发明名称 制造半导体装置的方法
摘要 一种形成TFT之活性层而不致使活性层的侧表面受电浆损害的方法。方法首先在玻璃基体上形成结晶矽膜。接着将阻性罩模安置在矽膜上。矽膜以主要由氟化卤素气体构成的蚀刻气体予以蚀刻,而形成活性层。在此程序中,蚀刻气体并未改变成电浆,以避免活性层的侧表面受电浆损害。氟化卤素气体可采用ClF3。
申请公布号 TW389960 申请公布日期 2000.05.11
申请号 TW084112496 申请日期 1995.11.23
申请人 半导体能源研究所股份有限公司;佳宝股份有限公司 日本国大阪巿阿倍野区长池町22番22号 发明人 山元良高;须英臣;粟根克昶;船田文明;山崎舜平
分类号 H01L21/311;H01L27/13 主分类号 H01L21/311
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 1.一种制造薄膜电晶体之方法,包含步骤: 形成一半导体薄膜,该薄膜包含矽于一包含氧化矽 之绝缘表面上; 使用一金属元素,以结晶化该半导体薄膜,用以提 升矽之结晶化,该金属元素系由包含铁,钴,镍,钌, 铑,钯,锇,铱,铂,铜,金及其组合之群组中选出; 形成一罩幕于该结晶半导体薄膜上;及 图案化该含金属元素之结晶化半导体薄膜,成为至 少一岛区,藉由使用一包含氟化卤素气体而无电浆 之蚀刻气体加以蚀刻,以形成薄膜电晶体之主动层 。2.如申请专利范围第1项之方法,其中所述氟化卤 素气体包含从ClF3.ClF、BrF4.IF3.BrF、BrF5.及IF5所构成 的组群中所选出之一种材料或其组合。3.如申请 专利范围第1项之方法,其中所述氟化卤素气体为 ClF3气体。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其 中于该半导体薄膜中之该金属元素之浓度为11016 至11019每立方公分原子。5.如申请专利范围第1项 所述之方法,其中该结晶化系藉由热处理加以进行 。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该无电 浆下加以图案化防止了由于金属元素之陷位准形 成于主动层之侧表面。7.一种制造薄膜电晶体之 方法,包含步骤: 形成一包含矽之半导体薄膜于一绝缘表面上; 使用一金属元素,以结晶化该半导体薄膜,用以提 升矽之结晶化,该金属元素系由包含铁,钴,镍,钌, 铑,钯,锇,铱,铂,铜,金及其组合之群组中选出; 形成一罩幕于该结晶半导体薄膜上;及 图案化该含金属元素之结晶化半导体薄膜,成为一 岛区,藉由使用一包含氟化卤素气体之蚀刻气体加 以蚀刻,以形成薄膜电晶体之主动层; 其中该蚀刻气体未被转换成为一电浆状态于图案 化该结晶化半导体薄膜时。8.如申请专利范围第7 项之方法,其中所述氟化卤素气体包含从ClF3.ClF、 BrF3.IF3.BrF、BrF5.及IF5所构成的组群中所选出之一 种材料或其组合。9.如申请专利范围第7项之方法, 其中所述氟化卤素气体为ClF3气体。10.如申请专利 范围第7项所述之方法,其中于该半导体薄膜中之 该金属元素之浓度为11016至11019每立方公分原子 。11.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该结 晶化系以热处理进行。12.如申请专利范围第7项所 述之方法,其中该图案化没有电浆防止了由于金属 元素之陷位准形成于主动层之侧表面上。13.一种 制造薄膜电晶体之方法,包含步骤: 形成一包含矽之半导体薄膜于具有氧化矽薄膜于 其上之玻璃基板上; 使用一金属元素,以结晶化该半导体薄膜,用以提 升矽之结晶化,该金属元素系由包含铁,钴,镍,钌, 铑,钯,锇,铱,铂,铜,金及其组合之群组中选出; 形成一罩幕于该结晶半导体薄膜上;及 图案化该含金属元素之结晶化半导体薄膜,成为一 岛区,藉由使用一包含氟化卤素气体而无电浆之蚀 刻气体加以蚀刻,以形成薄膜电晶体之主动层; 其中该蚀刻气体于图案化该结晶化半导体薄膜时, 未被激励。14.如申请专利范围第13项之方法,其中 所述氟化卤素气体包含从ClF3.ClF、BrF3.IF3.BrF、BrF5. 及IF5所构成的组群中所选出之一种材料或其组合 。15.如申请专利范围第13项之方法,其中所述氟化 卤素气体为ClF3气体。16.如申请专利范围第13项所 述之方法,其中于该半导体薄膜中之该金属元素之 浓度为11016至11019每立方公分原子。17.如申请专 利范围第13项所述之方法,其中该结晶化系以热处 理进行。18.如申请专利范围第13项所述之方法,其 中该图案化没有电浆防止了由于金属元素之陷位 准形成于主动层之侧表面上。19.一种制造薄膜电 晶体之方法,包含步骤: 形成一包含矽之半导体薄膜于具有绝缘表面之基 板上; 使用一金属元素,以结晶化该半导体薄膜,用以提 升矽之结晶化,该金属元素系由包含铁,钴,镍,钌, 铑,钯,锇,铱,铂,铜,金及其组合之群组中选出; 形成一罩幕于该结晶半导体薄膜上;及 图案化该含金属元素之结晶化半导体薄膜,成为一 岛区,藉由使用一包含氟化卤素气体而无电浆之蚀 刻气体加以蚀刻,以形成薄膜电晶体之主动层; 其中该蚀刻气体于图案化该结晶化半导体薄膜时, 并未提供一电磁能,及 其中于该结晶化半导体薄膜中之该金属元素之浓 度为11016至51019每立方公分原子。20.如申请专利 范围第19项之方法,其中所述氟化卤素气体包含从 ClF3.ClF、BrF3.IF3.BrF、BrF5.及IF5所构成的组群中所选 出之一种材料或其组合。21.如申请专利范围第19 项之方法,其中所述氟化卤素气体为ClF3气体。22. 如申请专利范围第19项所述之方法,更包含于图案 化后形成一绝缘薄膜于该主动层上之步骤。23.如 申请专利范围第19项所述之方法,其中该结晶化系 藉由热处理加以进行。24.如申请专利范围第19项 所述之方法,其中该图案化没有电浆防止了由于金 属元素之陷位准形成于主动层之侧表面上。25.一 种形成一薄膜电晶体之主动层之方法,包含步骤: 形成薄膜电晶体之主动层,该电晶体包含至少一源 极及汲极区域及一通道区域延伸于其间,该主动层 系藉由使用氟化卤素而无电浆加以蚀刻含矽于绝 缘薄上之结晶矽半导体薄膜而取得,该绝缘薄膜包 含氧化矽, 其中该结晶半导体薄膜,系使用金属元素加以结晶 化,该金属元素系由包含铁,钴,镍,钌,铑,钯,锇,铱, 铂,铜,金及其组合之群组中选出; 其中于该结晶半导体薄膜中之该金属元素之浓度 为11016至51019每立方公分原子。26.如申请专利范 围第25项所述之方法,其中一偏置区域或轻掺杂区 域系被提供于该汲极及该通道区域之间。27.如申 请专利范围第25项之方法,其中所述氟化卤素气体 包含从ClF3.ClF、BrF3.IF3.BrF、BrF5,及IF5所构成的组群 中所选出之一种材料或其组合。28.如申请专利范 围第25项之方法,其中所述氟化卤素气体为ClF3气体 。29.如申请专利范围第25项所述之方法,其中该结 晶化系以热处理加以进行。30.如申请专利范围第 25项所述之方法,其中该没有电浆之蚀刻防止了由 于金属元素之陷位准形成主动层之侧表面上。31. 一种制造半导体装置之方法,包含步骤: 形成一主动层,该层包含至少源极及汲极及一通道 区域延伸于其间,该主动层系使用一氟化卤素气体 蚀刻形成于一绝缘表面上之结晶半导体薄膜,其中 该结晶半导体薄膜系使用一提升矽结晶化用之金 属元素加以结晶化,及用以提升矽结晶化之金属元 素之浓度系由11016至51019每立方公分原子, 其中该主动层更包含轻掺杂区域分别提供于汲极 区及该通道区域之间及于该源极区域及该通道区 域之间,及 其中当蚀刻该半导体薄膜时,该氟化卤素气体未被 转换为一电浆。32.如申请专利范围第31项所述之 方法,其中一偏置区域或轻掺杂区域系提供于汲极 区域及通道区域之间。33.如申请专利范围第31项 之方法,其中所述氟化卤素气体包含从ClF3.ClF、BrF3 .IF3.BrF,BrF5.及IF5所构成的组群中所选出之一种材 料或其组合。34.如申请专利范围第31项之方法,其 中所述氟化卤素气体为ClF3气体。35.如申请专利范 围第31项所述之方法,其中该没有电浆之蚀刻防止 了由于金属元素之陷位准形成主动层之侧表面上 。36.如申请专利范围第31项所述之方法,其中该金 属元素系由包含铁,钴,镍,钌,铑,钯,锇,铱,铂,铜,金 及其组合之群组中选出。37.一种制造半导体装置 之方法,包含步骤: 形成一薄膜电晶体之一主动层,该电晶体包含至少 源极及汲极及一通道区域延伸于其间,该主动层系 使用一氟化卤素气体无电浆,来蚀刻含金属元素之 结晶半导体薄膜, 其中于该半导体薄膜中之金属元素之浓度系由11 016至51019每立方公分原子, 其中该主动层更包含偏置区域分别提供于汲极区 及该通道区域之间及于该源极区域及该通道区域 之间,及 其中当蚀刻该半导体薄膜时,该氟化卤素气体未被 激励。38.如申请专利范围第37项所述之方法,其中 一偏置区域或轻掺杂区域系提供于汲极区域及通 道区域之间。39.如申请专利范围第37项之方法,其 中所述氟化卤素气体包含从ClF3.ClF、BrF3.IF3.BrF、 BrF5.及IF5所构成的组群中所选出之一种材料或其 组合。40.如申请专利范围第37项之方法,其中所述 氟化卤素气体为ClF3气体。41.如申请专利范围第37 项所述之方法,其中该没有电浆之蚀刻,防止了由 于金属元素之陷位准形成主动层之侧表面上。42. 如申请专利范围第37项所述之方法,其中该金属元 素系由包含铁,钴,镍,钌,铑,钯,锇,铱,铂,铜,金及其 组合之群组中选出。43.一种形成薄膜电晶体之主 动层之方法,包含步骤: 形成一半导体层包含有一矽于氧化矽膜上; 藉由使用提升矽结晶化之金属元素,结晶化该半导 体层,金属元素之浓度系由11016至51019每立方公分 原子, 蚀刻该含金属元素之结晶化半导体层,以形成一薄 膜电晶体之主动层,使用一氟化卤素,而没有电浆, 其中该主动层包含至少源及汲极区域及一通道区 域延伸于其间,及 其中当蚀刻该半导体薄膜时,该氟化卤素气体未提 供电磁能量。44.如申请专利范围第43项所述之方 法,其中一偏置区域或轻掺杂区域系提供于汲极区 域及通道区域之间。45.如申请专利范围第43项之 方法,其中所述氟化卤素气体包含从ClF3.ClF、BrF3.IF 3.BrF、BrF5.及IF5所构成的组群中所选出之一种材料 或其组合。46.如申请专利范围第43项之方法,其中 所述氟化卤素气体为ClF3气体。47.如申请专利范围 第43项所述之方法,其中该蚀刻没有电浆防止了由 于金属元素之陷位准形成主动层之侧表面上。48. 如申请专利范围第43项之方法,其中所述金层元素 为从铁,钴,镍,钌,铑,钯,锇,铱,铂,铜,金所构成的组 群中所选出之一种或其组合。图式简单说明: 第一图(A)-第一图(D)为剖面图,示出根据本发明第 一实施例之形成TFT的制造方法; 第二图(A)-第二图(C)为剖面图,示出根据本发明第 一实施例之形成TFT的制造方法; 第三图为本发明第一实施例中之TFT活性层的部份 放大图; 第四图(A)-第四图(D)为剖面图,示出根据本发明第 二实施例之形成TFT的制造方法; 第五图(A)-第五图(B)为剖面图,示出根据本发明第 二实施例之形成TFT的制造方法;而 第六图(A)-第六图(G)为剖面图,示出根据本发明第 三实施例之形成TFT的制造方法。
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