[发明专利]用于连续横向固化的非晶硅淀积

说明书

技术领域

本发明涉及非晶硅淀积，具体涉及用于连续横向固化(sequential lateralsolidification)(SLS)的非晶硅淀积方法。

背景技术

对厚度薄，重量轻，并且功耗低的平板显示器设备有很大需求。平板显示器设备可以分为两种基本类型。一种类型是通过发射光来显示图像的光发射显示设备，另一种类型是使用外部光源来显示图像的光接收显示设备。等离子体显示板(PDP)，场致发射显示(FED)设备，和电致发光显示设备是光发射显示器的例子。液晶显示器是光接收显示器的例子。液晶显示器广泛用于膝上型计算机和台式监视器，因为其具有优良的分辨率、颜色范围和图像质量。

液晶显示器(LCD)设备使用液晶分子的光学各向异性和极化性质来产生图像。液晶分子由于其长、薄的形状而具有确定的定向对准(orientationalalignment)。定向对准可以由一个施加的电场来控制。换句话说，当一个施加的电场变化时，液晶分子的对准也变化。由于光学各向异性，入射光的折射取决于液晶分子的定向对准。因此，通过适当地控制所施加的电场，可以产生希望的光图像。

虽然已知有多种类型的液晶显示设备，其中具有以阵列布置的薄膜晶体管(TFT)和像素电极的有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)可能是最通用的。这是因为有源矩阵LCD可以以合理的成本产生高质量的图像。

LCD的TFT一般包括多晶硅(p-Si)或非晶硅(a-Si)作为有源层。由于可以在一个较低温度淀积非晶硅(a-Si)以在一个玻璃衬底上形成一个薄膜，因此其更广泛地用于液晶显示器(LCD)设备中的开关元件。但是，非晶硅(a-Si)在用于大面积LCD设备时有问题，因为非晶硅的电学特性存在问题。与非晶硅相比，多晶硅在用于TFT开关元件时提供更快的显示器响应时间。因此，多晶硅(p-Si)更适于大面积LCD设备(例如大型膝上型计算机和电视机)，它们需要更大的场效应迁移率。

在LCD应用的多晶硅形成期间，经常使用激光处理技术。这种多晶硅也可以用于TFT开关设备的驱动电路。

图1是表示一个有源矩阵液晶显示器的主要部件的示意图。在图1中，LCD设备包括一个衬底2上的驱动电路3和有源矩阵4。有源矩阵4位于衬底2的中心部分，选通驱动电路3a和数据驱动电路3b分别位于衬底2的左部和上部。在有源矩阵4中，把多个选通线6设置在横向上，把多个数据线8设置在纵向(与选通线6垂直)上。各对选通线6和数据线8定义了多个像素区域。选通驱动电路3a把地址信号传送到选通线6，数据驱动电路3b与地址信号同步地把显示信号传送到数据线。多个电气隔离的像素电极10被设置在像素区域中。各选通线6和数据线8的交叉处是多个作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)“T”。TFT形成一个矩阵格式，其中每个TFT“T”对应于一个特定像素电极10。

选通驱动电路3a和数据驱动电路3b电气连接到一个控制信号输入端口12，控制信号输入端口12连接到一个控制器(未示出)，该控制器控制选通驱动电路3a和数据驱动电路3b。选通驱动电路3a和数据驱动电路3b包括CMOS(互补金属氧化物半导体)晶体管，该晶体管作为倒相器把信号传送到像素电极10。即，选通驱动电路3a和数据驱动电路3b是具有移位寄存器的硅薄膜互补金属氧化物半导体(CMOS)结构。该移位寄存器可以是互补(P型和N型)或单导通(monoconductive)TFT的一个静态或动态电路。

非常重要的是，与图1类似的有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)设备包括具有低OFF状态泄漏电流的有源矩阵4和驱动电路3。此外，重要的是，CMOS晶体管具有高场效应迁移率。但是，TFT开关和CMOS晶体管中使用的多晶硅具有很多晶粒，并因此具有晶界。这些晶粒和晶界中断了载流子的移动，并且造成有源矩阵元件的退化。如果晶粒更大并且晶界更规则地分布在多晶硅内，那么场效应迁移率增大。因此，能产生大晶粒的硅晶化方法是一个重要方向。