[发明专利]激光退火方法、激光退火装置及晶化硅膜基板

说明书

进行照射第一激光束来使非晶硅膜变化为微晶硅膜的第一激光束照射和使第二激光束以该微晶硅膜为起点沿着所述规定方向移动而在基板面上横向结晶生长出晶化硅膜的第二激光束照射，在基板面上沿着规定方向交替地形成微晶硅膜和晶化硅膜。

技术领域

本发明涉及激光退火方法、激光退火装置及晶化硅膜基板。

背景技术

薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)作为用于对薄型显示器(FPD：FlatPanel Display)进行有源驱动的开关元件来使用。作为薄膜晶体管(以下，称为TFT)的半导体层的材料，使用非晶硅(a－Si：amorphous Silicon)、多晶硅(p－Si：polycrystallineSilicon)等。

就非晶硅而言，电子的移动容易度的指标即移动度(μ)低。因此，凭借非晶硅的话，无法完全应对在高密度/高精细化进一步发展的FPD中要求的高移动度。因此，作为FPD中的开关元件，优先由移动度远高于非晶硅的多晶硅形成沟道半导体层。作为形成多晶硅膜的方法，已知有通过使用了准分子激光的准分子激光退火(ELA:Excimer Laser Annealing)装置向非晶硅膜照射激光来使非晶硅再次晶化而形成多晶硅的方法。

作为现有的激光退火方法，已知有在被照射区域中使用由准分子激光退火(以下，称为ELA)装置产生的准分子激光的脉冲激光束的技术(参照专利文献1)。

在该激光退火方法中，利用产生脉冲激光束的高能量部来照射被处理区域，在该高能量部通过之后，逐次地进行由比其能量小的激光束构成的低能量部的照射。在该激光退火方法中，通过低能量部的照射来实现因高能量部产生的残留晶化不良区域的晶化。

作为其他的激光退火方法，提出了使由ELA装置产生的脉冲激光的激光束沿着扫描方向带有能量分布等方案。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－313724号公报

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在上述的专利文献1所公开的激光退火方法中，通过准分子激光的脉冲光照射而形成的多晶硅的晶体粒径为几十nm～350nm这样的程度。凭借这种程度的晶体粒径的话，无法满足更高的移动度。近年来，在FPD中，伴随着其大型化、高分辨率化、动态图像特性的高速化，在作为开关元件的TFT中迫切期望沟道半导体层的高移动度化。

本发明鉴于上述的课题而作成，其目的在于提供能够在抑制半导体特性产生偏差的同时实现移动度高的类单晶硅膜等晶化硅膜的形成的激光退火方法、激光退火装置及晶化硅膜基板。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的方案涉及的激光退火方法使激光束相对于形成于基板面的非晶硅膜向规定方向进行相对移动而使所述非晶硅膜进行横向结晶生长来形成晶化硅膜，其特征在于，在所述激光退火方法中进行：第一激光束照射，照射第一激光束来使所述非晶硅膜变化为微晶硅膜；以及第二激光束照射，使第二激光束以所述微晶硅膜为起点沿着所述规定方向移动而在所述基板面上横向结晶生长出所述晶化硅膜，在所述基板面上沿着所述规定方向交替地形成所述微晶硅膜和所述晶化硅膜。

作为上述方案，优选至少在要形成所述微晶硅膜的区域进行所述第一激光束照射，在向所述规定方向移动的途中仅在要形成所述晶化硅膜的区域进行所述第二激光束照射。

作为上述方案，优选进行所述第一激光束照射而使所述非晶硅膜沿着所述规定方向连续地形成微晶硅膜，以通过所述第一激光束照射而形成的所述微晶硅膜为起点，沿着所述规定方向间歇地进行第二激光束照射。

作为上述方案，优选所述晶化硅膜包括用于形成半导体元件的区域。