TW200529448A - Crystallization mask, crystallization method, and method of manufacturing thin film transistor including crystallized semiconductor - Google Patents

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200529448 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種結晶化遮罩、一種結晶化方法及一種 製造包括結晶化半導體之薄膜電晶體之方法。 【先前技術】 薄膜電晶體陣列面板係用於諸如液晶顯示器（LCD)或有 機發光顯示器（OLED)之顯示裝置，其包括由薄膜電晶體 (TFT)獨立驅動之複數個像素。 一般而言，一 LCD包括兩個具有場產生電極及一中介於 兩者之間之液晶層之面板。此LCD藉由使用電極向介電各 向異性之液晶層施加電場且調節電場強度以控制經過該等 面板之光的量來顯示所要的影像。在此狀況下，Τρτ係用以 控制傳送至電極的訊號。 一 OLED為一自發光（seif emissive)顯示裝置，其藉由激發 發光有機材料發光來顯示影像。該〇LED包括一陽極（電子 洞注入電極）、一陰極（電子注入電極）及一中介於兩者之間 之有機發光層。當電子洞及電子被注入該發光層時，其再 次結合且隨著發出光而成對湮滅。該發光層進一步包括一 電子傳送層（ETL)及一電子洞傳送層（HTL)以及一電子注入 層（EIL)及一電子洞注入層（HIL)以增強發光。該〇led之每 一像素均包括兩個TFT，意即，一開關TFT及一驅動TFT。 用以發光之電流係由驅動TFT驅動且驅動該驅動TFT之電 流量係由來自於該開關TFT之資料訊號控制。 LC〇之最為普遍使用之TFT將非晶矽採用於一半導體層。 97730.doc 200529448 非晶石夕丁FT具有約〇·5 Cm2/Vsec^ cm2/Vsec之遷移率， 其適於LCD之開關組件。然，對於顯示裝置之驅動電路 而言，其不充足。 為了克服该問題，已開發出一種將具有2〇 〇1112/¥5“至 cm2/Vsec之電子遷移率之多晶矽用作一半導體層之有機el 或多晶石夕TFT LCD。相對高電子遷移率多晶石夕TFT使得能夠 實施顯示面板嵌入其驅動電路之玻璃覆晶技術。 最近幾年，一種在具低熔點玻璃基板上形成一多晶薄膜 之最為廣泛運用之方法甲之一者為準分子雷射退火技術 (eximer laser annealing technique)。該技術自一準分子雷射 將可由非晶矽吸收之波長的光輻照入一沉積於一基板上之 非晶石夕層中以在1，40(TC時熔融該非晶矽層，從而將該非晶 石夕結晶為多晶石夕。該結晶粒具有一約3,〇〇〇_5,〇〇〇人之範圍 内之相對均勻的大小，且結晶時間僅為約3…2〇〇奈秒，其 不會破壞該玻璃基板。然而不利之處在於，非均勻之晶粒 邊界減少了 TFT之間之電特性的均勻性且使得難以調節該 等晶粒之微結構。 為了解決此等問題，已開發出一種能夠調節該等晶粒邊 界之分佈的連續側向固化製程（sequential lateral solidification process)。該製程係基於在一曝露於雷射束之液相區域與一 未曝露於雷射束之固相區域之間的邊界處之多晶石夕之晶粒 在一垂直於邊界表面之方向上生長之事實。提供一具有縫 隙圖案之遮罩，且一雷射束經過該遮罩之透射區以完全炫 融非晶矽，從而產生一以縫隙圖案排列之液相區域。此後， 97730.doc 200529448 該經熔融之非晶矽冷卻以結晶，且晶體生長始於未曝露於 雷射束之固相區域之邊界且在垂直於邊界表面之方向上進 行。當該等晶粒在固相區域之中心處彼此相遇時停止生 長。在以晶粒生長之方向移動該遮罩之縫隙圖案之後，重 複此過程，且因此該連續側向固化覆蓋整個區。晶粒之大 小可與縫隙圖案之寬度相同。 在連續側向固化之後，沿著晶粒邊界在多晶矽表面上形 成約400 A-i，_ A之凸出之突起。此等導致在半導體層上 之待形成-閘極絕緣層之邊界表面上之應力。據發現：此 製程中之應力多於準分子雷射退火中之應力的十倍，且此 導致降級TFT之特性。 σ 【發明内容】 本發明之一動機在於解決習知技術之問題。 提供-種供用以將非⑭轉化為多晶石夕之雷射照射用之 結f化遮罩’其包括：複數個透射區’其具有用於調節穿 過°玄遮罩之雷射照射之能量的複數個第-縫隙；及一透 HH Γβ & 該等透射區可進-步具有複數個第二縫隙，該第 •叫不一、％ |眾，琢第二縫f ::與該等第 '縫隙不同之寬度且大體上完全透射她 口該等第-縫隙可包括半透明薄膜且該等第二縫隙為β 縫隙之寬度。 縫隙行且相鄰縫隙 該等第一縫隙之寬度可小於該等第二 4寻第二、縫隙可、經排列以形成複數個 97730.doc 200529448 間距之 行中之该荨第二縫隙可值 |?、」偏移该專第二縫隙之間之 一半 0 提供-種結晶化方法，其包括：於—基板上沉積一非曰曰 夕薄膜I有一第_能量之第一雷射束照射在該薄膜 之局部區域上以使該薄膜結晶；及將一具有一低於該第」 能量之第二能量之第-Φ U ⑽ 夂弟一雷射束照射在該薄膜上以部分地使 該薄膜再結晶。 釔a曰化及再結晶化可包括連續側向固化且結晶化及再結 晶化分別使用第一縫隙及第二縫隙。 α 該等第-縫隙可包括開π且該等第二縫隙包括半透明薄 膜’且该等第—縫隙及該等第二縫隙可具有不同寬度。 。亥等第一縫隙與該等第二縫隙可提供於不同遮罩上或單 一遮罩上。 提供一種製造一薄膜電晶體之方法，其包括··於一絕緣 基板上形成一非晶矽薄膜；藉由以一雷射束局部幅照該非 晶矽薄膜且使該非晶矽薄膜結晶來形成一多晶矽薄膜，·圖 案化該多晶矽薄膜以形成一半導體層；於該半導體層上形 成一閘極絕緣層；於與該半導體層相對之閘極絕緣層上形 成一閘極；將雜質植入該半導體層中以相對於該閘極形成 彼此相對之一源極區域及一汲極區域；及形成分別電連接 至源極區域及汲極區域之一源極及_汲極。 結晶化及再結晶化可包括連續側向固化且結晶化及再結 晶化分別使用第一縫隙及第二縫隙。 該等第一縫隙可包括開口且該等第二縫隙包括半透明 97730.doc -9- 200529448 膜’且該等第一縫隙及該等第_ 乐一縫隙可具有不同寬度。 該等第一縫隙及該等第二鲦险叮…π ^縫隙可於不同遮罩處或單一遮 罩處提供。 〆方法可it γ包括·在該等閘極與該等源極及該等汲 極之間形成-具有曝露該等源極區域及該等沒極區域之接 觸孔之層間絕緣層；形成一 1古 s ^ 风具有一曝鉻該汲極之接觸孔之 純化層；及形成一經由該接觸a、#拉：S » 成按碉孔連接至該汲極之像素電極。 吞亥薄膜電晶體陣列面板可用％ ,Λ. g J W极j用於一液晶顯示器或一有機發 _ 光顯示器。 【實施方式】 現將參看其中展示本發明之較佳實施例之隨附圖示在下 文中更為充分地描述本發明。然而，本發明可以許多不同 形式實施且不應被解釋為限於本文所陳述之實㈣。 大在圖示中’出於清晰之目的，誇示層、膜、面板、區域 等之厚度王文中同樣的數字指示同樣的組件。應瞭解， 田將諸如層、膜、區域或基板之組件稱作”在"另一組件上 時’其可直接在其它纽件上或亦可存在介入組件。相反，鲁 當將組件稱作"直接在"另一組件上時不存在介 入組件。 現將參看隨附圖示描述根據本發明之實施例之一種結晶 化遮罩及方法以及一種製造多晶矽TFT之方法。 圖1為展不一種用以使非結晶矽結晶為多晶矽之SLS製程 之不意圖’圖2示意性地展示在該SLS製程中雷射束穿過一 具有一縫隙之遮罩照射，圖3A-3C示意地展示在該SLS製程 · 中非晶石夕結晶成多晶矽，及圖4為在連續側向固化製程中在 97730.doc -10- 200529448 自非晶矽結晶成多晶矽期間之一多晶矽薄膜之詳細結構。 ，如圖2中所不，在SLS製程中，—雷射束照射—由非晶石夕 製成之半導體層2〇〇且穿過一具有複數個縫隙形透射區 之遮罩300而形成於一絕緣基板5〇〇上。 該遮罩300包括複數個縫隙行3〇丨及3〇2且該等縫隙行％工 及302中之每一縫隙均在一橫向方向上延長。各行中之該等 縫隙301及302皆以一預定間距排列，且相鄰兩行中之縫隙 3〇1與縫隙302偏移約該間距之一半，且一行中之縫隙3〇1 或縫隙302之检向邊緣延伸經過相鄰行中之縫隙或縫隙 _ 3 01 〇 接著，如圖3 A中所示，半導體層2〇〇中之複數個局部區域 中之叉雷射束照射之非晶矽完全熔融，使得複數個液相區 域210形成於該半導體2〇〇之一區中。 此時，如圖3B中所示，一多晶矽晶粒23〇自曝露於雷射束 之液相區域2 10與未經受雷射束之固相區域22〇之間之一邊 界表面沿垂直於該邊界表面之方向生長。當該等晶粒23〇 於該液相區域之中心相遇時停止生長。藉由沿晶粒生長方 H 向執行該步驟以使晶粒繼續橫向生長，從而使得晶粒之生 長具有所要程度之多種大小。 圖1中所闡明之SLS製程在雷射束幅照穿過遮罩後（稱作 一 ”曝光（shot)”）相對於遮罩300在橫向方向（意即，χ方向）上 移動基板達一行之寬度。因為縫隙3〇1及縫隙3〇2在义方向上 延長，所以如圖4所示晶粒生長在7方向上繼續進行達縫隙 · 301及縫隙302之寬度。 97730.doc -11 - 200529448 田固疋一雷射幅照裝置時 了基板5〇〇之移動由一安裝嗜其 板之平臺執行。 文衣4基 然而，如圖3 C中所+，# # 可呈有扣叔i ’ '"夕晶化半導體層200隨晶粒生長 J具有大起。為移除該等突 名皋i起，利用一具有用於調節入射 在半導體層200上之雷射i 田耵束之旎1之遮罩，此將參看圖5、 6A及6B加以詳細描述。 圖5為根據本發明之_眘 45之貫施例之一結晶化遮罩之一示意 圖’圖6A及圖6B則示意性地闡明 綱月根據本發明之一實施例移 除該等突起。 貝也1夕J杪 參看圖5，根據此實施例之一結晶化遮罩彻包括複數個 縫隙41〇’其包括用以調節穿過其中之雷射束之能量之半透 明薄膜。該等縫隙排列成—行且在—橫向方向延長。該 等縫隙410之見度小於圖！中所示之光罩之彼等寬度，且其 較佳其寬度及内部間距與該等突起相對應。 在如圖3A-3C之結晶化後，如圖5所示，一雷射束再次照 射穿過遮罩400。该遮罩4〇〇在橫向方向上移動且其對準以 使得縫隙410朝向該等突起。#管雷射束具有足以完全溶融 半導體層200之能量，縫隙41〇中之半透明薄膜吸收能量中 之σ卩刀使仔半導體層200未被完全炫融。例如，半導體層 200之上部熔融以形成液相區域211，而其下部未熔融。因 此，移除該等突起。 參看圖6Β，半導體層200之熔融部分再結晶成多晶矽231 且晶粒亦以一垂直方式始於邊界生長。 圖7為根據本發明之另一實施例之一結晶化遮罩之一俯 97730.doc -12- 200529448 視圖。 p 參看圖7，根據此實施例之一遮罩34〇包括具有不同透射 率之複數個區。意即，圖1中所示之縫隙31〇及圖5中所示之 縫隙410皆形成於該遮罩上。 當使用圖7中所展不之遮罩340時，縫隙3 1 〇用以結晶化且 縫隙410用以再結晶化。意即，使用縫隙3丨〇執行結晶化且 其後藉由使用縫隙410以再結晶來移除突起。 現參看圖8-10詳細描述一種根據本發明之一實施例之用 於OLED之TFT陣列面板。 響 圖8為根據本發明之一實施例之一用於一 〇LED之TFT陣 列面板之布局圖，圖9為圖8中所示之TFT陣列面板沿線 IX-IX截取之剖視圖，及圖1〇為圖8中所示之717丁陣列面板 沿線X-X’截取之剖視圖。 較佳由二氧化矽或氮化矽製成之阻擋層1丨丨形成於一較 仏由透明玻璃製成之絕緣基板1 1 〇上。該阻播膜1 1 1可具有 雙層結構。 較佳由多晶矽製成之複數個半導體島15 la及15 lb形成於 · 该阻播膜ill上。該等半導體島151a&151b中之每一均包括 S有1^型或p型導電雜質之複數個外在區域及至少一個幾乎 不含有導電雜質之内在區域。 將一半導體島15 1 a視為一開關TFT Qa，該等外在區域包 括摻有N型雜質且彼此分離之一第一源極區域153a、一中間 區域1535及一第一汲極區域155a，且該等内在區域包括諸 ’ 如安置於該等外在區域153&、1535及155a之間之一對（第一） 97730.doc -13- 200529448 通道區域154al及154a2。 將一半導體島15 lb視作一驅動TFT Qb，該等外在區域包 括摻有p型雜質且彼此分離之一第二源極區域153b及一第 二汲極區域155b，且該内在區域包括安置於該第二源極區 域1 53b與該第二汲極區域之間之一通道區域丨5朴。該 第二源極區域153b延伸以形成一儲存區域157。 該等外在區域可進一步包括安置於通道區域154ai、 154a2及154b與源極區域153a、153b及汲極區域155a、及 1 5 5b之間的輕微摻雜區域（未圖示）。該等輕微摻雜區域可由 大體上不含雜質之偏移區域替代。 或者，視驅動條件而定，第一半導體島丨5丨a之外在區域 153a及155a摻有P型雜質，而第二半導體島151b之外在區域 153b及155b摻有N型雜質。導電雜質包括諸如硼（B)及鎵（Ga) 之P型雜質及諸如鱗（p)及石申（As)之N型雜質。 一較佳由二氧化矽或氮化矽製成之閘極絕緣層14〇形成 於半導體島15 la及15 lb以及阻擒層111上。 於該閘極絕緣層140上形成複數個閘極導體，其包括複數 個閘極線121，該等閘極線121包括複數對第一閘極12乜及 複數個第二閘極124b。 用以傳送閘極訊號之閘極線121大體上在一橫向方向上 延伸。第一閘極124a中之每一對自閘極線121向上突起且其 與該等第一半導體島151a相交使得其與該等第一通道區域 154a中之該對通道區域重疊。各閘極線121均可包含一具有 一用以與另一層或一外部驅動電路相接觸之大區域之擴展 97730.doc -14- 200529448 的末端部分。該等閘極線121可直接連接至一用以產生閘極 訊號之可整合於基板Π 〇上之閘極驅動電路。 該等第二閘極124b與該等閘極線121彼此分離且與該等 第二半導體島15 lb相交使得其與該等第二通道區域15仆重 豐。該等第二閘極124b延伸以形成與該等第二半導體島 151b之儲存電極區域157重疊之儲存電極137,從而形成儲 存電容器Cst。 5亥專閘極導體12 1及124b較佳由包括諸如|呂及|呂合金（例 如鋁-鈥）之含鋁金屬、諸如銀及銀合金之含銀金屬及諸如銅 及銅合金之含銅金屬之低電阻材料製成。該等閘極導體121 及124b可具有包括兩層具有不同物理特性之膜之多層結 構。為減少閘極導體121及124b中之訊號延遲或電壓降落， 該等兩層膜中之一者較佳由包括含鋁金屬、含銀金屬及含 銅金屬之低電阻金屬製成。另一膜較佳由諸如鉻、鉬及鉬 合金、鈕或鈦之與諸如銦錫氧化物（IT〇)或銦辞氧化物（IZ〇) 之其它材料具有良好的物理、化學及電接觸特性之材料製 成。一下層鉻膜及一上層鋁鈥合金膜及一下層鋁膜及一上 層銦膜為兩層薄膜之組合的較好實例。 另外，閘極導體121及124b之側面相對於基板110之一表 面傾斜且其傾角在約30-80度範圍内。 一層間絕緣膜160形成於該等閘極導體121及124b上。該 層間絕緣層160較佳由具有良好平面特性之感光有機材 料、由電漿增強化學氣相沉積（PECVD)形成之諸如a-Si:C..O 及a-Si:〇:F的低介電絕緣材料或諸如氮化矽與二氧化矽之 97730.doc 200529448 無機材料製成。 該層間絕緣層160有曝露第二閘極124b之複數個接觸孔 164。此外，該層間絕緣層160及該閘極絕緣層140具有分別 曝露該等源極區域153a及153b及該等汲極區域155a及155b 之複數個接觸孔163a、163b、165a及165b。 包括複數個資料線1 71、複數個電壓輸送線172及複數個 第一汲極175a及第二汲極175b之複數個資料導體形成於該 層間絕緣膜160上。用以傳送資料訊號之資料線171大體上 在縱向方向上延伸且與閘極線121相交。每一資料線171均 包括經由接觸孔163a連接至第一源極區域153a之複數個第 一源極17 3 a。每一資料線171均可包括一具有一用以與另一 層或一外部驅動電路相接觸之大區域之擴展的末端部分。 資料線171可直接連接至一用以產生閘極訊號之可整合於 基板110上之資料驅動電路。 用以為驅動TFT Qb傳送驅動電壓之電壓傳送線172大體 上在縱向方向上延伸且與閘極線121相交。每一電壓傳送線 172均包括經由接觸孔163b連接至第二源極區域153b之複 數個第二源極173b。該等電壓傳送線ι71可彼此連接。 該等第一汲極175a與該等資料線171及該等電壓傳送線 172分離且經由接觸孔ι65連接至第一汲極區域155a、並經 由接觸孔164連接至第二閘極i24b。 该等第二汲極175b與該等資料線171及該等電壓傳送線 172分離且經由接觸孔16讣連接至第二汲極區域15外。 貧料導體17卜172、175a及175b較佳由包括鉻、鉬、鈦、 97730.doc -16- 200529448 I旦或其合金之難熔金屬製成。其可具有較佳地包括一低電 阻膜及一良好接觸膜之多層結構。該多層結構之一良好實 例包括一鉬下層膜、一鋁中層膜與一鉬上層膜，亦包括上 述之一鉻下層膜與一铭-歛上層膜及一銘下層膜與一錮上 層薄膜之組合。 如同閘極導體121及124b，該等資料導體171、172、175a 及175b具有相對於基板11〇之表面之錐形側面，且其傾角在 約30-80度之範圍内。 一鈍化層180形成於該等資料導體171、172、1758及17讣 上。該鈍化層180亦較佳由具有一良好平面特性之感光有機 材料、由PECVD形成之諸如a-Si:c:〇&a_si:〇j之低介電絕 緣材料或諸如氮化矽及二氧化矽之無機材料製成。 该鈍化層180具有曝露該等第二汲極175b之複數個接觸 孔185。該鈍化層180進一步可具有曝露資料線171之末端部 分之複數個接觸孔（未圖示）且該鈍化層18〇及該層間絕緣層 1 60可有曝路閘極線12 1之末端部分之複數個接觸孔（未圖 示）。 複數個像素電極190形成於該鈍化層18〇之上。該等像素 電極190經由接觸孔185連接至該等第二汲極17讣且其較佳 由諸如鋁或銀合金之反射性不透明材料中之至少一者製 成。然而，像素電極190可由諸如汀〇或12;〇之透明導體及 諸如H #5、鋇及鎮之不透明反射性導體製成。該像 素電極190可倂入第二汲極17外以減少製造成本。 複數個接觸助件或連接構件（未圖示）亦可形成於該純化 97730.doc -17- 200529448 層1 80上以使其連接至閘極線12 1或資料線1 71之曝露的末 端部分。 ’ 一用以分離TFT陣列面板之像素之分割區32形成於該鈍 _ 化層180及該像素電極190上。該分割區32如堤岸（bank)般環 繞δ亥4像素電極190以界定待填充有機發光材料之開口。該 分割區32較佳由有機絕緣材料製成且更佳由含黑色顏料之 曝光且顯影之感光材料製成以使該分割區充當一阻光構 件且簡化其製造方法。 複數個發光構件30形成於該像素電極19〇上且安置於由 着 分割區32界定之開口中。該等發光構件％較佳由發出諸如 紅光、綠光及藍光之原色光之有機材料製成。發紅光、發 綠光及發藍光構件3〇呈週期性排列。 緩衝層34形成於該等發光構件3〇及該分割區32上。若 無需，則可忽略該緩衝層34。

’第一半導體島151a、連接至閘 連接至資料線171之第一源極 97730.doc 200529448 153a及第一汲極155a形成一開關TFT Qa。此外，第二半導 體島15 lb、連接至第一汲極i55a之第二閘極124b、連接至 電壓傳送線172之第二源極153b及連接至像素電極190之第 · 二汲極155b形成一驅動TFT Qb。另外，像素電極19〇及共同 電極270分別用作陽極及陰極，且連接至第一汲極區域155a 之儲存區域157及經由一第二源極153b連接至電壓傳送線 172之儲存電極137形成一儲存電容器cst。 该開關TFT Qa回應來自於閘極線121之閘極訊號將資料 成號自資料線1 71傳送至驅動TFT Qb。一旦驅動TFT Qb接 馨 收到该資料訊號’其即產生一電流，其量值視該第二閘極 124b與該第二源極173b之間之電壓差而定。此外，該電壓 差在該開關TFTQa關閉後於儲存電容cst中得以充電，以維 持違電壓差。由驅動TFT Qb驅動之電流通過像素電極丨9〇 進入該發光構件30中，且到達共同電極270。電流在發光構 件30中流動意味著諸如電子洞之正電荷載流子及諸如電子 之負電荷載流子分別自陽極19〇及陰極27〇注入發光構件3〇 中，且其因陽極190與陰極270之間之電壓差所產生之電場 · 而發生漂移。接著，該發光構件30中之電子洞及電子彼此 相遇，以再次結合成發出具有一預定波長之光之激子。所 發出之光之強度係視該驅動TFT Qb所驅動且在該發光構件 3 〇中流動之電流而定。 該所發出之光在經過共同電極27〇或像素電極19〇之後離 · 開顯示面板。可將一透明共同電極27〇及一非透明像素電極 . 1 9〇用於一於其頂面顯示影像之頂端發光型EL顯示器。相反 97730.doc -19- 200529448 地，可將一透明像素電極190及一非透明共同電極270用於 一於其底面顯示影像之底端發光型EL顯示器。 現參看圖11-24B以及圖8-10描述一種製造圖8-10中所示 之TFT陣歹丨！面板之方法。 圖11、13、15、17、19、21及23為一根據本發明之一實 施例之製造圖8-10中所示之TFT陣列面板之方法之中間步 驟之布局圖，圖 12A、14A、16A、18A、20A、22A 及 24A 為圖11、13、15、17、19、21及23中所示之TFT陣列面板分 別沿線 XIIA-XIIA，、XIVA-XIVA，、XVIA-XVIA’ 、 XVIIIA-XVIIIAf 、 XXA-XXAf 、 XXIIA-XXIIA1 及 XXIVA-XXIVA，截取之剖視圖，圖 12B、14B、16B、18B、 20B、22B 及 24B 則為圖 11、13、15、17、19、21 及 23 中所 示之TFT陣列面板分別沿線XIIB-XIIB’、XIVB-XIVB’、 XVIB-XVIB，、XVIIIB-XVIIIB，、XXB-XXB，、XXIIB-XXIIB， 及XXIVB-XXIVB’截取之剖視圖。 於一絕緣基板110上形成一阻擋層111，且於該阻擋層111 上較佳由LPCVD(低溫化學氣相沉積）、PECVD(電漿增強化 學氣相沉積）或濺鍍沉積一由非晶矽製成之半導體層。 該半導體層經受著SLS同時圖5或圖7中所示之遮罩將結 晶化。如上所述，圖5及圖7中所示之遮罩可移除SLS期間產 生之突起。 接著，光蝕刻該半導體層以形成圖11 _12B中所示之複數 對第一半導體島151a及第二半導體島15 lb。 參看圖13-14B，於閘極絕緣層140上相繼沉積一閘極絕緣 97730.doc -20- 200529448 層140及一閘極金屬層且於其上形成一第一光阻pRi。藉由 使用泫第一光阻PR1作為一蝕刻遮罩來蝕刻該閘極金屬層 以形成包括儲存電極137之複數個閘極124b及複數個閘極 金屬構件120a。將P型雜質引入第二半導體島15卟之未覆有 閘極124b及閘極金屬構件120a以及第一光阻pri之部分中 以形成複數個P型外在區域153b及155b。此時，第一半導體 島151a覆有第一光阻PR1及閘極金屬構件12〇a以防止雜質 植入。 參看圖15-16B，移除該第一光阻PR1且形成一第二光阻 PR2。藉由使用第二光阻PR2作為一蝕刻遮罩來蝕刻閘極金 屬構件120a以形成包括閘極124a之複數個閘極線丨21。將!^ 型雜質注入第一半導體島15 la之未覆有閘極線121及閘極 124b以及第二光阻PR2之部分甲以形成複數個1^型外在區 域153a及155a。此時，第二半導體島1511)覆有該第二光阻 PR2以防止雜質植入。 參看圖17-1 8B，沉積一層間絕緣膜160且光蝕刻該層間絕 緣膜160及閘極絕緣層14〇以形成複數個分別曝露該等外在 區域 153a、155a、153b 及 155b 之接觸孔 163a、163b、165a 及165b以及複數個曝露閘極124b之接觸孔164。 參看圖19-20B，在該層間絕緣層ι60上形成複數個資料導 體’其包括含有第一源極173a之複數個資料線1 71、複數個 電壓傳送線172、複數個第一汲極175a及第二汲極175b。 參看圖21-22B’沉積且光餘刻一純化層18〇以形成曝露該 等第二汲極175b之複數個接觸孔185。 97730.doc -21 - 200529448 參看圖23-24B，在該鈍化層18〇上形成複數個像素電極 190。當像素電極190由反射性不透明材料製成時，其可連 同資料線1 71 —起由資料金屬層形成。 參看圖8-10，將含有黑色顏料之感光有機膜塗覆於該等 像素電極190及該純化層180上，且將其曝光且顯影以形成 一在像素電極190上界定複數個開口之分割區32。其後，於 遮罩後’藉由沉積或喷墨打印在該等開口中形成複數個有 機發光構件30。該等有機發光構件30較佳具有多層結構。 接著’相繼形成一緩衝層34及一共同電極270。 可於形成該共同電極270之前或之後形成一較佳由諸如 銘之低電阻材料製成之輔助電極（未圖示）。 現將參看圖25及圖26詳細描述一種根據本發明之一實施 例之用於一 LCD之TFT陣列面板。 圖25為根據本發明之一實施例之一 TFT陣列面板之一布 局圖及圖26為TFT陣列面板之沿線χχνί-χχVI，截取之剖 視圖。 參看圖25及圖26，一根據此實施例之TFT陣列面板之層 化結構類似於圖8-10中所示之用於一 〇LED之TFT陣列面 板。 意即，於一基板11 〇上形成一阻擋膜丨n，且於其上形成 複數個半導體島151。該等半導體島151中之每一均包括一 通道區域154、一儲存區域157、源極區域153及汲極區域 155。在該等半導體島15 1上形成一閘極絕緣層140且於該閘 極絕緣層140上形成包括閘極124之複數個閘極線12卜於該 97730.doc -22- 200529448 等閘極線12 1上形成一層間絕緣層160且於該層間絕緣層 1 60上形成包括源極1 73及複數個汲極175之複數個資料線 171。於該等資料線171、該等汲極175及該層間絕緣層ι60 上形成一鈍化層1 8 0且於該鈍化層1 8 0上形成複數個像素電 極190。該層間絕緣層160具有複數個分別曝露源極區域ι53 及汲極區域155之接觸孔163及165，且該鈍化層180具有曝 露汲極175之複數個接觸孔185。 與圖8-10中所示之用於一 〇 LED之TFT陣列面板不同的 是，圖25及圖26中所示之用於一 LCD之TFT陣列面板不包括 發光構件30、分割區32及緩衝層34。相反，包括TFT陣列面 板之LCD可包括一沉積於該等像素電極19〇與一共同電極 (未圖示）之間之液晶層（未圖示）。 漆TFT陣列面板中之每一像素僅包括一連接至一閘極線 121、一資料線171及一像素電極19〇之TFT。相應的，存在 一半導體島151、一對源極173及汲極175及一對接觸孔163 及165。該等汲極175經由接觸孔185直接連接至該等像素電 極190且不存在接觸孔164。 每一半導體島151進一步包括與源極區域ι53及汲極區域 155類似之一無雜質之健存區域〖Μ及含有雜質之虛設區域 159。該半導體島151進一步包括安置於内在區域151及158 與外在區域153、155及159之間且雜質濃度低於源極區域 153及汲極區域155之輕微摻雜的區域丨52及156。 此外，该TFT陣列面板進一步包括較佳由與閘極線丨2丨之 相同層製成且大體上平行於該等閘極線121延伸之複數個 97730.doc -23- 200529448 儲存電極線13 1。該等儲存電極線13 1包括與該等儲存區域 158重疊之儲存電極135。 供應有資料訊號之該等像素電極1 90與共同電極合作產 生判定安置於其間之液晶層中之液晶分子的定向之電場。 像素電極190與共同電極形成一液晶電容器且像素電極19〇 及連接至其之汲極區域155與一包括儲存電極137之儲存電 極線1 3 1形成一儲存電容器。 圖8-24中所示之TFT陣列面板之上述許多特徵可適於圖 25及圖26中所示之TFT陣列面板。 特定言之，該TFT陣列面板之該等半導體島151可藉由 SLS與圖5及圖7中所示之遮罩一同形成。 儘管上文已詳細描述本發明之較佳實施例，但應清楚地 瞭解，4習此項技術者將顯而易見之本文所教示之基本發 明性概念的許多更改及/或修改仍將在附加申請專利範圍 中所界定之本發明之精神及範轉内。 【圖式簡單說明】 圖1為展示一種用以使非晶矽結晶為多晶矽之SLS製程之 示意圖； 圖2示意性地展示在該SLS製程中雷射束穿過一具有一縫 隙之屏蔽照射； 圖3A-3C示意地展示在該SLS製程中非晶矽結晶成多晶 石夕； 圖4為在連續側向固化製程中在自非晶矽結晶成多晶矽 的期間之一多晶矽薄膜之詳細結構； 97730.doc -24- 200529448 圖5為根據本發明之一實施例之一結晶化遮罩之一示意 圖； 圖6A及圖6B示意地闡明根據本發明之一實施例移除突 起； 圖7為根據本發明之另一實施例之一結晶化遮罩之一俯 視圖； 圖8為根據本發明之一實施例之一用於一 OLED之TFT陣 列面板之布局圖； 圖9為圖8中所示之TFT陣列面板沿線IX-IX’截取之剖視 圖； 圖10為圖8中所示之TFT陣列面板沿線X-X’截取之剖視 圖； 圖11、13、15、17、19、21及23為一根據本發明之一實 施例之製造圖8-10中所示之TFT陣列面板之方法之中間步 驟之TFT陣列面板的布局圖； 圖 12A、14A、16A、18A、20A、22A及 24A為圖 11、13、 15、17、19、21及23中所示之TFT陣列面板分別沿線 XIIA-XIIA，、XIVA-XIVA，、XVIA-XVIA，、XVIIIA-XVIIIA1、 XXA-XXA*、XXIIA-XXIIA’及 XXIVA-XXIVA，截取之剖視 圖； 圖 12B、14B、16B、18B、20B、22B及 24B為圖 11、13、 15、17、19、21及23中所示之TFT陣列面板分別沿線 XIIB-XIIB’、XIVB-XIVBf、XVIB-XVIB，、XVIIIB-XVIIIB’、 XXB-XXB’、XXIIB-XXIIB，及 XXIVB-XXIVB，截取之剖視 97730.doc -25- 200529448 圖； 圖25為根據本發明之一實施例之一 TFT陣列面板 _ 局圖；及 圖26為TFT陣列面板之沿線XXVI-XXVI，截取之剖視圖。 【主要元件符號說明】 30 發光層 32 分割區 34 緩衝層 110 基板 111 阻擋層 121 閘極線 124a 、 124b 閘極 137 儲存電極 140 閘極絕緣層 147 接觸孔 151a、151b 多晶矽層 152a 中間區域 153a 、 153b 源極區域 155a 、 155b 汲極區域 154a 、 154b 通道區域 157 儲存區域 160 層間絕緣膜 171 資料線 173a 、 173b 源極

97730.doc -26- 200529448 175a、175b 163a 、 163b 、 164 、 165a 、 165b 、 185 180 190 200 210 、 211 220 230 、 231 270 300 > 400 301 、 302 、 310 、 410 沒極 接觸孔 鈍化層 像素電極 半導體層 液相區域 固相區域 多晶矽區域 共同電極 遮罩 縫隙 97730.doc -27-

Claims (1)

1. 200529448 十、申請專利範圍·· 1 ·種供用以將非晶矽轉化為多晶矽之雷射照射用之結晶 化遮罩，該遮罩包含： 複數個透射區，其具有用以調節經過該遮罩之該雷射 照射之能量之複數個第一縫隙；及 阻擋該雷射照射之一不透明區。 2·如明求項1之遮罩，其中該等透射區進一步具有複數個第 二縫隙，該等第二縫隙具有與該等第一縫隙不同之寬度 且大體上完全透射該雷射照射。 3· 士 ％求項2之遮罩，其中該等第一縫隙包括半透明膜且該 等第二縫隙為開口。 4.如請求項3之遮罩，其中該等第一縫隙之寬度小於該等第 二縫隙之寬度。 5·如請求項3之遮罩，其中該等第二縫隙經排列以形成複數 個縫隙行’且相鄰縫隙行中之該等第二縫隙偏移了該等 第二縫隙間之一間距之一半。 6· 一種結晶化方法，其包含： 於一基板上沉積一非晶矽薄膜； 將一具有一第一能量之第一雷射束照射在該薄膜之數 個局部區域上以使該薄膜結晶；及 將一具有一低於該第一能量之第二能量之第二雷射束 …、射在该薄膜上以部分地使該薄膜再結晶。 •如明求項6之方法，其中該結晶化及該再結晶化包含連續 側向固化，且該結晶化及該再結晶化分別使用第—縫隙 97730.doc 200529448 及第二縫隙。 8· ::5月求項7之方法，其中該等第-縫隙包括開口，且該等 第二縫隙包括半透明膜。 9.如請求項8之方法，其中哕笠 a尬游兮你 τ θ專弟一縫隙與该4第二縫隙具 有不同寬度。 I 〇·如請求項9之方法，其中哕笙 ^ ^ ^ ^ ^ 甲β 4第一縫隙及该等第二縫隙係 配置於不同遮罩上。 II ·如δ月求項9之方法，其中兮望势 jx ^ ^ τ θ 4第一縫隙及该等第二縫隙係 配置於單一遮罩上。 12. —種製造一薄膜電晶體之方法，該方法包含： 於一絕緣基板上形成一非晶矽薄膜； ★藉由以-雷射束局部轄照該非晶石夕薄膜且使該非晶石夕 薄膜結晶來形成一多晶石夕薄膜； 圖案化該多晶矽薄膜以形成一半導體層； 於該半導體層上形成一閘極絕緣層； 於與該半導體層相對之該閘極絕緣層上形成一間極· 將雜質植入該半導體層中以形成相對於該閘極彼此相 對之一源極區域及一汲極區域；及 形成分別電連接至該源極區域及該沒極區域 _、、 源極 及一沒極。 13. 如請求項12之方法，其中該結晶化及該再結晶化包含連 續側向固化，且該結晶化及該再結晶化分別使用第_縫 隙及第二縫隙。 14. 如請求項13之方法，其中該等第一縫隙包括開口且該等 97730.doc 200529448 第二縫隙包括半透明 如請求項14之方法， 具有不同寬度。 如請求項15之方法， 係配置於不同遮罩上 如請求項15之方法， 係配置於單一遮罩上 膜。 15. 16. 17. 18. 19. 20. 其中該等第一縫隙及該等第二縫 其中該等第一縫隙及該等第二縫 〇 其中该等第一縫隙及該等第二縫 如請求項12之方法，其進一步包含： 於該等閘極與該等源極及該等汲極之間形成一具有曝 露該等源極區域及該等汲極區域之接觸孔之層間絕緣 層； 形成一具有^一曝露該沒極之接觸孔之純化層；及 形成一經由該接觸孔連接至該沒極之像素電極。 如請求項12之方法，其中該薄膜電晶體陣列面板係用於 一液晶顯示器。 如請求項12之方法，其中該薄膜電晶體陣列面板係用於 一有機發光顯示器。 97730.doc