[發(fā)明專利]激光處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01103030.5
• 申請日: 1995-07-28
• 公開（公告）號: CN1320954A
• 公開（公告）日: 2001-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 寺本聰;大谷久;宮永昭治;濱谷敏次;山崎舜平
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非

本發(fā)明涉及用激光照射半導體，使其受到各種熱處理的技術。

迄今，對于用激光照射半導體，使其受到各種熱處理的技術是人們所周知的。例如，下列技術都是已知的；采用激光照射非晶硅膜片，將在一玻璃基片上由等離子體CVD形成的一種非晶硅膜片(a-Si膜片)轉(zhuǎn)換為一種晶狀硅膜片的技術；以及在經(jīng)雜質(zhì)離子摻雜后的一種熱處理技術，等等。例如，在由本發(fā)明申請人申請的日本采審專利申請No.Hei?6-51238中所描述的一種技術，就是使用激光的各種熱處理技術以及激光照射設備。

由于各種使用激光的熱處理并不構成對基片的熱損壞，所以在不耐熱的材料，例如一種玻璃基片或類似基片被用作基片的場合，該種處理方法成為一種有用的技術。然而，存在著一個問題，即難以在整個時間將熱處理效應保持在一個穩(wěn)定的程度上。因此，當用激光照射非晶硅膜片使其結晶化時，難以穩(wěn)定地獲得所要求的良好的結晶度。這樣，要求一種用于穩(wěn)定獲得晶狀硅膜片的技術，這種膜片具有良好的結晶度。

本發(fā)明的目的在于至少解決以下方面所述的一個或多個問題：

(1)在用激光照射半導體對其進行熱處理的技術中一直提供穩(wěn)定的作用；以及

(2)進一步提高用激光照射非晶硅膜片所獲得的晶狀硅膜片的結晶度。

在此描述的本發(fā)明的第一實施例是包括以下步驟的方法；加熱處理非晶膜片，以便使其結晶化；用激光照射被結晶化了的硅膜片。該方法的特征在于在該激光照射期間，樣品保持在熱處理溫度的±100℃內(nèi)。

在如上述結構的第一實施例中，在結晶化步驟期間執(zhí)行的熱處理溫度可選擇為450-750℃。

這個溫度的上限由于基片的最高允許溫度所限定。在基片是用玻璃制成的場合，該上限約為600℃。在考慮生產(chǎn)率場合，該溫度最好約550℃。在使用玻璃基片的場合，希望在約550-600℃溫度上進行熱處理。

在激光照射期間，加熱溫度最好設定為約550-600℃。實際應用從約450℃開始加熱。因此，加熱溫度最好在550℃±100℃范圍。

在此公開的本發(fā)明的第二實施例是包括以下步驟的方法：在低于600℃的溫度下加熱處理非晶硅膜片以便使其結晶化；用激光照射被結晶化了的硅膜片。該方法的特征在于，在激光照射期間，樣品保持在加熱處理溫度的±100℃內(nèi)。

在此公開的本發(fā)明的第三實施例是包括以下步驟的方法：加熱處理非晶硅膜片，以便使其結晶化；至少注入雜質(zhì)離子于該結晶化了的硅膜的一部位中；以及用激光照射該離子注入部位。該方法的特征在于，在激光照射期間，樣品保持在加熱處理溫度的±100℃。

在此公開的本發(fā)明的第四實施例是包括以下步驟的方法：加熱處理非晶硅膜片，以便使其結晶化；至少注入雜質(zhì)離子于該結晶化了的硅膜的一部位中；以及用激光照射該離子注入部位。該方法的特征在于，在激光照射期間，樣品保持在加熱處理溫度的±100℃內(nèi)。

在此公開的本發(fā)明的第五實施例是包括以下步驟的方法：當逐步地將具有線性截面的激光束從非晶硅膜片的一邊移動到另一邊時，照射該非晶硅膜片，以便連續(xù)地使照射部位結晶化。該方法的特征在于當加熱該受照射表面超過450℃時進行激光照射。

在上述結構的第五實施例中，該線性截面的激光束逐步地移動并與該膜片緊密接觸。因此，能用激光有效地照射所要求的部位。通常，照射表面的溫度限制在約600℃。然而，這些溫度受到基片材料的限制。可以使用更高的溫度。

在此公開的本發(fā)明的第六實施例是包括以下步驟的方法：引進一種用于促進結晶化的金屬元素于非晶硅膜中；加熱處理非晶硅膜，以便使其結晶化；用激光照射結晶化了的硅膜片。該方法的特征在于，在激光照射期間，樣品保持在加熱處理溫度的±100℃內(nèi)。

在上述結構的第六實施例以及以下第七至第十實施例中，用于促進晶化的金屬元素是從包括Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,Cu,Zn,Ag，以及Au的組選擇的一種或多種元素。在這些金屬元素中，鎳是產(chǎn)生最顯著效應的一種元素。

在以上所述方法中，熱處理溫度能選擇處在450℃-750℃的范圍。該溫度的上限由基片的最高允許溫度所限制。在使用玻璃基片的場合，上限約為600℃。在考慮生產(chǎn)率的場合，該溫度最好高于550℃。因此，在使用玻璃基片的場合，熱處理最好在約550-600℃的溫度上進行。此外，在激光照射期間，該熱處理溫度最好約550-600℃。實際應用從約450°開始加熱。結果，希望從550℃±100℃的溫度范圍對基片進行加熱。