TW508823B - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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TW508823B TW090105337A TW90105337A TW508823B TW 508823 B TW508823 B TW 508823B TW 090105337 A TW090105337 A TW 090105337A TW 90105337 A TW90105337 A TW 90105337A TW 508823 B TW508823 B TW 508823B
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amorphous
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Hideto Onuma
Chiho Kokubo
Koichiro Tanaka
Naoki Makita
Shuhei Tsuchimoto
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Semiconductor Energy Lab
Sharp Kk
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508823 A7 ___B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 1 ·發明領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關一種具有由薄膜電晶體（下文稱爲TFT )所形成電路之半導體裝置，以及有關一種該半導體裝置 之製造方法，例如本發明有關一種電光裝置，典型地液晶 顯示器裝置，以及有關配置有該電光裝置當作部件之電子 設備。須注意的是，在整個此規格中，半導體裝置之用語 表示其係藉使用半導體特徵而作用之一般裝置，且涵蓋上 述電光裝置及電子設備於該半導體裝置的範疇之下。 2.相關技術說明 藉執行熱處理，雷射退火，或熱處理及雷射退火兩者 之結晶化及增加諸如玻璃之絕緣基板上所形成之非晶系半 導體膜之技術已在近年中廣泛地硏究，矽一直使用在該半 導體膜之中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據上述技術所獲得之結晶化的半導體膜稱爲結晶的 半導體膜，相較於非晶系半導體膜，該結晶的半導體膜具 有極高的遷移率，例如若使用結晶的半導體膜時，則可製 造其中無法藉使用習知之非晶系半導體膜所製造之半導體 裝置來完成的單片型液昌電光裝置（一種其中用於像素驅 動器及驅動器電路之薄膜電晶體（T F T s )係製造於一 基板上之半導體裝置。 因此，該結晶的半導體膜係具有相較於非晶系半導體 膜極端良好特徵之半導體膜，此即爲何上述硏究正進行之 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 508823 A7 _B7_ 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 故，例如當藉使用熱處理來執行非晶系半導體膜時，必須 有等於或大於6 0 0 °C之熱處理溫度，以及等於或大於 1 0小時時，較佳地等於或大於2 0小時之熱處理時間， 可耐該等結晶條件之基板例如包含石英基板，然而，石英 基板爲高成本且欠缺處理能，尤其它們極端困難地處理爲 大的表面面積，特別地，對於提升量產效率而言，增加基 板的表面面積係絕對必要的。在近年中，朝向增加基板之 表面面積以用於增加量產效率之工作已値得注意，而 6 0 0 X 7 2 0毫米之基板大小之正越來越成爲新建構之 量產線的標準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以目前技術係難以處理石英基板爲此形式之大表面面 積基板，且即使其係可行的，但由於成本或生產，目前將 不會發生。例如玻璃係有效爲易於製成大表面面積基板之 材料，例如稱爲Corning(康寧）# 7 0 5 9之玻璃基板現爲 此形式之玻璃基板，Corning #7059係極低成本，具有 良好的處理能力，且易於製成大表面面積基板，然而， Corning # 7 0 5 9具有5 9 3 °C之軟化溫度而具有問題於 6 0 〇°C或更高之熱處理中。
Corning# 1 7 3 7現爲一種具有相當高軟化溫度之離 子基板，該軟化溫度高至6 6 7 °C，若非晶系半導體膜形 成於Corning # 1 7 3 7基板之上且該基板接著置於6 0 0 t：氛圍2 0小時，則幾乎在基板的形狀中沒有將影響製造 的改變，然而，在量產過程中，2 0小時之熱處理時間太 長，且從成本的觀點，較佳地係降低6 0 0 t之熱處理溫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 5 - 508823 A7 B7 五、發明説明（3 ) 度，即使是小的溫度量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 新穎的結晶方法已提出以爲了解決該等形式之問題’ 此方法詳細地記錄於日本專利申請案公開第平7 -1 8 3 5 4 0號中，其簡單之說明將呈現於此。首先，導 入很小量之諸如鎳，鈀，或鉛之元素於一非晶系半導體膜 之內，可使用諸如電漿處理，蒸鍍，離子注入，濺鍍，及 液體施加之方法當作導入方法，接著，若置放該非晶系半 導體膜於例如5 5 0 °C氮氣氛圍4小時，則可取得具有良 好特徵之結晶的半導體膜，用於結晶之最適化熱處理溫度 及熱處理時間係根據所導入之元素數量及該非晶系半導體 膜之狀態。 根據熱處理之非晶系半導體膜之結晶方法係如上文所 記載。另一方面，基板之溫度並不會隨著藉雷射退火之結 晶化而增加許多，且高能量僅會給予非晶系半導體膜，因 而可使用除了具有低軟化溫度之玻璃基板外的諸如塑膠基 板之基板。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 諸如X e C 1準分子雷射及K r F準分子雷射之雷射 可給定爲可以使用於雷射退火中之雷射形式的實例。其中 一來自高輸出準分子雷射之脈波雷射光束藉光學系統處理 爲在大小上若干公分之方形光點或處理爲具有長度等於或 大於1 0公分之線性形狀於照射表面之上；以及其中該雷 射光束接著掃瞄（或雷射照射位置相對於照射表面而相關 地移動）之用於執行雷射退火的方法具有高的生產性且在 產業上係優異的，因此較佳使用此方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ΓβΤ " 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（4 ) 尤其，當使用其中雷射光束之形狀在照射表面中爲線 性之光束（下文中稱爲線性光束）時’整個照射表面可藉 掃描該光束於僅垂直於該線性光束之線性方向的方向中而 予以照射，相異於使用其中必須前後及左右掃描之光點雷 射光束，因此，生產性會高’因爲執行掃描於垂直於線性 方向之方向中係最有效率的掃描方向，故此高的生產性係 目前使用脈波發射準分子雷射而藉適合之光學系統處理爲 線性光束供雷射退火用之主要因素。 進一步地，亦有一種在根據熱處理執行結晶化之後藉 雷射退火來執行非晶系半導體膜之結晶的方法，相較於僅 執行熱處理或僅執行雷射退火，當執行此方法時可製成較 佳的半導體膜之特徵。 發明槪述 爲取得擁有極良好電性特徵之半導體膜，例如有一種 方法，其中附加之雷射退火係執行於藉熱處理來執行非晶 系半導體膜的結晶之後。相較於僅使用熱處理或僅使用雷 射退火之例子，當使用此方法時可增加半導體膜之特徵， 但必須使熱處理條件及雷射條件最適化以爲了取得良好的 電性特徵。雖然當利用此方法所取得之結晶的半導體膜將 大大地增進T F T之電性特徵，但亦有當該等電性特徵之 離散變成顯著之例子。因此，本發明之目的在於藉熱處理 過程之後維持結晶的半導體膜之晶體度離散於預定範圍內 而抑制根據結晶的半導體膜所製造之T F T之電性特徵的 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)
508823 A7 B7 五、發明説明（5 ) 離散。 首先，將解說當執行非晶系半導體膜之熱處理時’其 中熱處理時間變化的實驗。藉電漿CVD設備來形成10 奈米（nm)厚之氮氧化矽膜及5 5奈米厚之非晶系矽膜 於具有5吋對角線之玻璃基板上’應注意的是’在整個此 規格中，氮氧化矽膜之用詞意指藉S i Ο X N y所示之絕緣 膜，其中矽，氧，及氮係以預定之比例存在；接著，利用 日本專利申請案公開第平7 — 1 8 3 5 4 0號中所載述之 方法，藉旋塗法來施加水性之醋酸亞鎳溶液（5 P P m重 量濃度，5毫升體積）於該非晶系矽膜之表面；然後，此 熱處理於5 0 0°C氮氣氛圍中小時，且額外地熱處理於 5 5 0 °C之溫度4小時，8小時，或1 2小時，藉此而改 變該非晶系矽膜爲結晶的矽膜。在光學顯微鏡之明視場透 射模式中之5 0 0倍放大率處所觀察之該結晶的矽膜顯示 於第ΙΑ，1B，及1C圖中，第1A圖係在550 °C處 熱處理該矽膜4小時之相片；第1 B圖係在5 5 0 °C處熱 處理該矽膜8小時之相片；以及第1 C圖係在5 5 0 °C處 熱處理該矽膜1 2小時之相片。在該等條件處藉熱處理之 結晶化會產生結晶區（由第5 B圖中之參考符號5 0 0 1 所示的白色區）與非晶系區（由第5 B圖中之參考符號 5 0 0 2所示的黑色區）的混合物，該等非晶系區之表面 面積係藉影像處理予以分析。須注意的是，在整個此規格 中，由結晶區包圍在外側的非晶系部分係稱爲非晶系區。 影像處理之方法將將解說於此。第1A圖之結晶的矽 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) 裝- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（6 ) 膜之相片係再顯示於第2 A圖中，爲了區分非晶系區與結 晶區，影像處理執行於相片上且轉換爲兩個灰諧’有許多 直接轉換該相片爲兩個灰階之方法’但當曝射該相片時會 強烈地出現由於透鏡之亮與暗的影響’爲了抑制亮與暗的 影響，較佳地係區分該相片爲諸如R G B (紅，綠，藍） 或CMYK (青，洋紅，黃，黑）之頻道而接著形成該兩 個灰階。若使用藉RG B來畫分該相片之方法，則可易於 執行影像處理。 該相片係區分爲三個頻道，R頻道，G頻道，及B頻 道，且該等相片分別地顯示於第2B，3A，及3B圖中 。用於各個個別頻道之條帶圖顯示於第4圖中，可見到雖 僅一峰値出現於R頻道及B頻道中，但在G頻道中出現兩 個峰値，因此將理解的是，該等非晶系區與該等結晶系區 僅可以以G頻道加以區分，該G頻道影像係區分於第4圖 所示之兩峰値間所存在之局部最小値處，且如第5圖中所 示地改變爲兩個灰階，藉此可畫分第2 A圖所示之具有非 晶系區之結晶的矽膜爲結晶區及非晶系區。 相似於第2 A圖中所執行之影像處理係接著執行以用 於第1 A至1 C圖，且利用軟體來計算等非晶系區之表面 面積。熱處理時間與熱處理後相對於矽膜之總表面面積的 非晶矽區之總表面面積間之關係顯示於第6 A圖中。從第 6 A圖可知，熱處理時間愈長，則非晶系區之總表面面積 的比例呈愈低。 進一步地，利用軟體來計算第5 A圖中各該等非晶矽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 7〇Ζ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 區的表面面積，且顯示結果於第6 B圖中，第6 B圖係或 然率統計分佈圖，且水平軸顯示該等非晶系區之表面面積 而垂直軸顯示或然率。在第6 B圖中，圓圈符號顯示熱處 理5小時後之非晶系區表面面積，三角形符號顯示熱處理 8小時後，以及X符號顯示熱處理1 2小時之後。從第 6 B圖可以看到，雖然具有等於或大於1 0平方微米之表 面面積的非晶系區存在於4小時之熱處理後，但它們並不 會存在於8小時或1 2小時熱處理之後。此外，在4小時 之熱處理後非晶系區的離散將比其他例之非晶系區的離散 更大。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，執行雷射退火於各該等結晶的矽膜之上，根據 該結晶的矽膜所製造之薄膜電晶體（T F T s )之η通道 電性特徵的測量結果顯示於第7 Α至7 C圖之或然率統計 分佈圖中，第7A至7 C圖中所使用之圓圈，三角形，及 X形符號相應於第6 B圖中相同的條件。第7 A圖顯示相 對於非晶系區之表面面積的V t h ;第7 B圖顯示相對於非 晶系區之表面面積的S値；以及第7 B圖顯示相對於非晶 系區之表面面積的遷移率。相較於8小時或1 2小時之熱 處理例子，大的離散已產生於4小時熱處理例子的特徵中 。換言之，可瞭解的是，若非晶系區之總表面面積相對於 第6 A圖所示之矽膜之總表面面積的比率大時，則將產生 電性特徵之離散。進一步地’存在著第6 B圖所示之4小 時熱處理中非晶矽區之表面面積中離散的產生與第7 A至 7 C圖所示之電生特徵中離散的產生之相互關係。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -1 〇 - 508823 A 7 B7 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，將解說當執行非晶系矽膜之熱處理時，其中熱 處理溫度變化的實驟。藉使用電漿C VD設備來形成 1 0 0奈米厚之氮氧化矽膜及5 5奈米厚之非晶系矽膜於 具有對角線之玻璃基板上，然後，藉旋塗法來施加水性之 醋酸亞鎳溶液（1 0 P pm重量濃度，5毫升體積）於該 非晶系矽膜之表面；接著，此熱處理於5 0 0 °C氮氣氛圍 中1小時，且額外地熱處理於550 °C，575 °C，或 6 0 0 °C之溫度4小時，藉此而改變該非晶系矽膜爲結晶 的矽膜。在光學顯微鏡之明視場透射模式中之5 0 0放大 率處所觀察之該結晶的矽膜顯示於第8A，8B，及8C 圖中，第8A圖係熱處理於5 5 0 °C之矽膜的相片，第 8 B圖係熱處理於5 7 5 t之矽膜的相片，以及第8 C圖 係熱處理於6 0 0°C之矽膜的相片。 經濟部智慧財產局員工消費舍作社印製 類似於第2 A圖中所執行之影像處理亦執行以用於第 8 A至8 C圖，且該結晶的半導體膜區分爲非晶系區及結 晶區，熱處理溫度與該非晶系區之總表面面積相對於該矽 膜之總表面面積之比例之間的關係顯示於第9 A圖中，從 第9 A圖可瞭解的是，熱處理溫度愈高，則非晶系區呈越 少觀察到。 進一步地，藉影像處理所區分之非晶系區的表面面積 顯示於第9 B圖中之或然率統計分佈圖之中。在第9 B圖 中，圓圈符號顯示熱處理於5 5 0 °C後之矽膜的或然率統 計分佈，三角形符號顯示於5 7 5 °C，以及X形符號顯示 於6 0 0 °C。從第9 B圖可知，具有等於或大於0 · 3平 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 508823 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（9 ) 方微米大小之非晶系區存在於5 5 0 °C及5 7 5 °C處所熱 處理的膜之中，但具有等於或大於0 · 3平方微米大小之 非晶系區並未存在於6 0 0°C處所熱處理的膜之中。 接著，執行各該等結晶的矽膜之雷射退火而變化雷射 功率能量之條件，根據該等結晶的矽膜所製造之T F T s 之η通道電性特徵的測量顯示於第1 0 A至1 0 Η圖及第 1 1Α至第1 1D圖之中，第1 0Α至1 0D圖係用於在 氮氣氛圍中熱處理於5 0 0 t 1小時之矽膜，且額外地在 氮氣氛圍中熱處理於5 5 0 °C小時；第1 0 E至1 0H圖 係用於在氮氣氛圍中熱處理於5 0 0 °C 1小時之矽膜，且 額外地在氮氣氛圍中熱處理於5 7 5 °C 4小時；以及第 1 1 A至1 1 D圖係用於在氮氣氛圍中熱處理於5 0 0 °C 1小時之矽膜，且額外地在氮氣氛圍中熱處理於6 0 0 °C 4小時。第10A圖，第10E圖，及第11A圖顯示相 對於雷射能量密度之Vth;第10B，10F，及11B 圖顯示相對於雷射能量密度之S値；第1 0 C，1 0 G， 及1 1 C圖顯示相對於雷射能量密度之偏移；以及第 1 0 D，1 0 Η，及1 1 D圖顯示相對於雷射能量密度之 遷移率。偏移之用詞意指當汲極電流上升時閘極電壓之値 〇 比較第10Α至10Η圖與第11Α至11D圖，根 據在氮氣氛圍中熱處理矽膜於5 0 0 °C 1小時及額外地在 氮氣氛圍中熱處理於6 0 0 °C 4小時所獲得之結晶的半導 體膜所製造之T F T s的電性特微係由雷射功率能量中之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · 12 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝. 訂 i. 508823 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 改變所影響最大的，換言之’若在熱處理過程之後幾乎沒 有非晶系區存在於該結晶的矽膜之內時’外電性特徵會由 於雷射功率能量變動而變動。 如上述地，可瞭解的是存在有相互關係於非晶系區半 導體膜之熱處理過程後並未結晶之非晶系區表面面積與 T F T電性特徵之間；進一步地，可瞭解的是存在有相互 關係於未結晶之非晶系區表面面積與T F T電性特徵之間 。爲解決該等問題，結晶的非晶系區係以本發明藉使用下 列措施予以取得。 藉使用諸如電漿處理’蒸鍍，濺鍍，離子注入，及液 體施加之方法導入小量之元素（用以促進結晶化之金屬元 素）於非晶系半導體膜，以及藉執行熱處理過程使該非晶 系半導體膜結晶化，尤其重要的是，該非晶系半導體膜的 整個表面並未在具有本發明的熱處理過程中結晶，而是製 造結晶的半導體膜使得含於將成爲一 T F T之主動層之區 內的非晶系區的總表面面積成爲1 . 0至8 . 0 %相對於 將成爲該TFT主動層之區的表面面積，較佳地在1 . 〇 與6 · 0 %之間。爲了增加電性特徵，此係極重要的。應 注意的是，變成T F T之主動層之區係製造於其中發生晶 體成長之區內，從其中該金屬元素導入之區朝向其周邊。 其基本原理係說明含於將成爲一 T F T之主動層的區 內的非晶系區的表面面積爲1·0至8·0%相對於將成 爲該主動層之區的表面面積係較佳的，而更佳地在1 . 〇 與6 · 0 %之間。首先，解說1 · 〇 %之下限値，在氮氣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 43 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) L裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（1彳） 氛圍中執行熱處理於5 7 5 °C 4小時之後，非晶系區之總 表面面積爲結晶的半導體膜之整個表面面積的1·75% ，而在氮氣氛圍中執行熱處理於6 0 0 °C 4小時之後’非 晶系區之總表面面積爲結晶的半導體膜的整個表面面積的 0.00%〇 進一步地，從第1 1 A至1 1 D圖可知，根據已熱處 理於6 0 0 °C且接著雷射退火之結晶的半導體膜所製造之 T F T的電性特徵會大大地受到在雷射退火時雷射功率能 量中之變動所影響，因此在熱處理過程後之非晶系區的總 表面面積必須等於或大於該結晶的半導體膜的整個表面面 積1 . 0 %。然而，較佳的是，該等非晶系區之總表面面 積相對於所觀察之區爲等於或大於1 · 0 %，即使當局部 地執行該結晶的半導體膜之表面的觀察時。所觀察之最小 區係取將變成一 T F T之主動層之區，而含於將變成一 T F T之主動層之區內的非晶系區總表面面積係設定爲等 於或大於1.0%相對於將變成一TFT之主動層之區的 表面面積。 接著，將解說用於含在將變成一 T F T之主動層之區 內的非晶系區緦表面面積相對於將變成一 T F T之主動層 之區的表面面積8 · 0 %上限値，較佳地6 · 0 %之上限 値的設定。在氮氣氛圍中執行熱處理於5 5 0 °C 4小時後 之非晶系區的總表面面積爲該結晶的半導體膜的整個表面 面積之9.25%，而在氮氣氛圍中執行熱處理於550 °C 8小時後之非晶系區的總表面面積爲該結晶半導體膜的 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格+( 210X297公釐） 7i4 - "~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（12 ) 整個表面面積之5·63%。從第7A至7C圖可知，根 據已熱處理4小時且接著雷射退火之結晶的半導體膜所製 造之T F T的電性特徵會大大地受到變動所影響，因而設 定該上限値爲8·0%，較佳地6.0%。此係使用含於 將變戶一 T F T之主動層之區內的非晶系區之總表面面積 之相似於確定下限値之例的理由。 進一步地，未結晶之非晶系區的表面面積會相互關聯 於T F T之電性特徵，因而必須導入小量之元素（用於促 進結晶化之金屬元素）於該非晶系半導體膜，而藉執行熱 處理過程使該非晶系半導體膜部分地結晶化，而製造出其 中所獲得之所有非晶矽區的表面面積小於或等於1 0 . 0 平方微米，且至少一非晶系區之表面面積等於或大於 0 . 3 0平方微米之結晶的半導體膜。爲了抑制該等電性 特徵之離散，此係極爲重要的，而且該等非晶系區爲將成 爲T F T之主動層之區內的地區。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 設定該等非晶系區之表面面積之上限爲1 0 . 0平方 微米係因爲，如第9 B圖及第1 0A至1 0D圖中所示， 根據其中雷射退火已執行於具有非晶系區等於或大於面積 10·0平方微米之結晶的半導體膜所製造之TFT的電 性特徵之離散極大之故，而且當熱處理過程之後執行雷射 退火於其中非晶系區表面面積均小於或等〇.3平方微米 之例時，電性特徵會根據雷射功率能量而大大地變動，如 第9 B圖及第1 1 A至1 1 D圖中所示，因此，必須存在 有至少0 . 3 0平方微米表面面積之非晶系區。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐） 7l 5 - 一 A7 __ B7 _ 五、發明説明（彳3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 半導體裝置係根據透過上述製程所製造之結晶的半導 體膜予以製造*存在爲半導體裝置之諸如薄膜電晶體（ TFTs)，二極體，及光學感測器之裝置及其所有，均 可根據該結晶的半導體膜來加以製造。 圖式簡單說明 在該等附圖中： 第1 A圖係非晶系矽膜在處理於5 5 0 °C之熱處理4 小時後之相片； 第1 B圖係非晶系矽膜在處理5 5 0 °C之熱處理8小 時後之相片； ' 第1 C _係非晶系矽膜在處理5 5 0 °C之熱處理1 2 小時後之相片； 第2 A圖係藉光學顯微鏡利用明視場透視模式所觀察 之表面的相片； 第2 B圖係區分爲R頻道之第2 A圖的相片； 第3 A圖係區分爲G頻道之第2 A圖的相片； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第3 B屬係區分爲B頻道之第2 A圖的相片； 第4圖係第2 A圖之各模式之灰階（亮度）的條紋圖 第5A圖係作成2灰階之第3A圖的相片； 第5 B圖係用於解說非晶系區及結晶區之圖示； 第6A及6B圖係第1A至1C圖之非晶系區的或然 率統計分佈圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） β化藝 508823 A7 B7 處理於非晶系矽膜之上時， 率統計分佈圖； 處理於非晶系矽膜之上時，S値 率統計分佈圖； 理於非晶系矽膜之上時，遷移率 率統計分佈圖； 膜在處理於5 5 0 °C之熱處理4 膜在處理於5 7 5 °C之熱處理4 膜在處理於6 0 0 °C之熱處理4 8 A至8 C圖之非晶系區的或然 係圖示，顯示已執行熱處理過程 雷射退火於不同雷射功率處之非 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 第7 A圖係當執行熱 相對於熱處理時間之或然 第7 B圖係當執行熱 相對處理時間之或然 係當執行熱處 相對於理時間之或然 第圖係非晶系矽 小時後之相片； 第8 B圖係非晶系矽 小時後之相片； 第8 C圖係非晶系矽 小時後之相片； 第9A及9B圖係第 率統計分佈圖； 第10A至10D圖 於5 5 0 t 4小時及執行 晶系矽膜的電性特徵； 第1 0 E至1 0 Η圖 於5 7 5 t 4小時及執行 晶系矽膜的電性特徵； 第1 1 A至110圖 於6 0 0 °C 4小時及執行 晶系矽膜的電性特徵； 第1 2圖係用於形成 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 係圖示，顯示已執行熱處理過程 雷射退火於不同雷射功率處之非 係圖示，顯示已執行熱處理過程 雷射退火於不同雷射功率處之非 線性光束之光學系統的實例； 17- 本紙掁尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 508823 A7 _ B7 五、發明説明（15 ) 第1 3圖係利用檢流計及f - 0透鏡之光學系統的實 例； 第1 4A至1 4 E圖係圖示，顯示根據本發明之製造 方法的實例； 第1 5A至1 5D圖係圖示，顯示根據本發明之製造 方法的實例； 第1 6 A至1 6 D圖係圖示，顯示根據本發明之製造 方法的實例； 第1 7 A至1 7 C圖係圖示，顯示根據本發明之製造 方法的實例； 第1 8圖係圖示，顯示根據本發明之製造方法的實例 ， 第1 9圖係圖示，顯示像素之頂視圖； 第2 0圖係圖示，顯示液晶顯示器裝置之橫剖面結構 > 第2 1 A至2 1 C係圖示，顯示根據本發明之製造方 法的實例； 第2 2 A至2 2 D圖係圖示，顯示根據本發明之製造 方法的實例； 第2 3圖係圖示，顯示AM— L CD之槪觀； 第2 4 A至2 4 F圖係圖示，顯示電子設備之實例； 第2 5 A至2 5 D圖係圖示，顯示電子設備之實例； 以及 第2 6 A至2 6 C圖係圖示，顯示電子設備之實例。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 18 - 508823 A7 B7 五、發明説明（16 ) 元件對照表 1 0 0 1 ，1 4 0 1 雷射振盪器 柱面透鏡陣列 反射鏡 雙柱面透鏡 照射表面 光束擴展器 檢流計 f - 0透鏡 基板 方向 底膜 非晶系矽膜 結晶的矽膜 島形半導體層 罩幕層 1516，1523 1537 光阻罩幕 1 5 1 9，1 5 3 4 1544 雜質區 閘極絕緣膜 導電層（A ) 導電層（B ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r裝-
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 0 2 a 10 0 7 10 0 8 10 0 9 14 0 2 14 0 3 14 0 4 1 4 0 5, 14 0 8 15 0 1 1 5 0 3 a 1 5 0 3 b 1 5 0 4 〜 15 0 8 1 5 0 9, 1 5 3 3, 15 17, 1 5 4 2, 15 2 0 15 2 1 15 2 2 1 0 0 2 b 15 0 0 ，1 8 0 2 15 0 7 1 5 1 3 〜 1 5 3 5 〜 15 18, 1 5 4 3, 15 2 7 15 3 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19 - 508823 A7 B7 五、發明説明（17 ) 1 5 2 8 〜1 5 3 1 1 5 3 2，1 5 4 9 1 5 2 8 a 〜1 5 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 5 2 8 c 15 4 5 15 4 6 1 5 4 7, 15 5 0 1 5 5 1 〜 15 5 9 15 6 0 1.561， 16 0 1 16 0 2 16 0 3 16 0 4 16 0 5 1 5 6 3, 1 6 2 4, 15 5 8 16 2 71 6 0 6, 閘極電極 電容器配線 2 a，1528b 〜1532b 區 〜1 5 3 2 c 導電層（C ) 導電層（D ) 導電層（E ) 1 5 4 8 閘極配線 第一層間絕緣膜 1 5 5 4 源極配線 鈍化膜 第二層間絕緣膜 1562 像素電極 p通道T F T 第一η通道TFT 第二η通道TFT 像素丁 F T 儲存電容器 1564 接觸部分 1611 源極區 汲極配線 半導體層 1609，1618，16 19 通道形成區 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 20 508823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明（18 ) 1 6 0 7 a 1 6 0 7 b > 1 6 16 源極區 1 6 0 8 a j 1 6 0 8 b 汲極區 1 6 1 0 1 6 1 4 1 6 1 5 L.D D 區 1 6 1 2 5 1 6 1 7 1 6 2 6 汲極區 1 6 2 0 1 6 2 3 Loff 區 1 6 2 4 1 6 2 6 源極或汲極區 1 7 0 1 1 7 0 5 定向膜 1 7 0 2 相對基板 1 7 0 3 光屏蔽膜 1 7 0 4 相對電極 1 7 0 6 液晶材料 1 7 0 7 柱形間隔物 7 1 F P C 7 4 外部輸入端子 7 5 7 6 輸入配線 3 0 0 1 > 3 1 0 1 5 3 2 0 1，3 3 0 1 ，4 0 0 1， 4 1 0 1 ， 3 4 0 1 ， 3 5 0 1，3 7 0 1 ，3 9 0 1 主體 3 0 0 2 影像輸入部 3 0 0 3 ， 3 1 0 2 ， 3 2 0 5，3 3 0 2 ，4 1 0 3， 3 4 0 2 ， 3 5 0 2 ， 3 9 0 4，4 0 0 2 ,4 0 0 3 顯示部 3 0 0 4 鍵盤 3 1 0 3 ， 3 9 0 3 聲頻輸入部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 21 - 508823 A7 B7 3405，3504，3905, 操作開關 電池 影像接收部 攝影機部 影像接收部 臂部 揚聲器部 記錄媒體 目鏡部 投影裝置 屏幕 液晶顯示器裝置 3804〜3806 反射鏡 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^
光源光學系統 分光鏡 稜鏡 相差板 投影光學系統 反射器 光源 透鏡陣列 偏光轉變元件 聚光透鏡 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（2〇) 3 9 0 2 3906，40 06 4 10 2 較佳實施例之詳細說明 實施例模式 現將解說本發明之實施例模式。 首先，製備一具有0·7毫米厚度及5吋對角線之 Corning (康寧）#1737基板，利用電漿CVD設備形 成2 0 0奈米厚度之氮氧化矽膜於該基板上，且接著形成 5 0奈米厚度之非晶系矽膜於該氮氧化矽膜的表面上，施 加含有用於促進結晶化之1 0 P P m重量之元素的溶液（ 體積5毫升）於該非晶系矽膜之上，及執行該基板之熱處 理於5 0 0 °C之氮氣氛圍中1小時，且額外地在5 5 0 °C 4小時，而根據該熱處理方法獲得其中含於將成爲一 T F T之主動層之區內的非晶系區總表面面積爲相對於一 TFT之主動層的表面面積1·〇%至8·0%之結晶的 矽膜進一步地，此將呈其中在藉該熱處理方法之部分結晶 化之後的各非晶系區的表面面積等於或大於1 0 · 0平方 微米及其中存在至少一具有表面面積等於或大於〇 · 3 0 平方微米之非晶系區之結晶的矽膜。 用於處理雷射光束之橫剖面形狀爲線性形狀於照射表 面上之光學系統的結構實例係顯示於第1 2圖中，該結構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 210X297公釐） _ 23 · 聲頻輸出部 天線 支架。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 508823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（21 ) 係極普遍者且將使所有光學系統符合第1 2圖之結構，該 結構係其中不僅轉變該雷射光束之橫剖面形狀爲線性形狀 於照射表面之上，而且係其中能量均勻性將同時獲得於該 照射表面上之結構。 首先說明第1 2圖之側面圖，發射自雷射振盪器 1 0 0 1之雷射光束藉柱面透鏡陣列1 〇 〇 2 a及 1 0 0 2 b來畫分於垂直於該雷射光束之移動方向的方向 中，此方向在整個此規格中稱爲垂直方向，當反射鏡設置 於該光學系統內之時，該垂直方向會折彎於光線由該反射 鏡所折彎之方向中，有此結構將有四種畫分，所畫分之雷 射光束藉柱面透鏡陣列1 0 0 4而集光爲單一之雷射光束 ，接著藉反射鏡1 0 0 7反射此光束且藉雙柱面透鏡 1 0 0 8再次地聚光爲一雷射光束於照射表面1 0 0 9之 上，該雙柱面透鏡爲兩個柱面透鏡所組成之透鏡，藉此給 定該線性雷射光束能量均勻性於寬度方向中，且藉此確定 該寬度方向中之長度。 接著說明第1 2圖之頂視圖，從雷射振盪器1 0 0 1 離開的雷射光束係藉柱面透鏡陣列1 0 0 3畫分於垂直該 雷射光束之移動方向及垂直於垂直方向之方向中，此方向 在整個此規格中稱爲水平方向，該水平方向係折彎於當反 射鏡設置於光學系統之內而光線藉反射鏡折彎的方向，此 結構有七種畫分，接著，藉柱面透鏡1 0 0 4使該雷射光 束成爲單一光束於照射表面1 〇 〇 9之上，因此，該線性 獲得能量均勻性於長度方向中且藉此確定長度。諸如準分 請 先 閲 讀 背 之 注 意
I 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 508823 A7 B7 五、發明説明（22) 子雷射之雷射可給定爲目前使用於該光學系統中之典型者 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用小輸出之雷射振盪器時，則沒有足 該雷射光束爲例如10.0公分長之 點光源來照射雷射以便覆蓋整個基板 計以用於照射之方法係使用於此措施 系統的實例係顯示於第13圖之中。 器1 4 0 1之雷射光束會根據光束擴 小尺寸的雷射光束，且此外，經由檢 0透鏡1404而抵達基板1405 照射而覆蓋整個基板表面之方法，在 之位置係藉檢流計1 4 0 3之轉動而 1 4 0 3完成一半轉動之後移動於參 之方向中，接著，在該基板上雷射光 流計1 4 0 3而移動於先前方向相反 計1 4 0 3已完成一半旋轉時，該平 4 0 8所示之方向中，因此可藉重複 之移動來執行照射以便覆蓋整個基板 0透鏡1 4 0 4之焦點一直在該基 進一步地，若使 夠的能量密度來處理 線性形狀，因此，藉 表面，例如利用檢流 ，用於此方法之光學 發射自雷射振盪 展器1402而成爲 流計1 4 0 3及ί 一 。將解說利用檢流計 基板上雷射光束抵達 移動 > 平台係在檢流 考符號1 4 0 8所示 束抵達之位置係藉檢 的方向中，且當檢流 台移動於參考符號1 檢流計之轉動及平台 表面，而且使根據f 板之上’即使是照射位置移動。諸如Y A G雷射之第三諧 波的雷射可給定爲目前使用於此形式之光學系統中之典型 的雷射振盪器。 雷射退火係藉使用上述方法執行於具有非晶系區之結 晶的半導體膜之上，該結晶的半導體膜係在雷射退火之後 請‘ 先 閲 背 面 之 注 意 事 項 再j 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 25 508823 A7 _B7 五、發明説明（23 ) 結晶化至9 9%更大的百分比於將成爲TFT主動層之區 中，根據該結晶的半導體膜所製造之T F T s的電氣特徵 中之離散會減少。 進一步地，非晶系區半導體膜與微結晶的半導體膜存 在爲非晶系區半導體膜，而除了非晶系區之外，亦可使用 諸如非晶系矽鍺膜之具有非晶系結構之混合物半導體膜。 實施例1 在實施例1之中係解說在執行熱處理過程之後利用 X e C 1準分子雷射之雷射退火的例子。 製備具有〇 · 7毫米及5吋對角線之Corning #1 7 3 7基板，利用電漿CVD設備形成2 0 0奈米厚之 氮氧化矽膜於該基板之上且形成5 0奈米厚之非晶矽膜於 該氮氧化矽膜的表面上，接著，施加含有用於促進結晶化 之元素的溶液於該非晶系矽膜之上，例如當使用醋酸亞鎳 溶液時，可藉旋塗法來施加該醋酸亞鎳溶液（濃度1 0 P pm重量，體積5m£)於該膜的整個表面之上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，熱處理係在氮氣氛圍中執行於5 0 0 °C 1小時 ，且額外地在氮氣氛圍中執行於5 5 0 °C 4小時，該非晶 系矽膜係藉熱處理過程而部分地結晶化，且獲得其中含於 將成爲一 T F T之主動層之區內的非晶系區的總表面面積 成爲1 · 0至8 . 0%相對於將成爲一 TFT之主動層之 區的表面面積之結晶的矽膜。進一步地，該結晶的矽膜係 其中各該等非晶系區的表面面積在藉熱處理過程之部分結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格< 21〇X 297公嫠） · 26 - 508823 A7 _^_B7___ 五、發明説明（24 ) 晶化之後小於或等於1 0 · 0平方微米且其中至少一具有 表面面積等於或大於〇 · 3 0平方微米之非晶系區存在於 該膜之內者。接著，利用Lambda公司之XeCl準分子雷 射L3308 (波長308奈米，脈波寬度30奈米）來 執行雷射退火，此雷射振盪器發出脈波發射式雷射且擁有 輸出5 0 0毫焦/脈波之能量的能力，該雷射光束大小在 其末端處爲10x30毫米（均評估半寬度），該雷射光 束係透過諸如第12圖之光學系統而處理爲線性形狀雷射 ，且雷射退火係利X e C 1準分子雷射來執行，該結晶的 矽膜在雷射退火之後結晶化至9 9 %或更大的百分比於將 成爲T F T之主動層之區中。 若使用藉此所製造之結晶的矽膜爲T F T主動層時， 可減少T F T電性特徵中之離散。 實施例2 在執行熱處理過程之後利用K I* F準分子雷射來執行 雷射退火之例子將解說於實施例2之中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氮氧化矽膜及非晶系矽膜係藉類似於實施例1之方法 形成，以及施加含有用於促進結晶化之元素的溶液於該非 晶系矽膜，接著，在氮氣氛圍中執行熱處理於5 0 0 t 1 小時，且額外地在氮氣氛圍中執行於5 5 0 °C 4小時，該 非晶系矽膜係藉熱處理過程而部分地結晶化，且獲得其中 含於將成爲一 T F T之主動層之區內的非晶系區的總表面 面積成爲1 · 0至8 · 0 %相對於將成爲一 T F T之主動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 27 - 508823 A7 _ _ _B7_ _ 五、發明説明（25 ) 層之區的表面面積之結晶的矽膜。進一步地，該結晶的矽 膜係其中各該等非晶系區的表面面積在藉熱處理過程之部 分結晶化之後等於或小於1 0 · 0平方微米且其中至少一 具有表面面積等於或大於0 · 3 0平方微米之非晶系區存 在於該膜之內者。接著，藉類似於第12圖之方法使用 A r F準分子雷射來執行雷射退火。 若使用藉此所製造之結晶的矽膜爲T F T之主動層時 ，可減少T F T電性特徵中之離散。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 項 再遽 寫奘 本衣 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 訂 A r F 3之中 係藉類 結晶化 中執行 執行於 部分地 之區內 對於將 膜。進 面面積 • 0平 實施例3 在執行熱處理過程之後利 射退火之例子將解說於實施例 氮氧化矽膜及非晶系矽膜 形成，以及施加含有用於促進 晶系矽膜，接著，在氮氣氛圍 小時，且額外地在氮氣氛圍中 非晶系矽膜係藉熱處理過程而 含於將成爲一 T F T之主動層 面積成爲1.0至8.0%相 層之區的表面面積之結晶的矽 膜係其中各該等非晶系區的表 分結晶化之後小於或等於10 具有表面面積等於或大於0 · 在於該膜之內者。接著，藉類 準分子雷射來執行雷 〇 似於實施例1之方法 之元素的溶液於該非 熱處理於5 0 0 t： 1 5 5 0 °C 4小時，該 結晶化，且獲得其中 的非晶系區的總表面 成爲一TFT之主動 一步地，該結晶的矽 在藉熱處理過程之部 方微米且其中至少一 3 0平方微米之非晶系區存 似於第1 2圖之方法使用 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 A7 B7 五、發明説明（26 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A r F準分子雷射來執行雷射退火。該結晶的矽膜係在雷 射退火之後結晶化至9 9 %或更大的百分比於將成爲 T F T之主動層之區中。 若使用藉此所製造之結晶的矽膜爲T F T之主動層時 ，可減少TFT電性特徵中之離散。 實施例4 在執行熱處理過程之後利用Y A G雷射之第三個諧波 來執行雷射退火之例子將解說於實施例4之中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氮氧化矽膜及非晶系矽膜係藉類似於實施例1之方法 成，以及施加含有用於促進結晶化之元素的溶液於該非晶 系矽膜，接著，在氮氣氛圍中執行熱處理於5 0 0 °C 1小 時，且額外地在氮氣氛圍中執行於5 5 0 °C 4小時，該非 晶系矽膜係藉熱處理過程而部分地結晶化，且獲得其中含 於將成爲1 . 0至8 · 0 %相對於將成爲一 T F T之主動 層之區的表面面積之結晶的矽膜。進一步地，該結晶的矽 膜係其中各該等非晶系區的表面面積在藉熱處理過程之部 分結晶化之後小於或等於1 0 · 0平方微米且其中至少一 具有表面面積等於或大於0·30平方微米之非晶系區存 在於該膜之內者。接著，藉類似於第1 3圖之方法使用該 Y A G雷射之第三個諧波來執行雷射退火。該結晶的矽膜 係在雷射退火之後結晶化至9 9%或更大的百分比於將成 爲TFT之主動層之區中。 若使用藉此所製造之結晶的矽膜爲T F T主動層時’ 本紙張尺度Ϊ用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 29 - 508823 A7 B7 五、發明説明（27 ) 可減少T F T電性特徵中之離散。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例5 當結晶非晶系矽膜時執行熱處理過程於5 7 5 °C之例 子將解說於實施例5之中。 氮氧化矽膜及非晶系矽膜係藉類似於實施例1之方法 形成，以及施加含有用於促進結晶化之元素的溶液於該非 晶系矽膜，接著，在氮氣氛圍中執行熱處理於5 0 0 °C 1 小時，且額外地在氮氣氛圍中執行於5 7 5 t 4小時，該 非晶系矽膜係藉熱處理過程而部分地結晶化，且獲得其中 含於將成爲1·0至8·0%相對於將成爲一TFT之主 動層之區的表面面積之結晶的矽膜。進一步地，該結晶的 矽膜係其中各該等非晶系區的表面面積在藉熱處理過程之 部分結晶化之後小於或等於1 0 . 0平方微米且其中至少 一具有表面面積等於或大於〇·30平方微米之非晶系區 存在於該膜之內者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，執行雷射退火以爲了增加該結晶的矽膜之晶體 度該結晶的矽膜係在雷射退火之後結晶化至9 9 %或更大 的百分比於將成爲T F T之主動層之區中。 若使用藉此所製造之結晶的矽膜爲T F T之主動層時 ，可減少T F T電性特徵中之離散。 實施例6 參閱第1 4 A至2 0圖來解說明實施例6。在相同基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） β 30 - 508823 A7 _B7 ____ 五、發明説明（28 ) 板上製造顯示區之像素T F T及形成在該顯示區之週邊中 之驅動器電路T F T之方法，以及利用此之顯示器裝置係 根據製造過程而詳細地解說於此處。須注意的是，爲解說 之簡明起見，其係用於諸如移位暫存器電路及緩衝器電路 之電路的基本電路之CMO S電路，及用於形成取樣電路 之η通道T F T係顯示於該等圖之中。 低鹼性玻璃基板或石英基板可使用於第14Α圖中之 基板1 5 0 0，低鹼性玻璃基板將使用於實施例6之中。 爲了防止雜質擴散自該基板1 5 0 0，底膜1 5 0 1係由 諸如氧化矽膜，氮化矽膜或氮氧化矽膜之膜形成於其上將 形成TFT s之基板1 5 0 0的表面上，例如疊層藉電漿 CVD製造自Si H4，NH3，及N2〇之1 00奈米厚 的氮氧化矽膜與同樣地製造自S i H4及N2〇之2 0 0奈 米厚的氮氧化矽膜。 具有非晶系結構之半導體膜1 5 0 3 a係藉諸如電漿 CVD或濺鍍法而形成具有2 0至1 5 0奈米（較佳地從 3 0至8 0奈米）之厚度，5 5奈米厚之非晶系矽膜係藉 電漿C V D而形成於此處。非晶系半導體膜及微結晶的半 導體膜存在爲具有非晶系結構之半導體膜，且亦可應用諸 如非晶系矽鍺膜之具有非晶系結構之混合物半導體膜。進 一步地，可藉相同的膜形成方法來形成底膜1 5 0 1及非 晶系矽膜1 5 0 3 a，因而可連續地形成該兩膜，其呈可 行於在藉未具任何暴露於大氣來形成底膜之後防止表面之 污染，而可減少所製造之TFT s之特徵中的離散以及臨 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 31 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（29 ) 限電壓中的變動。（參閱第14A圖）。 接著，利用用於促進結晶化之金屬元素（一元素，或 複數之元素，選取自鎳，鈷，鍺，錫，鉛，鈀，鐵，及銅 之群；較佳地爲鎳）來執行熱處理於非晶系矽膜 1 5 0 3 a之上，藉此執行結晶化。該非晶系矽膜係藉熱 處理過程而部分地結晶化，而取得其中含於將成爲一 T F T之主動層之區內的非晶系區的總表面面積成爲 1 · 0至8 · 0%相對於將成爲一 TFT之主動層之區的 表面面積之結晶的矽膜。進一步地，該結晶的矽膜係其中 各該等非晶系區的表面面積在藉熱處理過程之部分結晶化 之後小於或等於10.0平方微米且其中至少一具有表面 面積等於或大於0 · 3 0平方微米之非晶系區存在於該膜 之內者（參閱第1 4 B圖）。接著，執行形成結晶的矽膜 1 5 0 3 b之雷射結晶化，該結晶的矽膜係在雷射退火之 後結晶化至9 9 %或更大的百分比於將成爲TFT之主動 層之區中。雖然會根據含於該非晶系矽膜內之氫的數量， 但較佳地在該結晶化過程之前執行熱處理於4 0 0至 5 0 0 t 1小時之程度以降低含氫量至5原子百分比（ 3 1〇111%)或更小。（參閱第14<：圖）。 接著，畫分結晶的矽膜1 5 0 3 b爲島形而形成島形 半導體層1 504至1 507。接著，藉使用電漿CVD 或濺鍍法形成具有5 0至1 0 0奈米厚度之罩幕層 1508自氧化矽膜。（參閱第14D圖）。 接著，形成光阻罩幕1 5 0 9，及添加硼（B )爲打 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) «裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 508823 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 ____五、發明説明（3〇 ) 算控制臨限電壓之雜質元素，該雜質元素給予1 X 1 〇16 至5 X 1 017原子/立方公分之濃度的P型導電性於島形 半導體層1 5 0 4至1 5 0 7之整個表面而η通道TFT ，可實施離子摻雜法以用於硼（B )之添加，且亦可同時 添加硼爲非晶系矽膜之膜形成，此處不必一直添加硼（B )，但較佳地係形成硼添加之半導體層1 5 1 0至 1 5 1 2以便保持η通道TFT臨限電壓於預定範圍之內 。（參閱第1 4 E圖）。 爲了形成LDD區於驅動器電路之η通道TFT s中， 給予η型導電性之雜質元素選擇性地添加於島形半導體層 1 5 1 0及1 5 1 1，因此預先地形成光阻罩幕1 5 1 3 至1516，磷（Ρ)及砷（As)可使用爲給予η型導 電性之雜質元素，而離子摻雜法係利用磷化氫（Ρ Η 3 )於 此處以添加磷（Ρ)，形成於雜質區1517及1518 中之磷（Ρ)的濃度可設定於2x 1 016至5x 1 019原 子/立方公分之範圍內，在整個此規格中係藉參考符號η -來表示此處所形成之給η型導電性雜質元素於地區 1 5 1 7及1 5Ί 8中及雜質地區中1 5 1 9中之濃度。 進一步地，雜質地區1 5 1 9爲用认形成像素部分之儲存 電容器之半導體層且以相同的濃度來添加磷（Ρ )於此地 區。 接著，藉使用諸如氟化氫之措施來去除罩幕層 1 5 0 8，及執行第1 4Ε及1 5 Α所添加之雜質元素的 激活過程，激活可藉熱處理於氮氣氛圍中在5 0 0至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) :33 - '幫 (請先閱讀背面之注意事項 #!— ,ιτ 線* 508823 A7 B7 五、發明説明（31 ) 6 0 0 °C溫度處1至4小時或藉雷射激活法予以執行’且 兩者均可一起執行。A r F準分子雷射來執行雷射光束（ 波長2 4 8奈米）使用於實施例6之中’該雷射光束形成 爲具有5至5 OH z發射頻率及1 0 0至5 0 0毫焦/平 方微米能量密度之線性形狀雷射，且此係以8 0至9 8 % 之重疊率來加以掃描而處理其上將形成島形半導體層之基 板的整個表面。應注意的是，在雷射光束之發射條件上並 沒有限制，而該等條件可由操作員合適地確定。 接著，閘極絕緣膜1 5 2 0藉電漿CVD或濺鍍法而 由含有矽及具有1 0至1 5 0奈米厚度之絕緣膜所形成， 例如形成1 2 0奈米厚之氮氧化矽膜。亦可使用另一含有 矽之絕緣膜於閘極絕緣膜之單層結構或疊層結構。（參閱 第1 5 B圖）。 然後，形成第一導電層以便以形閘極電極，該第一導 電層可由單層所形成，且視需要亦可具有雙層或三層之疊 層結構，由導電金屬氮化物膜所製成之導電層（A ) 1521與由金屬膜所製成之導電層（B) 1522係疊 層於實施例6之中。該導電層（B)1522係由選擇自 含有鉬（T a )，鈦（T i )，組（Μ 〇 )，及鎢（W ) 之群之元素所形成，或由具有上述元素之一爲其主要構成 物之合金所形成，或由上述元素之合金膜（典型地，Mo 一 W合金膜或Mo— Ta合金膜）所形成；導電層（A) 1 5 2 1可由氮化鉅（T a N )膜，氮化鎢（W N )膜， 氮化鈦（T i N )膜，或氮化鉬（Μ ο N )膜所形成，進 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格{ 210 X 297公釐） _ 34 - 508823 A7 B7 五、發明説明（32 ) 一步地，矽化鎢，矽化鈦，或矽化鉬亦可使用爲導電層（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A ) 1 5 2 1之替代材料。較佳地係降低導電層（B )之 內所含之雜質元素的濃度以便達成低電阻’且尤其較佳地 係使氧濃度小於或等於3 0 p P m，例如可藉維持氧濃度 於3 0 p P m或更小而以鎢（W )膜來實現於或小於2 0 Ω c m之低電阻率之値。 導電層（A) 1521可具有設定於10至50奈米 (較佳地在2 0與3 0奈米之間）的厚度’而導電層（B )1522可具有設定於200至400奈米（較佳地在 2 5 0與3 5 0奈米之間）的厚度。在實施例6之中，係 使用30奈米厚之氮化鉬膜於導電層乂A)1521中， 及使用350奈米厚之丁 a膜於導電層（B) 1522中 ，而兩者均藉濺鑛法予以形成。具有根據濺鍍法之膜形成 ，若添加合適數量之X e或K r於濺鍍氣體A r時，則將 舒解欲形成膜的內部應力而可防止膜剝離。須注意的是， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖未顯示於圖中，但形成具有2至2 0奈米大小之厚度的 磷（P)摻雜之矽膜於導電層（A) 152 1下方係有用 的，藉此，可增加矽膜上所形成之導電膜的黏著性及可防 止氧化，且同時可防止含於導電層（A)或導電層（B ) 內之微量的鹼性金屬元素擴散進入閘極絕緣膜1 5 2 〇之 內。 (參閱第1 5 C圖）
接著，形成光阻罩幕1 5 2 3至1 5 2 7，以及以單 擊（one shat )來餓刻導電層（A) 152 1及導電層（B 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) «35^ 508823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ 33 ) 1 | ) 1 5 2 2 而 形成 閘 極 電極 1 5 2 8至 1 5 3 1 及電容 器 1 | 配 線 1 5 3 2 。閘 極 電 極1 5 2 8 至1 5 3 1 及 電容器 配 I 1 1 線 1 5 3 2 係 由導 電 層 (A ) 所 製 成之 參 考符 號 請 1 1 1 5 2 8 a 至 15 3 2 a所示 之 與導 電 層（ Β )所製 成 先 閲 1 r 讀 1 | 之 參 考 符 Μ 1 5 2 8 b 至1 5 3 2 b所 示 之區 的 集成所形 背 面 1 1 成 〇 在 驅 動 器 電器 中 所形成 之 閘 極 電極 1 5 2 9 及 之 注 意 1 I 1 5 3 0 係 同 時形成 以 爲了 透 過 閘 極絕 緣 膜1 5 2 0與 部 事 項 再J 1 1 1 分 之 雜 質 is 1 5 1 7 及 15 1 8 重 疊。 ( 參閱 第 1 5 D 圖 fl 太 裝 ) 頁 1 1 接 著 執 行給予 P 型導 電 性 雜 質元 素 的添 加 過程以 便 1 形 成 驅 動 器 電 器Ρ 通 道 丁 F T S 之 源極 區 及汲 極 區’此 處 1 I > 該 等 雜 質 係以 白 行 對齊 方 式利 用閘 極 電極 1 5 2 8 來 1 訂 | 當 作 罩 幕 而 形 成， 此 時 ，其 中 形 成 η通 道 T F Τ s之地 區 1 1 I 係 由 光 阻 罩 幕 15 3 3 所覆 蓋 ， 然 後， 藉 使用 二 硼烷（ 1 1 Β 2 ] Η 6 丨） 之離子摻雜法來形成雜質區1 5 3 4 此地區之 % | 硼 ( Β ) 濃 度 係設 定 以 爲了 從 3 X 10 2 C ，至3 X 1 0 2 1原 1 If 子 / 方 公分 ，此 處 所 形成 之 雜 質 區1 5 3 4 中 給予Ρ 型 1 1 I 導 電 性 之 雜 質 元素 的 濃 度在 整 個 此規格 中 係藉 參 考符號 Ρ + 1 1 予 以 表 示 〇 1 1 作 用 爲 源 極區 或 汲 極區 之 雜 質 區的 形成接 著 執行於 Π 1 I 通 道 T F T S 中， 形 成 光阻 罩 幕 1 5 3 5 至1 5 3 7, 及 1 1 | 沃加 給 予 η 型 導電 性之 雜質 元 素 而形成 雜 質區 1 5 3 8 至 1 1 1 5 4 3 此係藉 利 用 磷化 氫 ( P Η 3 : )之離子摻雜法予以 1 1 執 行 > 且 該 等 區之 磷 ( P ) 濃 度 設 定於 1 XI 0 2 0至1 X 1 1 1 綠 準 標 冢 國 國. 宁 用 通 Μ XI/ S Ν 釐 公 97 -36- 508823 A7 B7 五、發明説明（34) 1 021原子/立方公分，此處所形成之雜質區1 5 3 8至 1 5 4 2中給予η型導電性之雜質元素的濃度在整個規格 中係藉參考符號η+予以表示。（參閱第16Β圖） 磷（Ρ)或硼（Β)已在前一步驟添加於雜質區 1 5 3 8至1 5 4 2，但此處之磷（Ρ )係以十分高的濃 度添加於雜質區，因而可認爲前一步驟中所添加的磷（Ρ )或硼（Β)並不具有任何影響。進一步地，添加於雜質 區1 5 3 8之磷（Ρ)的濃度爲第1 7Α圖中所添加之硼 (Β)濃度的1/3至1/2，因而維持了 ρ型導電性且 並未給予T F T s之特徵任何影響。 接著，執行給予η型導電性之雜質的添加過程以便形 成1 DD區於像素部分之η通道TFT s中，給予η型導 電性之雜質元素係以具有閘極電極1 5 3 1當作罩幕之自 行對齊方式藉離子摻雜法予以添加，所添加之磷（Ρ )的 濃度爲1 X 1 0 1 6至5 X 1 0 1 8原子/立方公分，磷係以 比第1 5 A，1 6 A，及16B圖所添加之雜質元素之濃 度更低的濃度來添加，因此，僅有效地形成雜質區 1 543及1 544。在整個此規格中，雜質區1 543 及1 5 4 4中給予η型導電性之雜質元素的濃度係藉參考 符號η ——予以表示。（參閱第16 C圖） 接著’執行熱處理過程以爲了激活給予η型導電性或 η型導電性且已以不同濃度添加之雜質元素，可執行爐退 火，雷射退火，或快速熱退火（RTA)以用於此過程， 熱處理係執行於具有氧氣濃度等於或小於1 p p m (較佳 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - - 3 508823 A7 _____B7 五、發明説明（35 ) 地等於或小於0 · 1 ppm)之氮氣氛圍中，且在400 至8 0 0 °C之溫度（典型地在5 0 0 °C與6 0 0 °C之間） 處。在實施例6之中’熱處理執行5 5 0 °C 4小時。進一 步地，用於其中諸如石英基板之具有熱阻之基板使用於基 板1 5 0 0之例子，可執行熱處理8 0 0 °C 1小時以執行 該等雜質元素之激活及形成良好的接面於該等已添加雜質 元素之雜質區與通道形成區之間。 導電層（C)1528c至1532c係藉此熱處理 過程而形成於將形成閘極電極1 5 2 8至1 5 3 1及電容 器配線1 5 3 2之金屬膜1 5 2 8至1 5 3 2b的表面之 中至5與8 0奈米間之深度，例如當導電層（B ) 1 5 28b至15 3 2b爲鎢（W)時，將形成氮化鎢（ W N )，而當使用組（T a )於導電層（B )之時將形成 氮化钽（TaN)。進一步地，導電層（C) 1528c 至1 5 3 2 c可同樣地藉暴露閘極電極1 5 2 8至 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 5 3 1於其中使用諸如氮氣或氨氣之氣體的含氮氣之電 漿氛圍而形成。此外，熱處理係在含有3%與1 0 0%間 之氫氣的氛圍中執行於3 0 0至4 5 0 °C 1至1 2小時而 執行該等島形半導體層之氫化，此過程係一種藉熱激勵氫 來終結半導體層中之懸浮鍵的方法，電漿氫化（利用電漿 所激勵之氫氣）亦可使用爲氫化之另一種措施。（參閱第 1 6 D 圖）。 應注意的是，當島形半導體層係如實施例6中似地藉 使用金屬元素使非晶系矽膜結晶之方法予以製造時，則微 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公慶） 508823 A7 B7_ 五、發明説明（36) 量之金屬元素會殘留在該等島形半導體層之內’當然在此 狀態中完成T F T s係可行的，但較佳地係去除殘留的金 屬元素至少自通道形成區，使用藉磷（p)之捉聚（ gettering)動作的措施係去除該金屬元素之一種措施’用 於捉聚所需之磷（P )濃度係相同於第1 6 B圖中所形成 之雜質區η +濃度之大小，而根據第1 6 D圖中所示之熱 處理激活過程可捉聚該金屬元素自η通道TFT s及ρ通 道TFTs之通道形成區。 此外，亦存在其他去除該金屬元素之措施而未特定地 限制所使用之措施，例如在形成島形半導體層之後’可執 行熱處理於1 0分鐘與4小時之間（較佳地在3 0分鐘與 1小時之間），使得其中金屬元素殘留之結晶的半導體膜 之溫度爲800至1150 °C (較佳地900至100 °C )相對氧氣氛圍之含有化氫體積3%與1 0 %間之氛圍中 。藉此過程，在該結晶的半導體膜內的鎳呈揮發性之氯化 物混合物（氯化鎳）且分離爲處理氛圍，亦即，根據鹵素 元素之捉聚動作而去除鎳係呈可行的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在完成徼活及氫化過程之後，形成將成爲閘極配線之 第二導電膜，該第二導電膜可由具有諸如鋁（A 1)或銅 (C u )爲其主要構成物之低電阻材料之導電層（D )所 形成，以及由鈦（T i )，鉬（T a )，鎢（W )，或鉬 (Μ 〇 )所製成之導電層（E )所形成，含有鈦（T i ) 之重量0 · 1至2%之鋁（A 1 )膜係使用爲導電層（D )1 5 4 5，而鈦（T i )膜則使用爲導電層（E ) -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（37) 1 I 1 5 4 6 ，導電層 ( D ) 15 4 5 可 獲 得 2 0 0 至 4 0 0 1 1 1 奈 米 ( 較 佳地在2 5 0與 3 5 0 奈 米 之 間 ) 之 厚 度 > 而 導 1 1 電 層 ( E )1 5 4 6 則可 形成 有 5 0 至 2 0 0 奈 米 ( 較 佳 1 1 請 1 1 地在 1 0 0與1 5 0 奈米 之間 ) 的 厚 度 〇 ( 參 閱 第 1 7 A 先 閲 1 讀 1 圖 ) 背 面 1 1 之 接 著 ，蝕刻該 導 電層 (E ) 1 5 4 6 及 導 電 層 ( E ) 注 意 i 1 1 5 4 5 以便形成 用 於連 接於 閘 極 電 極 之 閘 極 配 線 > 而形 事 項 再 1 1 成 閘 極 配 線1 5 4 7 及1 5 4 8 以 及 電 容 器 配 線 1 5 4 9 填4 本 % 〇 該 等 閘 極配線可 形 成而 維持 良 好 之BB m 擇 性於 與 藉 使用 蝕 刻 頁 1 過 程 之 基 礎的處理 中 ，其 中： 首 先 > 藉 使 用 S i C 1 4 > 1 C 1 2及 B C 1 3 之 :合氣 f乾 ;蝕亥[ IS :來去 :除咅E !分 穿 ?過 !導 1 1 電 層 ( D )之材料 白 導電 層（ E ) 之 表 面 > 以 及 接 著 藉 磷 1 訂 酸 蝕 刻 溶 液之濕式 飩 刻法來去 除 導 電 層 ( D ) 之 殘 留 物 〇 1 ( 參 閱 第 1 7 B圖 ) Ί ! 第 一 層間絕緣 膜 15 5 0 係 由 具 有 5 0 0 至 1 5 0 0 ί 1 奈 米 厚 度 之氧化矽 膜 或氮 氧化矽 膜 所形成 以 及 接 觸 孔 係 Wf 接 著 形 成 以用於到 達 各島 形半 導 體 膜 中 所形成 之 源 極 區 或 1 1 I 汲 極 區 ， 然後，形成 源極 配線 1 5 5 1 至 1 5 5 4 以 及 汲 1 1 極 配 線 1 5 5 5至 1 5 5 8 ° 在 實 施 例 6 之 中 > 雖 未 顯 示 1 I 於 圖 中 ， 但採用其 中 10 0奈 米 厚 之 T i 膜 3 0 0 奈 米 1 I 厚 之含有 T i鋁膜 及1 5 0 奈 米 厚 之 T i 膜 藉 濺 鍍 法 連 1 1 I 續 形成 之 三層結構 疊 層膜 供該 等 電 極 用 〇 1 1 接 著 ，形成具 有 5 0 至5 0 0 奈 米 ( 典 型 地在 1 0 0 1 1 與 3 0 0 奈米之間 ) 之氮 化矽 膜 > 氧 化矽 膜 > 或 氮 氧 化矽 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · 4〇 - 508823 Α7 Β7 五、發明説明（38 ) 膜來當作鈍化膜1 5 5 9，若氫化過程執行於此狀態之中 ，則可獲得相對於提升T F T特徵之較佳結果，例如熱處 理可在含有3%與1 0 0%間之氫氣的氛圍中執行於 300至450 °C1至12小時。替換性地，類似之結果 可藉使用電漿氫化法來獲得。須注意的是，開口部分可在 此時形成於鈍化膜1 5 5 9中，在將形成稍後連接像素電 極於汲極配線用之接觸孔的位置中。（參閱第17C圖） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二層間間絕緣膜1 5 6 0係接著由具有1 . 0至 1 · 5微米厚度之有機樹脂所形成，諸如聚亞醯胺，丙烯 腈，聚醯胺，聚亞醯胺醯胺，及BCB (苯環丁烷）可使 用爲有機樹脂。此處，在使用熱固型聚亞醯胺施加於基板 之後，燒烤該基板於3 0 0 °C，然後形成用於到達汲極配 線1 5 5 8之接觸孔於第二層間間絕緣膜1 5 6 0中以及 形成像素電極1 5 6 1及1 5 6 2。透明導電膜可使用於 透射型液晶顯示器裝置之像素電極而金屬膜可使用於反射 型液晶顯示器裝置之例。透射型液晶顯示器裝置係製造於 實施例6中，因此藉濺渡法來形成由氧化銦與氧化錫混合 物所製成之導電氧化物膜（I T 0膜）於1 〇 〇奈米之厚 度。（參閱第1 8圖） 具有驅動器電路TFT s及顯示器之像素TFT s於 同一基板之基板可藉此完成。p通道TFT1 60 1，第 一 η 通道 TFT1602，及第二 η 通道 TFT1603 係形成於驅動器電路中，而像素T F Τ 1 6 0 4及儲存電 容器1 6 0 5則形成於顯示區之中。爲便利起見，此形式 本:紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4驗（2歐297公釐)7171 ~ 508823 A7 B7 五、發明説明（39 ) 之基板在此規格中稱爲主動矩陣基板。 須注意的是，第1 9圖爲顯示該顯示區之幾乎一像素 部分之頂部表面圖，沿著第1 9圖所示之線A — A /的橫 剖面結構相對應於第1 8圖中所示之顯示區的橫剖面圖， 進一步地，第1 9圖相對應於第1 4A圖至第1 8圖之橫 剖面圖，因而使用相同的參考符號。閘極配線1 5 4 8透 過未顯示於圖中之閘極絕緣膜與下方之半導體層1 5 0 了 交叉。雖未顯示於圖中，但源極區，汲極區，及η ——區之 Loff區形成於半導體層中。進一步地，參考符號1 5 6 3 表示源極配線1 5 5 4與源極區1 6 2 4間之接觸部分， 參考符號1 5 6 4表示汲極配線1 5 5 8與汲極區 1 6 2 6區之接觸部分，以及參考符號1 5 6 5表示汲極 配線1 5 5 8與像素電極1 5 6 1間之接觸部分。儲存電 容器1 6 0 5係由其中延伸自像素TFT 1 6 0 4之汲極 區1 6 2 6的半導體層1 6 2 7透過閘極絕緣膜重疊於電 容器配線1 5 3 2及1 5 4 9之區所形成。 進一步地，驅動器電路之P通道TFT 1 6 0 1具有 通道形成區1606，源極區1607a及1607b , 以及汲極區1 6 0 8 a及1 6 0 8 b於島形半導體層 1 5 0 4之中；第一 η通道TFT 1 6 0 2具有通道形成 區1609，重疊於閘極電極1529之LDD區 1610(在下文中稱此形式之LDD區爲Lov)，源 極區1611，及汲極區1612於該島形半導體層 1 5 0 5之中，在通道縱向中之L 〇 v區的長度爲〇 . 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 口2 _ 一 一 · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（4〇)
至3·0微米，較佳志11·0與1.5微米之間。第二 η通道TFT1 6 03具有通道形成區1613，LDD 區1614及1615，源極區1616，及汲極區 1 6 1 7於該島形半導體層1 5 0 6中。並未與閘極電極 1 5 3 0重疊之L ο ν區及LDD區（下文中稱此形式之 L D D區爲Loff )形成於LDD區之中，而在通道縱向中 之Loff區的長度係〇 · 3至2 · 0微米，較佳地在〇 · 5 與1 · 5微米之間。像素TFT1 6 04具有通道形成區 1 6 1 8 及 1 6 1 9，Loff 區 1620 至 1623，及源 極或汲極區1 6 2 4至1 6 2 6於島於半導體層1 5 0 7 中，在通道縱向中之Loff區之長度係〇 · 5至3 · 0微米 ，較佳地在1 · 5與2 · 5微米之間。此外，儲存電容器 1 6 0 5係由電容器配線1 5 3 2及1 5 4 9，相同於閘 極絕緣膜之材料所製成之絕緣膜，以及連接於像素T F T 1 6 0 4之汲極區1 6 2 8且添加給予η型導電性之雜質 元素於其之半導體層1 6 2 7所形成。進一步地，無須限 制本發明於實施例6中所示之儲存電容器的結構，例如可 使用具有記載於本發明申請人所擁有之日本專利申請案第 平9 一 3 1 6 567號，日本專利申請案第平9 一 2 7 3 4 4 4號，或曰本專利申請案第平1 〇 — 2 5 4 0 9 7中之結構的儲存電容器。 在第1 8圖中之像素TFT 1 6 0 4爲雙閘極結構， 但亦可使用單閘極結構，且亦可使用其中形成複數個閘極 電極之多閘極結構而無任何妨礙。 本紙張尺度適财關家鮮（CNS ) A4祕（210X297公釐):43 _ -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 五、發明説明（41 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將解說從上述主動矩陣基板來製造主動矩陣型液晶顯 示器裝置之方法。如第2 0圖中所示，定向膜1 7 0 1係 年目對於上述第1 8圖之狀態中之方法所製造的主動矩陣型 S板而形成；聚亞醯胺樹脂常使用於一般液晶顯示器元件 之定向膜中；光屏蔽膜1703，相對電極1704,及 定向膜1 7 0 5形成於相對基板1 7 0 2中。在形成該定 @膜之後執行擦拭法以便給定液晶分子某一固定的預傾角 °其上形成像素部分及CMOS電路之主動矩陣基板與相 Μ基®接著根據熟知之單元建構過程透過諸如密封材料（ 未顯示於圖中）及柱形間隔物1 7 0 7予以接合，接著， 注入液晶材料1 7 0 6於該兩基板之間，且此係完全地藉 使用密封劑（未顯示於圖中）予以密封，可使用熟知之液 晶材料於液晶材料，藉此完成第2 0圖中所示之主動矩陣 型液晶材料。 因此’可根據像素T F T及驅動器電路所需之規格製 造出其中各電路之T F T s結構最適化之上述主動矩陣液 晶顯不器裝置 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 須注意的是，可隨意地組合實施例6與實施例1至5 ’實施例7，及實施例8之任一實施例。 實施例7 利用另一結晶化之方法作爲實施例6中之結晶化方法 替代之實例將參照第2 1 A至2 1 C圖說明於下文實施例 7中。 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 A7 _B7 五、發明説明（42 ) 首先，根據實施例6取得第2 1 A圖之狀態，須注意 的是，第2 1 A圖相對應於第1 4 A圖。 訂 接著，利用促進結晶化之金屬元素（一元素，或複數 個元素，選擇自含有鎳，鈷，鍺，錫，鉛，鈀，鐵，及銅 之群，典型地爲鎳）來執行結晶化。特定地，結晶化係根 據其中維持金屬元素於非晶系矽膜（非顯示於圖中）之表 面上之狀態中的熱處理而執行。該非晶系矽膜會部分地結 晶，而根據該熱處理過程將獲得其中含於將成爲一 T F T 之主動層之區內的非晶系區的總表面面積爲1.0至 8 . 0%相對於將成爲一 TFT之主動層之區的表面面積 之結晶的矽膜；進一步地，此成爲其中各該等非晶系區的 表面面積在藉熱處理過程之部分結晶化之後小於或等於 10·9平方微米且其中至少一具有表面面積大於或等於 0 . 3 0平方微米之非晶系區存在之結晶的矽膜；接著， 執行雷射退火而改變爲結晶的矽膜，其中藉濺鍍法導入含 鎳之水性溶液（醋酸亞鎳水性溶液）的含金屬元素層 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 8 0 1形成於非晶系區半導體膜1 5 0 3 a之整個表面 上（參閱第2 1B圖），進一步地，雖然在實施例7之中 係使用濺鍍法爲導入鎳之方法，但亦可使用藉蒸鍍法或類 似者爲形成金屬元素之薄膜（實施例7中之鎳膜）於非晶 系半導體膜之上的措施。 接著，執行雷射退火以形成結晶的矽膜1 8 0 2 (參 閱第2 1 C圖）。在雷射退火之後，該結晶的矽膜會結晶 至9 9 %或更大的百分比於將成爲T F T之主動層之區中 -45 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A7 B7 ___ 五、發明説明（43 ) 〇 隨後之過程可根據第1 4 C圖之顯示於實施例6中的 步驟執行，而取得第2 0圖中所示的結構。 須注意的是，當島形半導體層藉實施例7中之利用金 屬元素使非晶系矽膜結晶之方法予以製造時’微量之該金 屬元素會殘留在該等島形半導體層之內’當然在此狀態中 完成T F T s係可行的，但較佳地係去除殘留的金屬元素 至少自通道形成區，使用藉磷（P )之捉聚動作的措施係 去除該金屬元素之一種措施，用於捉聚所需之磷（p )濃 度係相同於第1 7 B圖所形成之雜質區η +濃度之大小’而 根據第1 6 D圖中所示之熱處理激活過程可捉聚該金屬元 素自η通道TFT s及ρ通道丁 FT s之通道形成區。 此外，亦存在其他去除該金屬元素之措施而未特定地 限制所使用之措施，例如在形成島形半導體層之後，可執 行熱處理於1 0分鐘與4小時之間（較佳地在3 0分鐘與 1小時之間），使得其中金屬元素殘留之結晶的半導體膜 之溫度爲800至1150 t：(較佳地9 00至1000 °C)於相對氧氣氛圍之含有氯化氫體積3%與1 0%間之 氛圍中。藉此過程，在該結晶的半導體膜內的鎳呈揮發性 之氯化物混合物（氯化鎳）且分離爲處理氛圍，亦即，根 據鹵素元素之捉聚動作而去除鎳係呈可行的。 進一步地，可使用複數個措施供去除該金屬元素用， 捉聚亦可執行於形成該等島形半導體層之前。 本^張尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210'乂297公釐) 雄 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 508823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（44 ) 實施例8 利用另一結晶化之方法作爲實施例7中之結晶化方法 替代之實例將參照第2 2 A至2 2 D圖說明於下文實施例 8中。 首先，根據實施例6取得第2 2 A圖之狀態，須注意 的是，第2 2A圖相對應於第1 4A圖。 接著，藉旋塗法來施加含金屬元素（實施例8中之鎳 )之水性溶液（醋酸亞鎳水性溶液）而形成含金屬元素層 1 9 0 1於非晶系半導體膜1 5 0 3 a之整個表面上（參 閱第22B圖），除了鎳（Ni)之外能使用於此處之金 屬元素係鍺（G e )，鐵（F e )，鈀（P d )，錫（ S η )，鉛（P b )，鈷（C 〇 )，鉑（P t )，銅（ 〇11)，金（厶11)，及銘（八1)。 進一步地，雖然在實施例8之中係藉旋塗法來添加鎳 之方法，但亦可使用藉諸如蒸鍍法或濺鍍法之方法爲形成 金屬元素之薄膜（實施例8中之鎳薄膜）於非晶系半導體 膜之上的措施。進一步地，雖然形成含金屬元素層 1 9 0 1於非晶系半導體膜1 5 0 3 a之整個表面上之實 例係顯示於實施例8之中，但亦可使用形成罩幕及接著選 擇性地形成含金屬元素層之方法。 接著，執行熱處理於5 0 0至6 5 0 t (較佳地在 5 5 0與6 0 0 °C之間）6至1 6小時（較佳地在8與 1 4小時之間），結果，結晶化進行及結晶的半導體膜（ 在貧施例8中之結晶的矽膜）1 9 0 2形成（參閱第 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) «裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -47- 508823 A7 B7 五、發明説明（45 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 22C圖）。該非晶系矽膜會部分地結晶，而根據該熱處 理過程將獲得其中含於將成爲一 T F T之主動層之區內的 非晶系區的總表面面積爲1·0至8·0%相對於將成爲 一 T F T之主動層之區的表面面積之結晶的矽膜；進一步 地，此成爲其中各該等非晶系區的表面面積在藉熱處理過 程之部分結晶化之後等於或小於1 〇 · 〇平方微米且其中 至少一具有表面面積大於或等於〇·30平方微米之非晶 系區存在之結晶的矽膜。須注意的是，當選擇性地形成含 金屬元素之層時，結晶化會以罩幕之開口部分爲原點來進 行於實質平行於基板之方向中（由箭頭所示之方向）而形 成其中晶體成長方向係巨視地排成一行之結晶的矽膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於低的結晶溫度，存在有許多缺陷含於藉上述方法 所結晶之結晶的矽膜內，且其中會有不足以使用爲半導體 元素材料之例。爲了增加結晶的矽膜之晶體度，將照射雷 射光束於該膜之上而形成具有良好晶體度之結晶的矽膜 1903 (參閱第22D圖）。在雷射退火之後，結晶的 矽膜將結晶至9 9 %或更大的百分比於將成爲T F T主動 層之區中。 隨後之過程可根據第1 4 C圖之顯示於實施例7中的 步驟執行，而取得第2 0圖中所示的結構。 須注意的是，類似於實施例7，較佳地係去除殘留的 金屬元素自至少通道形成區，因此，較佳地利用實施例6 中所示之方法來執行捉聚（gettering )。 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 A7 B7 五、發明説明（46 ) 實施例9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將參照第2 3圖之透視圖來說明實施例6中所示之主 動矩陣型液晶顯示器裝置之結構。須注意的是，第2 3圖 相對應於第1 4A至1 9圖，且因此使用共同的參考符號 0 主動矩陣基板係藉形成於玻璃基板1 5 0 1上之顯示 區1706，掃描信號驅動器電路1704，及影像信號 驅動器電路1 7 0 5予以建構。像素TFT1 6 0 4形成 於顯示區中而在週邊中所形成之驅動器電路則根據 CMO S電路予以建構；掃描信號驅動器電路1 7 0 4及 影像信號驅動器電路1 7 0 5分別地藉閘極配線1 5 3 1 及藉源極配線15 5 4連接於像素TFT 1 6 0 4 ;進一 步地，F P C 7 1連接於外部輸入端子7 4，而輸入配 7 5及7 6則各連接於該驅動器電路。須注意的是，參考 符號1 7 0 2表示相對基板。 實施例1 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉實施本發明所形成之CMO S電路及像素部分可使 用於多種電光裝置（諸如主動矩陣液晶顯示器及主動E C 顯示器），亦即，本發明可實施於結合此型電光裝置於顯 示部部分中之所有電子設備。 下列可給定爲該等電子設備：視頻攝影機，數位相機 ，投影機（後投影型或正投影型），頭戴式顯示器（眼鏡 型顯示器），車用導航系統，車用音響，個人電腦，及手 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 508823 A7 _B7 五、發明説明（47) 提式資訊終端機（諸如移動式電腦，手提式電話，或電子 書籍），若干該等實例顯示於第24A至24F圖，第 25A至25D圖，及第26A至26C圖。 第24A圖顯示個人電腦且含有諸如主體3001 ’ 影像輸入部3002，顯示部3003，及鍵盤300 4 之組件。本發明可應用於影像輸入部3 0 0 2，顯示部 3 0 0 3，及其他信號控制電路。 第2 4 B圖顯示視頻攝影機且含有諸如主體3 1 〇 1 ，顯示部3 1 0 2，聲頻輸入部3 1 0 3，操作開關 3 1 0 4，電池3 1 0 5，及影像接收部3 1 0 6之組件 。本發明可應用於顯示部3 1 0 2，及其他信號控制電路 〇 第2 4 C圖顯示移動式電腦且含有主體3 2 0 1，攝 影機部3 2 0 2，影像接收部3 2 0 3，操作開關 3 2 0 4，及顯示部3 2 0 5之組件。本發明可應用於顯 示部3 2 0 5及其他信號控制電路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2 4 D圖顯示眼鏡型顯示器且含有諸如主體 3301，顯示部3302，及臂部3303之組件。本 發明可應用於顯示部3 3 0 2及其他信號控制電路。 第2 4 E圖顯示使用具有程式記錄於其中之記錄媒體 (下文中稱爲記錄媒體）的放影機且含有諸如主體 3401，顯示部3402，揚聲器部3403，記錄媒 體3404，及操作開關3405之組件。注意的是， D V D (數位式揮發性光碟）或c D (小型光碟）可使用 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 A7 B7 五、發明説明（48 ) 爲此放影機之記錄媒體而可完成音樂或電影之欣賞或執行 遊戲或網際網路。本發明可應用於顯示部3 4 0 2及其他 信號控制電路。 第2 4 F圖顯示數位相機且含有諸如主體3 5 0 1， 顯示部3502，目鏡部3503，操作開關3504 , 及影像接收部（未顯示於圖中）之組件。本發明可應用於 顯示部3 5 0 3及其他信號控制電路。 第2 5 A圖顯示正投影型投影機且含有諸如投影裝置 3 6 0 1及屏幕3 6 0 2之組件。本發明可應用於建構一 部分投影裝置3 6 0 1之液晶顯示器裝置3 8 0 8，及其 他信號控制電路。 第2 5 B圖顯示後投影型投影機且含有諸如主體 3 7 0 1，投影裝置3 7 0 2，反射鏡3 7 0 3，及屏幕 3 7 0 4之組件。本發明可應用於建構一部分投影裝置 3 7 0 2之液晶顯示器裝置3 8 0 8，及其他信號控制電 路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 須注意的是，第2 5A及2 5 B圖之投影裝置 3 6 0 1及3 7 0 2之結構實例顯示於第2 5 C圖中，該 等投影裝置3 6 0 1及3 7 0 2係由光源光學系統 38 0 1，反射鏡3802及3804至3806，分光 鏡3803，稜鏡3807，液晶顯示器裝置3808， 相差板3 8 0 9，及投影光學系統3 8 1 0所組成，該投 影光學系統3 8 1 0係由含有投影透鏡之光學系統所組成 。三板型實例顯示於實施例1 0之中，但無特定的限制， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) „ 51 - " _ 508823 A7 B7 五、發明説明（49) 而例如亦可使用單板型。進一步地，諸如光學透鏡，具有 偏光功能之膜’用於調整相位之膜，及I R膜可由操作者 適當地設置於第2 5 C圖中之箭頭所示的光學路徑中。 此外，第2 5 D圖係顯示第2 5 C圖中之光源光學系 統3 8 0 1之一實例的圖示。在實施例1 〇之中，該光源 光學系統3 8 0 1係由反射器3 8 1 1，光源3 8 1 2， 透鏡陣列38 1 3及38 14，偏光轉變元件3 8 1 5， 及聚光透鏡3 8 1 6所組成。須注意的是，第2 5 D圖中 所示之光源光學系統僅爲一實例，且光源光學系統並未受 限於該圖中所示之結構，例如諸如光學透鏡，且有偏光功 能之膜，用於調整相位之膜，及I R膜可由操作者予以適 當地添加。 須注意的是，此處顯示的是使用透射型電光裝置於投 影機中之例子，而在該圖中並未顯示應用反射型電光裝置 之實例。 第2 6 A圖顯示手提式電話且含有諸如主體3 9 0 1 ，聲頻輸出部3902，聲頻輸入部3903，顯示部 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 9 0 4，操作開關3 9 0 5，及天線3 9 0 6之組件。 本發明可應用於聲頻輸出部3 9 0 2，聲頻輸入部 3903，顯示部3904，及其他信號控制電路。 第26 B圖顯示手提式書籍（電子書籍）且含有諸如 主體400 1，顯示部4002及4003，記錄媒體 4 0 0 4，操作開關4 0 0 5，及天線4 0 0 6之組件。 本發明可應用於顯示部4 0 0 2及4 0 0 3，及其他信號 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐） ^52- — 508823 A 7 B7 五、發明説明（5〇) 控制電路。 第2 6 C圖顯示一顯示器且含有諸如主體4 1 0 1， 支架4102，及顯示部4103。本發明可應用顯示部 4 1 〇 3。本發明之顯示器尤其有利於大型屏幕之例子且 有利於具有對角線等於或大於1 〇吋（尤其等於或大於 3 0吋）之顯示器。 所以，此規格之本發明的可應用範疇極爲寬廣，且本 發明可實施於當製造所有領域之電子設備時。此時，可藉 使用其中實施例1至9係隨意地組合之構成來實現實施例 1 0之電子設備。 可藉採用本發明之結構來獲得如下所示之基本意義： a.若在熱處理過程之後執行雷射退火以用於非晶系 半導體膜之結晶化或用於提高晶體度，且T F T係根據所 獲得之結晶的半導體膜加以製造時，則該T F T之電性特 徵會在受到雷射光速能量中之離散所最小影響之範圍內； 以及 b ·若T F T係使用結晶的半導體膜予以製造時，則 該T F T之電性特徵之離散會在其最小的範圍中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -53-

Claims (1)

  1. 508823 9 一 It A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第90 105337號專利申請案 中.文申請專利範圍修正本 民國91年7月22日修正 1·一種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟’導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內.； 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三個步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之 上，以形成第二結晶的半導體膜； 其中該第一結晶的半導體膜將成爲T F T之主動層的區 係以9 2%至9 9%之量而結晶。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該元素係選擇 自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（C u )，銀 (A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫（ Sn)，鉛（Pb)，磷（P)，砷（As)，及銻（Sb )所組成之群的一元素，或複數個元素。 . 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該元素係選擇 自週期表第8B族元素，第1 B族元素，第3 B族元素，第 4 B族元素，及第5 B族元素所組.成之群的一元素，或複數 個元素。 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該半導體裝置 係液晶顯示器裝置或影像感測器。 · 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該半導體裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------^------訂------1 —C (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡型顯 示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式資訊 終端機。 6 . —種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內.； 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三個步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之 上，以形成第二結晶的半導體膜； 其中根據該第二步驟所形成之該第一結晶的半導體膜係 以9 2 %至9 9 %之量結晶於將成爲T F T之主動層之區中 ;以及其中根據該第二步驟所形成之該第二結晶的半導體膜 係以等於或大於9 9 %之量結晶於該T F T之主動層之區中 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中該元素係選擇 自鎳（N i ) ’鈀（P d )，鉑（P t )，銅（C u )，銀 (A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I n )，錫（ S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )，及銻（S b )所組成之群的一元素，或複數個.元素： 8 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中該元素係選擇 自週期表第8 B族兀素，第1 b族元素，第3 B族元素，第 4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元素，或複數 個元素。 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 9 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中該半導體裝簡l 係液晶顯示器裝置或影像感測器。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中該半導體裝 置係手提式電§舌’視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡型 顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式資 訊終端機。 11·一種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內；‘ 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三個步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之 上，以形成第二結晶的半導體膜； 其中該第一結晶的半導體膜將成爲T F T之主動層的區 係以9 4 %至9 9 %之量而結晶。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i ) ’鈀（P d )，鉑‘（p t )，銅（C u ) ，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫 (S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )，及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複.數個元素。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該元素係 選擇自週期表第8 B族元素’第1 b族元素，第3 b族元素 ，第4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元素，或 複數個元素。 ϋ張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐厂 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 4 ·如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該半導體 裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 1 5 ·如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡 型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式 資訊終端機。 16 · —種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內， 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上 ，以形成第二結晶的半導體膜； 其中根據該第二步驟所形成之該第一結晶的半導體膜係 以9 4%至9 9%之量結晶於將成爲TFT之主動層之區中 ;以及其中根據該第三步驟所形成之該第二結晶的半導體膜 係以等於或大於9 9 %之量結晶於該T F T之主動層之區中 〇 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，.鉑（P t )，銅（C‘ u ) ，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫 (S η )，鉛（Ρ b )，磷（ρ )，砷（a s )，及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。. 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該元素係 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?1 f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -4- 508823 A8 B8 C8 D8 ___ 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B族元素 ，第4 B族元素，及第5 B族兀素所組成之群的一兀素’或 複數個元素。 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該半導體 裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 2 0 .如申請專利範.圍第1 6項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡 型顯示器，個人電腦D V D放影機，電子書籍，或手提式資 訊終端機。 21·—種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內； 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第二步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上 ，以形成第二結晶的半導體膜； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中在將成爲T F T之主動層之該第一結晶的半導體膜 之區中的非晶系區之總表面面積設定爲將成爲該T F T之主 動層之該區的表面面積的1%至8%。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1 .項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（C u ) ，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫 (S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )…及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 本紙張尺度適用中國國家標涿(€奶）六4規^(21(^297公釐） ：- 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 3 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其中該元素係 選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B族元素 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ’第4 B族元素，第5 B族元素所組成之群的一元素，或複 數個元素·。 2 4 .如申請專利範圍第2 1項之方法，其中該半導體 裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 2 5 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡 型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式 資訊終端機。 26·—種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內； 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上 ，以形成第二結晶的半導體膜； · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中根據該第二步驟所形成之該第一結晶的半導體膜具 有在將成爲T F T之主動層之區中的非晶系區的總表面面積 設定爲將成爲T F T之主動層之區.的表面面積的1%至8% ;以及 其中根據該第三個步驟所形成之該第二結晶的半導體膜 具有在將成爲該T F T之主動層之區中的非晶系區的總表面 面積設定爲等於或小於將成爲T F T之主動層之區的表面面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ： 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 積的1 %。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i )，鈀（p d )，鉑（P t )，銅（C u ) ，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I 11 )，錫 (S η )，鉛（Ρ b )，磷（ρ )，石申（A s )，及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 2 8 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中該元素係 選擇自週期表第8 B族元素，第1 b族元素，第3 B族元素 ，第4 B族元素，第5 B族元素所組成之群的一元素，或複 數個元素。 2 9 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中該半導體 裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 3 0 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡 型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式 資訊終端機。 31·—種半導體裝置之製造方法，包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一步驟’導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內； 第二步驟，形成第一結晶的半.導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上 ，以形成第二結晶的半導體膜； - 其中在將成爲T F T之主動層之該第一結晶的半導體膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之區中的非晶系區之總表面面積設定爲將成爲該T F T之主 動層之該區的表面面積的1 %至6 %。 3 2 ·如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（c. u ) ’銀（A g ) ’金（A u )，銘（A 1 ) ’姻（I η )，錫 (S η )，鉛（P b )，.磷（P )，砷（A s )，及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 3 3 ·如‘申請專利範圍第3 1項之方法，其中該元素係 選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B族元素 ，第4 B族元素，第5 B族元素所組成之群的一元素，或複 數個元素。 3 4 ·如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該半導體 裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 3 5 ·如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼_ 型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式 資訊終端機。 36.—種半導體裝置之製造方法，包含： 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內； . 第二步驟，形成第一結晶的半導體膜，其中該非晶系半 導體膜根據熱處理而部分地結晶；以及 第三步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上 ，以形成第二結晶的半導體膜； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中根據該第二步驟所形成之該第一結晶的半導體膜具 有在將成爲T F τ之主動層之區中的非晶系區的總表面面積 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 設定爲將成爲T F 丁之主動層之區的表面面積的1 %至6 % ;以及 其中根據該第三個步驟所形成之該第二結晶的半導體膜 具有在將成爲該T F T之主動層之區中的非晶系區的總表面 面積設定爲等於或小於將成爲T F T之主動層之區的表面面 積的1 %。 3 7 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i )，鈀（p d )，鉑（P t )，銅（C u ) ，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫 C S η )，鉛（p b )，磷（p )，砷（a s )，及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 3 8 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該元素係 選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B族元素 ，第4 B族元素，第5 B族元素所組成之群的一元素，或複 數個元素。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 請專利範圍第3 6項之方法，其中該半導體 裝置係液器裝置或影像感測器。 4 0 ·如申請專利範圍第3 6 .項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡 型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式 資訊終端機。 . 4 1 · 一種半導體裝置之製造方法，包含·· ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（21^< 297^釐） ^ : 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第一步驟，導入用於促進非晶系半導體膜之結晶的元素 於該非晶系半導體膜之內； 第二步驟，根據熱處理而使該非晶系半導體膜部分地結 晶以形成擁有複數個非晶系區之第一結晶的半導體膜，以及 第三步驟，照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上 ，以形成第二結晶的半導體膜； 其中在將成爲T F T之主動層之該第一結晶的半導體膜 之區中之各複數個非晶系區的表面面積等於或小於1 〇平方 微米，以及在該複數個非晶系區之中，至少一群非晶系區具 有等於或大於0 . 3平方微米的表面面積。 4 2 ·如申請專利範圍第4 1項之方法，其中該元素係 選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（C u ) ，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫 (S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )，及銻（ S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 4 3 ·如申請專利範圍第4 1項之方法，其中該元素係 選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B族元素 ，第4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元素，或 複數個元素。 4 4 ·如申請專利範圍第4 1.項之方法，其中該半導體 裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 4 5 .如申請專利範圍第4 1項之方法，其中該半導體 裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機，眼鏡 型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或手提式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 病 ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A8 B8 C8 D8_'__ 六、申請專利範圍 資訊終端機。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 46.—種半導體裝置，包含TFT之主動層，其中 用於促進非晶系區半導體膜之結晶的元素導入於該非晶 系半導體膜； 將成爲T F T之主動層之非晶系半導體膜之區係根據熱 處理而結晶化9 2 %至9. 9 %，以形成第一結晶的半導體膜 ;以及 照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜以形成當作該 T F T之主動層之第二結晶的半導體膜。 4 7 .如申請專利範圍第4 6項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（ C u )，銀（A g：)，金（A u )，銘（A 1 )，銦（I η )，錫（S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )，及 銻（S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 8 .如申請專利範圍第4 6項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自週期表第8B族元素，第1 B族元素，第3 B 族元素，第4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元 素，或複數個元素。 4 9 .如申請專利範圍第4 6項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係液晶顯示器裝置或影.像感測器' 5 〇 .如申請專利範圍第4 6項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機 ，眼鏡型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或 手提式資訊終端機。 本ϋ尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規i ( 210x297公釐） 1 - ： - 508823 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 51·—種半導體裝置，包含TFT之主動層，其中 用於促進非晶系區半導體膜之結晶的元素導入於該非^ 系半導體膜； 請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 將成爲T F T之主動層之非晶系半導體膜之區係根據熱 處理而結晶9 4 %至9 9 %，以形成第一結晶的半導體膜； 以及 照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上以形成當作 該T F T之主動層之第二結晶的半導體膜。 5 2 ·如申請專利範圍第5 1項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（ C u )，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I n )，錫（S η )，鉛（Ρ b )，磷（Ρ )，石申（A s )，及 銻（S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 5 3 ·如申請專利範圍第5 1項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B 族元素，第4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元 素，或複數個元素。 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 4 .如申請專利範圍第5 1項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 5 5 ·如申請專利範圍第5 1.項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機 ，眼鏡型顯示器，個人電腦，D V D放影機’電子書籍，或 手提式資訊終端機。 · 56·—種半導體裝置，包含TFT之主動層，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ 12 - 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 用於促進非晶系區半導體膜之結晶的元素導入於該非晶 系半導體膜； 該非晶系半導體膜根據熱處理而結晶以形成第一結晶的 半導體膜； 在將成爲T F T之主動層之該第一結晶的半導體膜之區 中的非晶系區之總表面面積爲將成爲該T F T之主動層之區 的表面面積之1%至6%，以及 照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上以形成當作 該T F T之主動層之第二結晶的半導體膜。 5 7 .如申請專利範圍第5 6項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（ C u ) ’銀（Ag)，金（Au) ’銘（A1)，姻（In )，錫（S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )，及 銻（S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 5 8 ·如申請專利範圍第5 6項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B 族元素，第4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元 素，或複數個元素。 5 9 ·如申請專利範圍第5 6項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係液晶顯示器裝置或影.像感測器' 6 0 ·如申請專利範圍第5 6項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係手提式電話，視頻攝影機，數位相機，投影機 ，眼鏡型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或 手提式資訊終端機。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 - — — I.-----f I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508823 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 61·—種半導體裝置，包含TFT之主動層，其中 用於促進非晶系區半導體膜之結晶的元素導入於該非晶 系半導體膜； 該非晶系半導體膜根據熱處理而結晶以形成第一結晶的 半導體膜； 在將成爲T F T之主動層之該第一結晶的半導體膜之區 中的各非晶系區的表面面積等於或小於1 0平方微米，且該 等非晶系區之至少一具有等於或大小於0 . 3平方微米之表 面面積；以及 照射雷射光束於該第一結晶的半導體膜之上以形成當作 該T F T之主動層之第二結晶的半導體膜。 6 2 .如申請專利範圍第6 1項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自鎳（N i )，鈀（P d )，鉑（P t )，銅（ C u )，銀（A g )，金（A u )，鋁（A 1 )，銦（I η )，錫（S η )，鉛（P b )，磷（P )，砷（A s )，及 銻（S b )所組成之群的一元素，或複數個元素。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 3 ·如申請專利範圍第6 1項之半導體裝置，其中該 元素係選擇自週期表第8 B族元素，第1 B族元素，第3 B 族元素，第4 B族元素，及第5 B族元素所組成之群的一元 素，或複數個元素。 ‘ . 6 4 .如申請專利範圍第6 1項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係液晶顯示器裝置或影像感測器。 6 5 ·如申請專利範圍第6 1項之半導體裝置，其中該 半導體裝置係手提式電話，視頻攝影機’數位相機，投影機 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210X297公釐） -14 - 508823 8 88 8 ABCD 六、申請專利範圍 ，眼鏡型顯示器，個人電腦，D V D放影機，電子書籍，或 手提式資訊終端機。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 15- 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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