely low compared to crystalline silicon. Therefore, with amorphous silicon, it is difficult to achieve high-speed operation of a liquid crystal display drive circuit and the like, and it is difficult to obtain an excellent liquid crystal screen. In addition, amorphous silicon has a problem that the defect density in the film is large, and the defect voltage increases with time due to light and electrical stress, and the threshold voltage Vth fluctuates. There's a problem.
このため、近年では、液晶表示装置の性能向上のために、多結晶シリコンが用いられている。従来、多結晶シリコン薄膜の形成方法としては、化学気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition)により多結晶シリコン薄膜を形成する方法が用いられていたが、この方法では、得られる多結晶シリコン薄膜の品質が低いという問題があった。この理由として、CVDにより得られる結晶粒径が数10nm程度と非常に小さく、それぞれの結晶粒が無秩序な方位をとっていること、結晶粒界にダングリングボンドが生成し、欠陥順位が形成されることで安定性が低くなってしまうということが挙げられる。 For this reason, in recent years, polycrystalline silicon has been used to improve the performance of liquid crystal display devices. Conventionally, as a method of forming a polycrystalline silicon thin film, a method of forming a polycrystalline silicon thin film by chemical vapor deposition (CVD) has been used. In this method, the obtained polycrystalline silicon thin film is used. There was a problem of low quality. This is because the crystal grain size obtained by CVD is as small as several tens of nanometers, each crystal grain has a disordered orientation, dangling bonds are formed at the grain boundaries, and defect ranks are formed. It will be said that stability will become low.
そこで、現在では、ガラス基板上に形成したアモルファスシリコン薄膜に対して後処理を行うことで、欠陥密度の小さい多結晶シリコンを得る方法が主として用いられている。この方法としては、アモルファスシリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融させ、その溶融シリコンが冷却凝固するときに多結晶シリコンを得るレーザアニール法が広く知られている。しかしながら、レーザアニール法には、レーザ光照射装置が高価である、ランニングコストが高いというコスト的な問題ばかりではなく、レーザビームを絞ってアモルファスシリコン薄膜に照射するために、大面積を均一に処理することが困難であり、生産性の低下を招いてしまうという問題もある。 Therefore, at present, a method of obtaining polycrystalline silicon having a low defect density by performing post-processing on an amorphous silicon thin film formed on a glass substrate is mainly used. As this method, a laser annealing method is widely known in which an amorphous silicon thin film is irradiated with a laser beam and melted, and polycrystalline silicon is obtained when the molten silicon is cooled and solidified. However, the laser annealing method is not only expensive due to the high cost of laser light irradiation equipment, but also has a high running cost. In addition, the laser beam is focused to irradiate the amorphous silicon thin film so that a large area can be processed uniformly. There is also a problem that it is difficult to do so, leading to a decrease in productivity.
また、アモルファスシリコン薄膜の一部分にシリコン結晶の核となるようにリン(P)またはホウ素(B)をドーピングして、シリコン結晶の固相成長による結晶化を選択的に開始させることにより、大粒径結晶シリコンを得るパーシャルドーピング法が知られている。しかしながら、この方法は、加熱により結晶を成長させるので、600℃程度の軟化温度を有するガラス基板等では利用できない。 In addition, phosphorus (P) or boron (B) is doped into a part of the amorphous silicon thin film so as to be a nucleus of the silicon crystal, and the crystallization by solid phase growth of the silicon crystal is selectively started. A partial doping method for obtaining a crystalline silicon is known. However, since this method grows crystals by heating, it cannot be used for glass substrates having a softening temperature of about 600 ° C.
これに対し、アモルファスシリコンの結晶化工程において高周波を作用させると、アモルファスシリコンの結晶化が促進されるという現象が報告されている。例えば、単結晶シリコン基板上に設けられた酸化膜上にアモルファスシリコン薄膜を成膜し、このアモルファスシリコン薄膜上にマイクロ波(2.54G,450±50W)を照射しながら550℃で熱処理すると、3時間で結晶化することが報告されている(例えば非特許文献1参照)。
On the other hand, it has been reported that when high frequency is applied in the crystallization process of amorphous silicon, the crystallization of amorphous silicon is promoted. For example, when an amorphous silicon thin film is formed on an oxide film provided on a single crystal silicon substrate and heat-treated at 550 ° C. while irradiating microwaves (2.54 G, 450 ± 50 W) on the amorphous silicon thin film, It has been reported that crystallization takes place in 3 hours (see Non-Patent
また、照射温度や照射時間を調整しながら、導波管からアモルファスシリコン薄膜に直接的にマイクロ波を照射することにより、アモルファスシリコン薄膜を改質する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。また、電界強度が最大となるように、基板位置を調整棒により調整するようにしながら、導波管からアモルファスシリコン薄膜に直接的にマイクロ波を照射することにより、アモルファスシリコン薄膜を改質する方法が提案されている(例えば特許文献2参照)。しかしながら、これらの方法は、アモルファス薄膜面内での均一性が不足し、また、プロセスが長時間プロセスであるため、量産性に対応できるものではない。 Further, a method for modifying an amorphous silicon thin film by directly irradiating the amorphous silicon thin film with a microwave from a waveguide while adjusting the irradiation temperature and irradiation time has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ). A method for modifying an amorphous silicon thin film by directly irradiating microwaves from the waveguide to the amorphous silicon thin film while adjusting the position of the substrate with an adjusting rod so that the electric field intensity becomes maximum. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, these methods have insufficient uniformity in the surface of the amorphous thin film, and the process is a long-time process, so that they cannot cope with mass productivity.
また、単結晶シリコン基板に熱酸化膜を形成し、その上にアモルファスシリコン薄膜を形成し、さらに、この上に中央部を除いてニッケル薄膜を形成し、その中央部にゲート絶縁膜とゲート電極を形成した後、アモルファスシリコン/ニッケル積層膜を電界印加電極で挟んで直流電界を作用させながら500℃で熱処理すると、シリコンの結晶成長は直流電界の方向に優先的に進行するとともに、同時に結晶化速度が促進されることが報告されている(例えば非特許文献2参照)。この方法によって作成した薄膜トランジスタは、オフ電流が下がり、オン/オフ比が向上し、しきい値が下がり、半導体デバイスとして望ましいという結果が報告されている(例えば非特許文献3参照)。 In addition, a thermal oxide film is formed on a single crystal silicon substrate, an amorphous silicon thin film is formed thereon, a nickel thin film is formed thereon except for the central portion, and a gate insulating film and a gate electrode are formed in the central portion. After forming the film, the amorphous silicon / nickel multilayer film is sandwiched between the electric field application electrodes and subjected to a heat treatment at 500 ° C. while applying a DC electric field. Silicon crystal growth preferentially proceeds in the direction of the DC electric field and simultaneously crystallizes. It has been reported that the speed is accelerated (see Non-Patent Document 2, for example). It has been reported that a thin film transistor manufactured by this method has a lower off-current, an improved on / off ratio, a lower threshold, and is desirable as a semiconductor device (see, for example, Non-Patent Document 3).
しかしながら、単にマイクロ波を照射するだけでは、アモルファスシリコンから性能的に優れた多結晶シリコンを得ることができない。これは、アモルファスシリコンに作用する電界の方向がさまざまであるため、生成する結晶粒の方位や形状が一定せず、結晶粒界が乱れ、ダングリングボンドが形成されるためであると考えられる。これらの問題を解決するために、表面にAg層を有する石英基板上にアモルファスシリコン薄膜を形成し、高周波電界を作用させながら熱処理することにより、石英基板表面に垂直な方向に成長した柱状結晶のシリコン層を形成する方法が提案されている(例えば特許文献3参照)。 However, it is not possible to obtain polycrystalline silicon excellent in performance from amorphous silicon simply by irradiation with microwaves. This is presumably because the direction of the electric field acting on the amorphous silicon varies and the orientation and shape of the generated crystal grains are not constant, the crystal grain boundaries are disturbed, and dangling bonds are formed. In order to solve these problems, an amorphous silicon thin film is formed on a quartz substrate having an Ag layer on the surface, and heat treatment is performed while applying a high-frequency electric field, so that columnar crystals grown in a direction perpendicular to the quartz substrate surface can be obtained. A method of forming a silicon layer has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
特許文献3では、このようなシリコン層が得られる理由として、導体であるAg膜と誘電体との間で、照射したマイクロ波が反射され、その電界成分が導体表面に対して垂直な成分のみとなるため、アモルファスシリコン薄膜から生成するシリコン結晶は基板表面に垂直な方向に優先的に成長し、柱状となるという説明が記載されている。
In
しかしながら、マイクロ波が形成する電界のみによってシリコン結晶の成長方向を規定する方法では、導電体膜が必須であり、一般的な半導体デバイスに応用するには問題がある。 However, in the method of defining the growth direction of the silicon crystal only by the electric field generated by the microwave, the conductor film is essential, and there is a problem in applying to a general semiconductor device.
上述したように、従来、生産性の低下を招くことなく大面積を均一に処理して、アモルファスシリコン薄膜の改質を行うことができる半導体素子基板の製造方法が熱望されていた。 As described above, conventionally, there has been a strong demand for a method for manufacturing a semiconductor element substrate that can uniformly process a large area without causing a decrease in productivity and can modify an amorphous silicon thin film.
したがって、この発明の目的は、生産性の低下を招くことなく大面積を均一に処理して、アモルファスシリコン薄膜の改質を行うことができる半導体素子基板の製造方法およびその製造方法により製造された半導体素子基板、ならびにその半導体素子基板を備えた表示装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to manufacture a semiconductor element substrate capable of uniformly processing a large area and modifying an amorphous silicon thin film without causing a decrease in productivity, and the manufacturing method thereof. A semiconductor element substrate and a display device including the semiconductor element substrate are provided.
上述の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、基板上に半導体膜を成膜する工程と、
半導体膜にマイクロ波を多重反射させながら照射する工程と
を有することを特徴とする半導体素子基板の製造方法である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
And a step of irradiating the semiconductor film with multiple reflections of microwaves.
請求項1記載の発明では、化学的ドープおよび/または電気的ドープが施された半導体膜に対してマイクロ波を照射することが好ましい。また、電気的ドープは、典型的には、半導体膜に対して電圧を印加することにより行われる。また、化学的ドープに用いられるドーパントは、第3族または第5族の元素であることが好ましい。また、半導体膜に対するマイクロ波の照射は、1または連結された2以上の空間を有するマイクロ波照射手段内を通過させながら、この空間内にてマイクロ波を多重反射させて行うことが好ましい。
In the first aspect of the present invention, it is preferable to irradiate the semiconductor film subjected to chemical doping and / or electrical doping with microwaves. In addition, the electrical doping is typically performed by applying a voltage to the semiconductor film. The dopant used for chemical doping is preferably a
請求項2記載の発明は、請求項1記載の半導体薄膜の製造方法において、半導体膜の上層および/または下層にマイクロ波を吸収する吸収層を形成する工程をさらに有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor thin film according to the first aspect, the method further includes a step of forming an absorption layer that absorbs microwaves in an upper layer and / or a lower layer of the semiconductor film.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の半導体薄膜の製造方法において、マイクロ波の周波数が1GHz〜100GHzの範囲であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor thin film according to the first aspect, the frequency of the microwave is in the range of 1 GHz to 100 GHz.
請求項4記載の発明は、請求項1記載の半導体薄膜の製造方法において、基板および/またはマイクロ波の照射雰囲気を冷却機構により冷却しながらマイクロ波を照射することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor thin film according to the first aspect, the substrate and / or microwave irradiation atmosphere is irradiated with microwaves while being cooled by a cooling mechanism.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の半導体薄膜の製造方法において、マイクロ波の照射雰囲気が600℃以下であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a semiconductor thin film according to the fourth aspect, the microwave irradiation atmosphere is 600 ° C. or lower.
請求項6記載の発明は、請求項4記載の半導体薄膜の製造方法において、冷却機構が、水冷であることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the method of manufacturing a semiconductor thin film according to the fourth aspect, wherein the cooling mechanism is water cooling.
請求項7記載の発明は、請求項1記載の半導体薄膜の製造方法において、基板が、ガラスまたはプラスチックからなることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor thin film according to the first aspect, the substrate is made of glass or plastic.
請求項8記載の発明は、請求項1記載の半導体薄膜の製造方法において、マイクロ波を照射する工程が、ロール・ツー・ロールプロセスにより行われることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor thin film according to the first aspect, the step of irradiating the microwave is performed by a roll-to-roll process.
請求項9記載の発明は、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体素子基板である。
The invention according to claim 9 is a semiconductor element substrate manufactured by the manufacturing method according to any one of
請求項10記載の発明は、請求項9記載の半導体素子基板を有することを特徴とする表示装置である。 A tenth aspect of the present invention is a display device comprising the semiconductor element substrate according to the ninth aspect.
以上説明したように、この発明によれば、基板上に半導体膜を成膜した後、マイクロ波を多重反射させながら半導体膜に照射するので、より均一に半導体膜上にマイクロ波を照射することができる。したがって、生産性の低下を招くことなく、大面積を均一に処理することができる。 As described above, according to the present invention, after the semiconductor film is formed on the substrate, the semiconductor film is irradiated with multiple reflections of the microwave, so that the microwave can be irradiated more uniformly on the semiconductor film. Can do. Therefore, a large area can be processed uniformly without causing a decrease in productivity.
この発明の実施形態について以下の順序で説明する。
(1)第1の実施形態
(1−1)第1の実施形態による液晶表示装置の構成
(1−2)第1の実施形態によるマイクロ波加熱装置の構成
(1−3)第1の実施形態による半導体素子基板の製造方法
(1−4)第1の実施形態の変形例
(2)第2の実施形態
(2−1)第2の実施形態による半導体素子基板の製造方法
(2−2)第2の実施形態の変形例
(3)第3の実施形態
(4)第4の実施形態
Embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Liquid Crystal Display Device According to First Embodiment (1-2) Configuration of Microwave Heating Device according to First Embodiment (1-3) First Implementation (1) Modification of First Embodiment (2) Second Embodiment (2-1) Manufacturing Method of Semiconductor Element Substrate according to Second Embodiment (2-2) ) Modification of second embodiment (3) Third embodiment (4) Fourth embodiment
(1)第1の実施形態
(1−1)第1の実施形態による液晶表示装置の構成
図1は、この発明の第1の実施形態による液晶表示装置1の一構成例を示す断面図である。以下、この液晶表示装置の構成について図1を参照しながら説明する。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Liquid Crystal Display Device According to First Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing a configuration example of a liquid
図1に示すように、この液晶表示装置1は、いわゆる透過型の液晶表示装置であって、バックライト(光源)7、マイクロレンズアレイ8、偏光選択透過膜9および液晶パネル2を備える。なお、以下では、液晶表示装置1の表示画面となる側を表示面側と称し、それとは反対の側を背面側と称する。
As shown in FIG. 1, the liquid
バックライト7は、例えば冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)またはLED(Light Emitting Diode)であり、液晶パネル2の直下に配置されている。ここでは、液晶パネル2の直下にバックライト7を配置する方式(直下式)の場合を例として示すが、バックライトの方式はこの例に限られるものではなく、液晶パネル2の一端側(エッジ側)に冷陰極管またはLED等のバックライト7を配置し、このバックライト7からの光を導光板を介して液晶パネル2全面に行き渡らせる方式(エッジ式)を用いてもよい。なお、液晶パネル2がテレビ用途等の大型液晶パネルである場合には、バックライトを直下式とすることが好ましい。 The backlight 7 is, for example, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an LED (Light Emitting Diode), and is disposed immediately below the liquid crystal panel 2. Here, an example of a method of arranging the backlight 7 directly under the liquid crystal panel 2 (directly under type) is shown, but the method of the backlight is not limited to this example, and one end side (edge) of the liquid crystal panel 2 is shown. A backlight (7) such as a cold cathode tube or an LED may be disposed on the side), and a method (edge type) in which light from the backlight 7 is spread over the entire surface of the liquid crystal panel 2 through a light guide plate. In addition, when the liquid crystal panel 2 is a large-sized liquid crystal panel for television use or the like, the backlight is preferably a direct type.
マイクロレンズアレイ8は、パネル全面への光の指向性を向上させるためのものである。偏光選択透過膜9は、液晶パネル2のバックライト7側にある偏光子25に偏光面が合致するように統一させるためのものである。
The microlens array 8 is for improving the directivity of light to the entire panel surface. The polarization selective transmission film 9 is used to unify the polarization plane of the
液晶パネル2は、スペーサ5により所定間隔を離して対向配置された第1の基板3および第2の基板4と、第1の基板3および第2の基板4の間に液晶を封入してなる液晶層6とを備える。スペーサ5は、第1および第2の基板3,4の間を所定距離保持するためのものである。液晶層6は、例えばネマティック液晶などの液晶からなり、その配列は、透明電極13と透明電極22との間に印加された電圧に応じて変化する。
The liquid crystal panel 2 is formed by sealing liquid crystal between the
第1の基板3は、ガラスまたはプラスチック等からなる基板21を有し、この基板21の一主面には、透明電極22、配向膜23が順次積層され、他主面には、光学補償フィルム24、偏光子(偏光フィルム)25が順次積層されている。また、便宜上図示を省力しているが、基板21の一主面には、TFT等の半導体素子、信号線および走査線が設けられている。なお、基板21の厚さは、スパッタリング等の薄膜成形技術により半導体素子を形成できる厚さであれば特に限定されるものではなく、柔軟性を有するシート状の厚さであってもよい。
The
第2の基板4は、カラーフィルタ基板(CF基板)である。第2の基板4は、基板11を有し、この基板11の一主面には、カラーフィルタ12、透明電極13、配向膜14が順次積層され、基板11の他主面には、光学補償フィルム15、偏光子(偏光フィルム)16が順次積層されている。
The
透明電極13,22は、例えば、インジウムと錫との合金酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)である。配向膜14,23は、液晶分子を一定方向に並べるための膜であり、例えばポリイミド等の高分子から構成される。
The
カラーフィルタ12は、カラー表示をするためのものであり、例えば、画素に対応してR(赤)、G(緑)、B(青)の各要素が配列されている。各画素は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3つのサブ画素からなり、そのサブ画素のサイズは画面サイズと画素数によるが、例えば、およそ数10μm程度である。
The
光学補償フィルム15,24は、液晶パネル2の表示面側および背面側の両方に配置されている。この光学補償フィルム15,24は、屈折率を補償するためのフィルムであり、例えば、光学的に負の一軸性化合物を、配向角度が厚み方向で連続的に変化するように配列してなるフィルムである。具体的には例えば、支持体上に設けた配向膜と、その上に負の一軸性化合物である円盤状化合物をハイブリッド配向させた光学異方性層とから構成される。円盤状化合物としては、例えばディスコティック液晶タイプの化合物を使用できる。
The
偏光子16,25は、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収または反射するフィルムであり、例えば、光学補償フィルム15,24上に透過軸が互いに直交するようにして配置される。
The
(1−2)第1の実施形態によるマイクロ波加熱装置の構成
本発明は、半導体膜を成膜した基板にマイクロ波を多重反射させながら照射する点に特徴を有する。多重反射させながら基板にマイクロ波を照射することで、半導体膜に照射・吸収されるマイクロ波強度を均一化することができるので、基板面内での均一な処理が可能となる。多重反射させながらマイクロ波を照射するには、マイクロ波発振管から発振されたマイクロ波が導波管を通して直接的に基板に照射されないようにすればよく、例えば、導波管ポートと基板とを離して配置する、または、基板から見えない死角の位置にマイクロ波を照射する導波管ポートを配するなどすればよい。また、照射するマイクロ波の波長に対して、多重反射する反射板間距離をできるだけ大きく取ることが好ましい。例えば、波長の5倍以上、より好ましくは10倍以上取るようにする。これに対して、導波管ポートの近傍に基板を配置するなどして、多重反射させないで直接的にマイクロ波を基板に照射すると、複数枚の基板を連続的に処理する場合には基板間で照射条件が異なり基板間でばらつきが大きくなってしまい、また、面内の特定の部分でアニールが進行した場合にはその部位が優先的にアニールされ過アニールになってしまう。
(1-2) Configuration of Microwave Heating Device According to First Embodiment The present invention is characterized in that microwaves are applied to a substrate on which a semiconductor film is formed while being subjected to multiple reflections. By irradiating the substrate with microwaves while making multiple reflections, the intensity of the microwaves irradiated / absorbed on the semiconductor film can be made uniform, so that uniform processing within the substrate surface becomes possible. In order to irradiate microwaves while making multiple reflections, it is only necessary to prevent the microwaves oscillated from the microwave oscillating tube from irradiating the substrate directly through the waveguide. For example, a waveguide port for irradiating microwaves may be disposed at a blind spot position that cannot be seen from the substrate. In addition, it is preferable that the distance between the reflecting plates that perform multiple reflection is as large as possible with respect to the wavelength of the microwave to be irradiated. For example, the wavelength is 5 times or more, more preferably 10 times or more. On the other hand, if a substrate is directly irradiated with microwaves without multiple reflections, such as by placing a substrate in the vicinity of the waveguide port, a plurality of substrates can be processed continuously. Thus, the irradiation conditions are different and the variation between the substrates becomes large, and when annealing proceeds in a specific portion within the surface, that portion is preferentially annealed and over-annealed.
以下、この発明の第1の実施形態によるマイクロ波加熱装置について図面を参照しながら説明する。図2は、この発明の第1の実施形態によるマイクロ波加熱装置101の外観を示す斜視図である。図3は、図2のIII−III線における断面図である。図4は、図2のIII−III線における拡大断面図である。図5は、図2のIV−IV線における断面図である。
Hereinafter, a microwave heating apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the
図2および図3に示すように、このマイクロ波加熱装置101は、送りローラ102、巻き取りローラ103、ガイドローラ104a,104b、ガイドローラ105a,105bおよびマイクロ波照部106を備える。また、このマイクロ波加熱装置101の近傍には、マイクロ波を発振するマイクロ波発振管を有するマイクロ波発振装置(図示省略)が設けられ、このマイクロ波発振装置から発振されたマイクロ波がマイクロ波照射部106に導入される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
マイクロ波加熱装置101は、被照射対象物111を送りローラ102から送り出し、この送り出された被照射対象物111を巻き取りローラ103により巻き取るプロセス、いわゆるロール・ツー・ロールプロセスを用いた加熱装置である。
The
送りローラ102と巻き取りローラ103とが所定距離を離して水平に支持され、送りローラ102と巻き取りローラ103との間にマイクロ波照射部106が設けられている。そして、このマイクロ波照射部106の送りローラ102側にはガイドローラ104a,104bが設けられ、巻き取りローラ103側にはガイドローラ105a,105bが設けられている。
The
被照射対象物111は、少なくとも一主面に半導体膜が設けられた帯状の基板またはシートであり、半導体膜は、例えばアモルファスシリコンからなる。なお、半導体膜の上層および/または下層にマイクロ波を吸収する吸収層を設けるようにしてもよい。なお、上層として設けた吸収層は、マイクロ波照射後に除去するようにしてもよい。この吸収層を構成する材料は、マイクロ波を吸収可能であれば特に限定されるものではなく、例えば金属または合金が用いられる。
The
送りローラ102は、円柱状の形状を有し、その中心を軸として回転可能に構成されている。この送りローラ102には、所定の工程により作製された被照射対象物111が巻回され、この巻回された被照射対象物111が、送りローラ102の回転に伴ってマイクロ照射部106に向けて送り出される。
The
巻き取りローラ103は、円柱状の形状を有し、その中心を軸として回転可能に構成されている。この巻き取りローラ103には、送りローラ102から送り出され、マイクロ照射部106を通過した被照射対象物111が巻き取られる。
The take-up
ガイドローラ104a,104bおよびガイドローラ105a,105bは、被照射対象物111をマイクロ波照射部106内の適切な位置に案内するためのものである。ガイドローラ104a,104bは、円柱状の形状を有し、所定間隔、例えば被照射対象物111の厚さ程度の距離を離して対向配置される。ガイドローラ105a,105bは、円柱状の形状を有し、所定間隔、例えば被照射対象物111の厚さ程度の距離を離して対向配置される。
The
マイクロ波照射部106は、連結部110により一列に連結された複数のマイクロ波照射管109を有し、この連結されたマイクロ波照射管106の両端にはそれぞれ搬入口および搬出口が設けられている。搬入口は、被照射対象物111をマイクロ波照射部1内に搬入するための開口であり、搬出口は、被照射対象物111をマイクロ波照射部1内から搬出するための開口である。
The
そして、マイクロ波照射部106の搬入口側には、鍔部107aおよび鍔部107bが設けられ、マイクロ波照射部106の搬出口側には、鍔部108aおよび108bが設けられている。鍔部107a,107bおよび顎部108a,108bは、マイクロ波照射部106内に導入されたマイクロ波が外部に漏れることを防止するためのものであり、一定のクリアランス(隙間)を保持しつつ水平に延びている。なお、鍔部107a,107bおよび顎部108a,108bは、マイクロ波が外部に漏れることをより防止するためには、マイクロ波吸収性を有する材料で構成することが好ましい。
Further, the
マイクロ波照射管109は、マイクロ波を多重反射しながら、マイクロ波照射管109内に搬送されてくる被照射対象物111に対して照射するためのものである。マイクロ波照射管109は、中空円筒形状を有し、その一端部には導波管ポート109cが設けられ、この導波管ポート109cに対して導波管112が接続されている。この導波管112を介して、図示を省略したマイクロ波照射装置から発振されたマイクロ波がマイクロ波照射管109内に導入される。
The
マイクロ波照射管109の長さは、被照射対象物111の幅より広く選ばれ、被照射対象物111は、導波管ポート109cから導入されるマイクロ波が直接照射されないように、上述の導波管ポート109cが設けられている一端部から所定距離離して搬送される。これにより、マイクロ波照射管109内にてマイクロ波を多重反射させながら被照射対象物111に照射することができる。したがって、より均一なマイクロ波を被照射対象物111に対して照射することができる。
The length of the
また、被照射対象物111は、図4に示すように、断面円形状を有するマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するようにしてマイクロ波照射管109内に搬送される。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、照射するマイクロ波の波長に対して、マイクロ波を多重反射させる反射面109の直径をできるだけ大きく取ることが好ましく、例えば、波長の5倍以上、好ましくは10倍以上設定する。
Further, it is preferable to make the diameter of the
上述のように、複数のマイクロ波照射管109を設けることで、被照射対象物111に照射・吸収されるマイクロ波強度を均一化することができる。なお、被照射対象物111の進行方向と垂直な方向に被照射対象物111を揺動するようにしてもよい。このように被照射対象物111を揺動するためには、例えば、送りローラ102および巻き取りローラ103を基板の進行方向と垂直な方向に揺動可能な構成とすればよい。このように被照射対象物111を揺動することで、さらに均一な処理が可能となる。
As described above, by providing the plurality of
また、図3〜図5に示すように、マイクロ波照射部106の内部には冷却溶媒路109bが設けられ、この冷却溶媒路109bに冷却溶媒を導入するための導入管(図示省略)と、冷却溶媒109bから冷却溶媒を導出するための導出管(図示省略)とがマイクロ波照射部106に接続されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, a cooling
冷却溶媒路109bは、マイクロ波照射管109内の雰囲気を制御するための冷却機構である。この冷却溶媒路109bに流される冷却溶媒としては、例えば、水、油、液体窒素または液体ヘリウム等を用いることができる。このように冷却溶媒を冷却溶媒路109bに流すことで、マイクロ波照射管109の雰囲気を制御して、被照射対象物111の温度上昇を抑えることができる。なお、被照射対象物111が軟化温度600度以下のガラス(例えば無アルカリガラス)からなる基板を備える場合には、マイクロ波照射間109内の雰囲気は600℃以下に保持することが好ましい。
The cooling
この第1の実施形態では、マイクロ波照射部106が、円筒形状を有するマイクロ波照射管109を結合してなる場合を例として説明するが、マイクロ波照射部106はその内部に連結された複数の円柱状の空間を備えていればよく、この例に特に限定されるものではない。
In the first embodiment, a case where the
図6は、マイクロ波照射部106の他の構成例を示す断面図である。図6に示すように、マイクロ波反射性を有する材料からなる板状の基材等の内部に、連結された複数の円柱状の空間を設けた構成としてもよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the
(1−3)第1の実施形態による半導体素子基板の製造方法
この発明の半導体素子基板の製造方法は、半導体薄膜を成膜した基板にマイクロ波を多重反射させながら照射する点に特徴を有する。多重反射させながら基板にマイクロ波を照射することで、半導体薄膜に照射・吸収されるマイクロ波強度を均一化することができるので、基板面内での均一な処理が可能となる。
(1-3) Manufacturing Method of Semiconductor Device Substrate according to First Embodiment The manufacturing method of a semiconductor device substrate according to the present invention is characterized in that a substrate on which a semiconductor thin film is formed is irradiated with multiple reflections of microwaves. . By irradiating the substrate with microwaves while making multiple reflections, the intensity of the microwaves irradiated and absorbed on the semiconductor thin film can be made uniform, so that uniform processing within the substrate surface becomes possible.
次に、図7を参照しながら、この発明の第1の実施形態による半導体素子基板の製造方法について説明する。ここでは、上述の第1の実施形態によるマイクロ波加熱装置101を用いて半導体薄膜にマイクロ波を照射する場合を例として説明するが、この発明の半導体基板の製造方法は、この例に限定されるものではない。
Next, a method for manufacturing a semiconductor element substrate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case where the microwave is applied to the semiconductor thin film using the
まず、例えばCVD法により酸化シリコン(SiOX)からなるアンダーコート31を、例えばプラスチックからなる基板21上に形成する。次に、例えばプラズマCVD(以下、PECVD)法により、アモルファスシリコンからなる半導体膜をアンダーコート31上に成膜する。次に、例えばフォトリソグラフィ工程およびドライエッチング工程により、半導体膜を所定の形状にパターニングして、半導体膜32および半導体膜33を形成する。次に、例えばテトラエトキシシラン(TEOS)を用いたプラズマCVD法により、ゲート絶縁膜34を成膜した後、例えばスパッタリング法によりMoW合金等からなる合金薄膜を成膜する。その後、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により合金薄膜をパターニングしてゲート電極35を形成する。
First, an
次に、例えばフォトリソグラフィ工程によりn型TFTの領域を所定のレジストパターンにより覆い、p型TFTの領域にある半導体膜に、例えばイオンドーピング法によりボロン(B)を注入する。この際、ゲート電極35がマスクとなるため、チャンネル領域32Cの半導体膜にはボロン(B)は注入されず、ソース領域32Sおよびドレイン領域32Dにのみ多量のボロン(B)が注入される。
Next, the n-type TFT region is covered with a predetermined resist pattern by, for example, a photolithography process, and boron (B) is implanted into the semiconductor film in the p-type TFT region by, for example, ion doping. At this time, since the
次に、例えばフォトリソグラフィ工程によりp型TFTの領域を所定のレジストパターンにより覆い、n型TFTの領域にある半導体膜に、例えばイオンドーピング法によりリン(P)を注入する。次に、n型TFTのゲート電極35の幅を細くするためのゲート電極加工を行った後、ソース領域33Sおよびドレイン領域33Dより少ない量のリン(P)をLDD(Lightly Doped Drain)領域33Lに注入する。なお、ドーピングの際には、ゲート電極35がマスクとなるため、チャンネル領域33Cの半導体膜にはリン(P)は注入されず、ソース領域33S、ドレイン領域33DおよびLDD領域33Lにのみリン(P)が注入される。
Next, the p-type TFT region is covered with a predetermined resist pattern by, for example, a photolithography process, and phosphorus (P) is implanted into the semiconductor film in the n-type TFT region by, for example, ion doping. Next, after performing gate electrode processing for reducing the width of the
その後、基板21を高温で熱処理し、注入されたボロン(B)およびリン(P)の不純物を活性化させる。次に、例えば、上述のようにして得られた基板21を、送りローラ102に巻回した後、この送りローラ102をマイクロ波加熱装置101に取り付ける。そして、送りローラ102に巻回された基板21の一端を、マイクロ波照射部106を介して巻き取りローラ103に固定する。
Thereafter, the
次に、送りローラ102および巻き取りローラ103を駆動させて、中空円筒形状を有するマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するように、マイクロ波照射部106内に基板21を搬送する。そして、導波管112を介してマイクロ波をマイクロ波照射管109内に導入して、基板21に成膜された半導体膜32および半導体膜33に対してマイクロ波を多重反射させながら照射する。これにより、半導体膜32および半導体膜33に対して照射されるマイクロ波の強度のばらつきを少なくすることができる。したがって、半導体膜32および半導体膜33を均一で再現性よく処理できる。
Next, the
次に、例えばPECVD法でSiO2膜またはSiNx膜等の絶縁膜36を全面に成膜する。次に、例えばスパッタリング法によりITO膜などの透明電極(画素電極)22を成膜した後、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりが画素をパターニングする。
Next, an insulating
次に、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により、ゲート絶縁膜34および絶縁膜36にコンタクトホールを形成する。そして、例えばスパッタリング法によりアルミニウム(Al)膜を絶縁膜36上に成膜した後、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりパターニングして、ソース電極37Sおよびドレイン電極37Dを形成する。最後に、例えばPECVD法により保護膜38を成膜した後、例えばフォトリソグラフィおよびエッチングにより保護膜38をパターニングする。
Next, contact holes are formed in the
最後に、上述のようにして得られた帯状の半導体素子基板を、所望の液晶表示装置の大きさに応じて所定の幅に切断する。以上により、目的とする半導体素子基板が製造される。 Finally, the band-shaped semiconductor element substrate obtained as described above is cut into a predetermined width according to the size of a desired liquid crystal display device. As described above, a target semiconductor element substrate is manufactured.
なお、上述の第1の実施形態では、半導体膜32および半導体膜33に不純物をドーピングする工程後、絶縁膜36を成膜する工程前に、マイクロ波を照射する工程を備える場合を例として説明したが、この工程の順序は一例であって、マイクロ波を照射する工程は、この順序に限定されるものではない。例えば、アンダーコート31上に半導体膜に成膜する工程後、この半導体膜をパターニングする工程前に、マイクロ波を照射する工程を備えるようにしてもよい。
In the first embodiment described above, an example is described in which a step of irradiating microwaves is performed after the step of doping impurities into the
この発明の第1の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
中空円筒状のマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するように、半導体膜32および半導体膜33が成膜された基板21をマイクロ波照射部106内に搬送して、マイクロ波を多重反射させながら半導体膜32および半導体膜33に対して照射するので、半導体膜32および半導体膜33に対して照射されるマイクロ波の強度のばらつきを少なくすることができる。したがって、半導体膜32および半導体膜33を均一で再現性よく処理できる。
According to the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
The
また、化学的ドープによるキャリアを半導体膜32および半導体膜33に発生させて、半導体膜32および半導体膜33に対してマイクロ波を照射するので、マイクロ波を効率的に半導体膜32および半導体膜33に吸収させて急峻な温度の立ち上がりを可能とすることができる。したがって、半導体膜32および半導体膜33を選択的に短時間に加熱することができ、基板21へのダメージを抑えることができる。また、多結晶ポリシリコン並みの電子移動度を有する半導体素子基板を得ることができる。
Further, carriers due to chemical doping are generated in the
また、マイクロ波加熱装置101は、マイクロ波照射手段であるマイクロ波照射部106と、搬送手段である送りローラ102および巻き取りローラ103とを備える。マイクロ波照射部106は、一列に連結された、中空円筒形状を有する複数のマイクロ波照射管109を有する。送りローラ102および巻き取りローラ103を駆動させて、中空円筒形状を有するマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するように、マイクロ波照射部106内に被照射対象物111を搬送する。そして、導波管112を介してマイクロ波をマイクロ波照射管109内に導入して、基板21に成膜された被照射対象物111に対してマイクロ波を多重反射させながら照射する。これにより、被照射対象物111に対して照射されるマイクロ波の強度のばらつきを少なくすることができる。したがって、被照射対象物111を均一で再現性よく処理できる。
The
(1−4)第1の実施形態の変形例
第1の実施形態において、マイクロ波を多重反射させながら半導体膜に照射する際に、半導体膜に電界を印加するようにしてもよい。このようにする場合には、例えば、以下のようにして半導体素子基板を製造する。
(1-4) Modification of First Embodiment In the first embodiment, an electric field may be applied to the semiconductor film when the semiconductor film is irradiated with multiple reflections of microwaves. In this case, for example, the semiconductor element substrate is manufactured as follows.
まず、マイクロ波加熱装置101を用いてマイクロ波を照射する工程を省略する以外は上述の第1の実施形態と同様にして、保護膜38をパターニングするまでの工程を行って、帯状の半導体素子基板を得る。そして、得られた半導体素子基板を送りローラ102に巻回した後、この送りローラ102をマイクロ波加熱装置101に取り付ける。
First, except that the step of irradiating microwaves using the
次に、送りローラ102に巻回された半導体素子基板の一端を、マイクロ波照射部106を介して巻き取りローラ103に固定した後、ゲート電極35に配線を施す。この際、配線をフェライトビーズにより保護することが好ましい。
Next, one end of the semiconductor element substrate wound around the
次に、送りローラ102および巻き取りローラ103を駆動させて、中空円筒形状を有するマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するように、マイクロ波照射部106内に半導体素子基板を搬送する。そして、ゲート電圧を印加するとともに、導波管112を介してマイクロ波をマイクロ波照射管109内に導入して、半導体素子基板に対してマイクロ波を多重反射させながら照射する。なお、ゲート電圧は、例えば0〜100Vの範囲に設定される。最後に、上述のようにして得られた帯状の半導体素子基板を、所望の液晶表示装置の大きさに応じて所定の幅に切断する。以上により、目的とする半導体素子基板が製造される。
Next, the
この発明の第1の実施形態の変形例では以下の効果を得ることができる。
電気的ドープによるキャリアを半導体膜32および半導体膜33中に発生させて、半導体膜32および半導体膜33に対してマイクロ波を照射するので、マイクロ波を効率的に半導体膜32および半導体膜33に吸収させて急峻な温度の立ち上がりを可能とすることができる。したがって、半導体膜32および半導体膜33を選択的に短時間に加熱することができ、基板21へのダメージを抑えることができる。また、多結晶ポリシリコン並みの電子移動度を有する半導体素子基板を得ることができる。
In the modification of the first embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
Carriers due to electrical doping are generated in the
また、600度以下の低温にて、半導体膜32および半導体膜33の改質を行うことができる。すなわち、軟化温度600度以下のガラス、例えば廉価な無アルカリガラスを用いて、半導体素子基板を製造することができる。また、半導体膜32および半導体膜33に対して印加した電界により結晶方位を揃えることができる。
In addition, the
(2)第2の実施形態
次に、この発明の第2の実施形態について説明する。この第2の実施形態は、半導体素子基板としてボトムゲート型の半導体素子基板を備える以外のことは、上述の第1の実施形態と同様であるので、液晶表示装置の構成およびマイクロ波加熱装置の構成については説明を省略し、以下では半導体素子基板の製造方法について説明する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is the same as the first embodiment except that a bottom-gate type semiconductor element substrate is provided as the semiconductor element substrate. Therefore, the configuration of the liquid crystal display device and the microwave heating apparatus Description of the configuration is omitted, and a method for manufacturing a semiconductor element substrate will be described below.
(2−1)第2の実施形態による半導体素子基板の製造方法
以下、図8を参照しながら、この発明の第2の実施形態による半導体素子基板の製造方法について説明する。まず、例えばスパッタリング法によりMoW合金等からなる合金薄膜を基板21上に成膜する。その後、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により合金薄膜をパターニングしてゲート電極131を得る。
(2-1) Semiconductor Device Substrate Manufacturing Method According to Second Embodiment Hereinafter, a semiconductor device substrate manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, an alloy thin film made of a MoW alloy or the like is formed on the
次に、例えばPECVD法により、例えばSiO2またはSiN等からなる絶縁膜132、アモルファスシリコンからなる半導体膜133、例えばリン(P)がドープされたアモルファスシリコン膜(以下、n+a−Si層)134を基板21上に順次成膜する。そして、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により半導体膜133およびn+a−Si膜134をパターニングする。
Next, for example, by PECVD, an insulating
次に、例えばスパッタリング法によりITO膜などの透明電極(画素電極)22を成膜した後、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりが画素をパターニングする。 Next, after forming a transparent electrode (pixel electrode) 22 such as an ITO film by sputtering, for example, the pixel is patterned by, for example, a photolithography process and an etching process.
次に、例えばAlなどの金属薄膜を成膜した後、パターニングしてソース電極135およびドレイン電極136を形成する。その後、ソース電極135およびドレイン電極136をマスクとして、この電極間にあるn+a−Si膜134をエッチングする。
Next, after forming a metal thin film such as Al, for example, patterning is performed to form the
次に、上述のようにして得られた半導体素子基板を、送りローラ102に巻回した後、この送りローラ102をマイクロ波加熱装置101に取り付ける。そして、送りローラ102に巻回された半導体素子基板の一端を、マイクロ波照射部106を介して巻き取りローラ103に固定する。
Next, after winding the semiconductor element substrate obtained as described above around the
次に、送りローラ102および巻き取りローラ103を駆動させて、中空円筒形状を有するマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するように、マイクロ波照射部106内に基板21を搬送する。そして、導波管112を介してマイクロ波をマイクロ波照射管109内に導入して、半導体素子基板に対してマイクロ波を多重反射させながら照射する。これにより、半導体素子基板に対して照射されるマイクロ波の強度のばらつきを少なくすることができる。したがって、半導体素子基板を均一で再現性よく処理できる。
Next, the
次に、巻き取りローラ103に巻き取られた帯状の基板21を送り出しながら、所望の液晶表示装置の大きさに応じて所定の幅に切断する。以上により、目的とする半導体素子基板が製造される。
Next, the belt-
この発明の第2の実施形態では第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the second embodiment of the present invention, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
(2−2)第2の実施形態の変形例
第2の実施形態において、マイクロ波を多重反射して半導体膜に照射する際に、半導体膜に電界を印加するようにしてもよい。このようにする場合には、例えば、以下のようにして半導体素子基板を製造する。
(2-2) Modification of Second Embodiment In the second embodiment, an electric field may be applied to a semiconductor film when multiple reflections of microwaves are applied to the semiconductor film. In this case, for example, the semiconductor element substrate is manufactured as follows.
まず、上述の第2の実施形態による半導体素子基板の製造方法と同様に、マイクロ波を照射する前までの工程を行う。そして、マイクロ波を照射する前に、得られた半導体素子基板のゲート電極131に配線を施す。この際、配線をフェライトビーズにより保護することが好ましい。
First, similarly to the method for manufacturing the semiconductor element substrate according to the second embodiment described above, the steps before the microwave irradiation are performed. Then, before irradiating the microwave, wiring is applied to the
次に、送りローラ102および巻き取りローラ103を駆動させて、中空円筒形状を有するマイクロ波照射管109の中心またはその近傍を通過するように、マイクロ波照射部106内に基板21を搬送する。そして、ゲート電圧を印加するとともに、導波管112を介してマイクロ波をマイクロ波照射管109内に導入して、基板21に成膜された半導体素子基板に対してマイクロ波を多重反射させながら照射する。なお、ゲート電圧は、例えば0〜100Vの範囲に設定される。以上により、目的とする半導体素子基板が製造される。
Next, the
この発明の第2の実施形態の変形例では、上述の第1の実施形態の変形性と同様の効果を得ることができる。 In the modification of the second embodiment of the present invention, the same effect as the deformability of the first embodiment described above can be obtained.
(3)第3の実施形態
図9は、この発明の第3の実施形態によるマイクロ波加熱装置201の外観を示す斜視図である。連結部110により連結された複数のマイクロ波照射管109の端部には、交互に導波管ポートが設けられ、この導波管ポートに対して導波管112が接続されている。マイクロ波照射管109の長さは、被照射対象物111の幅より広く選ばれ、被照射対象物111は、導波管ポート109cから導入されるマイクロ波が直接照射されないように、マイクロ波照射管109の両端部から所定距離離して搬送される。これ以外のことは上述の第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
(3) Third Embodiment FIG. 9 is a perspective view showing an appearance of a
この第3の実施形態では、上述の第1の実施形態に比してより均一なマイクロ波を被照射対象物111に照射することができるという効果を得ることができる。
In the third embodiment, it is possible to obtain an effect that the
(4)第4の実施形態
図10は、この発明の第4の実施形態によるマイクロ波加熱装置301の外観を示す斜視図である。連結部110により連結された複数のマイクロ波照管109にはそれぞれ、両端部に導波管ポートが設けられ、この導波管ポートに対して導波管112が接続されている。マイクロ波照射管109の長さは、被照射対象物111の幅より広く選ばれ、被照射対象物111は、導波管ポート109cから導入されるマイクロ波が直接照射されないように、マイクロ波照射管109の両端部から所定距離離して搬送される。これ以外のことは上述の第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
(4) Fourth Embodiment FIG. 10 is a perspective view showing an appearance of a
この第4の実施形態では、上述の第3の実施形態に比してより均一なマイクロ波を被照射対象物111に照射することができるという効果を得ることができる。
In the fourth embodiment, it is possible to obtain an effect that the
また、本発明者は、マイクロ波照射によるアモルファスシリコン薄膜の改質効果を検証するために以下の検討を行った。 In addition, the present inventor conducted the following study in order to verify the effect of modifying the amorphous silicon thin film by microwave irradiation.
サンプル1
まず、基板上にアモルファスシリコン薄膜をCVDにより成膜してサンプル1を得た。その後、ラマン分光法によりアモルファスシリコン薄膜の結晶性を解析した。
First, a
サンプル2
まず、基板上にアモルファスシリコン薄膜をCVDにより成膜し、2.45GHzのマイクロ波をアモルファスシリコン薄膜に照射してサンプル2を得た。その後、ラマン分光法によりアモルファスシリコン薄膜の結晶性を解析した。
Sample 2
First, an amorphous silicon thin film was formed on a substrate by CVD, and a sample of 2 was obtained by irradiating the amorphous silicon thin film with a microwave of 2.45 GHz. Thereafter, the crystallinity of the amorphous silicon thin film was analyzed by Raman spectroscopy.
サンプル3
サンプル2と同様にしてサンプル3を作製した後、ラマン分光法によりアモルファスシリコン薄膜の結晶性を解析した。
After preparing
図11は、サンプル1〜3のラマン分光法によるスペクトルの測定結果を示す。図11から、マイクロ波照射によりダングリングボンドに由来すると思われる高周波のラマンピーク1およびラマンピーク2が減少することが分かる。これにより、マイクロ波を照射することにより、アモルファスシリコン薄膜を改質できることが分かる。
FIG. 11 shows the measurement results of the spectra of
サンプル4
まず、基板上にアモルファスシリコン薄膜をCVDにより成膜して、ラマン分光法によりアモルファスシリコン薄膜の結晶性を解析した。そして、基板上に成膜されたアモルファスシリコン薄膜に対して、28GHzのマイクロ波を照射した後、ラマン分光法によりアモルファスシリコン薄膜の結晶性を解析した。
First, an amorphous silicon thin film was formed on a substrate by CVD, and the crystallinity of the amorphous silicon thin film was analyzed by Raman spectroscopy. Then, after irradiating the amorphous silicon thin film formed on the substrate with microwaves of 28 GHz, the crystallinity of the amorphous silicon thin film was analyzed by Raman spectroscopy.
図12は、サンプル4のマイクロ波照射前後における500cm-1付近のスペクトルを示す。図12から、マイクロ波照射により、ラマンピークが480cm-1から523cm-1にシフトしていることが分かる。すなわち、マイクロ波照射により、アモルファスシリコンがポリ化されていることが分かる。
FIG. 12 shows the spectrum of
以上、この発明の各実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。 As mentioned above, although each embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible.
例えば、上述の各実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。 For example, the numerical values given in the above-described embodiments are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.
また、上述の各実施形態では、液晶表示装置に備えられた半導体素子基板に対して、この発明を適用する場合を例として示したが、これ以外の電子デバイスの製造工程においても用いることができる。また、アモルファス薄膜等の半導体膜の改善のみならず、成膜乾燥工程および加熱工程においても、本発明を用いることができる。 In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the semiconductor element substrate provided in the liquid crystal display device is shown as an example. However, the present invention can also be used in other electronic device manufacturing processes. . Further, the present invention can be used not only in the improvement of a semiconductor film such as an amorphous thin film but also in a film-forming drying process and a heating process.
また、上述の各実施形態において、マイクロ波の照射を真空雰囲気において行うようにしてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, microwave irradiation may be performed in a vacuum atmosphere.
また、上述の各実施形態において、マイクロ波照射部106に被照射対象物111を搬送する搬送手段は、送りローラ102および巻き取りローラ103に限定されるものではない。例えば、基板などの被照射対象物をローラ等に巻回することなく、平板状に保持した状態でマイクロ波照射を行うことができる送り機構を、送りローラ102および巻き取りローラ103に代えて設けるようにしてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the transport unit that transports the
また、上述の各実施形態において、ガイドローラ105a,105bは、マイクロ波照射部106を通過した被照射対象物111を冷却可能な構成とすることが好ましい。このように冷却可能な構成とすることで、マイクロ波照射により温度上昇した被照射対象物111を速やかに冷却することができる。したがって、熱による被照射対象物111のダメージを低減することができる。
Moreover, in each above-mentioned embodiment, it is preferable that the
また、上述の各実施形態において、連結部110により連結せずに複数のマイクロ波照射管109を一列に配列し、この配列された各マイクロ波照射管109の間に、冷却機構を有するガイドローラを設けるようにしてもよい。これにより、各マイクロ波照射管109を通過する毎に、ガイドローラにより被照射対象物111が冷却されるので、マイクロ波照射により温度上昇した被照射対象物111を、より速やかに冷却することができる。したがって、熱による被照射対象物111のダメージをより低減することができる。
In each of the above-described embodiments, a plurality of
また、上述の各実施形態では、マイクロ波照射部106が円柱状の空間を有し、その空間内においてマイクロ波を多重反射する場合を例として示したが、マイクロ波を多重反射するための空間の形状は、この例に限定されるものではない。すなわち、マイクロ波を多重反射するための空間の形状は、被照射対象物111に対してマイクロ波を多重反射させながら照射して、被照射対象物111に対して照射されるマイクロ波の強度のばらつきを少なくすることが可能な形状であればよい。このような空間の形状としては、上述の円柱状以外に、例えば、楕円柱状、放物柱面を対向させてなる形状等が挙げられる。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the
1・・・液晶表示装置、2・・・液晶パネル、3・・・第1の基板、4・・・第2の基板、5・・・スペーサ、6・・・液晶層、7・・・バックライト、8・・・マイクロレンズアレイ、9・・・偏光選択透過膜、11,21・・・基板、12・・・カラーフィルム、13,22・・・透明電極、14,23・・・配向膜、15,24・・・光学補償フィルム、16,25・・・偏光子、31・・・アンダーコート、32,33・・・半導体膜、32S,33S・・・ソース領域、32D,33D・・・ドレイン領域、34・・・ゲート絶縁膜、35・・・ゲート電極、36・・・絶縁膜、37S・・・ソース電極、37D・・・ドレイン電極、38・・・保護膜
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記半導体膜にマイクロ波を多重反射させながら照射する工程と
を有することを特徴とする半導体素子基板の製造方法。 Forming a semiconductor film on the substrate;
And a step of irradiating the semiconductor film with multiple reflections of microwaves.
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