[go: up one dir, main page]

KR100543010B1 - 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스 - Google Patents

다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR100543010B1
KR100543010B1 KR1020030073196A KR20030073196A KR100543010B1 KR 100543010 B1 KR100543010 B1 KR 100543010B1 KR 1020030073196 A KR1020030073196 A KR 1020030073196A KR 20030073196 A KR20030073196 A KR 20030073196A KR 100543010 B1 KR100543010 B1 KR 100543010B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
thin film
polycrystalline silicon
impermeable
silicon thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
KR1020030073196A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050037912A (ko
Inventor
박혜향
박지용
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020030073196A priority Critical patent/KR100543010B1/ko
Priority to JP2004208964A priority patent/JP4454421B2/ja
Priority to US10/952,718 priority patent/US7326295B2/en
Priority to CNB2004101038159A priority patent/CN100342495C/zh
Publication of KR20050037912A publication Critical patent/KR20050037912A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100543010B1 publication Critical patent/KR100543010B1/ko
Priority to US11/949,483 priority patent/US7642623B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/16Heating of the molten zone
    • C30B13/22Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
    • C30B13/24Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02587Structure
    • H01L21/0259Microstructure
    • H01L21/02595Microstructure polycrystalline
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656Special treatments
    • H01L21/02664Aftertreatments
    • H01L21/02667Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678Beam shaping, e.g. using a mask
    • H01L21/0268Shape of mask
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656Special treatments
    • H01L21/02664Aftertreatments
    • H01L21/02667Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02691Scanning of a beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

본 발명은 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법에 관한 것으로, 레이저가 투과하는 투과 패턴 그룹과 레이저가 투과하지 못하는 불투과 패턴 그룹이 혼합된 구조를 갖는 마스크를 사용하여 비정질 실리콘을 레이저를 이용하여 결정화하는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법에 있어서, 상기 마스크는 상기 불투과 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직으로 2 이상의 도트 패턴 그룹으로 이루어져 있으며 상기 도트 패턴 그룹은 일정한 형태를 이루며, 상기 도트 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직인 축 방향으로 서로 각각 일렬로 배열되지 않는 제 1 불투과 패턴 및 상기 제 1 불투과 패턴과 동일한 배열로 이루어지나 상기 제 1 불투과 패턴과 스캔 방향축의 수직축과 평행하게 위치하는 제 2 불투과 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법을 제공함으로써 다결정 실리콘 박막의 결정화가 균일하게 되어 라인 형태의 휘도 불균일이 발생하지 않는 디스플레이 디바이스를 제공할 수 있다.
다결정 실리콘 박막, 박막 트랜지스터, 마스크 패턴

Description

다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된 디스플레이 디바이스{METHOD OF FABRICATING POLYSILICON THIN FILM FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING POLYSILICON THIN FILM}
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 통상의 SLS 결정화 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 통상의 다결정 실리콘 박막의 제조 방법에서 사용되는 마스크의 구조를 사용하여 결정화는 방법을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 2a, 2b 및 도 2c의 각 스테이지에서 생성되는 다결정 실리콘 박막의 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 마스크를 이동시키는 경우 도트 형태의 불투과 영역이 위치하는 것을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 마스크를 이동시키는 경우 도트 형태의 불투과 영역이 위치하는 것을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 다결정 실리콘 박막을 사용한 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다결정 실리콘 박막의 결정립의 모양을 조절할 수 있는 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이 다결정 실리콘 박막을 사용하여 제조되는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
[종래 기술]
통상적으로 SLS 결정화 방법은 비정질 실리콘 층에 레이저빔을 2회 이상 중첩 조사하여 결정립 실리콘을 측면 성장시킴으로써 결정화하는 방법이다. 이를 이용하여 제조한 다결정 실리콘 결정립은 한 방향으로 길쭉한 원주형 모양을 가지는 것을 특징으로 하며, 결정립의 유한한 크기로 인하여 인접한 결정립 사이에는 결정립 경계가 발생한다.
SLS 결정화 기술을 이용하여 기판 상에 다결정 또는 단결정인 입자가 거대 실리콘 그레인(large silicon grain)을 형성할 수 있으며, 이를 이용하여 TFT를 제작하였을 때, 단결정 실리콘으로 제작된 TFT의 특성과 유사한 특성을 얻을 수 있는 것으로 보고되고 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 통상의 SLS 결정화 방법을 나타낸다.
SLS 결정화 방법에서는 도 1a와 같이 레이저빔이 투과되는 영역과 투과하지 못하는 영역을 가진 마스크를 통하여 레이저빔을 비정질 실리콘 박막층에 조사하면 레이저빔이 투과한 영역에서는 비정질 실리콘의 용해가 일어나게 된다.
레이저빔의 조사가 끝난 후 냉각이 시작되면 비정질 실리콘/용융 실리콘 계면에서 우선적으로 결정화가 일어나고, 이때 발생한 응고 잠열에 의해 비정질 실리콘/용융 실리콘 계면으로부터 용융된 실리콘층 방향으로 온도가 점차 감소되는 온도 구배가 형성된다.
따라서, 도 1b를 참조하면, 열 유속은 마스크 계면으로부터 용융된 실리콘층의 중앙부 방향으로 흐르게 되므로 다결정 실리콘 결정립은 용융된 실리콘 층이 완전히 응고될 때까지 측면 성장이 일어나게 되므로 한 방향으로 길쭉한 원주형 형태의 결정립을 가지는 다결정 실리콘 박막층이 형성된다.
도 1c에서 도시한 바와 같이, 스테이지 이동에 의해 마스크를 이동하여 비정질 실리콘 박막층과 이미 결정화된 다결정 실리콘층의 일부가 노출되도록 중첩하여 레이저빔을 조사하면 비정질 실리콘 및 결정질 실리콘이 용해되고 이후 냉각이 되면서 마스크에 가려 용해되지 않은 기 형성된 다결정 실리콘 결정립에 실리콘 원자가 부착되어 결정립의 길이가 증가하게 된다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 통상의 다결정 실리콘 박막의 제조 방법에서 사용되는 마스크의 구조를 사용하여 결정화는 방법을 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 3a, 3b 및 도 3c는 각 스테이지에서 생성되는 다결정 실리콘 박막의 평면도이다.
도 2a는 투과 영역과 불투과 영역을 구비하는 통상의 마스크를 사용하여 먼저 비정질 실리콘에 레이저를 조사하여 비정질 실리콘이 용해된 후 고형화되면서 다결정 실리콘을 형성하게 된다. 그리고 나서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 일정 거리만큼 마스크를 쉬프트한 후 다시 레이저를 조사하면 비정질 실리콘과 투과 영역이 중첩되는 부분의 결정화된 영역의 다결정 실리콘은 도 2c에 도시된 바와 같이, 다시 용해되어 결정화된다. 이와 같은 방법으로 연속적으로 계속하여 스캔하면서 레이저를 조사하여 비정질 실리콘과 투과 영역의 마스크 패턴이 중첩되는 부분에서의 다결정 실리콘이 용해되고 다시 고형화되면서 결정화가 이루어진다.
이때, 도 3a에서와 같이, 한번 레이저가 조사된 비정질 실리콘은 레이저 샷(shot) 간의 에너지 밀도의 편차가 존재하거나 레이저 빔내 에너지 밀도가 불균일할 수 있으므로 결정화된 다결정 실리콘의 결정성이 레이저 펄스가 조사되는 부분마다 달라지게 된다.
특히, 레이저 스캔 라인이 다른 레이저 샷간 경계(상, 하 경계)에서 도 3b 및 도 3c에서와 같이 줄무늬 형태의 불량을 유발하게 된다.
이와 같은 줄무늬 형태의 불량은 유기 전계 발광 소자 제작시 디스플레이 상에서 휘도 불균일을 유발하게 된다.
한편, PCT 국제 특허 WO 97/45827호 및 미국 특허 6,322,625호에서 개시된 바와 같이, 비정질 실리콘을 증착한 후 SLS 기술로 전체 기판 상의 비정질 실리콘 다결정 실리콘으로 변환하거나, 기판 상의 선택 영역만을 결정화하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 미국 특허 6,177,391호에서는 SLS 결정화 기술을 이용하여 거대 입자 실리콘 그레인을 형성하여 드라이버와 화소 배치를 포함한 LCD 디바이스용 TFT 제작시 액티브 채널 방향이 SLS 결정화 방법에 의하여 성장된 결정립 방향에 대하여 평행한 경우 전하 캐리어 방향에 대한 결정립계의 배리어 효과가 최소가 되므로, 단결정 실리콘에 버금가는 TFT 특성을 얻을 수 있는 반면, 이러한 특허에서도 역시 액티브 채널 영역과 결정립 성장 방향이 90°인 경우 TFT 특성이 전하 캐리어의 트랩으로 작용하는 많은 결정립 경계가 존재하게 되며, TFT 특성이 크게 저하된다.
실제로, 액티브 매트릭스 디스플레이 제작시 구동 회로내의 TFT와 화소 셀 영역 내의 TFT는 일반적으로 90°의 각도를 갖는 경우가 있으며, 이때, 각 TFT의 특성을 크게 저하시키지 않으면서 TFT간 특성의 균일성을 향상시키기 위해서는 결정 성장 방향에 대한 액티브 채널 영역의 방향을 30°내지 60°의 각도로 기울어지게 제작함으로써 디바이스의 균일성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 이 방법 역시 SLS 결정화 기술에 의해 형성되므로 레이저 에너지 밀도 불균일성에 따른 결정립의 불균일이 발생한다는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 공개 특허 번호 제2002-93194호에 의하면 레이저빔 패턴을 삼각형상("◁")으로 구성하는 것을 특징으로 하며, 상기 삼각형상("◁")의 빔 패턴을 가로 방향으로 이동하면서 결정화를 진행하는 방법이 설명되어 있으나, 이 경우 기판 전체에 걸쳐 결정화를 시킬 수 없으며 항상 결정화가 안된 영역이 존재하는 단점이 있다.
본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 SLS 결정화법으로 다결정 실리콘 박막을 제조하는 경우 제조되는 다결정 실리콘의 균일성을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 위에서 제조된 다결정 실리콘 박막을 사용하는 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,
레이저가 투과하는 투과 패턴 그룹과 레이저가 투과하지 못하는 불투과 패턴 그룹이 혼합된 구조를 갖는 마스크를 사용하여 비정질 실리콘을 레이저를 이용하여 결정화하는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법에 있어서,
상기 마스크는 상기 불투과 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직으로 2 이상의 도트 패턴 그룹으로 이루어져 있으며 상기 도트 패턴 그룹은 일정한 형태를 이루며, 상기 도트 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직인 축 방향으로 서로 각각 일렬로 배열되지 않는 제 1 불투과 패턴 및 상기 제 1 불투과 패턴과 동일한 배열로 이루어지나 상기 제 1 불투과 패턴과 스캔 방향축의 수직축과 평행하게 위치하는 제 2 불투과 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기의 방법을 사용하여 제조되는 다결정 실리콘 박막을 사용하는 디스플레이 디바이스를 제공하며, 상기 디스플레이 디바이스는 유기 전계 발광 소자 또는 액정 박막 장치를 포함한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 마스크를 이동시키는 경우 도트 형태의 불투과 영역이 위치하는 것을 도시한 평면도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 마스크 패턴은 불투과 패턴 그룹이 도트 패턴(12, 22)으로 형성되어 있는 것으로, 상기 불투과 패턴 그룹이 스캔 방향축, 즉 x축과 수직으로 도트 패턴(12, 22)으로 이루어진 도트 패턴 그룹(11, 21)이 2 이상 형성되어 있으며, 상기 도트 패턴 그룹은 일정한 형태를 이루며, 상기 도트 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직인 축, 즉 y축 방향으로 서로 각각 일렬로 배열되지 않는 제 1 불투과 패턴(10) 및 상기 제 1 불투과 패턴과 동일한 배열로 이루어지나 상기 제 1 불투과 패턴과 스캔 방향축과 수직인 축과 평행하게 위치하는 제 2 불투과 패턴(20)으로 형성되어 있다.
상기 제 1 및 제 2 불투과 패턴 그룹(10, 20)의 도트 패턴 그룹(11, 21)은 각 불투과 패턴 그룹 내에서 교대로 서로 각각 어긋나 있다.
이에 따라 도 4b에 도시된 바와 같이, 레이저로 1회 조사한 후 마스크를 이동시키는 경우 제 1 불투과 패턴 그룹의 도트 패턴과 제 2 불투과 패턴 그룹의 도트 패턴이 일부 중복되도록 되어 있다. 두 도트 패턴이 모두 중복되면 결정화된 다결정 실리콘이 동일하게 용융되어 결정화되어 본 발명에서 목적하는 바와 같이 레이저의 에너지 밀도가 다름에 따라 결정화 정도가 다른 다결정 실리콘을 다시 한 번 용융시킨 후 결정화함으로써 결정성의 불균일성을 극복하지 못하게 된다.
따라서, 제 1 불투과 패턴(10)의 도트 패턴(12)과 제 2 불투과 패턴(20)의 도트 패턴(22)은 상하로 즉, y축 방향으로 일정 거리 어긋나 있으며 제 1 불투과 패턴이 마스크 폭의 1/2 만큼 이동한 경우 제 2 불투과 패턴의 도트 패턴과 일부 중복되도록 되어야 한다.
상기 제 1 불투과 패턴 및 제 2 불투과 패턴을 이루는 상기 도트 패턴 그룹(11, 21)의 형태는 동일한 것으로 상기 형태는 9개의 도트로 이루어진 정육각형 형태를 갖는다. 다만, 상기 형태가 정육각형이면 상기 도트 패턴 그룹 내에 포함되는 도트의 수는 변경될 수 있다.
한편, 상기 마스크는 불투과 패턴이 제 1 및 제 2 불투과 패턴 이외에 제 1 및 제 2 불투과 패턴과 동일한 형태의 불투과 패턴을 스캔 방향축과 수직 축 방향으로 평행하게 1 이상 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예는 상기 제 1 및 제 2 불투과 패턴(10, 20)이 도트 패턴 그룹(11, 21) 사이에 정사각형 형태의 불투과 패턴(13, 23)이 스캔 방향축과 수직의 방향으로 도트 패턴 그룹 사이에 교대로 형성되어 있다.
이 실시예에서도 제 1 불투과 패턴의 도트 패턴과 정사각형 형태의 불투과 패턴과 제 2 불투과 패턴이 도트 패턴과 정사각형 형태의 불투과 패턴이 마스크가 이동함에 따라 일부 중복되도록 형성된다.
도 6a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 마스크를 이동시키는 경우 도트 형태의 불투과 영역이 위치하는 것을 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에서는 제 1 실시예와 동일하나 다만 도트 패턴 그룹의 형태 및 도트 패턴 그룹을 이루는 도트 패턴의 배치가 상이하다.
본 실시예에서는 제 1 불투과 패턴(30) 및 제 2 불투과 패턴(40)을 형성하는 불투과 도트 패턴 그룹(31, 41)이 y 축 방향으로 교대로 서로 다른 숫자의 도트 패턴으로 구성된다.
즉, 도 6a를 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 불투과 패턴(30, 40)을 구성하는 각 도트 패턴 그룹(31, 41)은 홀수 번째 행은 n개의 도트로, 짝수 번째 행은 n-1 개의 도트로 이루어지거나 홀수 번째 행은 n-1 개의 도트로, 짝수 번째 행은 n 개의 도트로 이루어져 있다.
본 실시예에서는 바람직하기로는 상기 n은 3 이상이며, 상기 도트 패턴 그룹은 인접하는 도트 패턴 그룹이 대각선 방향으로 서로 대칭이 된다.
이와 같이 구성됨으로서 도 6b에 도시된 바와 같이, 레이저로 1회 조사한 후 마스크를 이동시키는 경우 제 1 불투과 패턴의 도트 패턴(32)과 제 2 불투과 패턴의 도트 패턴(42)이 일부 중복되도록 되어 있다. 두 도트 패턴이 모두 중복되면 결정화된 다결정 실리콘이 동일하게 용융되어 결정화되어 본 발명에서 목적하는 바와 같이 레이저의 에너지 밀도가 다름에 따라 결정화 정도가 다른 다결정 실리콘을 다시 한 번 용융시킨 후 결정화함으로써 결정성의 불균일성을 극복하지 못하게 된 다.
따라서, 제 1 불투과 패턴의 도트 패턴(32)과 제 2 불투과 패턴의 도트 패턴(42)은 상하로 즉, y축 방향으로 일정 거리 어긋나 있으며 제 1 불투과 패턴이 마스크 폭의 1/2 만큼 이동한 경우 제 2 불투과 패턴의 도트 패턴과 일부 중복되도록 되어야 한다.
한편, 상기 마스크는 불투과 패턴이 제 1 및 제 2 불투과 패턴 이외에 제 1 및 제 2 불투과 패턴과 동일한 형태의 불투과 패턴을 스캔 방향축과 수직 축 방향으로 평행하게 1 이상 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예는 상기 제 1 및 제 2 불투과 패턴(30, 40)이 도트 패턴(31, 41) 그룹 사이에 정사각형 형태의 불투과 패턴(33, 43)이 스캔 방향축과 수직의 방향으로 도트 패턴 그룹 사이에 교대로 형성되어 있다.
이 실시예에서도 제 1 불투과 패턴의 도트 패턴과 정사각형 형태의 불투과 패턴과 제 2 불투과 패턴이 도트 패턴과 정사각형 형태의 불투과 패턴이 마스크가 이동함에 따라 일부 중복되도록 형성된다.
이상과 같이, 본 발명에서는 레이저를 이용하여 비정질 실리콘을 결정화할 때 마스크 패턴을 본 발명의 실시예들에서와 같이 디자인함으로써 결정화시 레이저 에너지의 불균일성에 따른 다결정 실리콘의 불균일한 결정화를 방지할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 디스플레이 디바이스로는 평판 표시 소자로 액 정 표시 소자 또는 유기 전계 발광 소자가 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에서는 마스크 패턴 중 투과 영역의 패턴을 일정한 형태로 형성하여 레이저 편차에 따른 다결정 실리콘의 결정화의 불균일성을 극복함으로써 디스플레이 디바이스 상에서 나타나는 휘도 불균일을 해결할 수 있다.

Claims (12)

  1. 레이저가 투과하는 투과 패턴 그룹과 레이저가 투과하지 못하는 불투과 패턴 그룹이 혼합된 구조를 갖는 마스크를 사용하여 비정질 실리콘을 레이저를 이용하여 결정화하는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법에 있어서,
    상기 마스크는 상기 불투과 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직으로 2 이상의 도트 패턴 그룹으로 이루어져 있으며 상기 도트 패턴 그룹은 일정한 형태를 이루며, 상기 도트 패턴 그룹이 스캔 방향축과 수직인 축 방향으로 서로 각각 일렬로 배열되지 않는 제 1 불투과 패턴 및 상기 제 1 불투과 패턴과 동일한 배열로 이루어지나 상기 제 1 불투과 패턴과 스캔 방향축의 수직축과 평행하게 위치하는 제 2 불투과 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 불투과 패턴 그룹은 스캔 방향축으로 일정 거리 쉬프트되는 경우 제 2 불투과 패턴의 도트 패턴이 일부분 중복되는 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 불투과 패턴 및 제 2 불투과 패턴을 이루는 상기 도트 패턴 그룹 의 형태는 동일한 것인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 형태는 정육각형인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 불투과 패턴은 정사각형 형태의 패턴이 스캔 방향축과 수직의 방향으로 도트 패턴 그룹 사이에 형성되는 것인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  6. 제 1항에서 있어서,
    상기 각 도트 패턴 그룹은 홀수 번째 행은 n개의 도트로, 짝수 번째 행은 n-1 개의 도트로 이루어지거나 홀수 번째 행은 n-1 개의 도트로, 짝수 번째 행은 n 개의 도트로 이루어지는 것인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 n은 3 이상인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 도트 패턴 그룹은 인접하는 도트 패턴 그룹은 대각선으로 서로 대칭인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 불투과 패턴은 정사각형 형태의 패턴이 스캔 방향축과 수직의 방향으로 도트 패턴 그룹 사이에 형성되는 것인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 불투과 패턴과 동일한 패턴을 스캔 방향축과 수직인 축에 평행하게 1 이상 더 포함하는 것인 디스플레이 디바이스용 다결정 실리콘 박막의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020030073196A 2003-10-20 2003-10-20 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스 Expired - Lifetime KR100543010B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030073196A KR100543010B1 (ko) 2003-10-20 2003-10-20 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스
JP2004208964A JP4454421B2 (ja) 2003-10-20 2004-07-15 ディスプレーデバイス用シリコン薄膜の製造方法
US10/952,718 US7326295B2 (en) 2003-10-20 2004-09-30 Fabrication method for polycrystalline silicon thin film and apparatus using the same
CNB2004101038159A CN100342495C (zh) 2003-10-20 2004-10-20 多晶硅薄膜制造方法以及使用该多晶硅薄膜的设备
US11/949,483 US7642623B2 (en) 2003-10-20 2007-12-03 Fabrication method for polycrystalline silicon thin film and apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030073196A KR100543010B1 (ko) 2003-10-20 2003-10-20 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050037912A KR20050037912A (ko) 2005-04-25
KR100543010B1 true KR100543010B1 (ko) 2006-01-20

Family

ID=34510972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030073196A Expired - Lifetime KR100543010B1 (ko) 2003-10-20 2003-10-20 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스

Country Status (4)

Country Link
US (2) US7326295B2 (ko)
JP (1) JP4454421B2 (ko)
KR (1) KR100543010B1 (ko)
CN (1) CN100342495C (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI298111B (en) * 2005-06-03 2008-06-21 Au Optronics Corp A mask used in a sequential lateral solidification process
KR100796590B1 (ko) * 2005-07-12 2008-01-21 삼성에스디아이 주식회사 다결정 실리콘 박막의 제조 방법, 이에 사용되는 마스크패턴 및 이를 사용하는 평판 표시 장치의 제조 방법
KR100742380B1 (ko) 2005-12-28 2007-07-24 삼성에스디아이 주식회사 마스크 패턴, 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 이를사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법
JP5109302B2 (ja) * 2006-07-31 2012-12-26 ソニー株式会社 表示装置およびその製造方法
US8654045B2 (en) 2006-07-31 2014-02-18 Sony Corporation Display and method for manufacturing display
CN102077318B (zh) * 2008-06-26 2013-03-27 株式会社Ihi 激光退火方法及装置
JP5540476B2 (ja) * 2008-06-30 2014-07-02 株式会社Ihi レーザアニール装置
JP5093815B2 (ja) * 2009-02-13 2012-12-12 株式会社日本製鋼所 アモルファス膜の結晶化方法および装置
JP2020021788A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 堺ディスプレイプロダクト株式会社 レーザーアニール装置、薄膜トランジスタ、レーザーアニール方法及びマスク

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997045827A1 (en) 1996-05-28 1997-12-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Crystallization processing of semiconductor film regions on a substrate, and devices made therewith
US6555449B1 (en) 1996-05-28 2003-04-29 Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for producing uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors using sequential lateral solidfication
US5827773A (en) * 1997-03-07 1998-10-27 Sharp Microelectronics Technology, Inc. Method for forming polycrystalline silicon from the crystallization of microcrystalline silicon
US6326286B1 (en) * 1998-06-09 2001-12-04 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Method for crystallizing amorphous silicon layer
US6177391B1 (en) 1999-05-27 2001-01-23 Alam Zafar One time use disposable soap and method of making
EP1354341A1 (en) * 2001-04-19 2003-10-22 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method for single-scan, continuous motion sequential lateral solidification
KR100379361B1 (ko) * 2001-05-30 2003-04-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 실리콘막의 결정화 방법
KR100424593B1 (ko) 2001-06-07 2004-03-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 실리콘 결정화방법
US6767804B2 (en) * 2001-11-08 2004-07-27 Sharp Laboratories Of America, Inc. 2N mask design and method of sequential lateral solidification
KR100543007B1 (ko) * 2003-10-14 2006-01-20 삼성에스디아이 주식회사 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스

Also Published As

Publication number Publication date
CN1619775A (zh) 2005-05-25
KR20050037912A (ko) 2005-04-25
CN100342495C (zh) 2007-10-10
US20080073650A1 (en) 2008-03-27
US7642623B2 (en) 2010-01-05
US20050081780A1 (en) 2005-04-21
US7326295B2 (en) 2008-02-05
JP2005129895A (ja) 2005-05-19
JP4454421B2 (ja) 2010-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7892704B2 (en) Mask for silicon crystallization, method for crystallizing silicon using the same and display device
KR100698056B1 (ko) 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법
US7642623B2 (en) Fabrication method for polycrystalline silicon thin film and apparatus using the same
US7767507B2 (en) Polycrystalline silicon thin film, fabrication method thereof, and thin film transistor without directional dependency on active channels fabricated using the same
CN100490072C (zh) 多晶薄膜的制造方法和掩模图案及显示装置的制造方法
KR100543007B1 (ko) 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스
KR100742380B1 (ko) 마스크 패턴, 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 이를사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법
KR100707026B1 (ko) 비정질실리콘막의 결정화 방법
JP2008227077A (ja) レーザ光のマスク構造、レーザ加工方法、tft素子およびレーザ加工装置
US7651931B2 (en) Laser beam projection mask, and laser beam machining method and laser beam machine using same
KR100713895B1 (ko) 다결정막의 형성방법
KR100600852B1 (ko) 다결정 실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된디스플레이 디바이스
KR100579199B1 (ko) 폴리실리콘 박막의 제조 방법 및 이를 사용하여 제조된폴리실리콘을 사용하는 디스플레이 디바이스
KR101095368B1 (ko) 다결정 박막 형성방법
KR100895314B1 (ko) 규소 결정화 방법 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의제조방법
JP2005167007A (ja) 半導体薄膜の製造方法および薄膜半導体素子
JP2007123445A (ja) レーザビーム投影マスク、レーザ加工方法、レーザ加工装置および薄膜トランジスタ素子
JP2008147236A (ja) 結晶化装置およびレーザ加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20031020

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20050622

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20051222

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20060106

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20060109

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090105

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20091229

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110103

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20111216

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130102

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140102

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140102

Start annual number: 9

End annual number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141231

Start annual number: 10

End annual number: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20151230

Start annual number: 11

End annual number: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170102

Start annual number: 12

End annual number: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180102

Start annual number: 13

End annual number: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190102

Start annual number: 14

End annual number: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 15

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191223

Start annual number: 15

End annual number: 15

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210104

Start annual number: 16

End annual number: 16

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211228

Start annual number: 17

End annual number: 17

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221226

Start annual number: 18

End annual number: 18

PC1801 Expiration of term

Termination date: 20240420

Termination category: Expiration of duration