发明名称 半导体装置之制造方法
摘要 本发明提供了一种执行雷射辐照的方法作为使半导体膜结晶的方法。但若雷射被辐照到半导体膜,则半导体膜同时被熔化并局部膨胀。基底与半导体膜之间的温度梯度是陡峭的,在半导体膜中可能出现畸变。这样,在某些情况下,得到的结晶半导体膜的薄膜品质会降低。利用本发明,藉由在用雷射执行半导体膜的结晶之后,用热处理对半导体膜进行加热,降低了半导体膜的畸变。相较于雷射辐照造成的局部加热,此热处理在整个基底和半导体膜上进行。因此,有可能降低形成在半导体膜中的畸变,从而提高半导体膜的物理性质。
申请公布号 TW529092 申请公布日期 2003.04.21
申请号 TW091103200 申请日期 2002.02.22
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 山崎舜平;三津木亨;高野圭惠
分类号 H01L21/28 主分类号 H01L21/28
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 1.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:藉由将雷射辐照到非晶半导体膜而形成结晶半导体膜;和对结晶半导体膜进行热处理,以降低形成在结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。2.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,其中辐照表面上或辐照表面附近的雷射为线性或矩形形状。3.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,其中的雷射从选自气体雷射器、固体雷射器、和金属雷射器的一种或多种雷射器发射,各个雷射器是连续发光型或脉冲发光型的。4.如申请专利范围第3项之半导体装置之制造方法,其中的固体雷射器是选自YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YA1O3雷射器、玻璃雷射器、红宝石雷射器、紫翠玉雷射器、以及掺Ti的蓝宝石雷射器的雷射器。5.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,其中热处理的加热时间为1-30分钟。6.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,其中热处理的加热温度等于或高于500℃。7.一种半导体装置之制造方法,它包含下列步骤:在绝缘表面上形成非晶半导体膜;藉由将雷射辐照到非晶半导体膜而形成结晶半导体膜;藉由蚀刻结晶半导体膜而形成岛形的结晶半导体膜;和对岛形的结晶半导体膜进行热处理,以降低形成在岛形的结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。8.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,其中形成岛形的结晶半导体膜的步骤,在执行热处理步骤之后被执行。9.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:藉由将雷射辐照到非晶半导体膜而形成结晶半导体膜;和将灯光辐照到结晶半导体膜,以降低形成在结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。10.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中的雷射从选自气体雷射器、固体雷射器、和金属雷射器的一种或多种雷射器发射,各个雷射器是连续发光型或脉冲发光型的。11.如申请专利范围第10项之半导体装置之制造方法,其中的固体雷射器是选自YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YA1O3雷射器、玻璃雷射器、红宝石雷射器、紫翠玉雷射器、以及掺Ti的蓝宝石雷射器的雷射器。12.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中灯光辐照的时间为1-30分钟。13.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中灯光辐照的温度等于或高于500℃。14.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中灯光辐照的温度上升速率和温度下降速率为每分钟30-300℃。15.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中的灯光从基底上侧、从基底下侧、或同时从基底上侧和下侧辐照。16.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中的灯光从选自卤素灯、金属卤化物灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯、以及高压汞灯的灯发光。17.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成非晶半导体膜;藉由将雷射辐照到非晶半导体膜而形成结晶半导体膜;藉由蚀刻结晶半导体膜而形成岛形的结晶半导体膜;和将灯光辐照到岛形的结晶半导体膜,以便降低形成在岛形的结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。18.如申请专利范围第17项之半导体装置之制造方法,其中形成岛形的结晶半导体膜的步骤,在执行灯光辐照步骤之后被执行。19.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:藉由将灯光辐照到非晶半导体膜而形成第一结晶半导体膜;藉由将雷射辐照到第一结晶半导体膜而形成第二结晶半导体膜;以及对第二结晶半导体膜进行热处理,以降低形成在第二结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。20.如申请专利范围第19项之半导体装置之制造方法,其中的雷射从选自气体雷射器、固体雷射器、和金属雷射器的一种或多种雷射器发射,各个雷射器是连续发光型或脉冲发光型的。21.如申请专利范围第20项之半导体装置之制造方法,其中的固体雷射器是选自YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YA1O3雷射器、玻璃雷射器、红宝石雷射器、紫翠玉雷射器、以及掺Ti的蓝宝石雷射器的雷射器。22.如申请专利范围第19项之半导体装置之制造方法,其中热处理的加热时间为1-30分钟。23.如申请专利范围第19项之半导体装置之制造方法,其中热处理的加热温度等于或高于500℃。24.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成非晶半导体膜;藉由将灯光辐照到非晶半导体膜而形成第一结晶半导体膜;藉由将雷射辐照到第一结晶半导体膜而形成第二结晶半导体膜;藉由蚀刻第二结晶半导体膜而形成岛形的第二结晶半导体膜;和对岛形的第二结晶半导体膜进行热处理,以降低形成在岛形的第二结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。25.如申请专利范围第24项之半导体装置之制造方法,其中形成岛形的第二结晶半导体膜的步骤,在执行热处理步骤之后被执行。26.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:藉由对非晶半导体膜执行第一热处理而形成第一结晶半导体膜;藉由将雷射辐照到第一结晶半导体膜而形成第二结晶半导体膜;和对第二结晶半导体膜进行第二热处理,以降低形成在第二结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。27.如申请专利范围第26项之半导体装置之制造方法,其中的雷射从选自气体雷射器、固体雷射器、和金属雷射器的一种或多种雷射器发射,各个雷射器是连续发光型或脉冲发光型的。28.如申请专利范围第27项之半导体装置之制造方法,其中的固体雷射器是选自YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YA1O3雷射器、玻璃雷射器、红宝石雷射器、紫翠玉雷射器、以及掺Ti的蓝宝石雷射器的雷射器。29.如申请专利范围第26项之半导体装置之制造方法,其中第二热处理的加热时间为1-30分钟。30.如申请专利范围第26项之半导体装置之制造方法,其中第一热处理的加热温度等于或高于600℃。31.如申请专利范围第26项之半导体装置之制造方法,其中第二热处理的加热温度等于或高于500℃。32.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成非晶半导体膜;藉由对非晶半导体膜执行第一热处理而形成第一结晶半导体膜;藉由将雷射辐照到第一结晶半导体膜而形成第二结晶半导体膜;藉由蚀刻第二结晶半导体膜而形成岛形的第二结晶半导体膜;和对岛形的第二结晶半导体膜进行第二热处理,以降低形成在岛形的第二结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。33.如申请专利范围第32项之半导体装置之制造方法,其中形成岛形的第二结晶半导体膜的步骤,在执行第二热处理步骤之后被执行。34.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:藉由对非晶半导体膜执行热处理而形成第一结晶半导体膜;藉由将雷射辐照到第一结晶半导体膜而形成第二结晶半导体膜;和将灯光辐照到第二结晶半导体膜,以降低形成在第二结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。35.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中的热处理藉由灯光辐照而被执行。36.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中的雷射从选自气体雷射器、固体雷射器、和金属雷射器的一种或多种雷射器发射,各个雷射器是连续发光型或脉冲发光型的。37.如申请专利范围第36项之半导体装置之制造方法,其中的固体雷射器是选自YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YA1O3雷射器、玻璃雷射器、红宝石雷射器、紫翠玉雷射器、以及掺Ti的蓝宝石雷射器的雷射器。38.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中灯光辐照的时间为1-30分钟。39.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中灯光辐照的温度等于或高于500℃。40.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中灯光辐照的温度上升速率和温度下降速率为每分钟30-300℃。41.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中的灯光从基底上侧、从基底下侧、或同时纵基底上侧和下侧辐照。42.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中的灯光从选自卤素灯、金属卤化物灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯、以及高压汞灯的灯发光。43.如申请专利范围第34项之半导体装置之制造方法,其中热处理的加热温度等于或高于600℃。44.一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在绝缘表面上形成非晶半导体膜;藉由对非晶半导体膜执行热处理而形成第一结晶半导体膜;藉由将雷射辐照到第一结晶半导体膜而形成第二结晶半导体膜;藉由蚀刻第二结晶半导体膜而形成岛形的第二结晶半导体膜;和将灯光辐照到岛形的第二结晶半导体膜,以便降低形成在岛形的第二结晶半导体膜中的畸变,其中的畸变由雷射辐照引起。45.如申请专利范围第44项之半导体装置之制造方法,其中形成岛形的第二结晶半导体膜的步骤,在执行灯光辐照步骤之后被执行。46.如申请专利范围第44项之半导体装置之制造方法,其中的热处理藉由灯光辐照而被执行。图式简单说明:图1A-1D为本发明概念图,其中图1A是基底绝缘膜形成/半导体膜形成,图1B是雷射退火,图1C是热处理,图1D是半导体膜形成;图2A-2D显示本发明概念图,其中图2A是基底绝缘膜形成/半导体膜形成,图2B是雷射退火,图2C是半导体膜形成,图2D是热处理;图3A-3E显示本发明概念图,其中图3A是基底绝缘膜形成/半导体膜形成,图3B是强光辐照,图3C是雷射退火,图3D是热处理,图3E是半导体膜形成;图4A-4D显示本发明概念图,其中图4A是导电膜形成/绝缘膜形成/半导体膜形成,图4B是雷射退火,图4C是热处理,图4D是半导体膜形成;图5A-5D是显示制造图素TFT和驱动电路TFT的方法例之剖面图;图6A-6C是显示制造图素TFT和驱动电路TFT的方法例之剖面图;图7A-7C是显示制造图素TFT和驱动电路TFT的方法例之剖面图;图8是显示制造图素TFT和驱动电路TFT的方法例之剖面图,即该图表示了第二中间层绝缘膜形成/图素电极及接线形成;图9是显示图素部介的图素之上表面图;图10是显示制造主动矩阵液晶显示装置的方法之剖面图;图11是显示制造主动矩阵液晶显示装置的方法之剖面图;图12是显示制造图素TFT和驱动电路TFT的方法例之剖面图;图13是发光装置的驱动电路和图素部分的剖面结构图;图14A是发光装置的上表面图;图14B是发光装置的驱动电路和图素部分的剖面结构图;图15是发光装置的图素部分的剖面结构图;图16A是显示制造主动矩阵基底的方法之剖面图;图16B是显示制造主动矩阵液晶显示装置的方法之剖面图;图17是发光装置的图素部分的剖面结构图;图18A-18F显示半导体装置的例子;图19A-19D显示半导体装置的例子;和图20A-20C显示半导体装置的例子。
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