TW297950B - - Google Patents

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經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 207950 at ____ B7 五、發明説明（！） 發明頜域 本發明有關一種製造半導體之方法，其主要組份爲具 有結晶特性之矽，更特別是有關一種製造用於諸如薄膜電 晶體之半導體元件之結晶矽半導體。 發明背费 慣例上，使用薄膜電晶體之薄膜電晶體（下文稱爲 TFT)已爲人知。TFT係使用於一基質上形成之薄膜 半導體構成。TFT用於許多積體電路，特別是電光學裝 置，諸如液晶顯示器，特別是充作活性基質型之液晶顯示 裝置個別像元之開關元件或充作於周邊電路部分形成之驅 動元件。 雖然使用非晶相矽膜充作TFT薄膜半導體很簡便， 但其電子特性差。使用具有可促進T F T特性之結晶特性 之矽薄膜較佳。爲製造具有結晶特性之矽膜，首先形成一 層非晶相矽膜，之後將其加熱或以具有高能量之電磁波（ 諸如電射光束）照射使其結晶。 但是，以加熱溫度爲6 0 0 °C加熱進行之結晶作用需 要花費1 0小時或更久之時間，因此，很難使用一種玻璃 基質。例如，經常用於活性型液晶顯示裝置之c 〇 r n i n g 705 9之玻璃應變點爲5 9 3 °C，因此，考慮基質之局部膨 脹時，於6 0 0 °C或更高溫加熱是一大疑問。此外，得到 之結晶矽薄膜特性較以雷射光束照射如下得到之薄膜特性 較佳。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21QX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Ί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（2 ) 如 Japanese Unexamined Patent Public 244103/1993，244104/1994， 244105/19 9 4，244205/1994 和 2 9 6 0 2 3/1 9 9 4號等所揭示，其已揭露一種具有 催化作用之元素，其加速非晶相砂之結晶作用以解決該問 題。也就是，其已揭示該結晶作用可於6 0 0 °c或較低（ 通常5 5 0。(：〉下進行，處理時間大約爲4小時，使非常 少量之鎳，鉑，鉛等元素黏附於非晶相矽膜，之後將其加 熱0 但是於如此短暫期間，於如此之低溫製得，以此種方 法殘留在矽膜上之觸媒元素及使用該矽膜之T F T特性並 非較佳。特別是，TFT最嚴重之問題係當逆向偏壓（N —波道TFT中之負電壓，P —波道TFT之正電壓）施 加於該閘時，漏電電流（漏電流或漏流）之絕對値很大’ 且該値於個別元素中相當分散。 特別是，當該矽膜用於一個活性基質性液晶顯示裝置 中之像元電極的交換電晶體時，大量漏電流會導致嚴重問 題。當安裝於像元電極之薄膜電晶體漏電流大時，該像元 電晶體無法於預定期間內保持電荷，其導致螢幕閃與顯示 器無法觀看。 發明摘要 就電流狀態之觀點來看，本發明係提出一種製造結晶 矽半導體膜之方法，其可降低T F T之漏電流且降低每種 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~' " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 • J·. A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明 ( 3 ) 元 素 漏 電 流 値 9 且 其 採 用 —* 個 使 用 促 進 矽 結 晶 作 用 之 觸 媒 元 素 以 結 晶 矽 膜 之 步 驟 特 別 是 —* 種 製 造 可 於 低 溫 處 理 且 適 於 大 量 生 產 之 結 晶 矽 半 導 體 之 方 法 〇 爲 達 上 述 巨 的 9 本 發 明 提 出 一 種 使 用 下 列 步 驟 製 得 具 有 結 晶 特 性 之 矽 膜 〇 首 先 9 使 用 不 同 之 化 學 蒸 汽 澱 積 ( C V D ) 方 法 將 二 氧 化 矽 膜 澱 稹 於 — 絕 膜 上 例 如 5 電 漿 C V D 法 或 熱 C V D 法 0 上 述 步 驟 中 > 該 膜 形 成 溫 度 爲 4 5 0 X 或 更 低 > 以 3 0 0 至 3 5 0 °c 較 佳 0 該 澱 積 作 用 可 藉 電 漿 C V D 法 進 行 > 使 用 例 如 四 乙 氧 基 矽 垸 ( T E 〇 S ) 和 氧 或 單 — 矽 燒 和 — 氧 化 二 氮 ( N 2 0 ) 或藉熱CVD法使用甲矽 焼 和 氧 進 行 0 將 一 種 非 晶 相 矽 膜 利 用 不 同 C V D 法 澱 積 於 — 層 已 經 經 上 述 澱 積 之 二 氧 化 矽 膜 上 0 例 如 以 電 漿 C V D 方 法 以 甲 矽 烷 充 作 原 料 製 造 非 晶 相 矽 膜 時 5 該 膜 形 成 溫 度 爲 2 9 5 至 3 0 5 °C 較 佳 0 但 是 其 必 須 形 成 非 晶 相 矽 膜 且 不 使 該 二 氧 化 矽 膜 與 空 氣 接 觸 0 也 就 是 說 ， 該 二 氧 化 矽 膜 和 該 非 晶 相 矽 膜 之 形 成 必 須 持 續 進 行 〇 就 本 目 的 而 言 J 使 用 眾 所 周 知 之 多 室 系 統 之 膜 形 成 裝 置 ( 分 組 工 具 ) 〇 之 後 9 將 — 種 觸 媒 元 素 或 含 有 該 促 使 非 晶 相 矽 膜 結 晶 之 觸 媒 元 素 之 化 合 物 的 單 一 物 質 於 該 非 晶 相 矽 膜 上 形 成 — 層 狀 — 膜 狀 或 一 組 0 下 文 中 將 觸 媒 元 素 或 含 該 觸 媒 元 素 化 合 物 之 單 一 物 質 稱 作 觸 媒 層 0 形 成 觸 媒 層 之 方 法 如 下 述 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央梂準局員工消费合作社印裝 A7 _____^_B7 _ 五、發明説明（4 ) 此外，本案發明者發現使用鎳充作觸媒元件時可達到 最明顯效果。其它可用元素爲P t ，Cu，Ag，Au ， In，Sn，Pd，P，As 和 Sb° 之後，於該非晶相矽膜上進行加熱方法，藉此，部分 或全部矽膜結晶。該結晶方法中，當該觸媒層無法覆蓋非 晶相膜全部表面時，不僅該觸媒層覆蓋區結晶而已，該結 晶作用由該區進行到周邊部分。 於該結晶步驟中，該非晶相矽膜於4 0 0 °C或更高之 溫度加熱，因此已引入觸媒元素之非晶相矽膜進行結晶作 用。於一般玻璃基質中，加熱溫度爲4 0 0 °C至7 5 0 °C 。但是，耐熱溫度因玻璃基質種類而異。例如，Corning 7059玻璃之玻璃應變點爲5 9 3 °C，Corning 1737玻璃爲 6 6 7 °C ° 特別是，以耐熱性和玻璃製造性之觀點來看，決定該 加熱溫度大約爲5 5 0 °C較佳。 已明白該加熱溫度愈髙，該矽膜之結晶特性改善愈多 。因此，該矽膜於該基質可承受之溫度下以儘可能愈高之 溫度加熱，如此該矽膜之結晶特性最佳。該實例中，使用 —種可承受溫度大約爲1 〇 〇 〇°c之石英基質較佳。例如 ，一種可於大約8 0 0 °C至1 0 0 0 °C溫度加熱之石英基 質。 於加熱步驟後以一種雷射光束或一種等强之光束照射 ，可以更促進該結晶作用。 添加該步驟，使於先前步驟無法結晶之部分可結晶， 本纸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)

經濟部中央標準局員工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（5 ) 且將先前步驟已結晶部分作核。 本發明結晶作用和利用雷射光束照射之慣角結晶作用 之基本差異係慣用方法中決定該結晶特性之條件非常嚴格 ，因爲該非晶相矽膜係由無結晶狀態熔化，然後結晶之。 也就是說，當核不存在時，該冷卻率係該結晶方法中決定 該結晶特性之主要因素。但是，該冷卻率視雷射光束之能 量密度和環境溫度而大不相同，且該雷射能量密度之最適 範圍必然很窄。假如該能量非常高，由熔化狀態之冷卻率 非常大，因此造成大約非晶相狀態。此外，若該能量非常 低，則該薄膜無法完全熔化，且殘留非晶相部分。 然而，當核存在時，可促進結晶作用且從靥之冷卻率 非常小。此外，大部分該膜已經結晶，因此，即使該雷射 光束之能量密度低亦可保證其有適當特性。以此方式，其 可穩定地提供一種具有經改良結晶特性之結晶矽膜。 一種不相關之强烈光束，尤其是紅外線，可於短時間 內照射取代雷射光束照射。紅外線於玻璃中難以吸收，而 矽薄膜中易吸收，因此於玻璃基質上形成之矽薄膜可選擇 性加熱而較佳。於短時間內以此種紅外線照射之方法稱作 迅速加熱回溫（R T A )或迅速加熱法（R T P )。 形成觸媒層之方法中有許多澱積方法，其中使用一種 眞空裝置噴射觸媒元素或其化合物之單一物質，一種澱積 方法，其中將一種含觸媒元素之溶液於空氣中塗覆於非晶 相矽膜表面。尤其是後者方法，該澱積作用不需資本投資 而重覆進行。後者方法之詳細解釋如下。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） ^ -衣 ^ —訂^ 产 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印裝 2Q?950 at _ _ B7_. 五、發明説明（6 ) 於後者方法中，一種水溶液，有機溶液等可充作溶液 。*包括一種觸媒〃之說明係表示化合物中包括之觸媒或 分散中包括之觸媒。 可選擇水，醇，酸或銨之極性溶劑充作該含有觸媒元 素之溶劑。該實例中，可於該非晶相矽膜表面形成一層薄 氧化膜，因爲當該溶液直接塗覆於該矽膜時，該溶液會從 該矽膜脫除。可使用熱氧化，使用氧化劑（諸如過氧化氫 )氧化，使用紫外線照射氧化等形成該氧化膜。 亦可添加一種表面活化劑至含有觸媒元素之溶液代替 形成氧化膜。該添加作用係用於加强黏附性且控制欲塗覆 界面之哄收性。先將該表面活化劑塗覆於欲塗覆界面。該 表面活化劑烴鏈基本上含大約1 Q至2 0個碳原子，因此 可使用一種疏水基。 例如，當該表面活化劑具有一種氫氟酸混合溶液，氟 化銨和水溶液，其含至少一種由表面活化劑組成之集合選 出之材料，其中該表面活化劑包含至少一種脂肪酸和竣酸 鹽，一種脂肪酸和一種羧酸鹽，一種脂肪酸胺和一種脂族 醇。該脂肪酸可命名爲CnH2n”C00H (η係整數5 _11)。一種脂肪酸鹽可命名爲

CnHh-iCONHsR ( η 係 5 — 1 1 整數。R 表示一種 氣原子或一個具有5 - 10個碳之垸基）。該脂肪酸胺可 以通式（：„11121^'^^12表示（〇1係7-14整數）。~種 脂族醇可以通式CnH2n-iOH表示（η係6 - 1 2整數 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210'乂297公釐） (請先閱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社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 該表面活化劑之特殊實例示於下表1至3中。下列表 面活化劑當其黏附於非晶相矽膜表面時，具有分散金靥元 素作用。 表1 C7F15COOCN4 全氟烷基磺酸銨A 全氟烷基磺酸銨B 全氟烷基三甲銨乙內酯

RfCH2CH2〇(CH2CH2〇)xH

C9Fl9S〇2N(C2H4〇)nH

R

全氟烷基三甲基銨鹽 全氟烷基羧酸 CsFitCOOH

全氟烷基聚氧伸乙基乙醇 氟化烷基酯 全氟烷基E0加成物A 全氟烷基E0加成物B 全氟烷基羧酸銨A 全氟烷基羧酸銨B 全氟烷基羧酸銨C 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

10 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（8 ) 表1 (續） C9FitNC3Ht ch2coonh4

RfCH2CH2SCH2CH2N(CH3)3 CH3SO4

RfN*H4 I '

RfCH2CH2SCH2CH2C〇2NH4 表2 焼 基 二 苯 基 醚 二磺 酸 鹽 醋 酸 十 八 胺 酯 醋 酸 椰 子 胺 酯 二 焼 基 磺 基 琥 珀酸 銨 二 甲 基 焼 基 (椰子） 三 甲胺乙內酯 醋 酸 硬 脂 醯 胺 酯 軟 性 院 基 苯 磺 酸銨 十 二 基 苯 磺 酸 銨 氯 化 十 二 基 二 甲基 敍 二 Π -辛胺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

11 A7 B7 五、發明説明（9 ) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 表2 ( 續 ) 單 硬 脂 酸 聚 伸 乙 基 乙 二 醇 聚 氧 伸 基 烷 基 醚 聚 氧 伸 乙 基 聚 氧 伸 乙 基 院 基 苯 基 醚 硫 酸銨 聚 氧 伸 乙 基 油 酸 酯 聚 氧 伸 苯 基 高 級 醇 聚 氧 伸 乙 基 壬 基 苯 基 醚 聚 氧 伸 乙 基 羊 毛 脂 醇 醚 聚 氧 伸 乙 基 羊 毛 脂 酸 酯 聚 氧 伸 乙 基 羊 毛 脂 脂 肪 酸 酯 聚 羧 酸 敍 單 甘 油 酯 月 桂 基 三 乙 醇 硫 酸 胺 羊 毛 脂 醇 (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橾準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 12 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1〇) 表3

CaHrCOOH

C4H9COOH

CsHi xNH2

CeHiaNHa

CtHisCOOH

CsHitCOOH C8H17NH2

CsHitOH C9H17NH2

C9H17COOH C10H21NH2

C10H210H

C10H21COOH C ! 2H25NH2

C13H27COOH C14H29NH2 C14H29NH4 C14H27NH2

C14H29COOH 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） {衣 ' 訂； ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 A7 B7 五、發明説明（U) 表3 (續）

C18H37NH2 CasH37〇H C18H37NH2 C20H41NH2 (Cl〇H2l)2NH RCOO(CH2CH2〇)nH Ci iH23C0(CH2CH2)nH (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣隼局貝工消费合作社印聚 使用鎳充作觸媒時，該鎳係包含於—種極性溶劑中， 該鎳以一種鎳化合物形式引入。代表性鎳化合物係由彳臭·(匕 鎳，醋酸鎳，草酸鎳，碳酸鎳，氯化鎳，碘化鎳，硝酸H ，硫酸鎳，甲酸鎳，乙酿acetonato鎳，4 —環己基丁酸 鎳，氧化鎳和氫氧化鎳選出。 此外，使用鎳之單質充作一種觸媒，其必須將鎳溶解 於一種酸中形成溶液。 包括一種觸媒元素之溶劑可由苯，甲苯，二甲苯，四 氯化碳，氯仿和醚之非極性溶劑選出。該實例中，鎳引人 之形式爲鎳化合物。代表性鎳化合物可包括乙醯 acetonato鎳和2 —乙基己酸鎳。 雖然，上述實例使用之溶液中，充作觸媒元素之鎳完 全溶解，但即使鎳不完全溶解，可使用一種乳膠，其中— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 14 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（12) 種包括鎳單一物質或鎳化合物之粉末，均勻分散於分散介 質中。或者可使用一種用於製造氧化膜之溶液。此種溶液 包括 Tokyo ohka kogyo K.K.之 OCD (Ohka Diffusion Source)。使用〇CD溶液時，將其塗覆在欲處理界面， 並於大約2 0 0 °C烘烤，藉此可容易地形成二氧化矽膜。 此外，可於本發明使用該溶液，因其可自由加入雜質。 於使用不同於鎳之材料充作觸媒元素使，其同樣適用 〇 以一種溶液充作一般傾向，該溶液中包括之觸媒元素 數量最好爲0· lppm·至2 0 0ppm，以lppm至 5 〇 p p m較佳（以重量計），但視溶液種類而定。其係 膜中鎳之濃度決定之値，該膜中該結晶作用已完成或經化 學阻力（例如，耐氫氟酸）。 經揭示使用結晶矽膜製造的T F T大量漏電流係由結 晶中用於結晶作用之觸媒元素過量存在所致，且該漏電流 之大量分散係因該觸媒元素分擬造成。因此，假如該觸媒 元素於結晶步驟之後排除至外部，該漏電流可減少，且該 觸媒元素澳度低可避免分凝。 原本，該觸媒元素無法安定地存在矽結晶中，且以天 然形態排出。但是，堅固之保護層（障礙）實際於該砂膜 頂部和底部形成，因此該觸媒元素被包含在內，且分凝於 顆粒界面。 本發明特徵之一係連續形成該二氧化矽膜和非晶相石夕 膜之底層。也就是說，沒有因空氣中之水份，二氧化碳等 -15 - {衣 _ —訂>. ( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 __B7 五、發明説明（13) 之外來層於二氧化矽膜和非晶相矽膜之間形成。本發明中 ，該二氧化矽膜和非晶相矽膜之底層係於4 5 0 °C或更低 之低溫澱積，因此該氧化矽膜非常柔軟且由該非晶相矽膜 排出之觸媒元素很快結合在二氧化矽膜上。 相反地，假如該底層係由具有堅固保護作用之氮化矽 製造，幾乎沒有觸媒元素被該膜吸附。另外，即使具有二 氧化矽膜，假如其於超過4 5 0 °C溫度處理，該二氧化矽 會固化，且該觸媒元素之吸附作用受阻。 於結晶作用最初階段時，介於二氧化矽和矽之界面係 於不固定狀態（一種狀態，其中介於不同化學計置組成物 構成物質之界面尙未辨識）。然而該界面因結晶之進行而 變固定。許多該觸媒元素存在結晶作用之前端，且隨著結 晶作用進行而移動。因此，許多觸媒元素被該種狀態之二 氧化矽膜吸收，其中所有矽膜最後均結晶。 最初柔軟二氧化矽膜利用回溫步驟充分固化，且幾乎 沒有己經被二氧化矽膜吸收之觸媒元素不退化至該結晶矽 膜中。此外，該陷阱進位（Trap level)等可充分減少。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印装 題 問 成 造 會 不 性 靠 可 之 成 形 素 元 績 3 於 關 , 此 因 明 說 要 簡 之 圖 附

A F /—\ /lx 1 1 圖和 \1/ E D 驟 {步 1 造 ， 製 \1/ 之 C 中 ( 1 -—* ， 實 }化 B 體 丨具 1 示 ， 表 圖 面 斷 2 圚 2 例 實 化 摸 具 示 表 \—/ C ___Λ 2 和 準 標 家 國 國 中 I用 適 尺 一張 一紙

Ns -讀 經濟部中夬樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（14) 中之製造步驟（俯視圖）： 圖 3(A)，3(B)，3(C)，3(D)，3( E )和3 ( F )表示具體化實例2中之製造步驟（斷面圖 )； 圖 4(A)，4(B)，4(C)，4(D)，4( E )和4 ( F )表示具體化實例3之製造步驟（斷面圖） 0 較具腾化啻例之詳細說明 具體化實例1 圖 1 (A)，1 ( B ) > 1 ( C )，1 ( D )，1 ( E)和1 (F)表示具體化實例1。將一種厚度爲 1 ο ο 〇至5 ο ο 〇A (例如1 〇 〇 〇A)之二氧化矽膜 1 0 2之底層於基質（Corning 7059玻璃）1 0 1上形成 。該二氣化矽膜1 0 2係使用電漿C V D法，以 T E 〇 S和氧充作原料氣體製成。該基質溫度於膜形成時 爲2 5 0 °C。三氯乙烯混於1至5 0%之TEOS中，以 2 0%爲代表。將氯以TCE引入該二氧化矽膜1 〇 2底 層，因此可强化矽膜中所含觸媒元素之萃取效果。 接著，可使用電漿CVD法以厚度爲1 〇 〇至 1 5 0 〇A (例如，8 0 0A)之甲矽烷充作原料製造非 晶相矽膜1 0 3。該非晶相矽膜1 〇 3之膜形成溫度爲 3 0 0 °C。該二氧化矽膜1 〇 2和非晶相矽膜1 〇 3之形 成係由具有二個膜形成室之Clustei·工具連續進行，且該 本紙張尺度適财關家鮮（CNS ) 44驗（21G X297公釐）—

In i ml n nn ^^^1 I— I ^^^1 i an— ^ J. I 一^i . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17 - 經濟部中央樣準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（15) 二氧化矽1 0 2之表面不與空氣接觸。 之後，構成光罩之二氧化矽膜1 〇 4以5 Ο 0A至 3 〇 Ο 0A (例如，1 Ο Ο 0A)之厚度以電漿CVD法 形成。該二氧化矽膜1 0 4亦於上述成串工具於製造二氧 化矽膜1 0 2底層之相同條件下製造。 此外，以眾所周知之光石印刷於該二氧化矽膜上形成 圖案，且該非晶相矽膜1 〇 3係由多孔選擇性曝光。 此外，將該非晶相矽膜1 〇 3留於過氧化氫水溶液中 ，藉此於該非晶相矽膜1 〇 3之曝光部分形成一極薄之二 氧化矽膜（圖未顯示），其厚度爲1 〇至1 0 〇A。因爲 非常薄，所以該二氧化矽膜之正確厚度未知。可使用於氧 氣中利用紫外線照射之氧化反應充作另一種形成此種二氧 化矽膜之方法。紫外線可於氧氣中照射1至1 5分鐘充作 該實例條件。此外，可使用加熱氧化法。 將該二氧化矽膜塗覆，以便將醋酸溶液分佈在整個非 晶相矽膜1 0 3之表面上，後一步驟中，塗覆含鎳醋酸溶 液係用於改善可濕性。當該醋酸溶液直接塗覆於非晶相矽 膜1 0 3表面時，該非晶相矽膜會排斥該醋酸溶液，因此 鎳無法被引入非晶相矽膜整個表面，且無法進行均勻結晶 作用。該步驟中形成二氧化矽膜之目的係減輕非晶相矽膜 1 0 3之排水性。 其次，製造添加鎳之醋酸溶液。鎳之濃度爲 1 〇 0 p p m。然後，將醋酸溶液以2 m β滴於該表面上 ，且該狀態保持5分鐘。使用一旋轉器進行旋轉乾燥法（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210x297公釐） -18 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 207330 at ___Β7__ 五、發明説明（16) 2000rpm，60 秒）。 塗覆該溶液後，保留該狀態1至10分鐘。雖然於非 晶相矽膜1 0 3中最後得到之鎳濃度無法由保留時間控制 ，其最大控制因素係溶液濃度。藉進行塗覆鎳溶液步驟一 至數次並旋轉乾燥後，可於非晶相矽膜1 0 3之曝光表面 形成平均膜厚度爲數Α至數自Α之含鎳層（觸媒層） 1 0 5。該實例中，該層之鎳於隨後之加熱步驟中熔於非 晶相矽膜1 0 3中，且充作觸媒促進結晶作用。附帶一提 ，該觸媒層10 5不需爲一完整膜（圖1 (A))。 此外，在加熱爐中於5 0 0至5 8 0 °C進行加熱1至 1 2小時，本具體化實例中，在氮氣中於5 5 0 °C進行8 小時。結果，該結晶作用從二氧化矽膜1 0 4之多孔部分 進行，因此提供了結晶矽區1 0 6和1 0 7。其它區 1 0 8和1 0 9爲非晶相矽狀態（圖1 ( B ))。 圖2 (A)顯示該操作之俯視圖。由圖2 (A)很明 顯地看出該結晶矽區係由多孔部分以橢圓狀態擴張（圖2 (A ) ) ° 經濟部中央橾準局員工消费合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 之後，該二氧化矽膜1 〇 4去除，且該矽膜形成圖案 並蝕刻之，藉此形成狹的矽膜區1 1 Q和1 1 1。該矽膜 蝕刻係由具有各向異性之R I E方法以垂直方向進行。其 變成T F T之活性層。之後，於氧氣中以5 5 0 °C進行熱 處理，藉此於該狹窄矽膜區1 1 0和1 1 1表面形成非常 薄（高達110A)之二氧化矽膜112。 然後，於其上以功率密度爲2 0 0至4 0 OmJ/ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 19 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印裝 A7 ______ B7 五、發明説明（17) cm2(例如於氮氣或空氣中3 0 OmJ/cm2)之數束 KrF激元雷射（波長：2 4 8nm，脈衝寬度； 3 0 n s e c )照射，藉此，可更促進狹窄矽膜區1 ro 和111之結晶特性。除KrF激元雷射之外，可使用諸 如XeCJ?雷射（波長：3 0 8nm) ，ArF雷射（波 長；l93nm) ，XeF 雷射（波長；353nm)等 之激元雷射。此外，可使用RTA法。（圖1 (C))。 之後，以濺鍍方法或電漿CVD法形成一層二氧化矽 膜1 1 3充作厚度爲1 Ο Ο 0A之閘隔絕膜。使用濺鍍方 法時，用二氧化矽充作標的，該濺鍍中之基質溫度爲 2 〇 0至4 0 0 °C，例如3 5 0 °C，且濺鍍空氣係由氧和 氬構成，其中氬/氧：〇—〇. 5，例如0. 1或更低。 (圖 1 ( D ))。 隨後，以低溫C V D法形成厚度爲3 0 0 0至 8〇0〇A(例如，6000A)之矽膜（含〇. 1至2 %之磷）。順帶一提，形成二氧化矽膜113之步驟與形 成該矽膜之步驟持續進行較佳。該矽膜構成圖案，且形成 閘門電極1 1 4至1 1 6。圖2 (B)顯示該操作之俯視 圖。圖2 (B)中由虛線繪成之橢圓對應於圖2 (A)中 之 106 和 10 7 區。（圖 2 ( B ))。 其次，使用離子塡充法以閘門電極1 1 4和1 1 6充 作光罩將雜質（磷和硼植入該活性層。使用磷化物質（ PH3)和二硼烷（B2H6)充作塡充體。前一實例中， .加速電壓爲6 0至9 0 k- V，例如8 0 k V，後一實例中 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --------八衣-----.—訂，------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 20 經 濟 部 中 央 樣 準 局 員 工 消 費 合 杜 印 製 A7 B7 五 、發明説明 ( 18) 1 其 爲 4 0 至 8 0 k V ♦ 例 如 > 6 5 k V 0 該 劑 量 爲 1 X 1 1 1 1 0 1 4 至 8 X 1 0 1 5 C m -2 ， 例 如 磷 爲 1 X 1 0 1 5 C m -2 1 1 9 硼 爲 2 X 1 0 1 5 C m -2 0 塡 充 時 9 藉 由 覆 蓋 光 阻 ( 並 1 I 請 1 | 非 必 要 塡 充 ) 選 擇 性 塡 充 個 別 元 素 0 結 果 > 形 成 Ν 型 雜 質 先 閲 1 | 讀 1 TS? 1 1 8 和 1 1 9 及 P 型 雜 質 區 1 1 7 0 背 1 1 之 1 之 後 9 於 5 5 0 至 6 0 0 °C 進 行 回 溫 9 藉 此 可 活 化 植 注 意 1 雜 質 事 1 入 離 子 之 丨品 1 1 7 至 1 1 9 0 結 果 5 以 具 有 Ρ 型 雜 質 項 再 1 JL ( 硼 ) 塡 充 之 雜 質 菡 1 1 7 和 以 具 有 N 型 雜 質 ( 磷 ) 之 雜 4 寫 本 I 質 TE 1 1 8 和 1 1 9 被 活 化 0 ( 圖 1 ( E ) ) 〇 頁 1 1 隨 後 ， 以 電 漿 C V D 法 形 成 厚 度 爲 6 0 0 0 A 之 二 氧 1 1 化 矽 膜 1 2 0 充 作 中 間 層 絕 緣 體 〇 該 中 間 層 絕 緣 體 1 2 0 1 之 接 觸 孔 ( 圖 2 ( C ) 所 示 之 多 孔 接 觸 孔 區 ) 係 以 — 種 鋁 訂 膜 於 T F T 之 電 極 / 鉛 1 2 1 至 1 2 5 形 成 0 最 後 於 1 1 I 1 a t m 之 Μ 氣 中 以 3 1 0 V 進 行 回 溫 3 0 分 鏟 〇 該 回 溫 1 1 作 用 可 於 氣 離 子 植 入 該 活 化 層 後 5 以 1 0 至 1 0 0 K e V 1 1 加 速 進 行 於 步 驟 1 ( C ) 或 圖 1 ( D ) 中 取 代 該 回 溫 1 〇 ( 圖 1 ( F ) ) 〇 1 I 依 此 方 式 可 形 成 具 有 T F T 之 電 路 0 該 具 體 化 實 例 中 1 1 I 於 同 —. 基 質 上 具 有 活 化 基 質 電 路 和 驅 動 該 基 質 電 路 之 邏 1 1 | 輯 電 路 之 積 體 電 路 ( 所 謂 單 片 型 活 化 基 質 電 路 ) 可 使 用 圖 ! 1 2 ( B ) 中 於 左 側 狹 窄 區 1 1 0 形 成 之 T F τ 之 N 波 道 和 1 1 T F T 之 P 波 道 之 互 補 電 路 主 要 充 作 邏 輯 電 路 ί 且 右 側 狹 1 1 窄 區 1 1 1 之 Τ F T 充 作 該 活 性 基 質 電 路 之 開 關 電 晶 體 製 1 1 得 9 但 其 係 測 量 T F T 基 本 特 性 之 必 須 最 小 化 電 路 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） 21 經濟部中央橾準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（19) 具體化實例2 圖 3(A)，3(B)，3(C)，3(D)，3( E )和3 ( F )表示具體化實例2中之製造步驟綱要。首 先使用電漿CVD法以甲矽烷和一氧化二氮充作原料，於 一種玻璃基質（Corning 1737) 2 〇 1形成二氧化政膜 2 0 2之下塗覆層，其厚度爲1 〇 〇 〇至5 〇 〇 〇A，例 如2 0 0 0A。該膜形成溫度爲3 5 0°C。此外，使用等 離子CVD法以甲矽烷充作原料，可於其上澱積厚度爲 1 0 0 0 A之非晶相矽膜2 0 3。該膜形成溫度爲 2 5 0 °C °該二氧化矽膜2 0 2和非晶相膜2 0 3係使用 一種具有二個膜形成室之成串工具連續製造。 其次，以一種過氧化氫之水溶液於非晶相矽膜2 〇 3 表面形成極薄二氧化矽膜。將含有1至3 〇 p pm (例如 ’ 1 0 P P m )鎳之醋酸溶液如具體化實例1中，以 5τηβ滴在該基質（若爲cm2基質），且旋轉塗覆 係以一 1 0秒5 0 rpm之旋轉器進行，藉此可於該基質 表面形成均勻水膜。該狀態保留5分鐘，且使用該旋轉器 以6 0秒2 0 〇 〇 r p m進行乾燥◊該保留狀態可使該旋 轉器於0至I 5 〇 r p m轉動進行。依此方式製得含鎳觸 媒層 204。（圖 3 (A))。 之後’於氮氣中以5 5 0。(：進行回溫4小時，藉此該 非晶相ΐ夕膜2 〇 3結晶之。於該時，鎳由非晶相矽膜 2 〇 3 #至該二氧化矽膜2 〇 2之底層，且該結晶作用由 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNs > a4規格（2丨0；<297公釐) ~ ~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- 訂； .丄 • J— n J— · 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7__ 五、發明説明（20)

頂部進行至底部。依此方式可製得結晶矽膜2 0 5 ，其中 非晶相矽膜部分之大小可觀察到約爲數# m ° (圖3 ( B ))。 利用回溫方法之結晶步驟後，照射X e C 5雷射（波 長；3 0 8 nm)再强化該矽膜2 0 5之結晶特性。於該 雷射光束照射步驟中，當基質2 0 1或欲照射面以該雷射 光束加熱時，可以更加强其均勻度且必須之雷射能置密度 可降低。較佳加熱溫度是2 0 0至4 5 0°C。藉此步驟， 二氧化矽膜2 0 5中之非晶相組份完全結晶，且藉此可强 化該結晶特性。以此方式可製得結晶矽膜2 0 6 ° (圖3 (C ) ) ° 此外，該步驟可以迅速熱回溫（RTA)進行。特別 是，一種波長爲0. 6至4ym(此處爲0. 8至1. 4 y m )中具有波峰之紅外線照射3 0至1 8 0秒。可於該 空氣中混合0. 1至10%之HCj?。 使用一種鹵素燈充作該紅外線光源。調整紅外線密度 ，如此於單晶矽晶圓上監測器之溫度在9 0 0至 1 2 0 0 °C範圍內。特別是，監測埋於矽晶圓之熱電偶溫 度，並傳回至紅外線光源。該具體化實例中溫度升高率固 定秒5 0至2 0 0°C，自然冷卻之溫度下降率爲每秒2 0 至1 0 0 °c。該紅外線照射可於基質維持室溫狀態下進行 。但是，爲加强該效應，其可於基質事先於2 0 0至 4 5 0 °C (例如，4 0 0 °C )加熱之狀態下進行。 其次，蝕刻結晶矽膜2 0 6，藉此形成狹窄矽膜區 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS Μ4规格（210X297公釐} — ^ Η衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 23 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（21) 2 0 7和2 0 8。使用具有各向異性之R I E法以垂直方 向進行結晶矽膜2 0 6之蝕刻。 之後，使用電漿CVD法以甲矽烷和一氧化二碳充作 原料，製得厚度爲1 〇 〇 之二氧化矽膜2 0 9充作閘 門絕緣膜。形成該膜之基質溫度爲2 0 0至4 0 0 t，例 如3 5 0 °C，該步驟之後，於氮氣或一氧化二氮中以 5 5 0至6 5 0 °C進行熱回溫。（圖3 ( D〉） 之後，使用濺鍍法形成一種厚度爲3 0 0 〇至_ 8 0 0 0A (例如4 0 0 0A)之鋁膜（含〇. 1至2% 之钪。此外，蝕刻該鋁膜，藉比製成閘門電極2 1 0至 2 1 2 °藉由電解溶液中之流動電力於閘門電極2 1 0至 2 1 2進行陽極氧化，藉此可於閘門電極2 1 〇至2 1 2 之頂面和側面形成厚度爲1 0 0 〇至3 0 0 (此處爲 2 0 0 0 A)之氧化鋁膜。於含有1至5%酒石酸伸乙基 乙二醇溶液中進行該陽極氧化。附帶一提，該氧化鋁層提 供於隨後離子塡充步驟形成分支閘門區之厚度，因此，該 分支閘門區之長度可由上述陽極氧化步驟測定。（參考 Japanese Unexaniined Patent Publication 114724/1993 ,267667/1993和 291315/1994)。 其次，將具有p或N傳導型雜質以自我排列方式，使 用閘門電極部分（閛門電極2 1 0至2 1 2和周圍之氧化 層）充作光罩之離子塡充法加入該活化層面域中。使用碟 化物和二硼院充作塡充氣體。前一實例中，加速電壓爲8 0 kV，其劑量爲5 X 1 0 14cm-2，後者實例中，其加 本紙張尺度適用中國國家揉华（CNS )八4規格（210X 297公慶) ' -24 - ——^1 - ini HH - ^^1 -I '衣 ^^1 nn m I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（22) 速電壓係6 5kV，且該劑量爲lXl〇15cm-2。塡充 時，個別元素可藉覆蓋具光阻之非必要部分選擇性塡充之 。結果，形成N型2 1 4和2 15之雜質區與p型2 1 3 之雜質區。 之後，藉由照射雷射光束進行回溫作用，且該植入離 子之雜質區被活化。雖然使用Kr F激元雷射（波長： 2 4 8 nm，脈衝寬度；2 0 n s e c )充作該雷射光束 ，冻可以其它雷射光束替代之。照射雷射光束之條件係能 量密度爲2 0 〇至4 0 OmJ/cm2，例如2 5 OmJ /cm2，且其光束數量爲每湿2至1 0 ，例如每區；2。 該阻力之均勻度於大約2 0 〇至4 5 0照射該雷射光束加 熱促進之。以此方式，雜質區2 1 3至2 1 5係經活化。 該雜質之活化作用係由R T A法取代雷射回溫作用進行。 (圖 3 ( E )) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 隨後，藉電漿CVD法形成厚度爲6 0 Ο Ο A之二氧 化矽膜充作一種絕緣體。此外，於該中間層絕緣體2 1 6 上形成接觸孔，且以金屬材料（例如，鎳膜）製成TFT 之電極/導線2 17至22 1。（圖3 (F)) 具體化窗例3 圖 4 (A)，4 (B) ，4 (C)，4 (D) ，4 (

E )和4 ( F )顯示具體化實例3。使用使用電漿CVD 法以甲矽烷和氧充作原料於一石英基質3 q 1上形成厚度 爲2 0 G 之二氧化矽底部塗覆層3 0 2。此外，於其 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS) A4規格（ A - 25 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印裝 A7 ____B7__ 五、發明説明（23) 上以電漿C V D法形成5 Ο Ο A厚之非晶相矽膜3 0 3。 以具有二個膜形成室之多室膜形成裝置持續製造二氧化矽 膜3 0 2之底層與非晶相矽膜3 0 3。 此外，使用如具體化實例2中之旋轉塗覆法製造厚度 爲2 0至5 0A之醋酸鎳層3 0 4。但是，於本具體化實 例中將1容積％之表面活化劑（高級醇基非離子表面活化 劑）加入醋酸鎳水溶液。因此，與具體化實例不同的是， 其非必要於非晶相矽膜3 0 3之表面形成二氧化矽膜。（ 圖 4 ( A )) 之後，於氮氣中以5 5 Q °C進行回溫4小時，藉此使 該非晶相矽膜3 0 3結晶。該結晶作用以同於具體化實例 2之縱向方向，以鎳和非晶相膜3 0 3接觸區爲起點進行 。以此方式製得結晶矽膜3 0 5。本具體化實例中，因表 面活化劑之故，殘餘之非晶相區比具體化實例2少。回溫 結束之後，該結晶矽膜3 0 5之結晶特性可以藉K r F激 元雷射照射再改善之。（圖4 ( B )) 其次，蝕刻該結晶矽膜3 0 5，藉此形成狹窄之活性 層區3 0 6和3 0 7。該結晶矽膜3 0 5以具有各向異性 之R I E方法，以垂直方向蝕刻之。 之後，活性層區3 0 6和3 0 7 ，厚度爲2 0 0至 8 0 0A，代表厚度爲5 0 0A留於含1 0%蒸汽， 1 a tm之氧氣中，於6 5 0至8 5 0 °C (代表性溫度爲 7 5 0 °C )氧化3至5小時，藉此形成二氧化矽膜3 0 8 和3 0 9。以膜厚度控制性之觀點來搅，熱解氧化法（氣 本紙張尺度適用中國國家樣隼（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·'衣. 訂 -26 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（24) :氧：1. 8 — 1. 0 (體積比率））可有效製造該氧化 矽膜3 0 8和3 0 9。二氧化矽膜3 0 8和3 0 9之厚度 爲4 0 0至1 6 0 0A，本具體化實例中爲1 〇 0 0A。 形成二氧化矽膜3 0 8和3 0 9之後，於一氧化二氮氣體 ，：L a t m中以8 0 0 °C進行回溫1小時，藉此可去除二 氧化矽膜3 0 8和3 0 9中之氫。（圖4 (C)) 隨後，以濺鍍法製造厚度爲3 Q 0 〇至8 0 0 〇A ( 例如5000A)之鋁膜（含〇. 1至2%之钪）。此外 ，於該鋁膜上形成圖案，藉此製成閘門電極3 1 0至 3 1 2。以同具體化實例2之電解溶液中之流動電流於閛 門電極31〇至312進行陽極氧化，藉此，於該閘門電 極3 1 0至3 1 2之頂面和側面製成厚度爲1 0 0 0至 3 0 〇 〇A (此處爲2 0 0 0A)之鋁膜。 其次，藉由離子塡充法，以閘門電極部分（也就是閘 門電極31〇至312及其周圍氧化層充作光罩，將具有 p或N傳導型雜質以自我調整方式加入該活化層區（包括 來源/排出，管道）。以磷化物（P Η 3 )和二硼烷（ Β2Η6)充作塡充氣體。前一實例中，加速電壓爲 8 0 k V，劑置爲5 X 1 0 14 c m —2，而後一實例中，該 加速電壓爲6 5 kV，劑量爲1 X 1 015cm-2。結果製 成N型雜質面3 1 4和3 1 5及P型雜質區3 1 3。 之後，以雷射光束照射進行回溫，並活化該植入離子 雜質。使用雷射光束K r F激元雷射（波長；2 4 8 n m ，脈衝寬度；20nsec)。 {^I11:------{ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家橾準（CNS } A4規格（210X297公釐) ~ A7 B7 經濟部t央標隼局員工消費合作社印製 五 、發明説明 ( 25) • 1 其 次 9 以 電 漿 C V D 法 製 造 二 氧 化 矽 膜 3 1 6 0 重 要 1 1 I 的 是 ， 該 二 氧 化 矽 膜 3 1 6 關 於 該 閘 門 電 極 之 側 面 塗 覆 表 1 1 1 現 很 優 秀 0 該 二 氧 化 矽 膜 3 1 6 厚 度 爲 0 5 至 1 Μ m 9 1 I 請 1 I 例 如 0 7 μ m 0 ( 圖 4 ( D ) ) 先 閱 1 I 讀 1 | 此 外 利 用 乾 蝕 刻 等 對 絕 緣 二 氧 化 矽 膜 3 1 6 進 行 各 背 fj 1 | 之 1 向 異 性 蝕 刻 0 亦 即 9 只 以 垂 直 方 向 選 擇 性 地 進 行 該 蝕 刻 Ο 注 意 富 1 I 結 果 用 以 構 成 來 源 和 排 出 之 區 3 1 3 至 3 1 5 表 面 曝 光 J ▼ 項 再 1 導 且 大 約 爲 三 角 形 之 絕 緣 體 3 1 7 3 1 8 和 3 1 9 殘 留 於 窝 衣 頁 1 個 別 閘 門 電 極 ( 包 括 周 圍 經 陽 極 氧 化 層 ) 3 1 0 至 3 1 2 1 I 側 面 0 1 1 1 具 有 大 約 爲 三 角 形 之 絕 緣 體 3 1 7 至 3 1 9 之 大 小 1 特 別 是 寬 度 係 由 先 前 形 成 之 二 氧 化 膜 3 1 6 之 厚 度 ， 訂 蝕 刻 條 件 9 閘 門 電 極 ( 包 括 周 圍 經 陽 極 氧 化 層 ) 3 1 0 至 1 1 3 1 2 之 高 度 決 定 0 此 外 製 得 之 絕 緣 體 3 1 7 至 3 1 9 1 1 形 狀 並 非 限 定 於 三 角 形 但 其 形 狀 依 覆 蓋 步 驟 和 二 氧 化 矽 1 膜 3 1 6 之 膜 厚 度 改 變 0 例 如 該 膜 厚 度 較 小 時 9 其 形 狀 1 I 會 變 成 方 形 〇 1 1 此 外 ， 以 濺 鍍 法 製 造 厚 度 爲 5 0 至 5 0 0 A 之 欽 膜 1 1 3 2 0 〇 可 使 用 鉬 ， 鎢 鉑 鈀 等 替 代 鈦 0 ( 圖 4 ( E ) 1 1 1 ) 此 外 該 膜 構 成 於 2 0 0 至 6 5 0 eC 進 行 回 溫 ( 以 \ 1 1 4 0 0 至 5 0 0 °c 較 佳 ) 9 藉 此 該 欽 膜 3 2 0 與 用 於 構 成_ 1 1 J 源 極 和 吸 極 之 雜 質 區 3 1 3 至 3 1 5 中 之 矽 反 應 » 因 此 於 1 I I 該 源 極 / 吸 極 15? 形 成 Ϊ夕 酸 層 3 2 1 9 3 2 2 和 3 2 3 0 1 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） 28 - A7 B7 五、發明説明（26) 之後，將該鈦膜3 2 0 (中要澱積於絕緣體3 1 7至 3 1 9或陽極氧化層）未反應部分以一種過氧化氫水溶液 和一種銨水溶液蝕刻。此外，使用熱C V D法於中間層絕 緣體3 2 4整個表面上形成厚度6 Ο Ο 0A之二氧化矽膜 。於T F T之源極/吸極形成接觸孔，並澱積多層鈦和鋁 且蝕刻之，因此製成鉛/電極3 2 5至3 2 9。該鈦層和 鋁層厚度個別爲8 0 0A和5 0 0 0A。最後，於 1 a tm氫氣中，以3 5 0 °C進行回溫作用，藉此完成一 TFT電路。（圖4 (F)) 依本發明可穩定提供具有良好結晶特性之矽膜。本發 明提出之結晶矽膜如具體化實例中所示，非常適於製造 T F T，因此，本發明對本工業非常有利。 八 '衣-----.I訂：------f (請先閱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 本紙張尺度逋用中國國家橾隼（CNS > A4规格（210X297公釐） -29 -

Claims (1)

1. 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種製造結晶矽半導體之方法，其包括： (1 )以化學蒸汽澱積法（C V D )法於4 5 0 °C或 ^低之溫度，於一種絕緣表面形成二氧化矽膜之步驟： (2 )於該二氧化矽膜澱積一種非晶相矽膜，且不使 該二氧化矽膜曝於空氣中之步驟：以及 (3 )將一種促進非晶相矽膜結晶之觸媒元素混入該 非晶相矽膜中，並加熱該非晶相矽膜，使部分或全部非晶 相矽膜結晶之步驟。 2.如申請專利範圍第1項之方法，由Ni ，Pd， Pt ，Cu，Ag，An，In，Sn，P，As 和 Sb 組成之集合選出一或多種元素充作該觸媒元素。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其介於步驟（2 )與（3 )之間另外包括 一個以含有該觸媒元素化合物溶解於其中，或分散於 極性溶劑中之溶液塗覆該非晶相矽膜大致表面之步驟。 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中於該極性溶 劑中混合一種表面活化劑。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該非晶相矽 膜之澱積作用於4 5 Q°C或更低之溫度進行。 6.如申請專利範圍第1項之方法，其另外包括一個 將經結晶步驟吸收該觸媒元素之二氧化矽膜回辱之步驟。 7 .如申請專利範圍第丨項之方法，其中該製成二氧 化矽膜厚度爲1 0 〇 〇至5 0 0 〇A。 8 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該二氧化矽 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）-30 - ---1-----^ -裝-----^--.-1T-----γ 旅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2^7i；50 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範園 膜之形成係以電漿CVD法，以四乙氧基矽烷和氧氣充作 材料氣髏進行。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9.如申請專利範圍第8項之方法，其中將三氯乙烯 混入四乙氧基矽烷中。 1 0 .如申請專利範圍第1項之方法，以電漿化學蒸 汽澱積，使用甲矽烷充作材料氣雅進行非晶相矽膜之澱稹 作用。 11.如申請專利範圍第1項之方法，其中於氮氣中 以5 0 0至5 8 0 °c溫度加熱該非晶相砂膜。 1 2 . —種製造結晶矽半導體之方法包括： (1 )使用化學蒸汽澱積方法（CVD)於4 5 0 °C 或更低之溫度，於絕緣表面形成二氧化矽膜之步驟； (2 )於二氧化矽膜澱積一層非晶相矽膜，且不使該 二氧化矽膜曝於空氣中之步驟：以及 (3 )將一·種促進非晶相较膜結晶作用之觸媒兀素混 入該非晶相矽膜中，以加熱非晶相矽膜使部分或全部結晶 之步驟；以及 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 (4 )以雷射光照射該矽膜，促進由步驟（3 )結晶 之矽膜之結晶性。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之方法，由Ni ， Pd，Pt，Cu，Ag，An，In，Sn.，P’As 和S b組成之集合選出之一或多種元素充作該觸媒元素。 1 4 ..如申請專利範圍第1 2項之方法’其介於步驟 (2 )與（3 )之間另外包括 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨0X297公麈）-31 經濟部中央揉準局員工消费合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ‘ —個以含有該觸媒元素之化合物溶解於其中，或分散 於極性溶劑中之溶液塗覆該非晶相矽膜之大致表面之步驟 0 1 5.如申請專利範圍第1 4項之方法，其中於該極 性溶劑中混入表面活化劑。 1 6 種製造薄膜電晶體之方法，其包括： (1 )以化學蒸汽澱稹方法（CVD)於4 5 0 °C或 更低之溫度，於一種絕緣表面形成二氧化矽膜之步驟； (2 )於該二氧化矽膜上澱積一層非晶相矽膜，且不 使該二氧化矽膜曝於空氣中之步驟： (3 )將促進非晶相矽膜結晶之觸媒元素混入該非晶 相矽膜中，藉加熱非晶相矽膜使該非晶相较膜結晶之步驟 :以及 (4 )於步驟（3 )之後，將該矽膜形成圖案成至少 —個矽島（island)之步驟； (5 )於該矽島形成閘門絕緣膜之步驟： (6 )於該閘門絕緣膜形成閘門電極之步驟；.以及 (7 )使用該閘門電極充作光罩，將雜質植入該政島 之步驟。 17.如申請專利範圍第16項之方法，由Ni ， Pd’Pt，Cu，Ag，An, In，Sn_，P，As 和S b組成之集合中選出一或多種元素充作該觸媒元素。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項之方法，其另外於步 驟（2 )和（3 )之間包括： 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS>A4規格（210X297公瘦> -32 --------裝-------4T------^ ^ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) B8 C8 D8 々、申請專利範圍 於該非晶相矽膜大致表面塗覆一種含該觸媒元素化合 物溶解於其中或分散於一種極性溶劑之溶液之步驟。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之方法，其中於該極 性溶劑混入一種表面活化劑。 2 0.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中於 4 5 0 °C或更低之溫度進行非晶相矽膜之澱積作用。 --------^ -裝-----^--^------.1線 (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）