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TWI360707B - Process and system for laser crystallization proc - Google Patents

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TWI360707B
TWI360707B TW092122788A TW92122788A TWI360707B TW I360707 B TWI360707 B TW I360707B TW 092122788 A TW092122788 A TW 092122788A TW 92122788 A TW92122788 A TW 92122788A TW I360707 B TWI360707 B TW I360707B
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TW092122788A
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S Im James
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Univ Columbia
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Description

1360707
玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於處理薄膜的技術，及更特定 處理半導體薄膜以縮小該薄膜經過結晶化之區域 邊緣區的技術，使得一諸如薄膜電晶體（“TFT”）的 的作用區可位在遠離非均勻邊緣區的位置。 【先前技術】 已知半導體膜，像是矽膜，被用來提供液晶 及有機發光二極體顯示器的像素。這些膜已預先 雷射退火（“ELA”）方法處理過（即，用一準分子 (irradiate)，然後結晶化）。然而，使用此已知的 處理過的半導體膜經常會有微結構不均一性的問 緣效應，這些邊緣效應會造成製造在這些半導體 膜電晶體（“TFT”）有不均勻的性能。 在邊緣區中的不均一性特別是一項問題，因 鄰像素之間對應於液晶顯示器（“LCD”）或有機發 顯示器上的半導體薄膜的經過輻照與結晶化的區 轉換並非如所想要的平坦，在某些情況中甚至 來，而這是所極不想要的。這亦是因為邊緣效應會 裝置的作用區被提供在不均勻區中而讓性能降低 嘗試要縮小或消除在半導體薄膜的經過結晶 上的不均一性，藉以改良”傳統’’ELS(亦被稱為線i 上已有許多的努力。例如，授予Maegawa等人之 地係關於 的非均勻 電子元件 顯示裝置 用準分子 雷射輻照 ELA方法 題，即邊 膜上的薄 為介於相 光二極體 域之視覺 可被看出 造成TFT 〇 化的區域 束 ELA) 美國專利 1360707
第5,7 66,9 89號揭示了用來形成多晶型薄膜的方法及用來 製造一薄膜電晶體的方法，該案的所有揭示内容以引用的 方式併於本案中。此前案嘗試要解決橫跨整個基材的不均 一性的問題，並提供某一些可抑制不均一性的選擇。然而， 先前的方法的細節使得完全消除由於邊緣區域所引起的不 均一性（通常介於100微米至1000微米或更高）變得不可 能。由於這些不利的邊緣效應會造成一大片不均勻的邊緣 區域，所半導體薄膜上設置有TFT裝置的部分的截面積將 會被大輻地縮小。
例如，一種傳統的 ELA處理使用一長且窄的光束 800,如第11A及11B所示。此光束800的能量密度（flue nee) 在其中央部分810處是在一熔化水準之上，而光束800的 側邊區域820的能量密度為在其邊緣處逐漸變小。光束8 00 的中央部分810的寬度可以是1公分且其長度可以是30 公分。以此方式，該光束可在其通過半導體薄膜一次的期 間，輻照到整個半導體薄膜。如第1 1 B圖所示的，光束8 0 0 的側邊區8 20的一部分8 3 0可被提供在熔化水準與結晶門 檻之間。因此，當光束8 0 0輻照該半導體薄膜之特定部分 (接著會結晶化）時，這些部分將會在該半導體薄膜的被輻 照及結晶化的區域上具有邊緣區域，這些邊緣區域會有在 空間上對應於光束 8 0 0的 8 3 0部分之很大的不均勻邊緣 區。這些邊緣區域對於將TFT裝置（特別是TFT裝置的作 用區）設置在邊緣區域上是很不利的。 已有許多努力要來消除在半導體薄膜上經過輻照及結 6 1360707 晶化的部分的邊緣效應（即，邊緣區域的不均一性）。授予 Maegawa等人之美國專利第5，5 9 1,66 8號試著藉由使用大 致為方形的光束（被旋轉45度且具有圓角的波峰）來將這 些邊緣區域縮小，這些光束藉由使用一雷射退火方法而依 序地彼此重疊。然而，此傳統的方法需要在同一區域的光 束脈衝多次輻照，且半導體薄膜的處理就會變慢。
因此，最好是藉由將光束脈衝以一種方式通過一罩幕 來輻照並結晶化該半導體薄膜的至少某些區域用以藉由清 楚地界定出光束脈衝的輪廓而來消除邊緣效應所造成的問 題。最好是，大輻地降低與邊緣區域相關的空間比例，使 得這些區域能夠被提供在遠離TFT裝置的作用區的地方。 此外，半導體薄膜上相同區域的多次輻照即不再被需要。 【發明内容】
因此，本發明的目的之一是要提供一種改進的製程及 方法，其可將該半導體薄膜上之經過結晶化的區域的邊緣 區變得很小（如，一個此種區域會比介於相鄰的 TFT裝置 之間的距離來得小）。因此，可將TFT裝置的作用區放在 該半導體薄膜上遠離這些邊緣區域。本發明的另一目的為 提高處理使用在液晶顯示器及/或有機發光二極體顯示器 上之半導體薄膜的速度。本發明的另一個目的為具有利用 不同光束脈衝的能量密度（fluence)來輻照半導體薄膜區域 的能力，只要此一能量密度能夠誘發該被輻照（irradiated) 的半導體薄膜區域結晶化。 7 1360707
依據至少某些上述的目的以及在參照以下的說明後 變得很明顯的目的，將該半導體薄膜上經過輻照且結晶 的邊緣區域的尺寸缩小，對於降低邊緣效應而言是有 的。而且發現，在經過輻照且結晶化的區域的邊緣區域 的晶粒是不同於被安排在例如該半導體薄膜上兩個相對 間隔開來的邊緣區之間的晶粒。此外，使用二維罩幕來 光束脈衝通過藉以獲得被良好地界定之經過遮罩的光束 衝的輪廓，因而縮小或消除具有能量密度水準逐漸降低 光束脈衝部分，該能量密度的降低會造成非期望的邊緣 應。 在本發明的一舉例性實施例中，提供一種用來處理 半導體薄膜樣本的製程及系統。詳言之，一光束產生器 被控制用以發出至少一光束脈衝。然後，該光束脈衝被 罩，用以產生至少一經過遮罩的光束脈衝，其被用來輻 該半導體薄膜樣本的至少一部分。利用該至少一經過遮 的光束脈衝以充分的強度對薄膜的該部分輻照，用以讓 部分在稍後結晶化。該薄膜樣本的此部分因而能夠結晶 而由一第一區域及一第二區域所構成。在其結晶化後， 第一區域包括一第一組晶粒，及該第二區域包括一第二 晶粒，其至少一特性不同於第一組晶粒的至少一特性。 第一區域包圍該第二區域，且被建構成可允許有一薄膜 晶體（“TFT”）的一作用區被提供在與其相距一段距離處。 在本發明的另一實施例中，該經過遮罩的光束具有 貫穿該半導體薄膜樣本的整個厚度足以完全熔化該半導 會 化 利 中 地 讓 脈 之 效 可 遮 照 罩 該 化 該 組 該 電 可 體 1360707
薄膜樣本上經過輻照的部分（或部分id 度。該TFT的作用區可位在該第二區域 應於至少一像素。該第二區域具有一截 所有TFT部分。第一區域上會被提供一 尺寸及位置使得第一區域對於TFT的性 可忽略的影響。 依據本發明的另一實施例，第一區 夠避免影響TFT的作用區域的位置。該 個細光束（beamlets)，且第一及第二區域 照。該半導體薄膜樣本可以是一矽膜樣 可由矽及鍺中的至少一者所製成，且具 (A)至1 0,000埃之間的厚度。在第一區 可以是橫向生長的晶粒。 依據本發明的另一實施例，一半導 至少一經過遮罩的光束所輻照之至少一 的光束係被建構來輻照至少一區段的樣 晶化。該薄膜樣本之經過輻照的部分被 第一區域及一第二區域。在其結晶化後 一第一組晶粒，及該第二區域包括一第 特性不同於第一組晶粒的至少一特性。 第二區域，且被建構成可允許有一薄膜‘ 作用區被提供在與其相距一段距離處。 包括且構成本說明書的一部分之附 一較佳實施例且用來說明本發明的原理 炫化此部分）的強 中。該第二區域對 面用來幫助其上的 相對於第二區域的 能沒有影響或只有 域的位置是位在能 光束脈衝包括複數 可被該等細光束輻 本。該半導體薄膜 有大約介於100埃 域中的第一組晶粒 體薄膜樣本包括被 區段，該經過遮罩 本用以讓其稍後結 結晶化用以包括一 ，該第一區域包括 二組晶粒其至少一 該第一區域包圍該 l晶體（“TFT”）的一 圖顯示出本發明的 9 1360707 【實施方式】 應被瞭解的是，依據本發明 月之不同的糸統可被用來遮 罩，輻照及結晶該半導體（如 溽膜上的一或多個部分， 用以縮小這些部分的邊緣區及 描带 久埘至少一薄膜電晶體（“TFT”） 的作用區放在遠離這些部分的邊緣區。獲得這也區域以及 經過結晶化的半導體薄膜之該系統及製程的舉例性實施例
將於下文中詳細說明。然而，應被瞭解的本發明並不 偈限於本X中所提及4系統與製程及半導體薄膜的舉例性 實施例。
詳s之，第1A圖顯示一依據本發明的系統其被使用 在樣本17 0上，該樣本具有一非晶形矽薄膜，其被經過 遮罩的輻照光束脈衝照射，用以促進該半導體薄膜的特定 區域進行經過遮罩的輻照、固化及結晶化，使得邊緣區可 被最小化。該舉例性的系統包括一可發出一輻照光束（如， 雷射光束）之光束源11〇(如，Lambda Physik型號 LPX-315I XeCl脈衝式準分子雷射）；一可控制的光束能量 密度調變器120’用來調整該雷射光束的能量密度；一 Macro Las雙板可變式衰減器130;光束偏轉鏡140，丨43’ 147’ 160及162;光束擴張及準直透鏡141及142; —光 束均勻器144; 一聚光透鏡145; —向場透鏡148; —投射 罩幕150，其可被安裝在一平移台（未示出）上；一 4χ-6χ 目鏡161; —可控制的快門152; —多元物鏡163用來將一 輻照光束脈衝164聚焦至其上具有將被處理之半導體薄膜 10 之樣本170,且該樣本170被安裝在—樣本平移台i8〇上； —花岗岩塊光學座190其被支撐在一隔絕振動且自動調平 系統m’ 192’ 193及194上及一電腦裝置1〇〇(如，用來 執行一依據本發明的程式之一般用途電腦或特用電腦）用 來控制該光束源110;該光束能量密度調變器12〇;該可變 式衰減器1 3 0 ;該快門1 52及樣本平移台J 8〇。 該樣本平移台180最好是由該電腦裝置丨〇〇來控制， 用以在χ-γ方向的平面上與z方向中實施樣本17〇的平 移。以此方式，該電腦裝置100控制著樣本17〇相對於輻 照光束脈衝1 64的位置。輻照光束脈衝i 64的重複及能量 密度同樣是由該電腦裝£100所控制。應被瞭解的是，除 了光束源1 10(如，該脈衝式準分子雷射）之外，該輻照光束 脈衝可由其它已知的短能源脈衝來產生，該短能源脈衝能 夠以在此所描述的方式貫穿該樣本的整個厚度而完全熔化 該樣本170上之半導體（例如，矽）薄膜之被選定的區域。 已知的光束源可以是_脈衝式的固態雷射，切碎的連續波 雷射，一脈衝式電子束及一脈衝式的離子朿等等。典型地， 由該光束源110所產生的輻照光束脈衝提供在l〇mj/cm2 至1 J/cm2範圍内的能量密度（如，5〇〇mJ/cm2)，脈衝持續 時間（FWHM))在1〇至1〇3奈秒範圍内及脈衝重複率在 1 0Hz至1 〇4Hz的範圍内。 δ在第1 A圖所示的舉例性系統中的電腦裝置1 〇 〇藉 由樣本台180來控制樣本17〇的平移用以依據本發明來實 施該樣本170的該半導體薄膜的處理時，該電腦裝置ι〇〇 1360707 亦可被用來控制安裝在一適當的罩幕/雷射平移台（未了簡 化起見未示出）上的罩幕150及/或光束源ιι〇的平移，用 以沿著一被控制的光束路徑相對於該樣本17〇的半導體薄 膜移動帛照光束脈》164的強度圖移動輻照光束脈衝 =4的強度圖案的另一個可能的方式為讓該電腦1〇〇控制 一光束偏轉鏡。第i圖的舉例性系統可被用來實施樣本17〇 上的梦薄膜的處理，其實施方式將於下文中詳細說明。應 φ 被瞭解的是，依據本發明是可以不需使用該罩幕150。當 沒有罩幕150時’該光束源110,能量密度調變器，光束 衰減器及/或本發明的系統上的其它構件可被用來將該光 束149塑型，用以打擊（impinging)且輻照樣本17〇的半導 體薄膜上的選定部分。 如第1B圖所示的，樣本170上的半導體薄膜175可 直接位在，例如一玻璃基材172上，且可被提供在一或多 層介於期間的中間層177上。該半導體薄膜175可具有介 於100埃至10,000埃之間的厚度，只要至少某些必要的區 域的整個厚度能夠被完全地炫化即可。依據本發明的—舉 例性的實施例’該半導體薄膜1 7 5可由發，錯，破化錯（s e g e) 所製成’它們都具有極低程度的雜質。亦可有用其它的元‘ 素或半導體物質作為該半導體薄膜175。位在半導體層175 底下的中間層177可由二氧化矽（Si02)、氮化矽（Si3N4)、 及/或氧化物的混合物、氮化物或能夠適當地促進該樣本 170上的半導體薄膜175的特定區内的成核及小晶粒生長 的其它物質混合物所組成》該玻璃基材172的溫度可介於 12 1360707
室溫至800°C之間。更高的玻螭基材172溫度可藉 熱該基材172來達成，其可因為該玻璃基材172接 膜175而有效地讓更大的晶粒生長在該樣本17〇的 薄膜1 7 5上經過成核的、再固化的、及結晶化的區 第2圖顯示該樣本17〇上的半導體薄膜175(如 晶形薄膜）的一舉例性實施例的放大圖式，及光束脈 相對於在樣本1 7 0上的位置的平移路徑。該舉例性 170在Y方向上的40公分乘上在X方向上的3〇公 寸。該樣本170可被概念性地（conceptuaiiy)分割成 歹J (如 第一概念性的橫列2 0 5，一第二概念性 206，一第三概念性的橫列2〇7，等等）。每一概念 列的位置/尺寸可被儲存在該電腦裝置1〇〇的一儲 中，且可被該電腦裝置1 〇〇所利用，用來在稍後控 170的平移’及/或讓該光束源110對該半導體薄膜 這些位置發出光束，或根據被儲存的位置將光束射 的位置上。每一概念性的橫列2〇5，2〇6，207等等 成’例如Y方向上0.5公分乘上X方向上3〇公分的 因此，如果樣本170被作成在γ方向上40公分的 樣本1 70可被概念地分割成8〇個橫列。樣本丨7〇亦 念地分割成具有其它尺寸的橫列（如，1公分乘3〇 橫列’ 2公分乘3 〇公分的橫列等等）。事實上，對 1 70之概念性的橫列的尺寸沒有絕對的限制，只要 遮罩的光束脈衝164能夠輻照在該半導體薄膜之某 橫列中的區域並促使在這些區域中的結晶即可。 由預加 近該薄 半導體 域内。 ，一非 ‘衝 164 的樣本 分的尺 數個橫 的橫列 性的橫 存裝置 制樣本 175的 在其它 都被作 尺寸。 話，則 可被楙 公分的 於樣本 該經過 些這座 13 1360707
詳言之，依據本發明，在該薄膜樣本175的這些區域 的周邊處提供相對小的邊緣區是很重要的，如此至少才能 允許TFT裝置的作用區被放在遠離這些非常小的邊緣區 處。邊緣區的小尺寸主要是因為使用罩幕150，來產生一 光束111的尖銳輪廓，如，該經過遮罩的光束脈衝164般。 每一概念性的橫列的位置/尺寸是被错存在該電腦裝置1〇〇 的儲存裝置中，且被該電腦裝置100所利用，用來控制平 移台180相對於光束脈衝164的平移，及/或讓該光束源 110對該半導體薄膜樣本的這些位置或其它位置發出光束 111 〇
例如，該半導體薄膜1 75可被該光束脈衝1 64所輻照， 該光束的輪廓係使用依據本發明之示於第3圖中的第一舉 例性實施例的罩幕1 5 〇來加以界定的。設計該第一舉例性 罩幕150的尺寸，使得其截面積大於該經過遮罩的光束脈 衝164的截面積。以此方式，該罩幕150可將脈衝式光束 圖案化，以具有被該罩幕1 5 0的開口或透明區域所導引的 形狀及輪廓。這一般被稱為，，二維投射，’，其通常是該光束 的形狀，且在所有方向上縮小該形狀。此投射與並不使用 罩幕且只在一方向上縮小該光束的尺寸之單軸投射顯著不 同。第12圖顯示當脈衝149通過該罩幕150時，該經過遮 罩的光束脈衝164的一較佳的輪廓850»此輪廓850被良 好地界定用以將被提供在該半導體薄膜175的被輻照區的 周邊處的邊緣區最小化。 在示於第3圖的此舉例性實施例中，該罩幕1 5 0包括 14 1360707 一阻光區155及一開口或透明區157〇該阻光區 止打擊到阻光區155的脈衝式光束穿過阻光區， 進一步進入到示於第1A圖中的本發明的舉例性 學鏡片，而輻照在該樣本17〇上的對應半導體薄 域上。相反的，該開口或透明區157允許該部分 衝164(其截面對應於該透明區157的截面）進入 發明的系統的光學鏡片中’並輻照該半導體薄膜 應區域。以此方式，罩幕15〇能夠將光束脈衝164 用以打擊該樣本170上半導體薄膜175的預定區 於下文中詳細說明。 依據本發明，該經過遮罩的光束脈衝164可 的能量密度。例如，該經過遮罩的光束脈衝i 64 度可以很小，但其可促進一爆炸性的結晶化。該 1 64的此量密度會比該小的能量密度來得高用 半導體薄膜175被輻照的部分的部分熔化，及這 結晶。此外，該能量密度可以比促使部分熔化的 高，用以允許該半導體薄膜175之被輻照部分的 熔化。又，該經過遮罩的光束脈衝164的能量密 到足以完全熔化該半導體薄膜1 75之被輻照部分 該能量密度必須夠高用以讓該半導體薄膜175之 分在被該經過遮罩的光束脈衝164輻照之後能夠、; 依據本發明的一第—舉例性製程實施例現將 第4A至4F _的樣本17〇上的半導體薄膜175的 以說明。在本發明的此一舉例性的製程中，該光束 1 5 5可阻 藉以防止 系統的光 膜175區 的光束脈 到依據本 175的對 圖案化， 域，這將 具有不同 的能量密 光束脈衝 以促使該 些部分的 能量密度 幾乎完全 度可以兩 。因此， 被輻照部 洁晶化。 參照示於 輻照來加 .脈衝149 15 1360707 被第3圖的罩幕150所塑形，且該樣本17〇上的半導體薄 膜175的輻照及/或打擊被示於第2圖中。例如，樣本17〇 可藉由移動罩幕uo或樣本平移台18〇而相對於光束脈衝 164被平移’用以輻照該樣本17〇上的半導體薄膜175的 選定區域。為了達到文中所描述的目的，該雷射光束149 的長度及寬度在X方向上大於1公分及在γ方向上大於 0_5公分（如，一矩形），使得其可被第3圖的罩幕所塑形。 然而’應被瞭解的是’該脈衝式光束149並不侷限於此形 狀及尺寸。對於熟悉此技藝者而言，該雷射光束149的其 它形狀及/或尺寸亦是可以的（如，方形，圓形，三角形等 等的形狀）。 在樣本170被概念性地被分割成橫列2〇5、2〇6、2〇7 等等之後，一脈衝式雷射光束ln被啟動（使用電腦裝置 1 〇〇啟動該光束源11 0或打開快門丨30)，並產生該脈衝式 雷射細光束（beamlets)164，該雷射細光束164會打擊在一 第一位置220上，該位置遠離該半導體薄膜ι75。然後， 在電腦裝置100的控制之下，樣本17〇被平移且加速於χ 方向上，用以到達一相對於在一第一光束路徑225中的固 定位置細光束的預定速度。 在本發明製程的一舉例性變化例中，當該樣本i 7〇相 對該脈衝式雷射149的運動速度達到該預定的速度時，該 脈衝式光束164可到達該樣本170的一第一邊21〇，。然 後’該樣本170持續地（即’沒有停止）以該預定的速度被 平移於X方向上’使得該脈衝式細光束1 64繼續輻照該樣 16 1360707
本170在一第二光束路徑230的整個長度上的 在通過第一邊210’之後，光束脈衝164打 半導體薄膜175的第一區域310，最好是以足 輻照此區域，使得該區域的結晶化得以被促ϋ 圖所示。該經遮罩的光束脈衝164的能量密度 以促進該半導體薄膜1 7 5的經照射區域的結晶 如第4 Β圖所示，此第一區域310能夠結晶化 内形成兩個區域，即，一第一中央區域315及 化的邊緣區域318。該第一中央區域315是在 區域 3 1 0被該經過遮罩的光束脈衝 1 64輻照 的。此中央區域3 1 5的尺寸比輻照第一區域3 遮罩的光束脈衝164的尺寸稍微小一些，該第 3 1 5被該第一邊緣區域3 1 8所包圍（這部分的細 t詳細說明）。再次地，因為該光束脈衝1 4 9的 其變成經過遮罩的光束脈衝164,其最好是具习 所示的輪廟，所以該第一邊緣區域3 1 8的大小 應被瞭解的是，該第一中央區域315的晶粒的 度，方向，等等）與第一邊緣區域318的特性是 些不同處是邊緣區域縮小的主要原因之一。 該第一邊緣區318可藉由從介於該半導體 未經輻照的部分與被輻照的區域3 1 0之間的邊 長晶粒來形成。這個情形是在該經過遮罩的光 具有可完全熔化第一區310的能量密度的情況 央區318内的晶粒是從這些邊界朝向該第一熔 連續部分。 擊並輻照該 夠的強度來 I ，如第 4A 較佳的是足 化。接著， 1措以在其 一第一最小 該第一邊緣 之後才形成 1 0的該經過 一中央區域 節將於下文 遮單化，使 |·如第1 2圖 被最小化。 特性（如，長 不同的，這 薄膜175的 界橫向地生 束脈衝 1 6 4 。在第一中 化區的中央 17 1360707 生長一段預定的距離，用以到達該第—中央區315，並在 它們之間形成一邊界。當然，應被瞭解的是，如果該經過 遮罩的光束脈衝164並不具有足夠的強度來完全地熔化第 一區域的話，則晶粒會在任何情況下形成在第一邊緣區 318中。通；fr，第一中央區315的晶粒比在第一邊緣區318 中的晶粒大。這是因為該經過遮罩的光束脈衝164的強度 在中央處比在邊緣處大。該預定的距離很小是因為光束脈 衝1 4 9疋經由該罩幕1 4 9所輻照用以形成該經過遮罩的光 束脈衝164’其不具有很大之逐漸衰減的邊緣區（如，第n a 及11B圖中之傳統光束脈衝800的820部分），且最好是且 有如第12圖中的光束強度圖案。例如，該預定的距離可以 是1微米’而該第一中央區的寬度則是比1公分稍小。因 此，該第一邊緣區318比被其所包圍的第一中央區315要 小許多。為了達到本發明的目的，不希望將TFT裝置的作 用區放在這些邊緣區上，因此將作用區（及可能是整個TFT 裝置）放置在遠離這些邊緣區處。 之後’如第4C圖所示，樣本170被持續平移（或罩幕 150被建構成可被調整）使得該光束脈衝164以一種在上文 中參照第一區域310所描述的方法來轄照該半導體薄膜 175的一第二區域3 20。此第二區域320可以是在該第一概 念性橫列205上沿著+X轴方向緊接在該第一區域310的區 域。 與第一區域310相同地’該第二區域320結晶化成為 一第二中央區325及一第二邊緣區328，其分別對應於該 18 1360707
第一中央區315及第一邊緣區318的特性及尺寸。如果在 第二區域320的輻照期間（且是在完全熔化的舉例性例子 中）’該經過遮罩的光束脈衝164會與第一邊緣區318稍微 重疊，然後在結晶化後，在邊緣區3 1 8中的晶粒橫向地生 長為該被完全熔化的第二區域32〇的一部分’該部分與該 第一邊緣區318相緊鄰。以此方式，該第二邊緣區328的 此相鄰區被該橫向地生長之第一邊緣區3 1 8所種晶（seed) 用以從該處橫向地長出晶粒。然而，與該第二中央區3 2 5 比較起來，該被種晶的第二邊緣區3 2 8仍然是非常的小 (如，1微米）。所得到的結晶化第二區域320被示於第4E) 圖中。第二區域320被提供在距離該結晶化的第一區310 一段距離處亦是在本發明的範圍内。以此方式且在該第二 區域320的完全熔化的例子中，第二邊緣區328位在緊靠 該結晶化的橫向生長的第一邊緣區318的區段可被來自於 一位在第一區域3 1 0與第二區域3 2 0之間的未經輻照的區 段的晶粒所種晶。
較佳地設置該第一邊緣區318及/或第二邊緣區328的 尺寸，使得該第一邊緣區318及/或第二邊緣區328的截面 積小於TFT裝置間的距離’該TFT裝置位於該第一中央區 域315以及第二中央區域325中。 該半導體薄膜175的第一概念性橫列205的平移及輻 照會持續下去直到在該第一概念性橫列205上的所有的區 域31〇 ’ 320，…’ 380，390(及它們各自的中央區315， 325，...，3 85，395 及邊緣區 318，328， , 388 , 398Ί 19 1360707 脈衝式細光束164到達樣本170的一第二邊210”為正， ，如 第4E圖所示。沿著第一概念性橫列2〇5的區域31〇， 3 20，…，3 80，3 90的結晶是以一重復方式被實施的。當 該光束脈衝164通過第二邊210”時，樣本17〇的平移會相 對於該光束脈衝164 (在第三光束路徑235上）慢下來，用 以到達一第二位置240 (見第2圖）β應被瞭解的是，在該 經過遮罩的光束脈衝164已橫越過該樣本17〇的該第_ 1 一邊 210”之後’並不需要將該脈衝式光束Ul關掉，因為其不 再輻照該樣本1 7 0。
當遠離該樣本170及第二邊210”時，該樣本透過—第 四光束路徑245於-Y方向中平移到達一第三位置以？， 用以能夠沿著第二概念性的橫列2 〇 6來輻照該半導體薄膜 175的區段。然後，該樣本17〇能夠在該位置247安定下 來用以容許當該樣本170在其被平移至該第三位置247時 所產生的任何振動。為了讓樣本17〇能夠到達該第二概念 性的橫列206，對於寬度（在_γ方向上）為〇 5公分的橫歹^ 而言，該樣本被平移約0 5公分。然後，樣本丨7〇經由第
四光束路徑250在-X方向上被加速至該預定的速度使得 光束脈衝1 64可打擊到該半導體薄膜} 75，然後繞過該第 二邊 210”。 之後’樣本1 7 〇沿著一第五光束路徑2 5 5被平移，且 在上文中以第一橫列2〇5的輻照為例來描述之舉例性製程 可被重復在第二概念性橫列2〇6上用以在將樣本i 7〇平移 於+X方向時，進一步輻照區域41〇 ’ 42〇及它們各自的中 20 1360707 央區4 1 5 425及邊緣區418，428 以此 的所有概念性橫列都可被適當地輻照。當光 達第一邊210’時，樣本17〇的平移會沿著第？ 被減速，用以到達第四位置265。在該位置 石著第七光束路徑270被平移於_γ方向上， 樣本1 70的周邊之外光束脈衝到達第五位
170的平移能夠被停止，用以讓發生在樣本 能夠停息。之後，樣本丨70沿著第八光束路 於-X方向上使得光束脈衝丨64到達並通過樣 邊2 1 0 ’，及光束脈衝i 6 4輻照（如，部分或； 二概念性橫列207上的某些區域，使得它們 結晶化的方式與上文中所述有關第一概念性 域310’ 320，…’ 380，390及第二概念性橫 410，420，... . 480，490 相同。
此程序可對半導體薄膜175的所有概念 可對半導體薄膜175之不需要被概念性地分 定區段的選擇性橫列實施。此外，該電腦裝 儲存在該電腦裝置100的儲存裝置内的預定 源110發出光束111(如，不是藉由設定介於 的預定的時間長度或設定脈衝持續時間來輻 膜175)。例如，該電腦裝置100可控制光束 束1 1 1且利用其相對應的光束脈衝1 64，只輻 上某些區域的預定位置，使得這些位置被儲 置100中且被該電腦裝置使用，用以啟動光4 式’樣本1 7 0 束脈衝1 6 4到 (光束路徑260 上’樣本170 用以讓將會在 2 7 2，且樣本 1 70上的振動 徑2 7 5被加速 本170的第一 乞全熔化）在第 可結晶化，其 橫列205的區 列206的區域 性橫列實施， 割為橫列的特 置1 00可根據 位置控制光束 光束脈衝之間 照該半導體薄 源1 1 0產生光 照該薄膜1 7 5 存在該電腦裝 I 1 1 1的發射， 21 1360707 其結果為該光束脈衝只有在樣本17〇被平移而位在 衝164的路徑正下方的區域時才會輻照D該光束源 經由該電腦裝置100根據該位置在X方向上的座 射。 此外，當該光束脈衝1 64的輻照路徑指向半導 1 7 5上將被炫化及結晶化的區域時，該樣本1 7 〇可 續的方式被平移。因此，樣本170的平移被停止在樣 的中間是可能的，該樣本1 70的中間位置的區域被 被結晶化。之後，樣本1 7 〇被平移使得該半導體薄 的另一區段被安排在該光束脈衝i 64的路徑上使 本的平移再次被停止且依照上文f詳細說明的舉例 實施例以及將於下文中說明的舉例性製程實施例被 結晶化。 依據本發明，任何本文中所描述及顯示的及示 專利申清案號第09/390,535號中的罩幕都可被使用 本發明的製程及糸統中，該美國申請案的全部内容 的方式被併於本文中。例如，示於第5A圖中的罩 的一第二舉例性實施例可被用來取代示於第3圖中 半導體薄膜175被輻照的罩幕。與第3圖中具有一 口或透明區域157的罩幕150相反，罩幕15〇,具有 開口或透明區域4 5 0 ’它們係被阻光區4 5 5將它們 隔開來。罩幕150’的開口或透明區域450可被泰 縫”。這些細缝可讓小光束脈衝（或細光束）穿過其間 輻照並完全熔化該半導體薄骐1 7 5上被光束輻照 光束脈 1 1 0可 標來發 體薄膜 以非連 .本 170 輻照及 臈175 得該樣 性製程 $1昭斑 Μ、、 > \ 於美國 在依據 以引用 幕 150, 可讓該 單一開 複數個 彼此間 I為”細 來進行 到的區 22 1360707
域。一個細縫450的放大視圖被提供在第5B圖中，其顯 示細缝450的尺寸是〇.5微米乘0.5微米。應被瞭解的是， 細縫亦可以有其它的尺寸且是在本發明的範圍之内。例 如’細缝可具有矩形，圓形’三角形，山形，及棱形等等 的形狀。依據本發明，細缝應夠大使得當經由該等細缝所 形成該脈衝式細光束1 64輻照且結晶化半導體薄膜丨75的 特定區域時，中央區域（即，非邊緣區域）會被形成用以讓 TFT裝置（或至少是它們的作用區）位在其内。如此被設置 的TFT裝置的作用區彼此具有一相當的距離且該距離大於 被輻照及結晶化的區域的邊緣區是很重要的。 第6A至6D圖顯示依據本發明製程的第二實施例的〆 舉例性的進程，其中複數個沿著該半導體薄膜175的第一 概念性橫列205的連續區域被由第5A圖所示的罩幕150, 塑形之該經過遮罩的光束脈衝丨64所輻照。樣本1 7〇相對 於光束脈衝164的平移與參照第4A至4F圖所述的平移相 同。介於由第3圖的罩幕15〇所塑形之光束脈衝164所輻 照的區域3 1 0，3 2 0，…，3 8 0 , 3 9 0 , 4 1 0，4 2 0的輻照與由 罩幕1 5 0 ’所塑形之光束脈衝丨64所輻照的區域460，4 7 0 的輻照之間的差異為區域3 j 〇，32〇，…，380，39〇，4 1 0， 420的整個區域都被輻照且結晶化，而區域46〇，470則只 有某些小部分462被輻照及結晶化。 與第4A圖的區域31〇相同，區域460的部分462被 賴照’如第6A圖所示。之後，該部分462被結晶化用以 形成中央區域465’及邊緣區域468，如第6B圖所示。與 23 1360707 第一中央區域315相同，每—個別部分462的中央區威 465内都具有晶粒’其與在邊緣區468内的晶粒是不同 的，且設计中央區的尺寸，使得該TFT裝置的至少一作用 區（及可能是整個TFT裝置）可被放在遠離邊緣區468。 如第6C圖所示，當樣本ι7〇被平移於X方向上時，區域 470的部分472被輻照，然後被結晶化，其方式與部分462 相同。因此’可形成區域470的中央區域475與邊緣區域 478 » 此外’可利用依據本發明的罩幕15〇”的一第三實施 例’如第7圖所示，該罩幕mo”具有一長且窄的開口或透 明區490，用以將該光束149圖案化且塑形成為光束脈衝 164。例如，透明區域490的長度是〇.5公分及寬度可以是 〇.1公釐。以此方式，第2圖中的樣本170上的每一概念 性橫列都可被經過罩幕150”塑形過的光束脈衝164轉照。 此外，透明區域490的長度可以是30公分。因此，可藉由 將樣本170平移在-Y方向上從樣本17〇的—個邊緣移向相 對的邊緣來輻照及結晶化該半導體薄膜1 75上的被選定部 为’而不再是將半導體薄膜175分割成數個概念性橫列 然後分別對它們賴照。很重要的是，使用此一處理技術來 形成中央區域使得可將TFT裝置的作用區保持在與邊缘區 離一距離處》 第8 A圖顯示第一與第二被輻照且結晶化的區垴< , ^ 5 1 〇 及520，其對應於第4D圖的第一及第二區域310，32η n ‘ υ及/ 或第6D圖的區域460的相鄰部分462。詳言之，第8八圖 24 1360707 顯示整個TFT裝置610及620可位在遠離邊緣區域518， 528，650的位置處，且位在區域510，520的各自中央區 515，525内。位在區域510的中央區515内之TFT裝置 610包括一閘極612、一汲極614、一源極616及一作用區 618，所有這些都位在遠離邊緣區518處。相同地，對於第 二TFT裝置620而言，其閘極622、汲極624、源極626、 及特別是作用區628亦是位在遠離邊緣區528，650處，使 得它們都不會與區域520的各邊緣區528及邊緣區650重 疊’該邊緣區650是位在中央區515，525之間》 第8 B圖為顯示第一與第二被輻照且結晶化的區域 510及520，其亦對應於第6D圖的區域460的相鄰部分 4 62’其中各別的TFT裝置610，，620,被提供於其上。在 此舉例性的實施例中，只有區域5 1 〇，5 2 0的個別作用區 610’’ 620’被提供在遠離邊緣區518, 528, 650的位置處， 且是被提供在區域510，520的個別均句中央區515，525 中’而TFT裝置61〇，，620’的其它部分則是位在區域510, 5 20的個別邊緣區518，528上，且邊緣區被提供在它們 之間。詳言之，第一 TFT裝置610,包括一作用區618,其 完全位在區域510的中央區515内，而TFT610,的閘極 6U’、没極6U’及源極616’與邊緣區518重疊。相同地， 對於第二TFT裝置620,而言，其作用區628，完全位在區 域520的中央區525内’而第二TFT620,的閘極622，、汲 極624及源極626，被直接提供在邊緣區上。而且，閘極 622 ’被提供在介於區域510的中央區515與區域520的中 25 1360707 央區525之間的一邊界區5〇〇上（即，介於區域51〇，520 之間的邊緣區650)。應被瞭解的是，閘極612，612’，622, 622’’ 汲極 614’ 614， 624’ 624’及源極 616， 616， 626, 62 6’的任何一者可被提供在邊緣區518,528及邊界區5〇〇 上。 藉由使用本發明的此一舉例性實施例，邊界區5 〇 〇及/
或與此邊界區500相關的邊緣區5 1 8, 528的寬度可被縮小 至1微米，其比使用傳統的系統及製程所獲得的邊緣區小 了約有100至10, 〇〇〇倍。因此，可將整個Τρτ裝置610, 620放在中央區5 1 5, 525内，使得介於它們之間的距離會 大於邊界區500 ,如第8A圖所示。TFT裝置61〇,，62〇, 適用相同的放置原則’如第8B圖所示，除了介於TFT裝 置61〇，，620’的作用區618，’ 628，之間的距離會大於邊 界區500的寬度。
第9圖為一流程圖，其代表本發明之一第一舉例性製 程程序，其在第1Α圖的電腦裝置的至少部分控制之下使 用第4Α至抒及6八至6〇圖的本發明技術來實施。在步 驟咖"，第1Α圖的硬體構件，像是光束源11〇，能源 光束調變3 120 ’及光束衰減器與快門13〇係至少部分地 叫乂休+丄/ 〇在步驟1 0 0 5被3 入到該樣本平移台18〇上。應被瞼 應极瞭解的是，此載入可被二 動地實施或使用已知的樣本裁入畔 你令戟八°又備在電腦裝置100的决 制之下自動載入。接下來，續楛太正α, 术这樣本千移台180在步驟101 被移動，最好是在電腦裝置100的控制之下至一初始{ 26 1360707 i *需要時’該系統的許多其它光學構件在步驟丨〇15 被手動地或在電腦裝置1〇〇的控制下調整及/或對準以實 =對焦及對準。在步驟102G，輕照/雷射光束1U在-預 定的脈U水準’脈衝持續時間及重復率下被啟動。在 步鄉1024，決定县^:益 疋企每—光束脈衝都具有足夠的能量來輻 照半導體薄膜的部分用以將該等被輻照的部分在稍後結晶 化如果不疋現種情形的話，該光束ιη的衰減會在步驟
1 〇25於電腦裝置} 〇〇的控制下被光束源！ 1 〇調整，且步驟 1〇以再次被執行用以決定是否有足夠的能量來將該半導 體薄膜的那些部分加以結晶化。 在v驟1027，该樣本被放置用以將該光束脈衝164 向可打擊該半導體薄膜的第一橫列。然後，在步驟 〇使用一經過遮罩的強度圖案（如，該經過遮罩的光 束脈衝164)來輻照該半導體薄膜的那些部分。之後，該半 導體薄膜的被輻照部分被結晶化使得其上邊緣區域被最小 化，用以至少讓TFT裝置的作用區被放在遠離邊緣區的地 方。f步驟1 035’確認目前被該光束脈衝所輻照的橫列的 輻照是否已完成。如果還沒的話，在步驟丨〇4〇，持續用下 一個光束脈衝164來輻照該樣本1而，如果在步驟1〇35 中判定"的橫列的輻照及結晶化已完成的話，則在步驟 1040決定是否還有其它的樣本橫列待處理。如果是的話， 則該製程前進至步驟1 050’樣本在該步驟中被平移使得該 光束脈衝指向下一個將依據本發明處理的橫列。否則的 話，在步驟丨055中，即完成該舉例性的製程對樣本17〇 27 丄
的處理 處理終 第 處理程 使用第 此舉例 程序的 而，在 量來輕 的部分 光束脈 能量密 列〇 且第1A圖的系統的硬體構件與光束iu 止時被關掉。 1〇圖為—流程圖，其代表本發明之一第二 序’其在帛1A圖的電腦裝置的至少部分控 F及6A至6D圖的本發明技術來實 性的程序中的步驟11〇〇至η”大體上與第 步驟1000-1020菩i日m , 020疋相问的，因此將不再此贅 步驟1124中決定是是否每一脈衝都具有足 照至該半導體薄膜175的該等部分上，使得 二日日化。如果不疋的話，則在步驟丨1 2 $ ’ 衝的衰減且再次改變能量密度。在確認光束 度時，樣本被移動用以打擊該樣本170的 可在 舉例 制< 施。 9圖 述。 夠的 被輕 調整 該
:J後，在步驟113〇，該光束149通過一罩幕【μ用以 將該光束脈衝塑形’並形成所得到的脈衝的邊緣區域。： 後’樣本no在步驟1135中沿著目前的橫列被持續地； 移。在步驟1140中，在樣本170的平移期間，使用一經過 遮罩的強度圖案光束脈衝來輻照半導體薄膜的該等部分且 至少部分被熔化用以讓被輻照的部分結晶化。半導體薄膜 1 75的這些部分的輻照可在該等光束脈衝到達該樣本的特 疋位置時被實施，這些特定的位置是由該電腦裝置1〇〇預 先指定的。因此，該光束源玎在該樣本到達這些相對於光 束脈衝的位置時被啟動《之後’半導體薄膜的被輻照部分 月匕夠結晶化’使得被固化的部分的某些區域已被成核 28 1360707 (nucleated)且包括均勻物質用以讓至少介於TFT裝置的作 用區之間的距離大於這些被輻照的區域的邊緣區。此處理 被持續直到到達在半導體薄媒175上目前的橫列的終端為 止。在步驟114 5中決定該樣本上是否仍有其它的橫列待處 理。如果是的話，該程序會前進至步驟115〇,樣本在該步 驟會被平移使得該光束脈衝被指向下一個將依照本發明被
處理的橫列。否則的話，步驟1155會實施，其與第9圖的 步驟1 055大致相同。 以上所述僅是顯示本發明的原理。以上所述之實施例 的不同變化及修改對於熟悉此技藝者而言在本文的教導之 下將會很明顯。例如，雖然上述的實施例是以半導體薄膜 的輪照及結晶化為例來說明，但其亦可被應用至其它的物 質處理技術上，像是微型加工，光削磨，及微型構圖技術 等’還包括揭示在國際專利申請案第PCT/US01/12799號 及美國專利中請案第 09/390,535,09/390,537 及 09/526,585 號中的者’這些專利申請案的全部内容藉由此參照被併於 本文中。揭示於上述參考文獻中之不同的罩幕圖案及強度 光束圖案亦可使用在本發明的處理及系統上。熟悉此技藝 者能夠完成許多的系統及方法，它們雖然被有被顯示及說 明於本文中，但仍體現了本發明的原理，所以仍是在本發 明的精神及範圍之内。 【圖式簡單說明】 第1 A圖為一依據本發明之輻照系統的舉例性實施例 29 1360707 的示意方塊圖，其輻照一半導體 這些區域具有相對小的邊緣區；樣本的特定區域使得 =圖為包括該半導體薄膜的樣本的放大剖面圖； 檨太！ 本的一舉例性實施例的頂視分解圖，該 樣本被分割且其上具有一半導體 理傕用坌依據本發明的處 吏用第1 Λ圖所示的舉例性系 膜的整個表面積上： _實知在該半導體薄
第3圖為一依據本發明的罩 的頂視圖，其具有一包圍在一第個舉例性實施例 區，且其可” 1Α__㈣ 明區周圍的阻光 第 圖所不的舉例性系統-起使用，用以 將一雷射光束源所產生的光束脈衝遮罩起來而成為—有圖 案的光束脈衝’使得被遮罩的光束脈衝^、在該半導體薄 膜樣本上的特定區域，藉以縮小在 邊緣區域； —特疋&域周邊處的 第4A-4D圖為該樣本的一舉例性 +們且概念性橫列在依據 本發明的處理的不同的連續階段中，該樣本上之半導體薄 膜的特定部分被第3圖的罩幕所遮罩之輻照光束脈衝所照 射，然後再固化及結晶化的圖式，其中該等特定部分的邊 緣區域被大輻地縮小； 第4E-4F圖為該樣本的一第二舉例性且概念性橫列在 依據本發明的處理的兩個舉例性連續階段中，該樣本上之 半導體薄膜的特定部分被第3圖的罩幕所遮罩之輻照光束 脈衝所照射’然後再固化及結晶化的圖式，其中該等特定 部分的邊緣區域被大輻地縮小； 30 1360707 第5A圖為一依據本發明的罩幕的第二個舉例 例的頂視圖，其具有^包圍在複數個開口或透明區 周圍的阻光區，且其可與第1A圖所示的舉例性系 使用用以將雷射光束源所產生的光束脈衝遮罩 成為一有圖案的光束脈衝，使得被遮罩的光束脈衝 該半導體薄膜樣本上的特定區域，且這些特定區域 區域被大輻地縮小； 第5B圖為示於第5A圖中之罩幕的第二實施例 束的放大視圖； 第6 A - 6 D圖為該樣本的_舉例性且概念性橫列 本發明的處理的不同的連續階段中，該樣本上之半 膜的特定部分被第5圖的罩幕所遮罩之輻照光束脈 射，然後再固化及結晶化的圖式； 第7圖為該樣本上的半導體薄膜的圖式，此一 該光束脈衝所輻照，該光束脈衝具有一被一罩幕形 的截面’料幕具有—包圍在-長且窄的開σ或透 圍的阻光區，且其可與第1Α圖的舉例性系統一起名 第8A圖為對應於第4D及6D圖的區域之兩個 照’再固化及結晶化的區域的圖式，其中這些區域 者的邊緣區都是遠離整個TFT裝置； 第8B圖為對應於第4£)及6£>圖的區域之兩個 照’再固化及結晶化的區域的圖式，其中這兩個區 緣區都是遠離該TFT裝置的作用區的整個截面，而 域則在邊緣區上； 性實施 或細縫 统~起 起來而 輻照在 的邊緣 的細光 在依據 導體薄 衝所照 薄犋被 成圖案 明區周 t用； 經過輻 的每― 經過輻 域的邊 其它區 31 1360707 第 序，其 明的舉 程序； 第 理程序 本發明 處理程 對於光 第 被一使 第 統及處 第 處理所 薄膜被 9圖為一流程圖，其代表本發明的一舉例性處理程 是在第1A圖使用第4A-4F圖及第6A-6D圖之本發 例性技術的一電腦裝置的至少部分控制之下的處理 1 0圖為為一流程圖，其代表本發明的另一舉例性處 ，其是在第1A圖使用第4A-4F圖及第6A-6D圖之 的舉例性技術的一電腦裝置的至少部分控制之下的 序，其中第1A圖的光束源係根據該半導體薄膜絳 束的打擊位置而被啟動的； 11A圖為一長且窄的光束的輪廓的立體斷面圖，其 用傳統系統及處理的投射輻照所塑造成形； 1 1 B圖為第1 1 A圖的光束的能量密度對由傳統的系 理所產生的光束的空間輪廓的圖表；及 1 2圖為光束的能量密度對由依據本發明的系統及 產生的光束的空間輪廓的圖表，其可縮小該半導體 此光束所輻照之特定部分的邊緣區域。 元 ο [ο 明 說 單 簡 # 符 表 代 件 束 光 分 P 咅 央 中 820 側邊區域 830 部分 170 樣本 110 光束源 120 光源能量密度調變器 130 衰減器 140,1 43,147,1 60,1 62 光束偏轉鏡 141,142 光束擴張及準直透鏡 32 1360707
144 光 線 均 質器 145 聚 光 透 鏡 148 向 場 透 鏡 150 投 射 罩 幕 161 鏡 152 快 門 163 多 元 物 鏡 180 樣 本 平 移 台 190 花 岗 山 石 塊光 學座 100 電 腦 裝 置 191， 192,193, 194 隔絕振 動且自動 '調 平 系 統 164 光 束 脈 衝 149 光 束 175 半 導 體 薄膜 172 玻 璃 基 材 177 中 間 層 205 第 一 概 念 性 橫 206 第 二 概 念性 橫列 207 第 三 概 念 性 橫 111 光 束 850 光 束 輪 廊 155 阻 光 段 157 開 口 或 透 明 區 149 光束脈衝（雷射光束） 205,206,207 橫列 164 細光束（經過遮罩的光束脈衝）
220 第一 位置 225 第 一 光 束 路 徑 21 05 第一 •邊 230 第 二 光 束 路 徑 3 10 第一 區域 3 15 第 一 中 央 區 3 18 第一 邊緣區 320 第 二 區 域 325 第二 中央區 328 第 二 邊 緣 區 2 10，， 第·： 二邊 235 第 三 光 束 路 徑 240 第二 位置 247 第 三 位 置 250 第四 光束路徑 255 第 五 光 束 路 徑 410,420 區域 415,425 中 央 區 418,428 邊緣區 265 第 四 位 置 33 1360707
270 第七光束路徑 260 第六光束路徑 275 第八光束路徑 150’ 罩幕 450 開口或透明區（細縫） 455 阻光區 460, 470 區域 462 部分 465 中央區 468 邊緣區 472 部分 475 中央區 478 邊緣區 15 0’， 罩幕 490 開口或透明區 5 10 第一被輻照且結 晶4匕的 區域 520 第二被輻照且結 晶4匕的 區域 61 0,620 TFT 裝置 518,528,650 邊緣區 515,525 中央區 612 閘極 614 汲極 616 源極 618 作用區 622 閘極 624 汲極 626 源極 628 作用區 610’， 620’ TFT 裝置 612, 閘極 614? 汲極 616, 源極 618’ 作用區 622, 閘極 6245 汲極 626, 源極 34

Claims (1)

1360707 — 一] 補乞: 拾、申請專利範圍 1. 一種處理一薄膜樣本的方法，其包含以下步驟： U)控制一光束產生器用以發出至少一光束脈衝； (b) 將該至少一光束脈衝加以遮罩用以產生至少一經過 遮罩的光束脈衝，其中該至少一經過遮罩的光束脈 衝被用來輻照該薄膜樣本的至少一部分； (c) 利用該至少一經過遮罩的光束脈衝，以足以貫穿該 薄膜樣本的厚度以及沿著該薄膜樣本的整體區域而 兀全溶化該薄膜樣本的至少一部分的能量強度來輻 $ 照該薄膜樣本的至少—部分；以及 (d) 允許該薄膜樣本的該至少一部分結晶化被結晶化 的該至少一部分是由—第一區域及一第二區域所構 成’其中在結晶化的時候，該第一區域包括一第一 組晶粒’及該第二區域包括一第二组晶粒其至少一 特性不同於該第一組晶粒的至少一特性， 其中該第一區域包圍該第二區域，且被建構成可讓一電 子裝置的一作用區被提供在與其相距一段距離處。 φ 2·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該經過遮罩的 光束脈衝的強度可貫穿該薄膜樣本的厚度而完全熔化 該薄膜樣本的該至少一部分。 3.如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該經過遮罩的 35 13607.07 光束脈衝的強度可部分熔化該薄膜樣本的該至少一部 分。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該TFT的該 作用區是位在該第二區域内。 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二區域相 應於至少一像素。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二區域具 有一截面，該截面可幫助該第二區域上之TFT的所有 部分。 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一區域相 對於該第二區域的大小及位置被設計成可讓該第一區 域對於該TFT的性能沒有影響或其影響可被忽略。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含以下的步 驟： (e)在步驟（d)之後，決定該第一區域的一位置以避免將 該TFT的該作用區置於其上。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少一光束 36 1360707 脈衝包括複數個細光束，且其中該第一及第二區域係被 該等細光束所輻照。 10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜樣本為 一矽薄膜樣本。 11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜樣本是 由石夕及錄中的至少一者所製成。
12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜樣本具 有大約介於100埃（A)至1 0,000埃之間的厚度。 13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該第一區域 内的該第·一組晶粒係橫向生長的晶粒。 14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第一區域 内的橫向生長的晶粒為等軸（equiaxed)晶粒。
15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電子裝置為 一薄膜電晶體（“TFT”）。 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜樣本為 一半導體薄膜樣本。 37 16.
TW092122788A 2002-08-19 2003-08-19 Process and system for laser crystallization proc TWI360707B (en)

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