制造半导体装置的方法

摘要

各有不同特性的薄膜电晶体选择性形成于同一基底上。氧化矽膜，非晶矽膜，防止镍元素扩散的障壁膜，含有促进矽结晶之镍元素的氧化物膜依序形成于玻璃基底上。含有镍元素的氧化物膜定图型且热处理，藉以使氧化物膜下的非晶矽膜结晶，但除去氧化物膜的非晶矽膜不变。在热处理后，雷射光照在这些膜上。在由加热而结晶的矽膜上，在即使雷射光穿透氧化物膜后所需能量密度也衰减的状态照射雷射光，藉以促进晶性。另一方面，在热处理仍为非晶的矽膜上，直接照射雷射束而结晶。结果，得到结晶过程不同的二种结晶矽膜。

主权项

1.一种制造半导体装置的方法,包括下列步骤:形成非晶矽膜;在一部分非晶矽膜上形成具有半透明性的薄膜,含有促进矽结晶的金属元素;在形成具有半透明性之薄膜的区域由热处理使非晶矽膜选择性结晶;将雷射光施于形成具有半透明性之薄膜之区域的至少一部分和未形成具有半透明性之薄膜之区域的至少一部分。2.如申请专利范围第1项的方法,其中具有半透明性的薄膜是氧化矽膜。3.如申请专利范围第1项的方法,其中具有半透明性的薄膜是穿透雷射光的薄膜。4.如申请专利范围第1项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。5.如申请专利范围第1项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。6.如申请专利范围第1项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。7.如申请专利范围第1项的方法,在形成具有含有金属元素之半透明性的薄膜前,另包括在非晶矽膜上形成障壁膜的步骤,以防金属元素扩散。8.如申请专利范围第7项的方法,其中障壁膜是氧化物膜。9.一种制造半导体装置的方法,包括下列步骤:形成非晶矽膜;在一部分非晶矽膜上形成具有半透明性的薄膜,含有促进矽结晶的金属元素;在形成具有半透明性之薄膜的区域在450至600℃温度由热处理使非晶矽膜结晶;施加雷射光。10.如申请专利范围第9项的方法,其中具有半透明性的薄膜是氧化矽膜。11.如申请专利范围第9项的方法,其中具有半透明性的薄膜是穿透雷射光的薄膜。12.如申请专利范围第9项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。13.如申请专利范围第9项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。14.如申请专利范围第9项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。15.如申请专利范围第9项的方法,在形成具有含有金属元素之半透明性的薄膜前,另包括在非晶矽膜上形成障壁膜的步骤,以防金属元素扩散。16.如申请专利范围第15项的方法,其中障壁膜是氧化物膜。17.一种制造半导体装置的方法,包括下列步骤:在玻璃基底上形成非晶矽膜;在一部分非晶矽膜上形成具有半透明性的薄膜,含有促进矽结晶的金属元素;在形成具有半透明性之薄膜的区域在不低于450℃但不高于玻璃基底应变点的温度由热处理使非晶矽膜结晶;施加雷射光。18.如申请专利范围第17项的方法,其中具有半透明性的薄膜是氧化矽膜。19.如申请专利范围第17项的方法,其中具有半透明性的薄膜是穿透雷射光的薄膜。20.如申请专利范围第17项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。21.如申请专利范围第17项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。22.如申请专利范围第17项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。23.如申请专利范围第17项的方法,在形成具有含有金属元素之半透明性的薄膜前,另包括在非晶矽膜上形成障壁膜的步骤,以防金属元素扩散。24.如申请专利范围第23项的方法,其中障壁膜是氧化物膜。25.一种制造半导体装置的方法,包括下列步骤:在玻璃基底上形成非晶矽膜;在一部分非晶矽膜上形成具有半透明性的薄膜,含有促进矽结晶的金属元素;在不低于非晶矽膜结晶温度但不高于玻璃基底应变点的温度由热处理使非晶矽膜结晶;施加雷射光。26.如申请专利范围第25项的方法,其中具有半透明性的薄膜是氧化矽膜。27.如申请专利范围第25项的方法,其中具有半透明性的薄膜是穿透雷射光的薄膜。28.如申请专利范围第25项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。29.如申请专利范围第25项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。30.如申请专利范围第25项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。31.如申请专利范围第25项的方法,在形成具有含有金属元素之半透明性的薄膜前,另包括在非晶矽膜上形成障壁膜的步骤,以防金属元素扩散。32.如申请专利范围第31项的方法,其中障壁膜是氧化物膜。33.一种制造半导体装置的方法,包括下列步骤:形成非晶矽膜;在一部分非晶矽膜上形成具有半透明性的薄膜,含有促进矽结晶的金属元素;在形成具有半透明性之薄膜的区域由热处理使非晶矽膜结晶;施加雷射光;其中施加雷射光的步骤中,促进具有半透明性之薄膜下之矽膜的结晶,在未形成具有半透明性之薄膜之区域的非晶矽膜结晶。34.如申请专利范围第33项的方法,其中具有半透明性的薄膜是氧化矽膜。35.如申请专利范围第33项的方法,其中具有半透明性的薄膜是穿透雷射光的薄膜。36.如申请专利范围第33项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。37.如申请专利范围第33项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。38.如申请专利范围第33项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。39.如申请专利范围第33项的方法,在形成具有含有金属元素之半透明性的薄膜前,另包括在非晶矽膜上形成障壁膜的步骤,以防金属元素扩散。40.如申请专利范围第39项的方法,其中障壁膜是氧化物膜。41.一种制造半导体装置的方法,包括下列步骤:形成非晶矽膜;在一部分非晶矽膜上形成具有半透明性的薄膜,含有促进矽结晶的金属元素;在形成具有半透明性之薄膜的区域由热处理使非晶矽膜结晶;将雷射光经由具有半透明性的薄膜施于矽膜。42.如申请专利范围第41项的方法,其中具有半透明性的薄膜是氧化矽膜。43.如申请专利范围第41项的方法,其中具有半透明性的薄膜是穿透雷射光的薄膜。44.如申请专利范围第41项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。45.如申请专利范围第41项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。46.如申请专利范围第41项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。47.如申请专利范围第41项的方法,在形成具有含有金属元素之半透明性的薄膜前,另包括在非晶矽膜上形成障壁膜的步骤,以防金属元素扩散。48.如申请专利范围第47项的方法,其中障壁膜是氧化物膜。49.一种制造具有图素区和周边电路区之活性矩阵型液晶显示器的方法,该方法包括下列步骤:在具有绝缘表面的基底上形成非晶矽膜;在至少一部分周边电路区的非晶矽膜上形成含有促进矽结晶之金属元素的半透明薄膜;在形成半透明薄膜的区域由热处理使非晶矽膜结晶;将雷射光施于结晶矽膜;使用施加雷射光的矽膜,形成薄膜电晶体。50.如申请专利范围第49项的方法,其中半透明薄膜是氧化矽膜。51.如申请专利范围第49项的方法,其中半透明薄膜是穿透雷射光的薄膜。52.如申请专利范围第49项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。53.如申请专利范围第49项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。54.如申请专利范围第49项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。55.一种制造具有图素区和周边电路区之活性矩阵型液晶显示器的方法,该方法包括下列步骤:在具有绝缘表面的基底上形成非晶矽膜;在周边电路区的非晶矽膜上形成含有促进矽结晶之金属元素的半透明薄膜;在形成半透明薄膜的区域在450至600℃温度由热处理使非晶矽膜结晶;将雷射光施于结晶矽膜;使用施加雷射光的矽膜,形成薄膜电晶体。56.如申请专利范围第55项的方法,其中半透明薄膜是氧化矽膜。57.如申请专利范围第55项的方法,其中半透明薄膜是穿透雷射光的薄膜。58.如申请专利范围第55项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。59.如申请专利范围第55项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。60.如申请专利范围第55项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。61.一种制造具有图素区和周边电路区之活性矩阵型液晶显示器的方法,该方法包括下列步骤:在玻璃基底上形成非晶矽膜;在周边电路区的非晶矽膜上形成含有促进矽结晶之金属元素的半透明薄膜;在不低于非晶矽膜结晶温度但不高于玻璃基底应变点的温度由热处理使非晶矽膜结晶;将雷射光施于结晶矽膜;使用施加雷射光的矽膜,形成薄膜电晶体。62.如申请专利范围第61项的方法,其中半透明薄膜是氧化矽膜。63.如申请专利范围第61项的方法,其中半透明薄膜是穿透雷射光的薄膜。64.如申请专利范围第61项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。65.如申请专利范围第61项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。66.如申请专利范围第61项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。67.一种制造具有图素区和周边电路区之活性矩阵型液晶显示器的方法,该方法包括下列步骤:在玻璃基底上形成非晶矽膜;在周边电路区的非晶矽膜上形成含有促进矽结晶之金属元素的半透明薄膜;在形成半透明薄膜的区域在450℃至玻璃基底应变点的温度由热处理使非晶矽膜结晶;将雷射光施于结晶矽膜;使用施加雷射光的矽膜,形成薄膜电晶体。68.如申请专利范围第67项的方法,其中半透明薄膜是氧化矽膜。69.如申请专利范围第67项的方法,其中半透明薄膜是穿透雷射光的薄膜。70.如申请专利范围第67项的方法,其中促进结晶的金属元素是选自由Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au组成之群类中的一种元素或多种元素。71.如申请专利范围第67项的方法,其中矽膜含有11016至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。72.如申请专利范围第67项的方法,其中矽膜含有11017至51019cm-3浓度之促进结晶的金属元素。图式简单说明:第一图A至第一图D显示在玻璃基底上形成结晶矽膜的过程;第二图A至第二图C显示制造薄膜电晶体的过程;第三图A至第三图C显示制造薄膜电晶体的过程。