(57)【要約】【課題】ＳＧＳ結晶化法で非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化する場合、多結晶シリコン層が特定なラマンスペクトラムのピーク値を有する薄膜トランジスタ、その製造方法及びこれを備えた有機電界発光表示装置を提供する。【解決手段】薄膜トランジスタは、基板と、前記基板上に位置し、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域でなっていて、多結晶シリコーン層で形成された半導体層と、前記半導体層の一定領域に対応するように位置したゲート電極と、前記半導体層とゲート電極間に位置したゲート絶縁膜と、前記半導体層のソース／ドレイン領域と電気的に連結されているソース／ドレイン電極とを含み、前記多結晶シリコーン層は相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域を含むことを特徴とする。【選択図】図３Ｄ
2008166703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に位置し、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域でなっていて、多結晶シリコン層で形成された半導体層と、
前記半導体層の一定領域に対応するように位置したゲート電極と、
前記半導体層とゲート電極間に位置したゲート絶縁膜と、
前記半導体層のソース／ドレイン領域と電気的に連結されているソース／ドレイン電極とを含み、
前記多結晶シリコン層は相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記複数個の領域はシード領域、結晶粒境界領域及び前記シード領域と結晶粒境界領域間に位置する結晶成長領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記シード領域のラマンスペクトラムピーク値は０．０５ないし０．１１であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記結晶成長領域のラマンスペクトラムピーク値は０．１７ないし０．２４であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記結晶粒境界領域のラマンスペクトラムピーク値は０．１２ないし０．１６であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記シードは金属触媒を含むことを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記金属触媒はＮｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｄ及びＰｔのうちいずれか一つ以上の物質であることを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
基板を準備して、
前記基板上に非晶質シリコン層を形成し、
前記非晶質シリコン上にキャッピング層を形成して、
前記ギャッピング層上に金属触媒層を形成し、
前記基板を熱処理して金属触媒を前記キャッピング層を介して非晶質シリコン層上に拡散させて前記非晶質シリコン層を相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域で構成された多結晶シリコン層に結晶化して、
前記キャッピング層と金属触媒層を除去し、
前記多結晶シリコン層をパターニングして半導体層を形成して、
前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成して、
前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜及びゲート絶縁膜をエッチングして半導体層の一定領域と電気的に連結されるソース／ドレイン電極を形成することを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記複数個の領域はシード領域、結晶粒境界領域及び前記シード領域と結晶粒境界領域間に位置する結晶成長領域を含むことを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記シード領域のラマンスペクトラムピーク値は０．０５ないし０．１１であることを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記結晶成長領域のラマンスペクトラムピーク値は０．１７ないし０．２４であることを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記結晶粒境界領域のラマンスペクトラムピーク値は０．１２ないし０．１６であることを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
前記熱処理は２００℃ないし９００℃の温度範囲で遂行することを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記金属触媒はＮｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｄ及びＰｔで構成された群から選択されるいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記金属触媒は１０１１ないし１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２に形成することを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
基板と、
前記基板上に位置し、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域でなっていて、多結晶シリコン層で形成された半導体層と、
前記半導体層の一定領域に対応するように位置したゲート電極と、
前記半導体層とゲート電極間に位置したゲート絶縁膜と、
前記半導体層のソース／ドレイン領域と電気的に連結されているソース／ドレイン電極と、
前記ソース／ドレイン電極と連結された第１電極と、
前記第１電極上に位置する有機膜層と、
前記有機膜層上に位置する第２電極とを含み、
前記多結晶シリコン層は相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項１７】
前記複数個の領域はシード領域、結晶粒境界領域及び前記シード領域と結晶粒境界領域間に位置する結晶成長領域を含むことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１８】
前記シード領域のラマンスペクトラムピーク値は０．０５ないし０．１１であることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１９】
前記結晶成長領域のラマンスペクトラムピーク値は０．１７ないし０．２４であることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項２０】
前記結晶粒境界領域のラマンスペクトラムピーク値は０．１２ないし０．１６であることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項２１】
前記シードは金属触媒を含むことを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項２２】
前記金属触媒はＮｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｄ及びＰｔのうちいずれか一つ以上の物質であることを特徴とする請求項２１に記載の有機電界発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ、その製造方法及びこれを具備した有機電界発光表示装置に係り、さらに詳細にはキャッピング層を形成した後金属触媒層を形成して非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化するＳＧＳ結晶化法において、多結晶シリコン層が特定なラマンスペクトラムのピーク（ｐｅａｋ）の値を有するようになる薄膜トランジスタ、その製造方法及びこれを具備した有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多結晶シリコン層は高い電界効果移動度で高速動作回路に適用が可能であってＣＭＯＳ回路構成が可能であるという長所があり、薄膜トランジスタ用半導体層の用途で多く使われている。このような多結晶シリコン層を利用した薄膜トランジスタは、主にアクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置（ＡＭＬＣＤ）のアクティブ素子と有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）のスイッチング素子及び駆動素子等に使われる。
【０００３】
この時、薄膜トランジスタに用いる多結晶シリコン層は蒸着法、高温熱処理を利用した技術またはレーザー熱処理方法等を利用して形成することができる。レーザー熱処理方法は低温工程が可能であって高い電界効果移動度を具現することができるが、高価なレーザ装備が必要であるので代替技術が多く研究されている。
【０００４】
現在、金属を利用して非晶質シリコン層を結晶化する方法は固相結晶化（ＳＰＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）より低い温度で迅速な時間内に結晶化させることができる長所があるため多く研究されている。金属を利用した結晶化方法は金属誘導結晶化（ＭＩＣ：Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）方法と金属誘導側面結晶化（ＭＩＬＣ：Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）方法等がある。しかし、金属を利用した前記方法の場合にも金属汚染によって薄膜トランジスタの素子特性が低下する問題点がある。
【０００５】
一方、金属の量を減らして良質の多結晶シリコン層を形成させるために、イオン注入機を介して金属のイオン濃度を調節して高温処理、急速熱処理またはレーザー照射で良質の多結晶シリコン層を形成させる技術がある。また、金属誘導結晶化方法で多結晶シリコン層の表面を平坦にするために粘性がある有機膜と液相の金属を混合してスピンコーティング方法で薄膜を蒸着し、次に熱処理工程で結晶化する方法が開発されている。
【０００６】
しかし、前記結晶化方法の場合にも多結晶シリコン層で最も重要視されるグレイン（ｇｒａｉｎ）大きさの大型化及び均一度の側面で問題がある。前記問題を解決するために覆い層を利用した結晶化方法で多結晶シリコン層を製造する方法（特許文献１）が開発された。前記方法は基板上に非晶質シリコン層を形成して、前記非晶質シリコン層上に覆い層を形成させた次に、前記覆い層上に金属触媒層を形成して熱処理したりあるいはレーザを利用して金属触媒を覆い層を介して非晶質シリコン層に拡散させてシードを形成して多結晶シリコン層を得る方法である。
【０００７】
しかし、前記方法は金属触媒が覆い層を介して拡散するため必要以上の金属汚染を防止することができるという長所があるが、相変らず多結晶シリコン層内部に金属触媒が多量存在する問題点がある。また、非晶質シリコン層が薄膜トランジスタ形成のための多結晶シリコン層に結晶化されるための十分な金属触媒が使われて適正な量のシードが形成されたのか否か及び結晶化されることに十分な時間の間熱処理工程等が行われたのかが容易にわからなかった。
【特許文献１】韓国公開特許番号２００３−００６０４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記した従来技術の問題点を解決するためのことであって、ＳＧＳ結晶化法で非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化する方法において、前記多結晶シリコン層の結晶粒をシード領域、結晶粒境界領域及び前記シード領域と結晶粒境界領域間に位置する結晶成長領域を特定な範囲のラマンスペクトラムのピーク（ｐｅａｋ）で定義することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した目的を達成するために、本発明の薄膜トランジスタは、基板と、前記基板上に位置しソース／ドレイン領域及びチャネル領域でなっていて、多結晶シリコン層で形成された半導体層と、前記半導体層の一定領域に対応するように位置したゲート電極と、前記半導体層とゲート電極間に位置したゲート絶縁膜と、前記半導体層のソース／ドレイン領域と電気的に連結されているソース／ドレイン電極とを含み、前記多結晶シリコン層は相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板を準備して、前記基板上に非晶質シリコン層を形成し、前記非晶質シリコーン上にキャッピング層を形成して、前記ギャッピング層上に金属触媒層を形成し、前記基板を熱処理して金属触媒を前記キャッピング層を介して非晶質シリコン層上に拡散させて前記非晶質シリコン層を相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域で構成された多結晶シリコン層に結晶化して、前記キャッピング層と金属触媒層を除去し、前記多結晶シリコン層をパターニングして半導体層を形成して、前記多結晶シリコン層をパターニングして半導体層を形成して、前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成して、前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜及びゲート絶縁膜をエッチングして半導体層の一定領域と電気的に連結されるソース／ドレイン電極を形成することを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の有機電界発光表示装置は、基板と、前記基板上に位置し、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域でなっていて、多結晶シリコン層で形成された半導体層と、前記半導体層の一定領域に対応するように位置したゲート電極と、前記半導体層とゲート電極間に位置したゲート絶縁膜と、前記半導体層のソース／ドレイン領域と電気的に連結されているソース／ドレイン電極と、前記ソース／ドレイン電極と連結された第１電極と、前記第１電極上に位置する有機膜層、及び前記有機膜層上に位置する第２電極とを含み、前記多結晶シリコン層は相異なるラマンスペクトラムのピーク値を有する複数個の領域を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の前記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳細な事項は本発明の望ましい実施形態を示している図面を参照した以下の詳細な説明により明確に理解されることである。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されなくて他の形態に具体化されることができる。むしろここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底して完全になることができるようにそして当業者に本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために提供されるものである。図面において、層が異なる層または基板“上”にあると言及される場合にそれは他の層または基板上に直接形成することができたりまたはそれら間に第３の層が介在されることもある。本発明の望ましい実施形態を示している図面は明確な説明のために誇張されるように示されることもでき、明細書全体にかけて同じ参照番号は同じ構成要素を示す。
【００１３】
以下、本発明による望ましい実施形態を添付する図面を参照してさらに詳細に説明すれば次のようである。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように本発明によると、ＳＧＳ結晶化法で形成された多結晶シリコン層のラマンスペクトラムのピーク値を分析して結晶化の程度を容易に分かることができて、前記多結晶シリコン層を特定なラマンスペクトラムのピークで定義できる。
【００１５】
また、半導体層に残留する金属触媒の量を微量にして特性が優秀な薄膜トランジスタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１Ａないし図１Ｄは本発明による結晶化工程の工程別断面図である。
【００１７】
まず、図１Ａに示したようにガラスまたはプラスチックのような基板１０１上にバッファー層１０２を形成する。前記バッファー層１０２は化学的気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法または物理的気相蒸着（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用してシリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような絶縁膜を利用して単層またはこれらの複層で形成する。この時前記バッファー層１０２は基板１０１で発生する水分または不純物の拡散を防止したり、結晶化時熱の伝達速度を調節することによって、前記非晶質シリコン層の結晶化が十分に行われることができるようにする役割をする。
【００１８】
続いて、前記バッファー層１０２上に非晶質シリコン層１０３を形成する。この時前記非晶質シリコン層１０３は化学的気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）または物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用することができる。また、前記非晶質シリコン層１０３を形成する時、または、形成した後に脱水素処理して水素の濃度を低める工程を行なうことができる。
【００１９】
図１Ｂは前記非晶質シリコン層上にキャッピング層と金属触媒層を形成する工程の断面図である。
【００２０】
図１Ｂを参照すると、前記非晶質シリコン１０３上にキャッピング層１０５を形成する。この時、前記キャッピング層１０５は今後の工程で形成される金属触媒が熱処理工程を介して拡散することができるシリコン窒化膜で形成することが望ましくて、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の複層を用いることができる。前記キャッピング層１０５は化学的気相蒸着法または物理的気相蒸着法等のような方法で形成する。この時、前記キャッピング層１０５の厚さは１ないし２０００Åで形成する。
【００２１】
続いて、前記キャッピング層１０５上に金属触媒を蒸着して金属触媒層１０６を形成する。この時、前記金属触媒はＮｉ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｄ及びＰｔで構成された群から選択されるいずれか一つを用いることができるのに、望ましくはニッケル（Ｎｉ）を利用する。この時、前記金属触媒層１０６は前記キャッピング層１０５上に１０１１ないし１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度で形成するが、前記金属触媒が１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度より少なく形成された場合には結晶化の核であるシードの量が少なくて前記非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に結晶化しにくくて、前記金属触媒が１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度より多く形成された場合には非晶質シリコン層に拡散される金属触媒の量が多くて多結晶シリコン層の結晶粒が小さくなって、また、残留する金属触媒の量が多くなるようになって前記多結晶シリコン層をパターニングして形成される半導体層の特性が低下するようになる。
【００２２】
この時、一般的に金属誘導結晶化法または金属誘導側面結晶化法で金属触媒の厚さまたは密度を注意深く調節しなければならないのに、これは結晶化以後、前記金属触媒が多結晶シリコン層の表面に残留して薄膜トランジスタの漏れ電流を増加させる等の問題を引き起こすためである。しかし、本発明では前記金属触媒層の厚さまたは密度を精密に制御する必要なく厚く形成しても構わない。これは前記キャッピング層１０５が拡散する金属触媒を制御して微量の金属触媒だけが非晶質シリコン層に拡散して結晶化に寄与するようになって、大部分の金属触媒は前記キャッピング層１０５を通過しにくくて結晶化に寄与できなくなる。
【００２３】
図１Ｃは前記基板を熱処理して金属触媒をキャッピング層を介して拡散させて非晶質シリコン層の界面に移動させる工程の断面図である。
【００２４】
図１Ｃを参照すると、バッファー層１０２、非晶質シリコン層１０３、キャッピング層１０５及び金属触媒層１０６が形成された基板１０１を熱処理１０７して金属触媒層１０６の金属触媒のうち一部を非晶質シリコン層１０３の表面に移動させる。すなわち、熱処理１０７によりキャッピング層１０５を通過して拡散する金属触媒１０６ａ、１０６ｂのうち微量の金属触媒１０６ｂだけが非晶質シリコン層１０３の表面に拡散するようになって、大部分の金属触媒１０６ａは前記非晶質シリコン層１０３に到達することもできなかったりキャッピング層１０５を通過できなくなる。
【００２５】
したがって、前記キャッピング層１０５の拡散阻止能力により非晶質シリコーン層１０３の表面に到達する金属触媒の量が決定されるのに、前記キャッピング層１０５の拡散阻止能力は前記キャッピング層１０５の厚さと密接な関係がある。すなわち、キャッピング層１０５の厚さが厚くなるほど拡散する量は少なくなるようになって結晶粒の大きさが大きくなるようになって、厚さが薄くなるほど拡散する量は多くなるようになって結晶粒の大きさは小さくなるようになる。
【００２６】
この時、前記熱処理１０７工程は２００ないし９００℃の温度範囲で数秒ないし数時間の間行って前記金属触媒を拡散させるようになるのに、前記熱処理１０７工程は炉（ｆｕｒｎａｃｅ）工程、高速熱処理（ＲＴＡ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｌｉｎｇ）工程、ＵＶ工程またはレーザ（Ｌａｓｅｒ）工程のうちいずれか一つの工程を利用することができる。
【００２７】
図１Ｄは拡散した金属触媒により非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に結晶化する工程の断面図である。
【００２８】
図１Ｄを参照すると、前記キャッピング層１０５を通過して非晶質シリコン層１０３の表面に拡散した金属触媒１０６ｂにより前記非晶質シリコン層が多結晶シリコン層１０８に結晶化される。すなわち、拡散した金属触媒１０６ｂが非晶質シリコン層のシリコンと結合して金属シリサイドを形成して前記金属シリサイドが結晶化の核であるシード（ｓｅｅｄ）を形成するようになって非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に結晶化するようになる。
【００２９】
この時、本発明による結晶化法は非晶質シリコン層上にキャッピング層を形成して、前記ギャッピング層上に金属触媒層を形成した後熱処理して金属触媒を拡散させた後、前記拡散した金属触媒により非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に結晶化する方法を利用するが、この方法をＳＧＳ（Ｓｕｐｅｒ  Ｇｒａｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ；超グレインシリコン）結晶化法という。
【００３０】
したがって、前記結晶化の核である金属シリサイドの量、すなわち、前記結晶化に寄与する金属触媒１０６ｂの量を調節することによって、多結晶シリコン層１０８の結晶粒大きさを調節することができる。
【００３１】
一方、図１Ｄではキャッピング層１０５と金属触媒層１０６を除去しないで熱処理１０７工程を行なったが、金属触媒を前記非晶質シリコン層上に拡散させて結晶化の核である金属シリサイドを形成させた後、前記キャッピング層１０５と金属触媒層１０６を除去して熱処理することによって多結晶シリコン層を形成しても構わない。
【００３２】
図２Ａは本発明のＳＧＳ結晶化法で形成された多結晶シリコン層の結晶粒を見せてくれるＳＥＭ写真であって、図２Ｂないし図２Ｄは前記図２Ａで示した結晶粒の内部の位置による結晶性の差を示すラマンスペクトラムのグラフである。
【００３３】
図２Ａを参照すると、前記多結晶シリコン層１０８を構成する結晶粒はシード領域（Ａ）と結晶粒境界領域（Ｃ）及び前記シード領域（Ａ）と前記結晶粒境界領域（Ｃ）間に位置する結晶成長領域（Ｂ）に分けることができる。
【００３４】
図２Ｂないし図２Ｄは前記多結晶シリコン層の結晶粒の内部を一般的な薄膜特性分析装置であるラマンスペクトラム分析機を利用して特性を分析した結果を示すグラフであって、前記グラフのＸ（横）軸は加えた波数（Ｗａｖｅ  ｎｕｍｂｅｒ、ｎｍ−１）を示しており、Ｙ（縦）軸は測定された成分のビーム強度（Ｂｅａｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を示す。ラマンスペクトラム測定は結晶化特性がわかる測定方法であって非晶質シリコン層と多結晶シリコン層の固有波長帯におけるピーク（ｐｅａｋ）値を比較することによってその結晶性を判断することができて、この時、非晶質シリコン層のピーク値と多結晶シリコン層のピーク値の比が大きければ大きいほど結晶化が十分に行われていることが分かることができるものである。一方、図２Ｂないし図２Ｄのラマンスペクトラムグラフでピーク（ｐｅａｋ）をなす部分は結晶成分を示す。
【００３５】
図２Ｂを参照すると、前記図２Ｂは結晶粒中心部分であるシード（ｓｅｅｄ）領域（Ａ）の結晶性を示すものであり、測定結果によれば、その前記シード領域（Ａ）のラマンスペクトラムのピーク値は０．１１の値を示す。
【００３６】
図２Ｄを参照すると、前記図２Ｄは結晶粒境界（Ｇｒａｉｎ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ）領域（Ｃ）での結晶性を示すものであり、測定結果によれば、前記結晶粒境界領域（Ｃ）のラマンスペクトラムのピーク値は０．１２の値を示す。
【００３７】
図２Ｃを参照すると、前記図２Ｃは結晶粒中心部分であるシード領域（Ａ）と結晶粒境界領域（Ｃ）間に位置する結晶成長領域（Ｂ）での結晶性を示すものであり、測定結果によれば、前記結晶成長領域（Ｂ）のラマンスペクトラムのピーク値は０．２０の値を示す。
【００３８】
前記図２Ｂないし図２Ｄにおけるシード領域（Ａ）と結晶成長領域（Ｂ）と結晶粒境界領域（Ｃ）での結晶化分率は測定によればそれぞれ０．５０、０．６０、０．４９であることを確認することができる。
【００３９】
前記のように、ＳＧＳ結晶化法で結晶化された多結晶シリコンは前記ラマンスペクトラムのピーク値が見せるように、シード領域、結晶成長領域及び結晶粒境界領域の３つ領域が現われることが分かる。この時、前記シード領域（Ａ）のラマンスペクトラムピーク値は０．０５ないし０．１１の値を有することが望ましくて、前記結晶成長領域（Ｂ）のラマンスペクトラムピーク値は０．１７ないし０．２４の値を有することが望ましくて、前記結晶粒境界領域（Ｃ）のラマンスペクトラムピーク値は０．１２ないし０．１６の値を有することが望ましい。
【００４０】
したがって、ＳＧＳ結晶化法により結晶化された多結晶シリコンは相異なるラマンスペクトラムピーク値を有する３領域で定義できることが分かることができて、これはＳＧＳ結晶化法だけの固有な特徴であることを確認することができる。
【００４１】
図３Ａないし図３Ｄは本発明により製造された多結晶シリコン層を利用して薄膜トランジスタを製造する工程の断面図である。
【００４２】
図３Ａを参照すると、バッファー層１０２が形成された基板１０１上にＳＧＳ結晶化法で結晶化された多結晶シリコン層（図１Ｄの１０８）をパターニングして半導体層１１０を形成する。この時、前記半導体層１１０はキャッピング層により微量の金属触媒だけが半導体層１１０に残留して他の結晶化法に比べて優秀な漏れ電流特性を見せるようになる。
【００４３】
続いて、図３Ｂに示したように、前記半導体層１１０が形成された基板１０１上にゲート絶縁膜１２０を形成するのに、前記ゲート絶縁膜１２０はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜を単層またはこれらの複層で積層して形成する。
【００４４】
続いて、前記ゲート絶縁膜１２０上部にアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム−ネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）のようなアルミニウム合金の単一層や、クロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金上にアルミニウム合金が積層された多重層でゲート電極用金属層（図示せず）を形成する。続いて、フォトエッチング工程で前記ゲート電極用金属層をエッチングして前記半導体層１１０と対応する一定領域にゲート電極１３０を形成する。
【００４５】
図３Ｃは半導体層上に不純物を注入してソース／ドレイン領域１１２／１１６及びチャネル領域１１４を形成する工程を示す断面図である。
【００４６】
図３Ｃを参照して、前記ゲート電極１３０をマスクとして用いて導電型の不純物１３５イオンを一定量注入してソース領域１１２とドレイン領域１１６を形成する。そして、前記ゲート電極１３０下に対向するチャネル領域１１４が画定されている。前記不純物１３５イオンとしてはｐ型不純物またはｎ型不純物を利用して薄膜トランジスタを形成することができるが、前記ｐ型不純物はホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）で構成された群から選択することができて、前記ｎ型不純物は燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）及びアンチモン（Ｓｂ）等で構成された群から選択することができる。
【００４７】
続いて、図３Ｄに示したように、前記ゲート絶縁膜１２０上のゲート電極１３０上部に下部構造の構成部分を保護する層間絶縁膜１４０を形成する。
【００４８】
続いて、前記層間絶縁膜１４０及びゲート絶縁膜１２０の一定領域をエッチングしてコンタクトホールを形成して、前記コンタクトホールを埋め込む導電層を形成した後パターニングすることによって前記ソース電極１４２／ドレイン電極１４４と半導体層１１０の一定領域を電気的に連結して薄膜トランジスタを完成する。
【００４９】
続いて、図４は本発明の実施形態による有機電界発光表示装置の断面図である。
【００５０】
図４を参照すると、前記基板１０１上の全面に絶縁膜１５０を形成する。前記絶縁膜１５０は有機膜または無機膜で形成したりこれらの複合膜で形成することができる。前記絶縁膜１５０を無機膜で形成する場合はＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）を用いて形成することが望ましくて、有機膜で形成する場合アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂またはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ：ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）を用いて形成することが望ましい。
【００５１】
この時、前記絶縁膜１５０をエッチングして前記ソース電極１４２／ドレイン電極１４４のうちいずれか一つを露出させるビアホールを形成して、前記ソース電極１４２／ドレイン電極１４４のうちいずれか一つと連結される第１電極１６０を形成する。前記第１電極１６０は前記ビアホールの底に位置して前記露出したソース電極１４２／ドレイン電極１４４のうちいずれか一つに接して、前記絶縁膜１５０上に延長される。前記第１電極１６０は酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。
【００５２】
続いて、前記第１電極１６０を含んだ基板１０１上の全面に画素定義膜１７０を形成するが、前記第１電極１６０が位置したビアホールを十分に埋め込むことができる程度の厚さに形成する。前記画素定義膜１７０は有機膜または無機膜で形成することができるが、望ましくは有機膜で形成する。さらに望ましくは前記画素定義膜１７０はＢＣＢ（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、アクリル系高分子及びポリイミドで構成された群から選択される一つである。前記画素定義膜１７０は流動性（ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ）が優れるので前記基板全体に平坦に形成することができる。
【００５３】
この時、前記画素定義膜１７０をエッチングして前記第１電極１６０を露出させる開口部を形成して、前記開口部を介して露出した第１電極１６０上に有機膜層１８０を形成する。前記有機膜層１８０は少なくとも発光層を含み、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層または電子注入層のうちいずれか一つ以上の層をさらに含むことができる。
【００５４】
続いて、前記基板１０１上の全面に第２電極１９０を形成する。前記第２電極１９０は透過電極で透明で仕事関数が低いＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃａ及びこれらの合金で用いることができる。
【００５５】
したがって、前記のように本発明の実施形態による有機電界発光表示装置を完成する。
【００５６】
本発明は以上でよく見たように望ましい実施形態を挙げて示して説明したが、前記した実施形態に限られなくて本発明の精神を外れない範囲内で該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変形と修正が可能であることである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】本発明による結晶化工程を説明するための工程別断面図である。
【図１Ｂ】本発明による結晶化工程を説明するための工程別断面図である。
【図１Ｃ】本発明による結晶化工程を説明するための工程別断面図である。
【図１Ｄ】本発明による結晶化工程を説明するための工程別断面図である。
【図２Ａ】本発明のＳＧＳ結晶化法で形成された多結晶シリコン層の結晶粒を示すＳＥＭ写真である。
【図２Ｂ】前記図２Ａで示した結晶粒のシード領域（Ａ）の結晶性を示すラマンスペクトラムのグラフである。
【図２Ｃ】前記図２Ａで示した結晶粒の結晶成長領域（Ｂ）の結晶性を示すラマンスペクトラムのグラフである。
【図２Ｄ】前記図２Ａで示した結晶粒境界領域（Ｃ）の結晶性を示すラマンスペクトラムのグラフである。
【図３Ａ】本発明により製造された多結晶シリコン層を利用して薄膜トランジスタを製造する工程を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｂ】本発明により製造された多結晶シリコン層を利用して薄膜トランジスタを製造する工程を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｃ】本発明により製造された多結晶シリコン層を利用して薄膜トランジスタを製造する工程を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｄ】本発明により製造された多結晶シリコン層を利用して薄膜トランジスタを製造する工程を説明するための工程別断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による有機電界発光表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１    基板
１０２    バッファー層
１０３    非晶質シリコン層
１０５    キャッピング層
１０６    金属触媒層
１０７    熱処理
１０８    多結晶シリコン層
１１０    半導体層
１１２／１１６    ソース／ドレイン領域
１２０    ゲート絶縁膜
１３０    ゲート電極
１４２／１４６    ソース／ドレイン電極
Ａ    シード領域
Ｂ    結晶成長領域
Ｃ    結晶粒境界領域
１４０    層間絶縁膜
【図１Ａ】
2008166703.tif 000003
【図１Ｂ】
2008166703.tif 000004
【図１Ｃ】
2008166703.tif 000005
【図１Ｄ】
2008166703.tif 000006
【図２Ｂ】
2008166703.tif 000007
【図２Ｃ】
2008166703.tif 000008
【図２Ｄ】
2008166703.tif 000009
【図３Ａ】
2008166703.tif 000010
【図３Ｂ】
2008166703.tif 000011
【図３Ｃ】
2008166703.tif 000012
【図３Ｄ】
2008166703.tif 000013
【図４】
2008166703.tif 000014
【図２Ａ】
2008166703.tif 000015