[發明專利]結晶半導體膜的制造方法及制造裝置

有效

• 申請號: 201380051586.8
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104718600B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 次田純一;町田政志;鄭石煥
• 申請（專利權）人: 株式會社日本制鋼所
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/268
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 胡秋瑾

1.一種結晶半導體膜的制造方法，通過在非單晶半導體膜上沿短軸方向相對地掃描并重疊照射脈沖激光，來進行結晶化，所述結晶半導體膜的制造方法的特征在于，

將照射脈沖能量密度設為E0，該照射脈沖能量密度低于利用所述脈沖激光的照射從而使所述非單晶半導體膜產生微結晶化的照射脈沖能量密度，且適于基于多次即N次照射的結晶化，

所述結晶半導體膜的制造方法包括：以與所述照射脈沖能量密度E0相同的照射脈沖能量密度E1來多次即N1次照射所述脈沖激光的第1階段；以及

在所述第1階段之后，以照射脈沖能量E2來多次即N2次照射所述脈沖激光的第2階段，所述照射脈沖能量E2低于所述照射脈沖能量密度E1，且在為了使結晶再次熔融而所需的照射能量密度以上，

對于同一照射面，所述第1階段和所述第2階段中的總計照射次數即N1次+N2次在N次以上。

2.如權利要求1所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

將適于所述結晶化的照射脈沖能量設為通過多次即N次照射而使得結晶粒徑成長達到飽和的照射脈沖能量密度E，且在E×0.98～E×1.03的范圍內。

3.如權利要求1或2所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

所述照射脈沖能量密度E2在E1×0.95以上。

4.如權利要求1或2所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

所述總計照射次數在N×1.5以下。

5.如權利要求1所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

所述N1設為大于等于所述N2的次數。

6.如權利要求1或2所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

所述脈沖激光的波長在400nm以下。

7.如權利要求1或2所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

所述脈沖激光的半寬在200ns以下。

8.如權利要求1或2所述的結晶半導體膜的制造方法，其特征在于，

所述非單晶半導體為硅。

9.一種結晶半導體膜的制造裝置包括：

輸出脈沖激光的一個或兩個以上的激光光源；

對所述脈沖激光進行整形并將其導入非單晶半導體的光學系統；

對所述脈沖激光的照射能量密度進行調整的能量調整部；

對所述非單晶半導體相對地掃描所述脈沖激光的掃描裝置；以及

對所述激光光源、所述能量調整部以及所述掃描裝置進行控制的控制部，該結晶半導體膜的制造裝置的特征在于，

所述控制部執行第1階段和第2階段，在所述第1階段中，所述控制部對所述能量調整部進行控制，調整為與照射脈沖能量密度E0相同的照射脈沖能量密度E1，并控制所述掃描裝置邊以該照射脈沖能量密度E1掃描所述脈沖激光，邊依次對所述非單晶半導體進行N1次的多次照射，所述照射脈沖能量密度E0低于利用脈沖激光的照射而使得所述非單晶半導體膜產生微結晶化的照射脈沖能量密度，且適于基于多次即N次照射的結晶化，其中N1＜N，在所述第2階段中，對于經過第1階段中的所述脈沖激光照射后的半導體，所述控制部對所述能量調整部進行控制，調整為照射脈沖能量E2，并控制所述掃描裝置邊以該照射脈沖能量密度E2掃描所述脈沖激光，邊依次對所述非單晶半導體進行N2次的多次照射，所述照射脈沖能量密度E2低于所述照射脈沖能量密度E1，且在為了使結晶再次熔融而所需的照射能量密度以上，其中，N2＜N、N1+N2≥N。

10.如權利要求9所述的結晶半導體膜的制造裝置，其特征在于，

所述控制部將適于所述結晶化的照射脈沖能量作為通過多次即N次的照射而使得結晶粒徑成長達到飽和的照射脈沖能量密度E，且設定為E×0.98～E×1.03的范圍內。