JP4268700B2 - Excimer laser annealing device, manufacturing method of preparation and the liquid crystal display device of a polycrystalline thin film transistor - Google Patents

Excimer laser annealing device, manufacturing method of preparation and the liquid crystal display device of a polycrystalline thin film transistor Download PDF

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尚 藤村
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東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、アモルファスシリコンをアニールして多結晶シリコンを得るために、アモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射するエキシマレーザアニール装置及び、このエキシマレーザアニール装置によるアニールにより形成される多結晶シリコンを半導体層とする多結晶薄膜トランジスタの製造方法並びに、このようにして得られた多結晶薄膜トランジスタを用いて成る液晶表示素子の製造方法に関する。 The present invention, the amorphous silicon in order to obtain annealed polycrystalline silicon, an excimer laser annealing device, and an excimer laser is irradiated beam to the amorphous silicon, the semiconductor layer polycrystalline silicon formed by annealing by excimer laser annealing device a method for producing polycrystalline thin film transistor and a method for manufacturing a liquid crystal display device formed by using a polycrystalline thin film transistor obtained in this way.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、高精細な液晶表示素子のスイッチング素子として、移動度が高く且つ液晶表示素子の駆動も含めた高性能化が可能であることから、多結晶シリコンを半導体層とする多結晶薄膜トランジスタ(以下p−SiTFTと略称する。)の実用化が進められている。 Recently, as a switching element for high-definition liquid crystal display device, since it is possible to high performance drive also including a high mobility and a liquid crystal display device, a polycrystalline thin film transistor for a polycrystalline silicon semiconductor layer (hereinafter p referred to as -SiTFT.) practical application of has been promoted. 一般に多結晶シリコンは、アモルファスシリコンにレーザビームを照射して多結晶化するレーザアニール法により形成されている。 Generally polycrystalline silicon is formed by a laser annealing method for multi-crystallized by being irradiated with a laser beam to the amorphous silicon.
【0003】 [0003]
このようなレーザアニール法において、液晶表示素子の大型化に応じるためのp−SiTFTが形成されるアレイ基板の一層の大面積化に伴い、レーザビームの長尺化が要求される。 In such a laser annealing method, with the further large area of ​​an array substrate p-SiTFT to respond to upsizing of the liquid crystal display element is formed, lengthening of the laser beam is required. 但しレーザビームの長尺化に拘わらず、レーザビームの長さが、アレイ基板の表示領域の幅より短く、レーザビーム1ラインの長さではアレイ基板の走査幅をカバー出来ない場合は、図5に示す様に、アレイ基板5の表示領域をP1及びP2に分割して、分割された領域毎にレーザビームLにより走査を行っていたこのためアレイ基板5上には、レーザビームLが重ねて照射される領域Qを生じてしまい、この重ね照射領域Qでは他の領域と特性が異なったり、表面凹凸の程度が異なっており、このようなアレイ基板を用いて液晶表示素子を製造すると、表示品位の低下を生じ、ひいては生産歩留まりを低下するという問題を生じていた。 However regardless of the elongation of the laser beam, if the length of the laser beam is shorter than the width of the display area of ​​the array substrate, the length of the laser beam 1 line can not cover the scanning width of the array substrate, Fig. 5 as shown in the display area of ​​the array substrate 5 is divided into P1 and P2, on the order array substrate 5 which has been subjected to scanning by the laser beam L is for each divided region, the laser beam L is superimposed will occur an area Q to be irradiated, or different other regions and characteristics in the overlapped irradiation region Q, the degree of surface unevenness is different, when manufacturing the liquid crystal display device using such an array substrate, a display cause a decrease in quality, it had caused the problem of reduced and thus production yield.
【0004】 [0004]
従って、アニールにより極力良好な多結晶シリコンを得るため、従来は、レーザビームのライン長の長いエキシマレーザアニール装置を用いていて、アモルファスシリコンのアニールを行っていた。 Therefore, in order to obtain as much as possible good polycrystalline silicon by annealing, conventionally, have used a long excimer laser annealing device of the line length of the laser beam, it has been annealed amorphous silicon.
【0005】 [0005]
即ち図6に示す市販のエキシマレーザアニール装置1は、光源から発光され結像レンズ2を通過した所定長さのエキシマレーザビーム3の両端を、長尺スリット4でカットした後、窓枠6に支持されるアニーラウィンドウ7を介し、アニールチャンバ8に入射し、ステージ10上に照射して、ステージ10により走査移動可能に支持されるアレイ基板11上のアモルファスシリコンを、1ラインのエキシマレーザビーム3でアニールして多結晶化していた。 That commercial excimer laser annealing apparatus 1 shown in FIG. 6, a predetermined length at both ends of the excimer laser beam 3 passing through the light emitted imaging lens 2 from the light source, after cutting a long slit 4, the window frame 6 through Annie La window 7 supported, enters the annealing chamber 8, is irradiated on the stage 10, the amorphous silicon on the array substrate 11 to be scanned movably supported by the stage 10, one line of the excimer laser beam 3 and annealed were polycrystalline.
【0006】 [0006]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながらライン長の長いエキシマレーザビームであってもそのライン長は限界が有る一方、液晶表示素子は、より一層の大型化の要求により、13.3型(203mm×270mm)の大型のものが主流に成りつつ有る。 However the line length is also a long excimer laser beam having a line length whereas the limit there, the liquid crystal display element, by more of the requirements of large, mainstream those large 13.3-(203 mm × 270 mm) becoming in there. 駆動回路体型のアレイ基板を得るためには、210×280の多結晶シリコンが必要となる。 To obtain a driving circuit integrated on the array substrate, it is necessary to polysilicon 210 × 280. これに対し、現状の市販のエキシマレーザアニール装置においては、エキシマレーザビームのライン長は最大200mm程度が限界とされている。 In contrast, in a commercial excimer laser annealing device current, the line length of the excimer laser beam is at maximum 200mm is the limit. 従ってエキシマレーザビームを用いても、より大型の13.3型の液晶表示素子のアレイ基板をアニールするには、1ラインのエキシマレーザビームではその全域をカバー出来ず、アレイ基板を2領域に分割してアニールせざるを得ず、ひいては周囲と特性の異なるレーザビームの重ね照射領域を生じてしまい、表示品位の低下を来たすという問題を依然として生じてしまっていた。 Therefore, even if an excimer laser beam, the annealing array substrate of a larger 13.3-inch LCD display element, in the excimer laser beam for one line can not cover the whole area, dividing the array substrate into two regions it is inevitable to annealing and had thus would occur lap irradiation area of ​​the different laser beams of ambient and characteristics, it got still occurs the problem of causing deterioration of display quality.
【0007】 [0007]
このため、少なくとも13.3型の、より大型の液晶表示素子に適用出来る様、市販のエキシマレーザアニール装置のエキシマレーザビームの長さを少しでも長くするための開発が成されているが、エキシマレーザの出力アップや、より最適な光学系の開発を必要とする等、開発に時間を要する問題が多く、その実現が成されずにいる。 Therefore, at least 13.3-, as that can be applied more large-sized liquid crystal display device, but development for increasing the length of the excimer laser beam of a commercial excimer laser annealing device as much it has been made, an excimer laser output up or, like that require the development of more optimal optical system, many problems that require time to develop, are not its realization is made.
【0008】 [0008]
他方、前述の市販のエキシマレーザアニール装置1は、アニールチャンバ8内のステージ10上にエキシマレーザビーム3を入射させるアニーラウィンドウ7を支える窓枠6の内周6aが、エキシマレーザビームの進行方向に対して平行に形成されている。 On the other hand, a commercially available excimer laser annealing apparatus 1 described above, the inner circumference 6a of the window frame 6 supporting the Annie La window 7 to be incident excimer laser beam 3 on the stage 10 in an annealing chamber 8, the traveling direction of the excimer laser beam It is formed in parallel to the.
【0009】 [0009]
これに対し、エキシマレーザビーム3は光源から広がりながらアニールチャンバ8に入射してくるので、点線領域[R]にて入射されたエキシマレーザビーム3は窓枠6の内周6aで反射を生じる。 In contrast, since the excimer laser beam 3 comes incident on the anneal chamber 8 while spreading from a light source, an excimer laser beam 3 which is incident by a dotted line area [R] produces a reflection on the inner circumferential 6a of the window frame 6. この反射ビームがアレイ基板1に照射されると、アレイ基板1上でのエキシマレーザビーム3の照射強度分布に凹凸を生じ、ビームプロフアイルがトップフラット形でなくなってしまい、均一なアニールを得られず、多結晶シリコンの均一な結晶化を得られないという問題を生じていた。 When the reflected beam is irradiated onto the array substrate 1, resulting an uneven illumination intensity distribution of the excimer laser beam 3 on the array substrate 1, the beam profiles are passed away at the top-flat shape, obtained a uniform annealing It not, has arisen the problem that can not be obtained a uniform crystallization of polycrystalline silicon.
【0010】 [0010]
このため従来は、アニールチャンバ8への入射時、エキシマレーザビーム3の両端が窓枠6に触れないよう、エキシマレーザビーム3幅を狭める様、長尺スリット4の位置を狭めたり、或いはアニーラウィンドウ7よりも光源側にスリットを形成したりしており、結果としてアレイ基板1に照射されるエキシマレーザビーム3のビーム長の長尺化が必要以上に損なわれ、エキシマレーザアニール装置のメリットを最大限に生かしきれずにいた。 Thus conventionally, when entering the annealing chamber 8, so that both ends of the excimer laser beam 3 does not touch the window frame 6, as to narrow the excimer laser beam 3 wide, or narrow the location of the elongated slit 4, or annealer window 7 and or a slit on the light source side than the resulting impaired more than necessary beam length of elongation of the excimer laser beam 3 irradiated onto the array substrate 1, the benefits of the excimer laser annealing device I had not fully utilized to the maximum.
【0011】 [0011]
本発明は上記課題を除去するもので、光源からのエキシマレーザビームをアニーラウィンドウを介しアニールチャンバに入射する際に、エキシマレーザビームのビーム長を必要以上に短縮する事無く、長尺レーザビームであるエキシマレーザビームのメリットを最大限に生かす事により、より大型のアレイ基板に対しても全面にわたりエキシマレーザビームを均一強度で照射出来、ひいては多結晶薄膜トランジスタ装置の駆動特性の均一化を図り、表示品位の高い液晶表示素子を得る事の出来るエキシマレーザアニール装置、多結晶薄膜トランジスタ装置の製造方法及び液晶表示素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention is intended to eliminate the above problem, when it enters the excimer laser beam from the light source to the annealing chamber through Annie La window, without shortening more than necessary beam length of the excimer laser beam, the elongated laser beam by take full advantage of the excimer laser beam is, more can also irradiated with the excimer laser beam with a uniform intensity over the entire surface with respect to a large array substrate, achieving uniformity of the driving characteristics of the thus polycrystalline thin film transistor device, excimer laser annealing apparatus capable of obtaining a high display quality liquid crystal display device, and an object thereof is to provide a manufacturing method of preparation and the liquid crystal display device of the polycrystalline thin film transistor device.
【0012】 [0012]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は上記課題を解決するため、 絶縁基板上に堆積されるアモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射して前記アモルファスシリコンを多結晶化するエキシマレーザアニール装置において、前記絶縁基板を支持する支持手段と、この支持手段を走査可能に収納する筐体と、この筐体外部から前記筐体内にて走査移動される前記支持手段にエキシマレーザビームを発光する光源と、前記筐体に形成され、前記エキシマレーザビーム発光手段から発光された前記エキシマレーザビームを前記筐体内に入射する開口部と、 Since the present invention is to solve the above problems, in the excimer laser annealing device for multi-crystallizing the amorphous silicon by irradiating the excimer laser beam to the amorphous silicon is deposited on an insulating substrate, a support means for supporting said insulating substrate a housing accommodating the support means to be scanned, a light source for emitting an excimer laser beam from the outside of the housing to said support means to be scanned moves in the housing, formed in the housing, the excimer an opening for incident the excimer laser beam emitted from the laser beam emitting means in the housing,
この開口部周縁を支持し、内周の少なくとも一部がこの一部近傍を通過する前記エキシマレーザビームの外側への進行方向に対して同方向に傾斜して成る窓枠と、を設けるものである。 It is understood that the opening portion to the support, at least a portion of the inner circumference provided a window frame formed by inclined in the same direction with respect to the traveling direction of the outside of the excimer laser beam passing through the vicinity of this part is there.
【0013】 [0013]
そして本発明は上記構成により、窓枠から筐体内への入射時、窓枠にてエキシマレーザビームの反射を生じる事が無く、照射強度が均一且つより長尺のエキシマレーザビームにより、より大型のアレイ基板の均一なアニールを可能とするものである。 And the present invention the above structure, when the incident from the window frame to the housing, without causing reflection of the excimer laser beam at a window frame, by an excimer laser beam irradiation intensity uniform and more long, the larger and it makes it possible to uniform annealing of the array substrate.
【0014】 [0014]
又本発明は上記課題を解決するため、 絶縁基板上に堆積されるアモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射して成る多結晶シリコンを半導体層として薄膜トランジスタを形成する多結晶薄膜トランジスタの製造方法において、前記絶縁基板上に前記アモルファスシリコンを堆積する工程と、前記絶縁基板を支持する支持手段を走査移動可能に収納する筐体内に、内周の少なくとも一部がこの一部近傍を通過するエキシマレーザビームを発光する光源からのエキシマレーザビームの外側への進行方向に対して同方向に傾斜して成る窓枠を有する開口部を介して前記エキシマレーザビームを入射して、前記アモルファスシリコンを多結晶シリコンに結晶化する工程と、を実施するものである。 Further, since the present invention is to solve the above problems, in the method for producing polycrystalline thin film transistor for forming a thin film transistor data polycrystalline silicon formed by irradiating the excimer laser beam to the amorphous silicon is deposited on an insulating substrate as a semiconductor layer, wherein the step of depositing said amorphous silicon on an insulating substrate, wherein the supporting means for supporting the insulating substrate in the housing for scanning movably accommodated, the excimer laser beam at least part of the inner periphery passes near this part It enters the excimer laser beam through an opening having a window frame formed by inclined in the same direction with respect to the traveling direction of the outside of the excimer laser beam from a light source that emits, the amorphous silicon polycrystalline silicon it is intended to carry out a step of crystallization.
【0015】 [0015]
そして本発明は上記構成により、照射強度が均一且つより長尺のエキシマレーザビームでの照射により、より大型のアレイ基板上に均一な多結晶シリコンを得られ、ひいては均一な駆動特性のp−SiTFTを、大面積で得るものである。 And the present invention the above structure, by irradiation of an excimer laser beam irradiation intensity uniform and more long, obtained a uniform polycrystalline silicon larger array substrate, p-SiTFT in turn uniform driving characteristics and those obtained in a large area.
【0016】 [0016]
又本発明は上記課題を解決するため、第1の絶縁基板上に堆積されるアモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射して成る多結晶シリコンを半導体層として形成される薄膜トランジスタにて駆動される画素電極を有するアレイ基板と、第2の絶縁基板上に対向電極を有し前記アレイ基板に対向して配置される対向基板と、前記アレイ基板及び前記対向基板間に封入される液晶組成物とを有する液晶表示素子の製造方法において、前記第1の絶縁基板上に前記アモルファスシリコンを堆積する工程と、前記第1の絶縁基板を支持する支持手段を走査移動可能に収納する筐体内に、内周の少なくとも一部がこの一部近傍を通過するエキシマレーザビームを発光する光源からのエキシマレーザビームの外側への進行方向に対して同方向に Further, since the present invention is to solve the above problems, it is manually driven to a thin film transistor motor which is formed a polycrystalline silicon formed by irradiating the excimer laser beam to the amorphous silicon is deposited on the first insulating substrate as a semiconductor layer an array substrate having a pixel electrode, a counter substrate disposed to face the array substrate having a counter electrode on the second insulating substrate, and a liquid crystal composition sealed between the array substrate and the counter substrate the manufacturing method of the liquid crystal display device having the step of depositing said amorphous silicon on the first insulating substrate, the first insulating support means for supporting the housing for housing to be scanned moving the substrate, the inner at least partially inclined in the same direction with respect to the traveling direction of the outside of the excimer laser beam from the light source emitting an excimer laser beam passing near this part of the peripheral して成る窓枠を有する開口部を介して前記エキシマレーザビームを入射して、前記アモルファスシリコンを多結晶シリコンに結晶化する工程と、を実施するものである。 Enters the excimer laser beam through an opening having a window frame formed by the steps of crystallizing the amorphous silicon into polycrystalline silicon, it is to implement.
【0017】 [0017]
そして本発明は上記構成により、照射強度が均一且つより長尺のエキシマレーザビームでの照射により、より大型のアレイ基板上に形成される均一な多結晶シリコンをからなる駆動特性の均一なp−SiTFTを用いて成る、より大型の表示品位の良好な液晶表示素子を得るものである。 And the present invention the above structure, by irradiation of an excimer laser beam irradiation intensity uniform and more elongated, uniform driving characteristics consisting of a uniform polycrystalline silicon is formed over a larger array substrate p- made using SiTFT, it is to obtain a good liquid crystal display device of a larger display quality.
【0018】 [0018]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下本発明を図1乃至図4に示す実施の形態を参照して説明する。 Hereinafter the invention with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 will be described. 12は13.3型(210mm×280mm)の駆動回路一体型の液晶表示素子であり、p−SiTFT13にて画素電極28を駆動するアレイ基板16と対向基板17との間隙に、配向膜18a、18bを介して液晶組成物20を封入してなっている。 12 is a liquid crystal display element drive circuit integrated 13.3-(210mm × 280mm), the gap between the array substrate 16 and the counter substrate 17 for driving the pixel electrodes 28 in p-SiTFT13, the alignment film 18a, It has been sealing a liquid crystal composition 20 through 18b.
【0019】 [0019]
アレイ基板16は第1の絶縁基板21上にアンダーコート層22を介し多結晶シリコンからなる活性層23a、ドレイン領域23b、ソース領域23cを有する半導体層23がパターン形成されている。 The array substrate 16 active layer 23a made of polycrystalline silicon through the undercoat layer 22 on the first insulating substrate 21, the drain region 23b, the semiconductor layer 23 having a source region 23c is patterned. 半導体層23上にはゲート絶縁膜24を介しゲート電極26が形成されている。 On the semiconductor layer 23 is the gate electrode 26 via the gate insulating film 24 is formed. 更に層間絶縁膜27を介し画素電極28が形成され、画素電極28及びソース領域23cがソース電極30により接続され、ドレイン領域23b及び信号線(図示せず)がドレイン電極31により接続されている。 Further the pixel electrode 28 through the interlayer insulating film 27 is formed, the pixel electrode 28 and the source region 23c is connected to the source electrode 30, the drain region 23b and the signal line (not shown) is connected by a drain electrode 31. 又32は保護膜である。 The 32 is a protective film. 対向基板17は、第2の絶縁基板33上に対向電極34を有している。 Counter substrate 17 includes a counter electrode 34 on the second insulating substrate 33.
【0020】 [0020]
次に、第1の絶縁基板21上にて多結晶シリコンの半導体層23を得るために、アモルファスシリコンをレーザアニールするエキシマレーザアニール装置について述べる。 Next, in order to obtain the semiconductor layer 23 of polycrystalline silicon in the first insulating substrate 21 above described excimer laser annealing device for laser annealing of amorphous silicon. 図2はエキシマレーザアニール装置36をエキシマレーザビーム37の長軸方向から見た概略構成図である。 Figure 2 is a schematic view of the excimer laser annealing device 36 from the long axis direction of the excimer laser beam 37. エキシマレーザアニール装置36は、光源(図示せず)から発光されるエキシマレーザビーム37を、結像レンズ38で結像し、長尺スリット40にて両端をカットし、アニールチャンバ41内にて、エキシマレーザビーム37の長軸方向と垂直な方向に走査移動するステージ42上に照射される。 Excimer laser annealing device 36, the excimer laser beam 37 emitted from a light source (not shown), imaged by the imaging lens 38, and cutting both ends in the long slit 40 at an annealing chamber 41, It is irradiated on the stage 42 for scanning movement in the axial direction perpendicular to the direction of the excimer laser beam 37.
【0021】 [0021]
即ち、アニールチャンバ41の上方には窓枠43に支持されるアニーラウィンドウ44が形成され、長尺スリット40にて両端をカットされたエキシマレーザビーム37は、このアニーラウィンドウ44を介しアニールチャンバ41に入射するようになっている。 That is, above the anneal chamber 41 are formed Annie La window 44 which is supported on the window frame 43, the excimer laser beam 37 which is cut at both ends in the long slit 40, the annealing chamber through the Annie La window 44 It is incident to 41. そしてアニーラウィンドウ44を支える窓枠43の周縁のうち、エキシマレーザビーム37の長軸と向かい合う周縁部43aが斜めにカットされている。 And among the peripheral edge of the window frame 43 supporting the Annie La window 44, the peripheral portion 43a facing the long axis of the excimer laser beam 37 is obliquely cut. このためエキシマレーザビーム37は、光源(図示せず)から広がりながら窓枠43いっぱいの幅で、アニーラウィンドウ44に入射しても、窓枠43に当たる事が無い。 Therefore excimer laser beam 37 is a window frame 43 full width while spreading from a light source (not shown), even when incident on Annie La window 44, it is not striking the window frame 43. 従って、ステージ42上に照射されるエキシマレーザビーム37は、長尺スリット40により必要以上に両端をカットしなくても、凹凸の無い、均一の強度分布をえられる。 Therefore, the excimer laser beam 37 irradiated on the stage 42, without cutting the ends than necessary by the long slit 40, no irregularities are to give a uniform intensity distribution.
【0022】 [0022]
このエキシマレーザアニール装置36によるステージ42上でのエキシマレーザビーム37の長軸の強度分布を調べた所、図3に示す様に、長さ220mmに渡り、トップフラットのビームプロフアイルを有する事が判明した。 Examination of intensity distribution of the long axis of the excimer laser beam 37 on the stage 42 by the excimer laser annealing device 36, as shown in FIG. 3, over a length 220 mm, to have the beam profiles of the top-flat found.
【0023】 [0023]
次にエキシマレーザアニール装置36によるアレイ基板16の多結晶シリコンからなる半導体層23の形成方法について述べる。 Next described method of forming a semiconductor layer 23 made of polycrystalline silicon of the array substrate 16 by an excimer laser annealing apparatus 36.
【0024】 [0024]
先ず400mm×500mmサイズのガラス基板47上にプラズマCVD法により窒化シリコン(SiNx)膜を50nm、酸化シリコン(SiOx)膜を100nm成膜してなるアンダーコート層22を形成し、次いでプラズマCVD法によりアモルファスシリコンを50nm成膜する。 The first plasma CVD method on the glass substrate 47 of 400 mm × 500 mm size silicon nitride (SiNx) film 50 nm, a silicon oxide (SiOx) film is formed the undercoat layer 22 formed by 100nm deposited, followed by a plasma CVD method the amorphous silicon to 50nm deposition. この後窒素雰囲気中で500℃、1時間の熱処理を行い、膜中の水素濃度を低下させる。 500 ° C. After a nitrogen atmosphere this, heat treatment is performed for 1 hour, to lower the hydrogen concentration in the film. この時、アモルファスシリコンの膜厚を分光エリプソ法により求めた所実際の膜厚は51nmであった。 In this case, the actual thickness of the film thickness of the amorphous silicon was determined by spectroscopic ellipsometry method was 51 nm.
【0025】 [0025]
その後、ガラス基板47をエキシマレーザアニール装置36のステージ42に載置し、ステージ42をエキシマレーザビーム37の長軸と垂直方向に0.6mm/sの速度で走査移動しながら、図4に示す様に、先ず片側の第1の領域[A]のアモルファスシリコンを、エキシマレーザビーム37にてアニールする。 Then, placing the glass substrate 47 on the stage 42 of the excimer laser annealing device 36, while scanning moving the stage 42 in the long axis and the speed in the vertical direction to 0.6 mm / s of the excimer laser beam 37, shown in FIG. 4 as, the first amorphous silicon of a first region of one side [a], is annealed at an excimer laser beam 37. 光源(図示せず)にてエキシマレーザを300Hzで発振させ、エキシマレーザビーム37の照射サイズは、220mm×0.4mmの線状ビームとし、ガラス基板47上での照射エネルギー密度は300mJ/cm2 、エキシマレーザビームの長軸方向と垂直な方向への走査時のオーパーラップ率は95%となるように設定した。 The excimer laser is oscillated at 300Hz at source (not shown), the irradiation size of the excimer laser beam 37, the linear beam of 220 mm × 0.4 mm, the irradiation energy density on the glass substrate 47 is 300 mJ / cm @ 2, Oper overlap ratio at the time of scanning in the long axis direction perpendicular to the direction of the excimer laser beam was set to be 95%.
【0026】 [0026]
ガラス基板47の第1の領域[A]のアニール走査を終了し、多結晶シリコンを形成したら、残りの第2の領域[B]のアモルファスシリコンを同様にアニールし、両領域[A]、[B]を共にエキシマレーザビーム37の1ラインの幅でアニールし、多結晶化して多結晶シリコンを形成する。 Exit annealing scanning of the first region of the glass substrate 47 [A], After forming the polycrystalline silicon, and annealing similarly amorphous silicon of the remaining second region [B], both regions [A], [ B] was annealed at both 1 line width of the excimer laser beam 37, and polycrystalline forms a polycrystalline silicon. 次いでガラス基板47をステージ42から取り出し、フォトリソグラフィ技術を用いて、ガラス基板47の両領域[A]、[B]に、多結晶シリコンを半導体層23とするp−SiTFT13及び、画素電極28を作成してガラス基板47上の第1及び第2の領域[A]、[B]に夫々アレイ基板16を形成する。 Then removed the glass substrate 47 from the stage 42, using a photolithography technique, both regions of the glass substrate 47 [A], the [B], the p-SiTFT13 and the pixel electrode 28 to the polycrystalline silicon and the semiconductor layer 23 the first and second regions on the glass substrate 47 to create [a], to form a respective array substrate 16 in the [B].
【0027】 [0027]
この後、2枚分のアレイ基板16を有するガラス基板47を切りだし、それと、対向基板17を有するガラス基板(図示せず)とをシール剤(図示せず)にて固着し、液晶セルを形成した後、間隙に液晶組成物20を封入し、2個の13.3型の液晶表示素子12を完成する。 Thereafter, it cuts out glass substrate 47 having an array substrate 16 of the two sheets, therewith, and a glass substrate having a counter substrate 17 (not shown) fixed at a sealing agent (not shown), a liquid crystal cell after forming, sealing a liquid crystal composition 20 in the gap, thereby completing the two 13.3-inch LCD display device 12.
【0028】 [0028]
この様に構成すれば、従来と同じ市販の装置を用い、エキシマレーザアニール装置36のアニーラウィンドウ44を支える窓枠43の周縁部43aを斜めにカットして、エキシマレーザビーム37の窓枠43での反射を防止する事により、エキシマレーザビーム37を窓枠43いっぱいの幅でアニールチャンバ41に入射出来、エキシマレーザの出力アップや、光学系を変える事無く、従来に比し、エキシマレーザビーム37のライン長を長く出来、幅220mmにわたりトップフラットのビームプロフアイルを有するエキシマレーザビーム37を得られる。 When constituted in this way, using the same commercial apparatus with a conventional, the peripheral edge 43a of the window frame 43 supporting the Annie La window 44 of the excimer laser annealing device 36 is cut diagonally, the window frame 43 of the excimer laser beam 37 by preventing reflection at, can incident excimer laser beam 37 to the anneal chamber 41 in the window frame 43 full width, the output up or excimer laser, without changing the optical system, compared with the conventional excimer laser beam the line length of 37 can be lengthened, resulting an excimer laser beam 37 having a flat-top beam profiles across the width 220 mm. 従って、大型の13.3型の駆動回路一体型のアレイ基板16であっても、アニール時、1ライン長のエキシマレーザビーム37でアニール幅全長をカバー出来、13.3型の大型の駆動回路一体型のアレイ基板16であっても、レーザビームの重ね照射領域を生じる事無く、均一にアニール出来、大型の液晶表示素子12に適用可能な均一特性を有する多結晶シリコンを容易に形成可能と成る。 Therefore, even in the array substrate 16 of the 13.3-driving circuit integrated large, annealing time, it can cover the annealing width total length with an excimer laser beam 37 of one line length, 13.3-large drive circuit even array substrate 16 of the integrated, it without causing overlapping region irradiated with the laser beam, uniformly be annealed, polycrystalline silicon have applicability uniform properties in a large-sized liquid crystal display device 12 of the readily formable Become.
【0029】 [0029]
そしてこのようなエキシマレーザアニール装置36による、ライン長の長いエキシマレーザビーム37にて均一にアニールされ、均一に結晶化される多結晶シリコンを半導体層とすることにより、高い移動度を示すTFTを大面積で均一に得られることから、このようなTFTを用いる事により、13.3型と大型であり且つ表示特性が均一な液晶表示素子を容易に得られ、生産歩留まりを向上出来、高い表示品位を有する液晶表示素子の作製が可能と成る。 And by such excimer laser annealing device 36, is uniformly annealed at long excimer laser beam 37 of line length, by a uniform semiconductor layer polycrystalline silicon to be crystallized, the TFT exhibiting a high mobility since that is uniformly obtained in a large area, by using such a TFT, and display characteristics are 13.3-and large can be easily obtained a uniform liquid crystal display element, it can improve the production yield, high display It made possible to manufacture a liquid crystal display device having a quality.
【0030】 [0030]
尚本発明は上記実施の形態に限られるものでなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、例えば窓枠の傾斜角度は、エキシマレーザビームの反射を生じない範囲であれば限定されない。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment, a possible change within a range not changing the gist thereof, for example, the inclination angle of the window frame, as long as it does not cause reflection of the excimer laser beam but it is not limited. 又エキシマレーザビームの出力や周波数等も限定されない。 Also not limited output or frequency, etc. of the excimer laser beam.
【0031】 [0031]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように本発明によれば、エキシマレーザの出力アップや、光学系の性能向上を図る事無く、アニーラウィンドウを支持する窓枠内周を斜めにカットするのみで、エキシマレーザビームの窓枠での反射を防止し、容易にエキシマレーザアニール装置のライン長の長尺化を実現出来る。 According to the present invention described above, the output up or excimer laser, without improving the performance of the optical system, only cut the window frame peripheral supporting Annie La window obliquely, the excimer laser beam to prevent reflection at the window frame, it can be easily realized elongation of the line length of the excimer laser annealing device. 従って、1ライン長のエキシマレーザビームによるアニール幅を増大出来、大面積であってもアレイ基板上のアモルファスシリコンのアニール幅を1ライン長のエキシマレーザビームによりカバーできる事から、アニール時にエキシマレーザビームの重ね照射領域を生じる事が無く、全面に渡り均一なアニールを行えひいては均質な多結晶シリコンを容易にえられる。 Thus, one line length of the excimer laser beam can increase the annealing width by, since it can cover an excimer laser beam of one line length annealing width of amorphous silicon on the array substrate even large area, the excimer laser beam during annealing without causing the overlapping irradiation region, readily give a turn homogeneous polycrystalline silicon performed uniform annealing across the entire surface. そしてこの均質な多結晶シリコンを半導体層とする移動度の高いTFTを大面積で均一に得られ、ひいては、13.3型の大型のであり且つ表示特性が均一で表示品位の高い液晶表示素子を歩留まり低下を生じる事無く容易に作製可能と成る。 The uniformly obtain high TFT mobility for the homogeneous polycrystalline silicon and the semiconductor layer with a large area, hence, a high liquid crystal display device having display quality with uniform large of the and and display characteristics of the 13.3- that results in a decrease in yield becomes a not easily be produced.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施の形態における液晶表示素子を示す一部概略断面図である。 1 is a partially schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態におけるエキシマレーザアニール装置を長軸方向から見た概略構成図である。 2 is a schematic configuration view of the excimer laser annealing device from the long axis direction in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態におけるエキシマレーザアニール装置にるステージ上でのエキシマレーザビームの長軸の強度分布を示すグラフである。 3 is a graph showing the intensity distribution of the long axis of the excimer laser beam with an excimer laser annealing device simmer on the stage in the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態におけるエキシマレーザアニール装置によるガラス基板のアニール工程を示す説明図である。 Is an explanatory diagram showing an annealing step of the glass substrate by the excimer laser annealing device according to the embodiment of the present invention; FIG.
【図5】従来の大型のアレイ基板を分割してレーザアニールする状態を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which laser annealing by dividing the array substrate of the conventional large.
【図6】従来のエキシマレーザアニール装置を示す概略構成図である。 6 is a schematic diagram showing a conventional excimer laser annealer.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
12…液晶表示素子13…p−SiTFT 12 ... liquid crystal display element 13 ... p-SiTFT
16…アレイ基板17…対向基板20…液晶組成物23…半導体層28…画素電極36…エキシマレーザアニール装置37…エキシマレーザビーム41…アニールチャンバ42…ステージ43…窓枠43a…周縁部47…ガラス基板 16 ... the array substrate 17 ... counter substrate 20 ... liquid crystal composition 23 ... semiconductor layer 28 ... pixel electrode 36 ... excimer laser annealing device 37 ... excimer laser beam 41 ... anneal chamber 42 ... stage 43 ... window frame 43a ... peripheral portion 47 ... glass substrate

Claims (9)

  1. 絶縁基板上に堆積されるアモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射して前記アモルファスシリコンを多結晶化するエキシマレーザアニール装置において、 In the excimer laser annealing device for multi-crystallizing the amorphous silicon by irradiating the excimer laser beam to the amorphous silicon is deposited on an insulating substrate,
    前記絶縁基板を支持する支持手段と、 Support means for supporting said insulating substrate,
    この支持手段を走査可能に収納する筐体と、 A housing which can be scanned in accommodating the support means,
    この筐体外部から前記筐体内にて走査移動される前記支持手段にエキシマレーザビームを発光する光源と、 A light source for emitting an excimer laser beam to said support means to be scanned moves in the housing from the outside of the housing,
    前記筐体に形成され、前記光源から発光された前記エキシマレーザビームを前記筐体内に入射する開口部と、 Wherein formed on the housing, an opening of the excimer laser beam emitted from the light source incident on said housing,
    この開口部周縁を支持し、内周の少なくとも一部がこの一部近傍を通過する前記エキシマレーザビームの外側への進行方向に対して同方向に傾斜して成る窓枠と、 It supported the opening portion, and the inner circumference of at least a part of the excimer laser beam formed by inclined in the same direction with respect to the traveling direction of the outside of the window frame that passes near this portion,
    を具備する事を特徴とするエキシマレーザアニール装置。 Excimer laser annealing device, characterized in that comprises a.
  2. 前記窓枠の内周の少なくとも一部が、エキシマレーザビームの開口部周縁における入射角度より広角と成る方向に傾斜して成る事を特徴とする請求項1に記載のエキシマレーザアニール装置。 At least a portion of the inner periphery of the window frame, the excimer laser annealing device according to claim 1, characterized in that formed by inclined in a direction serving as the wide-angle than the incident angle in the periphery of the opening of the excimer laser beam.
  3. 前記エキシマレーザビームの断面形状がほぼ長方形であり、窓枠の内周の少なくとも一部が、前記エキシマレーザビームの長軸と向き合う部分である事を特徴とする請求項1又は請求項2の何れかに記載のエキシマレーザアニール装置。 Any wherein an excimer laser beam cross-sectional shape is approximately rectangular, at least a portion of the inner periphery of the window frame, according to claim 1 or claim 2, characterized in that a portion facing the longitudinal axis of the excimer laser beam excimer laser annealing device crab according.
  4. 絶縁基板上に堆積されるアモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射して成る多結晶シリコンを半導体層として薄膜トランジスタを形成する多結晶薄膜トランジスタの製造方法において、 The method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor for forming a thin film transistor data polycrystalline silicon formed by irradiating the excimer laser beam to the amorphous silicon is deposited on an insulating substrate as a semiconductor layer,
    前記絶縁基板上に前記アモルファスシリコンを堆積する工程と、 Depositing the amorphous silicon on the insulating substrate,
    前記絶縁基板を支持する支持手段を走査移動可能に収納する筐体内に、内周の少なくとも一部がこの一部近傍を通過するエキシマレーザビームを発光する光源からのエキシマレーザビームの外側への進行方向に対して同方向に傾斜して成る窓枠を有する開口部を介して前記エキシマレーザビームを入射して、前記アモルファスシリコンを多結晶シリコンに結晶化する工程と、 Progression of the supporting means for supporting the insulating substrate in the housing for scanning movably housed, at least a portion of the inner periphery to the outside of the excimer laser beam from the light source emitting an excimer laser beam passing through the vicinity of this part enters the excimer laser beam through an opening having a window frame formed by inclined in the same direction to the direction, a step of crystallizing the amorphous silicon into polycrystalline silicon,
    を具備する事を特徴とする多結晶薄膜トランジスタの製造方法。 Method for producing polycrystalline thin film transistor which is characterized in that comprises a.
  5. 前記窓枠の内周の少なくとも一部が、開口部周縁におけるエキシマレーザビームの入射角度より広角と成る方向に傾斜して成る事を特徴とする請求項4に記載の多結晶薄膜トランジスタの製造方法。 At least a portion of the inner periphery of the window frame, method for producing polycrystalline thin film transistor according to claim 4, characterized in that formed by inclined in a direction serving as the wide-angle than the incident angle of the excimer laser beam at the opening peripheral edge.
  6. 前記エキシマレーザビームの断面形状がほぼ長方形であり、窓枠の内周の少なくとも一部が、前記エキシマレーザビームの長軸と向き合う部分である事を特徴とする請求項4又は請求項5の何れかに記載の多結晶薄膜トランジスタの製造方法。 Any wherein an excimer laser beam cross-sectional shape is approximately rectangular, at least a portion of the inner periphery of the window frame, according to claim 4 or claim 5, characterized in that a portion facing the longitudinal axis of the excimer laser beam method for producing polycrystalline TFT crab according.
  7. 第1の絶縁基板上に堆積されるアモルファスシリコンにエキシマレーザビームを照射して成る多結晶シリコンを半導体層として形成される薄膜トランジスタにて駆動される画素電極を有するアレイ基板と、第2の絶縁基板上に対向電極を有し前記アレイ基板に対向して配置される対向基板と、前記アレイ基板及び前記対向基板間に封入される液晶組成物とを有する液晶表示素子の製造方法において、 An array substrate having a first pixel electrode which is manually driven to a thin film transistor motor which is formed in the amorphous silicon is deposited on an insulating substrate a polycrystalline silicon formed by irradiating an excimer laser beam as the semiconductor layer, the second a counter substrate disposed to face the array substrate having a counter electrode on an insulating substrate, in the manufacturing method of the liquid crystal display device having a liquid crystal composition sealed between the array substrate and the counter substrate,
    前記第1の絶縁基板上に前記アモルファスシリコンを堆積する工程と、 Depositing said amorphous silicon on said first insulating substrate,
    前記第1の絶縁基板を支持する支持手段を走査移動可能に収納する筐体内に、内周の少なくとも一部がこの一部近傍を通過するエキシマレーザビームを発光する光源からのエキシマレーザビームの外側への進行方向に対して同方向に傾斜して成る窓枠を有する開口部を介して前記エキシマレーザビームを入射して、前記アモルファスシリコンを多結晶シリコンに結晶化する工程と、 A housing for accommodating the support means for supporting said first insulating substrate to be scanning movement, at least part of the inner periphery outside the excimer laser beam from the light source emitting an excimer laser beam passing through the vicinity of this part a step of entering the excimer laser beam through the opening, crystallizing the amorphous silicon into polycrystalline silicon having a window frame formed by inclined in the same direction with respect to the traveling direction of the,
    を具備する事を特徴とする液晶表示素子の製造方法。 Method of manufacturing a liquid crystal display element characterized by comprising a.
  8. 前記窓枠の内周の少なくとも一部が、開口部周縁におけるエキシマレーザビームの入射角度より広角と成る方向に傾斜して成る事を特徴とする請求項7に記載の液晶表示素子の製造方法。 At least a portion of the inner periphery of the window frame, the method of manufacturing the liquid crystal display device according to claim 7, characterized in that formed by inclined in a direction serving as the wide-angle than the incident angle of the excimer laser beam at the opening peripheral edge.
  9. 前記エキシマレーザビームの断面形状がほぼ長方形であり、窓枠の内周の少なくとも一部が、前記エキシマレーザビームの長軸と向き合う部分である事を特徴とする請求項7又は請求項8の何れかに記載の液晶表示素子の製造方法。 Any wherein an excimer laser beam cross-sectional shape is approximately rectangular, at least a portion of the inner periphery of the window frame, according to claim 7 or claim 8, characterized in that a portion facing the longitudinal axis of the excimer laser beam method of manufacturing a liquid crystal display device of the crab according.
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