JPS6142120A - レ−ザ光照射装置 - Google Patents
レ−ザ光照射装置Info
- Publication number
- JPS6142120A JPS6142120A JP16159484A JP16159484A JPS6142120A JP S6142120 A JPS6142120 A JP S6142120A JP 16159484 A JP16159484 A JP 16159484A JP 16159484 A JP16159484 A JP 16159484A JP S6142120 A JPS6142120 A JP S6142120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser light
- reflection surface
- transparent rod
- semiconductor 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
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体などの被加工物にレーザ光を走査しな
がら照射して、加熱溶解などの加工を行なうためのレー
ザ光照射装置に関するものである。
がら照射して、加熱溶解などの加工を行なうためのレー
ザ光照射装置に関するものである。
レーザ光照射装置を用いて、高速、高密度の半導体装置
を作ることが試みられている。すなわち、細く絞ったレ
ーザ光で半導体層を走査して、４００℃程度に加熱し、
半導体を溶融させる。そして、このレーザ光の照射終了
後、絶縁体上に単結晶の半導体層が形成され、この単結
晶化された半導体層に素子を形成するものである。
を作ることが試みられている。すなわち、細く絞ったレ
ーザ光で半導体層を走査して、４００℃程度に加熱し、
半導体を溶融させる。そして、このレーザ光の照射終了
後、絶縁体上に単結晶の半導体層が形成され、この単結
晶化された半導体層に素子を形成するものである。
第１図は従来のレーザ光照射装置を示す模式図である。
同図において、１は連続発振の例えばＡｒレーザ光を出
力するレーザ発振器、２は直径数十μｍに絞られたレー
ザ光、３は第２図（ａ）および第２図（ｂ）にそれぞれ
断面図および平面図を示す単結１化のための試料である
半導体基板、４はこの半導体基板３を支える支持台、５
は図示せぬガルバノメータの回転軸に取付けられ、レー
ザ光２が半導体基板３のＸ軸方向Ｋ例えば数十ｃｍ／
Ｓｅｃの速さで走査されるように回転する鏡、６は図示
せぬガルバノメータの回転軸に取付けられ、レーザ光２
が半導体基板３のＹ軸方向に例えば数十μｍ動くように
回転する鏡である。
力するレーザ発振器、２は直径数十μｍに絞られたレー
ザ光、３は第２図（ａ）および第２図（ｂ）にそれぞれ
断面図および平面図を示す単結１化のための試料である
半導体基板、４はこの半導体基板３を支える支持台、５
は図示せぬガルバノメータの回転軸に取付けられ、レー
ザ光２が半導体基板３のＸ軸方向Ｋ例えば数十ｃｍ／
Ｓｅｃの速さで走査されるように回転する鏡、６は図示
せぬガルバノメータの回転軸に取付けられ、レーザ光２
が半導体基板３のＹ軸方向に例えば数十μｍ動くように
回転する鏡である。
なお、第２図（ａ）および第２図（ｂ）に示す半導体基
板３において、７は基板、８は絶縁膜、９は多結晶また
は非晶質のシリコン膜、１０は例えば幅５μｍ、関１１
ｉ９ｉ１０μｍでストライプ状にパターニングされた例
えば厚さ５００λの窒化シリコン膜である。
板３において、７は基板、８は絶縁膜、９は多結晶また
は非晶質のシリコン膜、１０は例えば幅５μｍ、関１１
ｉ９ｉ１０μｍでストライプ状にパターニングされた例
えば厚さ５００λの窒化シリコン膜である。
次に上記構成によるレーザ光照射装置を用いて半導体層
の単結晶化について第２図（ａ）および第２図（ｂ）を
参照して説明する。
の単結晶化について第２図（ａ）および第２図（ｂ）を
参照して説明する。
まず、レーザ光２を半導体基板３上、矢印で示すＸ軸方
向に、すなわち窒化シリコン膜１０のストライプに平行
に走査しながら照射し、そのシリコン膜９を溶融、再結
晶化させる。この際、厚さ５００人の窒化シリコン膜１
０は波長４８８０ＡのＡｒレーザ光の反射防止膜として
働くので、窒化シリ２ン膜１０の下のシリコンＭ９の温
度は窒化シリコン膜１０の無いシリコン膜９の温度よシ
高くなる。レーザ光の照射終了後、シリコン膜９は固化
を始めるが、このシリコンＭ９の固化は窒化シリコン膜
１０の無い部分から始まシ、窒化シリコン膜１０の下の
シリコン膜９に及ぶ。この場合、固化再結晶化は窒化シ
リコン膜１０の無いシリコン膜９の中央部から連続して
起こるため、窒化シリコンＭ１０の無い部分のシリコン
族８が単結晶化する。そして、レーザ光が半導体基板３
上で一回のＸ軸方向の走査を終了すると、レーザ光２を
Ｙ軸方向に数十μｍ動くように鏡６が回転し、次のＸ軸
方向の走査のため、鏡５が回転を始める。このようにし
て、支持台４上の半導体基板３の全面にわたってレーザ
光が照射され半導体層の加熱溶融が行なわれ、単結晶化
される。
向に、すなわち窒化シリコン膜１０のストライプに平行
に走査しながら照射し、そのシリコン膜９を溶融、再結
晶化させる。この際、厚さ５００人の窒化シリコン膜１
０は波長４８８０ＡのＡｒレーザ光の反射防止膜として
働くので、窒化シリ２ン膜１０の下のシリコンＭ９の温
度は窒化シリコン膜１０の無いシリコン膜９の温度よシ
高くなる。レーザ光の照射終了後、シリコン膜９は固化
を始めるが、このシリコンＭ９の固化は窒化シリコン膜
１０の無い部分から始まシ、窒化シリコン膜１０の下の
シリコン膜９に及ぶ。この場合、固化再結晶化は窒化シ
リコン膜１０の無いシリコン膜９の中央部から連続して
起こるため、窒化シリコンＭ１０の無い部分のシリコン
族８が単結晶化する。そして、レーザ光が半導体基板３
上で一回のＸ軸方向の走査を終了すると、レーザ光２を
Ｙ軸方向に数十μｍ動くように鏡６が回転し、次のＸ軸
方向の走査のため、鏡５が回転を始める。このようにし
て、支持台４上の半導体基板３の全面にわたってレーザ
光が照射され半導体層の加熱溶融が行なわれ、単結晶化
される。
しかしながら、従来のレーザ光照射装置のレーザ光は通
常ガウス型の中心部が強く、周辺部が弱いという強度分
布を持つため、レーザ光照射部分内で窒化シリコン膜の
下のシリコン族の温度が、窒化シリコン族の無いシリコ
ン族の温度よシ高くならない部分が発生する。その結果
、単結晶化しない部分が発生する欠点があった。
常ガウス型の中心部が強く、周辺部が弱いという強度分
布を持つため、レーザ光照射部分内で窒化シリコン膜の
下のシリコン族の温度が、窒化シリコン族の無いシリコ
ン族の温度よシ高くならない部分が発生する。その結果
、単結晶化しない部分が発生する欠点があった。
したがって、この発明の目的はレーザ光の中心部分の光
を散乱させ、レーザ光の強度分布を実効的に平坦にした
レーザ光照射装置を提供するものである。
を散乱させ、レーザ光の強度分布を実効的に平坦にした
レーザ光照射装置を提供するものである。
このよりな目的を達成するため、この発明は連続発振の
レーザ光を走査して対象物に照射して加熱その他の加工
処理を行うレーザ光照射装置において、そのレーザ光発
振器から対象物までのレーザ光の光路中に、レーザ光の
径よ勺大きな径を有し、かつその端に部分的に乱反射面
を有し、レーザ光を通す透明棒を挿入するものであシ、
以下実施例を用いて詳細に説明する。
レーザ光を走査して対象物に照射して加熱その他の加工
処理を行うレーザ光照射装置において、そのレーザ光発
振器から対象物までのレーザ光の光路中に、レーザ光の
径よ勺大きな径を有し、かつその端に部分的に乱反射面
を有し、レーザ光を通す透明棒を挿入するものであシ、
以下実施例を用いて詳細に説明する。
第３図はこの発明に係るレーザ光照射装置の一実施例を
示す模式図である。同図において、１１はレーザ光路中
に挿入され、その詳細な構成を第４図（ａ）および第４
図中）に示すように１互に平行な端面を持つ石英などか
ら作られた透明棒、１２はこの透明棒１１を通過したレ
ーザビームである。
示す模式図である。同図において、１１はレーザ光路中
に挿入され、その詳細な構成を第４図（ａ）および第４
図中）に示すように１互に平行な端面を持つ石英などか
ら作られた透明棒、１２はこの透明棒１１を通過したレ
ーザビームである。
なお、第４図（ａ）および第４図中）に示す透明棒にお
いて、１１ａは石英棒Ｉの一方の端面に作成された乱反
射面、１１ｂはこの透明棒１１の一方の端面の中で、乱
反射面でない平坦部である。また、レーザ光２の径が透
明棒１１の径より小さく、かつ乱反射面１１ａの径よシ
大きい関係になるように、透明棒１１の径および乱反射
面１１ａの径を形成する。さらに１光軸が透明棒１１の
中心に一致するように調整される。
いて、１１ａは石英棒Ｉの一方の端面に作成された乱反
射面、１１ｂはこの透明棒１１の一方の端面の中で、乱
反射面でない平坦部である。また、レーザ光２の径が透
明棒１１の径より小さく、かつ乱反射面１１ａの径よシ
大きい関係になるように、透明棒１１の径および乱反射
面１１ａの径を形成する。さらに１光軸が透明棒１１の
中心に一致するように調整される。
次に、上記構成によるレーザ光照射装置を用いて、半導
体層の単結晶化について説明する。まず、透明棒１１の
乱反射面１１ａに入射したレーザ光の中心部の光は散乱
されて、半導体基板３に到達しない。したがって、レー
ザ光の周辺部の乱反射面にあたっていない部分のレーザ
光だけが、レーザビーム１２として半導体基板３に到達
する。いいかえればレーザ光３の中で、強度の強い中心
部の光は散乱されて、半導体基板３に到達せず、しかも
レーザ光は走査されているため、レーザ光の走査方向に
垂直な断面での実効的な強度分布は平坦になる。このレ
ーザビーム１２を半導体基板３上をＸ軸方向、すなわち
窒化シリコン４１４１０のストライプに平行に走査しな
がら照射し、そのシリコン１１９を溶解・再結晶化させ
る。この結果、レーザビーム１２が照射されたシリコン
層９は反射防止膜としての窒化シリコンＭＩＯＫよって
正確に温度分布の制御が可能となシ、すべての領域にわ
たって単結晶シリコン膜を成長させることができる。
体層の単結晶化について説明する。まず、透明棒１１の
乱反射面１１ａに入射したレーザ光の中心部の光は散乱
されて、半導体基板３に到達しない。したがって、レー
ザ光の周辺部の乱反射面にあたっていない部分のレーザ
光だけが、レーザビーム１２として半導体基板３に到達
する。いいかえればレーザ光３の中で、強度の強い中心
部の光は散乱されて、半導体基板３に到達せず、しかも
レーザ光は走査されているため、レーザ光の走査方向に
垂直な断面での実効的な強度分布は平坦になる。このレ
ーザビーム１２を半導体基板３上をＸ軸方向、すなわち
窒化シリコン４１４１０のストライプに平行に走査しな
がら照射し、そのシリコン１１９を溶解・再結晶化させ
る。この結果、レーザビーム１２が照射されたシリコン
層９は反射防止膜としての窒化シリコンＭＩＯＫよって
正確に温度分布の制御が可能となシ、すべての領域にわ
たって単結晶シリコン膜を成長させることができる。
なお、鈍５および銚６を回転制御する動作について紘第
１図で説明した動作と同様であることはもちろんである
。また、上記実施例では乱反射面を円形にしたが、レー
ザ光の中心部の強度を下げることができれば、任意の形
状をとることができることはもちろんである。また、乱
反射面を片面だけに形成したが、両面に形成してもよく
、またその形状が互いの端面で異なってもよいことはも
ちろんである。
１図で説明した動作と同様であることはもちろんである
。また、上記実施例では乱反射面を円形にしたが、レー
ザ光の中心部の強度を下げることができれば、任意の形
状をとることができることはもちろんである。また、乱
反射面を片面だけに形成したが、両面に形成してもよく
、またその形状が互いの端面で異なってもよいことはも
ちろんである。
以上詳細に説明したように、この発明に係るレーザ光照
射装置によればレーザ光の光路中に、乱反射面を有する
透明棒を挿入したので、レーザ光の走査によってレーザ
光の強度分布を実効的に変化させることができる効果が
ある。
射装置によればレーザ光の光路中に、乱反射面を有する
透明棒を挿入したので、レーザ光の走査によってレーザ
光の強度分布を実効的に変化させることができる効果が
ある。
第１図は従来のレーザ光照射装置を示す模式図、第２図
（ａ）およびΦ）はレーザ光照射によシ絶巌体上に単結
晶の半導体層を得るだめの半導体基板の栴造を示す断面
図および平面図、第３図はこの発明に係るレーザ光照射
装置の一実施例を示す模式図、第４図（ａ）およびΦ）
は第３図の透明棒の斜視図および正面図である。 １・・・・レーザ発振器、２轡・・−レーザ光、３・・
・・半導体基板、４・・・・支持台、５および６・・争
・鏡、１・・・・基板、８・・・・絶縁膜、９・・・・
シリコン膜、１０・・・・窒化シリコンＭ、１１−・・
・透明棒、１１ａ・・・ゆ乱反射面、１１ｂ・・・・平
坦部、１２・・＠―レーザビーム。
（ａ）およびΦ）はレーザ光照射によシ絶巌体上に単結
晶の半導体層を得るだめの半導体基板の栴造を示す断面
図および平面図、第３図はこの発明に係るレーザ光照射
装置の一実施例を示す模式図、第４図（ａ）およびΦ）
は第３図の透明棒の斜視図および正面図である。 １・・・・レーザ発振器、２轡・・−レーザ光、３・・
・・半導体基板、４・・・・支持台、５および６・・争
・鏡、１・・・・基板、８・・・・絶縁膜、９・・・・
シリコン膜、１０・・・・窒化シリコンＭ、１１−・・
・透明棒、１１ａ・・・ゆ乱反射面、１１ｂ・・・・平
坦部、１２・・＠―レーザビーム。
Claims (2)
- （１）連続発振のレーザ光を走査して対象物に照射して
加熱その他の加工処理を行うレーザ光照射装置において
、そのレーザ光発振器から対象物までのレーザ光の光路
中に、レーザ光の径より大きな径を有し、かつその端に
部分的に乱反射面を有し、レーザ光を通す透明棒を挿入
したことを特徴とするレーザ光照射装置。 - （２）前記透明棒の乱反射面はその中心がレーザ光の光
軸と一致していることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のレーザ光照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16159484A JPS6142120A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | レ−ザ光照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16159484A JPS6142120A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | レ−ザ光照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142120A true JPS6142120A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15738106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16159484A Pending JPS6142120A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | レ−ザ光照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142120A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003168645A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Hitachi Ltd | 半導体薄膜装置、その製造方法及び画像表示装置 |
| JP2005354087A (ja) * | 2000-08-25 | 2005-12-22 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| JP2013162010A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728407B2 (ja) * | 1976-12-14 | 1982-06-16 |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP16159484A patent/JPS6142120A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728407B2 (ja) * | 1976-12-14 | 1982-06-16 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005354087A (ja) * | 2000-08-25 | 2005-12-22 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| JP4723926B2 (ja) * | 2000-08-25 | 2011-07-13 | シャープ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2003168645A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Hitachi Ltd | 半導体薄膜装置、その製造方法及び画像表示装置 |
| JP2013162010A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
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