发明名称 雷射退火装置和半导体装置之制造方法
摘要 本发明提供一种雷射退火方法,该方法藉由使用运行成本较低的雷射退火装置来处理大尺寸基底,以防止或减少同心圆图案的产生,并且提供一种包括使用雷射退火方法的步骤的半导体装置之制造方法。在以介于20到200cm/s之间的固定速度移动基底的同时,雷射光束斜向照射半导体基底表面上的半导体层。因此即使是大尺寸基底上的半导体层,也可以照射均匀的雷射光束,从而制造出防止或减少了同心圆产生的半导体装置。藉由将多束雷射光束聚焦成一个光通,可以防止或减少同心圆图案的产生,从而提高了半导体装置的可靠性。
申请公布号 TW561556 申请公布日期 2003.11.11
申请号 TW091117994 申请日期 2002.08.09
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 山崎舜平;田中幸一郎;广木正明
分类号 H01L21/324 主分类号 H01L21/324
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种雷射退火装置,包含:输出雷射光束的雷射光源;以及移动该雷射光束斜向照射的基底的移动机构,其中移动机构的作用是反复移动等于或大于基底之一边长的距离,和在反复移动方向的垂直方向上,移动等于或小于雷射光束在该雷射光束照射基底的区域的Y轴方向上的长度的距离。2.一种雷射退火装置,包含:输出雷射光束的雷射光源;调制该雷射光束的非线性光学元件;聚焦已调制雷射光束的波导管;以及移动该雷射光束斜向照射的基底的移动机构,其中移动机构的作用是反复移动等于或大于基底之一边长的距离,和在反复移动方向的垂直方向上,移动等于或小于雷射光束在该雷射光束照射基底的区域的Y轴方向上的长度的距离。3.一种雷射退火装置,包含:输出雷射光束的雷射光源;以及移动该雷射光束斜向照射的基底的移动机构,其中移动机构的作用是反复移动等于或大于由空气或磁场飘浮起来的基底之一边长的距离,和在反复移动方向的垂直方向上,移动等于或小于雷射光束在该雷射光束照射基底的区域的Y轴方向上的长度的距离。4.一种半导体装置之制造方法,包含:在基底上形成半导体层;以及照射多束雷射光束到该半导体层,其中连续重复在第一方向以固定速度移动基底的时,用雷射光束斜向照射半导体层的步骤和在垂直于第一方向的第二方向移动基底等于或小于雷射光束宽度的距离的步骤。5.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中固定速度介于20到200cm/s的范围内。6.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中将雷射光束处理成在照射面上具有椭圆形的形状。7.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中斜向照射到半导体层上的雷射光束的角度相对于基底前表面的法线方向或基底后表面的法线方向是5到10。8.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中半导体层的结晶是在平行于该基底且靠近基底端面的方向进行的。9.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中雷射光束从基底的后表面照射到半导体层。10.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中雷射光束是从由Nd:YAG雷射器、Nd:YLF雷射器、Nd:YVO4雷射器和Nd:YAIO3雷射器组成的集合中选择的雷射器所发出的第二谐波。11.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中雷射光束的输出功率不小于10W。12.一种半导体装置之制造方法,包括下列步骤:在基底上形成半导体层;以及照射多束雷射光束到该半导体层,其中连续重复多束雷射光束分别由多个非线性光学元件调制的步骤、使已调制雷射光束藉由波导管从而聚焦已调制雷射光束的步骤、在第一方向上固定速度移动基底的同时用聚焦的雷射光束斜向照射半导体层的步骤,和在第一方向的垂直方向上将基底移动等于或小于雷射光束宽度的距离。13.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中固定速度介于20到200cm/s的范围内。14.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中将雷射光束处理成在照射面上具有椭圆形的形状。15.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中斜向照射到半导体层上的雷射光束的角度相对于基底前表面的法线方向或基底后表面的法线方向是5到10。16.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中半导体层的结晶是在平行于该基底且靠近基底端面的方向进行的。17.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中雷射光束从基底的后表面照射到半导体层。18.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中雷射光束是从由Nd:YAG雷射器、Nd:YLF雷射器、Nd:YVO4雷射器和Nd:YAIO3雷射器组成的集合中选择的雷射器发出的第二谐波。19.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中雷射光束的输出功率不小于10W。图式简单说明:图1为一个雷射光束照射之例图;图2为一个雷射退火装置之例图;图3为雷射退火装置之一例图;图4是处理目标基底的X和Y方向的说明图;图5为处理目标基底的移动时间和速度之间相互关系的图;图6为一个根据本发明的雷射退火装置例子的图;图7A到7D显示半导体装置制造步骤;图8是根据本发明时半导体装置的图。图9A是图素部分TFT的示意图,图9B是驱动电路TFT的示意图;图10A是非晶矽膜(厚度55nm)反射率相对于波长的图,图10B是非晶矽膜(厚度55nm)透射率相对于波长的图;图11是一个雷射退火装置例子的图;图12是一个雷射退火装置例子的图;以及图13A到13C是一个雷射退火装置例子的图。
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