JP2007299911A - Method of manufacturing semiconductor film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体膜の製造方法に関し、より詳細には、レーザビームを用いた半導体膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor film, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor film using a laser beam.
近年、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、「TFT」と称する場合がある。)やダイオード等に代表される半導体素子が広く利用されている。TFTは、例えば絶縁基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法等を用いて形成された、厚さ数十nm〜数百nmの半導体膜を活性層として用いている。TFTの応用分野としては、アクティブマトリクス型の液晶表示装置がある。アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、行および列(マトリクス)状に配置された数十万以上の画素電極のそれぞれに1つ以上のTFTが配置されており、画素電極に供給される電荷の量がTFTによって制御される。 In recent years, semiconductor elements typified by thin film transistors (hereinafter sometimes referred to as “TFTs”) and diodes have been widely used. The TFT uses, as an active layer, a semiconductor film with a thickness of several tens to several hundreds of nanometers formed on an insulating substrate by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, for example. As an application field of TFT, there is an active matrix type liquid crystal display device. In an active matrix liquid crystal display device, one or more TFTs are arranged in each of hundreds of thousands or more of pixel electrodes arranged in rows and columns (matrix), and the amount of electric charge supplied to the pixel electrodes Is controlled by the TFT.
半導体膜の1つである非晶質(アモルファス)半導体膜は容易に作製できるが、非晶質半導体膜のキャリア移動度が低いため、高速動作が要求されるTFTには、非晶質半導体膜よりも高いキャリア移動度を実現可能な結晶質半導体膜が好適に利用されている。結晶質半導体膜には、例えば、多結晶半導体膜、微結晶半導体膜がある。 An amorphous semiconductor film, which is one of the semiconductor films, can be easily manufactured. However, since the amorphous semiconductor film has low carrier mobility, an amorphous semiconductor film is used for a TFT that requires high-speed operation. A crystalline semiconductor film capable of realizing higher carrier mobility is preferably used. Examples of the crystalline semiconductor film include a polycrystalline semiconductor film and a microcrystalline semiconductor film.
結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜を結晶化することによって得られる。例えば、結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜にレーザビームを照射して溶融および固化させることにより、非常に短時間に得られる。 A crystalline semiconductor film is obtained by crystallizing an amorphous semiconductor film. For example, a crystalline semiconductor film can be obtained in a very short time by melting and solidifying an amorphous semiconductor film by irradiating a laser beam.
しかしながら、非晶質半導体膜にレーザビームを1回照射するのみでは、十分な特性の結晶質半導体膜が得られないことがあるため、レーザビームの照射を2回行う方法が提案されている(例えば、特許文献1、2)。
However, since a crystalline semiconductor film having sufficient characteristics may not be obtained by only irradiating the amorphous semiconductor film with the laser beam once, a method of irradiating the laser beam twice has been proposed ( For example,
特許文献1には、移動度の高いTFTに適した<100>方位の多数の結晶粒を含む結晶質珪素膜を作製するために、レーザビームの照射を2回行うことが開示されている。特許文献1に開示されている方法では、厚さ50nmのアモルファスシリコン膜にレーザビームを照射した後、さらに連続発振レーザビームの照射を行っており、これにより、移動度の高いTFTに適した<100>方位の多数の結晶粒を含む半導体膜を作製している。
また、特許文献2には、結晶質半導体膜の表面を平坦化するために、レーザビームの照射を2回行うことが開示されている。 Patent Document 2 discloses that laser beam irradiation is performed twice in order to flatten the surface of a crystalline semiconductor film.
以下、結晶質半導体膜の表面の平坦化が必要となる理由を説明する。 Hereinafter, the reason why the surface of the crystalline semiconductor film needs to be planarized will be described.
非晶質半導体膜にレーザビームを照射することによって結晶質半導体膜を得るには、結晶化するときのレーザ照射室内の雰囲気中に所定の濃度以上の酸素が必要であるか、あるいは非晶質半導体膜上に酸化膜が設けられていることが必要である。このように、酸素濃度の比較的高い雰囲気中で、あるいは、酸化膜が上に設けられた非晶質半導体膜にレーザビームの照射を行うと、良好な結晶性を有する結晶質半導体膜が得られるが、結晶質半導体膜の表面に突起(リッジ)が形成され、表面粗さが非常に大きくなる。 In order to obtain a crystalline semiconductor film by irradiating the amorphous semiconductor film with a laser beam, oxygen of a predetermined concentration or more is required in the atmosphere in the laser irradiation chamber during crystallization, or amorphous It is necessary that an oxide film be provided on the semiconductor film. As described above, when a laser beam is irradiated on an amorphous semiconductor film having an oxide film thereon in a relatively high oxygen concentration atmosphere, a crystalline semiconductor film having good crystallinity is obtained. However, protrusions (ridges) are formed on the surface of the crystalline semiconductor film, and the surface roughness becomes very large.
このような大きなリッジが表面に形成された結晶質半導体膜を用いてTFTを作製する場合、TFTの電気特性を向上させるためにゲート絶縁膜の厚さを100nm以下にすると、ゲート絶縁膜の厚さが不均一で電気特性のばらつきが大きくなり、絶縁不良の原因となる場合がある。したがって、TFTなどの半導体素子の電気特性向上のためには、良好な結晶性を有し、かつ、上に設けられるゲート絶縁膜の厚さの均一性及び被覆性に問題がない程度まで平坦された結晶質半導体膜が必要とされる。 In the case of manufacturing a TFT using a crystalline semiconductor film having such a large ridge formed on the surface, if the thickness of the gate insulating film is set to 100 nm or less in order to improve the electrical characteristics of the TFT, the thickness of the gate insulating film is reduced. Inconsistent electrical characteristics can cause large variations in electrical characteristics, leading to poor insulation. Therefore, in order to improve the electrical characteristics of a semiconductor device such as a TFT, it is flattened to such an extent that it has good crystallinity and does not have any problem in the uniformity and coverage of the thickness of the gate insulating film provided thereon. A crystalline semiconductor film is required.
そこで、特許文献2に開示されている方法では、非晶質珪素膜にレーザビームを照射して結晶化した後、結晶質珪素膜の表面上に形成された酸化層をフッ酸系のエッチング液を用いて除去し、そのあと著しく酸素濃度の低い雰囲気中で再度レーザビームの照射が95パーセントオーバーラップするように走査しており、これにより、良好な結晶性を有するとともに表面が平坦化された多結晶珪素膜を得ている。
特許文献1に開示されている方法では、2回目のレーザビームの照射によって結晶質半導体膜の表面が平坦化されるのか明示されておらず、また、仮に、この方法によって、2回目のレーザビームの照射によって結晶質半導体膜の表面が平坦化されるとしても、2回目のレーザビームの照射によって新たなリッジがランダムに形成され、十分な平坦化を行うことができない。
In the method disclosed in
また、特許文献2に開示されている方法では、結晶質半導体膜の表面を平坦化するために、非晶質半導体膜を結晶化するためのレーザビームを照射した後、このレーザビームの照射によって多結晶半導体膜の表面上に形成された酸化層を除去する必要があり、製造工程および製造時間が増えるため、好ましくない。また、酸化層の除去は、一般的にフッ酸浸漬によって行われるが、非晶質半導体膜の形成中に装置内のダストなどによって半導体層に小さな孔(ピット)があるとすると、その孔からフッ酸が入り込んで石英基板に到達して、半導体膜/石英基板界面に孔が開き、その孔のためにその後の積層構造が崩れ、例えば電極配線材が断線したりする不良が発生することがある。 Further, in the method disclosed in Patent Document 2, in order to planarize the surface of the crystalline semiconductor film, after irradiation with a laser beam for crystallizing the amorphous semiconductor film, the laser beam is irradiated. This is not preferable because the oxide layer formed on the surface of the polycrystalline semiconductor film needs to be removed, and the manufacturing process and manufacturing time increase. The removal of the oxide layer is generally performed by immersion in hydrofluoric acid. If there are small holes (pits) in the semiconductor layer due to dust in the apparatus during the formation of the amorphous semiconductor film, the oxide layer is removed from the holes. Hydrofluoric acid enters and reaches the quartz substrate, a hole opens at the semiconductor film / quartz substrate interface, and the subsequent laminated structure collapses due to the hole. For example, a defect such as disconnection of the electrode wiring material may occur. is there.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、製造時間および製造工程を増加させることなく、平坦化された半導体膜の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a planarized semiconductor film without increasing the manufacturing time and manufacturing process.
本発明の半導体膜の製造方法は、非晶質半導体膜を用意する工程と、前記非晶質半導体膜の少なくとも一部に結晶化レーザビームを照射することにより、結晶質半導体膜を得る結晶化工程と、前記結晶化工程に連続して、前記結晶質半導体膜に平坦化レーザビームを照射することにより、前記結晶質半導体膜の表面を平坦化する平坦化工程とを包含する、半導体膜の製造方法であって、前記平坦化工程は、前記結晶質半導体膜のうち複数の第1単位領域に第1平坦化レーザビームを照射する第1平坦化工程と、前記結晶質半導体膜のうちそれぞれが前記第1単位領域とは少なくとも一部異なる複数の第2単位領域に第2平坦化レーザビームを照射する第2平坦化工程とを含む。 The method of manufacturing a semiconductor film of the present invention includes a step of preparing an amorphous semiconductor film, and crystallization for obtaining a crystalline semiconductor film by irradiating at least a part of the amorphous semiconductor film with a crystallization laser beam. And a planarization step of planarizing the surface of the crystalline semiconductor film by irradiating the crystalline semiconductor film with a planarizing laser beam continuously with the crystallization step. In the manufacturing method, the planarization step includes a first planarization step of irradiating a plurality of first unit regions of the crystalline semiconductor film with a first planarization laser beam, and the crystalline semiconductor film, respectively. Includes a second planarization step of irradiating a second planarization laser beam to a plurality of second unit regions that are at least partially different from the first unit region.
ある実施形態において、前記複数の第1および第2単位領域のそれぞれは、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有する。 In one embodiment, each of the plurality of first and second unit regions has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film.
ある実施形態において、前記複数の第1単位領域は、前記多角形形状の辺が互いに重ならないように第1パターン状に配列されており、前記複数の第2単位領域は、前記多角形形状の辺が互いに重ならないように第2パターン状に配列されている。 In one embodiment, the plurality of first unit regions are arranged in a first pattern so that sides of the polygonal shape do not overlap each other, and the plurality of second unit regions are formed in the polygonal shape. They are arranged in a second pattern so that the sides do not overlap each other.
ある実施形態において、前記第1平坦化工程は、透光領域と遮光領域とを有する第1マスクを用いて前記第1平坦化レーザビームの成形を行う工程を含み、前記第2平坦化工程は、透光領域と遮光領域とを有する第2マスクを用いて前記第2平坦化レーザビームの成形を行う工程を含む。 In one embodiment, the first planarization step includes a step of forming the first planarization laser beam using a first mask having a light transmitting region and a light shielding region, and the second planarization step includes And forming the second planarized laser beam using a second mask having a light transmitting region and a light shielding region.
ある実施形態において、前記第2平坦化工程は、前記第2マスクとして前記第1マスクとは異なるマスクを用いる工程を含む。 In one embodiment, the second planarization step includes a step of using a mask different from the first mask as the second mask.
ある実施形態において、前記第2平坦化工程は、前記第1マスクを前記結晶質半導体膜に対して相対的に移動させることより、前記第1マスクを前記第2マスクとして用いる工程を含む。 In one embodiment, the second planarization step includes a step of using the first mask as the second mask by moving the first mask relative to the crystalline semiconductor film.
ある実施形態において、前記第1単位領域の前記多角形形状の辺は、前記第1平坦化レーザビームによって照射されなかった領域に接しており、前記第2単位領域の前記多角形形状の辺は、前記第2平坦化レーザビームによって照射されなかった領域に接している。 In one embodiment, a side of the polygonal shape of the first unit region is in contact with a region not irradiated with the first planarizing laser beam, and a side of the polygonal shape of the second unit region is And a region not irradiated with the second planarizing laser beam.
ある実施形態において、前記多角形形状は正多角形形状である。 In one embodiment, the polygonal shape is a regular polygonal shape.
ある実施形態において、前記正多角形形状の中心と各辺との距離は2μm以下である。 In one embodiment, the distance between the center of each regular polygon and each side is 2 μm or less.
ある実施形態において、前記正多角形形状の一辺の長さは、1.0μm以上6.9μm以下である。 In one embodiment, the length of one side of the regular polygon shape is 1.0 μm or more and 6.9 μm or less.
ある実施形態において、前記正多角形は、正三角形、正方形および正六角形のいずれかである。 In one embodiment, the regular polygon is any one of a regular triangle, a square, and a regular hexagon.
ある実施形態において、前記複数の第2単位領域のそれぞれは、前記第1平坦化レーザビームによって照射されなかった領域である。 In one embodiment, each of the plurality of second unit regions is a region that has not been irradiated by the first planarizing laser beam.
ある実施形態において、前記第2平坦化工程は、前記第2平坦化レーザビームとして前記第1平坦化レーザビームと同じレーザビームを用いる工程を含む。 In one embodiment, the second planarization step includes a step of using the same laser beam as the first planarization laser beam as the second planarization laser beam.
ある実施形態において、前記平坦化工程は、前記結晶質半導体膜のうちそれぞれが前記第2単位領域とは少なくとも一部異なる複数の第3単位領域に第3平坦化レーザビームを照射する第3平坦化工程をさらに含む。 In one embodiment, the flattening step irradiates a third flattening laser beam to a plurality of third unit regions each of which is at least partially different from the second unit region in the crystalline semiconductor film. The process further includes.
ある実施形態において、前記第3平坦化工程は、前記第2平坦化レーザビームのエネルギー密度を低下させたレーザビームを前記第3平坦化レーザビームとして用いる工程を含む。 In one embodiment, the third planarization step includes a step of using, as the third planarization laser beam, a laser beam having a reduced energy density of the second planarization laser beam.
ある実施形態において、前記第3単位領域は、前記第1単位領域および前記第2単位領域と一部重なる。 In one embodiment, the third unit region partially overlaps the first unit region and the second unit region.
ある実施形態において、前記第1単位領域は、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第2単位領域は、前記第1平坦化レーザビームによって照射されなかった領域であって、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第3単位領域は、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第1および第2平坦化工程において前記第1および第2単位領域内に形成されたリッジを中心以外の位置に含む。 In one embodiment, the first unit region has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film, and the second unit region is irradiated with the first planarizing laser beam. The third unit region is a region that has not been formed and has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film, and the third unit region is viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film. It has a polygonal shape and includes ridges formed in the first and second unit regions in the first and second planarization steps at positions other than the center.
ある実施形態において、前記第2単位領域は、前記第1単位領域と一部重なる。 In one embodiment, the second unit region partially overlaps the first unit region.
ある実施形態において、前記第2単位領域は、前記第1単位領域とは一部が異なる領域であって、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第3単位領域は、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第2平坦化工程において前記第2単位領域内に形成されたリッジを中心以外の位置に含む。 In one embodiment, the second unit region is a region partially different from the first unit region, and has a polygonal shape when viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film, The third unit region has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film, and other than the ridge formed in the second unit region in the second planarization step. Included in the position.
ある実施形態において、前記結晶化工程は、レーザ照射室内の雰囲気中の所定の元素組成および所定の気圧下で前記非晶質半導体膜の結晶化を行う工程を含み、前記平坦化工程は、前記結晶化工程における前記レーザ照射室内の雰囲気中の前記所定の元素組成および前記所定の気圧を変更することなく平坦化を行う工程を含む。 In one embodiment, the crystallization step includes a step of crystallizing the amorphous semiconductor film under a predetermined element composition and a predetermined pressure in an atmosphere in a laser irradiation chamber, and the planarization step includes the step of crystallizing the amorphous semiconductor film. A step of performing planarization without changing the predetermined element composition and the predetermined atmospheric pressure in the atmosphere in the laser irradiation chamber in the crystallization step.
ある実施形態において、前記結晶化工程は、前記非晶質半導体膜の結晶化に伴って前記半導体膜の表面が酸化された酸化層を形成する工程を含み、前記平坦化工程は、前記結晶化工程の後、前記酸化層を除去することなく平坦化を行う工程を含む。 In one embodiment, the crystallization step includes a step of forming an oxide layer in which a surface of the semiconductor film is oxidized as the amorphous semiconductor film is crystallized, and the planarization step includes the crystallization step. After the step, the method includes a step of performing planarization without removing the oxide layer.
ある実施形態において、前記平坦化工程は、前記結晶質半導体膜のうち前記平坦化レーザビームによって照射された領域の表面粗さを低減する工程を含む。 In one embodiment, the planarization step includes a step of reducing surface roughness of a region irradiated with the planarization laser beam in the crystalline semiconductor film.
ある実施形態において、前記平坦化レーザビームは、前記結晶質半導体膜を部分的に溶融させるエネルギー密度を有する。 In one embodiment, the planarizing laser beam has an energy density that partially melts the crystalline semiconductor film.
ある実施形態において、前記平坦化工程は、前記平坦化レーザビームとしてパルス発振レーザビームを用いる工程を含む。 In one embodiment, the planarization step includes a step of using a pulsed laser beam as the planarization laser beam.
ある実施形態において、前記平坦化工程は、前記結晶化レーザビームのエネルギー密度を低下させたレーザビームを前記平坦化レーザビームとして用いる工程を含む。 In one embodiment, the planarization step includes a step of using, as the planarization laser beam, a laser beam having a reduced energy density of the crystallization laser beam.
本発明によれば、製造時間および製造工程を増加させることなく平坦化された半導体膜を製造することができる。 According to the present invention, a planarized semiconductor film can be manufactured without increasing the manufacturing time and manufacturing process.
(実施形態1)
以下、本発明による半導体膜の製造方法の第1実施形態を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of a semiconductor film manufacturing method according to the present invention will be described.
まず、図1を参照しながら、本実施形態の製造工程を説明する。 First, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIG.
図1(a)に示すように、非晶質半導体膜102を用意する。例えば、絶縁表面を有する石英基板101上に、Si2H6ガスを用いた減圧CVD法により、厚さ50nmの非晶質珪素膜102を形成する。
As shown in FIG. 1A, an
図1(b)に示すように、非晶質半導体膜102の少なくとも一部にレーザビームLAを照射することにより、結晶質半導体膜103を得る。結晶質半導体膜103は、例えば、多結晶珪素膜である。
As shown in FIG. 1B, a
本明細書の以下の説明において、このように結晶化を行う工程を結晶化工程とも称する。また、結晶化工程において用いられるレーザビームLAを結晶化レーザビームと称することがある。結晶化レーザビームLAは、例えば、パルス発振レーザビームの一種であるエキシマーレーザビームである。結晶化レーザビームLAは、短辺400μm、長辺450mmに成形されており、結晶化レーザビームLAは、1回照射する毎に同じ方向に20μmずつ走査する。結晶化レーザビームLAのエネルギー密度は、例えば、380mJ/cm2である。なお、結晶化レーザビームLAは、連続発振レーザビームであってもよい。 In the following description of this specification, the process of performing crystallization in this way is also referred to as a crystallization process. In addition, the laser beam LA used in the crystallization process may be referred to as a crystallization laser beam. The crystallization laser beam LA is, for example, an excimer laser beam that is a kind of pulsed laser beam. The crystallization laser beam LA is shaped to have a short side of 400 μm and a long side of 450 mm, and the crystallization laser beam LA scans by 20 μm in the same direction every time it is irradiated. The energy density of the crystallization laser beam LA is, for example, 380 mJ / cm 2 . Note that the crystallization laser beam LA may be a continuous wave laser beam.
結晶化工程では、非晶質半導体膜102に結晶化レーザビームLAを照射しながら、非晶質半導体膜102に対して結晶化レーザビームLAを相対的に走査する。ここでは、結晶化レーザビームLAのビーム源を固定して非晶質半導体膜102が設けられた基板を移動させて走査を行うが、逆でもよい。また、本実施形態において、非晶質半導体膜102の全体を結晶化することなく、その一部のみを結晶化してもよい。非晶質半導体膜102の結晶化はレーザ照射室(図示せず)内で行われる。例えば、レーザ照射室内の気圧は1気圧であり、レーザ照射室内の雰囲気中の酸素濃度は20%、他の分子の濃度は80%で、通常の大気と同じである。
In the crystallization step, the
結晶化レーザビームLAの照射によって非晶質半導体膜102を結晶化した結晶質半導体膜103が得られるが、この結晶化に伴い、結晶質半導体膜103の表面にリッジが形成されるとともに、結晶質半導体膜103の表面上に酸化層104が形成される。例えば、非晶質珪素膜102の厚さが50nmである場合、結晶化が行われた結晶質半導体膜103の表面には高さ60nm程度のリッジがランダムにあるいは300nm程度の周期で直線状に並んで形成されることが多い。結晶質半導体膜103において、表面粗さを示すRa値は8nmである。
A
次いで、図1(c)および図1(d)に示すように、結晶化工程に連続して結晶質半導体膜103にレーザビームLB1、LB2を順次照射することにより、結晶質半導体膜103の表面を平坦化する。平坦化を行うことにより、結晶質半導体膜103の表面に形成されたリッジが平坦化される。本明細書の以下の説明において、このように平坦化を行う工程を平坦化工程とも称する。また、平坦化工程において用いられるレーザビームLB1、LB2を平坦化レーザビームと称することがある。平坦化レーザビームLB1、LB2として、例えば、結晶化工程において用いたエキシマーレーザビームのエネルギー密度を低下させたものを用いてもよい。
Next, as shown in FIGS. 1C and 1D, the surface of the
なお、平坦化工程では、結晶質半導体膜103に平坦化レーザビームLB1、LB2を照射しながら、結晶質半導体膜103に対して平坦化レーザビームLB1、LB2を相対的に走査する。ここでも、平坦化レーザビームLB1、LB2のビーム源を固定して結晶質半導体膜103が設けられた基板を移動させて走査を行うが、逆でもよい。
In the planarization step, the planarized laser beams LB1 and LB2 are relatively scanned with respect to the
平坦化レーザビームLB1、LB2は、結晶質半導体膜103を部分的に溶融させるエネルギー密度を有している。平坦化レーザビームLB1、LB2のエネルギー密度が結晶質半導体膜を完全に溶融するようなエネルギー密度であると、結晶質半導体膜は再溶融して、結晶質半導体膜を得た結晶化工程が無意味になってしまい、好ましくない。
The planarizing laser beams LB1 and LB2 have an energy density that partially melts the
本実施形態では、レーザ照射室内の雰囲気中の元素組成および気圧を結晶化工程のときと変更することなく平坦化工程を行う。また、本実施形態では、特許文献2に開示されている方法とは異なり、結晶化工程の後、酸化層104を除去することなく平坦化工程を行う。本実施形態では、平坦化工程を行う前、結晶質半導体膜103の表面には高さ60nm程度のリッジが形成されていたのに対して、以下に示すように平坦化を行うことにより、酸化層104を除去しなくても、結晶質半導体膜103の表面のリッジを高さ20nm程度まで低減させることができ、Ra値を3nm程度に低減させることができる。
In the present embodiment, the planarization step is performed without changing the element composition and the atmospheric pressure in the atmosphere in the laser irradiation chamber as in the crystallization step. In the present embodiment, unlike the method disclosed in Patent Document 2, the planarization step is performed after the crystallization step without removing the
以下、本実施形態における平坦化工程を説明する。 Hereinafter, the planarization process in the present embodiment will be described.
まず、図1(c)に示すように、結晶質半導体膜103にレーザビームLB1を複数の単位領域に照射する。以下の説明において、このレーザビームLB1を第1平坦化レーザビームと称することがあり、第1平坦化レーザビームLB1を用いて平坦化を行う工程を第1平坦化工程とも称することがある。また、第1平坦化レーザビームLB1によって照射される単位領域を第1単位領域と称することがある。第1平坦化レーザビームLB1のエネルギー密度は、結晶質半導体膜103を部分的に溶融させるエネルギー密度であり、例えば、360mJ/cm2である。
First, as shown in FIG. 1C, the
図2に、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された結晶質半導体膜103の表面を示す。図2に示すように、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された複数の第1単位領域151のそれぞれは、結晶質半導体膜103の表面の法線方向からみて一辺6μmの正三角形形状を有しており、複数の第1単位領域151はパターン状に規則的に配列されている。これにより、第1単位領域151の角のみが、隣接する第1単位領域151の角と重なり、第1単位領域151の辺は、隣接する第1単位領域151の辺と重なっていない。
FIG. 2 shows the surface of the
図2には、また、第1平坦化レーザビームLB1によって照射されなかった非照射領域152を斜線で示している。ここでは、各非照射領域152は、第1単位領域151と同じ大きさの正三角形形状を有しており、複数の非照射領域152はパターン状に規則的に配列されている。複数の第1単位領域151と複数の非照射領域152とは、斑模様を形成するように配列されている。
In FIG. 2, the
第1平坦化レーザビームLB1はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて以下に示すように成形される。マスクの全体の大きさは、例えば60mm×60mmの正方形であり、マスクの透光領域および遮光領域は、図2に示した第1単位領域151と非照射領域152と同様の形状を有している。マスクの透光領域および遮光領域の一辺の長さは、例えば、30μmであり、レンズにより試料表面上では1/5のサイズに縮小される。即ち、1回の照射によって全体で12mm×12mmの領域が照射され、個々の正三角形の一辺の長さは6μmとなる。マスクは、例えば、一般的なフォトリソ工程で使われるフォトマスクと同様にクロムを用いて作製されている。このように設置されたマスクは、ビーム源(図示せず)から出射されたレーザビームの一部を透過して、それにより、第1平坦化レーザビームLB1が形成される。なお、第1平坦化レーザビームLB1は、結晶質半導体膜103に対してX方向またはY方向に12mmずつずらして走査する。
The first planarizing laser beam LB1 is shaped as shown below using a mask (not shown) installed in the laser irradiation apparatus. The overall size of the mask is, for example, a square of 60 mm × 60 mm, and the light transmitting region and the light shielding region of the mask have the same shape as the
図3に、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって第1単位領域151に形成されたリッジ155を示す。第1平坦化レーザビームLB1を照射することにより、結晶化レーザビームLAの照射によって形成されたリッジは消え、その代わりに、図3に示すように、正三角形の各角から中心に向かって高さ20nmのリッジ155が形成される。正三角形の中心にあるリッジ155の交点には、頂点156が存在しており、その高さは30nmである。
FIG. 3 shows a
このように正三角形の角から中心に向かってリッジが形成されるのは、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された第1単位領域151内で、溶融、固化する速さが異なるからである。具体的には、第1平坦化レーザビームLB1を照射すると、第1単位領域151は第1平坦化レーザビームLB1のエネルギーを吸収して部分的に溶融状態になる。第1単位領域151の正三角形の各辺は非照射領域152と接しているため、正三角形の各辺から非照射領域152へと熱が伝達する。このため、第1単位領域151の温度は、正三角形の中心よりも各辺の方が急速に低下し、正三角形の各辺から固化が開始し、固化は正三角形の各辺から中心に向かって順番に進行する。それに伴い、リッジ155は、正三角形の角から中心に向かって形成されていき、第1単位領域151の中心近傍で頂点156を形成する。
The reason why the ridge is formed from the corner of the equilateral triangle to the center in this way is that the melting and solidifying speeds in the
以上のように、第1平坦化レーザビームLB1の照射によってリッジ155が形成されるが、その頂点156でも高さは30nm程度であり、第1単位領域151では、第1平坦化レーザビームLB1を照射する前の高さ60nmのリッジと比べると平坦化される。
As described above, the
次に、図1(d)に示すように、結晶質半導体膜103の複数の単位領域にレーザビームLB2を照射する。以下の説明において、このレーザビームLB2を第2平坦化レーザビームと称することがあり、第2平坦化レーザビームLB2を用いて平坦化を行う工程を第2平坦化工程とも称することがある。また、第2平坦化レーザビームLB2によって照射される単位領域を第2単位領域と称することがある。
Next, as shown in FIG. 1D, a plurality of unit regions of the
第2平坦化レーザビームLB2は、例えば、第1平坦化工程において用いたエキシマーレーザビームである。また、第2平坦化レーザビームLB2のエネルギー密度も、結晶質半導体膜103を部分的に溶融させるエネルギー密度であり、例えば、360mJ/cm2である。第2平坦化レーザビームLB2の照射は、第1平坦化レーザビームLB1を照射したときとレーザ照射室内の雰囲気および気圧を変更することなく行われる。
The second planarization laser beam LB2 is, for example, an excimer laser beam used in the first planarization process. The energy density of the second planarizing laser beam LB2 is also an energy density that partially melts the
図4に、第2平坦化レーザビームLB2によって照射された結晶質半導体膜103の表面を示す。図4に示すように、第2平坦化レーザビームLB2によって照射された複数の第2単位領域161のそれぞれは、結晶質半導体膜103の表面の法線方向からみて一辺6μmの正三角形形状を有しており、複数の第2単位領域161はパターン状に規則的に配列されている。
FIG. 4 shows the surface of the
図4には、また、第2平坦化レーザビームLB2によって照射されなかった非照射領域162を斜線で示している。各非照射領域162は、第2単位領域161と同じ大きさの正三角形形状を有しており、複数の非照射領域162は、パターン状に規則的に配列されている。複数の第2単位領域161と複数の非照射領域162とは、斑模様を形成するように規則的に配列されている。
In FIG. 4, the
なお、第2単位領域161は、第1平坦化工程において第1平坦化レーザビームLB1によって照射されなかった正三角形形状の非照射領域152(図2参照)と同じ位置に配列されており、したがって、第2単位領域161の大きさは、第1平坦化工程における第1単位領域151の大きさと等しい。
The
第2平坦化レーザビームLB2はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。なお、このマスクは、第1平坦化工程において用いたマスクと同じパターンを有している。また、本実施形態において、第1および第2平坦化工程において用いられるマスクと結晶質半導体膜103とのアライメントは、基板周囲に別途設けたアライメントパターンを用いて行われる。第2平坦化レーザビームLB2によって、第2単位領域161にも、図3と同様のリッジが形成される。
The second planarizing laser beam LB2 is shaped using a mask (not shown) installed in the laser irradiation apparatus. This mask has the same pattern as the mask used in the first planarization step. In the present embodiment, the alignment between the mask used in the first and second planarization steps and the
図5に、第2平坦化レーザビームLB2の照射後に結晶質半導体膜103に形成されているリッジ165を示す。リッジ165は、第1、第2平坦化レーザビームLB1、LB2の照射によって形成される。図5には、参考のために、1つの第1単位領域151と1つの第2単位領域161とを破線で示している。
FIG. 5 shows a
図5に示すように、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって形成されたリッジ165は、第1単位領域151の正三角形の中心を高さ30nmの頂点166とし、頂点166と正三角形の各角を結ぶように形成されている。また、第2平坦化レーザビームLB2によって形成されたリッジ165は、同様に第2単位領域161の正三角形の中心の位置を頂点166として、頂点166と正三角形の各角との間を結ぶように形成されている。
As shown in FIG. 5, the
以上のように、本実施形態では、平坦化レーザビームLB1により、ある範囲内の半分を平坦化し、第2平坦化レーザビームLB2により、その範囲内において平坦化レーザビームLB1によって照射されなかった領域を平坦化している。大きなビームスポットを有するレーザビームを半導体膜に照射すると、リッジがランダムに形成され、その結果、高い頂点が形成されて、平坦化が十分に行われないおそれがあるが、本実施形態では、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって第1単位領域151を平坦化し、次いで、第2平坦化レーザビームLB2の照射によって第2単位領域161を平坦化しているので、リッジ165がランダムに形成されることを抑制することができ、特許文献2に開示されている製造方法のように酸化層を除去しなくても十分に平坦化された結晶質半導体膜103を得ることができる。また、結晶化工程に連続して平坦化工程を行うことにより、製造工程および製造時間を増加させることなく、平坦化された結晶質半導体膜103を製造することができる。また、酸化層を除去しなくても平坦化することができるので、接続不良の発生を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, a region within a certain range is flattened by the flattened laser beam LB1, and the region that is not irradiated by the flattened laser beam LB1 within the range by the second flattened laser beam LB2. Is flattened. When a semiconductor film is irradiated with a laser beam having a large beam spot, ridges are randomly formed, and as a result, high vertices are formed and flattening may not be sufficiently performed. Since the
なお、上述した説明では、半導体膜は珪素膜であったが、本発明はこれに限定されない。半導体膜は、ゲルマニウム膜あるいはゲルマニウムと珪素との混成膜(シリコン・ゲルマニウム膜)であってもよい。 In the above description, the semiconductor film is a silicon film, but the present invention is not limited to this. The semiconductor film may be a germanium film or a mixed film of germanium and silicon (silicon / germanium film).
また、上述した説明では、第1、第2単位領域151、161の一辺の長さは6μmであったが、本発明はこれに限定されない。ただし、第1、第2単位領域151、161の一辺の長さは1.0μm以上6.9μm以下であることが望ましい。1.0μm未満では正三角形を解像するのが困難である。また、6.9μmよりも大きいと各辺から連続的に固化よりも早く中心付近でランダムな固化が起こり、その結果、中心付近ではランダムなリッジが形成され平坦化が不十分となる場合がある。なお、正三角形の一辺の長さが1.0μm以上6.9μm以下である場合、正三角形の中心と各辺との距離は0.29μm以上2.0μm以下である。
In the above description, the length of one side of the first and
また、上述した説明では、第1単位領域151および第2単位領域161は正三角形形状を有していたが、本発明はこれに限定されない。ただし、第1、第2単位領域151、161は、2回の平坦化レーザビームの照射によって結晶質半導体膜104の全面の平坦化が行うことができるように、結晶質半導体膜103の表面の法線方向からみて正多角形形状であることが好ましい。また、この場合、正多角形の中心と各辺との距離は2μm以下あることが好ましく、また正多角形の各辺の長さは1.0μm以上であることが好ましい。辺の長さが1.0μm未満であると正確に解像できないおそれがあるからである。
In the above description, the
また、上述した説明では、第2単位領域161は、第1平坦化工程における非照射領域152と同じ領域であったが、第2単位領域161は、第1単位領域151と少なくとも一部異なる領域であってもよい。第2単位領域161は、マスクを変更または移動させることにより、容易に変更することが可能である。
In the above description, the
以下、図6を参照して、上述した方法で得られた半導体膜103を用いたTFTの製造方法を説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a TFT using the
石英基板101上に形成された半導体膜103にレジスト塗布、露光、現像といった通常のフォトリソグラフィ工程を行うことにより、図6(a)に示すように、半導体膜103を領域105、領域106、領域107にパターニングする。領域105、106、107は、それぞれTFTのソース領域、チャネル領域、ドレイン領域となる。なお、ここでは、図1に示した酸化層104を示していない。
By performing normal photolithography processes such as resist coating, exposure, and development on the
図6(b)に示すように、常圧化学気相成長(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition:APCVD)法によって、半導体膜を被覆するように酸化膜からなる厚さ50nm程度のゲート絶縁膜112を形成する。なお、厳密には、結晶化工程によって形成された酸化層104(図1参照)が半導体膜上に残存しているため、この酸化層104上にゲート絶縁膜112が形成される。次いで、図6(c)に示すように、ゲート絶縁膜112上に厚さ300nm程度のアルミニウムからなる導電膜114を形成する。
As shown in FIG. 6B, a
図6(d)に示すように、導電膜114をパターニングすることにより、ゲート電極114’を形成した後、p型TFTを作製する場合は、このゲート電極114’をマスクとして、ソ−ス/ドレイン領域105、107にボロンイオンを注入する。次いで、図6(e)に示すように、パターニングされたゲート電極114’を含む石英基板101上全面に、厚さ500nmの酸化膜をAPCVD法で堆積することにより、層間絶縁膜116を形成する。
As shown in FIG. 6D, when the p-type TFT is formed after forming the
図6(f)に示すように、ソ−ス/ドレイン領域105、107上の層間絶縁膜116にコンタクトホ−ルを形成し、スパッタ法によってコンタクトホ−ルに導電材料を堆積して、この導電材料をパターニングすることで、ソ−ス/ドレイン領域105、107とオ−ミック接触する引き出し電極118を形成する。以上のようにしてTFTが作製される。また、このTFTをスイッチング素子として用いた半導体装置がさらに作製される。
As shown in FIG. 6 (f), a contact hole is formed on the
以上のように作製された半導体装置では、表面が平坦化された半導体膜を用いているため、ゲート絶縁膜が薄くても、各TFTのゲート絶縁膜の厚さを均一にしてTFTの電気特性を均一化することができ、絶縁不良を抑制することができる。 Since the semiconductor device manufactured as described above uses a semiconductor film having a flat surface, even if the gate insulating film is thin, the thickness of the gate insulating film of each TFT is made uniform so that the electrical characteristics of the TFT can be obtained. Can be made uniform, and insulation failure can be suppressed.
なお、上述したようにp型TFTを作製し、そのキャリア移動度を測定したところ、150cm2/V・sの値が得られた。また、ゲート絶縁膜112は厚さ50nmであったが、絶縁不良などは起こらなかった。
When a p-type TFT was produced as described above and its carrier mobility was measured, a value of 150 cm 2 / V · s was obtained. The
(実施形態2)
以下、図7から図13を参照して、本発明による半導体膜の製造方法の第2実施形態を説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the semiconductor film manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態の製造方法は、平坦化工程においてレーザビームを3回照射する点で実施形態1の製造方法とは異なる。以下の説明では、冗長さを避けるために、実施形態1と重複する説明を省略する。
The manufacturing method of this embodiment is different from the manufacturing method of
まず、図7(a)に示すように、Si2H6ガスを用いた減圧CVD法により、石英基板201上に厚さ50nmの非晶質珪素膜202を形成する。
First, as shown in FIG. 7A, an
次に、図7(b)に示すように、非晶質珪素膜202に結晶化レーザビームLAを照射して非晶質珪素膜202を結晶化する。ここでは、結晶化レーザビームLAとしてエキシマーレーザビームを用いる。結晶化レーザビームLAは、短辺400μm、長辺450mmに成形されており、結晶化レーザビームLAは、1回照射する毎に同じ方向に20μmずつ走査する。また、結晶化レーザビームLAのエネルギー密度は380mJ/cm2である。結晶化工程はレーザ照射室内で行われ、レーザ照射室内の雰囲気中の酸素濃度は20%、他の分子の濃度は80%で、通常の大気と同じである。
Next, as shown in FIG. 7B, the
結晶化レーザビームLAの照射によって非晶質珪素膜202を結晶化した多結晶珪素膜203が得られるが、この結晶化に伴い、多結晶珪素膜203の表面に多数のリッジが形成されるとともに、多結晶珪素膜203の表面上に酸化層204が形成される。例えば、非晶質珪素膜202の厚さが50nmである場合、多結晶珪素膜203の表面には高さ60nm程度のリッジが形成される。多結晶珪素膜203のRa値は8nmである。
A
次に、図7(c)に示すように、多結晶珪素膜203の複数の第1単位領域に第1平坦化レーザビームLB1を照射する。第1平坦化レーザビームLB1の照射は、結晶化工程に連続して行われる。例えば、第1平坦化レーザビームLB1の照射は、結晶化レーザビームLAを照射するときとレーザ照射室内の雰囲気および気圧を変更することなく、また、結晶化レーザビームLAの照射後に多結晶珪素膜203の表面上に形成された酸化層204を除去することなく、行われる。第1平坦化レーザビームLB1のエネルギー密度は、多結晶珪素膜203を部分的に溶融させるエネルギー密度であり、例えば、360mJ/cm2である。第1平坦化レーザビームLB1はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。
Next, as shown in FIG. 7C, a plurality of first unit regions of the
図8に、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された多結晶珪素膜203の表面を示す。図8に示すように、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された複数の第1単位領域251のそれぞれは、多結晶珪素膜203の表面の法線方向からみて一辺4μmの正方形形状を有しており、複数の第1単位領域251はパターン状に規則的に配列されている。これにより、第1単位領域251の角のみが、隣接する第1単位領域251と重なり、第1単位領域251の辺は、隣接する第1単位領域251と重ならない。なお、正方形の一辺の長さは4μmであることから、正方形の中心と各辺との距離は2μmである。
FIG. 8 shows the surface of the
図8には、また、第1平坦化レーザビームLB1によって照射されなかった非照射領域252を斜線で示している。各非照射領域252は、第1単位領域251と同じ大きさの正方形形状を有しており、複数の非照射領域252はパターン状に規則的に配列されている。複数の第1単位領域251と複数の非照射領域252とは、斑模様を形成するように規則的に配列されている。
In FIG. 8, the
図9に、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって第1単位領域251に形成されたリッジ255を示す。図9に示すように、正方形の中心にあるリッジ255の交点には、頂点256が存在しており、その高さは30nmである。
FIG. 9 shows a
図9に示すように、リッジ255は、正方形の角から中心に向かってリッジが形成されている。これは、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された第1単位領域251内で、溶融、固化する速さが異なるからである。具体的には、第1平坦化レーザビームLB1を照射すると、第1単位領域251は第1平坦化レーザビームLB1のエネルギーを吸収して部分的に溶融状態になる。第1単位領域251の正方形の各辺は非照射領域252と接しているため、正方形の各辺から非照射領域252へと熱が伝達する。このため、第1単位領域251の温度は、正方形の中心よりも各辺の方が急速に低下し、正方形の各辺から固化が開始し、固化は正方形の各辺から中心に向かって順番に進行する。それに伴い、リッジ255は、正方形の角から中心に向かって形成されていき、第1単位領域251の中心近傍で頂点256を形成する。
As shown in FIG. 9, the
次に、図7(d)に示すように、多結晶珪素膜203の複数の第2単位領域に第2平坦化レーザビームLB2を照射する。第2平坦化レーザビームLB2のエネルギー密度は、例えば、360mJ/cm2である。
Next, as shown in FIG. 7D, a plurality of second unit regions of the
図10に、第2平坦化レーザビームLB2によって照射された多結晶珪素膜203の表面を示す。図10に示すように、第2平坦化レーザビームLB2によって照射された複数の第2単位領域261のそれぞれは、多結晶珪素膜203の表面の法線方向からみて一辺4μmの正方形形状を有しており、複数の第2単位領域261はパターン状に規則的に配列されている。図10には、また、第2平坦化レーザビームLB2によって照射されなかった非照射領域262を斜線で示している。各非照射領域262は、第2単位領域261と同じ大きさの正方形形状を有しており、複数の非照射領域262は、パターン状に規則的に配列されている。複数の第2単位領域261と複数の非照射領域262とは、斑模様を形成するように規則的に配列されている。
FIG. 10 shows the surface of the
第2単位領域261は、第1平坦化工程において第1平坦化レーザビームLB1によって照射されなかった正方形形状の非照射領域252(図9参照)と同じ位置に配列されており、したがって、第2単位領域261の大きさは、第1平坦化工程における第1単位領域251の大きさと等しい。第2平坦化レーザビームLB2はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。第2平坦化レーザビームLB2により、第2単位領域261にも、図9に示した第1単位領域251と同様にリッジが形成される。
The
なお、上述したように、第1平坦化レーザビームLB1および第2平坦化レーザビームLB2を照射することにより、多結晶珪素膜203の表面は全体的に平坦化されるが、第1平坦化レーザビームLB1および第2平坦化レーザビームLB2の照射により、多結晶珪素膜203の表面には低いリッジが形成されている。
As described above, the surface of the
図11に、第2平坦化レーザビームLB2の照射後に多結晶珪素膜203に形成されているリッジ265を示す。リッジ265は、第1平坦化レーザビームLB1および第2平坦化レーザビームLB2の照射によって形成される。図11には、参考のために、1つの第1単位領域251および1つの第2単位領域261を破線で示している。図11に示すように、リッジ265は、第1、第2単位領域251、261の正方形から45度傾いた一辺2.8μmの正方形形状に形成されている。
FIG. 11 shows a
次いで、図7(e)に示すように、複数の単位領域にレーザビームLB3を照射する。これにより、多結晶珪素膜203の表面をさらに平坦化することができる。このレーザビームLB3を第3平坦化レーザビームとも称することがあり、第3平坦化レーザビームLB3を用いて平坦化を行う工程を第3平坦化工程とも称することがある。また、第3平坦化レーザビームLB3によって照射される単位領域を第3単位領域と称することがある。
Next, as shown in FIG. 7E, a plurality of unit regions are irradiated with a laser beam LB3. Thereby, the surface of the
ここでは、第3平坦化レーザビームLB3として、第2平坦化レーザビームLB2と同様のエキシマーレーザビームを用いている。第3平坦化レーザビームLB3のエネルギー密度は、多結晶珪素膜203を部分的に溶融させるエネルギー密度であり、例えば、350mJ/cm2である。第3平坦化レーザビームLB3では、第2平坦化レーザビームLB2よりもエネルギー密度を低下させている。第3平坦化レーザビームLB3はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。
Here, an excimer laser beam similar to the second planarizing laser beam LB2 is used as the third planarizing laser beam LB3. The energy density of the third planarizing laser beam LB3 is an energy density that partially melts the
図12は、第3平坦化レーザビームLB3によって照射された多結晶珪素膜203の表面を示す。図12に示すように、第3平坦化レーザビームLB3によって照射された複数の第3単位領域271のそれぞれは、多結晶珪素膜203の表面の法線方向からみて一辺3.2μmの正方形形状を有しており、複数の第3単位領域271は、隣接する第3単位領域271の角付近が互いに重なるようにパターン状に規則的に配列されている。
FIG. 12 shows the surface of the
図12には、図11を参照して説明した第3平坦化レーザビームLB3を照射する前のリッジ265を破線で示しているが、図12に示すように、各第3単位領域271は、一辺2.8μmのリッジ265で囲まれた正方形を含むように配列されている。図12には、また、第3平坦化レーザビームLB3によって照射されなかった非照射領域272を斜線で示している。各非照射領域272は、第3単位領域271よりも小さい一辺2.4μmの正方形形状を有しており、複数の非照射領域272は、隣接する非照射領域272と互いに接しないようにパターン状に規則的に配列されている。複数の第3単位領域271と複数の非照射領域272とは、斑模様を形成するように規則的に配列されている。
In FIG. 12, the
図13に、第3平坦化レーザビームLB3の照射によって多結晶珪素膜203に形成されたリッジ275を示す。図13に示すように、第3平坦化レーザビームLB3の照射により、第2平坦化レーザビームLB2の照射により形成されたリッジ265(図11参照)がなくなり、その代わりに、リッジ275が形成される。第3平坦化レーザビームLB3の照射によって形成されたリッジ275の高さは10nmであり、また、その頂点276でも高さ15nmであり、第3平坦化レーザビームLB3を照射する前の高さ30nmの頂点266よりもさらに平坦化される。
FIG. 13 shows a
ここで、第3平坦化レーザビームLB3の照射により、多結晶珪素膜203の表面がさらに平坦化された理由を説明する。
Here, the reason why the surface of the
図12から理解されるように、第3単位領域271は、第2平坦化レーザビームLB2の照射によって形成されたリッジ265を含んでおり、また、第3単位領域271は、リッジ265およびその頂点266が、第3単位領域271の正方形の中心以外の位置、例えば、第3単位領域271の正方形内の比較的外側に位置するように、配列されている。第3平坦化レーザビームLB3を照射すると、第3単位領域271は第3平坦化レーザビームLB3のエネルギーを吸収して部分的に溶融状態になる。第3単位領域271の正方形の各辺は非照射領域272と接しているため、正方形の各辺から非照射領域272へと熱が伝達する。このため、第3単位領域271の温度は、正方形の中心よりも各辺の方が急速に低下し、正方形の各辺から固化が開始し、固化は正方形の各辺から中心に向かって順番に進行していき、リッジ275は、正方形の角から正方形の中心に向かって形成されていき、第3単位領域271の正方形の中心近傍で頂点276を形成する。
As understood from FIG. 12, the
第3平坦化工程において、第3単位領域271の正方形内の比較的外側にあるリッジ265付近から固化が始まるため、リッジ265を形成していた珪素原子が新たに形成されるリッジ275まで充分に移動できず、また、第3平坦化レーザビームLB3の照射される前には低い部分に、第3平坦化レーザビームLB3の照射によってリッジ275の頂点276が形成される。したがって、第3平坦化レーザビームLB3の照射によって形成されたリッジ275の高さを、第3平坦化レーザビームLB3を照射する前に形成されていたリッジ265よりも低くすることができる。
In the third planarization step, since solidification starts from the vicinity of the
なお、上述した説明では、第1、第2平坦化レーザビームLB1、LB2による第1、第2単位領域251、261における正方形の一辺は4μmであったが、正方形の一辺が4μm以下であっても同様の平坦な多結晶珪素膜を得ることができる。ただし、一辺の長さは1.0μm以上であることが好ましい。一辺の長さが1.0μm未満であると正確に解像できないおそれがあるからである。
In the above description, one side of the square in the first and
以下、図14を参照して、上述した方法で得られた多結晶珪素膜203を用いたTFTの製造方法を説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a TFT using the
石英基板201上に形成された多結晶珪素膜203にレジスト塗布、露光、現像といった通常のフォトリソグラフィ工程を行うことにより、図14(a)に示すように、多結晶珪素膜203を領域205、領域206、領域207にパターニングする。領域205、206、207は、それぞれTFTのソース領域、チャネル領域、ドレイン領域となる。
By performing a normal photolithography process such as resist coating, exposure, and development on the
図14(b)に示すように、APCVD法によって、多結晶珪素膜203を被覆するように、酸化膜からなる厚さ45nm程度のゲート絶縁膜212を形成する。次いで、図14(c)に示すようにゲート絶縁膜212上に厚さ300nm程度のアルミニウムからなる導電膜214を形成する。
As shown in FIG. 14B, a
図14(d)に示すように、導電膜214をパターニングしてゲート電極214’を形成し、p型TFTを作製する場合は、このゲート電極214’をマスクとして、ソ−ス/ドレイン領域205、207にボロンイオンを注入する。次いで、図14(e)に示すように、ゲート電極214’を含む石英基板201上全面に、厚さ500nmの酸化膜をAPCVD法で堆積することにより、層間絶縁膜216を形成する。
As shown in FIG. 14D, in the case where a
図14(f)に示すように、ソ−ス/ドレイン領域205、207上の層間絶縁膜216にコンタクトホ−ルを形成し、スパッタ法によってコンタクトホ−ルに導電材料を堆積して、この導電材料をパターニングすることで、ソ−ス/ドレイン領域205、207とオ−ミック接触する引き出し電極218を形成する。以上のようにして、TFTが作製される。また、このTFTをスイッチング素子として用いた半導体装置がさらに作製される。
As shown in FIG. 14 (f), a contact hole is formed on the
なお、上述したようにp型TFTを作製し、そのキャリア移動度を測定したところ、180cm2/V・sの値が得られた。ゲート絶縁膜212の厚さは45nmであったが、絶縁不良などは起こらなかった。
When a p-type TFT was fabricated as described above and its carrier mobility was measured, a value of 180 cm 2 / V · s was obtained. Although the thickness of the
(実施形態3)
以下、図15から図21を参照して、本発明による半導体膜の製造方法の第3実施形態を説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, with reference to FIGS. 15 to 21, a third embodiment of the method for manufacturing a semiconductor film according to the present invention will be described.
本実施形態の製造方法は、第1平坦化レーザビームによって照射された領域と一部重なる領域に第2平坦化レーザビームを照射する点で上述した実施形態の製造方法とは異なる。以下の説明では、冗長さを避けるために、上述した実施形態と重複する説明を省略する。 The manufacturing method of the present embodiment is different from the manufacturing method of the above-described embodiment in that the second planarizing laser beam is irradiated to a region partially overlapping with the region irradiated with the first planarizing laser beam. In the following description, in order to avoid redundancy, description overlapping with the above-described embodiment is omitted.
まず、図15(a)に示すように、Si2H6ガスを用いた減圧CVD法により、石英基板301上に厚さ50nmの非晶質珪素膜302を形成する。
First, as shown in FIG. 15A, an
次に、図15(b)に示すように、非晶質珪素膜302に結晶化レーザビームLAを照射して非晶質珪素膜302を結晶化する。ここでは、結晶化レーザビームLAとしてエキシマーレーザビームを用いる。結晶化レーザビームLAは、短辺400μm、長辺450mmに成形されており、結晶化レーザビームLAは、1回照射する毎に同じ方向に20μmずつ走査する。また、結晶化レーザビームLAのエネルギー密度は380mJ/cm2である。結晶化工程はレーザ照射室内で行われ、レーザ照射室内の気圧は1気圧であり、レーザ照射室内の雰囲気中の酸素濃度は20%、他の分子の濃度は80%で、通常の大気と同じである。
Next, as shown in FIG. 15B, the
結晶化レーザビームLAを照射することによって非晶質珪素膜302を結晶化した多結晶珪素膜303が得られるが、この結晶化に伴い、多結晶珪素膜303の表面に多数のリッジが形成されるとともに、多結晶珪素膜303の表面上に酸化層304が形成される。例えば、非晶質珪素膜302の厚さが50nmである場合、多結晶珪素膜303の表面には高さ60nm程度のリッジが形成される。多結晶珪素膜303のRa値は8nmである。
By irradiating the crystallized laser beam LA, a
次に、図15(c)に示すように、結晶化工程に連続して、多結晶珪素膜303の複数の第1単位領域に第1平坦化レーザビームLB1を照射する。第1平坦化レーザビームのエネルギー密度は、多結晶珪素膜303を部分的に溶融させるエネルギー密度であり、例えば、360mJ/cm2である。第1平坦化レーザビームLB1はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。例えば、第1平坦化レーザビームLB1の照射は、結晶化レーザビームLAの照射後に多結晶珪素膜303の表面上に形成された酸化層304を除去することなく、また、結晶化レーザビームLAの照射のときとレーザ処理室内の気圧および雰囲気を変更することなく、行う。
Next, as shown in FIG. 15C, the first planarizing laser beam LB1 is irradiated onto the plurality of first unit regions of the
図16に、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された多結晶珪素膜303の表面を示す。図16に示すように、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された複数の第1単位領域351のそれぞれは、多結晶珪素膜303の表面の法線方向からみて一辺2.3μmの正六角形形状を有しており、複数の第1単位領域351はパターン状に規則的に配列されている。これにより、第1単位領域351の角のみが、隣接する第1単位領域351と重なり、第1単位領域351の辺は、隣接する第1単位領域351と重ならない。なお、正六角形の一辺の長さは2.3μmであることから、正方形の中心と各辺との距離は2μmである。
FIG. 16 shows the surface of the
図16には、また、第1平坦化レーザビームLB1によって照射されなかった非照射領域352を斜線で示している。各非照射領域352は、多結晶珪素膜303の表面の法線方向からみて一辺2.3μmの正三角形形状を有しており、複数の非照射領域352は、パターン状に規則的に配列されている。
In FIG. 16, the
図17に、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって第1単位領域351に形成されたリッジ355を示す。図17に示すように、正六角形の各角から中心に向かって高さ20nmのリッジ355が形成され、その交点には、高さ30nmの頂点356が形成される。
FIG. 17 shows a
図17に示すように、リッジ355は、正六角形の角から中心に向かってリッジが形成されている。これは、第1平坦化レーザビームLB1によって照射された第1単位領域351内で、溶融、固化する速さが異なるからである。具体的には、第1平坦化レーザビームLB1を照射すると、第1単位領域351は第1平坦化レーザビームLB1のエネルギーを吸収して部分的に溶融状態になる。第1単位領域351の正六角形の各辺は非照射領域352と接しているため、正六角形の各辺から非照射領域352へと熱が伝達する。このため、第1単位領域351の温度は、正六角形の中心よりも各辺の方が急速に低下し、正六角形の各辺から固化が開始し、固化は正六角形の各辺から中心に向かって順番に進行する。それに伴い、リッジ355は、正六角形の角から中心に向かって形成されていき、第1単位領域351の中心近傍で頂点356を形成する。
As shown in FIG. 17, the
次いで、図15(d)に示すように、多結晶珪素膜303の複数の第2単位領域にレーザビームLB2を照射する。第2平坦化レーザビームLB2のエネルギー密度は360mJ/cm2である。
Next, as shown in FIG. 15 (d), a plurality of second unit regions of the
図18に、第2平坦化レーザビームLB2によって照射された多結晶珪素膜303の表面を示す。図18に示すように、第2平坦化レーザビームLB2によって照射された複数の第2単位領域361のそれぞれは、多結晶珪素膜303の表面の法線方向からみて一辺2.3μmの正六角形形状を有しており、複数の第2単位領域361はパターン状に規則的に配列されている。
FIG. 18 shows the surface of the
図18には、また、第2平坦化レーザビームLB2によって照射されなかった非照射領域362を斜線で示している。各非照射領域362は、一辺2.3μmの正三角形形状を有しており、複数の非照射領域362はパターン状に規則的に配列されている。
In FIG. 18, the
第2単位領域361は、第1単位領域351(図16参照)と同じ大きさでかつ同様の六角形形状を有しており、各第2単位領域361は、各第1単位領域351を右方向に正六角形の一辺と同じ長さ、すなわち、2.3μmだけ移動した領域である。第2平坦化レーザビームLB2はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。なお、このマスクは、第1平坦化工程において用いたマスクを多結晶珪素膜303に対して相対的に正六角形のいずれか一辺の方向に一辺と同じ長さ、すなわち2.3μmだけ移動させたものである。
The
第2単位領域361にも、図17に示した第1単位領域351と同様にリッジが形成される。ただし、第2単位領域361は、第1単位領域351と一部重なっているため、第2平坦化レーザビームLB2の照射により、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって形成されたリッジ355が消えて、リッジが新たに形成される。
A ridge is also formed in the
図19に、第2平坦化レーザビームLB2の照射によって多結晶珪素膜303に形成されたリッジ365を示す。図19には、第2単位領域361を破線で示している。
FIG. 19 shows a
第2平坦化レーザビームLB2の照射により、多結晶珪素膜303の表面には、一辺4.6μmの正三角形を形成する高さ20nmのリッジ365が形成され、その正三角形の角には高さ30nmの頂点366が存在する。図19から理解されるように、第2平坦化レーザビームLB2の照射により、第1平坦化レーザビームLB1の照射によって形成されたリッジ355はなくなり、リッジ365が形成される。
By irradiation with the second planarizing laser beam LB2, a
図15(e)に示すように、多結晶珪素膜303の複数の第3単位領域に第3平坦化レーザビームLB3をさらに照射する。これにより、多結晶珪素膜303の表面をさらに平坦化することができる。第3平坦化レーザビームLB3のエネルギー密度は、例えば、350mJ/cm2である。第3平坦化レーザビームLB3では、第2平坦化レーザビームLB2よりもエネルギー密度を低下させている。第3平坦化レーザビームLB3はレーザ照射装置内に設置されたマスク(図示せず)を用いて成形される。
As shown in FIG. 15E, a plurality of third unit regions of the
図20は、第3平坦化レーザビームLB3によって照射された多結晶珪素膜303の表面を示す。図20に示すように、第3平坦化レーザビームLB3によって照射された複数の第3単位領域371のそれぞれは、多結晶珪素膜303の表面の法線方向からみて一辺5.0μmの正三角形形状を有しており、複数の第3単位領域371は、隣接する第3単位領域371の角付近が互いに重なるようにパターン状に規則的に配列されている。図20には、図19を参照して説明した第3平坦化レーザビームLB3を照射する前のリッジ365を破線で示しているが、各第3単位領域371は、一辺4.6μmのリッジ365で囲まれた正三角形を含むように配列されている。
FIG. 20 shows the surface of the
図20には、また、第3平坦化レーザビームLB3によって照射されなかった非照射領域372を斜線で示している。各非照射領域372は、第3単位領域371よりも小さい一辺2.4μmの正方形形状を有しており、複数の非照射領域372は、隣接する非照射領域372と互いに接しないようにパターン状に規則的に配列されている。複数の第3単位領域371と複数の非照射領域372とは、斑模様を形成するように規則的に配列されている。
In FIG. 20, the
図21に、第3平坦化レーザビームLB3の照射によって多結晶珪素膜303に形成されたリッジ375を示す。図21には、第3単位領域371を破線で示している。
FIG. 21 shows a
第3平坦化レーザビームLB3の照射により、高さ10nmのリッジ375が形成され、また、その交点には、高さ15nmの頂点376が形成される。このように、第3平坦化レーザビームLB3の照射により、図19に示したリッジ365がなくなり、図21に示したリッジ375が形成されるが、第3平坦化レーザビームLB3の照射によって形成されたリッジ375は、第2平坦化レーザビームLB2の照射によって形成されたリッジ365よりも低く、多結晶珪素膜303の表面は第3平坦化レーザビームLB3の照射前よりも平坦化される。
Irradiation with the third planarizing laser beam LB3 forms a
ここで、第3平坦化レーザビームLB3の照射により、多結晶珪素膜303の表面がさらに平坦化された理由を説明する。
Here, the reason why the surface of the
図20から理解されるように、第3平坦化レーザビームLB3による第3単位領域371は、第2平坦化レーザビームLB2の照射によって形成されたリッジ365を含んでおり、また、第3単位領域371は、リッジ365および頂点366が、第3単位領域371の正三角形の中心以外の位置、例えば、第3単位領域371の正三角形内の比較的外側に位置するように、配列されている。第3平坦化レーザビームLB3を照射すると、第3単位領域371は第3平坦化レーザビームLB3のエネルギーを吸収して部分的に溶融状態になる。第3単位領域371の正三角形の各辺は非照射領域372と接しているため、正三角形の各辺から非照射領域372へと熱が伝達する。このため、第3単位領域371の温度は、正三角形の中心よりも各辺の方が急速に低下し、正三角形の各辺から固化が開始し、固化は正三角形の各辺から中心に向かって順番に進行していき、リッジ375は、第3単位領域371の正三角形の角から中心に向かって形成されていき、第3単位領域371の正三角形の中心近傍で頂点376が形成される。
As can be understood from FIG. 20, the
第3平坦化工程において、第3単位領域371の正三角形内の比較的外側にあるリッジ365付近から固化が始まるため、リッジ365を形成していた珪素原子が新たに形成されるリッジ375まで充分に移動できず、また、第3平坦化レーザビームLB3の照射される前には低い部分に、第3平坦化レーザビームLB3の照射によってリッジ375の頂点376が形成される。したがって、第3平坦化レーザビームLB3の照射によって形成されたリッジ375の高さを、第3平坦化レーザビームLB3を照射する前に形成されていたリッジ365よりも低くすることができる。
In the third planarization step, since solidification starts from the vicinity of the
なお、上述した説明では、第1、第2単位領域351、361は正六角形形状を有していたが、正六角形よりもさらに多角形にするとレーザビームによる単位領域の形状を解像することが困難になり、形状が円の場合と同様になって、中心にできるリッジが著しく大きくなり好ましくない。
In the above description, the first and
また、上述した説明では、第1、第2単位領域351、361における正六角形の一辺は2.3μmであったが、この正六角形の一辺は2.3μm以下であっても、同様に平坦な多結晶珪素膜を得ることができる。ただし、一辺の長さは1.0μm以上であることが好ましい。一辺の長さが1.0μm未満であると正確に解像できないおそれがあるからである。
In the above description, one side of the regular hexagon in the first and
以上のようにして、平坦化された多結晶珪素膜303を得ることができる。
As described above, a planarized
以下、図22を参照して、上述した方法で得られた多結晶珪素膜303を用いたTFTの製造方法を説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a TFT using the
石英基板301上に形成された多結晶珪素膜303にレジスト塗布、露光、現像といった通常のフォトリソグラフィ工程を行うことにより、図22(a)に示すように、多結晶珪素膜303を領域305、領域306、領域307にパターニングする。領域305、306、307は、それぞれTFTのソース領域、チャネル領域、ドレイン領域となる。
By performing a normal photolithography process such as resist coating, exposure, and development on the
図22(b)に示すように、APCVD法によって、多結晶珪素膜を被覆するように、酸化膜からなる厚さ45nm程度のゲート絶縁膜312を形成する。次いで、図22(c)に示すように、ゲート絶縁膜312上に厚さ300nm程度のアルミニウムからなる導電膜314を形成する。
As shown in FIG. 22B, a
図22(d)に示すように、導電膜314をパターニングしてゲート電極314’を形成し、p型TFTを作製する場合は、このゲート電極314’をマスクとして、ソ−ス/ドレイン領域305、307にボロンイオンを注入する。次いで、図22(e)に示すように、ゲート電極314’を含む石英基板301上全面に、厚さ500nmの酸化膜をAPCVD法で堆積することにより、層間絶縁膜316を形成する。
As shown in FIG. 22D, when the
図22(f)に示すように、ソ−ス/ドレイン領域305、307上の層間絶縁膜316にコンタクトホ−ルを形成し、スパッタ法によってコンタクトホ−ルに導電材料を堆積して、この導電材料をパターニングすることで、ソ−ス/ドレイン領域305、307とオ−ミック接触する引き出し電極318を形成する。以上のようにして、TFTが作製される。また、このTFTをスイッチング素子として用いた半導体装置がさらに作製される。
As shown in FIG. 22 (f), a contact hole is formed on the
なお、上述したようにp型TFTを作製し、そのキャリア移動度を測定したところ、180cm2/V・sの値が得られた。ゲート絶縁膜312の厚さは45nmであったが、絶縁不良などは起こらなかった。
When a p-type TFT was fabricated as described above and its carrier mobility was measured, a value of 180 cm 2 / V · s was obtained. Although the thickness of the
本発明によれば、平坦化された結晶質半導体膜を製造することができる。 According to the present invention, a planarized crystalline semiconductor film can be manufactured.
また、TFTの電気特性を向上させるために薄いゲート絶縁膜を用いる場合でも、本発明による半導体膜を用いることにより、電気移動度が高く、電気特性が均一な複数のTFTを備えた半導体装置を作製することができる。 Further, even when a thin gate insulating film is used to improve the electrical characteristics of the TFT, by using the semiconductor film according to the present invention, a semiconductor device including a plurality of TFTs having high electric mobility and uniform electrical characteristics can be obtained. Can be produced.
101、201、301 石英基板
102、202、302 非晶質半導体膜、非晶質珪素膜
103、203、303 結晶質半導体膜、多結晶珪素膜
104、204、304 酸化層
105、205、305 ソース領域
106、206、306 チャネル領域
107、207、307 ドレイン領域
112、212、312 ゲート絶縁膜
114、214、314 導電膜
114’、214’、314’ ゲート電極
116、216、316 層間絶縁膜
118、218、318 引き出し電極
251、351 第1平坦化ビームによる第1単位領域
252、352 第1平坦化ビームにおける非照射領域
255、355 第1平坦化ビームの照射によって形成されたリッジ
256、356 第1平坦化ビームの照射によって形成されたリッジの頂点
261、361 第2平坦化ビームによる第2単位領域
262、362 第2平坦化ビームにおける非照射領域
265、365 第2平坦化ビームの照射によって形成されたリッジ
266、366 第2平坦化ビームの照射によって形成されたリッジの頂点
371 第3平坦化ビームによる第3単位領域
372 第3平坦化ビームにおける非照射領域
375 第3平坦化ビームの照射によって形成されたリッジ
376 第3平坦化ビームの照射によって形成されたリッジの頂点
101, 201, 301
Claims (25)
前記非晶質半導体膜の少なくとも一部に結晶化レーザビームを照射することにより、結晶質半導体膜を得る結晶化工程と、
前記結晶化工程に連続して、前記結晶質半導体膜に平坦化レーザビームを照射することにより、前記結晶質半導体膜の表面を平坦化する平坦化工程と
を包含する、半導体膜の製造方法であって、
前記平坦化工程は、
前記結晶質半導体膜のうち複数の第1単位領域に第1平坦化レーザビームを照射する第1平坦化工程と、
前記結晶質半導体膜のうちそれぞれが前記第1単位領域とは少なくとも一部異なる複数の第2単位領域に第2平坦化レーザビームを照射する第2平坦化工程とを含む、半導体膜の製造方法。 Preparing an amorphous semiconductor film;
A crystallization step of obtaining a crystalline semiconductor film by irradiating at least a part of the amorphous semiconductor film with a crystallization laser beam;
A planarization step of planarizing the surface of the crystalline semiconductor film by irradiating the crystalline semiconductor film with a planarizing laser beam continuously with the crystallization step. There,
The planarization step includes
A first planarization step of irradiating a plurality of first unit regions of the crystalline semiconductor film with a first planarization laser beam;
A second planarization step of irradiating a plurality of second unit regions, each of which is at least partially different from the first unit region, of the crystalline semiconductor film with a second planarization laser beam. .
前記複数の第2単位領域は、前記多角形形状の辺が互いに重ならないように第2パターン状に配列されている、請求項2に記載の半導体膜の製造方法。 The plurality of first unit regions are arranged in a first pattern so that sides of the polygonal shape do not overlap each other,
3. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 2, wherein the plurality of second unit regions are arranged in a second pattern so that sides of the polygonal shape do not overlap each other.
前記第2平坦化工程は、透光領域と遮光領域とを有する第2マスクを用いて前記第2平坦化レーザビームの成形を行う工程を含み、請求項1から3のいずれかに記載の半導体膜の製造方法。 The first planarization step includes a step of forming the first planarization laser beam using a first mask having a light transmitting region and a light shielding region,
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the second planarization step includes a step of forming the second planarization laser beam using a second mask having a light transmitting region and a light shielding region. A method for producing a membrane.
前記第2単位領域の前記多角形形状の辺は、前記第2平坦化レーザビームによって照射されなかった領域に接している、請求項2から6のいずれかに記載の半導体膜の製造方法。 The polygonal side of the first unit region is in contact with the region that was not irradiated by the first planarizing laser beam,
7. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 2, wherein a side of the polygonal shape of the second unit region is in contact with a region not irradiated with the second planarizing laser beam.
前記第2単位領域は、前記第1平坦化レーザビームによって照射されなかった領域であって、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、
前記第3単位領域は、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第1および第2平坦化工程において前記第1および第2単位領域内に形成されたリッジを中心以外の位置に含む、請求項14から16のいずれかに記載の半導体膜の製造方法。 The first unit region has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film,
The second unit region is a region that has not been irradiated by the first planarization laser beam, and has a polygonal shape when viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film,
The third unit region has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film, and is formed in the first and second unit regions in the first and second planarization steps. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 14, wherein the ridge is included at a position other than the center.
前記第3単位領域は、前記結晶質半導体膜の表面の法線方向からみて多角形形状を有しており、前記第2平坦化工程において前記第2単位領域内に形成されたリッジを中心以外の位置に含む、請求項18に記載の半導体膜の製造方法。 The second unit region is a region that is partially different from the first unit region, and has a polygonal shape when viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film,
The third unit region has a polygonal shape as viewed from the normal direction of the surface of the crystalline semiconductor film, and other than the ridge formed in the second unit region in the second planarization step. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 18, which is included in the position of
前記平坦化工程は、前記結晶化工程における前記レーザ照射室内の雰囲気中の前記所定の元素組成および前記所定の気圧を変更することなく平坦化を行う工程を含む、請求項1から19のいずれかに記載の半導体膜の製造方法。 The crystallization step includes a step of crystallizing the amorphous semiconductor film under a predetermined element composition in a laser irradiation chamber atmosphere and a predetermined atmospheric pressure,
The flattening step includes a step of performing flattening without changing the predetermined element composition and the predetermined atmospheric pressure in the atmosphere in the laser irradiation chamber in the crystallization step. A method for producing a semiconductor film as described in 1. above.
前記平坦化工程は、前記結晶化工程の後、前記酸化層を除去することなく平坦化を行う工程を含む、請求項1から20のいずれかに記載の半導体膜の製造方法。 The crystallization step includes a step of forming an oxide layer in which the surface of the semiconductor film is oxidized along with the crystallization of the amorphous semiconductor film,
21. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 1, wherein the planarization step includes a step of performing planarization without removing the oxide layer after the crystallization step.
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