專(zhuān)利名稱(chēng)：激光照射方法以及晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光照射方法，尤其涉及能夠?qū)φ丈鋵?duì)象執(zhí)行均勻退火的激光照射方法。另外，本發(fā)明涉及晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，尤其涉及生產(chǎn)量高且結(jié)晶性不均勻少的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法。
背景技術(shù)：
在激光退火中，為了給被照射物施加均勻的激光能源，適當(dāng)選擇線(xiàn)狀射束的射束輪廓很重要。
從激光振蕩器發(fā)射出的激光束的光束點(diǎn)由于帶有大的能源分布，如果照原樣發(fā)射出去，則會(huì)引起因位置不同而導(dǎo)致的被照射面內(nèi)的激光照射強(qiáng)度的不均勻。
因?yàn)樯鲜隼碛?，常?guī)上通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)柱狀透鏡陣列的光學(xué)系統(tǒng)，重疊分開(kāi)的激光束的光束點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)光束點(diǎn)能源分布的均勻化。另外，還有一個(gè)提案是通過(guò)在如上述的光學(xué)系統(tǒng)中增加一個(gè)或多個(gè)柱狀透鏡，從而制作光束點(diǎn)的能源分布良好的線(xiàn)形射束(參考專(zhuān)利文件1)。
如上所述，根據(jù)具有均勻能源分布的光束點(diǎn)的激光來(lái)執(zhí)行激光退火，可以對(duì)被照射物執(zhí)行均勻的退火。
專(zhuān)利文件1日本專(zhuān)利公開(kāi)H10-153746但是，即使適當(dāng)?shù)貙?duì)這樣的光束點(diǎn)自身的能源分布進(jìn)行整形以在相同條件下執(zhí)行激光照射，然而供應(yīng)給被照射物面內(nèi)的能源也會(huì)產(chǎn)生(激光照射的)不均勻。另外，如果在這樣照射能源不均勻的情況下晶化半導(dǎo)體膜以形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，就會(huì)使該膜內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶性的不均勻，從而使利用該膜制成的半導(dǎo)體元件產(chǎn)生特性的不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種激光照射方法，該方法能夠抑制在被照射物面內(nèi)產(chǎn)生的照射能源不均勻。
另外，本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，該方法能夠制作在膜內(nèi)結(jié)晶性均勻的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
公開(kāi)在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)之一，一種激光照射方法，包括以下步驟
對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，所述激光束的波長(zhǎng)被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換，并且，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，所述激光束的波長(zhǎng)被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換，并且，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，射入所述被照射物的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，所述激光束的波長(zhǎng)被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換，并且，射入所述被照射物的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，其中，射入所述非晶半導(dǎo)體膜的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而改善該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述脈沖激光振蕩器具有的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而改善該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述脈沖激光振蕩器具有的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
公開(kāi)在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而改善該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性，其中，射入所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
值得注意的是，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制作方法可以被應(yīng)用于集成電路或半導(dǎo)體顯示器件的制作方法。半導(dǎo)體顯示器件包括例如液晶顯示器件、以有機(jī)發(fā)光元件為典型的在各個(gè)像素內(nèi)配置發(fā)光元件的發(fā)光顯示器件、DMD(數(shù)碼微鏡器件，Digital Micromirror Device)、PDP(等離子體顯示器，Plasma Display Panel)、FED(場(chǎng)致發(fā)射顯示器，F(xiàn)ieldEmission Display)等。
使用本發(fā)明的激光照射方法，可以對(duì)被照射物執(zhí)行更加均勻的激光照射。
而且，應(yīng)用本發(fā)明的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，可以將被照射物的均勻晶化，因此可以高產(chǎn)量地獲取特性良好的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。另外，使用由根據(jù)本發(fā)明的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法而被晶化的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜制作的元件可以減少元件特性的不均勻。


在附圖中，圖1是表示本發(fā)明使用的激光照射裝置的圖；圖2是表示激光束的掃描路徑的圖；圖3是表示本發(fā)明使用的激光照射裝置的圖；圖4A至圖4D是表示使用本發(fā)明制作半導(dǎo)體器件時(shí)的工藝圖1；圖5A和圖5B是表示使用本發(fā)明制作半導(dǎo)體器件時(shí)的工藝圖2；圖6A至圖6C表示發(fā)光顯示器件的例子；圖7A至圖7C是表示常規(guī)的為防止干涉而使用的方法的圖；圖8A至圖8F是表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子器件；
圖9A至圖9C是表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子器件。
本發(fā)明的選擇圖是圖1具體實(shí)施模式下面給出本發(fā)明的實(shí)施模式的說(shuō)明。值得注意的是，本發(fā)明可以以多種不同形式而被執(zhí)行，只要是本領(lǐng)域的人員就很容易明白本發(fā)明的形式、以及詳情等可以被更改或修改。所以，對(duì)本發(fā)明的解釋不受本發(fā)明的實(shí)施模式所記載內(nèi)容的限制。
在本實(shí)施模式中，當(dāng)給設(shè)置或形成在襯底上的被照射物照射激光束時(shí)，照射的該激光束的脈寬為psec(10-12sec)左右，或照射低于此的極短脈沖的激光束。
通過(guò)應(yīng)用該激光照射方法，可以使被照射物面內(nèi)的照射能源強(qiáng)度均勻。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)可以解決問(wèn)題，其理由如下。
本發(fā)明的發(fā)明者們認(rèn)為當(dāng)照射激光時(shí)在被照射物內(nèi)產(chǎn)生的照射能源不均勻是因?yàn)橹苯诱丈涞募す馐?原始射束)和被襯底背面反射的再次侵入到被照射物的激光束(次級(jí)射束)的干涉而引起的。并且該干涉反映了襯底的彎曲或凸凹。
激光退火是被照射物吸收具有某種波長(zhǎng)的電磁波的激光束并在吸收的部分產(chǎn)生熱，根據(jù)該熱而被執(zhí)行的。但是，當(dāng)物質(zhì)吸收具有某種波長(zhǎng)的電磁波時(shí)，依據(jù)該物質(zhì)而具有固定的吸收系數(shù)，當(dāng)對(duì)沒(méi)有足夠厚度的被照射物照射吸收系數(shù)較小的波長(zhǎng)的激光時(shí)，被照射物吸收不了的激光有可能穿透被照射物。
例如當(dāng)對(duì)形成在玻璃襯底上的非晶硅膜照射波長(zhǎng)為532nm的Nd∶YAG激光器的二次諧波時(shí)，如果非晶硅膜的膜厚是200nm或更多則可以將照射的激光幾乎都吸收掉，照射的激光不穿透該硅膜。但是如果其厚度少于200nm，則該非晶硅膜吸收不了的激光束就會(huì)穿透該硅膜。而透過(guò)的激光束的一部分被玻璃襯底表面反射，或者一部分被玻璃襯底的底面反射，這些反射的激光再次照射硅膜。如果玻璃襯底上有微小的彎斜或凸凹，則在該部分被反射的次級(jí)射束相對(duì)于玻璃襯底表面的角度會(huì)被改變。角度被改變的次級(jí)射束根據(jù)其角度使從玻璃襯底底面到玻璃襯底表面的光路長(zhǎng)產(chǎn)生變化，當(dāng)該次級(jí)射束和直接照射的原始射束發(fā)生干涉時(shí)，會(huì)出現(xiàn)總是互相減弱的地方和總是互相增強(qiáng)的地方。換言之，在硅膜上形成駐波，該分布被紀(jì)錄在硅膜上。
目前被用于平面顯示器等的薄膜半導(dǎo)體器件的襯底所使用的玻璃襯底的厚度在1000μm前后，常用的是厚700μm左右的襯底。700μm的厚度是波長(zhǎng)的1000倍以上的厚度，而以1000分之一的精度控制襯底整體的板厚是相當(dāng)困難的，不難想象襯底中存在著上述微小的歪斜或凸凹。
針對(duì)于此，本發(fā)明為了減少導(dǎo)致干涉的被襯底背面反射的次級(jí)射束和射入的原始射束在被照射物中同時(shí)存在的時(shí)間，或不使其同時(shí)存在，從而設(shè)定脈寬為psec(10-12sec)左右，或設(shè)定為低于此的極短脈沖，其結(jié)果是降低了相對(duì)于被照射面的激光照射時(shí)間出現(xiàn)干涉的時(shí)間比例，或者使該時(shí)間比例為0，從而減弱干涉的影響，或者完全消除干涉。
下文中將以應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)模式為例簡(jiǎn)單說(shuō)明本發(fā)明的原理。由于激光束是電磁波，其速度被認(rèn)為和光速相同(大約30萬(wàn)km/s)。當(dāng)將脈寬設(shè)定為本發(fā)明的10ps時(shí)，從一個(gè)脈沖的激光發(fā)射開(kāi)始到終結(jié)期間(10ps)，射束大約前進(jìn)3mm。也就是說(shuō)，可以視一個(gè)脈沖為3mm。
如將脈寬為10psec，一個(gè)脈沖為3mm的激光照射在形成于厚700μm左右的襯底上的被照射物上，則直接照射的原始射束和被襯底背面反射的次級(jí)射束出現(xiàn)干涉的時(shí)間為照射時(shí)間的50％左右。如果使脈寬下降到5psec左右，則有可能使干涉完全不出現(xiàn)。據(jù)此，可以抑制因?yàn)橥高^(guò)被照射物的激光束的反射而引起的干涉，因此，可以執(zhí)行均勻的激光照射。
另一方面，用于常規(guī)的激光退火的脈沖激光的脈寬為幾十nsec至幾百nsec左右。所以，一個(gè)脈沖的激光發(fā)射期間中激光束前進(jìn)3至100m。在這種情況下，可以換句話(huà)說(shuō)，一個(gè)脈沖射出3-100m的激光束。
假設(shè)將脈寬為10nsec、一個(gè)脈沖為3m的用于常規(guī)的脈寬的激光照射在形成于和上述條件相同的厚700μm左右的襯底上的被照射物上，這種情況下，得出在實(shí)質(zhì)照射時(shí)間的99.5％的期間內(nèi)在被照射物中發(fā)生著干涉的結(jié)果。換言之，如將脈寬從10nsec轉(zhuǎn)換為10psec，則可以得出能夠?qū)⒁蚋缮嬗绊憣?dǎo)致的照射不均勻減少至大約一半的結(jié)果，如果轉(zhuǎn)換為5psec，則可以得出在計(jì)算上能夠消除起因于這種結(jié)構(gòu)的干涉的結(jié)果。
上述是大概念上的結(jié)論，在下文中將進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。光在某種媒質(zhì)中前進(jìn)時(shí)，該媒質(zhì)的折射率影響光的前進(jìn)速度。例如，在折射率n＝1的空氣中前進(jìn)的光如果入射到折射率n＝1.5的玻璃中，則其速度是在空氣中的1/1.5?？紤]到這個(gè)因素，在使用厚度為d，折射率為n的襯底時(shí)，不因被襯底背面反射的次級(jí)射束導(dǎo)致干涉的脈寬t滿(mǎn)足以下的公式。注意，公式中c表示真空中的光速。
公式1ct＜2nd根據(jù)該公式，可以知道，當(dāng)用厚度d＝0.7mm的玻璃襯底(折射率n＝1.5)晶化非晶硅膜時(shí)，完全不發(fā)生干涉的脈寬t是約7psec或更短。注意，以上是在假設(shè)真空中的光速c＝30萬(wàn)km/sec的情況下算出的結(jié)果。
如用滿(mǎn)足上述公式1的脈寬的激光束來(lái)執(zhí)行激光晶化或激光退火，則即使將激光束垂直入射于被照射物，也可以抑制因襯底的反射而引起的干涉，從而可以使非晶硅膜上的照射能源均勻。
另外，在通過(guò)激光照射以晶化非晶半導(dǎo)體膜的情形中，如果激光束的能源搖擺很大，則不能進(jìn)行均勻的晶化，從而使以多晶半導(dǎo)體膜作為激活層的TFT的特性，例如導(dǎo)通電流、遷移度等產(chǎn)生不均勻。注意，即使是沒(méi)有出現(xiàn)干涉的狀態(tài)，激光束也有±1％的能源搖擺，所以可以認(rèn)為當(dāng)形成用于半導(dǎo)體顯示器件的像素部分的TFT時(shí)，通過(guò)抑制干涉使該能源搖擺在小于±1％左右的范圍，能夠防止在像素部分看到起因于干涉的亮度的不均勻。
另一方面，當(dāng)對(duì)形成在玻璃襯底上的非晶半導(dǎo)體膜照射二次諧波的激光束時(shí)，該激光束的大約一半在該非晶半導(dǎo)體膜的表面被反射，剩下的一半進(jìn)入到非晶半導(dǎo)體膜內(nèi)。被用于半導(dǎo)體顯示器件所包括的TFT的激活層的半導(dǎo)體膜因?yàn)槠浜穸仁谴蠹s幾十nm左右，如果考慮非晶半導(dǎo)體的吸收系數(shù)，則可以認(rèn)為進(jìn)入到非晶半導(dǎo)體膜內(nèi)的激光束中的大約一半被非晶半導(dǎo)體膜吸收，剩下的一半進(jìn)入到玻璃襯底。而且，進(jìn)入到玻璃襯底的光在襯底背面有大約4％被反射而重新進(jìn)入到非晶半導(dǎo)體膜內(nèi)。因此，相對(duì)于從激光振蕩器入射到非晶半導(dǎo)體膜的光，在玻璃襯底背面反射而入射到非晶半導(dǎo)體膜的光的比例大約是2％，如果該兩個(gè)激光束發(fā)生干涉，則產(chǎn)生±2％的能源搖擺。
所以，為了抑制干涉使該能源搖擺在小于±1％左右的范圍內(nèi)，就要將干涉時(shí)間縮短在少于脈寬t的一半的范圍。理想的是，該兩個(gè)激光束同時(shí)照射非晶半導(dǎo)體膜的某一點(diǎn)的時(shí)間不多于激光束的脈寬的10％。當(dāng)縮短到少于脈寬t的一半時(shí)，根據(jù)公式1，可以得知激光束的脈寬t滿(mǎn)足以下表示的公式2。
公式2ct＜4nd注意，被照射物即使不是非晶半導(dǎo)體膜，脈寬根據(jù)想將通常本應(yīng)產(chǎn)生的該能源搖擺減少到原本的幾％而變化。當(dāng)欲將通常本應(yīng)產(chǎn)生的該能源搖擺減少到該能源搖擺的X％時(shí)，只要滿(mǎn)足以下的公式3就可以。
公式3ct(100-X)/100＜2nd另外，為了解決上述干涉問(wèn)題，還有一個(gè)方法是在半導(dǎo)體膜內(nèi)在使射入的原始射束和被襯底背面反射的次級(jí)射束不重疊的情況下從斜面照射激光束。圖7A至圖7C表示借助該斜面照射來(lái)防止干涉時(shí)的在照射面的光束點(diǎn)和被襯底背面反射的次級(jí)射束的狀態(tài)。
圖7A表示為了不使入射的原始射束301和被襯底303背面反射的次級(jí)射束302在光束點(diǎn)的長(zhǎng)軸方向上重疊而給入射的原始射束301賦予角度的情形。像這樣，當(dāng)為了不使入射的原始射束301和被襯底303背面反射的次級(jí)射束302在光束點(diǎn)304的長(zhǎng)軸方向上重疊而賦予角度時(shí)，必須賦予大的角度，而這樣要整形照射面上的光束點(diǎn)304就變得困難。圖7B、圖7C表示賦予入射角度以不使入射的原始射束301和被襯底303背面反射的次級(jí)射束302在光束點(diǎn)304的短軸方向上重疊的情形。在這種情況下，雖然不必如圖7A那樣必須賦予角度，但圖7B、圖7C的照射狀況就會(huì)不同，例如在晶化半導(dǎo)體膜時(shí)，結(jié)晶特性就會(huì)不同。也就是說(shuō)，導(dǎo)致在激光照射的去路和歸途中結(jié)晶特性不同的結(jié)果。因此，為了獲取襯底整體上的均勻的結(jié)晶激光的照射狀態(tài)，就只能進(jìn)行單程照射，也就是要犧牲生產(chǎn)量。
但是如果應(yīng)用本實(shí)施模式的激光照射方法，則可以將激光束垂直入射于半導(dǎo)體膜，這樣，對(duì)在半導(dǎo)體膜上的光束點(diǎn)的整形就變得容易，即使不犧牲生產(chǎn)量也可以對(duì)激光照射部分的整體進(jìn)行均勻的激光照射。
實(shí)施例1圖1中的101表示脈沖振蕩的激光振蕩器。只要能夠振蕩出10psec或更短的極短脈沖激光束，任何激光器都能夠被用于本發(fā)明的激光振蕩器。例如，可以使用受激準(zhǔn)分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVo4激光器、陶瓷激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、紫翠玉激光器、Ti藍(lán)寶石激光器、銅蒸氣激光器、或金蒸氣激光器等等。
本實(shí)施例使用8W的YVO4激光器。圖1的102表示非線(xiàn)形光學(xué)元件。理想的是使用穩(wěn)定形共振器作為激光振蕩器101，并使用TEM00振蕩模式。TEM00振蕩模式的激光具有高斯強(qiáng)度分布，有優(yōu)越的集光性，所以容易加工光束點(diǎn)。從激光振蕩器101振蕩出來(lái)的激光束如果是原始的波長(zhǎng)，因?yàn)楸緦?shí)施例的作為被照射物106的非晶硅膜的吸收率低，不能高效率地供應(yīng)能源給非晶硅膜，所以借助非線(xiàn)形光學(xué)元件102將振蕩出來(lái)的激光束轉(zhuǎn)換為二次諧波(532nm)。值得注意的是，激光器的種類(lèi)以及波長(zhǎng)也可以不是YVO4激光器的二次諧波，可以根據(jù)被照射物106來(lái)選擇。至于振蕩頻率，只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)就沒(méi)有特殊的限制，在本實(shí)施例中設(shè)定為80MHz，脈寬設(shè)定為10psec。
另外，本發(fā)明的激光照射裝置可以將非線(xiàn)形光學(xué)元件102設(shè)置在激光振蕩器101所具有的共振器內(nèi)，也可以在基波的激光共振器之外設(shè)置具備其他非線(xiàn)形光學(xué)元件的共振器。前者具有裝置小型化、不需要精密控制共振器的長(zhǎng)度的優(yōu)點(diǎn)，后者具有能夠忽略基波與高次諧波得相互作用的優(yōu)點(diǎn)。
在非線(xiàn)形光學(xué)元件102中，通過(guò)使用非線(xiàn)形光學(xué)常數(shù)比較大的KTP(KTiOPO4)、BBO(β-BaB2O4)、LBO(LiB3O5)、CLBO(CsLiB6O10)、GdYCOB(YCa4O(BO3)3)、KDP(KD2PO4)、KB5、LiNbO3、Ba2NaNb5O15等的結(jié)晶，特別是通過(guò)使用LBO或BBO、KDP、KTP、KB5、CLBO等，就能夠提高從基波到高次諧波的變換效率。
從激光器振蕩器101振蕩出來(lái)的激光束，借助反射鏡103，其前進(jìn)方向被轉(zhuǎn)換為垂直入射被照射物的方向。如果使用脈寬為nsec(10-9秒)級(jí)的通常的激光器，則要設(shè)置5至30度左右的入射角以便防止由在襯底背面被反射的次級(jí)射束引起的干涉。但是，如果使用本發(fā)明的脈寬為10psec或更少的激光束來(lái)進(jìn)行激光照射，則可以抑制由在襯底背面被反射的次級(jí)射束引起的干涉。在本實(shí)施例中，可以將激光束垂直射入被照射物。因?yàn)榭梢詫⒓す馐怪鄙淙氡徽丈湮?，所以光束點(diǎn)的能源分布可以在維持良好狀態(tài)的情況下在去路和歸途雙程執(zhí)行同樣的激光照射，從而可以高生產(chǎn)量地執(zhí)行均勻的激光照射。使用借助這樣的均勻能源照射而被激光退火或激光晶化的被照射物制作的元件可以將元件之間的特性不均勻控制得很小，結(jié)果是可以提供品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。
前進(jìn)方向被改變的激光束，借助柱狀透鏡104和111，其光束點(diǎn)的形狀被加工，最終被照射到安裝在載物臺(tái)107上的被照射物。在圖1中，形成在襯底105上的半導(dǎo)體膜106相當(dāng)于被照射物，反射鏡103和柱狀透鏡104、111相當(dāng)于將激光束聚光在半導(dǎo)體膜106上的光學(xué)系統(tǒng)。
使用者可以適當(dāng)設(shè)定兩個(gè)柱狀透鏡104和111的焦距，但是需將柱狀透鏡104和111中距離被照射物近的柱狀透鏡111的焦距縮短。例如，可以將距被照射物近的柱狀透鏡111的焦距設(shè)為20mm，而將距被照射物遠(yuǎn)的柱狀透鏡104的焦距設(shè)為150mm。此時(shí)，雖然設(shè)定柱狀透鏡111和被照射物的距離為20mm，但是通過(guò)將柱狀透鏡111和被照射物106的距離設(shè)為100mm左右，可以將光束點(diǎn)的形狀形成為在X方向上是長(zhǎng)線(xiàn)狀的射束。
注意在用激光晶化半導(dǎo)體膜的晶化工藝中，將光束點(diǎn)加工成在單方向上為長(zhǎng)惰圓形或矩形，在該光束點(diǎn)的短軸方向掃描晶化半導(dǎo)體膜，可以提高生產(chǎn)量。加工后的激光變成惰圓形，這是因?yàn)榧す獾脑瓉?lái)形狀是圓形或近于圓形。激光的原來(lái)形狀如果是長(zhǎng)方形，用柱面透鏡在單方向上擴(kuò)大該長(zhǎng)方形，使長(zhǎng)軸變得更長(zhǎng)，如此加工后再使用。另外，分別加工多個(gè)激光使其在單方向上成為長(zhǎng)惰圓形或矩形，然后連接多個(gè)激光，在單方向上制作更長(zhǎng)的激光，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)量。在本實(shí)施例中，將激光束整形為在長(zhǎng)軸方向的長(zhǎng)度為300μm，在短軸方向的長(zhǎng)度為10μm的線(xiàn)狀射束。
如圖1所示，當(dāng)使用形成有半導(dǎo)體膜106的襯底105作為被照射物時(shí)，并當(dāng)半導(dǎo)體膜106是非晶半導(dǎo)體時(shí)，優(yōu)選在照射激光束之前，對(duì)該半導(dǎo)體膜106執(zhí)行熱退火。具體來(lái)說(shuō)，可以執(zhí)行例如氮?dú)夥罩械?00℃溫度下、1小時(shí)左右的熱退火。通過(guò)該熱退火工藝，可以使半導(dǎo)體膜中的氫降低在1×1020atoms/cm3或更少。如果半導(dǎo)體膜中的氫濃度很高，則當(dāng)照射強(qiáng)激光時(shí)，氫元素一下子被釋放出來(lái)，這樣就有可能破壞膜。
另外，還可以實(shí)施使用了金屬催化劑的結(jié)晶化。即使是對(duì)于實(shí)施了熱退火處理的半導(dǎo)體膜，或者對(duì)于使用金屬催化劑而結(jié)晶化的半導(dǎo)體膜，最合適的激光照射條件都是大致相同的。
載物臺(tái)107借助在X軸方向上進(jìn)行掃描的自動(dòng)機(jī)(X軸用的自動(dòng)機(jī))108和在Y軸方向上進(jìn)行掃描的自動(dòng)機(jī)(Y軸用的自動(dòng)機(jī))109，可以在與襯底105平行的平面內(nèi)以X、Y方向移動(dòng)。
而且，使用Y軸用的單軸自動(dòng)機(jī)109在光束點(diǎn)110的短軸方向上對(duì)載物臺(tái)107進(jìn)行掃描。注意，光束點(diǎn)110的掃描速度為幾十mm/sec～幾千mm/sec比較合適，這里取400mm/sec。通過(guò)該對(duì)載物臺(tái)107的掃描，光束點(diǎn)110相對(duì)地對(duì)半導(dǎo)體膜106的表面進(jìn)行了掃描。
下面用圖2說(shuō)明光束點(diǎn)110在半導(dǎo)體膜106的表面上的掃描路徑。當(dāng)在作為被處理物的半導(dǎo)體膜106整個(gè)面上照射激光時(shí)，在使用Y軸用的單軸自動(dòng)機(jī)109來(lái)進(jìn)行向一個(gè)方向的掃描后，使用X軸用的單軸自動(dòng)機(jī)108來(lái)使光束點(diǎn)110在相對(duì)于根據(jù)Y軸用的單軸自動(dòng)機(jī)109的掃描方向成垂直的方向上滑動(dòng)。
例如，通過(guò)Y軸用的單軸自動(dòng)機(jī)109來(lái)在一個(gè)方向上掃描光束點(diǎn)110。在圖2中，用A1來(lái)表示該掃描路徑。接著，使用X軸用的單軸自動(dòng)機(jī)108來(lái)使光束點(diǎn)110在相對(duì)于掃描路徑A1成垂直的方向上滑動(dòng)。該滑動(dòng)的掃描路徑用B1表示。接下來(lái)，面向與掃描路徑A1相反的方向通過(guò)Y軸用的單軸自動(dòng)機(jī)109來(lái)在一個(gè)方向上掃描光束點(diǎn)110。該掃描路徑用A2表示。接著，用X軸用的單軸自動(dòng)機(jī)108來(lái)使光束點(diǎn)110在相對(duì)于掃描路徑A2成垂直的方向上滑動(dòng)。該滑動(dòng)的掃描路徑用B2表示。這樣，通過(guò)按順序反復(fù)進(jìn)行通過(guò)Y軸用的單軸自動(dòng)機(jī)109的掃描和通過(guò)X軸用的單軸自動(dòng)機(jī)108的掃描，就能夠?qū)Π雽?dǎo)體膜106的整個(gè)面照射激光。
本實(shí)施例通過(guò)使用10psec或更少的極短脈沖的激光束，可以抑制在玻璃襯底背面被反射的次級(jí)射束的干涉，并可以執(zhí)行均勻的激光照射，所以，使用根據(jù)本實(shí)施例的被激光照射的被照射物而制作的元件的特性更加穩(wěn)定。
注意，能夠應(yīng)用于本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)不局限于本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)，也可以使用其它任意的光學(xué)系統(tǒng)。另外，本實(shí)施例可以和實(shí)施模式組合。
實(shí)施例2本實(shí)施例將參考圖3針對(duì)能夠用于本發(fā)明的激光照射裝置的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
激光一般以水平方向被射出，基于此，從激光振蕩器101振蕩出來(lái)的第一激光在反射鏡103處其前進(jìn)方向被轉(zhuǎn)換為和垂直方向的角度成θ的角度(入射角)。在本實(shí)施例中θ＝18°。前進(jìn)方向被改變了的第一激光根據(jù)透鏡201其光束點(diǎn)的形狀被加工，然后被照射到安裝在載物臺(tái)107上的被處理物。在圖3中，形成在襯底105上的半導(dǎo)體膜106相當(dāng)于被處理物。另外，在圖3中，反射鏡103和透鏡201相當(dāng)于將激光束聚光在半導(dǎo)體膜106上的光學(xué)系統(tǒng)。
圖3示出了使用平凸球面透鏡作為鏡頭201的例子。平凸球面透鏡的焦距是20mm。布置該平凸球面透鏡的平面部分和襯底105平行并使激光束入射到其曲面的中央。另外，平凸球面透鏡的平面和半導(dǎo)體膜106的距離是20mm。根據(jù)上述布局，就在半導(dǎo)體膜106的表面形成了10μm×100μm大小左右的光束點(diǎn)110?？梢詫⒐馐c(diǎn)110以細(xì)長(zhǎng)方向延伸，這是因?yàn)橥哥R201的散光效果。
注意，其他結(jié)構(gòu)要素因和實(shí)施模式相同，所以在此省略。
在本實(shí)施例中，激光束是以?xún)A斜方向入射，但即使激光束具有入射角度也可以應(yīng)用本發(fā)明。在這種情況下，即使激光束的入射角度在不能防止由襯底背面的反射而導(dǎo)致干涉的范圍，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，也可以抑制該干涉，從而可以進(jìn)行均勻的激光照射。
如上所述，通過(guò)使用10psec或更少的極短脈沖的激光束，可以抑制在玻璃襯底背面被反射的次級(jí)射束的干涉，并可以執(zhí)行均勻的激光照射，所以，使用根據(jù)本實(shí)施例的被激光照射的被照射物而制作的元件的特性更加穩(wěn)定。
注意，能夠應(yīng)用于本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)不局限于本實(shí)施例所示的光學(xué)系統(tǒng)，也可以使用其它任意的光學(xué)系統(tǒng)。另外，本實(shí)施例可以和實(shí)施模式組合。
實(shí)施例3如果使用連續(xù)振蕩的激光照射裝置給半導(dǎo)體膜照射激光，則可以在光束點(diǎn)的掃描方向上獲取連續(xù)成長(zhǎng)的結(jié)晶粒。而在掃描方向上成長(zhǎng)的晶粒所形成的區(qū)域在結(jié)晶性上相當(dāng)優(yōu)越。因此，如將該區(qū)域用于TFT的溝道形成區(qū)域，則可以期待獲取具有極高的遷移率以及導(dǎo)通電流的TFT。但是，如果使用連續(xù)振蕩的激光器，則有非線(xiàn)形光學(xué)元件的壽命短，光束點(diǎn)的面積小，以及對(duì)襯底的熱影響大等劣勢(shì)。
本發(fā)明通過(guò)使用脈寬極短的激光器，可以使振蕩頻率相當(dāng)高。因此，可以在半導(dǎo)體膜被激光束融化到固化期間照射下一個(gè)脈沖的激光束。據(jù)此，和使用連續(xù)振蕩的激光照射裝置晶化半導(dǎo)體膜時(shí)同樣，在光束點(diǎn)的掃描方向上獲取連續(xù)成長(zhǎng)的晶粒。
根據(jù)該晶化方法，振蕩頻率雖然很高，但因不是連續(xù)振蕩而是脈沖振蕩，所以跟連續(xù)振蕩的激光器相比，具有非線(xiàn)形光學(xué)元件的壽命長(zhǎng)，光束點(diǎn)的面積大，以及對(duì)襯底的熱影響小等特征，并且能夠獲取在掃描方向上連續(xù)成長(zhǎng)的結(jié)晶性?xún)?yōu)越的晶粒。
如果連續(xù)振蕩的激光束垂直入射到被照射物，則在襯底背面被反射的次級(jí)射束總會(huì)導(dǎo)致干涉，從而引起激光的照射不均勻，然而如應(yīng)用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，則可以抑制這樣的由在襯底背面被反射的次級(jí)射束導(dǎo)致的干涉，并且，可以獲取在激光束的掃描方向上連續(xù)長(zhǎng)大的在結(jié)晶性上特別優(yōu)越的晶粒。
能夠獲取上述那樣的在光束點(diǎn)的掃描方向上連續(xù)成長(zhǎng)的晶粒的振蕩頻率不少于10MHz，使用比通常使用的幾十Hz至幾百Hz的頻率帶顯著高許多的頻率。從用脈沖振蕩對(duì)半導(dǎo)體膜照射激光束到半導(dǎo)體膜完全固化的時(shí)間被認(rèn)為在幾十nsec至幾百nsec，本實(shí)施例通過(guò)使用上述頻率帶，從半導(dǎo)體膜被激光束融化直到固化期間，可以照射下一個(gè)脈沖激光束。因此，和常規(guī)的使用脈沖振蕩的激光器的情況不同，可以在半導(dǎo)體膜中連續(xù)移動(dòng)固液界面，從而可以形成具有在掃描方向上連續(xù)成長(zhǎng)的晶粒的半導(dǎo)體膜。具體來(lái)說(shuō)，可以獲得在掃描方向上的長(zhǎng)度為10μm至30μm，在垂直于掃描方向上的寬度為1μm至5μm左右的晶粒的集合體。
被激光照射而在掃描方向上形成成長(zhǎng)的晶粒的區(qū)域在結(jié)晶性上非常優(yōu)越。因此，如將該區(qū)域用于TFT的溝道形成區(qū)域，則可以期待獲取具有極高的遷移率以及導(dǎo)通電流的TFT。但是，當(dāng)半導(dǎo)體膜中有不需要這樣高結(jié)晶性的部分時(shí)，則可以不給該部分照射激光。或者，可以在增大掃描速度等不能獲取高結(jié)晶性的條件下執(zhí)行激光照射。
本實(shí)施例可以和實(shí)施模式、實(shí)施例1或?qū)嵤├?組合使用。
實(shí)施例4本實(shí)施例將參考圖4A至圖4D、圖5A和圖5B說(shuō)明使用本發(fā)明的激光照射裝置以及激光照射方法制作用于顯示器件的半導(dǎo)體元件的方法。
首先，在襯底800上形成基底絕緣膜801，之后形成非晶硅膜，通過(guò)激光照射使其成為晶質(zhì)硅膜。
襯底800可以是例如玻璃襯底、石英襯底、結(jié)晶玻璃等絕緣襯底，雖然也可以使用陶瓷襯底、不銹鋼襯底、金屬襯底(鉭、鎢、鉬等)、半導(dǎo)體襯底、塑料襯底(聚酰亞胺、丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚苯醚砜等)等，但要使用至少能承受工藝中產(chǎn)生的熱的材料。這些襯底可以根據(jù)需要經(jīng)CMP等研磨被使用。本實(shí)施例使用折射率n＝1.5，厚度為0.7mm的日本旭硝子株式會(huì)社(Asahi Glass Co.，Ltd.)生產(chǎn)的AN100玻璃襯底。
基底膜801是為了防止襯底800中的堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散到晶質(zhì)硅膜中而提供的。這是因?yàn)樯鲜鲈貢?huì)給晶質(zhì)硅膜的半導(dǎo)體特性帶來(lái)負(fù)面影響。氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧氮化硅等可以作為基底膜801的材料，并以單層或者疊層而形成。注意，如果是沒(méi)有堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散擔(dān)憂(yōu)的襯底，則不必特意提供基底絕緣膜。
在本實(shí)施例中，制作層疊結(jié)構(gòu)的基底絕緣膜801，作為第一層絕緣膜由厚度為50nm的氮氧化硅膜形成；作為第二層絕緣膜由厚度為100nm的氧氮化硅膜形成。值得注意的是，氮氧化硅膜和氧氮化硅膜中氮和氧的比例不同。前者比后者含有更多的氮。第一層基底膜根據(jù)等離子體CVD的方法，使用SiH4、N2O、NH3、H2作為原料氣體，在壓力為40Pa、射頻功率為50W、射頻頻率為60MHz、襯底溫度為400℃的條件下形成。第二層基底膜同樣根據(jù)等離子體CVD的方法，使用SiH4、N2O作為原料氣體，在壓力為40Pa、射頻功率為150W、射頻頻率為60MHz、襯底溫度為400℃的條件下形成。
接著，在基底絕緣膜上形成25nm～100nm(優(yōu)選30nm～60nm)厚的非晶硅膜。作為制作方法，可以采用已知的例如濺射、減壓CVD或等離子體CVD的方法。本實(shí)施例采用等離子體CVD的方法形成50nm厚的膜作為非晶硅膜。
之后通過(guò)照射激光以執(zhí)行晶化工藝，但是因?yàn)樵摲蔷з|(zhì)硅膜中包含大量氫，當(dāng)進(jìn)行晶化時(shí)如接受強(qiáng)烈的激光能源，該氫元素會(huì)崩沸，這樣就有可能破壞膜，所以對(duì)該非晶質(zhì)硅膜進(jìn)行500℃、1小時(shí)的熱處理以清除氫元素。
接著，使用本發(fā)明的激光照射裝置以晶化非晶硅膜，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。本實(shí)施例使用能源為2W、TEM00振蕩模式、二次諧波(532nm)、振蕩頻率為80MHz、脈寬為7psec的YVO4激光器作為激光束。注意，使用光學(xué)系統(tǒng)將形成在被照射物的非晶硅膜上的光束點(diǎn)的形狀形成為短軸為10μm，長(zhǎng)軸為70μm的矩形形狀。注意，本發(fā)明不受本實(shí)施例所示照射條件的限制。脈寬可以如實(shí)施模式所述那樣算出，至于其他條件，使用者可以根據(jù)本發(fā)明的用途而適當(dāng)選擇。在本實(shí)施例中，根據(jù)該波長(zhǎng)的激光和使用的襯底的折射率，應(yīng)用在非晶硅膜中不引起干涉的脈寬。
之后，對(duì)襯底在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行500℃、1小時(shí)的加熱處理，然后根據(jù)激光退火法執(zhí)行半導(dǎo)體膜的晶化，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。掃描載物臺(tái)的速度大約為幾十mm/sec～幾千mm/sec比較合適，這里取400mm/sec。
波長(zhǎng)532nm的激光束的一部分穿透厚50nm的非晶硅膜而被襯底背面反射，但是由于脈寬10psec極窄，跟常規(guī)相比，和入射的原始射束產(chǎn)生干涉的時(shí)間顯著減少，因此可以大大減低因干涉帶來(lái)的影響。其結(jié)果，結(jié)晶狀的不均勻變得相當(dāng)小，從而可以制作有穩(wěn)定特性的半導(dǎo)體元件。
注意，通過(guò)將振蕩頻率設(shè)定在10MHz或更多，可以獲取在激光束的掃描方向上連續(xù)形成的長(zhǎng)的結(jié)晶粒，并通過(guò)將該方向作為薄膜晶體管的溝道方向，可以制作特性極好的薄膜晶體管，注意，本發(fā)明不局限于此。
作為實(shí)現(xiàn)結(jié)晶化的方法，除了上述方法外，還包括使用促進(jìn)非晶硅結(jié)晶化的元素，通過(guò)加熱處理來(lái)執(zhí)行晶化的方法。作為促進(jìn)晶化的元素，典型的是鎳。通過(guò)使用這樣的促進(jìn)晶化的元素，跟沒(méi)有使用該元素的情況相比，因?yàn)榭梢栽诘蜏?、短時(shí)間的條件下執(zhí)行晶化工藝，所以可以使用玻璃等耐熱性較差的襯底。該促進(jìn)非晶硅晶化的元素除了鎳，還包括鐵、鈀、錫、鉛、鈷、白金、銅、金等?？梢允褂闷渲械囊环N或多種。
作為上述元素的摻雜方法，可以舉出例如將該元素的鹽溶解在溶劑中并用旋涂法或浸漬法等進(jìn)行涂敷的方法。溶劑可以使用有機(jī)溶劑或水等，但由于要直接接觸硅膜，所以選擇不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體特性產(chǎn)生不良影響的溶劑是首要的。另外，對(duì)于鹽來(lái)說(shuō)，也是同樣的。
使用促進(jìn)非晶硅晶化的元素進(jìn)行晶化后，可以通過(guò)照射激光來(lái)改善其結(jié)晶性。這種情況下也可以使用本發(fā)明的激光照射方法。使用的激光器以及條件因和激光晶化時(shí)的條件相同，所以在此省略相關(guān)說(shuō)明。
然后，根據(jù)需要，給晶質(zhì)硅膜摻雜微量的雜質(zhì)以控制閾值，執(zhí)行所謂的溝道摻雜。為了獲取要求的閾值，用離子摻雜法摻雜硼或磷等。
然后，如圖4A所示，按所希望的形狀執(zhí)行圖案化，獲取島形狀的晶質(zhì)硅膜801a-801d。在晶質(zhì)硅膜上涂敷光致抗蝕劑，暴露出預(yù)定的掩膜形狀，并烘烤，從而在晶質(zhì)半導(dǎo)體膜上形成掩膜，利用該掩膜，根據(jù)干式蝕刻法對(duì)晶質(zhì)硅膜進(jìn)行蝕刻從而完成圖案化。干式蝕刻法的氣體可以使用CF4、O2等。
接著，形成覆蓋晶質(zhì)半導(dǎo)體膜801a-801d的柵絕緣膜。用等離子體CVD、濺射法等形成厚度約40-150nm的含硅的絕緣層作為柵絕緣膜。在本實(shí)施例中，用等離子體CVD法形成115nm厚的氧氮化硅膜作為柵絕緣膜。
接下來(lái)，在柵絕緣膜上形成30nm厚的氮化鉭(TaN)802作為第一導(dǎo)電層，并在第一導(dǎo)電層上形成370nm厚的鎢(W)803作為第二導(dǎo)電層。TaN膜和W膜都可以通過(guò)濺射法形成。TaN膜可以在氮?dú)夥罩惺褂肨a作為靶而形成，W膜可以使用W作為靶而形成。
注意在本實(shí)施例中第一導(dǎo)電層是30nm厚的TaN膜，第二導(dǎo)電層是370nm厚的W膜，但是第一和第二導(dǎo)電層們也可以由選自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、以及Nd中的任何元素，或由主要含有上述元素的合金材料或復(fù)合材料形成。此外，可以使用以摻雜有例如磷的雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜。也可以使用AgPdCu合金?？梢赃m當(dāng)?shù)剡x擇它們的結(jié)合。第一導(dǎo)電層的膜的厚度在20-100nm的范圍，第二導(dǎo)電層的膜的厚度在100-400nm的范圍。在本實(shí)施例中，導(dǎo)電層使用兩層的疊層，但是也可以疊置一層或三層或多層。
通過(guò)光刻曝光工藝形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩膜以對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻從而形成電極和布線(xiàn)。在第一蝕刻處理中，在第一和第二蝕刻條件下進(jìn)行蝕刻。使用由抗蝕劑構(gòu)成的掩膜進(jìn)行蝕刻以形成柵電極和布線(xiàn)。蝕刻條件可以適當(dāng)選擇。
此處，使用ICP(電感耦合等離子體)蝕刻。第一蝕刻條件是CF4、Cl2、O2用作蝕刻氣體，氣流比率為25/25/10(sccm)，并在1.0Pa壓強(qiáng)下，在線(xiàn)圈電極上施加500W的RF功率(13.56MHz)產(chǎn)生等離子體以進(jìn)行蝕刻。在襯底(樣品臺(tái))側(cè)施加150W的RF功率(13.56MHz)，以施加實(shí)質(zhì)為負(fù)的自偏置電壓。在第一蝕刻條件下蝕刻W膜以使第一導(dǎo)電層的邊緣具有錐形的形狀。
接下來(lái)，在第二蝕刻條件下進(jìn)行蝕刻。使用氣流比率為30/30(sccm)的CF4和Cl2作為蝕刻氣體，在殘留抗蝕劑制成的掩膜的情況下，并在1.0Pa壓強(qiáng)下在線(xiàn)圈電極上施加500W的RF功率(13.56MHz)以產(chǎn)生等離子體來(lái)進(jìn)行大約15秒的蝕刻。在襯底(樣品臺(tái))側(cè)施加20W的RF功率(13.56MHz)以施加實(shí)質(zhì)為負(fù)的自偏置電壓。在混合CF4和Cl2的第二蝕刻條件下，W膜和TaN膜被蝕刻到相同的程度。為了執(zhí)行蝕刻而不在柵絕緣膜上殘留殘?jiān)?，可以?0-20％左右的比例增加蝕刻時(shí)間。未被電極覆蓋的柵絕緣膜在該第一蝕刻處理中被蝕刻了約20nm～50nm，根據(jù)施加到襯底側(cè)的偏置電壓的效果，第一和第二導(dǎo)電層的邊緣部分變?yōu)殄F形。
在不除去抗蝕劑制成的掩膜的情況下進(jìn)行第二蝕刻處理。使用氣流比率為24/12/24(sccm)的SF6、Cl2和O2作為蝕刻氣體進(jìn)行第二蝕刻處理，在1.3Pa壓強(qiáng)下，在線(xiàn)圈電極上施加700W的RF功率(13.56MHz)以產(chǎn)生等離子體來(lái)進(jìn)行約25秒的蝕刻。將10W的RF功率(13.56MHz)施加到襯底(樣品臺(tái))側(cè)以施加實(shí)質(zhì)為負(fù)的自偏置電壓。W膜通過(guò)該蝕刻被選擇性地蝕刻從而形成具有第二形狀的導(dǎo)電層。這時(shí)，第一導(dǎo)電層幾乎沒(méi)有被蝕刻。根據(jù)第一、第二蝕刻處理，形成由第一導(dǎo)電層802a-802d、第二導(dǎo)電層803a-803d構(gòu)成的柵電極。
在不除去抗蝕劑掩膜的情況下進(jìn)行第一摻雜。這樣，以低濃度將賦予N型的雜質(zhì)摻雜到結(jié)晶半導(dǎo)體層中。第一摻雜可以通過(guò)離子摻雜或離子注入實(shí)現(xiàn)。離子摻雜可以以1×1013～5×1014ions/cm2的劑量、40kV～80kV的加速電壓來(lái)執(zhí)行。在本實(shí)施例中離子摻雜在50kV的加速電壓下進(jìn)行。賦予N型的雜質(zhì)可以是以磷(P)或砷(As)為代表的周期表15族的元素。本實(shí)施例中使用磷(P)。第一導(dǎo)電層被用作掩膜以形成第一雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))，該區(qū)以自對(duì)準(zhǔn)的方式摻入低濃度雜質(zhì)。
接下來(lái)，除去抗蝕劑制成的掩膜。然后，形成新的抗蝕劑制成的掩膜，在比第一摻雜更高的加速電壓下進(jìn)行第二摻雜。第二摻雜中也加入賦予N型的雜質(zhì)。離子摻雜可以使用1×1013～3×1015ions/cm2的劑量、60kV～120kV的加速電壓執(zhí)行。在本實(shí)施例中離子摻雜在3.0×1015ions/cm2的劑量和65kV的加速電壓下進(jìn)行。第二摻雜使用第二導(dǎo)電層作為抵擋雜質(zhì)元素的掩膜進(jìn)行摻雜，以將雜質(zhì)元素?fù)饺氲谝粚?dǎo)電層下的半導(dǎo)體層中。
通過(guò)第二摻雜，在晶體半導(dǎo)體層與第一導(dǎo)電層重疊的部分中的不與第二導(dǎo)電層重疊的部分、或不被掩膜覆蓋的部分上形成第二雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))。賦予N型的雜質(zhì)以范圍為1×1018原子/cm3～5×1019原子/cm3的濃度被摻入到第二雜質(zhì)區(qū)。此外，賦予N型的雜質(zhì)以范圍為1×1019原子/cm3～5×1021原子/cm3的高濃度被摻雜到即不被第一形狀的導(dǎo)電層覆蓋、也不被掩膜覆蓋的暴露的部分(第三雜質(zhì)區(qū)N+區(qū))。半導(dǎo)體層存在著N+區(qū)，其一部分只被掩膜覆蓋。這部分的賦予N型的雜質(zhì)的濃度相比在第一摻雜中摻入的雜質(zhì)濃度未改變，所以繼續(xù)稱(chēng)作為第一雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))。
注意在本實(shí)施例中每個(gè)雜質(zhì)區(qū)都通過(guò)兩次摻雜處理形成，然而，本發(fā)明并不僅限于此?？梢酝ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)卮_定條件，執(zhí)行一次或多次摻雜以形成具有所需雜質(zhì)濃度的雜質(zhì)區(qū)。
接下來(lái)，除去抗蝕劑制成的掩膜后，形成新的抗蝕劑制成的掩膜以進(jìn)行第三摻雜。通過(guò)第三摻雜，在形成P溝道TFT的半導(dǎo)體層中形成第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))和第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))，其中加入了賦予與第一和第二雜質(zhì)區(qū)中的雜質(zhì)元素相反導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。
在第三摻雜中，第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))在不被抗蝕劑掩膜覆蓋并且不與第一導(dǎo)電層重疊的部分上形成。第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))在不被抗蝕劑掩膜覆蓋、但與第一導(dǎo)電層重疊、并且不與第二導(dǎo)電層重疊的部分上形成。賦予P型的雜質(zhì)元素可以是硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)等，其中每個(gè)均是周期表13族的元素。
在本實(shí)施例中，通過(guò)使用乙硼烷(B2H6)的離子摻雜將硼用作P型雜質(zhì)元素以形成第四和第五雜質(zhì)區(qū)。使用1×1016ions/cm2的劑量以及80kV的加速電壓進(jìn)行離子摻雜。
注意，當(dāng)執(zhí)行第三摻雜處理時(shí)，形成N溝道型TFT的部分被由抗蝕劑構(gòu)成的掩膜覆蓋。
通過(guò)第三摻雜，第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))以及第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))被摻入不同濃度的磷。然而，在所有的第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))和第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))中，進(jìn)行第三摻雜以使賦予P型的雜質(zhì)元素的濃度為1×1019～5×1021原子/cm2。因此，第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))以及第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))毫無(wú)問(wèn)題地作為P溝道TFT的源區(qū)和漏區(qū)。
在本實(shí)施例中，第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))以及第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))通過(guò)一次的第三摻雜形成，然而，第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))以及第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))也可以根據(jù)每次摻雜條件通過(guò)多次摻雜處理形成。
根據(jù)上述摻雜處理，形成第一雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))805；第二雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))804；第三雜質(zhì)區(qū)(N+區(qū))806、807；第四雜質(zhì)區(qū)(P+區(qū))808、809；以及第五雜質(zhì)區(qū)(P-區(qū))810、811。
接下來(lái)，除去抗蝕劑掩膜并形成第一鈍化膜812。作為第一鈍化層，使用等離子體CVD或?yàn)R射形成100nm～200nm厚的含硅的絕緣膜。
在本實(shí)施例中，使用等離子體CVD形成厚度為100nm的含氮的氧化硅膜。在使用含氮的氧化硅膜的情況下，可以使用根據(jù)等離子體CVD法由SiH4、N2O和NH3形成的氧氮化硅膜，或使用由SiH4、N2O形成的氧氮化硅膜，或使用用Ar稀釋SiH4、N2O的氣體而形成的氧氮化硅膜。此外，可以使用由SiH4、N2O和H2形成的氫化氧氮化硅膜作為第一鈍化膜。當(dāng)然，第一鈍化膜812不限于如本實(shí)施例中所描述的氧氮化硅膜的單層結(jié)構(gòu)，而是也可以使用其它具有單層或疊層結(jié)構(gòu)的含有硅的絕緣層。
接下來(lái)，在第一鈍化膜812上形成層間絕緣膜813。該層間絕緣膜813可以是無(wú)機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜。無(wú)機(jī)絕緣膜可以是使用CVD法形成的氧化硅膜，使用SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜。有機(jī)絕緣膜可以是聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯或正型光敏有機(jī)樹(shù)脂、負(fù)型光敏有機(jī)樹(shù)脂、以及由硅(Si)和氧(O)結(jié)合的骨骼結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且以至少包含氫作為取代基的材料，或者至少包含氟、烷基、芳香族碳化氫中的一種作為取代基的材料，也就是硅氧烷的膜。也可以使用上述材料的疊層。
本實(shí)施例用硅氧烷形成層間絕緣膜813。在整個(gè)表面上涂敷硅氧烷基聚合物，之后進(jìn)行10分鐘的50-200℃溫度下的加熱處理以干燥，并執(zhí)行進(jìn)一步的1-12小時(shí)的300-450℃溫度下的烘烤從而形成層間絕緣膜。根據(jù)該烘烤，在整個(gè)表面上形成1μm厚的硅氧烷膜。該工藝由于可以在烘烤硅氧烷基聚合物的同時(shí)，用第一鈍化膜812的氫元素氫化半導(dǎo)體膜或激活半導(dǎo)體層的雜質(zhì)，因此可以減少工序，簡(jiǎn)化工藝。氫化是指利用包含在第一鈍化膜中的氫來(lái)終止半導(dǎo)體層中的懸掛鍵。
當(dāng)使用硅氧烷以外的材料形成層間絕緣膜時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)氫化和激活化，需要進(jìn)行加熱處理。這種情況下，在形成層間絕緣膜之前需要另外進(jìn)行加熱處理。加熱處理在氧濃度1ppm以下，優(yōu)選在0.1ppm以下的氮?dú)夥罩?00至700℃的溫度下執(zhí)行。本實(shí)施例執(zhí)行1小時(shí)在410℃的溫度下的加熱處理作為激活處理。注意，處理加熱處理以外，還可以應(yīng)用激光退火法或快速熱退火(RTA)法。
可以在形成第一鈍化膜812前進(jìn)行加熱處理；但是，在本實(shí)施例中，在構(gòu)成第一導(dǎo)電層802a-802d和第二導(dǎo)電層803a-803d的材料是熱敏性材料的情況下，如本實(shí)施例那樣，為了保護(hù)布線(xiàn)等，優(yōu)選在形成第一鈍化膜812之后進(jìn)行加熱處理。此外，在形成第一鈍化膜前進(jìn)行加熱的情形中，由于第一鈍化膜812還未形成，所以不能使用該鈍化膜中含有的氫進(jìn)行氫化。在這種情況下，可以使用等離子體激發(fā)的氫(等離子體氫化)、或在含有3％～100％的氫的氣氛下在300℃～450℃下加熱1～12個(gè)小時(shí)來(lái)進(jìn)行氫化。
之后，可以根據(jù)CVD法形成覆蓋層間絕緣膜813的氮氧化硅膜或氧氮化硅膜。該膜在當(dāng)蝕刻后面形成的導(dǎo)電膜時(shí)，可以作為蝕刻阻擋膜發(fā)揮作用，以防止層間絕緣膜被過(guò)度蝕刻。而且，可以用濺射法在其上形成氮化硅膜。因?yàn)樵摰枘び锌梢砸种茐A金屬離子移動(dòng)的功能，所以可以抑制來(lái)自后面形成的像素電極的鋰元素、鈉等的金屬離子移動(dòng)到半導(dǎo)體薄膜。
接著，對(duì)層間絕緣膜執(zhí)行圖案化和蝕刻處理，從而形成到達(dá)晶質(zhì)半導(dǎo)體層801a-801d的接觸孔。接觸孔的蝕刻用CF4、O2、He的混合氣體蝕刻硅氧烷膜，接著，用CHF3的氣體蝕刻并除去柵絕緣膜的氧化硅膜而完成。
接著，在接觸孔中層疊金屬膜，并對(duì)其執(zhí)行圖案化以形成源電極和漏電極。在本實(shí)施例中，在含有氮的鈦膜上分別依序?qū)盈B鈦-鋁合金膜和鈦膜100、350、100nm之后，按所希望的形狀執(zhí)行圖案化和蝕刻處理從而形成由三疊層形成的源電極和/或漏電極引4-821。
第一層的包含氮原子的鈦膜是根據(jù)以鈦?zhàn)鳛榘?，在氮和氬的流量比?∶1的條件下的濺射法而形成。如將上述包含氮的鈦膜形成在硅氧烷基的層間絕緣膜上，則膜不容易剝落，而且可以形成和晶質(zhì)硅膜有低電阻連接的布線(xiàn)。
根據(jù)到此為止的步驟，就可以制作薄膜晶體管或電容等半導(dǎo)體元件。使用根據(jù)本發(fā)明的激光照射裝置以及激光照射方法執(zhí)行被用于薄膜晶體管和電容等半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體膜的晶化工藝，可以抑制因被襯底背面反射的次級(jí)射束而引起的干涉，從而可以對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行均勻的晶化。結(jié)果是，可以使形成在襯底上的半導(dǎo)體元件的特性更加均勻，即使該半導(dǎo)體元件被用于顯示器件的像素部分，也可以減少看到因晶化不均勻而導(dǎo)致的薄膜晶體管的特性不均勻的現(xiàn)象。據(jù)此，可以提供顯示高清晰度圖像的顯示器件。
實(shí)施例5本實(shí)施例將參考圖5A和5B說(shuō)明使用根據(jù)實(shí)施例3制作的元件襯底制作發(fā)光顯示器件的例子。本實(shí)施例說(shuō)明的發(fā)光顯示器件是指將在成對(duì)的電極之間夾持含有發(fā)光物質(zhì)的層，并通過(guò)在電極之間流通電流來(lái)發(fā)光的元件按矩陣排列的發(fā)光顯示器件。
發(fā)光元件的受激狀態(tài)已知兩種類(lèi)型的激發(fā)態(tài)，受激單重態(tài)和受激三重態(tài)。發(fā)光被認(rèn)為能夠在任何一種狀態(tài)中被執(zhí)行。所以，根據(jù)元件的特征，單重受激狀態(tài)的元件或三重受激狀態(tài)的元件可以在一個(gè)發(fā)光顯示器件中混合存在。例如在RGB的三色中，可以使用三重受激狀態(tài)的元件作為紅色，并使用單重受激狀態(tài)的元件作為藍(lán)色和綠色。另外，選擇三重受激狀態(tài)的元件普遍發(fā)光效率高，這對(duì)降低驅(qū)動(dòng)電壓有好處。
發(fā)光元件的材料使用低分子、高分子、具有低分子和高分子的中間性質(zhì)的中分子的發(fā)光材料。本實(shí)施例使用低分子的發(fā)光材料。無(wú)論低分子材料還是高分子材料因都可以溶解在溶劑中，所以可以用旋涂法或噴墨法來(lái)涂敷。另外，不僅僅是有機(jī)材料，還可以使用有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的復(fù)合材料。
形成發(fā)光元件的第一電極901，并使其重疊于根據(jù)上述工藝形成的薄膜晶體管的漏電極的一部分。第一電極是作為發(fā)光元件的陽(yáng)極或陰極被使用的電極。當(dāng)?shù)谝浑姌O是陽(yáng)極時(shí)，優(yōu)選使用功函數(shù)大的金屬、合金、導(dǎo)電性化合物、以及上述的混合物。功函數(shù)的大體目標(biāo)是4.0eV或更多。具體材料的例子包括ITO(氧化銦錫)、在氧化銦中混合了2-20％的氧化鋅(ZnO)的IZO(氧化銦鋅)、在氧化銦中混合了2-20％的氧化硅(SiO2)的ITSO、金(Au)、白金(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、或金屬材料的氮化物(TiN)等。
當(dāng)?shù)谝浑姌O被用作陰極時(shí)，優(yōu)選使用功函數(shù)小(功函數(shù)是3.8eV或更少)的金屬、合金、導(dǎo)電性化合物、以及上述的混合物。具體材料除了歸屬于元素周期表中的第1族或第2族的元素，也就是Li或Cs等的堿金屬；Mg、Ca、Sr等的堿土金屬；以及上述的合金(Mg∶Ag、Al∶Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)，還包括使用包含稀土金屬的過(guò)渡金屬。但是，由于本實(shí)施例的第二電極具有半透明性，所以還可以使用層疊這些金屬或包含這些金屬的合金的極薄的膜和ITO、IZO、ITSO或其他金屬(包含合金)而形成的疊層。
本實(shí)施例將第一電極901當(dāng)作陽(yáng)極使用，其材料使用ITSO。當(dāng)電極使用ITSO時(shí)，如執(zhí)行真空烘烤，則可以提高發(fā)光顯示器件的可靠性。
另外，本實(shí)施例中第一電極在薄膜晶體管的源電極和漏電極形成后形成，但是也可以首先形成第一電極，之后形成薄膜晶體管的電極。
形成絕緣膜902，并使其覆蓋和像素部分的薄膜晶體管連接的作為像素電極的第一電極901的邊沿部分。該絕緣膜902被稱(chēng)作為堤壩或分隔墻。絕緣膜902可以使用無(wú)機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜。無(wú)機(jī)絕緣膜可以使用根據(jù)CVD法形成的氧化硅膜或使用根據(jù)SOG(玻璃上旋涂)法涂敷而形成的氧化硅膜等。有機(jī)絕緣膜可以是光敏性或非光敏性的聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯或正型光敏有機(jī)樹(shù)脂、負(fù)型光敏有機(jī)樹(shù)脂、以及可以是使用由硅(Si)和氧(O)結(jié)合的骨骼結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且以至少包含氫作為取代基的材料，或者至少包含氟、烷基、芳香族碳化氫中的一種作為取代基的材料，也就是硅氧烷的膜。另外，也可以使用上述材料的疊層。如果使用光敏性的有機(jī)物來(lái)形成絕緣膜，則可以形成具有曲率半徑連續(xù)變化的截面形狀的開(kāi)口部分，當(dāng)蒸發(fā)沉積場(chǎng)致發(fā)光層時(shí)，不容易在該開(kāi)口部分發(fā)生分段斷裂，所以是合適的材料。本實(shí)施例使用光敏性的聚酰亞胺。
然后，使用蒸發(fā)沉積裝置移動(dòng)蒸發(fā)源以執(zhí)行蒸發(fā)沉積。蒸發(fā)沉積在被抽真空成0.665Pa或更小，優(yōu)選1.33×10-4～1.33×10-2Pa的沉積室中被執(zhí)行。在進(jìn)行沉積時(shí)，有機(jī)化合物提前通過(guò)電阻加熱蒸發(fā)，并在沉積中閘門(mén)打開(kāi)時(shí)分散向襯底的方向。被蒸發(fā)的有機(jī)化合物向上分散并穿過(guò)金屬掩膜中設(shè)置的開(kāi)口部分沉積在襯底上，以形成場(chǎng)致發(fā)光層903(從第一電極側(cè)開(kāi)始依序?yàn)榭昭ㄗ⑷雽印⒖昭ㄝ斶\(yùn)層、發(fā)光層、疊層體和電子注入層)。注意，場(chǎng)致發(fā)光層903的結(jié)構(gòu)也可以不是該結(jié)構(gòu)，也可以用單層來(lái)形成。當(dāng)用疊層來(lái)形成時(shí)，可以在層和層之間提供該兩個(gè)層構(gòu)成的混合層。
形成場(chǎng)致發(fā)光層903后，接著形成和場(chǎng)致發(fā)光層903連接的第二電極904。在本實(shí)施例中，由于第一電極901是陽(yáng)極，第二電極904就作為陰極而形成。陰極材料可以使用先前敘述的材料，本實(shí)施例形成厚150nm的鋁膜作為第二電極(陰極)904。
在本實(shí)施例中，由于僅僅第一電極901由半透明性材料形成，所以是從襯底的底面?zhèn)全@取光的結(jié)構(gòu)。圖5B是頂面發(fā)光結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，且是將像素電極901和薄膜晶體管的電極形成在不同層的例子。第一層間絕緣膜813和第二層間絕緣膜902可以使用和圖4C所示的層間絕緣膜813相同的材料制作，其組合也可以任意執(zhí)行。在此上述各層均用硅氧烷來(lái)形成。從第二層間絕緣膜902側(cè)依次層疊Al-Si、TiN、ITSO從而形成像素電極901，當(dāng)然，像素電極也可以是單層、雙層、或者四層、四層以上的結(jié)構(gòu)。
圖6A、6B、6C分別表示底面發(fā)光、雙面發(fā)光、頂面發(fā)光的例子。本實(shí)施例所描述的從底面獲取光的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于圖6A。在第二電極下面形成很薄(具有半透明性程度)的包含Li的材料的膜，并用ITO、ITSO、IZO等具有半透明性的材料作為第二電極，這樣可以獲取如圖6B所示的從雙面獲取光的雙面發(fā)光的發(fā)光顯示器件。注意，雖然如用鋁或銀等形成厚的膜，則是非半透明性，但如果對(duì)該膜執(zhí)行薄膜化，就可以使其具有半透明性，所以可以用鋁或銀的具有半透明性程度的薄膜形成第二電極，從而實(shí)現(xiàn)雙面發(fā)光。
圖6C表示頂面發(fā)光的發(fā)光顯示器件的一個(gè)例子，其相當(dāng)于圖5B。如果頂面發(fā)光如圖6C那樣將層間膜形成得比圖6A、6B多一張，則在薄膜晶體管的上部也可以提供發(fā)光元件，這樣就形成了在開(kāi)口率上有利的結(jié)構(gòu)。
另一方面，由于在雙面發(fā)光或頂面發(fā)光時(shí)使用的透明電極的ITO或ITSO不能通過(guò)蒸發(fā)沉積來(lái)形成，所以用濺射法形成透明電極的膜。當(dāng)用濺射法形成第二電極904時(shí)，有可能因?yàn)R射而給電子注入層的表面或電子注入層和電子輸運(yùn)層的界面造成損傷。該損傷有可能給發(fā)光元件特性帶來(lái)負(fù)面影響。為了防止出現(xiàn)這種情況，在距離第二電極904最近的位置上提供不容易受濺射損傷的材料。作為這樣不容易受濺射損傷并且能夠用于場(chǎng)致發(fā)光層903的材料可以舉出氧化鉬(MoOx)。但是，MoOx是適合作為空穴注入層的材料，所以要在和第二電極904連接的位置提供MoOx，就需要將第二電極904當(dāng)作陽(yáng)極使用。象這樣，將陰極作為第一電極，并將陽(yáng)極作為第二電極的元件被假設(shè)稱(chēng)為反向?qū)盈B的元件。
因此，該反向?qū)盈B的元件的第一電極901作為陰極而形成，之后按順序形成電子注入層、電子輸運(yùn)層、發(fā)光層、空穴輸運(yùn)層、空穴注入層(MoOx)、第二電極(陽(yáng)極)，另外，像素的驅(qū)動(dòng)用薄膜晶體管需要是N溝道型。
MoOx用蒸發(fā)沉積法形成，使用X＝3.1至3.2的MoOx是合適的。MoOx層可以是通過(guò)共同蒸發(fā)沉積銅酞菁(CuPc)等有機(jī)金屬絡(luò)合物或有機(jī)物而形成的有機(jī)、無(wú)機(jī)的混合層。當(dāng)使用反向?qū)盈B元件時(shí)，像素部分的薄膜晶體管如使用以原本是N型的a-Si∶H作為半導(dǎo)體層的晶體管，則可以簡(jiǎn)化工藝，所以是合適的。當(dāng)在同一個(gè)襯底上形成驅(qū)動(dòng)電路部分時(shí)，使用本發(fā)明的激光照射方法僅僅照射該驅(qū)動(dòng)電路部分，從而實(shí)現(xiàn)該部分的晶化。
之后，用等離子CVD法形成包含氮的氧化硅膜作為第二鈍化膜905。當(dāng)使用包含氮的氧化硅膜時(shí)，可以通過(guò)等離子體CVD法形成由SiH4、N2O、NH3制作的氧氮化硅膜，或者由SiH4、N2O制作的氧氮化硅膜，或者由用Ar稀釋SiH4、N2O的氣體而形成的氧氮化硅膜。另外，第一鈍化膜可以應(yīng)用由SiH4、N2O、H2制作的氫化氧氮化硅膜。當(dāng)然，第二鈍化膜905不限于單層結(jié)構(gòu)，也可以是單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)的包含其他硅的絕緣膜。另外，也可以形成氮化碳膜和氮化硅膜的多層膜、或苯乙烯聚合物的多層膜、氮化硅膜或類(lèi)金剛石碳膜來(lái)代替包含氮的氧化硅膜。
接著，為了保護(hù)場(chǎng)致發(fā)光元件避免受水等促進(jìn)退化的物質(zhì)的影響，密封顯示部分。當(dāng)用對(duì)面襯底進(jìn)行密封時(shí)，在使外部連接部分暴露出來(lái)的情況下，用有絕緣性的密封劑鍵合該對(duì)面襯底?？梢栽趯?duì)面襯底和元件襯底之間的空間填充干燥過(guò)的氮等惰性氣體，也可以在整個(gè)像素部分涂敷密封劑，并在其上形成對(duì)面襯底。密封劑適合使用紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂等。也可以給密封劑摻雜干燥劑或維持一定間距的顆粒。接著，將柔性線(xiàn)路板鍵合到外部連接部分，就完成了場(chǎng)致發(fā)光面板。
這樣的場(chǎng)致發(fā)光面板包括單色、區(qū)域顏色、全顏色等顯示方法，全顏色又包括RBG的三色分涂法、通過(guò)顏色濾光片實(shí)現(xiàn)白色光源的RBG化的方法、用顏色轉(zhuǎn)換濾光片將短波長(zhǎng)的顏色轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)波長(zhǎng)的顏色的方法等。另外，為了提高顏色純度，有可能使用顏色濾光片。
注意，具有顯示功能的本發(fā)明的發(fā)光顯示器件可以使用模擬視頻信號(hào)，也可以使用數(shù)字視頻信號(hào)。當(dāng)使用數(shù)字視頻信號(hào)時(shí)，其視頻信號(hào)可以分為使用電壓的視頻信號(hào)和使用電流的視頻信號(hào)。當(dāng)發(fā)光元件發(fā)光時(shí)，輸入到像素的視頻信號(hào)包括恒電壓和恒電流的視頻信號(hào)，而恒電壓的視頻信號(hào)包括施加到發(fā)光元件的電壓為一定的視頻信號(hào)和施加到發(fā)光元件的電流為一定的視頻信號(hào)。另外，恒電流的視頻信號(hào)包括施加到發(fā)光元件的電壓為一定的視頻信號(hào)和施加到發(fā)光元件的電流為一定的視頻信號(hào)。該施加到發(fā)光元件的電壓為一定的視頻信號(hào)是恒電壓驅(qū)動(dòng)，而該施加到發(fā)光元件的電流為一定的視頻信號(hào)是恒電流驅(qū)動(dòng)。恒電流驅(qū)動(dòng)不因發(fā)光元件的電阻變化而變化，流通恒電流。本發(fā)明的發(fā)光顯示器件以及該驅(qū)動(dòng)方法可以使用電壓的視頻信號(hào)和電流的視頻信號(hào)中的任何一方，并可以使用恒電壓驅(qū)動(dòng)和恒電流驅(qū)動(dòng)中的任何一方。
雖然在實(shí)施例5和實(shí)施例3描述了應(yīng)用本發(fā)明于發(fā)光顯示器件的例子，但是只要是使用了通過(guò)晶化或激光退火形成的薄膜的元件的電子器件，就可以應(yīng)用本發(fā)明，由于根據(jù)本發(fā)明制作的半導(dǎo)體元件的特性均勻性好，所以可以提供質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。
實(shí)施例6作為這種電子器件的例子，給出了攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、頭戴式顯示器(護(hù)目鏡型顯示器)、汽車(chē)導(dǎo)航、汽車(chē)音響、個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式信息終端(例如移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩式電話(huà)、電子書(shū)等)，等等。圖8A-9C示出了這些例子?；蛘?，本發(fā)明也可以應(yīng)用于一般的IC芯片、ID芯片、RFID(無(wú)限射頻識(shí)別)標(biāo)簽的電子器件。
圖8A示出了一種個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括主體1001、圖像輸入部分1002、顯示部分1003、鍵盤(pán)1004等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1003。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖8B示出了一種攝像機(jī)，包括主體1005、顯示部分1006、聲頻輸入部分1007、操作開(kāi)關(guān)108、電池1009、圖像接收器1010等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1006。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖8C示出一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)，包括主體1011、照相機(jī)部分1012、圖像接收器1013、操作開(kāi)關(guān)1014、顯示部分1015等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1015。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖8D示出了一種目鏡型顯示器，包括主體1016、顯示部分1017、臂部分1018等。顯示部分1017使用柔性襯底作為襯底，將顯示部分彎曲以制成目鏡型顯示器。此外，可以將目鏡型顯示器制造得重量輕且薄?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1017。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖8E示出了一種利用記錄了程序的記錄介質(zhì)(此后稱(chēng)為記錄介質(zhì))的播放機(jī)，包括主體1019、顯示部分1020、揚(yáng)聲器部分1021、記錄介質(zhì)1022、操作開(kāi)關(guān)1023等。應(yīng)當(dāng)注意，這種播放機(jī)能夠利用DVD(數(shù)字視頻光盤(pán))、CD等作為其記錄介質(zhì)來(lái)欣賞音樂(lè)、觀看電影、玩游戲并上因特網(wǎng)，等等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1020。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖8F示出了一種數(shù)字式照相機(jī)，包括主體1024、顯示部分1025、目鏡1026、操作開(kāi)關(guān)1027和圖象接收器(圖中未示出)等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1025。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖9A示出了一種蜂窩式電話(huà)，包括主體1028、聲頻輸出部分1029、聲頻輸入部分1030、顯示部分1031、操作開(kāi)關(guān)1032、天線(xiàn)1033等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1031。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。
圖9B示出了一種便攜式書(shū)本(電子書(shū))，包括主體1034、顯示部分1035和1036、記錄介質(zhì)1037、操作開(kāi)關(guān)1038、天線(xiàn)1039等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1035和1036。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。而且，便攜式書(shū)本(電子書(shū))可以制造成和筆記本一樣大小，以便于攜帶。
圖9C示出了一種顯示器，包括主體1040、支撐臺(tái)1041、顯示部分1042等。用柔性襯底制造顯示部分1042，由此實(shí)現(xiàn)了輕且薄的顯示器。而且，能夠彎曲該顯示部分?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的激光照射方法制作的半導(dǎo)體元件用于顯示部分1042。因?yàn)閼?yīng)用本發(fā)明而制作的半導(dǎo)體元件的特性的不均勻很少，所以可以提供穩(wěn)定的顯示品質(zhì)。本發(fā)明尤其在制造對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為10英寸或更長(zhǎng)(特別是大于30英寸)的大尺寸顯示器上具有突出優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的應(yīng)用范圍極其廣泛，能夠應(yīng)用于各種領(lǐng)域的電子器件。應(yīng)當(dāng)注意，可以用實(shí)施模式和實(shí)施例1至5任意組合的結(jié)構(gòu)來(lái)制造在本實(shí)施例中描述的電子器件。
另外，在小型化、集成化日新月異的今天，被用于以薄膜晶體管為典型的薄膜半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體膜的膜厚因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)則的縮小而迅速變薄，所以由透過(guò)半導(dǎo)體膜，在襯底背面被反射的次級(jí)射束而引起的激光束的干涉成為大的問(wèn)題，但是通過(guò)使用本發(fā)明能夠避免該問(wèn)題，從而制作結(jié)晶性好的半導(dǎo)體膜。
權(quán)利要求
1.一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的激光照射方法，其中波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的所述激光束包括二次諧波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的激光照射方法，其中所述激光束垂直入射于所述被照射物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的激光照射方法，其中所述激光束斜著入射于所述被照射物。
5.一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，所述激光束的波長(zhǎng)被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換，并且，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的激光照射方法，其中波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的所述激光束包括二次諧波。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的激光照射方法，其中所述激光束垂直入射于所述被照射物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的激光照射方法，其中所述激光束斜著入射于所述被照射物。
9.一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的激光照射方法，其中波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的所述激光束包括二次諧波。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的激光照射方法，其中所述激光束垂直入射于所述被照射物。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的激光照射方法，其中所述激光束斜著入射于所述被照射物。
13.一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，所述激光束的波長(zhǎng)被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換，并且，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的激光照射方法，其中波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的所述激光束包括二次諧波。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的激光照射方法，其中所述激光束垂直入射于所述被照射物。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的激光照射方法，其中所述激光束斜著入射于所述被照射物。
17.一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，射入所述被照射物的所述激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的激光照射方法，其中波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的所述激光束包括二次諧波。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的激光照射方法，其中所述激光束垂直入射于所述被照射物。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的激光照射方法，其中所述激光束斜著入射于所述被照射物。
21.一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的被照射物照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，其中，所述激光束的波長(zhǎng)被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換，并且，射入所述被照射物的所述激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的激光照射方法，其中波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的所述激光束包括二次諧波。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的激光照射方法，其中所述激光束垂直入射于所述被照射物。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的激光照射方法，其中所述激光束斜著入射于所述被照射物。
25.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中從所述脈沖激光振蕩器發(fā)射出的所述激光束被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換為二次諧波。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述非晶半導(dǎo)體膜包括硅膜。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束垂直入射于所述非晶半導(dǎo)體膜。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束斜著入射于所述非晶半導(dǎo)體膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述半導(dǎo)體器件被安裝在包括選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、目鏡型顯示器、播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩式電話(huà)、便攜式書(shū)以及顯示器的電子器件中。
31.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中從所述脈沖激光振蕩器發(fā)射出的所述激光束被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換為二次諧波。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述非晶半導(dǎo)體膜包括硅膜。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束垂直入射于所述非晶半導(dǎo)體膜。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束斜著入射于所述非晶半導(dǎo)體膜。
36.根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述半導(dǎo)體器件被安裝在包括選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、目鏡型顯示器、播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩式電話(huà)、便攜式書(shū)以及顯示器的電子器件中。
37.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，其中，射入所述非晶半導(dǎo)體膜的所述激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述非晶半導(dǎo)體膜的某一點(diǎn)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中從所述脈沖激光振蕩器發(fā)射出的所述激光束被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換為二次諧波。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述非晶半導(dǎo)體膜包括硅膜。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束垂直入射于所述非晶半導(dǎo)體膜。
41.根據(jù)權(quán)利要求37的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束斜著入射于所述非晶半導(dǎo)體膜。
42.根據(jù)權(quán)利要求37的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述半導(dǎo)體器件被安裝在包括選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、目鏡型顯示器、播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩式電話(huà)、便攜式書(shū)以及顯示器的電子器件。
43.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而改善該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜2nd。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中從所述脈沖激光振蕩器發(fā)射出的所述激光束被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換為二次諧波。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包括硅膜。
46.根據(jù)權(quán)利要求43的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束垂直入射于所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
47.根據(jù)權(quán)利要求43的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束斜著入射于所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
48.根據(jù)權(quán)利要求43的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述半導(dǎo)體器件被安裝在包括選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、目鏡型顯示器、播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩式電話(huà)、便攜式書(shū)以及顯示器的電子器件。
49.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而改善該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性，其中，如將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿(mǎn)足不等式ct＜4nd。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中從所述脈沖激光振蕩器發(fā)射出的所述激光束被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換為二次諧波。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包括硅膜。
52.根據(jù)權(quán)利要求49的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束垂直入射于所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
53.根據(jù)權(quán)利要求49的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束斜著入射于所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
54.根據(jù)權(quán)利要求49的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述半導(dǎo)體器件被安裝在包括選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、目鏡型顯示器、播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩式電話(huà)、便攜式書(shū)以及顯示器的電子器件。
55.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括以下步驟對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射從脈沖激光振蕩器發(fā)射出的激光束，從而改善該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性，其中，射入所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的所述激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述被照射物的某一點(diǎn)。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中從所述脈沖激光振蕩器發(fā)射出的所述激光束被非線(xiàn)形光學(xué)元件轉(zhuǎn)換為二次諧波。
57.根據(jù)權(quán)利要求55的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包括硅膜。
58.根據(jù)權(quán)利要求55的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束垂直入射于所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
59.根據(jù)權(quán)利要求55的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述激光束斜著入射于所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
60.根據(jù)權(quán)利要求55的半導(dǎo)體器件的制作方法，其中所述半導(dǎo)體器件被安裝在包括選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、目鏡型顯示器、播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩式電話(huà)、便攜式書(shū)以及顯示器的電子器件。
全文摘要
即使適當(dāng)?shù)貙?duì)光束點(diǎn)自身的能源分布進(jìn)行整形以在相同條件下執(zhí)行激光照射，然而供應(yīng)給被照射物面中的能源也會(huì)產(chǎn)生(激光照射的)不均勻。另外，如果在這種照射能源不均勻的情況下晶化半導(dǎo)體膜以形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，就會(huì)在該膜內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶性的不均勻，從而使利用該膜制成的半導(dǎo)體元件產(chǎn)生特性的不均勻。在本發(fā)明中，當(dāng)對(duì)設(shè)置或形成在襯底上的被照射物照射激光束時(shí)，將該激光束的脈寬設(shè)定為psec(10
文檔編號(hào)H01L21/324GK1638040SQ20041008168
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者田中幸一郎, 山本良明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所