TW278220B - - Google Patents

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278220 經濟部中央橾窣局貝工消費合作社印袈 A7 B7 五、發明説明（1 ) 1 .發明頜域： 本發明係關於一種使用薄膜電晶體（Tin n Fi Ιπι

Transistor:簡稱TFT)的半導體裝置，且此tfT係 安裝在諸如玻璃板等絕緣基底（substrate)上：本發明尤 係一種可用於主動矩陣式液晶顯示單元或類似矩陣電路的 半導體裝置。 2 .相關技術說明： 使用T F T以驅動像素（p丨x e 1 )、影像感測器、三 維積體電路、或類似元件之主動矩陣式液晶顯示單元，即 爲所熟知的設有在玻璃板等絕緣基底上的T F T之半導體 裝置。 通常將薄膜矽電晶體用來作爲安裝在此種裝置上的 T F T。尤其對高速作業而言，亟須建立一種包含結晶矽 半導體的TFT之製造方法.藉由形成非結晶半導體薄膜， 並在此薄膜上施加熱能（即退火（annealing))，而產 生結晶之方法，即爲一般所熟知的得到此種結晶薄膜矽半 導體之方法。 利用上述方式所形成的結晶矽薄膜以製造半導體電路 時，尙有一些問題存在。例如，對於—以TFT所構成且 同時爲矩陣電路及驅動此矩陣電路的周邊電路之電路而言 (亦即單晶主動矩陣電路），已考慮將此種電路用於液晶 顯示單元之主動矩陣式電路（亦即將控制電晶體配置在每 一像素的電路）。 本纸乐尺度逷用中國國家操隼（CNS ) A4洗格（210X297公教） 裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 線 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 在此種複雜的電路中，所需的丁^^丁特性係視電路所 在的位置而有所不同。例如，對於用來控制主動矩陣電路 的像素之T F T而言’其漏電流必須相當小，以便保有由 像素電極及對向電極所構成電容中儲存之電荷。然而，其 電流驅動能力可能不高° 另一方面，對於用在驅動電路中以輸入信號到矩陣電 路的T F T而言，必須在短時間做大電流的切換，因而此 T F T必須有較高的電流驅動能力。然而’其漏電流可能 不低。 最好的T F T是同時具有高電流驅動能力及低漏電流 。然而，目前所製造的TFT距離此種理想的TFT尙遠 。如果電流驅動能力較高時，則其漏電流亦較大：而漏電 流較小時，則其電流驅動能力亦較低。 因此，利用傳統τ F T所構成的單晶主動矩陣電路眘 試改變TFT的通道長度或通道寬度，而增强電流驅動能 力並減少漏電流。然而，當電路變得更精密時，傳統所採 用改變尺寸之方式即受到了限制。 例如，爲了得到較高的電流驅動動力，必須增加通道 寬度。單晶電路使用通道寬度爲5 0 0到1 ，〇 0 0微米 的T F T。然而，如果因增加像素數目及澳淡程度而必須 有較高的電流驅動能力時，此時因周邊電路形成區域所受 到的限制，很難將通道寬度加7、到5窀米、1 〇毫米、或 類似的尺寸。 另一方面，對於用來控制像素的TFT而言，必須增 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）.5 - ---.1-----^-----Γ— 訂.------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 278220 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 ( 3 ) ί I 加 電 荷 保 有 能 力 而 得 到清 晰 的 影 像 品 質 0 妖 *» 而 9 若 考 慮 到 1 1 像 素 域 的 大 小 只 有 幾 百 平 方 微 米 時 則 爲 了 減 小 漏 電 流 1 1 ， 而 無 法 將 通 道 長 度 增 加 到 5 0 微 米 、 1 0 0 微 休 > 或 類 1 1 請 1 似 的 尺 寸 0 因 而 MTT St 然 在 傳 統 的 T F T 單 晶 主 動 矩 陣 電 路 先 閲 1 I 中 > 矩 陣 的 尺 寸 以 及 像 素 的 間 距 與 數 巨 皆 受 到 很 大 的 限 讀 背 ίι 1 1 制 > 所 以 無 法 製 造 出 具 有 精 緻 螢 幕 可 得 到 品 質 影 像 的 顯 示 之 1 1 t I 單 元 0 事 項 1 I 再 1 上 述 各 項 問 題 不 只 出 現 在 單 晶 主 動 矩 陣 電 路 > 而 且 也 填 窝 本 1 裝 出 現 在 其 他 的 半 導 體 電 路 0 1 1 1 發 明 概 述 1 ! 1 本 發 明 的 — 個 巨 的 即 是 在 克 服 這 些 問 題 並 對 電 路 的 1 訂 各 項 特 性 做 整 體 性 的 提 升 0 1 1 本 案 發 明 人 已 確 定 某 些 金 屬 元 素 對 於 增 進 非 結 晶 矽 1 1 薄 膜 的 結 晶 極 爲 有 效 0 可 增 進 結 晶 的 元 素 包 括 第 1 | V I I I 族 元 素 5 例 如 鐵 Λ 鈷 Λ 鎳 釕 铑 鈀 > 餓 、 銥 線 I 、 及 鉑 3 d 元 素 > 例 如 銃 欽 、 釩 > 鉻 、 錳 、 銅 、 及 鋅 1 1 | * 貴 金 屬 例 如 金 及 銀 以 及 其 他 類 似 元 素 〇 在 上 述 的 元 1 1 素 中 > 鎳 N 銅 钯 及 金白 具 有 較 问 的 結 晶 增 進 效 果 〇 將 這 些 1 金 屬 元 素 加 入 非 結 晶 矽 薄 膜 時 > 可 降 低 結 晶 溫 度 > 並 可 縮 1 ! 短 結 晶 所 需 之 時 間 0 1 I 加 入 這 些 金 屬 元 素 的 方 法 包 括 在 與 非 結 晶 矽 薄 膜 上 1 I 方 及 下 方 接 觸 處 形 成 上 述 金 屬 元 素 的 薄 膜 、 或 內 含 此 種 金 1 1 | 闍 元 素 的 薄 膜 0 此 外 > 亦 已 確 定 - 如 果 係 以 離 子 植 入 之 方 1 1 1 本紙浪尺度適用中國國家標芈（CNS ) A4C格（210X297公釐） A7 經 濟 部 中 央 樣 局 Ά

X 消 費 合 社 印 製 B7 五、發明説明 ( 4 ) ί I 式 加 入 金 屬 元 素 ， 則 亦 可 得 到 大 致 相 同 的 效 果 〇 例 如 9 現 • 1 I 已 確 定 於 加 入 鎳 的 數 £ 爲 1 X 1 0 1 c >原 子 / 立 方 厘 米 以 1 1 上 時 ， 即 可 降 低 結 晶 溫 度 0 1 I 請 1 1 所 加 入 金 屬 元 素 的 數 量 係 視 金 屬 元 素 的 種 類 而 有 所 不 先 Λ 1 I 同 0 如 果 使 用 鎳 時 > 所 需 鎳 之 含 量 爲 白 1 X 1 0 1 7 到 1 X 背 ί3 1 1 1 0 2 0 原 子 / 立 方 厘 米 之 m 度 範 圍 0 如 果 鎳 的 澳 度 大 於 5 之 注 意 1 1 1 X 1 0 2 Ο 時 將 在 局 部 形 成 矽 化 鎳 而 導 致 半 導 體 特 性 的 事 項 1 1 再 I 劣 化 〇 此 外 如 果 鎳 的 澳 度 小 於 1 X 1 0 1 7 原 子 / % 方 厘 填 寫 本 1 裝 I 米 時 5 則 將 降 低 鎳 作 爲 催 化 劑 的 效 果 0 鎳 的 濃 度 降 低 時 9 % 1 I 半 導 體 的 可 靠 性 將 提 高 0 1 I 因 此 > 顯 妖 可 因 將 特 定 的 金 屬 元 素 加 入 矽 薄 膜 而 增 進 I 1 結 晶 〇 此 外 現 已 確 定 若 選 擇 性 地 將 些 金 屬 元 素 加 入 矽 1 訂 薄 膜 時 即 白 金 屬 元 素 所 加 入 的 區 域 選 擇 性 地 產 生 晶 體 生 1 1 長 ·} 且 此 晶 體 生 長 區 域 將 擴 展 到 其 周 圍 0 此 外 根 據 更 多 1 1 詳 細 的 觀 察 ， 針 狀 晶 體 係 在 這 些 金 屬 元 素 所 加 入 的 矽 薄 膜 1 | 中 ， 沿 著 基 底 表 面 的 方 向 生 長 y 而 非 沿 著 基 底 厚 度 的 方 向 線 I 生 長 〇 1 1 晶 體 係 在 這 些 金 屬 元 素 所 加 入 的 矽 薄 膜 中 以 針 狀 形 式 1 1 生 長 〇 晶 體 的 寬 度 ( 長 度 ) 約 爲 矽 薄 膜 厚 度 的 0 5 到 3 1 倍 > 且 橫 向 { 即 晶 體 的 側 部 方 向 ) 中 之 生 長 很 小 0 因 此 ， 1 1 在 平 行 於 晶 體 生 長 的 方 向 形 成 了 粒 面 邊 界 ( g Γ a i η 1 1 bo u η da r y ) 0 於 使 用 鎳 作 爲 金 屬 元 素 時 晶 體 係 沿 著 ( 1 1 1 1 1 1 ) 的 方 向 生 長 Q 此 種 晶 體 生 長 的 — 實 例 示 於 圖 1 A 1 1 到 1 C 0 1 ! 1 本紙乐尺度適用中國國家揉準（CNS > Μ規格（210X 29*7公藶：〉 經濟部中央樣孪局貝工消费合作社印製 278220 A7 B7 五、發明説明（5 ) 圖1 A是一俯視圖，圖中示出自選擇性加入金屬元素 的區域產生晶體生長的狀態。區域（2 )是加入金屬元素 的矽薄膜1S域，且晶體生長係自區域（2 )擴展到周圍。 椭圓區域（3 )是晶體以橫向生長的區域。各箭頭示出晶 體生長的方向。區域（2 )之外的外部區域（1 )是並未 產生結晶的區域。 圖1 B是區域（3 ) _部分（例如方形區域（4 )的 放大圖示。如圖1 B所示，在矽薄膜（5 )中，係以平行 於晶體生長的方向（即自B到C )產生粒面邊界（6 )及 (7 )。因此，在平行於晶體生長方向的橫斷面（即BC 面）上，粒面邊界較少，但是在垂直於晶體生長方性的橫 斷面（即BA面）上，可觀察到許多粒面邊界。 在以熱氧化法氧化出此種薄膜的情形中，可採用的熱 氧化法包括一氧化氣體（即氧、臭氧、氧化氮、或其他類 似氣體）中執行一般退火之方法，並包括在一氧化氣體中 在短時間且在高溫下處理矽薄膜表面之方法，此種方法可 以快速退火（Rapid Thermal Anneal:簡稱 RTA)。 熱氧化係沿著富於非結晶矽成分的粒面邊界上進行 因此，如圖I. C所示，在垂直於晶體生長方向的B A面上 ，在二氧化矽層（8 )與矽薄膜間之界面（9 )中產生了 極顯著的波紋（不平坦）。然而，在平行於晶體生長方向 的B C面上，界面（9 )是相當平滑的。 上述差異性對矽薄膜表面上所流過的電流有很大的影 響。亦即是，在BA方向上界面（9)的不平坦阻止了電 本紙伕尺度適用中國國家揉窣（CNS )六4洗格（210X297公釐） I--：------參-----iir.------線· ^ -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（6 ) 流。另一方面，在B C方向上的電流卻是相當平順。因此 ，假設流入絕緣閘極式場效電晶體的源極/吸極電流之方 向爲B A方向，且此場效電晶體係控制流過一表面之電流 ，則於通道長度大幅增加時，線（1 1 )所示之電流及漏 電流將減小。另一方面，假設源極/吸極電流之方向爲 BC方向時，因爲並沒有明顥的障壁（亦即粒面邊界或類 似效應），所以線（1 〇 )所示之電流以及此電晶體之載 子移動率（nubility)將增大。尤其若與BC方向上的漏 電流比較時，爲了有效減小B A方向上的漏電流，熱氧化 物薄膜的厚度最好是5 0埃以上。 尤其於結晶矽薄膜中存在非結晶成分時，因爲非結晶 成分中之氧化率較大，所以非結晶成分存在部分所形成的 氧化物薄膜（主要在粒面邊界的附近）之厚度大於其他的 部分。因此，於二氧化矽薄膜的不平坦度遠大於閘極絕緣 薄膜的厚度時（通常不平坦度係爲閘極絕緣薄膜厚度的 1〇%或更多），電流流動容易度的各向異性（ anisotropy)將變得相當顯著。 若使具有上述各向異性的結晶矽薄膜表面氧化，並適 當控制此矽薄膜源極/吸極電流之方向時，則可在同一基 底上形成若干特性顯著不同的電晶體，而且可在相鄰的位 置形成這些電晶體。在實際的電晶體中，只有熱氧化物薄 膜有時不足以作爲閘極絕緣薄膜。在此種情形中，可利用 傳fet的物理汽相沈積（Physical Vapor Deposition ;簡 稱P V D )法 '或化學汽相沈積（C h e m 1 c a 1 Va p o r 本紙法尺度適用中國國家^丰（CNS ) A4见格（210X297公釐） _ ~ ILI —-----裝------丨訂.-------線 I、 .. {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 278220 A7 B7 五、發明説明（7 )

Deposition:簡稱C V D )法，在熱氧化物薄膜之上另外 形成一層絕緣薄膜。 如上文所述，本發明之特徵在於：（1)將一可增進 非結晶矽的晶體生長之金屬元素選擇性地加入一非結晶较 薄膜：（2)執行一有方向性的晶體生長；（3)以加熱 方式使結晶後的矽薄膜氧化：以及（4)配置一TFT主 動層，使源極/吸極電流方向與結晶方向之間所形成的角 度爲一預定角度α。此外，係在同一基底上製造複數個 TFT，且每一TFT之角度α者不相同。通常利用兩種 情形下的T F Τ即可構成各種不同的電路，這兩種情形爲 α大約等於0 (亦即晶體生長向大致與源極/吸極電流方 向（即載子移動方向）重合，或晶體生長方向大致與源極 /吸極電流方向平行）' 以及α大約等於9 0度角（亦即 晶體生長方向大致垂直於源極/吸極電流方向）° 經濟部中央標率局貝工消費合作社印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 例如，在主動矩陣式液晶顯示器中，周邊電路的 T F Τ與像素部分的T F Τ所需之特性便有所不同。亦即 是，形成周邊電路驅動器的TFT必須有較高的載子移動 率，且必須流過較大的導通電流。另一方面，對於像素部 分所設有的TFT，其載子移動率不必太高，以便增加電 荷保有能力，但是漏電流（即斷路電流）必須要夠小。 本發明採用沿著與基底平行方向生長晶體的結晶矽薄 膜。在周邊電路所使用的T F T中’沿著與晶體生長方向 平行的方向構成源極/吸極區域。在像素所使用的T F τ 中，沿著與晶體生長方向垂直的方向構成源極/吸極面域 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS)A4規格（ 210X 297公釐）- 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（8 ) 。亦即是’於構成周邊鼇路所用的TF T時，係使載子移 動時’儘量不受矽薄膜/二氧化矽薄膜界面中粒面邊界及 不平坦的影響。此外，於構成像素所用的TFT時，係使 載子移動時將橫越粒面邊界，在此種構造下，源極與吸極 間之電阻較高，因而將減小漏電流（即斷路電流）。 進行熱氧化，以便將非結晶部分改變成二氧化较，然 後利用緩衝氫氟酸或類似之化學劑蝕刻二氧化矽。此種方 式可去除二氧化较，而增加较表面上的不平坦程度。其後 若再度進行熱氧化，即可更爲增加矽薄膜/二氧化矽薄膜 界面中之不平坦度。因爲非結晶矽的氧化速度約爲結晶矽 的2到3倍，所以又增加了不平坦的程度。因而晶體生長 方向之角度更增加了電流流動容易度上的差異。 本發明利用源極與吸極間之載子流動，並使源極/吸 極方向（即連接源極及吸極的直線方向）平行於或垂直於 晶體生長方向，而可得到所需特性的T F T。此即是，對 於以針狀形式或柱狀形式生長的晶體，藉由沿著與該晶體 粒面邊界平行的方向（即與晶體生長方向平行的方向）移 動載子，或是沿著與該晶體粒面邊界垂直的方向（即與晶 體生長方向垂直的方向）移動載子，即可得到載子移動率 較高的TFT、或斷路電流較小的TFT。 若於構成TFT時，使用沿著與基底表面平行的方向 生長晶體的結晶矽薄膜，則可沿著晶體生長方向形成源極 /吸極區域，而得到載子移動率較高並且不太受砂薄膜/ 二氧化矽薄膜界面中不平坦所影響的T F τ。此外’若沿 本紙浪尺度適用中S國家搮準（CN’S ) Α4規格（210Χ297公釐 )-11- ~! .^.I 訂..^. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局兵工消费合作社印«. Λ7 _B7_ 五、發明説明（9 ) 著與晶體生長方向垂直的方向形成源極/吸極區域時，則 可形成的TFT之特性爲：將受到矽薄膜/二氧化矽薄膜 界面中粒面邊界即不平坦的影響，因此其斷路電流較小。 若相對於晶體生長的方向，而選擇性地決定載子在源極與 吸極之移動方向，即可製造上述的TFT。 圖2示出在一結晶矽區域（1 4 )上製造兩類TFT 之實施例。區域（1 4 )是橢圓形結晶矽區域（1 3 )的 —部份，而結晶矽區域（1 3 )係放大自周圍的長方形區 域（12)。箭頭（14a)指示晶體生長的方向。在1E 域（1 4 )上所形成的TFT包括：TFT1 (源極/吸 極區域爲la及lc,通道形成區域爲lb)，其中源極 /吸極方向係垂直於晶體生長方向：以及TFT 2 (源極 /吸極區域爲2 a及2 c ，通道形成區域爲2 b )，其中 源極/吸極方向係平行於晶體生長方向。TFT 1及 TFT2的典型特性示於圇3 °TFT1的導通電流及斷 路電流小於T F T 2。例如，T F T 1的斷路電流通常比 丁['丁2小（）.5至2階次。此外，TFT2的導通電流 及載子移動率通常比T F T 1大1 0到3 0 %。 因此，如果將TFT 1用於單晶主動矩陣電路的像素 電晶體，且將TF T 2用於周邊電路的驅動器電晶體時’ 即可增進主動矩陣電路整體的特性。 附圖簡述： 圖1 A到1 C是晶體生長選擇性地自金屬元素所加入 本纸法尺度速用中國國家樣準（CNS)A4说格（210X297公釐）—η - ~~： ； J— 訂· 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局貝工消资合作杜印袈 278220 A7 B7 五、發明说明（10 ) 區域產生的狀態之俯視圖： 圖2是在結晶矽區域上製造兩類T F T的資施例之示 意圖： 圖3是圖2所示TFT之典型特性圖： 圖4 A到4 F及圖5 A及5 C示出根據本發明的—周 邊電路之製造步驟，此周邊電路設有以互補形式構成的 NTFT及PTFT，這些圖亦示出一設有NTFT且係 用於像素電晶體的電路： 圖6 A到6 F示出根據本發明的其他製造步驟：以及 圖7 A到7 F示出根據本發明的其他替代製造步驟。 較佳實施例之詳細說明： 第I實施例： 圖4 A到4 F及圖5 A到5 C示出根據本發明的一周 邊電路之製造步驟，此周邊電路設有以互補形式構成的 NTFT及PTFT，這些圖亦示出一設有NTFT且係 用於像素電晶體的電路。 利用測錢法，在一基底（材質爲Corning 7059)( 1 0 1 0 )上形成厚度爲2 ，0 0 0埃的二氧化矽基層薄 膜（1 0 2 )。在形成基層薄膜（1 〇 2 )之前或之後， 以高於基底（1 0 1 )應變溫度的溫度下使此基底（ 1 〇 1 )退火，然後以每分鐘0 . 1到1 . 0 °c的速率緩 緩將此基底（1 0 1 )冷卻到應變溫度。因而，在涉及溫 度上升的後續步驟（包括以紅外線照射的氧化步驟，及退 本紙伕尺度適用中國國家標率（CNS > A4規格（210X297公釐厂.12 . ' ~. 裝 訂. 線 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（11 ) 火）中，基底的收縮將變得很小，因而容易施行尺寸的對 準。基底（1 0 1 )係在6 2 0到6 6 0 °C中退火1到4 個小時，然後以每分鐘0 . 1到1 . 0 °C的速率（最好是 每分鐘0. 1到0. 3°(：的速率），將基底（1〇1)緩 遠冷卻。當溫度到達4 5 0到5 9 0 °C時，即將基底〈 1 0 1 )取出退火箱。 利用電漿C V D法形成厚度爲3 0 〇到8 0 〇埃的非 結晶矽薄膜（1 0 3 )。然後利用厚度爲1 ，〇 〇 〇到 3 ，0 0 0埃（例如2 ，0 0 0埃）的二氧化矽遮蔽層（ 10 4)，以濺鍍法形成厚度爲2 Q到5 0埃的鎳薄膜（ 1 0 5 )。鎳薄膜（1 〇 5 )可能不是連續性薄膜。 然後在5 0 0到6 2 0 °C下，例如於5 5 0。(：下，於 氮氣體中進行熱退火8個小時，或是於6 0 0°C下進行熱 退火4個小時，以便使矽薄膜（1 q 3 )結晶。晶體生長 係自鎮薄膜（1 Q 5 )接觸矽薄膜（1 〇 3 )的區域作爲 開始位置，而沿著平行於基底的方向進行此晶體生長。在 圖4B中，區域（1 〇 6)及（1 〇7)皆爲結晶區域， 而區域（1 (〕8 )及_ ( 1 〇 9 )皆爲非結晶區域（亦即非 結晶砂區域）。圖5 A是係自上方觀察時之上述狀態圖示 Ο 對砂薄膜（1 0 3 )進行圖樣產生步驟，以便形成如 圖4 c所不的島狀主動層區域（1 1 〇 )(即互補型窜路 區域）及（1 1 1 )(即像素電晶體區域）。在圖5 A中 ’位置在摘圓形中心的長方形區域是直接將鎳導入（加入 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4«^Γ( 210X297^7 I.--—-----^-----訂.-------it {請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 A7 B7 278220 五、發明説明（12 ) )的區域，高濃度鎳出現的區域。高濃度鎳亦出現在區域 (1 0 6 )及（1 〇 7 )的晶體生長尖端（末端）部分。 這些區域的鎳濃度大約比結晶區域的鎳澳度高出一個階次 〇 因此，必須將主動層區域（1 1 0 )及（1 1 1 )( 尤其是通道形成區域）配置成與高鎳濃度區域不同的區域 。利用在垂直方向上具有各向異性的活性離子蝕刻（ Reactive Ion Etching:簡稱R I E )法，進行對主動層 區域之蝕刻。主動層區域中之鎳濃度約爲1 0 17到1 〇2C) 原子/立方厘米。 利用快速退火法進行對主動層區域的氧化。在本實施 例，尤其係以峰値爲〇 . 6到4微米或0 . 8到1 . 4微 米的紅外線對氧化氣體照射3 0到1 8 0秒，以便在主動 層區域（1 1 0 )及（1 1 1 )的表面上形成一層二氧化 矽薄膜（1 1 2 )。此外，可將0 . 1到1 0 %的鹽酸加 到氣體中。 將鹵素燈用來作爲紅外線之光源。調整此紅外線之强 度，使用於監視的單晶矽晶圓之溫度爲9 0 0到 1 ，2 0 0 X：。尤其監視一嵌入矽晶圓的熱電偶之溫度，

並將所監視到的溫度回饋到一紅外線光源的控制單元。在 本實施例中，溫度係以每秒5 0到2 0 0 °C的恆定速率上 升，且溫度係以每秒2 0到1 〇 〇 °C的自然冷卻速率下降 。可自基底保持在室溫的狀態中進行紅外線照射。爲了使 效果更爲增强，最好預先將基底加熱到2 0 0到4 5 0 °C 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（2丨〇X 297公釐 )-15- J —-------1------—訂.------1^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 經濟部中央搮準局貝工消费合作社印«. 經濟部中央標準局只工消費合作社印製 本紙浃尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） A7 __ B7 五、發明説明（13 ) (例如 4 0 0 °C ) ° 因爲係以紅外線照射選擇性地對矽薄膜加熱，所以可 儘量減小對玻璃基底的加熱。此種方式對於減少矽薄膜中 之缺陰或懸垂將接合，也是相當有效。利用此種紅外線照 射所形成的二氧化矽（1 1 2 )之厚度爲5 0到1 5 0埃 0 利用濺鍍法形成厚度爲1 ，〇 〇 〇埃的二氧化矽薄膜 (113)，作爲閘極絕緣薄膜（圖4 D)。二氧化矽係 用來作爲濺鍍之目標。濺鍍時之基底溫度爲2 0 〇到 4 0 0 °C (例如3 5 0 °C)。濺度氣體中包含氧及氬，且 氬與氧的比率爲0到0 . 5 (例如少於0 . 1 )。 利用低壓C V D法形成厚度爲3 ，0 0 〇到 8 ，0 0 0埃（例如6 ，0 〇 〇埃）的矽薄膜（內含 〇 · 1到2 %的磷）。最好連續進行矽薄膜的形成步驟及 二氧化矽薄膜（1 1 3 )的形成步驟。利用對矽薄膜產生 圖樣而形成閘電極（1 1 4 — 1 1 6 )(圖4E)。圖 5 B是上述狀態的俯視圖。以虛線示出的橢圓對應於圖 5A中之區域（106)及（107)。

利用閘電極（1 1 4 — 1 1 6 )作爲遮蔽層，以離子 摻雜法將雜質（磷及硼）摻雜（植入）到主動層。使用膦 (PH3 )及乙硼烷（B2H6)作爲摻雜氣體。於使用膦 時，加速電壓爲6 0到9 0千伏（例如8 0千伏）：於使 用乙硼烷時，加速電壓爲4 0到8 0千伏（例如6 5千伏 )。在使用磷的情形中，劑量爲1 X 1 0 15到8 X 16 - J--.1.-----t.------ — 訂，------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印褽 A7 B7 五、發明説明（14 ) 1 0 1 5厘米-2 (例如劑量爲2 X 1 0 1 5厘米-2 ):在使用 硼的情形中，劑量爲5 X 1 0 15厘米―2。在摻雜中，利用 光阻覆蓋不需要摻雜的區域，並將各別元素選擇性地摻雜 到所需的區域。因而形成了 N型雜質區域（1 1 8 )及（ 119)，以及P型雜質區域。 利用雷射光照射而進行退火，且使雜質活化。氟化気 準分子雷射（波長2 4 8毫微米、脈波寬度2 0毫微秒） 係用來作爲雷射光，但是亦可使用其他的雷射光。照射條 件爲使能量密度爲2 0 0到4 0 0毫焦耳/平方厘米（例 2 5 0毫焦耳/平方厘米），且每一部分的投射數爲2到 1 0次投射。最好在雷射光的照射下，將基底加熱到 2 0 0到4 5 0 °C。在雷射退火步驟中，因爲鎳係分散在 預先結晶的區域中，所以易於以雷射光照射進行再結晶。 因此，易於活化摻雜了提供P傅導式雜質的雜質區域（ 117)，以及摻雜了提供N傳導式雜質的雜質區域（ 1 1 8 )及（1 1 9 )。 如圖4 F所示，利用電漿C V D ;去形成厚度爲 6 ，0 0 0埃的二氧化P薄膜（1 2 〇 )，作爲層間絕緣 材料。又利用濺鍍法形成厚度爲5 〇 〇埃的氧化銦錫（ Indium Tin Oxide;簡稱I TO )薄膜，並在I TO薄膜 上產生圖樣，而形成像素電極（1 2 1 )。在層間絕緣材 料（1 2 0 )中形成接觸孔（開口位置示於圖5 C )，並 利用気化欽及銘之多層薄膜等金屬材料形成各T F T的接 線/電極（1 2 2 )到（1 2 6 )。最後，在1大氣壓力 I- ~r I i I i I I 裝— II —I I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙伕足度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐 )，17 A7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 B7五、發明説明（15 ) 的氫氣體中’在3 5 0 °C下進行退火3 0分鐘，因而完成 了 T F T電路。 如圖5 B所示，主動層（1 1 〇 )中之源極/吸極方 向係平行於結晶方向，且主動層（1 1 1 )中之源極/吸 極方向係垂直於結晶方向。因而，主動層（1 1 〇 )中所 形成的T F T之導通電流較大。另一方面，主動層（ 1 1 1 )中所形成的T F T之斷路電流較小。在本實施例 中’雖然特性不同的兩類T F T係形成在較鄰近的位置， 但是在主動矩_電路中，亦可將這些TFT形成於彼此距 離極遠的位置。 第2實施例： 圖6 A到 圖）。利用四 電漿C V D法 )上形成厚度 2 0 2 )。在 6 6 0 °C的溫 。然後以每分 0 . 1 到 0 , 溫度到達4 5 利用電漿 結晶矽薄膜（ 3 ， 0 0 0 埃 6 F示出根據本發明的其他 乙氧矽烷（TEOS)及氧 在一基底（材質爲Corning 埃的二氧化矽 (2 〇 2 )之 爲 2，〇 〇 〇 形成基層薄膜 度下使此基底 鐘〇 . 1到1 3 τ )緩緩將 0 到 5 9 0 °C c V D法形成 2〇3)。然 (例如2 ，0 (2 〇 1 )退 〇 °C的速率 此基底（2 0 時，即將此基 厚度爲3 0 0 f灸利用厚度爲 η 〇埃）的二 製造步驟（剖視 作爲原材料，以 7059) (201 基層薄膜（ 後，在6 2 0到 火1到4個小時 (最好是每分鐘 1 )冷卻，且當 底取出退火箱。 到8 0 〇埃的非 1 ，0 0 0 到 氧化矽遮蔽層（ I---Ί.-----裝-----τ丨訂.-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙铢尺度適用中國國家標準（CNS)A4说格（210Χ 297公藿）-18 經濟部中央標隼局®;工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) 1 0 4 )，以濺鍍法形成厚度爲2 0到5 0埃的鎳薄膜（ 2 0 5 )。此鎳薄膜可能不是連績性薄膜（圖6A)。 然後在5 0 0到6 2 0 °C下，例如於6 0 〇°C下，於 氮氣體中進行熱退火4個小時，以使使矽薄膜（2 0 3 ) 結晶。晶體生長係自鎳薄膜接觸矽薄膜的區域作爲開始位 置，而沿著平行於基底的方向進行此晶體生長。在圖6 B 中，區域（2 0 6 )及（2 0 7 )皆爲此一步驟的結晶區 域’而區域（2 0 8 )及（2 0 9 )皆爲非結晶區域。 然後對矽薄膜（2 0 3 )進行圖樣產生步驟，以便形 成島狀主動層區域（2 1 0 )(即互補型電路區域）及（ 2 0 1)(即像素電晶體區域）。利用在垂直方向上具有 各向異性的R I E法，進行對主動層區域之蝕刻。 然後進行快速退火（RTA)處理，以便更加强主動 層的結晶。在本實施例，尤其係以峰値爲〇 . 6到4微米 或〇 · 8到1 4微米的紅外線對氧化氣體照射3 0到 1 8 0秒。此外，可將〇 . 1到1 0 %的鹽酸加到氣體中 〇 將鹵素燈用來作爲紅外線之光源。調整此紅外線之强 度’使用於監視的單晶矽晶圓之溫度爲9 0 0到 1 ，2 ϋ 〇 °C。尤其監視一嵌入矽晶圓的熱電偶之溫度， 並將所監視到的溫度回饋到一紅外線光源的控制單元。在 本實施例中，溫度係以每秒5 0到2 0 0。(：的恆定速率上 升’且溫度係以每秒2 0到1 0 0。(：的自然冷卻速率下降 。可自基底保持在室溫的狀態中進行紅外線照射。爲了使 本紙張·尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4洗格（210X29*7公釐） 19 J--Ί----—裝-----τ丨訂.-------線 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 278220 at B7 五、發明説明（17 ) 效果更爲增强，最好預先將基底加熱到2 0 0到4 5 Ο ΐ (例如 4 0 0 °C )。 因爲係以紅外線照射選擇性地對矽薄膜加熱，所以可 儘量減小對玻璃基底的加熱。此外，此種方式對於減少矽 薄膜的非結晶區域中之缺陷或懸垂狀接合，也是相當有效 0 在乾燥氧氣中，於5 5 0到6 5 0 °C (通常爲6 0 0 。(3 )的溫度下對基底退火1個小時。所選擇的退火溫度必 須不會影響到基底。因而，在主動層的表面上形成厚度爲 2 0到2 Ο 0埃（通常爲4 0到1 Ο 0埃）的熱氧化物薄

膜（2 1 2 )。如果在本步驟中，係在5 5 0到6 5 0 °C 的溫度下，於氧氣中含有水分的狀態中以高溫氧化法或類 似方法進行氧化時，則可得到厚度爲5 0 0到8 0 〇埃的 二氧化矽薄膜（圖6 c )。 利用TE〇S及氧氣以電漿CVD法形成厚度爲 1 ，0 0 0埃的二氧化较薄膜（2 1 3 ) ’作爲閘極絕緣 薄膜。薄膜形成時的基底溫度爲2 0 0到4 0 0 °c (例如 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 5 0。(：）。將三氨乙烯（丁 C E )加入T E 0 S中，所 力口入的分量爲每一 TEOS加入1到5 0%的TCE (通 常爲20%)。以TCE將氯導入閘極絕緣薄膜中，並將 主動層中所含的移動離子（例如鈉離子）去除，因而使特 性更爲强化。在此一步驟之後，於氧化氮中在5 5 0到 6 5 0 °C的溫度下進行熱退火（圖6D)。 利用濺鍍法形成厚度爲3 ，〇 〇 〇到8 ，0 0 0埃（ 本紙伕尺度適用中國國家揉準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）-20 - A7 A7 經濟部中央橾準局—工消费合作杜印製 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4*t格（210X297公釐） _____B7 _ 五、發明説明（18 ) 例如6 ，0 〇 〇埃）的鋁薄膜（內含〇. 1到2%的钪） 。對此鋁薄膜進行圖樣產生步驟，以便形成閘電極（ 2 1 4 — 2 1 6 )。使電流通過浸在電解液中之閘電極而 進行陽極處理，且在閘電極的上面及側面上形成厚度爲 1 ，〇 0 0到3 ，0 0 0埃（在本實施例中爲2 ，0 0 0 埃）的氧化鋁薄膜。此陽極處理係在有含有1到5 %酒石 酸的乙二醇溶液中進行。因爲此氧化鋁薄係用來作爲後續 離子摻雜步驟的補償閘極區域，所以可利用陽極處理步驟 決定此補償閘極區域的長度。 利用閘電極部分（亦即閘電極及周圍的氧化物層）作 爲遮蔽層，以離子摻雜法（即電漿摻雜法）將提供P或N 傳導型的雜質以自動對準之方式加入主動層區域（亦即源 極/吸極及通道區域）。使用膦（PH3 )及乙硼烷（ B2H6 )作爲摻雜氣體。於使用瞵時，加速電壓爲6 〇 到9 0千伏（例如8 0千伏）：於使用乙硼烷時，加速電 壓4 0到8 0千伏（例如6 5千伏）。劑量爲1 X 1 〇 13到8 X 1 0 15厘米-2 ,例如瞵的劑量爲5 χ 1 0 1 5厘米-2，乙硼烷的劑量爲2 χ ! 5厘米-2。在摻 雜中，利用光阻湲蓋某一區域，並將各別元素選擇地摻雜到 其他的區域。因而形成了 N型雜質菡域（2 1 8 )及（ 2 19)，以及P型雜質區域（2 1 7 )，亦可形成P通 道型TFT (PTFT)之區域，'n通道型TFT ( N T F T )之區域。 利用雷射光照射而進行退火，以便活化所植入的雜質 -— -21 - J--------^------—訂.------0 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中夬橾準局MC工消費合作社印袈 A7 _ _B7_ 五、發明説明（19 ) 離子。氟化氪準分子雷射（波長2 4 8毫微米、脈波宽度 2 0毫微秒）係用來作爲雷射光，但是亦可使用其他的雷 射光。照射條件爲使能量密度爲2 0 〇到4 0 0毫焦耳/ 平方厘米（例如2 5 0毫焦耳/平方厘米），且每一部分 的投射數爲2到1 0次投射（例如2次投射）。最好在雷 射光的照射下，將基底加熱到2 0 0到4 5 0 °C的溫度。 在雷射退火步驟中，因爲鎳係分散在預先結晶的區域中， 所以易於以雷射光照射進行再結晶。因此，易於活化雜質 菡域（2 1 7 — 2 1 9 ) °可利用RTA法代替雷射退火 步驟進行雜質的活化（圇6 E )。 利用電漿CVD法形成厚度爲6 ，〇 0 0埃的二氧化 矽薄膜（2 2 0 ) ’作爲層間絕緣材料。又利用濺鍍法形 成厚度爲5 0 0埃的I TO薄膜’並在I TO薄膜上產生 圖樣’而形成像素電極（2 2 6 )。又在層間絕緣材料（ 2 2 0 )中形成接觸孔（開口位置示於圖5 c )，並利用 氮化鈦及鋁之多層薄膜等金屬材料形成各T F τ的接線/ 電極（221)到（225)。最後，在丄大氣壓力的氫 氣體中，在3 5 0。(：下進行退火3 Q分鐘，因而完成了 TFT電路（圖6F)。 第3實施例： 圖7 A到7 F示出根拽本發明的其他替代製造步驟（ 剖視圖）。如圖7 A所示，利用四乙氧矽烷（丁 E 〇 s ) 及氧作爲原材料，以電漿CVD法在一基自（材質爲 本紙狀度適用(CNS) 2iGx297公羞厂----- —： ： 裝 ： 訂. 線 (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 278220 at B7 五、發明説明（20 )

Corning 7 0 5 9 ) ( 3 0 1 )上形成厚度爲 2，000埃的二氧化矽基層薄膜（302)。在形成基 層薄膜（3 0 2 )之後，在6 2 0到6 6 0 °C的溫度下使 此基底（3 0 1 )退火1到4個小時。然後以每分鐘 0 . 1到1 . 0 °C的速率（最好是每分鐘0 . 1到0 . 3 °C )緩緩將此基底（3 Ο 1 )冷卻，且當溫度到達4 5 0 到5 0 0 °C時，即將此基底取出退火箱。 利用電漿C V D法形成厚度爲3 0 0到1 ，2 0 0埃 (例如1 ，0 0 0埃）的非結晶矽薄膜（3 0 3 )。然後 利用厚度爲1 ，0 0 0到3 ，0 〇 0埃（例如2 ，0 0 0 埃）的二氧化矽遮蔽層（3 0 4 )，以濺鍍法形成厚度爲 2 0到5 0埃的鎳薄膜（3 0 5 )。此鎳薄膜可能不是連 續性薄膜。 經濟部中央橾準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後在5 0 0到6 2 0。(：下，例如於6 0 0 °C下’於 氮氣體中進行熱退火4個小時，以便使矽薄膜（3 0 3 ) 結晶。晶體生長係自鎳薄膜接觸矽薄膜的區域作爲開始位 置，而沿著平行於基底的方向進行此晶體生長。在圖7 B 中，區域（3 0 6 )及（3 〇 7 )皆爲此—步驟的結晶面 域，而區域（3 0 8 )及（3 〇 9 )皆爲非結晶區域。 然後對矽薄膜（3 Q 3 )進行圖樣產生步驟，以便形 成島狀主動層區域（3 10)(即互浦型電路區域）及（ 3 11)(即像素電晶體區域）（圖7 C )。利用在垂直 方向上具有各向異性的r I E法，進行對主動層區域之胜 刻0 本紙抶尺度適用中國國家揉芈（CNS)A4jtJt格（ 210X297公釐）-23 - 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A 7 _B7 ____ 五、發明説明（21 ) 在1個大氣壓力下，將此基底置於溫度爲5 5 〇到 6 5 0 °C (通常爲6 0 OeC)且內含1 0%水蒸氣的氧氣 中，因而將主動層的表面氧化成厚度爲2 0 0到8 0 0埃 (通常爲5 0 0埃）的薄膜，因此形成了二氧化矽層（ 312)及（313)。對於形成此種二氧化矽層’高溫 氧化法（氫與氧的容積比率爲1 . 8到1 . 〇比1 )是相 當有效的。所形成的二氧化矽層（312)及（313) 之厚度爲4 0 0到1 ，6 0 0埃（在本賁施例中爲 1 ，0 0 0埃）。在形成二氧化矽層之後，在1個大氣壓 力之下，於6 0 0 °C的氧化二氮氣體中進行1小時的退火 ，因而除去二氧化矽層中之氫。 利用濺鍍法形成厚度爲3 ，0 0 0到8 ，0 〇 〇埃（ 例如6 ，0 0 〇埃）的鋁薄膜（內含〇 1 . i到2 %的钪 )°對此鋁薄膜進行圖樣產生步驟，以便形成閘電極（ 3 1 4 - 3 1 6 )(圖7D)。以第2實施例之相同方式 使電流通過浸在電解液中之閘電極而進行陽極處理，以便 在閘電極的上面及側面上形成厚度爲丨，0 0 0到 3 ’ 0 0 0埃（在本實施例中爲2 ，〇 〇 0埃）的氧化鋁 薄膜。 * 利用閘電極部分（亦即閘電極及周圍的氧化物層）作 爲遮蔽層’以離子摻雜法（即電漿摻雜法）將提供P或N 傳導型的雜質以自動對準之方式加入主動層區域（亦即源 極/吸極及通道區域）。使用膦（PH3)及乙硼烷（ B2H6 )作爲摻雜氣體。於使用膦時，加速電壓爲6 〇 本紙铁尺度適用中國國家標李（CNS ) A4洗格（2丨OX297公羞） 24 ! 裝 . 訂， 線 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾車局貝工消资合作社印裝 B7 五、發明说明（22 )

到9 0千伏（例如8 0千伏）：於使用乙硼烷時，加速電 壓4 0到8 0千伏（例如6 5千伏）。劑量爲1 X 1 〇15到8X1 015厘米-2，例如磷的劑量爲5X 1 0 15厘米_2，硼的劑量爲2 X 1 0 15厘米-2。在摻雜中 利用光阻稷蓋某一區域·並將各別元素選擇地摻雜到其他 的區域。因而形成了 N型雜質區域（3 1 8 )及（3 1 9 )，以及P型雜質區域（3 1 7 )，亦可形成P通道型 TFT (PTFT)之區域，及N通道型TFT ( N T F T )之區域。 利用雷射光照射而進行退火，以便活化所植入的雜質 離子。氟化氪準分子雷射（波長2 4 8毫微米、脈波寬度 2 0毫微米）係用來作爲雷射光，但是亦可使用其他的雷 射光。照射條件爲使能量密度爲2 0 0到4 0 Q毫焦耳/ 平方厘米（例如2 5 0毫焦耳/平方厘米），且每一部分 的投射數爲2到1 0次投射（例如2次投射）。最好在雷 射光的照射下，將基底加熱到2 0 〇到4 5 0。(：的溫度。 在雷射退火步驟中，因爲鎳係擴散在預先結晶的菡域中， 所以易於以雷射照射進行再結晶。因此，易於活化雜質區 域（2 1 7 — 2 1 9 )。 利用電漿C V D法形成二氧1七矽塗佈薄膜（3 2 0 ) 。薄膜（3 2 0 )須有對閘電極丨則面的優異覆蓋特性，這 是很重要的。薄膜（3 2 0 )之厚度爲〇 . 5到1微米（ 例如〇 . 7微米）。 利用乾式蝕刻法，對絕綠塗佈薄膜（3 2 0 )進行各 本紙乐尺度適用中國國家榡準 ( CNS ) Α4見格（2丨OXW?公釐） I.--------^-----:—訂.-------線 (請先Μ讀背面之注意ί項再填寫本頁) 25 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 _____ B7 i、發明説明（23 ) 向異性胜刻（只對垂直方向做選擇性的姓刻）。因而，露 出了源極/吸極區域的表面，且近似三角形的緣緣材料（ 321)、（322)及（323)留在各別閘電極（包 括周邊陽極處理層）的側面上（圖7 E )。先前形成的二 氧化矽塗佈薄膜（3 2 0 )之厚度、蝕刻條件、及閘電極 (包括周邊陽極處理層）的高度共同決定了絕緣材料（ 3 2 1 — 3 2 3 )的尺寸（尤其是寬度）。所得到絕緣材 料的形狀並不限於三角形，其形狀將依此步驟所渉及的範 圍或二氧化矽薄膜（3 2 0 )的厚度而有所不同。於薄膜 (3 2 0 )的厚度較小時，此絕緣材料的形狀爲方形。 利用濺鍍法形成厚度爲5到5 0毫微米的鈦薄膜（ 3 2 4 )。但是亦可使同鉬、鋳、鉑、鈀' 或其他類似金 屬元素。 在形成鈦薄膜（3 2 4 )之後，即在2 0 0到6 5 0 °C (最好是4 0 0到5 0 0。(：）的溫度下進行退火，以便 使鈦薄膜及矽在源極/吸極區域中起反應，因而在源極/ 吸極區域中形成矽化物層（3 2 5 ) 、 （ 3 2 6 )及（ 3 2 7 )〇 將未起反應的鈦薄膜（主要是沈積在陽極處理層上的 二氧化砂或薄膜）蝕刻掉。然後利用電獎c D法形成厚 度爲6 ，〇 () 〇埃的二氧化矽層，作爲層間絕綠材料（ 3 2 8 )。又利用濺鍍法形成厚度爲5 〇 〇到：L ’ 〇 〇 〇 埃的I T〇薄膜，並在I T0薄膜上產生圖樣’而形成像 素電極（3 2 9 )。如圖7 F所示，在1'1?1'的源極/吸 本纸法尺度適用中國國家樑率（CNS)A4規格（2丨〇乂 297公*) - 26

Jl· — —·----丨裝------丨訂.-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 278220 A7 B7 五、發明説明（24 ) 極區域中形成接觸孔，並沈積氮化鈦及鋁的多層薄膜。然 後進行圖樣產生，以便形成接線/電極（3 3 0 )到（ 3 2 4 )。氮化鈦及鋁的厚度分別爲8 0 0埃與 5 ，0 0 0埃。最後，在1大氣壓力的氫氣體中，在 3 5 0 °C下進行退火3 0分鐘，因而完成了 TFT«路。 如果將上述各實施例所述之方法用於製造諸如主動矩 陣式液晶顯示單元時，則係以結晶矽薄膜構成周邊電路部 分的TFT，其中晶體生長的方向係平行於載子流動的方 向（即載子移動方向），且於構成像素部分的TFT時’ 係利用構成之方向係垂直於載子流動方向（即載子移動方 向）的結晶矽薄膜。因而，周邊電路部分的TFT可進行 高速的動作，而像素部分的T F T則具有保持電荷所需之 低斷路電流値。因此，在必須形成具有不同特性的τ f τ 之半導體電路中，只要改變TFT的配置方向或施行類似 的步驟，即可同時形成特性可符合各別需求的若干τ F T 。因此，可對電路的特性做整體性的增進。 J . ；—裝-----·—訂------p線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央棣準局工消资合作社印製 27 本紙張尺度適用中國11家樣準（CNS ) 格 (210X297公釐）

Claims (1)

1. 獄 A8 B8 CS ___ _ D8 六、申請專利範圍 第83107782號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 4年1 〇月修正 1 _〜種半導體裝置之製造方法，包含下列各步驟 在一基底上形成一具有非結晶矽之矽薄膜； 在形成該砍薄膜之前或之後，準備一可增進結晶之元 素’以便將該元素導入該矽薄膜的一個區域； $胃@薄膜結晶，其中該矽薄膜係自晶體生長方向平 行於該基底的區域生長晶體； 使該砂薄膜氧化，以便在該矽薄膜上形成一二氧化砂 層；以及 Μ β Μ矽薄膜形成複數個薄膜電晶體， 其中至少一個薄膜電晶體具有一第一角度，該第一角 $係形成於〜載子移動方向與該晶體生長方向之間，而且 至少另一個薄膜電晶體具有一與該第一角度不同的第二角 ¥ ’該第二角度係形成於該載子移動方向與該晶體生長方 向之間。 2. 一種用於主動矩陣式液晶顯示器的半導體裝置之 Mg方法’該半導體裝置設有一周邊電路部分及一像素部 分及’該方向包含下列各步驟： &一基底上形成一具有非結晶矽之矽薄膜： 在形成該矽薄膜之前或之後，準備一可增進結晶之元 素’以便將該元素導入該矽薄膜的一個區域； _使該矽薄膜結晶，其中該矽薄膜係自晶體生長方向平 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐_) ' '' 1 n ^ ^裝 ί ;„口， ^ (請先閱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 278220 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 々、申請專利範圍 行於該基底的區域生長晶體； 使該矽薄膜氧化’以便在該矽薄膜上形成一二氧化砂 薄膜；以及 利用氧化後的該矽薄膜形成複數個薄膜電晶體， 其中至少一個薄膜電晶體係設來作爲周邊電路部分， 且設於該周邊電路部分的該薄膜電晶體具有一第一角度， 該第一角度係形成於一載子移動方向與該晶體生長方向之 間’而且至少另一個薄膜電晶體係設來作爲像素部分，且 設於該像素部分的該薄膜電晶體具有一與該第一角度不同 的第一角度’該第二角度係形成於該載子移動方向與該晶 體生長方向之間。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一角度 大約爲0° ，該第二角度大約爲90。。 4 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一角度 大約爲0° ，該第二角度大約爲90。。 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中該元素包括 錬、銅、鈀、鈾其中之一-。 6 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該元素包括 鎳、銅、鈀、鉑其中之一-。 7 .如申請專利範圍第1項之方法，又包含下列步驟 於一所需之期間中對結晶後的該矽薄膜加熱。 8 .如申請專利範圍第2項之方法，又包含下列步驟 本紙張尺度通用中國國家榡準（CNS ) Λ4規格（210X29·/公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、-* 經濟部中央揉牟局員工消费合作社印製 A8 B8 CS D8 ___ 六、申請專利範圍 於一所需之期間中對結晶後的該矽薄膜加熱。 9 .如申請專利範圍第7項之方法，其中係利用快速 退火法執行該加熱步驟。 1 0 .如申請專利範圍第8項之方法，其中係利用快 速退火法執行該加熱步驟。 1 1 .如申請專利範圍第9項之方法’其中用於該 快速退火法的光源包括波長爲〇 . 6到4微米的紅外線。 1 2 .如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中用於該 快速退火法的光源包括波長爲〇 . 6到4微米的紅外線。 1 3 . —種半導體裝置之製造方法，包含下列各步驟 在一基底上形成一具有非結晶矽之矽薄膜； 在形成該矽薄膜之前或之後’準備一可增進結晶之元 素，以便將該元素導入該矽薄膜的一個區域； — 使該矽薄膜結晶，其中該矽薄膜係自沿著晶體生長方 向的區域生長晶體； 使該矽薄膜氧化，以便在該矽薄膜上形成一二氧化矽 層：以及 利用該矽薄膜形成複數個薄膜電晶體， 其中至少一個薄膜電晶體設有一生長晶體之矽薄膜， 且該矽薄膜之晶體生長方向與一載子移動方向重合，而且 至少另一個薄膜電晶體設有一晶體生長方向與載子移動方 向不同的生長晶體之矽薄膜。 1 4 . 一種半導體裝置之製造方法，包含下列各步驟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、1T·_ -3 - A8 B8 C8 D8 278220 A、申請專利範圍 在一基底上形成一具有非結晶矽之矽薄膜； 在形成該矽薄膜之前或之後，準備一可增進結晶之元 素’以便將該元素導入該矽薄膜的一個區域； 使該矽薄膜結晶，其中該矽薄膜係自沿著晶體生長方 向的區域生長晶體，以便得到一晶體生長區域； 使該矽薄膜氧化，以便在該矽薄膜上形成一二氧化较 層；以及 利用該矽薄膜形成複數個薄膜電晶體， 其中至少—個薄膜電晶體具有一第一角度，該第一角 度係形成於一載子移動方向與該晶體生長方向之間，而且 至少另一個薄膜電晶體具有一與該第一角度不同的第二角 度’該第二角度係形成於該載子移動方向與該晶體生長方 向之間，以及 其中該晶體生長區域包含該元素，且包含在該晶體生 長區域的該元素濃度爲1 X 1 0 1 7到1 X 1 0 2。原子/立 方厘米。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該第一 角度大約爲0° ，該第二角度大約爲90。。 16. —種用於主動矩陣式液晶顯示器的半導體裝 置之製造方法，該半導體裝置設有一周邊電路部分及一像 素部分，該方法包含下列各步驟： 在一基底上形成一具有非結晶矽之矽薄膜； 在形成該矽薄膜之前或之後，準備一可增進結晶之元 素’以便將該元素導入該矽薄膜的一個區域； 本紙張尺度逋用中國國家棣準（CNS ) A4規格（21UX297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -4 - ABCD ^78220 六、申請專利範圍 使該政薄膜結晶，其中該矽薄膜係自沿著晶體生長方 向的區域生長晶體； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 使該矽薄膜氧化，以使在該矽薄膜上形成—二氧化矽 薄膜；以及 利用該矽薄膜形成複數個薄膜電晶體， 其中至少一個薄膜電晶體設有一生長晶體之矽薄膜， 且該砂薄膜之晶體生長方向與一載子移動方向重合，而且 至少另一個薄膜電晶體設有一晶體生長方向與載子移動方 向不同的生長晶體之矽薄膜。 1 7 . —種半導體裝置之製造方法，包含下列各步驟 在一基底上形成一具有非結晶矽之矽薄膜； 在形成該矽薄膜之前或之後，準備鎳，以便將該鎳導 入該矽薄膜的一個區域； 使該矽薄膜結晶，其中該矽薄膜係自晶體生長方向平 行於該基底的區域生長晶體，以便得到一晶體生長區域； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 使該矽薄膜氧化，以使在該矽薄膜上形成一二氧化矽 層；以及 利用該矽薄膜形成複數個薄膜電晶體， 其中至少一個薄膜電晶體具有一第一角度，該第一角 &係形成於一載子移動方向與該晶體生長方向之間，而且 至少另一個薄膜電晶體具有一與該第一角度不同的第二角 ® ’該第二角度係形成於該載子移動方向與該晶體生長方 向之間。 本氏張尺度適用中國國家榡?^丨:CMS ) A4規格（21GX297公釐） 5 ABCD 六、申請專利範圍 18.如申請專利範圍第1 7項之方法，其中該晶體 生長區域包含鎳，且包含在該晶體生長區域的該鎳之濃度 爲1 X 1 017到1 X 1 02°原子/立方厘米。 —f 裝 訂- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消费合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 -