[发明专利]制造液晶显示器基板及评价半导体晶体的方法与装置

说明书

本发明涉及制造液晶显示器基板的一种方法及一种装置，更具体地涉及制造具有用于驱动开关元件的驱动电路的液晶显示器基板的一种方法，以及评价半导体晶体的装置与方法。

具有用作开关元件的TFT（薄膜晶体管）的LCD（液晶显示器）能够显示极高质量的图象。因此，它们是有用的并越来越受到关注。

图1为一块LCD基板的剖视图。如图中所示，TFT    1b是形成在一块玻璃基板1a的中央部分上的。象素电极1c形成在基板1a的中央区域上并离开TFT    1b，并且分别与TFT    1b的漏极电气地连接。各TFT    1b及与之关联的象素电极构成一个边长为几百微米的正方形象素单元U。在玻璃基板1a上排列有数十万个象素单元U。

LCD基板还包括一个透明电极1d及一块透明基板1f。象素单元U公用的透明电极1d形成在透明基板1f上。基板1f是这样放置的，使电极1d以一个预定的距离离开玻璃基板1a的中央部分，而与象素单元U相对。在透明电极1d与玻璃基板1a的中央部分之间的空隙中填充液晶1e。玻璃基板1a的中央部分、象素单元U、液晶1e、透明电极1d及透明基板1f构成一个象素区10。

图2为该LCD基板的透视图。如图所示，LCD基板还在玻璃基板1a的暴露部分上及沿象素区10的周边配置有集装的IC（集成电路）片11。IC片11形成一个门驱动器。IC片11的接线端耦合于扫描电极线，后者又与象素单元U的控制极与漏极相连。

现在说明制造图1与2中所示的LCD基板的方法。首先，用诸如等离子体化学汽相淀积（CVD）法在玻璃基板上形成一层氢化非晶硅（a-SiH）膜。然后，在该非晶硅膜上形成各种膜与层并进行各种处理（包括蚀刻），以形成若干TFT    1b及连接在这些TFT    1b上的象素电极1c，以及连接在这些象素电极1c上的扫描电极线（未示出）。从而制成了组成一块的若干个象素单元U。接着，将集装的IC片11沿象素单元U的块四周安装在玻璃基板1a上。IC片11是与象素单元U的对应扫描电极线对准的，并且随即与它们电气地连接。此后，将带有形成在其上的透明电极1d的透明基板1f放置就位，使电极1d与玻璃基板1a的中央部分隔开一个预定的距离，并与象素单元U相对。将液晶1e填充在电极1d与玻璃基板1a的中央部分之间的空隙中。结果便制成了象素区10。

存在着对具有大显示屏及能够显示高质量的彩色图象的TFT-LCD的需求。为了满足这一需求。有必要使用具有多达400条线的一种门驱动器及多达1920条线的一种电源驱动器。在将这些线与象素单元的扫描电极线电气地连接之前要将它们分别对准，不可避免地需要大量的机器时间。这便是提高TFT-LCD的价格的一个因素。

为了降低TFT-LCD的价格，用于将门与源驱动器连接到象素区的线最好是与象素区的开关元件同时形成的。一旦这样形成了驱动器的线，当在玻璃板从象素区向外延伸的部分上形成驱动器时，便可将它们连接在象素区上。这种将线与象素区的开关元件同时形成的方法可以节省许多机器时间，并且是一种非常有用的方法。

用于显示图象的象素单元的TFT并不需要高速操作。反之，用于快速开关TFT的门与源极驱动器则是必须以比TFT高得多的速率进行操作的。换言之，驱动器必须具有与IC片相同的操作速度。因此，驱动器必须包括一层具有比非晶硅更高的场效应迁移率的多晶硅半导体膜。

为了在一块玻璃基板上形成一层多晶硅膜，必须在600℃或更高的温度上执行减压CVD方法，在这样的温度上廉价的玻璃基板将会变形。从而，基板必须用在这种高温下不会变形的昂贵的玻璃制成，诸如石英玻璃。这将最终提高TFT-LCD的制造成本。

已经提出过一种可以避免提高TFT-LCD的制造成本而在廉价的玻璃基板上无变形地形成一层多晶硅膜的方法。该方法包括下述步骤：例如在大约300℃的环境中用等离子体CVD形成一层大氢化非晶硅（此后称作"a-Si：H"）膜;以及在该a-Si：H膜上作用一个激光束，借此将其表面温度提高到大约1200℃，并从而将该a-Si：H膜的表面区域转变成一层多晶硅膜。这样形成的多晶硅膜可用作门与源极驱动器的半导体膜。