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半导体器件的制造方法

来源:恒峰娱乐ag厅下载登录   发布时间:2019-11-26   点击量:16

半导体器件的制造方法

采用其中利用镍使非晶硅膜结晶化的结晶性硅膜,获得特性稳定的TFT。利用掩膜109在111、112区域加速注入磷离子。通过施加加热处理,使113区域存在的镍向111、112区域吸杂。之后,对掩膜109侧腐蚀,获得115的图形。利用此图形115除去111、112的区域,再对113的区域制图。这样获得除去镍元素的116区域。再以此116区域作为有源层制备TFT。

这样,如图6(B)的604所示,获得镍元素在非晶硅膜603表面保持接触的状态。

在此加热处理中,如图2(E)的114所示,镍元素从113的区域向111、112的区域移动。亦即,存在于113的镍元素向111和112的区域吸杂。

首先,根据图1(A)和(B)所示的制备工序,在玻璃衬底501上获得至少一部分结晶化的结晶性硅膜503。这里,502是基底的氧化硅膜(图5(A))。

为了引入上述微量的金属元素(促进结晶化的金属元素),其中有通过溅射法堆积金属元素或者其化合物的被膜的方法(特开平6-244104),通过象旋涂法形成金属元素或者其化合物的被膜的方法(特开平7-130652),通过热分解、等离子体分解等方法分解含有金属元素的气体、形成被膜的方法(特开平7-335548)。

这样,获得图7(A)所示状态。

结晶化结束后除去氧化硅膜制成的掩膜104。然后提高照射红外线光,对硅膜进行退火。在此工序中,可减少发生结晶化的区域中的缺陷、提高结晶化。

本实施例所示的,不是通过如实施例1所示的选择地导入镍元素,向与衬底平行方向结晶生长的方法,而是关于通过在非晶硅膜全面导入镍元素,使其全面一样地结晶化的方法。

为了形成多孔质阳极氧化膜120,作为电解液使用含3%乙二酸的水溶液。

(1)形成含磷的膜,进行激光退火和加热处理。

与此相反,731和732的区域是形成沟道和低浓度杂质区的区域,对镍元素的存在敏感。

对于这些问题,本发明人开发了以下公开的技术。这些是,在非晶硅膜表面上堆积微量的镍或钯等中的一种金属元素,然后加热,在550℃进行4小时处理时间的结晶化。(特开平6-244103)当然,如果在600℃进行4小时的热退火,则可获得结晶性更好的硅膜。

而且,在本体2401上装备有图象摄象部2406、集成电路2407、声音输入部2403、操作开关2404、电池2405。

使用薄膜半导体的薄膜晶体管(以下称为TFT等)是公知的。这是在衬底上形成薄膜半导体、特别是硅半导体膜,采用此薄膜半导体构成的。

半导体器件的制造方法

本发明的目的是提供一种高成品率地制作可靠性高的半导体器件的制作方法。在本发明中,对构成半导体器件的至少2层或更多层的层间绝缘膜执行蚀刻而选择性地清除该层间绝缘膜,在形成开口部分时,执行两个阶段的蚀刻。在执行该两个阶段的蚀刻时,至少给使用的第一气体(第一蚀刻用气体)和第二气体(第二蚀刻用气体)中的一方掺杂惰性气体。

此外,根据上述结构,所述半导体器件适用于有源矩阵类型半导体器件,也适用于无源矩阵类型半导体器件。

在发光层505上形成由导电膜制成的电极506。电极i506可使用功函数小的材料(例如Al、Ag、Li、Ca、或这些材料的合金MgAg、Mgln、AlLi、或上述的化合物CaF2、或CaN)。本实施例中,为使光能透射过去,使用厚度薄的金属薄膜(MgAg:膜的厚度为lOmn)作为电极:506和厚100nm的ITSO作为透明导电膜507组成的叠层。ITSO膜是使用在氧化铟锡中泡合了1-10%的氧化硅(Si02)的靶,并执行在Ar气体流量为120sccnu02气体流量为5sccm;压力为0.25Pa;功率3.2kW的条件下的溅射法而形成的膜。在形成ITSO的膜后,执行200°C下持续1小时的加热处理。而透明导电膜507则可以使用氧化铟锡合金(ITO)、氧化铟锌合金(InA-ZnO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡或氧化铟等。

根据以上工艺,可以在各半导体层形成杂质区域。

当然,也可以给第一气体和第二气体双方都掺杂惰性气体D

图6表示的TFT是沟道截止类型。600表示元件衬底,§01、602表示驱动电路部分的TFT,在栅电极603上层叠栅绝缘膜604、由非晶半导体膜构成的半导体层605、n+层607、金属层608。沟道截止体606形成在半导体层605的沟道形成区的上方。另外,形成源电极或漏电极&1。612表示第一电极;613表示发光层;614表示第二电极;616表示钝舛膜;619表示填充材料;6:t8表示密封材料;610表示耐热性平整膜;615袭示分隔墙;617表示密封衬底;620表示绝缘膜;630表示布线。本实施例的半导体器件在密封部分,布线覆盖密封部分的边缘而形成,所以可以阻断水从外界侵入,具有防止显示元件退化的效果,可靠性更加高。

根据第一蚀刻处理,形成由第一导电层及第二导电层构成的第一形状的导电层。

然后,除去抗蚀掩膜后,用第三光遮膜形成新的抗蚀剂掩膜,在此,为了形成没有图示出的n沟道型TFT,执行以低浓度掺杂赋予半导体n型的杂质元素(典型为磷(P)或砷(As))的第一掺杂工艺。抗蚀剂掩膜覆盖P沟道型TFT的区域和导电层附近。根据该第一掺杂工艺,在中间夹绝缘膜的情况下执行穿透掺杂(through-d叩e),从而形成低浓度杂质区。一个发光元件使用多个TFT来驱动,但是仅仅用p沟道型TFT来驱动时,就不特别需要上述掺杂工艺。

又包括两种驱动方法,一种是施加到发光元件的电压为恒定的驱动方法

其次,在栅绝缘膜105上形成厚20-100隨的第一导电膜并层叠厚

在实施例1中描述了在形成半导体器件的接触孔时,使用He或Ar作为掺杂到蚀刻用气体的惰性气体的例子。在本实施例中,将用衝i8和19说明使用Kr或Xe作为惰性气体的例子。

然后,执行110。C、170秒的预烘烤。

在600。C或更低的工艺温度下形成的多晶硅为主体材料的所谓的低温多晶硅;或者掺杂促进晶化的元素而被晶化的晶质硅。此外,作为其他物质,还可以使用在半晶半导体膜或半导体膜的一部分中包含结晶相的半导体膜。半晶半导体膜是具有介于非晶和结晶结构(含有

本实施例为了提高可靠性,在形成作为发光层117的含有有机化合物的层之前真空加热以执行脱气。在蒸发淀积有机化合物材料之前,执行在减压气氛或惰性气氛下的200°C-300°C的加热处理从而除掉包含在衬底中的气体。因为本实施例的层间绝缘膜和分隔墙用有髙耐热性的SiOx膜形成,即使执行高温加热处理,也没有问题。所以,可以充分执行为提高可靠性的加热处理。

其次,用光刻蚀法形成由抗蚀剂构成的第二光遮膜,之后进行为了形成电极及布线的第一蚀刻处理。使用ICP(InductivelyCo叩ledPlasma:诱导结蚀刻条件(施加于线圈型的电极的电能、施加于衬底侧的电极的电能、衬底恻的电极温度等),可将第一导电膜及第二导电膜蚀刻成所期望的圆锥形状。另外,作为蚀刻用的气体,可适当使用

半导体器件的制造方法

在与常规装置相比具有低运行成本的激光照射装置和使用这种装置的激光照射方法中,形成具有等于或大于常规粒径的粒径的晶粒的结晶半导体膜,并利用结晶半导体膜制造TFT,因而实现了能高速操作TFT。在来自作为光源的固体激光器的短输出时间的激光光束照射到半导体膜上的情况下,另一激光光束延迟于一个激光光束,并且激光光束合成以便照射到半导体膜上,因而半导体膜的冷却速度缓慢,并且可以形成具有等于或大于具有长输出时间的激光光束照射到半导体膜上的情况下的粒径大的粒径的晶粒的结晶半导体膜。通过用结晶半导体膜制造TFT,可实现能高速操作的TFT。

另一方面,被反射激光的S分量在经过反射镜141-144之后被设置成使入射角为布鲁斯特角的TFP137反射,并经过反射镜138和139及光学系统140照射到衬底上。经过反射镜141-144,只有激光的S分量具有变长的光学路径长度,并形成与经过TFP136的激光P分量的光学路径差。

然后,如图17B所示,在栅绝缘膜407上形成厚度为20-100nm的第一导电膜408和厚度为100-400nm的第二导电膜409并层叠。在本例中,膜厚为30nm的TaN膜的第一导电膜408和厚度为370nm的W膜的第二导电膜409形成为层叠结构。TaN膜是在含氮气氛下利用溅射形成的。此外,W膜是利用W靶通过溅射法形成的。可使用六氟化钨(WF6)通过热CVD法形成W膜。无论使用哪种方法,都需要使材料具有用做栅极的低电阻,并且最好是W膜的电阻率设定为小于或等于20cm。通过使晶粒大,可以使W膜具有低电阻率。但是,W膜中含有多种杂质元素如氧的情况下,阻止结晶并且电阻变高。因此,在本例中,通过用99.9999%高纯度的W靶的溅射法形成W膜,此外,充分考虑在膜形成期间防止气相中的杂质混合在其中,可实现9-20cm的电阻率。

可以指出,为了形成大粒径的晶粒,使半导体膜的冷却速度缓慢是有效措施之一。具体而言,有一种方法是,使激光光束的输出时间长和使半导体膜的熔化时间长。

接下来,利用光刻法形成由抗蚀剂构成的掩模410-415,并进行第一刻蚀工艺以便形成电极和布线。该第一刻蚀工艺是用第一和第二刻蚀条件进行的。在本例中,作为第一刻蚀条件,使用ICP(感应耦合等离子体)刻蚀法,CF4、Cl2和O2的气体混合物用做刻蚀气体,气体流速设定为25/25/10sccm,通过在1Pa下给线圈形电极施加500W RF(13.56MHz)功率产生等离子体。这里使用利用由Matsushita Electric IndustrialCo.Ltd.制造的ICP(Mocdel E645-□ICP)的干刻蚀器件。还给衬底一侧(测试片阶段)施加150W RF(13.56MHz)功率以便有效地施加负自偏置电压。用第一刻蚀条件刻蚀W膜,第一导电层的端部形成为锥形。

如上所述,实验证实了在激光光束被分离并照射到半导体膜上时,形成大粒径的晶粒。如果利用该方式形成的结晶半导体膜制造TFT,则TFT的电特性优异。

但是,上述例子是可用于EL层的有机EL材料的例子,本发明不必限于此。发光层、电荷转移层和电荷注入层可自由组合形成EL层(用于发光和为此而移动载流子的层)。例如,虽然本实施例显示了低分子有机EL材料用于EL层的例子,但是可以使用高分子有机EL材料。此外,也可使用无机材料如碳化硅用于电荷转移层或电荷注入层。公知材料可用做有机EL材料或无机材料。

另外,还有一种方法是,当从激光振荡器121a和121b振荡激光光束时,例如在激光振荡器121b振荡之后,激光振荡器121a振荡。与激光振荡器121a和121b同时振荡的情况相比,由于不需要形成反射镜122和TFP123的光学路径差,因此可形成小型激光照射装置。

应该指出,虽然在实施例1中形成具有相同强度的两束激光,当然它们的强度也可以不同。实施例1中,在激光的P分量照射到半导体膜上之后,由于反射镜111-114而具有更长的光学路径长度的激光S分量照射到半导体膜上。如果激光的P分量、比S分量强,则优选在被激光的P分量熔化的半导体膜开始结晶之前照射激光的S分量。另外,如果激光的P分量的强度比激光的S分量弱,则优选半导体膜在照射激光的S分量之后熔化。

然后,在驱动电路506中,形成与各个杂质区电连接的布线463-467。注意这些布线是通过构图膜厚为50nm的Ti膜和膜厚为500nm的合金膜(Al和Ti的合金膜)的层叠膜形成的。

从激光振荡器131a和131b同时发射激光。虽然图中未示出,利用TFP,使从激光振荡器131a发射的第一激光1只有S分量,从激光振荡器131b发射的第二激光2只有P分量。激光1被反射镜132反射,之后到达TFP133。另一方面,激光2没有经过反射镜等而到达TFP133。由此根据反射镜132和TFP133之间的距离,在激光1和激光2之间形成光学路径差,并形成了到达衬底需要的时间差。

顺便提及,在本发明的这个实施方式中,虽然一个激光光束的分离数量为两个,但是分离数量不限于两个,只要是多个即可,并且每个分离脉冲的能量密度可以互相不等。在该实施方式中,利用λ/2板105改变能量密度。例如,在第一脉冲的激光光束的能量密度高于第二或后来脉冲的激光光束的能量密度的情况下,由于熔化时间变长,所以冷却速度变慢。在第二或后来脉冲的激光光束的能量密度高于第一脉冲的激光光束的能量密度的情况下,由于半导体膜被第一脉冲的激光光束加热,因此可实现粒径的增大。增加的光学路径长度和激光光束的分离数量的最佳值根据半导体膜的状态、激光振荡器的种类等而不同。

图26A-26D中所示的投影仪是使用电光器件的透明型的类型,但是没有示出本发明适用于电光器件发光器件的反射型的例子。

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