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JPH1074697A - Polycrystalline silicon film, manufacture thereof, manufacture of thin film transistor and liquid crystal display device, and laser annealing device - Google Patents

Polycrystalline silicon film, manufacture thereof, manufacture of thin film transistor and liquid crystal display device, and laser annealing device

Info

Publication number
JPH1074697A
JPH1074697A JP22856196A JP22856196A JPH1074697A JP H1074697 A JPH1074697 A JP H1074697A JP 22856196 A JP22856196 A JP 22856196A JP 22856196 A JP22856196 A JP 22856196A JP H1074697 A JPH1074697 A JP H1074697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
energy density
energy
less
forming
shot
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
JP22856196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kawamura
真一 河村
Yuki Matsuura
由紀 松浦
Yasuto Kawahisa
慶人 川久
Hiroshi Ito
弘 伊藤
Akitaka Yamada
明孝 山田
Shuichi Ishida
修一 石田
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 JP22856196A priority Critical patent/JPH1074697A/en
Publication of JPH1074697A publication Critical patent/JPH1074697A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polycrystalline silicon which is excellent in quality and large in crystal grain diameter without causing any abrasion induced by dehydrogenation carried out when polycrystalline silicon is manufactured. SOLUTION: An energy beam has such an intensity profile that it starts decreasing gradually in intensity at a certain point in a scanning direction, the density of first energy impinging on any point on a non-single crystal silicon is set lower than 160mj/cm<2> , and when an energy beam of energy density 160mj/cm<2> or above is applied, its energy density is so set as to be lower than the sum of the maximum value of energy density before a preceding shot is made and 15mj/cm<2> , and the non-single crystal silicon is repeatedly irradiated with an energy beam of the substantial maximum energy density 10 to 120 times. After the non-single crystal silicon is irradiated with an energy beam of the maximum energy density, it is restrained from being irradiated with an energy beam of lower energy density 5 times or above.

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、非単結晶シリコン
を多結晶化する際に水素脱気によるダメージのない多結
晶シリコン膜、また水素脱気によるダメージが生じるこ
とのない均一な多結晶シリコンの製造方法、薄膜トラン
ジスタの製造方法、及び液晶表示装置の製造方法に関す
る。また、本発明は、その製造方法を具現化するために
用いられるレーザアニール装置に関する。
The present invention relates to a polycrystalline silicon film which is not damaged by hydrogen degassing when polycrystallizing non-single-crystal silicon, and a uniform polycrystalline silicon which is not damaged by hydrogen degassing. And a method for manufacturing a thin film transistor and a method for manufacturing a liquid crystal display device. Further, the present invention relates to a laser annealing apparatus used for embodying the manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザビーム照射により多結晶シリコン
を製造する場合、従来は水素脱気により膜にダメージを
生じてしまい、良質の膜を得ることができなかった。こ
の問題を解決するために、現在は非晶質シリコン膜を形
成した後にあらかじめ水素脱気を行っておき、その後に
エネルギービームの照射により多結晶化を行う方法が採
られている。
2. Description of the Related Art In the case of producing polycrystalline silicon by laser beam irradiation, conventionally, a film was damaged by hydrogen degassing, and a high quality film could not be obtained. In order to solve this problem, a method has been adopted in which hydrogen degassing is performed in advance after an amorphous silicon film is formed, and then polycrystallization is performed by irradiation with an energy beam.

【0003】このような方法の一つとして、特開平2−
177422号公報には、光ビームスポットのエネルギ
ー分布を、スポットの走査方向の前方側から後方側に向
かって複数段階に分布させることにより、徐々に大きな
エネルギーを与える方法が開示されている。
As one of such methods, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 177422 discloses a method of gradually increasing the energy distribution of a light beam spot by distributing the energy distribution of the light beam spot from a front side to a rear side in the scanning direction of the spot in a plurality of stages.

【0004】また、レーザアニールを行うレーザアニー
ル装置に関しては、出射されたレーザ光を最終的に整形
する線状ビームの長軸方向、短軸方向にそれぞれ強度の
均一化を行うが、従来の均一化は、カライドスコープに
より両方向ともに行っていた。
In a laser annealing apparatus for performing laser annealing, the intensity of a linear beam for finally shaping the emitted laser beam is made uniform in the major axis direction and the minor axis direction. The transformation was performed in both directions using a kaleidoscope.

【0005】また、線状ビームに裾を形成して照射を行
う方法において、その裾を形成するためのレーザアニー
ル装置としては、例えば特開平2−17742号公報に
は、透過率の異なる複数のフィルタを積層しそこへレー
ザ光を透過することで、レーザビームのエネルギー強度
分布を階段状又は緩やかにする、という技術が開示され
ている。
[0005] In the method of irradiating a linear beam with a skirt formed therein, a laser annealing apparatus for forming the skirt is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-17742. A technique has been disclosed in which a filter is laminated and a laser beam is transmitted through the filter to make the energy intensity distribution of the laser beam stepwise or gentle.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法でも最初に照射されるエネルギービームの大き
さ、及び一段階ごとの変化の大きさ等によってはシリコ
ン膜にダメージが生じてしまう、という問題があった。
However, even with the above-described method, there is a problem that the silicon film is damaged depending on the size of the energy beam initially irradiated and the magnitude of the change in each step. there were.

【0007】また、徐々にエネルギー密度の大きいエネ
ルギーを照射していき、最終的に最大エネルギー密度の
エネルギーを照射するが、その最大エネルギー密度の照
射が充分でない場合には、形成された多結晶シリコンの
所望の特性が得られないという問題があった。さらに、
最大エネルギー密度で照射された後に再度それよりも低
いエネルギーで多数回照射されるとシリコンが溶融し始
めて結晶性が劣化する(粒径が小さくなる)という問題
があった。
[0007] In addition, while gradually irradiating energy with a large energy density and finally irradiating the energy with the maximum energy density, if the irradiation with the maximum energy density is not sufficient, the formed polycrystalline silicon There is a problem that the desired characteristics cannot be obtained. further,
If irradiation is performed a number of times with lower energy after irradiation at the maximum energy density, there is a problem that silicon starts to melt and crystallinity is deteriorated (particle diameter is reduced).

【0008】また、レーザアニール装置においては、カ
ライドスコープの出射口の大きさを線状ビームの大きさ
と同程度としなければならないため、光学系全体が大き
くなってしまう問題があった。
Further, in the laser annealing apparatus, the size of the exit of the kaleidoscope must be approximately the same as the size of the linear beam, so that there is a problem that the entire optical system becomes large.

【0009】さらに、線状ビームの裾を形成する場合
に、従来は積層フィルタを透過させているためこの透過
によるレーザエネルギーの損失は全エネルギーの20〜
50%と大きな値となる。そのためレーザエネルギーの
利用効率が低下してしまうという問題があった。
Further, when the bottom of the linear beam is formed, the laser energy loss due to the transmission is conventionally 20 to 20% of the total energy since the laminated filter is conventionally transmitted.
This is a large value of 50%. Therefore, there is a problem that the utilization efficiency of the laser energy is reduced.

【0010】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、水素脱気によるダメージのない良質な多結晶シリコ
ン膜、多結晶シリコンの製造方法、薄膜トランジスタの
製造方法、及び液晶表示装置の製造方法を提供し、ま
た、小型化が可能で、レーザーエネルギーの利用効率を
良く、線状ビームの裾を制御することのできるレーザー
アニール装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a high-quality polycrystalline silicon film, a method of manufacturing polycrystalline silicon, a method of manufacturing a thin film transistor, and a method of manufacturing a liquid crystal display device, which are not damaged by hydrogen degassing. Another object of the present invention is to provide a laser annealing apparatus which can be downsized, can use laser energy efficiently, and can control the bottom of a linear beam.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に非単
結晶シリコンを形成する工程と、前記非単結晶シリコン
にエネルギービームを1ショットの照射毎に、相対的に
所定距離だけ走査させて照射し前記非単結晶シリコンを
多結晶化する工程とを有する多結晶シリコンの製造方法
において、前記非単結晶シリコンの任意の点が最初に受
けるエネルギー密度は160mJ/cm2 未満であり、
160mJ/cm2 以上のエネルギー密度のエネルギー
が照射される場合は、前ショット以前で受けたエネルギ
ー密度の最大値+15mJ/cm2 以下の大きさであ
り、かつ実質的な最大エネルギー密度のエネルギーを1
0ショット以上120ショット以下受けることを特徴と
する多結晶シリコンの製造方法である。
According to the present invention, there is provided a process for forming non-single-crystal silicon on a substrate, and scanning the non-single-crystal silicon by a relatively predetermined distance every time one shot is irradiated with an energy beam. Irradiating the non-single-crystal silicon to polycrystallize the non-single-crystal silicon, wherein the energy density initially received at any point of the non-single-crystal silicon is less than 160 mJ / cm 2 ,
When energy having an energy density of 160 mJ / cm 2 or more is irradiated, the energy of the maximum energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm 2 or less and the energy of the substantial maximum energy density is 1
A method for producing polycrystalline silicon, wherein 0 to 120 shots or less are received.

【0012】また本発明は、前記非単結晶シリコンの任
意の点が最初に受けるエネルギー密度は160mJ/c
2 未満であり、160mJ/cm2 以上270mJ/
cm2 未満のエネルギー密度のエネルギーが照射される
場合はそのショットで受けるエネルギー密度が前ショッ
ト以前で受けたエネルギー密度の3/2倍以下の大きさ
であり、かつ実質的な最大エネルギー密度のエネルギー
を10ショット以上120ショット以下受けることを特
徴とする多結晶シリコンの製造方法である。
Further, according to the present invention, the energy density initially received at any point of the non-single-crystal silicon is 160 mJ / c.
m 2 , and 160 mJ / cm 2 or more and 270 mJ /
When an energy having an energy density of less than 2 cm 2 is irradiated, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received in the previous shot, and the energy having a substantial maximum energy density. Receiving 10 shots or more and 120 shots or less.

【0013】また本発明は、前記非単結晶シリコンの任
意の点が最初に受けるエネルギー密度は160mJ/c
2 未満であり、160mJ/cm2 以上270mJ/
cm2 未満のエネルギー密度のエネルギーが照射される
場合はそのショットで受けるエネルギー密度が前ショッ
ト以前で受けたエネルギー密度の3/2倍以下の大きさ
であり、270mJ/cm2 以上のエネルギー密度のエ
ネルギーが照射される場合はそのショットで受けるエネ
ルギー密度が(前ショット以前で受けたエネルギー密度
の最大値+15mJ/cm2 )以下の大きさであり、か
つ実質的な最大エネルギー密度のエネルギーを10ショ
ット以上120ショット以下受けることを特徴とする多
結晶シリコンの製造方法である。
Further, according to the present invention, the energy density initially received at any point of the non-single-crystal silicon is 160 mJ / c.
m 2 , and 160 mJ / cm 2 or more and 270 mJ /
When an energy having an energy density of less than 2 cm 2 is irradiated, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received in the previous shot, and the energy density is 270 mJ / cm 2 or more. When the energy is applied, the energy density received in the shot is not more than (the maximum value of the energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm 2 ) and the energy of the substantial maximum energy density is 10 shots. A method for producing polycrystalline silicon, characterized by receiving a shot of 120 shots or less.

【0014】さらに本発明は、最大エネルギー密度で照
射された後には、実質的な最大エネルギー密度よりも低
いエネルギーで5回以上照射されないことを特徴とする
多結晶シリコンの製造方法である。
Further, the present invention is a method for producing polycrystalline silicon, characterized in that after irradiation with the maximum energy density, irradiation is not performed five times or more with energy lower than the substantial maximum energy density.

【0015】上記したような多結晶シリコンの製造方法
によれば、水素脱気によるアブレーションを起こすこと
なく、大粒径の結晶を得ることができる。また本発明
は、(111)配向した多結晶シリコン膜である。ま
た、(111)配向されかつ粒径が0.3μm以上1.
2μm以下である多結晶シリコン膜である。また、(1
11)配向された多結晶シリコン膜である。
According to the method for producing polycrystalline silicon as described above, a crystal having a large grain size can be obtained without causing ablation due to degassing of hydrogen. Further, the present invention is a (111) -oriented polycrystalline silicon film. Further, it is (111) oriented and has a particle size of 0.3 μm or more.
It is a polycrystalline silicon film having a thickness of 2 μm or less. Also, (1
11) An oriented polycrystalline silicon film.

【0016】このような多結晶シリコン膜は、TFT等
の構成部材となったときに移動度、閾値の経時変化等に
関し、良好な特性を示す。また本発明は、上記多結晶シ
リコンの製造方法を用いた薄膜トランジスタの製造方法
である。
Such a polycrystalline silicon film exhibits good characteristics with respect to mobility, threshold change with time, and the like when it becomes a component such as a TFT. Further, the present invention is a method for manufacturing a thin film transistor using the above method for manufacturing polycrystalline silicon.

【0017】また本発明は、上記多結晶シリコンの製造
方法を用いた液晶表示装置の製造方法である。また、本
発明は、レーザ光を出射するレーザ出射手段と、このレ
ーザ出射手段から出射されたレーザ光を線状に整形する
光学系と、前記光学系により整形された線状ビームが照
射される被処理物を設置するチャンバと、を備えたレー
ザアニール装置において、前記光学系は、前記レーザ光
を一方向に均一化し前記線状ビームが長軸方向に均一化
されるためのレンズ群と、前記レーザ光を前記一方向と
垂直な方向に均一化し前記線状ビームが短軸方向に均一
化され、光反射面を対向させて平行に配置された多重反
射手段と、を備えたことを特徴とするレーザアニール装
置である。
The present invention is also a method for manufacturing a liquid crystal display device using the above method for manufacturing polycrystalline silicon. Further, according to the present invention, a laser emitting unit for emitting a laser beam, an optical system for linearly shaping the laser beam emitted from the laser emitting unit, and a linear beam shaped by the optical system are irradiated. A chamber for installing an object to be processed, in a laser annealing apparatus, the optical system, the lens group for uniformizing the laser beam in one direction and the linear beam uniform in the long axis direction, Multi-reflecting means, wherein the laser light is made uniform in a direction perpendicular to the one direction, the linear beam is made uniform in the short axis direction, and a light reflecting surface is opposed to and arranged in parallel. Is a laser annealing apparatus.

【0018】このような構成にすることにより、多重反
射手段の間隙を通過したレーザ光は、通過後も線状ビー
ムの長軸方向に徐々に拡大されていくことになるので光
反射手段の長軸方向の長さよりも長い線状ビームを得る
ことができる。
With such a configuration, the laser light that has passed through the gap between the multiple reflection means is gradually expanded in the long axis direction of the linear beam even after passing through, so that the length of the light reflection means is reduced. A linear beam longer than the axial length can be obtained.

【0019】また、本発明は、多重反射手段を2枚の単
独な光反射手段で構成され、前記レーザ光の進行方向ま
たは光反射面に垂直な方向に、それぞれ単独に可動であ
ることを特徴とするレーザアニール装置である。このよ
うな構成にすることにより、整形される線状ビームの短
軸方向の幅、裾幅、裾の対称、非対称を自由に制御でき
る。
Further, the present invention is characterized in that the multiple reflection means is constituted by two independent light reflection means, and is independently movable in the traveling direction of the laser light or in the direction perpendicular to the light reflection surface. Is a laser annealing apparatus. With such a configuration, it is possible to freely control the width in the short axis direction, the skirt width, the symmetrical and the asymmetrical skirt of the linear beam to be shaped.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下実施例1、2に多結晶シリコ
ンの製造方法及びその方法により形成された多結晶シリ
コン膜について詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments 1 and 2 will now be described in detail with respect to a method for manufacturing polycrystalline silicon and a polycrystalline silicon film formed by the method.

【0021】(実施例1)図1にエキシマレーザーアニ
ール装置の模式的な構造を示す。このエキシマレーザー
アニール装置は線状ビームを形成する光学系を有してい
る。図1において、レーザー発振源として発振波長30
8nmのXeClエキシマレーザ発振源11を用いる。
このエキシマレーザー発振源11から発振されたエネル
ギービーム12はホモジナイザーを含む光学系13を通
った後、ミラー14により進路を変えられ、結像レンズ
15によりX−Yテーブル16上に載せられた基板17
に線状ビーム18として結像される。このX−Yテーブ
ル16はX軸方向、およびY軸方向に移動することがで
き、X−Yテーブル16のX軸方向への移動により、線
状ビームの短軸方向に走査していく。また、X−Yテー
ブル16はレーザーの発振に同期して移動することがで
きる。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a schematic structure of an excimer laser annealing apparatus. This excimer laser annealing apparatus has an optical system for forming a linear beam. In FIG. 1, an oscillation wavelength of 30 is used as a laser oscillation source.
An 8 nm XeCl excimer laser oscillation source 11 is used.
The energy beam 12 oscillated from the excimer laser oscillation source 11 passes through an optical system 13 including a homogenizer, and then is redirected by a mirror 14, and a substrate 17 mounted on an XY table 16 by an imaging lens 15.
Is imaged as a linear beam 18. The XY table 16 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction, and scans the linear beam in the short-axis direction by moving the XY table 16 in the X-axis direction. The XY table 16 can move in synchronization with the oscillation of the laser.

【0022】まず、ガラス基板(コーニング社品番17
37)の一主面上にアンダーコート膜として絶縁膜Si
X 、SiNX 等を成膜した後、プラズマCVD(Ch
emical Vapor Deposition)に
より非晶質シリコンを1000オングストローム形成し
た。
First, a glass substrate (Corning part number 17)
37) An insulating film Si as an undercoat film on one main surface
After forming O x , SiN x, etc., the plasma CVD (Ch
Amorphous silicon was formed to a thickness of 1000 angstroms by an electronic vapor deposition.

【0023】そしてこの後、波長308nmXeClエ
キシマレーザアニール装置により非晶質シリコン層の上
面より最大エネルギー密度170mJ/cm2 のエネル
ギービームを照射し、多結晶シリコンとした。
Thereafter, an energy beam having a maximum energy density of 170 mJ / cm 2 was irradiated from the upper surface of the amorphous silicon layer using a 308 nm wavelength XeCl excimer laser annealing apparatus to obtain polycrystalline silicon.

【0024】このとき、エキシマレーザービームの形状
は図2に示すように線状ビームであり、この線状ビーム
の短軸方向のエネルギー密度分布は台形状の分布であ
り、最大エネルギー密度の90%以上の部分の長さLは
500μmであり、この台形状の裾幅lは200μmと
した。
At this time, the shape of the excimer laser beam is a linear beam as shown in FIG. 2, and the energy density distribution in the minor axis direction of this linear beam is a trapezoidal distribution, which is 90% of the maximum energy density. The length L of the above portion was 500 μm, and the skirt width 1 of this trapezoid was 200 μm.

【0025】そしてこの線状ビームを1ショット毎に短
軸方向に相対的に50μmの走査ピッチで走査して照射
を行った。このように傾斜のある裾を持つ場合、非単結
晶シリコンは場所によって最初に照射されるエネルギー
密度が異なることになる。しかし、裾の長さが200μ
mで1ショット毎の走査が50μmの場合は、非晶質シ
リコンの任意の点で最初に照射されるエネルギービーム
のエネルギー密度は170mJ/cm2 の1/4以下、
すなわち約43mJ/cm2 以下であり、その後のショ
ットでも徐々にエネルギー密度が増加して照射され、最
終的に最大エネルギー密度である170m/cm2 が照
射されることになる。さらに、最大エネルギー密度の9
0%以上の部分の長さが500μmであり、走査のピッ
チが50μmであるので、シリコン一カ所につき、最大
エネルギー密度のエネルギーが10回、もしくは最多の
領域では11回照射されることになり、充分に結晶化さ
れる。
The linear beam was irradiated by scanning at a scanning pitch of 50 μm relatively in the short axis direction for each shot. When the non-single-crystal silicon has such a sloped tail, the energy density initially irradiated differs depending on the location. However, the length of the hem is 200μ
m, and the scanning per shot is 50 μm, the energy density of the energy beam initially irradiated at any point of the amorphous silicon is 170 mJ / cm 2 or less,
That is, it is about 43 mJ / cm 2 or less, and the energy density is gradually increased even in subsequent shots, and finally, the maximum energy density of 170 m / cm 2 is irradiated. Furthermore, the maximum energy density of 9
Since the length of the portion of 0% or more is 500 μm and the scanning pitch is 50 μm, the energy of the maximum energy density is irradiated 10 times per one silicon or 11 times in the most region. It is fully crystallized.

【0026】(実施例2)次に膜厚、及びエネルギービ
ームのエネルギー密度を変えて多結晶シリコン膜を形成
した。ガラスからなる基板の一主面上にアンダーコート
膜として絶縁膜SiOX 、SiNX 等を成膜した後に、
プラズマCVD法で非晶質シリコン層を500オングス
トロームの厚さに形成した。そして図1に示す波長30
8nmのXeClエキシマレーザアニール装置により非
晶質シリコン層の上面より最大エネルギー密度350m
J/cm2 のエネルギービームを照射し、多結晶化し
た。ただしエキシマレーザのビーム形状は図9に示すよ
うに線状ビームであり、この線状ビームの短軸方向のエ
ネルギー密度分布は台形状の分布であり、この台形の走
査先方側の裾幅l1を500μm、走査後方側の裾幅l
2を35μm、最大エネルギー密度の部分の長さLを4
00μmとした。そして、この線状ビームを1ショット
毎に短軸方向に走査ピッチ20μmで基板に対して相対
的に走査することによりエネルギービームの照射を行っ
た。
Embodiment 2 Next, a polycrystalline silicon film was formed by changing the film thickness and the energy density of the energy beam. After forming an insulating film SiO x , SiN x or the like as an undercoat film on one main surface of a glass substrate,
An amorphous silicon layer was formed to a thickness of 500 angstroms by a plasma CVD method. The wavelength 30 shown in FIG.
Maximum energy density of 350 m from the upper surface of the amorphous silicon layer by an 8 nm XeCl excimer laser annealing device
Irradiation with an energy beam of J / cm 2 resulted in polycrystallization. However, the beam shape of the excimer laser is a linear beam as shown in FIG. 9, and the energy density distribution in the minor axis direction of the linear beam is a trapezoidal distribution. 500 μm, hem width l on the back side of scanning
2 is 35 μm, and the length L of the portion having the maximum energy density is 4
It was set to 00 μm. Then, the linear beam was scanned relative to the substrate at a scanning pitch of 20 μm in the short axis direction for each shot, so that the energy beam was irradiated.

【0027】このように裾が傾斜している場合、実施例
1と同様に最初に照射されるエネルギー密度の大きさが
非単結晶シリコンの各場所によって異なるが、最初に照
射されるエネルギー密度が最大の部分で350mJ/c
2 の1/25、すなわち約14mJ/cm2 であり、
その後、非単結晶シリコンのそれぞれの場所で増加量が
15mJ/cm2 以下であるエネルギー密度のエネルギ
ービームが照射され、最終的に最大エネルギー密度であ
る350mJ/cm2 の90%以上のエネルギーが20
回照射され、充分な粒径の多結晶シリコンを得ることが
できる。その後に、ビーム走査後方側では、最大エネル
ギー密度の90%未満の低いエネルギー密度、この場合
は1回もしくは場所によっては2回照射されることにな
る。
When the skirt is inclined in this manner, the magnitude of the energy density initially irradiated differs depending on each location of the non-single-crystal silicon, as in the first embodiment. 350mJ / c at maximum part
1/25 of m 2 , ie about 14 mJ / cm 2 ,
Thereafter, an energy beam having an energy density of 15 mJ / cm 2 or less is irradiated at each location of the non-single-crystal silicon, and finally, energy of 90% or more of the maximum energy density of 350 mJ / cm 2 is 20 mJ / cm 2.
Irradiation is performed once, and polycrystalline silicon having a sufficient particle size can be obtained. Thereafter, on the rear side of the beam scanning, irradiation is performed at a low energy density of less than 90% of the maximum energy density, in this case, once or in some cases twice.

【0028】なお、エネルギービームの短軸方向のエネ
ルギー密度分布は上述のような台形形状に限らず、様々
な形状の分布に適用できる。例えば図8(a)に示すよ
うなガウシアン分布、同図(b)に示すような複数の山
を持つ形状の分布、または同図(c)に示すような階段
状分布でも同様な効果が得られる。
The energy density distribution in the minor axis direction of the energy beam is not limited to the trapezoidal shape as described above, but can be applied to various shapes. For example, a Gaussian distribution as shown in FIG. 8A, a distribution having a plurality of peaks as shown in FIG. 8B, or a stepwise distribution as shown in FIG. Can be

【0029】また、上記した実施例においては、多結晶
化するためのレーザアニールと脱水素を兼ねて行ったた
め、脱水素工程を省略することができた。ただし、あら
かじめ脱水素を行った上で、本発明の方法によるレーザ
アニールを行うことももちろん可能である。
Further, in the above-described embodiment, since the laser annealing for polycrystallization and the dehydrogenation were performed, the dehydrogenation step could be omitted. However, it is of course possible to perform laser annealing by the method of the present invention after performing dehydrogenation in advance.

【0030】このような方法により、各結晶粒の粒径の
ばらつきはあるものの、平均粒径3000オングストロ
ーム(0.3μm)以上12000オングストローム
(1.2μm)以下の多結晶シリコンが得られた(SE
M観察による)。なお、多結晶シリコンの結晶粒は膜厚
方向には平たく、シリコン膜を平面から見たときには概
略円形をしている。そして粒径とは、このように多結晶
シリコン膜を平面から見たときの結晶の大きさとして規
定される。しかしながら各結晶は完全な円形をしている
わけでなく、粒径の求め方に種々の方法がある。本実施
例における粒径の求め方は、まず多結晶シリコン膜をセ
コエッチし各結晶を明確にし、それぞれの結晶粒の平面
的な面積を求める。そして各結晶を完全円形と仮定し
て、面積を基に各結晶の直径を算出する。この仮定円の
直径を各結晶粒の粒径とする。このようにして求めた複
数の結晶の粒径の平均値をこの多結晶シリコン膜の平均
粒径とした。
According to such a method, polycrystalline silicon having an average particle size of 3000 Å (0.3 μm) or more and 12000 Å (1.2 μm) or less was obtained, although the grain size of each crystal grain varied (SE).
M observation). Note that the crystal grains of polycrystalline silicon are flat in the film thickness direction, and are substantially circular when the silicon film is viewed from a plane. The grain size is thus defined as the size of the crystal when the polycrystalline silicon film is viewed from a plane. However, each crystal is not completely circular, and there are various methods for obtaining the particle size. In this embodiment, the grain size is determined by first sco-etching the polycrystalline silicon film to clarify each crystal and calculating the planar area of each crystal grain. Then, assuming that each crystal is a perfect circle, the diameter of each crystal is calculated based on the area. The diameter of this assumed circle is defined as the diameter of each crystal grain. The average value of the grain sizes of the plurality of crystals obtained in this manner was defined as the average grain size of the polycrystalline silicon film.

【0031】さらに、このようにして形成された多結晶
シリコン膜は、(111)配向されており、X線回折に
よる(111)の回折強度F111 と(220)の回折強
度F220 の比は、0≦F111 /F222 ≦0.3 を満た
している。
Furthermore, the polycrystalline silicon film thus formed is oriented in the (111) orientation, and the ratio of the diffraction intensity F 111 of ( 111 ) to the diffraction intensity F 220 of (220) by X-ray diffraction is: , 0 ≦ F 111 / F 222 ≦ 0.3.

【0032】以下に、実施例1、2を含む本発明に至る
までの実験について詳細に説明する。まず、異なるエネ
ルギー密度のエネルギービームを2段階に非単結晶シリ
コンに照射させて水素脱気の影響を調べた。
Hereinafter, experiments up to the present invention including Examples 1 and 2 will be described in detail. First, non-single-crystal silicon was irradiated with energy beams having different energy densities in two stages to examine the effect of hydrogen degassing.

【0033】ガラス基板の一主面上にプラズマCVD法
により非晶質シリコンを800オングストローム形成し
た後、非晶質分離型のイオン注入装置によりドーズ量5
×1015/cm2 のリンを注入して試料を作成した。そ
して、この試料に対して図1に示したエキシマレーザー
アニール装置を用いて非晶質シリコン薄膜の多結晶化を
行った。
After 800 Å of amorphous silicon is formed on one main surface of a glass substrate by plasma CVD, a dose of 5 Å is formed by an amorphous separation type ion implantation apparatus.
A sample was prepared by injecting phosphorus of × 10 15 / cm 2 . Then, the amorphous silicon thin film was subjected to polycrystallization using the excimer laser annealing apparatus shown in FIG.

【0034】まず、第1段階目の照射としてエネルギー
密度、100、110、120、130、140、15
0、155、160、165、170、180mJ/c
2のエキシマレーザを試料に1ショットずつ照射し
た。その結果160mJ/cm2 以上で試料表面に水素
脱気によるダメージが認められた。このときのシート抵
抗の変化を図2に示した。非晶質シリコンの膜厚が50
0オングストロームから1000オングストロームまで
の範囲では、第1段階目の照射エネルギー密度と水素脱
気によるダメージとの関係は、本実験結果とほぼ同じで
あった。図2の黒印のプロットより、第1段回目の照射
としては160Jm/cm2 未満のエネルギー密度でな
ければならないことが分かる。
First, energy density, 100, 110, 120, 130, 140, 15 is used as the first stage irradiation.
0, 155, 160, 165, 170, 180 mJ / c
The sample was irradiated with an excimer laser of m 2 one shot at a time. As a result, damage due to hydrogen degassing was observed on the sample surface at 160 mJ / cm 2 or more. FIG. 2 shows the change in the sheet resistance at this time. Amorphous silicon film thickness of 50
In the range from 0 Å to 1000 Å, the relationship between the irradiation energy density in the first stage and the damage due to hydrogen degassing was almost the same as the result of this experiment. From the plot of the black marks in FIG. 2, it can be seen that the first-stage irradiation must have an energy density of less than 160 Jm / cm 2 .

【0035】さらに、今度は線状エキシマレーザーをそ
の短軸方向(X軸方向)に走査しながら照射する実験を
行った。図3は、線状エネルギービームの短軸方向断面
のエネルギー密度分布を示している。このエネルギー密
度分布はトップフラットの台形状の分布を示している。
実質的な最大エネルギー密度の部分の長さ、いわゆる最
大エネルギー密度の90%以上の部分の長さをLとし
た。また、短軸方向の端部は最大エネルギー密度より低
い強度を持ついわゆる裾を引いている。ここで裾は最大
エネルギー密度の90%未満の部分とし、その裾の短軸
方向の長さを裾幅lとする。光学系を変えることによ
り、裾幅lを変化させることが可能である。また、ここ
で、実質的な最大エネルギー密度を最大エネルギー密度
の90%以上に規定した理由は、1ショットのエネルギ
ービームを照射したときにエネルギー密度の分布によっ
て結晶化が異なり、最大エネルギー密度の100%から
90%までのエネルギー密度が照射された領域の結晶粒
の大きさはほぼ同じであることによる。即ち、90%未
満のエネルギー密度のエネルギーが照射された領域は1
00%のエネルギー密度のエネルギーが照射された領域
の結晶粒径に比べて結晶粒径の大きさが著しく不完全で
あるためである。
Further, an experiment was conducted in which a linear excimer laser was irradiated while scanning in the short axis direction (X-axis direction). FIG. 3 shows an energy density distribution of a short-axis direction cross section of the linear energy beam. This energy density distribution shows a top-flat trapezoidal distribution.
The length of the portion having a substantial maximum energy density, that is, the length of a portion having a so-called 90% or more of the maximum energy density, was defined as L. The short-axis end has a so-called skirt having a strength lower than the maximum energy density. Here, the skirt is a portion of less than 90% of the maximum energy density, and the length of the skirt in the minor axis direction is defined as a skirt width l. The skirt width 1 can be changed by changing the optical system. Here, the reason why the substantial maximum energy density is specified to be 90% or more of the maximum energy density is that crystallization differs depending on the energy density distribution when one shot of an energy beam is irradiated, and the maximum energy density is 100%. This is because the size of the crystal grains in the region irradiated with the energy density of from 90% to 90% is almost the same. That is, the region irradiated with energy having an energy density of less than 90% is 1
This is because the crystal grain size is extremely incomplete compared to the crystal grain size in the region irradiated with the energy having the energy density of 00%.

【0036】そして、非晶質シリコンの膜厚500オン
グストロームとして、図3に示したエネルギー密度分布
を持つビームを用いて、1ショット毎の走査ピッチPを
20μmとして、ビームの裾幅lを140μm〜700
μmの範囲で変化させた。これにより、エネルギー密度
の増加量を変化させることができる。図5に、エネルギ
ー密度の増加量と水素脱気によるアブレーションエネル
ギーの関係を示す。アブレーションエネルギーとはシリ
コン膜がアブレーションを起こすときのエネルギー密度
である。同図よりエネルギー増加量が15mJ/cm2
以下であれば、所望の最大エネルギー密度、325mJ
/cm2 以上のエネルギー密度でもアブレーションする
ことなく、粒径の大きい多結晶シリコンが得られること
が分かる。
Using a beam having the energy density distribution shown in FIG. 3 with a thickness of amorphous silicon of 500 Å, a scanning pitch P per shot of 20 μm and a foot width l of the beam of 140 μm to 700
It was changed in the range of μm. Thereby, the amount of increase in energy density can be changed. FIG. 5 shows the relationship between the amount of increase in energy density and the ablation energy due to hydrogen degassing. Ablation energy is the energy density at which the silicon film undergoes ablation. From the figure, the energy increase is 15 mJ / cm 2
If less than the desired maximum energy density, 325 mJ
It can be seen that polycrystalline silicon having a large grain size can be obtained without ablation even at an energy density of / cm 2 or more.

【0037】ちなみに、多結晶シリコンは多結晶シリコ
ン薄膜トランジスタの活性層として用いられ、より高い
エネルギー密度で結晶化させる必要がある。図4に、最
大エネルギー密度と多結晶シリコンの粒径の関係を示
す。1ショット毎のエネルギーの増加量を15mJ/c
2 になるように設定し、最大エネルギー密度が250
〜350mJ/cm2 の範囲のエネルギービームを照射
して結晶化した多結晶シリコンの粒径である。最大エネ
ルギーを大きくするにつれて、粒径が拡大することがわ
かる。このように、非晶質シリコンの膜厚が500〜8
00オングストロームの範囲内である場合、最大エネル
ギー密度は325mJ/cm2 以上に設定することが好
ましい。
Incidentally, polycrystalline silicon is used as an active layer of a polycrystalline silicon thin film transistor, and needs to be crystallized at a higher energy density. FIG. 4 shows the relationship between the maximum energy density and the grain size of polycrystalline silicon. 15 mJ / c energy increase per shot
m 2 and the maximum energy density is 250
By irradiating an energy beam in the range of ~350mJ / cm 2 is the particle size of the polycrystalline silicon crystallized. It can be seen that the particle size increases as the maximum energy increases. Thus, the thickness of the amorphous silicon is 500 to 8
When it is within the range of 00 Å, the maximum energy density is preferably set to 325 mJ / cm 2 or more.

【0038】次に、最大エネルギー密度の90%以上の
部分が照射される回数の最適値を調べるため、一定のエ
ネルギー(例えば350mJ/cm2 )で照射回数を2
から140回まで変化させた。図3に示すビーム形状の
長さLを変えることにより、シリコンの一箇所に最大エ
ネルギー密度の部分が照射される回数が変化する。図6
に、多結晶シリコンの粒径と照射回数の関係を示す。最
大エネルギーが照射される回数が10回未満では、完全
溶融しないため粒径は小さいままであり、120回より
も大きい場合では、下地膜との反応層が形成され、下地
/p−Si界面が荒れるためにアブレーションを生じて
しまう。従って、最大エネルギー密度の部分が照射され
る回数が10から120回の範囲になるように長さLを
設定すれば良好な結晶性の多結晶シリコンが得られるこ
とが分かった。
Next, in order to examine the optimum value of the number of times of irradiation of a portion having 90% or more of the maximum energy density, the number of times of irradiation is set to 2 at a constant energy (for example, 350 mJ / cm 2 ).
To 140 times. By changing the length L of the beam shape shown in FIG. 3, the number of times that one portion of silicon is irradiated with the portion having the maximum energy density changes. FIG.
The relationship between the particle size of polycrystalline silicon and the number of irradiations is shown in FIG. If the number of times of irradiation of the maximum energy is less than 10, the particles are not melted completely and the particle size remains small. If the number of irradiations is more than 120, a reaction layer with the base film is formed, and the base / p-Si interface is formed. Ablation occurs due to roughening. Therefore, it was found that if the length L is set so that the number of times of irradiation of the portion having the maximum energy density is in the range of 10 to 120 times, good crystalline polycrystalline silicon can be obtained.

【0039】さて、1ショット毎のエネルギー密度の増
加量を15mJ/cm2 以下とするとアブレーションが
起きず良好な多結晶シリコン膜が得られることは上述し
たが、図5からもう一つ言えることは、エネルギーの増
加量を増やしていくと、アブレーションエネルギーがお
よそ270mJ/cm2 で収束していることが分かる。
従って、270mJ/cm2 に到達するまでは増加量が
15mJ/cm2 以下でなくともアブレーションは発生
しないことが分かる。
As described above, when the amount of increase in the energy density per shot is set to 15 mJ / cm 2 or less, an ablation does not occur and a good polycrystalline silicon film can be obtained. It can be seen that the ablation energy converges at about 270 mJ / cm 2 as the energy increase is increased.
Therefore, it can be seen that ablation does not occur until the amount reaches 270 mJ / cm 2 even if the increase is not less than 15 mJ / cm 2 .

【0040】そこで、270mJ/cm2 未満のエネル
ギー密度を照射する場合には、どの程度の増加量までな
らアブレーションなく、良好な多結晶シリコン膜が得ら
れるのかを確認すべく以下の実験を行った。
Therefore, when irradiating with an energy density of less than 270 mJ / cm 2, the following experiment was conducted to confirm the amount of increase up to which a good polycrystalline silicon film can be obtained without ablation. .

【0041】第1段階目として、エネルギー密度10
0、110、120、130、140、150mJ/c
2 のエキシマレーザを1ショットずつ照射したところ
に、第2段階目の照射として、それぞれに160mJ/
cm2 のエキシマレーザを照射した。第1段階目の照射
が100mJ/cm2 の場合は膜表面に水素脱気による
ダメージが認められたが、第1段回目の照射が110か
ら150mJ/cm2 の場合は第2段階目のエネルギー
密度160mJ/cm2 でエキシマレーザを照射して
も、水素脱気によるダメージは認められなかった。
As a first step, an energy density of 10
0, 110, 120, 130, 140, 150 mJ / c
When the m 2 excimer laser was irradiated one shot at a time, 160 mJ /
An excimer laser of cm 2 was irradiated. When the first-stage irradiation was 100 mJ / cm 2 , the film surface was damaged by hydrogen degassing, but when the first-stage irradiation was 110 to 150 mJ / cm 2 , the second-stage energy was used. Irradiation with an excimer laser at a density of 160 mJ / cm 2 showed no damage due to hydrogen degassing.

【0042】また、第1段階目でエネルギー密度150
mJ/cm2 のエキシマレーザを照射した後、第2段階
目でエネルギー密度160、170、180、190、
200、210、220、230mJ/cm2 のエキシ
マレーザをそれぞれ照射したところ、第2段階目の照射
が230mJ/cm2 の場合は試料表面に水素脱気によ
るダメージが認められたが、160から220mJ/c
2 まではダメージは発生しなかった。このときのシー
ト抵抗の変化を図7に示す。
In the first stage, an energy density of 150
After irradiation with an excimer laser of mJ / cm 2 , energy densities 160, 170, 180, 190,
Was irradiated 200,210,220,230mJ / cm 2 of the excimer laser, respectively, the second stage of irradiation in the case of 230 mJ / cm 2 was observed damage by hydrogen degassing the sample surface, 220 mJ from 160 / C
up to m 2 damage did not occur. FIG. 7 shows the change in the sheet resistance at this time.

【0043】この実験結果より、通常、照射した場合に
はシリコン膜にダメージを与えるような高いエネルギー
密度のエネルギービーム照射(160mJ/cm2
上)でも、あらかじめ、低い強度のエネルギービームを
照射した後で行えばシリコンにダメージを与えることな
く多結晶化を促進することが可能であることが分かる。
上記実験結果から、160mJ/cm2 以上270m/
cm2 以下のエネルギー密度のエネルギーを照射する場
合には、15mJ/cm2 以上の増加量であっても、そ
のショット以前に受けたエネルギー密度の3/2倍以下
のエネルギー密度であれば、水素脱気によるダメージが
防止可能であることが分かった。
According to this experimental result, even if the energy beam is normally irradiated with a high energy density (160 mJ / cm 2 or more) that may damage the silicon film when the irradiation is performed, a low intensity energy beam is irradiated beforehand. It can be seen that polycrystallization can be promoted without damaging the silicon.
From the above experimental results, 160 mJ / cm 2 or more and 270 m / cm 2
In the case of irradiation with energy of cm 2 or less energy density, even 15 mJ / cm 2 or more increase if the energy density of 3/2 times the energy density received in the shot previously, hydrogen It was found that damage due to degassing could be prevented.

【0044】さらに、これまでは走査方向のエネルギー
密度分布の先方側の裾について述べてきたが、さらに結
晶性の高い多結晶シリコンを得るには、走査方向の後方
側のエネルギー密度分布も重要となる。最大エネルギー
密度が照射された後に、それよりも低いエネルギー密度
で5回以上照射されると、最大エネルギーで結晶化した
多結晶シリコンの結晶化率の約70%程度に劣化してし
まうことがわかった。この実験結果から、図9に示すよ
うなエネルギー密度分布が結晶性の高い多結晶シリコン
を得られるエネルギー密度分布であり、後方側の裾によ
り照射される回数を5回未満にすることが望ましい。
Further, the bottom of the energy density distribution in the scanning direction has been described above. However, in order to obtain polycrystalline silicon having higher crystallinity, the energy density distribution on the rear side in the scanning direction is also important. Become. It is found that if the irradiation is performed five times or more at a lower energy density after the irradiation at the maximum energy density, the crystallization rate of polycrystalline silicon crystallized at the maximum energy is reduced to about 70%. Was. From this experimental result, it is desirable that the energy density distribution as shown in FIG. 9 is an energy density distribution capable of obtaining polycrystalline silicon having high crystallinity, and the number of times of irradiation by the tail on the rear side is less than 5 times.

【0045】(実施例3)以下に、多結晶シリコン膜を
用いた薄膜トランジスタ、及びこの薄膜トランジスタを
用いた液晶表示装置の製造方法を詳細に説明する。
(Embodiment 3) A thin film transistor using a polycrystalline silicon film and a method of manufacturing a liquid crystal display device using the thin film transistor will be described in detail below.

【0046】図10にオーミックコンタクト部のみを多
結晶シリコンとし、チャネル部を非晶質シリコンとした
薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の構造を示す。
まず、薄膜トランジスタを含むアレイ基板60の構成を
説明する。基板41上にマトリクス状に遮光膜42が形
成され、その上に絶縁膜43が形成されている。さらに
画素領域に画素電極48が形成され画素電極48に接続
するソース電極46と、このソース電極46と同層にド
レイン電極47及びドレイン電極47と一体に図示しな
い信号線が形成されている。そして、ソース電極46と
ドレイン電極47の双方に接続するように半導体層が形
成され、この半導体層はソース電極46及びドレイン電
極47に接続し、多結晶シリコンからなるオーミックコ
ンタクト部50、51と非晶質シリコンからなるチャネ
ル部49に分かれている。さらにチャネル部49上にゲ
ート絶縁膜54として第1の窒化シリコン膜52と第2
の窒化シリコン膜53、さらにゲート電極57、及びゲ
ート電極と一体に図示しない走査線としてアルミニウム
膜55とモリブデン膜56が積層されている。このよう
にしてアレイ基板60上に薄膜トランジスタが形成され
る。
FIG. 10 shows a structure of a liquid crystal display device using a thin film transistor in which only the ohmic contact portion is made of polycrystalline silicon and the channel portion is made of amorphous silicon.
First, the configuration of the array substrate 60 including the thin film transistors will be described. A light-shielding film 42 is formed in a matrix on a substrate 41, and an insulating film 43 is formed thereon. Further, a pixel electrode 48 is formed in the pixel region, and a source electrode 46 connected to the pixel electrode 48 is formed. In the same layer as the source electrode 46, a drain electrode 47 and a signal line (not shown) are formed integrally with the drain electrode 47. Then, a semiconductor layer is formed so as to be connected to both the source electrode 46 and the drain electrode 47. The semiconductor layer is connected to the source electrode 46 and the drain electrode 47, and is not connected to the ohmic contact portions 50 and 51 made of polycrystalline silicon. It is divided into channel portions 49 made of crystalline silicon. Further, a first silicon nitride film 52 as a gate insulating film 54 and a second
, A gate electrode 57, and an aluminum film 55 and a molybdenum film 56 which are integrally formed with the gate electrode as scanning lines (not shown). Thus, a thin film transistor is formed on the array substrate 60.

【0047】さらにこの薄膜トランジスタ上に絶縁保護
膜59が形成され、基板全体に配向膜64が形成されて
いる。さらに液晶表示装置は、このアレイ基板60と対
向基板63とからなり、対向基板63を構成する対向基
板63は、基板61上に対向電極62と配向膜65が形
成されている。
Further, an insulating protective film 59 is formed on the thin film transistor, and an alignment film 64 is formed on the entire substrate. Further, the liquid crystal display device includes the array substrate 60 and the opposing substrate 63. The opposing substrate 63 constituting the opposing substrate 63 has an opposing electrode 62 and an alignment film 65 formed on a substrate 61.

【0048】そして、上記のアレイ基板60と対向基板
63とがそれぞれの配向膜64、65側を内側にして対
向配置され、その間隙に液晶68が封入されている。さ
らにアレイ基板60と対向基板63とのそれぞれ外側の
面に偏光板66、67が形成されて液晶表示装置が構成
されている。
The array substrate 60 and the counter substrate 63 are opposed to each other with the respective alignment films 64 and 65 facing inside, and a liquid crystal 68 is sealed in the gap therebetween. Further, polarizing plates 66 and 67 are formed on outer surfaces of the array substrate 60 and the counter substrate 63, respectively, to constitute a liquid crystal display device.

【0049】次に、この薄膜トランジスタ、及び液晶表
示装置について、製造工程を追って順に説明する。ま
ず、薄膜トランジスタを含むアレイ基板60の製造方法
を示す。図11に示すように、ガラスからなる基板41
の一主面上に、遮光膜42及び酸化シリコンからなる絶
縁膜43を形成した。そしてスパッタ法によりITO
(IndiumTin Oxide)からなる透明導電
膜とモリブデン・タングステン合金の金属膜を積層形成
し、フォトリソグラフィー法によりパターニング加工し
て画素電極48とソース電極46及びドレイン電極4
7、さらに図示しない信号線を形成した。次にこれらソ
ース電極46、ドレイン電極47及び画素電極48を覆
うように非晶質シリコンと窒化シリコンをそれぞれ10
00オングストロームの厚さにプラズマCVD法により
順次積層し、フォトリソグラフィーによりパターニング
して後にオーミックコンタクト部及びチャネル部とを形
成する半導体層と、後に第1の窒化シリコン膜52とな
る窒化シリコン膜を形成した。
Next, the thin film transistor and the liquid crystal display device will be described in order of the manufacturing process. First, a method for manufacturing the array substrate 60 including the thin film transistors will be described. As shown in FIG. 11, a substrate 41 made of glass is used.
A light-shielding film 42 and an insulating film 43 made of silicon oxide were formed on one main surface. And ITO by sputtering method
A transparent conductive film made of (Indium Tin Oxide) and a metal film of a molybdenum-tungsten alloy are formed and laminated by photolithography, and the pixel electrode 48, the source electrode 46, and the drain electrode 4 are formed.
7. Further, a signal line (not shown) was formed. Next, amorphous silicon and silicon nitride are applied to cover the source electrode 46, the drain electrode 47 and the pixel electrode 48, respectively.
A semiconductor layer for sequentially forming an ohmic contact portion and a channel portion by patterning by photolithography and subsequently forming a silicon nitride film to be the first silicon nitride film 52 is formed to a thickness of 00 Å by plasma CVD. did.

【0050】次いで図12に示すように、後に第2の窒
化シリコン膜53となる窒化シリコン膜をプラズマCV
D法で3000オングストロームの厚さに成膜した。さ
らに、アルミニウム及びモリブデンをスパッタ法により
順次積層し、モリブデン、アルミニウムをフォトリソグ
ラフィーによりパターニングし、図13に示すように、
モリブデン膜56とアルミニウム膜55からなるゲート
電極57、及び図示しない走査線を形成した。さらに、
ゲート電極57と同一パターンで窒化シリコン膜2層を
パターニングし、第1の窒化シリコン膜52と第2の窒
化シリコン膜53からなるゲート絶縁膜54を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 12, a silicon nitride film which will later become the second silicon nitride
A film was formed to a thickness of 3000 angstroms by Method D. Further, aluminum and molybdenum are sequentially laminated by sputtering, and molybdenum and aluminum are patterned by photolithography, as shown in FIG.
A gate electrode 57 made of a molybdenum film 56 and an aluminum film 55 and a scanning line (not shown) were formed. further,
The two layers of the silicon nitride film are patterned in the same pattern as the gate electrode 57 to form a gate insulating film 54 composed of the first silicon nitride film 52 and the second silicon nitride film 53.

【0051】次いで、ゲート電極57をマスクとして自
己整合的に非質分離型のイオン注入装置により、加速電
圧60kV、トータルドーズ量5×1015/cm2 のリ
ンを添加し、オーミックコンタクト部50、51をn型
非晶質シリコン層とした。
Next, phosphorus with an acceleration voltage of 60 kV and a total dose of 5 × 10 15 / cm 2 is added in a self-aligned manner using a gate electrode 57 as a mask by a non-separation type ion implantation apparatus. 51 is an n-type amorphous silicon layer.

【0052】そしてこの後、波長308nmXeClエ
キシマレーザアニール装置により半導体層の上面よりエ
ネルギー密度170mJ/cm2 のエネルギービームを
照射し、リンが添加されたオーミックコンタクト部5
0、51を多結晶シリコンとする。このエネルギービー
ムの照射法に関しては、実施例1に記載したとおりであ
る。
After that, an energy beam having an energy density of 170 mJ / cm 2 is irradiated from the upper surface of the semiconductor layer by a 308 nm wavelength XeCl excimer laser annealing apparatus, and the ohmic contact portion 5 doped with phosphorus is irradiated.
0 and 51 are polycrystalline silicon. This energy beam irradiation method is as described in the first embodiment.

【0053】そして、図14に示すごとく例えばプラズ
マCVD装置により窒化シリコンなどを基板41全面に
形成し、パターニングして絶縁保護膜59とする。さら
に、画素領域には画素電極48上にモリブデン・タング
ステン合金の金属膜45が残存しているので絶縁保護膜
59と共にエッチング除去する。さらに、基板全面にポ
リイミドからなる配向膜64(図10参照)を塗布し、
配向膜に配向処理を施してアレイ基板60を得た。
Then, as shown in FIG. 14, silicon nitride or the like is formed on the entire surface of the substrate 41 by, for example, a plasma CVD apparatus, and is patterned to form an insulating protective film 59. Further, since the molybdenum-tungsten alloy metal film 45 remains on the pixel electrode 48 in the pixel region, it is removed by etching together with the insulating protective film 59. Further, an alignment film 64 (see FIG. 10) made of polyimide is applied to the entire surface of the substrate.
An alignment process was performed on the alignment film to obtain an array substrate 60.

【0054】次に、図10における対向基板63の製造
方法を示す。基板61上にITOからなる対向電極62
を形成し、さらにポリイミドからなる配向膜65を塗布
する。そして配向膜65に配向処理を施して対向基板6
3を得た。
Next, a method for manufacturing the counter substrate 63 in FIG. 10 will be described. Counter electrode 62 made of ITO on substrate 61
Is formed, and an alignment film 65 made of polyimide is applied. Then, an alignment process is performed on the alignment film 65 to form the counter substrate 6.
3 was obtained.

【0055】そして、このアレイ基板60と対向基板6
3とを配向膜64、65をそれぞれ内側にして対向配置
し、液晶の注入口を除いてシール材にて封止した。さら
に注入口から液晶を注入して注入口も封止する。最後に
アレイ基板60と対向基板63とのそれぞれ外側の面に
偏光板66、67を貼り付けて液晶表示装置を形成し
た。
Then, the array substrate 60 and the counter substrate 6
3 were arranged facing each other with the alignment films 64 and 65 inside, and were sealed with a sealing material except for the liquid crystal injection port. Further, liquid crystal is injected from the injection port to seal the injection port. Finally, polarizing plates 66 and 67 were attached to the outer surfaces of the array substrate 60 and the counter substrate 63, respectively, to form a liquid crystal display.

【0056】このようにチャネル部に非晶質シリコンを
用いる薄膜トランジスタの場合、従来はエネルギービー
ムを照射する前に脱水素を行う工程と、エネルギービー
ムを照射した後に水素を添加する工程とが必要であった
が、本実施例によればエネルギービームの最大エネルギ
ー密度を170mJ/cm2 としエネルギービームの走
査方向の裾を200μmとし、1ショットの走査の幅を
50μmとしたことで、最初に照射されるエネルギー密
度が最大の場所でも約43mJ/cm2 であり、しかも
多結晶化されるシリコンの1カ所に照射されるエネルギ
ー密度が増加率3/2倍以下で徐々に大きくなるので急
激な水素脱気を避けられ、ダメージがなく良質で結晶粒
径の大きい多結晶シリコン膜を得ることができる。さら
に、この方法ではゲート電極がマスクとなりチャネル部
の水素は抜けないために新たに水素を添加する工程も必
要ない。
As described above, in the case of a thin film transistor using amorphous silicon for a channel portion, conventionally, a step of performing dehydrogenation before irradiation with an energy beam and a step of adding hydrogen after irradiation with an energy beam are required. However, according to this embodiment, the first irradiation is performed by setting the maximum energy density of the energy beam to 170 mJ / cm 2 , setting the foot of the energy beam in the scanning direction to 200 μm, and setting the width of one shot scan to 50 μm. The maximum energy density is about 43 mJ / cm 2 even at the maximum location, and the energy density applied to one location of the silicon to be polycrystallized gradually increases at an increase rate of 3/2 times or less. Thus, a high-quality polycrystalline silicon film having a large crystal grain size without damage can be obtained. Further, in this method, since the gate electrode serves as a mask and hydrogen in the channel portion does not escape, there is no need for a step of newly adding hydrogen.

【0057】(実施例4)本実施例は実施例3と薄膜ト
ランジスタの構造が異なるものであり、チャネル部も多
結晶シリコンからなる薄膜トランジスタ、及びこの薄膜
トランジスタを用いた液晶表示装置である。
(Embodiment 4) This embodiment is different from Embodiment 3 in the structure of the thin film transistor, and is a thin film transistor having a channel portion made of polycrystalline silicon, and a liquid crystal display device using this thin film transistor.

【0058】図14に本実施例の薄膜トランジスタ、及
び液晶表示装置の構造を示す。まず薄膜トランジスタを
含むアレイ基板88は、基板71上にアンダーコート層
として絶縁膜を形成した後に、半導体層が形成されてお
り、この半導体層はチャネル部72とソース領域73と
ドレイン領域74とを含んでいる。その上にゲート絶縁
膜75が形成され、このゲート絶縁膜75上のチャネル
部72に対応する領域にゲート電極76及びゲート電極
76と一体に図示しない走査線が形成されている。さら
にゲート電極76及び走査線を覆うように層間絶縁膜7
7が形成されている。そして、層間絶縁膜77とゲート
絶縁膜75とのソース領域73およびドレイン領域74
上にコンタクトホール79、80が形成されている。そ
して、層間絶縁膜77上に形成されたソース電極83と
ドレイン電極84とはコンタクトホール79、80を介
してそれぞれソース領域73とドレイン領域74とに接
続されている。このように薄膜トランジスタがアレイ基
板88上に形成されている。そしてソース電極83は画
素領域に形成された画素電極78に接続されている。ま
た、ドレイン電極74と一体に図示しない信号線が層間
絶縁膜上に形成されている。これらを被覆するように絶
縁保護膜86が被覆されている。さらには基板全面に配
向膜87が形成されて、薄膜トランジスタを含むアレイ
基板88を得る。
FIG. 14 shows the structure of the thin film transistor and the liquid crystal display device of this embodiment. First, a semiconductor layer is formed on an array substrate 88 including a thin film transistor after an insulating film is formed as an undercoat layer on a substrate 71, and the semiconductor layer includes a channel portion 72, a source region 73, and a drain region 74. In. A gate insulating film 75 is formed thereon, and a gate electrode 76 and a scanning line (not shown) are formed integrally with the gate electrode 76 in a region on the gate insulating film 75 corresponding to the channel portion 72. Further, the interlayer insulating film 7 is formed so as to cover the gate electrode 76 and the scanning line.
7 are formed. Then, the source region 73 and the drain region 74 of the interlayer insulating film 77 and the gate insulating film 75 are formed.
Contact holes 79 and 80 are formed thereon. The source electrode 83 and the drain electrode 84 formed on the interlayer insulating film 77 are connected to the source region 73 and the drain region 74 via contact holes 79 and 80, respectively. Thus, the thin film transistor is formed on the array substrate 88. The source electrode 83 is connected to the pixel electrode 78 formed in the pixel area. In addition, a signal line (not shown) is formed integrally with the drain electrode 74 on the interlayer insulating film. An insulating protective film 86 is coated so as to cover them. Further, an alignment film 87 is formed on the entire surface of the substrate to obtain an array substrate 88 including a thin film transistor.

【0059】次に、液晶表示装置はアレイ基板88と対
向基板90とからなり、対向基板90の構成は、基板9
1上の一主面上に対向電極92、及び配向膜93が形成
されて成る。
Next, the liquid crystal display device comprises an array substrate 88 and an opposing substrate 90.
An opposing electrode 92 and an alignment film 93 are formed on one main surface of the substrate 1.

【0060】そして、アレイ基板88と対向基板90と
の間隙に液晶94が挟持されている。さらに、アレイ基
板88及び対向基板90の外側の面にはそれぞれ偏光板
95、96が形成されている。
A liquid crystal 94 is interposed between the array substrate 88 and the opposing substrate 90. Further, polarizing plates 95 and 96 are formed on the outer surfaces of the array substrate 88 and the counter substrate 90, respectively.

【0061】また、必要に応じて、アレイ基板88また
は対向基板90にカラーフィルタや遮光膜等を形成して
も良い。このようにして液晶表示装置が形成されてい
る。次にこの薄膜トランジスタ、及び液晶表示装置の製
造方法を工程を追って順に説明する。
If necessary, a color filter, a light-shielding film, or the like may be formed on the array substrate 88 or the counter substrate 90. Thus, a liquid crystal display device is formed. Next, a method of manufacturing the thin film transistor and the liquid crystal display device will be sequentially described step by step.

【0062】まず、図16に示すようにガラスからなる
基板71の一主面上に図示しないアンダーコート膜とし
て絶縁膜SiOX 、SiNX 等を成膜した後に、プラズ
マCVD法で非晶質シリコン層を500オングストロー
ムの厚さに形成した。そして波長308nmのXeCl
エキシマレーザアニール装置により非晶質シリコン層の
上面よりエネルギー密度350mJ/cm2 のエネルギ
ービームを照射し、多結晶シリコン層とした。このとき
の照射方法は実施例2に記載したとおりである。
First, as shown in FIG. 16, an insulating film SiO x , SiN x or the like is formed as an undercoat film (not shown) on one main surface of a substrate 71 made of glass, and then amorphous silicon is formed by plasma CVD. The layer was formed to a thickness of 500 Å. XeCl with a wavelength of 308 nm
An energy beam having an energy density of 350 mJ / cm 2 was irradiated from the upper surface of the amorphous silicon layer by an excimer laser annealing apparatus to form a polycrystalline silicon layer. The irradiation method at this time is as described in Example 2.

【0063】次いで、図17に示すように多結晶シリコ
ン層をフォトリソグラフィーによりパターニングし、酸
化シリコンからなるゲート絶縁膜75を800オングス
トロームの厚さでプラズマCVD法により積層した。
Next, as shown in FIG. 17, the polycrystalline silicon layer was patterned by photolithography, and a gate insulating film 75 made of silicon oxide was laminated to a thickness of 800 angstroms by a plasma CVD method.

【0064】そしてスパッタ法によりモリブデン・タン
タル合金を形成し、フォトリソグラフィによりパターニ
ングしてゲート電極76、及びゲート電極と一体に図示
しない走査線を形成した。
Then, a molybdenum-tantalum alloy was formed by sputtering and patterned by photolithography to form a gate electrode 76 and a scanning line (not shown) integrally with the gate electrode.

【0065】そして、ゲート電極76をマスクにして、
自己整合的にゲート電極が上部に位置しない領域に非晶
質分離型のイオン注入装置により加速電圧80kV、ド
ーズ量5×1015/cm2 のリンを添加し、リンが添加
された多結晶シリコン領域をn型多結晶シリコンのソー
ス領域73及びドレイン領域74を形成した。
Then, using the gate electrode 76 as a mask,
Phosphorus at an accelerating voltage of 80 kV and a dose of 5 × 10 15 / cm 2 is added to a region where the gate electrode is not located at the upper portion in a self-aligned manner by an amorphous separation type ion implanter, and polycrystalline silicon doped with phosphorus is added. The source and drain regions 73 and 74 of n-type polycrystalline silicon were formed.

【0066】次に図18に示すように、この上に例えば
プラズマCVD法により酸化シリコンなどの層間絶縁膜
77を被覆した。次にスパッタ法により層間絶縁膜77
上にITOからなる透明導電膜を積層し、フォトリソグ
ラフィによりパターニングし画素電極78を形成した。
Next, as shown in FIG. 18, an interlayer insulating film 77 such as silicon oxide was coated thereon by, for example, a plasma CVD method. Next, the interlayer insulating film 77 is formed by sputtering.
A transparent conductive film made of ITO was laminated thereon and patterned by photolithography to form a pixel electrode 78.

【0067】そして、ソース領域73、ドレイン領域7
4上のゲート絶縁膜75および層間絶縁膜77にコンタ
クトホール79、80を形成した。そして、図15に示
すように、スパッタ法によりアルミニウム層81及びモ
リブデン層82を積層し、フォトリソグラフィによりパ
ターニングしてソース電極83、ドレイン電極84、及
び図示しない信号線を形成した。
Then, the source region 73 and the drain region 7
The contact holes 79 and 80 were formed in the gate insulating film 75 and the interlayer insulating film 77 on No. 4. Then, as shown in FIG. 15, an aluminum layer 81 and a molybdenum layer 82 were stacked by a sputtering method, and were patterned by photolithography to form a source electrode 83, a drain electrode 84, and a signal line (not shown).

【0068】さらに全体を例えばプラズマCVD法によ
り窒化シリコンなどの絶縁保護膜86で被覆し、周辺電
極と画素電極78上をエッチング除去し、配向膜87を
成膜して薄膜トランジスタを含むアレイ基板87を形成
した。
Further, the whole is covered with an insulating protective film 86 such as silicon nitride by, for example, a plasma CVD method, the peripheral electrodes and the pixel electrodes 78 are removed by etching, and an alignment film 87 is formed to form an array substrate 87 including thin film transistors. Formed.

【0069】さらに、このアレイ基板を用いて、実施例
3と同様の手順で対向基板90を用意し、液晶表示装置
を形成した。
Further, using this array substrate, a counter substrate 90 was prepared in the same procedure as in Example 3, and a liquid crystal display device was formed.

【0070】(実施例5)さて次に、レーザアニール装
置に関して詳細に説明する。図1に示すエキシマレーザ
アニール装置にチャンバを含めた構成を図19に示す。
この装置の構成をレーザ光の光路に沿って順次説明す
る。レーザ光出射手段としてのエキシマレーザ発振源1
1と、レーザ光を平行光にするための図示しないコリメ
ータと、コリメータを通過したレーザ光を整形される線
状ビームの長軸方向及び短軸方向に強度を均一化する光
学系13と、均一化されたレーザ光を角度を変えるため
のミラー14と、レーザ光を所望の線状に集光するため
の結像レンズ15と、被処理物である基板17が配置さ
れ、線状ビームが照射されるスペースであるチャンバ1
09とから成る。チャンバ109内には2次元的に可動
なX−Yテーブル16が配置されている。さらにチャン
バ109には線状ビームがチャンバ109に入射される
ように線状ビームを透過する透過窓108、外界と遮断
するためのゲートバルブGを備えており、不活性雰囲気
下でアニール処理を行うためにN2ガスをチャンバ10
9内に導入するN2ボンベが、バルブを介して接続され
ている。さらにはチャンバ109内を真空にすることが
できるようにターボ分子ポンプ等の真空ポンプがバルブ
を介して接続されている。
(Embodiment 5) Next, a laser annealing apparatus will be described in detail. FIG. 19 shows a configuration including a chamber in the excimer laser annealing apparatus shown in FIG.
The configuration of this device will be described sequentially along the optical path of the laser light. Excimer laser oscillation source 1 as laser light emitting means
1, a collimator (not shown) for converting the laser light into parallel light, an optical system 13 for equalizing the intensity of the linear beam formed by shaping the laser light passing through the collimator in the major axis direction and the minor axis direction, and A mirror 14 for changing the angle of the converted laser light, an imaging lens 15 for condensing the laser light into a desired linear shape, and a substrate 17 as an object to be processed are arranged, and a linear beam is irradiated. Chamber 1, which is the space to be
09. An XY table 16 movable two-dimensionally is arranged in the chamber 109. Further, the chamber 109 is provided with a transmission window 108 for transmitting the linear beam so that the linear beam is incident on the chamber 109, and a gate valve G for shutting off the external beam, and performing an annealing process in an inert atmosphere. N2 gas for chamber 10
The N2 cylinder introduced into 9 is connected via a valve. Further, a vacuum pump such as a turbo molecular pump is connected through a valve so that the inside of the chamber 109 can be evacuated.

【0071】図19における光学系13と、結像レンズ
15の部分を、図20を用いてさらに詳細に説明する。
なお、図20には簡略のためミラー14は省略した。ま
た、以下の説明中のレーザ光の進行方向とは、レーザ光
が出射されてから各手段により基板17に照射される線
状ビームになるまでの、整形されていく経路の方向のこ
とを指す。(図20参照)レーザ光の進行方向に沿って
説明すると、まず、複数のスリットを持つスリットマス
ク117が配置されている。このスリットマスク117
の次にシリンドリカルアレイレンズ118が配置されて
いる。スリットマスク117は、シリンドリカルアレイ
レンズ118の稜線の方向と一致し、シリンドリカルア
レイレンズのレンズパターンに対応するようにスリット
が形成されている。最終的に整形された線状ビーム18
の長軸方向をY方向とし、短軸方向をX方向とすると、
スリットマスク117のスリットと、シリンドリカルア
レイレンズ118の稜線はX方向に平行になるように配
置されている。さらにこの後方にX方向の稜線をもつ第
1シリンドリカルレンズ119が配置されており、Y方
向の稜線を持つ第2シリンドリカルレンズ122が配置
されている。
The optical system 13 and the imaging lens 15 in FIG. 19 will be described in more detail with reference to FIG.
In FIG. 20, the mirror 14 is omitted for simplification. Further, the traveling direction of the laser light in the following description refers to the direction of the path that is shaped from the emission of the laser light to the formation of a linear beam irradiated on the substrate 17 by each means. . (Refer to FIG. 20) To explain in the direction of travel of the laser beam, first, a slit mask 117 having a plurality of slits is arranged. This slit mask 117
Next, a cylindrical array lens 118 is arranged. The slit mask 117 has a slit that matches the direction of the ridge line of the cylindrical array lens 118 and corresponds to the lens pattern of the cylindrical array lens. The final shaped linear beam 18
Let the long axis direction be the Y direction and the short axis direction be the X direction,
The slit of the slit mask 117 and the ridge line of the cylindrical array lens 118 are arranged so as to be parallel to the X direction. Further, a first cylindrical lens 119 having a ridge line in the X direction is disposed behind this, and a second cylindrical lens 122 having a ridge line in the Y direction is disposed.

【0072】そしてこの後方に、多重反射手段130と
して、光反射面を対向させて平行に配置された2枚の光
反射手段123a、123bが配置されている。この2
枚の光反射手段123a、123bの間隙は、レーザ光
の光路となり、入射されたレーザ光が光反射面で多重反
射を繰り返しながら進行方向に進行し、X方向に均一な
密度分布を持つレーザ光にした状態で出射することにな
る。この光反射手段123a、123bにはそれぞれを
進行方向に駆動する駆動機構125a、125b、及び
光反射手段123a、123bを光反射面に垂直な方向
に駆動する駆動機構126a、126bが設けられてい
る。これら駆動機構は例えばピエゾ素子やパルスモータ
等を用いたアクチュエータによって構成されている。さ
らにこの多重反射手段130から出射されたレーザ光を
X方向に集光するように結像レンズ15が配置されてい
る。
Behind this, as the multiple reflection means 130, two light reflection means 123a and 123b arranged in parallel with the light reflection surfaces facing each other are arranged. This 2
The gap between the light reflecting means 123a and 123b is an optical path of the laser light, and the incident laser light travels in the traveling direction while repeating multiple reflections on the light reflecting surface, and has a uniform density distribution in the X direction. In this state, the light is emitted. The light reflecting means 123a and 123b are provided with driving mechanisms 125a and 125b for driving the light reflecting means 123a and 123b in the traveling direction, and driving mechanisms 126a and 126b for driving the light reflecting means 123a and 123b in a direction perpendicular to the light reflecting surface. . These drive mechanisms are constituted by actuators using, for example, piezo elements or pulse motors. Further, an imaging lens 15 is arranged so as to collect the laser light emitted from the multiple reflection means 130 in the X direction.

【0073】これら各構成要素は、以下の位置関係で配
置される。シリンドリカルアレイレンズ118の焦点距
離をf1 、第1シリンドリカルレンズ119の焦点距離
をf2 、第2シリンドリカルレンズ122の焦点距離を
3 、結像レンズ15の焦点距離をf4 、結像レンズの
結像倍率をmとしたとき、線状ビームが基板17に照射
される照射面から、k2 前方に結像レンズが配置され、
さらに結像レンズよりk1 前方に多重反射手段の出射端
が位置している。(ただし、k1 =(1+1/m)・f
4 、k2 =(1+m)・f4 ) また、多重反射手段の入射端からf3 前方に第2シリン
ドリカルレンズ122、照射面からf2 前方に第1シリ
ンドリカルレンズ119が配置されている。さらに、第
1シリンドリカルレンズ119の直前にシリンドリカル
アレイレンズ118が配置されており、その前方f1
スリットマスク117が配置されている。また、スリッ
トマスク117のスリットの幅をDとしたとき、線状ビ
ームのY方向の長さLY は、以下の式(1)で表され
る。
These components are arranged in the following positional relationship. The focal length of the cylindrical array lens 118 is f 1 , the focal length of the first cylindrical lens 119 is f 2 , the focal length of the second cylindrical lens 122 is f 3 , the focal length of the imaging lens 15 is f 4 , and the focal length of the imaging lens is Assuming that the imaging magnification is m, an imaging lens is disposed k 2 ahead of the irradiation surface on which the linear beam is irradiated on the substrate 17,
Further, the exit end of the multiple reflection means is located k 1 ahead of the imaging lens. (However, k 1 = (1 + 1 / m) · f
4 , k 2 = (1 + m) · f 4 ) Further, a second cylindrical lens 122 is arranged f 3 ahead of the entrance end of the multiple reflection means, and a first cylindrical lens 119 is arranged f 2 ahead of the irradiation surface. Further, the cylindrical array lens 118 is disposed just before the first cylindrical lens 119, slit mask 117 is disposed in front f 1. When the width of the slit of the slit mask 117 is D, the length LY of the linear beam in the Y direction is represented by the following equation (1).

【0074】LY =f2 ・D/f1 …(1) この位置関係で配置されたときに線状ビームは照射面で
ちょうど結像されることになる。
L Y = f 2 · D / f 1 (1) When the linear beam is arranged in this positional relationship, the linear beam is exactly imaged on the irradiation surface.

【0075】次に、本発明のレーザアニール装置におい
て、レーザ光が線状ビームに整形される過程を説明す
る。まず、スリットマスク117を経たレーザ光がシリ
ンドリカルアレイレンズ118により、Y方向に分割さ
れ、第1シリンドリカルレンズ119により分割された
レーザ光を重ね合わせることにより、Y方向のレーザ光
の強度を均一化する。そして、この位置からレーザ光は
Y方向に徐々に拡がっていくことになる。また、スリッ
トマスク117によりシリンドリカルアレイレンズ11
8に入射するレーザ光を制御することにより、最終的に
整形される線状ビームのY方向の端部において、エネル
ギー強度の弱い領域(裾)がない線状ビームを得ること
ができる。
Next, a process of shaping a laser beam into a linear beam in the laser annealing apparatus of the present invention will be described. First, the laser light that has passed through the slit mask 117 is split in the Y direction by the cylindrical array lens 118, and the laser light split by the first cylindrical lens 119 is superimposed to make the intensity of the laser light in the Y direction uniform. . Then, from this position, the laser light gradually spreads in the Y direction. Further, the cylindrical array lens 11 is formed by the slit mask 117.
By controlling the laser beam incident on 8, it is possible to obtain a linear beam having no region (foot) with a low energy intensity at the end in the Y direction of the finally shaped linear beam.

【0076】次に、多重反射手段130の入射端にレー
ザ光を入射させるために、第2シリンドリカルレンズ1
22によりレーザ光をX方向に収束させる。そして、多
重反射手段130に入射されたレーザ光は多重反射を繰
り返し、X方向のレーザ光の強度を均一化する。
Next, in order to make the laser beam incident on the incident end of the multiple reflection means 130, the second cylindrical lens 1
22 converges the laser light in the X direction. Then, the laser light incident on the multiple reflection means 130 repeats multiple reflections to make the intensity of the laser light in the X direction uniform.

【0077】次に多重反射手段130から出射された
X、Y両方向に均一化されたレーザ光が、結像レンズ1
5により照射面に結像される。そして、チャンバ109
内にあるX−Yテーブル16上に固定され、N2 雰囲気
中で基板17に線状ビームが照射されることになる。
Next, the laser light emitted from the multiple reflection means 130 and made uniform in both the X and Y directions is applied to the imaging lens 1.
5 forms an image on the irradiation surface. And the chamber 109
The substrate 17 is irradiated with a linear beam in an N 2 atmosphere.

【0078】さて、Y方向のレーザ光については、シリ
ンドリカルアレイレンズ118から遠ざかるほど長くな
るので、多重反射手段130に入射するときのY方向の
長さより、出射するときの長さの方が長くなっており、
さらに、多重反射手段130からの出射後もさらにY方
向には長くなっていく。この構成により、従来のように
線状ビームのY方向の長さとほぼ同じ長さのカライドス
コープを用いる必要がなく、装置を小型化することが可
能である。即ち、カライドスコープのようにX、Y両方
向を同じ場所で均一化するのではなく、本実施例ではY
方向のレーザ光を手前で均一化し、Y方向に拡大させつ
つ、その後にX方向を均一化することで、シリンドリカ
ルアレイレンズ118と第1シリンドリカルレンズ11
9から成るレンズ群から、照射面までの距離をとること
により、光学系の大きさに比べて線状ビームのY方向の
長さを長くすることができる。このように本発明はX、
Y方向の均一化を別々の位置で行うことが特徴である。
なお、本発明の場合には、多重反射手段130として、
2枚の光反射手段123a、123bの代わりにカライ
ドスコープのような筒状のものを用いてもかまわない
が、その際は、Y方向(図では上下方向)で多重反射を
起こさないものを用いる必要がある。
Since the length of the laser light in the Y direction increases as the distance from the cylindrical array lens 118 increases, the length of the laser light when emitted is longer than the length in the Y direction when the light is incident on the multiple reflection means 130. And
Further, after the light is emitted from the multiple reflection means 130, the length further increases in the Y direction. With this configuration, it is not necessary to use a kaleidoscope having a length substantially the same as the length of the linear beam in the Y direction unlike the related art, and the apparatus can be downsized. That is, instead of making the X and Y directions uniform at the same place as in the kaleidoscope, in this embodiment, Y
By making the laser beam in the direction uniform in the front and expanding it in the Y direction, and then making it uniform in the X direction, the cylindrical array lens 118 and the first cylindrical lens 11 are made uniform.
By taking the distance from the lens group consisting of 9 to the irradiation surface, the length of the linear beam in the Y direction can be made longer than the size of the optical system. Thus, the present invention provides X,
The feature is that the uniformization in the Y direction is performed at different positions.
In the case of the present invention, as the multiple reflection means 130,
Instead of the two light reflecting means 123a and 123b, a cylindrical one such as a kaleidoscope may be used. In this case, a light reflecting means which does not cause multiple reflection in the Y direction (vertical direction in the figure) may be used. Must be used.

【0079】さて、多重反射手段130を構成する2枚
の光反射手段123a、123bにはレーザ光の進行方
向と、光反射面の垂直方向に駆動できるように駆動機構
が設けられている。この2枚の光反射手段123a、1
23bを動かしたときに整形される線状ビームとの関係
について以下に詳細に説明する。
The two light reflecting means 123a and 123b constituting the multi-reflecting means 130 are provided with a driving mechanism so that they can be driven in the traveling direction of the laser light and in the direction perpendicular to the light reflecting surface. These two light reflecting means 123a, 1
The relationship with the linear beam shaped when moving 23b will be described in detail below.

【0080】まず、光反射手段123a、123bの間
隙を広げるように移動すると、線状ビームのX方向の幅
X を変えることができる。また、進行方向に移動する
ことにより線状ビームのX方向のエネルギー密度分布
に、エネルギー密度の弱い領域の幅、いわゆる裾幅を変
えることができる。2枚の光反射手段123a、123
bの間隙の幅をsとし、結像レンズ107の結像倍率を
mとすると、照射面における線状ビームのX方向の幅L
X は以下の式(2)で表される。
[0080] First, light reflecting means 123a, the move to widen the gaps 123b, it is possible to vary the width L X in the X direction of the linear beam. Further, by moving in the traveling direction, the width of a region having a low energy density, that is, the so-called skirt width can be changed in the energy density distribution of the linear beam in the X direction. Two light reflecting means 123a, 123
Assuming that the width of the gap b is s and the imaging magnification of the imaging lens 107 is m, the width L of the linear beam in the X direction on the irradiation surface is
X is represented by the following equation (2).

【0081】LX =s・m …(2) これに対し、2枚の光反射手段123a、123bをレ
ーザ光の進行方向前方に移動させた場合は、線状ビーム
のX方向に裾を形成することができる。この場合、2枚
の光反射手段123aと123bとを同じだけ動かせ
ば、線状ビームはX方向の両側に裾を持たせることがで
き、片側をのみを移動させれば線状ビームはX方向の片
側に裾を持たせることができる。さらに、2枚の光反射
手段123aと123bとの移動量を変えることで、線
状ビームの走査方向前方と後方とでX方向の裾に対して
異なる幅を持たせることができる。
L X = s · m (2) On the other hand, when the two light reflecting means 123a and 123b are moved forward in the traveling direction of the laser beam, a skirt is formed in the X direction of the linear beam. can do. In this case, if the two light reflecting means 123a and 123b are moved by the same amount, the linear beam can have skirts on both sides in the X direction. If only one side is moved, the linear beam can be moved in the X direction. Can have a hem on one side. Further, by changing the amount of movement between the two light reflecting units 123a and 123b, it is possible to provide different widths for the skirt in the X direction between the front and rear in the scanning direction of the linear beam.

【0082】図21に示すように光反射手段123aを
レーザ光の入射方向にxだけ移動させると、照射面での
線状ビームのX方向でのレーザ光の強度分布は、照射面
においてレーザ光強度がエッヂ部で裾をもったテーパ状
になる。これは光反射手段123aが、レーザ光の進行
方向に沿って自身へのレーザ光の入射側にずれたことに
よって、本来は光反射手段123aで反射されるべきで
あるが、そうされずに漏れ出たレーザ光とが、結像レン
ズ15でレーザ光軸に対して対称に集光されるからであ
る。つまり、ここではレーザ光軸に対して左右非対称に
照射面と結像面との位置を異ならせることになる。図2
1で説明すると、照射面は光反射手段123bに関して
は結像面になるのであるが、それに対してレーザ光の進
行方向に沿ってレーザ光の出射側に本来の設定位置から
xだけ変位させられた光反射手段123aに対しては、
結像面から進行方向の出射側へずれていることとなる。
以上の現象はレーザ光軸に対して、X方向について左右
非対称に照射面と結像面との位置を異ならせていると解
釈している。よって本実施例においては、光反射手段1
23aに対する結像面と光反射手段123bに対する結
像面とを分けて論じている。
As shown in FIG. 21, when the light reflecting means 123a is moved by x in the direction of incidence of the laser beam, the intensity distribution of the laser beam in the X direction of the linear beam on the irradiation surface becomes The strength is tapered with a hem at the edge. This is because the light reflecting means 123a should originally be reflected by the light reflecting means 123a because the light reflecting means 123a is shifted toward the laser beam incident side thereof in the traveling direction of the laser light. This is because the emitted laser light is focused by the imaging lens 15 symmetrically with respect to the laser optical axis. That is, here, the position of the irradiation surface and the position of the imaging surface are made to be different from each other asymmetrically with respect to the laser optical axis. FIG.
Explaining in 1, the irradiation surface is an image forming surface with respect to the light reflecting means 123b, but is displaced by x from the originally set position to the laser light emission side along the traveling direction of the laser light. Light reflecting means 123a
This means that it is shifted from the imaging plane to the emission side in the traveling direction.
The above phenomenon is interpreted as that the position of the irradiation surface and the position of the image formation surface are asymmetrically arranged in the X direction with respect to the laser optical axis. Therefore, in this embodiment, the light reflecting means 1
The image forming surface for the light reflecting means 123b and the image forming surface for the light reflecting means 123b are separately discussed.

【0083】ここで照射面においてエッジ部でレーザ光
強度がもつ裾幅lは、第1シリンドリカルレンズ119
においてのレーザ光のビーム径をDinとし、第1シリン
ドリカルレンズ119の焦点距離をf3 とし、光反射手
段123aをレーザ光の進行方向前方にxだけ変位させ
たとすると、以下の(3)式で表される。 l=(Din/2・f3 )・x・m …(3) なお、光反射手段123a、123bのうちの片側のみ
を移動させた場合には、レーザ光軸に対称にエッジ部が
裾を持つこととなる。また、光反射手段123a、12
3bの双方を移動させた場合には、線状ビームのX方向
でのレーザ光の照射面において、双方のエッジ部Eが裾
を持つ。即ち上記の(3)式により照射エネルギー分布
を可変にすることができる。
Here, the skirt width l of the laser beam intensity at the edge portion on the irradiation surface is equal to the first cylindrical lens 119.
Assuming that the beam diameter of the laser beam at D is D in , the focal length of the first cylindrical lens 119 is f 3 , and the light reflecting means 123a is displaced by x in the forward direction of the laser beam, the following equation (3) It is represented by 1 = (D in / 2 · f 3 ) · x · m (3) When only one of the light reflecting means 123a and 123b is moved, the edge portion is symmetrical to the laser optical axis. Will have. Also, the light reflecting means 123a, 12
When both 3b are moved, both edge portions E have skirts on the irradiation surface of the laser beam in the X direction of the linear beam. That is, the irradiation energy distribution can be made variable by the above equation (3).

【0084】本発明のレーザアニール装置によれば、多
重反射手段130のY方向に対応する部分の大きさを、
所望の線状ビームのY方向の長さより小さくすることが
可能であり、しかもエネルギー損失を少なく、線状ビー
ムの照射面での強度分布を自由に制御することが可能で
ある。具体的にはX方向のビーム幅や、X方向断面での
裾幅、裾の対称、非対称、Y方向断面の裾のシャープネ
ス等、を制御することができる。
According to the laser annealing apparatus of the present invention, the size of the portion corresponding to the Y direction
The length of the desired linear beam can be made smaller than the length in the Y direction, the energy loss can be reduced, and the intensity distribution of the linear beam on the irradiation surface can be freely controlled. Specifically, it is possible to control the beam width in the X direction, the skirt width in the X-direction cross section, the symmetric and asymmetric skirts, the sharpness of the hem in the Y-direction cross section, and the like.

【0085】このようなレーザアニール装置を用いるこ
とによって、上記した多結晶シリコンの製造方法におけ
る線状ビームのエネルギー密度分布を好適に形成するこ
とが可能となる。
By using such a laser annealing apparatus, it becomes possible to suitably form the energy density distribution of the linear beam in the above-described method for producing polycrystalline silicon.

【0086】ただし、実施例1、2に示した多結晶シリ
コンの製造方法における線状ビームは、実施例3の装置
以外の装置でももちろん実現可能である。例えば、X、
Y両方向の均一化を同位置で行うカライドスコープを用
いたレーザアニール装置を用いても可能であることはい
うまでもない。例えば、カライドスコープまたは基板を
レーザ光の進行方向に沿って移動させても結像レンズを
ズーミングしてもかまわないし、レーザ光の光路中に特
定の屈折率を持つ透明平板を挿入しても良い。これらは
結像面を基板から平行にずらすという同じ作用を持つも
のであり、透明平板を挿入した場合を図22に示す。こ
の場合には照射される基板面上では図3に示すような台
形状のエネルギー密度分布が得られる。また、レーザ光
の光路中に特定の屈折率を持つプリズムを挿入したり、
レーザ光を基板に対して斜め方向から照射すると、結像
面を基板と交わる方向にずらせることができる。プリズ
ムを挿入した場合を図23に示す。このような場合には
左右非対称であるエネルギー密度分布が得られる。
However, the linear beam in the method of manufacturing polycrystalline silicon shown in the first and second embodiments can be realized by an apparatus other than the apparatus of the third embodiment. For example, X,
It goes without saying that a laser annealing apparatus using a kaleidoscope that makes uniform in both Y directions at the same position can be used. For example, the imaging lens may be zoomed even if the kaleidoscope or the substrate is moved along the traveling direction of the laser light, or a transparent flat plate having a specific refractive index is inserted into the optical path of the laser light. good. These have the same effect of shifting the image plane parallel to the substrate, and FIG. 22 shows a case where a transparent flat plate is inserted. In this case, a trapezoidal energy density distribution as shown in FIG. 3 is obtained on the substrate surface to be irradiated. In addition, a prism having a specific refractive index is inserted into the optical path of the laser light,
By irradiating the substrate with the laser beam in an oblique direction, the imaging plane can be shifted in a direction intersecting with the substrate. FIG. 23 shows a case where a prism is inserted. In such a case, an asymmetrical energy density distribution is obtained.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明によれば、多結晶シリコンを形成
する際に、アブレーションによる膜ダメージを与えるこ
となく、均一で良質、かつ結晶粒径の大きい多結晶シリ
コンを得ることが可能となる。
According to the present invention, it is possible to obtain uniform, high-quality polycrystalline silicon having a large crystal grain size without causing film damage due to ablation when forming polycrystalline silicon.

【0088】また、最大エネルギー密度で結晶化させた
後に、それよりも低いエネルギーで多数回照射されない
ので、結晶性の劣化を防止できる。また、チャネル部が
非晶質シリコンであり、オーミックコンタクト部が多結
晶シリコンである薄膜トランジスタの場合には、オーミ
ックコンタクト部を多結晶化する際にチャネル部はゲー
ト電極によりマスクされているので脱水素が行われず、
改めてチャネル部に水素を添加する工程を省略すること
が可能になる。
In addition, after crystallization at the maximum energy density, irradiation is not performed many times with lower energy, so that deterioration of crystallinity can be prevented. In the case of a thin film transistor in which the channel portion is made of amorphous silicon and the ohmic contact portion is made of polycrystalline silicon, the channel portion is masked by the gate electrode when polycrystallizing the ohmic contact portion, so that dehydrogenation is performed. Is not performed,
It is possible to omit the step of adding hydrogen to the channel portion again.

【0089】また本発明のレーザアニール装置によれ
ば、装置自体を小型化することができる。また、エネル
ギー損失を少なく、線状ビームの照射面での強度分布を
自由に制御することが可能である。具体的にはX方向の
ビーム幅や、X方向断面での裾幅、裾の対称、非対称、
Y方向断面の裾のシャープネス等、を制御することがで
きる。
Further, according to the laser annealing apparatus of the present invention, the apparatus itself can be downsized. In addition, it is possible to freely control the intensity distribution on the irradiation surface of the linear beam with small energy loss. Specifically, the beam width in the X direction, the skirt width in the cross section in the X direction, the symmetrical
It is possible to control the sharpness of the skirt of the section in the Y direction.

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

【図1】本発明に使用するエキシマレーザアニール装置
の外観図である。
FIG. 1 is an external view of an excimer laser annealing apparatus used in the present invention.

【図2】本発明の実験におけるビーム照射時のエネルギ
ー密度とシート抵抗及び膜ダメージとの関係を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an energy density at the time of beam irradiation and sheet resistance and film damage in an experiment of the present invention.

【図3】本発明の実験における線状エネルギービームの
走査方向断面のエネルギー密度の分布である。
FIG. 3 is an energy density distribution of a cross section in the scanning direction of a linear energy beam in an experiment of the present invention.

【図4】本発明の実験における最大エネルギー密度と形
成された多結晶シリコンの粒径の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a maximum energy density and a grain size of formed polycrystalline silicon in an experiment of the present invention.

【図5】本発明の実験におけるビーム端でのエネルギー
増大幅とアブレーションエネルギーの関係を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the energy increase width at the beam end and the ablation energy in the experiment of the present invention.

【図6】本発明の実験における最大エネルギー密度と形
成された多結晶シリコンの粒径の関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the maximum energy density and the grain size of the formed polycrystalline silicon in an experiment of the present invention.

【図7】本発明の実験における第1段階目の照射として
エネルギー密度150mJ/cm2 のビームを照射した
後の第2段階目の照射ビームのエネルギー密度とシート
抵抗及び膜ダメージとの関係を示す図である。
FIG. 7 shows the relationship between the energy density of the irradiation beam at the second stage, the sheet resistance, and the film damage after irradiating a beam having an energy density of 150 mJ / cm 2 as the irradiation at the first stage in the experiment of the present invention. FIG.

【図8】(a)は線状エネルギービームの走査方向断面
のエネルギー密度がガウシアン分布を示す図であり、
(b)は複数の山を持つ分布を示す図であり、(c)は
階段状分布を示す図である。
FIG. 8A is a diagram showing a Gaussian distribution of the energy density of a cross section in the scanning direction of a linear energy beam;
(B) is a diagram showing a distribution having a plurality of peaks, and (c) is a diagram showing a stepwise distribution.

【図9】本発明の実験における線状エネルギービームの
走査方向断面のエネルギー密度の分布である。
FIG. 9 shows an energy density distribution of a cross section in the scanning direction of a linear energy beam in an experiment of the present invention.

【図10】本発明の(実施例1)における液晶表示装置
の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】図10における液晶表示装置の製造工程を示
す図である。
11 is a diagram showing a manufacturing process of the liquid crystal display device in FIG.

【図12】図10における液晶表示装置の製造工程を示
す図である。
12 is a diagram showing a manufacturing process of the liquid crystal display device in FIG.

【図13】図10における液晶表示装置の製造工程を示
す図である。
13 is a diagram showing a manufacturing process of the liquid crystal display device in FIG.

【図14】図10における液晶表示装置の製造工程を示
す図である。
14 is a diagram showing a manufacturing process of the liquid crystal display device in FIG.

【図15】本発明の(実施例2)における液晶表示装置
の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a liquid crystal display device according to (Example 2) of the present invention.

【図16】図15におけるアレイ基板の製造工程を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a manufacturing process of the array substrate in FIG. 15;

【図17】図15におけるアレイ基板の製造工程を示す
図である。
FIG. 17 is a view illustrating a manufacturing process of the array substrate in FIG. 15;

【図18】図15におけるアレイ基板の製造工程を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram showing a manufacturing process of the array substrate in FIG.

【図19】本発明におけるレーザアニール装置の概略図
である。
FIG. 19 is a schematic view of a laser annealing apparatus according to the present invention.

【図20】本発明におけるレーザアニール装置の光学系
を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an optical system of a laser annealing apparatus according to the present invention.

【図21】本発明の実施例における光学系の配置を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating an arrangement of an optical system according to an embodiment of the present invention.

【図22】本発明の実施例におけるレーザ光路中に透明
平板を挿入した図である。
FIG. 22 is a diagram in which a transparent flat plate is inserted in a laser beam path according to an embodiment of the present invention.

【図23】本発明の実施例におけるレーザ光路中にプリ
ズムを挿入した図である。
FIG. 23 is a diagram in which a prism is inserted in a laser beam path according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18…線状ビーム 17、41、61、71…基板 49、72…チャネル部 50、51…オーミックコンタクト部 73…ソース領域 74…ドレイン領域 11…エキシマレーザ発振源 13…光学系 16…X−Yテーブル 109…チャンバ 117…スリットマスク 118…シリンドリカルアレイレンズ 119、122…シリンドリカルレンズ 130…多重反射手段 18 Linear beam 17, 41, 61, 71 Substrate 49, 72 Channel part 50, 51 Ohmic contact part 73 Source region 74 Drain region 11 Excimer laser oscillation source 13 Optical system 16 XY Table 109: Chamber 117: Slit mask 118: Cylindrical array lens 119, 122: Cylindrical lens 130: Multiple reflection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 (72)発明者 伊藤 弘 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 山田 明孝 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 石田 修一 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location H01L 21/336 (72) Inventor Hiroshi Ito 33 Shinisogocho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Inside Toshiba Production Technology Research Institute (72) Inventor Akitaka Yamada 33, Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Production Technology Research Institute (72) Inventor Shuichi Ishida 33, Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Production Technology Laboratory Co., Ltd.

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された非単結晶シリコン
に、エネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンを多結晶化する工程を有する多結晶シリコン
の製造方法において、 前記非単結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネル
ギー密度は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に
160mJ/cm2 以上のエネルギー密度のエネルギー
が照射される場合は、前ショット以前で受けたエネルギ
ー密度の最大値+15mJ/cm2 以下の大きさであ
り、かつ前記任意の点は実質的な最大エネルギー密度の
エネルギーを10ショット以上120ショット以下受け
ることを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
1. A non-single-crystal silicon formed on a substrate is irradiated with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate each time one shot is irradiated, thereby polycrystallizing the non-single-crystal silicon. In the method for producing polycrystalline silicon, a given point of the non-single-crystal silicon initially receives an energy density of less than 160 mJ / cm 2 , and thereafter, an energy having an energy density of 160 mJ / cm 2 or more. In the case of irradiation, the size is not more than the maximum value of the energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm 2 , and the arbitrary point receives the energy of the substantial maximum energy density from 10 shots to 120 shots. A method for producing polycrystalline silicon, comprising:
【請求項2】 基板上に形成された非単結晶シリコン
に、エネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンを多結晶化する工程を有する多結晶シリコン
の製造方法において、 前記非単結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネル
ギー密度は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に
160mJ/cm2 以上270mJ/cm2 未満のエネ
ルギー密度のエネルギーが照射される場合はそのショッ
トで受けるエネルギー密度が前ショット以前で受けたエ
ネルギー密度の3/2倍以下の大きさであり、かつ前記
任意の点は実質的な最大エネルギー密度のエネルギーを
10ショット以上120ショット以下受けることを特徴
とする多結晶シリコンの製造方法。
2. A non-single-crystal silicon formed on a substrate is irradiated with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate every irradiation of one shot, thereby polycrystallizing the non-single-crystal silicon. the method of manufacturing a polycrystalline silicon comprising the step of, energy density any point receives first of the non-single-crystal silicon is less than 160 mJ / cm 2, after the 160 mJ / cm 2 or more 270mJ / cm 2 less than that When the energy of the energy density is irradiated, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received before the previous shot, and the arbitrary point is substantially equal to the maximum energy density. A method for producing polycrystalline silicon, comprising receiving energy from 10 shots to 120 shots.
【請求項3】 基板上に形成された非単結晶シリコン
に、エネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンを多結晶化する工程と有する多結晶シリコン
の製造方法において、 前記非単結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネル
ギー密度は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に
160mJ/cm2 以上270mJ/cm2 未満のエネ
ルギー密度のエネルギーが照射される場合はそのショッ
トで受けるエネルギー密度が前ショット以前で受けたエ
ネルギー密度の3/2倍以下の大きさであり、270m
J/cm2 以上のエネルギー密度のエネルギーが照射さ
れる場合はそのショットで受けるエネルギー密度が、前
ショット以前で受けたエネルギー密度の最大値+15m
J/cm2 以下の大きさであり、かつ前記任意の点は実
質的な最大エネルギー密度のエネルギーを10ショット
以上120ショット以下受けることを特徴とする多結晶
シリコンの製造方法。
3. The non-single-crystal silicon formed on the substrate is irradiated with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate each time one shot is irradiated, thereby polycrystallizing the non-single-crystal silicon. the method of manufacturing a polycrystalline silicon having a step of, energy density any point receives first of the non-single-crystal silicon is less than 160 mJ / cm 2, after the 160 mJ / cm 2 or more 270mJ / cm 2 less than that When the energy of the energy density is irradiated, the energy density received in the shot is 3/2 times or less of the energy density received in the previous shot and 270 m
When energy having an energy density of J / cm 2 or more is irradiated, the energy density received in the shot is the maximum value of the energy density received in the previous shot + 15 m.
A method for producing polycrystalline silicon, wherein the size is J / cm 2 or less, and the arbitrary point receives energy having a substantial maximum energy density of 10 shots or more and 120 shots or less.
【請求項4】 前記実質的な最大エネルギー密度は、最
大エネルギー密度の90%以上のエネルギー密度である
ことを特徴とする請求項1、2または3いずれか記載の
多結晶シリコンの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the substantial maximum energy density is 90% or more of the maximum energy density.
【請求項5】 前記エネルギービームの走査方向のエネ
ルギー密度分布は台形状であることを特徴とする請求項
1、2または3いずれか記載の多結晶シリコンの製造方
法。
5. The method according to claim 1, wherein an energy density distribution of the energy beam in a scanning direction is trapezoidal.
【請求項6】 前記エネルギービームの走査方向のエネ
ルギー密度分布はガウシアン分布であることを特徴とす
る請求項1、2または3いずれか記載の多結晶シリコン
の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein an energy density distribution of the energy beam in a scanning direction is a Gaussian distribution.
【請求項7】 前記エネルギービームの走査方向のエネ
ルギー密度分布は、実質的な最大エネルギー密度をもつ
部分が前記所定距離の10倍以上120倍以下の長さで
あることを特徴とする請求項1、2または3いずれか記
載の多結晶シリコンの製造方法。
7. The energy density distribution in the scanning direction of the energy beam, wherein a portion having a substantial maximum energy density has a length of 10 to 120 times the predetermined distance. 4. The method for producing polycrystalline silicon according to any one of items 2 and 3.
【請求項8】 実質的な最大エネルギー密度をもつ部分
より走査方向の後方側の、実質的な最大エネルギー密度
を持たない部分の長さは、前記所定距離の5倍未満であ
ることを特徴とする請求項1、2または3いずれか記載
の多結晶シリコンの製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein a length of the portion having no substantial maximum energy density behind the portion having substantial substantial energy density in the scanning direction is less than five times the predetermined distance. 4. The method for producing polycrystalline silicon according to claim 1, 2 or 3, wherein:
【請求項9】 前記非単結晶シリコンは、非晶質シリコ
ンであることを特徴とする請求項1、2または3いずれ
か記載の多結晶シリコンの製造方法。
9. The method for producing polycrystalline silicon according to claim 1, wherein said non-single-crystal silicon is amorphous silicon.
【請求項10】 前記エネルギービームは、照射面で前
記走査方向に短軸を持ち前記走査方向に垂直な方向に長
軸を持つ線状ビームであることを特徴とする請求項1、
2または3いずれか記載の多結晶シリコンの製造方法。
10. The energy beam according to claim 1, wherein the energy beam is a linear beam having a short axis in the scanning direction on the irradiation surface and a long axis in a direction perpendicular to the scanning direction.
4. The method for producing polycrystalline silicon according to any one of 2 and 3.
【請求項11】 前記エネルギービームは、前記非単結
晶シリコンとは異なる面上で結像することを特徴とする
請求項1、2または3いずれか記載の多結晶シリコンの
製造方法。
11. The method for producing polycrystalline silicon according to claim 1, wherein said energy beam forms an image on a surface different from said non-single-crystal silicon.
【請求項12】 X線回折による(111)の回折強度
111 と(220)の回折強度F220 の比が、0≦F
220 /F111 ≦0.3であることを特徴とする多結晶シ
リコン膜。
12. The ratio between the diffraction intensity F 111 of ( 111 ) and the diffraction intensity F 220 of (220) by X-ray diffraction is 0 ≦ F.
A polycrystalline silicon film, wherein 220 / F 111 ≦ 0.3.
【請求項13】 平均粒径が0.3μm以上1.2μm
以下であることを特徴とする請求項12記載の多結晶シ
リコン膜。
13. An average particle size of 0.3 μm to 1.2 μm.
13. The polycrystalline silicon film according to claim 12, wherein:
【請求項14】 基板上に、ゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極と多結晶シリコンとを形成する工程と、前記多結
晶シリコンに接続するようにソース電極、及びドレイン
電極を形成する工程と、を備えた薄膜トランジスタの製
造方法において、 前記多結晶シリコンを形成する工程は、非単結晶シリコ
ンにエネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度は
160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160mJ
/cm2 以上のエネルギー密度のエネルギーが照射され
る場合は、前ショット以前で受けたエネルギー密度の最
大値+15mJ/cm2 以下の大きさであり、かつ実質
的な最大エネルギー密度の照射を10ショット以上12
0ショット以下受けることを特徴とする薄膜トランジス
タの製造方法。
14. A step of forming a gate electrode and polycrystalline silicon on a substrate via a gate insulating film, and a step of forming a source electrode and a drain electrode so as to be connected to the polycrystalline silicon. In the method for manufacturing a thin film transistor, the step of forming the polycrystalline silicon includes irradiating the non-single-crystal silicon with an energy beam by scanning the energy beam relative to the substrate by a predetermined distance every irradiation of one shot. The energy density initially received by any point of crystalline silicon is less than 160 mJ / cm 2 ,
/ Cm 2 or more, the energy of the maximum energy density received before the previous shot plus 15 mJ / cm 2 or less, and the irradiation of the substantially maximum energy density is performed by 10 shots. More than 12
A method for manufacturing a thin film transistor, wherein the method receives 0 shots or less.
【請求項15】 基板上に、ゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極と多結晶シリコンとを形成する工程と、前記多結
晶シリコンに接続するようにソース電極、及びドレイン
電極を形成する工程と、を備えた薄膜トランジスタの製
造方法において、 前記多結晶シリコンを形成する工程は、非単結晶シリコ
ンにエネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度は
160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160mJ
/cm2 以上270mJ/cm2 未満のエネルギー密度
のエネルギーが照射される場合はそのショットで受ける
エネルギー密度が前ショット以前で受けたエネルギー密
度の3/2倍以下の大きさであり、270mJ/cm2
以上のエネルギー密度のエネルギーが照射される場合は
そのショットで受けるエネルギー密度が、前ショット以
前で受けたエネルギー密度の最大値+15mJ/cm2
以下の大きさであり、かつ実質的な最大エネルギー密度
の照射を10ショット以上120ショット以下受けるこ
とを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
15. A step of forming a gate electrode and polycrystalline silicon on a substrate via a gate insulating film, and a step of forming a source electrode and a drain electrode so as to be connected to the polycrystalline silicon. In the method for manufacturing a thin film transistor, the step of forming the polycrystalline silicon includes irradiating the non-single-crystal silicon with an energy beam by scanning the energy beam relative to the substrate by a predetermined distance every irradiation of one shot. The energy density initially received by any point of crystalline silicon is less than 160 mJ / cm 2 ,
/ Cm 2 or more and less than 270 mJ / cm 2, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received before the previous shot, and 270 mJ / cm 2 Two
When the energy of the above energy density is irradiated, the energy density received in the shot is the maximum value of the energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm 2.
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising: receiving irradiation of a maximum energy density of 10 shots or more and 120 shots or less with the following size.
【請求項16】 基板上に形成された非単結晶シリコン
に、エネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンを多結晶化する工程と、ゲート絶縁膜を形成
する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成す
る工程と、前記多結晶化されたシリコンにソース領域及
びドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電極上を
含む領域に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ソース領
域及び前記ドレイン領域上の前記層間絶縁膜にコンタク
トホールを形成する工程と、前記ソース領域上に形成さ
れたコンタクトホールを介して前記ソース領域に接続す
るようにソース電極を形成し、前記ドレイン領域上に形
成されたコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に
接続するように形成されたドレイン電極を形成する工程
と、を有する薄膜トランジスタの製造方法において、 前記非単結晶シリコンを多結晶化する工程は、前記非単
結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度
は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160m
J/cm2 以上のエネルギー密度のエネルギーが照射さ
れる場合は、前ショット以前で受けたエネルギー密度の
最大値+15mJ/cm2 以下の大きさであり、かつ実
質的な最大エネルギー密度の照射を10ショット以上1
20ショット以下受けることを特徴とする薄膜トランジ
スタの製造方法。
16. A non-single-crystal silicon formed on a substrate is irradiated with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate every irradiation of one shot, thereby polycrystallizing the non-single-crystal silicon. Forming a gate insulating film, forming a gate electrode on the gate insulating film, forming a source region and a drain region in the polycrystallized silicon, Forming an interlayer insulating film in a region including: a step of forming a contact hole in the interlayer insulating film on the source region and the drain region; and forming the source via a contact hole formed on the source region. A source electrode is formed so as to connect to the region, and a source electrode is formed so as to connect to the drain region via a contact hole formed on the drain region. Forming a formed drain electrode, wherein the step of polycrystallizing the non-single-crystal silicon has an energy density at which an arbitrary point of the non-single-crystal silicon first receives is 160 mJ / cm. Less than 2 , then 160m
When the energy of the energy density of J / cm 2 or more is irradiated, the irradiation of the energy of the maximum energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm 2 and the substantial maximum energy density of 10 m or less is performed. 1 shot or more
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein the method receives 20 shots or less.
【請求項17】 基板上に形成された非単結晶シリコン
に、エネルギービームを1ショットの照射毎に前記基板
と相対的に所定距離だけ走査させて照射し、前記非単結
晶シリコンを多結晶化する工程と、ゲート絶縁膜を形成
する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成す
る工程と、前記多結晶化されたシリコンにソース領域及
びドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電極上を
含む領域に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ソース領
域及び前記ドレイン領域上の前記層間絶縁膜にコンタク
トホールを形成する工程と、前記ソース領域上に形成さ
れたコンタクトホールを介して前記ソース領域に接続す
るようにソース電極を形成し、前記ドレイン領域上に形
成されたコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に
接続するように形成されたドレイン電極を形成する工程
と、を有する薄膜トランジスタの製造方法において、 前記非単結晶シリコンを多結晶化する工程は、前記非単
結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度
は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160m
J/cm2 以上270mJ/cm2 未満のエネルギー密
度のエネルギーが照射される場合はそのショットで受け
るエネルギー密度が前ショット以前で受けたエネルギー
密度の3/2倍以下の大きさであり、270mJ/cm
2 以上のエネルギー密度のエネルギーが照射される場合
はそのショットで受けるエネルギー密度が、前ショット
以前で受けたエネルギー密度の最大値+15mJ/cm
2以下の大きさであり、かつ前記任意の点は実質的な最
大エネルギー密度のエネルギーを10ショット以上12
0ショット以下受けることを特徴とする薄膜トランジス
タの製造方法。
17. A non-single-crystal silicon formed on a substrate is irradiated with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate every irradiation of one shot, thereby polycrystallizing the non-single-crystal silicon. Forming a gate insulating film, forming a gate electrode on the gate insulating film, forming a source region and a drain region in the polycrystallized silicon, Forming an interlayer insulating film in a region including: a step of forming a contact hole in the interlayer insulating film on the source region and the drain region; and forming the source via a contact hole formed on the source region. A source electrode is formed so as to connect to the region, and a source electrode is formed so as to connect to the drain region via a contact hole formed on the drain region. Forming a doped drain electrode, wherein the step of polycrystallizing the non-single-crystal silicon is such that an energy density initially received at any point of the non-single-crystal silicon is 160 mJ / cm. Less than 2 , then 160m
When energy having an energy density of J / cm 2 or more and less than 270 mJ / cm 2 is applied, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received before the previous shot, and 270 mJ / cm
When energy of energy density of 2 or more is irradiated, the energy density received in the shot is the maximum value of the energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm.
2 and the arbitrary point has an energy of substantially the maximum energy density of not less than 10 shots and not more than 12 shots.
A method for manufacturing a thin film transistor, wherein the method receives 0 shots or less.
【請求項18】 基板上に形成された非単結晶シリコン
上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜
上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を形
成した後にこのゲート電極をマスクとして前記非単結晶
シリコンにエネルギービームを1ショットの照射毎に相
対的に所定距離だけ走査させて照射し前記非単結晶シリ
コンの一部を多結晶化する工程と、を有する薄膜トラン
ジスタの製造方法において、 前記非単結晶シリコンを多結晶化する工程は、前記非単
結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度
は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160m
J/cm2 以上270mJ/cm2 未満のエネルギー密
度のエネルギーが照射される場合はそのショットで受け
るエネルギー密度が前ショット以前で受けたエネルギー
密度の3/2倍以下の大きさであり、かつ前記任意の点
は実質的な最大エネルギー密度のエネルギーを10ショ
ット以上120ショット以下受けることを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法。
18. A step of forming a gate insulating film on non-single-crystal silicon formed on a substrate, a step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and forming the gate electrode after forming the gate electrode Using a mask as a mask, irradiating the non-single-crystal silicon with an energy beam by scanning a relatively predetermined distance for each one-shot irradiation, and polycrystallizing a part of the non-single-crystal silicon. In the method, the step of polycrystallizing the non-single-crystal silicon is such that any point of the non-single-crystal silicon initially receives an energy density of less than 160 mJ / cm 2 ,
When energy having an energy density of J / cm 2 or more and less than 270 mJ / cm 2 is irradiated, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received before the previous shot, and A method for manufacturing a thin film transistor, wherein an arbitrary point receives energy having a substantially maximum energy density of 10 shots or more and 120 shots or less.
【請求項19】 第1の基板上に非単結晶シリコンを形
成する工程と、前記非単結晶シリコンにエネルギービー
ムを1ショットの照射毎に前記基板と相対的に所定距離
だけ走査させて照射し多結晶シリコンを形成する工程
と、 前記第1の基板上に走査線及びゲート電極を形成する工
程と、前記第1の基板上に信号線、ドレイン電極、及び
ソース電極を形成する工程と、前記ソース電極に接続す
るように画素電極を形成する工程と、 第2の基板上に共通電極を形成する工程と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間隙に液晶を封止
する工程と、を有する液晶表示装置の製造方法におい
て、 前記非単結晶シリコンを多結晶化する工程は、前記非単
結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度
は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160m
J/cm2 以上のエネルギー密度のエネルギーが照射さ
れる場合は、前ショット以前で受けたエネルギー密度の
最大値+15mJ/cm2 以下の大きさであり、かつ実
質的な最大エネルギー密度の照射を10ショット以上1
20ショット以下受けることを特徴とする液晶表示装置
の製造方法。
19. A step of forming non-single-crystal silicon on a first substrate, and irradiating the non-single-crystal silicon with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate each time one shot is irradiated. Forming a polycrystalline silicon; forming a scanning line and a gate electrode on the first substrate; forming a signal line, a drain electrode, and a source electrode on the first substrate; A step of forming a pixel electrode so as to be connected to a source electrode; a step of forming a common electrode on a second substrate; and a step of sealing liquid crystal in a gap between the first substrate and the second substrate. Wherein the step of polycrystallizing the non-single-crystal silicon has an energy density initially received at an arbitrary point of the non-single-crystal silicon of less than 160 mJ / cm 2 , Less than 160m later
When an energy having an energy density of J / cm 2 or more is irradiated, the irradiation of the energy having a maximum value of 15 mJ / cm 2 or less of the maximum value of the energy density received before the previous shot and a substantial maximum energy density of 10 mJ / cm 2 is performed. 1 shot or more
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising receiving 20 shots or less.
【請求項20】 第1の基板上に非単結晶シリコンを形
成する工程と、前記非単結晶シリコンにエネルギービー
ムを1ショットの照射毎に前記基板と相対的に所定距離
だけ走査させて照射し多結晶シリコンを形成する工程
と、 前記第1の基板上に走査線及びゲート電極を形成する工
程と、前記第1の基板上に信号線、ドレイン電極、及び
ソース電極を形成する工程と、前記ソース電極に接続す
るように画素電極を形成する工程と、 第2の基板上に共通電極を形成する工程と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間隙に液晶を封止
する工程と、を有する液晶表示装置の製造方法におい
て、 前記非単結晶シリコンを多結晶化する工程は、前記非単
結晶シリコンの任意の点が最初に受けるエネルギー密度
は160mJ/cm2 未満であり、それ以後に160m
J/cm2 以上270mJ/cm2 未満のエネルギー密
度のエネルギーが照射される場合はそのショットで受け
るエネルギー密度が前ショット以前で受けたエネルギー
密度の3/2倍以下の大きさであり、270mJ/cm
2 以上のエネルギー密度のエネルギーが照射される場合
はそのショットで受けるエネルギー密度が、前ショット
以前で受けたエネルギー密度の最大値+15mJ/cm
2以下の大きさであり、かつ前記任意の点は実質的な最
大エネルギー密度のエネルギーを10ショット以上12
0ショット以下受けることを特徴とする液晶表示装置の
製造方法。
20. A step of forming non-single-crystal silicon on a first substrate, and irradiating the non-single-crystal silicon with an energy beam by scanning a predetermined distance relative to the substrate every irradiation of one shot. Forming a polycrystalline silicon; forming a scanning line and a gate electrode on the first substrate; forming a signal line, a drain electrode, and a source electrode on the first substrate; A step of forming a pixel electrode so as to be connected to a source electrode; a step of forming a common electrode on a second substrate; and a step of sealing liquid crystal in a gap between the first substrate and the second substrate. Wherein the step of polycrystallizing the non-single-crystal silicon has an energy density initially received at an arbitrary point of the non-single-crystal silicon of less than 160 mJ / cm 2 , Less than 160m later
When energy having an energy density of J / cm 2 or more and less than 270 mJ / cm 2 is irradiated, the energy density received in the shot is 3/2 times or less the energy density received before the previous shot, and 270 mJ / cm
When energy of energy density of 2 or more is irradiated, the energy density received in the shot is the maximum value of the energy density received before the previous shot + 15 mJ / cm.
2 and the arbitrary point has an energy of substantially the maximum energy density of not less than 10 shots and not more than 12 shots.
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising receiving 0 shots or less.
【請求項21】 レーザ光を出射するレーザ出射手段
と、 このレーザ出射手段から出射されたレーザ光を線状に整
形する光学系と、 前記光学系により整形された線状ビームが照射される被
処理物を設置するチャンバと、を備えたレーザアニール
装置において、 前記光学系は、 前記レーザ光の光強度を一方向に均一化することで前記
線状ビームの光強度を前記線状ビームの長軸方向に均一
化するレンズ群と、 互いに光反射面を対向させて平行に配置され、前記レー
ザ光の光強度を前記一方向と垂直な方向に均一化するこ
とで前記線状ビームの光強度を前記線状ビームの短軸方
向に均一化する多重反射手段と、を備えたことを特徴と
するレーザアニール装置。
21. A laser emitting means for emitting laser light, an optical system for linearly shaping the laser light emitted from the laser emitting means, and an object to be irradiated with a linear beam shaped by the optical system. A chamber in which a processing object is installed, wherein the optical system equalizes the light intensity of the laser beam in one direction to reduce the light intensity of the linear beam to the length of the linear beam. A lens group for equalizing in the axial direction, and a lens group arranged parallel to each other with the light reflecting surfaces facing each other, and equalizing the light intensity of the laser light in a direction perpendicular to the one direction to thereby increase the light intensity of the linear beam. And a multiple reflecting means for making the linear beam uniform in the short axis direction of the linear beam.
【請求項22】 前記多重反射手段は、前記光反射面を
互いに対向させ前記レーザ光の進行方向に平行に配置さ
れた2枚の光反射手段から構成されることを特徴とする
請求項21記載のレーザアニール装置。
22. The multi-reflection means according to claim 21, wherein said plurality of reflection means comprises two light reflection means arranged with said light reflection surfaces facing each other and arranged in parallel with a traveling direction of said laser light. Laser annealing equipment.
【請求項23】 前記多重反射手段は、前記レーザ光の
進行方向に可動であることを特徴とする請求項21また
は22いずれか記載のレーザアニール装置。
23. The laser annealing apparatus according to claim 21, wherein said multiple reflection means is movable in a traveling direction of said laser light.
【請求項24】 前記多重反射手段は、前記光反射面に
垂直な方向に可動であることを特徴とする請求項21ま
たは22いずれか記載のレーザアニール装置。
24. The laser annealing apparatus according to claim 21, wherein said multiple reflection means is movable in a direction perpendicular to said light reflection surface.
【請求項25】 前記レンズ群は、シリンドリカルアレ
イレンズと、前記シリンドリカルアレイレンズよりレー
ザ光の進行方向の出射側に配置され、前記シリンドリカ
ルアレイレンズの稜線と同一方向の稜線を持つ第1シリ
ンドリカルレンズと、からなることを特徴とする請求項
21記載のレーザアニール装置。
25. The lens group, comprising: a cylindrical array lens; and a first cylindrical lens which is disposed on the emission side of the cylindrical array lens in the traveling direction of the laser beam and has a ridge line in the same direction as the ridge line of the cylindrical array lens. 22. The laser annealing apparatus according to claim 21, comprising:
【請求項26】 前記シリンドリカルアレイレンズより
前記進行方向の入射側に、前記シリンドリカルアレイレ
ンズを構成する各シリンドリカルレンズに対応する開口
部が形成されたスリットマスクが配置されていることを
特徴とする請求項21記載のレーザアニール装置。
26. A slit mask having an opening corresponding to each of the cylindrical lenses constituting the cylindrical array lens is disposed on the incident side of the cylindrical array lens in the traveling direction with respect to the cylindrical array lens. Item 24. A laser annealing apparatus according to item 21.
【請求項27】 前記多重反射手段よりレーザ光の進行
方向の入射側に、前記多重反射手段の間隙にレーザ光を
収束させて入射させる第2シリンドリカルレンズが配置
されていることを特徴とする請求項21記載のレーザア
ニール装置。
27. A second cylindrical lens which converges and enters a laser beam into a gap between the multiple reflection means and is arranged on an incident side of the multiple reflection means in a traveling direction of the laser light. Item 24. A laser annealing apparatus according to item 21.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091264A (en) * 1998-07-13 2000-03-31 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser irradiation equipment
JP2000111950A (en) * 1998-10-06 2000-04-21 Toshiba Corp Manufacture of polycrystalline silicon
JP2001319892A (en) * 2000-05-11 2001-11-16 Toshiba Corp Laser annealing apparatus and method for fabricating transistor
JP2002231655A (en) * 2001-01-30 2002-08-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Laser annealing equipment
EP1003207A3 (en) * 1998-10-05 2003-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, beam homogenizer, semiconductor device, and method of manufacturing the semiconductor device
US6657227B2 (en) 2000-12-06 2003-12-02 Hitachi, Ltd. Transistor with thin film active region having clusters of different crystal orientation
US6670638B2 (en) 2000-09-25 2003-12-30 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display element and method of manufacturing the same
JP2004072086A (en) * 2002-06-14 2004-03-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for laser irradiation and laser irradiator
JP2004260144A (en) * 2003-02-06 2004-09-16 Mitsubishi Electric Corp Laser annealing method and device
KR100700179B1 (en) 2004-11-04 2007-03-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Silicon Crystallization Method
JP2008091811A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Ihi Corp Laser annealing method and laser annealer
WO2011061991A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 株式会社日本製鋼所 Method of manufacturing crystalline semiconductor film
JP2012074727A (en) * 2004-03-26 2012-04-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method for semiconductor device, and laser irradiation apparatus
WO2014080727A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 株式会社日本製鋼所 Laser annealing method and laser annealing device
WO2014080728A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 株式会社日本製鋼所 Laser processing method and laser processing device
JP2015109465A (en) * 1999-06-02 2015-06-11 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device and electronic apparatus

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091264A (en) * 1998-07-13 2000-03-31 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser irradiation equipment
EP1003207A3 (en) * 1998-10-05 2003-08-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, beam homogenizer, semiconductor device, and method of manufacturing the semiconductor device
EP1744349A3 (en) * 1998-10-05 2007-04-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, beam homogenizer, semiconductor device, and method of manufacturing the semiconductor device
JP2000111950A (en) * 1998-10-06 2000-04-21 Toshiba Corp Manufacture of polycrystalline silicon
JP2015109465A (en) * 1999-06-02 2015-06-11 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device and electronic apparatus
JP2001319892A (en) * 2000-05-11 2001-11-16 Toshiba Corp Laser annealing apparatus and method for fabricating transistor
US6670638B2 (en) 2000-09-25 2003-12-30 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display element and method of manufacturing the same
US6716688B2 (en) 2000-12-06 2004-04-06 Hitachi, Ltd. Irradiation of manufacturing a thin film transistor by laser irradiation
US6657227B2 (en) 2000-12-06 2003-12-02 Hitachi, Ltd. Transistor with thin film active region having clusters of different crystal orientation
US7227186B2 (en) 2000-12-06 2007-06-05 Hitachi, Ltd. Thin film transistor and method of manufacturing the same
JP2002231655A (en) * 2001-01-30 2002-08-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Laser annealing equipment
JP2004072086A (en) * 2002-06-14 2004-03-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for laser irradiation and laser irradiator
JP2004260144A (en) * 2003-02-06 2004-09-16 Mitsubishi Electric Corp Laser annealing method and device
US9296068B2 (en) 2004-03-26 2016-03-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method and laser irradiation apparatus
JP2012074727A (en) * 2004-03-26 2012-04-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method for semiconductor device, and laser irradiation apparatus
KR100700179B1 (en) 2004-11-04 2007-03-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Silicon Crystallization Method
JP2008091811A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Ihi Corp Laser annealing method and laser annealer
WO2011061991A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 株式会社日本製鋼所 Method of manufacturing crystalline semiconductor film
CN102630336A (en) * 2009-11-20 2012-08-08 株式会社日本制钢所 Method for manufacturing crystalline semiconductor film
JP2011108987A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Japan Steel Works Ltd:The Method of manufacturing crystalline semiconductor film
WO2014080727A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 株式会社日本製鋼所 Laser annealing method and laser annealing device
WO2014080728A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 株式会社日本製鋼所 Laser processing method and laser processing device
JP2014103247A (en) * 2012-11-20 2014-06-05 Japan Steel Works Ltd:The Laser annealing method and laser annealing device
JP2014103248A (en) * 2012-11-20 2014-06-05 Japan Steel Works Ltd:The Laser processing method and laser processing apparatus
CN104798180A (en) * 2012-11-20 2015-07-22 株式会社日本制钢所 Laser annealing method and laser annealing apparatus
KR20150087196A (en) * 2012-11-20 2015-07-29 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 Laser processing method and laser processing device
KR20150087195A (en) * 2012-11-20 2015-07-29 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 Laser annealing method and laser annealing device
CN104838472A (en) * 2012-11-20 2015-08-12 株式会社日本制钢所 Laser processing method and laser processing apparatus

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