KR20090068196A - 레이저 조사 디바이스 및 반도체 디바이스 제조 방법 - Google Patents

레이저 조사 디바이스 및 반도체 디바이스 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090068196A
KR20090068196A KR1020090048900A KR20090048900A KR20090068196A KR 20090068196 A KR20090068196 A KR 20090068196A KR 1020090048900 A KR1020090048900 A KR 1020090048900A KR 20090048900 A KR20090048900 A KR 20090048900A KR 20090068196 A KR20090068196 A KR 20090068196A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
laser beams
semiconductor film
substrate
irradiation
Prior art date
Application number
KR1020090048900A
Other languages
English (en)
Inventor
코이치로 타나카
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 filed Critical 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Publication of KR20090068196A publication Critical patent/KR20090068196A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02683—Continuous wave laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0732—Shaping the laser spot into a rectangular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0736—Shaping the laser spot into an oval shape, e.g. elliptic shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/0242—Crystalline insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02422—Non-crystalline insulating materials, e.g. glass, polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02425—Conductive materials, e.g. metallic silicides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02488—Insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H01L21/02502—Layer structure consisting of two layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02598—Microstructure monocrystalline
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02686—Pulsed laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02691—Scanning of a beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은 조사면상의 레이저 빔의 에너지 분포를 일정하게 설정하고, 전체 조사면에 레이저 빔을 균일하게 조사하기 위한 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 공정에 이 레이저 조사 방법을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 조사면이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 조사면이 제 2 방향으로 이동되고 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사된다. 그 복수의 레이저 빔들은 조사면이 제 1 방향으로 이동되는 동안 조사될 수 있고, 조사면이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안, 복수의 레이저 빔들이 조사될 수 있으며, 또한, 조사면은 제 2 방향으로 이동될 수도 있다.
Figure P1020090048900
조사면, 레이저 빔, 입사각, 광학 시스템, 레이저 조사 방법

Description

레이저 조사 디바이스 및 반도체 디바이스 제조 방법{Laser irradiating device and manufacturing method of semiconductor device}
발명의 배경
본 발명은 레이저 빔을 사용하여 반도체 막을 어닐링하는 레이저 조사 방법과, 이 레이저 어닐링을 수행하기 위한 레이저 조사 장치(레이저와, 레이저로부터 처리될 부재로 출력된 레이저 빔을 안내하기 위한 광학 시스템을 포함하는 장치)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 레이저 어닐링 단계를 포함하는 단계들에 의해 제조된 반도체 디바이스, 및 그 반도체 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 명세서를 통해 언급되는 반도체 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스 또는 발광 디바이스와 같은 전자-광학 디바이스와, 그 전자-광학 디바이스를 그 구성요소로서 포함하는 전자 디바이스를 포함한다.
관련 기술의 설명
최근, 반도체 막을 결정화하거나, 그 결정성(crystallinity)을 개선하기 위해 유리 기판과 같은 절연 기판상에 형성된 반도체 막에 레이저 어닐링을 적용하는 기술에 대해 광범위한 연구들이 이루어져 왔다. 실리콘은 이런 반도체 막을 위해 광범위하게 사용된다. 본 명세서에서, 결정 반도체 막을 획득하기 위해 레이저 빔에 의해 반도체 막을 결정화하기 위한 수단은 레이저 결정화(laser crystallization)로 언급된다.
지금까지 널리 사용되어 온 합성 석영 유리 기판(synthetic quartz glass substrate)들과 비교하여, 유리 기판들은 싸고 양호한 가공성(workability)과, 광역 기판(large-area substrate)들의 제조가 용이하다는 장점들을 가진다. 이것이 광범위한 연구들이 이루어져 오고 있는 이유이다. 레이저가 결정화에 양호하게 사용되는 이유는 유리 기판들의 융점(melting point)들이 낮다는 것이다. 레이저들은 기판들의 온도들을 크게 증가시키지 않고 반도체 막들에게 높은 에너지를 제공할 수 있다. 부가적으로, 레이저들은 전기 가열로(electric heating furnace)들을 사용하는 가열 수단에 비해 처리량이 현저히 높다.
*결정 반도체는 다수의 결정 입자들로 이루어지며, 또한 다결정 반도체 막(polycrystalline semionductor film)이라고도 언급된다. 레이저 어닐링의 적용에 의해 형성된 결정 반도체 막은 높은 이동성을 가지기 때문에, 결정 실리콘 막은 박막 트랜지스터들(TFT들)을 형성하기 위해 사용된다. 예를 들어, 박막 트랜지스터들은 화소 구동을 위한 TFT들과 구동 회로들을 위한 TFT들이 하나의 유리 기판상에 제조되는 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스에 널리 사용된다.
그러나, 레이저 어닐링법에 의해 제조된 결정 반도체 막은 복수의 결정 입자들로부터 형성되며, 결정 입자들의 크기 및 위치가 랜덤(random)하다. 유리 기판상에 제조된 TFT는 소자 격리를 실현하기 위해, 아일랜드-형 패터닝(island-like patterning)으로 결정 반도체 막들을 분리시킴으로써 형성된다. 이 경우에, 결정 반도체 막은 결정 입자들의 위치 및 크기에 대한 지정으로 형성되지 않는다. 비정질 구조로부터 유도된 다수의 트랩핑 중심들 및 재조합 중심들이 존재하며, 결정 입자의 내측에 비해 결정 입자의 계면(결정 입자 경계)에 결정 결함 등이 존재한다. 캐리어가 트랩핑 중심에 포획될 때, 결정 입자 경계의 전위가 상승하고, 이것은 캐리어에 대한 장벽이 되며, 그에 의해, 캐리어의 전류 운반 특성이 저하된다. 채널 형성 영역에서의 반도체 막의 결정성은 TFT의 특성에 큰 영향을 갖는다. 그러나, 채널 형성 영역이 결정 입자 경계의 영향 없이 단결정 반도체 막으로 형성되는 것은 거의 불가능하다.
결정 입자 경계의 영향 없이 단결정 반도체 막에 의해 채널 형성 영역을 형성하기 위해서, 레이저 어닐링법에서 큰 입자 크기의 위치-제어된 결정 입자를 형성하기 위한 다양한 시도들이 이루어져 왔다. 먼저, 레이저 빔 조사를 받은 반도체 막의 응결 프로세스가 설명된다.
레이저 빔 조사에 의해 완전히 용융된 액체 반도체 막에 고상 핵형성(solid phase nucleation)이 이루어질 때까지, 다소 시간이 소요된다. 완전히 용융된 영역에 무수하고, 균일한(또는, 비균일한) 핵형성이 발생하고, 성장하며, 그에 의해, 액체 반도체 막의 응결 프로세스가 완료된다. 이 경우에 얻어지는 것은 위치 및 크기가 랜덤한 결정 입자들이다.
또한, 레이저 빔 조사에 의해 반도체 막이 완전히 용융되지 않고, 고상 반도체 영역이 부분적으로 남아있는 경우에, 레이저 빔 조사 직후에 고상 반도체 영역 들에서 결정 성장이 시작된다. 상술한 바와 같이, 완전히 용융된 영역에 핵형성이 이루어질 때까지, 다소 시간이 소요된다. 따라서, 결정 성장의 첨단인 고체-액체 계면이 완전히 용융된 영역에 핵형성이 이루어질 때까지, 반도체 막의 표면에 수평한 방향(이하, 측방향이라 언급됨)으로 이동하며, 그에 의해, 결정 입자가 막 두께의 수십배 성장한다. 이 성장은 완전히 용융된 영역에 무수하고 균일한(또는, 비균일한) 핵형성의 발생과 함께 끝난다. 여기서, 이 현상은 슈퍼 측방향 성장이라 언급된다.
비정질 반도체 막 또는 다결정 반도체 막에서, 마찬가지로, 슈퍼 측방향 성장이 실현되는 레이저 빔의 에너지 영역이 존재한다. 그러나, 상술한 에너지 영역은 매우 협소하며, 큰 결정 입자가 얻어지는 위치를 제어할 수 없다. 또한, 큰 결정 입자의 영역을 제외한 영역들은 다수의 핵형성이 발생하는 미소결정 영역들(microcrystalline regions)이나, 또는 비정질 영역들이다.
상술한 바와 같이, 반도체 막이 완전히 용융되는 레이저 빔 에너지 영역에서 측방향의 온도 구배(temperature gradient)가 제어될 수 있는 경우에(열 유동이 측방향으로 발생하도록 이루어짐), 결정 입자의 성장 위치와 성장 방향이 제어될 수 있다. 이 방법을 실현하기 위해서, 다양한 시도들이 수행된다.
예로서, 이시하라 알. 및 부르트세브 에이.는 기판과 기저 실리콘 산화물 막 사이에 고융점 금속막을 형성하고, 이 고융점 금속막위에 비정질 실리콘 막을 형성하며, 그 후, 기판의 상면측(본 명세서에서는 그 위에 이 막이 형성되어 있는 표면으로 정의됨)과, 기판의 저면측(본 명세서에서는 그위에 막이 형성되어 있는 표면 에 반대쪽 측면상의 표면으로서 정의됨) 양자 모두로부터 엑시머 레이저 빔을 조사하는 레이저 어닐링 방법을 보고하였다(AM-LCD '98, pp. 153-156, 1988). 기판의 상면으로부터 조사되는 레이저 빔은 실리콘 막에 의해 흡수되고 그 에너지는 열로 변환된다. 한편, 저면으로부터 조사되는 레이저 빔은 고융점 금속막에 의해 흡수되고, 그 에너지가 열로 변환된다. 고 융점 금속막은 고온으로 가열된다. 고융점 금속막과 실리콘 막 사이의 실리콘 산화물 막은 열 축적층으로서 작용하며, 따라서, 용융된 실리콘 막의 냉각 속도가 느려질 수 있다. 임의의 위치들에 고융점 금속막을 형성함으로써, 임의의 위치들에 6.4㎛의 최대 직경을 가지는 결정 입자들이 위치될 수 있다는 것이 보고되었다.
콜롬비아 대학의 제임스 에스. 임 등은 슈퍼 측방향 성장이 임의의 위치들에서 달성될 수 있는 연속 측방향 응결법(이하, SLS법이라 )을 개시하였다. SLS법은 매 샷 마다 슈퍼 측방향 성장이 일어나는 거리(약 0.75㎛)와 비슷한 거리에 걸쳐 슬릿형 마스크를 이동시킴으로써 수행된다.
한편, 광역 기판의 사용이 점점 진행된다. 복수의 액정 디스플레이 디바이스 패널과 같은 반도체 디바이스가 광역 기판을 사용하여 제조되게 되는 이유는 높은 처리량이 얻어지고, 비용의 감소가 실현될 수 있다는 것이다. 예로서, 600mm×720mm의 기판, 320mm×400mm의 기판, 12인치의 원형 기판(직경이 약 300nm) 등이 광역 기판으로서 사용된다. 부가적으로, 미래에는 1m×1m 또는 그 이상의 기판이 사용될 것으로 생각된다.
예로서, 광역 기판에 대하여 갈바노 미러(galvano mirror)를 사용함으로써 레이저 빔을 조사하기 위한 방법이 존재한다. 도 5를 사용하여 그 상황이 설명될 것이다.
레이저 빔(201)은 갈바노 미러(202)와 fθ렌즈(203)를 경유하여 기판(204)에 도달한다. 기판상의 레이저 빔의 위치가 참조 번호 206으로 도시된 화살표의 방향으로 이동되도록 갈바노 미러(202)를 진동시킴으로써 갈바노 미러의 각도가 적시에 변화된다. 갈바노 미러가 절반 주기로 진동될 때, 레이저 빔은 기판의 폭의 단부에서 단부로 이동되도록 조절된다. 이때, 기판상의 레이저 빔의 위치가 이동될 때에도, fθ렌즈(203)는 기판상의 어떠한 시점에서도 레이저 빔의 에너지 밀도가 균일하도록 조절된다.
갈바노 미러가 절반 주기로 진동될 때, 레이저 빔은 기판 폭의 단부에서 단부로 이동된다. 따라서, 레이저 빔의 조사부가 레이저 어닐링된다. 갈바노 미러의 진동의 속도는 레이저 빔의 비조사 영역이 간헐적이도록 조절된다. 그 후, 스테이지가 참조 번호 206으로 도시된 화살표의 방향에 수직인 방향으로 이동되고, 레이저 빔은 다시 기판상에서 참조 번호 206으로 도시된 방향으로 이동된다. 이들 동작들을 반복함으로써 전체 기판 표면상에 레이저 빔이 조사될 수 있다. 즉, 갈바노 미러의 회전을 사용하여 스테이지의 이동과 조사 위치의 이동을 반복함으로써, 전체 기판 표면에 레이저 빔이 조사된다.
그러나, 갈바노 미러의 각도가 변경될 때, 도 5에 참조 번호 α, β 및 γ로 도시된 바와 같이 기판에 대한 레이저 빔의 입사각이 변경된다. 레이저 빔이 특히 광역 기판에 조사될 때, 입사각의 변화는 뚜렷해진다. 조사 표면에 대한 레이저 빔 의 입사각의 변화는 조사면상의 상기 레이저 빔의 에너지 분포가 변화된다는 것을 의미한다. 도 16에서, 파장이 532nm인 레이저 빔이 두께가 700㎛이고 굴절 지수가 1.5인 기판을 통해 투과되고, 이 기판의 후면상의 반사도가 계산된다. 횡좌표축은 입사각을 나타내고, 종좌표축은 반사도를 나타낸다. 입사각이 변경될 때, 반사도 또한 크게 변화되는 것으로 알려져 있다. 이런 레이저 빔이 사용되어 반도체 막 등에 조사되게 되는 경우에도, 레이저 빔을 균일하게 조사하는 것은 곤란하며, 이는 막 품질 감소의 요인이 된다. 이런 반도체 막을 사용하여 반도체 디바이스가 제조되는 경우에도, 이는 동작 특성들 및 신뢰성 감소의 요인들이 된다.
또한, 갈바노 미러의 각도가 변경되는 경우에도 기판에 대한 레이저 빔의 입사각이 변화되지 않는 텔레센트릭(telecentric) fθ렌즈도 존재한다. 그러나, 이 텔레센트릭 fθ렌즈는 기판의 크기와 거의 동일한 크기를 필요로한다. 따라서, 이는 광역 기판이 처리될 때, 실용적이지 못하다.
따라서, 본 발명의 목적은 조사면 상에서 레이저 빔의 에너지 분포를 일정하게 설정하고, 상기 전체 조사면에 균일한 레이저 빔을 조사하기 위한 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 광역 기판에서도 단결정의 결정 특성에 근접한 결정 특성을 갖는 결정 반도체 막을 효과적으로 형성하기 위한 레이저 조사 방법 및 레이저 조사 디바이스를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 공정에서 상기 레이저 조사 방법을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 레이저 조사 디바이스에 대한 본 발명의 구성은 레이저 조사 디바이스가 복수의 레이저들과, 직사각형 형상 또는 타원 형상의 조사면상에 복수의 레이저 빔들의 형상들을 형성하기 위한 제 1 수단과; 제 1 방향과 제 1 방향의 반대 방향으로 조사면상에서 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 이동시키고, 제 2 방향으로 조사면 상에서 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 이동시키기 위한 제 2 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
레이저 조사 디바이스에 대한 본 발명의 또 다른 구성은 상기 레이저 조사 디바이스가 복수의 레이저들과, 복수의 레이저 빔들에 관해 상대적으로 비스듬히 배치된 조사면과, 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 형상들을 타원형 또는 직사각형으로 형성하기 위한 제 1 수단; 및 제 1 방향 및 제 1 방향의 반대 방향으로 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 이동시키고, 제 2 방향으로 복수의 레이저 빔들의 조사 위치를 이동시키기 위한 제 2 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성들 각각에서, 복수의 레이저들 각각은 연속 발진 또는 펄스 발진의 고체 레이저에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다. 예로서, YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트(alexandride) 레이저, 및, Ti:사파이어 레이저 등이 이 고체 레이저로서 사용된 다.
또한, 상기 구성들 각각에서, 상기 복수의 레이저들은 Ar 레이저 및 Kr 레이저로부터 선택된 하나 또는 복수의 종류들인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성들 각각에서, 수단 1은 원통형 렌즈를 가지는 것을 특징으로 한다. 그렇지 않으면, 제 1 수단은 볼록 렌즈, 원통형 렌즈 및 격자(grating)를 가지는 것을 특징으로 한다. 조사면상의 레이저 빔들의 형상들은 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 레이저 빔들은 제 1 수단에 의해 효과적으로 조사된다.
또한, 상기 구성들 각각에서, 수단 2는 스테이지인 것을 특징으로 한다. 스테이지 적어도 제 1 방향 , 제 1 방향에 반대 방향 및 제 2 방향으로 이동된다. 예로서, X-Y 스테이지 등이 사용된다.
본 명세서에 개시된 레이저 조사 방법에 대한 본 발명의 구성은 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고; 조사면이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 조사면이 제 2 방향으로 이동되며, 조사면이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되는 것을 특징으로 한다.
이 레이저 조사 방법에 관한 본 발명의 또 다른 구성은 복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 조사면이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 조사면이 제 2 방향으로 이동되며, 조사면이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되는 것을 특 징으로 한다.
이 레이저 조사 방법에 대한 본 발명의 또 다른 구성은 또한, 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 조사면이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 조사면이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되며, 조사면이 제 2 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
이 레이저 조사 방법에 대한 본 발명의 또 다른 구성은 또한, 복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 조사면상의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 조사면이 제 1 방향으로 이동되는 동안, 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 조사면이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되며, 조사면이 제 2 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성들 각각에서, 레이저 조사 방법은 레이저 빔들이 연속 발진 또는 펄스 발진의 고체 레이저로부터 발진되는 것을 특징으로 한다. 예로서, 이 고체 레이저는 연속 발진 또는 펄스 발진의 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, 및 Ti:사파이어 레이저 등으로 구성된다.
상기 구성들 각각에서, 레이저 빔들은 Ar 레이저 및 Kr 레이저로부터 선택된 하나 또는 복수의 종류들로부터 발진되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성들 각각에서, 광학 시스템으로서 원통형 렌즈가 사용되는 것을 특징으로 한다. 그렇지 않으면, 광학 시스템으로서 볼록 렌즈 및 원통형 렌즈가 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에 개시된 반도체 디바이스 제조 방법에 관한 본 발명의 또 다른 구성은 절연면상에 반도체 막이 형성되고, 반도체 막내의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되며, 반도체 막이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 반도체 막이 제 2 방향으로 이동되며, 반도체 막이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되는 것을 특징으로 한다.
반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 본 발명의 또 다른 구성은 또한, 반도체 막이 절연면상에 형성되고, 복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 반도체 막내의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 반도체 막이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 반도체 막이 제 2 방향으로 이동되며, 반도체 막이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되는 것을 특징으로 한다.
반도체 디바이스 제조 방법에 관한 본 발명의 또 다른 구성은 또한, 반도체 막이 절연면상에 형성되고, 반도체 막내의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 반도체 막이 제 1 방향으로 이동되는 동안, 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 반도체 막이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되며, 반도체 막이 제 2 방향으로 이 동되는 것을 특징으로 한다.
반도체 디바이스 제조 방법에 관한 본 발명의 다른 구성은 또한, 반도체 막이 절연면상에 형성되고, 복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 반도체 막내의 복수의 레이저 빔들의 형상들이 광학 시스템에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성되고, 반도체 막이 제 1 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되고, 반도체 막이 제 1 방향의 반대 방향으로 이동되는 동안 복수의 레이저 빔들이 조사되며, 반도체 막이 제 2 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성들의 각각에서, 레이저 빔들은 연속 발진 또는 펄스 발진의 고체 레이저로부터 발진되는 것을 특징으로 한다. 예로서, 고체 레이저는 연속 발진 또는 펄스 발진의 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, 및, Ti:사파이어 레이저 등으로 구성된다.
상기 구성들의 각각에서, 레이저 빔들은 Ar 레이저 및 Kr 레이저로부터 선택된 하나 또는 복수의 종류들로부터 발진되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성들의 각각에서, 원통형 렌즈가 광학 시스템으로서 사용되는 것을 특징으로 한다. 그렇지 않으면, 볼록 렌즈 및 원통형 렌즈가 광학 시스템으로서 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예의 설명
본 발명의 실시 모드들이 도 2를 사용함으로써 설명될 것이다.
먼저, 복수의 레이저 빔들의 각각은 광학 시스템에 의해 조사면상의 타원형 또는 직사각형의 레이저 빔들(103A, 103B, 103C)로 설정된다. 레이저 빔이 효율적으로 전체 기판면에 조사되기 때문에, 레이저 빔의 형상은 상기 조사면상에 직사각형 또는 타원형으로 형성된다. 레이저로부터 방사된 레이저 빔의 형상은 레이저의 종류에 따라 상이하다. 예로서, 람다 코포레이션(Lamda Corporation)에 의해 제조된 XeCl 엑시머 레이저(파장 308nm 및 펄스폭 30ns) L3308의 레이저 빔의 크기는 10mm×30mm(양자 모두 빔 프로파일의 반치폭들임)이다. YAG 레이저에서, 로드 형상이 원통형인 경우에, 레이저 빔의 형상은 원형이고, YAG 레이저가 슬랩형(slab type)인 경우에, 레이저 빔의 형상은 직사각형이다. 상기 조사면상의 레이저 빔의 형상은 광학 시스템에 의해 직사각형 또는 타원형으로 설정된다.
상기 조사면에 대한 각 레이저 빔의 입사각은 동일하게 설정된다. 따라서, 상기 조사면상에서 각 레이저 빔(103)의 에너지 분포는 동일하게 설정된다. 이는 전체 기판면상에 균일한 레이저 빔을 조사하기 위해 매우 중요하다.
상기 레이저 빔(103)이 조사되는 동안, 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동된다. 이어서, 상기 레이저 빔(103)이 조사되는 동안 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동되며, 또한, 참조 번호 108로 도시된 방향으로 이동된다. 따라서, 레이저 빔의 입사 위치 및 입사각이 고정되어 있는 동안 스테이지(또는, 기판)가 반복적으로 이동된다면, 레이저 빔은 조사면상의 레이저 빔의 에너지 분포를 변경하지 않고 전체 기판면에 조사될 수 있다. 그 상황이 도 2a에 도시된다.
상기 레이저 빔(103)이 조사되는 동안 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 스테이지(또는, 기판)를 이동시키고, 이어서, 참조 번호 108로 도시된 방향으로 스테이지(또는, 기판)를 이동시킴으로써 동일 영역이 복수회 조사되게 된다. 그러나, 동일 영역이 복수회 조사된 이후에, 스테이지(기판)는 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동되고, 레이저 빔이 다시 조사될 수 있다. 그 상황이 도 2b에 도시되어 있다.
각 입사각이 동일한 경우에, 복수의 레이저 빔들(103)이 또한 기판(104)에 대해 비스듬히 조사될 수도 있다. 그러나, 도 16에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 입사각의 변화에 대하여 반사도가 크게 변화된다. 따라서, 복수의 레이저 빔들 각각의 입사 각도가 동일하게 설정되거나, 반사도의 변화가 5% 이내에 존재하는 각도 이내에 놓이게 되는 것이 바람직하다. 도 17에 도시된 바와 같이, 레이저 빔은 빔 폭 W로 조사면에 입사된다. 입사광과 기판의 후면상의 반사광이 중첩되지 않는다면, 어떠한 간섭도 유발되지 않는다. 즉, 기판의 두께가 d로 설정되고, 반도체 막의 두께가 상기 기판의 두께 보다 작기 때문에 반도체 막의 두께가 무시되게 될 때, 입사각이
sinΦ=W/2d
∴Φ=arcsin(W/2d)
를 만족하는 입사각 Φ보다 큰 경우에, 어떠한 간섭도 유발되지 않는다.
즉,
Φ≥arcsin(W/2d)
일 때, 어떠한 간섭도 유발되지 않는다.
따라서, 레이저 빔이 입사각 Φ보다 큰 각도로 입사될 때, 복수의 레이저 빔들의 입사각들을 엄격히 확인할 필요가 없다.
간섭을 발생시키는 조건은 레이저 빔의 파장, 가간섭 길이(coherence length), 흡수 계수 및 반도체 막 등과 같은 조사 대상 물체의 막 두께에 의해 변화된다. 따라서, 광학 시스템 및 조사 대상 물체의 배열들을 고려하는 것이 필요하다.
본 실시 모드에서, 복수의 레이저 빔들이 사용되지만, 또한 복수의 레이저들을 사용하여 발진될 수도 있으며, 또한, 하나의 레이저로부터 발진된 레이저 빔들을 분할함으로써 형성될 수도 있다. 또한, 레이저 빔들의 수는 세 개에 제한되지 않으며, 이 수가 2 이상의 복수인 경우에, 특정하게 제한되지 않는다.
여기서, 이런 조사 방법을 사용하는 반도체 막의 결정화의 경우가 설명될 것이다. 레이저 빔이 반도체 막에 조사될 때, 조사된 영역은 용융 상태를 얻게 되고, 시간의 경과와 함께 냉각 및 응결된다. 레이저 빔이 이동되면서, 레이저 빔이 조사되는 경우에, 용융 상태의 영역이 연속적으로 형성되고, 또한, 시간의 경과와 함께 냉각 및 응결된 영역도 존재하게 된다. 즉, 반도체 막에 온도 구배가 형성되고, 큰 직경의 결정 입자가 형성되도록 레이저 빔의 이동 방향을 따라 결정 입자가 성장한다. 채널 형성 영역에 이런 결정 입자를 사용하여 제조된 TFT의 전기적 특성들이 향상되고, 반도체 디바이스의 동작 특성들과 신뢰성이 또한 향상될 수 있다. 특히, 레이저 빔의 이동 방향으로 어떠한 결정 입자 경계도 거의 존재하지 않기 때문에, 이 방향에 평행한 채널 형성 영역을 가진 TFT를 제조하기에 바람직하다.
이런 조사 방법이 사용되는 경우에, 레이저 빔은 또한 광역 기판에도 효과적으로 조사될 수 있다. 또한, 반도체 막이 이러한 레이저 빔을 조사함으로써 결정화될 때, 단결정의 결정 입자에 근접한 큰 직경의 결정 입자를 구비하는 반도체 막을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 상기 반도체 막을 사용하여 제조된 TFT의 전기적 특성들이 향상되며, 반도체 디바이스의 동작 특성들 및 신뢰성이 또한 향상될 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명이 하기에 도시된 실시예들에 의해 보다 상세히 설명될 것이다.
[실시예]
[제 1 실시예]
본 실시예에서, 기판에 대해 복수의 레이저 빔들을 비스듬히 조사하기 위한 방법이 도 1, 2a, 2b, 18 및 19를 사용하여 설명될 것이다.
복수의 레이저 빔들(101a, 101b, 101c)의 각각은 원통형 렌즈들(102a, 102b, 102c)에 의해 단측 방향으로 짧아지고, 조사면상에서 타원형 또는 직사각형 형상을 가지는 레이저 빔들(103a, 103b, 103c)이 된다. 조사면상에서 타원형 또는 직사각형 형상을 가지는 레이저 빔을 형성하기 위해서, 격자가 사용될 수 있다. 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동되는 경우에, 레이저 빔은 기판에 대한 레이저 빔의 입사각을 변화시키지 않고, 참조 번호 108로 도시된 방향으로 조사될 수 있다. 참조 번호 108로 도시된 방향으로의 레이저 빔의 조사가 종결되었을 때, 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동된다. 레이저 빔이 조사되는 동안 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 108로 도시된 방향으로 이동되는 경우에, 레이저 빔이 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 조사될 수 있다. 레이저 빔은 이들 이동을 반복함으로써 전체 기판면에 조사된다. 도 2a는 이 시점에서, 레이저 빔이 전체 기판면에 조사되는 상황을 도시한다.
스테이지(또는, 기판)의 또 다른 이동 방법에서, 스테이지(또는, 기판)는, 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동되고 참조 번호 108로 도시된 방향으로 이동된 이후에, 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동될 수도 있다. 또한, 스테이지(또는, 기판)는 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 스테이지(또는, 기판)의 이동과, 참조 번호 108로 도시된 방향으로의 스테이지(또는, 기판)의 이동이 반복된 이후에, 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동될 수도 있다. 도 2b는 이 시점에서, 레이저 빔이 전체 기판면에 조사되는 상황을 도시한다. 한편, 복수의 레이저 빔들 그 자체들은 조사 동안 이동될 수 있고, 복수의 레이저 빔들과 스테이지(또는, 기판) 양자 모두가 이동될 수 있다.
기판에 입사하는 레이저 빔은 기판의 표면상에서 반사된다. 그러나, 레이저 빔이 높은 지향성과 에너지 밀도를 가지는 광이기 때문에, 반사광이 부적절한 부분에 조사되는 것을 방지하기 위해 댐퍼(109)를 배열함으로써 상기 반사광을 흡수하는 것이 바람직하다. 비록, 냉각수가 도면에 예시되어 있지는 않지만, 댐퍼(109)내에서 냉각수가 순환된다. 냉각수는 댐퍼(109)의 온도가 반사광의 흡수에 의해 상승되는 것을 방지한다. 도 1에서, 댐퍼(109)는 단지 레이저 빔(101a)에 대해서만 도 시되어 있지만, 다른 레이저 빔들(101b, 101c)에 관해서도 배열되는 것이 또한 적합하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 입사각이 변화될 때, 반사도가 크게 변화된다. 따라서, 복수의 레이저 빔들의 입사각들을 동일하게 설정하는 것이 매우 중요하다. 복수의 레이저 빔들의 입사각들을 최소값의 반사도를 제공하는 각도로 설정하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 반사도의 변화가 5% 이내에 놓이도록 입사각을 설정하는 것이 또한 바람직하다. 반사도가 기판의 두께 및 굴절 지수와 파장에 의해 변화되기 때문에, 조작자는 입사각을 적절히 결정할 수 있다.
따라서, 레이저 빔이 기판에 조사되는 경우에, 동일한 에너지 분포를 가지는 레이저 빔이 기판에 조사되고, 따라서, 레이저 빔은 균일하게 조사될 수 있다. 또한, 단결정의 결정 입자에 근접한 결정 입자를 가지는 반도체 막을 획득하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 레이저 빔들이 사용되기 때문에, 처리량이 향상되고 레이저 빔들이 효과적으로 조사될 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 레이저 빔들이 사용된다. 그러나, 도 18에 도시된 바와 같이, 복수의 레이저들(100)이 기판(104)에 대하여 비스듬히 배열될 수 있고, 또한, 이들 복수의 레이저들(100)을 사용하여 복수의 레이저 빔들이 발진될 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 레이저(150)로부터 발진된 레이저 빔이 빔 스플리터들(151a, 151b) 등에 의해 분할되고, 또한, 복수의 레이저 빔들(101)로 설정될 수 있다. 또한, 레이저 빔들의 수는 세 개에 제한되지 않으며, 이 수가 2 이상인 경우에, 특히 제한되지 않는다.
본 실시예에서, 기판이 수평방향으로 배열되고, 레이저 빔의 입사각이 기판에 대해 각도 θ만큼 경사진다. 그러나, 상기 기판에 대한 상기 레이저 빔의 입사각은 수평방향에 대해 각도 θ만큼 기판을 비스듬히 배열함으로써 또한 경사지게 될 수도 있다.
[제 2 실시예]
본 실시예에서, 기판에 수직인 방향으로부터 복수의 레이저 빔을 조사하는 방법이 도 3을 사용하여 설명될 것이다.
레이저로부터 발진된 복수의 레이저 빔들(110a, 110b, 110c)은 원통형 렌즈들(112a, 112b, 112c)에 의해 단측 방향으로 짧아지고, 조사면상의 타원형 또는 직사각형 형상을 갖는 레이저 빔들(113a, 113b, 113c)로 변경된다. 조사면상에 타원형 또는 직사각형 레이저 빔들을 형성하기 위해서, 격자가 사용될 수 있다. 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동되는 경우에, 레이저 빔은 기판에 대한 레이저 빔의 입사각을 변경시키지 않고 참조 번호 108로 도시된 방향으로 조사될 수 있다. 참조 번호 106으로 도시된 방향으로의 레이저 빔의 조사가 종결되었을 때, 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동된다. 스테이지(또는, 기판)가 레이저 빔이 조사되는 동안 참조 번호 108로 도시된 방향으로 이동되는 경우에, 레이저 빔은 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 조사될 수 있다. 이들 이동들을 반복함으로써 레이저 빔이 전체 기판면에 조사된다.
스테이지(또는, 기판)의 또 다른 이동 방법에서, 스테이지(또는, 기판)는 또한 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동되고, 참조 번 호 108로 도시된 방향으로 이동된 이후에 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 스테이지(또는, 기판)는 또한, 참조번호 106으로 도시된 방향으로의 이동과, 참조번호 108로 도시된 방향으로의 이동이 반복된 이후에, 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동될 수 있다. 한편, 복수의 레이저 빔들 그 자체가 조사 동안 이동될 수 있으며, 복수의 레이저 빔들과 스테이지(또는, 기판) 양자 모두가 이동될 수 있다.
기판에 입사하는 레이저 빔은 기판의 표면상에서 반사되며, 소위 입사시와 동일한 광학적 경로를 따라 복귀되는 소위 복귀광이 된다. 이 복귀광은 레이저의 출력에 대한 악영향, 주파수의 변화, 로드(rod)의 파괴 등을 유발한다. 따라서, 이 복귀광을 제거하고, 레이저 발진을 안정화하도록 아이솔레이터(isolator)(111)가 배열되는 것이 바람직하다.
따라서, 레이저 빔이 기판에 조사되는 경우에, 동일 에너지 분포를 가진 레이저 빔이 기판에 조사되어, 레이저 빔이 균일하게 조사될 수 있도록 한다. 또한, 단결정의 결정 입자와 근접한 결정 입자를 가지는 반도체 막을 획득하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 레이저 빔들이 사용되기 때문에, 처리량이 향상되고, 레이저 비들이 효과적으로 조사될 수 있다. 본 실시예에서, 복수의 레이저 빔들이 사용되지만, 복수의 레이저들을 사용하여 발진될 수 있고, 또한, 하나의 레이저로부터 발진된 레이저 빔을 분할함으로써 형성될 수도 있다. 또한, 레이저 빔들의 수는 세 개에 제한되지 않으며, 그 수가 2 이상이면, 특히 제한되지 않는다.
[제 3 실시예]
본 실시예에서, 슬랩형의 로드 형상을 가지는 복수의 레이저들을 사용하여 기판에 수직인 방향으로부터 레이저 빔을 조사하는 방법이 도 4를 사용하여 설명될 것이다.
레이저로부터 발진된 레이저 빔들(120a, 120b, 120c)은 볼록 렌즈들(122a, 122b, 122c)에 의해 종방향 및 횡단 방향으로 짧아진다. 이 레이저 빔(120)은 원통형 렌즈들(123a, 123b, 123c)에 의해 종방향으로 수렴되고, 그 후 확대되며, 조사면상에서 직사각형 형상을 갖는 직사각형 레이저 빔들(124a, 124b, 124c)이 된다. 조사면상의 타원형 또는 직사각형 레이저 빔을 형성하기 위해 격자가 사용될 수 있다. 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동되는 경우에, 레이저 빔은 기판에 대한 레이저 빔의 입사각을 변경하지 않고, 참조 번호 108로 도시된 방향으로 조사될 수 있다. 참조 번호 108로 도시된 방향으로의 레이저 빔 조사가 종결되었을 때, 레이저 빔은 레이저 빔이 조사되는 동안 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동되고 참조 번호 108로 도시된 방향으로 이동되는 경우에, 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 조사될 수 있다. 레이저 빔은 이들 이동들을 반복함으로써, 전체 기판면에 조사된다.
스테이지(또는, 기판)의 이동 방법에서, 스테이지(또는, 기판)는 또한, 스테이지(또는, 기판)가 참조 번호 106으로 도시된 방향으로 이동되고, 참조 번호 108로 도시된 방향으로 이동된 이후에, 참조 번호 107로 도시된 방향으로 이동될 수도 있다. 또한, 스테이지(또는, 기판)는 또한 참조 번호 106으로 도시된 방향으로의 이동과, 참조 번호 108로 도시된 방향으로의 이동이 반복된 이후에, 참조 번호 107 에 의해 도시된 방향으로 이동될 수도 있다. 한편, 복수의 레이저 빔들 그 자체들이 조사 동안 이동될 수 있으며, 복수의 레이저 빔들 및 스테이지(또는, 기판) 양자 모두가 이동될 수 있다.
기판에 입사하는 레이저 빔은 기판의 표면상에서 반사되고, 입사시간과 동일한 광학적 경로를 따라 복귀되는 소위 복귀광이 된다. 이 복귀광은 레이저의 출력에 대한 악영향, 주파수의 변화, 로드의 파괴 등을 유발한다. 따라서, 이 복귀광을 제거하고, 레이저 발진을 안정화하도록 아이솔레이터(11)가 배열되는 것이 바람직하다.
따라서, 레이저 빔이 기판에 조사되는 경우에, 동일 에너지 분포를 가진 레이저 빔이 기판에 조사되어, 레이저 빔이 균일하게 조사될 수 있도록 한다. 또한, 단결정의 결정 입자와 근접한 결정 입자를 가지는 반도체 막을 획득하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 레이저 빔들이 사용되기 때문에, 처리량이 향상되고, 레이저 빔들이 효과적으로 조사될 수 있다. 본 실시예에서, 복수의 레이저 빔들이 사용되지만, 또한 복수의 레이저들을 사용하여 발진될 수 있고, 또한, 하나의 레이저로부터 발진된 레이저 빔을 분할함으로써 형성될 수도 있다. 또한, 레이저 빔들의 수는 세 개에 제한되는 것이 아니며, 그 수가 2 이상이면, 특별히 제한되지 않는다.
[제 4 실시예]
본 실시예에서, 액티브 매트릭스 기판을 제조하는 방법이 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명될 것이다. CMOS 회로, 구동 회로 및 화소 TFT를 가지는 화소부와 저장 커패시터가 그 위에 함께 형성되어 있는 기판이 편의상 액티브 매트릭스 기판이 라 언급된다.
무엇보다도, 바륨 보로실리케이트 유리와, 알루미늄 보로실리케이트 유리와 같은 유리로 이루어진 기판(400)이 본 실시예에서 사용된다. 기판(400)은 석영 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 또는 스테인레스 기판일 수 있으며, 표면상에 절연막을 갖는다. 기판(400)은 본 실시예의 처리 온도를 견디는 내열성을 가지는 플라스틱 기판일 수 있다.
다음에, 실리콘 산화물 막, 실리콘 질화물 막 및 실리콘 산화질화물 막과 같은 절연막을 가지는 일차 막(401)이 기판(400)상에 형성된다. 본 실시예에서, 일차 막(401)을 위해 2층 구조가 사용된다. 그러나, 절연막 그 자체인 단층 막이나 적어도 두 개의 층들이 적층되어 있는 구조가 사용될 수 있다. 일차 막(401)의 제 1 층으로서, 플라즈마 CVD법에 따른 반응 가스로서 SiH4, NH3 및 N2O를 사용함으로써 실리콘 산화질화물 막(401a)이 10 내지 200nm(바람직하게는, 50 내지 100nm) 두께로 형성된다. 본 실시예에서, 실리콘 산화질화물 막(401a)(조성비 : Si=32%, O=27%, N=24% 및 H=17%)이 50nm 두께로 형성된다. 다음에, 일차 막(401)의 제 2 층으로서, 실리콘 산화질화물 막(401b)이 플라즈마 CVD법에 따라, 반응 가스로서 SiH4 및 N2O를 사용함으로써 50 내지 200nm(바람직하게는 100 내지 150nm)의 두께로 형성된다. 본 실시예에서, 실리콘 산화질화물 막(401b)(조성비 Si = 32%, O=59%, N=7% 및 H=2%)은 100nm의 두께로 형성된다.
다음에, 반도체 층들(402 내지 406)이 일차 막상에 형성된다. 무엇보다도, 반도체 막은 공개적으로 알려진 방법(스퍼터링법, LPCVD법 및 플라즈마 CVD법과 같은)에 의해 25nm 내지 80nm(바람직하게는 30 내지 60nm)의 두께로 형성된다. 그 후, 반도체 막이 레이저 결정화 방법에 의해 결정화된다. 물론, 레이저 결정화 방법에 추가하여, 다른 알려진 결정화 방법(RTA 또는 노 어닐링을 사용하는 열적 결정화 방법 및 결정화를 촉진하는 금속 소자를 사용하는 열적 결정화 방법)이 사용될 수 있다. 바람직한 형태로, 획득된 결정 반도체 막상에 반도체 층들(402 내지 406)을 형성하기 위해 패터닝이 수행된다. 반도체 막은 비정질 반도체 막, 미세 결정 반도체 막 또는 결정 반도체 막일 수 있다. 대안적으로, 반도체 막은 비정질 실리콘 게르마늄 막과 같은 비정질 구조를 가지는 화합물 반도체 막일 수 있다.
결정 반도체 막이 레이저 결정화 방법에 따라 제조될 때, 펄스 발진형 또는 연속 발광형의 엑시머 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드리트 레이저, Ti: 사파이어 레이저 등이 이용될 수 있다. 이들 유형의 레이저들이 사용될 때, 방법은 레이저 발진기로부터 방사된 레이저 광이 광학 시스템에 의해 직사각형 또는 타원형으로 모여지고, 반도체 막에 조사되는 방법이 바람직하다. 결정화의 조건은 실시자들에 의해 적절히 선택된다.
본 실시예에서, 55nm의 두께를 가지는 비정질 실리콘 막이 플라즈마 CVD법에 의해 형성된다. 그 후, 결정화는 YVO4 레이저의 연속 발광형의 제 2 허메틱(hermetic)을 사용하여 도 1, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같은 광학 시스템에 의해 수행된다. 포토리소그래피법(photolithography method)을 사용하는 결정 실리콘 막의 패터닝 프로세스에 따라 반도체 층들(402 내지 406)이 형성된다.
반도체 층들(402 내지 406)이 형성된 이후에, TFT의 임계값을 제어하기 위해 소량의 불순물 원소(붕소 또는 인)가 도핑될 수 있다.
다음에, 반도체 층들(402 내지 406)을 덮는 게이트 절연막(407)이 형성된다, 게이트 절연막(407)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법에 따라 실리콘을 함유하는 절연막(40)을 사용하여 150nm의 두께로 형성된다. 본 실시예에서는 110nm의 두께를 가지는 실리콘 산화질화물 막(조성비 : Si=32%, O=59%, N= 7% 및 H=2%)이 플라즈마 CVD법에 따라 형성된다. 특히, 게이트 절연막은 실리콘 산화질화물 막에 제한되지 않지만, 다른 실리콘을 함유하는 절연막이 단층 또는 적층 구조로서 사용될 수 있다.
실리콘 산화물 막이 사용될 때, 이는 테라에틸 오르소실리케이트(TEOS)와 O2를 혼합함으로써, 플라즈마 CVD법에 의해 형성되고, 이 플라즈마 CVD법은 40Pa의 반응 압력, 300 내지 400℃의 기판 온도 및 0.5 내지 0.8W/cm2의 고주파수(13.56MHz) 전력 밀도의 조건하에서 방전된다. 그 후, 400 내지 500℃에서의 열적 어닐링은 이 방식으로 제조된 실리콘 산화물 막에 게이트 절연막으로서의 양호한 특성들을 제공할 수 있다.
다음에, 20 내지 100nm 두께인 제 1 도전막(408)과, 100 내지 400nm 두께인 제 2 도전막(409)이 게이트 절연막(407)상에 적층된다. 본 실시예에서, 30nm 두께 를 가지는 TaN막에 의해 형성된 제 1 도전막(408)과, 370nm의 두께를 가지는 W막에 의해 형성된 제 2 도전막(409)이 적층된다. TaN 막은 질소를 함유하는 분위기에서 스퍼터링을 수행하기 위해 Ta 타겟을 사용하여 형성된다. W 막은 스퍼터링을 수행하기 위해 W 타겟을 사용하여 형성된다. 대안적으로, 이는 텅스텐 헥사 플로라이드(WF6)를 사용하여 열적 CVD법에 의해 형성될 수 있다. 양자 모두의 경우에, 게이트 전극의 사용은 낮은 저항을 필요로한다. 따라서, W막의 고유 저항(resistivity)은 20μΩm 이하인 것이 바람직하다. W 막의 낮은 저항은 결정 입자들의 크기를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나, W 막이 산소와 같은 대량의 불순물 원소를 포함할 때, 결정화가 억제되며, 이는 저항을 상승시킨다. 따라서, 본 실시예에서, W 막은 고순도(99.999%의 순도) W 타겟을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성되고, 막 형성 동안 증기 상(vapor phase)으로부터 불순물의 침투를 방지하는데 특별한 주의를 기울임으로써 형성된다. 따라서, 9 내지 20μΩm의 고유저항이 달성될 수 있다.
본 실시예에서, 제 1 도전막(408)은 TaN이고, 제 2 도전막(409)은 W이지만, 이들은 특별히 제한되는 것은 아니다. 이들 모두는 Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr 및 Nd이거나 또는, 이 원소를 그 주 성분으로 함유하는 합금 재료 또는 합성 재료로부터 선택되는 원소에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 인과 같은 불순물 원소가 도핑되어 있는 다결정 실리콘 막과 같은 반도체 막이 사용될 수 있다. AgPdCu 합금이 사용될 수 있다. 탄탈륨(Ta) 막에 의해 형성된 제 1 도전막과, W막에 의해 형성 된 제 2 도전막의 조합, 질화 티타늄(TiN)에 의해 형성된 제 1 도전막과, W막에 의해 형성된 제 2 도전막의 조합, 탄탈륨 질화물(TaN)막에 의해 형성된 제 1 도전막과, Al 막에 의해 형성된 제 2 도전막의 조합 또는 탄탈륨 질화물(TaN) 막에 의해 형성된 제 1 도전막과 Cu막에 의해 형성된 제 2 도전막의 조합이 가능하다.
다음에, 포토리소그래피법을 사용하는 레지스트로 이루어진 마스크들(410 내지 415)이 형성되고, 전극들 및 배선들을 형성하기 위해 제 1 에칭 처리가 그 위에 수행된다. 제 1 에칭 처리는 제 1 및 제 2 에칭 조건들(도 6b)하에서 수행된다. 본 실시예에서, 제 1 에칭 조건은 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma; ICP) 에칭을 사용하는 것과, 에칭 가스로서 그 양이 각각 25/25/10(sccm)인 CF4, Cl2 및 O2를 사용하는 것이다. 플라즈마를 형성하고, 그 후, 에칭을 수행하기 위해서, 1Pa의 압력으로, 500W의 RF(13.56MHz) 전력이 코일형 전극에 공급된다. 여기에서, 마쓰시다 덴키 산교 주식회사(Matsushita Electric Industrial Co., Ltd)에 의해 제조된 ICP(모델 E645-□ICP)을 사용하는 건식 에칭 디바이스가 사용되었다. 150W의 RF(13.56MHz) 전력이 기판측(테스트 샘플 스테이지)에도 공급되고, 실질적으로 음의 자기-바이어스 전압이 적용되었다. W 막은 테이퍼형의 제 1 도전층의 단부를 얻도록 이 제 1 에칭 조건하에서 에칭되었다.
그 후, 레지스트로 이루어진 마스크들(410 내지 415)을 제거하지 않고, 제 1 에칭 조건이 제 2 에칭 조건으로 변경되었다, 이때, CF4와 Cl2가 에칭 가스들로서 사용되었다. 가스들의 유량비는 30/30(sccm)이다. 플라즈마를 발생시키고 그 후 약 30초 동안의 에칭을 수행하기 위해 1Pa의 압력으로 코일형 전극에 500W의 RF(13.56MHz) 전력이 공급된다. 20W의 RF(13.56MHz) 전력이 또한 기판측(테스트 샘플 스테이지)에 인가되고, 실질적으로 음의 자기-바이어스 전압이 인가된다. CF4와 Cl2가 혼합된 제 2 에칭 조건하에서, W 막 및 TaN 막 모두가 동일한 수준으로 에칭되었다. 게이트 절연막상에 잔류물을 남기지 않고 에칭하기 위해서, 에칭 시간은 10% 내지 20% 이상 증가될 수 있다.
제 1 에칭 처리에서, 레지스트로 이루어진 마스크 형태가 적절할 때, 제 1 및 제 2 도전층들의 단부들의 형상은 기판측에 인가된 바이어스 전압의 효과로 인해 테이퍼 형상이 된다. 테이퍼부의 각도는 15 내지 45°이다. 따라서, 제 1 에칭 처리를 통해 제 1 도전층들과 제 2 도전 층들(제 1 도전 층들(417a 내지 422a)과 제 2 도전층들(417b 내지 422b))을 포함하는 제 1 형태의 도전층들(417 내지 422)이 형성된다. 참조 번호 416은 게이트 절연막이다. 게이트 절연막(416)에서, 제 1 도전층들(417 내지 422)에 의해 덮혀지지 않은 영역은 약 20 내지 50nm만큼 에칭되ㅇ어보다 얇은 영역을 형성하도록 한다.
다음에, 레지스트로 이루어진 마스크들을 제거하지 않고, 제 2 에칭 처리가 수행된다(도 6c). 여기서, CF4, Cl2 및 O2가 W막을 선택적으로 에칭하기 위해 사용된다. 그 후, 제 2 도전층들(428b 내지 433b)이 제 2 에칭 처리에 의해 형성된다. 한편, 제 1 도전층들(417a 내지 422a)은 많이 에칭되지 않으며, 제 2 형태의 도전층들(428 내지 433)이 형성된다.
제 1 도핑 처리는 레지스트로 이루어진 마스크들을 제거하지 않고 수행되며, 반도체층에 n-형을 제공하는 낮은 밀도의 불순물 원소가 추가된다. 도핑 처리는 이온-도핑법 또는 이온-주입법에 따라 수행될 수 있다. 이온 도핑법은 1×1013 내지 5×1014/cm2의 투입량과, 40 내지 80 keV의 가속 전압의 조건하에서 수행된다. 본 실시예에서, 이온 도핑법은 1.5×1013/cm2의 투입량과, 60 keV의 가속 전압의 조건하에서 수행된다. n-형 도핑 불순물 원소는 15족 원소들, 통상적으로, 인(P) 또는 비소(As)일 수 있다. 여기서는 인(P)이 사용되었다. 이 경우에, 도전층들(428 내지 433)은 n-형 도핑 불순물 원소에 대한 마스크들로서 기능한다. 따라서, 불순물 영역들(423 내지 427)이 자기-정렬 방식으로 형성된다. 1×1018 내지 1×1020/cm3의 밀도 범위에서 n-형 도핑 불순물 원소들이 불순물 영역들(423 내지 427)에 추가된다.
레지스트로 이루어진 마스크들이 제거될 때, 레지스트로 이루어진 새로운 마스크들(434a 내지 434c)이 형성된다. 그 후, 제 2 도핑 처리는 제 1 도핑 처리에 사용된 것 보다 높은 가속 전압을 사용함으로써 형성된다. 이온 도핑법은 1×1013 내지 1×1015/cm2의 투입량과, 60 내지 120 keV의 가속 전압의 조건하에서 수행된다. 이 도핑 처리에서, 제 2 도전층들(428b 내지 432b)이 불순물 원소에 대한 마스크로서 사용된다. 불순물 원소가 제 1 도전층의 테이퍼부의 저면에 있는 반도체 층에 추가될 수 있도록 도핑이 수행된다. 그 후, 도 7a에 도시된 조건을 획득하기 위 해, 제 2 도핑 처리 보다 낮은 가속 전압을 가지고 제 3 도핑 처리가 수행된다. 이온 도핑법은 1×1015 내지 5×1017/cm2의 투입량과, 50 내지 100 keV의 가속 전압의 조건하에서 수행된다. 제 2 도핑 처리 및 제 3 도핑 처리를 통해, 1×1018 내지 5×1019/cm3의 밀도 범위의 n-형 도핑 불순물 원소가 제 1 도전층과 중첩하는 저밀도 불순물 영역들(436, 442 및 448)에 추가된다. 1×1019 내지 5×1021/cm3의 밀도 범위의 n-형 도핑 불순물 원소가 고밀도 불순물 영역들(435, 441, 444 및 447)에 추가된다.
적절한 가속 전압으로, 저밀도 불순물 영역 및 고밀도 불순물 영역이 제 2 도핑 처리 및 제 3 도핑 처리를 한번 수행함으로써 형성될 수 있다.
다음에, 레지스트로 이루어진 마스크들을 제거한 후, 제 4 도핑 처리를 수행하기 위해 레지스트로 이루어진 새로운 마스크들(450a 내지 450c)이 형성된다. 제 4 도핑 처리를 통해, P-채널형 TFT의 액티브층인, 반도체층에, 일 도전형에 반대 도전형을 도핑하는 불순물 원소가 추가되는 불순물 영역들(453, 454, 459, 및 460)이 형성된다. 제 1 도전층들(428a 내지 432a)이 불순물 원소에 대한 마스크로서 사용되고, p-형을 제공하는 불순물 원소가 자기-정렬 방식으로 불순물 영역들을 형성하도록 추가된다. 본 실시예에서, 불순물 영역들(453, 454, 459, 및 460)이 디보란(B2H6)을 사용하는 이온 도핑을 이용함으로써 형성된다(도 7b). 제 4 도핑 처리 동안, n-채널 TFT를 형성하는 반도체 층은 레지스트로 이루어진 마스크들(450a 내 지 450c)에 의해 덮혀진다. 제 1 내지 제 3 도핑 처리를 통해, 상이한 밀도들의 인이 각 불순물 영역들(453, 454)에 추가된다. p-형 도핑 불순물 원소의 밀도가 양자 모두의 영역들에서 1×1019 내지 5×1021atoms/cm3가 될 수 있도록 도핑 처리가 수행된다. 따라서, 이들이 p-채널 TFT의 소스 영역 및 드레인 영역으로서 기능할 때, 어떠한 문제들도 유발되지 않는다.
불순물 영역들은 상술한 프로세스들을 통해 각각 반도체 층들내에 형성된다.
다음에, 레지스트로 이루어진 마스크들(450a 내지 450c)이 제거되고, 제 1 층간 절연막(461)이 그 위에 형성된다. 제 1 층간 절연막(461)은 실리콘을 함유하는 100 내지 200nm 두께의 절연막일 수 있으며, 이는 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 형성된다. 본 실시예에서, 150nm 두께의 실리콘 산화질화물 막(150)이 플라즈마 CVD법에 의해 형성된다. 제 1 층간 절연막(461)은 실리콘 산화질화물 막에 제한되지 않지만, 단층 또는 적층 구조로 실리콘을 함유하는 다른 절연막일 수 있다.
다음에, 도 7c에 도시된 바와 같이, 반도체층들의 결정 특성을 회복시키고, 반도체층 각각에 추가된 불순물 원소를 활성화시키기 위해 열처리가 수행된다. 열처리는 어닐링 노를 사용하는 열적 어닐링 방법에 의해 수행된다. 열적 어닐링 방법은 1ppm 미만, 바람직하게는 0.1ppm 미만의 산소 밀도를 가지는 질소 분위기에서, 400내지 700℃, 통상적으로 500 내지 550℃로 수행될 수 있다. 본 실시예에서, 활성화 처리는 4시간 동안 550℃의 열처리를 통해 수행된다. 열적 어닐링 방법에 추가하여, 레이저 어닐링법 또는 급속 열적 어닐링법(RTA법)이 사용될 수 있다.
대안적으로, 열처리는 제 1 층간 절연막이 형성되기 이전에 수행될 수 있다. 그러나, 사용되는 배선 재료가 열에 민감할 때, 활성화 처리는 본 실시예와 같은 배선 등을 보호하기 위해, 층간 절연막(실리콘 질화물 막과 같은 그 주 성분으로서 실리콘을 함유하는 절연막) 이후에 수행되는 것이 바람직하다.
열처리(300 내지 550℃에서 1 내지 12 시간 동안의 열처리)가 수행된 이후에, 수소화가 수행될 수 있다. 이 프로세스는 제 1 층간 절연막(461)에 포함된 수소와 반도체층의 미결합 손(dangling bond)을 단절시킨다. 반도체 층은 제 1 층간 절연막의 존재에 무관하게 수소화될 수 있다. 대안적으로, 수소화는 플라즈마 수소화(플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용) 또는 3 내지 100%의 수소를 함유하는 분위기에서, 300 내지 450℃로 1 내지 12 시간 동안의 열처리일 수 있다.
레이저 어닐링법이 활성화 처리를 위해 사용될 때, 엑시머 레이저 및 YAG 레이저와 같은 레이저 광은 수소화가 수행된 이후에 조사되는 것이 바람직하다.
다음에, 무기 절연 재료 또는 유기 절연 재료로 형성된 제 2 층간 절연막이 제 1 층간 절연막(461)상에 형성된다. 본 실시예에서, 1.6㎛의 두께를 가지는 아크릴 수지막이 형성되며, 그 점성은 10 내지 1000 cp, 바람직하게는 40 내지 200cp이며, 이는 표면상에 형성된 오목부와 돌출부들을 가진다.
본 실시예에서, 거울 반사를 방지하기 위해서, 표면상에 돌출부들과 오목부들(미도시)을 가지는 제 2 층간 절연막이 형성된다. 따라서, 돌출부들 및 오목부들이 화소 전극의 표면상에 형성된다. 화소 전극의 표면상의 오목부들 및 돌출부들을 형성함으로써 광 분산의 효과를 획득하기 위해, 돌출부는 화소 전극 아래에 형성될 수 있다. 이 경우에, 돌출부는 TFT를 형성하기 위한 것과 동일한 마스크를 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 돌출부는 단계들의 수를 증가시키지 않고 형성될 수 있다. 돌출부는 배선들 및 TFT부를 제외한 화소 영역의 기판상에 필요에 따라 제공될 수 있다. 따라서, 투사부를 덮는 절연막의 표면상에 형성된 돌출부들 및 오목부들을 따라 화소 전극의 표면상에 돌출부들 및 오목부들이 형성될 수 있다.
대안적으로, 제 2 층간 절연막(462)이 평탄화된 표면을 가지는 막이 될 수 있다. 이 경우에, 화소 전극이 형성된 이후에, 공개적으로 알려진 샌드-블래스트(sand-blast)법 및 에칭법과 같은 부가된 공정을 수행함으로써 표면상에 돌출부들 및 오목부들이 형성된다. 바람직하게는 거울 반사를 방지하고, 반사광을 확산시킴으로써, 백도(whiteness)가 증가된다.
불순물 영역들을 각각 전기적으로 접속하는 배선들(463 내지 467)이 구동 회로(506)에 형성된다. 이들 배선들은 500nm의 두께를 가지는 합금막(Al과 Ti의 합금막)과 50nm의 두께를 가지는 Ti막을 적층하는 막을 패터닝함으로써 형성된다. 이는 2층 구조에 제한되지 않으며, 단층 구조 또는 셋 이상의 층들을 포함하는 적층 패드일 수 있다. 배선들의 재료들은 Al 및 Ti에 한정되지 않는다. 예로서, 배선은 TaN막상에 Al 또는 Cu를 형성하고, 그 후, Ti막이 형성되어 있는 적층막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다(도 8).
화소부(507)에서, 화소 전극(470), 게이트 배선(469) 및 접속 전극(468)이 형성된다. 소스 배선들(층들(433a, 433b)의 적층체)은 접속 전극(468)에 의해 화소 TFT와 전기적으로 접속된다. 게이트 배선(469)은 화소 TFT의 게이트 전극과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(470)은 화소 TFT의 드레인 영역과 전기적으로 접속된다. 또한, 화소 전극(470)은 저장 커패시터를 형성하는 하나의 전극으로서 기능하는 반도체 층과 전기적으로 접속된다. Al 또는 Ag를 그 주 성분으로서 함유하는 막과 같은 양호한 반사도를 가지는 재료 또는 적층막이 화소 전극(470)을 위해 사용된다.
이 방식으로, n-채널 TFT(501)와 p-채널 TFT(502)를 포함하는 CMOS 회로 및 n-채널 TFT(503)를 가지는 구동 회로(506)와, 화소 TFT(504)를 가지는 화소부(507) 및 저장 커패시터(505)가 동일 기판상에 형성될 수 있다. 따라서, 액티브 매트릭스 기판이 완성된다.
구동 회로(506)의 n-채널 TFT(501)는 채널 형성 영역(437), 게이트 전극의 일부를 구성하는 제 1 도전층(428a)과 중첩하는 저밀도 불순물 영역(436)(GOLD 영역) 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로서 기능하는 고밀도 불순물 영역(452)을 갖는다. 전극(466)에 의해 연결되는, n-채널 TFT(501)와 함께 CMOS 회로를 형성하는 p-형 채널 TFT(502)는 채널 형성 영역(440), 소스 영역 또는 드레인 영역으로서 기능하는 고밀도 불순물 영역(453) 및 저밀도 불순물 영역(454)을 가진다. n-채널 TFT(503)는 채널 형성 영역(443), 게이트 전극의 일부를 구성하는 제 1 도전층(430a)과 중첩하는 저밀도 불순물 영역(442)(GOLD 영역), 소스 영역 또는 드레인 영역으로서 기능하는 고밀도 불순물 영역(456)을 갖는다.
화소부의 화소 TFT(504)는 채널 형성 영역(446)과, 게이트 전극의 외측에 형성된 저밀도 불순물 영역(445)(LDD 영역) 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로서 기 능하는 고밀도 불순물 영역(458)을 가진다. n-형 도핑 불순물 원소와 p-형 도핑 불순물 원소가 저장 커패시터(505)의 일 전극으로서 기능하는 반도체 층에 추가된다. 저장 커패시터(505)는 유전체로서 절연막(416)을 사용함으로써 반도체 층 및 전극(층들(432a 및 43b)의 적층체)에 의해 형성된다.
본 실시예의 화소 구조는 광이 화소 전극들 사이의 공간에서 차폐될 수 있고, 화소 전극들의 단부들이 블랙 매트릭스를 사용하지 않고 소스 배선과 중첩할 수 있도록 배열된다.
도 9는 본 실시예에서 제조된 액티브 매트릭스 기판의 화소부의 상면도를 도시한다. 도 6a 내지 도 9에서 대응하는 부분들들에 대해서는 동일 참조 번호들이 사용된다. 도 8의 파선 A-A'는 도 9의 파선 A-A'를 따라 취한 단면도에 대응한다. 도 8의 파선 B-B'는 도 9의 파선 B-B'을 따라 취한 단면도에 대응한다.
본 실시예는 제 1 내지 제 3 실시예들 중 임의의 것과 자유롭게 조합될 수 있다.
[제 5 실시예]
본 실시예는 하기에, 도 10을 사용하여, 제 4 실시예에서 제조된 액티브 매트리스 기판으로부터 반사형 액정 디스플레이 디바이스를 제조하기 위한 공정을 설명한다.
먼저, 제 4 실시예에 따라서, 도 8의 상태의 액티브 매트릭스 기판을 획득한 이후에, 배향막(567)이 적어도 도 8의 액티브 매트릭스 기판상의 화소 전극들(470)에 형성되며, 러빙 처리(rubbing process)를 받게 된다. 부수적으로, 본 실시예에 서, 배향막(567)의 형성 이전에 아크릴 수지막과 같은 유기 수지막이 패터닝되어, 간격을 두고 기판들을 지지하도록 적절한 위치에 기둥형 스페이서들(572)을 형성한다. 한편, 기둥형 스페이서들 대신, 구형 스페이서들이 기판의 전체 표면 위에 산포될 수 있다.
그 후, 상대 기판(569)이 준비된다. 그 후, 컬러링층(570, 571) 및 평탄화막(573)이 상대 기판(569)상에 형성된다. 음영부(shade portion)는 적색 컬러링층(570)과 청색 컬러링층(571)을 함께 중첩시킴으로써 형성된다. 한편, 음영부는 적색 컬러링층과 녹색 컬러링층을 부분적으로 중첩시킴으로써 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제 4 실시예에 도시된 기판이 사용된다. 따라서, 제 4 실시예의 화소부의 상면도를 도시하는 도 9에서, 적어도 게이트 배선(469)과 화소 전극(470) 사이의 간극과, 게이트 배선(469)과 접속 전극(468) 사이의 간극 및 접속 전극(468)과 화소 전극(470) 사이의 간극을 음영처리할 필요가 있다. 본 실시예에서는 컬러링층들의 적층체를 가지는 음영부가 음영 처리 대상부와 중첩되도록 컬러링 층들을 배열함으로써 기판들을 함께 접합한다.
이 방식으로, 블랙 마스크와 같은 음영층을 형성하지 않고, 컬러링층들의 적층체를 가지는 음영부에 의해 화소들 사이의 간극들이 음영처리되며, 그에 의해, 공정들의 수를 감소시키는 것이 가능하다.
그 후, 투명 도전막의 상대 전극(576)이 적어도 화소부내의 평탄화막(573)상에 형성된다. 배향막(574)이 상대 기판의 전체 표면 위에 형성되고, 러빙 처리를 받게 된다.
그 후, 화소부와 구동 회로를 가지고 형성된 액티브 매트릭스 기판과 상대 기판이 밀봉 부재(seal member)(568)에 의해 함께 접합된다. 밀봉 부재(568)는 충전재와 기둥형 스페이서들이 균일한 간격을 통해 두 기판들을 함께 접합하도록 충전제와 혼합된다. 그 후, 액정 재료(575)가 기판들 사이에 부어지고, 봉합제(미도시)에 의해 완전히 밀봉된다. 액정 재료(575)는 알려진 액정 재료일 수 있다. 이 방식으로, 도 10에 도시된 반사형 액정 디스플레이 디바이스가 완성된다. 필요시, 액티브 매트릭스 기판 또는 상대 기판이 원하는 형상으로 분할될 수 있다. 또한, 평탄화 판(미도시)이 단지 상대 기판상에만 접합된다. 그 후, FPC는 알려진 기술에 의해 접합된다.
상술된 바와 같이 제조된 액정 디스플레이 디바이스는 큰 입자 크기의 액정 입자를 가지는 반도체 막을 사용하여 제조된다. 따라서, 충분한 동작 특성 및 양호한 신뢰성을 획득하는 것이 가능하다. 상술한 바와 같이 제조된 액정 디스플레이 디바이스는 다양한 종류의 전자 기기를 위한 디스플레이부로서 사용될 수 있다.
부수적으로, 본 실시예는 제 1 내지 제 4 실시예와 자유롭게 조합될 수 있다.
[제 6 실시예]
본 실시예는 본 발명을 사용하여 제조된 발광 디바이스의 예를 설명한다. 본 명세서에서, 발광 디바이스는 일반적으로, 기판과 덮개 부재 사이에 밀봉된 기판상에 형성된 발광 소자를 가지는 디스플레이 패널과, 이 디스플레이 패널상에 장착된 IC를 구비한 디스플레이 모듈을 지칭한다. 부수적으로, 발광 소자는 전기장(발광 층), 애노드, 및 캐소드를 이용함으로써 전기 발광이 얻어지는 유기 화합물을 포함하는 층을 갖는다. 한편, 유기 화합물의 전기 발광은 싱글릿 여기 상태로부터 그라운드 상태로 복귀할 때 발광(형광)과, 트리플릿 여기 상태로부터 그라운드 상태로 복귀할 때 발광(인광)을 포함하며, 임의의 또는 양자 모두의 발광을 포함한다.
본 명세서에서, 애노드와 캐소드 사이에 제공되는 모든 층들이 유기 발광층으로서 정의된다. 명확하게, 유기 발광층은 발광층, 정공 주입층, 전자 주입층, 정공 운반층, 전자 운반층 등을 포함한다. 발광 소자의 기본 구조는 애노드층, 발광층 및 캐소드층이 이 순서대로 적층되어 있는 적층체이다. 이 기본 구조는 애노드층, 정공 주입층, 발광층 및 캐소드층이 이 순서대로 적층되어 있는 적층체 또는, 애노드층, 정공 주입층, 발광층, 전자 운반층 및 캐소드층이 이 순서대로 적층되어 있는 적층체로 변형될 수 있다.
도 11은 본 실시예의 발광 디바이스의 단면도이다. 도 11에서, 기판(700)상에 제공된 스위칭 TFT(603)는 도 8의 n-채널 TFT(503)를 사용하여 형성된다. 결과적으로, 구조의 설명과 관련하여, n-채널 TFT(503)에 대한 설명을 참조하는 것으로 충분하다.
부수적으로, 비록 본 실시예가 두 채널 영역들로 형성된 이중 게이트 구조로 이루어져 있지만, 하나의 채널 영역으로 형성된 단일 게이트 구조나 세 개로 형성된 삼중 게이트 구조를 사용하는 것이 가능하다.
기판(700)상에 제공된 구동 회로는 도 8의 CMOS 회로를 사용함으로써 형성된다. 결과적으로, 구조의 설명과 관련하여, n-채널 TFT(501)와 p-채널 TFT(502)의 설명을 참조하는 것으로 충분하다. 부수적으로, 비록 본 실시예가 단일 게이트 구조로 이루어져 있지만, 이중 게이트 구조 또는 삼중 게이트 구조를 사용하는 것이 가능하다.
한편, 배선(701 및 703)은 CMOS 회로의 소스 배선들로서 기능하고, 배선(702)은 드레인 배선으로서 기능한다. 한편, 배선(704)은 소스 배선(708)과 스위칭 TFT의 소스 영역 사이를 전기적으로 연결하는 배선으로서 기능하며, 배선(705)은 드레인 배선(709)과 스위칭 TFT의 드레인 영역 사이를 전기적으로 접속하기 위한 배선으로서 기능한다.
부수적으로, 전류 제어 TFT(604)가 도 8의 p-채널 TFT(502)를 사용하여 형성된다. 결과적으로, 구조의 설명과 관련하여 n-채널 TFT(502)의 설명을 참조하는 것으로 충분하다. 부수적으로, 비록 본 실시예가 단일 게이트 구조로 이루어져 있지만, 이중 게이트 구조 또는 삼중 게이트 구조를 사용하는 것이 가능하다.
한편, 배선(706)은 전류 제어 TFT(전류 공급선에 대응)의 소스 배선이고, 배선(707)은 위에 놓인 전류 제어 TFT의 화소 전극(711)에 의해 화소 전극(711)에 전기적으로 접속되게 되는 전극이다.
한편, 참조 번호 711은 투명 도전막에 의해 형성된 화소 전극(발광 소자의 애노드)이다. 투명 도전 막으로서는 인듐 산화물과 주석 산화물의 합성물, 인듐 산화물과 아연 산화물의 합성물, 아연 산화물, 주석 산화물 또는 인듐 산화물이 사용되거나, 또는 달리, 갈륨이 추가된 상술한 투명 도전막이 사용될 수 있다. 화소 전극(711)은 배선들을 형성하기 이전에 평면형 층간 절연막(710) 상에 형성된다. 본 실시예에서, 수지로 이루어진 평탄화 막(710)을 사용하여 TFT로 인한 단차(step)를 평탄화하는 것이 매우 중요하다. 추후 형성될 발광층은 극도로 두께가 작기 때문에, 단차의 존재로 인해 열악한 hkd 사출을 유발할 수 있다. 따라서, 발광층이 가능한 평탄하게 형성될 수 있도록 화소 전극을 형성하기 이전에 평탄화를 제공하는 것이 바람직하다.
배선들(701 내지 707)이 형성된 이후에, 뱅크(712)가 도 11에 도시된 바와 같이 형성된다. 뱅크(712)는 100 내지 400nm의 두께를 가지는 실리콘 함유 유기 수지막 또는 절연막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
부수적으로, 뱅크(712)가 절연막이기 때문에, 증착 동안 소자 정전 파괴에 대해 주의가 기울여져야만 한다. 본 실시예에서, 뱅크(712)를 위한 재료로서, 절연막에 탄소 미립자 또는 금속 미립자가 추가되고, 그에 의해, 고유저항을 감소시키고, 정전기의 발생을 억제한다. 이런 경우에, 탄소나 금속 미립자의 추가량은 1×106 내지 1×1012Ωm(바람직하게는 1×108 내지 1×1010Ωm)의 고유저항을 제공하도록 조절될 수 있다.
발광층(713)은 화소 전극(711)상에 형성된다. 부수적으로, 비록 도 11이 단 하나의 화소만을 도시하고 있지만, 본 실시예는 R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 각 색상들에 대응하여 발광층들을 개별적으로 형성한다. 한편 본 실시예에서는 증착 프로세스에 의해 저분자량 유기 전기 발광 재료가 형성된다. 명확하게, 이는 정공 주입층으로서 20nm의 두께로 제공된 구리 프탈로시아닌(CuPc)과, 발광층으로서 70nm의 두께로 그 위에 제공된 트리-8-퀴놀리놀라토 알루미늄 콤플렉스(Alq3) 막을 구비하는 적층체 구조이다. 발광층의 색상은 퀴나크리돈, 페릴렌 또는 DCM1과 같은 형광 염료를 Alq3에 추가하므로써 제어될 수 있다.
그러나, 상술한 실시예는 발광층을 위해 사용되는 유기 전기 발광 재료의 일예이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 발광층, 전하 운반층 및 전자 주입층을 자유롭게 조합함으로써, 발광층(발광 및 캐리어 이동을 위한 층)을 형성하는 것은 만족스럽다. 예로서, 비록 본 실시예가 저분자량 유기 전기 발광 재료가 발광층을 위해 사용되는 예를 예시하고 있지만, 중간 분자량 유기 전기 발광 재료 또는 고분자량 유기 전기 발광 재료를 사용하는 것이 가능하다. 부가적으로, 탁월한 특성을 갖지 않는 유기 합성물의 집합체, 또는, 20 이하의 분자상을 갖는 집합체, 또는 10㎛ 이하의 분자 체인 길이를 가지는 유기 전기 발광 재료가 본 명세서에서 중간 분자량 유기 전기 발광 재료이다. 고분자량 유기 전기 발광 재료의 사용의 예로서는, 스핀 코팅법에 의해 정공 주입층으로서 20nm의 두께로 제공되어 있는 폴리티오펜(PEDOT) 막과, 발광층으로서 약 100nm의 두께로 그 위에 제공된 파라페닐렌 비닐(PPV)을 가지는 적층체 구조가 될 수 있다. 부수적으로, PPV의 공액 폴리머 재료들이 사용되는 경우에, 적색 색상으로부터 청색 색상까지의 방사된 광의 파장이 각각 선택될 수 있다. 한편, 전자 운반층 또는 전하 주입층을 위한 실리콘 카바이드와 같은 무기 재료를 사용하는 것이 가능하다. 이들 유기 전기 발광 재료들 또는 무기 재료들은 알려진 재료일 수 있다.
다음에, 도전막의 캐소드(714)가 발광층(713)상에 제공된다. 본 실시예에서, 도전막으로서, 알루미늄과 리튬의 합금막이 사용된다. 알려진 MgAg 막(마그네슘과 은의 합금막)이 사용될 수 있다. 캐소드 재료로서는 주기표 1 또는 2족에 속하는 원소들의 도전막이나, 이런 원소들이 추가된 도전막이 사용될 수 있다.
발광 소자(715)는 캐소드(714)까지 형성된 시점에서 완성된다. 부수적으로, 여기에서, 발광 소자(715)는 화소 전극(애노드)(711)과, 발광층(713)과 캐소드(714)로 형성된 다이오드를 지칭한다.
발광 소자(715)를 완전히 덮도록 하는 방식으로 패시베이션 막(716)을 제공하는 것이 효과적이다. 패시베이션 막(716)은 탄소막, 실리콘 질화물 막 또는 실리콘 질화물 산화물 막을 포함하는 절연막에 의해 형성되며, 단층 또는 조합된 적층체의 절연막이 사용된다.
이런 경우에, 패시베이션 막으로서 커버리지가 양호한 막을 사용하는 것이 바람직하다. 탄소막, 특히, DLC(다이아몬드형 탄소)막을 사용하는 것이 효과적이다. 실온으로부터 100℃ 이하의 온도 범위에서 증착될 수 있는 DLC 막은 내열성이 낮은 발광층(713) 위에 쉽게 증착될 수 있다. 한편, 산소에 대한 높은 차폐 효과를 가지는 DLC막은 발광층(713)이 산화되는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 다음의 밀봉 프로세스 동안 발광층(713)의 산화 문제가 방지된다.
또한, 밀봉 부재(717)가 덮개 부재(718)를 접합하기 위해 패시베이션 막(716) 상에 제공된다. 밀봉 부재(717)를 위하여, 자외선 경화 수지(ultraviolet-ray-set resin)가 사용될 수 있다. 그 내부에 반산화제 효과나 흡습 효과를 가지는 물질을 제공하는 것이 효과적이다. 한편, 본 실시예에서, 덮개 부재(718)를 위해서, 탄소막들(바람직하게는 다이아몬드형 탄소막들)이 그 양 표면들상에 형성되어 있는 유리 기판, 석영 기판 또는 플라스틱 기판(플라스틱 막 포함)이 사용된다.
따라서, 도 11에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 발광 디바이스가 완성된다. 부수적으로, 다중 챔버 구조(또는 직렬 구조)의 증착 장치를 사용하여 뱅크(712) 형성 이후에 패시베이션 막(716)을 형성하기 위한 프로세스가 대기에 노출되지 않고 연속적으로 수행하는 것이 효과적이다. 부가적으로, 부가적인 발전형으로서, 대기에 노출시키지 않고, 덮개 부재(718)를 접합하는 것까지의 프로세스들을 연속적으로 수행하는 것이 가능하다.
이 방식에서, n-채널 TFT들(601), p-채널 TFT들(602), 스위칭 TFT(n-채널 TFT)(603) 및 전류 제어 TFT(p-채널 TFT)(604)가 기판(700)상에 형성된다.
또한, 도 11을 사용하여 설명된 바와 같이, 절연막을 통해 게이트 전극과 중첩된 불순물 영역을 제공함으로써, 핫-캐리어 효과로부터 초래되는 열화에 대한 저항성이 있는 n-채널 TFT를 형성하는 것이 가능하다. 결과적으로, 신뢰성있는 발광 디바이스가 실현될 수 있다.
한편, 본 실시예는 화소부 및 구동 회로의 구조만을 도시한다. 그러나, 본 실시예의 제조 공정에 따라서, 이들 이외에, 신호 분할 회로, D/A 컨버터, 동작 증폭기, γ-정정 회로 등과 같은 논리 회로들을 동일한 절연 부재상에 형성하는 것이 가능하다. 또한, 메모리 또는 마이크로프로세서가 형성될 수 있다.
또한, 도 12를 사용하여 발광 소자들을 보호하기 위한 밀봉(또는 봉합)까지 의 공정을 수행한 본 실시예의 발광 디바이스를 설명한다. 부수적으로, 도 11에 사용된 참조 번호들이 필요에 따라 인용된다.
도 12a는 발광 소자의 밀봉까지 수행된 상태를 도시하며, 도 12b는 도 12a의 C-C' 선 상에 취해진 단면도이다. 점선으로 표시된 참조 번호 801은 소스 구동 회로이고, 806은 화소부이며, 807은 게이트 구동 회로이다. 부가적으로, 참조 번호 901은 덮개 부재이고, 참조 번호 902는 제 1 밀봉 부재이며, 참조 번호 903은 제 2 밀봉 부재이다. 봉합 재료(907)가 밀봉 부재(902)에 의해 둘러싸인 내측에 제공된다.
부수적으로, 참조 번호 904는 입력 대상 신호를 소스 구동 회로(801) 및 게이트 구동 회로(807)에 전달하고, 외부 입력 단자로서 FPC(가요성 인쇄 회로)(905)로부터 비디오 신호나 클록 신호를 수신하기 위한 배선이다. 부수적으로, 비록 FPC만이 여기에 도시되어 있지만, FPC는 인쇄 배선 보드(PWB)와 함께 부착될 수 있다. 설명된 발광 디바이스는 발광 디바이스 본체를 포함할 뿐만 아니라, FPC 또는 PWB에 부착된 상태의 이런 디바이스도 포함한다.
다음에, 도 12b를 사용하여 단면 구조를 설명한다. 화소부(806)와 게이트 구동 회로(807)가 기판(700)상에 형성된다. 화소부(806)는 전기적으로 그 드레인에 접속되어 있는 화소 전극(711)과 전류 제어 TFT(604)를 각각 포함하는 복수의 화소들로 형성된다. 한편, 게이트 구동 회로(807)는 n-채널 TFT(601)와 p-채널 TFT(602)의 조합을 가지는 CMOS 회로를 사용하여 형성된다(도 14 참조).
화소 전극(71)은 발광 소자의 애노드로서 기능한다. 한편, 뱅크(712)들은 화 소 전극(711)의 양 단부들상에 형성된다. 화소 전극(711)상에는 발광 소자의 캐소드(714)와 발광층(713)이 형성된다.
캐소드(714)는 또한 모든 화소들에게 공통인 배선으로서 기능하며, 접속 배선(904)에 의해 FPC(905)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 화소부(806)와 게이트 구동 회로(807)내에 포함된 모든 소자들은 패시베이션 막(716)에 의해 덮혀져 있다.
한편, 덮개 부재(901)가 제 1 밀봉 부재(902)에 의해 접합된다. 부수적으로, 수지막 스페이서가 덮개 부재(901)와 발광 소자들 사이의 간격을 보증하기 위해 제공될 수 있다. 봉합 재료(encapsulation material)(717)는 제 1 밀봉 부재(902) 안에 충전된다. 부수적으로, 제 1 밀봉 부재(902)와 봉합재료(717)는 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 제 1 밀봉 부재(902)는 가능한 적은 범위로 수분과 산소를 통과시키는 재료로 이루어지는 것이 적합하다. 또한, 봉합 재료(717)는 흡습 효과 또는 반산화 효과를 가지는 물질을 포함할 수 있다.
발광 소자들을 덮는 봉합 재료(717)는 덮개 부재(901)를 접합하기 위한 접착제로서 또한 기능할 수도 있다. 한편, 본 실시예에서, 덮개 부재(901)를 형성하는 플라스틱 기판(901a)을 위한 재료로서 FRP(섬유 유리-보강 플라스틱), PVF(폴리비닐 플로라이드), 마일러(Myler), 폴리에스테르 또는 아크릴이 사용될 수 있다.
한편, 봉합 재료(717)를 사용함으로써 덮개 부재(901)를 접합한 이후에, 제 2 밀봉 부재(903)가 봉합 재료(717)의 측면(노출면)을 덮도록 제공된다. 제 2 밀봉 부재(903)를 위하여, 제 1 밀봉 부재(902)와 동일한 재료가 사용될 수 있다.
상기 구조에서, 발광 소자들을 봉합 재료(717)내에 봉합함으로써, 발광 소자들이 외부로부터 완전히 차폐될 수 있다. 외부로부터 습기나 산소와 같은 발광층의 열화를 가속시키는 물질의 침입을 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 신뢰성있는 발광 디바이스가 얻어질 수 있다.
상술한 바와 같이 제조된 발광 디바이스는 큰 입자 크기의 결정 입자를 가지는 반도체 막을 사용하여 제조된다. 따라서, 충분한 동작 특성과, 양호한 신뢰성을 획득하는 것이 가능하다. 상술한 바와 같이 제조된 액정 디스플레이 디바이스는 다양한 종류의 전자 기기를 위한 디스플레이부로서 사용될 수 있다.
부수적으로, 본 실시예는 제 1 내지 제 4 실시예와 자유롭게 조합될 수 있다.
[제 7 실시예]
본 발명은 다양한 전자 광학 디바이스들(액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스, 액티브 매트릭스형 발광 디바이스, 액티브 매트릭스형 EC 디스플레이 디바이스)에 사용될 수 있다. 즉, 본 발명은 그 디스플레이부들에 전자 광학 디스플레이 디바이스가 통합되어 있는 모든 전자 장비들에 구현될 수 있다.
이런 전자 장비로서, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 투사기, 헤드 장착 디스플레이(고글형 디스플레이), 차량 항법 시스템, 카 스테레오, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 셀룰러 전화, 전자 도서 등) 등을 들 수 있다. 이들의 예들이 도 13a 내지 도 13f, 도 14a 내지 도 14d, 및 도 15a 내지 도 15c에 도시되어 있다.
도 13a는 주 본체(3001), 이미지 입력부(3002), 디스플레이부(3003), 키보드(3004) 등을 포함하는 퍼스널 컴퓨터를 도시하고 있다. 본 발명은 디스플레이부(3003)에 적용될 수 있다.
도 13b는 주 본체(3101), 디스플레이부(3102), 음성 입력부(3103), 조작 스위치들(3104), 배터리(3105), 이미지 수신부(3103) 등을 포함하는 비디오 카메라를 도시한다. 본 발명은 디스플레이부(3102)에 적용될 수 있다.
도 13c는 주 본체(3201), 카메라부(3203), 이미지 수신부(3203), 조작 스위치들(3204), 디스플레이부(3205) 등을 포함하는 모바일 컴퓨터를 도시한다. 본 발명은 디스플레이부(3205)에 적용될 수 있다.
도 13d는 주 본체(3301), 디스플레이부(3302), 암부(3303) 등을 포함하는 고글형 디스플레이를 도시한다. 본 발명은 디스플레이부(3302)에 적용될 수 있다.
도 13e는 주 본체(3401), 디스플레이부(3402), 스피커부(3403), 기록 매체(3404), 조작 스위치들(3405) 등을 포함하는 프로그램들이 기록된 기록 매체(이하, 기록 매체라 지칭)를 사용하는 재생기를 도시하고 있다. 이 재생기는 DVD(디지털 다용도 디스크), CD 등을 기록 매체로서 사용하며, 음악을 즐기거나, 영화를 즐기고, 게임이나 인터넷을 수행할 수 있다. 본 발명은 디스플레이부(3402)에 적용될 수 있다.
도 13f는 주 본체(3501), 디스플레이부(3502), 접안부(3503), 조작 스위치들(3504), 이미지 수신부(미도시) 등을 포함하는 디지털 카메라를 도시한다. 본 발명은 디스플레이부(3502)에 적용될 수 있다.
도 14a는 투사 장비(3601), 스크린(3602) 등을 포함하는 전방형 투사기를 도시하고 있다. 본 발명은 투사 장비(3601)의 일부를 형성하는 또 다른 회로와 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 수 있다.
도 14b는 본체(3701), 투사 장비(3702), 거울(3703), 스크린(3704) 등을 포함하는 후방형 투사기를 도시한다. 본 발명은 액정 디스플레이 디바이스와 투사 장비(3702)의 일부를 형성하는 또 다른 회로에 적용될 수 있다.
또한, 도 14c는 도 14a 및 도 14b에서 투사 장비(3601 및 3702)의 구조의 예를 도시하는 도면이다. 투사 장비(3601 또는 3702)는 광원 광학 시스템(3801), 거울들(3802, 3804 내지 3806), 이색성 거울(dichroic mirror)(3803), 프리즘(3807), 액정 디스플레이 디바이스(3808), 위상차판(3809) 및 투사 광학 시스템(3810)으로 구성된다. 투사 광학 시스템(3810)은 투사 렌즈를 포함하는 광학 시스템에 의해 구성된다. 비록 본 실시예가 삼판형(three plate type)의 예를 보여주지만, 본 실시예는 그에 특별히 한정되지 않으며, 예로서, 단판형으로 이루어질 수 있다. 또한, 본 실시예를 실시하는자는 광학 렌즈, 편광 기능을 가진 막, 위상차 조절용막 또는 IR 막과 같은 광학 시스템을 도 14c에 화살표로 도시된 광학적 경로에 적절히 제공할 수 있다.
또한, 도 14d는 도 14c의 광원 광학 시스템(3801)의 구조의 예를 도시하는 도면이다. 본 실시예에 따르면, 광원 광학 시스템(3801)은 반사기(3811), 광원(3812), 렌즈 어레이(3813 및 3814), 편광 변환 소자(3815) 및 초점 렌즈(3816)로 구성된다. 또한, 도 14d에 도시된 광원 광학 시스템은 단지 예일 뿐이며, 본 실 시예는 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 예로서, 본 실시예의 실시자는 광학 렌즈, 편광 기능을 가진 막, 위상차 조절용막 또는 IR 막과 같은 광학 시스템을 광원 광학 시스템에 적절히 제공할 수 있다.
그러나, 도 14에 도시된 투사기들에 따르면, 투과형 전자-광학 디바이스를 사용하는 경우가 예시되어 있으며, 반사형 전자-광학 디바이스 및 발광 디바이스를 이용하는 예는 예시되어 있지 않다.
도 15a는 주 본체(3901), 음향 출력부(3902), 오디오 입력부(3903), 디스플레이부(3904), 조작 스위치들(3905), 안테나(3906) 등을 포함하는 셀룰러 전화를 도시한다. 본 발명은 디스플레이부(3904)에 적용될 수 있다.
도 15b는 주 본체(4001), 디스플레이부(4002 및 4003), 기록 매체(4004), 조작 스위치(4005), 안테나(4006) 등을 포함하는 휴대용 서적(전자 서적)을 도시한다. 본 발명은 디스플레이부들(4002, 4003)에 적용될 수 있다.
도 15c는 주 본체(4101), 지지 베이스(4102), 디스플레이부(4103) 등을 포함하는 디스플레이를 도시한다. 본 발명은 디스플레이부(4103)에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 디스플레이는 특히, 대형 스크린 형성의 경우에 적합하며, 10인치 이상(특히, 30인치 이상)의 대각선 길이를 가지는 디스플레이에 유리하다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 적용 범위는 극히 넓고, 모든 분야들의 전자 장비들에 적용될 수 있다. 본 발명의 전자 장비는 제 1 내지 제 5 실시예들의 구조들과 자유롭게 조합하여 구현될 수 있다.
[제 8 실시예]
본 실시예에서는, 기판에 조사된 레이저 빔을 반사판에 의해 반사하고, 이 레이저 빔을 다시 기판으로 조사하기 위한 방법을 도 20을 참조로 설명한다.
도 20에서, 기판(200), 레이저 빔들(220a, 220b), 반사광들(230a, 230b), 제 1 반사판(240) 및 제 2 반사판(250)이 도시되어 있다. 또한, 참조 번호 106, 107 및 108은 기판의 이동 방향들을 나타낸다.
레이저 빔(220a)은 기판에 입사되고, 그 후, 기판을 통해 투과하며, 제 1 반사판(240)상에 반사되어 기판으로 다시 입사된다. 이 레이저 빔은 반사광(230a)으로 설명된다. 반사광(230a)은 기판 방향으로 제 2 반사판에 의해 반사된다. 유사하게, 레이저 빔(220b)은 기판에 입사되고, 그 후, 기판을 통해 투과되며, 제 1 반사판(240)에 의해 기판 방향으로 반사된다. 이 레이저 빔은 반사광(230b)으로 언급된다. 레이저 빔은 원통형 렌즈, 아이솔레이터 등에 의해 제 1 내지 제 3 실시예에서와 같이 적절히 처리된다. 제 1 실시예와 유사하게, 기판이 이동되고 레이저 빔이 전체 기판면에 조사될 수 있다.
따라서, 복수의 레이저 빔들이 반사판들을 사용하여 기판에 조사되는 경우에, 레이저 빔의 반사광들이 또한 효과적으로 활용될 수 있다. 따라서, 처리량이 향상되고 레이저 빔들이 효과적으로 조사될 수 있다. 또한, 본 실시예의 구성에서, 복수의 레이저 광원들을 사용함으로써 간섭이 또한 방지될 수 있다. 그러나, 어떠한 레이저 빔들도 조사된 기판에서 중첩되지 않을 때, 동일 레이저 광원이 또한 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 반사판은 기판과 평행하게 배열되지만, 기판에 대해 비스듬 히 배열될 수도 있다.
본 실시예는 제 1 내지 제 7 실시예에 사용될 수 있다. 그러나, 하나의 레이저 광원으로부터 발진된 레이저 빔이 분할되고 복수의 레이저 빔들로서 사용되는 경우에, 기판으로부터 반사판까지의 거리가 간섭을 방지하기 위해 레이저 빔의 가간섭 거리의 절반 이상이어야 한다. 그러나, 어떠한 레이저 빔들도 조사된 기판에서 중첩되지 않을 때, 동일한 레이저 광원이 또한 사용될 수 있다.
[제 9 실시예]
본 실시예에서는, 기판에 조사된 레이저 빔을 반사판에 의해 반사하고, 이 레이저 빔을 다시 기판에 조사하는 방법이 도 21을 참조하여 설명될 것이다.
도 21에서, 기판(212), 레이저 빔들(211a, 211b, 211c, 211d), 반사광들(214a, 214b, 214c, 214d) 및 반사판(213)이 도시되어 있다. 참조 번호들 106, 107 및 108은 기판의 이동 방향들을 나타낸다.
레이저 빔(211a)은 기판에 입사되고, 그 후, 기판을 통해 투과되며, 반사판(213) 상에서 반사되고, 다시 기판에 입사된다. 이 레이저 빔은 반사광(214a)으로 언급된다. 레이저 빔(211b)은 기판에 입사되고, 그 후, 기판을 통해 투과되고, 반사판(213) 상에서 반사되며, 다시 기판에 입사된다. 이 레이저 빔은 반사광(214b)으로 언급된다. 레이저 빔(211c)은 기판에 입사되고, 그 후, 기판을 통해 투과되고, 반사판(213) 상에 반사되며, 다시 기판에 입사된다. 이 레이저 빔은 반사광(214c)으로 언급된다. 레이저 빔(211d)은 기판에 입사되고, 그 후, 기판을 통해 투과되고, 반사판(213) 상에서 반사되며, 다시 기판에 입사된다. 이 레이저 빔 은 반사광(214d)으로 언급된다. 레이저 빔은 제 1 내지 제 3 실시예들에서와 같이 원통형 렌즈, 아이솔레이터 등에 의해 적절히 처리된다. 제 1 실시예에 유사하게, 기판이 이동되고 레이저 빔이 전체 기판면에 조사될 수 있다.
따라서, 반사판들을 사용하여 복수의 레이저 빔들이 기판에 조사되는 경우에, 레이저 빔들의 반사광들이 또한 효과적으로 사용될 수 있다. 따라서, 처리량이 향상되고 레이저 빔들이 효과적으로 조사될 수 있다. 또한, 본 실시예의 구성에서, 복수의 레이저 광원들을 사용함으로써 간섭이 또한 방지될 수 있다. 그러나, 어떠한 레이저 빔들도 조사 기판에서 중첩되지 않는 경우에, 동일한 레이저 광원이 또한 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 반사판은 기판과 평행하게 배열되지만, 기판에 대해 비스듬히 배열될 수도 있다.
본 실시예는 제 1 내지 제 7 실시예에 사용될 수 있다. 그러나, 하나의 레이저 광원으로부터 발진된 레이저 빔이 분할되고, 복수의 레이저 빔들로서 사용되는 경우에, 기판으로부터 반사판까지의 거리는 간섭을 방지하기 위해 레이저 빔의 가간섭 길이의 절반 이상일 필요가 있다. 그러나, 어떠한 레이저 빔들도 조사 기판에서 중첩되지 않는 경우에, 동일한 레이저 광원이 사용될 수도 있다.
[발명의 효과]
하기의 기본적인 유용한 특성들이 본 발명의 구성을 적응시킴으로써 얻어질 수 있다.
(a) TFT의 종래의 제조 공정에 부합되는 단순한 방법이다.
(b) 조사면상에 동일한 에너지 분포를 가지는 레이저 빔을 조사하는 것이 가능하다.
(c) 처리량이 향상될 수 있다. 이는 광역 기판인 경우에 특히 효과적이다.
(d) 단결정의 결정 입자에 근접한 결정 입자를 가지는 반도체 막을 형성하는 것이 가능하다.
(e) 상술한 장점들의 충족에 부가하여, 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스로 대표되는 반도체 디바이스에서, 반도체 디바이스의 신뢰성과 동작 특성들의 개선이 실현될 수 있다. 또한, 반도체 디바이스의 제조 비용의 절감이 실현될 수 있다.
도 1은 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 조사면상의 레이저 조사 방법의 예들을 도시하는 도면.
도 3은 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 4는 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 5는 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 6a 내지 도 6c는 화소 TFT와 구동 회로의 TFT의 제조 프로세스를 도시하는 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 화소 TFT와 구동 회로의 TFT의 제조 프로세스를 도시하는 단면도.
도 8은 화소 TFT와 구동 회로의 TFT의 제조 프로세스를 도시하는 단면도.
도 9는 화소 TFT의 구성을 도시하는 평면도.
도 10은 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이 디바이스의 제조 프로세스를 도시하는 단면도.
도 11은 발광 디바이스의 구동 회로와 화소부의 단면 구조도.
도 12a는 발광 디바이스의 평면도, 도 12b는 발광 디바이스의 구동 회로와 화소부의 단면 구조도.
도 13a 내지 도 13f는 반도체 디바이스의 예를 도시하는 도면.
도 14a 내지 도 14d는 반도체 디바이스의 예를 도시하는 도면.
도 15a 내지 도 15c는 반도체 디바이스의 예를 도시하는 도면.
도 16은 레이저 빔의 입사각에 대한 반사도의 예를 도시하는 도면.
도 17은 레이저 빔의 입사각과 간섭의 관계의 예를 도시하는 도면.
도 18은 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 19는 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 20은 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 21은 레이저 조사 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101: 레이저 빔 102: 원통형 렌즈
104: 기판 109: 댐퍼
506: 구동 회로 507: 화소부
470: 반도체 층

Claims (27)

  1. 레이저 조사 디바이스에 있어서,
    레이저;
    상기 레이저로부터 방사된 레이저 빔을 복수의 레이저 빔들로 분할하기 위한 수단;
    상기 복수의 레이저 빔들에 대하여 비스듬히 배치된 조사면;
    상기 조사면상에 상기 복수의 레이저 빔들의 형상들을 타원형 또는 직사각형으로 형성하기 위한 수단; 및
    상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 제 1 방향 및 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동시키고, 상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하고,
    상기 조사면에 대한 상기 복수의 레이저 빔들의 입사 각도들 Φ은 동일하거나, 상기 복수의 레이저 빔들의 폭들이 W로 설정되고 기판의 두께가 d로 설정될 경우,
    Φ≥arcsin(W/2d)
    를 만족시키는, 레이저 조사 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 분할하기 위한 상기 수단은 빔 스플리터(beam splitter)를 갖는, 레이저 조사 디바이스.
  3. 레이저 조사 디바이스에 있어서,
    복수의 레이저들;
    아이솔레이터(isolator);
    조사면상에 복수의 레이저 빔들의 형상들을 타원형 또는 직사각형으로 형성하기 위한 수단; 및
    상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 제 1 방향 및 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동시키고, 상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 레이저 조사 디바이스.
  4. 레이저 조사 디바이스에 있어서,
    복수의 레이저들;
    복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 조사면;
    상기 조사면상에 복수의 레이저 빔들의 형상들을 타원형 또는 직사각형으로 형성하기 위한 수단; 및
    상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 제 1 방향 및 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동시키고, 상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하고,
    상기 조사면에 대한 상기 복수의 레이저 빔들의 입사 각도들 Φ은 동일하거나, 상기 복수의 레이저 빔들의 폭들이 W로 설정되고 기판의 두께가 d로 설정될 경우,
    Φ≥arcsin(W/2d)
    를 만족시키는, 레이저 조사 디바이스.
  5. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사면상에 상기 복수의 레이저 빔들의 형상들을 타원형 또는 직사각형으로 형성하기 위한 수단은 볼록 렌즈, 원통형 렌즈 또는 회절 격자(grating)를 갖는, 레이저 조사 디바이스.
  6. 레이저 조사 디바이스에 있어서,
    레이저;
    상기 레이저로부터 방사된 레이저 빔을 복수의 레이저 빔들로 분할하기 위한 빔 스플리터;
    상기 복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 조사면;
    상기 조사면상에 상기 복수의 레이저 빔들의 형상들을 타원형 또는 직사각형으로 형성하는 복수의 렌즈들; 및
    상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 이동시키기 위한 스테이지를 포함하는, 레이저 조사 디바이스.
  7. 레이저 조사 디바이스에 있어서,
    복수의 레이저들;
    복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 기판의 조사면;
    상기 조사면의 반대에 제공된 플레이트; 및
    상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 이동시키기 위한 수단을 포함하고,
    상기 복수의 레이저 빔들의 각각은 상기 기판으로 입사하고, 이어서 상기 기판을 통해 투과되며, 상기 플레이트상에서 반사되고, 다시 상기 기판에 입사하는, 레이저 조사 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 플레이트는 반사 플레이트인, 레이저 조사 디바이스.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사면상에서의 상기 복수의 레이저 빔들의 조사 위치들을 이동시키기 위한 수단은 스테이지인, 레이저 조사 디바이스.
  10. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 6 항, 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저는 연속 발진 또는 펄스 발진의 고체 레이저인, 레이저 조사 디바이스.
  11. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 6 항, 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저는 연속 발진 또는 펄스 발진의, YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트(alexandrite) 레이저, 및 Ti:사파이어 레이저로부터 선택된 하나의 종류 또는 복수의 종류들인, 레이저 조사 디바이스.
  12. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 6 항, 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저는 Ar 레이저 및 Kr 레이저로부터 선택된 하나의 종류 또는 복수의 종류들인, 레이저 조사 디바이스.
  13. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    절연면 위에 반도체막을 형성하는 단계;
    광학 시스템들을 사용하여 복수의 타원형 레이저 빔들 또는 직사각형 레이저 빔들을 동시에 형성하는 단계;
    상기 반도체 막을 제 1 방향으로 이동하면서, 상기 복수의 레이저 빔들을 상기 반도체 막 중 적어도 일부 및 또 다른 부분에 동시 조사하는 단계와;
    상기 반도체막을 제 2 방향으로 이동시키는 단계; 및
    상기 반도체 막을 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 이어지는 부분들에 상기 복수의 레이저 빔들을 동시 조사하는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  14. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    기판 위에 반도체 막을 형성하는 단계;
    복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 상기 반도체 막에 상기 복수의 레이저 빔들의 형상들을 광학 시스템들에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성하는 단계;
    상기 반도체 막을 제 1 방향으로 이동하면서 상기 복수의 레이저 빔들을 조사하는 단계로서, 상기 복수의 레이저 빔들은 상기 복수의 레이저 빔들의 폭들이 W로 설정되고, 상기 기판의 두께가 d로 설정된 경우,
    Φ≥arcsin(W/2d)
    를 만족하는 입사각 Φ으로 조사되는, 상기 조사 단계;
    상기 반도체 막을 제 2 방향으로 이동시키는 단계; 및
    상기 반도체 막을 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 상기 복수의 레이저 빔들을 조사하는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  15. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    절연면 위에 반도체 막을 형성하는 단계;
    상기 반도체 막에서 복수의 레이저 빔들의 형상들을 광학 시스템들에 의해 타원형 또는 직사각형으로 동시 형성하는 단계;
    상기 반도체 막을 제 1 방향으로 이동하면서 상기 반도체 막의 적어도 일부 및 또 다른 부분에 상기 복수의 레이저 빔들을 동시 조사하는 단계;
    상기 반도체 막을 상기 제 1 방향으로 이동하면서 상기 복수의 레이저 빔들을 조사한 후, 상기 반도체 막을 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동하면서 상기 복수의 레이저 빔들을 상기 일부 및 상기 또 다른 부분에 동시 조사하는 단계; 및
    상기 반도체 막을 상기 제 1 방향의 상기 반대 방향으로 이동하면서 상기 복수의 레이저 빔들을 상기 일부 및 또 다른 부분에 조사한 후, 상기 반도체 막을 제 2 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  16. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    기판 위에 반도체 막을 형성하는 단계;
    복수의 레이저 빔들에 대해 비스듬히 배치된 상기 반도체 막에 상기 복수의 레이저 빔들의 형상들을 광학 시스템들에 의해 타원형 또는 직사각형으로 형성하는 단계;
    상기 반도체 막을 제 1 방향으로 이동하면서, 상기 복수의 레이저 빔들을 조 사하는 단계로서, 상기 복수의 레이저 빔들은 상기 복수의 레이저 빔들의 폭들이 W로 설정되고, 상기 기판의 두께가 d로 설정된 경우,
    Φ≥arcsin(W/2d)
    를 만족하는 입사각 Φ로 조사되는, 상기 조사 단계;
    상기 반도체 막을 상기 제 1 방향으로 이동하면서 상기 복수의 레이저 빔들을 조사한 후, 상기 반도체 막을 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 이동하면서, 상기 복수의 레이저 빔들을 입사각 Φ로 조사하는 단계; 및
    상기 반도체 막을 상기 제 1 방향의 상기 반대 방향으로 이동하면서, 상기 복수의 레이저 빔들을 상기 입사각 Φ로 조사한 후, 상기 반도체 막을 제 2 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  17. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    기판 위에 반도체 막을 형성하는 단계; 및
    상기 반도체 막을 이동하면서, 레이저 빔을 광학 시스템을 통해 상기 반도체 막에 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 반도체 막에서 상기 레이저 빔의 형상은 타원형 또는 직사각형이고,
    상기 레이저 빔은 상기 반도체 막의 수직 방향에 대하여 비스듬히 조사되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  18. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    기판 위에 반도체 막을 형성하는 단계; 및
    복수의 레이저 빔들을 이동하면서, 광학 시스템들을 통해 상기 복수의 레이저 빔들로 상기 반도체 막을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 반도체 막에서 상기 복수의 레이저 빔들의 형상은 타원형 또는 직사각형이고,
    상기 레이저 빔은 상기 반도체 막의 수직 방향에 대하여 비스듬히 조사되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  19. 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    기판 위에 반도체 막을 형성하는 단계; 및
    상기 반도체 막을 적어도 하나의 레이저 빔에 상대적으로 이동하면서 상기 레이저 빔으로 상기 반도체 막을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 반도체 막에서 상기 레이저 빔의 형상은 타원형 또는 직사각형이고,
    상기 레이저 빔은 상기 레이저 빔의 폭이 W로 설정되고, 상기 기판의 두께가 d로 설정된 경우,
    Φ≥arcsin(W/2d)
    를 만족시키는 입사각 Φ로 조사되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  20. 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    볼록 렌즈, 원통형 렌즈, 또는 회절 격자는 상기 광학 시스템들로서 사용되 는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  21. 제 13 항 내지 제 16 항 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 빔들은 연속 발진 또는 펄스 발진의 고체 레이저로부터 발진되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  22. 제 13 항 내지 제 16 항 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 빔들은 연속 발진 또는 펄스 발진의 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, 및 Ti:사파이어 레이저로부터 선택된 하나의 종류 또는 복수의 종류들로부터 발진되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  23. 제 13 항 내지 제 16 항 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 빔들은 Ar 레이저 및 Kr 레이저로부터 선택된 하나의 종류 또는 복수의 종류들로부터 발진되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  24. 제 13 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 디바이스는 퍼스널 컴퓨터, 비디오 카메라, 모바일 컴퓨터, 고글형 디스플레이, 재생기(player), 디지털 카메라, 전방형 투사기, 후방형 투사기, 이동 전화, 휴대용 서적, 및 디스플레이로 구성되는 그룹으로부터 선택된 전자 장치에 내장되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  25. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 연속 발진 또는 펄스 발진의 고체 레이저로부터 발진되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  26. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 연속 발진 또는 펄스 발진의 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, 및 Ti:사파이어 레이저로부터 선택된 하나의 종류 또는 복수의 종류들로부터 발진되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
  27. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 Ar 레이저 및 Kr 레이저로부터 선택된 하나의 종류 또는 복수의 종류들로부터 발진되는, 반도체 디바이스 제조 방법.
KR1020090048900A 2001-08-03 2009-06-03 레이저 조사 디바이스 및 반도체 디바이스 제조 방법 KR20090068196A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001237097 2001-08-03
JPJP-P-2001-237097 2001-08-03

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020045853A Division KR20030011724A (ko) 2001-08-03 2002-08-02 레이저 조사 디바이스, 레이저 조사 방법 및 반도체디바이스 제조 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090104871A Division KR20090119818A (ko) 2001-08-03 2009-11-02 레이저 조사 디바이스

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090068196A true KR20090068196A (ko) 2009-06-25

Family

ID=19068236

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020045853A KR20030011724A (ko) 2001-08-03 2002-08-02 레이저 조사 디바이스, 레이저 조사 방법 및 반도체디바이스 제조 방법
KR1020090048900A KR20090068196A (ko) 2001-08-03 2009-06-03 레이저 조사 디바이스 및 반도체 디바이스 제조 방법
KR1020090104871A KR20090119818A (ko) 2001-08-03 2009-11-02 레이저 조사 디바이스

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020045853A KR20030011724A (ko) 2001-08-03 2002-08-02 레이저 조사 디바이스, 레이저 조사 방법 및 반도체디바이스 제조 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090104871A KR20090119818A (ko) 2001-08-03 2009-11-02 레이저 조사 디바이스

Country Status (7)

Country Link
US (3) US7868267B2 (ko)
JP (1) JP5227900B2 (ko)
KR (3) KR20030011724A (ko)
CN (3) CN101879658B (ko)
MY (1) MY157663A (ko)
SG (2) SG121721A1 (ko)
TW (1) TW552645B (ko)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG113399A1 (en) 2000-12-27 2005-08-29 Semiconductor Energy Lab Laser annealing method and semiconductor device fabricating method
US6809012B2 (en) * 2001-01-18 2004-10-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of making a thin film transistor using laser annealing
TW552645B (en) * 2001-08-03 2003-09-11 Semiconductor Energy Lab Laser irradiating device, laser irradiating method and manufacturing method of semiconductor device
KR100885904B1 (ko) * 2001-08-10 2009-02-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 어닐링장치 및 반도체장치의 제작방법
JP4209606B2 (ja) * 2001-08-17 2009-01-14 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
TWI282126B (en) * 2001-08-30 2007-06-01 Semiconductor Energy Lab Method for manufacturing semiconductor device
US7317205B2 (en) * 2001-09-10 2008-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method of manufacturing a semiconductor device
US7112517B2 (en) 2001-09-10 2006-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser treatment device, laser treatment method, and semiconductor device fabrication method
JP4397571B2 (ja) 2001-09-25 2010-01-13 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射方法およびレーザ照射装置、並びに半導体装置の作製方法
US7026227B2 (en) * 2001-11-16 2006-04-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of irradiating a laser beam, and method of fabricating semiconductor devices
US7105048B2 (en) * 2001-11-30 2006-09-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus
US6979605B2 (en) * 2001-11-30 2005-12-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method for a semiconductor device using a marker on an amorphous semiconductor film to selectively crystallize a region with a laser light
US7133737B2 (en) * 2001-11-30 2006-11-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Program for controlling laser apparatus and recording medium for recording program for controlling laser apparatus and capable of being read out by computer
US7113527B2 (en) * 2001-12-21 2006-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and apparatus for laser irradiation and manufacturing method of semiconductor device
US6984573B2 (en) * 2002-06-14 2006-01-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method and apparatus
JP2004119971A (ja) * 2002-09-04 2004-04-15 Sharp Corp レーザ加工方法およびレーザ加工装置
EP1400832B1 (en) * 2002-09-19 2014-10-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer and laser irradiation apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP2004200358A (ja) * 2002-12-18 2004-07-15 Nikon Corp 固体撮像素子の色分解装置
KR100956339B1 (ko) * 2003-02-25 2010-05-06 삼성전자주식회사 규소 결정화 시스템 및 규소 결정화 방법
KR100992120B1 (ko) * 2003-03-13 2010-11-04 삼성전자주식회사 규소 결정화 시스템 및 규소 결정화 방법
SG137674A1 (en) * 2003-04-24 2007-12-28 Semiconductor Energy Lab Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
JP4152806B2 (ja) 2003-05-28 2008-09-17 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ光照射装置
US7294874B2 (en) * 2003-08-15 2007-11-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method, method for manufacturing a semiconductor device, and a semiconductor device
KR100603319B1 (ko) * 2003-11-28 2006-07-20 삼성에스디아이 주식회사 레이저 가공 장치
JP4838982B2 (ja) * 2004-01-30 2011-12-14 株式会社 日立ディスプレイズ レーザアニール方法およびレーザアニール装置
US7390704B2 (en) * 2004-06-16 2008-06-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser process apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device
US7868903B2 (en) * 2004-10-14 2011-01-11 Daktronics, Inc. Flexible pixel element fabrication and sealing method
US8344410B2 (en) * 2004-10-14 2013-01-01 Daktronics, Inc. Flexible pixel element and signal distribution means
US7893948B1 (en) 2004-10-14 2011-02-22 Daktronics, Inc. Flexible pixel hardware and method
US7664365B2 (en) * 2004-10-27 2010-02-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, and laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and laser annealing method of non-single crystalline semiconductor film using the same
US7563661B2 (en) * 2006-02-02 2009-07-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Crystallization method for semiconductor film, manufacturing method for semiconductor device, and laser irradiation apparatus
JP4698460B2 (ja) * 2006-03-27 2011-06-08 オムロンレーザーフロント株式会社 レーザアニーリング装置
JP2008053396A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Hitachi Displays Ltd 表示装置の製造方法
US7985609B2 (en) * 2006-11-17 2011-07-26 Canon Kabushiki Kaisha Light-emitting apparatus and production method thereof
JP2009123882A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Elpida Memory Inc 半導体装置およびその製造方法
DE102008045533B4 (de) * 2008-09-03 2016-03-03 Innovavent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ändern der Struktur einer Halbleiterschicht
CN101970168A (zh) * 2009-03-17 2011-02-09 无锡尚德太阳能电力有限公司 使用多个共定位辐射源来照射板件
KR101588448B1 (ko) * 2009-12-03 2016-01-25 엘지디스플레이 주식회사 폴리실리콘을 이용한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판 및 이의 제조방법
JP4865878B2 (ja) * 2010-03-25 2012-02-01 株式会社日本製鋼所 雰囲気安定化方法およびレーザ処理装置
KR101739019B1 (ko) 2010-11-01 2017-05-24 삼성디스플레이 주식회사 레이저 결정화 시스템 및 이를 이용한 표시 장치 제조 방법
CN102350591B (zh) * 2011-07-08 2015-01-28 厦门大学 矩形水波导激光加工装置
WO2014083617A1 (ja) * 2012-11-27 2014-06-05 トヨタ自動車株式会社 レーザ接合構造及びレーザ接合方法
EP2966671B1 (en) * 2013-03-07 2022-08-31 Mitsubishi Electric Corporation Laser annealing device, and method of producing semiconductor device
KR102215750B1 (ko) * 2014-07-15 2021-02-17 삼성디스플레이 주식회사 레이저 어닐 장치 및 이를 이용한 레이저 어닐 방법
KR101700392B1 (ko) * 2015-05-26 2017-02-14 삼성디스플레이 주식회사 레이저빔 어닐링 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치 제조방법
US9553364B2 (en) * 2015-06-15 2017-01-24 The Boeing Company Liquid crystal filled antenna assembly, system, and method
KR101983327B1 (ko) * 2016-07-26 2019-05-29 에이피시스템 주식회사 레이저 처리장치
JP6803189B2 (ja) 2016-10-06 2020-12-23 株式会社日本製鋼所 レーザ照射装置及び半導体装置の製造方法
CN109430675B (zh) * 2017-10-13 2023-11-28 河北华氏纪元高频设备有限公司 一种高频解冻装置及高频解冻方法
US20200006661A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-02 Joled Inc. Display panel patterning device
KR102538977B1 (ko) 2018-12-05 2023-06-02 삼성디스플레이 주식회사 레이저 조사 방법 및 레이저 조사 장치
JP7284014B2 (ja) * 2019-07-10 2023-05-30 株式会社ダイヘン レーザ・アークハイブリッド溶接装置
KR20210057248A (ko) 2019-11-11 2021-05-21 삼성디스플레이 주식회사 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법
CN115657396B (zh) * 2022-11-15 2023-03-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于二阶非线性信号强度调制的衬底结构

Family Cites Families (139)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900737A (en) * 1974-04-18 1975-08-19 Bell Telephone Labor Inc Electron beam exposure system
US3992682A (en) 1974-09-19 1976-11-16 White Matthew B Two-dimensional laser scanning system
US4131487A (en) * 1977-10-26 1978-12-26 Western Electric Company, Inc. Gettering semiconductor wafers with a high energy laser beam
US4249960A (en) * 1979-06-18 1981-02-10 Rca Corporation Laser rounding a sharp semiconductor projection
US4327972A (en) 1979-10-22 1982-05-04 Coulter Electronics, Inc. Redirecting surface for desired intensity profile
US4370175A (en) 1979-12-03 1983-01-25 Bernard B. Katz Method of annealing implanted semiconductors by lasers
US4330363A (en) 1980-08-28 1982-05-18 Xerox Corporation Thermal gradient control for enhanced laser induced crystallization of predefined semiconductor areas
US4410237A (en) 1980-09-26 1983-10-18 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for shaping electromagnetic beams
US4415794A (en) * 1981-03-16 1983-11-15 Fairchild Camera And Instrument Corporation Laser scanning method for annealing, glass flow and related processes
US4432648A (en) 1981-05-18 1984-02-21 The Austin Company Multiple dimension laser gauge
JPH0627907B2 (ja) 1983-02-16 1994-04-13 株式会社日立製作所 光学的情報処理装置
JPS60189216A (ja) * 1984-03-08 1985-09-26 Agency Of Ind Science & Technol レ−ザアニ−リング装置
JPS60213388A (ja) * 1984-04-06 1985-10-25 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ加工装置
JPS6240986A (ja) * 1985-08-20 1987-02-21 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd レ−ザ−加工方法
DE3700777C2 (de) * 1986-01-14 1994-05-05 Canon Kk Vorrichtung zur Erfassung der Position eines Objektes
US5708252A (en) 1986-09-26 1998-01-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Excimer laser scanning system
US6261856B1 (en) 1987-09-16 2001-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and system of laser processing
JPH01239837A (ja) * 1988-03-19 1989-09-25 Nippon Denso Co Ltd 再結晶化方法
US4908493A (en) 1988-05-31 1990-03-13 Midwest Research Institute Method and apparatus for optimizing the efficiency and quality of laser material processing
JPH02308423A (ja) * 1989-05-22 1990-12-21 Toshiba Corp 光記録媒体の再生方法
JPH03289128A (ja) * 1990-04-05 1991-12-19 Seiko Epson Corp 半導体薄膜結晶層の製造方法
EP0465264B1 (en) * 1990-07-06 1998-12-09 Kazuo Tsubouchi Metal film forming method
US5521107A (en) 1991-02-16 1996-05-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming a field-effect transistor including anodic oxidation of the gate
US5302798A (en) * 1991-04-01 1994-04-12 Canon Kabushiki Kaisha Method of forming a hole with a laser and an apparatus for forming a hole with a laser
JP3213338B2 (ja) 1991-05-15 2001-10-02 株式会社リコー 薄膜半導体装置の製法
JP2845303B2 (ja) 1991-08-23 1999-01-13 株式会社 半導体エネルギー研究所 半導体装置とその作製方法
US5438441A (en) 1991-11-29 1995-08-01 General Electric Company Method and apparatus for material processing with a laser controlled by a holographic element
JP2919145B2 (ja) * 1992-01-07 1999-07-12 菱電セミコンダクタシステムエンジニアリング株式会社 レーザ光照射装置
JPH05226790A (ja) * 1992-02-18 1993-09-03 Hitachi Ltd レーザアニール装置
US5372836A (en) 1992-03-27 1994-12-13 Tokyo Electron Limited Method of forming polycrystalling silicon film in process of manufacturing LCD
JPH06124913A (ja) * 1992-06-26 1994-05-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー処理方法
JPH0645272A (ja) * 1992-07-21 1994-02-18 Hitachi Ltd レーザアニール装置
US5643801A (en) 1992-11-06 1997-07-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method and alignment
US5405804A (en) 1993-01-22 1995-04-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a semiconductor device by laser annealing a metal layer through an insulator
JPH06232069A (ja) 1993-02-04 1994-08-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
WO1995007152A1 (en) 1993-09-08 1995-03-16 Uvtech Systems, Inc. Surface processing
US5814156A (en) 1993-09-08 1998-09-29 Uvtech Systems Inc. Photoreactive surface cleaning
US5393482A (en) * 1993-10-20 1995-02-28 United Technologies Corporation Method for performing multiple beam laser sintering employing focussed and defocussed laser beams
TW264575B (ko) 1993-10-29 1995-12-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk
US5923962A (en) 1993-10-29 1999-07-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
US5529951A (en) 1993-11-02 1996-06-25 Sony Corporation Method of forming polycrystalline silicon layer on substrate by large area excimer laser irradiation
JP3326654B2 (ja) 1994-05-02 2002-09-24 ソニー株式会社 表示用半導体チップの製造方法
JPH07308788A (ja) 1994-05-16 1995-11-28 Sanyo Electric Co Ltd 光加工法及び光起電力装置の製造方法
TW314666B (ko) 1994-05-31 1997-09-01 Ibm
JP3469337B2 (ja) 1994-12-16 2003-11-25 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
EP0724229B1 (en) 1994-12-28 2001-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and method
US5854803A (en) 1995-01-12 1998-12-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser illumination system
JP3778456B2 (ja) 1995-02-21 2006-05-24 株式会社半導体エネルギー研究所 絶縁ゲイト型薄膜半導体装置の作製方法
US5604635A (en) 1995-03-08 1997-02-18 Brown University Research Foundation Microlenses and other optical elements fabricated by laser heating of semiconductor doped and other absorbing glasses
US5847960A (en) * 1995-03-20 1998-12-08 Electro Scientific Industries, Inc. Multi-tool positioning system
US6137840A (en) 1995-03-31 2000-10-24 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for performing fast power control in a mobile communication system
TW297138B (ko) 1995-05-31 1997-02-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk
JP3390603B2 (ja) * 1995-05-31 2003-03-24 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー処理方法
JP2001250790A (ja) 1995-05-31 2001-09-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー処理方法
DE19525874A1 (de) * 1995-07-15 1997-01-16 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßvorrichtung
JPH09180997A (ja) * 1995-12-22 1997-07-11 Seiko Instr Inc レーザを用いた表面処理方法
KR100514417B1 (ko) 1995-12-26 2005-12-20 세이코 엡슨 가부시키가이샤 액티브매트릭스기판,액티브매트릭스기판제조방법,액정표시장치및전자기기
JP3476320B2 (ja) * 1996-02-23 2003-12-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体薄膜およびその作製方法ならびに半導体装置およびその作製方法
JPH09234579A (ja) 1996-02-28 1997-09-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー照射装置
JP3580033B2 (ja) 1996-06-20 2004-10-20 ソニー株式会社 薄膜半導体装置及びその製造方法とレーザアニール装置
CN1043497C (zh) * 1996-09-01 1999-05-26 华中理工大学 双光束钇铝石榴石激光器
JP3917698B2 (ja) 1996-12-12 2007-05-23 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザーアニール方法およびレーザーアニール装置
US6011275A (en) 1996-12-30 2000-01-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US5986807A (en) 1997-01-13 1999-11-16 Xerox Corporation Single binary optical element beam homogenizer
JPH10242617A (ja) 1997-02-28 1998-09-11 Murata Mfg Co Ltd セラミックグリーンシートの加工方法及びレーザ加工装置
JP4056577B2 (ja) 1997-02-28 2008-03-05 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射方法
JPH10244392A (ja) 1997-03-04 1998-09-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー照射装置
DE69800849T2 (de) 1997-03-27 2001-11-15 Mitsui Chemicals Inc Halbleiterlaser-Lichtquelle und Festkörperlaser
JP3343492B2 (ja) * 1997-04-02 2002-11-11 シャープ株式会社 薄膜半導体装置の製造方法
JP3770999B2 (ja) * 1997-04-21 2006-04-26 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置及びレーザー照射方法
DE19722799A1 (de) 1997-05-30 1998-12-03 Hauni Maschinenbau Ag Verfahren zum Bearbeiten eines Streifens und Anordnung in einer Filteransetzmaschine
US6528397B1 (en) 1997-12-17 2003-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor thin film, method of producing the same, apparatus for producing the same, semiconductor device and method of producing the same
WO1999033603A1 (fr) 1997-12-26 1999-07-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Appareil d'usinage au laser
JP3204307B2 (ja) * 1998-03-20 2001-09-04 日本電気株式会社 レーザ照射方法およびレーザ照射装置
JP3940217B2 (ja) * 1998-03-30 2007-07-04 住友重機械工業株式会社 レーザドリル装置及びレーザ穴あけ加工方法
FR2777359B1 (fr) * 1998-04-09 2000-07-07 Corning Inc Connexion d'une fibre optique et d'un guide d'ondes optique par fusion
DE19827699A1 (de) * 1998-06-22 1999-12-23 Siemens Ag Wellenlängenstabilisierte Laseranordnung
JP4663047B2 (ja) 1998-07-13 2011-03-30 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置及び半導体装置の作製方法
JP3715443B2 (ja) 1998-08-27 2005-11-09 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置
JP3347072B2 (ja) * 1998-09-16 2002-11-20 株式会社東芝 多結晶の成長方法
KR100430231B1 (ko) 1998-10-02 2004-07-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 레이저어닐장비
US6535535B1 (en) 1999-02-12 2003-03-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and semiconductor device
US6506635B1 (en) 1999-02-12 2003-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and method of forming the same
JP4954359B2 (ja) 1999-02-12 2012-06-13 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP4323724B2 (ja) 1999-03-05 2009-09-02 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
DE19983939B4 (de) 1999-03-05 2005-02-17 Mitsubishi Denki K.K. Laserstrahlmaschine
JP3504528B2 (ja) 1999-03-18 2004-03-08 株式会社日本製鋼所 レーザ光照射装置
TWI223581B (en) 1999-04-02 2004-11-01 Murata Manufacturing Co Method for machining ceramic green sheet and apparatus for machining the same
DE19920791A1 (de) 1999-05-06 2000-11-09 Bayer Ag Substituierte Benzoylisoxazole
US6313434B1 (en) * 1999-05-27 2001-11-06 International Business Machines Corporation Method for creation of inclined microstructures using a scanned laser image
US6791060B2 (en) 1999-05-28 2004-09-14 Electro Scientific Industries, Inc. Beam shaping and projection imaging with solid state UV gaussian beam to form vias
US6264745B1 (en) * 1999-06-14 2001-07-24 Wagner Systems, Inc. Powder spray apparatus
JP2001023918A (ja) 1999-07-08 2001-01-26 Nec Corp 半導体薄膜形成装置
US6426245B1 (en) 1999-07-09 2002-07-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
JP4683696B2 (ja) * 1999-07-09 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
TW487959B (en) * 1999-08-13 2002-05-21 Semiconductor Energy Lab Laser apparatus, laser annealing method, and manufacturing method of a semiconductor device
DE60045653D1 (de) * 1999-08-13 2011-04-07 Semiconductor Energy Lab Laserbestrahlungsgerät
US6472295B1 (en) 1999-08-27 2002-10-29 Jmar Research, Inc. Method and apparatus for laser ablation of a target material
US7679131B1 (en) 1999-08-31 2010-03-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device
JP4646368B2 (ja) 1999-08-31 2011-03-09 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置の作製方法
US6229114B1 (en) * 1999-09-30 2001-05-08 Xerox Corporation Precision laser cutting of adhesive members
JP4776766B2 (ja) * 1999-10-26 2011-09-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US6410368B1 (en) 1999-10-26 2002-06-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device with TFT
US6524877B1 (en) 1999-10-26 2003-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and method of fabricating the same
JP4776767B2 (ja) 1999-10-26 2011-09-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
KR100303142B1 (ko) * 1999-10-29 2001-11-02 구본준, 론 위라하디락사 액정표시패널의 제조방법
JP2001156017A (ja) 1999-11-29 2001-06-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー装置及びレーザー光を用いた熱処理方法並びに半導体装置の作製方法
JP4514861B2 (ja) 1999-11-29 2010-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射装置およびレーザ照射方法および半導体装置の作製方法
US6573162B2 (en) * 1999-12-24 2003-06-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and method of fabricating a semiconductor device
US6856630B2 (en) 2000-02-02 2005-02-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, semiconductor device, and method of fabricating the semiconductor device
US7662677B2 (en) 2000-04-28 2010-02-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor device
DE10028635A1 (de) 2000-06-09 2001-12-20 Baasel Carl Lasertech Laserbearbeitungsanlage
JP4410926B2 (ja) 2000-11-02 2010-02-10 三菱電機株式会社 レーザアニーリング方法
JP2002139697A (ja) 2000-11-02 2002-05-17 Mitsubishi Electric Corp 複数レーザビームを用いたレーザ光学系とレーザアニーリング装置
US7015422B2 (en) 2000-12-21 2006-03-21 Mattson Technology, Inc. System and process for heating semiconductor wafers by optimizing absorption of electromagnetic energy
SG113399A1 (en) 2000-12-27 2005-08-29 Semiconductor Energy Lab Laser annealing method and semiconductor device fabricating method
US6809012B2 (en) 2001-01-18 2004-10-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of making a thin film transistor using laser annealing
US6548782B2 (en) 2001-01-23 2003-04-15 Lsp Technologies, Inc. Overlay control for laser peening
WO2003077386A1 (en) 2001-03-21 2003-09-18 Intel Corporation Graded thin film wedge interference filter and method of use for laser tuning
TW480735B (en) 2001-04-24 2002-03-21 United Microelectronics Corp Structure and manufacturing method of polysilicon thin film transistor
US6675057B2 (en) * 2001-04-25 2004-01-06 Intel Corporation Integrated circuit annealing methods and apparatus
US6770546B2 (en) 2001-07-30 2004-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device
TW552645B (en) 2001-08-03 2003-09-11 Semiconductor Energy Lab Laser irradiating device, laser irradiating method and manufacturing method of semiconductor device
JP5078205B2 (ja) * 2001-08-10 2012-11-21 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射装置
KR100885904B1 (ko) 2001-08-10 2009-02-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 어닐링장치 및 반도체장치의 제작방법
US7433065B2 (en) 2001-08-16 2008-10-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image forming device consumable monitoring methods, consumable monitoring systems and image forming devices
US7372630B2 (en) 2001-08-17 2008-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser, irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device
TWI282126B (en) 2001-08-30 2007-06-01 Semiconductor Energy Lab Method for manufacturing semiconductor device
US6844523B2 (en) 2001-09-07 2005-01-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser apparatus, laser irradiation method, manufacturing method for a semiconductor device, semiconductor device and electronic equipment
US7589032B2 (en) 2001-09-10 2009-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser apparatus, laser irradiation method, semiconductor manufacturing method, semiconductor device, and electronic equipment
JP4397571B2 (ja) 2001-09-25 2010-01-13 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射方法およびレーザ照射装置、並びに半導体装置の作製方法
JP4135347B2 (ja) 2001-10-02 2008-08-20 株式会社日立製作所 ポリシリコン膜生成方法
US6750423B2 (en) 2001-10-25 2004-06-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device
US7026227B2 (en) 2001-11-16 2006-04-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of irradiating a laser beam, and method of fabricating semiconductor devices
US7105048B2 (en) 2001-11-30 2006-09-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus
JP2004128421A (ja) 2002-10-07 2004-04-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射方法およびレーザ照射装置、並びに半導体装置の作製方法
US6747245B2 (en) 2002-11-06 2004-06-08 Ultratech Stepper, Inc. Laser scanning apparatus and methods for thermal processing
CN1284741C (zh) 2005-03-10 2006-11-15 东南大学 加固混凝土结构片材及制备方法
US7279721B2 (en) 2005-04-13 2007-10-09 Applied Materials, Inc. Dual wavelength thermal flux laser anneal

Also Published As

Publication number Publication date
CN1405861A (zh) 2003-03-26
US7868267B2 (en) 2011-01-11
CN100392829C (zh) 2008-06-04
US20070099401A1 (en) 2007-05-03
KR20090119818A (ko) 2009-11-20
US8003499B2 (en) 2011-08-23
SG121721A1 (en) 2006-05-26
JP5227900B2 (ja) 2013-07-03
CN101256947A (zh) 2008-09-03
US20110272385A1 (en) 2011-11-10
US8767782B2 (en) 2014-07-01
SG151085A1 (en) 2009-04-30
CN101879658B (zh) 2016-01-20
US20030024905A1 (en) 2003-02-06
CN101879658A (zh) 2010-11-10
TW552645B (en) 2003-09-11
CN101256947B (zh) 2010-08-18
JP2009206521A (ja) 2009-09-10
MY157663A (en) 2016-07-15
KR20030011724A (ko) 2003-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5227900B2 (ja) 半導体装置の作製方法
JP4127565B2 (ja) 半導体装置の作製方法
JP3980465B2 (ja) 半導体装置の作製方法
US7326630B2 (en) Method of fabricating semiconductor device utilizing laser irradiation
US7445974B2 (en) Laser beam irradiating apparatus, laser beam irradiating method, and method of manufacturing a semiconductor device
US6770518B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
US7787187B2 (en) Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device
JP5078205B2 (ja) レーザ照射装置
US6844523B2 (en) Laser apparatus, laser irradiation method, manufacturing method for a semiconductor device, semiconductor device and electronic equipment
JP2004179474A6 (ja) レーザー照射装置
JP2004158720A6 (ja) レーザー装置及びレーザー照射方法
US7135389B2 (en) Irradiation method of laser beam
US7026227B2 (en) Method of irradiating a laser beam, and method of fabricating semiconductor devices
US7300516B2 (en) Laser irradiation method and laser irradiation apparatus, and method for fabricating semiconductor device
JP2003045820A (ja) レーザ照射装置およびレーザ照射方法、並びに半導体装置の作製方法
KR100871449B1 (ko) 반도체장치 제작방법
US7113527B2 (en) Method and apparatus for laser irradiation and manufacturing method of semiconductor device
JP4827305B2 (ja) 半導体装置の作製方法
JP2003151916A (ja) レーザ照射装置およびレーザ照射方法、並びに半導体装置の作製方法
JP4131792B2 (ja) レーザ照射装置およびレーザ照射方法、並びに結晶性半導体膜の作製方法
JP2004200559A6 (ja) レーザ照射方法および半導体装置の作製方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20100409

Effective date: 20120106

WITB Written withdrawal of application