TW544938B - Method of manufacturing a semiconductor device - Google Patents
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Description
544938 A7 B7 五、發明説明(j) 發明背景 1 .發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於具有組成包括薄膜電晶體(在下文中稱 作T F T )的電路的半導體裝置和製造該半導體裝置的方 法。例如’本發明係關於以液晶顯示面板爲代表的電光裝 置和安裝這些電光裝置當成其部件的電子設備。 注意’本說明書中所謂半導體裝置係指能夠利用半導 體性能當成其功能的一般裝置,且電光裝置、配有E L元 件和類似元件的發光裝置、半導體電路和電子設備都包括 在半導體裝置這一類別中。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 -4 - 544938 A7 B7 五、發明説明(2) 分的諸如基於CMO S電路的移位暫存器電路、位準移位 電路、緩衝電路或取樣電路這樣的驅動器電路形成於一個 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基底上。 另外,TFT (圖素TFT)分別安排在主動矩陣液 晶模組的圖素部分的幾十到幾百萬個圖素內’且圖素電極 提供給相應的圖素T F T。在相對基底上提供相對電極, 液晶夾在所述相對基底與基底之間,且以液晶當成電介質 的電容器形成。加在各自圖素上的電壓由T F T的開關功 能控制以控制到電容器的電荷從而驅動液晶。這樣,光透 射的數量得以控制,從而顯示影像。 圖素T F T包括η通道T F T,並對液晶提供電壓以 便當成開關元件而驅動液晶。因爲液晶由交流電驅動,所 以經常採用一種稱爲框倒置驅動的系統。該系統中,爲了 將耗電量壓縮到低的水平,充分地降低用於圖素T F Τ所 需性能的關閉電流値(T F Τ在關閉操作時流過的汲極電 流)是很重要的。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 另外,爲了在較低的成本下製造出具有優良電性能的 T F Τ,一種能實現短時間周期處理的雷射退火技術是重 要的。 雷射退火通常用於晶化非晶半導體膜的處理、改善結 晶度的處理和類似的處理。注意,常用於雷射退火的雷射 是準分子雷射。因爲這種方法提供高的生産力並在批量生 産中有優勢,所以較佳的使用進行雷射退火的方法,其中 :發自具有大功率輸出的脈衝振盪雷射器的雷射光束藉由 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -5- 544938 A7 B7 五、發明説明(3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 光學系統處理以便於在照射面上得到幾乘幾釐米的方點形 狀或具有例如1 0 c m或更長長度的線形形狀;雷射光束 的照射位置相對於照射面掃描。特別地,當具有線形形狀 的雷射光束(下文中稱作線形雷射光束)在照射面上使用 時,不同於使用需要在前後方向和左右方向掃描的點狀雷 射光束的情形,雷射光束只要在垂直於線形光束的線的方 向掃描就能在照射面上照射,其提供了高的生産力。掃描 在垂直於線的方向實施的原因是垂直方向是最有效的掃描 方向。由於其高的生産力,使用來自大功率輸出的雷射器 的藉由適當的光學系統處理的線形光束正變成雷射退火的 主流。另外,雷射光束以重疊的方式照射同時在短方向逐 步位移,由此雷射退火在非晶矽膜的整個表面上進行以晶 化膜或改善結晶性能。 進一步,爲了在較低的成本製造T F T,在比半導體 基底或石英基底便宜並能在其中獲得大的表面積的玻璃基 底上製造T F 丁已經是很重要的了。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用玻璃基底的情形中,爲了防止玻璃基底中所含的 鹼金屬擴散,提供了由包含矽當成其主要成分的絕緣膜( 氧化矽膜、氮化矽膜、氮氧化矽膜或類似的膜)組成的底 絕緣膜,非晶矽膜形成於該絕緣膜之上,然後進行雷射照 射。 本發明人藉由許多實驗和硏究,在受到雷射照射的石夕 膜表面發現大量微孔,SEM(35, 000倍的放大倍 數)觀察到的孔的照片顯示於圖2 6。本發明人發現,由 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 Α7 Β7 五、發明説明(4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於起因於微孔的半導體膜表面不均勻的原因,形成於基底 上的大量T F 丁中産生了變異。在T F T的主動層形成於 有微孔的位置的情形下,T F T與其他在同樣基底上製造 的T F T相比具有不良的電性能。 另外,微孔經常出現在用相對高的能量密度或相對高 的重疊比照射雷射的情形。特別地,有一種趨勢,就是微 孔明顯地出現在雷射在氮氣氛中或真空中照射的情形中。 而且,微孔出現在非晶矽膜形成於底絕緣膜上的情形 ’但是沒有出現在非晶矽膜接觸基底形成而沒有形成底絕 緣膜的情形。 基於上述結果,本發明人從各種角度做了許多實驗和 硏究以查明微孔産生的原因。結果是,進一步發現在雷射 光束照射之前,在非晶矽膜的表面上形成了細微的凸起部 分。這些細微的凸起部分也非常小(典型的有1 μ m或更小 的直徑以及0 · 0 5 μιη或更小的高度),S E Μ ( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 0,0 0 0倍的放大倍數)觀察的凸起部分的照片顯示 於圖2 5。注意,當細微的凸起部分及其附近用E D X分 析測試時,證實了凸起部分不是諸如灰塵這樣的雜質。 當細微的凸起部分用雷射照射時,就很容易出現微孔 。本發明人發現細微凸起部分是微孔出現的原因。 細微凸起部分是在底絕緣膜上形成非晶矽膜的階段形 成的,並能夠在5 0 0倍的放大倍數,在暗場反射模式下 ,藉由顯微觀察看到非常小的亮點。 可以採用不形成底絕緣膜的方法。然而,提供底絕緣 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(5) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 馬 本 頁 膜是爲了玻璃基底中所含的諸如鹼金屬這樣的雜質離子不 擴散到形成於底絕緣膜之上的半導體膜中,並且爲了在更 低成本下T F T的製造,底絕緣膜是絕對必要的。 發明槪要 本發明乃在考慮到上述情況下座生,本發明的目的因 而就是在廉價的基底(玻璃基底或類似基底)上形成處於 叠層結構的底絕緣膜和非晶半導體膜、並且即使有雷射照 射時也抑制細微凸起部分和起因於凸起部分的微孔的出現 。這就是說,本發明的目的是獲得底絕緣膜上具有極好的 表面整平度的非晶半導體膜。 爲了解決上述問題,從各種角度做了許多實驗和硏究 。結果是,讓底絕緣膜的膜沈積溫度和非晶半導體膜的膜 沈積溫度基本上彼此相等,從而能夠得到具有無細微凸起 部分’並有極好的整平度表面的非晶半導體膜。這樣,即 使有雷射照射,微孔的出現也能被抑制。 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 注意“讓膜沈積溫度基本上彼此相等”指非晶半導體 膜的膜沈積溫度與底絕緣膜的膜沈積溫度的比是〇 · 8 -1 · 2 ’較佳的,底絕緣膜和非晶半導體膜在膜沈積溫度 上的差異在± 5 0 t的範圍。 根據本說明書中揭示的本發明的第一結構,於此提供 製造半導體裝置的方法,包含: 第一步,在絕緣表面上形成底絕緣膜; 第二步,在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -8 - 544938 A7 B7 五、發明説明(6) 第三步,藉由雷射的照射對非晶半導體膜實施晶化, 從而形成具有結晶結構的半導體膜, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其特徵在於底絕緣膜的膜沈積溫度與非晶半導體膜的 膜沈積溫度相同。 根據本發明的第二結構,於此提供製造半導體裝置的 方法,包含: 第一步,在絕緣表面上形成底絕緣膜; 第二步,在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 第三步,藉由雷射的照射對非晶半導體膜實施晶化, 從而形成具有結晶結構的半導體膜, 其特徵在於底絕緣膜和非晶半導體膜之間在膜沈積溫 度上的差異在±5 0°的範圍。 讓底絕緣膜的膜沈積溫度與非晶半導體膜的膜沈積溫 度基本上相同,從而能獲得有高整平度的半導體膜表面。 藉由在T F T主動層使用具有高整平度的半導體膜,可提 高耐壓。這樣,T F T的可靠性可獲得改善。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外,本發明不僅用於晶化處理中的雷射照射,且可 用於以使用在半導體裝置的製造處理中之雷射之處理,例 如用於膜品質的改善和雜質元素的啓動的雷射退火。 根據本發明的第三結構,於此提供製造半導體裝置的 方法,包含 第一步,在絕緣表面上形成底絕緣膜; 第二步,在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 第三步,對非晶半導體膜實施雷射照射, -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 Α7 Β7 五、發明説明(7) 其特徵在於底絕緣膜和非晶半導體膜之間在膜沈積溫 度上的差異在±5 0°的範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外,在習知技術中,當成整平處理方面,有背蝕刻 方法,其中實施蝕刻以便在形成應用膜之後達到整平,機 械化學抛光C C Μ P )法,和類似的方法。但是,在本發 明中,只有讓膜沈積溫度在底絕緣膜和非晶半導體膜之間 相等是必需旳,因此起因於整平的膜厚度的減少和步驟數 目的增加不受影響。 另外,本發明在需要底絕緣膜爲玻璃基底的情形的情 形下是特別有效的。 根據本發明的第四結構,於此提供製造半導體裝置的 方法,包含: 第一步,在絕緣表面上形成底絕緣膜; 第二步,在底絕緣膜上形成非晶半導體膜; 第三步,藉由雷射的照射對非晶半導體膜實施晶化, 從而在半導體膜上形成具有結晶結構的半導體膜和氧化物 膜, 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 第四步,除去氧化物膜;以及 第五步,在惰性氣體氣氛或在真空中實施雷射照射, 從而整平半導體膜的表面, 其特徵在於,在底絕緣膜和非晶半導體膜之間的膜沈 積溫度差異在土 5 0°的範圍。 另外,因爲微孔容易出現在真空或在惰性氣體氣氛中 雷射照射到半導體膜上的情形中,所以本發明是特別有效 ^紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公慶) " 544938 A7 B7 五、發明説明(8) 的。 請 先 閲 讀 背 ιέ 意 事 項 再 填 寫 本 頁 另外,在第四結構中,其特徵在於第五步中雷射的能 量密度高於第三步中雷射的能量密度。 進一步,在第四結構中,其特徵在於第五步中雷射的 重疊比低於第三步中雷射的重疊比。 根據本發明的第五結構,於此提供製造半導體裝置的 方法,包含: 第一步,在絕緣表面上形成底絕緣膜; 第二步,在底絕緣膜上形成非晶半導體膜; 第三步,用金屬元素摻雜非晶半導體膜; 第四步,對半導體膜實施熱處理,然後實施雷射照射 ,從而在半導體膜上形成具有結晶結構的半導體膜和氧化 物膜; 第五步,除去氧化物膜;以及 第六步,在惰性氣體氣氛中或在真空中實施雷射照射 ,從而整平半導體膜的表面, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其特徵在於底絕緣膜和非晶半導體膜之間的膜沈積溫 度的差異在± 5 0 °的範圍。 根據本發明的第六結構,於此提供製造半導體裝置的 方法,包含: 第一步,在絕緣膜的表面上形成底絕緣膜; 第二步,在底絕緣膜上形成具有非晶結構的第 半導 體膜; 第三步,用金屬元素摻雜具有非晶結構的第一半導體 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(9: 膜; 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 第四步,對第一半導體膜實施熱處理,然後實施雷射 照射,從而在第一半導體膜上形成具有結晶結構的第一半 導體膜和氧化物膜; 第五步,除去氧化物膜; 第六步,在惰性氣體氣氛或在真空中實施雷射照射’ 從而整平第一半導體膜的表面; 第七步,用含臭氧的溶液氧化具有結晶結構的半導體 膜的表面,從而形成阻擋層; 第八步,在阻擋層上形成包含稀有氣體元素的第二半 導體膜; 第九步,將金屬元素吸氣到第二半導體膜中’從而除 去或減少具有結晶結構的第一半導體膜中的金屬元素;以 及 第十步,除去第二半導體膜和阻擋層, 其特徵在於底絕緣膜和具有非晶結構的第一半導體膜 之間的膜沈積溫度的差異在土 5 0 °的範圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外,在第六結構中,其特徵在於稀有氣體元素是選 自包括He 、Ne 、Ar 、Kr和Xe的組中的一種或多 種元素。 進一^步,在第六結構中’其特徵在於弟一半導體膜在 含有稀有氣體元素的氣氛中用半導體當成靶藉由濺射形成 的。 另外,在第五結構或第六結構中,其特徵在於第四步 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明( 中的熱處理是加熱處理或照射強光處理。強光是發自選自 包括鹵素燈、金屬鹵化物燈、氙弧光燈、碳弧光燈、高壓 鈉燈和高壓汞燈的組中的一種燈的光。 進一步,在第五或第六結構中,金屬元素是選自包括 Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、〇s、Ir、 P t 、C u和A u的組中的一種或多種元素,它們是加速 矽的晶化的元素。 另外,在以上說明的每種結構中,雷射發自連續振盪 或脈衝振盪型的A I·雷射器或K r雷射器的準分子雷射器 ’或連續振盪或脈衝振盪型的Y A G雷射器、Y V〇4雷射 器、Y L F雷射器、Y A 1〇3雷射器、玻璃雷射器、紅寶 石雷射器、金綠寶石雷射器,或Ti :藍寶石雷射器。 進一步,在第四結構、第五結構或第六結構中,惰性 氣體氣氛是氮氣氛。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外,在第四結構、第五結構或第六結構中,第二雷 射照射是在真空中或在惰性氣體氣氛中實施的整平處理, 且半導體膜表面進一步整平化。特別地,在閘極絕緣膜很 薄的情形’例如,閘極絕緣膜具有1 〇 〇 n m或更薄的厚 度,本發明非常有效。 圖式簡單說明 在附隨的附圖中: 圖1 A至1 E是根據本發明(實施例模式1 )的視圖 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公董) 544938 A7 B7 五、發明説明(y 圖2 A至2 G是根據本發明(實施例模式2 )的視圖 j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3 A至3 G是根據本發明(實施例模式3 )的視圖 f 圖4 A至4 E是根據本發明(實施例模式3 )的視圖 圖5 A至5 D是主動矩陣基底的製造處理的視圖; 圖6 A至6 C是主動矩陣基底的視圖; 圖7是主動矩陣基底的視圖; 圖8是用T E Μ觀察的_極電極附近的照片; 圖9Α和9 Β是表示TFT中(具有1 1 5 nm的厚 度的閘極絕緣膜)劣化速率的曲線; 圖1 0A和1 〇B是表示TFT中(具有80nm的 厚度的閘極絕緣膜)劣化速率的曲線; 圖1 1A和1 1B是表示TFT中(具有60nm的 厚度的閘極絕緣膜)劣化速率的曲線; 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印製 圖1 2是表示L/W=2/8的TFT中(具有 1 1 5 n m的厚度的閘極絕緣膜)關閉電流値的曲線; 圖1 3是表示L/W=2/8的TFT中(具有80 n m的厚度的閘極絕緣膜)關閉電流値的曲線; 圖1 4是表示L/W=2/8的TFT中(具有6 0 n m的厚度的閘極絕緣膜)關閉電流値的曲線; 圖1 5是表示L/W=7/4 0的TFT中(具有 6 0 n m的厚度的閘極絕緣膜)關閉電流値的曲線; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 ______B7^__ 五、發明説明( 圖1 6是a Μ - L C D (實施例3 )的外觀的視圖; 請 先 閱 讀 背 5 i 事 項 再 填 寫 本 頁 圖1 7是液晶顯示裝置(實施例4 )的橫截面的一個 實例的視圖; 圖1 8 A和1 8 B是E L模組(實施例5 )的俯視圖 和橫截面視圖; 圖1 9是E L模組(實施例5 )的橫截面視圖; 圖2 Ο A和2 Ο B是T F T (實施例6 )的實例的視 圖; 圖2 1是雷射器(實施例7 )的視圖 圖2 2 A至2 2 F爲電子設備的實例 圖2 3 A至2 3 D爲電子設備的實例 圖2 4A至2 4 C爲電子設備的實例 圖2 5是用SEM (50,〇〇〇的放大倍數)觀察 的細微凸起部分的照片;以及 圖26是用SEM(35, 000的放大倍數)觀察 的微孔的照片。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表 照 對 件 元 ο 2 5 7 9 2 底 3 極區道極 基 1 閘源通源 膜 體 導膜 半緣 :絕 區 成極 形電 膜 緣 膜層極 絕極 緣體電 層電 絕導極區間極 底半閘汲中汲 ·*♦··· »···*· 1 4 6 8 0 2 11112 2 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 經濟部智慧財產咼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) 5 4 a,5 4 d :第一半導體膜5 5 五、發明説明(j 3 0 :基底 3 2 :半導體膜 3 3 b :半導體膜 3 6 :閘極絕緣膜 3 8 :源區 4 0 :通道形成區 4 2 :源極電極 5 0 :基底 5 2 :半導體膜 5 6 :阻擋層 5 8 :半導體層 6 0 :閘極電極 6 2 :汲區 6 4 :中間層絕緣膜 6 6 :汲極電極 1 0 1 :底絕緣膜 1 0 7 :閘極絕緣膜 1 0 8 b :第二導電膜 117-121 :第一形狀導電層 124b-129b :第二導電層 130-134 :第一雜質區 1 38- 140 :第二雜質區 144、145 :第一雜質區 3 1 :底絕緣膜 3 4 :氧化物膜 3 5 :半導體層 3 7 :閘極電極 3 9 :汲區 4 1 :中間層絕緣膜 4 3 :汲極電極 5 1 :底絕緣膜 5 3 :含鎳層 :氧化物膜 57:第二半導體膜 5 9 :閘極絕緣膜 6 1 :源區 6 3 :通道形成區 6 5 :源極電極 1 0 0 :基底 102 — 106·•半導體層 108a:第一導電膜 1 1 0 — 1 1 5 :掩模 1 1 6 :閘極絕緣膜 124a-129a :第一導電層 1 3 5 — 1 3 7 ··掩模 1 4 2 :第三雜質區 149、150 :第四雜質區 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -16- 544938 Α7 Β7 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製
五、發明説明(U 151、152:第五雜質區 153 1 5 4 :第二中間層絕緣膜 129 1 55- 1 60:源極電極或汲極電極1 6 1 1 6 2 :閘極接線 16 3 206:驅動電路 201 202:p通道TFT 203 204:圖素丁 FT 2 0 5 207:圖素部份 167 168:半導體層 164 166:通道形成區 304 302 :源極訊號線驅動電路 3 0 3 3 0 5 :軟性印刷電路 301 309:連接電極 306 3 0 7 :密封劑 3 10 3 0 8 :密封劑 6 0 1 6 0 0 :中間層絕緣膜 602 6 0 4 :背光 6 0 5 6 0 6 :蓋 6 0 3 9 0 0 :基底 9 0 1 902:圖素部份 903 9 1 8 :密封構件 9 19 9 2 0 :蓋構件 9 2 1 9 0 8 :接線 9 0 9 9 1 0 :絕緣膜 9 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 第一中間層絕緣膜 源極接線 連接接線 圖素電極 η通道T F T η通道T F Τ 儲存電容 通道形成區 1 6 5 :通道形成區 圖素部份 閘極訊號線驅動電路 基底 相對基底 間隔器 圖素電極 連接電極 光導板 偏振板 源極側驅動電路 閘極側驅動電路 保護膜 乾燥劑 F P C 電流控制T F Τ 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 -17- 544938 A7 B7 五、發明説明(以 9 1 2 :圖素電極 914 :p 通道 TFT 9 1 6 : E L 層 1 0 0 0 :基底 1〇0 2 :圖素部份 1 0 1 1 :電流控制T F T 1013:η通道TFT 1〇1 5 ··築堤 1 0 1 7 :陽極 1 0 0 9 : F P C 1 0 1 9 :保護膜 1 0 2 1 :乾燥劑 1 1 0 0 :基底 1 1 0 3 :第二絕緣膜 913: η 通道 TFT 915:築堤 917:陰極 1 0 1 0 =絕緣膜 1 0 0 3 :閘極側驅動電路 1 0 1 2 :圖素電極 1014 :P 通道 TFT 1 0 1 6 : E L 層 1 0 0 8 :連接接線 1 0 1 8 :密封構件 1 0 2 0 :蓋構件 1 1 0 1 :第一閘極接線 1 1 0 2 :第一絕緣膜 1 1 0 7 :閘極絕緣膜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
極極極 電區電膜電 極極成極緣極 極 閘電形閘絕閘 電 二區極道一二二區極器 第汲源通第第第汲源射
0 0 緣 膜膜緣 絕極 緣緣 絕極 層電 絕絕 層電統 區間極底一極區間極系 源中汲基第閘源中汲學 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(d πυ 1± 1± πυ 1—II 7 7 7 7 7 7 500000000 πυ ο 〇 IX 1± 1 CXI 2 2 722222222 列 431 鏡 台機 透 底風底嘴柱 基送基噴圓鏡臂 nu nw nw 1± τ—- IX ΓΤ^Γ*77ί VIrr^ vf 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ooooooooo 344455677 222222222 份 份 部部 份 份 入 收份份 部關份關 部 輸 接部部 器開部開 體示體音池體像示示體聲作示作幕體 本顯本聲電本影顯顯本揚操顯操螢本鏡 600000000000000000 0001 11223344556877 722222222222222222 份 構鏡部 機透入 送統鏡柱置輸 傳架系透圓裝像盤 底支學柱重制影鍵 基盒盒光圓雙控:: 份關收份關 份體 觸備組備 部開接部開 份部媒 接設模設 示作像機作體部示錄體睛影晶影幕 顯操影相操本臂顯記本眼投液投螢 音 咅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 份 份 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -19- 544938 A7 B7 五、發明説明(〇 2 8 〇 1 :光 源 光 學 系 統 2 8 0 2 :鏡 2 8 〇 3 :分 色 鏡 2 8 0 4 ,2 8 0 5 : 鏡 2 8 0 6 :鏡 2 8 0 7 :稜 鏡 2 8 〇 9 :相 位 差 板 2 8 1 0 ••投 影 光 學 系 統 2 8 1 1 :反 射 器 2 8 1 2 :光 源 2 8 1 3 :透 鏡 陣 列 2 8 1 4 :透 鏡 陣 列 2 8 1 5 :偏 振 轉 換 元 件 2 8 1 6 ••聚 焦 透 鏡 2 9 0 1 :本 體 2 9 0 2 :聲 音 輸 出 部 份 2 9 0 3 :聲 音 輸 入 部 份 2 9 0 4 :顯 示 部 份 2 9 〇 5 :操 作 開 關 2 9 0 6 :天 線 2 9 0 7 :影 像 輸 入 部 份 3 0 0 1 :本 體 3 〇 〇 2 :顯 示 部 份 3 0 0 3 :顯 示 部 份 3 0 0 4 :記 錄 媒 體 3 0 0 5 :操 作 開 關 3 1 〇 1 :本 體 3 1 〇 2 :支 持 座 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 3 1 0 3 :顯示部份 較佳實施例的詳細說明 本發明的實施例模式將在下面說明。 本發明中,提出至少在具有大面積的任意絕緣表面上 形成底絕緣膜的處理、在底絕緣膜上,在同底絕緣膜相同 的膜沈積溫度下,形成半導體膜的處理,和對半導體膜照 射雷射的處理。 藉由採用同樣的膜沈積溫度,在雷射的照射之前的階 段就能獲得沒有細微凸起部分的平坦的半導體膜的表面。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 20- 544938 Α7 Β7 五、發明説明(d 當對具有平坦表面的半導體膜進行雷射照射以製造T F 丁 時,能得到令人滿意的電性能。 在下文中,參考圖1 A至1 E說明根據本發明的典型 T F T的製造方法。 實施例模式1 於此,提出一個實例,其中本發明用於藉由雷射照射 晶化非晶半導體膜的技術。 圖1 A中,參考編號1 0指具有絕緣表面的基底,參 考編號1 1指變成阻擋層的底絕緣膜。 圖1 A中,玻璃基底、石英基底、陶瓷基底或類似的 基底可當成基底1 0。另外,表面上有絕緣膜的矽基底、 金屬基底或不銹鋼基底也可以使用。此外具有熱阻性能、 且能承受本實施例模式中的處理溫度的塑膠基底也可以使 用。 關於基底1 0,玻璃基底在基底廉價、容易得到大面 積基底的供給、並且適於批量生産等方面是較佳的。 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 首先,底絕緣膜1 1形成於基底上。當成底絕緣膜 1 1 ,選自由電漿c V D得到的氧化矽膜、氮化矽膜、氮 氧化矽膜(s i Ο X N γ )和類似的膜的單層或疊層的絕緣 膜皆能使用。 關於底絕緣膜1 1的典型實例,較佳的是利用 S i H4、NH3和N2 ◦當成反應氣體形成5 0 — 1 0 0 n m的厚度的氮氧化矽膜,以及氮氧化矽膜用S i Η 4和 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(y N2〇當成反應氣體在1 〇 〇 — 4 5 0 °c的膜沈積溫度形成 1 0 0 - 1 5 0 nm的厚度,從而形成疊層結構。 其次,具有非晶結構的半導體膜1 2在同底絕緣膜相 同的膜沈積溫度下形成於底絕緣膜1 1上。(圖1 B )在 底絕緣膜和具有非晶結構的半導體膜之間膜沈積溫度被安 排成相同的,較佳的3 0 0 - 4 0 0 °C,由此在雷射照射 之前的階段就能夠獲得沒有細微凸起部分的半導體膜的平 坦表面。細微凸起部分在這個階段用S EM觀察沒有被看 到。 包含矽當成其主要成分的半導體材料用於具有非晶結 構的半導體膜1 2。典型地,應用非晶矽膜、非晶鍺矽膜 或類似的膜,且藉由電漿CVD形成具有1 〇 — 1 〇 〇 n m的厚度的膜。 接下來,進行雷射照射當成晶化具有非晶結構的半導 體膜1 2的技術。(圖1 C )藉由雷射照射得到的具有結 晶結構的半導體膜1 3的表面態是優良的,就是說,用S E Μ沒有觀察到微孔。因此,導因於被認爲是不均勻性原 因的微孔的表面不均勻尺寸和T F Τ性能的差異減少。注 意,具有4 0 0 nm或更短波長的準分子雷射、YAG雷 射器的二次諧波或三次諧波、或發自連續振盪型或脈衝振 盪型的YAG雷射器、YV〇4雷射器、YL F雷射器、 Y A 1 ◦ 3雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、金綠寶石 雷射器或鈦:藍寶石雷射器的雷射被當成雷射。另外,在 含氧的氣氛中進行雷射照射的情形中,薄的氧化物膜(於 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) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544938 Α7 Β7 五、發明説明(^ 此未顯不)形成於半導體膜的表面。注意,儘管圖中未顯 示’於此還形成稱爲脊的不均勻處。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次,具有所需形狀的半導體膜1 4藉由已知的技術 在半導體膜13上形成圖形而形成。(圖1D)另外,理 想的是,薄的氧化物膜在由抗蝕劑製成的掩膜形成之前, 從臭氧水中形成於半導體層14的表面上。 其次,在用含氫氟酸的腐蝕劑淸潔半導體層的表面後 ’形成包含矽當成其主要成分的絕緣膜以當成閘極絕緣膜 1 5。表面淸潔和閘極絕緣膜的形成理想地在不暴露於大 氣的條件下連續地實施。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接下來,閘極絕緣膜1 5的表面被淸潔後,形成閘極 電極1 6。然後,授予η型導電性的雜質元素(P、A s 或類似元素),本情形中是磷,適當地加入到半導體中, 從而形成源區1 7和汲區1 8。添加之後,進行熱處理、 強光的照射或雷射的照射以啓動雜質元素。另外,與啓動 同時地,電漿對閘極絕緣膜的損害或電漿對閘極絕緣膜和 半導體層介面的損害能夠得到恢復。特別是,γ A G雷射 器的二次諧波照射到前面或背面,以便從而在室溫到 3 0 0°C,在大氣中啓動雜質元素是非常有效的。YAG 雷射器只需要極少量的維護,因此是較佳的啓動裝置。 在隨後的步驟中,形成中間層絕緣膜2 0,進行氫化 ,形成到達源區和汲區的接觸孔,且形成源極電極2 1和 汲極電極22,從而完成TFT (η通道TFT)。(圖 1E)。注意,參考編號19指通道形成區,至少包括通 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(2) 道形成區1 9、汲區1 8和源區1 7的半導體層在本說明 書中稱爲主動層。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外,因爲根據本實施例模式的處理’微孔的出現能 被抑制,所以這樣所獲得的T F T的半導體表面的整平度 得到迅速改善。這樣,關閉電流値減小’關閉電流値的差 異也減小。此外,因爲根據本實施例模式的處理’ T F τ 的可靠性增加。 另外,本發明不局限於圖1 Ε中的T F Τ結構,如有 必要,也可以採用輕摻雜汲極(L D D )結構,其中在通 道形成區和汲區(或源區)之間形成提供L D D區。在這 個結構中,在通道形成區和藉由以高濃度添加雜質元素形 成的汲區或源區之間提供了其中雜質元素以低濃度添加的 區域,並稱爲L D D區。另外,也可以採用所謂的 GOLD (源極—汲極重疊LDD)結構,其中LDD區 被安排藉由閘極絕緣膜與閘極電極交疊。由於G〇L D是 具有高可靠性的T F T結構,因而本發明用於G〇L D結 構的情形中能獲得較高的可靠性。 經濟部智慧財產¾員工消費合作社印製 進一步,這裏用η通道T F T做說明。但是,當然, 用Ρ型雜質元素代替η型雜質元素亦可形成ρ通道 TFT。 進一步,這裏用頂閘型T F T的實例做說明。但是, 本發明可用於無論何種T F T結構。例如,本發明可用於 底閘型(反轉交錯型)TFT或交錯型TFT。而且,本 發明可用於具有雙閘結構的T F T,其中藉由絕緣膜分別 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(d 在通道形成區的上面和下面提供閘極電極。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且,可以採用下面的步驟,其中··在形成圖形之前 具有所需形狀的半導體層在沒有進行雷射照射時被形成; 半導體層表面被淸潔以除去氧化物膜或類似的膜;以及進 行雷射照射。 更進一步,這裏用雷射晶化的實例做說明。然而,本 發明無論對何種晶化方法和類似的只要包括使用雷射處理 的步驟的方法都是有效的。本發明可應用於一種晶化方法 ,例如,其中鎳有選擇性的加入膜中,然後在其上實施雷 射照射。 注意,本說明書中,“電極”是“接線”的一部分, 指其中與另一條接線産生電連接的點或其中接線與半導體 層交叉的點。因此,爲了說明上的方便,“接線”和“電 極”分開使用。然而,“接線”總是包括在“電極”中。 實施例模式2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本情形中,其中本發明用於藉由雷射照射整平半導體 膜的技術的實例顯示於圖2 A至2 G。 首先,本實施例模式中,直到非晶半導體膜的形成的 製造步驟與實施例模式1中的步驟相同,這樣,即可省略 其詳細的說明。 圖2A中,參考編號3 0指具有絕緣表面的基底,參 考編號3 1指變成阻擋層的底絕緣膜。進一步,圖2 B中 ,參考編號3 2指具有非晶結構的半導體膜。底絕緣膜和 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(2$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 半導體膜在同樣的膜沈積溫度下形成,由此’能在緊接著 膜沈積之後的階段能得到沒有細微凸起部分的半導體膜的 平坦表面。 根據實施例模式1獲得圖2 B的狀態。然後’進行第 一雷射照射(10 — 100Hz的重複頻率、400 -5 0 0 m J / c m 2的能量密度)以便在含氧的氣氛中晶化 半導體膜。(圖2C)在476mJ/cm2的能量密度、 3 0 Η z的重複頻率、和9 1 %的重疊比的照射條件下, 雷射照射在大氣中進行。雷射照射之後,獲得具有結晶結 構的半導體膜3 3 a ,氧化物膜3 4形成於其上。注意, 儘管圖中未示出,但是形成稱爲脊的不均勻處。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於此提供使用脈衝振盪雷射器的實例,但還可以用連 續振盪雷射器。爲了在非晶半導體膜的晶化處理中得到大 顆粒尺寸的晶體,較佳的是用能得到連續振盪的固體雷射 器以便應用具有基本波長的二次諧波到四次諧波。典型地 ,可以應用N d :YV〇4雷射器(基本波長l〇64nm )的二次諧波(5 3 2 n m )或三次諧波(3 5 5 n m ) 。在使用連續振盪雷射器的情形中,發自具有1 〇 W的輸 出的連續振盪Y V〇4雷射器的雷射藉由非線性光學元件轉 換成諧波。進一步,還有藉由把Y V〇4晶體和非線性光學 元件放入諧振腔中發出諧波的方法。然後,雷射藉由光學 系統在照射面上較佳的形成以具有矩形或橢圓形的形狀, 且光被照射到待處理的元件上。注意,照射面上的雷射( 雷射光點)用包括光學系統的光束形成裝置來形成以具有 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 Α7 Β7 五、發明説明(2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 3 - 1 Ο Ομιη的短軸直徑和1 〇 〇μιη或更長的長軸直徑 的橢圓形。也可以採用具有3 - 1 〇 Ομιη的短邊和1 〇 〇 μ m或更長的長邊的矩形,代替橢圓形。採用矩形或橢圓形 進行基底表面上有效的雷射退火。於此,長軸直徑(或長 邊)的長度疋爲1 0 Ομιη或更長的原因是,只要雷射有適 於雷射退火的能量密度,操作員適當地決定長軸直徑(或 長邊)的長度就足夠。能量密度這時需要適當地爲 0 · 01 — 1 OOMW/cm2 (較佳的 〇 · 1 — 10 M W/ c m 2 )。當相對雷射以大約1 〇 - 2 0 0 0 c m/ s的速度移動半導體膜的同時可以進行照射。 其次,除去氧化物膜3 4。(圖2 D ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後,雷射(第二雷射)在氮氣氛中或真空中照射到 具有結晶結構的半導體膜3 3 a上。第二雷射的能量密度 被安排成比第一雷射的高,較佳的高出3 0 - 6 0 m J / c m 2。順便提及,如果第二雷射的能量密度比第一 雷射的能量的能量密度高9 0 m J / c m 2或更多,則半導 體膜的結晶性能下降,或半導體膜是微晶的,其導致性能 的劣化。在5 3 7 m J / c m 2的能量密度和3 0 Η z的重 複頻率的照射條件下,在氮氣氛中實施雷射照射。雷射照 射在氮氣氛中或在真空中實施的情形中,微孔很容易在半 導體膜中形成。然而,底絕緣膜和半導體膜在同樣的膜沈 積溫度下形成,由此微孔的出現能夠被抑制。因而,起因 於被認爲是不均勻原因的微孔表面不均勻尺寸和T F Τ性 能的差異被減少了。進一步,由第一次雷射照射形成的脊 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明( 的尺寸藉由第二次雷射減小,以整平其表面。 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 而且’連續振盪雷射器可用於第二雷射。典型地,可 以應用Nd : YV〇4雷射器(基本波長l〇64nm)的 二次諧波(5 3 2 n m )或三次諧波(3 5 5 n m )。 這樣獲得的具有結晶結構的半導體膜3 3 b的表面是 非常平坦的。進一步,由於平坦度得到改善,以後形成的 閘極絕緣膜可以做得很薄,這樣,T F T的啓動電流値可 以提高。進一步,平坦度得到改善,由此關閉電流値在製 造T F T的情形下減小了。T F T的可靠性也得到改善。 其次’具有所需形狀的半導體層3 5用已知的圖形形 成技術由半導體膜形成。(圖2 F ) 接下來的步驟以相同於實施例模式1的步驟進行,從 而完成了TFT。(圖2G) 圖2 G中,參考編號3 6指閘極絕緣膜,3 7指閘極 電極,3 8指源區,3 9指汲區,4 0指通道形成區, 4 1指中間層絕緣膜,4 2指源極電極,4 3指汲極電極 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進一步,可以採用下面的步驟,其中:圖形形成之前 不實施第二次雷射照射;形成具有所需形狀的半導體層; 淸潔半導體層的表面;除去氧化物膜或類似的膜;在惰性 氣氛中或真空中進行第二次雷射照射,從而整平半導體膜 此外,第二次雷射照射中,氮氣可以被噴射到要被照 射的區域附近。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(d 實施例模式3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3 A至4 E中顯示一實例,其中本發明使用於一種 技術中,其中:加入促進矽晶化的金屬元素之後,進行用 於晶化的熱處理;進行雷射照射之後,除去氧化物膜,再 進行雷射照射以使半導體膜整平;進行用於除去金屬元素 的吸氣。 首先,本實施例模式中,直到非晶半導體膜的形成的 製造步驟與實施例模式1中的步驟相同。因此省略其詳細 說明。 圖3 A中,參考編號5 0指具有絕緣表面的基底,參 考編號5 1指變成阻擋層的底絕緣膜。進一步,圖3 B中 ,參考編號5 2指具有非晶結構的半導體膜。底絕緣膜和 非晶半導體膜在同樣的膜沈積溫度下形成,由此能夠在膜 沈積之後緊鄰的階段得到沒有細微凸起部分的半導體膜的 平坦表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3 B中的狀態是根據實施例模式1得到的。然後, 爲了得到第一半導體膜5 2的晶化,以日本專利特許公開 號H e i 8 - 7 8 3 2 9中揭示的技術晶化具有非晶結 構的第一半導體膜5 2。以上述揭示的技術,將促進晶化 的金屬元素有選擇性地加入到非晶矽膜中,並對其進行熱 處理,從而形成具有結晶結構的半導體膜,其以添加區當 成起始點擴展開來。首先,將有促進晶化的催化作用的包 含1 一 1 0 0 P Pm以重量的金屬元素(本情形中是鎳) -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(2) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 的醋酸鎳鹽溶液用旋轉器塗敷在具有非晶結構的第一半導 體膜52的表面,從而形成含鎳層53。(圖3C)除了 藉由塗敷的含鎳層的形成方法之外,也可以使用藉由濺射 、蒸發或電獎處理形成極薄膜的方法。進一步,這裏提出 塗敷到整個表面的實例。然而,含鎳的層也可以用掩膜的 形成以選擇性地形成。 經濟部智慧財產¾員工消費合作社印製 其次,進行熱處理以實施晶化。這個情形中,矽化物 在半導體膜的一部分上形成,其接觸促進半導體膜的晶化 的金屬元素,晶化用矽化物當成核來進行。這樣,形成圖 3 D所示具有結晶結構的第一半導體膜5 4 a。注意,晶 化後第一半導體膜5 4 a中所含的氧濃度理想地設爲5 X 1 〇18/cm3或更少。這裏,進行用於氫化的熱處理之 後(4 5 0 °C,1小時),進行用於晶化的熱處理( 550°C - 650。(:,4一24小時)。進一步,用強光 照射進行晶化的情形中,能使用紅外光、可見光、和紫外 光之一或其組合。典型地,用發自鹵素燈、金屬鹵化物燈 、氙弧光燈、碳弧光燈、高壓鈉燈或高壓汞燈的光。燈光 光源打開1 一 6 0秒,較佳的3 0 - 6 0秒,重複1 — 1 0次,由此半導體膜充分地被迅速加熱到約6 0 0 -1 0 0 0 °c。注意,強光照射之前,如有必要,可以進行 用於釋放具有非晶結構的第一半導體膜5 2中所含的氫的 熱處理。進一步,晶化可以藉由同時實施熱處理和強光照 射來進行。考慮到生産率,希望晶化以強光照射進行。 金屬元素(該情形中爲鎳)殘留在這樣得到的第一半 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(2$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 導體膜5 4 a中。即使金屬元素在膜中不均勻地分佈,金 屬元素以大於lxl 019/cm3的濃度當成平均濃度殘留 在膜中。當然,即使在上面說明的狀態中’也能形成包括 T F T的各種半導體元件。然而,還是用以下提出的方法 除去元素。 其次,爲了提高晶化率(晶體成分與膜的總體積的比 )並修復殘留在晶粒中的缺陷,雷射(第一雷射)在大氣 或氧氣氛中照射到具有結晶結構的第一半導體膜5 4 a上 。在雷射(第一雷射)照射的情形中,薄的氧化物膜5 5 與半導體膜表面的不均勻性一起形成。(圖3E)具有 4 0 0 nm或更短波長的準分子雷射器、YAG雷射器的 二次諧波或三次諧波,或連續振盪N d : Y V〇4雷射器( 基本波長爲1 0 6 4 n m )的二次諧波(5 3 2 n m )或 三次諧波(3 5 5 n m )可用於雷射(第一雷射)。 然後,除去藉由第一雷射照射形成的氧化物膜5 5。 (圖 3 F ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次,雷射(第二雷射)在氮氣氛中或真空中照射到 具有結晶結構的第一半導體膜上。雷射在氮氣氛中或在真 空中被照射的情形中,微孔很容易形成於半導體膜內。然 而,底絕緣膜和半導體膜在同樣的膜沈積溫度下形成,由 此微孔的出現被抑制。因而,起因於被認爲是不均勻性原 因的微孔表面不均勻尺寸和T F T性能的差異減少了。進 一步,雷射(第二雷射)照射的情形中,由第一次雷射照 射形成的脊減少了,也就是,平坦化了。(圖3 G ) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)— ~ ' 544938 Α7 Β7 五、發明説明(y 請 先 閲 讀 背 面 ί 事 項 再 填 本 頁 其次,用含臭氧的水溶液(典型的是臭氧水)形成氧 化物膜C所謂的化學氧化)以形成包括1 - 1 0 n m的氧 化物膜的阻擋層5 6。含稀有氣體元素的第二半導體膜 57形成於阻擋層56上。(圖4A) 進一步,當成形成阻擋層5 6的另一種形成方法,臭 氧可以藉由在氧氣氛中紫外光的照射來産生,從而氧化具 有結晶結構半導體膜的表面。進一步,還是當成形成阻擋 層5 6的另一種方法,具有大約1 一 1 〇 nm厚度的氧化 物膜可以藉由電漿CVD、濺射或蒸發來沈積。還是依然 當成形成阻擋層5 6的另一種方法,可以藉由用潔淨爐加 熱到大約2 0 0 — 3 5 0 ° C來形成薄的氧化物膜。注意, 阻擋層不特別地受到局限,只要其用上述方法的一種或其 組合即可。然而,需要阻擋層具有能使第一半導體膜中的 鎳藉由後面實施的吸氣轉移到第二半導體膜中的膜品質或 膜厚度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於此,用濺射形成含有稀有氣體元素的第二半導體膜 5 7以形成吸氣側。選自包括氦(H e )、氖(N e )、 氬(Ar)、氪(Kr)、氣(Xe)的組中的一種或多 種元素被當成稀有氣體元素。首先,氬(Ar )因爲它是 廉價的氣體,所以是較佳的。第二半導體膜在含稀有氣體 元素的氣氛中用包括矽的靶形成。使稀有氣體元素離子包 含在膜中的惰性氣體中有兩個目的。一個目的是形成懸垂 鍵以便提供半導體膜畸變。另一個目的是在半導體的晶格 之間提供畸變。當使用諸如氬(A r )、氪(K r )、氣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -32- 544938 A7 B7 五、發明説明( 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 % 本 頁 (X e )這類具有大於矽的原子半徑的元素時,畸變就明 顯地提供在半導體膜的晶格之間。進一步’稀有氣體元素 包含在膜中,由此不僅形成晶格之間的畸變’而且形成懸 垂鍵,其有助於吸氣作用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次,實施熱處理以實施用於減少第一半導體中金屬 元素(鎳)濃度之吸氣或除去第一半導體膜中金屬元素。 (圖4 B )可以進行照射強光的處理或加熱的處理當成用 於實施吸氣的熱處理。藉由吸氣,金屬元素沿著圖4 B中 箭頭的方向(也就是,從基底側向第二半導體膜表面的方 向)移動,實現金屬元素的除去或金屬元素濃度的減少, 所述金屬元素包含在由阻擋層5 6覆蓋的第一半導體膜 5 4 d中。金屬元素在吸氣處理中移動的距離基本等於至 少第一半導體膜的厚度就足夠了,並且吸氣可以在相對短 的時間內完成。這裏,鎳被移動到第二半導體膜5 7中以 便於它不在第一半導體膜5 4 d中分離,並且充分地進行 吸氣以便於第一半導體膜5 4 d中所包含的鎳幾乎無法存 在,這就是說,膜中的鎳濃度被設定爲1 X 1 〇 1 8 / c m 3 或更少,理想地1 X 1 0 1 7 / c m 3或更少。 進一步,在上述吸氣處理中,同時實施對來自於雷射 照射(第一雷射和第二雷射)的損害的修復。 其次,以阻擋層5 6當成蝕刻阻止層選擇性地除去由 參考編號5 7所指的單獨的第二半導體膜之後,除去阻擋 層5 6,第一半導體膜5 4 d用已知的技術形成圖形以形 成具有所需形狀的半導體層5 8。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -33- 544938 A7 B7 五、發明説明( 丁 F 丁藉由執行與實施例模式1中相同的後續步驟來 完成。(圖4 E ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4 E中,參考編號5 9指閘極絕緣膜、6 0指閘極 電極、6 1指源區、6 2指汲區,6 3指通道形成區, 6 4指中間層絕緣膜,6 5指源極電極,6 6指汲極電極 〇 進一步,本實施例模式可與實施例模式1組合。此外 ’本實施例模式能與其他已知的吸氣技術組合。 進一步,在本實施例模式中,提出了一個實例,其中 第二雷射照射在吸氣之前進行。然而,可以採用下面的處 理,其中:第一雷射照射之後,形成阻擋層和含稀有氣體 的半導體膜;用熱處理實施吸氣;除去含稀有氣體元素的 半導體膜和阻擋層;然後,在惰性氣體氣氛中或在真空中 進行第二雷射照射。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且,吸氣之前可以不進行第二次雷射照射。在具有 所需形狀的半導體層的形成之後,藉由淨化除去氧化物膜 和類似的膜,然後,可以在惰性氣體氣氛中或真空中進行 用於整平表面的第二雷射照射。 更進一步,在第二雷射照射中,氮氣可以噴射到要被 照射的區域附近。 實施例模式4 於此提出一個實例,其中根據用實施例模式2或實施 例模式3中的雷射照射表面生産量得到改善。 -34- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 Α7 Β7 五、發明説明(y (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在實施例模式2或實施例模式3中雷射照射進行兩次 ,這樣,會降低生産量。因此,本實施例模式中,使用脈 衝振盪型雷射器的情形中,讓第二雷射的發射次數,即重 疊比小於第一雷射。 特別地’第一雷射的重疊比設爲9 〇 %或更高,較佳 的9 5 - 9 8% ’第二雷射的重疊比設爲6 〇 - 9 0%, 較佳的7 0 - 8 5 %。即使第二雷射的重疊比小於第一雷 射的重疊比,也能獲得表面的充分的整平化。 因而,能夠讓第二雷射的重疊比較小,這樣,明顯地 改善生産量。進一步,因爲實施第二雷射照射,第一雷射 的重疊比也能降低。 注意,本實施例模式能用於實施例模式1或實施例模 式2。 按上面說明所構成的本發明將進一步以下面提出的實 施例詳細說明。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 實施例 實施例1 本發明的一個實施例將參考圖5 A至7說明。於此詳 細說明在相同基底上同時製造圖素部分和在圖素部分周圍 所提供的驅動器電路T F T ( η通道T F T和p通道 T F Τ )的方法。 首先,底絕緣膜1 0 1形成於基底1 0 0上,得到具 有結晶結構的第一半導體膜。然後’半導體膜被蝕刻成所 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21〇Χ297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明( 需的形狀以形成在島狀互相分離的半導體層1 0 2至 10 6° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 玻璃基底(# 1 73 7)當成基底1 00。形成當成 材料氣體的S i Η 4、N Η 3、N 2〇(組分比:S 1 = 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 2%’ 〇=27%’1^! = 24%,1^==17%)的氮氧 化矽膜1 0 1 a藉由電漿C V D在4 0 0 t:的膜沈積溫度 下形成50nm (較佳的1 0 — 200nm)的厚度,以 用於底絕緣膜1 0 1。然後,用臭氧水淸潔表面之後,表 面上的氧化物膜藉由稀釋的氫氟酸(1/1 0 0稀釋)除 去。其次,形成當成材料氣體的S i Η 4和N 2〇(組分比 :Si=32%,〇 = 59%,N=7%,H = 2%)的 氮氧化矽氫膜1 0 1 b以電漿C V D在4 0 0 °C的膜沈積 溫度下,在其上形成1 OOnm (較佳的5 0 - 20 0 n m)的厚度從而形成叠層。進一步,不暴露於大氣中的 條件下,藉由使用電漿C V D,在3 0 0 t的膜沈積溫度 下,使用S i Η 4當成膜沈積氣體形成具有非晶結構的半導 體膜(本情形中是非晶矽膜),具有5 4 n m的厚度(較 佳的 25 — 8〇nm)。 本實施例中,基礎膜1 0 1以兩層結構的形式提供, 但是可以採用絕緣膜的單層或其中兩層或更多的層疊加在 一起的結構。進一步,在半導體的材料上沒有限制。然而 ,半導體膜可以較佳的用已知的方法(濺射、L P c V D 、電漿C V D或類似的方法)由矽或鍺矽合金( S ixGei-x (Χ = 〇 · 0001 — 〇 · 02))形成。 ;紙張尺度適财關家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)" 一 544938 A7 B7 五、發明説明(y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 進一步,電漿c VD設備可以是單晶片型或批量型。此外 ’底絕緣膜和半導體膜可以在不暴露於大氣的條件下在同 樣的膜形成室中連續地形成。 接下來,具有非晶結構的半導體膜的表面被淸潔後, 在表面上從臭氧水中形成由大約2 nm厚度的極薄的氧化 物膜。然後,爲了控制T F T的臨界値,實施微量雜質元 素(硼或磷)的摻雜。這裏,使用離子摻雜的方法,其中 乙硼烷(B2 H6)在沒有質量分離的條件下被電漿激發, 硼在下面的摻雜條件下加入到非晶矽膜中:1 5 k V的加 速電壓;3 0 s c cm的以氫稀釋至1%的乙硼烷的氣流 速率;2 X 1 0 1 2 / c m 2的劑量。 然後,含1 0 p p m重量的鎳的醋酸鎳鹽溶液用旋轉 器塗敷。也可以用藉由濺射將鎳元素噴射到整個表面上的 方法代替塗敷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後,進行熱處理以實施晶化,從而形成具有結晶結 構的半導體膜。爲了此熱處理,可以進行利用電爐或強光 照射的加熱處理。在加熱處理利用電爐的情形中,可以在 5 0 0 - 6 5 0°C進行4 一 2 4小時。這裏,進行了用於 氫化的加熱處理(5 0 0 °C,1小時)之後,進行用於晶 化的加熱處理(5 5 0 t,4小時),從而得到具有結晶 結構的矽膜。注意,儘管晶化藉由用爐子的加熱處理實施 ’晶化還可以藉由燈退火設備的方式實施。還要注意,儘 管這裏採用了以鎳當成促進矽晶化的金屬元素的晶化技術 ,也可以使用其他已知的晶化技術,例如,固相生長方法 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -37- 544938 Α7 __ Β7 五、發明説明( 和雷射晶化方法。 請 先 閱 讀 背 ιέ 之 注 意 事 項 再 填 馬 本 頁 其次’用稀釋氫氟酸或類似的溶液除去具有結晶結構 的砂膜表面上的氧化物膜之後,在大氣中或在氧氣氛中實 施用於提高晶化率及修復殘留在晶粒中的缺陷的第一雷射 的照射(XeCl :308nm的波長)。具有400 n m或更短波長的準分子雷射,或γ a G雷射器的二次諧 波或三次諧波用於雷射。在任何情況下,使用具有約1 〇 一 1 0 0 0 Η z的重複頻率的脈衝雷射,脈衝雷射用光學 系統聚焦到1 0 0 - 5 0 OmJ/cm2,照射用9 0 — 9 5%的重疊比來實施,由此矽膜表面可以被掃描。這裏 ,第一雷射的照射在大氣中用3 Ο Η z的重複頻率和 3 9 3 m J / c m 2的能量密度來實施。注意,由於照射在 大氣中或氧氣氛中進行,氧化物膜藉由第一雷射照射形成 於表面上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 還要注意,儘管用鎳當成促進矽晶化的金屬元素來進 行熱晶化之後使用了照射雷射的技術,非晶矽膜還可以藉 由連續振盪雷射器(Y V〇4雷射器的二次諧波)在不添加 鎳的條件下晶化。 其次,用稀釋氫氟酸除去藉由第一次雷射照射所形成 的氧化物膜之後,在氮氣氛中或在真空中實施第二雷射照 射,從而整平半導體膜表面。具有4 0 0 nm或更短波長 的準分子雷射,或Y A G雷射的二次諧波或三次諧波被用 作雷射(第二雷射)。讓第二雷射的能量密度高於第一雷 射的,較佳的高出30 — 60mJ/cm2。這裏,用3〇 •38- 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 544938 A7 ___B7 _ 五、發明説明(^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Η z的重複頻率和4 5 3mJ/cm2的能量密度實施第二 次雷射照射,以便從而將半導體膜表面中不均勻的P - V 値設爲5 n m或更少。第二次雷射照射的情形中,由第一 次雷射照射肜成的不均勻位準上的差異(P - V値:峰對 谷,高度上最大値和最小値之間的差異)減小了,也就是 說,平坦化了。這裏,不均勻的P — V値可以用A FM ( 原子力顯微鏡)觀察。A F Μ能進行當成其他表徵表面粗 糙度的指數中心線平均高度(R a )、均方根粗糙度( R m s )、十點平均表面粗糙度(R z )和平均傾斜角( A a )的測量。 讓第二雷射照射的能量密度比第一雷射照射的高3 0 mJ/cm2 — 6〇mJ/cm2 (450 — 560 m J / c m 2 ),由此與照射之前相比,整平度得到明顯地 改善。例如,表面粗糙度(P - V値、R a、R m s )與 照射之前相比減少到1 / 2或更少’或1 / 3或更少。當 進行比較實驗時,用比第一雷射的能量密度高6 0 m J / c m 2的第二雷射照射的半導體膜的表面是最平坦的 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 表面。 進一步,雖然本實施例中在表面上進行了第二雷射照 射,由於關閉電流的減小特別對圖素部分T F T有影響, 所以可以採用至少在圖素部分有選擇性地實施照射的步驟 〇 其次,表面用臭氧水處理1 2 0秒,從而形成由具有 1 - 5 n m旳總厚度的氧化物膜組成的阻擋層。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) .39- " 544938 A7 B7 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後,藉由濺射在阻擋層上形成變成吸氣側的含氬元 素的非晶矽膜,具有1 5 0 n m的厚度。本實施例中藉由 濺射的膜沈積條件是:0 . 3 P a的膜沈積壓力、5 0 s c c m的(A I* )氣流速率、3 k W的膜沈積功率、 1 5 0 °C的基底溫度。注意,在上述條件下,非晶矽膜中 所含氬元素的原子濃度是3X102G/cm3-6X 1 02D/cm3,氧的原子濃度是1又1〇19/(:1113 — 3 X 1 〇 1 9 / c m 3。 其後,用燈退火設備進行6 5 0°C、3分鐘的熱處理 以實施吸氣。 接下來,含氬元素的非晶矽膜,其是吸氣側,用阻擋 層當成蝕刻阻止層被有選擇性地除去,然後,用稀釋氫氟 酸有選擇性地除去阻擋層。注意,有一個趨勢是,在吸氣 處理中鎳容易移到具有高氧濃度的區域,這樣,理想的是 其組成包括氧化物膜的阻擋層在吸氣之後被除去。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 然後,在所得到的具有結晶結構的矽膜(也稱作多晶 矽膜)的表面上從臭氧水中形成薄氧化物膜之後,形成由 抗蝕劑構成的掩膜,並在此進行蝕刻處理以得到所需的形 狀,從而形成彼此互相分離的島狀半導體層1 0 2 - 1 0 6。半導體層的形成之後,除去由抗蝕劑構成的掩膜 0 然後,用含氫氟酸的腐蝕劑除去氧化物膜,同時,淸 潔矽膜的表面。之後,形成包含矽當成其主要成分的絕緣 膜,其成爲閘極絕緣膜1 〇 7。本實施例中,藉由電獎 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 544938 A7 B7 五、發明説明(3έ C V D形成具有1 1 5 n m厚度的氮氧化矽膜(組分比: Si=32%、〇=59%、N=7%、H=2%)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 其次,如圖5 A所示,在閘極絕緣膜1 〇 7上,具有 2 0 - 1 0 0 nm厚度的第一導電膜1 〇8 a和具有 1 0 0 - 4 0 0 nm厚度的第二導電膜1 〇 8 b以疊層的 方式形成。本實施例中,50nm厚的氮化鉅膜和3 70 n m厚的鎢膜順序疊加在閘極絕緣膜1 〇 7上。 經濟部智慈財/f岛員工消費合作社印製 當成用於形成第一導電膜和第二導電膜的導電材料, 採用選自包括丁 a、W、T i 、Μ 〇、A 1和C u的組中 的元素、或包含上述當成其主要成分的合金材料或化合物 材料。進一步,摻雜了諸如磷的雜質元素的以多晶矽膜爲 代表的半導體膜或A g P d C u合金可以當成第一導電膜 和第二導電膜。進一步,本發明不局限於兩層結構。例如 ,可以採用三層結構,其中5 0 n m厚鎢膜、具有5 0 〇 n m的厚度的鋁和矽(A 1 — S i )的合金膜、3 0 n m 厚的氮化鈦(titanium nitride )膜順序地疊加在一起。而且 ,三層結構的情形中,氮化鎢可以用來代替第一導電膜的 鎢,鋁和鈦(A 1 - T i )的合金膜可以用來代替第二導 電膜的鋁和矽(A 1 - S i )的合金膜,鈦膜可以用來代 替第三導電膜的氮化鈦膜。此外,也可以採用單層結構。 其次,如圖5 B所示,藉由曝光步驟形成掩膜1 1 〇 和1 1 5 ,並實施用於形成閘極電極和接線的第一蝕刻處 理。第一蝕刻處理用第一和第二蝕刻條件實施。I C P ( 電感親合電獎)蝕刻法可以較佳的用於蝕刻處理。用 -41 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X:Z97公釐) 544938 Α7 Β7 五、發明説明(g (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1 c p蝕刻方法,並適當地調整鈾刻條件(加到線圈形電 極上的電能、加到基底側電極上的電能、基底側電極的溫 度以及類似的條件),由此膜能被蝕刻成所需的錐形。注 意,以C 1 2 、B C 1 3、S i C 1 4、和C C 1 4爲代表的 氯基氣體,以c F4、S F6和NF3爲代表的氟基氣體和 0 2可以適當地用作蝕刻氣體。 本實施例中,還在基底(樣品台)上載入1 5 0 W的 R F ( 1 3 . 5 6 Μ Η Z )功率以基本提供負的自偏壓。 用第一蝕刻條件鈾刻W膜以將第一導電層的末端部分形成 爲錐形。在第一蝕刻條件下,對W的蝕刻速率是 200 · 39 nm/mi η,對TaN的蝕刻速率是 80 · 32nm/mi n,W對TaN的選擇比約是 2 . 5。進一步,用第一蝕刻條件,W的錐形角度大約是 2 6° 。其後,在不除去由抗蝕劑構成的掩膜1 1 0 - 1 1 5時,將第一鈾刻條件改成第二蝕刻條件。C F 4和 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C 1 2當成蝕刻氣體,氣體的流速設爲3 0/3 0 s c cm ,在IPa的壓力下將500W的RF(13.56 Μ Η z )功率載入到線圈形電極上以産生電漿,從而實施 約3 0秒的蝕刻。2〇W的R F ( 1 3 . 5 6 Μ Η ζ )功 率還載入到基底側(樣品台)以基本提供負的自偏壓。在 第二鈾刻條件下,其中C F 4和C 1 2混合,W膜和T a Ν 膜以相同位準蝕刻。用第二蝕刻條件,對W的蝕刻速率是 58 · 97nm/mi η、對TaN的鈾刻速率是 6 6 · 4 3 n m /m i η。注意,爲了在閘極絕緣膜上進 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 544938 A7 B7_____ 五、發明説明(4么 行蝕刻而不留下殘餘物,蝕刻時間可以增加1 0 - 2 0 % 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在以上所說明的第一蝕刻處理中,使由抗蝕劑構成的 掩膜的形狀合適,由此第一導電層的末端部分和第二導電 層的末端部分由於加在基底側上的偏壓的影響,每個都具 有錐形的形狀。錐形部分的角度充分地設爲1 5 - 4 5 ° 〇 這樣,組成包括第一導電層和第二導電層的第一形狀 導電層117— 121 (第一導電層117a — 121a 和第二導電層117b—121b)藉由第一蝕刻處理形 成。變成閘極絕緣膜的絕緣膜1 0 7約蝕刻1 〇 - 2 0 n m,並變成閘極絕緣膜1 1 6,其中沒有被第一形狀導 電層1 1 7 - 1 2 1覆蓋的區域被減薄。 其次,進行第二蝕刻處理而不除去由抗蝕劑構成自勺掩 膜。這裏,S F 6、C 1 2和〇2當成鈾刻氣體’氣體的流 速設爲24/12/24sccm,在1.3Pa的壓力 下將7 0 0 W的R F ( 1 3 . 5 6 Μ Η z )功率載入到線 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 圏形電極上以産生電漿,從而實施2 5秒的鈾刻。1 0 w 的R F ( 1 3 · 5 6 Μ Η z )功率還載入到基底側(樣品 台)以基本提供負的自偏壓。在第二蝕刻處理中’對W的 蝕刻速率是2 2 7 . 3 n m / m i η,對T a Ν的餓刻速 率是32 · lnm/mi n,W對TaN的選擇比是 7 · 1 ,對絕緣膜1 1 6的S i〇N的鈾刻速率是 3 3 . 7nm/mi n,W對S i ON的選擇比是 -43 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 __B7_ 五、發明説明( 6 · 8 3。在S F 6當成蝕刻氣體的情形中’如上面說明的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,相對於絕緣膜1 1 6的選擇比是高的。這樣’能抑制膜 厚度的減小。本實施例中,絕緣膜1 1 6的膜厚度只減少 大約8 n m。 藉由第二鈾刻處理,W的錐形角變成70° 。藉由第 二蝕刻處理,形成第二導電層124b-129b°另一 方面,第一導電層很難被蝕刻變成第一導電層1 2 4 a -129a。注意,第一導電層124a — 129a具有與 第一導電層1 1 7 a - 1 2 1 a基本相同的尺寸。實際上 ,第一導電層的寬度與第二蝕刻處理之前相比可減少約 0 _ 3 μ m,即總的線寬約0 . 6 μ m。然而,第一導電層 的尺寸幾乎沒有改變。 進一步,在採用5〇nm厚的鎢膜、具有500nm 厚度的鋁和矽(A 1 — S i )的合金膜、3 0 n m厚的氮 化鈦膜順序疊加在一起的三層結構代替兩層結構的情形中 ,在第一蝕刻處理的第一蝕刻條件下,其中:B C 1 3、 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 C 1 2和〇2當成材料氣體;氣體的流速設爲6 5/1 〇/ 5 (seem) ; 300W 的 RF (13 · 56MHz) 功率載入到基底側(樣品台);且4 5 0 W的R F ( 1 3 . 5 6 Μ Η z )功率在1 · 2 P a的壓力下載入到線 圈形電極上以産生電漿,蝕刻實施1 1 7秒。至於第一蝕 刻處理的第二蝕刻條件,用C F 4、C 1 2和〇2,氣體流 速設爲 25/25/l〇sccm,20W的 RF ( 1 3 · 5 6 Μ Η z )功率也載入到基底一側(樣品台); 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -44- 544938 A7 _B7____ _ 五、發明説明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500W 的 RF (13 · 56MHz)功率在 IPa 的壓 力下載入到線圈形電極上以産生電漿。用上述條件,蝕刻 實施約3 0秒就足夠了。在第二蝕刻處理中,用B C 1 3和 Cl2,氣體流速設爲20/60sccm,100W的 R F ( 1 3 . 5 6 Μ Η z )功率載入到基底側(樣品台) ;600W的 RF (13 . 56MHz)功率在 1 · 2 P a的壓力下載入到線圈形電極上以産生電漿’從而實施 蝕刻。 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 其次,除去由抗鈾劑構成的掩膜,然後,進行第一摻 雜處理以獲得圖5 D的狀態。摻雜可以藉由離子摻雜或離 子注入進行摻雜處理。離子摻雜在1 · 5X1 014原子/ c m 2的劑量和6 0 — 1 0 0 k e V的加速電壓的條件下進 行。當成給予η型導電性的雜質元素,典型地使用磷(P )或砷(As)。本情形中,第一導電層和第二導電層 1 2 4 - 1 2 8變成掩膜阻止授予η型導電性的雜質元素 ,且第一雜質區1 3 0— 1 3 4以自對準的方式形成。授 予η型導電性的雜質元素添加到第一雜質區1 3 0 -134,在 1Χ1016— lXl〇17/cm3 的濃度範圍 內。這裏,與第一雜質區具有同樣濃度範圍的區域也稱作 π 區。 注意,雖然本實施例中第一摻雜處理在由抗蝕劑構成 的掩膜的去除之後實施,但是第一摻雜處理也可以在不除 去由抗蝕劑構成的掩膜時實施。 接下來,如圖6 A所示,形成由抗蝕劑構成的掩膜 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)~~ " 544938 A7 B7 五、發明説明(d (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 35 - 137,且進行第二摻雜處理。掩膜135是用 於保護通道形成區和形成驅動器電路的P通道T F 丁的半 導體層的通道形成區周圍的掩膜,掩膜1 3 6是用於保護 通道形成區和形成驅動器電路的η通道T F 丁之一的半導 體層的通道形成區周圍的掩膜,掩膜1 3 7是用於保護通 道區、其周圍和形成圖素部分的T F Τ的半導體層的儲存 電容的掩膜。 用第二摻雜處理中的離子摻雜條件:1 . 5 X 1 0 1 5 原子/cm2的劑量;60 - lOOkeV的加速電壓,摻 雜磷(P)。這裏,雜質區以自對準的方式、以第二導電 層1 2 4 b — 1 2 6 b當成掩膜在各自的半導體層中形成 。當然,磷不添加到被掩膜1 3 5- 1 3 5覆蓋的區域。 這樣,形成第二雜質區1 3 8 - 1 4 0和第三雜質區 1 42。授予η型導電性的雜質元素在lx 1 〇2()— lx 1 0 2 1 / c m 3的濃度範圍添加到第二雜質區1 3 8 -1 4 0中。這裏,與第二雜質區具有同樣濃度範圍的區域 也稱作η +區。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 進一步,第三雜質區域以低於第二雜質區的濃度下藉 由第一導電層形成,並被添加以lx 1 018 - lx 1 〇19 / c m 3的濃度範圍的授予η型導電性的雜質元素。注意’ 由於摻雜是經過具有錐形的第一導電層的部分進行的’第 三雜質區具有濃度梯度,其中雜質濃度向著錐形部分的末 端部分增加。這裏,與第三雜質區具有同樣濃度範圍的區 域稱作η —區。進一步,被掩膜1 3 6和1 3 7覆蓋的區域 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 i、發明説明(4) 在第二摻雜處理中不加入雜質元素,並變成第一雜質區 1 4 4 和 1 4 5。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次,由抗蝕劑構成的掩膜1 3 5 - 1 3 7被除去後 ’新形成由抗蝕劑構成的掩膜1 4 6 - 1 4 8,且如圖 6 B所示進行第三摻雜處理。 在驅動器電路中,如以上所說明的,藉由第三摻雜處 埋’形成第四雜質區1 4 9、1 5 0和第五雜質區1 5 1 、1 5 2,其中授予p型導電性的雜質元素添加到形成p 通道T F T的半導體層和形成儲存電容的半導體層中。 進一步,給予P型導電性的雜質元素在1 X 1 0 2 〇 -lx 1 〇21/cm3的濃度範圍內添加到第四雜質區 149和150中。注意,在第四雜質區149、150 中,在前述步驟中已經添加了磷(η —區),但是給予ρ型 導電性的雜質元素以磷的1 · 5 - 3倍高的濃度添加。這 樣,第四雜質區149、150具有ρ型導電性。這裏, 與第四雜質區具有同樣濃度範圍的區域也稱作ρ+區。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 進一步,第五雜質區1 5 1和1 5 2在與第二導電層 1 2 5 a的錐形部分重疊的區域形成,用授予ρ型導電性 的雜質元素在lx 1 〇18-lx 1 〇2Q/cm3的濃度範 圍內添加。這裏,與第五雜質區具有同樣濃度範圍的區域 也稱作P ~區。 藉由以上說明的步驟,具有η型或ρ型導電性的雜質 元素在各自的半導體層內形成。導電層124-127變 成TFT的閘極電極。進一步,導電層1 2 8變成電極之 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -47- 544938 A7 B7 五、發明説明( 一’其在圖素部分形成儲存電容。而且,導電層1 2 9在 圖素部分形成源極接線。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次’形成基本覆蓋整個表面的絕緣膜(未顯示)。 本實施例中,用電漿C V D形成5 0 n m厚的氧化矽膜, 其他包含矽旳絕緣膜可以使用在單層或疊層結構中。 然後’執行對添加到各自半導體層的雜質元素進行啓 動的步驟。在該啓動步驟中,採用使用燈光光源的迅速熱 退火(RTA)方法、照射發自YAG雷射器的光或來自 背表面的準分子雷射的方法、用爐子的熱處理、或其組合 〇 進一步,雖然本實施例中提出啓動之前形成絕緣膜的 實例’但是也可以在進行啓動之後形成絕緣膜的步驟。 經濟部智慧財產咼員工消費合作社印製 其次’第一中間層絕緣膜1 5 3由氮化矽膜形成,並 實施熱處理(300 - 550 t:,l — 12小時),從而 進行氫化半導體層的步驟。(圖6C)這個步驟是用第— 中間層絕緣膜1 5 3中所含的氫終止半導體層中懸垂鍵的 步驟。無論由氧化矽膜形成的絕緣膜(沒有圖示)存在與 否,半導體層都能被氫化。順便提及,本實施例中,包含 鋁當成其主要成分的材料使用於第二半導體層,這樣,提 供弟一丰導體層在氣化的步驟能夠承受的加熱條件是重要 的。當成用於氫化的另一種方式,可以進行電漿氫化(使 用電漿所激發的氫)。 其次’第二中間層絕緣膜1 5 4在第一中間層絕緣膜 1 5 3上由有機絕緣材料形成。本實施例中,形成具有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -48- 544938 A7 B7 五、發明説明(d 1 · 6 μΓΠ厚度的丙烯酸樹脂膜。然後,形成到達源極接線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 2 9的接觸孔、分別到達導電層1 2 7和1 2 8的接觸 孑L、到達各自雜質區的接觸孔。本實施例中,順序實施多 個蝕刻處理。本實施例中,用第一中間層絕緣膜當成鈾亥fJ 阻止層蝕刻第二中間層絕緣膜,用絕緣膜(未顯示)當成 蝕刻阻止層蝕刻第一中間層絕緣膜,然後,蝕刻絕緣膜( 未顯示)。 其後,用A 1 、T i 、Μ 〇、W和類似的材料形成接 線和圖素電極。當成電極和圖素電極的材料,理想的是用 反射性能極好的材料,諸如含A 1或A g當成其主要成分 的膜或上述膜的疊層膜。這樣,形成源極電極或汲極電極 1 5 5 — 1 6 0、閘極接線1 6 2、連接接線1 6 1、和 圖素電極1 6 3。 如上所述,能在同樣基底上形成具有η通道
TFT201 、Ρ通道TFT202和η通道TFT 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 2 0 3的驅動電路2 0 6和具有其組成包括n通道TFT 和儲存電容2 0 5的圖素TFT2 0 4的圖素部分2 0 7 。本說明書中,爲了方便起見,上述基底被稱作主動矩陣 基底。 進一步,圖8提出使用T E Μ觀察的閘極電極附近截 面的照片。如圖8所示,由於第二雷射,半導體膜的表面 是平坦的。因爲半導體膜是平坦的,所以在半導體膜之上 的閘極絕緣膜中和閘極電極的錐形部分中幾乎看不到半導 體膜內不均勻性的影響。 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 544938 Μ Β7_ 五、發明説明(4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖素部分207中,圖素TFT204 (η通道 T F 丁)具有通道形成區1 6 7、在形成閘極電極的導電 層127之外形成的第一雜質區(η —區)145、當成源 區的第二雜質區(η+區)140。進一步,在當成儲存電 容2 0 5的電極之一的半導體層中’形成第四雜質區 1 5 〇和第五雜質區1 5 2。儲存電容2 0 5以絕緣膜( 與閘極絕緣膜相同的膜)1 1 6當成電介質,由第二電極 1 28和半導體層150、152和168組成。 進一步,在驅動電路206中,η通道TFT201 (第一 η通道TFT)具有通道形成區1 6 4、藉由絕緣 膜與形成閘極電極的導電層1 2 4的部分重疊的第三雜質 區(η 一區)142,和作用當成源區或汲區的第二雜質 區(η + 區)1 3 8。 進一步,在驅動電路206中,Ρ通道TFT202 具有通道形成區1 6 5、藉由絕緣膜與形成閘極電極的導 電層1 2 5旳一部分重疊的第五雜質區(ρ__區)1 5 1 ’和作用當成源區或汲區的第四雜質區(Ρ+區)1 49。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 進一步,在驅動電路206中,η通道TFT203 (第二η通道TFT)具有通道形成區1 6 6、形成閘極 電極的導電層1 2 6外面的第一雜質區(η 一區)1 4 4 ’和作用當成源區或汲區的第二雜質區(η+區)139。 上述TF Τ 2 0 1 - 2 0 3適當地組合以形成移位暫 存器電路、緩衝器電路、位準移位電路、鎖存器電路和類 似的電路,從而形成驅動電路2 〇 6。例如,在形成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) μ規格(210χ297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明( C MOS電路的情形中,η通道TFT2 0 1和p通道 T F Τ 2 0 2可以互補地互相連接。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 特別是,以防止起因於熱載子效應的劣化爲目的,η 通道T F Τ 2 0 3的結構適合於具有高驅動電壓的緩衝器 電路。 而且,η通道TFT201的結構,其是GOLD結 構,適合於可靠性佔據最優先位置的電路。 更進一步,測量根據本實施例獲得的η通道T F T 2 0 1的電性能,並檢查了其可靠性。這裏,得到啓動電 流値的波動(也稱作劣化率),其是可靠性的指標。注意 ’啓動電流値在汲極電壓V d = 1 V和閘極電壓V g = 1 0 V時,藉由測量得到。
首先,爲了發現起因於暫態應力的η通道T F T 2 0 1的性能差異,在測量了暫態應力(I 〇 η〇)施加 之前的啓動電流値以後,在室溫中對每個啓動電流値施加 暫態應力1 0 0秒,假設汲極電壓V d = + 2 5 V以及閘 極電壓 Vg = lV、1 . 5V、2V、2 · 5V、3V、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 · 5 V、4 V、4 · 5 V。之後,再次測量啓動電流値 ’暫態應力的施加前後的啓動性能波動顯示於圖9 A和 9 B中。暫態應力指當τ F T的汲極電壓設爲某一値並且 聞極電壓固定一定的時間周期的時候的應力。注意, T FT通道形成區的尺寸設定爲通道長度l/通道寬度W =1 0 μ m / 8 μ m,並測量T F T,其中在藉由閘極絕緣 膜(1 1 5 n m的膜厚)與閘極電極重疊的第三雜質區 -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(4 142中,通道長度方向的寬度是1 · Ιμιη。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當成對比實例,使用藉由本實施例中不實施第二雷射 照射而只實施第一雷射照射的步驟製造的T F Τ。 本實施例中(圖9 Β ),啓動電流値的波動(劣化率 )與對比實例(圖9 A )相比更小。這樣,表明T F Τ的 可靠性高於使半導體膜表面平坦而進行第二雷射照射的情 形。 進一步,進行相似的比較,其中閘極絕緣膜的膜厚度 是變化的。當閘極絕緣膜的厚度是8 0 n m時,圖1 〇 A 和1 Ο B提出假設汲極電壓V d = + 1 6 V以及閘極電壓 Vg=l-4 · 5V時,在室溫中向每個啓動電流値施加 暫態應力1 0 0秒的情形中的啓動性能波動(A I ο η / 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I ο η〇)。其中,圖1 Ο Α是比較實例的測量,圖 1 〇 B是本實施例的測量。進一步,當閘極絕緣膜的厚度 是60nm時,圖1 1A和1 1B提出假設汲極電壓Vd = + 2〇V以及閘極電壓Vg = l — 4 . 5V時,在室溫 中向每個啓動電流値施加暫態應力1 0 0秒的情形中的啓 動性能波動(A I Q n / I ο η〇)。其中,圖1 1 A是比 較實例的測量,圖1 1 B是本實施例的測量。 從以上看來,可靠性可藉由改善半導體膜表面的整平 度得到改善。這樣,在具有G〇L D結構的T F T中,即 使藉由閘極絕緣膜與閘極電極重疊的雜質區的面積減少, 也能得到足夠的可靠性。尤其是,在具有G〇L D結構的 丁 F T中,即使變成閘極電極的錐形部分的部分的尺寸減 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ 544938 A7 _____B7_ 五、發明説明( 少,也能得到足夠的可靠性。 進一步,圖12—15提出Vd二5V和Vg= (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 —4 · 5 V時,關閉電流値的機率統計的分佈的測量結果 。注意,在圖中,本實施例中的機率統計的分佈用“ X ” 繪出’比較實例中機率統計的分佈用“〇”繪出,其中只 進行第一雷射照射。圖1 2 — 1 5中的垂直軸指百分比, 且5 0 %處的値對應於關閉電流的平均値。進一步,水平 値指關閉電流値。例如,如果波動大,區域被所有的曲線 佔據’即,水平寬度變大。在用第二雷射實施整平化的情 形中’可以更明顯地看到關閉電流値的波動的減少,由於 閘極絕緣膜的厚度變得更薄。進一步,在用第二雷射實施 整平化的情形中,與圖1 2 - 1 4所示的具有L /W = 2 μ m / 8 μ m的T F T相比,更明顯的看到圖1 5所示的具 有通道長度L /通道寬度W = 7μπι/4 Ομιη的T F T中 的關閉電流値波動的減小。因而,在用第二雷射實施整平 化的情形中,波動能夠在具有相對大的通道寬度的T F Τ 中被有效地抑制,例如,用在緩衝器電路中的T F 丁( L/W=7pm/1 4 Ομπι,7μπι/2 7 Ομπι,7μιτι/ 4 0 Ομηι,7μιη/8 0 Ομιη或類似的L/W値)或用在 類比開關電路中的TFT (L/W=8pm/4 0 0pm) ο 從以上看來,藉由改善半導體膜表面的整平度,即使 閘極絕緣膜的厚度被減薄,關閉電流的波動也能減小,並 且T F Τ的産量得到提高。在具有G〇L D結構的T F Τ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'〆297公釐) ~ 544938 A7 B7 五、發明説明( 中,當閘極絕緣膜減薄時,寄生電容增加。但是,閘極電 極(第一導電層)錐形部分的尺寸被減小以減小寄生電容 ,由此τ F T變得能實現具有改善的性能的高速運轉並具 有足夠的可靠性。 注意’同樣在圖素部分2 0 7的圖素TF 丁中,第二 次雷射照射能實現關閉電流的減小和波動的減小。 進一步’本實施例中提出製造用於形成反射型顯示裝 置的主動矩陣基底的實例。然而,如果圖素電極由透明導 電膜形成’儘管光掩膜的數量增加了一個,也能形成透射 型顯示裝置。 更進一步,本實施例能與實施例模式1 - 3的任何一 個自由地組合。 實施例2 本實施例中,提出一實例,其中在實施例1中底絕緣 膜的膜沈積溫度和具有非晶結構的半導體膜的膜沈積溫度 安排成彼此相同。 以玻璃基底(# 1 7 3 7 )當成基底。當成底絕緣膜 ,形成自當成材料氣體的S i Η 4、N Η 3和N 2〇(組分 比:Si=32%,〇=27%,N=24%,H=17 % )的氮氧化矽膜藉由電漿C V D在3 0 0 °C的膜沈積溫 度下形成50nm (較佳的10 — 200nm)的厚度。 其次,用臭氧水淸潔底絕緣膜表面,然後,表面上的氧化 物膜用稀釋氫氟酸(1 / 1 0 〇稀釋)除去。接下來,由 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產咼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(210X 297公釐) -54- 544938 A7 B7 五、發明説明(d 當成材料氣體的S i Η 4和N 2〇(組分比·· s i = 3 2 % ,〇=59%,Ν=7%,Η=2%)形成的氮氧化矽氫 膜’用電漿C V D在3 0 0 °C的膜沈積溫度下,在其上形 成1 0 0 nm (較佳的5 0 - 2 0 0 nm)的厚度以便形 成叠層。進一步,不暴露於大氣中的條件下,具有非晶結 構的半導體膜(本情形中是非晶矽膜)藉由使用電漿 c ν ϋ在3〇0 °C的膜沈積溫度下,由當成膜沈積氣體的 s iH4形成,具有54nm的厚度(較佳的25 — 80 非晶半 例中設 無細微 請 先 閱 讀 背 ιέ 之 注 意 事 項 再 填 馬 本 頁 如上所述,底絕緣膜的膜沈積溫度和用於形成 導體膜的膜沈積溫度安排成基本相同,並在本實施 定爲3 0 0 °C。這樣,就能在底絕緣膜上獲得具有 凸起部分並且整平度極好的表面的非晶半導體膜。即使在 以後的步驟中用雷射照射,微孔的出現也能被抑制。進一 步’當底絕緣膜的膜沈積溫度和非晶半導體膜的膜沈積溫 度設定爲4 0 0 °C時也能獲得同樣的效果。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 進一步,如實施例1中所示的第二雷射的情形相同, 在雷射在真空中或在惰性氣體氣氛中照射到半導體膜上的 情形中,微孔很容易産生。因而,本實施例特別有效。 形成具有非晶結構的半導體膜的步驟和隨後的步驟與 實施例1中的相同,這樣,可省略詳細說明。 如果本實施例中所得到的具有高整平度的半導體膜用 在TFT的主動層中,可提高承受電壓。這樣,進一步改 善了 T F T的可靠性。 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(y 進一步,本實施例能與實施例1和實施例模式1 一 3 中的任何一個自由組合。 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 馬 本 頁 實施例3 本實施例說明從實施例1或2中所製備的主動矩陣基 底製造主動矩陣液晶顯示裝置的處理。參考圖1 6說明。 根據實施例1獲得圖7所說明的主動矩陣基底之後, 定向膜形成於圖7的主動矩陣基底上,並受到磨擦處理。 本實施例中,形成定向膜之前,爲了保持基底間是分開的 ,諸如丙烯酸樹脂膜的有機樹脂膜被形成圖形以便在所需 的位置形成柱狀間隔物。柱狀間隔物可以被噴射到基底整 個表面上的球形間隔物代替。 其次製備相對基底。相對基底具有瀘色器,其中色彩 層和遮光層相對於圖素排列。遮光層還可以放在驅動電路 部分。形成平面化膜以覆蓋濾色器和遮光層。在平面化的 膜上,相對電極形成自圖素部分中的透明導電膜。在相對 基底的整個表面上形成定向膜並受到磨擦處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後相對基底用密封構件粘接到其上形成有圖素部分 和驅動電路的主動矩陣基底上。密封構件有裝塡物混合在 其中,並且當兩個基底粘接時,所述裝塡物與柱狀間隔物 一起保持兩個基底之間的距離。其後,液晶材料注入到基 底之間,密封劑(未顯示)用於完整地密封基底。可以使 用衆所周知的液晶材料。這樣,就完成了主動矩陣液晶顯 示裝置。如有必要,主動矩陣基底或相對基底被切成所需 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明( 形狀的片。顯示裝置可以用已知的技術適當地配備偏振片 。然後,用已知的技術將F P C附連到基底上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考圖1 6中的俯視圖來說明這樣所得到的液晶模組 的結構。 圖素部分3 0 4放在主動矩陣基底3 0 1的中心。用 於驅動源極訊號線的源極訊號線驅動電路3 0 2放在圖素 部分3 0 4的上方。用於驅動閘極訊號線的閘極訊號線驅 動電路3 0 3放在圖素部分3 0 4的左邊和右邊。儘管本 實施例中閘極訊號線驅動電路3 0 3相對於圖素部分是對 稱的,液晶模組也可以只有一個閘極訊號線驅動電路在圖 素部分中一側。從上述兩個選項中,設計者可以考慮液晶 模組的尺寸或類似的因素來選擇更適合的排列。但是,根 據電路運行可靠性、驅動效率及類似的因素,圖1 6所示 的閘極訊號線驅動電路的對稱排列是較佳的。 訊號從軟性印刷電路(F P C ) 3 0 5輸入到驅動接 線中。在打開中間層絕緣膜和樹脂膜中的接觸孔後, 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 F P C 3 0 5藉由各向異性導電膜按壓配合,並形成連接 電極3 0 9以便於到達排列在基底3 0 1的給定位置的接 線。本實施例中連接電極由I T〇形成。 密封劑沿著基底周邊圍繞驅動電路和圖素部分塗敷到 基底上。相對基底3 0 6用密封劑3 0 7粘接到基底 3 0 1上,同時預先形成於主動矩陣基底上的間隔物 3 1 0保持兩個基底之間的距離爲常數(基底3 0 1和相 對基底3 0 6之間的距離)。液晶單元經過沒有被密封劑 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 Α7 Β7 五、發明説明(d 3 0 7塗敷旳基底區域注入。然後用密封劑3 0 8密封基 底。液晶模組藉由上述步驟完成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 儘管這裏所提出的實例中所有的驅動電路形成在基底 上,亦可使用某些I C於部份驅動電路。 進一步,本實施例可以與實施例模式1 一 3,實施例 1和實施例2中的任何結構自由地組合。 實施例4 實施例1提出反射型顯示裝置的實例,其中圖素電極 由反射型金屬材料形成。本實施例中所提出的是透射型顯 示裝置的實例,其中圖素電極由透光導電膜形成。 直到形成中間層絕緣膜的步驟的製造處理與實施例1 的處理是相同的,因此省略其詳細說明。根據實施例1形 成了中間層絕緣膜之後,由透光導電膜形成圖素電極 6 0 1。透光導電膜的實例包括I T〇(氧化銦錫合金) 膜、氧化銦一氧化鋅合金(I η 2 ◦ 3 - Ζ η〇)膜、氧化 鋅(Ζ η ◦)膜和類似的膜。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 之後,在中間層絕緣膜6 0 0中形成接觸孔。其次形 成與圖素電極重疊的連接電極6 0 2。連接電極6 0 2經 過接觸孔連接到汲區。在形成連接電極的同時,形成其他 T F 丁的源極電極或汲極電極。 儘管這裏所提出的實例中所有的驅動電路形成在基底 上,亦可使用某些I C於部份驅動電路。 如上所述完成了主動矩陣基底。根據實施例3從該主 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -58- 544938 A7 B7 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 動矩陣基底製造液晶模組。液晶模組配有背光6 〇 4和光 導板6 0 5,並用蓋6 0 6覆蓋以完成主動矩陣液晶顯示 裝置,其部分橫截面圖示於圖1 7。蓋用粘合劑或有機樹 月旨粘接到液晶模組上。當把基底粘接到相對基底上時,基 底可以形成框架以便於用於粘接的有機樹脂裝塡在框架和 基底之間的空間。因爲顯示裝置是透射型的,主動矩陣基 底和相對基底都需要粘接偏振片6 0 3。 本實施例能與實施例模式1 - 3和實施例1 - 3中任 何一個結構自由地組合。 實施例5 本實施例中,製造配備有EL (電致發光)元件發光 顯示裝置的實例顯示於圖1 8 A和1 8 B中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 8 A是E L模組的俯視圖,圖1 8 B是沿著圖 1 8 A的線A — A ’的橫截面圖。在具有絕緣表面的基底 9 0 0上(例如,玻璃基底、結晶的玻璃基底、塑膠基底 或類似的基底),形成圖素部分9 0 2、源極側驅動電路 9 0 1和汲極側驅動電路9 0 3。圖素部分和驅動電路可 以根據以上所說明的實施例獲得。進一步,參考編號 9 1 3指密封構件,參考編號9 1 9指D L C膜。用密封 構件9 1 8覆蓋圖素部分和驅動電路部分,用保護膜 9 1 9覆蓋密封構件。進一步,保護膜9 1 9用粘接劑藉 由蓋構件9 2 0密封。理想的是蓋構件用與基底9 0 0相 同的材料構成,例如,是玻璃基底,以便承受起因於加熱 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 或外力的形變。蓋構件9 2 0藉由噴沙或類似的方法處理 以具有圖1 8 B所示的凸起形狀(具有3 - 1 〇 μπι的深度 )。理想的是,蓋構件9 2 0受到進一步處理以形成凸起 部分(具有5 0 - 2 Ο Ο μ m的深度),乾燥試劑能被安排 到其中。進一步,製造多E L模組的情形中,基底和蓋構 件互相連接在一起之後,可以用C〇2雷射器或類似的雷射 器進行分割以便末端表面互相匹配。 注意,參考編號9 0 8指用於對源極側驅動電路 9 0 1和閘極側驅動電路9 0 3傳輸訊號輸入的接線’並 從是外部輸入終端的F P C (軟性印刷電路)9 0 9接收 視頻訊號和時鐘訊號。注意,雖然圖中只顯示F P C,印 刷接線板(P W B )也可以連接到F P C上。本說明書中 的發光裝置不僅包括發光裝置的本體,而且包括連接有 FPC或PWB的發光裝置。 經濟部智慧財4局g(工消費合作社印製 其次,參考圖1 8 B說明橫截面結構。絕緣膜9 1 0 配備在基底9 0 0上,圖素部分9 0 2和閘極側驅動電路 9 0 3形成於絕緣膜9 1 0的上方,且圖素部分9 0 2由 包括電流控制丁 F T 9 1 1和電連接到電流控制T F T 9 1 1的圖素電極9 1 2的多個圖素組成。閘極側驅動電 路藉由使用其中η通道TFT913和p通道TFT 9 1 4組合的C Μ〇S電路形成。 以上TFT (包括911、913和914)可根據 實施例1中的η通道TFT2 0 1和p通道TFT2 0 2 製造。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨〇'〆297公釐) -60- 544938 A7 __ B7_ 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 注意’至於配備在T F T和E L元件之間的絕緣膜的 材料’適當的是用不僅能阻擋諸如鹼金屬離子或鹼土金屬 離子這樣的雜質離子的擴散、而且能主動吸收諸如鹼金屬 離子或鹼土金屬離子這樣的雜質離子的材料,進一步用能 承受隨後的處理溫度的材料。當成滿足上述條件的材料, 提出包含大量氟的氮化矽膜當成實例。氮化矽膜中所含氟 的濃度是1 X 1 0 1 9 / c m 3或更多,較佳的,氮化矽膜 中氟的組分比是1 - 5 %。氮化矽膜中的氟與鹼金屬離子 或鹼土金屬離子結合,並被吸收到膜中。進一步,當成另 一個實例,提出包含其組成包括銻(S b )化合物、錫( s η )化合物或銦(I η )化合物的顆粒的有機樹脂膜, 其吸收鹼金屬離子、鹼土金屬離子或類似的離子,例如, 包含五氧化銻(S b 2〇5 · η Η 2〇)顆粒的有機樹脂膜。 注意,該有機樹脂膜包含具有1 〇 - 2 0 nm的平均顆粒 尺寸的顆粒,並具有高的光透射性能。以五氧化銻爲代表 的銻化合物容易吸收諸如鹼金屬離子或鹼土金屬離子這樣 的雜質離子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖素電極9 1 2作用當成發光元件(EL元件)之陽 極起。進一步在圖素電極9 1 2的兩端形成築堤9 1 5, 發光兀件的陰極9 1 7和E L層9 1 6形成於圖素電極 9 1 2 上。 至於E L層9 1 6,發光層、電荷傳送層和電荷注入 層可以自由地組合以形成E L層(用於光發射和用於光發 射的載流子的運動的層)。例如,可以用小分子量的有機 本纸浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ 544938 A7 B7
五、發明説明(Q (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) E L材料或高分子量的有機E L材料。進一步’當成E L 層,還能使用由能藉由單重態激發(癸光)發光的發光材 料(單重態化合物)形成的薄膜或由能藉由三重態激發( 磷光)發光的發光材料(三重態化合物)形成的薄膜。進 一步,諸如碳化矽的無機材料可以用做電荷傳送層或電荷 注入層。衆所周知的材料可用於有機£: L材料或無機E L 材料。 陰極9 2 7還當成所有圖素共同的接線,並藉由連接 接線9 0 8與F P C 9 0 9電連接。進一步,包含在圖素 部分9 0 2和閘極側驅動電路9 0 3中的所有元件都被陰 極9 1 7、密封構件9 1 8和保護膜9 1 9覆蓋。 注意,對可見光透明或半透明的材料較佳的用於密封 構件9 1 8。進一步,密封構件9 1 8理想地由盡可能不 滲透濕氣或氧的材料形成。 經濟部智慧財產¾員工消費合作社印製 進一步,發光元件完全由密封構件9 1 8覆蓋之後, 較佳的是由D L C膜或類似的膜組成的保護膜至少配備在 密封構件9 1 8的表面上(暴露的表面),如圖1 8 A和 1 8 B所示。進一步,保護膜可以配備在包括基底背表面 的整個表面上。這裏,爲了保護膜不沈積在配備有外部輸 入終端(F P C )的部分而引起注意是必要的。爲了不形 成保護膜,可以用掩膜。另外,外部輸入終端部分可以用 鐵弗龍(注冊商標)或類似的材料形成的帶子覆蓋,其在 C V D設備中用作掩膜帶以便不形成保護膜。 發光元件由具有上面所說明的結構的保護膜和密封構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ 544938 A7 B7 五、發明説明(β (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 件9 1 8密封,由此,發光元件能夠完全與外界隔離。這 樣,有可能防止諸如濕氣或氧這樣促進由E L層氧化引起 的劣化的物質從外界滲入。因而,能夠獲得具有高可靠性 的發光裝置。 進一步,可以採用一種結構,其中圖素電極是陰極, E L層和陽極層疊,從而在與圖1 8Α和1 8 Β中的方向 相反的方向提供光發射。圖1 9提出其實例。注意,該實 例的俯視圖與圖1 8 Α的相同,這裏就省略其說明。 圖1 9所示的橫截面結構在下面給予說明。當成基底 1 0 0 0,除了玻璃基底和石英基底以外還可以用半導體 基底或金屬基底。絕緣膜1010配備在基底1000上 ,圖素部分1 0 0 2和閘極側驅動電路1 〇 0 3形成於絕 緣膜1 0 1 0之上,圖素部分1 0 0 2由包括電流控制 丁 F T 1 〇 1 1和電連接到電流控制T F T 1 〇 1 1的汲 區的圖素電極1 0 1 2的多個圖素組成。進一步,閘極側 驅動電路1 0 0 3用其中η通道TFT1 0 1 3和P通道 TFT1〇14組合的CMOS電路形成。 經濟部智慧財產^7B (工消費合作社印製 圖素電極1 0 1 2作用當成發光元件的陰極。進一步 ,在圖素電極1012的兩端形成築堤1015 ,並在圖 素電極1012上形成發光元件的EL層1〇16和陽極 10 17° 陽極1 0 1 7還當成所有圖素的共同接線,並藉由連 接接線1 0 0 8電連接到F P C 1 〇 〇 9上。進一步,包 含在圖素部分1 〇 〇 2和閘極側驅動電路1 0 0 3中的所 -63- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(6)
有元件都被陽極1 0 1 7、密封構件1 〇 1 8和由DLC (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 膜或類似的膜組成的保護膜1 0 1 9覆蓋。進一步,蓋構 件1 0 2 0和基底1 0 0 0用粘接劑粘在一起。此外,蓋 構件內提供凹入的部分,乾燥試劑1 0 2 1安排在其中。 注意,密封構件1 0 1 8較佳的使用對可見光透明或 半透明的材料。另外,密封構件1 0 1 8理想地由盡可能 不滲透濕氣或氧的材料形成。 另外,圖1 9中,圖素電極是陰極,EL層和陽極層 叠。這樣,光發射的方向由圖1 9中箭頭指明。 本實施例中,使用實施例1中得到的具有高電性能和 高可靠性的T F T,因而,能夠形成比傳統元件具有更高 可靠性的發光元件。另外,具有這樣的發光元件的發光裝 置被用作顯示部分。這樣,就能獲得高性能的電設備。 注意,本實施例能與實施例模式1 - 3和實施例1和 實施例2中的任何一個自由地組合。 實施例6 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 本實施例中,給出頂閘型T F T的實例。然而,本發 明不限於T F T結構應用。本實施例中,圖2〇提出一實 例’其中本發明用於其中提供兩個聞極電極把半導體層夾 在中間的T F T。 首先’在基底1 1 0 0上提供第一聞極接線1 1 〇 1 。摻雜了授予導電性的雜質元素的多晶砂或w s i x (x = 2 · ◦ — 2 · 8 )、諸如 A 1 、T a、W、c r 或 Μ o 的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29?公釐) 二 -64 - 544938 A7 B7 五、發明説明(^ 導電材料或其疊層結構能用於第一閘極接線1 i 0 1。注 意’爲了防止雜質元素從基底1 1 〇 〇的擴散,可以形成 其組成包括諸如氧化矽膜、氮化矽膜或氮氧化矽膜這樣的 絕緣膜的底絕緣膜。
其次,形成具有大約5 0 0 n m厚度的第一絕緣膜 1 1 0 2以便於覆蓋第一閘極接線1 1 〇 1。當成第一絕 緣膜1 1 0 2 ,使用包含矽的絕緣膜,其藉由電漿C V D 或濺射形成。另外,第一絕緣膜可以由有機絕緣材料膜、 氧化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜或其中上述膜組合在一 起的疊層膜形成。 根據實施例模式1 - 3中的任何一個用電漿C V D在 相同的膜沈積溫度下,以疊加的方式形成第二絕緣膜 1 1 〇 3和具有非晶結構的半導體膜,這裏是非晶矽膜。 能夠在第二絕緣膜1 1 〇 3上得到具有無細微凸起部分、 整平度極好的表面的非晶半導體膜。即使在後面的步驟中 使用雷射照紂,微孔的出現也能被抑制。 另外,本實施例中,提出一實例,其中膜沈積溫度在 第二絕緣膜1 i 〇 3和具有非晶結構的半導體膜之間設定 爲相同。然而,可以讓膜沈積溫度在第一絕緣膜1 1 0 2 '第二絕緣膜1 1 0 3和具有非晶結構的半導體膜中間是 相同的。注意,在本實施例中底絕緣膜到半導體膜對應於 第一絕緣膜和第二絕緣膜。 然後,藉由實施例模式1或實施例1中說明的晶化技 術來晶化具有非晶結構的半導體膜以形成結晶矽膜(多晶 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) Μ規格(2i〇X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 -65- 544938 A7 B7 五、發明説明(d) 請 先 閱 讀 背 冬 意 事 項 再 填 寫 本 頁 石夕),然後,膜被形成圖形以具有島的形狀。本實施例中 使用實施例1中的晶化技術,另外,在氮氣氛或真空中實 施用於半導體膜表面整平化的第二雷射照射,其在實施例 1中給出。這樣獲得的具有高整平度的半導體膜用在 τ FT的主動層,由此TFT的耐壓提高了。這樣, T F T的可靠性得到改善。 接下來,形成閘極絕緣膜1 1 0 7以便於覆蓋半導體 層之後,形成第二閘極電極1 1 0 8。然後,提出η型導 電性的雜質元素(Ρ、A s或類似的元素),這裏是磷, 適當地添加到半導體中以形成源區1 1 0 4和汲區 1 1 0 5。添加之後,實施熱處理、強光的照射或雷射的 照射用於雜質元素的啓動。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 至於隨後的步驟,形成中間層絕緣膜1 1 0 9 ,進行 氫化,形成分別到達源區和汲區的接觸孔、到達第一閘極 電極的接觸孔、到達第二閘極電極的接觸孔,形成源極電 極1 1 1 0和汲極電極1 1 1 1 ,從而完成TFT (η通 道TFT)。這樣獲得的TFT示於圖20Α中。注意, 圖20A中參考編號1106指通道形成區。 另外,根據本實施例中的結構,每個圖素的T F T可 以採用雙閘結構,其中閘極電極藉由絕緣膜分別配備在通 道形成區1 1 0 6的上面和下面。第一絕緣膜和第二絕緣 膜每個都設定爲具有合適的厚度,由此T F T性能得到改 善,同時由第一聞極電極和其他接線形成的寄生電容被抑 制。此外,由於本實施例的結構採用雙閘結構,S値指最 -66 - 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 ____B7_ 五、發明説明( 佳値。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外,如圖2 0A所示,在以上步驟中,半導體層受 第一閘極電極影響,由此形成步階。 當以消除步階爲目的用C Μ P (化學機械抛光)技術 或類似的技術實施整平化時,能獲得圖2 Ο Β所示的 T F Τ結構。 首先,爲了形成第一絕緣膜,第一閘極電極1 2 0 1 彤成於基底1 2 0 0上。其次,第一絕緣膜的表面用 C Μ Ρ或機械拋光來抛光以形成平坦的第一絕緣膜 1 2 0 2。例如,第一絕緣膜的表面的最大高度(
Rmax)設定爲〇 · 5μπι或更小,較佳的〇 · 3μπι或 更小。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於在CMP中用了稀漿或類似的物質,雜質很容易 混入。這樣,進一步形成第二絕緣膜1 2 0 3。提供第二 絕緣膜1 2 0 3以防止雜質擴散到後面將要形成的半導體 層中。本實施例中,使用第二絕緣膜1 2 0 3和具有非晶 結構的半導體膜,這裏是非晶矽膜,以根據實施例模式1 一 3用電漿CVD在同樣的沈積溫度下形成疊層。具有無 細微凸起部分並有極好整平度的表面的非晶半導體膜能在 第二絕緣膜1 2 0 3上形成。這樣,即使當以後的步驟中 雷射被照射時,微孔的出現也能被抑制。 進一步,提出一實例,其中膜沈積溫度在第二絕緣膜 1 2 0 3和具有非晶結構的半導體膜之間設定爲相同的。 然而,可以讓膜沈積溫度在第一絕緣膜1 2 0 2、第二絕 -67- 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 緣膜1 2 0 3和具有非晶結構的半導體膜中間是相同的。 注意,底絕緣膜到半導體膜在本實施例中對應於第一絕緣 膜和第二絕緣膜。 其次,藉由實施例模式1或實施例1中說明的晶化技 術來晶化具有非晶結構的半導體膜以形成結晶矽膜(多晶 矽),對膜進行圖形形成以具有島的形狀。本實施例中使 用實施例1中的晶化技術,在氮氣氛或真空中實施用於半 導體膜表面整平化的第二雷射照射,其在實施例1中提出 。這樣獲得的具有高整平度的半導體膜用在T F 丁的主動 層,由此T F T的耐壓提高了。這樣,丁 F T的可靠性得 到改善。 接下來,形成閘極絕緣膜1 2 0 7以便於覆蓋半導體 層,然後,形成第二閘極電極1 2 0 8。然後,授予η型 導電性的雜質元素(Ρ、A s或類似的元素),本情形中 是磷,適當地添加到半導體中以形成源區1 2 0 4和汲區 1 2 0 5。添加之後’貫施熱處理、強光的照射或雷射的 照射用於雜質元素的啓動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至於隨後的步驟,形成中間層絕緣膜1 2 0 9 ,實施 氫化,形成分別到達源區和汲區的接觸孔、到達第一閘極 電極的接觸孔、到達第二閘極電極的接觸孔和類似的孔, 形成源極電極1 2 1 0和汲極電極1 2 1 1和類似的電極 ,從而完成TFT(η通道TFT)。這樣獲得的TFT 顯示於圖20B中。注意,圖20B中參考編號1 206 指通道形成區。 本紙浪尺度適用中國國家樣準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -68 - 544938 A7 B7 五、發明説明(6》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2 〇 B的結構中,與圖2 Ο A的結構相比加入了整 平化的步驟。因此,能實現具有更平坦的半導體膜表面的 結構。 注意,本實施例能與實施例模式1 - 3和實施例1 -5中的任何一個自由地組合。 實施例7 圖2 1是表示能夠應用於本發明的雷射處理設備的實 施例的圖。該設備的組成包括雷射器7 0 0、光學系統 7 01、基底台702、基底傳送裝置704、送風機 7 10等。另外,製備了用於支援基底711的盒708 、盒支架7 0 7、變成用於藉由送風機供給的氣體除去基 底上碎片或類似的物質的排氣埠的噴嘴7 0 9和類似的元 件當成附件。注意,發自噴嘴7 0 9的氣體吹到雷射照射 的區域。此外,當發自噴嘴7 0 9的氣體被加熱時,基底 也有可能被加熱。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 諸如在波長等於或小於4 0 0 n m處發光的準分子雷 身寸器這樣氣態雷射器,或諸如N d - Y A G雷射器或 Y L F雷射器這樣的固體雷射器被使用當成雷射器。用 N d— YAG時可以使用除了基本諧波(1 〇 6 0 nm) 夕f,還能用諸如二次諧波(5 3 2 n m )或三次諧波( 3 5 3 _ 5 n m )的諧波。這些雷射器是脈衝發射雷射器 ,採用約5 - 3 0 0 Η z的發射頻率。 光學系統是用於會聚或擴展發自雷射器7 0 0的雷射 本纸浪尺度適用中國國家標準(CNS )Α4規格(210X297公釐1 ' 544938 A7 B7 五、發明説明(6) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、並將具有精細線形橫截面的雷射照射到待照射的表面的 系統。光學系統7 〇 1的結構可以是任意的,這裏用諸如 圓柱透鏡陣列7 1 2、圓柱透鏡7 1 3、反射鏡7 1 4和 雙重圓柱透鏡7 1 5這樣的元件構成。雖然依賴於透鏡的 尺寸,可照村具有1 0 0-4 0 Omm數量級的縱向長度 和1 0 0 — 5 0 0 μπι數量級的橫向長度的線形雷射。 基底台7 0 2支撐用於處理的基底7 1 1 ,並與雷射 同步移動。 基底7 1 1從盒7 0 8中的移動和其伴隨雷射處理的 運動由傳送裝置7 0 4來實施。在傳送裝置7 0 4上製備 臂7 0 5。根據臂7 0 5抓住基底7 1 1的一端並在軸向 運動,在整個基底上照射線形雷射變成可能。傳送裝置 7 ◦ 4依照控制裝置7 0 6與雷射器7 0 0的發射配合工 作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進一步,爲其中基底7 1 1的一側具有比線形雷射縱 向(沒有圖示)更長的長度的情形製備了能夠在垂直於軸 向的方向移動基底的傳送裝置。藉由使用能在相互垂直的 方向上移動基底的兩個傳送裝置,在整個基底表面上照射 雷射變成可能的。 這種類型的雷射設備對於處理邊長超過1 0 0 0 m m 且厚度等於或小於1 m m的玻璃基底的情形特別地有效。 例如,能處理1200mmX160mm或2000mm X 2 5 0 〇mm並有〇 . 4 — 0 . 7mm的厚度的玻璃基 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS )八4規格(2丨0X297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(6会 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外,有可能將實施例7與實施例模式1 - 3、實施 例1 - 6自由地組合。例如,有可能將實施例7應用到實 施例1的第一雷射照射。這時,從噴嘴吹出的空氣或含氧 的氣體可以吹出到雷射要照射的區域。更進一步,有可能 將實施例7應用到實施例1的第二雷射照射。在該情形中 ,惰性氣體,例如氮,被用作發自噴嘴的氣體,並吹出到 雷射要照射的區域,從而實施半導體膜表面的整平化。因 而在實施例7與實施例1組合的情形中,不必要替換用於 雷射照射的處理室中的氣氛。第一雷射的照射和第二雷射 的照射能在很短的時間內藉由適當地切換從噴嘴中噴出的 氣體來實施。 實施例8 藉由實現本發明而形成的驅動電路和圖素部分能使用 於各種模組中(主動矩陣型液晶模組、主動矩陣型E L模 組和主動矩陣型E C模組)。這就是說,本發明能在所有 整合有顯示部分模組的電子設備中實現。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當成這類電子設備,可以指出的有視頻相機、數位相 機、頭戴式顯示器(護目鏡式顯示器)、汽車導航系統' 投影儀、汽車音響、個人電腦、攜帶型資訊終端(移動式 電腦、行動電話或電子書)以及類似的設備。這些設備的 實例顯示於圖2 2、2 3和2 4。 圖2 2 A顯示包括本體2 0 0 1、影像輸入部分 2 0 0 2、顯示部分2 0 0 3和鍵盤2 0 〇 4的個人電腦 -71 - 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 544938 A7 B7 五、發明説明(d 。本發明可用於顯示部分2 0 0 3。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2 2 B顯示包括本體2 1 0 1 、顯示部分2 1 〇 2 、聲音輸入部分2 1 0 3、操作開關2 1 0 4、電池 2 1 〇 5和影像接收部分2 1 0 6的視頻相機。本發明可 用於顯示部分2 1 0 2。 圖22C顯示包括本體2201、相機部分2202 '影像接收部分2 2 0 3、操作開關2 2 0 4和顯示部分 2 2 0 5的可移動電腦。本發明可用於顯示部分2 2 0 5 〇 圖22D顯示包括本體2301、顯示部分2302 不〇臂部分2 3 0 3的護目鏡式顯示器。本發明可用於顯示 部分2 3 0 2。 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印製 圖2 2 E顯示使用上面記錄程式的記錄媒體(以下稱 爲記錄媒體)的播放器,其包括本體2 4 0 1、顯示部分 2 402、揚聲器部分2403、記錄媒體2404和操 作開關240 5。該播放器用DVD (數位通用盤)或 C D當成記錄媒體,並能欣賞音樂、欣賞電影以及玩遊戲 或上網。本發明可用於顯示部分2 4 0 2。 圖22F顯示包括本體2501、顯示部分2502 、眼睛接觸部分2 5 0 3、操作開關2 5 0 4和影像接收 部分(未顯示)的數位相機。本發明可用於顯示部分 2 5 0 2。 圖2 3 A顯示包括投影設備2 6 0 1和螢幕2 6 0 2 的前投式投影儀。本發明可用於構成投影設備2 6 0 1的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 _B7___ 五、發明説明(7》 一部分的液晶模組2 8 0 8。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖23B顯示包括本體2701、投影設備2702 、反射鏡2 7 0 3和螢幕2 7 0 4的背投式投影儀。本發 明用於構成投影設備2 7 0 2的一部分的液晶模組 2 8 0 8。 另外,圖2 3 C是顯示圖2 3A和圖2 3 B中投影設 備2 6 0 1和2 7 0 2的結構的實例的視圖。投影設備 2 60 1或2 702的組成包括光源光學系統280 1 ' 反射鏡280 2及2804至2806、分色鏡2803 、棱鏡2 8 0 7、液晶顯示設備2 8 0 8、相位差板 2 8 0 9和投影光學系統2 8 1 0。投影光學系統 2 8 1 0的由包括投影鏡頭的光學系統組成。儘管這個實 施例顯示三片型的實例,該實施例不特別局限於此,而可 以是,例如,單片型。另外,實施此實施例的人可以適當 地在圖2 3 C中箭頭標識顯示的光路中配備諸如光學鏡頭 、具有偏振功能的膜、用於調節相差的膜或I r膜的光學 系統。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 進一步,圖2 3D是顯示圖2 3 C中光源光學系統 2 8 0 1的結構的實例的視圖。根據這個實施例,光源光 學系統的組成包括反射器2 8 1 1、光源2 8 1 2、透鏡 陣列2 8 1 3和2 8 1 4,偏振轉換元件2 8 1 5和聚焦 透鏡2 8 1 6 。進一步,圖2 3 D所示的光源光學系統只 是一個實例且這個實例不特別地局限於此。例如,實施此 實施例的人可以適當地在光源光學系統中配備諸如光學鏡 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ZZ ' 544938 A7 _ B7 五、發明説明(7) 頭、具有偏振功能的膜、用於調節相差的膜或I R膜。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而,根據圖2 3所示的投影儀,顯示了使用透射型 電光裝置的情形,而應用反射型電光裝置和E L模組的實 例沒有說明。 圖2 4A顯示包括本體2 9 0 1、聲音輸出部分 2 902、聲音輸入部分2903、顯示部分2904、 操作開關2 9 0 5、天線2 9 0 6和影像輸出部分( C C D、影像感測器或類似的裝置)2 9 0 7的行動電話 。本發明可用於顯示部分2 9 0 4。 圖24B顯示包括本體3001、顯示部分3002 和3〇0 3 、記錄媒體3 0 0 4 、操作開關3 0 0 5和天 線3 0 0 6的攜帶型圖書(電子書)。本發明可用於顯示 咅E 分 3002 和 3003。 圖2 4C顯示包括本體3 1 0 1、支持座3 1 02和 顯示部分3 1 0 3的顯示器。本發明可用於顯示部分 3 10 3。 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印製 此外,圖2 4 C所示的顯示器是小型和中型或大型的 ,例如,尺寸5 - 2 0英寸的顯示幕幕。而且’較佳的是 藉由利用尺寸是1 X 1 m的基底實施多圖形以形成這類尺 寸的顯示部分。 如上所述,應用本發明的範圍極其廣泛,適用於所有 領域的電子設備。本發明的電子設備可藉由自由組合實施 例1 — 7來實現。 根據本發明,具有無細微凸起部分、顯示於圖2 6中 -74- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 544938 A7 B7 1、發明説明( '整平度極好的表面的非晶半導體膜能夠在底絕緣膜上獲 得’即使用雷射照射,顯示於圖2 5的微孔的出現也能被 抑制。 另外,還是在真空中或惰性氣體氣氛中對半導體膜實 施雷射照射的情形中,顯示於圖2 5的微孔的出現能被抑 制。 根據本發明,具有高整平度的半導體膜用於T F 丁的 主動層,由此耐壓得以提高。這樣,丁 F T的可靠性得以 改善。特別是,能減小T F 丁的關閉電流値,還能抑制波 動。因而,使用這類T F T的半導體裝置的工作性能得到 改善,並能實現裝置的低耗能。 (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 -75 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇x 297公釐)
Claims (1)
- 544938 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 _ 一種製造半導體裝置的方法,該方法包含以下步 驟: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在絕緣表面上形成底絕緣膜; 在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 用雷射照射非晶半導體膜以形成具有結晶結構的半導 體膜, 其中底絕緣膜的膜沈積溫度與非晶半導體膜的膜沈積 溫度相同。 2 · —種製造半導體裝置的方法,該方法包含以下步 驟: 在絕緣表面上形成底絕緣膜; 在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 用雷射照射非晶半導體膜以形成具有結晶結構的半導 體膜, 其中底絕緣膜和非晶半導體膜之間膜沈積溫度的差異 在土 5 0 °C的範圍。 3 · —種製造半導體裝置的方法,該方法包含以下步 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 驟: 在絕緣表面上形成底絕緣膜; 在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 用雷射照射非晶半導體膜, 其中底絕緣膜和非晶半導體膜之間膜沈積溫度的差^ 在± 5 0。(3的範圍。 4 · 一種製造半導體裝置的方法,該方法包含以下步 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -76 - 544938 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 驟: 在絕緣表面上形成底絕緣膜; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 用第一雷射照射非晶半導體膜以形成具有結晶結構的 半導體膜和其上的氧化物膜, 除去氧化物膜;以及 在惰性氣體氣氛或真空中用第二雷射照射具有結晶結 構的半導體膜以整平化具有結晶結構的半導體膜, 其中底絕緣膜和非晶半導體膜之間膜沈積溫度的差異 在± 5 0 °C的範圍。 5 .如申請專利範圍第4項之製造半導體裝置的方法 ,其中第二雷射的能量密度高於第一雷射的能量密度。 6 ·如申請專利範圍第4項之製造半導體裝置的方法 ,其中第二雷射的重疊比低於第一雷射的重疊比。 7 · —種製造半導體裝置的方法,該方法包含: 在絕緣表面上形成底絕緣膜; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在底絕緣膜上形成非晶半導體膜;以及 用金屬元素摻雜非晶半導體薄膜; 對非晶半導體膜實施熱處理; 用第一雷射照射非晶半導體膜以形成具有結晶結構的 半導體膜和其上的氧化物膜, 除去氧化物膜;以及 在惰性氣體氣氛或真空中用第二雷射照射具有結晶結 構的半導體膜以整平化具有結晶結構的半導體膜’ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 77 - 544938 A8 Β8 C8 D8 ^、申請專利範圍 3 其中底絕緣膜和非晶半導體膜之間膜沈積溫度的差異 在士 5 0 °C的範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8.—種製造半導體裝置的方法,該方法包含: 在絕緣表面上形成底絕緣膜; 在底絕緣膜上形成具有非晶結構的第一半導體膜;以 及 用金屬元素摻雜具有非晶結構的第一半導體膜; 對具有非晶結構的第一半導體膜實施熱處理; 用第一雷射照射具有非晶結構的第一半導體膜以形成 具有結晶結構的第一半導體膜和其上的氧化物膜, 除去氧化物膜; 在惰性氣體氣氛或真空中用第二雷射照射具有結晶結 構的第一半導體膜以整平化具有結晶結構的第一半導體膜 用含臭氧的溶液氧化具有結晶結構的第一半導體膜, 從而形成阻擋層; 在阻擋層上形成包含稀有氣體元素的第二半導體膜; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將金屬元素吸氣到第二半導體膜中,從而除去或減少 具有結晶結構的第一半導體膜中的金屬元素;以及 除去第二半導體膜和阻擋層, 其中底絕緣膜和具有非晶結構的第一半導體膜之間膜 沈積溫度的差異在土 5 0 QC的範圍。 9 .如申請專利範圍第8項之製造半導體裝霞的方法 ,其中稀有氣體元素是選自包括He、Ne、A r 、Κι> -78- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 544938 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 和X e的組中的一種或多種元素。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 ·$口申請專利範圍第8項之製造半導體裝置的方 法’其中第二半導體膜在含稀有氣體元素的氣氛中,用半 導體當成IG,藉由濺射形成。 1 1 ·$口申請專利範圍第7項之製造半導體裝置的方 法’其中熱處理是加熱處理或照射強光的處理。 1 2,如申請專利範圍第8項之製造半導體裝置的方 法’其中熱處理是加熱處理或照射強光的處理。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之製造半導體裝置的 方法’其中強光是發自選自包括鹵素燈、金屬鹵化物燈、 氙弧光燈、碳弧光燈、高壓鈉燈和高壓汞燈的組中的一種 燈的光。 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項之製造半導體裝置的 方法,其中強光是發自選自包括鹵素燈、金屬鹵化物燈、 氙弧光燈、碳弧光燈、高壓鈉燈和高壓汞燈的組中的一種 燈的光。 經濟部智慧財產局員工消費合作#印絮 1 5 ·如申請專利範圍第7項之製造半導體裝置的方 法,其中金屬元素是選自包括Fe、Ni、Co、RU、 Rh、Pd、〇s 、I r 、Pt 、CU 和 Au 的組中的一 種或多種元素。 1 6 .如申請專利範圍第8項之製造半導體裝置的方 法,其中金屬元素是選自包括Fe、Mi 、c〇 、RU、 Rh、Pd 、〇s 、I r 、Pt 、Cl^[]Au 的組中的一 種或多種元素。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) · 79 - 544938 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 1 7 .如申請專利範圍第1項之製造半導體裝置的方 法,其中雷射是發自準分子雷射器、YAG雷射器、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Y V〇4雷射器或YLF雷射器的雷射。 1 8 .如申請專利範圍第2項之製造半導體裝置的方 法,其中雷射是發自準分子雷射器、YAG雷射器、 Y V〇4雷射器或YL F雷射器的雷射。 1 9 .如申請專利範圍第3項之製造半導體裝置的方 法,其中雷射是發自準分子雷射器、YAG雷射器、 YV〇4雷射器或YLF雷射器的雷射。 2 0 .如申請專利範圍第4項之製造半導體裝置的方 法,其中第一雷射和第二雷射中的每一個是發自準分子雷 射器、YAG雷射器、YV〇4雷射器或YL F雷射器的雷 射。 2 1 .如申請專利範圍第7項之製造半導體裝置的方 法,其中第一雷射和第二雷射中的每一個是發自準分子雷 射器、YAG雷射器、YV〇4雷射器或YL F雷射器的雷 射。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 2 .如申請專利範圍第8項之製造半導體裝置的方 法,其中第一雷射和第二雷射中的每一個是發自準分子雷 射器、YAG雷射器、YV〇4雷射器或YL F雷射器的雷 射。 2 3 .如申請專利範圍第4項之製造半導體裝置的方 法,其中惰性氣體氣氛是氮氣氛。 2 4 .如申請專利範圍第7項之製造半導體裝置的方 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -80 - ~ 544938 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6 法’其中惰性氣體氣氛是氮氣氛。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 5 ·如申請專利範圍第8項之製造半導體裝置的方 法’其中惰性氣體氣氛是氮氣氛。 2 6 . —種製造半導體裝置的方法,該方法包含以下 步驟: 在絕緣表面上形成底絕緣膜; 在底絕緣膜上形成非晶半導體膜; 用脈衝振盪雷射照射非晶半導體膜以形成具有結晶結 構半導體膜;以及 用連續振盪雷射照射具有結晶結構的半導體膜以改善 其整平度。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之製造半導體裝置的 方法,其中脈衝振盪雷射器是選自包括準分子雷射器、 Y AG雷射器、YV〇4雷射器或YLF雷射器的組中的雷 射器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 8 ·如申請專利範圍第2 6項之製造半導體裝置的 方法,其中連續振盪雷射是N d : Y V〇4雷射的二次諧波 或N d : Y V〇4雷射的三次諧波。 -81 - 本紙張尺度適用中國國家梂率(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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