WO2008128781A1 - Method for restructuring semiconductor layers - Google Patents

Method for restructuring semiconductor layers Download PDF

Info

Publication number
WO2008128781A1
WO2008128781A1 PCT/EP2008/003319 EP2008003319W WO2008128781A1 WO 2008128781 A1 WO2008128781 A1 WO 2008128781A1 EP 2008003319 W EP2008003319 W EP 2008003319W WO 2008128781 A1 WO2008128781 A1 WO 2008128781A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
intensity
peak
extended
intensity peak
semiconductor layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/003319
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Bruns
Vitalij Lissotschenko
Dirk Hauschild
Original Assignee
Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200710028394 external-priority patent/DE102007028394A1/en
Application filed by Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg filed Critical Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg
Priority to CN200880013183.3A priority Critical patent/CN101680107B/en
Priority to DE112008000934.1T priority patent/DE112008000934B4/en
Publication of WO2008128781A1 publication Critical patent/WO2008128781A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
    • C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/16—Heating of the molten zone
    • C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
    • C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/0242—Crystalline insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02691—Scanning of a beam

Definitions

  • the present invention relates to a process for the restructuring of semiconductor layers, in particular for the crystallization or recrystallization of an amorphous silicon layer, according to the preamble of claim 1.
  • a disadvantage of such a method proves that on the one hand due to the only treated with an intensity peak of the linear intensity distribution portion of the silicon layer, the result of the recrystallization is poor. On the other hand, cracks may be generated in the substrate due to the high peak intensity of the intensity distribution.
  • the problem underlying the present invention is the provision of a method of the type mentioned, which is more effective.
  • the intensity profile in the direction perpendicular to the extension of the line further comprises at least one extended region which is more extensive in the direction perpendicular to the extension of the line than the intensity peak, wherein its intensity is smaller than the intensity of the intensity peak and greater than zero.
  • an extended region having a smaller intensity than the intensity peak preheating of the silicon layer and the underlying substrate can be achieved, so that cracking in the substrate can be prevented.
  • a thermal after-treatment of the section of the silicon layer treated with the intensity peak can be carried out, for example, by means of a second extended region running behind the intensity peak. As a result, the result of the recrystallization can be significantly improved.
  • thin films of amorphous silicon can be processed on glass, which can be used in the production of thin film solar cells and flat panel production.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor layer to be restructured with the method according to the invention, which is arranged on a substrate, the line-shaped intensity distribution of the laser radiation being indicated;
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the semiconductor layer on the substrate according to FIG. 1;
  • Intensity profile in the direction perpendicular to the extension of the line of the line intensity distribution of the laser light intensity in arbitrary units against expansion in the scanning direction
  • FIG. 4 is a schematic view of the intensity profile of FIG. 3 (intensity in arbitrary units versus expansion in the scanning direction); FIG.
  • Fig. 5 is a schematic view of another embodiment of an intensity profile used in the method according to the invention (intensity in arbitrary units against extension in scanning direction);
  • Fig. 6 is a schematic view of another embodiment of an intensity profile used in the method according to the invention (intensity in arbitrary units against extension in scanning direction); -A-
  • FIG. 7 shows a perspective view of a laser device for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 8 shows a schematic view of a lens array and an intensity profile according to FIG. 3.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a substrate 1, on which a silicon layer 2 is applied.
  • the substrate 1 may be formed, for example, as a glass substrate.
  • a linear intensity distribution 3 of the laser radiation is applied to an amorphous silicon layer 2 in the z-direction with a laser device 13 which comprises at least one semiconductor laser 14 and a micro-optics 15 for beam shaping (see FIGS. 1, 2 and 7).
  • the laser device 13 operates in CW operation.
  • the line of the line-shaped intensity distribution 3 extends in the y-direction.
  • the line-shaped intensity distribution 3 is moved or scanned in a scanning direction 4, which corresponds to the x direction, perpendicular to the extension of the line over the silicon layer 2.
  • the scanning speed can be between 1 m / min and 20 m / min.
  • the line-shaped intensity distribution 3 has a comparatively small width B in the scanning direction 4 or in the x direction, which is smaller by a multiple than the length L of the line-shaped intensity distribution 3 in the longitudinal direction of the line.
  • the length L of the line-shaped intensity distribution 3 may be more than 500 mm, whereas the width B may be between 0, 1 mm and 10.0 mm.
  • the line-shaped intensity distribution 3 has, for example, an intensity profile 5 according to FIG. 3. This intensity profile 5 has three essential areas, namely from right to left in FIG.
  • a first extended area 6 an intensity peak 7 (intensity peak) and a second extended area 8 to the right of the first extended area 6 and to the left of the second extended area 8 close in each case still a rising or falling edge 9, 10, which should be disregarded in the following description.
  • FIG. 4 shows the proportions of the intensity profile 5 schematically.
  • the intensity 0 is assigned to the regions arranged on the left and right of the intensity profile 5.
  • the first extended region 6 has an intensity U
  • the second extended region 8 has an intensity U
  • the intensity peak 7 has an intensity I 7 .
  • I 7 can be more than twice as large as I 8 or U.
  • the power density in the extended regions 6, 8 can be between 100 W / cm 2 and 100 kW / cm 2
  • the power density in the region of the intensity peak 7 can be between 1 kW / cm 2 and 1 MW / cm 2 .
  • the width B 6 and Be of the first and second extended regions 6, 8 are each significantly larger than the width B 7 of the intensity peak 7.
  • each section of the silicon layer becomes significantly longer with the moderate intensities I 6 , I ⁇ of the extended regions 6, 8 are irradiated as having the high intensity I 7 of the intensity peak 7.
  • the width B 7 of the Intensity peak 7 smaller than 0, 1 mm (FW ⁇ 1 / e 2 )
  • the widths B ⁇ and B 8 of the first and the second extended portion 6, 8 between 0, 1 mm and 10.0 mm can be large.
  • the first extended region 6 of the intensity profile 5 heats the portion of the silicon layer 2 to be converted and the substrate before the intensity peak 7 supplies such a large amount of energy that the actual conversion or recrystallization can take place.
  • the intensity peak 7 serves as a starting point for the conversion process.
  • the second extended region 8 of the intensity profile 5 continues to supply the portion of the silicon layer 2 to be converted with a moderate amount of energy after the introduction of the peak energy amount by the intensity peak 7.
  • This moderate energy supply promotes crystal growth in the silicon layer 2 and slows down the cooling of the silicon layer 2 and the substrate 1. As a result, mechanical stresses in the silicon layer 2 and in the substrate 1 can be reduced.
  • FIG. 6 shows a "chair-shaped" intensity profile 12 in which only the second extended region 8 to the left of the intensity peak 7 is provided, but not the first extended area to the right of the intensity peak 7. Although such an intensity profile 12 will effect post-heating after the transformation has begun, it will not preheat before conversion.
  • the semiconductor laser 14 according to FIG. 7 can be designed as a laser diode bar or as a stack of laser diode bars with a multiplicity of individual emitters, which together provide the required power and the beam parameter product necessary for the application.
  • the micro-optics 15 for beam shaping comprises in the y-direction a superposition and homogenization of all emitters with the aid of cylindrical lens arrays.
  • cylindrical lens arrays are used whose surface consists of multi-zone optics, for example, the intensity profile 5 of FIG. 3 allow.
  • FIG. 8 shows three cylinder lenses 16, 17, 18 of such a cylindrical lens array arranged next to one another.
  • the cylindrical lens array can comprise significantly more than three cylindrical lenses.
  • three zones 17a, 17b, 17c are illustrated.
  • the zone 17a for the formation of the first extended area 6 the zone 17b for the formation of the intensity peak 7 and the zone 17c for the formation of the second extended area 8 are responsible. This is indicated in FIG. 8 by the dashed line.
  • the light of the zones 17a, 17b, 17c together with that of the zones of the other cylindrical lenses 16, 18 (or the cylindrical lenses not shown) can then be focused on different widths of different intensity.
  • the light of the laser device 13 is scanned linearly over the samples with an xyz coordinate table with linear drives.
  • the process parameters laser power, travel speed, sample pretreatment are adjusted so that the desired effect is achieved (recrystallization of very thin, amorphous Si coatings on glass substrates).
  • Partial observed cracking in the glass substrates can be prevented by preheating (in the oven or on a hot plate) and then by laser treatment of the substrates.
  • This preheating is inventively achieved optically by a corresponding adjustment of the intensity profile of the existing laser module, for example in the form of a chair profile with trailing intensity peak.
  • another diode laser module with less intensity can be used which leads the line module.
  • silicon thin films with increased electron mobility can also be produced reliably and inexpensively in an industrial production.
  • the line shape with the intensity distribution according to the invention is the key to effective processing of thin films on glass.
  • a scaling of the line length to over 500 mm and high laser powers offer new value creation possibilities for current and future tasks in the areas of display technology and photovoltaics.
  • high-power diode laser sources are used with appropriate line geometry for thin-film processing. From a continuous power of one kilowatt, these line laser sources are suitable for thermal processing processes of silicon layer thicknesses of several micrometers. A more expensive large area heater can be replaced with the surface-scan method with the line-diode laser and accelerates the heating-up phase for faster and less expensive thermal processes for thin films.

Abstract

The invention relates to a method for restructuring semiconductor layers, particularly for the crystallization or re-crystallization of an amorphous silicon layer (2), wherein temporary irradiation of the semiconductor layer occurs using the laser light of a semiconductor laser (14) after applying the semiconductor layer onto a substrate (1), the laser light having a linear distribution of intensity (3) in the region of the semiconductor layer, wherein the linear distribution of intensity (3) is moved in a direction (x) perpendicular to the extension of the line across the semiconductor layer, and wherein the distribution of intensity (3) has an intensity profile (5, 11, 12) comprising at least one intensity peak (7) and at least one extended region (6, 8) in the direction (x) perpendicular to the extension of the line, the region being more extended in the direction (x) perpendicular to the extension of the line than the intensity peak (7), wherein the intensity (I6, I8) thereof is smaller than the intensity (I7) of the intensity peak (7), and larger than zero.

Description

"Verfahren zur Umstrukturierung von Halbleiterschichten" "Process for the restructuring of semiconductor layers"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umstrukturierung von Halbleiterschichten, insbesondere zur Kristallisation oder Rekristallisation einer amorphen Siliziumschicht, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The present invention relates to a process for the restructuring of semiconductor layers, in particular for the crystallization or recrystallization of an amorphous silicon layer, according to the preamble of claim 1.
Aus der US 2004/0232126 A1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Rekristallisation von Siliziumsschichten auf Glassubstraten mit dem Licht eines Diodenlasers durchgeführt. Dabei wird eine linienförmige Intensitätsverteilung über die zu rekristallisierende Siliziumsschicht senkrecht zur Linienrichtung gescannt. In Scann-Richtung beziehungsweise senkrecht zur Erstreckung der Linie weist die Intensitätsverteilung ein schmales unstrukturiertes Intensitätsprofil wie beispielsweise ein Gaußprofil auf.From US 2004/0232126 A1 a method of the type mentioned is known. In this method, recrystallization of silicon layers on glass substrates is performed with the light of a diode laser. In this case, a linear intensity distribution is scanned perpendicular to the line direction over the silicon layer to be recrystallized. In the scanning direction or perpendicular to the extension of the line, the intensity distribution has a narrow, unstructured intensity profile such as, for example, a Gaussian profile.
Als nachteilig bei einem derartigen Verfahren erweist sich, dass einerseits aufgrund des lediglich mit einer Intensitätsspitze der linienförmigen Intensitätsverteilung behandelten Abschnitts der Siliziumschicht das Ergebnis der Rekristallisation mangelhaft ist. Andererseits können aufgrund der hohen Spitzenintensität der Intensitätsverteilung Risse in dem Substrat entstehen.A disadvantage of such a method proves that on the one hand due to the only treated with an intensity peak of the linear intensity distribution portion of the silicon layer, the result of the recrystallization is poor. On the other hand, cracks may be generated in the substrate due to the high peak intensity of the intensity distribution.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, das effektiver ist.The problem underlying the present invention is the provision of a method of the type mentioned, which is more effective.
Dies wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das Intensitätsprofil in der Richtung senkrecht zur Erstreckung der Linie weiterhin mindestens einen ausgedehnten Bereich aufweist, der in der Richtung senkrecht zur Erstreckung der Linie ausgedehnter ist als die Intensitätsspitze, wobei dessen Intensität kleiner als die Intensität der Intensitätsspitze und größer als null ist. Durch einen ausgedehnten Bereich, der eine kleinere Intensität als die Intensitätsspitze aufweist, kann eine Vorerwärmung der Siliziumschicht und des darunter befindlichen Substrats erreicht werden, so dass die Rissbildung in dem Substrat verhindert werden kann. Weiterhin kann beispielsweise durch einen zweiten, der Intensitätsspitze hinterher laufenden ausgedehnten Bereich eine thermische Nachbehandlung des mit der Intensitätsspitze behandelten Abschnitts der Siliziumschicht durchgeführt werden. Dadurch kann das Ergebnis der Rekristallisation deutlich verbessert werden.This is achieved by a method of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1. The subclaims relate to preferred embodiments of the invention. According to claim 1, it is provided that the intensity profile in the direction perpendicular to the extension of the line further comprises at least one extended region which is more extensive in the direction perpendicular to the extension of the line than the intensity peak, wherein its intensity is smaller than the intensity of the intensity peak and greater than zero. Through an extended region having a smaller intensity than the intensity peak, preheating of the silicon layer and the underlying substrate can be achieved, so that cracking in the substrate can be prevented. Furthermore, a thermal after-treatment of the section of the silicon layer treated with the intensity peak can be carried out, for example, by means of a second extended region running behind the intensity peak. As a result, the result of the recrystallization can be significantly improved.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Dünnschichten aus amorphem Silizium auf Glas bearbeitet werden, die bei der Produktion von Dünnschichtsolarzellen und der Flachbildschirmproduktion eingesetzt werden können. With the method according to the invention thin films of amorphous silicon can be processed on glass, which can be used in the production of thin film solar cells and flat panel production.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigenFurther features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show in it
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren umzustrukturierende Halbleiterschicht, die auf einem Substrat angeordnet ist, wobei die linienförmige Intensitätsverteilung der Laserstrahlung angedeutet ist;1 is a schematic plan view of a semiconductor layer to be restructured with the method according to the invention, which is arranged on a substrate, the line-shaped intensity distribution of the laser radiation being indicated;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der auf dem Substrat befindlichen Halbleiterschicht gemäß Fig. 1 ;FIG. 2 shows a schematic side view of the semiconductor layer on the substrate according to FIG. 1; FIG.
Fig. 3 ein in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendetesFig. 3 used in the method according to the invention
Intensitätsprofil in der Richtung senkrecht zur Erstreckung der Linie der linienförmigen Intensitätsverteilung des Laserlichts (Intensität in willkürlichen Einheiten gegen Ausdehnung in Scann-Richtung);Intensity profile in the direction perpendicular to the extension of the line of the line intensity distribution of the laser light (intensity in arbitrary units against expansion in the scanning direction);
Fig. 4 eine schematische Ansicht des Intensitätsprofils gemäß Fig. 3 (Intensität in willkürlichen Einheiten gegen Ausdehnung in Scann-Richtung);FIG. 4 is a schematic view of the intensity profile of FIG. 3 (intensity in arbitrary units versus expansion in the scanning direction); FIG.
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Intensitätsprofils (Intensität in willkürlichen Einheiten gegen Ausdehnung in Scann-Richtung);Fig. 5 is a schematic view of another embodiment of an intensity profile used in the method according to the invention (intensity in arbitrary units against extension in scanning direction);
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Intensitätsprofils (Intensität in willkürlichen Einheiten gegen Ausdehnung in Scann-Richtung); -A-Fig. 6 is a schematic view of another embodiment of an intensity profile used in the method according to the invention (intensity in arbitrary units against extension in scanning direction); -A-
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Laservorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;7 shows a perspective view of a laser device for carrying out the method according to the invention;
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Linsenarrays und eines Intensitätsprofils gemäß Fig. 3.8 shows a schematic view of a lens array and an intensity profile according to FIG. 3.
In einigen der Figuren ist zur besseren Übersichtlichkeit ein kartesisches Koordinatensystem eingezeichnet.In some of the figures, a Cartesian coordinate system is shown for clarity.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Substrat 1 , auf das eine Siliziumschicht 2 aufgebracht ist. Das Substrat 1 kann beispielsweise als Glassubstrat ausgebildet sein. Mit einer Laservorrichtung 13, die mindestens einen Halbleiterlaser 14 und eine Mikrooptik 15 zur Strahlformung umfasst, wird in z-Richtung eine linienförmige Intensitätsverteilung 3 der Laserstrahlung auf eine amorphe Siliziumschicht 2 aufgebracht (siehe dazu Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 7). Die Laservorrichtung 13 arbeitet im CW-Betrieb. Die Linie der linieförmigen Intensitätsverteilung 3 erstreckt sich dabei in y-Richtung. Die linieförmige Intensitätsverteilung 3 wird in einer Scann-Richtung 4, die der x- Richtung entspricht, senkrecht zur Erstreckung der Linie über die Siliziumschicht 2 bewegt beziehungsweise gescannt. Die Scanngeschwindigkeit kann dabei zwischen 1 m/min und 20 m/min betragen.Fig. 1 and Fig. 2 show a substrate 1, on which a silicon layer 2 is applied. The substrate 1 may be formed, for example, as a glass substrate. A linear intensity distribution 3 of the laser radiation is applied to an amorphous silicon layer 2 in the z-direction with a laser device 13 which comprises at least one semiconductor laser 14 and a micro-optics 15 for beam shaping (see FIGS. 1, 2 and 7). , The laser device 13 operates in CW operation. The line of the line-shaped intensity distribution 3 extends in the y-direction. The line-shaped intensity distribution 3 is moved or scanned in a scanning direction 4, which corresponds to the x direction, perpendicular to the extension of the line over the silicon layer 2. The scanning speed can be between 1 m / min and 20 m / min.
Die linieförmige Intensitätsverteilung 3 weist in Scann-Richtung 4 beziehungsweise in x-Richtung eine vergleichsweise kleine Breite B auf, die um ein Vielfaches kleiner als die Länge L der linieförmigen Intensitätsverteilung 3 in Längsrichtung der Linie ist. Beispielsweise kann die Länge L der der linieförmigen Intensitätsverteilung 3 mehr als 500 mm betragen, wohingegen die Breite B zwischen 0, 1 mm und 10,0 mm betragen kann. In Scann-Richtung 4 beziehungsweise in x-Richtung weist die linieförmige Intensitätsverteilung 3 beispielsweise ein Intensitätsprofil 5 gemäß Fig. 3 auf. Dieses Intensitätsprofil 5 weist drei wesentliche Bereiche auf, nämlich von rechts nach links in Fig. 3 einen ersten ausgedehnten Bereich 6, eine Intensitätsspitze 7 (Intensitätspeak) und einen zweiten ausgedehnten Bereich 8. Rechts des ersten ausgedehnten Bereichs 6 und links des zweiten ausgedehnten Bereichs 8 schließen sich jeweils noch eine ansteigende beziehungsweise abfallende Flanke 9, 10 an, die in der nachfolgenden Beschreibung außer Betracht bleiben sollen.The line-shaped intensity distribution 3 has a comparatively small width B in the scanning direction 4 or in the x direction, which is smaller by a multiple than the length L of the line-shaped intensity distribution 3 in the longitudinal direction of the line. For example, the length L of the line-shaped intensity distribution 3 may be more than 500 mm, whereas the width B may be between 0, 1 mm and 10.0 mm. In the scanning direction 4 or in the x direction, the line-shaped intensity distribution 3 has, for example, an intensity profile 5 according to FIG. 3. This intensity profile 5 has three essential areas, namely from right to left in FIG. 3, a first extended area 6, an intensity peak 7 (intensity peak) and a second extended area 8 to the right of the first extended area 6 and to the left of the second extended area 8 close in each case still a rising or falling edge 9, 10, which should be disregarded in the following description.
Über die ausgedehnten Bereiche 6, 8 ist die Intensität weitgehend konstant. Fig. 4 stellt die Proportionen des Intensitätsprofils 5 schematisch dar. Den links und rechts des Intensitätsprofils 5 angeordneten Bereichen ist dabei die Intensität 0 zugeordnet. Der erste ausgedehnte Bereich 6 weist eine Intensität U, der zweite ausgedehnte Bereich 8 weist eine Intensität U und die Intensitätsspitze 7 weist eine Intensität I7 auf. Dabei zeigt sich, dass I7 > Ie > Ie gilt. Dabei kann beispielsweise I7 mehr als doppelt so groß wie I8 beziehungsweise U sein. Insbesondere kann die Leistungsdichte in den ausgedehnten Bereichen 6, 8 zwischen 100 W/cm2 und 100 kW/cm2 betragen, wohingegen die Leistungsdichte im Bereich der Intensitätsspitze 7 zwischen 1 kW/cm2 und 1 MW/cm2 betragen kann.Over the extended areas 6, 8, the intensity is largely constant. FIG. 4 shows the proportions of the intensity profile 5 schematically. The intensity 0 is assigned to the regions arranged on the left and right of the intensity profile 5. The first extended region 6 has an intensity U, the second extended region 8 has an intensity U and the intensity peak 7 has an intensity I 7 . It turns out that I 7 >Ie> Ie holds. In this case, for example, I 7 can be more than twice as large as I 8 or U. In particular, the power density in the extended regions 6, 8 can be between 100 W / cm 2 and 100 kW / cm 2 , whereas the power density in the region of the intensity peak 7 can be between 1 kW / cm 2 and 1 MW / cm 2 .
Weiterhin zeigt sich, dass die Breite B6 und Be des ersten und des zweiten ausgedehnten Bereichs 6, 8 jeweils deutlich größer ist als die Breite B7 der Intensitätsspitze 7. Unter Berücksichtigung der Scanngeschwindigkeit wird somit jeder Abschnitt der Siliziumschicht deutlich länger mit den moderaten Intensitäten I6, Iβ der ausgedehnten Bereiche 6, 8 als mit der hohen Intensität I7 der Intensitätsspitze 7 bestrahlt. Beispielsweise kann die Breite B7 der Intensitätsspitze 7 kleiner als 0, 1 mm (FW ■ 1 /e2) sein, wohingegen die Breiten BΘ und B8 des ersten und des zweiten ausgedehnten Bereichs 6, 8 zwischen 0, 1 mm und 10,0 mm groß sein können.Furthermore, it is found that the width B 6 and Be of the first and second extended regions 6, 8 are each significantly larger than the width B 7 of the intensity peak 7. Thus, taking into account the scanning speed, each section of the silicon layer becomes significantly longer with the moderate intensities I 6 , Iβ of the extended regions 6, 8 are irradiated as having the high intensity I 7 of the intensity peak 7. For example, the width B 7 of the Intensity peak 7 smaller than 0, 1 mm (FW ■ 1 / e 2 ), whereas the widths B Θ and B 8 of the first and the second extended portion 6, 8 between 0, 1 mm and 10.0 mm can be large.
Der erste ausgedehnte Bereich 6 des Intensitätsprofils 5 heizt den umzuwandelnden Abschnitt der Siliziumschicht 2 und das Substrat vor, bevor die Intensitätsspitze 7 eine derart große Energiemenge zuführt, dass die eigentliche Umwandlung beziehungsweise Rekristallisation erfolgen kann. Die Intensitätsspitze 7 dient zeitlich als Startpunkt für den Umwandlungsprozess.The first extended region 6 of the intensity profile 5 heats the portion of the silicon layer 2 to be converted and the substrate before the intensity peak 7 supplies such a large amount of energy that the actual conversion or recrystallization can take place. The intensity peak 7 serves as a starting point for the conversion process.
Der zweite ausgedehnte Bereich 8 des Intensitätsprofils 5 führt dem umzuwandelnden Abschnitt der Siliziumschicht 2 nach der Einbringung der Spitzenenergiemenge durch die Intensitätsspitze 7 weiterhin eine moderate Energiemenge zu. Diese moderate Energiezufuhr unterstützt das Kristallwachstum in der Siliziumschicht 2 und verlangsamt das Abkühlen der Siliziumschicht 2 und des Substrats 1. Dadurch können mechanische Spannungen in der Siliziumschicht 2 und in dem Substrats 1 reduziert werden.The second extended region 8 of the intensity profile 5 continues to supply the portion of the silicon layer 2 to be converted with a moderate amount of energy after the introduction of the peak energy amount by the intensity peak 7. This moderate energy supply promotes crystal growth in the silicon layer 2 and slows down the cooling of the silicon layer 2 and the substrate 1. As a result, mechanical stresses in the silicon layer 2 and in the substrate 1 can be reduced.
Bei den Intensitätsprofilen gemäß Fig. 5 und Fig. 6 sind gleiche oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 4 versehen.In the intensity profiles according to FIGS. 5 and 6, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals as in FIG. 4.
Fig. 5 zeigt ein „sesselförmiges" Intensitätsprofil 1 1 , bei dem lediglich der erste ausgedehnte Bereich 6 rechts von der Intensitätsspitze 7 vorgesehen ist, nicht jedoch der zweite ausgedehnte Bereich links von der Intensitätsspitze 7. Ein derartiges Intensitätsprofil 1 1 wird zwar vor dem Umwandeln ein Vorheizen bewirken, nicht jedoch ein Nacherwärmen nach begonnener Umwandlung.5 shows a "chair-shaped" intensity profile 11, in which only the first extended region 6 is provided to the right of the intensity peak 7, but not the second extended region to the left of the intensity peak 7. Such an intensity profile 11, although before the conversion cause preheating, but not reheating after the transformation has begun.
Fig. 6 zeigt ein „sesselförmiges" Intensitätsprofil 12, bei dem lediglich der zweite ausgedehnte Bereich 8 links von der Intensitätsspitze 7 vorgesehen ist, nicht jedoch der erste ausgedehnte Bereich rechts von der Intensitätsspitze 7. Ein derartiges Intensitätsprofil 12 wird zwar nach begonnener Umwandlung ein Nacherwärmen bewirken, nicht jedoch vor dem Umwandeln ein Vorheizen.FIG. 6 shows a "chair-shaped" intensity profile 12 in which only the second extended region 8 to the left of the intensity peak 7 is provided, but not the first extended area to the right of the intensity peak 7. Although such an intensity profile 12 will effect post-heating after the transformation has begun, it will not preheat before conversion.
Der Halbleiterlaser 14 gemäß Fig. 7 kann als Laserdiodenbarren oder als Stack von Laserdiodenbarren mit einer Vielzahl von Einzelemittern ausgebildet sein, die zusammen die benötigte Leistung und das für die Applikation notwendige Strahlparameterprodukt ergeben.The semiconductor laser 14 according to FIG. 7 can be designed as a laser diode bar or as a stack of laser diode bars with a multiplicity of individual emitters, which together provide the required power and the beam parameter product necessary for the application.
Die Mikrooptik 15 zur Strahlformung umfasst in y-Richtung eine Überlagerung und Homogenisierung aller Emitter unter Zuhilfenahme von Zylinderlinsenarrays. In x-Richtung werden Zylinderlinsenarrays verwendet, deren Oberfläche aus Mehrzonenoptiken bestehen, die zum Beispiel das Intensitätsprofil 5 gemäß Fig. 3 ermöglichen. In Fig. 8 sind drei nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen 16, 17, 18 eines derartigen Zylinderlinsenarrays abgebildet. Dabei kann das Zylinderlinsenarray deutlich mehr als drei Zylinderlinsen umfassen. Bei der mittleren Zylinderlinse 17 sind drei Zonen 17a, 17b, 17c verdeutlicht. Dabei ist die Zone 17a für die Ausbildung des ersten ausgedehnten Bereichs 6, die Zone 17b für die Ausbildung der Intensitätsspitze 7 und die Zone 17c für die Ausbildung des zweiten ausgedehnten Bereichs 8 verantwortlich. Dies ist in Fig. 8 durch die Strichpunktierung angedeutet.The micro-optics 15 for beam shaping comprises in the y-direction a superposition and homogenization of all emitters with the aid of cylindrical lens arrays. In the x-direction cylindrical lens arrays are used whose surface consists of multi-zone optics, for example, the intensity profile 5 of FIG. 3 allow. FIG. 8 shows three cylinder lenses 16, 17, 18 of such a cylindrical lens array arranged next to one another. In this case, the cylindrical lens array can comprise significantly more than three cylindrical lenses. In the middle cylindrical lens 17, three zones 17a, 17b, 17c are illustrated. In this case, the zone 17a for the formation of the first extended area 6, the zone 17b for the formation of the intensity peak 7 and the zone 17c for the formation of the second extended area 8 are responsible. This is indicated in FIG. 8 by the dashed line.
Je nach Wahl der Oberflächenkrümmung und der Zonenbreite kann unterschiedliche viel Licht in die verschiedenen Raumrichtungen geleitet werden. In Kombination mit einer Fourieroptik kann dann das Licht der Zonen 17a, 17b, 17c zusammen mit dem der Zonen der anderen Zylinderlinsen 16, 18 (beziehungsweise der nicht abgebildeten Zylinderlinsen) auf verschieden breite Foki mit unterschiedlicher Intensität fokussiert werden. Das Licht der Laservorrichtung 13 wird mit einem x-y-z- Koordinatentisch mit Linearantrieben linear über die Proben gescannt. Dabei werden die Verfahrensparameter Laserleistung, Verfahrgeschwindigkeit, Probenvorbehandlung so eingestellt, dass der gewünschte Effekt erzielt wird (Rekristallisation von sehr dünnen, amorphen Si-Beschichtungen auf Glassubstraten).Depending on the choice of surface curvature and the zone width, different amounts of light can be directed into the different spatial directions. In combination with a Fourier optics, the light of the zones 17a, 17b, 17c together with that of the zones of the other cylindrical lenses 16, 18 (or the cylindrical lenses not shown) can then be focused on different widths of different intensity. The light of the laser device 13 is scanned linearly over the samples with an xyz coordinate table with linear drives. The process parameters laser power, travel speed, sample pretreatment are adjusted so that the desired effect is achieved (recrystallization of very thin, amorphous Si coatings on glass substrates).
Eine teilweise zu beobachtende Rissbildung in den Glassubstraten (Borosilikatglas, nicht bei Quarzglas) kann durch Vorheizen (im Ofen oder auf einer Heizplatte) und durch anschließende Laserbehandlung der Substrate verhindert werden. Dieses Vorheizen wird erfindungsgemäß optisch durch eine entsprechende Anpassung des Intensitätsprofils des vorhandenen Lasermoduls erzielt, zum Beispiel in Form eines Sesselprofils mit nachlaufendem Intensitätspeak. Alternativ kann auch ein weiteres Diodenlasermodul mit weniger Intensität genutzt werden, das dem Linienmodul vorläuft.Partial observed cracking in the glass substrates (borosilicate glass, not quartz glass) can be prevented by preheating (in the oven or on a hot plate) and then by laser treatment of the substrates. This preheating is inventively achieved optically by a corresponding adjustment of the intensity profile of the existing laser module, for example in the form of a chair profile with trailing intensity peak. Alternatively, another diode laser module with less intensity can be used which leads the line module.
Beispiele:Examples:
Ein sichtbarer Effekt konnte zum Beispiel mit folgenden Proben und Parametern erzielt werden:A visible effect could be achieved, for example, with the following samples and parameters:
Proben-Nr. Schichtdicke Geschwindigkeit ErgebnisSample no. Layer thickness speed result
[nm] [m/min][nm] [m / min]
a-Si01 100 bis zu 4,75 farblich sichtbare Umwandlunga-Si01 100 up to 4.75 color visible transformation
a-SiO2 98,7 bis zu 4,75 farblich sichtbare Umwandlunga-SiO2 98.7 up to 4.75 color visible conversion
a-SiO3 48, 1 bis zu 4,75 farblich sichtbare Umwandlunga-SiO3 48, 1 up to 4.75 color-visible conversion
a-SiO4 46 bis zu 4,75 farblich sichtbare Umwandlunga-SiO4 46 up to 4.75 color-visible conversion
Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren können auch in einer industriellen Fertigung zuverlässig und kostengünstig Silizium- Dünnschichten mit erhöhter Elektronenmobilität hergestellt werden. Die Linienform mit der erfindungsgemäßen Intensitätsverteilung ist dabei der Schlüssel für eine effektive Bearbeitung von Dünnschichten auf Glas. Eine Skalierung der Linienlänge auf über 500 mm und hohe Laserleistungen bieten für aktuelle und zukünftige Aufgaben in den Bereichen Displaytechnologie und Photovoltaik neue Wertschöpfungsmöglichkeiten.By means of a method according to the invention, silicon thin films with increased electron mobility can also be produced reliably and inexpensively in an industrial production. The line shape with the intensity distribution according to the invention is the key to effective processing of thin films on glass. A scaling of the line length to over 500 mm and high laser powers offer new value creation possibilities for current and future tasks in the areas of display technology and photovoltaics.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Hochleistungs- Diodenlaserquellen mit entsprechender Liniengeometrie für die Dünnschichtbearbeitung eingesetzt. Ab einer Dauerstrichleistung von einem Kilowatt eignen sich diese Linienlaserquellen für thermische Bearbeitungsprozesse von Siliziumschichtdicken von mehreren Mikrometern. Eine aufwendigere großflächige Heizung kann durch das Oberflächen-Scann-Verfahren mit dem Linien-Diodenlaser ersetzt werden und beschleunigt die Aufheizphase für schnellere und kostengünstigere thermische Prozesse für Dünnschichten. In the method according to the invention high-power diode laser sources are used with appropriate line geometry for thin-film processing. From a continuous power of one kilowatt, these line laser sources are suitable for thermal processing processes of silicon layer thicknesses of several micrometers. A more expensive large area heater can be replaced with the surface-scan method with the line-diode laser and accelerates the heating-up phase for faster and less expensive thermal processes for thin films.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Umstrukturierung von Halbleiterschichten, insbesondere zur Kristallisation oder Rekristallisation einer amorphen Siliziumschicht (2), umfassend folgende Verfahrensschritte:1. A process for the restructuring of semiconductor layers, in particular for the crystallization or recrystallization of an amorphous silicon layer (2), comprising the following process steps:
Aufbringen der Halbleiterschicht auf ein Substrat (1 ),Applying the semiconductor layer to a substrate (1),
temporäres Bestrahlen der Halbleiterschicht mit dem Laserlicht eines Halbleiterlasers (14), das im Bereich der Halbleiterschicht eine linienförmige Intensitätsverteilung (3) aufweist, wobei die linienförmige Intensitätsverteilung (3) in einer Richtung (x) senkrecht zur Erstreckung der Linie über die Halbleiterschicht bewegt wird und wobei die Intensitätsverteilung (3) in der Richtung (x) senkrecht zur Erstreckung der Linie ein Intensitätsprofil (5, 1 1 , 12) mit mindestens einer Intensitätsspitze (7) aufweist,temporarily irradiating the semiconductor layer with the laser light of a semiconductor laser (14) having a linear intensity distribution (3) in the region of the semiconductor layer, wherein the linear intensity distribution (3) is moved in a direction (x) perpendicular to the extension of the line over the semiconductor layer and wherein the intensity distribution (3) in the direction (x) perpendicular to the extension of the line has an intensity profile (5, 11, 12) with at least one intensity peak (7),
dadurch gekennzeichnet, dass das Intensitätsprofil (5, 1 1 , 12) in der Richtung (x) senkrecht zur Erstreckung der Linie weiterhin mindestens einen ausgedehnten Bereich (6, 8) aufweist, der in der Richtung (x) senkrecht zur Erstreckung der Linie ausgedehnter ist als die Intensitätsspitze (7), wobei dessen Intensität (I6, U) kleiner als die Intensität (I7) der Intensitätsspitze (7) und größer als null ist.characterized in that the intensity profile (5, 11, 12) in the direction (x) perpendicular to the extension of the line further comprises at least one extended region (6, 8) extending in the direction (x) perpendicular to the extension of the line is as the intensity peak (7), wherein its intensity (I 6 , U) is less than the intensity (I 7 ) of the intensity peak (7) and greater than zero.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschicht vorgeheizt und/oder nacherhitzt wird, wobei das Vorheizen und/oder das Nacherhitzen ebenfalls durch die Laserstrahlung erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the semiconductor layer is preheated and / or reheated, wherein the preheating and / or the post-heating also takes place by the laser radiation.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ausgedehnte Bereich (6, 8) des Intensitätsprofils (5, 1 1 , 12) des Laserlichts derart ausgebildet ist, dass durch ein Bewegen des mindestens einen ausgedehnten Bereichs (6, 8) über die Halbleiterschicht das Vorheizen und/oder das Nacherhitzen gewährleistet wird .3. The method according to claim 2, characterized in that the at least one extended region (6, 8) of the intensity profile (5, 11, 12) of the laser light is designed such that by moving the at least one extended region (6, 8 ) is ensured over the semiconductor layer, the preheating and / or reheating.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ausgedehnte Bereich (6) des Intensitätsprofils (5, 1 1 ) in Scann-Richtung (4) vor der Intensitätsspitze (7) angeordnet ist, so dass jeder umzustrukturierende Abschnitt der Halbleiterschicht zuerst mit dem mindestens einen ausgedehnten Bereich (6) des Intensitätsprofils (5, 1 1 ) und anschließend mit der Intensitätsspitze (7) bestrahlt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one extended region (6) of the intensity profile (5, 1 1) in the scanning direction (4) in front of the intensity peak (7) is arranged so that each to be restructured portion of the semiconductor layer is first irradiated with the at least one extended portion (6) of the intensity profile (5, 1 1) and then with the intensity peak (7).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ausgedehnte Bereich (8) des Intensitätsprofils (5, 12) in Scann-Richtung (4) hinter der Intensitätsspitze (7) angeordnet ist, so dass jeder umzustrukturierende Abschnitt der Halbleiterschicht zuerst mit der Intensitätsspitze (7) und anschließend mit dem mindestens einen ausgedehnten Bereich (8) des Intensitätsprofils (5, 12) bestrahlt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one extended region (8) of the intensity profile (5, 12) in the scanning direction (4) behind the intensity peak (7) is arranged so that each um restructured Section of the semiconductor layer is irradiated first with the intensity peak (7) and then with the at least one extended portion (8) of the intensity profile (5, 12).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Intensitätsprofil (5) in der Richtung (x) senkrecht zur Erstreckung der Linie weiterhin mindestens zwei ausgedehnte Bereiche (6, 8) aufweist, die in der Richtung (x) senkrecht zur Erstreckung der Linie ausgedehnter sind als die Intensitätsspitze (7), wobei deren Intensitäten (I6, Ie) kleiner als die Intensität (I7) der Intensitätsspitze (7) und größer als null sind.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the intensity profile (5) in the direction (x) perpendicular to the extension of the line further at least two extended regions (6, 8) which in the direction (x) perpendicular to the extension of the line are more extensive than the intensity peak (7), with their intensities (I 6 , Ie) smaller as the intensity (I 7 ) of the intensity peak (7) and greater than zero.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster der mindestens zwei ausgedehnten Bereiche (6, 8) des Intensitätsprofils (5) in Scann-Richtung (4) vor der Intensitätsspitze (7) angeordnet ist und ein zweiter der mindestens zwei ausgedehnten Bereiche (6, 8) des Intensitätsprofils (5) in Scann-Richtung (4) hinter der Intensitätsspitze (7) angeordnet ist.7. The method according to claim 6, characterized in that a first of the at least two extended regions (6, 8) of the intensity profile (5) in the scanning direction (4) in front of the intensity peak (7) is arranged and a second of the at least two extended Regions (6, 8) of the intensity profile (5) in the scanning direction (4) behind the intensity peak (7) is arranged.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität (I7) der Intensitätsspitze (7) mehr als doppelt so groß, vorzugsweise mehr als viermal so groß wie die Intensität (Iβ, U) des mindestens einen ausgedehnten Bereichs (6, 8) des Intensitätsprofils (5, 1 1 , 12) ist.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the intensity (I 7 ) of the intensity peak (7) more than twice as large, preferably more than four times as large as the intensity (Iβ, U) of the at least one extended Range (6, 8) of the intensity profile (5, 1 1, 12).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ausgedehnte Bereich (6, 8) des Intensitätsprofils (5, 1 1 , 12) eine Leistungsdichte zwischen 100 W/cm2 und 100 kW/cm2 aufweist.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one extended region (6, 8) of the intensity profile (5, 1 1, 12) has a power density between 100 W / cm 2 and 100 kW / cm 2 ,
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsspitze (7) eine Leistungsdichte zwischen 1 kW/cm2 und 1 MW/cm2 aufweist.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the intensity peak (7) has a power density between 1 kW / cm 2 and 1 MW / cm 2 .
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B6, Bs) des mindestens einen ausgedehnten Bereichs (6, 8) des Intensitätsprofils (5, 1 1 , 12) in Scann-Richtung (4) größer als die Breite (B7) der Intensitätsspitze (7), insbesondere mehr als doppelt so groß, vorzugsweise mehr als viermal so groß wie die Breite (B7) der Intensitätsspitze (7) ist.1 1. A method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the width (B 6 , Bs) of the at least one extended region (6, 8) of the intensity profile (5, 1 1, 12) in the scanning direction (4 ) greater than the width (B 7 ) of the intensity peak (7), in particular more than twice as large, preferably more than four times as large as the width (B 7 ) of the intensity peak (7).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ausgedehnte Bereich (6, 8) des Intensitätsprofils in Scann-Richtung (4) eine Breite (Bβ, B8) zwischen 0, 1 mm und 10,0 mm aufweist.12. The method according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the at least one extended region (6, 8) of the intensity profile in the scanning direction (4) has a width (Bβ, B 8 ) between 0, 1 mm and 10 , 0 mm.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsspitze (7) in Scann- Richtung (4) eine Breite (B7) von weniger als 0, 1 mm aufweist.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the intensity peak (7) in the scanning direction (4) has a width (B 7 ) of less than 0, 1 mm.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterlaser im CW-Betrieb betrieben wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the semiconductor laser is operated in CW operation.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanngeschwindigkeit zwischen 1 m/min und 20 m/min beträgt. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the scanning speed is between 1 m / min and 20 m / min.
PCT/EP2008/003319 2007-04-24 2008-04-24 Method for restructuring semiconductor layers WO2008128781A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200880013183.3A CN101680107B (en) 2007-04-24 2008-04-24 Method for restructuring semiconductor layers
DE112008000934.1T DE112008000934B4 (en) 2007-04-24 2008-04-24 Process for restructuring semiconductor layers

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007019229.2 2007-04-24
DE102007019229 2007-04-24
DE102007028394.8 2007-06-15
DE200710028394 DE102007028394A1 (en) 2007-06-15 2007-06-15 Crystallization or re-crystallization of an amorphous silicon layer, comprises applying a semiconductor layer onto a substrate, and temporarily irradiating the semiconductor layer using a laser light of a semiconductor laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008128781A1 true WO2008128781A1 (en) 2008-10-30

Family

ID=39563578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/003319 WO2008128781A1 (en) 2007-04-24 2008-04-24 Method for restructuring semiconductor layers

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN101680107B (en)
DE (1) DE112008000934B4 (en)
WO (1) WO2008128781A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198668A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-18 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Method for producing a scratch-resistant layer on a glass substrate
DE102014116213A1 (en) 2014-11-06 2016-05-25 Lilas Gmbh Device for generating laser radiation and a device for processing a workpiece
DE102015100940A1 (en) 2015-01-22 2016-07-28 Lilas Gmbh Method and device for producing a component with an at least partially curved surface
US11328831B2 (en) 2017-07-31 2022-05-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for treating a reflective optical element for the EUV wavelength range, method for producing same, and treating apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58106836A (en) * 1981-12-18 1983-06-25 Hitachi Ltd Laser annealing device
GB2177256A (en) * 1985-06-18 1987-01-14 Sony Corp Manufacturing crystalline thin films
US5840118A (en) * 1994-12-19 1998-11-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser process system and method of using the same
US20040232126A1 (en) * 2001-08-09 2004-11-25 Koichi Tatsuki Laser annealing apparatus and method of fabricating thin film transistor
US20050112850A1 (en) * 2001-03-29 2005-05-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005129769A (en) 2003-10-24 2005-05-19 Hitachi Ltd Method for modifying semiconductor thin film, modified semiconductor thin film, method for evaluating the same, thin film transistor formed of semiconductor thin film, and image display device having circuit constituted by using the thin film transistor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58106836A (en) * 1981-12-18 1983-06-25 Hitachi Ltd Laser annealing device
GB2177256A (en) * 1985-06-18 1987-01-14 Sony Corp Manufacturing crystalline thin films
US5840118A (en) * 1994-12-19 1998-11-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser process system and method of using the same
US20050112850A1 (en) * 2001-03-29 2005-05-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device
US20040232126A1 (en) * 2001-08-09 2004-11-25 Koichi Tatsuki Laser annealing apparatus and method of fabricating thin film transistor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198668A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-18 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Method for producing a scratch-resistant layer on a glass substrate
DE102014116213A1 (en) 2014-11-06 2016-05-25 Lilas Gmbh Device for generating laser radiation and a device for processing a workpiece
DE102015100940A1 (en) 2015-01-22 2016-07-28 Lilas Gmbh Method and device for producing a component with an at least partially curved surface
US11328831B2 (en) 2017-07-31 2022-05-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for treating a reflective optical element for the EUV wavelength range, method for producing same, and treating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE112008000934A5 (en) 2010-08-19
CN101680107A (en) 2010-03-24
DE112008000934B4 (en) 2022-10-27
CN101680107B (en) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009033417B4 (en) Process and installation for producing a coated article by means of tempering
DE102005030670B4 (en) Apparatus for cutting a substrate and method using the same
DE102011089884B4 (en) Low-emissivity coating and method of making a low-emissivity coating system
DE10042733A1 (en) Multicrystalline laser-crystallized silicon thin-film solar cell on a transparent substrate
DE112008000934B4 (en) Process for restructuring semiconductor layers
DE102007009924A1 (en) Continuous coating apparatus comprises vacuum chamber containing PVD unit for coating surface of substrate and laser crystallization system which illuminates section being coated
EP2133923A2 (en) Recycling method for thin layer solar cell modules
DE102011101585A1 (en) Preparing LEDs e.g. organic LEDs or photovoltaic elements e.g. organic solar cells, comprises forming recesses with an electromagnetic radiation emitted by a laser light source at a surface of a substrate from a polymeric material
EP1924724B1 (en) Method for recrystallising layer structures of by zone melting and the use thereof
DE102009050680B4 (en) Method and apparatus for crystallizing an amorphous semiconductor layer with a laser beam
DE102009059193B4 (en) Process for doping semiconductor materials
DE102009018653B4 (en) Method for the production of semiconductor devices using doping techniques
WO2012041314A2 (en) Method and device for producing a thin-film solar cell
EP4118048A1 (en) Method for shaping a support substrate for an optical functional component
DE2837750A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR COMPONENTS
EP4122020A1 (en) Heating system and method for heating large-surface substrates
DE102012203229B4 (en) Method for mixing evaporation materials when deposited on a substrate in a vacuum
DE3824127C2 (en) Device for the heat treatment of the surface of a substrate, in particular for crystallizing polycrystalline or amorphous substrate material
DE102019112141A1 (en) Method and optical system for processing a semiconductor material
EP2465832B2 (en) Method for manufacturing an anti-reflective coating
DE102007028394A1 (en) Crystallization or re-crystallization of an amorphous silicon layer, comprises applying a semiconductor layer onto a substrate, and temporarily irradiating the semiconductor layer using a laser light of a semiconductor laser
WO2010097064A2 (en) Laser crystallisation by irradiation
DE102022114645A1 (en) Method and device for processing at least a portion of a layer system
WO2018060086A1 (en) Method and apparatus for processing a layer
DE102022114646A1 (en) Method and device for processing at least a portion of a layer system

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880013183.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08735381

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120080009341

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08735381

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REF Corresponds to

Ref document number: 112008000934

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20100819

Kind code of ref document: P