KR100573144B1 - A method for manufacturing polycrystalline semiconductor active layer, the active layer by the same method, and flat panel display with the active layer - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 반도체 활성층을 다결정화시키기 위하여 레이저 조사 단계를 구비하는 반도체 활성층 결정화 방법에 있어서, 상기 레이저 조사 단계가 실행되는 분위기는 산소를 함유하되, 상기 분위기의 산소 함유량은, 상기 반도체 활성층의 사전 설정 표면 조도(roughness) 이하의 값을 갖도록 하는 사전 설정 산소 함유량인 것을 특징으로 하는 반도체 활성층 결정화 방법 및 반도체 활성층과, 이를 구비하는 평판 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention provides a semiconductor active layer crystallization method comprising a laser irradiation step for polycrystallizing a semiconductor active layer, wherein the atmosphere in which the laser irradiation step is performed contains oxygen, and the oxygen content of the atmosphere is determined in advance of the semiconductor active layer. Provided are a semiconductor active layer crystallization method and a semiconductor active layer, and a flat panel display device having the same, wherein the semiconductor active layer has a predetermined oxygen content to have a value of less than or equal to a set surface roughness.

Description

반도체 활성층 결정화 방법, 이에 의한 반도체 활성층 및 이를 구비하는 평판 디스플레이 장치{A method for manufacturing polycrystalline semiconductor active layer, the active layer by the same method, and flat panel display with the active layer}A method for manufacturing polycrystalline semiconductor active layer, the active layer by the same method, and flat panel display with the active layer}

도 1은 본 발명에 따른 레이저 어닐링을 실행하는 레이저 어닐링 장치의 개략도,1 is a schematic diagram of a laser annealing apparatus for performing laser annealing according to the present invention;

도 2a 내지 도 2c는 압력 조건 10Torr 하에서 산소 함량을 변화시킨 분위기 하에서의 반도체 활성층 표면의 SEM 이미지,2A to 2C are SEM images of the surface of a semiconductor active layer under an atmosphere of varying oxygen content under a pressure condition of 10 Torr,

도 3a 내지 도 3c는 압력 조건 100Torr 하에서 산소 함량을 변화시킨 분위기 하에서의 반도체 활성층 표면의 SEM 이미지,3A to 3C are SEM images of the surface of a semiconductor active layer under an atmosphere of varying oxygen content under a pressure condition of 100 Torr;

도 4a 및 도 4b는 압력 조건 100Torr 하에서 산소 함량 변화시킨 분위기하에서의 라만 스펙트럼을 나타내는 선도,4A and 4B are graphs showing Raman spectra under an atmosphere of oxygen content change under a pressure condition of 100 Torr;

도 5는 도 2a 내지 도 3c에 도시된 경우에 대한 결정화도를 나타내는 선도,5 is a diagram showing a degree of crystallinity for the case shown in FIGS. 2A-3C,

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 활성층을 구비하는 전계 발광 디스플레이 장치의 개략적인 사시도 및 부분 단면도,6A and 6B are schematic perspective and partial cross-sectional views of an electroluminescent display device having a semiconductor active layer according to an embodiment of the present invention;

도 7은 압력 조건 10 Torr 및 100 Torr하에서, 산소 함량 변화에 따른 표면 조도(roughness) 변화를 나타내는 선도.FIG. 7 is a diagram showing surface roughness change with oxygen content change under pressure conditions of 10 Torr and 100 Torr. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

10...지지 장치 11...기판 지지대10 ... support 11 ... board support

12...이송 장치 13...고정 바아12 ... Conveyor 13 ... Fixed bar

14...이송 지지대 15...구동 장치14 ... feed support 15 ... drive

21, 22...N2,O2 공급 장치 23...배출 장치21, 22 ... N2, O2 supply unit 23 ... discharge unit

30...챔버 40...레이저 생성부30 Chamber 40 Laser generator

41...레이저 발진기 42...제어부41 Laser oscillator 42 Control unit

43...슬릿 44...광학 시스템43 ... slit 44 ... optical system

45...반사 수단 100...기판부45 ... reflection means 100 ... substrate

110...기판 130...반도체 활성층110 substrate 130 semiconductor active layer

200...밀봉 기판 300...밀봉재200 ... sealing substrate 300 ... sealing material

400...전기 요소 700...배선부400 electrical element 700 wiring

본 발명은 반도체 활성층을 다결정화시키는 방법, 상세하게는 레이저 광선을 통하여 다결정화시키는 반도체 활성층 결정화 방법 및 이에 의한 반도체 활성층과, 이를 구비하는 평판 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method for polycrystallizing a semiconductor active layer, and more particularly, to a semiconductor active layer crystallization method for polycrystallizing through a laser beam, a semiconductor active layer thereby, and a flat panel display device having the same.

화상을 표시하는데 있어, 수많은 종류의 디스플레이 장치가 사용되는데, 근래에는 종래의 브라운관, 즉 CRT(cathode ray tube, 음극선관)를 대체하는 다양한 평판 디스플레이 장치가 사용된다. 이러한 평판 디스플레이 장치는 발광 형태에 따라 자발광형(emissive)과 비자발광형(non-emissive)으로 분류할 수 있는데, 대표적인 자발광형 디스플레이 장치로는 플라즈마 디스플레이 장치(plasma display panel device)와 유기 전계 발광 디스플레이 장치(organic electroluminescent display device) 등이 있고, 대표적인 비자발광형 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이 장치(liquid crystal display device)가 있다.In displaying an image, many kinds of display apparatuses are used. In recent years, various flat panel display apparatuses are used to replace conventional cathode ray tubes, that is, cathode ray tubes (CRTs). Such flat panel display devices can be classified into self-emissive and non-emissive types according to the light emission type. Representative self-emissive display devices include plasma display panel devices and organic electric fields. An organic electroluminescent display device and the like, and a typical non-luminescent display device is a liquid crystal display device (liquid crystal display device).

액정 디스플레이 장치와 유기 전계 발광 디스플레이 장치의 경우, 구동 소자, 즉 박막 트랜지스터(TFT, thin film transistor)가 화소에 걸리는 전압 또는 전류를 조절하는 능동 구동 액정 디스플레이 장치(AMLCD)와 능동 구동 유기 전계 발광 디스플레이(AMOLED) 등이 대두되고 있다. 구동 소자로서의 박막 트랜지스터에는 비정질 실리콘과 다결정질 실리콘이 사용되는데, 다결정질 실리콘, 그 중에서도 입경이 큰 다결정질 실리콘이 비정질 실리콘 또는 입경이 작은 다결정질 실리콘보다 전계 효과 이동도가 뛰어나기 때문에, 박막 트랜지스터를 구성하는 소자로서 다결정질 실리콘이 주로 사용된다. In the case of a liquid crystal display and an organic electroluminescent display, an active driving liquid crystal display (AMLCD) and an active driving organic electroluminescent display in which a driving element, that is, a thin film transistor (TFT), adjusts a voltage or a current applied to a pixel (AMOLED) and the like are emerging. Amorphous silicon and polycrystalline silicon are used for the thin film transistor as a driving element, and since the polycrystalline silicon, especially polycrystalline silicon having a large particle diameter, has better field effect mobility than amorphous silicon or polycrystalline silicon having a small particle diameter, Polycrystalline silicon is mainly used as an element forming the.

다결정질 물질, 예를 들어 다결정질 실리콘의 제조 방법으로는 제조 온도에 따라 저온 공정과 고온 공정으로 분류된다. 고온 공정의 경우 성막시 높은 표면 조도(roughness)로 인하여 박막 두께가 불균일해진다는 문제점을 수반한다. 저온 공정의 경우, 통상적으로 레이저 가공, 즉 레이저 광선을 박막 기판 상에 조사하는 레이저 어닐링이 사용되는데, 레이저 광선에 의한 비정질 실리콘의 결정화는 나노 세컨드(nano second) 단위로 이루어지기 때문에 박막 아래의 기판에 가해지는 손상을 최소화시킬 수 있다는 장점을 구비한다.Methods for producing polycrystalline materials, for example polycrystalline silicon, are classified into low temperature processes and high temperature processes depending on the production temperature. In the case of high temperature processes, there is a problem that the film thickness becomes uneven due to high surface roughness during film formation. In the case of low temperature processes, laser processing, or laser annealing, which irradiates a laser beam onto a thin film substrate, is typically used. Since crystallization of amorphous silicon by the laser beam is performed in nanosecond units, the substrate under the thin film is used. It has the advantage of minimizing the damage to it.

레이저 어닐링에 사용되는 레이저는 발진되는 레이저 광선의 파형에 따라 펄스 레이저(pulse laser)와 연속 발진 레이저(continuous wave laser)로 분류할 수 있다. 펄스 레이저는 수십 나노 세컨드의 짧은 조사 시간을 갖는 레이저 광선을 주기적으로 발진시키는 방식으로, 야그 레이저, 엑시머 레이저 등이 이에 해당된다. 연속 발진 레이저는 발진 주기에 관계없이 연속적으로 조사되는 레이저 광선으로, 이에는 아르곤 레이저, 반도체 레이저 등이 있다. Lasers used for laser annealing can be classified into pulse lasers and continuous wave lasers according to the waveform of the laser beam being oscillated. The pulse laser is a method of periodically oscillating a laser beam having a short irradiation time of several tens of nanoseconds, such as a yag laser, an excimer laser, and the like. Continuous oscillation laser is a laser beam irradiated continuously irrespective of the oscillation cycle, such as an argon laser, a semiconductor laser.

한편, 레이저 조사에 의하여 비정질 실리콘층을 다결정화시키는 방법의 경우, 다결정화 실리콘을 평가하는 인자로는, 결정립의 크기, 결정립 크기의 균일도, 결정립의 방향 등과 같은 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 다결정 실리콘의 비율을 증대시키는 것, 즉 다결정화도를 증대시키는 인자도 다결정화를 평가하는 중요한 인자 중의 하나이다. 이러한 다결정화도를 증진시키기 위한 다양한 방안이 연구되고 있다. 일예로, 레이저 광선을 비정질 실리콘층에 다중 조사하는 방법이 있다. 하지만, 이러한 레이저 광선 다중 조사는 공정 시간을 증대시켜 공정 단가를 높이고, 또한 다중 조사하는 과정에서 발생하는 진동 등의 외란에 의하여 조사 영역의 위치 오차가 발생하여 결정립의 입경이 상이해지는 등 레이저 광선 조사 영역 전체에 걸쳐 소자 특성의 불균일성을 야기하는 등 문제점이 수반된다. On the other hand, in the case of the method of polycrystallizing the amorphous silicon layer by laser irradiation, the factors for evaluating the polycrystalline silicon include those such as the size of grains, the uniformity of grain size, the direction of grains, and the like. Among these factors, increasing the proportion of polycrystalline silicon, that is, increasing the degree of polycrystallization, is also one of important factors for evaluating polycrystallization. Various methods for enhancing such polycrystallinity have been studied. In one example, there is a method of multiple irradiation of the laser beam to the amorphous silicon layer. However, such laser beam multi-irradiation increases the processing time by increasing the processing time, and also causes laser beam irradiation such that the position error of the irradiated region is generated due to disturbances such as vibration generated in the multi-irradiation process, resulting in different grain sizes. Problems are involved, such as causing nonuniformity of device characteristics throughout the region.

한편, 일본특허공개공보 제 1997-102467호에는, 작업 능률을 향상시키기 위하여 레이저 조사 영역에서 질소 가스를 충전시키는 레이저 어닐링 방법이 개시되어 있다. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 1997-102467 discloses a laser annealing method in which nitrogen gas is filled in a laser irradiation area in order to improve work efficiency.

또한, 일본특허공개공보 제 1998-149984호에는, 수소, 질소, 불활성 기체 중의 적어도 한 종류 이상의 가스를 유통시키는 분위기에서 레이저 어닐링을 실시하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 종래 기술에 따르면, 반복적인 레이저 조사에 의한 레이저 빔 도입창의 흐려짐으로 인한 작업 능률 저하를 방지하기 위하여, 질소 등과 같은 안정 기체의 분위기에서 레이저 어닐링을 실행하는 방법을 개시할 뿐, 다결정화도를 증대시키기 위한 분위기 조성 변경 방안에 대하여는 전혀 언급되어 있지 않다. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 1998-149984 discloses a method of performing laser annealing in an atmosphere in which at least one or more kinds of gases of hydrogen, nitrogen, and an inert gas are circulated. According to this prior art, only to disclose a method of performing laser annealing in an atmosphere of a stable gas such as nitrogen, in order to prevent a decrease in work efficiency due to blurring of the laser beam introduction window due to repetitive laser irradiation, to increase the degree of polycrystallization. There is no mention of how to change the atmosphere.

또한, 반도체 활성층의 표면 조도는 반도체 활성층의 소자 특성을 좌우하는 중요한 요소 중의 하나인데, 표면 조도가 너무 큰 경우 브레이크다운 전압 등을 감소시킬 수도 있다. 따라서, 표면 조도를 개선하기 위하여 일본특허공개공보 제 2002-252181호에 개시된 바와 같이, 질소와 같은 안정 가스를 충진한 상태에서 레이저 어닐링을 실시한다. 하지만, 이러한 안정 가스 분위기 하에서는 표면 조도 향상이라는 소기의 목적은 달성하지만, 결정화도 증진 내지 결정립 크기 증대 등의 문제점은 해결되지 못하였다.In addition, the surface roughness of the semiconductor active layer is one of the important factors that determine the device characteristics of the semiconductor active layer. If the surface roughness is too large, the breakdown voltage may be reduced. Therefore, in order to improve the surface roughness, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-252181, laser annealing is performed in a state filled with a stable gas such as nitrogen. However, under such a stable gas atmosphere, the intended purpose of improving surface roughness is achieved, but problems such as enhancement of crystallinity and grain size are not solved.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하며 간단한 방식으로 결정화도 및 결정립 크기를 증대시킴과 동시에 요구되는 표면 조도를 구비할 수 있는, 레이저 조사에 의한 반도체 활성층 다결정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor active layer polycrystallization method by laser irradiation which solves the above problems and can increase the crystallinity and grain size in a simple manner and at the same time have the required surface roughness.

본 발명의 다른 목적은, 상기 본 발명의 방법에 의해 형성된 반도체 활성층과, 이를 갖는 평판 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor active layer formed by the method of the present invention, and a flat panel display device having the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따르면, 반도체 활성층을 다결정화시키기 위하여 레이저 조사 단계를 구비하는 반도체 활성층 결정화 방법에 있어서, 상기 레이저 조사 단계가 실행되는 분위기는 산소를 함유하되, 상기 분위기의 산소 함유량은, 상기 반도체 활성층의 사전 설정 표면 조도 이하의 값을 갖도록 하는 사전 설정 산소 함유량인 것을 특징으로 하는 반도체 활성층 결정화 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the semiconductor active layer crystallization method comprising a laser irradiation step to polycrystallize the semiconductor active layer, the atmosphere in which the laser irradiation step is performed contains oxygen, The oxygen content of the atmosphere provides a semiconductor active layer crystallization method, characterized in that the oxygen content in the atmosphere is a predetermined oxygen content to have a value below the predetermined surface roughness of the semiconductor active layer.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 상기 사전 설정 표면 조도는 130Å이고, 상기 사전 설정 산소 함유량은 2% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 활성층 결정화 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, the predetermined surface roughness is 130 GPa, and the predetermined oxygen content is 2% or less.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 레이저 조사에 의해 결정화되는 반도체 활성층에 있어서, 상기 반도체 활성층 결정화의 사전 설정 표면 조도 이하의 조도를 갖기 위한 사전 설정된 산소 분위기하에서 레이저 다결정화되는 것을 특징으로 하는 반도체 활성층을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a semiconductor active layer crystallized by laser irradiation, wherein the semiconductor active layer is laser polycrystallized under a predetermined oxygen atmosphere to have a roughness below a predetermined surface roughness of the semiconductor active layer crystallization. To provide.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 다결정화된 반도체 활성층의 표면 조도는 130Å 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 활성층을 제공한다.According to another aspect of the invention, the surface roughness of the polycrystalline semiconductor active layer provides a semiconductor active layer, characterized in that less than 130Å.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 레이저 조사에 의해 결정화되는 반도체 활성층을 구비하는 평판 디스플레이 장치에 있어서, 상기 반도체 활성층은 사전 설정 표면 조도 이하의 값을 갖도록, 상기 반도체 활성층은 제 1항의 방법에 의한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치를 제공한다.According to yet another aspect of the present invention, in a flat panel display device having a semiconductor active layer crystallized by laser irradiation, the semiconductor active layer is formed by the method of claim 1 so that the semiconductor active layer has a value of less than or equal to a predetermined surface roughness. A flat panel display apparatus is provided.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명에 따른 반도체 활성층 및 이를 구비하는 평판 디스플레이 장치를 형성하기 위한 레이저 어닐링 장치가 도시되어 있다. 레이저 어닐링 장치(1)는 레이저 생성부(40), 챔버(30), 지지 장치(10) 및 분위기 장치 등으로 구성된다. 1 shows a laser annealing apparatus for forming a semiconductor active layer and a flat panel display device having the same according to the present invention. The laser annealing apparatus 1 is comprised with the laser generation part 40, the chamber 30, the support apparatus 10, and the atmosphere apparatus.

기판 상의 박막 레이저 가공, 즉 레이저 어닐링을 위한 장치(1)의 챔버(30) 일측에는 비정질 물질의 박막이 형성된 기판(100)을 챔버(30) 내로 유입시키기 위한 기판 윈도우(35)가 형성된다.One side of the chamber 30 of the apparatus 1 for thin film laser processing, ie, laser annealing, on the substrate is formed with a substrate window 35 for introducing the substrate 100 on which the thin film of amorphous material is formed into the chamber 30.

챔버(30)의 일측 상단에는 챔버(30) 내 분위기를 형성하기 위한 분위기 장치로, 질소를 공급하기 위한 질소 공급 장치(21) 및 산소를 공급하기 위한 산소 공급 장치(22)가 각각의 질소 유입구(31) 및 산소 유입구(32)를 통하여 챔버(30)와 유체 소통된다.At the upper end of one side of the chamber 30 as an atmosphere device for forming the atmosphere in the chamber 30, a nitrogen supply device 21 for supplying nitrogen and an oxygen supply device 22 for supplying oxygen, each nitrogen inlet port. It is in fluid communication with chamber 30 via 31 and oxygen inlet 32.

또한, 챔버(30) 내 분위기를 전환시키는 경우, 챔버(30) 내 종전 분위기를 배출시키기 위한 펌프 시스템(23)이 배출구(33)를 통하여 챔버(30)와 유체 소통된다. In addition, when switching the atmosphere in the chamber 30, a pump system 23 for discharging the previous atmosphere in the chamber 30 is in fluid communication with the chamber 30 through the outlet 33.

챔버(30)의 내측에는 지지 장치(10)가 배치되는데, 지지 장치(10)는 기판 지지대(11)와 이송 장치(12)로 구성된다. 기판 지지대(11)의 일면 상에는 기판부(100)가 안착되는데, 기판부(100)는 다결정화하고자 하는 반도체 활성층(130)을 갖는 기판(110)으로 구성된다. The support device 10 is disposed inside the chamber 30, and the support device 10 includes a substrate support 11 and a transfer device 12. The substrate part 100 is seated on one surface of the substrate support 11, and the substrate part 100 includes a substrate 110 having a semiconductor active layer 130 to be polycrystalline.

이송 장치(12)는 기판 지지대(11)를 구동하기 위한 구동 장치(15)와, 구동 장치(15)를 안내하는 고정 바아(13), 고정 바아(13)를 지지하는 이송 지지대(14)로 구성된다. 반도체 활성층(130)을 레이저 어닐링하는 동안, 구동 장치(15)는 인가되는 전기적 신호에 의하여, 챔버(30) 하부면의 이송 지지대(14)에 의하여 고정되는 고정 바아(13)를 따라 운동한다. 도 1에서 구동 장치(15)는 기판 지지대(11) 하부에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 고정 바아(13)와 연계되어 고정 바아(13)를 직접 구동시킬 수 있는 등, 다양한 구성을 취할 수도 있다. The conveying apparatus 12 includes a driving apparatus 15 for driving the substrate support 11, a fixing bar 13 for guiding the driving apparatus 15, and a conveying support 14 for supporting the fixing bar 13. It is composed. During the laser annealing of the semiconductor active layer 130, the driving device 15 moves along the fixing bar 13 fixed by the transfer support 14 of the lower surface of the chamber 30 by an electrical signal applied thereto. Although the driving device 15 is illustrated in FIG. 1 as being disposed below the substrate support 11, the driving device 15 is not limited thereto and may be directly connected to the fixed bar 13 to directly drive the fixed bar 13. You can also take

한편, 레이저 생성부(40)는 레이저 발진기(41), 제어부(42), 슬릿(43), 광학 시스템(44) 및 반사 수단(45) 등으로 구성된다. 레이저 발진기(41)로부터 생성된 레이저 광선은 슬릿(43)을 거쳐 일정 비율로 분할되어, 일부는 슬릿(43)을 거쳐 제어부(42)로 유입되고, 나머지 일부는 슬릿(43)을 투과한다.On the other hand, the laser generating unit 40 is composed of a laser oscillator 41, a control unit 42, a slit 43, an optical system 44, a reflecting means 45 and the like. The laser beam generated from the laser oscillator 41 is divided at a predetermined ratio via the slit 43, a part of the laser beam is introduced into the controller 42 via the slit 43, and a part of the laser beam penetrates the slit 43.

제어부(42)는 반사 전달된 일부의 레이저 광선을 통해 레이저 광선의 에너지를 모니터링하고 모니터링된 레이저 광선의 에너지 수치와 목표 설정된 에너지 수치와의 차이로부터 제어 신호를 생성하고 이를 다시 레이저 발진기(41)로 출력하는 피드백 폐루프 제어를 실시함으로써, 일정하면서도 균일하게 출력되는 레이저 광선이 레이저 발진기(41)에서 생성되도록 제어한다. The control unit 42 monitors the energy of the laser beam through the partially transmitted laser beam and generates a control signal from the difference between the energy level of the monitored laser beam and the targeted energy level and returns it to the laser oscillator 41. By performing the feedback closed loop control to output, it controls so that the laser beam which is output uniformly and uniformly may be produced by the laser oscillator 41. FIG.

슬릿(43)을 통과한 다른 일부의 레이저 광선은 광학 시스템(44)으로 유입되는데, 광학 시스템(44)에서는 레이저 광선의 크기 및 에너지 분포가 조절될 수 있다. 이러한 광학 시스템(44)은 예를 들어, 레이저 광선의 에너지 분포를 균일하게 만드는 호모지나이저(homogenizer) 또는 레이저 광선의 단면 형상을 변화시킬 수 있는 기계적 셔터 또는 광학적 라이트 밸브(optical light valve) 등으로 구성될 수도 있는데, 이러한 구성은 일 예일 뿐, 광학 시스템이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태 및 구성을 취할 수도 있다. Some other laser beam that passes through the slit 43 enters the optical system 44, where the size and energy distribution of the laser beam can be adjusted. Such an optical system 44 is, for example, a homogenizer that makes the energy distribution of the laser beam uniform, or a mechanical shutter or an optical light valve that can change the cross-sectional shape of the laser beam. Although this configuration is just an example, the optical system is not limited thereto and may take various forms and configurations.

광학 시스템(44)을 통과한 레이저 광선은, 챔버(30)의 상부 일단에 형성된 수정 윈도우(34)를 거쳐 챔버(30) 내로 입사된다. 챔버(30)로 입사된 레이저 광선은 반사 수단으로서의 반사 거울(45)에 의하여 반사된다. 반사 거울(45)은 도시되지 않은 구동 수단에 의하여 운동 가능한데, 이러한 반사 수단으로서의 반사 거울(30)의 구동은 반사 구동 수단(45a)에 의하여 이루어지고 레이저 가공 조건, 즉 기판 이송 속도, 박막 두께, 레이저 광선의 폭 등의 조건에 기초하여 결정될 수도 있으며, 반사 수단으로서의 반사 거울(45)을 회전 또는 이동시키는 신호를 생성하는 제어기는 별도의 제어기로 이루어질 수도 있다.The laser beam passing through the optical system 44 is incident into the chamber 30 via a modification window 34 formed at the upper end of the chamber 30. The laser beam incident on the chamber 30 is reflected by the reflecting mirror 45 as the reflecting means. The reflecting mirror 45 is movable by a driving means not shown, and the driving of the reflecting mirror 30 as the reflecting means is made by the reflecting driving means 45a and the laser processing conditions, namely, substrate transfer speed, thin film thickness, It may be determined based on conditions such as the width of the laser beam, and the controller for generating a signal for rotating or moving the reflecting mirror 45 as the reflecting means may be a separate controller.

레이저 어닐링 장치(1)의 작동은 다음과 같은 과정에 의하여 이루어진다. 먼저, 제어부(42)의 출력 신호에 의하여 구동 수단(15)이 작동하여 기판 지지대(11)를 기판 윈도우(35)의 인접부까지 이동시킨다. 기판 윈도우(35)를 통하여 반도체 활성층(130)과 같은 박막이 형성된 기판(110)이 챔버(30) 내로 유입되어 기판 지지대(11) 상에 안착된 후, 구동 수단(15)은 제어부(42)로부터 신호를 입력받아 레이저 광선을 조사시키고자 하는 영역으로 기판 지지대(11)를 이동시킨다. Operation of the laser annealing device 1 is performed by the following process. First, the driving means 15 is operated by the output signal of the controller 42 to move the substrate support 11 to the vicinity of the substrate window 35. After the substrate 110 on which the thin film such as the semiconductor active layer 130 is formed through the substrate window 35 is introduced into the chamber 30 and seated on the substrate support 11, the driving means 15 is controlled by the controller 42. The substrate support 11 is moved to an area to receive a signal from and irradiate a laser beam.

이 때, 챔버(30) 내의 분위기는 질소 공급 장치(21)를 통하여 조성됨과 동시에, 산소 공급 장치(22)를 통하여 조절된다. 기판부(100) 및 챔버(30) 내 분위기가 조성된 후, 기판(110)의 일면 상에 형성된 박막층으로서의 반도체 활성층(130) 에 레이저 광선이 조사된다. 즉, 레이저 발진기(41)로부터 생성된 레이저 광선은 슬릿(2), 광학 시스템(44) 및 반사 거울(45)을 거쳐 반도체 활성층(130)에 조사된다. At this time, the atmosphere in the chamber 30 is established through the nitrogen supply device 21 and controlled through the oxygen supply device 22. After the atmosphere in the substrate 100 and the chamber 30 is formed, a laser beam is irradiated onto the semiconductor active layer 130 as a thin film layer formed on one surface of the substrate 110. That is, the laser beam generated from the laser oscillator 41 is irradiated to the semiconductor active layer 130 via the slit 2, the optical system 44, and the reflecting mirror 45.

한편, 본 발명에 따른 반도체 활성층을 레이저 다결정화 과정이 실행되는 챔버(30) 내의 분위기는 질소 공급 장치(21)를 통하여 조성됨과 동시에, 산소 공급 장치(22)를 통하여 조절된다. 즉, 본 발명에 따른 반도체 활성층을 레이저 다결정화시키는 방법에 따르면, 종래 기술과 같이 단지 질소 분위기만을 조성하는 것이 아니라, 다결정의 결정화도를 증대시키고 결정화의 균일도를 증진시키기 위한 일방안으로 챔버 내 분위기 중 산소 함량(또는 산소 분율)의 최적화를 기하도록 하는데, 이러한 분위기 조성은 제어부(42; 또는 별도의 제어부)로부터 입력받은 신호에 의하여 각각의 공급 장치(21, 22)가 작동함으로써 이루어진다.On the other hand, the atmosphere in the chamber 30 in which the laser polycrystallization process of the semiconductor active layer according to the present invention is performed is formed through the nitrogen supply device 21 and controlled through the oxygen supply device 22. That is, according to the method for laser polycrystallizing the semiconductor active layer according to the present invention, the oxygen in the atmosphere in the chamber as a way to increase the crystallinity of the polycrystals and to improve the uniformity of the crystallization, as well as to not only create a nitrogen atmosphere as in the prior art To optimize the content (or oxygen fraction), such an atmosphere is formed by operating the respective supply devices 21 and 22 by a signal input from the controller 42 (or a separate controller).

챔버 내 분위기의 적절한 산소 함량, 즉, 반도체 활성층의 결정화도를 증진시키되, 결정화의 균일성을 유지할 수 있을 정도의 산소 함량을 유지하는 것이 중요하다. 한편으로는, 분위기 내에 극미량의 산소가 함유되는 경우 원하는 결정화 증진을 이루기 어렵고, 또한 산소 함량을 제어하기 어렵다는 점에서 분위기 내 산소 함량은 0.1% 이상인 것이 바람직하다.It is important to enhance the appropriate oxygen content of the atmosphere in the chamber, that is, the crystallinity of the semiconductor active layer, while maintaining an oxygen content sufficient to maintain uniformity of crystallization. On the other hand, when a very small amount of oxygen is contained in the atmosphere, the oxygen content in the atmosphere is preferably 0.1% or more because it is difficult to achieve the desired crystallization enhancement and the oxygen content is difficult to control.

다른 한편으로, 분위기 내에 과도한 산소가 함유되는 경우, 예를 들어 레이저 광선에 의하여 용융된 후 결정화 과정에서 산소와의 과도한 반응으로 인한 결정화 방해가 이루어질 수도 있는데, 이러한 점을 고려하여 분위기 내 적절한 산소 함량은 20% 미만 인 것이 바람직하다. On the other hand, when excessive oxygen is contained in the atmosphere, for example, the crystallization may be hindered by excessive reaction with oxygen in the crystallization process after melting by, for example, a laser beam. Is preferably less than 20%.

본 발명에 따른 실시예로서, 챔버 내 분위기의 산소 함량을 변동시키면서 실험을 실시하였다. 실험은 챔버 내 압력 조건을 감압 조건, 즉 10Torr와 100Torr의 두 경우로 설정하였고, 분위기내 산소 함량을 0%, 2%, 5% 및 20%로 변동시키면서 실시되었다. As an embodiment according to the invention, the experiment was carried out while varying the oxygen content of the atmosphere in the chamber. The experiment was carried out by setting the pressure conditions in the chamber to two cases of reduced pressure conditions, that is, 10 Torr and 100 Torr, and changing the oxygen content in the atmosphere to 0%, 2%, 5% and 20%.

챔버 압력 조건: 10TorrChamber pressure condition: 10 Torr

도 2a 내지 도 2c에는 챔버 내 압력 조건을 10Torr로 설정하고, 분위기 내 산소 함량을 0%, 2%, 20%로 설정한 각각의 경우에 대하여 실시된 레이저 어닐링 후의 다결정화된 반도체 활성층의 SEM 이미지이다. 이들 도면은 동일한 배율로 촬영된 이미지이다.2A to 2C are SEM images of the polycrystalline semiconductor active layer after laser annealing performed for each case where the pressure condition in the chamber was set to 10 Torr and the oxygen content in the atmosphere was set to 0%, 2%, and 20%. to be. These figures are images taken at the same magnification.

도 2a는 질소로만 형성된 분위기에서 레이저 어닐링된 반도체 활성층의 표면을 나타내고, 도 2b는 산소 함량이 2%인 분위기에서 레이저 어닐링된 반도체 활성층의 표면을 나타내는데, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 반도체 활성층의 결정화 정도가 확연하게 차이가 생긴다는 점과, 형성된 결정화의 균일도도 거의 전 표면에 대하여 고르다는 것을 알 수 있다. 도 2c에는 산소 함량이 20%인 분위기에서 레이저 어닐링된 반도체 활성층의 표면을 나타내는 SEM 이미지가 도시되는데, 결정립(grain)의 크기 및 결정화도의 변화는 거의 없다는 것을 알 수 있다. 도 2b 및 도 2c에는 결정립의 균일성에 있어 약간 차이가 있어 보이는 듯 하나, 이는 반복적인 실험 측면에서 오차 범위 내에 있다. 본 발명에 따라 실시된 반도체 활성층의 경우, 결정립의 크기, 즉 결정립의 면적을 원으로 표시하였을 때의 유효 반경은 약 250㎚ 이상일 수 있다. FIG. 2A shows the surface of the laser annealed semiconductor active layer in an atmosphere formed only of nitrogen, and FIG. 2B shows the surface of the laser annealed semiconductor active layer in an atmosphere having an oxygen content of 2%. It can be seen that the degree of crystallization is clearly different, and that the uniformity of the crystallization formed is even over the entire surface. 2C shows an SEM image showing the surface of the laser annealed semiconductor active layer in an oxygen content of 20%. It can be seen that there is little change in grain size and crystallinity. 2b and 2c seem to show a slight difference in grain uniformity, but this is within the margin of error in terms of repeated experiments. In the case of the semiconductor active layer according to the present invention, the effective radius when the size of the crystal grains, that is, the area of the crystal grains is indicated by a circle may be about 250 nm or more.

챔버 압력 조건: 100TorrChamber Pressure Condition: 100Torr

도 3a 내지 도 3c에는 챔버 내 압력 조건을 100Torr로 설정하고, 분위기 내 산소 함량을 0%, 2%, 5%로 설정한 각각의 경우에 대하여 실시된 레이저 어닐링 후의 다결정화된 반도체 활성층의 SEM 이미지이다. 이들 도면은 동일한 배율로 촬영된 이미지이다.3A to 3C show SEM images of the polycrystalline semiconductor active layer after laser annealing performed for each case in which the pressure condition in the chamber was set to 100 Torr and the oxygen content in the atmosphere was set to 0%, 2%, and 5%. to be. These figures are images taken at the same magnification.

도 3a는 질소로만 형성된 분위기에서 레이저 어닐링된 반도체 활성층의 표면을 나타내고, 도 3b는 산소 함량이 2%인 분위기에서 레이저 어닐링된 반도체 활성층의 표면을 나타내는데, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 반도체 활성층의 결정화 정도가 확연하게 차이가 생긴다는 점과, 형성된 결정화의 균일도도 거의 전 표면에 대하여 고르다는 것을 알 수 있다. 도 3c에는 산소 함량이 5%인 분위기에서 레이저 어닐링된 반도체 활성층의 표면을 나타내는 SEM 이미지가 도시되는데, 결정립(grain)의 크기 및 결정화도의 변화는 거의 없다는 것을 알 수 있다. 이들의 경우도, 도 2b 및 도 2c의 경우와 마찬가지로 결정립의 크기, 즉 결정립의 면적을 원으로 표시하였을 때의 유효 반경이 약 250㎚ 이상일 수 있다.FIG. 3A shows the surface of the laser annealed semiconductor active layer in an atmosphere formed only of nitrogen, and FIG. 3B shows the surface of the laser annealed semiconductor active layer in an atmosphere having an oxygen content of 2%, as can be seen in the figure. It can be seen that the degree of crystallization is clearly different, and that the uniformity of the crystallization formed is even over the entire surface. 3C shows an SEM image showing the surface of the laser annealed semiconductor active layer in an atmosphere having an oxygen content of 5%. It can be seen that there is little change in grain size and crystallinity. Also in these cases, as in the case of FIGS. 2B and 2C, the effective radius when the size of the crystal grains, that is, the area of the crystal grains is indicated by a circle may be about 250 nm or more.

결정화도 산출Crystallinity calculation

이러한 실험 결과로부터 각각의 결정화도, 즉 결정질 피크 대 비정질 피크의 비율을 도출하기 위한 일 방안으로 라만 스펙트럼(raman spectrum)을 이용한다. 도 4a 및 도 4b에는 상기 실험 중 압력 조건을 100Torr로 설정하고, 질소 분위기 및 산소 함량 2%의 분위기에서 실행된 다결정화 박막의 라만 스펙트럼이 도시된다. 각각의 도표에서 선 2a는 원 데이터를 의미하고, 선 2a'와 선 2a"는 각각 선 2a의 원 데이터로부터 디컨벌루션된 결정질 피크를 갖는 결정질 데이터와 비정질 피크를 갖는 비정질 데이터를 의미한다. The Raman spectrum is used as a method for deriving each crystallinity, ie, the ratio of crystalline peaks to amorphous peaks, from the experimental results. 4A and 4B show the Raman spectra of the polycrystalline thin film, which was set in a pressure condition of 100 Torr during the above experiment and carried out in an atmosphere of nitrogen and oxygen of 2%. In each plot, line 2a refers to raw data, and lines 2a 'and 2a "refer to crystalline data having crystalline peaks and amorphous data deconvolved from the raw data of line 2a, respectively.

질소 분위기에서 실행된 다결정화 박막의 경우, 선 2a"의 비정질 피크의 폭은 선 2a'의 결정질 피크의 폭에 비하여 상당히 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 이 경우 결정화도는 상당히 작다는 것을 알 수 있다. 반면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 산소 함량 2%의 분위기에서 실행된 다결정화 박막의 경우, 선 3a"의 비정질 피크의 폭은 선 3a'의 결정질 피크의 폭에 비하여 크다지 크지 않다는 것을 알 수 있다. 즉, 이 경우 결정화도는 상당히 크다는 것을 알 수 있다. In the case of the polycrystalline thin film run in a nitrogen atmosphere, it can be seen that the width of the amorphous peak of the line 2a "is considerably larger than the width of the crystalline peak of the line 2a '. That is, the crystallinity is very small in this case. On the other hand, as shown in Fig. 4B, in the case of the polycrystalline thin film carried out in the atmosphere having an oxygen content of 2%, the width of the amorphous peak of the line 3a "is not large or large compared with the width of the crystalline peak of the line 3a '. Able to know. In other words, it can be seen that the crystallinity is quite large in this case.

상기한 실험들로부터 얻은 반도체 활성층에 대한 라만 스펙트럼으로부터 얻어진 결정화도는 도 5에 도시되어 있다. 이로부터, 챔버 내 압력 조건은 질소 분위기에서만 실행되는 경우를 제외하고, 분위기 내 산소가 포함된다면, 반도체 활성층의 다결정화에 큰 영향을 미치지 않는다는 점을 확인할 수 있다. 또한, 분위기 내 산소 함량이 증대될수록 결정화도도 증가(혹은 약간 감소)하지만, 이는 거의 오차 범위 내에 포함된다는 점에서, 분위기 내 산소 함량이 20% 이상이 되면 결정화도 증대는 거의 포화된다는 점을 알 수 있다. 오히려, 상기한 바와 같이 산소 함량이 20% 이상이 되면 결정화도를 저해하거나 또는 균일도를 저해할 수도 있다. The crystallinity obtained from the Raman spectrum for the semiconductor active layer obtained from the above experiments is shown in FIG. 5. From this, it can be seen that the pressure conditions in the chamber do not have a great influence on the polycrystallization of the semiconductor active layer if oxygen in the atmosphere is included, except that the pressure conditions in the chamber are executed only in the nitrogen atmosphere. In addition, as the oxygen content in the atmosphere increases, the degree of crystallinity increases (or slightly decreases), but since it is almost within the error range, it can be seen that the increase in crystallinity is almost saturated when the oxygen content in the atmosphere is 20% or more. . Rather, as described above, when the oxygen content is 20% or more, the degree of crystallinity may be inhibited or uniformity may be inhibited.

본 발명의 다른 일실시예로서, 본 발명에 따른 반도체 활성층은 다양한 제품에 사용될 수 있는데, 그 중에서도 TFT층을 구비하는 평판 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. As another embodiment of the present invention, the semiconductor active layer according to the present invention can be used in a variety of products, inter alia, can be used in a flat panel display device having a TFT layer.

예를 들어, 본 발명에 따른 반도체 활성층은, 도 6a에 도시된 바와 같이, 기 판(110) 및 밀봉 기판(200), 이들 기판을 밀봉하는 밀봉재(300), 및 밀봉재(300)를 통하여 기판(110) 및 밀봉 기판(200) 사이에 밀봉된 디스플레이 영역과 전기적 소통이 이루어지는 수평 구동 회로부와 같은 전기 요소(400) 및 배선부(700) 등으로 구성되는 전계 발광 디스플레이 장치에 구비될 수도 있다. For example, the semiconductor active layer according to the present invention, as shown in Figure 6a, the substrate 110 and the sealing substrate 200, the sealing material 300 for sealing these substrates, and the substrate through the sealing material 300 The display device may be provided in an electroluminescent display device composed of an electrical element 400 such as a horizontal driving circuit part and a wiring part 700, etc., in which electrical communication is made between the display area sealed between the 110 and the sealing substrate 200.

도 6b에는 도 6a의 전계 발광 디스플레이 장치 일부 화소의 단면도를 도시한다. 기판(110)의 일면 상에는 버퍼층(120)과, 반도체 활성층(130), 게이트 전극층(150), 소스/드레인 전극층(170a,b), 이들 각각의 층 사이에 배치되는 게이트 절연층(140), 중간층(160) 등의 절연층으로 구성되는 TFT 층이 배치될 수도 있다. 소스/드레인 전극층(170a,b)의 일면 상에는 보호층(180)이 형성되고, 보호층(180)의 일측에 형성된 비아홀(181)을 통하여 제 1 전극층(190)이 배치된다. 보호층(180)의 상부에는 화소 정의층(191)이 형성될 수 있는데, 제 1 전극층(190)에 해당 영역에는 개구 영역(194)이 배치된다. 개구 영역(194)으로 제 1 전극층(190)의 일면 상에는 발광층 등을 구비하는 전계 발광부(192)이 형성되고, 그 상부에 제 2 전극층(193)이 전면 증착될 수도 있다. 이러한 전계 발광 디스플레이 장치에 있어서, 게이트 전극(150)에 인가되는 전기적 신호에 의하여 채널의 통전이 이루어지는 반도체 활성층(130)을 본 발명에 따라 다결정화된 박막으로 구성할 수도 있다.FIG. 6B is a cross-sectional view of some pixels of the EL display device of FIG. 6A. On one surface of the substrate 110, the buffer layer 120, the semiconductor active layer 130, the gate electrode layer 150, the source / drain electrode layers 170a and b, the gate insulating layer 140 disposed between the respective layers, A TFT layer composed of an insulating layer such as the intermediate layer 160 may be disposed. The passivation layer 180 is formed on one surface of the source / drain electrode layers 170a and b, and the first electrode layer 190 is disposed through the via hole 181 formed on one side of the passivation layer 180. The pixel defining layer 191 may be formed on the passivation layer 180, and an opening region 194 is disposed in the corresponding region on the first electrode layer 190. An electroluminescent part 192 including a light emitting layer or the like may be formed on one surface of the first electrode layer 190 as the opening region 194, and the second electrode layer 193 may be entirely deposited on the top surface thereof. In the electroluminescent display device, the semiconductor active layer 130 through which the channel is energized by an electrical signal applied to the gate electrode 150 may be formed of a polycrystalline thin film according to the present invention.

하지만, 본 발명이 유기/무기 전계 발광 디스플레이 장치에 한정되지는 않는다. 즉, 반도체 활성층을 구비하는 한도 내에서 액정 디스플레이 장치에도 적용될 수 있는 등, 다양하게 변형이 가능하다.However, the present invention is not limited to the organic / inorganic electroluminescent display device. That is, various modifications are possible, such as being applicable to a liquid crystal display device within the limit provided with a semiconductor active layer.

한편, 다시 본 발명에 따른 결정화 공정을 살펴보면, 레이저 어닐링 공정을 통한 결정화도 증대와 더불어 사전 설정된 정도의 표면 조도가 요구되는 경우 분위기 내 산소 함량이 더욱 한정될 수 있다. 도 7에는 본 발명에 따라, 챔버 내 압력 조건을 10Torr 및 100Torr로 설정하고, 분위기 내 산소 함량이 20% 미만인 경우들에 대한 다결정화된 반도체 활성층의 표면 조도가 도시되어 있다. 분위기 내 산소 함량이 증대될수록 표면 조도가 증대하되, 산소 함량이 약 10% 정도에서 포화된다는 것을 알 수 있다. 추후 공정시 필요한 적절한 공정 마진을 확보하고, 브레이크다운 전압의 감소 등과 같은 열화를 방지하기 위하여 조도는 130Å이하인 것이 바람직하므로, 분위기 내 산소 함량은 2% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 하지만, 도 5에 도시된 결정화도 도표에서 알 수 있듯이, 분위기 내 산소 함량이 과소한 경우, 원하는 크기의 결정립을 형성하기 어렵고, 원하는 결정화도를 이루기도 어려울 뿐만 아니라, 챔버 내로 산소의 유입 제어가 난해하다. 따라서, 본 발명에 따른 레이저 결정화를 통하여 반도체 활성층의 질소 분위기에서 얻는 결정화도보다 큰 결정화도를 얻되, 250㎚ 이상의 결정립 크기 및 130Å 이하의 표면 조도 등 만족시키도록, 분위기 내 산소 함량은 0.1% 이상인 것이 바람직하다.On the other hand, when looking again at the crystallization process according to the present invention, the oxygen content in the atmosphere may be further limited if the crystallinity is increased through the laser annealing process and a predetermined degree of surface roughness is required. FIG. 7 shows the surface roughness of the polycrystalline semiconductor active layer for cases in which the pressure conditions in the chamber are set to 10 Torr and 100 Torr and the oxygen content in the atmosphere is less than 20%, in accordance with the present invention. As the oxygen content in the atmosphere is increased, the surface roughness is increased, but the oxygen content is saturated at about 10%. Since the roughness is preferably 130 kPa or less in order to secure an appropriate process margin necessary for later processing and to prevent degradation such as a decrease in breakdown voltage, the oxygen content in the atmosphere is more preferably 2% or less. However, as can be seen from the crystallinity diagram shown in Figure 5, when the oxygen content in the atmosphere is too small, it is difficult to form the crystal grain of the desired size, it is difficult to achieve the desired crystallinity, and difficult to control the inflow of oxygen into the chamber. . Therefore, the crystallization degree greater than the crystallinity obtained in the nitrogen atmosphere of the semiconductor active layer is obtained through laser crystallization according to the present invention, but the oxygen content in the atmosphere is preferably 0.1% or more to satisfy the grain size of 250 nm or more and the surface roughness of 130 GPa or less. Do.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. The present invention having the above-described configuration can obtain the following effects.

본 발명에 따른, 레이저 조사에 의한 반도체 활성층 결정화 방법은, 레이저 조사시 산소를 포함한 분위기, 특히 산소 함량 20% 미만의 분위기에서 레이저 결정화를 실시함으로써, 결정화의 균일도가 유지됨과 동시에 결정화도가 증대된 다결정 박막층으로서의 반도체 활성층을 제공할 수 있다. In the method of crystallizing a semiconductor active layer by laser irradiation according to the present invention, the laser crystallization is carried out in an atmosphere containing oxygen during laser irradiation, particularly in an atmosphere having an oxygen content of less than 20%, thereby maintaining a uniformity of crystallization and increasing polycrystallization. The semiconductor active layer as a thin film layer can be provided.

또한, 사전 설정된 양의 산소를 함유한 분위기에서 레이저 어닐링을 실시함으로써, 결정립의 평균 유효 길이가 250㎚ 이상인 다결정 반도체 활성층을 제공할 수 있고, 또한 이러한 다결정 반도체 활성층로 구성된 TFT층을 구비하는 평판 디스플레이 장치, 특히 전계 발광 디스플레이 장치를 제공할 수도 있다. Further, by performing laser annealing in an atmosphere containing a predetermined amount of oxygen, it is possible to provide a polycrystalline semiconductor active layer having an average effective length of crystal grains of 250 nm or more, and a flat panel display having a TFT layer composed of such a polycrystalline semiconductor active layer. A device, in particular an electroluminescent display device, may be provided.

또한, 2% 이하의 산소를 함유하는 분위기에서 레이저 다결정화를 실시함으로써, 결정립의 평균 유효 길이 증대 및 결정화도 증대와 동시에, 표면 조도의 증대로 인한 브레이크다운 전압의 감소와 같은 열화 현상을 방지할 수 있는 반도체 활성층, 또는 이를 갖는 TFT층을 구비하는 평판 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. In addition, by performing laser polycrystallization in an atmosphere containing 2% or less of oxygen, deterioration such as reduction in breakdown voltage due to increase in surface roughness and increase in average effective length of crystal grains and increase in surface roughness can be prevented. A flat panel display device having a semiconductor active layer or a TFT layer having the same can be provided.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 기술되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 이하 첨부되는 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해질 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. . Accordingly, the protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (5)

반도체 활성층을 다결정화시키기 위하여 레이저 조사 단계를 구비하는 반도체 활성층 결정화 방법에 있어서,In the semiconductor active layer crystallization method comprising the step of irradiating the laser to polycrystalline the semiconductor active layer, 상기 레이저 조사 단계가 실행되는 분위기는 산소를 함유하되, 상기 분위기의 산소 함유량은, 결정화된 상기 반도체 활성층이 130Å의 사전 설정 표면 조도(roughness) 이하의 값을 갖도록 하는 사전 설정 산소 함유량인 것을 특징으로 하는 반도체 활성층 결정화 방법.The atmosphere in which the laser irradiation step is carried out contains oxygen, wherein the oxygen content of the atmosphere is a predetermined oxygen content such that the crystallized semiconductor active layer has a value of less than or equal to a predetermined surface roughness of 130 kPa. A semiconductor active layer crystallization method. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 사전 설정 산소 함유량은 2% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 활성층 결정화 방법.And said predetermined oxygen content is 2% or less. 레이저 조사에 의해 결정화되는 반도체 활성층에 있어서,In the semiconductor active layer crystallized by laser irradiation, 결정화된 상기 반도체 활성층이 130Å의 사전 설정 표면 조도 이하의 조도를 갖기 위한 사전 설정된 산소 분위기하에서 레이저 다결정화되는 것을 특징으로 하는 반도체 활성층.And wherein the semiconductor active layer crystallized is laser polycrystallized under a predetermined oxygen atmosphere to have an illuminance below a predetermined surface roughness of 130 kPa. 삭제delete 레이저 조사에 의해 결정화되는 반도체 활성층을 구비하는 평판 디스플레이 장치에 있어서,A flat panel display device comprising a semiconductor active layer crystallized by laser irradiation, 결정화된 상기 반도체 활성층이 130Å의 사전 설정 표면 조도 이하의 값을 갖도록, 상기 반도체 활성층은 제 1항의 방법에 의한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.A flat panel display device characterized in that the semiconductor active layer is obtained by the method of claim 1 so that the crystallized semiconductor active layer has a value of less than or equal to a predetermined surface roughness of 130 kPa.
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