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THIN FILM CRYSTALLIZATION METHOD AND APPARATUS commons

Patent code P07A012458
File No. ID5062
Posted date Dec 28, 2007
Application number P2004-242351
Publication number P2006-060130A
Patent number P4701376
Date of filing Aug 23, 2004
Date of publication of application Mar 2, 2006
Date of registration Mar 18, 2011
Inventor
  • (In Japanese)白井 肇
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人埼玉大学
Title THIN FILM CRYSTALLIZATION METHOD AND APPARATUS commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film crystallization apparatus which can crystallize an amorphous thin film with a simple configuration in a short time.
SOLUTION: The thin film crystallization apparatus performs recrystallization after melting the amorphous thin film, a capillary 34 consists of an insulating member, a plasma formation gas supply means 36 introduces plasma formation gas into one end of the capillary, a coil 33 surrounds the periphery of the capillary 34, a high-frequency power supply 31 supplies high frequency power to the coil 33, and a moving means changes counter position of the other end of the capillary 34 and an amorphous thin film 51 and changes distance (a) between the other end of the capillary 34 and the amorphous thin film 51. Irradiation of microplasma jet 40 which is formed in the other end of the capillary 34 is performed to the amorphous thin film 51 arranged in the atmosphere. As a result, the amorphous thin film can be melted in a short time even if configuration is simple.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、多結晶シリコン薄膜は、薄膜トランジスタ(TFT)のチャネル層や太陽電池用基板等に利用されている。
この多結晶シリコン薄膜は、下記特許文献1に記載されているように、ガラス基板やSiO2膜上にシリコンのアモルファス薄膜を形成し、これにレーザを照射して結晶化する方法(レーザアニール)で主に生成される。



図5は、下記特許文献1に記載されたレーザアニール装置を示している。この装置は、高エネルギのエキシマレーザを出力するレーザ発振器20と、レーザ光21の方向を変える反射ミラー27と、レーザ光を方形のラインビームに整形するための長軸ホモジナイザー22a及び短軸ホモジナイザー22bと、レーザ光の方向を変える反射ミラー28と、基板50上のアモルファスシリコン51にラインビーム24を集光する集光レンズ23とを備えている。
アモルファスシリコン膜51が形成された基板50は、レーザアニール装置の真空室内に設置され、このアモルファスシリコン膜51に長軸(紙面に垂直な方向)×短軸(紙面に平行な方向)が約200×0.4mmの方形のラインビーム24が照射される。また、アモルファスシリコン膜51の全面を結晶化するために、ラインビーム24の1ショット当り、ラインビーム短軸幅の5~10%の送りピッチで基板50を短軸方向(矢印方向)に移動している。そのため、基板50は、同一箇所に10~20回のレーザ光の照射を受けることになる。



レーザが照射されたアモルファスシリコン膜51は、溶融(シリコンの溶融温度は1200℃)した後、冷却速度の速い溶融領域の縁部分から固化が始まり、固化した部分が成長核となって結晶が生成する。そして、基板50の同一箇所が複数回レーザ照射されることで結晶が成長し、結晶化度の高い多結晶シリコン膜52が生成する。
こうしたレーザアニールにより、結晶粒1~2μの多結晶シリコン膜を得ることができる。
【特許文献1】
特開2003-282433号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、シリコン(Si)等のアモルファス薄膜を結晶化する方法と、その方法を実施する装置に関し、特に、簡単な装置で短時間に多結晶化することを可能にしたものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
非結晶薄膜を溶融した後に再結晶化する薄膜結晶化方法において、
細管に導入したプラズマ生成ガスを前記細管の先端から大気中に噴出させて前記細管の先端にマイクロプラズマジェットを生成し、前記細管の先端から距離を置いた非結晶薄膜に前記マイクロプラズマジェットを大気中で照射し、該非結晶薄膜の同一位置への照射時間を1秒より短い時間に設定して前記非結晶薄膜を溶融するとともに、
前記細管を絶縁体で形成し、前記細管の周囲に設けたコイルに高周波電力を供給して前記細管内部に誘導電場を生成し、前記細管に導入したプラズマ生成ガスをプラズマ化して前記マイクロプラズマジェットを生成することを特徴とする薄膜結晶化方法。

【請求項2】
 
非結晶薄膜を溶融した後に再結晶化する薄膜結晶化方法において、
細管に導入したプラズマ生成ガスを前記細管の先端から大気中に噴出させて前記細管の先端にマイクロプラズマジェットを生成し、前記細管の先端から距離を置いた非結晶薄膜に前記マイクロプラズマジェットを大気中で照射し、該非結晶薄膜の同一位置への照射時間を1秒より短い時間に設定して前記非結晶薄膜を溶融するとともに、
前記細管を金属で形成し、前記細管に高周波電力を印加して前記細管の先端から噴出する前記プラズマ生成ガスをプラズマ化し、前記細管の先端から1~3mmの距離に置いた非結晶薄膜に前記マイクロプラズマジェットを照射することを特徴とする薄膜結晶化方法。

【請求項3】
 
前記マイクロプラズマジェットの前記非結晶薄膜に対する照射位置を順次移動させることを特徴とする請求項1または2に記載の薄膜結晶化方法。

【請求項4】
 
複数の前記細管の先端に生成した複数の前記マイクロプラズマジェットを前記非結晶薄膜に同時に照射することを特徴とする請求項1または2に記載の薄膜結晶化方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004242351thum.jpg
State of application right Registered
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