CN102232239A - 用于薄膜结晶的系统和方法 - Google Patents

用于薄膜结晶的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102232239A
CN102232239A CN2009801451941A CN200980145194A CN102232239A CN 102232239 A CN102232239 A CN 102232239A CN 2009801451941 A CN2009801451941 A CN 2009801451941A CN 200980145194 A CN200980145194 A CN 200980145194A CN 102232239 A CN102232239 A CN 102232239A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
radiation
laser
group
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801451941A
Other languages
English (en)
Inventor
J·S·艾姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Columbia University of New York
Original Assignee
Columbia University of New York
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Columbia University of New York filed Critical Columbia University of New York
Publication of CN102232239A publication Critical patent/CN102232239A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02686—Pulsed laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/127—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement
    • H01L27/1274—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement using crystallisation of amorphous semiconductor or recrystallisation of crystalline semiconductor
    • H01L27/1285—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement using crystallisation of amorphous semiconductor or recrystallisation of crystalline semiconductor using control of the annealing or irradiation parameters, e.g. using different scanning direction or intensity for different transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1296—Multistep manufacturing methods adapted to increase the uniformity of device parameters

Abstract

本发明描述了采用在基板表面上连续前进的长窄束形的脉冲辐射来使薄膜结晶的系统和方法。该方法提供结晶薄膜，其中结晶区域的质量和性能变化减少。一方面，该方法包括在第一扫描沿薄膜的x方向采用多个线束激光脉冲连续辐射具有x轴和y轴的薄膜，以形成第一组辐射区域；将薄膜沿y方向平移一定距离，其中该距离小于线束的长度；并且第二扫描中沿薄膜x方向的反方向采用线束激光脉冲序列连续地对薄膜进行辐射来形成第二组辐射区域，其中每个第二组辐射区域与第一组辐射区域的一部分重叠，并且其中每个第一和第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个结晶区域。

Description

用于薄膜结晶的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年11月14日提交的、标题为“用于薄膜结晶的系统与方法”的美国申请序列第61/111,518号的优先权，它的全部内容通过引用并入本文。
本申请涉及：于2005年12月2日提交的共同待决的、共同拥有的美国申请序列第11/293655号，于2008年2月14日提交的美国申请序列第12/063810号，以及于2008年9月25日提交的PCT申请序列第PCT/US08/77704，它们的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
公开的主题总体上涉及到薄膜的结晶，特别是涉及使用线束脉冲的激光辐射的薄膜的结晶。
背景技术
近年来，各种结晶或改善无定形或多晶半导体薄膜结晶技术都在进行研究。这类结晶薄膜可以应用于生产制造各种器件，例如图像传感器和有源矩阵液晶显示器(“AMLCD”)器件。在后者中，薄膜晶体管(“TFT”)的规则阵列准备在合适的透明基板上，各晶体管起到像素控制器的作用。
提高半导体薄膜结晶性的现有技术方法通常涉及采用成形激光束辐射薄膜。成形激光束最佳应为具有均匀的宽度，顶帽短型(top-hat-short)轴外形，并且沿其长度具有均匀能量的长线束。但是产生这样波束是具有挑战性的，其多数线束沿束的长度具有非均匀性，同时波束的横截面更圆，在某种情况下成高斯型。非均匀性可具有随机和周期性部分(以下分别称为“随机非均匀性”和“周期性非均匀性”)。激光束中的这些非均匀性可转移至膜的非均匀性，这将导致实施该膜的器件的非均匀性，例如，在AMLCD应用中显示器亮度的非均匀性。
发明概述
本申请阐述了一种采用在膜表面上连续地前进的长窄束形的辐射脉冲来结晶薄膜的系统和方法。该方法结晶薄膜，其中结晶区域的质量和性能变化减少。
一方面，本申请阐述了一种处理薄膜的方法。该方法包括：在第一扫描沿所述膜的x方向采用多个线束激光脉冲对具有x轴和y轴的膜进行连续地辐射，以形成第一组辐射区域；将所述膜沿所述膜的y方向平移一定距离，其中该距离小于所述线束的长度；以及在第二扫描中沿所述膜的x方向的反方向使用线束激光脉冲序列对所述膜进行连续地辐射，来形成第二组辐射区域，其中每个所述第二组辐射区域与所述第一组辐射区域的一部分重叠，并且其中每个所述第一和第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个结晶区域。
在任何上述实施方案中，每个所述线束激光脉冲的注量足够熔融在所述第一和第二组辐射区域中的贯穿其厚度的膜，并且其中每个所述第一组辐射区域彼此隔离。
在任何上述实施方案中，每个所述第一组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，并且其中每个所述第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，该晶体相对于所述第一组辐射区域的一个或者多个横向生长的晶体延伸。
在任何上述实施方案中，采用的激光结晶法是顺次横向固化法。
在任何上述实施方案中，每个所述第一组辐射区域彼此重叠。
在任何上述实施方案中，在所述第一扫描中的激光束脉冲的数量比完成所述膜结晶需要的量少。
在任何上述实施方案中，在所述第二扫描中的激光束脉冲的数量为完成所述膜结晶需要的量。
在任何上述实施方案中，采用的激光结晶法是准分子激光退火法。
在任何上述实施方案中，所述结晶法采用约10到约100或约10到约40个脉冲/单位面积。
在任何上述实施方案中，各扫描内辐射区域之间的重叠小于80％或者小于90％。
在任何上述实施方案中，该方法包括至少2次连续扫描或者包括2-8次连续扫描。
在任何上述实施方案中，y方向平移距离大约是10微米到大约10毫米或者大约是100微米到大约2毫米。
在任何上述实施方案中，该方法包括在扫描之间使薄膜旋转约180度。
另一方面，该申请涉及一种处理膜的系统，包括：至少一个用于产生多个激光束脉冲的激光器，该激光束脉冲用于所述膜的脉冲激光结晶，其中每个激光脉冲形成具有长度和宽度的线束；用于定位设置其上的膜的膜支撑体，其能够沿至少两个方向移动；以及用于联合所述激光束脉冲频率提供控制所述膜支撑体运动的指令的控制器，控制所述膜支撑体运动包括：在第一扫描沿所述膜的x方向采用多个线束激光脉冲对具有x轴和y轴的膜进行连续地辐射，以形成第一组辐射区域；将所述膜沿所述膜的y方向平移一定距离，其中该距离小于所述线束的长度；以及在第二扫描中沿所述膜的x方向的反方向使用线束激光脉冲序列对所述膜进行连续地辐射，来形成第二组辐射区域，其中每个所述第二组辐射区域与所述第一组辐射区域的一部分重叠，并且其中每个所述第一和第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个结晶区域。
在任何上述实施方案中，每个所述线束激光脉冲的注量足够熔融在所述第一和第二组辐射区域中的贯穿其厚度的膜，并且其中每个所述第一组辐射区域彼此隔离。
在任何上述实施方案中，每个所述第一组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，并且其中每个所述第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，该晶体相对于所述第一组辐射区域的一个或者多个横向生长的晶体延伸。
在任何上述实施方案中，采用的激光结晶法是顺次横向固化法。
在任何上述实施方案中，每个所述第一组辐射区域彼此重叠。
在任何上述实施方案中，在所述第一扫描中的激光束脉冲的数量比完成所述膜结晶需要的量少。
在任何上述实施方案中，在所述第二扫描中的激光束脉冲的数量为完成所述膜结晶需要的量。
在任何上述实施方案中，采用的激光结晶法是准分子激光退火法。
在任何上述实施方案中，所述结晶法采用约10到约100个脉冲/单位面积。
在任何上述实施方案中，所述结晶法采用约10到约40个脉冲/单位面积。
在任何上述实施方案中，各扫描内辐射区域之间的重叠小于80％。
在任何上述实施方案中，各扫描内辐射区域之间的重叠小于90％。
在任何上述实施方案中，该方法包括至少2次连续扫描。
在任何上述实施方案中，该方法包括2-8次连续扫描。
在任何上述实施方案中，y平移距离大约是100微米到大约10毫米。
在任何上述实施方案中，y平移距离大约是100微米到大约2毫米。
在任何上述实施方案中，所述膜在扫描之间转约180度。
另一方面，本公开涉及一种包括通过本公开的方法处理的膜的产品。在任何上述实施方案中，该产品是液晶显示器屏幕。
附图简述
本发明的技术参考以下附图来阐述，这些附图仅仅用来说明该发明而不是限制该发明。
图1A表示具有通过准分子激光退火技术形成的结晶微结构的薄膜内形成的TFT。
图1B-1D表示具有通过顺次侧面结晶技术形成的结晶微结构的薄膜内形成的TFT。
图2A-2D表示根据某些实施方案产生一致晶体的线束顺次侧面固化法。
图3示意性示出沿其长度宽度变化的线束脉冲。
图4-6示意性示出根据线扫描SLS方法的一个或多个实施方案的过程，其中根据本公开的一个或多个实施方案寻址结晶质量的周期变化。
图7A-7B示意性示出根据ELA方法的一个或多个实施方案的过程，其中根据本公开的一个或多个实施方案寻址结晶质量的周期变化。
图8示意性示出根据本公开的一个或多个实施方案用于进行薄膜结晶方法的系统。
发明详述
一方面，穿过薄膜基本上同一区域采用激光束多次扫描通过线束辐射获得具有多个一致特性的薄膜。线束辐射是采用线束辐射薄膜表面来引起薄膜中的结晶。该方法可以用任何脉冲激光线束结晶方法来实施。例如，该方法可以采用准分子激光退火法(“ELA”)或者顺次侧向固化(“SLS”)结晶法。此外，在随后的描述中说明该方法不仅限于硅薄膜结晶，也可以应用于在熔融时重结晶的任何薄膜。对后面的详述中，除非特别标注，该方法可以应用于任何类似材料。
该方法同样可以应用于非连续薄膜中，像通过平版印刷技术使膜图案化或者只在选择区域沉积的薄膜，例如，通过喷墨印刷技术或者阴影掩模印刷。
根据本公开的一方面，每次多次扫描结晶过程中，只有薄膜的一部分被辐射到或者每单位面积的辐射脉冲的数目仅是完成结晶过程所必需的一部分或一个比例。在每次扫描之间，薄膜在扫描方向的垂直方向移动一小段距离，例如“横向转移”。横向转移可以理解为“侧向”平移，也就是说，将平板向着扫描方向垂直方向平移。因此，如果扫描方向是任意只能规定在一个x轴方向，薄膜(或者激光束)要在扫描过程中向y轴方向移动一个小距离。平移距离可很小，并通常是在沿光束长度出现的任何周期性不一致的级别上。平移距离可以小至100微米甚至10微米，但是也可以大到几个毫米或更大。
当光束相对于每次扫描之间的样本侧向平移时，这将导致在结晶材料中的(周期性)非一致性，其源自相对于之前扫描的那些移动的激光线束质量中的变化。结果，不存在一“条”或者结晶区域，其中所有材料在有着相同的峰值强度的条件下结晶，相反存在许多条，其中仅有一部分材料具有这样的峰。这些区域中放置的器件将不会因为条纹特性受到影响，器件跨度距离至少要大于一个结晶区域。
结晶半导体薄膜例如硅膜采用包含ELA和SLS方法的各种激光处理方法来加工以提供液晶显示器的像素。SLS适合于加工在AMLCD器件以及有源矩阵发光二极管(“AMOLED”)器件中采用的薄膜。
在ELA中，薄膜区域被准分子激光辐射以部分熔融膜，然后结晶。此过程通常采用长、相对窄的束形(其在基板表面上连续地进行)，以便该波束可潜在地在一次扫描中穿过表面辐射整个半导体薄膜。ELA法产生小颗粒多晶薄膜；然而，该方法通常受限于微结构的非一致性，这可由脉冲至脉冲之间能量波动和/或者波束强度特性的不一致性引起。图1A所示为可以通过ELA法获得的随机微结构。硅薄膜被多次辐射来产生均匀颗粒大小的随机多晶薄膜。该图以及所有随后的图中没有按照实际比例，而是用于阐述该方法的本质特性。
SLS是脉冲激光结晶处理过程，该过程可以产生高质量的多晶薄膜，其具有在基板上的均匀的大颗粒，包括那些像玻璃和塑料等不耐热的基板。SLS处理过程和系统的示范在共同拥有的美国专利号：6,322,625，6,368,945，6,555,449和6,573,531中描述，它们全部内容通过引用并入本文。图1B-1D所示为具有通过SLS方法形成的结晶微结构的膜内形成的TFT。
SLS采用控制的激光脉冲来熔融基板上无定形或者多晶薄膜区域。薄膜熔融区域然后侧面结晶为方向性固化的侧面柱微结构或者多个位置控制的大的单晶区域。总体来说，采用大量的激光脉冲，熔融/结晶过程在大的薄膜表面上顺次反复。然后基板上处理过的薄膜用于生产一个大的显示器，或甚至分割以产生多个显示器。图1B-1D所示为具有不同的微结构的膜内制备的TFT的示意图，所述微结构可采用SLS技术获得。SLS处理过程可采用长窄波束(其在基板表面上连续地进行)，在该情况下该过程被称为线扫描SLS(“LS-SLS”)。
然而，传统的ELA和SLS技术受限于从一个发射至下一个的激光脉冲的变化。用于熔融薄膜区域的激光脉冲通常具有的能量注量不同于熔融其他薄膜区域的激光脉冲的能量注量。进而，这可导致穿过显示器区域的重结晶薄膜的区域有着轻微的性能差异。例如，在顺次辐射相邻的薄膜区域时，第一区域采用具有第一能量注量的激光脉冲辐射，第二区域采用具有同第一激光脉冲轻微不同的能量注量的第二激光脉冲辐射；第三区域采用具有同第一和第二激光脉冲轻微不同能量注量的第三激光脉冲辐射，等。通过使半导体薄膜的第一、第二和第三区域的辐射和结晶而经历的所得能量密度至少一定程度上彼此全部不同，因为辐射相邻区域的顺次束脉冲的注量变化。
使激光束成形为较长的线束(还具有一致的宽度，优选顶帽短型横截面外形，和沿其长度具有一致的能量)是具有挑战性的。沿长轴的不一致性可更显著，因此更加不利。此外，沿长轴的非一致性可在规模上对人眼来说是非常清晰可见的(例如，在一厘米或者几毫米内10％的亮度偏移)。然而眼睛可以适当地忍受像素之间的变化，也忍受更大级别(10倍于cm)和像素之间逐步的变化，显示器区域之间或者小级别(毫米到厘米)的起伏变化很难被眼睛适应。
线束通常沿着束长度的宽度和能量不一致，并且横截面通常成圆形甚至是成高斯状的。沿着束长度的不一致性可能包含随机成分，并且很可能包含周期性成分。这些是激光源相干和内部光学元件细微组合的共同结果(例如，用于均匀化的透镜阵列)。这种非均匀性很可能传递到器件非均匀性的不可接受的水平，进而导致显示器亮度的不一致。对于所有基于像素的显示器这是事实，但对于AMOLED器件尤其是这样。例如，线束中强度峰可能导致沿扫描方向在较高能量结晶的材料的长条，并且长条内制备的器件可能有着不同于外部器件的特性。
例如，线束SLS处理过程可以采用一个一维(1D)投影系统来产生长的、高宽比较高的激光束，一般长度在1-100厘米级别，例如“线束”。长宽比可以在约50或者更多的范围内，比如达到100，或500，或1000，或2000或10000，甚至达到约2x105，甚至例如更多。被高宽比较高(长)辐射图案辐射的薄膜可以被加工成提供增强像素之间亮度一致性的TFT，因为一次扫描将结晶这样的区域，该区域对于整个显示器足够大。线束长度优选地至少约单个显示器(例如液晶或者OLED显示器)大小或其幅度，优选地约可制备多个显示器基板的大小。这非常有用，因为减少或者消除了薄膜的辐射区域之间任何边界的出现。任何滚压的加工品在进行多次薄膜扫描时，一般不会在液晶或者OLED显示器中出现。线束长度可以适用于蜂窝电话显示器基板，例如，大约2英寸用于蜂窝电话，大约10到16英寸用于膝上电脑(采用长宽比2∶3，3∶4或者其它常用比例)。
一个通常的LS-SLS辐射方案，本文中称为“统一的SLS”或“2次发射(shot)SLS”，可以用于生产表征为横向延伸的晶体的重复柱的一致性结晶薄膜。结晶方案涉及薄膜前进量比实际横向生长长度“(LGL”)大，例如δ＞LGL，此处δ是脉冲之间的平移距离，小于横向生长长度的两倍，例如δ＜2LGL。特性横向生长长度是指在设置好的辐射条件和样品条件下，一次辐射步骤引起结晶颗粒横向生长的距离。最后，横向生长受限于液态硅薄膜骤冷成核的开始。因此特性横向生长长度是因素的函数，例如脉冲持续时间，无定形硅薄膜厚度和基板温度。实际横向生长长度可能比特性长度短，例如如果晶体生长中遇到源自其它硅部分的穿过其厚度没有完全熔融的固体前面。50纳米厚的薄膜的典型横向生长长度在大概要达到2.0到3.0微米，取决于脉冲持续时间。在2次发射SLS情况下，平移距离大于一倍但是小于两倍的颗粒长度，在缺乏成核情况下对应束宽的一半。描述晶体一致性生长参照图2A-2D。
参照图2A，第一次辐射或者扫描采用一个窄(例如，小于LGL特性曲线两倍)而狭长的(例如，大于10毫米或者达到或者高于1000毫米)，有着足以完全熔融薄膜的能量密度激光束脉冲。结果，暴露在激光束下的薄膜(如图2A的400区域所示)，被完全熔融并结晶。这种情况下，颗粒横向生长在未辐射区域和熔融区域之间的界面420。通过选择激光脉冲宽度使得熔融区域的宽度小于两倍的特性LGL，颗粒在固态/熔融界面都生长并且大约相遇在熔融区域的中心(例如在中线405)处停止横向生长。两个熔融面在温度足够低到产生结晶核之前相遇处约在中线405处。
参照图2B，在用一个预先设定好的移动大于约一个LGL且小于最多两个LGL的距离δ后，基板的第二个区域400’采用第二个激光束脉冲辐射。基板的移动距离δ同激光束脉冲所必需的重叠度相关。基板移动的越长，覆盖的程度越少。LGL在激光束重叠度大于约10％小于约90％的时候是有利和优选的。重叠区域用括号430和虚线435来表示。暴露在第二激光束辐射的薄膜区域400’完全熔融并结晶。这种情况下，第一次辐射脉冲产生的颗粒成为第二次辐射脉冲横向生长晶体的晶核种子。图2C所示为区域440横向结晶超过了横向生长长度情形。因此，纵向狭长的结晶由两个激光束平均的辐射而形成。因为形成横向扩展的晶体柱必须要两次辐射脉冲，该过程也称做为“2次发射”的过程。辐射连续穿过整个基板来产生多列的横向生长晶体。图2D所示为多次辐射并显现的多个柱440横向生长晶体基板的微结构。
观察到，沿着束的长度，线束在宽度，形状和/或者能量密度上存在变化。一些情况下这种变化本质上是周期性的。另外一些情况下线束一端的非均匀的周期性要大于另一端的。图3所示为一个典型的线束300阐明了线束宽度周期性变化的辐射图形。相似的例子也可以由能量密度得到。线束不是按照比例绘制的，通常采用相对于线束长度而言比绘制的更窄的线束。沿着束的长度，线束长度显示出了周期性变化310，320。一些情况下周期性可很宽如310所示。周期性如此大以至于跨越了表层的几个器件所以不易发现这种变化。相反，320中的周期性小多了。周期性变化的距离范围在微米到毫米之间，例如，100微米到5毫米。这种周期性如此小以至于它可能导致器件之间的结晶质量。通过以周期性变化的次序移动每次扫描，晶体品质的改变被平均出去以便得到更加均匀的结构。
现在回到图4-6，其所示为采用LS-SLS结晶的方法。在LS-SLS过程中，所选定区域的全部结晶在整个区域内采用“n”字形扫描完成，只有一小部分全部处理过(例如，大约为1/n)或者仅仅1/n的总辐射脉冲必需用于完整的结晶。例如，图4-6，所示，如果n＝3，基板500脉冲间移动距离为普通扫描过车的3倍。每个脉冲辐射一个区域510。这种大距离移动的结构是非晶材料515将仍然保留在结晶区域中。激光束前进方向如箭头所示，为在静止激光束基础上辐射扫描的方向。在其它实施方案中，基板是静止的而激光用来扫描。根据图5所示的第二次扫描，脉冲之间的移动距离又是通常距离的三倍，但是这时脉冲相比较于第一次扫描在x方向偏移了长度525，所以脉冲和前一次扫描辐射区域范围相重叠。此外，基板在y方向上移动了距离535。根据上文所述，x方向移动根据激光束长度变化的周期性选取。最后回到图6，第三次基板的扫描按照图6中箭头所示的方向完成。基板再一次在扫描之前移动了，在y方向移动长的距离550，同样在x方向移动偏移540。三次扫描之后，通过在x方向偏移和y方向偏移来完成，整个基板预先选好的区域560都被辐射了。基板的上部和下部区域没有完全结晶，只有560区域完全结晶并且可以应用于生产器件，并且比采用普通方式更加均匀。
该方法关于这个平面或者一部分基板的结晶，取决于光束的长度。如果面板足够大，一个面板内的多次结晶可以采用上述方法对不同区域进行。
在其它实施方案中，器件同颗粒边界预置成一定角度，以便于器件有意地跨越几个晶粒边界。这个倾角可以采用预先相对基板的x-y轴设定。在其它实施方案中，可以通过扫描成一定倾角的基板直接在薄膜中引入倾角，例如，在结晶过程中x-y轴的移动和偏移不是和基板的边缘平行的。采用同TFT矩阵成一定角度的方向扫描可以减少问题，在一定意义上分散非均匀性。参照于2005年12月2日的美国申请序列第11/293,655号，题目“薄膜的线性扫描横向固化”，该文全部内容通过引用并入本文。
当前申请也预想到相似的方法可以应用于线束的地板辐射技术，例如在部分熔融或者接近全部熔融的情形下；称为线束ELA结晶法。准分子激光退火技术允许薄膜材料的快速(在小于一微秒的级别)熔融和重结晶。该技术中，在窄光束扫描整个表面时，薄膜暴露在许多辐射脉冲中。每个脉冲熔融薄膜的一部分，这些部分将会重新固化和结晶。采用一个典型的线束ELA流程生产基于低温多晶硅(LTPS)的显示器，至少一些脉冲部分脉冲的能量密度足够引起薄膜接近全部熔融。接近完全熔融意味着薄膜可能大部分薄膜整体熔融，但是至少一些固态部分仍然分布在表面的下层。在这种将近全部熔融条件下，横向生长进行着，而其可能出现直径超过薄膜厚度的晶体。这种接近完全熔融的方法和随后产生的超级横向生长现象详述于如James S.Im et al，于1993年63期1969页的应用物理快报中。多次熔融和重结晶有助于组织薄膜材料生产某种粗糙表面并且产生一个小而均匀的结晶颗粒结构。晶体的大小发现通常同激光波长相关联，例如XeCl气体准分子激光(λ＝308)大约300纳米的晶体颗粒。典型的ELA流程采用至少10或者20个激光脉冲辐射薄膜给定的区域，并在大多情况下可以更高，例如，从至少30到至少50个激光脉冲。
图7A描述了传统的ELA单次扫描法，图示为当线束700扫描薄膜709时在其短轴上的线束700的横截面。线束700沿箭头705方向前进，当线束700穿过薄膜709时，薄膜709的区域707可以被多个激光脉冲辐射。图7B描述了目前ELA方法的原理图。该方法由两次对基板的线束扫描710，712组成：第一扫描710沿箭头715的方向，例如x方向，第二扫描712沿720的方向，例如x的反方向。沿箭头720方向的第二扫描712也可以包括线束700沿垂直于箭头715和720方向例如y方向的平移715。显然，当该方法中每次各自的扫描激光脉冲总数少于传统的ELA方法激光脉冲总数，因为在翻转扫描时，区域717可以被相同数量的激光脉冲辐射，如同传统ELA方法中的区域707。例如，如果采用ELA过程每单位面积上的脉冲束为100，那么如果采用基于当前的实现方法进行两次ELA扫描，第一扫描每单位面积上产生50个脉冲，第二扫描每单位面积上产生50个脉冲。
在ELA方法中线束用于重叠扫描。该线束通常比SLS实现中的线束要宽。例如，在ELA过程中线束可能需要约300到约400微米的宽度，而在SLS扫描线束通常大约在3到6微米宽并且可以达到在8到10微米宽。一些SLS线束可以达到50微米宽。在2次发射SLS中，SLS须采用足够窄的线束以避免晶核形成；然而，这个宽度可能因为脉冲持续时间或者薄膜厚度而改变。尽管SLS是控制的横向生长技术，但ELA本质上是泛滥(flood)辐射技术，其中ELA技术不需要对横向熔融区域的尺寸进行控制，因此ELA处理过程中可以采用宽的光束。另外，ELA线束的注量不需要依照完全熔融薄膜进行选择。因此，ELA光束可以采用低于使得给定薄膜完全熔融的注量值的约5％到20％注量。SLS实施方案中线束注量应当在约10％或约20，或约50％，甚至80％或100％的高于完全熔融的注量，以确保薄膜的完全熔融来完成足够的横向生长。能使得薄膜完全熔融的注量值取决于薄膜厚度和脉冲持续的时间。另外，ELA线束可拥有相对低频(同相对高的频率相比，即期望SLS线束中的3kHz，4kHz或者6kHz)而且周期在约300Hz到约600Hz。ELA和SLS中可适用的激光可以采用高频和高功率的脉冲光束，功率为约300W到约600W，甚至到约1kW。高功率激光在每个脉冲中提供了足够的能量来使得沿着辐射区域方向的薄膜区域在该脉冲作用下熔融。其它的脉冲激光源，比如也可以采用固态激光源，这类光源功率较低，比如100W或者200W以及较短的线束长度。二极管泵固态激光源(DPSS)通常应用在波长在约532纳米的倍频使用。这些高频(例如10,000Hz或者100,000Hz，甚至更高)源可以产生非常快的扫描结果并且可以应用于小尺寸器件上，例如小显示器，其它电子元件(例如射频身份识别芯片(RFID))，或者显示器周边电子元件的集成。然而，该实现方法并不仅限制于这些特殊频率的激光源。例如，小于1kHz的低频激光器，也适用于这里描述的辐射原理之中。
举例来说，ELA线束可以采用相对较低频率的激光源来产生相对较宽的波束(达到约400微米)，像JSW结晶系统(The Japanese Steel Works，Ltd.，located at Gate City Ohsaki-West Tower，11-1，Osaki 1-chome，Shinagawa-ku，Tokyo，Japan)，或者可以采用相对较高频率的激光源产生相对较窄的光束(从约10微米或者小于约40微米，甚至更小)，例如TCZ系统(TCZ Pte.Ltd.located at No.1Yishun Avenue 7Singapore 768923)。
ELA方法产生的一个主要的非一致性是“墙”的问题，意思是面板亮度中的亮/暗线。例如发射之间的能量密度的变化可能导致与扫描方向垂直方向产生mura，而沿着光束传播方向的线束非均匀性(例如穿过表层)可能导致平行与扫描方向的mura。后者形成的mura可以通过采用在y方向对样品相邻扫描反向的方式进行多次ELA扫描基板来克服，所以线束表面特性随着先前扫描改变，mura的图形‘被破坏了’。不同于上述的SLS处理过程，该方法部分基板在脉冲之间仍然没有被辐射到，ELA辐射在脉冲之间采用了实用的重叠覆盖。通常传统的ELA处理方法中，脉冲之间有至少90％的重叠，例如，脉冲之间包含约90％-99％的重叠。在将多次x方向偏移和y方向移动扫描辐射的理念用于ELA后，现在重叠在每次扫描减少了，多次扫描进行超过了大部分相同的区域达到区域所必需的重叠水平。例如，一次扫描中不是进行了90％的重叠，可以在两次扫描之间沿着y方向横向移动使得单次扫描重叠80％。尽管重叠不需要每次都相同，但它是有益的，因为载物台的速度相同，并且该移动速度对当前的制造是稳定的。此外，随后的扫描可以在相反的方向，但也可以在相同的方向，这里载物台需要在下次扫描之前返回开始的位置。激光在载物台反向移动期间可以阻挡或者关闭。
本公开方法不仅对实际中消除并行mura有效，而且也可以有效地用于减少垂直的mura。脉冲之间的变化不总是无关联的。一个例子就是脉冲平均功率可能慢慢随着多个脉冲的时间尺度漂移(例如成百上千或者上百万甚至更多)。一些系统可以在商业中应用，该问题的定位是通过经常性的对能量密度的监测并且采用这个反馈来补偿脉冲能量密度的漂移。如果检测到漂移，可以通过逐渐地调整泵功率(例如准分子激光的高压)；或者通过更新激光器媒介(例如在准分子激光器气体混合器中加入新的气体)；或者通过调整光学衰减器的传输性。这种反馈可以做为脉冲能量突变而不是逐渐变化的例子。反馈补偿可能在修正短期(例如10s或者100s或者1000s的脉冲)的渐变不是有效的。这样描述的波动可能太大了并且可能导致mura。多次扫描，如本公开所教导，另外益处是它也减少了垂直的mura，就是相比前一次没有进行能量波动修正的第二次重叠区域扫描。
为了得到恰当的脉冲率和扫描率的组合，更高的载物台扫描速度，更低的激光重复率(即激光频率)，或它们的组合是必需的。然而，较低的重复率会显著降低生产率。幸运的是扫描速度通常对于线扫描SLS来说是低的。因此增加扫描塑料可能是最好的方法来达到合适脉冲和扫描的速率的结合。一些生产率的降低仍然会遇到，比如为了随后扫描而必须绕的弯路(即反向扫描)和加速或者减速所需要的时间。现在基于2次发射线扫描SLS路线的准分子激光退火方案的生产率要比采用2-D投影系统高许多，由于该方法采用更高功率的激光源的原因。同样，对于2-次发射线扫描SLS方案来说翻转量小很多。
最后，关于多次扫描LS-SLS处理过程，所需要的是精确的激光源放置。由于这个原因，先前发明了“载物台同步”激光控制并被认为非常精确。这样系统的精确度显示为载物台移动数十厘米每秒，所以较慢的载物台移动精度不成问题。对于多次扫描的ELA，这样载物台同步激光控制可能不是必要的，因为处理过程是一个泛辐射过程，并且横向放置激光脉冲同先前的脉冲要求不严格。另一方面，载物台同步激光控制可能有利于通过控制激光束边缘的放置(较小空间)得到更加统一的材料，以及更好的平板之间的可复制性。对于两种实现方法，甚至是预期的而不是额外的，在扫描之间的侧向移动，载物台需要旋转大约180度。
本公开发明的另一方面关系到一个薄膜结晶系统。该系统如图8所示，包括一个待结晶的薄膜800，它可以放置在基板805上，至少一个激光源用于产生一个或者多个激光束脉冲810，即用于薄膜结晶的脉冲激光，用于定位薄膜的膜支撑体815，其能够至少沿两个方向移动，并且一个用于控制薄膜平台与激光束脉冲频率的控制器。
在SLS实施方案中，激光束源被构造为使得各激光脉冲形成这样的线束，其长、宽和足够穿过膜的厚度熔融薄膜的注量。在SLS实施方案中，参照如上所述的方法，控制器控制膜支撑体的运动和激光束的频率。
在ELA实施方案中，激光束源被构造为形成有着长度和宽度的线束。在ELA实施方案中，线束以这样的速度移动，该速度被选择为使得每个脉冲辐射并熔融与先前辐射部分重叠的膜的部分，并且辐射薄膜一部分的总脉冲比完全结晶需要的量小。在ELA实施方案中，参照如上所述的方法，控制器控制膜支撑体的运动和激光束的频率。
尽管已经公开和阐述了本发明的示例，对于那些本领域的技术人员很容易理解，在不偏离本发明所附权利要求所限定的范围的情况下，可对本发明进行的各种变化和修改。因此，本发明仅限于所附权利要求以及与其等同形式。

Claims (36)

1.一种处理膜的方法，该方法包括：
在第一扫描沿所述膜的x方向采用多个线束激光脉冲对具有x轴和y轴的膜进行连续地辐射，以形成第一组辐射区域；
将所述膜沿所述膜的y方向平移一定距离，其中该距离小于所述线束的长度；以及
在第二扫描中沿所述膜的x方向的反方向使用线束激光脉冲序列对所述膜进行连续地辐射，来形成第二组辐射区域，
其中每个所述第二组辐射区域与所述第一组辐射区域的一部分重叠，并且其中每个所述第一和第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个结晶区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中每个所述线束激光脉冲的注量足够熔融在所述第一和第二组辐射区域中的贯穿其厚度的膜，并且其中每个所述第一组辐射区域彼此隔离。
3.如权利要求2所述的方法，其中每个所述第一组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，并且其中每个所述第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，该晶体相对于所述第一组辐射区域的一个或者多个横向生长的晶体延伸。
4.如权利要求1所述的方法，其中采用的激光结晶法是顺次横向固化法。
5.如权利要求1所述的方法，其中每个所述第一组辐射区域彼此重叠。
6.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一扫描中的激光束脉冲的数量比完成所述膜结晶需要的量少。
7.如权利要求1所述的方法，其中在所述第二扫描中的激光束脉冲的数量为完成所述膜结晶需要的量。
8.如权利要求1所述的方法，其中采用的激光结晶法是准分子激光退火法。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述结晶法采用约10到约100个脉冲/单位面积。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述结晶法采用约10到约40个脉冲/单位面积。
11.如权利要求8所述的方法，其中各扫描内辐射区域之间的重叠小于80％。
12.如权利要求8所述的方法，其中各扫描内辐射区域之间的重叠小于90％。
13.如权利要求1所述的方法，其中该方法包括至少2次连续扫描。
14.如权利要求1所述的方法，其中该方法包括2-8次扫描。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述y方向平移距离大约是10微米到大约10毫米。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述y方向平移距离大约是100微米到大约2毫米。
17.如权利要求1所述的方法，包括在扫描之间将所述膜旋转约180度。
18.一种处理膜的系统，包括：
至少一个用于产生多个激光束脉冲的激光器，该激光束脉冲用于所述膜的结晶，其中每个激光脉冲形成具有长度和宽度的线束；
用于定位设置其上具有x轴和y轴的膜的膜支撑体，其能够沿至少两个方向移动；以及
用于联合所述激光束脉冲频率提供控制所述膜支撑体运动的指令的控制器，其中控制所述膜支撑体运动包括：
沿所述膜的x方向采用多个线束激光脉冲对设置在第一扫描中的膜进行连续地辐射，以形成第一组辐射区域；
将所述膜沿所述膜的y方向平移一定距离，其中该距离小于所述线束的长度；以及
在第二扫描中沿所述膜的x方向的反方向使用线束激光脉冲序列对所述膜进行连续地辐射，来形成第二组辐射区域，
其中每个所述第二组辐射区域与所述第一组辐射区域的一部分重叠，并且其中每个所述第一和第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个结晶区域。
19.如权利要求18所述的系统，其中每个所述线束激光脉冲的注量足够熔融在所述第一和第二组辐射区域中的贯穿其厚度的膜，并且其中每个所述第一组辐射区域彼此隔离。
20.如权利要求19所述的系统，其中每个所述第一组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，并且其中每个所述第二组辐射区域在冷却时形成一个或者多个横向生长的晶体，该晶体相对于所述第一组辐射区域的一个或者多个横向生长的晶体延伸。
21.如权利要求19所述的系统，其中采用的激光结晶法是顺次横向固化法。
22.如权利要求18所述的系统，其中每个所述第一组辐射区域彼此重叠。
23.如权利要求18所述的系统，其中在所述第一扫描中的激光束脉冲的数量比完成所述膜结晶需要的量少。
24.如权利要求18所述的系统，其中在所述第二扫描中的激光束脉冲的数量为完成所述膜结晶需要的量。
25.如权利要求18所述的系统，其中采用的激光结晶法是准分子激光退火法。
26.如权利要求25所述的系统，其中所述结晶法采用约10到约100个脉冲/单位面积。
27.如权利要求25所述的系统，其中所述结晶法采用约10到约40个脉冲/单位面积。
28.如权利要求25所述的系统，其中各扫描内辐射区域之间的重叠小于80％。
29.如权利要求25所述的系统，其中各扫描内辐射区域之间的重叠小于90％。
30.如权利要求18所述的系统，其中该方法包括至少2次连续扫描。
31.如权利要求18所述的系统，其中该方法包括2-8次连续扫描。
32.如权利要求18所述的系统，其中所述y平移距离大约是100微米到大约10毫米。
33.如权利要求18所述的系统，其中所述y平移距离大约是100微米到大约2毫米。
34.如权利要求18所述的系统，其中所述膜在扫描之间转约180度。
35.包括采用权利要求1所述方法处理的薄膜的产品。
36.如权利要求35所述的产品，其中该产品是液晶显示器屏幕。
CN2009801451941A 2008-11-14 2009-11-13 用于薄膜结晶的系统和方法 Pending CN102232239A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11476608P 2008-11-14 2008-11-14
US61/114,766 2008-11-14
PCT/US2009/064381 WO2010056990A1 (en) 2008-11-14 2009-11-13 Systems and methods for the crystallization of thin films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102232239A true CN102232239A (zh) 2011-11-02

Family

ID=42170359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801451941A Pending CN102232239A (zh) 2008-11-14 2009-11-13 用于薄膜结晶的系统和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8802580B2 (zh)
EP (1) EP2351067A4 (zh)
JP (1) JP2012508985A (zh)
KR (1) KR20110094022A (zh)
CN (1) CN102232239A (zh)
WO (1) WO2010056990A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104379820A (zh) * 2012-05-14 2015-02-25 纽约市哥伦比亚大学理事会 薄膜的改进型准分子激光退火
CN108604532A (zh) * 2016-01-08 2018-09-28 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于点波束结晶的方法和系统

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7164152B2 (en) 2003-09-16 2007-01-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Laser-irradiated thin films having variable thickness
TWI359441B (en) 2003-09-16 2012-03-01 Univ Columbia Processes and systems for laser crystallization pr
WO2005034193A2 (en) * 2003-09-19 2005-04-14 The Trustees Of Columbia University In The City Ofnew York Single scan irradiation for crystallization of thin films
US7645337B2 (en) 2004-11-18 2010-01-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for creating crystallographic-orientation controlled poly-silicon films
TW200942935A (en) 2007-09-21 2009-10-16 Univ Columbia Collections of laterally crystallized semiconductor islands for use in thin film transistors and systems and methods for making same
TWI418037B (zh) * 2007-09-25 2013-12-01 Univ Columbia 藉由改變形狀、大小或雷射光束在製造於橫向結晶化薄膜上之薄膜電晶體元件中產生高一致性的方法
JP5443377B2 (ja) 2007-11-21 2014-03-19 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク エピタキシャルに配向された厚膜を調製するための調製システムおよび方法
WO2009067688A1 (en) 2007-11-21 2009-05-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparing epitaxially textured polycrystalline films
WO2010056990A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for the crystallization of thin films
US9646831B2 (en) 2009-11-03 2017-05-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Advanced excimer laser annealing for thin films
WO2015127031A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-27 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Sequential laser firing for thin film processing
US11780029B2 (en) * 2014-03-05 2023-10-10 Panasonic Connect North America, division of Panasonic Corporation of North America Material processing utilizing a laser having a variable beam shape
US10234765B2 (en) 2017-06-05 2019-03-19 Coherent Lasersystems Gmbh & Co. Kg Energy controller for excimer-laser silicon crystallization
JP7274455B2 (ja) * 2017-07-31 2023-05-16 アイピージー フォトニクス コーポレーション ファイバーレーザー装置及びワークピースを処理するための方法
JP6864158B2 (ja) * 2018-06-22 2021-04-28 住友重機械工業株式会社 半導体装置のレーザーアニール方法およびレーザーアニール方法
KR20210014835A (ko) 2019-07-30 2021-02-10 삼성디스플레이 주식회사 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010041426A1 (en) * 2000-03-16 2001-11-15 The Trustees Of Columbia University System for providing a continuous motion sequential lateral solidification
US20030057418A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-27 Akihiko Asano Laser irradiation apparatus and method of treating semiconductor thin film
US20080035863A1 (en) * 2003-09-19 2008-02-14 Columbia University Single scan irradiation for crystallization of thin films
CN101184871A (zh) * 2005-04-06 2008-05-21 纽约市哥伦比亚大学理事会 薄膜的线扫描顺序横向固化
CN101288156A (zh) * 2005-08-16 2008-10-15 纽约市哥伦比亚大学理事会 利用高频激光的薄膜均匀顺序横向固化的系统和方法
CN101288155A (zh) * 2005-08-16 2008-10-15 纽约市哥伦比亚大学事事会 高生产率的薄膜结晶过程

Family Cites Families (270)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2030468A5 (zh) * 1969-01-29 1970-11-13 Thomson Brandt Csf
US4234358A (en) * 1979-04-05 1980-11-18 Western Electric Company, Inc. Patterned epitaxial regrowth using overlapping pulsed irradiation
US4309225A (en) * 1979-09-13 1982-01-05 Massachusetts Institute Of Technology Method of crystallizing amorphous material with a moving energy beam
EP0191503A3 (en) 1980-04-10 1986-09-10 Massachusetts Institute Of Technology Method of producing sheets of crystalline material
US4382658A (en) 1980-11-24 1983-05-10 Hughes Aircraft Company Use of polysilicon for smoothing of liquid crystal MOS displays
US4456371A (en) 1982-06-30 1984-06-26 International Business Machines Corporation Optical projection printing threshold leveling arrangement
US4691983A (en) 1983-10-14 1987-09-08 Hitachi, Ltd. Optical waveguide and method for making the same
US4639277A (en) 1984-07-02 1987-01-27 Eastman Kodak Company Semiconductor material on a substrate, said substrate comprising, in order, a layer of organic polymer, a layer of metal or metal alloy and a layer of dielectric material
JPH084067B2 (ja) 1985-10-07 1996-01-17 工業技術院長 半導体装置の製造方法
JPH0732124B2 (ja) 1986-01-24 1995-04-10 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法
US4793694A (en) * 1986-04-23 1988-12-27 Quantronix Corporation Method and apparatus for laser beam homogenization
JPS62293740A (ja) 1986-06-13 1987-12-21 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
US4758533A (en) 1987-09-22 1988-07-19 Xmr Inc. Laser planarization of nonrefractory metal during integrated circuit fabrication
USRE33836E (en) 1987-10-22 1992-03-03 Mrs Technology, Inc. Apparatus and method for making large area electronic devices, such as flat panel displays and the like, using correlated, aligned dual optical systems
US5204659A (en) 1987-11-13 1993-04-20 Honeywell Inc. Apparatus and method for providing a gray scale in liquid crystal flat panel displays
JPH01256114A (ja) 1988-04-06 1989-10-12 Hitachi Ltd レーザアニール方法
JP2569711B2 (ja) 1988-04-07 1997-01-08 株式会社ニコン 露光制御装置及び該装置による露光方法
US5523193A (en) 1988-05-31 1996-06-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for patterning and imaging member
JP2706469B2 (ja) 1988-06-01 1998-01-28 松下電器産業株式会社 半導体装置の製造方法
US4940505A (en) 1988-12-02 1990-07-10 Eaton Corporation Method for growing single crystalline silicon with intermediate bonding agent and combined thermal and photolytic activation
US5076667A (en) 1990-01-29 1991-12-31 David Sarnoff Research Center, Inc. High speed signal and power supply bussing for liquid crystal displays
JP2802449B2 (ja) 1990-02-16 1998-09-24 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US5247375A (en) 1990-03-09 1993-09-21 Hitachi, Ltd. Display device, manufacturing method thereof and display panel
US5233207A (en) 1990-06-25 1993-08-03 Nippon Steel Corporation MOS semiconductor device formed on insulator
JP2973492B2 (ja) 1990-08-22 1999-11-08 ソニー株式会社 半導体薄膜の結晶化方法
US5032233A (en) 1990-09-05 1991-07-16 Micron Technology, Inc. Method for improving step coverage of a metallization layer on an integrated circuit by use of a high melting point metal as an anti-reflective coating during laser planarization
KR920010885A (ko) 1990-11-30 1992-06-27 카나이 쯔또무 박막반도체와 그 제조방법 및 제조장치 및 화상처리장치
US5173441A (en) 1991-02-08 1992-12-22 Micron Technology, Inc. Laser ablation deposition process for semiconductor manufacture
CA2061796C (en) 1991-03-28 2002-12-24 Kalluri R. Sarma High mobility integrated drivers for active matrix displays
JP3213338B2 (ja) 1991-05-15 2001-10-02 株式会社リコー 薄膜半導体装置の製法
US5373803A (en) 1991-10-04 1994-12-20 Sony Corporation Method of epitaxial growth of semiconductor
US5485019A (en) 1992-02-05 1996-01-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for forming the same
US5424244A (en) 1992-03-26 1995-06-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Process for laser processing and apparatus for use in the same
JP2572003B2 (ja) 1992-03-30 1997-01-16 三星電子株式会社 三次元マルチチャンネル構造を有する薄膜トランジスタの製造方法
US5285236A (en) 1992-09-30 1994-02-08 Kanti Jain Large-area, high-throughput, high-resolution projection imaging system
US5291240A (en) 1992-10-27 1994-03-01 Anvik Corporation Nonlinearity-compensated large-area patterning system
JPH06177034A (ja) 1992-12-03 1994-06-24 Sony Corp 半導体単結晶の成長方法
JP3587537B2 (ja) 1992-12-09 2004-11-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US5444302A (en) 1992-12-25 1995-08-22 Hitachi, Ltd. Semiconductor device including multi-layer conductive thin film of polycrystalline material
JP3599355B2 (ja) 1993-03-04 2004-12-08 セイコーエプソン株式会社 アクティブマトリクス基板の製造方法及び液晶ディスプレイの製造方法
JPH076960A (ja) 1993-06-16 1995-01-10 Fuji Electric Co Ltd 多結晶半導体薄膜の生成方法
US5453594A (en) 1993-10-06 1995-09-26 Electro Scientific Industries, Inc. Radiation beam position and emission coordination system
US5395481A (en) 1993-10-18 1995-03-07 Regents Of The University Of California Method for forming silicon on a glass substrate
US5529951A (en) 1993-11-02 1996-06-25 Sony Corporation Method of forming polycrystalline silicon layer on substrate by large area excimer laser irradiation
JP2646977B2 (ja) 1993-11-29 1997-08-27 日本電気株式会社 順スタガ型薄膜トランジスタの製造方法
US5496768A (en) 1993-12-03 1996-03-05 Casio Computer Co., Ltd. Method of manufacturing polycrystalline silicon thin film
JP3060813B2 (ja) 1993-12-28 2000-07-10 トヨタ自動車株式会社 レーザ加工装置
US6130009A (en) 1994-01-03 2000-10-10 Litel Instruments Apparatus and process for nozzle production utilizing computer generated holograms
JPH07249591A (ja) 1994-03-14 1995-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体薄膜のレーザーアニール方法及び薄膜半導体素子
US5456763A (en) 1994-03-29 1995-10-10 The Regents Of The University Of California Solar cells utilizing pulsed-energy crystallized microcrystalline/polycrystalline silicon
JP3072005B2 (ja) 1994-08-25 2000-07-31 シャープ株式会社 半導体装置及びその製造方法
US5756364A (en) 1994-11-29 1998-05-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method of semiconductor device using a catalyst
TW303526B (zh) 1994-12-27 1997-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd
US5844588A (en) 1995-01-11 1998-12-01 Texas Instruments Incorporated DMD modulated continuous wave light source for xerographic printer
JPH08236443A (ja) 1995-02-28 1996-09-13 Fuji Xerox Co Ltd 半導体結晶の成長方法および半導体製造装置
EP0822881B1 (en) 1995-04-26 2009-08-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Laser imaging ablation method
US5742426A (en) 1995-05-25 1998-04-21 York; Kenneth K. Laser beam treatment pattern smoothing device and laser beam treatment pattern modulator
TW297138B (zh) 1995-05-31 1997-02-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk
US6524977B1 (en) 1995-07-25 2003-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of laser annealing using linear beam having quasi-trapezoidal energy profile for increased depth of focus
JPH0963950A (ja) * 1995-08-25 1997-03-07 Mitsubishi Electric Corp 薄膜半導体の製造方法
US5721606A (en) 1995-09-07 1998-02-24 Jain; Kanti Large-area, high-throughput, high-resolution, scan-and-repeat, projection patterning system employing sub-full mask
JP3348334B2 (ja) 1995-09-19 2002-11-20 ソニー株式会社 薄膜半導体装置の製造方法
AP9801217A0 (en) 1995-09-29 1998-03-31 Sage Tech Incorporated Optical digital media recording and reproduction system.
US6444506B1 (en) 1995-10-25 2002-09-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing silicon thin film devices using laser annealing in a hydrogen mixture gas followed by nitride formation
US5817548A (en) 1995-11-10 1998-10-06 Sony Corporation Method for fabricating thin film transistor device
US6136632A (en) 1995-12-26 2000-10-24 Seiko Epson Corporation Active matrix substrate, method of producing an active matrix substrate, liquid crystal display device, and electronic equipment
JP3477969B2 (ja) * 1996-01-12 2003-12-10 セイコーエプソン株式会社 アクティブマトリクス基板の製造方法及び液晶表示装置
US5858807A (en) 1996-01-17 1999-01-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing liquid crystal display device
JP3240258B2 (ja) 1996-03-21 2001-12-17 シャープ株式会社 半導体装置、薄膜トランジスタ及びその製造方法、ならびに液晶表示装置及びその製造方法
JPH09270393A (ja) 1996-03-29 1997-10-14 Sanyo Electric Co Ltd レーザー光照射装置
DE19707834A1 (de) 1996-04-09 1997-10-16 Zeiss Carl Fa Materialbestrahlungsgerät und Verfahren zum Betrieb von Materialbestrahlungsgeräten
US5997642A (en) 1996-05-21 1999-12-07 Symetrix Corporation Method and apparatus for misted deposition of integrated circuit quality thin films
US6555449B1 (en) 1996-05-28 2003-04-29 Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for producing uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors using sequential lateral solidfication
WO1997045827A1 (en) 1996-05-28 1997-12-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Crystallization processing of semiconductor film regions on a substrate, and devices made therewith
JPH09321310A (ja) 1996-05-31 1997-12-12 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP3306300B2 (ja) 1996-06-20 2002-07-24 三洋電機株式会社 半導体膜のレーザーアニール方法
JP3917698B2 (ja) 1996-12-12 2007-05-23 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザーアニール方法およびレーザーアニール装置
US5861991A (en) 1996-12-19 1999-01-19 Xerox Corporation Laser beam conditioner using partially reflective mirrors
US6020244A (en) 1996-12-30 2000-02-01 Intel Corporation Channel dopant implantation with automatic compensation for variations in critical dimension
US5986807A (en) 1997-01-13 1999-11-16 Xerox Corporation Single binary optical element beam homogenizer
US6455359B1 (en) 1997-02-13 2002-09-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser-irradiation method and laser-irradiation device
JP4056577B2 (ja) 1997-02-28 2008-03-05 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射方法
JPH10244390A (ja) 1997-03-04 1998-09-14 Toshiba Corp レーザ加工方法及びその装置
JP4086932B2 (ja) 1997-04-17 2008-05-14 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置及びレーザー処理方法
US5948291A (en) 1997-04-29 1999-09-07 General Scanning, Inc. Laser beam distributor and computer program for controlling the same
JPH10314970A (ja) * 1997-05-14 1998-12-02 Tsunezo Sei レーザービーム照射の均一性を向上する方法
US6060327A (en) 1997-05-14 2000-05-09 Keensense, Inc. Molecular wire injection sensors
JP3503427B2 (ja) 1997-06-19 2004-03-08 ソニー株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
JP3642546B2 (ja) 1997-08-12 2005-04-27 株式会社東芝 多結晶半導体薄膜の製造方法
US6014944A (en) 1997-09-19 2000-01-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for improving crystalline thin films with a contoured beam pulsed laser
JP3943245B2 (ja) 1997-09-20 2007-07-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP3462053B2 (ja) 1997-09-30 2003-11-05 株式会社半導体エネルギー研究所 ビームホモジェナイザーおよびレーザー照射装置およびレーザー照射方法および半導体デバイス
JP3812091B2 (ja) * 1997-10-24 2006-08-23 三菱電機株式会社 液晶表示装置、液晶パネル、ｌｃｄドライバ、並びにポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法、およびレーザアニール装置
EP1049144A4 (en) 1997-12-17 2006-12-06 Matsushita Electronics Corp THIN SEMICONDUCTOR LAYER, METHOD AND DEVICE THEREOF, SEMICONDUCTOR COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME
JPH11186189A (ja) 1997-12-17 1999-07-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー照射装置
TW466772B (en) 1997-12-26 2001-12-01 Seiko Epson Corp Method for producing silicon oxide film, method for making semiconductor device, semiconductor device, display, and infrared irradiating device
KR100284708B1 (ko) 1998-01-24 2001-04-02 구본준, 론 위라하디락사 실리콘박막을결정화하는방법
JP3807576B2 (ja) 1998-01-28 2006-08-09 シャープ株式会社 重合性化合物、重合性樹脂材料組成物、重合硬化物及び液晶表示装置
JP3528577B2 (ja) * 1998-03-04 2004-05-17 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法及びアニール装置
JPH11297852A (ja) 1998-04-14 1999-10-29 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
US6504175B1 (en) 1998-04-28 2003-01-07 Xerox Corporation Hybrid polycrystalline and amorphous silicon structures on a shared substrate
JP2000066133A (ja) 1998-06-08 2000-03-03 Sanyo Electric Co Ltd レ―ザ―光照射装置
KR100296110B1 (ko) 1998-06-09 2001-08-07 구본준, 론 위라하디락사 박막트랜지스터 제조방법
KR100292048B1 (ko) 1998-06-09 2001-07-12 구본준, 론 위라하디락사 박막트랜지스터액정표시장치의제조방법
US6326286B1 (en) 1998-06-09 2001-12-04 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Method for crystallizing amorphous silicon layer
KR100296109B1 (ko) 1998-06-09 2001-10-26 구본준, 론 위라하디락사 박막트랜지스터제조방법
JP2000010058A (ja) 1998-06-18 2000-01-14 Hamamatsu Photonics Kk 空間光変調装置
US6479837B1 (en) 1998-07-06 2002-11-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin film transistor and liquid crystal display unit
US6555422B1 (en) 1998-07-07 2003-04-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor and method of manufacturing the same
US6072631A (en) 1998-07-09 2000-06-06 3M Innovative Properties Company Diffractive homogenizer with compensation for spatial coherence
US6246524B1 (en) 1998-07-13 2001-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device
US6346437B1 (en) 1998-07-16 2002-02-12 Sharp Laboratories Of America, Inc. Single crystal TFT from continuous transition metal delivery method
JP3156776B2 (ja) 1998-08-03 2001-04-16 日本電気株式会社 レーザ照射方法
DE19839718A1 (de) 1998-09-01 2000-03-02 Strunk Horst P Kristallisation von Halbleiterschichten mit gepulster Laserstrahlung durch Belichtung mit einer Zweistrahlmethode
GB9819338D0 (en) 1998-09-04 1998-10-28 Philips Electronics Nv Laser crystallisation of thin films
US6392810B1 (en) 1998-10-05 2002-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, beam homogenizer, semiconductor device, and method of manufacturing the semiconductor device
US6326186B1 (en) 1998-10-15 2001-12-04 Novozymes A/S Method for reducing amino acid biosynthesis inhibiting effects of a sulfonyl-urea based compound
US6081381A (en) 1998-10-26 2000-06-27 Polametrics, Inc. Apparatus and method for reducing spatial coherence and for improving uniformity of a light beam emitted from a coherent light source
US6120976A (en) 1998-11-20 2000-09-19 3M Innovative Properties Company Laser ablated feature formation method
US6313435B1 (en) 1998-11-20 2001-11-06 3M Innovative Properties Company Mask orbiting for laser ablated feature formation
KR100290787B1 (ko) 1998-12-26 2001-07-12 박종섭 반도체 메모리 소자의 제조방법
TW457553B (en) 1999-01-08 2001-10-01 Sony Corp Process for producing thin film semiconductor device and laser irradiation apparatus
JP2000208771A (ja) 1999-01-11 2000-07-28 Hitachi Ltd 半導体装置、液晶表示装置およびこれらの製造方法
US6203952B1 (en) 1999-01-14 2001-03-20 3M Innovative Properties Company Imaged article on polymeric substrate
US6162711A (en) 1999-01-15 2000-12-19 Lucent Technologies, Inc. In-situ boron doped polysilicon with dual layer and dual grain structure for use in integrated circuits manufacturing
TW444247B (en) 1999-01-29 2001-07-01 Toshiba Corp Laser beam irradiating device, manufacture of non-single crystal semiconductor film, and manufacture of liquid crystal display device
JP3161450B2 (ja) 1999-02-02 2001-04-25 日本電気株式会社 基板処理装置、ガス供給方法、及び、レーザ光供給方法
US6535535B1 (en) 1999-02-12 2003-03-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and semiconductor device
ATE332567T1 (de) 1999-03-01 2006-07-15 Fuji Photo Film Co Ltd Photoelektrochemische zelle mit einem elektrolyten aus flüssigkristallverbindungen
US6393042B1 (en) 1999-03-08 2002-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer and laser irradiation apparatus
US6493042B1 (en) 1999-03-18 2002-12-10 Xerox Corporation Feature based hierarchical video segmentation
JP4403599B2 (ja) 1999-04-19 2010-01-27 ソニー株式会社 半導体薄膜の結晶化方法、レーザ照射装置、薄膜トランジスタの製造方法及び表示装置の製造方法
JP2000315652A (ja) 1999-04-30 2000-11-14 Sony Corp 半導体薄膜の結晶化方法及びレーザ照射装置
JP2000346618A (ja) 1999-06-08 2000-12-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd 矩形ビーム用精密アライメント装置と方法
US6135632A (en) 1999-06-16 2000-10-24 Flint; Theodore R. Disposable static mixing device having check valve flaps
JP3562389B2 (ja) 1999-06-25 2004-09-08 三菱電機株式会社 レーザ熱処理装置
KR100327087B1 (ko) 1999-06-28 2002-03-13 구본준, 론 위라하디락사 레이저 어닐링 방법
JP4322359B2 (ja) 1999-07-08 2009-08-26 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置
JP2001023918A (ja) 1999-07-08 2001-01-26 Nec Corp 半導体薄膜形成装置
JP2001023899A (ja) 1999-07-13 2001-01-26 Hitachi Ltd 半導体薄膜とその半導体膜を用いた液晶表示装置及びその製造方法
JP3422290B2 (ja) 1999-07-22 2003-06-30 日本電気株式会社 半導体薄膜の製造方法
EP1076359B1 (en) * 1999-08-13 2011-02-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation device
US6190985B1 (en) 1999-08-17 2001-02-20 Advanced Micro Devices, Inc. Practical way to remove heat from SOI devices
US6599788B1 (en) 1999-08-18 2003-07-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
TW457732B (en) 1999-08-27 2001-10-01 Lumileds Lighting Bv Luminaire, optical element and method of illuminating an object
US6573531B1 (en) 1999-09-03 2003-06-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods using sequential lateral solidification for producing single or polycrystalline silicon thin films at low temperatures
JP2001144170A (ja) 1999-11-11 2001-05-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
US6830993B1 (en) 2000-03-21 2004-12-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Surface planarization of thin silicon films during and after processing by the sequential lateral solidification method
US6531681B1 (en) 2000-03-27 2003-03-11 Ultratech Stepper, Inc. Apparatus having line source of radiant energy for exposing a substrate
US6391528B1 (en) * 2000-04-03 2002-05-21 3M Innovative Properties Company Methods of making wire grid optical elements by preferential deposition of material on a substrate
US6274488B1 (en) 2000-04-12 2001-08-14 Ultratech Stepper, Inc. Method of forming a silicide region in a Si substrate and a device having same
GB0009280D0 (en) 2000-04-15 2000-05-31 Koninkl Philips Electronics Nv Method of cystallising a semiconductor film
IT1316395B1 (it) * 2000-04-28 2003-04-10 Enea Ente Nuove Tec Sistema ottico per la omogeneizzazione spaziale di fasci di luce, conuscita a sezione variabile.
JP4588167B2 (ja) 2000-05-12 2010-11-24 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US6521492B2 (en) 2000-06-12 2003-02-18 Seiko Epson Corporation Thin-film semiconductor device fabrication method
US6577380B1 (en) 2000-07-21 2003-06-10 Anvik Corporation High-throughput materials processing system
TW452892B (en) 2000-08-09 2001-09-01 Lin Jing Wei Re-crystallization method of polysilicon thin film of thin film transistor
US6451631B1 (en) 2000-08-10 2002-09-17 Hitachi America, Ltd. Thin film crystal growth by laser annealing
US6737672B2 (en) 2000-08-25 2004-05-18 Fujitsu Limited Semiconductor device, manufacturing method thereof, and semiconductor manufacturing apparatus
DE10042733A1 (de) 2000-08-31 2002-03-28 Inst Physikalische Hochtech Ev Multikristalline laserkristallisierte Silicium-Dünnschicht-Solarzelle auf transparentem Substrat
US20020151115A1 (en) 2000-09-05 2002-10-17 Sony Corporation Process for production of thin film, semiconductor thin film, semiconductor device, process for production of semiconductor thin film, and apparatus for production of semiconductor thin film
US6445359B1 (en) 2000-09-29 2002-09-03 Hughes Electronics Corporation Low noise block down converter adapter with built-in multi-switch for a satellite dish antenna
KR100473245B1 (ko) 2000-10-06 2005-03-10 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 다결정 실리콘막의 제조 방법, 제조 장치 및 반도체장치의 제조 방법
CN1404627A (zh) * 2000-10-10 2003-03-19 纽约市哥伦比亚大学托管会 处理薄金属层的方法与设备
US6582827B1 (en) 2000-11-27 2003-06-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Specialized substrates for use in sequential lateral solidification processing
TW546684B (en) 2000-11-27 2003-08-11 Univ Columbia Process and mask projection system for laser crystallization processing of semiconductor film regions on a substrate
US7217605B2 (en) 2000-11-29 2007-05-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method and method of manufacturing a semiconductor device
TWI313059B (zh) 2000-12-08 2009-08-01 Sony Corporatio
EP1350272A1 (en) 2000-12-21 2003-10-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thin film transistors
KR100400510B1 (ko) 2000-12-28 2003-10-08 엘지.필립스 엘시디 주식회사 실리콘 결정화 장치와 실리콘 결정화 방법
US6621044B2 (en) 2001-01-18 2003-09-16 Anvik Corporation Dual-beam materials-processing system
JP2002222944A (ja) 2001-01-26 2002-08-09 Kitakiyuushiyuu Techno Center:Kk 半導体素子
JP4732599B2 (ja) 2001-01-26 2011-07-27 株式会社日立製作所 薄膜トランジスタ装置
DE10103670A1 (de) 2001-01-27 2002-08-01 Christiansen Jens I Erzeugung kristalliner Si-Schichten mit (100)-Textur durch Laserbeschuß amorpher Si-Schichten auf einem Substrat
US6495405B2 (en) 2001-01-29 2002-12-17 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of optimizing channel characteristics using laterally-crystallized ELA poly-Si films
US6573163B2 (en) 2001-01-29 2003-06-03 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of optimizing channel characteristics using multiple masks to form laterally crystallized ELA poly-Si films
JP4744700B2 (ja) 2001-01-29 2011-08-10 株式会社日立製作所 薄膜半導体装置及び薄膜半導体装置を含む画像表示装置
JP2002231628A (ja) 2001-02-01 2002-08-16 Sony Corp 半導体薄膜の形成方法及び半導体装置の製造方法、これらの方法の実施に使用する装置、並びに電気光学装置
TW521310B (en) 2001-02-08 2003-02-21 Toshiba Corp Laser processing method and apparatus
JP2002280323A (ja) * 2001-03-16 2002-09-27 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射装置
JP4291539B2 (ja) 2001-03-21 2009-07-08 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2002353159A (ja) 2001-03-23 2002-12-06 Sumitomo Heavy Ind Ltd 処理装置及び方法
US7061959B2 (en) 2001-04-18 2006-06-13 Tcz Gmbh Laser thin film poly-silicon annealing system
US7167499B2 (en) 2001-04-18 2007-01-23 Tcz Pte. Ltd. Very high energy, high stability gas discharge laser surface treatment system
WO2002086954A1 (en) 2001-04-19 2002-10-31 The Trustee Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a single-scan, continuous motion sequential lateral solidification
TW480735B (en) 2001-04-24 2002-03-21 United Microelectronics Corp Structure and manufacturing method of polysilicon thin film transistor
JP5025057B2 (ja) 2001-05-10 2012-09-12 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
KR100379361B1 (ko) 2001-05-30 2003-04-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 실리콘막의 결정화 방법
KR100424593B1 (ko) 2001-06-07 2004-03-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 실리콘 결정화방법
SG108262A1 (en) 2001-07-06 2005-01-28 Inst Data Storage Method and apparatus for cutting a multi-layer substrate by dual laser irradiation
KR100662494B1 (ko) 2001-07-10 2007-01-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 비정질막 결정화방법 및 이를 이용한 액정표시소자의제조방법
JP4637410B2 (ja) 2001-07-17 2011-02-23 シャープ株式会社 半導体基板の製造方法及び半導体装置
JP4109026B2 (ja) 2001-07-27 2008-06-25 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 アレイ基板を製造する方法およびフォトマスク
US7372630B2 (en) * 2001-08-17 2008-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser, irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device
JP2005525689A (ja) 2001-08-27 2005-08-25 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク ミクロ構造の非整列による多結晶薄膜トランジスタの均一性の改善
SG120880A1 (en) 2001-08-31 2006-04-26 Semiconductor Energy Lab Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device
JP2003100653A (ja) 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp 加工装置および加工方法
JP3903761B2 (ja) 2001-10-10 2007-04-11 株式会社日立製作所 レ−ザアニ−ル方法およびレ−ザアニ−ル装置
US6767804B2 (en) 2001-11-08 2004-07-27 Sharp Laboratories Of America, Inc. 2N mask design and method of sequential lateral solidification
JP3980466B2 (ja) 2001-11-09 2007-09-26 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー装置及びレーザー照射方法
US6526585B1 (en) 2001-12-21 2003-03-04 Elton E. Hill Wet smoke mask
US7749818B2 (en) 2002-01-28 2010-07-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7002668B2 (en) 2002-03-08 2006-02-21 Rivin Eugeny I Stage positioning unit for photo lithography tool and for the like
US7119365B2 (en) 2002-03-26 2006-10-10 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device and manufacturing method thereof, SOI substrate and display device using the same, and manufacturing method of the SOI substrate
US6792029B2 (en) 2002-03-27 2004-09-14 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of suppressing energy spikes of a partially-coherent beam
WO2003084688A2 (en) 2002-04-01 2003-10-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a thin film
US7192479B2 (en) 2002-04-17 2007-03-20 Sharp Laboratories Of America, Inc. Laser annealing mask and method for smoothing an annealed surface
US6984573B2 (en) 2002-06-14 2006-01-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method and apparatus
JP2004031809A (ja) 2002-06-27 2004-01-29 Toshiba Corp フォトマスク及び半導体薄膜の結晶化方法
AU2003258289A1 (en) 2002-08-19 2004-03-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York A single-shot semiconductor processing system and method having various irradiation patterns
JP4873858B2 (ja) 2002-08-19 2012-02-08 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク エッジ領域を最小にするために基板のフィルム領域のレーザ結晶化処理方法及び装置並びにそのようなフィルム領域の構造
JP5030382B2 (ja) 2002-08-19 2012-09-19 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 基板上のフィルム領域を処理して、こうした領域内及びその端部領域をほぼ均一にするレーザ結晶化プロセス及びシステム
JP4879486B2 (ja) 2002-08-19 2012-02-22 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 基板上のフィルム領域をレーザ結晶化処理してほぼ均一にするプロセス及びシステム、及びこのフィルム領域の構造
JP2004087535A (ja) 2002-08-22 2004-03-18 Sony Corp 結晶質半導体材料の製造方法および半導体装置の製造方法
JP4474108B2 (ja) 2002-09-02 2010-06-02 株式会社 日立ディスプレイズ 表示装置とその製造方法および製造装置
JP4627961B2 (ja) 2002-09-20 2011-02-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US7067867B2 (en) 2002-09-30 2006-06-27 Nanosys, Inc. Large-area nonenabled macroelectronic substrates and uses therefor
TW569350B (en) 2002-10-31 2004-01-01 Au Optronics Corp Method for fabricating a polysilicon layer
KR100646160B1 (ko) 2002-12-31 2006-11-14 엘지.필립스 엘시디 주식회사 순차측면결정화를 위한 마스크 및 이를 이용한 실리콘결정화 방법
WO2004075263A2 (en) 2003-02-19 2004-09-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System and process for processing a plurality of semiconductor thin films which are crystallized using sequential lateral solidification techniques
US20040169176A1 (en) 2003-02-28 2004-09-02 Peterson Paul E. Methods of forming thin film transistors and related systems
EP1468774B1 (en) 2003-02-28 2009-04-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
KR100618184B1 (ko) 2003-03-31 2006-08-31 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 결정화 방법
TWI227913B (en) 2003-05-02 2005-02-11 Au Optronics Corp Method of fabricating polysilicon film by excimer laser crystallization process
JP4470395B2 (ja) 2003-05-30 2010-06-02 日本電気株式会社 半導体薄膜の製造方法及び製造装置、並びに薄膜トランジスタ
JP4015068B2 (ja) 2003-06-17 2007-11-28 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
KR100587368B1 (ko) 2003-06-30 2006-06-08 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Ｓｌｓ 결정화 장치
TWI294648B (en) 2003-07-24 2008-03-11 Au Optronics Corp Method for manufacturing polysilicon film
US7078793B2 (en) 2003-08-29 2006-07-18 Infineon Technologies Ag Semiconductor memory module
WO2005029549A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for facilitating bi-directional growth
WO2005029547A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Enhancing the width of polycrystalline grains with mask
WO2005029550A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for producing crystalline thin films with a uniform crystalline orientation
WO2005029548A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System and process for providing multiple beam sequential lateral solidification
US7364952B2 (en) * 2003-09-16 2008-04-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for processing thin films
WO2005029546A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a continuous motion sequential lateral solidification for reducing or eliminating artifacts, and a mask for facilitating such artifact reduction/elimination
US7164152B2 (en) 2003-09-16 2007-01-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Laser-irradiated thin films having variable thickness
US7318866B2 (en) 2003-09-16 2008-01-15 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for inducing crystallization of thin films using multiple optical paths
TWI359441B (en) 2003-09-16 2012-03-01 Univ Columbia Processes and systems for laser crystallization pr
KR100971951B1 (ko) 2003-09-17 2010-07-23 엘지디스플레이 주식회사 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘 박막 결정화 방법
JP2005129769A (ja) 2003-10-24 2005-05-19 Hitachi Ltd 半導体薄膜の改質方法、改質した半導体薄膜とその評価方法、およびこの半導体薄膜で形成した薄膜トランジスタ、並びにこの薄膜トランジスタを用いて構成した回路を有する画像表示装置
US7226819B2 (en) 2003-10-28 2007-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Methods for forming wiring and manufacturing thin film transistor and droplet discharging method
KR100572519B1 (ko) 2003-12-26 2006-04-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 레이저 결정화 공정용 마스크 및 상기 마스크를 이용한레이저 결정화 공정
KR100698056B1 (ko) 2003-12-26 2007-03-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법
JP2005197576A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Seiko Epson Corp 薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置及び電子機器
US7199397B2 (en) 2004-05-05 2007-04-03 Au Optronics Corporation AMOLED circuit layout
US7629234B2 (en) 2004-06-18 2009-12-08 Electro Scientific Industries, Inc. Semiconductor structure processing using multiple laterally spaced laser beam spots with joint velocity profiling
US7633034B2 (en) 2004-06-18 2009-12-15 Electro Scientific Industries, Inc. Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots overlapping lengthwise on a structure
KR100689315B1 (ko) 2004-08-10 2007-03-08 엘지.필립스 엘시디 주식회사 실리콘 박막 결정화 장치 및 이를 이용한 결정화 방법
US7645337B2 (en) 2004-11-18 2010-01-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for creating crystallographic-orientation controlled poly-silicon films
CN101111925A (zh) 2004-11-18 2008-01-23 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于产生结晶方向受控的多晶硅膜的系统和方法
EP1812958A1 (en) 2004-11-18 2007-08-01 The Trustees of Columbia University in the City of New York Systems and methods for creating crystallographic-orientation controlled poly-silicon films
JP5121118B2 (ja) 2004-12-08 2013-01-16 株式会社ジャパンディスプレイイースト 表示装置
KR101284201B1 (ko) * 2005-05-02 2013-07-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법
KR101132404B1 (ko) 2005-08-19 2012-04-03 삼성전자주식회사 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 포함하는 박막트랜지스터의 제조 방법
US7192818B1 (en) 2005-09-22 2007-03-20 National Taiwan University Polysilicon thin film fabrication method
JP4680850B2 (ja) 2005-11-16 2011-05-11 三星モバイルディスプレイ株式會社 薄膜トランジスタ及びその製造方法
KR101287314B1 (ko) * 2005-12-05 2013-07-17 더 트러스티이스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 막 처리 시스템과 방법, 및 박막
KR101191404B1 (ko) 2006-01-12 2012-10-16 삼성디스플레이 주식회사 실리콘 결정화용 마스크와 이를 이용한 실리콘 결정화 방법및 표시 장치
US7563661B2 (en) * 2006-02-02 2009-07-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Crystallization method for semiconductor film, manufacturing method for semiconductor device, and laser irradiation apparatus
KR20070094527A (ko) 2006-03-17 2007-09-20 가부시키가이샤 에키쇼센탄 기쥬쓰 가이하쓰센타 결정화방법, 박막트랜지스터의 제조방법, 박막 트랜지스터,표시장치, 반도체장치
TWI285434B (en) 2006-03-17 2007-08-11 Ind Tech Res Inst Thin film transistor device with high symmetry
TWI438823B (zh) * 2006-08-31 2014-05-21 Semiconductor Energy Lab 晶體半導體膜的製造方法和半導體裝置
JP5252877B2 (ja) * 2006-11-07 2013-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
CN101622722B (zh) 2007-02-27 2012-11-21 卡尔蔡司激光器材有限责任公司 连续涂覆设备、生产晶态薄膜和太阳电池的方法
US8012861B2 (en) 2007-11-21 2011-09-06 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparing epitaxially textured polycrystalline films
JP5404064B2 (ja) * 2008-01-16 2014-01-29 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ処理装置、および半導体基板の作製方法
WO2010056990A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for the crystallization of thin films
US9087696B2 (en) * 2009-11-03 2015-07-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse partial melt film processing
US8440581B2 (en) * 2009-11-24 2013-05-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse sequential lateral solidification
JP2013527120A (ja) * 2010-06-03 2013-06-27 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 重ね合わせスキャン要素を用いた単一スキャンラインスキャン結晶化

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010041426A1 (en) * 2000-03-16 2001-11-15 The Trustees Of Columbia University System for providing a continuous motion sequential lateral solidification
US20030057418A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-27 Akihiko Asano Laser irradiation apparatus and method of treating semiconductor thin film
US20080035863A1 (en) * 2003-09-19 2008-02-14 Columbia University Single scan irradiation for crystallization of thin films
CN101184871A (zh) * 2005-04-06 2008-05-21 纽约市哥伦比亚大学理事会 薄膜的线扫描顺序横向固化
CN101288156A (zh) * 2005-08-16 2008-10-15 纽约市哥伦比亚大学理事会 利用高频激光的薄膜均匀顺序横向固化的系统和方法
CN101288155A (zh) * 2005-08-16 2008-10-15 纽约市哥伦比亚大学事事会 高生产率的薄膜结晶过程

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104379820A (zh) * 2012-05-14 2015-02-25 纽约市哥伦比亚大学理事会 薄膜的改进型准分子激光退火
CN108604532A (zh) * 2016-01-08 2018-09-28 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于点波束结晶的方法和系统
CN108604532B (zh) * 2016-01-08 2024-03-29 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于点波束结晶的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20110309370A1 (en) 2011-12-22
KR20110094022A (ko) 2011-08-19
US8802580B2 (en) 2014-08-12
EP2351067A4 (en) 2013-07-03
WO2010056990A1 (en) 2010-05-20
JP2012508985A (ja) 2012-04-12
EP2351067A1 (en) 2011-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102232239A (zh) 用于薄膜结晶的系统和方法
US6573163B2 (en) Method of optimizing channel characteristics using multiple masks to form laterally crystallized ELA poly-Si films
US6495405B2 (en) Method of optimizing channel characteristics using laterally-crystallized ELA poly-Si films
TWI435388B (zh) 薄膜之線性掃描連續橫向固化
KR101287314B1 (ko) 막 처리 시스템과 방법, 및 박막
US20090218577A1 (en) High throughput crystallization of thin films
US20090242805A1 (en) Systems and methods for uniform sequential lateral solidification of thin films using high frequency lasers
US20070184638A1 (en) Mask for silicon crystallization, method for crystallizing silicon using the same and display device
MX2012006043A (es) Sistemas y metodos para la solidificacion lateral secuencial de impulso no periodico.
JP5385289B2 (ja) 横方向に結晶化した薄膜上に作製される薄膜トランジスタデバイスにおいて高い均一性を生成する方法
US20020102821A1 (en) Mask pattern design to improve quality uniformity in lateral laser crystallized poly-Si films
CN100442440C (zh) 半导体薄膜的形成方法和半导体薄膜的形成装置
US8546065B2 (en) Mask for crystallizing a semiconductor layer and method of crystallizing a semiconductor layer using the same
KR101108169B1 (ko) 연속 측면 결정화용 마스크 및 이를 구비하는 연속 측면 결정화 장치
KR100667899B1 (ko) 저온 다결정 폴리 실리콘 박막트랜지스터 액정표시장치의레이저 어닐링 장치 및 방법
CN104821278B (zh) 低温多晶硅的制造方法及装置、多晶硅
KR100956339B1 (ko) 규소 결정화 시스템 및 규소 결정화 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20111102