发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 本发明提供一种具有高移动度薄膜电晶体之半导体装置及制造方法。本发明系于具有绝缘性表面之基板上,形成由具有结晶性之矽膜构成之活性领域。该活性领域系由将促进结晶化之触媒元素导入第1之非晶质矽膜中,以藉由加热方式使之结晶成长的针状结晶或柱状结晶为种结晶,令第2之非晶质矽膜结晶成长的结晶性矽膜构成,具有极接近于单结晶的结晶性。
申请公布号 TW255988 申请公布日期 1995.09.01
申请号 TW084102422 申请日期 1995.03.14
申请人 夏普股份有限公司 发明人 山元良高;牧田直树
分类号 H01L27/01 主分类号 H01L27/01
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体装置,其系于具有绝缘性表面之基板上,形成由具有结晶性之矽膜所构成之活性领域;其中,该活性领域系将促进结晶化之触媒元素导入第1之非晶质矽膜中,以藉由加热方式使之结晶成长的针状结晶或柱状结晶为种结晶,令第2之非晶质矽膜结晶成长,如此而构成者。2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,成为上述种结晶之针状结晶或柱状结晶之膜厚为100nm以下。3.如申请专利范围第1项半导体装置,其中,该第2之非晶质矽膜系可藉由雷射光照射或强光之照射而结晶成长者。4.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该触媒元素系自Ni、Co、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、In、Sn、Al、P、As及Sb中选择一种或多数种之元素。5.一种半导体装置之制造方法,该半导体装置系于具有绝缘性表面之基板上形成由具有结晶性之矽膜所构成之活性领域;该制造方法包括:在基板上形成第1之非晶质矽膜之步骤;于形成该第1之非晶质矽膜之步骤之前或后,将促进该第1之非晶质矽膜之结晶化的触媒元素,选择性地导入至该第1之非晶质矽膜之一部分的步骤;以加热方式使该第1之非晶质矽膜结晶化,在该触媒元素选择性地被导入之领域之周边部,沿着对于基板表面大致平行之方向使结晶成长之步骤;在沿着大致平行于该基板表面之方向结晶成长之领域之结晶性矽膜上形成绝缘性薄膜,将该绝缘性薄膜及该结晶性矽膜之一部分除去,俾令其具有沿着该结晶性矽膜之结晶成长方向之线状之境界的步骤;在该结晶性矽膜之上形成第2之非晶质矽膜的步骤;及对该第2之非晶质矽膜施以热加热、雷射光照或强光照射,使其结晶成长的步骤。6.一种半导体装置之制造方法,该半导体装置系于具有绝缘性表面之基板上形成由具有结晶性之矽膜所构成之活性领域;该制造方法包括:在基板上形成第1之非晶质矽膜之步骤;于形成该第1之非晶质矽膜之步骤之前或后,将促进该第1之非晶质矽膜之结晶化的触媒元素,选择性地导入至该第1之非晶质矽膜之一部分的步骤;以加热方式使该第1之非晶质矽膜结晶化,在该触媒元素选择性地被导入之领域之周边部,沿着对于基板表面大致平行之方向使结晶成长之步骤;将已沿着大致平行于该基板表面之方向结晶成长之领域之结晶性矽膜,形成为沿着该结晶性矽膜之结晶成长方向之线状的步骤;在该结晶性矽膜之上形成第2之非晶质矽膜的步骤;及对该第2之非晶质矽膜施以热加热、雷射光照或强光照射,使其结晶成长的步骤。7.一种半导体装置之制造方法,该半导体装置系于具有绝缘性表面之基板上形成由具有结晶性之矽膜所构成之活性领域;该制造方法包括:在基板上形成第1之非晶质矽膜之步骤;于形成该第1之非晶质矽膜之步骤之前或后,将促进该第1之非晶质矽膜之结晶化的触媒元素,选择性地导入至该第1之非晶质矽膜之一部分的步骤;以加热方式使该第1之非晶质矽膜结晶化,在该触媒元素选择性地被导入之领域之周边部,沿着对于基板表面大致平行之方向使结晶成长之步骤;在沿着大致平行于该基板表面之方向结晶成长之领域之结晶性矽膜上形成绝缘性薄膜,将该绝缘性薄膜一部分除去成为沿着该结晶性矽膜之结晶成长方向的线状之步骤;在该结晶性矽膜之上形成第2之非晶质矽膜的步骤;及对该第2之非晶质矽膜施以热加热、雷射光照或强光照射,使其结晶成长的步骤。8.一种半导体装置之制造方法,该半导体装置系于具有绝缘性表面之基板上形成由具有结晶性之矽膜所构成之活性领域;该制造方法包括:在基板上形成第1之非晶质矽膜之步骤;将该第1之非晶质矽膜形成为线状之步骤;于形成该第1之非晶质矽膜之步骤之前或后,将促进该第1之非晶质矽膜之结晶化的触媒元素,选择性地导入至被形成为线状之第1非晶质矽膜之一部分的步骤;以加热方式令该第1之非晶质矽膜结晶化,自该触媒元素选择性地被导入之领域,沿该第1之非晶质矽膜之线状图型之方向,朝着大致平行于基板表面之方向使施行结晶成长的步骤;在沿着大致平行于该基板表面之方向已结晶成长的结晶性矽膜之上形成第2之非晶质矽膜的步骤;及对该第2之非晶质矽膜施以热加热、雷射光照或强光照射,使其结晶成长的步骤。9.如申请专利范围第5.6.7或8项之半导体装置之制造方法,其中,将该第1之非晶质矽膜形成为膜厚100nm以下。10.如申请专利范围第6或8项之半导体装置之制造方法,其中,将该第1之非晶质矽膜结晶化而成之线状之结晶性矽膜之线宽度形成为200nm以下。11.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,其中,令将该绝缘性薄膜除去使成线状时之线宽度在200nm以下。12.如申请专利范围第5.6.7或8项之半导体装置之制造方法,其中,该触媒元素系使用自Ni、Co、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、In、Sn、Al、P、As、及Sb中选出一种或多种元素。13.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该基板系由畸变点在700℃以下之玻璃所形成,且该活性领域之结晶性与单结晶之结晶性实质上相等。14.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中,更备有形成于该基板上之中央运算处理单元,该中央运算处理单元具有包含该活性领域之至少一部分的薄膜电晶体。15.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中,该玻璃之畸变点为650℃以下。16.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中,该活性领域所具有之电场效果移动度,就电子而言为200㎝@su2/Vs以上。17.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中,该活性领域所具有之电场效果移动度,就电洞而言为150㎝@su2/Vs以上。图示简单说明:图1为显示实施例1之半导体装置中之结晶性矽膜之制造步骤之概要的平面图。图2(A)-(D)为图1之A-A'线剖视图。图3(E)-(I)为图1之B-B'线剖视图。图4(J)-(M)为显示实施例1之半导体装置之制造步骤之概要的剖视图。图5为显示实施例2之半导体装置中之结晶性矽膜之制造步骤之概要的平面图。图6(A)-(D)为图5之C-C'线剖视图。图7(E)-(I)为图5之D-D'线剖视图。图8(J)-(M)为显示实施例2之半导体装置之制造步骤之概要的剖视图。图9为显示实施例3之半导体装置中之结晶性矽膜之制造步骤之概要的平面图。图10(E)-(I)为图9之F-F'线剖视图。图11为显示实施例3之半导体装置中之结晶性矽膜之制造步骤之概要的平面图。图12(A)-(E)为图11之G-G'线剖视图。图13(F)-(I)为图11之H-H'线剖视图。图14为显示习用之半导体装置中之结晶性矽膜之制造步骤之概要的平面图。
地址 日本