发明名称 半导体装置的制造方法
摘要 本发明提供了一种不损伤待要剥离的层的剥离方法,且此方法不仅能够剥离面积小的待要剥离的层,而且能够以高的成品率剥离面积大的整个待要剥离的层。再者,本发明提供了一种藉由将待要剥离的层黏合到各种基底材料而降低重量的半导体装置及其制造方法。确切地说,提供了一种藉由将典型为TFT的各种元件黏合到柔性膜而降低重量的半导体装置及其制造方法。金属层或氮化物层被提供在基底上;氧化物层被提供成与金属层或氮化物层相接触;然后形成底绝缘膜和含有氢的待要剥离的层;并在410℃或更高的温度下执行热处理,以便扩散氢。结果,能够用物理方法在氧化物层中或在其介面处获得完全的剥离。
申请公布号 TWI272641 申请公布日期 2007.02.01
申请号 TW092118510 申请日期 2003.07.07
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 高山彻;丸山纯矢;后藤裕吾;大野由美子;鹤目卓也;桑原秀明
分类号 H01L21/00(2006.01);H01L29/786(2006.01) 主分类号 H01L21/00(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: 在基底上形成金属层; 形成与金属层接触的氧化物层; 形成与氧化物层接触的绝缘膜; 在绝缘膜上形成具有非晶结构的半导体膜,其中该 半导体膜包含氢; 执行热处理以便扩散氢; 将支持构件黏合到待要剥离的层,其中该层包括、 绝缘膜以及半导体膜;和 在黏合支持构件后,从形成在基底上的金属层剥离 待要剥离的层。 2.一种半导体装置的制造方法,包含: 在基底上形成金属层; 形成与金属层接触的氧化物层; 形成与氧化物层接触的绝缘膜; 在绝缘膜上形成具有非晶结构的半导体膜,其中该 半导体胶包含氢; 执行热处理以便扩散氢; 形成包含半导体膜作为主动层的薄膜电晶体以及 与薄膜电晶体连接的元件; 将支持构件黏合到待要剥离的层,其中该层包括、 绝缘膜、薄膜电晶体以及与薄膜电晶体连接的元 件;和 在黏合支持构件后,从形成在基底上的金属层剥离 待要剥离的层。 3.一种半导体装置的制造方法,包含: 在基底上形成第一金属层; 形成与第一金属层接触的氧化物层; 形成与氧化物层接触的绝缘膜; 在绝缘膜上形成第二金属层,其中该第二金属包含 氢; 执行热处理以便扩散氢; 形成薄膜电晶体以及与薄膜电晶体连接的元件;和 将支持构件黏合到待要剥离的层,其中该层包括、 绝缘膜、薄膜电晶体以及与薄膜电晶体连接的元 件;以及 在黏合支持构件后,从形成在基底上的第一金属层 剥离待要剥离的层。 4.一种半导体装置的制造方法,包含: 在基底上形成包含氢的金属层; 形成与金属层接触的氧化物层; 形成与氧化物层接触的绝缘膜; 在绝缘膜上形成具有非晶结构的半导体膜; 执行热处理以便扩散氢; 形成包含半导体层作为主动层的薄膜电晶体以及 与薄膜电晶体连接的元件;和 将支持构件黏合到待要剥离的层,其中该层包括、 绝缘膜、薄膜电晶体以及与薄膜电晶体连接的元 件;以及 在黏合支持构件后,从形成在基底上的金属层剥离 待要剥离的层。 5.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中,在等于或高于半导体膜中的氢被发射或扩散 的温度的温度下执行热处理。 6.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法, 其中,在等于或高于半导体膜中的氢被发射或扩散 的温度的温度下执行热处理。 7.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法, 其中,在等于或高于第二金属层中的氢被发射或扩 散的温度的温度下执行热处理。 8.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法, 其中,在等于或高于金属层中的氢被发射或扩散的 温度的温度下执行热处理。 9.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法, 其中,金属层是由选自由W、Ti、Ta、Mo、Cr、Nd、Fe 、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt组成的组 的元素或包含此元素作为其主要成分的合金材料 或化合物组成的单层,或是由多种金属或它们的混 合物组成的叠层。 10.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法 ,其中,金属层是由选自由W、Ti、Ta、Mo、Cr、Nd、Fe 、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt组成的组 的元素或包含此元素作为其主要成分的合金材料 或化合物组成的单层,或是由多种金属或它们的混 合物组成的叠层。 11.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法 ,其中,金属层是由选自由W、Ti、Ta、Mo、Cr、Nd、Fe 、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt组成的组 的元素或包含此元素作为其主要成分的合金材料 或化合物组成的单层,或是由多种金属或它们的混 合物组成的叠层。 12.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法 ,其中,金属层是由选自由W、Ti、Ta、Mo、Cr、Nd、Fe 、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt组成的组 的元素或包含此元素作为其主要成分的合金材料 或化合物组成的单层,或是由多种金属或它们的混 合物组成的叠层。 13.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层是用溅射方法形成的氧化矽膜。 14.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层是用泼射方法形成的氧化矽膜。 15.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层是用溅射方法形成的氧化矽膜。 16.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层是用溅射方法形成的氧化矽膜。 17.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法 ,其中,绝缘膜是选自由氧化矽膜、氮氧化矽膜、 和这些膜的叠层所组成之群之至少之一。 18.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法 ,其中,绝缘膜选自由是氧化矽膜、氮氧化矽膜、 和这些膜的叠层所组成之群之至少之一。 19.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法 ,其中,绝缘膜是选自由氧化矽膜、氮氧化矽膜、 和这些膜的叠层所组成之群之至少之一。 20.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法 ,其中,绝缘膜是选自由氧化矽膜、氮氧化矽膜、 和这些膜的叠层所组成之群之至少之一。 21.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层的厚度大于金属层的膜厚度。 22.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层的厚度大于金属层的膜厚度。 23.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层的厚度大于金属层的膜厚度。 24.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法 ,其中,氧化物层的厚度大于金属层的膜厚度。 25.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法 ,其中,提供在绝缘膜上的元件是选自由发光元件 、半导体元件、和液晶元件所组成之群之至少之 一。 26.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法 ,其中,提供在绝缘膜上的元件是选自由发光元件 、半导体元件、和液晶元件所组成之群之至少之 一。 27.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法 ,其中,提供在绝缘膜上的元件是选自由发光元件 、半导体元件、和液晶元件所组成之群之至少之 一。 28.一种半导体装置的制造方法,包含: 在基底上形成金属层; 在金属层上形成氧化物层; 在氧化物层上以电浆CVD形成绝缘层; 在绝缘层上形成包含非晶矽和氢的半导体膜; 使半导体膜晶化; 图型化已晶化的半导体膜以形成至少一岛形半导 体层; 使用至少一半导体层以形成至少一薄膜电晶体以 用于通道形成区;和 将基底和至少一薄膜电晶体分离。 29.如申请专利范围第28项之半导体装置的制造方 法,其中该金属层包含选自由W,Ti,Ta,Mo,Cr,Nd,Fe,Ni,Co, Zr,Zn,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,和Pt所组成之群之一金属。 30.如申请专利范围第28项之半导体装置的制造方 法,其中该金属层包含钨。 31.如申请专利范围第28项之半导体装置的制造方 法,其中该氧化物层包含选自由氧化矽,氮氧化矽, 和金属氧化物所组成之群之一材料。 32.如申请专利范围第28项之半导体装置的制造方 法,其中该氧化物层以溅射方法形成。 33.如申请专利范围第28项之半导体装置的制造方 法,其中在形成氧化物层时,该金属层表面受到氧 化。 34.一种半导体装置的制造方法,包含: 在基底上形成金属层; 在金属层上形成氧化物层; 在氧化物层上形成含氢层; 加热含氢层以从其中发射氢;和 在加热后,将基底从含氢层分离。 35.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中加热含氢层在410℃或更高的温度下执行。 36.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中该金属层包含选自由W,Ti,Ta,Mo,Cr,Nd,Fe,Ni,Co, Zr,Zn,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,和Pt所组成之群之一金属。 37.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中该金属层包含钨。 38.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中该氧化物层包含选自由氧化矽,氮氧化矽, 和金属氧化物所组成之群之一材料。 39.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中该氧化物层以溅射方法形成。 40.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中在形成氧化物层时,该金属层表面受到氧 化。 4l.如申请专利范围第34项之半导体装置的制造方 法,其中该含氢层包含氮化矽。 42.如申请专利范围第1项之半导体装置的制造方法 ,其中以物理方法执行待要剥离的层的剥离。 43.如申请专利范围第2项之半导体装置的制造方法 ,其中以物理方法执行待要剥离的层的剥离。 44.如申请专利范围第3项之半导体装置的制造方法 ,其中以物理方法执行待要剥离的层的剥离。 45.如申请专利范围第4项之半导体装置的制造方法 ,其中以物理方法执行待要剥离的层的剥离。 图式简单说明: 图1A-1G显示一种实施例模式; 图2显示热处理温度与非晶矽膜单层中的应力间的 关系; 图3显示叠层中的应力变化; 图4A-4D显示制造主动矩阵基底的步骤(实施例1); 图5A-5C显示制造主动矩阵基底的步骤(实施例1); 图6显示制造主动矩阵基底的步骤(实施例1); 图7是液晶显示装置的剖面图(实施例2); 图8A和8B分别是发光装置的俯视图和剖面图(实施 例3); 图9A-9E是电子装置的例子(实施例4); 图10A-10C电子装置的例子(实施例4);和 图11显示TDS的结果。
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