[发明专利]半导体晶体薄膜的制造方法和激光退火系统

说明书

本公开的一个观点的半导体晶体薄膜的制造方法包含以下步骤：通过对非晶质半导体照射第1脉冲时间宽度的第1脉冲激光，使非晶质半导体多晶化；以及通过对多晶化的半导体晶体的区域照射比第1脉冲时间宽度短的第2脉冲时间宽度的第2脉冲激光，降低半导体晶体的脊的高度。

技术领域

本公开涉及半导体晶体薄膜的制造方法和激光退火系统。

背景技术

在使用玻璃基板的平板显示器的驱动元件中使用薄膜晶体管(TFT：Thin FilmTransistor)。为了实现高精细显示器，需要制作驱动力高的TFT。在TFT的沟道材料即半导体薄膜中使用多晶硅、IGZO(Indium gallium zinc oxide：氧化铟镓锌)等。与非晶硅相比，多晶硅、IGZO的载流子迁移率高，晶体管的导通/截止特性优异。

此外，半导体薄膜还期待应用于实现更高功能的器件的3D-IC。3D-IC通过在集成电路器件的最上层形成传感器、放大电路、CMOS电路等有源元件来实现。因此，要求制造更高品质的半导体薄膜的技术。

进而，随着信息终端设备的多样化，针对小型、轻量、消耗电力少且能够自由折曲的柔性显示器、柔性计算机的要求正在提高。因此，要求确立在PET(Polyethyleneterephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)等塑料基板上形成高品质的半导体薄膜的技术。

为了在玻璃基板上、集成电路上或塑料基板上形成高品质的半导体薄膜，需要以不对这些基板造成热损伤的方式进行半导体薄膜的晶化。在显示器所使用的玻璃基板中要求400℃以下的工艺温度，在集成电路中要求400℃以下的工艺温度，在作为塑料基板的PET中要求200℃以下的工艺温度。

作为以不对半导体薄膜的基底基板造成热损伤的方式进行晶化的技术，使用激光退火法。在该方法中，为了抑制热扩散对基板的损伤，使用被上层的半导体薄膜吸收的脉冲紫外激光。

在半导体薄膜为硅的情况下，使用波长为351nm的XeF准分子激光器、波长为308nm的XeCl准分子激光器、波长为248nm的KrF准分子激光器等。与固体激光器相比，这些紫外区域的气体激光器具有如下特征：激光的干涉性低，激光照射面中的能量均匀性优异，能够以高脉冲能量均匀地对宽区域进行退火。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2005/0211987号

专利文献2：日本特开2007-287866号公报

专利文献3：美国专利第6117752号

专利文献4：美国专利申请公开第2018/0040718号

专利文献5：国际公开第2018/047220号

发明内容

本公开的一个观点的半导体晶体薄膜的制造方法包含以下步骤：通过对非晶质半导体照射第1脉冲时间宽度的第1脉冲激光，使非晶质半导体多晶化；以及通过对被照射第1脉冲激光而多晶化的半导体晶体的区域照射比第1脉冲时间宽度短的第2脉冲时间宽度的第2脉冲激光，降低半导体晶体的脊的高度。

本公开的另一个观点的激光退火系统包含：激光系统，其输出第1脉冲时间宽度的第1脉冲激光和比第1脉冲时间宽度短的第2脉冲时间宽度的第2脉冲激光；以及激光退火装置，其对被照射物照射第1脉冲激光和第2脉冲激光，激光退火装置包含：照射光学系统，其将第1脉冲激光和第2脉冲激光引导至被照射物；移动机构，其使第1脉冲激光和第2脉冲激光针对被照射物的照射位置相对移动；以及控制部，其对激光系统进行控制，以使得对被照射物照射第1脉冲激光，在照射第1脉冲激光后，对被照射物中的被照射了第1脉冲激光的区域照射第2脉冲激光。

附图说明

下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。