JP2007311819A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスの作製工程におけるレーザー光照射処理(いわゆる、レーザ
ーアニール法)に関する。特に、本発明は、1部もしくは全部が非晶質成分からなる半導
体材料、あるいは、実質的に真性な多結晶の半導体材料、さらには、イオン照射、イオン
注入、イオンドーピング等によってダメージを受け、結晶性が著しく損なわれた半導体材
料に対してレーザー光を照射することによって、該半導体材料の結晶性を向上せしめ、あ
るいは結晶性を回復させる方法に関する。
The present invention relates to a laser light irradiation process (so-called laser annealing method) in a semiconductor device manufacturing process. In particular, the present invention is a semiconductor material partly or wholly composed of an amorphous component, or a substantially intrinsic polycrystalline semiconductor material, and further damaged by ion irradiation, ion implantation, ion doping, etc. The present invention relates to a method for improving the crystallinity of a semiconductor material or recovering the crystallinity by irradiating a semiconductor material with significantly deteriorated crystallinity with laser light.
近年、半導体素子プロセスの低温化に関して盛んに研究が進められている。その大きな
理由は、ガラス等の絶縁基板上に半導体素子を形成する必要が生じたからである。その他
にも素子の微小化や素子の多層化に伴う要請もある。
In recent years, active research has been conducted on lowering the temperature of semiconductor device processes. This is because a semiconductor element needs to be formed on an insulating substrate such as glass. In addition, there is a demand accompanying miniaturization of elements and multilayering of elements.
半導体プロセスにおいては、半導体材料に含まれる非晶質成分もしくは非晶質半導体材
料を結晶化させることや、もともと結晶性であったものの、イオンを照射したために結晶
性が低下した半導体材料の結晶性を回復することや、結晶性であるのだが、より結晶性を
向上させることが必要とされることがある。従来、このような目的のためには熱的なアニ
ールが用いられていた。半導体材料として珪素を用いる場合には、600℃から1100
℃の温度で0.1〜48時間、もしくはそれ以上の時間のアニールをおこなうことによっ
て、非晶質の結晶化、結晶性の回復、結晶性の向上等がなされてきた。
In semiconductor processes, the crystallinity of an amorphous component or amorphous semiconductor material contained in a semiconductor material is crystallized, or the crystallinity of a semiconductor material that was originally crystalline but has decreased crystallinity due to ion irradiation. However, it may be necessary to improve the crystallinity. Conventionally, thermal annealing has been used for such purposes. When silicon is used as the semiconductor material, 600 ° C. to 1100
By annealing at a temperature of 0.1 ° C. for 0.1 to 48 hours or longer, amorphous crystallization, recovery of crystallinity, improvement of crystallinity and the like have been made.
このような、熱アニールは、一般に温度が高いほど処理時間は短くても良かったが、6
00℃程度の温度では長時間の処理を必要とした。したがって、プロセスの低温化の観点
からは、従来、熱アニールによってなされていた工程を他の手段によって置き換えること
が必要とされた。レーザー光照射技術は究極の低温プロセスと注目されている。すなわち
、レーザー光は熱アニールに匹敵する高いエネルギーを必要とされる箇所にのみ限定して
与えることができ、基板全体を高い温度にさらす必要がないからである。レーザー光の照
射に関しては、大きく分けて2つの方法が提案されていた。
In such thermal annealing, generally, the higher the temperature, the shorter the processing time may be.
A long time treatment was required at a temperature of about 00 ° C. Therefore, from the viewpoint of lowering the process temperature, it has been necessary to replace the steps conventionally performed by thermal annealing with other means. Laser light irradiation technology is attracting attention as the ultimate low-temperature process. That is, the laser beam can be applied only to the places where high energy comparable to thermal annealing is required, and it is not necessary to expose the entire substrate to a high temperature. Regarding the laser light irradiation, two methods have been proposed.
第1の方法はアルゴンイオン・レーザー等の連続発振レーザーを用いたものであり、ス
ポット状のビームを半導体材料に照射する方法である。これはビーム内部でのエネルギー
分布の差、およびビームの移動によって、半導体材料が溶融した後、緩やかに凝固するこ
とによって半導体材料を結晶化させる方法である。
The first method uses a continuous wave laser such as an argon ion laser, and irradiates a semiconductor material with a spot beam. This is a method of crystallizing a semiconductor material by slowly solidifying it after the semiconductor material has melted due to the difference in energy distribution inside the beam and the movement of the beam.
第2の方法はエキシマーレーザーのごときパルス発振レーザーを用いて、大エネルギー
レーザーパルスを半導体材料に照射し、半導体材料を瞬間的に溶融させ、凝固させること
によって半導体材料を結晶化させる方法である。
The second method is a method in which a semiconductor material is crystallized by irradiating a semiconductor material with a high energy laser pulse using a pulsed laser such as an excimer laser, instantaneously melting and solidifying the semiconductor material.
第1の方法の問題点は処理に時間がかかることであった。これは連続発振レーザーの最
大エネルギーが限られたものであるため、ビームスポットのサイズがせいぜいmm単位と
なったためである。これに対し、第2の方法ではレーザーの最大エネルギーは非常に大き
く、したがって、数cm2 以上の大きなスポットを用いて、より量産性を上げることがで
きた。
The problem with the first method is that processing takes time. This is because the maximum energy of the continuous wave laser is limited and the size of the beam spot is at most mm units. On the other hand, in the second method, the maximum energy of the laser is very large, and therefore, mass productivity can be further improved by using a large spot of several cm 2 or more.
しかしながら、パルスレーザーを照射する場合には、光学系の改良によって、1ショッ
トパルスのビーム内でのエネルギーの均一性は達成できても、パルスの重なりによる素子
の特性のばらつきを改善することさ難しかった。特に、素子が、ちょうどレーザー光のビ
ームの端部に位置した場合には、素子の特性(特にMOSトランジスタのしきい値電圧)
はかなり大きくバラついた。
However, when irradiating a pulse laser, even if energy uniformity can be achieved within the beam of a one-shot pulse by improving the optical system, it is difficult to improve variations in element characteristics due to overlapping pulses. It was. In particular, when the element is located just at the end of the laser beam, the characteristics of the element (especially the threshold voltage of the MOS transistor)
Was quite large and varied.
半導体デバイスに関しては、デジタル回路ではしきい値電圧のバラツキはかなり許容さ
れるが、アナログ回路においては、隣接するトランジスタのしきい値電圧のバラツキは0
.02V以下の値が要求されることもあった。
Regarding a semiconductor device, a threshold voltage variation is considerably tolerable in a digital circuit, but in an analog circuit, a threshold voltage variation between adjacent transistors is zero.
. A value of 02V or less was sometimes required.
本発明は、この問題を解決する目的でなされたものである。レーザービームの重なりに
よるバラツキをなくすには、理想的には、回路全体を一括して照射できるような大きなビ
ームでレーザー光照射をおこなうことであるが、現実的には不可能である。そこで、本発
明では基板上において、レーザービームの重なりのない比較的狭い領域と、レーザービー
ムの重なりのある比較的広い領域とに分けることによって、全体として、十分な特性を得
られるようにする。
The present invention has been made for the purpose of solving this problem. In order to eliminate the variation due to the overlap of the laser beams, ideally, the laser beam is irradiated with a large beam that can irradiate the entire circuit in a lump, but this is practically impossible. Therefore, in the present invention, sufficient characteristics can be obtained as a whole by dividing the substrate into a relatively narrow region where the laser beams do not overlap and a relatively wide region where the laser beams overlap.
本発明においては、基板上の回路をアナログ回路を中心とした回路領域と、アナログ的
な要素の薄い回路領域とに分け、さらに、レーザー光のビームの大きさをアナログ回路を
中心とした回路領域よりも大きくし、実質的にレーザー光を移動させなくとも、アナログ
回路を中心とした回路領域の全体にレーザー光を照射させることができるようにする。
In the present invention, the circuit on the substrate is divided into a circuit area centering on the analog circuit and a circuit area having a thin analog element, and the size of the laser beam is centered on the analog circuit. It is possible to irradiate the entire circuit area centering on the analog circuit with the laser light without substantially moving the laser light.
そして、アナログ回路を中心とした回路領域においては、実質的に、レーザーを移動さ
せることなく、レーザー光を照射せしめる。すなわち、アナログ回路を中心とした回路領
域においては、レーザービームの重なりが実質的に存在しないようにする。
In the circuit area centered on the analog circuit, the laser light is irradiated without substantially moving the laser. In other words, in the circuit area centered on the analog circuit, the overlap of the laser beams is substantially absent.
一方、アナログ的な要素の薄い回路領域においては、レーザー光を走査させることによ
って、レーザー光の照射をおこなう。この結果、この領域においてはレーザービームの重
なりが生じることとなる。
On the other hand, in a circuit area with thin analog elements, laser light is irradiated by scanning the laser light. As a result, laser beam overlap occurs in this region.
例えば、アクティブマトリクス回路と、それを駆動するための周辺回路(ドライバー回
路)が同一基板上に形成された液晶ディスプレー(モノリシック型液晶ディスプレー)に
おいては、アナログ回路を中心とした回路領域とは、アクティブマトリクスを駆動するド
ライバー回路、なかでも、アナログ信号を出力するソースドライバー(カラムドライバー
)回路である。一方、アナログ的な要素の薄い回路領域としては、アクティブマトリクス
回路やゲイトドライバー(スキャンドライバー)回路である。
For example, in a liquid crystal display (monolithic liquid crystal display) in which an active matrix circuit and a peripheral circuit (driver circuit) for driving the active matrix circuit are formed on the same substrate, the circuit area centering on an analog circuit is active. It is a driver circuit that drives a matrix, and in particular, a source driver (column driver) circuit that outputs an analog signal. On the other hand, the thin circuit area of analog elements is an active matrix circuit or a gate driver (scan driver) circuit.
本発明を実施するには、レーザーのビームの形状を、このような回路にあわせる、もし
くは、回路の形状をレーザーのビームにあわせる必要があるが、一般的には線状ないし長
方形状とすることが望ましい。また、例えば、液晶ディスプレーのカラムドライバーとス
キャンドライバーは概略直交して形成されるので、これらの処理をおこなうには、レーザ
ー光の向きを変えてもよいし、基板の向きを概略1/4回転(より一般的には、(n/2
+1/4)(但し、nは自然数)回転)させてもよい。
In order to implement the present invention, it is necessary to adjust the shape of the laser beam to such a circuit, or to adjust the shape of the circuit to the laser beam. Is desirable. In addition, for example, the column driver and the scan driver of the liquid crystal display are formed substantially orthogonally, so to perform these processes, the direction of the laser beam may be changed, and the direction of the substrate is rotated approximately 1/4. (More generally, (n / 2
+1/4) (where n is a natural number) rotation).
以上のように処理することにより、アナログ的な回路領域では、重なりができず、レー
ザービームの面内均一性のみに支配されることとなる。その結果、レーザービームの面内
均一性を十分に改善することにより、特性のそろった素子を形成できる。一方、アナログ
的な要素の薄い回路領域では、レーザービームの重なりによる特性のバラツキは不可避で
あるが、そもそも、このような回路においては、少々のバラツキは許容されるので実質的
に問題とはならない。
By performing the processing as described above, the analog circuit region cannot be overlapped and is governed only by the in-plane uniformity of the laser beam. As a result, an element with uniform characteristics can be formed by sufficiently improving the in-plane uniformity of the laser beam. On the other hand, in the circuit area where analog elements are thin, variation in characteristics due to overlapping of laser beams is unavoidable, but in the first place, in such a circuit, a slight variation is allowed, so this is not substantially a problem. .
このようにして、本発明では、基板上に形成された回路全体として、レーザービームの
重なりによる悪影響を除去し、回路全体の特性を向上させることができる。
In this way, according to the present invention, as a whole circuit formed on the substrate, adverse effects due to the overlap of laser beams can be removed, and the characteristics of the whole circuit can be improved.
本発明においては、レーザーの照射されるべき物体の形状は、何のパターンも有しない
膜状のものであってもよいし、ほぼデバイスの形状が完成したものでもよい。以下に実施
例を示し、より詳細に本発明を説明する。
In the present invention, the shape of the object to be irradiated with the laser may be a film shape having no pattern, or may be a shape in which the shape of the device is almost completed. The following examples illustrate the invention in more detail.
本発明のレーザー光照射技術によって、量産性を維持しつつ、全体としての半導体回路
の特性を高めることができた。本発明は半導体デバイスのプロセスに利用される全てのレ
ーザー処理プロセスに利用できるが、中でも半導体デバイスとしてTFTを取り上げる場
合、TFTのしきい値電圧の均一性を向上させる意味では、多結晶珪素膜へのレーザー照
射の工程に用いると効果が大きい。また、TFTの電界効果移動度、あるいはオン電流の
均一性を高める意味では、上記の工程に加えて、ソース/ドレインの不純物元素の活性化
工程に本発明を使用すると効果的である。このように本発明は工業上、有益なものと考え
られる。
With the laser beam irradiation technique of the present invention, the characteristics of the semiconductor circuit as a whole could be improved while maintaining mass productivity. The present invention can be used for all laser processing processes used for semiconductor device processes. In particular, when a TFT is taken up as a semiconductor device, in order to improve the uniformity of the threshold voltage of the TFT, a polycrystalline silicon film is used. When used in the laser irradiation process, the effect is great. In addition, in order to increase the field effect mobility of TFT or the uniformity of on-current, it is effective to use the present invention in the step of activating the impurity element of the source / drain in addition to the above steps. Thus, the present invention is considered industrially useful.
図4には本実施例で使用したレーザーアニール装置の概念図を示す。レーザー光は発振
器42で発振され、全反射ミラー45、46を経由して増幅器43で増幅され、さらに全
反射ミラー47、48を経由して光学系44に導入される。それまでのレーザー光のビー
ムは30×90mm2 程度の長方形であるが、この光学系64によって長さ100〜30
0mm、幅10〜30mmの細長いビームに加工される。この光学系を経たレーザー光の
エネルギーは最大で30J/ショットであった。
FIG. 4 shows a conceptual diagram of the laser annealing apparatus used in this example. The laser light is oscillated by an
It is processed into an elongated beam having a width of 0 mm and a width of 10-30 mm. The maximum energy of the laser beam that passed through this optical system was 30 J / shot.
光学系44の内部の光路は図5のように示される。光学系44に入射したレーザー光は
、シリンドリカル凹レンズA、シリンドリカル凸レンズB、横方向のフライアイレンズC
、縦方向のフライアイレンズDを通過する。これらフライアイレンズC、Dを通過するこ
とによってレーザー光はそれまでのガウス分布型から矩形分布に変化する。さらに、シリ
ンドリカル凸レンズE、Fを通過してミラーG(図5ではミラー59)を介して、シリン
ドリカルレンズHによって集束され、試料に照射される。
The optical path inside the
, Passing through the fly-eye lens D in the vertical direction. By passing through these fly-eye lenses C and D, the laser light changes from the previous Gaussian distribution type to a rectangular distribution. Further, the light passes through the cylindrical convex lenses E and F, is focused by the cylindrical lens H via the mirror G (mirror 59 in FIG. 5), and is irradiated onto the sample.
本実施例では、図5の距離X1 、X2を固定し、仮想焦点I(これはフライアイレンズ
の曲面の違いによって生ずるようになっている)とミラーGとの距離X3 、と距離X4 、
X5 とを調節して、倍率M、焦点距離Fを調整した。すなわち、これらの間には、
M=(X3+X4)/X5、
1/F=1/(X3+X4 )+1/X5 、
という関係がある。なお、本実施例では光路全長X6は約1.3mであった。
In this embodiment, the distances X 1 and X 2 in FIG. 5 are fixed, and the distance X 3 between the virtual focus I (this is caused by the difference in the curved surface of the fly-eye lens) and the mirror G, and the distance X 4 ,
Adjust the X 5, the magnification M, to adjust the focal length F. That is, between these,
M = (X 3 + X 4 ) / X 5 ,
1 / F = 1 / (X 3 + X 4 ) + 1 / X 5 ,
There is a relationship. In this example, the total optical path length X 6 was about 1.3 m.
このような細長いビームに加工されたビームを用いることによってレーザー処理能力は
飛躍的に向上した。すなわち、短冊状のビームは光学系44を出た後、全反射ミラー49
を経て、試料51に照射されるが、ビームの幅が試料の幅と同程度、もしくは、それより
も長いので、結局、試料は1つの方向にのみ移動させてゆけばよい。したがって、試料の
ステージおよび駆動装置50は構造が簡単で保守も容易である。また、試料をセットする
際の位置合わせの操作(アライメント)も容易である。本発明においては、1方向への移
動に加えて、試料を回転させる機能を有すればよい。
By using a beam processed into such a long and narrow beam, the laser processing capability has been dramatically improved. That is, the strip-shaped beam exits the
After that, the
これに対して、正方形に近いビームであれば、それだけで基板全面をカバーすることは
不可能であるので、試料を縦方向、横方向というように2次元的に移動させなければなら
ない。しかし、その場合にはステージの駆動装置は複雑になり、また、位置合わせも2次
元的に行わなければならないので難しい。特にアライメントを手動でおこなう場合には、
その工程での時間のロスが大きく生産性が低下する。なお、これらの装置は防振台等の安
定な架台41上に固定される必要がある。
On the other hand, if the beam is nearly square, it is impossible to cover the entire surface of the substrate by itself, and the sample must be moved two-dimensionally in the vertical and horizontal directions. However, in this case, the stage driving device becomes complicated, and alignment is also difficult because it must be performed two-dimensionally. Especially when performing alignment manually.
The loss of time in the process is large and productivity is lowered. These devices need to be fixed on a
なお、上記のようなレーザー装置は単独で構成されてもよいし、他の装置、例えば、プ
ラズマCVD成膜装置、イオン注入装置(もしくはイオンドーピング装置)、熱アニール
装置、その他の半導体製造装置と組み合わせたマルチチャンバーとしてもよい。
The laser apparatus as described above may be configured independently, or other apparatuses such as a plasma CVD film forming apparatus, an ion implantation apparatus (or ion doping apparatus), a thermal annealing apparatus, and other semiconductor manufacturing apparatuses. A combined multi-chamber may be used.
本実施例では、アクティブマトリクス型液晶表示装置(AMLCD)において、アクテ
ィブマトリクス回路を駆動する周辺回路も同じ基板上に形成されている、いわゆるモノリ
シック型AMLCDについて説明する。
In this embodiment, a so-called monolithic AMLCD in which an active matrix type liquid crystal display device (AMLCD) is formed on the same substrate as a peripheral circuit for driving an active matrix circuit will be described.
このような装置では、図1(A)に示すように、基板11上には、アクティブマトリ
クス回路の領域14と、カラムドライバー13およびスキャンドライバー12がその縁に
設けられることとなっている。実際には、このレーザー照射の段階では、上記の工程から
も明らかなように、基板上には一様な膜が存在するのみであるが、分かりやすくするため
に回路の形成される位置を示す。カラムドライバー13もスキャンドライバー12もシフ
トレジスタを有するのであるが、カラムドライバーはアナログ信号を出力するので、その
ための増幅器(バッファー回路)が含まれることなる。
In such an apparatus, as shown in FIG. 1A, an active
このようなAMLCDに用いられる素子のうち薄膜トランジスタの作製プロセスの概略
は以下のようであった。
Among the elements used in such AMLCD, the outline of the manufacturing process of the thin film transistor was as follows.
[1] ガラス基板上への下地酸化珪素膜、非晶質珪素膜の形成、および/または、非晶
質珪素膜上への結晶化促進剤(例えば、酢酸ニッケル等)等の塗布
[2] 固相成長による非晶質珪素膜の結晶化(固相成長条件の例:550℃、8時間、
窒素雰囲気中)
[3] 結晶化した珪素膜に対するレーザー処理(結晶性の向上を目的とする)
[4] 珪素膜のエッチングによる島状珪素領域の形成
[5] ゲイト絶縁膜(酸化珪素)の形成
[6] ゲイト電極の形成
[7] 不純物元素(燐、ホウ素等)の注入によるソース/ドレインの形成
[8] レーザー照射による注入された不純物の活性化
[9] 層間絶縁物の形成
[10]ソース/ドレインへの電極の形成
[1] Formation of base silicon oxide film and amorphous silicon film on glass substrate and / or application of crystallization accelerator (for example, nickel acetate) on amorphous silicon film [2] Crystallization of amorphous silicon film by solid phase growth (example of solid phase growth conditions: 550 ° C., 8 hours,
In nitrogen atmosphere)
[3] Laser treatment for crystallized silicon film (to improve crystallinity)
[4] Formation of island-like silicon region by etching of silicon film [5] Formation of gate insulating film (silicon oxide) [6] Formation of gate electrode [7] Source / drain by implantation of impurity elements (phosphorus, boron, etc.) [8] Activation of implanted impurities by laser irradiation [9] Formation of interlayer insulator [10] Formation of electrodes on source / drain
本実施例および以下の実施例2および3においては上記工程において、多結晶珪素膜の
結晶性をさらに高める目的でおこなわれる[3] のレーザー光照射に関するものとする
。
In this embodiment and the following Embodiments 2 and 3, the laser beam irradiation of [3] is performed in the above process for the purpose of further improving the crystallinity of the polycrystalline silicon film.
図1には本実施例のレーザー処理工程を示す。本実施例では、レーザービーム15は、
カラムドライバー13全体を照射するに足る大きさで,例えば、幅10mm、長さ300
mmの長方形である。まず、図1(B)に示すように、レーザー光がカラムドライバーに
照射されるように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されない。そ
の後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。レ
ーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は200℃とした。レーザーとしてはKrF
エキシマーレーザー(波長248nm)を用いた。レーザーの発振周波数は10Hz、レ
ーザー光のエネルギー密度は300mJ/cm^(2) 、レーザー光のパルスは10ショッ
トとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した
。(図1(B))
FIG. 1 shows the laser processing step of this embodiment. In this embodiment, the
It is large enough to irradiate the
It is a rectangle of mm. First, as shown in FIG. 1B, the substrate was moved so that the column driver was irradiated with laser light. At this stage, the laser beam is not irradiated onto the substrate. Thereafter, the laser beam was irradiated without substantially moving the laser beam and the substrate. Laser light irradiation was performed in the atmosphere, and the substrate temperature was 200 ° C. As a laser, KrF
An excimer laser (wavelength 248 nm) was used. The laser oscillation frequency was 10 Hz, the laser beam energy density was 300 mJ / cm ^ (2), and the laser beam pulse was 10 shots. When the necessary number of shots of laser beam irradiation were completed, the laser beam irradiation was stopped. (Fig. 1 (B))
その後、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域1
4およびスキャンドライバー12の上端がレーザービーム15にかかる位置まで基板を移
動させた。(図1(C))
Thereafter, the position to be irradiated with the laser beam is shifted downward, and the active matrix region 1
4 and the
そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。例えば、レーザーの発振周波数は
10Hz、レーザー光のエネルギー密度は300mJ/cm2 、レーザー光の走査速度
は10mm/sとした。この結果、レーザービーム15は1mmずつずれていくことにな
る。ビームの幅は10mmなので、1か所に付き10ショット程度のレーザー光が照射さ
れることとなる。(図1(D))
Then, the substrate was moved while irradiating the laser beam. For example, the laser oscillation frequency was 10 Hz, the laser beam energy density was 300 mJ / cm 2 , and the laser beam scanning speed was 10 mm / s. As a result, the
このようにして、基板の下端までレーザーを走査し、スキャンドライバー12およびア
クティブマトリクス領域14に対してレーザー光照射をおこなった。(図1(E))
In this way, the laser was scanned to the lower end of the substrate, and the
本実施例では、カラムドライバー13においては、レーザービームの重なりはなかった
。その結果、カラムドライバーにおける薄膜トランジスタのしきい値電圧は非常にバラツ
キの小さいものとなり、典型的には、隣接の薄膜トランジスタで0.01V以下、カラム
ドライバー内で0.05V以下であった。他の特性も同様であった。一方、スキャンドラ
イバー12とアクティブマトリクス領域14にはレーザービームの重なりが生じた。した
がって、例えば、スキャンドライバー12における薄膜トランジスタのしきい値電圧のバ
ラツキは、隣接のもので、0.1V程度、面内でも同じくらいであった。アクティブマト
リクス領域14も同様である。しかしながら、この程度のバラツキはそれぞれの回路の動
作には全く支障のないものであった。
In this embodiment, the
図2には本実施例のレーザー処理工程を示す。本実施例でも、レーザービーム25は、
カラムドライバー23全体を照射するに足る大きさで,例えば、幅10mm、長さ200
mmの長方形である。まず、図2(B)に示すように、レーザー光がカラムドライバーに
照射されるように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されない。そ
の後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。レ
ーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は200℃とした。レーザーとしてはKrF
エキシマーレーザー(波長248nm)を用いた。レーザーの発振周波数は10Hz、レ
ーザー光のエネルギー密度は300mJ/cm2 、レーザー光のパルスは10ショットと
した。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。(
図2(B))
FIG. 2 shows the laser processing step of this embodiment. Also in this embodiment, the
It is large enough to irradiate the
It is a rectangle of mm. First, as shown in FIG. 2B, the substrate was moved so that the column driver was irradiated with laser light. At this stage, the laser beam is not irradiated onto the substrate. Thereafter, the laser beam was irradiated without substantially moving the laser beam and the substrate. Laser light irradiation was performed in the atmosphere, and the substrate temperature was 200 ° C. As a laser, KrF
An excimer laser (wavelength 248 nm) was used. The laser oscillation frequency was 10 Hz, the laser beam energy density was 300 mJ / cm 2 , and the laser beam pulse was 10 shots. When the necessary number of shots of laser beam irradiation were completed, the laser beam irradiation was stopped. (
(Fig. 2 (B))
その後、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域2
4の上端がレーザービーム25にかかる位置まで基板を移動させた。なお、実施例1とは
異なり、このときにはスキャンドライバー22にはレーザー光が照射されないようにした
。(図2(C))
Thereafter, the position to be irradiated with the laser beam is shifted downward, and the active matrix region 2
The substrate was moved to a position where the upper end of 4 was applied to the
そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。例えば、レーザーの発振周波数は
10Hz、レーザー光のエネルギー密度は250mJ/cm2 、レーザー光の走査速度は
10mm/sとした。この結果、レーザービーム25は1mmずつずれていくことになる
。ビームの幅は10mmなので、1か所に付き10ショット程度のレーザー光が照射され
ることとなる。(図2(D))
Then, the substrate was moved while irradiating the laser beam. For example, the laser oscillation frequency was 10 Hz, the laser beam energy density was 250 mJ / cm 2 , and the laser beam scanning speed was 10 mm / s. As a result, the
このようにして、基板の下端までレーザーを走査し、アクティブマトリクス領域24に
対してレーザー光照射をおこなった。(図2(E))
In this way, the laser was scanned to the lower end of the substrate, and the
その後、基板を1/4回転させた。図2(F)において、点線の四角26は最初の基板
の位置である。(図2(F))
Thereafter, the substrate was rotated 1/4. In FIG. 2F, a dotted
そして、図2(G)に示すように、レーザー光がスキャンドライバー22に照射される
ように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されないようになってい
る。その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、スキャンドライバー
22にレーザー光を照射した。レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギ
ー密度は300mJ/cm2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。必要なショッ
ト数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。(図2(G))
Then, as shown in FIG. 2G, the substrate was moved so that the
本実施例では、カラムドライバー23のみならず、スキャンドライバー22にもレーザ
ービームの重なりはなかった。また、本実施例では、ドライバー回路は300mJ/cm
2のレーザー光を照射したのに対し、アクティブマトリクス回路に対しては、250mJ
/cm2のレーザー光を照射した。これは、アクティブマトリクス回路においては、リー
ク電流(ゲイトに逆バイアス電圧を印加した際の漏洩電流。オフ電流とも言う)の小さい
薄膜トランジスタを得るためである。一方、ドライバー回路では、薄膜トランジスタが高
速動作を要求されるので、レーザー光のエネルギーを高くし、高いモビリティーを得るよ
うにした。
In this embodiment, not only the
For the active matrix circuit, 250 mJ was applied while
/ Cm 2 of laser light was irradiated. This is because in an active matrix circuit, a thin film transistor having a small leakage current (leakage current when a reverse bias voltage is applied to the gate, also referred to as off-current) is obtained. On the other hand, in the driver circuit, since the thin film transistor is required to operate at high speed, the energy of the laser beam is increased to obtain high mobility.
図3には本実施例のレーザー処理工程を示す。本実施例では、実施例1、2とは異なり
、基板の上下左右にドライバー回路を有するモノリシック型液晶ディスプレーに関し、ま
た、本実施例は、このようなディスプレーの活性化工程(実施例1の『[8] レーザー
照射による注入された不純物の活性化』に相当する)に関する。
FIG. 3 shows the laser treatment process of this embodiment. Unlike the first and second embodiments, the present embodiment relates to a monolithic liquid crystal display having driver circuits on the upper, lower, left and right sides of the substrate, and this embodiment is an activation process of such a display (see “ [8] Corresponding to “Activation of implanted impurities by laser irradiation”).
図6に本実施例によって処理されるべき基板の全体の工程の概要を示す。まず、基板(
コーニング7059、300mm×200mm)101上に下地酸化膜102として厚さ
100〜500nm、例えば、200nmの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方
法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しかし、より量産性を高めるには
、TEOSをプラズマCVD法で分解・堆積して形成してもよい。また、このように形成
した酸化珪素膜を400〜650℃でアニールしてもよい。
FIG. 6 shows an outline of the entire process of the substrate to be processed according to this embodiment. First, the substrate (
A silicon oxide film having a thickness of 100 to 500 nm, for example, 200 nm, was formed as a
その後、プラズマCVD法やLPCVD法によってアモルファス状のシリコン膜を30
〜500nm、好ましくは40〜100nm、例えば、50nm堆積し、これを、550
〜600℃の還元雰囲気に8〜24時間放置して、結晶化せしめた。その際には、ニッケ
ル等の結晶化を助長する金属元素を微量添加して結晶化を促進せしめてもよい。また、こ
の工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。そして、このようにして結晶化させ
たシリコン膜をエッチングして島状領域103を形成した。さらに、この上にプラズマC
VD法によって厚さ70〜150nm、例えば、120nmの酸化珪素膜104を形成し
た。
Thereafter, an amorphous silicon film is formed by plasma CVD or LPCVD.
Deposit ~ 500 nm, preferably 40-100 nm, e.g. 50 nm
Crystallization was allowed to stand in a reducing atmosphere at ˜600 ° C. for 8-24 hours. At that time, a small amount of a metal element that promotes crystallization, such as nickel, may be added to promote crystallization. This step may be performed by laser irradiation. Then, the
A
その後、厚さ100nm〜3μm、例えば、500nmのアルミニウム(1wt%のS
i、もしくは0.1〜0.3wt%のSc(スカンジウム)を含む)膜をスパッタ法によ
って形成して、これをエッチングし、ゲイト電極105およびゲイト配線106を形成し
た。(図6(A))
Thereafter, aluminum having a thickness of 100 nm to 3 μm, for example, 500 nm (1 wt% S
An i or 0.1 to 0.3 wt% Sc (scandium) film was formed by sputtering, and this was etched to form the
そして、ゲイト電極105およびゲイト電極106に電解液中で電流を通じて陽極酸化
し、厚さ50〜250nm、例えば、200nmの陽極酸化物107、108を形成した
。用いた電解溶液は、L−酒石酸をエチレングリコールに5%の濃度で希釈し、アンモニ
アを用いてpHを7.0±0.2に調整したものである。その溶液中に基板101を浸し
、定電流源の+側を基板上のゲイト配線に接続し、−側には白金の電極を接続して20m
Aの定電流状態で電圧を印加し、150Vに到達するまで酸化を継続した。さらに、15
0Vで定電圧状態で加え0.1mA以下になるまで酸化を継続した。この結果、厚さ20
0nmの酸化アルミニウム被膜が得られた。
Then, the
A voltage was applied in a constant current state of A, and oxidation was continued until 150 V was reached. In addition, 15
Oxidation was continued at 0 V in a constant voltage state until 0.1 mA or less. This results in a thickness of 20
A 0 nm aluminum oxide coating was obtained.
その後、イオンドーピング法によって、島状シリコン膜103に、ゲイト電極部(すな
わちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)をマスクとして自己整合的に不純物(ここでは
燐)を注入し、図6(B)に示すように低濃度不純物領域(LDD)109を形成した。
ドーズ量は1×1013〜5×1014原子/cm2 、加速電圧は10〜90kV、例えば、
、ドーズ量を5×1013原子/cm2 、加速電圧は80kVとした。(図6(B))
Thereafter, by ion doping, impurities (here, phosphorus) are implanted into the island-
The dose is 1 × 10 13 to 5 × 10 14 atoms / cm 2 , and the acceleration voltage is 10 to 90 kV.
The dose was 5 × 10 13 atoms / cm 2 and the acceleration voltage was 80 kV. (Fig. 6 (B))
そして、プラズマCVD法によって、酸化珪素膜110を堆積した。ここでは、原料ガ
スにTEOSと酸素、もしくはモノシランと亜酸化窒素を用いた。酸化珪素膜110の厚
さはゲイト電極・配線の高さによって最適な値が異なる。例えば、本実施例のごとく、ゲ
イト電極・配線の高さが陽極酸化物被膜も含めて約600nmの場合には、その1/3〜
2倍の200nm〜1.2μmが好ましく、ここでは、600nmとした。この成膜工程
においては、平坦部での膜厚の均一性をともに、ステップカバレージが良好であることも
要求される。その結果、ゲイト電極・配線の側面部の酸化珪素膜の厚さは、図6(C)に
点線で示す分だけ厚くなっている。(図6(C))
A
Two times 200 nm to 1.2 μm is preferable, and is 600 nm here. In this film forming process, both the uniformity of the film thickness in the flat portion and the good step coverage are required. As a result, the thickness of the silicon oxide film on the side surface of the gate electrode / wiring is increased by the amount indicated by the dotted line in FIG. (Fig. 6 (C))
次に、公知のRIE法による異方性ドライエッチングをおこなうことによって、この酸
化珪素膜108のエッチングをおこなった。このエッチングはゲイト絶縁膜105までエ
ッチングが達した時点で終了した。このようなエッチングの終点に関しては、例えば、ゲ
イト絶縁膜105のエッチングレートを、酸化珪素膜110のものに比較して小さくする
ことによって、制御することが可能である。以上の工程によって、ゲイト電極・配線の側
面には概略三角形状の絶縁物(サイドウォール)111、112が残った。
Next, the
その後、再び、イオンドーピング法によって、燐を導入した。この場合のドーズ量は、
図6(B)の工程のドーズ量より1〜3桁多いことが好ましい。本実施例では、最初の燐
のドーピングのドーズ量の40倍の2×1015原子/cm2 とした。加速電圧は80kV
とした。この結果、高濃度の燐が導入された領域(ソース/ドレイン)114が形成され
、また、サイドウォールの下部には低濃度領域(LDD)113が残された。(図6(D
))
Thereafter, phosphorus was introduced again by ion doping. The dose in this case is
It is preferably 1 to 3 digits greater than the dose in the process of FIG. In this example, the dose was set to 2 × 10 15 atoms / cm 2, which is 40 times the dose of the first phosphorus doping. Acceleration voltage is 80 kV
It was. As a result, regions (source / drain) 114 into which high-concentration phosphorus was introduced were formed, and low-concentration regions (LDD) 113 were left below the sidewalls. (Fig. 6 (D
))
さらに、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パルス幅20nsec)を照射
して、ドーピングされた不純物の活性化をおこなった。レーザーのエネルギー密度は20
0〜400mJ/cm2、好ましくは250〜300mJ/cm2 が適当であった。(図
6(E))
Further, irradiation with KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was performed to activate the doped impurities. The energy density of the laser is 20
0 to 400 mJ / cm 2 , preferably 250 to 300 mJ / cm 2 was suitable. (Fig. 6 (E))
最後に、全面に層間絶縁物115として、CVD法によって酸化珪素膜を厚さ500n
m形成した。そして、TFTのソース/ドレインにコンタクトホールを形成し、2層目の
アルミニウム配線・電極116、117を形成した。アルミニウム配線の厚さはゲイト電
極・配線とほぼ同じ、400〜600nmとした。
Finally, a silicon oxide film having a thickness of 500 n is formed on the entire surface as an
m formed. Then, contact holes were formed in the source / drain of the TFT, and second-layer aluminum wiring /
以上の工程によって、Nチャネル型のLDDを有するTFTが完成された。不純物領域
の活性化のために、さらに200〜400℃で水素アニールをおこなってもよい。2層目
配線117はゲイト配線106を乗り越える部分での段差が、サイドウォール112の存
在によって緩やかになっているため、2層目の配線の厚さがゲイト電極・配線とほぼ同じ
であるにも関わらず、段切れはほとんど観察されなかった。(図6(F))
Through the above steps, a TFT having an N-channel type LDD was completed. In order to activate the impurity region, hydrogen annealing may be further performed at 200 to 400 ° C. In the second-
なお、以下に述べるのは上記の工程のうち、図6(E)におけるレーザー照射によるド
ーピング不純物の活性化の工程である。
The following is the step of activating doping impurities by laser irradiation in FIG. 6E among the above steps.
次に、本実施例で処理すべき基板の構成の概要について述べる。図7は本実施例で処理
した基板の断面の概要を示す。基板には周辺駆動回路領域と画素回路領域が設けられてお
り、周辺駆動回路はNMOSおよびPMOSのTFTによって、また、画素回路はPMO
SのTFTによって構成されている。なお、画素回路のTFTには画素電極が設けられて
おる。(図7)
Next, an outline of the configuration of the substrate to be processed in this embodiment will be described. FIG. 7 shows an outline of a cross section of the substrate processed in this example. The substrate is provided with a peripheral drive circuit area and a pixel circuit area. The peripheral drive circuit is composed of NMOS and PMOS TFTs, and the pixel circuit is composed of PMO.
It is composed of S TFT. Note that a pixel electrode is provided in the TFT of the pixel circuit. (Fig. 7)
本実施例で処理すべき基板を上方から見た様子を図3に示す。図6(E)から明らかで
あるら、以下に記述する工程では、層間絶縁物や2層目の配線等は形成されていない。図
3(A)に示すように、基板31上にはスキャンドライバー32および33とカラムドラ
イバー34および35、さらに、アクティブマトリクス回路36が形成される。本実施例
でも、レーザービーム37は、カラムドライバー34および35全体を照射するに足る大
きさで,例えば、幅10mm、長さ300mmの長方形である。
FIG. 3 shows a state in which the substrate to be processed in this embodiment is viewed from above. As is apparent from FIG. 6E, in the process described below, an interlayer insulator, a second-layer wiring, and the like are not formed. As shown in FIG. 3A, scan
まず、図3(B)に示すように、レーザー光がスキャンドライバー32に照射されるよ
うに、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されない。その後、実質的
にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。レーザー光照射
は大気中でおこない、基板温度は200℃とした。レーザーとしてはKrFエキシマーレ
ーザー(波長248nm)を用いた。レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエ
ネルギー密度は300mJ/cm2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。必要な
ショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。(図3(B))
First, as shown in FIG. 3B, the substrate was moved so that the
その後、基板を移動し、スキャンドライバー33にレーザー光が照射されるように設定
し、再び、基板およびレーザービームを移動させることなく、レーザー照射をおこなった
。この場合も上記と同じ条件で10ショットのレーザー光を照射した。必要なショット数
のレーザー光を照射したらレーザー光照射を停止した。(図3(C))
After that, the substrate was moved, the
その後、基板を1/4回転させた。図3(D)において、点線の四角38は最初の基板
の位置である。(図3(D))
Thereafter, the substrate was rotated 1/4. In FIG. 3D, a dotted
その後、図3(E)に示すように、レーザー光がカラムドライバー34に照射されるよ
うに、基板を移動した。そして、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、
レーザー光を照射した。このときの照射条件も上記と同一としレーザー光のパルスは10
ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停
止した。(図3(E))
Thereafter, as shown in FIG. 3E, the substrate was moved so that the
Laser light was irradiated. The irradiation conditions at this time are also the same as described above, and the pulse of the laser beam is 10
It was a shot. When the necessary number of shots of laser beam irradiation were completed, the laser beam irradiation was stopped. (Figure 3 (E))
次に、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域36
(およびスキャンドライバー32、33)の上端がレーザービーム37にかかる位置まで
基板を移動させた。そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。例えば、レーザ
ーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は250mJ/cm2 、レーザ
ー光の走査速度は10mm/sとした。この結果、レーザービーム25は1mmずつずれ
ていくことになる。ビームの幅は10mmなので、1か所に付き10ショット程度のレー
ザー光が照射されることとなる。(図3(F))
Next, the position to be irradiated with the laser light is shifted downward, and the
The substrate was moved to a position where the upper end of the scan drivers (32, 33) was applied to the
このようにして、アクティブマトリクス回路36の下端までレーザーを走査し、アクテ
ィブマトリクス領域36に対してレーザー光照射をおこなった。アクティブマトリクスの
下端まで照射が完了した段階で、レーザー照射を停止した。
In this way, the laser was scanned to the lower end of the
そして、図3(G)に示すように、レーザー光がカラムドライバー35に照射されるよ
うに、基板を移動した。そして、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、
カラムドライバー35にレーザー光を照射した。レーザーの発振周波数は10Hz、レー
ザー光のエネルギー密度は300mJ/cm2 、レーザー光のパルスは10ショットとし
た。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。(図
3(G))
Then, as shown in FIG. 3G, the substrate was moved so that the
The
本実施例では、カラムドライバー34、35では全くレーザービームが重ならなかった
。一方、スキャンドライバーでは、図3(B)、(C)に示すレーザー光照射工程ではレ
ーザービームの重なりは生じないが、アクティブマトリクス回路のレーザー照射の際に重
なりが発生した。しかしながら、スキャンドライバーは、カラムドライバーに比較して特
性のバラツキの制約が緩やかであることに加え、アクティブマトリクス回路へのレーザー
光照射のエネルギーが最初のレーザー照射のエネルギーよりも小さいことから実質的な影
響は全くなかった。
In this embodiment, the laser beams did not overlap at all with the
11、21、31 基板
12、22、32、33 スキャンドライバー
13、23、34、35 カラムドライバー
14、24、36 アクティブマトリクス回路の領域
15、25、37 レーザービームのスポット(線状レーザービーム)
26、38 回転前の基板の位置を示す
11, 21, 31
26, 38 Indicates the position of the substrate before rotation
Claims (11)
第1のデジタル回路を有する第2の回路領域と、
第2のデジタル回路を有し、前記第1および第2の回路領域よりも大きな第3の回路領域と、を同一基板に有する半導体装置の作製方法であって、
線状または長方形状の第1のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第1の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第2のレーザー光を、照射領域を移動させつつ、前記第2および第3の回路領域の全体に照射し、
前記第1および第2のレーザー光は、1つのレーザー光源から照射され、
前記第1のレーザー光の照射領域は、前記第1の回路領域よりも大きいことを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first circuit region having an analog circuit;
A second circuit region having a first digital circuit;
A method for manufacturing a semiconductor device having a second digital circuit and having a third circuit region larger than the first and second circuit regions on the same substrate,
Irradiating the entire first circuit area with the linear or rectangular first laser light without moving the irradiation area;
Irradiating the whole of the second and third circuit regions while moving the irradiation region with a linear or rectangular second laser beam,
The first and second laser lights are emitted from one laser light source,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein an irradiation region of the first laser light is larger than the first circuit region.
第1のデジタル回路を有する第2の回路領域と、
第2のデジタル回路を有し、前記第1および第2の回路領域よりも大きな第3の回路領域と、を同一基板に有する半導体装置の作製方法であって、
線状または長方形状の第1のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第1の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第2のレーザー光を、照射領域を移動させつつ、前記第3の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第3のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第2の回路領域の全体に照射し、
前記第1乃至第3のレーザー光は、1つのレーザー光源から照射され、
前記第1のレーザー光の照射領域は、前記第1の回路領域よりも大きく、
前記第3のレーザー光の照射領域は、前記第2の回路領域よりも大きいことを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first circuit region having an analog circuit;
A second circuit region having a first digital circuit;
A method for manufacturing a semiconductor device having a second digital circuit and having a third circuit region larger than the first and second circuit regions on the same substrate,
Irradiating the entire first circuit area with the linear or rectangular first laser light without moving the irradiation area;
Irradiating the whole of the third circuit region while moving the irradiation region with a linear or rectangular second laser beam,
Irradiate the whole of the second circuit region with the linear or rectangular third laser light without moving the irradiation region,
The first to third laser lights are emitted from one laser light source,
The irradiation area of the first laser beam is larger than the first circuit area,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein an irradiation region of the third laser light is larger than the second circuit region.
前記第1および第3の回路領域にレーザー光を照射した後に、前記基板を(n/2+1/4)回転(nは自然数)させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 2,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is rotated (n / 2 + 1/4) (n is a natural number) after the first and third circuit regions are irradiated with laser light.
前記第1および第3のレーザー光のエネルギー密度は、前記第2のレーザー光のエネルギー密度よりも大きいことを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 2 or claim 3,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the energy density of the first and third laser beams is larger than the energy density of the second laser beam.
第1のデジタル回路を有する第2の回路領域と、
第2のデジタル回路を有し、前記第1および第2の回路領域よりも大きな第3の回路領域と、を同一基板上に有する半導体装置の作製方法であって、
前記基板上に半導体膜を形成し、
線状または長方形状の第1のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第1の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第2のレーザー光を、照射領域を移動させつつ、前記第2および第3の回路領域の全体に照射し、
前記第1および第2のレーザー光は、1つのレーザー光源から照射され、
前記第1のレーザー光の照射領域は、前記第1の回路領域よりも大きく、
前記レーザー光を照射した前記半導体膜を用いて、前記第1乃至第3の回路領域のそれぞれに薄膜トランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first circuit region having an analog circuit;
A second circuit region having a first digital circuit;
A method for manufacturing a semiconductor device having a second digital circuit and having a third circuit region larger than the first and second circuit regions on the same substrate,
Forming a semiconductor film on the substrate;
Irradiating the entire first circuit area with the linear or rectangular first laser light without moving the irradiation area;
Irradiating the whole of the second and third circuit regions while moving the irradiation region with a linear or rectangular second laser beam,
The first and second laser lights are emitted from one laser light source,
The irradiation area of the first laser beam is larger than the first circuit area,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a thin film transistor is formed in each of the first to third circuit regions using the semiconductor film irradiated with the laser light.
第1のデジタル回路を有する第2の回路領域と、
第2のデジタル回路を有し、前記第1および第2の回路領域よりも大きな第3の回路領域と、を同一基板上に有する半導体装置の作製方法であって、
前記基板上の前記第1乃至第3の回路領域のそれぞれに島状半導体膜を形成し、
前記島状半導体膜上にゲイト絶縁膜を介してそれぞれゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極をマスクとして前記島状半導体膜に不純物を添加し、
線状または長方形状の第1のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第1の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第2のレーザー光を、照射領域を移動させつつ、前記第2および第3の回路領域の全体に照射し、
前記第1および第2のレーザー光は、1つのレーザー光源から照射され、
前記第1のレーザー光の照射領域は、前記第1の回路領域よりも大きく、
前記レーザー光を照射した前記島状半導体膜を用いて、前記第1乃至第3の回路領域のそれぞれに薄膜トランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first circuit region having an analog circuit;
A second circuit region having a first digital circuit;
A method for manufacturing a semiconductor device having a second digital circuit and having a third circuit region larger than the first and second circuit regions on the same substrate,
Forming an island-shaped semiconductor film in each of the first to third circuit regions on the substrate;
Forming gate electrodes on the island-like semiconductor films through gate insulating films,
Impurities are added to the island-shaped semiconductor film using the gate electrode as a mask,
Irradiating the entire first circuit area with the linear or rectangular first laser light without moving the irradiation area;
Irradiating the whole of the second and third circuit regions while moving the irradiation region with a linear or rectangular second laser beam,
The first and second laser lights are emitted from one laser light source,
The irradiation area of the first laser beam is larger than the first circuit area,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a thin film transistor is formed in each of the first to third circuit regions using the island-shaped semiconductor film irradiated with the laser light.
第1のデジタル回路を有する第2の回路領域と、
第2のデジタル回路を有し、前記第1および第2の回路領域よりも大きな第3の回路領域と、を同一基板に有する半導体装置の作製方法であって、
前記基板上に半導体膜を形成し、
線状または長方形状の第1のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第1の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第2のレーザー光を、照射領域を移動させつつ、前記第3の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第3のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第2の回路領域の全体に照射し、
前記第1乃至第3のレーザー光は、1つのレーザー光源から照射され、
前記第1のレーザー光の照射領域は、前記第1の回路領域よりも大きく、
前記第3のレーザー光の照射領域は、前記第2の回路領域よりも大きく、
前記レーザー光を照射した前記半導体膜を用いて、前記第1乃至第3の回路領域のそれぞれに薄膜トランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first circuit region having an analog circuit;
A second circuit region having a first digital circuit;
A method for manufacturing a semiconductor device having a second digital circuit and having a third circuit region larger than the first and second circuit regions on the same substrate,
Forming a semiconductor film on the substrate;
Irradiating the entire first circuit area with the linear or rectangular first laser light without moving the irradiation area;
Irradiating the whole of the third circuit region while moving the irradiation region with a linear or rectangular second laser beam,
Irradiate the whole of the second circuit region with the linear or rectangular third laser light without moving the irradiation region,
The first to third laser lights are emitted from one laser light source,
The irradiation area of the first laser beam is larger than the first circuit area,
The irradiation area of the third laser beam is larger than the second circuit area,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a thin film transistor is formed in each of the first to third circuit regions using the semiconductor film irradiated with the laser light.
第1のデジタル回路を有する第2の回路領域と、
第2のデジタル回路を有し、前記第1および第2の回路領域よりも大きな第3の回路領域と、を同一基板に有する半導体装置の作製方法であって、
前記基板上の前記第1乃至第3の回路領域のそれぞれに島状半導体膜を形成し、
前記島状半導体膜上にゲイト絶縁膜を介してそれぞれゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極をマスクとして前記島状半導体膜に不純物を添加し、
線状または長方形状の第1のレーザー光を、照射領域を移動させずに前記第1の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第2のレーザー光を、照射領域を移動させつつ、前記第3の回路領域の全体に照射し、
線状または長方形状の第3のレーザー光を、前記照射領域を移動させずに前記第2の回路領域の全体に照射し、
前記第1乃至第3のレーザー光は、1つのレーザー光源から照射され、
前記第1のレーザー光の照射領域は、前記第1の回路領域よりも大きく、
前記第3のレーザー光の照射領域は、前記第2の回路領域よりも大きく、
前記レーザー光を照射した前記島状半導体膜を用いて、前記第1乃至第3の回路領域のそれぞれに薄膜トランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first circuit region having an analog circuit;
A second circuit region having a first digital circuit;
A method for manufacturing a semiconductor device having a second digital circuit and having a third circuit region larger than the first and second circuit regions on the same substrate,
Forming an island-shaped semiconductor film in each of the first to third circuit regions on the substrate;
Forming gate electrodes on the island-like semiconductor films through gate insulating films,
Impurities are added to the island-shaped semiconductor film using the gate electrode as a mask,
Irradiating the entire first circuit area with the linear or rectangular first laser light without moving the irradiation area;
Irradiating the whole of the third circuit region while moving the irradiation region with a linear or rectangular second laser beam,
Irradiating the whole of the second circuit region with the linear or rectangular third laser light without moving the irradiation region,
The first to third laser lights are emitted from one laser light source,
The irradiation area of the first laser beam is larger than the first circuit area,
The irradiation area of the third laser beam is larger than the second circuit area,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a thin film transistor is formed in each of the first to third circuit regions using the island-shaped semiconductor film irradiated with the laser light.
前記第1および第3の回路領域にレーザー光を照射した後に、前記基板を(n/2+1/4)回転(nは自然数)させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 7 or claim 8,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is rotated (n / 2 + 1/4) (n is a natural number) after the first and third circuit regions are irradiated with laser light.
前記第1および第3のレーザー光のエネルギー密度は、前記第2のレーザー光のエネルギー密度よりも大きいことを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 7 to 9,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the energy density of the first and third laser beams is larger than the energy density of the second laser beam.
前記第1の回路領域はソースドライバー領域であり、
前記第2の回路領域はゲイトドライバー領域であり、
前記第3の回路領域はアクティブマトリクス回路領域であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claims 1 thru | or 10,
The first circuit region is a source driver region;
The second circuit region is a gate driver region;
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the third circuit region is an active matrix circuit region.
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