| 主权项 |
1.一种半导体装置之制造方法,系包含如下步骤:(a)于表面具有绝缘性之基板上形成非晶质半导体膜的步骤;(b)于该非晶质半导体膜之表面的至少一部份,微量供给可助长该非晶质半导体膜之结晶化的触媒元素之步骤;(c)进行加热处理,以使所供给之该触媒元素扩散导入该非晶质半导体膜之中,且使该非晶质半导体膜之至少一部分多结晶化的步骤。2.根据申请专利范围第1项之方法,前述步骤(b)系包含于前述非晶质半导体膜之表面至少一部分,形成一含有微量该触媒元素之预定层的步骤。3.根据申请专利范围第2项之方法,于前述步骤(b)之前,进一步更包含如下之步骤:在前述非晶质半导体膜与前述预定层之间,形成一在预定的位置具有开口部且可抑制前述触媒元素扩散之缓冲层。4.根据申请专利范围第2项之方法,于前述步骤(b)之后,包含一可使前述预定之层造成图案而形成岛状区域之步骤,且前述步骤(c)中,前述触媒元素系从该预定之层的该岛状区域选择性地导入。5.根据申请专利范围第2项之方法,前述预定之层系以spin on glass法所形成之绝缘膜。6.根据申请专利范围第2项之方法,前述预定之层系以溅镀法所形成之绝缘膜。7.根据申请专利范围第2项之方法,前述预定之层系以电子束蒸镀法所形成之绝缘膜。8.根据申请专利范围第2项之方法,前述预定之层系以电着法所形成之绝缘膜。9.根据申请专利范围第2项之方法,前述预定之层中的前述触媒元素浓度为110@su1@su8-110@su2@su0 atoms/cm@su3。10.根据申请专利范围第1项之方法,前述步骤(b)系包含于前述非晶质半导体膜之表面使含有微量前述触媒元素之感光性材料形成岛状图案之步骤,且,于前述步骤(c)中,该触媒元素系从该岛状感光性材料选择性地导入。11.根据申请专利范围第1项之方法,前述非晶质半导体膜为非晶质矽膜。12.根据申请专利范围第1项之方法,前述触媒元素系选自Ni、Co、Pd、Pt、Fe、Cu、Ag、Au、In、Sn、P、As、Sb所构成之群中的至少一元素。13.根据申请专利范围第1项之方法,前述步骤(b)系包含如下步骤:藉复数次之旋转涂覆步骤使含有前述触媒元素之溶液涂布于前述非晶质半导体膜表面之至少一部分。14.根据申请专利范围第13项之方法,于前述步骤(b)之前,进一步更包含于前述非晶质半导体膜之表面形成一可抑制前述触媒元素扩散之缓冲层,且该缓冲层之预定位置形成开口部的步骤;前述溶液系于该非晶质半导体膜之中介由该开口部涂布于露出的区域。15.根据申请专利范围第1项之方法,进一步更包含如下之步骤:于至少一部分多结晶化之该结晶性半导体膜上,在载体移动方向实质上与该结晶性半导体膜之结晶成长方向呈平行的方向形成半导体装置。16.根据申请专利范围第1项之方法,进一步更包含如下之步骤:于至少一部分多结晶化之该结晶性半导体膜上,在载体移动方向实质上与该结晶性半导体膜之结晶成长方向呈垂直的方向形成半导体装置。17.根据申请专利范围第1项之方法,进一步更包含如下之步骤:利用至少一部分多结晶化之该结晶性半导体膜作为活性区域以形成薄膜电晶体。18.根据申请专利范围第1项之方法,前述步骤(a)接着进一步更包含于前述非晶质半导体膜上形成可防止前述触媒元素扩散之缓冲层的步骤;前述步骤(b)中,于该缓冲层上形成一含有该触媒元素之薄膜,于前述步骤(c)中,介由该缓冲层使该触媒元素扩散至该非晶质半导体膜之中。19.根据申请专利范围第18项之方法,于前述步骤(c)中,前述触媒元素系介由前述缓冲层选择性地被导入前述非晶质半导体膜中之预定区域,藉此,该非晶质半导体膜之该预定区域选择性地被结晶化,且该非晶质半导体膜之该预定区域的周边于前述基板之表面实质上平行的方向进行结晶成长而形成侧向结晶成长区域。20.根据申请专利范围第18项之方法,于前述步骤(c)之后进一步更包含如下之步骤:对前述结晶化之半导体膜照射雷射光或强光以提高其结晶性。21.根据申请专利范围第18项之方法,前述缓冲层系由氧化矽膜或氮化矽膜所形成。22.根据申请专利范围第21项之方法,前述氧化矽膜或氮化矽膜系使前述非晶质半导体膜之表面薄膜氧化或薄膜氮化而形成者。23.根据申请专利范围第18项之方法,前述薄膜系藉蒸镀法而形成者。24.根据申请专利范围第1项之方法,前述步骤(b)系包含如下之曝露步骤:使前述非晶质半导体膜或其基材膜之至少一部分曝露于一溶解或分散前述触媒元素之硷性溶液中。25.根据申请专利范围第24项之方法,前述步骤(c)中前述触媒元素系选择性地被导入前述非晶质半导体膜中之预定区域,藉此,该非晶质半导体膜之该预定区域选择性地被结晶化,且该非晶质半导体膜之该预定区域的周边部于前述基板表面实质上呈平行方向进行结晶成长而形成侧向结晶成长区域。26.根据申请专利范围第24项之方法,前述步骤(c)之后进一步更包含如下之步骤:对前述结晶化之半导体膜照射雷射光或强光以提高其结晶性。27.根据申请专利范围第24项之方法,前述曝露步骤系包含将前述基板浸濆于前述硷性溶液之步骤。28.根据申请专利范围第24项之方法,前述曝露步骤继而进一步更包含如下之步骤:藉纯水洗净前述非晶质半导体膜被曝露于前述硷性溶液之部分。29.根据申请专利范围第1项之方法,前述步骤(b)系包含如下之电镀步骤:使前述非晶质半导体膜之表面曝露于一含有前述触媒元素之镀液中,而于该非晶质半导体膜之表面至少一部分形成该触媒元素之薄膜镀层。30.根据申请专利范围第29项之方法,于前述电镀步骤之前进一步更包含如下步骤:使在预定位置上具有开口部之遮蔽层形成于前述非晶质矽膜之上;该电镀步骤系于介由该开口部所露出之该非晶质半导体膜的预定区域上选择性地形成前述薄膜镀层;于前述步骤(c)中该触媒元素系于该非晶质半导体膜之该预定区域选择性地被导入,藉此,该非晶质半导体膜之该预定区域选择性地被结晶化,且该非晶质半导体膜之该预定区域的周边部于前述基板表面实质上呈平行方向进行结晶成长而形成侧向结晶成长区域。31.根据申请专利范围第30项之方法,前述镀液系含有前述触媒元素之无电解镀液。32.根据申请专利范围第30项之方法,系以感光性树脂构成前述遮蔽层。33.根据申请专利范围第29项之方法,前述电镀步骤中之前述非晶质半导体膜的电镀速度为3nm/分以下。34.根据申请专利范围第29项之方法,前述步骤(c)之后,进一步更包含如下之步骤:对前述结晶化之半导体膜照射雷射光或强光以提高具结晶性。35.一种半导体基板之制造方法,包含如下步骤:于表面具有绝缘性之基板上形成非晶质半导体膜之步骤;第1导入步骤,其系藉由至少一次的旋转涂覆步骤使一含有可助长该非晶质半导体膜之结晶化的触媒元素之溶液涂布于该非晶质矽膜之表面至少一部分;第1加热步骤,其系于该非晶质半导体膜之结晶化开始的温度以下之第1加热温度下加热该非晶质半导体膜;第2导入步骤,其系藉由至少一次的旋转涂覆步骤使含有该触媒元素之溶液再涂布于该非晶质矽膜之表面至少一部分;第2加热步骤,其系于该非晶质半导体膜之结晶化开始的温度以上之第2加热温度下加热该非晶质半导体膜。36.根据申请专利范围第35项之方法,前述第1加热温度为200-480℃37.根据申请专利范围第35项之方法,前述第2加热温度为550-580℃38.根据申请专利范围第35项之方法,于前述第1导入步骤之前述溶液中的前述触媒元素之浓度,为引起前述非晶质半导体膜之结晶化,乃设定于比必要浓度还低之値。39.根据申请专利范围第35项之方法,进一步更包含如下步骤:于至少一部分多结晶化之该结晶性半导体膜上,在载体移动方向实质上与该结晶性半导体膜之结晶成长方向呈平行的方向形成半导体装置。40.根据申请专利范围第35项之方法,进一步更包含如下之步骤:于至少一部分多结晶化之该结晶性半导体膜之上,在载体移动方向实质上与该结晶性半导体膜的结晶成长方向呈垂直的方向形成半导体装置。41.根据申请专利范围第35项之方法,进一步更包含如下之步骤:利用至少一部分多结晶化之该结晶性半导体膜作为活性区域以形成薄膜电晶体。42.一种半导体装置之制造方法,系包含如下之步骤:(a) 于表面具有绝缘性之基板上形成非晶质半导体膜的步骤;(b) 蒸镀一含有微量可助长该非晶质半导体膜结晶化之触媒元素的薄膜,俾接触于该非晶质半导体膜之上面及下方面任一者的至少一部份之步骤;(c) 进行加热处理以使该触媒元素从该薄膜扩散导入该非晶质半导体膜中,且使该非晶质半导体膜之至少一部分结晶化的步骤;(d) 对该结晶化之半导体膜照射雷射光或强光以提高其结晶性之步骤;(e) 形成一以该结晶化之半导体膜作为活性区域的半导体装置之步骤。43.根据申请专利范围第42项之方法,于前述步骤(c)中,使前述薄膜选择性地蒸镀接触于前述非晶质半导体膜之预定区域,于前述步骤(c)中,该非晶质半导体膜之该预定区域的周边部系在前述基板表面实质上呈平行方向进行结晶成长而形成侧向结晶成长区域。44.根据申请专利范围第42项之方法,于前述步骤(b)中,含有前述触媒元素之蒸镀源与前述基板之间的距离设定在20cm以上而进行蒸镀。45.根据申请专利范围第42项之方法,于前述步骤(b)中,含有前述触媒元素之蒸镀源与前述基板之间,设有一可抑制大量该触媒元素蒸镀于基板上之门槛板而进行蒸镀。46.根据申请专利范围第42项之方法,前述触媒元素系选自Ni、Co、Pd、Pt、Fe、Cu、Ag、Au、In、Sn、P、As、Sb所构成之群中至少一个元素。47.一种半导体装置,具备有:具绝缘性表面之基板,及,由该基板之该绝缘性表面上所形成之非晶质半导体膜的结晶化而得到之活性区域;该活性区域含有可助长该非晶质半导体膜之结晶化的触媒元素;而该触媒元素可以预定之方法导入该非晶质半导体膜中。48.根据申请专利范围第47项之装置,前述触媒元素系选择性地被导入前述非晶质半导体膜之预定区域;前述活性区域系于该非晶质半导体膜之预定区域的周边部在前述基板的表面实质上呈平行方向所产生之结晶成长而造成的侧向结晶成长区域之一部分。49.根据申请专利范围第47项之装置,前述结晶化之半导体膜可以雷射光或强光照射而提高其结晶性。50.根据申请专利范围第47项之装置,前述触媒元素系选自Ni、Co、Pd、Pt、Fe、Cu、Ag、Au、In、Sn、P、As、Sb所构成之群中至少一个元素。51.根据申请专利范围第47项之装置,前述活性区域中之前述触媒元素的浓度为110@su1@su5-110@su1@su9atoms/cm@su3。52.根据申请专利范围第47项之装置,前述触媒元素系藉来自一含有触媒元素之薄膜的热扩散,而介由一可抑制该触媒元素扩散之缓冲层以导入该非晶质半导体膜中。53.根据申请专利范围第52项之装置,前述缓冲层系对于前述触媒元素之扩散系数为前述非晶质半导体膜的1/10以下。54.根据申请专利范围第52项之装置,前述缓冲层系由氧化矽膜或氮化矽膜所形成。55.根据申请专利范围第53项之装置,前述触媒元素系藉由使前述非晶质半导体膜或其基材膜曝露于一含有该触媒元素之硷性溶液中而导入该非晶质半导体膜。56.根据申请专利范围第55项之装置,前述触媒元素系以离子将态吸附于前述非晶质半导体膜的表面。57.根据申请专利范围第55项之装置,前述硷性溶剂之pH値为8-14。58.根据申请专利范围第55项之装置,前述硷性溶剂之pH値为9-12。59.根据申请专利范围第55项之装置,前述硷性溶剂系以氨水为主成分。60.根据申请专利范围第55项之装置,前述硷性溶剂系氨水与过氧化氢水之混合液。61.根据申请专利范围第47项之装置,前述触媒元素系藉电镀处理导入前述该非晶质半导体膜。62.根据申请专利范围第61项之装置,前述电镀处理系以前述非晶质矽膜作为反应触媒而作用之无电解电镀处理。63.一种半导体装置,系于表面具有绝缘性之基板上形成一由具有结晶性半导体膜所构成的活性区域;该活性区域系藉蒸镀法而将一可助长该非晶质半导体膜之结晶化的触媒元素微量导入非晶质半导体膜之至少一部分,然后,藉加热处理与雷射光照射或强光照射而进行结晶成长所得到者。98.根据申请专利范围第63项之装置,前述触媒元素系选择性地导入前述非晶质半导体膜之预定区域;而前述活性区域系藉由前述加热处理与前述雷射光照射或强光照射而于该非晶质半导体膜之预定区域的周边部在前述基板表面实质上呈平行方向所产生之结晶成长而得到者。99.根据申请专利范围第63项之装置,前述触媒元素系选自Ni、Co、Pd、Pt、Fe、Cu、Ag、Au、In、Sn、P、As、Sb所构成之群中至少一元素。100.根据申请专利范围第63项之装置,前述活性区域中之前述触媒元素的浓度为110@su1@su6-110@su1@su9atoms/cm@su3。图示简单说明:图1A-1E系表示本发明第1实施例之半导体装置的制造方法之断面图。图2系表示非晶质矽膜中之镍浓度与侧向结晶成长距离之关系图。图3A系表示于一以雷射照射之矽膜表面上触媒元素析出的图。图3B-3G系表示BHF处理后之非晶质矽膜的表面状态图。图3H-3I系表示电洞开口后之非晶质矽膜的表面状态。图4A-4G系表示本发明第2实施例中之半导体装置的制造方法。图5A-5H系表示本发明第3实施例中之半导体装置的制造方法。图6A-6G系表示本发明第4实施例中之半导体装置的制造方法。图7表示依本发明第5实施例形成TFT之半导体基板的上面之平面图。图8表示依本发明第6实施例形成TFT之半导体基板的上面之平面图。图9系表示旋转涂覆步骤之次数、与同一基板内之触媒元素浓度的散乱之关系图。图10A-10E表示本发明第7实施例之半导体装置的制造方法之断面图。图11A-11G表示本发明第8实施例之半导体装置的制造方法之断面图。图12表示加热处理时间与侧向结晶成长距离之关系图。图13A及13B表示本发明第9实施例之侧向结晶成长样子的平面图。图14A-14E表示本发明第10实施例之半导体装置的制造方法之断面图。图15A-15F表示本发明第11实施例之半导体装置的制造方法之断面图。图16A及16B表示依本发明第11实施例形成TFT之半导体基板上面的平面图。图17A-17E表示本发明第12实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图18表示依本发明第12实施例形成TFT之半导体基板上面之平面图。图19A-19E表示本发明第13实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图20A-20F表示本发明第14实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图21A-21E表示本发明第15实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图22表示缓冲层及非晶质矽膜之扩散系数比、与非晶质矽膜中之触媒元素导入量之关系图。图23表示本发明第16实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图24A及24B表示本发明第17实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图25A及25B表示本发明第18实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图26表示溶解触媒元素之溶剂的pH値、与非晶质矽膜中之触媒元素导入量之关系图。图27表示本发明第19实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图28A及28B表示本发明第20实施例中之半导体装置的制造方法之断面图。图29A及29B表示本发明第21实施例中之半导体装置的制造 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