TWI250360B - Method of producing polycrystalline silicon - Google Patents

Method of producing polycrystalline silicon Download PDF

Info

Publication number
TWI250360B
TWI250360B TW088116865A TW88116865A TWI250360B TW I250360 B TWI250360 B TW I250360B TW 088116865 A TW088116865 A TW 088116865A TW 88116865 A TW88116865 A TW 88116865A TW I250360 B TWI250360 B TW I250360B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser beam
energy density
laser
irradiated
distribution
Prior art date
Application number
TW088116865A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Mitsuhashi
Yoshito Kawakyu
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Application granted granted Critical
Publication of TWI250360B publication Critical patent/TWI250360B/zh

Links

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
    • H01L21/02686—Pulsed laser beam
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • 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
    • H01L21/02436—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
    • H01L21/02518—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
    • H01L21/02656—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
    • 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
    • H01L21/02691—Scanning of a beam

Landscapes

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

Description

1250360 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明係例如關於液晶顯示器的像素開關或驅動電路 所使用的薄膜電晶體的製造方法，特別是關於構成薄膜電 晶體的多結晶矽的製造方法。 現在，把使用非結晶矽的絕緣閘極型薄膜電晶體適用 於像素開關的液晶顯不器已被量產。但是，這種液晶顯示 器’因爲非結晶矽的場效移動度在1 C m 2 / v s以下的緣 故，很難高速輸出高精度影像。 因此，把使用場效移動度高的多結晶矽的薄膜電晶體 適用於像素開關的液晶顯示器開始被實用化。此多結晶矽 係藉由對非結晶矽照射準分子雷射使其結晶化的雷射退火 方式製造的，其場效移動度，在實驗階段可達1 〇 〇 c m 2 / V s〜2 0 0 c m 2/ V s程度。如此，在使用場效移動 度高的多結晶矽於薄膜電晶體的液晶顯示器，可以高速輸 出高精度影像。 然而，多結晶矽的場效移動度，隨著多結晶矽的粒徑 變大也跟著越高的情形係屬已知。此外，此種多結晶矽的 粒徑，藉由雷射退火而依存於被照射在非結晶矽的雷射光 束的能量密度（通量：fluence )的情形亦屬已知。總之， 藉由提高雷射光束的通量可以增大多結晶矽的粒徑，可以 提高場效移動度。 但是，雷射光束的通量超過某個値後，多結晶矽的粒 徑成爲微結晶粒，而無法得到所要的場效移動度。因此， 雷射光束的通量，必須要調整於可以達成所要的場效移動 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-
、1T .噃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -4 - 1250360 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 度的範圍內。總之，雷射光束的通量，可以從可以得到使 高精度影像高速輸出所必要的最小限度的場效移動度的通 量F 1 ’調整直到多結晶矽的粒徑成爲微結晶粒之前的通 量F 2爲止的範圍。 然而，現狀由該F 1至F 2之間的通量界限非常狹窄 ’雷射的振盪強度只要有些許變動就會超出通量界限，而 很難得到所要的粒徑，亦即很難達到所要的場效移動度。 因此’製造如該般的高性能多結晶矽時，有著製品的生產 率很差，製造成本增大的問題。 發明槪要 本發明係有鑑於該問題而發明者，其目的在於提供一 種多結晶矽的製造方法，可以充分擴張讓非結晶矽結晶化 的雷射退火之雷射光束的通量界限，可達成高場效移動度 同時可以提高生產率。 本發明的發明人，爲了達成該目的，調查了照射於非 結晶矽的雷射光束的掃描方向上之光束強度分布（beam prof lie)與該通量界限的關係，而了解到使用具有如下述的 光束強度分布的雷射光束的場合可以充分擴張通量界限。 亦即，根據本發明的多結晶矽的製造方法的話，特徵 係具有：在基版上堆積非單晶矽的堆積步驟，及把具有沿 著第1方向的寬度、及沿著與此第1方向直交的第2方向 的長度之光束點形成於該非單晶矽的表面的雷射光束，對 該非單晶矽沿著該第1方向相對掃描照射於該非單晶矽的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、11 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5- 1250360 A7 B7 五、發明説明（3 ) 表面’使該非單晶矽結晶化的結晶化步驟；該雷射光束， 其顯示沿著該第1方像的該雷射光束的強度分布的特性線 ’形成包含顯示最高強度的1個頂點之凸狀曲線，該頂點 的雷射強度在規格化爲1 m時，該曲線的曲率半徑爲0 . 2 以上，4//m以下。 此外，根據本發明的多結晶矽之製造方法，特徵爲： 該顯示雷射光束的寬度方向的強度分布之特性線的頂點位 置’係較沿著該寬度方向的中央偏向一端側。 此外，根據本發明的多結晶矽之製造方法，特徵爲： 該顯示雷射光束的寬度方向的強度分布之特性線的頂點位 置’係較沿著該寬度方向的中央更沿著該第1方向偏向上 游側。 此外，根據本發明的多結晶矽之製造方法，特徵爲： 進而具有關於該非單晶矽的表面上的該雷射光束照射的區 域’沿著該第2方向在鄰接的其他區域上照射該雷射光束 的步驟，於此步驟，也沿著該第1方向掃描該雷射光束。 此外，根據本發明的多結晶矽之製造方法，特徵爲： 顯示該雷射光束的寬度方向的強度分布的特性線的形狀， 於該結晶化步驟以對該非單晶矽的表面照射的雷射光束的 能量密度前後徐徐使其改變之能量密度之雷射光束，分別 以指定脈衝照.射被照射物的不同區域，由各雷射光束的照 射區域形狀分割出分別對應的雷射光束的能量密度分布， 而合成分割出來的各照射區域的能量密度的分布而定量化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.
、1T 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 1250360 A7 ___ ___B7 五、發明説明（4 ) 發明之詳細說明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下參照圖面詳細說明本發明的實施形態。 方令第1圖，係模式顯示關於本發明的多結晶矽之製造 方法’於雷射退火步驟沿著對非結晶矽層3 /照射的雷射 光束的掃描方向（圖中箭頭a的方向）的光束強度分布。 此顯示光束強度分布的特性線，被形成爲接近長方形的梯 形形狀，此處，梯形的上底稱爲梯形上底區域（plateau)，梯 开夕的斜邊部份稱爲梯形斜邊區域（steepness)。關於此光束強 度分布，在稍後詳細說明。
製造多結晶矽的場合，首先在未圖示的X Y台座上安 設玻璃基板1 ，於此玻璃基板1的表面上藉由電漿C v D 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .法形成由氮化矽與氧化矽所構成的底塗層2。進而，於底 塗層2之上藉由電漿C V D法形成膜厚5 0 n m的非結晶 矽層，使玻璃基板1於途中箭頭a方向以一定速度移 動。接著，把具有如第1圖所示的光束能量分布的 X e C 1準分子雷射以3 0 0 Η z的脈衝幅照射於非結晶 矽層3 >上。如此藉由雷射退火使非結晶矽層3 >結晶化 ，形成多結晶矽層3。 此時，雷射光束，將延伸於與其掃描方向直交的方向 上（紙面方向）之細長線狀的光束點形成於非結晶砂層 3 /上。此光點的形狀，例如，沿紙面方向的長度爲 2 0 0 m m，沿著掃描方向a的寬度爲4 0 0 // m的約略 長方形。而此線狀的光點以在掃描方向、亦即光點的寬度 $紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） Γ7Ί ~ ' 一~" 1250360 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 方向上重疊9 5%的方式，設定玻璃基板1的移動速度爲 6 m m / s e c。 以該的雷射退火條件製造多結晶矽層3時，關於雷射 光束的能量密度的通量設定於3 2 0 m J / c m 2至 3 8 0 m J / c m 2之間時，可以得到可提高場效移動度的 所要的結晶粒徑。亦即，與從前的技術相比，雷射光束的 通量界限可以更爲擴張。 以下，詳細說明該之雷射光束的光束能量分布。 如第1圖所示的.光束能量分布的特性線的形狀，可以 藉由對非結晶矽層3 >的分別不同的區域分別照射1脈衝 之雷射光束，以顯微鏡觀察分別的雷射光束的光點狀態而 藉此定量化，藉由調整構成傳達雷射光束的光學系的光學 構件可以調整特性線的形狀，亦即可以調整光束能量分布 〇 定量化特性線的形狀的其他方法，還有使用C C D光 束強度分布儀的方法係屬已知。但是，C C D光束強度分 布儀只有5 %程度的強度分解能，不滿5 %的強度分布則 無法檢測出強弱，無法高精度地定量化雷射光束的光束強 度分布。 因此，在本實施形態，爲了產生具有如第1圖所示的 光束強度分布的雷射光束，以如下說明的方式定量話光束 強度分布特性線的形狀，調整光束強度分布。 定量化特性線的場合，首先，於試驗用的玻璃基板上 形成底塗層，於其上形成非結晶矽層。而藉由能量計或者 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 項再填· 裝- 、νά. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） - 8- 1250360 A7 B7 五、發明説明（6 ) 功率計監視雷射光束的通量，在實際的雷射退火時的設定 値前後徐徐使雷射光束的通量改變，對非結晶矽上的不同 區域分別照射1脈衝通量不同的雷射光束。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 第2圖A〜C矽例如以顯微鏡觀察使通量不同的3個 雷射光束的非結晶矽上之光束點的結果。第2圖A係將照 射能量密度的通量設定於3 0 〇 m J / c m 2的雷射光束的 光點狀態，第2圖B係將通量設定於3 2 0 m J / c m 2的 雷射光束的光點狀態，第2圖C係將通量設定於3 4 0 m J / c m2的雷射光束的光點狀態。第2圖A的光束點， 具有全體爲黃色的區域3 1 ，其中具有紅色的區域3 2， 進而其中具有綠色的區域3 3。第2圖C的光束點全體具 有綠色區域3 3。 總之，在帶有黃色的區域被照射能量密度低的雷射光 束，隨著照射的雷射光束的能量密度變高，成爲帶有紅色 的領域、帶有綠色的黃色或帶有黃色的綠色領域。進而能 量密度越高的話，雷射光束的照射區域全體變成帶有綠色 的黃色。 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 而將這些顏色不同的區域的邊界線作爲等高線而合成 各光束點的資料，可以藉此定量化光束能量分布的特性線 。在此場合，各等高線的高度，可以根據以能量計監視的 雷射光束的通量來規定。於第3圖，3次元地顯示藉由該 方法定量化的光束強度分布的特性線。 根據此圖，約略平坦的梯形上底區域（plateau) 3 4之中 於偏心的中心部被形成能量密度最高的區域3 5 ，於此區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）-9- 1250360 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 域3 5的周圍依序被形成能量密度中等的區域3 6、能量 密度低的區域3 7，於區域3 7的進而周圍被形成能量密 度急速降低的梯形斜邊區域（steepness)3 8。 而根據如該般定量化的光束能量分布，調整構成傳達 雷射光束的光學系的光學構件，產生具有第1圖所示的光 束能量分布的雷射光束。 於具有如此調整的光束能量分布的本實施形態的雷射 光束’其上底區域僅被彎曲爲具有顯示最高強度的1個頂 點t (參照第1圖）的凸起形狀。上底區域的曲率，在將 頂點t的能量密度規格化爲1 m時被設定於接近0 . 2〜4 // m的曲率半徑的程度之値。在本實施形態，使用具有使 頂點t的能量密度規格化爲1 m時曲率半徑成爲0 . 7 // m 的光束強度分布的雷射光束，來雷射退火處理非結晶矽。 如此，藉由將上底區域的特性線形成爲凸起形狀，可 以使照射於非結晶矽層3 >的雷射光束的沿著光點寬度方 向的能量密度具有特定分布。藉此，移動於箭頭a方向的 玻璃基板1上之非結晶矽層3 /的液化過程中可以使結晶 核維持溫度，於其後之固化過程使其於沿著寬度方向的固 化速度具有時間差，可以促進沿著寬度方向的結晶成長。 對此，將上底區域的曲率半徑設定爲4 // m以上’亦 即約略設定爲直線狀的話，沿著寬度方向的能量密度成爲 約略相同，於非結晶矽層3 V的溶融過程中結晶核的消滅 機率變高，其後的固化過程中也同時被促進固化。 此外，把上底區域的曲率半徑設定爲〇 · 2 # m以下的 I V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
、1T 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -10- 1250360 A7 ____ B7 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 話’於非結晶矽層3 /的固化過程中相鄰的區域的固化時 刻變成不重疊，不會受到鄰接的區域間的影響而會被固化 ，所以通量界限變窄。 因此，於本實施形態，於該之上底區域藉由使用具有 〇 · 2〜4 // m的曲率的光束能量分布的雷射光束，可以儘 可能地提高矽的結晶粒徑，同時也成功地拓展通量界限。 特別是如本實施形態這般，藉由把曲率半徑設定爲 0 · 7//m，可以使通量界限擴展到320m：i/cm2〜 38〇mJ/cm2。 此外，根據本發明的較佳的實施形態，使該之上底區 域之頂點t的位置移位至較上底區域的中央更偏向玻璃基 板1的移動方向上游側。總之，掃描雷射光束時，能量密 .度最高的頂點t之雷射光束的部位在開始時被照射於非結 晶矽層3 /，使通過此頂點t的部位的能量密度低的部位 於其後被照射。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更詳細地說，照射於非結晶砂層3 /的雷射光束，係 以3 0 0 Η z的脈衝幅重疊9 5 %而掃描的緣故，於非結 晶矽層3 >上的某個任意部份被照射2 0次雷射光束。亦 即，如本實施形態這般將能量密度最高的頂點t移位於掃 描方向上游側的話，第2 0次被照射的區域優先被固化。 藉此，即使產生超過通量界限的具有非預期的高能量 密度的雷射振盪的場合，在通過頂點t後藉由能量密度比 較低的雷射光束的照射可以防止砂的微粒徑化，可以擴展 通量界限。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 210X297公釐） -1 1 .~~" 1250360 Α7 Β7 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 又，與具有如該般的光束強度分布的本發明的雷射光 束相比較，從前的具有接近正規分布（常態分布）的光束 能量分布的高斯光束係屬已知，但沿著此高斯光束的寬度 方向上的特性線接近於直角等邊三角形，與具有接近於長 方形的梯形光束能量分布的本發明的特性現在本質上是不 同的。例如，將正規分布的標準差的2倍視爲光束寬度， 而以與該的實施形態相同的條件算出曲率半徑的話，約爲 〇.0 5 8 /z m，大幅偏離了本發明所規定的曲率半徑的 範圍。 於第4圖，顯示包含藉由該方法製造的多結晶矽的薄 膜電晶體，以及搭載此薄膜電晶體的液晶顯示器的剖面圖 〇 製造此液晶顯示器的場合，首先於基板尺寸4 〇 0 mmX5 0 〇mm的玻璃基板1上藉由電漿CVD形成由 氮化矽與氧化矽所構成的底塗層2，於其上藉由電漿 C V D法形成膜厚5 0 n m的非結晶矽層3 —。而將堆積 了非結晶矽層3 /的玻璃基板1在5 〇 〇 °C的氮氣環境下 加熱處理1個小時’使矽膜中的氫含量降低。其後，藉由 偏振光分析測定法測定非結晶矽層3 —的膜厚，得知實際 膜厚爲50 . 5nm。 接著’使用具有該之本發明的光束強度分布的雷射光 束，雷射退火處理非結晶矽層3 >。此時，使玻璃基板1 沿著箭頭a方向（參照第1圖）以6 m m / s的速度移動 ，以3 0 0 Η z振盪非結晶矽層3 —上的通量成爲3 5 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X 297公釐） -12- 1250360 Α7 Β7 五、發明説明（1〇 ) m J / c m 2的2 0 0 m m X 〇 · 4 m m的線狀的雷射光， & 9 5 %重疊的方式照射於非結晶矽層3 /。 接著，如此雷射退火之後，將鄰接於此區域的其他區 Μ ’亦即與掃描方向直交的方向上鄰接的其他區域也同樣 霄射退火處理。此時，使玻璃基板1再度移動於該之箭頭 a的方向，由相同方向照射具有該之光束能量分布的雷射 %束。總之，對於其他區域，也以從能量密度最高的頂點 t側照抵雷射光的方式使雷射光束掃描。如此，使玻璃基 1上的非結晶矽層3 /結晶化而製造多結晶矽層3。 而由如此製造的多結晶矽層3使用習知的光鈾刻技術 製作薄膜電晶體，而製造使用此薄膜電晶體的主動矩陣型 液晶顯示器。在此，省略薄膜電晶體以及液晶顯示器的詳 .細製造方法的說明，但薄膜電晶體，除了多結晶矽層3以 .外，具有閘極氧化膜4、閘極電極5、層間絕緣膜6、源 極/汲極電極7、像素電極8以及保護膜9，進而配合液 晶1 1、對向電極1 2以及對向基板1 3而形成液晶顯示 器。 如以上所述，根據本實施形態，因爲藉由使用沿著掃 描方向具有第1圖所示之光束能量分布的雷射光束之雷射 退火技術來製造多結晶矽的緣故，所以照射於非結晶矽層 的雷射光束的通量界限可以擴展，可以高生產率製造場效 移動度高的多結晶矽。藉此，可以量產具有優異特性的薄 膜電晶體，可以製造高品質的液晶顯示器。 又，本發明並不以該實施形態爲限定，在本發明的範 $張尺度&中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) -13: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250360 A7 B7 五、發明説明（11 ) 圍內可以進行種種變更。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖面之簡單說明 第1圖係模式顯示照射於被堆積在玻璃基板上的非結 晶矽的雷射光束的沿著掃描方向的光束強度分布之圖。 第2圖A、B、C係供說明定量化雷射光束的光束強 度分布的方法之圖。 第3圖係3次元顯示定量化的光束強度分布之圖。 第4圖係顯示搭載了具有使用由第1圖所示的光束強 度分布的雷射光束藉由雷射退火所製造的多結晶矽層之薄 膜電晶體的液晶顯示器。 符號說明： 1 玻璃基板 2 底塗層（undercoat) 3 非結晶矽層 4 閘極氧化膜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 閘極電極 6 層間絕緣膜 7 源極/汲極電極 8 像素.電極 9 保護膜 1 1液晶 1 2對向電極 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1250360 A7 _ B7 五、發明説明（12 ) 13對向基板 31黃色區域 3 2紅色區域 3 3綠色區域 3 4梯形上底區域（ρ 1 a t e a u) 3 5能量密度高的區域 3 6能量密度中等的區域 3 7能量密度低的區域 3 8梯形斜邊區域（steepness) ~ 裝' Ί ^4T. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標华（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -15-

Claims (1)

1250360 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 狀，於該結晶化步驟以對該非單晶矽的表面照射的雷射光 束的能量密度前後徐徐使其改變之能量密度之雷射光束， 分別以指定脈衝照射被照射物的不同區域，由各雷射光束 的照射區域形狀分割出分別對應的雷射光束的能量密度分 布，而合成分割出來的各照射區域的能量密度的分布而定 量化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ, •項再填· 裝· 、tr 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規袼（210X297公釐）
TW088116865A 1998-10-06 1999-09-30 Method of producing polycrystalline silicon TWI250360B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28426898A JP2000111950A (ja) 1998-10-06 1998-10-06 多結晶シリコンの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TWI250360B true TWI250360B (en) 2006-03-01

Family

ID=17676337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW088116865A TWI250360B (en) 1998-10-06 1999-09-30 Method of producing polycrystalline silicon

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6255199B1 (zh)
JP (1) JP2000111950A (zh)
KR (1) KR100360159B1 (zh)
TW (1) TWI250360B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI765905B (zh) * 2016-08-22 2022-06-01 英商萬佳雷射有限公司 用於半導體材料層退火之裝置，半導體材料層退火之方法，及平面顯示器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002019363A2 (en) * 2000-08-28 2002-03-07 Applied Materials, Inc. Pre-polycoating of glass substrates
TW558861B (en) * 2001-06-15 2003-10-21 Semiconductor Energy Lab Laser irradiation stage, laser irradiation optical system, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device
US20050019223A1 (en) * 2001-08-10 2005-01-27 Platt Albert Edward Liquid delivery apparatus and method
WO2003013718A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Oxford Glycosciences (Uk) Ltd Liquid delivery apparatus and method
US7078322B2 (en) * 2001-11-29 2006-07-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a thin film transistor
WO2008067391A2 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Cima Nano Tech Israel Ltd. Process for producing ultra-fine powder of crystalline silicon

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4330363A (en) * 1980-08-28 1982-05-18 Xerox Corporation Thermal gradient control for enhanced laser induced crystallization of predefined semiconductor areas
US5529937A (en) * 1993-07-27 1996-06-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Process for fabricating thin film transistor
JP2975973B2 (ja) * 1993-08-10 1999-11-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置およびその作製方法
US5529951A (en) * 1993-11-02 1996-06-25 Sony Corporation Method of forming polycrystalline silicon layer on substrate by large area excimer laser irradiation
JP3192546B2 (ja) * 1994-04-15 2001-07-30 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
US5712191A (en) * 1994-09-16 1998-01-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
US5756364A (en) * 1994-11-29 1998-05-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method of semiconductor device using a catalyst
TW303526B (zh) * 1994-12-27 1997-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd
JPH09129573A (ja) 1995-07-25 1997-05-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザーアニール方法およびレーザーアニール装置
JP3349355B2 (ja) * 1996-08-19 2002-11-25 三洋電機株式会社 半導体膜のレーザーアニール方法
JPH1074697A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Toshiba Corp 多結晶シリコン膜、多結晶シリコンの製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、液晶表示装置の製造方法、及びレーザアニール装置
US5970368A (en) * 1996-09-30 1999-10-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing polycrystal semiconductor film
US5834071A (en) * 1997-02-11 1998-11-10 Industrial Technology Research Institute Method for forming a thin film transistor
JPH1140501A (ja) * 1997-05-20 1999-02-12 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP3484481B2 (ja) * 1997-06-19 2004-01-06 住友重機械工業株式会社 ビームホモジナイザ及びそれを用いた半導体薄膜の製造方法
JP3775040B2 (ja) * 1998-03-03 2006-05-17 住友重機械工業株式会社 アモルファス半導体膜の多結晶化方法及びレーザアニール装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI765905B (zh) * 2016-08-22 2022-06-01 英商萬佳雷射有限公司 用於半導體材料層退火之裝置，半導體材料層退火之方法，及平面顯示器

Also Published As

Publication number Publication date
US6255199B1 (en) 2001-07-03
KR20000028860A (ko) 2000-05-25
KR100360159B1 (ko) 2002-11-04
JP2000111950A (ja) 2000-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7804647B2 (en) Sub-resolutional laser annealing mask
TW382741B (en) Apparatus and method for laser irradiation
US6117752A (en) Method of manufacturing polycrystalline semiconductor thin film
TWI259536B (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100379361B1 (ko) 실리콘막의 결정화 방법
TW548748B (en) Thin film crystal growth by laser annealing
US6777276B2 (en) System and method for optimized laser annealing smoothing mask
JP5789011B2 (ja) 薄膜の直線走査連続横方向凝固
US6959029B2 (en) Apparatus for performing anastomosis
TW404045B (en) The manufacture method of semiconductor device
EP0730292A1 (en) Method of growing semiconductor crystal and semiconductor fabricating apparatus
US20030000455A1 (en) System and method for regulating lateral growth in laser irradiated silicon films
KR20040027394A (ko) 반도체장치, 어닐방법, 어닐장치 및 표시장치
TW535194B (en) Semiconductor device, manufacturing method therefor, and semiconductor manufacturing apparatus
TWI250360B (en) Method of producing polycrystalline silicon
JPH11354463A (ja) レーザアニール装置及び多結晶半導体膜の製造方法
JP2603418B2 (ja) 多結晶半導体薄膜の製造方法
JPH09129573A (ja) レーザーアニール方法およびレーザーアニール装置
TW495804B (en) Crystal semiconductor film and manufacturing method, and thin-film transistor and manufacturing method
JPH08213341A (ja) レーザーアニール方法およびレーザー光の照射方法
US6436842B2 (en) Semiconductor wafer including a dot mark of a peculiar shape and method of forming the dot mark
JP4223470B2 (ja) ピッチｘの決定方法、半導体装置の作製方法
JPH11354444A (ja) 多結晶半導体膜の製造方法
JP2004119617A (ja) 半導体装置とその製造方法および製造装置
US6607971B1 (en) Method for extending a laser annealing pulse

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees