專利名稱：晶體硅的制作方法和使用晶體硅的開關(guān)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)晶非晶硅的方法，更具體的，涉及使用對準(zhǔn)鍵制作晶體硅的方法和使用晶體硅的開關(guān)器件。
背景技術(shù)：
由于信息時代的到來，便攜而低功耗的平板顯示器(FPD)成了許多近期研究的主題。在各種類型的FPD器件中，液晶顯示器(LCD)因其高分辨率、彩色顯示能力和在顯示運(yùn)動圖像中的卓越表現(xiàn)而被廣泛用作為筆記本電腦和臺式計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器。
通常，LCD器件包括兩個基板，將這兩個基板設(shè)置為使其各自電極彼此相對。在各自電極之間夾有一個液晶層。當(dāng)在兩個電極之間施加電壓時，產(chǎn)生電場。這個電場通過改變液晶分子的取向而調(diào)制液晶層的透光率，從而在LCD器件上顯示圖像。
有源矩陣型顯示器件因其出眾的運(yùn)動圖像顯示能力而得到普遍應(yīng)用。有源矩陣型顯示器件包括布置成矩陣的像素區(qū)和在各個像素區(qū)中形成的開關(guān)元件，例如薄膜晶體管(TFT)。包含使用多晶硅(p-Si)的TFT的LCD器件近來得到了廣泛的研究和開發(fā)。在使用多晶硅的LCD器件中，顯示區(qū)TFT和驅(qū)動電路可以在同一個基板上形成。而且，由于不需要額外工序來連接顯示區(qū)的TFT和驅(qū)動電路，所以LCD器件的整個制作工序得到了簡化。因?yàn)槎嗑Ч璧膱鲂?yīng)遷移率比非晶硅大幾百倍，所以使用多晶硅的LCD器件響應(yīng)時間短，對熱和光有較高的穩(wěn)定性。
非晶硅可以結(jié)晶成多晶硅。激光退火方法(將激光束照射到非晶硅膜上)被廣泛用作為結(jié)晶方法。然而，由于被照射的非晶硅膜表面溫度達(dá)1400℃左右，硅膜上表面容易發(fā)生氧化。具體地，因?yàn)樵诩す馔嘶鸱椒ㄖ幸M(jìn)行幾次激光束照射，當(dāng)在環(huán)境空氣中進(jìn)行激光照射時可能在硅膜上表面形成氧化硅(SiO2)。因此，可以在約10-7到10-6托的真空下進(jìn)行激光束照射。為解決激光退火方法的這些問題，提出并研究了使用激光束的順序橫向固化(Sequential Lateral Solidification，SLS)方法。
SLS方法利用了硅膜晶粒沿著與硅膜液相區(qū)和固相區(qū)邊界表面垂直的方向生長這一現(xiàn)象。在SLS方法中，通過調(diào)節(jié)激光束的能量密度和照射范圍并移動激光束，可以使得晶粒沿著一個側(cè)面方向生長(Robert S.Sposilli，M.A.Crowder和James S.Im，Material Research SocietySymp.Proc.第452卷，第956～957頁，1997年)。
圖1A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的順序橫向固化方法中使用的掩膜的平面示意圖，而圖1B示出了使用圖1A所示掩膜結(jié)晶得到的半導(dǎo)體層的平面示意圖。
在圖1A中示出了用于SLS方法的掩膜10，其包括幾微米寬的狹縫圖案12，幾微米寬的激光束，從而可以照射到半導(dǎo)體層上。雖然在圖1A沒有顯示，相鄰狹縫圖案12之間的間隙可以是幾微米。例如，狹縫圖案12的寬度可以是約2μm至約3μm。
在圖1B中，激光束(未示出)通過圖1A所示掩膜10的狹縫圖案12照射到非晶硅半導(dǎo)體層20上。受到激光束照射的半導(dǎo)體層20的區(qū)域22完全熔化，當(dāng)熔化的硅固化時生長出晶粒24a和24b。晶粒24a和24b從被照射區(qū)域22的兩端側(cè)向生長出來，并在照射區(qū)域22的中心部分停止生長，從而在晶粒24a和24b相接處形成晶界28b。雖然在圖1A和圖1B沒有顯示，掩膜10具有多個狹縫圖案12，而與掩膜10相對應(yīng)的結(jié)晶部分可稱為單元結(jié)晶區(qū)域。通過使用激光束重復(fù)照射包括照射區(qū)域22在內(nèi)的半導(dǎo)體層20的不同區(qū)域，可以使得非晶硅的半導(dǎo)體層20完全結(jié)晶。
圖2示出了通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的順序橫向固化方法結(jié)晶所得的半導(dǎo)體層的平面示意圖。在圖2中，多晶硅半導(dǎo)體層包括多個單元結(jié)晶區(qū)域30。在相鄰單元結(jié)晶區(qū)域30之間經(jīng)受激光束重復(fù)照射的位置，形成了第一和第二交疊區(qū)域40和50。第一交疊區(qū)域40沿著兩相鄰單元結(jié)晶區(qū)域30之間的垂直方向，而第二交疊區(qū)域50沿著兩相鄰單元結(jié)晶區(qū)域30之間的水平方向。由于激光束數(shù)次照射到第一和第二交疊區(qū)域40和50上，所以第一和第二交疊區(qū)域40和50形成了不均勻結(jié)晶。這些不均勻結(jié)晶部分會導(dǎo)致LCD器件顯示質(zhì)量的下降，特別是在使用這些不均勻部分來形成LCD器件中顯示區(qū)TFT的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種制作多晶硅的方法和使用所制作的多晶硅的開關(guān)器件，其基本消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)所導(dǎo)致的一個或者更多問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種制作多晶硅的方法，和使用所制作的多晶硅的開關(guān)器件，其中減小或者消除了半導(dǎo)體層中的不均勻部分，并縮短了制作時間。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種結(jié)晶方法，其中使用掩膜和對準(zhǔn)鍵來使半導(dǎo)體層的選定區(qū)域結(jié)晶。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種結(jié)晶方法和光刻方法，該結(jié)晶方法和光刻方法使用同一個對準(zhǔn)鍵，并提供一種形成對準(zhǔn)鍵的方法。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明中進(jìn)行闡述，一部分可以通過說明書而明了，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而體驗(yàn)到。通過說明書、權(quán)利要求書和附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)或獲得本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的一部分提供了一種形成晶體硅層的方法，該方法包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅的半導(dǎo)體層；通過把激光束照射到第二區(qū)域中的半導(dǎo)體層上而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。
本發(fā)明的一部分提供了一種形成開關(guān)元件的有源層的方法，該方法包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；通過把激光束照射到第二區(qū)域中的半導(dǎo)體層上形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成晶體硅有源層。對半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖的步驟可以包括通過掃描來識別對準(zhǔn)鍵的曝光步驟。
本發(fā)明的一部分提供了一種形成晶體硅層的方法，該方法包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；使用第一掩膜，通過把激光束照射到第二區(qū)域中的半導(dǎo)體層上形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵和第二掩膜對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。第一掩膜可以包括彼此分離的矩形透光區(qū)域。
本發(fā)明的一部分提供了一種形成開關(guān)元件的有源層的方法，該方法包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；使用第一掩膜，通過把激光束照射到第二區(qū)域中的半導(dǎo)體層上形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵和第二掩膜對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理；使用至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成晶體硅有源層。
本發(fā)明的一部分提供了一種制作開關(guān)元件的方法，該方法包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；通過把激光束照射到第二區(qū)域中的半導(dǎo)體層上形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成晶體硅有源層，該晶體硅有源層包括溝道區(qū)和位于溝道區(qū)兩側(cè)的源漏區(qū)；在該有源層上形成柵絕緣層；在柵絕緣層上形成柵極；在柵極上形成層間絕緣層，該層間絕緣層包括露出源區(qū)的第一接觸孔和露出漏區(qū)的第二接觸孔；在層間絕緣層上形成源極和漏極，源極通過第一接觸孔與源區(qū)相連，漏極通過第二接觸孔與漏區(qū)相連。
本發(fā)明的一部分提供了一種形成多晶硅半導(dǎo)體層的方法，該方法包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；熔化第二區(qū)域的半導(dǎo)體層以形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。
本發(fā)明的一部分提供了一種開關(guān)元件，該開關(guān)元件包括具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；位于第二區(qū)域中的至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；第一區(qū)域中的晶體硅有源層，該有源層包括溝道區(qū)和位于溝道區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)；有源層上的柵絕緣層；柵絕緣層上的柵極；柵極上的層間絕緣層，該層間絕緣層包括露出源區(qū)的第一接觸孔和露出漏區(qū)的第二接觸孔；和位于層間絕緣層上的源極和漏極，源極通過第一接觸孔與源區(qū)相連，漏極通過第二接觸孔與漏區(qū)相連。
可以理解，前面的概述和下面的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的，旨在為權(quán)利要求所限定的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


附圖幫助更好地理解本發(fā)明，并構(gòu)成本申請的一部分，附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理。
圖1A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的順序橫向固化方法中使用的掩膜的平面示意圖；圖1B示出了使用圖1A的掩膜結(jié)晶所得的半導(dǎo)體層的平面示意圖；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的順序橫向固化方法結(jié)晶所得的半導(dǎo)體層的平面示意圖；圖3A到3C的平面示意圖顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例制作晶體硅半導(dǎo)體層的流程；圖4A示出了對準(zhǔn)鍵的放大圖，顯示了圖3C中“IVa”部分；圖4B示出了對準(zhǔn)鍵沿著圖4A中“IVb-IVb”線的剖面示意圖；圖5A到5D的平面示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的制作晶體硅半導(dǎo)體層的流程；圖6A示出了對準(zhǔn)鍵的放大圖，顯示了圖5D中“IXa”部分；圖6B示出了對準(zhǔn)鍵沿著圖6A中“IXb-IXb”線的剖面示意圖；
圖7示出了由圖5A到圖5C的工藝制成的對準(zhǔn)鍵的示例平面圖；圖8A的平面示意圖示出了識別由圖5A到5C的工藝制成的對準(zhǔn)鍵的過程；圖8B說明的圖形示出了沿著圖8A中“XII-XII”線的對準(zhǔn)鍵識別結(jié)果；圖9A和9B的示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例使用對準(zhǔn)鍵形成晶體硅的工藝；圖10A和圖10B示出了圖9B中“XIII”部分的放大平面圖，其示出了第一掩膜區(qū)域“XIIe”的兩個不同例子；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制作晶體硅的方法的流程圖；和圖12的示意剖面圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有晶體硅的開關(guān)元件。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在對附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。只要可能，在所有附圖中用相似的標(biāo)號表示相同或相似的部分。
圖3A到圖3C的示意平面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例制作晶體硅半導(dǎo)體層的工藝。
圖3A顯示了在具有第一區(qū)域“IIIa”和位于第一區(qū)域“IIIa”周圍的第二區(qū)域“IIIb”的基板110上順序形成的緩沖層112和非晶硅半導(dǎo)體層114。
圖3B顯示了通過結(jié)晶一部分非晶硅半導(dǎo)體層114而在基板110的第二區(qū)域“IIIb”的各個角部形成的對準(zhǔn)鍵116。相應(yīng)的，與第二區(qū)域“IIIb”的對準(zhǔn)鍵116對應(yīng)的半導(dǎo)體層114發(fā)生結(jié)晶，而第二區(qū)域“IIIb”的其它部分的半導(dǎo)體層114不結(jié)晶。例如，在第一實(shí)施例中，晶體硅的對準(zhǔn)鍵116的形狀為“”。在其它實(shí)施例中，對準(zhǔn)鍵116可以有諸如“”、“S”、“E”、“□”、“+”和“◇”等形狀。對準(zhǔn)鍵不局限于這些形狀，可以使用任何合適的形狀。
在圖3C中，使用對準(zhǔn)鍵116作為基準(zhǔn)點(diǎn)來選擇性地使第一區(qū)域“IIIa”中的部分非晶硅半導(dǎo)體層114結(jié)晶。第一區(qū)域“IIIa”包括多個像素區(qū)域“P”。像素區(qū)域“P”可以是用于顯示圖像的單元區(qū)域，并可以包括一個在后續(xù)工藝中形成開關(guān)元件的有源層的第三區(qū)域“IIIc”。像素區(qū)域“P”可以是顯示器件(例如液晶顯示器)的像素區(qū)域，第三區(qū)域“IIIc”可以是薄膜晶體管。可以選擇性地使第三區(qū)域“IIIc”中的非晶硅半導(dǎo)體層114結(jié)晶，而第一區(qū)域“IIIa”的其它部分中的非晶硅半導(dǎo)體層114不結(jié)晶。例如，可以使用具有與非晶硅的完全熔化態(tài)相對應(yīng)的能量密度的激光束，通過順序橫向固化(SLS)方法，使第三區(qū)域“IIIc”中的非晶硅半導(dǎo)體層114結(jié)晶。
使用對準(zhǔn)鍵116作為基準(zhǔn)而選擇性地使半導(dǎo)體層114結(jié)晶，并且可以容易地控制第三區(qū)域“IIIc”中的晶界位置，從而可以防止第一區(qū)域“IIIa”中與像素電極對應(yīng)的其它部分的半導(dǎo)體層114結(jié)晶。因而避免了因半導(dǎo)體層114的結(jié)晶而在緩沖層112(圖3A)或者基板110(圖3A)中形成缺陷，并避免了這些缺陷所導(dǎo)致的顯示圖像的失真或瑕疵。
圖4A為對準(zhǔn)鍵的放大圖，顯示了圖3C的“IVa”部分，圖4B示出了對準(zhǔn)鍵沿著圖4A中“IVb-IVb”線的剖面圖。
在圖4A中，第二區(qū)域“IIIb”中的對準(zhǔn)鍵116包括多個晶體硅對準(zhǔn)圖案116a，構(gòu)成“”形狀。相鄰對準(zhǔn)圖案116a之間的半導(dǎo)體層114不結(jié)晶。因此，相鄰對準(zhǔn)圖案116a之間的半導(dǎo)體層114含有非晶硅，而與對準(zhǔn)鍵116對應(yīng)的半導(dǎo)體層114含有晶體硅。
圖4B示出了在基板110和半導(dǎo)體層114上形成的緩沖層112，包括在緩沖層112上形成的對準(zhǔn)鍵116。對準(zhǔn)鍵116包括多個對準(zhǔn)圖案116a，這些對準(zhǔn)圖案116a彼此隔開。相鄰對準(zhǔn)圖案116a之間的半導(dǎo)體層114含有非晶硅。對應(yīng)于(亦即包含)該多個對準(zhǔn)圖案116a的半導(dǎo)體層114的高度與相鄰對準(zhǔn)圖案116a之間的半導(dǎo)體層114相等。換句話來說，半導(dǎo)體層114的上表面是平整的，沒有臺階部分。然而，實(shí)施本發(fā)明并不要求上表面絕對平整。
在用于光刻處理的曝光設(shè)備中，一般使用對準(zhǔn)鍵作為基準(zhǔn)來將掩膜與基板對準(zhǔn)。然而，如圖4B所示，由于第一實(shí)施例中的對準(zhǔn)鍵116沒有臺階部分(也就是說，它并沒有從基板表面突出來)，所以第一實(shí)施例中的對準(zhǔn)鍵116不能用于光刻處理。因此，光刻處理需要另外或者單獨(dú)的對準(zhǔn)鍵，因而增加了工藝時間和生產(chǎn)成本。本發(fā)明的第二實(shí)施例提供了一種在結(jié)晶處理和光刻處理中都能使用的對準(zhǔn)鍵。
圖5A到5D的示意平面圖示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例制作晶體硅半導(dǎo)體層的工藝。
圖5A示出了在具有第一區(qū)域“VIIIa”和位于第一區(qū)域“VIIIa”外圍的第二區(qū)域“VIIIb”的基板310上順序形成的緩沖層312和非晶硅半導(dǎo)體層314。
圖5B示出了通過能量密度高于與非晶硅完全熔化態(tài)對應(yīng)的能量的激光束照射，去除第二區(qū)域“IIIb”中的部分半導(dǎo)體層314以形成對準(zhǔn)鍵316。這項(xiàng)去除硅的技術(shù)可稱作燒蝕。
一般來說，當(dāng)激光束照射到半導(dǎo)體層上時，可以根據(jù)照射后半導(dǎo)體層的狀態(tài)將激光束的能量密度帶分成四個態(tài)i)部分熔化態(tài)，ii)近完全熔化態(tài)，iii)完全熔化態(tài)，和iv)燒蝕態(tài)。當(dāng)照射具有與部分熔化態(tài)對應(yīng)的第一能量密度的激光束時，半導(dǎo)體層的上部熔化，而半導(dǎo)體層的下部不熔化，從而在上部得到小晶粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)照射具有與近完全熔化態(tài)對應(yīng)的第二能量密度的激光束時，大部分半導(dǎo)體層熔化，從而得到大晶粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體層和基板之間的界面處存在未熔化部分，這些未熔化部分起到結(jié)晶的籽晶作用。雖然晶粒尺寸大，但籽晶的分布并不均勻，而且與近完全熔化態(tài)對應(yīng)的能帶寬度特別窄。當(dāng)照射具有與完全熔化態(tài)對應(yīng)的第三能量密度的激光束時，整個半導(dǎo)體層熔化。在這個狀態(tài)下，發(fā)生均勻的成核反應(yīng)(均勻成核)。然而，成核籽晶彼此競爭，從而得不到大尺寸的晶粒，而是得到均勻的細(xì)晶粒。當(dāng)照射具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的第四能量密度的激光束時，通過汽化而去除半導(dǎo)體層。另外，具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度的激光束可用來切割或者淀積。
與燒蝕態(tài)對應(yīng)的第四能量密度高于與完全熔化態(tài)對應(yīng)的第三能量密度。在圖5B中，把具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度的激光束照射到第二區(qū)域“VIIIb”中的部分半導(dǎo)體層314上，通過汽化而去除了被照射的部分半導(dǎo)體層314，從而形成對準(zhǔn)鍵316。
由于被照射部分中的半導(dǎo)體層314被去除了，所以對準(zhǔn)鍵316具有凹形形狀，通過對準(zhǔn)鍵316而露出緩沖層312。燒蝕所需的能量密度可能高于與非晶硅半導(dǎo)體層314的完全熔化態(tài)對應(yīng)的能量密度，并低于與約1μm的臨界距離對應(yīng)的能量密度。當(dāng)具有第一尺寸的激光束照射到半導(dǎo)體層上時，半導(dǎo)體層的熔化部分具有比第一尺寸大的第二尺寸。因此，第二尺寸的邊界可能包圍并與第一尺寸的邊界間隔開，第一尺寸的邊界到第二尺寸的邊界之間的距離稱為臨界距離。隨著激光束能量密度的增大，臨界距離也增大。因而，當(dāng)照射具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的較高能量密度的激光束時，臨界距離可能大于約1μm。
例如，可以利用能量密度大約為549mJ/pulse的激光束來形成對準(zhǔn)鍵?？稍诨?10的第二區(qū)域“VIIIb”的各個角部形成對準(zhǔn)鍵316。另外，對準(zhǔn)鍵316可以具有“”的形狀。在另一實(shí)施例中，對準(zhǔn)鍵116可以有諸如“”、“S”、“E”、“□”、“+”和“◇”等多種形狀。對準(zhǔn)鍵不局限于這些形狀，還可以使用任何合適的形狀。
在圖5C中，使用凹形對準(zhǔn)鍵316作為基準(zhǔn)，選擇性地使第一區(qū)域“VIIIa”中的部分半導(dǎo)體層314結(jié)晶。第一區(qū)域“VIIIa”包括多個像素區(qū)域，像素區(qū)域是顯示圖像的單元區(qū)域。像素區(qū)域可以包括在后續(xù)處理中形成開關(guān)元件的有源層的第三區(qū)域“VIIIc”。像素區(qū)域可以是諸如液晶顯示器等的顯示器件的像素區(qū)域，第三區(qū)域“VIIIc”可以是薄膜晶體管?？梢赃x擇性地使第三區(qū)域“VIIIc”中的非晶硅半導(dǎo)體層314結(jié)晶，而第一區(qū)域“VIIIa”的其它部分中的非晶硅半導(dǎo)體層314不結(jié)晶。例如，可以使用具有與非晶硅的完全熔化態(tài)對應(yīng)的能量密度的激光束，通過順序橫向固化(SLS)方法，使第三區(qū)域“VIIIc”中的非晶硅半導(dǎo)體層314結(jié)晶。
在圖5D中，可以使用對準(zhǔn)鍵316作為基準(zhǔn)，通過光刻處理，對第三區(qū)域“VIIIc”中的多晶硅半導(dǎo)體層314進(jìn)行構(gòu)圖，以形成開關(guān)元件的有源層318。雖然圖5D沒有顯示，但是光刻處理可以包括在半導(dǎo)體層314上形成光刻膠(PR)層的步驟，使用對準(zhǔn)鍵316將光刻掩膜與半導(dǎo)體層314對準(zhǔn)的步驟，通過光刻掩膜對光刻膠(PR)層進(jìn)行曝光的步驟，對PR層進(jìn)行顯影以形成PR圖案的步驟，和使用PR圖案作為刻蝕掩膜刻蝕半導(dǎo)體層314以形成有源層318的步驟。光刻曝光設(shè)備一般通過檢測對準(zhǔn)鍵的臺階部分來對準(zhǔn)光刻掩膜和基板。由于凹形對準(zhǔn)鍵316具有臺階部分，所以在有源層318的光刻處理的曝光步驟中對準(zhǔn)鍵316可以用作為基準(zhǔn)。
在第一實(shí)施例中，在其它部分的半導(dǎo)體層結(jié)晶之前，結(jié)晶設(shè)備發(fā)出具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度的激光，并照射到非晶硅半導(dǎo)體層的多個部分上。從而，不經(jīng)額外的刻蝕步驟而獲得了具有臺階部分的凹形對準(zhǔn)鍵，在后面形成有源層的光刻處理中可以利用這個對準(zhǔn)鍵。由于該對準(zhǔn)鍵在結(jié)晶處理和光刻處理中都派上了用場，所以降低了生產(chǎn)成本，簡化了制作工藝，從而提高了成品率。
圖6A示出了對準(zhǔn)鍵的放大圖，顯示了圖5C中的“IXa”部分，圖6B示出了對準(zhǔn)鍵沿著圖6A中“IXb-IXb”線的剖面示意圖。
在圖6A中，第二區(qū)域“VIIIb”中的半導(dǎo)體層314具有多個“”形的孔315。半導(dǎo)體層314下的緩沖層312(圖5C)通過孔315而露出。各個孔315可用作對準(zhǔn)圖案316a，對準(zhǔn)圖案316a組成對準(zhǔn)鍵316。雖然在第二實(shí)施例中，對準(zhǔn)鍵316具有“”形狀，在其它實(shí)施例中，對準(zhǔn)鍵116可以有諸如“”、“S”、“E”、“□”、“+”和“◇”等多種形狀。然而，任何合適的形狀都可使用。
圖6B示出了在基板310上形成的緩沖層312和在緩沖層312上形成的非晶硅半導(dǎo)體層314。半導(dǎo)體層314具有多個孔315，各個孔315用作為凹形對準(zhǔn)圖案316a。對準(zhǔn)圖案316a組成對準(zhǔn)鍵316。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，對準(zhǔn)鍵316的數(shù)量及形狀可作多種改變。
圖7示出了通過圖5A到5C的處理制成的對準(zhǔn)鍵的示例平面圖。
圖7示出了具有凹形對準(zhǔn)圖案的非晶硅半導(dǎo)體層。由于該對準(zhǔn)圖案為凹形，從而該對準(zhǔn)圖案與緩沖層或者基板相比具有臺階部分，并且該臺階部分顯示為對準(zhǔn)圖案的邊界處的白色部分。由于用于光刻處理的曝光設(shè)備也能識別該白色部分，所以該對準(zhǔn)圖案也可用于光刻處理。
圖8A的平面示意圖示出了識別通過圖5A到5C的處理制成的對準(zhǔn)鍵的過程，圖8B示出了沿著圖8A中“XII-XII”線識別對準(zhǔn)鍵的結(jié)果。
圖8A示出了在半導(dǎo)體層中形成的具有多個對準(zhǔn)圖案330a的對準(zhǔn)鍵330。對準(zhǔn)圖案330a為凹形，并且相互間隔開。為了在曝光設(shè)備中識別對準(zhǔn)鍵330，光源沿著掃描路徑332掃描半導(dǎo)體層，接收器檢測反射的光。例如，相鄰對準(zhǔn)圖案330a之間的空間具有約60μm的第一寬度“d1”，對準(zhǔn)圖案330a的寬度大約為40μm(比例為3∶2)，對準(zhǔn)圖案330a的識別結(jié)果顯示在圖8B中。如圖8B所示，當(dāng)對準(zhǔn)圖案330a在其邊界部分具有臺階時，該圖形在與對準(zhǔn)圖案330a的臺階部分對應(yīng)的位置處具有峰值。X軸表示半導(dǎo)體層的一維位置，Y軸表示接收器接收到的光強(qiáng)度。在圖中，峰值之間的平坦部分對應(yīng)于半導(dǎo)體層或通過對準(zhǔn)圖案330a露出來的緩沖層(或基板)的平坦上表面。寬度“d1”不限于60μm，本發(fā)明可以在大范圍內(nèi)實(shí)施，例如，“d1”的范圍處于20-100μm的范圍內(nèi)。類似的，對準(zhǔn)圖案的寬度和比例是不限定的。
圖9A到9B的示意圖示出了根據(jù)第二實(shí)施例使用對準(zhǔn)鍵形成晶體硅的過程。
在圖9A中，把其上有非晶硅半導(dǎo)體層412的基板414設(shè)置在一個移動載臺410上?；?14包括第一區(qū)域“XIIa”和位于第一區(qū)域“XIIa”外圍的第二區(qū)域“XIIb”。盡管緩沖層沒有顯示出來，但可將緩沖層設(shè)置在基板414和半導(dǎo)體層412之間，如圖6B所示。投射透鏡430以特定的放大率把激光聚焦在半導(dǎo)體層412上，把掩膜載臺432設(shè)置在投射透鏡430上方。把用于形成對準(zhǔn)鍵的掩膜434設(shè)置在掩膜載臺432上，并把用于改變激光束方向的反射鏡436設(shè)置在掩膜434上方。
照射到非晶硅半導(dǎo)體層412上的激光束可以具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度，這個能量密度高于與完全熔化態(tài)對應(yīng)的能量密度。因此，通過燒蝕而去除了被照射的半導(dǎo)體層412，從而形成相對于基板414具有臺階部分的凹形對準(zhǔn)鍵。另外，激光束的能量密度可以低于與大約1μm的臨界距離對應(yīng)的能量密度。
掩膜434可以具有掩膜圖案433，并且掩膜434可以設(shè)置為與基板414的第一角相對應(yīng)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，掩膜圖案433可以具有不同的形狀。也就是說，那些矩形可由正方形、圓形、橢圓、平行六面體或者其它合適的形狀所替換?？梢酝ㄟ^掩膜434照射激光束而得到位于第二區(qū)域“XIIb”中基板414的第一角上的第一凹形對準(zhǔn)鍵416?？梢酝ㄟ^重復(fù)移動載臺410的移動和激光束的照射，在基板414的其它三個角上獲得其它三個對準(zhǔn)鍵。結(jié)果，使用圖9A中的設(shè)備，通過燒蝕部分非晶硅半導(dǎo)體層414可獲得四個凹形對準(zhǔn)鍵416。
由于利用在后續(xù)處理用來結(jié)晶第一區(qū)域“XIIa”中半導(dǎo)體層的激光設(shè)備來形成對準(zhǔn)鍵416，所以降低了制作成本，提高了處理效率。也避免了額外設(shè)備的費(fèi)用。盡管在圖9A沒有表示，但對準(zhǔn)鍵416和掩膜圖案433的形狀和大小可改變成所需的不同形狀和大小。
圖9B示出了將具有對準(zhǔn)鍵416的基板414設(shè)置在移動載臺410上，并將掩膜432設(shè)置在基板414上。將用于像素區(qū)域的掩膜440設(shè)置在掩膜載臺432上。掩膜440可以具有多個彼此隔開的第一掩膜區(qū)域“XIIe”。各個第一掩膜區(qū)域“XIIe”可以包括一個第二掩膜區(qū)域“XIId”，該第二掩膜區(qū)域“XIId”可以具有縫隙(圖9B沒有顯示)。設(shè)置在掩膜440上方的反射鏡436改變激光束的路徑。
使用凹形對準(zhǔn)鍵416將掩膜440與半導(dǎo)體層412的像素區(qū)域“P”對準(zhǔn)，把激光束照射到像素區(qū)域“P”中的半導(dǎo)體層412上，從而選擇性地使像素區(qū)域“P”的半導(dǎo)體層412結(jié)晶。也就是說，多晶硅半導(dǎo)體層412的晶界位置是可控的，可使用凹形對準(zhǔn)鍵416作為基準(zhǔn)來確定這個位置。各個第一掩膜區(qū)域“XIIe”與半導(dǎo)體層412中的像素區(qū)域“P”對應(yīng)，各個第二掩膜區(qū)域“XIId”與用作開關(guān)元件的有源層的第三區(qū)域“XIIc”對應(yīng)。例如，第三區(qū)域“XIIc”中的半導(dǎo)體層412可通過順序橫向固化(SLS)方法來結(jié)晶。
由于使用對準(zhǔn)鍵416選擇性地使半導(dǎo)體層412結(jié)晶，可以精確控制晶界位置而實(shí)現(xiàn)均勻結(jié)晶。而且，由于凹形對準(zhǔn)鍵416具有相對于基板414(或者緩沖層，如果存在)的臺階，在后續(xù)的光刻處理中可以識別并使用對準(zhǔn)鍵416。另外，不需要另外的刻蝕步驟，可以使用照射激光束而獲得凹形對準(zhǔn)鍵416。因此，不需要用于光刻處理的另外或單獨(dú)的對準(zhǔn)鍵，簡化了形成顯示器件(例如液晶顯示器)中的開關(guān)元件(例如薄膜晶體管)的總體制作工藝。
圖10A和10B為圖9B中“XIII”部分的放大圖，示出了第一掩膜區(qū)域“XIIe”的兩個不同例子。
在圖10A，用于形成像素區(qū)域的各個第一掩膜區(qū)域“XIIe”包括具有一組縫隙442的第二掩膜區(qū)域“XIId”?？p隙442彼此隔開并沿著一個方向排列。當(dāng)這樣的用于形成像素區(qū)域的掩膜具有用來結(jié)晶像素區(qū)域中的半導(dǎo)體層的一組縫隙442時，可以沿著多個方向(例如兩個垂直方向)把激光束照射到半導(dǎo)體層上。這種激光退火方法可稱作多重掃描方法。第一掩膜區(qū)域“XIIe”中的第二掩膜區(qū)域“XIId”的其它部分遮擋激光束。
在圖10B所示的另一例子中，用于形成像素區(qū)域的各個第一掩膜區(qū)域“XIIe”包括具有第一縫隙454構(gòu)成的第一組450和第二縫隙456構(gòu)成的第二組452的第二掩膜區(qū)域“XIId”。第一縫隙454彼此隔開，第二縫隙456彼此隔開。第一縫隙454與第二縫隙456交替布置。當(dāng)這樣的用于形成像素區(qū)域的掩膜具有用來結(jié)晶像素區(qū)域中的半導(dǎo)體層的由第一縫隙454和第二縫隙456構(gòu)成的第一組450和第二組452時，可以沿著一個方向把激光束照射到半導(dǎo)體層上，這種激光退火方法可稱作單次掃描方法。在單次掃描方法中，可以提高結(jié)晶處理的吞吐量，因?yàn)榭梢酝ㄟ^一個方向的掃描獲得兩個方向的掃描效果。第一掩膜區(qū)域“XIIe”中的第二掩膜區(qū)域“XIId”的其它部分遮擋激光束。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制作晶體硅的方法的流程圖。這個方法的步驟可以使用上述圖10A和圖10B的掩膜在圖9A和圖9B的設(shè)備中執(zhí)行。
參考圖11，在ST1，提供結(jié)晶用掩膜。該結(jié)晶用掩膜包括上述的用于形成對準(zhǔn)鍵的掩膜和用于結(jié)晶非晶硅半導(dǎo)體層的掩膜。另外，該結(jié)晶用掩膜可以包括用于形成驅(qū)動區(qū)域的掩膜。例如，具有用于以低通過率實(shí)現(xiàn)高結(jié)晶度的圖案的掩膜可用作為用于形成顯示器件的驅(qū)動區(qū)域的掩膜。而且，用于形成對準(zhǔn)鍵的掩膜可以具有包括多個矩形區(qū)域的透光部分的圖案。這多個透光部分可以一起構(gòu)成一個“”形狀的結(jié)構(gòu)，不過，本發(fā)明不局限于這個結(jié)構(gòu)。用于形成像素區(qū)域的掩膜可以具有一個或者更多與半導(dǎo)體層的開關(guān)元件區(qū)域?qū)?yīng)的透光部分。
在ST2，如上所述，通過把激光束照射到基板上的非晶硅半導(dǎo)體層上，在基板的角部形成凹形對準(zhǔn)鍵。由于激光束具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度，所以通過燒蝕去除了被照射的半導(dǎo)體層，從而形成了具有凹部的對準(zhǔn)鍵?；?或者緩沖層，如果存在)可以通過對準(zhǔn)鍵露出，在對準(zhǔn)鍵的邊界處，對準(zhǔn)鍵可以具有相對于基板(或者緩沖層，如果存在)的臺階。
在ST3，使用對準(zhǔn)鍵將用于像素區(qū)域的掩膜與半導(dǎo)體層對準(zhǔn)，以使得用于形成像素區(qū)域的掩膜的透光部分與開關(guān)元件區(qū)域?qū)?yīng)，并且激光束通過這個掩膜照射到用作開關(guān)元件的區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體層上。然后，結(jié)晶后的半導(dǎo)體層可用作開關(guān)元件的有源層。由于選擇性地使開關(guān)元件區(qū)域結(jié)晶，所以顯著提高了半導(dǎo)體層的結(jié)晶度。而且，由于使用對準(zhǔn)鍵作為基準(zhǔn)來使半導(dǎo)體層結(jié)晶，晶界位置易于控制，從而防止了在與像素電極對應(yīng)的開放區(qū)域中半導(dǎo)體層發(fā)生結(jié)晶。因此，避免了因半導(dǎo)體層的結(jié)晶而在緩沖層或者基板中形成缺陷，也避免了這些缺陷導(dǎo)致的顯示圖像的瑕疵。
開關(guān)元件區(qū)域中的半導(dǎo)體層可以通過順序橫向固化(SLS)方法來結(jié)晶，其中激光束具有與硅的完全熔化態(tài)對應(yīng)的能量密度。另外，可以使用對準(zhǔn)鍵來對準(zhǔn)用于形成驅(qū)動區(qū)域的掩膜，使其對應(yīng)于圍繞像素區(qū)域的驅(qū)動區(qū)域?？梢酝ㄟ^該掩膜照射激光束而使驅(qū)動區(qū)域的半導(dǎo)體層結(jié)晶。由于使用對準(zhǔn)鍵作為基準(zhǔn)來使驅(qū)動區(qū)域的半導(dǎo)體層結(jié)晶，晶界位置易于控制。結(jié)果，可以觀察到驅(qū)動電路的開關(guān)元件和開關(guān)電路本身性能的顯著改善。
在ST4，接著使用同一對準(zhǔn)鍵作為光對準(zhǔn)鍵，通過光刻處理，對具有晶體硅的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成開關(guān)元件的半導(dǎo)體層(有源層)。該光刻處理包括在半導(dǎo)體層上形成光刻膠(PR)層，通過PR層的曝光和顯影形成PR圖案，利用該P(yáng)R圖案作為刻蝕掩膜，對基板上的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖。在曝光步驟中，利用同一對準(zhǔn)鍵對準(zhǔn)用于對半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖的掩膜。因此，不需要用于對半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖以形成開關(guān)元件的有源層的另外或者單獨(dú)的對準(zhǔn)鍵，簡化了制作開關(guān)元件和液晶顯示器件的總體工藝。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有晶體硅的開關(guān)元件的剖面示意圖。
圖12中，在基板610上形成緩沖層612，在緩沖層612上形成多晶硅半導(dǎo)體層(有源層)614?？墒褂蒙鲜龅慕Y(jié)晶和構(gòu)圖方法形成多晶硅半導(dǎo)體層614，多晶硅半導(dǎo)體層614包括溝道區(qū)“VII”和位于溝道區(qū)“VII”兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)“VIII”和“IX”。在溝道區(qū)“VII”中的半導(dǎo)體層614上形成柵絕緣層616，并在柵絕緣層616上形成柵極618。在柵極618和緩沖層612上形成層間絕緣層624。層間絕緣層624包括第一和第二接觸孔620和622。第一和第二接觸孔620和622分別露出源區(qū)和漏區(qū)“VIII”和“IX”中的半導(dǎo)體層614。在層間絕緣層624上形成源極和漏極626和628。源極626通過第一接觸孔620與源區(qū)“VIII”中的半導(dǎo)體層614電連接，漏極628通過第二接觸孔622與漏區(qū)“IX”中的半導(dǎo)體層614電連接。在源極和漏極626和628上形成有鈍化層630。源區(qū)和漏區(qū)“VIII”和“IX”中的半導(dǎo)體層614摻有n(負(fù))型或者p(正)型雜質(zhì)。
如上所述，可以利用根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的結(jié)晶處理來形成半導(dǎo)體層614。例如，可通過順序橫向固化(SLS)方法將單晶硅用于半導(dǎo)體層614。半導(dǎo)體層614、柵極618、源極626和漏極628構(gòu)成了開關(guān)元件“T”，比如薄膜晶體管TFT。
在本發(fā)明中，由于使用凹形對準(zhǔn)鍵來選擇性地使半導(dǎo)體層結(jié)晶，提高了結(jié)晶特性的均勻性，并且可以容易和精確地控制晶界位置。結(jié)果，由于半導(dǎo)體層的晶界位置易于控制，驅(qū)動電路的驅(qū)動特性得到提高，由于選擇性結(jié)晶，使用該半導(dǎo)體層的顯示器件的顯示質(zhì)量提高了。而且，由于通過燒蝕去除半導(dǎo)體層而得到對準(zhǔn)鍵，所以對準(zhǔn)鍵具有相對于基板或者緩沖層的臺階。因此，凹形對準(zhǔn)鍵可用于半導(dǎo)體層的結(jié)晶處理和光刻處理。所以，光刻處理不需要另外或者單獨(dú)的對準(zhǔn)鍵，簡化了制作開關(guān)元件(如TFT)的總體工藝。
本發(fā)明的形成像素區(qū)域、開關(guān)元件和驅(qū)動區(qū)域的方法可用來形成液晶顯示面板/器件或者其它合適的器件。
以上參照所示的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了具體說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種制作晶體硅層的方法，包括提供具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；在該基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；把激光束照射到第二區(qū)域中的半導(dǎo)體層上，從而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；和使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域中的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的激光束具有與燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度，此時通過汽化而去除半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的激光束具有第一能量密度，該第一能量密度高于與半導(dǎo)體層完全熔化的完全熔化態(tài)對應(yīng)的第二能量密度，并且該第一能量密度低于第三能量密度，該第三能量密度使得從激光束邊界到所述至少一個對準(zhǔn)鍵的邊界的臨界距離大約是1μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地對半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理的步驟形成了開關(guān)元件的晶體硅有源層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第二區(qū)域的基板的四個角上形成所述的至少一個對準(zhǔn)鍵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在基板和半導(dǎo)體層之間形成緩沖層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基板通過所述至少一個對準(zhǔn)鍵而露出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的至少一個對準(zhǔn)鍵包括多個彼此隔開的凹形對準(zhǔn)圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用同一激光設(shè)備執(zhí)行形成所述至少一個對準(zhǔn)鍵的步驟和半導(dǎo)體層的結(jié)晶步驟。
10.一種制作開關(guān)元件的有源層的方法，包括提供具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；在基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；把激光束照射到第二區(qū)域的半導(dǎo)體層上而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵結(jié)晶第一區(qū)域的半導(dǎo)體層；和使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以由晶體硅形成有源層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中對半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖的步驟包括通過掃描識別所述至少一個對準(zhǔn)鍵的曝光步驟。
12.一種制作晶體硅層的方法，包括提供具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；在基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；使用第一掩膜把激光束照射到第二區(qū)域的半導(dǎo)體層上而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵和第二掩膜對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一掩膜包括多個彼此隔開的透光區(qū)域，各個透光區(qū)域具有矩形形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在所述基板和半導(dǎo)體層之間形成緩沖層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基板通過所述至少一個對準(zhǔn)鍵而露出。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述第二區(qū)域中的基板的四個角上形成所述的至少一個對準(zhǔn)鍵。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第二掩膜包括遮擋激光的第一掩膜區(qū)域和透射激光束的第二掩膜區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第二掩膜區(qū)域包括多個彼此隔開并沿著一個方向布置的縫隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述的多個縫隙包括第一縫隙和與第一縫隙交替的第二縫隙。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中使用同一激光設(shè)備執(zhí)行形成所述至少一個對準(zhǔn)鍵的步驟和半導(dǎo)體層的結(jié)晶步驟，該激光設(shè)備包括其上有基板的移動載臺、聚焦激光束的投射透鏡、其上有第一和第二掩膜之一的掩膜載臺和改變激光束方向的反射鏡。
21.一種制作開關(guān)元件的有源層的方法，包括提供具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；在基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；使用第一掩膜把激光束照射到第二區(qū)域的半導(dǎo)體層上而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵和第二掩膜對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理；和使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成晶體硅有源層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中對半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖的步驟包括通過掃描識別所述至少一個對準(zhǔn)鍵的曝光步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的激光束具有與通過汽化去除半導(dǎo)體層的燒蝕態(tài)對應(yīng)的能量密度。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的激光束具有第一能量密度，該第一能量密度高于與半導(dǎo)體層完全熔化的完全熔化態(tài)對應(yīng)的第二能量密度，并且該第一能量密度低于第三能量密度，該第三能量密度使得從激光束邊界到至少一個對準(zhǔn)鍵邊界之間的臨界距離為大于1μm。
25.一種制作開關(guān)元件的方法，包括提供具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；在基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；使用第一掩膜把激光束照射到第二區(qū)域的半導(dǎo)體層上而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵和第二掩膜對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成包括溝道區(qū)和溝道區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)的晶體硅有源層；在有源層上形成柵絕緣層；在柵絕緣層上形成柵極；在柵極上形成層間絕緣層，該層間絕緣層包括露出源區(qū)的第一接觸孔和露出漏區(qū)的第二接觸孔；和在層間絕緣層上形成源極和漏極，源極通過第一接觸孔與源區(qū)相連，漏極通過第二接觸孔與漏區(qū)相連。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括在所述基板和半導(dǎo)體層之間形成緩沖層。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括在所述源極和漏極上形成鈍化層。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述源區(qū)和漏區(qū)摻有n(負(fù))型和p(正)型雜質(zhì)中的一種。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述的有源層、柵極、源極和漏極構(gòu)成薄膜晶體管。
30.一種制作多晶半導(dǎo)體層的方法，包括提供具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；在基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；燒蝕第二區(qū)域的半導(dǎo)體層以形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；和使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中燒蝕半導(dǎo)體層的步驟包括把具有第一能量密度的激光束照射到所述第二區(qū)域的半導(dǎo)體層上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述的第一能量密度高于與半導(dǎo)體層完全熔化的完全熔化態(tài)對應(yīng)的第二能量密度，并且所述第一能量密度低于第三能量密度，該第三能量密度使得從激光束邊界到所述至少一個對準(zhǔn)鍵的邊界的臨界距離為大約1μm。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述的至少一個對準(zhǔn)鍵具有相對于基板的臺階。
34.一種開關(guān)元件，包括具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板；第二區(qū)域中的至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；第一區(qū)域中的晶體硅有源層，該有源層包括溝道區(qū)和溝道區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)；有源層上的柵絕緣層；柵絕緣層上的柵極；柵極上的層間絕緣層，該層間絕緣層包括露出源區(qū)的第一接觸孔和露出漏區(qū)的第二接觸孔；和層間絕緣層上的源極和漏極，源極通過第一接觸孔與源區(qū)相連，漏極通過第二接觸孔與漏區(qū)相連。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的元件，其中所述的有源層與所述至少一個對準(zhǔn)鍵對準(zhǔn)。
全文摘要
一種制作晶體硅層的方法，包括在具有第一區(qū)域和位于第一區(qū)域外圍的第二區(qū)域的基板上形成非晶硅半導(dǎo)體層；通過把激光束照射到第二區(qū)域的半導(dǎo)體層上而形成至少一個凹形對準(zhǔn)鍵；使用該至少一個對準(zhǔn)鍵對第一區(qū)域的半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶處理。
文檔編號H01L21/77GK1601700SQ20041006253
公開日2005年3月30日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者金榮柱 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社