发明名称 半导体及半导体装置
摘要 藉着在低于非晶矽之正常晶化温度的温度或低低于基体之玻璃转变点的温度对实质非晶矽膜实施退火以便使晶矽膜化的制造半导体装置例如薄膜电晶体。镍、铁、钴、或铂的岛、条、线、或点、镍、铁、钴、或铂的矽化物、乙酸物、或硝酸物,含有不同盐类的膜,含有镍、铁、钴、及铂之至少其中之一的颗粒、或集丛被使用成为晶化的起动物质。这些物质被形成于非晶矽膜之上或非晶矽膜之下。
申请公布号 TW484190 申请公布日期 2002.04.21
申请号 TW087103916 申请日期 1994.02.18
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 山崎舜平;竹村保彦;张宏勇;高山彻;鱼地秀贵
分类号 H01L21/335 主分类号 H01L21/335
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种薄膜电晶体,包含:一非单一结晶半导体膜,包括矽以及含有选自镍、铁、钴、铂、钯所构成之群组之催化金属,该催化物质具有加速矽结晶之功能,该半导体膜具有结晶;一闸绝缘膜,相邻于该半导体膜;以及一闸电极,相邻于该绝缘膜;其中该金属之浓度不超过1x1019atoms/cm3。2.如申请专利范围第1项之电晶体,其中该金属之该浓度系1x1015atoms/cm3。3.如申请专利范围第1项之电晶体,其中该半导体膜包含1x1015atoms/cm3至5原子%之氢。4.一种薄膜电晶体,包含:一多结晶半导体膜,包合矽以及包括一具有加速矽结晶能力之选自镍、铁、钴、铂、钯所构成之群组之催化金属;一闸绝缘膜,相邻于该半导体膜;以及一闸电极,相邻于该绝缘膜;其中该金属之浓度不超过1x1019atoms/cm3。5.如申请专利范围第4项之电晶体,其中该金属之该浓度1x1015atoms/cm3或更多。6.如申请专利范围第4项之电晶体,其中该半导体膜包含1x1015atoms/cm3至5原子%之氢。7.一种半导体,包含:一结晶半导体膜,渗以浓度不高于37原子%之氢浓度;其中该半导体膜包含一选自镍、铁、钴、铂、钯所构成之群组之催化剂金属,其具有加速一非晶矽之能力,且在该结晶半导体膜中之该催化剂金属浓度不超过1x1019atoms/cm3。8.如申请专利范围第7项之半导体,其中该催化剂金属之该浓度乃1x1015 atoms/cm3或更多。9.如申请专利范围第7项之半导体,其中该氢之浓度系较1x1015atoms/cm3为高。10.如申请专利范围第7项之半导体,其中该半导体包含1x1019atoms/cm3或更少之每个碳、氧以及氮。11.如申请专利范围第7项之半导体,其中该半导体膜之结晶经由拉曼(raman)散射分光镜所确认。12.如申请专利范围第7项之半导体,其中该半导体系成型在一绝缘表面之上。13.一种薄膜电晶体,包含:一非单一结晶半导体膜,包括在一绝缘表面上所成型之矽,该半导体膜具有结晶且系渗以一选自镍、铁、钴、铂、钯所构成之群组之催化物质;一闸电极,相邻于该半导体膜,而以一闸绝缘膜置于其间,其中该金属被导入至该半导体膜以将半导体膜结晶并移除,以使该金属之浓度不超过1x1019atoms/cm3。14.如申请专利范围第13项之电晶体,其中该金属之移除系由对于在含氯原子环境下之该半导体膜予以退火而执行。15.如申请专利范围第13项之电晶体,其中该金属之移除系藉由将金属系在氢氟酸或氢氯酸下溶解而执行,该金属亦系由该导入而成型。16.一种薄膜电晶体,包含:一结晶半导体膜,包合矽以及含有一具有在不高于1x1019atoms/cm3浓度下加速矽结晶能力之选自镍、铁、钴、铂、钯所构成之群组之催化金属;一闸绝缘膜,相邻于该半导体膜;以及一闸电极,相邻于该绝缘膜;其中该结晶半导体膜系以包含以下步骤之方法而成型;将包含矽之非晶半导体膜置于一绝缘表面之上;提供该非晶半导体膜一含该催化金属之物质;然后将该非晶半导体膜予以结晶;以及藉由以含氟或氯之吸气剂(gettering agent)而对该结晶半导体膜之表面予以处理以减少该催化金属之浓度。17.如申请专利范围第16项之电晶体,其中该吸气剂系含氯之气体。18.如申请专利范围第16项之电晶体,其中该吸气剂系一氢氟酸或氢氯酸。19.一种薄膜电晶体,包含:一结晶半导体膜,包含矽且含有一具有在不高于1x1019atoms/cm3浓度下加速矽结晶能力之选自镍、铁、钴、铂、钯所构成之群组之催化金属;一闸绝缘膜,相邻于该半导体膜;以及一闸电极,相邻于该绝缘膜;其中该结晶半导体膜系以包含以下步骤之方法而成型;将非晶半导体膜置于一绝缘表面之上;提供该非晶半导体膜之所选择部份一含该催化金属之物质;将该非晶半导体膜加热以在相关于该绝缘表面上将该非半导体膜予以水平结晶;以及藉由以含氟或氯之吸气剂而对该结晶半导体膜之表面予以处理而减少该催化金属之浓度。20.如申请专利范围第19项之电晶体,其中该吸气剂系含氯之气体。21.如申请专利范围第19项之电晶体,其中该吸气剂系一氢氟酸或氢氯酸。图式简单说明:图1(A)至1(D)概略显示于根据本发明之实施例(实施例1)的程序中依步骤之顺序所得之剖面结构;图2(A)至2(E)概略显示于根据本发明之另一个实施例,(实施例2)的另一个程序中依步骤之顺序所得之剖面结构;图3显示于实施例1中所得之结晶矽膜的拉曼(Ra-man)散射光谱结果;图4显示于实施例中所得之结晶矽膜的X射线绕射图型;图5显示矽的晶化速率(实施例2);图6(A)至6(E)概略显示于根据本发明之另一个实施例(实施例3)之用于制造半导体的程序中依步骤之顺序所得之剖面结构;图7(A)至7(C)显示使用溶液引入催化元素的步骤(实施例4);图8(A)至8(C)为TFTs的顶视图,说明根据本发明之用于制造TFTs的晶化步骤及它们的布局;图9(A-1),9(A-2),9(B),9(C),及9(D)为TFTs的剖面图,说明根据本发明之用于选择地使膜晶化的步骤;图10(A)至10(C)为TFTs的剖面图,说明本发明之实施例5的步骤;图11(A)至11(C)为其他TFTs的剖面图,说明本发明之实施例5的步骤;图12(A)至12(C)为TFTs的剖面图,说明本发明之实施例6的步骤;图13(A)至13(C)为TFTs的剖面图,说明本发明之实施例7的步骤;图14(A)至14(D)为TFTs的剖面图,说明本发明之实施例8的步骤;图15(A)至15(D)为TFTs的剖面图,说明本发明之实施例9的步骤;图16显示于本发明之实施例9的结晶矽膜内的镍的浓度;图17(A)至17(C)为根据本发明之实施例10而在制造程序处理中之基体的剖面图;图18(A)及18(B)为根据本发明之实施例11而在制造程序处理中之基体的剖面图;图19(A)及19(E)为根据本发明之实施例12而在制造程序处理中之基体的剖面图;图20(A)及20(E)为根据本发明之实施例13而在制造程序处理中之基体的剖面图;图21(A)及21(D)为根据本发明之实施例14而在制造程序处理中之基体的剖面图;图22(A)及22(D)为根据本发明之实施例15而在制造程序处理中之基体的剖面图;图23(A)及23(C)为根据本发明之实施例16而在制造程序处理中之基体的剖面图;图24(A)及24(C)为根据本发明之实施例17而在制造程序处理中之基体的剖面图;图25显示结晶矽膜中镍的浓度;图26(A)至26(F)为根据本发明之实施例18而在制造程序处理中之基体的剖面图;
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