激光处理方法技术

一种激光处理设备提供一加热腔，一用于激光照射的腔以及一机器人臂，其中在其上形成用激光照射的硅膜的基片的温度在加热腔中被加热到４５０－７５０℃，接着用激光照射该硅膜，结果能得到具有单晶或能够被认为是单晶的硅膜。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
激光处理方法本专利技术涉及用激光照射半导体，使其受到各种热处理的技术。迄今，对于用激光照射半导体，使其受到各种热处理的技术是人们所周知的。例如，下列技术都是已知的；采用激光照射非晶硅膜片，将在一玻璃基片上由等离子体CVD形成的一种非晶硅膜片(a-Si膜片)转换为一种晶状硅膜片的技术；以及在经杂质离子掺杂后的一种热处理技术，等等。例如，在由本专利技术申请人申请的日本采审专利申请No.Hei 6-51238中所描述的一种技术，就是使用激光的各种热处理技术以及激光照射设备。由于各种使用激光的热处理并不构成对基片的热损坏，所以在不耐热的材料，例如一种玻璃基片或类似基片被用作基片的场合，该种处理方法成为一种有用的技术。然而，存在着一个问题，即难以在整个时间将热处理效应保持在一个稳定的程度上。因此，当用激光照射非晶硅膜片使其结晶化时，难以稳定地获得所要求的良好的结晶度。这样，要求一种用于稳定获得晶状硅膜片的技术，这种膜片具有良好的结晶度。本专利技术的目的在于至少解决以下方面所述的一个或多个问题：(1)在用激光照射半导体对其进行热处理的技术中一直提供稳定的作用；以及(2)进一步提高用激光照射非晶硅膜片所获得的晶状硅膜片的-->结晶度。在此描述的本专利技术的第一实施例是包括以下步骤的方法；加热处理非晶膜片，以便使其结晶化；用激光照射被结晶化了的硅膜片。该方法的特征在于在该激光照射期间，样品保持在热处理温度的±100℃内。在如上述结构的第一实施例中，在结晶化步骤期间执行的热处理温度可选择为450-750℃。这个温度的上限由于基片的最高允许温度所限定。在基片是用玻璃制成的场合，该上限约为600℃。在考虑生产率场合，该温度最好约550℃。在使用玻璃基片的场合，希望在约550-600℃温度上进行热处理。在激光照射期间，加热温度最好设定为约550-600℃。实际应用从约450℃开始加热。因此，加热温度最好在550℃±100℃范围。在此公开的本专利技术的第二实施例是包括以下步骤的方法：在低于600℃的温度下加热处理非晶硅膜片以便使其结晶化；用激光照射被结晶化了的硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，样品保持在加热处理温度的±100℃内。在此公开的本专利技术的第三实施例是包括以下步骤的方法：加热处理非晶硅膜片，以便使其结晶化；至少注入杂质离子于该结晶化了的硅膜的一部位中；以及用激光照射该离子注入部位。该方法的特征在于，在激光照射期间，样品保持在加热处理温度的±100℃。在此公开的本专利技术的第四实施例是包括以下步骤的方法：加热处理非晶硅膜片，以便使其结晶化；至少注入杂质离子于该结晶化了的硅膜的一部位中；以及用激光照射该离子注入部位。该方法的特-->征在于，在激光照射期间，样品保持在加热处理温度的±100℃内。在此公开的本专利技术的第五实施例是包括以下步骤的方法：当逐步地将具有线性截面的激光束从非晶硅膜片的一边移动到另一边时，照射该非晶硅膜片，以便连续地使照射部位结晶化。该方法的特征在于当加热该受照射表面超过450℃时进行激光照射。在上述结构的第五实施例中，该线性截面的激光束逐步地移动并与该膜片紧密接触。因此，能用激光有效地照射所要求的部位。通常，照射表面的温度限制在约600℃。然而，这些温度受到基片材料的限制。可以使用更高的温度。在此公开的本专利技术的第六实施例是包括以下步骤的方法：引进一种用于促进结晶化的金属元素于非晶硅膜中；加热处理非晶硅膜，以便使其结晶化；用激光照射结晶化了的硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，样品保持在加热处理温度的±100℃内。在上述结构的第六实施例以及以下第七至第十实施例中，用于促进晶化的金属元素是从包括Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,Cu,Zn,Ag，以及Au的组选择的一种或多种元素。在这些金属元素中，镍是产生最显著效应的一种元素。在以上所述方法中，热处理温度能选择处在450℃-750℃的范围。该温度的上限由基片的最高允许温度所限制。在使用玻璃基片的场合，上限约为600℃。在考虑生产率的场合，该温度最好高于550℃。因此，在使用玻璃基片的场合，热处理最好在约550-600℃的温度上进行。此外，在激光照射期间，该热处理温度最好约550-600℃。实际应用从约450°开始加热。结果，希望从550℃±100℃的温度范围对基片进行加热。-->在此公开的本专利技术的第七实施例是包括下列步骤的方法：引进一种用于促进结晶化的金属元素于非晶硅膜片中；在低于600℃温度对该非晶硅膜片进行热处理；用激光照射结晶化了的硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，样品保持在热处理温度的±100℃范围内。在此公开的本专利技术的第八实施例是包括以下步骤的方法：引进一种用于促进结晶化的金属元素于非晶硅膜片中；热处理该非晶硅膜片，以便使其结晶化；至少注入杂质离子于该晶化了的硅膜片的一部位中；用激光照射该离子注入部位。该方法的特征在于，在激光照射期间，样品保持在热处理温度的±100℃范围内。在此公开的本专利技术的第九实施例是包括以下步骤的方法：引进一种用于促进结晶化的金属元素于非晶硅膜片中；热处理该非晶硅膜片，以便使其结晶化；至少注入杂质离子于该结晶化了的硅膜片的一部位中；用激光照射该离子注入部位。该方法的特征在于，在激光照射期间，样品保持在热处理温度的±100℃范围内。在此公开的本专利技术的第十实施例是包括以下步骤的方法：引进一种用于促进结晶化的金属元素于非晶硅膜片中；当逐步地将具有线性截面的激光束从非晶硅膜片一边移动到另一边时，照射该非晶硅膜片，以便连续地使照射部位结晶化。该方法的特征在于，当加热受照表面超450℃时进行激光照射。在上述结构的该第十实施例中，该线性截面的激光束逐步地移动并与该所希望的部位紧密接触。因此，能用激光有效地照射所希望的部位。通常，照射表面的温度限制在约600℃。然而这些温度受到基片材料的限制。可以使用更高的温度。-->根据本专利技术第十一实施例的激光处理方法，包括用激光照射在一玻璃基片上形成的硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，硅膜片在高于450℃但低于玻璃基片应变点的温度上进行加热。根据本专利技术第十二实施例的激光处理方法包括下列步骤：用激光照射在一玻璃基片上形成的硅膜片；然后在高于500℃但低于玻璃基片应变点的温度上加热该硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，硅膜片在高于455℃但低于玻璃基片应变点的温度上进行加热。根据本专利技术第十三实施例的激光处理方法，包括用激光照射在一玻璃基片上形成的硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，硅膜片在550℃±30℃温度上进行加热。根据本专利技术第十四实施例的激光处理方法包括以下步骤：用激光照射在一玻璃基片上形成的硅膜片；然后在550℃±30℃温度上加热该硅膜片。该方法的特征在于，在激光照射期间，硅膜片在550℃±30℃温度上加热。根据本专利技术第十五实施例的激光处理方法包括以下步骤：在一玻璃基片上形成硅膜片；加热该硅膜片高达一希望温度；在保持该希望温度期间用激光照射该硅膜片。该方法的特征在于，所希望的温度高于500℃但低于该玻璃膜片的应变点。根据本专利技术第十六实施例的激光处理方法包括以下步骤：在一玻璃基片上形成硅膜片；进行所说非晶硅膜片的第一热处理；以便使其结晶化；用激光照射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光处理系统包括：具有用于传送基片的一传送腔，具有用于在要求温度上加热所说基片的装置的一第一加热腔；一激光处理腔，具有用于在加热所说基片的同时，用激光照射在所说第一加热腔中加热的所说基片的装置；一第二加热腔，具有用于热处 理在所说激光处理腔中用激光照射过的所说基片的装置；以及所说第一加热腔，所说第二加热腔，以及所说激光处理腔通过所说传送腔连接。

【技术特征摘要】
JP 1994-7-28 198042/94;JP 1994-7-28 198043/94;JP 11．一种激光处理系统包括：具有用于传送基片的一传送腔，具有用于在要求温度上加热所说基片的装置的一第一加热腔；一激光处理腔，具有用于在加热所说基片的同时，用激光照射在所说第一加热腔中加热的所说基片的装置；一第二加热腔，具有用于热处理在所说激光处理腔中用激光照射过的所说基片的装置；以及所说第一加热腔，所说第二加热腔，以及所说激光处理腔通过所说传送腔连接。2．一种激光处理系统包括：用于产生具有线性截面的装置；以及用于旋转基片90°的装置。3．一种激光处理系统包括：用于垂直于所说线性截面纵向的方向上相对所说基于扫描所说激光的时候，用具有线性截面的激光照射基片至少两次，结果进行第一激光照射和第二激光照射的装置；以及用于旋转所说基片90°的装置，其中在所说第一激光照射之后，所说基片由所说旋转装置旋转90°，然后进行所说第二激光照射。4．一种激光处理系统包括：用于在垂直于所说线性截面的纵向的方向上相对所说基于扫描所说激光的时候，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺本聪，大谷久，宫永昭治，滨谷敏次，山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]