JPH09213651A - Semiconductor thin film manufacturing device and method of manufacturing semiconductor thin film - Google Patents
Semiconductor thin film manufacturing device and method of manufacturing semiconductor thin filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型の画像表示装置やイメージセンサー等に利用で
きる多結晶半導体薄膜の製造装置および多結晶半導体薄
膜の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline semiconductor thin film manufacturing apparatus and a polycrystalline semiconductor thin film manufacturing method which can be used for an active matrix type image display device, an image sensor and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アクティブマトリックス型液晶表示装置
やイメージセンサー等に用いられるＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）には、薄膜状のシリコン半導体を用いるのが一
般的である。この薄膜状のシリコン半導体としては、非
晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）半導体からなるものと、結晶
性を有するシリコン半導体からなるものの２つに大別さ
れる。2. Description of the Related Art A thin film silicon semiconductor is generally used for a TFT (thin film transistor) used in an active matrix type liquid crystal display device or an image sensor. The thin film silicon semiconductor is roughly classified into two types, that is, an amorphous silicon (a-Si) semiconductor and a crystalline silicon semiconductor.
【０００３】これらのシリコン半導体のうち、非晶質シ
リコン半導体は成膜温度が低く、化学気相法を用いて比
較的容易に作製することが可能で量産性に富むため、最
も一般的に用いられている。しかし、非晶質シリコン半
導体は、導電性等の物性が結晶性を有するシリコン半導
体に比べて劣っている。そのため、今後、より高速特性
を得るべく、結晶性を有するシリコン半導体からなるＴ
ＦＴの作製方法の確立が強く求められていた。尚、結晶
性を有するシリコン半導体としては、多結晶性シリコ
ン、微結晶性シリコン等が知られている。Among these silicon semiconductors, the amorphous silicon semiconductor is most commonly used because it has a low film forming temperature, can be relatively easily manufactured by the chemical vapor deposition method, and has a high mass productivity. Has been. However, an amorphous silicon semiconductor is inferior in physical properties such as conductivity to a silicon semiconductor having crystallinity. Therefore, in the future, in order to obtain higher-speed characteristics, T made of a crystalline silicon semiconductor
There has been a strong demand for establishment of an FT production method. Polycrystalline silicon and microcrystalline silicon are known as crystalline silicon semiconductors.
【０００４】従来、結晶性を有する薄膜状のシリコン半
導体を得る方法としては、以下の３つの方法が知られて
いる。Conventionally, the following three methods are known as methods for obtaining a crystalline thin film silicon semiconductor.
【０００５】第１の方法は、成膜時に結晶性を有するシ
リコン半導体膜を直接成膜する方法である。The first method is a method of directly forming a crystalline silicon semiconductor film during film formation.
【０００６】第２の方法は、予めシリコン半導体膜を成
膜しておき、熱エネルギーを加えることにより結晶性を
有せしめる方法である。The second method is a method of forming a silicon semiconductor film in advance and imparting crystallinity by applying heat energy.
【０００７】第３の方法は、予めシリコン半導体膜を成
膜しておき、レーザ光のエネルギーにより結晶性を有せ
しめる方法である。The third method is a method in which a silicon semiconductor film is formed in advance and crystallinity is imparted by the energy of laser light.
【０００８】しかし、これらの方法には以下のような問
題点がある。However, these methods have the following problems.
【０００９】第１の方法としては、ＬＳＩプロセスで用
いられる減圧気相成長法が一般的に知られているが、成
膜工程の際に結晶化が同時に進行するので、大粒径の結
晶性シリコンを得るためにシリコン膜を厚膜にすること
が不可欠である。しかし、厚膜にした場合には表面の凹
凸が大きくなって、均質な半導体物性を有する膜を基板
上に全面に渡って成膜することが技術上困難である。ま
た、成膜温度が６００℃以上と高いので、安価なガラス
基板が使用できないというコスト上の問題があった。As the first method, the low pressure vapor phase growth method used in the LSI process is generally known. However, since crystallization simultaneously progresses during the film forming step, the crystallinity of a large grain size is obtained. It is essential to make the silicon film thick in order to obtain silicon. However, when a thick film is formed, the surface irregularities become large, and it is technically difficult to form a film having uniform semiconductor properties over the entire surface of the substrate. Further, since the film forming temperature is as high as 600 ° C. or higher, there is a cost problem that an inexpensive glass substrate cannot be used.
【００１０】第２の方法は、大面積基板に対応できると
いう利点はあるが、結晶化に際して６００℃以上の高温
にて数十時間にわたる加熱処理を必要とする。従って、
安価なガラス基板の使用とスループットの向上を実現さ
せようとすると、加熱温度を下げると共に短時間で結晶
化させるという相反する問題を同時に解決する必要があ
る。The second method has an advantage that it can be applied to a large-area substrate, but requires a heat treatment for several tens of hours at a high temperature of 600 ° C. or higher for crystallization. Therefore,
In order to use an inexpensive glass substrate and improve throughput, it is necessary to simultaneously solve the conflicting problems of lowering the heating temperature and crystallization in a short time.
【００１１】第３の方法は、近年、大出力のエキシマレ
ーザーが開発されたため、新しい結晶化方法として開発
が活発化している。その結晶化方法として、ガラス基板
上に成膜された多結晶半導体薄膜または非晶質半導体薄
膜に高エネルギービームのレーザー光を照射し、これに
より溶融・固化させて、粒界のきれいな粗大粒の多結晶
半導体層または単結晶半導体層を形成する方法などが提
案されている（特開平３−７２６１７号など）。現状の
レーザーでは、大面積基板を１ショットで照射するには
レーザーの出力が低いため、一般的にはビームを走査し
て照射する方法が用いられている。The third method has been actively developed as a new crystallization method since a high-power excimer laser has been developed in recent years. As the crystallization method, a polycrystalline semiconductor thin film or an amorphous semiconductor thin film formed on a glass substrate is irradiated with a high-energy beam of laser light, which is melted and solidified to obtain a coarse grain with clean grain boundaries. A method of forming a polycrystalline semiconductor layer or a single crystal semiconductor layer has been proposed (JP-A-3-72617, etc.). In the current laser, since the laser output is low to irradiate a large area substrate with one shot, a method of scanning and irradiating a beam is generally used.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のレーザ
ー光によるアニール法には、以下のような２つの問題点
がある。１つ目の問題は、半導体薄膜の溶融・固化が短
時間に急速に起こるため、半導体薄膜表面に凹凸が生じ
ることである。２つ目の問題は、レーザー光のビームエ
ッジ部分では照射部と非照射部との温度差が生じて急冷
されるため、結晶性の異なる領域ができてしまうことで
ある。However, the above-mentioned annealing method using laser light has the following two problems. The first problem is that the semiconductor thin film is rapidly melted and solidified in a short time, so that the surface of the semiconductor thin film becomes uneven. The second problem is that in the beam edge portion of the laser beam, a temperature difference occurs between the irradiated portion and the non-irradiated portion and the material is rapidly cooled, so that regions having different crystallinity are formed.
【００１３】これを防ぐために、基板をヒーターにより
加熱する方法や、別の光源を用いて周辺部を照射するこ
とにより基板を予備加熱する方法が提案されている。し
かし、前者の基板をヒータにより加熱する方法では、ガ
ラス基板の使用温度範囲による制限があり、また、後者
の他の光源を用いる方法では、光の混在によりレーザー
アニール工程の不安定要因を増やす原因にもなる。In order to prevent this, a method of heating the substrate with a heater and a method of preheating the substrate by irradiating the peripheral portion with another light source have been proposed. However, the former method of heating the substrate with a heater is limited by the operating temperature range of the glass substrate, and the latter method of using other light sources increases the instability factor of the laser annealing process due to the mixture of light. It also becomes.
【００１４】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、レーザーアニール時に生じる
結晶性の不均一性と表面の凹凸を防ぐことができ、レー
ザーアニール時の予備加熱をより簡便に安定して行うこ
とができる半導体薄膜の製造装置および半導体薄膜の製
造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. It is possible to prevent the non-uniformity of crystallinity and surface irregularities that occur during laser annealing, and to improve the preheating during laser annealing. An object of the present invention is to provide a semiconductor thin film manufacturing apparatus and a semiconductor thin film manufacturing method that can be simply and stably performed.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体薄膜の製
造装置は、非晶質半導体薄膜表面にレーザー光を照射し
てアニールすることにより該非晶質半導体薄膜を多結晶
化する半導体薄膜の製造装置において、該レーザー光を
出射する光源と、該光源からのレーザー光を複数のレー
ザー光に分割する光分割手段と、分割された複数のレー
ザー光に、互いに一定の光路長差を与える光学手段と、
互いに一定の光路長差を有する複数のレーザー光を合成
して該非晶質半導体薄膜表面に照射する光合成手段とを
有し、そのことにより上記目的が達成される。A semiconductor thin film manufacturing apparatus of the present invention is a semiconductor thin film manufacturing method for polycrystallizing an amorphous semiconductor thin film by irradiating the surface of the amorphous semiconductor thin film with laser light to anneal it. In the device, a light source that emits the laser light, a light splitting unit that splits the laser light from the light source into a plurality of laser lights, and an optical unit that gives a constant optical path length difference to the plurality of split laser lights. When,
And a photosynthesis means for synthesizing a plurality of laser beams having a constant optical path length difference and irradiating the surface of the amorphous semiconductor thin film, thereby achieving the above object.
【００１６】本発明の半導体薄膜の製造方法は、非晶質
半導体薄膜表面にレーザー光を照射してアニールするこ
とにより該非晶質半導体薄膜を多結晶化する半導体薄膜
の製造方法において、光源からのレーザー光を複数のレ
ーザー光に分割し、互いに一定の光路長差を与えた後、
該複数のレーザー光を合成して該非晶質半導体薄膜表面
に照射し、そのことにより上記目的が達成される。The method for producing a semiconductor thin film of the present invention is a method for producing a semiconductor thin film in which the amorphous semiconductor thin film is polycrystallized by irradiating the surface of the amorphous semiconductor thin film with laser light to anneal it. After dividing the laser light into multiple laser lights and giving a certain optical path length difference to each other,
The plurality of laser beams are combined and irradiated on the surface of the amorphous semiconductor thin film, whereby the above object is achieved.
【００１７】前記複数のレーザー光の内の少なくとも２
つは、一定の時間、前記半導体薄膜の同一部分を同時に
照射するものであってもよく、前記複数のレーザー光の
内の少なくとも１つは、他のレーザー光に比べて、前記
半導体薄膜の広い範囲を照射するものであってもよい。At least two of the plurality of laser beams
One may irradiate the same portion of the semiconductor thin film at the same time for a certain period of time, and at least one of the plurality of laser beams has a wider area of the semiconductor thin film than other laser beams. It may illuminate a range.
【００１８】以下、本発明の作用について説明する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
【００１９】本発明にあっては、光源からのレーザー光
を複数のレーザー光に分割して、互いに一定の光路長差
を与えている。この複数のレーザー光を合成すると、各
々のレーザービームが時間的にずれて重ね合わせられ、
非晶質半導体薄膜表面に照射される。In the present invention, the laser light from the light source is divided into a plurality of laser lights to give a constant optical path length difference to each other. When these multiple laser beams are combined, the laser beams are superimposed with a time shift.
The surface of the amorphous semiconductor thin film is irradiated.
【００２０】このように２つ以上のレーザー光を時間的
にずらして重ね合わせることにより、ビームのパルス幅
が変化し、アニール温度が滑らかに変化して予備加熱や
徐冷を行うことができる。By thus overlapping two or more laser beams with a temporal shift, the pulse width of the beam changes, and the annealing temperature changes smoothly, so that preheating and slow cooling can be performed.
【００２１】光路長差を適宜設定することにより、レー
ザービームの遅延時間を調整して重ね合わせ時間を制御
し、アニール温度に時間的なプロファイルを設けること
ができる。また、分割されたレーザー光の照射領域を異
ならせることにより、半導体薄膜の面内でアニール温度
に分布を設けることができる。By appropriately setting the optical path length difference, it is possible to adjust the delay time of the laser beam to control the superposition time, and to provide the annealing temperature with a temporal profile. Further, by making the irradiation regions of the divided laser light different, it is possible to provide a distribution of the annealing temperature in the plane of the semiconductor thin film.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】図１は、本発明の一実施形態である半導体
薄膜の製造装置を示す概略構成図である。この装置は、
レーザー光を出射する光源１と、光源１からのレーザー
光１０を複数、ここでは２つのレーザー光１１、１２に
分割するためのビームスプリッター方式のプリズムミラ
ー１４ａと、分割された２つのレーザー光１１、１２に
一定の光路長差を与えるための複数、ここでは６つの全
反射ミラー１５と、別光路を経たレーザー光１１、１２
を合成して出射する光合成手段１４ｂ、例えばプリズム
ミラー等と、レーザー光１１を光合成手段１４ｂへ導く
ための全反射ミラー１４ｃとを備えている。前記プリズ
ムミラー１４ｂは、光入射面で光を反射させるものであ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a semiconductor thin film manufacturing apparatus which is an embodiment of the present invention. This device is
A light source 1 that emits a laser beam, a beam splitter prism mirror 14a for splitting a plurality of laser beams 10 from the light source 1, here two laser beams 11 and 12, and two split laser beams 11 , 12 to give a constant optical path length difference, six total reflection mirrors 15 in this case, and laser beams 11 and 12 that have passed through different optical paths.
And a total reflection mirror 14c for guiding the laser light 11 to the light combining means 14b. The prism mirror 14b reflects light on the light incident surface.
【００２４】この装置を用いた半導体薄膜の製造は、以
下のようにして行うことができる。図１に示すように、
基板上に堆積された非晶質半導体薄膜表面１３に線状レ
ーザー光を走査して照射する際、１本のレーザー光１０
をＡ点でプリズムミラー１４ａによりレーザー光１１、
１２に分割する。このプリズムミラー１４ａは、光源１
側の２表面が全反射ミラーとなっている。次に、レーザ
ー光１１、１２に、全反射ミラー１５により一定の光路
長差Ｌ（ｍ）を設けて、Ｂ点で光合成手段１４ｂにより
合成する。合成されたレーザー光を同一の非晶質半導体
薄膜表面１３に照射して非晶質半導体薄膜を多結晶化す
る。このとき、前記光合成手段１４ｂと非晶質半導体薄
膜表面１３との間に集光レンズを設け、図１のように光
径を縮径するようにしてもよい。A semiconductor thin film can be manufactured using this apparatus as follows. As shown in FIG.
When scanning and irradiating the surface 13 of the amorphous semiconductor thin film deposited on the substrate with linear laser light, one laser light 10 is emitted.
Laser light 11 at the point A by the prism mirror 14a,
Divide into 12. This prism mirror 14a is a light source 1
The two surfaces on the side are total reflection mirrors. Next, the laser beams 11 and 12 are provided with a constant optical path length difference L (m) by the total reflection mirror 15, and are combined by the light combining means 14b at the point B. The surface 13 of the same amorphous semiconductor thin film is irradiated with the synthesized laser light to polycrystallize the amorphous semiconductor thin film. At this time, a condenser lens may be provided between the photosynthesis means 14b and the amorphous semiconductor thin film surface 13 to reduce the light diameter as shown in FIG.
【００２５】ここで、光の速度をＣ（ｍ／ｓ）とする
と、光路差Ｌ（ｍ）があるため、レーザー光１２はレー
ザー光１１よりもＬ／Ｃ（ｓ）遅延して半導体薄膜に照
射される。これを時間的に考えると、図２に示すよう
に、２つのレーザービーム１１、１２が時間的にずれて
重なることになる。従って、図３に示した時間領域Ｔ１
ではレーザー光１１のみによる照射でアニールが行わ
れ、時間領域Ｔ２ではレーザー光１１および１２による
最大エネルギーの照射でアニールが行われ、時間領域Ｔ
３ではレーザー光１２のみによる照射でアニールが行わ
れる。Here, assuming that the speed of light is C (m / s), since there is an optical path difference L (m), the laser light 12 is delayed by L / C (s) with respect to the laser light 11 to form a semiconductor thin film. Is irradiated. Considering this in terms of time, as shown in FIG. 2, the two laser beams 11 and 12 deviate in time and overlap with each other. Therefore, the time domain T1 shown in FIG.
In the time region T2, annealing is performed by irradiation with only the laser light 11 and in the time region T2, annealing is performed by irradiation with the maximum energy by the laser lights 11 and 12.
In No. 3, annealing is performed by irradiation with only the laser beam 12.
【００２６】照射されるレーザーエネルギーにより、ア
ニール温度は図３に示した実線２１のように変化するの
で、時間領域Ｔ１では予備加熱、時間領域Ｔ２では結晶
化アニール、時間領域Ｔ３では徐冷の熱的プロセスを１
つのレーザー光により行うことができる。Since the annealing temperature changes as shown by the solid line 21 in FIG. 3 depending on the laser energy applied, preheating is performed in the time region T1, crystallization annealing is performed in the time region T2, and gradual cooling is performed in the time region T3. Process 1
It can be done with two laser beams.
【００２７】レーザー光１０は、２本以上であればいく
つに分割してもよく、その分割された２つ以上のレーザ
ー光の重ね合わせによりアニール温度をより滑らかに変
化させて、予備加熱や徐冷を行うことができる。このよ
うにした場合には、過度の温度差や温度変化が生じず、
表面の凹凸や結晶の不均一性を防ぐことができるので、
大面積基板全面に渡って良好な多結晶膜を得ることがで
きる。The laser beam 10 may be divided into any number as long as it is two or more, and the annealing temperature can be changed more smoothly by superimposing the two or more divided laser beams to perform preheating or gradual heating. Can be chilled. In this case, excessive temperature difference or temperature change does not occur,
Since it is possible to prevent surface irregularities and non-uniformity of crystals,
A good polycrystalline film can be obtained over the entire surface of a large area substrate.
【００２８】分割したレーザー光１１、１２の遅延時間
を適宜設定することにより、特に付加的な熱源を設ける
ことなく、アニール温度の時間的なプロファイルを調整
することができ、簡便に安定したアニールを行うことが
できる。なお、図１では遅延時間の設定に６個の全反射
ミラー１５を所定距離離して設けているがこれに限らな
い。例えば、離隔距離を同一として全反射ミラー１５の
数を変えたり、または、ミラー１５の数を同一として離
隔距離を変えたり、または、ミラー１５での反射角度等
を変更してその位置関係を変えることなどしてもよい。
また、全反射ミラーを使用する構成に代えて、プリズム
等を用いて遅延時間を設定するようにすることもでき
る。By appropriately setting the delay time of the divided laser beams 11 and 12, the temporal profile of the annealing temperature can be adjusted without providing an additional heat source, and stable annealing can be easily performed. It can be carried out. In FIG. 1, six total reflection mirrors 15 are provided at a predetermined distance to set the delay time, but the present invention is not limited to this. For example, the separation distance is the same and the number of total reflection mirrors 15 is changed, or the separation distance is the same and the separation distance is changed, or the reflection angle at the mirror 15 is changed to change the positional relationship. You may do something like that.
Further, instead of the structure using the total reflection mirror, the delay time can be set by using a prism or the like.
【００２９】また、レーザー光１１の照射領域をレーザ
ー光１２の照射領域と異ならせることにより、半導体薄
膜の面内に温度分布を設けることもできる。例えば、レ
ーザー光１１の照射領域をレーザー光１２の照射領域よ
りも広げたり、逆に狭くするためには、光路内にコリメ
ーションレンズ１６（図１に破線にて示す）を挿入して
ビーム幅を調整するようにすればよい。Further, by making the irradiation area of the laser light 11 different from the irradiation area of the laser light 12, a temperature distribution can be provided in the plane of the semiconductor thin film. For example, in order to make the irradiation area of the laser light 11 wider or narrower than the irradiation area of the laser light 12, a collimation lens 16 (shown by a broken line in FIG. 1) is inserted in the optical path to change the beam width. It should be adjusted.
【００３０】アニールする半導体薄膜に合わせてアニー
ル温度や時間を変化させることができるので、アニール
の最適化を図ることができる。Since the annealing temperature and time can be changed according to the semiconductor thin film to be annealed, the annealing can be optimized.
【００３１】上記レーザー光源としては、ＸｅＣｌエキ
シマレーザーやＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ等を用い
ることができる。As the laser light source, XeCl excimer laser, KrF, ArF excimer laser or the like can be used.
【００３２】レーザー光を分割する分割手段としては、
プリズム以外にハーフミラーを用いたビームスプリッタ
ー等を用いてもよい。As a dividing means for dividing the laser beam,
A beam splitter using a half mirror may be used instead of the prism.
【００３３】アニールされる半導体薄膜は、非晶質であ
っても多結晶であってもよく、用途、膜厚、形状等に応
じて最適なアニールを行うことができる。The semiconductor thin film to be annealed may be amorphous or polycrystalline and can be optimally annealed depending on the application, film thickness, shape and the like.
【００３４】[0034]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１を参照
しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００３５】（実施例１）本実施例では、レーザー光源
１としてパルス幅４０ｎｓｅｃのＸｅＣｌレーザーを用
いた。まず、光源１から出射されたレーザー光１０を、
ビームスプリッター１４ａにより第１のレーザー光１１
と第２のレーザー光１２とに分割した。次に、第１レー
ザー光１１と第２のレーザー光１２との光路長差Ｌを、
全反射ミラー１５により１ｍ〜６ｍとした。その後、第
１のレーザー光１１と第２のレーザー光１２とを光合成
手段１４ｂにより再度合成し、同一のアニール面１３に
照射した。Example 1 In this example, a XeCl laser having a pulse width of 40 nsec was used as the laser light source 1. First, the laser light 10 emitted from the light source 1
The first laser light 11 by the beam splitter 14a
And the second laser beam 12 is divided. Next, the optical path length difference L between the first laser light 11 and the second laser light 12 is
The total reflection mirror 15 sets the distance to 1 m to 6 m. After that, the first laser beam 11 and the second laser beam 12 were recombined by the photocombining means 14b, and the same annealed surface 13 was irradiated.
【００３６】レーザー光１１とレーザー光１２との光路
長差Ｌによる時間的なずれは、１ｍ〜６ｍ／３×１０8
ｍ／ｓｅｃ＝３．３〜２０ｎｓｅｃとなる。The time difference due to the optical path length difference L between the laser light 11 and the laser light 12 is 1 m to 6 m / 3 × 10 8.
m / sec = 3.3 to 20 nsec.
【００３７】従って、予備加熱の時間および徐冷の時間
を３．３〜２０ｎｓｅｃの範囲で変化させることができ
る。また、高エネルギーでレーザーが照射される結晶化
アニール時間は、ビームの重なり時間となり、予備照射
時間に応じて３６．７〜２０ｎｓｅｃの範囲で変化させ
ることができる。Therefore, the preheating time and the gradual cooling time can be changed within the range of 3.3 to 20 nsec. Further, the crystallization annealing time for irradiating the laser with high energy is the beam overlapping time, and can be changed within the range of 36.7 to 20 nsec depending on the preliminary irradiation time.
【００３８】本実施例１では、レーザービームを５０％
の割合で分割してレーザー光１１、レーザー光１２とし
たが、ビーム分割比率を変化させることにより、予備加
熱と徐冷のビーム比率を変化させることができる。In the first embodiment, the laser beam is 50%.
Although the laser beam 11 and the laser beam 12 are divided at the ratio of 1, the beam ratio of preheating and gradual cooling can be changed by changing the beam dividing ratio.
【００３９】（実施例２）本実施例では、第１のレーザ
ー光１１の照射範囲を第２のレーザー光１２の照射範囲
よりも広くすべく、第１のレーザー光１１の光路内にコ
リメーションレンズを挿入し、照射面での結像の大きさ
を調整した。(Embodiment 2) In this embodiment, in order to make the irradiation range of the first laser light 11 wider than the irradiation range of the second laser light 12, a collimation lens is provided in the optical path of the first laser light 11. Was inserted, and the size of the image formed on the irradiation surface was adjusted.
【００４０】この場合、時間的にも平面的にも温度プロ
ファイルを変化させることが可能となり、アニールされ
る半導体薄膜の用途や膜形状に応じたアニールの最適化
を図ることができる。In this case, it is possible to change the temperature profile both temporally and planarly, and it is possible to optimize the annealing depending on the application of the semiconductor thin film to be annealed and the film shape.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、半導体薄膜を多結晶化するアニールにおい
て、予備加熱、結晶化アニールおよび徐冷の時間や面内
での温度分布を、アニールされる半導体薄膜に応じて最
適化することができる。従って、大面積基板全面に渡っ
て、均一で良好な多結晶半導体薄膜を得ることができ
る。As is apparent from the above description, according to the present invention, in annealing for polycrystallizing a semiconductor thin film, the time of preheating, crystallization annealing, and slow cooling and the temperature distribution in the plane are It can be optimized depending on the semiconductor thin film to be annealed. Therefore, a uniform and good polycrystalline semiconductor thin film can be obtained over the entire surface of the large-area substrate.
【００４２】また、予備加熱や徐冷に付加的な熱源を必
要としないので、簡便に安定したアニールを行うことが
でき、製造工程の簡略化およびコスト低減を図ることが
できる。Further, since no additional heat source is required for preheating or slow cooling, stable annealing can be easily performed, and the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
【００４３】本発明を、特に、アクティブマトリックス
型液晶表示パネルの製造に利用した場合、オフ電流の小
さい画素スイッチングＴＦＴの均一化と、周辺駆動回路
部のＴＦＴの高性能化とを同時に満足させることができ
る。従って、同一基板上にアクティブマトリックス表示
部と周辺駆動回路部を構成するドライバモノリシック型
アクティブマトリクス基板を実現でき、さらに、ＣＰＵ
等の薄膜集積回路も同一基板上に作製することができ
る。従って、モジュールのコンパクト化、高性能化、低
コスト化、さらにはシステム・オン・パネル化を図るこ
とができ、非常に有効な発明である。Especially when the present invention is applied to the production of an active matrix type liquid crystal display panel, it is possible to satisfy both the uniformity of the pixel switching TFT with a small off current and the high performance of the TFT of the peripheral drive circuit section at the same time. You can Therefore, it is possible to realize a driver monolithic active matrix substrate which constitutes an active matrix display section and a peripheral drive circuit section on the same substrate, and further, a CPU
Thin film integrated circuits such as can also be manufactured on the same substrate. Therefore, the module can be made compact, high-performance, low-cost, and system-on-panel can be achieved, which is a very effective invention.
【図１】本発明の一実施形態である半導体薄膜の製造装
置を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a semiconductor thin film manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明における分割された複数のレーザー光の
重なり合いを説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining overlapping of a plurality of divided laser beams in the present invention.
【図３】本発明における照射エネルギーの時間的変化を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a temporal change of irradiation energy in the present invention.
１ レーザー光源 １０、１１、１２ レーザー光 １３ アニール面 １４ａ プリズムミラー １４ｂ 光合成手段（プリズムミラー） １５ 全反射ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 10, 11, 12 Laser light 13 Annealing surface 14a Prism mirror 14b Photosynthesis means (prism mirror) 15 Total reflection mirror
Claims (4)
射してアニールすることにより該非晶質半導体薄膜を多
結晶化する半導体薄膜の製造装置において、 該レーザー光を出射する光源と、 該光源からのレーザー光を複数のレーザー光に分割する
光分割手段と、 分割された複数のレーザー光に、互いに一定の光路長差
を与える光学手段と、 互いに一定の光路長差を有する複数のレーザー光を合成
して該非晶質半導体薄膜表面に照射する光合成手段とを
有する半導体薄膜の製造装置。1. A semiconductor thin film manufacturing apparatus for polycrystallizing an amorphous semiconductor thin film by irradiating the surface of the amorphous semiconductor thin film with laser light to anneal the light source, the light source emitting the laser light, and the light source. Light splitting means for splitting the laser light from the laser light into a plurality of laser light, an optical means for giving a constant optical path difference to the divided laser light, and a plurality of laser light having a constant optical path difference And a photosynthesis means for irradiating the surface of the amorphous semiconductor thin film to synthesize the semiconductor thin film.
射してアニールすることにより該非晶質半導体薄膜を多
結晶化する半導体薄膜の製造方法において、 光源からのレーザー光を複数のレーザー光に分割し、互
いに一定の光路長差を与えた後、該複数のレーザー光を
合成して該非晶質半導体薄膜表面に照射する半導体薄膜
の製造方法。2. A method for producing a semiconductor thin film in which the amorphous semiconductor thin film is polycrystallized by irradiating the surface of the amorphous semiconductor thin film with laser light to anneal the laser light from a light source into a plurality of laser lights. A method for producing a semiconductor thin film, which comprises dividing and giving a certain optical path length difference to each other, and then synthesizing the plurality of laser beams and irradiating the amorphous semiconductor thin film surface.
２つは、一定の時間、前記半導体薄膜の同一部分を同時
に照射する請求項２に記載の半導体薄膜の製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor thin film according to claim 2, wherein at least two of the plurality of laser beams are simultaneously applied to the same portion of the semiconductor thin film for a predetermined time.
１つは、他のレーザー光に比べて、前記半導体薄膜の広
い範囲を照射する請求項２または３に記載の半導体薄膜
の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor thin film according to claim 2, wherein at least one of the plurality of laser beams irradiates a wider area of the semiconductor thin film than other laser beams.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022596A JPH09213651A (en) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | Semiconductor thin film manufacturing device and method of manufacturing semiconductor thin film |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2022596A JPH09213651A (en) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | Semiconductor thin film manufacturing device and method of manufacturing semiconductor thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213651A true JPH09213651A (en) | 1997-08-15 |
Family
ID=12021234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022596A Withdrawn JPH09213651A (en) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | Semiconductor thin film manufacturing device and method of manufacturing semiconductor thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213651A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031719A1 (en) * | 1997-12-17 | 1999-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor thin film, method of producing the same, apparatus for producing the same, semiconductor device and method of producing the same |
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-
1996
- 1996-02-06 JP JP2022596A patent/JPH09213651A/en not_active Withdrawn
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| US6806498B2 (en) | 1997-12-17 | 2004-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor thin film, method and apparatus for producing the same, and semiconductor device and method of producing the same |
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