发明名称 半导体薄膜之结晶化方法及薄膜半导体装置之制造方法
摘要 本发明之目的在于提供一种重叠雷射光之照射区域以使大面积之半导体薄膜结晶化时,使结晶性均匀化的半导体薄膜之结晶化方法及薄膜半导体装置之制造方法。其解决手段在于进行整形步骤及照射步骤以使半导体薄膜结晶化,而该整形步骤系用以将雷射光源所发出的雷射光予以整形,俾在所预定的照射区域上形成具有预定强度分布的雷射光,该照射步骤则系以照射区域局部重叠在预先成膜于基板上的半导体薄膜之方式边扫描而边重覆照射雷射光。进行该作业时,沿着照射区域之扫描方向的雷射光之截面强度分布系呈凸型,且该峰值系与扫描方向有关以在照射区域之前端与后端之间位于比还靠前端侧的方式,将雷射光予以整形。具体而言,照射区域前端之强度系以比峰值之强度还低于30%以内的范围而将雷射光予以整形。又,照射区域后端之强度系以比峰值之强度还低于5%以上的范围而将雷射光予以整形。
申请公布号 TW451279 申请公布日期 2001.08.21
申请号 TW089114000 申请日期 2000.07.13
申请人 新力股份有限公司 发明人 林 久雄;池田 裕幸;高德 真人
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体薄膜之结晶化方法,其系包含有,整形步骤,用以将雷射光源所发出的雷射光予以整形,俾在所预定的照射区域上形成具有预定强度分布的雷射光;以及照射步骤,以照射区域局部重叠在预先成膜于基板上的半导体薄膜之方式,边扫描而边重覆照射雷射光,其特征为:前述整形步骤,其沿着照射区域之扫描方向的雷射光之截面强度分布系呈凸型,且该峰値系与扫描方向有关以在照射区域之前端与后端之间位于比中央还靠前端侧的方法,将雷射光予以整形。2.如申请专利范围第1项之半导体薄膜之结晶化方法,其中前述整形步骤,其照射区域前端之强度系以比峰値之强度还低于30%以内的范围而将雷射光予以整形。3.如申请专利范围第1项之半导体薄膜之结晶化方法,其中前述整形步骤,其照射区域后端之强度系以比峰値之强度还低于5%以上的范围而将雷射光予以整形。4.如申请专利范围第1项之半导体薄膜之结晶化方法,其中前述整形步骤,其峰値之强度系以比无法结晶化之临界强度还低于10%以上的范围而将雷射光予以整形。5.如申请专利范围第1项之半导体薄膜之结晶化方法,其中前述整形步骤,系将雷射光整形成其截面强度分布变成三角形。6.如申请专利范围第1项之半导体薄膜之结晶化方法,其中前述整形步骤,系将雷射光整形成其截面强度分布变成抛物状。7.如申请专利范围第1项之半导体薄膜之结晶化方法,其中前述整形步骤,系将雷射光整形成其照射区域变成长方形状,前述照射步骤,系以长方形状之长边部局部重叠的方式,在与长边正交的方向上相对于基板扫描照射区域。8.一种薄膜半导体装置之制造方法,其系包含有,成膜步骤,用以在基板上形成半导体薄膜;整形步骤,用以将雷射光源所发出的雷射光予以整形,俾在所预定的照射区域上形成具有预定强度分布的雷射光;照射步骤,以照射区域局部重叠在预先成膜于基板上的半导体薄膜之方法,边扫描而边重覆照射雷射光以使薄膜电晶体结晶化;以及加工步骤,将已结晶化的半导体薄膜当作元件区域以形成薄膜电晶体,其特征为:前述整形步骤,其沿着照射区域之扫描方向的雷射光之截面强度分布系呈凸型,且该峰値系与扫描方向有关以在照射区域之前端与后端之间位于比中央还靠前端侧的方法,将雷射光予以整形。9.如申请专利范围第8项之薄膜半导体装置之制造方法,其中前述整形步骤,其照射区域前端之强度系以比峰値之强度还低于30%以内的范围而将雷射光予以整形。10.如申请专利范围第8项之薄膜半导体装置之制造方法,其中前述整形步骤,其照射区域后端之强度系以比峰値之强度还低于5%以上的范围而将雷射光予以整形。11.如申请专利范围第8项之薄膜半导体装置之制造方法,其中前述整形步骤,其峰値之强度系以比无法结晶化之临界强度还低于10%以上的范围而将雷射光予以整形。12.如申请专利范围第8项之薄膜半导体装置之制造方法,其中前述整形步骤,系将雷射光整形成其截面强度分布变成三角形。13.如申请专利范围第8项之薄膜半导体装置之制造方法,其中前述整形步骤,系将雷射光整形成其截面强度分布变成抛物状。14.如申请专利范围第8项之薄膜半导体装置之制造方法,其中前述整形步骤,系将雷射光整形成其照射区域变成长方形状,前述照射步骤,系以长方形状之长边部局部重叠的方式,在与长边正交的方向上相对于基板扫描照射区域。15.一种雷射照射装置,其系包含有,雷射光源,为了对预先成膜于基板上的半导体薄膜照射雷射光以进行半导体薄膜之结晶化,而使雷射光发光者;整形机构,用以将该雷射光予以整形俾在所预定的照射区域上形成具有预定强度分布的雷射光;以及照射机构,以照射区域局部重叠在预先成膜于基板上的半导体薄膜之方法,边扫描而边重覆照射雷射光,其特征为:前述整形机构,其沿着照射区域之扫描方向的雷射光之截面强度分布系呈凸型,且该峰値系与扫描方向有关以在照射区域之前端与后端之间位于比中央还靠前端侧的方法,将雷射光予以整形。16.如申请专利范围第15项之雷射照射装置,其中前述整形机构,其照射区域前端之强度系以比峰値之强度还低于30%以内的范围而将雷射光予以整形。17.如申请专利范围第15项之雷射照射装置,其中前述整形机构,其照射区域后端之强度系以比峰値之强度还低于5%以上的范围而将雷射光予以整形。18.如申请专利范围第15项之雷射照射装置,其中前述整形机构,其峰値之强度系以比无法结晶化之临界强度还低于10%以上的范围而将雷射光予以整形。19.如申请专利范围第15项之雷射照射装置,其中前述整形机构,系将雷射光整形成其截面强度分布变成三角形。20.如申请专利范围第15项之雷射照射装置,其中前述整形机构,系将雷射光整形成其截面强度分布变成抛物状。21.如申请专利范围第15项之雷射照射装置,其中前述整形机构,系将雷射光整形成其照射区域变成长方形状,前述照射机构,系以长方形状之长边部局部重叠的方式,在与长边正交的方向上相对于基板扫描照射区域。22.一种薄膜电晶体,其系具有包含半导体薄膜、重叠于半导体薄膜之一面上的闸极绝缘膜、及藉以闸极绝缘膜而重叠在半导体薄膜上的闸极之层合构成,其特征为:前述半导体薄膜,系用以将雷射光源所发出的雷射光予以整形,俾在所预定的照射区域上形成具有预定强度分布的雷射光,且以照射区域局部重叠的方式,边扫描而边重覆照射该被整形的雷射光并予以结晶化者,尤其是,其沿着照射区域之扫描方向的雷射光之截面强度分布系呈凸型,且该峰値系与扫描方向有关以在照射区域之前端与后端之间位于比中央还靠前端侧的方式,利用被整形的雷射光之整形予以结晶化。23.如申请专利范围第22项之薄膜电晶体,其中前述半导体薄膜,其照射区域前端之强度系以比峰値之强度还低于30%以内的范围而利用被整形的雷射光之照射予以结晶化。24.如申请专利范围第22项之薄膜电晶体,其中前述半导体薄膜,其照射区域后端之强度系以比峰値之强度还低于5%以上的范围而利用被整形的雷射光之照射予以结晶化。25.如申请专利范围第22项之薄膜电晶体,其中前述半导体薄膜,其峰値之强度系以比无法结晶化之临界强度还低于10%以上的范围而利用被整形的雷射光之照射予以结晶化。26.如申请专利范围第22项之薄膜电晶体,其中前述半导体薄膜,系利用被整形的雷射光之照射予以结晶化以使其截面强度分布变成三角形。27.如申请专利范围第22项之薄膜电晶体,其中前述半导体薄膜,系利用被整形的雷射光之照射予以结晶化以使其截面强度分布变成抛物状。28.如申请专利范围第22项之薄膜电晶体,其中前述半导体薄膜,系将雷射光整形成其照射区域变成长方形状,且以长方形状之长边部局部重叠的方式,在与长边正交的方向上相对于基板扫描照射区域予以结晶画者。29.一种显示装置,其系包含有,藉以预定间隙而互相接合的一对基板、及保持于该间隙内的光电物质,在一方之基板上形成相对电极,在另一方基板上形成画素电极及用以驱动画素电极的薄膜电晶体,该薄膜电晶体、系由半导体薄膜与在该半导体薄膜之一面上藉以闸极绝缘膜而重叠的闸极所形成,其特征为;前述半导体薄膜,系用以将雷射光源所发出的雷射光予以整形,俾在所预定的照射区域上形成具有预定强度分布的雷射光,且以照射区域局部重叠的方式,边扫描而边重覆照射该被整形的雷射光并予以结晶化者,尤其是,其沿着照射区域之扫描方向的雷射光之截面强度分布系呈凸型,且该峰値系与扫描方向有关以在照射区域之前端与后端之间位于比中央还靠前端侧的方式,利用被整形的雷射光之整形予以结晶化。30.如申请专利范围第29项之显示装置,其中前述半导体薄膜,其照射区域前端之强度系以比峰値之强度还低于30%以内的范围而利用被整形的雷射光之照射予以结晶化。31.如申请专利范围第29项之显示装置,其中前述半导体薄膜,其照射区域后端之强度系以比峰値之强度还低于5%以上的范围而利用被整形的雷射光之照射予以结晶化。32.如申请专利范围第29项之显示装置,其中前述半导体薄膜,其峰値之强度系以比无法结晶化之临界强度还低于10%以上的范围而利用被整形的雷射光之照射予以结晶化。33.如申请专利范围第29项之显示装置,其中前述半导体薄膜,系利用被整形的雷射光之照射予以结晶化以使其截面强度分布变成三角形。34.如申请专利范围第29项之显示装置,其中前述半导体薄膜,系利用被整形的雷射光之照射予以结晶化以使其截面强度分布变成抛物状。35.如申请专利范围第29项之显示装置,其中前述半导体薄膜,系将雷射光整形成其照射区域变成长方形状,且以长方形状之长边部局部重叠的方式,在与长边正交的方向上相对于基板扫描照射区域予以结晶化者。图式简单说明:第一图(A)、第一图(B)系显示本发明之雷射照射装置及半导体薄膜结晶化方法的模型图。第二图系显示半导体薄膜之膜厚与雷射光之能量密度之关系的图表。第三图系显示能量密度与结晶粒径之关系的图表。第四图系显示照射次数与结晶粒径之关系的图表。第五图系显示半导体薄膜之结晶化状态的显微镜相片图。第六图系显示半导体薄膜之结晶化状态的显微镜相片图。第七图系显示半导体薄膜之结晶化状态的显微镜相片图。第八图(a)、第八图(b)、第八图(c)、第八图(d)系显示本发明之薄膜电晶体的制造步骤图。第九图(a)、第九图(b)、第九图(c)系显示本发明之薄膜电晶体的制造步骤图。第十图系显示本发明之显示装置的模型立体图。第十一图系显示习知半导体薄膜之结晶化方法的说明图。第十二图系长方形状雷射束的截面形状。第十三图系长方形状雷射束之短轴方向截面的能量分布。
地址 日本