TW201203319A - Manufacturing method for thin film of poly-crystalline silicon - Google Patents

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Han-Sick Cho
Sang-Kyu Kim
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Description

201203319 LJL 六、發明說明： 【相關申請案】 本申請案主張於2010年7月13號向韓國智慧財產局 提出申請之韓國專利申請案第10-2010-0067482號的優先 權，專利申請案所揭露之内容系完整結合於本説明書中。 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種製造適用於太陽電池（solar cell) 之多晶石夕（poly-crystalline silicon，poly-Si)薄層之方法’ 且特別是有關於一種藉由利用金屬誘發結晶 (metal-induced crystallization，MIC )製程使葬晶梦 (amorphous silicon，a-Si)層結晶而有效地製造多晶梦薄 層之方法。 【先前技術】 一般而言，多晶砍（P〇ly-Si)層之製造可能行不通’ 主要原因在於，由於使用在受熱時易損壞之玻璃基板，因 而不能在足夠高之溫度下使非晶矽薄層結晶。 在多晶矽層之製造過程中，為使非晶矽薄層結晶成晶 體矽薄層以及為進行摻雜後摻雜劑活化製程（post-doping dopant activation process)，可能需要高溫退火製程。 目前，已提出各種用於在玻璃基板所容許之低溫下於 短時間段内形成多晶石夕層之低溫多晶石夕（low-temperature poly-Si，LTPS)製程。製造多晶矽薄層之典型方法可包括 固相結晶（solid-phase crystallization，SPC)方法、準分子 雷射退火（excimer laser annealing，ELA)方法及金屬誘 201203319 發結晶（metal induced crystallization，MIC)方法。 S P C方法可能是用於使非晶矽層結晶成多晶矽層的最 直接之舊有方法。在SPC方法中，可在約600〇c或更高之 溫，下對非晶矽薄層進行退火達數十小時，藉此形成多晶 矽，層，此多晶矽薄層具有粒徑約為數微米（μιη )之晶粒。 所知·之多晶矽薄層在晶粒中可能具有高之缺陷密度。而 且，由於需要高之退火溫度，故無法使用玻璃基板。此外， SPC方法可能涉及執行退火製程達很長的一段時間。 * ELA方法可包括將準分子雷射束在瞬間照射至非晶 石夕薄層達4奈秒，以使非晶石夕薄層熔化並再結晶而不會損 壞玻璃基板。 然而’已知ELA方法在大規模生產製程中存在顯著之 問題。ELA方法可導致多晶矽薄層之晶粒結構相對於雷射 束，照射量非常不均勻。而且，ELA方法僅可覆蓋窄的處 里範圍因而無法製造均勻之晶體石夕薄層。此外，所得之 多晶矽薄層可能具有粗糙之表面，因而會不利地影響元件 之特性。這些問題在有機發光二極體（organic light-emitting diode ’ OLED)翻巾可變得更為嚴重，乃时機發光二 極體會受到薄膜電晶體（thin_film transist〇r，TFT )之均勻 性之顯著影響。 _為克服上述缺點，已提出一種金屬誘發結晶（MIC) 製程MIC製程可涉及利用难鍵（）製程或旋塗 (spin coating )製程在非晶矽上塗覆金屬觸媒 ’並於低溫 下執行退火製程以誘發非晶矽之結晶。金屬觸媒可為各種 201203319 j. 金屬其中之一，例如鎳（Ni)、銅（Cu)、鋁（Ai)或把（pd)。 一般而言，可使用Ni作為金屬觸媒來執行MIC製程，乃 因Ni之反應可易於控制並可獲得相對大之晶粒。儘管能夠 於低於700°C之低溫度下達成MIC製程，然而將MIC製程 應用於實際之大規模生產製程可能非常困難。具體而言， 擴散入TFT之主動區（active region)中之大量金屬可造 成典型之金屬污染，進而導致作為TFr特性之漏電流 (leakage current)增大。 隨著近來主動矩陣型有機發光二極體（active_matrix light-emitting diode，AMOLED )及薄膜多晶矽太陽電池之 引入，已愈來愈需要開發原先應用於液晶顯示器（liquid crystal display，LCD )之低溫多晶梦（i〇w_temperature poly-Si，LTPS )。 由於對於顯示器產品而言’ AMOLED將與非晶石夕TFT LCD相媲美，因而對用於製造多晶矽薄層的廉價且具高生 產率之方法之開發備受關注。此外，由於對於太陽電池而 s，AMOLED將與晶體晶圓相媲美，因而製造多晶矽薄層 之方法亦日益受到關注。因此，多晶矽層相對於非晶矽TFT LCD及晶體晶圓太陽電池之成本及市場競爭力可依賴於 廉價且穩定之多晶矽層製造製程。 圖1是利用MIC製程製造多晶矽薄層之習知方法之圖 式。 ,參見圖1’此習知方法可包括在諸如玻璃基板之基板丄 上开乂成由氧化發（si〇2)形成之缓衝層2。可利用電裝增 201203319. 強化學氣相沈積（plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)製程在緩衝層2上形成非晶梦層3， 利用濺鍍製程將非晶矽層3塗覆諸如鎳（Ni)之金屬，並 利用快速熱退火（rapid thermal annealing，RTA)製程在約 700°C之溫度下退火之，藉此使非晶矽層3結晶成晶體石夕層 4。然而’根據此習知方法，因無法精確地控制塗覆於非晶 矽層3上之金屬之量，故移除所塗覆之過量金屬頗為麻 煩。相應地’移除過量金屬之製程可造成製造成本增加並 影響晶體矽之品質。 【發明内容】 本發明提供一種利用金屬誘發結晶（MIC)製程來製 造多晶矽（p〇ly-Si)層之方法，藉此精細地控制金屬觸媒 之量並於低溫下達成結晶製程。 根據本發明之一態樣’提供一種製造多晶石夕（p〇ly-Si) 薄層之方法’包括：在絕緣基板上形成金屬層；藉由對所 述金屬層之表面進行退火而形成金屬氧化物層，或沈積所 述金屬氧化物層；在所述所形成金屬氧化物層上堆疊第一 石夕層，藉由利用第一退火製程使金屬觸媒之原子自所述金 屬層移動至所述第一矽層’而形成金屬矽氧化物層；藉由 在所述金屬矽氧化物層上堆疊非晶矽（a-Si)層，而形成 第石夕層’以及藉由使用所述金屬石夕氧化物層之粒子作為 觸媒執行第二退火製程，破所述非糾層結晶成所述多 晶梦層。 所述金屬層可具有為約5埃至1500埃之厚度，所述金 201203319 屬氧化物層可具有為約1埃至300埃之厚度，所述第一矽 層可具有為約5埃至测埃之厚度，颇述金屬層之厚度 對所述第-#層之厚度之比率可介於1:〇 5至1:2()範圍内。 所述形成所述金屬氧化物層可在約5〇艽至1〇〇〇艽之 退火溫度下執行，且舰形賴述金射氧錄層可在約 50°C至1000°C之退火溫度下執行。 、，所述方法可更包括在所述形成所述金屬層之後且在所 述形成所述金屬氧化物層之前，湘微影及侧製程將所 述金屬層局部地圖案化，以暴露出所述金屬層。 根據本發明之另一態樣，提供一種製造多晶矽 (P〇iy_Si)薄層之方法，包括：在絕緣基板上形成金屬層； 藉由對所述金屬層之表面進行退火而形成金屬氧化物層， 或在所述金屬層上沈積所述金屬氧化物層；#由在所述金 屬氧化物層上堆疊非晶矽層而形成第一矽層；藉由利用第 :退火製錢金屬㈣之原子自所述金制軸至所述第 石夕層’而形成金屬石夕氧化物層；藉由在所述金屬石夕氧化 物層上堆疊非晶矽鍺（a_siGe)層或非晶碳化矽（a_sic) 層’而形成第H以及藉由使用所述金屬魏化物層 之金屬粒子作摘媒執行第二退火製程，而使所述第二石夕 層結晶成晶體SiGe層或晶體siC層。 根據本發明之另一態樣，提供一種製造多晶矽 】p〇ly-Si)薄層之方法，包括：在絕緣基板上形成金屬層； 3由對所述金屬層之表面進行退火而形成金屬氧化物層， 或在所述金屬層上沈積所述金屬氧化物層；藉由在所述金
201203319 .A 屬氧化物層上堆疊石夕錯（驗）層或碳化石夕（沉）層而形 成第發層’藉由利用第—退火製程使金屬觸媒之原子自 所述金屬層移動至所述第—梦層，而形成金屬
SiGe氧化物 層或金屬SiC層；藉由在所述金射氧化物層上堆叠非晶
SlGe (a-SiGe)層或非晶SiC (a-SiC)層，而形成第二石夕 層，以及藉由使用所述金屬矽氧化物層或所述金屬sic層 之金屬粒子作為觸媒執行第二退火製程，而使所述第二石夕 層結晶成晶體SiGe層或晶體sic層。 根據本發明之另一態樣，提供一種製造多晶矽 (poiy-si)薄層之方法，包括：在絕緣基板上形成第一金 屬層；藉由朗述第-金屬層之表面進行退火而形成第一 ^屬氧化物層’或在所述第—金屬層上沈積所述第一金屬 氧化物層；藉由在所述第—金屬氧化物層上堆疊非晶石夕 U-s〇層而形成第〜層；藉由利用第—退火製程使金 屬觸媒之原子自所料―金屬層移動至所述第-珍層而 ，第-金屬矽氧化物層；在所述金屬矽氧化物層丄形成 第二金屬層；藉由對所述第二金屬層之表面進行退火而形 成第二金屬氧化物層，或在所述第二金屬層上沈積所述第 二金屬氧化物層；藉由在所述第二氧化物層上堆最非曰石夕 === =用第二退火製程使“觸:之 原子自所金屬層移動輯述第二❸層，而形二 金屬石夕氧化物層；㈣在所述第二金屬魏化物層: 非晶石夕層’而形成第三抑：以及藉由使用所述第一^ 層及所述第二金屬層或所述第-金屬氧化物層抑 201203319, 二金屬氧化物層之金屬粒子作為觸媒執行第三退火製程， 而使所述第三矽層結晶成晶體矽層。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 、^ 【實施方式】 圖2為繪示根據本發明之一實施例之製造製程之圖 式。圖3為其中形成有圖2之第一發層4〇之所得結構之剖 視圖。圖4為其中形成有圖2之過量觸媒捕獲層之所得結 構之剖視圖。圖5為被執行圖2之侧製程之所得結構^ 剖視圖。圖6為其上形成有圖2之第二珍層6()之所得結構 之〇1視®此外’圖7為在執行圖2之結晶製程後其中形 成有多_ (polySi)薄層之所得結構之示意性剖視圖。 、參見圖1至圖7，根據本實施例的製造多晶梦薄層 二(、以下稱為「製造方法」)可包括形成金屬層30 (操 H形成金屬氧化物層（操作s2)、執行圖案化製程 石夕層(操作⑷、形成過量觸媒捕 執行第一退火製程(操作 」製程（刼作S7)、形成第二矽層（操作S8) s 製程（操作S9)。 ^棟作S8)及執仃結晶 在操作S1中’可在諸如麵基 諸如鎳（ΝΠ之今属裕β饥心絕緣暴板10上由 諸如Π ί 屬層30。絕緣層10可包括由 可用之材料形成之緩衝層2〇。緩衝層20 作絕緣體°此外’緩衝層加可被製備成防止在操作 201203319 S2、S6或S9期間雜質自基板l〇擴散入第— 二石夕層60(將於下文予錢明），進而不會以^4〇_或第 一矽層40或第二矽層60。金屬層3〇可使用已矣貝污染第 成，例如使用濺鍍製程或電漿増強化學氣相知之製程形 製程形成。金屬層30可具有約5埃至15⑻埃積（PECVD) 金屬層30具有小於5埃之厚度時，製f度。當 (reproducibility)可能因金屬層3〇之厚度"過！重現性 且當金屬層沈積於大的面積上時，金屬層3〇之=劣化， 劣化。此外，當金屬層30具有大於15〇〇埃之厚;=可能 大量之金屬可能會滲透入第二矽層6〇(將於下過 明）中，進而使金屬污染第二石夕層6〇。如此一來勺二， 操作S9(將於下文予以說明）細所形成之晶 之特性可能會劣化。 1干 在操作S2中’可在選自由真空、空氣、氧氣及氣氣 所組成之群之任何氣氛中對金屬層3〇進行退火，藉此在金 屬層30之表面上形成金屬氧化物層35，例如氧化9 或NhOO層。另一選擇為，金屬氧化物層％可沈積於金 屬層30上。金屬氧化物層35可在約邓它至1〇〇(rc之退火 /jnt度下形成。g金屬氧化物層35是在低於約5〇°c之退火 溫度下形成時，可能無法有效地形成鎳（Ni)之氧化物。 此外，當在高於約1000°C之退火溫度下形成金屬氧化物層 35時，由玻璃形成之基板10可能會因熱衝擊（thermal shock)而變形或破裂。在操作S2中，可利用爐式製程 (furnace process)、快速熱退火（rapid thermal anneaUng， 201203319, RTA)製程或紫外光（咖aviQlet，朝加熱製程來執行退 火製程。金屬氧化物層35可用於降低在操作s6 (將於下 文予以說明）中在金屬石夕氧化物層55形成期間使金屬觸媒 擴散之活化能量。金屬氧化物層35可具有約！埃至_ 埃之厚度。當金屬氧化_ 35具有小於丨埃之厚度時，金 ，氧=層35可因其厚度過小而無法恰當地執行功能。此 外，田金屬氧化物層35具有大於約3〇〇埃之厚度時，則可 使來自金屬層30之金屬觸媒無法滲透。 在操作S2之後，可在操作幻中利 (Ph〇t〇lithography)及蝕刻製程而將金 二 =案二移除’藉此暴露出金屬層30。若需物要層，3;: 刼作S3。可執行操作S3以使晶 micleus)均勻地分佈。 王食核（growth
在操作S4巾，可利用諸如pECV 4〇具有小於0f第， 小而使製歡㊉級魏#，且可4G之厚度過 層40時，第-梦層面積上沈積第一石夕 -石夕層40且有句勾性可能會劣化。此外，當第 與金θ屬層相結H厚度0第，40可能會 combination) ’ 而此種 :二:：：（ch⑽al 氧化物層55時所不需要：層40形成金私 -石夕層40之厚度之比^此外’金屬層30之厚度對第 之比辜可介於咖至1..20範圍内。當金 12 201203319 1層之厚度對第—⑪層4Q之厚度之比率偏離上述範 L ^上文所述造成麵成金屬魏化物層55時所不E 要之化合。亦即，可能會形成成分並非金屬誘發麵合（= 之魏械分德合，進而妨礙 層5〇HS5中’在第一石夕層4〇上形成氮化石夕（_) f f _層50之形成可包括利用諸如PECVD製程之p ，在第一石夕層40上堆疊腿粒子 = 埃或以上之厚度。#_層5〇具有小於^成 =度時，_層50可能會因其厚度過小而無法均句： 乂成；大的面積上，進而無法#效地捕獲過量之觸媒。 如操作％中’可彻第—退火製程使金屬觸媒（例 至第=屬金Γ°Γ金屬氧化物層35移動 =退火製程可利用爐式製程、RTA製程或w加執‘ :執行。在操作S6中所形成之金屬矽氧 可= 作沾中用作使非晶石夕（㈣）結晶之核。 了在知 在操作S6之後，可在操作S7中移除在操作％
瓦之SiN層50。因sm層50之移除可利用已知 製程移除，故不再予以贅述。 餘亥J 在操作S8中，可在金屬矽氧化物層55上 藉此形成第二石夕層6〇。第二石夕層⑼之形成ϋ 如已知之PECVD製程執行。 用例 在操作S9中’可使用金屬石夕氧化物層&之金屬粒 13 201203319, 子、利用退火製程而使由非晶石夕形成之第二咬層6〇結晶成 晶體石夕層7G。在操作S9中，可使用RTA設備在例如約 630C之溫度下執行此退火製程。 、，為查看使用上述方法製成之多晶石夕薄層之狀態，利用 光子顯微鏡及Ra_辆法（speet_Qpy)對多晶石夕薄 層之晶粒之粒徑錢多晶料層在最高絲下之波 了分析。 圖8為非晶石夕之表面之光學紐影像。® 9為對圖8 所示非晶狀波數進行分析之曲線圖。圖10為晶體石夕晶圓 之表面之光學顯微影像圖u為對圖1G所示晶體石夕晶圓 ，波數進行分析之曲線圖。圖12為習知金屬誘發結晶 MIC)製程所製成之多晶⑦薄層之表面之光學顯微影 像圖13為對圖12所示多晶梦薄層之波數進行分析之曲 線，。圖14為利用根據本發明實施例之方法所製成的多晶 f薄層之表面之光學顯微影像。此外，圖15為對圖Μ所 示多曰曰矽薄層之波數進行分析之曲線圖。 1參見圖8及圖9，由非晶矽形成之第二矽層6〇在48〇 ^波數處具有最高強度。在圖9巾，橫座標表示波數 cm )，其對應於頻率。波數是原子光譜學、分子光譜學 及核譜學（nuclearspectr〇sc〇py)中的頻率單位，其等於實 際頻率除以絲，目此等於單位麟巾的波之數目。任何 波之頻率（以希臘字母v表示）皆等於光速。除以波長人： 因此c/λ。光譜之可見光區域中之典型光譜線具有 5 8X10公分之波長，根據此方程式，此對應於5.17χ1014 201203319 赫兹之頻率（v)(赫茲等於每秒一個周波）。因此頻率非常 大’方便之作法是將此數除以光速，藉此減小其大小。頻 率除以光速等於v/c，根據上述方程式，其為1/λ。當波長 以米（m)來計量時，1/λ即表示在一米長度内所存在的波 列（wave train)之波的數目，或者若波長以公分來計量， 表示在一公分内之波的數目。此數目被稱為光譜線之 波數。波數通常以米之倒數（1/m或及公分之倒數 (Ι/cm或cm·1)為單位來計量。 在圖9中，縱座標是以每單位時間所計量之波數之 ^其對應於強度（每秒之個數（c〇unt〜Sec〇nd， 位與圖7中圖的二圖13，15中’橫座標及縱座標之單 相比之下，參見圖1G及圖1卜由晶 度。參石夕晶圓在520之波數處具有最高強 所示曰_ β η圖13 ’多晶石夕薄層在相似於® 1G及圖11 波數處具有最高強度。然而，根據圖I2 倍）’可以颧家之I表面之光學顯微影像（其被放大 1000 ϋΐ /晶粒較圖ig中之晶财晶圓為小。 層在最高強度處:、=，根據本發明所製成之多晶矽薄 顯著。此外，ί將圖，4圖u所示晶财晶圓一樣 倍）與ffi 之光學顯微影像（其被放大1000 發购，根據本 之多晶續_之日於使”知方法製成 論:根據本;；製造;==優=:結 15
X X201203319 此外，根縣發明之方法，可在較習知方法為低之溫度下 達成結晶_。在本發社方法巾’金朗媒（其對應於 自非晶梦結晶成晶體♦所需之反應核）可設置於非晶石夕層 之下，因而可預先精確地控制金屬觸媒之量，並可使金屬 觸媒擴散人非晶梦層卜結果，可防止雜f之擴散，並可 降低活化能量。 。在第-實施例中，儘f描述在形成金屬氧化物層35 之操作S2之前且在形成第一石夕層4〇之操# S4之後執行 利用微影及射j製程來將金屬氧化物層％局部地圖案化 之操作S3，然而在需要時亦可省卻操作幻^ 在第-實施例中，儘管描述在用於形成第一石夕層4〇 之操作S4之後接著執行在第一石夕層4〇上形成隨層％ =操作S5、且在用於執行第—退火製程之操作％之後接 者執行藉由韻刻而移除SiN層5〇之操作S7， 操作S5及操作S7亦可達成本發明之目標。…、不執订 與在第-實施例中不同，一種製造多晶石夕薄層之方法 可包括藉由在絕緣基板上堆疊非晶矽而形成第一矽層。利 =金屬與此金屬之氧化物之混合物，在非㈣上形成金屬 一匕物層。可藉由在金屬氧化物層上堆疊非晶麵形成第 1可藉由使用金屬氧化物層之金屬粒子作為觸媒執 仃退火製程，將第-料之非晶雜晶成晶财。亦即， =其中在基板上不形成金屬層而是形成金屬氧化物層之 所侍結構執行與本發明第一實施例中相同之製程。 本發明之第二實施例是第一實施例之修改實施例。根 201203319 l. 據第一實加例的製造多晶石夕薄層之方法與根據第一實施例 之方法的不同之處在於，並非在第一實施例之操作S8中 堆疊非㈣層’而是堆疊非晶㈣（a_SiGe)層或非晶碳 化矽（a-SiC)層。因此，與在第一實施例中不同，根據第 二實施例，在結晶操作期間可形成晶體siGe層或晶體Sic 層0 本發明之第三實施例是第二實施例之修改實施例。根 據第二實施例的製造多晶矽薄層之方法與第二實施例之方 法的不同之處在於，並非在第一實施例之操作S4中堆疊 非晶矽層，而是堆疊a_SiGe層或a_sic層。 本發明之第四實施例是第一實施例之修改實施例。一 種製造多晶矽薄層之方法與第一實施例的不同之處在於， $成金屬層30之操作S1、形成金屬氧化物層35之操作 S2、形成第一矽層40之操作S4及執行第一退火製程之操 作S6被依序重複兩次。具體而言，根據第四實施例之方 法可包括在絕緣基板上形成第一金屬層。可對第一金屬層 之表面進行退火，或者可在第一金屬層上沈積第一金屬氧 化物層，藉此形成第一金屬氧化物層。可在第一金屬氧化 物層上堆疊非晶矽層’藉此形成第一矽層。可利用第一退 火製程而使金屬觸媒之原子自第一金屬層移動至第一矽層 中’藉此形成第一金屬矽氧化物層。可在金屬矽氧化物層 上形成第二金屬層。可對第二金屬層之表面進行退火，或 者可在第二金屬層之表面上沈積第二金屬氧化物層，藉此 形成第二金屬氧化物層。可在第二氧化物層上堆疊非晶矽 17 201203319 層，藉此形成第二矽層。可藉由利用第二退火製程而使金 屬觸媒之原子自第二金屬層移動至第二矽層中，藉此形成 弟一金屬石夕氧化物層。可在第二金屬石夕氧化物層上堆疊非 晶矽層’藉此形成第三矽層。可使用第一金屬層及第二金 屬層、第一金屬氧化物層或第二金屬氧化物層作為觸媒來 執行退火製程，藉此使第三矽層結晶成晶體矽層。 根據上述第一實施例’第二實施例至第四實施例對於 熟習此項技術者將顯而易見。 在根據本發明的製造多晶梦薄層之方法中，擴散入非 晶矽層中並在非晶矽層中用作結晶核之金屬觸媒之量可得 到精確控制’藉此達成多晶矽薄層之有效製造。此外，根 據本發明，非晶矽可在低於習知情形之溫度下結晶。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 藉由參照附圖詳細說明本發明之例示性實施例，本發 明之上述及/或其他特徵及優點將變得更加顯而易見，附圖 中： 圖1為繪示利用金屬誘發結晶（MIC)製程來製造多 晶石夕（poly-Si)薄層之習知方法之圖式。 圖2為繪示根據本發明之一實施例之製造製程之圖 式。 201203319 圖。圖3為其中形成有圖2之第，之所得結構之剖視 之剖=為其中形成有圖2之過量觸_獲層之所得結構 圖5為被執行圖2之_製程之所得 圖。圖6為其均成« 2之第二料之所得賴3視 (二:)T層 ㈣繼巾形成有多晶石夕 国。导層之所侍結構之示意性剖視圖❶ :非晶矽（a-Si)之表面之光學顯微影像。 圖非料之波錢行分析之曲線圖。 晶體石夕晶圓之表面之光學顯微影像。 圖4==晶圓之波數進行分析的曲線圖。 多气，之*面之林4發=(聞製賴製成之 線圖。為對圖12所示多晶發薄層之波數進行分析之曲 圖 、 綠圖 分薄層』1為利3據本發明實施例之方法所製成的多晶 圖表面之光學顯微影像。 。5為對® 14所示多晶發薄層之波數進行分析之曲 201203319 【主要元件符號說明】 1 ： 基板 2 ： 緩衝層 3 ： 非晶矽層 4 ： 晶體矽層 ίο :絕緣基板 20 :緩衝層 30 :金屬層 35 :金屬氧化物層 40 :第一矽層 50 :氮化矽層 55 :金屬矽氧化物層 60 :第二矽層 70 :晶體矽層 S1〜S9 :操作

Claims (1)

  1. 201203319 .A. 七、申請專利範圍： 1. 一種製造多晶體薄層之方法，包括： 在絕緣基板上形成金屬層； 藉由對所述金屬層之表面進行退火而形成金屬氧化物 層’或沈積所述金屬氧化物層； 在所形成的所述金屬氧化物層上堆疊第一矽層； 藉由利用第-退火製程使金屬觸媒之原子自二述金屬 層移動至所述第一矽層而形成金屬矽氧化物層； 藉由在所述金屬石夕氧化物層上堆疊非晶碎層而形成第 二矽層；以及 藉由使用所述金屬石夕氧化物層之粒子作為觸媒執行第 二退火製程，以使所述非晶矽層結晶成多晶矽層。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之製造多晶體薄層之方 法，其中所述金屬層具有為約5埃至15〇〇埃之厚度，所述 金屬氧化物層具有為約i埃至埃之厚度，所述第一石夕 層具有為約5埃至15QG埃之厚度，且所述金制之厚度對 所述第-碎層之厚度之比率介於1:G 5至1:2Q範圍内。 、3.如申請專利範圍第1項所述之製造多晶體薄層之方 法’其中形成所述金屬氧化物層是在約⑽^至100(rc之退 火溫度下執行，且形成所述金屬魏化物 1000°C之退火溫度下執行。 、4.如申請專利範圍第1項所述之製造多晶體薄層之方 法’更包括挪朗述金屬狀後且在形摘述金屬氧化 物層之前，利職影及則製_所述金屬層局部地圖案 21 201203319 _ IX 化，以暴露出所述金屬層。 5. —種製造多晶矽薄層之方法，包括： 在絕緣基板上形成金屬層； 藉由對所述金屬層之表面進行退火而形成金屬氧化物 層，或在所述金屬層上沈積所述金屬氧化物層； 藉由在所述金屬氧化物層上堆疊非晶矽層而形成第一 矽層； 藉由利用第一退火製程使金屬觸媒之原子自所述金屬 層移動至所述第一>6夕層而形成金屬石夕氧化物層； 藉由在所述金屬石夕氧化物層上堆疊非晶石夕錯層或非晶 碳化矽層而形成第二矽層；以及 藉由使用所述金屬矽氧化物層之金屬粒子作為觸媒執 行第二退火製程，以使所述第二矽層結晶成晶體矽鍺層或 晶體碳化碎層。 6. —種製造多晶矽薄層之方法，包括： 在絕緣基板上形成金屬層； 藉由對所述金屬層之表面進行退火而形成金屬氧化物 層，或在所述金屬層上沈積所述金屬氧化物層； 藉由在所述金屬氧化物層上堆疊發錯層或碳化發層而 形成第一梦層； 藉由利㈣―退火製較金_叙料自所述 f匕=至所述第一糾㈣成金屬_氧化物層或金屬碳 藉由在所述金屬魏化物層上堆疊非晶石夕錯層或非晶 22 201203319 碳化石夕層而形成第二石夕層；以及 藉由使用所述金屬石夕氧化物層或所述金屬碳化碎層之 金屬粒子作為觸媒執行第二退火製程，以使所述第二石夕層 結晶成晶體矽鍺層或晶體碳化矽層。 7. —種製造多晶石夕薄層之方法包括： 在絕緣基板上形成第一金屬層； 藉由對所述第—金屬層之表面進行退火而形成第一金 ft 麵述第-金屬層上沈賴述第—金屬氧 化物層， 而 由=述第—金屬氧化物層上堆疊第一非晶石夕層 形成第一石夕層； 在嵐2!!用第—退火製程使金屬觸媒之原子自所述第一 金屬層移動至所述第—糾而形絲 在所述金屬魏化物層上形成第二金】層夕氧化物層 屬氧=二所=二金屬層之表面進行退火而形成第二金 =層在所述第二金屬層上沈積所述第二金屬氧 第二=在所述第二氧化物層上堆衫二非科層而形成 藉由利用第二退火製程使金屬觸媒 金屬層移動至所述第二碎層而形成 μ自彳述第一 藉由在所述第二金屬石夕氧層； 而形成第三矽層；以及 隹ι第二非晶矽層 藉由使用所述第—金屬層及所述第二金屬層或所述第 23 201203319 一金屬氧化物層或所述第二金屬氧i化物層之金屬粒子作為 觸媒執行第三退火製程，以使所述第三矽層結晶成晶體矽 層0 24
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