專(zhuān)利名稱(chēng)：一種結(jié)晶非晶硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)晶非晶硅的方法，更確切地說(shuō)，涉及一種連續(xù)橫向固化(SLS)結(jié)晶方法。
背景技術(shù)：
在液晶顯示(LCD)裝置中，常用多晶硅(p-Si)和非晶硅(a-Si)作為薄膜晶體管(TFTs)的有源層材料。由于非晶硅(a-Si)可以在低溫下沉積從而在玻璃基板上形成薄膜，所以在液晶顯示器(LCD)中普遍使用非晶硅(a-Si)。但遺憾的是，非晶硅(a-Si)TFTs的顯示響應(yīng)時(shí)間較慢，這限制了它們對(duì)大屏幕LCD的適用性。
相反，多晶硅TFTs則能提供快得多的顯示響應(yīng)時(shí)間。因此，多晶硅(p-Si)更適合用于大屏幕LCD裝置，例如膝上型計(jì)算機(jī)和壁掛式電視機(jī)等。這些應(yīng)用通常要求TFTs的場(chǎng)效應(yīng)遷移率大于30cm2/Vs，并伴有低漏電流。
多晶硅薄膜由具有晶界的晶粒制成。晶粒越大，晶界越規(guī)則，場(chǎng)效應(yīng)遷移率越好。因此，能產(chǎn)生大晶粒(理想的是單晶)的硅結(jié)晶方法是非常有用的。
把非晶硅結(jié)晶成多晶硅的一種方法是連續(xù)橫向固化(SLS)。SLS結(jié)晶利用了硅晶粒往往從液態(tài)和固態(tài)硅之間的界面橫向生長(zhǎng)的事實(shí)。通過(guò)SLS，利用具有一定強(qiáng)度和能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的激光束使非晶硅結(jié)晶，所述激光束能使非晶硅熔融從而使熔融的硅在再結(jié)晶時(shí)形成橫向生長(zhǎng)的硅晶粒。


圖1A是傳統(tǒng)的連續(xù)橫向固化(SLS)設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖，圖1B表示在圖1A的設(shè)備中使用的傳統(tǒng)掩模38的平面圖。在圖1A中，SLS設(shè)備32包括激光發(fā)生器36，掩模38，聚光鏡40，和物鏡42。激光發(fā)生器36產(chǎn)生并發(fā)射激光束34。激光束34的強(qiáng)度由激光束34光路中的衰減器(未示出)調(diào)節(jié)。激光束34由聚光鏡40聚光后射向掩模38。
掩模38包括多個(gè)能使激光束34穿過(guò)的狹縫“A”，和吸收激光束34的光吸收區(qū)“B”。每個(gè)狹縫“A”的寬度有效地確定了由第一次激光輻射產(chǎn)生的結(jié)晶硅的晶粒尺寸。此外，每個(gè)狹縫“A”之間的距離確定了用SLS方法結(jié)晶的非晶硅的橫向晶粒生長(zhǎng)尺寸。物鏡42設(shè)置在掩模下方并能縮小穿過(guò)掩模38的激光束的形狀。
進(jìn)一步參照?qǐng)D1A，在靠近物鏡42的地方設(shè)置X-Y平臺(tái)46?？裳貎蓚€(gè)正交軸方向運(yùn)動(dòng)的X-Y平臺(tái)46包括驅(qū)動(dòng)X軸平臺(tái)的X軸向驅(qū)動(dòng)單元和驅(qū)動(dòng)Y軸平臺(tái)的Y軸向驅(qū)動(dòng)單元。將基板44放在X-Y平臺(tái)46上以便接收來(lái)自物鏡42的光。盡管在圖1A中沒(méi)有示出，但是很顯然，基板44上設(shè)有非晶硅薄膜，由此構(gòu)成樣本基板。
為了使用傳統(tǒng)的SLS設(shè)備，通常將激光發(fā)生器36和掩模38固定在預(yù)定位置上，而由X-Y平臺(tái)46沿X軸和/或Y軸方向移動(dòng)樣本基板44上的非晶硅薄膜。此外，也可以將X-Y平臺(tái)46固定，而使掩模38移動(dòng)來(lái)結(jié)晶樣本基板44上的非晶硅薄膜。
當(dāng)進(jìn)行SLS結(jié)晶時(shí)，通常在基板上形成緩沖層。然后將非晶硅沉積在緩沖層上。然后，按上述方式使非晶硅結(jié)晶。一般用化學(xué)汽相沉積(CVD)法在緩沖層上沉積非晶硅薄膜。遺憾的是，該方法產(chǎn)生的非晶硅帶有很多氫。為了減少氫的含量，通常要對(duì)非晶硅薄膜進(jìn)行熱處理，熱處理會(huì)引起脫氫，這樣便會(huì)形成平滑的結(jié)晶硅薄膜。如果不能脫氫，結(jié)晶硅薄膜的表面將會(huì)很粗糙，從而會(huì)使結(jié)晶硅薄膜的電特性變壞。
圖2是表示帶有部分結(jié)晶的非晶硅薄膜52的基板44的平面圖。當(dāng)進(jìn)行SLS結(jié)晶時(shí)，由于激光束34只具有有限的光束寬度，而且掩模38只有有限的尺寸，所以很難一次結(jié)晶整個(gè)非晶硅薄膜52。因此，相對(duì)于大的基板來(lái)說(shuō)，通常要在基板上多次設(shè)置掩模38，而且針對(duì)多次掩模設(shè)置要重復(fù)進(jìn)行結(jié)晶。在圖2中，與一個(gè)掩模位置對(duì)應(yīng)的區(qū)域“C”構(gòu)成方塊形式。通過(guò)多次輻射激光束可實(shí)現(xiàn)在方塊“C”內(nèi)的非晶硅結(jié)晶。
下面將解釋非晶硅薄膜的結(jié)晶。圖3A-3C是表示用傳統(tǒng)的SLS法結(jié)晶一塊非晶硅薄膜的平面圖。在所示的結(jié)晶過(guò)程中，很顯然，掩模38具有3條狹縫(參見(jiàn)圖1A和1B)。
根據(jù)激光的能量通量、基板溫度和非晶硅薄膜的厚度(以及其它因素)可以確定橫向生長(zhǎng)的晶粒長(zhǎng)度。應(yīng)該理解，在最佳條件下可以得到最大的橫向晶粒生長(zhǎng)量。在圖3A-3C所示的SLS方法中，狹縫的寬度是最大橫向晶粒生長(zhǎng)量的兩倍。
圖3A表示利用第一次激光束輻射來(lái)結(jié)晶非晶硅薄膜的最初步驟。如參照?qǐng)D1A所述的那樣，激光束34穿過(guò)掩模38并照射樣本基板44上的一塊非晶硅薄膜52。激光束34由三條狹縫“A”分成三路光束。三路光束照射和熔化非晶硅薄膜52的區(qū)域“D”、“E”和“F”。各路光束的能量通量應(yīng)足以導(dǎo)致非晶硅薄膜52完全熔化。
進(jìn)一步參照?qǐng)D3A，在完全熔化液相硅之后，開(kāi)始在固相非晶硅和液相硅之間的界面56a和56b上結(jié)晶。即，開(kāi)始從未熔區(qū)到完全熔化區(qū)實(shí)現(xiàn)晶粒58a和58b的橫向晶粒生長(zhǎng)。當(dāng)(1)從界面生長(zhǎng)的晶粒在熔融硅區(qū)的中部50a附近碰撞時(shí)；或(2)隨著熔融硅區(qū)固化到足以產(chǎn)生固化晶核從而在中部區(qū)50a內(nèi)形成多晶硅顆粒時(shí)，根據(jù)熔融硅區(qū)的寬度停止橫向生長(zhǎng)。
由于狹縫“A”的寬度(參見(jiàn)圖1B)是晶粒最大橫向生長(zhǎng)長(zhǎng)度的兩倍，所以熔融硅區(qū)“D”“E”或“F”的寬度也是晶粒最大橫向生長(zhǎng)長(zhǎng)度的兩倍。因此，當(dāng)在中部50a處形成多晶硅顆粒時(shí)，將停止橫向晶粒生長(zhǎng)。這種多晶硅顆粒在后面的結(jié)晶步驟中起固化晶核的作用。
正如上面所討論的那樣，在定向固化的硅中的晶界往往以垂直于固相非晶硅和液相硅之間界面56a和56b的形式形成。第一次激光束照射的結(jié)果是，在一個(gè)方塊中形成結(jié)晶區(qū)“D”“E”和“F”。此外，還形成固化的晶核區(qū)50a。
如上所述，通過(guò)一次激光照射得到的橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度與激光能量通量、基板的溫度和非晶硅薄膜的厚度有關(guān)。在上述第一次激光束照射時(shí)，由橫向生長(zhǎng)產(chǎn)生的晶粒長(zhǎng)度范圍一般為1.5-3微米。
圖3B表示用第二次激光束照射來(lái)結(jié)晶非晶硅。在第一次激光束照射后，X-Y平臺(tái)或掩模38沿著與晶粒58a或58b橫向晶粒生長(zhǎng)相反的方向(如圖3A中所示)移動(dòng)幾個(gè)微米的距離，該距離等于或小于橫向晶粒生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度。然后，進(jìn)行第二次激光束照射。受第二次激光束照射的區(qū)域熔融并按上述方式結(jié)晶。由第一次激光束照射產(chǎn)生的硅晶粒58a和58b或/和晶核區(qū)50a對(duì)第二次結(jié)晶起晶種的作用。因此，在第二熔融區(qū)出現(xiàn)橫向晶粒生長(zhǎng)。通過(guò)第二次激光束照射形成的硅晶粒58c在由第一次激光束照射形成的硅晶粒58a附近連續(xù)生長(zhǎng)，而且還形成從界面56c長(zhǎng)出的硅晶粒58d。當(dāng)在因第二次激光束照射而熔融的硅區(qū)中部形成晶核區(qū)50b時(shí)，這些晶粒58c和58d的橫向生長(zhǎng)將停止。
因此，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述熔融和結(jié)晶的步驟，可使一塊非晶硅薄膜結(jié)晶并形成圖3C所示的晶粒58e。
上述在一塊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的結(jié)晶過(guò)程可以在整個(gè)非晶硅薄膜52上逐塊重復(fù)。因此，可將大尺寸非晶硅薄膜變成結(jié)晶硅薄膜。盡管上述傳統(tǒng)的SLS方法獲得了很大成功，但是它還存在一些缺點(diǎn)。
盡管傳統(tǒng)的SLS方法能產(chǎn)生大尺寸晶粒，但是X-Y平臺(tái)或掩模必須反復(fù)移動(dòng)幾微米的距離以便引起橫向晶粒生長(zhǎng)。因此，移動(dòng)X-Y平臺(tái)或掩模38所需的時(shí)間占據(jù)了整個(gè)結(jié)晶時(shí)間的很大一部分。這明顯降低了生產(chǎn)效率。
圖4是在另一種SLS方法中使用的掩模60的平面圖。掩模60具有透光狹縫“G”和光吸收區(qū)“H”。盡管掩模60與掩模38相類(lèi)似，但是橫向條狀狹縫“G”的寬度比最大橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度小兩倍。由于狹縫“G”具有較小的寬度，所以當(dāng)在未熔區(qū)和完全熔化區(qū)之間的界面上產(chǎn)生的晶粒發(fā)生碰撞時(shí)，橫向晶粒生長(zhǎng)將停止。與圖3A-3C所述結(jié)晶相比，當(dāng)用掩模60時(shí)不形成固化晶核區(qū)50a和50b。
現(xiàn)在將討論采用掩模60的SLS。如參照?qǐng)D1A所描述的那樣，激光束34穿過(guò)掩模60并照射樣本基板44上的非晶硅薄膜。激光束34分成三路光束(由于存在三個(gè)狹縫“G”)。各路光束經(jīng)物鏡42減徑后在非晶硅薄膜上形成光束圖像。在結(jié)晶過(guò)程中，光束圖像沿X軸的方向移動(dòng)。由于在X軸方向上的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致沿光束圖像的長(zhǎng)度生成結(jié)晶。如上所述，X-Y平臺(tái)46或掩模60移動(dòng)幾毫米(mm)的距離。與參照?qǐng)D3A-3C所述SLS方法相比，較大的移動(dòng)量減少了處理時(shí)間。圖5A-5C表示的是用圖4中所示掩模結(jié)晶的非晶硅薄膜的平面圖。假設(shè)掩模60有三條狹縫。如上所述，根據(jù)激光束34的能量通量、基板的溫度、非晶硅薄膜的厚度等可以確定橫向晶粒生長(zhǎng)的長(zhǎng)度。因此，在最佳條件下橫向晶粒能最大限度地生長(zhǎng)。在圖5A-5C中，很明顯，狹縫“G”(見(jiàn)圖4)的寬度比橫向晶粒生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度小兩倍。
圖5A表示非晶硅薄膜結(jié)晶的初始步驟。參照?qǐng)D1A和5A，從激光發(fā)生器36發(fā)出的激光束34穿過(guò)掩模60(該掩模代替掩模38)并照射沉積在樣本基板44上的第一塊(E1)非晶硅薄膜62。激光束34由狹縫“G”分成三路光束。三路光束照射并熔化非晶硅薄膜62上的區(qū)“I”、“J”、和“K”。由于每一個(gè)熔融區(qū)“I”、“J”、和“K”均對(duì)應(yīng)于狹縫“G”，所以熔融區(qū)“I”、“J”、和“K”的寬度比最大橫向晶粒生長(zhǎng)量小兩倍。各路光束的能量通量顯然能使非晶硅薄膜完全熔化。
液相硅在固相非晶硅和液相硅之間的界面66a和66b處開(kāi)始結(jié)晶。即，從靠近完全熔融區(qū)的未熔融區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)晶粒68a和68b的橫向晶粒生長(zhǎng)。然后，當(dāng)晶粒68a和68b在熔融的硅區(qū)中線(xiàn)60a上發(fā)生碰撞時(shí)，將根據(jù)熔融硅區(qū)的寬度阻止橫向生長(zhǎng)。在定向固化的硅中的晶粒晶界傾向于以垂直于固相非晶硅和液相硅之間界面66a和66b的形式形成。第一次激光束照射的結(jié)果，使第一塊區(qū)域E1部分結(jié)晶。隨后，通過(guò)移動(dòng)裝有基板的X-Y平臺(tái)，使光束圖像沿X軸方向移動(dòng)幾毫米(mm)的距離。接著，進(jìn)行第二次照射并使第二塊區(qū)域E2部分結(jié)晶。然后，沿X軸方向反復(fù)進(jìn)行結(jié)晶。
用圖5A中所述第一至第三激光束照射的結(jié)果是，在與圖4中的掩模60對(duì)應(yīng)的第一到第三塊區(qū)域E1、E2和E3中形成結(jié)晶區(qū)“I”、“J”、和“K”，因此生成了結(jié)晶的硅晶粒區(qū)“I”、“J”、和“K”。
在圖5B中，在第一次激光束照射后，X-Y平臺(tái)或掩模沿與圖5A中晶粒68a或68b橫向生長(zhǎng)相反的方向移動(dòng)，移動(dòng)距離比橫向生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度多幾微米或幾十微米或是少幾微米或幾十微米。即，沿Y軸方向逐塊進(jìn)行結(jié)晶。因此，用圖5A中所述方式借助激光束使區(qū)域熔化然后結(jié)晶。這時(shí)，通過(guò)第一到第三激光束照射而生成的硅晶粒68a或/和68b對(duì)于結(jié)晶來(lái)說(shuō)，起晶種的作用，因此，在熔融區(qū)中沿Y軸方向出現(xiàn)橫向晶粒生長(zhǎng)。通過(guò)連續(xù)橫向固化(SLS)形成的硅晶粒68c在圖5A的硅晶粒68a附近連續(xù)生長(zhǎng)，并且還形成從界面66c固化的硅晶粒68d。這些晶粒68c和68d在通過(guò)Y軸激光束照射而熔融的硅區(qū)中線(xiàn)60b處彼此碰撞，從而阻止橫向晶粒生長(zhǎng)。
因此，通過(guò)重復(fù)上述非晶硅的熔化和結(jié)晶步驟，將會(huì)使非晶硅薄膜的各塊區(qū)域E1、E2和E3結(jié)晶，從而形成如圖5C所示的晶粒68e。圖5C是表示晶粒橫向生長(zhǎng)到預(yù)定尺寸時(shí)形成的結(jié)晶硅薄膜的平面圖。
圖3A-3C和5A-5C中所述傳統(tǒng)SLS方法具有一些缺點(diǎn)。傳統(tǒng)SLS方法需花費(fèi)比較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)結(jié)晶非晶硅薄膜，因此，將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率低下。此外，由于掩模狹縫寬度有限，所以使橫向晶粒生長(zhǎng)的長(zhǎng)度受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種利用連續(xù)橫向固化(SLS)來(lái)結(jié)晶非晶硅薄膜的方法，該方法基本上克服了因已有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而引起的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供一種能節(jié)省時(shí)間的連續(xù)橫向固化(SLS)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供一種能提高生產(chǎn)率的非晶硅層結(jié)晶方法。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說(shuō)明中闡述，這些特征和優(yōu)點(diǎn)的一部分將從說(shuō)明中明顯得出，或是通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而獲得。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)在說(shuō)明書(shū)文字部分和權(quán)利要求書(shū)以及附圖中特別指出的方法而實(shí)現(xiàn)和得到。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并且按照本發(fā)明的目的，作為概括性和廣義性描述，本發(fā)明所述在連續(xù)橫向固化(SLS)的設(shè)備中結(jié)晶非晶硅薄膜的方法包括，將基板固定到連續(xù)橫向固化(SLS)設(shè)備中的步驟，其中所述基板上帶有非晶硅薄膜。然后，用穿過(guò)掩模的激光束照射非晶硅薄膜，其中將掩模安裝在SLS設(shè)備內(nèi)，所述掩模包括光吸收區(qū)和多個(gè)形成層疊狀的光透射區(qū)，其中每個(gè)光透射區(qū)具有多個(gè)彼此相鄰的矩形子區(qū)，每個(gè)矩形子區(qū)的寬度為幾微米，例如大于1微米和小于10微米，而且其中每個(gè)矩形子區(qū)的長(zhǎng)度從幾百微米(例如200微米)到幾個(gè)毫米。然后，形成與光透射區(qū)相應(yīng)的第一結(jié)晶區(qū)，其中每個(gè)結(jié)晶區(qū)具有多個(gè)硅子區(qū)，每個(gè)硅子區(qū)具有第一晶粒區(qū)、第二晶粒區(qū)和中間區(qū)。第一和第二晶粒區(qū)的晶粒相對(duì)于液相和固相硅之間的界面垂直生長(zhǎng)。隨后，為進(jìn)行下一次結(jié)晶而沿橫向移動(dòng)掩模，隨著掩模的移動(dòng)，矩形子區(qū)的長(zhǎng)度也前移。接著進(jìn)行第二次結(jié)晶，以形成第二結(jié)晶區(qū)，在第二次結(jié)晶的過(guò)程中，第一結(jié)晶區(qū)中的第二晶粒區(qū)繼續(xù)它們的生長(zhǎng)。然后，重復(fù)進(jìn)行形成第一結(jié)晶區(qū)、移動(dòng)掩模和進(jìn)行第二次結(jié)晶的過(guò)程直到在橫向上結(jié)晶出非晶硅薄膜。結(jié)晶非晶硅薄膜的方法進(jìn)一步包括在完成橫向結(jié)晶后沿縱向移動(dòng)掩模的步驟，而且還包括在沿縱向移動(dòng)掩模后進(jìn)行第二次橫向結(jié)晶的步驟。
在上述方法中，掩模的相鄰矩形子區(qū)構(gòu)成臺(tái)階形。相鄰矩形子區(qū)之間的臺(tái)階大于或小于晶粒橫向生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度。每個(gè)矩形子區(qū)的寬度等于或小于橫向晶粒生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度的兩倍。這時(shí)，每個(gè)硅子區(qū)的中區(qū)是從對(duì)側(cè)界面橫向生長(zhǎng)的晶粒產(chǎn)生碰撞的碰撞區(qū)。此外，每個(gè)矩形子區(qū)的寬度可以等于或大于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍。每個(gè)硅子區(qū)的中區(qū)起晶核區(qū)的作用。
另一方面，利用連續(xù)橫向固化(SLS)設(shè)備結(jié)晶非晶硅薄膜所用的掩模包括遮擋激光束的光吸收區(qū)，和多個(gè)能使激光束通過(guò)的光透射區(qū)，每個(gè)區(qū)構(gòu)成層疊形。每一個(gè)光透射區(qū)包括多個(gè)相鄰的矩形子區(qū)。每一個(gè)矩形子區(qū)的寬度等于或小于最大橫向晶粒生長(zhǎng)量的兩倍。此外，矩形子區(qū)的寬度可以等于或大于最大橫向晶粒生長(zhǎng)量的兩倍。掩模的相鄰矩形子區(qū)構(gòu)成臺(tái)階形。相鄰矩形子區(qū)之間的臺(tái)階大于或小于最大橫向晶粒生長(zhǎng)量。每個(gè)矩形子區(qū)的長(zhǎng)度范圍為從幾百微米到幾毫米。
很顯然，上面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性和解釋性的，這些描述意在對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求進(jìn)行進(jìn)一步解釋。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明本申請(qǐng)所包含的附圖有助于對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，這些附圖與本申請(qǐng)相結(jié)合并作為本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例并與說(shuō)明書(shū)一起解釋本發(fā)明的原理。
附圖中
圖1A是傳統(tǒng)的連續(xù)橫向固化(SLS)設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖1B是表示圖1A中所示掩模的平面圖；圖2表示帶有局部結(jié)晶的非晶硅薄膜的基板；圖3A-3C是表示用傳統(tǒng)SLS法結(jié)晶的一塊非晶硅薄膜的平面圖；圖4是SLS結(jié)晶掩模的平面圖；圖5A-5C是表示用圖4所示掩模結(jié)晶的非晶硅薄膜的平面圖；圖6是按照本發(fā)明第一實(shí)施例所述SLS結(jié)晶掩模的平面圖；圖7A-7I是表示用圖6的掩模完成結(jié)晶過(guò)程的平面圖；圖8是按照本發(fā)明第二實(shí)施例所述SLS結(jié)晶掩模的平面圖；圖9A-9G是表示用圖8所示掩模完成結(jié)晶過(guò)程的平面圖；圖10是包含數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路和柵極驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示屏的示意圖，其中的結(jié)晶有源層遵循的是本發(fā)明的原理；圖11是表示開(kāi)關(guān)裝置和CMOS晶體管的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，這些實(shí)施例的實(shí)例示于附圖中。在所有附圖中將盡可能用相同的參考標(biāo)記表示相同或相似的部件。
圖6是按照本發(fā)明第一實(shí)施例所述SLS結(jié)晶掩模100的平面圖。如圖中所示，掩模100包括多個(gè)層疊形光透射區(qū)“L”。每個(gè)光透射區(qū)“L”包括矩形形狀的第一到第五子區(qū)L1、L2、L3、L4和L5。在下文中將每個(gè)光透射子區(qū)L1-L5稱(chēng)作“矩形子區(qū)”。每一個(gè)矩形子區(qū)L1-L5的長(zhǎng)度“P”為幾百微米(μm)到幾毫米(mm)(即，大于200微米)，寬度為幾微米(μm)(即，大于1微米并小于10微米)。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，矩形子區(qū)的寬度等于、或大于最大橫向晶粒生長(zhǎng)的長(zhǎng)度。矩形子區(qū)L1-L5借助于小于最大橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度的臺(tái)階“K”而彼此相連。即，第二矩形子區(qū)L2設(shè)置在比第一矩形子區(qū)L1低的位置上，低下的量為臺(tái)階“K”的尺寸。因此，當(dāng)為了準(zhǔn)備下一個(gè)結(jié)晶步驟而將掩模100或X-Y平臺(tái)移動(dòng)幾百微米(μm)到幾毫米(mm)的長(zhǎng)度“P”時(shí)，由矩形子區(qū)L1、L2、L3、L4和L5形成的光束圖像包括與結(jié)晶區(qū)的中部對(duì)應(yīng)的中部或中線(xiàn)。也就是說(shuō)，現(xiàn)在簡(jiǎn)單地參照?qǐng)D7B，掩模的第一到第四矩形子區(qū)L1-L4與結(jié)晶區(qū)的中部114重疊。
相對(duì)于結(jié)晶區(qū)的中部而言，中部的特性和特點(diǎn)與橫向晶粒生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度以及矩形子區(qū)的寬度密切相關(guān)。如果矩形子區(qū)的寬度小于或等于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍，則中部成為從相對(duì)兩側(cè)橫向生長(zhǎng)的晶粒產(chǎn)生碰撞的碰撞區(qū)。此外，如果矩形子區(qū)的寬度大于或等于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍，則中部成為包含多晶硅顆粒的晶核區(qū)。
圖7A-7I是表示用圖6中的掩模完成結(jié)晶過(guò)程的平面圖。每當(dāng)激光束照射非晶硅薄膜時(shí)，掩模100總是位于基板110和激光發(fā)生器之間。
參照?qǐng)D7A，將掩模100(見(jiàn)圖6)設(shè)置在固定于X-Y平臺(tái)上的基板110的上方。將非晶硅薄膜設(shè)置在基板110上。如上所述，掩模100包括具有第一到第五矩形子區(qū)L1-L5的光透射區(qū)“L”。然后，進(jìn)行第一次激光束輻射，使得與矩形子區(qū)L1-L5對(duì)應(yīng)的非晶硅子區(qū)112a-112e熔化后結(jié)晶。
在基板110上形成與圖6中的光透射區(qū)“L”對(duì)應(yīng)的結(jié)晶區(qū)115。在每個(gè)結(jié)晶區(qū)115內(nèi)存在第一晶粒區(qū)114a、第二晶粒區(qū)114b和中區(qū)114。當(dāng)停止第一次激光束輻射時(shí)，熔化的硅在固相非晶硅和液相硅之間的界面上迅速結(jié)晶。沿著從界面到中心向下的方向形成第一晶粒區(qū)114a，沿著從界面到中心向上的方向形成第二晶粒區(qū)114b。因此，第一和第二晶粒區(qū)114a和114b在每個(gè)硅子區(qū)112a(112b，112c，112d或112e)的中部相遇，因此，形成中區(qū)114，該區(qū)是碰撞區(qū)或形成晶核的地方。在每個(gè)硅子區(qū)112a和112b(112b和112c，112c和112d，112d和112e)之間，存在臺(tái)階“K”，該臺(tái)階小于第一晶粒區(qū)114a的橫向晶粒長(zhǎng)度。
在第一次激光束照射后，X-Y平臺(tái)或/和掩模100移動(dòng)幾毫米(mm)的距離以便進(jìn)行下一次激光束照射。即，例如，使基板110向左移動(dòng)硅子區(qū)(112a-112e)的長(zhǎng)度“P”。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7B，使第一到第五矩形子區(qū)L1-L5向右移動(dòng)，從而使第一到第五矩形子區(qū)L1-L4分別處于第一到第五硅子區(qū)112b-112e的上方。當(dāng)?shù)谝坏降谒木匦巫訁^(qū)L1-L4與第二到第五硅子區(qū)112b-112e重疊時(shí)，第一到第四矩形子區(qū)L1-L4中的每一個(gè)子區(qū)都將使第二到第五硅區(qū)112b-112e中的中區(qū)114、第一晶粒區(qū)114a、和一部分第二晶粒區(qū)114b暴露。然后，通過(guò)第一到第五矩形子區(qū)L1-L5進(jìn)行第二次激光束輻射。
因此，當(dāng)進(jìn)行第二次激光束照射時(shí)，非晶硅薄膜中處于第一到第五矩形子區(qū)L1-L5下方的區(qū)域再次熔化。如圖7C所示，第二次激光照射后，第二到第五硅子區(qū)112b-112e的第二晶粒區(qū)114b趨于沿形成第三晶粒區(qū)114c的上行方向生長(zhǎng)。即，由第二次激光束照射形成的第三晶粒區(qū)114在與由第一次激光束照射形成的第二晶粒區(qū)114b鄰接處生長(zhǎng)，因此，晶粒將相對(duì)于液相和固相硅之間的界面垂直生長(zhǎng)。在掩模的矩形子區(qū)使第二到第五硅子區(qū)112b-112e暴露的區(qū)域116內(nèi)，可以獲得如圖7C所示的較大晶粒114C。此外，在與第五硅子區(qū)112e鄰接處形成新的第六結(jié)晶硅子區(qū)112f。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7D和7E，重復(fù)上述熔化和結(jié)晶的步驟以形成更大的晶粒118a和118b，這些晶粒是在圖7C所示晶粒114c的基礎(chǔ)上繼續(xù)生長(zhǎng)的。實(shí)際上，按照本發(fā)明所述，由于晶粒橫向生長(zhǎng)的長(zhǎng)度隨著矩形子區(qū)數(shù)量的增加而變得更大，所以晶粒的生長(zhǎng)并沒(méi)有任何限制。然而，當(dāng)在掩模100中形成多個(gè)光透射區(qū)“L”(見(jiàn)圖6)時(shí)，晶粒橫向生長(zhǎng)的長(zhǎng)度受到相鄰光透射區(qū)“L”之間距離的限制。
在圖7E和7F中，如區(qū)域120中所展現(xiàn)的那樣，較大的晶粒118a和118b彼此鄰接(見(jiàn)圖7F)。當(dāng)在橫向(X軸方向)上進(jìn)行結(jié)晶時(shí)，由掩模100的相鄰光透射區(qū)形成的結(jié)晶區(qū)彼此相遇并形成邊界。因此，在相鄰的結(jié)晶區(qū)118a和118b的邊界上停止橫向晶粒生長(zhǎng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7G和7H，在利用圖6所示掩模繼續(xù)沿橫向結(jié)晶的過(guò)程中，將形成較大晶粒。當(dāng)掩模100具有兩個(gè)光透射區(qū)時(shí)，沉積在基板110上的非晶硅結(jié)晶成寬度為W1的結(jié)晶硅。圖6中的每個(gè)光透射區(qū)“L”形成圖7H和7I中所示的寬度為W2的晶粒。
完成橫向結(jié)晶后，X-Y平臺(tái)或掩模沿縱向(Y軸方向)移動(dòng)幾毫米的距離以備另一次X軸向結(jié)晶。如圖7I所示，在完成了全部Y軸移動(dòng)和X軸結(jié)晶后，便完全結(jié)晶成完整的非晶硅薄膜。結(jié)晶硅層122具有在較短時(shí)間內(nèi)完成的寬度為W2的結(jié)晶區(qū)。由于在進(jìn)行后面的結(jié)晶時(shí)，X-Y平臺(tái)或掩模移動(dòng)了幾毫米，所以與已有技術(shù)相比能很快地完成硅薄膜結(jié)晶。結(jié)晶的硅層適合用于薄膜晶體管，以及其它目的。
圖8是按照本發(fā)明第二實(shí)施例所述用于結(jié)晶的掩模平面圖。盡管掩模120外觀上與圖6中的掩模相似，但是掩模120具有更大的臺(tái)階(臺(tái)階“S”對(duì)應(yīng)于圖6中的臺(tái)階“K”)。
如圖8中所示，掩模120包括多個(gè)光透射區(qū)“N”，每個(gè)區(qū)均為層疊形式。每個(gè)光透射區(qū)“N”包含第一到第三呈矩形的子區(qū)N1、N2和N3。在下文中將每個(gè)光透射子區(qū)N1-N3稱(chēng)為“矩形子區(qū)”。每個(gè)矩形子區(qū)N1-N3的長(zhǎng)度“P”為幾百微米(μm)到幾個(gè)毫米(mm)(例如，大于200微米)，寬度為幾個(gè)微米(μm)(例如，大于1微米，小于10微米)。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，幾微米(μm)的寬度小于或等于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍。由于相鄰矩形子區(qū)N1-N3之間的臺(tái)階“S”大于橫向晶粒生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度，所以第二矩形子區(qū)N2的位置比第一子區(qū)N1低很多。結(jié)果是，當(dāng)利用掩模120結(jié)晶非晶硅薄膜時(shí)，可以在每單位時(shí)間內(nèi)結(jié)晶更大的區(qū)域。然而，與第一實(shí)施例相比，第二實(shí)施例的橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度較小。
此外，由于每個(gè)矩形子區(qū)N1-N3的寬度小于或等于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍，所以，橫向生長(zhǎng)的晶粒在中區(qū)內(nèi)相互碰撞。
圖9A-9G是表示用圖8所示掩模結(jié)晶非晶硅薄膜時(shí)所用步驟的平面圖。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9A，將掩模置于安裝在X-Y平臺(tái)上的基板140的上方。基板140上帶有非晶硅薄膜。如上所述，掩模140包括光透射區(qū)“N”，每個(gè)區(qū)上帶有第一到第三矩形子區(qū)N1-N3。然后，用穿過(guò)掩模140的激光照射非晶硅薄膜，使得與矩形子區(qū)N1-N3之一分別對(duì)應(yīng)的非晶硅區(qū)124a-124c熔化，然后結(jié)晶。如圖中所示，每一個(gè)非晶硅區(qū)124a-124c都分成第一晶粒區(qū)127a和第二晶粒區(qū)127b。第一晶粒區(qū)127a與第二晶粒區(qū)127b在中區(qū)127c處分界。當(dāng)停止照射激光束時(shí)，熔化的硅在固相和液相硅之間的界面上迅速開(kāi)始結(jié)晶。第一和第二晶粒區(qū)127a和127b往往垂直生長(zhǎng)并在中區(qū)127c內(nèi)相互碰撞。
在結(jié)束圖9A中所示的激光束照射后，使X-Y平臺(tái)或/和掩模140沿橫向移動(dòng)幾毫米(mm)的距離以便進(jìn)行下一次激光照射。例如，使帶有基板的X-Y平臺(tái)向左側(cè)移動(dòng)，或使掩模向右移動(dòng)的距離等于硅區(qū)124a的長(zhǎng)度“P”。
如圖9B所示，使第一到第三矩形子區(qū)N1-N3向右移動(dòng)，將第一和第二矩形子區(qū)N1和N2分別設(shè)置在第二和第二硅區(qū)124b和124c的上方。因此，第一到第三子區(qū)N1-N3將暴露新的硅薄膜區(qū)。如圖9B和9C所示，由于第一和第二子區(qū)N1和N2可使第二和第三硅區(qū)124b和124c的第一晶粒區(qū)127a暴露，所以在第二次激光照射期間，第一晶粒區(qū)127a再次結(jié)晶，而且新暴露的部分硅薄膜也同時(shí)結(jié)晶。
如圖9C的區(qū)域125所展現(xiàn)的那樣，通過(guò)第二次激光束照射和結(jié)晶而生成的第三晶粒區(qū)127d趨于生長(zhǎng)到圖9A中第二和第三硅區(qū)124b和124c的第一晶粒區(qū)127a。即，通過(guò)第二次激光束照射形成的第三晶粒區(qū)127c連續(xù)生長(zhǎng)到與通過(guò)第一次激光照射形成的第一晶粒區(qū)127a相鄰接，因此，晶粒將相對(duì)于中區(qū)127c垂直生長(zhǎng)，所述中區(qū)127c是在結(jié)晶期間產(chǎn)生晶粒碰撞的區(qū)域。因此，如圖9C所示，可以獲得第三晶粒區(qū)127d的較大晶粒，該區(qū)的寬度為“Q”。此外，在第三結(jié)晶硅區(qū)124c的鄰接區(qū)形成新的第四結(jié)晶硅區(qū)124d。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9D和9F，重復(fù)上述熔化和結(jié)晶步驟，在區(qū)域129中形成較大晶粒128，通過(guò)圖8的光透射區(qū)“N”形成的晶粒在區(qū)域129中相遇。如圖9D-9F所示，由圖8中的掩模120形成的結(jié)晶區(qū)129變得更大且寬度為“F”。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，晶粒的生長(zhǎng)受到限制，所以在結(jié)晶區(qū)129上形成較短的晶粒。在用圖8中的掩模繼續(xù)沿橫向(X軸方向)結(jié)晶的同時(shí)，在非晶硅薄膜中形成多個(gè)結(jié)晶的晶粒區(qū)。
在完成橫向(X軸方向)結(jié)晶后，X-Y平臺(tái)或掩模沿縱向(Y軸方向)移動(dòng)幾毫米的距離。然后，再次進(jìn)行X軸方向的結(jié)晶。如圖9G所示，通過(guò)Y軸方向的移動(dòng)和X軸方向的結(jié)晶，將基板上的整個(gè)非晶硅薄膜結(jié)晶成多晶硅薄膜130。與第一實(shí)施例相比，第二實(shí)施例能在單位面積上形成較大數(shù)量的晶粒區(qū)。此外，在相同的條件下，第二實(shí)施例能比第一實(shí)施例更快地結(jié)晶非晶硅薄膜。
如上所述，通過(guò)第一和第二實(shí)施例形成的結(jié)晶硅層可以作為薄膜晶體管的有源層使用，也可用作其它用途，例如驅(qū)動(dòng)裝置和開(kāi)關(guān)裝置。
當(dāng)液晶顯示裝置的分辨率較大時(shí)，信號(hào)線(xiàn)和掃描線(xiàn)的墊片間隔將減小。因此，更難以把TCP(載帶盒)粘合到墊片上。然而，可以用SLS生長(zhǎng)出的結(jié)晶硅來(lái)驅(qū)動(dòng)ICs(集成電路)和在同一基板上形成薄膜晶體管。這種在基板上驅(qū)動(dòng)ICs的形式可以降低生產(chǎn)成本并降低制造難度。
圖10是液晶顯示屏的示意圖，所述液晶顯示屏包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路134a和柵極驅(qū)動(dòng)電路134b，所述電路使用了用本發(fā)明所述方式制成的結(jié)晶有源層。
如圖10所示，液晶顯示屏130包括顯示區(qū)132和驅(qū)動(dòng)區(qū)135。在顯不區(qū)132中，設(shè)有多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，即，薄膜晶體管(TFTs)。在驅(qū)動(dòng)區(qū)135中還設(shè)有數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路134a和柵極驅(qū)動(dòng)電路134b。這些驅(qū)動(dòng)電路134a和134b包括多個(gè)CMOS(互補(bǔ)的金屬氧化半導(dǎo)體)裝置。
如圖11所示，CMOS裝置“C”由N型TFT“C1”和P型TFT“C2”構(gòu)成，“C1”和“C2”以正常的圖騰柱模式彼此反相驅(qū)動(dòng)。由于CMOS裝置“C”消耗的電源很少，所以非常適合驅(qū)動(dòng)電路。這種CMOS裝置需要有快速操作特性，由上述發(fā)明方法形成的多晶硅構(gòu)成的有源層能夠滿(mǎn)足所述特性。此外，由于圖11中的TFT“T”由按照本發(fā)明原理生產(chǎn)的多晶硅形成，所以TFT具有很高的電子遷移性，這有助于改善顯示質(zhì)量。
下面將說(shuō)明CMOS裝置“C”和薄膜晶體管“T”的制造過(guò)程。此時(shí)，假設(shè)薄膜晶體管“T”為N型。
首先，在透明基板150上形成緩沖層152。在緩沖層152上形成包含氫的非晶硅(a-SiH)層。然后將非晶硅脫氫。隨后，用上述方法之一(第一或第二實(shí)施例)使非晶硅層結(jié)晶，由此形成多晶硅層。
接著將多晶硅層制出一定圖案以形成第一到第三有源層154、156和158。將第一多晶硅有源層154分成一個(gè)有源通道區(qū)154a和兩個(gè)摻雜區(qū)154b，兩個(gè)摻雜區(qū)設(shè)在有源區(qū)154a的兩側(cè)。此外，將第二多晶硅有源區(qū)156分成一個(gè)有源通道區(qū)156a和兩個(gè)摻雜區(qū)156b，將第三多晶硅有源區(qū)158分成一個(gè)有源層158a和兩個(gè)摻雜區(qū)158b。在緩沖層152上形成覆蓋多晶硅有源層154、156和158的第一絕緣層160。然后，在第一絕緣層160上，特別是在有源通道區(qū)154a、156a、和158a上形成柵極162、164和166。
隨后，在用柵極162、164和166作為掩模的同時(shí)對(duì)摻雜區(qū)154b、156b、和158b進(jìn)行摻雜。摻雜區(qū)154b和156b用n+離子摻雜，而摻雜區(qū)158b用p+離子摻雜。此后，晶體管“T”和“C1”成為N型晶體管而晶體管“C2”成為P型晶體管。
接著，在第一絕緣層160上形成覆蓋柵極162、164和166的第二絕緣層168。隨后將第一和第二絕緣層160和168制出圖案以便形成暴露摻雜雜質(zhì)區(qū)154b、156b、和158b的接觸孔。在第一和第二絕緣層160和168上制出圖案后，在第二絕緣層168上形成金屬層。將該金屬層制出一定圖案以形成源極170a、172a、和174a以及漏極170b、172b、和174b。如圖11所示，源極170a、172a、和174a分別接觸晶體管右側(cè)的雜質(zhì)摻雜區(qū)154b、156b、和158b。漏極170b、172b、和174b分別接觸晶體管左側(cè)的雜質(zhì)摻雜區(qū)154b、156b、和158b。由此，形成薄膜晶體管“T”和CMOS裝置“C”。然后，在第二絕緣層168上形成覆蓋所有晶體管“T”、“C1”和“C2”的鈍化層176。接著，將鈍化層176制成一定圖案以暴露薄膜晶體管“T”的部分漏極170b。因此，形成在鈍化層176上的象素電極178與薄膜晶體管“T”的漏電極170b接觸。
圖11所示開(kāi)關(guān)裝置和操作裝置是用由本發(fā)明第一和第二實(shí)施例結(jié)晶的多晶硅制成的，因此，可以明顯縮短加工時(shí)間和提高產(chǎn)量。
按照本發(fā)明所述SLS方法，由于當(dāng)結(jié)晶非晶硅薄膜時(shí)，X-Y平臺(tái)和掩模將移動(dòng)幾毫米，所以與已有技術(shù)的方法相比顯著地減少了結(jié)晶時(shí)間和制造過(guò)程的時(shí)間。
對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很顯然，可以在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和范圍的情況下，對(duì)結(jié)晶非晶硅的方法進(jìn)行各種改進(jìn)和變型。因此，本發(fā)明意在覆蓋落入本發(fā)明所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)晶非晶硅薄膜的方法，包括，將帶有非晶硅薄膜的基板固定到連續(xù)橫向固化(SLS)設(shè)備中；用穿過(guò)掩模的激光束照射非晶硅薄膜，其中所述掩模包括光吸收區(qū)和多個(gè)形成層疊狀的光透射區(qū)，其中每個(gè)光透射區(qū)具有多個(gè)矩形子區(qū)，每個(gè)矩形子區(qū)的寬度大于1微米和小于10微米，而且其中每個(gè)矩形子區(qū)的長(zhǎng)度大于200微米，其中穿過(guò)所述光透射區(qū)的激光束區(qū)域?qū)⒌谝唤Y(jié)晶區(qū)內(nèi)的非晶硅薄膜熔化成液態(tài)硅，其中所述第一結(jié)晶區(qū)中的每個(gè)結(jié)晶區(qū)具有多個(gè)硅子區(qū)，每個(gè)硅子區(qū)具有第一晶粒區(qū)、第二晶粒區(qū)和中間區(qū)，而且第一和第二晶粒區(qū)的晶粒從液相和固相硅之間的界面橫向生長(zhǎng)。相對(duì)于非晶硅薄膜橫向移動(dòng)掩模，在第二結(jié)晶區(qū)上進(jìn)行第二次結(jié)晶，以便使第二晶粒區(qū)中的硅晶粒繼續(xù)生長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括相對(duì)于非晶硅薄膜多次橫向移動(dòng)掩模以便硅晶粒在第二晶粒區(qū)中連續(xù)生長(zhǎng)，直到在橫向上結(jié)晶出非晶硅薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括在完成橫向結(jié)晶后沿縱向移動(dòng)掩模。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一包括在沿縱向移動(dòng)掩模后進(jìn)行第二次橫向結(jié)晶
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中通過(guò)相鄰層疊的光透射區(qū)形成臺(tái)階。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述臺(tái)階大于硅晶粒橫向晶粒生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述臺(tái)階小于晶粒橫向生長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)矩形子區(qū)的寬度小于或等于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中每個(gè)硅子區(qū)的中部是硅晶粒子碰撞的碰撞區(qū)
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)矩形子區(qū)的寬度大于或等于橫向晶粒生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度的兩倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中用激光束照射在每個(gè)第一結(jié)晶區(qū)的中部形成多晶硅顆粒。
12.一種連續(xù)橫向固化(SLS)掩模包括遮擋激光束的光吸收區(qū)；和能使激光束穿過(guò)的多個(gè)層疊形光透射區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的連續(xù)橫向固化(SLS)掩模，其中每個(gè)層疊形光透射區(qū)包括多個(gè)彼此相鄰接的矩形子區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的連續(xù)橫向固化(SLS)掩模，其中每個(gè)矩形子區(qū)的寬度大于一微米。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的連續(xù)橫向固化(SLS)掩模，其中每一個(gè)矩形子區(qū)的寬度等于或小于最大橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度的兩倍，該長(zhǎng)度是通過(guò)連續(xù)橫向固化(SLS)掩模生成的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掩模，其中每個(gè)矩形子區(qū)的寬度等于或大于最大橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度的兩倍，該長(zhǎng)度是通過(guò)連續(xù)橫向固化(SLS)掩模生成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的掩模，其中相鄰的矩形子區(qū)形成臺(tái)階。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的掩模，其中所述臺(tái)階大于最大橫向晶粒生長(zhǎng)長(zhǎng)度，所述長(zhǎng)度是通過(guò)連續(xù)橫向固化(SLS)掩模生成的。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的掩模，其中所述相鄰矩形子區(qū)之間的臺(tái)階小于最大橫向晶粒生長(zhǎng)的長(zhǎng)度，所述長(zhǎng)度是通過(guò)連續(xù)向固化(SLS)掩模生成的。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的掩模，其中每個(gè)矩形子區(qū)的長(zhǎng)度范圍為大于二百微米。
全文摘要
掩模和該掩模在連續(xù)橫向固化(SLS)的非晶硅結(jié)晶中的應(yīng)用。所述掩模包括遮擋激光束的光吸收區(qū)和可使激光束通過(guò)的多個(gè)層疊形光透射區(qū)。每個(gè)光透射區(qū)具有多個(gè)相鄰的矩形子區(qū)。相鄰的矩形子區(qū)形成臺(tái)階。在操件中,使掩模相對(duì)于非晶硅薄膜橫向移動(dòng),同時(shí)借助激光完成SLS結(jié)晶。通過(guò)光照區(qū)控制晶粒生長(zhǎng),從而形成高質(zhì)量多晶硅。
文檔編號(hào)H01L29/786GK1389600SQ0211759
公開(kāi)日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2002年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者尹溱模 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社