发明名称 掺杂方法、半导体装置之制造方法及电子应用装置之制造方法
摘要 本发明可提供不必使用有害之杂质气体、不必使用大规模之装置、使用之装置内及配管内之污染等问题少、掺杂剂之使用量少、对人体及环境之负担少,且适合于使用塑胶基板等低熔点基板及大面积基板者之掺杂方法,以及使用该方法之半导体装置之制造方法。使含掺杂剂杂质离子之溶液16附着于矽膜13之表面而形成溶液层17后,乾燥此溶液层17,以形成由含杂质层构成之化合物层18。其次,照射能量束19而施行热处理,以化合物层18作为杂质扩散源而使杂质原子扩散于矽膜13而形成源极区域20及汲极区域21。此后除去化合物层18。
申请公布号 TWI266352 申请公布日期 2006.11.11
申请号 TW094103857 申请日期 2005.02.05
申请人 新力股份有限公司 发明人 町田晓夫;龟井隆广;川名喜之
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种掺杂方法,其特征在于包含:使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于基体表面之至少一部分之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;施行热处理,藉以将上述化合物层作为杂质扩散源而使杂质原子扩散于上述基体之步骤;及使上述杂质原子扩散于上述基体后,除去上述化合物层之步骤者。2.如请求项1之掺杂方法,其中利用涂敷撒布或印刷使上述溶液附着者。3.如请求项1之掺杂方法,其中上述基体系半导体基体者。4.如请求项1之掺杂方法,其中上述掺杂剂杂质离子系V族或III族元素之离子,上述基体系包含IV族元素之材料者。5.如请求项1之掺杂方法,其中上述掺杂剂杂质离子系磷离子,上述化合物层系包含磷化合物者。6.如请求项1之掺杂方法,其中上述掺杂剂杂质离子系硼离子,上述化合物层系包含硼化合物者。7.如请求项1之掺杂方法,其中利用能量束施行上述热处理者。8.如请求项7之掺杂方法,其中上述能量束系雷射束、电子束、红外线灯产生之红外线或紫外线灯产生之紫外线者。9.如请求项1之掺杂方法,其中上述基体系在非晶质基板上形成半导体膜之基体者。10.如请求项9之掺杂方法,其中上述半导体膜系包含聚矽烷系化合物之沉积物、聚矽烷系化合物之缩聚物之沉积物、非晶质矽、微晶矽、多晶矽或单晶矽者。11.如请求项9之掺杂方法,其中上述非晶质基板系包含玻璃者。12.如请求项9之掺杂方法,其中上述非晶质基板系包含有机高分子材料者。13.如请求项7之掺杂方法,其中上述能量束系雷射束,将此雷射束选择地照射于上述基体表面,以施行上述热处理者。14.如请求项1之掺杂方法,其中以卷装式处理施行至少一种上述步骤者。15.如请求项1之掺杂方法,其中以卷装式处理施行全部上述步骤者。16.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于半导体基体表面之至少一部分之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;施行热处理,藉以将上述化合物层作为杂质扩散源而使杂质原子扩散于上述半导体基体之步骤;及使上述杂质原子扩散于上述半导体基体后,除去上述化合物层之步骤者。17.如请求项16之半导体装置之制造方法,其中上述半导体装置系薄膜半导体元件者。18.如请求项16之半导体装置之制造方法,其中包含在上述半导体基体上形成闸极绝缘膜及闸极电极之步骤者。19.如请求项18之半导体装置之制造方法,其中上述闸极绝缘膜系包含矽醇系化合物或其缩聚物者。20.如请求项18之半导体装置之制造方法,其中上述闸极电极系包含涂敷型金属材料构成之膜或电镀膜者。21.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:在基板上形成非晶质矽膜之步骤;在上述非晶质矽膜照射能量束,藉以将上述非晶质矽膜改性而形成结晶性矽膜之步骤;在上述结晶性矽膜上形成闸极绝缘膜之步骤;在上述闸极绝缘膜上形成闸极电极之步骤;使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于位于上述闸极电极之两侧部分之上述非晶质矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;施行热处理,藉以将上述化合物层作为杂质扩散源,且以上述闸极电极作为掩膜而使杂质原子扩散于上述结晶性矽膜,以形成源极区域及汲极区域之步骤;及使上述杂质原子扩散于上述结晶性矽膜后,除去上述化合物层之步骤者。22.一种电子应用装置之制造方法,其特征在于包含:使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于半导体基体表面之至少一部分之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;施行热处理,藉以将上述化合物层作为杂质扩散源而使杂质原子扩散于上述半导体基体之步骤;及使上述杂质原子扩散于上述半导体基体后,除去上述化合物层之步骤者。23.一种电子应用装置之制造方法,其特征在于包含:在基板上形成非晶质矽膜之步骤;在上述非晶质矽膜照射能量束,藉以将上述非晶质矽膜改性而形成结晶性矽膜之步骤;在上述结晶性矽膜上形成闸极绝缘膜之步骤;在上述闸极绝缘膜上形成闸极电极之步骤;使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于位于上述闸极电极之两侧部分之上述结晶性矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;施行热处理,藉以将上述化合物层作为杂质扩散源,且以上述闸极电极作为掩膜而使杂质原子扩散于上述结晶性矽膜,以形成源极区域及汲极区域之步骤;及使上述杂质原子扩散于上述结晶性矽膜后,除去上述化合物层之步骤者。24.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;及以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,在上述矽膜表面形成氧化膜之步骤者。25.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述矽膜表面之步骤;及使上述溶液附着于上述矽膜表面后,施行热处理而形成氧化膜之步骤者。26.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,在上述矽膜表面形成第1氧化膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述第1氧化膜表面之步骤;及使上述溶液附着于上述第1氧化膜表面后,施行热处理而形成第2氧化膜之步骤者。27.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述矽膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述矽表面后,施行热处理以形成氧化膜之步骤;及以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,使上述氧化膜致密化之步骤者。28.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;及在上述矽膜表面,利用常压CVD处理形成氧化膜之步骤者。29.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,在上述矽膜表面形成氧化膜之步骤;在上述氧化膜上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。30.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述矽膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述矽膜表面后,施行热处理而形成氧化膜之步骤;在上述氧化膜上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;利用能量束施行热处理,藉以将上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。31.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,在上述矽膜表面形成第1氧化膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述第1氧化膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述第1氧化膜表面后,施行热处理而形成第2氧化膜之步骤;在上述第2氧化膜上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述第1氧化膜及上述第2氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;及利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。32.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述矽膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述矽膜表面后,施行热处理而形成氧化膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,使上述氧化膜致密化之步骤;在使上述氧化膜致密化后,在上述氧化膜上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;及利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。33.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,在上述矽膜表面形成氧化膜之步骤;使含金属微粒子之溶液附着于上述氧化膜上之步骤;乾燥上述溶液以形成金属微粒子层之步骤;在上述金属微粒子层上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜而除去上述氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;及利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。34.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液附着于上述矽膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述矽膜表面后,施行热处理而形成氧化膜之步骤;使含金属微粒子之溶液附着于上述氧化膜上之步骤;乾燥上述溶液而形成金属微粒子层之步骤;在上述金属微粒子层上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;及利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。35.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,在上述矽膜表面形成第1氧化膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液利用涂敷、喷雾或印刷附着于上述第1氧化膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述第1氧化膜表面后,施行热处理而形成第2氧化膜之步骤;使含金属微粒子之溶液附着于上述第2氧化膜上之步骤;乾燥上述溶液而形成金属微粒子层之步骤;在上述金属微粒子层上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述第1氧化膜及上述第2氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;及利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。36.一种半导体装置之制造方法,其特征在于包含:将形成在非晶质基板上之聚矽烷系化合物热处理,以形成矽膜之步骤;使使用于形成涂敷型氧化膜之溶液利用涂敷、喷雾或印刷附着于上述矽膜表面之步骤;使上述溶液附着于上述矽膜表面后,施行热处理而形成氧化膜之步骤;以臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理,使上述氧化膜致密化之步骤;在使上述氧化膜致密化后,使含金属微粒子之溶液附着于上述氧化膜上之步骤;乾燥上述溶液而形成金属微粒子层之步骤;在上述金属微粒子层上将金属膜镀成特定形状之步骤;以上述金属膜为掩膜除去上述氧化膜之步骤;以上述金属膜为掩膜使含掺杂剂杂质离子之溶液附着于上述矽膜上之步骤;利用乾燥上述溶液而形成含杂质层构成之化合物层之步骤;及利用能量束施行热处理,以上述化合物层作为杂质扩散源且以上述金属膜作为掩膜而使杂质原子扩散于上述矽膜之步骤者。37.如请求项29-36中任一项之半导体装置之制造方法,其中利用选择性照射使用半导体雷射或YAG雷射之雷射束施行使用上述能量束之热处理者。38.如请求项24、26、27、29、31、32、33、35或36之半导体装置之制造方法,其中在10-2Torr以上之气体环境或施行仅部分排气之常压下执行上述臭氧氧化处理或远距离电浆氧化处理者。39.如请求项24-36中任一项之半导体装置之制造方法,其中在10-2Torr以上之气体环境或施行仅部分排气之常压下执行全部上述步骤者。40.如请求项24-36中任一项之半导体装置之制造方法,其中以卷装式处理施行至少一种上述步骤者。41.如请求项24-36中任一项之半导体装置之制造方法,其中以卷装式处理施行全部上述步骤者。42.如请求项24-36中任一项之半导体装置之制造方法,其中包含利用常压电浆蚀刻上述矽膜或上述氧化膜、上述第1氧化膜或上述第2氧化膜之步骤者。图式简单说明:图1A、B、C、D、E系说明本发明之第1实施型态之矽TFT之制造方法之剖面图。图2A、B、C、D、E系说明本发明之第1实施型态之实施例1之矽TFT之制造方法之剖面图。图3A、B、C、D系说明本发明之第1实施型态之实施例1之矽TFT之制造方法之剖面图。图4A、B、C、D系说明本发明之第1实施型态之实施例2之矽TFT之制造方法之剖面图。图5系说明本发明之第1实施型态之实施例3之主动矩阵型液晶显示装置之制造方法之剖面图。图6A、B、C、D系说明本发明之第2实施型态之矽TFT之制造方法之剖面图。图7A、B、C、D系说明本发明之第2实施型态之矽TFT之制造方法之剖面图。图8系表示雷射束之波长引起之吸收系数之变化之概略线图。图9系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图10系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图11系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图12系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图13系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图14系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图15系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。图16系说明本发明之第2实施型态之实施例之显示面板之制造方法之概略线图。
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