制造半导体装置之方法

摘要

本发明的一个目的是提供一种藉由控制晶体取向，形成其取向均匀的结晶半导体膜的技术，以及获得在其中杂质浓度得到减少的结晶半导体膜的技术。本发明的结构是第一半导体区域在可见光区域具有透明特性的基底上形成，屏蔽膜在第一半导体区域上形成，覆盖第一半导体区域顶表面和侧表面的热保持膜穿过屏蔽膜而形成，第一半导体区域利用连续波雷射光束从第一半导体区域的一个边缘穿过基底向另一个边缘的扫描而结晶，以移除热保持膜和屏蔽膜，然后，藉由蚀刻第一半导体区域形成TFT主动层的第二半导体区域。藉由蚀刻形成之第二半导体区域之图案乃以雷射光束的扫描方向和TFT的通道长度方向安排在几乎相同的方向上，以使载子平滑漂移之方式形成。

主权项

1.一种制造半导体装置之方法,包含: 在基底上形成第一半导体区域; 形成一个覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成一个穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域顶表面 和侧表面的热保持膜; 藉由连续波雷射光束从第一半导体区域的一个边 缘穿过基底向另一个边缘的扫描,以使第一半导体 区域结晶; 移除热保持膜和屏蔽膜;以及 以雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度的 方向安排在相同的方向上,藉由蚀刻第一半导体区 域,以形成第二半导体区域。 2.如申请专利范围第1项之制造半导体装置之方法, 其中连续波雷射光束依照多个雷射光束重叠在被 照射表面的方式,照射在被照射表面上。 3.如申请专利范围第1项之制造半导体装置之方法, 其中连续波雷射光束的波长在400nm到700nm范围之间 。 4.如申请专利范围第1项之制造半导体装置之方法, 其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷射 光束的谐波。 5.如申请专利范围第1项之制造半导体装置之方法, 其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电子设 备选自由电视机、视频相机、笔记型电脑、个人 数位助理、声音再生系统、数位相机、行动电话 、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电子书 所组成之群之一。 6.一种制造半导体装置之方法,包含: 在基底上形成第一半导体区域; 形成一个覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成一个穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域顶表面 和侧表面的热保持膜; 藉由连续波雷射光束从第一半导体区域的一个边 缘穿过基底向另一个边缘的扫描,使第一半导体区 域结晶; 移除热保持膜; 在第一半导体区域上形成一个非晶体半导体膜; 藉由加热处理,偏析金属元素到非晶体半导体膜上 ; 移除非晶体半导体膜和屏蔽膜;以及 使雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度方 向安排在相同的方向上,以蚀刻第一半导体区域来 形成第二半导体区域。 7.如申请专利范围第6项之制造半导体装置之方法, 其中连续波雷射光束依照多个雷射光束重叠在被 照射表面的方式,照射在被照射的表面上。 8.如申请专利范围第6项之制造半导体装置之方法, 其中连续波雷射光束的波长在400nm到700nm范围之间 。 9.如申请专利范围第6项之制造半导体装置之方法, 其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷射 光束的谐波。 10.如申请专利范围第6项之制造半导体装置之方法 ,其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电子 设备选自由电视机、视频相机、笔记型电脑、个 人数位助理、声音再生系统、数位相机、行动电 话、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电子 书所组成之群之一。 11.一种制造半导体装置之方法,包含: 在基底上形成一个非晶半导体膜区域; 将催化剂元素添加到非晶半导体膜中; 加热非晶半导体膜以形成结晶半导体膜; 藉由蚀刻结晶半导体膜形成第一半导体区域; 形成覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成一个穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域顶表面 和侧表面的热保持膜; 藉由连续波雷射光束从第一半导体区域的一个边 缘穿过基底向另一个边缘的扫描,以改进第一半导 体区域的结晶特性; 移除热保持膜和屏蔽膜;以及 使雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度的 方向安排在相同的方向上,以蚀刻第一半导体区域 来形成第二半导体区域。 12.如申请专利范围第11项之制造半导体装置之方 法,其中在连续波雷射光束扫描之后,移除热保持 膜,并且进行吸气法处理,以移除催化剂元素。 13.如申请专利范围第11项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束依照多个雷射光束重叠在 被照射表面的方式,照射在被照射的表面上。 14.如申请专利范围第11项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束的波长在400nm到700nm范围 之间。 15.如申请专利范围第11项之制造半导体装置之方 法,其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷 射光束的谐波。 16.如申请专利范围第11项之制造半导体装置之方 法,其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电 子设备选自由电视机、视频相机、笔记型电脑、 个人数位助理、声音再生系统、数位相机、行动 电话、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电 子书所组成之群之一。 17.一种制造半导体装置之方法,包含: 形成一个在基底上形成的非晶半导体膜; 选择地对非晶半导体膜添加催化剂元素; 加热非晶半导体膜以形成结晶半导体膜,其中,非 晶半导体膜是从依照与基底平行的方向选择地添 加催化剂的区域进行结晶的; 藉由蚀刻结晶半导体膜形成第一半导体区域; 形成覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成一个穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域顶表面 和侧表面的热保持膜; 藉由连续波雷射光束从第一半导体区域的一个边 缘穿过基底向另一个边缘的扫描,来改进第一半导 体区域的结晶特性; 移除热保持膜和屏蔽膜;以及 使雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度的 方向安排在相同的方向上,以蚀刻第一半导体区域 来形成第二半导体区域。 18.如申请专利范围第17项之制造半导体装置之方 法,其中在连续波雷射光束扫描之后,移除热保持 膜,并且进行吸气法处理,以移除催化剂元素。 19.如申请专利范围第17项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束依照多个雷射光束在被照 射表面重叠的方式,照射在被照射的表面上。 20.如申请专利范围第17项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束的波长在400nm到700nm范围 之间。 21.如申请专利范围第17项之制造半导体装置之方 法,其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷 射光束的谐波。 22.如申请专利范围第17项之制造半导体装置之方 法,其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电 子设备选自由电视机、视频相机、笔记型电脑、 个人数位助理、声音再生系统、数位相机、行动 电话、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电 子书所组成之群之一。 23.一种制造半导体装置之方法,包含: 在基底上形成第一非晶半导体膜; 对第一非晶半导体膜添加催化剂元素; 加热第一非晶半导体膜以形成第一结晶半导体膜; 藉由蚀刻第一组晶半导体膜形成种晶晶体区域; 形成与基底上种晶晶体区域重叠的第二非晶半导 体膜; 蚀刻第二半导体膜以形成与种晶晶体区域至少部 分重叠的第一半导体区域; 形成覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域顶表面和侧 表面的热保持膜; 藉由连续波雷射光束从与种晶晶体区域重叠的一 个边缘穿过基底向另一个边缘扫描,结晶第一半导 体区域; 移除热保持膜和屏蔽膜;以及 使雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度的 方向安排在相同的方向上,以蚀刻第一半导体区域 来形成第二半导体区域。 24.如申请专利范围第23项之制造半导体装置之方 法,其中在第一半导体区域结晶之后,移除热保持 膜,并且进行吸气法处理,以移除催化剂元素。 25.如申请专利范围第23项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束依照多个雷射光束重叠在 被照射表面的方式,照射在被照射的表面上。 26.如申请专利范围第23项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束的波长在范围400nm到700nm 之间。 27.如申请专利范围第23项之制造半导体装置之方 法,其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷 射光束的谐波。 28.如申请专利范围第23项之制造半导体装置之方 法,其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电 子设备选自由电视机、视频相机、笔记型电脑、 个人数位助理、声音再生系统、数位相机、行动 电话、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电 子书所组成之群之一。 29.一种制造半导体装置之方法,包含: 在基底上形成包含矽和锗的第一非晶半导体膜; 对第一非晶半导体膜添加催化剂元素; 加热第一非晶半导体膜以形成第一结晶半导体膜; 藉由蚀刻第一结晶半导体膜形成种晶晶体区域; 形成与基底上种晶晶体区域重叠的第二非晶半导 体膜; 蚀刻第二非晶半导体膜以形成与种晶晶体区域至 少部分重叠的第一半导体区域; 形成覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成一个穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域顶表面 和侧表面的热保持膜; 藉由连续波雷射光束从第一半导体区域一个边缘 穿过基底向另一个边缘扫描,结晶第一半导体区域 ; 移除热保持膜和屏蔽膜;以及 使雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度的 方向安排在相同的方向上,以蚀刻第一半导体区域 来形成第二半导体区域。 30.如申请专利范围第29项之制造半导体装置之方 法,其中在结晶第一半导体区域之后,移除热保持 膜,并且进行吸气法处理,以移除催化剂元素。 31.如申请专利范围第29项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束依照多个雷射光束重叠在 被照射表面的方式,照射在被照射的表面上。 32.如申请专利范围第29项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束的波长在400nm到700nm范围 之间。 33.如申请专利范围第29项之制造半导体装置之方 法,其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷 射光束的谐波。 34.如申请专利范围第29项之制造半导体装置之方 法,其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电 子设备选自由电视机、视频相机、笔记型电脑、 个人数位助理、声音再生系统、数位相机、行动 电话、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电 子书所组成之群之一。 35.一种制造半导体装置之方法,包含: 在绝缘膜上形成第一半导体区域; 形成一个覆盖第一半导体区域的屏蔽膜; 形成一个穿过屏蔽膜覆盖第一半导体区域的热保 持膜,此热保持膜包含非晶矽; 藉由连续波雷射光束的扫描,以使第一半导体区域 结晶; 移除热保持膜和屏蔽膜;以及 以雷射光束的扫描方向和薄膜电晶体通道长度的 方向安排在相同的方向上,将第一半导体区域图案 化,以形成薄晶体的至少一活性层。 36.如申请专利范围第35项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束依照多个雷射光束重叠在 被照射表面的方式,照射在被照射表面上。 37.如申请专利范围第35项之制造半导体装置之方 法,其中连续波雷射光束的波长在400nm到700nm范围 之间。 38.如申请专利范围第35项之制造半导体装置之方 法,其中使用从固态雷射振荡设备辐射的连续波雷 射光束的谐波。 39.如申请专利范围第35项之制造半导体装置之方 法,其中该半导体装置安装至一电子设备中,该电 子设备选自:由电视机、视频相机、笔记型电脑、 个人数位助理、声音再生系统、数位相机、行动 电话、正投影型投影仪、背投影型的投影仪和电 子书所组成之群之一。 图式简单说明: 图1A-1C说明依据本发明的制造半导体装置方法的 概念; 图2A和2B表示依据本发明的结晶过程细节的视图; 图3表示依据本发明的结晶过程细节的视图; 图4表示依据本发明的结晶过程细节的视图; 图5表示依据本发明的结晶过程细节的视图; 图6表示应用于本发明的一种雷射照射设备模式结 构的顶视图; 图7表示应用于本发明的一种雷射照射设备模式结 构的侧视图; 图8表示应用于本发明的一种雷射照射设备模式结 构; 图9表示应用于本发明的一种雷射照射设备模式结 构; 图10A和10B表示依据本发明一个实施例的结晶过程 的视图; 图11A和11B表示依据本发明一个实施例的结晶过程 的视图; 图12A和12B表示依据本发明一个实施例的结晶过程 的视图; 图13A和13B表示依据本发明一个实施例的结晶过程 的视图; 图14表示TFT基底的构造以及构成TFT的半导体区域 的结构与雷射光束扫描方向之间关系; 图15A-15C是表示依据本发明一个实施例的结晶过程 的视图; 图16A和16B是表示依据本发明一个实施例的结晶过 程的视图; 图17A和17B是表示依据本发明一个实施例的结晶过 程的视图; 图18是表示依据本发明一个实施例的结晶过程的 视图; 图19A-19C是表示依据本发明一个实施例的结晶过程 的视图; 图20A和20B是表示依据本发明一个实施例的结晶过 程的视图; 图21A和21B是表示依据本发明一个实施例的结晶过 程的视图; 图22A和22B是表示依据本发明一个实施例的结晶过 程的视图; 图23A-23C是表示具有CMOS结构TFT制造过程的剖面图; 图24是表示TFT基底结构的剖面图; 图25是表示TFT基底结构的顶视图; 图26是表示TFT基底电路结构示例的方块图; 图27A和27B是表示含有发光装置的半导体装置的图 素元件构结剖面图; 图28A-28G是依据本发明含有半导体装置的电子设备 的示例; 图29A-29D是依据本发明含有半导体装置的电子设备 的示例;和 图30是依据本发明含有半导体装置的电子设备的 示例。