TW260805B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (60805 A7 ___B7 五、發明説明（1 ) 發明背長 (發明領域） 本發明關於使用設在玻璃等等所製成之絕緣基底上之 TFT (薄膜電晶髖）的半導體裝置，特別是可用於活性 矩陣型液晶顯示裝e的半導體裝置。 (相關技藝討論） 關於在玻璃等等所製成之絕緣基底上提供T F T的半 導體裝置，已知使用這些TFT做爲圖素驅動器的影像感 測器和活性矩陣型液晶顯示裝置。 通常薄膜形矽半導體用於這些裝置的TFT。薄膜形 矽半導體約略分成二種，亦即非晶矽半導體（a — S i ) 和結晶矽半導體。非晶矽半導體最常用，因爲具有低製造 溫度且易於由汽相法製造，故產量大。然而，因爲非晶矽 半導體在諸如導電性的物理性質比結晶矽半導體差，故要 建立由結晶矽半導體所形成之TFT的製法，以在未來得 到較高速特性。關於結晶矽半導體，已知有多晶矽、微晶 矽、含有結晶成分的非晶矽、具有在結晶性與非晶性間之 中間狀態的半非晶矽等等。 至於得到具有這些晶性之薄膜矽半導體的方法，已知 有下列方法。 (1 )在膜形成時直接形成結晶膜。 (2 )事先形成非晶矽半導體膜，施加雷射束能量， 藉以提供晶性。 _ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐）-4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 -60805 A7 ______B7 五、發明説明（2 ) (3 )事先形成非晶半導體膜，施加熱能，藉以提供 晶性。 然而，在方法（1)，技術上難以在整個基底上表面 上均勻形成具有優良半導體物理性質的膜。再者，由於膜 形成溫度高，亦即6 0 0 °C或以上，故產生不能使用廉價 玻璃基底的成本問題。在方法（2)，在目前最常用之準 分子雷射例子的情形，因爲雷射束施加面稹小，故先產生 產量低的問題。再者，雷射束穩定性不足以均勻處理大面 積基底的整個上表面，結果，此法是下一代的技術。在方 法（3)，與方法（1)和（2)比較，具有可處理大面 積基底的優點。然而，需要6 0 0 °C或以上的高溫，鑒於 使用廉價玻璃基底，須進一步減低加熱溫度。明確地說， 目前液晶顯示裝置的尺寸愈來愈大，因此，同樣地，須使 用大型玻璃基底。當使用此大型玻璃基底時，發生在加熱 過程之基底收縮或畸變的嚴重問題，破壞罩對正的準確度 等等。明確地說，在目前最常用之Corning 7 0 5 9 ¾ 璃的情形，畸變點爲5 9 3 °C，因此傳統熱結晶法造成基 底重大變形。此外，除了溫度問題，由於目前製程需要幾 十小時或以上的加熱時間來結晶，故也須縮短加熱時間。 發明概要 本發明消除上述問題。明確地說，本發明的目標是藉 由應用加熱使非晶矽所形成之薄膜結晶的方法，提供在結 晶矽半導體所形成之薄膜的製法中減低結晶所需的溫度並 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）-5 _ --------J-N裟------訂-------- - - (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 - 60805 A7 B7 五、發明説明（3 ) 減少時間的製程。本發明製程所製備之結晶矽半導體的晶 性等於或髙於傳統製程所製備者，甚至可應用於TFT的 活性層區。 本發明另一目標是使用此技術而對T F T選擇性供以 基底上所需的特性。 發明人對由C V D法或濺射法形成非晶矽半導體膜的 上述方法進行以下實驗，加熱使所形成的膜結晶，考慮實 驗結果。 首先，硏究在玻璃基底上形成非晶矽膜而加熱使膜結 晶的方法。結果，觀察到晶體生長從玻璃基底與非晶矽之 間的介面開始，當膜比某一値要厚時，發展成垂直於基底 正面的園柱形。 上述現象是因爲形成晶體生長基礎的晶核（晶籽）存 在於玻璃基底與非晶矽膜間的介面，且晶體生長自核。此 晶核爲存在於基底表面上的一些雜質金屬元素或玻璃基底 的結晶成分（氧化矽的結晶成分存在於稱爲結晶玻璃之玻 璃基底的表面上）。 因此，更積極引入晶核可減低結晶溫度，爲了證實效 果，一些其它金屬形成在基底上，然後其上形成非晶矽所 製成的薄膜。其後，進行加熱的結晶實驗。結果，證資若 在基底上形成幾種金屬，則結晶溫度下降，晶體生長具有 做爲晶核的外物。因此，更詳細硏究可降低溫度之多種雜 質金屬的機構。多種雜質金屬爲鎳（Ni)、鐵（Fe) 、鈷（Co)、鈀（Pd)、鉑（Pt) ° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） --------4 裝-- * ' (請先閲讀背面之注意事項再壤寫本頁)

'1T Λ 60805 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 結晶分成二階段，亦即起始核產生和發展自核的晶體 生長。測量在指定溫度細微晶體產生成點圖型的時間，來 觀察起始核產生速度。在事先形成上述雜質金屬所製成之 膜之非晶矽膜的任何情形，上述時間縮短，當晶核引入時 ，證實減低結晶溫度的效果。再者，改變加熱時間來硏究 核產生後的晶粒生長。結果，觀察到核產生後的晶體生長 速度在形成於金屬膜上的非晶矽膜結晶時顯著增加。這超 乎預期。此機構在目前並未明瞭，然而，假設發生產一催 化效應。 無論如何，若在含有某種金饜的膜上形成非晶矽所製 成的薄膜，其後加熱使其結晶，則在5 8 0 °C或以下的溫 度約4小時可得到充足的晶性，出乎傳統預料。具有此效 果的雜質金屬中，具有最顯著效果的材料是鎳。 說明鎳如何提供效果的例子。在氮氣氛中加熱使由電 漿CVD法形成於基底（Corning 7 0 5 9 )(不進行任 何處理，亦即其上不形成少量鎳所製成的薄膜）上之非晶 矽所製成的薄膜結晶時，若加熱溫度爲6 0 0 °C，則需要 1 0小時或以上的加熱時間。然而，在使用形成於基底（ 其上形成少量鎳所製成的薄膜）上之非晶矽所製成之薄膜 的情形，加熱約四小時可得到相同結晶狀態。此時，使用 拉曼光譜來判斷結晶。鎳的功效很大。 從上述可知，若非晶矽所製成的薄膜形成於少量鎳所 製成的薄膜上，則可減低結晶溫度並縮短結晶所需的時問 。假設此製程用來製造TFT，而更詳述說明。即使鎳薄 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） ------------ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、tT 經濟部中夹標準局男工消費合作社印製 ^ 60805 A7 _____B7_ 五、發明説明（5 ) 膜形成於基底（亦即非晶矽膜下側）和非晶矽膜上，也可 得到相同效果，與離子植入和電漿處理的情形相同。因此 ，下文中，這些處理順序稱爲、添加少量鎳# 。當形成非 晶矽膜時，也可添加少置鎳。 首先，說明添加少量鎳的方法。 可由下列方法來添加少量鎳：在基底上形成少童鎳所 製成的薄膜，然後形成非晶矽所製成的膜：或事先形成非 晶矽膜，然後形成少量鎳薄膜，因爲二種方法同樣具有降 溫效果，膜形成法可爲濺射法、蒸汽沈澱法、CVD法、 使用電漿的方法，不限於特定方法。然而，當少量鎳所製 成的薄膜形成於基底上時，在Corning 7 0 5 9玻璃基 底上形成氧化矽所製成的薄膜（底膜），然後其上形成少 量鎳所製成的薄膜，而不在Corning 7 0 5 9基底上直 接形成少量鎳所製成的薄膜。這是因爲在低溫結晶很重要 ，使矽直接接觸鎳的情形，和在Corning 7 0 5 9型玻 璃的情形，矽除外的成分阻礙矽與鎳之間的接觸或反應。 至於添加少量鎳的方法，即使由離子植入來添加鎳而 不形成接觸非晶矽上或下部的鎳薄膜，也證實大致相同的 功效。當添加1 X 1 015原子/cm3或以上的鎳時，證 實結晶溫度減低，然而，當添加量爲5 x 1 0 19原子/ c m3或以上時，拉曼光譜的峰値形狀明顯與矽簡單物質 不同。因此，1X1 〇15至1χ1 〇19原子01113的範園 較宜。當鎳濃度爲5 X 1 〇 19原子/ cm3或以上時，局 部產生N i S i而破壞半導體特性。當鎳濃度爲1 x 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨〇父297公釐）-8 - --------.>-袈------訂------*4 - (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 Γ60805 A7 ____B7五、發明説明（6 ) 1 Ο1 5原子/cm3或以下時，破壞鎳催化效果。在結晶 狀態，鎳澳度愈低，得到愈佳效果。 隨後，說明在添加少置鎳之情形的晶體形態學。如上 所述，若不添加鎳，則核任意產生自諸如基底等之介面的 晶核，晶體也自核任意生長到某一程度的膜厚度，變成更 厚的薄膜，製成（1 1 0〉取向在垂直於基底之方向的柱 形晶體生長。自然觀察到晶體在整個薄膜上大致均勻生長 。相反地，在此時添加少童鎳之TFT的情形，具有晶體 生長在添加鎳之區域與靠近該區域之部分不同的特性。亦 即，在添加鎳的區域，經由透射電子束顯微照片確認添加 皀或鎳與矽的化合物構成晶核，同樣在不加鎳的情形，柱 形晶體大致垂直於基底而生長。然後，即使在靠近不直接 :添加少董鎳之上述區域的區域，證實在低溫結晶。在該 部分，觀察到晶體平行於基底而以針形或柱形生長。觀察 到晶髏在平行於基底的橫向從添加少量鎳的區域最多生長 數百微米，也發現當時間增加且溫度升高時，生長量正比 增加。例如，在5 5 0 °C過四小時觀察到約4 0 # m的生 長。 晶體平行於基底從直接添加上述鎳的區域以針形或柱 形生長，晶粒邊界的影響在生長方向相當小。亦即，由於 晶體生長發展成針形或柱形，故在該方向之晶粒邊界的影 響相當小。 此處，考慮活性矩陣型液晶顯示裝置。活性矩陣型液 晶顯示裝置中，所需特性在周邊電路的TFT與圓素部的 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) %

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U 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS)A4规格（ 210X297公* ) - 9 - β〇8〇5 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) TFT不同。亦即，形成周邊電路之驅動器的TFT須具 有高移動率，以容許大的開啓狀態電流流動，而形成於圖 素部上的TFT須抑制關閉狀態電流，以增加電荷保持能 力而非增加移動率。 因此，若使用本發明，則使用晶體在平行於基底之方 向生長的上述結晶矽膜，構成用於周邊m路的tft使源 極和汲極形成在平行於晶體生長方向的方向，而構成用於 圚素的T F T源極和汲極形成在垂直於晶體生長方向的方 向。亦即，構成用於周邊電路的TFT，使得當載子移動 時，載子儘量不受晶粒邊界影響，而構成用於圖素的 TFT，使得當載子移動時，載子越過晶粒邊界，藉以在 源極與汲極間提供高阻，結果關閉狀態電流下降。 上述結構的觀念是利用載子在源極與汲極間流動的事 實，使源極和汲極的方向（連接源極與汲極之線的方向） 平行於上述晶體生長方向或垂直，藉以得到具有所需特性 的T F T。亦即，具有以下基本觀念。當載子移動時，載 子在平行於以針形或柱形生長之晶體之晶粒邊界的方向移 動（亦即在平行於晶體生長方向的方向移動），或載子在 垂直於以針形或柱形生長之晶粒邊界的方向移動（亦即在 垂直於晶體生長方向的方向移動），藉以得到具有高移動 率的TFT或具有小關閉狀態電流的TFT。 當構成使用結晶矽膜（其晶體在平行於基底表面的方 向生長）的TFT時，沿著晶體生長方向形成源極和汲極 區，藉以得到具有高移動率的TFT，其中載子移動幾乎 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）-1〇 - -----J 裝-- - (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 ^ ^0805 A7 B7 五、發明説明（8 ) 不受晶粒邊界影響。再者，源極和汲極區形成在垂直於晶 體生長方向的方向，因此載子移動受晶粒邊界影礬，結果 可得到具有小關閉狀態電流的T F T。然後，根據如何設 定在源極與汲極間移動之載子的方向相對於晶體生長方向 ，可分別製造這些TFT。 圖式簡述 併入且構成此說明耆一部分的附圖顯示發明實施例， 配合說明用來解釋發明的目標、優點、原理。圖中： 圖1顯示本發明之實施例的半導體裝置； 圖2 A至2 D是剖面圖，顯示本發明之實施例之半導 體裝置的製程： 圖3顯示本發明之實施例的半導體裝置： 圖4 A至4 D是剖面圖，顯示本發明之實施例之半導 體裝置的製程； 圖5顯示本發明之實施例的半導體裝fi。 較佳賨施例詳述 參照附圚來詳述本發明的實施例。 圖1顯示本發明之實施例之半導體裝®的概要。圚1 是自上表面觀看的液晶顯示裝置，顯示設成矩陣形式的圖 素部和周邊電路部。此實施例是驅動圖素之TFT和構成 周邊電路之TFT形成於絕緣基底（例如玻璃基底〉上的 例子。此實施例中，晶體在平行於基底之方向生長的結晶 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4规格（210X297公釐）-Π - --------{裝------訂------ί纸 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 "60805 at ____ B7 __ 五、發明説明（9 ) 矽膜做爲構成T F T的半導體膜，安排用於周邊電路的 TFT，使得當TFT操作時，移動載子的方向平行於結 晶矽膜的晶體生長方向，而安排用於圖素部的TFT，使 得當T F T操作時，移動載子的方向垂直於結晶矽膜的晶 體生長方向。 下文中，圖2 A至2 D是構成周邊電路之NTFT和 PTFT之互補電路的製程，圖4 A至4 D是形成圖素之 NTFT的製程。在同一基底上進行這些製程，同時進行 共同的製程。亦即，圖2 A至2 D分別對應圖4 A至4 D ，圖2A和圖4A的製程同時進行，圖2 B和圚4 B的製 程同時進行。 圖2 A至2 D顯示構成周邊電路之NTFT和 PTFT之互補電路的製程，而圖4 A至4 D顳示設在圚 素上之NTFT的製程。首先，2 0 0 〇A厚之氧化矽所 製成的低膜1 0 2由濺射法形成玻璃基底（Corning 7 0 5 9 )上。隨後，金屬罩、氧化矽膜之類所形成的軍 1 0 3形成在底膜1 0 2上。底膜1 0 2露出縫形。亦即 ，從頂面觀看圖1 A的狀態時，底膜1 〇 2露出縫形，遮 蓋其它部分。此時，在圚4 A至4 D之圖素部的TFT， 具有底膜1 0 2在紙面的前側或後側露出縫形的部分。參 照圖5來說明此關係。圖5中’沿著線a — A /所取的剖 面對應圖4C或4D。圖4Α至4D中，參考數字114 和1 1 6分別代表源極區和汲極區，參考數字1 1 5代表 通道形成區。如圖5所示，對應圖2A的製程中，在面域 本紙張尺度適用中國1家標準（CNS ) A4规格（210X297公着)~7 - '~~ ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

.1T 線 260805 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明（10 ) ~ 1 0 0，底膜1 0 2露出縫形。 在提供上述罩1 0 3後，由濺射法在其上形成5至 2 0 0A (例如2 0A)厚的矽化鎳膜（化學式 N i S i X » 0 . 4 ^ χ ^ 2 . 5，例如 χ = 2· 0)。 其後，除去罩1 0 3，矽鎳膜選擇性形成於區域1 0 0上 。亦即 ，少置鎳選擇性加在區域100。 隨後，由電漿CVD法在其上形成5 0 0至1 5 0 0 Α (例如1 0 0 0 A )厚的本質（i )型非晶矽膜1 0 4 。然後，膜1 0 4在5 5 0 °C於氫還原氣氛（最好氫分壓 爲0· 1至latm)或鈍性氣氛（大氣壓力）中退火四 小時而結晶。此退火溫度可設爲4 5 0 °C或以上，然而， 若溫度髙，則此法與傅統方法相同。因此，適當退火溫度 爲 450 至 550 °C〇 此時，選擇性形成矽化鎳膜的區域1 〇 0中，矽膜 1 0 4在垂直於基底1 0 1的方向結晶。然後，在區域 1 0 0的周邊區1 0 5，晶體生長從區域1 0 0朝橫向（ 平行於基底的方向）發展。然後，從下述製程可知，圚 2 A至2 D之周邊電路部的TFT中，源極區和汲極证形 成於晶體生長方向。從圖5可知，設在圇素部上的TFT 中，連接源極和汲極的線與箭號1 〇 5所示的晶髖生長方 向正交。上述晶體生長時，在平行於基底之方向的晶體生 長距離爲4 0 μ m。 上述製程的結果，非晶矽膜結晶而得到結晶矽膜 1 0 4。然後，元件之間分離’除去不要的結晶矽膜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂

A 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS)A4规格（210X297公釐）-13 - 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裂 60805 A7 _ B7 五、發明説明（11) 1 0 4，藉以形成元件區。此製程中，若TFT之活性餍 (源極和汲極區及形成通道形成區的部分）的長度設在 4 0//m內，則活性層可由圖2A至2D的結晶矽膜構成 。當然，若至少通道形成區由結晶矽膜構成，則可再增加 活性層長度。 其後，由濺射法在其上形成1 0 0 0A厚的氧化矽膜 1 0 6做爲閘極絕緣膜。濺射時，氧化矽做爲靶，濺射時 的基底溫度爲2 0 0至4 0 0 °C，例如3 5 0 °C，濺射氣 氛含有氧和氬，其中氬對氧的比設爲0至0 . 5，例如 0.1或以下。隨後，由濺射法在其上形成6000至 8000A (例如6000A)厚之鋁（含有〇· 1至2 %矽）所製成的膜。最好連續執行氧化矽膜1 0 6和鋁膜 的製程。 然後，定出鋁膜形成閘電極1 0 7和1 0 9，無需說 明，這些製程在圖2 C和4 C同時進行。再者，鋁電極表 面承受陽極氧化，藉以在表面上形成氧化物膜1 0 8和 1 1 0。此陽極氧化在含有1至5%酒石酸的乙二醇溶液 中進行。所得之氧化物層1 〇 8和1 1 0的厚度爲 2 0 0 0A。由於氧化物1 〇 8和1 1 0在隨後的離子摻 雜過程形成偏移閘極區，故在上述陽極氧化過程可決定偏 移閘極區長度。 隨後，利用閘電極1 0 7、在周邊的氧化物層1 〇 8 、閘電極1 0 9、在周邊的氧化物層1 1 0做爲罩，雜質 (磷和硼〉由離子摻雜法植入活性區。磷化氫（PH3 ) 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（2丨0父297公釐）-14 - --------一裝------訂------！線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 "60805 A7 B7 五、發明説明（12 ) 和乙硼烷<B2H6)做爲摻雜氣體，前者加速電壓爲6 0 至9 OkV，例如8 OkV，而後者爲4 0至8 OkV， 例如 6 5 kV。劑量爲 1 X 1 015至 8 X 1 015cm_2, 例如磷爲2X1 015cm—2而硼爲5X1 015cm_2。摻 雜時，不需摻雜的區域覆以光阻，以選擇性摻雜各元素。 結果，分別形成η型雜質區114和116及p型雜質班 1 1 1和1 1 3，藉以分別形成ρ通道TFT (PTFT )的區域和η通道TFT (NTFT)的區域，如圖2C 所示。同時，如圖4C和5所示，可形成η通道TFT。 其後，照射雷射束來退火，以活化導因於離子植人的 雜質。k r F準分子雷射（2 4 8 nm波長和2 On s e c脈寬）做爲雷射束，然而，可使用不同種類的雷射 。照射雷射束的條件在於能量密度爲2 0 0至4 0 OmJ /crrf，例如2 5 OmJ/crrf，每處照射2至1 0次， 例如二次。當照射雷射束時，在約2 0 0至4 5 0 °C加熱 基底很有用。雷射退火過程中，由於鎳在預先結晶的區域 擴散，故照射雷射束易於再結晶，因而易於活化摻以賦與 P型之雜質的雜質1S1 1 1和1 1 3及摻以賦予n型之雜 質的雜質區114和116。 接著，在周邊電路部，如圖2 D所示，由電漿C V D 法形成6 0 0 0Α厚的氧化矽膜1 8做爲中間靥絕緣體， 然後接觸孔形成於氧化矽膜1 8，再以金屬材料（例如氮 化鈦和鋁所製成的多層膜）形成TFT的電極和配線 1 1 7、1 2 0和1 1 9。再者，在圖素部，如圚4D所 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐）-15 - (請先聞讀背面之注f項再填寫本頁) 裝·

,1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 <60805 A7 ___B7 五、發明説明（I3 ) 示，在中間層絕緣體211由氧化矽形成且形成接觸孔後 ，其上形成構成圖素電極的I TO電極2 1 2，再形成金 屬線2 1 3和2 1 4。最後，在3 5 0 °C於1 a tm氫氣 氛中退火3 0分鐘，藉以完成TFT電路或TFT (圖 1 D 和 4 D )。 圖2 D的結構中，爲顯示選擇性摻入鎳之區域與 T F T間的位置關係，從頂面看之圖2之半導體裝置的概 要顯示於圖3。圖3中，少量鎳選擇性加入面域1 0 0， 然後晶體生長藉由熱退火於箭號1 0 5所示的橫向（紙面 上的左右方向）從該區域展開。然後，在橫向展開晶髗生 長的區域中，源極區1 1 1、汲極1S1 1 3、通道形成區 1 1 2成爲PTFT。同樣地，源極區1 1 4、汲極區 1 1 6、通道形成區1 1 5成爲NTFT。亦即，在周邊 電路部，介於源極與汲極間，載子移動的方向與晶體生長 的方向1 0 5相同。所以，由於載子移動時不越過晶粒邊 界，故使移動率特別高。 另一方面，形成於圖4 D之圖素部的NTFT中，如 圖5所示，由於在源極和汲極區移動的載子垂直於晶體生 長方向1 0 5，故移動時必須越過許多晶粒邊界。亦即， 增高源極與汲極間的電阻，開啓狀態電流和關閉狀態電流 的値都變小。然而，由於可使關閉狀態電流絕對値變小， 故增進保持電荷之圖素電極（在圖4 D的情形爲I TO電 極2 1 2 )的功能。因此，若得到所需的開/關比，則選 擇圖4 D和5的結構很有用，將具有小關閉狀態電流的 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 裝. *-ιτ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 16 ^60805 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 hi B7五、發明説明（14 ) TFT用於圖素電極。 此實施例中，在非晶矽膜1 0 4下方之底膜1 〇 2的 表面上選擇性形成N i薄膜（由於極薄，故難以觀察到成 爲膜）再從該部分展開晶體生長的方法，做爲引入N i的 方法。否則，在形成非晶矽膜1 0 4後，少置鎳可選擇性 加入上表面。亦即，晶體可從非晶矽膜的上表面或下表面 生長。再者，可應用先形成非晶矽膜而鎳離子再使用離子 摻雜法選擇性射入非晶矽膜1 0 4的方法。在此情形，優 點在於可控制鎳元素漉度。再者，不形成鎳所製成的薄膜 ，而可由電漿處理來加入少量鎳。 圖2 D的電路爲具有PTFT和NTFT的互補型 CMOS結構。上述過程中，可同時製造二個TFT再從 中心切斷，而可同時製造獨立的二個TFT。 活性矩陣型液晶顯示裝置中，周邊電路的TFT由晶 體生長在平行於載子流之方向的結晶矽膜構成，圖素部的 T F T由晶體生長在垂直於載子流之方向的結晶矽膜構成 ，結果可構成周邊電路部以進行高速操作，而可構成圇素 部以提供具有電荷保持所需之小關閉狀態電流的T F T。 本發明較佳實施例的上文用來顯示及說明。不是將本 發明限於所揭示的精確形式，鑒於上述敎示，條改和變化 都可能，或可得自本發明的實施。選擇及描述資施例以解 釋發明原理和實際應用，使熟習此道者利用本發明。發明 範晡由申請專利範圍及其等效者來界定。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 」 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐）-17 _

Claims (1)

1. -60805 as B8 C8 ___________ D8 六、申請專利範固 第83106908號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國84年5月修正 1·-種半導體裝置，包括： 基底； 設在基底上的至少第一和第二薄膜電晶體，每一薄膜 電晶體包括晶體在平行於基底表面之方向生長的結晶矽層 > 其中在第一薄膜電晶體之矽層的晶體生長方向相對於 載子流動方向造成第一角度，在第二薄膜電晶體之矽層的 晶體生長方向相對於載子流動方向造成第二角度，第二角 度不同於第一角度。 2.—種半導體裝置，包括： 具有活性矩陣型液晶顯示裝置之周邊電路部和圖素部 的基底； 設在基底周邊電路部的第一多個薄膜電晶體； 設在基底圖素部的第二多個薄膜電晶體，每一第一和 第二薄膜電晶體包括晶體在平行於基底表面之方向生長的 結晶矽層； 其中在第一多個薄膜電晶體之矽層的晶體生長方向相 對於載子流經矽層的方向造成第一角度，在第二多個薄膜 電晶體之矽層的晶體生長方向相對於載子流經的層的方向 造成第二角度，第二角度不同於第一角度。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（2丨0><297公釐） 裝 I I 訂 錄 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 Ο 60805 A8 B8 C8 D8 經濟部中央梂準局負工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 3.如申請專利範圍第1或2項的半導體裝置，其中 第一角度約0° ，而第二角度約90。。 4 · 一種製造半導體裝置的方法，包括以下步驟·· 在基底上形成非晶矽膜； 在形成矽膜之前或之後，將促進結晶的選自N i ， C 〇 ’ P d，P t所組成之群類中至少一種之金屬元素引 入矽膜； 加熱使矽膜結晶，因而在鄰近加入金屬元素之部分的 區域，晶體在大致平行於基底表面的方向生長； 形成具有矽膜之該區域的多個薄膜半導體， 其中安排部分的薄膜電晶體，使得結晶矽膜的晶體生 長方向相對於載子流動方向形成第一角度，而安排另一部 分的薄膜電晶體，使得結晶矽膜的晶體生長方向相對於載 子流動方向形成第二角度，第一角度不同於第二角度。 5.如申請專利範圍第4項的方法，其中第一角度約 0° ，而第二角度約90° 。 6 . —種製造半導體裝置的方法，包括以下步驟： 製備具有活性矩陣型液晶顯示裝置之周邊電路部和圖 素部的基底； 在基底上形成非晶矽膜； 在形成矽膜之前或之後，將促進結晶的選自N i ， Co，Pd，P t所組成之群類中至少一種金屬元素引入 矽膜； 加熱使矽膜結晶，因而在鄰近加入金屬元素之部分的 本紙張尺度適用中國《家梯率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   ^60805 Λ8 B8 C8 ____D8 六、申請專利範圍 區域，晶體在大致平行於基底表面的方向生長； 形成具有矽膜之該區域的多個薄膜半導體， 其中安排第一部分的薄膜電晶體，使得結晶矽膜的晶 體生長方向相對於載子流動方向形成第一角度，而安排第 二部分的薄膜電晶體，使得結晶矽膜的晶體生長方向相對 於載子流動方向形成第二角度，第一角度不同於第二角度 ， 其中第一部分的薄膜電晶體設在基底的周邊電路部， 而第二部分的薄膜電晶體設在基底的圖素部。 7.如申請專利範圍第6項的方法，其中第一角度約 〇 ° ，而第二角度約9 0 ° 。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -装. *?τ- 經濟部中央梂率局負工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉