激光退火装置及激光退火方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光退火装置及激光退火方法。激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；以及光学头，其将从光源射出的各个激光加工成为收敛的激光束，激光束能够对应地投影到位于栅极线的上方的改质预定区域内，光学头在激光束中最收敛的点部位于改质预定区域的非晶硅膜的膜内部的状态下，在改质预定区域内沿着栅极线延伸的方向相对性地扫描激光束。着栅极线延伸的方向相对性地扫描激光束。着栅极线延伸的方向相对性地扫描激光束。

【技术实现步骤摘要】
激光退火装置及激光退火方法


[0001]本专利技术涉及激光退火装置及激光退火方法。

技术介绍

[0002]在液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)、有机EL显示器(OLED：Organic Electroluminescence Display)等薄型显示器(FPD：Flat Panel Display)中，大型化及高精细化不断进展。
[0003]FPD具备形成有薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)的TFT基板。TFT基板是在配置成矩阵状的像素分别形成有有源(Active)驱动用的微细的TFT的基板，例如，在全高清(1920
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1080分辨率)的析像度且120Hz驱动的显示器的情况下，形成有1000万个以上的像素。
[0004]作为构成TFT的半导体层的材料，使用非晶硅(a-Si：amorphous Silicon)、多晶硅(p-Si：polycrystalline Silicon)等。非晶硅的作为电子的易动度的指标的迁移率较低，并且无法完全应对高密度/高精细化进展的FPD所要求的高迁移率。因此，作为FPD中的TFT，优选形成由迁移率比非晶硅高的多晶硅构成的半导体层。
[0005]近年来，作为形成多晶硅或使横向(lateral)结晶生长的准单晶硅的方法，存在例如利用波长为532nm左右的绿色系的连续振荡(CW)激光的直线束状的激光束，以跨多列的加工成带状或岛状(island)的非晶硅膜的方式进行扫描的方法(例如，参照专利文献1)。在该方法中，通过将非晶硅膜的形成区域限定为TFT的形成区域来减小因激光退火而被加热的非晶硅膜的面积。由此，尝试着防止从非晶硅膜向玻璃基板的热量造成的玻璃基板的温度上升而产生裂纹的情况、杂质扩散到材料膜中的情况等。
[0006]【在先技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]【专利文献1】日本特开2003-86505号公报

技术实现思路

[0009]【专利技术的概要】
[0010]【专利技术要解决的课题】
[0011]在上述的使用了CW激光的以往的激光退火方法中，存在以下的课题。在该激光退火方法中，即使将非晶硅膜保留为最小限度的区域，在构成TFT的非晶硅膜的下方(下层)也存在栅极线等金属配线图案、玻璃基板。而且，由于激光束为连续振荡，因此存在由于热量蓄积并停滞在玻璃基板上而栅极线等金属配线图案、玻璃基板发生过热而损伤的问题。此外，在该激光退火方法中，在使用了400～550nm左右的蓝色或绿色系的激光的情况下，光束到达比非晶硅膜靠下层的栅极线等金属配线图案、玻璃基板，因此与停滞的热量的作用相互结合而存在使栅极线等金属配线图案、玻璃基板发生过热而损伤的问题。特别是在上述的使用了CW激光的激光退火方法中，难以适用作为基板而具有挠性的例如聚酰亚胺等树脂
的基板。此外，在上述的使用了CW激光的激光退火方法中，由于使用直线束状的激光束，因此应作为TFT的活性半导体层的区域以外的区域(除去了非晶硅膜的区域)也进行退火，因此存在能量利用效率差的课题。
[0012]本专利技术鉴于上述的课题而作出，目的在于提供一种不使配置在比非晶硅膜靠下层的基板以及配线层等发生热损伤而仅使形成有TFT的区域的非晶硅膜有效地结晶化的激光退火装置及激光退火方法。
[0013]【用于解决课题的方案】
[0014]为了解决上述的课题，实现目的而涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
[0015]本专利技术的另一方案涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
[0016]本专利技术的另一方案涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括所述激光束的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
[0017]本专利技术的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括所述激光束的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
[0018]作为上述形态，优选的是，从所述光源射出的所述激光被导向至设置于所述光学头的光纤。
[0019]作为上述形态，优选的是，所述光纤的与光轴方向垂直的截面形状为正方形、长方形或六边形。
[0020]本专利技术的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；及光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。2.一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；及光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。3.一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；及光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。4.一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；及光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。5.根据权利要求1～4中任一项所述的激光退火装置，其中，从所述光源射出的所述激光被导向至设置于所述光学头的光纤。6.根据权利要求5所述的激光退火装置，其中，所述光纤的与光轴方向垂直的截面形状为正方形、长方形或六边形。7.一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在各个所述激光束中的最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。8.一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在各个所述激光束中的最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。9.一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括各个所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。10.一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括各个所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。11.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中，所述改质预定区域是薄膜晶体管的沟道半导体层。12.根据权利要求7～10中任一项所述的激光退火装置，其中，从所述光学头射出的所述激光束对于所述非晶硅膜的表面沿着规定的直线以恒定的间距排列地投影。13.根据权利要求12所述的激光退火装置，其中，所述光学头能够旋转移动，以使所述多个激光束的间距与栅极线的间距相等。14.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中，所述激光退火装置具备光量传感器，所述光量传感器检测所述多个激光束的各自的光量，基于由所述光量传感器检测到的所述激光束的光量，能够调整射出该激光束的所述光源的输出。15.根据权利要求14所述的激光退火装...

【专利技术属性】
技术研发人员：小杉纯一，杨映保，
申请(专利权)人：株式会社V技术，
类型：发明
国别省市：