多晶硅层、使用其的平板显示器及其制造方法

专利名称：多晶硅层、使用其的平板显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种多晶硅层、一种使用所述多晶硅层的平板显示器及其制造方法，更具体地，涉及一种多晶硅层、一种使用所述多晶硅层的平板显示器及其制造方法，其中通过超晶粒硅(SGS)结晶技术将非晶硅层的预定区结晶，扩展籽晶区的结晶度从而变成结晶层，并且随后结晶层形成为半导体层形成。完成的多晶硅层具有杰出的特性和一致性。
背景技术：
一种在平板显示器(例如有机电致发光装置)中所使用的薄膜晶体管通过在例如玻璃、石英或塑料基底的透明基底上沉积非晶硅层，脱氢所述非晶硅层，离子注入杂质而形成沟道、结晶非晶硅层而形成多晶硅层、并且随后构图多晶硅层而制造半导体层而制成。
将所述非晶硅层结晶为多晶硅层的方法包括固相结晶(SPC)，准分子激光结晶(ELC)，金属诱发结晶(MIC)，和金属诱发侧向结晶(MILC)。SPC是一种在大约700℃或更低的温度下退火非晶硅层几小时至几十小时的方法，700℃是在使用薄膜晶体管的显示装置中用作基底的玻璃的转变温度。ELC是一种通过用准分子激光辐射硅层并且在非常短的时间内局部加热硅层至高温的方法，并且MLC是一种使用相变诱发从非晶硅转变为多晶硅的方法，其通过用金属(例如镍(Ni)、钯(Pd)，金(Au)，和铝(Al))接触非晶硅层或将这些金属植入非晶硅。MILC涉及通过金属与硅的反应形成的硅化物的侧向扩散的诱发顺序硅结晶技术。
但是，当薄膜晶体管用通过这些方法结晶的多晶硅制成时，由于不一致的晶粒尺寸和晶界不规则的分布，所述薄膜晶体管具有不一致的特性，例如阈值电压和截止特性的不一致。

发明内容
本发明提供了一种通过结晶用超晶粒硅(SGS)技术形成籽晶层，并且通过扩展所述籽晶区的结晶度至将要形成薄膜晶体管的结晶区而获得的具有杰出特性的多晶硅层。用本发明的方法制造的半导体层具有一致的晶粒尺寸和规则的晶界分布。本发明还提供了使用所述多晶硅层而结合的平板显示器本发明的一个方面提供了一种多晶硅层、其包括基底，在基底上形成的籽晶区、和通过籽晶区生长并且形成在基底上的结晶区。所述籽晶区具有至少3.5微米的宽度。
本发明的另一方面提供了一种制造多晶硅层的方法，包括的步骤是在基底上形成非晶硅层，在非晶硅层上形成第一图案层，其中所述第一图案层具有开口，通过所述开口部分暴露非晶硅层，在所述第一图案层上和在被暴露的非晶硅层的部分上形成第二图案层，在第二图案层上形成金属催化剂层，结晶非晶硅层的区以在所述非晶硅层内形成籽晶区，其中所述籽晶区具有至少3.5微米的宽度并且形成在非晶硅层被暴露的部分内；并且将籽晶区的结晶度扩展到非晶硅层被暴露的部分之外。
本发明的又一方面提供了一种制造多晶硅层的方法，包括的步骤是在基底上形成非晶硅层，在非晶硅层上形成第二图案层，在第二图案层上形成第一图案层，其中所述第一图案层具有开口，通过所述开口部分暴露第二图案层，在所述第一图案层上和在第二图案层被暴露的部分上形成金属催化剂层，结晶非晶硅层的区以在非晶硅层内形成籽晶区，其中所述籽晶区具有至少3.5微米的宽度并且籽晶区形成于所述第二图案层被暴露的部分下方，并且扩散籽晶区的结晶度至非晶硅层的籽晶区之外。
本发明的又一方面提供了一种平板显示器，包括基底；半导体层，所述半导体层的一侧平行或者垂直于从具有至少3.5微米宽度的籽晶区生长的结晶区的晶界的主方向，所述半导体层布置在基底上并且通过构图结晶区而形成；布置半导体层上的栅极绝缘层；布置在栅极绝缘层上的栅极；布置在栅极上的层间绝缘层；接触半导体层并且布置在层间绝缘层上的源极和漏极。


结合附图，参考下列详细描述，本发明更完整的评价及其许多优点将变得更为明显易懂，其中相似的参考标号指示相同或相似的元件，其中
图1A至1F是示出在本发明典型实施例中呈现的多晶硅层的形成方法的截面图；图2A至2F是示出在本发明另一典型实施例中呈现的多晶硅层的形成方法的截面图；图3A和3B是示出根据作为本发明另一典型实施例所呈现的方法的多晶硅层结晶的平面图；图4A和4B是示出根据本发明另一典型实施例的籽晶区宽度和结晶区生长长度之间关系的照片和曲线图。
图5是包括结晶半导体层的有机电致发光装置的平面图；图6A至6C是示出图5的半导体层的结晶的实例；并且图7A和7B示出了籽晶区的形状。
具体实施例方式
此后将参考附图更完整地描述本发明，其中附图示出了本发明的典型实施例。提供这些实施例是为了使本公开更加彻底和完整。在附图中，为清楚起见夸大了层和区的厚度和长度。相似的元件贯穿所有附图由相似的参考标号指示。
图1A至1F是示出作为本发明典型实施例呈现的多晶硅层形成方法的截面图。参考图1A，缓冲层110形成于例如玻璃或塑料基底的透明绝缘基底100上。这里，缓冲层100起禁止潮气或在基底上产生的杂质扩散进入在缓冲层100上形成的装置的作用，并且在结晶期间调节热传导速率，由此使得半导体层顺利地结晶。在缓冲层110上使用物理气相沉积(PVD)法或化学气相沉积(CVD)法形成非晶硅层120。
参考图1B，具有不可以扩散金属催化剂的氧化硅层的第一图案层130形成于非晶硅层120层之上。这里，第一图案层130具有至少一个开口以暴露非晶硅层120的预定区。第一图案层130可以形成到大约50至大约5000的厚度。
参考图1C，第二图案层140形成于覆盖第一图案层130和被暴露的非晶硅层120的基底的整个表面上。这里，第二图案层140包括氮化硅层从而可以扩散金属催化剂，并且可以具有大约50至大约5000的厚度。此外，第二图案层140应该形成得完全覆盖被第一图案层130所暴露的非晶硅层120。
参考图1D，金属催化剂层150形成于第二图案层140上。这里，金属催化剂层150由镍(Ni)、钯(Pd)、钛(Ti)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、锡(Sn)、锑(Sb)、铜(Cu)、钴(Co)、钼(Mo)、铬(Cr)、钌(Ru)、铑(Rh)、镉(Cd)、和铂(Pt)之一形成。
金属催化剂层150可以以1011至1015原子/cm2的浓度形成。非晶硅层120的结晶成分根据金属催化剂层150的浓度而变化。例如，当金属催化剂层150以具有非常高的浓度形成时，多晶硅层的晶粒尺寸不仅变得更精细，而且残留在多晶硅层上的金属催化剂的数量也增加。因此，恶化了多晶硅层的特性。另一方面，当金属催化剂层150以具有非常低的浓度形成时，难于使用沉积设备平整地沉积所述层，并且难于形成足够的籽晶以结晶非晶硅层120。
参考图1E，金属催化剂层150中的金属催化剂通过热处理所述基底而扩散入非晶硅层120的预定区，所述基底包括非晶硅层120、第一图案层130、第二图案层140、和金属催化剂层150。籽晶(未图示)通过扩散的金属催化剂而形成，使得非晶硅层120的预定区结晶为籽晶区170。
籽晶区170的形成受到金属催化剂160的扩散影响。为了形成籽晶区，金属催化剂容易地扩散入第二图案层140，但是没有扩散入第一图案层130。
在金属催化剂层150中的金属催化剂通过热处理基底而扩散入非晶硅层120，从而形成籽晶。因而，结晶后金属催化剂残留在籽晶区170内，并且具有1×1013原子/cm2或更小的浓度。
籽晶区170是通过超晶粒硅(SGS)结晶技术结晶的多晶硅层。这里SGS结晶技术包括的步骤是顺序层叠非晶硅层和第二图案层，第二图案层使得在基底上从金属催化剂层的金属催化剂的扩散；通过热处理基底而通过第二图案层将金属催化剂扩散入非晶硅层；形成籽晶，并且通过籽晶结晶非晶硅层。
籽晶区170的多晶硅层的晶粒在形成得稍微紊乱的圆形形状的籽晶周围径向生长，并且由此各个晶界也具有半圆形状。在籽晶区170内形成多个晶粒170，但是未调整籽晶的位置和数量。结果，在籽晶区170中晶体的生长方向是随机的，并且由此在籽晶区170中晶界的方向也是随机的。
参考图1F，位于第一图案层130下面的非晶硅层120的部分通过将籽晶区170的结晶度扩散入结晶区190而形成进入结晶区190。换而言之，籽晶区170的结晶度扩散到籽晶区170之外。结晶区190直接受到籽晶区170的影响。即结晶区190通过籽晶区170的结晶度的扩散而生长，并且因此结晶区190的结晶尺寸和结晶方向受到籽晶区170的结晶尺寸和结晶方向的影响。但是，籽晶不形成于结晶区190内，这与在籽晶区170内不同，所以金属催化剂几乎不存在于此。
结晶层190的晶界沿作为主方向的结晶区190的晶体生长方向180而形成。即晶界的主方向垂直于籽晶区170的纵向。籽晶区170和结晶区190的结晶在大约400℃至800℃下进行1分钟至3000分钟。
图2A至2F是示出作为本发明另一典型实施例呈现的多晶硅层形成方法的截面图。参考图2A，在例如玻璃或塑料的透明绝缘基底200上形成缓冲层210。缓冲层210禁止潮气或在基底上产生的杂质扩散入将要在缓冲层210上形成的装置，或者通过调节在结晶期间的热传导率而使得半导体层可以良好地结晶。非晶硅层220通过使用PVD或CVD法形成于缓冲层210上。
参考图2B，形成第二图案层240使得可以扩散金属催化剂进入非晶硅层220。第二图案层240包括氮化硅层，并且可以具有大约50至5000的厚度。
参考图2C，第一图案层230形成于第二图案层240上。第一图案层230具有至少一个开口以暴露第二图案层240的预定区。第一图案层230包括不扩散金属催化剂的氧化硅层，并且可以具有大约50至5000的厚度。
参考图2D，金属催化剂层250形成于第一图案层230的上表面和第二图案层240的被暴露的区。金属催化剂层250由镍(Ni)、钯(Pd)、钛(Ti)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、锡(Sn)、锑(Sb)、铜(Cu)、钴(Co)、钼(Mo)、铬(Cr)、钌(Ru)、铑(Rh)、镉(Cd)、和铂(Pt)至少之一形成。
金属催化剂层250可以以1011至1015原子/cm2的浓度形成。非晶硅层220的结晶程度根据金属催化剂层250的浓度而变化。例如，当金属催化剂层250以具有非常高的浓度形成时，多晶硅层的晶粒尺寸不仅变得更精细，而且残留在多晶硅层时的金属催化剂的数量也增加，从而恶化了多晶硅层的特性。当金属催化剂层250以具有非常低的浓度形成时，使用沉积设备难以平整地沉积所述层，并且籽晶没有足够地形成以结晶非晶硅层220。
参考图2E，金属催化剂层250中的金属催化剂260通过热处理所述基底而扩散入非晶硅层220的预定区，所述基底包括非晶硅层220、第一图案层230、第二图案层240、和金属催化剂层250。扩散的金属催化剂形成籽晶(未图示)，并且通过籽晶，非晶硅层220的预定区被结晶为籽晶区270。
籽晶区270的形成受到金属催化剂的影响。金属催化剂260容易地扩散入第二图案层240，但是不可以扩散进入第一图案层230，并且由此籽晶区可以在第二图案层240被暴露的区之下形成。即形成在第一图案层230上的金属催化剂层250的金属催化剂不被扩散，而沉积在第二图案层240上的金属催化剂容易地扩散以到达非晶硅层220。
籽晶区270的多晶硅层的晶粒在形成得稍微紊乱的圆形形状的籽晶周围径向生长，并且由此各个晶界也具有半圆形状。在籽晶区270内形成多个晶粒，但是未调整籽晶的位置和数量。结果，在籽晶区270内晶体的生长方向是随机的，并且由此在籽晶区270内晶界的方向也是随机的。
参考图2F，位于第一图案层230下面的非晶硅层220的部分通过将籽晶区270的结晶度扩散入结晶区290而形成为结晶区290。结晶区290直接受到籽晶区270的影响。即结晶区290通过籽晶区270的结晶度的扩散而生长，结晶区290的结晶尺寸和结晶方向受到籽晶区270的结晶尺寸和结晶方向的影响。但是，籽晶不形成于结晶区290内，与在籽晶区270内不同，所以金属催化剂几乎不存在于此。
结晶区290的晶界沿结晶区290的晶体生长方向280而形成。即晶界的主方向垂直于籽晶区270的纵向。籽晶区270和结晶区290的结晶在大约400℃至800℃下进行1分钟至3000分钟。
图3A和3B是根据本发明的方法结晶的多晶硅层的平面图。参考图3A，通过上述参考图1A至1F或2A至2F的方法，非晶硅层被结晶为多晶硅层。当去除金属催化剂层、第一图案层、和第二图案层时，在图3A和3B中示出了籽晶区310和结晶区320。籽晶区310通过SGS结晶技术结晶，并且结晶区320通过引起籽晶区310的结晶度扩散而形成。
放大了图3A的区A的图3B，被划分为通过SGS结晶技术结晶的籽晶区310和通过从籽晶区310及其界面340的晶体的生长而形成的结晶区320。在籽晶区310内存在多个多边形(相似于圆形)的晶粒350，并且晶界360沿基本垂直于结晶区320内界面340的延伸方向的方向形成。界面340的延伸方向界定为籽晶区的纵向。籽晶区310内晶界的方向是随机的，而在结晶区320内晶界的主方向是规则的并且基本垂直于界面340的延伸方向。
图4A是示出籽晶区310和结晶区320的照片，并且图4B是示出根据本发明的籽晶区的面积和结晶区的生长长度之间关系的曲线图。参考图4A和4B，示出了结晶区的生长长度取决于以结晶区的给定长度的籽晶区的宽度。这里籽晶区的宽度被界定为垂直于籽晶区的纵向(或延伸)方向的籽晶区的距离，如在图4A中的W1-W4所标记。籽晶区的长度被界定为沿籽晶区的纵向方向的距离。
为了获得籽晶区面积和结晶区生长长度之间的关系，籽晶区310的长度设为450μm。如在图4A中所示，籽晶区的宽度根据沿长度L的位置而变化。如果籽晶区310的宽度是100μm，则结晶区330的生长长度是100μm或更大，如果宽度籽晶区310的宽度W2是50μm，则籽晶区330的生长长度是100μm或更大。换而言之，当籽晶区310的宽度W1和W2大于50μm时，结晶区的生长长度为100μm或更大。因而，结晶区几乎饱和。
如果籽晶区310的宽度W3是10μm，则结晶区320的生长长度330为大约80μm。但是10μm宽的籽晶区的结晶区的生长长度，在所述区周围增加到接近50μm宽的籽晶区。这是因为10μm宽的籽晶区的结晶区的生长长度受到50μm宽籽晶区的影响。
在图4A中所示出的结果中，仅当籽晶区310是10μm宽时，生长开始从而形成结晶区330。因而，可以理解如果籽晶区是2μm宽或更小，则不开始生长并且不形成籽晶区330。但是，仅从图4A的结果不可以看出在籽晶区310在大约2μm至10μm宽度之间的情形时是否开始生长。
参考图4B，形成了具有预定面积的大致矩形籽晶区，并且测量了结晶区的生长长度以便观察生长是否开始，从而当籽晶区310的宽度在大约2μm和10μm之间时形成结晶区。因为难于制造450μm长和几μm宽的籽晶区，所以采用的策略是观察通过形成具有相同长度和宽度的正方形来观察生长是否可能。形成正方形籽晶区的另一原因是随着籽晶区的宽度变窄，变得难于形成如在图1D至1F和2D至2F中的第一图案层130、第二图案层140和金属催化剂层150，并且从金属催化剂层扩散金属催化剂。当矩形的籽晶区通过构图第一图案层或第二图案层为预定形状而具有基本相同的长度和宽度时，容易扩散金属催化剂。这是因为比起宽度窄和长度长的扩散路径，金属催化剂更容易通过具有相似宽度和长度的扩散路径扩散。
参考图4B，当矩形籽晶区具有6400μm2的面积时(如果根据矩形籽晶区的长度450μm计算，其宽度大约是14μm)，结晶区的生长长度是大约110μm，而当籽晶区的面积为4900μm2时(如果根据矩形籽晶区的长度450μm计算，其宽度大约是11μm)，则结晶区的生长长度是大约100μm。另外，当籽晶区的面积分别为3600μm2、2500μm2、1600μm2、400μm2和100μm2，如在图4B中所示出的，对应的宽度分别为8μm、5.5μm、3.5μm、0.8μm、和0.2μm时，结晶区的生长长度分别是大约50μm、25μm、20μm、5μm、和0μm。
与图4A和图4B的结果比较，可以显示在图4B中具有4900μm2面积的情形与在图4A中具有10μm宽度的情形相似，但是生长长度分别为100μm和80μm。换而言之，从具有基本相同长度和宽度的籽晶区获得的生长与从具有较大长度和较窄宽度的籽晶区获得的生长有略微的差别，即便籽晶区的面积基本相同。
因而，考虑到在具有大致相同长度和宽度的籽晶区内的生长长度较长，当具有3600m2、2500μm2、1600μm2、400μm2、和100μm2面积的籽晶区，用具有8μm、5.5μm、3.5μm、0.8μm、和0.2μm宽度且长度为450μm的籽晶区替代时，可以得知生长的可能性，但是不可以得知具有450μm长度的籽晶区的精确生长长度。因此，如果具有大致相同长度和宽度的籽晶区具有1600μm2的面积，则生长长度为20μm。考虑到在基本正方形籽晶区的较长的生长长度，可以得知当宽度为3.5μm时有可能生长。同时，如果具有基本相同长度和宽度的矩形的面积是400μm2时，生长长度为5μm，并且因而可以得出结论当宽度为0.8μm时几乎不能生长。结果，如果籽晶区不是接近正方形，而是长度和宽度具有大的差别(矩形的长度为450μm)的矩形，当籽晶区具有至少3.5μm的宽度时，生长是可能的。
图5是包括结晶半导体层的有机电致发光装置的平面图，并且图6A至6C示出了图5中的结晶半导体层的典型实施例。参考图5，所述装置包括由布置在例如玻璃或塑料的透明基底上的扫描线410、数据线420、和公用电源线430所界定的单位像素。单位像素包括薄膜晶体管440，薄膜晶体管440具有半导体层441、布置在半导体层441上的栅极绝缘层、布置在栅极绝缘层上并且对应于半导体层441的栅极442、连接到半导体层441的预定区的源极和漏极443；包含上和下电极451和452的电容器450、连接到所述薄膜晶体管的源极和漏极的第一电极460；布置在第一电极460上并且至少包括有机发光层的有机膜层(未示出)、和布置在所述有机膜层上的第二电极(未示出)。
层间绝缘层(未图示)和/或平坦化层布置在源极和漏极443上以电保护和平坦化薄膜晶体管440。薄膜晶体管440可以由通过构图使用在图1A至1F或2A至2F中所示出的技术构图结晶区结晶而形成的半导体层形成。
图6A至6C示出了将要被形成为籽晶区的区470和结晶区480的生长方向。通过在基底上形成非晶硅层，通过用在图1A至1F或2A至2F的方法结晶非晶硅层，并且通过构图非晶硅层而形成半导体层。即图6A示出了下列半导体层的结晶。将要作为籽晶区的区被布置为平行于数据线420或公共电源线430，数据线420或公共电源线430将在后面的工艺中形成。通过从籽晶区生长晶粒而形成结晶区，并且随后被构图，由此形成半导体区441。
图6B示出了下列半导体层的结晶的另一种配置。将要被形成为籽晶区的区布置得平行于扫描线410，它将在后面的工艺中形成。通过垂直于籽晶区的纵向生长晶粒而形成结晶区，并且随后构图结晶区，由此形成半导体区441。
图6C示出了半导体层结晶的另一种方法，即同时进行参考图6A和6B所描述的方法。结晶区从平行于数据线420和公用电源线430的籽晶区生长，并且被构图从而形成在图6C的左上角所示出的半导体层。另一结晶区从平行于扫描线410的籽晶区生长，并且被构图从而形成在图6C右边所示出的半导体层。因而，用在图6A中示出的相同的获得半导体层的方法获得一层半导体层，其中晶界形成得平行于扫描线410。平行于扫描线410的方向是电荷的移动方向，并且电荷具有高的移动速度。用在图6B中示出的相同的获得半导体层的方法获得另一半导体层，其中晶界形成得垂直于扫描线410。在这种情形，晶界形成得垂直于电荷的移动方向，因此，与参考图6A所描述的方法形成的半导体层相比，电荷具有较低的移动速度，但是具有高的一致性。
在图6C中所示出的半导体层的情形，可以形成半导体层从而具有需要的特性。即可以获得开关薄膜晶体管的半导体层，其中晶界沿电荷的移动方向布置，并且电荷具有高移动速度。作为替换，可以获得另一驱动薄膜晶体管的半导体层，其中晶界垂直于电荷的移动方向布置，并且另一半导体层的一致性极佳。
图7A和7B示出了以不同于在图6A至6C中所示出的形状的籽晶区。图6A至6C中示出的籽晶区以线形形成，因为其容易布置第一和第二图案层。但是，根据半导体层的位置或制造工艺，籽晶区可以形成为折线470a或曲线470b的形状。结果，本发明可以适用的籽晶区可以以任何形状形成但其最小尺寸为3.5μm。
结果，根据本发明的所述多晶硅层、由所述多晶硅层制成的平板显示器及其制造方法，使得薄膜晶体管和平板显示器的制造具有杰出的特性和一致性。非晶硅层的预定区用SGS结晶技术结晶。预定区之外的其它区通过在所述非晶硅层扩散结晶度而结晶。所述半导体层通过生长非晶硅层而形成。
尽管在此描述了本发明的典型实施例，但是本领域的普通技术人员应当理解在不偏离在权利要求中所界定的本发明的精神和范围的前提下可以进行各种形式和细节上的改进。
本申请要求于2005年12月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0122628的权益，其全部内容引入于此作为参考。
权利要求
1.一种多晶硅层，包括基底；在所述基底上形成的籽晶区，所述籽晶区具有至少3.5微米的宽度；和在所述基底上通过籽晶区生长并且形成的结晶区。
2.根据权利要求1的多晶硅层，包括通过超晶粒硅技术结晶的籽晶区。
3.根据权利要求1的多晶硅层，包括通过籽晶区结晶度扩散而形成的结晶区。
4.根据权利要求1的多晶硅层，包括以长比宽的长度长的线形形成的籽晶区。
5.根据权利要求1的多晶硅层，包括至少一籽晶的籽晶区。
6.根据权利要求5的多晶硅层，包括至少一金属催化剂的籽晶。
7.根据权利要求6的多晶硅层，包括具有浓度1×1013原子/cm2或更小的金属催化剂。
8.根据权利要求1的多晶硅层，包括具有50微米或更小宽度的籽晶区。
9.根据权利要求1的多晶硅层，包括具有至少一晶界的籽晶区，晶界的方向是随机的。
10.根据权利要求1的多晶硅层，包括基本垂直于所述籽晶区纵向的结晶区的晶界的主方向。
11.根据权利要求1的多晶硅层，其中所述籽晶区包括布置在非晶硅层上从而暴露所述非晶硅层的预定区的第一图案层；布置在所述第一图案层上并且接触所述非晶硅层预定区的第二图案层；和布置在所述第二图案层上的金属催化剂层，其中热处理所述具有第一图案层、第二图案层和金属催化剂的基底并且结晶所述被暴露的非晶硅层的预定区，由此形成所述籽晶区。
12.根据权利要求11的多晶硅层，其中所述第一图案层包括氧化硅层。
13.根据权利要求12的多晶硅层，其中所述氧化硅层具有50至5000的厚度。
14.根据权利要求11的多晶硅层，其中所述第二图案层包括氮化硅层。
15.根据权利要求1的多晶硅层，其中所述籽晶区包括布置在所述非晶硅层上以暴露非晶硅层预定区的第二图案层；布置在第二构图区上并且接触所述非晶硅层预定区的第一图案层；和布置所述第一图案层上的金属催化剂层，其中热处理所述具有第二图案层、第一图案层和金属催化剂的基底并且结晶被暴露的所述非晶硅层的预定区，由此形成籽晶区。
16.根据权利要求15的多晶硅层，其中所述第一图案层包括氧化硅层。
17.根据权利要求16的多晶硅层，其中所述氧化硅层具有50至5000的厚度。
18.根据权利要求15的多晶硅层，其中所述第二图案层包括氮化硅层。
19.根据权利要求18的多晶硅层，其中所述氮化硅层具有50至5000的厚度。
20.一种多晶硅层的制造方法，包括在基底上形成非晶硅层；在所述非晶硅层上形成第一图案层，所述第一图案层具有开口，通过所述开口部分暴露非晶硅层；在所述第一图案层上和在所述非晶硅层被暴露的部分上形成第二图案层；在所述第二图案层上形成金属催化剂层；结晶所述非晶硅层的区从而在所述非晶硅层内形成籽晶区，所述籽晶区具有至少3.5微米的宽度，所述籽晶区在所述非晶硅层被暴露的部分内形成；和将籽晶区的结晶度扩散到所述非晶硅层被暴露的部分之外。
21.根据权利要求20的方法，其中结晶非晶硅层的区的步骤和扩散籽晶区结晶度的步骤都通过热处理所述基底而进行。
22.根据权利要求21的方法，其中在大约400℃至800℃的温度下进行1分钟至3000分钟，热处理所述基底。
23.根据权利要求20的方法，其中所述第一图案层包括氧化硅层。
24.根据权利要求20的方法，其中所述第二图案层包括氮化硅层。
25.根据权利要求23的方法，其中所述氧化硅层具有大约50至5000的厚度。
26.根据权利要求24的方法，其中所述氮化硅层具有大约50至5000的厚度。
27.根据权利要求20的方法，其中所述金属催化剂层包括浓度为大约1011原子/cm2至1015原子/cm2的金属催化剂。
28.一种制造多晶硅层的方法，包括在基底上形成非晶硅层；在所述非晶硅层上形成第二图案层；在所述第二图案层上形成第一图案层，所述第一图案层具有开口，通过所述开口部分暴露第二图案层；在所述第一图案层上和在所述第二图案层被暴露的部分上形成金属催化剂层；结晶所述非晶硅层的区以在所述非晶硅层内形成籽晶区，所述籽晶区具有至少3.5微米的宽度，所述籽晶区在所述第二图案层被暴露的部分下面形成；和将所述籽晶区的结晶度扩散到所述非晶硅层的籽晶区之外。
29.根据权利要求28的方法，其中结晶非晶硅层的区的步骤和扩散籽晶区结晶度的步骤都通过热处理所述基底而进行。
30.根据权利要求28的方法，其中在大约400℃至800℃的温度下进行1分钟至3000分钟热处理所述基底。
31.根据权利要求28的方法，其中所述第一图案层包括氧化硅层。
32.根据权利要求31的方法，其中所述氧化硅层具有大约50至5000的厚度。
33.根据权利要求28的方法，其中所述第二图案层包括氮化硅层。
34.根据权利要求33的方法，其中所述氮化硅层具有大约50至5000的厚度。
35.根据权利要求28的方法，其中所述金属催化剂层包括浓度为大约1011原子/cm2至1015原子/cm2的金属催化剂。
36.一种平板显示器，包括基底；半导体层，半导体层平行或者垂直于从具有至少3.5微米宽度的籽晶区生长的结晶区的晶界的主方向，所述半导体层被布置在所述基底上并且通过构图所述结晶区而形成；布置在所述半导体层上的栅极绝缘层；布置在所述栅极绝缘层上的栅极；布置在所述栅极上的层间绝缘层；布置在所述层间绝缘层上并且接触所述半导体层的源极和漏极。
37.根据权利要求27的平板显示器，还包括连接所述源极或漏极的第一电极。
38.根据权利要求27的平板显示器，其中所述籽晶区通过超晶粒硅结晶技术结晶为籽晶区，并且所述晶界通过扩散所述籽晶区的结晶度而形成。
全文摘要
本发明公开了一种多晶硅层，一种使用所述多晶硅层的平板显示器及其制造方法。所述多晶硅层通过使用超晶粒硅结晶(SGS)技术结晶非晶硅层的籽晶区而形成。所述籽晶区的结晶度扩散入籽晶区之外的结晶区。所述结晶区形成为可以被结合以制成驱动平板显示器的薄膜晶体管的半导体层。用本发明的方法制成的所述半导体层提供了一致的晶界的生长，并且改善了由所述半导体层制成的薄膜晶体管的特性。
文档编号C30B29/06GK1983571SQ20061016698
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者梁泰勋, 李基龙, 徐晋旭, 朴炳建 申请人:三星Sdi株式会社