JPH06345415A - 多結晶シリコンの製造方法および装置 - Google Patents
多結晶シリコンの製造方法および装置Info
- Publication number
- JPH06345415A JPH06345415A JP872594A JP872594A JPH06345415A JP H06345415 A JPH06345415 A JP H06345415A JP 872594 A JP872594 A JP 872594A JP 872594 A JP872594 A JP 872594A JP H06345415 A JPH06345415 A JP H06345415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- polycrystalline silicon
- laser
- energy
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 多結晶シリコンの製造方法および製造装置を
提供する。 【構成】 基板５００に形成されたａ−Ｓｉ薄膜４００
を再結晶する方法において、第２光源６００で基板５０
０に備えられた薄膜状のａ−Ｓｉ４００を予備加熱する
段階と、第１光源１００で前記第２光源６００により予
備加熱されたａ−Ｓｉを加熱して溶融する段階と、第２
光源６００により溶融されたａ−Ｓｉを加熱しながらシ
リコンを再結晶させる段階を含むことを特徴とする。
提供する。 【構成】 基板５００に形成されたａ−Ｓｉ薄膜４００
を再結晶する方法において、第２光源６００で基板５０
０に備えられた薄膜状のａ−Ｓｉ４００を予備加熱する
段階と、第１光源１００で前記第２光源６００により予
備加熱されたａ−Ｓｉを加熱して溶融する段階と、第２
光源６００により溶融されたａ−Ｓｉを加熱しながらシ
リコンを再結晶させる段階を含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコンの製造
方法および装置に係り、特に薄膜状非晶質シリコン（th
in film Amorphous Silicon;ａ−Ｓｉ）をレーザーを利
用し多結晶化する多結晶シリコン（Polycrystalline Si
licon;ｐ−Ｓｉ）の製造方法および装置に関する。
方法および装置に係り、特に薄膜状非晶質シリコン（th
in film Amorphous Silicon;ａ−Ｓｉ）をレーザーを利
用し多結晶化する多結晶シリコン（Polycrystalline Si
licon;ｐ−Ｓｉ）の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】一般的にｐ−Ｓｉは、ＤＲＡＭ（Direct R
andom Access Memory ）半導体素子や多結晶シリコン薄
膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を
使用したＬＣＤ（Liquid Crystal Display）あるいはＣ
ＩＳ(Contact Image Sensor）等に広く用いられてい
る。従来のｐ−Ｓｉの製造方法は、ａ−Ｓｉあるいは微
晶質シリコン（Micro-crystalline Silicon;μ−Ｓｉ）
などを１０００℃付近の高温で熱処理する固状結晶化
（ＳＰＣ:Solid Phase Crystallization）法とエキシマ
レーザーをａ−Ｓｉあるいは微晶質シリコンの表面に照
射し溶融結晶化させるエキシマレーザーアニーリング
（ＥＬＡ：Excimer Laser Annealing ）法がある。
andom Access Memory ）半導体素子や多結晶シリコン薄
膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を
使用したＬＣＤ（Liquid Crystal Display）あるいはＣ
ＩＳ(Contact Image Sensor）等に広く用いられてい
る。従来のｐ−Ｓｉの製造方法は、ａ−Ｓｉあるいは微
晶質シリコン（Micro-crystalline Silicon;μ−Ｓｉ）
などを１０００℃付近の高温で熱処理する固状結晶化
（ＳＰＣ:Solid Phase Crystallization）法とエキシマ
レーザーをａ−Ｓｉあるいは微晶質シリコンの表面に照
射し溶融結晶化させるエキシマレーザーアニーリング
（ＥＬＡ：Excimer Laser Annealing ）法がある。
【０００３】このような製造方法に対し米国特許４，８
５１，３６３号、４，８８０，７５３号、特開昭６２−
１０４１１７、特開昭６３−１１９５７６、特開昭６４
−２５４１５０、特開平２−３３９３５、特開平２−１
４３５５９、英国特許ＧＢ２，１６９，４４２号などが
様々な形で提示している。
５１，３６３号、４，８８０，７５３号、特開昭６２−
１０４１１７、特開昭６３−１１９５７６、特開昭６４
−２５４１５０、特開平２−３３９３５、特開平２−１
４３５５９、英国特許ＧＢ２，１６９，４４２号などが
様々な形で提示している。
【０００４】前記ＳＰＣ法は、特性が均一なｐ−Ｓｉが
製造できるが素材であるａ−Ｓｉが高温で熱処理される
ので用いられる基板の条件に対する制約が多くて安価な
ガラス基板の使用が不可能になるという短所がある。
製造できるが素材であるａ−Ｓｉが高温で熱処理される
ので用いられる基板の条件に対する制約が多くて安価な
ガラス基板の使用が不可能になるという短所がある。
【０００５】そして、関連技術文献であるオプトロニク
ス（OPTRONICS,NO8,1991,PP53. IEEE ELECTRON DEVICE
LETTERS,VOL.10,NO8,AUGUST 1989,PP349）によれば、６
００℃付近での低温熱処理方法が提案されているが、こ
の方法でも同様に安価なガラス基板を使用することはで
きない。
ス（OPTRONICS,NO8,1991,PP53. IEEE ELECTRON DEVICE
LETTERS,VOL.10,NO8,AUGUST 1989,PP349）によれば、６
００℃付近での低温熱処理方法が提案されているが、こ
の方法でも同様に安価なガラス基板を使用することはで
きない。
【０００６】このような問題を改善するために、ａ−Ｓ
ｉに対する光吸収力が高いエキシマレーザーを利用し熱
処理する前記ＥＬＡ法が適用される。ＥＬＡ法に用いら
れるエキシマレーザーは、短波長の短い周期のパルスを
形成するので、ａ−Ｓｉの表面に大部分の光エネルギー
が吸収され基板に対する熱伝達が少なく、これにより基
板に熱的な変形を与えない有利なアニーリング条件を有
する。また、この方法により動作速度が優れた素子、例
えばＴＦＴまたはＴＦＴ ＬＣＤが製造できる。
ｉに対する光吸収力が高いエキシマレーザーを利用し熱
処理する前記ＥＬＡ法が適用される。ＥＬＡ法に用いら
れるエキシマレーザーは、短波長の短い周期のパルスを
形成するので、ａ−Ｓｉの表面に大部分の光エネルギー
が吸収され基板に対する熱伝達が少なく、これにより基
板に熱的な変形を与えない有利なアニーリング条件を有
する。また、この方法により動作速度が優れた素子、例
えばＴＦＴまたはＴＦＴ ＬＣＤが製造できる。
【０００７】しかしながら、この方法に使用されるレー
ザーパルスのライフタイムがわずか１０ないし２０ｎｓ
であって、レーザーのＰＰＥＳ(Pulse to Pulse Energy
Stability）が不安定になり、そしてビームとビームが
重なって照射された部分の特性劣化により基板の全体面
を均一に熱処理することが困難である。すなわち、図１
と図２に示した通り、前記ＥＬＡ法による多結晶シリコ
ン製造装置は、光源であるエキシマレーザー装置１０と
エキシマレーザービームをガラス基板３０に形成された
ａ−Ｓｉ薄膜４０までエネルギー分布を空間的に均一化
させ伝達するビーム伝達光学系２０を備える。前記ＥＬ
Ａ法による多結晶シリコン製造装置では、エキシマレー
ザービームがａ−Ｓｉの表面に達する瞬間、ａ−Ｓｉに
吸収されたレーザーの光エネルギーは熱エネルギーに変
換される。従って、ａ−Ｓｉは、熱エネルギーにより再
結晶化されるが、溶融および再結晶化過程が約１００な
いし５００ｎｓの間非常に短く起こる。このように結晶
化にかかった時間が大変短いのでＥＬＡ法により結晶化
された多結晶シリコンの粒子サイズは数百Åに過ぎな
い。また、多結晶シリコンの特性は、エネルギー密度変
化に敏感に変化するのでレーザービームが重畳され照射
された部分とそうでない部分とのレーザー自体の光エネ
ルギー出力偏差による結晶化状態の程度の差が激しく生
ずる。
ザーパルスのライフタイムがわずか１０ないし２０ｎｓ
であって、レーザーのＰＰＥＳ(Pulse to Pulse Energy
Stability）が不安定になり、そしてビームとビームが
重なって照射された部分の特性劣化により基板の全体面
を均一に熱処理することが困難である。すなわち、図１
と図２に示した通り、前記ＥＬＡ法による多結晶シリコ
ン製造装置は、光源であるエキシマレーザー装置１０と
エキシマレーザービームをガラス基板３０に形成された
ａ−Ｓｉ薄膜４０までエネルギー分布を空間的に均一化
させ伝達するビーム伝達光学系２０を備える。前記ＥＬ
Ａ法による多結晶シリコン製造装置では、エキシマレー
ザービームがａ−Ｓｉの表面に達する瞬間、ａ−Ｓｉに
吸収されたレーザーの光エネルギーは熱エネルギーに変
換される。従って、ａ−Ｓｉは、熱エネルギーにより再
結晶化されるが、溶融および再結晶化過程が約１００な
いし５００ｎｓの間非常に短く起こる。このように結晶
化にかかった時間が大変短いのでＥＬＡ法により結晶化
された多結晶シリコンの粒子サイズは数百Åに過ぎな
い。また、多結晶シリコンの特性は、エネルギー密度変
化に敏感に変化するのでレーザービームが重畳され照射
された部分とそうでない部分とのレーザー自体の光エネ
ルギー出力偏差による結晶化状態の程度の差が激しく生
ずる。
【０００８】このような問題を解決するために、基板を
加熱しながらＥＬＡを施す方法が１９９１年ＳＳＤＭ
（Solid State Devices Materials ）に提案されてい
る。この方法が提案された文献には、基板を加熱しなが
らＥＬＡを施し結晶化速度を遅くすれば、結晶の粒子大
きさが増加し、そしてレーザービームが重畳されて照射
された部分でも安定した結晶化が起こるようになると述
べられている。
加熱しながらＥＬＡを施す方法が１９９１年ＳＳＤＭ
（Solid State Devices Materials ）に提案されてい
る。この方法が提案された文献には、基板を加熱しなが
らＥＬＡを施し結晶化速度を遅くすれば、結晶の粒子大
きさが増加し、そしてレーザービームが重畳されて照射
された部分でも安定した結晶化が起こるようになると述
べられている。
【０００９】しかしながら、このような方法を通じて基
板を加熱することには基板自体が耐えられる温度が限定
されているので基板を十分に加熱できず、また加熱時間
が必要なので生産性も低下する。
板を加熱することには基板自体が耐えられる温度が限定
されているので基板を十分に加熱できず、また加熱時間
が必要なので生産性も低下する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、６０
０℃の低温下でも均質の多結晶シリコンが製造できる多
結晶シリコンの製造方法および装置を提供することであ
る。
０℃の低温下でも均質の多結晶シリコンが製造できる多
結晶シリコンの製造方法および装置を提供することであ
る。
【００１１】また、本発明の他の目的は、ディスプレイ
素子において高価の石英でない安価なガラスを基板材料
として使用できる多結晶シリコンの製造方法および装置
を提供することである。
素子において高価の石英でない安価なガラスを基板材料
として使用できる多結晶シリコンの製造方法および装置
を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明の多結晶シリコン製造方法は、基板に形成さ
れたａ−Ｓｉ薄膜を再結晶する方法において、第２光源
で基板に備えられた薄膜状のａ−Ｓｉを予備加熱する段
階と、第１光源により予備加熱されたａ−Ｓｉを加熱し
て溶融する段階と、第２光源により溶融されたａ−Ｓｉ
を加熱しながらシリコンを再結晶させる段階を含む。
めに本発明の多結晶シリコン製造方法は、基板に形成さ
れたａ−Ｓｉ薄膜を再結晶する方法において、第２光源
で基板に備えられた薄膜状のａ−Ｓｉを予備加熱する段
階と、第１光源により予備加熱されたａ−Ｓｉを加熱し
て溶融する段階と、第２光源により溶融されたａ−Ｓｉ
を加熱しながらシリコンを再結晶させる段階を含む。
【００１３】前記の目的を達成するために本発明の他の
多結晶シリコン製造方法は、基板に断熱層を形成する段
階と、前記断熱層上にａ−Ｓｉ薄膜を形成する段階と、
第２光源で前記ａ−Ｓｉを予備加熱する段階と、第１光
源で予備加熱されたａ−Ｓｉを加熱して溶融する段階
と、第２光源で溶融されたａ−Ｓｉを加熱しながらシリ
コンを再結晶させる段階を含む。
多結晶シリコン製造方法は、基板に断熱層を形成する段
階と、前記断熱層上にａ−Ｓｉ薄膜を形成する段階と、
第２光源で前記ａ−Ｓｉを予備加熱する段階と、第１光
源で予備加熱されたａ−Ｓｉを加熱して溶融する段階
と、第２光源で溶融されたａ−Ｓｉを加熱しながらシリ
コンを再結晶させる段階を含む。
【００１４】前述した本発明の製造方法において、前記
ａ−Ｓｉを予備加熱する段階で第２光源は基板の前方あ
るいは後方で基板にエネルギーを照射するようにし、そ
して第１光源は薄膜状ａ−Ｓｉが形成された基板の前方
に位置しエネルギーを放出するようにすることが望まし
い。そして、前記断熱層の素材としてＳｉＯ2 、Ｓｉ3
Ｎ4 の中のいずれか一つを用いるのが好ましい。
ａ−Ｓｉを予備加熱する段階で第２光源は基板の前方あ
るいは後方で基板にエネルギーを照射するようにし、そ
して第１光源は薄膜状ａ−Ｓｉが形成された基板の前方
に位置しエネルギーを放出するようにすることが望まし
い。そして、前記断熱層の素材としてＳｉＯ2 、Ｓｉ3
Ｎ4 の中のいずれか一つを用いるのが好ましい。
【００１５】前記第１光源としてエキシマレーザーを適
用し、第２光源としては、対象となるａ−Ｓｉの臨界エ
ネルギー密度以下のエネルギーを供給することのできる
ものであれば良く、ガスレーザー、固体レーザー、有機
色素レーザー、半導体レーザー、化学レーザーおよびチ
ューナブルレーザーなどの中からレーザーの特性に応じ
て任意に選択し使用することができるものであり、具体
的には、例えば、アルゴンレーザー、ＹＡＧ（Yttrium-
Aluminum-Garnet ）レーザー、ルビーレーザーおよびヘ
リウム−ネオン（He-Ne ）レーザーなどの中のいずれか
一つを適用することができる。
用し、第２光源としては、対象となるａ−Ｓｉの臨界エ
ネルギー密度以下のエネルギーを供給することのできる
ものであれば良く、ガスレーザー、固体レーザー、有機
色素レーザー、半導体レーザー、化学レーザーおよびチ
ューナブルレーザーなどの中からレーザーの特性に応じ
て任意に選択し使用することができるものであり、具体
的には、例えば、アルゴンレーザー、ＹＡＧ（Yttrium-
Aluminum-Garnet ）レーザー、ルビーレーザーおよびヘ
リウム−ネオン（He-Ne ）レーザーなどの中のいずれか
一つを適用することができる。
【００１６】前記第２光源からのエネルギーは、前記予
備加熱段階と前記再結晶段階にのみならず溶融段階にも
供給されることができ、特に連続的だったりパルス状で
不連続的に供給できる。
備加熱段階と前記再結晶段階にのみならず溶融段階にも
供給されることができ、特に連続的だったりパルス状で
不連続的に供給できる。
【００１７】基板の前面に形成された薄膜状ａ−Ｓｉを
再結晶化させ多結晶シリコンに製造する本発明の製造装
置は、前記基板の前方に位置しａ−Ｓｉの臨界エネルギ
ー密度以上のエネルギーを供給する第１光源と、前記ａ
−Ｓｉの臨界エネルギー密度以下のエネルギーを供給す
る基板の前方あるいは後方に位置する第２光源を具備す
る点にその特徴がある。
再結晶化させ多結晶シリコンに製造する本発明の製造装
置は、前記基板の前方に位置しａ−Ｓｉの臨界エネルギ
ー密度以上のエネルギーを供給する第１光源と、前記ａ
−Ｓｉの臨界エネルギー密度以下のエネルギーを供給す
る基板の前方あるいは後方に位置する第２光源を具備す
る点にその特徴がある。
【００１８】また本発明の製造装置において、前記第２
光源は連続的または不連続的なエネルギーを前記基板上
のａ−Ｓｉに供給できるようにする。特に、前記第２光
源はエネルギーを不連続的に供給できるよう光装置とこ
の光を前記薄膜状ａ−Ｓｉに伝達する伝達光学系と、伝
達される光を遮断および通過させエネルギーをパルスの
形に供給させる供給制御装置を具備する。
光源は連続的または不連続的なエネルギーを前記基板上
のａ−Ｓｉに供給できるようにする。特に、前記第２光
源はエネルギーを不連続的に供給できるよう光装置とこ
の光を前記薄膜状ａ−Ｓｉに伝達する伝達光学系と、伝
達される光を遮断および通過させエネルギーをパルスの
形に供給させる供給制御装置を具備する。
【００１９】前記供給制御装置としては、ＡＯＤ（Acou
sto Optic Deflector ）、回転多面鏡を利用したポリゴ
ンミラー（Polygon Mirror）、チョッパ（Chopper ）な
どを適用することができる。
sto Optic Deflector ）、回転多面鏡を利用したポリゴ
ンミラー（Polygon Mirror）、チョッパ（Chopper ）な
どを適用することができる。
【００２０】前記伝達光学系にエネルギー密度の増加さ
れた集束ビームを形成するための伝達媒体を具備したも
のを適用することができる。この伝達媒体の一部とし
て、多数の石英光ファイバーより形成されたファイバー
束よりなる光伝達媒体を備えてなるものが好適に用いら
れる。そして、この光伝達媒体の光入射側面と出射側面
には光損失を防ぐための無反射コーティング層を備えて
なるものがより好適に適用される。
れた集束ビームを形成するための伝達媒体を具備したも
のを適用することができる。この伝達媒体の一部とし
て、多数の石英光ファイバーより形成されたファイバー
束よりなる光伝達媒体を備えてなるものが好適に用いら
れる。そして、この光伝達媒体の光入射側面と出射側面
には光損失を防ぐための無反射コーティング層を備えて
なるものがより好適に適用される。
【００２１】
【作用】補助光源または第２光源で第１光源またはエキ
シマレーザー照射の前後にａ−Ｓｉを加熱しエキシマレ
ーザー照射の際の臨界エネルギー密度の減少および溶融
後の凝固速度低減を試し目的とする良質のｐ−Ｓｉ薄膜
を得る。
シマレーザー照射の前後にａ−Ｓｉを加熱しエキシマレ
ーザー照射の際の臨界エネルギー密度の減少および溶融
後の凝固速度低減を試し目的とする良質のｐ−Ｓｉ薄膜
を得る。
【００２２】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明を詳細に
説明する。
説明する。
【００２３】本発明の多結晶シリコン製造方法は、第１
光源と第２光源を通じて基板上に形成されたａ−Ｓｉ薄
膜を加熱溶融し、シリコンの第２光源でシリコンの再結
晶速度を調節する。これを具体的に説明すれば次の通り
である。
光源と第２光源を通じて基板上に形成されたａ−Ｓｉ薄
膜を加熱溶融し、シリコンの第２光源でシリコンの再結
晶速度を調節する。これを具体的に説明すれば次の通り
である。
【００２４】前記第１光源は、ａ−Ｓｉ薄膜が形成され
た基板の前面から光エネルギーを放出し、第２光源は基
板の前方あるいは後方から光エネルギーを加える。第２
光源は、第１光源からのエネルギーが前記薄膜に供給さ
れる前にまず前記薄膜を予備加熱する。この予備加熱に
よっては前記薄膜が溶融されていないまま内部エネルギ
ーが高く上昇する。薄膜の内部エネルギーがある程度上
昇した後には前記第１光源からエネルギーを短く前記薄
膜に加え薄膜を溶融させる。この際、第２光源からのエ
ネルギーは続けて供給され、特に第１光源からの光エネ
ルギーの供給が中断された後所定時間供給される。前記
第２光源からのエネルギーは、前記第１光源からのエネ
ルギーが供給される間には供給されなくても良い。しか
しながら、第１光源からの光エネルギー供給時間が非常
に短い場合第１光源からエネルギーが供給される期間に
も第２光源からエネルギーが供給されるようにすること
が望ましい。前記第２光源からエネルギーを供給するこ
とにおいて、基板上の薄膜に対する熱蓄積が起こらない
ように調整されるべきであり、望ましくは所定周期で供
給し第２光源からの熱エネルギー供給量を調節するよう
にすることが望ましい。
た基板の前面から光エネルギーを放出し、第２光源は基
板の前方あるいは後方から光エネルギーを加える。第２
光源は、第１光源からのエネルギーが前記薄膜に供給さ
れる前にまず前記薄膜を予備加熱する。この予備加熱に
よっては前記薄膜が溶融されていないまま内部エネルギ
ーが高く上昇する。薄膜の内部エネルギーがある程度上
昇した後には前記第１光源からエネルギーを短く前記薄
膜に加え薄膜を溶融させる。この際、第２光源からのエ
ネルギーは続けて供給され、特に第１光源からの光エネ
ルギーの供給が中断された後所定時間供給される。前記
第２光源からのエネルギーは、前記第１光源からのエネ
ルギーが供給される間には供給されなくても良い。しか
しながら、第１光源からの光エネルギー供給時間が非常
に短い場合第１光源からエネルギーが供給される期間に
も第２光源からエネルギーが供給されるようにすること
が望ましい。前記第２光源からエネルギーを供給するこ
とにおいて、基板上の薄膜に対する熱蓄積が起こらない
ように調整されるべきであり、望ましくは所定周期で供
給し第２光源からの熱エネルギー供給量を調節するよう
にすることが望ましい。
【００２５】図３を参照すれば、第１段階では基板５０
０の後方（図面では下方）に備えられた第２光源６００
で基板５００上に形成されたａ−Ｓｉ薄膜４００を加熱
する。この時の供給された第２光源６００からの熱エネ
ルギーは、ａ−Ｓｉ薄膜４００および基板５００に一定
量以上蓄積されないことが望ましく、特に溶融点以下の
一定した温度が保たれるように調節されるべきである。
０の後方（図面では下方）に備えられた第２光源６００
で基板５００上に形成されたａ−Ｓｉ薄膜４００を加熱
する。この時の供給された第２光源６００からの熱エネ
ルギーは、ａ−Ｓｉ薄膜４００および基板５００に一定
量以上蓄積されないことが望ましく、特に溶融点以下の
一定した温度が保たれるように調節されるべきである。
【００２６】第２段階では図４に示した通り、前記基板
５００の前方（図面では上方）に備えられた第１光源１
００で前記第２光源６００により予備加熱されたａ−Ｓ
ｉ薄膜４００を所定時間加熱して溶融させる。
５００の前方（図面では上方）に備えられた第１光源１
００で前記第２光源６００により予備加熱されたａ−Ｓ
ｉ薄膜４００を所定時間加熱して溶融させる。
【００２７】第３段階では図５に示した通り、溶融され
たａ−Ｓｉに前記第２光源６００から適切に調節された
エネルギーを加え、溶融されたａ−Ｓｉの凝固速度を緩
め、これによりＳｉの再結晶に必要な時間を自然な冷却
に必要な時間に比べ相対的に延長させる。
たａ−Ｓｉに前記第２光源６００から適切に調節された
エネルギーを加え、溶融されたａ−Ｓｉの凝固速度を緩
め、これによりＳｉの再結晶に必要な時間を自然な冷却
に必要な時間に比べ相対的に延長させる。
【００２８】以上のような過程を経れば、基板上に目的
のｐ−Ｓｉ薄膜を形成することができる。前記第１光源
１００は、シリコンの臨界エネルギー密度を有するエキ
シマレーザー装置を適用することが望ましく、そして第
２光源６００としては、ａ−Ｓｉの臨界エネルギー密度
以下のエネルギーを供給し得るアルゴン（Ａｒ）レーザ
ー、ＹＡＧ（Yttrium-Aluminum-Garnet ）レーザー、ル
ビーレーザー、ヘリウム−ネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ
ーなどを使用することができる。
のｐ−Ｓｉ薄膜を形成することができる。前記第１光源
１００は、シリコンの臨界エネルギー密度を有するエキ
シマレーザー装置を適用することが望ましく、そして第
２光源６００としては、ａ−Ｓｉの臨界エネルギー密度
以下のエネルギーを供給し得るアルゴン（Ａｒ）レーザ
ー、ＹＡＧ（Yttrium-Aluminum-Garnet ）レーザー、ル
ビーレーザー、ヘリウム−ネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ
ーなどを使用することができる。
【００２９】図６ないし図８は、前記第１および第２光
源を通じたａ−Ｓｉ薄膜に対するエネルギー供給量を示
した時間−エネルギー線図である。
源を通じたａ−Ｓｉ薄膜に対するエネルギー供給量を示
した時間−エネルギー線図である。
【００３０】図６は、一番基本的なエネルギー供給方法
であり、前記ａ−Ｓｉ薄膜に対し第２光源−第１光源−
第２光源の順に成ることを示す。このような方法による
と、第２光源によりａ−Ｓｉ膜が予備加熱され内部エネ
ルギーが上昇し約４５０℃の温度を保ち、この時にａ−
Ｓｉに存する水素が取り除かれる。そして、予備加熱が
始まってから所定時間が過ぎた後、第１光源からのエネ
ルギーが短い時間の間供給されればａ−Ｓｉは約１００
ｎｓの間溶融され、直ぐ再結晶が始まる。しかしなが
ら、再結晶が起こる間に第２光源からのエネルギーが再
び供給されているので再結晶の速度は徐々に成される。
このように再結晶化速度を遅くすることにより、所望の
均一で大きいサイズの多結晶シリコンを得る。
であり、前記ａ−Ｓｉ薄膜に対し第２光源−第１光源−
第２光源の順に成ることを示す。このような方法による
と、第２光源によりａ−Ｓｉ膜が予備加熱され内部エネ
ルギーが上昇し約４５０℃の温度を保ち、この時にａ−
Ｓｉに存する水素が取り除かれる。そして、予備加熱が
始まってから所定時間が過ぎた後、第１光源からのエネ
ルギーが短い時間の間供給されればａ−Ｓｉは約１００
ｎｓの間溶融され、直ぐ再結晶が始まる。しかしなが
ら、再結晶が起こる間に第２光源からのエネルギーが再
び供給されているので再結晶の速度は徐々に成される。
このように再結晶化速度を遅くすることにより、所望の
均一で大きいサイズの多結晶シリコンを得る。
【００３１】図７は、第２光源からエネルギーを予備加
熱段階−溶融段階−再結晶段階に達するまで持続的に供
給し、第１光源からのエネルギーは第２光源が供給され
る中の溶融段階に短い時間供給されることを示す。
熱段階−溶融段階−再結晶段階に達するまで持続的に供
給し、第１光源からのエネルギーは第２光源が供給され
る中の溶融段階に短い時間供給されることを示す。
【００３２】図８は、前記の方法とは異なり第２光源の
エネルギーをパルス形に供給し、第１光源のエネルギー
は第２光源のエネルギーのピーク値を逸脱した時点に供
給されることを示す。この際、前記第１光源のエネルギ
ー供給が中断される際に前記溶融中にあるａ−Ｓｉ薄膜
に対する蓄積熱が急激に減少されないように、すなわち
第１光源によるエネルギーが減少する途中ある程度の水
準を保つ時に前記第２光源からエネルギーを供給するよ
うにすることが非常に望ましい。
エネルギーをパルス形に供給し、第１光源のエネルギー
は第２光源のエネルギーのピーク値を逸脱した時点に供
給されることを示す。この際、前記第１光源のエネルギ
ー供給が中断される際に前記溶融中にあるａ−Ｓｉ薄膜
に対する蓄積熱が急激に減少されないように、すなわち
第１光源によるエネルギーが減少する途中ある程度の水
準を保つ時に前記第２光源からエネルギーを供給するよ
うにすることが非常に望ましい。
【００３３】以上のような本発明の製造方法によれば、
予備加熱段階を通じてａ−Ｓｉ薄膜を予備加熱させａ−
Ｓｉの内部エネルギーを一定の水準に上昇維持させると
同時に薄膜中に存する水素などを取り除き、そして第１
光源を通じてａ−Ｓｉ薄膜を溶融させた後にも第２光源
からのエネルギーをａ−Ｓｉ薄膜に続けて供給させるこ
とにより溶融されたａ−Ｓｉの凝固速度を緩め再結晶速
度を効果的に緩めることができる。
予備加熱段階を通じてａ−Ｓｉ薄膜を予備加熱させａ−
Ｓｉの内部エネルギーを一定の水準に上昇維持させると
同時に薄膜中に存する水素などを取り除き、そして第１
光源を通じてａ−Ｓｉ薄膜を溶融させた後にも第２光源
からのエネルギーをａ−Ｓｉ薄膜に続けて供給させるこ
とにより溶融されたａ−Ｓｉの凝固速度を緩め再結晶速
度を効果的に緩めることができる。
【００３４】このような本発明を実施することにおい
て、前記基板に図９に示した通り基板５００とａ−Ｓｉ
薄膜４００との間に断熱層７００を備えることにより最
上の特性を有するｐ−Ｓｉを形成することができる。こ
の断熱層７００は、０．１ないし１μｍの厚さを有する
ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 などの透明性誘電体を使用する。
この断熱層７００は、第２光源からの光は透過させる
が、ａ−Ｓｉ膜から発生した熱は基板５００に伝達させ
ない。
て、前記基板に図９に示した通り基板５００とａ−Ｓｉ
薄膜４００との間に断熱層７００を備えることにより最
上の特性を有するｐ−Ｓｉを形成することができる。こ
の断熱層７００は、０．１ないし１μｍの厚さを有する
ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 などの透明性誘電体を使用する。
この断熱層７００は、第２光源からの光は透過させる
が、ａ−Ｓｉ膜から発生した熱は基板５００に伝達させ
ない。
【００３５】図９を参照すれば、ａ−Ｓｉ薄膜４００
は、基板５００と断熱層７００により第２光源６００と
熱的に遮断されている。前記断熱層７００は、ａ−Ｓｉ
薄膜４００から発生した熱の基板５００側への損失を抑
制するだけでなく基板５００を高熱から保護する機能を
有する。前述した通り、前記断熱層７００は光透過性な
ので、基板５００の後方から加えられる光エネルギー
は、基板５００と断熱層７００を順に透過した後、ａ−
Ｓｉ薄膜４００に達しａ−Ｓｉ薄膜４００を加熱する。
前記ａ−Ｓｉ薄膜に達した光エネルギーは、熱エネルギ
ーに変化されることによりａ−Ｓｉ薄膜４００を加熱
し、この際発生した熱は、前記断熱層７００により前記
基板５００に伝導されにくい。さらに予備加熱後第１光
源によりａ−Ｓｉ薄膜に高温の熱が発生しても、この高
温の熱は前記断熱層７００により基板５００に伝達され
にくく、それほど基板５００による損失熱量は少ない。
従って、光エネルギーによる熱エネルギーは、ａ−Ｓｉ
膜に大部分に蓄積されることにより溶融がより容易で速
く起こり、そして再結晶の際凝固速度を緩める。
は、基板５００と断熱層７００により第２光源６００と
熱的に遮断されている。前記断熱層７００は、ａ−Ｓｉ
薄膜４００から発生した熱の基板５００側への損失を抑
制するだけでなく基板５００を高熱から保護する機能を
有する。前述した通り、前記断熱層７００は光透過性な
ので、基板５００の後方から加えられる光エネルギー
は、基板５００と断熱層７００を順に透過した後、ａ−
Ｓｉ薄膜４００に達しａ−Ｓｉ薄膜４００を加熱する。
前記ａ−Ｓｉ薄膜に達した光エネルギーは、熱エネルギ
ーに変化されることによりａ−Ｓｉ薄膜４００を加熱
し、この際発生した熱は、前記断熱層７００により前記
基板５００に伝導されにくい。さらに予備加熱後第１光
源によりａ−Ｓｉ薄膜に高温の熱が発生しても、この高
温の熱は前記断熱層７００により基板５００に伝達され
にくく、それほど基板５００による損失熱量は少ない。
従って、光エネルギーによる熱エネルギーは、ａ−Ｓｉ
膜に大部分に蓄積されることにより溶融がより容易で速
く起こり、そして再結晶の際凝固速度を緩める。
【００３６】図１０は、以上のような本発明のｐ−Ｓｉ
を製造することに適したｐ−Ｓｉ製造装置を示す。
を製造することに適したｐ−Ｓｉ製造装置を示す。
【００３７】本発明の多結晶シリコン製造装置は、第１
光源であるエキシマレーザー装置１００ａとエキシマレ
ーザービームを基板５００に形成されたａ−Ｓｉ薄膜４
００までエネルギー分布を空間的に均一化させ伝達する
ビーム伝達光学系２００、第２光源６００でａ−Ｓｉ薄
膜４００を加熱する補助加熱光源装置６００ａを備え
る。補助加熱光源装置６００ａは、アルゴンレーザー、
ＹＡＧレーザー、ルビーレーザーおよびヘリウム−ネオ
ンレーザーなどの中のいずれか１つである。
光源であるエキシマレーザー装置１００ａとエキシマレ
ーザービームを基板５００に形成されたａ−Ｓｉ薄膜４
００までエネルギー分布を空間的に均一化させ伝達する
ビーム伝達光学系２００、第２光源６００でａ−Ｓｉ薄
膜４００を加熱する補助加熱光源装置６００ａを備え
る。補助加熱光源装置６００ａは、アルゴンレーザー、
ＹＡＧレーザー、ルビーレーザーおよびヘリウム−ネオ
ンレーザーなどの中のいずれか１つである。
【００３８】前記エキシマレーザー装置１００ａは、補
助加熱光源装置６００ａより相対的に高いエネルギーの
レーザーを瞬間的に発生し、特にエキシマレーザー装置
１００ａからのレーザービームは、ａ−Ｓｉの溶融点以
上で加熱できる位の高いエネルギーを有する。そして、
前記補助加熱光源装置６００ａからのレーザービーム
は、溶融点以下で加熱できる位の相対的に低いエネルギ
ーを有する。これらの二つの装置１００ａ、６００ａ
は、ａ−Ｓｉ薄膜の形成された基板５００の前方あるい
は前後方からレーザー光を照射するように配置されてい
る。前記補助加熱光源装置６００ａは、図１１に示した
通り、レーザー光源６０１からのレーザーを反射する反
射鏡６０３および反射鏡６０３から反射されたレーザー
光を前記基板５００に伝達する伝達光学系６０４を備え
る。
助加熱光源装置６００ａより相対的に高いエネルギーの
レーザーを瞬間的に発生し、特にエキシマレーザー装置
１００ａからのレーザービームは、ａ−Ｓｉの溶融点以
上で加熱できる位の高いエネルギーを有する。そして、
前記補助加熱光源装置６００ａからのレーザービーム
は、溶融点以下で加熱できる位の相対的に低いエネルギ
ーを有する。これらの二つの装置１００ａ、６００ａ
は、ａ−Ｓｉ薄膜の形成された基板５００の前方あるい
は前後方からレーザー光を照射するように配置されてい
る。前記補助加熱光源装置６００ａは、図１１に示した
通り、レーザー光源６０１からのレーザーを反射する反
射鏡６０３および反射鏡６０３から反射されたレーザー
光を前記基板５００に伝達する伝達光学系６０４を備え
る。
【００３９】このような構造に加え前記補助加熱光源装
置のビーム進行経路上には第２光源の供給制御装置とし
てレーザービームを周期的なパルス形に変調するための
一種の周期的なシャッター６０２が備えられる。シャッ
ター６０２としては機械的なシャッターが使用され得る
が、エキシマレーザー装置に連動されるように高速動作
されるべきなので、超音波によるレーザー光の偏光装置
である通常のＡＯＤ（Acousto optic Deflector ）、回
転多面鏡を利用したポリゴンミラー、チョッパなどが好
ましい。
置のビーム進行経路上には第２光源の供給制御装置とし
てレーザービームを周期的なパルス形に変調するための
一種の周期的なシャッター６０２が備えられる。シャッ
ター６０２としては機械的なシャッターが使用され得る
が、エキシマレーザー装置に連動されるように高速動作
されるべきなので、超音波によるレーザー光の偏光装置
である通常のＡＯＤ（Acousto optic Deflector ）、回
転多面鏡を利用したポリゴンミラー、チョッパなどが好
ましい。
【００４０】一方、前記伝達光学系に図１２に示したよ
うな光伝達媒体６０５が適用され得る。この光伝達媒体
６０５は、空間的にエネルギー密度が増加された集束さ
れたビームを得るためのものであり、多数の石英光ファ
イバー６０６より形成された漏斗または鐘形のファイバ
ー束である。前記光伝達媒体６０５の光出射側面の直径
は、ａ−Ｓｉ薄膜トランジスターの単位の大きさと似て
いるようにして光損失を抑制する。そして、光入射側面
の直径は、できる限り多くの光を均一に受け入れるべき
なので、各単位ａ−Ｓｉ薄膜に対応する各ファイバーの
光入射側の直径は、出射側の直径に比べ数倍ないし数百
倍大きくすることが好ましい。従って、このような構造
により光伝達媒体は前述したように漏斗形または鐘形と
なる。そして、光伝達媒体の光入射側面と出射側面には
光損失を防ぐための無反射コーティング層を備える。
うな光伝達媒体６０５が適用され得る。この光伝達媒体
６０５は、空間的にエネルギー密度が増加された集束さ
れたビームを得るためのものであり、多数の石英光ファ
イバー６０６より形成された漏斗または鐘形のファイバ
ー束である。前記光伝達媒体６０５の光出射側面の直径
は、ａ−Ｓｉ薄膜トランジスターの単位の大きさと似て
いるようにして光損失を抑制する。そして、光入射側面
の直径は、できる限り多くの光を均一に受け入れるべき
なので、各単位ａ−Ｓｉ薄膜に対応する各ファイバーの
光入射側の直径は、出射側の直径に比べ数倍ないし数百
倍大きくすることが好ましい。従って、このような構造
により光伝達媒体は前述したように漏斗形または鐘形と
なる。そして、光伝達媒体の光入射側面と出射側面には
光損失を防ぐための無反射コーティング層を備える。
【００４１】前記光伝達媒体を設けることにおいて、出
射光の拡がりを防ぐために光伝達媒体６０５の出射側面
と前記基板５００との距離を１ｍｍ以下に制限する。
射光の拡がりを防ぐために光伝達媒体６０５の出射側面
と前記基板５００との距離を１ｍｍ以下に制限する。
【００４２】以上で説明された本発明の製造方法および
製造装置は、非晶質シリコンを再結晶化する時結晶化の
速度が遅いほど均一で大きい粒子の結晶が形成されると
いう一般的な事実に基づき、第２光源（補助光源）で第
１光源（エキシマレーザー）照射の前後にａ−Ｓｉを加
熱し、第１光源（エキシマレーザー）照射の際の臨界エ
ネルギー密度の減少および溶融後の凝固速度低減をな
し、目的の良質のｐ−Ｓｉ薄膜を得る。
製造装置は、非晶質シリコンを再結晶化する時結晶化の
速度が遅いほど均一で大きい粒子の結晶が形成されると
いう一般的な事実に基づき、第２光源（補助光源）で第
１光源（エキシマレーザー）照射の前後にａ−Ｓｉを加
熱し、第１光源（エキシマレーザー）照射の際の臨界エ
ネルギー密度の減少および溶融後の凝固速度低減をな
し、目的の良質のｐ−Ｓｉ薄膜を得る。
【００４３】
【発明の効果】このような本発明によれば、既存の高温
工程でない低温工程でｐ−Ｓｉ薄膜を製作することがで
き、これにより高価の単結晶基板や石英基板を使用せず
一般的なソーダガラス基板を使用できる。そして、基板
を加熱するための別の加熱装置や時間が要らず生産性が
高く予熱過程で脱水素が成されるので、このための別の
工程が必要でない。それにこれから得られたｐ−Ｓｉは
その結晶粒子が非常に均一で大きいので、動作性能およ
び信頼性の優れた半導体素子またはＬＣＤなどを得るこ
とができ、特に面積が広く集積度の高い素子が得られ
る。
工程でない低温工程でｐ−Ｓｉ薄膜を製作することがで
き、これにより高価の単結晶基板や石英基板を使用せず
一般的なソーダガラス基板を使用できる。そして、基板
を加熱するための別の加熱装置や時間が要らず生産性が
高く予熱過程で脱水素が成されるので、このための別の
工程が必要でない。それにこれから得られたｐ−Ｓｉは
その結晶粒子が非常に均一で大きいので、動作性能およ
び信頼性の優れた半導体素子またはＬＣＤなどを得るこ
とができ、特に面積が広く集積度の高い素子が得られ
る。
【図１】 従来の多結晶シリコン製造装置の図式的な概
略図である。
略図である。
【図２】 エキシマレーザーの照射されたａ−Ｓｉのエ
ネルギー時間線図である。
ネルギー時間線図である。
【図３】 本発明の製造方法による多結晶シリコンの製
造過程の予備加熱段階を示す。
造過程の予備加熱段階を示す。
【図４】 本発明の製造方法による多結晶シリコンの製
造過程の溶融段階を示す。
造過程の溶融段階を示す。
【図５】 本発明の製造方法による多結晶シリコンの製
造過程の再結晶段階を示す。
造過程の再結晶段階を示す。
【図６】 本発明の製造方法によりエキシマレーザーの
照射されたａ−Ｓｉのエネルギー時間線図である。
照射されたａ−Ｓｉのエネルギー時間線図である。
【図７】 本発明の製造方法によりエキシマレーザーの
照射されたａ−Ｓｉのエネルギー時間線図である。
照射されたａ−Ｓｉのエネルギー時間線図である。
【図８】 本発明の製造方法によりエキシマレーザーの
照射されたａ−Ｓｉのエネルギー時間線図である。
照射されたａ−Ｓｉのエネルギー時間線図である。
【図９】 本発明の基板に対する光照射方法を示した図
式的な概略図である。
式的な概略図である。
【図１０】 本発明の多結晶シリコンの製造装置の一実
施例の図式的な概略図である。
施例の図式的な概略図である。
【図１１】 本発明の多結晶シリコンの製造装置の第２
光源の図式的な概略図である。
光源の図式的な概略図である。
【図１２】 図１１に示した第２光源の光伝達媒体の抜
粋図である。
粋図である。
１０…エキシマレーザー装置、 ２０…ビーム
伝達光学系、３０…ガラス基板、
４０…ａ−Ｓｉ薄膜、１００…第１光源、
１００ａ…エキシマレーザー装置、２００…ビ
ーム伝達光学系、 ４００…ａ−Ｓｉ薄膜、
５００…基板、 ６００…第２
光源、６００ａ…補助加熱光源装置、 ６０１
…レーザー光源、６０２…シャッター、
６０３…反射鏡、６０４…伝達光学系、
６０５…光伝達媒体、６０６…石英光ファイバ
ー、 ７００…断熱層。
伝達光学系、３０…ガラス基板、
４０…ａ−Ｓｉ薄膜、１００…第１光源、
１００ａ…エキシマレーザー装置、２００…ビ
ーム伝達光学系、 ４００…ａ−Ｓｉ薄膜、
５００…基板、 ６００…第２
光源、６００ａ…補助加熱光源装置、 ６０１
…レーザー光源、６０２…シャッター、
６０３…反射鏡、６０４…伝達光学系、
６０５…光伝達媒体、６０６…石英光ファイバ
ー、 ７００…断熱層。
Claims (32)
- 【請求項１】 基板に形成されたａ−Ｓｉ薄膜を再結晶
する方法において、 第２光源で基板に備えられた薄膜状のａ−Ｓｉを予備加
熱する段階と、 第１光源で前記第２光源により予備加熱されたａ−Ｓｉ
を加熱して溶融する段階と、 第２光源により溶融されたａ−Ｓｉを加熱しながらシリ
コンを再結晶させる段階を含むことを特徴とする多結晶
シリコン製造方法。 - 【請求項２】 前記予備加熱する段階で第２光源は基板
の前方あるいは後方でエネルギーを加え、そして第１光
源は薄膜状ａ−Ｓｉの形成された基板の前方に位置しエ
ネルギーを加えることを特徴とする請求項１に記載の多
結晶シリコン製造方法。 - 【請求項３】 前記第１光源としてエキシマレーザーを
用いることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコ
ン製造方法。 - 【請求項４】 前記第２光源としてアルゴンレーザー、
ＹＡＧレーザー、ルビーレーザーおよびヘリウム−ネオ
ンレーザーの中のいずれか一つを用いることを特徴とす
る請求項３に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項５】 前記第２光源としてアルゴンレーザー、
ＹＡＧレーザー、ルビーレーザーおよびヘリウム−ネオ
ンレーザーの中のいずれか一つを用いること特徴とする
請求項１に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項６】 前記第２光源からのエネルギーは前記予
備加熱段階、溶融段階および前記再結晶段階にかけて供
給することを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコ
ン製造方法。 - 【請求項７】 前記第２光源から前記エネルギーを連続
的またはパルス状で不連続的に供給することを特徴とす
る請求項６に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項８】 前記第２光源からのエネルギーを前記予
備加熱段階と溶融段階および前記再結晶段階にかけて供
給することを特徴とする請求項３に記載の多結晶シリコ
ン製造方法。 - 【請求項９】 前記第２光源から前記エネルギーを連続
的またはパルス状で不連続的に供給することを特徴とす
る請求項８に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１０】 前記第２光源からのエネルギーを前記
予備加熱段階、溶融段階および前記再結晶段階にかけて
供給することを特徴とする請求項４に記載の多結晶シリ
コン製造方法。 - 【請求項１１】 前記第２光源から前記エネルギーを連
続的またはパルス状で不連続的に供給することを特徴と
する請求項１０に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１２】 多結晶シリコンを製造する方法におい
て、 基板に断熱層を形成する段階と、 前記断熱層上にａ−Ｓｉ薄膜を形成する段階と、 第２光源で前記ａ−Ｓｉを予備加熱する段階と、 第１光源で予備加熱されたａ−Ｓｉを加熱して溶融する
段階と、 第２光源で溶融されたａ−Ｓｉを加熱しながらシリコン
を再結晶させる段階を含むことを特徴とする多結晶シリ
コン製造方法。 - 【請求項１３】 前記断熱層をＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 中
のいずれか一つで製造することを特徴とする請求項１２
に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１４】 前記予備加熱する段階で第２光源は基
板の前方あるいは後方でエネルギーを加え、そして第１
光源は薄膜状ａ−Ｓｉの形成された基板の前方に位置し
エネルギーを加えることを特徴とする請求項１２に記載
の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１５】 前記断熱層をＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 中
のいずれか一つで製造することを特徴とする請求項１４
に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１６】 前記第１光源としてエキシマレーザー
を用いることを特徴とする請求項１２に記載の多結晶シ
リコン製造方法。 - 【請求項１７】 前記第２光源としてアルゴンレーザ
ー、ＹＡＧレーザー、ルビーレーザーおよびヘリウム−
ネオンレーザーの中のいずれか一つを用いることを特徴
とする請求項１６に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１８】 前記第２光源としてアルゴンレーザ
ー、ＹＡＧレーザー、ルビーレーザーおよびヘリウム−
ネオンレーザーの中のいずれか一つを用いることを特徴
とする請求項１２に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項１９】 前記第２光源からのエネルギーは前記
予備加熱段階、溶融段階および前記再結晶段階にかけて
供給することを特徴とする請求項１７に記載の多結晶シ
リコン製造方法。 - 【請求項２０】 前記第２光源は前記エネルギーを連続
的またはパルス状で不連続的に供給することを特徴とす
る請求項１９に記載の多結晶シリコン製造方法。 - 【請求項２１】 基板の前面に形成された薄膜状ａ−Ｓ
ｉを再結晶化させ多結晶シリコンに製造する装置におい
て、 前記基板の前方に位置しａ−Ｓｉの臨界エネルギー密度
以上のエネルギーを供給する第１光源と、 前記ａ−Ｓｉの臨界エネルギー密度以下のエネルギーを
供給する基板の前方あるいは後方に位置する第２光源を
具備することを特徴とする多結晶シリコン製造装置。 - 【請求項２２】 前記第１光源としてエキシマレーザー
を備えることを特徴とする請求項２１に記載の多結晶シ
リコン製造装置。 - 【請求項２３】 前記第２光源としてはアルゴンレーザ
ー、ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、ヘリウム−ネオ
ンレーザー発生装置の中のいずれか一つを備えることを
特徴とする請求項２２に記載の多結晶シリコン製造装
置。 - 【請求項２４】 前記第２光源としてはアルゴンレーザ
ー、ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、ヘリウム−ネオ
ンレーザー発生装置の中のいずれか一つを備えることを
特徴とする請求項２１に記載の多結晶シリコン製造装
置。 - 【請求項２５】 前記第２光源は前記レーザー発生装置
から発生したレーザー光を前記薄膜状ａ−Ｓｉに伝達す
る伝達光学系と、伝達される光を遮断および通過させエ
ネルギーがパルスの形に供給されるようにする供給制御
装置を具備することを特徴とする請求項２１に記載の多
結晶シリコン製造装置。 - 【請求項２６】 前記供給制御装置はＡＯＤ、回転多面
鏡を利用したポリゴンミラー、チョッパ中の最小限いず
れか一つを備えることを特徴とする請求項２５に記載の
多結晶シリコン製造装置。 - 【請求項２７】 前記伝達光学系はエネルギー密度の増
加された集束されたビームを形成するための伝達媒体を
備えることを特徴とする請求項２６に記載の多結晶シリ
コン製造装置。 - 【請求項２８】 前記伝達媒体として多数の石英光ファ
イバーで形成されたファイバー束よりなる光伝達媒体を
備えることを特徴とする請求項２７に記載の多結晶シリ
コン製造装置。 - 【請求項２９】 前記光伝達媒体の光入射側面と出射側
面には光損失を防ぐための無反射コーティング層が備え
られたことを特徴とする請求項２８に記載の多結晶シリ
コン製造装置。 - 【請求項３０】 前記伝達光学系はエネルギー密度の増
加された集束されたビームを形成するための伝達媒体を
備えることを特徴とする請求項２５に記載の多結晶シリ
コン製造装置。 - 【請求項３１】 前記伝達媒体として多数の石英光ファ
イバーで形成されたファイバー束よりなる光伝達媒体を
備えることを特徴とする請求項３０に記載の多結晶シリ
コン製造装置。 - 【請求項３２】 前記光伝達媒体の光入射側面と出射側
面には光損失を防ぐための無反射コーティング層が備え
られたことを特徴とする請求項３１に記載の多結晶シリ
コン製造装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930009354A KR960001706B1 (ko) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 다결정 실리콘의 제조방법 및 장치 |
| KR93P9354 | 1993-05-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06345415A true JPH06345415A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=19356217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP872594A Pending JPH06345415A (ja) | 1993-05-27 | 1994-01-28 | 多結晶シリコンの製造方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06345415A (ja) |
| KR (1) | KR960001706B1 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326190A (ja) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Nec Corp | 薄膜処理方法及び薄膜処理装置 |
| JP2002110544A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-04-12 | Regents Of The Univ Of California | レーザアニールによる薄膜結晶成長 |
| JP2004186199A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Canon Inc | 結晶性薄膜の製造方法 |
| JP2004266102A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ照射装置およびレーザ照射方法、並びに半導体装置の作製方法。 |
| SG109466A1 (en) * | 2000-09-18 | 2005-03-30 | Toshiba Kk | Method of forming polycrystalline semiconductor film |
| US6897166B2 (en) | 2002-09-18 | 2005-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device and system of fabricating semiconductor device |
| JP2005150743A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Sharp Corp | ラテラル結晶化のための方法 |
| JP2005166813A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Sharp Corp | 結晶性半導体膜の形成方法及び結晶性半導体膜、並びに半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| JP2006135192A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Sharp Corp | 半導体デバイスの製造方法と製造装置 |
| JP2006135232A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sharp Corp | 半導体デバイスの製造方法と製造装置 |
| JP2006210413A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sharp Corp | 投影マスクならびに半導体デバイスの製造方法および製造装置 |
| JP2006261181A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Cable Ltd | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| JP2007288219A (ja) * | 2007-07-06 | 2007-11-01 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ照射装置 |
| JP2008098595A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Samsung Sdi Co Ltd | 多結晶シリコン薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
| WO2014200077A1 (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 微細構造形成方法、半導体デバイスの製造方法、及びｃｍｏｓの形成方法 |
| WO2016093287A1 (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 微細構造形成方法、半導体デバイスの製造方法、及びｃｍｏｓの形成方法 |
-
1993
- 1993-05-27 KR KR1019930009354A patent/KR960001706B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-01-28 JP JP872594A patent/JPH06345415A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326190A (ja) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Nec Corp | 薄膜処理方法及び薄膜処理装置 |
| JP2002110544A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-04-12 | Regents Of The Univ Of California | レーザアニールによる薄膜結晶成長 |
| SG109466A1 (en) * | 2000-09-18 | 2005-03-30 | Toshiba Kk | Method of forming polycrystalline semiconductor film |
| CN100339958C (zh) * | 2002-09-18 | 2007-09-26 | 三洋电机株式会社 | 半导体装置的制造方法及半导体装置的制造系统 |
| US6897166B2 (en) | 2002-09-18 | 2005-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device and system of fabricating semiconductor device |
| JP2004186199A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Canon Inc | 結晶性薄膜の製造方法 |
| JP4481562B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2010-06-16 | キヤノン株式会社 | 結晶性薄膜の製造方法 |
| US7569441B2 (en) | 2003-02-28 | 2009-08-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2004266102A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ照射装置およびレーザ照射方法、並びに半導体装置の作製方法。 |
| JP4515034B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2010-07-28 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| JP2005150743A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Sharp Corp | ラテラル結晶化のための方法 |
| JP2005166813A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Sharp Corp | 結晶性半導体膜の形成方法及び結晶性半導体膜、並びに半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| JP2006135192A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Sharp Corp | 半導体デバイスの製造方法と製造装置 |
| JP2006135232A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sharp Corp | 半導体デバイスの製造方法と製造装置 |
| JP2006210413A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sharp Corp | 投影マスクならびに半導体デバイスの製造方法および製造装置 |
| JP2006261181A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Cable Ltd | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| JP2008098595A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Samsung Sdi Co Ltd | 多結晶シリコン薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
| JP2007288219A (ja) * | 2007-07-06 | 2007-11-01 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ照射装置 |
| WO2014200077A1 (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 微細構造形成方法、半導体デバイスの製造方法、及びｃｍｏｓの形成方法 |
| WO2016093287A1 (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 微細構造形成方法、半導体デバイスの製造方法、及びｃｍｏｓの形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960001706B1 (ko) | 1996-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5612251A (en) | Manufacturing method and device for a polycrystalline silicon | |
| JPH06345415A (ja) | 多結晶シリコンの製造方法および装置 | |
| US6169014B1 (en) | Laser crystallization of thin films | |
| TWI462181B (zh) | 大面積薄膜之閃光燈退火結晶 | |
| JPS62104117A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| US20050272185A1 (en) | Method of fabricating a semiconductor thin film and semiconductor thin film fabrication apparatus | |
| JP2000068520A (ja) | 半導体薄膜、その製造方法、および製造装置、ならびに半導体素子、およびその製造方法 | |
| JP2002110544A (ja) | レーザアニールによる薄膜結晶成長 | |
| US20080087895A1 (en) | Polysilicon thin film transistor and method of fabricating the same | |
| JP2006005148A (ja) | 半導体薄膜の製造方法および製造装置 | |
| US20040087116A1 (en) | Semiconductor devices and methods of manufacture thereof | |
| JP2005150743A (ja) | ラテラル結晶化のための方法 | |
| CN107068552B (zh) | 一种多晶硅薄膜的制作方法、薄膜晶体管和阵列基板 | |
| JP3289681B2 (ja) | 半導体薄膜の形成方法、パルスレーザ照射装置、および半導体装置 | |
| JP4354015B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2006504262A (ja) | 多結晶化方法、多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法、及びそのためのレーザー照射装置 | |
| JP2004039660A (ja) | 多結晶半導体膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、表示装置、およびパルスレーザアニール装置 | |
| WO2006075569A1 (ja) | 半導体薄膜の製造方法および半導体薄膜の製造装置 | |
| JP2002057105A (ja) | 半導体薄膜製造方法、半導体薄膜製造装置、およびマトリクス回路駆動装置 | |
| US20040084679A1 (en) | Semiconductor devices and methods of manufacture thereof | |
| JP2009004629A (ja) | 多結晶半導体膜形成方法及び多結晶半導体膜形成装置 | |
| JP5236929B2 (ja) | レーザアニール方法 | |
| JP2000012461A (ja) | 結晶質半導体薄膜の作製方法 | |
| JP2000021774A (ja) | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 | |
| JPH10125614A (ja) | レーザ照射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20040420 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20040423 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040720 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050510 |