Top > Search of Japanese Patents > CRYSTALLIZATION METHOD, PATTERNING METHOD, AND THIN FILM TRANSISTOR MANUFACTURING METHOD

CRYSTALLIZATION METHOD, PATTERNING METHOD, AND THIN FILM TRANSISTOR MANUFACTURING METHOD UPDATE_EN meetings

Patent code P170013700
File No. 27‐12
Posted date Feb 7, 2017
Application number P2015-135706
Publication number P2017-017292A
Patent number P6544090
Date of filing Jul 6, 2015
Date of publication of application Jan 19, 2017
Date of registration Jun 28, 2019
Inventor
  • (In Japanese)葉 文昌
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人島根大学
Title CRYSTALLIZATION METHOD, PATTERNING METHOD, AND THIN FILM TRANSISTOR MANUFACTURING METHOD UPDATE_EN meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for monocrystallizes a desired part of an amorphous semiconductor film efficiently and conveniently, by using a semiconductor laser.
SOLUTION: The shape of laser light from a semiconductor laser device is changed into a substantially V-shaped beam spot, when viewing from the direction of travel of the light, by using a prism, and the beam spot is moved relatively to an amorphous or micro-crystal object material spreading out in a plane, while orienting so that the V-shape peak becomes the front side in the direction of travel, and the irradiation locus part is monocrystallized by lateral growth.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、Si薄膜トランジスタの性能向上を目的とした研究が進められている。たとえば、液晶ディスプレイの高速駆動化・高精細化には、高キャリア移動度と均一性が要求され、これは結晶質に依存する。

ここで、エキシマレーザ結晶化方法によれば、Si薄膜を非晶質から多結晶へと相変換させ、キャリア移動度を100倍程度向上させることが可能である(非特許文献1,2)。しかしながら同方法では結晶粒径が均一とならず、薄膜トランジスタの性能がばらつきやすい。したがって、粒界消失すなわち単結晶化を目指した改質技術が研究されている。ただし、エキシマレーザはパルス発振であるため、同方法では結晶粒が大面積Si膜上で連続的に成長できない。

近年、大面積Si膜上で連続的に結晶成長させられる方法として、連続波レーザ結晶化法が提案されている。この方法ではレーザスポットのスキャン方向に結晶粒が連続的にラテラル成長していく。しかしながら、スキャン方向と平行に結晶粒界も延伸していくので、薄膜トランジスタの均一性の問題は依然として解決されない。

一方、特殊なレーザスポット形状により、スキャン領域を単結晶化する方法も提案されている。たとえば、U字型の連続波レーザスポットをSi膜上で走査する技術が知られている(非特許文献3)。また、ドーナツ状の連続波レーザスポットを用いる方法も知られている(非特許文献4)。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
U字型のレーザスポットは、遮蔽マスクを使ってスポット形状を作出するものであり、レーザ光の使用効率が低い上にレーザパワー密度を大きくしづらく、量産性を考慮すると現実的でないという問題点があった。
また、ドーナツ状とするには、2m程度の大型の気体レーザ発振器の片方の反射鏡を凸面鏡にすることで実現できるものの、そもそも半導体レーザに適用できる技術ではないという問題点があった。

一方、半導体レーザは、近時ハイパワー化と低コスト化が進んでいるため、これをレーザ加工の光源としたいという潜在的な需要が存在する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、簡素簡便な装置構成で非晶質の半導体膜等の所望箇所を効率的に単結晶化する方法に関し、特に、半導体レーザを用いた結晶化方法、パターニング方法、および、薄膜トランジスタの作製方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
半導体レーザ装置からのレーザ光を、ダブプリズムを用いてレーザ光の半分を反転させ光の進行方向から見て略V字状のビームスポットに形状変更し、
平面的に広がる非晶質ないし微結晶の対象素材に対してビームスポットをV字頂点が進行方向前側となるように配向して相対的に移動させ、照射軌跡部分をラテラル成長により単結晶化することを特徴とする結晶化方法。

【請求項2】
 
基板上または積層体上に形成された、非晶質ないし微結晶の半導体膜に対して、請求項1に記載の結晶化方法により所定箇所を単結晶化し、
単結晶に対する速度より非晶質ないし微結晶に対するエッチング速度が早い剤を用いて、非晶質ないし微結晶のままである領域を除去し、
基板上または積層体上にパターンを形成することを特徴とするパターニング方法。

【請求項3】
 
請求項2に記載のパターニング方法を用いてチャネル領域および/またはソースドレイン領域および/またはゲート電極を形成する工程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ作製方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2015135706thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close