发明名称 薄膜半导体装置之制造方法
摘要 将形成于基板上之矽为主体之结晶性半导体膜为主动层使用之半导体装置之制造方法中,由于基板上形成呈基材保护膜之氧化矽膜的基材保护膜形成工程、和于此基材保护膜将矽做为主体形成半导体膜第一工程、和于半导体膜照射脉冲雷射光之第二工程所成,脉冲雷射光之波长呈370nm以上710nm以下。由此,使用低温步骤,可容易安定制造高性能薄膜半导体装置。
申请公布号 TW466601 申请公布日期 2001.12.01
申请号 TW089102721 申请日期 2000.02.17
申请人 精工爱普生股份有限公司;三菱电机股份有限公司 发明人 宫光敏;井上满夫;小川哲也;时冈秀忠;佐藤行雄;川智广
分类号 H01L21/268 主分类号 H01L21/268
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种薄膜半导体装置之制造方法,属于将形成于基板上之矽为主体的结晶性半导体膜,做为主动层加以使用之薄膜半导体装置之制造方法中,其特征系包含于基板上形成成为基底保护膜之氧化矽膜的基底保护膜形成工程,和于该基底保护膜上形成矽为主体之半导体膜的第1工程,和于该半导体膜照射脉冲雷射光之第2工程;该脉冲雷射光系较多结晶矽之吸收系数而言,非晶质矽之吸收系数为大者。2.如申请专利范围第1项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述脉冲雷射光之前述半导体膜上的照射范围为宽W(m),长L(mm)之略长方形者。3.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,于前述照射范围,前述长方向之前述脉冲雷射光之照射能量密度呈略梯形形状分布者。4.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,于前述照射范围,前述宽度方向之前述脉冲雷射光之照射能量密度呈略梯形形状分布者。5.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,于前述照射范围,前述宽度方向之前述脉冲雷射光之照射能量密度略呈高斯分函数分布者。6.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,对前述长L之前述宽度W之比(L/W)为100以上者。7.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,对前述长L之前述宽度W之比(L/W)为1000以上者。8.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述脉冲雷射光之前述宽度方向之熙射能量密度之最大梯度値为3mJcm-2m-1以上者。9.如申请专利范围第2项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,将前述照射范围于每照射时向宽度方向偏移者。10.如申请专利范围第1项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜上之任意一点被进行10次程度以上80次程度以下的脉冲雷射光照射者。11.一种薄膜半导体装置之制造方法,属于将形成于基板上之矽为主体的结晶性半导体膜,做为主动层加以使用之薄膜半导体装置之制造方法中,其特征系包含于基板上形成成为基底保护膜之氧化矽膜的基底保护膜形成工程,和于该基底保护膜上形成矽为主体之半导体膜的第1工程,和于该半导体膜照射进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波之第2工程者。12.如申请专利范围第11项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波之前述半导体膜上的照射范围为宽W(m),长L(mm)之略长方形者。13.如申请专利范围第11项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,于前述照射范围,前述长方向之进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波之照射能量密度呈略梯形形状分布者。14.如申请专利范围第12项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,于前述照射范围,前述宽度方向之进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波之照射能量密度呈略梯形形状分布者。15.如申请专利范围第12项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,于前述照射范围,前述宽度方向之进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波之照射能量密度略呈高斯分函数分布者。16.如申请专利范围第12项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,对前述长L之前述宽度W之比(L/W)为100以上者。17.如申请专利范围第12项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,对前述长L之前述宽度W之比(L/W)为1000以上者。18.如申请专利范围第12项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波之前述宽度方向之熙射能量密度之最大梯度値为3mJcm-2m-1以上者。19.如申请专利范围第12项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,将前述照射范围于每照射时向宽度方向偏移者。20.如申请专利范围第11项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜上之任意一点,将进行脉冲振荡之Nd:YAG雷射光之第二高次谐波,照射10次程度以上80次程度以下者。21.一种薄膜半导体装置之制造方法,属于将形成于基板上之矽为主体的结晶性半导体膜,做为主动层加以使用之薄膜半导体装置之制造方法中,其特征系包含于基板上形成成为基底保护膜之氧化矽膜的基底保护膜形成工程,和于该基底保护膜上形成矽为主体之半导体膜的第1工程,和于该半导体膜照射脉冲雷射光之第2工程;该脉冲雷射光之多结晶矽中的吸收系数psi为10-3nm-1以上10-2nm-1以下者。22.如申请专利范围第21项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述基板为透明者。23.如申请专利范围第21项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含根据化学气相堆积法(CVD法)之堆积者。24.如申请专利范围第21项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含根据低压化学气相堆积法(LPCVD法)之堆积者。25.如申请专利范围第21项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含于高真空型低压化学气相堆积装置加以堆积之工程者。26.如申请专利范围第25项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述高真空型低压化学气相堆积装置系呈半导体堆积前之背景真空度为510-7Torr者。27.如申请专利范围第21项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述脉冲雷射光于固体发光元件加以形成者。28.如申请专利范围第21项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前面脉冲雷射光具有Nd:YAG雷射光之第二高次谐波者。29.一种薄膜半导体装置之制造方法,属于将形成于基板上之矽为主体的半导体膜,做为主动层加以使用之薄膜半导体装置之制造方法中,其特征系包含于基板上形成成为基底保护膜之氧化矽膜的基底保护膜形成工程,和于该基底保护膜上,将矽为主体之半导体膜形成呈膜厚d(nm)的第1工程,和于该半导体膜照射多结晶矽中的吸收系数psi为10-3nm-1以上10-2nm-1以下的脉冲雷射光的第2工程;该膜厚d和该吸收系数psi系满足关系式0.105psi-1<d<0.693psi-1。30.一种薄膜半导体装置之制造方法,属于将形成于基板上之矽为主体的半导体膜,做为主动层加以使用之薄膜半导体装置之制造方法中,其特征系包含于基板上形成成为基底保护膜之氧化矽膜的基底保护膜形成工程,和于该基底保护膜上,将矽为主体之半导体膜形成呈膜厚d(nm)的第1工程,和于该半导体膜照射多结晶矽中的吸收系数psi为10-3nm-1以上10-2nm-1以下的脉冲雷射光的第2工程;该膜厚d和该吸收系数psi系满足关系式0.405psi-1<d<0.693psi-1。31.如申请专利范围第29项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述基板为透明者。32.如申请专利范围第29项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含根据化学气相堆积法(CVD法)之堆积者。33.如申请专利范围第29项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含根据低压化学气相堆积法(LPCVD法)之堆积者。34.如申请专利范围第29项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含于高真空型低压化学气相堆积装置加以堆积之工程者。35.如申请专利范围第34项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述高真空型低压化学气相堆积装置系呈半导体堆积前之背景真空度为510-7Torr者。36.如申请专利范围第29项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述脉冲雷射光于固体发光元件加以形成者。37.如申请专利范围第29项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述脉冲雷射光具有Nd:YAG雷射光之第二高次谐波者。38.一种薄膜半导体装置之制造方法,属于将形成于基板上之矽为主体的半导体膜,做为主动层加以使用之薄膜半导体装置之制造方法中,其特征系包含于基板上形成成为基底保护膜之氧化矽膜的基底保护膜形成工程,和于该基底保护膜上,将矽为主体之半导体膜形成呈25nm程度以上165nm程度以下厚度的第1工程,和于该半导体膜照射Nd:YAG雷射光之第二高次谐波的第2工程者。39.如申请专利范围第38项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之厚度为25nm程度以上95nm程度以下者。40.如申请专利范围第38项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述基板为透明者。41.如申请专利范围第38项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含根据化学气相堆积法(CVD法)之堆积者。42.如申请专利范围第38项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含根据低压化学气相堆积法(LPCVD法)之堆积者。43.如申请专利范围第38项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述半导体膜之形成系包含于高真空型低压化学气相堆积装置加以堆积之工程者。44.如申请专利范围第43项之薄膜半导体装置之制造方法,其中,前述高真空型低压化学气相堆积装置系呈半导体堆积前之背景真空度为510-7Torr者。图式简单说明:第一图系说明光之波长和半导体之吸收系数的关系图。第二图系说明半导体膜厚和膜中之光强度之关系图。第三图系说明本发明之原理图,第三图a系以往技术之结晶第三图a-1为雷射照射中,第三图a-2为雷射照射后,第三图b为本发明之结晶化,第三图b-1为雷射照射前,第三图b-2为雷射照射后。第四图系说明本发明之范围的波长和半导体膜厚之关系图。第五图系本发明之一例之能量密度和体积成分之关系图。第六图系说明雷射光之照射形状图,(a)系半导体膜表面之照射形成,(b)系(a)图A-A'之雷射光强度分布。第七图系说明本发明之雷射光之照射形状图,(a)系半导膜表面之照射形状,(b)系(a)图A-A'雷射光强度。第八图系说明本发明之雷射光之照射形状图,(a)第七图B-B'之梯形雷射光强度存取(b)第七图B-B'之高斯函数形雷射光强度分布。第九图(a)-第九图(d)系说明本发明之制造工程图。第十图至第十六图系说明本发明之效果图。
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