CN100507714C - 激光掩模以及使用该激光掩模的结晶方法和显示器制造方法 - Google Patents

激光掩模以及使用该激光掩模的结晶方法和显示器制造方法 Download PDF

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Abstract

激光掩模以及使用该激光掩模的结晶方法。提供了一种通过使用用于选择性地使有源区域结晶而无激光照射标记的激光掩模来进行结晶的方法，包括：提供阵列基板，在该阵列基板中限定有N×M个有源区域；在所述基板上方布置具有第一块和第二块的激光掩模，其中所述第一块和第二块分别具有第一和第二掩模图案，并且所述第二掩模图案是所述第一掩模图案的相反图案；通过所述第一块在所述有源区域上照射第一激光束；并且通过所述第二块在所述有源区域上照射第二激光束。

Description

激光掩模以及使用该激光掩模的结晶方法和显示器制造方法
技术领域
本发明涉及激光掩模以及使用该激光掩模的结晶方法，更具体地，涉及使薄膜晶体管的有源区域结晶化而没有照射标记的激光掩模以及使用该激光掩模的结晶方法。
背景技术
近来随着信息显示器、尤其是便携式信息显示器已引起了极大的关注，能够替代现有阴极射线管(CRT)的薄而质轻的平板显示(FPD)装置已被积极地研究并商用化。特别地，在这些FPD装置中，液晶显示器(LCD)作为一种通过使用液晶的光学各向异性来显示图像的装置，由于它们具有较高的分辨率、颜色再现性能和图像质量等，所以已被广泛地用于笔记本电脑或者台式监视器。
有源矩阵(AM)驱动方法通常被用于驱动LCD器件，这些LCD器件使用非晶硅薄膜晶体管(TFT)作为像素单元中的开关元件。
非晶硅薄膜晶体管技术的一般概念是由LeComber等人于1979年在英国创建的，并且在1986年作为三英寸液晶显示便携式电视机而被商用化。最近，已经开发出尺寸超过50英寸的大型TFT-LCD器件。
然而，由于其较低的电子迁移率(<1cm2/Vsec)，所以非晶硅薄膜晶体管在要求大于1MHz的高速运算的外围电路上使用受限。因此，已经积极地开展了用于通过使用具有大于非晶硅薄膜晶体管的场效应迁移率的多晶硅薄膜晶体管，来同时将像素单元和驱动电路单元集成到玻璃基板上的研究。
由于在1982年就开发出了液晶显示彩色电视，所以已经将多晶硅薄膜晶体管技术应用于诸如便携式摄像机这样的小型设备。根据支持低感光灵敏度和高电场效应迁移率的多晶硅薄膜晶体管技术，可以将驱动电路直接制造到基板上。
增加的迁移率可以改善驱动电路单元的操作频率，该驱动电路单元确定可以被驱动的像素数量，从而可以对显示器件进行良好的微细加工。另外，通过减小对像素单元的信号电压的充电时间降低了传输信号的失真，从而也预期图像质量的改善。
此外，与要求高驱动电压(即大约25V)的非晶硅薄膜晶体管相比，可以在10V的条件下驱动多晶硅薄膜晶体管，从而有利地降低了功耗。
另一方面，可以通过以下方式制造多晶硅薄膜晶体管：在基板上直接淀积多晶硅薄膜；或者通过在基板上淀积非晶硅薄膜，随后通过热处理进行使基板结晶。特别地，为了使用低成本的玻璃基板，需要低温处理；以及为了将多晶硅薄膜晶体管用于驱动电路单元中的器件，需要一种用于提高薄膜晶体管的场效应迁移率的方法。
一般来说，用于使非晶硅薄膜结晶的热处理方法包括：固态结晶(solid phase crystallization，SPC)方法和受激准分子激光退火(excimer laser annealing，ELA)方法。
例如，SPC方法在大约600°C的温度下形成多晶硅薄膜。在该SPC方法中，在玻璃基板上形成非晶硅薄膜后，通过在大约600°C下执行热处理数小时到数十小时，来使该非晶硅薄膜结晶。通过SPC方法得到的非晶硅薄膜通常具有较大尺寸(大约几个μm)的晶粒。然而，在该晶粒中包括有许多缺陷。已知这些缺陷对于薄膜晶体管的性能具有负面影响，尽管不像薄膜晶体管中的晶界那么严重。
ELA方法是在低温下制造多晶硅薄膜的一种典型方法。在该ELA方法中，通过在数十纳秒的时间内对非晶硅薄膜瞬间照射高能量激光束，来使该非晶硅薄膜结晶。在该方法中，该非晶硅薄膜在非常短的时间内熔化并结晶，以使得玻璃基板不被破坏。
此外，与通过常规的热处理方法制造的多晶硅薄膜相比较，通过使用受激准分子激光器制造的多晶硅薄膜具有优异的电特性。例如，非晶硅薄膜晶体管的场效应迁移率大约是0.1～0.2cm2/Vsec，而通过常规的热处理方法制造的多晶硅薄膜晶体管的场效应迁移率大约是10～20cm2/Vsec。通过使用受激准分子激光方法制造的多晶硅薄膜晶体管的场效应迁移率大约大于100cm2/Vsec。
现在将详细说明使用激光器的结晶方法。图1是示出了结晶硅薄膜的晶粒尺寸关于用于形成该结晶硅薄膜的激光能量密度的曲线图。
参照图1，在第一区域I和第二区域II中，随着激光能量密度的增加，多晶硅薄膜的晶粒尺寸也增加。然而，在第三区域中，当照射超过特定能量密度Ec的能量密度时，多晶硅薄膜的晶粒尺寸急剧减小。也就是说，硅薄膜的结晶机理根据所照射的激光能量密度而不同，现在将详细解释这种不同。
图2A到2C，3A到3C和4A到4C是示出了根据图1的曲线图中的激光能量密度的硅结晶机理的截面图。这些图示出了根据各个激光能量密度的顺序结晶过程。利用激光退火的非晶硅结晶机理受各种因素影响，诸如激光照射条件(即，激光能量密度、照射压力(irradiationpressure)、基板温度等)、非晶硅薄膜的物理和几何特性(即，吸收系数、导热性、质量、杂质包含度、厚度等)等。
首先，如图2A到2C所示出的，图1所示曲线的第一区域I是部分熔化区域，非晶硅薄膜12仅向下结晶到虚线。此时形成的晶粒30的尺寸大约是数百个。
也就是说，当将第一区域的激光束照射到其上形成有缓冲层11的基板10上的非晶硅薄膜12上时，非晶硅薄膜12熔化。同时，将强激光能量照射在直接暴露于激光束的非晶硅薄膜12的表面上，而将相对弱的激光能量照射在非晶硅薄膜12的下部。结果，非晶硅薄膜12仅熔化掉一定的部分，以实现部分结晶。
在激光结晶方法中，结晶生长的过程包括：第一次熔化，其中通过激光照射来熔化非晶硅表层；第二次熔化，其中通过在所述第一次熔化层固化期间产生的潜热来熔化下面的层；以及利用该固化的晶体生长。现在将详细描述这些晶体生长过程。
被激光束照射的非晶硅薄膜具有大约大于1000℃的熔化温度，并且首先熔化为液态。然后，因为在第一次熔化层与下面的硅以及基板之间存在大的温差，所以该第一次熔化层直到出现固相成核和固化时才迅速冷却。由激光束照射形成的熔化层一直残留，直到固相成核和固化完成为止。因此，当激光能量密度高、或者散发到外部的热量较低，处在未出现烧蚀(ablation)的范围内时，该熔化状态长时间持续。此外，第一次熔化层在低于结晶硅熔化温度(1400℃)的温度(1000℃)熔化，因此，在温度低于相变温度时，该熔化层冷却并且保持过冷状态。当该过冷状态较大时，也就是说当薄膜的熔化温度低或冷却速度快时，在固化时的成核速度变大，以实现精细的晶体生长。
一旦第一次熔化层在固化开始时冷却，晶体就会从晶核开始向上生长。当第一次熔化层的状态从液态变换到固态时，潜热就会放出。结果，第二次熔化开始，使处于固态的下面的非晶硅薄膜熔化，接着再次出现固化。因此，重复该过程以使晶体生长。与第一次熔化层相比，下面的第二熔化层过度冷却程度更大，因此，成核速度增加以使得晶体尺寸更小。
因此，改善结晶特性的一种有效方法是降低冷却速度。可以通过阻止将已吸收激光能的热量散发到外部(例如通过加热基板、照射双光束、插入缓冲绝缘层等)来降低冷却速度。
图3A到图3C是顺序地示出了与图1所示曲线的第二区域II相对应的硅结晶机理的截面图。该第二区域II表示接近完全熔化区域。
由该附图可见，多晶硅薄膜具有大约3000到4000的相对大的晶粒(30A到30C)，并且向下形成到下面的缓冲层11的界面。也就是说，当将接近完全熔化的能量(但不是完全熔化的能量)照射到非晶硅薄膜12上时，与缓冲层11相邻的该非晶硅薄膜12熔化。同时，在已熔化硅薄膜12’和缓冲层11之间的界面处存在未被熔化的固体籽晶35。这些籽晶起到晶核的作用，以引起横向生长，从而形成相对大尺寸的晶粒30A到30C。
然而，由于仅当该激光能使得在与缓冲层11的界面上能够残留有未熔化的籽晶35时，才能够使用这种结晶方法，所以处理窗口(处理容限)不利地非常受限。另外，籽晶35是非均匀地产生的，所以多晶硅薄膜的结晶晶粒30A到30C可能具有不同的结晶方向和不同的结晶特性。
图4A到4C是示出了与图1所示图线的第三区域III相对应的完全熔化区域的结晶机理的截面图。
如该附图可见，利用与第三区域III相对应的能量密度不规则地形成非常小的晶粒30。也就是说，当激光能量密度大于特定能量密度水平Ec时，对非晶硅薄膜12施加了足够的能量，以完全熔化该非晶硅薄膜12。结果，在该非晶硅薄膜12未残留可以生长为晶粒的固态籽晶。之后，已通过接收强的激光能量而熔化的硅薄膜12’经历快速冷却过程，这导致核30的生成和精细的晶粒30。
另一方面，使用脉冲型激光器的受激准分子激光退火方法通常被用于激光结晶。然而，已经提出了一种顺序横向固化(SLS)法，其中通过在水平方向上生长晶粒来显著地改善结晶特性。
该顺序横向固化(SLS)法利用了如下的事实：晶粒从液态硅和固态硅之间的界面开始，沿着与该边界表面相垂直的方向生长。这里，SLS是这样一种结晶方法：通过适当地控制激光能的大小和激光束的照射范围来增加硅晶粒的尺寸，从而在横向上将晶粒生长为预定的长度。
当SLS作为横向固化的一个示例时，将参照图5A到5C来描述用于该横向固化的结晶机理。图5A到5C是顺序地示出了根据该横向固化的结晶过程的截面图。
首先，如图5A中所示出的，当将大于非晶硅薄膜112完全熔化(即，图1所示图线的第三区域III)的能量密度的激光能量照射到非晶硅薄膜112上时，该非晶硅薄膜112的已被照射了激光能的部分完全熔化。在该方法中，通过使用已构图的掩模可以形成激光照射区域和激光非照射区域。
同时，正如图5B和5C中所示出的，由于在该非晶硅薄膜112上照射了充足的能量，所以该非晶硅薄膜112完全熔化。然而，由于以某种间隔来照射激光束，所以，在激光未照射区域的硅薄膜112和存在于与已熔化硅薄膜112’的交界处的固态硅用作为晶体生长的核。
也就是说，在完全照射了激光束之后，熔化的硅薄膜112’从左/右表面(即从激光未照射区域)起立即冷却。这是因为与位于硅薄膜112和112’下部的缓冲层111或者玻璃基板110相比，位于左/右表面的固态非晶硅薄膜112具有较高的导热性。
因此，在位于左/右两侧的固态和液态之间的界面(而不是中心部分)处，熔化的硅薄膜112’首先达到成核温度，从而在对应的部分处形成晶核。在形成了晶核之后，晶粒130A和130B从较低温度侧向着较高温度侧(即从该界面到中心部分)水平地生长。因此，通过横向晶体生长形成了大尺寸的晶粒130A和130B，并且由于利用第三区域III的能量密度来执行处理，所以处理窗口(处理容限)被有利地加宽(未受限制)。
然而，为了增加晶粒的尺寸，SLS方法通过无限小地并且重复地移动掩模或者台(stage)来进行结晶。因此，可能要花费较长的时间来使大尺寸的硅膜结晶，所以整个处理时间可能被延长，而处理的合格率可能变低。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种激光掩模及使用该激光掩模进行结晶的方法，该方法基本上消除了由于现有技术的局限和不利所引起的一个或多个问题。
本发明的一个优点是提供一种能够防止照射标记(shot mark)或者将照射标记减到最小的两块(two-block)激光掩模。
本发明的附加特征和优点将在下面的说明中阐述，并且部分内容通过该说明中而明确，或者可以通过对本发明的实践来获知。将通过在书面说明及其权利要求和附图中特别指出的结构来实现并获得本发明的这些优点。
为了实现这些和其他优点以及根据本发明的目的，正如本文所包含和广泛描述的，用于使硅薄膜的预定区域结晶的激光掩模包括：在第一块中的第一掩模图案；以及，在第二块中的第二掩模图案，该第二掩模图案是第一掩模图案的相反图案。
在本发明的另一方面中，使用激光掩模进行结晶的方法包括：提供阵列基板，在该基板中限定有N×M个有源区域；该基板上方布置具有第一和第二块的激光掩模，其中该第一和第二块分别具有第一和第二掩模图案，并且该第二掩模图案是该第一掩模图案的相反图案；通过第一块，在所述有源区域上照射第一激光束；并且通过第二块，在所述有源区域上照射第二激光束。
在本发明的又一个方面中，一种显示器的制造方法包括：提供具有硅薄膜的基板；在该基板上方布置具有第一和第二块的激光掩模，其中该第一和第二块分别具有第一和第二掩模图案，并且该第二掩模图案是该第一掩模图案的相反图案；通过第一块，在所述硅薄膜上照射第一激光束；以及通过第二块，在所述硅薄膜上照射第二激光束。
应当理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，并且旨在提供对如权利要求所限定的本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，并被并入本说明书中，并且构成说明书的一部分，附图用于说明本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出了结晶的硅薄膜的晶粒尺寸相对于所施加的激光的能量密度的曲线图；
图2至图4是示出了根据图1所示曲线中的激光能量密度的硅结晶机理的截面图；
图5A至5C是顺序地示出了根据横向固化的结晶过程的截面图；
图6是示出了根据本发明的液晶显示板的示意性的平面图；
图7是示出了图6中示出的液晶显示板的阵列基板上的图像显示区域的多个部分的示意性的示例图；
图8A和8B是示出了与有源区域相对应的激光掩模的两个块的示例图，所述两个块被用于根据本发明的顺序横向固化；
图9A和9B是示出了使用图8A和8B示出的激光掩模使硅薄膜结晶的过程的示例图；
图10是示出了根据本发明第一实施例的两块激光掩模的一部分的示例图；
图11是示出了根据本发明第二实施例的两块激光掩模的一部分的示例图；而
图12是示出了利用通过根据本发明的结晶方法结晶的硅薄膜而制造的液晶显示器件的示例图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的实施例，附图中示出了其示例。
图6是示出了根据本发明的液晶显示板的示意性的平面图，其中驱动电路与该液晶显示板的阵列基板相集成。
参照图6，集成驱动电路的液晶显示板200包括：阵列基板210、滤色器基板205、以及形成在阵列基板210和滤色器基板205之间的液晶层(未示出)。阵列基板210还包括：作为图像显示区域的像素单元215，在像素单元215中，以矩阵结构排列有多个单位像素216；选通驱动电路单元214和数据驱动电路单元213，位于像素单元215的外部。
尽管在图中未示出，但是阵列基板210的像素单元215包括彼此交叉的多条选通线和多条数据线，以在基板210上限定多个单位像素216；薄膜晶体管，作为形成在选通线和数据线的每个交叉处附近的开关装置；以及，像素电极，形成在单位像素216区域中。作为用于向像素电极施加信号电压以及从像素电极中断信号电压的开关装置，薄膜晶体管是通过电场来控制电流流动的场效应晶体管(FET)。
对于阵列基板210的驱动电路单元213和214，数据驱动电路单元213位于阵列基板210的较长侧上，与滤色器基板205相比较是突出的，而选通驱动电路部分214位于阵列基板210的较短侧上。选通驱动电路单元214和数据驱动电路单元213包括具有CMOS(互补金属氧化物半导体)结构的薄膜晶体管，该薄膜晶体管是用于适当地输出所输入的信号的变换器(inverter)。
选通驱动电路单元214和数据驱动电路单元213是用于分别通过选通线和数据线将扫描信号和数据信号提供给像素电极的装置，其被连接到外部信号输入端子(未地出)，以控制通过外部信号输入端子传送的外部信号，并将该信号输出到像素电极。
尽管未示出，但是在滤色器基板205的图像显示区域215上形成有用于实现彩色的滤色器和公共电极，该公共电极是形成在阵列基板210上的像素电极的相反电极。在阵列基板210和滤色器基板205之间形成有间隔件(未示出)，用来提供均匀的单元间隙。阵列基板210和滤色器基板205通过形成在图像显示区域215的外边缘上的密封图案接合，以形成液晶显示板200。
薄膜晶体管形成在阵列基板210的图像显示区域215的每个单位像素216上(即，在选通线和数据线的各个交叉处附近)，以及包括数据驱动电路单元213和选通驱动电路单元214的驱动电路单元的预定区域附近。根据本发明，通过激光结晶方法仅在有源区域上选择性地进行结晶，在该有源区域中布置有薄膜晶体管的有源层，从而缩短了该结晶的处理时间。现将详细描述该处理。
图7是示意性示出了图6中示出的液晶显示板的阵列基板中的图像显示区域的多个部分的示例图。为了方便，在图7中示出了以2×2矩阵结构排列的4个单位像素。
参照图7，可以将图像显示区域的各个单位像素216分成两个区域。形成有开关装置的有源层的有源区域216A(第一区域)需要结晶处理；而像素区域216B(第二区域)(一个单位像素216中的除了第一区域216A以外的区域)不需要结晶处理。
在该附图中，有源区域216A以长方形示出。然而，本发明并不限于此，有源区域216A可以根据有源图案的设计条件具有各种形状。在此，假定通过对有源层进行构图而形成的有源图案位于有源区域216A内。
因此，根据本发明的原理，在制造阵列基板时，可以通过仅使有源区域选择性地结晶来缩短结晶处理时间。在该有源区域中，有源图案所位于的区域基本上是没有激光照射标记的，当通过顺序横向固化形成时，该有源图案的多晶硅薄膜具有均匀、极好的电特性。
激光照射标记是在激光束相交叠的所有激光结晶方法中出现的问题。根据本发明，通过利用激光掩模图案的周期性以及将激光掩模的多个块之间的边界区域形成为阻光区域(或者非透射区域)，来防止或最小化该照射标记问题。
图8A和8B是示出了与有源区域相对应的两块激光掩模，所述两块激光掩模被用于根据本发明的顺序横向固化。如图所示，每块掩模具有一图案，并且通过这两块掩模照射激光束两次，可以使有源区域完全结晶。
图8A示出了激光掩模的第一块260。如图8A所示，第一块包括：具有狭缝形状(slit shape)的多个第一透光区域240A，用于透射光束；以及，具有狭缝形状的多个第一阻光区域240B，用于阻挡光束。第一透光区域240A与有源区域216A相对应。如图8B所示，激光掩模的第二块260’包括：具有狭缝形状的多个第二透光区域240A’，用于透射光束；以及，具有狭缝形状的多个第二阻光区域240B’，用于阻挡光束。第二透光区域240A’与有源区域216A相对应。
第二透光区域240A’位于与第一块的第一阻光区域240B相对应的区域上，而第二阻光区域240B’位于与第一块的第一透光区域240A相对应的区域上。因此，第一块的第一透光区域240A和第二块的第二透光区域240A’覆盖了有源区域216A的整个区域。因此，通过激光掩模的两个块260和260’照射激光束两次，可以使有源区域216A的整个区域结晶(“两次照射结晶(two-shot crystallization)”)。
在该示例中，尽管透光区域240A和240A’与阻光区域240B和240B’形成为具有沿水平方向的狭缝形状，但是本发明不限于此，它们可以被形成为具有所有方向上的各种形状。换言之，根据本发明激光掩模可以各种方式来构造，只要第二块具有第一块的相反图案即可，从而可以通过两次照射结晶来使有源区域216A的整个区域结晶。
图9A和9B示出了通过使用图8A和8B示出的激光掩模来使硅薄膜结晶的过程的示例图。事实证明，通过使用两块激光掩模的结晶处理而形成的硅薄膜没有照射标记。
参照图9A，当利用激光束通过图8A中示出的激光的第一块260(即通过掩模图案240的第一透光区域240A)，第一次照射由非晶硅薄膜230形成的有源区域216A时，该非晶硅薄膜变成多晶硅薄膜230A，该多晶硅薄膜230A是具有朝垂直方向(即图中所示的Y轴方向)生长的晶粒的第一晶体。在结晶期间，位于未被激光束照射的界面上的非晶硅薄膜230用作晶核。
通过第一次结晶而结晶的区域与激光掩模的第一透光区域240A相对应。当考虑到通过顺序横向固化来生长的晶粒的最大尺寸而配置第一透光区域240A的宽度W时，第一晶体可以具有大尺寸晶粒，且仅具有一个晶界245。
在完成第一次结晶之后，通过图8B中所示的激光掩模的第二阻光区域260’照射激光束而进行第二次结晶，从而使剩余的非晶硅薄膜结晶。第二次结晶是在通过在不移动激光掩模或者其上放置有沉积有非晶硅膜的基板的台的情况下照射激光束而实现的。如图9B所示，通过使用由第一次结晶而结晶的硅薄膜230A作为籽晶，晶粒朝着第二块的掩模图案240’的第二透光区域240A’生长。结果，形成了多晶硅的第二晶体230B，从而使有源区域216A的整个区域结晶。
通过第二次结晶而结晶的硅薄膜(第二晶体230B)可以具有多个晶粒，这些晶粒从通过第一次结晶形成的晶界245向通过第二次结晶形成的晶界245’生长。在此，当第二透光区域240A’的宽度W等于第一透光区域240A的宽度时，这些晶粒就变成与宽度W一样大。
因此，当通过应用两块激光掩模来执行两次照射结晶时，基板的有源区域216A可以在没有X交叠或Y交叠(即没有照射标记)的情况下被结晶。
上述的两个块可以以各种方式应用于激光掩模。例如，现在将描述将两个块应用到一个激光掩模的实施例。
图10是示出了根据本发明第一实施例的两块激光掩模的一部分的示例图，其中示出了用于通过两次照射使2×2个单位像素的有源区域316A结晶的激光掩模的结构。尽管本实施例仅示出了用于使具有2×2个单位像素的有源区域316A结晶的激光掩模，但是本发明不限于此，可以根据液晶显示板的尺寸以及激光光学系统的条件来将激光掩模配置为使具有N×M个单位像素的有源区域结晶。
参照图10，激光掩模360包括两个块。第一块具有用于首先使2x2有源区域316A结晶的第一掩模图案(即多个第一透光区域340A和多个第一阻光区域340B)，而第二块具有用于其次使剩余区域结晶的第二掩模图案(即多个第二透光区域340A’和多个第二阻光区域340B’)。
此时，第一块的第一透光区域340A与第二块的第二阻光区域340B’相对应，而第一块的第一阻光区域340B与第二块的第二透光区域340A’相对应，使得通过两次照射结晶使整个有源区域316A结晶。
在两次照射结晶期间，第二次结晶可以通过以下方式进行：将激光掩模360或者基板(未示出)在水平方向移动一个块的距离、并且在完成第一次结晶之后通过第二块照射激光束。此外，尽管未示出，但是根据本发明，为了使液晶显示板的N×M个有源区域316A结晶，可以将激光掩模或者基板在期望方向上重复移动。
在该掩模图案中，透光区域340A和340A’以及阻光区域340B和340B’具有沿水平方向的狭缝形状，因此，在结晶期间晶粒在垂直方向上生长。所以，第一实施例中的激光掩模360可适合用于使沿垂直方向排列的薄膜晶体管的沟道结晶，由于在这些沟道中的晶粒沿垂直方向生长，从而可以提高薄膜晶体管的迁移率。当希望将这些通道形成在水平方向时，下面的实施例是优选的，其中激光掩模中的掩模图案被排列在垂直方向上。
图11是示出了根据本发明第二实施例的两块激光掩模的一部分的示例图，除掩模图案被形成在不同的方向之外，其具有与图10的第一实施例中示出的激光掩模相同的结构。
如图11所示，在第一块中形成有用于首先使2x2有源区域416A结晶的第一掩模图案(即多个第一透光区域440A和多个第一阻光区域440B)，而在第二块中形成有用于其次使剩余区域结晶的第二掩模图案(即多个第二透光区域440A’和多个第二阻光区域440B’)。
第一块的第一透光区域440A与第二块的第二阻光区域440B’相对应，并且第一块的第一阻光区域440B与第二块的第二透光区域440A’相对应。与第一实施例的掩模图案不同，阻光区域440A和440A’与透光区域440B和440B’都具有沿垂直方向的狭缝形状。
接下来，将说明使用根据本发明形成的多晶硅薄膜的液晶显示板的制造方法。
图12是示出了通过使用由根据本发明的结晶方法而结晶的硅薄膜而制造的液晶显示板的示例图。
在此，或者N型或者P型薄膜晶体管可用于像素单元上的薄膜晶体管。对于驱动电路单元，典型地使用具有N型和P型两种薄膜晶体管的CMOS结构。然而，作为参考，在图中示出了CMOS结构的示例。
下面，将描述制造液晶显示器件的方法。
首先，在由诸如玻璃的透明材料制成的基板510上形成由二氧化硅膜SiO2制成的缓冲层511。
其次，在其上具有缓冲层511的基板510上形成由多晶硅制成的有源层524N和524P。通过在基板上淀积非晶硅薄膜，然后使用根据本发明的两块激光掩模通过两次照射结晶方法来仅使有源区域结晶，从而将有源层524N和524P形成为具有均匀的结晶特性的多晶硅薄膜制成而没有照射标记。然后，通过光刻工艺对已结晶的多晶硅薄膜进行构图，以在NMOS和PMOS区域上形成有源图案524N和524P。
然后，在其上形成有有源层524N和524P的基板510上淀积栅绝缘膜525A。
然后，在其上沉积有栅绝缘膜525A的基板510的预定区域(即有源层524N和524P的沟道区域)上形成由钼(Mo)、铝(Al)或铝合金制成的栅极550N和550P。通过其上形成有栅绝缘膜525A的基板510的整个表面上淀积栅金属，然后通过使用光刻工艺来形成栅极550N和550P。
然后，通过顺序地执行N掺杂处理和P掺杂处理来形成N型薄膜晶体管(通过在有源层524N的预定区域(源/漏区域522N和523N)中植入n+杂质离子来形成)和P型薄膜晶体管(通过在有源层524N的预定区域(源/漏区域522N和523N)中植入p+杂质离子来形成)。
然后，在基板510的整个表面上淀积层间绝缘膜525B，然后使用光刻工艺来形成暴露部分源/漏区域的多个接触孔(未示出)。
然后，形成通过接触孔电连接到源/漏区域522N、522P、523N和523P的源/漏极551N、551P、552N和522P，从而完成了图12所示的CMOS液晶显示器件。
尽管该实施例描述了根据本发明的用于制造液晶显示器件的方法，但是应当理解本发明不限于此，本发明的原理可以应用到诸如有机电致发光(EL)等的其它器件。
本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上面讨论的显示器及其驱动方法进行各种修改和变型。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求及其等价物范围内的对于本发明的所有修改和变型。

Claims (17)

1.一种用于使硅薄膜的预定区域结晶的激光掩模，包括：
第一块中的第一掩模图案；以及
第二块中的第二掩模图案，
其中，所述第一掩模图案包括：多个第一透光区域，和除所述第一透光区域以外的多个第一阻光区域；而所述第二掩模图案包括：与所述第一透光区域相对应的多个第二阻光区域，和与所述第一阻光区域相对应的多个第二透光区域，
其中，所述预定区域是其中形成有有源图案的单位像素的有源区域，并且
其中，在所述激光掩模的所述第一块和所述第二块之间的界面位于所述有源区域的外部，以消除照射标记。
2.根据权利要求1所述的激光掩模，其中所述第一透光区域和所述第二阻光区域具有相同的形状，并且所述第一阻光区域和所述第二透光区域具有相同的形状。
3.根据权利要求1所述的激光掩模，其中所述透光区域和所述阻光区域具有沿水平方向的狭缝形状。
4.根据权利要求1所述的激光掩模，其中所述透光区域和所述阻光区域具有沿垂直方向的狭缝形状。
5.一种使用激光掩模的结晶方法，包括：
提供阵列基板，在该基板中限定有N×M个有源区域；
在所述基板上方布置具有第一块和第二块的激光掩模，其中所述第一块和第二块分别具有第一掩模图案和第二掩模图案，
其中，所述第一掩模图案包括：多个第一透光区域，和除所述第一透光区域以外的多个第一阻光区域；而所述第二掩模图案包括：与所述第一透光区域相对应的多个第二阻光区域，以及与所述第一阻光区域相对应的多个第二透光区域，
其中，所述预定区域是其中形成有有源图案的单位像素的有源区域，并且
其中，在所述激光掩模的所述第一块和所述第二块之间的界面位于所述有源区域的外部，以消除照射标记；
通过所述第一块在所述有源区域上照射第一激光束；以及
通过所述第二块在所述有源区域上照射第二激光束。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一透光区域和所述第二阻光区域具有相同的形状，并且所述第一阻光区域和所述第二透光区域具有相同的形状。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述透光区域和所述阻光区域具有沿水平方向的狭缝形状。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述透光区域和所述阻光区域具有沿垂直方向的狭缝形状。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述照射第二激光束的步骤包括：
在X轴或者Y轴方向上移动所述激光掩模或者其上加载有所述基板的台。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
重复照射第一激光束以及照射第二激光束的步骤，以使全部N×M个有源区域结晶。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述激光掩模或者所述台被移动了每个块的尺寸。
12.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一和第二激光束具有使区域完全熔化的能量密度。
13.根据权利要求5所述的方法，其中所述结晶是顺序横向固化。
14.一种显示器的制造方法，包括：
提供具有硅薄膜的基板；
在所述基板上方布置具有第一块和第二块的激光掩模，其中所述第一块和第二块分别具有第一掩模图案和第二掩模图案，
其中，所述第一掩模图案包括：多个第一透光区域，和除所述第一透光区域以外的多个第一阻光区域；而所述第二掩模图案包括：与所述第一透光区域相对应的多个第二阻光区域，以及与所述第一阻光区域相对应的多个第二透光区域，
其中，所述预定区域是其中形成有有源图案的单位像素的有源区域，并且
其中，在所述激光掩模的所述第一块和所述第二块之间的界面位于所述有源区域的外部，以消除照射标记；
通过所述第一块在所述硅薄膜上照射第一激光束；以及
通过所述第二块在所述硅薄膜上照射第二激光束。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述透光区域和所述阻光区域具有狭缝形状。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述照射第二激光束的步骤包括：
在X轴或者Y轴方向上移动所述激光掩模或者在其上加载有所述基板的台。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述激光掩模或者所述台被移动了每个块的尺寸。
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