JPH08186268A - Manufacturing method for thin film semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method for thin film semiconductor deviceInfo
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- JPH08186268A JPH08186268A JP33932094A JP33932094A JPH08186268A JP H08186268 A JPH08186268 A JP H08186268A JP 33932094 A JP33932094 A JP 33932094A JP 33932094 A JP33932094 A JP 33932094A JP H08186268 A JPH08186268 A JP H08186268A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は薄膜半導体装置の製造方
法に関する。より詳しくは、レーザビームの照射により
半導体薄膜を結晶化する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film semiconductor device. More specifically, it relates to a technique for crystallizing a semiconductor thin film by irradiating a laser beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高解像度ディスプレイとして、スイッチ
ング素子に多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いた大
型で高精細な液晶表示装置が有望視されている。多結晶
シリコン薄膜トランジスタを用いて大型高精細の液晶表
示装置を量産する為には、低価格のガラス基板を採用で
きる低温プロセスの確立が必須である。低温プロセスの
手法として従来から大きく期待されてきたのは、レーザ
ビームを非晶質シリコン等の半導体薄膜に照射して、低
融点ガラス基板上に高品質の多結晶シリコンを形成する
技術である。図１０に、このレーザビーム照射を利用し
た薄膜半導体装置の製造方法を示す。先ず、透明な絶縁
基板１０１上に半導体薄膜１０２を形成する。この半導
体薄膜１０２にレーザビームを照射して結晶化を図る。
この例では、所定の区画１０４内でレーザビーム１０３
をステップ状に照射している。この時、各照射領域１０
５は部分的に重なっている。この後、結晶化した半導体
薄膜１０２を素子領域として薄膜トランジスタを集積形
成する。2. Description of the Related Art As a high-resolution display, a large-sized and high-definition liquid crystal display device using a polycrystalline silicon thin film transistor as a switching element is considered promising. In order to mass-produce a large-sized and high-definition liquid crystal display device using a polycrystalline silicon thin film transistor, it is essential to establish a low temperature process that can adopt a low-priced glass substrate. A technique that has been widely expected as a low-temperature process method has hitherto been a technique of irradiating a semiconductor thin film such as amorphous silicon with a laser beam to form high-quality polycrystalline silicon on a low-melting-point glass substrate. FIG. 10 shows a method of manufacturing a thin film semiconductor device using this laser beam irradiation. First, the semiconductor thin film 102 is formed on the transparent insulating substrate 101. The semiconductor thin film 102 is irradiated with a laser beam to be crystallized.
In this example, the laser beam 103
Is radiated in steps. At this time, each irradiation area 10
5 overlaps partially. After that, a thin film transistor is integrally formed using the crystallized semiconductor thin film 102 as an element region.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ガラス等からなる透明
絶縁基板１０１は一般に５５０℃以下の耐熱性しかな
く、ＣＶＤ法等を用いて半導体薄膜１０２を成膜した場
合、十分大きな結晶粒径を得る事はできない。この為、
低温で非晶質シリコン又は多結晶シリコン等の半導体薄
膜１０２を成膜した後、レーザビームを照射し局部的に
熱励起してシリコンの結晶粒径を大きくする。これによ
り、低温プロセスであっても、半導体薄膜の移動度が高
くなる為、薄膜トランジスタを集積形成して高速駆動可
能な回路を組み込む事ができる様になる。しかしなが
ら、レーザビームの照射による結晶化は、熱エネルギー
を加えて行なうので照射領域内で不均一な熱分布を生じ
させる。この為、半導体薄膜の中で局部的な膜応力が発
生する。結果として、レーザビーム照射後の溶融状態か
ら固化状態に変化する過程で、膜厚のバラツキが発生し
てしまう。この状態を図１１に示す。結晶化後における
半導体薄膜の膜厚バラツキが増大する為、薄膜トランジ
スタの特性にも変動が生じる。特に、膜厚のバラツキ
は、薄膜トランジスタの電流駆動能力に対して大きな影
響を与えている。The transparent insulating substrate 101 made of glass or the like generally has a heat resistance of 550 ° C. or less, and when the semiconductor thin film 102 is formed by the CVD method or the like, a sufficiently large crystal grain size is obtained. I can't do that. Therefore,
After the semiconductor thin film 102 such as amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed at a low temperature, a laser beam is irradiated to locally excite the silicon thin film 102 to increase the crystal grain size of silicon. As a result, the mobility of the semiconductor thin film is increased even in the low temperature process, so that the thin film transistor can be integrally formed and a circuit capable of high speed driving can be incorporated. However, since crystallization by irradiation with a laser beam is performed by applying heat energy, a non-uniform heat distribution occurs in the irradiation area. Therefore, a local film stress is generated in the semiconductor thin film. As a result, the film thickness varies during the process of changing from the molten state to the solidified state after the laser beam irradiation. This state is shown in FIG. Since the variation in the film thickness of the semiconductor thin film after crystallization increases, the characteristics of the thin film transistor also change. In particular, the variation in film thickness has a great influence on the current drive capability of the thin film transistor.
【０００４】従来から種々のレーザビーム照射方式が提
案されている。例えば、特開昭６０−２４５１２４号公
報に開示された薄膜半導体装置の製造方法では、波長１
５０nm〜３５０nmのレーザビームパルスを２００〜５０
０mJ／cm2 のエネルギー密度で照射し、半導体薄膜の結
晶化を図っている。しかしながらこの従来例では基板上
に非結晶化領域と結晶化領域が混在しており両者に対し
て薄膜トランジスタを集積形成している。これでは、薄
膜トランジスタの電気特性に非結晶化領域と結晶化領域
とで相違が生じ制御性が損なわれる。特に、結晶化後に
おける半導体薄膜の膜厚バラツキについて何等対策が施
されていない。この為、膜厚の不均一性に起因したトラ
ンジスタ特性のバラツキが発生する。特に、薄膜半導体
装置として重要な高速駆動回路を集積形成する場合、電
流特性のバラツキは致命傷になりかねない。又、特開平
５−６６４２２号公報に開示された液晶表示装置の製造
方法では、水平走査回路及び垂直走査回路等の高速駆動
回路を形成する領域に、各々ワンショットずつレーザビ
ームパルスを照射して半導体薄膜の結晶化を行なってい
る。この場合、結晶化された領域を連続させる必要があ
り、レーザ照射領域のつなぎ目で結晶粒径がばらつく。
具体的には、熱分布の違いにより膜厚のバラツキが生じ
易い。その結果、薄膜トランジスタの電流駆動能力が局
所的にばらついてしまう。Conventionally, various laser beam irradiation methods have been proposed. For example, in the method of manufacturing a thin film semiconductor device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-245124, a wavelength of 1
Laser beam pulse of 50nm-350nm is 200-50
Irradiation is performed at an energy density of 0 mJ / cm 2 to crystallize the semiconductor thin film. However, in this conventional example, the non-crystallized region and the crystallized region are mixed on the substrate, and the thin film transistors are integrally formed on both of them. This causes a difference in the electrical characteristics of the thin film transistor between the non-crystallized region and the crystallized region, which impairs controllability. In particular, no measures are taken against the film thickness variation of the semiconductor thin film after crystallization. Therefore, variations in transistor characteristics occur due to nonuniformity of the film thickness. In particular, when a high-speed drive circuit, which is important as a thin film semiconductor device, is integrated and formed, variations in current characteristics may cause fatal damage. Further, in the method of manufacturing a liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-66422, a laser beam pulse is radiated one shot at a time in a region where a high speed drive circuit such as a horizontal scanning circuit and a vertical scanning circuit is formed. The semiconductor thin film is crystallized. In this case, it is necessary to make the crystallized regions continuous, and the crystal grain size varies at the joints of the laser irradiation regions.
Specifically, variations in film thickness are likely to occur due to differences in heat distribution. As a result, the current driving capability of the thin film transistor locally varies.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、以下の手段を講じた。即ち、本発明にかかる
薄膜半導体装置の製造方法は基本的に、絶縁基板上に半
導体薄膜を形成する成膜工程と、該半導体薄膜にレーザ
ビームを照射して結晶化を行なう照射工程と、該半導体
薄膜を素子領域として薄膜トランジスタを集積形成する
加工工程とを含む。特徴事項として、前記照射工程は比
較的強度が大きく断面積が小さい第１のレーザビーム
と、比較的強度が小さく断面積が大きい第２のレーザビ
ームとを互いに重ねた状態で同時に該半導体薄膜に照射
する。この照射工程では、第１及び第２のレーザビーム
の強度と断面積を適当に設定して照射を行ない、結晶化
した半導体薄膜の膜厚のバラツキを平均膜厚の±１０％
以内に制御している。又、前記加工工程では、該半導体
薄膜を素子領域としてチャネル層と拡散層とを備えた電
界効果型の薄膜トランジスタを形成する。この際、チャ
ネル層と拡散層とで膜厚の差を相対的に１０％以内に収
める。Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned problems of the conventional technique, the following means have been taken. That is, the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention basically comprises a film forming step of forming a semiconductor thin film on an insulating substrate, an irradiation step of irradiating the semiconductor thin film with a laser beam for crystallization, and And a processing step of integrally forming a thin film transistor using the semiconductor thin film as an element region. Characteristically, in the irradiation step, a first laser beam having a relatively large intensity and a small cross-sectional area and a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area are overlapped with each other on the semiconductor thin film at the same time. Irradiate. In this irradiation step, irradiation is performed by appropriately setting the intensities and cross-sectional areas of the first and second laser beams, and the variation in the film thickness of the crystallized semiconductor thin film is ± 10% of the average film thickness.
Control within. In the processing step, a field effect type thin film transistor having a channel layer and a diffusion layer with the semiconductor thin film as an element region is formed. At this time, the difference in film thickness between the channel layer and the diffusion layer is kept within 10%.
【０００６】本発明は、上述した薄膜半導体装置製造方
法に使用可能なレーザ照射装置を包含している。即ち、
本発明にかかるレーザ照射装置は基本的に、絶縁基板上
に成膜した半導体薄膜にレーザビームを照射して熱処理
を行なう。特徴事項として、比較的強度が大きく断面積
が小さい第１のレーザビームを生成する第１光源部と、
比較的強度が小さく断面積が大きい第２のレーザビーム
を生成する第２光源部と、第１及び第２のレーザビーム
を互いに重ねた状態で同時に該半導体薄膜に照射する制
御部とを有する。一態様では、前記制御部は第２のレー
ザビームの照射領域を固定する一方、該照射領域内で第
１のレーザビームの照射領域を移動する。他の態様で
は、前記制御部は第１のレーザビームを囲む様に第２の
レーザビームを照射し、且つ両レーザビームを一体的に
移動走査する。The present invention includes a laser irradiation apparatus that can be used in the above-described method for manufacturing a thin film semiconductor device. That is,
The laser irradiation apparatus according to the present invention basically performs a heat treatment by irradiating a semiconductor thin film formed on an insulating substrate with a laser beam. As a characteristic matter, a first light source unit that generates a first laser beam having a relatively large intensity and a small cross-sectional area;
It has a second light source section for generating a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area, and a control section for simultaneously irradiating the semiconductor thin film with the first and second laser beams in a state of being overlapped with each other. In one aspect, the control unit fixes the irradiation area of the second laser beam and moves the irradiation area of the first laser beam within the irradiation area. In another aspect, the control unit irradiates the second laser beam so as to surround the first laser beam, and integrally scans the two laser beams.
【０００７】本発明は、さらに液晶表示装置の製造方法
を包含している。本製造方法によれば、液晶表示装置は
以下の工程により製造される。先ず、成膜工程を行ない
絶縁基板上に半導体薄膜を形成する。次に照射工程を行
ない比較的強度が大きく断面積が小さい第１のレーザビ
ームと比較的強度が小さく断面積が大きい第２のレーザ
ビームとを互いに重ねた状態で同時に該半導体薄膜に照
射しその結晶化を行なう。続いて第１加工工程を行ない
該半導体薄膜に薄膜トランジスタを集積形成してスイッ
チング素子のアレイとこれを駆動する周辺駆動回路を設
ける。さらに第２加工工程を行ない個々のスイッチング
素子に接続して画素電極を集積形成する。最後に組立工
程を行ない予め対向電極が形成された対向基板を該絶縁
基板に接合し両者の間隙に液晶を封入する。The present invention further includes a method of manufacturing a liquid crystal display device. According to this manufacturing method, the liquid crystal display device is manufactured by the following steps. First, a film forming process is performed to form a semiconductor thin film on an insulating substrate. Then, an irradiation step is performed to simultaneously irradiate the semiconductor thin film with a first laser beam having a relatively large intensity and a small cross-sectional area and a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area in a state of overlapping each other. Crystallize. Subsequently, a first processing step is performed to form a thin film transistor on the semiconductor thin film to provide an array of switching elements and a peripheral drive circuit for driving the array. Further, a second processing step is performed to connect to individual switching elements to form pixel electrodes in an integrated manner. Finally, an assembling process is performed to bond the counter substrate on which the counter electrode is formed in advance to the insulating substrate, and to fill the gap between the two with liquid crystal.
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、比較的強度が大きく断面積が
小さい第１のレーザビームと、比較的強度が小さく断面
積が大きい第２のレーザビームとを互いに重ねた状態で
同時に半導体薄膜に照射する。これにより、レーザビー
ム照射時の熱分布を最小に抑える事を特徴としている。
第１のレーザビームは実際に半導体薄膜を結晶化させる
領域に照射し、第２のレーザビームはそれを囲む領域に
照射する。結晶化領域に照射する第１のレーザビームの
エネルギー密度は溶融閾値以上に設定し、それを囲む領
域を照射する第２のレーザビームはそのエネルギー密度
を溶融閾値以下に設定する。これにより、結晶化領域と
非結晶化領域の間での熱の分布差を小さくする。熱の分
布に差がなくなるという事は、溶融状態から固化状態に
遷移する時、膜応力を最小に抑える事ができるという事
である。これにより、レーザビーム照射で結晶化した半
導体薄膜のバラツキが小さくなる。According to the present invention, a first laser beam having a relatively large intensity and a small cross-sectional area and a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area are simultaneously formed on a semiconductor thin film in a superposed state. Irradiate. This is characterized by minimizing the heat distribution during laser beam irradiation.
The first laser beam irradiates the region where the semiconductor thin film is actually crystallized, and the second laser beam irradiates the region surrounding it. The energy density of the first laser beam with which the crystallization region is irradiated is set to a melting threshold or higher, and the energy density of the second laser beam with which the region surrounding it is irradiated is set to a melting threshold or lower. This reduces the difference in heat distribution between the crystallized region and the non-crystallized region. The fact that there is no difference in heat distribution means that the film stress can be minimized when transitioning from the molten state to the solidified state. This reduces variations in the semiconductor thin film crystallized by laser beam irradiation.
【０００９】[0009]
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかる薄膜半導体装置
製造方法の第１実施例を示す模式的な斜視図である。薄
膜半導体装置を製造する場合、先ず成膜工程を行ないガ
ラス等からなる絶縁基板１上に半導体薄膜２を成膜す
る。この半導体薄膜２は非晶質シリコン又は比較的小さ
な粒径を有する多結晶シリコンからなり、例えばＣＶＤ
法により成膜される。次に照射工程を行ない半導体薄膜
２にレーザビームを照射して結晶化を図る。レーザビー
ムとしては例えばエキシマレーザを用いる事ができる。
エキシマレーザは強力なパルス紫外光である為、シリコ
ン等からなる半導体薄膜２の表面層で吸収され、その部
分の温度を上昇させるが、絶縁基板１まで加熱する事は
ない。この後、図示しないが加工工程を行ない半導体薄
膜２を素子領域として薄膜トランジスタを集積形成す
る。特徴事項として、照射工程では第１のレーザビーム
Ｓと第２のレーザビームＷとを互いに重ねた状態で同時
に半導体薄膜２に照射する。レーザビームＳ（Ｓｔｒｏ
ｎｇ，Ｓｈａｒｐ）は比較的強度（エネルギー密度）が
大きく小さな断面積３を有する。これに対しレーザビー
ムＷ（Ｗｅａｋ，Ｗｉｄｅ）は比較的強度（エネルギー
密度）が小さく大きな断面積４を有する。レーザビーム
Ｓの照射領域は結晶化領域５となり、レーザビームＷの
照射領域はこの結晶化領域５を囲んで熱冷気領域６とな
る。結晶化領域５に照射されるレーザビームＳのエネル
ギー密度は溶融閾値（例えば２５０mJ／cm2 ）以上に設
定され、これを囲む熱励起領域６に照射されるレーザビ
ームＷは上記溶融閾値以下のエネルギー密度を有する。
これにより、結晶化領域５と熱励起領域６の間での熱の
分布差を小さくしている。熱の分布に差がなくなる事
で、溶融状態から固化状態に遷移する時膜応力を最小に
抑える事ができる。これにより、レーザビーム照射時の
膜厚のバラツキが小さくなる。本発明では、レーザビー
ムＳ及びレーザビームＷの強度と断面積を適当に設定し
て照射を行ない、結晶化した半導体薄膜２の膜厚のバラ
ツキを平均膜厚の±１０％以内に制御している。又、こ
の後行なう加工工程では、半導体薄膜２を素子領域とし
てチャネル層と拡散層とを備えた電界効果型の薄膜トラ
ンジスタを形成する。この際、チャネル層と拡散層とで
膜厚の差を相対的に１０％以内に収めている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention. When manufacturing a thin film semiconductor device, first, a film forming step is performed to form a semiconductor thin film 2 on an insulating substrate 1 made of glass or the like. The semiconductor thin film 2 is made of amorphous silicon or polycrystalline silicon having a relatively small grain size.
The film is formed by the method. Next, an irradiation step is performed to irradiate the semiconductor thin film 2 with a laser beam for crystallization. As the laser beam, for example, an excimer laser can be used.
Since the excimer laser is a strong pulsed ultraviolet light, it is absorbed by the surface layer of the semiconductor thin film 2 made of silicon or the like and raises the temperature of that portion, but does not heat the insulating substrate 1. Thereafter, although not shown, a processing step is performed to form a thin film transistor by using the semiconductor thin film 2 as an element region. Characteristically, in the irradiation step, the semiconductor thin film 2 is simultaneously irradiated with the first laser beam S and the second laser beam W in a state of being overlapped with each other. Laser beam S (Stro
ng, Sharp) has a relatively large strength (energy density) and a small cross-sectional area 3. On the other hand, the laser beam W (Week, Wide) has a relatively small intensity (energy density) and a large cross-sectional area 4. The irradiation region of the laser beam S becomes the crystallization region 5, and the irradiation region of the laser beam W becomes the hot and cold air region 6 surrounding the crystallization region 5. The energy density of the laser beam S with which the crystallization region 5 is irradiated is set to a melting threshold value (for example, 250 mJ / cm 2 ) or more, and the laser beam W with which the thermal excitation region 6 surrounding it is irradiated with energy below the melting threshold value. Have a density.
Thereby, the difference in heat distribution between the crystallization region 5 and the thermal excitation region 6 is reduced. By eliminating the difference in heat distribution, it is possible to minimize the film stress during the transition from the molten state to the solidified state. As a result, variations in film thickness during laser beam irradiation are reduced. In the present invention, the intensity and the cross-sectional area of the laser beam S and the laser beam W are appropriately set and irradiation is performed to control the variation in the film thickness of the crystallized semiconductor thin film 2 within ± 10% of the average film thickness. There is. Further, in a subsequent processing step, a field effect type thin film transistor having a channel layer and a diffusion layer with the semiconductor thin film 2 as an element region is formed. At this time, the difference in film thickness between the channel layer and the diffusion layer is kept within 10%.
【００１０】図２は、本発明にかかる薄膜半導体装置製
造方法の第２実施例を示す模式的な斜視図である。基本
的には図１に示した第１実施例と同様であり、対応する
部分には対応する参照番号を付して理解を容易にしてい
る。異なる点は、レーザビームＷの照射領域（熱励起領
域６）を固定する一方、レーザビームＳの照射領域（結
晶化領域５）を２次元的にステップ状で走査している事
である。この照射方法によれば、熱励起領域６は最終的
に結晶化領域５に転換され、熱分布を均一に保ったまま
比較的大面積の区画に渡って半導体薄膜２を均一に結晶
化でき、膜厚バラツキが小さくなる。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention. Basically, it is similar to the first embodiment shown in FIG. 1, and corresponding parts are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. The different point is that the irradiation region of the laser beam W (thermal excitation region 6) is fixed, while the irradiation region of the laser beam S (crystallization region 5) is two-dimensionally scanned in steps. According to this irradiation method, the thermal excitation region 6 is finally converted into the crystallization region 5, and the semiconductor thin film 2 can be uniformly crystallized over a relatively large area section while keeping the heat distribution uniform, Variations in film thickness are reduced.
【００１１】図３は、上述したレーザビーム照射方式に
好適なレーザ照射装置の具体例を示している。（Ａ）の
例では、レーザ照射装置は第１光源部７と第２光源部８
とを備えている。第１光源部７は比較的強度が大きく断
面積が小さい第１のレーザビームＳを生成する一方、第
２光源部８は比較的強度が小さく断面積が大きい第２の
レーザビームＷを生成する。これらの第１光源部７と第
２光源部８は例えば光学系を備えたエキシマレーザ等か
らなる。第１光源部７から放射されたレーザビームＳは
ミラー９及びハーフミラー１０を介して絶縁基板１に照
射される。この絶縁基板１はチャンバ内でステージ１１
に搭載されている。一方、第２光源部８から放射したレ
ーザビームＷはハーフミラー１０を介してレーザビーム
Ｓと重ね合わされ、同じく絶縁基板１を照射する。より
具体的には、絶縁基板１に成膜した半導体薄膜の熱処理
を行なう。FIG. 3 shows a specific example of a laser irradiation apparatus suitable for the above laser beam irradiation method. In the example of (A), the laser irradiation device includes a first light source unit 7 and a second light source unit 8.
It has and. The first light source unit 7 generates a first laser beam S having a relatively large intensity and a small cross-sectional area, while the second light source unit 8 generates a second laser beam W having a relatively small intensity and a large cross-sectional area. . The first light source unit 7 and the second light source unit 8 are, for example, excimer lasers having an optical system. The laser beam S emitted from the first light source unit 7 is applied to the insulating substrate 1 via the mirror 9 and the half mirror 10. This insulating substrate 1 has a stage 11 inside the chamber.
It is installed in. On the other hand, the laser beam W emitted from the second light source unit 8 is superposed on the laser beam S via the half mirror 10 and irradiates the insulating substrate 1 in the same manner. More specifically, the semiconductor thin film formed on the insulating substrate 1 is heat-treated.
【００１２】（Ｂ）は本レーザ照射装置の他の例を示し
ており、先の例と対応する部分には対応する参照番号を
付して理解を容易にしている。本例では、第１光源部７
は直接レーザビームＳを基板１に照射している。又、第
２光源部８も直接レーザビームＷを基板１に照射してい
る。これらの光源部７，８はレーザビームの走査機能を
備えており、制御部１２により互いに同期的に制御され
る。制御部１２はレーザビームＳを囲む様にレーザビー
ムＷを照射し、且つ両レーザビームＳ，Ｗを一体的に移
動走査可能である。場合によっては、制御部１２はレー
ザビームＷの照射領域を固定する一方、この照射領域内
でレーザビームＳの照射領域をステップ状に移動させて
も良い。勿論、両ビームＳ，Ｗを固定してパルス状にワ
ンショット照射しても良い。(B) shows another example of the present laser irradiation apparatus, and parts corresponding to those in the previous example are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In this example, the first light source unit 7
Directly irradiates the substrate 1 with the laser beam S. The second light source unit 8 also directly irradiates the substrate 1 with the laser beam W. These light source units 7 and 8 have a laser beam scanning function, and are controlled in synchronization with each other by the control unit 12. The control unit 12 can irradiate the laser beam W so as to surround the laser beam S and can move and scan both the laser beams S and W integrally. In some cases, the control unit 12 may fix the irradiation area of the laser beam W and move the irradiation area of the laser beam S stepwise within the irradiation area. Of course, both beams S and W may be fixed and pulsed one-shot irradiation may be performed.
【００１３】図４は、本発明に従って製造された薄膜半
導体装置に集積形成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
を表わす模式的な断面図である。本例ではプレーナ型で
且つ電界効果型の薄膜トランジスタが形成されている。
図示する様に、透明絶縁基板１の上にはＴＦＴの素子領
域を構成する半導体薄膜２が形成されている。この半導
体薄膜２は前述したレーザビームＳ，Ｗの照射により結
晶化したシリコンからなる。なお、半導体薄膜２はレー
ザビームの照射工程後アイランド状にパタニングされて
いる。半導体薄膜２の上にはゲート絶縁膜１５を介して
アルミニウムとシリコンの合金等からなるゲート電極Ｇ
がパタニング形成されている。このゲート電極Ｇの両側
で半導体薄膜２にはＮ型の不純物が高濃度に注入されて
おりＴＦＴの拡散層（ソース領域ＮＳ及びドレイン領域
ＮＤ）を構成している。FIG. 4 shows a thin film transistor (TFT) integratedly formed in a thin film semiconductor device manufactured according to the present invention.
It is a schematic cross-sectional view showing. In this example, a planar type field effect type thin film transistor is formed.
As shown in the figure, a semiconductor thin film 2 which constitutes an element region of a TFT is formed on a transparent insulating substrate 1. The semiconductor thin film 2 is made of silicon crystallized by irradiation with the laser beams S and W described above. The semiconductor thin film 2 is patterned in an island shape after the laser beam irradiation step. A gate electrode G made of an alloy of aluminum and silicon or the like is formed on the semiconductor thin film 2 via a gate insulating film 15.
Are patterned. N-type impurities are highly densely implanted in the semiconductor thin film 2 on both sides of the gate electrode G to form diffusion layers (source region NS and drain region ND) of the TFT.
【００１４】両者の間にチャネル層Ｃｈが設けられる。
かかる構成を有するＮチャネル型のＴＦＴはＰＳＧ等か
らなる層間絶縁膜１６により被覆されている。その上に
は金属アルミニウム等からなる配線１７がパタニング形
成されており、コンタクトホールを介してＴＦＴの拡散
層に導通している。ここで（Ａ）に示したＴＦＴは拡散
層の厚みｄａが比較的大きく、（Ｂ）に示したＴＦＴは
拡散層の厚みｄｂが比較的小さい。以下、この図４を参
照してＴＦＴの特性に与える半導体薄膜２の厚みの影響
を説明する。薄膜トランジスタにおいて、膜厚のバラツ
キは特に電流駆動能力の変動に反映される。薄膜トラン
ジスタの電流駆動能力は拡散層の抵抗とチャネル層の抵
抗に支配されている。拡散抵抗は電界効果型のトランジ
スタでいうところのドレイン抵抗及びソース抵抗を意味
し、電流路に直列に存在する。ここで、半導体薄膜２の
膜厚が小さくなると、その電流路の断面積が縮小する為
抵抗が増加する。つまり、電流が減少する。この事か
ら、拡散層の膜厚はできるだけ厚い方が好ましく、
（Ａ）に示したＴＦＴが（Ｂ）に示したＴＦＴよりも大
きな電流駆動能力を備えているといえる。A channel layer Ch is provided between the two.
The N-channel type TFT having such a configuration is covered with an interlayer insulating film 16 made of PSG or the like. A wiring 17 made of aluminum metal or the like is patterned on the wiring 17, and is electrically connected to the diffusion layer of the TFT through the contact hole. The TFT shown in (A) has a relatively large diffusion layer thickness da, and the TFT shown in (B) has a relatively small diffusion layer thickness db. The effect of the thickness of the semiconductor thin film 2 on the TFT characteristics will be described below with reference to FIG. In the thin film transistor, the variation in the film thickness is reflected in the variation in the current driving ability. The current drive capability of the thin film transistor is governed by the resistance of the diffusion layer and the resistance of the channel layer. The diffusion resistance means a drain resistance and a source resistance in the field effect transistor, and exists in series in the current path. Here, when the film thickness of the semiconductor thin film 2 is reduced, the cross-sectional area of the current path is reduced and the resistance is increased. That is, the current decreases. From this, it is preferable that the thickness of the diffusion layer is as thick as possible,
It can be said that the TFT shown in (A) has a larger current drive capability than the TFT shown in (B).
【００１５】次に、図５を参照してチャネル層の抵抗に
ついて説明する。（Ａ）に示したＴＦＴはチャネル層Ｃ
ｈの厚みｄａが比較的大きく、（Ｂ）に示したＴＦＴは
チャネル領域Ｃｈの厚みｄｂが比較的小さい。電流駆動
能力の面からすると、前述した拡散抵抗と異なり、チャ
ネル抵抗については膜厚が薄い方が好ましい。（Ｂ）に
示す様に、チャネル層Ｃｈの厚みが小さい場合、ＴＦＴ
のゲート電極Ｇに電界をかけた時チャネル層Ｃｈに発生
する空乏層領域を最小限にできる為、ゲート電界が効率
良くチャネル層Ｃｈに印加できる。換言すると、（Ａ）
の様に空乏層領域に電界が食われる事がない。以上の事
から、チャネル層Ｃｈの半導体薄膜厚みは薄い方が好ま
しい。Next, the resistance of the channel layer will be described with reference to FIG. The TFT shown in (A) is a channel layer C.
The thickness da of h is relatively large, and the TFT shown in (B) has a relatively small thickness db of the channel region Ch. From the viewpoint of current drivability, it is preferable that the film thickness of the channel resistance is thin, unlike the diffusion resistance described above. As shown in (B), when the thickness of the channel layer Ch is small, the TFT
Since the depletion layer region generated in the channel layer Ch when the electric field is applied to the gate electrode G can be minimized, the gate electric field can be efficiently applied to the channel layer Ch. In other words, (A)
The electric field is not eaten in the depletion layer region like the above. From the above, it is preferable that the semiconductor thin film thickness of the channel layer Ch is thin.
【００１６】しかしながら、現実的にチャネル層と拡散
層を各々異なった膜厚で形成する事は困難である。結
局、ＴＦＴはチャネル層と拡散層の厚みが同じ条件で作
成する事になる。ここで、チャネル層及び拡散層共に半
導体薄膜２の厚みに支配されている為、当然膜厚の面内
バラツキもしくはトランジスタ内部での膜厚バラツキが
問題となり、これが薄膜トランジスタの安定的な特性が
得られるかどうかを左右している。特に、薄膜トランジ
スタをアクティブマトリクス型液晶表示装置の周辺駆動
回路部として集積形成した場合、ハイビジョンやＶＧ
Ａ，ＸＧＡ等では、制御信号（クロック信号）の周波数
は１２MHz 必要とされており、この場合の周期は８３ns
ecとなる。この周期の半分が矩形波クロック信号のハイ
レベルとローレベルに使い分けられる為、４１．５nsec
が波形のホールド時間となる。そして、立ち上がり時間
及び立ち下がり時間は夫々この１０分の１を使用するの
が、回路上最も安定する為、５nsec程度となる。この５
nsec程度のバラツキは通常のバルクシリコンウェハに作
成するＣＭＯＳトランジスタの立ち上がり時間や立ち下
がり時間と同じ値であり、通常制御可能である。しかし
ながら、レーザビーム照射技術を用いて半導体薄膜の結
晶化を行なった場合、従来この範囲に立ち下がり時間や
立ち上がり時間のバラツキを収める事は極めて困難であ
った。そこで、本発明では、レーザビームＳ，Ｗの二重
照射によりこの点を解決し、ＴＦＴの特性バラツキを所
望範囲に収めている。However, it is practically difficult to form the channel layer and the diffusion layer with different film thicknesses. After all, the TFT is produced under the condition that the channel layer and the diffusion layer have the same thickness. Here, since both the channel layer and the diffusion layer are governed by the thickness of the semiconductor thin film 2, the in-plane variation of the film thickness or the film-thickness variation within the transistor naturally becomes a problem, which gives stable characteristics of the thin film transistor. It depends on whether or not. In particular, when thin film transistors are integrated and formed as a peripheral drive circuit portion of an active matrix type liquid crystal display device, high definition and VG
In A, XGA, etc., the frequency of the control signal (clock signal) is required to be 12MHz, and the cycle in this case is 83ns.
It becomes ec. Since half of this cycle is used for high level and low level of the rectangular wave clock signal, 41.5 nsec
Is the hold time of the waveform. The rise time and the fall time are set to about 1 / 10th, which is about 5 nsec because the circuit is most stable. This 5
The variation of about nsec is the same value as the rise time and fall time of a CMOS transistor formed on a normal bulk silicon wafer, and is usually controllable. However, when the semiconductor thin film is crystallized by using the laser beam irradiation technique, it has been extremely difficult to keep the variations in the fall time and the rise time within this range. Therefore, in the present invention, this point is solved by double irradiation of the laser beams S and W, and the characteristic variation of the TFT is kept within a desired range.
【００１７】この点につき、図６のグラフを参照して説
明を加える。前述した様に、立ち上がり時間や立ち下が
り時間のバラツキはホールド時間４１．５nsecに対し５
nsec程度が許容されており、±１０％以内に収める必要
がある。従って、薄膜トランジスタのソース／ドレイン
間電流Ｉｄｓを±１０％以内に収める必要がある。そこ
で図６は、半導体薄膜の膜厚とＩｄｓとの関係を表わし
ている。カーブＮがＮチャネル型薄膜トランジスタのＩ
ｄｓ特性を表わし、カーブＰがＰチャネル型薄膜トラン
ジスタのＩｄｓ特性を表わしている。このグラフから明
らかな様に、Ｉｄｓの値を±１０％に抑える為には、膜
厚をやはり±１０％以内に抑える必要がある。本発明に
よれば、レーザビームＳとレーザビームＷの二重照射を
採用する事により、膜厚のバラツキを±１０％以内に抑
える事に成功している。これを以下の表１に示してお
く。This point will be described with reference to the graph of FIG. As described above, the variation in the rise time and the fall time is 5 for the hold time of 41.5 nsec.
About nsec is allowed, and it must be within ± 10%. Therefore, it is necessary to keep the source / drain current Ids of the thin film transistor within ± 10%. Therefore, FIG. 6 shows the relationship between the film thickness of the semiconductor thin film and Ids. Curve N is I of N-channel thin film transistor
The curve P represents the Ids characteristic of the P-channel thin film transistor. As is apparent from this graph, in order to suppress the value of Ids to ± 10%, it is necessary to suppress the film thickness within ± 10%. According to the present invention, by adopting the double irradiation of the laser beam S and the laser beam W, it has succeeded in suppressing the variation of the film thickness within ± 10%. This is shown in Table 1 below.
【表１】 [Table 1]
【００１８】図７は本発明に従って製造された薄膜半導
体装置を駆動基板として組み立てられたアクティブマト
リクス型液晶表示装置の一例を表わしている。図示する
様に、本表示装置は駆動基板５１と対向基板５２と両者
の間に保持された液晶５３とを備えたパネル構造を有す
る。駆動基板５１には画素アレイ部５４と周辺駆動回路
部とが集積形成されている。周辺駆動回路部は垂直駆動
回路５５と水平駆動回路５６とに別れている。又、駆動
基板５１の周辺部上端には外部接続用の端子部５７が形
成されている。端子部５７は配線５８を介して垂直駆動
回路５５及び水平駆動回路５６に接続している。なお、
画素アレイ部５４には画素電極５９とこれを駆動するス
イッチング素子６０とが集積形成されている。かかる構
成を有する液晶表示装置は以下の工程により製造され
る。先ず、成膜工程を行ないガラス等の透明絶縁材料か
らなる駆動基板５１の上に半導体薄膜を形成する。次に
照射工程を行ない、比較的強度が大きく断面積が小さい
第１のレーザビームと比較的強度が小さく断面積が大き
い第２のレーザビームとを互いに重ねた状態で同時に半
導体薄膜に照射しその結晶化を行なう。次に半導体薄膜
に薄膜トランジスタを集積形成してスイッチング素子６
０のアレイとこれを駆動する周辺駆動回路部（垂直駆動
回路５５，水平駆動回路５６）を設ける。次に個々のス
イッチング素子６０に接続して画素電極５９を集積形成
する。最後に予め対向電極が形成された対向基板５２を
駆動基板５１に接合し、両者の間隙に液晶５３を封入す
る。FIG. 7 shows an example of an active matrix type liquid crystal display device assembled by using a thin film semiconductor device manufactured according to the present invention as a drive substrate. As shown in the figure, the display device has a panel structure including a drive substrate 51, a counter substrate 52, and a liquid crystal 53 held between them. A pixel array section 54 and a peripheral drive circuit section are integrally formed on the drive substrate 51. The peripheral drive circuit section is divided into a vertical drive circuit 55 and a horizontal drive circuit 56. A terminal portion 57 for external connection is formed on the upper end of the peripheral portion of the drive substrate 51. The terminal portion 57 is connected to the vertical drive circuit 55 and the horizontal drive circuit 56 via the wiring 58. In addition,
A pixel electrode 59 and a switching element 60 for driving the pixel electrode 59 are integrated and formed in the pixel array section 54. The liquid crystal display device having such a configuration is manufactured by the following steps. First, a film forming process is performed to form a semiconductor thin film on the drive substrate 51 made of a transparent insulating material such as glass. Next, an irradiation step is performed in which the first thin film laser beam having a relatively large intensity and a small cross section and the second laser beam relatively small intensity and a large cross section are simultaneously irradiated on the semiconductor thin film in a state of being overlapped with each other. Crystallize. Next, a thin film transistor is integratedly formed on the semiconductor thin film to form the switching element 6
An array of 0s and a peripheral drive circuit section (vertical drive circuit 55, horizontal drive circuit 56) for driving the array are provided. Next, the pixel electrodes 59 are integrated and formed by connecting to the individual switching elements 60. Finally, the counter substrate 52 on which the counter electrode is formed in advance is bonded to the drive substrate 51, and the liquid crystal 53 is sealed in the gap between the two.
【００１９】次に、図８を参照して図７に示した周辺駆
動回路部の動作を参考の為簡潔に説明する。図示する様
に、水平駆動回路はフリップフロップ７１を多段接続し
たシフトレジスタ７２を含んでいる。このシフトレジス
タ７２はクロック信号φ及びその逆相信号により制御さ
れ、外部入力されたスタートパルスＳＴを順次転送して
選択パルスＸをフリップフロップ７１の各段毎に出力す
る。なお、この選択パルスＸはインバータを多段接続し
たバッファ７３を介して出力される。バッファ７３には
トランスミッションゲート素子からなるアナログスイッ
チ７４が接続されている。アナログスイッチ７４の入力
側にはビデオライン７５が接続され、出力側には信号ラ
イン７６が接続されている。この信号ライン７６と交差
する様にゲートライン７７が形成されている。信号ライ
ン７６とゲートライン７７の交差部に前述したスイッチ
ング素子７８が形成されている。このスイッチング素子
７８は画素電極と対向電極とその間に保持された液晶と
からなる微細な液晶セルＬＣを駆動する。The operation of the peripheral drive circuit section shown in FIG. 7 will be briefly described with reference to FIG. 8 for reference. As shown in the figure, the horizontal drive circuit includes a shift register 72 in which flip-flops 71 are connected in multiple stages. The shift register 72 is controlled by the clock signal φ and its reverse phase signal, and sequentially transfers the externally input start pulse ST to output the selection pulse X to each stage of the flip-flop 71. The selection pulse X is output via the buffer 73 in which inverters are connected in multiple stages. An analog switch 74 composed of a transmission gate element is connected to the buffer 73. The video line 75 is connected to the input side of the analog switch 74, and the signal line 76 is connected to the output side. A gate line 77 is formed so as to intersect with the signal line 76. The above-described switching element 78 is formed at the intersection of the signal line 76 and the gate line 77. The switching element 78 drives a fine liquid crystal cell LC including a pixel electrode, a counter electrode, and liquid crystal held between them.
【００２０】図９は、図８に示した回路の動作説明に供
する波形図である。図示する様に、クロック信号φは矩
形波形を有している。一方、選択パルスＸはクロック信
号φから所定の伝達遅延時間Δｔの後出力される。これ
により、アナログスイッチ７４が開き、ビデオライン７
５から画像信号Ｙがサンプリングされ、対応するスイッ
チング素子７８を介して液晶画素ＬＣに書き込まれる。
この時、水平駆動回路を構成する薄膜トランジスタの遅
延時間のバラツキが問題となる。アナログスイッチを内
蔵する回路は、応答速度のバラツキに対して厳しい事が
分っている。通常、アナログスイッチは負荷の充放電と
して使用されており、この充放電が開始する時間はシフ
トレジスタ７２のクロック信号φで制御されている。し
かしながら、シフトレジスタ７２からアナログスイッチ
７４までにはＣＭＯＳ構成のインバータがバッファ７３
として幾重にも介在しており、インバータ１段当たりの
遅れが積み重なって、クロック信号φに対する伝達遅延
を生じている。このＣＭＯＳからなるインバータの伝達
遅延時間Δｔを支配しているのが、Ｎチャネル型及びＰ
チャネル型薄膜トランジスタの電流駆動能力である。つ
まり、この値がばらつくと当然の事ながら負荷に対する
充放電の開始時間も遅れ、結果的に画像信号Ｙの誤った
表示が行なわれる事になる。この点に鑑み、本発明では
レーザビームＳとレーザビームＷの二重照射方式を採用
して、半導体薄膜の厚みバラツキを抑制し、薄膜トラン
ジスタの電流駆動能力の均一化を図っている。FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit shown in FIG. As shown, the clock signal φ has a rectangular waveform. On the other hand, the selection pulse X is output after a predetermined transmission delay time Δt from the clock signal φ. As a result, the analog switch 74 is opened and the video line 7
The image signal Y is sampled from 5 and written in the liquid crystal pixel LC via the corresponding switching element 78.
At this time, variations in the delay time of the thin film transistors forming the horizontal drive circuit become a problem. It has been found that circuits with built-in analog switches are tough against variations in response speed. Normally, the analog switch is used for charging / discharging the load, and the time when this charging / discharging starts is controlled by the clock signal φ of the shift register 72. However, an inverter having a CMOS structure is provided between the shift register 72 and the analog switch 74 in the buffer 73.
As a result, the delay for each stage of the inverter is accumulated, and a transmission delay for the clock signal φ occurs. The propagation delay time Δt of the CMOS inverter is governed by the N-channel type and the P-type.
This is the current drive capability of the channel thin film transistor. In other words, if this value fluctuates, the charging / discharging start time with respect to the load is naturally delayed, and as a result, the image signal Y is erroneously displayed. In view of this point, in the present invention, the double irradiation method of the laser beam S and the laser beam W is adopted to suppress the thickness variation of the semiconductor thin film and to make the current driving capability of the thin film transistor uniform.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、比
較的強度が大きく断面積が小さい第１のレーザビームと
比較的強度が小さく断面積が大きい第２のレーザビーム
とを互いに重ねた状態で同時に半導体薄膜に照射し、そ
の結晶化を図っている。これにより、結晶化された半導
体薄膜の厚みバラツキを小さくできる。この為、薄膜ト
ランジスタの電流駆動能力のバラツキが縮小化され、高
速応答の駆動回路を集積形成した場合その安定した性能
が確保できる。又、半導体薄膜の均一性が改善されるの
で、薄膜トランジスタ形成におけるプロセス管理が容易
になる。As described above, according to the present invention, the first laser beam having a relatively large intensity and a small cross-sectional area and the second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area are superposed on each other. In this state, the semiconductor thin film is irradiated at the same time to crystallize it. Thereby, the thickness variation of the crystallized semiconductor thin film can be reduced. Therefore, variations in current driving capability of the thin film transistors are reduced, and stable performance can be secured when a high-speed response driving circuit is integrated. Further, since the uniformity of the semiconductor thin film is improved, the process control in forming the thin film transistor becomes easy.
【図１】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の第１
実施例を示す模式的な斜視図である。FIG. 1 is a first thin film semiconductor device manufacturing method according to the present invention.
It is a typical perspective view showing an example.
【図２】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の第２
実施例を示す模式的な斜視図である。FIG. 2 is a second method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.
It is a typical perspective view showing an example.
【図３】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法に用い
られるレーザビーム照射装置の具体例を示す模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic view showing a specific example of a laser beam irradiation device used in the method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.
【図４】本発明に従って形成された薄膜トランジスタの
一例を示す模式的な部分断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing an example of a thin film transistor formed according to the present invention.
【図５】同じく薄膜トランジスタの部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the thin film transistor.
【図６】半導体薄膜の膜厚と薄膜トランジスタの駆動電
流との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the film thickness of a semiconductor thin film and the drive current of a thin film transistor.
【図７】本発明に従って製造された液晶表示装置の一例
を示す模式的な斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing an example of a liquid crystal display device manufactured according to the present invention.
【図８】図７に示した液晶表示装置に内蔵される周辺駆
動回路部の一例を示す回路図である。8 is a circuit diagram showing an example of a peripheral drive circuit section incorporated in the liquid crystal display device shown in FIG.
【図９】図８に示した周辺駆動回路部の動作説明に供す
る波形図である。9 is a waveform chart provided for explaining the operation of the peripheral drive circuit section shown in FIG.
【図１０】従来の薄膜半導体装置製造方法の一例を示す
模式的な斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of a conventional method of manufacturing a thin film semiconductor device.
【図１１】従来の薄膜半導体装置製造方法の課題説明に
供する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a problem of a conventional method for manufacturing a thin film semiconductor device.
１ 絶縁基板 ２ 半導体薄膜 ５ 結晶化領域 ６ 熱励起領域 Ｓ レーザビーム Ｗ レーザビーム 1 Insulating Substrate 2 Semiconductor Thin Film 5 Crystallization Region 6 Thermal Excitation Region S Laser Beam W Laser Beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/268 Ｂ 27/12 Ｒ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/268 B 27/12 R
Claims (7)
工程と、該半導体薄膜にレーザビームを照射して結晶化
を行なう照射工程と、該半導体薄膜を素子領域として薄
膜トランジスタを集積形成する加工工程とを含む薄膜半
導体装置の製造方法であって、 前記照射工程は比較的強度が大きく断面積が小さい第１
のレーザビームと、比較的強度が小さく断面積が大きい
第２のレーザビームとを互いに重ねた状態で同時に該半
導体薄膜に照射する事を特徴とする薄膜半導体装置の製
造方法。1. A film forming step of forming a semiconductor thin film on an insulating substrate, an irradiation step of irradiating the semiconductor thin film with a laser beam for crystallization, and a step of integrally forming a thin film transistor using the semiconductor thin film as an element region. A method of manufacturing a thin-film semiconductor device, the irradiation step comprising a relatively large strength and a small cross-sectional area.
And a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area are simultaneously irradiated on the semiconductor thin film in a state of being overlapped with each other, and a method for manufacturing a thin film semiconductor device.
ビームの強度と断面積を適当に設定して照射を行ない結
晶化した半導体薄膜の膜厚のバラツキを平均膜厚の±１
０％以内に制御する事を特徴とする請求項１記載の薄膜
半導体装置の製造方法。2. The irradiation step is performed by appropriately setting the intensities and the cross-sectional areas of the first and second laser beams and irradiating the crystallized semiconductor thin film with a variation in film thickness of ± 1 of the average film thickness.
The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the control is performed within 0%.
域としてチャネル層と拡散層とを備えた電界効果型の薄
膜トランジスタを形成する際、チャネル層と拡散層とで
層厚の差を相対的に１０％以内に収める事を特徴とする
請求項２記載の薄膜半導体装置の製造方法。3. In the processing step, when forming a field effect type thin film transistor including a channel layer and a diffusion layer with the semiconductor thin film as an element region, a difference in layer thickness between the channel layer and the diffusion layer is relatively 3. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 2, wherein the ratio is within 10%.
ザビームを照射して熱処理を行なうレーザ照射装置であ
って、 比較的強度が大きく断面積が小さい第１のレーザビーム
を生成する第１光源部と、比較的強度が小さく断面積が
大きい第２のレーザビームを生成する第２光源部と、第
１及び第２のレーザビームを互いに重ねた状態で同時に
該半導体薄膜に照射する制御部とを有する事を特徴とす
るレーザ照射装置。4. A laser irradiation apparatus for irradiating a semiconductor thin film formed on an insulating substrate with a laser beam to perform heat treatment, the first laser beam having a relatively large intensity and a small cross-sectional area. A light source unit, a second light source unit that generates a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross-sectional area, and a control unit that simultaneously irradiates the first and second laser beams on the semiconductor thin film And a laser irradiation device.
領域を固定する一方、該照射領域内で第１のレーザビー
ムの照射領域を移動する事を特徴とする請求項４記載の
レーザ照射装置。5. The laser irradiation according to claim 4, wherein the control unit fixes the irradiation area of the second laser beam and moves the irradiation area of the first laser beam within the irradiation area. apparatus.
様に第２のレーザビームを照射し、且つ両レーザビーム
を一体的に移動走査する事を特徴とする請求項４記載の
レーザ照射装置。6. The laser irradiation according to claim 4, wherein the control unit irradiates the second laser beam so as to surround the first laser beam, and integrally scans the two laser beams. apparatus.
工程と、 比較的強度が大きく断面積が小さい第１のレーザビーム
と比較的強度が小さく断面積が大きい第２のレーザビー
ムとを互いに重ねた状態で同時に該半導体薄膜に照射し
その結晶化を行なう照射工程と、 該半導体薄膜に薄膜トランジスタを集積形成してスイッ
チング素子のアレイとこれを駆動する周辺駆動回路を設
ける第１加工工程と、 個々のスイッチング素子に接続して画素電極を集積形成
する第２加工工程と、 予め対向電極が形成された対向基板を該絶縁基板に接合
し両者の間隙に液晶を封入する組立工程とを行なう液晶
表示装置の製造方法。7. A film forming step of forming a semiconductor thin film on an insulating substrate, a first laser beam having a relatively large intensity and a small cross sectional area and a second laser beam having a relatively small intensity and a large cross sectional area. An irradiation step of irradiating the semiconductor thin films at the same time in a state of being overlapped with each other to crystallize the semiconductor thin films, and a first processing step of forming an array of switching elements and a peripheral drive circuit for driving the thin film transistors in the semiconductor thin film in an integrated manner. A second processing step of forming pixel electrodes in an integrated manner by connecting to individual switching elements, and an assembly step of bonding a counter substrate on which counter electrodes are formed in advance to the insulating substrate and enclosing a liquid crystal in a gap between the two. Liquid crystal display device manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33932094A JPH08186268A (en) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Manufacturing method for thin film semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP33932094A JPH08186268A (en) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Manufacturing method for thin film semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP33932094A Pending JPH08186268A (en) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Manufacturing method for thin film semiconductor device |
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1994
- 1994-12-28 JP JP33932094A patent/JPH08186268A/en active Pending
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