发明名称 半导体装置和其制造方法
摘要 本发明提供一种使用薄膜电晶体有效地建构需要装置间之高一致性的电路的方法。半导体层形成在基底上并被图形化为所需要的形状以形成第一半导体岛。藉由在其表面区域内雷射照射均匀地晶化第一半导体岛。此后,该半导体层被图形化为所需要的形状以成为薄膜电晶体层的主动层。在这种情况下,构成一个单元电路的所有薄膜电晶体的主动层由第一半导体岛之一形成。因此,TFT间可达成高一致性。
申请公布号 TWI272722 申请公布日期 2007.02.01
申请号 TW091136549 申请日期 2002.12.18
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 小久保千穗;志贺爱子;棚田好文;山崎舜平
分类号 H01L29/786(2006.01);H01L21/324(2006.01) 主分类号 H01L29/786(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种半导体装置的制造方法,包含: 在基底上形成非晶半导体层; 将非晶半导体层图形化为所需要的形状,以形成第 一半导体岛和标记; 将会聚为椭圆或矩形形状的雷射照射到包括第一 半导体岛的区域,同时相对于基底进行扫描以晶化 第一半导体岛; 将已晶化的第一半导体岛图形化为所需要的形状, 并形成第二半导体岛;以及 使用第二半导体岛作为主动层形成薄膜电晶体,并 使用薄膜电晶体建构电路, 其中,在半导体装置的在一单元电路中的所有薄膜 电晶体的主动层,由已晶化的第一半导体岛之一形 成。 2.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中设置所有的薄膜电晶体以使得其通道形成区 中的电荷移动方向一致的近似平行排列。 3.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中单元电路是电流源、电流镜电路、微分放大 器电路和运算放大器电路之一。 4.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中雷射光是从连续波固体雷射器、气体雷射器 和金属雷射器之一振荡的。 5.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中雷射是从选自由连续波YAG雷射器、YVO4雷射器 、YLF雷射器、YAlO3雷射器、玻璃雷射器、红宝石 雷射器、翠绿宝石雷射器和Ti:蓝宝石雷射器组成 的组中的一个雷射器中振荡的。 6.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中雷射是从选自由连续波准分子雷射器、Ar雷 射器、Kr雷射器和CO2雷射器组成的组中的一个雷 射器中振荡的。 7.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中雷射是从选自由连续波氦-镉雷射器,铜蒸气 雷射器和金蒸气雷射器组成的组中的一个雷射器 中振荡的。 8.一种半导体装置的制造方法,包含, 在基底上形成非晶半导体层; 在非晶半导体层上形成含金属的层;藉由加热非晶 半导体层以形成结晶半导体层; 将结晶半导体层图形化为所需要的形状,以形成第 一半导体岛和标记; 将会聚为椭圆或矩形形状的雷射照射到包括第一 半导体岛的区域,同时相对于基底进行扫描; 将第一半导体岛图形化为所需要的形状,以形成第 二半导体岛;以及 使用第二半导体岛作为主动层形成薄膜电晶体,并 使用薄膜电晶体建构电路, 其中,在半导体装置的一单元电路中的所有薄膜电 晶体的主动层以第一半导体岛之一形成。 9.如申请专利范围第8项之半导体装置的制造方法, 其中设置所有的薄膜电晶体,使得其通道形成区中 的电荷移动方向一致近似平行排列。 10如申请专利范围第8项之半导体装置的制造方法, 其中单元电路是电流源、电流镜电路、微分放大 器电路和运算放大器电路之一。 11.如申请专利范围第8项之半导体装置的制造方法 ,其中雷射是从连续波固体雷射器、气体雷射器和 金属雷射器之一中振荡的。 12.如申请专利范围第8项之半导体装置的制造方法 ,其中雷射是从选自由连续波YAG雷射器、YVO4雷射 器、YLF雷射器、YAlO3雷射器、玻璃雷射器、红宝 石雷射器、翠绿宝石雷射器和Ti:蓝宝石雷射器组 成的组中的一个雷射器中振荡的。 13.如申请专利范围第8项之半导体装置的制造方法 ,其中雷射是从选自由连续波准分子雷射器、Ar雷 射器、Kr雷射器和CO2雷射器组成的组中的一个雷 射器中振荡的。 14.如申请专利范围第8项之半导体装置的制造方法 ,其中雷射是从选自由连续波氦-镉雷射器,铜蒸气 雷射器和金蒸气雷射器组成的组中的一个雷射器 中振荡的。 15.一种半导体装置,包含:至少一个单元电路, 其中,在至少一个单元电路中的所有薄膜电晶体的 主动层由将任一半导体岛图形化为所需要的形状 而形成。 16.如申请专利范围第15项之半导体装置,其中该单 元电路是电流源、电流镜电路、微分放大器电路 和运算放大器电路之一。 17.一种半导体装置,包含至少一个单元电路, 其中,在至少一个单元电路中的所有薄膜电晶体的 主动层由将任一半导体岛图形化为所需要的形状 而形成,以及 其中,在至少一个单元电路中的所有薄膜电晶体设 置成使得其通道形成区中的电荷移动方向一致近 似平行地排列。 18.如申请专利范围第17项之半导体装置,其中该单 元电路是电流源、电流镜电路、微分放大器电路 和运算放大器电路之一。 19.一种半导体装置,包含至少一个单元电路, 其中,在至少一个单元电路中的所有薄膜电晶体的 主动层由将任一半导体岛图形化为所需要的形状 而形成,以及 其中,在至少一个单元电路中的所有薄膜电晶体设 置成使得其通道形成区中的电荷移动方向与照射 晶化半导体岛的雷射扫描方向一致近似平行地排 列。 20.如申请专利范围第19项之半导体装置,其中该单 元电路是电流源、电流镜电路、微分放大器电路 和运算放大器电路之一。 图式简单说明: 图1A-1D是本发明的实施例的说明图; 图2A-2D显示需要构成电路的TFT特别高一致性的实 例电路(电流镜电路和微分放大器电路); 图3A-3F显示从第一半导体岛的形成到TFT的形成的 步骤,和TFT的横截面; 图4A-4F说明从多个雷射点产生一合成的雷射点; 图5A-5E显示以藉由合成的雷射点晶化的第一半导 体岛和由第一半导体岛形成的第二半导体岛的TFT 构成的实例电路; 图6A-6C为雷射点及其能量密度分布的说明图; 图7是雷射照射过程的示意图; 图8是雷射照射过程的示意图; 图9A和9B是包括控制系统的雷射照射设备的示意图 ; 图10是依照雷射照射到半导体层上包括晶化的步 骤的实例流程; 图11是依照雷射照射到半导体层上包括晶化的步 骤的实例流程; 图12是依照雷射照射到半导体层上包括晶化的步 骤的实例流程; 图13是依照雷射照射到半导体层上包括晶化的步 骤的实例流程; 图14A-14E是基底上雷射扫描方向的实例的说明图; 图15A-15F是半导体装置的制造步骤的说明图; 图16A-16E是半导体装置的制造步骤的说明图; 图17是液晶显示装置的制造步骤的说明图; 图18A和18B是发光装置的制造步骤的说明图; 图19A和19B是照射基底期间雷射照射宽度变化的说 明图; 图20A和20B是照射基底期间雷射照射宽度变化和阻 挡雷射的说明图;和 图21A-21D显示在晶化第一半导体岛之后形成第二半 导体岛的实例技术。
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