| 主权项 |
1.一种制造半导体装置之方法,包括下述步骤: 添加元素步骤,亦即对一无定形矽膜添加一种或多 种触媒元素以促进无定形矽膜之晶化,该无定形矽 膜是形成在一个具有绝缘表面之基体上;及 晶化无定形矽膜之步骤;其特征在于:上述晶化无 定形矽膜之步骤包括: 第一次晶化步骤,亦即对该无定形矽膜加以热处理 而使之生成晶体,晶体之生成在尚有剩余微小无定 形区域之状态中停止;及 第二次晶化步骤,亦即对在尚有剩余微小无定形区 域状态中已停止生成晶体之无定形矽膜以强光照 射而使之进一步晶化; 在第一次晶化步骤后所获微小无定形区域与整个 矽膜之平面面积比为10%-50%。 2.一种制造半导体装置之方法,其利用促进无定形 膜之晶化的触媒元素令无定形膜晶化;其特征在于 :包括下述步骤: 添加元素步骤,亦即对一个具有绝缘表面之基体添 加一种或多种触媒元素而促进一无定形矽膜之晶 化; 矽膜形成步骤,亦即在已添加触媒元素之基体上形 成一无定形矽膜; 第一次晶化步骤,亦即对该无定形矽膜加以热处理 促使其生成晶体,而晶体之生成在尚剩余有微小无 定形区域之状态下停止;及 第二次晶化步骤,亦即对在尚剩余有微小无定形区 域状态下已停止生成晶体之无定形矽膜以强光照 射而使之进一步晶化; 在第一次晶化步骤后所获微小无定形区域与整个 矽膜之平面面积比为10%-50%。 3.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置方 法,在第一次晶化步骤中晶体之生成是由添加至无 定形矽膜表面或具有绝缘表面之基体上之触媒元 素之量来控制。 4.根据申请专利范围第3项之制造半导体装置方法, 其中添加至无定形矽膜表面或具有绝缘表面之基 体上的触媒元素之量,就表面浓度而言为11012-11 013原子/平方公分。 5.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置方 法,其中在第一次晶化步骤后所获微小无定形区域 与整个矽膜之平面面积比为20%-40%。 6.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置方 法,其中在第一次晶化步骤后所获矽膜中具有与已 结晶区域掺杂在一起之微小无定形区域且个别无 定形区域之平面大小为5m或更小。 7.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置方 法,其中在第一次晶化步骤后所获矽膜之已结晶区 域是由每个晶粒大小为5m或更小之多晶矽所组 成。 8.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置方 法,其中之无定形矽膜含有氢,且此膜中氢浓度为3- 25原子%。 9.根据申请专利范围第8项之制造半导体装置方法, 其中含氢之无定形矽膜是使用400℃或较低之加热 温度以电浆化学汽相沈积法来形成。 10.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置 方法,其中在第一次晶化步骤中热处理之温度是使 得自无定形矽膜本身不会产生自晶核而仅藉触媒 元素生成晶核,且在该温度上晶体仅藉触媒元素之 助而生成。 11.根据申请专利范围第10项之制造半导体装置方 法,其中在第一次晶化步骤中热处理之温度是定在 520-570℃之范围内。 12.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置 方法,在其中第二次晶化步骤中强光照射之强度范 围是让无定形区域之晶化能反映已结晶区域之晶 性但不让已结晶区域之原有晶性失去。 13.根据申请专利范围第12项之制造半导体装置方 法,其中之第二次晶化步骤包括使用一波长为400nm 或较小之激态分子雷射光做为照射用之强光而使 矽膜表面上之能量密度为200-450mJ/cm2。 14.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置 方法,其中至少使用镍做为触媒元素来促进无定形 矽膜之晶化。 15.根据申请专利范围第1或2项之制造半导体装置 方法,其中更包括在第二次晶化步骤后进行触媒元 素迁移步骤使得存留在矽膜中触媒元素之大多数 原子移至半导体装置活性区以外之区域。 图式简单说明: 图1A、1B、1C、1D、1E均为计划图依序示出本发明制 造半导体装置方法第一实例中之各制造步骤; 图2A、2B、2C、2D、2E、2F为断面图依序示出本发明 第一实例之制造步骤; 图3为计划图示出本发明第二实例制造半导体装置 方法之图解; 图4A、4B、4C、4D、4E、4F为断面图依序示出本发明 第二实例之制造步骤; 图5为特性曲线图示出剩余无定形区域之比例与薄 膜电晶体中场放电子移动率间之关系; 图6为特性曲线图示出无定形矽膜(a-Si)中氢之浓度 与结晶矽颗粒大小间之关系;及 图7A为比较样本矽膜表面之显微照相,图7B为本发 明矽膜表面之相片。 |
