| 主权项 |
1.一种薄膜半导体装置之制造方法,其系进行以下 工序者:于透明基板之表面侧形成光吸收层之光吸 收层形成工序;将光吸收层图案化为特定形状之图 案化工序;以绝缘膜覆盖已图案化之光吸收层之绝 缘膜形成工序;于该绝缘膜上形成半导体薄膜之半 导体薄膜形成工序;以及自该基板之背面侧照射经 过脉冲振荡之雷射光将该半导体薄膜结晶化之雷 射退火工序;其特征在于: 上述雷射退火工序包含:第1过程,其系加热熔融位 于比光吸收层之图案更外侧之该半导体薄膜的外 部区域,并且不熔融位于比光吸收层之图案更内侧 的该半导体薄膜之内部区域而加热光吸收层; 第2过程,其系使已熔融之该半导体薄膜冷却且于 该外部区域与内部区域之边界附近生成微小结晶 粒; 第3过程,其系自该外部区域与内部区域之边界向 外侧且以该微小结晶粒为核心进行第1横向成长, 于相接于该边界之该外部区域的部分生成较微小 结晶粒更大的多结晶粒;及 第4过程,其系将热自加热后之光吸收层经由该绝 缘膜传递至该半导体薄膜,该内部区域熔融之后, 自边界向内侧且以该多结晶粒为核心进行第2横向 成长,于该内部区域生成进一步扩大之多结晶粒。 2.一种薄膜半导体装置之制造方法,其系进行以下 工序者:于基板之上形成半导体薄膜之半导体薄膜 形成工序;于其上形成绝缘膜之绝缘膜形成工序; 经由该绝缘膜而于该半导体薄膜之上形成光吸收 层之光吸收层形成工序;将光吸收层图案化为特定 形状之图案化工序;以及自该基板之上照射经过脉 冲振荡之雷射光而将该半导体薄膜结晶化之雷射 退火工序;其特征在于: 上述雷射退火工序包含:第1过程,其系加热熔融位 于比光吸收层之图案更外侧之该半导体薄膜之外 部区域,并且不熔融位于比光吸收层之图案更内侧 的该半导体薄膜之内部区域而加热光吸收层; 第2过程,其系将已熔融之该半导体薄膜冷却且于 该外部区域与内部区域之边界附近生成微小结晶 粒; 第3过程,其系自该外部区域与内部区域之边界向 外侧且以该微小结晶粒为核心进行第1横向成长, 于相接于该边界之该外部区域之部分生成较微小 结晶粒更大的多结晶粒;及 第4过程,其系将热自加热后之光吸收层经由该绝 缘膜传递至该半导体薄膜,该内部区域熔融之后, 自边界向内侧且以该多结晶粒为核心进行第2横向 成长,于该内部区域生成进一步扩大之多结晶粒。 3.如请求项1或2之薄膜半导体装置之制造方法,其 中上述雷射退火工序系将波长范围处于520 nm~540 nm 之雷射光照射于基板。 4.如请求项1或2之薄膜半导体装置之制造方法,其 中上述雷射退火工序系将经过脉冲振荡之雷射光 一面于照射区域重叠之范围内进行扫描一面照射 于基板。 5.如请求项1或2之薄膜半导体装置之制造方法,其 中上述光吸收层形成工序系使用导电性材料形成 光吸收层,上述图案化工序将该导电性材料图案化 且加工成包含闸极电极之布线。 6.如请求项5之薄膜半导体装置之制造方法,其中上 述光吸收层形成工序系使用高熔点金属或以高熔 点金属为成分之合金或矽化物作为形成光吸收层 之导电性材料。 7.一种薄膜半导体装置,其特征在于: 其系于绝缘性之基板积集形成有薄膜电晶体者,且 上述薄膜电晶体系以闸极绝缘膜为中间而层叠有 半导体薄膜与闸极电极; 上述半导体薄膜具有重叠于该闸极电极之通道区 域与位于该通道区域两侧的源极区域及汲极区域; 上述半导体薄膜系藉由雷射退火而结晶化之多结 晶层,且沿特定图案的边界划分为内部区域与外部 区域;上述外部区域具有第1横向成长区域,该第1横 向成长区域含有藉由雷射退火而自该边界向外侧 横向成长之多结晶粒; 上述内部区域具有第2横向成长区域,该第2横向成 长区域含有以第1横向成长区域中所含之多结晶粒 为核心而自该边界向内侧横向成长之多结晶粒; 上述通道区域形成于第2横向成长区域。 8.如请求项7之薄膜半导体装置,其中上述半导体薄 膜系藉由经由特定图案之光吸收层照射雷射光之 雷射退火而结晶化之多结晶层,且系经过以下4个 过程而形成:第1过程,其系加热熔融位于比光吸收 层之图案更外侧之该外部区域,并且不熔融位于比 光吸收层之图案更内侧的该内部区域而加热光吸 收层;第2过程,其系将已熔融之该半导体薄膜冷却, 且于该外部区域与内部区域之边界附近生成微小 结晶粒;第3过程,其系自该外部区域与内部区域之 边界向外侧且以该微小结晶粒为核心进行第1横向 成长,于相接于该边界之该外部区域的部分生成大 于微小结晶粒的多结晶粒;及第4过程,其系将热自 加热后之光吸收层经由该闸极绝缘膜传递至该半 导体薄膜,该内部区域熔融之后,自边界向内侧且 以该多结晶粒为核心进行第2横向成长,于该内部 区域生成进一步扩大之多结晶粒。 9.如请求项8之薄膜半导体装置,其中该雷射退火中 所使用之该光吸收层包含导电性材料,上述闸极电 极系将该导电性材料直接或加工而形成。 10.如请求项9之薄膜半导体装置,其中上述闸极电 极系使用高熔点金属或以高熔点金属为成分之合 金或矽化物作为该导电性材料。 11.如请求项7之薄膜半导体装置,其中上述源极区 域及汲极区域覆盖第1横向区域之至少一部分。 12.如请求项7之薄膜半导体装置,其中形成该源极 区域及汲极区域之上述第1横向区域达到自该边界 向外侧至少2m之范围。 13.如请求项7之薄膜半导体装置,其中上述薄膜电 晶体于该通道区域与至少该汲极区域之间具备杂 质浓度低于该汲极区域的LDD区域,且上述LDD区域形 成于该第1横向成长区域或第2横向成长区域。 14.一种显示装置,其特征在于: 其系于绝缘性之基板积集形成有像素与驱动像素 之薄膜电晶体者,且 上述薄膜电晶体系以闸极绝缘膜为中间而层叠有 半导体薄膜与闸极电极; 上述半导体薄膜具有重叠于该闸极电极之通道区 域、以及位于该通道区域两侧的源极区域与汲极 区域; 上述半导体薄膜系藉由雷射退火而结晶化之多结 晶层,且沿特定图案的边界划分为内部区域与外部 区域; 上述外部区域具有含有藉由雷射退火而自该边界 向外侧横向成长之多结晶粒之第1横向成长区域; 上述内部区域具有含有以第1横向成长区域中所含 之多结晶粒为核心而自该边界向内侧横向成长之 多结晶粒之第2横向成长区域; 上述通道区域形成于第2横向成长区域。 15.如请求项14之显示装置,其中 上述半导体薄膜系藉由经由特定的图案之光吸收 层照射雷射光之雷射退火而结晶化之多结晶层,且 系经过以下4个过程而形成:第1过程,其系加热熔融 位于比光吸收层之图案更外侧之该外部区域,并且 不熔融位于比光吸收层之图案更内侧的该内部区 域而加热光吸收层;第2过程,其系将已熔融之该半 导体薄膜冷却,且于该外部区域与内部区域之边界 附近生成微小结晶粒;第3过程,其系自该外部区域 与内部区域之边界向外侧且以该微小结晶粒为核 心进行第1横向成长,于相接于该边界之该外部区 域之部分生成大于微小结晶粒的多结晶粒;及第4 过程,其系将热自加热后之光吸收层经由该闸极绝 缘膜传递至该半导体薄膜,该内部区域熔融之后, 自边界向内侧以该多结晶粒为核心进行第2横向成 长,于该内部区域生成进一步扩大之多结晶粒。 16.如请求项14之显示装置,其中上述像素包含有机 电致发光元件。 17.如请求项14之显示装置,其中上述像素包含:连接 于该薄膜电晶体之像素电极;面向其之对向电极; 及保持于两者之间之液晶。 图式简单说明: 图1(a)-(c)系表示本发明之薄膜半导体装置之制造 方法之基本结构的模式图。 图2系依据本发明而制造出之薄膜半导体装置之光 学显微镜照片图。 图3系参考例之光学显微镜照片图。 图4(a)、(b)系表示本发明之薄膜半导体装置之制造 方法之第1实施形态的工序图。 图5(a)、(b)同样系第1实施形态之工序图。 图6(a)、(b)系表示本发明之薄膜半导体装置的制造 方法之第2实施形态的工序图。 图7(a)、(b)同样系表示第2实施形态之工序图。 图8系表示依据本发明制造出之薄膜电晶体之结晶 构造的模式性的平面图。 图9同样系表示结晶构造之模式性的平面图。 图10系表示本发明之显示装置之一例的模式性的 剖面图。 |
