[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1553475A [43]公开日2004年12月8日
[21]申请号03141252.1[22]申请日2003.06.04
[21]申请号03141252.1
[71]申请人友达光电股份有限公司
地址台湾省新竹市
[72]发明人林昆志 [74]专利代理机构北京市柳沈律师事务所代理人李晓舒 魏晓刚
[51]Int.CI 7H01L 21/00G02F 1/136
权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 5 页
[54]发明名称
方法
[57]摘要
本发明提供了一种利用准分子激光再结晶工艺
来制作多晶硅薄膜的方法。该方法先提供一表面定
以于该第三区域内形成一对准标记，随后于该非晶
硅薄膜上形成一遮蔽层，并移除该第一区域内的该
遮蔽层，以进行该准分子激光再结晶工艺，使得该
第一区域内的该非晶硅薄膜再结晶成一多晶硅薄膜。
03141252.1权 利 要 求 书第1/3页 1.一种利用一准分子激光再结晶工艺来制作一多晶硅薄膜的方法，该方法包含有下列步骤：
提供一衬底，该衬底表面定义有一第一区域、一第二区域围绕于该第一区域，以及一第三区域；
于该衬底上方形成一非晶硅薄膜；
进行一第一光刻暨蚀刻工艺，移除该第三区域内的该非晶硅薄膜，并于该第三区域内形成一对准标记；
于该非晶硅薄膜上形成一遮蔽层；
进行一第二光刻暨蚀刻工艺，移除该非晶硅薄膜上方该第一区域内的该遮蔽层；以及
进行该准分子激光再结晶工艺，使该第一区域内的该非晶硅薄膜再结晶成一多晶硅薄膜。
2.如权利要求1所述的方法，其中该衬底表面另包含有一缓冲层，且该非晶硅薄膜形成于该缓冲层表面。
3.如权利要求1所述的方法，其中该方法于形成该多晶硅薄膜后，将再移除该遮蔽层。
4.如权利要求1所述的方法，其中该多晶硅层用来作为一薄膜晶体管的有源区域。
5.如权利要求1所述的方法，其中该对准标记用来增加后续工艺的对准能力。
6.如权利要求1所述的方法，其中该遮蔽层是包含有硅氧层(SiO x)、氮硅层(S i N)、金属层、氮氧化硅(S i O N)层或是上述材料的组合。
7.如权利要求1所述的方法，其中该准分子激光再结晶工艺是利用一准分子激光照射该非晶硅薄膜，以使覆盖有该遮蔽层的该第二区域内该非晶硅薄膜达到部分熔融状态，而未覆盖有该遮蔽层的该第一区域内该非晶硅薄膜达到完全熔融状态，再由该第一区域与该第二区域的介面处朝该第一区域横向长晶，以于该第一区域内形成一多晶硅薄膜。
8.如权利要求1所述的方法，其中该准分子激光中另包含有一长脉冲周期激光。
9.如权利要求8所述的方法，其中该长脉冲周期激光的周期约为150至250ns。
10.如权利要求1所述的方法，其中该方法于进行该准分子激光再结晶工艺前，另形成一热含覆盖层覆盖于该遮蔽层以及该非晶硅薄膜上，以增加所形成的该多晶硅薄膜的晶粒大小。
11.一种利用一准分子激光再结晶工艺来制作一多晶硅薄膜的方法，该方法包含有下列步骤：
提供一衬底，该衬底表面并定义有一第一区域、一第二区域围绕于该第一区域，以及一第三区域；
于该衬底上方形成一非晶硅薄膜；
进行一第一光刻暨蚀刻工艺，移除该第三区域内的该非晶硅薄膜，并于该第三区域内形成一对准标记；
形成一热含覆盖层覆盖于该非晶硅薄膜以及该缓冲层上； 于该热含覆盖层上形成一遮蔽层；
进行一第二光刻暨蚀刻工艺，移除该非晶硅薄膜上方该第一区域内的该遮蔽层；以及
进行该准分子激光再结晶工艺，使该第一区域内的该非晶硅薄膜再结晶成一多晶硅薄膜。
12.如权利要求11所述的方法，其中该衬底表面另包含有一缓冲层，且该非晶硅薄膜形成于该缓冲层表面。
13.如权利要求11所述的方法，其中该方法于形成该多晶硅薄膜后，将再移除该遮蔽层以及该热含覆盖层。
14.如权利要求11所述的方法，其中该多晶硅层用来作为一薄膜晶体管的有源区域。
15.如权利要求11所述的方法，其中该对准标记用来提供一掩模定位功能，以增加后续工艺的对准能力。
16.如权利要求11所述的方法，其中该遮蔽层是包含有硅氧层(SiO x)、氮硅层(S i N)、金属层、氮氧化硅(S i O N)层或是上述材料的组合。
17.如权利要求11所述的方法，其中该热含覆盖层是包含有硅氧层(S i O x)、氮硅层(S i N)、氮氧化硅(S i O N)层或是上述材料的组合。
18.如权利要求11所述的方法，其中该准分子激光再结晶工艺是利用
一准分子激光照射该非晶硅薄膜，以使覆盖有该遮蔽层的该第二区域内该非晶硅薄膜达到部分熔融状态，而未覆盖有该遮蔽层的该第一区域内该非晶硅薄膜达到完全熔融状态，再由该第一区域与该第二区域的介面处朝该第一区域横向长晶，以于该第一区域内形成一多晶硅薄膜。
19.如权利要求11所述的方法，其中该准分子激光中另包含有一长脉冲周期激光。
20.如权利要求19所述的方法，其中该长脉冲周期激光的周期约为150至250ns。
03141252.1说 明 书第1/6页利用准分子激光再结晶工艺来制作多晶硅薄膜的方法
技术领域
本发明提供一种多晶硅薄膜的制作方法，尤指一种利用准分子再结晶(e x c i m e r l a s e r c r y s t a l l i z a t i o n，E L C)工艺制作多晶硅薄膜的方法。 背景技术
随着科技的日新月异，轻薄、省电、可携带式的智慧型资讯产品已经充斥了我们的生活空间，而显示器在其间扮演了相当重要的角，不论是手机、个人数字助理或是笔记型电脑，均需要显示器作为人机沟通的介面。然而现今已大量生产的非晶硅薄膜晶体管液晶显示器(a-T F T L C D)，由于载流子迁移率的限制，要进一步达到轻薄、省电、高画质的需求已经有所困难，取而带之的将会是低温多晶硅(low temperature polysilicon，LTPS)薄膜晶体管液晶显示器。
在液晶显示器中，由于一般玻璃衬底的耐热度往往只能到600℃，因此若在高温下直接制作多晶硅薄膜将会造成玻璃衬底的扭曲变形，因此传统的多晶硅薄膜晶体管液晶显示器往往必须要使用价格昂贵的石英作为基材，应用范围往往也只能局限于小尺寸的液晶面板。因此，目前另一种利用非晶硅薄膜再结晶的低温多晶硅薄膜制作方法已逐渐成为主流，其中又以准分子激光再结晶(excimer laser crystallization，ELC)工艺格外受到重视。 此外，在液晶显示器的显示面板上，往往包含了多个矩阵式排列的低温多晶硅薄膜晶体管，用以驱动该显示面板内的像素电极生成影像，因此，所形成的多晶硅薄膜通常都包含有多个多晶硅岛(polysilicon island)结构分别用来作为各该低温多晶硅薄膜晶体管的有源区域(active area)，以形成各该低温多晶硅薄膜晶体管的源极、漏极以及其间的沟道区域。
现为说明方便起见，以下图示中仅以一多晶硅岛结构为例，来说明现有中以准分子激光再结晶工艺制作一多晶硅薄膜的方法。请参考图1至图4，图1至图4为现有技术中以准分子激光再结晶工艺制作一多晶硅薄膜的方法示意图。如图1所示，首先提供一显示面板10，且显示面板10包含有一
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