TWI282126B - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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TWI282126B
TWI282126B TW091117815A TW91117815A TWI282126B TW I282126 B TWI282126 B TW I282126B TW 091117815 A TW091117815 A TW 091117815A TW 91117815 A TW91117815 A TW 91117815A TW I282126 B TWI282126 B TW I282126B
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laser beam
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TW091117815A
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Shunpei Yamazaki
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Semiconductor Energy Lab
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Description

1282126 A7 A7 B7 五、發明説明（2) X 5 0 0 0 /秒，並且非晶半導體膜的多晶化是在非晶半 導體膜還沒有完全熔化時完成的。依照這樣的方法，即延 伸的雷射光束照射到以孤立形狀形成的半導體區域，來獲 得實質單晶體區域的技術在專利號爲4，3 3 0 ，3 6 3 的美國專利中作了說明。 雷射退火方法的一個特徵是只有吸收雷射光束能量的 區域才能被選擇加熱，而不同於利用輻射加熱或傳導加熱 的退火方法。例如，利用受激準分子雷射器的雷射退火選 擇地和局部地加熱半導體膜以完成半導體膜的結晶或對玻 璃基底幾乎無熱損的活化處理。 近年來，雷射退火的活化應用集中於在玻璃盤上形成 多晶矽薄膜，該技術應用於當成液晶顯示設備的開關元件 的薄膜電晶體（T F T )的形成中。受激準分子雷射器的 使用只對半導體膜形成的區域産生熱影響，因此可以使用 低成本的玻璃基底。 利用雷射退火從被結晶的多晶矽薄膜製成的T F T能 在相對較高的頻率下被驅動，這使得T F T不僅能在圖素 元件中提供作爲開關元件，而且能作爲驅動電路形成在玻 璃基底上。圖案的設計規則是在5 // m到2 0 // m數量級 ，因此可分別在玻璃基底的驅動電路和圖素部分中形成每 個T F T 1 〇 6到1 〇 7的數量級。 藉由熔化-凝固處理，使用雷射退火方法實現了非晶 矽膜的結晶，特別是考慮到結晶包括結晶的晶核形成階段 和從結晶晶核的晶體生長階段。但是，使用脈衝雷射光束 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)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 1282126 A7 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的結晶就不能控制晶核形成的位置和晶核形成的密度，這 導致在當前情況下會出現預料的自發結晶晶核。因此，晶 體顆粒在玻璃基底的任選位置産生，並且僅能獲得0 · 2 # m到〇 . 5 // m數量級那麽小的大小。顆粒的邊界常常 包括很多晶體瑕疵，使得晶體瑕疵被認爲是限制T F T電 場效應遷移率的一個因素。 非熔化區域是在脈衝雷射退火中形成的。在脈衝雷射 退火中，不能實現較大的晶體顆粒，因爲由結晶晶核引起 的晶體生長是主要因素。具體地說，這樣的晶體，即在其 中的T F T通道區域不存在顆粒邊界，並且從元件級的觀 點而言，該晶體實質上被認爲是單晶體，是不可能形成的 〇 在結晶的情況下，薄膜的收縮不僅在顆粒邊界而且在 任何位置都會由於密度導致産生的瑕疵和混亂。特別地指 出，如果是體積收縮的瑕疵，則當利用雷射退火方法使被 分成孤立型的半導體膜結晶時，這些瑕疵就在外部產生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面，利用連續波雷射光束的掃描，藉由熔化-凝固處理來實現結晶的方法被認爲接近區域熔煉方法，並 且藉由連續的晶體生長能實現較大晶粒。於此之問題是最 終獲得的晶體的品質取決於首先被結晶成種晶的區域的結 晶特性。 能加熱半導體膜的雷射光束的波長存在於從紫外線區 域到紅外線區域的較寬範圍內，並且，從半導體吸收係數 的觀點而言，當選擇性地加熱在基底上形成的半導體膜或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 1282126 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 獨立形成的半導體區域時，認爲具有從紫外線區域到可見 光區域範圍內波長的雷射光束都是可應用的。但是，甚至 在可見光區域也能獲得的相對高功率的固態雷射器的光， 由於較長的相干長度，將在照射表面産生干涉，使雷射光 束的均勻照射很困難。 利用連續波雷射光束的結晶，比利用脈衝雷射光束具 有較長時間的熔化狀態，增加了將雜質從外部帶入晶體的 機率，並且其偏析雖然改進了結晶特性，但引起瑕疵的産 生。因此，晶體的品質將更壞。 從前述的觀點看，本發明的一個目的是提供一種藉由 控制結晶取向使結晶半導體膜的取向均勻的形成結晶半導 體膜的技術，以及獲得結晶半導體膜並在其中減少了雜質 濃度的技術。 發明槪要 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了解決上述問題，本發明的結構是：至少在可見光 區域具有透明性的基底上形成第一半導體區域，在第一半 導體區域上形成屏蔽膜，穿過屏蔽膜形成覆蓋第一半導體 區域頂表面和側表面的熱保持膜，利用連續波雷射光束從 第一半導體區域的一個邊緣穿過基底到另一個邊緣的掃描 來結晶第一半導體區域，移除熱保持膜和屏蔽膜，然後， 藉由鈾刻第一半導體區域形成第二半導體區域，作爲 T F T的主動層。依照這樣的方式，即爲了載子的平滑漂 移，雷射光束掃描的方向和T F T的通道長度方向被安排 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1282126 A7 B7 五、發明説明（5) 在幾乎相同的方向上，以形成由蝕刻形成的第二半導體區 域的圖案。 當藉由雷射光束的照射使加熱到熔化狀態的第一半導 體區域在雷射光束的照射之後被快速冷卻時，提供熱保持 膜來阻止第一半導體區域變成微晶體。已經知道當半導體 區域從熔化狀態被快速冷卻時，被産生的很多晶體晶核將 變成微晶體，但是，藉由提供熱保持膜可以阻止這種情況 的發生。也就是說，藉由提供熱保持膜，在雷射光束照射 後，凝固過程中的冷卻速率得到減緩，這將使得晶體生長 時間加長。 在移除熱保持膜下，可提供屏蔽膜作爲鈾刻阻塞物。 矽類型半導體和具有可選擇作爲鈾刻的材料如氧化矽或氮 化矽被用作屏蔽膜。還可以使用具有良好熱傳導性的材料 諸如氮化鋁、氧化鋁或氮氧化鋁。 藉由吸氣法處理來移除雜質元素諸如在結晶處理過程 中在第一半導體區域中偏析的金屬。在這種吸氣法處理中 ，在熱保持膜和屏蔽膜移除後，在第一半導體區域上形成 了非晶半導體膜，藉由加熱處理金屬元素偏析在非晶半導 體膜中，然後非晶半導體膜和屏蔽膜將被移除。在第一半 導體區域結晶之後進行吸氣法處理，這將使雜質如偏析在 半導體區域的金屬被移除。這將會獲得高純度的晶體。 利用蝕刻在基底上形成的非晶半導體膜，被形成固定 圖案的物質可應用於第一半導體區域。也就是說可能由非 晶體半導體形成。還可能由預先結晶的物質來形成。 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)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 1282126 A7 B7 五、發明説明（6) 在此情況下，一種製造半導體裝置的方法爲，在基底 上形成非晶半導體膜，在加入催化劑元素後，利用加熱處 理使非晶半導體膜結晶以形成結晶半導體膜，利用蝕刻晶 體半導體膜形成第一半導體區域，形成覆蓋第一半導體區 域的屏蔽區域，穿過屏蔽膜形成覆蓋第一半導體區域的頂 表面和側表面的熱保持膜，藉由連續波雷射光束從第一半 導體區域的一個邊緣穿過基底到另一個邊緣的掃描改進第 一半導體區域的結晶特性，移除熱保持膜和屏蔽膜，並且 ，依照這樣的方式即雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體的 通道長度方向被安排在幾乎相同的方向上，藉由蝕刻第一 半導體區域，以形成第二半導體區域。 製造半導體裝置的另一個方法是，在基底上形成非晶 半導體膜，在可選擇地加入催化劑元素後，利用加熱處理 ，使非晶半導體膜從催化劑元素被選擇加入與基底平行的 方向的區域中結晶，以形成結晶半導體膜，藉由蝕刻結晶 半導體膜形成第一半導體區域，形成覆蓋第一半導體區域 的屏蔽區域，穿過屏蔽膜形成覆蓋第一半導體區域的頂表 面和側表面的熱保持膜，藉由連續波雷射光束從第一半導 體區域的一個邊緣穿過基底到另一個邊緣的掃描改進第一 半導體區域的結晶特性，移除熱保持膜和屏蔽膜，並且， 依照這樣的方式，即雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體的 通道長度方向被安排在相同的方向上，藉由蝕刻第一半導 體區域，形成第二半導體區域。 一種形成種晶區域的技術，在第一半導體區域結晶應 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) -5·口 r 經濟部智慧財產笱8工消費合作社印製 1282126 A7 A7 B7 五、發明説明（7) 用於確定最終形成T F T主動層的第二半導體層的晶體取 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 向方法之前，種晶區域與第一半導體區域接觸並變成種晶 〇 在這種情況下，本發明的製造半導體裝置的方法爲， 在基底上形成第一非晶半導體膜，在加入催化劑元素後， 利用加熱處理使第一非晶半導體膜結晶以形成第一結晶半 導體膜，藉由蝕刻第一結晶半導體膜形成種晶晶體區域， 在基底上形成與種晶晶體區域重疊的第二非晶半導體膜， 第二非晶半導體膜被蝕刻以形成至少部分與種晶晶體區域 重疊的第一半導體區域，形成覆蓋第一半導體區域的的屏 蔽膜，穿過屏蔽膜形成覆蓋第一半導體區域的頂表面和側 表面的熱保持膜，藉由連續波雷射光束從與種晶區域重疊 的第一半導體區域的一個邊緣穿過基底到另一邊緣的掃描 ，使第一半導體區域結晶，移除熱保持膜和屏蔽膜，並且 藉由依照這樣的方式，即雷射光束的掃描方向和薄膜電晶 體的通道長度方向被安排在相同的方向上，利用蝕刻第一 半導體區域和種晶晶體區域，形成第二半導體區域。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 製造半導體裝置的另一個方法爲，在基底上形成包含 矽和鍺的第一非晶半導體膜，在加入催化劑元素後，利用 加熱處理使第一非晶半導體膜結晶以形成第一結晶半導體 膜，藉由蝕刻第一結晶半導體膜形成種晶晶體區域，在基 底上形成與種晶晶體區域重疊的第二非晶半導體膜，第二 非晶半導體膜被蝕刻以形成至少部分與種晶晶體區域重疊 的第一半導體區域，移除熱保持膜和屏蔽膜，並且藉由依 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 經濟部智慧財/$局員工消費合作社印製 1282126 A7 B7 五、發明説明（8) 照這樣的方式，即雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體的通 道長度方向被安排在相同的方向上’利用蝕刻第一半導體 區域和種晶晶體區域，形成第二半導體區域。 當催化劑元素被加入到將被結晶的、包含矽和鍺的非 晶半導體膜中時，能獲得具有較高取向速率的丨1 0 1 } 晶體表面的結晶半導體膜。從實驗結果看，發展要求鍺的 濃度在不低於0 . 1 %和不高於1 0 %的範圍內，最好在 基於矽的不低於1 %和不高於5 %的範圍內。如果鍺的濃 度局於高極限値時，因爲自然晶核的産生，産生政和鍺合 金（不考慮帶有添加金屬元素的化合物而產生的晶核）， 自然晶核的産生變得顯著，所以，獲得的多晶體半導體膜 的取向比率不會增加。如果鍺的濃度較於低極限値時，由 於不能産生足夠的畸變，故該取向比率不會增加。具有較 高取向速率的丨1 〇 1丨晶體表面的結晶半導體膜被做成 種晶區域，這將導致最終形成的第三半導體區域有較高晶 體取向，並獲得結晶半導體的單一取向。 從 Fe ’Co，Ni ，Ru，Rh，Pd，〇s ， 1 Γ ’ p t ’ Cu和Au中選擇一個或多個元素的催化劑 兀素可應用於包含矽和鍺的非晶半導體膜中。形成厚度爲 1 0 n m到2 0 n m的非晶半導體膜。金屬元素被添加到 非晶矽膜中以執行加熱處理’形成矽和金屬元素的化合物 (砂化物）’並且藉由擴散化合物使結晶繼續下去。添加 到非晶矽膜中的鍺不與化合物發生反應，但圍繞化合物存 在以座生局部畸變。這種畸變將對增加晶核形成的臨界半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（21〇><297公釐） ---------Aw------訂-------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 1282126 A7 _________B7 五、發明説明（） 9 徑的過程起作用，這將影響晶核形成密度的降低和晶體取 向極限的減小。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在結晶半導體膜中’吸氣法處理對於移除由用作結晶 催化劑元素或經歷熔化狀態而從薄膜外部帶進的雜質是一 種可應用的方法。加入了周期表第1 8族元素（稀有氣體 元素），如磷或氬的非晶體半導體或結晶半導體，對形成 畸變場的吸氣法位置（偏析雜質的區域）是很適合的。吸 氣法處理能使催化劑元素和結晶過程中被污染的金屬性元 素被移除掉。這就可能使由雜質引起的瑕疵密度減小。 藉由上述說明的方法，藉由蝕刻第一半導體區域而形 成的第二半導體區域就可能是被認爲實質上單一晶體的晶 體。也就是說，連續波雷射光束的掃描方向變成與T F T 的通道長度方向相同（平行方向），這將使得由單一晶體 顆粒構成的結晶半導體膜在整個通道形成區域上形成。 在本發明的構成中，基底是由用作半導體的基底，如 包括鋇硼矽酸鹽玻璃和鋁矽酸鹽玻璃或石英的非鹼性玻璃 製成的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氣體雷射振盪設備和固態雷射振盪設備，最好是能連 續振盪的雷射振盪設備被應用到本發明的雷射振盪設備中 。帶有晶體如YAG，YV〇4，YLF和YA I〇3並在 這些晶體中摻雜了 Cr ，Nd，Er ，Ho，Ce ，Co ，T i或T m的雷射振盪設備可應用於連續波固態雷射振 盪設備。基波的波長依賴於摻雜劑材料，並且，雷射振盪 設備在波長爲1 // m到2 // m之間振盪。藉由使用具有從 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- A7 1282126 B7 五、發明説明（） 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 可見光區域到紫外線區域的波長的雷射光束，其最好具有 基波的二次諧波到四次諧波，雷射光束被選擇地吸收入半 導體膜中以使非晶半導體膜結晶。典型地，如果非晶半導 體膜結晶，則使用N d : Y V〇4雷射（基波是1 〇 6 4 n m )的二次諧波（5 3 2 n m )。也可用氣體雷射振盪 設備，如氬氣雷射器和氪氣雷射器。 無論如何，從半導體膜的吸收係數而言，連續波雷射 光束的波長希望是在4 0 0 n m到7 0 0 n m的範圍。如 果光的波長大於所述範圍，因爲半導體的吸收係數比較小 ，所以，當增加功率密度用於熔化時，甚至基底也遭到熱 損。如果光的波長小於所述範圍，因爲光幾乎都被半導體 的表面吸收了，所以半導體不能從內部加熱，使得在表面 條件的影響下，隨機晶體生長變爲主要因素。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從固態雷射振盪設備輻射的雷射光束具有很強的相干 性，在一個照射面上産生干擾，這樣，提供一種結構作爲 移除干擾的設備，在該結構中，從不同雷射振盪設備輻射 的多個雷射光束疊加在照射部分上。該結構不僅使得移除 干擾，而且還在照射部分上增加實質的能量密度。該結構 也可以是另一種設備，在該結構中從不同的雷射振盪設備 輻射的多個雷射光束被疊加在光學系統光通路的同一個光 軸上。 帶有上述移除干擾裝置的雷射處理設備的結構包括η (η是一個自然數）個光學系統，第η個光學系統具有第 η個雷射振盪設備，用於在第η個Υ軸方向上操作雷射光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -13- 1282126 A7 B7 五、發明説明（Μ) 束的偏轉單元，用於在第η個X軸向上和在第^個丨0透 鏡上掃描雷射光束的偏轉單元，η個被聚集並利用η個光 學系統偏轉的光束照射在與所處理的物質幾乎相同的半導 體膜位置上。一個電流鏡可以應用於該偏轉單元。 在上述雷射處理設備的結構中，可以輻射出具有足夠 熔化半導體的能量密度的雷射光束，而不在被照射部分上 産生干涉，藉由由偏轉單元控制雷射光束位置的雷射光束 的掃描，甚至在較大的基底上也僅有一個形成半導體區域 的特定區域可以被處理，結果，可以提高晶體處理的製造 量。 本發明指的非晶半導體膜不僅包括在狹義上的一種具 有完全非晶體結構的材料，還包括一種包含精細結晶粒子 狀態、所謂的精細晶體半導體膜和局部包含晶體結構的半 導體膜。典型地，可以用非晶矽膜，還可以用非晶體矽鍺 薄膜和非晶體碳化矽薄膜。 圖式簡單說明 當結合附圖參考所做的說明時，就會看到本發明的上 述和其他目的，在這些附圖中： 圖1 Α - 1 C說明依據本發明的製造半導體裝置方法 的槪念； 圖2 A和2 B表示依據本發明的結晶過程細節的視圖 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) 、訂 f 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 14- A7 1282126 ____B7_ ， · 五、發明説明（12) 圖3表示依據本發明的結晶過程細節的視圖； 圖4表示依據本發明的結晶過程細節的視圖； 圖5表示依據本發明的結晶過程細節的視圖； 圖6表示應用於本發明的一種雷射照射設備模式結構 的頂視圖； 圖7表示應用於本發明的一種雷射照射設備模式結構 的側視圖； 圖8表示應用於本發明的一種雷射照射設備模式結構 圖9表示應用於本發明的一種雷射照射設備模式結構 II________#! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 圖1 Ο A和1 〇 B表示依據本發明一個實施例的結 過程的視圖； 圖1 1 A和1 1 B表示依據本發明一個實施例的結 過程的視圖； 圖1 2 A和1 2 B表示依據本發明一個實施例的結 過程的視圖； 圖1 3 A和1 3 B表示依據本發明一個實施例的結 過程的視圖； 圖1 4表示TFT基底的構造以及構成TFT的半導 體區域的結構與雷射光束掃描方向之間關係； 圖1 5 A - 1 5 C是表示依據本發明一個實施例的結 晶過程的視圖； 曰曰 曰曰 曰曰 曰曰 ΤΓ 圖1 6 A和1 6 B是表示依據本發明一個實施例的 結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 1282126 A7 ---- B7 __ 寶 · 五、發明説明（13) 一 ^~ -— 晶過程的視圖； 、圖17A和17B是表示依據本發明—個實施例的結 晶過程的視圖； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 8是表示依據本發明—個實施例的結晶過程的視 圖； 圖1 9A 1 9 C疋表示依據本發明—個實施例的結 晶過程的視圖； 圖2 0A和2 0B是表示依據本發明一個實施例的結 晶過程的視圖； 圖2 1 A和2 1 B是表示依據本發明—個實施例的結 晶過程的視圖； 圖2 2 A和2 2 B是表示依據本發明一個實施例的結 晶過程的視圖； 圖2 3A— 2 3 C是表示具有CM〇s結構tFT製 造過程的剖面圖； 圖2 4是表示T F T基底結構的剖面圖； 圖2 5是表不T F T基底結構的頂視圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2 6是表不T F T基底電路結構示例的方塊圖； 圖2 7 A和2 7 B是表示含有發光裝置的半導體裝置 的圖素元件構結剖面圖； 圖2 8 A - 2 8 G是依據本發明含有半導體裝置的電 子設備的示例； 圖2 9 A - 2 9 D是依據本發明含有半導體裝置的電 子設備的示例；和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） -16- 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 1282126 A7 B7五、發明説明（14) 圖3 0是依據本發明含有半導體裝置的電子設備的示 例。 符號說明 1〇1 基底 10 2 阻擋層 103 第一半導體區域 1〇4 屏蔽膜 105 熱保持膜 106 第二半導體區域 1〇7 雷射光束 1〇8 閘極絕緣膜 10 9 閘極電極 110 種晶區域 111 選擇區域 112 半導體 2〇1 基底 2 0 2 阻擋層 203 第一半導體區域 2 0 4 屏蔽膜 205 熱保持膜 206 熱保持區域 301a 雷射振盪設備 3 0 2 a 透鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 1282126 A7 B7 五、發明説明（15) 303a 第一電流鏡 3 0 4 a 第二電流鏡 305a f0透鏡 3 0 6 平台 307 處理物質 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 0 1 第 —^ 光 學 系 統 0 2 第 二 光 學 系 統 0 3 第 二 光 學 系 統 0 1 玻 璃 盤 0 2 屏 蔽 膜 0 3 第 一 半 導 體 域 〇 4 屏 蔽 膜 〇 5 熱 保持 膜 0 6 種 晶 區 域 0 7 第 二 半 導 體 域 0 8 第 一 半 導 m 1¾ 域 0 9 雷 射光束 0 1 玻 璃 基 底 〇 2 阻 擋 層 0 3 非 晶 矽 膜 〇 4 遮 罩 絕 緣 膜 0 5 開 □ 0 6 催 化 劑 元 素 0 7 結 晶 矽 膜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 1282126 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 5 0 8 5 0 9 5 10 5 11 5 12 5 13 5 14 6 0 1 6 0 2 6 0 3 6 0 4 6 0 5 6 0 6 6 0 7 6 0 8 6 0 9 6 10 6 11 6 12 6 13 6 14 7 0 1 7 0 2 7 0 3 16^ 第一半導體區域 屏蔽膜 熱保持膜 第二半導體區域 雷射光束 屏蔽膜 吸氣點 玻璃基底 阻擋層 非晶矽膜 催化劑元素 結晶矽膜 種晶晶體 非晶矽膜 第一半導體區域 種晶區域 屏蔽膜 熱保持膜 第二半導體區域 雷射光束 結晶區域 玻璃基底 阻擋層 第二半導體區域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 1282126 A7 B7 經濟部智¾財產^7M工消費合作社印製 五、發明説明（ 17) 7 0 4 閘 極 絕 緣 膜 7 0 5 閘 極 電 極 7 0 6 源 極 或 汲 極 1¾ 域 7 0 7 L D D 區 域 7 0 8 源 極 或 汲 極 域 7 1 0 第 一 夾 層 電 介 質 7 1 1 第 二 夾 層 電 介 質 7 1 3 ，7 1 4 接 線 7 1 5 鈍 化 膜 7 5 0 η 通 道 型 Τ F T 7 6 0 Ρ 通 道 型 Τ F 丁 8 0 1 η 通 道 型 Τ F T 8 0 2 Ρ 通 道 型 Τ F 丁 8 0 3 η 通 道 型 Τ F 丁 8 〇 4 η 通 道 型 Τ F T 8 0 1 雷 射 振 還 設 備 8 0 2 - -8 0 4 高 反射鏡 8 0 5 雷 容 器 元 件 8 0 6 驅 動 電 路 部 份 8 0 5 光 學 系 統 8 0 6 圓 柱形 透 鏡 8 0 7 凸 透 鏡 8 0 7 圖 素 部 份 8 〇 8 平 台 I —----!1#ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 P. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 1282126 A7 A7 B7 五、發明説明（18) 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 8 〇 9 基 底 8 1 0 資 料 線 8 1 0 控 制 單 元 8 1 1 連 接 接 線 8 1 1 光 學 系 統 8 1 2 聞 極 線 8 1 2 電 流 鏡 8 1 3 f Θ 透 8 1 4 平 台 8 1 4 - -8 1 6 接 線 8 1 5 絕 緣 體 8 2 0 半 導 體 1¾ 域 8 2 1 半 導 體 區 域 8 2 2 電 容 電 極 8 2 3 絕 緣 膜 8 2 4 閘 極 電 極 9 0 0 驅 動 T F T 9 0 1 圖 素 部 份 9 0 2 資 料 線 驅 動 電 路 9 0 3 掃 描 線 驅 動 電 路 9 〇 4 控制 器 9 0 5 記 憶 體 9 0 6 微 處 理 器 9 0 7 時 間 產 生 器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） -21 - 1282126 A7 B7 五、發明説明（19) 12 0 1 T F T 基底 1 2 0 2 圖素部份 1203， 1204 驅動電路部份 1250 第一半導體區域 1251 第一半導體區域 1252 第一半導體區域 1257 第二半導體區域 1258 第二半導體區域 1259 第二半導體區域 1304，1305，1306 部份擴大圖 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產¾員工消費合作社印製 1 4 0 4 雷 射光束 1 4 0 5 雷 射光束 1 4 0 6 雷 射光束 2 0 0 1 基 底 2 〇 0 2 阻 擋層 2 0 0 3 隔 離牆層 2 0 1 0 接 線 2 0 1 1 陽 極層 2 0 1 2 有 機化合 物 層 2 0 1 4 鈍 化層 2 0 1 5 接 線 2 0 1 6 薄 膜 2 0 1 7 第 二陰極 層 2 0 1 8 有 機化合 物 層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 1282126 A7 B7 五、發明説明（20) 2 0 1 9 第 —* 陰 極 層 2 0 2 0 鈍 化 膜 2 1 0 0 η 通 道 型 T F T 2 1 0 1 Ρ 通 道 型 T F T 2 1 0 2 η 通 道 型 T F T 2 1 0 5 發 光 元 件 2 1 0 6 發 光 元 件 2 6 0 1 投 影 設 備 2 6 〇 2 螢 幕 2 7 0 1 主 體 2 7 0 2 投 影 設 備 2 7 0 3 反射 fytL $見 2 7 〇 4 螢 幕 2 8 0 1 光 源 光 學 系 統 (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 2802，2804—2806 反射鏡 2 8 〇 3 分光 鏡 2 8 〇 7 稜鏡 2 8 0 8 液晶 顯 示 器 2 8 0 9 相位 差 板 2 8 1 0 投影 光 學 系統 2811 反射鏡 2812 光源 2 8 1 3，2 8 1 4 透鏡陣列 2815 偏振轉換元件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 1282126 A7 A7 B7 五、發明説明（21) 經濟部智惡財產局員工消費合作社印製 2 8 1 6 聚 焦 透 4立 m 3 0 0 1 外 殼 3 0 0 2 支 撐 物 3 0 0 3 顯 示 部 份 3 〇 1 1 主 體 3 〇 1 2 顯 示 部份 3 0 1 3 聲 音 輸 入部份 3 0 1 4 操 作 開 關 3 〇 1 5 電 池 3 〇 1 6 影 像 接 收部份 3 0 2 1 主 體 3 0 2 2 支 撐 物 3 0 2 3 顯 示 部 份 3 〇 2 4 鍵 盤 3 0 3 1 主 體 3 0 3 2 指 示 筆 3 0 3 3 顯 示 部 份 3 0 3 4 操 作按 鈕 3 0 3 5 外 部 介 面 3 0 4 1 主 體 3 0 4 2 顯 示 部 份 3 0 4 3 操 作 開 關 3 0 4 4 操 作 開 關 3 〇 5 1 主 體 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 1282126 A7 —____B7 五、發明説明（22) 3 0 5 2 顯 示 部 份 A 3 0 5 3 巨 8¾ 部 份 3 0 5 4 操 作 開 關 3 0 5 5 顯 示 部 份 B 3 0 5 6 電 池 3 0 6 1 主 體 3 0 6 2 聲 輸 出 部 份 3 0 6 3 聲 輸 入 部 份 3 0 6 4 顯 示 部 份 3 0 6 5 操 作 開 關 3 0 6 6 天 線 3 1 0 1 主 體 3 1 0 2 顯 示 部 份 A 3 1 0 3 顯 示 部 份 B 3 1 0 4 記 憶 媒 體 3 1 〇 5 操 作 開 關 3 0 1 6 天 線 (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 較佳實施例之詳細說明 以下將參考附圖詳細說明本發明的較佳實施例。圖 1 A中的透視圖表示在基底1 0 1上形成阻擋層1 〇 2、 第一半導體區域1〇3、屏蔽膜104和熱保持膜105 的狀態。非鹼性玻璃盤可以當成基底1 〇 1。第一半導體 區域1 0 3是由半導體材料，如矽、矽和鍺的化合物或合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- A7 1282126 ____B7 五、發明説明（） 23 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 金以及矽和碳的化合物或合金製成的。矽是這些材料中最 合適的。第一半導體區域1 〇 3的厚度在3 0 nm到 200nm的範圍內。 基底1 0 1是由半導體基底，如包含鋇硼矽酸鹽玻璃 和鋁矽酸鹽玻璃或石英的非鹼性玻璃製成的。還可用合成 樹脂，如聚乙烯萘（polyethylene naphthalate)和聚醚碾。 以虛線所示的T F T主動層的第二半導體區域1 0 6 是從第一半導體區域1 0 3形成的。第二半導體區域 1 0 6在第一半導體區域1 0 3的一個邊緣部分內形成。 主動層包括雜質區域，雜質區域中的價電子由諸如T F T 通道形成區域和源區或汲區來控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一個方向上掃描雷射光束1 0 7，以使第一半導體 區域1 0 3結晶。還可以在平行於第一掃描方向上前後擺 動。雷射光束波長帶使用之波長爲雷射光束可以穿過基底 ，並且形成第一半導體區域的主要半導體材料可吸收該雷 射光束之波長。如果半導體材料是非晶矽’雖然它依賴於 氫的含量，但是考慮到非晶矽膜的厚度’用具有波長在可 見光區域的4 0 0 n m到7 0 0 n m範圍內的雷射光束照 射。這就使得可以穿過基底1 0 1來選擇加熱第一半導體 區域1 0 3和熱保持膜1 0 5。在這個波長帶中’非晶體 矽的吸收係數大約爲1 0 3到1 0 5 / c m °因此’最合適 的雷射光束是從雷射振盪設備輻射的連續波雷射光束’這 些雷射振盪設備含有晶體，如摻雜C r ’ N d ’ E r ’ Η ο ，Ce ，Co ，Ti 或 Tm 的 YAG，YV〇4， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 1282126 A7 A7 ____ B7 五、發明説明（） 24 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Y L F和Y A I 0 3的晶體。使用其二次諧波，以獲得波長 在4 0 0 n m到7 0 0 n m範圍內的雷射光束。例如，如 果使用N d : Y V〇4雷射，則得到波長爲5 3 2 n m的雷 射光束作爲二次諧波。 具體地5兌’波長爲5 3 2 n m的光穿透由非晶砂膜製 成的第一半導體區域1 0 3的深度大約爲1 〇 〇 nm到 1 0 0 0 nm，它足夠達到具有2 〇 nm到2 0 0 nm厚 度的第一半導體區域的內部。也就是說，從半導體膜內部 加熱以及對雷射光束照射區域中幾乎所有的半導體膜均勻 加熱都是可能的。雷射光束的波長並不局限於5 3 2 n m 這個値，考慮到形成第一半導體區域1 〇 3的半導體材料 的吸收係數，就可能確定雷射光束的波長。 如圖1 Α所示的照射方法，雷射光束以與玻璃基底表 面的法線成0角度，從基底1 0 1的側面照射過來。雷射 光束在照射表面的形狀不特別局限於橢圓和矩形，但最好 比分成孤立形狀的第一半導體區域1 0 3的一邊的長度還 長。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由非晶半導體膜的結晶，産生包含氫的脫氣以及由 於原子重排的密度收縮。這將使在非晶區域與結晶區域的 介面上的晶格匹配不能保持，結果産生畸變。如圖1 A所 示，第二半導體區域1 〇 6在第一半導體區域1 〇 3的結 晶區域內部形成TFT主動層，而第二半導體區域1 〇 6 的形成亦會移除畸變區域。 當第一半導體區域被雷射光束照射加熱到熔化狀態， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 1282126 A 7 - * B7 _—_ 五、發明説明（25) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 並在雷射光束照射之後快速冷卻時，熱保持膜能阻止第一 半導體區域變成微晶體。已知當半導體區域從熔化狀態快 速冷卻時，將産生很多的結晶晶核變成微晶體。但是，藉 由提供熱保持膜可阻止其發生。也就是說，藉由提供熱保 持膜，可以減緩在雷射光束輻射之後凝固過程中的冷卻速 率，這使得晶體生長時間變長。 可以發現，在利用雷射光束加熱達到熔化狀態之後的 半導體冷卻和凝固過程中結晶繼續進行。圖2 A和2 B示 意顯示熱保持膜有與無時，冷卻過程中的熱量傳播方向。 當在基底上形成的半導體膜被雷射光束加熱後，在冷卻過 程中有兩種含量，這兩種含量被分成傳播到基底側的含量 和傳播成氣相的含量，前者所占比例比熱傳導大。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2A表示在基底2 0 1上形成的阻擋層2 0 2、第 一半導體區域203、屏蔽膜204和熱保持膜205的 狀態。圖2 A中所示的箭頭指示熱量傳播的方向。於此有 兩個熱量傳播的路徑’其一是傳播到基底側和第一半導體 區域2 0 3形成區域的熱保持膜的側面，另一個是從熱保 持膜2 0 5的熱保持區域2 0 6傳播到第一半導體區域 2 0 3。這使得第一半導體區域2 0 3將從中心部分開始 冷卻。在此情況下，結晶從第一半導體區域的中心部分向 外部進行。圖2 B表示如果沒有熱保持膜’第一半導體區 域2 0 3的邊緣部分冷卻最快’因爲熱量傳播熱損比率較 大。在此情況下，結晶從第一半導體區域的邊緣部分向內 部進行’並且由於在中心部分中生長的晶體表面相互對者 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 1282126 A7 B7 五、發明説明（26) ，這些會形成顆粒邊界。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖1 A所示的第一半導體區域1 〇 3的部分特性形 狀中有種晶區域1 1 0。藉由從該部分照射雷射光束，可 以形成具有單一晶體取向的半導體區域。晶體生長從首先 在種晶區域1 1 0形成的晶體中，或預先形成的晶體中出 現。在種晶區域中的晶體就是熟知的種晶晶體，它可能是 偶然形成的晶體，還可以是其晶體取向由於添加催化劑元 素或特定元素而有意固定的晶體。 從獲得具有相對高取向比率的結晶半導體觀點看，藉 由採用催化劑元素的非晶半導體膜的結晶是合適的。可應 用的催化劑元素是從Fe，Co，Ni ，Ru，Rh，
Pd ，〇s ，I r ，Pt ，Cu和Au中選擇的一個或多 個元素。形成厚度爲3 0 nm到2 0 0 nm的非晶半導體 鍺是合適的特定元素，藉由添加鍺，可以獲得具有高 取向比率{ 1 0 1丨晶體表面的結晶半導體膜。從實驗結 果看，結果的進展要求鍺的濃度範圍在不低於〇 . 1 %和 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 不高於1 0 %的範圍內，最好是在基於矽的基礎上不低於 1 %和不高於5 %的範圍內。金屬元素被加入到非晶矽膜 中以完成加熱處理，形成矽和金屬元素的化合物（矽化物 )，並且藉由擴散化合物使結晶繼續下去。添加到非晶矽 膜中的鍺不與化合物發生反應，但圍繞化合物存在以産生 局部畸變。這種畸變將對增加晶核形成的臨界半徑的過程 起作用，這將影響晶核形成密度的降低和晶體取向極限的 本^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29 - A7 1282126 B7 五、發明説明（27) 減小。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下將參考圖3到圖5說明種晶區域1 1 0的各種模 式。圖3表示從種晶區域1 1 0中晶體生長的過程。所照 射的雷射光束1 0 7從提供在第一半導體區域1 0 3的一 個邊緣中的種晶區域1 1 0掃描到具有熔化半導體的另一 邊緣，這將使得晶體沿著雷射光束1 0 7掃描的方向生長 。熱保持膜1 0 5將在第一半導體區域1 0 3上面或雷射 光束的非入射面的表面上形成。雷射光束是連續波，其維 持連續的熔化區域。這樣就會使晶體連續生長。 如圖所示，形成熱保持膜1 0 5，並被第一半導體區 域1 0 3所覆蓋，雷射光束1 0 7照射位於第一半導體區 域1 0 3及其兩端的熱保持膜1 0 5。如使用圖2 A所示 ，這將阻止結晶從第一半導體區域1 0 3的邊緣部分開始 進行，並且，一定能實現依賴於種晶區域1 1 0的結晶特 性的晶體生長。晶體生長具有單一晶體取向。在種晶區域 1 1 0中晶體的進展可能是偶然的，藉由添加催化劑元素 如N i ，使獲得具有取向{ 1 〇 1丨晶體表面的晶體的槪 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 率變高。添加鍺大大提高這種槪率。 在種晶區域中，晶體的形狀增長的可選擇性可以是如 圖4中所示的從第一半導體區域1 〇 3投影到種晶區域 1 1 0的形狀。投影部分的寬度是1 // m到5 // m，這就 阻止多個晶體顆粒的自發産生。 如果種晶區域1 1 0是利用其他半導體1 1 2在第〜 半導體區域1 0 3形成之前形成，則圖5中所示的另一個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' 1282126 A7 B7 五、發明説明（28) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 模式是合適的形狀，在所選擇的區域1 1 1中，晶體取向 被選爲從種晶區域1 1 0開始的一個方向上，並且，選擇 區域1 1 1被連接到第一半導體區域1 0 3。半導體 1 1 2是藉由來自第一半導體區域1 0 3的一個不同層而 形成的，並且，藉由添加催化劑元素而結晶的結晶半導體 膜，或者，藉由添加催化劑元素，從包含在砂中添加鍺的 非晶體矽半導體膜中結晶的結晶半導體膜，都可用於半導 體1 1 2。因爲結晶半導體膜有較高的晶體取向，所以， 由半導體1 0 7就能以較好再生率獲得具有相同晶體取向 的結晶半導體膜。 種晶區域的模式不局限於這裏所示的模式，具有相同 效果的另一個模式也可能合適。如果使用具有與{ 1 0 1 }晶體表面不同的晶體取向的種晶晶體，則可以實現依p语 晶體取向的晶體生長。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由圖1 A中所示模式的連續波雷射光束的照射，在 整個第一半導體區域1 0 3被結晶之後，最好增加吸氣法 處理。雖然經連續雷射光束的照射半導體變成熔化狀態， 但是其時間依賴於光束掃描速率。掃描速率大約爲 l〇cm/sec 到 l〇〇cm/sec ，但是，不能很 好地阻止從外部來的雜質污染。空氣的成分如氧、氮和碳 最好不使用當成雜質，設備構成要素中的元素如以氣相飄 浮的F e ，N i和C r或金屬性雜質也最好不使用當成雜 質。雜質的第一污染物途徑是黏著在阻擋層1 〇 2或屏蔽 膜1 0 4以及第一半導體區域的介面上的雜質。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 1282126 A7 —_ B7 五、發明説明（29) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在吸氣法處理中，在緊鄰第一半導體區域形成畸變場 的半導體膜形成之後，藉由加熱處理來偏析雜質。添加了 磷的非晶體半導體和添加了周期表第1 8族元素如氬的非 晶體半導體都適合作爲形成畸變場的半導體膜。加熱的溫 度在5 0 0到8 0 0 °C的範圍內，並且使用退火爐和快速 退火爐（R T A )。同時利用雷射光束照射可以加速反應 〇 藉由圖1 B中所示的蝕刻，可形成作爲主動層的第二 半導體區域1 0 6。然後，形成如圖1 C所示的閘極絕緣 膜1 0 8和閘極電極1 0 9，藉由對半導體區域添加一種 導電類型的雜質形成源區和汲區，並且藉由提供要求的接 線可以獲得T F 丁。從圖1 C和圖1 A的比較，可以淸楚 看到雷射光束的掃描方向和在已完成的T F T通道長度方 向是在相同方向上的。 經濟部智慧財產笱P'工消費合作社印製 在雷射光束的這樣照射方法中，連續波雷射光束使得 較大顆粒的晶體在掃描方向上生長。有必要設置適當的參 數，如雷射光束的掃描速率或能量密度，例如，提供5 W (5 3 2 nm)輸出的雷射光束集中在2 0 //mx 4 0 〇 //m的尺寸上，並且掃描速率設置爲1 〇 cm/s e c到 1 0 0 c m / s e c。但是，由脈衝雷射而熔化一凝固的 晶體生長速率大約是1 m / s e c，以低於脈衝雷射的速 率掃描雷射光束以使晶體退火，這使得在固態-液態介面 上連續的晶體生長。這可以實現顆粒增大。雷射光束的掃 描方向不限於這一個方向，最好的還是向後-向前擺動掃 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32- 1282126 A7 B7 五、發明説明（） 30 描。提供熱保持膜’晶體化可以從第一半導體的中心部分 向外部進行，這可以實現顆粒增大。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一種實現結晶的雷射處理設備的模式如圖6和7的結 構所示。最好的雷射處理設備的模式藉由在基底任選指定 位置上雷射光束的照射實現結晶，並且藉由從多個方向上 的雷射光束的照射來提高産量。特別地，在這種結構中’ 多個雷射光束重疊在一個照射表面上，這就帶來用於雷射 處理和雷射干涉移除的必要的能量密度。 圖6是表示雷射處理設備的結構頂視圖，而圖7是相 應於圖6的剖面圖。在圖6和圖7的說明中，爲說明方便 起見，使用了共同的參考數字。 第一光學系統40 1包括雷射振盪設備3 0 1 a、一 組透鏡3 0 2 a、第一電流鏡3 0 3 a、第二電流鏡 304a和f0透鏡305a。第一電流鏡303a和第 二電流鏡3 0 4 a是提供給偏轉裝置的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二光學系統4 0 2和第三光學系統4 0 3具有與第 一光學系統相同的結構。雷射光束的偏轉方向由第一電流 鏡和第二電流鏡的旋轉角控制，以照射平台3 0 6上的處 理物質3 0 7。光束的半徑是任意的，因爲提供這組透鏡 3 0 2，如果必要的話還提供一個狹縫，粗略地講，直徑 幾十到幾百的圓形、橢圓形和矩形是合適的。在圖6和圖 7中的平台3 0 6是固定的。由於平台3 0 6可以與雷射 光束的掃描同步，使得在XY 0方向上的可移動成爲可會g 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33 - 1282126 A7 ____ B7 五、發明説明（） 31 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一到第三光學系統在照射位置上將照射在作爲被處 理物質的半導體膜上的雷射光束疊加，以獲得所要求用於 雷射退火的能量密度’並可以移除光的干涉。從不同的雷 射振盪設備照射來的雷射光束具有不同的相位角，使得藉 由疊加雷射光束就可以減少干涉。 雖然在圖中表示了這種結構，在其中從第一到第三光 學系統的照射來的三個雷射光束被疊加。但是，相同的效 果不局限於這些數量的雷射光束，還可以實現多個雷射光 束疊加的效果。如果雷射處理設備具有與圖6和圖7相同 效果的性能，則雷射處理設備的結構不局限於圖6和圖7 所示的結構。如果光束的分佈具有高斯分佈，其峰値位置 稍微移動進行疊加，則疊加的光束分佈可以是均勻的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可以應用具有圖8所不結構的設備作爲雷射處理設備 的另一種結構。圖8表示雷射處理設備結構的正面圖和側 視圖，該設備由雷射振盪設備8 0 1、高反射鏡8 0 2到 8 0 4、形成橢圓形光束的光學系統8 0 5和平台 8 0 8組成。形成橢圓形光束的光學系統8 0 5的一個例 子是圓柱形透鏡8 0 6和凸透鏡8 0 7的組合，圓柱形透 鏡8 0 6使得光束的形狀爲橢圓形，凸透鏡用來聚集光束 。這樣，光束組成爲橢圓形，其結果有較寬的照射面積。 這能使處理的速率得到改進。 在這樣的設備中，平台8 0 8是移動裝置，藉由移動 雙軸方向，可以完成基底8 0 9的雷射退火。可能以1 0 cm/s e c到8 0 cm/s e c的均勻速率連續地移動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34 - 1282126 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（） 32 ’還可能在大於基底一邊的範圍內在一個方向上移動，而 在另一個方向上，可以執行不連續步進反饋，其運動程度 與橢圓光束的主軸一樣。由配備微處理器的控制單元 8 1 0同步操作雷射振盪設備8 0 1和平台8 0 8的振盪 。選擇雷射光束入射角的特定角度，可以阻止在基底8 0 9上反射的雷射光束（光反饋）再次射入光學系統。 圖9表示平台8 1 4固定並且雷射光束在基底8 0 9 表面上掃描的模式的實例。圖8表示雷射處理設備的正面 圖和側視圖，其中雷射處理設備包括雷射振盪設備 801、高反射鏡802和803、形成橢圓光束的光學 系統8 1 1、一對能在X Y方向掃描的電流鏡8 1 2和 f Θ透鏡8 1 3。形成橢圓光束的光學系統8 1 1的一個 實例是將凹透鏡和凸透鏡組合。這樣形成的雷射光束爲橢 圓形，其結果有較寬的照射面積。這能使處理的速率得到 改進。偏轉方向由電流鏡的旋轉角度來控制，使得雷射光 束照射到平台8 1 4上的基底8 0 9的任意位置。由裝備 有微處理器的控制單元8 1 0操作雷射振盪設備8 0 1的 振盪與該對電流鏡8 1 2的同步。絕緣體8 1 5阻止反射 在輻射表面的雷射光束（光反饋）再射入雷射振盪設備以 對光學系統産生損壞。 雷射處理設備具有如上所述的配置，如圖1 A所示的 雷射光束的掃描方向和T F T的通道長度方向幾乎在相同 的方向上，晶體取向變成單一取向，並且可以改進電場效 應移動率。提供了種晶區域，在其上形成了具有被控晶體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- A7 1282126 B7 五、發明説明（33) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表面的種晶晶體，這能形成具有單一取向的主動層。在頂 部閘極類型的T F T中，這能移除在主動層上形成的閘極 絕緣膜的薄膜品質分散，還能減少臨界値電壓的分散。本 發明還能應用於底部閘極類型的T F T (反交錯類型）中 實施例 以下將參考實施例的附圖對依據本發明的製造半導體 裝置的方法的具體實例進行說明。 實施例1 實施例1是藉由對形成在基底上的非晶矽膜的光微影 來形成的固定抗蝕性圖案，利用蝕刻處理形成第一半導體 區域，在第一半導體區域上形成屏蔽膜和熱保持膜，並且 利用連續波雷射光束從基底側的照射使第一半導體區域結 晶。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖1 Ο A和1 ο B中，在由鋁矽酸鹽玻璃製成的玻 璃盤4 0 1上，利用厚度爲1 0 0 n m的氮氧化矽薄膜來 形成屏蔽膜4 0 2。在屏蔽膜4 0 2上的第一半導體區域 4 0 3是藉由電漿C V D技術形成的1 〇 〇 n m厚的非晶 矽膜。第一半導體區域4 0 3的頂表面和側表面均覆蓋有 200nm厚的氧化矽薄膜作爲屏蔽膜404，並且，氧 化矽薄膜上覆蓋有2 0 0 n m厚非晶矽膜作爲熱保持膜 4 0 5。圖1 0 A是第一半導體區域4 0 3的頂視圖，圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -36- 1282126 A7 B7 五、發明説明（34) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1 Ο B表示包含基底的第一半導體區域4 0 3的剖面結構 。如虛線所示的，雖然在該階段還沒有實施，形成T F T 主動層的第二半導體區域4 0 7 a和4 0 7 b應該在第一 半導體區域4 0 3的邊緣部分內形成。 種晶區域4 0 6在第一半導體區域4 0 3的縱向的一 個側面上形成。藉由雷射光束掃描種晶區域4 0 6，晶體 表面出現在種晶區域4 0 6中。這將成爲第一半導體區域 4 0 3的晶體表面。 圖1 1 A和1 1 B表示藉由使用連續波雷射光束的結 晶階段。雷射光束4 0 9的照射面積可能小於第一半導體 區域4 0 3的面積，但以這樣的方式照射雷射光束’即雷 射光束的掃描方向與第一半導體區域4 0 3的水平方向相 交。在這種情況下相交不總是必要的。照射角度可以具有 大約3 0到9 0度範圍內的相交角。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雷射光束的橫切面形狀可以是任意的，如矩形的、直 線的和橢圓的形狀。如圖1 1 A和1 1 B所示的雷射光束 的照射，使得結晶從第一半導體區域4 0 3的一個邊緣到 其他邊緣生長。可以採用如圖6到圖9所示的任何結構的 雷射處理機械用作雷射光束4 0 9的照射。由光學系統聚 集的雷射光束照射在第一半導體區域4 0 3和在第一半導 體區域4 0 3的兩側面的熱保持膜4 0 5上。被雷射光束 照射加熱到熔化狀態的第一半導體區域4 0 3在雷射光束 照射後快速冷卻，採用這種方式，熱保持膜用以阻止從第 一半導體區域4 0 3的兩側邊緣部分開始的另一種結晶的 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 1282126 A7 B7 五、發明説明（35) 繼續進行。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，利用雷射光束4 0 9的照射，晶體從種晶區域 406生長，並且形成結晶的第一半導體區域408。 利用含有三氟化氮（N F 3 )和六氟化硫（S F 6 ) ’並同時乾燥蝕刻來移除熱保持膜4 0 5，如圖1 2 A和 圖1 2 B所示。利用包含氫氟酸的水溶液來移除屏蔽膜 4 0 4，使得第一半導體區域4 0 8能被選擇地保留下來 。如圖1 2 B所示，藉由鈾刻結晶的第一半導體區域 408形成第二半導體區域407a和407b。藉由在 第二半導體區域4 0 7 a和4 0 7 b上形成一個閘極絕緣 膜、一個閘極電極和一個導電類型的雜質區域，來形成 T F T的頂部閘極類型。而後，根據特殊場合的要求可以 形成接線和夾層電介質等。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 主動矩陣類型的顯示設備的功能機構可以分成圖素部 分和驅動電路部分，在顯示設備中的驅動電路部分結合使 用了丁 FT。在TFT中，利用由實施例1形成的第二半 導體區域作爲主動層，同時在一個基底上形成圖素部分和 驅動電路部分。 圖1 4詳細顯示T F T基底與雷射光束的照射方向之 間的關係。在T F T基底1 2 0 1上用虛線表示形成圖素 部分1 2 0 2和驅動電路部分1 2 0 3和1 2 0 4的區域 。每個區域都形成第一半導體區域，並且，在圖1 4中局 部放大的視圖1 3 0 4、1 3 0 5和1 3 0 6表示在該段 雷射光束的掃描方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -38- 1282126 A7 _B7 五、發明説明（36) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如’驅動電路部分1 2 0 3是一個形成掃描線驅動 電路的區域，並且在其局部放大的視圖1 3 〇 5中，形成 包括第二半導體區域1 2 5 8 (用虛線表示）的第一半導 體區域1 2 5 1。第一半導體區域1 2 5 1的排列使得連 續波雷射光束1 4 0 5以圖中箭頭所示的方向掃描。可以 任意採用第二半導體區域1 2 5 8的形狀，但是，通道長 度方向與雷射光束掃描的方向排成一條直線。 經濟部智慧財產咼員工消費合作社印製 提供在與驅動電路部分1 2 0 3相交的方向上的驅動 電路部分1 2 0 4是資料線驅動電路的構成區域，並且包 括第二半導體區域1 2 5 7的第一半導體區域1 2 5 0也 在這裏形成。雷射光束1 4 0 4的掃描方向與形成在第二 半導體區域1 257 (局部放大的視圖1 304)的通道 部分的通道長度的方向排列成一條直線。圖素部分 1 2 0 2與驅動電路部分相似’如局部放大的視圖 1 3 0 6所示。第二半導體區域1 2 5 9是從第一半導體 區域1 2 5 2形成的。雷射光束1 4 0 6的掃描方向與在 第二半導體區域1 2 5 9中形成的通道部分的通道長度方 向排列成一條直線。利用這種排列，所有雷射光束均可以 以相同的方向掃描，這使得處理時間減少。 如上所示，熱保持膜在第一半導體區域中形成，並且 照射連續波雷射光束。這使得晶體顆粒擴展在要做的雷射 光束的掃描方向上，並且在該晶體顆粒中有均句取向的晶 體生長。但是，有必要設置適當的參數，如雷射光束的掃 描速率和能量密度。這可以藉由將雷射光束的掃描速率設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1282126 A7 _ B7 五、發明説明（37) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 置在1 0 cm/s e c到1 0 0 cm/s e c的範圍內來 實現。由脈衝雷射藉由熔化-凝固的晶體生長速率是1 m /s e c。雷射光束以低於lm/s e c的速率掃描並執 行退火，這能使在固體-液體介面上連續晶體生長，並可 實現晶體的較大顆粒。 實施例2 在實施例1中的雷射光束的掃描可以不僅在一個方向 上掃描，而且還可以前-後擺動掃描。在這種情況下，如 圖1 3 A和1 3 B的實施例所示，可以在第一半導體區域 4 0 3的兩側面提供種晶區域4 0 6 a和4 0 6 b。如果 前-後擺動掃描，每次擺動都將改變雷射的能量密度，以 使晶體生長能同相。雷射光束掃描還當成氫提取處理，萬 一非晶矽膜的結晶，常常需要進行氫提取處理。首先以低 能量密度的掃描提取出氫之後，利用較高能量密度的第二 次掃描可以完成結晶。這種製造方法還製造出晶體半導體 膜，其中晶體顆粒擴展在雷射光束掃描的方向上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例3 實施例3的目的是使在基底上形成的非晶矽膜預先結 晶，並利用連續波雷射光束增大晶體顆粒。 如圖1 5 A所示，阻擋層5 0 2和非晶矽膜5 0 3如 實施例1般在玻璃基底上形成。利用電漿c V D技術，作 爲遮罩絕緣膜5 0 4的1 0 0 n m厚的氧化矽薄膜在阻擋 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -40- 1282126 A7 B7 五、發明説明（） 38 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 層5 0 2和非晶矽膜5 0 3上形成，並且提供一個開口 5 0 5 °爲了添加N i作爲催化劑元素，旋轉塗覆包含5 p p m醋酸鎳的水溶液。n i與非晶矽膜在開口 5 0 5中 接觸反應。開口 5 0 5形成的位置位於第一半導體區域的 種晶區域’其中第一半導體區域在種晶區域之後或外面形 成。 然後，如圖1 5 B所示，經過4個小時溫度爲5 8 0 °C的加熱處理，使非晶矽膜結晶。藉由催化劑元素的作用 ，從開口 5 0 5到與基底表面平行的方向上有結晶生長。 以這樣方式形成的結晶矽膜5 0 7是由條狀或針狀晶體的 聚集構成的。每個晶體的生長具有特定方向屬性，並且是 肉眼可見到的，這樣結晶取向是均勻的。結晶矽膜5 0 7 的特性是具有特定方向上的較高取向比率。 完成了加熱處理，利用蝕刻移除遮罩絕緣膜5 0 4， 以便可以獲得如圖1 5 C所示的結晶矽膜5 0 7。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由如圖1 6 A和1 6 B所示的光微影，結晶矽膜 5 0 7被蝕刻成固定的圖案，以形成第一半導體區域 5 0 8。然後，由2 0 n m厚的氧化矽薄膜形成屏蔽膜 5 0 9，並且由2 5 0 n m厚的非晶矽膜形成熱保持膜 5 1 0。在其中應該形成作爲TFT主動層的第二半導體 區域5 1 1 a和5 1 1 b的區域位於第一半導體區域 5 0 8的內部。使用N d : Y V〇4雷射振盪機械的連續振 盪的二次諧波（5 3 2 n m )從基底側照射該區域。如圖 1 6A和1 6 B所示，連續波雷射光束5 1 2在一個方向 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -41 - 1282126 A7 B7 五、發明説明（ 39; 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印製 掃描或前-後擺動掃描。 藉由這樣的雷射光束的照射使結晶矽膜熔化以再結晶 。利用這種再結晶，發生晶體生長，並且這種生長是晶體 顆粒在雷射光束掃描的方向上擴展。在這種情況下，具有 均勻晶體表面的結晶矽膜可預先形成，以阻止具有不同晶 體表面的ηθ體的析出和錯位的産生。在以下說明的實施例 中，T F T可以利用與實施例i相同的處理來形成。 實施例4 以與實施例3相同的方法，形成玻璃基底5 〇 1、阻 檔層5 0 2和非晶矽膜5 〇 3 ，然後，作爲催化劑元素的 N 1被添加到表面。不只限於添加n i的方法，也可以採 用如旋轉塗覆、蒸氣沈澱和噴鍍方法。如果採用旋轉塗覆 ’要應用包含5 p p m醋酸鎳的水溶液來形成包括催化劑 元素506 (圖17A)的層。 然後’經過4個小時溫度爲5 8 0 °C的加熱處理，非 晶石夕膜5 0 3將被結晶。因此可獲得如圖1 7 B所示的結 晶砂膜5 0 7 °形成的結晶矽膜5 0 7還可由條狀或針狀 晶體聚集構成。每個晶體的生長具有特定方向屬性，並且 是肉眼可見到的，這樣結晶取向是均勻的。結晶矽膜 5 0 7的特性是具有特定方向上的較高取向比率。以與實 施例3相同的方法來進行在加熱處理之後的過程中的處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 P. -42 1282126 A7 ^ B7 ^ 五、發明説明（4〇) 實施例5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在實施例3或實施例4中，在第一半導體區域5 Ο 8 形成之後，藉由吸氣處理方法，可以加入保持催化劑元素 在濃度上不低於1 0 1 9 / c m 3的移除處理過程。如圖 1 8所示，屏蔽膜5 0 9保留在第一半導體區域5 0 8上 ，並且在屏蔽膜5 1 3上形成添加了 lx 1 02Q/cm3到 1 X 1 〇 2 1 / c m 3氬的非晶矽膜作爲吸氣點5 1 4。 經過1 2個小時溫度爲6 0 0 °C在退火爐中的加熱處 理或3 0到6 0分鐘溫度爲6 5 0到7 5 0 °C的燈退火或 氣體加熱退火加熱處理，作爲催化劑元素添加到結晶矽膜 5 0 7中的N i可以在吸氣點5 1 4被偏析出來。這種處 理使得在結晶矽膜5 0 7中催化劑元素的濃度低於1 0 1 7 X c m 3 ° 吸氣點5 1 4可以被選擇蝕刻。在該步驟中，當每個 熱保持膜5 1 0和吸氣點被選擇蝕刻時，屏蔽膜5 0 9可 以用作蝕刻阻塞物。在完成吸氣法處理後，可依照與實施 例3或實施例4相同的方法繼續進行處理。 經濟部智慧財產局a(工消費合作社印製 實施例6 在第一半導體區域中的晶體取向依照這種方式是一致 的，即具有固定晶體取向的晶體半導體膜預先在種晶區域 中形成。如圖1 9A所示，阻擋層6 0 2在玻璃基底 6 Ο 1上形成，並且非晶矽膜6 0 3在阻擋層6 0 2上形 成。爲了藉由結晶形成種晶區域，沒有必要獲得太厚的非 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -43- 1282126 * A 7 ____B7_ 、 五、發明説明（41) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶矽膜6 Ο 3。因此，足夠形成大約3 0到1 〇 〇 n m範 圍的厚度。然後，形成包括催化劑元素的層6 q 4。這種 形成的方法可以用與實施例3或實施例4相同的方法來完 成。 藉由結晶的加熱處理，就得到了結晶矽膜6 〇 5。在 該段可以用與實施例5相同的方式來進行吸氣法處理。結 晶砂膜6 0 5藉由光微影被鈾刻成一種固定圖案以形成位 於圖1 9 C所示種晶區域位置上的種晶晶體6 〇 6。一個 1 5 0 n m厚的非晶矽膜6 0 7在玻璃基底6 0 1上形成 〇 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 如圖2 0 A和2 0 B所示，非晶矽膜6 0 7藉由光微 影被蝕刻成一種固定的圖案，以形成第一半導體區域 6 0 8。種晶區域6 0 9在第一半導體區域6 0 8的邊緣 部分上形成。種晶晶體6 0 6已經在該區域上形成，並與 種晶區域6 0 9重疊。一個區域，在其中形成由虛線表示 的第二半導體區域6 1 2 a和6 1 2b，被安排在第一半 導體區域608的內部。屏蔽膜6 1 0和熱保持膜6 1 1 在第一半導體區域6 0 8上形成。 連續波雷射光束6 1 3從第一半導體區域的一個邊緣 向另一個邊緣掃描以使圖2 1 A和2 1 B所示的區域結晶 。連續波雷射光束6 1 3從種晶區域6 0 9中掃描，使得 要形成的結晶區域6 1 4可以依照具有與種晶晶體6 0 6 相同的晶體取向來形成。熱保持膜可以阻止依照這種方式 ，即第一半導體區域藉由雷射光束照射加熱成熔化狀態並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -44- 1282126 A7 B7 五、發明説明（42) 在雷射光束照射之後很快冷卻下來的方式，從第一半導體 區域兩側邊緣部分産生另一種晶體化。 如圖2 2 A和2 2 B所示，被結晶的第一半導體區域 6 0 8藉由光微影被蝕刻成一種第二半導體區域6 1 2 a 和6 1 2 b應該形成的固定圖案。藉由在第二半導體區域 6 1 2 a和6 1 2 b上形成一個閘極絕緣膜、一個閘極電 極和一個導電型雜質區，就可以得到頂部閘極類型的 T F T閘極電極和一個導體類型的雜質區域。 實施例7 在實施例6中，種晶晶體6 0 6還可以由包含鍺的結 晶矽膜形成。此意即形成一種代替圖1 9 A中的非晶矽膜 的非晶矽膜，其包含鍺的濃度在0 · 1 %到1 〇 %範圍， 最好在1 %到5 %範圍內。其他的處理可以與實施例6相 同的方式執行。 使用包含鍺的結晶矽膜的一個優點是具有較高的取向 比率’這使{ 1 〇 1丨晶體表面的晶體取向比率提高到 4 0 %到9 0 %。第一半導體區域的取向比率可以依照由 結晶矽薄膜形成種晶晶體的方式來提高。 實施例8 依據實施例1到7中的任何一個實施例，可以將實施 例5中說明的吸氣法處理在由連續波雷射光束所結晶的第 一半導體區域中執行。吸氣法處理的方法與實施例5中的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------l_nl — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 01. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -45 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1282126 Δ7 Α7 Β7 五、發明説明（43) 相同。藉由進行吸氣法處理，可以移除結晶過程中被污染 和偏析的金屬雜質。 實施例9 在實施例9中，將參考圖2 3A到2 3 C說明藉由使 用在實施例1到8中形成的第二半導體區域，産生 CMOS類型TFT的例子。 圖2 3 A表示在玻璃基底7 0 1上形成的作爲主動層 的第二半導體區域7 0 3 a和7 0 3 b、閘極絕緣膜 7 0 4和閘極電極7 0 5 a和7 0 5 b狀態以及形成的阻 擋層7 0 2。厚度8 0 n m的閘極絕緣膜依照此種方式形 成，即氮氧化矽薄膜由作爲反應氣體的S i Η 4，N 2〇， 〇2藉由電漿CVD方法形成。因爲在第二半導體區域 7 0 3 a和7 0 3 b中的晶體的取向比率較高，所以可以 降低在第二半導體區域上形成的閘極絕緣膜的薄膜品質分 散。這可以降低T F T臨界値電壓的分散。導電材料，如 A 1 ，T a ，T i ，…和Mo或這些金屬性元素的合金適 合用於形成閘極電極7 0 5 a和7 0 5 b的材料。閘極電 極形成4 0 0 nm的厚度。A 1可以用作閘極電極，且氧 化物薄膜藉由穩定化的陽極氧化作用在其表面上形成。 圖2 3 B表示雜質區的形成，其中，當成n通道型 TFT的源區或汲區706、LDD區707以及用作Ρ 通道型T F T的源區或汲區7 0 8均由離子摻雜方法形成 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)
、1T -46- 1282126 A7 B7 五、發明説明（44) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在由離子摻雜方法將雜質成分射入的區域中，結晶結 構被破壞變成了非晶體結構。爲了藉由啓動雜質元素來恢 復結晶結構和實現較低的電阻，要完成雷射處理。雷射處 理可以利用依據本發明的雷射處理機械來進行。同時，以 雷射在氫氣（減少空氣）中照射的方式可以實現氫化作用 〇 由圖2 3 C所示的氮化矽薄膜或氧化矽薄膜形成第一 夾層電介質7 1 0。進一步，由有機樹脂材料或具有介電 常數不大於4的低介電常數材料形成第二夾層電介質 7 1 1。丙烯酸和聚醯亞胺是很有用的有機樹脂材料。 S i OF、聚芳醚阿人（p〇ly-aryiether) 、BCB (苯並環 丁烯）、氟化聚醯亞胺、a - CF是很有用的低介電常數 材料。形成到達每個半導體層雜質區域的接觸孔，然後利 用A 1 、T i和T a形成接線7 1 3和7 1 4。由氮化矽 薄膜來形成鈍化膜7 1 5。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 如上所述，可獲得η通道型TFT 75 0和p通道 型TFT 760。雖然圖23C中的每個TFT表示爲 單元素’但是，藉由這些T F T不僅能構造CM〇S電路 ’而且還能構造單通道型的NM〇S電路和PM〇S電路 。在依據本發明的第二半導體區域，晶體生長是平行於通 道長度方向的，以使充分地移除載子藉由的顆粒邊界。這 就能獲得較高電場效應遷移率。這樣産生的T F T能用於 製造主動矩陣類型的液態晶體顯示設備和具有發光裝置的 顯示設備，並且還能用作其中在玻璃盤上形成記憶體或微 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -47- 1282126 A7 _____B7 五、發明説明（45) 處理器的T F 丁。 實施例1 0 以下將參考圖2 4，說明藉由使用與實施例9相同方 法製造的T F T，實現主動矩陣驅動類型顯示設備的 T F T基底（基底是在其上形成τ F T的）構成的實施例 。圖2 4表示在一個基底上形成的η通道型T F T 801、P通道型TFT 802、具有11通道型71?丁 8 0 3和η通道型TFT 8 04的驅動電路部分8 0 6 、具有電容元件8 0 5的圖素部分8 0 7的剖視圖。圖 2 5是依照圖2 4中直線B - B ’ ，與圖2 4中所示的圖 素部分8 0 7的縱向剖視圖相應的頂視和剖視結構。 在驅動電路部分806中的η通道型TFT 801 具有這樣的結構，即如圖2 3 C所示的在實施例9中說明 的在η通道型的TFT 7 5 0中，提供與閘極電極交疊 的L D D區域。該結構藉由熱載子效應抑制了性能降低。 P通道型TFT 802與P通道型TFT 760有相 同的形狀，並且是單一耗盡結構。由η通道型的T F T 和Ρ通道型T F Τ可形成移位暫存器電路、緩衝器電路、 位準移位電路和鎖存器電路。η通道型的TFT 8 0 3 具有如圖2 3 C中所示的η通道型的TFT 7 5 0那樣 的L D D結構。藉由較小電流，該L D D結構可適用於採 樣電路。 藉由對實施例1到實施例8中所示方法的適當組合， 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T ρ. 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -48- 1282126 Α7 Β7 五、發明説明（46) 可形成第二半導體區域，其中雜質區如通道形成區域和 L D D區域是在T F T中形成的。在第二半導體區域中的 晶體生長是在通道長度方向（或者，平行與基底並向著通 道長度的方向），這樣使藉由顆粒邊界的載子機率大大地 減小。這就獲得了較高的電場效應遷移率和相當優秀的特 性。參考數字814到816是連接到每個TFT源區或 汲區的接線。 半導體區域8 2 0在η通道型T F T 8 0 4的圖素 部分807中形成主動層，η通道型TFT 804具有 這樣的結構，即L D D 結構的T F T是串聯連接的，η 通道型T F Τ 8 0 4的一端藉由連接接線8 1 1與資料 線8 1 0連接，另一端與圖素電極連接。閘極線8 1 2及 閘極電極8 2 4是電連接的。添加硼的雜質區域在半導體 區域8 2 1上形成，作爲電容元件8 0 5的一個電極。電 容元件8 0 5有作爲電介質的絕緣膜8 2 3 (與閘極絕緣 膜相同的薄膜），並且由電容電極8 2 2和半導體區域 8 2 1構成。半導體區域8 2 0和8 2 1相當於在實施例 1到8中形成的第二半導體區域。 在這些T F Τ中，形成通道形成區域或雜質區域的第 二半導體區域的取向比率是高而平直的，使得可以減少形 成在第二半導體區域的閘極絕緣膜的薄膜品質分散。這使 得丁 F Τ的臨界値電壓的分散也減少了。結果，使用較低 的電壓就能驅動T F Τ，並且具有減小電功率消耗的優點 。因爲它的表面是平直的，電場不集中在凸起部分。因此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 49- 1282126 Δ7 Α7 Β7 五、發明説明（47) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，就可能抑制由産生在汲區邊緣的熱載子效應引起的性能 降低。儘管在源區和汲區之間的載子漂移的擴散濃度在接 近閘極絕緣膜交界處變得較高，但是載子並不分散’並且 藉由平滑作用移動得很平滑，這就導致較高的電場效應遷 移率。 爲了從T F T基底中製造液晶顯示設備，有必要在提 供相反基底，在其上面對面地形成相互之間距離大約爲3 到8 //m的公共電極，並且有必要形成一個取向薄膜和一 個液晶層。可能採用現有技術中的這些技術。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2 6表示這樣一個主動矩陣基底的電路結構。在圖 素部分9 0 1中用於驅動TFT 9 0 0的驅動電路部分 包括資料線驅動電路9 0 2和掃描線驅動電路9 0 3，並 且如果需要還安排移位暫存器電路、緩衝器電路、位準移 位電路和鎖存電路。在此情況下，掃描線驅動電路9 0 3 提供有視頻訊號，並且來自於控制器9 0 4的視頻訊號和 來自於時間産生器9 0 7的用於掃描驅動電路的時間訊號 均被輸入到掃描線驅動電路9 0 3中。來自於時間産生器 9 0 7的資料線驅動電路的時間訊號被輸入到資料線驅動 電路9 0 2中，並且，資料線驅動電路9 0 2向掃描線輸 出一個訊號。微處理器9 0 6完成對控制器9 0 4控制、 將視頻訊號資料登錄到記憶體9 0 5、從外部介面9 0 8 的輸入和輸出、以及整個系統運行管理這些控制工作。 用於形成該電路的T F T可以由具有實施例χ 〇中所 示結構的T F T來形成。形成T F T通道形成區域的第二 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -50 - 1282126 A7 B7 五、發明説明（48) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 半導體區域，是被認爲實質上單一晶體的區域，這使得 丁 F T的特性得到提高，而且在諸如玻璃的基底上可以形 成各種功能電路。 實施例1 1 以下將參考附圖說明作爲使用T F T基底的另一個實 施例，使用發光裝置的顯示設備的例子。圖2 7 A和 2 7 B是表示在其中將T F T安排在每個圖素元件中的顯 示設備的圖素元件結構的剖面圖。在圖2 7 A和2 7 B中 所示的η通道型的丁 FT 2100和2102 ，以及p 通道型的TFT 2101具有與實施例9中相同的結構 ，所以在實施例1 1中省略了對其的細節說明。 圖2 7 A表示在基底2 0 0 1上藉由阻擋層2 0 0 2 形成爲圖素元件的η通道型的TFT 2 1 0 0和p通道 型的T F T 2 1 〇 1的結構。在此情況下，η通道型的 TFT 2100是當成開關的TFT，p通道型的 TFT 2 1 0 1是用於電流控制的T F T，並且它的耗 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 盡側連接到發光元件2 1 0 5的一個電極上。p通道型的 TFT 2 1 0 1的目的是控制流向發光元件的電流。對 在一個圖素元件中提供的T F T數量沒有限制，並且可以 依據顯示設備的驅動方法來選擇適當的電路結構。 在圖2 7 A中所示的發光元件2 1 0 5包括陽極層 2 0 1 1、具有發射極有機化合物層2 0 1 2和陰極層 2013 ’並且在發光元件2105上形成鈍化層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -51 - 1282126 Α7 Β7 五、發明説明（49) 20 14。有機化合物層包括發光層、電洞注入層、電子 注入層、電洞傳送層和電子傳送層。在有機化合物層的發 光中’有兩種發光’也就是說，如果從單倍激發狀態返回 接地狀態（熒光），以及從三倍激發狀態到接地狀態（磷 光），就發光，並且有機化合物的發光包括它們中一種或 兩種發光。 具有較高工作函數的材料，如氧化銦、氧化錫和氧化 鋅，被用作形成陽極的材料，而具有較低工作函數的材料 A 1 L i和A 1 L· i A g的鹼性金屬或鹼性稀土金屬，典 型地是錶化合物被用作作爲陰極的材料。陰極還可以由1 n m到2 0 n m厚的氟化鋰層和a 1層的組合層或鉋層和 A 1層較薄的組合層來構成。陽極與p通道型T F T 2 1 0 1汲區側的接線2 0 1 〇連接，形成隔離牆層 2 0 0 3以覆蓋陽極2 0 1 1的末端部分。 鈍化層2 0 1 4在發光元件2 1 0 5上形成。鈍化層 2 0 1 4由一種材料製成，該材料具有比氧氣或蒸氣高的 屏蔽特性，如氮化矽、氮氧化矽和如碳（D L C )的鑽石 。這種構成使從發光元件發出的光能從陽極側輻射出來。 在另一方面，圖2 7B表示在基底2 0 0 1上穿過阻 擋層2 0 0 2形成爲圖素元件的η通道型的T F 丁 2 1 0 0和η通道型的T F Τ 2 1 0 2的結構。在此情 況下，η通道型的TFT 2100是當成開關的TFT ，η通道型的T F T 2 1 0 2是用於電流控制的T F Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Α4規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Ρ. 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -52- 1282126 A7 B7 五、發明説明（50) ，並且匕的耗盡側與發光元件2 1 〇 6的一個電極相連接 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在發光元件2 1 0 6中，其材料具有較高工作函數且 當成陽極材料，如氧化銦、氧化錫和氧化鋅的薄膜 2 0 1 6在接線2 0 1 5上形成，並與11通道型的tft 2 1 0 2的耗盡側連接，而有機化合物層2 〇 i 8在薄膜 2 0 1 6上形成。 陰極結構包括由1 n m到2 n m厚的具有較低工作函 數的材料製成的第一陰極層2 〇 i 9，以及被提供減小陰 極電阻功能的第二陰極層2 〇 1 7。包括鉋、鉋與銀的合 金、氟化鋰、1^2人忌、入11^忌、〇3、^1忌、1^1。 A 1 L i和A 1 L i A g的鹼性金屬或鹼性稀土金屬，典 型的是鎂的化合物，被用作第一陰極層2 〇 1 9。 1 0 n m到2 0 n m厚的金屬性金屬如a丨和a g，或 1 0 n m到1 〇 〇 n m厚的透明導體薄膜如氧化銦、氧化 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 錫和氧化鋅，當成第二陰極層2 〇 1 7。鈍化膜2 0 2 0 形成在發光元件2 1 〇 6上。這種構成使從發光元件發出 的光能從陰極側輻射出來。 在圖2 7 B中的發光元件2 1 〇 6的另一種模式可以 包括陰極層2 Ο 1 6，它的材料是包括鉋、鉋與銀的合金 A 1 L i和A 1 L i A g的鹼性金屬或鹼性稀土金屬，典 型地是鍾的化合物，作爲陰極材料，它形成在與η通道型 TFT 2 1 0 2的耗盡側連接的接線2 Ο 1 5上，另一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公餐 -53 1282126 A7 B7 ’ 五、發明説明（51) 種模式還可以包括有機化合物層2 0 1 8，大約1 n m到 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 nm厚的第一陽極層2 0 1 9 ，以及由透明導體薄膜形 成的第二陽極層2 0 1 7。第一陽極層是利用真空蒸氣方 法由具有較高工作函數的材料如鎳、鉑和鉛製成的。 如上所述，利用主動矩陣驅動的發光元件可以製成顯 示設備。在這些T F T中，形成通道形成區域或雜質區域 的第二半導體區域的取向比率是高而平直的，這樣能減小 在第二半導體區域形成的閘極絕緣膜的薄膜品質的分散。 這也能減小T F T的臨界値電壓的分散。結果，就能使用 較低的電壓驅動T F T，並且有降低電功率消耗的優點。 在顯示設備中，要求用於電流控制的T F T的電流驅動電 路，其連接到發光元件，具有較高性能，使得T F T適合 用於顯示設備。這裏沒有顯示其結構，其中在鄰近圖素部 分提供的驅動電路部分可以與實施例1 〇中的相同。 實施例1 2 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 本發明能應用於各種半導體裝置中。半導體裝置包括 移動資訊終端（電子書、移動電腦、行動電話等等）、視 頻相機、數位像機、個人電腦、電視接收機和各種投影類 型的顯示設備、如圖2 8 A到2 8 G，圖2 9 A到2 9 D 和圖3 0所示的例子。 圖2 8 A是依據本發明的電視接收機的例子，該電視 接收機由外殻3 0 0 1、支撐物3 0 0 2和顯示部分 3 0 0 3組成。依據本發明製造的τ F T基底應用於顯示 本^7^適用中國國家標準（（：奶）八4規格（21(^297公釐） ' -54 - 1282126 A7 B7 五、發明説明（52) 部分3 0 0 3中，並且該電視接收機可以由本發明來完成 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2 8 B是依據本發明的一個視頻相機的實例，該視 頻相機由主體3 0 1 1、顯示部分3 〇 i 2和聲音輸入部 分3 0 1 3、操作開關3 0 1 4、電池3 0 1 5和影像接 收部分3 0 1 6組成。依據本發明製造的τ F T基底應用 於顯示部分3 0 1 2中，並且該視頻相機可以由本發明來 完成。 圖2 8 C是依據本發明的一個個人筆記型電腦的實例 ’該個人電腦由主體3 0 2 1、支撐物3 0 2 2、顯示部 分3 0 2 3和鍵盤3 0 2 4組成。依據本發明製造的 TFT基底應用於顯不部分3 〇 2 3中，並且該個人電腦 可以由本發明來完成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2 8D是依據本發明的一個PDA (個人數位助理 )的實例’該PDA由主體3031、指示筆3032、 顯示部分3 0 3 3、操作按鈕3 〇 3 4和外部介面 3 0 3 5組成。依據本發明製造的τ F T基底應用於顯示 部分3 0 3 3中’並且該個人電腦可以由本發明來完成。 圖2 8 E是依據本發明的一個聲音再生系統，更具體 的說是汽車音響系統的實例，該音響系統包括主體 3 0 4 1、顯示部分3 〇 4 2和操作開關3 0 4 3和 3044。依據本發明製造的TFT基底應用於顯示部分 3 0 4 2中’並且該音響系統可以由本發明來完成。 圖2 8 F是依據本發明的一個數位相機的實例，該數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A#規格（2ι〇Χ297公釐） -55 1282126 A7 ·- __________B7___l__ 五、發明説明（53) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 位相機由主體3 0 5 1、顯示部分a 3 0 5 2和目鏡部分 3053、操作開關3054、顯示部分B3055和電 池3 〇 5 6組成。依據本發明製造的τ F T基底應用於顯 示部分A 3 0 5 2和B 3 0 5 5中，並且該數位相機可以 由本發明來完成。 圖2 8 G是依據本發明的一個行動電話的實例，該行 動電話由主體306 1、聲音輸出部分3062、聲音輸 入部分3063、顯示部分3064、操作開關3065 和天線3 0 6 6組成。依據本發明製造的T F T基底應用 於顯示部分3 0 6 4中，並且該行動電話可以由本發明來 完成。 圖2 9 A是正投式投影機，它包括投影設備2 6 0 1 和螢幕2 6 0 2。圖2 9 B是背投式投影機，它包括主體 2701、投影設備2702、反射鏡2703和螢幕 2 7 0 4。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 圖2 9 C表示在圖2 9A和2 9 B中說明的投影設備 2 6 0 1和2 7 0 2的結構的實例。投影設備2 6 0 1和 2 7 0 2由光源光學系統2 8 0 1、反射鏡2 8 0 2和 28〇4到2806、分光鏡2803 、棱鏡2807、 液晶顯示器2 8 0 8、相位差板2 8 0 9和投影光學系統 2 8 1 0組成。投影光學系統2 8 1 0由包括投影透鏡的 光學系統組成。可應用單盤方法。雖然在實施例中表示的 是三盤的實例，這裏沒有特別的限制。諸如光學透鏡、具 有偏振功能的薄膜、調節相位差的薄膜和I R薄膜的光學 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -56- A7 B7 1282126 五、發明説明（54) 系統可以適當地提供於圖2 9 C中由箭頭表示的光的路徑 中。 圖2 9 D表示在圖2 9 C中說明的光源光學系統 2 8 0 1的結構的實例。在實施例中，光源光學系統 2 8 0 1包括反射鏡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。在圖2 9D中表示的光源光學系統是一個實例 ，但這裏沒有特別的限制。可以將諸如光學透鏡、具有偏 振功能的薄膜、調節相位差的薄膜和I R薄膜的光學系統 適當提供給光源光學系統中。 圖30是一個電子書，它由主體3101、顯示部分 A 3 1 0 2、顯示部分B 3 1 0 3、記憶媒體3 1 0 4、 操作開關3 1 0 5和天線3 1 0 6組成。可將電子墨水顯 示應用於顯示部分B 3 1 0 3中。顯示部分A 3 1 0 2和 顯示部分B 3 1 0 3的驅動電路和圖素部分可以由依據本 發明的T F T基底來形成。該電子書可以由本發明來完成 〇 在本說明書中說明的電子設備是一個實例，因此，本 發明是特別適用於、但並不是專用於這些實例。 如上所述，依據本發明，形成第一半導體區域，以這 樣的方式，即連續波雷射光束的掃描方向與T F T的通道 長度方向安排在相同的方向上，晶體取向變成單一取向， 這就改進了電場效應遷移率。在種晶區域中提供具有被控 制晶體表面的種晶晶體，這能形成具有單一取向的第二半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） II---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 57- 1282126 A7 B7 五、發明説明（55) 導體區域。這就減小了形成在第二半導體上的閘極絕緣膜 的薄膜品質的分散，並減小在頂部閘極類型丁 F T中的臨 界値電壓的分散。 (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 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -58-

Claims (1)

  1. 01282126 A8 B8 C8 D8 f a 申請專利範圍 第911178 15號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年12月19日修正 1.一種製造半導體裝置之方法，包含： 在基底上形成第一半導體區域； 形成一個覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 形成一個穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域頂表面和側 蓊 i § f表面的熱保持膜； f 内過 S 藉由連續波雷射光束從第一半導體區域的一個邊緣穿 基底向另一個邊緣的掃描，以使第一半導體區域結晶； (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 移除熱保持膜和屏蔽膜；以及 以雷射光束的掃描方向和薄膜電晶 安排在相同的方向上，藉由鈾刻第一半 第二半導體區域。 2 .如申請專利範圍第1項之製造 ，其中連續波雷射光束依照多個雷射光 面的方式，照射在被照射表面上。 3 ·如申請專利範圍第1項之製造 ，其中連續波雷射光束的波長在4 0 0 範圍之間。 4 ·如申請專利範圍第1項之製造 ，其中使用從固態雷射振盪設備輻射的 諧波。 5 ·如申請專利範圍第1項之製造 體通道長度的方向 導體區域，以形成 半導體裝置之方法 束重疊在被照射表 半導體裝置之方法 nm 到 7 00nm 半導體裝置之方法 連續波雷射光束的 半導體裝置之方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1282126 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ，其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設備選 自由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助理、聲 音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影儀、背 投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 6.—種製造半導體裝置之方法，包含： 在基底上形成第一半導體區域； 形成一個覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 形成一個穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域頂表面和側 表面的熱保持膜； 藉由連續波雷射光束從第一半導體區域的一個邊緣穿 過基底向另一個邊緣的掃描，使第一半導體區域結晶； 移除熱保持膜； 在第一半導體區域上形成一個非晶體半導體膜； 藉由加熱處理，偏析金屬元素到非晶體半導體膜上； 移除非晶體半導體膜和屏蔽膜；以及 使雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體通道長度方向安 排在相同的方向上，以鈾刻第一半導體區域來形成第二半 導體區域。 7 ·如申請專利範圍第6項之製造半導體裝置之方法 ，其中連續波雷射光束依照多個雷射光束重疊在被照射表 面的方式，照射在被照射的表面上。 8 ·如申請專利範圍第6項之製造半導體裝置之方法 ，其中連續波雷射光束的波長在4 0 〇 nm到7 0 0 nm 範圍之間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T .1# 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -2- 1282126 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) 9 .如申請專利範圍第6項之製造半導體裝置之方法 ，其中使用從固態雷射振盪設備輻射的連續波雷射光束的 諧波。 I 〇 _如申請專利範圍第6項之製造半導體裝置之方 法，其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設備 選自由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助理、 聲音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影儀、 背投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 II · 一種製造半導體裝置之方法，包含： 在基底上形成一個非晶半導體膜區域； 將催化劑元素添加到非晶半導體膜中； 加熱非晶半導體膜以形成結晶半導體膜； 藉由鈾刻結晶半導體膜形成第一半導體區域； 形成覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 形成一個穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域頂表面和側 表面的熱保持膜； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由連續波雷射光束從第一半導體區域的一個邊緣穿 過基底向另一個邊緣的掃描’以改進第一半導體區域的結 晶特性； 移除熱保持膜和屏蔽膜；以及 使雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體通道長度的方向 安排在相同的方向上，以蝕刻第一半導體區域來形成第二 半導體區域。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之製造半導體裝置之 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1282126 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 方法’其中在連續波雷射光束掃描之後，移除熱保·持膜， 並且進行吸氣法處理，以移除催化劑元素。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之製造半導體裝置之 方法’其中連續波雷射光束依照多個雷射光束重疊在被照 射表面的方式，照射在被照射的表面上。 1 4 .如申請專利範圍第1 1項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束的波長在4 0 0 n m到7 0 0 n m範圍之間。 1 5 _如申請專利範圍第1 1項之製造半導體裝置之 方法’其中使用從固態雷射振盪設備輻射的連續波雷射光 束的諧波。 1 6 .如申請專利範圍第1 1項之製造半導體裝置之 方法’其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設 備選自由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助理 、聲音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影儀 、背投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 1 7 · —種製造半導體裝置之方法，包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 形成一個在基底上形成的非晶半導體膜； 選擇地對非晶半導體膜添加催化劑元素； 加熱非晶半導體膜以形成結晶半導體膜，其中，非晶 半導體膜是從依照與基底平行的方向選擇地添加催化劑的 區域進行結晶的； 藉由鈾刻結晶半導體膜形成第一半導體區域； 形成覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ΓΤΙ 1282126 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 形成一個穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域頂表面和側 表面的熱保持膜； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由連續波雷射光束從第一半導體區域的一個邊緣穿 過基底向另一個邊緣的掃描，來改進第一半導體區域的結 晶特性； 移除熱保持膜和屏蔽膜；以及 使雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體通道長度的方向 安排在相同的方向上，以鈾刻第一半導體區域來形成第二 半導體區域。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之製造半導體裝置之 方法，其中在連續波雷射光束掃描之後，移除熱保持膜， 並且進行吸氣法處理，以移除催化劑元素。 1 9 .如申請專利範圍第1 7項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束依照多個雷射光束在被照射表 面重疊的方式，照射在被照射的表面上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0 .如申請專利範圍第1 7項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束的波長在4 0 0 n m到7 0〇 n m範圍之間。 2 1 ·如申請專利範圍第1 7項之製造半導體裝置之 方法’其中使用從固態雷射振盪設備輻射的連續波雷射光 束的諧波。 2 2 ·如申請專利範圍第1 7項之製造半導體裝置之 方法’其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設 備選自由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助理 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 1282126 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 、聲音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影儀 、背投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 23.—種製造半導體裝置之方法，包含： 在基底上形成第一非晶半導體膜； 對第一非晶半導體膜添加催化劑元素； 加熱第一非晶半導體膜以形成第一結晶半導體膜； 藉由鈾刻第一結晶半導體膜形成種晶晶體區域； 形成與基底上種晶晶體區域重疊的第二非晶半導體膜 9 蝕刻第二半導體膜以形成與種晶晶體區域至少部分重 疊的第一半導體區域； 形成覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 形成穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域頂表面和側表面 的熱保持膜； 藉由連續波雷射光束從與種晶晶體區域重疊的一個邊 緣穿過基底向另一個邊緣掃描，結晶第一半導體區域； 移除熱保持膜和屏蔽膜；以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體通道長度的方向 安排在相同的方向上，以蝕刻第一半導體區域來形成第二 半導體區域。 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項之製造半導體裝置之 方法，其中在第一半導體區域結晶之後，移除熱保持膜， 並且進行吸氣法處理，以移除催化劑元素。 2 5 .如申請專利範圍第2 3項之製造半導體裝置之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 1282126 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 方法’其中連續波雷射光束依照多個雷射光束重疊在被照 射表面的方式，照射在被照射的表面上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 6 .如申請專利範圍第2 3項之製造半導體裝置之 方法’其中連續波雷射光束的波長在範圍4 0 0 n m到 7 0 0 n m之間。 2 7 ·如申請專利範圍第2 3項之製造半導體裝置之 方法’其中使用從固態雷射振盪設備輻射的連續波雷射光 束的諧波。 2 8 ·如申請專利範圍第2 3項之製造半導體裝置之 方法’其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設 備選自由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助理 、聲音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影儀 、背投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 29.—種製造半導體裝置之方法，包含： 在基底上形成包含矽和鍺的第一非晶半導體膜； 對第一非晶半導體膜添加催化劑元素； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加熱第一非晶半導體膜以形成第一結晶半導體膜； 藉由蝕刻第一結晶半導體膜形成種晶晶體區域； 形成與基底上種晶晶體區域重疊的第二非晶半導體膜 j 鈾刻第二非晶半導體膜以形成與種晶晶體區域至少部 分重疊的第一半導體區域； 形成覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 形成一個穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域頂表面和側 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 8 88 8 ABCD 1282126 、申請專利範圍 表面的熱保持膜； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由連續波雷射光束從第一半導體區域一個邊緣穿過 基底向另一個邊緣掃描，結晶第一半導體區域； 移除熱保持膜和屏蔽膜；以及 使雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體通道長度的方向 安排在相同的方向上，以蝕刻第一半導體區域來形成第二 半導體區域。 3 〇 .如申請專利範圍第2 9項之製造半導體裝置之 方法，其中在結晶第一半導體區域之後，移除熱保持膜， 並且進行吸氣法處理，以移除催化劑元素。 3 1 .如申請專利範圍第2 9項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束依照多個雷射光束重疊在被照 射表面的方式，照射在被照射的表面上。 3 2 .如申請專利範圍第2 9項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束的波長在4 0 0 n m到7 0 0 n m範圍之間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 3 .如申請專利範圍第2 9項之製造半導體裝置之 方法，其中使用從固態雷射振盪設備輻射的連續波雷射光 束的諧波。 3 4 .如申請專利範圍第2 9項之製造半導體裝置之 方法，其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設 備選自由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助理 、聲音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影儀 、背投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 8 8 8 8 ABCD 1282126 六、申請專利範圍 3 5、一種製造半導體裝置之方法，包含·· 在絕緣膜上形成第一半導體區域； 形成一個覆蓋第一半導體區域的屏蔽膜； 形成一個穿過屏蔽膜覆蓋第一半導體區域的熱保持 膜，此熱保持膜包含非晶矽； 藉由連續波雷射光束的掃描，以使第一半導體區域結 晶， 移除熱保持膜和屏蔽膜；以及 以雷射光束的掃描方向和薄膜電晶體通道長度的方向 安排在相同的方向上，將第一半導體區域圖案化，以形成 薄晶體的至少一活性層。 3 6、如申請專利範圍第3 5項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束依照多個雷射光束重疊在被照 射表面的方式，照射在被照射表面上。 3 7、如申請專利範圍第3 5項之製造半導體裝置之 方法，其中連續波雷射光束的波長在4 0 0 n m到7 0〇 n m範圍之間。 3 8、如申請專利範圍第3 5項之製造半導體裝置之 方法’其中使用從固態雷射振盪設備輻射的連續波雷射光 束的諧波。 3 9 '如申請專利範圍第3 5項之製造半導體裝置之 方法，其中該半導體裝置安裝至一電子設備中，該電子設 備選自：由電視機、視頻相機、筆記型電腦、個人數位助 理、聲音再生系統、數位相機、行動電話、正投影型投影 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱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 -9- 1282126 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍儀、背投影型的投影儀和電子書所組成之群之一。 --------屬裝-- (請先閱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 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10-
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