制造液晶显示器基板及评价半导体晶体的方法与装置制造方法及图纸

用ＣＶＤ法在一块玻璃基板上形成一层非晶硅膜，然后用一个激光束照射部件将与岛形区同样尺寸的激光束脉冲间隙性地照射在非晶硅膜上而将非晶硅膜的岛形区改变成排列成一行并以预定的距离互相分隔开的多个多晶硅区。包含作为半导体区的岛形区的开关元件是通过蚀刻与膜形成处理形成的，以构成一个驱动电路区。该区分成门驱动电路区与源驱动电路区用于驱动形成在一个象素区中的薄膜晶体管。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造液晶显示器基板的一种方法及一种装置，更具体地涉及制造具有用于驱动开关元件的驱动电路的液晶显示器基板的一种方法，以及评价半导体晶体的装置与方法。具有用作开关元件的TFT(薄膜晶体管)的LCD(液晶显示器)能够显示极高质量的图象。因此，它们是有用的并越来越受到关注。附图说明图1为一块LCD基板的剖视图。如图中所示，TFT1b是形成在一块玻璃基板1a的中央部分上的。象素电极1c形成在基板1a的中央区域上并离开TFT1b，并且分别与TFT1b的漏极电气地连接。各TFT1b及与之关联的象素电极构成一个边长为几百微米的正方形象素单元U。在玻璃基板1a上排列有数十万个象素单元U。LCD基板还包括一个透明电极1d及一块透明基板1f。象素单元U公用的透明电极1d形成在透明基板1f上。基板1f是这样放置的，使电极1d以一个预定的距离离开玻璃基板1a的中央部分，而与象素单元U相对。在透明电极1d与玻璃基板1a的中央部分之间的空隙中填充液晶1e。玻璃基板1a的中央部分、象素单元U、液晶1e、透明电极1d及透明基板1f构成一个象素区10。图2为该LCD基板的透视图。如图所示，LCD基板还在玻璃基板1a的暴露部分上及沿象素区10的周边配置有集装的IC(集成电路)片11。IC片11形成一个门驱动器。IC片11的接线端耦合于扫描电极线，后者又与象素单元U的控制极与漏极相连。现在说明制造图1与2中所示的LCD基板的方法。首先，用诸如等离子体化学汽相淀积(CVD)法在玻璃基板上形成一层氢化非晶硅(a-SiH)膜。然后，在该非晶硅膜上形成各种膜与层并进行各种处理(包括蚀刻)，以形成若干TFT1b及连接在这些TFT1b上的象素电极1c，以及连接在这些象素电极1c上的扫描电极线(未示出)。从而制成了组成一块的若干个象素单元U。接着，将集装的IC片11沿象素单元U的块四周安装在玻璃基板1a上。IC片11是与象素单元U的对应扫描电极线对准的，并且随即与它们电气地连接。此后，将带有形成在其上的透明电极1d的透明基板1f放置就位，使电极1d与玻璃基板1a的中央部分隔开一个预定的距离，并与象素单元U相对。将液晶1e填充在电极1d与玻璃基板1a的中央部分之间的空隙中。结果便制成了象素区10。存在着对具有大显示屏及能够显示高质量的彩色图象的TFT-LCD的需求。为了满足这一需求。有必要使用具有多达400条线的一种门驱动器及多达1920条线的一种电源驱动器。在将这些线与象素单元的扫描电极线电气地连接之前要将它们分别对准，不可避免地需要大量的机器时间。这便是提高TFT-LCD的价格的一个因素。为了降低TFT-LCD的价格，用于将门与源驱动器连接到象素区的线最好是与象素区的开关元件同时形成的。一旦这样形成了驱动器的线，当在玻璃板从象素区向外延伸的部分上形成驱动器时，便可将它们连接在象素区上。这种将线与象素区的开关元件同时形成的方法可以节省许多机器时间，并且是一种非常有用的方法。用于显示图象的象素单元的TFT并不需要高速操作。反之，用于快速开关TFT的门与源极驱动器则是必须以比TFT高得多的速率进行操作的。换言之，驱动器必须具有与IC片相同的操作速度。因此，驱动器必须包括一层具有比非晶硅更高的场效应迁移率的多晶硅半导体膜。为了在一块玻璃基板上形成一层多晶硅膜，必须在600℃或更高的温度上执行减压CVD方法，在这样的温度上廉价的玻璃基板将会变形。从而，基板必须用在这种高温下不会变形的昂贵的玻璃制成，诸如石英玻璃。这将最终提高TFT-LCD的制造成本。已经提出过一种可以避免提高TFT-LCD的制造成本而在廉价的玻璃基板上无变形地形成一层多晶硅膜的方法。该方法包括下述步骤例如在大约300℃的环境中用等离子体CVD形成一层大氢化非晶硅(此后称作a-SiH)膜;以及在该a-SiH膜上作用一个激光束，借此将其表面温度提高到大约1200℃，并从而将该a-SiH膜的表面区域转变成一层多晶硅膜。这样形成的多晶硅膜可用作门与源极驱动器的半导体膜。所形成的a-SiH膜可以是大而高质量的，由于它是在低到大约300℃的温度上形成的。在该a-SiH膜上作用的激光束(即激光热处理)只延续极短的时间，例如在KrF激光束的情况中只有23毫微秒并且热量达不到玻璃基板。从而，基板没有必要是耐热的而可用廉价的玻璃制成。此外，由于a-SiH膜是在低温下大面积上形成的，多晶硅膜是一样大的因为它便是已经用激光束晶化了的a-SiH膜的区域。这有助于生产一种透射型大屏面LCD。在作用激光束时，a-SiH膜产生氢，它可能破坏该膜。为了防止这一破坏，在激光束的作用方法、各激光束作用的能量等方面已经提出过许多概念。本专利技术人一直在研究将激光束脉冲作用在一层矩形a-SiH膜的至少沿该膜的一条边延伸的一个条形目标区上、从而晶化该目标区的一种方法。(一块IC基板的驱动电路区可形成在这样晶化的条形区中。)然后，这一方法具有下述问题。图3A与3B各展示两个作用在a-SiH膜上的相邻激光束的位置作为一个方面与膜中的场效应迁移率作为另一方面之间的关系的示意图。各激光束的强度是在平行于a-SiH膜的方向中均匀分布而朝向该a-SiH膜发散的。在相邻的两个激光束完全不重合的情况中，如图3A中所示，在激光束照射的区域之间的膜区中没有作用激光束能量。因此这一区域仍保持不晶化，而照射区则被晶化。多晶硅与a-SiH分别具有30至600cm2/vs与0.3至1cm2/vs的场效应迁移率。多晶硅的场效应迁移率高出a-SiH两个数量级。在多晶硅区中形成了一个a-SiH区，会使以激光束相继地作用在a-SiH膜上而晶化的条形区中所形成驱动电路区在它们的工作特征上有极大的差别。在相邻的两个激光束至少部分地重合的情况中，如图3B中所示，尽管各激光束在平行于a-SiH膜的方向上具有均匀分布的强度，但由于a-SiH膜的一部分被照射了两次而具有较a-SiH膜的其余部分更高的场效应迁移率。这是因为多晶硅与a-SiH分别具有1414℃与1000℃的熔点，所以它们的晶粒大小不同。多晶硅膜在场效应迁移率方面是不均匀的(在图3B中，不规则部分通常具有投影曲线所示的较高的迁移率，但也可能具有较低的迁移率。)本专利技术的目的为提供一种可以在一块基板上高效地形成用于驱动一个LCD的象素的驱动电路区的LCD基板制造方法。本专利技术的其它目的与优点将在下面的说明中提出，并且从说明中部分地将是显而易见的，或者是可以通过在本专利技术的实践中学到的。本专利技术的目的与优点可用所附的权利要求书中所具体指出的手段及其组合实现与获得。结合在本说明书并构成其一部分的附图展示了本专利技术当前的较佳实施例，并且与上面给出的一般性说明及下面给出的较佳实施例的详细说明一起用来说明本专利技术的原理。图1为显示通常类型的一块LCD基板的一部分的剖视图;图2为通常类型的LCD基板的透视图;图3A与3B各展示作用在一层a-SiH膜上的两个相邻的激光束作为一个方面与膜中的场效应迁移率作为另一方面之间的关系;图4A至4D为用于说明本专利技术的一个实施例，即一种制造LCD基板的方法，的透视图;图5A由两个平面图组成，它们都展示实施例中的多晶硅区与多晶硅区上形成的驱动器电路之间的位置关系;图5B为示出本实施例中所使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造液晶显示器基板的方法，该基板包括一块基板、布置在基板的一个象素区中的多个半导体元件以及用于驱动这些半导体元件的多个驱动电路区，所述方法包括以下步骤：在所述基板上形成一层非晶半导体膜；间隙性地将具有预定尺寸截面的激光束脉冲作用在所述非晶半导体膜的目标表面区上，借此将所述目标表面区改变成基本上等于所述预定尺寸的岛形多晶硅区；使用所述岛形多晶硅区形成驱动电路区；以及使用一部分所述非晶半导体膜，在所述象素区中形成所述半导体元件并将所述半导体元件电气地连接到所述驱动电路区上。

【技术特征摘要】
JP 1993-1-25 29975/1993;JP 1992-11-16 330073/19921.一种制造液晶显示器基板的方法，该基板包括一块基板、布置在基板的一个象素区中的多个半导体元件以及用于驱动这些半导体元件的多个驱动电路区，所述方法包括以下步骤在所述基板上形成一层非晶半导体膜；间隙性地将具有预定尺寸截面的激光束脉冲作用在所述非晶半导体膜的目标表面区上，借此将所述目标表面区改变成基本上等于所述预定尺寸的岛形多晶硅区；使用所述岛形多晶硅区形成驱动电路区；以及使用一部分所述非晶半导体膜，在所述象素区中形成所述半导体元件并将所述半导体元件电气地连接到所述驱动电路区上。2.根据权利要求1的方法，其中所述岛形多晶体区为位于所述象素区外侧排列成一条直线并以预定的距离互相分隔开的矩形区域。3.根据权利要求1的方法，其中各所述岛形多晶体区是通过将多个激光束脉冲作用在一个目标表面区上而形成的。4.根据权利要求3的方法，其中所作用的各所述激光束脉冲具有比紧接在前面作用在该目标表面区上的另一个激光束脉冲更大的能量。5.根据权利要求3的方法，其中作用在所述一个目标表面区上的所述激光束脉冲具有相同的能量。6.根据权利要求5的方法，其中所述非晶半导体具有从300A至1500A的厚度范围，所述基板保持在从常温至550℃的范围内，并且所述次数是从30至1000次。7.根据权利要求6的方法，其中所述非晶半导体膜具有500A至1000A的厚度范围。8.根据权利要求3的方法，其中在作用每一个激光束脉冲时，检测所述一个目标表面已晶化了多少，并且在检测到所述一个目标表面已晶化到预定的程度时便终止激光束脉冲的作用。9.根据权利要求1的方法，其中所述非晶半导体膜为非晶硅膜。10.一种制造液晶显示器基板的方法，该基板包括一块基板、布置在该基板的一个象素区中的多个半导体元件、以及用于驱动该半导体元件的至少一个移位寄存器，所述方法包括下述步骤在所述基板上形成一层非晶半导体膜;在所述非晶半导体膜的目标表面区域上作用激光束脉冲，借此将所述目标表面区改变成多个岛形多晶体区;在所述岛形多晶体区中形成所述至少一个移位寄存器的部件，所述至少一个移位寄存器的各部件包括晶体管;以及形成布线层，借此电气地互相连接所述至少一个移位寄存器的部件，并将所述至少一个移位寄存器电气地连接到所述半导体元件上。11.一种评价半导体膜的晶化状态的方法，包括下述步骤在一种最佳晶化状态中的参照半导体材料上作用一个激光束，用分光仪检测所述参照半导体材料反射的激光束，从反射激光束中得出表示与所述参照半导体材料相关的带隙光谱反射率分布的第一信息，并将该第一信息存储在一个存储器中;在所述半导体材料的一个目标区上作用一个激光束，用所述分光仪检测所述目标区反射的激光束，并从反射的激光束中得出表示与所述目标区相关的带隙光谱反射率分布的第二信息;以及将所述第一信息与所述第二信息进行比较，并根据所述第一信息与所述第二信息之间的相似性评价所述目标区的晶化状态。12.根据权利要求11的方法，其中所述第一信息与所述第二信息各为带隙光谱反射率分布的至少一个峰值。13.根据权利要求12的方法，其中所述至少一个峰值为所述半导体材料在X点或Γ点或该两点上的带隙光谱反射率。14.根据权利要求11的方法，其中所述第一信息与所述第二信息具有带隙光谱反射率分布的图形。15.一种在评价目标表面区的晶化状态中用激光热处理来晶化非晶半导体材料的一个目标表面区以形成一层半导体薄膜的方法，所述方法包括下述步骤在一种最佳晶化状态的参照半导体材料上作用一个激光束，用一个分光仪检测所述参照半导体材料反射的激光束，从反射的激光束中得出表示与所述参照半导体材料相关的带隙光谱反射率分布的第一信息，并将该第一信息存储在一个存储器中;在所述半导体材料的目标区上作用一个激光束，在所述目标区上执行激光热处理中，用所述分光仪检测所述目标区反射的激光束，并从反射的激光束中得出表示与所述目标区相关的带隙光谱反射率分布的第二信息;以及将所述第一信息与所述第二信息进行比较并调节激光束的能量，使得所述第一信息与所述第二信息之间的差落入一个预定的范围中。16.根据权利要求15的方法，其中所述第一信息与所述第二信息各为带隙光谱反射率分布的至少一个峰值。17.根据权利要求15的方法，其中所述至少一个峰值为所述半导体材料在X点或Γ点或该两点上的带隙光谱反射率。18.根据权利要求15的方法，其中所述第一信息与所述第二信息各为带隙光谱分布的图形。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：今桥一成，浜贵一，烟次郎，
申请(专利权)人：东京电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]