(57)【要約】【課題】　表面粗さを減少させたポリシリコン半導体層を有する液晶ディスプレイの製造方法を提供する。【解決手段】基板を提供するステップ、前記基板上に絶縁体層を形成するステップ、前記絶縁体層上にアモルファスシリコン層を堆積するステップおよび、酸素雰囲気下で前記アモルファスシリコン層を結晶化することで、その結晶化されたシリコン層の表面粗さを減少させるステップを含む液晶ディスプレイの製造方法。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　基板を提供するステップ、
前記基板上に絶縁体層を形成するステップ、
前記絶縁体層上にアモルファスシリコン層を堆積するステップおよび、
酸素雰囲気下で前記アモルファスシリコン層を結晶化することで、その結晶化されたシリコン層の表面粗さを減少させるステップを含む液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項２】
前記アモルファスシリコン層を結晶化する前記ステップが、同時に前記アモルファスシリコン層を酸化して、ゲート絶縁体層を形成するステップを含む請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項３】
　前記ゲート絶縁体層が酸化シリコンを含む請求項２に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
　前記ゲート酸化物の厚さは前記アモルファスシリコン層が結晶される時間によりコントロールされる請求項２に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項５】
前記アモルファスシリコン層を結晶化する前記スッテプが、アッシング(灰化)、オゾン、エキシマ紫外線、または高速熱処理のうちのいずれか一つにより行われる請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項６】
前記結晶化は、高温のオーブンまたはホットプレートで行われる請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項７】
　前記ゲート絶縁体層を更にエッチバックすることを含む請求項２に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項８】
　前記エッチバックは、フッ化水素酸緩衝溶液(ＢＨＦ)、希釈したフッ化水素酸(ＤＨＦ)、またはドライエッチングのうちのいずれか一つにより行われる請求項７に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、液晶ディスプレイの製造方法に関し、特に、前記液晶ディスプレイに使用されるポリシリコン半導体層について、表面粗さを減少させたポリシリコン半導体層を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)技術の開発において、多結晶シリコン、またはポリシリコンは、アモルファスシリコンよりも優れた半導体層の選択肢となった。製造プロセスにおいて、アモルファスシリコンの層は最初に絶縁基板の上に堆積される。アモルファスシリコンの層は、いくつかの従来の方法を介して結晶させることができる。低温でのエキシマレーザアニール法(ＥＬＡ)、高温での固相成長法(ＳＰＣ)、連続性結晶粒成長
(ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｇｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ；ＣＧＧ)、誘導性金属結晶化 (ｍｅｔａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＭＩＣ)、誘導性金属側面結晶化(ｍｅｔａｌ
ｉｎｄｕｃｅｄ ｌａｔｅｒａｌ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ＭＩＬＣ)、及び連続性側面固体化 (ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　ｌａｔｅｒａｌ　ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＳＬＳ)を含んでおり、これらの方法は無酸素の環境下で行われる。
【０００３】
結晶化プロセスで考慮すべき重要なことは、ポリクリスタルの結晶粒のサイズである。仮に粒子のサイズが小さすぎる場合、ポリシリコン層は低電子の機動性と高い抵抗性を示し、これらのことは薄膜トランジスタＬＣＤの電気特性に悪影響を与える可能性がある。特に、低電子の移動度と高抵抗は、画素のコンデンサが十分に充電されるのを妨げる可能性があり、これによりディスプレイコントラストが正確に表示されるのを妨げたり、周辺駆動回路の操作エラーを引き起こす可能性がある。
【０００４】
しかしながら、粒子サイズの大きいポリシリコン層は表面が粗くなり、粒子サイズの大きさが増すほど、表面粗さも増す。薄膜トランジスタＬＣＤの製造プロセスでは、ゲート絶縁体層はポリシリコン層の上に形成される。ゲート絶縁体層は通常、ポリシリコン層の上に形成されるシリコン酸化層(ＳｉＯ２)である。その結果、ポリシリコンの表面の粗さはゲート絶縁体層の特性を左右することになる。更に、仮に表面が粗すぎる場合、ポリシリコンの表面の凸部の先端に電界の集中が起こり、リーク電流を生じさせる。画素にあるリーク電流はＬＣＤ画素のスレッショルド電圧を変化させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題を解決するため、本発明の目的は表面粗さを減少させたＬＣＤのポリシリコン半導体層を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶ディスプレイの製造方法は、基板を提供するステップ、前記基板上に絶縁体層を形成するステップ、前記絶縁体層上にアモルファスシリコン層を堆積するステップおよび、酸素環境で前記アモルファスシリコン層を結晶化することで、その結晶化されたシリコン層の表面粗さを減少させるステップを含む。
【０００７】
一形態において、アモルファスシリコン層を結晶させるステップは、アッシング(灰化)、オゾン、エキシマ紫外線、または高速熱処理のうちの一つで行われる。
【０００８】
また、本発明のシリコン結晶化の方法は、絶縁基板を提供するステップ、
前記基板上にアモルファスシリコン層を堆積するステップ、酸素環境で前記アモルファスシリコン層を結晶することで、その結晶化されたシリコン層の表面粗さを減少させるステップ、前記アモルファスシリコン層の結晶と同時に前記アモルファスシリコン層を酸化することで、ゲート絶縁体層を形成するステップを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシリコン結晶化の方法によれば、結晶化プロセスを酸素環境において行なうため、同時にシリコン層の表面が酸化され、シリコン層表面の粗さを減少することができる。よって、ディスプレイのコントラストが正確に表示され、周辺駆動回路がエラーをおこさなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施例を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００１１】
一般に、アモルファスシリコン層の結晶プロセス化の中で、ポリシリコンの転位は、ポリシリコン層に粗い表面を形成させる主な原因の一つである。ポリシリコン結晶の転位は、通常、結晶粒界に生じる。更に、ポリシリコン転位が生じた位置のまわりでの結晶過程の具合いは他の位置より悪く、ダングリングボンドの高濃縮を招くことになる。しかしながら、ダングリングボンドはより酸化プロセスを助長し、他の場所で生産される酸化シリコンに比べて高い密度を有する酸化シリコンを生成する。従って、本発明はシリコン結晶化と、ポリシリコン層の表面に形成される酸化シリコンの作製或いは厚さを増加する方法を提供する。
絶縁層は、このように電流の漏洩を防ぐために高密度を備えた酸化シリコンを形成した。同時に、本発明は酸化処理プロセスにより表面粗さを減少させたポリシリコンの表面を備える方法を提供する。本発明は、更に、ポリシリコン層の表面粗さを更に減少させる追加ステップを提供する。
【００１２】
図１は、本発明に基づいた製造プロセスの断面図を示している。図1に見られるように、基板１０が提供されパターニングされている。絶縁体１２の第1の層は基板１０の上に形成され、シリコン層１４は絶縁体１２の上に形成される。特に、アモルファスシリコン層１４は絶縁体１２の上に堆積され、アモルファスシリコン層１４は従来のいずれかの堆積法で堆積されることができる。
【００１３】
次に、アモルファスシリコン層１４が結晶化され、同時に、酸化シリコン層１６またはゲート絶縁体は、シリコン層１４の上に形成される。結晶化プロセスは、シリコン層１４の表面粗さを減少するために、シリコン層１４の表面に同時に酸化が起こるような酸素環境で行われる。結晶化はアッシング(灰化)、オゾン（Ｏ３）、エキシマ紫外線(ＥＵＶ)、或いは高速熱処理(ＲＴＰ)、或いは昇温状態のオーブンまたはホットプレートで行うことができる。結晶化プロセスの中で、ゲート絶縁体１６はまず自然酸化物として形成される。ゲート絶縁体１６の厚さは結晶化プロセスの時間により増加させたり、コントロールしたりすることができる。
【００１４】
シリコン層１４の表面粗さは、フッ化水素酸緩衝溶液(ＢＨＦ)、希釈したフッ化水素酸(ＤＨＦ)、またはドライエッチングを用いてゲート絶縁体１６をエッチバックすることにより更に減少させることができる。ゲート絶縁体１６は、部分的に或いは完全にエッチングすることができる。仮にゲート絶縁体１６が完全にエッチングされた場合、追加の酸化ステップがシリコン層１４の上にゲート絶縁体を形成するために行われることになる。
【００１５】
　以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液晶ディスプレイの製造プロセスの断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０　基板　
１２　絶縁体
１４　シリコン層
１６　ゲート絶縁体
【図１】
2004088103.tif 000003