KR20030038483A - 레이저 조사장치, 레이저 조사방법 및 반도체장치의제작방법 - Google Patents

레이저 조사장치, 레이저 조사방법 및 반도체장치의제작방법 Download PDF

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Abstract

조사면 또는 그 근방에서의 레이저광의 단부는, 렌즈의 수차 등으로 인한 에너지 밀도가 점차 감쇠된다. 이러한 영역(감쇠영역)은 피조사체의 어닐링에서의 에너지 밀도가 충분하지 않기 때문에, 상기 피조사체에 대하여 균일한 어닐링을 할 수 없다. 본 발명은, 복수의 레이저광 중 하나는, 2개의 레이저광으로 분할되어, 그 2개의 레이저광의 각 영역이 레이저광의 단부로서의 역할을 한다. 그리고, 상기 2개의 레이저광의 각 감쇠영역과 다른 레이저광의 감쇠영역을 합성한다. 이와 같이 함으로써, 감쇠영역을 갖는 복수의 레이저광으로부터, 모든 부분에 있어서 피조사체에 대하여 충분히 어닐링을 행할 수 있는 에너지 밀도를 갖는 레이저광을 형성할 수 있다.

Description

레이저 조사장치, 레이저 조사방법 및 반도체장치의 제작방법{LASER IRRADIATION APPARATUS, LASER IRRADIATION METHOD AND METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 레이저광을 사용한 반도체막의 어닐링(이하, 레이저 어닐링이라함)의 방법 및 그 방법을 하기 위한 레이저 조사장치(레이저와 그 레이저로부터 출력된 레이저광을 피조사체까지 안내하기 위한 광학계를 포함한 장치)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 레이저 어닐링을 공정에 포함하여 제작된 반도체장치의 제작방법에 관한 것이다. 이때, 여기서 말하는 반도체장치란, 반도체특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치전반을 가리키는 것으로, 액정표시장치나 발광장치 등의 전기광학장치 및 그 전기광학장치를 부품으로서 포함하는 전자장치도 포함되는 것으로 한다.
최근, 유리 등으로 이루어진 절연기판 상에 형성된 반도체막에 대하여, 레이저 어닐링을 시행하여, 그 막을 결정화시키거나, 결정성을 향상시키는 기술이 널리 연구되고 있다. 상기 반도체막에는 실리콘이 자주 사용된다. 본 명세서에서는, 반도체막을 레이저광으로 결정화하여, 결정성 반도체막을 얻는 수단을 레이저 결정화라고 한다.
유리기판은, 종래 자주 사용되었던 합성 석영 유리기판과 비교하여, 염가로 가공성이 풍부하고, 대면적 기판을 용이하게 제작할 수 있는 이점을 갖는다. 이것이 상기 연구가 행해지는 이유이다. 또한, 결정화에 즐겨 레이저가 사용되는 것은, 유리기판의 융점이 낮기 때문이다. 레이저는 기판의 온도를 크게 상승시키지 않고서, 반도체막만 높은 에너지를 공급할 수 있다. 또한, 단시간에 레이저로 결정화를 수행할 수 있다. 또한, 전열로를 사용한 가열수단과 비교하여 현저하게 스루풋이 높다.
레이저 조사를 수행하여 형성된 결정성 반도체막은, 높은 이동도를 갖기 때문에, 이 결정성 반도체막을 사용하여 박막트랜지스터(TFT)를 형성하고, 예를 들면, 1장의 유리기판 상에 화소부용 TFT 및 구동회로용 TFT를 제작하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치 등에 이용되고 있다.
상기 레이저광으로서, Ar 레이저와 엑시머 레이저 등으로부터 발진된 레이저광이 자주 사용된다. Ar 레이저를 사용하여 레이저 결정화를 행하는 방법에 관해서는 일본국 특개평 제6-163401호와 특개평 제7-326769호 등에 개시되어 있다. 또한, 엑시머 레이저는 출력이 크고, 고주파수에서의 반복조사가 가능하다는 이점을 갖는다. 이 레이저들로부터 발진되는 레이저광은, 반도체막으로서 자주 사용되는 실리콘막에 대하여 흡수계수가 높은 이점을 갖는다.
그리고, 레이저 조사에 관하여, 레이저광을 조사면 또는 그 근방에서의 형상이 타원형, 직사각형 및 선형이 되도록 광학계로 형성하고, 레이저광을 이동시켜 (또는 레이저광의 조사위치를 조사면에 대하여 상대적으로 이동시켜), 조사하는 쪽이 생산성이 높고, 공업적으로 우수하다. 또한, 여기서, 말하는 「선형」은, 엄밀한 의미로「선(line)」을 뜻하고 있는 것은 아니고, 종횡비가 큰 직사각형(또는 편장의 타원형)을 의미한다. 예를 들면, 종횡비가 10이상(바람직하게는, 100∼10,000)인 형상을 가리킨다. 또한, 본 명세서에서, 조사면에서의 레이저광의 형상이 타원형인 것을 타원형 빔, 직사각형인 것을 직사각형 빔, 선형인 것을 선형 빔으로 한다. 특히 레이저광 스폿에 대한 정의가 없을 경우, 그것은 광축에 대해 수직한 평면에 의한 단면을 의미한다.
광학계에 의해 조사면 또는 그 근방에서 형성된 타원형, 직사각형이나 선형의 레이저광의 단부는, 렌즈의 수차 등으로 인해 중앙부분을 피크로 하여, 단부에서는 에너지 밀도가 점차 감쇠된다(도 9a 및 도 9b). 이러한 레이저광에 있어서, 피조사체에 관한 어닐링을 하기 위해서 충분한 에너지 밀도를 갖는 영역은, 상기 레이저광의 중앙부분을 포함하는 1/5∼1/3정도로 대단히 좁다. 본 명세서에서는, 레이저광의 단부에서, 피조사체를 어닐링 하기 위한 에너지 밀도가 부족한 영역을 감쇠영역이라고 부른다.
또한, 기판의 대면적화 및 레이저 전력의 상승에 따라, 보다 긴 타원형 빔, 선형 빔 또는 직사각형 빔이 형성되는 것이 가능하다. 이러한 레이저광에 의해 어닐링을 행하는 쪽이 효율이 더 좋다. 그러나, 레이저로부터 발진되는 레이저광의 에너지 밀도는 중심부근과 비교하여 그 단부에서 작다. 이 때문에, 광학계에 의해서 종래기술 이상으로 확대하면, 감쇠영역이 점점 더 현저화되는 경향에 있다.
감쇠영역의 에너지 밀도는, 레이저광의 중앙부분과 비교하여 에너지 밀도가 충분하지 않고, 상기 감쇠영역을 갖는 레이저광을 사용하여 어닐링을 하여도, 피조사체에 대하여 충분한 어닐링을 행할 수 없다.
예를 들면, 피조사체가 반도체막인 경우에는, 감쇠영역에 의해 어닐링된 영역과 중앙부분을 포함하는 에너지 밀도가 높은 영역에 의해서 어닐링된 영역에서는 결정성이 서로 다르다. 그 때문에, 이러한 반도체막에 의해 TFT를 제작하더라도 감쇠영역에 의해 어닐링된 영역에서 제작되는 TFT의 전기적 특성이 저하하고, 동일기판 내에서의 변동의 요인이 된다.
그래서, 본 발명은 상술한 점에 비추어 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 감쇠영역을 갖는 레이저광을 사용하여 효율적으로 균일한 어닐링을 할 수 있는 레이저 조사장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 이러한 레이저 조사장치를 사용한 레이저 조사방법을 제공하고, 상기 레이저 조사방법을 공정에 포함하는 반도체장치의 제작방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 개시된 조사면에 형성된 레이저광과 에너지 밀도를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 개시된 레이저 조사장치의 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 개시된 레이저 조사장치의 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 개시된 레이저 조사장치의 예를 나타낸 도면,
도 5는 1737유리기판에서의 파장에 대한 투과율을 도시한 도면,
도 6은 석영기판에서의 파장에 대한 투과율을 도시한 도면,
도 7은 본 발명을 사용하여 반도체막을 결정화하는 방법의 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명을 사용하여 반도체막을 결정화하는 방법의 예를 나타낸 도면,
도 9는 조사면에 형성된 종래의 레이저광과 에너지 밀도를 나타낸 도면,
도 10은 화소 TFT와 구동회로의 TFT의 제작공정을 나타낸 단면도,
도 11은 화소 TFT와 구동회로의 TFT의 제작공정을 나타낸 단면도,
도 12는 화소 TFT와 구동회로의 TFT의 제작공정을 나타낸 단면도,
도 13은 화소 TFT의 구성을 나타낸 평면도,
도 14는 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 제작공정을 나타낸 단면도,
도 15는 발광장치의 구동회로 및 화소부의 단면도,
도 16은 반도체장치의 예를 나타낸 도면,
도 17은 반도체장치의 예를 나타낸 도면,
도 18은 반도체장치의 예를 나타낸 도면,
도 19는 본 발명에 개시된 조사면에 형성된 레이저광의 에너지 밀도 분포의 예를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
101a, 101b, 101c : 레이저102a, 102b : 프리즘
103, 104a, 104d : 미러105a-105d : 오목 원통렌즈
106 : 볼록 원통렌즈107 : 기판
108 : 스테이지109 : 조사면에서의 레이저 광
본 발명은, 조사면 또는 그 근방에서, 복수의 레이저광을 각각의 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성한 것이다. 그렇지만, 이와 같이 하여 형성된 레이저광의 단부에는 감쇠영역이 존재한다. 그 때문에, 상기 복수의 레이저광 중 하나를 각각 감쇠영역을 갖는 분할빔 1 및 분할빔 2로 분할한다. 그리고, 분할빔 1의 절단부분이 레이저광의 일 단부로서 역할을 하고 분할빔 2의 절단부분이 타 단부로서 역할을 하도록 다른 레이저광의 감쇠영역과 또 다른 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성한다(도 1a). 이와 같이 함으로써, 감쇠영역을 갖는 복수의 레이저광으로부터, 어떤 부분에서도 피조사체에 대하여 충분히 어닐링을 할 수 있는 에너지 밀도를 갖는 레이저광을 형성할 수 있다(도 1b).
물론, 조사면의 레이저광의 에너지 밀도는, 항상 레이저광의 중앙에서 피크로 되지 않고, 단부에서는 에너지 밀도가 서서히 감쇠한다. 레이저광은, 레이저 모드에 따라 복수의 에너지 피크를 가져도 된다. 어느 쪽의 모드에서도 레이저광이에너지 밀도가 피조사체의 어닐링에 충분하지 않은 영역을 갖는 감쇠영역을 갖는 한, 본 발명을 적용할 수 있다.
본 명세서에 개시된 레이저 조사장치에 관한 발명의 구성은, 복수의 레이저와, 상기 복수의 레이저로부터 방출된 복수의 레이저광 중 하나의 레이저광을 선택하고 그 레이저광의 진행방향으로 대하여 수직한 평면으로 분할하여, 분할에 의해 생긴 절단부분과 감쇠영역을 각각 일 단부 및 타 단부로 하는 2개의 레이저광을 형성하는 수단과, 상기 2개의 레이저광의 상기 절단부분을 그 레이저광의 좌우 단부로 하여, 상기 2개의 레이저광의 감쇠영역과 다른 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성하는 광학계를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 레이저는, 연속발진 또는 펄스발진의 고체레이저 또는 기체레이저 또는 금속 레이저 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 고체레이저로서는, 연속발진 또는 펄스발진의 YAG 레이저, YVO4레이저, YLF 레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 등이 있고, 상기 기체레이저로서는 연속발진 또는 펄스발진의 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저, CO2레이저 등이 있고, 상기 금속레이저로서는 헬륨-카드뮴 레이저, 구리 증기 레이저, 금 증기레이저를 들 수 있다.
이때, 상기 구성에서, 상기 레이저광은, 비선형 광학소자에 의해 보다 높은 고조파로 변환되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, YAG 레이저는, 기본파로서, 파장 1065nm의 레이저광을 방출하는 것으로 알려져 있다. 이 레이저광의 실리콘막에 대한 흡수계수는 대단히 낮고, 그대로 유지하는 경우 반도체막의 하나인 비정질 실리콘막의 결정화를 행하는 것은 기술적으로 곤란하다. 그러나, 이 레이저광은, 비선형 광학소자를 사용하여 보다 짧은 파장으로 변환할 수 있어, 고조파로서, 제 2 고조파(532nm), 제 3 고조파(355nm), 제 4 고조파(266nm), 제 5 고조파(213nm)를 들 수 있다. 이 고조파들은, 비정질 실리콘막에 대하여 흡수계수가 높기 때문에, 비정질 실리콘막의 결정화에 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 개시된 레이저 조사방법에 관한 발명의 구성은, 복수의 레이저광중 하나의 레이저광을 선택하고 그 레이저광의 진행방향으로 대하여 수직한 평면으로 분할하여, 그 분할에 의해 생긴 절단부분과 감쇠영역을 각각 일 단부 및 타 단부로 하는 2개의 레이저광을 형성하여, 피조사체상 또는 그 근방에서, 상기 2개의 레이저광의 상기 절단부분을 그 레이저광의 좌우 단부로 하여, 상기 2개의 레이저광의 감쇠영역과 다른 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성하여, 레이저광을 형성하고, 그 형성된 상기 레이저광을 상기 피조사체에 대하여 상대적으로 이동하면서 조사하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 레이저는, 연속발진 또는 펄스발진의 고체레이저 또는 기체레이저 또는 금속레이저 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 고체레이저로서는 연속발진 또는 펄스발진의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, 유리레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 등이 있고, 상기 기체레이저로서는 연속발진 또는 펄스발진의 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저, CO2레이저 등이 있고, 상기 금속레이저로서는 헬륨-카드뮴 레이저, 구리 증기레이저, 금 증기 레이저를 들 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 레이저광은, 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환되는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 개시된 반도체장치의 제작방법에 관한 발명의 구성은, 복수의 레이저광중 하나의 레이저광을 선택하여 그 레이저광의 진행방향으로 대하여 수직한 평면으로 분할하여, 분할에 의해 생긴 절단부분과 감쇠영역을 각각 일 단부 및 타 단부로 하는 2개의 레이저광을 형성하고, 반도체막상 또는 그 근방에서, 상기 2개의 레이저광의 상기 절단부분을 각각 좌우 단부로 하고, 상기 2개의 레이저광의 감쇠영역과 다른 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성하여, 레이저광을 형성하고, 그 형성된 상기 레이저광을 반도체막에 대하여 상대적으로 이동하면서 조사함으로써, 상기 반도체막의 결정화 또는 결정성을 향상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 반도체장치의 제작방법에 관한 다른 발명의 구성은, 복수의 레이저광중 하나의 레이저광을 선택하여 그 레이저광의 진행방향으로 대하여 수직한 평면으로 분할하여, 분할에 의해 생긴 절단부분과 감쇠영역을 각각 일 단부와 타 단부로 하는 2개의 레이저광을 형성하여, 반도체막상 또는 그 근방에서, 상기 2개의 레이저광의 상기 절단부분을 각각 좌우 단부로 하여, 상기 2개의 레이저광의 감쇠영역과 다른 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성하고, 레이저광을 형성하고, 그 형성된 상기 레이저광을 불순물원소가 도입된 반도체막에 대하여 상대적으로 이동하면서 조사함으로써, 상기 불순물원소를 활성화하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 구성에 있어서, 상기 레이저는, 연속발진 또는 펄스발진의 고체레이저 또는 기체레이저 또는 금속 레이저 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 고체레이저로서는, 연속발진 또는 펄스발진의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 등이 있고, 상기 기체레이저로서는 연속발진 또는 펄스발진의 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저, CO2레이저 등이 있고, 상기 금속레이저로서는 헬륨-카드뮴 레이저, 구리 증기레이저, 금 증기레이저를 들 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 레이저광은, 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 반도체막은, 실리콘을 포함하는 막을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 반도체막을 형성하는 기판으로서, 유리기판, 석영기판이나 실리콘 기판, 플라스틱기판, 금속기판, 스테인레스 클래드 기판, 가요성(flexible) 기판 등을 사용할 수 있다. 상기 유리기판으로서, 바륨보로실리케이트유리, 또는 알루미늄 보로실리케이트 유리 등의 유리로 이루어진 기판을 들 수 있다. 또한, 가요성 기판이란, PET, PES, PEN, 아크릴 등으로 이루어진 필름형 기판으로, 가요성 기판을 사용하여 반도체장치를 제작하면, 경량화가 예상된다. 가요성 기판의 표면, 또는 표면 및 이면에 알루미늄막(AlON, AlN, AlO 등), 탄소막(DLC(다이아몬드형 탄소)등), SiN 등의 장벽층을 단층 또는 다층으로 하여형성하면, 내구성 등이 향상하기 때문에 바람직하다.
본 발명은, 감쇠영역을 갖는 복수의 레이저광을 사용하여, 조사면 또는 그 근방에서 에너지 밀도의 분포가 대단히 뛰어난 레이저광을 형성하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이러한 종류의 레이저광을 사용하여서, 피조사체에 대하여 균일하게 어닐링할 수 있다. 또한, 본 발명은, 지금까지 어닐링을 수행하는데는 에너지 밀도가 부족한 감쇠영역을 유효하게 이용하기 때문에, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 기판 상에 형성된 반도체막에 대하여, 효율 좋고 균일하게 조사할 수 있기 때문에, 반도체막의 결정화나 결정성의 향상, 불순물원소의 활성화 등을 양호하게 행할 수 있다. 그리고, 이러한 반도체막을 사용하여 제작된 TFT의 전기적 특성의 격차를 감소하여, 양호한 것으로 하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이러한 TFT로 제작된 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
[발명의 실시예]
본 발명의 실시형태에 관해서 도 2를 참조하여 설명한다.
레이저(101b, 101c)로부터 방출된 각각의 레이저광은, 오목 원통렌즈(105b, 105c)에 의해 종방향으로 폭넓게 되어 확대된다. 도시하지 않았지만, 레이저(101b, 101c)와 오목 원통렌즈(105b, 105c) 사이에, 레이저(101b, 101c)로부터 방출되는 레이저광을 평행광으로 하기 위한 빔 시준기와, 레이저광을 확대하기 위한 빔 확장기(expander)를 설치하여도 된다. 그리고, 횡방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통렌즈(106)에 의해 레이저광을 횡방향으로 집광하여, 기판(107)에 도달된다.
한편, 레이저(101a)로부터 방출된 레이저광은, 프리즘 102a에 의해 2개로 분할되어 진행방향이 바뀌어진다. 그 레이저광은, 프리즘(102b)에 입사 및 방출하여, 초기의 레이저광의 왼쪽절반과 오른쪽절반(길이방향, 경계로서 에너지 밀도가 높은 영역)이 교체된다. 이것은, 기판(107)상에 에너지 밀도가 높은 모든 부분의 레이저광(109)을 형성하기 위한 것이다. 레이저(101a)(초기 레이저광)에서 방출된 레이저광의 왼쪽절반 및 오른쪽절반을 바꿈으로써, 레이저광(109)의 단부는 에너지 밀도가 충분한 초기 레이저광의 중심영역을 갖고, 미러 104a 또는 미러 104b를 지난 레이저광의 감쇠영역과 기판(107)상의 다른 레이저광의 감쇠영역을 합성시킨다. 이때, 도시하지 않았지만, 레이저(101a)와 프리즘(102a) 사이에 레이저(101a)에서 방출되는 레이저광을 평행광으로 하기 위한 빔 시준기와, 레이저광을 확대하기 위한 빔 확장기를 설치하여도 된다.
계속해서, 레이저광은, 미러(103)에 의해 2방향으로 분할되고, 이 2개의 빔은 각각 미러(104a, 104b)를 통해 오목 원통렌즈(105a, 105d)에 입사하여, 레이저광을 종방향으로 확대한다. 그리고, 횡방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통렌즈(106)에 의해 레이저광을 횡방향으로 집광 후 기판(107)에 도달한다.
본 실시예에서는, 레이저(101a∼101c)로서 연속발진 YVO4레이저를 사용하여, 방출된 레이저광을 제 2 고조파로 변환한다. 이때, 레이저광의 빔지름은, 레이저의 출구에서 2.5mm이다. 또한, 본 실시예에서 사용된 오목 원통렌즈(105a∼105d)는, 초점거리 100mm의 것을, 볼록 원통렌즈(106)는 초점거리 20mm의 비구면 렌즈를 사용한다. 그리고, 오목 원통렌즈(105a∼105d)로부터 기판(107)까지의 거리를 100mm, 볼록 원통렌즈(106)로부터 기판(107)까지의 거리를 20mm으로 한다. 레이저 (101b, 101c)에서 방출되는 레이저광은, 기판(107)상에서 종방향의 길이 5mm, 횡방향의 길이 5㎛의 레이저광으로 성형된다. 이 레이저광은 중앙부분을 포함하는 2mm폭의 영역은 어닐링에 대해 충분한 에너지 밀도를 갖지만, 그 단부는 에너지 밀도가 낮고, 어닐링에 적합하지 않은 감쇠영역으로 되어 있다. 또한, 레이저(101a)에서 방출된 레이저광은, 기판(107)상에 있고 종방향의 길이 2.5mm, 횡방향의 길이 5 ㎛의 레이저광으로 성형된다. 그리고, 이들 레이저광의 감쇠영역을 포함하는 영역은, 기판(107)상에서 서로 중첩되고, 길이 12mm, 폭 5㎛의 직사각형 빔이 형성된다. 이때, 오목 원통렌즈(105a∼105d)를 기판(107)으로부터 멀리함으로써, 기판 (107)상에 형성된 레이저광의 (종방향의)길이를 길게 할 수 있다.
물론, 레이저(101a∼101c)로서 펄스발진 레이저를 사용하여도 된다. 예를 들면, 레이저의 출구에서 빔 지름이 30mm을 갖는 레이저광을 방출하는 YLF 레이저를 사용하여, 그 레이저광을 제 2 고조파로 변환한다. 그리고, 초점거리 100mm의 오목 원통렌즈(105a∼105d), 초점거리 20mm의 볼록 원통렌즈(106)를 사용하면, 기판YLF 레이저로부터의 레이저광은, 5mm×10mm로 측정되는 레이저광으로 각각 정형되어, 그 레이저광의 감쇠영역을 포개어 형성된 레이저광의 크기는, 5mm×24mm이 된다.
기판(107)상에 형성된 이와 같은 레이저광은, 프리즘(102)과 미러(103)에 의해 분할되어 생긴 절단부분을 단부로서 사용하여, 종방향의 감쇠영역과 다른 감쇠영역을 서로 합성하여, 어떤 부분에서도 에너지 밀도가 충분하고, 폭보다 길이로 더 길은 직사각형 레이저광(109)을 형성할 수 있다.
그리고, 이와 같이 하여 형성된 레이저광(109)을 기판(107)에 대하여 상대적으로 110, 111로 나타낸 방향이나, 112로 나타낸 방향으로 이동하면서 조사한다. 이러한 방법으로, 기판(107)의 원하는 영역 또는 전체영역을 효율적으로 어닐링할 수 있다. 예를 들면, 이러한 조사방법을 사용하여, 반도체막의 결정화나 활성화를 행하면, 균일한 어닐링을 효율적으로 할 수 있다. 그리고, 본 발명을 사용하여 형성된 반도체막을 사용하여 제작된 TFT의 전기적 특성은 향상한다. 또한, 이것은, 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
이때, 광학계의 기본재료는, 높은 투과율을 얻기 위해서, 예를 들면 BK7이나 석영으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광학계의 코팅은, 사용된 레이저광의 파장에 대한 투과율을 99% 이상 얻을 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서, 레이저(101a)로부터 조사면까지의 광로 길이는, 레이저(101b, 101c)로부터 조사면까지의 광로 길이는 서로 다르다. 레이저광은, 코히어런스(coherence)가 뛰어나지만 확대 각을 갖기 때문에, 그 레이저가 동일한 광로 길이를 가져 조사면까지 도달하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 레이저(101b, 101c)와 오목 원통렌즈(105b, 105c) 사이에 미러를 삽입하거나, 광로 길이를 추가하여, 그 레이저로부터 조사면까지의 광로 길이를 같게 하는 다른 방법이 사용된다.
또한, 본 실시형태에서, 조사면에서의 레이저광의 형상을 직사각형이라고 하지만, 본 발명은 이것으로 한정하지 않는다. 레이저광의 형상은, 한 종류의 레이저에서 다른 레이저 형태로 변하고, 예를 들면, 고체레이저로부터 방출된 레이저광은, 로드형상이 원통형이면 원형이나 타원형이 되고, 그 로드형상이 슬래브(slab)형이면 레이저광의 형상은 직사각형이 된다. 이러한 레이저광에서도 본 발명을 적용하는 것은 가능하다. 또한, 본 실시형태에서는, 레이저광의 종방향의 감쇠영역을 서로 합성한다. 또한, 횡방향의 감쇠영역을 합성하여도 되고, 종방향 및 횡방향의 감쇠영역을 합성하여도 된다. 그러나, 가장 간단한 구성으로, 효율적으로 레이저 어닐링을 하기 위해서는, 레이저광의 종방향의 감쇠영역을 합성하는 것이 바람직하다. 또한, 합성될 영역은, 감쇠영역 이외의 영역을 포함하여도 된다.
또한, 본 실시형태에서, 레이저를 3대 사용하지만, 본 발명은 복수이면 대수의 한정은 없다.
이상의 구성으로 된 본 발명에 관해서, 이하에 나타낸 실시예들에 의해 더욱 상세한 설명을 한다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 본 발명에서의 어닐링에 적합한 에너지 밀도에 관해서 도 19를 참조하여 설명한다.
도 19는, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 것처럼, 3대의 레이저로부터 발진된 레이저광 중 하나를 분할빔으로 하여, 다른 레이저광의 감쇠영역을 서로 합성한 에너지 밀도의 분포의 시뮬레이션 결과이다. 이때, 레이저로서 YAG 레이저를 사용하여, 그 레이저로부터 발진된 레이저광은 LBO 결정에 의해 제 2 고조파로 변환된다. 레이저광의 빔 지름은 2.25mm(1/e2폭) 및 TEMOO로 하고 있다. 도 19에서, 점선은 종방향의 에너지 밀도를 나타내고, 실선은 횡방향의 에너지 밀도를 보이고 있다.
도 19는 종방향의 에너지 밀도의 분포가 감쇠영역 이외의 에너지 밀도의 평균값으로부터 ±10% 이내에 있는 것을 나타낸다. 그래서, 대 지름의 결정을 갖는 영역은, 레이저광이 상기 ±10% 에너지 밀도 분포 이내에 있을 경우 얻어질 수 있다.
또한, 도 19는 그 합성에 의해 얻어진 레이저광의 감쇠영역이 1/e2폭의 200㎛ 이하인 것을 나타낸다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 본 발명을 실행하기 위한 레이저 조사장치의 예로서 도 3을 참조하여 설명한다.
레이저(101b, 101c)에서 방출된 레이저광은, 오목 원통렌즈(105b, 105c)에 의해 각각 종방향으로 확대된다. 도시하지 않았지만, 레이저(101b, 101c)와 오목 원통렌즈(105b, 105c) 사이에, 레이저(101b, 101c)에서 방출된 레이저광을 평행광으로 하기 위한 빔 시준기와, 레이저광을 확대하기 위한 빔 확장기를 설치하여도 된다. 그리고, 횡방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통렌즈(106)에 의해 레이저광을 횡방향으로 집광하여, 기판(107)에 도달한다.
한편, 레이저(101a)에서 방출된 레이저광은 미러(103)에 의해 두 방향으로 분할된다. 이때, 도시하지 않았지만, 레이저(101a)와 미러(103) 사이에,레이저(101a)에서 방출된 레이저광을 평행광으로 하기 위한 빔 시준기와, 레이저광을 확대하기 위한 빔 확장기를 설치하여도 된다. 그 후, 볼록 원통렌즈(115a, 115d)에 각각 입사하여 집광하고 나서, 레이저광을 종방향으로 확대한다. 이것은, 기판(107)상에 어떤 부분에서도 에너지 밀도가 충분한 레이저광(119)을 형성하기 위한 것이다. 레이저(101a)에서 방출된 레이저광(초기 레이저광)을 종방향으로 집광 후 확대함으로써, 레이저광(119)의 양단부는, 에너지 밀도가 충분한 초기 레이저광의 중심영역을 갖고, 미러 104a와 미러 104b를 지나서 기판(107)상에 도달하는 레이저광의 감쇠영역과, 다른 레이저광의 감쇠영역을 각각 합성시킨다. 계속해서, 횡방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통렌즈(106)에 의해 레이저광이 횡방향으로 집광된 후, 기판(107)에 도달한다.
기판(107)상에 형성된 이와 같은 레이저광은, 미러(103)에 의해 분할되어 생긴 절단부분을 단부로서 사용하여, 종방향의 감쇠영역과 다른 감쇠영역을 서로 합성하여, 어떤 부분에서도 에너지 밀도가 충분하고, 폭보다 길이로 더 길은 직사각형 레이저광(109)을 형성할 수 있다.
그리고, 이와 같이 하여 형성된 레이저광(109)을 기판(107)에 대하여 상대적으로 110, 111로 나타낸 방향이나, 112로 나타낸 방향으로 이동하면서 조사한다. 이러한 방법으로, 기판(107)의 원하는 영역 또는 전체영역을 효율적으로 어닐링할 수 있다. 예를 들면, 이러한 조사방법을 사용하여, 반도체막의 결정화나 활성화를 행하면, 균일한 어닐링을 효율적으로 할 수 있다. 그리고, 본 발명을 사용하여 형성된 반도체막을 사용하여 제작된 TFT의 전기적 특성은 향상한다. 또한, 이것은,TFT를 사용하는 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
이때, 광학계의 기본재료는, 높은 투과율을 얻기 위해서, 예를 들면 BK7이나 석영으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광학계의 코팅은, 사용된 레이저광의 파장에 대한 투과율을 99% 이상 얻을 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서, 레이저(101a)로부터 조사면까지의 광로 길이는, 레이저(101b, 101c)로부터 조사면까지의 광로 길이는 서로 다르다. 레이저광은, 코히어런스가 뛰어나지만 확대 각을 갖기 때문에, 그 레이저가 동일한 광로 길이를 갖고 조사면까지 도달하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 레이저(101b, 101c)와 오목 원통렌즈(105b, 105c) 사이에 미러를 삽입하거나, 광로 길이를 추가하여, 그 레이저로부터 조사면까지의 광로 길이를 같게 하는 다른 방법이 사용된다.
또한, 본 실시예에서는, 레이저를 3대 사용하였지만, 본 발명은 복수이면 대수의 한정은 없다.
(실시예 3)
본 실시예에서는, 기판의 양측에 레이저를 설치하여, 상기 기판에 레이저광을 조사하기 위한 장치 및 방법에 관해서 도 4를 참조하여 설명한다.
레이저(101a∼101c)는 기판(107)에 대하여 교대로 설치되어 있다. 레이저 (101a∼101c)에서 방출된 레이저광은, 볼록 원통렌즈(122a∼122c)에 의해 각각 횡방향으로 집광되어, 기판(107)에 도달한다. 도시하지 않았지만, 레이저(101a∼101c)와 볼록 원통렌즈(122a∼122c) 사이에, 레이저(101a∼101c)에서 방출된 레이저광을 평행광으로 변화시키기 위한 빔 시준기와, 레이저광을 확대하기위한 빔 확장기를 설치하여도 된다.
한편, 레이저(101d)에서 방출된 레이저광은, 미러(123a, 123b)에 의해 두 방향으로 분할된다. 이것은, 기판(107)상에 어떤 부분에서도 에너지 밀도가 충분한 레이저광(129)을 형성하기 위한 것이다. 레이저(101d)에서 방출된 레이저광(초기 레이저광)을 두 방향으로 분할함으로써, 레이저광(129)의 양단부는, 에너지 밀도가 충분한 초기 레이저광의 중심영역을 갖고, 미러 124a와 미러 124e를 지나서 기판(107)상에 도달하는 레이저광의 감쇠영역과, 다른 레이저광의 감쇠영역을 각각 합성시킨다. 이때, 도시하지 않았지만, 레이저10d와 미러 123a 사이에, 레이저(101d)에서 방출된 레이저광을 평행광으로 하기 위한 빔 시준기와, 레이저광을 확대하기 위한 빔 확장기를 설치하여도 된다. 계속해서, 미러(124d, 124e)를 지나서, 횡방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통렌즈(122d, 122e)에 의해 레이저광이 횡방향으로 집광된 후, 기판(107)에 도달한다.
기판(107)상에 형성된 이와 같은 레이저광은, 미러(123)에 의해 분할되어 생긴 절단부분을 단부로서 사용하여, 종방향의 감쇠영역과 다른 감쇠영역을 서로 합성하여, 어떤 부분에서도 에너지 밀도가 충분하고, 폭보다 길이로 더 길은 직사각형 레이저광(129)을 형성할 수 있다.
그리고, 이와 같이 하여 형성된 레이저광(129)을 기판(107)에 대하여 상대적으로 110, 111로 나타낸 방향이나, 112로 나타낸 방향으로 이동하면서 조사한다. 이러한 방법으로, 기판(107)의 원하는 영역 또는 전체영역을 효율적으로 어닐링할 수 있다. 예를 들면, 이러한 조사방법을 사용하여, 반도체막의 결정화나 활성화를행하면, 균일한 어닐링을 효율적으로 할 수 있다. 그리고, 본 발명을 사용하여 형성된 반도체막을 사용하여 제작된 TFT의 전기적 특성은 향상한다. 또한, 이것은, TFT를 사용하는 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 기판의 양측에 레이저를 설치하므로, 피조사체가 형성되어 있는 기판 및 스테이지를 투과하는 레이저광을 사용할 필요가 있다. 도 5는 1737기판의 파장에 대한 투과율이고, 도 6은 석영기판의 파장에 대한 투과율이다. 도 5 및 도 6으로부터 사용하는 기판의 종류에 따라서 투과율은 다르고, 피조사체에 대하여 충분한 어닐링을 행하는데는 파장이 400nm 이상인 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에서, 레이저 101a∼101c로부터 조사면까지의 광로 길이와, 레이저 101d로부터 조사면까지의 광로 길이는 서로 다르다. 레이저광은, 코히어런스가 뛰어나지만 확대 각을 가지므로, 각각의 레이저가 조사면까지의 광로 길이는 같은 것이 바람직하다. 그 때문에, 레이저(101a∼101c)와 볼록 원통렌즈(122a∼122c) 사이에 미러를 삽입하거나, 광로 길이를 추가하여, 각각의 레이저로부터 조사면까지의 광로 길이를 같게 하는 방법을 사용한다. 또한, 본 실시예에서, 레이저를 4대 사용하였지만, 본 발명은 복수이면 대수의 한정은 없다.
또한, 본 실시예에서 반도체막으로서 비정질 실리콘막을 사용한다. 그러나, 본 발명은 반도체막을 이것으로 한정하지 않고, 비정질 실리콘 게르마늄막 등의 비정질구조를 갖는 화합물 반도체막을 대신 사용하여도 된다.
본 실시예는, 상기 실시형태 또는 실시예 1 또는 실시예 2와 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.
(실시예 4)
본 실시예에서는, 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 반도체막의 결정화를 행하는 방법에 관해서 도 7a 내지 도 7b를 참조하여 설명한다.
우선, 기판(20)으로서, 바륨 보로실리케이트 유리, 또는 알루미늄 보로실리케이트 유리 등의 유리로 이루어진 유리기판, 석영기판이나 실리콘 기판, 금속기판 또는, 스테인레스 기판의 표면에 절연막을 형성한 기판을 등을 사용할 수 있다. 또한, 그 기판(20)은, 본 실시예의 처리온도에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 플라스틱기판을 사용하여도 된다.
이어서, 기판(20)상에 산화실리콘막, 질화실리콘막 또는 산화질화실리콘막 등의 절연막으로 이루어진 하지막(21)을 형성한다. 본 실시예에서는 하지막(21)으로서 단층구조를 사용한다. 하지만, 상기 절연막을 2층 이상 적층시킨 구조를 사용하여도 된다. 본 실시예에서는, 플라즈마 CVD 법에 의해 산화질화실리콘막(조성비 Si=32%, O=59%, N=27%, H=2%) 두께 400nm을 형성한다.
이어서, 하지막(21)상에 반도체막(22)을 형성한다. 반도체막(22)은, 공지의 수단(스퍼터링법, LPCVD법 또는 플라즈마 CVD 법 등)에 의해 25∼200nm(바람직하게는 30∼100nm)의 두께로 반도체막을 형성하여, 공지의 결정화법(레이저결정화법, RTA나 퍼니스 어닐링을 사용한 열결정화법, 결정화를 촉진하는 금속원소를 사용한 열결정화법등)에 의해 결정화시킨다. 이때, 상기 반도체막으로서는, 비정질 반도체막이나 미세 결정 반도체막, 결정성 반도체막등이 있고, 비정질 실리콘게르마늄막,비정질 실리콘 탄화물막 등의 비정질구조를 갖는 화합물 반도체막을 적용하여도 된다. 본 실시예에서는, 플라즈마 CVD 법을 사용하여, 55nm의 비정질 실리콘막을 형성한다.
그리고, 상기 반도체막의 결정화를 행한다. 본 실시예 4에서는, 레이저 결정화를 수행하고, 상기 비정질 실리콘막에 탈수소화(500℃, 3시간)를 행한 후, 레이저 어닐링법을 수행하여 결정성 실리콘막(23)을 형성한다(도 7b).
레이저 어닐링법으로 결정성 반도체막을 제작하는 경우에는, 펄스발진형 또는 연속발진형의 KrF 엑시머 레이저나 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, Ti:사파이어 레이저 등을 사용할 수 있다. 이 레이저들을 사용하는 경우에는, 레이저발진기로부터 방사된 레이저빔을 광학계로 선형으로 집광하여 반도체막에 조사하는 방법이 바람직하다. 결정화의 조건은, 실시자가 적절히 선택한다. 그러나, 펄스발진형의 레이저를 사용하는 경우는, 발진주파수 300Hz로 하여, 레이저 에너지 밀도를 100∼1500mJ/cm2(대표적으로는 200∼1200 mJ/cm2)로 한다. 이때의 선형 빔의 중첩율을 50∼98%로 하여도 된다. 또한, 연속발진형의 레이저를 사용하는 경우에는, 레이저 에너지 밀도는 0.01∼100MW/cm2정도(바람직하게는 0.1∼10MW/cm2)가 필요하다.
본 실시예 4에서는, 연속발진형 YLF 레이저의 제 2 고조파를 사용하여, 실시형태, 실시예 2 또는 실시예 3에서 나타낸 광학계에 따라 레이저광을 성형하여, 그레이저광에 대하여 기판을 상대적으로 이동시키면서 조사하여 전체면을 결정화시킨다. 본 발명을 사용함으로써, 비정질 반도체막에 대하여 균일한 어닐링을 효율적으로 하여 결정성 반도체막을 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명을 사용하여 형성되는 반도체막을 사용하여 제작된 TFT의 전기적 특성은 향상하고, 게다가 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성도 향상될 수 있다.
본 실시예 4는, 실시형태 또는 실시예 1 내지 실시예 3과 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.
(실시예 5)
본 실시예 5에서는, 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 반도체막을 결정화하는 방법에 관해서 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명한다.
우선, 실시예 4에 따라서, 반도체막으로서 비정질 실리콘막까지 형성한다.
그리고, 일본국 특개평 7-183540호 공보에 기재된 방법을 이용하여 금속 함유층(31)을 형성하고, 그 위에 열처리를 수행 한 후, 레이저 어닐링법에 의해 반도체막의 결정성을 향상시킨다. 본 실시예에서는, 반도체막상에 스핀코트법으로써 아세트산 니켈 수용액(중량환산 농도: 5ppm, 체적 :10 ml)을 도포하여(도 8a), (500℃에서 1시간, 550℃에서 12시간) 열처리를 하여 제 1 결정성 반도체막(32)을 얻는다(도 8b). 계속해서, 레이저 어닐링법에 의해, 반도체막의 결정성을 향상시켜 제 2 결정성 반도체막(33)을 얻는다(도 8c).
레이저 어닐링법은, 연속발진의 YVO4레이저의 제 2 고조파를 사용하여, 실시형태, 실시예 2 또는 실시예 3에서 나타낸 광학계에 의해 레이저광을 성형하여, 그레이저광에 대하여 기판을 상대적으로 이동시키면서 조사하여 전체면을 결정화시킨다. 본 발명을 사용함으로써, 비정질 반도체막에 대하여 균일한 어닐링을 효율적으로 수행하여 제 2 결정성 반도체막을 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명을 사용하여 형성된 반도체막을 사용하여 제작된 TFT의 전기적 특성은 현저히 향상하고, 게다가 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성도 크게 향상될 수 있다.
(실시예 6)
본 실시예에서는 액티브 매트릭스 기판의 제작방법에 관해서 도 10∼도 13을 참조하여 설명한다. 본 명세서에서는 CMOS회로, 및 구동회로와, 화소 TFT, 저장용량을 갖는 화소부를 동일 기판상에 형성된 기판을, 편의상 액티브 매트릭스 기판이라고 부른다.
우선, 본 실시예에서는 바륨 보로실리케이트 유리와 알루미늄 보로실리케이트 유리 등의 유리로 이루어진 기판(400)을 사용한다. 이때, 이 기판(400)으로서는, 석영기판이나 실리콘 기판, 금속기판 또는 스테인레스 기판의 표면에 절연막을 형성한 기판을 사용하여도 된다. 또한, 본 실시예의 처리온도에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 플라스틱 기판을 사용하여도 된다. 이때, 본 발명은 에너지 분포가 균일한 선형빔을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 복수의 선형빔에 의해 대면적 기판을 효율적으로 어닐링하는 것이 가능하다.
이어서, 기판(400)상에 산화실리콘막, 질화실리콘막 또는 산화질화실리콘막등의 절연막으로 이루어진 하지막(401)을 공지의 수단에 의해 형성한다. 본 실시예에서는 하지막(401)으로서 2층 구조를 사용하지만, 상기 절연막의 단층막 또는 2층이상 적층시킨 구조를 사용하여도 된다.
이어서, 하지막 상에 반도체막을 형성한다. 반도체막은, 공지의 수단(스퍼터링법, LPCVD법, 또는 플라즈마 CVD 법 등)에 의해 25∼200nm(바람직하게는 30∼150 nm)의 두께로 반도체막을 형성하여, 레이저 결정화법에 의해 결정화시킨다. 레이저결정화법은, 실시형태 및 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 하나 또는 이것들의 실시예를 자유롭게 조합하여, 레이저광을 반도체막에 조사한다. 사용하는 레이저는, 연속발진 또는 펄스발진의 고체레이저 또는 기체레이저 또는 금속레이저가 바람직하다. 이때, 상기 고체레이저로서는 연속발진 또는 펄스발진의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 등이 있다. 상기 기체레이저로서는, 연속발진 또는 펄스발진의 KrF 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저, CO2레이저 등이 있다. 상기 금속레이저로서는, 연속발진 또는 펄스발진의 레이저가 있는데, 이는 헬륨 카드뮴 레이저, 구리 증기레이저, 금 증기레이저를 들 수 있다. 물론, 레이저 결정화법뿐만 아니라, 다른 공지의 결정화법(RTA나 퍼니스 어닐링을 사용한 열결정화법, 결정화를 촉진하는 금속원소를 사용한 열결정화법 등)과 조합하여 행하여도 된다. 상기 반도체막으로서는, 비정질 반도체막이나 미세 결정 반도체막, 결정성 반도체막 등이 있다. 또한, 비정질 실리콘게르마늄막, 비정질 실리콘 탄화물막 등의 비정질구조를 갖는 화합물 반도체막을 적용하여도 된다.
본 실시예에서는, 플라즈마 CVD 법을 사용하여, 50nm의 비정질 실리콘막을형성하여, 이 비정질 실리콘막에 결정화를 촉진하는 금속원소를 사용한 열결정화법 및 레이저결정화법을 행한다. 금속원소로서 니켈을 사용하여, 용액 도포법에 의해 비정질 실리콘막 상에 도입한다. 500℃로 5시간의 열처리를 하여 제 1 결정성 실리콘막을 얻는다. 그리고, 출력 10W의 연속발진의 YVO4레이저로부터 방출된 레이저광을 비선형 광학소자에 의해 제 2 고조파로 변환한 후, 실시예 2에 따라서 제 2 결정성 실리콘막을 얻는다. 상기 제 1 결정성 실리콘막에 레이저광을 조사하여, 제 1 결정성 실리콘막을 제 2 결정성 실리콘막으로 변화하면, 제 2 결정성 실리콘막의 결정성이 향상한다. 또한, 반도체막의 표면에 형성되는 리지(ridge)가 제 2 레이저 어닐링을 수행하여 감소된다. 이때의 에너지 밀도는, 0.01∼100MW/cm2정도(바람직하게는 0.1∼10MW/cm2)가 필요하다. 그리고, 0.5∼2000cm/s 정도의 속도로 레이저광에 대하여 상대적으로 스테이지를 움직여 조사하여, 결정성 실리콘막을 형성한다. 또한, 펄스발진의 엑시머 레이저를 사용하는 경우에는, 주파수 300Hz로 하여, 레이저에너지 밀도를 100∼1500mJ/cm2(대표적으로는 200∼1300mJ/cm2)로 하는 것이 바람직하다. 이때, 레이저광을 50∼98% 중첩시켜도 된다.
물론, 제 1 결정성 실리콘막을 사용하여 TFT를 제작할 수도 있지만, 제 2 결정성 실리콘막은 결정성과 TFT의 전기적 특성이 향상하기 때문에 제 2 결정성 실리콘막을 사용하여 TFT를 형서하는 것이 바람직하다. 이를테면, 제 1 결정성 실리콘막을 사용하여 TFT를 형성하면, 이동도는 300cm2/Vs 정도이고, 제 2 결정성 실리콘막을 사용하여 TFT를 형성하면, 이동도는 500∼600cm2/Vs 정도로 현저하게 향상된다.
이와 같이 하여 얻어진 반도체막 상에 포토리소그래피법을 사용하여 패터닝 처리를 함으로써 반도체층(402∼406)을 형성한다.
또한, 반도체층(402∼406)을 형성한 후, TFT의 임계치를 제어하기 위해서 미량의 불순물원소(붕소 또는 인)를 도핑하여도 된다.
이어서, 반도체층(402∼406)을 덮는 게이트 절연막(407)을 형성한다. 게이트 절연막(407)은 플라즈마 CVD 법 또는 스퍼터링법을 사용하여, 두께를 40∼150nm으로서 실리콘을 포함하는 절연막으로 형성한다. 본 실시예에서는, 플라즈마 CVD 법에 의해 110nm의 두께로 산화질화실리콘막을 형성한다. 물론, 게이트 절연막은 산화질화실리콘막으로 한정되는 것이 아니고, 다른 절연막을 단층 또는 적층구조로서 사용하여도 된다.
또한, 산화실리콘막을 사용하는 경우에는, 플라즈마 CVD 법으로 TEOS(Tetraethyl Orthosilicate)과 O2를 혼합하여, 반응압력 40Pa, 기판온도 300∼400℃로 하고, 고주파(13.56 MHz) 전력밀도 0.5∼0.8W/cm2로 방전시켜 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 제작된 산화실리콘막은, 그 후 400∼500℃의 열어닐링에 의해 게이트 절연막으로서 양호한 특성을 얻을 수 있다.
게이트 절연막(407)상에 막두께 20∼100nm의 제 1 도전막(408)과, 막두께 100∼400nm의 제 2 도전막(409)을 적층 형성한다(도 10a). 본 실시예에서는, 막두께 30nm의 TaN 막으로 이루어진 제 1 도전막(408)과, 막두께 370nm의 W막으로 이루어진 제 2 도전막(409)을 적층 형성한다. TaN막은 스퍼터링법으로 형성하여, Ta의 타깃을 사용하여 질소 분위기 내에서 스퍼터링한다. 또한, W 막은, W의 타깃을 사용한 스퍼터링법으로 형성하였다. 그 외에 6불화 텅스텐(WF6)을 사용하는 열 CVD 법으로 형성할 수도 있다. 어떻든간에 게이트전극으로서 사용하기 위해서는 저저항화를 꾀할 필요가 있고, W 막의 저항률은 20μΩcm 이하로 하는 것이 바람직하다.
이때, 본 실시예에서는, 제 1 도전막(408)을 TaN, 제 2 도전막(409)을 W라고 하고 있지만, 이 도전막으로 특별히 한정되지 않는다. 그 제 1 도전막(408)와 제 2 도전막(409)은, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr 및 Nd로부터 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금재료 또는 화합물재료로 형성하여도 된다. 또한, 인 등의 불순물원소를 도핑한 다결정실리콘막으로 대표되는 반도체막을 사용하여도 되고, 또한, AgPdCu 합금을 사용하여도 된다.
다음에, 포토리소그래피법을 사용하여 레지스트로 이루어진 마스크(410∼415)를 형성하고, 전극 및 배선을 형성하기 위한 제 1 식각처리를 한다. 제 1 식각처리에서는 제 1 및 제 2 식각조건으로 행한다(도 10b). 본 실시예에서는, 제 1 식각조건으로서, ICP(Inductively Coupled Plasma) 식각법을 사용한다. 식각용 가스로서 CF4, Cl2및 O2의 가스 혼합을 사용하여, 각각의 가스 유량비를 25:25:10(sccm)로 하고, 1Pa의 압력으로 코일형 전극에 500W의 RF(13.56MHz)전력을 투입하여 플라즈마를 생성하여 식각을 행한다. 기판측(시료 스테이지)에도 150W의RF(13.56 MHz)전력을 투입하여, 실질적으로 부의 자기 바이어스전압을 인가한다. 이 제 1 식각조건에 의해 W 막을 식각하여 제 1 도전층의 단부를 테이퍼 형상으로 만든다.
식각 조건을 레지스트 마스크(410∼415)를 제거하지 않고서 제 2 식각조건으로 바꾼다. 식각용 가스로서 CF4와 Cl2의 가스 혼합을 사용하여, 각각의 가스유량비를 30:30(sccm)로 하고, 1Pa의 압력으로 코일형 전극에 500 W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여 플라즈마를 생성하여 약 30초 정도 식각을 한다. 기판측(시료 스테이지)에도 20W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여, 실질적으로 부의 자기 바이어스전압을 인가한다. CF4와 Cl2의 가스 혼합을 사용하여 제 2 식각조건에 의해 W 막 및 TaN 막은, 같은 정도로 모두 식각된다. 이때, 게이트 절연막 상에 잔여물을 남기지 않고 식각하기 위해서는, 10∼20% 정도의 비율로 식각시간을 증가시켜도 된다.
상기 제 1 식각조건으로, 레지스트 마스크의 형상을 적합하게 함으로써, 기판측에 인가하는 바이어스전압의 효과에 의해 제 1 도전층 및 제 2 도전층의 단부가 테이퍼 형상이 된다. 이 테이퍼부의 각도는 15∼45°으로 된다. 이렇게 해서, 제 1 식각처리에 의해 제 1 도전층과 제 2 도전층으로 이루어진 제 1 형상의 도전층(417∼422)(제 1 도전층 417a∼422a와, 제 2 도전층 417b∼422b)을 형성한다. 도면부호 416은, 게이트 절연막이고, 제 1 형상의 도전층(417∼422)으로 덮혀 있지 않은 영역은 식각을 통해 20∼50nm 정도로 얇아진 영역이 된다.
이어서, 레지스트 마스크를 제거하지 않고 제 2 식각처리를 한다(도 10c).여기서는, 식각가스로 CF4와 Cl2와 O2를 사용하여, W 막을 선택적으로 식각한다. 이때, 제 2 식각처리에 의해 제 2 도전층(428b∼433b)을 형성한다. 한편, 제 1 도전층(417a∼422a)은, 거의 식각되지 않고, 제 2 형상의 도전층(428a∼433a)을 형성한다.
그리고, 레지스트 마스크를 제거하지 않고서 제 1 도핑처리를 행하여, 반도체층에 n형을 부여하는 불순물원소를 저농도로 첨가한다. 도핑처리는 이온도핑법, 또는 이온주입법으로 하여도 된다. 이온도핑법의 조건은 도우즈량을 1×1013∼5×1014/cm2로 하고, 가속전압을 40∼80keV로서 한다. 본 실시예에서는 도우즈량을 1.5×1013/cm2로 하여, 가속전압을 60keV로서 한다. n 형을 부여하는 불순물원소로서 15족에 속하는 원소, 전형적으로는 인(P) 또는 비소(As)를 사용한다. 하지만, 여기서는 인(P)을 사용한다. 이 경우, 도전층(428∼433)이 n 형 도전성을 부여하는 불순물원소에 대한 마스크로서 작용하여, 자기 정렬적으로 불순물영역(423∼427)이 형성된다. 불순물영역(423∼427)에는 1×1018∼1×1020/cm3의 농도범위로 n 형을 부여하는 불순물원소를 첨가한다.
레지스트 마스크를 제거한 후, 새로운 레지스트 마스크(434a∼434c)를 형성하여 제 1 도핑처리보다도 높은 가속전압으로 제 2 도핑처리를 한다. 이온도핑법의 조건은, 도우즈량을 1×1013∼1×1015/cm2로 하고, 가속전압을 60∼120keV로서 행한다. 도핑처리는 제 2 도전층(428b∼432b)을 불순물원소에 대한 마스크로서 사용하여, 제 1 도전층의 테이퍼부 아래의 반도체층에 불순물원소가 첨가되도록 도핑한다. 계속해서, 제 2 도핑처리보다 가속전압을 하강시켜 제 3 도핑처리를 하여 도 11a의 상태를 얻는다. 이온도핑법의 조건은, 도우즈량을 1×1015∼1×1017/cm2로 하여, 가속전압을 50∼100keV로서 행한다. 제 2 도핑처리 및 제 3 도핑처리에 의해, 제 1 도전층과 겹치는 저농도 불순물영역(436, 442, 448)에는 1×1018∼5×1019/cm3의 농도범위로 n 형을 부여하는 불순물원소가 첨가되고, 고농도 불순물영역(435, 438, 441, 444, 447)에는 1×1019∼5×1021/cm3의 농도범위로 n 형을 부여하는 불순물원소가 첨가된다.
물론, 적당한 가속전압으로 함으로써, 제 2 도핑처리 및 제 3 도핑처리는, 1 회의 도핑처리로, 저농도 불순물영역 및 고농도 불순물영역을 형성하는 것도 가능하다.
이어서, 레지스트 마스크를 제거한 후, 새로운 레지스트 마스크(450a∼450c)를 형성하여 제 4 도핑처리를 행한다. 이 제 4 도핑처리에 의해, p 채널형 TFT의 활성층이 되는 반도체막에 상기 일 도전형과는 반대의 도전형을 부여하는 불순물원소가 첨가된 불순물영역(453, 454, 459, 460)을 형성한다. 제 2 도전층(429b∼432b)을 불순물원소에 대한 마스크로서 사용하여, p 형을 부여하는 불순물원소를 첨가하여 자기 정렬적으로 불순물영역을 형성한다. 본 실시예에서는, 불순물영역(453, 454, 459,460)은 디보란(B2H6)을 사용한 이온도핑법으로 형성한다(도 11b). 이 제 4 도핑처리시는, n 채널형 TFT을 형성하는 반도체층은 레지스트 마스크(450a∼450c)로 덮어진다. 제 1 내지 제 3 도핑처리에 의해서, 불순물영역(453, 454, 459, 460)에는 각각 다른 농도로 인이 첨가된다. 하지만, 그 각각의 영역에서 p 형도전성을 부여하는 불순물원소의 농도를 1×1019∼5×1021atoms/cm3이 되도록 도핑처리함으로써, p 채널형 TFT의 소스영역 및 드레인영역으로서 기능하는 영역을 만드는데 아무런 문제도 생기지 않는다.
이상까지의 공정으로 각각의 반도체층에 불순물영역이 형성된다.
다음에, 그 마스크(450a∼450c)를 제거한 후 제 1 층간절연막(461)을 형성한다. 이 제 1 층간절연막(461)은, 플라즈마 CVD 법 또는 스퍼터링법을 사용하여, 두께를 100∼200nm으로서 실리콘을 포함하는 절연막으로 형성한다. 본 실시예에서는, 플라즈마 CVD법에 의해 막두께 150nm의 산화질화실리콘막을 형성하였다. 물론, 제 1 층간절연막(461)은 산화질화실리콘막으로 한정되는 것이 아니고, 다른 실리콘을 포함하는 절연막을 단층 또는 적층구조로서 사용하여도 된다.
이어서, 레이저광을 조사하여, 반도체층의 결정성을 회복하고, 각각의 반도체층에 첨가된 불순물원소를 활성화한다. 레이저 활성화는, 실시예 1 내지 실시예4중 하나 또는 이 실시예들을 자유롭게 조합하여, 레이저광을 반도체막에 조사한다. 사용된 레이저는, 연속발진 또는 펄스발진의 고체레이저 또는 기체레이저 또는 금속레이저가 바람직하다. 이때, 상기 고체레이저로서, 연속발진 또는 펄스발진의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 등이 있다. 상기 기체레이저로서는 연속발진 또는 펄스발진의 KrF 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저, CO2레이저등이 있다. 상기 금속레이저로서는, 연속발진 또는 펄스발진의 헬륨 카드뮴 레이저, 구리 증기레이저, 금 증기레이저를 들 수 있다. 이때, 연속발진의 레이저를 사용하는 경우, 레이저광의 에너지 밀도는 0.01∼100 MW/cm2정도(바람직하게는 0.1∼10 MW/cm2)가 필요하다. 레이저광에 대하여 상대적으로 기판을 0.5∼2000cm/s의 속도로 이동시킨다. 또한, 펄스발진의 레이저를 사용하는 경우, 주파수 300Hz로 하여, 레이저 에너지 밀도를 50∼1000mJ/cm2(대표적으로는 50∼500mJ/cm2)로 하는 것이 바람직하다. 이때, 레이저광을 50∼98%로 중첩시켜도 된다. 이때, 레이저 어닐링법 외에, 열어닐링법, 또는 급속 열 어닐링법(RTA 법)등을 적용할 수 있다.
또한, 제 1 층간절연막을 형성하기 전에 활성화를 하여도 된다. 그러나, 사용된 배선재료가 열에 약한 경우에는, 본 실시예와 같이 배선 등을 보호하기 위해서 층간절연막(실리콘을 주성분으로 하는 절연막, 예를 들면 질화실리콘막)을 형성한 후에 활성화처리를 하는 것이 바람직하다.
그리고, 열처리(300∼550℃로 1∼12시간)를 행하면 수소화를 행할 수 있다. 이 공정은, 제 1 층간절연막(461)내에 포함된 수소에 의해 반도체층의 댕글링 본드를 종단하는 공정이다. 제 1 층간절연막의 존재에 관계없이 반도체층을 수소화할 수 있다. 수소화의 다른 수단으로서, 플라즈마 수소화(플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용함)와, 3∼100%의 수소를 포함하는 분위기속에서 300∼450℃에 1∼12시간의 열처리를 하여도 된다(도 11c).
이어서, 제 1 층간절연막(461)상에 무기절연막재료 또는 유기절연물재료로 이루어진 제 2 층간절연막(462)을 형성한다. 본 실시예에서는, 막두께 1.6㎛의 아크릴 수지막을 형성하고, 점도가 10∼1000cp, 바람직하게는 40∼200cp의 것을 사용하여도 된다. 표면에 요철이 형성된 재료를 사용한다.
본 실시예에서는, 경면반사를 막기 위해서, 표면에 요철이 형성된 제 2 층간절연막을 형성함으로써 화소전극의 표면에 요철을 형성하였다. 또한, 화소전극 표면에 요철을 갖게 하여 광산란성을 갖기 때문에, 화소전극 아래의 영역에 볼록부를 형성하여도 된다. 그 경우, 볼록부의 형성은, TFT의 형성과 같은 포토마스크로 할 수 있기 때문에, 공정수의 증가없이 형성할 수 있다. 이때, 이 볼록부는 배선 및 TFT부 이외의 화소부 영역의 기판 상에 적절히 설치하여도 된다. 이렇게 해서, 볼록부를 덮는 절연막의 표면에 형성된 요철을 따라 화소전극의 표면에 요철이 형성된다.
또한, 제 2 층간절연막(462)으로서 표면이 평탄화된 막을 사용하여도 된다. 이 경우에, 공지의 샌드 블라스트법이나 식각법 등의 공정을 추가하여 표면을 요철화시켜, 경면반사를 막아, 반사광을 산란시킴으로써 백색도를 증가시키는 것이 바람직하다.
그리고, 구동회로(506)에서, 각 불순물영역과 각각 전기적으로 접속하는 배선(463∼467)을 형성한다. 이때, 이 배선들은, 막두께 50nm의 Ti막과, 막두께500nm의 합금막(Al과 Ti의 합금막)의 적층막을 패터닝하여 형성한다. 물론, 2층 구조로 한정하지 않고, 단층구조이어도 되고, 3층 이상의 적층구조이어도 된다. 또한, 배선의 재료는, Al과 Ti로 한정하지 않는다. 예를 들면, TaN 막상에 Al과 Cu를 형성하고, 또한 Ti 막을 형성한 적층막을 패터닝하여 배선을 형성하여도 된다(도 12).
또한, 화소부(507)에서는, 화소전극(470), 게이트배선(469) 및 접속전극(468)을 형성한다. 이 접속전극(468)에 의해 소스배선(433a와 433b의 적층)은, 화소 TFT와 전기적인 접속이 형성된다. 또한, 게이트배선(469)은, 화소 TFT의 게이트전극과 전기적인 접속이 형성된다. 또한, 화소전극(470)은, 화소 TFT의 드레인영역과 전기적인 접속이 형성되고, 또한 저장용량을 형성하는 하나의 전극으로서 기능하는 반도체층과 전기적인 접속이 형성된다. 또한, 화소전극(470)으로서는, Al 또는 Ag을 주성분으로 하는 막, 또는 그것들의 적층막 등의 반사도가 뛰어난 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, n 채널형 TFT(501)과 p 채널형 TFT(502)으로 이루어진 CMOS회로, 및 n 채널형 TFT(503)을 갖는 구동회로(506)와, 화소 TFT(504), 저장용량(505)을 갖는 화소부(507)를 동일 기판 상에 형성할 수 있다. 이렇게 해서, 액티브 매트릭스 기판이 완성된다.
구동회로(506)의 n 채널형 TFT(501)은, 채널형성영역(437), 게이트전극의 일부를 구성하는 제 1 도전층(428a)과 겹치는 저농도 불순물영역(436)(GOLD 영역), 소스영역 또는 드레인영역으로서 기능하는 고농도 불순물영역(452)을 갖는다. 전기접속에 의해 이 n 채널형 TFT(501)와 전극(466)을 갖는 CMOS 회로를 형성하는 P 채널형 TFT(502)에는, 채널형성영역(440), 소스영역 또는 드레인영역으로서 기능하는 고농도 불순물영역(453)과, 저농도 불순물영역(454)을 갖는다. 또한, n 채널형 TFT(503)에는, 채널형성영역(443), 게이트전극의 일부를 구성하는 제 1 도전층(430a)과 겹치는 저농도 불순물영역(442)(GOLD 영역), 소스영역 또는 드레인영역으로서 기능하는 고농도 불순물영역(456)을 갖는다.
화소부의 화소 TFT(504)에는, 채널형성영역(446), 게이트전극의 외측에 형성된 저농도 불순물영역(445)(LDD 영역), 소스영역 또는 드레인영역으로서 기능하는 고농도 불순물영역(458)을 갖는다. n 형을 부여하는 불순물원소 및 p 형을 부여하는 불순물원소는, 저장용량(505)의 한쪽의 전극으로서 기능하는 반도체층에 첨가된다. 그 저장용량(505)은, 절연막(416)이 유전체로서 기능하면서, 전극(432a와 432b의 적층)과, 반도체층을 구비한다.
본 실시예의 화소구조는, 블랙 매트릭스를 사용하지 않고, 화소전극간의 간격이 차광되도록, 화소전극의 단부를 소스배선과 겹치도록 배치 형성한다.
또한, 본 실시예에서 제작된 액티브 매트릭스 기판의 화소부의 평면도를 도 13에 나타낸다. 이때, 도 10∼도 13에 대응한 부분에는 동일한 부호를 사용한다. 도 12에서 쇄선 A-A'은 도 13의 쇄선 A-A'로 절단한 단면도에 대응한다. 또한, 도 12의 쇄선 B-B'는 도 13의 쇄선 B-B'로 절단한 단면도에 대응한다.
(실시예 7)
본 실시예에서는, 상기 실시예 6에서 제작한 액티브 매트릭스 기판으로부터,반사형 액정표시장치를 제작하는 공정을 이하에 설명한다. 설명에는 도 14를 사용한다.
우선, 실시예 6에 따라서, 도 12의 상태의 액티브 매트릭스 기판을 얻은 후, 도 12의 액티브 매트릭스 기판 상의 적어도 화소전극(470)상에 배향막(567)을 형성하여 러빙처리를 행한다. 이때, 본 실시예에서는 배향막(567)을 형성하기 전에, 아크릴 수지막 등의 유기수지막을 패터닝함으로써 기판간의 간격을 유지하기 위해서기둥형 스페이서(572)를 원하는 위치에 형성한다. 또한, 이 기둥형 스페이서 대신에, 직사각형 스페이서를 기판 전체면에 살포하여도 된다.
이어서, 대향기판(569)을 준비한다. 그 후, 그 대향기판(569)상에 착색층(570, 571) 및 평탄화막(573)을 형성한다. 적색의 착색층(570)과 청색의 착색층(571)을 차광부를 형성하도록 중첩한다. 또한, 적색의 착색층과 녹색의 착색층의 일부를 중첩하여 차광부를 형성하여도 된다.
본 실시예에서는, 실시예 6에 나타낸 기판을 사용한다. 따라서, 실시예 6의 화소부의 평면도를 도시한 도 13에서는, 적어도 게이트배선(469)과 화소전극(470)간의 간격과, 게이트배선(469)과 접속전극(468)간의 간격과, 접속전극(468)과 화소전극(470)간의 간격을 차광하는 것이 필요하다. 본 실시예에서는, 그 차광해야 할 위치에 착색층의 적층으로 이루어진 차광부가 형성되도록 각 착색층을 배치하여, 대향기판을 접합한다.
이와 같이, 블랙 마스크 등의 차광층을 형성하지 않고, 각 화소간의 간격을 착색층의 적층으로 이루어진 차광부에서 차광함으로써 공정수의 감소를 가능하게 G한다.
이어서, 평탄화막(573)상에 투명도전막으로 이루어진 대향전극(576)을 적어도 화소부에 형성하고, 대향기판의 전체면에 배향막(574)을 형성하여, 러빙처리를 수행한다.
그리고, 화소부와 구동회로가 형성된 액티브 매트릭스 기판과 대향기판을 밀봉재(568)로 접합한다. 밀봉재(568) 내에는 충전재(filler)가 혼입되어 있고, 이 충전재와 기둥형 스페이서에 의해서 균일한 간격을 가져 2장의 기판이 접합된다. 그 후, 양 기판의 사이에 액정재료(575)를 주입하여, 밀봉제(도시하지 않음)에 의해서 완전히 밀봉한다. 액정재료(575)로는 공지의 액정재료를 사용하여도 된다. 이와 같이 하여, 도 14에 나타낸 반사형 액정표시장치가 완성된다. 그리고, 필요한 경우, 액티브 매트릭스 기판 또는 대향기판을 원하는 형상으로 절단한다. 또한, 대향기판에만 편광판(도시하지 않음)을 부착한다. 그리고, 공지의 기술을 사용하여 FPC가 부착된다.
이상과 같이 하여 제작된 액정표시장치는, 에너지 밀도가 충분한 레이저광에 의해 균일하게 어닐링된 반도체막을 사용하여 제작된 TFT를 갖는다. 상기 액정표시장치의 충분한 동작특성과 신뢰성을 갖는 TFT가 될 수 있다. 그리고, 이러한 액정표시장치는, 각 종 전자기기의 표시부로서 사용할 수 있다.
이때, 본 실시예는 실시예 1 내지 6과 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.
(실시예 8)
본 실시예에서는, 실시예 6에 도시된 것처럼 액티브 매트릭스 기판을 제작할때 TFT의 제작방법을 사용하여, 발광장치를 제작한 예에 관해서 설명한다. 본 명세서에서, 발광장치란, 기판 상에 형성된 발광소자를 그 기판과 커버부재 사이에 봉입한 표시용 패널 및 그 표시용 패널에 TFT를 구비한 표시용 모듈을 총칭한 것이다. 이때, 발광소자는, 전계를 가하여 발생하는 전계 발광을 얻을 수 있는 유기 화합물을 포함하는 층(발광층)과, 양극과, 음극을 갖는다. 또한, 유기 화합물에서의 전계 발광에는, 단일항 여기상태로부터 기저상태로 되돌아갈 때의 발광(형광)과 3중항 여기상태로부터 기저상태로 되돌아갈 때의 발광(인광)이 있어, 이 발광의 어느 한쪽 또는 양쪽의 발광을 포함한다.
이때, 본 명세서에서는, 발광소자에서 양극과 음극 사이에 형성된 모든 층을 유기발광층으로 정의한다. 유기발광층에는, 구체적으로, 발광층, 정공주입층, 전자주입층, 정공수송층, 전자수송층 등이 포함된다. 기본적으로 발광소자는, 양극층, 발광층, 음극층이 순서로 적층된 구조를 가지고 있다. 이 구조에 덧붙여, 양극층, 정공주입층, 발광층 및 음극층이나, 양극층, 정공주입층, 발광층, 전자수송층 및 음극층 등의 순서로 적층된 구조를 갖는 경우도 있다.
도 15는 본 실시예의 발광장치의 단면도이다. 도 15에서, 기판(700)상에 설치된 스위칭 TFT(603)은 도 12의 n 채널형 TFT(503)을 사용하여 형성된다. 따라서, 그 구조의 설명은, n 채널형 TFT(503)의 설명을 참조하면 된다.
이때, 본 실시예에서는 2개의 채널영역으로 형성된 더블 게이트구조로 되어 있지만, 하나의 채널영역이 형성되 단일 게이트구조 또는 3개로 형성된 트리풀 게이트구조이어도 된다.
기판(700)상에 설치된 구동회로는, 도 12의 CMOS 회로를 사용하여 형성된다. 따라서, 그 구조의 설명은 n 채널형 TFT(601)과 p 채널형 TFT(602)의 설명을 참조하면 된다. 이때, 본 실시예에서는, 단일 게이트구조로 하였지만, 더블 게이트구조 또는 트리플 게이트구조이어도 된다.
또한, 배선 701, 703은 CMOS 회로의 소스배선, 배선 702는 드레인배선으로서 기능한다. 또한, 배선 704는 소스배선 708과 스위칭 TFT의 소스영역을 전기적으로 접속하는 배선으로서 기능하고, 배선 705는 드레인배선 709과 스위칭 TFT의 드레인영역을 전기적으로 접속하는 배선으로서 기능한다.
이때, 전류제어용 TFT(604)는, 도 12의 p 채널형 TFT(502)을 사용하여 형성된다. 따라서, 그 구조의 설명은 p 채널형 TFT(502)에 관한 설명을 참조하면 된다. 이때, 본 실시예에서는 단일 게이트구조로 하였지만, 더블 게이트구조 또는 트리플 게이트구조이어도 된다.
또한, 배선 706은 전류제어용 TFT의 소스배선(전류공급선에 해당함)이고, 배선 707은 화소전극(711)과 전기적으로 접속되는 전극이다.
이때, 도면부호 711은, 투명도전막으로 이루어진 화소전극(발광소자의 양극)이다. 투명도전막으로서는, 산화인듐과 산화주석의 화합물, 산화인듐과 산화아연의 화합물, 산화아연, 산화주석 또는 산화인듐을 사용하여도 되고, 또는 상기 투명도전막에 갈륨을 첨가한 것을 사용하여도 된다. 화소전극(711)은, 상기 배선을 형성하기 전에 평탄한 층간절연막(710)상에 형성된다. 본 실시예에서는, 수지 평탄화막(710)을 사용하여 TFT로 인한 단차를 평탄화하는 것은 대단히 중요하다.후에 형성될 발광층은 두께가 매우 얇기 때문에, 단차의 존재로 인한 발광불량을 일으키는 경우가 있다. 따라서, 발광층을 될 수 있는 한 평탄하게 형성할 수 있도록 화소전극을 형성하기 전에 평탄화해 두는 것이 바람직하다.
배선(701∼707)을 형성 후, 도 15에 나타낸 것처럼 뱅크(712)를 형성한다. 뱅크(712)는 100∼400nm의 실리콘을 포함하는 절연막 또는 유기수지막을 패터닝하여 형성하면 된다.
이때, 뱅크(712)는 절연막이기 때문에, 성막시의 소자의 정전파괴에는 주의가 필요하다. 본 실시예에서는 뱅크(712)의 재료로 되는 절연막에 카본입자나 금속입자를 첨가하여 저항률을 하강시켜, 정전기의 발생을 억제한다. 이때, 저항률은 1×106∼1×1012Ωm(바람직하게는 1×108∼1×1010Ωm)이 되도록 카본입자나 금속입자의 첨가량을 조절하면 된다.
화소전극(711) 상에는 발광층(713)이 형성된다. 이때, 도 15에서는 하나의 화소만을 도시하지 않았지만, 본 실시예에서는 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 각 색깔에 대응하게 발광층을 따로따로 형성한다. 또한, 본 실시예에서는 증착공정에 의해 저분자계 유기발광재료를 형성한다. 구체적으로는, 정공주입층으로서 20nm 두께의 구리 프탈로시아닌(CuPc)막을 설치하고, 그 위에 발광층으로서 70nm두께의 트리스-8-키노리노라트(quinolinolato) 알루미늄 착체(Alq3)막을 설치한 적층구조로 한다. Alq3에 퀴나크리돈(quinacridone), 페릴렌 또는 DCM1이라고 한 형광색소를 첨가함으로써 발광색을 제어할 수 있다.
그러나, 이상의 예는 발광층으로서 사용할 수 있는 유기발광재료의 일례로서, 이것으로 한정할 필요는 반드시 없다. 발광층, 전하수송층 또는 전하주입층을 자유롭게 조합하여 발광층(발광 및 그 때문의 캐리어의 이동을 행하게 하기 위한 층)을 형성하여도 된다. 예를 들면, 본 실시예에서는 저분자계 유기발광재료를 발광층으로서 사용하는 예를 나타내었지만, 중분자계 유기발광재료나 고분자계 유기발광재료를 사용하여도 된다. 이때, 본 명세서에서, 승화성을 갖지 않고, 또한, 분자수가 20이하 또는 연쇄하는 분자의 길이가 10㎛ 이하의 유기발광재료를 중분자계 유기발광재료로 한다. 또한, 고분자계 유기발광재료를 사용하는 예로서, 정공주입층으로서 20nm의 폴리티오펜(PEDOT)막을 스핀 도포법에 의해 형성하고, 그 위에 발광층으로서 100nm 정도의 파라페닐렌비닐렌(PPV)막을 설치한 적층구조로 하여도 된다. PPV의 π-공역계 고분자를 사용하여, 적색으로부터 청색까지 발광파장을 선택할 수 있다. 또한, 전하수송층이나 전하주입층으로서 탄화실리콘 등의 무기재료를 사용하는 것도 가능하다. 이것들의 유기발광재료나 무기재료는 공지의 재료를 사용할 수 있다.
다음에, 발광층(713) 위에는 도전막으로 이루어진 음극(714)이 설치된다. 본 실시예의 경우, 도전막으로서 알루미늄과 리튬의 합금막을 사용한다. 물론, 공지의 MgAg막(마그네슘과 은의 합금막)을 사용하여도 된다. 음극재료로서는, 주기표의 1족 또는 2족에 속하는 원소로 이루어진 도전막 또는 그것들의 원소를 첨가한 도전막을 사용하면 된다.
이 음극(714)까지 형성된 시점에서 발광소자(715)가 완성된다. 이때, 여기서말하는 발광소자(715)는, 화소전극(양극)(711), 발광층(713) 및 음극(714)으로 형성된 다이오드를 가리킨다.
발광소자(715)를 완전히 덮도록 패시베이션막(716)을 설치하는 것은 유효하다. 패시베이션막(716)은, 탄소막, 질화실리콘막 또는 질화산화실리콘막을 포함하는 절연막으로 형성되고, 그 절연막을 단층 또는 조합한 적층으로 사용한다.
이 경우, 커버리지가 좋은 막을 패시베이션막으로서 사용하는 것이 바람직하다. 탄소막, 특히 DLC(다이아몬드형 탄소)막을 사용하는데 유효하다. DLC 막은, 실온으로부터 100℃ 이하의 온도범위로 막형성 가능하기 때문에, 내열성이 낮은 발광층(713)의 위쪽에도 용이하게 형성할 수 있다. 또한, DLC 막은, 산소에 대한 블록킹 효과가 높아, 발광층(713)의 산화를 억제하는 것이 가능하다. 그 때문에, 다음에 계속되는 밀봉공정을 하는 동안 발광층(713)이 산화한다고 하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 패시베이션막(716) 상에 밀봉부재(717)를 설치하여, 커버부재(718)를 접합한다. 밀봉부재(717)로서는 자외선경화수지를 사용하면 된다. 내부에 흡습효과를 갖는 물질 또는 산화방지효과를 갖는 물질을 설치하는 것은 유효하다. 또한, 본 실시예에서 커버부재(718)는, 유리기판, 석영기판 또는 플라스틱 기판(플라스틱필름도 포함함)이나 가요성 기판의 양면에 탄소막(바람직하게는 DLC 막)을 형성한 것을 사용한다. 탄소막 이외에도 알루미늄막(AlON, AlN, AlO 등), SiN 등을 사용할 수 있다.
이렇게 해서 도 15에 나타낸 것 같은 구조의 발광장치가 완성된다. 이때, 뱅크(712)를 형성한 후, 패시베이션막(716)을 형성할 때까지의 공정을 멀티쳄버방식(또는 인라인 방식)의 막형성장치를 사용하여, 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 처리하는데 유효하다. 또한, 그 이상의 발전으로 커버부재(718)를 접합하는 공정까지를 대기에 노출시키지 않고서 연속적으로 처리하는 것도 가능하다.
이렇게 해서, 기판(700)상에 n 채널형 TFT(601), p 채널형 TFT(602), 스위칭 TFT(n 채널형 TFT)(603) 및 전류제어용 TFT(n 채널형 TFT)(604)가 형성된다.
또한, 도 15를 사용하여 설명한 것처럼, 게이트전극에 절연막을 통해 겹치는 불순물영역을 설치함으로써 핫 캐리어 효과로 인한 열화에 강한 n 채널형 TFT을 형성할 수 있다. 그 때문에, 신뢰성이 높은 발광장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 화소부와 구동회로의 구성만 나타내었다. 그러나, 본 실시예의 제조공정에 따르면, 그 외에도 신호분할회로, D/A컨버터, OP앰프, γ-보정회로 등의 논리회로를 동일한 절연체상에 형성 가능하고, 그 위에 메모리나 마이크로프로세서도 형성할 수 있다.
이상과 같이 하여 제작된 발광장치는, 에너지 밀도가 충분한 레이저광에 의해 균일하게 어닐링된 반도체막을 사용하여 제작된 TFT를 갖는다. 상기 발광장치의 동작특성이나 신뢰성을 충분한 것으로 될 수 있다. 그리고, 이러한 발광장치는, 각 종 전자기기의 표시부로서 사용할 수 있다.
이때, 본 실시예는 상기 실시예 1 내지 6과 자유롭게 조합하는 것이 가능하다.
(실시예 9)
본 발명을 적용하여, 여러 가지 반도체장치(액티브 매트릭스형 액정표시장치, 액티브 매트릭스형 발광장치, 액티브 매트릭스형 EC 표시장치)를 제작할 수 있다. 즉, 그러한 전기광학장치를 표시부에 병합한 여러 가지 전자기기에 본 발명을 적용할 수 있다.
그러한 전자기기로서는, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 프로젝터, 헤드 마운트 디스플레이(고글형 디스플레이), 카내비게이션, 카스테레오, 퍼스널컴퓨터, 휴대정보단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화 또는 전자서적 등)등을 들 수 있다. 그것들의 예를 도 16a-16f, 도 17a-17d 및 도 18a-18c에 나타낸다.
도 16a는 퍼스널컴퓨터로, 본체(3001), 화상입력부(3002), 표시부(3003), 키보드(3004)등을 구비한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3003)에 적용함으로써, 본 발명의 퍼스널컴퓨터가 완성될 수 있다.
도 16b는 비디오 카메라로, 본체(3101), 표시부(3102), 음성입력부(3103), 조작스위치(3104), 배터리(3105), 화상 수신부(3106) 등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3102)에 적용함으로써, 본 발명의 비디오 카메라가 완성된다.
도 16c는 모바일 컴퓨터로, 본체(3201), 카메라부(3202), 화상 수신부(3203), 조작스위치(3204), 표시부(3205) 등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3205)에 적용함으로써, 본 발명의 모바일 컴퓨터가 완성된다.
도 16d는 고글형 디스플레이로, 본체(3301), 표시부(3302), 아암부(3303) 등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3302)에 적용함으로써, 본 발명의 고글형 디스플레이가 완성된다.
도 16e는 프로그램을 기록한 기록매체(이하, 기록매체라 칭함)를 사용하는 재생장치로, 본체(3401), 표시부(3402), 스피커부(3403), 기록매체(3404), 조작스위치(3405)등을 포함한다. 이 재생장치는, 기록매체로서 DVD(Digtial Versatile Disc), CD 등을 사용하여, 음악감상, 영화감상, 게임 및 인터넷을 할 수 있다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3402)에 적용함으로써, 본 발명의 기록매체가 완성된다.
도 16f는 디지털 카메라로, 본체(3501), 표시부(3502), 접안부(3503), 조작스위치(3504), 화상 수신부(미도시됨) 등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3502)에 적용함으로써, 본 발명의 디지털 카메라가 완성된다.
도 17a는 프론트형 프로젝터로, 투사장치(3601), 스크린(3602)등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 투사장치(3601)의 일부를 구성하는 액정표시장치(3808)와 그 밖의 구동회로에 적용함으로써, 본 발명의 프론트형 프로젝터가 완성된다.
도 17b는 리어형 프로젝터로, 본체(3701), 투사장치(3702), 미러(3703), 스크린(3704) 등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 투사장치(3702)의 일부를 구성하는 액정표시장치(3808)와 그 밖의 구동회로에 적용함으로써, 본 발명의 리어형 프로젝터가 완성된다.
이때, 도 17c는, 도 17a 및 도 17b에 각각 도시된 투사장치(3601, 3702)의구조의 일례를 나타낸 도면이다. 각 투사장치(3601, 3702)는, 광원 광학계(3801), 미러(3802, 3804∼3806), 다이크로익 미러(3803), 프리즘(3807), 액정표시장치(3808), 위상차판(3809) 및 투사광학계(3810)로 구성된다. 투사광학계(3810)는, 투사렌즈를 포함하는 광학계로 구성된다. 본 실시예는 3판식의 예를 나타내었지만, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 단판식이어도 된다. 또한, 도 17c에서 화살표로 나타낸 광로에 실시자가 적절히, 광학렌즈, 편광기능을 갖는 필름, 위상차를 조절하는 필름, IR 필름 등의 광학계를 설치하여도 된다.
또한, 도 17d는, 도 17c에 도시된 광원 광학계(3801) 구조의 일례를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는, 광원 광학계(3801)는, 반사경(3811), 광원(3812), 렌즈 어레이(3813, 3814), 편광변환소자(3815) 및 집광렌즈(3816)로 구성된다. 이때, 도 17d에 나타낸 광원 광학계는, 일례로 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 광원 광학계에 실시자가 적절히, 광학렌즈, 편광기능을 갖는 필름, 위상차를 조절하는 필름, IR 필름 등의 광학계를 설치하여도 된다.
도 17a 내지 도 17d에 나타낸 프로젝터에서는, 투과형 전기광학장치를 사용한 경우를 나타내고 있고, 반사형 전기광학장치 및 발광장치에서의 적용예는 도시하지 않고 있다.
도 18a는 휴대전화로, 본체(3901), 음성출력부(3902), 음성입력부(3903), 표시부(3904), 조작스위치(3905), 안테나(3906)등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(3904)에 적용함으로써, 본 발명의 휴대전화가 완성된다.
도 18b는 휴대서적(전자서적)으로, 본체(4001), 표시부(4002, 4003), 기억매체(4004), 조작스위치(4005), 안테나(4006)등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치는, 표시부(4002, 4003)에 적용함으로써, 본 발명의 휴대서적이 완성된다.
도 18c는 디스플레이로, 본체(4101), 지지대(4102), 표시부(4103) 등을 포함한다. 본 발명에 의해 제작된 반도체장치를 표시부(4103)에 적용함으로써, 본 발명의 디스플레이가 완성된다. 본 발명의 디스플레이는, 특히 대화면화한 경우에 유리 하고, 대각 10인치 이상(특히, 30인치 이상)의 디스플레이에는 유리하다.
이상과 같이, 본 발명의 적용범위는 매우 넓고, 여러 가지의 분야의 전자기기에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예의 전자기기는 상기 실시예 1∼7 또는 실시예 8의 조합으로 이루어진 구성을 사용하여도 실현할 수 있다.
본 발명의 구성을 채용함으로써, 이하에 나타낸 것과 같은 중요한 효과를 얻을 수 있다.
(a) 조사면 또는 그 근방의 표면에서 에너지 밀도 분포가 대단히 뛰어난 레이저광을 형성할 수 있다.
(b) 피조사체에 대하여 균일한 어닐링을 할 수 있다. 특히, 반도체막의 결정화 결정성의 향상, 불순물원소의 활성화를 행하는 데 적합하다.
(c) 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(d) 이상의 이점을 만족하는 경우, 액티브 매트릭스형 액정표시장치로 나타낸 반도체장치에 있어서, 반도체장치의 동작특성 및 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다. 또한, 반도체장치의 제조비용 감소를 실현할 수 있다.

Claims (44)

  1. 복수의 레이저와,
    상기 복수의 레이저로부터 방출되는 복수의 레이저광 중 하나의 레이저광을 선택하여 그 레이저광의 스폿을 2개로 분할하는 적어도 하나의 광학부와,
    피조사체 상에 나머지 복수의 레이저광과 상기 2개의 분할된 레이저광을 하나의 레이저광으로 합성하는 적어도 하나의 광학부를 구비하고,
    상기 분할된 레이저광이 피조사체 상에 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    합성에 의해 얻은 상기 레이저광은 선형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선형 레이저광은, 파장이 400nm 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저광의 스폿은 동일한 부분으로 분할되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는, 연속파형 또는 펄스발진형의 고체레이저, 기체레이저 또는 금속 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저 및 CO2레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 헬륨 카드뮴 레이저, 구리 증기 레이저 및 금 증기 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저광은, 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  10. 복수의 레이저와,
    상기 복수의 레이저로부터 방출된 복수의 레이저광 중 하나의 레이저광을 선택하여 그 레이저광의 스폿을 2개로 분할하는 적어도 하나의 광학부와,
    피조사체 상에, 상기 2개의 분할된 레이저광의 스폿을 상기 분할된 레이저광의 스폿의 절단부분의 수직방향으로 넓혀 그 레이저광을 선형빔으로 정형하는 적어도 하나의 광학부와,
    상기 피조사체 상에 나머지 복수의 레이저광을 선형빔으로 정형하는 적어도 하나의 광학부와,
    상기 피조사체 상에 상기 복수의 레이저광을 하나의 선형 레이저광으로 합성하는 적어도 하나의 광학부를 구비하고,
    상기 합성으로 얻어진 선형 레이저광에서, 상기 레이저광의 종방향의 그 단부들이 상기 분할된 레이저광의 절단부분이고, 상기 분할된 레이저광이 피조사체 상에 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 합성으로 얻은 상기 선형 레이저광의 종방향의 감쇠영역들은, 각각 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 선형 레이저광은, 파장이 400nm 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 레이저광의 스폿은 동일한 부분으로 분할되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 레이저는, 연속파 또는 펄스발진형의 고체레이저, 기체레이저 또는 금속 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 엑시머 레이저, Ar레이저, Kr레이저 및 CO2레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 헬륨 카드뮴 레이저, 구리 증기 레이저 및 금 증기 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 레이저광은, 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  19. 복수의 레이저로부터의 복수의 레이저광을 방출하는 단계와,
    상기 복수의 레이저로부터 방출된 복수의 레이저광 중 하나의 레이저광을 선택하여 그 레이저광을 2개로 분할하는 단계와,
    나머지 복수의 레이저광과 상기 2개의 분할된 레이저광을 피조사체 상에 하나의 레이저광으로 합성하는 단계를 포함하되,
    상기 피조사체 상에 상기 분할된 레이저광을 서로 이격시키는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    합성에 의해 얻은 상기 레이저광은 선형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 레이저광의 스폿은 동일한 부분으로 분할된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 피조사체와 상기 레이저광을 서로에 대해 상대적으로 이동시키면서 상기 합성된 선형 레이저광에 의해 피조사체를 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 레이저는, 연속파 레이저, 펄스발진형 레이저, 고체레이저, 기체레이저 및 금속 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, Ar레이저, Kr레이저 및 CO2레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 헬륨 카드뮴 레이저, 구리 증기 레이저 및 금 증기 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 레이저광은 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  28. 청구항 19의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  29. 청구항 19의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 결정화하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  30. 청구항 19의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  31. 청구항 19의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 결정화 및 활성화시키는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  32. 복수의 레이저로부터의 복수의 레이저광을 방출하는 단계와,
    상기 복수의 레이저로부터 방출된 복수의 레이저광 중 하나의 레이저광을 선택하여 그 레이저광을 2개로 분할하는 단계와,
    피조사체 상에 상기 분할된 레이저광의 스폿을 상기 분할된 레이저광의 스폿의 절단부분의 수직방향으로 넓혀 그 레이저광을 선형빔으로 정형하는 단계와,
    상기 피조사체 상에 나머지 복수의 레이저광을 선형빔으로 정형하는 단계와,
    상기 피조사체 상에 상기 복수의 선형 레이저광을 하나의 선형 레이저광으로 합성하는 단계를 포함하고,
    상기 합성으로 얻어진 선형 레이저광에서, 상기 레이저광의 종방향의 그 단부들이 상기 분할된 레이저광의 절단부분이고, 상기 분할된 레이저광이 피조사체 상에 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 합성으로 얻은 상기 레이저광의 종방향의 감쇠영역들은, 각각 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 레이저광의 스폿은 동일한 부분으로 분할되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 피조사체와 상기 레이저광을 서로에 대해 상대적으로 이동시키면서 상기 합성된 선형 레이저광에 의해 피조사체를 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  36. 제 32 항에 있어서,
    상기 레이저는, 연속파 레이저, 펄스발진형 레이저, 고체레이저, 기체레이저 및 금속 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  37. 제 32 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 YAG레이저, YVO4레이저, YLF레이저, YAlO3레이저, Y2O3레이저, 유리레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  38. 제 32 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, Ar레이저, Kr레이저 및 CO2레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  39. 제 32 항에 있어서,
    상기 각 레이저는, 연속파 및 펄스발진형의 헬륨 카드뮴 레이저, 구리 증기 레이저 및 금 증기 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  40. 제 32 항에 있어서,
    상기 레이저광은 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  41. 청구항 32의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  42. 청구항 32의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 결정화하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  43. 청구항 32의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  44. 청구항 32의 레이저 조사방법을 사용하여 반도체막을 결정화 및 활성화시키는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
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