JP3029787B2 - Laser annealing method and liquid crystal display device manufacturing method - Google Patents
Laser annealing method and liquid crystal display device manufacturing methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜トランジス
タ等の形成に用いるレーザアニール方法および液晶表示
装置の製造方法に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a laser annealing method used for forming a thin film transistor or the like and a method for manufacturing a liquid crystal display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、薄膜トランジスタを用いたアクテ
ィブマトリックス型液晶表示装置は、高精細，低コスト
化の要望が強い。多結晶シリコンを活性層に用いた薄膜
トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」
と略す）は、従来の非晶質シリコンを活性層に用いたＴ
ＦＴに比べ移動度が２桁以上大きいため、デバイスサイ
ズを小型化でき、高精細化が可能である。また、液晶表
示装置の駆動回路を同一基板上に形成できるため、低コ
スト化も実現できる技術として注目されている。なかで
も、大型化が容易で安価である無アルカリガラス基板が
使用可能な低温度域（＜５００℃）で、多結晶シリコン
ＴＦＴを実現する技術開発が活発化している。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for active matrix liquid crystal display devices using thin film transistors to have high definition and low cost. Thin Film Transistor (hereinafter “TFT”) using polycrystalline silicon for the active layer
Is abbreviated as T) in which conventional amorphous silicon is used for the active layer.
Since the mobility is at least two orders of magnitude higher than FT, the device size can be reduced, and high definition can be achieved. In addition, since a driving circuit of a liquid crystal display device can be formed over the same substrate, attention has been paid to a technique capable of realizing cost reduction. Above all, technology development for realizing a polycrystalline silicon TFT in a low temperature range (<500 ° C.) where an alkali-free glass substrate that can be easily increased in size and used at low cost can be used has been actively developed.
【０００３】ガラス基板が使用可能な低温度域で良質な
多結晶シリコン薄膜を実現する手法の一つとしてレーザ
アニール法が注目されている。レーザアニール法は、Ａ
ｒレーザ等の連続発振（ＣＷ）レーザを用いる場合と、
エキシマレーザ等のパルスレーザを用いる場合とに分類
できるが、基板への熱ダメージやスループットの観点か
らエキシマレーザ等のパルスレーザを用いる場合が多
い。[0003] Laser annealing has attracted attention as one of the techniques for realizing a high-quality polycrystalline silicon thin film in a low temperature range where a glass substrate can be used. The laser annealing method is A
When using a continuous wave (CW) laser such as an r laser,
Although a pulse laser such as an excimer laser can be classified, a pulse laser such as an excimer laser is often used from the viewpoint of thermal damage to a substrate and throughput.
【０００４】図５は従来のレーザアニール方法を説明す
るための図であり、図５（ａ）はエネルギ分布を一辺Ｗ
＝８ｍｍ角の正方形に整形したパルスレーザビームを示
し、図５（ｂ）はレーザアニールを行った場合のエネル
ギ分布を示す。エキシマレーザから放出されたレーザビ
ームは、ビームホモジナイザー等の光学系により、図５
（ａ）に示すように、８ｍｍ角のエネルギ分布をもつレ
ーザビームに整形される。このパルスレーザビームをＸ
およびＹ方向に走査して被アニール薄膜を結晶化する。
ビーム走査時の走査ピッチは平均照射数により設定され
る。非晶質シリコン薄膜を多結晶化しＴＦＴを作製する
場合、平均照射数が１０shots/point 以上であれば特性
がショット数によらず安定する。FIG. 5 is a view for explaining a conventional laser annealing method, and FIG.
FIG. 5B shows a pulse laser beam shaped into a square of 8 mm square, and FIG. 5B shows an energy distribution when laser annealing is performed. The laser beam emitted from the excimer laser is applied to an optical system such as a beam homogenizer as shown in FIG.
As shown in (a), the laser beam is shaped into a laser beam having an energy distribution of 8 mm square. This pulsed laser beam is X
And scanning in the Y direction to crystallize the thin film to be annealed.
The scanning pitch during beam scanning is set by the average number of irradiations. In the case of producing a TFT by polycrystallizing an amorphous silicon thin film, if the average irradiation number is 10 shots / point or more, the characteristics are stable regardless of the number of shots.
【０００５】図５（ｂ）はＸおよびＹ方向送り量（走査
ピッチ）をそれぞれ２ｍｍとし、平均照射数１６shots/
point の場合のレーザアニールのエネルギ分布を示す図
である。図５（ｂ）に示すように、エネルギ分布は模式
的には台形状になっており、設定エネルギ密度Ｅm （ｍ
Ｊ／ｃｍ2 ）の領域とエネルギ立ち下がり領域との二つ
の領域を有している。エネルギ立ち下がり領域は、ビー
ム整形時の光学系の収差やレーザ光の位置揺らぎ等によ
り発生するものであり、除去することは原理的に困難で
ある。図５（ｂ）には多結晶シリコン薄膜を上記形状の
エネルギ分布を有するレーザビームを用いてアニールを
行った場合の結晶化状態も合わせて示している。設定エ
ネルギ密度Ｅm にてアニールされた領域Ａとエネルギ立
ち下がり領域により結晶化された領域Ｂが周期的に形成
される。領域Ｂは、領域Ａとは結晶状態が異なってお
り、次に設定エネルギ密度Ｅm でアニールされても領域
Ａの結晶状態には回復しない。したがって、このような
従来のレーザアニールを行った場合、特性の異なる領域
Ｂが周期的に存在し、この被アニール膜を用いたＴＦＴ
により液晶表示装置を作製した場合、周期的な特性変動
が画像むらとなって現れる。FIG. 5 (b) shows that the feed amount (scanning pitch) in the X and Y directions is 2 mm, respectively, and the average irradiation number is 16 shots /
It is a figure which shows the energy distribution of laser annealing in the case of point. As shown in FIG. 5B, the energy distribution is schematically trapezoidal, and the set energy density E m (m
J / cm 2 ) and an energy falling area. The energy fall region is generated due to aberration of the optical system at the time of beam shaping, fluctuation of the position of the laser beam, and the like, and it is difficult in principle to remove it. FIG. 5B also shows a crystallization state when the polycrystalline silicon thin film is annealed using a laser beam having the above-described energy distribution. Crystallized region B by annealing region A and the energy falling area is formed periodically at set energy density E m. Region B, from the region A are different in crystalline state and does not recover the crystalline state of the region A be subsequently annealed in setting energy density E m. Therefore, when such conventional laser annealing is performed, regions B having different characteristics are periodically present.
When a liquid crystal display device is manufactured by the method described above, periodic characteristic fluctuation appears as image unevenness.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、エネル
ギ分布が矩形に整形されたパルスビームにおいては、エ
ネルギ分布が一定な領域とエネルギ分布の立ち上がりあ
るいは立ち下がり領域が必ず存在する。このようなエネ
ルギ分布を持つパルスレーザビームを走査してレーザア
ニールを行った場合には、被アニール膜に到達するエネ
ルギが一定な領域とエネルギ分布の立ち下がり（実効的
な到達エネルギが減少する）領域とが存在することが避
けられず、被アニール膜の特性がレーザビームの走査ピ
ッチを周期として変動する。このような被アニール膜を
用いて液晶表示装置に用いるＴＦＴアレイを作製する
と、ＴＦＴ特性（電子移動度等）がレーザビームの走査
ピッチに応じて変動する。さらにこのようなＴＦＴアレ
イを用いて駆動回路内蔵型液晶表示装置を作製すると、
表示領域内は特性変動が画像むらとなり、駆動回路部は
駆動能力が変動し周期むらとなって画像に現れ表示品位
が大きく低下する。As described above, in a pulse beam having a rectangular energy distribution, there are always a region where the energy distribution is constant and a region where the energy distribution rises or falls. When laser annealing is performed by scanning with a pulsed laser beam having such an energy distribution, a region where the energy reaching the film to be annealed is constant and the energy distribution falls (effective arrival energy decreases). It is inevitable that a region exists, and the characteristics of the film to be annealed fluctuate with the scanning pitch of the laser beam as a cycle. When a TFT array used for a liquid crystal display device is manufactured using such a film to be annealed, TFT characteristics (such as electron mobility) fluctuate in accordance with the scanning pitch of a laser beam. Further, when a liquid crystal display device with a built-in drive circuit is manufactured using such a TFT array,
In the display area, characteristic fluctuations cause image unevenness, and the driving capability of the drive circuit unit fluctuates, resulting in periodic unevenness, which appears on the image, greatly deteriorating the display quality.
【０００７】この発明の第１の目的は、被アニール膜の
レーザビームの走査ピッチによる特性変動を抑制するこ
とのできるレーザアニール方法を提供することである。
また、この発明の第２の目的は、画素用薄膜トランジス
タの活性層に用いる半導体薄膜のレーザビームの走査ピ
ッチによる特性変動を抑制し、均一な特性のＴＦＴアレ
イを実現し、表示品位を向上できる液晶表示装置の製造
方法を提供することである。A first object of the present invention is to provide a laser annealing method capable of suppressing a characteristic variation due to a scanning pitch of a laser beam on a film to be annealed.
A second object of the present invention is to provide a liquid crystal display capable of suppressing a characteristic variation due to a scanning pitch of a laser beam of a semiconductor thin film used for an active layer of a pixel thin film transistor, realizing a TFT array having uniform characteristics, and improving display quality. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device.
【０００８】また、この発明の第３の目的は、表示領域
の周辺に形成する駆動用薄膜トランジスタの活性層に用
いる半導体薄膜のレーザビームの走査ピッチによる特性
変動を抑制し、駆動回路部の特性を均一化し、表示品位
を向上できる液晶表示装置の製造方法を提供することで
ある。A third object of the present invention is to suppress fluctuations in characteristics of a semiconductor thin film used for an active layer of a driving thin film transistor formed around a display region due to a scanning pitch of a laser beam, thereby improving characteristics of a driving circuit portion. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device that can be uniform and improve display quality.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザア
ニール方法は、被アニール膜にエネルギ分布を線状に整
形したパルスレーザビームを照射するレーザアニール方
法であって、パルスレーザビームの走査ピッチを、この
パルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立ち下がり領
域の実効的な到達エネルギーが減少したエネルギ密度で
結晶化される領域の長さより小さくし、かつ被アニール
膜の結晶性を均一化するように設定することを特徴とす
る。請求項２記載のレーザアニール方法は、請求項１記
載のレーザアニール方法であって、レーザービームの短
軸側は、そのエネルギー密度の分布が台形状に整形され
ていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser annealing method for irradiating a film to be annealed with a pulse laser beam having a linearly shaped energy distribution.
A scanning pitch of the pulsed laser beam at an energy density at which the effective reaching energy of the energy falling region in the short direction of the pulsed laser beam is reduced.
Smaller than the length of the region to be crystallized and
It is characterized in that the film is set to have uniform crystallinity . The laser annealing method according to claim 2 is a method according to claim 1.
The laser annealing method described above,
On the shaft side, the energy density distribution is shaped like a trapezoid.
It is characterized by having.
【００１０】請求項３記載のレーザアニール方法は、請
求項１または２に記載のレーザアニール方法において、
短軸側のレーザービームは、設定エネルギー密度が９０
％以上の領域Ｌ１を台形の上辺として、領域Ｌ１の両端
部にエネルギーの立ち上がり領域とエネルギーの立ち下
がり領域を有することで台形の下辺領域Ｌ２を構成し、
Ｌ１／Ｌ２＜０．８を満たすことを特徴とする。 請求項
４記載の液晶表示装置の製造方法は、マトリクス状に画
素電極とゲート配線およびソース配線とを配置し、各画
素電極，ゲート配線およびソース配線に画素用薄膜トラ
ンジスタを接続した第１の基板と、この第１の基板と液
晶層を挟んで対向配置した第２の基板とを備えた液晶表
示装置の製造方法であって、画素用薄膜トランジスタを
形成する半導体薄膜をアニール処理する際に、半導体薄
膜にエネルギ分布を線状に整形したパルスレーザビーム
を照射し、このパルスレーザビームの短尺方向のエネル
ギ立ち下がり領域の長さをパルスレーザビームの走査方
向の画素ピッチより小さくし、パルスレーザビームの走
査ピッチをパルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立
ち下がり領域の実効的な到達エネルギーが減少したエネ
ルギ密度で結晶化される領域の長さより小さくし、かつ
パルスレーザビームの走査方向の画素ピッチの約数にす
ることを特徴とする。[0010] The laser annealing method according to claim 3 is a method for
The laser annealing method according to claim 1 or 2,
The short-axis laser beam has a set energy density of 90
% Of the region L1 as the upper side of the trapezoid, and both ends of the region L1
Energy rising area and energy falling
By forming the trapezoidal region, a trapezoidal lower side region L2 is formed,
L1 / L2 <0.8 is satisfied. Claim
4. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to item 4 , wherein a pixel electrode, a gate wiring, and a source wiring are arranged in a matrix, and a first substrate in which a pixel thin film transistor is connected to each of the pixel electrodes, the gate wiring, and the source wiring; A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a first substrate and a second substrate opposed to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, wherein the semiconductor thin film forming the pixel thin film transistor is subjected to an annealing process when the semiconductor thin film is annealed. Irradiate a pulsed laser beam whose distribution is shaped linearly, make the length of the energy falling region in the short direction of this pulsed laser beam smaller than the pixel pitch in the scanning direction of the pulsed laser beam, and reduce the scanning pitch of the pulsed laser beam. Energy with reduced effective reaching energy in the energy falling region in the short direction of the pulsed laser beam
It is characterized in that it is smaller than the length of the region to be crystallized at lugi density and is a sub- multiple of the pixel pitch in the scanning direction of the pulsed laser beam.
【００１１】請求項５記載の液晶表示装置の製造方法
は、請求項４記載の液晶表示装置の製造方法であって、
パルスレーザビームの走査ピッチを、このパルスレーザ
ビームの短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な
到達エネルギーが減少したエネルギ密度で結晶化される
領域の長さより小さくし、かつ被アニール膜の結晶性を
均一化するように設定し、かつパルスレーザビームの走
査方向の画素ピッチの約数にすることを特徴とする。 請
求項６記載の液晶表示装置の製造方法は、請求項４また
は５記載の液晶表示装置の製造方法において、パルスレ
ーザビームの走査方向を、画素用薄膜トランジスタのチ
ャネル幅方向と異なる方向としてアニール処理を行う。
請求項７記載の液晶表示装置の製造方法は、請求項６記
載の液晶表示装置の製造方法において、パルスレーザビ
ームの走査方向は、画素用薄膜トランジスタのチャネル
幅方向と１０度以上９０度以下の交差角度を有してアニ
ール処理を行う。A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 5.
Is a method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 4,
The scanning pitch of the pulse laser beam is
The effective energy of the energy falling region in the short direction of the beam
Reachable energy is crystallized with reduced energy density
Smaller than the length of the region and the crystallinity of the film to be annealed
Set to be uniform and scan the pulsed laser beam
It is characterized by being a divisor of the pixel pitch in the inspection direction. Contract
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 6 is a method according to claim 4 or claim 5.
In the method for manufacturing a liquid crystal display device described in 5 , the annealing process is performed by setting the scanning direction of the pulsed laser beam to a direction different from the channel width direction of the pixel thin film transistor.
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the sixth aspect , the scanning direction of the pulse laser beam intersects with the channel width direction of the pixel thin film transistor by 10 degrees or more and 90 degrees or less. The annealing process is performed at an angle.
【００１２】請求項８記載の液晶表示装置の製造方法
は、マトリクス状に画素電極とゲート配線およびソース
配線とを配置し、各画素電極，ゲート配線およびソース
配線に画素用薄膜トランジスタを接続した表示領域と、
この表示領域の周辺に形成した駆動用薄膜トランジスタ
を有する駆動回路領域とを設けた第１の基板と、この第
１の基板と液晶層を挟んで対向配置した第２の基板とを
備えた液晶表示装置の製造方法であって、駆動用薄膜ト
ランジスタを形成する半導体薄膜をアニール処理する際
に、半導体薄膜にエネルギ分布を線状に整形したパルス
レーザビームを照射し、このパルスレーザビームの走査
ピッチをパルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立ち
下がり領域の実効的な到達エネルギーが減少したエネル
ギ密度で結晶化される領域の長さより小さくし、パルス
レーザビームの走査方向を駆動用薄膜トランジスタのチ
ャネル幅方向と異なる方向とすることを特徴とする。請
求項９記載の液晶表示装置の製造方法は、請求項８記載
の液晶表示装置の製造方法であって、パルスレーザビー
ムの走査ピッチを、このパルスレーザビームの短尺方向
のエネルギ立ち下がり領域の実効的な到達エネルギーが
減少したエネルギ密度で結晶化される領域の長さより小
さくし、かつ被アニール膜の結晶性を均一化するように
設定し、かつパルスレーザビームの走査方向を駆動用薄
膜トランジスタのチャネル幅方向と異なる方向とするこ
とを特徴とする。 According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein a pixel electrode, a gate line, and a source line are arranged in a matrix, and a pixel thin film transistor is connected to each pixel electrode, gate line, and source line. When,
A liquid crystal display comprising: a first substrate provided with a driving circuit region having a driving thin film transistor formed around the display region; and a second substrate opposed to the first substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween. In a method of manufacturing a device, when annealing a semiconductor thin film forming a driving thin film transistor, the semiconductor thin film is irradiated with a pulse laser beam whose energy distribution is linearly shaped, and the scanning pitch of the pulse laser beam is changed to a pulse. Energy with reduced effective reaching energy in the energy falling region in the short direction of the laser beam
The length of the region to be crystallized at a laser density is smaller than the length of the region to be crystallized, and the scanning direction of the pulsed laser beam is different from the channel width direction of the driving thin film transistor. Contract
The manufacturing method of a liquid crystal display device according to claim 9 is a method according to claim 8.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to
Scanning pitch of the pulse laser beam in the short direction
Effective energy in the energy fall region of
Less than the length of the region to be crystallized with reduced energy density
To make the film to be annealed uniform in crystallinity.
Set the scanning direction of the pulsed laser beam
The direction should be different from the channel width direction of the membrane transistor
And features.
【００１３】請求項１０記載の液晶表示装置の製造方法
は、請求項４、５、６、７、８または９記載の液晶表示
装置の製造方法において、パルスレーザビームの走査方
向を、画素用薄膜トランジスタに接続したゲート配線ま
たはソース配線と直交させてアニール処理を行う。この
発明のレーザアニール方法は、エネルギ分布を線状に整
形したパルスレーザビームを用い、このパルスレーザビ
ームの走査ピッチを、パルスレーザビームの短尺方向の
エネルギ立ち下がり領域の実効的な到達エネルギーが減
少したエネルギ密度で結晶化される領域の長さより小さ
くし、かつ被アニール膜の結晶性を均一化するように設
定することにより、被アニール膜全体に照射される実効
エネルギがエネルギ立ち下がり領域で規定されるエネル
ギ密度で均一化でき、被アニール膜のレーザビームの走
査ピッチによる特性変動を抑制できる。なお、正方形や
長方形と言った矩形パルスレーザビームを用いて送りピ
ッチをエネルギ立ち下がり領域長（通常は５０〜１００
μｍ）より小さくした場合には、平均照射数が増大しス
ループットの低下が大きな問題となるが、エネルギ分布
を線状に整形したパルスレーザビームを用いた場合に
は、エネルギ分布の長尺方向の走査ピッチを大きくする
ことによりスループットの低下を防止できる。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, or ninth aspect , wherein the scanning direction of the pulsed laser beam is changed to a pixel thin film transistor. Annealing is performed perpendicular to the gate wiring or source wiring connected to. The laser annealing method of the present invention uses a pulsed laser beam whose energy distribution is shaped linearly, and reduces the scanning pitch of the pulsed laser beam so that the effective reaching energy of the energy falling region in the short direction of the pulsed laser beam is reduced.
Smaller than the length of the region to be crystallized with a small energy density
And make the crystallinity of the film to be annealed uniform.
Thus, the effective energy applied to the entire film to be annealed can be made uniform at the energy density defined by the energy fall region, and the characteristic variation due to the scanning pitch of the laser beam on the film to be annealed can be suppressed. It should be noted that the feed pitch is reduced by using a rectangular pulse laser beam such as a square or a rectangle, and the energy fall area length (typically 50 to 100).
When the diameter is smaller than μm), the average irradiation number increases and the throughput decreases, which is a serious problem. However, when a pulsed laser beam whose energy distribution is linearly used is used, the energy distribution in the longitudinal direction is long. Increasing the scanning pitch can prevent a decrease in throughput.
【００１４】また、この発明の液晶表示装置の製造方法
は、画素用薄膜トランジスタを形成する半導体薄膜をア
ニール処理する際に、エネルギ分布を線状に整形したパ
ルスレーザビームを用い、このパルスレーザビームの短
尺方向のエネルギ立ち下がり領域の長さをパルスレーザ
ビームの走査方向の画素ピッチより小さくし、パルスレ
ーザビームの走査ピッチをパルスレーザビームの短尺方
向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な到達エネルギー
が減少したエネルギ密度で結晶化される領域の長さより
小さくし、かつパルスレーザビームの走査方向の画素ピ
ッチの約数にすることにより、ビーム重なり領域の特性
変動が周期的に画像に現れることを防止できる。さら
に、パルスレーザビームの走査方向を、画素用薄膜トラ
ンジスタのチャネル幅方向と異なる方向とすることによ
り、画素用薄膜トランジスタにおける半導体薄膜の少な
くとも一部にビーム重なり領域が発生し、画素用薄膜ト
ランジスタの特性のばらつきを大幅に低減し、表示品位
を向上できる。Further, in the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, when annealing a semiconductor thin film forming a thin film transistor for a pixel, a pulse laser beam having a linear energy distribution is used. The length of the energy falling area in the short direction is made smaller than the pixel pitch in the scanning direction of the pulse laser beam, and the scanning pitch of the pulse laser beam is set to the effective energy of the energy falling area in the short direction of the pulse laser beam.
Is smaller than the length of the region to be crystallized at the reduced energy density, and is a sub- multiple of the pixel pitch in the scanning direction of the pulsed laser beam, so that the characteristic variation of the beam overlapping region appears periodically in the image. Can be prevented. Further, by making the scanning direction of the pulsed laser beam different from the channel width direction of the pixel thin film transistor, a beam overlapping region occurs in at least a part of the semiconductor thin film in the pixel thin film transistor, and the characteristics of the pixel thin film transistor vary. Can be greatly reduced, and the display quality can be improved.
【００１５】また、この発明の液晶表示装置の製造方法
は、表示領域の周辺に形成した駆動用薄膜トランジスタ
を形成する半導体薄膜をアニール処理する際に、エネル
ギ分布を線状に整形したパルスレーザビームを用い、こ
のパルスレーザビームの走査ピッチをパルスレーザビー
ムの短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な到達
エネルギーが減少したエネルギ密度で結晶化される領域
の長さより小さくし、パルスレーザビームの走査方向を
駆動用薄膜トランジスタのチャネル幅方向と異なる方向
とすることにより、駆動用薄膜トランジスタにおける半
導体薄膜の少なくとも一部にビーム重なり領域が発生
し、駆動用薄膜トランジスタの特性のばらつきを大幅に
低減し、駆動回路部の出力むらを低減し、表示品位を向
上できる。Further, according to the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, when annealing a semiconductor thin film forming a driving thin film transistor formed around a display region, a pulsed laser beam whose energy distribution is linearly shaped is formed. The scanning pitch of the pulsed laser beam is used to effectively reach the energy falling region in the short direction of the pulsed laser beam.
The region where the energy is crystallized with reduced energy density
By making the scanning direction of the pulsed laser beam different from the channel width direction of the driving thin film transistor, a beam overlapping region occurs in at least a part of the semiconductor thin film in the driving thin film transistor, Variations in characteristics can be significantly reduced, output unevenness of the drive circuit section can be reduced, and display quality can be improved.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。 〔第１の実施の形態〕図１はこの発明の第１の実施の形
態のレーザアニール方法を説明するための図であり、図
１（ａ）はエネルギ分布を線状に整形したレーザビーム
形状を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面で
のエネルギ分布を示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a view for explaining a laser annealing method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a laser beam shape in which the energy distribution is linearly shaped. FIG. 1B shows an energy distribution in the AA ′ section of FIG. 1A.
【００１７】パルスレーザ光源として波長３０８ｎｍの
ＸｅＣｌエキシマレーザを用い、発振周波数が２００Ｈ
ｚ以上である。このパルスレーザ光の最終ビームの形状
は、図１（ａ）に示すように、長尺方向寸法Ｓ＝１８０
ｍｍ，短尺方向寸法Ｔ＝０．５ｍｍである。Ａ−Ａ’断
面でのビーム形状は、図１（ｂ）に示すように、台形状
であり、設定エネルギ密度の９０％以上の領域Ｌ１（台
形の略上辺に対応）の両端部分に、エネルギ立ち上がり
およびエネルギ立ち下がり領域を有し、台形の下辺領域
Ｌ２が形成されている。エネルギ密度の立ち上がりおよ
び立ち下がり領域は光学系の収差やレーザの位置揺らぎ
に起因するもので、比率Ｌ１／Ｌ２を０．８以上にする
ことは困難であり、比率Ｌ１／Ｌ２＜０．８となる。こ
のようなエネルギ分布を持つレーザビームを、図１
（ｂ）に示すように、ピッチＰにて走査してレーザアニ
ールを行う。この際、被アニール膜の結晶性は、設定エ
ネルギ密度Ｅm の１／２前後を境にして、図５に示した
結晶性の異なる領域ＡあるいはＢに変化するため、走査
ピッチＰをエネルギ立ち下がり領域の長さの１／２以下
にすることにより、結晶性を均一化できた。なお、ここ
では、エネルギ立ち下がり領域の長さは０．０８ｍｍで
あり、走査ピッチＰを０．０３ｍｍとした。An XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm is used as a pulse laser light source, and the oscillation frequency is 200H.
z or more. As shown in FIG. 1A, the shape of the final beam of the pulsed laser beam has a dimension in the longitudinal direction S = 180.
mm, short dimension T = 0.5 mm. As shown in FIG. 1B, the beam shape in the AA ′ cross section is trapezoidal, and energy is applied to both ends of a region L1 (corresponding to substantially the upper side of the trapezoid) of 90% or more of the set energy density. A trapezoidal lower side region L2 is formed having a rising and an energy falling region. The rising and falling regions of the energy density are caused by aberrations in the optical system and fluctuations in the position of the laser, and it is difficult to make the ratio L1 / L2 0.8 or more, and the ratio L1 / L2 <0.8. Become. A laser beam having such an energy distribution is shown in FIG.
As shown in (b), laser annealing is performed by scanning at a pitch P. At this time, crystallinity of the annealed film, and the boundary of half before and after the set energy density E m, in order to change the crystallinity different regions A or B shown in FIG. 5, the energy up the scanning pitch P The crystallinity could be made uniform by setting the length of the falling region to 以下 or less. Here, the length of the energy falling area is 0.08 mm, and the scanning pitch P is 0.03 mm.
【００１８】すなわち、このレーザアニール方法を用い
ることにより、照射エネルギ履歴の差に起因する被アニ
ール膜の結晶性のばらつきを大幅に低減可能となった。 〔第２の実施の形態〕図２はこの発明の第２の実施の形
態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であ
り、液晶表示装置のＴＦＴアレイの一画素部分を示す平
面配置図である。図２において、２１，２２はソース配
線、２３，２４はゲート配線、２５は画素電極、２６は
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）である。That is, by using this laser annealing method, it is possible to greatly reduce the variation in the crystallinity of the film to be annealed due to the difference in the irradiation energy history. [Second Embodiment] FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and is a plan view showing one pixel portion of a TFT array of the liquid crystal display device. FIG. In FIG. 2, reference numerals 21 and 22 denote source wirings, reference numerals 23 and 24 denote gate wirings, reference numeral 25 denotes a pixel electrode, and reference numeral 26 denotes a TFT (thin film transistor).
【００１９】図２に示す液晶表示装置では、画素電極２
５がマトリクス状に配置され、一画素のサイズをＵ（＝
１０５μｍ）×Ｖ（＝２１０μｍ）として破線で示して
いる。各画素中には液晶に電圧を印加する画素電極２５
があり、例えばＴＦＴ２６に接続されたゲート配線２３
およびソース配線２１により、外部から画素電極２５を
スイッチングする。In the liquid crystal display device shown in FIG.
5 are arranged in a matrix, and the size of one pixel is U (=
105 μm) × V (= 210 μm). Each pixel has a pixel electrode 25 for applying a voltage to the liquid crystal.
For example, the gate wiring 23 connected to the TFT 26
Further, the pixel electrode 25 is externally switched by the source wiring 21.
【００２０】この第２の実施の形態は、液晶表示装置の
ＴＦＴアレイのＴＦＴ２６の多結晶シリコン薄膜の形成
に、第１の実施の形態のように、エネルギ分布を線状に
整形したパルスレーザ（ＸｅＣｌエキシマレーザ）ビー
ムを用い、アニールを行うようにしている。パルスレー
ザビームはその短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の長
さをパルスレーザビームの走査方向の画素ピッチより小
さくし、パルスレーザビームの走査ピッチをパルスレー
ザビームの短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の長さよ
り小さくし、かつパルスレーザビームの走査方向の画素
ピッチの約数にしている。そして、レーザビームをゲー
ト配線２３，２４と平行な方向に走査することにより、
半導体薄膜を結晶化し多結晶シリコン薄膜を形成してい
る。In the second embodiment, as in the first embodiment, a pulse laser (linearly shaped energy distribution) is used for forming a polycrystalline silicon thin film of the TFT 26 of the TFT array of the liquid crystal display device. Annealing is performed using a XeCl excimer laser) beam. In the pulse laser beam, the length of the energy falling region in the short direction is made smaller than the pixel pitch in the scanning direction of the pulse laser beam, and the scanning pitch of the pulse laser beam is made smaller than the length of the energy falling region in the short direction of the pulse laser beam. It is made smaller and is a divisor of the pixel pitch in the scanning direction of the pulse laser beam. Then, by scanning the laser beam in a direction parallel to the gate wirings 23 and 24,
The semiconductor thin film is crystallized to form a polycrystalline silicon thin film.
【００２１】このレーザビーム走査方向での画素ピッチ
は１０５μｍであり、レーザビームの走査ピッチを画素
ピッチの約数にしている。ここで、レーザビームの走査
ピッチを画素ピッチの約数ではない例えば２３μｍに設
定した場合には、特性変動領域が２３μｍピッチで形成
される。この場合、画素ピッチと走査ピッチの最小公倍
数である２４１５μｍピッチ、すなわち２３画素ごとに
ビーム重なり部の特性変動領域がＴＦＴ２６に一致して
周期的な特性変動が発生し、画像の周期変動となり表示
品位が劣化する。これに対してこの実施の形態では、レ
ーザビームの走査ピッチを画素ピッチの約数である例え
ば２１μｍとすることにより、レーザビームの走査ピッ
チに起因する特性変動は画素ピッチに一致し、全てのＴ
ＦＴ２６にレーザ照射の重なり領域が形成されるため、
特性変動の周期性が低減し、ＴＦＴアレイの均一性が向
上した。このＴＦＴアレイを用いて液晶表示装置を作製
すると、レーザビームの走査ピッチに関わる周期的な画
像不均一性が解消され、表示品位が大幅に向上した。The pixel pitch in the laser beam scanning direction is 105 μm, and the scanning pitch of the laser beam is a divisor of the pixel pitch. Here, when the scanning pitch of the laser beam is set to, for example, 23 μm, which is not a divisor of the pixel pitch, the characteristic variation region is formed at a 23 μm pitch. In this case, a characteristic variation area of the beam overlapping portion coincides with the TFT 26 every 24 pixels, ie, a pitch of 2415 μm, which is the least common multiple of the pixel pitch and the scanning pitch, and periodic characteristic fluctuations occur. Deteriorates. On the other hand, in this embodiment, by setting the scanning pitch of the laser beam to a divisor of the pixel pitch, for example, 21 μm, the characteristic variation caused by the scanning pitch of the laser beam matches the pixel pitch, and all T
Since the laser irradiation overlap region is formed on the FT 26,
The periodicity of the characteristic fluctuation was reduced, and the uniformity of the TFT array was improved. When a liquid crystal display device was manufactured using this TFT array, the periodic image non-uniformity related to the scanning pitch of the laser beam was eliminated, and the display quality was greatly improved.
【００２２】〔第３の実施の形態〕図３はこの発明の第
３の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明するた
めの図であり、液晶表示装置のＴＦＴアレイの一画素部
分を示す平面配置図である。図３において、２１はソー
ス配線、２３はゲート配線、２５は画素電極、２６はＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）、２７は多結晶シリコン薄膜
である。Third Embodiment FIG. 3 is a view for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. FIG. In FIG. 3, 21 is a source wiring, 23 is a gate wiring, 25 is a pixel electrode, and 26 is a T
FT (thin film transistor) 27 is a polycrystalline silicon thin film.
【００２３】この第３の実施の形態は、液晶表示装置の
ＴＦＴアレイのＴＦＴ２６の多結晶シリコン薄膜２７の
形成に、第１の実施の形態のように、エネルギ分布を線
状に整形したパルスレーザ（ＸｅＣｌエキシマレーザ）
ビームを用い、このパルスレーザビームを走査すること
により、半導体薄膜を結晶化し多結晶シリコン薄膜２７
を形成している。According to the third embodiment, a pulsed laser whose energy distribution is linearly formed as in the first embodiment is used for forming the polycrystalline silicon thin film 27 of the TFT 26 of the TFT array of the liquid crystal display device. (XeCl excimer laser)
The pulsed laser beam is used to scan the semiconductor thin film to crystallize the polycrystalline silicon thin film 27.
Is formed.
【００２４】パルスレーザビームサイズは、図１（ａ）
と同様、長尺方向が１８０ｍｍ，短尺方向が０．５ｍｍ
であり，短尺方向をソース配線２１と平行にし、２１μ
ｍピッチにて走査しており、平均照射数２３．８shots/
point である。画素ピッチは図２のものと同じである。
画素照射面でのエネルギ密度は３５０ｍＪ／ｃｍ2 であ
る。FIG. 1A shows the pulse laser beam size.
180mm long and 0.5mm short
And the short direction is made parallel to the source wiring 21 and
Scanning at m pitch, average irradiation number 23.8shots /
point. The pixel pitch is the same as that of FIG.
The energy density on the pixel irradiation surface is 350 mJ / cm 2 .
【００２５】この第３の実施の形態では、パルスレーザ
ビームをソース配線２１と平行に走査しており、走査方
向の画素ピッチは２１０μｍであり、レーザビームの走
査ピッチ（２１μｍ）は走査方向の画素ピッチの約数と
なっており、第２の実施の形態と同様、ＴＦＴ２６の全
てにレーザ照射の重なり領域が形成される。このＴＦＴ
２６のチャネル幅は６μｍである。このチャネル幅はレ
ーザビームの走査ピッチより小さいため、ＴＦＴのチャ
ネル幅方向がレーザビームの走査方向と一致している場
合には、レーザビームのアライメントの精度によりレー
ザビームのビーム立ち下がり領域のどの位置で半導体薄
膜にレーザビームが照射されるかが、基板によって異な
ってくる可能性が大きい。この照射位置の変動は実効的
な照射エネルギ履歴を変化させ、ＴＦＴ特性の再現性を
悪化させる。そこで、この実施の形態では、多結晶シリ
コン薄膜２７をソース配線２１に対して４５度傾けて配
置し、ＴＦＴ２６のチャネル幅方向がレーザビームの走
査方向に対して４５度の角度を有するようにしている。
これによりレーザビームに対するチャネル領域の交差領
域が広がり、レーザビームのアライメントずれ等による
レーザビームの重なり領域が常に多結晶シリコン薄膜２
７中に存在するようになり、ＴＦＴ特性のばらつきを緩
和することが可能となった。このＴＦＴアレイを用いて
液晶表示装置を作製すると、個々のＴＦＴ２６の特性ば
らつきを大幅に低減でき、表示品位が大きく向上した。
なお、パルスレーザビームの走査方向とＴＦＴ２６のチ
ャネル幅方向とは、１０度以上９０度以下の交差角度を
有してあればその効果は得られる。In the third embodiment, the pulse laser beam is scanned in parallel with the source wiring 21, the pixel pitch in the scanning direction is 210 μm, and the scanning pitch (21 μm) of the laser beam is The pitch is a divisor, and as in the second embodiment, an overlap region of laser irradiation is formed on all of the TFTs 26. This TFT
26 has a channel width of 6 μm. Since this channel width is smaller than the scanning pitch of the laser beam, if the channel width direction of the TFT coincides with the scanning direction of the laser beam, the position of the falling region of the laser beam depends on the accuracy of the alignment of the laser beam. Whether the semiconductor thin film is irradiated with the laser beam in the above is likely to differ depending on the substrate. This change in the irradiation position changes the effective irradiation energy history and deteriorates the reproducibility of the TFT characteristics. Therefore, in this embodiment, the polycrystalline silicon thin film 27 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the source wiring 21 so that the channel width direction of the TFT 26 has an angle of 45 degrees with the scanning direction of the laser beam. I have.
As a result, the crossing region of the channel region with respect to the laser beam expands, and the overlapping region of the laser beam due to the misalignment of the laser beam or the like always becomes the polycrystalline silicon thin film 2.
7, it became possible to alleviate variations in TFT characteristics. When a liquid crystal display device is manufactured using this TFT array, the variation in characteristics of the individual TFTs 26 can be greatly reduced, and the display quality is greatly improved.
The effect can be obtained if the scanning direction of the pulse laser beam and the channel width direction of the TFT 26 have an intersection angle of 10 degrees or more and 90 degrees or less.
【００２６】〔第４の実施の形態〕図４はこの発明の第
４の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明するた
めの図であり、液晶表示装置の平面配置図である。図４
において、２１，２２はソース配線、２３，２４はゲー
ト配線、３１は走査側駆動回路、３２はデータ側駆動回
路、３３は表示領域である。[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a view for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention, and is a plan layout view of the liquid crystal display device. FIG.
In the figures, 21 and 22 are source lines, 23 and 24 are gate lines, 31 is a scanning side drive circuit, 32 is a data side drive circuit, and 33 is a display area.
【００２７】この第４の実施の形態は、表示領域３３の
各画素は図２または図３の構成と同様であり、走査側駆
動回路３１とデータ側駆動回路３２が内蔵された液晶表
示装置である。ゲート配線２３，２４とソース配線２
１，２２とが直交し、それぞれが走査側駆動回路３１と
データ側駆動回路３２により駆動されている。そして、
データ側駆動回路３２を形成するデータ側駆動用ＴＦＴ
のゲート配線の方向が、表示領域３３のソース配線２
１，２２の方向と平行にならず、かつ走査側駆動回路３
１を形成する走査側駆動用ＴＦＴのゲート配線の方向
が、表示領域３３のゲート配線２３，２４の方向と平行
にならないように形成されている。具体的には、走査
側，データ側駆動回路３１，３２を形成するＴＦＴのチ
ャネル長方向あるいはチャネル幅方向が、表示領域３３
のゲート配線２３，２４およびソース配線２１，２２の
方向と直交しないように配置されている。そして、レー
ザビームを、表示領域３３のゲート配線２３，２４と直
交する方向に走査している。In the fourth embodiment, each pixel of the display area 33 has the same configuration as that of FIG. 2 or FIG. 3, and is a liquid crystal display device having a scanning side driving circuit 31 and a data side driving circuit 32 built therein. is there. Gate wirings 23 and 24 and source wiring 2
1 and 22 are orthogonal to each other, and each is driven by a scanning side driving circuit 31 and a data side driving circuit 32. And
Data side driving TFT forming data side driving circuit 32
The direction of the gate line of the source line 2 in the display area 33 is
The scanning side drive circuit 3 is not parallel to the directions 1 and 22 and
1 is formed so that the direction of the gate wiring of the scanning-side driving TFT forming 1 does not become parallel to the direction of the gate wirings 23 and 24 in the display area 33. Specifically, the channel length direction or the channel width direction of the TFTs forming the scanning side and data side driving circuits 31 and 32 is set in the display area 33.
Are arranged so as not to be orthogonal to the directions of the gate wirings 23 and 24 and the source wirings 21 and 22. Then, the laser beam is scanned in a direction orthogonal to the gate lines 23 and 24 in the display area 33.
【００２８】このようにして、走査側，データ側駆動回
路３１，３２の駆動用ＴＦＴを形成することにより、レ
ーザビームの走査方向に対する駆動用ＴＦＴのチャネル
領域の交差領域が広がり、レーザビームのアライメント
ずれ等によるレーザビームの重なり領域が常に駆動用Ｔ
ＦＴの多結晶シリコン薄膜中に存在するようになり、Ｔ
ＦＴ特性のばらつきを大幅に低減し、走査側，データ側
駆動回路３１，３２の出力むらを低減でき、表示品位が
大きく向上した。By forming the driving TFTs of the scanning side and data side driving circuits 31 and 32 in this manner, the intersection region of the channel region of the driving TFT with respect to the scanning direction of the laser beam is expanded, and the alignment of the laser beam is performed. The overlapping area of the laser beam due to displacement etc. is always the driving T
FT is present in the polycrystalline silicon thin film,
Variations in the FT characteristics were greatly reduced, and output unevenness of the scanning-side and data-side driving circuits 31, 32 could be reduced, and the display quality was greatly improved.
【００２９】[0029]
【発明の効果】この発明のレーザアニール方法は、エネ
ルギ分布を線状に整形したパルスレーザビームを用い、
このパルスレーザビームの走査ピッチを、パルスレーザ
ビームの短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な
到達エネルギーが減少したエネルギ密度で結晶化される
領域の長さより小さくし、かつ被アニール膜の結晶性を
均一化するように設定することにより、被アニール膜全
体に照射される実効エネルギがエネルギ立ち下がり領域
で規定されるエネルギ密度で均一化でき、被アニール膜
のレーザビームの走査ピッチによる特性変動を抑制でき
る。According to the laser annealing method of the present invention, a pulsed laser beam having a linear energy distribution is used.
The scanning pitch of the pulse laser beam is set to the effective energy fall area in the short-length direction of the pulse laser beam.
Reachable energy is crystallized with reduced energy density
Smaller than the length of the region and the crystallinity of the film to be annealed
By setting it to be uniform, the effective energy applied to the entire film to be annealed can be made uniform at the energy density defined by the energy fall region, and the characteristic fluctuation due to the laser beam scanning pitch of the film to be annealed is suppressed. it can.
【００３０】また、この発明の液晶表示装置の製造方法
は、画素用薄膜トランジスタを形成する半導体薄膜をア
ニール処理する際に、エネルギ分布を線状に整形したパ
ルスレーザビームを用い、このパルスレーザビームの短
尺方向のエネルギ立ち下がり領域の長さをパルスレーザ
ビームの走査方向の画素ピッチより小さくし、パルスレ
ーザビームの走査ピッチをパルスレーザビームの短尺方
向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な到達エネルギー
が減少したエネルギ密度で結晶化される領域の長さより
小さくし、かつパルスレーザビームの走査方向の画素ピ
ッチの約数にすることにより、ビーム重なり領域の特性
変動が周期的に画像に現れることを防止できる。さら
に、パルスレーザビームの走査方向を、画素用薄膜トラ
ンジスタのチャネル幅方向と異なる方向とすることによ
り、画素用薄膜トランジスタにおける半導体薄膜の少な
くとも一部にビーム重なり領域が発生し、画素用薄膜ト
ランジスタの特性のばらつきを大幅に低減し、表示品位
を向上できる。Further, in the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, when annealing a semiconductor thin film forming a thin film transistor for a pixel, a pulse laser beam whose energy distribution is linearly shaped is used. The length of the energy falling area in the short direction is made smaller than the pixel pitch in the scanning direction of the pulse laser beam, and the scanning pitch of the pulse laser beam is set to the effective energy of the energy falling area in the short direction of the pulse laser beam.
Is smaller than the length of the region to be crystallized at the reduced energy density, and is a sub- multiple of the pixel pitch in the scanning direction of the pulsed laser beam, so that the characteristic variation of the beam overlapping region appears periodically in the image. Can be prevented. Further, by making the scanning direction of the pulsed laser beam different from the channel width direction of the pixel thin film transistor, a beam overlapping region occurs in at least a part of the semiconductor thin film in the pixel thin film transistor, and the characteristics of the pixel thin film transistor vary. Can be greatly reduced, and the display quality can be improved.
【００３１】また、この発明の液晶表示装置の製造方法
は、表示領域の周辺に形成した駆動用薄膜トランジスタ
を形成する半導体薄膜をアニール処理する際に、エネル
ギ分布を線状に整形したパルスレーザビームを用い、こ
のパルスレーザビームの走査ピッチをパルスレーザビー
ムの短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な到達
エネルギーが減少したエネルギ密度で結晶化される領域
の長さより小さくし、パルスレーザビームの走査方向を
駆動用薄膜トランジスタのチャネル幅方向と異なる方向
とすることにより、駆動用薄膜トランジスタにおける半
導体薄膜の少なくとも一部にビーム重なり領域が発生
し、駆動用薄膜トランジスタの特性のばらつきを大幅に
低減し、駆動回路部の出力むらを低減し、表示品位を向
上できる。Further, according to the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, when annealing a semiconductor thin film forming a driving thin film transistor formed around a display region, a pulsed laser beam whose energy distribution is linearly shaped is formed. The scanning pitch of the pulsed laser beam is used to effectively reach the energy falling region in the short direction of the pulsed laser beam.
The region where the energy is crystallized with reduced energy density
By making the scanning direction of the pulsed laser beam different from the channel width direction of the driving thin film transistor, a beam overlapping region occurs in at least a part of the semiconductor thin film in the driving thin film transistor, Variations in characteristics can be significantly reduced, output unevenness of the drive circuit section can be reduced, and display quality can be improved.
【図１】この発明の第１の実施の形態のレーザアニール
方法を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining a laser annealing method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の
製造方法を説明するための図。FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第３の実施の形態の液晶表示装置の
製造方法を説明するための図。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】この発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の
製造方法を説明するための図。FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】従来のレーザアニール方法を説明するための
図。FIG. 5 is a view for explaining a conventional laser annealing method.
２１，２２ ソース配線 ２３，２４ ゲート配線 ２５ 画素電極 ２６ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ） ３１ 走査側駆動回路 ３２ データ側駆動回路 21, 22 Source wiring 23, 24 Gate wiring 25 Pixel electrode 26 TFT (thin film transistor) 31 Scan-side drive circuit 32 Data-side drive circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−213341（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−106247（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−282869（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−307727（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1365 H01L 21/336 H01L 29/786 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-213341 (JP, A) JP-A-7-106247 (JP, A) JP-A-4-282869 (JP, A) JP-A-4-213869 307727 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1365 H01L 21/336 H01L 29/786
Claims (10)
形したパルスレーザビームを照射するレーザアニール方
法であって、前記パルスレーザビームの走査ピッチを、
このパルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立ち下が
り領域の実効的な到達エネルギーが減少したエネルギ密
度で結晶化される領域の長さより小さくし、かつ前記被
アニール膜の結晶性を均一化するように設定することを
特徴とするレーザアニール方法。1. A laser annealing method for irradiating a film to be annealed with a pulsed laser beam having a linearly shaped energy distribution.
Method, the scanning pitch of the pulse laser beam,
The energy density in which the effective reaching energy of the energy falling region of the pulse laser beam in the short direction is reduced
Less than the length of the region to be crystallized at a
The setting to make the crystallinity of the annealed film uniform
A characteristic laser annealing method.
って、前記レーザービームの短軸側は、そのエネルギーTherefore, the short-axis side of the laser beam has its energy
密度の分布が台形状に整形されていることを特徴とするCharacteristically, the density distribution is shaped like a trapezoid
レーザアニール方法。Laser annealing method.
ネルギー密度が９０％以上の領域Ｌ１を台形の上辺とし
て、前記領域Ｌ１の両端部に前記エネルギーの立ち上が
り領域と前記エネルギーの立ち下がり領域を有すること
で台形の下辺領域Ｌ２を構成し、Ｌ１／Ｌ２＜０．８を
満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のレー
ザアニール方法。 3. The laser beam on the minor axis side is set in
The area L1 where the energy density is 90% or more is defined as the upper side of the trapezoid.
Therefore, the rise of the energy is at both ends of the region L1.
And a falling area of the energy.
Constitutes the lower side area L2 of the trapezoid, and L1 / L2 <0.8
The ray according to claim 1, wherein the ray is satisfied.
The annealing method.
よびソース配線とを配置し、前記各画素電極，ゲート配
線およびソース配線に画素用薄膜トランジスタを接続し
た第１の基板と、この第１の基板と液晶層を挟んで対向
配置した第２の基板とを備えた液晶表示装置の製造方法
であって、 前記画素用薄膜トランジスタを形成する半導体薄膜をア
ニール処理する際に、前記半導体薄膜にエネルギ分布を
線状に整形したパルスレーザビームを照射し、このパル
スレーザビームの短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の
長さを前記パルスレーザビームの走査方向の画素ピッチ
より小さくし、前記パルスレーザビームの走査ピッチを
前記パルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立ち下が
り領域の実効的な到達エネルギーが減少したエネルギ密
度で結晶化される領域の長さより小さくし、かつ前記パ
ルスレーザビームの走査方向の画素ピッチの約数にする
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。4. A first substrate in which pixel electrodes, gate wirings and source wirings are arranged in a matrix, and a pixel thin film transistor is connected to each of the pixel electrodes, gate wirings and source wirings. A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a second substrate opposed to a liquid crystal layer with the liquid crystal layer interposed therebetween, wherein when annealing a semiconductor thin film forming the pixel thin film transistor, an energy distribution is applied to the semiconductor thin film. Irradiate the pulse laser beam shaped in a shape, the length of the energy falling region in the short direction of the pulse laser beam is smaller than the pixel pitch in the scanning direction of the pulse laser beam, the scanning pitch of the pulse laser beam is Energy density with reduced effective reaching energy in the energy falling region in the short direction of the pulsed laser beam
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the length is smaller than the length of a region to be crystallized in degrees , and the pixel pitch in the scanning direction of the pulse laser beam is a divisor.
であって、前記パルスレーザビームの走査ピッチを、こWherein the scanning pitch of the pulse laser beam is
のパルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立Energy of the pulse laser beam in the short direction ち下がりFalling
領域の実効的な到達エネルギーが減少したエネルギ密度Energy density with reduced effective reaching energy of the region
で結晶化される領域の長さより小さくし、かつ前記被アSmaller than the length of the region to be crystallized in
ニール膜の結晶性を均一化するように設定し、かつ前記Set to make the crystallinity of the Neil film uniform, and
パルスレーザビームの走査方向の画素ピッチの約数にすSub-division of the pixel pitch in the scanning direction of the pulsed laser beam
ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。A method for manufacturing a liquid crystal display device.
用薄膜トランジスタのチャネル幅方向と異なる方向とし
てアニール処理を行う請求項４または５記載の液晶表示
装置の製造方法。6. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 4 , wherein the annealing process is performed by setting the scanning direction of the pulsed laser beam to a direction different from the channel width direction of the pixel thin film transistor.
用薄膜トランジスタのチャネル幅方向と１０度以上９０
度以下の交差角度を有してアニール処理を行う請求項６
記載の液晶表示装置の製造方法。7. The scanning direction of the pulsed laser beam is at least 10 degrees and 90 degrees with the channel width direction of the pixel thin film transistor.
6. annealing process has the following crossing angle degrees
The manufacturing method of the liquid crystal display device according to the above.
よびソース配線とを配置し、前記各画素電極，ゲート配
線およびソース配線に画素用薄膜トランジスタを接続し
た表示領域と、この表示領域の周辺に形成した駆動用薄
膜トランジスタを有する駆動回路領域とを設けた第１の
基板と、この第１の基板と液晶層を挟んで対向配置した
第２の基板とを備えた液晶表示装置の製造方法であっ
て、 前記駆動用薄膜トランジスタを形成する半導体薄膜をア
ニール処理する際に、前記半導体薄膜にエネルギ分布を
線状に整形したパルスレーザビームを照射し、このパル
スレーザビームの走査ピッチを前記パルスレーザビーム
の短尺方向のエネルギ立ち下がり領域の実効的な到達エ
ネルギーが減少したエネルギ密度で結晶化される領域の
長さより小さくし、前記パルスレーザビームの走査方向
を前記駆動用薄膜トランジスタのチャネル幅方向と異な
る方向とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。8. A display area in which pixel electrodes, gate wirings and source wirings are arranged in a matrix, and a pixel thin film transistor is connected to each of the pixel electrodes, gate wirings and source wirings, and is formed around the display area. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a first substrate provided with a drive circuit region having a driving thin film transistor; and a second substrate opposed to the first substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween. When annealing the semiconductor thin film forming the driving thin film transistor, the semiconductor thin film is irradiated with a pulse laser beam whose energy distribution is linearly shaped, and the scanning pitch of the pulse laser beam is changed in the short direction of the pulse laser beam. the effective reach picture of energy falling area of
A liquid crystal display characterized in that the length of a region to be crystallized with reduced energy density is smaller than the length of the region and the scanning direction of the pulsed laser beam is different from the channel width direction of the driving thin film transistor. Device manufacturing method.
であって、前記パルスレーザビームの走査ピッチを、こWherein the scanning pitch of the pulse laser beam is
のパルスレーザビームの短尺方向のエネルギ立ち下がりEnergy fall of pulse laser beam in the short direction
領域の実効的な到達エネルギーが減少したエネルギ密度Energy density with reduced effective reaching energy of the region
で結晶化される領域の長さより小さくし、かつ前記被アSmaller than the length of the region to be crystallized in
ニール膜の結晶性を均一化するように設定し、かつ前記Set to make the crystallinity of the Neil film uniform, and
パルスレーザビームの走査方向を前記駆動用薄膜トランThe scanning direction of the pulse laser beam is changed to the driving thin film transformer.
ジスタのチャネル幅方向と異なる方向とすることを特徴The direction is different from the channel width direction of the resistor.
とする液晶表示装置の製造方法。Manufacturing method of a liquid crystal display device.
素用薄膜トランジスタに接続したゲート配線またはソー
ス配線と直交させてアニール処理を行う請求項４、５、
６、７、８または９記載の液晶表示装置の製造方法。10. The annealing process is performed by making the scanning direction of the pulsed laser beam orthogonal to the gate wiring or the source wiring connected to the pixel thin film transistor .
10. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to 6, 7, 8 or 9 .
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