結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法和結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通過對非晶質(zhì)半導(dǎo)體照射脈沖激光進行結(jié)晶化來得到結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體 的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法和結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在用于液晶顯示器、有機化巧lectro-Luminescence;電致發(fā)光）顯示器的像素切 換、驅(qū)動電路的薄膜晶體管中，作為低溫工藝制造方法中的一環(huán)，包含有使用激光來得到結(jié) 晶質(zhì)半導(dǎo)體的工序。該工序中，對在基板上成膜得到的非單晶半導(dǎo)體膜照射激光，進行局部 加熱，然后在其冷卻過程中使半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶化成多晶或單晶。結(jié)晶化后的半導(dǎo)體薄膜中， 載流子的移動度變高，因此，能夠使薄膜晶體管具有高性能。 在上述激光的照射中，需要在半導(dǎo)體薄膜中進行均勻的處理，通常，要將照射至非晶質(zhì) 膜的脈沖激光的能量密度控制為固定。
[0003] 例如，在專利文獻1中，提出了W下激光照射裝置，該激光照射裝置通過將脈沖激 光的最大波峰高度維持為固定，從而能夠進行優(yōu)質(zhì)的結(jié)晶化。 在專利文獻2中，提出了W下激光照射裝置，該激光照射裝置中，利用使從激光光源 輸出的多個激光射束聚合并收束的方法，通過控制多個激光射束的動作時刻來制作脈沖波 形。 現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
[0004] 專利文獻1 ;日本專利第3293136號公報 專利文獻2 ;日本專利特開2002 - 176006號公報

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005] 在利用準分子氣體等氣體作為上述脈沖激光光源的情況下，通過放電方式來使激 光起振。此時，在一次高電壓放電后，會因殘留電壓而發(fā)生多個放電，其結(jié)果是產(chǎn)生具有多 個波峰組的激光。在使用從該種脈沖激光光源輸出的多個脈沖激光的情況下，由于波峰形 狀的差異，即使W相同的能量密度對被照射物照射脈沖激光，激光照射所得到的結(jié)果也會 不同。
[0006] 并且，現(xiàn)有的激光照射裝置通常構(gòu)成為利用能量監(jiān)視器來控制激光的輸出，從而 能夠在使激光的能量密度維持相同的情況下進行動作。然而，在脈沖激光光源中，即使將能 量密度維持為固定，波峰形狀也會因氣體混合比的變化等而隨著時間的流逝發(fā)生變化。由 此，在利用激光的照射來對非晶質(zhì)半導(dǎo)體進行結(jié)晶化的情況下，存在結(jié)晶化作用發(fā)生變化， 從而難W獲得優(yōu)質(zhì)且同等的結(jié)晶的問題。
[0007] 本發(fā)明是W上述情況為背景而完成的，其目的在于提供一種能夠更均勻地對非晶 質(zhì)半導(dǎo)體進行結(jié)晶化的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法和結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[000引目P，本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法中，第1本發(fā)明是結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方 法，通過對非晶質(zhì)半導(dǎo)體照射W不同的路徑導(dǎo)波得到的多個脈沖激光來對所述非晶質(zhì)半導(dǎo) 體進行結(jié)晶化，該結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于， 對于多個所述脈沖激光，在隨時間流逝而發(fā)生強度變化的1個脈沖中，至少具有第1個 波峰組、W及在其后出現(xiàn)的第2個波峰組，且所述第1個波峰組的最大波峰強度成為所述1 個脈沖中的最大高度， 將所述第1個波峰組的所述最大波峰強度a與所述第2個波峰組的最大波峰強度b的比b/a設(shè)為最大波峰強度比，將作為基準的所述最大波峰強度比設(shè)為基準最大波峰強度 比，多個所述脈沖激光的所述最大波峰強度比與所述基準最大波峰強度比的差在4%W下。
[0009] 第2本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1本發(fā)明中，多個所 述脈沖激光在互不相同的脈沖發(fā)生時刻照射到所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體上。
[0010] 第3本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1或第2本發(fā)明中， 多個所述脈沖激光是從多個激光光源輸出而得到的。
[0011] 第4本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1至第3本發(fā)明的 任一發(fā)明中，多個所述脈沖激光W相同的能量密度照射到所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體上。
[0012] 第5本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1至第4本發(fā)明的 任一發(fā)明中，多個所述脈沖激光中的所述最大波峰強度比在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定范圍內(nèi)。
[0013] 第6本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1至第5本發(fā)明的 任一發(fā)明中，所述基準最大波峰強度比是多個所述脈沖激光中的一個脈沖激光的最大波峰 強度比。
[0014] 第7本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1至第6本發(fā)明的 任一發(fā)明中，多個所述脈沖激光中，在各脈沖激光的任兩者之間，將一個所述脈沖激光的最 大波峰強度比設(shè)為基準最大波峰強度比，另一個所述脈沖激光的最大波峰強度比與所述基 準最大波峰強度比的差均在4%W下。
[0015] 第8本發(fā)明的結(jié)晶半導(dǎo)體的制造方法的特征在于，在所述第1~第7本發(fā)明的任 一發(fā)明中，所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體是形成在基板上的非晶娃薄膜。
[0016] 第9本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的特征在于，包括：一個或兩個W上的激 光光源；W及 光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)將多個脈沖激光引導(dǎo)至非晶質(zhì)半導(dǎo)體，多個所述脈沖激光在從 所述激光光源輸出的、隨時間流逝而發(fā)生強度變化的1個脈沖中至少具有第1個波峰組、W 及在其后出現(xiàn)的第2個波峰組，所述第1個波峰組中的最大波峰強度是所述1個脈沖中的 最大高度，且W不同的路徑對多個所述脈沖激光進行導(dǎo)波， 對于多個所述脈沖激光，將各個脈沖激光中的所述第1個波峰組的所述最大波峰強度a與所述第2個波峰組的最大波峰強度b的比b/a設(shè)為最大波峰強度比，將作為基準的所述 最大波峰強度比設(shè)為基準最大波峰強度比，設(shè)定為所述最大波峰強度比與所述基準最大波 峰強度比的差在4%W下。
[0017] 第10本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的特征在于，在所述第9本發(fā)明中，多個 所述脈沖激光具有不同的脈沖發(fā)生時刻，并被照射至所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體。
[001引第11本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的特征在于，在所述第9或第10本發(fā)明 中，所述不同的脈沖發(fā)生時刻由所述激光光源或/和所述光學(xué)系統(tǒng)來提供。
[0019] 第11本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的特征在于，在所述第9至第11本發(fā)明 的任一發(fā)明中，包括波峰強度比調(diào)整部，該波峰強度比調(diào)整部對從所述激光光源輸出的所 述最大波峰強度比進行調(diào)整。
[0020] 第13本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的特征在于，在所述第9至第12本發(fā)明 的任一發(fā)明中，包括能量密度設(shè)定部，該能量密度設(shè)定部對所述能量密度進行設(shè)定，為了W 相同的能量密度對所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體照射多個所述脈沖激光。
[0021] 第14本發(fā)明的結(jié)晶質(zhì)半導(dǎo)體的制造裝置的特征在于，在所述第9至第13本發(fā)明 的任一發(fā)明中，具有掃描裝置，該掃描裝置對所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體相對地掃描并照射多個所 述脈沖激光。
[0022] 本發(fā)明中，在通過對非晶質(zhì)半導(dǎo)體照射W不同的路徑導(dǎo)波得到的多個脈沖激光來 對所述非晶質(zhì)半導(dǎo)體進行結(jié)晶化時，各脈沖激光在隨時間流逝而發(fā)生強度變化的1個脈沖 中，具有包含第1個波峰組、W及在其后出現(xiàn)的第2個波峰組的多個波峰組，且第1個波峰 組的最大波峰強度成為1個脈沖中的最大高度。作為本發(fā)明，在1個脈沖中也可W出現(xiàn)= 個W上的波峰組。
[0023] 脈沖激光中的波峰組是指將1個脈沖中出現(xiàn)時間相接近的一個或多個波峰匯總 而得到的，1個脈沖中至少出現(xiàn)兩個波峰組。波峰組之間存在能量強度的最小值。
[0024] 多個脈沖激光可W從多個激光光源輸出而得到，也可W從一個激光光源輸出并通 過分波而得到，并且，也可W通