发明名称 半导体装置的制造方法
摘要 本发明特征在于,在藉由使用触媒元素经过阻挡层获得的结晶半导体膜上,形成含稀有气体元素的半导体膜,并藉由热处理将触媒元素从结晶半导体膜迁移到含稀有气体元素的半导体膜。而且,形成在第一n通道TFT的半导体层中之第一杂质区和第二杂质区提供在一闸极外侧。形成在第二n通道TFT的半导体层中之第三杂质区设置成与闸极部分重叠。第三杂质区设在闸极外侧。在p通道 TFT的半导体层中形成的第四杂质区设置成与闸极部分重叠。第五杂质区设在闸极外。
申请公布号 TWI221645 申请公布日期 2004.10.01
申请号 TW092105830 申请日期 2002.01.16
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 滨田崇;村上智史;山崎舜平;中村理;原诚之;肥塚纯一;高山彻
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种半导体装置的制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成以矽作为主要成分的非晶半导体膜;向非晶半导体膜添加促进结晶的触媒元素;在添加该触媒元素之后,实施第一热处理,以形成结晶半导体膜;在结晶半导体膜上形成阻挡层;在阻挡层上形成含浓度为11019/cm3到11022/cm3的稀有气体元素的半导体膜;藉由第二热处理将触媒元素迁移到含稀有气体元素的半导体膜;和除去包含稀有气体元素的半导体膜。2.如申请专利范围第1项之方法,其中阻挡层是用臭氧水形成的化学氧化膜。3.如申请专利范围第1项之方法,其中用电浆处理,藉由氧化非晶半导体的表面来形成阻挡层。4.如申请专利范围第1项之方法,其中藉由在含氧气的气氛中用紫外线照射以产生臭氧来形成阻挡层,从而氧化非晶半导体膜的表面。5.如申请专利范围第1项之方法,其中阻挡层是用厚度1到10nm的膜形成的多孔膜。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该稀有气体元素是从氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中选择出的一种或多种。7.如申请专利范围第1项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择一种或多种灯进行照射,来实施第一热处理。8.如申请专利范围第1项之方法,其中用电热炉实施第一热处理。9.如申请专利范围第1项之方法,其中藉由卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择出的一种或多种灯进行照射,来实施第二热处理。10.如申请专利范围第1项之方法,其中用电热炉实施第二热处理。11.如申请专利范围第1项之方法,其中触媒元素是从铁(Fe),镍(Ni),钴(Co),钌(Ru),铑(Rh),钯(Pd),锇(Os),铱(Ir),铂(Pt),铜(Cu)和金(Au)中选取的一种或多种元素。12.一种半导体装置的制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成以矽作为主要成分的非晶半导体膜;向非晶半导体膜添加促进结晶的触媒元素,以便藉由实施第一热处理形成结晶半导体膜;用镭射照射结晶半导体膜;在结晶半导体膜上形成阻挡层;在阻挡层上形成含浓度为11019/cm3到11022/cm3的稀有气体元素的半导体膜;藉由第二热处理将触媒元素迁移到含稀有气体元素的半导体膜;和除去包含稀有气体元素的半导体膜。13.如申请专利范围12项之方法,其中阻挡层是用臭氧水形成的化学氧化物膜。14.如申请专利范围第12项之方法,其中用电浆处理,藉由氧化非晶半导体的表面来形成阻挡层。15.如申请专利范围第12项之方法,其中藉由在含氧气的空气中,用紫外线照射以产生臭氧来形成阻挡层,从而氧化非晶半导体膜的表面。16.如申请专利范围第12项之方法,其中阻挡层是用厚度1到10nm的膜形成的多孔膜。17.如申请专利范围第12项之方法,其中该稀有气体元素是从其组成为氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)的组中选择一种或多种。18.如申请专利范围第12项之方法,其中藉由从其组成为卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯的组中选择一种或多种进行照射,来实施第一热处理。19.如申请专利范围第12项之方法,其中用电热炉实施第一热处理。20.如申请专利范围第12项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择出的一种或多种灯进行照射,来实施第二热处理。21.如申请专利范围第12项之方法,其中用电热炉实施第二热处理。22.如申请专利范围第12项之方法,其中触媒元素是从铁(Fe),镍(Ni),钴(Co),钌(Ru),铑(Rh),钯(Pd),锇(Os),铱(Ir),铂(Pt),铜(Cu)和金(Au)中选取的一种或多种元素。23.一种半导体装置的制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成以矽作为主要成分之非晶半导体膜;向非晶半导体膜添加促进结晶的触媒元素,以便藉由实施第一热处理形成结晶半导体膜;在结晶半导体膜上形成阻挡层;在阻挡层上形成含浓度为11019/cm3到11022/cm3的稀有气体元素的半导体膜;藉由第二热处理将触媒元素迁移到含稀有气体元素的半导体膜;除去包含稀有气体元素的半导体膜;和用镭射照射结晶半导体膜。24.如申请专利范围第23项之方法,其中阻挡层是用臭氧水形成的化学氧化膜。25.如申请专利范围第23项之方法,其中用电浆处理,藉由氧化非晶半导体的表面来形成阻挡层。26.如申请专利范围第23项之方法,其中藉由在含氧气的气氛中用紫外线照射以产生臭氧来形成阻挡层,从而氧化非晶半导体膜的表面。27.如申请专利范围第23项之方法,其中阻挡层是用厚度1到10nm的膜形成的多孔膜。28.如申请专利范围第23项之方法,其中该稀有气体元素是从氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中选择出的一种或多种元素。29.如申请专利范围第23项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择出的一种或多种灯进行照射,来实施第一热处理。30.如申请专利范围第23项之方法,其中用电热炉实施第一热处理。31.如申请专利范围第23项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择出的一种或多种灯进行照射,来实施第二热处理。32.如申请专利范围第23项之方法,其中用电热炉实施第二热处理。33.如申请专利范围第23项之方法,其中触媒元素是从铁(Fe),镍(Ni),钴(Co),钌(Ru),铑(Rh),钯(Pd),锇(Os),铱(Ir),铂(Pt),铜(Cu)和金(Au)中选取的一种或多种元素。34.一种半导体装置的制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成以矽作为主要成分的非晶半导体膜;向非晶半导体膜添加促进结晶的触媒元素;在非晶半导体膜上形成阻挡层;在阻挡层上形成含浓度为11019/cm3到11022/cm3的稀有气体元素的半导体膜;藉由热处理使非晶半导体膜结晶,以形成结晶半导体膜,并将触媒元素迁移到含稀有气体元素的半导体膜;除去包含稀有气体元素的半导体膜;和用镭射照射结晶半导体膜。35.如申请专利范围第34项之方法,其中阻挡层是用臭氧水形成的化学氧化膜。36.如申请专利范围第34项之方法,其中用电浆处理,藉由氧化非晶半导体的表面来形成阻挡层。37.如申请专利范围第34项之方法,其中藉由在含氧气的气氛中用紫外线照射以产生臭氧来形成阻挡层,从而氧化非晶半导体膜的表面。38.如申请专利范围第34项之方法,其中阻挡层是用厚度1到10nm的膜形成的多孔膜。39.如申请专利范围第34项之方法,其中该稀有气体元素是从氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中选择的一种或多种元素。40.如申请专利范围第34项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择的一种或多种灯进行照射,来实施第一热处理。41.如申请专利范围第34项之方法,其中用电热炉实施第一热处理。42.如申请专利范围第34项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择的一种或多种灯进行照射,来实施第二热处理。43.如申请专利范围第34项之方法,其中用电热炉实施第二热处理。44.如申请专利范围第34项之方法,其中触媒元素是从铁(Fe),镍(Ni),钴(Co),钌(Ru),铑(Rh),钯(Pd),锇(Os),铱(Ir),铂(Pt),铜(Cu)和金(Au)中选取的一种或多种元素。45.一种半导体装置的制造方法,包含下列步骤:向绝缘表面添加促进结晶的触媒元素;在绝缘表面上形成以矽作为主要成分的非晶半导体膜;在非晶半导体膜上形成阻挡层;在阻挡层上形成含浓度为11019/cm3到11022/cm3的稀有气体元素的半导体膜;藉由热处理使非晶半导体膜结晶,以形成结晶半导体膜,并将触媒元素迁移到含稀有气体元素的半导体膜;除去包含稀有气体元素的半导体膜;和用镭射照射结晶半导体膜。46.如申请专利范围第45项之方法,其中阻挡层是用臭氧水形成的化学氧化膜。47.如申请专利范围第45项之方法,其中用电浆处理,藉由氧化非晶半导体的表面来形成阻挡层。48.如申请专利范围第45项之方法,其中藉由在含氧气的气氛中用紫外线照射以产生臭氧来形成阻挡层,从而氧化非晶半导体膜的表面。49.如申请专利范围第45项之方法,其中阻挡层是用厚度1到10nm的膜形成的多孔膜。50.如申请专利范围第45项之方法,其中该稀有气体元素是从氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中选择的一种或多种元素。51.如申请专利范围第45项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择的一种或多种灯进行照射,来实施第一热处理。52.如申请专利范围第45项之方法,其中用电热炉实施第一热处理。53.如申请专利范围第45项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择的一种或多种灯进行照射,来实施第二热处理。54.如申请专利范围第45项之方法,其中用电热炉实施第二热处理。55.如申请专利范围第45项之方法,其中触媒元素是从铁(Fe),镍(Ni),钴(Co),钌(Ru),铑(Rh),钯(Pd),锇(Os),铱(Ir),铂(Pt),铜(Cu)和金(Au)中选取的一种或多种元素。56.一种半导体装置的制造方法,包含下列步骤:向绝缘表面添加促进结晶的触媒元素;在绝缘表面上形成以矽作为主要成分的非晶半导体膜;在非晶半导体膜上形成阻挡层;在非晶半导体膜上形成含浓度为11019/cm3到11022/cm3的稀有气体元素的半导体膜;向含稀有气体元素的半导体膜添加稀有气体元素;藉由热处理使非晶半导体膜结晶,以形成结晶半导体膜,并将触媒元素迁移到含稀有气体元素的半导体膜;除去包含稀有气体元素的半导体膜;和用镭射照射结晶半导体膜。57.如申请专利范围第56项之方法,其中阻挡层是用臭氧水形成的化学氧化物膜。58.如申请专利范围第56项之方法,其中用电浆处理,藉由氧化非晶半导体的表面来形成阻挡层。59.如申请专利范围第56项之方法,其中藉由在含氧气的气氛中用紫外线照射以产生臭氧来形成阻挡层,从而氧化非晶半导体膜的表面。60.如申请专利范围第56项之方法,其中阻挡层是用厚度1到10nm的膜形成的多孔膜。61.如申请专利范围第56项之方法,其中该稀有气体元素是从氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)中选择的一种或多种元素。62.如申请专利范围第56项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择的一种或多种灯进行照射,来实施第一热处理。63.如申请专利范围第56项之方法,其中用电热炉实施第一热处理。64.如申请专利范围第56项之方法,其中藉由从卤素灯、金属卤素灯、氙弧灯、碳棒弧光灯、高压钠灯、高压水银灯中选择的一种或多种灯进行照射,来实施第二热处理。65.如申请专利范围第56项之方法,其中用电热炉实施第二热处理。66.如申请专利范围第56项之方法,其中触媒元素是从铁(Fe),镍(Ni),钴(Co),钌(Ru),铑(Rh),钯(Pd),锇(Os),铱(Ir),铂(Pt),铜(Cu)和金(Au)中选取的一种或多种元素。67.一种半导体装置的制造方法,包含以下步骤:在绝缘膜上形成半导体层;在半导体层上形成绝缘膜;在绝缘膜上形成第一形状导电层;从第一形状导电层形成第二形状导电层;使用第二形状导电层作为掩模,向半导体层添加一种导电类型的杂质元素,以形成第一杂质区;用第二形状导电层作为掩模,向半导体层的所选的区域添加一种导电类型的杂质元素,以形成第二和第三杂质区;和用第二形状的导电层作掩模,向所选的半导体层的区域添加与一种导电类型相反的导电类型的杂质元素,形成第四和第五杂质区。68.如申请专利范围第67项之方法,其中一导电类型的杂质包含n型杂质。69.一种半导体装置的制造方法,包含以下步骤:在绝缘表面上形成半导体层;在半导体层上形成绝缘膜;在绝缘膜上形成第一形状导电层;从第一形状导电层形成第二形状导电层;使用第二形状导电层作为掩模,向半导体层添加第一剂量的导电类型的杂质元素,以形成第一杂质区;用第二形状导电层作为掩模,向半导体层的所选的区域添加第二剂量的导电类型的杂质元素,以形成第二和第三杂质区;和用第二形状的导电层作掩模,向所选的半导体层的区域添加与一种导电类型相反的导电类型的杂质元素,形成第四和第五杂质区。70.如申请专利范围第69项之方法,其中一导电类型的杂质中有n型杂质。71.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。72.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是视频相机。73.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。74.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。75.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。76.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是数位相机。77.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。78.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。79.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是行动电话。80.如申请专利范围第1项之方法,其中该半导体装置是电子书。81.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。82.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是视频相机。83.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。84.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。85.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。86.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是数位相机。87.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。88.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。89.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是行动电话。90.如申请专利范围第12项之方法,其中该半导体装置是电子书。91.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。92.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是视频相机。93.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。94.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。95.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。96.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是数位相机。97.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。98.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。99.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是行动电话。100.如申请专利范围第23项之方法,其中该半导体装置是电子书。101.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。102.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是视频相机。103.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。104.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。105.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。106.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是数位相机。107.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。108.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。109.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是行动电话。110.如申请专利范围第34项之方法,其中该半导体装置是电子书。111.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。112.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是视频相机。113.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。114.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。115.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。116.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是数位相机。117.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。118.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。119.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是行动电话。120.如申请专利范围第45项之方法,其中该半导体装置是电子书。121.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。122.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是视频相机。123.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。124.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。125.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。126.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是数位相机。127.如申请专利范围第56项之方法,其中,半导体装置是前投型投影机。128.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。129.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是行动电话。130.如申请专利范围第56项之方法,其中该半导体装置是电子书。131.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。132.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是视频相机。133.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。134.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。135.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。136.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是数位相机。137.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。138.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。139.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是行动电话。140.如申请专利范围第67项之方法,其中该半导体装置是电子书。141.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是个人电脑。142.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是视频相机。143.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是移动式电脑。144.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是护目镜型显示器。145.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是使用记录媒体的播放机。146.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是数位相机。147.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是前投型投影机。148.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是背投型投影机。149.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是行动电话。150.如申请专利范围第69项之方法,其中该半导体装置是电子书。图式简单说明:图1A到1D说明依据本发明的范例实施例模式;图2A到2D说明依据本发明的范例实施例模式图3A到3C显示本发明的一个实施例;图4A到4C显示本发明的一个实施例;图5说明本发明的一个实施例;图6说明本发明的一个实施例;图7A到7E说明依据本发明的范例实施例模式;图8A到8E说明依据本发明的范例实施例模式;图9显示藉由测定含在半导体膜中的Ar浓度获得的结果的曲线图;图10显示用本发明制造的发光装置的实施例;图11A到11F显示在显示部分利用本发明制造的液晶显示装置的例示性电设备;图12A到12D显示在显示部分利用本发明制造的液晶显示装置的例示性电设备;图13A到13C显示在显示部分利用本发明制造的液晶显示装置的例示性电设备;图14A到14C显示依据本发明的范例实施例模式;图15A到15E说明本发明的一个实施例;图16A到16C说明本发明的一个实施例;图17A到17E说明依据本发明的范例实施例模式;图18显示用本发明制造的发光装置的实施例;图19A到19B是显示藉由测定用本发明制造的TFT的可靠性和特性所获得的结果的曲线图。
地址 日本
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