JP2017528922A5 - - Google Patents

Claims (18)

1. 逐次的横方向凝固によりアモルファスシリコン膜を結晶化させるためのシステムであって、
   パルスラインビームを放出するように動作し、主発振器パワーファイバー増幅器光学方式を有するように構成された準連続波ファイバーレーザー源と、
   バースト繰り返し率で光の複数の離散的なパケットを放出し、バースト繰り返し率よりも高いパルス繰り返し率で放出される各パケット内の複数のパルスを放出するように主発振器を制御するように動作するコントローラとを備え、
   少なくとも二つのパケットに晒されるアモルファスシリコン膜の各箇所においてアモルファスシリコンをポリシリコンに変換するのに十分な所望のパケットの時間的パワープロファイル及びパケットエネルギーを各パケットが有するように、パルスエネルギーとパルス持続時間とパルス繰り返し率とが制御される、システム。
2. ファイバーレーザー源が、１００ＭＨｚから２００ＭＨｚまでの間の範囲のパルス繰り返し率で各パケット内のパルスを放出し、数十ｋＨｚから略１ＭＨｚまでの間のバースト繰り返し率でパケットを放出する、請求項１に記載のシステム。
3. ファイバーレーザーが、５０ｎｓから５００μｓまでの間の持続時間をそれぞれ有するパケットを制御可能に放出する、請求項１に記載のシステム。
4. ファイバーレーザーが、連続するパルス間の時間間隔が３ｎｓから２０ｎｓの範囲にあるように各パケット内のパルスを制御可能に放出する、請求項１に記載のシステム。
5. ファイバーレーザー源が、主発振器パワーファイバー増幅器（ＭＯＰＦＡ）光学方式で構成されていて、
   主発振器が、単一周波数ダイオードレーザー又は単一周波数ファイバーレーザーから選択されたシードであり、１μｍの波長範囲において基本波長でシングルモード又は低次モードの光を放出するように動作し、低次モードのポンプ光のＭ^２値が最大で２であり、
   パワー増幅器が、イッテルビウムドープブースターであり、各パケットのピークパワーがｋＷ範囲にあり、各パケットの平均パワーがピークパワーの略半分でｋＷレベルに達するように基本周波数のポンプ光を増幅するように動作し、
   ファイバーレーザー源が、更に、イッテルビウムファイバーブースターの下流に位置する第二次高調波発生器を備え、第二高調波発生器が、ポンプ光の基本波長を、５百ｎｍ台の波長範囲の膜照射光の第一動作波長になるように半分にするように動作する、請求項１に記載のシステム。
6. ファイバーレーザー源が、膜と第二次高調波発生器との間に位置する第三次高調波発生器を更に備え、第三次高調波発生器が、膜放射光の第一動作波長を、３百ｎｍ台の波長範囲の膜照射光の第二動作波長に変換するように動作する、請求項５に記載のシステム。
7. サイドポンプ法又はエンドポンプ法でブースターに結合されるポンプ光を発生させるポンプを更に備え、ポンプは、コントローラに動作可能に接続された電流変調マルチモードダイオードレーザーを含む、請求項５又は６に記載のシステム。
8. ファイバーブースターが、少なくとも一つのクラッドによって取り囲まれたモノリシックなマルチモードコアを有するアクティブファイバーを含み、マルチモードコアが、基本波長において単一の基本モードをサポートし、ダブルボトルネック型の断面を有する、請求項７に記載のシステム。
9. ファイバーブースターが、
   ファイバーブースターの遠位端に向けて広がるモノリシックなボトルネック型の断面を有して構成されたモノリシックなコアと、
   コアを取り囲む少なくとも一つのクラッドと、
   ファイバーブースターの遠位端に対向し、ポンプからの光を基本波長でポンプ光の方向の逆方向においてコア内に反射させるように構成された反射器と、を備える、請求項７に記載のシステム。
10. 主発振器とファイバーブースターとの間に結合され、音響変調器又は振幅変調器から選択された線幅拡大システムを更に備える請求項７に記載のシステム。
11. 多角形体、ガルバノメーター、音響光学変調器、又は電気光学変調器から選択されたパケットピッカーを更に備える請求項１に記載のシステム。
12. ポンプが、連続方式又はパルス方式で動作し、均一パワー又は制御可能な可変パワーでポンプ光を出力するように構成されていて、ブースターが、各パケット内の均一な振幅で、又は不均一な振幅で各パルスを放出するように動作する、請求項７に記載のシステム。
13. パルスラインビームを放出するように動作し、主発振器パワーファイバー増幅器光学方式を有するように構成された準連続波ファイバーレーザー源を用いて逐次的横方向凝固によりアモルファスシリコン膜をアニーリングするための方法であって、
    バースト繰り返し率で基本波長の光の一続きのパケットを放出することと、
    バースト繰り返し率よりも高いパルス繰り返し率で各バースト内の複数の光パルスを放出することと、
    パルス繰り返し率と、各パルスのパルスパラメータとを制御して、所望のパケットの時間的パワープロファイル及び所望のパケットエネルギーを有する各パケットを提供することと、
    アモルファスシリコン膜の少なくとも一つの所定の領域に光の一続きのパケットを向けることと、を備え、
    所望の時間的パワープロファイル及び所望のパケットエネルギーが、光の少なくとも二つのパケットでアモルファスシリコン層の所定の領域を実質的に均一に結晶化させるのに十分なものである、方法。
14. パケットのデューティサイクルを制御することを更に備え、各パルスの制御可能なパラメータが、パルス持続時間、パルス振幅、デューティサイクル、及び、これらのパラメータの組み合わせから選択される。請求項１３に記載の方法。
15. 光の一続きのパケットを向けるステップが、
    アモルファスシリコン層の全領域を結晶化させることによって、実質的に均一な多結晶粒構造を備えるアモルファスシリコンの全表面を提供すること、又は、
    アモルファスシリコン層の領域を選択的に結晶化させることによって、実質的に均一な多結晶粒構造を備えるアモルファスシリコン層の複数の個々の領域を提供することを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 光の一続きのパケットを向けるステップが、Ｘ及びＹ平面の一方向又は両方向においてアモルファスシリコン膜を結晶化させることを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 光の一続きのパケットをアモルファスシリコン膜に照射する前に、第二次高調波発生器を介して光のパケットを誘導することによって、１μｍ波長範囲の基本波長を５百ｎｍ台の波長に変換することを更に備える請求項１３に記載の方法。
18. ５百ｎｍ台の波長を３百ｎｍ台の波長に変換するように動作する第三次高調波発生器を介して５百ｎｍ台の波長の光のパケットを誘導することを更に備える請求項１７に記載の方法。