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TWI279052B - Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device - Google Patents

Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device Download PDF

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TWI279052B
TWI279052B TW091117899A TW91117899A TWI279052B TW I279052 B TWI279052 B TW I279052B TW 091117899 A TW091117899 A TW 091117899A TW 91117899 A TW91117899 A TW 91117899A TW I279052 B TWI279052 B TW I279052B
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TW
Taiwan
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laser
laser light
energy density
semiconductor device
illuminated surface
Prior art date
Application number
TW091117899A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Tanaka
Tomoaki Moriwaka
Original Assignee
Semiconductor Energy Lab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Description

1279052 A7 B7 五、發明説明（]) 發明背景 1. 發明領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於雷射照射方法以及採用此方法的雷射照 射裝置’該裝置包含雷射器和用來將雷射器輸出的雷射光 束引導到被照射的物體的光學系統。本發明還關於製造半 導體裝置的方法，該方法包括雷射照射步驟。注意，此處 所述的半導體裝置包括諸如液晶顯示裝置或發光裝置之類 的電光裝置以及包括以此電光裝置作爲其組成部分的電子 裝置。 2. 相關技術說明 近年來，在對形成於玻璃之類的絕緣基底上的半導體 膜進行雷射退火，以便對膜進行晶化從而改善其結晶性以 獲得結晶半導體膜或啓動雜質元素的技術方面，已經進行 了廣泛的硏究。注意，在本說明書中，結晶半導體膜指的 是其中存在著結晶區域的半導體膜，並且還包括整個被結 晶化的半導體膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 利用光學系統從準分子雷射器之類形成脈衝雷射、使 之成爲被照射表面上的幾釐米的正方形點或被照射表面上 的長度爲1 0 0 m m或以上的線狀、並掃描此雷射光束（或 相對於被照射表面移動雷射光束的照射位置）以進行退火 的方法，在大批量生產中是優越的，在技術方面是優異的 。此處所述“線狀”並不意味著嚴格意義上的“線”，而 是具有高形狀比的矩形（或拉長的橢圓形）。例如，指的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' -4 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（2 ) 是孔徑比爲10或以上（最好是100-10000 )的形狀。注意 ’線狀被用來獲得對被照射物體進行充分退火所需的能量 密度。於是，若對被照射的物體進行充分的退火，就可會g 是矩形或片形。在目前條件下，市場上有每脈衝1 5〗的準 分子雷射器。將來也可能進行具有片狀雷射的退火。 圖7A和7B顯示用來在被照射的表面上形成線狀雷 射的光學系統的構造的例子。此構造是極爲一般的。上述 的所有光學系統都基於圖7A和7B所示的構造。根據此 構造，雷射的剖面形狀被轉換成線狀，被照射表面上雷射 的能量密度分佈同時被均勻化。通常，用來使雷射能量密 度均勻化的光學系統稱爲光束均勻器。 從雷射器101發射的雷射光沿垂直於其行進方向的方 向被柱形透鏡組（以下稱爲柱形透鏡陣列）1 03分割，從 而確定線狀雷射沿縱向的長度。在本說明書中，此方向被 稱爲第一方向。假設當平面鏡被插入在光學、系統的光路中 ，則第一方向根據光被平面鏡彎曲的方向而改變。在圖 7A的俯視圖所示的構造中，柱形透鏡陣列被分成7部分 。然後，雷射光在被照射的表面109上被柱形透鏡105合 成，從而使線狀雷射沿縱向的能量密度分佈均勻化。 接著，說明圖7B剖面圖所示的構造。從雷射器101 發射的雷射光沿垂直於其行進方向的方向即第一方向被柱 形透鏡陣列102a和102b分割，從而確定線狀雷射沿寬度 方向的長度。在本說明書中，此方向被稱爲第二方向。假 設當平面鏡被插入在光學系統的光路中，則第二方向根據 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） -mJ: 1 —-L- —II - - - I- _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- A7 1279052 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光被平面鏡彎曲的方向而改變。在圖7 B的剖面圖中，柱 形透鏡陣列1 0 2 a和1 0 2 b各被分成4部分。被分割的雷射 光被柱形透鏡104暫時合成。然後’雷射光被平面鏡107 反射，並被雙重柱形透鏡1 會聚，致使在被照射表面 109上再次成爲單個雷射。雙重柱形透鏡108是一種有二 個柱形透鏡組成的透鏡。於是’線狀雷射沿寬度方向的能 量密度分佈被均勻化。 例如，雷射器窗口的尺寸爲l〇mmx 30mm (各爲光束 分佈的半寬度）的準分子雷射器被當成雷射器101，並用 具有圖7A和7B所示構造的光學系統產生雷射光。則能 夠在被照射的表面109上獲得具有均勻能量密度分佈的尺 寸爲1 2 5 m m X 0.4 m m的線狀雷射光。 此時，例如當石英被當成光學系統的所有基底材料時 ，獲得了高的透射率。注意，光學系統的塗層最好是導電 的，使得在所用準分子雷射器的頻率下得到99%或以上的 透射率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，由上述構造形成的線狀雷射以重疊狀態同時沿 其寬度方向逐漸移動而被照射。於是，當對非晶半導體膜 的整個表面進行雷射退火時，非晶半導體膜就可晶化，結 晶性能夠得到改善，從而獲得結晶的半導體膜，或能夠啓 動雜質元素。 用來製造半導體裝置的基底面積也越來越增大。這是 因爲比起例如圖素部分和驅動電路（源極驅動電路和閘極 驅動電路）的TFT被形成在單個玻璃基底上，從而製造 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — -6 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 諸如液晶顯示器平板之類的單個半導體裝置的情況來說， 在諸如液晶顯示器平板之類的多個半導體裝置由單個大面 積基底製造的情況下，能夠實現高的產率和低的成本（圖 9)。目前，例如600 m mx 720mm的基底、12英寸（直徑 約爲300mm )的圓形基底被當成大面積基底。而且，可望 將來還會使用一個邊長超過1000mm的基底。 在由光學系統產生於被照射表面上的線狀、矩形、或 片狀雷射的端部中或其附近，能量密度由於透鏡等的像差 而被逐漸衰減（圖8A )。在本說明書中，線狀、矩形、 或片狀雷射的端部中的能密度被逐漸衰減的區域，被稱爲 哀減區。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 同樣，隨著基底面積和雷射器輸出的增加，產生更長 的線狀雷射、更長的矩形雷射、以及更長的片狀雷射。這 是因爲在利用這種雷射進行退火的情況下得到了高的效率 。但從振蕩雷射器發射的雷射的端部中的能量密度低於其 主要中心區域的能量密度。於是，當雷射區域擴大爲等於 或大於直至目前的光學系統區域時，衰減區域傾向於越來 越明顯。 比起能量密度均勻性高的區域來說，在雷射的衰減區 域中，能量密度不是足夠的，並逐漸被衰減。於是，當利 用具有衰減區的雷射進行退火時，無法對被照射的物體進 行均勻的退火（圖8B )。此外，即使當用以衰減區重疊 雷射的執行掃描的方法來進行退火，退火條件也明顯地不 同於能量密度均勻性高的區域。於是，仍然無法對被照射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '" 1279052 A 7 B7_ 五、發明説明（5) 的物體進行均勻的退火。因此，對於被雷射衰減區退火的 物體區域和被能量密度均勻性高的雷射區退火的物體區域 ，不能進行相同的退火。 例如，當被照射的物體是半導體膜時，被雷射衰減區 退火的膜區的結晶性不同於被能量密度均勻性高的雷射區 退火的其他膜區。於是，即使當從這種半導體膜製造TFT 時，從被雷射衰減區退火的膜區製造的TFT的電學特性 也要退化，這就成爲引起同一個基底上的各個TFT發生 變化的一個因素。實際上，幾乎不存在從被雷射衰減區退 火的膜區製造TFT以生產半導體裝置的情況。於是，這 就成爲減少單位基底可用TFT數目從而降低產率的一個 因素。 發明槪要 因此，本發明的目的是提供一種能夠淸除雷射端部中 的哀減區以便尚效率進行退火的雷射照射裝置。此外，本 發明的目的是提供一種採用這種雷射照射裝置的雷射照射 方法以及包括對應於此雷射照射方法的步驟的製造半導體 裝置的方法。 如圖1 A所示，根據本發明，利用緊靠被照射表面附 近的細縫，雷射衰減區（特別是平行於其移動方向的雷射 部分中的衰減區），被淸除或減小，致使如圖2A所示在 雷射端部獲得陡峭的能量密度分佈。細縫被置於緊靠被照 射表面附近的理由是爲了抑制雷射的發散。這樣，細縫就 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）一 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 1279052 A7 B7 五、發明説明（6) 在裝置允許的範圍內靠近基底（典型爲lcm範圍內）。 細縫可以被置於與被照射的基底相接觸。而且，根據本發 、明，如圖1 B所示，利用平面鏡將雷射的衰減區加以折疊 ，以便增加衰減區的能量密度並減小衰減區的面積，致使 在雷射端部得到陡峭的能量密度分佈。 若在雷射端部，特別是在平行於其移動方向的雷射部 分中得到了陡峭的衰減區，則雷射具有高的能量密度均勻 性，致使能夠對被照射的物體進行均勻的退火，有效的退 火於是成爲可能（圖2B)。 根據本說明書中揭示的雷射照射裝置的結構，雷射照 射裝置的特徵是包含：雷射器；用來將雷射器發射的雷射 光在被照射表面上的第一能量密度分佈轉換成第二能量密 度分佈的第一機構；以及用來使具有第二能量密度分佈的 雷射端部中的能量密度均勻化的第二機構，其中第二機構 被提供在被照射的表面與第一機構之間。 而且，根據本說明書中揭示的雷射照射裝置的另一種 結構’雷射照射裝置的特徵是包含：雷射器；用來將雷射 器發射的雷射的剖面形狀改變成第一形狀，以便將其輻射 到被照射的表面的第一機構；以及用來使改變成第一形狀 的雷射端部中的能量密度均勻化的第二機構，其中第二機 構被提供在光學系統與被照射的表面之間。 而且，根據本說明書中揭示的雷射照射方法，該雷射 照射方法的特徵是包含：利用第一機構，將雷射器發射的 雷射在被照射表面上的第一能量密度分佈轉換成第二能量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） T---^------ΓΛ^ — — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 1279052 A 7 B7 五、發明説明（7 ) 密度分佈；以及利用第二機構，使具有第二能量密度分佈 的雷射端部中的能量密度均勻化，並在相對移動的情況下 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，將具有被均勻化的能量密度的雷射輻射到被照射的表面 〇 而且，根據本說明書中揭示的雷射照射方法，該雷射 照射方法的特徵是包含：利用第一機構，將雷射器發射的 雷射的剖面形狀改變成第一形狀，以便將其輻射到被照射 的表面；以及利用第二機構，使改變成第一形狀的雷射端 部中的能量密度均勻化，並在相對移動的情況下，將具有 被均勻化的能量密度的雷射輻射到被照射的表面。 而且，根據本說明書中揭示的製造半導體裝置的方法 ，該製造方法的特徵是包含：利用第一機構，將雷射器發 射的雷射在被照射表面上的第一能量密度分佈轉換成第二 能量密度分佈；以及利用第二機構，使具有第二能量密度 分佈的雷射端部中的能量密度均勻化，並在相對移動的情 況下，將具有被均勻化的能量密度的雷射輻射到被照射的 表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，根據本說明書中揭示的製造半導體裝置的方法 ，該製造方法的特徵是包含：利用第一機構，將雷射器發 射的雷射的剖面形狀改變成第一形狀，以便將其輻射到被 照射的表面；以及利用第二機構，使改變成第一形狀的雷 射端部中的能量密度均勻化，並在相對移動的情況下，將 具有被均勻化的能量密度的雷射輻射到被照射的表面。 而且，在上述結構中，其特徵在於，第一機構是定位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） --- -10- 1279052 A7 B7 五、發明説明（8 ) 成與雷射的光軸正交的均勻器。 而且在上述結構中，其特徵在於，第一機構是平行排 列的多個柱形透鏡陣列，以便與雷射的光軸正交並沿排列 方向分割雷射。 而且，在上述結構中，其特徵在於，光學系統由多個 柱形透鏡組和透鏡組成，柱形透鏡組被平行排列，以便正 交於雷射光的光軸並沿排列方向分割雷射光，透鏡被置於 柱形透鏡組的透射側並合成被分割的雷射光。 而且，在上述結構中，其特徵在於，第一機構是定位 成正交於雷射光軸並分割雷射光的蠅眼透鏡。 而且，在上述結構中，其特徵在於，第一機構由蠅眼 透鏡和球面透鏡組成，蠅眼透鏡定位成正交於雷射光軸並 分割雷射光，而球面透鏡位於蠅眼透鏡的透射側並合成被 分割的雷射光。 而且，在上述結構中，其特徵在於，第二機構是細縫 或平面鏡，細縫被置於鄰近被照射表面，而平面鏡對應於 具有第二能量密度分佈的雷射端部定位。 而且，在上述結構中，其特徵在於，雷射端部是平行 於雷射移動方向的區域。 根據上述結構，雷射可以被非線性光學元件轉換成諧 波。例如，已知YAG雷射器發射波長爲l〇65nm的雷射作 爲基波。矽膜的雷射吸收係數非常低。於是，在這種情況 下’技術上就難以將非晶矽膜晶化成半導體膜。但此雷射 可非線性光學元件轉換成波長更短的光。作爲諧波，有二 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） m· m ϋϋ n^i n^i Ln n^i ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _11 - A7 B7 1279052 五、發明説明（9) 次諧波（ 532nm)、三次諧波（ 355nm)、四次諧波（ 266nm)、或五次諧波（213nm)。非晶矽膜對這些諧波 具有高的吸收係數。於是可用來晶化非晶矽膜。 在上述構造中，其特徵是雷射器選自連續振蕩固體雷 射器、連繽振蕩氣體雷射器、脈衝振蕩固體雷射器、以及 脈衝振蕩氣體雷射器中的一種。注意，作爲固體雷射器， 可列舉YAG雷射器、YV〇4雷射器、YLF雷射器、YA1〇3 雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、翠綠寶石雷射器、 摻Ti的藍寶石雷射器等，而作爲氣體雷射器，可列舉準 分子雷射器、Ar雷射器、Kr雷射器等。 而且，在上述構造中，雷射可以被非線性光學元件轉 換成諧波。 在上述構造中，其特徵是雷射器選自連續振蕩固體雷 射器、連續振蕩氣體雷射器、脈衝振蕩固體雷射器、以及 脈衝振蕩氣體雷射器中的一種。注意，作爲固體雷射器， 可列舉YAG雷射器、YV〇4雷射器、YLF雷射器、YA1〇3 雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、翠綠寶石雷射器、 摻Ti的藍寶石雷射器等，而作爲氣體雷射器，可列舉準 分子雷射器、Ar雷射器、Kr雷射器等。 細縫被放置在被照射的表面緊鄰或被照射的表面上， 或當平面鏡位於雷射衰減區中時，通常靠近衰減區的中部 。於是，能夠在被照射表面上或其附近獲得雷射能量密度 分佈的優異均勻性，致使能夠對被照射物體進行均勻的退 火。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） — •12- Γ--L---r-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 A7 B7 五、發明説明（10) 至此，爲了減小衰減區，被分割的雷射被圖7A和7B 所示的柱形透鏡1 05合成。根據本發明，即使當不對光學 系統提供柱形透鏡1 05時，也能夠在雷射端部獲得陡峭的 能量密度分佈。於是，減少了用於光學系統的透鏡的數目 ’使光學調整容易，並能夠進行均勻的退火。注意，當採 用柱形透鏡1 05時，能夠減小雷射衰減區。於是，能夠減 小雷射照射的面積、位於被照射表面緊鄰或與被照射表面 接觸的細縫的面積、或位於雷射衰減區中部附近的平面鏡 的面積。結果，就具有能夠採用尺寸更小的平面鏡或細縫 的效果。 爲了使被照射的物體的性質均勻，均勻的退火是非常 重要的。此外，在對大面積基底進行退火的情況下，本發 明特別有效。例如，當寬度小於大面積基底的長度的雷射 被輻射以退火被照射的物體時，必須對大面積基底進行多 次退火相對掃描。本發明產生的雷射具有非常優越的能量 分佈，特別是在平行於其移動方向的部分。於是，即使在 被雷射掃描的區域的鄰近部分中，也能夠均勻地進行退火 。結果，在大面積基底的任何部分都不引起退火的變化， 致使基底可沒有浪費地利用，從而能夠改善產率。例如， 當半導體膜被形成在大面積基底上時，由均勻退火產生的 半導體膜的性質變得均勻。因此，能夠減小從這種半導 體膜製造的TFT的特性的變化。此外，能夠改善從這種 TFT製造的半導體裝置的工作，特性和可靠性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） Π ^ .---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 1279052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（Μ) 圖式簡單說明 在附圖中： 圖1 Α顯示在放置細縫情況下的光路的例子，而圖i Β 顯示在有平面鏡情況下的光路的例子； 圖2A顯示根據本發明的雷射能量密度分佈的例子， 而圖2 B顯示用圖2 A所示雷射對大面積基底進行退火的 例子； 圖3A和3B顯示本發明的光學系統的例子； 圖4顯示本發明的光學系統的例子； 圖5A-5F顯示蠅眼透鏡的例子； 圖6A和6B顯示利用本發明產生的雷射對大面積基 底進行退火的例子； 圖7A和7B是習知光學系統例子的俯視圖和剖面圖 圖8 A顯示習知光學系統產生的雷射能量密度分佈的 例子，而圖8 B顯示利用圖8 A所示雷射對大面積基底進 行退火的例子； 圖9 A和9 B顯示大面積基底的例子； 圖10A-10C是剖面圖，顯示製造圖素TFT和驅動電 路TFT的各個步驟； 圖11A-11C是剖面圖，顯示製造圖素TFT和驅動電 路TFT的各個步驟； 圖12是剖面圖，顯示製造圖素TFT和驅動電路TFT 的各個步驟； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） ' -14- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1279052 A7 B7 五、發明説明（12) 圖1 3是俯視圖，顯示圖素T F T的結構； 圖14是主動矩陣液晶顯示裝置的剖面圖； 圖1 5是剖面圖，顯示發光裝置的驅動電路和圖素部 分； 圖16A-16F顯示半導體裝置的例子； 圖17A-17D顯示半導體裝置的例子； 圖18A-18C顯示半導體裝置的例子；和 圖19顯示均勻器的例子。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照表 101 雷射器 103 柱形透鏡組 105 柱形透鏡 109 表面 102a,102b 柱形透 鏡 陣 列 104 柱形透鏡 107 平面鏡 108 雙重柱形透鏡 1101 雷射器. 1102a, 1102b 光束 擴 展 器 1103a, 1103b 柱形 透 鏡 陣列 1104 柱形透鏡 1105a, 1105b 柱形 透 鏡 1106 柱形透鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 1279052 A7 B7 五、發明説明（4 1107 雙重柱形透鏡 1108 細縫 1109 表面 1302 蠅眼透鏡 1303 球面透鏡 1304 細縫 1305 表面 400 基底 401 底膜 402-406 半導體層 407 閘極絕緣膜 408 第一導電膜 409 第二導電膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 410-415 掩模 417-422 第一形狀導電膜 416 閘極絕緣膜 428-433 第二形狀導電膜 423-427 雜質區 434a-434c 抗蝕劑掩糢 436,442,448 低濃度雜質區 43 5,441,444,447 高濃度雜質區 450a-450c 掩模 453,454,459,460 雜質區 461 第一層間絕緣膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 1279052 A7 B7
五、發明説明（U 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 462 第二層間絕緣膜 463-467 接線 506 驅動電路 507 圖素部份 470 圖素電極 469 閘極接線 468 連接電極 471 汲區 501 η通道T F Τ 502 Ρ通道T F Τ 503 η通道T F Τ 504 圖素T F Τ 505 儲存電容 437 通道形成區 440 通道形成區 443 通道形成區 446 通道形成區 567 對準膜 572 柱形間隔 569 相對基底 570,57 1 彩色層 573 整平膜 576 相對電極 574 對準膜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 A7 B7 五、發明説明（15) 568 密封材料 575 液晶材料 603 開關T F T 700 基底 701-707 接線 604 電流控制T F 711 圖素電極 710 整平膜 712 堤壩 713 發光體 714 陰極 715 發光元件 716 鈍化膜 717 密封構件 718 蓋構件 601 η通道T F Τ 602 Ρ通道T F Τ 300 1 本體 3002 影像輸入部份 3003 顯示部份 3004 鍵盤 3101 主體 3102 顯示部份 3103 聲音輸入部份 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 1279052 A7 B7 五、發明説明（16) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3104 操作開關 3105 電池 3106 影像接收部份 320 1 主體 3202 相機部份 3203 影像接收部份 3204 操作開關 3205 顯示部份 330 1 主體 3302 顯示部份 3303 鏡臂部份 3401 主體 3402 顯示部份 3403 揚聲器部份 3404 記錄媒體 3405 操作開關 3501 主體 3502 顯示部份 3503 目鏡部份 3504 操作開關 360 1 投影裝置 3602 螢幕- 3808 液晶顯示裝置 3701 主體 I----I ----Γ __ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 A7 B7 五、發明説明（17) 3702 投影裝置 3703 平面鏡 3704 螢幕 380 1 光源光學系統 3802,3804-3806 平面 3803 分色鏡 3 807 稜鏡 3 809 相位差片 3810 投影光學系統 3811 反射器 3812 光源 3 8 1 3,3 8 14 透鏡陣列 3815 偏振轉換元件 3816 聚焦透鏡 390 1 主體 3902 聲音輸出部份 3903 聲音輸入部份 3904 顯示部份 3905 操作開關 3906 天線 4001 主體 4002,4003 顯示部份 4004 儲存媒體 4005 操作開關 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 20- 1279052 A7 ___B7 五、發明説明（18) 4006 天線 4101 主體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4102 支持座 4103 顯示部份 較佳實施例之詳細說明 [實施例模式] 在本實施例模式中，利用圖3A和3B來說明用細縫 淸除衰減區的方法。圖3A顯示從垂直方向觀察縱向情況 下的光學系統，而圖3B顯示從垂直方向觀察寬度方向情 況下的光學系統。 從雷射器1101發射的雷射被光束擴展器（1102a和 1102b)沿縱向和寬度方向擴展大約二倍。注意，在從雷 射器發射的雷射的尺寸小時，光束擴展器是特別有效的。 根據雷射的尺寸等，也可以不採用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從光束擴展器發射的雷射光，被入射到作爲第一形成 機構的柱形透鏡陣列1103a和1103b以及柱形透鏡1104。 這3個透鏡被排列成使雷射的彎曲部分平行於其縱向。於 是，雷射的能量密度分佈沿縱向被均勻化。 從柱形透鏡1104發射的雷射，被入射到作爲第三形 成機構的由柱形透鏡陣列1105a和1105b、柱形透鏡11〇6 、以及二個柱形透鏡1107a和1107b組成的雙重柱形透鏡 1107。這些透鏡被排列成使雷射的彎曲部分平行於其寬度 方向。於是，雷射的能量密度分佈沿寬度方向被均勻化， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!OX297公釐） -21 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（19) 其寬度同時被縮短。 然後將細縫1108放置在被照射的表面緊鄰作爲第二 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成機構。細縫1108的寬度和位置被設定成使雷射的衰 減區被細縫1108遮罩，從而不達及被照射的表面1109。 於是，能夠獲得其端部具有陡峭能量密度分佈的線狀雷射 〇 當用這種雷射照射裝置對半導體膜進行退火時，半導 體膜就可晶化，結晶性可改善以獲得結晶的半導體膜，或 能夠啓動雜質元素。 在本實施例模式中使用了細縫。但本發明不局限於此 ，也可使用平面鏡。當平面鏡被使用並被置於雷射衰減奩 中，特別在平行於其移動方向的雷射部分的衰減區中，通 常是沿寬度方向靠近各個衰減區的中部時，靠近各個衰減 區中心部分的雷射被反射。衰減區中不反射區域和反射區 域的能量密度被合成。於是，能夠得到與能量密度分佈均 勻的區域相同的能量密度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，當塗敷在人造石英玻璃表面上的塗層根據所用 雷射器的波長被改變成適當的塗層時，各種雷射器就可用 於本發明。 注意，在本實施例模式中產生了其被照射表面上的形 狀成爲線狀的雷射。但本發明不局限於此。此外，此形狀 依賴於從雷射器發射的雷射的種類而改變。於是，即使雷 射由光學系統形成，也容易受到原來形狀的影響。例如， 從XeCl準分子雷射器發射的雷射（波長爲308nm，脈衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 1279052 A7 B7 五、發明説明（2〇) 寬度爲30ns)具有lOmmx 30mm (各爲光束分佈的半寬度 )的矩形形狀。對於從固體雷射器發射的雷射的形狀，當 棒的形狀爲柱形時，雷射的形狀成爲圓形。此外，在片型 的情況下，雷射的形狀爲矩形。在任何一種形狀中，若雷 射具有足以對被照射的物體進行退火的能量密度，就沒有 問題並能夠應用本發明。 下面藉由各個實施例來更詳細地說明由上述各部分組 成的本發明。 [實施例1] 在本實施例中，用圖3A和3B來說明利用細縫來獲 得線狀雷射端部中的陡峭能量密度分佈的方法。圖3A顯 示從垂直方向看雷射縱向情況下的光學系統，而圖3B顯 示從垂直方向看雷射寬度方向情況下的光學系統。 注意，在有關本說明書中的透鏡安排的說明中，假設 正面是雷射的行進方向。此外，對於透鏡，假設雷射入射 側表面是第一表面，而投射側表面是第二表面。第一表面 的曲率半徑用L表示，而第二表面的曲率半徑用R2表示 。當從透鏡看時，在曲率中心位於雷射入射側的情況下， 所用曲率半徑的符號爲負。此外，在曲率中心位於投射側 的情況下，符號爲正。在平面情況下，假設爲〇〇。而且， 所用的所有透鏡都由人造石英玻璃製成（折射率爲 1.485634 )。但本發明不局限於此。 從雷射器1101發射的雷射被光束擴展器沿縱向和寬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 1279052 A7 _ B7 五、發明説明（21) 度方向擴展大約二倍。光束擴展器由球面透鏡（半徑爲 50mm，厚度爲 7mm，Ri= -220mm，R2= 00 ) 1102a 和位 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於離球面透鏡1102a的距離爲400mm處的球面透鏡（半 徑爲 50mm，厚度爲 7mm，Ri= 00，R2 = -220mm )1102b 組成。 從光束擴展器發射的雷射被入射到離光束擴展器的球 面透鏡1102b前方距離爲50mm的柱形透鏡陣列1103a。 然後，雷射通過離柱形透鏡陣列1103a前方距離爲80mm 的柱形透鏡陣列1103b被透射，並入射到離柱形透鏡陣列 1103b前方距離爲120mm的柱形透鏡1104。柱形透鏡陣 列1103a包括40個位於陣列中的柱形透鏡（各個的長度 爲 60mm，寬度爲 2mm，厚度爲 5mm，Ri = 28mm，R2 = 〜）。柱形透鏡陣列1103b包括40個位於陣列中的柱形 透(各個的長度爲6 0 in m ’寬度爲2 m m ^厚度爲5 m m * Ri= -13.33mm，R2= °° )。柱形透鏡1104是長度爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 150mm，寬度爲 60mm，厚度爲 20mm，Ri= 2140mm，R2 = 〇〇 的柱形透鏡。柱形透鏡陣列1103a和1103b以及柱形 透鏡1104各被排列成使彎曲平行於縱向。雷射光束被柱 形透鏡陣列1103a和1103b分割。被分割的雷射光束由柱 形透鏡1104彼此重疊，以便使能量密度分佈均勻化。於 是，雷射的能量密度分佈沿縱向被這3個透鏡均勻化。 從柱形透鏡1104發射的雷射被入射到離柱形透鏡 1104前方距離爲395mm的柱形透鏡陣列1105a。然後/ 雷射通過離柱形透鏡陣列1105a前方距離爲65mm的柱形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -24 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（22) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 透鏡陣列1 l〇5b被透射’並入射到離柱形透鏡陣列1105b 前方距離爲1 600mm的柱形透鏡1106。柱形透鏡陣列 1105a包括16個位於陣列中的柱形透鏡（各個的長度爲 150mm，寬度爲 2mm，厚度爲 5mm，Ri = 100mm，R2=⑺ )。柱形透鏡陣列ll〇5b包括16個位於陣列中的柱形透 鏡（各個的長度爲150mm，寬度爲2mm，厚度爲5mm，Ri =〇〇，R2 = 8 0mm)。柱形透鏡1106是長度爲900mm，寬 度爲 60mm，厚度爲 20mm，Ri = 〇〇 » R2 = -486mm 的柱 形透鏡。柱形透鏡陣列1105a和1105b以及柱形透鏡1106 各被排列成使彎曲平行於寬度方向。利用這3個透鏡，雷 射的能量密度分佈沿寬度方向被均勻化，其寬度同時被縮 短。於是在離柱形透鏡1106前方距離爲800mm處產生寬 度爲2mm的線狀雷射。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了進一步縮短上述寬度爲2mm的線狀雷射，雙重 柱形透鏡1107被放置在離柱形透鏡1106前方距離爲 205 0mm處。雙重柱形透鏡1107由二個柱形透鏡1107a和 1107b組成。柱形透鏡1107a是長度爲400mm，寬度爲 70mm，厚度爲 10mm，Ri = 125mm，R2 = 77mm 的柱形透 鏡。柱形透鏡1107b是長度爲400mm，寬度爲70mm，厚 度爲10mm，Ri = 97mm，R2 = -200mm的柱形透鏡。此外 ，柱形透鏡1107a和1107b被放置成間距爲5.5mm。柱形 透鏡1107a和1107b各被排列成使彎曲平行於寬度方向。 在離雙重柱形透鏡1107前方距離爲237.7mm處的表 面1109上產生長度爲300mm而寬度爲0.4mm的線狀雷射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 1279052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（23) 。此時，產生的線狀雷射的能量密度分佈中其端部沿縱向 逐漸衰減。爲了淸除這種能量衰減區，細縫1108被放置 在被照射的表面緊鄰。細縫1108的寬度和位置被設定成 使對應於能量衰減區的雷射光束被細縫1108阻擋，從而 不達及被照射的表面1109。於是，能夠獲得具有陡峭能 量密度分佈的線狀雷射。在本實施例中，細縫位於離基底 的距離爲2mm處。 而且，可以採用圖19所示的均勻器來代替3個透鏡 ，亦即柱形透鏡陣列1103a和1103b以及柱形透鏡1104 或柱形透鏡陣列1105a和1105b以及柱形透鏡1106。而且 ，當採用均勻器時，被照射表面上或其附近的雷射在端部 具有衰減區。於是提供細縫，從而淸除衰減區，以便產生 具有陡峭能量密度分佈的線狀雷射。 當採用這種雷射照射裝置時，能夠對被照射表面進行 均勻的退火。例如，當用半導體膜作爲被照射的物體進行 退火時，半導體膜可晶化，結晶性能夠得到改善，從而獲 得具有均勻結晶性的半導體膜，或能夠啓動雜質元素。 [實施例2] 在本實施例中，說明利用平面鏡來獲得雷射端部中陡 峭的能量密度分佈的方法。 利用實施例1所述的光學系統來產生線狀雷射。注意 ，如圖1 B所示，平面鏡被提供在細縫的側表面上，並位 於能量衰減區的基本上中心附近。能量衰減區的雷射光束 本紙張尺度適用中®國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 「 ^ f I ：IT_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 26- 1279052 A7 B7 五、發明説明（24) 被平面鏡反射以照射其餘的能量衰減區。於是，衰減區被 減小’致使在被照射的表面上產生其端部具有陡峭能量密 度分佈的線狀雷射。 當採用這種雷射照射裝置時，能夠對被照射表面進行 均勻的退火。例如，當用半導體膜作爲被照射的物體進行 退火時，，半導體膜可晶化，結晶性能夠得到改善，從而獲 得具有均勻結晶性的結晶半導體膜，或能夠啓動雜質元素 [實施例3] 在本實施例中，用圖4和5A-5F來說明在片狀雷射端 部中獲得陡峭能量密度分佈的方法。 從雷射器1101發射的雷射被入射到蠅眼透鏡1 302。 注意，爲了將入射雷射的形狀比設定爲1:1，可以插入柱 形透鏡作爲振蕩裝置與蠅眼透鏡之間的光束擴展器。如圖 5A所示，藉由安置各具有R1=：l〇mm，R2= 〇〇，厚度爲 5 mm，1mm平方的球面透鏡，來獲得蠅眼透鏡1302。注意 ，此一陣列安排受到最佳化，以便根據入射雷射的形狀而 對能量分佈進行均勻化（安排的例子爲圖5B )。此外， 爲了使陣列幾何上相似於被照射的半導體膜，可考慮採用 例如圖5C (矩形）、圖5D (平行四邊形）、5E (菱形） 、或5F (習知六角形）所示的形狀。球面透鏡1 303被置 於離蠅眼透鏡1 302前方距離爲20mm處。球面透鏡1303 的 Ri = 300mm，Ra= 〇〇，厚度爲 20mm，150mm 平方。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇x297公釐) —-1 —— I I I —u. I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 1279052 A7 _ B7 _ 五、發明説明（25) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 被蠅眼透鏡1302分割的雷射光束，被球面透鏡1303 彼此重疊。於是在離蠅眼透鏡1 302前方距離爲600mm處 ，在被照射的表面上產生其能量分佈被均勻化的30mmx 30mm的片狀雷射。此時，對於產生的片狀雷射，端部的 能量被衰減。因此，爲了淸除這一衰減，細縫1 304被置 於被照射表面緊鄰。圖4顯示從雷射光束入射側看時的 細縫1304。細縫1304的寬度和位置被設定成使對應於能 量衰減區的雷射光束被阻擋，從而不達及被照射表面 1 305。於是在被照射的表面1 305上產生其端部具有陡峭 能量密度分佈的片狀正方形雷射。在本實施例中，細縫位 於離基底距離爲2mm處。注意，即使當此細縫被平面鏡 代替時，也能夠相似地產生線狀雷射或片狀雷射。 當採用這種雷射照射裝置時，能夠對被照射表面進行 均勻的退火。例如，當用半導體膜作爲被照射的物體進行 退火時，半導體膜可晶化，結晶性能夠得到改善，從而獲 得具有均勻結晶性的結晶半導體膜，或能夠啓動雜質元素 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [實施例4] 在本實施例中，用圖6A和6B來說明對大面積基底 進行雷射退火的情況。 首先，根據實施例1-3中任何一個產生能量密度高度 均勻的雷射。然後，在相對移動的情況下，雷射被照射到 大面積基底（圖6A )。此時，雷射沿縱向的長度比大面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 1279052 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 積基底的一邊短，致使僅僅靠沿一個方向掃描無法進行整 個退火。於是要求在雷射沿至少二個方向移動的情況下進 行多次掃描，從而用雷射掃描的形成區如圖6B所示彼此 鄰近。但本發明產生的雷射在端部具有陡峭的能量密度分 佈，致使不產生衰減區。因此，對於雷射掃描彼此鄰近的 區域也能夠實現均勻的退火。結果，能夠無浪費地利用大 面積基底，從而明顯地改善產率。 [實施例5] 在本實施例中，用圖10A-13說明主動矩陣基底的製 造方法。爲方便起見，其上一起形成CMOS電路、驅動電 路、以及具有TFT圖素和儲存電容的圖素部分的基底， 被稱爲主動矩陣基底。 首先，諸如鋇硼矽酸鹽玻璃和鋁硼矽酸鹽玻璃的玻璃 組成的基底400用於本實施例。注意，諸如基底表面上形 成有絕緣膜的石英基底、矽基底、金屬基底、和不銹鋼基 底之類的基底，也可以被當成基底400。而且，具有能夠 承受本實施例所用的處理溫度的抗熱性的塑膠基底，也可 以被使用。由於本發明能夠利用能量分佈極爲均勻的雷射 進行退火，故能夠採用大面積基底。 接著，以熟知的方法，在基底400上形成由諸如氧化 矽膜、氮化矽膜、或氮氧化矽膜之類的絕緣膜組成的基底 膜401。在本實施例中，二層結構（401a和401b )被當成 底膜401。但也可以採用上述絕緣膜的單層，並也可以採 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，項再填* 裝- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- 1279052 A7 B7 五、發明説明（27) 用二層以上被層疊的結構。 接著，在底膜上形成半導體層402-406。首先，以/熟 知的方法（諸如濺射方法、LPCVD方法、電漿CVD方法 等）形成厚度爲25-80nm (最好是30-60nm)的半導體月莫 。然後用雷射晶化方法使半導體膜晶化。此雷射晶化方法 是藉由使用實施例1-4而將雷射器發射的雷射施加到半導 體膜的方法。當然，不僅雷射晶化方法，還能夠組合其他 熟知的晶化方法（R T A，利用爐子退火的熱晶化方法，利 用促進晶化的金屬元素的熱晶化方法）。在得到的結晶半 導體膜上執行所需形狀的圖形化，以便形成半導體層 402-406。半導體膜可以是非晶半導體膜、微晶半導體膜 、或結晶半導體膜。替代的，半導體膜可以是具有諸如非 晶矽鍺膜那樣的非晶結構的化合物半導體膜。 在本實施例中，用電漿CVD方法形成厚度爲55nm的 非晶砍膜。在非晶砂膜上執行去氣化（5 0 0 °C下1小時） 之後，從輸出爲10W的連續振蕩YV〇4雷射器發射的雷射 被非線性光學元件轉換成更高次的二次諧波，然後形成雷 射並從實施例1 -實施例3所示的光學系統之一輻射。此 時，能量密度必須大約每平方釐米0.01-1 00MW (最好是 每平方釐米0.1-10MW)。當採用準分子雷射器時，最好 假設脈衝振蕩頻率300MHz，並假設雷射能量密度爲每平 方釐米100-1000mJ (最好是每平方釐米200-700mJ )。平 台以大約0.5-2000cm/s的速度相對於雷射移動，並照射， 然後形成結晶的矽膜。藉由在其上用光微影方法執行圖形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ——•II m m m Lf— I -I LI n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30 - 1279052 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（g 化處理，來形成半導體層402-406。 在形成半導體層402-406之後，可以執行非常少量雜 質元素（硼或磷）的摻雜，以便控制TFT的臨界値。 接著，形成覆蓋半導體層402-406的閘極絕緣膜407 。利用電漿CVD或濺射方法，用絕緣膜形成厚度爲々Ο-ΐ 5 Onm 的含矽 的閘極 絕緣膜 407 。 在本實 施例中 ，用 電漿 CVD方法，形成厚度爲ιι〇ηιη的氮氧化矽膜（組分比爲 :Si二32%，0 = 59%，N = 7%，H = 2%)。閘極絕緣膜當然不 局限於氮氧化矽膜，含矽的其他絕緣膜也可以被用於單層 結構或疊層結構。 而且，若採用氧化矽膜，則能夠用電漿CVD方法， 利用TEOS (原矽酸四乙酯）與〇2的混合物，在反應壓力 爲40Pa，基底溫度爲300-400 °C，高頻（13·5 6ΜΗζ)功率 密度爲0.5-0.8W/cm2下來形成。藉由隨後在400-50(TC下 對這樣製造的氧化矽膜進行熱退火，能夠得到良好的閘極 絕緣膜特性。 然後，厚度爲20-1 OOnm的第一導電膜408與厚度爲 100-400nm的第二導電膜409，被層疊在閘極絕緣膜407 上。在本實施例中，用厚度爲3 Onm的TaN膜形成的第一 導電膜408與用厚度爲370nm的W膜形成的第二導電膜 409被層疊。TaN膜是利用濺射方法形成的，且Ta靶的 濺射在氮氣氛中執行。而且，W膜是利用W靶進行濺射 而形成的。此外，也可以利用六氟化鎢（WF6 )用熱CVD 方法來形成W膜。無論採用哪種方法，都必須能夠使膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —- -I - -- - - - ........ - . 1 Λπ— I —Lr I - · I ‘ |裝- 訂 •翁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（ 成爲低阻，以便當成閘極電極，且最好使W膜的電阻率 低於 2 0 // Ω c m。 注意，在本實施例中，雖然第一導電膜408是TaN 而第二導電膜409是W，但對導電膜沒有特別的限制。第 一導電膜408和第二導電膜409也可以由選自Ta、W、Ti 、Mo、A1、Cu、Cr、Nd的元素或由以這些元素之一作爲 其主要成分的合金材料或這些元素的化合物材料形成。而 且，如可以採用AgPdCu合金那樣，也可以採用摻入了諸 如磷的雜質元素的通常爲多晶矽膜的半導體膜。 接著，用光微影方法，由抗蝕劑形成掩模410-415， 並執行第一蝕刻過程，以便形成電極和接線。第一蝕刻過 程根據第一和第二鈾刻條件來執行（圖10B )。在本實施 例中，ICP (感應耦合電漿）蝕刻方法被當成第一鈾刻 條件。CF4、Ch和〇2的氣體混合物被當成蝕刻氣體，氣 體流量比被分別設定爲25:25:10 ( seem)，藉由在IPa的 壓力下，將500W的RF ( 13.56MHz )功率施加到線圏型 電極，來產生電漿，並執行蝕刻。150W的RF ( 13.56MHz )功率也被施加到基底側（樣品平台），從而有效地施加 負的自偏壓。W膜在第一蝕刻條件下被蝕刻，以便第一導 電膜的邊緣部分成爲錐形。 蝕刻條件被改變到第二蝕刻條件而不淸除抗蝕劑掩模 410-415。CF4和Cl2的氣體混合物被當成鈾刻氣體。氣體 流量比分別被設定爲30:30 ( seem )，藉由在IPa的壓力 下，將500W的RF ( 13_56MHz )功率施加到線圈型電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I. — —Ί «ϋ ϋ h n —Lr- m I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 1279052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3(ί ，來產生電漿，並執行大約30秒鐘蝕刻。20W的RF ( 13.56MHz)功率也被施加到基底側（樣品平台），從而 有效地施加負的自偏壓。W膜和TaN膜被採用CF4和Ch 的氣體混合物的第二蝕刻條件蝕刻相同的程度。注意，爲 了執行鈾刻而不在閘極絕緣膜上留下殘留物，可以增加大 約10-20%的蝕刻時間。 藉由使抗蝕劑掩模的形狀適合於上述第一蝕刻條件， 根據施加到基底側的偏壓的作用而使第一導電膜和第二導 電膜的邊緣部分成爲錐形。錐形部分的角度爲15-45度。 於是，利用第一蝕刻過程，從第一導電膜和第二導電膜就 形成第一形狀導電膜417-422 (第一導電膜417a-422a和 第二導電膜417b-422b )。參考號 416表示閘極絕緣膜， 未被第一形狀導電膜417-422覆蓋的區域藉由蝕刻被減薄 大約 2 0 - 5 0 n m。 然後執行第二蝕刻過程而不淸除抗蝕劑掩模（圖10C )。此處，利用CF4、Cl2和〇2作爲蝕刻氣體，對W膜進 行選擇性蝕刻。此時，用第二蝕刻過程來形成第二導電層 42 8b-433b。另一方面，第一導電層417a-422a不太被蝕刻 ，從而形成第二形狀導電層428-433。 然後執行第一摻雜過程而不淸除抗蝕劑掩模，並將提 供η型的低濃度雜質元素加入到半導體層。可以用離子摻 雜方法或離子注入方法來執行摻雜過程。離子摻雜方法在 劑量爲每平方釐米lx 1〇13-5χ 1014而加速電壓爲40-80keV 的處理條件下被執行。在本實施例中，離子摻雜方法在劑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 「---1-------- ----Ί—--訂------AW (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 33- 1279052 Α7 Β7 五、發明説明（31) 量爲每平方釐米1·5χ 1013而加速電壓爲60keV的條件下 被執行。屬於Va族的元素，典型爲磷（P)或砷（As) ’被當成提供η型的雜質元素。此處採用磷（P)。在此 情況下，導電層428-433當成提供η型導電性的雜質元素 的掩模，並以自對準方式形成雜質區423-427。濃度範圍 爲每立方釐米lx 1〇18-lx 1〇2°的提供η型的雜質元素被加 入到雜質區423-427。 接著，在淸除抗蝕劑掩模之後，形成新的抗蝕劑掩模 434a-434c，並在比第一摻雜過程更高的加速電壓下執行 第二摻雜過程。離子摻雜在劑量爲每平方釐米lx 1013-lx 1〇15而加速電壓爲60-120keV的處理條件下執行。利用第 二導電層42 8b-432b作爲掩模來執行摻雜過程，雜質元素 被加入到第一導電層錐形部分下方的半導體層。使加速電 壓連續地降低到低於第二摻雜過程，完成第三摻雜過程， 得到圖11A所示的狀態。離子摻雜方法在劑量爲每平方 釐米lx 1015-lx 1017而加速電壓爲50- 100keV的處理條件 下被執行。利用第二摻雜過程和第三摻雜過程，濃度範圍 爲每立方釐米lx 1018-5x 1019的提供η型的雜質元素被加 入到連續成爲第一導電層的低濃度雜質區436、442和 448。且濃度範圍爲每立方釐米lx 1019-5χ 1021的提供η 型的雜質元素被加入到高濃度雜質區435、441、444和 447 ° 當然，藉由使加速電壓適當，第二摻雜過程和第三摻 雜過程能夠成爲同時摻雜過程，並也有可能形成低濃度雜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） Ί.1Ι---^-丨·！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 1279052 A7 B7 五、發明説明（32) 質區和高濃度雜質區。 接著，在淸除抗鈾劑掩模之後，形成由抗蝕劑組成的 新掩模450a-450c，並執行第四摻雜過程。根據第四摻雜 過程，在成爲P通道TFT的主動層的半導體膜中形成加 入了與上述導電類型相反的導電類型的雜質元素的雜質區 45 3、454、45 9和460。第二導電層428a-432a被當成雜質 元素的掩模，且提供P型導電性的雜質元素被加入，以致 以自對準方式形成雜質區。在本實施例中，利用離子摻雜 方法，用雙硼烷（B2H6)形成雜質區453、454、459和 460 (圖11B)。在執行第四摻雜過程時，形成η通道 TFT的半導體層被抗蝕劑掩模450a_450c覆蓋。利用第一 摻雜過程和利用第三摻雜過程，不同濃度的磷被加入到各 個雜質區439、447、448中。但藉由執行摻雜，使各個區 域中的提供P型導電性的雜質元素的濃度成爲每立方釐米 lx 1019-5x 1021原子，在使這些區域當成p通道TFT的源 區和汲區時，就不會出現問題。 利用至此的各個步驟，雜質區就被形成在各個半導體 層中。 接著，在淸除抗蝕劑掩模450a-450c之後，形成第一 層間絕緣膜461。此第一層間絕緣膜461用電漿CVD方法 或濺射方法從含矽的絕緣膜形成成厚度爲100-200nm。在 本實施例中，用電漿CVD方法形成了厚度爲15〇11111的氮 氧化矽膜。第一層間絕緣膜461當然不局限於氮氧化矽膜 ，而也可以採用含矽的其他單層或疊層結構的絕緣膜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 「---^--------rL9—-I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -35- 1279052 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（33) 如圖11C所示，藉由輻射雷射，執行恢復半導體層 的結晶性並啓動加入到各個半導體層的雜質元素。此時， 雷射的能量密度必須約爲每平方釐米0.01-100MW (最好 是每平方釐米0.01-10MW)，並以0.5-2000cm/sec的速度 相對於雷射移動基底。此外，可以採用熱退火方法、或快 速熱退火方法（RTA方法）。 而且，也可以在形成第一層間絕緣膜之前進行熱處理 處理。但若被採用的接線材料抗熱性弱，則爲了保護如本 實施例中那樣的接線等，最好在形成層間絕緣膜（以矽作 爲其主要成分的絕緣膜，例如氮化矽膜）之後執行熱處理 處理。 然後，也可以執行氫化熱處理（ 300-550°C下1-12小 時）。此處理用包含在第一層間絕緣膜461中的氫來終止 半導體層中的懸挂鍵。半導體層可氫化而不管是否存在第 一層間絕緣膜。作爲其他的氫化方法，也可以執行電漿氫 化（採用電漿激發的氫）以及在包含3-100%的氫的氣氛 中於300-450°C溫度下進行1-12小時的熱處理。 接著，在第一層間絕緣膜461上，形成由無機絕緣膜 材料或有機絕緣膜材料組成的第二層間絕緣膜462。在本 實施例中，形成了厚度爲1.6μιη的丙烯酸樹脂膜，所用的 材料可以具有l〇-l〇〇〇cp，最好是40-200cp的粘度。採用 了其表面上形成有不平整性的材料。 在本實施例中，爲了防止鏡面反射，藉由形成構成不 平整表面的第二層間絕緣膜，將圖素電極的表面作成不平 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —1 · 冒裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -36- 1279052 A7 B7 五、發明説明（34) 整。而且，圖素電極的表面可作成不平整並具有光散射特 性，因此能夠在圖素電極下面的區域中形成突出部分。可 以利用相同於形成.TFT用的掩模來形成突出部分，因此 能夠形成突出部分而不增加處理步驟數目。注意’也可以 在除了接線和TFT之外的圖素部分區域的基底上適當地 形成突出部分。以這種方式，不平整性就沿形成在覆蓋突 出部分的絕緣膜表面上的不平整性，被形成在圖素電極的 表面中。 具有平坦表面的膜也可以被當成第二層間絕緣膜462 。在此情況下，最好利用諸如熟知的噴沙處理或鈾刻處理 之類的外加處理，將表面作成不平整，以便防止鏡面反射 ，從而藉由彌散反射光而提高白度。 然後在驅動電路506中形成電連接各個雜質區的接線 463-467。注意，爲了形成接線，對厚度爲50nm的Til 與厚度爲500nm的合金膜（A1和Ti的合金膜）的疊層膜 進行圖形化。當然，不局限於二層結構，而也可以是單層 結構或3層或更多層的層疊結構。而且，接線的材料也不 局限於A1和Ti。例如，可以在TaN膜上形成A1或Cu， 並藉由圖形化而形成構成疊層的Ti膜和形成接線（圖1 2 )° 而且，在圖素部分507中，形成圖素電極470、閘極 接線469和連接電極468。用連接電極468形成圖素TFT 與源極接線（4 3 3 a和4 3 3 b的疊層）的電連接。而且，閘 極接線469形成與圖素TFT閘極電極的電連接。圖素電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - · I J·- n I Γ - L- - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37- 1279052 A7 B7 五、發明説明（35) 極470形成與圖素TFT的汲區471的電連接，還形成與作 爲形成儲存電容的一個電極的半導體層459的電連接。最 好採用諸如以A1或Ag作爲其主要成分的膜或這些膜的 疊層膜之類的具有優異反射性的材料作爲圖素電極470。 於是，能夠在同一個基底上形成包含η通道TFT 501 和P通道TFT 5 02的CMOS電路、具有η通道TFT 503的 驅動電路506、以及具有圖素TFT 504和儲存電容505的 圖素部分507。這樣就完成了主動矩陣基底。 驅動電路506的η通道TFT 501具有：通道形成區 437 ;與構成閘極電極一部分的第一導電層428a重疊的低 濃度雜質區436 ( GOLD區）；以及當成源區或汲區的高 濃度雜質區452。藉由電連接而與η通道TFT 501和電極 466組成CMOS電路的p通道TFT 502具有：通道形成區 440 ;與構成閘極電極一部分的第一導電層429a重疊的低 濃度雜質區454 ( GOLD區）；以及當成源區或汲區的高 濃度雜質區453。而且，η通道TFT 503具有：通道形成 區443、與構成閘極電極一部分的第一導電層430a重疊 的低濃度雜質區442 ( GOLD區）·；以及當成源區或汲區 的高濃度雜質區456。 圖素部分的圖素TFT 504具有：通道形成區446 ;形 成在閘極電極外面的低濃度雜質區445 ( LDD區）；以及 當成源區或汲區的高濃度雜質區458。而且，提供η型的 雜質元素和提供ρ型的雜質元素，被加入到當成儲存電容 的一個電極的半導體層。儲存電容505包含電極（432a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Τ" ^ ί ----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -38- 1279052 Α7 Β7 五、發明説明（g 和432b的疊層）和半導體層，以絕緣膜416作爲介質。 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁} 利用本實施例的圖素結構，圖素電極的邊緣部分被安 排成與源極接線重疊，使圖素電極之間的間隙遮擋光，而 無須使用黑矩陣。 圖13顯示用本實施例製造的主動矩陣基底的圖素部 分的俯視圖。注意，相同的參考號被用於對應於圖10A-13中的部分。圖12中的虛線Α-Αΐί應於沿圖13中虛線 Α-Α1勺剖面圖。而且，圖12中的虛線Β-Β’對應於沿圖13 中虛線的剖面圖。 [實施例6] 下面在本實施例中說明從實施例5中製造的主動矩陣 基底來製造反射型液晶顯示裝置的處理。使用圖14說明 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，根據實施例5得到圖1 2狀態的主動矩陣基底 ，然後至少在圖12的主動矩陣上的圖素電極470上形成 對準膜567，並對其執行摩擦處理。注意，在本實施例中 ，在形成對準膜567之前，藉由對諸如丙烯樹脂膜之類的 有機樹脂膜進行圖形化而在所希望的位置形成柱形間隔 572，以便在基底之間保持間隙。而且，也可以在基底的 整個表面上分佈球形間隔來代替柱形間隔。 然後製備相對基底569。再在相對基底569上形成彩 色層570和571以及整平膜573。紅色層570與藍色層 571被重疊以形成遮光部分。而且，也可以藉由使部分紅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -39- A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 B7 _ 五、發明説明（37) 色層與綠色層重疊來形成遮光部分。 在本實施例中，採用了實施例5所示的基底。因此， 利用圖1 3所示的實施例5的圖素部分俯視圖，需要至少 對閘極接線469與圖素電極470之間的間隙、閘極接線 469與連接電極468之間的間隙、以及連接電極468與圖 素電極470之間的間隙進行遮光。各個彩色層被安置成使 由彩色層疊層形成的遮光部分被形成在必須遮光的位置， 然後連接到相對基底。 於是有可能藉由用彩色層的疊層組成的遮光層對圖素 之間的各個間隙進行遮光而無須形成諸如黑掩模之類的遮 光層，以減少處理步驟的數目。 在至少圖素部分上的整平膜573上，形成透明導電膜 組成的相對電極576，在相對基底的整個表面上形成對準 膜5 74，並對其執行摩擦處理。 用密封材料568，將其上形成有圖素部分和驅動電路 的主動矩陣基底與相對基底接合到一起。塡充劑被混合在 密封材料568中，二個基底被接合，同時根據塡充劑與柱 形間隔而保持均勻的間隙。然後，將液晶材料575注入二 個基底之間，並用密封劑（圖中未示出）完全密封基底。 熟知的液晶材料可以被當成液晶材料5 7 5。這樣就完成了 圖14所不的反射型液晶顯示裝置。然後，如有需要，主 動矩陣基底或相對基底可以被切割成所希望的形狀。此外 ’偏振片（圖中未示出）僅僅被固定在相對基底。然後用 熟知的技術固定FPC。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -- -40 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1279052 A7 B7 五、發明説明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用±述方法製造的液晶顯示裝置具有由因爲照射能量 分佈極爲均勻的雷射而被充分退火的半導體膜形成的TFT °有可能成爲具有足夠工作特性和可靠性的上述液晶顯示 裝置。這種液晶顯示裝置可當成各種類型電子設備的顯示 部分。 注意，本實施例能夠與實施例1 -5自由組合。 [實施例7] 在本實施例中，說明用製造主動矩陣基底的TFT的 製造方法來製造發光裝置的例子。在本說明書中，發光裝 置是一般術語，指的是密封在上述基底與覆蓋元件之間的 形成在基底上的發光元件的顯示幕以及在上述顯示幕上配 備有TFT的顯示模組。順便而言，發光元件具有包括藉 由施加電場而獲得電致發光的化合物層（發光體）、腸極 、以及陰極。同時，化合物中的電致發光包括從單重激發 態返回到基態時的光發射（熒光）以及從三重激發態返回 到基態時的光發射（磷光），包括任何一種或二種光發射 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在本說明書中，所有形成在發光元件中陽極與陰極之 間的層都被定義爲發光體。具體地說，發光體包括發光層 、電洞注入層、電子注入層、電洞傳送層、以及電子傳送 層等。發光元件基本上具有陽極層、發光層、以及陰極層 順序層疊的結構。除了這種結構之外，亦可具有由陽極層 、電洞注入層、發光層、陰極層、或由陽極層、電洞注入 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -41 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（39) 層、發光層、電子傳送層、以及陰極層順序層疊的結構等 〇 圖15是本實施例的發光裝置的剖面圖。在圖15中， 提供在基底700上的開關TFT 603利用圖15的η通道 TFT 503組成。因此，有關結構的說明可參照對η通道 丁FT 503的說明。 順便而言，雖然本實施例是以二個通道區形成的雙閘 結構，但有可能採用以一個通道區形成的單閘結構或以3 個通道區形成的三閘結構。 提供在基底700上的驅動電路是用圖12的CMOS電 路形成的。因此，有關結構的說明，可參照η通道TFT 501和p通道TFT 502的說明。順便而言，雖然本實施例 是單閘結構，但有可能採用雙閘結構或三閘結構。 同時，接線701和703當成CMOS電路的源極接線， 而接線702當成汲極接線。同時，接線704當成電連接在 開關TFT的源極接線708與源區之間的接線，而接線705 當成電連接在開關TFT的汲極接線與汲區之間的接線。 順便而言，電流控制TFT 604由圖12的p通道TFT 5 02組成。因此，有關結構的說明，可參照有關P通道 TFT 502的說明。順便而言，雖然本實施例是單閘結構， 但有可能採用雙閘結構或三閘結構。 同時，接線7 〇 6是電流控制T F T 6 0 4的源極接線（相 當於電流饋線），而接線707是待要藉由在其上疊加電流 控制TFT的圖素電極7 11而電連接到圖素電極7 11的電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐1 " 42- I: - —1 1—- m Γϋ - Ln ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 d 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 A7 B7 五、發明説明（4(ί 〇 同時，711是由透明導電膜形成的圖素電極（發光元 件的陽極）。氧化銦與氧化錫的化合物、氧化銦與氧化鋅 的化合物、氧化鋅、氧化錫或氧化銦，可當成透明導電膜 ，或者可以採用如上所述加入了鎵的透明導電膜。在形成 接線之前，圖素電極711被形成在平整的層間絕緣膜710 上。在本實施例中，用樹脂整平膜710來整平TFT造成 的步階，這是非常重要的。稍後要形成的發光層，由於厚 度極小而可能由於步階的存在引起不良的光發射。因此， 在形成圖素電極之前，希望提供整平，使發光層可形成得 盡可能平整。 在形成接線701-707之後，如圖15所示形成堤壩712 。可以藉由對厚度爲100-400nm的含矽的絕緣膜或有機樹 脂膜進行圖形化來形成堤壩712。 順便而言，由於堤壩7 1 2是絕緣膜，故必須小心澱積 •過程中發生元件靜電擊穿。在本實施例中，碳顆粒或金屬 顆粒被加入到作爲堤壩7 1 2材料的絕緣膜，從而降低了電 阻率，並抑制了靜電的出現。在這種情況下，碳或金屬顆 粒的加入量可以被調整，以提供lx 1〇6-lx 1〇12歐姆釐米 (最好是lx 108-lx 101°歐姆釐米）的電阻率。 發光體7 1 3被形成在圖素電極7 11上。順便而言，雖 然圖15僅僅顯示一個圖素，但本實施例分別形成了對應 於各個顔色R (紅色）、G (綠色）、B (藍色）的發光 體。同時，在本實施例中，用澱積處理形成了低分子量有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -43- -m. I - —1 m m* m ml .wr— - n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 蛛 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 A7 B7 五、發明説明（41) 機電致發光材料。具體地說，這是一種以厚度爲20nm的 酞菁銅（CuPc )膜作爲電洞注入層β而厚度爲70nm的三-8-喹啉鋁絡合物（Alq3)膜作爲發光層的_層結構。藉由將 諸如二氫喹吖啶二酮、二萘嵌苯或DCM1之類的熒光顔料 加入到Alq3中，能夠控制發射光的顔色。 但上述例子是當成發光層的有機電致發光材料的例子 ，而不必局限於此。藉由自由組合發光層、電荷傳送層和 電子注入層，就足以形成發光體（因而也是用於發光和載 子運動的層）。例如，雖然在本實施例中被示爲低分子量 有機電致發光材料被用於發光層的例子，但有可能採用中 等分子量有機電致發光材料和高分子量有機電致發光材料 。在本說明書中，中等分子量有機材料可定義爲不具有昇 華性質或分解性質的有機電致發光材料的聚合體（最好是 分子性爲20或更小的聚合體），或分子鏈長度爲1〇μιη 或更小（最好是50nm或更小）的有機電致發光材料（稱 爲中等分子量有機電致發光材料）。作爲採用高分子量有 機電致發光材料的例子，可以用旋塗方法形成厚度爲 20nm的聚噻吩（PEDOT)膜作爲電洞注入層，並在其上 提供的厚度約爲lOOnm的包含聚亞苯基乙烯（PPV)的疊 層結構作爲發光層是很好的。利用PPV的；τ共軛高分子 ’能夠選擇從紅色到藍色的發光波長。同時，有可能採用 諸如碳化矽的無機材料作爲電子傳送層或電荷注入層。這 些有機電致發光材料或無機材料可以是熟知的材料。 接著，在發光體713上提供導電膜組成的陰極714。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---· ------ I I _- -Γ m .1^1 - H (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44 - 1279052 A7 B7 五、發明説明（y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本實施例中，鋁與鋰的合金膜被當成導電膜。當然可以 採用熟知的M g A g膜（猛與銀的合金膜）。屬於周期表I 族或II族的元素導電膜，或加入有這種元素的導電膜， 可以被當成陰極材料。 在直至形成了陰極714時，就完成了發光元件715。 順便而言，此處的發光元件7 1 5指的是形成有圖素電極（ 陽極）711、發光層713、以及陰極714的二極體。 可以提供鈍化膜716來完全覆蓋發光元件715。鈍化 膜716由包括碳膜、氮化矽膜、或氮氧化矽膜的絕緣膜形 成，而所用的是單層或組合疊層絕緣膜。 在此情況下，最好採用有利於覆蓋的膜作爲鈍.化膜。 採用碳膜是有效的，特別是DLC (類鑽石碳）膜。能夠在 室溫到不超過100°C的溫度範圍內澱積的DLC膜，可容易 地澱積在抗熱性低的發光層713上。同時，對氧具有高阻 擋作用的DLC膜能夠抑制發光層7 1 3的氧化。因此，能 夠防止發光層7 1 3在隨後的密封處理過程中的氧化問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，密封構件717被提供在鈍化膜716上，以便鍵 合蓋構件718。可紫外線固化的樹脂可以被當成密封構件 717。可以在其中提供具有吸濕作用或抗氧化作用的物質 。同時，在本實施例中，其二個表面上形成有碳膜（最好 是類鑽石碳膜）的玻璃基底、石英基底、或塑膠基底（包 括塑膠膜），被當成蓋構件7 1 8。 這樣就完成了具有圖1 5所示結構的發光裝置。順便 而言，利用多工作室澱積方案（即在線方案），可以在形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -45- 1279052 A7 _ B7 _ 五、發明説明（4s) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成堤壩7 1 2之後連續地進行形成鈍化膜7 1 6的處理而不暴 露於空氣。此外，隨著進一步發展，有可能連續地執行處 理直至鍵合蓋構件718而不暴露於空氣。 以這種方式，在基底700上形成了 η通道TFT 601、 p通道TFT 602、開關TFT ( η通道TFT) 603、以及電流 控制 TFT ( η 通道 TFT) 604。 而且，如用圖1 5說明般，藉由提供通過絕緣膜與閘 極電極重疊的雜質區，有可能形成抗熱載子效應引起的退 化的η通道TFT。從而能夠實現可靠的發光裝置。 同時，本實施例僅僅顯示圖素部分和驅動電路的構造 。但根據本實施例的製造處理，除此之外，還有可能在同 一個絕緣元件上形成諸如訊號除法電路、D/A轉換器、運 算放大器、r修正電路之類的邏輯電路。 用上述方法製造的發光裝置具有由因爲被能量分佈極 爲均勻的雷射照射而被充分退火的半導體膜形成的TFT。 因此，獲得了具有足夠工作特性和可靠性的上述發光裝置 。這種發光裝置可當成各種電子設備的顯示部分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施例能夠與實施例1-5自由組合。 [實施例8] 利用本發明，能夠形成各種半導體裝置（主動矩陣型 液晶顯示裝置、主動矩陣型發光裝置、或主動矩陣型EC 顯示裝置）。具體地說，本發明能夠在任何在其顯示部分 組合有這種電光裝置的電子設備中實施。 ^紙張尺度適财關家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐） "~" -46 - A7 1279052 B7 五、發明説明（44) 這種電子設備例如：視頻相機、數位相機、投影儀、 頭戴式顯示器（風鏡式顯示器）、車輛導航系統、汽車音 響、個人電腦、或移動資訊終端（諸如移動電腦、行動電 話、或電子書）。圖16、17和18顯示其例子。 圖16A顯示一種個人電腦，它包含主體3001、影像 輸入部分3002、顯示部分3003、鍵盤3004等。本發明可 應用於顯示部分3003。 圖1 6B顯示一種視頻相機，它包括主體3 1 0 1、顯示 部分3102、聲音輸入部分3103、操作開關3104、電池 3 105、影像接收部分3 106等。本發明可應用於顯示部分 3102 〇 圖16C顯示一種移動電腦，它包括主體3201、相機 部分3202、影像接收部分3203、操作開關3204、顯示部 分3 205等。本發明可用於顯示部分3205。 圖16D顯示一種風鏡式顯示器，它包括主體3301、 顯示部分3302、鏡臂部分3303等。本發明可用於顯示部 分 3302 。 圖1 6E顯示一種使用其上記錄了程式的記錄媒體（以 下稱爲記錄媒體）的遊戲機，此遊戲機包括主體3401、 顯示部分3402、揚聲器部分3403、記錄媒體3404、操作 開關3405等。此遊戲機採用DVD (數位萬能碟盤）、CD 等作爲記錄媒體，並使用戶能夠欣賞音樂、電影、遊戲、 和上網。本發明可應用於顯示部分3402。 圖16F.顯示一種數位相機，它包含主體3501、顯示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 Ί---*------- ----Ί.--IT------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -47- 1279052 A7 B7 五、發明説明（45) 部分3502、目鏡部分3503、操作開關3504、影像接收單 元（未示出）等。本發明可應用於顯示部分3502。 1=· I...... —" 1— I *· flu = * - - n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖17A顯示一種正投式投影儀，它包含投影裝置 360 1和螢幕3602等。本發明可應用於組成部分投影裝置 3 60 1以及其他驅動電路的液晶顯示裝置3808。 圖17B顯示一種背投式投影儀，它包含主體3701、 投影裝置370 2、平面鏡3703、螢幕3704等。本發明可應 用於組成部分投影裝置3702以及其他驅動電路的液晶顯 示裝置3 808。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 7 C顯示分別示於圖1 7 A和圖1 7 B中的各個投影 裝置360 1和3702的結構的例子。各個投影裝置3601或 3 702由光源光學系統3 80 1、平面鏡3802和3804-3806、 分色鏡3 803、棱鏡3807、液晶顯示裝置3808、相位差片 3 809、以及投影光學系統3810組成。投影光學系統3810 由包括投影透鏡的光學系統組成。本實施例8是三片式的 例子，但不局限於此例子，而也可以是單片式。此外，在 圖17C的箭頭所示的光路中，實施本發明的人員可以適 當地安排諸如光學透鏡、具有偏振功能的膜、用來調整相 位差的膜、或紅外膜之類的光學系統。 圖17D顯示圖17C所示的光源光學系統3 801的結構 例子。在實施例8中，光源光學系統3 801由反射器3811 、光源3 8 1 2、透鏡陣列3 8 1 3和3 8 14、偏振轉換元件3 8 1 5 、以及聚焦透鏡38 1 6組成。順便而言，圖1 7D所示的光 源光學系統是一個例子，且本發明不特別局限於所示的構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ' -~ -48 - 1279052 A7 __ B7 五、發明説明（θ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) \造。例如，實施本發明的人員可以適當地安排諸如光學透 鏡、具有偏振功能的膜、用來調整相位差的膜、或紅外膜 之類的光學系統提供到光源光學系統。 圖17A-17D所示的投影儀是採用透射型電光裝置的 投影儀，但未示出本發明應用於反射型電光裝置和發光裝 置的例子。 圖18A顯示一種行動電話，它包括主體3901、聲音 輸出部分3902、聲音輸入部分3903、顯示部分3904、操 作開關3905、天線3906等。本發明可應用於顯示部分 3904 〇 圖1 8 B鼠不一種攜帶型記事本（電子書），它包括 主體4001、顯示部分4002和4003、儲存媒體4004、操作 開關4005、天線4006等。本發明可應用於顯示部分4002 和 4003 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 8C顯示一種顯示器，它包括主體4 1 0 1、支持座 4102、顯示部分4103等。本發明可應用於顯示部分4103 。本發明對大螢幕顯示器特別有利，並對對角線尺寸爲 10英寸或以上（特別是30英寸或以上）的顯示器是有利 的。 如從上述說明可見，本發明的應用範圍極爲廣闊，並 可應用於任何種類的電子設備。利用組合實施例1 -6和7 中任何一個而成的結構，能夠實現根據本發明的電子設備 〇 當採用本發明的構造時，能夠獲得下列基本的意義。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -49- 1279052 A7 B7 五、發明説明（47) (a )能夠在被照射的表面上或其附近的表面上產生 能量密度分佈非常優異的雷射。 (b )能夠對被照射的物體進行均勻的退火。這在大 面積基底的情況下是特別有效的。 (c )產率能夠得到改善。 (d )當滿足上述優點時，能夠實現以主動矩陣液晶 顯示裝置爲代表的半導體裝置的工作特性和可靠性的改善 。而且，能夠實現半導體裝置製造成本的降低。 --------Γ—-IT ----^---訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） -50 -

Claims (1)

1279052, 」 Ί Α8 年月日修(☆正替換頁 Β8 C8 92 12-2 3 / D8 六、申請專利範圍 第9 1 1 1 7 8 9 9號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年12月23日修正 (請先閲-T#背面之注意事項再填寫本頁) 1. 一種雷射照射裝置’包含： 雷射器； 第一機構，用來將雷射器發射的雷射光的第一能量密 度分佈轉換成被照射表面上的第二能量密度分佈；和 第二機構，用來使具有第二能量密度分佈的雷射光端 部中的能量密度均勻化， 其中第二機構提供與被照射的表面接觸。 2. —種雷射照射裝置’包含： 雷射器； 第一機構，用來將雷射器發射的雷射光的剖面形狀改 變成第一形狀，以便用雷射照射被照射的表面；和 第二機構，用來使改變成第一形狀的雷射光端部中的 能量密度均勻化， 其中第二機構提供與被照射的表面接觸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3. —種雷射照射裝置’包含： 雷射器； 第一機構，用來將雷射器發射的雷射光的第一能量密 度分佈轉換成被照射表面上的第二能量密度分佈；和 第二機構，用來使具有第二能量密度分佈的雷射光端 部中的能量密度均勻化， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐）
1279052 六、申請專利範圍 其中第二機構提供在離被照射表面1 cm以內。 4. 一種雷射照射裝置，包含： 雷射器； 第一機構，用來將雷射器發射的雷射光的剖面形狀改 變成第一形狀’以便用雷射照射被照射的表面；和 第二機構，·用來使改變成第一形狀的雷射光端部中的 能量密度均勻化’ 其中第二機構提供在離被照射表面lcm以內。 5. 如申請專利範圍第1 -4.項中任一項之雷射照射裝 置，其中第一機構包含被定位成與雷射光的光軸正交的均 勻器。 6. 如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中第一機構包含平行排列以便與雷射光的光軸正交 並沿排列方向分割雷射光的多個柱形透鏡組。 7. 如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中第一機構包含多個柱形透鏡組和透鏡，柱形透鏡 組被平行排列，以便正交於雷射光的光軸並沿排列方向分 割雷射光，而透鏡被置於柱形透鏡組的透射側並合成被分 割的雷射光。 8. 如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中第一機構包含定位成正交於雷射光軸並分割雷射 光的蠅眼透鏡。 9. 如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中第一機構包含蠅眼透鏡和球面透鏡，該蠅眼透鏡 I紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^---_裝— C請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經齊部智慧財產局員工消費合作社印製
1279052 六、申請專利範圍 定位成正交於雷射光軸並分割雷射光，而球面透鏡位於蠅 眼透鏡的透射側並合成被分割的雷射光。 1 0.如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中第二機構包含至少細縫和平面鏡之一。 1 1.如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中雷射光端部是平行於雷射光移動方向的區域。 1 2.如申請專利範圍第1 · 4項中任一項之雷射照射裝 置，其中該雷射器包含選自由連續振盪固體雷射器、連續 振盪氣體雷射器、脈衝振盪固體雷射器、以及脈衝振盪氣 體雷射器所組成之群之至少之一。 1 3 .如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中該雷射器包含選自由YAG雷射器、YVCU雷射器 、YLF雷射器、YAICh雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射 器、翠綠寶石雷射器、以及摻Ti的藍寶石雷射器所組成 之群之至少之一。 1 4.如申請專利範圍第1 -4項中任一項之雷射照射裝 置，其中該雷射器包含選自由準分子雷射器、Αι·雷射器 、以及Kr雷射器所組成之群之至少之一。 1 5 . —種雷射照射方法，包含： 利用第一機構，將雷射器發射的雷射光的第一能量密 度分佈轉換成被照射表面上的第二能量密度分佈； 利用第二機構，使具有第二能量密度分佈的雷射光端 部中的能量密度均勻化，其中第二機構被提供與被照射表 面接觸；和 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS) A4規格（2丨0X297公釐） ,—0^-------訂------夢， (請先閣令背面之注意事項再填寫本筲) 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 1279052 A3 Β8 C8 D8 泛23 六、申請專利範圍 在相對移動被照射表面的情況下，用具有被均勻化的 能量密度的雷射照射被照射的表面。 1 6. —種雷射照射方法，包含： 利用第一機構，將雷射器發射的雷射光的剖面形狀改 變成第一形狀，以便用雷射照射被照射的表面；利用第二 機構，使具有第一形狀的雷射光端部中的能量密度均勻化 ，其中第二機構被提供與被照射表面接觸；和 在相對移動.被照射表面的情況下，用具有被均勻化的 能量密度的雷射照射被照射的表面。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中第一機構包含定位成與雷射光的光軸正交的均勻器。 18.如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中第一機構包含平行排列以便與雷射光的光軸正交並沿 排列方向分割雷射光的多個柱形透鏡陣列。 1 9 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中第一機構包含多個柱形透鏡組和透鏡，柱形透鏡組被 平行排列，以便正交於雷射光的光軸並沿排列方向分割雷 射光，而透鏡被置於柱形透鏡組的透射側並合成被分割的 雷射光。 20.如申請專利範圍第15或16項之雷射照射方法， 其中第一機構包含定位成正交於雷射光軸並分割雷射光的 蠅眼透鏡。 2 1 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中第一機構包含蠅眼透鏡和球面透鏡，該蠅眼透鏡定位 本ϋ尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - ： 裝-- (請先閎兮背面之注意事項再填寫本頁} 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 r 一·......... ί f; j日修(¢)正替換頁I鉍 d 〜T 二’一 _ : V / ί C8 ID8 六、申請專利乾圍 成正交於雷射光軸並分割雷射光，而球面透鏡位於蠅眼透 鏡的透射側並合成被分割的雷射光。 (請先閣令背面之注意事項再填寫本頁) 2 2 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中第二機構包含至少細縫和平面鏡之一。 2 3 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中雷射光端部是平行於雷射移動方向的區域。 24 ·如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中該雷射器包.含選自連續振盪固體雷射器、連續振盪氣 體雷射器、脈衝振盪固體雷射.器、以及脈衝振盪氣體雷射 器的至少一種。 25 .如申請專利範圍第1 5或1 6項之.雷射照射方法， 其中該雷射器包含選自YAG雷射器、YV〇4雷射器、YLF 雷射器、YAlCh雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、翠 綠寶石雷射器、以及摻Ti的藍寶石雷射器的至少一種。 26. 如申請專利範圍第1 5或1 6項之雷射照射方法， 其中該雷射器包含選自準分子雷射器、Ar雷射器、以及 Kr雷射器的至少一種。 27. —種製造半導體裝置的方法，包含： 經濟部智慧財產局員工消贲合作社印製 利用第一機構，將雷射器發射的雷射光的第一能量密 度分佈轉換成被照射表面上的第二能量密度分佈； 利用第二機構，使具有第二能量密度分佈的雷射光端 部中的能量密度均勻化，其中第二機構被提供與被照射表 面接觸；和 在相對移動被照射表面的情況下，用具有被均勻化的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
六、申請專利範圍 能量密度的雷射照射被照射的表面。 28. —種製造半導體裝置的方法，包含： (請先閲·«背面之注意事項再填寫本頁) 利用第一機構，將雷射器發射的雷射光的剖面形狀改 變成第一形狀，以便用雷射照射被照射的表面；利用第二 機構，使改變成第一形狀的雷射光端部中的能量密度均勻 化，其中第二機構被提供與被照射表面接觸；和 在相對移動被照射表面的情況下，用具有被均勻化的 能量密度的雷射照射被照射的表面。 29. 如申請專利範圍第27.或28項之製造半導體裝置 的方法，其中第一機構包含定位成與雷射光的光軸正交的 均勻器。 3 0.如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中第一機構包含平行排列以便與雷射光的光軸 正交並沿排列方向分割雷射光的多個柱形透鏡陣列。· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1.如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中第一機構包含多個柱形透鏡組和透鏡，柱形 透鏡組被平行排列，以便正交於雷射光的光軸並沿排列方 向分割雷射光，而透鏡被置於柱形透鏡組的透射側並合成 被分割的雷射光。 32. 如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中第一機構包含定位成正交於雷射光軸並分割 雷射光的蠅眼透鏡。 33. 如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中第一機構包含蠅眼透鏡和球面透鏡，該蠅眼 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1279052
六、申請專利範圍 透鏡定位成正交於雷射光軸並分割雷射光，而球面透鏡f立 於蠅眼透鏡的透射側並合成被分割的雷射光。 34. 如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝g 的方法，其中第二機構包含至少細縫和平面鏡之一。 35. 如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝® 的方法，其中雷射光端部是平行於雷射移動方向的區域。 36·如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中該雷射器包含選自連續振盪固體雷射器、連 續振盪氣體雷射器、脈衝振盪周體雷射器、以及脈衝振盪 氣體雷射器的至少一種。 37·如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中該雷射器包含選自YAG雷射器、YV〇4雷射 器、YLF雷射器、YA103雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷 射器、翠綠寶石雷射器、以及摻Ti的藍寶石雷射器的至 少一種。 38. 如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法，其中該雷射器包含選自準分子雷射器、Ar雷射 器、以及Kr雷射器的至少一種。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 39. 如申請專利範圍第27或28項之製造半導體裝置 的方法’其中的半導體裝置是运自個人電腦、視頻相機、 移動電腦、風鏡式顯示器、採用記錄媒體的遊戲機、數位 相機、投影儀、行動電話、以及攜帶型電子書的至少一種 〇 40. —種製造半導體裝置的方法，包含：· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2I0X297公釐） 1279052 κ修(由正替換質 \3 Ϊ8 ：8 )8 六、申請專利範圍 從雷射器發射雷射光； 將雷射光的第一能量密度分佈轉換成被照射表面上的 第二能量密度分佈； 利用提供在離被照射表面l.cm以內的細縫，淸除雷 射光第二能量密度分佈的端部·，和 在相對移動被照射表面的情況下，在切除步驟之後， 用雷射照射被照射的表面。 4 1 . 一種製造半導體裝置的方法，包含： 從雷射器發射雷射光； 將雷射光的剖面形狀改變成第一形狀，以便用雷射照 射被照射的表面； 利用提供在離被照射表面1 cm以內的細縫’淸除改 變成第一形狀的雷射光端部的能量密度；和 在相對移動被照射表面的情況下，在淸除步驟之後’ 用雷射照射被照射的表面。 42. 如申請專利範圍第40或41項之製造半導體裝置 的方法，其中雷射光端部是平行於雷射移動方向的區域。 43. 如申請專利範圍第40或41項之製造半導體裝置 的方法，其中該雷射器包含選自連續振盪固體雷射器、連 續振盪氣體雷射器、脈衝振盪固體雷射器、以及脈衝振盪 氣體雷射器的至少一種。 4 4.如申請專利範圍第4 0或4 1項之製造半導體裝置 的方法，其中該雷射器包含選自YAG雷射器、YV〇4雷射 器、YLF雷射器、ΥΑ1〇3雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) A4规格（2丨ox297公釐） :---^-- (請先閲-tif背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1279052 _______ j A3 修(於正替換頁s U^i： J.C. Ο _[)g 六、申請專利範圍 射器、翠綠寶石雷射器、以及摻的藍寶石雷射器的至 少一種。 45. 如申請專利範圍第40或41項之製造半導體裝置 的方法，其中該雷射器包含選自準分子雷射器、Αι·雷射 器、以及Kr雷射器的至少一種。 46. 如申請專利範圍第40或41項之製造半導體裝置 的方法，其中該半導體裝置是選自個人電腦、視頻相機、 移動電腦、風鏡式顯示器、採用記錄媒體的遊戲機、數位 相機、投影儀、行動電話、以及攜帶型電子書的至少一種 (請先閱嚀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）
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