[发明专利]激光退火方法、激光退火装置及有源矩阵基板的制造方法

说明书

本发明实施方式的激光退火方法包括：在载物台(70)上配置表面形成有非晶硅膜的基板(1S)的工序；向非晶硅膜的被选择区域的表面供给‑100℃以下的第一氮气的工序；通过向供给第一氮气的被选择区域发射多个激光束(LB),在非晶硅膜内形成多个结晶硅岛的工序。

技术领域

本发明涉及适用于例如具备薄膜晶体管的半导体装置的制造的激光退火方法、激光退火装置及有源矩阵基板的制造方法。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor,以下称为“TFT”)作为例如有源矩阵基板中的开关元件使用。在本说明书中，这种TFT称为“像素用TFT”。以往，作为像素用TFT，非晶硅膜(以下简称为“a-Si膜”)作为活性层的非晶硅TFT、多晶硅膜等结晶硅膜(以下简称为“c-Si膜”)作为活性层的结晶硅TFT等被广泛使用。一般地，由于c-Si膜的场效应迁移率比a-Si膜的场效应迁移率更高，因此，结晶硅TFT具有与非晶硅TFT相比高的电流驱动力(即，导通电流大)。

在显示装置等中被使用的有源矩阵基板中，要成为结晶硅TFT的活性层的c-Si膜为例如通过在玻璃基板上形成a-Si膜后，用激光照射a-Si膜并使其结晶化来形成。

作为利用激光退火的结晶化方法,提出了如下方法：使用微透镜阵列,仅在成为a-Si膜中TFT的活性层的区域聚焦激光,由此使a-Si膜局部地结晶化(专利文献1、2、3)。在本说明书中,将该结晶化方法称为“局部激光退火法”。若使用局部激光退火法,则相比于将线状的激光遍及a-Si膜整面进行扫描的现有的激光退火法(准分子激光退火法：ELA法。),由于能够大幅缩短结晶化所需时间,因而能够提高量产性。此外,在专利文献4中公开了一种适用于局部激光退火法的激光照射装置。为了参考,将专利文献的公开内容的全部引用于本说明书中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-29411号公报

专利文献2：国际公开第2011/132559号

专利文献3：国际公开第2017/145519号

专利文献4：日本专利特开2017-38073号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而,即使使用专利文献4中记载的装置,也会在由于结晶化而形成的p-Si膜的例如晶界形成脊,从而降低TFT的特性、可靠性。

根据本发明人的研究可知,以上问题是由于不能充分地减少、除去存在于a-Si膜附近的氧(分子或离子)引起的。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供能够形成抑制脊的形成的P-Si膜的激光退火方法、以及适用于实施这样的激光退火方法的激光退火装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一实施方式的激光退火方法包括：工序A,在载物台上配置表面形成有非晶硅膜的基板；工序B,向所述非晶硅膜的被选择的区域的表面供给-100℃以下的第一氮气；以及工序C,向被供给了所述第一氮气的所述被选择的区域射出多个激光束,从而在所述非晶硅膜内形成多个结晶硅岛。

本发明的一实施方式的激光退火装置具有：载物台，其容纳表面形成有非晶硅膜的基板；第一氮气供给装置,其向所述非晶硅膜的表面的被选择区域供给-100℃以下的第一氮气；激光照射装置,其向所述非晶硅膜的表面的被选择区域内发射多个激光束，所述第一氮气供给装置和所述激光照射装置能够相对于所述载物台上的所述基板相对移动,所述第一氮气供给装置相对于所述基板的相对移动方向，配置在比所述激光照射装置更靠上游的位置。