KR19980042503A - Method and apparatus for forming polycrystalline silicon - Google Patents
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Abstract
효율성 높은 다결정 실리콘을 형성하는 방법을 제공하는 것, 전계 (電界) 효과 이동도가 큰 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제조에 적절한 다결정 실리콘을 형성하는 방법을 제공하는 것, 및 이 방법들을 적절히 실시할 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.To provide a method for forming highly efficient polycrystalline silicon, to provide a method for forming polycrystalline silicon suitable for the production of polycrystalline silicon thin film transistors having high field effect mobility, and to perform these methods appropriately The object is to provide a device.
기판 (2) 에 형성된 아모르포스 실리콘막에 기밀 (氣密) 한 실 (12) 내에서 레이저 빔을 조사하고, 레이저 어닐링 (laser annealing) 에 의하여 상기 막을 다결정화하는 결정화 공정을 갖는 다결정 실리콘의 형성방법에 있어서, 상기 실내를 0.1 Torr 이상 내지 상기 실의 내압한도 이하의 압력으로 하고, 또한 수소, 질소, 불활성 가스 중에서 적어도 1 종류의 가스를 유통시킨 분위기로 한다. 상기 실내에서 상기 압력과 가스 분위기에 의하여 형성된 다결정 실리콘을 대기에 노출시키지 않고, 결정화 이후에도 계속하여 수소 플라스마 처리를 행한다.Formation of polycrystalline silicon having a crystallization step of irradiating a laser beam in an airtight seal 12 formed in the amorphous silicon film formed on the substrate 2 and polycrystallizing the film by laser annealing. In the method, the room is set at a pressure of 0.1 Torr or more to the pressure resistance limit of the chamber, and at least one gas of hydrogen, nitrogen, and inert gas is passed through. Hydrogen plasma treatment is continuously performed after crystallization without exposing the polycrystalline silicon formed by the pressure and gas atmosphere to the atmosphere in the room.
Description
본 발명은 주로 액정표시 장치 등에 사용되는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 얻기 위한 다결정 실리콘 (Polycrystalline Sillicon) 의 형성에 적용되는 방법 및 그 형성장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method applied to the formation of polycrystalline silicon (Polycrystalline Sillicon) for obtaining a polycrystalline silicon thin film transistor mainly used in a liquid crystal display device and the like and an apparatus for forming the same.
종래에는 다결정 실리콘막을 형성하기 위해서는, 베이스 SiO2막을 형성한 유리 등의 기판에, 원형인 아모르포스 실리콘막을 감압 CVD 장치, 스퍼터 (sputter) 장치, 혹은 플라스마 CVD 장치의 어느 하나로 성막한 이후, 상기 기판을 일단, 대기 중에 꺼내어 놓고, 다시 레이저 어닐링 장치에 집어넣어 그 장치 내부를 대기 중 또는 진공 중의 분위기로 하여 레이저 빔을 조사하고, 상기 막을 다결정화하는 것이 일반적이다.Conventionally, in order to form a polycrystalline silicon film, a circular amorphous amorphous silicon film is formed on a substrate such as glass on which a base SiO 2 film is formed by one of a reduced pressure CVD apparatus, a sputter apparatus, or a plasma CVD apparatus. It is common to take out the gas into the atmosphere, put it back into the laser annealing apparatus, irradiate the laser beam with the inside of the apparatus in the atmosphere in the atmosphere or in the vacuum, and polycrystalline the film.
다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (Polycrystalline Sillicon - TFT) 를 제조하는 경우, 그 제조의 1 공정에 있어서 다결정 실리콘막 상에 다시 산화막 또는 질화막이 게이트 절연막으로 형성되었으나, 이 경우에도 다결정 실리콘막을 형성한 이후에 일단 대기 중에 꺼내고 다시 진공의 성막실에 반입하여, 일반적으로는 플라스마 CVD 법으로 게이트 절연막을 형성하였다.In the case of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor (Polycrystalline Sillicon TFT), an oxide film or a nitride film was again formed as a gate insulating film on the polycrystalline silicon film in one step of the manufacturing. It took out in the middle, and carried in again to the vacuum film forming chamber, and generally formed the gate insulating film by the plasma CVD method.
종래의 다결정 실리콘 형성법에서는, 복수의 별개 장치간에 기판을 주고받기 위하여 처리량이 매우 작고, 또한 제조된 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 전계 효과 이동도 (정공 (正孔) 이동도) 가 80 ㎠/V·sec 로 비교적 작고 디바이스 특성이 불량하다는 결점이 있었다. 이 이동도가 불량한 원인을 규명한 결과, 기판을 장치간에 이동시켰을 때, 기판이 대기에 노출되어 양호한 경계면을 유지하기가 곤란해지기 때문이라는 사실이 밝혀졌다.In the conventional polycrystalline silicon formation method, the throughput is very small in order to exchange a substrate between a plurality of separate devices, and the field effect mobility (hole mobility) of the manufactured polycrystalline silicon thin film transistor is 80 cm 2 / V · sec It is relatively small and has poor device characteristics. As a result of identifying the cause of poor mobility, it was found that when the substrate was moved between devices, the substrate was exposed to the atmosphere, making it difficult to maintain a good interface.
또한 진공 중에서 다수 장의 기판에 아모르포스 실리콘막을 다결정화 할 수 있도록 레이저 빔을 반복하여 조사하면, 레이저 빔의 도입창이 흐려져 레이저 강도가 저하되어, 소기의 결정화를 이루지 못하고 작업을 중단하여 상기 흐림을 제거할 필요성이 발생하여 능률적인 다결정화 처리를 행할 수 없다는 결점이 있었다.In addition, if the laser beam is repeatedly irradiated to a plurality of substrates in order to polymorphize the amorphous silicon film in a vacuum, the introduction window of the laser beam is blurred, the laser intensity decreases, and the operation is stopped without the desired crystallization, thereby eliminating the blur. The necessity arises, and it has a drawback that it cannot perform efficient polycrystallization process.
본 발명은, 능률적으로 다결정 실리콘을 형성하는 방법을 제공하는 것, 상기 지식을 토대로 하여 전계 효과 이동도가 큰 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 제조하는데 적절한 다결정 실리콘을 형성하는 방법을 제공하는 것, 및 이 방법들을 적절히 실시할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention provides a method for efficiently forming polycrystalline silicon, and a method for forming polycrystalline silicon suitable for producing a polycrystalline silicon thin film transistor having high field effect mobility based on the above knowledge, and this method. It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of appropriately performing these functions.
도 1 은 본 발명의 형성 장치의 일부를 나타내는 개략 절단 평면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic cut plan view showing a part of the forming apparatus of the present invention.
도 2 는 본 발명의 형성장치의 기타의 실시예를 나타내는 개략 평면도.2 is a schematic plan view showing another embodiment of the forming apparatus of the present invention.
도 3 은 본 발명의 방법에 의하여 게이트 절연막을 형성한 상태의 기판을 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a substrate in a state in which a gate insulating film is formed by the method of the present invention.
도 4 는 플라스마 CVD 의 성막실 주요부의 절단 측면도.4 is a cutaway side view of the main part of the deposition chamber of plasma CVD;
도 5 는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 확대 단면도.5 is an enlarged cross-sectional view of a polycrystalline silicon thin film transistor.
도 6 은 레이저 어닐링 시의 Ar 압력과 이동도의 관계를 나타내는 선도.6 is a diagram showing a relationship between Ar pressure and mobility at laser annealing.
도 7 은 레이저 어닐링 시의 Ar 압력과 기판상의 레이저 강도의 관계를 나타내는 선도.7 is a diagram showing a relationship between Ar pressure and laser intensity on a substrate during laser annealing.
도 8 은 레이저 어닐링 시의 분위기 가스의 종류와 이동도의 관계를 나타내는 선도.8 is a diagram showing the relationship between the type and the mobility of the atmosphere gas during laser annealing.
도 9 은 레이저 어닐링 이후부터 게이트 산화막 형성까지의 분위기 압력과 이동도의 관계를 나타내는 선도.9 is a diagram showing a relationship between atmospheric pressure and mobility from laser annealing to gate oxide film formation.
도 10 은 레이저 어닐링 이후부터 게이트 절연막 형성까지의 분위기 가스의 종류와 이동도의 관계를 나타내는 선도.Fig. 10 is a diagram showing the relationship between the type and mobility of the atmosphere gas from the laser annealing to the formation of the gate insulating film.
도 11 은 본 발명의 형성장치에 추가로 기타의 실시예를 나타내는 개략 평면도.11 is a schematic plan view showing another embodiment in addition to the forming apparatus of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 반입반출실,1: Import / Export Room,
2 : 기판2: substrate
4 : 게이트 밸브4: gate valve
5 : 반송 수단5: conveying means
7 : 가열실7: heating chamber
8,9,10 : 성막실8,9,10: Tabernacle
11 : 레이저11: laser
12 : 레이저 어닐링실12: laser annealing chamber
본 발명에서는, 기판에 형성된 아모르포스 실리콘막에 기밀한 실내에서 레이저 빔을 조사하고, 레이저 어닐링으로 상기 막을 다결정화하는 결정화 공정을 갖는 다결정 실리콘의 형성방법에 있어서, 상기 실내를 0.1 Torr 이상 내지 상기 실의 내압 한도 이하의 압력에서, 또한 수소, 질소, 불활성 가스 중에서 적어도 1 종류의 가스를 유통시키고 분위기로 함으로써 다결정 실리콘을 능률적으로 형성하는 목적을 달성할 수 있도록 하였다. 또한, 상기 실내에서 상기 압력과 가스 분위기에 의하여 형성된 다결정 실리콘을 대기에 노출시키는 일없이 그 결정화 이후에 계속하여 수소 플라스마 처리를 함으로써, 다결정 실리콘의 표면 또는 입계에 존재하는 댕글링본드 (dangling bond) 가 채워지게 되어 다결정 실리콘막이 안정화되고, 이동도가 큰 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제작에 적합한 다결정 실리콘을 얻을 수 있게 된다. 상기 실내에서 상기 압력과 가스 분위기에 의하여 형성된 다결정 실리콘을 대기에 노출시키는 일없이, 그 결정화 이후에도 계속하여 게이트 절연막인 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 혹은 실리콘 산질화막을 상기 다결정 실리콘 상에 형성하거나, 상기 수소 플라스마 처리를 실시한 이후에, 상기 다결정 실리콘을 대기 중에 노출시키는 일없이 계속하여 게이트 절연막인 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 혹은 실리콘 산질화막을 상기 다결정 실리콘 상에 형성하면, 경계면 오염이 적은 다결정 실리콘에 게이트 절연막을 형성할 수 있고, 이동도가 큰 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 제작할 수 있게 된다. 상기 불활성 가스로는, Ar, He, Xe 및 Kr 중에서 적어도 1 종류를 사용할 수 있게 된다. 또한 본 발명의 방법은, 기판을 대기압의 외부간에 출입되는 압력조절이 자유로운 반입반출실에, 수소, 질소, 불활성 가스 중에서 적어도 1 종류의 가스 분위기에서 압력 설정이 자유로운 레이저 어닐링실을 감압 분위기에서 기판을 반송할 수 있는 반송 수단을 매개로 하여 접속하고, 상기 레이저 어닐링실을 감압 분위기에서 기판을 반송할 수 있는 반송 수단을 매개로 하여 접속하고, 상기 레이저 어닐링실에 성막실인 플라스마 CVD 실 또는 스퍼터실 혹은 감압 CVD 실을 감압 분위기에서 기판을 반송할 수 있는 반송 수단을 매개로 하여 접속된 구성을 갖는 장치에 의하여 간단하고도 확실하게 실시할 수 있다.In the present invention, a method of forming polycrystalline silicon having a crystallization step of irradiating a laser beam in an airtight room in an amorphous silicon film formed on a substrate and polycrystallizing the film by laser annealing, wherein the room is 0.1 Torr or more to the above-mentioned. At a pressure lower than the internal pressure limit of the chamber, at least one kind of gas is passed through hydrogen, nitrogen, and an inert gas and the atmosphere is made to achieve the purpose of efficiently forming polycrystalline silicon. Further, dangling bonds present on the surface or grain boundaries of the polycrystalline silicon by continuously performing hydrogen plasma treatment after the crystallization without exposing the polycrystalline silicon formed by the pressure and gas atmosphere to the atmosphere in the room. Is filled, the polycrystalline silicon film is stabilized, and polycrystalline silicon suitable for fabrication of a high mobility polycrystalline silicon thin film transistor can be obtained. The silicon oxide film or silicon nitride film or silicon oxynitride film, which is a gate insulating film, is formed continuously on the polycrystalline silicon without the polycrystalline silicon formed by the pressure and the gas atmosphere in the room exposed to the atmosphere after the crystallization, or the hydrogen plasma After the treatment, the silicon oxide film, the silicon nitride film, or the silicon oxynitride film, which is a gate insulating film, is continuously formed on the polycrystalline silicon without exposing the polycrystalline silicon to the atmosphere, thereby forming a gate insulating film on the polycrystalline silicon having low interface contamination. It is possible to produce a polycrystalline silicon thin film transistor with high mobility. As the inert gas, at least one kind of Ar, He, Xe and Kr can be used. In addition, the method of the present invention comprises a laser annealing chamber in which pressure can be freely set in at least one gas atmosphere among hydrogen, nitrogen, and an inert gas in a pressure-incoming and outgoing chamber in which the substrate can be moved in and out of atmospheric pressure. Plasma CVD chamber or sputter chamber, which is connected to the laser annealing chamber via a transport means capable of transporting the substrate, and the laser annealing chamber is connected via a transport means capable of transporting the substrate in a reduced pressure atmosphere. Or the pressure-reduced CVD chamber can be performed simply and reliably by the apparatus which has the structure connected via the conveyance means which can convey a board | substrate in a pressure-reduced atmosphere.
이하 첨부도면을 참조로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예를 도 1 에서와 같은 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 형성장치를 따라서 설명하면, 동 도면에서 부호 1 은 표면에 아모르포스 실리콘막을 형성한 유리제의 기판 (2) 을 대기압의 외부간에 출입되는 압력조절이 자유롭게 이루어지도록 구분된 반입반출실을 나타내고, 기판 (2) 은 일방의 반입실 (1a) 로 개폐문 (1c) 을 통하여 외부에서 반입되고, 반출실 (1b) 에서 개폐문 (1d) 을 통하여 외부로 반출된다. 상기 반입반출실 (1) 의 압력조절은, 진공 펌프에 연결된 진공 배기관 (3) 에 의하여 행해진다. 상기 반입반출실 (1) 은, 게이트 밸브 (4) 를 통하여 기판 반송용 로봇의 반송 수단 (5) 을 내부에 구비한 7 각형의 반송실 (6) 에 접속되어 형성된다. 상기 반송실 (6) 내에도 도시되지 않은 진공 배기관에 의하여 압력조절을 할 수 있다. 상기 반송 수단 (5) 을 구성하는 기판 반송용 로봇에는, 승강 및 선회가 자유로운 지축 (5a) 에 신축이 자유로운 암 (5b) 을 형성한 공지의 구성물을 사용하였다. 상기 로봇의 반송 수단 (5) 의 암 (5b) 은, 예를 들어 반입실 (1a) 로 향하여 늘어나고, 기판 (2) 을 수취한 이후에 수축되며, 지축 (5a) 이 선회하여 상기 암 (5b) 을 반송될 지점, 예를 들어 성막실로 향하여 늘어나고, 상기 암 (5b) 에 실린 기판 (2) 을 상기 성막실에 수납한 후에 수축된다.Referring to the embodiment of the present invention according to the apparatus for forming a polycrystalline silicon thin film transistor as shown in Fig. 1, reference numeral 1 in the drawing indicates that a glass substrate 2 having an amorphous silicon film formed on its surface is moved in and out between atmospheric pressure. The carry-in and take-out chamber divided so that pressure adjustment can be made freely, the board | substrate 2 is carried in from the outside through the opening-and-closing door 1c to one carrying-in chamber 1a, and through the opening-and-closing door 1d in the carrying-out chamber 1b. It is taken out. The pressure regulation of the said carry-in / out chamber 1 is performed by the vacuum exhaust pipe 3 connected to the vacuum pump. The carry-in / out chamber 1 is connected to the hexagonal conveyance chamber 6 provided with the conveying means 5 of the board | substrate conveyance robot inside through the gate valve 4. Pressure control can be performed by the vacuum exhaust pipe which is not shown also in the said conveyance chamber 6. As the board | substrate conveyance robot which comprises the said conveying means 5, the well-known structure which provided the arm 5b which can expand and contract in the support shaft 5a which can raise and lower freely is used. The arm 5b of the conveying means 5 of the robot extends toward the carrying-in chamber 1a, for example, and contracts after receiving the substrate 2, and the support shaft 5a pivots and the arm 5b. ) Is stretched toward the point to be conveyed, for example, into the deposition chamber, and is contracted after storing the substrate 2 loaded on the arm 5b in the deposition chamber.
상기 반송실 (6) 의 주위에는 가열실 (7) 과, 플라스마 CVD 또는 수소 플라스마 처리를 행하는 플라스마 처리실, 감압 CVD 실 혹은 스퍼터실로 이루어지는 3 개소의 성막실 (8, 9, 10) 을 게이트 밸브 (4) 를 매개로 하여 상기 반송실 (6) 에 접속되어 형성되고, 또한 본 발명에 따라서, 레이저 (11) 를 내부에 구비하여 레이저 조사를 통하여 상기 기판 (2) 의 아모르포스 실리콘막을 다결정화 하는 레이저 어닐링실 (12) (결정화실이라고도 함) 을 게이트 밸브 (4) 를 매개로 하여 접속하였다. 각 성막실 (8, 9. 10) 에는, 성막 원료 가스의 도입구와 압력조절용 진공 배기구, 플라스마 발생용 전극이 형성되어 있다. 일방의 성막실 (8) 에는 수소 가스를 도입하여 플라스마를 발생시키고, 다결정 실리콘을 플라스마에 노출시켜 수소 플라스마 처리를 할 수 있도록 하였다. 기타의 성막실 (9, 10) 에는 TEOS (테트라에톡시실란) 과 산소를 도입하여 플라스마를 발생시키고, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막의 게이트 절연막을 형성할 수 있도록 하였다. 상기 결정화실 (12) 에는 H2, Ar, He, N2의 가스 도입이 가능하고, 그 압력은 가스를 유통시키면서 10-3Torr ~ 2280 Torr (3 기압) 의 범위에서 가변될 수 있도록 하였다.In the periphery of the said transfer chamber 6, three film-forming chambers 8, 9, and 10 which consist of a heating chamber 7, a plasma processing chamber which performs plasma CVD or hydrogen plasma processing, a reduced pressure CVD chamber, or a sputtering chamber are provided with a gate valve ( 4) connected to the transfer chamber 6 via a medium, and according to the present invention, a laser 11 is provided inside to polycrystallize the amorphous silicon film of the substrate 2 through laser irradiation. The laser annealing chamber 12 (also called a crystallization chamber) was connected via the gate valve 4. In each of the film forming chambers 8 and 9. 10, an introduction port of the film forming raw material gas, a vacuum exhaust port for pressure control, and an electrode for plasma generation are formed. Hydrogen gas was introduced into one of the film forming chambers 8 to generate plasma, and polycrystalline silicon was exposed to plasma to perform hydrogen plasma treatment. In the other film formation chambers 9 and 10, TEOS (tetraethoxysilane) and oxygen were introduced to generate a plasma, thereby forming a gate insulating film of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. The crystallization chamber 12 can be introduced into the gas of H 2 , Ar, He, N 2 , and the pressure can be varied in the range of 10 −3 Torr to 2280 Torr (3 atm) while flowing the gas.
반입반출실 (1) 의 반입실 (1a) 에 반입된 표면에 아모르포스 실리콘막을 갖는 유리제의 기판 (2) 은, 각 실의 진공압력을 조정한 후에 게이트 밸브 (4) 를 매개로 하여 운송수단 (5) 에 의하여 진공 상태의 운송실 (6) 을 통하여 가열실 (7) 로 반입되고, 그곳에서 상기 기판 (2) 을 가열한 이후에 이것을 다시 상기 운반수단 (5) 에 의하여 상기 운송실 (6) 을 통하여 레이저 어닐링실 (12) 로 반입되고, 상기 아모르포스 실리콘막에 Ar, H2, He, N2중에서 적어도 1 종류의 가스 분위기에서 또한 0.1 Torr 이상 내지 상기 실의 내압 한도 이하의 압력으로 레이저 빔을 조사함으로써 상기 막을 다결정 실리콘화 한다. 또한 그후에 성막실 (8) 로 반송 수단 (5) 이 기판 (2) 을 반송하여, 그곳에서 수소 플라스마 처리를 행하고, 다시 성막실 (9, 10) 로 반송하여 SiO2막, 또는 SiNX, 혹은 실리콘 산질화막의 게이트 절연막을 상기 다결정 실리콘막 상에 퇴적시키고, 반출실 (1b) 에서 외부로 상기 기판 (2) 을 꺼낸다. 꺼낸 기판 (2) 의 대표적인 구조를 도 3 에 나타내었다. 이 꺼낸 기판 (2) 에, 다시 기타의 장치에 의하여 다결정 실리콘막의 일부에 이온 도프 (ion dope) 층을 형성하고 게이트 메탈 또는 패시베이션 막 (passivation membrane) , 소오스 전극, ITO 막의 화소 전극 (畵素電極) 을 형성하면, 도 5 에서와 같은 구조의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터가 기판 (2) 상에 형성된다. 필요한 경우에는, 게이트 절연막을 형성한 후에 다시 성막실 (8) 로 기판 (2) 을 반입하고, 수소 플라스마 게이트 절연막을 노출시켜 막의 질을 개선한 후에 반출실 (1b) 에서 꺼낸다.The glass substrate 2 having an amorphous silicon film on the surface carried in the carrying-in chamber 1a of the carrying-in / out chamber 1 is a conveying means through the gate valve 4 after adjusting the vacuum pressure of each chamber. (5) is carried into the heating chamber 7 through the transport chamber 6 in a vacuum state, and after heating the substrate 2 there, it is again transported by the transport means 5 to the transport chamber ( 6) is introduced into the laser annealing chamber 12 through a pressure in the at least one kind of Ar, H 2 , He, N 2 to the amorphous silicon film, and at least 0.1 Torr to less than the internal pressure limit of the chamber. The film is polycrystalline siliconized by irradiating a laser beam with the light. In addition, thereafter to return the carrying means (5) of the substrate (2) in the chamber 8, subjected to the hydrogen plasma process, where, by carrying back into the chamber (9, 10), SiO 2 film or SiN X, or A gate insulating film of a silicon oxynitride film is deposited on the polycrystalline silicon film, and the substrate 2 is taken out from the carrying-out chamber 1b to the outside. The typical structure of the board | substrate 2 taken out is shown in FIG. On the taken-out substrate 2, an ion dope layer is formed on a part of the polycrystalline silicon film by another device, and the pixel electrode of the gate metal or passivation film, the source electrode, and the ITO film is formed. ), A polycrystalline silicon thin film transistor having a structure as in FIG. 5 is formed on the substrate 2. If necessary, after the gate insulating film is formed, the substrate 2 is brought into the film forming chamber 8 again, and the hydrogen plasma gate insulating film is exposed to improve the quality of the film, and then taken out from the carrying out chamber 1b.
레이저 조사에 의하여 아모르포스 실리콘막이 다결정화되면, 상기 레이저 어닐링실 (12) 의 압력을 진공으로 하는 것이 일반적이고, 진공 중에는 전술한 바와 같이 상기 막에서 Si 원자의 일부가 증발되어 레이저의 도입창에 부착되고, 그 창이 흐려짐으로 인하여 레이저 강도가 저하되는 폐단이 발생하나, 본 발명에서는 이를 방지하기 위하여 상기 레이저 어닐링실 (12) 내를 Si 원자와 반응하지 않는 수소 가스, 불활성 가스, 수치가 낮고 반응성이 낮은 질소 가스, 혹은 이 혼합 가스들의 분위기로 하고, 가스를 도입관으로부터 도입하고 또한 배기구에서 진공 펌프로 배기시킴으로써 가스를 유통시킴과 동시에, 그 도입량과 배기량을 조정하여 압력을 0.1 Torr 이상으로 조정함으로써, 상기 막에서 증발되는 Si 원자를 그 가스 분위기에서 다중 산란시키고, 상기 도입창에 도달하기 전에 배기시켰다. 그 압력이 0.1 Torr 이상이면 상기 도입창이 흐려지는 현상이 발생되지 않고, 그 압력의 상한은 상기 레이저 어닐링실 (12) 의 내압 한도, 예를 들어 상기 실 (12) 과 진공상태를 분리시키는 칸막이 밸브 (4) 의 내압 한도로 결정된다.When the amorphous silicon film is polycrystallized by laser irradiation, it is common to make the pressure of the laser annealing chamber 12 into a vacuum. During vacuum, a portion of Si atoms in the film is evaporated and adhered to the introduction window of the laser as described above. However, the closed end of the laser intensity decreases due to the blurring of the window, but in the present invention, in order to prevent this, hydrogen gas, an inert gas, a low level of reactivity, which does not react with Si atoms in the laser annealing chamber 12, By setting the atmosphere of low nitrogen gas or these mixed gases, gas is circulated by introducing the gas from the inlet pipe and evacuated by a vacuum pump at the exhaust port, and adjusting the introduction amount and the exhaust amount to adjust the pressure to 0.1 Torr or more. And multi-scattering Si atoms evaporated in the film in the gas atmosphere, It was introduced into the exhaust before reaching the group window. If the pressure is 0.1 Torr or more, the phenomenon in which the introduction window becomes cloudy does not occur, and the upper limit of the pressure is a partition valve that separates the internal pressure limit of the laser annealing chamber 12, for example, the chamber 12 from a vacuum state ( It is determined by the internal pressure limit of 4).
각 성막실 (8, 9, 10) 은, 수소 플라스마 처리, 플라스마 CVD, 감압 CVD 인 경우, 예를 들어 도 4 에서와 같은 구성을 갖고, 고주파 전류에 접속된 음극 (cathode) 전극 (13) 에 의하여 폐쇄된 진공조 (14) 의 실내 (15) 에 , 기판 (2) 이 설치된 양극 (anode) 과 가열수단을 겸한 히터 전극 (16) 을 형성하고, 상기 음극전극 (13) 에는 외부로부터의 가스 도입공 (17) 을 형성하여 도입된 가스를 상기 히터 전극 (16) 과 대향되는 위치에서 샤워 플레이트 (18) 를 매개로 하여 기판 (2) 을 향하여 균일하게 분사시키듯이 하고, 상기 히터 전극 (16) 의 배후에 반송 수단 (5) 으로 반송된 기판 (2) 의 설치와 제거를 위하여 승강기구 (19) 에 의하여 상기 히터 전극 (16) 을 관통하여 승강하는 승강 암 (20) 을 형성하도록 하였다. 21 은 진공 펌프에 접속되는 배기구, 22 는 퍼지 가스 (purge gas) 의 도입구이다. 상기 기판 (2) 에 아모르포스 실리콘막, SiO2, SiNX를 플라스마 CVD 로 형성하는 경우에는, 가스 도입공 (17) 에서 SiH4가스를 도입하고, 소정의 압력에 도달한 후에는 히터 전극 (16) 에서 기판 (2) 을 200 ~ 300 ℃ 로 가열하고, 상기 음극 전극 (13) 에 고주파 전력을 투입하여 플라스마를 발생시켜서 행한다. 수소 플라스마 처리를 행할 때에는, 수소 가스를 가스 도입공 (17) 으로부터 도입하고, 기판 온도를 200 ~ 400 ℃ 로 가열하여 행한다. 감압 CVD 의 경우에는, 음극 전극 (13) 에 고주파 전력을 공급하지 않고, 히터 전극 (16) 에 의하여 기판 (2) 을 430 ~ 600 ℃ 로 가열하여 막을 형성한다. 게이트 절연막을 형성할 때에는, SiH4, N2O, Ar 의 혼합 가스가 도입된다. 또한, 기판 (2) 에 스퍼터로 막을 형성하는 경우에는, 상기 음극 전극 (13) 이 Si 타겟으로 교환되고, SiH4가스 대신에 Ar 가스를 도입하면서 막 형성된다.Each of the deposition chambers 8, 9, 10 has a configuration as shown in FIG. 4, for example, in the case of hydrogen plasma treatment, plasma CVD, and reduced pressure CVD, and is connected to a cathode electrode 13 connected to a high frequency current. In the chamber 15 of the vacuum chamber 14 closed by this, an anode provided with the substrate 2 and a heater electrode 16 serving as a heating means are formed, and the cathode electrode 13 has a gas from the outside. The introduction hole 17 is formed to uniformly spray the gas introduced into the substrate 2 via the shower plate 18 at a position opposed to the heater electrode 16, and the heater electrode 16 In order to install and remove the substrate 2 conveyed by the conveying means 5, the elevating arm 20 is formed by the elevating mechanism 19 to elevate through the heater electrode 16. 21 is an exhaust port connected to a vacuum pump, and 22 is an introduction port of a purge gas. In the case where the amorphous silicon film, SiO 2 , SiN X is formed by plasma CVD on the substrate 2 , the SiH 4 gas is introduced into the gas introduction hole 17, and after reaching a predetermined pressure, the heater electrode ( In 16), the substrate 2 is heated to 200 to 300 ° C, high frequency power is supplied to the cathode electrode 13 to generate a plasma. When performing a hydrogen plasma process, hydrogen gas is introduce | transduced from the gas introduction hole 17, and it is performed by heating a board | substrate temperature to 200-400 degreeC. In the case of reduced pressure CVD, the substrate 2 is heated to 430 to 600 ° C by the heater electrode 16 without supplying high frequency power to the cathode electrode 13 to form a film. When forming the gate insulating film, a mixed gas of SiH 4 , N 2 O, and Ar is introduced. In the case where a film is formed on the substrate 2 by sputtering, the cathode electrode 13 is replaced with a Si target, and a film is formed while introducing Ar gas instead of SiH 4 gas.
상기 반송실 (6) 은 7 각형으로 하였으나, 도 2 에서와 같이 반입반출실 (1) 의 반입실 (1a) 과 반출실 (1b) 간에 상기 반송 수단 (5) 을 구비한 반송실 (6) 과 동일한 진공 상태의 복수개의 반송실 (6a, 6b, 6c) 을 개재시켜, 각 반송실에 인접되어 가열실 (7) , 성막실 (8, 9, 10) , 및 레이저 어닐링실 (12) 을 배치하도록 할 수도 있으며, 또한 도 11 에서와 같이 반입실 (1a) 과 반출실 (1b) 간에 직렬 상태로 진공 상태의 각 실을 성막 공정에 따라 배치하는 인라인 (inline) 구성을 취할 수도 있다. 또한 도 2, 도 11 의 예는 게이트 절연막이 형성되기 전에 수소 플라스마 처리를 행하는 것으로, 그 형성 이후에도 수소 플라스마 처리를 행하는 경우에는, 게이트 절연막의 성막실 (10) 의 반출실 (1b) 근처에 성막실과 동일한 성막실이 배치된다. 도 11 의 경우, 반송 수단 (5) 은 각 실에 형성된다. 또한 성막실 (10) 에서, TEOS, O2를 베이스로 한 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막의 게이트 절연막을 성막할 수도 있다.Although the said conveyance chamber 6 was made into the hexagonal shape, as shown in FIG. 2, the conveyance chamber 6 provided with the said conveying means 5 between the carry-in chamber 1a and the carry-out chamber 1b of the carry-in / out chamber 1, as shown in FIG. The heating chamber 7, the film forming chambers 8, 9, 10, and the laser annealing chamber 12 are adjacent to each of the conveying chambers via a plurality of conveying chambers 6a, 6b, 6c in the same vacuum. As shown in FIG. 11, an inline configuration may be adopted in which each chamber in a vacuum state is arranged in accordance with a film forming process in a series state between the carrying-in chamber 1a and the carrying-out chamber 1b. 2 and 11 perform hydrogen plasma processing before the gate insulating film is formed. When hydrogen plasma processing is performed after the formation, the film is formed near the carrying-out chamber 1b of the film forming chamber 10 of the gate insulating film. The same film forming chamber is arranged. In the case of FIG. 11, the conveying means 5 is formed in each chamber. In the film formation chamber 10, a gate insulating film of a silicon oxide film or a silicon nitride film based on TEOS and O 2 may be formed.
본 발명에 의하면, 기판 (2) 의 아모르포스 실리콘막에 레이저 빔을 조사할 때, 레이저 어닐링실 (12) 내에 있어서 Si 와 반응하지 않는 상기 수소 가스 등의 가스 분위기에서 결정화를 행하므로, 결정화 중에 산화와 같은 변질이 일어나지 않고, 순도가 높은 다결정 실리콘막을 형성할 수 있으며, 또 다시 그 압력을 0.1 Torr 이상에서 내압 한도 이하로 하여 가스를 유통시킴으로써, 그 형성 중에 기판 (2) 에서 증발된 Si 원자를 레이저 빔의 도입창에 도달하기 전에 배기시켜 상기 창이 흐려지는 것을 방지하고, 장기간에 걸쳐 레이저 빔의 강도를 저하시키지 않고, 다수 장의 기판을 레이저 어닐링으로 다결정화 할 수 있다.According to the present invention, when irradiating an amorphous silicon film of the substrate 2, crystallization is performed in a gas atmosphere such as hydrogen gas that does not react with Si in the laser annealing chamber 12, so that crystallization is performed during crystallization. It is possible to form a high-purity polycrystalline silicon film without deterioration such as oxidation, and further, by flowing gas at a pressure of 0.1 Torr or more and below a pressure resistance limit, Si atoms evaporated from the substrate 2 during its formation. It is possible to polycrystallize a plurality of substrates by laser annealing without exhausting the window before it reaches the introduction window of the laser beam, to prevent the window from clouding, and to reduce the intensity of the laser beam over a long period of time.
이 다결정화 이후, 진공 또는 상기 가스 분위기 중에서 대기에 노출시키지 않고, 성막실 (8, 9, 10) 의 어느 한 쪽으로 반송하고, 플라스마 CVD 법 등으로 게이트 절연막을 형성하므로, 다결정 실리콘의 표면 및 결정립계가 산화되는 일없이 양질의 다결정 실리콘과 경계면을 유지시킨 상태에서 그대로 게이트 절연막을 형성할 수 있고, 전계 효과 이동도가 우수한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 얻을 수 있다.After this polycrystallization, it is conveyed to either of the film forming chambers 8, 9, and 10 without being exposed to the atmosphere in a vacuum or the gas atmosphere, and a gate insulating film is formed by a plasma CVD method or the like. A gate insulating film can be formed as it is, with a high quality polycrystalline silicon and an interface maintained without oxidizing, and a polycrystalline silicon thin film transistor excellent in field effect mobility can be obtained.
또한, 이 다결정화 직후에 수소 플라스마 처리를 행함으로써, 다결정 실리콘막의 표면과 입계에 있는 댕글링본드가 수소로 복귀되고, 그후에 다소 기판 (2) 이 대기에 접하는 일이 있어도, 표면 또는 입계로의 산소의 혼입을 방지할 수 있으며, 단시간일수록 다결정 실리콘을 형성 후에 기판을 대기로 꺼내고, 다시 별도의 플라스마 CVD 장치에 반입하여 게이트 절연막을 형성해도, 전계 효과 이동도가 큰 양질의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 제작할 수 있다.Further, by performing the hydrogen plasma treatment immediately after this polycrystallization, the dangling bonds at the surface and grain boundaries of the polycrystalline silicon film are returned to hydrogen, and thereafter, even if the substrate 2 may come into contact with the atmosphere somewhat, Oxygen incorporation can be prevented, and the shorter the time, polycrystalline silicon is formed, the substrate is taken out to the atmosphere, and then brought into a separate plasma CVD apparatus to form a gate insulating film, and thus a high quality polycrystalline silicon thin film transistor having a large field effect mobility can be obtained. I can make it.
[실시예]EXAMPLE
도 1 에서와 같은 장치의 반입실 (1a) 로 SiO2의 베이스 절연막 상에 아모르포스 실리콘막을 섬 모양으로 형성한 유리 기판 (2) 의 다수 장을 반입하고, 각 실의 압력을 조정한 후에 기판 (2) 을 가열실 (7) 에서 300 ℃ 로 가열하였다. 그후에 기판 (2) 을 1 × 10-6Torr 에서 진공 배기된 레이저 어닐링실 (12) 에 반입하여 그 온도를 300 ℃ 로 유지시킨 상태에서 Ar 가스의 분위기 압력을 조정하고, KrF 엑시머 레이저 (KrF excimer laser) 를 조사하여 상기 아모르포스 실리콘을 다결정화 하였다. 이 조사는, 아모르포스 실리콘막 중에서의 수소의 돌발적 비등을 방지하기 위하여, 3 회에 나누어 조사하였다. 그리고, 성막실 (9) 로 기판 (2) 을 운반하여 수소 플라스마 처리를 행하고, 다시 성막실 (9) 에서 TEOS 와 O2의 혼합 가스를 도입하여 실리콘 산화막 (SiO2) 을 1000 Å 의 두께로 퇴적시켰다. 그후, 상기 기판 (2) 을 반출실 (1b) 에서 꺼내어 이 기판 (2) 의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (TFT) 로서의 전계 효과 이동도를 측정하였다. 이 예에서는, 기판 (2) 을 다수 장 준비하고, 레이저 어닐링을 행할 때의 각종 분위기에 의한 특성 변화와, 연속적으로 다수 장을 기판 처리했을 경우의 레이저 빔 도입창의 흐림을 기판 상에 나타나는 레이저 강도의 변화를 통하여 조사 (調査) 하였다. 또한 레이저 어닐링을 행한 이후에 수소 플라스마 처리가 행해진 기판 (2) 을, 각종 분위기에서 30 분간 노출시킨 후에 게이트 절연막을 형성하고, TFT 특성을 조사 (調査) 하였다. 그 결과는 하기에서 기재한 바와 같다. 또한 이 TFT 의 최종적인 구조는 도 5 에 나타낸 것과 동일하다.1 sheet of glass substrate 2 in which an amorphous silicon film is formed in an island shape on a base insulating film of SiO 2 into a carrying chamber 1a of the apparatus as shown in FIG. 1, and after adjusting the pressure of each chamber, the substrate (2) was heated to 300 degreeC in the heating chamber (7). Subsequently, the substrate 2 was brought into the vacuum annealing chamber 12 evacuated at 1 × 10 −6 Torr and the atmosphere pressure of Ar gas was adjusted while maintaining the temperature at 300 ° C., and a KrF excimer laser (KrF excimer laser) was used to polycrystallize the amorphous silicon. This irradiation was divided into three times in order to prevent sudden boiling of hydrogen in the amorphous silicon film. Subsequently, the substrate 2 is transported to the film formation chamber 9 to perform hydrogen plasma treatment. In addition, a mixed gas of TEOS and O 2 is introduced into the film formation chamber 9 to form a silicon oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 1000 GPa. Deposited. Then, the said board | substrate 2 was taken out from the carrying-out chamber 1b, and the field effect mobility as this polycrystalline silicon thin film transistor (TFT) of this board | substrate 2 was measured. In this example, the laser intensity in which a large number of substrates 2 are prepared, the characteristic change due to various atmospheres when performing laser annealing, and the blur of the laser beam introduction window when a plurality of sheets are subjected to substrate processing in succession are shown on the substrate. It was investigated through the change of. After the laser annealing was performed, the substrate 2 subjected to the hydrogen plasma treatment was exposed in various atmospheres for 30 minutes to form a gate insulating film, and the TFT characteristics were examined. The results are as described below. In addition, the final structure of this TFT is the same as that shown in FIG.
레이저 어닐링을 행할 때의 Ar 압력을 여러 가지로 변화시킨 경우, 이 TFT 의 전계 효과 이동도는, 도 6 에 나타낸 바와 같았다. 이에 따르면, 10-5Torr ~ 2280 Torr (3 기압) 까지 변화시켜도 약 300 ㎠/V·S 의 큰 값을 가질 수 있고, 그 이동도는 변화되지 않는다는 것을 알수 있었다. 또한 Ar 압력을 변화시키면서 50 장의 기판을 연속적으로 레이저 어닐링을 행한 경우, 50 장째의 기판 상에서의 레이저 강도와, 1 장째의 기판 상에서의 레이저 강도의 대비를 도 7 에 나타내었다. 이에 따르면, 0.1 Torr 이하에서 급격한 레이저 강도의 저하가 확인되고, 기판에서의 Si 원자의 증발에 의한 레이저 빔 도입창의 흐림이, 저 진공으로 되면 될수록 심화되는 것을 알 수 있었다. 이 흐림은 육안에 의해서도 확인할 수 있었다. 따라서, Ar 압력으로 할 경우, 0.1 Torr 이상이 필요하고, 이상적으로는 10 Torr 이상일 때 흐림이 적고 배기도 용이하여 이상적이나, 양산기 (量産機) 에서는 일반적으로 반송실 (6) 이 진공으로 되어있기 때문에, 기판을 반입반출 할 때에는 레이저 어닐링실 (12) 도 진공으로 되고, 기판을 상기 실 (12) 로 반입한 이후에는, 칸막이 밸브 (4) 를 잠가 Ar 가스를 도입한 이후에, 상기 실 (12) 의 압력 설정을 높게 할수록 압력조절에 시간이 걸리고, 처리량이 감소되므로, 그 최적 압력은 레이저 도입창의 유지 사이클과 처리량과의 관계에서 결정하는 것이 바람직하다. 최대 압력은, 상기 레이저 어닐링실 (12) 을 손상시키지 않고 기밀성을 유지할 수 있는 정도의 압력으로, 일반적으로는 실벽 (室壁) 보다도 칸막이 밸브의 내압성이 약하므로, 칸막이 밸브 (4) 의 내압성으로 결정된다.When the Ar pressure at the time of laser annealing was changed in various ways, the field effect mobility of this TFT was as showing in FIG. According to this, may be varied up to 10 -5 Torr ~ 2280 Torr (3 atm) may have a value of about 300 ㎠ / V · S, it was seen that the mobility is not changed. In addition, when laser annealing was performed continuously on 50 sheets while varying the Ar pressure, the comparison between the laser intensity on the 50th substrate and the laser intensity on the first substrate is shown in FIG. 7. According to this, a sudden decrease in laser intensity was observed at 0.1 Torr or less, and it was found that the blur of the laser beam introduction window due to the evaporation of Si atoms on the substrate became deeper as the vacuum became lower. This blur was also confirmed by the naked eye. Therefore, in the case of Ar pressure, 0.1 Torr or more is required, and ideally, when it is 10 Torr or more, there is little clouding and is easy to exhaust, but in the mass production machine, the transfer chamber 6 is generally vacuumed. Therefore, the laser annealing chamber 12 also becomes a vacuum when carrying in and carrying out a board | substrate, and after carrying in a board | substrate to the said chamber 12, after closing the partition valve 4 and introducing Ar gas, the said chamber ( The higher the pressure setting in 12), the longer it takes to control the pressure, and the throughput is reduced. Therefore, the optimum pressure is preferably determined in relation to the maintenance cycle of the laser introduction window and the throughput. The maximum pressure is a pressure which can maintain airtightness without damaging the said laser annealing chamber 12, and since pressure resistance of a partition valve is generally weaker than a seal wall, it is the pressure resistance of the partition valve 4 Is determined.
레이저 어닐링을 행할 때의 압력을 100 Torr 로 고정시켜 분위기 가스의 종류를 변화시킨 경우의 TFT 이동도의 변화를 도 8 에 나타내었다. 이에 따르면, H2, He,Ar, 의 분위기 가스에서는 이동도의 저하가 확인되지 못하고, N2만이 152 ㎠/V·S 로 기타의 가스의 약 절반의 수치로 저하하였다. 그 저하 이유는 레이저 조사중에 Si 가 N2와 반응하여 일부에서 SiNX를 만들어 버렸기 때문으로 추정된다. 따라서, 분위기 가스로 하면, H2또는 불활성 가스 (Ar, He, Xe, Kr) 가 바람직하나, 안정성과 경제성의 견지에서 볼 때에는 N2또는 N2와의 혼합 가스를 사용해도, 종래의 레이저 어닐링 법에 의한 TFT 보다도 우수한 이동도의 TFT 를 얻을 수 있다.The change in TFT mobility when the pressure at the time of laser annealing was fixed at 100 Torr and the type of atmospheric gas was changed is shown in FIG. Accordingly, the H 2, He, Ar, atmosphere gas not being verified by the mobility decrease, N 2 manyi was reduced to levels of about half of the other gas to 152 ㎠ / V · S. The reason for the decrease is presumably because Si reacted with N 2 to form SiN X in part during laser irradiation. Therefore, in the case of the atmospheric gas, H 2 or inert gas (Ar, He, Xe, Kr) is preferable, but from the standpoint of stability and economical efficiency, even if a mixed gas with N 2 or N 2 is used, the conventional laser annealing method TFTs having mobility superior to those of the TFTs can be obtained.
Ar 가스 10 Torr 의 분위기 중에서 기판 (2) 의 아모르포스 실리콘의 레이저 어닐링을 행한 이후에 반송실 (6) 에서 각 압력에서 30 분간 기판 (2) 을 방치하고, 그후 SiO2의 게이트 절연막을 형성한 경우의 TFT 특성을 도 9 에 나타내었다. 동 도면의 대기압이라고 하는 것은, 반송실 (6) 에 일단 대기압에 도달할 때까지 대기를 도입한 것이다. 이에 따르면, 10-4Torr 이상의 잔류 압력의 분위기에서는 이동도가 저하되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 반송실 (6) 의 분위기 압력을 760 Torr 로 일정하게 하고, 분위기 가스의 종류를 N2,H2, He 및 Ar 로 변경하여 30 분간 방치한 후에 SiO2의 게이트 절연막을 형성한 경우의 TFT 의 이동도는, 도 10 에서와 같이 10-5Torr 의 진공 중에 놓은 후에 SiO2의 게이트 절연막을 형성한 TFT 의 이동도와 큰 차이가 없는 것을 알 수 있었다. 또한 대기 중에 노출시킨 후, 상기 게이트 절연막을 형성한 것은 도 9, 도 10 에 병기한 바와 같이, 이동도가 78 ㎠/V·S 로 대폭 저하되어 있고, 절연막 경계면과 입계의 오염이 진행되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 오염은 잔류 가스의 주성분이 대기 성분, 즉 H2O, N2, O2이므로, 오염의 원인은 산화에 의한 것으로 추정된다.After performing laser annealing of amorphous silicon of the substrate 2 in an atmosphere of 10 Torr of Ar gas, the substrate 2 was left in the transfer chamber 6 for 30 minutes at each pressure, and then a gate insulating film of SiO 2 was formed. TFT characteristics in the case are shown in FIG. Atmospheric pressure in the same drawing introduces atmospheric pressure into the transfer chamber 6 until it reaches atmospheric pressure. According to this, it can be confirmed that mobility is reduced in the atmosphere of 10-4 Torr or more of residual pressure. Further, after the atmosphere pressure of the transfer chamber 6 is allowed to stand, and a constant 760 Torr, by changing the type of the atmospheric gas in N 2, H 2, He and Ar 30 bungan case of forming the gate insulating film of SiO 2 It was found that the mobility of the TFT was not significantly different from that of the TFT in which the gate insulating film of SiO 2 was formed after being placed in a vacuum of 10 −5 Torr as shown in FIG. 10. After exposure to the atmosphere, the gate insulating film was formed as shown in Figs. 9 and 10, and the mobility was greatly reduced to 78 cm 2 / V · S, and the contamination of the insulating film interface and the grain boundary was progressing. I could confirm that. This pollution is assumed to be caused by oxidation since the main component of the residual gas is an atmospheric component, that is, H 2 O, N 2 and O 2 .
이상에서와 같이 본 발명에 따라 실시할 경우, 실내를 0.1 Torr 이상에서, 상기 실의 내압 한도 이하의 압력으로, 또한 수소, 질소 혹은 불활성 가스, 혹은 이 혼합 가스들의 분위기로 하여. 레이저 어닐링에 의하여 아모르포스 실리콘막을 다결정 실리콘으로 하도록 했으므로, 레이저 빔의 도입창의 흐림이 발생되기 어렵게 되어 장시간에 걸쳐 다수 장의 기판을 다결정화 할 수 있고, 이 다결정 실리콘을 대기에 노출시키지 않고 수소 플라스마 처리를 실시함으로써 안정된 다결정 실리콘을 얻을 수 있고, 여기에 게이트 절연막을 형성하여 이동도가 큰 TFT 를 제작하여 사용함으로써 본 발명의 방법을 적절하게 실시할 수 있는 효과가 있다.As described above, when carried out in accordance with the present invention, the interior of the room at 0.1 Torr or more, at a pressure below the internal pressure limit of the chamber, and also as hydrogen, nitrogen or an inert gas, or an atmosphere of these mixed gases. Since the amorphous silicon film is made of polycrystalline silicon by laser annealing, blurring of the introduction window of the laser beam is less likely to occur, so that a plurality of substrates can be polycrystallized for a long time, and the hydrogen plasma treatment is performed without exposing the polycrystalline silicon to the atmosphere. By performing the above, a stable polycrystalline silicon can be obtained, and a gate insulating film is formed thereon to produce and use a high mobility TFT, which has the effect of appropriately implementing the method of the present invention.
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