[发明专利]用于结晶化半导体膜的方法和由该方法结晶化的半导体膜

权利要求书

1.一种用于使用掩埋晶种1脉冲层间结晶化工艺结晶化半导体膜的方法，该方法包括以下步骤：

形成具有结晶结构、覆盖在透明衬底上面的第一半导体膜；

形成覆盖在第一半导体膜上面的绝缘体层；

在绝缘体层中形成开口，该开口暴露第一半导体膜的顶表面的一部分；

形成覆盖在绝缘体层上面的具有非晶结构的第二半导体膜；

激光退火第二半导体膜；

响应于激光退火的步骤，完全熔化第二半导体膜并且局部熔化第一半导体膜；以及

使用未熔化的第一半导体膜作为晶种，结晶化第二半导体膜。

2.如权利要求1的方法，其中：

激光退火第二半导体膜的步骤包括在利用来自第二激光源的至少一个激光能量密度脉冲熔化第二半导体膜之前，利用来自第一激光源的至少一个激光能量密度脉冲预加热该透明衬底的工艺。

3.如权利要求2的方法，其中：

预加热衬底的工艺包括利用二氧化碳激光(CDL)脉冲预加热衬底的工艺，该二氧化碳激光脉冲具有在大约10微秒至1毫秒的范围内的持续时间，和在大约100Hz至50KHz的范围内的重复频率。

4.如权利要求2的方法，其中：

熔化第二半导体膜的步骤包括利用单个受激准分子激光脉冲激光退火第二半导体膜的工艺。

5.如权利要求4的方法，其中：

使用在大约30纳秒(ns)至300ns范围内的脉冲持续时间执行利用单个受激准分子激光脉冲激光退火第二半导体膜的步骤。

6.如权利要求1的方法，其中：

硅(Si)用于第一和第二半导体膜的材料；以及

形成绝缘体层的步骤包括由选自由氧化物膜和氮化物膜构成的组的材料形成绝缘体的工艺。

7.如权利要求1的方法，其中：

所述在绝缘体层中形成开口的步骤包括在第一位置中形成开口的工艺；以及

通过响应于第一位置的定位控制结晶化的第二半导体膜的晶粒间界来执行结晶化第二半导体膜的步骤。

8.如权利要求1的方法，其中：

形成第一半导体膜的步骤包括形成覆盖在衬底上面的底栅的工艺；

形成绝缘体层的步骤包括形成底栅电介质的工艺；以及

形成第二半导体层的步骤包括形成有源Si层的工艺。

9.如权利要求8的方法，其中：

形成底栅的步骤包括形成具有第一部分和第二部分的底栅的工艺；

在绝缘体层中形成开口的步骤包括在覆盖在底栅第一部分上面的栅电介质中形成通孔的工艺；

局部熔化第一半导体膜的步骤包括熔化底栅第一部分的工艺；以及

使用底栅第二部分作为用来结晶化有源Si层的晶种来执行所述使用未熔化的第一半导体膜作为晶种结晶化第二半导体膜的步骤。

10.如权利要求8的方法，其中：

有源Si层被形成为具有在大约500至1,500的范围内的厚度。

11.如权利要求9的方法，进一步包括以下步骤：

在结晶化有源Si层之后，构图有源Si层以除去覆盖在栅电介质中的通孔上面的有源Si层。

12.如权利要求11的方法，进一步包括以下步骤：

形成覆盖在有源Si层上面的顶栅；以及

在有源Si层中形成源/漏(S/D)区。

13.如权利要求8的方法，其中：

覆盖在透明衬底上面的底栅是使用选自由玻璃、塑料、和石英构成的组的材料形成的。

14.如权利要求8的方法，其中：

结晶化第二半导体膜的步骤包括在第二半导体膜中横向生长具有在大约20微米(μm)至30μm的范围内的长度的晶粒的工艺。