JP2000077759A - レーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法 - Google Patents
レーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法Info
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- JP2000077759A JP2000077759A JP10241476A JP24147698A JP2000077759A JP 2000077759 A JP2000077759 A JP 2000077759A JP 10241476 A JP10241476 A JP 10241476A JP 24147698 A JP24147698 A JP 24147698A JP 2000077759 A JP2000077759 A JP 2000077759A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ａ−Ｓｉをアニールしｐ−Ｓｉを形成するエ
キシマレーザアニール装置において、ビーム検出手段か
らの検出結果の変動に拘わらず、均一なアニールを可能
とし、ｐ−Ｓｉの均質化を図り、均一な駆動特性を有す
るｐ−ＳｉＴＦＴひいては表示品位の高い液晶表示素子
の高い歩留まりでの製造を可能とする。 【解決手段】 外部シャッター４６を閉鎖した状態でエ
キシマレーザビーム３６をモニターしてエキシマレーザ
ビーム３６の発振エネルギーが設定値と成るよう高圧電
源５４の充電電圧値を設定制御する。設定後は、フォト
ダイオード５２の検出結果の変動に拘わらず、高圧電源
５４を設定した充電電圧値を保持するよう高圧電源５４
を制御することによりａ−Ｓｉ膜５７を均一な設定エネ
ルギーでアニールし、均一に結晶化されたｐ−Ｓｉ膜５
８を得る。
キシマレーザアニール装置において、ビーム検出手段か
らの検出結果の変動に拘わらず、均一なアニールを可能
とし、ｐ−Ｓｉの均質化を図り、均一な駆動特性を有す
るｐ−ＳｉＴＦＴひいては表示品位の高い液晶表示素子
の高い歩留まりでの製造を可能とする。 【解決手段】 外部シャッター４６を閉鎖した状態でエ
キシマレーザビーム３６をモニターしてエキシマレーザ
ビーム３６の発振エネルギーが設定値と成るよう高圧電
源５４の充電電圧値を設定制御する。設定後は、フォト
ダイオード５２の検出結果の変動に拘わらず、高圧電源
５４を設定した充電電圧値を保持するよう高圧電源５４
を制御することによりａ−Ｓｉ膜５７を均一な設定エネ
ルギーでアニールし、均一に結晶化されたｐ−Ｓｉ膜５
８を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質シリコンを
アニールして多結晶シリコンを得るために、非晶質シリ
コンにエキシマレーザビームを照射するレーザ装置及び
このレーザ装置により発振されるレーザにより結晶化さ
れる多結晶シリコンの製造方法に関する。
アニールして多結晶シリコンを得るために、非晶質シリ
コンにエキシマレーザビームを照射するレーザ装置及び
このレーザ装置により発振されるレーザにより結晶化さ
れる多結晶シリコンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高精細な液晶表示素子のスイッチ
ング素子として、移動度が高く且つ液晶表示素子の駆動
も含めた高性能化が可能であり、又、駆動回路も構成出
来、部品点数の低減による低コスト化も実現可能である
事から、多結晶シリコン（以下ｐ−Ｓｉと略称する。）
を半導体層に用いる多結晶薄膜トランジスタ（以下ｐ−
ＳｉＴＦＴと略称する。）の実用化が進められている。
一般にｐ−Ｓｉは、絶縁基板上に堆積される非晶質シリ
コン（以下ａ−Ｓｉと略称する。）にエキシマレーザビ
ームを照射して結晶化するレーザアニール法により形成
する事が出来る。
ング素子として、移動度が高く且つ液晶表示素子の駆動
も含めた高性能化が可能であり、又、駆動回路も構成出
来、部品点数の低減による低コスト化も実現可能である
事から、多結晶シリコン（以下ｐ−Ｓｉと略称する。）
を半導体層に用いる多結晶薄膜トランジスタ（以下ｐ−
ＳｉＴＦＴと略称する。）の実用化が進められている。
一般にｐ−Ｓｉは、絶縁基板上に堆積される非晶質シリ
コン（以下ａ−Ｓｉと略称する。）にエキシマレーザビ
ームを照射して結晶化するレーザアニール法により形成
する事が出来る。
【０００３】このようなレーザアニール法において、均
一に結晶化された均質なｐ−Ｓｉを得、液晶表示素子に
て均一な表示を得るためには、エキシマレーザビームの
エネルギー密度を極力安定化させ均一なレーザアニール
を実施する必要がある。
一に結晶化された均質なｐ−Ｓｉを得、液晶表示素子に
て均一な表示を得るためには、エキシマレーザビームの
エネルギー密度を極力安定化させ均一なレーザアニール
を実施する必要がある。
【０００４】このため従来は、エキシマレーザアニール
装置においてエキシマレーザビームのエネルギー密度を
制御するために、発振されるエキシマレーザビームをビ
ームスプリッターで数％分岐した光とか、レーザ発振器
のリアミラーからの漏れ光とかをエネルギー検出器で測
定・演算処理し、そのデータを元にレーザの充電電圧を
上下させることで、レーザのエネルギー密度の一定化を
図っていた。或いは、エネルギー検出器による検出値の
変動に拘わらず充電電圧を一定にしたままレーザアニー
ルすることも行っていた。
装置においてエキシマレーザビームのエネルギー密度を
制御するために、発振されるエキシマレーザビームをビ
ームスプリッターで数％分岐した光とか、レーザ発振器
のリアミラーからの漏れ光とかをエネルギー検出器で測
定・演算処理し、そのデータを元にレーザの充電電圧を
上下させることで、レーザのエネルギー密度の一定化を
図っていた。或いは、エネルギー検出器による検出値の
変動に拘わらず充電電圧を一定にしたままレーザアニー
ルすることも行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の、
エネルギー密度の制御方法にあっては、絶縁基板上のａ
−Ｓｉにエキシマレーザビームを照射する間に、絶縁基
板に照射したエキシマレーザビームが絶縁基板上のａ−
Ｓｉ表面で反射し、その反射ビームがレーザ発振部まで
戻ってしまっていた。このような絶縁基板からの反射ビ
ームは、ＸｅＣｌエキシマレーザの波長３０８ｎｍレー
ザ光にあっては、ａ−Ｓｉ及びｐ−Ｓｉの何れに対して
も、約３０％の反射率を有している。従ってこの反射ビ
ームがエネルギー検出器にも入射してしまい、本来の発
振エネルギーに比し、エネルギー検出器により検出され
る光量が変化することから、エネルギーを一定化しよう
として充電電圧が大きく変動される事となり、結果的に
レーザ出力を不安定にし、均一なアニールを得られず、
ひいては液晶表示素子の表示品位の低下を来たし製造時
の歩留まりを低下するという問題を生じていた。
エネルギー密度の制御方法にあっては、絶縁基板上のａ
−Ｓｉにエキシマレーザビームを照射する間に、絶縁基
板に照射したエキシマレーザビームが絶縁基板上のａ−
Ｓｉ表面で反射し、その反射ビームがレーザ発振部まで
戻ってしまっていた。このような絶縁基板からの反射ビ
ームは、ＸｅＣｌエキシマレーザの波長３０８ｎｍレー
ザ光にあっては、ａ−Ｓｉ及びｐ−Ｓｉの何れに対して
も、約３０％の反射率を有している。従ってこの反射ビ
ームがエネルギー検出器にも入射してしまい、本来の発
振エネルギーに比し、エネルギー検出器により検出され
る光量が変化することから、エネルギーを一定化しよう
として充電電圧が大きく変動される事となり、結果的に
レーザ出力を不安定にし、均一なアニールを得られず、
ひいては液晶表示素子の表示品位の低下を来たし製造時
の歩留まりを低下するという問題を生じていた。
【０００６】本発明は上記課題を除去するもので、アニ
ール時のエキシマレーザビームによる絶縁基板からの反
射ビームの発生に拘わらず、発振されるエキシマレーザ
ビームを安定した発振エネルギーに保持し、ａ−Ｓｉを
均一なエネルギーでアニールして均質なｐ−Ｓｉを得る
ことにより、ｐ−ＳｉＴＦＴの駆動特性の均一化を図
り、表示品位の高い液晶表示素子を得ることの出来るレ
ーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法を提供すること
を目的とする。
ール時のエキシマレーザビームによる絶縁基板からの反
射ビームの発生に拘わらず、発振されるエキシマレーザ
ビームを安定した発振エネルギーに保持し、ａ−Ｓｉを
均一なエネルギーでアニールして均質なｐ−Ｓｉを得る
ことにより、ｐ−ＳｉＴＦＴの駆動特性の均一化を図
り、表示品位の高い液晶表示素子を得ることの出来るレ
ーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する請求項１に記載の手段として、充電電圧によりレー
ザを発振するレーザ装置において、前記発振されたレー
ザのレーザ出力を検出する検出手段と、前記レーザ出力
を予め定められた設定値とする充電電圧を求める手段
と、前記求められた充電電圧を保持する手段とを設ける
ものである。
する請求項１に記載の手段として、充電電圧によりレー
ザを発振するレーザ装置において、前記発振されたレー
ザのレーザ出力を検出する検出手段と、前記レーザ出力
を予め定められた設定値とする充電電圧を求める手段
と、前記求められた充電電圧を保持する手段とを設ける
ものである。
【０００８】そして本発明は上記構成により、レーザ出
力を検出して、この検出結果に応じて充電電圧を設定制
御した後は、この充電電圧を保持する事により、絶縁基
板からの反射ビームの発生に拘わらず、レーザ出力の安
定を図り、均一なアニールを可能とするものである。
力を検出して、この検出結果に応じて充電電圧を設定制
御した後は、この充電電圧を保持する事により、絶縁基
板からの反射ビームの発生に拘わらず、レーザ出力の安
定を図り、均一なアニールを可能とするものである。
【０００９】又本発明は上記課題を解決する請求項２に
記載の手段として、充電電圧により発振されるレーザを
非晶質シリコンに照射して多結晶化する多結晶シリコン
の製造方法において、発振されたレーザのレーザ出力を
検出する工程と、前記レーザ出力を予め定められた設定
値とする充電電圧を求める工程と、前記求められた充電
電圧を保持し、非晶質シリコンにレーザを照射する工程
とを実施するものである。
記載の手段として、充電電圧により発振されるレーザを
非晶質シリコンに照射して多結晶化する多結晶シリコン
の製造方法において、発振されたレーザのレーザ出力を
検出する工程と、前記レーザ出力を予め定められた設定
値とする充電電圧を求める工程と、前記求められた充電
電圧を保持し、非晶質シリコンにレーザを照射する工程
とを実施するものである。
【００１０】そして本発明は上記構成により、レーザ出
力を検出して、レーザ出力を予め定められた設定値とす
る充電電圧を設定制御した後は、この充電電圧を保持し
均一な発振エネルギーのレーザにてａ−Ｓｉを照射する
事により均一なｐ−Ｓｉを得るものである。
力を検出して、レーザ出力を予め定められた設定値とす
る充電電圧を設定制御した後は、この充電電圧を保持し
均一な発振エネルギーのレーザにてａ−Ｓｉを照射する
事により均一なｐ−Ｓｉを得るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明を図１乃至図３に示す
実施の形態を参照して説明する。１０は、液晶表示素子
であり、ｐ−ＳｉＴＦＴ１１にて画素電極１２を駆動す
るアレイ基板１３と対向基板１４との間隙に、配向膜１
６ａ、１６ｂを介して液晶組成物１７を封入してなって
いる。
実施の形態を参照して説明する。１０は、液晶表示素子
であり、ｐ−ＳｉＴＦＴ１１にて画素電極１２を駆動す
るアレイ基板１３と対向基板１４との間隙に、配向膜１
６ａ、１６ｂを介して液晶組成物１７を封入してなって
いる。
【００１２】アレイ基板１３は第１の絶縁基板１８上に
アンダーコート層２０を介しｐ−Ｓｉからなる活性層２
１ａ、ドレイン領域２１ｂ、ソース領域２１ｃを有する
半導体層２１がパターン形成されている。半導体層２１
上にはゲート絶縁膜２２を介しゲート電極２３が形成さ
れている。更に層間絶縁膜２４を介し画素電極１２が形
成され、画素電極１２及びソース領域２１ｃがソース電
極２６により接続され、ドレイン領域２１ｂ及び信号線
（図示せず）がドレイン電極２７により接続されてい
る。又２８は保護膜である。対向基板１４は、第２の絶
縁基板３０上に対向電極３１を有している。
アンダーコート層２０を介しｐ−Ｓｉからなる活性層２
１ａ、ドレイン領域２１ｂ、ソース領域２１ｃを有する
半導体層２１がパターン形成されている。半導体層２１
上にはゲート絶縁膜２２を介しゲート電極２３が形成さ
れている。更に層間絶縁膜２４を介し画素電極１２が形
成され、画素電極１２及びソース領域２１ｃがソース電
極２６により接続され、ドレイン領域２１ｂ及び信号線
（図示せず）がドレイン電極２７により接続されてい
る。又２８は保護膜である。対向基板１４は、第２の絶
縁基板３０上に対向電極３１を有している。
【００１３】次に、第１の絶縁基板１８上にてｐ−Ｓｉ
からなる半導体層２１を得るために、ａ−Ｓｉをレーザ
アニールするエキシマレーザアニール装置３２について
述べる。自動制御部３４は、レーザ本体３３及びアニー
ル装置３７を制御し、レーザ本体３３から発振されるエ
キシマレーザビーム３６をアニール装置３７のアニール
チャンバ３８内に入射し、走査可能に設けられるステー
ジ３８ａに支持される第１の絶縁基板１８上のａ−Ｓｉ
膜５７に照射させている。
からなる半導体層２１を得るために、ａ−Ｓｉをレーザ
アニールするエキシマレーザアニール装置３２について
述べる。自動制御部３４は、レーザ本体３３及びアニー
ル装置３７を制御し、レーザ本体３３から発振されるエ
キシマレーザビーム３６をアニール装置３７のアニール
チャンバ３８内に入射し、走査可能に設けられるステー
ジ３８ａに支持される第１の絶縁基板１８上のａ−Ｓｉ
膜５７に照射させている。
【００１４】レーザ本体３３は、電極４１を有するレー
ザチューブ４２、リアミラー４３及び出力ミラー４４を
有し、出力ミラー４４からアニールチャンバ３７に達す
る間には、エキシマレーザビーム３６を遮蔽する外部シ
ャッター４６がシャッタ駆動ユニット４７により開閉可
能に設けられている。又リアミラー４３後方には、エキ
シマレーザビーム３６を分岐するビームスプリッタ４８
が設けられている。
ザチューブ４２、リアミラー４３及び出力ミラー４４を
有し、出力ミラー４４からアニールチャンバ３７に達す
る間には、エキシマレーザビーム３６を遮蔽する外部シ
ャッター４６がシャッタ駆動ユニット４７により開閉可
能に設けられている。又リアミラー４３後方には、エキ
シマレーザビーム３６を分岐するビームスプリッタ４８
が設けられている。
【００１５】一方自動制御部３４は、アニール装置３７
を制御するアニーラ制御装置５０及び、エキシマレーザ
ビーム３６を設定発振エネルギーに近づけて発振する
様、高圧電源５４の充電電圧値を制御するレーザ制御装
置５１を有している。レーザ制御装置５１には、ビーム
スプリッタ４８による分岐ビーム３６ａを受光する検出
手段であるフォトダイオード（以下ＰＤと略称する。）
５２にて検出された分岐ビーム３６ａ線量が、ピークホ
ールド回路＆アナログデジタル変換器（以下ＰＨ＆Ａ／
Ｄと略称する。）５３を介して入力され、間接的にエキ
シマレーザビーム３６の発振エネルギーを読み込んでい
る。
を制御するアニーラ制御装置５０及び、エキシマレーザ
ビーム３６を設定発振エネルギーに近づけて発振する
様、高圧電源５４の充電電圧値を制御するレーザ制御装
置５１を有している。レーザ制御装置５１には、ビーム
スプリッタ４８による分岐ビーム３６ａを受光する検出
手段であるフォトダイオード（以下ＰＤと略称する。）
５２にて検出された分岐ビーム３６ａ線量が、ピークホ
ールド回路＆アナログデジタル変換器（以下ＰＨ＆Ａ／
Ｄと略称する。）５３を介して入力され、間接的にエキ
シマレーザビーム３６の発振エネルギーを読み込んでい
る。
【００１６】更にレーザ制御装置５１は、電極４１に充
電電圧を印加する高圧（ＨＶ）電源５４及び、外部シャ
ッター４６の開閉操作を行うシャッター駆動ユニット４
７に接続され、高圧電源５４の充電電圧値を制御し、外
部シャッター４６の制御を行う様になっている。
電電圧を印加する高圧（ＨＶ）電源５４及び、外部シャ
ッター４６の開閉操作を行うシャッター駆動ユニット４
７に接続され、高圧電源５４の充電電圧値を制御し、外
部シャッター４６の制御を行う様になっている。
【００１７】次に第１の絶縁基板１８上の半導体層２１
を構成するｐ−Ｓｉ５８の製造方法について述べる。図
３（ａ）に示す様に１３．３型の液晶表示素子１０用の
アレイ基板１３を２枚同時に形成可能な、サイズ４００
ｍｍ×５００ｍｍのガラス基板６０上に５０ｎｍ厚さの
ＳｉＮｘ（窒化シリコン）層２０ａ及び１００ｎｍ厚さ
のＳｉＯｘ（酸化シリコン）２０ｂからなるアンダーコ
ート層２０をプラズマＣＶＤ法で形成した後、ａ−Ｓｉ
膜５７を５０ｎｍの厚さでプラズマＣＶＤ法により堆積
する。次に図３（ｂ）に示す様に、窒素雰囲気中で５０
０℃、１時間の熱処理を行い、ａ−Ｓｉ膜５７中の水素
濃度を低下させる。この時、ａ−Ｓｉ膜５７の膜厚を分
光エリプソ法により求めた所実際の膜厚は５１ｎｍであ
った。
を構成するｐ−Ｓｉ５８の製造方法について述べる。図
３（ａ）に示す様に１３．３型の液晶表示素子１０用の
アレイ基板１３を２枚同時に形成可能な、サイズ４００
ｍｍ×５００ｍｍのガラス基板６０上に５０ｎｍ厚さの
ＳｉＮｘ（窒化シリコン）層２０ａ及び１００ｎｍ厚さ
のＳｉＯｘ（酸化シリコン）２０ｂからなるアンダーコ
ート層２０をプラズマＣＶＤ法で形成した後、ａ−Ｓｉ
膜５７を５０ｎｍの厚さでプラズマＣＶＤ法により堆積
する。次に図３（ｂ）に示す様に、窒素雰囲気中で５０
０℃、１時間の熱処理を行い、ａ−Ｓｉ膜５７中の水素
濃度を低下させる。この時、ａ−Ｓｉ膜５７の膜厚を分
光エリプソ法により求めた所実際の膜厚は５１ｎｍであ
った。
【００１８】その後、ガラス基板６０をエキシマレーザ
アニール装置３２のアニールチャンバ３８内のステージ
３８ａに載置し、ステージ３８ａをエキシマレーザビー
ム３６の長軸と垂直方向に０．６ｍｍ／ｓの速度で走査
移動しながら、エキシマレーザビーム３６にてａ−Ｓｉ
膜５７をアニールして図３（ｃ）に示すようにｐ−Ｓｉ
５８を形成する。エキシマレーザビーム３６の照射サイ
ズは、２００ｍｍ×０．４ｍｍの線状ビームとし、ガラ
ス基板６０上での照射エネルギー密度は３００ｍＪ／ｃ
ｍ2 、エキシマレーザビーム３６の長軸方向と垂直な方
向への走査時のオーパーラップ率は９５％となるように
設定した。
アニール装置３２のアニールチャンバ３８内のステージ
３８ａに載置し、ステージ３８ａをエキシマレーザビー
ム３６の長軸と垂直方向に０．６ｍｍ／ｓの速度で走査
移動しながら、エキシマレーザビーム３６にてａ−Ｓｉ
膜５７をアニールして図３（ｃ）に示すようにｐ−Ｓｉ
５８を形成する。エキシマレーザビーム３６の照射サイ
ズは、２００ｍｍ×０．４ｍｍの線状ビームとし、ガラ
ス基板６０上での照射エネルギー密度は３００ｍＪ／ｃ
ｍ2 、エキシマレーザビーム３６の長軸方向と垂直な方
向への走査時のオーパーラップ率は９５％となるように
設定した。
【００１９】このアニール開始に際し、エキシマレーザ
アニール装置３２の自動制御部３４は、エキシマレーザ
ビーム３６の発振エネルギーが６７０ｍＪとなるよう高
圧電源５４の充電電圧値を制御する。
アニール装置３２の自動制御部３４は、エキシマレーザ
ビーム３６の発振エネルギーが６７０ｍＪとなるよう高
圧電源５４の充電電圧値を制御する。
【００２０】次に自動制御部３４による高圧電源５４の
制御について詳述する。先ずａ−Ｓｉ膜５７のアニール
開始前に、外部シャッター４６を閉じた状熊で、高圧電
源５４を一定の充電電圧値に設定して、エキシマレーザ
ビーム３６を一定のエネルギー密度で１０秒間発振させ
る。この間、レーザチューブ４２から発振されるエキシ
マレーザビーム３６及び外部シャッター４６から反射さ
れるエキシマレーザビーム３６の反射ビームを、ビーム
スプリッタ４８により分岐する。分岐ビーム３６ａをＰ
Ｄ５２により検知し、ＰＨ＆Ａ／Ｄ５３にてデジタル信
号に変換し、レーザ制御装置５１に連続して入力する。
制御について詳述する。先ずａ−Ｓｉ膜５７のアニール
開始前に、外部シャッター４６を閉じた状熊で、高圧電
源５４を一定の充電電圧値に設定して、エキシマレーザ
ビーム３６を一定のエネルギー密度で１０秒間発振させ
る。この間、レーザチューブ４２から発振されるエキシ
マレーザビーム３６及び外部シャッター４６から反射さ
れるエキシマレーザビーム３６の反射ビームを、ビーム
スプリッタ４８により分岐する。分岐ビーム３６ａをＰ
Ｄ５２により検知し、ＰＨ＆Ａ／Ｄ５３にてデジタル信
号に変換し、レーザ制御装置５１に連続して入力する。
【００２１】レーザ制御装置５１では検知結果を連続し
て読み込み、エキシマレーザビーム３６の発振エネルギ
ーを１０秒間モニターする。読み込んだ検出結果から、
エキシマレーザビーム３６の発振エネルギーの設定値で
ある６７０ｍＪに最も近い値を示す、あるいは最も長い
間設定値に近い値を示す充電電圧値を演算する。演算の
結果、エキシマレーザビーム３６の発振エネルギー６７
０ｍＪを得るには、充電電圧値１７．０ｋＶを必要とす
ることから、レーザ制御装置５１は、高圧電源５４の充
電電圧値を１７．０ｋＶに設定制御する。同時にシャッ
ター駆動ユニット４７を駆動して外部シャッター４６を
開き、エキシマレーザビーム３６を、ガラス基板６０上
のａ−Ｓｉ膜５７に照射開始する。
て読み込み、エキシマレーザビーム３６の発振エネルギ
ーを１０秒間モニターする。読み込んだ検出結果から、
エキシマレーザビーム３６の発振エネルギーの設定値で
ある６７０ｍＪに最も近い値を示す、あるいは最も長い
間設定値に近い値を示す充電電圧値を演算する。演算の
結果、エキシマレーザビーム３６の発振エネルギー６７
０ｍＪを得るには、充電電圧値１７．０ｋＶを必要とす
ることから、レーザ制御装置５１は、高圧電源５４の充
電電圧値を１７．０ｋＶに設定制御する。同時にシャッ
ター駆動ユニット４７を駆動して外部シャッター４６を
開き、エキシマレーザビーム３６を、ガラス基板６０上
のａ−Ｓｉ膜５７に照射開始する。
【００２２】この後、ステージ３８ａを走査移動しなが
ら、エキシマレーザビーム３６にてａ−Ｓｉ膜５７をア
ニールしてｐ−Ｓｉ５８を形成する間、ガラス基板６０
からの反射ビームにより、ＰＤ５２に検知される分岐ビ
ーム３６ａのエネルギー密度が変動されるが、レーザ制
御装置５１は、バリアブルアッテネータ（図示せず）を
駆動して、ＰＤ５２による検知結果の変動に拘わらず高
圧電源５４の充電電圧値をモニター中に設定した１７．
０ｋＶに保持制御する。これによりガラス基板６０上の
ａ−Ｓｉ膜５７は、設定エネルギー密度３００ｍＪ／ｃ
ｍ2 のエキシマレーザビーム３６により均一にアニール
され、均質なｐ−Ｓｉ膜５８を形成する事となる。
ら、エキシマレーザビーム３６にてａ−Ｓｉ膜５７をア
ニールしてｐ−Ｓｉ５８を形成する間、ガラス基板６０
からの反射ビームにより、ＰＤ５２に検知される分岐ビ
ーム３６ａのエネルギー密度が変動されるが、レーザ制
御装置５１は、バリアブルアッテネータ（図示せず）を
駆動して、ＰＤ５２による検知結果の変動に拘わらず高
圧電源５４の充電電圧値をモニター中に設定した１７．
０ｋＶに保持制御する。これによりガラス基板６０上の
ａ−Ｓｉ膜５７は、設定エネルギー密度３００ｍＪ／ｃ
ｍ2 のエキシマレーザビーム３６により均一にアニール
され、均質なｐ−Ｓｉ膜５８を形成する事となる。
【００２３】このようにエキシマレーザビーム３６の発
振エネルギーを６７０ｍＪに保持した状態で、ガラス基
板６０全面をレーザアニールし、ｐ−Ｓｉ膜５８を形成
したら、ガラス基板６０をステージ３８ａから取り出
し、新たなガラス基板６０をステージ３８ａにセット
し、次のアニールを行う。この次のアニール開始に際
し、シャッター駆動ユニット４７を駆動して外部シャッ
ター４６を閉鎖して、エキシマレーザビーム３６を１０
秒間モニターし、その発振エネルギーが６７０ｍＪと成
るよう、高圧電源５４の充電電圧値を再度設定し直し、
その後、新たに設定した充電電圧値を保持するよう制御
し、レーザアニールを行う。
振エネルギーを６７０ｍＪに保持した状態で、ガラス基
板６０全面をレーザアニールし、ｐ−Ｓｉ膜５８を形成
したら、ガラス基板６０をステージ３８ａから取り出
し、新たなガラス基板６０をステージ３８ａにセット
し、次のアニールを行う。この次のアニール開始に際
し、シャッター駆動ユニット４７を駆動して外部シャッ
ター４６を閉鎖して、エキシマレーザビーム３６を１０
秒間モニターし、その発振エネルギーが６７０ｍＪと成
るよう、高圧電源５４の充電電圧値を再度設定し直し、
その後、新たに設定した充電電圧値を保持するよう制御
し、レーザアニールを行う。
【００２４】この後ステージ３８ａから取り出したガラ
ス基板６０上に、フォトリソグラフィ技術を用いて、ｐ
−Ｓｉ膜５８を半導体層２１とするｐ−ＳｉＴＦＴ１１
及び、画素電極１２を作成してガラス基板６０上に、２
枚のアレイ基板１３を形成する。この後、ガラス基板６
０と、２枚分の対向基板１４を有するガラス基板（図示
せず）とをシール剤（図示せず）にて固着し、２個の液
晶セルを形成した後、夫々の液晶セルを切り出し、間隙
に液晶組成物１７を封入し、２個の１３．３型の液晶表
示素子１０を完成する。
ス基板６０上に、フォトリソグラフィ技術を用いて、ｐ
−Ｓｉ膜５８を半導体層２１とするｐ−ＳｉＴＦＴ１１
及び、画素電極１２を作成してガラス基板６０上に、２
枚のアレイ基板１３を形成する。この後、ガラス基板６
０と、２枚分の対向基板１４を有するガラス基板（図示
せず）とをシール剤（図示せず）にて固着し、２個の液
晶セルを形成した後、夫々の液晶セルを切り出し、間隙
に液晶組成物１７を封入し、２個の１３．３型の液晶表
示素子１０を完成する。
【００２５】この様に構成すれば、エキシマレーザアニ
ール装置３２を用いてａ−Ｓｉ膜５７をアニールする際
に、外部シャッター４６を閉鎖した状態でエキシマレー
ザビーム３６を１０秒間モニターして、エキシマレーザ
ビーム３６の発振エネルギーを６７０ｍＪに成るよう高
圧電源５４の充電電圧値を設定制御すると共に、モニタ
ー終了後は、ＰＤ５２から検出される分岐ビーム３６ａ
の変動に拘わらず、設定した充電電圧値を保持するよう
制御することにより、ａ−Ｓｉ膜５７を均一エネルギー
でレーザアニール出来る。従って均一に結晶化されたｐ
−Ｓｉ膜５８を容易に得られ、しかもステージ３８ａ上
のガラス基板６０を新たなものと交換する度に高圧電源
５４の充電電圧値を設定し直す事から、エキシマレーザ
ビーム３６のエネルギー密度を常に設定エネルギー密度
により近い状態で保持出来、一層安定したレーザアニー
ルを行うことが可能となる。
ール装置３２を用いてａ−Ｓｉ膜５７をアニールする際
に、外部シャッター４６を閉鎖した状態でエキシマレー
ザビーム３６を１０秒間モニターして、エキシマレーザ
ビーム３６の発振エネルギーを６７０ｍＪに成るよう高
圧電源５４の充電電圧値を設定制御すると共に、モニタ
ー終了後は、ＰＤ５２から検出される分岐ビーム３６ａ
の変動に拘わらず、設定した充電電圧値を保持するよう
制御することにより、ａ−Ｓｉ膜５７を均一エネルギー
でレーザアニール出来る。従って均一に結晶化されたｐ
−Ｓｉ膜５８を容易に得られ、しかもステージ３８ａ上
のガラス基板６０を新たなものと交換する度に高圧電源
５４の充電電圧値を設定し直す事から、エキシマレーザ
ビーム３６のエネルギー密度を常に設定エネルギー密度
により近い状態で保持出来、一層安定したレーザアニー
ルを行うことが可能となる。
【００２６】そしてこのような均一なｐ−Ｓｉ膜５８を
チャネル層２１ａとして用いることにより、駆動特性が
良好で高い移動度を示すｐ−ＳｉＴＦＴ１１をガラス基
板６０全面で均一に得られ、ひいては画素領域全面にわ
たり均一な表示特性を示し、高い表示品位を有する液晶
表示素子を容易に得られ、製造時の歩留まりも著しく向
上される。
チャネル層２１ａとして用いることにより、駆動特性が
良好で高い移動度を示すｐ−ＳｉＴＦＴ１１をガラス基
板６０全面で均一に得られ、ひいては画素領域全面にわ
たり均一な表示特性を示し、高い表示品位を有する液晶
表示素子を容易に得られ、製造時の歩留まりも著しく向
上される。
【００２７】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えばエキシマレーザビームの発振エネルギーは、
６７０ｍＪに限定されないし、電源の充電電圧値を設定
する際のモニター時間も任意である。又、エキシマレー
ザアニール装置を制御する制御部の構造も任意であり、
実施の形態の様に、アニーラ制御装置及びレーザ制御装
置を別々に設けずに、アニール装置及びエキシマレーザ
ビーム照射装置を共に制御する単一の制御装置を用いる
等しても良いし、ビームスプリッタの設置位置も限定さ
れない。更に電源の充電電圧値の設定は、同一種類の絶
縁基板であれば、それらをレーザアニールする間は、モ
ニターによる充電電圧値の設定をし直す事無く、同一充
電電圧値を保持するようにしても良い。但し、例えば、
絶縁基板のサイズやａ−Ｓｉの膜厚が変更される等、絶
縁基板の種類が変更されたばあいは、充電電圧値を設定
し直す事により、安定したレーザアニールを得ることが
できる。
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えばエキシマレーザビームの発振エネルギーは、
６７０ｍＪに限定されないし、電源の充電電圧値を設定
する際のモニター時間も任意である。又、エキシマレー
ザアニール装置を制御する制御部の構造も任意であり、
実施の形態の様に、アニーラ制御装置及びレーザ制御装
置を別々に設けずに、アニール装置及びエキシマレーザ
ビーム照射装置を共に制御する単一の制御装置を用いる
等しても良いし、ビームスプリッタの設置位置も限定さ
れない。更に電源の充電電圧値の設定は、同一種類の絶
縁基板であれば、それらをレーザアニールする間は、モ
ニターによる充電電圧値の設定をし直す事無く、同一充
電電圧値を保持するようにしても良い。但し、例えば、
絶縁基板のサイズやａ−Ｓｉの膜厚が変更される等、絶
縁基板の種類が変更されたばあいは、充電電圧値を設定
し直す事により、安定したレーザアニールを得ることが
できる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
キシマレーザビームの発振エネルギーを検出し、その検
出結果に応じて、電源の充電電圧値を設定制御した後
は、反射ビームの発生によりエキシマレーザビームエネ
ルギー密度の検出結果が変動しても、電源を、設定した
充電電圧値に保持制御する事によりレーザアニールする
間、エキシマレーザビームのエネルギー密度を一定に保
持出来る。従って、ａ−Ｓｉを均一なエネルギー密度の
エキシマレーザビームにてレーザアニール出来、均一に
結晶化されたｐ−Ｓｉを容易に得ることが出来る。そし
てこのような均一なｐ−Ｓｉを用いる事により高い移動
度を示し駆動特性が均一なｐ−ＳｉＴＦＴを高い歩留ま
りで形成出来、ひいては画素領域全面にわたり均一な表
示特性を有し表示品位の高い液晶表示素子を高い歩留ま
りで製造可能と成る。
キシマレーザビームの発振エネルギーを検出し、その検
出結果に応じて、電源の充電電圧値を設定制御した後
は、反射ビームの発生によりエキシマレーザビームエネ
ルギー密度の検出結果が変動しても、電源を、設定した
充電電圧値に保持制御する事によりレーザアニールする
間、エキシマレーザビームのエネルギー密度を一定に保
持出来る。従って、ａ−Ｓｉを均一なエネルギー密度の
エキシマレーザビームにてレーザアニール出来、均一に
結晶化されたｐ−Ｓｉを容易に得ることが出来る。そし
てこのような均一なｐ−Ｓｉを用いる事により高い移動
度を示し駆動特性が均一なｐ−ＳｉＴＦＴを高い歩留ま
りで形成出来、ひいては画素領域全面にわたり均一な表
示特性を有し表示品位の高い液晶表示素子を高い歩留ま
りで製造可能と成る。
【図１】本発明の実施の形態の液晶表示素子を示す一部
概略断面図である。
概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態のエキシマレーザアニール
装置のエキシマレーザビーム照射装置を示す概略説明図
である。
装置のエキシマレーザビーム照射装置を示す概略説明図
である。
【図３】本発明の実施の形態における多結晶シリコンの
製造方法を示し（ａ）はそのａ−Ｓｉ膜形成時、（ｂ）
はそのａ−Ｓｉ膜表面の水素（Ｈ）脱離時、（ｃ）はそ
のｐ−Ｓｉ膜の結晶化時を示す概略説明図である。
製造方法を示し（ａ）はそのａ−Ｓｉ膜形成時、（ｂ）
はそのａ−Ｓｉ膜表面の水素（Ｈ）脱離時、（ｃ）はそ
のｐ−Ｓｉ膜の結晶化時を示す概略説明図である。
１０…液晶表示素子 １１…ｐ−ＳｉＴＦＴ １２…画素電極 １３…アレイ基板 １４…対向基板 １７…液晶組成物 １８…第１の絶縁基板 ２１…半導体層 ３２…エキシマレーザアニール装置 ３３…レーザ本体 ３４…自動制御部 ３６…エキシマレーザビーム ３６ａ…分岐ビーム ３７…アニール装置 ３８…アニールチャンバ ３８ａ…ステージ ４２…レーザチューブ ４６…外部シャッター ４８…ビームスプリッタ ５０…アニーラ制御装置 ５１…レーザ制御装置 ５２…フォトダイオード ５３…ピークホールド回路＆アナログデジタル変換器 ５４…高圧電源 ５６…シャッター駆動ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 由紀 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者 藤村 尚 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内 Ｆターム(参考） 5F071 AA06 HH02 JJ05 5F072 AA06 HH02 HH09 JJ05 KK15 KK30 RR05 YY08
Claims (3)
- 【請求項１】 充電電圧によりレーザを発振するレーザ
装置において、 前記発振されたレーザのレーザ出力を検出する検出手段
と、 前記レーザ出力を予め定められた設定値とする充電電圧
を求める手段と、 前記求められた充電電圧を保持する手段と、を備えたこ
とを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】 充電電圧により発振されるレーザを非晶
質シリコンに照射して多結晶化する多結晶シリコンの製
造方法において、 発振されたレーザのレーザ出力を検出する工程と、 前記レーザ出力を予め定められた設定値とする充電電圧
を求める工程と、 前記求められた充電電圧を保持し、非晶質シリコンにレ
ーザを照射する工程と、を備えたことを特徴とする多結
晶シリコンの製造方法。 - 【請求項３】 充電電圧を求める工程は、レーザを非晶
質シリコンから遮断して行われることを特徴とする請求
項２に記載の多結晶シリコンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241476A JP2000077759A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | レーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241476A JP2000077759A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | レーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077759A true JP2000077759A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17074891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10241476A Pending JP2000077759A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | レーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000077759A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100810633B1 (ko) * | 2006-05-17 | 2008-03-06 | 삼성에스디아이 주식회사 | 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 그를 이용한결정화 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61209790A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加工機のパワ−制御装置 |
| JPH04111370A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Komatsu Ltd | レーザの出力制御装置 |
| JPH056863U (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-29 | 日新電機株式会社 | エキシマレーザ装置 |
| JPH06196789A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Canon Inc | パルスレーザ発生装置およびそれを用いた装置 |
| JPH0899186A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | A G Technol Kk | レーザ加工装置 |
| JPH09172179A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP10241476A patent/JP2000077759A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61209790A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加工機のパワ−制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100810633B1 (ko) * | 2006-05-17 | 2008-03-06 | 삼성에스디아이 주식회사 | 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 그를 이용한결정화 방법 |
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Legal Events
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| A521 | Written amendment |
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| A521 | Written amendment |
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| A02 | Decision of refusal |
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