JP4974416B2 - Laser annealing equipment - Google Patents

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明格 成松
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ照射により基板上のシリコン膜を加熱して結晶粒を成長させるレーザアニール方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エキシマレーザは、紫外線域で使用される高出力パルスレーザである。かかるエキシマレーザの1つの応用として、液晶ディスプレイ(LCD)に用いられる薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)へのアニールが注目を集めており、例えば特開平4−37144号にエキシマレーザを照射して特性を改善する「薄膜トランジスタの作製方法」が開示されている。
【0003】
図6は、エキシマレーザでアニールする低温ポリシリコンTFTの断面構造図である。一般に、シリコンの膜厚は25〜100nm、絶縁膜は二酸化シリコンや窒化シリコンで膜厚は50〜300nm、ゲート電極はアルミやタングステン、その他が用いられる。
【0004】
エキシマレーザアニールが用いられるのは、ポリシリコン膜の形成とコンタクト層の活性化である。レーザ照射によりシリコン膜が溶融、結晶化してポリシリコンとなる。1度溶融過程を経るため高品質の膜が形成される。エキシマレーザは紫外光パルスレーザであるため、レーザエネルギーは膜表面で吸収される。しかもパルス幅が数10ns程度であるためシリコンの溶融時間は数100ns程度となり下地のガラス基板への影響がほとんどない。また他の低温形成法、例えば特開昭61−32419号の「赤外線アニール方法」ではポリシリコン形成や活性化に1000〜1200℃前後の高温で長時間アニールが必要となり、ガラス基板が歪んだり不純物の拡散が問題となったりするが、エキシマレーザアニールによれば最高温度400℃台での形成が可能であり、このような問題がない。
【0005】
TFTの動作速度は移動度(単位cm2/V・s)で表される。ポリシリコンTFTの移動度は、10〜600cm2/V・sである。この移動度に幅があるのはそれが粒径と粒界の両方に依存するためである。高い移動度を得るためには、粒内欠陥が少なく単結晶に近いこと、低欠陥な粒界を形成することが必要である。一般に粒径が大きく、粒界の欠陥が少ないほど高移動度が得られる。
【0006】
図7は、従来のエキシマレーザアニール装置の構成図である。使用されるエキシマレーザはXeCl,ArF,KrF,XeF等である。レーザビームはビームホモジナイザーを中心とした光学系を通してチャンバーへ導入される。チャンバー内はポンプ系、ガス系により真空又はガス雰囲気にコントロールされる。ビームの走査はステージか光学系の移動により行うようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図8は、低温ポリシリコンTFTの製造プロセスを模式的に示している。この図において、(1)でガラス基板の表面にアモルファスシリコン(a−Si)を形成し、(2)でa−Siをポリシリコン(poly−Si)に変換すると共に、ドライエッチングし、(3)で表面を絶縁被膜(SiO2)で覆い、(4)で電極膜を形成し、(5)でドーピングを行う。
エキシマレーザアニールは、上記の(2)と(5)でpoly−Siを加熱して、結晶の粒径を大きくし、かつドーピングにより打ち込まれた不純物を拡散させてシリコンとの結合を高め、高移動度を得るために用いられる。
【0008】
しかし、上述した従来のエキシマレーザによる活性化処理では、図8(5)に示すように、ポリシリコン上に電極膜が成膜されているため、TFT側からの照射では電極が成膜されている部分のポリシリコンはレーザの照射を受けないため活性化処理できない問題点があった。そのため、ドーピング後のシリコンの活性を最大限に高めることができなかった。
【0009】
更に、これを改善するために、ヒータによる活性化処理を行うと、窒素雰囲気で加熱可能な高温炉による長時間加熱が必要となり、処理時間が長く煩雑となるばかりか、ガラス基板が歪んだり不純物が拡散しすぎる問題が発生する。
【0010】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ポリシリコン上に電極膜が成膜されている場合でも、電極が成膜されている部分のポリシリコンも確実に活性化処理することができ、これにより、ドーピング後のシリコンの活性を最大限に高めることができ、かつ処理時間が短く、基板の歪みのおそれも少ないレーザアニール方法及び装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、基板(1)上に形成された薄膜トランジスタ(2)に基板側から基板を透過可能なレーザ光(10)を照射して、薄膜トランジスタを構成するポリシリコン(3)を活性化させる、ことを特徴とするレーザアニール方法が提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記基板(1)は、ガラス基板、プラスチック基板又は石英基板であり、前記レーザ光(10)の波長は、300nm以上,900nm以下である。
【0012】
また、表面に薄膜トランジスタ(2)が形成された基板(1)を水平に搬送する搬送装置(12)と、前記薄膜トランジスタを構成するポリシリコン(3)に基板側から基板を透過可能なレーザ光(10)を照射するレーザ装置(14)とを備え、薄膜トランジスタを構成するポリシリコンを活性化させる、ことを特徴とするレーザアニール装置が提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記基板(1)は、ガラス基板、プラスチック基板又は石英基板であり、前記レーザ光(10)の波長は、300nm以上,900nm以下である。
【0013】
上記本発明の方法及び装置によれば、レーザ光(10)が波長300nm以上,900nm以下の可視レーザであるため、基板側から基板を透過して照射ができ、TFT(薄膜トランジスタ)を構成するすべてのポリシリコン(3)をアニール処理することができる。
【0014】
また、本発明の好ましい実施形態によれば、前記レーザ光(10)は、波長308nmのエキシマレーザ、波長532nmのYAGレーザ、波長527nmのYLFレーザ、波長488nm又は514.2nmのArレーザ、波長532nmのYVO4レーザ、又は波長543.5nmのHeNeレーザである。
これらのレーザ光(10)を用いることにより、波長300nm以上,900nm以下のレーザ光を高出力かつ高効率に基板を透過して照射することができる。
【0015】
前記搬送装置(12)は、ガスにより基板を浮上させて搬送するガススライダ装置(15)を有することが好ましい。
【0016】
この構成により、薄い(1〜2mm)基板を無接触で支持し、その全面に基板側から基板を通してレーザー光の照射ができ、TFT(薄膜トランジスタ)を構成するすべてのポリシリコン(3)をアニール処理することができる。
【0017】
また、前記搬送装置(12)は、レーザ光(10)の照射位置近傍の基板に対してガスの吹付けと吸引とを同時に行って基板の浮上高さを調整するガスベアリング(16)を有する。
このガスベアリング(16)で基板の水平精度をガス流量で調整し、レーザ光(10)の照射位置の基板の浮上高さを精密に調整することができる。
【0018】
更に、レーザ光(10)を照射する前の基板を予熱するランプ加熱装置(17)を備えるのがよい。このランプ加熱装置(17)で基板を予熱することにより、レーザ光(10)の必要出力を低減することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0020】
図1は、本発明のレーザーアニール装置の模式図であり、(A)は側面図、(B)はそのA−A矢視図である。この図において、本発明のレーザーアニール装置は、搬送装置12及びレーザ装置14を備える。
【0021】
搬送装置12は、表面に薄膜トランジスタ2(図示せず:図8参照)が形成された基板1をガスにより浮上させて水平に搬送する。この際、基板1上の薄膜トランジスタ2は図8のように上面に形成されている。なお、基板1は、ガラス基板、プラスチック基板又は石英基板であるのが良い。以下、基板1がガラス基板である場合を説明する。
また、レーザ装置14は、薄膜トランジスタ2を構成するポリシリコン3(図示せず:図8参照)にガラス基板側(図で下側)から波長300nm以上,900nm以下のレーザ光10を照射するようになっている。
【0022】
レーザ光10は、好ましくは、波長308nmのエキシマレーザ、波長532nmのYAGレーザ、波長527nmのYLFレーザ、波長488nm又は514.2nmのArレーザ、波長532nmのYVO4レーザ、又は波長543.5nmのHeNeレーザである。
【0023】
このレーザ光10は、レーザ装置14aで発生し、光学系14bとビームホモジナイザー14cを通り、ミラー14dで上向きに反射され、搬送装置12に設けられた開口12aを通して、ガラス基板1の下面に照射される。なお、レーザ光10の走査は、この例では、ミラー14dの揺動で行っているが、その他の手段、例えば光学系14bの移動で行ってもよい。
【0024】
図2は、図1の搬送装置の平面図であり、図3は、図2の要部拡大図である。図2及び図3に示すように、搬送装置12は、ガススライダ装置15とガスベアリング16を有する。ガススライダ装置15は、ガス(空気、窒素等)を上向きに吹き出し、このガスによりガラス基板1を浮上させて搬送する。この搬送は、例えばレール18a上を走行する走行台車18に設けられた挟持装置(図示せず)によりガラス基板1を水平に移動する。
【0025】
ガスベアリング16は、レーザ光10の照射位置近傍のガラス基板1に対してガスの吹付けと吸引とを同時に行ってガラス基板の浮上高さを調整するようになっている。
【0026】
ランプ加熱装置17は、例えば複数の赤外線ランプであり、レーザ光10を照射する前のガラス基板1を予熱し、レーザ光10の必要出力を低減するようになっている。
【0027】
上述した装置を用い、本発明の方法によれば、ガラス基板1上に形成された薄膜トランジスタ2にガラス基板側から波長300nm以上,900nm以下のレーザ光10を照射して、薄膜トランジスタを構成するポリシリコン3を活性化させる。
【0028】
図4は、厚さ0.7mmのガラス基板の波長と透過率の関係図である。この図から、発振波長が波長300nm未満のエキシマレーザ(ArF:194nm、KrF:248nm)は、透過率が数%以下と低くほとんどTFT用ガラス基板を透過することができず、そのため、ガラス基板側からTFTを活性化処理することもできないことがわかる。
【0029】
これに対して、本発明の方法及び装置では、波長300nm以上,900nm以下のレーザ光10、すなわち具体的には、波長308nmのエキシマレーザ、波長532nmのYAGレーザ、波長527nmのYLFレーザ、波長488nm又は514.2nmのArレーザ、波長532nmのYVO4レーザ、又は波長543.5nmのHeNeレーザを用いるので、図に両矢印で示すように、波長308nmのエキシマレーザの場合でも約40%以上、その他のレーザ光では約90%以上の透過率が得られ、薄膜トランジスタを構成するポリシリコン3を基板側から効率よく活性化させることができる。
【0030】
図5は、シリコンの波長と吸収係数の関係図である。この図において、a−Siはアモルファスシリコン、c−Siは結晶シリコンであり、ポリシリコン(poly−Si)は、その中間の吸収係数を持つ。
この図から、波長が900nmを超えると吸収係数が大幅に低下するが、波長300nm以上,900nm以下の最適範囲では、ポリシリコン(poly−Si)は十分高い吸収係数を有することがわかる。
【0031】
上述した本発明の方法及び装置によれば、レーザ光10が波長300nm以上,900nm以下の可視レーザであるため、ガラス基板側からの照射ができ、TFT(薄膜トランジスタ)を構成するすべてのポリシリコン3をアニール処理することができる。
【0032】
また、波長308nmのエキシマレーザ、波長532nmのYAGレーザ、波長527nmのYLFレーザ、波長488nm又は514.2nmのArレーザ、波長532nmのYVO4レーザ、又は波長543.5nmのHeNeレーザを用いることにより、波長300nm以上,900nm以下のレーザ光を高出力かつ高効率に基板を透過して照射することができる。
【0033】
更に、ガススライダ装置15により、薄い(1〜2mm)ガラス基板を無接触で支持し、その全面にガラス基板側からガラス基板を通してレーザー光の照射ができる。また、ガスベアリング16でガラス基板1の水平精度をガス流量で調整し、レーザ光10の照射位置のガラス基板の浮上高さを精密に調整することができる。
【0034】
なお、本発明は上述した実施例及び実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば上述の説明ではガラス基板について詳述したが、プラスチック基板又は石英基板にも同様に適用することができる。
【0035】
【発明の効果】
上述したように、本発明のレーザーアニール方法及び装置は、ポリシリコン上に電極膜が成膜されている場合でも、電極が成膜されている部分のポリシリコンも確実に活性化処理することができ、これにより、ドーピング後のシリコンの活性を最大限に高めることができ、かつ処理時間が短く、基板の歪みのおそれも少ない等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザーアニール装置の模式図である。
【図2】図1の搬送装置の平面図である。
【図3】図2の要部拡大図である。
【図4】ガラス基板の波長と透過率の関係図である。
【図5】シリコンの波長と吸収係数の関係図である。
【図6】エキシマレーザでアニールする低温ポリシリコンTFTの断面構造図である。
【図7】従来のエキシマレーザアニール装置の構成図である。
【図8】低温ポリシリコンTFTの製造プロセス図である。
【符号の説明】
1 基板(ガラス基板)
2 薄膜トランジスタ(TFT)
3 ポリシリコン
10 レーザ光
12 搬送装置
14 レーザ装置
15 ガススライダ装置
16 ガスベアリング
17 ランプ加熱装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser annealing method and apparatus for growing a crystal grain by heating a silicon film on a substrate by laser irradiation.
[0002]
[Prior art]
The excimer laser is a high-power pulse laser used in the ultraviolet region. As one application of such an excimer laser, annealing to a thin film transistor (TFT) used in a liquid crystal display (LCD) has attracted attention. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-37144 irradiates an excimer laser with characteristics. “A method for manufacturing a thin film transistor” is disclosed.
[0003]
FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of a low-temperature polysilicon TFT annealed with an excimer laser. In general, the thickness of silicon is 25 to 100 nm, the insulating film is silicon dioxide or silicon nitride, the thickness is 50 to 300 nm, the gate electrode is aluminum, tungsten, or the like.
[0004]
Excimer laser annealing is used to form a polysilicon film and activate a contact layer. The silicon film is melted and crystallized by laser irradiation to become polysilicon. A high quality film is formed because it undergoes a melting process once. Since the excimer laser is an ultraviolet light pulse laser, the laser energy is absorbed by the film surface. Moreover, since the pulse width is about several tens of ns, the melting time of silicon is about several hundreds of ns, and there is almost no influence on the underlying glass substrate. In addition, other low temperature forming methods such as “Infrared annealing method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-32419 require annealing for a long time at a high temperature of about 1000 to 1200 ° C. for polysilicon formation and activation. However, according to excimer laser annealing, formation at a maximum temperature of 400 ° C. is possible, and there is no such problem.
[0005]
The operating speed of the TFT is represented by mobility (unit: cm 2 / V · s). The mobility of the polysilicon TFT is 10 to 600 cm 2 / V · s. The mobility is wide because it depends on both the grain size and the grain boundary. In order to obtain high mobility, it is necessary to have few intragranular defects and be close to a single crystal, and to form grain boundaries with low defects. In general, the larger the particle size and the fewer the defects at the grain boundaries, the higher the mobility.
[0006]
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional excimer laser annealing apparatus. The excimer laser used is XeCl, ArF, KrF, XeF or the like. The laser beam is introduced into the chamber through an optical system centered on a beam homogenizer. The inside of the chamber is controlled to a vacuum or a gas atmosphere by a pump system and a gas system. The beam is scanned by moving the stage or the optical system.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 8 schematically shows a manufacturing process of a low-temperature polysilicon TFT. In this figure, (1) forms amorphous silicon (a-Si) on the surface of the glass substrate, (2) converts a-Si to polysilicon (poly-Si), and dry-etches (3 The surface is covered with an insulating coating (SiO 2 ), an electrode film is formed in (4), and doping is performed in (5).
In the excimer laser annealing, poly-Si is heated in the above (2) and (5), the crystal grain size is increased, and impurities implanted by doping are diffused to increase the bond with silicon. Used to obtain mobility.
[0008]
However, in the above-described conventional excimer laser activation process, as shown in FIG. 8 (5), an electrode film is formed on the polysilicon, so that the electrode is formed by irradiation from the TFT side. There is a problem that the polysilicon in the existing part cannot be activated because it is not irradiated with laser. Therefore, the activity of silicon after doping cannot be maximized.
[0009]
Furthermore, in order to improve this, when the activation process with a heater is performed, heating for a long time in a high-temperature furnace that can be heated in a nitrogen atmosphere is required, and the processing time is long and complicated, and the glass substrate is distorted or impurities The problem of excessive diffusion occurs.
[0010]
The present invention has been made to solve such problems. That is, even if an electrode film is formed on polysilicon, the object of the present invention is to reliably activate the polysilicon in the portion where the electrode is formed. It is an object of the present invention to provide a laser annealing method and apparatus capable of maximizing the activity of silicon, maximizing the processing time, and reducing the risk of substrate distortion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the thin film transistor (2) formed on the substrate (1) is irradiated with laser light (10) that can be transmitted through the substrate from the substrate side to activate the polysilicon (3) constituting the thin film transistor. A laser annealing method is provided. According to a preferred embodiment of the present invention, the substrate (1) is a glass substrate, a plastic substrate or a quartz substrate, and the wavelength of the laser beam (10) is not less than 300 nm and not more than 900 nm.
[0012]
Further, a transfer device (12) for horizontally transferring a substrate (1) having a thin film transistor (2) formed on the surface thereof, and a laser beam that can be transmitted from the substrate side to the polysilicon (3) constituting the thin film transistor (3). And a laser apparatus (14) for irradiating 10), and activates the polysilicon constituting the thin film transistor. According to a preferred embodiment of the present invention, the substrate (1) is a glass substrate, a plastic substrate or a quartz substrate, and the wavelength of the laser beam (10) is not less than 300 nm and not more than 900 nm.
[0013]
According to the method and apparatus of the present invention, since the laser beam (10) is a visible laser having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less, all of the TFTs (thin film transistors) can be irradiated through the substrate from the substrate side. The polysilicon (3) can be annealed.
[0014]
According to a preferred embodiment of the present invention, the laser beam (10) includes an excimer laser having a wavelength of 308 nm, a YAG laser having a wavelength of 532 nm, a YLF laser having a wavelength of 527 nm, an Ar laser having a wavelength of 488 nm or 514.2 nm, and a wavelength of 532 nm. YVO 4 laser or HeNe laser with a wavelength of 543.5 nm.
By using these laser beams (10), a laser beam having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less can be irradiated through the substrate with high output and high efficiency.
[0015]
It is preferable that the transport device (12) has a gas slider device (15) that transports the substrate by floating the gas.
[0016]
With this configuration, a thin (1 to 2 mm) substrate can be supported without contact, and laser light can be irradiated from the substrate side to the entire surface of the substrate, and all the polysilicon (3) constituting the TFT (Thin Film Transistor) is annealed. can do.
[0017]
Further, the transport device (12) has a gas bearing (16) for adjusting the flying height of the substrate by simultaneously blowing and sucking gas to the substrate in the vicinity of the irradiation position of the laser beam (10). .
With this gas bearing (16), the horizontal accuracy of the substrate can be adjusted by the gas flow rate, and the flying height of the substrate at the irradiation position of the laser beam (10) can be adjusted precisely.
[0018]
Furthermore, it is preferable to provide a lamp heating device (17) for preheating the substrate before irradiating the laser beam (10). The required output of the laser beam (10) can be reduced by preheating the substrate with the lamp heating device (17).
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0020]
1A and 1B are schematic views of a laser annealing apparatus of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is an AA arrow view thereof. In this figure, the laser annealing apparatus of the present invention includes a transfer device 12 and a laser device 14.
[0021]
The transport device 12 transports the substrate 1 having a thin film transistor 2 (not shown: see FIG. 8) formed on the surface thereof in a horizontal manner by floating with a gas. At this time, the thin film transistor 2 on the substrate 1 is formed on the upper surface as shown in FIG. The substrate 1 may be a glass substrate, a plastic substrate, or a quartz substrate. Hereinafter, a case where the substrate 1 is a glass substrate will be described.
Further, the laser device 14 irradiates the polysilicon 3 (not shown: see FIG. 8) constituting the thin film transistor 2 with the laser beam 10 having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less from the glass substrate side (lower side in the figure). It has become.
[0022]
The laser beam 10 is preferably an excimer laser with a wavelength of 308 nm, a YAG laser with a wavelength of 532 nm, a YLF laser with a wavelength of 527 nm, an Ar laser with a wavelength of 488 nm or 514.2 nm, a YVO 4 laser with a wavelength of 532 nm, or a HeNe with a wavelength of 543.5 nm. It is a laser.
[0023]
The laser beam 10 is generated by the laser device 14 a, passes through the optical system 14 b and the beam homogenizer 14 c, is reflected upward by the mirror 14 d, and is irradiated onto the lower surface of the glass substrate 1 through the opening 12 a provided in the transport device 12. The In this example, the scanning of the laser beam 10 is performed by swinging the mirror 14d, but may be performed by other means such as movement of the optical system 14b.
[0024]
FIG. 2 is a plan view of the conveying apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the transport device 12 includes a gas slider device 15 and a gas bearing 16. The gas slider device 15 blows gas (air, nitrogen, etc.) upward, and the glass substrate 1 is floated and transported by this gas. In this conveyance, for example, the glass substrate 1 is moved horizontally by a clamping device (not shown) provided in the traveling carriage 18 traveling on the rail 18a.
[0025]
The gas bearing 16 adjusts the flying height of the glass substrate by simultaneously blowing and sucking the gas to the glass substrate 1 in the vicinity of the irradiation position of the laser beam 10.
[0026]
The lamp heating device 17 is, for example, a plurality of infrared lamps, and preheats the glass substrate 1 before being irradiated with the laser light 10 to reduce the required output of the laser light 10.
[0027]
Using the apparatus described above, according to the method of the present invention, the thin film transistor 2 formed on the glass substrate 1 is irradiated with the laser beam 10 having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less from the glass substrate side, thereby forming polysilicon forming the thin film transistor 3 is activated.
[0028]
FIG. 4 is a relationship diagram of the wavelength and transmittance of a glass substrate having a thickness of 0.7 mm. From this figure, the excimer laser (ArF: 194 nm, KrF: 248 nm) having an oscillation wavelength of less than 300 nm has a low transmittance of several percent or less and can hardly be transmitted through the TFT glass substrate. This shows that the TFT cannot be activated.
[0029]
On the other hand, in the method and apparatus of the present invention, the laser beam 10 having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less, specifically, an excimer laser having a wavelength of 308 nm, a YAG laser having a wavelength of 532 nm, a YLF laser having a wavelength of 527 nm, or a wavelength of 488 nm. Or, since an Ar laser with a wavelength of 514.2 nm, a YVO 4 laser with a wavelength of 532 nm, or a HeNe laser with a wavelength of 543.5 nm is used, as shown by the double arrow in the figure, about 40% or more in the case of an excimer laser with a wavelength of 308 nm, etc. With this laser light, a transmittance of about 90% or more can be obtained, and the polysilicon 3 constituting the thin film transistor can be activated efficiently from the substrate side.
[0030]
FIG. 5 is a relationship diagram between the wavelength of silicon and the absorption coefficient. In this figure, a-Si is amorphous silicon, c-Si is crystalline silicon, and polysilicon (poly-Si) has an intermediate absorption coefficient.
From this figure, it can be seen that when the wavelength exceeds 900 nm, the absorption coefficient significantly decreases, but in the optimum range of wavelengths of 300 nm to 900 nm, polysilicon (poly-Si) has a sufficiently high absorption coefficient.
[0031]
According to the above-described method and apparatus of the present invention, since the laser beam 10 is a visible laser having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less, all the polysilicon 3 constituting the TFT (thin film transistor) can be irradiated from the glass substrate side. Can be annealed.
[0032]
Also, by using an excimer laser with a wavelength of 308 nm, a YAG laser with a wavelength of 532 nm, a YLF laser with a wavelength of 527 nm, an Ar laser with a wavelength of 488 nm or 514.2 nm, a YVO 4 laser with a wavelength of 532 nm, or a HeNe laser with a wavelength of 543.5 nm, Laser light having a wavelength of 300 nm or more and 900 nm or less can be irradiated through the substrate with high output and high efficiency.
[0033]
Furthermore, the gas slider device 15 supports a thin (1 to 2 mm) glass substrate in a non-contact manner, and the entire surface thereof can be irradiated with laser light from the glass substrate side through the glass substrate. Further, the horizontal precision of the glass substrate 1 can be adjusted by the gas flow rate by the gas bearing 16, and the flying height of the glass substrate at the irradiation position of the laser beam 10 can be precisely adjusted.
[0034]
In addition, this invention is not limited to the Example and embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, although the glass substrate has been described in detail in the above description, the present invention can be similarly applied to a plastic substrate or a quartz substrate.
[0035]
【Effect of the invention】
As described above, the laser annealing method and apparatus of the present invention can reliably activate the polysilicon in the portion where the electrode is formed even when the electrode film is formed on the polysilicon. Thus, the activity of silicon after doping can be maximized, and the processing time is short, and there is an excellent effect such that there is little risk of distortion of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser annealing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the transport device of FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength and transmittance of a glass substrate.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wavelength of silicon and the absorption coefficient.
FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of a low-temperature polysilicon TFT annealed with an excimer laser.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional excimer laser annealing apparatus.
FIG. 8 is a manufacturing process diagram of a low-temperature polysilicon TFT.
[Explanation of symbols]
1 Substrate (glass substrate)
2 Thin film transistor (TFT)
3 Polysilicon 10 Laser beam 12 Conveying device 14 Laser device 15 Gas slider device 16 Gas bearing 17 Lamp heating device

Claims (3)

ガススライダ装置及びガスベアリングを備えた搬送装置と、レーザ装置と、を有するレーザアニール装置であって、
前記搬送装置には開口部が設けられ、
前記ガススライダ装置は、ガスの吹付けにより、前記開口部を介して前記レーザ装置からのレーザ光が照射される基板を浮上させる機能を有し、
前記ガスベアリングは、ガスの吹付けと吸引とを同時に行うとともに、ガスの流量を調節することにより、前記レーザ光の照射位置における前記基板の浮上高さを調整する機能を有することを特徴とするレーザアニール装置。
A laser annealing device having a gas slider device and a conveying device including a gas bearing, and a laser device,
The transfer device is provided with an opening,
The gas slider device has a function of levitating a substrate irradiated with laser light from the laser device through the opening by blowing gas,
The gas bearing has a function of adjusting the flying height of the substrate at the laser light irradiation position by simultaneously performing gas blowing and suction and adjusting the gas flow rate. Laser annealing equipment.
請求項1において、In claim 1,
前記レーザ光は、前記基板のうち前記ガスの吹付けが行われる面に照射されることを特徴とするレーザアニール装置。The laser annealing apparatus, wherein the laser beam is applied to a surface of the substrate on which the gas is blown.
請求項1又は2において、
赤外線ランプを有することを特徴とするレーザアニール装置。
In claim 1 or 2 ,
A laser annealing apparatus having an infrared lamp.
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