| 主权项 |
1.一种藉由雷射结晶方法而制造之结晶半导体薄 膜,其系形成于玻璃基底上,且具有膜厚度在40nm至 100nm之范围的厚度;该表面之平均粗糙度系小于5nm; 且结晶颗粒之平均大小系大于500nm。2.一种藉由雷 射结晶方法而制造之结晶半导体薄膜,其系形成于 玻璃基底上,且具有膜厚度在40nm至100nm之范围的厚 度;该表面之平均粗糙度系小于5nm;且结晶颗粒之 平均大小系大于500nm,其中当任意结晶颗粒之表面 区域以Sn而表示,且任意结晶颗粒之表面上之圆周 长度系以Ln表示,至少超过50%之结晶颗粒满足关系 式Ln≦4Rn其中Rn=(Sn/)1/2。3.一种藉由雷射结晶 方法而制造之结晶半导体薄膜,其系形成于玻璃基 底上,且具有膜厚度在40nm至100nm之范围的厚度;该 表面之平均粗糙度系小于5nm;且结晶颗粒之平均大 小系大于500nm,其中当任意结晶颗粒之表面区域以 Sn而表示,且任意结晶颗粒之表面上之圆周长度系 以Ln表示,至少超过50%之结晶颗粒满足关系式Ln≦4 Rn其中Rn=(Sn/)1/2,且进一步当观察结晶半导体 薄膜之任意切面之结晶结构时,至少超过70%之结晶 颗粒连续自介于半导体层以及基极层之间的介面 而延伸至该半导体表面而不会在某些点上不连续 。4.一种藉由雷射结晶方法而制造之结晶半导体 薄膜,其系形成于玻璃基底上,且具有膜厚度大于40 nm;该表面之平均粗糙度系小于5nm;且结晶颗粒之平 均大小系大于500nm。5.一种藉由雷射结晶方法而制 造之结晶半导体薄膜,其系形成于玻璃基底上,且 具有膜厚度大于40nm;该表面之平均粗糙度系小于5 nm;且结晶颗粒之平均大小系大于500nm,其中当任意 结晶颗粒之表面区域以Sn而表示,且任意结晶颗粒 之表面上之圆周长度系以Ln表示,至少超过50%之结 晶颗粒满足关系式Ln≦4Rn其中Rn=(Sn/)1/2。6.如 申请专利范围第1项至第5项中任一项之结晶半导 体薄膜,其中半导体薄膜之定向系主要在(1.1.1)平 面。7.如申请专利范围第1项至第5项申任一项之结 晶半导体薄膜,其特征在于该半导体系为矽。8.如 申请专利范围第1项至第5项中任一项之结晶半导 体薄膜,其中结晶颗粒边界之至少一部份被定位, 且结晶颗粒之部分的定向主要系在(1.0.0)平面或(1. 1.0)。9.如申请专利范围第1项至第5项中任一项之 结晶半导体薄膜,其中该玻璃基底系以非硷性玻璃 所制,其熔点系低于700℃。10.一种制造半导体薄膜 之方法,该方法包含以下步骤: 形成绝缘膜于一玻璃基底之上; 形成半导体薄膜于该绝缘膜之上; 以及接续于形成半导体薄膜之后,藉由照射雷射光 而将所形成之半导体薄膜予以结晶而不暴露于大 气压下,其中 形成该半导体薄膜以及藉由照射雷射光而将半导 体薄膜结晶化系重复至少两次,且在每次之照射雷 射光之方法中系为将雷射光之能量逐渐自微弱能 量雷射光而至扫瞄渐强之扫瞄而将雷射光之能量 于该步阶中增加。11.一种制造半导体薄膜之方法, 该方法包含以下步骤: 形成一绝缘膜于一玻璃基底上; 形成一半导体薄膜于一绝缘膜上; 以及连续接着形成该半导体薄膜之后,藉由照射雷 射光而不暴露于大气压下而将所形成之半导体薄 膜予以结晶,其中 形成该半导体薄膜以及藉由照射雷射光而将半导 体薄膜结晶化系重复至少两次,且于半导体膜之上 层所形成之膜之厚度系较下层之膜的厚度为薄。 12.如申请专利范围第10项或第11项之制造半导体薄 膜之方法,其中形成于第一层之该半导体薄膜之膜 厚度系在30nm至70nm之范围中,而形成于第二层之半 导体薄膜之膜厚度系在25nm至40nm之范围内。13.如 申请专利范围第10项或第11项之制造半导体薄膜之 方法,其中所形成之半导体薄膜系为在该膜中具有 所结合之氢气浓度小于10%之矽。14.如申请专利范 围第10项或第11项之制造半导体薄膜之方法,其中 于雷射结晶之基底温度系在200℃至500℃之范围中 。15.如申请专利范围第10项或第11项之制造半导体 薄膜之方法,其中所使用之玻璃基底系为非硷性玻 璃,而具有一熔点小于700℃。16.一种包含薄膜电晶 体之半导体设备,其中该薄膜电晶体系形成在一玻 璃基底上,且藉由一雷射结晶方法而于该薄膜电晶 体之作用层上所形成之半导体薄膜,系具有厚度在 40nm至100nm之范围内;该表面之平均粗糙度系小于5nm ;而结晶颗粒之平均大小系大于500nm。17.一种包含 薄膜电晶体之半导体设备,其中该薄膜电晶体系形 成于一玻璃基底之上,且藉由雷射结晶方法而形成 于薄膜电晶体之作用层中之半导体薄膜,其厚度系 在40nm至100nm之间的范围中;表面之平均粗糙度系小 于5nm;以及结晶颗粒之平均大小系大于500nm,其中当 任意结晶颗粒之表面积以Sn表示且任意结晶颗粒 之表面上的圆周长度以Ln表示,则至少超过50%之结 晶颗粒满足等式Ln≦4Rn,其中Rn=(Sn/)1/2。18.一 种包含薄膜电晶体之半导体设备,其中该薄膜电晶 体系形成于一玻璃基底之上,且藉由雷射结晶方法 而形成于薄膜电晶体之作用层中之半导体薄膜,其 厚度系在40nm至100nm之间的范围中;表面之平均粗糙 度系小于5nm;以及结晶颗粒之平均大小系大于500nm, 其中当任意结晶颗粒之表面积以Sn表示且任意结 晶颗粒之表面上的圆周长度以Ln表示,则至少超过 50%之结晶颗粒满足等式Ln≦4Rn,其中Rn=(Sn/)1/2, 且进一步当观察位于结晶半导体薄膜之任意切面 结晶结构时,至少超过70%之结晶颗粒系连续自介于 半导体层以及基极层之间的介面而延伸至半导体 表面而在不会在某些点上不连续。19.一种包含薄 膜电晶体之半导体设备,其特征在于该薄膜电晶体 系形成于一玻璃基底之上,且如实施例第4项至第9 项中任一项之半导体薄膜系使用在薄膜电晶体之 作用层。20.一种包含一共平面式或一般交错式( stagger type)薄膜电晶体之半导体设备,其特征在于 该薄膜电晶体系形成于一玻璃基底之上,且如申请 专利范围第1项至第9项中任一项之半导体薄膜系 使用在薄膜电晶体之作用层,而薄膜电晶体之闸极 绝缘膜之膜厚度系薄于80nm或是闸极绝缘膜之薄厚 度比上作用层之膜厚度之比率系为小于8/6。21.一 种包含一共平面式或一般交错式薄膜电晶体之半 导体设备,其特征在于该薄膜电晶体系形成于一玻 璃基底之上,且如申请专利范围第1项至第9项中任 一项之半导体薄膜系使用于薄膜电晶体之作用层 中,而该薄膜电晶体之闸极绝缘膜之膜厚度,系薄 于作用层之膜厚度。22.如申请专利范围第16项至 第19项中任一项之包含薄膜电晶体之半导体设备, 其特征在于该玻璃基底系以非硷性玻璃所制,其熔 点系低于700℃。23.一种包含太阳能电池之半导体 设备,其特征在于藉由雷射结晶方法而于该太阳能 电池之半导体层中之至少第一层上形成之半导体 薄膜,系具有厚于40nm之厚度;表面之平均粗糙度系 小于5nm;而结晶颗粒之平均大小系大于500nm。24.一 种包含太阳能电池之半导体设备,其特征在于藉由 雷射结晶方法而于该太阳能电池之半导体层中之 至少第一层上形成之半导体薄膜,系具有厚于40nm 之厚度;表面之平均粗糙度系小于5nm;而结晶颗粒 之平均大小系大于500nm,其中当任意结晶颗粒之表 面积系以Sn表示且任意结晶颗粒之表面上的圆周 长度以Ln表示,则至少超过50%之结晶颗粒满足等式 Ln≦4Rn,其中Rn=(Sn/)1/2。25.一种包含太阳能电 池之半导体设备,其特征在于藉由雷射结晶方法而 于该太阳能电池之半导体层中之至少第一层上形 成之半导体薄膜,系具有厚于40nm之厚度;表面之平 均粗糙度系小于5nm;而结晶颗粒之平均大小系大于 500nm,其中当任意结晶颗粒之表面积系以Sn表示且 任意结晶颗粒之表面上的圆周长度以Ln表示,则至 少超过50%之结晶颗粒满足等式Ln≦ 4Rn,其中Rn=(Sn/)1/2,且进一步当观察位于结晶半 导体薄膜之任意切面结晶结构时,至少超过70%之结 晶颗粒系连续自介于半导体层以及基极层之间的 介面而延伸至半导体表面而不会在某些点上不连 续。26.一种包含太阳能电池之半导体设备,其特征 在于如申请专利范围第1,2,3,6,7,8,9项中任一项之半 导体薄膜,系使用在太阳能电池之半导体层之至少 第一层中。27.一种包含一薄膜电晶体之半导体设 备,其特征在于如申请专利范围第10项至第15项中 任一项之制造半导体薄膜之方法,系应用于制造薄 膜电晶体之作用层。28.一种制造包含太阳能电池 之半导体设备之方法,其特征在于如申请专利范围 第10项至第15项中任一项之制造半导体薄膜之方法 ,系应用于制造太阳能电池之半导体层之至少第一 层。29.一种包含一主动矩阵式液晶显示设备之半 导体设备,其中薄膜电晶体系使用作为图素之驱动 元件或一周边电路,其中具有熔点低于700℃之非硷 性玻璃系使用作为支撑基底,且如申请专利范围第 16项至第22项中任一项之薄膜电晶体系使用作为主 动矩阵式液晶显示设备之周边电路,或图素之驱动 元件。30.一种制造包含主动矩阵式液晶显示显示 设备之半导体设备之方法,其中该薄膜电晶体系使 用作为图素之驱动元件或一周边电路,其中具有熔 点低于700℃之非硷性玻璃系使用作为支撑基底,且 如申请专利范围第27项之制造薄膜电晶体之方法, 系应用于主动矩阵是液晶显示设备之薄膜电晶体 之制造。31.一种具有主动矩阵式液晶显示设备之 半导体设备,其中一薄膜电晶体系使用作为图素之 驱动元件,且在图素中之一单一储存电容器之某一 个电极系在与薄膜电晶体之作用层相同之层中之 半导体薄膜所形成,其中具有一熔点低于700℃之非 硷性玻璃,系使用作为支撑基底,且形成单一储存 电容器之某一个电极于主动矩阵式液晶显示设备 图度中之半导体薄膜,具有在40nm至100nm之范围的膜 厚度,该表面之平均粗糙度系小于5nm;且结晶颗粒 之平均大小系大于500nm。32.一种具有主动矩阵式 液晶显示设备之半导体设备,其中一薄膜电晶体系 使用作为图素之驱动元件,且在图素中之一单一储 存电容器之某一个电极系在与薄膜电晶体之作用 层相同之层中之半导体薄膜所形成,其中具有一熔 点低于700℃之非硷性玻璃,系使用作为支撑基底, 且形成单一储存电容器之某一个电极于主动矩阵 式液晶显示设备图度中之半导体薄膜,具有在40nm 至100nm之范围的膜厚度,该表面之平均粗糙度系小 于5nm;且结晶颗粒之平均大小系大于500nm,其中当任 意结晶颗粒之表面积系以Sn表示且任意结晶颗粒 之表面上的圆周长度以Ln表示,则至少超过50%之结 晶颗粒满足等式Ln≦4Rn,其中Rn=(Sn/)1/2。33.一 种具有主动炬阵式液晶显示设备之半导体设备,其 中一薄膜电晶体系使用作为图素之驱动元件,且在 图素中之一单一储存电容器之某一个电极系在与 薄膜电晶体之作用层相同之层中之半导体薄膜所 形成,其中具有一熔点低于700℃之非硷性玻璃,系 使用作为支撑基底,且形成单一储存电容器之某一 个电极于主动矩阵式液晶显示设备图度中之半导 体薄膜,具有在40nm至100nm之范围的膜厚度,该表面 之平均粗糙度系小于5nm;且结晶颗粒之平均大小系 大于500nm,其中当任意结晶颗粒之表面积系以Sn表 示且任意结晶颗粒之表面上的圆周长度以Ln表示, 则至少超过50%之结晶颗粒满足等式Ln≦4Rn,其中 Rn=(Sn/)1/2,且进一步当观察位于结晶半导体薄膜 之任意切面结晶结构时,至少超过70%之结晶颗粒系 连续自介于半导体层以及基层之间的介面而延伸 至半导体表面而不会在某些点上不连续。34.一种 含有主动矩阵式液晶显示设备之半导体设备,其中 薄膜电晶体使用于图素之驱动元件,而在图素中之 单一储存电容器之某一个电极系在与薄膜电晶体 之作用层相同之层中之半导体薄膜所形成,其中该 具有熔点低于700℃之非硷性玻璃系使用作为支撑 基底,且形成该单一储存电容之某一电极之半导体 薄膜系为如申请专利范围第4项至第9项中任一项 之之半导体薄膜。35.一种含有主动矩阵式液晶显 示设备之半导体设备,其中薄膜电晶体使用于图素 之驱动元件,而在图素中之单一储存电容器之某一 个电极系在与薄膜电晶体之作用层相同之层中之 半导体薄膜所形成,其中该具有熔点低于700℃之非 硷性玻璃系使用作为支撑基底,且如申请专利范围 第10项至第15项之制造半导体薄膜之方法系应用于 制造形成单一储存电容器之某一电极于该图素之 半导体薄膜中。36.如申请专利范围第10项或第11项 之制造半导体薄膜之方法,其中该半导体薄膜或半 导体设备之制造系使用作为形成一半导体薄膜之 至少一膜形成设备之设备而制造,且一雷射结晶设 备系藉由具有真空设备之传送设备而相互连接。 37.如申请专利范围第10项或第11项之制造半导体薄 膜之方法,其中该半导体薄膜或半导体设备之制造 系使用作为形成一半导体薄膜之至少一膜形成设 备之设备而制造,作为形成一绝缘膜之膜形成设备 以及一雷射结晶设备系藉由具有真空设备之传送 设备而相互连接。38.如申请专利范围第36项之制 造半导体薄膜之方法,其中该传送设备之大气压力 系维持在低于10-5torr之真空中,或系维持在像是氮 气、氦气、氖气、氩气等之惰性气体之大气压力 中。39.如申请专利范围第10项或第11项之半导体薄 膜方法,其中系使用作为形成半导体薄膜之至少一 之混同式设备而制造,一雷射结晶部份以及传送部 份系置于单一舱室中。40.如申请专利范围第20项 或第21项之包含一共平面式或一般交错式薄膜电 晶体之半导体设备,其特征在于该玻璃基底系以非 硷性玻璃所制,其熔点系低于700℃。41.如申请专利 范围第37项之制造半导体薄膜之方法,其中该传送 设备之大气压力系维持在低于10-5torr之真空中,或 系维持在像是氮气、氦气、氖气、氩气等之惰性 气体之大气压力中。图式简单说明: 图1系解释本发明所制造出之多晶矽薄膜之平面结 构以及切面结构之图。 图2系解释当表面形式藉由二维分解结构而分析时 ,之计算表面平均粗糙度之方法的图。 图3系展示本发明之制造多晶矽薄膜之方法之制造 程序所使用之雷射结晶设备以及膜形成设备之结 构图。 图4系展示本发明之多晶矽制造程序之图。 图5系展示设置结晶颗粒边界之半导体薄膜之制造 程序之图。 图6系当将本发明应用于半导体装置之制造时之混 同式半导体薄膜制造设备之结构图。 图7系解释本发明之制造多晶矽薄膜之方法之制造 程序之图。 图8系本发明之多晶矽薄膜电晶体之闸极电压比上 汲极电流特性,对照藉由习知制造方法所制出的薄 膜电晶体之比较图。 图9系一电路图,展示本发明之主动矩阵式液晶显 示设备之实施例之键构图。 图10系展示本发明之主动矩阵式液晶显示设备之 实施例中之单一图素之平面结构之图。 图11系展示本发明之主轨矩阵式液晶显示设备之 实施例之单一图素之切面结构之图。 图12系展示在主动矩阵式液晶显示设备之平面结 构以及切面结构之图,在该设备中本发明之多晶矽 系使用为图素之单一累积电容之单一侧的电极。 图13系展示本发明所采用之包含液晶显示设备之 周边电路之结构的图, 图14系展示本发明之雷射照射方法之例子的图。 图15系展示本发明所采用之包含液晶显示设备之 周边电路中之薄膜电晶体之实施例的结构。 图16系为展示本发明所采明之太阳能电池之切面 图。 图17系展示当采用本发明而制造太阳能电池时之 半导体薄膜制造设备之实施例之结构图。 |
