KR20010112417A - Method and device for treating thin layers of amorphous silicon - Google Patents

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스뗄르 로베르
쏘시에떼 드 프로딕시옹 에 드 리쉐르슈 아쁠리께
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Abstract

본 발명은 수소화된 비정질 실리콘 박막의 선택된 물리 화학적 성질을 수정하기 위하여, 에너지 입력에 의하여 상기 박막을 처리하는 분야에 관계된다. 본 발명은 비정질 실리콘의 광학적 흡수 밴드 내에 놓이는 파장의 복사선을 방출하기에 적합하고 50 ns 내지 500 ns 동안 지속되는 처리 펄스를 생산할 수 있는 광원으로 상기 박막을 조사하는 단계를 포함하는 것이 특징이다. 이에 의하여 상기 박막의 전자 이동도(μ)를 1.5배 내지 10배 증가시킬 수 있다.The present invention relates to the field of treating the thin film by energy input in order to modify the selected physicochemical properties of the hydrogenated amorphous silicon thin film. The invention is characterized in that it comprises irradiating the thin film with a light source suitable for emitting radiation of wavelengths lying within the optical absorption band of amorphous silicon and capable of producing a processing pulse lasting from 50 ns to 500 ns. As a result, the electron mobility μ of the thin film may be increased by 1.5 to 10 times.

Description

비정질 실리콘 박막의 처리 방법 및 처리 장치{Method and device for treating thin layers of amorphous silicon}Method and device for treating thin layers of amorphous silicon

비정질 실리콘 박막을 사용하는 전자 부품과 특히 활성 액정 매트릭스를 이용하는 평판 스크린용 트랜지스터를 생산하기 위해서는, 소정의 물질로 이루어진 기판 상에 적어도 하나의 비정질 실리콘 박막, 특히 수소화된 비정질 실리콘 박막을 증착하는 단계를 포함하는 첫 단계가 수행되는 것이 일반적이다. 이렇게 증착된 박막은 일부 실리콘 원자가 수소 원자와 전자 결합을 공유하는 결정 구조를 가지고 있다.In order to produce an electronic component using an amorphous silicon thin film and a transistor for a flat screen using an active liquid crystal matrix, in particular, depositing at least one amorphous silicon thin film, in particular a hydrogenated amorphous silicon thin film, on a substrate made of a predetermined material It is common for the first step to be performed. The deposited thin film has a crystal structure in which some silicon atoms share an electron bond with a hydrogen atom.

이러한 결정 구조의 불리한 점은 이것의 전자 이동도가 낮다는 점이다. 특히 앞서 언급한 적용 분야에서, 예를 들어 평판 스크린의 크기를 증가시키고자 할 때에는 전자 이동도를 증가시킬 것이 권고된다.The disadvantage of this crystal structure is that its electron mobility is low. In particular in the aforementioned applications, it is recommended to increase the electron mobility, for example when trying to increase the size of a flat screen.

전자 이동도를 증가시키기 위하여, 첫 단계에서 수소화된 비정질 실리콘 박막을 어닐링하는 것이 알려져 있다. 어닐링동안 기판은 약 2 내지 5 시간 동안 400℃ 가까이 가열되기 때문에, 수소가 상기 박막으로부터 탈착된다. 이러한 어닐링 단계 다음에는 비정질 실리콘을 신속하게 용융하기 위해 상기 박막에 광원, 일반적으로 레이저 소스를 조사하는 단계를 수행한다. 그러면 비정질 실리콘은 응고되고 부분적으로 결정화된다. 통상 이용되는 레이저는 그 길이가 50 ns를 넘지 않는 펄스를 방출한다.In order to increase the electron mobility, it is known to anneal the hydrogenated amorphous silicon thin film in the first step. During annealing, the substrate is heated to near 400 ° C. for about 2 to 5 hours, so that hydrogen desorbs from the thin film. This annealing step is followed by irradiating the thin film with a light source, typically a laser source, to quickly melt the amorphous silicon. The amorphous silicon then solidifies and partially crystallizes. Commonly used lasers emit pulses whose length does not exceed 50 ns.

그렇지만 이러한 공지된 방법에서는, 낮은 단가때문에 평판 스크린용 기판으로 적합한 플라스틱과 같은 물질이 이러한 처리를 견딜 수 없다는 점에서 불리하다.However, in this known method, it is disadvantageous in that a material such as plastic, which is suitable as a substrate for flat screens, cannot withstand such a treatment because of its low cost.

앞에서 설명한 바와 같이 레이저 조사를 사용하는 공지의 방법에 관한 다른 불리한 점은 전자 이동도가 일반적으로 50배 가까이나 그 이상으로 증가된다는 데에 있다. 이것은 처리된 박막이 상당히 결정화되었기 때문이다. 이러한 전자 이동도는 누설전류를 야기하므로, 이를 감소시키기 위해서는 트랜지스터의 구조를 수정할 것이 권고되어진다. 예를 들어, 이러한 누설전류를 제한할 수 있는 추가적인 박막을 증착하는 방법에 의할 수 있다.Another disadvantage of the known method of using laser irradiation as described above is that the electron mobility is generally increased to near 50 times or more. This is because the treated thin film is crystallized considerably. Since this electron mobility causes leakage current, it is recommended to modify the structure of the transistor to reduce it. For example, it may be by a method of depositing an additional thin film that can limit such leakage current.

비정질 실리콘 박막의 적어도 하나의 선택된 물리 화학적 성질을 수정하기 위하여 에너지를 주입하는 다른 타입도 알려져 있다. 이것은 선택된 파장 범위의 복사선(박막을 승온시키기 위한 자외선과 혹은 기판을 승온시키기 위한 적외선)을 방출하는 하나 이상의 램프로 상기 박막에 조사하는 단계를 포함한다. 이러한 램프로부터의 펄스 길이는 실제로는 500 ns보다 작을 수는 없다. 따라서, 상기 박막의 온도는 수 초 동안 대략 1200 ℃까지 상승된다. 앞서 지적한 바와 같이, 유리와 플라스틱 물질의 대부분은 이들이 비록 기판용 물질로 바람직하기는 하나, 이러한 온도를 견딜 수 없다.Other types of injecting energy to modify at least one selected physicochemical property of an amorphous silicon thin film are also known. This involves irradiating the thin film with one or more lamps that emit radiation in the selected wavelength range (ultraviolet rays for raising the thin film and infrared rays for raising the substrate). The pulse length from this ramp cannot actually be less than 500 ns. Thus, the temperature of the thin film is raised to approximately 1200 ° C. for several seconds. As pointed out above, most of the glass and plastic materials cannot withstand these temperatures, although they are preferred as substrate materials.

본 발명은 비정질 실리콘 박막을 사용하는 전자 부품의 처리에 관한 것이다. 본 발명은 일반적으로, 비정질 실리콘 박막을 사용하는 전자 부품과 특히 활성 액정 매트릭스를 이용하는 평판 스크린용 트랜지스터의 생산에 적용된다.The present invention relates to the treatment of electronic components using amorphous silicon thin films. The present invention is generally applied to the production of electronic components using amorphous silicon thin films and especially flat screen transistors using an active liquid crystal matrix.

도 1a는 처리되지 않은 수소화된 비정질 실리콘에서의 SiH2결합의 선형 체인 원자 배열을 나타내는 도면이다.1A is a diagram showing the linear chain atomic arrangement of SiH 2 bonds in untreated hydrogenated amorphous silicon.

도 1b는 본 발명의 방법에 따라 처리된 수소화된 비정질 실리콘에서의 SiH 결합의 평면상 원자 배열을 나타내는 도면이다.FIG. 1B shows a planar atomic arrangement of SiH bonds in hydrogenated amorphous silicon treated according to the method of the present invention. FIG.

도 2는 물질의 전자 이동도(y축)를 증가시키기 위하여 비정질 실리콘에 공급해야 할 에너지(x축)를 나타내는 그래프로서, 비정질 연속체에서의 결정화된 실리콘 그레인의 크기를 양적으로 나타낸다.FIG. 2 is a graph showing the energy (x-axis) to be supplied to amorphous silicon in order to increase the electron mobility (y-axis) of the material, quantitatively indicating the size of the crystallized silicon grain in the amorphous continuum.

도 2a는 본 발명에 따라 결정화된 실리콘에서의 그레인 밀도와 크기를 나타내는 도면이다.FIG. 2A shows the grain density and size in silicon crystallized in accordance with the present invention. FIG.

도 2b는 비정질 실리콘을 부분적으로 결정화시키는 공지의 방법에 의해 얻어진 정질 실리콘에서의 그레인 크기와 모양을 나타내는 도면이다.FIG. 2B shows the grain size and shape in crystalline silicon obtained by a known method of partially crystallizing amorphous silicon.

도 3은 비정질 실리콘 반도체 박막을 기본으로 하고, 활성 평판 스크린 매트릭스로 집적되어질 트랜지스터의 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing a structure of a transistor based on an amorphous silicon semiconductor thin film and integrated into an active flat panel matrix.

도 4는 본 발명이 적용되어 생산되는 트랜지스터의 상세한 구조를 나타내는도면이다.4 is a view showing a detailed structure of a transistor produced by applying the present invention.

도 5는 비정질 실리콘 박막을 조사하여 처리하기 위한 본 발명에 따른 장치를 나타내는 도면이다.5 shows an apparatus according to the invention for irradiating and treating an amorphous silicon thin film.

도 6은 비정질 실리콘의 흡수 곡선을 나타내는 도면이다.6 is a view showing an absorption curve of amorphous silicon.

도 7은 시간에 대한 광 펄스의 프로파일을 나타내는 도면으로서, 본 발명에 따른 장치에 속하는 광원으로부터의 것은 실선이고, 공지의 장치에 속하는 레이저 소스로부터의 것은 점선이다.7 shows a profile of a light pulse with respect to time, with solid lines from light sources belonging to the device according to the invention and dashed lines from laser sources belonging to known devices.

본 발명은 이러한 문제점들에 대한 해결 방법을 제공한다.The present invention provides a solution to these problems.

본 발명은 a) 소정의 물질로 이루어진 기판 상에 증착되고 실리콘 이외의 선택된 원소를 포함하는 적어도 하나의 비정질 실리콘 박막을 얻는 단계; 및The present invention comprises the steps of: a) obtaining at least one amorphous silicon thin film deposited on a substrate of a predetermined material and comprising selected elements other than silicon; And

b) 상기 박막의 적어도 하나의 선택된 물리 화학적 성질을 수정하기 위하여 에너지를 인가함으로써 이렇게 얻어진 박막을 처리하는 단계를 포함하는 방법을 망라한다.b) processing the thin film thus obtained by applying energy to modify at least one selected physicochemical property of the thin film.

본 발명의 일반적 정의에서, 상기 처리 단계 b)는 b1) 적어도 비정질 실리콘의 광학적 흡수 밴드 내에 놓이는 파장의 복사선을 방출하기에 적합하고 적어도 50 ns 내지 500 ns의 길이의 처리 펄스를 생산할 수 있는 광원(light source)을 제공하는 단계; 및In a general definition of the invention, said processing step b) is a light source (b1) suitable for emitting radiation of wavelengths lying at least within an optical absorption band of amorphous silicon and capable of producing a processing pulse of length of at least 50 ns to 500 ns ( providing a light source; And

b2) 박막의 전자 이동도를 실질적으로 1.5배 내지 10배 증가시키기 위하여, 상기 원소를 포함하는 비정질 실리콘 박막을 상기 광원으로 조사(illuminating)하는 단계를 포함한다.b2) illuminating the amorphous silicon thin film containing the element with the light source to substantially increase the electron mobility of the thin film by 1.5 to 10 times.

이 처리 단계는 상기 박막이 예를 들어 수소와 같은 실리콘 이외의 원소를 포함하는 경우에도 유리하게 수행될 수 있다. 이렇게 처리된 박막은 실리콘이 매우 적게 결정화되거나 전혀 결정화되지 않은 결정 구조를 가지며, 이러한 구조에 따른 전자 이동도는 초기의 수소화된 비정질 실리콘의 전자 이동도의 3배 가량 증가되므로, 활성 액정 매트릭스를 사용하는 평판 스크린용 트랜지스터의 생산에 적용하기에 충분하다. 또한, 공지의 생산 방법이 포함하는 어닐링 단계가 생략되는 장점이 있다. 따라서, 비정질 실리콘층은 증착된 다음, 증착 장비에서 분리되자마자 처리될 수 있다.This treatment step can be advantageously carried out even if the thin film comprises elements other than silicon, such as for example hydrogen. The thin film thus treated has a crystal structure in which very little or no crystallization of silicon is carried out, and the electron mobility according to this structure is increased by about three times the electron mobility of the initial hydrogenated amorphous silicon. Is sufficient for the production of transistors for flat screens. In addition, there is an advantage that the annealing step included in the known production method is omitted. Thus, the amorphous silicon layer can be deposited and then processed as soon as it is separated from the deposition equipment.

본 발명의 중요한 특징에 따르면, 시간에 대한 상기 처리 펄스의 프로파일이 실질적으로 20 ns 내지 250 ns의 반가-높이 폭(half-height width)을 보인다. 또한, 실질적으로 5 ns 내지 70 ns의 증가시간과 실질적으로 15 ns 내지 200 ns의 감쇠시간을 갖는다.According to an important feature of the invention, the profile of the treatment pulse with respect to time exhibits a half-height width of substantially 20 ns to 250 ns. It also has an increase time of substantially 5 ns to 70 ns and a decay time of substantially 15 ns to 200 ns.

상기 처리 펄스의 길이는 예를 들어 200 ns의 수준이므로, 조사 전에 여전히 수소화된 비정질 실리콘을 포함하는 박막일지라도, 상기 박막의 전자 이동도를 약 3배 증가시킨다.Since the length of the processing pulse is, for example, at a level of 200 ns, even if the thin film still contains hydrogenated amorphous silicon before irradiation, the electron mobility of the thin film is increased by about three times.

실제로는, 상기 박막의 두께는 실질적으로 50 nm 내지 150 nm이고, 상기 광원의 에너지 밀도는 실질적으로 0.2 J/cm2내지 0.9 J/cm2이다. 상기 광원은 크세논과 염소를 사용하는 가스 엑시머 레이저이다. 상기 광원의 방출 파장은 308 nm에 근접한다.In practice, the thickness of the thin film is substantially 50 nm to 150 nm, and the energy density of the light source is substantially 0.2 J / cm 2 to 0.9 J / cm 2 . The light source is a gas excimer laser using xenon and chlorine. The emission wavelength of the light source is close to 308 nm.

본 발명은 또한, 예를 들어 수소와 같은 실리콘 이외의 선택된 원소를 포함하는 적어도 하나의 비정질 실리콘 박막을 포함하는 전자 부품과, 특히 활성 액정 매트릭스를 사용하는 평판 스크린용 트랜지스터의 제조에 전술한 방법을 적용하는 것과 관련이 있다.The invention also relates to the method described above in the manufacture of electronic components comprising at least one amorphous silicon thin film comprising selected elements other than silicon, for example hydrogen, and in particular for flat screen transistors using an active liquid crystal matrix. It is related to application.

본 발명은 또한, 상기 박막의 전자 이동도를 실질적으로 1.5배 내지 10배 증가시키기 위하여, 적어도 실질적으로 50 ns 내지 500 ns의 길이의 펄스로 비정질 실리콘의 광학적 흡수 밴드 내에 놓이는 파장의 복사선을 방출하기에 적합한 광원을 포함하는 장치와 관련이 있다.The present invention is also directed to emitting radiation of a wavelength that lies within the optical absorption band of amorphous silicon with pulses of at least substantially 50 ns to 500 ns in length to substantially increase the electron mobility of the thin film by 1.5 to 10 times. It relates to a device comprising a light source suitable for.

본 발명의 다른 장점과 특징은 후술하는 상세한 설명과 첨부한 도면들로부터 명백해질 것이다.Other advantages and features of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

후술하는 상세한 설명과 첨부된 도면들은 주로, 정해진 성질의 것을 망라한다. 따라서, 본 발명을 보다 잘 이해하게 할 뿐만 아니라, 필요한 경우 본 발명을 정의하는 것을 돕기도 한다.The following detailed description and the annexed drawings mainly cover those of defined nature. Thus, it not only makes the present invention better understood, but also helps define the present invention when necessary.

트랜지스터의 품질은 이동도 μ(cm2/Vs), 오프-상태 전류에 대한 온-상태 전류의 비 Ion/Ioff, 문턱전압 Vth(V), 문턱 아래에서의 손실 S(V/decade) 등의 기초적 파라메타들로부터 평가된다.The quality of transistors is mobility μ (cm 2 / Vs), the ratio of on-state current to off-state current I on / I off , threshold voltage V th (V), loss under threshold S (V / decade) ) Are evaluated from the basic parameters.

비정질 실리콘 트랜지스터는 일반적으로 열등한 트랜지스터로 여겨진다. 그것의 이동도는 0.3 내지 0.6 cm2/Vs 수준이고, 문턱 전압은 1 내지 2 V이며, Ion/Ioff는 106내지 108범위이다. 이렇게 비교적 열등한 성능 수치에도 불구하고, 10 내지 15 인치(25.4 내지 38.1 cm)의 대각선을 갖는 활성 액정 매트릭스를 사용하는 평판 스크린을 더한 수고없이 제조할 수 있다. 이러한 크기의 매트릭스는 400 내지 480 ×640 ×3 화소를 갖는 VGA(video graphic array) 표준 또는 1024 내지 1066 ×768 ×3 화소를 갖는 XGA(extended graphic array) 표준에 부합하는 모델과 양립할 수 있다. 이러한 타입의 스크린에서 화소의 피치는 일반적으로 0.3 mm에 근접하고, 각 피치 증분은 3개의 화소로 이루어진다.Amorphous silicon transistors are generally regarded as inferior transistors. Its mobility is on the level of 0.3 to 0.6 cm 2 / Vs, the threshold voltage is 1 to 2 V, and I on / I off is in the range of 10 6 to 10 8 . Despite these relatively inferior performance figures, flat screens using an active liquid crystal matrix having a diagonal of 10 to 15 inches (25.4 to 38.1 cm) can be manufactured without additional effort. This size matrix is compatible with models that conform to the video graphic array (VGA) standard with 400 to 480 x 640 x 3 pixels or the extended graphic array (XGA) standard with 1024 to 1066 x 768 x 3 pixels. In this type of screen the pitch of the pixels is generally close to 0.3 mm and each pitch increment consists of three pixels.

반면에, 이러한 트랜지스터들은 전자 이동도 μ가 낮기때문에, 만족할 만한 전기적 특성을 유지하기 위해서는 충분히 큰 면적(일반적으로 10 ㎛ ×10 ㎛)을 필요로 한다. 예를 들어, 이러한 스크린이 보다 넓게 도입되기 위해서는, 오로지 화소의 크기만 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 화소의 유용한 면적과 총면적의 비('어퍼쳐 레이쇼(aperture ratio)'라 함)가 감소된다. 그러면 스크린을 투과한 광은 들어간 에너지의 주어진 수준에 비해 실질적으로 낮아진다.On the other hand, since these transistors have a low electron mobility μ, they need a large enough area (typically 10 μm × 10 μm) to maintain satisfactory electrical characteristics. For example, in order for such a screen to be introduced more widely, only the size of the pixels can be reduced. As a result, the ratio of useful area and total area of the pixel (referred to as 'aperture ratio') is reduced. The light transmitted through the screen is then substantially lower than a given level of energy entered.

더구나, 스크린의 대각선 길이가 증가되면, 보통의 VGA 또는 XGA 스크린에서 얻을 수 있는 30Hz의 스크린 리프레쉬 속도를 가질 수 없을 것이다. 1 cm2/Vs의 이동도는 15 인치 대각선에 충분하다. 그러나 20 인치의 경우에는 이동도가 2 cm2/Vs에 근접해야 한다. 현재 공지된 수소화된 비정질 실리콘의 박막 트랜지스터는 이러한 이동도를 갖지 못한다.Moreover, if the diagonal length of the screen is increased, it may not have the screen refresh rate of 30 Hz that can be obtained from a normal VGA or XGA screen. The mobility of 1 cm 2 / Vs is sufficient for a 15 inch diagonal. However, for 20 inches, the mobility should be close to 2 cm 2 / Vs. Currently known thin film transistors of hydrogenated amorphous silicon do not have this mobility.

그러나, 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 전환시키는 것에 의하여 비정질 실리콘의 전자 이동도가 50배 가까이 또는 그 이상으로 증가되는 것이 알려져 있다. 일반적으로 사용되는 방법은, 박막형태의 수소화된 비정질 실리콘을 충분히 높은 온도(400 ℃ 부근)에서 2 내지 5 시간 동안 오븐 안에 두어, 물질에 초기에 존재하던 수소의 대부분을 탈착시키는 것을 포함한다. 이렇게 얻어진 비정질 실리콘에 실리콘의 일부가 결정화되기 충분한 에너지가 주입된다. 실제로는, 물질은 고에너지의 비교적 짧은 펄스(50 ns 부근)를 제공하는 레이저 소스로 조사된다. 이렇게 조사된 물질은 용융되고, 이어서 이것이 고상으로 변함에 따라 부분적으로 결정화된다. 전체적으로는 비정질 연속체에 실리콘의 미세결정으로 보여진다(도 2a).However, it is known that the electron mobility of amorphous silicon is increased to about 50 times or more by converting amorphous silicon into polycrystalline silicon. Commonly used methods include thin filmed hydrogenated amorphous silicon in an oven at sufficiently high temperatures (near 400 ° C.) for 2-5 hours to desorb most of the hydrogen initially present in the material. The amorphous silicon thus obtained is injected with sufficient energy to crystallize part of the silicon. In practice, the material is irradiated with a laser source that provides a high energy relatively short pulse (near 50 ns). The material so irradiated melts and then partially crystallizes as it turns into a solid phase. Overall, it is seen as microcrystals of silicon in an amorphous continuum (FIG. 2A).

얻어진 물질의 높은 이동도(적어도 50 cm2/Vs)로 인하여, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 Ion/Ioff는 실질적으로 증가된다. 그러면 누설전류때문에, 이러한 트랜지스터를 제조하는 방법에서는 추가적인 단계를 제공하는 것이 필수적이다.Due to the high mobility of the material obtained (at least 50 cm 2 / Vs), I on / I off of the polycrystalline silicon thin film transistor is substantially increased. Because of the leakage current then it is necessary to provide additional steps in the method of manufacturing such transistors.

특히, 출원인은 유리나 플라스틱 물질로 이루어진 기판 상에 증착될 수 있으면서도, 목표로 하는 전자 이동도를 위한 추가적인 절연막을 필요로 하지 않는, 높은 이동도(바람직하게 3 cm2/Vs 부근)의 수소화된 비정질 실리콘을 얻는 문제에 노력하였다.In particular, Applicants have a high mobility (preferably around 3 cm 2 / Vs) hydrogenated amorphous, which can be deposited on a substrate made of glass or plastic material, but does not require additional insulating films for the desired electron mobility. Efforts have been made to obtain silicon.

박막형태의 실리콘은 통상, 수소 또는 예를 들어 탄소와 같은 다른 선택된 원소 분위기에서 기상으로 증착된다. 그러나, 박막 트랜지스터를 생산하기 위해서, 좋은 등급의 비정질 실리콘은 일반적으로 수소 분위기에서의 증착에 의해 얻어진다. 이렇게 증착된 비정질 실리콘은 무시할 수 없을 정도의 양(10 내지 15 %)의 수소 원자를 포함하기 때문에, 물질에 댕글링 본드(전자로 포화되지 않은 격자 셀)를 남긴다. 수소화된 비정질 실리콘은 선택된 압력( 및 다른 원소들의 분압)과 온도조건 하에서 SiH4결합을 깨뜨리는 것에 의하여 얻어진다. 상기 박막은 실리콘 원자 일부가 수소 원자와 전자 결합을 공유하는 결정 구조를 갖는다(도 1a 및 도 1b).Thin film silicon is typically deposited in the gas phase in hydrogen or another selected elemental atmosphere, such as, for example, carbon. However, to produce thin film transistors, good grades of amorphous silicon are generally obtained by deposition in a hydrogen atmosphere. The amorphous silicon thus deposited contains a negligible amount (10-15%) of hydrogen atoms, leaving dangling bonds (lattice cells not saturated with electrons) in the material. Hydrogenated amorphous silicon is obtained by breaking SiH 4 bonds under selected pressure (and partial pressure of other elements) and temperature conditions. The thin film has a crystal structure in which a part of silicon atoms share an electron bond with a hydrogen atom (FIGS. 1A and 1B).

국부적으로, 처리되지 않은 수소화된 비정질 실리콘 박막은 도 1a에 나타낸 바와 같은 타입의 원자 배열을 갖는다. 도 1a에서는 SiH2결합의 선형 체인 타입을 볼 수 있다. 발명에 따른 충분히 긴(예를 들어 120 ns보다 긴) 펄스를 제공할 수 있는 레이저로부터의 에너지 입력은 국부적으로 SiH4결합을 깨뜨릴 수 있다. 그러면, 수소 원자 H는 실리콘 원자 Si와 재결합하여 SiH 타입의 결합을 형성하고, 이것은 도 1b에 나타낸 바와 같은 평면상 원자 배열을 만들어낸다. 선형 체인 원자 배열로부터 평면상 원자 배열로의 변화는 그 자체로서 물질의 전자 이동도를 증가시킨다. 실제, 본 발명에 따른 첫째 결과는 통상 0.2 내지 0.9 J/cm2의 에너지를 발산하는 엑시머 레이저로 처리되어야 할 막을 조사하는 것에 의하여 얻어진다. 이동도의 증가량은 1.5배에 근접한다.Locally, the unprocessed hydrogenated amorphous silicon thin film has an atomic arrangement of the type as shown in FIG. 1A. In Figure 1a we see a linear chain type of SiH 2 bond. The energy input from the laser capable of providing a sufficiently long pulse (e.g., longer than 120 ns) in accordance with the invention can locally break the SiH 4 bond. The hydrogen atom H then recombines with the silicon atom Si to form a SiH type bond, which produces a planar atomic arrangement as shown in FIG. 1B. The change from the arrangement of linear chain atoms to the arrangement of planar atoms in themselves increases the electron mobility of the material. Indeed, a first result according to the invention is obtained by irradiating a film to be treated with an excimer laser which usually emits energy of 0.2 to 0.9 J / cm 2 . The increase in mobility is close to 1.5 times.

게다가, 본 발명에 따라 긴 펄스를 제공하는 광원으로 수소화된 비정질 실리콘 박막을 조사하는 것은 그것의 폭발적 결정화를 장려하는 것에 의하여 물질의 전자 이동도를 더욱 증가시킬 수 있다. 여기서 "폭발적 결정화"는 비정질 실리콘의 매우 국부적인 결정화를 의미한다. 출원인은 사실 놀랍게도, 긴 지속시간(예를 들어 170 ns 수준이거나 그 이상)을 갖는 펄스를 제공하는 광원의 사용이 비정질 실리콘에서의 폭발적 결정화를 장려하는 것에 주목하였다. 이것은 비정질 실리콘이 수소나 탄소 타입의 외부 원자를 포함하는 경우에도 마찬가지였다.In addition, irradiating the hydrogenated amorphous silicon thin film with a light source providing a long pulse in accordance with the present invention can further increase the electron mobility of the material by encouraging its explosive crystallization. "Explosive crystallization" here means very localized crystallization of amorphous silicon. Applicants have, in fact, surprisingly noted that the use of light sources that provide pulses with long durations (eg 170 ns level or more) encourages explosive crystallization in amorphous silicon. This was also the case when amorphous silicon contained external atoms of hydrogen or carbon type.

이하에서는 도 2를 참조하여, 광의 형태로 공급되는 에너지 E의 함수로서 균일한 두께를 갖는 비정질 실리콘 박막의 거동을 결정학적 관점에서 설명하기로 한다. 그래프에서 x축은 물질이 부분적으로 결정화를 일으키도록 공급해야 할 광 에너지이고, y축은 물질에서의 전자 이동도의 로그값이다.Hereinafter, referring to FIG. 2, the behavior of an amorphous silicon thin film having a uniform thickness as a function of energy E supplied in the form of light will be described from a crystallographic point of view. In the graph, the x-axis is the light energy that must be supplied to cause the material to partially crystallize, and the y-axis is the logarithm of the electron mobility in the material.

상기 박막을 승온시키는 동안, 상기 비정질 실리콘은 적어도 부분적으로 용융된다. 냉각시키면, 그것은 응고하여 비정질 실리콘 베드 안에 파묻힌 결정화된 실리콘의 그레인을 형성한다. 물질의 전자 이동도는 재결정화된 실리콘의 비율에 따라 증가한다. 상기 그레인의 밀도와 크기로부터 상기 물질의 결정 구조에 관한 정량적 정보를 추출할 수 있다.While heating the thin film, the amorphous silicon is at least partially melted. Upon cooling, it solidifies to form grains of crystallized silicon embedded in the amorphous silicon bed. The electron mobility of the material increases with the proportion of recrystallized silicon. Quantitative information about the crystal structure of the material can be extracted from the density and size of the grain.

실선으로 표시된 곡선은 이동도의 로그값의 변화를 비정질 실리콘 박막에 공급된 에너지 E의 함수로서 나타낸 것이다. 점선으로 표시된 곡선은 전자 이동도의 로그값의 변화를 본 발명에 따라 수소화된 비정질 실리콘층에 공급되는 에너지 E의 함수로서 나타낸 것이다.The curve indicated by the solid line shows the change in the logarithmic value of mobility as a function of the energy E supplied to the amorphous silicon thin film. The curve indicated by the dotted line shows the change in the logarithmic value of the electron mobility as a function of the energy E supplied to the hydrogenated amorphous silicon layer according to the invention.

실선으로 표시된 곡선에서의 변화를 설명하자면, 시작점은 물질의 전자 이동도가 일반적으로 0.3 내지 0.6 cm2/Vs인 실질적으로 수소화된 비정질 실리콘의 것과 같아지는 낮은 에너지일 것이다. 상기 물질은 전 단계에서 수소 탈착이 된다. 상기 박막의 온도가 높아질수록 공급된 에너지는 더 많이 결정화의 비율을 증가시킨다. 최대 비율은 공급된 에너지 E0 B에서 얻어지는데, 이 값은 전술한 방법(50 ns에 근접한 펄스와 고출력을 제공하는 레이저 소스에 의한 조사)에 의하여 다결정 실리콘을얻을 수 있게 한다. 그 크기와 박막에서의 비율이 E0 B에너지 레벨에 이르기까지 점진적으로 증가하는 결정화된 실리콘의 미세결정이 형성된다(도 2b). 에너지 레벨 E0 B에서 처리된 실리콘 박막에서 통상 측정되는 전자 이동도는 비정질 실리콘의 초기의 전자 이동도에 비하여 대략 100배 증가된다.To illustrate the change in the curve indicated by the solid line, the starting point would be a low energy equal to that of substantially hydrogenated amorphous silicon, which generally has a electron mobility of 0.3 to 0.6 cm 2 / Vs. The material is hydrogen desorption at all stages. The higher the temperature of the thin film, the more energy supplied increases the rate of crystallization. The maximum ratio is obtained from the supplied energy E 0 B , which makes it possible to obtain polycrystalline silicon by the method described above (irradiation with a laser source providing high power and pulses close to 50 ns). Microcrystals of crystallized silicon are formed whose size and proportion in the thin film gradually increase up to the E 0 B energy level (FIG. 2B). The electron mobility usually measured in the silicon thin film treated at energy level E 0 B is increased by approximately 100 times compared to the initial electron mobility of amorphous silicon.

점선으로 표시된 곡선은 수소화된 비정질 실리콘 박막에 200 ns에 근접한 길이의 펄스를 제공하는 소스로 조사한 효과를 보여준다. 이러한 조사는 자체만으로 낮은 공급 에너지 E0 B에도 불구하고 박막에서의 적은 부분만이 결정화되도록 한다. 이러한 결정화는 "폭발적"이라 부르는데, 상기 박막 내에 무시할 수 없는 양의 수소가 존재할 때에도 일어난다. 결정화된 실리콘의 그레인의 크기와 밀도는 다결정 실리콘에서 흔히 볼 수 있는 것보다 확실히 작다.The dashed curve shows the effect of irradiation with a source that provides a pulse of length close to 200 ns for the hydrogenated amorphous silicon thin film. These surveys are low on their own0 BDespite Only a small portion of the thin film is allowed to crystallize. This crystallization is called "explosive" and occurs even when there is a negligible amount of hydrogen in the thin film. The grain size and density of the crystallized silicon is certainly smaller than that commonly found in polycrystalline silicon.

도 2a를 참조하여, 본 발명에 따라 비교적 긴 길이의 펄스로 조사하여 처리한 수소화된 비정질 실리콘 박막의 전체적 구조를 설명하기로 한다. 예를 들어 플라즈마 인핸스드 화학적 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition : PECVD)과 같이 공지의 기술에 의하여 기판(2) 상에 막(1)을 수소 분위기에서 증착한다.Referring to FIG. 2A, the overall structure of a hydrogenated amorphous silicon thin film treated by irradiation with a relatively long pulse in accordance with the present invention will be described. The film 1 is deposited in a hydrogen atmosphere on the substrate 2 by known techniques such as, for example, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

본 발명에 따른 상기 막의 조사는 약간의 수소 탈착 다음에 수행되고 수소화된 비정질 실리콘의 폭발적 결정화 단계를 촉발한다. 실제, 비정질 실리콘은 엑시머 레이저로부터 나오는 광파를 흡수하여 이것을 열적 파동으로 변화시킨다. 인가된 에너지가 충분하면, 상기 막의 전체 두께가 액화된다. 냉각시키면, 실리콘 액체가 응고된다. 이러한 응고는 크기와 밀도가 처리시의 온도와 압력 조건에 의존하는 다수의 결정화된 그레인(나노결정)을 형성하게 한다.Irradiation of the membrane according to the invention is carried out after some hydrogen desorption and triggers an explosive crystallization step of hydrogenated amorphous silicon. Indeed, amorphous silicon absorbs the light waves coming from the excimer laser and turns them into thermal waves. If the applied energy is sufficient, the entire thickness of the film is liquefied. Upon cooling, the silicone liquid solidifies. This solidification causes the formation of a number of crystallized grains (nanocrystals) whose size and density depend on the temperature and pressure conditions of the treatment.

본 발명에 따라 얻어진 그레인(11)의 크기와 밀도는 종래의 방법에 따라 얻어진 것에 비하여 훨씬 작다. 그러나, 이렇게 처리된 물질의 전자 이동도는 전자 부품과 특히 활성 액정 매트릭스를 사용하는 평판 스크린용 트랜지스터의 제조에 관한 응용에 충분할 정도로 증가된다.The size and density of the grain 11 obtained according to the invention is much smaller than that obtained according to the conventional method. However, the electron mobility of the material so treated is increased to be sufficient for applications relating to the manufacture of electronic components and in particular transistors for flat screens using active liquid crystal matrices.

도 2b는 길이가 50 ns에 근접한 펄스를 이용한 공지의 어닐링 방법에 의해 처리된 비정질 실리콘 박막을 나타내는 도면이다. 이러한 처리 전에는 2 내지 5 시간 동안 400 내지 450 ℃의 오븐에서 어닐링하여 수소를 탈착시킨다. 상기 조사 단계는 다결정 실리콘의 형성에 이르는 에너지 E0 B에서 최적에 이른다.FIG. 2B is a view showing an amorphous silicon thin film processed by a known annealing method using a pulse having a length close to 50 ns. Prior to this treatment, hydrogen is desorbed by annealing in an oven at 400-450 ° C. for 2-5 hours. The irradiation step is optimal at energy E 0 B leading to the formation of polycrystalline silicon.

본 발명에 따른 방법은 이처럼 고온에서의 오븐을 거치는 단계를 생략시켜, 플라스틱 물질과 같이 비교적 약한 기판이 기계적으로 변형되는 것을 방지한다. 기판은 통상적인 실리카계 유리로 만들어질 수도 있다. 계면(13)의 품질은 예견되는 적용 분야에 유리하게 충분하다.The method according to the invention thus avoids the step of going through the oven at high temperatures, thereby preventing mechanical deformation of relatively weak substrates such as plastic materials. The substrate may be made of conventional silica-based glass. The quality of the interface 13 is advantageously sufficient for the foreseen application.

이러한 경우, 엑시머 레이저의 긴 펄스 길이(170 ns 이상)는 비정질 실리콘의 폭발적 결정화를 장려한다. 반면에 고에너지의 짧은 펄스를 사용하면 상당한 양의 수소가 탈착되어 계면을 손상시킬 것이다.In this case, the long pulse length (170 ns or more) of the excimer laser encourages explosive crystallization of amorphous silicon. On the other hand, using high energy short pulses will desorb a significant amount of hydrogen and damage the interface.

폭발적 결정화는 물질의 이동도를 증가시킨다. 이렇게 형성된 실리콘의 나노결정은 사실 비정질 실리콘이 수소화되어 있더라도 비정질 실리콘에서의 댕글링 본드보다 더 좋은 전자 공여체이다. 폭발적 결정화에 의해 얻어진 물질의 전자 이동도는 원래 물질의 이동도보다 약 5배 증가된다. 이러한 증가는 이러한 막을 활성 평판 스크린 매트릭스로 도입하기에 충분하다. 이러한 평판 스크린은 통상적인 실리카계 유리 또는 플라스틱 물질로 된 기판 상에 형성된다.Explosive crystallization increases the mobility of the material. The nanocrystals of silicon thus formed are actually better electron donors than dangling bonds in amorphous silicon even if the amorphous silicon is hydrogenated. The electron mobility of the material obtained by explosive crystallization is increased about five times that of the original material. This increase is sufficient to introduce this membrane into the active flat screen matrix. Such flat screens are formed on substrates of conventional silica-based glass or plastic materials.

도 3을 참조하여 활성 평판 스크린 매트릭스에 배치될 트랜지스터의 구조를 설명한다. 이러한 종류의 트랜지스터는 비정질 실리콘 박막 상에 형성된다(그래서 TFT(thin film transistor)라 불린다).Referring to Fig. 3, the structure of the transistor to be disposed in the active flat screen matrix will be described. This kind of transistor is formed on an amorphous silicon thin film (so called TFT (thin film transistor)).

이러한 종류(하부(bottom) 게이트)의 트랜지스터 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부에 유리로 된 기판을 포함한다. 기판 상에 예를 들어 SiO2와 같은 절연막이 증착되어 열 장벽을 형성한다. 이 막은 스페이서를 형성하면서, 엑시머 레이저로 조사하는 동안 상기 기판을 열적으로 차단시켜서 계면의 좋은 품질을 확보한다. 질화막(Si3N4)의 절연막 또한 실리카 층 상에 제공되어져 화학적 장벽으로서 작용한다. 절연막(3)과 기판 사이에 금속(크롬, 티타늄, 탄탈륨, 알루미늄, 몰리브덴 또는 이러한 금속의 합금) 박막이 증착되어져 트랜지스터의 하부 게이트를 형성한다. 트랜지스터의 채널을 형성하는 비정질 실리콘 박막(1) 상에 n+ 도핑된 비정질 실리콘의 두 박막(5a, 5b)이 증착되어져, 트랜지스터의 소스와 드레인을 형성한다. 본 발명에 따른 조사 단계는 트랜지스터에서 낮은 저항과 높은 이동도를 얻을 수 있게 하되, 그것의 구조에 어떤 큰 변화도 일으키지 않는다. 레이저 조사는 채널의 윗부분이 상기 막(5a, 5b) 사이에서 식각된 다음에 수행될 수 있다. 120 내지 400 ns의 펄스 길이로, 채널(1, 도 3)에서의 전자 이동도는 실질적으로 1.5배 내지 10배 가량 증가된다. 200 ns에 근접하는 펄스로는 통상 3배 가까이 증가된다.This type of transistor structure (bottom gate) includes a substrate of glass underneath, as shown in FIG. An insulating film, for example SiO 2 , is deposited on the substrate to form a thermal barrier. This film thermally blocks the substrate during irradiation with an excimer laser while forming a spacer to ensure good quality of the interface. An insulating film of the nitride film (Si 3 N 4 ) is also provided on the silica layer to act as a chemical barrier. A metal (chromium, titanium, tantalum, aluminum, molybdenum or alloy of such metal) thin film is deposited between the insulating film 3 and the substrate to form the bottom gate of the transistor. Two thin films 5a and 5b of n + doped amorphous silicon are deposited on the amorphous silicon thin film 1 forming the channel of the transistor to form a source and a drain of the transistor. The irradiation step according to the invention makes it possible to obtain low resistance and high mobility in the transistor, but does not cause any significant change in its structure. Laser irradiation can be performed after the upper portion of the channel is etched between the films 5a and 5b. With a pulse length of 120 to 400 ns, the electron mobility in the channel 1 (FIG. 3) is substantially increased by 1.5 to 10 times. Pulses approaching 200 ns are typically increased nearly three times.

그리고, n+ 층과 채널 사이의 기생 저항이 감소하기 때문에 이러한 트랜지스터의 숏트키 장벽은 조사 단계 이후 유리하게 덜 가파라진다.And since the parasitic resistance between the n + layer and the channel is reduced, the Schottky barrier of such a transistor is advantageously less steep after the irradiation step.

전술한 트랜지스터의 구조는 도 4로부터 반사방지막을 형성하기 위하여 실리카 타입의 물질로 제조된 박막(6)도 포함함을 알 수 있다. 이 막(6)은 엑시머 레이저 빔(화살표 L)이 수소화된 비정질 실리콘 박막(1)을 결정화시키기 위하여 더 잘 통과할 수 있도록 한다. 반사방지막의 두께는 반사방지막과 비정질 실리콘 막이 합쳐져 308 nm에 근접한 파장에 대해 반사는 최소로 하되 투과는 최대로 하는 두께로 선택된다.It can be seen that the structure of the above-described transistor also includes a thin film 6 made of a silica type material in order to form an antireflection film. This film 6 allows the excimer laser beam (arrow L) to pass through better to crystallize the hydrogenated amorphous silicon thin film 1. The thickness of the anti-reflection film is selected to be the thickness of the anti-reflection film and the amorphous silicon film combined to minimize the reflection but maximize the transmission for the wavelength near 308 nm.

도 5를 참조하여 수소화된 비정질 실리콘 박막을 조사하기 위한 본 발명에 따른 장치를 설명한다. 이 장치는 308 nm에 근접한 파장의 복사선을 방출하는 크세논 염소 가스 엑시머 레이저(20)를 포함한다. 이 레이저는 VEL(very extra-large excimer laser)라는 이름 하에 출원인에 의해 판매된다.An apparatus according to the present invention for investigating a hydrogenated amorphous silicon thin film will be described with reference to FIG. 5. The device includes a xenon chlorine gas excimer laser 20 that emits radiation at a wavelength close to 308 nm. This laser is sold by the applicant under the name very extra-large excimer laser (VEL).

예를 들면, 방출된 빔(21)은 45° 기울어진 거울(22)에 반사되고 상기 빔(21)을 실질적으로 균일하게 만들도록 선택된 렌즈(23)를 통과한다. 기판(2) 상에 증착된 박막(1)은 샘플-홀더(24) 상에 안착된다. 샘플-홀더는 세 개의 직교하는 좌표축 XYZ 상으로 병진 이동할 수 있는 플레이트 상에 유리하게 안착된다. 상기 플레이트의 병진은, 상기 플레이트 상의 적어도 하나의 모터에 연결되어 그것을 서보 기구 방식으로 제어하는(servo-controlled) 컴퓨터(미도시)에 의해 제어될 수 있다.For example, the emitted beam 21 is reflected by a mirror 22 inclined at 45 ° and passes through a lens 23 selected to make the beam 21 substantially uniform. The thin film 1 deposited on the substrate 2 is seated on the sample-holder 24. The sample-holder is advantageously seated on a plate that can translate on three orthogonal coordinate axes XYZ. The translation of the plate can be controlled by a computer (not shown) that is connected to at least one motor on the plate and that is servo-controlled.

이용되는 엑시머 레이저는 0.9 J/cm2만큼의 복사 에너지를 방출한다. 그리고, 방출되는 펄스의 길이는 유리하게 120 ns 이상이다(도 7에서 실선으로 표시한 곡선).The excimer laser used emits as much as 0.9 J / cm 2 of radiant energy. And, the length of the pulse to be emitted is advantageously 120 ns or more (the curve indicated by the solid line in FIG. 7).

이러한 펄스 길이는 이러한 에너지와 결합하여, 비정질 실리콘의 폭발적 결정화에 의한 실리콘 미세결정의 형성을 장려한다. 방출된 광의 대부분은 그 파장이 308 nm에 근접한데, 상기 박막(1)에 의해 흡수된다. 비정질 실리콘의 광학적 흡수 스펙트럼은 사실 300 nm 부근에서 최대값을 갖는다(도 6). 흡수된 광은 열적 파장을 발생시켜 박막(1)의 물질을 적어도 그 두께(e)의 많은 부분에 걸쳐 용융시킨다. 이러한 두께는 통상 50 nm 내지 150 nm이다. 엑시머 레이저는 박막의 두께에 걸쳐 이동도를 증가시킬 수 있도록 실질적으로 0.2 J/cm2내지 0.9 J/cm2인 에너지 밀도를 방출할 수 있다.These pulse lengths combine with this energy to encourage the formation of silicon microcrystals by explosive crystallization of amorphous silicon. Most of the emitted light has a wavelength close to 308 nm, which is absorbed by the thin film 1. The optical absorption spectrum of amorphous silicon actually has a maximum near 300 nm (FIG. 6). The absorbed light generates thermal wavelengths to melt the material of the thin film 1 over at least a large part of its thickness e. This thickness is usually 50 nm to 150 nm. The excimer laser may emit an energy density of substantially 0.2 J / cm 2 to 0.9 J / cm 2 to increase mobility over the thickness of the thin film.

본 발명은 예를 들어 설명한 앞의 형태에 물론 한정되지는 않는다. 다른 다양한 형태에까지 확장된다.The present invention is, of course, not limited to the above described embodiments. It extends to many other forms.

본 발명에 따른 방법은 비정질 실리콘 박막을 포함하는 어떠한 부품의 제조에 적용될 수 있으며 앞에서 예로 든 트랜지스터의 제조에만 한정되는 것은 아니다.The method according to the invention can be applied to the manufacture of any component comprising an amorphous silicon thin film and is not limited to the manufacture of the transistors mentioned above.

상기 박막(1)은 PECVD 또는 저압 CVD(Low Pressure CVD : LPCVD)와 같은 다른 방법에 의하여 증착될 수 있다. 이러한 증착 기술은 비정질 실리콘 박막이 소량의 수소를 포함하도록 한다.The thin film 1 may be deposited by other methods such as PECVD or low pressure CVD (LPCVD). This deposition technique allows the amorphous silicon thin film to contain a small amount of hydrogen.

조사 단계는 탄소화된 비정질 실리콘 박막에도 적용될 수 있다. 이러한 경우에, 펄스 길이는 120 ns 내지 200 ns의 범위에는 근접할 것이지만 다를 것이다. 본 발명에 따라 이용된 엑시머 레이저는 500 ns 수준의 펄스 길이를 허용한다.The irradiation step can also be applied to carbonized amorphous silicon thin films. In this case, the pulse length will be close to but in the range of 120 ns to 200 ns. The excimer laser used in accordance with the present invention allows pulse lengths on the order of 500 ns.

Claims (17)

비정질 실리콘 박막을 사용하는 전자 부품과, 특히 활성 액정 매트릭스를 이용하는 평판 스크린용 트랜지스터를 처리하는 방법으로서,As a method of processing an electronic component using an amorphous silicon thin film and a flat screen transistor using an active liquid crystal matrix, in particular, a) 소정의 물질로 이루어진 기판 상에 증착되고 실리콘 이외의 선택된 원소를 포함하는 적어도 하나의 비정질 실리콘 박막을 얻는 단계; 및a) obtaining at least one amorphous silicon thin film deposited on a substrate of a predetermined material and comprising selected elements other than silicon; And b) 상기 박막의 적어도 하나의 선택된 물리 화학적 성질을 수정하기 위하여 에너지를 인가함으로써 이렇게 얻어진 상기 박막을 처리하는 단계를 포함하고,b) processing said thin film so obtained by applying energy to modify at least one selected physicochemical property of said thin film, 상기 처리 단계 b)는The processing step b) b1) 적어도 비정질 실리콘의 광학적 흡수 밴드 내에 놓이는 파장의 복사선을 방출하기에 적합하고 적어도 50 ns 내지 500 ns의 길이의 처리 펄스를 생산할 수 있는 광원(light source)을 제공하는 단계; 및b1) providing a light source suitable for emitting radiation of wavelengths lying at least within the optical absorption band of amorphous silicon and capable of producing a processing pulse of length of at least 50 ns to 500 ns; And b2) 상기 박막의 전자 이동도를 실질적으로 1.5배 내지 10배 증가시키기 위하여, 상기 원소를 포함하는 비정질 실리콘 박막을 상기 광원으로 조사(illuminating)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.b2) treating the amorphous silicon thin film comprising illuminating the amorphous silicon thin film containing the element with the light source to substantially increase the electron mobility of the thin film by 1.5 to 10 times. Way. 제1항에 있어서, 시간에 대한 상기 처리 펄스의 프로파일이 실질적으로 20 ns 내지 250 ns의 반가-높이 폭(half-height width)을 보이는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.2. The method of claim 1, wherein the profile of the processing pulse over time exhibits a half-height width of substantially 20 ns to 250 ns. 제1항 또는 제2항에 있어서, 시간에 대한 상기 처리 펄스의 프로파일이 실질적으로 5 ns 내지 70 ns의 증가시간을 갖는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the profile of the treatment pulse with respect to time has an increase time of substantially 5 ns to 70 ns. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 시간에 대한 상기 처리 펄스의 프로파일이 실질적으로 15 ns 내지 200 ns의 감쇠시간을 갖는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.4. A method according to any one of the preceding claims, wherein the profile of the processing pulse with respect to time has a decay time of substantially 15 ns to 200 ns. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 박막(1)은 수소화된 비정질 실리콘을 포함하며, 상기 처리 펄스의 파장은 200 ns에 근접하여 상기 박막의 전자 이동도를 약 3배 증가시키는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.The thin film (1) according to any one of claims 1 to 4, wherein the thin film (1) comprises hydrogenated amorphous silicon, and the wavelength of the processing pulse is close to 200 ns, which is about three times the electron mobility of the thin film. A method for processing an amorphous silicon thin film, characterized in that the increase. 제5항에 있어서, 상기 광원(20)의 에너지 밀도는 실질적으로 0.2 J/cm2내지 0.9 J/cm2이고, 상기 박막(1)의 두께(e)는 실질적으로 50 nm 내지 150 nm인 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.The energy density of the light source 20 is substantially 0.2 J / cm 2 to 0.9 J / cm 2 , and the thickness e of the thin film 1 is substantially 50 nm to 150 nm. A method for processing an amorphous silicon thin film, characterized by the above-mentioned. 제6항에 있어서, 상기 광원은 크세논과 염소를 포함하는 가스 엑시머레이저(20)이고, 상기 파장은 308 nm에 근접한 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 방법.7. The method of claim 6, wherein the light source is a gas excimer laser (20) comprising xenon and chlorine, and the wavelength is close to 308 nm. 실리콘 이외의 선택된 원소를 포함하는 적어도 하나의 비정질 실리콘 박막을 포함하는 전자 부품과, 특히 활성 액정 매트릭스를 사용하는 평판 스크린용 트랜지스터의 제조에 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 처리 방법을 적용하는 처리 방법.The process according to any one of claims 1 to 7, in the manufacture of an electronic component comprising at least one amorphous silicon thin film containing selected elements other than silicon, and in particular a flat screen transistor using an active liquid crystal matrix. Processing method applying method. 제8항에 있어서, 상기 단계 b) 다음에,The method of claim 8, wherein after step b), 상기 비정질 실리콘 박막(1)으로의 광 침투를 향상시킬 수 있도록, 상기 비정질 실리콘 박막(1) 상에 얇은 반사방지막(6)을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.And depositing a thin antireflective film (6) on the amorphous silicon thin film (1) so as to enhance light penetration into the amorphous silicon thin film (1). 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기판(2)의 물질은 실리카계 유리인 것을 특징으로 하는 처리 방법.10. Process according to claim 8 or 9, characterized in that the material of the substrate (2) is silica glass. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기판(2)의 물질은 플라스틱 물질인 것을 특징으로 하는 처리 방법.10. Process according to claim 8 or 9, characterized in that the material of the substrate (2) is a plastic material. 제8항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 비정질 실리콘 박막은박막 트랜지스터의 채널을 형성하기에 적합한 것을 특징으로 하는 처리 방법.The processing method according to any one of claims 8 to 11, wherein the amorphous silicon thin film is suitable for forming a channel of a thin film transistor. 실리콘 이외의 선택된 원소를 포함하는 적어도 하나의 비정질 실리콘 박막을 포함하는 전자 부품과, 특히 활성 액정 매트릭스를 이용하는 평판 스크린용 트랜지스터를 처리하는 장치이며, 상기 박막(1)의 적어도 하나의 선택된 물리 화학적 성질을 수정할 수 있는 에너지를 상기 박막에 공급하기에 적합한 수단을 포함하는 타입으로서, 상기 에너지 공급 수단은 상기 박막의 전자 이동도를 실질적으로 1.5배 내지 10배 증가시키기 위하여, 적어도 실질적으로 50 ns 내지 500 ns의 길이의 펄스로 적어도 비정질 실리콘의 광학적 흡수 밴드 내에 놓이는 파장의 복사선(21)을 방출하기에 적합한 광원(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 장치.An apparatus for processing an electronic component comprising at least one amorphous silicon thin film containing selected elements other than silicon, and particularly a flat screen transistor using an active liquid crystal matrix, wherein at least one selected physicochemical property of the thin film 1 A means suitable for supplying energy capable of modifying the thin film to the thin film, wherein the energy supply means is at least substantially 50 ns to 500 to increase the electron mobility of the thin film substantially 1.5 to 10 times. Apparatus for processing an amorphous silicon thin film, characterized in that it comprises a light source (20) suitable for emitting radiation (21) of wavelength that lies at least within the optical absorption band of amorphous silicon with a pulse of length ns. 제13항에 있어서, 상기 에너지 공급 수단은 308 nm에 근접한 파장으로 펄스 길이가 실질적으로 50 ns 내지 500 ns인 광 복사선을 방출하는 크세논 염소 가스 엑시머 레이저(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 장치.14. The amorphous silicon of claim 13, wherein said energy supply means comprises a xenon chlorine gas excimer laser 20 that emits light radiation having a pulse length of substantially 50 ns to 500 ns at a wavelength close to 308 nm. Thin film processing device. 제14항에 있어서, 상기 박막(1)의 두께(e)는 실질적으로 50 nm 내지 200 nm이고, 상기 엑시머 레이저(20)는 상기 박막(1)에 밀도가 실질적으로 0.2 J/cm2내지0.9 J/cm2인 복사 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 장치.The thickness e of the thin film 1 is substantially 50 nm to 200 nm, and the excimer laser 20 has a density of 0.2 J / cm 2 to 0.9 in the thin film 1. A device for processing an amorphous silicon thin film, characterized in that it transmits radiant energy of J / cm 2 . 제13항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 실질적으로 균일한 광(21)을 상기 박막(1) 상에 공급할 수 있도록 선택된 렌즈(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 장치.16. An amorphous silicon thin film according to any one of claims 13 to 15, comprising a lens 23 selected to supply substantially uniform light 21 on the thin film 1. Processing unit. 제16항에 있어서, (XYZ)로 병진 이동할 수 있도록 정렬된 플레이트 상에 안착된 샘플 홀더(24)와 상기 플레이트의 이동을 조절하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 처리 장치.17. The apparatus of claim 16, comprising a sample holder (24) seated on an aligned plate for translational translation at (XYZ) and means for adjusting the movement of the plate.
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