专利名称：半导体膜及其制造方法及使用它的半导体器件与显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及形成一种多晶半导体膜的一种方法，以及用这种方法制造的一种半导体器件和一种显示设备。更具体地，本发明涉及一种形成多晶半导体膜的方法，这种半导体膜具有少量的晶体缺陷，形成于非单晶的绝缘膜或非单晶的绝缘衬底上。该多晶半导体膜是通过给非晶半导体膜施加热能和光能(强辐射)进行制造的。而且，本发明涉及一种包括由该方法形成的多晶半导体膜的半导体器件，如液晶驱动器、半导体存储器、半导体逻辑电路等。本发明涉及包括这种半导体器件的显示设备。
背景技术：
传统上已经有通过施加能量使在非单晶绝缘膜或衬底上提供的非晶半导体膜结晶的已知方法。
这种方法的一个例子公开于TECHNICAL REPORT OF IEICE(theInstitute of Electronics，Information and CommunicationEngineers)，第100卷，第2期，ED2000-14(4月，2000)27-32页(此后叫做传统实例1)。特别地，用PE-CVD(等离子体强化化学气相淀积)在玻璃衬底上形成厚度为40-50nm的非晶硅膜，然后用准分子激光辐照此非晶硅膜，以使这层膜结晶成晶粒尺寸为700nm的多晶硅膜。在传统实例1中，当使用由这种方法获得的多晶硅膜制造薄膜晶体管(TFT)时，迁移率改善至320cm2/V·sec。
一种结晶方法公开于日本Laid-Open Publication No.2000-150382(此后叫做传统实例2)。特别地，在非晶硅膜的表面引入催化物质，所得的非晶硅膜相继进行热处理和激光辐照，以使之结晶，这样可获得改善的结晶度的结晶硅膜。
图7是解释在传统实例2中描述的结晶方法的示意图。
在传统实例2的方法中，用PE-CVD在玻璃衬底1上形成厚度为100nm的非晶硅膜2，此后，在非晶硅膜2上形成厚度约为2nm的氧化硅膜3，以改善膜的可湿性。
然后，把含有用作加速结晶的催化物质的镍的溶液涂敷在氧化硅膜3上，随之以旋涂和干燥，因此在氧化硅膜3上形成溶液膜4。
然后，在此情况下，在550℃下退火4小时以使该非晶硅膜2结晶。
然后，用具有248nm的波长及200-350mJ/cm2能量密度的KrF准分子激光辐照已结晶的硅膜2，以改善其结晶度。
在传统实例2的这种结晶方法中，因为使用催化物质加速结晶，可在短时间内在低温条件下获得结晶硅膜。
然而，传统实例1的方法具有如下缺陷。用激光对非晶硅膜的辐照未得到优化，因此获得了具有几个微米的小直径的晶粒，潜在地导致多晶硅膜包含有大量晶界。这些晶界起着复合中心的作用，它为载流子提供俘获能级。因此，当用包含有大量晶界的多晶制造TFT时，TFT的迁移率降低。
传统实例1的方法还有如下缺点。因为不易于用足够稳定的激光均匀地辐照大面积衬底的整个表面，很难形成具有均匀结晶度的硅膜。
传统实例2的方法具有如下缺陷。在该方法中，为改善结晶度，用激光辐照用引入催化物质结晶的硅膜2。未公开激光辐照的最佳条件。在用该方法形成的硅膜中可能存在大量的晶体缺陷。
如果这种具有大量晶体缺陷的半导体膜用于制造如液晶驱动器、半导体存储器、半导体逻辑电路等的半导体器件(晶体管)时，会产生一些问题，如载流子迁移率小、阈值电压高等。而且，在制造在液晶驱动器等中的大量半导体器件(晶体管)之间，载流子迁移率和阈值电压具有大的离散。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种半导体膜，该半导体膜包括在具有绝缘表面的衬底上提供的多晶半导体膜。构成多晶半导体膜的相邻晶粒之间的几乎所有晶向角之差处于小于10°或58°-62°的范围内。
在本发明的一个实施例中，为小于10°或58°-62°的相邻晶粒之间的晶向角之差的比例为0.5-1。
在本发明的一个实施例中，多晶半导体膜由硅制成。
根据本发明的另一方面，提供一种形成半导体膜的方法，包括以下步骤在具有绝缘表面的衬底上形成非晶半导体膜；在非晶半导体膜表面中引入催化物质以加速结晶；对非晶半导体膜施加第一能量，以使该非晶半导体膜结晶成结晶半导体膜；对结晶半导体膜施加第二能量，以使相邻晶粒之间的晶向角之差处于小于10°或58°-62°的范围内。结晶半导体膜的结晶度增加，从而转化为多晶半导体膜。
在本发明的一个实施例中，第一能量是热能，而第二能量是强光。
在本发明的一个实施例中，强光的能量密度使得辐照后处于小于10°或58°-62°的相邻晶粒之间的晶向角之差内的比例最高。
在本发明的一个实施例中，半导体膜由硅制成。
在本发明的一个实施例中，催化物质是一种金属，选自包含Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Pd和Au的组，或是包含了至少一种这些金属的化合物，亦或是至少一种这些金属与包含了至少一种这些金属的一种化合物的组合。
在本发明的一个实施例中，在非晶半导体膜表面的催化物质的浓度大于或等于1×1011原子/cm2，且小于或等于1×1016原子/cm2。
在本发明的一个实施例中，强光是准分子激光。
根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，它包括上述半导体膜。
根据本发明的另一方面，提供一种显示设备，它包括上述半导体器件。
因此，此处描述的这一发明结合了使以下的优点成为可能，即提供一种形成具有减少的晶体缺陷并具有良好结晶度的半导体膜的方法，以及用这一方法制造的半导体器件和显示设备。
通过阅读并理解下面参照附图进行的详细描述，本领域技术人员将明白本发明的这些及其他优点。
图1是解释根据本发明实例1的形成结晶半导体膜的方法的截面图。
图2A和2B是解释根据本发明实例2的形成结晶半导体膜的方法的截面图。
图3是解释根据本发明实例3的形成结晶半导体膜的方法的截面图。
图4是解释根据本发明实例4形成半导体器件的方法的截面图。
图5A和5B是解释制造包括根据实例4的半导体器件的显示设备的方法的截面图。
图6显示了热处理后结晶硅膜中相对于晶体取向的取向误差长度(misorientation length)。
图7是解释传统实例2中描述的结晶方法的示意图。
具体实施例方式
发明人把他们的注意力集中到，当通过引入加速结晶的催化物质并加热使非晶硅膜结晶，并用准分子激光辐照该膜以改善其结晶度时，为用准分子激光辐照选择合适的条件上。这些发明人从实验上发现，在对已通过引入催化物质和随后的热处理的进行结晶的结晶硅膜，再在合适的条件下用准分子激光辐照，那么相邻晶粒之间的几乎所有晶体取向之差处于小于10°或58°-62°的范围内，即为晶体缺陷较少的良好结晶度。
下面将详细描述这样一个实验。
使用PE-CVD在玻璃衬底上形成厚度为50nm的非晶硅膜，其中膜的成长温度为300℃，使用SiH4气体。
此后，用溅射在非晶硅膜上形成镍薄膜，其中在薄膜表面镍的原子浓度为1×1013-5×1013原子/cm2。
然后，在电炉中在550℃条件下对所获得的非晶硅膜加热4小时。这次热处理允许引入的镍与非晶硅膜中的硅反应，从而在非晶硅膜的整个表面上随机地形成硅化镍。进而硅化镍起到晶核的作用，加速非晶硅膜的结晶。硅化镍被横向移动，同时使非晶硅结晶。结晶硅膜在硅化镍通过的那些位置形成。
然后，为了改善用硅化镍结晶的结晶硅膜的结晶度，用XeCl准分子激光辐照该膜以形成多晶硅膜(为清楚起见，这里把热处理后的硅膜叫做结晶硅膜，而把经准分子激光辐照后的硅膜叫做多晶硅膜)。
为改善结晶程度，在热处理后把准分子激光指向结晶硅膜，其能量密度在280mJ/cm2-380mJ/cm2之间变化，以此研究准分子激光能量密度的合适条件。
可以用EBSP(电子背散射衍射图)方法测量由热处理获得的结晶硅膜以及由准分子激光辐照获得的多晶硅膜的结晶取向。在EBSP方法中，电子束指向要测量结晶取向的样品上。利用表示了被样品散射电子束的电子背散射(Kikuchi)衍射图样，可以测量结晶取向，角度精度为±1°或更小。
根据EBSP方法，用电子束以0.05μm的测量间距扫描具有4μm×12μm面积的硅膜，从而测量出相邻测量点之间的结晶取向的角度差(即取向误差)。
图6显示了热处理后在结晶硅膜中出现的相对于晶体取向的方向取向误差的数值，该值转化成了长度。
参见图6，取向误差长度分布在从作为测量精度下限的1°到约65°之间。取向误差长度在1-10°和58-62°的范围内较大。
取向误差长度在1°-10°范围内较大的原因如下所述。
当含有所引入的镍的非晶硅膜被热处理时，镍与硅发生反应，从而在非晶硅膜的整个表面上随机地形成硅化镍。这样形成的硅化镍起到使非晶硅膜结晶的晶核作用。结晶过程从晶核相对于衬底横向地进行。
在结晶时，硅化镍起到晶核作用，晶体在非晶硅膜中的生长以针或柱的形式延伸。为了释放应力，结晶取向在晶体生长过程中逐渐改变。因此，存在许多小角度的方向取向误差，所以取向误差长度在1°-10°范围内较大。
取向误差长度在58°-62°范围内较大的原因如下所述。
为了改善结晶度，用准分子激光辐照结晶硅膜，该膜是把包含引入的镍的非晶硅膜进行热处理而获得的。
当准分子激光的能量密度高时，一部分结晶硅膜局部融化。当融化的晶体再结晶时，形成了小的晶粒。这些小晶粒就是取向误差处在58°-62°范围内的原因。注意，造成取向误差处于在58°-62°范围内的结晶结构得到研究，结果发现该结构是孪晶结构。这种孪晶结构由结晶取向相对于作为旋转轴的<111>取向旋转58°-62°形成的晶体及在旋转前具有晶体取向的晶体组成。两种晶体之间的边界基本上没有复合中心。
下面的表1示出了多晶硅膜取向误差长度的测量结果，而指向热处理后的结晶硅膜的准分子激光的能量密度在280mJ/cm2-380mJ/cm2之间变化。表1示出了三个取向误差角区域的取向误差长度，即1°-10°、58°-62°和1-62°。
表1中的(d)栏示出了用具有每种能量密度的准分子激光辐照获得的多晶硅膜制造的N沟道TFT的迁移率。
表1
参见表1，当准分子激光的能量密度在280mJ/cm2-320mJ/cm2之间时，大多数取向误差处于1°-10°之间。可以相信，低取向误差角小时，晶格缺陷数量小，迁移率高。当准分子激光的能量密度从280mJ/cm2-320mJ/cm2之间增加时，取向误差长度降低，结晶程度改善。另外，随着结晶度的增加，迁移率趋于增加。
当能量密度从320mJ/cm2-330mJ/cm2之间增加时，取向误差处于58°-62°范围内的数量迅速增加。可以认为，当加上具有330mJ/cm2能量密度的准分子激光时，结晶硅膜从表面直到衬底界面局部融化，并开始了再结晶。
当准分子激光的能量密度处于330mJ/cm2-360mJ/cm2范围内时，大多数取向误差长度处于1°-10°或58°-62°范围内。在任一种晶体结构中，复合中心的数量小，电性能并没有降低，从而获得了高迁移率。
当用具有略低于使结晶硅膜从表面直至衬底界面局部融化的最低能量密度的320mJ/cm2的准分子激光辐照多晶硅膜时(表1中的情况)，取向误差长度小，并可以认为质量最高。迁移率也具有最高值。
当能量密度超过370mJ/cm2时，取向误差长度在1°-10°和58°-62°的取向误差角范围内基本上相同，而取向误差长度在1-62°的取向误差角范围内增大。其原因可以认为是在结晶硅在完全融化后，可以预期结晶硅是非常小的晶体。在此情况下，存在大量的取向误差角在1°-10°或58°-62°之外的取向误差，因此存在大量的复合中心。因此，可以认为这些复合中心起到载流子俘获能级的作用，导致TFT的迁移率降低。
根据表1，为使TFT迁移率为200cm2/V·sec，准分子激光的最佳能量密度在范围300mJ/cm2-350mJ/cm2。在此条件下用准分子激光辐照以进行多晶硅膜的结晶时，大多数取向误差处于1°-10°或58°-62°范围内的角。
用下面的表达式(1)表达相邻晶粒之间晶体取向之差的比例(P)，上面的表1示出了该比例。
当准分子激光的能量密度在范围300mJ/cm2-350mJ/cm2之间时，相邻晶粒之间晶体取向差处于1°-10°或58°-62°的比例为至少0.5。因此合适的比例为0.5-1。
当相邻晶粒之间晶体取向差处于1°-10°或58°-62°之间的比例最高时，获得最高的迁移率。
其中P表示相邻晶粒之间晶体取向差处于1°-10°或58°-62°之间的比例，取向误差(1°-10°)表示取向误差1°-10°的取向误差长度，取向误差(58°-62°)表示取向误差58°-62°的取向误差长度，而取向误差(1°-65°)表示取向误差1°-65°的取向误差长度。
此后，将参考附图以具体实例描述根据本发明形成多晶半导体膜的方法。本发明不限于下面的实例1至实例4。
(实例1)图1是解释根据本发明实例1的形成结晶半导体膜方法的截面图。
用PB-CVD在玻璃衬底11的整个表面上形成厚度为50nm的非晶硅膜12。SiH4气体用作成膜的材料气体，衬底温度是300℃。
然后，采用溅射方法淀积镍(Ni)以在非晶硅膜12的整个表面上形成镍薄膜13。在实例1中，在镍薄膜13中镍原子浓度为1×1013/cm2。
然后用电炉进行热处理。热处理条件例如为550℃下4小时。热处理允许在镍薄膜13中的镍与非晶硅膜12中的硅反应，从而形成硅化镍。硅化镍起到晶核的作用，从而允许结晶。
此后，用XeCl准分子激光辐照通过加热晶化的硅膜12，从而改善结晶度。在此情况下，准分子激光的能量密度设置在300-350mJ/cm2范围内。
通过上述步骤，形成了多晶硅膜，使得几乎所有的相邻晶粒之间的晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°范围内。
(实例2)图2A和2B是解释根据本发明实例2的形成结晶半导体膜的方法的截面图。
如图2A所示，用SiH4气体采用PE-CVD方法在玻璃衬底11的整个表面上形成厚度为50nm的非晶硅膜12。
此后，在整个非晶硅膜12上形成厚度为100nm的SiO2膜14。此后，用RIE方法把SiO2膜的一个预定部分除去，而该部分用作催化物质引入区15。例如，该催化物质引入区15的形状为具有宽度为10μm的线形。
此后，如图2B所示，用溅射方法在SiO2膜14上形成镍薄膜13。在实例2中，在镍薄膜13中镍的原子浓度为5×1013原子/cm2。
然后用电炉进行热处理。热处理条件为550℃下4小时。热处理允许在催化物质引入区15中的镍与非晶硅膜12中的硅反应，从而形成硅化镍。硅化镍起到晶核的作用，从而允许结晶。硅化镍相对于衬底表面横向运动，允许非晶硅膜12中的硅结晶。随着硅化镍的移动形成结晶硅膜。
此后从通过加热转化为结晶硅的硅膜12上除去SiO2膜14。
此后，用XeCl准分子激光辐照硅膜12，从而改善结晶度。在此情况下，准分子激光的能量密度设置在300-350mJ/cm2范围内。
通过上述步骤，形成了多晶硅膜，几乎其所有的相邻晶粒之间的晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°之间。
(实例3)图3是解释根据本发明实例3的形成结晶半导体膜方法的截面图。
用PE-CVD在玻璃衬底11的整个表面上形成厚度为50nm的非晶硅膜12。SiH4气体用作成膜的材料气体，衬底温度是300℃。
然后，通过采用溅射方法淀积镍(Ni)以在非晶硅膜12的整个表面上形成镍薄膜13。在实例3中，在镍薄膜13中镍原子浓度为1×1013/cm2。
然后用电炉进行热处理。热处理条件例如为550℃下4小时。热处理允许在镍薄膜13中的镍与非晶硅膜12中的硅反应，从而形成硅化镍。硅化镍起到晶核的作用，从而允许结晶。
此后，进行高温热处理(900℃-1000℃)，从而改善其结晶度。高温热处理的目的是向非晶硅膜12施加热能代替激光能来改善其结晶度。高温热处理不使Si融化。所得到的取向误差分布基本上与用具有300mJ/cm2-320mJ/cm2的激光能量密度的准分子激光辐照的多晶硅膜相同。
通过上述步骤，形成了多晶硅膜，几乎其所有的相邻晶粒之间的晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°范围内。
(实例4)图4是解释根据本发明实例4制造半导体器件的方法的一个截面图。
在实例4中，用在实例1至实例3任何之一中描述的结晶硅膜形成半导体器件，如薄膜晶体管等。在实例4中制造的半导体器件用于液晶驱动器、半导体存储器、半导体逻辑电路等中。
下面将参见图4具体描述实例4的方法。
用在实例1至实例3任何之一中描述的制造结晶半导体膜的方法在玻璃衬底21上形成多晶硅膜。此后，用CF4气体和O2气体以RIE方法将该多晶硅膜图形化为预定形状以形成岛状多晶硅膜22。此后，用TEOS(四乙氧基甲硅烷)气体和O3气体对具有多晶硅膜22的整个衬底表面进行等离子体CVD，从而形成栅极SiO2膜23。
此后，用溅射方法在已经形成栅极SiO2膜23的玻璃衬底21上形成WSi2层。此后，使用CF4气体和O2气体以RIE方法刻蚀结晶硅膜22的基本上是中间的部分以便获得图案使得只在基本上中间部分保留WSi2层。结果，形成了WSi2多晶栅电极24。
此后，为了形成薄膜晶体管的源极和漏极区域，用离子掺杂方法向结晶硅膜22中引入杂质。在实例4中，在引入杂质时，上述WSi2多晶栅电极24用作掩模。因此，除了其上提供了WSi2多晶栅电极24的部分以外结晶硅膜22中引入了杂质。当制作n型晶体管时，所引入杂质为磷(P)。当制作p沟道晶体管时，所引入杂质为硼(B)。
此后，用TEOS气体和O3气体用等离子体CVD方法在玻璃衬底21的整个表面上形成SiO2膜25。然后，使用CF4气体和CHF3气体以RIE方法，在结晶硅膜22的将成为源极区域和漏极区域的那些部分上形成接触孔26。
此后，用溅射方法在整个衬底表面上淀积Al。此后，使用BCl3气体和Cl2气体以RIE方法形成Al导体27，它通过在SiO2膜25上提供的接触孔26与结晶硅膜22电相连。
此后，使用SiH4气体、NH3气体或N2气体以等离子体CVD方法，在整个衬底表面上形成SiN保护膜28。此后，用CF4气体和CHF3气体刻蚀SiN保护膜28的一部分，以形成电连接到Al导体27的通孔29。因此，完成了包括半导体晶体管、电阻器和电容器等的半导体器件。
(实例5)图5A和5B是解释制造包括根据实例4的半导体器件的显示设备的方法的截面图。
在实例5中，将描述制造如液晶显示设备等的显示设备的方法，该设备包括用类似于在实例4中的方法制造的半导体器件。
此后，将参考图5A和5B对实例5进行描述。
根据实例4的方法，在如玻璃衬底的绝缘衬底21上制造半导体器件。注意，在实例4和实例5中，类似的标号表示类似的部分，不详细描述在绝缘衬底21上提供的半导体器件的每一部分。
此后，在其上已提供SiN保护膜28的整个衬底表面上形成ITO膜。此后，用HCl气体和FeCl3气体刻蚀以对所获得的结构进行图形化，从而形成像素电极30，它经在SiN保护膜28中提供的通孔29与半导体器件的Al导体27电相连。
此后，使用SiH4气体、NH3气体或N2气体以等离子体CVD方法，在整个衬底表面上形成SiN膜31。进一步，用胶版印刷方法在SiN膜31上形成聚酰亚胺膜32。为了使其起到对准膜的作用，对聚酰亚胺膜32进行打磨处理。
另一方面，如图5B所示，以热压接合方式把具有R(红)、G(绿)和B(蓝)光敏树脂膜的膜印制在另一玻璃衬底41上。所得到的结构通过光刻法图形化。进一步，在每个R、G和B光敏区域之间形成阻挡光的黑色基质部分。由此制造滤色器42。
用溅射方法在滤色器42的整个表面上形成ITO膜(反电极43)。用胶版印刷方法在反电极43上形成聚酰亚胺膜44，随后对聚酰亚胺膜44进行打磨处理。
用密封树脂把具有滤色器42等的玻璃衬底41(图5B)和具有半导体器件等(如图5A)的玻璃衬底21相互粘接起来，这里衬底41和21的打磨侧互相面对。在这种情况下，在玻璃衬底41和21之间分布有球形二氧化硅颗粒，使得玻璃衬底41和21均匀隔开。向玻璃衬底41和21之间的空间注入液晶(显示媒质)，然后向玻璃衬底41和21中每个的外侧各粘接一个极化器。在玻璃衬底41和21的周边上安装驱动器IC等。由此完成了液晶显示器。
下面描述本发明的范围。
在实例1-3中，构成半导体膜的衬底是玻璃衬底或石英衬底。具有SiO2膜和SiN膜等的Si晶片可以用作该衬底。
在实例1-3中，硅膜的制造是用本发明方法制造半导体膜的一个具体实例。根据本发明的制造结晶半导体膜的方法不限于硅膜，而可以应用于SiGe膜等。
在实例1-3中，非晶硅膜是使用SiH4气体以PE-CVD方法形成的。也可使用其他的方法，如使用Si2H6气体的低气压CVD方法、溅射方法等。
在实例1-3中，半导体膜的厚度50nm。根据本发明的形成半导体膜的方法可应用于形成厚度为50-150nm的半导体膜。
在实例1-3中，作为催化物质的镍是用溅射淀积法引入的。可以使用其他方法，如真空淀积法、镀膜法、离子掺杂法、CVD法、旋涂法等。当使用旋涂法引入催化物质时，包含催化物质的溶液理想地包括从由水、甲醇、乙醇、正丙醇或丙酮组成的组中选取的溶剂。当用镍作为催化物质时，乙酸镍可溶解于上述溶剂之中，所得的溶液可以涂敷到绝缘衬底或非晶硅膜上。
在实例1-3中，镍用作加速结晶的催化物质。可以使用从由Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Pd和Au组成的组中选取的一种金属元素，或包含至少一种这些金属的一种化合物，或至少一种这些金属与包含至少一种这些金属的一种化合物的组合。
用于辐照半导体膜的激光包括具有相应于紫外光波长段的准分子激光器和具有相应于可见到紫外光波长段的YAG激光器。这些激光器的选用取决于半导体膜的类型和厚度。例如，因为硅对紫外光的吸收系数高，因此具有相应于紫外光波长段的准分子激光器适于融化薄硅膜。因为硅对可见到紫外光波长段的吸收系数低，具有相应于可见到紫外光波长段YAG激光器适于融化厚硅膜。在实例1-3中，因为硅膜是厚度为50nm的薄膜合适用准分子激光器。
如上所述，以下述步骤形成本发明的半导体膜在具有绝缘表面的衬底上形成非晶半导体膜；在非晶半导体膜表面中引入加速结晶的催化物质；向非晶半导体膜施加第一能量以使之结晶；向结晶半导体膜施加第二能量，使得几乎所有的相邻晶粒之间的晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°的范围内，其中结晶半导体膜的结晶度增加到转化为多晶半导体膜。结果，形成了具有少量缺陷的多晶半导体膜，而几乎所有的相邻晶粒之间晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°的范围内。这种具有改善的结晶度的半导体膜可用于半导体器件，如TFT，从而可能使半导体器件具有更高的性能。
对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的精神与范围的情况下，明显可以有各种其它修改方案，并可易于实施。因此，不要认为此后所附的权利要求的范围限于此处提出的那些描述，而从广义上解释权利要求。
权利要求
1.一种半导体膜，包括在具有绝缘表面的衬底上提供的多晶半导体膜，其中构成多晶半导体膜的相邻晶粒之间几乎所有的晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°的范围内。
2.根据权利要求1的半导体膜，其中处于1°-10°或58°-62°的相邻晶粒之间晶体取向角之差的比例为0.5-1。
3.根据权利要求1的一种半导体膜，其中多晶半导体膜是由硅制成的。
4.一种制造半导体膜的方法，包括步骤在具有绝缘表面的衬底上形成非晶半导体膜；在非晶半导体膜表面上引入加速结晶的催化物质；向非晶半导体膜施加第一能量以使非晶半导体膜结晶为结晶半导体膜；以及向结晶半导体膜施加第二能量，使得几乎所有的相邻晶粒之间晶体取向角之差处于小于10°或58°-62°的范围内，其中结晶半导体膜的结晶度增加到转化为多晶半导体膜。
5.根据权利要求4的方法，其中第一能量是热能，而第二能量是强光。
6.根据权利要求5的方法，其中强光的能量使得经过强光辐照后相邻晶粒之间晶体取向角之差在小于10°或58°-62°范围内的比例为最高。
7.根据权利要求4的方法，其中该半导体膜是由硅制成的。
8.根据权利要求4的方法，其中催化物质是从由Fe、Co、Ni、Cu、Ge、Pd和Au组成的组中选取的一种金属，或包含至少一种这些金属的一种化合物，或至少一种这些金属与包含至少一种这些金属的一种化合物的组合。
9.根据权利要求4的方法，在非晶半导体膜表面的催化物质的浓度大于或等于1×1011原子/cm2，且小于或等于1×1016原子/cm2。
10.根据权利要求5的方法，，其中强光是准分子激光。
11.一种半导体器件，包括根据权利要求1的半导体膜。
12.一种显示设备，包括根据权利要求11的半导体器件。
全文摘要
在具有绝缘表面的衬底上提供的包含多晶半导体膜的半导体膜。几乎所有的构成该多晶半导体膜的相邻晶粒之间晶体取向角之差处于小于10°或58°－62°之间。
文档编号G02F1/1362GK1497675SQ0310161
公开日2004年5月19日 申请日期2003年1月10日 优先权日2002年1月11日
发明者水木敏雄, 中村好伸, 伸 申请人:夏普公司