TW550821B - Semiconductor device and active matrix display device - Google Patents

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Tsutomu Yamada
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Description

550821 五、發明說明（i) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於多結晶半 一種主動矩陣型顯示裝置胳曰之下層構造，例如關於 多晶矽主動層之下層構造。/ 、電晶體（以下稱為TFT)的 【習知技術】 由於液晶顯示裝署γ 實現薄型化、小型化、_ Θ 為LCD)等之平面顯示器可 LCD等已經作為各種機器^ ，因此消*電力較低，而且 等多種機器。UD等中，部，而使用在攜帶資訊機 開關元件者稱為主動矩Μ素^置薄膜電晶體等作為 像素的顯示内容，同^+此面板由於可確實維持每一 示品f的顯示裝置。7 Λ作為施行高精密顯示或高顯 第6圖係主動矩陣型LCD之 欠mi曰 有與閘極線及資料蟪、鱼垃 ” 、4效電路。各像素具 至閘極線夕、登I 線連接的薄膜電晶體（TFT)，由於輸出 TFT將對廐s込“號而使TFT導通時，會從資料線經由此 = _資料供應至液… π t寫入貧料到接下來再選擇TFT的期間，必須確實 Γ入的顯示資料’因此於TFT連接有與液晶電容Clc 並列的保持電gCsc。 在這種主動矩陣型LCD當中，設置在各像素的TFT已知 種使用多晶矽層作為主動層，並且在此主動層上層形 、F甲極的頂部閘極型TFT。頂部閘極型多晶矽TFT可容易地 利用自身％ 、 巧的閘極，將源極及汲極區域與通道區域自我整合 地形成在^ 夕日曰矽主動層，因此在促進TFT之小塑化、積體
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五、發明說明（2) 化等方面上，可期待很好的效果。 而且’多晶碎層已知係採用雷射退火法，使成膜之# 晶質碎在低溫處理中多結晶化而形成者。此雷射火 二板來說不僅便宜，而且容易實現大面積化的低璃 基板上？可形成高品質的多晶㈣。目此，目 主動矩陣型LCD之多晶矽TFT的製造當中。 另外’將這些TFT使用在例如投影機面板時， 在TFT下層設置金屬層，以作為用來防止來自光源的二 射至TFT主動層的遮光構件。再者，將上述TFT使用在 密用面板時’有時會在TFT下層之像素電極周邊位置形成 作為黑色矩陣（black matrix)的金屬層。 【發明所欲解決之課題】 上述雷射退火方法雖然可形成非常優良的多晶梦，但 是另一方面’利用雷射照射所獲得的多晶矽之膜質卻會受 到碎層之下層材料很大的影響。 頂部閘極型TFT當中，於主動層之通道區域下方並沒 有TFT之其他必要構成。因此如上所述，通道形成區域之 下層形成有金屬層的TFT中，會由於此金屬層的熱傳導性 等’而造成即使在同一基板上，在通道形成區域下層沒有 金屬層存在的TFT及通道形成區域的退火條件，可能會有 所不同。因此，即使例如以同一功率將雷射光束照射在非 晶形矽膜，實際的退火條件也會受到TFT主動層之下層材 料的影響’而可能有很大的差異。 第7圖顯示出利用雷射退火所獲得的多晶石夕之晶粒尺
550821 五、發明說明（3) "------ " 於雷射所供應之能量的特性。如圖面所示，隨著供 量的上升’晶粒尺寸也隨之增加，但是供應能量若超 過可獲得最大晶粒尺寸的能量值，則晶粒尺寸會急遽降 曾在非晶形石夕膜下層有金屬層的情況下，由於其高熱傳 =性，因此由雷射所產生的熱能藉由金屬層之擴散非常地 =速。然而，例如下層若為玻璃基板，則比起金屬層，熱 月b較不易及漏’非晶形石夕膜可獲得充分時間的加熱。如上 ^，於主動層下層之熱傳導性有很大差異的情況下，對於 ，些同時進行雷射退火時，如果按照例如下層係金屬層之 區f可獲得較大晶粒尺寸的方式來設定雷射能量，則在下 層沒有金屬層存在的區域會形成能量過大，而形成非常小 的晶粒尺寸。相反地，若以在金屬層非形成區域形成適當 晶粒尺寸的方式設定條件，則金屬層形成區域上的多晶矽 膜便無法獲得充分的晶粒尺寸。如上所述，熱傳導性差異 大的情況下，要設定用以在雙方區域形成大晶粒尺寸之多 晶石夕膜的條件實在是非常困難。 因此’本發明之目的在於實現一種用以在任何區域皆 能以適當膜質形成適用於頂部閘極型TFT之主動層等的多 結晶半導體膜的構造。 【解決課題之手段】 為了達成上述目的，本發明具備有以下特徵。 亦即’本發明之半導體裝置具有：形成在透明基板上 之一部分區域的金屬層；與該金屬層之至少一部分重疊而
ntH 550821 五、發明說明（4) 形成在前述金屬層上方，並且利用雷射退火而多結晶化的 多結晶半導體膜；以及位於前述金屬層與前述多結晶半導 體層之層間的緩衝層。 本發明之半導體裝置其他樣態係具有：形成在透明基 板上之一部分區域的金屬層；利用雷射退火而多結晶化， 並且與該金屬層之至少一部分重疊而形成在前述金屬層上 方的第1多結晶半導體膜；形成在前述金屬層之非形成區 域上方的第2多結晶半導體膜；以及位於前述第1及第2多 結晶半導體膜層下層，並且位於前述金屬層上層的緩衝 層。 如上所述，本發明係在利用雷射退火而在多結晶化的 半導體膜下層設置緩衝層。本發明當中，此緩衝層具有例 如可藉由其充分的膜厚及熱容量來緩和金屬層之熱傳導所 導致之熱能洩漏的功能。因此，存在於缓衝層更下層的材 料即使是例如上述金屬層或玻璃等基板，而且相對於雷射 退火之熱能洩漏有很大的差距，也由於有此緩衝層的存 在，而可缓和該情況之熱能洩漏之差，且可使上層之半導 體膜形成適當特性的多結晶半導體膜。 本發明之其他樣態係在上述半導體裝置當中，前述多 結晶半導體膜係構成薄膜電晶體之主動層者。 本發明之其他樣態係在上述半導體裝置當中，前述緩 衝層具有：形成在前述多結晶半導體膜侧，且厚度為 200nm以上的氧化石夕膜；形成在前述透明基板侧之50nm左 右的氮化^夕膜。
313414.ptd 第9頁 550821 五、發明說明（5) 本發明之其他樣態係在上述半導體裝置當中，前述緩 衝層具有：在前述透明基板侧形成1 0 0 nm以上的氮化矽 膜；以及在與前述多結晶半導體膜之接觸面侧形成130nm 以上的氧化矽膜。 根據以上所述之緩衝層，不僅具有充分大的熱容量， 且可增加主動層與其下層材料之層間距離。因此，無關於 下層材料而可防止下層之熱能洩漏，且可保持用以對上層 之半導體層進行退火所需的熱。另外，若是氧化矽膜及氮 化矽膜，則透過率與玻璃基板等為相同程度，因此形成這 些所導致的裝置基板之透過率的變化也較少。而且，使多 結晶半導體膜，例如多晶矽膜之下層侧形成近似之材料的 氧化矽膜，可避免對於此多結晶半導體膜施加不必要的應 力以致產生缺陷等。再者，將基板側之膜形成緻密的氮^ 矽膜，在例如使用低熔點玻璃作為基板的情況下，可防止 驗性離子等雜質由此玻璃基板侵入半導體膜。 本發明之其他樣態係在主動矩陣型顯示裝置當中，於 同一基板上具有像素部及驅動部，前述像素部配&有數 個像素，各像素則具有像素部薄膜電晶體、及顯示元 前述驅動部具有用來輸出前述像素部之各像素驅動 ^ 的複數個驅動部薄膜電晶體，前述像素部薄膜口 f 述驅動部薄膜電晶體都是使用同一材料之多晶矽Z —及前 動層，並且在前述基板上形成頂部閘極型電晶A，作f主 像素部及驅動部薄膜電晶體之多晶矽主動層=形在前述 化矽膜及氮化矽膜所構成的緩衝層， 二^成有氧 叩且在則述像素部
550821 五、發明說明（6) 薄膜電晶體之多晶矽主動層下方隔著前述緩衝層配置有金 屬層。 本發明之其他樣態係在上述主動矩陣型顯示裝置當 中，前述各像素又具有保持電容，該保持電容之第1電極 係與前述像素部薄膜電晶體之主動層電性連接，前述保持 電容之第2電極係由前述金屬層所構成。 在主動矩陣型顯示裝置當中，於頂部閘極型薄膜電晶 體主動層使用多晶矽時，如上所述，不僅是像素部薄膜電 晶體，也可將用來驅動像素部的驅動器形成在同一基板 上。在這種情況下，於像素部薄膜電晶體之主動層下層形 成用來將顯示資料保持預定期間的保持電容之電極，即可 在像素内以有效率的配置確保充分大的保持電容。而且， 為了防止光的照射，也可形成金屬製遮光層。一方驅動部 最好是高速動作，而且在與該主動層之間最好沒有構成電 容成分之導電層的形成。即使在這種情況下，本發明在所 有電晶體之主動層下層仍設有緩衝層，由於此緩衝層可緩 和下層材料之熱傳導所導致的洩漏之差，因此可使藉由同 一雷射退火步驟而多結晶化的像素部及驅動部薄膜電晶體 之多晶矽主動層分別形成適當之膜質。 【發明之實施形態】 以下，利用圖面來說明本發明之較佳實施形態（以下 稱為實施形態）。 [半導體裝置] 第1圖顯示本發明實施形態之半導體裝置的概略構
313414.ptd 第11頁 550821 五、發明說明（7) 成。此半導體裝置係如圖面所示，在玻璃等之透明基板 100之一部分區域選擇性形成有金屬層32，而且在覆蓋此 金屬層之基板全面形成有氮化矽膜10與氧化矽膜12之多層 構造的緩衝層11。另外，在金屬層32之形成區域隔著緩衝 ，11形成有第1多晶矽膜，而且形成有以此作為主動層的 第1薄膜電晶體。在金屬層32之非形成區域則是直接在基 板100上形成有緩衝層11，而且在此緩衝層丨丨上形成有第2 多晶矽膜。此外還形成有以此第2多晶矽膜作為主動層的 第2薄膜電晶體。 ^緩衝層11在此具有多層構造，第1及第2多晶矽膜侧係 氧化矽膜（S1 〇2) 1 2、基板側係氮化矽膜（s丨Νχ )丨〇。使第i 及第2多晶矽膜側形成氧化矽膜丨2時，與矽膜之整合性會 &兩’而可防止在膜界面產生應力等以致在石夕膜内產生缺 陷等。另一方面，在基板侧形成緻密的氮化矽膜丨〇時，即 使在使用低炼點玻璃等作為基板1 〇 0的情況下，也可防止 來自 玻 璃 的 雜 質 (例如使用鹼性玻璃時之鈉離子）侵 入 矽 緩 衝 層 11 以 可 充 分降低下層金 屬 層 所 導致的 敎 能 洩 漏， 而 形 成 與 玻 璃 基 板上相同程度 之 熱 能 泡漏者 較 為 合 適， 為 了 實 現 此 效 果 ，各層係例如 以 如 下 方式設 定 〇 首 先， 氮 化 矽 膜 10 之 膜 厚h2為50nm的 情 況 下 ，氧化 矽 膜 12 厚度hi最好在200 nm以上。或是，氧化矽膜12之厚度hi為 13〇11111的情況下，氮化矽膜1〇之厚度^12最好在1〇〇11111以上。 當然’此兩層之各個厚度並不限定於此，而且，緩衝層11
313414.ptd 第12頁 550821 五、發明說明（8) 之材質及其厚度也不特別限定於上述例子，但是緩衝層1 1 最好形成在增大主動層與金屬層之間隙而對主動層照射雷 射時，熱能不易浪漏的厚度。 而且，在第1及第2多晶矽膜的下層都形成有以上所述 之緩衝層。藉由在此緩衝層Π上形成非晶形矽膜，並且在 此膜利用同一功率條件照射雷射（準分子雷射）來進行退 火，由於緩衝層11的作用，在金屬層形成區域及非形成區 域皆可獲得所希望之晶粒尺寸的多晶梦膜。 [主動矩陣型顯示裝置] 接下來’以上述半導體裝置來說，舉出驅動器内建型 之主動矩陣型顯示裝置作為例子，而且，以下顯示裝置係 以液晶顯示裝置（LCD)作為例子來說明。LCD係將液晶夾在 使用了玻璃等透明絕緣材料之第1基板與第2基板之間再相 互貼合而構成。第2圖係概念顯示此顯示裝置面板構成， 在第1基板（1 0 0 )上具有像素部，該像素部具有分別為頂部 閘極型’且於主動層使用多晶矽的TFT，又，在同一基板 上之像素部週邊，則具有與像素部TFT同樣的頂部閘極型 多晶矽TFT，而且形成有用來驅動上述像素部的驅動部（H 驅動器、V驅動器）。另外，單一像素的電路構成與第6圖 相同’ H.驅動器及v驅動器係如後文所述，例如以CM〇s構造 配置有p通道型及η通道型多晶石夕TFT。 首先對於像素部加以說明。第3圖係本實施形態之LCD 之像素部的平面構造，第4圖係沿著第3圖之A —^線位置的 LCD之概略剖面構成。 550821 五、發明說明（9) 如第2圖所示，在第1基板i 00上的像素部配置有矩陣 狀像素電極24’而且設有對應於各像素電極24的頂部閘極 型TFT1及保持電容3(Csc)。在各像素當中，之閘極係 與朝向列方向延伸的間極線20連接，汲極（或源極）係與朝 向行方向延伸的資料線22連接，於源極（或汲極）則並列連 接有液晶電谷2(Clc)及保持電容3(Csc)。各像素之等效電 路與上述第6圖大致相同，但是本實施形態當中各像素之 TFT係採用多閘極型TFT，因而形成閘極為共通，而且在資 ，線與像素電極之間電性串聯連接有複數個Τη主動層。 當然，亦可與第7圖相同，在各像素只設置單一 τ τ。 各像素之與上述TFT1之源極連接的液晶電容（顯示電 容）Clc係如第4圖所示夾住液晶2〇〇而配置，並且形成在可 因應顯示内容而施加電壓的像素電極24;與可施加共通電 位Vcom的對向電極（共通電極）56之間。 保持電容Csc係使第1電極30與第2電極32夾住緩衝層 (SiNx層10、SiO 2層12)11而相對向配置。第；[電極亦可 作為TFT1之主動層14，第2電極32係形成在第1基板1〇〇 上，且係將緩衝層11夾在與主動層1 4之間而延伸在主動層 14下方。於第1電極30可因應經由TFT1從資料線22所供應 的顯示内容而施加電壓，於第2電極3 2則可在例如顯示區 域内施加共通的保持電容電壓Vsc。 保持電容Csc之第2電極32的材料亦可採用I το等透明 導電材料，但是本實施形態係使用遮光性金屬材料來形成 此第2電極32。由於具有遮光性，因此亦可用來作為專色
550821 五、發明說明（ίο) 〜-- 矩陣，在頂部閘極型TFT1當中，可防止來自第1基板側的 〇射光到達TFT1之主動層14，且可降低tft之光洩漏電 机，，並且更為提升顯示之對比。而形成在主動層1 4下層 (緩衝層11下層）的金屬層，如上所述不僅是保持電容的第 2電極’有時也是例如遮蔽主動層14的黑色矩陣或其他配 線。當然’亦可如上所述兼用為第2電極與黑色矩陣。 本實施形態係如以上所述，在像素部當中，於玻璃基 板100上形成有金屬材料之第2電極32，並且在其上方形^ 有緩衝層11，另外在緩衝層Η上方還形成有與該第2電極 32之形成區域重疊的像素部TFT1i主動層14。 此主動層1 4係由多晶矽膜所構成，此多晶矽膜係利用 可低溫處理的雷射退火所形成。 在主動層1 4上形成有閘極絕緣膜1 6，於閘極絕緣臈i 6 上又形成有閘極2 0。在覆蓋此閘極2 0的全面上形成有層間 絕緣膜1 7 ’在貫穿層間絕緣膜1 7與閘極絕緣膜1 6的接觸 孔，有與資料線形成一體的汲極22與像素部TFT1之汲極區 域14d連接。另外，覆蓋資料線（汲極22)形成有平坦化絕 緣層1 8，在貫穿此平坦化絕緣層1 8、以及層間絕緣膜1 7及 閘極絕緣膜16的接觸孔當中，有ITO等所構成的透明像素 電極24與TFT1之源極區域14s連接。而且，覆蓋像素電極 24又形成有用來控制液晶之定向的定向膜26。 這種構成之第1基板與夾住液晶200而相對向配置的第 2基板係在透明基板5 0 0上形成有濾色層54、共通透明電極 56，而且在與液晶之界面形成有與第1基板侧相同的定向
313414.ptd 第15頁 550821 五、發明說明（11) 膜58。 ^t參照第5圖’說明為了驅動如上所述之像素 .^ ^ 系4週邊的内建型驅動部之構造例。另外， ® =挽明之構造附上同一符號，並且省略其說明。第5 ^圖顯示出驅動部之CMOS構造的ρ-ch型TFT及n-ch 比0山 < 主動層140ρ、140η與像素部TFT相同， 二：利用雷射退火使非晶形矽結晶化所獲得的多晶矽 所構成。而且，名士如紐… ! β _ 农主動層140ρ、140η上形成有閘極絕緣膜 霜芸ρ卩Γ f絕緣犋1 6上又分別形成有閘極1 26。另外，在 缝Ξ ί ”的全面形成有層間絕緣膜1 7，貫穿此層間絕 _p α /邑緣膜1 6形成有接觸孔，經由此接觸孔在各 個源極區域連桩古、^ ^ M 廷按有源極，於汲極區域則連接有汲極。 如第5圖所不’本實施形態在與像素部TFT之主動層為 ^ 一材料所構成的主動層140與基板100之層間並沒有金屬 層存在’但是形成有與像素部相同的緩衝㈣。有金屬 接下來’說明本實施形態之LCD之製造方法。 ^以第1基板ι〇0來說可採用玻璃基板、石英基板、藍石 英基板等透明絕緣性基板。本實施形態係採用低熔點=璃 基板。首先，在此低熔點玻璃基板所構成的第i基板100上 形成Cr等高熔點金屬層，並且使像素電極形成預定區域部 分形成開孔，藉此形成第3圖所示之圖案的保持電容第2電 極32。接下來在覆蓋此第2電極32的基板全面，也就是電 極形成區域及非形成區域皆利用CVD等形成氮化石夕膜丨〇與 氧化矽膜12之積層體所構成的緩衝層11。 、 ^
550821
接下來’在緩衝層1 ] p古并彡&丨b曰 非曰π A Μ 上方开/成非日日形石夕膜，並且由此 非日日形矽膜之上方照射準分早兩 、欠卢搜你甘夕从e 子田射對非晶形矽膜進行退 M ^工，/、夕、，〇日曰化。本實施形態係如上所述，在進行 ⑽士 士丸〜窃 吁，於非日日形石夕層的下層所有區域 J有…、谷置及膜厚較大的緩衝層11。因此，不管是驅動 部，或是在緩衝層11之更下層形成有熱傳導較大之金 (第2電極32)的像素部，都可在同一雷射退火條件下，分 別形成適當之晶粒尺寸的多晶碎膜。 結束多結晶化退火之後，使所獲得的多晶矽層圖案化 而形成像素部TFT及驅動部TFT之主動層形狀以及保持電容 之第1電極的形狀。再覆蓋多晶矽層而形成Si〇2所構成的 閘極絕緣膜1 6。 形成閘極絕緣膜16之後，使用例如（^使金屬層成膜· 圖案化，以形成驅動部T F T之閘極1 2 6。而且在像素部可同 時形成與閘極一體的閘極線2〇。但是此像素部tft之閘極 亦可利用A 1，並且以其他步驟來形成。 接下來，從閘極侧以閘極作為遮罩，於主動層1 4、 140摻入雜質。此處之像素部TFT係以閘極作為遮罩，於主 動層1 4：以低濃度換入雜質（例如填），再利用比該線寬大一 定幅度的遮罩覆蓋閘極線20，並且於主動層14以高濃度換 入雜質（例如磷）。藉此，主動層1 4當中對應於閘極線2 〇的 區域就會形成沒有雜質掺入的本來通道區域14c，在通道 區域1 4c兩側就會形成以低濃度摻入有雜質的LD區域 1 4 1 d，在此L D區域的外侧則會形成以高濃度佈植有雜質的
550821 五、發明說明（13) 汲極區域14d及源極區域14s。 在驅動部TFT當中，與上述像素部TFT為同一導電型的 例如n-ch型TFT可在對於像素部TFT之主動層進行上述摻雜 步驟的同時進行掺雜。在此情況下，ρ-ch型TFT之形成區 域已事先由摻雜遮罩所覆蓋。接下來，在對於!^ — ch型TFT 之主動層140η結束摻雜之後，將覆蓋著p-chs TFT形成區 域之摻雜遮罩除去，反之覆蓋驅動部^“型TFT及像素部 TFT區域，再對於主動層i40p摻雜硼等雜質。 在結束摻雜步驟之後，施以退火處理使所摻雜的雜質 活性化。接下來在全面形成層間絕緣膜1 7，並且在像素部 當中與TFT1之汲極區域I4d(或是源極區域14s)對應的區域 (本實施形態是汲極）、以及驅動部當中與各TFT之汲極區 域及源極區域對應的區域形成可貫穿層間絕緣膜丨7及閘極 絕緣膜16的接觸孔。再利用^等在像素部形成兼用為汲極 的資料線22，並且使此資料線22與主動層14之汲極區域 14d介由上述接觸孔而相互連接。另外，於驅動部係同時 使用A1等，使没極及源極、與TFT之汲極區域及源極區域 介由接觸孔而相互連接。 在形成必要的配線之後，於基板全體利用樹脂等來形 成平坦化絕緣膜18，並且在對應於TFT1之源極區域的/ 位置形成可貫穿平坦化絕緣膜18、層間絕緣膜17及閘極絕 緣膜1 6的接觸孔。再形成I τ〇等的透明導電性材料層，使 其圖案化而形成像素電極形狀，並且形成介由上述接觸孔 而與源極區域14s連接的像素電極24。
第18頁 550821 五、發明說明（14) 在形成像素電極24之後，因應需要而在全面形成用來 控制液晶定向的定向膜26’並且如以上所述在第1基板侧 形成必要的要件。 LCD之苐2基板500側係在使用玻璃或塑膠等透明基板 的第2基板500上’右為彩色顯示裝置則形成有r、〇、b等 濾色層54，在此濾色層54上又形成有用以在第1基板1〇〇之 各像素電極24對液晶200施加電壓的ιτο等所構成的對向電 極（共通電極）56。在此對向電極56上則形成有與第}基板 1 0 0侧相同的定向膜58。 ^ 以上述方式所獲得的第1基板1〇〇與第2基板5〇〇，係在 其外緣部分保持一定的間隔而相互貼合，並且在基板間之 間隙封入液晶2 0 0而完成LCD。此外，在第2基板5〇0的外側 (第4圖的上面側）配置有偏光膜、相位差膜等。 本實施形態之主動矩陣型顯示裝置係如上所述，在各 像素將保持電容之第2電極設置在頂部閘極τι?τ之主動層下 層，因此在透過型顯示裝置當中通常對於顯示沒有幫助的 TFT形成區域可形成重疊的保持電容，以提升像素之開 率〇 另一方面，在要求高速動作的驅動部了^^當中，本來 就不需要在主動層下層設置電容成分。因此，本實施形離 在驅動部TFT之該層下層並未形成金屬層。如上所述，本^ 5施形態當中，在像素部TFT之主動層14下層設有第2電極 32，在驅動部之主動層14〇下層則未形成。但是，在主 層14、140正下方有緩衝層丨丨的存在，此緩衝層n可緩和
550821 一、發明說明（15) 因為像素部與驅動部之主無爲丁旺 導所導致之熱能沒漏的差動】：層：造之不同’以致熱傳 部皆可利用同-條件之’無論是像素部或是驅動 寸的多晶矽。 田射退火而分別獲得適當之晶粒尺 化雷Ϊ Ϊ二同；Ϊ ί條件在像素部及驅動部進行多結晶 是驅動部TFT之多晶秒°°的域曰的晶粒尺寸皆在適當範圍内，但 晶教尺寸還大。曰曰的晶粒尺寸比像素部TFT之多晶矽的 €是因為比起驅動# 二11下層的第2電極32而°稍微變像/部的熱擴散會因為緩衝 ;陣_示裝置當中，像辛:之變二在驅動器内建型主動 逮動作，作I Α ^ f °卩之TFT雖然沒有要求太快的高 蚌。另一：： 資料，洩漏電流還是越少越 雷射返士 , L驅動部TFT則要求高速動作。使用了利用 者，通i而夕⑺晶化之多晶矽的m，係以晶粒尺寸較大 :道電阻較低，因此適合高逮動作…卜 J ’斷開(。⑴電流較*。因此，藉由利用 寸 教尺3雷射退火，可自動將適合各TFT所要求之特性的2 成高。i多晶矽膜分別作成像素部及汲極部，i可有效形 门〇〇質的產品。 j负双小 陣梨2外，在以上的實施形態當中係舉出lcd作為主動矩 薄i㊁示裝置的例子，但是本發明亦可採用在各像Λ有 薄嗅t，而且在像素：周圍之驅動部等 同樣： 主動j晶體的其他主動矩陣型顯示例 起陣型…發光顯示裝置等，而且可獲得同
550821 五、發明說明（16) 果。 【發明之效果】 如以上所說明，根據本發明，藉由在玻璃等之透明基 板與利用雷射退火而多結晶化的半導體膜之間形成具有充 分膜厚及熱容量的緩衝層，由於緩衝層下層之熱能洩漏的 緩和，不管在下層是否形成有電極或其他黑色矩陣等金屬 層，皆可利用同一退火條件形成適當膜質之多結晶半導體 膜0
313414.ptd 第21頁 550821 圖式簡單說明 【圖面之簡單說明】 第1圖係本發明半導體裝置的構成圖。 第2圖係本發明實施形態之驅動器内建型主動矩陣LCD 的概略構成圖。 第3圖係第2圖之LCD之各顯示像素的概略平面構成 圖。 第4圖係沿著第3圖之A-A線位置的本發明實施形態之 LCD的概略剖面構成圖。 第5圖係第2圖之LCD之内建驅動部的TFT的剖面構成例 示圖。 第6圖係主動矩陣型液晶顯示裝置之單一像素的等效 電路圖。 第7圖係雷射退火之供應能量與藉此而多結晶化之多 晶碎 之晶粒尺寸的關係圖。 【符號之說明】 1 薄膜電晶體（TFT) 2 液晶電容（Clc) 3 保持電容（Csc) 10 氮化矽膜 11 緩衝層 12 氧化矽膜 14、 140主動層（汲極區域、 通道區域、源極區域） 16 閘極絕緣膜 17 層間絕緣膜 18 平坦化絕緣膜 20 閘極線（兼用為閘極） 22 資料線（兼用為沒極） 24 像素電極 26 > 5 8 定向膜 30 保持電容之第1電極 32 保持電容之第2電極（金屬層）
313414.ptd 第22頁 550821 圖式簡單說明 54 濾色層 56 共通電極 1 0 0第1基板（透明基板） 2 0 0液晶 5 0 0第2基板 313414.ptd 第23頁 11·!

Claims (1)

  1. 550821 ♦厂月儼正/f⑤/補身 牛〆 案號91105693 年厂月〉I曰 修正_ 六、申請專利範圍 1. 一種半導體裝置，具有： 形成在透明基板上之一部分區域的金屬層； 與該金屬層之至少一部分重疊而形成在前述金屬 層上方，並且利用雷射退火而多結晶化的多結晶半導 體膜；及 位於前述金屬層與前述多結晶半導體膜之層間的 緩衝層。 2. —種半導體裝置，具有： 形成在透明基板上之一部分區域的金屬層； 利用雷射退火而多結晶化，並且與該金屬層之至 少一部分重疊而形成在前述金屬層上方的第1多結晶半 導體膜；形成在前述金屬層之非形成區域上方的第2多 結晶半導體膜；及 位於前述第1及第2多結晶半導體膜層下層，並且 位於前述金屬層上層的緩衝層。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，前述緩衝 層因具有可緩和前述金屬層之熱傳導而具有熱能洩漏 的作用。 4. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中，前述緩衝 層因具有可緩和前述金屬層之熱傳導而具有熱能、;食漏 的作用。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之半導體裝置，其 中，前述緩衝層具有：形成在前述多結晶半導體膜 側，且厚度為2 0 0 n m以上的氧化矽膜；以及形成在前述
    313414. ptc 第1頁 2003. 05.19.024 550821 —-tL 申請專利範圍
    透明f板側之5 〇nm左右的氮化矽膜。 六 6. ΐ申ί ί利範圍第1至4項中任—項之半導體裝罟 以上衝層具有：形成在前述透明基板侧之；J 之接=夕·；以及形成在與前述多結晶半莫 之接觸面側之130nm以上的氧化矽膜。 + v體膜 士口申請專利範圍第丨至4項中任—項之 ::前述多結晶半導體膜係構成薄膜動其 8. 〜土動層 一種主動矩陣型顯示裝置，具備： 前】俊^板上具有像素部及驅動部； 素部=電晶Γί:;;:像素，各像素則具有像 信號輸出的複數個ΐ::ί:ί部之各像素之驅動用 前述像专部灌“ Μ電晶體， 都是使用同一材料：η:前述驅動部薄膜電晶體 述基^形成頂部閑才為主動層，並且在前 #下呙則述像素部及驅動部薄胺， 層下】形成有氧化石夕膜c晶體之多晶石夕主動 而且，在前述像 ·夕膜所構成的緩衝層， Zϊ前述緩衡層配置c體之多晶矽主動層 •如申凊專利範圍第有至屬層。 =^各像素又具有保持兩主^動矩陣型顯示裝置，其中， 〃刖述像素部薄暝電晶=4，該保持電容之第1電極係 曰曰-之主動層電性連接，
    550821 案號 91105693 θ’年厂月> /曰 修正 六、申請專利範圍 前述保持電容之第2電極係由前述金屬層所構成。
    313414. ptc 第3頁 2003. 05.19. 026
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