專利名稱：多晶硅薄膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的制造方法，且特別是有關(guān)于一種薄膜晶體管液晶顯示器中薄膜晶體管陣列的多晶硅薄膜的制造方法。
背景技術(shù)：
一般主動(dòng)式陣列液晶顯示器因材質(zhì)可以分為多晶硅薄膜晶體管以及非晶硅薄膜晶體管兩種，其中多晶硅薄膜晶體管由于可以整合驅(qū)動(dòng)電路，故可以提供較非晶硅薄膜晶體管為高的開口率及降低成本，然而多晶硅薄膜晶體管技術(shù)被大力推崇的另一個(gè)原因是多晶硅薄膜晶體管能夠大幅縮小元件尺寸，以達(dá)到高分辨率，一般要量產(chǎn)多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器，必須具有低溫制造技術(shù)(約攝氏450至550度)、高品質(zhì)的柵極絕緣膜的低溫成膜技術(shù)以及大面積的離子布植技術(shù)三項(xiàng)要件。
基于玻璃基板的價(jià)格考量，而采用低溫狀態(tài)下進(jìn)行薄膜的成長(zhǎng)，故先是有固相結(jié)晶法(Solid Phase Crystallization，SPC)的引進(jìn)，但其反應(yīng)的溫度仍偏高，反應(yīng)溫度約為600度且結(jié)晶性差，之后，則發(fā)展出將準(zhǔn)分子激光(Excimer Laser)應(yīng)用于上述低溫薄膜結(jié)晶的準(zhǔn)分子激光結(jié)晶化(Excimer Laser Crystallization，ELC)或是準(zhǔn)分子激光退火(Excimer Laser Annealing，ELA)工藝，通過使用激光對(duì)非晶硅薄膜進(jìn)行掃描使其熔融，再重新結(jié)晶成為多晶硅薄膜。
由于準(zhǔn)分子激光結(jié)晶工藝具有將工藝溫度降至低于攝氏450度的能力，并且由激光結(jié)晶法所形成的多晶硅薄膜具有較固相結(jié)晶法高的電子遷移率及較低的漏電流，因而能夠采用更為低價(jià)的玻璃基板，進(jìn)一步的降低工藝的成本，并得到較佳的薄膜晶體管元件特性。
圖1A至圖1B所示為公知多晶硅薄膜的制造流程圖。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1A，提供一基底100，此基底100上具有絕緣層102，接著再于絕緣層102上形成一層表面平整的非晶硅層104。在非晶硅層104沉積之后，利用足夠能量的準(zhǔn)分子激光106，使非晶硅層104幾近完全熔融。所謂幾乎完全熔融指的是在絕緣層的表面上會(huì)殘存一些未熔融的非晶硅顆粒(未圖標(biāo))以作為晶種。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D1B，熔融的非晶硅層104以未熔融的非晶硅顆粒為晶種(Discrete Seeds)，結(jié)晶化后成為多晶硅層108，此多晶硅層108是用于薄膜晶體管的源極/漏極區(qū)域以及通道區(qū)域。
一般在公知多晶硅薄膜的結(jié)晶過程中，一定需將準(zhǔn)分子激光的能量密度控制在剛好可以讓非晶硅層幾乎完全熔融，同時(shí)又可以殘留一些未熔融的非晶硅顆粒以作為結(jié)晶的晶種，如此才會(huì)有較佳的結(jié)晶效果，但是準(zhǔn)分子激光屬于脈沖式激光，每一脈沖的能量密度皆會(huì)有所差異，所以準(zhǔn)分子激光在能量密度上的控制不易，使得最后晶粒的大小尺寸不一致，并且于晶粒邊界形成許多突起(Protrusion)，進(jìn)而導(dǎo)致多晶硅薄膜的均勻性不佳，而影響后續(xù)薄膜晶體管的元件特性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在提出一種多晶硅薄膜的制造方法，能夠形成具有較大尺寸的晶粒，并能夠降低形成于晶粒邊界的突起的數(shù)量與密度，以得到具有較佳表面平坦度的多晶硅薄膜，并且此多晶硅薄膜應(yīng)用于薄膜晶體管及/或其它電子元件時(shí)具有較佳的元件特性。
本發(fā)明提出一種多晶硅薄膜的制造方法，此方法為提供一基底，并于基底上形成第一多晶硅層，其中第一多晶硅層上具有不同高度的復(fù)數(shù)個(gè)第一突起。接著，于第一多晶硅層上形成第一非晶硅層，此第一非晶硅層上具有不同高度的第二突起，此些第二突起的頂端與基底表面的最大距離為X1、與基底表面的最小距離為Y1。接下來進(jìn)行激光退火工藝，將總厚度低于Z1的第一非晶硅層與第一多晶硅層的部分熔融(其中Y1＜Z1＜X1)。此時(shí)，頂端與基底表面的距離大于Z1的一部分第二突起并未完全熔融，維持固態(tài)，而成為復(fù)數(shù)個(gè)硅微粒，這些硅微粒的數(shù)目會(huì)小于第一突起的數(shù)目。接下來進(jìn)行結(jié)晶化步驟，此時(shí)熔融態(tài)的硅原子會(huì)以這些硅微粒為晶種，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為第二多晶硅層。
本發(fā)明提出另一種多晶硅薄膜的制造方法，此方法為提供一基底，接著于基底上形成第一多晶硅層，其中第一多晶硅層上具有復(fù)數(shù)個(gè)第一突起，且此些第一突起具有不同高度，并且第一突起的頂端與基底表面的最大距離為X2、與基底表面的最小距離為Y2。接著，對(duì)第一多晶硅層進(jìn)行蝕刻工藝，將厚度低于Z2的第一多晶硅層部分去除(其中Y2＜Z2＜X2)。此時(shí)，頂端與基底表面的距離大于Z2的第一多晶硅層部分并未被完全蝕刻，因而在基底表面上形成復(fù)數(shù)個(gè)硅微粒，這些硅微粒的數(shù)目會(huì)小于第一突起的數(shù)目。然后，于基底與硅微粒上形成第一非晶硅層，再進(jìn)行激光退火工藝。通過提供適當(dāng)?shù)募す饽芰?，使第一非晶硅層完全熔融并維持硅微粒為固態(tài)。接下來進(jìn)行結(jié)晶化步驟，此時(shí)熔融態(tài)的硅原子會(huì)以這些硅微粒為晶種，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為第二多晶硅層。
如上所述，本發(fā)明為利用一般多晶硅層形成時(shí)表面突起具有不同高度的現(xiàn)象，使用部分高度較高的突起產(chǎn)生晶種，使用于接下來的固化步驟中，因此能夠使新形成的多晶硅薄膜具有大小均勻且顆粒較大的晶粒，并具有數(shù)量與密度較少的突起，進(jìn)而具有較佳的表面平坦度。
而且，由上述方法所形成的多晶硅薄膜，能夠應(yīng)用于多晶硅薄膜晶體管及/或其它電子元件，且具備有良好的元件特性。


圖1A至圖1B所示為公知多晶硅薄膜的制造流程圖。
圖2A至圖2F所示為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的多晶硅薄膜的制造方法的工藝剖面圖。
圖3A至圖3G所示為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的多晶硅薄膜的制造方法的工藝剖面圖。
圖4所示為對(duì)圖2C以及圖3C中所形成的多晶硅層進(jìn)行測(cè)試所得的突起高度對(duì)突起數(shù)量分布圖。
100、200、300基底102、202、302絕緣層104、204、214、304、316非晶硅層106準(zhǔn)分子激光108、208、224、308、326多晶硅層206、306第一激光退火工藝207、307非晶硅顆粒210、310晶粒邊界212、215、312、317突起218、318第二激光退火工藝220、320液態(tài)硅層222、315硅微粒314蝕刻工藝D1、D2、D3、D4、D5、D6厚度S1切線具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例請(qǐng)參照?qǐng)D2A至圖2F，其為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的多晶硅薄膜的制造流程剖面圖。
首先，請(qǐng)先參照?qǐng)D2A，提供一基底200，此基底200例如為硅晶圓、玻璃基板或是塑料基板，在基板200上形成一絕緣層202，此絕緣層202的材質(zhì)例如是二氧化硅，形成的方式例如是以低壓化學(xué)氣相沉積(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)或是濺鍍(Sputter)的方式，于基底200上形成一層二氧化硅層。接著再于絕緣層202上形成一層非晶硅層204，此非晶硅層204例如以低壓化學(xué)氣相沉積法、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法或是以濺鍍的方式形成，其中所形成的非晶硅層204具有厚度D1，且厚度D1例如為1nm至1000nm左右。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2B，進(jìn)行一第一激光退火工藝206，其中此第一激光退火工藝206例如是用準(zhǔn)分子激光對(duì)非晶硅層204進(jìn)行照射。以使非晶硅層204幾近完全熔融，并于絕緣層202的表面上殘存一些未熔融的非晶硅顆粒207，以作為結(jié)晶時(shí)的結(jié)晶位置(Nucleation Site)/晶種。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2C，熔融的非晶硅層204以未熔融的非晶硅顆粒207為結(jié)晶位置(晶種)，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為多晶硅層208，并且多晶硅層208具有厚度D2，此厚度D2例如為1nm至1000nm左右。如圖2C所示，在結(jié)晶的過程中，晶粒會(huì)由結(jié)晶位置橫向成長(zhǎng)(lateralgrowth)至接觸到相鄰的晶粒為止，并且，在相鄰晶粒的晶粒邊界210，會(huì)由于兩晶?；ハ嗤茢D的結(jié)果而形成突起212。一般而言，此些突起212受到結(jié)晶位置之間的距離、晶粒的成長(zhǎng)速度、非晶硅層204受激光照射后的溫度分布等因素影響，使得突起212呈現(xiàn)不同的高度分布。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2D，在已結(jié)晶的多晶硅層208上形成一層非晶硅層214，此非晶硅層214例如以低壓化學(xué)氣相沉積法、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法或是以濺鍍的方式形成，其中所形成的非晶硅層214具有厚度D3，且厚度D3例如為1nm至1000nm左右。并且，如圖6所示，于非晶硅層214上亦會(huì)對(duì)應(yīng)多晶硅層208的突起212，而于突起212上方的非晶硅層214上形成相對(duì)應(yīng)的突起215。尚且，在此些突起215中，其頂端與絕緣層202表面的最大距離為X1(未圖標(biāo))，且與絕緣層202表面的最小距離為Y1(未圖標(biāo))。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2E，進(jìn)行一第二激光退火工藝218，其中此第二激光退火工藝218例如是使用準(zhǔn)分子激光對(duì)非晶硅層214進(jìn)行照射，以使非晶硅層214與多晶硅層208轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硅層220，并于絕緣層202的表面上形成未熔融的殘留硅微粒222。其中此準(zhǔn)分子激光的能量密度，是由非晶硅層214、多晶硅層208與突起216的高度來決定。通過控制準(zhǔn)分子激光的能量密度，將總厚度低于Z1的第一非晶硅層與第一多晶硅層的部分熔融(其中Y1＜Z1＜X1)。此時(shí)，頂端與基底表面的距離大于Z1的一部分第二突起并未完全熔融，維持固態(tài)，而成為復(fù)數(shù)個(gè)硅微粒，這些硅微粒的數(shù)目會(huì)小于第一突起的數(shù)目。接下來進(jìn)行結(jié)晶化步驟，此時(shí)熔融態(tài)的硅原子會(huì)以這些硅微粒為晶種，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為第二多晶硅層。
亦即是如下式(1)所表示Y1＜Z1＜X1(1)
由上述式(1)可知，頂端與絕緣層202的距離小于Z1的突起216將會(huì)被準(zhǔn)分子激光完全熔融，至于突起216頂端與絕緣層202之距離大于Z1的區(qū)域，由于此準(zhǔn)分子激光工藝是由突起215與非晶硅層214的表面向基底200熔融，因此在熔融Z1的深度之后，尚有(X1-Z1)厚度的多晶硅材質(zhì)無法熔融，此些無法熔融的部分即為上述的設(shè)置于絕緣層202的硅微粒222。
最后，請(qǐng)參照?qǐng)D2F，接下來進(jìn)行結(jié)晶化步驟，此時(shí)熔融的液態(tài)硅層220會(huì)以硅微粒222為結(jié)晶位置(晶種)，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為多晶硅層224。
第二實(shí)施例請(qǐng)參照?qǐng)D3A至圖3G，其為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的多晶硅薄膜的制造流程剖面圖。
首先，請(qǐng)先參照?qǐng)D3A，提供一基底300，此基底300例如為硅晶圓、玻璃基板或是塑料基板，在基板300上形成一絕緣層302，其中此絕緣層302的材質(zhì)例如是二氧化硅，形成的方法例如為以低壓化學(xué)氣相沉積法、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法或是以濺鍍的方式，于基底300上形成一層二氧化硅層。接著再于絕緣層302上形成一層非晶硅層304，此非晶硅層304例如以低壓化學(xué)氣相沉積法、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法或是以濺鍍的方式形成，其中所形成的非晶硅層304具有厚度D4，且厚度D4例如為1nm至1000nm左右。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3B，進(jìn)行一第一激光退火工藝306，其中此第一激光退火工藝306例如是用準(zhǔn)分子激光對(duì)非晶硅層304進(jìn)行照射，以使非晶硅層304幾近完全熔融，并于絕緣層302表面上殘存一些未熔融之非晶硅顆粒307，以作為結(jié)晶時(shí)的結(jié)晶位置/晶種。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3C，將熔融的非晶硅層304以未熔融的非晶硅顆粒307為結(jié)晶位置(晶種)，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為多晶硅層308，其中此多晶硅層308的厚度例如是D5，且厚度D5例如為1nm至1000nm左右。并且，如圖3C所示，在結(jié)晶的過程中，晶粒會(huì)由結(jié)晶位置橫向成長(zhǎng)至接觸到相鄰的晶粒為止，且在相鄰晶粒的晶粒邊界310，會(huì)由于兩晶?；ハ嗤茢D的結(jié)果而形成突起312。一般而言，此些突起312會(huì)受到結(jié)晶位置之間的距離、晶粒的成長(zhǎng)速度、非晶硅層304受激光照射后的溫度分布等種種因素的影響，使得突起312呈現(xiàn)不同的高度分布。尚且，在此些突起312中，與絕緣層302表面的最大距離為X2(未圖標(biāo))，且與絕緣層302表面的最小距離為Y2(未圖標(biāo))。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3D，對(duì)多晶硅層308進(jìn)行一蝕刻工藝314，將厚度低于Z2的多晶硅層308部分去除(其中Y2＜Z2＜X2)。此時(shí)，其中蝕刻工藝314例如是使用非等向性蝕刻法，且蝕刻總厚度Z2為介于突起312與絕緣層202的最大距離X2與最小距離Y2之間，亦即是如下式(2)所表示Y2＜Z2＜X2(2)在上述工藝中，由于控制蝕刻工藝314將頂端高度在Z2以下的突起312與多晶硅層308蝕刻去除，突起312頂端與基底表面的距離大于Z2的第一多晶硅層部分并未被完全蝕刻，因而在基底表面上形成復(fù)數(shù)個(gè)硅微粒315，且這些硅微粒315的數(shù)目會(huì)小于突起312的數(shù)目。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3E，形成一層非晶硅層316，此非晶硅層316例如是以低壓化學(xué)氣相沉積法、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法或是以濺鍍的方式形成，其中所形成的非晶硅層316具有厚度D6，且厚度D6例如為1nm至1000nm左右。并且，如圖3D所示，于非晶硅層316上亦會(huì)對(duì)應(yīng)絕緣層302上的硅微粒315，而于硅微粒315上方的非晶硅層316上形成相對(duì)應(yīng)的突起317。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3F，進(jìn)行一第二激光退火工藝318，其中此第二熱退火工藝318例如是使用準(zhǔn)分子激光對(duì)非晶硅層316進(jìn)行照射，以使非晶硅層316轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硅層320，并于絕緣層302表面上殘留未熔融的多晶硅顆粒(亦即是于圖3D中所殘留的硅微粒315)。其中此準(zhǔn)分子激光的能量密度被調(diào)整為不使硅微粒315完全被熔融。由于將準(zhǔn)分子激光的能量密度控制在上述的范圍內(nèi)，因此硅微粒315并不會(huì)被完全的熔融，而能夠用以作為結(jié)晶位置(晶種)。
最后，請(qǐng)參照?qǐng)D3G，接下來進(jìn)行結(jié)晶化步驟，此時(shí)熔融的液態(tài)硅層320會(huì)以硅微粒315為新的結(jié)晶位置(晶種)，結(jié)晶化后結(jié)晶成長(zhǎng)為多晶硅層324。
在上述第一實(shí)施例與第二實(shí)施例中，于基底200、300與非晶硅層204、304之間形成有絕緣層202、302，因此X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2所表示為與絕緣層202之間的距離，在未形成絕緣層202的情形下，則X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2所表示則變?yōu)榕c基底200之間的距離。
尚且，于上述第一實(shí)施例中，圖2D的多晶硅層208與非晶硅層214兩者可視為一固態(tài)硅層，且圖2E的對(duì)非晶硅層214進(jìn)行激光退火工藝218可視為對(duì)固態(tài)硅層的流體化步驟。
此外，于上述第二實(shí)施例中，由圖3D的對(duì)多晶硅308進(jìn)行蝕刻工藝314，乃至于圖3F的對(duì)非晶硅層316進(jìn)行激光退火工藝318可視為一流體化步驟。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4所示為對(duì)圖2C以及圖3C中所形成的多晶硅層進(jìn)行測(cè)試所得的突起高度分布圖，并且于圖4中的橫軸為突起的高度，縱軸為突起的數(shù)量。由圖4中的曲線可知，突起的高度對(duì)數(shù)量的曲線呈高斯分布，亦即是愈接近平均值高度的突起數(shù)量愈多，并由平均高度向兩側(cè)(亦即是向最高高度與最低高度)的方向移動(dòng)，則突起的數(shù)量則漸次的減少。如圖4所示，本發(fā)明是利用上述第一實(shí)施例與第二實(shí)施例所述的方法，將一定高度以下的突起去除(如圖4中的切線S1左半部以降的突起)，因此突起的數(shù)量與密度得以大量的減少，并利用剩余的突起作為新結(jié)晶位置，而能夠長(zhǎng)出較大顆粒的晶粒與具有較少的突起的多晶硅薄膜。以使多晶硅薄膜具有較佳的平坦度，且應(yīng)用于薄膜晶體管時(shí)具備良好的電子遷移率以及關(guān)閉電流等元件特性。
綜上所述，本發(fā)明的多晶硅薄膜具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明通過在已結(jié)晶的多晶硅層上沉積一層非晶硅層，再進(jìn)行準(zhǔn)分子激光工藝的方式，得以降低多晶硅層中突起的數(shù)量與密度，并以剩余的突起(多晶硅顆粒)作為新的結(jié)晶位置，因此能夠使新形成的多晶硅薄膜具有大小均勻且顆粒較大的晶粒，進(jìn)而具有較佳的表面平坦度。
2.本發(fā)明通過對(duì)已結(jié)晶的多晶硅層進(jìn)行蝕刻，再于其上沉積一層非晶硅層，其后進(jìn)行準(zhǔn)分子激光工藝的方式，而能夠降低多晶硅層中突起的數(shù)量與密度，并以剩余的突起作為新的結(jié)晶位置，因此能夠使新形成的多晶硅薄膜具有大小均勻且顆粒較大的晶粒，并具有數(shù)量與密度較少的突起，進(jìn)而具有較佳的表面平坦度。
3.由上述兩方法所形成的多晶硅薄膜，能夠應(yīng)用于薄膜晶體管的通道多晶硅薄膜，且具備有良好的電子遷移率以及關(guān)閉電流等元件特性。此外，本發(fā)明所形成的多晶硅薄膜亦可適用于其它電子元件上，例如COG工藝的驅(qū)動(dòng)電路。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該方法包含下列步驟在一基底上形成一第一固態(tài)硅層，其中該第一固態(tài)硅層上具有不同高度的復(fù)數(shù)個(gè)第一突起，并且該些第一突起的頂端與該基底表面的最大距離為X1，該些第一突起的頂端與該基底表面的最小距離為Y1；對(duì)該第一固態(tài)硅層進(jìn)行一流體化步驟，使厚度為Z1的該第一固態(tài)硅層部分成為流體，且Y1＜Z1＜X1，其中頂端與該基底表面的距離大于Z1的一部分該些第一突起區(qū)域并未完全流體化，而形成復(fù)數(shù)個(gè)硅微粒；以及以該些硅微粒作為晶種，進(jìn)行一結(jié)晶工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該第一固態(tài)硅層包含一第一多晶硅層及一第一非晶硅層，該第一固態(tài)硅層的形成方法包含下列步驟于該基底上形成一第一多晶硅層，其中該第一多晶硅層上具有不同高度的復(fù)數(shù)個(gè)多晶硅突起；及于該第一多晶硅層上形成一第一非晶硅層。
3.如權(quán)利要求2所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該第一多晶硅層的形成方法包含下列步驟于該基底上形成一第二非晶硅層；施加能量于該第二非晶硅層，使該第二非晶硅層的一部分成為熔融的第二液態(tài)硅層，其中該第二非晶硅層未熔融的部分形成復(fù)數(shù)個(gè)非晶硅顆粒；以及進(jìn)行結(jié)晶化步驟，該第二液態(tài)硅層會(huì)以該些非晶硅顆粒為晶種，結(jié)晶成長(zhǎng)形成該第一多晶硅層。
4.如權(quán)利要求2所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該流體化步驟是施加一激光能量于該第一固態(tài)硅層，使厚度為Z1的該第一固態(tài)硅層部分成為熔融狀態(tài)的一第一液態(tài)硅層。
5.如權(quán)利要求4所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該結(jié)晶工藝包含下列步驟降低溫度，該第一液態(tài)硅層會(huì)以該些硅微粒作為晶種，結(jié)晶成長(zhǎng)形成該多晶硅薄膜。
6.如權(quán)利要求5所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該第一多晶硅層的厚度為1nm至1000nm。
7.如權(quán)利要求5所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該激光能量是由一準(zhǔn)分子激光所產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求5所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，更包括于該基底與該第一多晶硅層之間形成一絕緣層的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該第一固態(tài)硅層為一第一多晶硅層，該第一多晶硅層的形成方法包含下列步驟于該基底上形成一第二非晶硅層；施加能量于該第二非晶硅層，使該第二非晶硅層的一部分成為熔融的第二液態(tài)硅層，其中該第二非晶硅層未熔融的部分形成復(fù)數(shù)個(gè)非晶硅顆粒；以及進(jìn)行結(jié)晶化步驟，該第二液態(tài)硅層會(huì)以該些非晶硅顆粒為晶種，結(jié)晶成長(zhǎng)形成該第一多晶硅層，其中該第一多晶硅層上具有不同高度的復(fù)數(shù)個(gè)第一突起。
10.如權(quán)利要求9所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該流體化步驟包括對(duì)該第一固態(tài)硅層進(jìn)行一蝕刻工藝，使厚度為Z1的該第一固態(tài)硅層部分成為氣體狀態(tài)；形成一第三非晶硅層于該基底及該些硅微粒之上；施加一激光能量于該第三非晶硅層及該些硅微粒，使該第三非晶硅層成為熔融的第三液態(tài)硅層，其中該些硅微粒并未完全熔融；
11.如權(quán)利要求10所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該蝕刻工藝為非等向蝕刻。
12.如權(quán)利要求10所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該結(jié)晶工藝包含下列步驟進(jìn)行結(jié)晶化步驟，該第三液態(tài)硅層會(huì)以該些硅微粒為晶種，結(jié)晶成長(zhǎng)形成該多晶硅薄膜。
13.如權(quán)利要求12所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該第一多晶硅層的厚度為1nm至1000nm。
14.如權(quán)利要求12所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該激光能量是由一準(zhǔn)分子激光所產(chǎn)生。
15.如權(quán)利要求12所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，更包括于該基底與該第一多晶硅層之間形成一絕緣層的步驟。
16.一種多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該方法至少包括下列步驟提供一基底；于該基底上形成一第一多晶硅層，其中該第一多晶硅層上具有不同高度的復(fù)數(shù)個(gè)第一突起，并且該些第一突起與該基底表面的最大距離為X1，該些第一突起與該基底表面的最小距離為Y1；于該第一多晶硅層上形成一第一非晶硅層；以及進(jìn)行一第一退火工藝，以將總厚度為Z1的該些第一突起、該第一非晶硅層與該第一多晶硅層熔融，其中Y1＜Z1＜X1，以使該基底表面上形成復(fù)數(shù)個(gè)第二突起，且該些第二突起的數(shù)目小于該些第一突起的數(shù)目，并以該些第二突起為晶種，進(jìn)行結(jié)晶化步驟以形成一第二多晶硅層。
17.如權(quán)利要求16所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，形成該第一多晶硅層的方法包括下列步驟于該基底上形成一第二非晶硅層；以及進(jìn)行一第二退火工藝，且未完全熔融該第二非晶硅層，其中該第二非晶硅層的未完全熔融的部分為位于該基底表面上的非晶硅顆粒，并以該些非晶硅顆粒為晶種，進(jìn)行再結(jié)晶的步驟以形成該第一多晶硅層。
18.如權(quán)利要求16所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，更包括于該基底與該第一多晶硅層之間形成一絕緣層。
19.一種多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該方法至少包括下列步驟提供一基底；于該基底上形成一第一多晶硅層，其中該第一多晶硅層上具有復(fù)數(shù)個(gè)第一突起，且該些第一突起具有不同高度，并且該些第一突起與該基底表面的最大距離為X2，該些第一突起與該基底表面的最小距離為Y2；對(duì)該第一多晶硅層進(jìn)行一蝕刻工藝，以去除總厚度為Z2的該些第一突起與該第一多晶硅層，其中Y2＜Z2＜X2，以于該基底上形成復(fù)數(shù)個(gè)第二突起，且該些第二突起的數(shù)目小于該些第一突起的數(shù)目；于該基底與該些第二突起上形成一第一非晶硅層；以及進(jìn)行一第一退火工藝，以該些第二突起為晶種進(jìn)行結(jié)晶化步驟以形成一第二多晶硅層。
20.如權(quán)利要求19所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，形成該第一多晶硅層的方法包括下列步驟于該絕緣層上形成一第二非晶硅層；以及進(jìn)行一第二退火工藝，且未完全熔融該第二非晶硅層，其中該第二非晶硅層的未完全熔融的部分為位于該基底表面上的復(fù)數(shù)個(gè)非晶硅顆粒，并以該些非晶硅顆粒為晶種，進(jìn)行結(jié)晶化步驟以形成該第一多晶硅層。
21.如權(quán)利要求19所述的多晶硅薄膜的制造方法，其特征是，該蝕刻工藝包括非等向性蝕刻法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多晶硅薄膜的制造方法，該方法是利用一般多晶硅層形成時(shí)表面突起具有不同高度的現(xiàn)象，利用部分高度較高的突起產(chǎn)生晶種，使用于接下來的結(jié)晶化步驟中，因此能夠使新形成的多晶硅薄膜具有大小均勻且顆粒較大的晶粒，并具有數(shù)量與密度較少的突起，進(jìn)而具有較佳的表面平坦度。
文檔編號(hào)G02F1/136GK1567534SQ0314288
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月16日
發(fā)明者張茂益 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司