JP2005197679A - レーザーマスク、レーザー結晶化方法、これを利用した表示素子、及び表示素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザー結晶化方法は、半導体膜が形成されている基板を提供する段階と、前記基板上に、複数の透過領域及び1つの遮断領域を含む周期性パターンを有する3つのブロックにより構成され、これらのブロックのうち、第1のブロックの周期性パターンは第1の位置を有し、第2のブロックの周期性パターンは第2の位置を有し、第3のブロックの周期性パターンは第3の位置を有し、これらの位置は互いに異なることを特徴とするマスクを位置させる段階と、前記マスクを介してレーザービームを照射して前記半導体膜を結晶化させる段階とを含む。
【選択図】図5
Description
図17は、照射されるレーザーエネルギー密度に対する結晶化したシリコン薄膜のグレインサイズを示すグラフである。
図1Aは、本発明の順次的横方向結晶化に使用されるレーザーマスクを示す例示図で、一般的な結晶化工程に比べて結晶化時間を短縮できるように設計されたマスクを示す。
図3A〜図3Cは、図1Aに示すマスク270を用いてシリコン薄膜を結晶化する過程を順次示す平面図である。
図10Bは、図10Aに示すレーザーマスク構成方法により製作したレーザーマスクを示す例示図で、前述したように、前記第1実施形態によるマスク構成方法により構成したレーザーマスク670は、A位置のマスクパターン675A、C位置のマスクパターン675C、及びB位置のマスクパターン675Bが順に形成された3つのブロックからなっている。
図13Bは、図13Aに示すレーザーマスク構成方法により製作したレーザーマスクを示す例示図で、前述したように、前記第2実施形態によるマスク構成方法により構成したレーザーマスク770は、A位置のマスクパターン775A、B位置のマスクパターン775B、及びC位置のマスクパターン775Cが順に形成された3つのブロックからなっている。
まず、ガラスのような透明な絶縁物質からなる基板820上に、シリコン酸化膜(SiO2)により構成されるバッファ層821を形成する。
Claims (42)
- 複数の透過領域及び1つの遮断領域を含む周期性パターンを有する3つのブロックにより構成され、これらのブロックのうち、第1のブロックの周期性パターンは第1の位置を有し、第2のブロックの周期性パターンは第2の位置を有し、第3のブロックの周期性パターンは第3の位置を有し、これらの位置は互いに異なることを特徴とするレーザーマスク。
- 前記3種の周期性パターンを1つのブロックに適用する場合に、前記複数の透過領域のうちの隣接する3つの透過領域は、1つの正三角形をなし、前記正三角形が6つ集まって正六角形パターンをなすことを特徴とする請求項1に記載のレーザーマスク。
- 前記複数の透過領域は、円形状を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザーマスク。
- 前記複数の透過領域の中心間の距離(L)と円形状の透過領域の半径(R)とは、L/3≦R<L/2の関係式を有することを特徴とする請求項3に記載のレーザーマスク。
- 前記複数の透過領域は、正三角形、正四角形、正六角形、正八角形などのような正多角形状を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザーマスク。
- 前記複数の透過領域は、前記各ブロック内でN行×M列(N、Mは整数)のマトリックス状に配列されることを特徴とする請求項1に記載のレーザーマスク。
- 前記複数の透過領域は、前記各ブロック内で奇数列と偶数列とが互いにずれるように配列されることを特徴とする請求項6に記載のレーザーマスク。
- 前記レーザーマスクは、クロムまたはアルミニウムのような金属物質により構成されることを特徴とする請求項1に記載のレーザーマスク。
- 半導体膜が形成されている基板を提供する段階と、
複数の透過領域及び1つの遮断領域を含む周期性パターンを有する3つのブロックにより構成され、これらのブロックのうち、第1のブロックの周期性パターンは第1の位置を有し、第2のブロックの周期性パターンは第2の位置を有し、第3のブロックの周期性パターンは第3の位置を有し、これらの位置は互いに異なることを特徴とするマスクを前記基板上に位置させる段階と、
前記マスクを介してレーザービームを照射して前記半導体膜を結晶化させる段階と
を含むことを特徴とするレーザー結晶化方法。 - 前記3種の周期性パターンを1つのブロックに適用する場合に、前記複数の透過領域のうちの隣接する3つの透過領域は、1つの正三角形をなし、前記正三角形が6つ集まって正六角形パターンをなすようにマスクを形成することを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記複数の透過領域は、円形状に形成されることを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記複数の透過領域の中心間の距離(L)と円形状の透過領域の半径(R)とが、L/3≦R<L/2の関係式を有するようにマスクを形成することを特徴とする請求項11に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記複数の透過領域は、正三角形、正四角形、正六角形、正八角形などのような正多角形状に形成されることを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記複数の透過領域は、前記各ブロック内でN行×M列のマトリックス状に配列されることを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記複数の透過領域は、前記各ブロック内で奇数列と偶数列とが互いにずれるように配列されることを特徴とする請求項14に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記マスクは、クロムまたはアルミニウムのような金属物質により形成することを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記半導体膜を結晶化する段階は、
前記マスクを介して1次レーザービームを照射して、所定の幅を有する1次結晶化領域を形成する段階と、
前記基板を前記所定の幅以下の距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して2次レーザービームを照射して、2次結晶化領域を形成する段階と、
前記基板を前記所定の幅以下の距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して3次レーザービームを照射して、3次結晶化領域を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。 - 前記基板を前記所定の幅の1/3の距離だけ移動させることを特徴とする請求項17に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記半導体膜を結晶化する段階は、
前記マスクを介して1次レーザービームを照射して、1次結晶化領域を形成する段階と、
前記マスクを前記1つのブロックの距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して2次レーザービームを照射して、2次結晶化領域を形成する段階と、
前記マスクを前記1つのブロックの距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して3次レーザービームを照射して、3次結晶化領域を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。 - 前記半導体膜は、完全溶融領域のエネルギー密度を有するレーザービームを照射して結晶化することを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 前記半導体膜は、順次的横方向結晶化方法により結晶化することを特徴とする請求項9に記載のレーザー結晶化方法。
- 交差して画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、
前記ゲートラインとデータラインとの交差領域に形成され、隣接する3つの結晶が1つの正三角形をなし、前記正三角形が6つ集まって正六角形パターンを形成する複数の円形状の結晶からなる多結晶シリコン層により構成される薄膜トランジスタと
を含むことを特徴とする表示素子。 - 交差して画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、
前記ゲートラインとデータラインとの交差領域に形成され、隣接する3つの結晶が1つの正三角形をなし、前記正三角形が6つ集まって正六角形パターンを形成する複数の正多角形状の結晶からなる多結晶シリコン層により構成される薄膜トランジスタと
を含むことを特徴とする表示素子。 - 前記透過領域は、正三角形、正四角形、正六角形、正八角形などのような正多角形状に形成されることを特徴とする請求項23に記載の表示素子。
- 基板上に、交差して画素領域を定義するゲートライン及びデータラインを形成する段階と、
前記基板上に、半導体膜を形成する段階、前記基板上に、複数の透過領域及び1つの遮断領域を含む周期性パターンを有する3つのブロックにより構成され、これらのブロックのうち、第1のブロックの周期性パターンは第1の位置を有し、第2のブロックの周期性パターンは第2の位置を有し、第3のブロックの周期性パターンは第3の位置を有し、これらの位置は互いに異なることを特徴とするマスクを前記基板上に位置させる段階、並びに前記マスクを介してレーザービームを照射して前記半導体膜を結晶化させる段階からなる前記ゲートラインとデータラインとの交差領域に薄膜トランジスタを形成する段階と
を含むことを特徴とする表示素子の製造方法。 - 前記3種の周期性パターンを1つのブロックに適用する場合に、前記隣接する3つの透過領域は、1つの正三角形をなし、前記正三角形が6つ集まって正六角形パターンをなすようにマスクを形成することを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記複数の透過領域は、円形状に形成されることを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記複数の透過領域の中心間の距離(L)と円形状の透過領域の半径(R)とが、L/3≦R<L/2の関係式を有するようにマスクを形成することを特徴とする請求項27に記載の表示素子の製造方法。
- 前記透過領域は、正三角形、正四角形、正六角形、正八角形などのような正多角形状に形成されることを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記複数の透過領域は、前記各ブロック内でN行×M列(N、Mは整数)のマトリックス状に配列されることを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記複数の透過領域は、前記各ブロック内で奇数列と偶数列とが互いにずれるように配列されることを特徴とする請求項30に記載の表示素子の製造方法。
- 前記マスクは、クロムまたはアルミニウムのような金属物質により形成されることを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記半導体膜を結晶化する段階は、
前記マスクを介して1次レーザービームを照射して、所定の幅を有する1次結晶化領域を形成する段階と、
前記基板を前記所定の幅以下の距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して2次レーザービームを照射して、2次結晶化領域を形成する段階と、
前記基板を前記所定の幅以下の距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して3次レーザービームを照射して、3次結晶化領域を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。 - 前記基板を前記所定の幅の1/3の距離だけ移動させることを特徴とする請求項33に記載の表示素子の製造方法。
- 前記半導体膜を結晶化する段階は、
前記マスクを介して1次レーザービームを照射して、1次結晶化領域を形成する段階と、
前記マスクを前記1つのブロックの距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して2次レーザービームを照射して、2次結晶化領域を形成する段階と、
前記マスクを前記1つのブロックの距離だけ移動させる段階と、
前記マスクを介して3次レーザービームを照射して、3次結晶化領域を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。 - 前記半導体膜は、完全溶融領域のエネルギー密度を有するレーザービームを照射して結晶化することを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記半導体膜は、順次的横方向結晶化方法により結晶化することを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記表示素子は、液晶表示素子または有機EL素子であることを特徴とする請求項22に記載の表示素子。
- 前記表示素子は、液晶表示素子または有機EL素子であることを特徴とする請求項23に記載の表示素子。
- 前記表示素子は、液晶表示素子または有機EL素子であることを特徴とする請求項25に記載の表示素子の製造方法。
- 前記円形状の結晶は、それぞれ放射状に成長した複数のグレインにより構成されることを特徴とする請求項22に記載の表示素子。
- 前記結晶は、それぞれ放射状に成長した複数のグレインにより形成されることを特徴とする請求項23に記載の表示素子。
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