TWI692035B - 薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置 - Google Patents

薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI692035B
TWI692035B TW104138678A TW104138678A TWI692035B TW I692035 B TWI692035 B TW I692035B TW 104138678 A TW104138678 A TW 104138678A TW 104138678 A TW104138678 A TW 104138678A TW I692035 B TWI692035 B TW I692035B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser
electrode
irradiation
drain electrode
source electrode
Prior art date
Application number
TW104138678A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201631671A (zh
Inventor
水村通伸
畑中誠
木口哲也
Original Assignee
日商Ｖ科技股份有限公司
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 日商Ｖ科技股份有限公司 filed Critical 日商Ｖ科技股份有限公司
Publication of TW201631671A publication Critical patent/TW201631671A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI692035B publication Critical patent/TWI692035B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651—Silicon transistors
    • H01L29/7866—Non-monocrystalline silicon transistors
    • H01L29/78672—Polycrystalline or microcrystalline silicon transistor
    • H01L29/78678—Polycrystalline or microcrystalline silicon transistor with inverted-type structure, e.g. with bottom gate
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/127—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement
    • H01L27/1274—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement using crystallisation of amorphous semiconductor or recrystallisation of crystalline semiconductor
    • H01L27/1281—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement using crystallisation of amorphous semiconductor or recrystallisation of crystalline semiconductor by using structural features to control crystal growth, e.g. placement of grain filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675—Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675—Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • H01L29/66765—Lateral single gate single channel transistors with inverted structure, i.e. the channel layer is formed after the gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
    • H01L29/78621—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure with LDD structure or an extension or an offset region or characterised by the doping profile

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

本發明係一種在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體，該半導體層為聚矽薄膜，分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構。

Description

薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置
本發明係關於一種具備聚矽薄膜之半導體層的薄膜電晶體，尤其係指一種可實現以簡單程序來降低漏電流構造之薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置。
一般而言，薄膜電晶體(以下稱為「TFT(Thin Film Transistor)」)係在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之構造。此情況，使用聚矽薄膜來作為半導體層之TFT會被用於電子移動速度較高而低消耗電力的顯示器。
聚矽薄膜之半導體層係藉由將披覆於基板整面之非晶矽薄膜的至少對應於閘極電極之區域均勻地雷射退火處理來聚矽化。此情況，由於分別對應於源極電極及汲極電極區域之非晶矽薄膜亦會與源極電極及汲極電極間之通道區域同樣地被退火處理而成為聚矽薄膜，故會有電極間的電場強度變高導致TFT關閉時的漏電流變大之問題。
為了處理此問題，以往的TFT會在對應於通道區域及源極電極之區域、以及對應於通道區域及汲極電極之區域之間的聚矽薄膜摻雜雜質而採用較通道區域要低濃度之LDD(Lightly Doped Drain)構造(例如，參照日本特開2007-335780號公報)。
但是，此般以往的TFT中，需要有將雜質摻雜於聚矽薄膜之工序，而有製造程序複雜且製造成本增加的問題。
於是，本發明之目的在於解決此般問題點，而提供一種可實現以簡單程序來降低漏電流構造之薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置。
為了達到上述目的，本發明之薄膜電晶體，係在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體；其中該半導體層為聚矽薄膜，分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構。
又，本發明之薄膜電晶體之製造方法，係在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體的製造方法；包含有雷射退火工序，係將雷射光照射至披覆在該基板上的非晶矽薄膜之至少對應於該閘極電極之區域而成為聚矽薄膜，以形成該半導體層；該退火工序係以分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構之方式，將雷射光以較該通道區域要少的照射量來照射到分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域而加以實施。
再者，本發明之雷射退火裝置，係將在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體的至少對應於該閘極電極之區域的非晶矽薄膜雷射退火而成為聚矽薄膜，以形成該半導體層之雷射退火裝置，具備有：雷射照射光學系統，係將雷射光照射到該基板上；以及控制機構，係控制雷射光的照射量，以分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構之方式，以較該通道區域之雷射退火要少的雷射光照射量來實施分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的雷射退火。
依本發明，則只要控制非晶矽薄膜之雷射退火中的雷射光照射量，便可使得分別對應於源極電極及汲極電極之區域的聚矽薄膜之結晶粒徑比夾置於源極電極及汲極電極之通道區域的聚矽薄膜的結晶粒徑要小。從而，便可讓分別對應於源極電極及汲極電極之區域的電子移動速度較通道區域要為降低，而可減低TFT關閉時的漏電流。
又，在只有通道區域均勻地退火處理的情況，在退火處理後而在對應於半導體層上所形成之源極電極及汲極電極之通道區域產生錯位時，此錯 為雖會有對TFT之電氣特性構成影響之虞，但依本發明，由於係將半導體層之聚矽薄膜的結晶粒徑在分別對應於源極電極及汲極電極之區域以及通道區域而階段性地變化，故可增加上述錯位的容許量。從而，便能讓TFT的製造容易。
1‧‧‧閘極電極
2‧‧‧半導體層
3‧‧‧源極電極
4‧‧‧汲極電極
5‧‧‧基板
7‧‧‧非晶矽薄膜
8‧‧‧聚矽薄膜
9‧‧‧絕緣膜
10‧‧‧通道區域
11‧‧‧源極區域
12‧‧‧汲極區域
d‧‧‧寬度
圖1係顯示本發明薄膜電晶體之一實施形態的剖視圖。
圖2係以剖面來顯示本發明薄膜電晶體之雷射退火的說明圖。
圖3係以平面來顯示本發明薄膜電晶體之雷射退火的說明圖。
圖4係顯示上述雷射退火中雷射光之照射量分布的說明圖。
圖5係顯示本發明雷射退火裝置之一實施形態的前視圖。
圖6係顯示本發明雷射退火裝置所使用之暗影遮罩及微透鏡陣列之一構成例的圖式，(a)為俯視圖，(b)為(a)的O-O線剖面箭頭視圖。
圖7係顯示本發明雷射退火裝置之控制機構一構成例的方塊圖。
圖8係顯示本發明雷射退火裝置之雷射退火動作的說明圖。
圖9係顯示本發明雷射退火裝置所使用之暗影遮罩及微透鏡陣列之其他構成例的圖式，(a)係顯示將微透鏡一致於閘極電極之配置情況的開口配置例，(b)係顯示將開口一致於閘極電極之配置情況的微透鏡配置例。
圖10係解說圖9(b)的微透鏡配置之說明圖。
以下便基於添附圖式來詳細說明本發明之實施形態。圖1係顯示本發明薄膜電晶體之一實施形態的剖視圖。此薄膜電晶體(TFT)為了驅動顯示器之像素電極，係設置在TFT基板上縱橫交叉設置之複數數據線及閘極線之交叉部，故係構成為具備有閘極電極1、半導體層2、源極電極3及汲極電極4。
該閘極電極1係以一定配列間距陣列狀地複數形成在由透明玻璃所構成之基板5上，電性連接在該基板5橫向平行延伸所形成之複數閘極線(參照圖3)6而從顯示區域外所設置之閘極驅動電路來提供掃描資訊。
覆蓋上述閘極電極1而設有半導體層2。此半導體層2係將紫外線之雷射光L照射到基板5上所披覆的非晶矽薄膜7之至少對應於閘極電極1的區域，而將非晶矽薄膜7雷射退火所形成的聚矽薄膜8，係與閘極電極1之間介設有絕緣膜9來加以設置。然後，係具有分別對應於後述源極電極3及汲極電極4之區域的聚矽薄膜8之結晶粒徑係比夾置於源極電極3及汲極電極4之通道區域10的聚矽薄膜8的結晶粒徑要小的結構。
此般構造之半導體層係以較通道區域10之雷射光L的照射量要少的照射量來實施分別對應於源極電極3及汲極電極4之區域的非晶薄膜之雷射退火來加以形成。以下，便將對應於源極電極3之半導體層2區域稱為「源極區域11」，將對應於汲極電極4之半導體層2區域稱為「汲極區域12」。
詳細而言，如圖2、3所示，上述雷射退火係將照射形狀被調整為與上述通道區域10相同形狀般之脈衝雷射光(以下僅稱為「雷射光L」)的照射位置，在雷射光L之照射部會部分重疊的狀態下從對應於閘極電極1區域內之源極電極3側或汲極電極4側之一邊端朝另邊端步進移動來加以實施。本實施形態中，係顯示雷射光L的照射位置會從源極電極3側朝汲極電極4側之方向(圖3所示之箭頭方向)步進移動的情況。
更詳細而言，雷射光L之照射位置的步進移動量在以雷射光L之n照射(n為3以上的整數)來實施雷射退火的情況，係設定為等同於該通道區域10之源極電極3及汲極電極4之對向方向(圖3所示之箭頭方向)寬度d的1/n的量。
具體而言，該步進移動量係通道區域10之源極-汲極間的寬度，例如為4μm，在例如以總20照射之雷射光照射來實施雷射退火的情況，則設定為4μm/20=0.2μm。
雷射光L的照射在後述雷射照射光學系統14(參照圖5)及基板5各相對步進移動d/n時進行即可。或者，將基板5以一定速度從閘極電極1之汲極電極4側朝源極電極3側之方向(圖3箭頭之相反方向)搬送，並在基板5每移動d/n便照射雷射光L即可。或者，在從汲極電極4側朝源極電極3側之方向(圖3箭頭之相反方向)的閘極電極1的配列間距為w2時，使用以在相同方向相互分離(w2-d/n)之位置來照射的方式而設有複數開口25暗影遮罩 21(參照圖6)，將基板5以一定速度搬送於相同方向，並於基板5從最初照射位置每移動w2便照射雷射光即可。
該半導體層2上，係於閘極電極1之一邊端側設有源極電極3。此源極電極3係電氣連接於該閘極線6所交叉設置之圖示省略的數據線，並從顯示區域外所設置之源極驅動電路來供給數據訊號。
該半導體層2上，係於閘極電極1之另邊端側設有汲極電極4。此汲極電極4會供給透過該數據線及源極電極3所供給之數據訊號至顯示器之圖示省略的像素電極，並設置為電氣連接於該像素電極。
然後，該源極電極3及汲極電極4上係形成有由絕緣膜所構成之圖示省略的保護膜。
接著，就製造此般TFT的方法來加以說明。
本發明TFT之製造方法係在基板5上層積具備閘極電極1、源極電極3、汲極電極4及半導體層2的TFT之製造方法，包含有雷射退火工序，係將紫外線之雷射光L照射至基板5上所成膜的非晶矽薄膜7之至少對應於閘極電極1之區域而成為聚矽薄膜8，以形成該半導體層2。
另外，本發明之TFT除了半導體層2構造不同之點外，係與周知的TFT構造相同，故基本上的製造方法便適用習知技術。於是，此處便就與習知技術不同的半導體層2形成，尤其是雷射退火工序來加以說明。
本發明TFT之製造方法中的雷射退火工序特徵在於，以源極區域11及汲極區域12的聚矽薄膜8之結晶粒徑係比通道區域10的聚矽薄膜8的結晶粒徑要小之方式，以較通道區域10要少的雷射光L照射量之照射量來實施源極區域11及汲極區域12的雷射退火。
詳細而言，該雷射退火工序係將雷射光L之照射部的照射形狀調整成與該通道區域10相同形狀的雷射光L照射位置，在該照射部與源極電極3及汲極電極4之對向方向一部份重疊的狀態下從對應於該閘極電極1之區域內的源極電極3側或該汲極電極4側之一邊端朝另一邊端步進移動來加以實施。
更詳細而言，該雷射退火工序在以雷射光L之n照射(n為3以上的整數)來實施雷射退火的情況，該雷射光L照射位置的步進移動量係設定為等 於通道區域10之源極電極3及汲極電極4之對向方向寬度d的1/n的量來加以實施。
以下，便參照圖2及圖3來說明雷射退火工序。此處，係就藉由5照射之雷射光照射來實施雷射退火的情況而作為一範例來加以說明。
首先，如圖2(a)及圖3(6)所示，將非晶矽薄膜7上之雷射光L照射形狀會調整為與該通道區域10相同形狀的紫外線之雷射光L在對應於閘極電極1區域內1照射(的1次的照射)於源極電極3側端部區域之非晶矽薄膜7。藉此，非晶矽薄膜7被雷射光L照射的部分會瞬間加熱而蒸發，並且矽分子之鍵結狀態會從非晶(非結晶)狀態改變為多晶(多結晶)狀態而成為聚矽薄膜g。
此處所使用之雷射為波長355nm之YAG雷射或波長308nm之準分子雷射。
接著，使得雷射光L照射位置於汲極電極4方向(圖2(a)及圖3(a)所示之箭頭方向)步進移動d/5，並與上述同樣地1照射(第2次照射)雷射光L。
詳細而言，如圖2(a)所示，係將雷射光L相對於基板5(或閘極電極1)而相對地步進移動於箭頭方向，從圖2(a)及圖3(a)所示之第1次的雷射光照射位置，於如圖2(b)及圖3(b)所示之箭頭方向移動d/5便將1照射之雷射光L照射(第2次的照射)於閘極電極1上的位置。藉此，雷射光L所照射之非晶矽薄膜7部分便會瞬間被加熱而熔融，並且矽分子之鍵結狀態會從非晶狀態改變為多晶狀態而成為聚矽薄膜8。
此情況，第1次雷射光L的照射部與第2次的照射部之重疊部會讓雷射光L照射量較第1次照射部要增加而提高照射能量，促進了該重疊部之結晶化(結晶成長)。其結果，同部分的聚矽薄膜8之結晶粒徑會較其他部份的聚矽薄膜8之結晶粒徑要大。
接著，與上述同樣地，將雷射光L相對於基板5而步進移動於箭頭方向，從圖2(b)及圖3(b)所示之第2次雷射光L的照射位置，將1照射之雷射光L照射(第3次照射)於如圖2(c)及圖3(c)所示在箭頭方向位移d/5之閘極電極1上的位置。藉此，第1次~第3次之3照射的雷射光L所致之照射部的重疊部分便會使得雷射光L照射量較先前2次之雷射光L照射量要為 增加而更加提高照射能量，更加促進了該重疊部分之聚矽薄膜8之結晶化(結晶成長)。其結果，同部分之聚矽薄膜8的結晶粒徑便會變得更大。
再者，與上述同樣地，將雷射光L相對於基板5而步進移動於箭頭方向，從圖2(c)及圖3(c)所示之第3次雷射光L的照射位置，將1照射之雷射光L照射(第4次照射)於如圖2(d)及圖3(d)所示在箭頭方向位移d/5之閘極電極1上的位置。藉此，第1次~第4次之4照射的雷射光L所致之照射部的重疊部分便會使得雷射光L照射量較先前3次之雷射光L照射量要為增加而更加提高照射能量，更加促進了該重疊部分之聚矽薄膜8之結晶化(結晶成長)。其結果，同部分之聚矽薄膜8的結晶粒徑便會變得更大。
又再者，與上述同樣地，將雷射光L相對於基板5而步進移動於箭頭方向，從圖2(d)及圖3(d)所示之第4次雷射光L的照射位置，將1照射之雷射光L照射(第5次照射，最後雷射光照射)於如圖2(e)及圖3(e)所示在箭頭方向位移d/5之閘極電極1上的位置(汲極電極4側端部區域)。藉此，便結束對應於閘極電極1之區域的非晶矽薄膜7的雷射退火，而形成有聚矽薄膜8之半導體層2。
此情況，第1次~第5次之5照射雷射光L所致之照射部的重疊部分(通道區域10之中央部)便會使得雷射光L照射量較先前4次之雷射光L照射量要為增加而更加提高照射能量，更加促進了該重疊部分之結晶化(結晶成長)。其結果，同部分之聚矽薄膜8的結晶粒徑便會變得更大。
又，從通道區域10中央部朝汲極電極4側端部，由於雷射光L照射部的重疊次數會減少，故雷射光L的照射量會減少。從而，從通道區域10中央部朝汲極電極4側端部，照射能量會減少，使得聚矽薄膜8的結晶粒徑會逐漸地變小。
如上述般，藉由將雷射光L照射位置各步進移動d/n，則如圖4所示，便能具有閘極電極1上對非晶矽薄膜7之雷射光L照射量的分布。亦即，與通道區域10相比，可讓源極區域11及汲極區域12之雷射光L照射量變少，可較通道區域10要為抑制源極區域11及汲極區域12之聚矽化的進行。藉此，便可讓源極區域11及汲極區域12之聚矽薄膜8的結晶粒徑較通道區域10之聚矽薄膜8的結晶粒徑要小。
另外，雷射退火所需之雷射光L照射次數n，係只要能獲得充分照射能量而至少讓通道區域10中的非晶矽薄膜7之全部膜厚熔融來加以決定即可。
如此般，依本發明，便可讓源極區域11及汲極區域12之聚矽薄膜8的結晶粒徑較通道區域10之聚矽薄膜8的結晶粒徑要小。從而，便可讓半導體層2之源極區域11及汲極區域12之電子移動速度較通道區域10之電子移動速度要低，便可減低TFT關閉時之漏電流。
接著，參照圖5,就用以實施上述雷射退火工序之本發明雷射退火裝置來加以說明。
本發明射退火裝置係構成為具備搬送機構13、雷射照射光學系統14、對位機構15、攝影機構16、控制機構17。
該搬送機構13係將最表面形成有非晶矽薄膜7之TFT基板18以一定速度搬送於圖5所示之箭頭A方向者，可以將TFT基板18所預先形成的閘極線6平行於搬送方向(箭頭A方向)之方式來定位載置。
該搬送機構13上方係設有雷射照射光學系統14。此雷射照射光學系統14係將紫外線之雷射光L適當地照射在TFT基板18上之預定的既定位置者，是構成為從雷射光L之行進方向上游側朝下游測依序具備雷射器19、耦合光學系統20、暗影遮罩21、微透鏡陣列22。
此處，該雷射器19係脈衝發光出紫外線之雷射光L者，例如為波長355nm之YAG雷射或波長308nm之準分子雷射。
又，該耦合光學系統20係會將從雷射器19釋出之雷射光L擴張並均勻化來照射至後述暗影遮罩21者，含有圖示省略之光束擴張器、光集成器、準直透鏡。
再者，該暗影遮罩21係由單一雷射光L分離為複數雷射光L者，設有如圖6(b)所示般用以在透明石英基板23上所成膜之鉻(Cr)或鋁(Al)等遮光膜24將照射於TFT基板18上之雷射光L照射形狀調整一致於通道區域10之形狀的複數開口25，會形成為與雷射光L照射形狀之相似形狀。
詳細而言，該暗影遮罩21如圖6(a)所示，係以在TFT基板18上陣列狀形成之閘極電極1的搬送方向(箭頭A方向)之交叉方向配列間距w1的2以上整數倍的間距(圖6(a)中係以2w1表示)，將複數開口25一直線地並排 形成的開口列26複數列地設於搬送方向，並以通過位於搬送方向上游側之複數列開口列26(以下稱為「第1開口群27」)的各開口25而補償雷射光1所照射之位於各閘極電極1間的其他複數閘極電極1來照射雷射光1之方式，將後述複數列開口列26(以下稱為「第2開口群28」)以既定尺寸(圖6(a)中以w1表示)錯開而設置於與搬送方向交叉之方向者。
更詳細而言，該第1及第2開口群27，28之各開口列26係以等同於雷射退火中雷射光1之照射數n的列數(圖6(a)中以5列表示)來加以形成。此情況，當開口25搬送方向之寬度為D，同方向之閘極電極1的配列間距為w2，雷射退火中之雷射光L的照射數為n時，則第1及第2開口群27,28中鄰接的開口列26間的距離係設定為(w2±d/n)。然後，第1及第2開口群27，28係將各開口群27,28位於搬送方向上游側之開口列26間的距離設定為搬送方向之閘極電極1的配列間距w2的m倍(m為雷射光L照射數n以上的整數)。另外，圖6(a)中，係表示n=5，且鄰接開口列26間之距離為(w2-d/n)的情況。
該微透鏡陣列22係將該開口25縮小投影至閘極電極1上者，如圖6所示，係將光軸中心一致於該地1及第2開口群27,28之各開口25中心而配置複數微透鏡(聚光透鏡)29。此情況，微透鏡29之縮小倍率係設定為可將開口25像一致於通道區域10形狀而對焦於閘極電極1上之非晶矽薄膜7上。藉此，開口25搬送方向之寬度D便會以微透鏡29之該縮小倍率來被縮小而一致於通道區域10之源極-汲極間的寬度d。
設置有可將該暗影遮罩21及微透鏡陣列22一同地移動於與搬送方向交叉之方向的對位機構15。此對位機構15係用以將雷射光L適當地照射至目標位置者，可相對於搬送方向左右搖擺並追蹤被搬送之TFT基板18的動作來移動暗影遮罩21及微透鏡陣列22。
該搬送機構13側之搬送面下側係設有攝影機構16。此攝影機構16係從TFT基板18內面側透過TFT基板18之透明玻璃來拍攝TFT基板18表面所形成之閘極電極1及閘極線6者，為在與搬送方向交叉之方向具備有1直線排列之複數感光元件的細長狀感光面之線狀照相機。然後，該暗影遮罩21位於搬送方向(箭頭A方向)最上游側之開口列26a的中心線會與感光 面之長邊中心線一致，或配置為能拍攝較該開口列26a要靠搬送方向上游側分離預定之既定距離的位置。
該搬送機構13、雷射照射光學系統14、對位機構15及攝影機構16係電性連接有控制機構17。此控制機構17係以TFT基板18分別對應於源極電極3及汲極電極4之區域的聚矽薄膜8之結晶粒徑會較夾置於源極電極3及汲極電極4之通道區域10的聚矽薄膜8之結晶粒徑要小的方式，以較通道區域10之雷射退火要少的雷射光L照射量來實施源極區域11及汲極區域12之雷射退火，而控制雷射光L之照射量。
詳細而言，該控制機構17係以將照射形狀調整為與通道區域10相同形狀之雷射光L的照射位置，在一部份重疊的狀態下從對應於閘極電極1之區域內的源極電極3側或汲極電極4側之一邊端朝另邊端步進移動的方式，來控制該照射位置之步進移動量者。藉此，便可以通道區域2之雷射光L照射量較其他部分要多的方式，來具有雷射光L照射量之分布。
更詳細而言，控制機構17係以藉由通過複數開口25中對應於源極電極3及汲極電極4之對向方向(搬送方向)而排列的複數開口25之複數雷射光L的多重照射來實施雷射退火之方式，而控制朝同方向之TFT基板18的移動速度及雷射光L之照射時間點。
然後，該控制機構17如圖7所示，係構成為具備有搬送機構驅動控制器30、雷射器驅動控制器31、對位機構驅動控制器32、影像處理部33、演算部34、記憶體35、控制部36。
此處，搬送機構驅動控制器30係以將TFT基板18以預定的既定速度而搬送於箭頭A方向之方式來控制搬送機構13之驅動者。又，雷射器驅動控制器31係以既定時間間隔而脈衝發光出雷射光L之方式來控制雷射器19之驅動者。再者，對位機構驅動控制器32係控制會相對於搬送方向而左右搖擺並追蹤被搬送之TFT基板18的動作，來一同地在與搬送方向交叉之方向移動暗影遮罩21及微透鏡陣列22者。
影像處理部33係會基於攝影機構16所拍攝之影像資訊而從搬送方向之輝度變化檢出閘極電極1與搬送方向交叉之緣部，並從與搬送方向交叉方向之輝度變化(感光面長軸方向的輝度變化)來檢出平行地延伸於搬送方 向之閘極線6的緣部位置者，且會將該各檢出資訊及攝影機構16之預定基準位置資訊輸出至後述演算部34。
演算部34會從影像處理部33輸入閘極電極1與搬送方向交叉之緣部的檢出資訊，從該檢出時間點來演算TFT基板18之移動距離，讓TFT基板18之移動距離與移動距離目標值一致，而當暗影遮罩21位於搬送方向最上游側之開口列26a的開口所對應之雷射光L照射位置一致於閘極電極1上之源極電極3側端部區域的最初照射位置時，便會輸出1脈衝之雷射光L的發光指令至雷射器驅動控制器31。又，演算部會基於平行於搬送方向之閘極線6緣部的位置資訊中預定之閘極線6緣部位置資訊及攝影機構16預定之基準位置資訊來演算兩者間的距離，算出該距離與對位目標值的偏移量，並將其偏移量(位置偏移資訊)輸出至對位機構驅動控制器32。藉此，對位機構驅動控制器32便會基於該位置偏移資訊，以修正位置偏移之方式來驅動對位機構15。
記憶體35係保存TFT基板18之搬送速度、上述各目標值等者，為可書寫的記憶裝置。然後，控制部36係以讓上述各要素會適當地動作之方式來統合控制裝置整體者。
接著，就此般構成之雷射退火裝置的動作來加以說明。此處，先注意到1個閘極電極1，就以雷射光L之5照射而實施雷射退火的情況來加以說明。
首先，藉由控制機構17控制搬送機構13而將TFT基板18以一定速度開始搬送於圖5之箭頭A方向。
接著，藉由攝影機購16從TFT基板18內面側透過TFT基板18來拍攝表面所形成之閘極電極1及閘極線6。此情況，會在影像處理部33處理攝影機構16所拍攝之影像，當從搬送方向之輝度變化檢出位於搬送方向最下游側之閘極電極1與搬送方向交叉之緣部時，會將該緣部檢出時間點作為基準而在演算部34中演算TFT基板18的移動距離。然後，該移動距離一致於記憶體35所保存之移動距離目標值，而暗影遮罩21位於搬送方向最上游側之開口列26a的開口25所對應之雷射光L照射位置一致於閘極電極1上之源極電極3側端部區域的預定最初照射位置時，便會從演算部34輸出1脈衝雷射光L之發光指令至雷射器驅動控制器31。
又，影像處理部33中，會從攝影機構所拍攝之影像在搬送方向交叉方向之輝度變化來檢出平行搬送方向之閘極線6的緣部，並將其位置資訊輸出至演算部34。演算部34中，會基於所輸入之位置資訊中預定的閘極線6緣部(例如朝搬送方向右側緣部)之位置資訊與攝影機構16預定之基準位置資訊來演算兩者間距離，算出該距離與記憶體35保存之對位目標值的偏移量，並將其偏移量(位置偏移資訊)輸出至對位機構驅動控制器32。
對位機構驅動控制器32會基於該位置偏移資訊以修正位置偏移之方式驅動對位機構15，將暗影遮罩21及微透鏡陣列22一同地微動於與搬送方向交叉之方向。藉此，暗影遮罩21及微透鏡陣列22便會追蹤TFT基板18與搬送方向交叉方向之動向，而可將雷射光L適當地照射到閘極電極1上之預定的既定位置。暗影遮罩21及微透鏡陣列22相對於TFT基板18之追蹤動作會在TFT基板18搬送中經常地實行。
雷射器驅動控制器31會基於演算部34所輸入之發光指令來驅動雷射器19，發光出1脈衝之雷射光L。雷射器19所發光之雷射光L會因耦合光學系統20而擴張光束徑，使得輝度分布均勻化來照射至暗影遮罩21。
照射至暗影遮罩21的雷射光L會因暗影遮罩21所設置之複數開口25而分離為複數雷射光L。所分離之複數雷射光L如圖8(a)所示，對應於各開口25所設置之微透鏡29而聚光至閘極電極1上之非晶矽薄膜7的該最初照射位置。此時，開口25的影像會縮小投影至非晶矽薄膜7上而因雷射光L照明了與通道區域10相同形狀之部分。藉此，因第1照射之雷射光所照明之該最初照射位置的非晶矽薄膜7會瞬間被加熱而熔融，使得非晶矽薄膜7之一部分聚矽化(多結晶化)。
演算部34中，會演算TFT基板18之移動距離。然後，TFT基板18之移動距離會移動等同於記憶體35所保存之閘極電極1搬送方向之配列間距w2的距離，如圖8(b)所示，當閘極電極1到達搬送方向下游側的下一個微透鏡29之下時，演算部34會輸出第2照射之發光指令至雷射器驅動控制器31。藉此，雷射器驅動控制器31便會驅動雷射器19而發光出第2照射之雷射光L。
第2照射之雷射光L如圖8(b)所示，會因微透鏡29而聚光至閘極電極1上之非晶矽薄膜7上。然後，因第2照射之雷射光L所照明之部分的非晶 矽薄膜7會瞬間被加熱而熔融，使得非晶矽薄膜7之一部分聚矽化(多結晶化)。此時，開口25及微透鏡29如圖8(a)所示，由於係以(w2-d/5)間距來設於搬送方向，故第2照射之雷射光L的照射位置會在較第1照射之雷射光L的照射位置要朝搬送方向上游側偏移d/5之位置。另外，d為通道區域10之搬送方向的寬度尺寸。
第1照射之雷射光L的照射部與第2照射之雷射光L的照射部之重疊部分會被賦予較第1照射之雷射光L的照射部要高的照射能量，而促進同部分之聚矽薄膜8的結晶化。
之後，如圖8(c)~(e)所示，TFT基板18每搬送w2便發光出雷射光L，來將第3~第5照射之雷射光L照射至閘極電極1上之非晶矽薄膜7。此情況，第3~第5照射之雷射光L的照射位置會在搬送方向上游側各偏移d/5位置。
如此般，第1~第5照射之雷射光L的照射部所重疊數量越多的部分，越會增加雷射光L之照射量而更加提高照射能量，會更加促進聚矽薄膜8之結晶化(結晶成長)。其結果，雷射光L照射量較多區域之通道區域10的聚矽薄膜8的結晶粒徑便會較雷射光L照射量較少區域之源極區域11及汲極區域12之聚矽薄膜8的結晶粒徑要大。如此一來，便會形成源極區域11及汲極區域12之聚矽薄膜8的結晶粒徑較通道區域10的聚矽薄膜8的結晶粒徑要小的半導體層2。
另外，上述實施形態中，雖係就搬送方向中開口25及微透鏡的配列間距為(w2-d/5)的情況來加以說明，但本發明不限於此，該配列間距亦可為(w2+d/5)。
又，上述實施形態中，雖係將開口25中心與微透鏡29之光軸一致而形成暗影遮罩21與微透鏡陣列22的情況來加以說明，但本發明不限於此，亦可如圖9(a)所示，將微透鏡29之搬送方向配列間距一致於閘極電極1同方向之配列間距w2而形成微透鏡陣列22。此情況，開口25是只要將正中央開口25的中心在一致於所對應的微透鏡29之光軸的狀態下以(w2±D/n)的配列間距來配置於搬送方向即可。另外，圖9(a)係顯示(w2+D/n)及n=5的情況。
或者，如圖9(b)所示，亦可將開口25之搬送方向配列間距一致於閘極電極1之同方向配列間距w2來形成暗影遮罩21。此情況，微透鏡29亦可將正中央之微透鏡29的光軸在一致於所對應之開口25中心的狀態下以(w2±D×d/{(D+d)×n})(圖9(b)係顯示(w2-D×d/{(D+d)×n})及n=5的情況)的配列間距來加以配置。
關於此，便參照圖10來詳細說明。首先，應注意到圖9(b)所示之正中央開口25及微透鏡29的右側開口25及微透鏡29。此情況，如圖10所示，當開口25中心與微透鏡29的光軸中心之間的偏移量為△時，閘極電極1上所投影之開口25影像的中心會是在相對微透鏡29之光軸而偏移△×d/D的位置。此處，d/D相當於微透鏡29之縮小倍率。從而，開口25中心線與閘極電極1上之開口25影像中心線之間的距離為(1+d/D)×△。
此情況，由於正中央開口25之中心一致於微透鏡29之光軸，故正中央開口25之影像中心線會一致於開口25之中心線，但正中央開口25之右側開口25的影像卻會在從該開口25中心線位置偏移(1+d/D)×△的位置。然後，由於其偏移量為d/n，故可以(1+d/D)×△=d/n)表示，而△=D×d/{(D+d)×n}。從而，微透鏡29只要將正中央微透鏡29之光軸在一致於所對應之開口25中心的狀態下，以(w2±△)，亦即(w2±D×d/{(D+d)×n})的配列間距來加以配置即可。
再者，上述實施形態中，雖係就微透鏡陣列22對應於各開口25而各具有1個微透鏡的情況來加以說明，但亦可為對應於複數開口25(開口群)而具有1個微透鏡29。此情況，只要以後續之複數開口群來補償藉由搬送方向上游側之複數開口群所對應的複數微透鏡29投影之搬送方向的交叉方向之複數區間之間的區域之方式，來設置複數開口群及微透鏡29即可。
1‧‧‧閘極電極
2‧‧‧半導體層
3‧‧‧源極電極
4‧‧‧汲極電極
5‧‧‧基板
7‧‧‧非晶矽薄膜
8‧‧‧聚矽薄膜
9‧‧‧絕緣膜
10‧‧‧通道區域
11‧‧‧源極區域
12‧‧‧汲極區域
d‧‧‧寬度

Claims (8)

  1. 一種薄膜電晶體，係在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體；其中該半導體層為聚矽薄膜，並以分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構之方式，將雷射光以較該通道區域要少的照射量來照射到分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域而加以形成。
  2. 一種薄膜電晶體之製造方法，係在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體的製造方法；包含有雷射退火工序，係將雷射光照射至披覆在該基板上的非晶矽薄膜之至少對應於該閘極電極之區域而成為聚矽薄膜，以形成該半導體層；該退火工序係以分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構之方式，將雷射光以較該通道區域要少的照射量來照射到分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域而加以實施。
  3. 如申請專利範圍第2項之薄膜電晶體之製造方法，其中該雷射退火工序係將照射形狀調整成與該通道區域相同形狀的雷射光照射位置在照射部一部份重疊的狀態下從對應於該閘極電極之區域內的該源極電極側或該汲極電極側之一邊端朝另一邊端步進移動來加以實施。
  4. 如申請專利範圍第3項之薄膜電晶體之製造方法，其中該雷射光照射位置的步進移動量在以該雷射光之n照射(n為3以上的整數)來實施該雷射退火的情況，係等於該通道區域之該源極電極及汲極電極之對向方向寬度的1/n。
  5. 一種雷射退火裝置，係將在基板上層積具備有閘極電極、源極電極、汲極電極及半導體層之薄膜電晶體的至少對應於該閘極電極之區域的非晶矽薄膜雷射退火而成為聚矽薄膜，以形成該半導體層之雷射退火裝置，具備有： 雷射照射光學系統，係將雷射光照射到該基板上；以及控制機構，係控制雷射光的照射量，以分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的該聚矽薄膜之結晶粒徑係比夾置於該源極電極及該汲極電極之通道區域的該聚矽薄膜的結晶粒徑要小的結構之方式，以較該通道區域之雷射退火要少的雷射光照射量來實施分別對應於該源極電極及該汲極電極之區域的雷射退火。
  6. 如申請專利範圍第5項之雷射退火裝置，其中該控制機構係以將照射形狀調整成與該通道區域相同形狀的雷射光照射位置在照射部一部份重疊的狀態下從對應於該閘極電極之區域內的該源極電極側或該汲極電極側之一邊端朝另一邊端步進移動的方式，來控制該照射位置之步進移動量。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之雷射退火裝置，其中該雷射照射光學系統係具備有：暗影遮罩，係具有將該雷射光照射形狀調整一致於該通道區域之形狀的開口；以及，聚光透鏡，係將該開口縮小而對焦至該非晶矽薄膜上。
  8. 如申請專利範圍第7項之雷射退火裝置，其中該基板上係以一定的配列間距而陣列狀地配置具備有複數該薄膜電晶體；該暗影遮罩係對應於複數該薄膜電晶體而設有複數該開口；該控制機構係以會藉由通過複數該開口中對應於該源極電極及該汲極電極之對向方向所排列的複數該開口的複數該雷射光的多重照射來實施該雷射退火之方式，來控制朝同方向之該雷射照射光學系統及該基板之相對移動速度、及該雷射光之照射時間點。
TW104138678A 2014-11-25 2015-11-23 薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置 TWI692035B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-238202 2014-11-25
JP2014238202A JP6471379B2 (ja) 2014-11-25 2014-11-25 薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法及びレーザアニール装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201631671A TW201631671A (zh) 2016-09-01
TWI692035B true TWI692035B (zh) 2020-04-21

Family

ID=56074269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104138678A TWI692035B (zh) 2014-11-25 2015-11-23 薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10211343B2 (zh)
JP (1) JP6471379B2 (zh)
KR (1) KR20170086505A (zh)
CN (1) CN107004604B (zh)
TW (1) TWI692035B (zh)
WO (1) WO2016084702A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160063515A (ko) * 2014-11-26 2016-06-07 삼성디스플레이 주식회사 트랜지스터, 이를 구비한 유기발광 표시장치, 및 유기발광 표시장치 제조방법
WO2017187486A1 (ja) * 2016-04-25 2017-11-02 堺ディスプレイプロダクト株式会社 薄膜トランジスタ、表示装置及び薄膜トランジスタの製造方法
JP6781872B2 (ja) 2016-07-20 2020-11-11 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置および薄膜トランジスタの製造方法
WO2018092218A1 (ja) 2016-11-16 2018-05-24 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法
JP2018093154A (ja) 2016-11-30 2018-06-14 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置および薄膜トランジスタの製造方法
JP2018107403A (ja) 2016-12-28 2018-07-05 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法
US20200027722A1 (en) * 2017-01-24 2020-01-23 Sakai Display Products Corporation Laser annealing device, laser annealing method, and mask
JP2018137302A (ja) 2017-02-21 2018-08-30 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、薄膜トランジスタの製造方法およびプログラム
CN107393830A (zh) * 2017-07-21 2017-11-24 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管的制备方法
JP2019036597A (ja) 2017-08-10 2019-03-07 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、投影マスク、レーザ照射方法およびプログラム
JP2019062079A (ja) 2017-09-26 2019-04-18 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、レーザ照射方法及び投影マスク
WO2019111362A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、レーザ照射方法、および、投影マスク
JP2019121743A (ja) 2018-01-10 2019-07-22 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ照射装置、及び、レーザ照射方法
WO2019186798A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 シャープ株式会社 表示装置及び表示装置の製造方法
JP2020035799A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 キオクシア株式会社 半導体記憶装置
US10672797B2 (en) * 2018-09-30 2020-06-02 Chongqing Hkc Optoelectronics Technology Co., Ltd. Array substrate, method for fabricating array substrate and display
US10840333B2 (en) * 2018-10-31 2020-11-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Semiconductor arrangement and method of manufacture
WO2021189445A1 (zh) * 2020-03-27 2021-09-30 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置
JP7391064B2 (ja) * 2021-03-22 2023-12-04 株式会社Kokusai Electric 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理システム、およびプログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103081078A (zh) * 2011-07-05 2013-05-01 松下电器产业株式会社 薄膜晶体管及其制造方法以及显示装置
TW201346993A (zh) * 2012-05-14 2013-11-16 Univ Columbia 薄膜之先進準分子雷射退火

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JPH1117190A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Sony Corp 薄膜トランジスタの製造方法
JP2000183358A (ja) * 1998-07-17 2000-06-30 Sony Corp 薄膜半導体装置の製造方法
JP2001127302A (ja) 1999-10-28 2001-05-11 Hitachi Ltd 半導体薄膜基板、半導体装置、半導体装置の製造方法および電子装置
US6906346B2 (en) * 2000-07-24 2005-06-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device, liquid crystal display device, EL display device, method for fabricating semiconductor thin film, and method for manufacturing the semiconductor device
US6451631B1 (en) * 2000-08-10 2002-09-17 Hitachi America, Ltd. Thin film crystal growth by laser annealing
JP2002110542A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Toshiba Corp Ｓｉ系半導体薄膜の製造方法、薄膜トランジスタ
JP4732599B2 (ja) * 2001-01-26 2011-07-27 株式会社日立製作所 薄膜トランジスタ装置
TWI228832B (en) 2004-04-05 2005-03-01 Quanta Display Inc Structure of LTPS-TFT and fabricating method of channel layer thereof
JP2006237270A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Sony Corp 薄膜半導体装置及びその製造方法と表示装置
JP2007281421A (ja) 2006-03-13 2007-10-25 Sony Corp 半導体薄膜の結晶化方法
JP4169072B2 (ja) 2006-03-13 2008-10-22 ソニー株式会社 薄膜半導体装置および薄膜半導体装置の製造方法
JP2007324425A (ja) 2006-06-02 2007-12-13 Sony Corp 薄膜半導体装置及びその製造方法と表示装置
JP2007335780A (ja) 2006-06-19 2007-12-27 Mitsubishi Electric Corp Ｔｆｔ基板及びその製造方法、これを用いた表示装置、並びに層間絶縁膜の評価方法
US7750403B2 (en) * 2006-06-30 2010-07-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2008192688A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Sharp Corp 半導体装置
JP5470519B2 (ja) * 2009-07-24 2014-04-16 株式会社ブイ・テクノロジー 薄膜トランジスタ、その製造方法及び液晶表示装置
US9646831B2 (en) * 2009-11-03 2017-05-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Advanced excimer laser annealing for thin films

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103081078A (zh) * 2011-07-05 2013-05-01 松下电器产业株式会社 薄膜晶体管及其制造方法以及显示装置
TW201346993A (zh) * 2012-05-14 2013-11-16 Univ Columbia 薄膜之先進準分子雷射退火

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016100537A (ja) 2016-05-30
US10535778B2 (en) 2020-01-14
US10211343B2 (en) 2019-02-19
TW201631671A (zh) 2016-09-01
US20190074384A1 (en) 2019-03-07
US10622484B2 (en) 2020-04-14
WO2016084702A1 (ja) 2016-06-02
KR20170086505A (ko) 2017-07-26
CN107004604B (zh) 2020-10-30
CN107004604A (zh) 2017-08-01
US20170236948A1 (en) 2017-08-17
JP6471379B2 (ja) 2019-02-20
US20190140103A1 (en) 2019-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI692035B (zh) 薄膜電晶體、薄膜電晶體之製造方法及雷射退火裝置
US10644133B2 (en) Laser annealing method, laser annealing apparatus, and manufacturing process for thin film transistor
US10818492B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor and mask for use in the manufacturing method
TWI713091B (zh) 雷射退火方法、雷射退火裝置及薄膜電晶體基板
US10608115B2 (en) Laser beam irradiation device, thin-film transistor, and method of manufacturing thin-film transistor
WO2020184153A1 (ja) レーザアニール装置
KR20200057696A (ko) 레이저 조사 장치, 레이저 조사 방법 및 투영 마스크

Legal Events

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