激光退火装置及激光退火方法制造方法及图纸

本发明专利技术能利用激光退火将半导体膜均匀地结晶化。包括输出脉冲激光的脉冲激光振荡装置、和将从该脉冲激光振荡装置输出的所述脉冲激光进行传输并照射于半导体膜的光传输单元，将所述脉冲激光照射于半导体膜，使得在半导体膜照射面，由有效功率密度（J/(秒·cm3)）＝脉冲能量密度（J/cm2）/脉冲宽度（秒）×半导体膜的吸收系数（cm－1）这一公式计算出的有效功率密度在3×1012至1.5×1012的范围内，因此，能使半导体膜结晶化而不引起由完全熔融所产生的异常晶粒生长，可得到偏差较小的均匀结晶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对半导体膜照射脉冲激光以进行激光退火的。
技术介绍
近年来，液晶显示器以高分辨率、驱动帧率的高速化、3D化等为关键词，寻求具有实现上述目的所需的性能的薄膜晶体管。为了提高薄膜晶体管的性能，需要利用激光退化将硅半导体膜结晶化。以往，激光退火装置是将非晶硅(a - Si)结晶化的装置，使用采用受激准分子激光的退火技术。受激准分子激光中，光束的品质较低，因此，无法将光束收缩至微小。因此，结合光学系统、在XY方向上将其光束整形成顶部平坦型的光束后使用。一般使用的受激准分子激光是XeCl (波长308nm)，对a — Si的吸收较高，向非晶硅的浸透深度约为7nm，非常浅，在膜厚方向上产生温度梯度。采用受激准分子激光的退火技术中，利用该温度梯度，以不会使整个非晶硅膜完全熔融的激光输出进行熔融而在膜底部残留结晶生长的核，以该核为基点进行结晶生长。图8中示出该结晶化的示意图。即，对在玻璃基板30上形成的非晶硅膜31照射脉冲激光40，生成熔融硅膜32。该熔融硅膜32在再结晶化而凝固的过程中进行结晶化，从而形成结晶硅膜33。此外，还提出有使用吸收层的激光退火方法(专利文献I)、使用YAG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 JP 2010-1947201.一种激光退火装置，其特征在于，包括:脉冲激光振荡装置，该脉冲激光振荡装置输出脉冲激光；及光传输单元，该光传输单元将从该脉冲激光振荡装置输出的所述脉冲激光进行传输并照射于半导体膜，将所述脉冲激光照射于所述半导体膜，使得在半导体膜照射面，由下述公式计算出的有效功率密度在3 X IO12至1.5 X IO12的范围内，有效功率密度(J/(秒.cm3))=脉冲能量密度(J/cm2) /脉冲宽度(秒)X半导体膜的吸收系数(cm—O…(公式)。2.一种激光退火装置，其特征在于，包括:连续激光振荡装置，该连续激光振荡装置输出连续激光；光传输单元，该光传输单元将从该连续激光振荡装置输出的连续激光及从该连续激光提取的脉冲激光进行传输，并将该脉冲激光照射于半导体膜；及脉冲激光生成单元，该脉冲激光生成单元在所述传输的过程中，对所述连续激光进行提取，使其近似地呈脉冲状，以生成脉冲激光，将所述脉冲激光照射于所述半导体膜，使得在半导体膜照射面，由下述公式计算出的有效功率密度在3 X IO12至1.5 X IO12的范围内，有效功率密度(J/(秒.cm3))=脉冲能量密度(J/cm2) /脉冲宽度(秒)X半导体膜的吸收系数(cm—O…(公式)。3.如权利要求1或2所述的激光退火装置，其特征在于，具有调整所述脉冲激光的能量密度的能量调整单元，该能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤亮介，草间秀晃，富樫陵太郎，井崎博大，
申请(专利权)人：株式会社日本制钢所，
类型：
国别省市：