TW295703B - - Google Patents

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經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裂 A7 ._B7_ 五、發明説明（丨） ’ 發明背景 (發明領域） 本發明關於具有建在由玻璃等等製成之絕緣基底之 TFT(薄膜電晶體）的半導體裝置，及其製法。 (習知技藝說明） 薄膜電晶體（下文稱爲TFT)利用薄膜半導體。在 基底上形成薄膜半導體並使用薄膜半導體來構成T F T。 TFT用於各種稹體電路，但特別注意用於光電裝置，特 別是做爲活性矩陣型液晶顯示器之各圖素的開關元件和形 成在周邊電路區的驅動元件。 用於這些裝置的T F T通常利用薄膜矽半導體。薄膜 矽半導體主要分成二種：非晶矽半導體（a — S i )和具 有晶性的矽半導體。非晶矽半導體具有低製備溫度，可由 汽相處理而相當容易地製備，可大量製備，因此是最廣用 的種類；然而，與具有晶性的矽半導體比較，其物理性質 (諸如導電性等等）較差，因此試圖建立具有晶性之矽半 導體TFT的新製法，以在未來得到較高速性質。已知多 晶矽，微晶矽，也含有結晶成分的非晶矽，在結晶與非晶 固體間之中間狀態的半非晶矽，可做爲結晶矽半導體。 已知得到具有晶性之薄膜矽半導體的以下方法： (1)在形成時直接形成結晶膜。 (2 )形成非晶半導體膜，然後使用雷射光賦予晶性 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I---------裝------訂----CK--線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局負工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（2 ) , (3 )形成非晶半導體膜，然後加熱能來賦予晶性。 然而，在方法（1 )，技術上難以在整個基底表面上 形成具有滿意半導性質的均勻膜，而另一缺點是成本，由 於膜形成溫度高達6 0 OeC或以上，故不能使用便宜的玻 璃基底。在方法（2 )，有諸如來自目前最常用之準分子 雷射之雷射光之小照射面稹的問題，導致低產量，而雷射 穩定性不足以均勻處理大表面稹基底的整個表面，因此此 方法被視爲是下一代的技術。方法（3 )相對於方法（1 )和（2 )的優點在於適合大表面稹，但也需6 0 0 °C以 上的高加熱溫度，因此當使用低廉的玻璃基底時，須減低 加熱溫度。明確地說，在目前液晶顯示器的情形，需要大 型螢幕，所以也須使用大型玻璃基底。當依此方式使用大 型玻璃基底時，發生在加熱處理且是製備半導體不可避免 的收縮和扭曲導致低的軍對正準確度等等，因此存在大問 題。明確地說，在目前最常用之玻璃種類之7 0 5 9玻璃 的情形，扭曲點是5 9 3.°C，所以熱結晶的傳統處理造成 重大變形。除了溫度問題，在目前處理中結晶所需的加熱 時間常到達數十小時或以上，因此須進一步縮短此時間。 較大問題是由於這些方法所製備之具有晶性的矽薄膜 視核的重合產生及晶體生長而定，故實際上不能控制粒子 尺寸，定向等等。目前已提出控制道些的多種嘗試，例如 獲准專利的日本專利申請案公告平5 — 7 1 9 9 3。然而 ，在目前，諸如此專利公告所述的方法仍在限制範園內使 用重合產生的核，因此在目前，膜定向的控制不完整，絕 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 _ ---------裝---^---—訂------線 (锖先閲tl背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局另工消費合作社印製 的手段。更明確地說，其目 晶之結晶的矽半導體薄膜的 結晶所需之時間的處理。當 所提供之處理所製備的結晶 性質，也可用於TFT的活 用重合核產生之傅統方法之 當低溫之具有充足產量之結 寸的控制和定向的高度控制 五、發明説明（3 ) 無法控制粒子尺寸。 叕明槪要 本發明提供克服上述問題 的是在牽涉到非晶矽薄膜熱’結 製法中，提供減低溫度和縮短 然，與習知比較，使用本發明 矽半導體具有相同或較佳物理 性層區。 更明確地說，提供儍於使 結晶矽薄膜的新製法，是在相 晶矽薄膜的製法，容許粒子尺 圖式簡沭 圖1顯示定向對結晶矽膜之催化元索濃度的相依性。 圖2 釋結晶機構的模型。 i 1¾ ί —例中的製備步驟。 圇4顯示結晶矽膜的X射線繞射結果。 ' -丨〉 圖54示一例中的製備步驟。 圖6顯.示:轉晶矽膜的X射線繞射結果。 和示4、例中的製備步驟。 ΐΆ ^二例中的製備步驟。 圖9顯示膜厚度與結晶矽膜定向的關係。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） - { - < ----------^---·----II------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7

^05703 五、發明説明 圖# ^例中的製備步躲。 圖1 1是例中相關的輪廓圖。

Bp 1 >1r示一例中的製備步踩。 圖1 3是顯示矽膜晶體結構的照片。 圖14是顯示矽膜晶慷結構的照片。 圖1 5是顯示矽膜晶髖結構的照片。 圖1 6顯示矽膜晶體定向。 圖1 7顯示矽膜中的鎳澳度。 圖1 8是矽謂正剖面的剖面照片。 圖、1 9%杀矽膜結晶機構。 進熱結晶之方法和控制粒子尺寸 和觀察，以克服上述之牽涉到非 方法。 底上形成非晶矽膜的機構和加熱 長開始在玻璃基底與非晶矽之間 ，相對於基底表面進行到某一膜 在玻璃基底與非晶矽膜間之介面 在的結果，和核之晶體生長的結 量存在於基底表面上的污染金靥 晶體成分（如*結晶玻璃#所示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------襄-- (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 發明詳沭 本發明人進行關於促 和定向之方法的以下實驗 晶矽結晶的問題。 先說明促進熱結晶的 首先，硏究在玻璃基 使膜結晶時，發現晶體生 的介面，以垂直柱狀方式 厚度。 上述現象據信是變成 之晶體生長基礎之晶核存 果。這些晶核認爲是以微 元素，或在玻璃基底上的 I.丨訂 件 經濟部中央標準局員Η消費合作社印製 附 --~~-B7 丨 五、發明説明（5 ) ，氧化砂晶體成分存在於玻璃基底表面上）。 此處’認爲引入更多晶核可減低結晶溫度，爲了証實 此效果’嘗試如下實驗：微量其它金屬的膜形成在基底上 ’然後其上形成非晶矽薄膜，進行加熱來結晶。結果，在 含有幾種金屬之膜形成於基底上的某些情形，証實結晶溫 度減低’推測以做爲晶核的外物產生晶體生長。因此詳細 研究使用各種金靥雜質導致減低溫度的機構。 結晶可視爲包括核之起始製備和核之晶體生長的二階 段。此處’測量直到在恆溫產生微小點晶體的時間，找出 核的起始製備率’在形成上述金屬雜質膜之薄膜的所有情 形’此時間縮短’而也証實引入晶核具有減低結晶溫度的 效果。出乎意料之外，當核製備後改變晶粒生長的加熱時 間時，發現形成在某種金屬膜上之非晶矽薄膜結晶的情形 ，在核製備後，晶體生長率戲劇性增加。稍後詳細解釋此 機構。 無論如何，發現因上述二效果之故，當某些微量金屬 用來形成膜（其上形成非晶矽所製成的薄膜，然後加熱而 結晶）時，在5 8 0 °C和以下的溫度持續約4小時達成充 分結晶，是習知不能預見的事實。具有此效果的雜質金屬 中，我們選擇鎳，因其效果最顯著。 舉出鎳所提供之效果程度的例子’在未處理的基底（ Corning 705 9 )上，亦即其上未形成微量鎳薄膜’當電漿 C V D法所形成的非晶矽薄膜在氮氣氛中加熱而結晶時’ 6 0 0 °C加熱溫度需要1 〇小時或以上的加熱時間。然而’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇'乂297公釐） --------ft.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

Hr · -8 - 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 A 7 B7__ 五、發明説明（6 ) - 當非晶矽薄膜用在已形成微量鎳薄膜的基底上時，只用約 4小時的加熱便可得到類似的結晶狀態。拉曼光譜用來判 斷此結晶。顯然鎳的效果絕隹。 從上述可知，若非晶矽薄膜形成在使用微置鎳所形成 的薄膜上，則可減低結晶溫度並縮短結晶所需的時間。此 處，提供較詳細解釋並假設處理用於TFT的製備。稍後 更加特定地說明，但鎳薄膜形成在基底上和非晶矽上時都 達成相同效果，也利用離子植入等等，因此在下文中，所 有這些連績處理稱爲'微置鎳的添加'。 先解釋添加微量鎳的方法。對於微貴鎳添加，在基底 上形成含有微量錬之薄膜然後形成非晶矽膜的方法，或先 形成非晶矽膜再形成含有微量鎳之薄膜的方法，都提供相 同降溫效果，可由濺射，蒸鍍或電漿處理來形成膜，因而 發現達成效果而與膜形成方法無關。電漿處理是含有催化 元素之材料做爲平坦平行式或正輝光柱型電漿C V D裝置 之電極的處理，電漿產生在氮，氫等等的氣氛以將催化元 素加入非晶矽膜。 然而，若含有微量鎳的薄膜形成在基底上，則含有微 量鎳的薄膜不直接形成在7 0 5 9玻璃基底上，若氧化矽 薄膜先形成在基底上，其上再形成含有微量鎳的薄膜，則 效果更顯著。可想像出的其中一個理由在於矽與鎳的直接 接觸對低溫結晶很重要，在7 0 5 9玻璃的情形，矽除外 的成分會干擾矽與鎳的接觸或反應。 當用於鎳微置添加的方法不形成接觸非晶矽頂部或底 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------^.---·---'—1T------^ (請先閎讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央標準局男工消费合作社印製 A7 B7 I .· 五、發明説明（7 ) , 部的薄膜而由離子植入來添加時，証實大致相同的效果。 關於鎳的置，添加1 X 1 0 15原子/ cm3或以上的 量達成較低溫，但添加1 X 1 〇21原子/ cm3或以上的 量導致形狀與單純矽明顯不同之拉曼光譜的峰値，因此實 際範圍是1 X 1 0 15原子/ cm3至5 X 1 0 19原子/ ncm3 。再者，考慮要做爲TFT活性層的半導骽的物理 性質，此量必須保持在1X1 015原子/cm3至IX 1 0 19原子/ cm3內。 然而，不宜有諸如上述的大量元素存在於半導體，這 是因爲它降低使用此半導體之裝置的可靠度的電穏定性。 易言之，非晶矽的結晶薔要諸如鎳的上述結晶促進元 素（本文中，結晶促進元素稱爲^催化元素'），但最好 儘量少包含在結晶矽。爲達成此，選擇在結晶矽中具有極 惰性傾向的元素做爲催化元素，引入的催化元素儘置降低 ，亦即，以最少量的催化元素進行結晶。關於此量，發現 若活性層的鎳濃度爲1 X 1 0 19原子/ cm3或以下，則 會產生對裝®性質的反效果。因此，在引入時，必須嚴格 控制上述催化元素劑量。 此外，當非晶矽膜形成，然後由電漿處理添加鎳做爲 催化元素以製備結晶矽膜時，詳述硏究結晶過程等等會瞭 解以下幾點。 (1 )當鎳由電漿處理引至非晶矽膜時，即使在熱處 理前，鎳也穿過可觀厚度進入非晶矽膜。 (2 )晶核的起始產生從引入鎳的表面發生。 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS ) A4规格（210X297公嫠) _ ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 線 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（8 ) (3 )即使鎳藉由蒸鍍而在非晶矽膜上形成膜，結晶 也以與電漿處理相同的方式發生。 從上述可歸納並非電漿處理所引入的全部鎳都有用。 亦即，即使引入大量的鎳，也有未充分使用的鎳存在。鎳 與矽之間的接觸點（表面）是低溫結晶的要訣。所以，可 歸納出鎳必須以分離方式細微分布。亦即，可歸納出'^在 ..靠近非晶矽膜表面，必須在可能範園內以1隹量低的嫌寒藉 、 ~ 由分離方式的分布來引入鎳。/ 蒸鍍法可將微量鎳只引入靠近非晶矽膜表面的區域， 亦即，將微量結晶促進催化元素只加入靠近非晶矽膜表面 的面域：然而，蒸鍍法的缺點在於不良控制性及難以嚴格 控制引入的催化元素量。

再者，由於引入的催化元素量必須儘量少，故常產生 不滿意結晶的問題，因此金當調整催化元素量很重要。至 於解決這些問題的方法，本發明人發明添加使用溶液之催 化元素的方法，雖本文中省略詳述。使用此法，透漏出催 β化元素濃度可控制在1 X 1 0 16原子/cm3至1 X 1 019原子/ cm3的範圍內。本發明人的硏究結果，發 現可使用選自由Pd，Pt ，Cu，Ag，Au，In， Sn，Pb，As，Sb所組成之群類中的元素，做爲提 供相同效果的催化元素。 現在討論添加微量鎳時之晶體生長和結晶形式的特性 ，另外解釋假設的結晶機構。 如上所述，若未加入鎳，則核從介面上的晶核任意產 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 1.1訂 線 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4現格（210><297公釐） -II - 經濟部中央橾準局工消費合作社印製 A7 B7 五'發明説明（9 ) - 生，這些核的晶體生長同樣是任意的，取決於製造方法而 獲得在（1 1 0)或（1 1 1 )之相當定向的晶雔，觀察 到在整個薄膜上大致均匀的晶體生長。 首先，爲了決定機構，以DSC (微分掃描量熱計） 來分析。以《漿C V D形成在基底上的非晶矽薄膜置於樣 品容器，溫度以恆定速率上升。在約7 0 0 °C觀察到明確 的放熱峰値和結晶。自然，當溫升率改變時，此溫度變化 ，當速率爲10 °C/分鐘時，結晶開始於7 0 0. 9 °C。

接著，以三個不同溫升速率來測量，在核的起始產生後以 Ozawa法決定晶體生長的活化能。這導致約3. 04 eV 的値。當由配合理論曲線來決定反應率方程式時，發現可 藉著無秩序的核產生及其生長的模型而有最佳的解釋，因 此証實核任意產生自介面上之晶核的模型適用。 添加微量鎳來進行與上述完全相同的測量。導致結晶 在6 19. 9°0：開始’而溫升率爲10^：/111丨11，一系列 測量所決定之晶體生長的活化能約1. 87eV，因此數 字顯示有助於晶體生長。此外，配合理曲線所決定的反應 率方程式更接近一維介面速率決定模型，暗示晶體生長的 定向在某一方向。 上述熱分析所得的資料見以下的表5。 加熱樣本時測量從樣本釋放的熱量，由稱爲Ozawa法 的分析法將結果用來計算，決定表5的活化能。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 12 - ---------1、裝-- (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線

A7 7 B 五、發明説明（1()) 表5 經濟部中央標準局男工消费合作社印製 結晶 活化能 活化能 程度 (eV) (eV) 加入鎳 未加入鎳 10¾ 2 . 04 2.69 30¾ 1.87 2.90 50¾ 1.82 3.06 70¾ 1 .81 3.21 90¾ 1 . 83 3.34 平均 1 . 87 3 .04 表5的活化能是指示結晶容易度的參數，較大値指示 較難結晶，而較小値指示較易結晶。從表5判斷，隨著結 晶進行，添加鎳的樣本具有較低活化能。亦即，隨著結晶 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 13 I 丨^-- (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（u ) ’ 進行，較易發生。另一方面，若依據習知來製備結晶矽膜 而不加入鎳，則活化能隨結晶進行而升高。這表示結晶隨 著進行而變難。再者，當比較活化能平均値時，添入鎳來 結晶之矽膜的値約爲未加入鎳所製備之結晶矽膜的6 2 % ，此事實也暗示添加鎳之非晶矽膜的結晶容易性。 以下描述使用TEM (透射電子顯微鏡）來觀察加入 微量鎳之膜結晶形狀的結果，其中8 0 0 A非晶矽做爲起 始膜。TEM觀察結果的特性現象是在添加鎳之區域的晶 體生長與周圍區域不同。亦即，鎳添加區的剖面圖透漏存 在光柵影像狀的條紋大致垂直於基底，導致以下結論：添 加的鎳或與矽形成的化合物做爲結晶核，晶體生長以與未 加入鎳的方式相同而大致垂直於基底。再者，添加鎳附近 的區域中，觀察到針狀或柱狀晶體生長發生在平行於基底 之方向的狀態。 使用結晶學領域的基本符號來詳述這些現象。首先， {h k 1 }用來代表與（h k 1 )平面相等的所有平面。 同樣地，<hk1>用來代表與〔hk1〕軸相等的所有 軸。 以下討論鎳添加區附近之晶體的形態觀察結果。首先 ，未預期結晶發生在未直接引入鎳的區域，但當s I MS (二次離子質量光譜）決定微量鎳添加區，其附近之橫向 晶體生長區（下文稱爲|橫向生長區# )，遠處非晶區（ 低溫結晶不發生在極遠區域）的鎳濃度時，如圖1 7所示 ，測到澳度在横向生長區比微量鎳添加區低，非晶區顯示 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -14 - — -----------^---r---—ΐτ------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 295703 B7 五、發明説明（12) . 低了約一位數。易言之，鎳在相當宽的區域擴散，鎳添加 面附近之區域中的結晶也是微量鎳添加的效果。 首先，非晶矽8 〇 0A厚之鎳添加區附近之區域的表 面TEM影像顯示於圖1 3。此圖清楚顯示在平行於基底 之方向之均勻寬度的特性針狀或柱狀結晶。在晶體的正剖 面可看見具有與晶髏其它部分不同對比的一層，從隨後之 髙解析度TEM和TEM — E DX的結果發現此區爲 N i S i 2 ，透漏存在N i S i2層垂直於晶體生長方向 (依膜厚度而變）。 遠離微量鎳添加區幾百〃 m仍觀察到平行於基底的横 向生長，也發現生長程度正比於時間和溫度的增加而增加 。例如，晶髖生長在5 5 0 °C 4小時，觀察到約2 0pm 的生長。接著，圖14顯示上述針狀或柱狀晶體生長區之 三點的TED圖型（電子束繞射影像）。此TED圖型取 自垂直於基底的方向。圖型顯示矽膜的結晶結構。檢視此 圖型清楚顯示它很簡單，似乎由單晶或至多是成對的晶體 組成，晶懺取向極均匀。從圖型可知，導自使用上述 » 8 0 0 A厚非晶矽膜做爲起始膜之橫向生長的晶體軸向爲 <1 1 1〉方向。此關係顯示於圖1 6。 根據上述實驗事實，本發明人認爲以下機構促進結晶 0 首先，考慮垂直生長，核在結晶起始階段產生，此時 的活化能因微量鎳而減低。添加鎳造成結晶在較低溫發生 ，理由是除了做爲外物之鎳的效果之外，產生在低於非晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15 - ~ ' ----------1---^--Γ1Τ------.it (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13) · 矽結晶的溫度之鎳和矽所組成之金屬間化合物（ NiSi2 )做爲結晶的核，這是因爲其晶格常數接近結 晶矽。再者，核的產生幾乎同時發生在鎳添加區的整個表 面上，因此，結晶生長機構使得生長成爲平面，在此情形 ，反應率方程式反映一維介面速率決定步驟，而所得的晶 體在垂直於基底的方向生長。然而，因膜厚度，應力等等 的限制，晶軸不完全一致。 然而，由於相對於基底的水平方向比垂直方向更均勻 ，故針狀或柱狀晶體在横向均匀生長而鎳添加區做爲核， 生長平面的方向爲< 1 1 1 > :例如，若使用非晶矽膜 8 Ο 0A厚，則晶體生長同樣是<1 1 1>方向。顯然， 在此情形，假設反應率方程式爲一維介面速率決定型。如 稍早所述，因爲添加鎳減低晶體生長的活化能，故預期横 向生長率很高，事實也如此。 現在解釋上述微量鎳添加面和周園之横向生長區的電 性。關於微量鎳添加區的電性，導電性約與未添加鎳的膜 或在約6 0 0 °C加熱數十小時的膜相同。當根據導電性的 溫度相依性來決定活化能時，若鎳的量約1 0 17原子/ cm3至1 018原子/ cm3如上述，則未觀察到歸因於 鎳位準的行爲。易言之，實驗事實導致在上述澳度範圍內 膜可做爲T F T等等之活性層的假設。 對照下，與微量鎳添加區比較，橫向生長區的導電性 至少高了一位數，這對於具有晶性的矽半導體是高的値。 道是由於電流路徑方向匹配晶雔的橫向生長方向，故在電 本紙張尺度逍用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------辦衣---^--Γ1Τ------線， (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明（14 ) 子通過之電極間的區域，晶粒邊界少或幾乎不存在，因此 不抵觸透射電子顯微照片的結果。亦即，因爲載子沿著針 狀或柱狀生長之晶體的晶粒邊界遷移，故產生載子容易邊 移的條件。 圖1 5是顯示矽結晶結構的TEM照片，具有圖1 3 之針狀或柱狀晶體生長之正剖面的放大圇。圖1 5中，在 正面可看見黑色區域，此區顯然是N i S i2如上述。亦 即，鎳集中在針狀或柱狀晶體生長平行於基底的結晶正面 L ，中間區的鎳濃度低。 此處，本發明的其中一個功效是使沿著晶粒邊界的方 向大致匹配半導體裝e (例如tft)的載子邊移方向， 來增加載子移動率。再者，避免晶髏生長發生在平行於基 底之方向的區域正面，改用中間區（亦即，發生在横向之 結晶矽膜生長之正面與鎳添加區之間的區域），利用具有 載子容易遷移和低鎳澳度的結晶矽膜。 沿著晶粒邊界的方向是針狀或柱狀晶體生長的方向， 利用8 0 0 A的膜厚度（更正確地說，較大的膜厚度亦可 )，此生長方向是晶性所在之<111>軸的方向，再者 ，如前所述，此方向也是柑對於其它方向（例如垂直於晶 體生長的方向）具有高導電性的方向。實際問題在於難以 使晶體生長方向匹配載子流方向，晶體也不能在均一方向 生長在整個表面上。所以，實際上，晶體生長方向是方向 的平均。若該方向和載子流方向在約土 2 0 °內，則視爲 匹配，當使用非晶矽膜8 0 0A厚時，發現顯然在此範圍 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -17 - (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝. 訂 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明 (15 ). t 1 1 內 〇 1 I 現 在解釋 控 制 粒 子 尺 寸 和 取 向 的 方 法 Ο 引 入 催 化 元 素 1 I 來 結 晶 的 樣 本 進 行 X 射 線 繞 射 9 硏 究 以 下 項 巨 做 爲 參 數 〇 />—X 請 I • 將 催 化 元 素 引 至 非 晶 矽 膜 表 面 與 引 至 與 底 膜 之 介 面 先 閱 1 • | t 讀 1 1* 的 比 較 0 背 1 1 之 1 • 催 化 劑 添加 區 ( 本 文 中 稱 爲 垂 直 生 長 濰 ) 與 周 圍 注 意 1 1 事 1 橫 向 生 長 區 的 比 較 Ο 項 再 1 填 • 對 非 晶 矽 膜 厚 度 變 化 的 相 依性 〇 % 本 頁 1 • 對 催 化劑 濃 度 變 化 的 相 依性 Ο 1 • 若 利 用 横 向 生 長 過 程 則 比 較 横 向 生 長 區 被 氧 化 矽 1 夾 在 頂 部 和 底 部 之 結 構 與 在 頂 表 面 沒 有 氧 化 矽 之 結 構 的 選 1 擇 〇 訂 I 再 者 9 爲 定 量 估 計 上 述 參 數 欒 化 時 所 觀 察 的 趨 勢 ， ( 1 ! 1 1 1 1 ) 取 向 比 定 義 如 以 下 的 式 1 高 ( 1 1 1 ) 取 向 的 1 1 標 準 定 義 爲 0 6 7 或 以 上 的 ( 1 1 1 ) 取 向 比 〇 ( 對 於 1 1 完 全 雜 亂 的 粉 末 9 根 據 以 上 定 義 9 ( 1 1 1 ) 取 向 比 爲 Γ 0 • 3 3 9 若 比 値 爲 此 比 値 的 二 倍 或 更高 9 則 稱 爲 ( I I 1 1 1 ) 取 向 並 m 問 題 Ο ) 1 1 式 1 • 1 ( 1 1 1 ) 取 向 率 二 1 ( 常 數 ) •' 1 ( 2 2 0 ) 取 向 率 — C 樣 本 之 ( 2 2 0 ) 對 ( 1 1 1 1 ) 的 相 對 長 度 ) / ( 粉 末 之 ( 2 2 0 ) 對 ( 1 1 1 ) 的 相 1 I 對 長 度 1 1 1 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - A7 B7 五、發明説明（）’ 16 ^ (31 1)取向率=〔樣本之（31 1)對（1 1 1 )的相對長度〕/〔粉末之（3 1 1 )對（1 1 1 )的相 對長度〕 (111)取向比=〔（111)取向率〕/〔（ 1 1 1)取向率+ (220)取向率+ (31 1)取向率 從（1 1 1 )取向比的結果，得到表1至4和圖1的 結果。 表1 % (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-» 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 催化劑加入 取向 粒子尺寸 位置 矽表面 相當雜亂 均勻 與基底的 强（111) 均勻 介面 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7五、發明説明（）^ 17 表2 生長方法 取向 粒子尺寸 垂直生長 相當雜亂 均勻 橫向生長 强（111) 均勻 表3 薄—膜厚度-> 厚 强— (1 11 )取向-> 弱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 20 - A7 B7 五、發明説明（） 18 表4 頂表面氧化物膜的 存在 取向 存在 大致（111) 不存在 隨膜厚度而變 --:；--------- (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 訂 列在表 添加鎳 向生長 對於比 結果， 鎳添加 長過程 產生氧 °C加熱 是在3 性增加 催化劑 變之完 中的參 的方式 ，則將 較在横 爲以頂 溶液用 不同， 化矽不 8小時 0 0m 晶性） 添加位 全不同 除了 元素時， 未指示橫 。然而， 之性能的 參程，將 它橫向生 長區）， 在5 5 0 )，接著 理可戲劇 改變 加位置改 數外，製 來自溶劑 溶液塗在 向生長過 表面上沒 聆S 0 G Ο C D只 存在於横 來引發固 J / c m 法都相同 (下文稱 矽表面上 程之表面 有氧化矽 ，諸如Ο 留在直接 向生長區 相生長（ 2的雷射 ，當鎳做 爲液相法 來利用垂 上有無氧 來進行橫 C D等等 加入區（ 的結構。 圖中標爲 結晶（此 置的結果見表1，顯示即使只有添 取向的特定傾向。發現粒子尺寸幾 爲催化 )，若 直生長 化矽膜 向生長 ，與其 垂直生 再者， S P C 互補處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（2丨0 X 297公釐） -21 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（）· 19 乎不取決於添加位置。在任意位置測量粒子尺寸時，發現 分布宽度約爲未加入催化元素之情形的一半，因此得到均 一粒子尺寸。 表2爲改變晶體生長法的結果，顯示鎳引至整個表面 之情形（垂直生長）與另一情形（氧化矽形成在非晶矽上 (氧化矽蓋），定出氧化矽以製成催化元素之開口，從開 口開始橫向生長）的比較。結果，垂直生長區相當雜亂， 而幾乎所有覆以氧化矽膜的橫向生長區具有（1 1 1〉取 向，雖取決於膜厚度。（稍後說明對膜厚度的相依性）。 表3顯示對膜厚度的相依性，對3 Ο 0A至5 0 0 0 A膜厚度進行實驗時，在橫向生長區觀察到對於較小膜厚 度之較强（1 1 1 )取向的傾向。發現在4 0 0A至 8 Ο 0A範園中的線性大致在誤差邊際內，如圚9所示。 由於垂直生長區從開始便雜亂，故未發現明傾向。 表4顯示表面氧化矽膜存不存在對横向生長過程之影 響的比較結果，如前所述，若横向生長過程的樣本在頂表 面上沒有氧化矽，則雖然取向依膜厚度而變，但沒有取向 爲（1 1 1 )取向，如上述，而表面上有氧化矽之橫向生 長過程所得之結晶矽的取向爲强（1 1 1 )取向，圖9强 烈暗示，在8 Ο 0A或以下有相當强（1 1 1 )取向。使 膜厚度8 Ο 0A或以下可加强（1 1 1 )取向。 圖1顯示橫向生長對鎳劑量改變的相依性，横軸顯示 使用醋酸或硝酸鎳的液相添加劑量，左縱軸顛示（111 )定向比，右縱軸顯示雷射結晶前由固相生長所結晶之矽 n m n i In m —4. n -I -111 >^1— —^ϋ •^"-·” (請先H讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（）I 20 ， 膜區的比例。從此圇可知，藉由改變催化元素濃度，可自 由改變（1 1 1 )定向比從雜亂至（1 1 1 )定向。再者 ，道些完全匹配固相生長發生在雷射結晶前之情形的比例 改變，改變加熱溫度和加熱時間而非濃度，在改變雷射結 晶前之固相生長比例的其它情形觀察到相同傾向而証實此 〇 關於未圖示的粒子尺寸，使用光學顯微鏡觀察粒子尺 寸（目前不清楚物體是否爲單晶），証實隨劑量增加而從 3 3#m 降到 2 0"m。 關於上述實驗結果的機構，只要有關取向，所有效應 可解釋爲固體生長時之矽/氧化矽介面的影響程度。由此 觀點，解釋上述現象如下。 關於表1的結果，當催化元素引至與基底的介面時， 在核產生時基底己影響取向，在此點，（111)取向的 機率高。比較下，當核產生在頂表面時，核會雜亂產生而 不影響基底。因此，這些因素控制晶體生長。 關於表2的結果，垂直生長區具有與上述相同的機構 ，至於橫向生長，由於生長點生長，同時接觸基底和氧化 矽蓋，故較易受影響。 關於表3的膜厚度相依性，若膜厚度增加，則大爲降 低在與底下氧化矽之介面的能量相對於總自由能的比例， 因此減弱（111)取向力。 關於表4之二個横向生長（在頂表面上有及沒有氧化 矽膜）的結果，頂表面覆以氧化矽的膜變成在頂部和底部

Ml I II —^表 訂 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） 23 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明 ( ). * 1 21 ? 1 要 覆 以 化 矽 9 具 有穩 定 介 面 的 ( 1 1 1 ) 取 向 Ο 對 照 下 1 I 9 在 頂 表 面 上 沒 有 氧 化 矽 的 横 向 生 長 過 程 具 有 降 到 只 有 1 1 I 半 的 介 面 貢 獻 藉 以 減 弱 對 相 同 程 度 之 取 向 的 限 制 因 此 請 1 呈 現 ( 1 1 1 ) 之 外 的 取 向 〇 附帶 提 > 如 上 所 述 9 在 頂 先 閲 讀 1 表 面 上 沒 有 氧 化 物 膜 的 横 向 生 長 過 程 中 膜 厚 度 與 取 向 明 背 之 1 1 顯 相 關 0 例 如 » 當 使 用 5 0 0 A 非 晶 矽 時 9 觀 察 到 强 ( 意 京 1 | 2 0 0 ) 或 ( 3 1 1 ) 取 向 〇 關 於 此 點 > 從 結 晶 學 分 析 和 Ψ 項 再 1 填 諸 如 圖 1 8 的 照 片 可 歸 納 9 類 似 圇 1 9 的 機構 產 生 晶 僂 生 % 本 4- 1 長 〇 亦 即 ， 晶 體 生 長 平 面 5 0 1 或 5 0 6 是 ( 1 1 1 ) 平 頁 1 1 面 9 雖 然 總 是 恆 定 ， 但 膜厚 度幾 乎 無條件 界 定 此 平 面 與 基 1 底 的 角 度 Ο 所 以 若 膜 厚 度 改 變 9 例 如 8 0 0 A 的 膜厚 度 1 則 晶 體 生 長 視 在 方 向 5 0 4 和 晶 體 生 長 平 面 5 0 1 大 致 訂 I 垂 直 9 觀 察 所 得 的 取 向 ( 取 向 通 常 稱 爲 垂 直 於 基 底 之 方 向 1 1 | 的 取 向 ) 在 垂 直 於 軸 < 1 1 1 > 的 方 向 0 然 而 9 利 用 1 1 5 0 0 A 的 膜 厚 度 9 晶 嫌 生 長 平 面 5 0 6 和 晶 體 生 長 視 在 1 Λ 方 向 5 0 5 不 垂 直 9 所 以 取 向 也 改 變 〇 易 之 > 在 頂 表 面 I 上 沒 有 氧 化 矽 的 橫 向 生 長 過 程 中 y 改 變 膜 厚 度 可 控 制 取 向 1 1 I 瞭解 上 述 垂 直生 長 任 意 進 行 且 雷 射 結 晶 呈 現 ( 1 1 1 1 ( ) 取 向 9 容 易 解釋 圖 1 的 結 果 〇 圖 2 顯 示 其 機構 的 簡 化 型 •1 式 0 此 圖 中 A 是 催 化 元 素 劑 量 少 的 例 子 ， 具 有 在 雷 射 結 Ί 晶 前 由 固 相 生 長 來 結 晶 的 些 雜 亂 區 > 有 較 多 雷 射 結 晶 造 1 成 的 ( 1 1 1 ) 取 向 區 • B 是 规 乎 所 有 生 長 是 固 相 生 長 的 1 I 例 子 因 此 幾 乎 沒 有 雷 射結 晶 造 成 的 ( 1 1 1 ) 取 向 區 〇 1 1 1 本紙乐尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 24 經濟部中央梂準局員工消費合作社印繁 205703五、發明説明^ ) 爲証實上述，嘗試在雷射結晶時改變能量密度和照射時間 的實驗。藉以潁示當能量密度和照射時間增加時，（ 1 1 1 )取向比變更高。此結果暗示增加雷射結晶比例與 (111)取向比的直接關連。 至於粒子尺寸，上述現象可假設催化元素劑惫而非催 化元素位e等等無條件決定核產生密度.，再決定會發生晶 儺生長的尺寸。 綜上所述，控制低溫結晶和取向的方向如下。 首先，使用由液相法在表面添加催化元衆（以鎳代表 )的方法，進行結晶成爲固相生長和雷射結晶的.結合。因 此，添加微量催化元素，可減低結晶溫度並戲劇性降低所 需時間。 •對具有高（111)取向的膜 利用横向生長過程，或減低雷射結晶前的結晶比。使 用此法，可在0. 67至1之內調整（111)取向比。 減低結晶比的方法可以是降低催化元素劑置或改變固相生 長條件的方法。 •對雜亂膜 使用垂直生長過程，增加雷射結晶前的結晶比。增加 結晶比的方法可以是升高催化元素劑置或改變固相生長條 件0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） -25 - 經濟部中央棟準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（）^ 23 ^ •對具有中間取向的膜 使用垂直生長過程，適當調整雷射結晶前的結晶比。 使用此過程，可在0. 33至1之內調整（111)取向 比。將結晶比調到適當値的方法可以是改變催化元索劑量 或改變固相生長條件。 •對具有其它取向的膜 在頂表面上沒有氧化矽的膜上使用横向生長過程，改 變膜厚度來控制取向。此處，從可控性的觀點，膜厚度最 好在約8 0 0A至3 0 0A範圍內變化。以高於此範圍的 厚度，柱狀晶體宽度小於膜厚度，有較大的雜亂傾向，而 以小於3 0 0A的厚度，晶體生長困難。 改變晶粒尺寸的方法如下。 •對較大粒子尺寸，減低加入的催化元素濃度。 •對較小粒子尺寸，升高加入的催化元素濃度。 當控制上述催化元素劑量時，控制固相生長的溫度和 時間有效。然而，上述催化元素劑量無條件決定粒子尺寸 可增加的最大程度。 依據本發明，當鎳做爲催化元素時，達成最顯著效果 ，但可使用的其它催化元素種類包含P t ，Cu，Ag， Au，In，Sn，Pd，Pb，As，Sb。此外，也 可使用選自由第抑丨，1111)，汉13，¥1)族元素所組成之群 類中的一或多種元素。 再者，引入催化元素的方法不限於使用諸如水溶液之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） * Zo - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 _ B7五、發明説明（）* 24 ^ 溶液的液相法，可使用含有催化元素的酒精等等。例如， 可使用含有催化元素的金屬化合物和氧化物。 最後，解釋將上述各種性質用於T F T的方法。此處 ，假設TFT應用領域爲活性矩陣型液晶顯示器，使用 T F T做爲圖素的驅動器。 如上所述，減小近來大螢幕活性矩陣型液晶顯示器的 玻璃基底收縮很重要，使用本發明之添加微量鎳的過程， 與玻璃扭曲點比較，可在足夠低溫結晶，因此是特別合適 的方法。遂循本發明，藉由添加微量鎳並在約5 0 0至 5 5 0 °C結晶約4小時，結晶矽易於取代使用傅統非晶矽 的區域。顯然，需要一些變化來配合特定設計規則等等， 但以習知裝置和製程可滿意地實施本發明，因此其優點可 觀。 實例 例1 此例顯示製備具有高（111)取向的矽膜，車涉選 擇性提供1 2 Ο 0A氧化矽膜，做爲鎳之選擇性引入和横 向生長的罩。 此例的製程見圖3。首先，在置於玻璃基底（Corning 7059 ， 1 0 cm 平方） 的非晶 矽膜上 （電漿 CVD 所 製備的5 0 0A膜），形成做爲罩（二氧化矽蓋）的氧化 矽膜2 1達1 0 0 0A或以上的厚度，此例爲1 2 0 0A 。發明人實驗証實，超過5 0 0A之二氧化矽膜2 1的厚 I. --- —--I -----11 ! 1 - I— I- —I— n n - - 1 .^ϋ •^¾ 'V* (請先H讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經潦部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（）^ 25 · 度不造成特殊麻煩，只要具有良好品質，也可接受較薄的 膜。 然後氧化矽膜21由傅統光石印定圖型處理來定圖型 。其後在氧氣氛中以紫外線照射，形成薄氧化矽膜2 0。 在氧氣氛中以UV射線照射5分鐘來製備此氧化矽2 0。 氧化矽膜2 0的適當厚度約2 0 — 5 0A (圖3 (A)) 。關於提供此氧化矽膜以改善潤濕性，若溶液和圖型具有 匹配尺寸，則因氧化矽膜的親水性而可適當進行。然而， 此情形是例外，在大部分情形，建議使用氧化矽膜2 0。 在此狀態，含有1 0 0 ppm鎳的醋酸溶液加 入基底。同時，以5 0 r pm的旋轉器進行旋轉塗敷1 0 秒，在整個基底表面上形成均勻水狀膜/ 4。在此狀態保 持一分鐘後，以2 0 0 0 r pm的旋轉器進行旋轉乾燥 6 0秒。在此期間（另一分鐘），能以0至lOOrpm 在旋轉器上轉動（見圖3 (B))。 然後在550° (於氮氣氛中）進行熱處理8小時， 使非晶矽膜1 2結晶。晶體在横向生長，從包括鎳引入區 2 2的區域到未引入鎳的區域，如2 3所示。在預設條件 下的橫向生長程度約3 0 #m。其後，以緩衝氫氟酸剝除 氧化矽蓋，接著以3 0 OmJ/cm2的KrF準分子雷 射（2 4 8 n m )來雷射結晶。 如此製得的矽膜進行X光練射，發現具有很高程度的 (111)取向，（111〉取向比爲0. 917。結果 顯示於圖4。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度逍用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公嫠〉 -28 - 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 B7_____五、發明説明（）’ 26 ' 例2 此例使用與例1完全相同的製程，只將非晶矽膜厚度 變成二階，4 0 0A和8 0 0A。 結果透漏對於4 G Ο A樣本以X光繞射所得的（ 111)取向比約1. 0，顯示是幾乎完全（111)取 向的膜，而8 0 0A樣本爲〇· 7 2 0 ，與5 〇 〇A樣本 比較，是稍小的（1 1 1 )取向。 例3 此例中，結晶促進催化元素包含在水溶液，然後塗在 非晶膜上，再受熱以結晶，接著以雷射光照射來進—步改 良晶性。此情形對應於前述的垂直生長，可提供具有相當 雜亂取向的膜。 ^ 參照圖5來解釋引入催化元素（在此情形，使用鎳） 的過程。此例'中，Corn i ng 7059玻璃做爲基底1 1 °其尺 寸爲 1 0 OmmXl 0 0mm。 首先，由電漿CVD或LPCVD形成1 0 〇至 5 〇 0A非晶矽膜1 2。在此特別情形，由電漿CVD形 成5 0 0A厚的非晶矽膜1 2 (圖5 (A))。 然後，爲除去灰塵和自發氧化物膜，以氫氣酸處理， 其後形成1 0 — 5 0A的氧化物膜1 3。若灰塵可忽略， 則可直接利用自發氧化物膜取代氧化物膜1 3。 氧化物膜1 3極薄，因此無法測量膜的精確厚度；然 本紙張尺度適ϋ國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） "" -29 - (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本莧) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（）’ 27 而，相信約爲2 0A。此例中，在氧氣氛中以UV光照射 來形成氧化物膜。膜形成條件是在氧氣氛中UV照射5分 鐘。熱氧化可做爲形成氧化物膜13的製程。也能以過氧 化氫來處理。 氧化物膜13幫助醋酸鹽溶液灌在非晶矽膜整個表面 上；亦即，在塗上含有鎳之醋酸鹽溶液的稍後步驟，改善 潤濕性。例如，若醋酸鹽溶液直接塗在非晶矽膜表面上， 則非晶矽膜排斥醋酸鹽溶液，因此鎳不能引至非晶矽膜表 面。易言之，不能達成均勻結晶。 接著製備含有鎳的醋酸鹽水溶液。鎳澳度調爲2 5 P pm。然後2m)2部分的所得醋酸鹽溶液加入非晶矽膜 1 2上之氧化物膜1 3的表面，形成水性膜1 4。此狀態 保持5分鐘。然後旋轉器用來進行旋轉乾燥（2 0 0 0 rpm，60 秒）（圖 5 (C) ，（D))。 實際鎳濃度可低達1 P pm或以上，但鑒於所需取向 ，此例中的位準設爲2 5 p pm。用於非極性溶劑的溶液 ，例如，在做爲溶液之甲苯中的鎳2 —乙基一己酸，使其 不需使用氧化物膜1 3，容許催化元素直接引至非晶矽膜 〇 塗上鎳溶液的步驟可重覆一至數次，導致在旋轉乾燥 之非晶矽膜12的表面上形成具有幾至幾百A之平均厚度 的含鎳層。利用此構造，該層中的鎳擴散進入非晶矽膜並 做爲催化劑，在隨後的加熱步琛幫助結晶。層並非總是完 整的膜。此例中只進行一種應用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標芈（CNS ) A4规格（210 X 297公嫠） 30 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（> ’ 28 在塗上上述溶液後，狀態保持一分鐘。調整經過時間 也可控制包含在矽膜1 2之鎳的最終濃度，但最重要的控 制因素是溶液中的澳度。’ ; 然後在氮氣氛中於5 5 0 °C在爐中進行熱處琿8小時 。結果，可提供形成在基底11上的部分結晶的矽膜12 。由電腦輔助影像分析判定在此階段的結晶比爲 9 8. 8 4 % 〇 上述熱處理可在4 5 0 °C或以上的溫度進行，雖然溫 度愈低，加熱時間愈長，導致較低生產效率。在5 5 0 °C 或以上，注意不要引起玻璃基底之熱阻位準所造成的困擾 0 此例中，顯示催化元素引至非晶矽膜上的方法，但也 可利用將催化元素引至非晶矽膜下的另一方法。然而，依 據後者方法，注意達成極高位準的（1 1 1 )取向，如上 述。 對熱處理所得的部分結晶矽膜1 2 ，在氮氣氛中賦予 2 0 0至3 5 OmJ/cm2功率密度之幾發的Kr F準 分子雷射光（波長·· 2 4 8nm，脈寬：3 0nsec) ，在此特例爲3 0 OmJ/cm2 —發，使矽膜1 2完全 結晶。以IR光照射可實施此製程，如上述。 由X光繞射測量如此製備之結晶矽膜的取向。結果顯 示於圖6。清楚觀察到（1 1 1 ) ，（ 2 2 0 )，（ 3 1 1 ).的峰値，根據此觀察來計算（1 1 1 )取向比， 証明得到所需的雜亂取向膜。 本紙張·尺度適用中國國家標芈（CNS ) A4規格（210X297公嫠) ~ "—— -〇1 - — — -—I— HI ^1* »11 - - I -I !J i I- - - HI I— - .n I •^才 τβ (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明（）’ 29ΆΛ- 此例是例3的修改，其中鎳（催化元索）之鹽的濃度 _成1 ppm。其它條件與例3相同。此構造使每一晶粒 尺寸被放大。此例中，在4和1 6小時的二個固髏生長時 間條件下進行實驗。 在熱處理後之膜的顯微鏡觀察透漏，具有減低鎳鹽澳 度且進行固體生長4小時的樣本具有較大比例的非晶矽和 較少之包括結晶矽的晶核。接著，雷射結晶的樣本進行乾 燥蝕刻，隨後以S与Μ觀察。結果，發明如本例在溶液中 具有較低濃度，與例2的情形比較，可增大各晶粒尺寸。 此外，雷射結晶的樣本進行X光繞射，從受到固體生 長4小時的膜，形成具有0· 730之（111〉取向比 的（1 1 1 )取向膜。另一方面，固體生長1 6小時所得 之樣本的取向比低達Q. 4左右，膜很雜亂。 例5 此例中，使用本發明之方法所製備的結晶矽膜用來提 供TFT。此例的TFT可做爲活性矩陣型液晶顯示器之 圖素或驅動器電路的一部分。在此方面，TFT應用範圍 不僅涵蓋液晶顯示器，還有所謂的薄膜稹髋電路。此例的 製程見圖7。首先，2 0 Ο OA厚之底下的二氧化矽膜（ 未圖示）形成在玻瑰基底11上。提供此氧化矽膜防止雜 -質從玻璃基底擴散。 --Ί·------p 衣---^---^訂------f (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨Ο X 297公釐） 32 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 A7 B7 五、發明説明（）’ 30 然後以例1的相同方式形成5 0 0A厚的非晶矽膜。 其後以氫氟酸處理來除去自發氧化物膜，之後在氧氣氛中 以UV光照射來形成約2 0 A厚的薄氧化物膜。利用過氧 化氫或熱氧化的處理可取代薄氧化物膜的製程。 含有2 5 p pm鎳的醋酸鹽溶液塗在膜上，然後維持 1分鐘，其後以旋轉器進行旋轉乾燥。其後以-緩衝氫氟酸 除去二氧化矽膜20和21(圖3 (A))，接著在 5 5 0 °C加熱8小時使矽膜結晶。（上述過程與例1的製 程相同）。 上述熱處理提供包括混合之非晶和結晶成分的矽膜。 結晶成分組成晶核存在的區域。再者，照射2 0 0 — 3 0 OmJ/cm2 (此特例爲 3 0 OmJ/cm2 )的 K r F準分子雷射光，改善矽膜的晶性。在以雷射來照射 的過程中，基底加熱到約4 0 0 °C。此過程有利於進一步 改善結晶。 然後結晶矽膜定圖型，形成島區1 〇 4。島區1 0 4 構成TFT的活性層。其後形成2 0 0至1 5 Ο 0A (在 此例爲1 0 0 0A)厚的薄氧化矽膜1 〇 5。此氧化矽膜 也做爲閘極絕緣膜（圖7 (A))。 在製備上述氧化矽膜1 0 5時應注意。在1 5 0至 6 0 0 °C (最好在3 0 0至4 5 0 T)的基底溫度，起始 材料TE 0 S藉由R Fm漿C VD而分解並與氧一起沈澱 °TEOS對氧的壓力比設爲1 : 1至1 : 3，而壓力及 PF功率分別設爲0. 05至0. 5torr和100至 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4说格（210X297公釐） .^n In - II— m In I 1 kn —J-又 » 1^1 m .^n - ^ ,T (請先聞讀背面之注意事項再填寫本！) -33 - 經濟部中央標隼局負工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（）’ 31 2 5 OW°TEOS做爲起始材料，在3 5 0至6 0 0 °C (最好在4 0 0至5 5 0 °C)的基底溫度受到低壓或大氣 CVD，利用臭氧來形成膜。形成的膜於氧或臭氧氛氣中 在4 0 0至6 Ο 0X退火3 0至6 0分鐘。 以KrF準分子雷射光（波長：2 4 8 nm，脈寬： 2 0 n s e c )或相同功率的其它光直接照射形成的膜， 幫助矽區1 0 4結晶。明確地說，利用紅外線的RTA ( 快速熱退火）選擇加熱矽而不加熱玻璃基底，藉以降低在 矽與氧化矽膜間之介面的介面位準，因此用來製備絕緣閘 極型場效半導體裝置。 然後由電子束蒸發來形成2 Ο Ο 0A至1 厚的鋁 膜，定圖型而形成閘極106。鋁可摻以0. 15至 〇. 2%重的钪（Sc)。接著，基底浸入pH7之含有 1至3 %酒石酸之乙二醇的溶液，使用鉑做爲陰極和鋁閘 極做爲陽極而陽極化。爲了陽極化，電壓先以恆定電流增 到2 2 0 V，此條件保持1小時以完成處理。此例中，2 至5 V/m i η是在恆流條件下的適當壓升率。因此形成 1 5 0 0至3 5 0 0Α (例如2 0 0 0Α)厚的陽極氧化 物 109 (圖 7 ( Β ))。 其後以自動對正方式，離子摻雜（或電漿摻雜）用來 將雜質（磷）植入各TFT的島矽膜，而閘極構件做爲罩 。用來摻雜的氣體爲磷化氫（PH3 )。劑量爲1至4X 1 015cm_2〇 然後，如圖7 (C)所示，膜以KrF準分子雷射光 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-& 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34 - Μ B7 五、發明説明（）· 32 (波長：248nm，脈宽：20nsec)照射，改良 晶性因引入上述雜質而衰退之部分的晶性。雷射光的能置 密度爲150至400mJ/cm2 ，最好是200至 2 5 OmJ/cm2 。因此形成N型雜質區1 0 8和 1 0 9。此區的薄片電阻爲2 0 0至8 0 ΟΩ/口。 在此步驟，雷射光能以同樣强的其它種類的光取代， 包含所謂的RTA(快速熱退火）（或RTP:快速熱處 理），因此樣本在短時間內以閃光燈加熱到1 0 0 0至 1200 °C (矽監控溫度）。 然後在整個表面上，從做爲起始材料的TE 0 S由具 有氧的電漿CVD或具有臭氧的低壓CVD或大氣CVD 形成3 0 0 0A厚氧化矽膜做爲中間層絕緣髋。基底溫度 設爲2 5 0至4 5 0 °C，例如3 5 0 °C。然後，形成的氧 化矽膜磨亮以提供均匀表面（圖7 (D))。 其後，如圖7 (E)所示，在中間層絕緣體110蝕 刻以在T F T的源極/汲極產生接觸孔和氮化鈦或鉻配線 1 1 2 和 1 1 3。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 最後，在氫中於3 0 0至4 0 0 °C退火1至2小時， 完成矽的氫化。因此完成TF T。安排同時製備的許多 TFT，設立活性矩陣型液晶顯示器。TFT具有源極/ 汲極區1 0 8/1 0 9和通道形成區1 1 4。此外， 1 1 5代表電接面N I。 利用本例的構造，活性層的鎳濃度假設約3 X 1 0 18 原子/ cm3或以下，最好是1X1 016至3X1 018原 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） _ 35 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（）’ 33 子 / c m 3 0 對於N通道，此例所製的TFT具有7 5 cm2 / V s或以上的移動率。再者，証實以小的V u具有滿意的 性質。此外，証實移動率在士 5 %內。此減低的變化是因 爲雜亂取向不造成裝置操作特性的各向異性。雖然只以雷 射光對N通道型便可輕易建立1 〇 〇 cm2 /Vs或以上 ，但變化變大，無法建立此例中所觀察到的均勻性。 例6 此例是例5之構造的修正，其中鎳澳度變成1 p pm ，粒粒尺寸增加。其餘構造與例5相同。 這導致1 5 0 cm2 /Vs或更大的N通道移動率。 認爲是較大晶粒尺寸的影響。然而，在移動率有約士 3 0 %的變化，因此均勻性不高。原因並不清楚，但推測是由 於具有某程度的（1 1 1 )取向，故有在裝雔中發生各向 異性的可能性。 例7 此例中，鎳選擇性引入如例2，使用在橫向（平行於 基底）的晶體生長區，從引入區形成電子裝置。當利用此 構造時，從裝置之電穩定性和可靠度的觀點，可進一步降 低裝置活性層區的鎳澳度。此外，賦予非晶矽膜4 0 0 A 的膜厚度，可得到具有幾乎完全（111)取向的膜。 圖8顯示此例的製備步驟。首先，清洗基底2 0 1， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -so -36 · A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明 ( ) 1 34 * 1 使 用 T E 0 S ( 四 乙 氧 基 矽 院 ) 和 氧 做爲 起 始 材料 9 由 電 1 I 漿 C V D 法 形成 2 0 0 0 A 厚 之 氧 化矽 的 底 膜 〇 電 漿 1 1 | C V D 法 用 來形 成 本 質 ( I 型 ) 非 晶 矽 膜 2 0 3 9 具 有 1 Ί 請 、ί | 3 0 0 至 1 5 0 0 A ( 此 例 爲 4 0 0 A ) 的 厚 度 〇 接 著 9 先 1 讀 1 以 連 嫌 方 式 由電 漿 C V D 法形 成 5 0 0 至 2 0 0 0 A ( 例 背 1 1 如 1 0 0 0 A ) 厚 的 氧 化 矽 膜 2 0 5 0 然 後 選 擇 性 蝕 刻 氧 注 竞 1 事 1 化 矽 膜 2 0 5 ， 形 成 露 出 的 非 晶 矽 區 2 0 6 〇 項 再 1 填 然 後 9 以例 2 的 方 法 塗 上 含 有做 爲 催 化 元 素 以 促 進 結V 寫 本 晶 之鎳 的 溶液（ 此 處 是 醋 酸 鹽 溶 液 ) 〇 醋 酸 鹽 溶 液 的 鎳 澳 頁 ___· 1 1 度 爲 1 0 0 P P m 0 詳 細 的 步 驟 次序 和 條 件 與 例 1 相 同 〇 1 此 製 程 可 爲 例5 或 例 6 的 方 法 〇 \ 1 其 後 ， 在氮 氣 氛 中 於 5 0 0 至 6 2 0 °C ( 例 如 5 5 0 訂 I °C ) 熱 處 理 8小 時 9 使 矽 膜 2 0 3 結 晶 0 從 鎳 與 矽 膜 接 觸 1 1 I 的 面 域 2 0 6開 始 促 進 結 晶 > 晶 體 生 長 在 平 行 於 基 底 的 方 1 1 向 9 如 箭 號 所示 〇 m 中 9 區 域 2 0 4 是 直 接 添 加 鎳 的 結 晶 1 i 區 > m 域 2 0 3 是 在 横 向 的 結 晶 區 0 2 0 3 所 指 的 橫 向 結 Γ 晶 約 2 5 μ m ( 圖 8 ( A ) ) 〇 1 在 上 述 熱處 理 的 結 晶 步 驟 後 以 雷 射光 照 射 來 進 一 步 1 1 增 進 矽 膜 2 0 3 的 晶 性 0 此 步 驟 與 例 1 全 然 相 同 但 爲 進 1 I 行 雷 射 結 晶 而不 除 去 氧 化矽 膜 2 0 5 9 此 例 中 9 在 3 5 0 m J / C ΤΠ 2 ( 比 例 1 更 高 的 能 量 ) 進 行 結 晶 〇 \ 接 著 ， 除去 氧 化 矽 膜 2 0 5 0 同 時 9 也 除 去 形 成在 班 1 域 2 0 6 之 表面 上 的 氧 化 物 膜 〇 矽 膜 由 乾 蝕 刻 定 圖 型 > 形 1 I 成 島 活 性 層 區2 0 8 〇 圖 8 ( A ) 之 2 0 6 所 示 的 區 域 是 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公嫠） ^S57〇3 ΑΊ B7 五、發明説明（）’ 35 鎳直接引入的區域，具有高的鎳漉度。在晶體生長的正面 也發現高的鎳澳度。這些區域中，鎳濃度顯然高於中間E 。所以，此例中，不容許這些髙鎳濃度區重叠活性層 2 0 8的通道形成區。 其後，活性層（矽膜）2 0 8的表面在1 0大氣壓和 5 0 0至6 0 0 °C (通常5 5 0 °C)之1 0 0%髖稹之包 含水蒸氣的氣氛中保持一小時而氧化，形成氧化矽膜 2 0 9。氧化矽膜厚度爲1 0 0 0A。在由熱氧化形成氧 化矽膜2 0 9後，基底保持在4 0 0 °C的氨氣氛中（1大 氣壓，100%)。在0. 6至(例如0. 8至 1. 4 //m)玻長具有峰値的紅外光照射在此狀態的基底 3 0至1 8 0秒，使氧化矽膜2 0 9氮化。在此情況，氣 氛可混以0 1至10%HCi?(圖8 (B))。 接著，由濺射法形成3 0 0 0至8 0 0 0A (例如 6 0 0 0A)厚的鋁膜（含有〇· 0 1至0· 2%钪）。 然後此鋁膜定圖型，形成閘極2 10 (圖8 (C))。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印繁 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後，此鋁電極表面進行陽極化，在表面上形成氧化 物層211。在含有1至5%酒石酸的乙二醇溶液中進行 此陽極化。所得之氧化物層2 1 1的厚度爲2 0 0 0A。 由於此氧化物211在以下的離子摻雜步騄達到形成偏移 閘極區的厚度，故在上述陽極化步驟可決定偏移閘極區長 度（圖 8 ( D ))。 接著，使用閘極區（亦即閘極2 1 0和氧化物層 2 1 1 )做爲罩，離子摻雜法（或電纸接雜法）用來添加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -38 - 經濟部中央標準局貞工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 36 r 雜質（此處是磷），以自動匹配方式提供N傅導型給活性 層區（包括源極/汲極和通道）。磷化氫（PH3 )做爲 摻雜氣體，加速電壓爲6 0至9 OkV，例如8 OkV。 劑置爲 1X1 015 至 8X1 015cm_2，例如 4X1 01S cm—2。結果，可形成N型雜質區2 1 2和2 1 3。縱圖 可知，在雜質區與閘極之間有距離X的偏移條件。當反向 電壓（對N通道TFT是負的）施於閘極時，由降低漏流 (也稱爲〇 f f電流）的觀點，此偏移條件特別有效。明 確地說，控制活性矩陣圖素之此例的TF T最好有低漏流 ，因而聚集在圖素電極的電荷不脫離，因此提供偏移有效 Ο 然後照射雷射光來退火。所用的雷射光來自K r F準 分子雷射（波長：248nm，脈宽：20nsec)， 但可使用其它雷射。雷射光照射條件爲2 0 0至4 0 0 mj/cm2的能量密度（例如250mJ/cm2 )， 照射2至10發（例如每處2發）。在雷射照射時加熱基 底到約2 0 0至4 5 0 °C，達成較大效果（圚8 (E)) Ο 接著，由電漿CVD法形成厚度6 0 0 0A的氧化矽 膜2 1 4。旋轉包覆法用來形成透明聚亞胺膜2 1 5，壓 平表面。 接觸孔形成在中間層絕緣體214，215，TFT 電極/配線2 1 7，2 1 8由金屬材料（諸如氮化鈦和鋁 )的多層膜形成。最後，在一大氣壓的氫氣氛中於3 5 0 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) T ,-'* -39 - 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7

五、發明説明（）I 37 t退火3 0分鐘，因此以TFT完成活性矩陣的园素電路 (圖 8 ( F ))。 此例所製的TFT具有高移動率，因此可用於活性矩 陣型液晶顯示器的驅動器電路。明確地說；在N通道達成 2 5 〇 cm2 /Vs或更大的移動率。假設此高移動率歸 因於晶粒邊界的電位障壁降低，這是因爲晶粒的高度取向 例8 此例中，例7的横向生長法變成利用OCD的方法。 亦即，刪除形成5 Ο 0A本質（I型）非晶矽膜2 0 3後 連嫌形成之厚度5 0 0至2 Ο Ο 0A (例如1 〇 〇 0A) 的氧化矽膜2 0 5，而用添加鎳的SOG膜（在此情形爲 Tokyo Ohka Kogyb公司所生產之OCD第2型非摻雜材料 S i — 5 9 0 0 0 — SG)來形成含有鎳化合物的物質。 在此膜形成前，表面暴露於臭氧而形成極薄的氧化物膜， 然後形成0 C D。 在8 0°C和1 5 0°C預先烘焙，接著在2 5 0 °C固化 。若此固化溫度太高，則由於鎳在此步驟於非晶矽中擴散 ，故需特別注意。再者，臭氧所產生之很薄的氧化物膜阻 擋在固化步驟擴散。若不存在，則由於鎳即使在2 5 0 °C 也會擴散，故需特別注意。 接著，進行預定的定圖型。對於此定圖型，使用例7 的罩，以抗蝕劑進行正負顚倒。關於定圖型後的蝕刻，因 本紙張尺度適用中國國家禕準（CNS > Α4規格（210Χ297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -· 訂 -40 - 經 濟 部 t 矣 揉 準 局 員 工 消 費 合 作 社 印 % A7 B7 五 、發明説明 ( ) 1 I 38 1 爲 0 C D 的 蝕 刻 率極快 9 故 乾 處 理 比 濕 處 理 好 〇 1 | 以 下 步 騾 與 例 7 相 同 y 因 此 省 略 其 說 明 〇 所得 的 I I T F T 特性幾乎 與 例 7 相 同 〇 請 1 '1 | 當 剝 除 T F T 的 閘 極 m 由 電 子 繞 射 來 判 定其 下 之 活 先 閲 讀 1 • | 性 層 區 的 取 向 時 > 發 現 幾 乎 整 體 具 有 ( 2 0 0 )取 向 〇 背 ιέ 1 之 1 注 | 意 r 事 1 例 9 項 再 1 1 填 此 例 是 形 成 互 補 稹 體 電 路 的 情 形 9 包 含 在 玻璃 基 底 上 本 4- I 使 用 結 晶 矽 膜 所 製 成 的 P 通 道 型 T F T ( 稱 爲 P T F T ) 頁 1 1 和 N 通 道 型 T F T ( 稱 爲 N T F T ) 〇 此 例 的 結構 可 用 於 1 活 性 型 液 晶 顯 示 器 之 圇 素 m 極 9 周 邊 驅 動 器 電 路或 影 像 感 1 測 器 的 開 關 元 件 9 或 其 他 積 體 電 路 Ο 1 訂 I 圖 1 0 顯 示 此 例 之 製 備 步 踩 的 剖 面 圖 〇 首 先， 氧 化 矽 1 1 的 底 膜 3 0 2 由 濺 射 法 形 成於 基 底 ( Co r n in g 7059 ) 1 1 3 0 1 上 至 2 0 0 0 A 厚 〇 然 後 9 提 供 是 金 屬 眾， 氧 化 矽 I I 膜 等 等 的 軍 3 0 3 〇 此 罩 3 0 3 在 區 域 3 0 0 提供 底 膜 1 3 0 2 的 縫 形 露 出 〇 亦 即 f 當 圖 1 0 ( A ) 從 頂面 觀 察 時 1 1 5 底 膜 3 0 2 以 縫 形 露 出 9 而 其 他 部 份 被 掩 蓋 〇 1 1 在 提 供 罩 3 0 3 後 9 5 到 2 0 0 A 厚 ( 例 如2 0 A ) 的 矽 化 鎳 膜 ( 化 學 式 N 1 S X 9 其 中 0 4 2 * 5 9 例 如 X — 2 • 0 ) 以 濺 射 法 選 擇 性 形 成於 區 域 1 Ί 3 0 0 上 〇 1 1 接 著 5 5 0 0 至 1 5 0 0 A 厚 ( 例 如 1 0 0 0 A ) 的 1 1 I 本 質 ( I 型 ) 非 晶 矽 膜 3 0 4 藉 著 電 漿 C V D 法形 成 〇 然 1 1 1 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4坑格（2丨0><297公釐） 41 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 A7 _B7 五、發明説明（）* 39 後，在5 5 0 °C的氫還原氣氛（在0. 1到1大氣壓的氫 分壓較佳）或在5 0 〇°C的惰性氣氛（在大氣M)退火4 小時而結晶。此處，在選擇性形成矽化鎳膜的區域3 0 0 ，結晶矽膜3 0 4的結晶垂直於基底3 0 1。區域3 0 0 以外的區域中，如箭號3 0 5所示，晶體生長從區域 3 0 0水平發生（平行於基底）。 上述步驟的結果，可使非晶矽膜3 0 4結晶以獲得結 晶矽膜。隨後，1 0 0 0A厚的氧化矽膜3 0 6藉濺射法 形成而成爲閘極絕緣膜。濺射中，氧化矽做爲靶，濺射時 的基底溫度爲2 0 0到4 0 0 °C，例如3 5 0 °C，濺射的 氣氛由氧及氬組成，氬/氧比値爲0至0 . 5，例如 0. 1或更少。然後元素被分開以確保TFT的活性層區 。沒有諸如3 0 5所示的晶體生長存在於要變成通道形成 區的區域很重要。依此方式，可防止元素鎳對在通道形成 區之源極與汲極間遷移之載子的影響。 之後，6 0 0 0到8 0 0 0 A厚（例如6 0 0 0 A ) 的鋁膜（含有0. 1到2%矽）藉著濺射法形成。

鋁膜定圖型而在形成閘極3 0 7及3 0 9。然後，道 些鋁電極的表面承受陽極化以形成氧化物層3 0 8及 3 1 0。陽極化在含有1到5%酒石酸的乙二醇溶液中實 施。所得的氧化物層3 0 8及3 1 0的厚度爲2 0 0 0A 。在以下的離子摻雜步騄，氧化物層3 0 8及3 1 0厚得 足以形成偏移閘極區，所以偏移閘極區的長度可在上述陽 極化步驟決定。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先"讀背面之注意事項再填寫本育) ''衣·

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五、發明説明（）I 40 然後，賦予活性層區（構成源極/汲極及通道）一種 傅導型的雜質藉著離子摻雜法（離子植入法）加入。此接 雜步驟中，雜質（磷及硼）使用閘電極3 0 7及其周邊的 氧化物層3 0 8和閘極3 0 9及做爲罩之周邊的氧化物層 310而被植入。所用的摻雜氣體爲磷化氫（PH3)及 乙硼烷（B2H6)，在前者情形，加速電壓爲60到90 kV，例如8 0 kV，在後者情形，爲4 0到8 OkV， 例如 6 5 kV。劑量爲 1 X 1 015 到 8 X 1 015cm-2, 例如2X1 015cm 一 2的磷和5X1 015cm~2的硼。在 摻雜時，以光抗蝕劑覆蓋其它區域以選擇性摻雜各元素。 結果，形成N型雜質區域3 1 4及3 1 6，形成P型雜質 區域3 1 1及3 1 3，因而可形成P通道型TFT ( PTFT)區及N通道型TFT (NTFT)區。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之後，以雷射光照射來退火。所用的雷射光來自 KrF準分子雷射（波長3 4 8nm，脈寬2 On s ec )，但可使用其它雷射。雷射光照射條件爲200到 4 0 OmJ/cm2的能量密度，例如2 5 OmJ/ cm2 ，照射2到10發，例如每處2發。在雷射照射時 ，將基底加熱至大約2 0 0到4 5 0 °C很有用。由於在此 雷射退火過程，鎳在預先結晶區域中擴散，所以雷射光照 射促進再結晶，易於活化摻有賦予P型雜質的雜質區 3 1 1及3 1 3與摻有賦予N型雜質的雜質區3 1 4及 3 16° 此步驟可爲使用紅外線（例如1. 2#m)之燈退火 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ — -43 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A7 _B7_ 五、發明説明（）‘ 41 ， 的方法。矽易於吸收紅外線，因此可進行等於在1 0 0 0 °C或更高之熱退火的有效退火。另一方面，由於玻璃基底 吸收不佳，故處理可在短期間內結束，因此是有玻璃基底 收縮之處理的理想方法。 其次，6 Ο Ο 0A厚的氧化矽膜3 1 8藉著電漿 CVD法形成爲中間層絕緣懺，其內形成接觸孔，以金屬 材料（例如氮化鈦及鋁）的多層膜形成TFT電極/配線 3 1 7，3 2 0，3 1 9。最後，在1大氣歷的氫氣氛中 於3 5 0 °C退火3 0分鐘，完成以互補TFT構成的半導 體電路（圖1 0 ( D )。 上述電路具有設成互補方式之P T F T及N T F T的 CMOS結構，但兩個TFT可在上述程序中同時構成及 分離，以同時製備二個獨立TFT。 圇1 1顯示從圖1 0 (D頂面觀察的輪廓。圖1 1的 符號對應於圖1 0。如圖1 1所示，結晶方向在箭號的方 向，晶體生長在源極/汲極區的方向（在源極區與汲極區 之間的直線方向）。在具有此結構的TFT操作時，載子 沿著在源極與汲極之間以針狀或柱狀方式生長的晶體遷移 。亦即，載子沿著針狀或柱狀晶體的晶粒邊界遷移。因此 ，可減少載子遷移時所受的阻力，獲得具有髙移動率的 T F T ° 此例中，用來引入鎳的方法中，鎳（因爲膜很薄，所 以難以觀察成爲膜）選擇性形成在位於非晶矽膜3 0 4之 下的底膜3 0 2上，晶體生長從該區開始，但可在非晶矽 ^紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS > A4洗格（210X297公釐> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) d. 訂 -44 - A7 B7

五、發明説明（）I 42 膜3 0 4形成後，選擇性形成矽化鎳膜。亦即，晶體生長 可從非晶矽膜的頂表面或底部開始。再者，所用的方法中 ，預先形成非晶矽膜，離子摻雜用來選擇性將鎳離子植入 非晶矽膜3 0 4。此法的特徵在於可控制元素鎳的濃度。 方法也可以是電漿處理或CVD。 例1 0 此例是設有做爲各圖素之開關元件之N通道型T F T 之活性型液晶顯示器的情形。下文敘述單一圚素，但多個 (通常數十萬個）圖素以相同結構形成。當然可使用P通 道型而非N通道型。再者，可用於周邊電路區而非液晶顯 示器的圖素區。也可用於影像感測器或其他裝®。易言之 ，只要做爲薄膜電晶體，則其用途特別未特別限制。 此例之製備步驟的綱要顯示於圖1 2。此例中，Corning 7059 玻璃板 （厚度 1 · lmm ， 3 Ο Ο X 4 0 0 mm)做爲玻璃基底4 0 1。首先，2 0 0 〇A厚的底膜 4 〇 2 (氧化矽）藉濺射法形成。其後，爲選擇性引入鎳 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，藉金屬罩，氧化矽膜，光抗蝕劑等等形成罩4 0 3。也 藉濺射法形成矽化鎳膜。此矽化鎳膜形成5 — 2 0 0A厚 ，例如2 0A。矽化鎳膜的化學式爲N i S ix ，其中 0 · 4 <_x <_2 . 5，例如x = 2. 0。因此在區域 4 0 4上方選擇性形成矽化鎳膜。 然後，1 0 0 0 A厚的非晶矽膜4 0 5藉LPCVD 法或電漿CVD法形成，在4 0 0。(：脫氫一小時，其後藉 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐} -45 - 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明L ) ’ · 43 熱退火而結晶。退火過程在氫還原氣氛中於5 5 0 °C實施 4小時（氫分壓以〇· 1到1大氣較佳）。熱退火過程也 可在氮等等的惰性氣氛中寅施。 此退火過程中，因爲矽化鎳膜形成於非晶矽膜4 0 5 之下的部份區域上，故結晶在此區域開始。結晶時，矽的 晶體生長在已形成矽化鎳膜的區域4 0 4於垂直於基底 4 0 1的方向進行，如圖1 2 (B)的箭號所示。此外， 如另一箭號所示，在未形成矽化鎳膜的區域（區域4 0 5 除外的區域），晶體生長平行於基底。 依此方式，可獲得包括結晶矽的半導體膜4 0 5。隨 後，上述半導體膜4 0 5定成島半導體區（TFT的活性 層）。諸如箭號所示之晶髏生長的正面不存在於活性層（ 特別是通道形成區）很重要。明確地說，若圖12 (B) 之箭號所示的正面區是晶髏生長的端部（正面），則由蝕 刻除去在鎳引入區4 0 4和箭號端部區（圖的左緣）的結 晶矽膜4 0 5很有用，在平行於基底的方向使用結晶矽膜 4 0 5之晶體生長的中間區做爲活性層。這是根據鎳集中 在晶體生長的正面區，要防止集中在正面區之鎳對 TFT特性的反效果。 氧化矽閘極絕緣膜（厚度爲7 0到1 2 0 nm，通常 1 0 0 nm) 4 0 6藉電漿CVD法在氧氣氛中以四乙氧 基矽烷（TEOS )做爲起始材料形成。基底溫度設爲 4 0 0 °C或以下，2 0 0到3 5 0 °C較佳，以防止玻璃收 縮和扭曲。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -46 - (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) ------- - I - - - I I I I. ---- - ( 扣衣-------- -、1τI ------—^vm - I · - -- >-1 - I - i ΙΓ —— ll· n 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 ______B7 五、發明説明（^ )' 44 接著，主要由矽組成的膜藉CVD法形成，定成閘極 4 0 7。然後，由離子植入以磷爲N型雜質來摻雜，以自 動對正方式形成源極區4 0 8，通道形成區4 0 9，汲極 區4 1 0。然後以KrF雷射光來照射，改進因離子植入 而晶性受損之矽膜的晶性。此處，雷射光能置密度爲 250到300mJ/cm2 °此雷射照射的結果， TFT的源極/汲極的薄片電阻爲3 0 0到8 0 0 Ω/ cm2 。紅外燈加熱也可有效進行退火步驟。 然後，以氧化矽形成中間層絕緣體4 1 1，以I TO 形成圖素電極4 1 2。此外，其內形成接觸孔，使用鉻/ 鋁多層膜，電極4 1 3，4 1 4形成於TFT的源極/汲 極區，電極413也接到ITO 412。最後，在氫中 於2 0 0到3 0 0°C退火2小時，完成矽的氫化。因此， 完成TFT。對於其他圖素區同時進行此處理。 在此例所製的T F T使用晶體生長在載子流方向的結 晶矽膜，做爲構成源極BE，通道形成區，汲極區的活性層 ，因此由於載子沿著針狀或柱狀晶體的晶粒邊界遷移而不 與晶粒邊界交叉，故所得的TFT具有高移動率的載子。 此例中所製的TFT爲N通道型，移動率爲9 0 — 1 3 0 (cm2 / Vs )。使用在6 0 0 °C熱退火4 8小時來結 晶所得之結晶矽之N通道型TFT的移動率爲8 0 — 100 (cm2/Vs)，性質的改良很顯著。 測量類似上述處理之方法所製之P通道型T F T的移 動率，發現爲5 0 — 8 0 (cm2 /Vs )。這也是性質 . {裝 .--Ί 訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -47 - A7 205703 _______B7 五、發明説明（^ ) ’ 45 · (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 的顯著改良，使用在6 0 0 eC熱退火4 8小時來結晶所得 之結晶矽之P通道型TFT的移動率爲30—60 ( c m 2 / V s )。 例1 1 這是例10之TFT的修改，在晶體生長方向的垂直 方向設有源極/汲極。亦即，具有載子遷移方向垂直於晶 體生長方向的構造，因此載子遷移與針狀或柱狀晶體的晶 粒邊界交叉。以此種構造可增加源極與汲極之間的電阻。 這是因爲載子必須遷移，因而與針狀或柱狀晶體的晶粒邊 界交叉。爲達成此例的構造，只需決定在例1 0之構造之 T F T的取向。 例1 2 經濟部中央榡準局員工消費合作社印裝 此例的主題在例10的結構之TFT的取向（此處， 取向是藉著源極與汲極區之間的連接線來界定。亦即，載 子流的取向決定TFT的方向）是以結晶矽膜的晶體生長 方向設在相對於基底表面的所需角度，以選擇TFT的性 質。 如上所述，若容許載子於晶體生長方向遷移，則會沿 著晶粒邊界遷移，所以改進其移動率。另一方面，若容許 載子垂直於晶體生長方向遷移，則載子必須與多個晶粒邊 界交叉，所以載子移動率降低。 此處，經由適當選擇此二條件，亦即，藉著將晶體生 -48 - 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（^ ) ‘ . 46 長方向與載子遷移方向之間的角度設在〇到9 0°的範園 內，可控制載子移動率。換句話說，藉著設定晶體生長方 向與載子遷移方向之間的角度，可控制源極與汲極區之間 的《阻。自然，此構造也可用於例1的構造。在此情況， 圖1 1之微童鎳添加的縫形區4 0 0旋轉於〇到9 0°的 範圍內，以在箭頭4 0 5的晶體生長方向與連接源極及汲 極區的線之間的角度選定於0到9 0°的範圍內。對於在 源極與汲極區之間具有低電阻的結構，此角度可設在〇 ° 附近以增加移動率。再者，對於在源極與汲極區之間具有 髙電阻的結構，角度可設在9 0°附近以減低移動率。 如上所述，對於利用晶髏生長平行於基底表面的非單 晶矽半導髋之TFT，在TFT內遷移的載子流方向與晶 體生長方向一致，提供載子遷移沿著（平行於）針狀或柱 狀晶體的晶粒邊界的結構，獲得具有高移動率的TF T。 再者，由於促進結晶的金屬催化劑集中在平行於基底 之晶體生長的正面區，故可形成T F T而不用這些1E域， 增加T F T的操作穗定性及可靠度。此外，令使用在短時 間內引入催化元素所製備之結晶矽膜的半導懺裝置在低溫 結晶，接著以雷射光或其它强光來照射，可得到具有高度 生產率和較佳特性的裝置。 I.丨. f 裝---.--Ί 訂------^.v (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -49 -

Claims (1)

1. 88 88 ABCD

   經濟部中央標準局員工消資合作社印製 WJ ^ >Ϋ 1 " Ί' 六、申請專利範圍 附件二： 第8 3 1 0 5 6 7 7號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年11月修正 1 . 一種薄膜電晶體，包括： 設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上且含有催化 金屬之具有晶性的矽半導體膜，該矽半導體膜含有催化金 屬， 其中半導體膜的晶體生長面是面（1 1 1 )。 2 ·如申請專利範圍第1項的裝置，其中催化金靥包 括選自由 Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag’Au，Sn， Pb ，所組成之群類中的一或多種元素。 3 .如申請專利範圍第1項的裝置，其中催化金屬包 括選自由第vm，mb，ivb ，vb族元素所組成之群類中 的一或多種元素。 4 .如申請專利範圔第1項的裝置，其中催化金靥濃 度爲1 X 1 Οιβ原子/ cm3至1 X 1 〇1β原子/ cm3 〇 5 . —種薄膜電晶體，包括： 設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上具有晶性的 矽半導體膜， 其中半導體膜的晶體生長在大致平行於基底表面的方 向； 晶體生長方向大致匹配軸<111>的方向； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 毖 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 晶體生長方向大致匹配半導體裝置的載子遷移方向。 6 種薄膜電晶體，包括： 設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上具有晶性的 矽半導體膜， 其中半導體膜的晶粒邊界沿著大致平行於基底表面的 方向； 沿著晶粒邊界的方向大致匹配半導體裝置的載子遷移 方向。 7.—種薄膜電晶體，包括： 設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上具有晶性的 矽半導體膜， 其中半導體膜的晶體生長在大致平行於基底表面的方 向； 晶體生長方向大致匹配半導體裝置的載子遷移方向。 8 . —種薄膜電晶體，包括： 利用設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上具有晶 性之矽半導體膜的電晶體， 其中半導體膜的晶體生長在大致平行於基底表面的方 向； 晶體生長方向大致匹配在電晶體通道流動的載子方向 〇 9.一種薄膜電晶體，包括： 利用設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上具有晶 性之矽半導體膜的電晶體， 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------~-----τ 丨訂.------έι- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 經濟部中央標準局員工消资合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中半導體膜的晶體生長在大致平行於基底表面的方 向； 晶體生長方向大致在軸<111>的方向； 晶體生長方向大致匹配在電晶體通道流動的載子方向 〇 10.—種薄膜電晶體，包括： 設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上具有晶性的 矽半導體膜， 其中半導體膜的晶體生長在大致平行於基底表面的方 向； 薄膜電晶體設在半導體膜之晶體生長的中間區； 晶體生長方向大致匹配薄膜電晶體的載子遷移方向β 1 1 . 一種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面的步驟，該 非晶矽膜係設於絕緣基底上或玻璃基底上的絕緣膜上； 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟； 將光照射在結晶矽膜的步驟* 其中控制熱處理所造成的結晶比例和光照射所造成的 結晶比例，來控制矽膜的晶體取向》 1 2 .如申請專利範圍第1 1項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au Sn ，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 、IT -3 - A8 B8 C8 D8 295703 々、申請專利範圍 1 3 . —種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面的步驟，該 非晶矽膜係設於絕緣基底上或玻璃基底上的絕緣膜上； 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟， 將光照射在結晶矽膜的步驟， 其中控制熱處理所造成的結晶和光照射所造成的 結晶比例，來控制矽膜的晶體取向>0 ; .： 調整引入之催化元素的量，來控制熱處理所造成的結 晶比例。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由Ni ，Pd ，Pt ，Cu ’Ag，AU y Sn ，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 1 5 .—種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面的步驟，該 非晶矽膜係設在絕緣基底或玻璃基底上的絕緣膜上； 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟； 將光照射在結晶矽膜的步驟， 其中控制熱處理所造成的結晶比^例和光照射所造成的 4 .丨 Ϊ 丨Ί 結晶比例，來控制矽膜的晶體取向^ :; 調整熱處理的溫度和/或時間i，來控制熱處理所造成 /: 的結晶比例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） f-----；—tr------^ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -4 - ABCD 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 1 6 .如申請專利範圍第1 5項的製備方法’其中催 化金饜包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au ，Sn，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 1 7 .—種用於薄膜電晶體的半導髖之製備方法’包 括： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面的步驟； 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟； 將光照射在結晶矽膜的步驟， 其中控制熱處理所造成的結晶和光照射所造成的 結晶比例，來控制矽膜的晶體取向; 調整光的照射強度和/或照射時間，來控制光照射所 造成的結晶比例。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au ，Sn ，Pb所組成之群類中的一或多種元素》 1 9 .—種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 將促進結晶的催化元素引入基底的絕緣表面的步驟； 在引入催化元素之基底上形成非晶矽膜的步驟； 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟； 將光照射在結晶矽膜以得到取向大致在（1 1 1 )方 向之結晶矽膜的步驟。 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由N i ，Pd，P t ，Cu，Ag，Au 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） I ^--------^__ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 ，Sn ，Pb所組成之群類中的一或多種元素》 2 1 . —種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 在基底的絕緣表面上形成非晶矽膜的步驟： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面部分區域的 步驟； 由熱處理使晶體在平行於基底的方向從引入催化元素 之區域生長的步驟； 將光照射在受到晶體生長之矽膜的步驟， 其中控制非晶矽膜厚度，來控制矽膜的晶體取向。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au ，Sn，Pb所組成之群類中的一或多種元素》 2 3 .—種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面的步驟，該 非晶矽膜係設在絕緣基底上或形成於玻璃基底上的絕緣膜 上； 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟； 將光照射在結晶矽膜的步驟， 其中控制引入之催化元素的量和/或熱處理的溫度， 來控制結晶矽膜的粒子尺寸。 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu ，Ag，Au 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ---------1-----^--訂·------^ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利乾圍 ，Sn，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 2 5 . —種用於薄膜電晶體的半導體之製備方法，包 括： 將促進結晶的催化元素引入非晶矽膜表面的步驟’該 非晶矽膜表面係形成於玻璃基底上或玻璃基底上形成的絕 緣膜上： 由熱處理使部分或所有非晶矽膜結晶的步驟； 將光照射在結晶矽膜的步驟， 其中控制引入之催化元素的量和/或熱處理的時間， 來控制結晶矽膜的粒子尺寸。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項的製備方法，其中催 化金屬包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au ，Sn，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 2 7 .—種用於薄膜電晶體的半導體，包括： 設在基底的絕緣表面上的結晶矽膜， 其中結晶矽膜從引入基底與矽膜間之介面並促進結晶 的催化元素呈現晶體生長； 結晶矽膜大致取向於（1 1 1 )方向。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項的半導體，其中催化 金屬包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au ， Sn，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 2 9 . —種用於薄膜電晶體的半導體，包括： 設在玻璃基底上或玻璃基底上的絕緣膜上之結晶矽膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消#合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中矽膜的（111)取向比爲0 . 33至1 ; 促進結晶的催化元素加入矽膜。 3 0 .如申請專利範圍第2 9項的半導體，其中催化 金靥包括選自由Ni ’ Pd，Pt ’ CU，Ag，Au， S η，P b所組成之群類中的—或多種元素。 3 1 . —種用於薄膜電晶體的半導體，包括·· 設在基底的絕緣表面上的結晶矽膜，一部分結晶矽膜 在平行於基底的方向呈現晶體生長’ 其中呈現晶體生長之部分的（111)取向比爲 0 . 6 7 比 1 ; 促進結晶的催化元素加入結晶矽膜。 3 2 .如申請專利範圍第3 1項的半導體，其中催化 金屬包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu，Ag，Au， S n，P_b所組成之群類中的一或多種元素》 3 3 .—種用於薄膜電晶體的半導體，包括： 設在基底的絕緣表面上的結晶矽膜，一部分結晶矽膜 在平行於基底的方向呈現晶體生長， 其中呈現晶體生長之部分的（111)取向比爲 0 . 7 2 比 1 ; 結晶矽膜厚度爲8 Ο Ο A或以下； 促進結晶的催化元素加入結晶矽膜。 3 4 .如申請專利範圍第3 3項的半導體，其中催化 金靥包括選自由Ni ，Pd，Pt ，Cu ，Ag ，Au ， Sn ，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 C8 D8 2Q57Q3 六、申請專利範圍 3 5 . —種用於薄膜電晶體的半導體，包括： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 引入促進結晶之催化元素的結晶矽膜，該結晶矽膜係 設在玻璃基底上或玻璃基底的絕緣膜上， 其中控制引入之催化元素的量，來控制結晶矽膜的粒 子尺寸。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項的半導體，其中催化 金靥包括選自由Ni ，Pd，Pt ,Cu，Ag，Au， S η，Pb所組成之群類中的一或多種元素。 3 7 ·—種薄膜電晶體的形成方法，包括以下步驟： 製備含有結晶促進劑的液體； 在玻璃基底上或形成於玻璃基底上的絕緣膜上’形成 接觸該液體的半導體層； 使半導體層結晶》 3 8 .如申請專利範圍第3 7項的方法’其中在該半 導體層形成在該基底上之後，該液體塗在部分的該半導體 層上。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3 9 .如申請專利範圍第3 7項的方法’其中加熱該 半導體層來進行該結晶。 4 0 .如申請專利範圍第3 7項的方法’其中該結晶 促進劑選自由Ni ，Pd，Pt ，CU’Ag’Au’ S η，P b所組成的群類》 g 4 1 ·如申請專利範圍第項的裝置’其中該砂半 導體膜是非單晶矽半導體膜。丨 I I 4 2 .如申請專利範圍第5¾的㈣$ 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） __ 六、申請專利範圍 體膜是非單晶矽半導體膜。 4 3 .如申請專利範圍第6項的裝置，其中謝導 體膜是非單晶矽半導體膜。 4 4 .如申請專利範圍第7項的裝置，其中該砂半導 體膜是非單晶矽半導體膜》 4 5 .如申請專利範圍第8項的裝置’其中該矽半導 體膜是非單晶矽半導體膜* 4 6 .如申請專利範圍第9項的裝置’其中該砍半導 體膜是非單晶矽半導體膜。 4 7 .如申請專利範圍第"項的裝置，其中該砂半 導體膜是非單晶矽半導體膜。（ 48 .如串請專利範圍第項的方法’其中該半導 7 ^ 體層是非單晶半導體層。 ^ ---------1------訂----；---峡 I (請先閲讀背面之注意事碩再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消資合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10