晶化设备、用于晶化设备的光学部件、晶化方法、薄膜晶体管和显示器技术

一种晶化设备，其特征在于包括：发光光学系统（２），其向未晶化半导体膜（４）发射具有均匀强度分布的光束，以致用该光束照射未晶化半导体膜（４）以晶化未晶化半导体膜（４）， 晶化设备还包括： 光转换元件（３），其把具有均匀强度分布的光束转换为具有周期性向上凹入强度分布的光束；和 使光束通过的移相掩模（１），其在光束的各部分之间产生相位差，并把具有均匀强度分布的光束转换为具有反转峰型周期性强度分布的光束，移相掩模（１）具有确定反转峰型的强度分布为最小的位置的移相部分（１１ｅ）， 光转换元件（３），其位于发光光学系统（２）和未晶化半导体膜（４）之间的光径上，移相掩模（１）位于光转换元件（３）和未晶化半导体膜（４）之间的光径上，设置光转换元件（３）和移相掩模（１）以致向上凹入强度分布的最小位置设置在移相部分（１１ｅ）的对面，和 通过光转换元件（３）和移相掩模（１）转换并用其照射未晶化半导体膜（４）的光束，该光束具有包括在向上凹入部分内的反转峰部分的强度分布。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

例如，迄今用于转换元件的薄膜晶体管(TFT)半导体材料被粗略地分类为未晶化半导体和多晶半导体，未晶化半导体例如α-硅，多晶半导体例如多晶硅，转换元件控制施加到液晶显示器(LCD)像素上的电压。多晶硅跟未晶化硅相比具有更高的电子迁移率。因此，当使用多晶硅形成晶体管时，转换速度比使用未晶化硅的快。因此，加速了显示器的响应，并具有减小另一个部件设计容限的优点。使用多晶硅，当在显示器中不仅包括显示器主体而且包括外围电路例如驱动电路和DAC时，这些外围电路可以以较高速度工作。由晶粒群构成多晶硅，但多晶硅的电子迁移率比单晶硅低。在使用多晶硅形成的小尺寸晶体管中，沟道部分中晶粒边界数的分散是一个问题。为了增加电子迁移率并减小沟道部分晶粒边界数的分散，最近几年提出了产生具有大晶粒尺寸多晶硅的晶化方法以解决这个问题。作为这种类型的晶化方法，迄今已知“相位控制受激准分子激光退火(ELA)”，其中用通过移相掩模的受激准分子激光束照射多晶半导体膜或未晶化半导体膜以产生结晶半导体膜。在“Surface ScienceVol.21，No.5，pp.278-287，2000”中公开了相位控制ELA的详情。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶化设备，其特征在于包括发光光学系统(2)，其向未晶化半导体膜(4)发射具有均匀强度分布的光束，以致用该光束照射未晶化半导体膜(4)以晶化未晶化半导体膜(4)，晶化设备还包括光转换元件(3)，其把具有均匀强度分布的光束转换为具有周期性向上凹入强度分布的光束；和使光束通过的移相掩模(1)，其在光束的各部分之间产生相位差，并把具有均匀强度分布的光束转换为具有反转峰型周期性强度分布的光束，移相掩模(1)具有确定反转峰型的强度分布为最小的位置的移相部分(11e)，光转换元件(3)，其位于发光光学系统(2)和未晶化半导体膜(4)之间的光径上，移相掩模(1)位于光转换元件(3)和未晶化半导体膜(4)之间的光径上，设置光转换元件(3)和移相掩模(1)以致向上凹入强度分布的最小位置设置在移相部分(11e)的对面，和通过光转换元件(3)和移相掩模(1)转换并用其照射未晶化半导体膜(4)的光束，该光束具有包括在向上凹入部分内的反转峰部分的强度分布。2.按照权利要求1的晶化设备，其特征在于移相掩模(1)和未晶化半导体膜(4)设置为基本上彼此平行并彼此附近。3.按照权利要求1的晶化设备，其特征在于还包括位于移相掩模(1)和未晶化半导体膜(4)之间光径上的光学图像形成系统(6)，其中沿光轴未晶化半导体膜(4)远离与移相掩模(1)光共轭平面预定距离。4.按照权利要求1的晶化设备，其特征在于还包括位于移相掩模(1)和未晶化半导体膜(4)之间光径上的光学图像形成系统(7)，光学图像形成系统(7)具有像一侧的数值孔径，设置该数值孔径以致把自移相掩模(1)的光束转换为具有反转峰型周期性强度分布的光束。5.按照权利要求1至4的任一项的晶化设备，其特征在于光转换元件(3)具有包括发散区(13b)和会聚区(13c)的会聚/发散元件(3)，通过发散和会聚作用，在发散区(13b)自发光光学系统(2)的光束发散，在会聚区(13c)自发光光学系统(2)的光束会聚，以降低移相部分(11e)的光强。6.按照权利要求5的晶化设备，其特征在于发散区(13b)包括发散折射表面(13b)，在发散折射表面(13b)上通过折射作用光束发散，并且会聚区(13c)包括会聚折射表面(13c)，在会聚折射表面(13c)上通过折射作用光束会聚。7.按照权利要求6的晶化设备，其特征在于发散折射表面(13b)和会聚折射表面(13c)具有沿一个方向的一维折射作用。8.按照权利要求6的晶化设备，其特征在于发散折射表面(13b)和会聚折射表面(13c)具有沿彼此垂直的两个方向的二维折射作用。9.按照权利要求6的晶化设备，其特征在于发散折射表面(13b)和会聚折射表面(13c)形成具有正弦波形状的折射表面(13a)。10.按照权利要求9的晶化设备，其特征在于折射表面(13a)形成为连续弯曲表面形状。11.按照权利要求9的晶化设备，其特征在于折射表面(13a)形成为台阶形状。12.按照权利要求1的晶化设备，其特征在于用于照射未晶化半导体膜(4)光束的强度分布在反转峰部分和向上凹入纵面之间具有转折点。13.按照权利要求1的晶化设备，其特征在于组合形成会聚/发散元件(3)和移相掩模(1)以形成组件。14.按照权利要求13的晶化设备，其特征在于组件包括在会聚/发散元件(3)和移相掩模(1)之间边界表面中的移相部分(11e)。15.一种光学部件，其特征在于包括第一光转换部分，其把具有均匀强度分布的入射光束转换为具有向上凹入强度分布的光束；和第二光转换部分，其把...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口幸夫，松村正清，山口弘高，西谷干彦，辻川晋，木村嘉伸，十文字正之，
申请(专利权)人：株式会社液晶先端技术开发中心，
类型：发明
国别省市：