Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH11305258A - Method and device for manufacturing semiconductor crystal film - Google Patents

Method and device for manufacturing semiconductor crystal film

Info

Publication number
JPH11305258A
JPH11305258A JP10720298A JP10720298A JPH11305258A JP H11305258 A JPH11305258 A JP H11305258A JP 10720298 A JP10720298 A JP 10720298A JP 10720298 A JP10720298 A JP 10720298A JP H11305258 A JPH11305258 A JP H11305258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shielding plate
film
crystal
laser beam
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10720298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Uchikoga
修一 内古閑
Norihiko Kamiura
紀彦 上浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10720298A priority Critical patent/JPH11305258A/en
Publication of JPH11305258A publication Critical patent/JPH11305258A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polycrystal film having large crystal grains over a large area allowed to be used for a liquid crystal display device with high productivity by moving the end face of a shielding plate at a crystal growth speed. SOLUTION: The shielding plate 402 is formed on the surface of a film 403 so as to shield laser beams 401. A fixed phase 403a and a liquid phase 403b are generated on the film 403 irradiated by laser beams 402 based on the laser beams 401 and the shielding plate 402 shielding the beams 401. At the time, the plate 402 is moved in the direction of an arrow 404 during the irradiation of laser beams 401. A boundary between the fixed phase 403a and the liquid phase 403b is moved in a similar direction 406 in accordance with the movement of the plate 402. Finally the plate 402 completely shields the beams 401. In order to obtain a polycrytal film having large crystal grains, it is important to synchronize the irradiation time of laser beams 401 with the movement of the plate 402. Namely the boundary 405 between the fixed phase 403a and the liquid phase 403b formed by a temperature gradation area due to the plate 402 is moved at a speed suited to crystal growth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は大面積に低温で多結
晶半導体膜を形成する半導体結晶膜の製造方法及び半導
体結晶膜の製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor crystal film for forming a polycrystalline semiconductor film on a large area at a low temperature and an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal film.

【0002】[0002]

【従来の技術】多結晶半導体を用いた応用製品が注目さ
れている。特に多結晶シリコンを用いた液晶表示装置が
製造されている。液晶表示装置は従来非晶質半導体を用
いた駆動素子で製造されていたが、低コスト化、高性能
化を実現する為に多結晶半導体を用いる様になった。
2. Description of the Related Art Applied products using a polycrystalline semiconductor are receiving attention. In particular, liquid crystal display devices using polycrystalline silicon have been manufactured. Liquid crystal display devices have conventionally been manufactured using drive elements using amorphous semiconductors, but polycrystalline semiconductors have come to be used in order to realize low cost and high performance.

【0003】多結晶半導体は非晶質半導体に比べ、素子
のキャリアトラップが少なく素子の高速、高性能化が望
める。液晶表示装置においては、非晶質半導体では実現
できない、駆動回路一体型の表示装置を得る事が可能と
なる。駆動回路一体型液晶表示装置は表示装置の画素を
駆動する駆動回路を画素内の半導体素子アレイの製造プ
ロセスと同時に作成できるという特徴を有している。こ
のため、非晶質半導体を用いた液晶表示素子で必要とさ
れた周辺のICチップは不要となる。
A polycrystalline semiconductor has less carrier traps in an element than an amorphous semiconductor, and is expected to have a higher speed and higher performance. In a liquid crystal display device, a display device integrated with a driving circuit, which cannot be realized by an amorphous semiconductor, can be obtained. The liquid crystal display device integrated with a driving circuit has a feature that a driving circuit for driving a pixel of the display device can be created simultaneously with a manufacturing process of a semiconductor element array in the pixel. Therefore, peripheral IC chips required for a liquid crystal display device using an amorphous semiconductor are not required.

【0004】また、多結晶半導体は非晶質半導体に比
べ、キャリアのトラップが少ないので、高移動度の素子
を得る事ができる。この意味で、非晶質半導体と同等の
駆動能力を得るのに、多結晶半導体素子では形状を小さ
くできる。従って、多結晶半導体を用いた液晶表示装置
の高精細化が可能となる。以上の様に、多結晶半導体を
用いるとその応用製品を高性能化できる事が分かる。
[0004] Since a polycrystalline semiconductor has less carrier traps than an amorphous semiconductor, an element having high mobility can be obtained. In this sense, the shape can be reduced in the case of a polycrystalline semiconductor element while obtaining the same driving performance as an amorphous semiconductor. Therefore, high definition of a liquid crystal display device using a polycrystalline semiconductor can be realized. As described above, it can be understood that the use of a polycrystalline semiconductor can improve the performance of an applied product thereof.

【0005】多結晶半導体の特徴は、結晶粒と粒界から
構成されている事である。粒界は非晶質に近く、素子動
作を考えた場合、キャリアトラップの主原因となる。従
って、多結晶半導体の性能をさらに上げる為には結晶粒
の大きさを制御する必要がある。結晶粒が大きい多結晶
膜であれば、膜に占める結晶部が増えるので電気的な特
性の向上を実現する事ができる。
A feature of the polycrystalline semiconductor is that it is composed of crystal grains and grain boundaries. The grain boundaries are almost amorphous, and are a main cause of carrier traps when considering device operation. Therefore, in order to further improve the performance of the polycrystalline semiconductor, it is necessary to control the size of the crystal grains. In the case of a polycrystalline film having large crystal grains, the number of crystal parts occupying the film increases, so that electrical characteristics can be improved.

【0006】多結晶半導体膜を形成する技術にはエキシ
マーレーザー照射を用いたアニール方法(以下、ELA
法)がある。非晶質膜をスタートにELAを用いて多結
晶化させる方法である。次に図1 を用いて従来の方法を
説明する。
A technique for forming a polycrystalline semiconductor film includes an annealing method using excimer laser irradiation (hereinafter referred to as ELA).
Law). This is a method in which an amorphous film is used to start polycrystallization using ELA. Next, a conventional method will be described with reference to FIG.

【0007】図1はELA法を用いた多結晶膜の製造方
法の一例である。基板101上にスタートとなる膜10
2aが形成されている。膜102a上にレーザービーム
103を遮る遮蔽板104が距離dだけ隔てて設置され
ている。レーザービーム103は遮蔽板104によって
一部遮られるので、遮蔽板の幾何学的なエッジ付近に対
応する膜102aは二つの領域に分けられる。また、遮
蔽板の図面奥行き方向の幅はレーザービームの幅に比べ
て十分に大きいものを用いる。遮蔽板104の下ではレ
ーザーが照射されていないので、膜は固体相102aと
なっているが、レーザーが照射されている領域では液体
相105となっている。遮蔽板104のエッジ付近の固
体相102aと液体相105との間は温度勾配が発生し
ているため、図1に示すように表面付近が液体相で、基
板側が固体相である領域が存在する。
FIG. 1 shows an example of a method for manufacturing a polycrystalline film using the ELA method. Starting film 10 on substrate 101
2a is formed. A shielding plate 104 for blocking the laser beam 103 is provided on the film 102a at a distance d. Since the laser beam 103 is partially blocked by the shielding plate 104, the film 102a corresponding to the vicinity of the geometric edge of the shielding plate is divided into two regions. Further, the width of the shielding plate in the depth direction of the drawing is sufficiently larger than the width of the laser beam. Since the laser is not irradiated below the shielding plate 104, the film has a solid phase 102a, but has a liquid phase 105 in a region irradiated with the laser. Since a temperature gradient is generated between the solid phase 102a and the liquid phase 105 near the edge of the shielding plate 104, there is a region where the liquid phase is near the surface and the solid phase is on the substrate side as shown in FIG. .

【0008】遮蔽板104による温度勾配発生領域にお
いて、固体相102aが結晶核となり矢印に示す方向に
結晶が成長する。レーザービームの照射径によって規定
されるレーザービーム照射領域と照射されない部分の境
界106まで、この結晶は成長する。この様にして一回
のレーザービーム103の照射で結晶が成長する。この
とき、境界106が上述した多結晶膜の粒界に相当す
る。
In the region where the temperature gradient is generated by the shield plate 104, the solid phase 102a becomes a crystal nucleus and a crystal grows in the direction shown by the arrow. This crystal grows up to the boundary 106 between the laser beam irradiation area defined by the laser beam irradiation diameter and the part not irradiated. In this manner, a crystal grows by one irradiation of the laser beam 103. At this time, the boundary 106 corresponds to the above-described grain boundary of the polycrystalline film.

【0009】従来技術は図1で示した遮蔽板104を用
いた方法を、図2 に示すように連続的に適用する事で結
晶粒の大きい多結晶膜を形成する。図2はレーザービー
ム201と遮蔽板202を真横から見た図である。
In the prior art, a polycrystalline film having large crystal grains is formed by continuously applying the method using the shielding plate 104 shown in FIG. 1 as shown in FIG. FIG. 2 is a view of the laser beam 201 and the shielding plate 202 viewed from the side.

【0010】図2(a) に示すようにレーザービーム20
1は遮蔽板202によって一部遮られた状態で膜203
aに照射される。レーザービームが遮蔽板によって遮ら
れる領域201aと遮られない部分201bができる。
遮蔽板202のエッジ直下付近には図1 で説明した温度
勾配ができる為に、固体相203aと液体相203bと
が形成される。また、レーザービーム201の照射径に
よって規定される境目204が存在する。
[0010] As shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a film 203 partially shielded by a shielding plate 202.
a. A region 201a where the laser beam is blocked by the shielding plate and a portion 201b where the laser beam is not blocked are formed.
A solid phase 203a and a liquid phase 203b are formed near the edge of the shielding plate 202 because of the temperature gradient described with reference to FIG. In addition, a boundary 204 defined by the irradiation diameter of the laser beam 201 exists.

【0011】レーザービーム201はパルス状に膜20
3に照射する。図2(b) はレーザービーム201の照射
が終了した状態を示す図である。図2(a) で発生した固
体相203a と液体相203bの境界線205は成長
し、図2(b) に示す粒界206を形成し、成長が終了す
る。
The laser beam 201 is applied to the film 20 in a pulsed manner.
Irradiate 3 FIG. 2B is a diagram showing a state in which the irradiation of the laser beam 201 has been completed. The boundary 205 between the solid phase 203a and the liquid phase 203b generated in FIG. 2A grows to form a grain boundary 206 shown in FIG. 2B, and the growth ends.

【0012】次に、図2(c) に示す様に、図2(b) で形
成された粒界206を再度レーザービーム201で融解
できる位置に遮蔽板202を設置し、レーザービーム2
01を照射する。図2(a) で説明した様に、結晶は第1
回目のレーザー照射よりも右側へ207の位置に成長す
る。
Next, as shown in FIG. 2C, a shielding plate 202 is set at a position where the grain boundary 206 formed in FIG.
Irradiate 01. As described with reference to FIG.
It grows to the position 207 to the right of the second laser irradiation.

【0013】以上の工程を反復する事により、結晶を大
きく成長させる。原理的には結晶を限りなく大きくでき
る事になるが、現実は膜203内の不純物、固体相と液
体相の境界205での固体相に形成されている欠陥等で
結晶成長は妨げられ粒界が形成される。しかしながら、
結果として大きな結晶粒をもつ多結晶膜を得る事ができ
る。
By repeating the above steps, a large crystal is grown. In principle, the crystal can be made as large as possible, but in reality, the crystal growth is hindered by impurities in the film 203, defects formed in the solid phase at the boundary 205 between the solid phase and the liquid phase, and the like. Is formed. However,
As a result, a polycrystalline film having large crystal grains can be obtained.

【0014】図2で示した従来例の特徴は断続的なレー
ザービーム照射の中、遮蔽板202が移動することであ
る。即ち、レーザービーム201の照射が終了した後、
結晶成長がある距離、例えば図2(b) 206まで進み、
遮蔽板202が移動し、次のレーザービーム201照射
が行われる。結晶粒を大きくする場合、レーザービーム
照射によって発生する粒界、例えば図2(b) の206の
境界を打ち消す様に遮蔽板202を移動する必要があ
る。従って、一回のレーザービーム照射によって成長す
る結晶の長さに従った遮蔽板の移動が必要である。
The feature of the conventional example shown in FIG. 2 is that the shielding plate 202 moves during the intermittent laser beam irradiation. That is, after the irradiation of the laser beam 201 is completed,
The crystal growth proceeds to a certain distance, for example, 206 in FIG.
The shielding plate 202 moves, and the next irradiation of the laser beam 201 is performed. When the crystal grains are made large, it is necessary to move the shielding plate 202 so as to cancel a grain boundary generated by laser beam irradiation, for example, the boundary of 206 in FIG. 2B. Therefore, it is necessary to move the shielding plate according to the length of the crystal grown by one laser beam irradiation.

【0015】一回のレーザービーム照射によって成長す
る結晶は遮蔽板202によって発生する温度勾配に依存
し、これは高々1μmである。結晶粒を大きくするため
には遮蔽板を1μm程度のステッピングで移動すること
が必要である。また、一回の照射で形成される粒界を次
のレーザービーム照射の際に確実に消去する必要がある
ので、ステッピングの精度も必要となる。
The crystal grown by a single laser beam irradiation depends on the temperature gradient generated by the shielding plate 202, which is at most 1 μm. In order to increase the size of crystal grains, it is necessary to move the shielding plate with a stepping of about 1 μm. Further, since it is necessary to surely erase a grain boundary formed by one irradiation at the time of the next laser beam irradiation, stepping accuracy is also required.

【0016】液晶表示装置のように大面積の多結晶半導
体が必要な場合、このようなステッピング寸法およびス
テッピング精度では十分な生産性を得ることができな
い。また、図3に示すように、レーザービーム301を
スキャンすることで、実質的に結晶302を成長させる
方法がある。図3(a)は初期の状態、図3(b)はレ
ーザービームをスキャンさせた状態を示している。これ
は主に、結晶シリコンを結晶化する技術として電子ビー
ムを用いて結晶化を実現する方法がある。同様に、スタ
ート材料にレーザービーム301をスキャンすることで
結晶を成長させる方法が従来技術として存在する。この
場合、レーザービームのスキャン速度は10m/s 以上と高
速である必要がある。
When a large-area polycrystalline semiconductor is required as in a liquid crystal display device, sufficient productivity cannot be obtained with such stepping dimensions and stepping accuracy. Further, as shown in FIG. 3, there is a method of substantially growing a crystal 302 by scanning a laser beam 301. FIG. 3A shows an initial state, and FIG. 3B shows a state in which a laser beam is scanned. This is mainly a method of realizing crystallization using an electron beam as a technique for crystallizing crystalline silicon. Similarly, a method of growing a crystal by scanning a laser beam 301 on a starting material exists as a conventional technique. In this case, the scanning speed of the laser beam needs to be as high as 10 m / s or more.

【0017】この場合、レーザービームを精度よく高速
でスキャンする必要がある。しかし、液晶表示装置の様
に大面積でレーザービームを精度よく高速でスキャンす
る事は困難である。
In this case, it is necessary to scan the laser beam accurately and at high speed. However, it is difficult to scan a large area laser beam with high accuracy and high speed as in a liquid crystal display device.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザービーム
照射による多結晶膜の製造方法は、結晶の成長速度でレ
ーザービームを正確に10m/s 以上と高速なスキャンニン
グをすることができなかった為に結晶粒の大きな多結晶
膜を液晶表示装置に使用するような大面積なものを生産
性良く得ることができなかった。
In the conventional method for producing a polycrystalline film by laser beam irradiation, high-speed scanning of a laser beam at a crystal growth rate of 10 m / s or more cannot be performed accurately. In addition, a large-area film using a polycrystalline film having large crystal grains in a liquid crystal display device cannot be obtained with high productivity.

【0019】本発明では、TFTに使用するような結晶
粒の大きな多結晶膜を液晶表示装置に使用するような大
面積に渡って生産性の高い方法で得る多結晶膜の成長方
法を提供することを目的とする。
According to the present invention, there is provided a method for growing a polycrystalline film having a large crystal grain, such as that used for a TFT, with a high productivity over a large area, such as a liquid crystal display device. The purpose is to:

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の半導体結晶膜の製造方法は、基板上に非
単結晶半導体膜を形成する工程と、この非単結晶半導体
膜に遮蔽板の端面からエネルギービームの一部を透過し
て前記非単結晶半導体膜の溶融再成長する固液界面を形
成して結晶成長させる工程とを有する半導体結晶膜の製
造方法において、前記遮蔽板の端面は前記結晶成長の速
度で移動させる事を特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor crystal film according to claim 1 includes a step of forming a non-single-crystal semiconductor film on a substrate, and a step of forming the non-single-crystal semiconductor film on the substrate. Forming a solid-liquid interface for melting and regrowing the non-single-crystal semiconductor film by transmitting a part of the energy beam from an end face of the shield plate to grow a crystal, and wherein the crystal is grown. Is characterized in that the end face is moved at the crystal growth speed.

【0021】請求項2の半導体結晶膜の製造装置は、非
単結晶半導体膜が表面に形成された基板を保持可能な台
と、この台上で一定間隔を保持しながら移動可能な遮蔽
板と、この遮蔽板の端面から一部が透過して前記非単結
晶半導体膜の溶融再成長する固液界面を形成して結晶成
長させるエネルギビームを照射可能なエネルギビーム照
射手段とを有する半導体結晶膜の製造装置において、前
記遮蔽板の端面は前記結晶成長の速度で移動させる事を
特徴とする。以上のような半導体結晶膜の製造方法或い
は製造装置では、遮蔽板の端面が前記結晶成長速度で移
動することによって、遮蔽板の端面から透過したエネル
ギービームの鋭い端面を結晶成長速度で固液界面に照射
しながら高速移動させる決めの細かい速度制御が可能に
なった。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal film, comprising: a table capable of holding a substrate having a non-single-crystal semiconductor film formed on a surface thereof; An energy beam irradiating means capable of irradiating an energy beam for crystal growth by forming a solid-liquid interface where a part of the non-single-crystal semiconductor film melts and re-grows through an end face of the shielding plate. Wherein the end face of the shielding plate is moved at the crystal growth speed. In the method or apparatus for manufacturing a semiconductor crystal film as described above, the end face of the shielding plate moves at the crystal growth rate, so that the sharp end face of the energy beam transmitted from the end face of the shielding plate becomes solid-liquid interface at the crystal growth rate. Fine-grained speed control that enables high-speed movement while irradiating the camera has become possible.

【0022】請求項3の半導体結晶膜の製造装置は、請
求項2において、前記遮蔽板は、前記台上で回転する回
転体である事を特徴とする。特に、結晶成長方向と直交
する方向に回転させる場合には回転体の安定した回転速
度を利用する事ができ高速な速度制御を確実にすること
が可能である。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor crystal film manufacturing apparatus according to the second aspect, the shielding plate is a rotating body that rotates on the table. In particular, when rotating in a direction perpendicular to the crystal growth direction, a stable rotation speed of the rotating body can be used, and high-speed speed control can be ensured.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明は、エネルギービーム(こ
こでは、電子ビーム等のエネルギービームも含むが、以
下の説明では代表してレーザービームと称する。)を遮
る事のできる遮蔽板を用い、遮蔽板がレーザービーム照
射時間内に結晶成長方向に高速で移動することよって、
テーパーが高速で移動するため正確な結晶成長速度でレ
ーザービームをスキャンニングすることができる様にし
た事を骨子とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention uses a shielding plate capable of blocking an energy beam (including an energy beam such as an electron beam, but is hereinafter referred to as a laser beam as a representative). By the shield moving at high speed in the crystal growth direction within the laser beam irradiation time,
The main point is that the laser beam can be scanned at an accurate crystal growth rate because the taper moves at a high speed.

【0024】しかも、遮蔽板を高速で移動するするた
め、複雑な光学的な配慮を必要とすることなく、精度良
く、しかも液晶表示装置に使用する様な大面積な領域に
渡って生産性の高い、多結晶膜の成長方法を実現する事
ができる。
In addition, since the shielding plate is moved at a high speed, the productivity is improved over a large area such as used for a liquid crystal display device without requiring complicated optical considerations. A high polycrystalline film growth method can be realized.

【0025】図4を用いて本発明の多結晶膜の製造方法
を説明する。レーザービーム401を遮る様に遮蔽板4
02が膜403の上に設置されている。レーザービーム
401とそれを遮る遮蔽板402によって、レーザー照
射される膜403には固体相403a と液体相403b
が発生する。この時、遮蔽板402はレーザービーム4
01照射中に矢印404の方向に移動する。固体相40
3a と液体相403bとの境界405は遮蔽板402の
移動に従って同様の方向406に移動する。この様子を
示すのが図4(b) である。遮蔽板402は図4(a) より
も右側に成長する。最後には図4(c) に示す様に遮蔽板
402はレーザービーム401を完全に遮る。この時、
結晶の成長は407に示す様な粒界を形成し、終了す
る。従って、結晶は、レーザービーム401の長さLの
大きさにほぼ等しい大きさに成長する。この時、遮蔽板
402の長さLs はレーザービーム401の長さLより
も大きい必要がある。
A method for manufacturing a polycrystalline film according to the present invention will be described with reference to FIG. Shield plate 4 so as to block laser beam 401
02 is placed on the membrane 403. The solid phase 403a and the liquid phase 403b are applied to the film 403 irradiated with the laser beam by the laser beam 401 and the shielding plate 402 for blocking the laser beam 401.
Occurs. At this time, the shielding plate 402 is
It moves in the direction of arrow 404 during 01 irradiation. Solid phase 40
The boundary 405 between 3a and the liquid phase 403b moves in the same direction 406 in accordance with the movement of the shielding plate 402. FIG. 4B shows this state. The shielding plate 402 grows to the right side of FIG. Finally, the shielding plate 402 completely blocks the laser beam 401 as shown in FIG. At this time,
The crystal growth forms a grain boundary as indicated by 407 and ends. Therefore, the crystal grows to a size approximately equal to the length L of the laser beam 401. At this time, the length Ls of the shielding plate 402 needs to be longer than the length L of the laser beam 401.

【0026】本発明によって結晶粒の大きい多結晶膜を
得るためには、レーザービーム401照射時間と遮蔽板
402移動の同期が重要である。即ち、遮蔽板402に
よる温度勾配領域が形成する固体相403a と液体相4
03b との境界405が結晶成長に適合した速度で移動
する事が重要である。
In order to obtain a polycrystalline film having large crystal grains according to the present invention, it is important to synchronize the irradiation time of the laser beam 401 with the movement of the shielding plate 402. That is, the solid phase 403a and the liquid phase 4 formed by the temperature gradient region by the shielding plate 402
It is important that the boundary 405 with 03b moves at a speed suitable for crystal growth.

【0027】また、レーザービーム長Lと遮蔽板長Ls
の大きさの関係も重要である。即ち、L≦Lsである必要
がある。これは、L>Ls である場合、結晶化された膜
403が再度レーザービーム401の照射を受ける事に
なり、液体化から固体化の相変化をすることになり粒界
の発生原因となる。従って、一度結晶化された領域に再
びレーザービーム401照射を受けないよう、遮蔽板4
02でレーザービーム401を遮る必要がある。
The laser beam length L and the shielding plate length Ls
The size relationship is also important. That is, it is necessary that L ≦ Ls. This means that, when L> Ls, the crystallized film 403 is again irradiated with the laser beam 401, and the phase changes from liquefaction to solidification, which causes the generation of grain boundaries. Therefore, the shielding plate 4 is used to prevent the once crystallized region from being irradiated with the laser beam 401 again.
02 needs to block the laser beam 401.

【0028】以上の様な条件で多結晶化することでレー
ザービーム長Lにほぼ等しい結晶粒を得ることができ
る。レーザービーム長Lは少なくとも数μm程度で均一
強度にすることができるので一度のレーザービーム照射
によって少なくとも数μm 程度の結晶粒を得ることがで
きる。
By performing polycrystallization under the above-described conditions, crystal grains substantially equal to the laser beam length L can be obtained. Since the laser beam length L can be made uniform at least about several μm, crystal grains of at least several μm can be obtained by one laser beam irradiation.

【0029】[0029]

【実施例】(実施例1)次に図5を用いて、液晶表示装
置に使用する目的で、大面積に多結晶シリコン膜を得る
方法を説明する。基板501上に非晶質シリコン502
を堆積させる。レーザービーム503として例えばXe
ClまたはKrFなどのガスレーザーを用いる。光学的
にレーザービーム503の形状の長さをL幅をWとし、
この領域内でのフルエンスが一定である様に調整する。
これに対して、遮蔽板504を非晶質シリコン膜502
より適当な距離を離して設置する。この時、遮蔽板50
4の長さLs と幅Ws がレーザービーム503形状に対
してL≦Ls およびW≦Ws の条件を満たす必要があ
る。
(Embodiment 1) Next, a method for obtaining a polycrystalline silicon film in a large area for use in a liquid crystal display device will be described with reference to FIG. Amorphous silicon 502 on a substrate 501
Is deposited. As the laser beam 503, for example, Xe
A gas laser such as Cl or KrF is used. Optically, the length of the shape of the laser beam 503 is L, the width is W,
The fluence in this region is adjusted so as to be constant.
On the other hand, the shielding plate 504 is made of the amorphous silicon film 502.
Install at a more appropriate distance. At this time, the shielding plate 50
4, the length Ls and the width Ws of the laser beam 503 need to satisfy the conditions of L ≦ Ls and W ≦ Ws.

【0030】遮蔽板504は結晶成長に適合した速さで
レーザービーム503の照射面積すべてを遮るように移
動させる。結晶成長速度をVとすると、レーザービーム
503の照射時間はL/Vである必要がある。この結
果、レーザービーム503の照射面積に対応し、多結晶
化した膜502a が遮蔽板504の通過した部分に形成
される。得られた多結晶膜の粒界を再度レーザービーム
503で照射するようにオーバーラップさせる事で結晶
粒をさらに大きくする事が可能となる。
The shielding plate 504 is moved at a speed suitable for crystal growth so as to block the entire irradiation area of the laser beam 503. Assuming that the crystal growth rate is V, the irradiation time of the laser beam 503 needs to be L / V. As a result, a polycrystallized film 502a is formed at the portion where the shielding plate 504 has passed, corresponding to the irradiation area of the laser beam 503. By overlapping the grain boundaries of the obtained polycrystalline film so as to be irradiated again with the laser beam 503, the crystal grains can be further enlarged.

【0031】以上の工程を繰り返す事で残りの非晶質シ
リコン膜502bも多結晶化していく。従来技術はレー
ザービーム照射と遮蔽板の移動を断続的にステッピング
する必要があり、大面積における多結晶化には適してい
なかった。本発明は均一なフルエンスが得られるレーザ
ービーム形状にほぼ等しい結晶粒が得られる事から結晶
化の効率が著しく向上した。本発明は、遮蔽板を結晶化
速度に合わせ移動する事で多結晶化の効率化を実現して
いる。従来技術は遮蔽板でレーザー照射強度の変調させ
温度勾配領域を形成し、この領域内での結晶成長に依存
していた為に効率化が図れなかった。これに対して、本
発明は結晶成長部分、例えば図4の405、を結晶成長
の速度に適合して移動させる事で大幅な効率化が図れる
事になる。
By repeating the above steps, the remaining amorphous silicon film 502b is also polycrystallized. The prior art requires stepping the laser beam irradiation and the movement of the shielding plate intermittently, and is not suitable for polycrystallization in a large area. In the present invention, crystallization efficiency is remarkably improved since crystal grains substantially equal to the laser beam shape capable of obtaining a uniform fluence are obtained. According to the present invention, the efficiency of polycrystallization is improved by moving the shielding plate in accordance with the crystallization speed. In the prior art, the laser irradiation intensity was modulated by a shielding plate to form a temperature gradient region, and the efficiency could not be improved because the region depended on crystal growth in this region. On the other hand, according to the present invention, the crystal growth portion, for example, 405 in FIG. 4 is moved in accordance with the crystal growth speed, so that the efficiency can be greatly improved.

【0032】(実施例2)図5で示した遮蔽板504の
移動方法に関する第2 の実施例を図6を用いて説明す
る。遮蔽板を高速で移動するには機械的な摩耗等が考え
られる。これを解決する方法として、図6(a) に示す様
に遮蔽板601を回転軸602を中心に回転させる方法
を提供する。レーザービーム形状603を実施例1で示
した様に遮る事が可能なように図6に示す方向に回転を
する。この事で図4で説明した様に、レーザービーム照
射時間と回転速度を同期させることで膜の多結晶化を実
現する事ができる。この場合、回転遮蔽板601とレー
ザービームはその位置関係を崩さないように順次多結晶
化を進める。
(Embodiment 2) A second embodiment of the method of moving the shielding plate 504 shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. In order to move the shielding plate at high speed, mechanical wear or the like is considered. As a method for solving this, there is provided a method of rotating the shielding plate 601 about the rotation shaft 602 as shown in FIG. The laser beam is rotated in the direction shown in FIG. 6 so that the laser beam shape 603 can be blocked as shown in the first embodiment. Thus, as described with reference to FIG. 4, the film can be polycrystallized by synchronizing the rotation time with the laser beam irradiation time. In this case, the rotation shielding plate 601 and the laser beam sequentially proceed with polycrystallization so as not to lose their positional relationship.

【0033】図6(b) は回転遮蔽板601形状とレーザ
ービーム形状603を規定する条件を説明する図であ
る。回転遮蔽板601形状はレーザービーム形状603
を完全に多い隠せるだけの大きさが必要である。
FIG. 6B is a diagram for explaining conditions for defining the shape of the rotary shield 601 and the shape of the laser beam 603. The rotary shield plate 601 has a laser beam shape 603
Must be large enough to completely hide the image.

【0034】図7に示すのは図6 の回転遮蔽板をレーザ
ービームの両側に設けた場合である。図6で規定される
回転遮蔽板とレーザービーム形状をもつ回転遮蔽板70
1をレーザービーム形状702に対して左右に設ける。
FIG. 7 shows a case where the rotary shield plate shown in FIG. 6 is provided on both sides of the laser beam. A rotary shield plate defined in FIG. 6 and a rotary shield plate 70 having a laser beam shape.
1 are provided on the left and right of the laser beam shape 702.

【0035】回転遮蔽板701が一枚の場合、遮蔽板端
703は図7(c) の様に回転しながらレーザービーム7
02を横切る事になるので結晶の成長方向は遮蔽板端7
03の法線方向704に向かう。これを避けるために、
両側に回転遮蔽板701を設ける事で図7(b)に示す様
に、レーザービームの長辺方向に成長させる事ができ
る。
When the number of the rotary shield plate 701 is one, the end of the shield plate 703 is rotated as shown in FIG.
02, so that the crystal growth direction is
03 toward the normal direction 704. To avoid this,
By providing the rotation shielding plates 701 on both sides, the laser beam can be grown in the long side direction as shown in FIG. 7B.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は結晶成長部分を結晶成長速度に
適合して移動させる事で大幅な効率化が図れる様になっ
た。この事で、容易に結晶粒の大きい多結晶膜を得る事
ができるだけでなく、大面積領域に多結晶膜を効率よく
得る事ができる様になった。
According to the present invention, the efficiency can be greatly improved by moving the crystal growth portion in accordance with the crystal growth speed. Thus, not only can a polycrystalline film having large crystal grains be easily obtained, but also a polycrystalline film can be efficiently obtained in a large area region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の多結晶化技術の説明FIG. 1 illustrates a conventional polycrystallization technique.

【図2】従来の多結晶化技術の原理説明FIG. 2 illustrates the principle of a conventional polycrystallization technique.

【図3】従来技術説明FIG. 3 is an explanation of a conventional technique.

【図4】本発明の原理説明FIG. 4 illustrates the principle of the present invention.

【図5】本発明の実施例1の説明図FIG. 5 is an explanatory view of Embodiment 1 of the present invention.

【図6】本発明の実施例2に係る高速移動遮蔽板の説明
FIG. 6 is an explanatory diagram of a high-speed moving shielding plate according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例2に係る高速移動遮蔽板の説明
FIG. 7 is an explanatory view of a high-speed moving shielding plate according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

501 基板 502 非晶質シリコン 503 レーザービーム 504 遮蔽板 Reference Signs List 501 substrate 502 amorphous silicon 503 laser beam 504 shielding plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に非単結晶半導体膜を形成する工程
と、この非単結晶半導体膜に遮蔽板の端面からエネルギ
ービームの一部を透過して前記非単結晶半導体膜の溶融
再成長する固液界面を形成して結晶成長させる工程とを
有する半導体結晶膜の製造方法において、前記遮蔽板の
端面は前記結晶成長の速度で移動させる事を特徴とする
半導体結晶膜の製造方法。
A non-single-crystal semiconductor film is formed on a substrate, and a part of an energy beam is transmitted through the non-single-crystal semiconductor film from an end face of a shield plate to melt and regrow the non-single-crystal semiconductor film. Forming a solid-liquid interface and growing a crystal, wherein the end face of the shielding plate is moved at the speed of the crystal growth.
【請求項2】非単結晶半導体膜が表面に形成された基板
を保持可能な台と、この台上で一定間隔を保持しながら
移動可能な遮蔽板と、この遮蔽板の端面から一部が透過
して前記非単結晶半導体膜の溶融再成長する固液界面を
形成して結晶成長させるエネルギビームを照射可能なエ
ネルギビーム照射手段とを有する半導体結晶膜の製造装
置において、前記遮蔽板の端面は前記結晶成長の速度で
移動させる事を特徴とする半導体結晶膜の製造装置。
2. A table capable of holding a substrate having a surface on which a non-single-crystal semiconductor film is formed, a shielding plate movable on the table while maintaining a constant interval, and a part of the shielding plate from an end face. An energy beam irradiating means capable of irradiating an energy beam for transmitting an energy beam for crystal growth by forming a solid-liquid interface through which the non-single-crystal semiconductor film melts and grows again, wherein the end face of the shielding plate Is an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal film, wherein the semiconductor crystal film is moved at the crystal growth speed.
【請求項3】前記遮蔽板は、前記台上で回転する回転体
である事を特徴とする請求項2記載の半導体結晶膜の製
造装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the shielding plate is a rotating body that rotates on the table.
JP10720298A 1998-04-17 1998-04-17 Method and device for manufacturing semiconductor crystal film Pending JPH11305258A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10720298A JPH11305258A (en) 1998-04-17 1998-04-17 Method and device for manufacturing semiconductor crystal film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10720298A JPH11305258A (en) 1998-04-17 1998-04-17 Method and device for manufacturing semiconductor crystal film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11305258A true JPH11305258A (en) 1999-11-05

Family

ID=14453078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10720298A Pending JPH11305258A (en) 1998-04-17 1998-04-17 Method and device for manufacturing semiconductor crystal film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11305258A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3642546B2 (en) Method for producing polycrystalline semiconductor thin film
US8476144B2 (en) Method for providing a continuous motion sequential lateral solidification for reducing or eliminating artifacts in edge regions, and a mask for facilitating such artifact reduction/elimination
KR100364944B1 (en) Method of forming a semiconductor thin film
US8598588B2 (en) Systems and methods for processing a film, and thin films
US6326286B1 (en) Method for crystallizing amorphous silicon layer
US7816196B2 (en) Laser mask and crystallization method using the same
US20020102824A1 (en) Method of optimizing channel characteristics using laterally-crystallized ELA poly-si films
US6987035B2 (en) Method and apparatus for forming crystallized semiconductor layer, and method for manufacturing semiconductor apparatus
JP2002237455A (en) Silicon crystallization apparatus and method therefor
JP3054310B2 (en) Laser processing method for semiconductor device
JP4405902B2 (en) Laser mask, laser crystallization method, and display element manufacturing method
KR100303138B1 (en) Method of crystallizing silicon thin film and manufacturing method of thin film transistor using the same
US20020102821A1 (en) Mask pattern design to improve quality uniformity in lateral laser crystallized poly-Si films
US6113689A (en) Method of crystallizing amorphous silicon layer
JP2507464B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2005197658A (en) Method for forming polycrystalline silicon film
US20220088718A1 (en) Laser annealing method and laser annealing apparatus
KR100296111B1 (en) Method of crystallizing silicon thin film and manufacturing method of thin film transistor using the same
JPH11305258A (en) Method and device for manufacturing semiconductor crystal film
JP2002057105A (en) Method and device for manufacturing semiconductor thin film, and matrix circuit-driving device
JP2002083768A (en) Method of manufacturing single crystal film, and single crystal film substrate, and semiconductor device
JP4365757B2 (en) Method for forming polycrystalline silicon film of polycrystalline silicon thin film transistor
JP4467276B2 (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor thin films
CN113330538A (en) Laser annealing method, laser annealing apparatus, and crystallized silicon film substrate
JP2007251179A (en) Crystallization pattern and method of crystallizing amorphous silicon using the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050414

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050606

A072 Dismissal of procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072

Effective date: 20050816