(57)【要約】      （修正有）【課題】多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法及び測定システムを利用して移動度及びしきい電圧のばらつきなどの電気的特性が優れている有機発光表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】有機発光表示装置の製造方法は、非晶質シリコン基板を結晶化して多結晶シリコン基板を製造する段階と、多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階と、ラマンスペクトルグラフのピーク面積から多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階と、多結晶シリコン基板を使用して薄膜トランジスタを製造する段階と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階と、
前記ラマンスペクトルグラフから下記の式によって前記多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階と、
を含む、多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法。
（結晶化度）＝（多結晶質のピーク面積）／[（非晶質のピーク面積）＋（多結晶質のピーク面積）]
【請求項２】
前記多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階は、
前記ラマンスペクトルグラフを非晶質のピーク及び多結晶質のピークでデコンボルーションする段階と、
前記デコンボルーションしたデータから非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積を算出する段階と、
前記非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積から結晶化度を算出する段階と、
を含む、請求項１に記載の多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法。
【請求項３】
前記非晶質のピークは４８０ｃｍ−１を中心とし、前記多結晶質のピークは５１７ｃｍ−１を中心とする、請求項２に記載の多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法。
【請求項４】
非晶質シリコン基板を結晶化して多結晶シリコン基板を製造する段階と、
前記多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階と、
前記ラマンスペクトルグラフから下記の式によって前記多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階と、
前記多結晶シリコン基板を使用して薄膜トランジスタを製造する段階と、
を含む、有機発光表示装置の製造方法。
（結晶化度）＝（多結晶質のピーク面積）／[（非晶質のピーク面積）＋（多結晶質のピーク面積）]
【請求項５】
前記多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階は、
前記ラマンスペクトルグラフを非晶質のピーク及び多結晶質のピークでデコンボルーションする段階と、
前記デコンボルーションしたデータから非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積を算出する段階と、
前記非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積から結晶化度を算出する段階と、
を含む、請求項４に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記非晶質のピークは４８０ｃｍ−１を中心とし、前記多結晶質のピークは５１７ｃｍ−１を中心とする、請求項５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記多結晶シリコン基板を製造する段階は、固形結晶化法、エキシマレーザーアニーリング法、金属結晶化法、金属誘導結晶化法、及び順次的側面固形化法のうちのいずれか１つの方法によって行われる、請求項４に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記結晶化度を７０％以上にする、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項９】
ラマンスペクトラムグラフから下記の式を利用して決められた結晶化度が７０％以上である多結晶シリコン基板を備える有機発光表示装置。
（結晶化度）＝（多結晶質のピーク面積）／[（非晶質のピーク面積）＋（多結晶質のピーク面積）]
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）基板の結晶化度測定方法、これを利用した有機発光表示装置の製造方法及び有機発光表示装置に関し、より詳細には、ラマンスペクトルを利用した結晶化度測定方法、これを利用した有機発光表示装置の製造方法及び有機発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコンは、非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｉ、ａ−Ｓｉ）に比べて移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が高いため、平板ディスプレイ素子だけでなく、太陽電池などの多様な電子素子に応用される。
【０００３】
このような多結晶シリコンの移動度は、多結晶シリコンの結晶化度と関係があり、多結晶シリコンの結晶化度を測定する方法の１つとして、ラマン（Ｒａｍａｎ）分光分析法が使用されている。
【０００４】
ラマン分光分析法は、透明な物質に単一波長の強い光を照射して散乱光を分光すると、入射光と同一な波長の光以外に、それより若干長い波長や短い波長のスペクトル線が観測される、ラマン効果を応用した分光分析方法である。
【０００５】
一般に、多結晶シリコンの結晶化度は、ラマンピークの半幅値を基準に評価する。つまり、ラマンピークの半幅値が小さいほど、多結晶シリコンの結晶化度が高いと判断する。
【０００６】
ところが、このようなラマンピークの半幅値を基準にした結晶化度測定方法は、その信頼性に問題がある。
【０００７】
また、このような結晶化度測定方法は、多結晶シリコンを利用した薄膜トランジスタの重要な特性であるしきい電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ、Ｖｔｈ）のばらつきが考慮されない問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の問題を解決するためのものであって、本発明の目的は、より信頼性がある多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法及び測定システムを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、このような測定方法及び測定システムを利用して移動度及びしきい電圧のばらつきなどの電気的特性が優れている有機発光表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明による多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法は、多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階と、ラマンスペクトルグラフから下記の式によって多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階と、を含む。
【００１１】
（結晶化度）＝（多結晶質のピーク面積）／[（非晶質のピーク面積）＋（多結晶質のピーク面積）]
また、多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階は、ラマンスペクトルグラフを非晶質のピーク及び多結晶質のピークでデコンボルーション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）する段階と、デコンボルーションしたデータから非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積を算出する段階と、非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積から結晶化度を算出する段階と、を含む。
【００１２】
また、非晶質のピークは４８０ｃｍ−１を中心とし、多結晶質のピークは５１７ｃｍ−１を中心とする。
【００１３】
一方、本発明による有機発光表示装置の製造方法は、非晶質シリコン基板を結晶化して多結晶シリコン基板を製造する段階と、多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階と、ラマンスペクトルグラフから前記式によって多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階と、多結晶シリコン基板を使用して薄膜トランジスタを製造する段階と、を含む。
【００１４】
また、多結晶シリコン基板を製造する段階は、固形結晶化（ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＳＰＣ）法、エキシマレーザーアニーリング（ｅｘｉｍｅｒ ｌａｓｅｒ ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＥＬＡ）法、金属結晶化（ｍｅｔａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＣ）法、金属誘導結晶化（ｍｅｔａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｌａｔｅｒａｌ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＬＣ）法、及び順次的側面固形化（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＳＬＳ）法のうちのいずれか１つの一方法によって行われる。
【００１５】
この時、多結晶シリコン基板の結晶化度を７０％以上にする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法、これを利用した有機発光表示装置の製造方法によれば、信頼性の高い結晶化度測定によって、移動度及びしきい電圧のばらつきなどの電気的特性が優れている有機発光表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相異した形態で具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
【００１８】
図１は本発明の実施例による多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法を示したフローチャートである。
【００１９】
本発明の実施例による多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法は、多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階（Ｓ１０）と、ラマンスペクトルグラフを非晶質のピーク及び多結晶質のピークでデコンボルーション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）する段階（Ｓ２０）と、デコンボルーションしたデータから非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積を計算する段階（Ｓ３０）と、非晶質のピーク面積及び多結晶質のピーク面積から下記の数式１によって多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階（Ｓ４０）と、を含む。
【００２０】
〔数式１〕
（結晶化度）＝（多結晶質のピーク面積）／[（非晶質のピーク面積）＋（多結晶質のピーク面積）]
この時、非晶質のピークは４８０ｃｍ−１を中心とし、多結晶質のピークは５１７ｃｍ−１を中心とすることができる。
【００２１】
図２乃至図４は互いに異なる結晶化度の多結晶シリコン基板のラマンスペクトルの例を示した図面である。
【００２２】
図２乃至図４に示したように、各スペクトルは互いに異なる半幅値を有する。
【００２３】
このような方法で結晶化度を測定した結果、図２のラマンスペクトルで結晶化度は３２．８％に測定され、図３のラマンスペクトルで結晶化度は４９．７％に測定され、図４のラマンスペクトルで結晶化度は７５．５％に測定された。
【００２４】
図５は結晶化度による半幅値（ＦＷＨＭ）及びＰＭＯＳしきい電圧を示した図面である。
【００２５】
図５に示したように、結晶化度が増加するほど、しきい電圧のばらつきは減少する。
【００２６】
しかし、結晶化度が増加するほど、半幅値はむしろ増加する。
【００２７】
このように、多結晶シリコン基板でのしきい電圧のばらつきは、本発明の実施例による結晶化度測定方法によって測定された結晶化度と明確な傾向性を示す。
【００２８】
図６は結晶化度が３２．８％である多結晶シリコン基板の電気的特性を示したグラフであり、図７は結晶化度が４９．７％である多結晶シリコン基板の電気的特性を示したグラフであり、図８は結晶化度が７５．５％である多結晶シリコン基板の電気的特性を示したグラフである。
【００２９】
図面のように、前記式で算出された結晶化度が高くなるほど、つまり図６から図７及び図８にいくほど、閾値下（ｓｕｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）の傾きが減少し、キンク効果（ｋｉｎｋ ｅｆｆｅｃｔ）が減少する。
【００３０】
これは、前記結晶化度測定方法によって、移動度などの電気的特性が優れている多結晶シリコン基板を製造することができることを意味する。
【００３１】
次に、本発明の実施例による有機発光表示装置の製造方法について説明する。
【００３２】
図９は本発明の実施例による有機発光表示装置の製造方法を示したフローチャートである。
【００３３】
図９に示したように、本発明の実施例による有機発光表示装置の製造方法は、非晶質シリコン基板を結晶化して多結晶シリコン基板を製造する段階（Ｓ１００）と、多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルグラフを得る段階（Ｓ２００）と、ラマンスペクトルグラフから多結晶シリコン基板の結晶化度を算出する段階（Ｓ３００）と、薄膜トランジスタを製造する段階（Ｓ４００）と、を含む。
【００３４】
多結晶シリコン基板を製造する段階（Ｓ１００）は、固形結晶化（ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＳＰＣ）法、エキシマレーザーアニーリング（ｅｘｉｍｅｒ ｌａｓｅｒ ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＥＬＡ）法、金属結晶化（ｍｅｔａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＣ）法、金属誘導結晶化（ｍｅｔａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｌａｔｅｒａｌ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＬＣ）法、及び順次的側面固形化（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＳＬＳ）法のうちのいずれか１つの方法によって行われることができる。
【００３５】
ここで、固形結晶化法は、高温熱処理によって非晶質シリコン基板を結晶化させる方法である。
【００３６】
また、エキシマレーザーアニーリング法は、エキシマーレーザーの瞬間照射を利用して、上部非晶質シリコン膜を溶融、再結晶化させる方法である。
【００３７】
また、金属誘導結晶化法は、非晶質シリコン基板に金属触媒をスパッタリングやスピンコーティング方法で塗布して、低い温度で結晶化を誘導する方法である。
【００３８】
また、金属誘導結晶化法は、ソース及びドレイン領域に金属を蒸着して金属誘導結晶化を誘導して、これをシードにしてゲートの下部の活性化領域に側面成長させる方法である。
【００３９】
また、順次的側面固形化法は、非晶質シリコン層にレーザビームを２回以上重畳照射して、結晶質シリコンを側面成長させることによって結晶化させる方法である。
【００４０】
このような方法によって結晶化された多結晶シリコン基板は、前記本発明の実施例による多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法と同一な方法による結晶化度算出段階（Ｓ３００）を経るようになる。
【００４１】
つまり、多結晶シリコン基板にレーザーを照射してラマンスペクトルを得て（Ｓ２００）、前記算出方法によって基板の不良の有無を判断（Ｓ３００）する。
【００４２】
この時、結晶化度が７０％以上の多結晶シリコン基板を使用して有機発光表示装置に使用される薄膜トランジスタを製造（Ｓ４００）する。
【００４３】
能動型有機発光表示装置では、移動度、しきい電圧などの素子特性の絶対値より、輝度の不均一をもたらすしきい電圧のばらつきが大変重要である。
【００４４】
しきい電圧のばらつきが１．０Ｖ以上である場合、これを補償するための回路を使用しても、有機発光表示装置で深刻な輝度の不均一がもたらされる。
【００４５】
したがって、結晶化度算出段階では、結晶化度が７０％以上の多結晶シリコン基板を選択して有機発光表示装置に使用される薄膜トランジスタを製造し（Ｓ４００）、結晶化度が７０％未満の基板は不良であると判断（Ｓ５００）する。
【００４６】
前記では、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例による多結晶シリコン基板の結晶化度測定方法を示したフローチャートである。
【図２】結晶化度が３２．８％である多結晶シリコン基板のラマンスペクトルを示した図面である。
【図３】結晶化度が４９．７％である多結晶シリコン基板のラマンスペクトルを示した図面である。
【図４】結晶化度が７５．５％である多結晶シリコン基板のラマンスペクトルを示した図面である。
【図５】結晶化度によるＰＭＯＳしきい電圧及び半幅値を示したグラフである。
【図６】結晶化度が３２．８％である多結晶シリコン基板の電気的特性を示したグラフである。
【図７】結晶化度が４９．７％である多結晶シリコン基板の電気的特性を示したグラフである。
【図８】結晶化度が７５．５％である多結晶シリコン基板の電気的特性を示したグラフである。
【図９】本発明の実施例による有機発光表示装置の製造方法を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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