Brevet FR2864696A1 — publié le 20050701

MASQUE DE LASER ET PROCEDE DE CRISTALLISATION UTILISANT LE MASQUE La présente invention concerne un masque de laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque, et plus particulièrement, un masque de laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque qui peuvent améliorer les caractéristiques de cristallisation de couches minces de silicium. Récemment, en raison des besoins pour les affichages d'informations, spécialement pour les affichages portables d'informations, des dispositifs d'affichage à écran plat (FDP) de type à couches minces ont fait l'objet de recherches et de commercialisations actives au point qu'ils sont en train de remplacer les tubes à rayons cathodiques (CRT). Sur ces dispositifs d'affichage à écran plat, un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) affiche des images en utilisant une anisotropie optique du cristal liquide. Un dispositif LCD peut être utilisé pour des ordinateurs portables, des moniteurs de bureau et d'autres dispositifs d'affichage, en raison de son excellente résolution, de sa capacité de rendu des couleurs et de sa qualité d'image. Un procédé commandant une matrice active (MA), un procédé de commande typique utilisé dans le dispositif LCD, commande chaque pixel du dispositif LCD en utilisant un transistor à couches minces de silicium amorphe (TFT à a-Si) servant de dispositif de commutation. La technique employant des transistors TFT à a-Si a été décrite par English LeComber et al. en 1979 et a été commercialisée en 1986 sous forme d'un téléviseur portable avec un écran à cristaux liquides de 3 pouces. Récemment, on a développé un dispositif LCD-TFT avec une surface d'affichage de plus de 50 pouces. Toutefois, la mobilité d'effet de champ des transistors TFT à a-Si est d'environ 1 cm2/Vs ce qui empêche son utilisation dans des circuits périphériques qui appliquent des signaux aux pixels, parce que les circuits périphériques fonctionnent généralement à plus de 1 MHz. Par conséquent, on a poursuivi activement une recherche pour former simultanément des transistors de commutation dans une zone de pixels et des circuits périphériques dans une zone de circuits de commande sur un substrat en verre en utilisant un transistor TFT à silicium polycristallin (poly-Si) ayant une mobilité d'effet de champ supérieure à celle du transistor TFT à a-Si. Le transistor TFT à poly-Si a été mis en application pour de petits affichages à écran plat, tels que les oculaires de caméscope, alors qu'un téléviseur couleur avec un écran à cristaux liquides a été développé en 1982. Un tel transistor TFT a une faible photosensibilité et une grande mobilité d'effet de champ, et il peut être R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 1/39 directement fabriqué sur un substrat pour former des circuits de commande. La mobilité accrue peut augmenter la fréquence de fonctionnement des circuits de commande. La capacité fréquentielle des circuits de commande détermine le nombre de pixels qui peuvent être commandés tout en conservant une capacité d'affichage adéquate. Plus spécifiquement, l'augmentation de fréquence diminue le temps de charge d'un signal appliqué à un pixel de sorte que la distorsion du signal soit diminuée et la qualité d'image augmente. Comparé au transistor TFT à a-Si, qui a une tension de commande élevée de 25 V environ, le transistor TFT à poly-Si, qui a une tension de commande de moins de 10 V, consomme moins d'énergie. Io Le transistor TFT à poly-Si peut être fabriqué en déposant directement une couche mince de silicium polycristallin sur un substrat ou en déposant une couche mince de silicium amorphe qui est ensuite cristallisé par un processus thermique. Afin de pouvoir utiliser un verre peu coûteux pour le substrat, on a recours à des processus à basse température, et, afin de pouvoir utiliser le transistor TFT à poly-Si pour des circuits de commande, on a recours à un procédé augmentant la mobilité d'effet de champ. En général, des procédés de traitement thermique pour cristalliser une couche mince de silicium amorphe sont le procédé de cristallisation à phase solide (SPC) et le procédé de recuit avec un laser à excimère (ELA). Le procédé SPC forme une couche mince de silicium polycristallin à une basse température de 600 C environ. Dans ce procédé, une couche mince de silicium polycristallin est formé en déposant une couche mince de silicium amorphe sur un substrat de verre ayant un point de fusion bas et en réalisant ensuite un processus de chauffage lent à environ 600 C pendant une durée maximale de 10 heures. Une couche mince de silicium polycristallin obtenu par le procédé SPC a des grains relativement de grande taille de l'ordre de plusieurs m (micromètres). Toutefois, ces grains présentent de nombreux défauts. Bien qu'ils ne soient pas aussi mauvais que des frontières de grain dans un transistor TFT à poly-Si, ces défauts nuisent aux performances d'un transistor TFT à poly-Si. Le procédé à recuit avec laser à excimère est un procédé typique de fabrication d'un transistor TFT à poly-Si à basse température. Le laser à excimère cristallise une couche mince de silicium amorphe en irradiant un faisceau laser à haute énergie sur la couche mince de silicium amorphe pendant une durée de dix nanosecondes. Dans ce procédé, le silicium amorphe est fondu et cristallisé pendant un temps très court de sorte que le substrat de verre ne soit pas endommagé. Une couche mince de silicium polycristallin fabriqué par le procédé laser à excimère présente également d'excellentes caractéristiques électriques, en comparaison à une couche mince de silicium polycristallin fabriqué par un procédé commun à traitement thermique. Par exemple, la mobilité d'effet de champ d'un transistor TFT à poly-Si fabriqué par le R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 2/39 procédé laser à excimère est supérieure à 100 cm2/Vs, la mobilité d'effet de champ d'un transistor TFT à a-Si étant de 0,1 à 0,2 cmzNs et la mobilité d'effet de champ d'un transistor TFT à poly-Si fabriqué par un procédé commun à traitement thermique étant de 10 à 20 cm2/Vs (IEEE Trans. Electron Devices, vol. 36, n 12, p. 2868, 1989). Un procédé de cristallisation utilisant un laser sera désormais décrit ciaprès en détail. La figure 1 est un graphique illustrant la relation entre la taille d'un grain d'une couche mince de silicium polycristallin et la densité d'énergie d'un laser utilisé pour former la couche mince de silicium polycristallin. Comme on peut le voir sur la figure 1, dans les première et deuxième zones I et II, lorsque la densité d'énergie augmente, la taille d'un grain de la couche mince de silicium polycristallin augmente, comme cela est exposé dans IEEE Electron Device Letters, DEL-7, 276, 1986. Toutefois, dans la troisième zone III, lorsque la densité d'énergie devient supérieure à une densité d'énergie spécifique Ec, la taille d'un grain de la couche mince cristallisé de silicium polycristallin diminue radicalement. C'est-à-dire, selon le graphique montré sur la figure 1, le mécanisme de cristallisation pour la couche mince de silicium devient différent lorsque la densité d'énergie est supérieure à une densité d'énergie spécifique Ec. Les figures 2A à 2C, 3A à 3C et 4A à 4C sont des vues en coupe transversale illustrant des mécanismes de cristallisation de silicium selon les densités d'énergie du laser de la figure 1. C'est-à-dire, elles illustrent un processus de cristallisation séquentielle selon chaque densité d'énergie du laser. Un mécanisme de cristallisation de silicium amorphe par un recuit au laser est influencé par de nombreux facteurs, tels que les conditions d'irradiation du laser comprenant la densité d'énergie du laser, la pression d'irradiation pressure, la température du substrat, et les caractéristiques physiques/géométriques comprenant le coefficient d'absorption, la conductivité thermique, la masse, le degré d'impureté contenues et l'épaisseur de la couche de silicium amorphe. Premièrement, comme le montrent les figures 2A à 2C, la première zone (I) de la figure 1 est une zone de fusion partielle, et une couche mince de silicium amorphe 12 n'est cristallisé que jusqu'à la ligne en pointillés et la taille d'un grain GI formé à cet instant est de l'ordre de quelques centaines d'angstrôms. Lorsqu'un faisceau laser est irradié sur la couche mince de silicium amorphe 12 sur un substrat 10 où est formée une couche tampon 11, la couche mince de silicium amorphe 12 est fondu. A cet instant, parce que l'énergie laser élevée est directement irradiée sur une surface de la couche mince de silicium amorphe 12 et l'énergie laser relativement faible est irradiée sur une partie inférieure de la couche mince de silicium amorphe 12, une R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 3/39 certaine partie de la couche mince de silicium amorphe 12 est fondue. Il en résulte que la cristallisation est partiellement réalisée. Typiquement dans le procédé de cristallisation avec laser, les cristaux croissent par le biais des processus de fusion primaire dans lesquels une couche en surface d'une couche mince de silicium amorphe est fondue par une irradiation du laser, la fusion secondaire dans laquelle une partie plus basse de la couche mince de silicium amorphe est fondue par la chaleur latente générée durant la solidification du silicium fondu et la solidification de la couche plus basse. Ces processus de croissance de cristaux seront expliqués de manière plus détaillée. Une couche mince de silicium amorphe sur lequel un faisceau laser est irradié a une température de fusion supérieure à 1000 C et fond principalement pour passer dans un état liquide. Parce qu'il y a une grande différence de température entre la couche fondue à la surface et le silicium plus bas et le substrat, la couche fondue à la surface se refroidit vite jusqu'à ce que la nucléation en phase solide et la solidification soient terminées. La couche en surface reste fondue jusqu'à ce que la nucléation en phase solide et la solidification soient terminées. L'état de fusion dure longtemps lorsque la densité d'énergie du laser est élevée ou que le dégagement thermique vers l'extérieur est faible. Parce que la couche en surface fond à une température inférieure à la température de fusion de 1400 C pour le silicium cristallin, la couche en surface se refroidit et conserve un état superfondu dans lequel la température est inférieure à la température de transition de phase. Plus l'état surfondu est grand, c'est-à-dire, plus la température de fusion de la couche mince est basse ou plus la vitesse de refroidissement est rapide, plus le taux de nucléation est grand au moment de la solidification de sorte que des cristaux fins croissent pendant la solidification. Si la solidification démarre lorsque la couche en surface fondue se refroidit, des cristaux croissent dans une direction vers le haut à partir d'un noyau de cristal. A ce moment, la chaleur latente est générée durant la transition de phase de la couche en surface fondue de l'état liquide à l'état solide, et ainsi la fusion secondaire commence lorsque la couche mince plus bas de silicium amorphe fond. Ensuite a lieu la solidification de la couche mince de silicium amorphe plus bas. A ce moment, le taux de génération du noyau de la deuxième couche plus basse fondue augmente parce que la couche mince de silicium amorphe plus bas est plus superfondu que la première couche fondue. Ainsi, la taille du cristal résultant de la deuxième couche fondue est plus petite. Par conséquent, la vitesse de refroidissement de la solidification a été réduite afin d'améliorer les caractéristiques cristallines. La vitesse de refroidissement peut être réduite en contenant l'énergie laser étant dégagée vers l'extérieur. Des exemples de procédés pour contenir R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 4/39 l'énergie sont le chauffage du substrat, une irradiation à deux rayons ou l'insertion d'une couche tampon isolante entre le substrat et la couche de silicium amorphe. Les figures 3A à 3C sont des vues en coupe transversale illustrant le mécanisme de cristallisation du silicium de la deuxième zone (II) de la figure 1 dans lequel la deuxième zone (II) représente une zone presque complètement cristallisée. En référence aux figures 3A à 3C, une couche mince de silicium polycristallin a des grains relativement grands 30A à 30C d'environ 3000 à 4000 À formés à l'interface de la couche tampon inférieure 11. Lorsqu'une énergie de fusion presque complète, non pas une énergie de fusion complète, est irradiée sur la couche mince de silicium amorphe 12, presque tout la couche mince de silicium amorphe 12 proche de la couche tampon 11 fond. A ce moment, des germes solides 35 qui n'ont pas été fondus au niveau de l'interface entre la couche mince de silicium fondu 12' et la couche tampon 11 agissent comme un noyau de cristallisation pour induire une croissance latérale, formant ainsi les grains relativement grands 30A à 30C (J. Appl. Phys. 82, 4086). Toutefois, parce que cette cristallisation ne se produit que lorsque l'énergie du laser est telle que les germes solides 35 restent sur l'interface avec la couche tampon 11, la marge du processus est très limitée. En plus, parce que les germes solides 35 sont générés de manière non uniforme, les grains cristallisés 30A à 30C de la couche mince de silicium polycristallin ont différentes directions de cristallisation, d'où il en résulte des caractéristiques de cristallisation non uniformes. Les figures 4A à 4C sont des vues en coupe transversale illustrant le mécanisme de cristallisation du silicium de la troisième zone (III) de la figure 1 correspondant à une zone complètement cristallisée. En référence aux figures 4A à 4C, de très petits grains 30 sont irrégulièrement formés avec une densité d'énergie correspondant à la troisième zone (III). Lorsque la densité d'énergie du laser devient supérieure à une densité d'énergie spécifique Ec, une énergique suffisante est appliquée suffisamment pour fondre complètement la couche mince de silicium amorphe 12, ne laissant aucuns germes solides qui pourraient croître pour former des grains. Après cela, la couche mince de silicium 12' qui a été fondu lors de la réception du faisceau laser de forte énergie est soumis à un processus rapide de refroidissement qui génère une pluralité de noyaux uniformes 35 et ainsi des grains fins 30. Par ailleurs, un procédé de recuit par laser à excimère employant un laser de type à impulsions est typiquement utilisé pour la cristallisation à base de laser, et un procédé de solidification latérale séquentielle (SLS), qui montre une amélioration remarquable des caractéristiques de cristallisation en faisant croître des grains dans une direction horizontale, a été récemment proposé et largement étudié. R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 5/39 La solidification latérale séquentielle (SLS) utilise le fait que des grains croissent latéralement depuis une interface entre le silicium en phase liquide et le silicium en phase solide (Robert S. Sposilli, M. A. Crowder et James S. lm, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 452, 956 à 957, 1997). Dans ce procédé, des grains croissent latéralement avec une longueur prédéterminée en réglant la densité d'énergie du laser et la plage d'irradiation d'un faisceau laser, augmentant de cette façon la taille des grains de silicium. Cette solidification latérale séquentielle est un exemple de solidification latérale (LS), et le mécanisme de cristallisation par rapport à la solidification LS sera décrit ci-après en référence aux dessins annexés. Les figures 5A à 5C sont des vues en coupe transversale illustrant un processus de cristallisation séquentielle selon un art connexe. En référence à la figure 5A, lorsqu'un laser a une densité d'énergie dans la troisième zone (III) de la figure 1 et que la densité d'énergie capable de faire fondre complètement une couche mince de silicium amorphe 112, est irradiée sur une partie d'une couche mince de silicium amorphe 112, la partie de la couche de silicium amorphe fond complètement. Un masque avec des motifs peut être employé pour former une zone irradiée par le laser et une zone non irradiée par le laser. A ce moment, comme le montrent les figures 5B et 5C, parce que le laser a une énergie suffisante, la couche mince de silicium amorphe 112 irradié par le laser peut être complètement fondu. Toutefois, le faisceau laser est irradié à certains intervalles sur la couche mince de silicium amorphe 112, des cristaux croissent à partir de l'interface entre la couche mince de silicium 112 de la zone non irradiée par le laser (phase solide) et la couche mince de silicium fondu 112' (phase liquide). Ainsi, l'interface fournit des noyaux pour cette cristallisation. Autrement dit, immédiatement après que le faisceau laser est irradié, la couche mince de silicium fondu 112' se refroidit à partir des surfaces gauche/droite, les interfaces de la zone non irradiée par le laser. La raison en est que la couche mince de silicium amorphe 112 en phase solide a une conductivité thermique supérieure à celle de la couche tampon 111 ou du substrat de verre 110 en dessous des couches minces de silicium 112 et 112'. Par conséquent, la couche mince de silicium fondu 112' atteint en premier la température de formation d'un noyau au niveau de l'interface entre la phase solide horizontale et la phase liquide plutôt que dans la partie centrale, formant un noyau de cristal dans la partie correspondante. Après que le noyau de cristal s'est formé, des grains 130A et 130B croissent horizontalement d'un côté à basse température vers un côté à haute température, c'est-à-dire, de l'interface vers la partie centrale. En raison de la cristallisation latérale, il peut se former des grains de grande taille 130A et 130B, et parce que le processus est exécuté avec la densité R: \Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 6/39 d'énergie de la troisième zone, la marge du processus n'est pas limitée, en comparaison à d'autres zones. Toutefois, la solidification latérale séquentielle présente les problèmes suivants. C'est-à-dire, la cristallisation est exécutée en déplaçant de manière infinitésimale et répétitive le masque ou la platine porte-objet afin d'augmenter la taille des grains. Il en résulte que la durée du processus pour cristalliser une couche mince de silicium amorphe de grande taille est plus longue et le processus perd de son intérêt. Par conséquent, la présente invention concerne un masque de laser et un l0 procédé de cristallisation utilisant le masque, lequel répond pour l'essentiel à un ou plusieurs des problèmes dus aux limitations et désavantages de l'art connexe. Un avantage de la présente invention est de proposer un masque de laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque qui peuvent améliorer les caractéristiques de cristallisation d'une couche mince de silicium. Encore un autre avantage de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant une couche mince de silicium ayant des caractéristiques de cristallisation améliorées réalisées par le procédé de cristallisation décrit ici. Pour parvenir à ces avantages et d'autres, et en conformité avec l'objectif de la présente invention, telle qu'elle est réalisée et largement décrite, un masque de laser comprend des premier à quatrième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de zones transmettantes et une zone bloquante. Dans le masque de laser, un premier motif de masque avec une position A , un deuxième motif de masque avec une position B , un troisième motif de masque avec une position C et un quatrième motif de masque avec une position D sont formés dans les premier à quatrième blocs, respectivement, et les positions A à D sont différentes les unes des autres. Selon un mode de réalisation, lorsque les premier à quatrième motifs de masque dépassent dans un bloc, les centres des quatre zones transmettantes 30 adjacentes forment un rectangle équilatéral. Selon un mode de réalisation, les zones transmettantes ont la forme d'un cercle. Selon un autre mode de réalisation, les zones transmettantes ont la forme d'un polygone équilatéral, le polygone pouvant être un triangle équilatéral, un rectangle équilatéral, un hexagone et un octogone. Selon un autre mode de réalisation, une distance entre les centres des zones transmettantes est L, un rayon des zones transmettantes est R, et L et R satisfont la relation R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 7/39 L R Selon un autre mode de réalisation, par rapport au premier motif de masque dans le premier bloc, le deuxième motif de masque est décalé vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, le troisième motif de masque dans le troisième bloc est décalé vers la droite d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le quatrième motif de masque dans le quatrième bloc est décalé vers la droite et vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral. Dans un autre aspect de la présente invention, un procédé de cristallisation comprend la fourniture d'un substrat ayant une couche mince de silicium; le positionnement d'un masque de laser sur le substrat ayant des premier à quatrième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de zones transmettantes et une zone bloquante, et la cristallisation de la couche mince de silicium en irradiant un faisceau laser à travers le masque de laser. De préférence, un premier motif de masque ayant une position A , un deuxième motif de masque ayant une position B , un troisième motif de masque ayant une position C et un quatrième motif de masque ayant une position D sont formés dans les premier à quatrième blocs, respectivement, et les positions A à D sont différentes les unes des autres. Selon un mode de réalisation, lorsque les premier à quatrième motifs de 25 masque dépassent dans un bloc, les centres des quatre zones transmettantes adjacentes formant un rectangle équilatéral. Selon un autre mode de réalisation, par rapport au premier motif de masque dans le premier bloc, le deuxième motif de masque est décalé vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, le troisième motif de masque dans le troisième bloc est décalé vers la droite d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le quatrième motif de masque dans le quatrième bloc est décalé vers la droite et vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral. Selon un autre mode de réalisation, la cristallisation de la couche mince de 35 silicium par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque de laser comprend en outre: R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 8/39 la cristallisation de la couche de silicium par un procédé à quatre impacts, le procédé à quatre impacts comprenant en outre: l'irradiation d'un premier laser sur une certaine zone de la couche mince de silicium à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou d'une table ayant le substrat dans une direction d'un axe X et l'irradiation d'un deuxième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un troisième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et 10 l'irradiation d'un quatrième laser à travers le masque de laser; la réalisation de manière répétée d'une cristallisation de la couche mince de silicium par le procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X; et le déplacement du masque de laser ou de la table dans une direction d'un axe Y et la réalisation de manière répétée du procédé à quatre impacts dans la direction de 15 l'axe X en utilisant le masque de laser. Selon un autre mode de réalisation, le masque de laser ou la table est déplacé d'une distance environ égale à une taille d'un bloc. Selon un autre mode de réalisation, une distance de déplacement du masque de laser ou de la table est déterminée afin d'éliminer un chevauchement de X ou un 20 chevauchement de Y. Selon un autre mode de réalisation, le rayonnement laser a une densité d'énergie d'une zone de fusion complète. Selon un autre mode de réalisation, la cristallisation est une solidification latérale séquentielle (SLS). La couche mince de silicium cristallisé est de préférence sensiblement dépourvu de marque d'impact. Dans un autre aspect de la présente invention, un dispositif d'affichage comprend une ligne de grille et une ligne de données se croisant l'une l'autre afin de former un pixel; et un transistor à couches minces (TFT) à proximité du croisement, le transistor TFT comprenant une couche de silicium polycristallin, dans lequel la couche de silicium polycristallin comprend une pluralité de cristaux circulaires, et les centres des quatre cristaux circulaires adjacents forment un rectangle équilatéral. Le dispositif d'affichage est de préférence un dispositif d'affichage à cristaux liquides ou une diode électroluminescente. Dans encore un autre aspect de la présente invention, un dispositif d'affichage comprend une ligne de grille et une ligne de données se croisant l'une l'autre afin de former un pixel; et un transistor à couches minces (TFT) à proximité du croisement, le transistor TFT comprenant une couche de silicium polycristallin, dans lequel la R:'Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 9/39 couche de silicium polycristallin comprend une pluralité de cristaux ayant une forme polygonale, et les centres des quatre cristaux adjacents forment un rectangle équilatéral. Le dispositif d'affichage est de préférence un dispositif d'affichage à cristaux 5 liquides ou une diode électroluminescente. Selon toujours un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage comprend la formation d'une pluralité de lignes de grille et de lignes de données sur un substrat, les lignes de grille et de données se croisant les unes par rapport aux autres afin de définir des pixels; et la Io formation d'un transistor à couches minces (TFT) à proximité de chaque croisement dans le pixel, cette étape comprend en outre la formation d'un substrat ayant une couche mince de silicium; le positionnement d'un masque de laser ayant des premier à quatrième blocs sur le substrat, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de zones transmettantes et une zone bloquante, la cristallisation de la couche semi-conductrice par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque de laser. De préférence, un premier motif de masque ayant une position A , un deuxième motif de masque ayant une position B , un troisième motif de masque ayant une position C et un quatrième motif de masque ayant une position D sont formés dans les premier à quatrième blocs, respectivement, et les positions A à D sont différentes les unes des autres. Selon un mode de réalisation de ce procédé, les premier à quatrième motifs de masque dépassent dans un bloc, les centres des quatre zones transmettantes adjacentes forment un rectangle équilatéral. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, par rapport au premier motif de masque dans le premier bloc, le deuxième motif de masque est décalé vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, le troisième motif de masque dans le troisième bloc est décalé vers la droite d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le quatrième motif de masque dans le quatrième bloc est décalé vers la droite et vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral. Selon un mode de réalisation de ce procédé, la cristallisation de la couche mince de silicium par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque de laser comprend en outre: la cristallisation de la couche de silicium par un procédé à quatre impacts, le procédé à quatre impacts comprenant en outre: l'irradiation d'un premier laser sur une certaine zone de la couche mince de silicium à travers le masque de laser, R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 10/39 le déplacement du masque de laser ou d'une table ayant le substrat dans une direction d'un axe X et l'irradiation d'un deuxième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un troisième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un quatrième laser à travers le masque de laser, la réalisation de manière répétée d'une cristallisation de la couche mince de silicium par le procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X, et le déplacement du masque de laser ou de la table dans une direction d'un axe Y lo et la réalisation de manière répétée du procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X en utilisant le masque de laser. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, le masque de laser ou la table est déplacé d'une distance environ égale à une taille d'un bloc. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, une distance de déplacement 15 du masque de laser ou de la table est déterminée afin d'éliminer un chevauchement de X ou un chevauchement de Y. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, le rayonnement laser a une densité d'énergie d'une zone de fusion complète. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, la cristallisation est une 20 solidification latérale séquentielle (SLS). Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, la couche mince de silicium cristallisé est sensiblement dépourvu d'une marque d'impact. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, les zones transmettantes ont une forme circulaire. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, les zones transmettantes ont la forme d'un polygone équilatéral, le polygone pouvant être un triangle équilatéral, un rectangle équilatéral, un hexagone et un octogone. Selon un autre mode de réalisation de ce procédé, une distance entre les centres des zones transmettantes est L, un rayon des zones transmettantes est R, et L et R 30 satisfont la relation 2 R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 11/39 On doit comprendre que la description générale précédente ainsi que la description détaillée suivante sont données à titre d'exemple et d'explication et qu'elles ont pour objectif de fournir des explications supplémentaires sur l'invention telle qu'elle est revendiquée. Les dessins annexés qui sont inclus pour fournir une compréhension supplémentaire de l'invention, sont incorporés dans et constituent une partie de ce mémoire, illustrent des modes de réalisation de l'invention et, conjointement à la description, servent à expliquer les principes de l'invention. Sur les dessins: la figure 1 est un graphique illustrant une relation entre la taille d'un grain d'une couche mince de silicium polycristallin et la densité d'énergie d'un laser utilisé pour former la couche mince de silicium polycristallin, les figures 2 à 4 sont des vues en coupe transversale illustrant les mécanismes de cristallisation du silicium selon les densités d'énergie du laser de la figure 1, les figures 5A à 5C sont des vues en coupe transversale illustrant un processus de cristallisation séquentielle selon un art connexe, la figure 6A est une vue de dessus illustrant un exemple d'un masque de laser utilisé pour une solidification latérale séquentielle (SLS), la figure 6B est une vue de dessus illustrant une couche mince de silicium 20 cristallisé par le masque de la figure 6A, la figure 7 est une vue de dessus agrandie illustrant la partie E' de la couche mince de silicium cristallisé de la figure 6B, les figures 8A à 8C sont des vues de dessus illustrant un processus séquentiel pour cristalliser une couche mince de silicium en utilisant le masque de la figure 6A, la figure 9A illustre un procédé pour construire des motifs périodiques dans un masque de laser selon la présente invention, la figure 9B est une vue schématique illustrant la taille et la distance entre les zones transmettantes de la figure 9A, la figure 10 illustre un procédé pour construire un masque de laser ayant quatre 30 blocs, chaque bloc ayant l'un des motifs de masque de la figure 9A; les figures 11A à 11D illustrent un masque de laser à quatre blocs construit selon le procédé décrit sur la figure 10; les figures 12A à 12D illustrent un procédé pour cristalliser une couche mince de silicium en utilisant le masque de laser décrit sur les figures 11A à 11D; la figure 13A illustre un procédé pour construire un masque de laser selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 13B illustre un exemple d'un masque de laser fabriqué par le procédé de construction de motifs décrits en référence à la figure 13A; R.'Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 12/39 les figures 14A à 14G illustrent un processus séquentiel pour cristalliser une couche mince de silicium en utilisant le masque de laser illustré sur la figure 13B, la figure 15 est une vue en plan illustrant une structure d'un écran d'affichage à cristaux liquides, dans lequel un circuit de commande est intégré avec le substrat maillé de l'écran LCD; la figure 16 illustre un exemple d'un dispositif LCD fabriqué en utilisant une couche mince de silicium cristallisé par un procédé de cristallisation selon la présente invention. On fera ci-après référence en détail aux modes de réalisation de la présente l0 invention dont des exemples sont illustrés sur les dessins annexés. La figure 6A est une vue de dessus illustrant un exemple d'un masque de laser utilisé pour une solidification latérale séquentielle (SLS), lequel est conçu pour raccourcir le temps de cristallisation en comparaison à l'art connexe. En référence à la figure 6A, un masque de laser 270 comprend un motif de type à fente 275 ayant une zone transmettante rectangulaire 273 avec des largeur et longueur prédéterminées. Le masque de laser 270 comprend deux zones transmettantes rectangulaires 273 destinées à laisser passer la lumière et une zone bloquante 274 destinée à bloquer la lumière. Un faisceau laser émis à travers les zones transmettantes 273 de la fente 275 cristallise une couche mince de silicium selon la forme (par exemple, rectangulaire) des zones transmettantes 273. En référence à la figure 6B, toutefois, une partie sur le bord (E) de la couche mince de silicium cristallisé a une forme ronde, différente du motif du masque (la fente 275), à cause de la diffraction du faisceau laser. Cela sera décrit ci-après en détail. Pour servir de référence, la ligne en pointillés au niveau de la partie sur le bord (E) de la couche mince de silicium cristallisé illustré sur la figure 6B illustre la forme de la fente 275 du masque 270 utilisé pour la cristallisation. La figure 7 est une vue de dessus agrandie illustrant la partie E' de la couche mince de silicium cristallisé de la figure 6B. Comme le montre la figure 7, une zone A', le centre de la partie sur le bord (E) a un motif de cristallisation similaire à la fente 275, parce qu'est irradié le faisceau laser ayant une densité d'énergie suffisante pour fondre complètement la couche de silicium. Toutefois, le faisceau laser est diffracté en une zone B', les angles de la partie sur le bord (E) de la fente 275. Ainsi, le faisceau laser ne peut pas avoir une densité d'énergie suffisante pour fondre complètement la couche mince de silicium. Il en résulte que la partie sur le bord (E) prend une forme ronde ou convexe. Autrement dit, parce que les grains dans la partie sur le bord (E) de la couche mince de silicium cristallisé ayant la forme ronde croissent du noyau formé à proximité de la couche mince de silicium amorphe (phase solide) au niveau de l'interface du silicium amorphe fondu, un deuxième grain 230B R: \Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 13/39 croît dans une direction différente du premier grain 230A. C'est-àdire, le deuxième grain 230B a des caractéristiques de cristallisation différentes du premier grain 230A, et il en résulte qu'il existe une zone discontinue dans la couche mince de silicium cristallisé. A ce moment, parce que la zone discontinue ayant une largeur (W), la partie convexe sur le bord (E) de la couche mince de silicium cristallisé, a des caractéristiques de cristallisation différentes, il est nécessaire de réduire la largeur (W) de la zone discontinue afin de mettre en application la couche mince de silicium dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides. Un processus de cristallisation destiné à cristalliser la couche mince de silicium en utilisant le masque décrit ci-dessus sera décrit ci-après. Les figures 8A à 8C sont des vues de dessus illustrant un processus séquentiel pour cristalliser une couche mince de silicium en utilisant le masque de la figure 6A. Premièrement, comme le montre la figure 8A, le masque 270 de la figure 6A est positionné sur un substrat 210 sur lequel est irradié un premier faisceau laser afin de cristalliser une couche mince de silicium amorphe 212 formé sur le substrat 210. A ce moment, la zone cristallisée correspond à la zone transmettante 273 du masque 270, et lorsque le masque 270 a deux zones transmettantes, la zone cristallisée a deux zones cristallisées ayant une longueur prédéterminée dans une direction horizontale. Autrement dit, lorsque le premier faisceau laser est irradié sur la surface du substrat 210 en utilisant le masque 270 comportant la fente rectangulaire 275, la couche mince de silicium, sur lequel le premier faisceau laser a été irradié à travers la fente 275, a un premier grain 230A croissant latéralement (verticalement sur la figure 8A) à partir des noyaux formés à proximité de la couche mince de silicium amorphe 212 (phase solide) positionné au niveau des surface limitrophes haute et basse. A ce moment, comme cela a été mentionné plus haut, les parties sur le bord de la couche mince de silicium cristallisé 212' ont une forme ronde différente du motif du masque, la forme de la fente 275, due à la diffraction du faisceau laser, et au niveau des parties rondes sur le bord (E), un deuxième grain 230B croît à partir des noyaux formés à proximité de la couche mince de silicium amorphe 212 (phase solide) positionné au niveau de la surface limitrophe du silicium amorphe fondu dans une direction différente du premier grain 230A. C'est-à-dire, le deuxième grain 230B a des caractéristiques de cristallisation différentes de celles du premier grain 230A, et une zone discontinue existe dans la couche mince de silicium cristallisé. Après que la première cristallisation est terminée, la platine porteobjet (non illustrée) ou le masque 270 placé sur le substrat 210 est déplacé d'une courte distance non supérieure à la longueur horizontale du motif du masque 270 (la largeur de la fente 275), et ensuite un deuxième faisceau laser est irradié afin d'exécuter le processus de cristallisation dans la direction de l'axe X'. Par exemple, après que la R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 14/39 platine porte-objet est déplacée dans la direction de l'axe -X' afin de recouvrir la zone discontinue 280 de la couche mince de silicium cristallisé 212' selon le motif de fente, le deuxième faisceau laser est alors irradié sur la surface du substrat 210. Ensuite, comme le montre la figure 8B, le deuxième motif cristallisé 212", ayant le même motif que la couche mince de silicium 212' cristallisé par la première cristallisation, est formé dans la direction de l'axe X', tout en recouvrant la zone discontinue 280 de la première couche mince de silicium cristallisé 212'. Après cela, lorsqu'un troisième faisceau laser est irradié sur la surface du substrat 210 de la même façon que celle décrite en référence au premier faisceau laser, le troisième motif de cristallisation 212"', ayant le même motif que la couche mince de silicium 212" cristallisé par la deuxième cristallisation, est formé, tout en recouvrant la zone discontinue 280 de la deuxième couche mince de silicium cristallisé 212". A ce moment, plus la zone discontinue 280 est large, plus la zone de recouvrement du faisceau laser pour la prochaine irradiation sera large, ce qui augmente la durée globale du processus. Les zones discontinues 280 des couches minces de silicium cristallisés 212', 212" et 212" ont des caractéristiques de cristallisation différentes, et à cet égard, parce que la couche mince de silicium 212 autour des zones discontinues 280 reste dans un état amorphe, sans être cristallisé, la prochaine irradiation du faisceau laser est nécessaire pour recouvrir des zones discontinues 280. Après que le processus de cristallisation dans la direction de l'axe X' est terminé, le masque 270 ou la platine porte-objet est déplacé d'une distance prédéterminée dans la direction de l'axe Y' (en cas de déplacement de la platine porte-objet, elle est déplacée dans la direction de l'axe -Y'). Et ensuite, comme le montre la figure 8C, le processus d'irradiation du laser est exécuté de nouveau dans la direction de l'axe X', en commençant à partir du point où le premier processus de cristallisation s'est terminé. Lorsque le processus de cristallisation décrit ci-dessus est exécuté de manière répétitive, un problème survient en ce que la couche mince de silicium polycristallin a une pluralité de premières zones (P 1) ayant des grains normaux et une pluralité de deuxièmes zones (P2) ayant des zones discontinues qui ont des caractéristiques de cristallisation différentes et sont situées entre les premières zones P1. C'est-à-dire, lorsqu'un dispositif d'affichage à cristaux liquides est fabriqué en incorporant une telle couche mince de silicium ayant ces zones discontinues, le dispositif d'affichage à cristaux liquides souffre de caractéristiques inégales, et ainsi, la qualité du dispositif à cristaux liquides se dégrade. En plus, parce que la couche mince de silicium autour des zones discontinues reste dans un état de silicium amorphe, plutôt que dans un état de silicium cristallisé, la prochaine irradiation du faisceau laser est nécessaire pour recouvrir ces zones discontinues 280. Ces zones de recouvrement (à R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 15/39 savoir, les zones de recouvrement X) dans lesquelles les zones discontinues se recouvrent l'une l'autre produisent une marque d'impact. La marque d'impact diminue la qualité d'image et produit des caractéristiques non uniformes pour le dispositif lorsqu'il est mis en application pour un dispositif à cristaux liquides ou une diode électroluminescente organique. Par ailleurs, bien que ce ne soit pas expliqué dans le processus de cristallisation susmentionné, on peut étendre les grains dans la direction de l'axe Y' et les recouvrement du masque dans la direction de l'axe Y' afin d'augmenter la taille des grains, et ensuite, la cristallisation peut être exécutée de manière répétitive. Dans ce cas, toutefois, la marque d'impact peut être produite dans les zones de recouvrement (à savoir, les zones de recouvrement Y) dans la direction de l'axe Y'. La marque d'impact est donc un point critique lorsque l'on emploie un masque de laser 370 d'un procédé à balayage unique, ce qui est illustré sur la figure 9, ainsi que lorsque l'on emploie le procédé de transition décrit ci-dessus (procédé à balayage multiple). C'est-à-dire, le problème de la marque d'impact nécessite d'être résolu dans chaque procédé de cristallisation où il y a des recouvrements de faisceaux laser. Ainsi, la présente invention expose un masque de laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque qui ne forment pas une telle zone de recouvrement dans une couche de silicium cristallisé. Pour atteindre cet objectif, un masque de laser conforme à la présente invention a des motifs périodiques. Un masque de laser conforme à la présente invention est divisé en quatre blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. Un faisceau laser est irradié quatre fois sur une couche mince de silicium, à chaque fois en utilisant un des quatre blocs ( procédé de cristallisation à quatre impacts ou procédé à quatre impacts). Une couche mince de silicium cristallisé par le procédé susmentionné a des caractéristiques de cristallisation uniformes sans avoir de zone de recouvrement X ou Y, en raison des motifs périodiques du masque. On décrira ci-après en détail la couche mince de silicium cristallisé formé par les motifs périodiques du masque et le procédé à quatre impacts formant des grains uniformes qui croissent dans une direction radiale, sans avoir de marque d'impact. Premièrement, un procédé destiné à construire de tels motifs périodiques dans un masque de laser sera décrit ci-après. Les figures 9A et 9B illustrent un procédé destiné à construire des motifs périodiques dans un masque de laser conformément à la présente invention. Le masque de laser a quatre blocs, chaque bloc ayant son propre motif périodique. En référence à la figure 9A, un masque de laser conformément à la présente invention comprend une pluralité de zones transmettantes ayant une forme circulaire. Le masque de laser est divisé en quatre blocs pour résoudre le problème des marques R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 16/39 d'impact. Une zone transmettante 375A ayant une position A' est formée dans un premier bloc et on forme dans un deuxième bloc, soit une zone transmettante 375B ayant une position B', soit une zone transmettante 375C ayant une position C', soit une zone transmettante 375D ayant une position D. Une zone transmettante différente des zones transmettantes dans les premier et deuxième blocs est formée dans un troisième bloc. En d'autres termes, lorsque les zones transmettantes ayant les positions A et B sont formées dans les premier et deuxième blocs, la zone transmettante ayant la position C ou D est formée dans le troisième bloc. Une zone transmettante différente des zones transmettantes dans les premier à troisième blocs est formée dans un quatrième bloc. En d'autres termes, lorsque le troisième bloc a la zone transmettante ayant la position C , le quatrième bloc a la zone transmettante ayant la position D , tandis que lorsque le troisième bloc a la zone transmettante ayant la position D , le quatrième bloc a la zone transmettante ayant la position C . Sur la figure 9A, concernant le motif de masque 375A ayant la zone transmettante ayant la position A (ci-après désignée par point de référence ), les motifs de masque 375B, 375C et 375D sont positionnés dans le masque de laser dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Toutefois, la présente invention ne leur est pas limitée, et un masque laser selon un mode de réalisation de la présente invention a quatre blocs, chaque bloc ayant l'un des quatre motifs de masque 375A, 375B, 375C et 375D. Dans un tel agencement illustré sur la figure 9A, lorsque les quatre zones transmettantes des quatre motifs de masque 375A à 375D dépassent dans un bloc, elles forment un rectangle équilatéral. Par rapport au point de référence, les zones transmettantes des deux motifs de masque 375B et 375C sont positionnées au niveau d'une première zone adjacente (à savoir, quatre zones les plus proches du point de référence 375A), et la zone transmettante du quatrième motif de masque 375D ayant la position D est positionnée au niveau d'une deuxième zone adjacente dans la direction diagonale du rectangle. En d'autres termes, la zone transmettante du motif de masque 375A formée dans le premier bloc est positionnée au niveau d'un sommet du rectangle, et les zones transmettantes des autres motifs 375B à 375D sont positionnées au niveau des trois autres sommets du rectangle, comme illustré sur la figure 9A. Entre temps, la taille et les intervalles des quatre motifs périodiques 375A à 375D doivent satisfaire une certaine relation afin que le masque de laser cristallise complètement le silicium amorphe en l'irradiant quatre fois (procédé à quatre impacts) sans marque d'impact. Cela sera à présent décrit. R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 17/39 La figure 9B est une vue schématique illustrant la taille et la distance entre les zones transmettantes de la figure 9A, prenant en exemple la zone transmettante de la position A'. Comme illustré, à supposer qu'un rayon de la zone transmettante 475A de la position A' soit R' et une distance entre les centres des zones transmettantes 475A soit L', le rayon (R) de la zone transmettante doit satisfaire l'équation (1) afin de cristalliser toute la zone d'une couche de silicium amorphe. équation (1) : L Un masque de laser ayant les quatre motifs de masque dans quatre blocs sera décrit ci-après en détail. La figure 10 illustre un procédé pour construire un masque de laser ayant quatre blocs, chaque bloc ayant un des motifs de masque de la figure 9A. Comme illustré, les motifs de masque 475A à 475D sont agencés en une configuration de matrices à 6 rangées x 6 colonnes, formant des rectangles équilatéraux comme développé sur la figure 9A. Dans la première rangée, les zones transmettantes du motif de masque 475A de la position A , et le motif de masque 475C de la position C sont positionnées de manière répétée et alternée dans la direction de l'axe X , en commençant à partir de la zone transmettante du motif de masque 475A de la position A . Pour la deuxième rangée, après s'être déplacées dans la direction de l'axe Y d'une distance correspondant à la longueur (L') du côté du rectangle équilatéral dans les motifs de masque 475A et 475C dans la première rangée, les zones transmettantes des motifs de masque 475B et 475D sont positionnées de manière répétée et alternée. En d'autres termes, dans la deuxième rangée, après s'être déplacées de L', dans la direction de l'axe Y, les zones transmettantes du motif de masque 575B de la position B , et le motif de masque 575D de la position D sont positionnées de manière répétée dans la direction de l'axe X. Les première et troisième rangées (à savoir les rangées de numéro impair) ont la même construction, et les deuxième et quatrième rangées (à savoir les rangées de numéro pair) ont la même construction. Entre temps, dans la première colonne, les rangées transmettantes des motifs de masque 475A et 475B sont positionnées de manière répétée et alternée, en commençant à partir de la rangée transmettante du motif de masque 475A de la R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 18/39 position A . Dans les colonnes de numéro pair, les zones transmettantes des motifs de masque 475C et 475D sont positionnées de manière répétée et alternée, et dans ce cas, les colonnes de numéro pair sont déplacées d'autant que L' (aussi loin que la longueur du côté du rectangle équilatéral) dans la direction de l'axe X à partir des colonnes de numéro impair. Les première et troisième colonnes (à savoir les colonnes de numéro impair) ont la même construction, et les deuxième et quatrième colonnes (à savoir les colonnes de numéro pair) ont la même construction. En positionnant les quatre motifs de masque périodiques dans quatre blocs dans un masque de laser et en appliquant le masque de laser au procédé de cristallisation à quatre impacts, une couche mince de silicium cristallin peut être obtenu sans chevauchement de X ou chevauchement de Y. Ceci sera à présent décrit plus en détail. Les figures 11A à 11D illustrent quatre blocs d'un masque de laser construit selon le procédé décrit sur la figure 10. Dans le masque de laser, le motif de masque 475A de la position A est formé dans le premier bloc 480', le motif de masque 575B de la position B est formé dans le deuxième bloc 480", le motif de masque 475C de la position C est formé dans le troisième bloc 480"', et le motif de masque 475D de la position D' est formé dans le quatrième bloc 480"". Ce procédé de positionnement est simplement un exemple de la présente invention, et une couche mince de silicium peut être cristallisé sans marque d'impact par le procédé de cristallisation à quatre impacts utilisant un tel masque. Chaque bloc (480' à 480"") comprend une pluralité de zones transmettantes circulaires et une zone bloquante de l'un des motifs de masque 473A à 473D. Le premier bloc 480' comprend les zones transmettantes du motif de masque 475A de la position A positionnées dans les (2N 1) (N = 1, 2, 3) rangées x (2N 1) colonnes de la figure 10. Le deuxième bloc 480" comprend les zones transmettantes du motif de masque 475B de la position B positionnées dans les (2N) rangées x (2N 1) colonnes. Le troisième bloc 480" comprend les zones transmettantes du motif de masque 575C de la position C positionnée dans les (2n -1) rangées x (2N) colonnes. Le quatrième bloc 480"" comprend les zones transmettantes des motifs de masque 475D de la position D positionnées dans les 2N rangées x 2N colonnes. Bien que les zones transmettantes des motifs de masque 575A à 575C aient une forme circulaire sur les dessins, elles peuvent être également formées pour avoir une forme de polygone régulier tel qu'un triangle régulier, un carré, un hexagone régulier et un octogone régulier sans leur être limité. De plus, sur les dessins, bien que le R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 19/39 rayon (R) des motifs de masque circulaire 475A à 475D soient de L / 2 2, il ne lui est pas limité, tant que la relation entre R et L satisfait l'équation 1. Les figures 12A à 12D illustrent un processus de cristallisation d'une couche mince de silicium utilisant le masque de laser décrit sur les figures 11A à 11D. Une couche mince de silicium cristallisé avec le masque de laser à quatre blocs décrit ci-dessus a des caractéristiques de cristallisation uniformes sans marque d'impact. Premièrement, comme montré sur la figure 12A, lorsqu'un premier faisceau laser est irradié sur une couche de silicium 412 sur un substrat 410 à travers le motif de masque 475A de la position A (à savoir les zones transmettantes 473A du motif de masque 475A) formé dans le premier bloc 480, des grains croissent vers les centres du motif circulaire 475A en utilisant la couche mince de silicium amorphe (phase solide) 412positionné au niveau de la surface de frontière comme noyau, formant ainsi des premiers cristaux polycristallins 412' ayant une forme circulaire. Les zones cristallisées par cette première cristallisation correspondent aux zones transmettantes 473A du masque de laser. Ainsi, s'il existe neuf zones transmettantes dans le premier bloc du masque de laser, neuf cristaux polycristallins 412' ayant une forme circulaire seront formés dans la couche mince de silicium 412. Après que la première cristallisation est achevée, un deuxième faisceau laser est irradié sur la couche mince de silicium 412' ayant les premiers cristaux polycristallins à travers le deuxième bloc 480" de la figure 11B. Cette deuxième cristallisation utilise le deuxième bloc 480", dans lequel le motif de masque 475B de la position B est formé, sans déplacer le substrat dans la direction de X ou Y. Par suite, comme montré sur la figure 12B, des grains croissent vers les centres du motif de masque 475B du deuxième bloc 480" pour former les deuxièmes cristaux polycristallins 412", en commençant à partir des circonférences des premiers cristaux polycristallins 412'. La deuxième cristallisation est telle que deux des premiers cristaux 412' sont positionnés au niveau des côtés inférieurs et supérieurs du deuxième cristal 412", et que la deuxième cristallisation commence à partir des zones dans lesquelles le motif de masque 475B de la position B chevauche les deux premiers cristaux 412'. Par suite, les deuxièmes cristaux 412" croissent vers les centres du motif de masque 475B de la position B . Ensuite, un troisième faisceau laser est irradié sur la couche mince de silicium 412 ayant les premiers et deuxièmes cristaux 412' et 412" à travers le troisième bloc 480"', dans lequel le motif de masque 475C de la position C est formé. Ensuite, comme montré sur la figure 12C, des grains croissent vers les centres du motif de masque 475C du troisième bloc 480' pour former les troisièmes cristaux polycristallins 412", en commençant à partir des circonférences de la couche mince de silicium 412' cristallisé par la première cristallisation. La troisième cristallisation R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 20/39 est telle que les premiers cristaux 412' sont positionnés au niveau des côtés gauche et droit du troisième cristal 412", et que la troisième cristallisation commence à partir des zones dans lesquelles les deux premiers cristaux 412' chevauchent le motif de masque 475C de la position C par le troisième impact. Par suite, les troisièmes cristaux 412" sont formés vers les centres du motif de masque 475C de la position C . De cette manière, les deuxièmes et troisièmes cristaux 412" et 412" croissent vers les centres des motifs de masque 475B et 475C en utilisant les premiers cristaux 412' cristallisés par la première cristallisation comme noyau. Si la taille ou le rayon des zones transmettantes des motifs de masque 475A à 475D est plus grande qu'une taille spécifique, les troisièmes cristaux 412" formés par le troisième impact chevauchent une partie des deuxièmes cristaux 412" de même qu'une partie des premiers cristaux 412'. Même dans ce cas, toutefois, les grains des troisièmes cristaux 412" croissent vers les centres du motif de masque 475C de la position C en utilisant les premiers cristaux 412' cristallisés par la première cristallisation et les deuxièmes cristaux 412" cristallisés par la deuxième cristallisation comme noyau. Enfin, un quatrième faisceau laser est irradié sur la couche mince de silicium ayant les premiers à troisièmes cristaux polycristallins 412' à 412" à travers le quatrième bloc 480"", dans lequel le motif de masque 475D de la position D est formé. Ensuite, comme montré sur la figure 12D, des grains croissent vers les centres de motif de masque 475D du quatrième bloc 480"" pour former les quatrièmes cristaux polycristallins 412", en démarrant à partir des circonférences des deuxièmes cristaux 412" cristallisés par la deuxième cristallisation et les troisièmes cristaux 412" cristallisés par la troisième cristallisation. De cette manière, le procédé à quatre impacts cristallise complètement la couche mince de silicium sur le substrat 410 en utilisant le masque de laser sans chevauchement X ou chevauchement Y, à savoir sans marque d'impact. Comme expliqué, le masque de laser a quatre blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. A cet instant, les premiers à quatrièmes cristaux 412' à 412" formés par le procédé à quatre impacts ont la même forme circulaire que les motifs de masque 475A à 475D. En conséquence, la couche mince de silicium cristallisé a des grains uniformes, qui croissent radialement. Un masque de laser et un processus de cristallisation d'une couche mince de silicium de taille importante utilisant le masque selon la présente invention seront à présent décrits. La figure 13A illustre un procédé pour construire un masque de laser selon un mode de réalisation de la présente invention. En se référant à la figure 13A, un motif de masque 575A de la position A est formé dans un premier bloc 580' indiqué par une ligne solide carrée, un motif de R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 21/39 masque 575B de la position B est formé dans un deuxième bloc 580", un motif de masque 575C de la position C est formé dans un troisième bloc 580", et un motif de masque 575D de la position D est formé dans un quatrième bloc 580". Les quatre motifs de masque 575A à 575D sont formés dans les quatre blocs 580' à 580" du masque de laser selon le procédé de construction de motifs décrit sur la figure 9A ou la figure 10. Dans le premier bloc 580', neuf zones transmettantes (le motif de masque 575A de la position de A ) ayant une forme circulaire sont agencées en une configuration de matrice à 3 rangées x 3 colonnes. Dans le deuxième bloc 580", les zones transmettantes du motif de masque 575B de la position B sont formées après être déplacées vers le bas d'une distance égale à un côté du rectangle équilatéral (à savoir le petit rectangle équilatéral indiqué par une ligne à pointillés) par rapport au motif 575A de la position A du premier bloc 580'. Comme le motif de masque 575A de la position A , un total de neuf zones transmettantes du motif de masque 575b sont formées en une configuration de matrice à 3 rangées x 3 colonnes. Dans le troisième bloc, les régénération du motif de masque 575C de la position C sont formées après être déplacées vers la droite d'une distance égale à un côté du rectangle équilatéral par rapport au motif 575A de la position A formé dans le premier bloc 580'. Neuf zones transmettantes du motif de masque 575C de la position C sont formées en une configuration de matrice à 3 rangées x 3 colonnes. Enfin, dans le quatrième bloc, les zones transmettantes du motif de masque 575D de la position D sont formées après être déplacées vers la droite et vers le bas d'une distance égale à un côté de la forme rectangulaire équilatérale par rapport au motif 575A de la position A formé dans le premier bloc 580'. Neuf zones transmettantes du motif de masque 575D sont formées en une configuration de matrice à 3 rangées x 3 colonnes. Les positions des zones transmettantes des motifs de masque 575 A à 575D correspondent aux postions des rectangles indiqués par une ligne à pointillés dans le premier bloc 580'. Par rapport à la position du motif 575A dans les N rangées x M colonnes du premier bloc 580', le motif de masque 575B de la position B positionné dans les N rangées x M colonnes du deuxième bloc 580" est décalé de la longueur d'un côté du rectangle équilatéral dans la direction de l'axe Y, le motifs de masque 575C de la position C positionné dans les N rangées x M colonnes du troisième bloc 580" est décalé vers la droite (à savoir l'axe X) de la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le motif de masque 575D de la position D positionné dans les N rangées x M colonnes du quatrième bloc 580" est décalé de la longueur d'un côté du rectangle équilatéral dans les directions des axes X et Y. En d'autres termes, si les motifs de masque 575B à 575D sont formés dans le premier RABrevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 22/39 bloc 580', les motifs de masque 575B à 575D sont décalés d'une distance prédéterminée (à savoir la longueur d'un côté du rectangle équilatéral) à partir du motif de masque 575A dans la direction de l'axe X, de l'axe Y et des axes X et Y. Sur le dessin, les motifs de masque 575A à 575D sont également formés à l'extérieur des quatre blocs 580' à 580" indiqués par la ligne pleine. Les quatre blocs 580' à 580" sont des zones virtuelles pour construire les motifs périodiques 575A à 575D sur un masque de laser, et ainsi les motifs de masque 575A à 575D peuvent être réagencés selon les conditions de processus telles qu'un équipement laser et un système optique. Les blocs 580' à 580" peuvent être utilisés comme référence pour l'impact suivant pendant le procédé de cristallisation à quatre impacts. Selon ceci, une distance mobile dans la direction de l'axe X (distance d'étape X (Dx)) est sensiblement la même que la longueur du côté horizontal du carré (un bloc), et une distance mobile dans la direction de l'axe Y (distance d'étape Y (Dy)) est sensiblement la même que la longueur du côté vertical du carré. La distance d'étape X (Dx) signifie une distance mobile du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X pour le procédé à quatre impacts, et la distance d'étape Y (Dy) signifie une distance mobile du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe Y pour procéder à la cristallisation dans l'axe Y après la cristallisation dans l'axe X. La distance d'étape Y (Dy) signifie également une distance mobile du masque ou de la table dans la direction d'axe Y de sorte qu'une zone inférieure de la couche mince de silicium, qui n'est pas irradié par le faisceau laser à quatre impacts pendant la cristallisation d'axe Y, peut être cristallisée par le procédé à quatre impacts. La distance d'étape X (Dx) et la distance d'étape Y (Dy) sont déterminées en considération de la périodicité des quatre blocs 580' à 580" afin d'éliminer un chevauchement de X ou un chevauchement de Y. Un masque de laser ayant les quatre motifs de masque décrits ci-dessus sera à présent décrit avec un exemple. La figure 13B illustre un exemple masque de laser fabriqué par le procédé de construction de motifs décrit en référence à la figure 13A. Comme décrit ci-dessus, un masque de laser 570 formé par le procédé de construction de masque selon un mode de réalisation de la présente invention a quatre blocs, le motif de masque 575A de la position A , le motif de masque 575B de la position B , le motif de masque 575C de la position C et le motif de masque 575D de la position D . Le masque de laser 570 bloque un faisceau laser excepté pour les zones transmettantes des motifs de masque 575A à 575D formées avec une certaine périodicité. Le masque 570 peut être constitué de métal qui peut bloquer la lumière, tel que du chrome, de l'aluminium ou similaire. Bien que neuf zones transmettantes soient formées dans chaque bloc du masque de laser 570, plus InBrevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 23/39 de neuf zones transmettantes peuvent être formées dans chaque bloc en considération des conditions de procédé telles que l'équipement laser ou le système optique. Un procédé pour cristalliser une couche mince de silicium de dimension importante en utilisant le masque de laser décrit ci-dessus sera à présent décrit. Les figures 14A à 14G illustrent un processus séquentiel pour cristalliser une couche mince de silicium utilisant le masque de laser illustré sur la figure 13B. Comme illustré, quatre blocs sont indiqués par une ligne pleine à des fins d'explication. Ainsi, chaque bloc est indiqué par une ligne pleine carré. Dans cet exemple, en commençant à partir de la gauche, un premier bloc 580' correspond au motif de masque de la position A , un deuxième bloc 580" correspond au motif de masque de la position B , un troisième bloc 580" correspond au motif de masque de la position C , et un quatrième bloc 580" correspond au motif de masque de la position D . En se référant à la figure 14A, une première cristallisation est effectuée en irradiant un faisceau laser sur une couche mince de silicium 512 déposé sur un substrat 510 à travers le masque de laser montré sur la figure 13B. A cet instant, le faisceau laser a une densité d'énergie correspondant à la zone de fusion complète comme décrit dans la section précédente, et des cristaux croissent vers les centres des cercles en utilisant la couche mince 512 de silicium amorphe (phase solide) positionné au niveau de la surface de frontière comme noyau, en formant ainsi des premiers cristaux polycristallins 512' dans une première zone irradiée (P1). Les premiers cristaux 512' ont des grains radiaux. Dans ce cas, l'intégralité de la première zone irradiée (P1) n'est pas cristallisée, mais une pluralité de premiers cristaux 512' ayant une forme circulaire sont formés selon les motifs sur le masque 570. En détail, les zones cristallisées dans la première cristallisation correspondent aux zones transmettantes du masque 570. Ainsi, si le masque ayant les quatre blocs 580' à 580" a 36 zones transmettantes, alors la couche de silicium a 36 cristaux de silicium polycristallins 512', chaque cristal ayant un rayon prédéterminé. Après que la première cristallisation est achevée, la table (non montrée) sur lequel le substrat est placé ou le masque 570 est déplacé dans la direction de l'axe X d'une distance de la longueur du côté du carré (un bloc), qui est la même que la distance d'étape X (Dx), puis un deuxième faisceau laser est irradié. A titre d'exemple, lorsque la table est déplacée de la distance d'étape X (Dx) dans la direction de l'axe X , les premiers cristaux 512' de la position C formés par le troisième bloc chevauchent le motif de masque de la position D dans le quatrième bloc. Ensuite, lorsqu'un deuxième faisceau laser est irradié sur la surface du substrat, des deuxièmes cristaux 512" ayant la même forme que les premiers cristaux 512' sont formés, comme montré sur la figure 14B. A cet instant, les positions des R:'Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 24/39 deuxièmes cristaux 512" sont décalées de la distance d'étape X (Dx) par rapport aux premiers cristaux 512', ainsi les deuxièmes cristaux 51" chevauchent une partie des premiers cristaux 512'. Les deux zones de centre sur la figure 14B où le premier impact laser et le deuxième impact laser se chevauchent l'un l'autre, à savoir où la première zone irradiée (P1) et la deuxième zone irradiée (P2) se chevauchent l'une l'autre (excepté pour la zone centrale où la première zone irradiée P1 et la deuxième zone irradiée P2 ne se chevauchent pas l'une l'autre dans ce cas), sont irradiées par le faisceau laser de deuxième impact, de sorte qu'en commençant à partir des circonférences des premiers cristaux 512', des cristaux croissent vers les centres des motifs du masque 570 du deuxième impact pour former les deuxièmes cristaux polycristallins 51". En d'autres termes, les deux premiers cristaux 512', qui ont été cristallisés par la première cristallisation, sont positionnés sur les côtés supérieurs et inférieurs des deuxièmes cristaux 512", et la deuxième cristallisation commence à partir des zones 520' où le motif de masque et les deux premiers cristaux 512' se chevauchent l'un l'autre, en formant ainsi les deuxièmes cristaux 512" ayant crû vers les centres du motif de masque (se référer à la figure 12B) . Sur la figure 14B, les cristaux formés par le premier bloc du masque 570 pendant le deuxième impact sont les premiers cristaux, et non les deuxièmes cristaux. Ensuite, la table ou le masque 570 est déplacé de nouveau de la distance d'étape X (Dx) dans la direction de l'axe X, puis un troisième faisceau laser est irradié sur la couche de silicium 512. A cet instant, les premiers cristaux 512' de la position B formés par le deuxième bloc chevauchent le motif de masque de la position D dans le quatrième bloc. Ensuite, comme montré sur la figure 14C, des troisièmes cristaux 512' ayant la même forme que les premiers cristaux 512" sont formés. Les positions des troisièmes cristaux 512' sont décalées de la distance d'étape X (Dx) par rapport aux premiers cristaux 512', et chevauchent ainsi une partie des premiers cristaux 512' et des deuxièmes cristaux 512". A cet instant, les deux zones de centre sur la figure 14C où les premier à troisième impacts laser se chevauchent les uns les autres, à savoir là où la première zone irradiée (Pl), la deuxième zone irradiée (P2) et la troisième irradiée (P3) se chevauchent les unes les autres, sont irradiées par le faisceau laser de troisième impact, de sorte qu'en démarrant à partir des circonférences des premiers et deuxièmes cristaux 512' et 512", les troisièmes cristaux croissent vers les centres des motifs du masque 570 pour former les troisièmes cristaux polycristallins 512'. Dans la zone gauche des deux zones de centre, les premiers cristaux 512' cristallisés par la première cristallisation sont positionnés au niveau des côtés gauches et droits du troisième cristal 512", et la troisième cristallisation commence à partir des zones R: \Brevets\23400\23404.doc 24 décembre 2004 - 25/39 520" où le motif de masque selon le troisième impact chevauche les deux premiers cristaux 512", en formant ainsi les troisièmes cristaux 512' ayant crû vers les centres du motif de masque (se référer à la figure 12C) . De plus, dans la zone droite des deux zones de centre, les quatre premiers cristaux 512' qui ont été cristallisés par les première et deuxième cristallisations, sont positionnés au niveau des côtés supérieur/inférieur et gauche/droit des troisièmes cristaux 512', et la troisième cristallisation commence à partir des zones 520" où le motif de masque du troisième impact et les quatre premiers cristaux 512' se chevauchent les uns les autres, en formant ainsi les troisièmes cristaux 512' ayant crû vers les centres du motif de masque. Ultérieurement, la table ou le masque 570 est déplacé de nouveau de la distance d'étape X (Dx) dans la direction de l'axe X, puis un quatrième faisceau laser est irradié pour procédé en continu à la cristallisation dans la direction de l'axe X. A cet instant, les premiers cristaux 512' de la position A formés par le premier bloc chevauchent le motif de masque de la position D dans le quatrième bloc. Ensuite, comme montré sur la figure 14D, des quatrièmes cristaux 512' ayant la même forme que les premiers cristaux 512' sont formés. Les positions des quatrièmes cristaux 512' sont décalées de la distance d'étape X (Dx) par rapport aux premiers cristaux 512', et ainsi chevauchent une partie des premiers, deuxièmes et troisièmes cristaux 512', 512" et 512'. A cet instant, la zone de centre où les premier à quatrième impacts laser se chevauchent les uns les autres, à savoir où la première zone irradiée (Pl), la deuxième zone irradiée (P2), la troisième zone irradiée (P3) et la quatrième zone irradiée (P4) se chevauchent les unes les autres, est irradiée par le faisceau laser de quatrième impact, de sorte qu'une commençant à partir des circonférences des deuxièmes et troisièmes cristaux 512" et 512' qui ont été cristallisées par les deuxième et troisième cristallisations, les quatrièmes cristaux croissent vers les centres du motif du masque 570 pour former les quatrièmes cristaux polycristallins 512'. En d'autres termes, quatre des deuxièmes et troisièmes cristaux 512" et 512', qui ont été cristallisés par les deuxième et troisième cristallisations, sont positionnés au niveau des côtés supérieur/inférieur et gauche/droit des quatrièmes cristaux 512', et la quatrième cristallisation commence à partir des zones 520' où le motif de masque du quatrième impact chevauche les quatre deuxièmes et troisièmes cristaux 512" et 512' en formant ainsi les quatrièmes cristaux 512' ayant crû vers les centres du motif de masque (se référer à la figure 12D). De cette manière, après irradiation d'un faisceau laser quatre fois à travers le masque de laser de quatrième bloc dans la direction de l'axe X, la partie de la couche mince de silicium qui a été irradiée quatre fois ( zone de cristal à quatre impacts R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 26/39 ou zone à quatre impacts ) est cristallisée sans chevauchement de X, à savoir sans marque d'impact, comme montré sur la figure 14D. A savoir, la zone où les premiers cristaux 512', les deuxièmes cristaux 512", les troisièmes cristaux 512' et les quatrièmes cristaux 512' sont tous formés correspond à la zone à quatre impacts, qui a été cristallisée sans marque d'impact. Entre temps, le processus de cristallisation est effectué de manière répétée dans la direction de l'axe X. Ensuite, comme montré sur les figures 14E et 14F, la zone de cristal à quatre impacts (P) sans marque d'impact augmente dans la direction de l'axe X. Cette zone de cristal à quatre impacts (P) est une zone de cristal uniforme sans marque d'impact qui est formée par le procédé de cristallisation à quatre impacts utilisant le masque de laser ayant quatre blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. La zone inférieure de la couche de silicium n'est pas complètement irradiée par un faisceau laser. Ceci est dû au fait que le processus de cristallisation était effectué uniquement dans la direction de l'axe X. Après que le processus de cristallisation est achevée dans la direction de l'axe X ( cristallisation d'axe X ), le masque 570 ou la table est déplacé de la distance d'étape Y (Dy) dans la direction de l'axe Y (dans le cas du déplacement de la table dans la direction de l'axe Y), puis le processus de cristallisation décrit ci-dessus par rapport à la cristallisation de l'axe X est effectué en continu dans la direction de l'axe X, en commençant à partir du point final où le premier processus de cristallisation d'axe X est fini, qui est illustré sur la figure 14G. Dans ce cas, la cristallisation est effectuée en continu en appliquant les mêmes blocs du masque 570 que la cristallisation d'axe X. Le motif supérieur (à savoir le motif formé au-delà de la zone de bloc) du masque 570 est positionné en correspondance à la zone inférieure qui n'a pas été complètement irradiée par un faisceau laser après la première cristallisation d'axe X. Ainsi, la zone inférieure peut être complètement cristallisée par le processus de cristallisation dans la direction de l'axe X. Avec cette procédure, la zone inférieure cristallisée par le processus de cristallisation dans la direction de l'axe X peut être formée sans chevauchement de Y. Par la suite, le procédé décrit ci-dessus est appliqué de manière répétée dans les directions de l'axe X et de l'axe Y pour former une taille souhaitée de silicium polycristallin. En particulier, la zone de cristal à quatre impacts (P) est une zone cristallisée sans chevauchement de X ou chevauchement de Y qui a des caractéristiques de cristallisation uniformes. Ceci est dû au fait que cette zone ne comprend pas de marque d'impact et/ou que les cristaux ont des grains radiaux. Dans ce mode de réalisation, une couche mince de silicium polycristallin sans chevauchement de X ou chevauchement de Y est obtenu par le procédé de R:\13revets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 27/39 cristallisation à quatre impacts en utilisant le masque de laser ayant quatre blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. Bien que les motifs de masque et les zones transmettantes ayant une forme circulaire, ils peuvent également être formés pour avoir une forme d'un polygone régulier, tel qu'un triangle régulier, un carré, un hexagone régulier, un octagone régulier ou similaire. De plus, bien que chaque bloc ait neuf zones transmettantes, le nombre de zones transmettantes dans chaque bloc peut être modifié en fonction des conditions de procédé. En outre, bien que le rayon (R) des zones transmettantes soit de L / 2 2, où L est la distance entre les centres des zones transmettantes, il peut varier, tant que la relation entre R et L satisfait l'équation 1. Dans ce mode de réalisation, bien que le motif de masque de la position A , le motif de masque de la position B , le motif de masque de la position C et le motif de masque de la position D soient positionnés dans l'ordre dans les premier à quatrième blocs du masque, les positions des motifs de masque peuvent être modifiées. En outre, les quatre motifs de masque peuvent être formés en un ordre différent, tant qu'un faisceau laser peut être irradié sur les quatre motifs de masque quatre fois. Comme décrit dans le mode de réalisation ci-dessous de la présente invention, des faisceaux laser sont irradiés sur une couche mince de silicium à travers un masque de laser ayant les quatre motifs de masque formés dans les quatre blocs du masque de laser. En conséquence, la partie de la couche mince de silicium irradiée par un faisceau laser quatre fois est complètement cristallisée. Le procédé à quatre impacts comprend la première cristallisation par le premier impact, la deuxième cristallisation par le deuxième impact, la troisième cristallisation par le troisième impact et la quatrième cristallisation par le quatrième impact. Dans la première cristallisation, de cristaux croissent vers les centres des motifs en utilisant la couche mince de silicium amorphe (phase solide) positionné autour du motif circulaire comme noyau, qui est au niveau de la surface frontière des circonférences. Dans les deuxième, troisième et quatrième cristallisations, des cristaux croissent vers les centres des motifs de masque des deuxième, troisième et quatrième impacts en utilisant les circonférences des premiers, deuxièmes et troisièmes cristaux comme point de départ. Dans la troisième cristallisation, des cristaux peuvent également croître vers les centres du motif de masque du troisième impact en utilisant les circonférences des cristaux qui ont été cristallisés par la première cristallisation comme point de départ. Un procédé de fabrication d'un dispositif à cristaux liquides utilisant la couche mince de silicium ayant les caractéristiques de cristallisation améliorées en conformité avec la présente invention sera décrit ci-après. La figure 15 est une vue en R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 28/39 plan illustrant une structure d'un écran d'affichage à cristaux liquides dans lequel un circuit de commande est intégré au substrat matriciel de l'écran à cristaux liquides. Comme on peut le voir sur la figure, l'écran à cristaux liquides intégrant un circuit de commande comprend un substrat matriciel 820, un substrat filtre de couleurs 830 et une couche de cristaux liquides (non illustrée) formée entre le substrat matriciel 820 et le substrat filtre de couleurs 830. Le substrat matriciel 820 comprend une unité de pixels 825, une zone d'affichage d'image où des pixels de l'unité sont disposés dans une configuration de matrice, et une unité de circuit de commande de grille 824 et une unité de circuit de commande de données 823 positionnées à un bord extérieur de l'unité de pixels 825. Bien que cela ne soit pas illustré, l'unité de pixels 825 du substrat matriciel 820 comprend une pluralité de lignes de grille et de lignes de données disposées verticalement et horizontalement, et définissant une pluralité de zones de pixels sur le substrat 820. L'unité de pixels comprend en outre un transistor à couches minces, un dispositif de commutation formé àproximité des croisements des lignes de grille et des lignes de données, et des électrodes de pixel formées dans les zones de pixel. Le transistor à couches minces (TFT), servant de dispositif de commutation pour appliquer un signal de tension aux électrodes de pixel, est un transistor à effet de champ (FET) destiné à commander un flux de courant par un champ électrique. L'unité du circuit de commande des données 823 du substrat matriciel 820 est positionnée sur le grand côté du substrat matriciel 820 qui dépasse par rapport au substrat filtre de couleurs 830, et l'unité de circuit de commande des grille 824 est positionnée sur le petit côté du substrat matriciel 820. Afin de sortir de manière appropriée un signal entré, l'unité de circuit de commande des grille 824 et l'unité de circuit de commande des données 823 utilisent un transistor à couches minces avec une structure CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), un inverseur. A titre de référence, le CMOS est un circuit intégré, ayant une structure MOS, utilisé pour traiter des signaux élevés, et a besoin de transistors à canal P et à canal N. Ses caractéristiques de vitesse et de densité sont situées entre le NMOS et le PMOS. L'unité de circuit de commande des grille 824 et l'unité de circuit de commande des données 823, qui sont des dispositifs destinés à fournir un signal de balayage et un signal de données à l'électrode de pixel par le biais de la ligne de grille et la ligne de données, sont connectées à un connecteur d'entrée de signaux externes (non illustré) afin de commander un signal externe transmis par le connecteur d'entrée de signaux externes et de le fournir en sortie à l'électrode de pixel. Bien que cela ne soit pas illustré, un filtre de couleurs pour implanter la couleur et une électrode commune, qui est une contre-électrode de l'électrode de pixel formée sur le substrat matriciel 820, sont formés sur la zone d'affichage d'image R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 29/39 825. Une entretoise entre le substrat matriciel et le substrat filtre couleur est formée afin de fournir un interstice de cellule uniforme. Le substrat matriciel et le substrat filtre de couleurs sont fixés par une structure de joint formée en un bord externe de la zone d'affichage d'image afin de former un écran d'affichage à cristaux liquides. Les deux substrats sont fixés par une clé de fixation formée sur le substrat matriciel ou le substrat filtre de couleurs. L'écran à cristaux liquides avec circuit de commande intégré utilisant la couche mince de silicium polycristallin a de nombreux avantages en ce qu'il a d'excellentes caractéristiques fonctionnelles, une excellente qualité d'image, une capacité adéquate d'affichage et une faible consommation. Un dispositif à cristaux liquides avec circuit de commande intégré utilisant la couche mince de silicium cristallisé fabriqué conformément à la présente invention sera décrit ci-après par son processus de fabrication. La figure 21 illustre un exemple d'un dispositif à cristaux liquides fabriqué en utilisant une couche mince de silicium cristallisé par un procédé de cristallisation en conformité avec la présente invention. Comme pour le transistor à couches minces (TFT) formé sur l'unité de pixels, les deux types de transistors TFT, N et P, sont disponibles. Pour l'unité de circuit de commande, on peut utiliser soit des transistors TFT de type N soit des TFT de type P comme dans l'unité de pixels, ou on peut également utiliser la structure CMOS ayant des transistors TFT de types N et P. La figure 16 illustre ici un exemple du dispositif d'affichage à cristaux liquides CMOS. Un procédé de fabrication du dispositif à cristaux liquides CMOS sera décrit ci-après. Premièrement, une couche tampon 821 faite d'une couche d'oxyde de silicium (SiO2) est formée sur un substrat 820 fait d'un matériau isolant transparent tel que du verre. Ensuite, des couches actives 824N et 824P faites de silicium polycristallin sont formées sur le substrat 820 formé par la couche tampon. Dans ce but, après qu'une couche mince amorphe a été formé sur toute la surface du substrat 820, les couches actives 824N et 824P sont solidifiées latéralement et séquentiellement par un procédé à quatre impacts de cristallisation qui est conforme à la présente invention. A ce moment, le procédé à quatre impacts de cristallisation utilise un masque de laser ayant quatre blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. Par conséquent, une couche mince de silicium polycristallin uniforme peut être formé sans marque d'impact. Après cela, la couche mince cristallisé de silicium polycristallin reçoit une structure par le biais d'un processus de photolithographie afin de former les structures actives 824N et 824P au niveau des zones NMOS et PMOS. Ensuite, une couche d'isolation des grille 825A est déposé sur les couches actives 824N et 824P. Par la suite, des électrodes de grille 850N et 850P, faites de molybdène (Mo), d'aluminium (Al), d'un alliage d'aluminium ou d'un matériau similaire, sont formées R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 30/39 sur une certaine zone (à savoir, une zone de formation de canaux des couches actives 824N et 824P) sur la couche d'isolation des grille 825. Les électrodes de grille 850N et 850P sont formées par un processus de photolithographie après qu'un métal de grille a été déposé sur la couche d'isolation des grille 825A. Ensuite, un processus de dopage N et un processus de dopage P sont réalisés séquentiellement pour former un transistor TFT de type N (à savoir, un transistor TFT ayant des zones de source/drain 822N et 823 formées en implantant des ions N+ dans une certaine zone de la couche active 824N) et un transistor TFT de type P. A ce moment, la zone de source 822N et la zone de drain 823N du transistor TFT de type N sont formées en injectant un lo élément du cinquième groupe tel que du phosphore (P) qui peut donner un électron. Les zones de source/drain 822P et 823P du transistor TFT de type P sont formées en injectant un élément du troisième groupe tel que du bore (B) qui peut donner un trou. Après cela, une couche d'isolation entre les couches 825B est déposé sur toute la surface du substrat 820, et des trous de contact (non montrés) sont formés pour mettre à nu une partie des zones de source/drain 822N, 822P, 823N et 823P par un processus de photolithographie. Finalement, des électrodes de source/drain 851N, 851P, 852N et 852P sont formées pour connecter électriquement les zones de source/drain 822N, 822P, 823N et 823P par le biais des trous de contact, terminant de cette façon le dispositif d'affichage à cristaux liquides CMOS. Bien que la présente invention présente un procédé de fabrication d'un dispositif à cristaux liquides ayant la couche mince de silicium cristallisé, les principes de la présente invention peuvent être également appliqués à d'autres dispositifs d'affichage tels qu'une diode électroluminescente organique sans y être limités. Comme cela a été déjà décrit, le masque de laser et le procédé de cristallisation conformément à la présente invention présente de nombreux avantages. Un masque de laser conformément à la présente invention a quatre blocs, chaque bloc ayant son propre motif périodique. Avec un procédé de cristallisation conforme à la présente invention, qui utilise le masque de laser, on peut obtenir une couche mince de silicium polycristallin sans recouvrement X ni de recouvrement Y, c'est-à-dire, sans marque d'impact, en appliquant de manière répétitive les quatre blocs. En plus, en fabriquant un dispositif d'affichage à cristaux liquides utilisant la couche mince de silicium polycristallin, le dispositif peut avoir des caractéristiques uniformes et améliorées en raison des caractéristiques de cristallisation de la couche active. De plus, parce que la couche active n'a pas de marque d'impact, la qualité d'image du dispositif d'affichage à cristaux liquides peut également être améliorée. Il est évident à l'homme du métier que diverses modifications et variations peuvent être apportées au dispositif d'affichage présenté plus haut et au procédé de commande de celui-ci sans départir de l'esprit ou de la portée de l'invention. Ainsi, il R: \Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 31/39 est entendu que la présente invention couvre les modifications et variations de cette invention à condition qu'elles demeurent dans la portée des revendications annexées et de leurs équivalents. R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 32/39 REVENDICATIONS 1. Un masque de laser (270; 370: 570) ayant des premier à quatrième blocs (480' à 480"" ; 580' à 580""), chaque bloc ayant un motif périodique 5 comprenant une pluralité de zones transmettantes (273; 375A, 375B, 375C, 375D; 475A, 475B, 475C, 475D; 575A, 575B, 575C, 575D) et une zone bloquante (274) . 2. Le masque de laser selon la revendication 1, dans lequel, un premier motif de masque ayant une position A , un deuxième motif de masque ayant une position B , un troisième motif de masque ayant une position C et un quatrième motif de masque ayant une position D sont formés dans les premier à quatrième blocs (480' à 480"" ; 580' à 580') , respectivement, et les positions A à D sont différentes les unes des autres. 3. Le masque de laser selon la revendication 2, dans lequel lorsque les premier à quatrième motifs de masque dépassent dans un bloc, les centres des quatre zones transmettantes (273; 375A, 375B, 375C, 375D; 475A, 475B, 475C, 475D; 575A, 575B, 575C, 575D) adjacentes forment un rectangle équilatéral. 4. Le masque de laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les zones transmettantes (273; 375A, 375B, 375C, 375D; 475A, 475B, 475C, 475D; 575A, 575B, 575C, 575D) ont la forme d'un cercle. 5. Le masque de laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les zones transmettantes (273; 375A, 375B, 375C, 375D; 475A, 475B, 475C, 475D; 575A, 575B, 575C, 575D) ont la forme d'un polygone équilatéral, le polygone pouvant être un triangle équilatéral, un rectangle équilatéral, un hexagone et un octogone. 6. Le masque de laser selon la revendication 4, dans lequel une distance entre les centres des zones transmettantes est L, un rayon des zones transmettantes est R, et L et R satisfont la relation L SR 8. Le masque de laser (270; 370: 570) selon la revendication 3, dans lequel par rapport au premier motif de masque dans le premier bloc, le deuxième motif de masque est décalé vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, le troisième motif de masque dans le troisième bloc est décalé vers la droite d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le quatrième motif de masque dans le quatrième bloc est décalé vers la droite et vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral. 9. Un procédé de cristallisation comprenant: la fourniture d'un substrat ayant une couche mince de silicium; le positionnement d'un masque de laser ayant des premiers à quatrième blocs sur le substrat, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de zones transmettantes (273; 375A, 375B, 375C, 375D; 475A, 475B, 475C, 475D; 575A, 575B, 575C, 575D) et une zone bloquante (274) ; et la cristallisation de la couche mince de silicium par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque de laser. 10. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel un premier motif de masque ayant une position A , un deuxième motif de masque ayant une position B , un troisième motif de masque ayant une position C et un quatrième motif de masque ayant une position D sont formés dans les premier à quatrième blocs, respectivement, et les positions A à D sont différentes les unes des autres. 11. Le procédé selon la revendication 10, dans lequel lorsque les premier à quatrième motifs de masque dépassent dans un bloc, les centres des quatre zones transmettantes (273; 375A, 375B, 375C, 375D; 475A, 475B, 475C, 475D; 575A, 575B, 575C, 575D) adjacentes formant un rectangle équilatéral. 12. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel par rapport au premier motif de masque dans le premier bloc, le deuxième motif de masque est décalé vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, le troisième motif de masque dans le troisième bloc est décalé vers la droite d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le quatrième motif de masque dans le quatrième bloc est décalé vers la droite et vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral. R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 34/39 13. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel la cristallisation de la couche mince de silicium par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque de laser comprend en outre: la cristallisation de la couche de silicium par un procédé à quatre impacts, le procédé à quatre impacts comprenant en outre: l'irradiation d'un premier laser sur une certaine zone de la couche mince de silicium à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou d'une table ayant le substrat dans une direction d'un axe X et l'irradiation d'un deuxième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un troisième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un quatrième laser à travers le masque de laser; la réalisation de manière répétée d'une cristallisation de la couche mince de silicium par le procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X; et le déplacement du masque de laser ou de la table dans une direction d'un axe Y et la réalisation de manière répétée du procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X en utilisant le masque de laser. 14. Le procédé selon la revendication 13, dans lequel le masque de laser ou la table est déplacé d'une distance environ égale à une taille d'un bloc. 15. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, dans 25 lequel une distance de déplacement du masque de laser ou de la table est déterminée afin d'éliminer un chevauchement de X ou un chevauchement de Y. 16. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, dans lequel le rayonnement laser a une densité d'énergie d'une zone de fusion complète. 17. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, dans lequel la cristallisation est une solidification latérale séquentielle (SLS). 18. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, dans lequel la couche mince de silicium cristallisé est sensiblement dépourvu de marque d'impact. 19. Un dispositif d'affichage comprenant: R.\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 35/39 une ligne de grille et une ligne de données se croisant l'une l'autre pour former un pixel; et un transistor à couches minces (TFT) situé à proximité du croisement, le transistor TFT comprenant une couche de silicium polycristallin, dans lequel la 5 couche de silicium polycristallin comprend une pluralité de cristaux circulaires, et les centres des quatre cristaux circulaires adjacents forment un rectangle équilatéral. 20. Le dispositif d'affichage selon la revendication 19, dans lequel le dispositif d'affichage est un dispositif d'affichage à cristaux liquides ou une diode 10 électroluminescente. 21. Un dispositif d'affichage comprenant: une ligne de grille et une ligne de données se croisant l'une l'autre pour former un pixel; et un transistor à couches minces (TFT) à proximité du croisement, le transistor TFT comprenant une couche de silicium polycristallin, dans lequel la couche de silicium polycristallin comprend une pluralité de cristaux ayant une forme de polygone, et les centres des quatre cristaux adjacents forment un rectangle équilatéral. 22. Le dispositif d'affichage selon la revendication 21, dans lequel le dispositif d'affichage est un dispositif d'affichage à cristaux liquides ou une diode électroluminescente. 23. Un procédé pour fabriquer un dispositif d'affichage comprenant: la formation d'une pluralité de lignes de grille et de lignes de données sur un substrat, les lignes de grille et de données se croisant l'une l'autre pour définir des pixels; et la formation d'un transistor à couche mince (TFT) à proximité de chaque 30 croisement dans le pixel, comprenant: la fourniture d'un substrat ayant une couche mince de silicium, le positionnement d'un masque de laser ayant des premier à quatrième blocs sur le substrat, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de zones transmettantes et une zone bloquante, la cristallisation de la couche mince de silicium en irradiant un faisceau laser à travers le masque de laser. R: \Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 36/39 24. Le procédé selon la revendication 23, dans lequel un premier motif de masque ayant une position A , un deuxième motif de masque ayant une position B , un troisième motif de masque ayant une position C et un quatrième motif de masque ayant une position D sont formés dans les premier à quatrième blocs, respectivement, et les positions A à D sont différentes les unes des autres. 25. Le procédé selon la revendication 24, dans lequel les premier à quatrième motifs de masque dépassent dans un bloc, les centres des quatre zones transmettantes adjacentes forment un rectangle équilatéral. 26. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel par rapport au premier motif de masque dans le premier bloc, le deuxième motif de masque est décalé vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, le troisième motif de masque dans le troisième bloc est décalé vers la droite d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral, et le quatrième motif de masque dans le quatrième bloc est décalé vers la droite et vers le bas d'autant que la longueur d'un côté du rectangle équilatéral. 27. Le procédé selon la revendication 23, dans lequel la cristallisation de la couche mince de silicium par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque de laser comprend en outre: la cristallisation de la couche de silicium par un procédé à quatre impacts, le procédé à quatre impacts comprenant en outre: l'irradiation d'un premier laser sur une certaine zone de la couche mince de 25 silicium à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou d'une table ayant le substrat dans une direction d'un axe X et l'irradiation d'un deuxième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un troisième laser à travers le masque de laser, le déplacement du masque de laser ou de la table dans la direction de l'axe X et l'irradiation d'un quatrième laser à travers le masque de laser, la réalisation de manière répétée d'une cristallisation de la couche mince de silicium par le procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X, et le déplacement du masque de laser ou de la table dans une direction d'un axe Y 35 et la réalisation de manière répétée du procédé à quatre impacts dans la direction de l'axe X en utilisant le masque de laser. R: \Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 37/39 28. Le procédé selon la revendication 27, dans lequel le masque de laser ou la table est déplacé d'une distance environ égale à une taille d'un bloc. 29. Le procédé selon la revendication 27, dans lequel une distance de déplacement du masque de laser ou de la table est déterminée afin d'éliminer un chevauchement de X ou un chevauchement de Y. 30. Le procédé selon la revendication 24, dans lequel le rayonnement laser a une densité d'énergie d'une zone de fusion complète. 31. Le procédé selon la revendication 24, dans lequel la cristallisation est une solidification latérale séquentielle (SLS). 32. Le procédé selon la revendication 24, dans lequel la couche mince de silicium cristallisé est sensiblement dépourvu d'une marque d'impact. 33. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 32, dans lequel les zones transmettantes ont une forme circulaire. 34. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 32, dans lequel les zones transmettantes ont la forme d'un polygone équilatéral, le polygone pouvant être un triangle équilatéral, un rectangle équilatéral, un hexagone et un octogone. 35. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 34, dans lequel une distance entre les centres des zones transmettantes est L, un rayon des zones transmettantes est R, et L et R satisfont la relation L 2, ,/"i R:\Brevets\23400\23404.doc - 24 décembre 2004 - 38/39