FR2879345A1 - Laser`s mask for liquid crystal display device, has three blocks, each with periodic pattern with multiple transmitting regions and one blocking region, where patterns have respective positions that are different from each other - Google Patents

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Abstract

The mask has three blocks, each including a periodic pattern with multiple transmitting regions and a blocking region. The patterns of the three blocks have respective positions, where the positions are different from each other. The three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle and six of the equilateral triangles form a regular hexagon when the three periodic patterns are arranged in a block. Independent claims are also included for the following: (A) a display device (B) a method for manufacturing a display device.

Description

MASQUE POUR LASER ET PROCEDE DE CRISTALLISATIONMASK FOR LASER AND CRYSTALLIZATION METHOD

UTILISANT LE MASQUEUSING THE MASK

La présente invention concerne un masque pour laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque, et plus particulièrement, un masque pour laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque qui peuvent améliorer les caractéristiques de cristallisation de films minces de silicium.  The present invention relates to a mask for a laser and a method of crystallization using the mask, and more particularly to a mask for a laser and a method of crystallization using the mask that can improve the crystallization characteristics of silicon thin films.

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 couche mince 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.  Recently, due to the need for information displays, especially for portable displays of information, thin film type flat panel display (FDP) devices have been actively researched and marketed in the United States. they are replacing cathode ray tubes (CRTs). On these flat panel displays, a liquid crystal display (LCD) displays images using optical anisotropy of the liquid crystal. An LCD device can be used for laptops, desktop monitors, and other display devices because of its excellent resolution, color rendering capability, and image quality.

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 films 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 1968 sous forme d'un téléviseur portable avec un écran à cristaux liquides de 3 pouces.  A method controlling an active matrix (MA), a typical control method used in the LCD device, controls each pixel of the LCD device using an amorphous silicon thin film transistor (a-Si TFT) serving as a switching device. The technique employing a-Si TFT transistors has been described by English LeComber et al. in 1979 and was marketed in 1968 as a portable television with a 3-inch LCD screen.

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 des recherches 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.  Recently, an LCD-TFT device with a display area of more than 50 inches has been developed. However, the field effect mobility of the TFT transistors at a-Si is about 1 cm2 / Vs, which precludes its use in peripheral circuits that apply signals to the pixels, because the peripheral circuits generally operate at more than 1 cm2 / Vs. 1 MHz. Therefore, research has been actively pursued to simultaneously form switching transistors in a pixel area and peripheral circuits in a control circuit area on a glass substrate using a polycrystalline silicon (poly-Si) TFT transistor. having a field effect mobility greater than that of the a-Si TFT transistor.

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 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.  The poly-Si TFT transistor has been implemented for small flat-screen displays, such as camcorder eyepieces, while a color television with a liquid crystal display was developed in 1982. Such a TFT transistor has low photosensitivity and high field effect mobility, and can be directly fabricated on a substrate to form control circuits. Increased mobility can increase the operating frequency of the control circuits. The frequency capacity of the control circuits determines the number of pixels that can be controlled while maintaining adequate display capacity. More specifically, the increase in frequency decreases the charging time of a signal applied to a pixel so that the distortion of the signal is decreased and the image quality increases. Compared to the a-Si TFT transistor, which has a high control voltage of about 25 V, the poly-Si TFT transistor, which has a control voltage of less than 10 V, consumes less power.

Le transistor TFT à poly-Si peut être fabriqué en déposant directement un film mince de silicium polycristallin sur un substrat ou en déposant un film 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 un film mince de silicium amorphe sont le procédé de cristallisation à phase solide (SPC) et le procédé de recuit avec un laser à Excimer (ELA).  The poly-Si TFT transistor may be manufactured by directly depositing a polycrystalline silicon thin film on a substrate or by depositing a thin film of amorphous silicon which is then crystallized by a thermal process. In order to be able to use an inexpensive glass for the substrate, low temperature processes are used, and, in order to be able to use the poly-Si TFT transistor for control circuits, a method that increases the mobility is used. field effect. In general, heat treatment processes for crystallizing an amorphous silicon thin film are the Solid Phase Crystallization (SPC) method and the Excimer Laser Annealing (ELA) method.

Le procédé SPC forme un film mince de silicium polycristallin à une basse température de 600 C environ. Dans ce procédé, un film mince de silicium polycristallin est formé en déposant un film 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. Un film 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.  The SPC process forms a polycrystalline silicon thin film at a low temperature of about 600 ° C. In this method, a polycrystalline silicon thin film is formed by depositing a thin film of amorphous silicon on a glass substrate having a low melting point and then performing a slow heating process at about 600 ° C for a maximum of 10 minutes. hours. A polycrystalline silicon thin film obtained by the SPC method has relatively large grains of the order of several m (micrometers). However, these grains have many defects. Although they are not as bad as grain boundaries in a poly-Si TFT transistor, these defects are detrimental to the performance of a poly-Si TFT transistor.

Le procédé de recuit par laser à Excimer est un procédé typique de fabrication 30.. d'un transistor TFT à poly-Si à basse température. Le laser cristallise un film mince de silicium amorphe en irradiant un faisceau laser à haute énergie sur le film 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. Un film mince de silicium polycristallin fabriqué par le procédé laser présente également d'excellentes caractéristiques électriques, en comparaison à un film mince de silicium polycristallin fabriqué par un procédé classique de traitement thermique. Par exemple, la mobilité d'effet de champ d'un transistor TFT à poly-Si fabriqué par le procédé de laser à Excimer 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 cm2/Vs et la mobilité d'effet de champ d'un transistor TFT à poly-Si fabriqué par un procédé classique de traitement thermique étant de 10 à 20 cm2/Vs (IEEE Trans. Electron Devices, vol. 36, n 12, p. 2868, 1989).  The excimer laser annealing process is a typical method of manufacturing a low temperature poly-Si TFT transistor. The laser crystallizes an amorphous silicon thin film by irradiating a high energy laser beam on the amorphous silicon thin film for a period of ten nanoseconds. In this process, the amorphous silicon is melted and crystallized for a very short time so that the glass substrate is not damaged. A polycrystalline silicon thin film manufactured by the laser process also has excellent electrical characteristics, as compared to a polycrystalline silicon thin film made by a conventional heat treatment process. For example, the field effect mobility of a poly-Si TFT transistor manufactured by the Excimer laser process is greater than 100 cm 2 / Vs, the field effect mobility of a TFT transistor to a. If being from 0.1 to 0.2 cm 2 / Vs and the field effect mobility of a poly-Si TFT transistor manufactured by a conventional heat treatment process being 10 to 20 cm 2 / Vs (IEEE Trans. Electron Devices, 36, 12, 2868, 1989).

Un procédé de cristallisation utilisant un laser sera désormais décrit ci-après en détail. La figure 1 est un graphique illustrant la relation entre la taille d'un grain d'un film mince de silicium polycristallin et la densité d'énergie d'un laser utilisé pour former le film mince de silicium polycristallin.  A crystallization process using a laser will now be described in detail below. Fig. 1 is a graph illustrating the relationship between the grain size of a polycrystalline silicon thin film and the energy density of a laser used to form the polycrystalline silicon thin film.

Comme on peut le voir sur la figure 1, dans les première et deuxième régions I et II, lorsque la densité d'énergie augmente, la taille d'un grain du film mince de silicium polycristallin augmente, comme cela est exposé dans IEEE Electron Device Letters, DEL-7, 276, 1986. Toutefois, dans la troisième région III, lorsque la densité d'énergie devient supérieure à une densité d'énergie spécifique Ec, la taille d'un grain du film mince cristallisé de silicium polycristallin diminue radicalement. C'est- à-dire, selon le graphique montré sur la figure 1, le mécanisme de cristallisation pour le film mince de silicium devient différent lorsque la densité d'énergie est supérieure à une densité d'énergie spécifique Ec.  As can be seen in FIG. 1, in the first and second regions I and II, as the energy density increases, the grain size of the polycrystalline silicon thin film increases, as discussed in IEEE Electron Device. Letters, DEL-7, 276, 1986. However, in the third region III, when the energy density becomes greater than a specific energy density Ec, the size of a grain of the crystallized thin film of polycrystalline silicon decreases drastically. . That is, according to the graph shown in Fig. 1, the crystallization mechanism for the silicon thin film becomes different when the energy density is greater than a specific energy density 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, 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.  FIGS. 2A to 2C, 3A to 3C and 4A to 4C are cross-sectional views illustrating silicon crystallization mechanisms according to the energy densities of the laser of FIG. 1. That is to say, they illustrate a sequential crystallization process according to each energy density of the laser. An amorphous silicon crystallization mechanism by laser annealing is influenced by many factors, such as the irradiation conditions of the laser including laser energy density, irradiation pressure, substrate temperature, and physical / geometrical characteristics including the absorption coefficient, the thermal conductivity, the mass, the degree of impurity contained and the thickness of the amorphous silicon layer.

Premièrement, comme le montrent les figures 2A à 2C, la première région (I) de la figure 1 est une région de fusion partielle, et un film mince de silicium amorphe 12 n'est cristallisé que jusqu'à la ligne en pointillés et la taille d'un grain G1 formé à cet instant est de l'ordre de quelques centaines d'angstrôms. Lorsqu'un faisceau laser est irradié sur le film mince de silicium amorphe 12 sur un substrat 10 où est formée une couche tampon 11, le film mince de silicium amorphe 12 est fondu. A cet instant, parce que l'énergie laser élevée est directement irradiée sur une surface du film mince de silicium amorphe 12 et l'énergie laser relativement faible est irradiée sur une partie inférieure du film mince de silicium amorphe 12, une certaine partie du film mince de silicium amorphe 12 est fondue. Il en résulte que la cristallisation est partiellement réalisée.  First, as shown in FIGS. 2A-2C, the first region (I) of FIG. 1 is a partial melting region, and a thin film of amorphous silicon 12 is crystallized only up to the dashed line and the The size of a grain G1 formed at this moment is of the order of a few hundred angstroms. When a laser beam is irradiated on the amorphous silicon thin film 12 on a substrate 10 where a buffer layer 11 is formed, the amorphous silicon thin film 12 is melted. At this time, because the high laser energy is directly irradiated on a surface of the amorphous silicon thin film 12 and the relatively low laser energy is irradiated on a lower portion of the amorphous silicon thin film 12, a certain portion of the film Thin amorphous silicon 12 is melted. As a result, crystallization is partially achieved.

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'un film mince de silicium amorphe est fondue par une irradiation du laser, la fusion secondaire dans laquelle une partie plus basse du film 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.  Typically in the laser crystallization process, the crystals grow through primary melting processes in which a surface layer of a thin amorphous silicon film is melted by laser irradiation, the secondary melting in which a more The bottom of the amorphous silicon thin film is melted by the latent heat generated during the solidification of the molten silicon and the solidification of the lower layer. These crystal growth processes will be explained in more detail.

Un film 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 lo 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.  An amorphous silicon thin film on which a laser beam is irradiated has a melting temperature above 1000 C and melts mainly to pass lo in a liquid state. Because there is a large difference in temperature between the melted layer on the surface and the lower silicon and the substrate, the melted layer on the surface cools rapidly until solid phase nucleation and solidification are completed. The surface layer is melted until solid phase nucleation and solidification are complete. The melting state lasts a long time when the energy density of the laser is high or the thermal release to the outside is low. Because the surface layer melts at a temperature below the melting point of 1400 C for crystalline silicon, the surface layer cools and retains a superfluous state in which the temperature is below the phase transition temperature.

Plus l'état surfondu est grand, c'est-à-dire, plus la température de fusion du film 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 le film mince plus bas de silicium amorphe fond. Ensuite a lieu la solidification du film 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 le film 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 limitant l'énergie laser absorbée dégagée vers l'extérieur. Des exemples de procédés pour contenir 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.  The greater the supercooled state, ie, the lower the melting temperature of the thin film, or the faster the cooling rate, the greater the nucleation rate at the time of solidification so that fine crystals grow during solidification. If the solidification starts when the molten surface layer cools, crystals grow in an upward direction from a crystal core. At this time, the latent heat is generated during the phase transition of the molten surface layer from the liquid state to the solid state, and thus the secondary melting begins when the lower amorphous silicon thin film melts. Then the solidification of the amorphous silicon thin film takes place below. At this time, the core generation rate of the second lower molten layer increases because the lower amorphous silicon thin film is more superfluous than the first molten layer. Thus, the crystal size resulting from the second molten layer is smaller. As a result, the cooling rate of the solidification has been reduced in order to improve the crystalline characteristics. The cooling rate can be reduced by limiting the laser energy released to the outside. Examples of methods for containing energy are substrate heating, two-ray irradiation, or insertion of an insulating buffer layer between the substrate and the amorphous silicon layer.

Les figures 3A à 3C sont des vues en coupe transversale illustrant le mécanisme de cristallisation du silicium de la deuxième région (II) de la figure 1 dans lequel la deuxième région (II) représente une région presque complètement cristallisée.  Figs. 3A-3C are cross-sectional views illustrating the crystallization mechanism of the silicon of the second region (II) of Fig. 1 wherein the second region (II) represents an almost completely crystallized region.

En référence aux figures 3A à 3C, un film 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 le film mince de silicium amorphe 12, presque tout le film 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 le film 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 du film mince de silicium polycristallin ont différentes directions de cristallisation, d'où il en résulte des caractéristiques de cristallisation non uniformes.  With reference to FIGS. 3A to 3C, a polycrystalline silicon thin film has relatively large grains 30A to 30C of about 3000 to 4000Å formed at the interface of the lower buffer layer 11. When an almost complete melting energy, not a complete fusion energy, is irradiated on the amorphous silicon thin film 12, almost all the amorphous silicon thin film 12 close to the buffer layer 11 background. At this time, solid seeds that have not been melted at the interface between the molten silicon thin film 12 'and the buffer layer 11 act as a nucleus of crystallization to induce lateral growth, thereby forming the relatively large grains 30A to 30C (J. Appl Phys 82, 4086). However, because this crystallization occurs only when the energy of the laser is such that the solid seeds remain on the interface with the buffer layer 11, the margin of the process is very limited. In addition, because the solid seeds 35 are non-uniformly generated, the crystallized grains 30A-30C of the polycrystalline silicon thin film have different crystallization directions, resulting in non-uniform crystallization characteristics.

Les figures 4A à 4C sont des vues en coupe transversale illustrant le mécanisme de cristallisation du silicium de la troisième région (III) de la figure 1 correspondant à une région complètement cristallisée.  Figs. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating the crystallization mechanism of the silicon of the third region (III) of Fig. 1 corresponding to a fully crystallized region.

En référence aux figures 4A à 4C, de très petits grains 30 sont irrégulièrement formés avec une densité d'énergie correspondant à la troisième région (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 le film mince de silicium amorphe 12, ne laissant aucuns germes solides qui pourraient croître pour former des grains. Après cela, le film 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.  With reference to FIGS. 4A to 4C, very small grains 30 are irregularly formed with an energy density corresponding to the third region (III). When the energy density of the laser becomes greater than a specific energy density Ec, sufficient energetic energy is applied sufficiently to fully melt the amorphous silicon thin film 12, leaving no solid seeds that could grow to form grains. After that, the silicon thin film 12 'which has been melted upon reception of the high energy laser beam is subjected to a rapid cooling process which generates a plurality of uniform cores 35 and thus fine grains 30.

Par ailleurs, un procédé de recuit par laser à Excimer employant un laser de type à impulsions est typiquement utilisé pour la cristallisation par 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.  Furthermore, an Excimer laser annealing process employing a pulsed type laser is typically used for laser crystallization, and a Sequential Lateral Solidification (SLS) process, which shows a remarkable improvement in crystallization characteristics by growing. grains in a horizontal direction, has recently been proposed and extensively studied.

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.  Lateral lateral solidification (SLS) utilizes the fact that grains grow laterally from an interface between liquid phase silicon and solid phase silicon (Robert S. Sposilli, MA Crowder and James S. Im, Mat Res Res. Symp., Proc Vol 452, 956-957, 1997). In this process, grains grow laterally with a predetermined length by adjusting the energy density of the laser and the irradiation range of a laser beam, thereby increasing the size of the silicon grains.

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 antérieur.  This sequential lateral solidification is an example of lateral solidification (LS), and the crystallization mechanism with respect to solidification LS will be described hereinafter with reference to the accompanying drawings. Figs. 5A-5C are cross-sectional views illustrating a sequential crystallization process according to prior art.

En référence à la figure 5A, lorsqu'un laser a une densité d'énergie dans la troisième région (III) de la figure 1 et que la densité d'énergie capable de faire fondre complètement un film mince de silicium amorphe 112, est irradiée sur une partie d'un film mince de silicium amorphe 112, la partie du film de silicium amorphe fond complètement. Un masque avec des motifs peut être employé pour former une région irradiée par le laser et une région non irradiée par le laser. A ce moment, comme le montrent les figures 5B et 5C, parce que le laser a une énergie suffisante, le film mince de silicium amorphe 112 irradié par le laser peut être complètement fondu. Toutefois, le faisceau laser est irradié à certains intervalles sur le film mince de silicium amorphe 112, des cristaux croissent à partir de l'interface entre le film mince de silicium 112 de la région non irradiée par le laser (phase solide) et le film mince de silicium fondu 112' (phase liquide).  With reference to FIG. 5A, when a laser has an energy density in the third region (III) of FIG. 1 and the energy density capable of completely melting an amorphous silicon thin film 112 is irradiated on a portion of an amorphous silicon thin film 112, the portion of the amorphous silicon film melts completely. A mask with patterns can be used to form a laser irradiated region and a non-laser irradiated region. At this time, as shown in FIGS. 5B and 5C, because the laser has sufficient energy, the amorphous silicon thin film 112 irradiated by the laser can be completely melted. However, the laser beam is irradiated at certain intervals on the amorphous silicon thin film 112, crystals grow from the interface between the silicon thin film 112 of the non-laser irradiated region (solid phase) and the film thin silicon fuse 112 '(liquid phase).

Ainsi, l'interface fournit des noyaux pour cette cristallisation. Autrement dit, immédiatement après que le faisceau laser est irradié, le film mince de silicium fondu 112' se refroidit à partir des surfaces gauche/droite, les interfaces de la région non irradiée par le laser. La raison en est que le film 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 films minces de silicium 112 et 112'. Par conséquent, le film 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 d'énergie de la troisième région, la marge du processus n'est pas limitée, en comparaison à d'autres régions. Toutefois, la solidification latérale séquentielle présente les problèmes suivants.  Thus, the interface provides nuclei for this crystallization. In other words, immediately after the laser beam is irradiated, the molten silicon thin film 112 'cools from the left / right surfaces, the interfaces of the region not irradiated by the laser. This is because the solid phase amorphous silicon thin film 112 has a thermal conductivity greater than that of the buffer layer 111 or the glass substrate 110 beneath the thin silicon films 112 and 112 '. Therefore, the molten silicon thin film 112 'first reaches the core forming temperature at the interface between the horizontal solid phase and the liquid phase rather than in the central part, forming a crystal core in the corresponding part. After the crystal core has formed, grains 130A and 130B grow horizontally from a low temperature side to a high temperature side, i.e., from the interface to the central portion. Due to the lateral crystallization, large grains 130A and 130B can be formed, and because the process is performed with the energy density of the third region, the margin of the process is not limited, in comparison to other regions. However, sequential lateral solidification has the following problems.

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 un film mince de silicium amorphe de grande taille est rallongée et le processus perd de son intérêt.  Crystallization is performed by moving the mask or microscope stage infinitesimally and repetitively in order to increase the size of the grains. As a result, the process time for crystallizing a large amorphous silicon thin film is lengthened and the process loses its interest.

Par conséquent, la présente invention concerne un masque pour laser et un 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 antérieur.  Accordingly, the present invention relates to a mask for a laser and a method of crystallization using the mask, which essentially satisfies one or more of the problems due to the limitations and disadvantages of the prior art.

Un avantage de la présente invention est de proposer un masque pour laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque qui peuvent améliorer les caractéristiques de cristallisation d'un film mince de silicium.  An advantage of the present invention is to provide a mask for a laser and a method of crystallization using the mask that can improve the crystallization characteristics of a silicon thin film.

Encore un autre avantage de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant un film mince de silicium ayant des caractéristiques de cristallisation améliorées réalisées par le procédé de cristallisation décrit ici.  Yet another advantage of the present invention is to provide a liquid crystal display device comprising a silicon thin film having improved crystallization characteristics achieved by the crystallization method described herein.

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 pour laser ayant des premier, deuxième et troisième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprend une pluralité de régions transmettantes et une région bloquante, le motif périodique du premier bloc ayant une première position, le motif périodique du deuxième bloc ayant une deuxième position, le motif périodique du troisième bloc ayant une troisième position, les premières, deuxième et troisième positions étant différentes les unes des autres.  To achieve these and other advantages, and in accordance with the object of the present invention, as it is realized and widely described, a laser mask having first, second and third blocks, each block having a pattern period comprises a plurality of transmitting regions and a blocking region, the periodic pattern of the first block having a first position, the periodic pattern of the second block having a second position, the periodic pattern of the third block having a third position, the first, second and third positions being different from each other.

Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que lorsque les trois motifs périodiques sont disposés dans un bloc, les trois régions transmettantes adjacentes forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  In another aspect of the present invention, the laser mask is such that when the three periodic patterns are arranged in a block, the three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle, and six of the equilateral triangles form a regular hexagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que les régions transmettantes ont la forme d'un cercle.  In another aspect of the present invention, the laser mask is such that the transmitting regions are in the shape of a circle.

Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que une distance entre les centres des régions transmettantes est L, un rayon des régions transmettantes ayant une forme circulaire est R, et L et R satisfont la relation L L << R < . 3 2 Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.  In another aspect of the present invention, the laser mask is such that a distance between the centers of the transmitting regions is L, a radius of the circularly transmitting regions is R, and L and R satisfy the relationship LL << R <. In another aspect of the present invention, the laser mask is such that the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées dans une configuration de matrice à N rangées par M colonnes (N et M étant des nombres entiers).  In another aspect of the present invention, the laser mask is such that the transmitting regions in each block are arranged in an N matrix array arranged by M columns (N and M being integers).

Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées entrecroisées dans des rangées paires et impaires.  In another aspect of the present invention, the laser mask is such that the transmitting regions in each block are arranged intersecting in even and odd rows.

Dans un autre aspect de la présente invention, le masque pour laser est tel que le masque pour laser est fait de métal, le métal pouvant être du chrome ou de l'aluminium.  In another aspect of the present invention, the laser mask is such that the laser mask is made of metal, the metal may be chromium or aluminum.

Dans un autre aspect de la présente invention, un procédé de cristallisation utilisant un masque comprend la fourniture d'un substrat ayant une couche semi- conductrice; le positionnement d'un masque sur le substrat, le masque ayant des premier, deuxième et troisième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de régions transmettantes et une région bloquante, le motif périodique du premier bloc ayant une première position, le motif périodique du deuxième bloc ayant une deuxième position, le motif périodique du troisième bloc ayant une troisième position, les première, deuxième et troisième positions étant différentes les unes des autres; et la cristallisation de la couche semi-conductrice par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque.  In another aspect of the present invention, a method of crystallization using a mask comprises providing a substrate having a semiconductor layer; positioning a mask on the substrate, the mask having first, second and third blocks, each block having a periodic pattern comprising a plurality of transmitting regions and a blocking region, the periodic pattern of the first block having a first position, the periodical pattern of the second block having a second position, the periodic pattern of the third block having a third position, the first, second and third positions being different from each other; and crystallizing the semiconductor layer by irradiating a laser beam through the mask.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que lorsque les trois motifs périodiques sont disposés dans un bloc, les trois régions transmettantes adjacentes forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  In another aspect of the present invention, the method is such that when the three periodic patterns are arranged in a block, the three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle, and six of the equilateral triangles form a regular hexagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions transmettantes ont la forme d'un cercle.  In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions are in the form of a circle.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que une distance entre les centres des régions transmettantes est L, un rayon des régions transmettantes ayant une forme circulaire est R, et L et R satisfont la relation L L <_R< 3 2 Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.  In another aspect of the present invention, the method is such that a distance between the centers of the transmitting regions is L, a radius of the transmitting regions having a circular shape is R, and L and R satisfy the relation LL <_R <3 2 In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées en une configuration de matrice de N rangées par M colonnes (N et M étant des nombres entiers).  In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions in each block are arranged in a matrix configuration of N rows by M columns (N and M being integers).

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions 5 transmettantes dans chaque bloc sont disposées entrecroisées dans des rangées paires et impaires.  In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions in each block are arranged intersecting in even and odd rows.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que le masque est fait de métal, le métal pouvant être du chrome ou de l'aluminium.  In another aspect of the present invention, the method is such that the mask is made of metal, the metal may be chromium or aluminum.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée, dans laquelle une dimension de la première région cristallisée est W; le déplacement du substrat de moins de W; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du substrat de moins de W; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  In another aspect of the present invention, the method is such that crystallization of the semiconductor layer further comprises irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region, wherein a dimension the first crystallized region is W; the displacement of the substrate of less than W; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; the displacement of the substrate of less than W; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que le substrat est déplacé d'un tiers de W environ.  In another aspect of the present invention, the method is such that the substrate is displaced by about one-third of W.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée; le déplacement du masque d'une distance environ égale à une taille d'un bloc; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du masque d'une distance environ égale à une taille d'un bloc; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  In another aspect of the present invention, the method is such that crystallization of the semiconductor layer further comprises irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region; moving the mask a distance approximately equal to a size of a block; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; moving the mask a distance approximately equal to a size of a block; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que le laser irradié a une densité d'énergie d'une région de fusion complète.  In another aspect of the present invention, the method is such that the irradiated laser has an energy density of a complete fusion region.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que la couche 30 semi-conductrice est cristallisée par un procédé de solidification latérale séquentielle (SLS).  In another aspect of the present invention, the method is such that the semiconductor layer is crystallized by a sequential lateral solidification (SLS) process.

Dans un autre aspect de la présente invention, un dispositif d'affichage comprend une ligne de grilles et une ligne de données se croisant l'une l'autre pour former un pixel; un transistor à couches minces (TFT) situé 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 trois cristaux circulaires adjacents forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  In another aspect of the present invention, a display device comprises a grid line and a data line crossing one another to form a pixel; a thin film transistor (TFT) located near the crossover, the TFT transistor comprising a polycrystalline silicon layer, wherein the polycrystalline silicon layer comprises a plurality of circular crystals, and three adjacent circular crystals form an equilateral triangle, and six equilateral triangles form a regular hexagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, un dispositif d'affichage comprend une ligne de grilles et une ligne de données se croisant l'une l'autre pour former un pixel; un transistor à couches minces (TFT) situé 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 de trois cristaux adjacents forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  In another aspect of the present invention, a display device comprises a grid line and a data line crossing one another to form a pixel; a thin film transistor (TFT) located near the crossover, the TFT transistor comprising a polycrystalline silicon layer, wherein the polycrystalline silicon layer comprises a plurality of crystals having a polygon shape, and the centers of three adjacent crystals form an equilateral triangle, and six equilateral triangles form a regular hexagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, le dispositif est tel que les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.  In another aspect of the present invention, the device is such that the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon.

Dans 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 grilles et de lignes de données sur un substrat, les lignes de grilles et de données se croisant les unes les autres pour définir des pixels; et la formation d'un transistor à couches minces (TFT) à proximité de chaque croisement dans le pixel, cette étape comprenant en outre la formation d'une couche semi-conductrice sur le substrat; le positionnement d'un masque sur le substrat, le masque ayant des premier, deuxième et troisième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de régions transmettantes et une région bloquante, le motif périodique du premier bloc ayant une première position, le motif périodique du deuxième bloc ayant une deuxième position, le motif périodique du troisième bloc ayant une troisième position, les première, deuxième et troisième positions étant différentes les unes des autres; la cristallisation de la couche semi-conductrice par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque.  In another aspect of the present invention, a method of manufacturing a display device includes forming a plurality of grid lines and data lines on a substrate, the grid and data lines intersecting with each other. each other to define pixels; and forming a thin film transistor (TFT) near each crossing in the pixel, which step further comprises forming a semiconductor layer on the substrate; positioning a mask on the substrate, the mask having first, second and third blocks, each block having a periodic pattern comprising a plurality of transmitting regions and a blocking region, the periodic pattern of the first block having a first position, the periodical pattern of the second block having a second position, the periodic pattern of the third block having a third position, the first, second and third positions being different from each other; crystallization of the semiconductor layer by irradiation of a laser beam through the mask.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que lorsque les trois motifs périodiques sont disposés dans un bloc, les trois régions transmettantes adjacentes forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier. Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les  In another aspect of the present invention, the method is such that when the three periodic patterns are arranged in a block, the three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle, and six of the equilateral triangles form a regular hexagon. In another aspect of the present invention, the method is such that

régions 30 transmettantes ont la forme d'un cercle.  transmitting regions are in the form of a circle.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que une distance entre les centres des régions transmettantes est L, un rayon des régions transmettantes ayant une forme circulaire est R, et L et R satisfont la relation L L <_R< 3 2 Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.  In another aspect of the present invention, the method is such that a distance between the centers of the transmitting regions is L, a radius of the transmitting regions having a circular shape is R, and L and R satisfy the relation LL <_R <3 2 In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées en une configuration de matrice de N rangées par M colonnes (N et M étant des nombres entiers).  In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions in each block are arranged in a matrix configuration of N rows by M columns (N and M being integers).

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées entrecroisées dans des rangées paires et impaires.  In another aspect of the present invention, the method is such that the transmitting regions in each block are arranged intersecting in even and odd rows.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que le masque est fait de métal, le métal pouvant être du chrome ou de l'aluminium.  In another aspect of the present invention, the method is such that the mask is made of metal, the metal may be chromium or aluminum.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée, dans lequel une dimension de la première région cristallisée est W; le déplacement du substrat de moins de W; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du substrat de moins de W; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  In another aspect of the present invention, the method is such that crystallization of the semiconductor layer further comprises irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region, wherein a dimension the first crystallized region is W; the displacement of the substrate of less than W; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; the displacement of the substrate of less than W; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que le substrat est déplacé d'un tiers de W environ.  In another aspect of the present invention, the method is such that the substrate is displaced by about one-third of W.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée; le déplacement du masque d'environ une distance égale à une taille d'un bloc; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du masque d'environ une distance égale à une taille d'un bloc; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  In another aspect of the present invention, the method is such that crystallization of the semiconductor layer further comprises irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region; moving the mask about a distance equal to a size of a block; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; moving the mask about a distance equal to a size of a block; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que le laser irradié a une densité d'énergie d'une région de fusion complète.  In another aspect of the present invention, the method is such that the irradiated laser has an energy density of a complete fusion region.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que la couche semi-conductrice est cristallisée par un procédé de solidification latérale séquentielle (SLS).  In another aspect of the present invention, the method is such that the semiconductor layer is crystallized by a sequential lateral solidification (SLS) process.

Dans un autre aspect de la présente invention, le dispositif est tel que le dispositif d'affichage est, soit un affichage à cristaux liquides, soit un affichage électroluminescent.  In another aspect of the present invention, the device is such that the display device is either a liquid crystal display or an electroluminescent display.

Dans un autre aspect de la présente invention, le dispositif est tel que le dispositif d'affichage est, soit un affichage à cristaux liquides, soit un affichage électroluminescent.  In another aspect of the present invention, the device is such that the display device is either a liquid crystal display or an electroluminescent display.

Dans un autre aspect de la présente invention, le dispositif est tel que le 5 dispositif d'affichage est, soit un affichage à cristaux liquides, soit un affichage électroluminescent.  In another aspect of the present invention, the device is such that the display device is either a liquid crystal display or an electroluminescent display.

Dans un autre aspect de la présente invention, le dispositif est tel que chaque cristal circulaire comprend une pluralité de grains ayant une croissance radiale.  In another aspect of the present invention, the device is such that each circular crystal comprises a plurality of grains having radial growth.

Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé est tel que chaque 10 cristal comprend une pluralité de grains ayant une croissance radiale.  In another aspect of the present invention, the process is such that each crystal comprises a plurality of grains having radial growth.

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.  It should be understood that the foregoing general description as well as the following detailed description are given by way of example and explanation and that their purpose is to provide further explanation of the invention as claimed.

Des caractéristiques et avantages supplémentaires de la présente invention seront présentés dans la description ci-après, et seront en partie évidents suite à la lecture de la description, ou peuvent être appris en mettant en pratique l'invention. Les objectifs et autres avantages de l'invention seront réalisés et atteints par la structure particulièrement révélée dans la description écrite et dans les revendications de l'invention ainsi que dans les dessins annexés.  Additional features and advantages of the present invention will be set forth in the description hereinafter, and will be partly apparent from the reading of the description, or may be learned by practicing the invention. The objectives and other advantages of the invention will be realized and achieved by the structure particularly disclosed in the written description and in the claims of the invention as well as in the accompanying drawings.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés qui 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 lesquels: la figure 1 est un graphique illustrant une relation entre la taille d'un grain d'un film mince de silicium polycristallin et la densité d'énergie d'un laser utilisé pour former le film mince de silicium polycristallin, les figures 2 à 4 sont des vues en coupe transversale illustrant les mécanismes 30 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 antérieur, la figure 6A est une vue de dessus illustrant un exemple d'un masque pour laser utilisé pour une solidification latérale séquentielle (SLS), la figure 6B est une vue de dessus illustrant un film mince de silicium cristallisé par le masque de la figure 6A, la figure 7 est une vue de dessus agrandie illustrant la partie E' du film mince de silicium cristallisé de la figure 6B, les figures 8A à 8C sont des vues de dessus illustrant un processus séquentiel pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque de la figure 6A, la figure 9 illustre un autre exemple d'un masque pour laser utilisé pour la solidification latérale séquentielle SLS, la figure 10 illustre un procédé pour construire des motifs périodiques dans un masque pour laser conformément à la présente invention, la figure 11 illustre la taille d'une région transmettante du masque pour laser de la figure 10, la figure 12 illustre un procédé pour construire des motifs de masque divisés en trois blocs pour le masque pour laser de la figure 10, les figures 13A à 13C illustrent trois blocs d'un masque pour laser construit conformément au procédé décrit en référence à la figure 12, les figures 14A à 14C illustrent un processus pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque pour laser des figures 13A à 13C, la figure 15A illustre un procédé pour construire un masque pour laser conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention, la figure 15B illustre un exemple d'un masque pour laser fabriqué par le procédé de construction de motifs en référence à la figure 15A, les figures 16A à 16H illustrent un processus séquentiel pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque pour laser illustré sur la figure 15B, la figure 17 illustre un procédé pour construire des motifs périodiques dans un masque pour laser conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, la figure 18A illustre un procédé pour construire un masque pour laser conformément au deuxième mode de réalisation de la présente invention, la figure 18B illustre un exemple d'un masque pour laser fabriqué par le procédé de construction de motifs décrit en référence à la figure 18A, les figures 19A à 19G illustrent un processus séquentiel pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque pour laser illustré sur la figure 18B, la figure 20 est une vue de dessus 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 à cristaux liquides, la figure 21 illustre un exemple d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides fabriqué en utilisant un film mince de silicium cristallisé par un procédé de cristallisation conformément à la présente invention.  Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, made with reference to the appended drawings which constitute part of this memo, illustrate embodiments of the invention and, together with the description serve to explain the principles of the invention, in which: FIG. 1 is a graph illustrating a relationship between the size of a grain of a polycrystalline silicon thin film and the energy density of a laser used to form the polycrystalline silicon thin film, FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views illustrating the silicon crystallization mechanisms according to the energy densities of the laser of FIG. 1, FIGS. 5A to 5C are views in cross-section illustrating a sequential crystallization process according to a prior art, FIG. 6A is a top view illustrating an example of a laser mask used for a sequential lateral identification (SLS), FIG. 6B is a top view illustrating a thin film of silicon crystallized by the mask of FIG. 6A, FIG. 7 is an enlarged top view illustrating part E 'of the crystallized silicon thin film. of FIG. 6B, FIGS. 8A to 8C are top views illustrating a sequential process for crystallizing a silicon thin film using the mask of FIG. 6A, FIG. 9 illustrates another example of a laser mask used for SLS sequential lateral solidification, FIG. 10 illustrates a method for constructing periodic patterns in a laser mask in accordance with the present invention; FIG. 11 illustrates the size of a transmitting region of the laser mask of FIG. 12 illustrates a method for constructing mask patterns divided into three blocks for the laser mask of FIG. 10, FIGS. 13A to 13C illustrate three blocks of a laser mask constructed in accordance with the method described with reference to Fig. 12, Figs. 14A to 14C illustrate a process for crystallizing a thin silicon film using the laser mask of Figs. 13A to 13C, Fig. 15A illustrates a method for constructing a laser mask according to a first embodiment of the present invention, Fig. 15B illustrates an example of a laser mask manufactured by the pattern construction method with reference to Fig. 15A, Figs. 16A to 16H illustrate a sequential process for crystallizing a silicon thin film using the laser mask shown in Fig. 15B, Fig. 17 illustrates a method for constructing periodic patterns in a laser mask according to a second embodiment of the present invention, the FIG. 18A illustrates a method for constructing a laser mask in accordance with the second embodiment of FIG. Of the present invention, FIG. 18B illustrates an example of a laser mask manufactured by the pattern construction method described with reference to FIG. 18A, FIGS. 19A-19G illustrate a sequential process for crystallizing a silicon thin film. using the laser mask shown in Fig. 18B, Fig. 20 is a top view illustrating a structure of a liquid crystal display screen, in which a control circuit is integrated with the mesh substrate of the screen FIG. 21 illustrates an example of a liquid crystal display device made using a crystallized silicon thin film by a crystallization process according to the present invention.

On fera ci-après référence en détail aux modes de réalisation de la présente invention dont des exemples sont illustrés sur les dessins annexés.  Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

La figure 6A est une vue de dessus illustrant un exemple d'un masque pour laser utilisé pour une solidification latérale séquentielle (SLS), lequel est conçu pour raccourcir le temps de cristallisation en comparaison à l'art antérieur. En référence à la figure 6A, un masque pour laser 270 comprend un motif de type à fente 275 ayant une région transmettante rectangulaire 273 avec des largeur et longueur prédéterminées. Le masque pour laser 270 comprend deux régions transmettantes rectangulaires 273 destinées à laisser passer la lumière et une région bloquante 274 destinée à bloquer la lumière. Un faisceau laser émis à travers les régions transmettantes 273 de la fente 275 cristallise un film mince de silicium selon la forme (par exemple, rectangulaire) des régions transmettantes 273.  Fig. 6A is a top view illustrating an example of a laser mask used for sequential lateral solidification (SLS), which is designed to shorten the crystallization time compared to the prior art. Referring to FIG. 6A, a laser mask 270 comprises a slit type pattern 275 having a rectangular transmitting region 273 with a predetermined width and length. Laser mask 270 includes two rectangular transmitting regions 273 for passing light and a blocking region 274 for blocking light. A laser beam emitted through the transmitting regions 273 of the slot 275 crystallizes a silicon thin film in the shape (for example, rectangular) of the transmitting regions 273.

En référence à la figure 6B, toutefois, une partie sur le bord (E) du film 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) du film mince de silicium cristallisé illustré sur la figure 6B illustre la forme de la fente 275 du masque 270 utilisé pour la cristallisation.  With reference to FIG. 6B, however, a portion on the edge (E) of the crystallized silicon thin film has a round shape, different from the pattern of the mask (slot 275), due to the diffraction of the laser beam. This will be described below in detail. As a reference, the dotted line at the portion on the edge (E) of the crystallized silicon thin film shown in Figure 6B illustrates the shape of the slot 275 of the mask 270 used for crystallization.

La figure 7 est une vue de dessus agrandie illustrant la partie E' du film mince de silicium cristallisé de la figure 6B. Comme le montre la figure 7, une région 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 le film de silicium. Toutefois, le faisceau laser est diffracté en une région 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 le film 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) du film mince de silicium cristallisé ayant la forme ronde croissent du noyau formé à proximité du film mince de silicium amorphe (phase solide) au niveau de l'interface du silicium amorphe fondu, un deuxième grain 230B croît dans une direction différente du premier grain 230A. C'est-à-dire, le deuxième grain 230B a des caractéristiques de cristallisation différentes du premier grain 230A, et il en résulte qu'il existe une région discontinue dans le film mince de silicium cristallisé. A ce moment, parce que la région discontinue ayant une largeur (W), la partie convexe sur le bord (E) du film mince de silicium cristallisé, a des caractéristiques de cristallisation différentes, il est nécessaire de réduire la largeur (W) de la région discontinue afin de mettre en application le film mince de silicium dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides.  Fig. 7 is an enlarged top view illustrating the portion E 'of the crystallized silicon thin film of Fig. 6B. As shown in FIG. 7, a region A ', the center of the portion on the edge (E) has a crystallization pattern similar to the slot 275, because the laser beam having a sufficient energy density is irradiated. completely melt the silicon film. However, the laser beam is diffracted into a region B ', the corners of the portion on the edge (E) of the slot 275. Thus, the laser beam can not have a sufficient energy density to completely melt the thin film of silicon. As a result, the portion on the edge (E) takes a round or convex shape. In other words, because the grains in the portion on the edge (E) of the crystallized silicon thin film having the round shape grow from the core formed near the amorphous silicon thin film (solid phase) at the interface of the silicon molten amorphous, a second grain 230B grows in a different direction from the first grain 230A. That is, the second grain 230B has different crystallization characteristics of the first grain 230A, and as a result there is a discontinuous region in the crystallized silicon thin film. At this time, because the discontinuous region having a width (W), the convex portion on the edge (E) of the crystallized silicon thin film, has different crystallization characteristics, it is necessary to reduce the width (W) of the discontinuous region for applying the silicon thin film in a liquid crystal display device.

Un processus de cristallisation destiné à cristalliser le film 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 un film mince de silicium en utilisant le masque de la figure 6A.  A crystallization process for crystallizing the silicon thin film using the mask described above will be described hereinafter. Figs. 8A to 8C are top views illustrating a sequential process for crystallizing a silicon thin film using the mask of Fig. 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 un film mince de silicium amorphe 212 formé sur le substrat 210. A ce moment, la région cristallisée correspond à la région transmettante 273 du masque 270, et lorsque le masque 270 a deux régions transmettantes, la région cristallisée a deux régions 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, le film 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 du film 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 du film 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 du film 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 région discontinue existe dans le film mince de silicium cristallisé.  First, as shown in FIG. 8A, the mask 270 of FIG. 6A is positioned on a substrate 210 on which a first laser beam is irradiated in order to crystallize an amorphous silicon thin film 212 formed on the substrate 210. At this time, the crystallized region corresponds to the transmitting region 273 of the mask 270, and when the mask 270 has two transmitting regions, the crystallized region has two crystallized regions having a predetermined length in a horizontal direction. In other words, when the first laser beam is irradiated on the surface of the substrate 210 by using the mask 270 having the rectangular slot 275, the thin silicon film, on which the first laser beam has been irradiated through the slot 275, has a first grain 230A growing laterally (vertically in Figure 8A) from the cores formed near the amorphous silicon thin film 212 (solid phase) positioned at the upper and lower boundary surfaces. At this time, as mentioned above, the portions on the edge of the crystallized silicon thin film 212 'have a round shape different from the pattern of the mask, the shape of the slot 275, due to the diffraction of the laser beam, and at the round portions on the edge (E), a second grain 230B grows from the cores formed near the amorphous silicon thin film 212 (solid phase) positioned at the boundary surface of the amorphous silicon fused in a direction different from the first grain 230A. That is, the second grain 230B has crystallization characteristics different from those of the first grain 230A, and a discontinuous region exists in the crystallized silicon thin film.

Après que la première cristallisation est terminée, la platine porte-objet (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 platine porte-objet est déplacée dans la direction de l'axe - X' afin de recouvrir la région discontinue 280 du film mince de silicium cristallisé 212' selon le motif de fente, le deuxième faisceau laser est alors irradié sur la surface du substrat 210.  After the first crystallization is complete, the object stage (not shown) or the mask 270 on the substrate 210 is moved a short distance no greater than the horizontal length of the pattern of the mask 270 (the width of the slit 275), and then a second laser beam is irradiated to execute the crystallization process in the direction of the X 'axis. For example, after the microscope stage is moved in the X-axis direction to cover the discontinuous region 280 of the crystallized silicon thin film 212 'according to the slot pattern, the second laser beam is then irradiated on the surface of the substrate 210.

Ensuite, comme le montre la figure 8B, le deuxième motif cristallisé 212", ayant le même motif que le film mince de silicium 212' cristallisé par la première cristallisation, est formé dans la direction de l'axe X', tout en recouvrant la région discontinue 280 du premier film 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 le film mince de silicium 212" cristallisé par la deuxième cristallisation, est formé, tout en recouvrant la région discontinue 280 du deuxième film mince de silicium cristallisé 212". A ce moment, plus la région discontinue 280 est large, plus la région de recouvrement du faisceau laser pour la prochaine irradiation sera large, ce qui augmente la durée globale du processus. Les régions discontinues 280 des films minces de silicium cristallisés 212', 212" et 212" ont des caractéristiques de cristallisation différentes, et à cet égard, parce que le film mince de silicium 212 autour des régions discontinues 280 reste dans un état amorphe, sans être cristallisé, la prochaine irradiation du faisceau laser est nécessaire pour recouvrir des régions discontinues 280.  Then, as shown in FIG. 8B, the second crystallized unit 212 ", having the same pattern as the silicon thin film 212 'crystallized by the first crystallization, is formed in the direction of the X' axis, while covering the discontinuous region 280 of the first crystallized silicon thin film 212 'After that, when a third laser beam is irradiated on the surface of the substrate 210 in the same way as that described with reference to the first laser beam, the third crystallization pattern 212 ", having the same pattern as the thin film of silicon 212" crystallized by the second crystallization, is formed, while covering the discontinuous region 280 of the second crystallized silicon thin film 212 ". At this time, the wider the discontinuous region 280, the wider the region of overlap of the laser beam for the next irradiation, which increases the overall duration of the process. The discontinuous regions 280 of the crystallized silicon thin films 212 ', 212 "and 212" have different crystallization characteristics, and in this respect, because the silicon thin film 212 around the discontinuous regions 280 remains in an amorphous state, without to be crystallized, the next irradiation of the laser beam is necessary to cover discontinuous regions 280.

Après que le processus de cristallisation clans 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'était terminé.  After the crystallization process in the direction of the X 'axis is completed, the mask 270 or the object stage is moved a predetermined distance in the direction of the axis Y' (in case of displacement of the platinum, it is moved in the direction of the axis -Y '). And then, as shown in FIG. 8C, the irradiation process of the laser is performed again in the direction of the X 'axis, starting from the point where the first crystallization process had ended.

Lorsque le processus de cristallisation décrit ci-dessus est exécuté de manière répétitive, un problème survient en ce que le film mince de silicium polycristallin a une pluralité de premières régions (P1) ayant des grains normaux et une pluralité de deuxièmes régions (P2) ayant des régions discontinues qui ont des caractéristiques de cristallisation différentes et sont situées entre les premières régions Pl. C'est-à-dire, lorsqu'un dispositif d'affichage à cristaux liquides est fabriqué en incorporant un tel film mince de silicium ayant ces régions 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 le film mince de silicium autour des régions 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 régions discontinues 280. Ces régions de recouvrement (à savoir, les régions de recouvrement X) dans lesquelles les régions 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.  When the crystallization process described above is performed repetitively, a problem arises in that the polycrystalline silicon thin film has a plurality of first regions (P1) having normal grains and a plurality of second regions (P2) having discontinuous regions which have different crystallization characteristics and are located between the first regions P1. That is, when a liquid crystal display device is manufactured by incorporating such a thin silicon film having these regions. In a discontinuous manner, the liquid crystal display device suffers from unequal characteristics, and thus, the quality of the liquid crystal device degrades. In addition, because the silicon thin film around the discontinuous regions remains in an amorphous silicon state, rather than in a crystallized silicon state, the next irradiation of the laser beam is necessary to cover these discontinuous regions 280. These overlapping regions (ie, overlapping regions X) in which the discontinuous regions overlap each other produce an impact mark. The impact mark decreases the image quality and produces non-uniform characteristics for the device when it is implemented for a liquid crystal device or organic light emitting diode.

Par ailleurs, bien que ce ne soit pas expliqué dans le processus de cristallisation susmentionné, on peut effectuer la croissance des grains dans la direction de l'axe Y' et les recouvrements 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 régions de recouvrement (à savoir, les régions de recouvrement Y) dans la direction de l'axe Y'.  On the other hand, although it is not explained in the aforementioned crystallization process, it is possible to carry out the growth of the grains in the direction of the Y 'axis and the mask recoveries in the direction of the Y axis in order to increase the size of the grains, and then the crystallization can be performed repetitively. In this case, however, the impact mark may be produced in the overlapping regions (i.e., the lap regions Y) in the direction of the Y 'axis.

La marque d'impact est donc un point critique lorsque l'on emploie un masque pour 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 pour laser et un procédé de cristallisation utilisant le masque qui ne forment pas une telle région de recouvrement dans un film de silicium cristallisé. Pour atteindre cet objectif, un masque pour laser conforme à la présente invention a des motifs périodiques.  The impact mark is therefore a critical point when using a laser mask 370 of a single scanning method, which is illustrated in FIG. 9, as well as when using the transition method described herein. above (multiple scanning process). That is, the impact mark problem needs to be solved in each crystallization process where there are laser beam overlays. Thus, the present invention exposes a mask for a laser and a method of crystallization using the mask that does not form such a covering region in a crystallized silicon film. To achieve this objective, a laser mask according to the present invention has periodic patterns.

Un masque pour laser conforme à la présente invention est divisé en trois blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. Un faisceau laser est irradié trois fois sur un film mince de silicium, à chaque fois en utilisant un des trois blocs. Un film mince de silicium cristallisé par le procédé susmentionné (procédé à trois impacts) a des caractéristiques de cristallisation uniformes sans avoir de régions de recouvrement X ou Y, en raison des motifs périodiques du masque. On décrira ci-après en détail le film mince de silicium cristallisé formé par le motif périodique du masque et le procédé à trois impacts formant des gains uniformes qui croissent dans une direction radiale, sans avoir de marque d'impact.  A laser mask according to the present invention is divided into three blocks, each block having a periodic pattern. A laser beam is irradiated three times on a silicon thin film, each time using one of the three blocks. A thin film of crystallized silicon by the aforementioned method (three-impact method) has uniform crystallization characteristics without having X or Y overlapping regions, due to the periodic patterns of the mask. The crystallized silicon thin film formed by the periodic pattern of the mask and the three-impact method forming uniform gains which grow in a radial direction without having an impact mark will be described below in detail.

Premièrement, un procédé destiné à construire de tels motifs périodiques dans un masque pour laser sera décrit ci-après. La figure 10 illustre un procédé destiné à construire des motifs périodiques dans un masque pour laser conformément à la présente invention. Le masque pour laser a trois blocs, chaque bloc ayant son propre motif périodique.  First, a method for constructing such periodic patterns in a laser mask will be described hereinafter. Fig. 10 illustrates a method for constructing periodic patterns in a laser mask in accordance with the present invention. The laser mask has three blocks, each block having its own periodic pattern.

En référence à la figure 10, un masque pour laser conformément à la présente invention comprend une pluralité de régions transmettantes ayant une forme circulaire. Le masque pour laser est divisé en trois blocs pour résoudre le problème des marques d'impact. Une région transmettante 475A ayant une position A' est formée dans un premier bloc et on forme dans un deuxième bloc, soit une région transmettante 475B ayant une position B', soit une région transmettante 475C ayant une position C'. Les positions A, B et C sont illustrées sur la figure 10, et les positions A, B et C et la relation entre elles seront décrites plus tard en détail. Ainsi, lorsque le deuxième bloc a la région transmettante 475B, le troisième bloc a alors la région transmettante 475C. D'un autre côté, lorsque le deuxième bloc a la région transmettante 475C, le troisième bloc a alors la région transmettante 475B. C'est-à-dire, un des trois blocs du masque pour laser a une des régions transmettantes 475A à 475C.  Referring to Fig. 10, a laser mask according to the present invention comprises a plurality of transmitting regions having a circular shape. The laser mask is divided into three blocks to solve the problem of impact marks. A transmitting region 475A having a position A 'is formed in a first block and forming in a second block either a transmitting region 475B having a position B' or a transmitting region 475C having a position C '. The positions A, B and C are illustrated in Figure 10, and the positions A, B and C and the relationship between them will be described later in detail. Thus, when the second block has the transmitting region 475B, the third block then has the transmitting region 475C. On the other hand, when the second block has the transmitting region 475C, the third block then has the transmitting region 475B. That is, one of the three blocks of the laser mask has one of the transmitting regions 475A through 475C.

Bien que le motif du masque pour laser soit formé sur la base de la région transmettante 475C de la position C', la région transmettante 475A de la position A' ou la région transmettante 475B de la position B' peuvent être utilisées comme point de référence. Lorsque la région transmettante 475C de la position C' est utilisée comme point de référence, la région transmettante 475A de la position A' et la région transmettante 475B de la position B' entourent le point de référence 475C.  Although the pattern of the laser mask is formed on the basis of the transmitting region 475C of the C 'position, the transmitting region 475A of the position A' or the transmitting region 475B of the position B 'can be used as a reference point . When the transmitting region 475C of the C 'position is used as a reference point, the transmitting region 475A of the position A' and the transmitting region 475B of the position B 'surround the reference point 475C.

Lorsqu'un film mince de silicium amorphe est cristallisé en utilisant le masque pour laser ayant les trois motifs 475A à 475C, les trois motifs voisins 475A à 475C forment un triangle équilatéral, et six triangles équilatéraux forment un hexagone régulier, comme le montre la figure 10. Autrement dit, le motif de masque 475C de la position C' ou le motif de masque 475B de la position B', qui est formé dans le deuxième bloc, est positionné au centre du motif en forme d'hexagone régulier, et les motifs de masque différents du motif central entourent le centre du motif en forme d'hexagone régulier. En plus, lorsqu'un film mince de silicium amorphe est cristallisé en appliquant séquentiellement les trois motifs de masque 475A à 475C, les trois motifs voisins 475A à 475C sont positionnés aux sommets du triangle équilatéral.  When an amorphous silicon thin film is crystallized using the laser mask having the three patterns 475A through 475C, the three neighboring patterns 475A through 475C form an equilateral triangle, and six equilateral triangles form a regular hexagon, as shown in FIG. 10. In other words, the mask pattern 475C of position C 'or the mask pattern 475B of position B', which is formed in the second block, is positioned in the center of the regular hexagon pattern, and the Mask patterns different from the central pattern surround the center of the regular hexagon pattern. In addition, when an amorphous silicon thin film is crystallized by sequentially applying the three mask patterns 475A at 475C, the three neighboring patterns 475A through 475C are positioned at the vertices of the equilateral triangle.

Entre temps, la taille et les intervalles des trois motifs périodiques 475A à 475C doivent satisfaire une certaine relation afin que le masque pour laser cristallise complètement le silicium amorphe en l'irradiant trois fois (trois impacts) sans marque d'impact. Cela sera décrit ci-après.  Meanwhile, the size and intervals of the three periodic patterns 475A through 475C must satisfy a certain relationship so that the laser mask completely crystallizes the amorphous silicon by irradiating it three times (three impacts) with no impact mark. This will be described below.

La figure 11 illustre la taille d'une région transmettante du masque pour laser de la figure 10, prenant en exemple la région transmettante de la position A'. Comme illustré, à supposer qu'un rayon de la région transmettante 475A de la position A' soit R' et une distance entre les centres des régions transmettantes 475A soit L', le rayon (R) de la région transmettante doit satisfaire l'équation (1) afin de cristalliser toute la région.  Fig. 11 illustrates the size of a transmitting region of the laser mask of Fig. 10, taking as an example the transmitting region of the position A '. As illustrated, assuming that a radius of the transmitting region 475A of the position A 'is R' and a distance between the centers of the transmitting regions 475A is L ', the radius (R) of the transmitting region must satisfy the equation (1) to crystallize the entire region.

L LL L

équation (1) : <_ R < 3 2 Si le rayon (R) des régions transmettantes des motifs de masque (475A à 475C) est inférieur à L/3, toute la région ne peut pas être cristallisée par les trois impacts, et si le rayon (R) est supérieur à L/2, alors les motifs de masque (475A à 475C) sont en contact les uns avec les autres.  equation (1): <_ R <3 2 If the radius (R) of the transmitting regions of the mask patterns (475A to 475C) is less than L / 3, the entire region can not be crystallized by the three impacts, and if the radius (R) is greater than L / 2, then the mask patterns (475A to 475C) are in contact with each other.

Un masque pour laser qui a les trois motifs de masque dans trois blocs sera décrit ci-après en détail. La figure 12 illustre un procédé pour construire les motifs de masque répartis dans trois blocs pour le masque pour laser de la figure 10.  A laser mask that has the three mask patterns in three blocks will be described hereinafter in detail. Fig. 12 illustrates a method for constructing mask patterns distributed in three blocks for the laser mask of Fig. 10.

En référence à la figure 12, des motifs de masque 575A à 575C sont positionnés dans l'ordre aux sommets des triangles équilatéraux qui constituent l'hexagone régulier illustré sur la figure 10. Avec l'exemple de la première rangée, le motif de masque 575A de la position A', le motif de masque 575C de la position C' et le motif de masque 575B de la position B' sont positionnés de manière répétitive et ordonnée dans la direction de l'axe X', en commençant par le motif de masque 575A de la position A'. Pour la deuxième rangée, un autre ensemble de motifs de masque 575A à 575C est positionné après un déplacement d'une distance correspondant à la moitié de la longueur (L') du côté du triangle équilatéral dans les motifs de masque 575A à 575C dans la première rangée. Autrement dit, dans la deuxième rangée, après un déplacement de L'/2 dans la direction de l'axe X, le motif de masque 575B de la position B', le motif de masque 575A de la position A' et le motif de masque 575C de la position C' sont positionnés de manière répétitive et ordonnée dans la direction de l'axe X. Les trois motifs de masque 575A à 575C dans la deuxième rangée constituent des triangles équilatéraux avec les motifs de masque voisins 575A à 575C dans la première rangée. La troisième rangée (à savoir, les rangées de numéro impair) est construite de la même manière que la première rangée, et la quatrième rangée (à savoir, les rangées de numéro pair) est construite de la même manière que la deuxième rangée. En répartissant les trois motifs de masque périodiques dans trois blocs dans un masque pour laser et en appliquant le masque pour laser au procédé à trois impacts de cristallisation, un film mince de silicium cristallin peut être obtenu sans recouvrement X ni recouvrement Y. Cela sera décrit ci-après.  With reference to FIG. 12, mask patterns 575A through 575C are positioned in order at the vertices of the equilateral triangles which constitute the regular hexagon illustrated in FIG. 10. With the example of the first row, the mask pattern 575A of the position A ', the mask pattern 575C of the position C' and the mask pattern 575B of the position B 'are repetitively and ordinarily positioned in the direction of the axis X', starting from the pattern mask 575A of the position A '. For the second row, another set of mask patterns 575A through 575C is positioned after a displacement of half the length (L ') on the equilateral triangle side in the mask patterns 575A through 575C in the first row. In other words, in the second row, after a displacement of L '/ 2 in the direction of the X axis, the mask pattern 575B of the position B', the mask pattern 575A of the position A 'and the pattern of Mask 575C of position C 'are positioned repeatedly and ordinarily in the X-axis direction. The three mask patterns 575A-575C in the second row constitute equilateral triangles with neighboring mask patterns 575A-575C in the second row. first row. The third row (ie odd-numbered rows) is constructed in the same manner as the first row, and the fourth row (ie, even-numbered rows) is constructed in the same manner as the second row. By distributing the three periodic mask patterns in three blocks in a laser mask and applying the laser mask to the three-step crystallization process, a crystalline silicon thin film can be obtained without X overlap or Y-coating. below.

Les figures 13A à 13C illustrent trois blocs d'un masque pour laser construit selon le procédé décrit sur la figure 12. Dans le masque pour laser, le motif de masque 575C de la position C' est formé dans le deuxième bloc et le motif de masque 575B de la position B' est formé dans le troisième bloc. Comme le montrent les figures, chaque bloc (580' à 580"') comprend plusieurs régions transmettantes 573A à 573C ayant une forme circulaire et des régions bloquantes 574A à 574C destinées à bloquer la lumière. Le premier bloc 580' comprend le motif de masque 575A positionné dans les première, quatrième et septième colonnes de la figure 12. Le deuxième bloc 580" comprend les motifs de masque 575C positionnés dans les troisième, sixième et neuvième colonnes. Le troisième bloc 580" comprend les motifs de masque 575B positionnés dans les deuxième, cinquième et huitième colonnes. Bien que les régions 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 équilatéral, un carré, un hexagone régulier et un octogone régulier sans être limitées à ces formes. En plus, sur les dessins, bien que le rayon (R) des motifs de masque circulaires 575A à 575C soit un tiers de la distance (L) entre les centres des motifs de masque 575A à 575C, il n'est pas limité à cette valeur du moment que la relation entre R et L satisfait l'équation 1.  Figs. 13A to 13C illustrate three blocks of a laser mask constructed according to the method depicted in Fig. 12. In the laser mask, the mask pattern 575C of the position C 'is formed in the second block and the pattern of mask 575B of position B 'is formed in the third block. As shown in the figures, each block (580 'to 580 "') comprises a plurality of transmitting regions 573A through 573C having a circular shape and blocking regions 574A through 574C for blocking light. 575A positioned in the first, fourth and seventh columns of FIG. 12. The second block 580 "includes the mask patterns 575C positioned in the third, sixth and ninth columns. The third block 580 "includes the mask patterns 575B positioned in the second, fifth and eighth columns, Although the transmitting regions of the mask patterns 575A through 575C have a circular shape in the drawings, they can also be formed to have a shape. of a regular polygon such as an equilateral triangle, a square, a regular hexagon, and a regular octagon without being limited thereto, In addition, in the drawings, although the radius (R) of the circular mask patterns 575A through 575C is one third of the distance (L) between the centers of the mask patterns 575A to 575C, it is not limited to this value as long as the relation between R and L satisfies the equation 1.

Les figures 14A à 14C illustrent un processus pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque pour laser des figures 13A à 13C. Un film mince de silicium cristallisé par le masque pour laser à trois blocs ayant la périodicité décrite ci-dessus a des caractéristiques de cristallisation uniformes sans marque d'impact.  Figs. 14A-14C illustrate a process for crystallizing a silicon thin film using the laser mask of Figs. 13A-13C. A thin silicon film crystallized by the three-block laser mask having the periodicity described above has uniform crystallization characteristics without impact mark.

Premièrement, comme le montre la figure 14A, lorsqu'un premier faisceau laser est irradié sur un film de silicium 512 sur un substrat 510 à travers le motif de masque 575A de la position A' (à savoir, les régions transmettantes 573A du motif de masque 575A) formé dans le premier bloc 580', des grains croissent vers les centres du motif circulaire 573A en utilisant comme noyau le film mince de silicium amorphe (phase solide) 512 positionnés à la surface limitrophe, formant de cette façon des premiers cristaux polycristallins 512' ayant une forme circulaire. Les régions cristallisées par cette première cristallisation correspondent aux régions transmettantes 573A du masque pour laser. Ainsi, s'il y a huit régions transmettantes dans le premier bloc du masque pour laser, huit cristaux polycristallins 512' ayant une forme circulaire seront formés dans le film mince de silicium 512. Après que la première cristallisation est terminée, un deuxième faisceau  First, as shown in Fig. 14A, when a first laser beam is irradiated on a silicon film 512 on a substrate 510 through the 575A mask pattern of position A '(ie, the transmitting regions 573A of the pattern of mask 575A) formed in the first block 580 ', grains grow towards the centers of the circular pattern 573A using as the core the amorphous silicon thin film (solid phase) 512 positioned on the boundary surface, thereby forming first polycrystalline crystals 512 'having a circular shape. The regions crystallized by this first crystallization correspond to the transmitting regions 573A of the laser mask. Thus, if there are eight transmitting regions in the first block of the laser mask, eight polycrystalline crystals 512 'having a circular shape will be formed in the silicon thin film 512. After the first crystallization is complete, a second beam

laser est irradié sur le film mince de silicium 512 ayant les premiers cristaux polycristallins 512' par le biais du deuxième bloc 580" de la figure 13B. Cette deuxième cristallisation utilise le deuxième bloc 580", dans lequel est formé le motif de masque 575C de la position C', sans déplacer le substrat dans la direction X ou Y. Il en résulte, comme on peut le voir sur la figure 14B, qu'en démarrant à partir des circonférences des motifs des premiers cristaux polycristallins 512', des grains croissent vers les centres du motif de masque 575C du deuxième bloc 580" afin de former les deuxièmes cristaux polycristallins 512". La deuxième cristallisation est telle que trois des premiers cristaux 512' entourent un des deuxièmes cristaux 512", et la deuxième cristallisation commence à partir des régions dans lesquelles le motif de masque 575C de la position C' recouvre les trois premiers cristaux 512'. Il en résulte que les deuxièmes cristaux 512" croissent vers les centres du motif de masque 575C de la position C'.  laser is irradiated on the silicon thin film 512 having the first polycrystalline crystals 512 'through the second block 580' of Figure 13B This second crystallization uses the second block 580 ', in which the 575C mask pattern is formed. the position C ', without moving the substrate in the direction X or Y. As a result, as can be seen in Figure 14B, starting from the circumferences of the patterns of the first polycrystalline crystals 512', grains grow to the centers of the mask pattern 575C of the second block 580 "to form the second polycrystalline crystals 512". The second crystallization is such that three of the first crystals 512 'surround one of the second crystals 512', and the second crystallization begins from regions in which the mask pattern 575C of position C 'overlaps the first three crystals 512'. As a result, the second crystals 512 "grow towards the centers of the mask pattern 575C of the position C '.

Ensuite, un troisième faisceau laser est irradié sur le film mince de silicium 512 ayant les premiers et deuxièmes cristaux polycristallins 512' et 512" par le biais du troisième bloc 580" de la figure 13C dans lequel est formé le motif de masque 575B de la position B'. Alors, comme on peut le voir sur la figure 14C, en commençant à partir des régions 520" où les motifs des deuxièmes cristaux 512" recouvrent le motif de masque 575B de la position B', des grains croissent vers les centres du motif de masque 575B du troisième bloc 580' afin de former les troisièmes cristaux polycristallins 512", ce qui termine la cristallisation du film mince de silicium 512.  Then, a third laser beam is irradiated on the silicon thin film 512 having the first and second polycrystalline crystals 512 'and 512' through the third block 580 'of Figure 13C in which the mask pattern 575B of the position B '. Then, as can be seen in Fig. 14C, starting from the regions 520 "where the patterns of the second crystals 512" overlap the mask pattern 575B of the position B ', grains grow toward the centers of the mask pattern 575B of the third block 580 'to form the third polycrystalline crystals 512 ", which completes the crystallization of the silicon thin film 512.

De cette façon, le procédé à trois impacts, en utilisant le masque pour laser, cristallise complètement le film de silicium 512 sur le substrat 510 sans recouvrement X ni recouvrement Y, c'est-à-dire sans marque d'impact. Comme cela a été expliqué, le masque pour laser a trois blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. A ce moment, les premiers, deuxièmes et troisièmes cristaux 512', 512" et 512" formés par le procédé à trois impacts ont la même forme circulaire que les motifs de masque 575A à 575C, et par conséquent, le film mince de silicium cristallisé commence à avoir des grains uniformes ayant eu une croissance dans une direction radiale.  In this way, the three-impact method, using the laser mask, completely crystallizes the silicon film 512 on the substrate 510 without overlap X or overlap Y, i.e. without impact mark. As explained, the laser mask has three blocks, each block having a periodic pattern. At this time, the first, second and third crystals 512 ', 512' 'and 512' 'formed by the three-impact method have the same circular shape as the mask patterns 575A through 575C, and therefore the crystallized silicon thin film begins to have uniform grains that have grown in a radial direction.

Un masque pour laser et un processus pour cristalliser un film mince de silicium de grande taille utilisant ce masque conformément à la présente invention seront décrits ci-après. La figure 15A illustre un procédé pour construire un masque pour laser selon un premier mode de réalisation de la présente invention.  A laser mask and a process for crystallizing a large silicon thin film using this mask according to the present invention will be described hereinafter. Fig. 15A illustrates a method for constructing a laser mask according to a first embodiment of the present invention.

En référence à la figure 15A, un motif de masque 675A de la position A' est formé dans un premier bloc 680' indiqué par une ligne continue, un motif de masque 675C de la position C' est formé dans un deuxième bloc 680" et un motif de masque 675B de la position B' est formé dans un troisième bloc 680". Les trois motifs de masque 675A à 675C sont formés dans les trois blocs 680' à 680" du masque pour laser selon le procédé de construction de motifs de la présente invention illustré sur la figure 10 ou la figure 12. Dans le premier bloc 680', douze régions transmettantes (le motif de masque 675A à la position de A') ayant une forme circulaire sont disposées dans une configuration de matrice avec 3 rangées et 4 colonnes. Pour plus de sécurité, les régions transmettantes sont disposées entrecroisées dans les rangées paires et impaires de sorte que chaque rangée ne corresponde pas une autre, mais on a supposé que les régions transmettantes sont disposées dans la même rangée pour simplifier l'explication). Comme pour le motif de masque 675A de la position A', douze régions transmettantes au total du motif de masque 675C sont formées dans une configuration de matrice avec 3 rangées et 4 colonnes dans le deuxième bloc 680". Les positions des régions transmettantes du motif de masque 675C correspondent aux positions des triangles dans le premier bloc 680'. Ainsi, 12 régions transmettantes au total du motif de masque 675B de la position B' sont formées dans une configuration de matrice avec 3 rangées et 4 colonnes dans le troisième bloc 680". Les positions des régions transmettantes du motif de masque 675B correspondent aux positions des petits carrés dans le premier bloc 680'.  Referring to Fig. 15A, a mask pattern 675A of the position A 'is formed in a first block 680' indicated by a solid line, a mask pattern 675C of the position C 'is formed in a second block 680 "and a mask pattern 675B of position B 'is formed in a third block 680 ". The three mask patterns 675A to 675C are formed in the three blocks 680 'to 680 "of the laser mask according to the pattern construction method of the present invention illustrated in Fig. 10 or Fig. 12. In the first block 680' , twelve transmitting regions (the mask pattern 675A at the position of A ') having a circular shape are arranged in a matrix configuration with 3 rows and 4 columns For more security, the transmitting regions are arranged intersecting in the even rows and odd so that each row does not match another, but it has been assumed that the transmitting regions are arranged in the same row to simplify the explanation.) As for the mask pattern 675A of position A ', twelve transmitting regions in total, the mask pattern 675C is formed in a matrix pattern with 3 rows and 4 columns in the second block 680 ". The positions of the transmitting regions of the mask pattern 675C correspond to the positions of the triangles in the first block 680 '. Thus, 12 total transmitting regions of the mask pattern 675B of the position B 'are formed in a matrix configuration with 3 rows and 4 columns in the third block 680. The positions of the transmitting regions of the mask pattern 675B correspond to the positions small squares in the first block 680 '.

De cette façon, la position de chaque motif de masque 675A à 675C est cohérente avec le procédé de construction de motifs de la présente invention. C'est-à-dire, en supposant que les trois motifs soient formés dans un seul bloc, sur la base des régions transmettantes positionnées dans la première rangée x la première colonne du motif de masque 675C (appelé ci-après motif de référence'), les régions transmettantes positionnées à la première rangée x première colonne du motif de masque 675A de la position A' sont décalées d'une colonne sur la gauche (c'est-àdire, elles sont déplacées d'une distance égale à un côté du petit triangle équilatéral indiqué par une ligne en pointillés), et les régions transmettantes positionnées à la première rangée x première colonne du motif de masque 675B de la position B' sont décalées d'une colonne vers la droite. A l'exception de la différence ci-dessus, les trois motifs de masque 675A à 675C formés dans les trois blocs 680' à 680" ont la même configuration de 3 rangées x 4 colonnes.  In this way, the position of each mask pattern 675A at 675C is consistent with the pattern construction method of the present invention. That is, assuming that the three patterns are formed in a single block, based on the transmitting regions positioned in the first row x the first column of the mask pattern 675C (hereinafter called reference pattern ' ), the transmitting regions positioned at the first row x first column of the mask pattern 675A of the position A 'are shifted one column to the left (ie, they are moved a distance equal to one side of the small equilateral triangle indicated by a dashed line), and the transmitting regions positioned at the first row x first column of the mask pattern 675B of the position B 'are shifted one column to the right. With the exception of the difference above, the three mask patterns 675A-675C formed in the three blocks 680 'to 680 "have the same configuration of 3 rows x 4 columns.

Sur la figure 15A, les motifs de masque 675A à 675C sont également formés en dehors des trois blocs 680' à 680" indiqués par la ligne continue. Les trois blocs 680' à 680" sont des régions virtuelles destinées à construire les motifs périodiques 675A à 675C sur un masque pour laser, et ainsi les motifs de masque 675A à 675C peuvent être ré- agencés en tenant compte des conditions du processus telles que l'équipement du laser ou le système optique.  In Fig. 15A, the mask patterns 675A-675C are also formed outside the three blocks 680 'to 680 "indicated by the solid line The three blocks 680' to 680 'are virtual regions for building the periodic patterns 675A at 675C on a laser mask, and thus mask patterns 675A-675C can be rearranged taking into account process conditions such as laser equipment or optical system.

Les blocs 680' à 680" peuvent servir de référence pour le prochain impact pendant le procédé à trois impacts de cristallisation. Conformément à cela, une distance de déplacement dans la direction de l'axe X (à savoir, la distance du pas X (Dx)) est pour l'essentiel la même que la longueur du côté horizontal du carré (un bloc), et une distance de déplacement dans la direction de l'axe Y (à savoir, distance du pas Y (Dy)) est pour l'essentiel la même que la longueur du côté vertical du carré. La distance du pas X (Dx) signifie une distance de déplacement du masque pour laser ou de la platine porte-objet dans la direction de l'axe X pour le procédé à trois impacts, et la distance du pas Y (Dy) signifie une distance de déplacement du masque pour laser ou de la platine porte-objet dans la direction de l'axe Y afin d'effectuer la cristallisation le long de l'axe Y après la cristallisation de long de l'axe X. La distance du pas Y (Dy) signifie également une distance de déplacement du masque ou de la platine porte-objet dans la direction de l'axe Y de sorte qu'une région plus basse du film mince de silicium, qui n'est pas irradiée par le faisceau laser à trois impacts durant la cristallisation le long de l'axe X, puisse être cristallisée par le procédé à trois impacts. La distance du pas X (Dx) et la distance du pas Y (Dy) sont déterminées en considérant la périodicité des trois blocs 680' à 680" afin d'éliminer un recouvrement X ou un recouvrement Y. Un masque pour laser ayant les trois motifs de masque décrits ci-dessus sera décrit ci-après à l'aide d'un exemple. La figure 15B illustre un exemple d'un masque pour laser fabriqué par le procédé de construction de motifs décrit en faisant référence à la figure 15A.  Blocks 680 'to 680' can serve as a reference for the next impact during the three-step crystallization process, in accordance with which a displacement distance in the X-axis direction (i.e., pitch distance X ( Dx)) is essentially the same as the length of the horizontal side of the square (a block), and a moving distance in the direction of the Y axis (ie, Y step distance (Dy)) is for essentially the same as the length of the vertical side of the square The distance of step X (Dx) means a distance of movement of the laser mask or the slide in the direction of the X axis for the process three impacts, and the pitch distance Y (Dy) means a moving distance of the laser mask or the object stage in the direction of the Y axis to effect crystallization along the Y axis after crystallization along the X axis. The distance of the step Y (Dy) also means a distance of movement of the mask or the object stage in the direction of the Y axis so that a lower region of the silicon thin film, which is not irradiated by the three-impact laser beam during crystallization the along the X axis, can be crystallized by the three-way process. The pitch distance X (Dx) and the pitch distance Y (Dy) are determined by considering the periodicity of the three blocks 680 'to 680 "in order to eliminate an overlap X or a cover Y. A laser mask having the three Mask patterns described above will be described hereinafter by way of example: Figure 15B illustrates an example of a laser mask manufactured by the pattern construction method described with reference to Figure 15A.

Comme cela a été décrit plus haut, un masque pour laser 670 formé par le procédé de construction de masque selon le premier mode de réalisation de la présente invention a trois blocs ayant le motif de masque 675A de la position A', le motif de masque 675C de la position C' et le motif de masque 675B de la position B'. Le masque pour laser 670 bloque un faisceau laser sauf dans les régions l0 transmettantes des motifs de masque 675A à 675C formées avec une certaine périodicité. Le masque 670 peut être réalisé en un métal qui peut bloquer la lumière, tel que du chrome, de l'aluminium, ou un métal similaire. Bien que douze régions transmettantes soient formées dans chaque bloc du masque pour laser 670, il est possible de former plus de douze régions transmettantes dans chaque bloc en tenant compte des conditions du processus telles que l'équipement du laser ou le système optique.  As described above, a laser mask 670 formed by the mask construction method according to the first embodiment of the present invention has three blocks having the mask pattern 675A of the A 'position, the mask pattern. 675C of position C 'and mask pattern 675B of position B'. The laser mask 670 blocks a laser beam except in the transmitting regions of the mask patterns 675A through 675C formed with a certain periodicity. The mask 670 can be made of a metal that can block light, such as chromium, aluminum, or a similar metal. Although twelve transmitting regions are formed in each block of the laser mask 670, it is possible to form more than twelve transmitting regions in each block taking into account the process conditions such as the laser equipment or the optical system.

Un processus pour cristalliser un film mince de silicium de grande taille en utilisant le masque pour laser sera décrit ci-après. Les figures 16A à 16H illustrent un processus séquentiel pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque pour laser illustré sur la figure 15B.  A process for crystallizing a large silicon thin film using the laser mask will be described hereinafter. Figs. 16A to 16H illustrate a sequential process for crystallizing a silicon thin film using the laser mask shown in Fig. 15B.

Comme le montre cette figure, trois blocs sont indiqués par une ligne continue pour faciliter l'explication. Ainsi, chaque bloc est indiqué par un carré entouré d'une ligne continue. Dans cet exemple, à partir de la gauche, un premier bloc 680' correspond au motif de masque de la position A', un deuxième bloc 680" correspond au motif de masque de la position C' et un troisième bloc 680" correspond au motif de masque de la position B'.  As shown in this figure, three blocks are indicated by a solid line to facilitate the explanation. Thus, each block is indicated by a square surrounded by a continuous line. In this example, from the left, a first block 680 'corresponds to the mask pattern of the position A', a second block 680 'corresponds to the mask pattern of the position C' and a third block 680 'corresponds to the pattern mask of the position B '.

En référence à la figure 16A, une première cristallisation est réalisée en irradiant un faisceau laser sur un film de silicium déposé sur un substrat à travers le masque pour laser illustré sur la figure 15B. A ce moment, le faisceau laser a une densité d'énergie correspondant à la région de fusion complète comme cela a été décrit dans les premières sections, et des cristaux croissent vers les centres des cercles en utilisant comme noyau le silicium amorphe (phase solide) positionné à la surface limitrophe, formant ainsi des premiers cristaux polycristallins 612' dans une première région irradiée (Pl). Les premiers cristaux 612' ont des grains radiaux.  Referring to Fig. 16A, a first crystallization is performed by irradiating a laser beam on a silicon film deposited on a substrate through the laser mask shown in Fig. 15B. At this time, the laser beam has an energy density corresponding to the complete fusion region as described in the first sections, and crystals grow towards the centers of the circles using as the nucleus amorphous silicon (solid phase) positioned at the boundary surface, thereby forming first polycrystalline crystals 612 'in a first irradiated region (P1). The first crystals 612 'have radial grains.

Dans ce cas, la totalité de la première région irradiée (PI) n'est pas cristallisée, mais une pluralité de premiers cristaux 612' ayant une forme circulaire sont formés selon le motif du masque 670. De manière détaillée, les régions cristallisées par la première cristallisation correspondent aux régions transmettantes du masque 670. Ainsi, si le masque ayant les trois blocs 680' à 680" a trente six régions transmettantes, le film de silicium a également trente six cristaux de silicium polycristallin 612', chaque cristal ayant un certain rayon.  In this case, the whole of the first irradiated region (PI) is not crystallized, but a plurality of first crystals 612 'having a circular shape are formed according to the pattern of the mask 670. In a detailed manner, the regions crystallized by the first crystallization correspond to the transmitting regions of the mask 670. Thus, if the mask having the three blocks 680 'to 680 "has thirty six transmitting regions, the silicon film also has thirty six polycrystalline silicon crystals 612', each crystal having a certain Ray.

Après que la première cristallisation est terminée, la platine porte-objet (non illustrée) sur laquelle est placé le substrat ou le masque 670 est déplacé dans la direction de l'axe X sur une distance égale à la longueur du côté du carré (un bloc), laquelle est la même que la distance du pas X (Dx), et ensuite un deuxième faisceau laser est irradié. La platine porte-objet est déplacée de la distance du pas X (Dx) dans la direction de l'axe -X', par exemple, les premiers cristaux 612' de la position C' formés par le deuxième bloc recouvrent le motif de masque de la position B' dans le troisième bloc, et ensuite, un deuxième faisceau laser est irradié sur la surface du substrat. Ensuite, comme le montre la figure 16B, sont formés les deuxièmes cristaux 612" ayant la même forme que les premiers cristaux 612'. A ce moment, les positions des deuxièmes cristaux 612" sont décalées de la distance du pas X (Dx) par rapport aux premiers cristaux 612', et ainsi les deuxièmes cristaux 612" recouvrent une partie des premiers cristaux 612'. Les deux régions centrales sur la figure 16B où le premier impact de laser et le deuxième impact de laser se recouvrent l'un l'autre, c'est-à-dire, là où la première région irradiée (P1) et la deuxième région irradiée (P2) se recouvrent l'une l'autre, sont irradiées par le deuxième impact du faisceau laser de sorte que, à partir des circonférences des premiers cristaux 612', des cristaux croissent vers les centres du motif de masque 670 du deuxième impact afin de former les deuxièmes cristaux polycristallins 612". Autrement dit, les trois premiers cristaux 612' qui ont été cristallisés par la première cristallisation sont positionnés autour des deuxièmes cristaux 612", et la deuxième cristallisation démarre à partir de la région 620' où le motif de masque et les trois premiers cristaux 612' se recouvrent l'un l'autre, formant de cette façon les deuxièmes cristaux 612" croissant vers les centres du motif de masque (voir la figure 14B). Sur la figure 16B, les cristaux formés par le premier bloc du masque 670 durant le deuxième impact sont les premiers cristaux, et non les deuxièmes cristaux.  After the first crystallization is complete, the stage (not shown) on which the substrate or mask 670 is placed is moved in the direction of the X axis a distance equal to the length of the square side (a block), which is the same as the pitch distance X (Dx), and then a second laser beam is irradiated. The stage is moved from the distance of the pitch X (Dx) in the direction of the axis -X ', for example, the first crystals 612' of the position C 'formed by the second block cover the mask pattern of the position B 'in the third block, and then a second laser beam is irradiated on the surface of the substrate. Then, as shown in Fig. 16B, the second crystals 612 "having the same shape as the first crystals 612 'are formed, at which time the positions of the second crystals 612" are shifted by the pitch distance X (Dx) by compared to the first crystals 612 ', and thus the second crystals 612 "overlap a portion of the first crystals 612'. The two central regions in Fig. 16B where the first laser impact and the second laser impact overlap each other. other, that is to say, where the first irradiated region (P1) and the second irradiated region (P2) overlap each other, are irradiated by the second impact of the laser beam so that, at From the circumferences of the first crystals 612 ', crystals grow towards the centers of the mask pattern 670 of the second impact to form the second polycrystalline crystals 612 ". In other words, the first three crystals 612 'which have been crystallized by the first crystallization are positioned around the second crystals 612', and the second crystallization starts from the region 620 'where the mask pattern and the first three crystals 612' overlap each other, forming in this way the second crystals 612 "growing towards the centers of the mask pattern (see Figure 14B). In FIG. 16B, the crystals formed by the first block of the mask 670 during the second impact are the first crystals, and not the second crystals.

Ensuite, la platine porte-objet ou le masque 670 est déplacé de nouveau de la distance du pas X (Dx) dans la direction de l'axe X, et alors un troisième faisceau laser est irradié afin de procéder en continu à la cristallisation dans la direction de l'axe X. Par exemple, après que la deuxième cristallisation ait été effectuée par le deuxième impact du laser, le troisième faisceau laser est irradié sur la surface du substrat. A ce moment, les premiers cristaux 612' de la position A' formés par le premier bloc recouvrent le motif de masque de la position B' dans le troisième bloc. Alors, comme le montre la figure 16C, sont formés les troisièmes cristaux 612" ayant la même forme que les premiers cristaux 612'. A ce moment, les positions des troisièmes cristaux 612" sont décalées de la distance du pas X (Dx) par rapport aux premiers cristaux 612', et recouvrent ainsi une partie des premiers cristaux 612' et des deuxièmes cristaux 612". A ce moment, la région centrale sur la figure 16C où les premier, deuxième et troisième impacts laser se recouvrent l'un l'autre, c'est-à- dire, là où la première région irradiée (Pl), la deuxième région irradiée (P2) et la troisième région irradiée (P3) se recouvrent l'une l'autre (à savoir, la région correspondant au troisième bloc du masque 670 pour la troisième irradiation du laser), est irradiée par le troisième impact du faisceau laser de sorte que, à partir des circonférences des motifs des deuxièmes cristaux 612", des cristaux croissent vers les centres du motif de masque 670 du troisième impact afin de former les troisièmes cristaux polycristallins 612". Autrement dit, les trois deuxièmes cristaux 612" qui ont été cristallisés par la deuxième cristallisation sont positionnés autour des troisièmes cristaux 612", et la troisième cristallisation démarre à partir de la région 620" où le motif de masque selon le troisième impact recouvre les trois deuxièmes cristaux 612", formant de cette façon les troisièmes cristaux 612" croissant vers les centres du motif de masque (voir la figure 14C). De cette manière, après que la cristallisation à trois impacts a été effectuée en appliquant le masque pour laser ayant les trois blocs, la région des trois impacts est cristallisée sans recouvrement X, c'est-àdire, sans marque d'impact, comme cela est illustré sur le dessin. C'està-dire, la région où les premiers cristaux 612', les deuxièmes cristaux 612" et les troisièmes cristaux 612" sont tous formés correspond à la région des trois impacts qui a été cristallisée sans marque d'impact. Sur la figure 16C, les cristaux formés par le deuxième bloc du masque 670 durant le troisième impact sont les deuxièmes cristaux 612" récemment formés par le troisième impact du laser après la première cristallisation, et non les troisièmes cristaux, et les cristaux formés par le premier bloc du masque 670 durant le troisième impact sont les premiers cristaux 612' récemment formés par le troisième impact du laser, et non les troisièmes cristaux.  Then, the stage or mask 670 is moved again from the pitch distance X (Dx) in the direction of the X axis, and then a third laser beam is irradiated in order to continuously crystallize in the direction of the X axis. For example, after the second crystallization has been performed by the second impact of the laser, the third laser beam is irradiated on the surface of the substrate. At this time, the first crystals 612 'of the position A' formed by the first block cover the mask pattern of the position B 'in the third block. Then, as shown in Fig. 16C, the third crystals 612 "having the same shape as the first crystals 612 'are formed, at which time the positions of the third crystals 612" are shifted by the pitch distance X (Dx) by relative to the first crystals 612 ', and thus cover a portion of the first crystals 612' and second crystals 612 ". At this time, the central region in FIG. 16C where the first, second and third laser impacts overlap each other. other, that is, where the first irradiated region (P1), the second irradiated region (P2) and the third irradiated region (P3) overlap each other (i.e. corresponding to the third block of the mask 670 for the third irradiation of the laser), is irradiated by the third impact of the laser beam so that, from the circumferences of the patterns of the second crystals 612 ", crystals grow towards the centers of the mask pattern 670 of the third imp act to form the third polycrystalline crystals 612 ". In other words, the three second crystals 612 "which have been crystallized by the second crystallization are positioned around the third crystals 612", and the third crystallization starts from the region 620 "where the mask pattern according to the third impact covers the three second crystals 612 ", thereby forming the third crystals 612" growing towards the centers of the mask pattern (see Fig. 14C), in this way, after the three-impact crystallization has been performed by applying the laser mask having the three blocks, the region of the three impacts is crystallized without overlap X, that is, without impact mark, as illustrated in the drawing, that is, the region where the first crystals 612 ', the second crystals 612 "and the third crystals 612" are all formed corresponds to the region of the three impacts which has been crystallized without any impact mark. x formed by the second block of the mask 670 during the third impact are the second crystals 612 "recently formed by the third impact of the laser after the first crystallization, and not the third crystals, and the crystals formed by the first block of the mask 670 during the third impact is the first crystals 612 'recently formed by the third impact of the laser, and not the third crystals.

Ensuite, comme le montre la figure 16D, la platine porte-objet ou le masque 670 est encore déplacé de la distance du pas X (Dx) dans la direction de l'axe X, et ensuite un quatrième faisceau laser est irradié. Ensuite, la région de cristal des trois impacts (P) ayant des caractéristiques cristallines uniformes sans recouvrement X ni recouvrement Y est formée au centre par le faisceau laser à trois impacts. Comme cela est décrit plus haut, la région de cristal des trois impacts (P) correspondant à la région des troisièmes cristaux 612" est formée sans recouvrement X, à savoir, sans marque d'impact. Par ailleurs, le processus de cristallisation est effectué de manière répétitive dans la direction de l'axe X. Alors, comme le montrent les figures 16E et 16F, la région de cristal des trois impacts (P) sans marque d'impact augmente dans la direction de l'axe X. Cette région de cristal des trois impacts (P) est une région de  Then, as shown in Fig. 16D, the stage or mask 670 is further moved from the pitch distance X (Dx) in the direction of the X axis, and then a fourth laser beam is irradiated. Next, the crystal region of the three impacts (P) having uniform crystalline characteristics without overlap X or overlap Y is formed centrally by the three-impact laser beam. As described above, the crystal region of the three impacts (P) corresponding to the region of the third crystals 612 "is formed without overlap X, i.e., without impact mark, and the crystallization process is performed. repetitively in the direction of the X axis. Then, as shown in FIGS. 16E and 16F, the crystal region of the three impacts (P) without an impact mark increases in the direction of the X axis. crystal of the three impacts (P) is a region of

YY

cristal uniforme sans marque d'impact qui est formée en utilisant le masque pour laser ayant trois blocs, chaque bloc ayant un motif périodique.  uniform crystal without impact mark which is formed using the laser mask having three blocks, each block having a periodic pattern.

Pendant ce temps-là, la région plus basse du film de silicium n'est pas complètement irradiée par un faisceau laser. La raison en est que le processus de cristallisation n'a été effectué que dans la direction de l'axe X. Après que le processus de cristallisation est terminé dans la direction de l'axe X (cristallisation de l'axe X), sur la figure 16G, le masque 670 ou la platine porte-objet est déplacé de la distance du pas Y (Dy) dans la direction de l'axe Y (en cas de déplacement de la platine porte-objet, dans la direction de l'axe -Y), et ensuite, le processus de cristallisation décrit plus haut concernant la cristallisation de l'axe X est effectué de manière continue dans la direction de l'axe -X, en démarrant à partir du point final où le premier processus de cristallisation de l'axe X s'était arrêté. Dans ce cas, la cristallisation est effectuée de manière continue en appliquant les mêmes blocs du masque 670 comme avec la cristallisation de l'axe X. Le motif supérieur (à savoir, le motif formé en dessous de la région des blocs) du masque 670 est positionné en correspondance avec la région plus basse qui n'a pas été complètement irradiée par un faisceau laser après la première cristallisation de l'axe X. Ainsi, la région plus basse peut être complètement cristallisée par le processus de cristallisation dans la direction de l'axe -X. Avec cette procédure, la région plus basse cristallisée par le processus de cristallisation dans la direction de l'axe -X peut être formée sans recouvrement Y. Après cela, le procédé décrit plus haut est appliqué de manière répétitive dans les directions de l'axe X et de l'axe Y afin de former une région cristallisée arbitraire, comme le montre la figure 16H. En particulier, la région de cristal des trois impacts (P) est une région cristallisée sans recouvrement X ni recouvrement Y qui a des caractéristiques de cristallisation uniformes. La raison en est que cette région ne comprend pas de marque d'impact et que les cristaux ont des grains radiaux.  Meanwhile, the lower region of the silicon film is not completely irradiated with a laser beam. This is because the crystallization process has only been carried out in the X-axis direction. After the crystallization process is completed in the X-axis direction (crystallization of the X-axis), on FIG. 16G, the mask 670 or the object stage is moved from the distance of the pitch Y (Dy) in the direction of the Y axis (in the case of the movement of the object stage in the direction of the Y-axis), and then, the crystallization process described above concerning the crystallization of the X-axis is carried out continuously in the direction of the axis -X, starting from the end point where the first process of crystallization of the X axis had stopped. In this case, the crystallization is carried out continuously by applying the same blocks of the mask 670 as with the crystallization of the X axis. The upper pattern (ie, the pattern formed below the block region) of the mask 670 is positioned in correspondence with the lower region which has not been completely irradiated by a laser beam after the first crystallization of the X axis. Thus, the lower region can be completely crystallized by the crystallization process in the direction of the -X axis. With this procedure, the lower region crystallized by the crystallization process in the direction of the -X axis can be formed without overlap Y. After that, the method described above is applied repeatedly in the directions of the axis. X and the Y axis to form an arbitrary crystallized region, as shown in Figure 16H. In particular, the crystal region of the three impacts (P) is a crystallized region with no X overlap or Y overlap that has uniform crystallization characteristics. The reason is that this region does not include an impact mark and the crystals have radial grains.

Dans ce mode de réalisation, un film mince de silicium cristallin sans recouvrement X ni recouvrement Y est obtenu par le procédé à trois impacts en utilisant le masque pour laser ayant trois blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. Bien que les motifs de masque aient des régions transmettantes ayant une forme circulaire, ils peuvent également être formés pour avoir la forme d'un polygone régulier, tel qu'un triangle équilatéral, un carré, un hexagone régulier, un octogone régulier, ou des figures similaires. En plus, bien que chaque bloc ait douze régions transmettantes, le nombre des régions transmettantes dans chaque bloc peut être modifié en fonction des conditions du processus. Du reste, bien que le rayon (R) des régions transmettantes soit la moitié de la distance (L) entre les centres des régions transmettantes, il peut être modifié du moment 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 C' et le motif de masque de la position B' soient positionnés de manière ordonnée dans le premier au troisième bloc du masque, les positions des motifs de masque peuvent être modifiées.  In this embodiment, a crystalline silicon thin film with no X overlap or Y overlap is obtained by the three-impact method using the laser mask having three blocks, each block having a periodic pattern. Although the mask patterns have transmitting regions having a circular shape, they can also be formed to have the shape of a regular polygon, such as an equilateral triangle, a square, a regular hexagon, a regular octagon, or similar figures. In addition, although each block has twelve transmitting regions, the number of transmitting regions in each block can be varied depending on the process conditions. Moreover, although the radius (R) of the transmitting regions is half the distance (L) between the centers of the transmitting regions, it can be modified as long as the relation between R and L satisfies equation 1. In this case, embodiment, although the mask pattern of the position A ', the mask pattern of the position C' and the mask pattern of the position B 'are positioned in an orderly fashion in the first to the third block of the mask, the positions of the mask patterns can be changed.

Un autre exemple de positionnement des trois motifs de masque sera décrit ci-après en détail. La figure 17 illustre un procédé pour construire des motifs périodiques dans un masque pour laser conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention.  Another example of positioning of the three mask patterns will be described hereinafter in detail. Fig. 17 illustrates a method for constructing periodic patterns in a laser mask according to a second embodiment of the present invention.

En référence à la figure 17, dans des régions transmettantes de construction circulaire (A, B et C) dans le masque pour laser, le masque pour laser est divisé en trois blocs afin d'éliminer une marque d'impact. Une région transmettant le laser 775A ayant la position A' est formée dans un premier bloc, une région transmettante 775B ayant la position B' est formée dans le deuxième bloc, et une région transmettante 775C ayant la position C' est formée dans le troisième bloc. C'est-à- dire, comme mentionné plus haut, les motifs de masque circulaires 775A à 775C sont formés séquentiellement dans chacun des trois blocs du masque de cristallisation par laser. Dans ce mode de réalisation, le motif de masque 775B de la position B' est positionné au centre de l'hexagone régulier illustré sur la figure 17, mais la présente invention n'est pas limitée à cette configuration. La région transmettante 775A de la position A' et la région transmettante 775C de la position C' entourent le point de référence 775B. C'est-à-dire, le motif de masque 775B de la position B' formé dans le troisième bloc est positionné au centre du motif en forme d'hexagone régulier, autour duquel sont positionnés les différents motifs (c'est-à-dire, le motif de masque 775A de la position A' et le motif de masque 775C de la position C'). Par ailleurs, la taille et les intervalles des motifs de masque 775A à 775C doivent satisfaire l'équation 1 afin de cristalliser complètement un film mince de silicium par le procédé à trois impacts sans marque d'impact.  Referring to Fig. 17, in transmitting regions of circular construction (A, B and C) in the laser mask, the laser mask is divided into three blocks to remove an impact mark. A region transmitting the laser 775A having the position A 'is formed in a first block, a transmitting region 775B having the position B' is formed in the second block, and a transmitting region 775C having the position C 'is formed in the third block . That is, as mentioned above, the circular mask patterns 775A through 775C are formed sequentially in each of the three blocks of the laser crystallization mask. In this embodiment, the mask pattern 775B of position B 'is positioned at the center of the regular hexagon illustrated in FIG. 17, but the present invention is not limited to this configuration. The transmitting region 775A of position A 'and the transmitting region 775C of position C' surround reference point 775B. That is, the mask pattern 775B of position B 'formed in the third block is positioned at the center of the regular hexagon pattern, around which the various patterns (i.e. ie, the mask pattern 775A of position A 'and the mask pattern 775C of position C'). Moreover, the size and the intervals of the mask patterns 775A to 775C must satisfy the equation 1 in order to completely crystallize a silicon thin film by the three impact method without impact mark.

Le masque pour laser ayant les motifs de masque construits par le procédé susmentionné et un processus de cristallisation utilisant le masque pour laser seront décrits ci-après. La figure 18A illustre un procédé pour construire un masque pour laser en conformité avec le deuxième mode de réalisation de la présente invention. Le deuxième mode de réalisation de la présente invention est le même que le premier mode de réalisation de la présente invention à l'exception de l'ordre de positionnement des motifs de masque de la position B' ou C' dans les deuxième et troisième blocs.  The laser mask having the mask patterns constructed by the above method and a crystallization process using the laser mask will be described hereinafter. Fig. 18A illustrates a method for constructing a laser mask in accordance with the second embodiment of the present invention. The second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention with the exception of the positioning order of the mask patterns of position B 'or C' in the second and third blocks .

En référence à la figure 18A, un motif de masque 775A de la position A' est positionné dans un premier bloc 780' indiqué par un carré entouré d'une ligne continue, un motif de masque 775B de la position B' est positionné dans un deuxième bloc 780" et un motif de masque 775C de la position C' est positionné dans un troisième bloc 780". Les trois motifs de masque 775A à 775C sont formés dans les trois blocs 780' à 780" du masque pour laser selon le procédé de construction de motifs illustré sur la figure 17. Dans le premier bloc 780', douze régions transmettantes ayant une forme circulaire (le motif de masque 775A) sont disposées dans une configuration de matrice à 3 rangées et 4 colonnes. Pour plus de sécurité, les régions transmettantes sont disposées entrecroisées dans les rangées paires et impaires de sorte que chaque rangée ne corresponde pas l'une à l'autre, mais il est supposé que les régions transmettantes soient disposées dans la même rangée pour simplifier l'explication. Comme le motif de masque 775A de la position A', douze régions transmettantes au total du motif de masque 775B sont formées dans une configuration de matrice à 3 rangées et 4 colonnes dans le deuxième bloc 780". Les positions des régions transmettantes du motif de masque 775B correspondent aux positions des petits carrés dans le premier bloc 780' sur la figure 18A. Ainsi, douze régions transmettantes au total du motif de masque 775C de la position C' sont formées dans une configuration de matrice à 3 rangées et 4 colonnes. Les positions des régions transmettantes du motif de masque 775C correspondent aux positions des triangles dans le premier bloc 780' et dans le troisième bloc 780" sur la figure 18A.  Referring to Fig. 18A, a mask pattern 775A of the position A 'is positioned in a first block 780' indicated by a square surrounded by a solid line, a mask pattern 775B of the position B 'is positioned in a second block 780 "and a mask pattern 775C of the position C 'is positioned in a third block 780". The three mask patterns 775A through 775C are formed in the three blocks 780 'to 780 "of the laser mask according to the pattern construction method shown in Fig. 17. In the first block 780', twelve transmitting regions having a circular shape (the mask pattern 775A) are arranged in a 3-row and 4-column matrix configuration For greater security, the transmitting regions are arranged crisscross in the even and odd rows so that each row does not match any one. the other, but it is assumed that the transmitting regions are arranged in the same row to simplify the explanation As the mask pattern 775A of the position A ', twelve transmitting regions in total of the mask pattern 775B are formed in a 3-row and 4-column matrix configuration in the second block 780 ". The positions of the transmitting regions of the mask pattern 775B correspond to the positions of the small squares in the first block 780 'in Fig. 18A. Thus, twelve transmitting regions in total of the mask pattern 775C of the C 'position are formed in a 3-row and 4-column matrix configuration. The positions of the transmitting regions of the mask pattern 775C correspond to the positions of the triangles in the first block 780 'and in the third block 780 "in Fig. 18A.

La position de chaque motif de masque 675A à 675C est cohérente avec le procédé de construction de motifs de la présente invention. C'est- à-dire, à supposer que les trois motifs soient formés dans un seul bloc, sur la base des régions transmettantes positionnées dans la première rangée x première colonne du motif de masque 775B (appelé ci-après motif de référence'), les régions transmettantes positionnées dans la première rangée x première colonne du motif de masque 775A sont positionnées aux sommets du côté inférieur gauche du triangle équilatéral, et les régions transmettantes positionnées dans la première rangée x première colonne du motif de masque 775C sont positionnées aux sommets du côté inférieur droit du triangle équilatéral par rapport au motif de référence. Les motifs de masque 775A et les motifs de masque 775C sont décalés d'une certaine distance (la moitié de la longueur d'un côté du triangle équilatéral vers la gauche ou la droite, et de la hauteur du triangle équilatéral vers le bas), les trois motifs de masque 775A à 775C formés dans les trois blocs 780' à 780" ont la même configuration de 3 rangées x 4 colonnes.  The position of each mask pattern 675A at 675C is consistent with the pattern construction method of the present invention. That is, assuming that the three patterns are formed in a single block, based on the transmitting regions positioned in the first row x first column of the mask pattern 775B (hereinafter called reference pattern ') the transmitting regions positioned in the first row x first column of the mask pattern 775A are positioned at the vertices of the lower left side of the equilateral triangle, and the transmitting regions positioned in the first row x first column of the mask pattern 775C are positioned at the vertices. the lower right side of the equilateral triangle with respect to the reference pattern. The mask patterns 775A and the mask patterns 775C are shifted a certain distance (half the length of one side of the equilateral triangle to the left or right, and the height of the equilateral triangle downwards), the three mask patterns 775A to 775C formed in the three blocks 780 'to 780 "have the same configuration of 3 rows x 4 columns.

Comparé au procédé de construction du masque pour laser selon le premier mode de réalisation de la présente invention, le procédé de construction du masque pour laser selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention a un concept de masque différent. Autrement dit, dans le premier mode de réalisation, le motif de masque C' est positionné dans le deuxième bloc, tandis que le motif de masque B' est positionné dans le deuxième bloc dans le deuxième mode de réalisation.  Compared to the method of constructing the laser mask according to the first embodiment of the present invention, the method of constructing the laser mask according to the second embodiment of the present invention has a different mask concept. In other words, in the first embodiment, the mask pattern C 'is positioned in the second block, while the mask pattern B' is positioned in the second block in the second embodiment.

Un masque pour laser formé par le procédé de construction de motifs décrit plus haut sera décrit ci-après à l'aide d'un exemple. La figure 18B illustre un exemple d'un masque pour laser fabriqué par le procédé de construction de motifs décrit en référence à la figure 18A.  A laser mask formed by the pattern construction method described above will be described hereinafter with the aid of an example. Fig. 18B illustrates an example of a laser mask manufactured by the pattern construction method described with reference to Fig. 18A.

Comme cela a été décrit plus haut, un masque pour laser 770 formé par le procédé de construction de masque en conformité avec le deuxième mode de réalisation de la présente invention a trois blocs ayant le motif de masque 775A de la position A', le motif de masque 775B de la position B' et le motif de masque 775C de la position C'. Dans ce mode de réalisation, douze régions transmettantes sont formées dans chaque bloc du masque pour laser 770, il est possible de former plus de douze régions transmettantes en tenant compte des conditions du processus, telles que l'équipement du laser ou le système optique, sans être limité à ce nombre.  As described above, a laser mask 770 formed by the mask construction method according to the second embodiment of the present invention has three blocks having the mask pattern 775A of the position A ', the pattern mask 775B of the position B 'and the mask pattern 775C of the position C'. In this embodiment, twelve transmitting regions are formed in each block of the laser mask 770, it is possible to form more than twelve transmitting regions taking into account the process conditions, such as the laser equipment or the optical system, without being limited to this number.

Un processus pour cristalliser un film mince de silicium de grande taille en utilisant le masque pour laser sera décrit ci-après. Les figures 19A à 19G illustrent un processus séquentiel pour cristalliser un film mince de silicium en utilisant le masque pour laser illustré sur la figure 18B.  A process for crystallizing a large silicon thin film using the laser mask will be described hereinafter. Figs. 19A-19G illustrate a sequential process for crystallizing a silicon thin film using the laser mask shown in Fig. 18B.

Comme le montrent ces figures, trois blocs sont indiqués par une ligne continue pour simplifier l'explication. Ainsi, chaque bloc est indiqué par une carré entouré d'une ligne continue. Dans cet exemple, à partir de la gauche, un premier bloc 780' correspond au motif de masque de la position A', un deuxième bloc 780" correspond au motif de masque de la position B' et un troisième bloc 780" correspond au motif de masque de la position C'.  As these figures show, three blocks are indicated by a solid line to simplify the explanation. Thus, each block is indicated by a square surrounded by a continuous line. In this example, from the left, a first block 780 'corresponds to the mask pattern of the position A', a second block 780 "corresponds to the mask pattern of the position B 'and a third block 780" corresponds to the pattern mask of the position C '.

En référence à la figure 19A, une première cristallisation est effectuée en irradiant un faisceau laser sur un film de silicium déposé sur un substrat à travers le masque pour laser illustré sur la figure 18B. A ce moment, le faisceau laser a une densité d'énergie correspondant à larégion de fusion complète comme cela est décrit dans les premières sections, et des cristaux croissent vers les centres des cercles en utilisant comme noyau le silicium amorphe (phase solide) positionné aux surfaces limitrophes, formant de cette façon des premiers cristaux polycristallins 712' dans une première région irradiée (Pl). Les premiers cristaux 712' ont des grains radiaux.  Referring to Figure 19A, a first crystallization is performed by irradiating a laser beam on a silicon film deposited on a substrate through the laser mask shown in Figure 18B. At this time, the laser beam has an energy density corresponding to the entire fusion region as described in the first sections, and crystals grow towards the centers of the circles using as the core the amorphous silicon (solid phase) positioned at the boundary surfaces, thereby forming first polycrystalline crystals 712 'in a first irradiated region (P1). The first crystals 712 'have radial grains.

Après que la première cristallisation est terminée, la platine porte-objet (non illustrée) sur laquelle est placé le substrat ou le masque 770 est déplacé dans la direction de l'axe X d'une distance de la longueur (Dx) du côté du carré (un bloc), et ensuite un deuxième faisceau laser est irradié. La platine porte-objet est déplacée de la distance du pas X (Dx) dans la direction de l'axe -X', par exemple, les premiers cristaux 712' de la position B' dans le deuxième bloc recouvrent le motif de masque de la position C' dans le troisième bloc, et ensuite, le deuxième faisceau laser est irradié sur la surface du substrat. Ensuite, comme le montre la figure 19B, sont formés les deuxièmes cristaux 712" ayant la même forme que les premiers cristaux 712'. A ce moment, les positions des deuxièmes cristaux 712" sont décalées de la distance du pas X (Dx) par rapport aux premiers cristaux 712', et ainsi les deuxièmes cristaux 712" recouvrent une partie des premiers cristaux 712'. Les deux régions centrales sur la figure 19B où le premier impact du laser et le deuxième impact du laser se recouvrent l'un l'autre, c'est-à-dire, là où la première région irradiée (P1) et la deuxième région irradiée (P2) se recouvrent l'une l'autre, sont irradiées par le deuxième impact du faisceau laser de sorte qu'à partir de la région 720', où le motif de masque pour le deuxième impact recouvre les premiers cristaux 712', des cristaux croissent vers les centres du motif de masque 770 du deuxième impact afin de former les deuxièmes cristaux polycristallins 712" (voir la figure 14B). Sur la figure 19B, les cristaux formés par le premier bloc de masque 770 durant le deuxième impact sont les premiers cristaux, et non les deuxièmes cristaux.  After the first crystallization is complete, the stage (not shown) on which the substrate or mask 770 is placed is moved in the direction of the X axis a distance from the length (Dx) on the side of the square (one block), and then a second laser beam is irradiated. The stage is moved from the pitch distance X (Dx) in the direction of the axis -X ', for example, the first crystals 712' of the position B 'in the second block cover the mask pattern of the position C 'in the third block, and then the second laser beam is irradiated on the surface of the substrate. Then, as shown in Fig. 19B, the second crystals 712 "having the same shape as the first crystals 712 'are formed, at which time the positions of the second crystals 712" are shifted by the pitch distance X (Dx) by compared to the first crystals 712 ', and thus the second crystals 712 "cover a portion of the first crystals 712' The two central regions in Fig. 19B where the first impact of the laser and the second impact of the laser overlap each other. other, that is to say, where the first irradiated region (P1) and the second irradiated region (P2) overlap each other, are irradiated by the second impact of the laser beam so that from the region 720 ', where the mask pattern for the second impact covers the first crystals 712', crystals grow towards the centers of the mask pattern 770 of the second impact to form the second polycrystalline crystals 712 "(see FIG. 14B). In Fig. 19B, the crystals formed by the first mask block 770 during the second impact are the first crystals, and not the second crystals.

Ensuite, la platine porte-objet ou le masque 770 est déplacé de nouveau de la distance du pas X (Dx) dans la direction de l'axe X, et ensuite un troisième faisceau laser est irradié pour réaliser de manière continue la cristallisation dans la direction de l'axe X. Par exemple, après que la deuxième cristallisation a été effectuée par le deuxième impact du laser, le troisième faisceau laser est irradié sur la surface du substrat. A ce moment, les premiers cristaux 712' de la position A' formés par le premier bloc recouvrent le motif de masque de la position C' dans le troisième bloc. Ensuite, comme le montre la figure 19C, sont formés les troisièmes cristaux 712" ayant la même forme que les premiers cristaux 712'. A ce moment, la région centrale sur la figure 19C où les premier, deuxième et troisième impacts laser se recouvrent l'un l'autre, c'est-à-dire, là où la première région irradiée (Pi), la deuxième région irradiée (P2) et la troisième région irradiée (P3) se recouvrent l'une l'autre (à savoir, la région correspondant au troisième bloc du masque 770 pour la troisième irradiation du laser), est irradiée par le troisième impact du faisceau laser de sorte que, à partir des circonférences des motifs des deuxièmes cristaux 712" (spécifiquement, la région 720" où le motif de masque pour le troisième impact recouvre les deuxièmes cristaux 712"), des cristaux croissent vers les centres du motif de masque 770 du troisième impact afin de former les troisièmes cristaux polycristallins 712"'(voir la figure 14C). De cette manière, après que la cristallisation à trois impacts a été effectuée en appliquant le masque ayant les trois blocs, la région des trois impacts est cristallisée sans recouvrement X, c'est-à-dire sans marque d'impact comme le montre le dessin. Sur la figure 19C, les cristaux formés par le deuxième bloc du masque 770 durant le troisième impact sont les deuxièmes cristaux 712" récemment formés par le troisième impact du laser après la première cristallisation, et non les troisièmes cristaux, et les cristaux formés par le premier bloc du masque 770 durant le troisième impact sont les premiers cristaux 712' récemment formés par le troisième impact du laser, et non les troisièmes cristaux.  Then, the stage or mask 770 is moved again from the pitch distance X (Dx) in the direction of the X axis, and then a third laser beam is irradiated to continuously crystallize in the For example, after the second crystallization has been performed by the second impact of the laser, the third laser beam is irradiated on the surface of the substrate. At this moment, the first crystals 712 'of the position A' formed by the first block cover the mask pattern of the position C 'in the third block. Then, as shown in Fig. 19C, the third crystals 712 "are formed having the same shape as the first crystals 712. At this time, the central region in Fig. 19C where the first, second and third laser strikes overlap with each other. the other, that is, where the first irradiated region (Pi), the second irradiated region (P2), and the third irradiated region (P3) overlap each other (i.e. the region corresponding to the third block of the mask 770 for the third irradiation of the laser) is irradiated by the third impact of the laser beam so that, from the circumferences of the patterns of the second crystals 712 "(specifically, the region 720" where the mask pattern for the third impact covers the second crystals 712 "), crystals grow towards the centers of the third impact impact mask pattern 770 to form the third polycrystalline crystals 712" '(see Fig. 14C). after s crystallization three impacts was performed by applying the mask having three blocks three impacts the region is crystallized without overlap X, that is to say without impact as shown in the drawing mark. In FIG. 19C, the crystals formed by the second block of the mask 770 during the third impact are the second crystals 712 "recently formed by the third impact of the laser after the first crystallization, and not the third crystals, and the crystals formed by the first block of the mask 770 during the third impact are the first crystals 712 'recently formed by the third impact of the laser, and not the third crystals.

Ensuite, comme le montre la figure 19D, la platine porte-objet ou le masque 770 est encore déplacé de la distance du pas X (Dx) dans la direction de l'axe X, et ensuite un quatrième faisceau laser est irradié. Ensuite, la région de cristal à trois impacts (P) ayant des caractéristiques cristallines uniformes sans recouvrement X ni recouvrement Y est formée dans le centre par le troisième impact du faisceau laser. Comme cela a été décrit plus haut, la région de cristal des trois impacts (P) correspondant à la région des troisièmes cristaux 712" est formée sans recouvrement X, c'est-à-dire, sans marque d'impact. Pendant ce temps-là, le processus de cristallisation est effectuée de manière répétitive dans la direction de l'axe X. Ensuite, comme le montrent les figures 19E et 19F, la région de cristal des trois impacts (P) sans marque d'impact augmente dans la direction de l'axe X. Cette région de cristal des trois impacts (P) est une région de cristal uniforme sans marque d'impact qui est formée en utilisant le masque pour laser ayant les trois blocs, chaque bloc ayant un motif périodique.  Then, as shown in Fig. 19D, the stage or mask 770 is further displaced by the pitch distance X (Dx) in the direction of the X axis, and then a fourth laser beam is irradiated. Then, the three-impact crystal region (P) having uniform crystalline characteristics without overlap X or overlap Y is formed in the center by the third impact of the laser beam. As described above, the crystal region of the three impacts (P) corresponding to the region of the third crystals 712 "is formed without overlap X, i.e., without impact mark. here, the crystallization process is carried out repeatedly in the direction of the X axis. Then, as shown in FIGS. 19E and 19F, the crystal region of the three impacts (P) without an impact mark increases in the X-axis direction. This crystal region of the three impacts (P) is a uniform crystal region without impact mark which is formed using the laser mask having the three blocks, each block having a periodic pattern.

Ensuite, après que le processus de cristallisation est terminé dans la direction de l'axe X (première cristallisation de l'axe X), le masque 770 ou la platine porte-objet est déplacé de la distance du pas Y (Dy) dans la direction de l'axe Y (en cas de déplacement de la platine porte-objet, dans la direction de l'axe -Y), et ensuite, le processus de cristallisation décrit plus haut concernant la cristallisation de l'axe X est exécuté de manière continue dans la direction de l'axe -X, en démarrant au point final où le premier processus de cristallisation de l'axe X s'était terminé. Dans ce cas, la cristallisation est réalisée de manière continue en appliquant les mêmes blocs de masque 770 que pour la première cristallisation de l'axe X. Le motif supérieur (à savoir, le motif formé en dessous de la région des blocs) du masque 770 est positionné en correspondance avec la région plus basse qui n'a pas été complètement irradiée par un faisceau laser après la première cristallisation de l'axe X. La région plus basse peut être complètement cristallisée par le processus de cristallisation dans la direction de l'axe -X. Avec cette procédure, la région plus basse cristallisée par le processus de cristallisation dans la direction de l'axe -X peut être formée sans recouvrement Y. Après cela, le procédé décrit plus haut est appliqué de manière répétitive dans les directions de l'axe X et de l'axe Y afin de former une région cristallisée arbitraire, illustrée sur la figure 19G.  Then, after the crystallization process is completed in the direction of the X axis (first crystallization of the X axis), the mask 770 or the object stage is moved from the pitch distance Y (Dy) in the direction of the Y axis (in case of displacement of the object stage, in the direction of the -Y axis), and then, the crystallization process described above concerning the crystallization of the X axis is executed from continuously in the direction of the -X axis, starting at the end point where the first X-axis crystallization process was completed. In this case, the crystallization is carried out continuously by applying the same mask blocks 770 as for the first crystallization of the X axis. The upper pattern (ie, the pattern formed below the block region) of the mask 770 is positioned in correspondence with the lower region which has not been completely irradiated by a laser beam after the first crystallization of the X axis. The lower region can be completely crystallized by the crystallization process in the direction of the axis -X. With this procedure, the lower region crystallized by the crystallization process in the direction of the -X axis can be formed without overlap Y. After that, the method described above is applied repeatedly in the directions of the axis. X and the Y axis to form an arbitrary crystallized region, shown in Figure 19G.

Bien que le motif de masque de la position A', le motif de masque de la position C' et le motif de masque de la position B' soient positionnés séquentiellement dans le premier au troisième bloc du masque pour laser dans le deuxième mode de réalisation, ce dernier n'est pas limité à cette configuration. Par exemple, soit le motif de masque de la position C', soit le motif de masque de la position B' peut être positionné dans le premier bloc tout en conservant l'ordre des trois motifs de masque de la même manière.  Although the mask pattern of position A ', the mask pattern of position C' and the mask pattern of position B 'are sequentially positioned in the first to third block of the laser mask in the second embodiment. , the latter is not limited to this configuration. For example, either the mask pattern of position C 'or the mask pattern of position B' can be positioned in the first block while keeping the order of the three mask patterns in the same manner.

Comme cela a été décrit dans les premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention, des faisceaux laser sont irradiés sur un film mince de silicium à travers les trois motifs de masque formés dans les trois blocs du masque pour laser. Par conséquent, la partie du film mince de silicium irradiée par les trois impacts d'irradiation au laser est complètement cristallisée. Le procédé à trois impacts comprend la première cristallisation par le premier impact, la deuxième cristallisation par le deuxième impact et la troisième cristallisation par le troisième impact. Dans la première cristallisation, des cristaux croissent vers les centres des cercles en utilisant comme noyau le film mince de silicium amorphe (phase solide) positionné autour du motif circulaire, c'est-à-dire à la surface limitrophe des circonférences. Dans les deuxième et troisième cristallisations, des cristaux croissent vers les centres des motifs de masque du deuxième impact et du troisième impact utilisant comme point de départ les circonférences des premiers et deuxièmes cristaux.  As described in the first and second embodiments of the present invention, laser beams are irradiated on a silicon thin film through the three mask patterns formed in the three blocks of the laser mask. As a result, the portion of the thin silicon film irradiated by the three laser irradiation impacts is completely crystallized. The three-impact method includes the first crystallization by the first impact, the second crystallization by the second impact and the third crystallization by the third impact. In the first crystallization, crystals grow towards the centers of the circles using as the core the amorphous silicon thin film (solid phase) positioned around the circular pattern, that is to say on the boundary surface of the circumferences. In the second and third crystallizations, crystals grow towards the centers of the mask patterns of the second impact and the third impact using as a starting point the circumferences of the first and second crystals.

Un procédé de fabrication d'un dispositif à cristaux liquides utilisant le film mince de silicium ayant les caractéristiques de cristallisation améliorées en conformité avec la présente invention sera décrit ci-après. La figure 20 est une vue de dessus 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.  A method of manufacturing a liquid crystal device using the silicon thin film having the improved crystallization characteristics in accordance with the present invention will be described hereinafter. Fig. 20 is a top view illustrating a structure of a liquid crystal display screen in which a control circuit is integrated with the matrix substrate of the liquid crystal display.

Comme illustré, 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 région 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 grilles 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 grilles et de lignes de données disposées verticalement et horizontalement, et définissant une pluralité de régions de pixels sur le substrat 820. L'unité de pixels comprend en outre un transistor à films minces, un dispositif de commutation formé à proximité des croisements des lignes de grilles et des lignes de données, et des électrodes de pixel formées dans les régions de pixel. Le transistor à films 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.  As illustrated, the liquid crystal display incorporating a control circuit comprises a matrix substrate 820, a color filter substrate 830 and a liquid crystal layer (not shown) formed between the matrix substrate 820 and the color filter substrate 830. The matrix substrate 820 comprises a pixel unit 825, an image display region where pixels of the unit are disposed in a matrix configuration, and a gate control circuit unit 824 and a gate circuit unit. data control 823 positioned at an outer edge of the pixel unit 825. Although not illustrated, the pixel unit 825 of the matrix substrate 820 includes a plurality of vertically arranged grid lines and data lines. horizontally, and defining a plurality of pixel regions on the substrate 820. The pixel unit further comprises a thin-film transistor, a switching device formed near the crossings of the grid lines and data lines, and pixel electrodes formed in the pixel regions. The thin-film transistor (TFT), serving as a switching device for applying a voltage signal to the pixel electrodes, is a field effect transistor (FET) for controlling a current flow by an electric field.

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 grilles 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 grilles 824 et l'unité de circuit de commande des données 823 utilisent un transistor à films minces avec une structure CMOS (semi conducteur à oxyde de métal complémentaire), un inverseur. A titre de référence, le CMOS est un circuit intégré, ayant une structure MOS, utilisé pour traiter des signaux à hauts débits, 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 grilles 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 grilles 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.  The data control circuit unit 823 of the matrix substrate 820 is positioned on the longer side of the matrix substrate 820 which protrudes with respect to the color filter substrate 830, and the grid control circuit unit 824 is positioned on the small side of the matrix substrate 820. In order to appropriately output an input signal, the gate control circuit unit 824 and the data control circuit unit 823 use a thin film transistor with a CMOS structure (semi complementary metal oxide conductor), an inverter. For reference, CMOS is an integrated circuit, having a MOS structure, used to process high-rate signals, and needs P-channel and N-channel transistors. Its speed and density characteristics are located between the NMOS and PMOS. The gate control circuit unit 824 and the data control circuit unit 823, which are devices for providing a scan signal and a data signal to the pixel electrode through the line of grids and the data line, are connected to an external signal input connector (not shown) for controlling an external signal transmitted by the external signal input connector and outputting it to the input electrode. 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 région d'affichage d'image 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 région d'affichage d'image afin de former un écran d'affichage à cristaux liquides.  Although not illustrated, a color filter for implanting the color and a common electrode, which is a counter electrode of the pixel electrode formed on the matrix substrate 820, are formed on the display region of image 825. A spacer between the matrix substrate and the color filter substrate is formed to provide a uniform cell gap. The matrix substrate and the color filter substrate are fixed by a seal structure formed at an outer edge of the image display region to form a liquid crystal display screen.

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 le film 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.  The two substrates are fixed by an attachment key formed on the matrix substrate or the color filter substrate. The LCD with integrated control circuit using the polycrystalline silicon thin film has many advantages in that it has excellent functional characteristics, excellent image quality, adequate display capacity, and low power. consumption.

Un dispositif à cristaux liquides avec circuit de commande intégré utilisant le film 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 un film mince de silicium cristallisé par un procédé de cristallisation en conformité avec la présente invention. Comme pour le transistor à films 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 21 illustre ici un exemple du dispositif d'affichage à cristaux liquides CMOS.  A liquid crystal device with integrated control circuit using the crystallized silicon thin film made in accordance with the present invention will be described hereinafter by its manufacturing process. Fig. 21 illustrates an example of a liquid crystal device made using a crystallized silicon thin film by a crystallization process in accordance with the present invention. As for the thin film transistor (TFT) formed on the pixel unit, the two types of TFT transistors, N and P, are available. For the control circuit unit, either N type TFT transistors or P type TFTs may be used as in the pixel unit, or the CMOS structure having N and P type TFT transistors may also be used. Fig. 21 illustrates here an example of the CMOS liquid crystal display device.

Un procédé de fabrication du dispositif à cristaux liquides CMOS sera décrit ci-après. Premièrement, une couche tampon 821 faite d'un film 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'un film 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 trois impacts de cristallisation qui est conforme à la présente invention. A ce moment, le procédé à trois impacts de cristallisation utilise un masque pour laser ayant trois blocs, chaque bloc ayant un motif périodique. Par conséquent, un film mince de silicium polycristallin uniforme peut être formé sans marque d'impact.  A method of manufacturing the CMOS liquid crystal device will be described hereinafter. Firstly, a buffer layer 821 made of a silicon oxide film (SiO2) is formed on a substrate 820 made of a transparent insulating material such as glass. Then, 824N and 824P active layers made of polycrystalline silicon are formed on the substrate 820 formed by the buffer layer. For this purpose, after an amorphous thin film has been formed over the entire surface of the substrate 820, the active layers 824N and 824P are laterally and sequentially solidified by a three-step crystallization process which is in accordance with the present invention. At this time, the three-step crystallization process uses a laser mask having three blocks, each block having a periodic pattern. Therefore, a uniform polycrystalline silicon thin film can be formed without impact mark.

Après cela, le film 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 régions NMOS et PMOS. Ensuite, un film d'isolation des grilles 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 sur une certaine région (à savoir, une région de formation de canaux des couches actives 824N et 824P) sur le film d'isolation des grilles 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 le film d'isolation des grilles 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 régions de source/drain 822N et 823 formées en implantant des ions N+ dans une certaine région de la couche active 824N) et un transistor TFT de type P. A ce moment, la région de source 822N et la région de drain 823N du transistor TFT de type N sont formées en injectant un élément du cinquième groupe tel que du phosphore (P) qui peut donner un électron. Les régions 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, un film d'isolation entre les couches 825B est déposé sur toute la surface du substrat 820, et des trous de contact 860N et 860P sont formés pour mettre à nu une partie des régions 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 régions de source/drain 822N, 822P, 823N et 823P par le biais des trous de contact 860N et 860P, 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 le film 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.  After that, the crystallized thin film of polycrystalline silicon receives a structure through a photolithography process to form the active structures 824N and 824P at the NMOS and PMOS regions. Then, an insulating film of the grids 825A is deposited on the active layers 824N and 824P. Subsequently, 850N and 850P gate electrodes, made of molybdenum (Mo), aluminum (Al), an aluminum alloy or similar material, are formed over a certain region (i.e. a channel forming region of the active layers 824N and 824P) on the gate insulating film 825. The gate electrodes 850N and 850P are formed by a photolithography process after a gate metal has been deposited on the film insulation of grids 825A. Next, an N-doping process and a P-doping process are performed sequentially to form an N-type TFT transistor (i.e., a TFT transistor having source / drain regions 822N and 823 formed by implanting N + ions into a certain active-region region 824N) and a P-type TFT transistor. At this time, the source region 822N and the drain region 823N of the N-type TFT transistor are formed by injecting an element of the fifth group such as phosphorus ( P) that can give an electron. The source / drain regions 822P and 823P of the P-type TFT transistor are formed by injecting an element of the third group such as boron (B) which can provide a hole. After that, an insulation film between the layers 825B is deposited over the entire surface of the substrate 820, and 860N and 860P contact holes are formed to expose a portion of the source / drain regions 822N, 822P, 823N and 823P by a process of photolithography. Finally, source / drain electrodes 851N, 851P, 852N, and 852P are formed to electrically connect the source / drain regions 822N, 822P, 823N, and 823P through contact holes 860N and 860P, thereby terminating the device. CMOS LCD. Although the present invention provides a method of manufacturing a liquid crystal device having the crystallized silicon thin film, the principles of the present invention can also be applied to other display devices such as an organic light emitting diode. without being limited to it.

Comme cela a été déjà décrit, le masque pour laser et le procédé de cristallisation conformément à la présente invention présentent de nombreux avantages. Un masque pour laser conformément à la présente invention a trois blocs, chaque bloc ayant son propre motif périodique. Avec un procédé de cristallisation conforme à la présente invention, qui utilise le masque pour laser, on peut obtenir un film 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 trois blocs. En plus, en fabriquant un dispositif d'affichage à cristaux liquides utilisant le film 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.  As already described, the laser mask and the crystallization method according to the present invention have many advantages. A laser mask according to the present invention has three blocks, each block having its own periodic pattern. With a crystallization method according to the present invention, which uses the laser mask, it is possible to obtain a polycrystalline silicon thin film with no overlap X or Y covering, that is to say, without an impact mark, in repeatedly applying the three blocks. In addition, by manufacturing a liquid crystal display device using the polycrystalline silicon thin film, the device can have uniform and improved characteristics due to the crystallization characteristics of the active layer. In addition, because the active layer has no impact mark, the image quality of the liquid crystal display device can also be improved.

Il est évident à l'homme du métier que diverses modifications et variantes 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 est entendu que la présente invention couvre les modifications et variantes de cette invention à condition qu'elles demeurent dans la portée des revendications annexées et de leurs équivalents.  It is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations may be made to the display device discussed above and the control method thereof without departing from the spirit or scope of the invention. Thus, it is understood that the present invention covers modifications and variations of this invention provided that they remain within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (42)

REVENDICATIONS 1. Un masque pour laser ayant des premier, deuxième et troisième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de régions transmettantes et une région bloquante, le motif périodique du premier bloc ayant une première position, le motif périodique du deuxième bloc ayant une deuxième position, le motif périodique du troisième bloc ayant une troisième position, les premières, deuxième et troisième positions étant différentes les unes des autres.  A laser mask having first, second and third blocks, each block having a periodic pattern comprising a plurality of transmitting regions and a blocking region, the periodic pattern of the first block having a first position, the periodic pattern of the second block having a second position, the periodic pattern of the third block having a third position, the first, second and third positions being different from each other. 2. Le masque pour laser selon la revendication 1, dans lequel, lorsque les trois motifs périodiques sont disposés dans un bloc, les trois régions transmettantes adjacentes forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  The laser mask according to claim 1, wherein, when the three periodic patterns are arranged in a block, the three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle, and six of the equilateral triangles form a regular hexagon. 3. Le masque pour laser selon la revendication 1, dans lequel les régions transmettantes ont la forme d'un cercle.  The laser mask according to claim 1, wherein the transmitting regions are in the form of a circle. 4. Le masque pour laser selon la revendication 3, dans lequel une distance entre les centres des régions transmettantes est L, un rayon des régions transmettantes ayant une forme circulaire est R, et L et R satisfont la relation  The laser mask according to claim 3, wherein a distance between the centers of the transmitting regions is L, a radius of the transmitting regions having a circular shape is R, and L and R satisfy the relation L LL L <_ R < 3 2    <_ R <3 2 5. Le masque pour laser selon la revendication 1, dans lequel les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.The laser mask according to claim 1, wherein the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon. 6. Le masque pour laser selon la revendication 1, dans lequel les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées dans une configuration de matrice à 30 N rangées par M colonnes (N et M étant des nombres entiers).  The laser mask according to claim 1, wherein the transmitting regions in each block are arranged in a 30 N matrix configuration arranged by M columns (N and M being integers). 7. Le masque pour laser selon la revendication 6, dans lequel les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées entrecroisées dans des rangées paires et impaires.  The laser mask of claim 6, wherein the transmitting regions in each block are arranged intersecting in even and odd rows. 8. Le masque pour laser selon la revendication 1, dans lequel le masque pour laser est fait de métal, le métal pouvant être du chrome ou de l'aluminium.  The laser mask of claim 1, wherein the laser mask is made of metal, the metal may be chromium or aluminum. 9. Un procédé de cristallisation utilisant un masque comprenant: la fourniture d'un substrat ayant une couche semi-conductrice; le positionnement d'un masque sur le substrat, le masque ayant des premier, deuxième et troisième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de régions transmettantes et une région bloquante, le motif périodique du premier bloc ayant une première position, le motif périodique du deuxième bloc ayant une deuxième position, le motif périodique du troisième bloc ayant une troisième position, les première, deuxième et troisième positions étant différentes les unes des autres; et la cristallisation de la couche semi-conductrice par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque.  9. A method of crystallization using a mask comprising: providing a substrate having a semiconductor layer; positioning a mask on the substrate, the mask having first, second and third blocks, each block having a periodic pattern comprising a plurality of transmitting regions and a blocking region, the periodic pattern of the first block having a first position, the periodical pattern of the second block having a second position, the periodic pattern of the third block having a third position, the first, second and third positions being different from each other; and crystallizing the semiconductor layer by irradiating a laser beam through the mask. 10. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel, lorsque les trois motifs périodiques sont disposés dans un bloc, les trois régions transmettantes adjacentes forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  The method of claim 9, wherein, when the three periodic patterns are arranged in a block, the three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle, and six of the equilateral triangles form a regular hexagon. 11. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel les régions transmettantes ont la forme d'un cercle.  The method of claim 9, wherein the transmitting regions are in the form of a circle. 12. Le procédé selon la revendication 11, dans lequel une distance entre les centres des régions transmettantes est L, un rayon des régions transmettantes ayant une forme circulaire est R, et L et R satisfont la relation L L -<-R< 3 2  The method of claim 11, wherein a distance between the centers of the transmitting regions is L, a radius of the transmitting regions having a circular shape is R, and L and R satisfy the relation L L <- R <3 2 13. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.The method of claim 9, wherein the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon. 14. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées en une configuration de matrice de N rangées par M colonnes (N et M étant des nombres entiers).  The method of claim 9, wherein the transmitting regions in each block are arranged in a matrix configuration of N rows by M columns (N and M being integers). 15. Le procédé selon la revendication 14, dans lequel les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées entrecroisées dans des rangées paires et impaires.  The method of claim 14, wherein the transmitting regions in each block are arranged intersecting in even and odd rows. 16. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel le masque est fait de métal, le métal pouvant être du chrome ou de l'aluminium.  16. The method of claim 9, wherein the mask is made of metal, the metal may be chromium or aluminum. 17. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre: l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée, dans laquelle une dimension de la première région cristallisée est W; le déplacement du substrat de moins de W; fo l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du substrat de moins de W; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  The method according to claim 9, wherein the crystallization of the semiconductor layer further comprises: irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region, wherein a dimension of the first crystallized region is W; the displacement of the substrate of less than W; fo irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; the displacement of the substrate of less than W; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region. 18. Le procédé selon la revendication 17, dans lequel le substrat est déplacé d'un tiers de W environ.  18. The method of claim 17, wherein the substrate is displaced by about one-third of W. 19. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel la cristallisation de la 20 couche semi-conductrice comprend en outre: l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée; le déplacement du masque d'une distance environ égale à une taille d'un bloc; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former 25 une deuxième région cristallisée; le déplacement du masque d'une distance environ égale à une taille d'un bloc; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  19. The method of claim 9, wherein the crystallization of the semiconductor layer further comprises: irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region; moving the mask a distance approximately equal to a size of a block; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; moving the mask a distance approximately equal to a size of a block; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region. 20. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel le laser irradié a une densité d'énergie d'une région de fusion complète.  The method of claim 9, wherein the irradiated laser has an energy density of a complete fusion region. 21. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel la couche semiconductrice est cristallisée par un procédé de solidification latérale séquentielle (SLS).  21. The method of claim 9, wherein the semiconductor layer is crystallized by a sequential lateral solidification (SLS) process. 22. Un dispositif d'affichage comprenant: une ligne de grilles et une ligne de données se croisant l'une l'autre pour former un pixel; un transistor à couches minces (TFT) situé 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 trois cristaux circulaires adjacents forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  22. A display device comprising: a grid line and a data line crossing one another to form a pixel; a thin film transistor (TFT) located near the crossover, the TFT transistor comprising a polycrystalline silicon layer, wherein the polycrystalline silicon layer comprises a plurality of circular crystals, and three adjacent circular crystals form an equilateral triangle, and six equilateral triangles form a regular hexagon. 23. Un dispositif d'affichage comprenant: une ligne de grilles et une ligne de données se croisant l'une l'autre pour former un pixel; un transistor à couches minces (TFT) situé 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 de trois cristaux adjacents forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  23. A display device comprising: a grid line and a data line crossing one another to form a pixel; a thin film transistor (TFT) located near the crossover, the TFT transistor comprising a polycrystalline silicon layer, wherein the polycrystalline silicon layer comprises a plurality of crystals having a polygon shape, and the centers of three adjacent crystals form an equilateral triangle, and six equilateral triangles form a regular hexagon. 24. Le dispositif selon la revendication 23, dans lequel les régions 20 transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.  24. The device of claim 23, wherein the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon. 25. Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage comprenant: la formation d'une pluralité de lignes de grilles et de lignes de données sur un 25 substrat, les lignes de grilles et de données se croisant les unes les autres pour définir des pixels; et la formation d'un transistor à couches minces (TFT) à proximité de chaque croisement dans le pixel, cette étape comprenant en outre: la formation d'une couche semi-conductrice sur le substrat; le positionnement d'un masque sur le substrat, le masque ayant des premier, deuxième et troisième blocs, chaque bloc ayant un motif périodique comprenant une pluralité de régions transmettantes et une région bloquante, le motif périodique du premier bloc ayant une première position, le motif périodique du deuxième bloc ayant une deuxième position, le motif périodique du troisième bloc ayant une troisième position, les première, deuxième et troisième positions étant différentes les unes des autres; la cristallisation de la couche semi-conductrice par irradiation d'un faisceau laser à travers le masque.  25. A method of manufacturing a display device comprising: forming a plurality of grid lines and data lines on a substrate, the grid and data lines intersecting each other to define pixels; and forming a thin film transistor (TFT) near each crossing in the pixel, which step further comprises: forming a semiconductor layer on the substrate; positioning a mask on the substrate, the mask having first, second and third blocks, each block having a periodic pattern comprising a plurality of transmitting regions and a blocking region, the periodic pattern of the first block having a first position, the periodical pattern of the second block having a second position, the periodic pattern of the third block having a third position, the first, second and third positions being different from each other; crystallization of the semiconductor layer by irradiation of a laser beam through the mask. 26. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel, lorsque les trois motifs périodiques sont disposés dans un bloc, les trois régions transmettantes adjacentes forment un triangle équilatéral, et six des triangles équilatéraux forment un hexagone régulier.  26. The method of claim 25, wherein, when the three periodic patterns are arranged in a block, the three adjacent transmitting regions form an equilateral triangle, and six of the equilateral triangles form a regular hexagon. 27. Procédé selon la revendication 25, dans lequel les régions transmettantes ont la forme d'un cercle.  27. The method of claim 25, wherein the transmitting regions are in the form of a circle. 28. Le procédé selon la revendication 27, dans lequel une distance entre les centres des régions transmettantes est L, un rayon des régions transmettantes ayant une forme circulaire est R, et L et R satisfont la relation L L <_R< . 3 2  28. The method of claim 27, wherein a distance between the centers of the transmitting regions is L, a radius of the transmitting regions having a circular shape is R, and L and R satisfy the relation L L <_R <. 3 2 29. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel les régions transmettantes ont la forme d'un polygone, le polygone pouvant être un triangle, un carré, un hexagone et un octogone.  The method of claim 25, wherein the transmitting regions are in the form of a polygon, the polygon being a triangle, a square, a hexagon and an octagon. 30. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel les régions 20 transmettantes dans chaque bloc sont disposées en une configuration de matrice de N rangées par M colonnes (N et M étant des nombres entiers).  30. The method of claim 25, wherein the transmitting regions in each block are arranged in a matrix configuration of N rows by M columns (N and M being integers). 31. Le procédé selon la revendication 30, dans lequel les régions transmettantes dans chaque bloc sont disposées entrecroisées dans des rangées paires 25 et impaires.  31. The method of claim 30, wherein the transmitting regions in each block are arranged intersecting in even and odd rows. 32. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel le masque est fait de métal, le métal pouvant être du chrome ou de l'aluminium.  32. The method of claim 25, wherein the mask is made of metal, the metal may be chromium or aluminum. 33. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre: l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée, dans lequel une dimension de la première région cristallisée est W; le déplacement du substrat de moins de W; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du substrat de moins de W; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  33. The method of claim 25, wherein the crystallization of the semiconductor layer further comprises: irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region, wherein a dimension of the first crystallized region is W; the displacement of the substrate of less than W; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; the displacement of the substrate of less than W; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region. 34. Le procédé selon la revendication 33, dans lequel le substrat est déplacé d'un tiers de W environ.  34. The method of claim 33, wherein the substrate is displaced by about one-third of W. 35. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel la cristallisation de la couche semi-conductrice comprend en outre: l'irradiation d'un premier faisceau laser à travers le masque afin de former une première région cristallisée; le déplacement du masque d'environ une distance égale à une taille d'un bloc; l'irradiation d'un deuxième faisceau laser à travers le masque afin de former une deuxième région cristallisée; le déplacement du masque d'environ une distance égale à une taille d'un bloc; et l'irradiation d'un troisième faisceau laser à travers le masque afin de former une troisième région cristallisée.  The method of claim 25, wherein crystallizing the semiconductor layer further comprises: irradiating a first laser beam through the mask to form a first crystallized region; moving the mask about a distance equal to a size of a block; irradiating a second laser beam through the mask to form a second crystallized region; moving the mask about a distance equal to a size of a block; and irradiating a third laser beam through the mask to form a third crystallized region. 36. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel le laser irradié a une densité d'énergie d'une région de fusion complète.  The method of claim 25, wherein the irradiated laser has an energy density of a complete fusion region. 37. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel la couche semi-conductrice est cristallisée par un procédé de solidification latérale séquentielle 25 (SLS).  37. The method of claim 25, wherein the semiconductor layer is crystallized by a sequential lateral solidification (SLS) process. 38. Le dispositif selon la revendication 22, dans lequel le dispositif d'affichage est, soit un affichage à cristaux liquides, soit un affichage électroluminescent.  38. The device of claim 22, wherein the display device is either a liquid crystal display or an electroluminescent display. 39. Le dispositif selon la revendication 23, dans lequel le dispositif d'affichage est, soit un affichage à cristaux liquides, soit un affichage électroluminescent.  39. The device of claim 23, wherein the display device is either a liquid crystal display or an electroluminescent display. 40. Le procédé selon la revendication 25, dans lequel le dispositif d'affichage est, soit un affichage à cristaux liquides, soit un affichage électroluminescent.  40. The method of claim 25, wherein the display device is either a liquid crystal display or an electroluminescent display. 41. Le dispositif selon la revendication 22, dans lequel chaque cristal circulaire comprend une pluralité de grains ayant une croissance radiale.  41. The device of claim 22, wherein each circular crystal comprises a plurality of grains having radial growth. 42. Le dispositif selon la revendication 23, dans lequel chaque cristal comprend une pluralité de grains ayant une croissance radiale.  42. The device of claim 23, wherein each crystal comprises a plurality of grains having radial growth. R:1Brevets123200123240-irreg-modifrev.doc - 23 février 2005 -42/1  A: 1Brevets123200123240-irreg-amendrev.doc - February 23, 2005 -42/1
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