(57)【要約】【課題】　非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する工程において形成される突起を除去し、製造工程を単純化する。【解決手段】　絶縁基板の上に非晶質シリコン薄膜を形成し、少なくとも二つ以上の異なる透過率を有する透過領域のスリットパターンを有する多結晶化用マスクを利用してレーザー光線を局部的に照射し、非晶質シリコン薄膜を結晶化して多結晶シリコン薄膜を形成する。次に、多結晶シリコン薄膜をパターニングして半導体層を形成し、半導体層を覆うゲート絶縁膜を形成した後、半導体層のゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する。次に、半導体層に不純物を注入してゲート電極を中心として両側にソース及びドレーン領域を形成し、ソース及びドレーン領域と各々電気的に連結されるソース及びドレーン電極を各々形成する。【選択図】　　　図１
2004111972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　光を照射する時、スリットパターンの透過領域に前記光を局部的に通過させて非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化するために使用する多結晶化用マスクであって、
　前記透過領域は少なくとも二つ以上の異なる透過率を有している、多結晶化用マスク。
【請求項２】
　前記マスクは、前記スリットパターンが第１透過率を有する第１領域と第２透過率を有する第２領域とを含む、請求項１に記載の多結晶化用マスク。
【請求項３】
　前記第１領域の前記スリットパターンには半透過膜が形成されており、前記第２領域の前記スリットパターンは開口部で構成されている、請求項２に記載の多結晶化用マスク。
【請求項４】
　前記第１領域のスリットパターンと第２領域のスリットパターンとは、半ピッチずらして配置されている、請求項３に記載の多結晶化用マスク。
【請求項５】
　前記第１領域及び第２領域において、前記スリットパターンは二列に配列されている、請求項４に記載の多結晶化用マスク。
【請求項６】
　前記第１領域及び第２領域は交互に配置されている、請求項１に記載の多結晶化用マスク。
【請求項７】
　絶縁基板の上に非晶質シリコン薄膜を形成する段階と、
　少なくとも二つ以上の異なる透過率を有する透過領域のスリットパターンを有する多結晶化用マスクを利用して光を局部的に照射し前記非晶質シリコン薄膜を結晶化して多結晶シリコン薄膜を形成する段階と、
　前記多結晶シリコン薄膜をパターニングして半導体層を形成する段階と、
　前記半導体層を覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、
　前記半導体層の前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する段階と、
　前記半導体層に不純物を注入して前記ゲート電極を中心として両側にソース及びドレーン領域を形成する段階と、
　前記ソース及びドレーン領域と各々電気的に連結されるソース及びドレーン電極を各々形成する段階と、
　を含む薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
　前記ドレーン電極を露出させる接触孔を有する保護膜を形成する段階と、
　前記接触孔を通じて前記ドレーン電極と連結されている画素電極を形成する段階と、
　をさらに含む、請求項７に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
　前記多結晶化用マスクの前記スリットパターンが、第１透過率を有する第１領域と第２透過率を有する第２領域とを含む、請求項７に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
　前記第１領域の前記スリットパターンには半透過膜が形成されており、前記第２領域の前記スリットパターンは開口部で構成されている、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】
　前記第１領域のスリットパターンと前記第２領域のスリットパターンとは、半ピッチずらして配置されている、請求項１０に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
　前記第１領域及び第２領域において、前記スリットパターンは二列に配列されている、請求項１１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
　前記第１領域及び第２領域は交互に配置されている、請求項１２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は多結晶化用マスク及びこれを利用した薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　一般に液晶表示装置は、電極が形成されている二つの基板及びその間に注入されている液晶物質を含む。二つの基板は、周縁に印刷された封印材で結合されていて、液晶物質を封じ込んでいる。また、基板間の間隔は両基板の間に配置されたスペーサにより維持されている。
【０００３】
　このような液晶表示装置は、二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板各部の画素領域を透過する光量を調節することによって画像を表示する装置である。この時、電界形成用電極に伝達される信号を制御するために薄膜トランジスタを使用する。
【０００４】
　液晶表示装置に用いられる最も一般的な薄膜トランジスタは、非晶質シリコンを半導体層として使用する。
【０００５】
　このような非晶質シリコン薄膜トランジスタは、大略０．５乃至１cm2/Vsec程度のキャリア移動度を有し、液晶表示装置のスイッチング素子としては使用可能であるが、移動度が小さい。そのため、液晶または有機ELなどの表示装置で直接駆動回路を形成するのには不十分な短所がある。
【０００６】
　したがって、このような問題点を克服するために、キャリア移動度が大略２０乃至１５０cm2/Vsec程度になる多結晶シリコンを半導体層として使用する多結晶シリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置または有機EL表示装置が開発されている。多結晶シリコン薄膜トランジスタは比較的高いキャリア移動度を持っているので、駆動回路を表示装置用パネルに内蔵するチップインガラス（Chip In Glass）を実現することができる。
【０００７】
　現在低い融点を有するガラス基板上部に多結晶シリコンの薄膜を形成する方法のうち最も多く使われる方法は、エキシマーレーザニーリング技術である。この方法では、基板の上部に直接非晶質シリコンを積層して非晶質シリコンが吸収する波長帯のエキシマーレーザ光を照射し、非晶質シリコンを１４００℃程度の温度で瞬間的に溶融冷却し、結晶化させて多結晶にする。この時、結晶粒の大きさは、３０００-５０００Å程度で比較的均一な粒子サイズが形成され、結晶化に要する時間は３０-２００nsに過ぎず、有機基板にも損傷を与えない。しかし、不均一な結晶粒界によって薄膜トランジスタの間の電気的な特性に対する均一度を低下させたり、粒子の微細構造を調節することが難しい短所を有している。
【０００８】
　このような問題点を解決するために、結晶粒界の分布を人為的に調節することができる順次的側面固相結晶化工程が開発されている。これはレーザ照射された液相領域とレーザ照射されなかった固相領域との境界で、その境界面に対して垂直方向に多結晶シリコンの結晶粒が成長するという事実を利用した技術である。この時、レーザ光はスリット模様を有するマスクの透過領域を通して照射され、スリットが移動しながら非晶質シリコンのレーザ照射部を完全に溶かして、非晶質シリコン層にスリット模様の液相領域を瞬間的に形成する。次に、液化した非晶質シリコンは冷却されながら結晶化するが、結晶はレーザ照射されなかった固相領域の境界から始まり、その境界面に対して垂直方向に成長し、結晶粒の成長は液相領域の両端からはじまり、両側の結晶先端部が中央で互いに出会えば止まる。このような工程はマスクのスリットパターンを結晶粒の成長方向に移動しながら実施すれば順次的側面固相結晶化は全領域を通じて実施され、この時、結晶粒の大きさはスリットパターンの幅だけ成長させることができる。
【０００９】
　しかし、このような順次的側面固相結晶化工程を実施すると、多結晶シリコン層の表面には４００〜１０００Å程度の突起が結晶粒界に沿って形成されて半導体層の上部に形成されるゲート絶縁膜の界面に応力を誘発させる。これはエキシマーレーザニーリングに比べて１０倍以上大きく現れ、薄膜トランジスタの特性を低下させる原因として作用する。
【００１０】
　また、非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に結晶化する前に、非晶質シリコン層に残留する水素を除去しなければならない。このためには、別途の脱水素工程を追加しなければならないために、製造工程が複雑であるという問題点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
　本発明が解決しようとする課題は、非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する工程で形成される突起を除去することができる多結晶化用マスク及びこれを利用した薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある。
【００１２】
　本発明の他の課題は、製造工程を単純化できる多結晶化用マスク及びこれを利用した薄膜トランジスタ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】
【００１３】
　前記のような課題を解決するために本発明では、透過領域を定義するスリットパターンが少なくとも二つ以上の透過率を有するマスクを利用してエキシマーレーザ結晶化または側面固相結晶化を実施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。
【００１４】
　この時、マスクはスリットパターンが第１透過率を有する第１領域と第２透過率を有する第２領域を含み、第１領域のスリットパターンには半透過膜が形成されており、第２領域の前記スリットパターンは開口部からなるのが好ましい。
【００１５】
　また、第１及び第２領域でスリットパターンは半ピッチだけ外れて配置されており、第１及び第２領域でスリットパターンは二列に配列されていて、第１及び第２領域は交互に配置されているのが好ましい。
【００１６】
　このような本発明によるマスクは薄膜トランジスタの製造方法に適用することができる。
【００１７】
　本発明による薄膜トランジスタの製造方法では、まず絶縁基板の上部に非晶質シリコン薄膜を形成し、少なくとも二つ以上の異なる透過率を有する透過領域のスリットパターンを有する多結晶化用マスクを利用してレーザ光線を局部的に照射して非晶質シリコン薄膜を結晶化して多結晶シリコン薄膜を形成する。次に、多結晶シリコン薄膜をパターニングして半導体層を形成した後、半導体層を覆うゲート絶縁膜を形成し、その上部にゲート電極を形成する。次に、半導体層に不純物を注入してゲート電極を中心として両側にソース及びドレーン領域を形成し、ソース及びドレーン領域と各々電気的に連結されるソース及びドレーン電極を各々形成する。
【００１８】
　ドレーン電極を露出する接触孔を有する保護膜と接触孔を通じてドレーン電極と連結されている画素電極を形成する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１９】
　本発明では異なる透過率を有するスリットパターンの透過領域を有するマスクを利用して結晶化工程を実施することによって、非晶質シリコン薄膜から水素を除去して多結晶シリコン薄膜から突起を除去でき、製造工程を単純化することができ、薄膜トランジスタ特性が低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
　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の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施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なる形態に実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００２１】
　図面で多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の"上に"あると言う時、これは他の部分の"直ぐ上に"ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の"直ぐ上に"あると言う時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００２２】
　次に、本発明の実施例による多結晶化用マスク及びこれを利用した薄膜トランジスタの製造方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、文中のレーザ光としては、レーザでなくても、レーザ光照射と同様に強力なフラッシュランプを用いて照射する光も含むものとする。
【００２３】
　本発明によるマスクは、石英等で形成され紫外線を透過させるマスク基板と、金属クロム等で形成された不透過膜と、モリブデンシリサイドなどで形成された半透過膜と、の積層構造を有する。さらに、長方形のスリットとして、不透過膜のみ切除して形成した半透過領域と、不透過膜と半透過膜を共に切除して形成した全透過領域とを備える。
【００２４】
　なお、透過領域とは半透過領域と全透過領域の総称である。
【００２５】
　マスクの一例としては、縦２ｍｍで横３ｍｍの領域を縦長の３領域（6列）に等分、左右両端領域を半透過領域Ａとし中央領域を全透過領域Ｂとして、各領域に図１のような互い違いのスリットを、基本寸法が横長さ500ミクロン×縦幅100ミクロン、各領域内の左列と右列の縦方向位置ずれを100ミクロン、縦方向のスリットピッチを200ミクロン、横方向の列ピッチを500ミクロン（横スリットピッチは１ｍｍ）に設定して形成する。なお、実際の寸法は、溶融再結晶化を確実にするために中央領域のスリットを若干大き目にし、例えば502ミクロン×102ミクロンにするとよい。またスリット配置は、各領域のスリット配置パターンが実質的に同じであり、スリット中心が所定ピッチで配置されるようにする。更に、中央領域と左右領域の境界にあるスリット重なり部分は全透過構造とする。
【００２６】
　また、本発明による多結晶化の方法の一例としては、雰囲気が真空吸引状況であり、レーザ光線を非晶質シリコン膜全面に照射するため上記マスクを横方向に500ミクロンずつ移動させ、各位置毎に被照射体またはマスクを発光（または走査一巡）毎にマスクの縦幅（上の例では２ｍｍ）だけ縦方向に移動させ、結果的に高エネルギー照射と低エネルギー照射を全面均一に実現させる。この方法によれば、被照射体上に横幅500ミクロン（＝0.5ｍｍ）の縦長領域が多数形成され、何れの縦長領域も最後の走査は半透過領域を経た低エネルギー照射になるので、（１）低エネルギー照射による脱水素過程、（２）高エネルギー照射による溶融再結晶化つまりＳＬＳ過程、（３）低エネルギー照射による突起除去過程を終えた時に処理完了となり、得られた結晶の品質が良い。この時の照射順序は、（１）不定、（２）低エネルギー照射で脱水素、（３）非照射で水素吸引継続、（４）高エネルギー照射で溶融、（５）非照射で再結晶、（６）低エネルギー照射で突起除去、の順に行われ、所望の操作が被照射体に一様に実施される。なお、上記の真空吸引時に少量のフッ素ガスまたは塩素ガスを流して放出水素を結合させ、水素の再吸着を軽減させる方法も考えられる。
【００２７】
　本発明の実施例では、スリットパターンの透過領域を有するマスクを利用してレーザ光線を通過させ、局部的にレーザ照射された場所だけ、非晶質シリコンを完全に溶かして非晶質シリコン層に液相領域を形成した後、固相領域との境界面に垂直に結晶粒を成長させる順次的側面固相結晶化工程を実施して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する。この時、スリットパターンで定義される透過領域の透過率は少なくとも二つ以上になるようにマスクを設計する。このような本発明の実施例による多結晶化用マスクの構造について図面を参照して具体的に説明する。
【００２８】
　図１は本発明の実施例による多結晶化用マスクの構造を具体的に示した平面図である。
【００２９】
　図１のように、本発明の実施例による多結晶化用マスクは、順次的側面固相結晶化工程で非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に結晶化する時、レーザ光線を局部的に照射する時に使用するマスクである。このマスクには、透過領域を定義するスリットパターン１１１が、縦方向（幅方向）に複数配置されている。この時、各透過率領域Ａ，Ｂ内で互いに隣接する二列のスリットパターン１１１は、互いに縦ピッチの半分だけ外れるように配置されている。このようなスリットパターン１１１は、二列を単位として互いに異なる透過率を有する。つまり、図１におけるＡ領域のスリットパターン１１１は、レーザ光線を一部だけ透過させることができる半透過膜（HT）からなっている。Ｂ領域のスリットパターン１１１は、レーザ光線を完全に透過させることができるように開口部（T）だけからなっている。このような多結晶シリコン用マスクは、クロムなどの不透過膜をパターニングして開口部としてスリットパターン１１１を形成した後、マスク全面の上部に半透過膜を積層し、Ｂ領域だけ半透過膜を除去して形成する。そうなると、Ａ領域の非切除部であるa部分は不透過膜と半透過膜の両方で構成され、Ｂ領域の非切除部であるb部分は不透過膜だけで構成される。
【００３０】
　次に、このような本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した順次的側面固相結晶化工程について、図面を参照して具体的に説明する。この工程では、多結晶化用マスクにはＡ領域とＢ領域とが交互に配置されていて、非晶質シリコン層から水素を除去する段階と、非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階と、突起を除去する段階とが順次に行われる。
【００３１】
　図２a乃至図２fは本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化させる段階を具体的に示した工程図である。
【００３２】
　本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した順次的側面固相結晶化工程では、スリットパターンを形成している透過領域（T、HT）を通じてレーザ光線を照射し、絶縁基板１２０の上部に形成されている非晶質シリコン層１３０を、透過率に応じて、部分的または単位スリット投影部全部を溶かして透過領域（T、HT）に対応する非晶質シリコン層１３０に液相領域１３１または半液相領域を形成し、非晶質シリコン層から水素を除去する段階と非晶質シリコンを結晶化する段階と突起を除去する段階を順次に行なう。順次的固相結晶化工程において、多結晶化用マスクはスリットパターンの長さ方向（横方向）にスリットパターン長の半分、つまり、（１/２）横ピッチだけ移動毎にレーザ光線を照射し、Ａ及びＢ領域でスリットパターン１１１（図１参照）は縦方向に縦ピッチの半分だけ交差するように配置されており、水素を除去する段階と非晶質シリコンを結晶化する段階と突起を除去する段階が全面的に行なわれる。
【００３３】
　まず、図２aのように、絶縁基板１２０の上部に化学気相蒸着工程によって非晶質シリコン層１３０を積層した後、その上に多結晶化用マスク１１０を位置合わせし、レーザ光線を照射する。ここで、非晶質シリコン層１３０を完全に溶融させることができる程度のエネルギーでレーザ光線を照射する。多結晶化用マスク１１０の半透過膜（HT）が形成されているＡ領域では、半透過領域（HT）に対応する非晶質シリコン層１３０は一部だけ溶融されながら液相領域１３１が形成される。この時、非晶質シリコン層１３０に残留する水素が蒸発して脱水素工程が行なわれる。
【００３４】
　次に、図２bのように、多結晶化用マスク１１０を透過率領域の横ピッチ（図１参照） だけ横方向に移動して脱水素工程を経た部分にマスク１１０のＢ領域の開口部（T）が位置するように位置合わせした後、レーザ光線を照射して脱水素工程を経た部分の非晶質シリコン層１３０を完全に液相領域１３１にする。
【００３５】
　次に、図２cのようにレーザ照射工程が終われば液相１３１の非晶質シリコンは冷却されながら結晶化１３３が行われる。レーザが照射されなかった固相領域の境界からその境界面に対して垂直方向に結晶は成長し、結晶化は水平方向に進行する。
【００３６】
　次に、図２dのように結晶粒の成長は液相領域１３１の中央で互いに出会えば止まって結晶粒界を作るが、この時、多結晶シリコン層１３３の中央表面には４００〜１０００Å程度の突起が結晶粒界に沿って形成される。
【００３７】
　次に、図２eのように、多結晶化用マスク１１０を透過率領域の横ピッチだけ横方向に移動させて結晶化工程を経た部分にマスク１１０のＡ領域の半透過領域（HT）が位置するように位置合わせした後、レーザ光線を照射する。ここでも、多結晶シリコン層１３３を完全に溶融させることができる程度のエネルギーでレーザ光線を照射しても、多結晶シリコン用マスク１１０のＡ領域のスリットパターンには半透過膜（HT）が形成されていて、半透過領域（HT）に対応する多結晶シリコン層１３３は一部だけ溶融されながら液相領域１３４が形成され、多結晶シリコン層１３３の表面に形成された突起がなくなる。
【００３８】
　次に、図２fのようにレーザ照射工程が終われば液相１３４の多結晶シリコンは冷却されながら再び結晶化１３３’が行われるが、結晶はレーザが照射されなかった固相領域の境界からその境界面に対して垂直方向に成長する。この時には、既に結晶化された多結晶シリコン層１３３の表面から垂直方向に結晶化が進行する。
【００３９】
　結果的に、異なる透過率を有するスリットパターンの透過領域を有するマスクを利用して側面固相結晶化工程を実施することによって、非晶質シリコン層で水素を除去し、突起を除去しながら非晶質シリコン層１３０を多結晶シリコン層１３３、１３３’に結晶化することができる。
【００４０】
　この時、多結晶化用マスク１１０のスリットパターン１１１がＡ及びＢ領域でスリットパターンの幅だけ互いに交差するように配置されていて非晶質シリコン層の液相領域で結晶粒は縦方向にスリットパターンの幅だけ成長し、二つ以上の領域に分離してスリットパターン１１１を交差するように配置すれば、結晶粒の大きさを所望の大きさに形成することができる。
【００４１】
　次に、このような本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して製造する多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法について具体的に説明する。
【００４２】
　まず、図３を参照して完成した薄膜トランジスタの構造について説明する。
【００４３】
　図３は本発明の実施例による多結晶シリコン薄膜トランジスタの構造を示した断面図である。
【００４４】
　図３のように、絶縁基板１０の上には、チャンネル領域２１と、チャンネル領域２１を中心に両側に各々形成されているソース及びドレーン領域２２、２３とを有し、多結晶シリコンからなる半導体層２０が形成されている。ここで、ソース及びドレーン領域２２、２３は、n型またはp型の不純物がドーピングされており、シリサイド層を含むことができる。また、半導体層２０の上には、製造工程時に半導体層２０の表面に結晶粒界に沿って突起が形成されることを防止するために平坦化膜９０が形成されている。この時、平坦化膜９０はレーザを透過させることができる誘電材料であって、酸化ケイ素または窒化ケイ素などが使用可能であり、１００〜１５００Å範囲の厚さが好ましい。
【００４５】
　基板１０の上には半導体層２０を覆う酸化ケイ素や窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０が形成されており、チャンネル領域２１上のゲート絶縁膜３０上にはゲート電極４０が形成されている。この時、図面には示されていないが、ゲート絶縁膜３０の上にはゲート電極４０と連結されているゲート線が追加され得る。
【００４６】
　ゲート絶縁膜３０の上にはゲート電極４０を覆う層間絶縁膜５０が形成されており、ゲート絶縁膜３０と層間絶縁膜５０は半導体層２０のソース及びドレーン領域２２、２３を露出する接触孔５２、５３を有している。
【００４７】
　層間絶縁膜５０の上には接触孔５２を通じてソース領域２２と連結されているソース電極６２とゲート電極４０を中心にソース電極６２と対向して接触孔５３を通じてドレーン領域２３と連結されているドレーン電極６３が形成されている。この時、層間絶縁膜５０の上には図面に示されていないが、ソース電極６２と連結されているデータ線が追加的に形成され得る。
【００４８】
　層間絶縁膜５０の上には窒化ケイ素または酸化ケイ素、SiOC、SiOF或いは有機絶縁物質からなる保護膜７０が形成されており、その上には保護膜７０の接触孔７２を通じてドレーン電極６３と連結されている画素電極８０が形成されている。
【００４９】
　この時、このような薄膜トランジスタには基板１０と半導体層２０との間にバッファー層を追加することができる。
【００５０】
　次に、本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法について図３及び図４a乃至４fを参照して説明する。
【００５１】
　図４ａ乃至図４ｆは本発明の実施例による多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【００５２】
　まず、図４aのように、基板１０の上に、非晶質シリコンを低圧化学気相蒸着、プラズマ化学気相蒸着またはスパッタリング方法で積層する。その後、その上に図１のように、多結晶化用マスク１１０を位置合わせしてレーザを照射し、非晶質シリコン薄膜を溶融させた後、冷却しながら結晶粒を成長させるエキシマーレーザ結晶または側面固相結晶化工程を実施して多結晶シリコン薄膜２５を形成する。この時、図１のように異なる透過率を有するスリットパターンの透過領域を有するマスクを利用して結晶化工程を実施することによって、非晶質シリコン薄膜で水素を除去し、多結晶シリコン薄膜２５から突起を除去することができる。したがって、別途の脱水素工程を省略し、製造工程を単純化することができ、薄膜トランジスタ特性が低下することを防止することができる。
【００５３】
　次に、図４bのように、薄膜トランジスタ基板用マスクを利用した写真エッチング工程で多結晶シリコン薄膜２５をパターニングし、半導体層２０を形成する。
【００５４】
　次に、図４cのように、酸化ケイ素や窒化ケイ素を蒸着してゲート絶縁膜３０を形成した後、ゲート配線用導電性物質を積層し、パターニングして半導体層２０のチャンネル領域２１上にゲート電極４０を形成する。次に、ゲート電極４０をマスクとして半導体層２０にn型またはp型の不純物をイオン注入し、活性化しチャンネル領域２１を中心として両側にソース及びドレーン領域２２、２３を形成する。
【００５５】
　次に、図４dのように、ゲート絶縁膜３０の上にゲート電極４０を覆う層間絶縁膜５０を形成した後、層間絶縁膜５０とゲート絶縁膜３０とをパターニングし、半導体層２０のソース及びドレーン領域２２、２３を露出する接触孔５２、５３を形成する。
【００５６】
　次に、図４eのように、絶縁基板１０の上にデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、接触孔５２、５３を通じてソース及びドレーン領域２２、２３と各々連結されるソース及びドレーン電極６２、６３を形成する。
【００５７】
　次に、図４fのように、絶縁基板１０の上に絶縁物質を積層して保護膜７０を形成し、パターニングしてドレーン電極６３を露出する接触孔７２を形成する。
【００５８】
　次に、図３のように保護膜７０の上にITOまたはIZOなどのような透明な導電物質または反射性を有する導電物質を積層してパターニングし画素電極８０を形成する。
【００５９】
　また、画素電極を形成する工程まで説明して薄膜トランジスタの製造工程を説明したが、本発明の技術は有機ELなどの表示装置にスイッチング素子として用いられる多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造工程にも同様に適用することができる。
【００６０】
　以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例による多結晶化用マスクの構造を示した平面図である。
【図２ａ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階を具体的に示した工程図である。
【図２ｂ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階を具体的に示した工程図である。
【図２ｃ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階を具体的に示した工程図である。
【図２ｄ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階を具体的に示した工程図である。
【図２ｅ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階を具体的に示した工程図である。
【図２ｆ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する段階を具体的に示した工程図である。
【図３】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用して完成した多結晶シリコン薄膜トランジスタ基板の構造を示した断面図である。
【図４ａ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【図４ｂ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【図４ｃ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【図４ｄ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【図４ｅ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【図４ｆ】本発明の実施例による多結晶化用マスクを利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法をその工程順序によって示した断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０　基板
２０　半導体層
２２　ソース領域
２３　ドレーン領域
２５　多結晶シリコン薄膜
３０　ゲート絶縁膜
４０　ゲート電極
５０　層間絶縁膜
５２、５３、７２　接触孔
６２　ソース電極
６３　ドレーン電極
７０　保護膜
８０　画素電極
９０　平坦化膜
１１１　スリットパターン
１２０　絶縁基板
１３０　非晶質シリコン層
１３１、１３４　液相領域
１３３、１３３’　多結晶シリコン層
【図１】
2004111972.tif 000003
【図２ａ】
2004111972.tif 000004
【図２ｂ】
2004111972.tif 000005
【図２ｃ】
2004111972.tif 000006
【図２ｄ】
2004111972.tif 000007
【図２ｅ】
2004111972.tif 000008
【図２ｆ】
2004111972.tif 000009
【図３】
2004111972.tif 000010
【図４ａ】
2004111972.tif 000011
【図４ｂ】
2004111972.tif 000012
【図４ｃ】
2004111972.tif 000013
【図４ｄ】
2004111972.tif 000014
【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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