專利名稱：薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頂層?xùn)艠O型的薄膜晶體管(以下稱為TFT(Thin FilmTransistor))的制造方法，例如，涉及在液晶顯示裝置和有機(jī)EL(Electroluminescent(場(chǎng)致發(fā)光))顯示裝置中用作開關(guān)元件等，在絕緣性基片上用多晶硅形成的TFT的制造方法。
例如，液晶顯示裝置是通過在TFT基片和CF(Color Filter(濾色器))基片之間的間隙中封入液晶制成液晶顯示面板后，使搭載驅(qū)動(dòng)該液晶顯示面板的驅(qū)動(dòng)IC的TCP(Tape Carrier Package(帶載流子組件))與液晶顯示面板連接，進(jìn)一步，使向TCP供給信號(hào)和電源的配線基片與TCP連接進(jìn)行制造的。
例如，在日本第3185759號(hào)專利公報(bào)和日本平成10年公布的10-116989號(hào)專利公報(bào)等中，揭示了通過基底絕緣膜，在由在透明絕緣基片上形成的多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜上形成由氧化硅構(gòu)成的第1柵極絕緣膜，對(duì)半導(dǎo)體膜和第1柵極絕緣膜一起進(jìn)行刻蝕成為島狀圖案，在島狀化的第1柵極絕緣膜上形成由氧化硅構(gòu)成的第2柵極絕緣膜，使由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜沒有機(jī)會(huì)與外部氣體或大氣和抗蝕劑等接觸或者接觸時(shí)間盡可能地短，保護(hù)它不受到污染物質(zhì)的污染，得到清潔的界面(多晶硅與氧化硅的界面)的技術(shù)。
因此，要達(dá)到多晶硅TFT的高載流子遷移率化和載流子遷移率在同一基片內(nèi)和基片之間沒有零散的高度均勻化。
即，首先，如圖1A所示，在玻璃制的透明絕緣基片101上形成由氧化硅(SiO2)構(gòu)成的基底保護(hù)膜102，在該基底保護(hù)膜102上形成由非晶硅(a-Si)構(gòu)成的半導(dǎo)體膜。其次，用準(zhǔn)分子激光掃描地照射這個(gè)半導(dǎo)體膜，通過多晶化形成由多晶硅(p-Si)構(gòu)成的半導(dǎo)體膜103，在由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜103上，形成由氧化硅構(gòu)成的第1柵極氧化膜104。
其次，用光刻技術(shù)，對(duì)由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜103和第1柵極氧化膜104一起進(jìn)行刻蝕成為島狀圖案，如圖1B所示，形成島部分105。
當(dāng)通過刻蝕形成這個(gè)島部分105時(shí)，將多晶硅與氧化硅的選擇比(多晶硅的刻蝕速度/氧化硅的刻蝕速度)設(shè)定在比較高的值。
這樣地時(shí)定是因?yàn)楫?dāng)選擇比比較小時(shí)，基底保護(hù)膜102的氧化硅被過度刻蝕，島部分105的段差變大，如圖2所示，形成側(cè)蝕部分106，既切斷在以后工序中形成的電極用配線，又在電極用配線與半導(dǎo)體膜103之間流過漏電流，使成品率惡化，進(jìn)一步，在基底保護(hù)膜102的表面上形成凹凸部分107，使透明絕緣基片101的光透過率降低，當(dāng)用于液晶顯示裝置時(shí)，導(dǎo)致品質(zhì)低下。
此后，如圖1C所示，在形成半導(dǎo)體膜103和第1柵極氧化膜104的透明絕緣基片101上形成由氧化硅構(gòu)成的第2柵極氧化膜108。其次，從第2柵極氧化膜108上面用濺射法等形成由鉭等構(gòu)成的導(dǎo)電膜后，用光刻技術(shù)進(jìn)行圖案化，如圖1D所示，形成第2柵極氧化膜108上的柵極109。
其次，將柵極109用作掩模，將磷離子等的雜質(zhì)離子導(dǎo)入由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜103，形成源極·漏極區(qū)域。其次，如圖1D所示，形成由氧化硅構(gòu)成的層間絕緣膜110。
其次，如圖1E所示，形成接觸孔后，形成與源極·漏極區(qū)域接觸的源極·漏極111。
但是，在上述技術(shù)中，在形成島部分105時(shí)的干刻蝕(dry-etching)中，由于使多晶硅與氧化硅的選擇比比較大，如圖1B所示，從半導(dǎo)體膜103的端面，形成第1柵極氧化膜的端部從外側(cè)突出的伸出部分105a，當(dāng)原封不動(dòng)地形成第2柵極絕緣膜108時(shí)，如圖1C所示，島部分側(cè)壁的覆蓋范圍是不夠的。
這個(gè)現(xiàn)象，如圖1D和圖1E所示，當(dāng)形成層間絕緣膜110、源極·漏極111時(shí)也會(huì)發(fā)生，因此，存在著產(chǎn)生電極用配線的斷線和連接不良，作為晶體管是不利的，并使成品率惡化那樣的問題。
因此，例如在日本2001年公布的2001-332741號(hào)專利公報(bào)中記載的那樣，也提出了對(duì)半導(dǎo)體膜103和第1柵極絕緣膜104一起進(jìn)行島狀化后，除去第1柵極絕緣膜104，此后，形成第2柵極絕緣膜108的技術(shù)，但是存在著不能夠避免在直到形成第2柵極絕緣膜108的時(shí)間內(nèi)污染半導(dǎo)體膜103表面那樣的問題。
為了解決上述課題，如果根據(jù)第1樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是它涉及包含在基片上形成的半導(dǎo)體膜上形成第1絕緣膜的第1絕緣膜形成工序、使上述半導(dǎo)體膜和上述第1絕緣膜成為島狀圖案形成島的島形成工序、在上述島上形成第2絕緣膜的第2絕緣膜形成工序、和在上述的第2絕緣膜上形成柵極的柵極形成工序的薄膜晶體管制造方法，該方法的特征是包含在實(shí)施上述島形成工序后，除去構(gòu)成上述島的上述第1絕緣膜的側(cè)端部分在上述半導(dǎo)體膜的側(cè)端部分上方屋檐狀地形成的伸出部分的伸出部分除去工序，在實(shí)施了該伸出部分除去工序后，實(shí)施上述第2絕緣膜形成工序。
如果根據(jù)本發(fā)明的第2樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是在薄膜晶體管制造方法中，在上述伸出部分除去工序中，用化學(xué)清洗液除去上述伸出部分。
如果根據(jù)本發(fā)明的第3樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是在薄膜晶體管制造方法中，通過在上述伸出部分除去工序中，用濃度為0.01％以上10％以下的氫氟酸水溶液作為上述化學(xué)清洗液，在1秒以上60秒以下的時(shí)間中清洗形成了上述島的上述基片，除去上述伸出部分。
如果根據(jù)本發(fā)明的第4樣態(tài)，則薄膜晶體管制造方法的特征是在上述伸出部分除去工序中，在上述第1絕緣膜中，至少，保留在上述柵極形成工序中形成上述柵極的區(qū)域下方的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
如果根據(jù)本發(fā)明的第5樣態(tài)，則本發(fā)明涉及包含在基片上形成的半導(dǎo)體膜上形成第1絕緣膜的第1絕緣膜形成工序、使上述半導(dǎo)體膜和上述第1絕緣膜成為島狀圖案形成島的島形成工序、清洗形成上述島的上述基片的清洗工序、在上述島上形成第2絕緣膜的第2絕緣膜形成工序、和在上述的第2絕緣膜上形成柵極的柵極形成工序的薄膜晶體制造方法，在清洗工序中，在清洗處理同時(shí)，除去構(gòu)成上述島的上述第1絕緣膜的側(cè)端部分在上述半導(dǎo)體膜的側(cè)端部分上方屋檐狀地形成的伸出部分。
如果根據(jù)本發(fā)明的第6樣態(tài)，則薄膜晶體管制造方法的特征是在上述清洗工序中，用化學(xué)清洗液除去上述伸出部分。
如果根據(jù)本發(fā)明的第7樣態(tài)，則薄膜晶體管制造方法的特征是通過在上述清洗工序中，用濃度為0.01％以上10％以下的氫氟酸水溶液作為上述化學(xué)清洗液，在1秒以上60秒以下的時(shí)間中清洗形成了上述島的上述基片，除去上述伸出部分。
如果根據(jù)本發(fā)明的第8樣態(tài)，則薄膜晶體管制造方法的特征是在上述清洗工序中，在上述第1絕緣膜中，至少，保留在成為上述柵極形成工序中形成上述柵極的區(qū)域下方的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
如果根據(jù)本發(fā)明的第9樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是在薄膜晶體管制造方法中，上述半導(dǎo)體膜是由多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的。
如果根據(jù)本發(fā)明的第10樣態(tài)，則薄膜晶體管制造方法的特征是它包含由在上述基片上形成由非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜的非單晶半導(dǎo)體膜形成工序、和通過實(shí)施退火處理，使由上述非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜結(jié)晶化形成由上述多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的上述半導(dǎo)體膜的退火工序組成的半導(dǎo)體膜形成工序。
如果根據(jù)本發(fā)明的第11樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是在薄膜晶體管制造方法中，上述非單晶半導(dǎo)體是非晶質(zhì)半導(dǎo)體。
如果根據(jù)本發(fā)明的第12樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是在薄膜晶體管制造方法中，在上述退火工序中，通過用激光照射由上述非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜，形成由上述多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的上述半導(dǎo)體膜。
如果根據(jù)本發(fā)明的第13樣態(tài)，則本發(fā)明的特征是在薄膜晶體管制造方法中，至少，在從上述退火工序開始時(shí)到上述第1絕緣膜形成工序結(jié)束時(shí)的時(shí)間內(nèi)，在與外部氣體隔離的狀態(tài)中，進(jìn)行所定的處理。


圖1A～圖1E是用于說明已有技術(shù)的說明圖。
圖2是用于說明已有技術(shù)的說明圖。
圖3A～圖3G是用于說明作為本發(fā)明的第1實(shí)施例的TFT制造方法的工序圖。
圖4A～圖4E是用于說明同一個(gè)TFT制造方法的工序圖。
圖5是表示用于制造同一個(gè)TFT，在透明絕緣基片上成膜和對(duì)其進(jìn)行激光照射的TFT制造裝置的概略構(gòu)成的圖。
圖6是表示用于制造同一個(gè)TFT的旋轉(zhuǎn)清洗裝置的概略構(gòu)成的圖。
圖7A～圖7F是用于說明作為本發(fā)明的第2實(shí)施例的TFT制造方法的工序圖。
具體實(shí)施例方式
下面，我們說明本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施形態(tài)。
實(shí)施形態(tài)首先，我們述說作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的薄膜晶體管制造方法。
在這個(gè)實(shí)施形態(tài)的薄膜晶體管制造方法中，首先，在第2絕緣膜形成工序中，在基片上形成的半導(dǎo)體膜上形成第1絕緣膜，在島形成工序中，使半導(dǎo)體膜和第1絕緣膜成為島狀圖案形成島后，實(shí)施伸出部分除去工序和清洗工序。在伸出部分除去工序和清洗工序中，除去構(gòu)成島的第1絕緣膜的側(cè)端部分在上半導(dǎo)體膜的側(cè)端部分上方屋檐狀地形成的伸出部分。此后，在第2絕緣膜形成工序中，在島上形成第2絕緣膜，在柵極形成工序中，在第2絕緣膜上形成柵極。
從而，因?yàn)槟軌虼_實(shí)地除去在島形成工序中形成的伸出部分，所以能夠提高成品率。
圖3A～圖3G和圖4A～圖4E是用于說明作為本發(fā)明的第1實(shí)施例的TFT制造方法的工序圖，圖5是表示用于制造同一個(gè)TFT，在透明絕緣基片上成膜和對(duì)其進(jìn)行激光照射的TFT制造裝置的概略構(gòu)成的圖，又，圖6是表示用于制造同一個(gè)TFT的旋轉(zhuǎn)清洗裝置的概略構(gòu)成的圖。
在本例的TFT制造方法中，首先，準(zhǔn)備好，如圖3A所示，通過超聲波清洗等清洗干凈的例如日本電氣硝子股份有限公司制造的OA-10等的玻璃制的透明絕緣基片(基片)1。其次，將透明絕緣基片1導(dǎo)入用于制造TFT的TFT制造裝置2內(nèi)。
這個(gè)TFT制造裝置2，如圖5所示，在內(nèi)部與用于對(duì)被處理體分別實(shí)施所定處理的多個(gè)小室連接，在設(shè)置了搬運(yùn)裝置2e的搬運(yùn)部分2f的周圍配置著在透明絕緣基片1上形成半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體成膜部分2a、形成氧化硅膜的絕緣體成膜部分2b、用激光照射被處理體的激光照射部分2c和用于從外部將透明絕緣基片1等的被處理體導(dǎo)入TFT制造裝置本體，取出實(shí)施了所定處理的被處理體的導(dǎo)入部分2d。
搬運(yùn)部分2f與半導(dǎo)體成膜部分2a、絕緣體成膜部分2b、激光照射部分2c和導(dǎo)入部分2d之間，分別用閘門2p、2q、2r、2s可以開閉地隔斷，由搬運(yùn)裝置2e，在搬運(yùn)部分2f與半導(dǎo)體成膜部分2a、絕緣體成膜部分2b、激光照射部分2c和導(dǎo)入部分2d之間，進(jìn)行被處理體的搬運(yùn)。又，在導(dǎo)入部分2d，設(shè)置到通過閘門2t可以開閉的被處理體的TFT制造裝置本體的搬運(yùn)出入口。
將透明絕緣基片1導(dǎo)入TFT制造裝置2內(nèi)后，如圖3B所示，在絕緣體成膜部分2b、用等離子體增速化學(xué)氣相成長法(以下，稱為PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法)，在透明絕緣基片1上形成例如由膜厚1000[](100[nm])的氧化硅(SiO2)構(gòu)成的基底保護(hù)膜3。這個(gè)基底保護(hù)膜3是為了防止從透明絕緣基片1擴(kuò)散析出重金屬等的雜質(zhì)而設(shè)置的。
在本例中，在壓力(真空度)150[Pa]、基片溫度350[℃]時(shí)，作為原料氣體，以200[sccm](standard cubic centimeter per minute(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分)，即，在換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)200[cc/min](200[cm3/min])導(dǎo)入SiH4、以3000[sccm]導(dǎo)入N2O和以100[sccm]導(dǎo)入He，使RF(Radio Frequency(射頻)電源的輸出為1000[W]進(jìn)行成膜。
其次，如圖3C所示，將形成基底保護(hù)膜3的透明絕緣基片1移到半導(dǎo)體成膜部分2a，與基底保護(hù)膜3的成膜相連續(xù)地，在基底保護(hù)膜3上用PECVD法形成例如膜厚500[](50[nm])的非晶硅(a-Si)構(gòu)成的半導(dǎo)體膜4。
在本例中，在壓力50[Pa]、基片溫度400[℃]時(shí)，作為原料氣體，以140[sccm]導(dǎo)入SiH4、以80[sccm]導(dǎo)入Ar，使RF電源的輸出為120[W]進(jìn)行成膜。
其次，通過將形成基底保護(hù)膜3和半導(dǎo)體膜4的透明絕緣基片1在500[℃]中保持10[min]，實(shí)施脫氫化處理。
其次，如圖3D所示，在激光照射部分2c，用準(zhǔn)分子激光掃描地照射由非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜4，通過多晶化形成由多晶硅(p-Si)構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5。
在本例中，準(zhǔn)分子激光的能量密度例如為400[mJ/cm2]，使掃描重疊率為激光束寬度的90[％]。
其次，如圖3E所示，在絕緣體成膜部分2b中，在由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5上，用PECVD法，形成例如由膜厚200[](20[nm])的氧化硅構(gòu)成的第1柵極氧化膜(第1絕緣膜)6。
在本例中，在壓力110[Pa]、基片溫度380[℃]時(shí)，作為原料氣體，以180[sccm]導(dǎo)入TEOS、以3500[sccm]導(dǎo)入O2、以100[sccm]導(dǎo)入He，使RF電源的輸出為1000[W]進(jìn)行成膜。
其次，實(shí)施半導(dǎo)體膜5和第1柵極氧化膜6的島形成工序。
即，從TFT制造裝置2取出形成半導(dǎo)體膜5和第1柵極氧化膜6的透明絕緣基片1，在第1柵極氧化膜6的表面形成所定的掩模圖案的抗蝕劑掩膜，用光刻技術(shù)，通過干刻蝕法對(duì)由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5和第1柵極氧化膜6一起進(jìn)行刻蝕成為島狀圖案，如圖3F所示，形成島部分7。
在本例中，當(dāng)形成島部分7時(shí)，在途中變更多晶硅與氧化硅的選擇比(多晶硅的刻蝕速度/氧化硅的刻蝕速度)，將刻蝕條件分成2個(gè)階段進(jìn)行刻蝕。
即，當(dāng)刻蝕第1柵極氧化膜6時(shí)，對(duì)于從由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5的表面到約400[](40[nm])的深度區(qū)域的刻蝕，例如將上述選擇比取為1，對(duì)于從半導(dǎo)體膜5的表面到比約400[](40[nm])更深的區(qū)域的刻蝕，例如將上述選擇比取為20。
當(dāng)在這個(gè)島形成工序中進(jìn)行從開始刻蝕到停止刻蝕期間的大半部分的刻蝕，即，第1柵極氧化膜6的刻蝕與從由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5的表面到約400[](40[nm])的深度區(qū)域的刻蝕時(shí)的選擇比是將一面能夠迅速地刻蝕氧化硅和多晶硅，一面為了抑制已有技術(shù)中所述的伸出部分的形成作為刻蝕條件而設(shè)定的。
又，當(dāng)進(jìn)行在變更這個(gè)島形成工序中的選擇比后到停止刻蝕的制成保留部分的刻蝕，即，從半導(dǎo)體膜5的表面到比約400[](40[nm])更深的區(qū)域的刻蝕時(shí)的選擇比是將為了只刻蝕多晶硅，抑制基底保護(hù)膜3的氧化硅的刻蝕，避免發(fā)生如已有技術(shù)中所述的例如側(cè)蝕作為刻蝕條件而設(shè)定的。
因此，與已有技術(shù)比較能夠抑制伸出部分的形成，但是可以看到微小的突出。即，如圖3F所示，第1柵極氧化膜6的側(cè)端面和半導(dǎo)體膜5的側(cè)端面不齊，第1柵極氧化膜6的端部從半導(dǎo)體膜5的側(cè)端面的位置突出約2[μm]形成屋檐狀的伸出部分8。在此后立即實(shí)施的清洗·伸出部分除去工序中與清洗同時(shí)能夠除去這個(gè)伸出部分8。
其次，用旋轉(zhuǎn)清洗裝置9實(shí)施清洗·伸出部分除去工序。旋轉(zhuǎn)清洗裝置9，如圖6所示，具有真空吸附形成島部分7的透明絕緣基片10的基片卡盤9a、用于圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)基片卡盤9a的AC伺服馬達(dá)9b和用于滴下清洗液的配合器部分9c。
通過這個(gè)旋轉(zhuǎn)清洗裝置9，用氫氟酸(HF)水溶液作為清洗液旋轉(zhuǎn)清洗形成島部分7的透明絕緣基片10，除去塵埃，同時(shí)除去伸出部分8。這里，將清洗條件，即，氫氟酸水溶液的濃度、滴下時(shí)間和透明絕緣基片的旋轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)速度)設(shè)定在最佳條件上。
例如，一面從形成半導(dǎo)體膜5和第1柵極氧化膜6的透明絕緣基片1的上方在30[sec]的時(shí)間內(nèi)滴下濃度為1[％]的氫氟酸水溶液，一面以200[rpm]的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)透明絕緣基片1，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清洗。
如果，當(dāng)在氫氟酸水溶液的濃度、滴下時(shí)間和透明絕緣基片的旋轉(zhuǎn)數(shù)中，只變更滴下時(shí)間到40[sec]時(shí)，能夠完全除去第1柵極氧化膜6。又，當(dāng)只變更氫氟酸水溶液的濃度到3[％]時(shí)也能夠完全除去第1柵極氧化膜6。
又，例如在氫氟酸水溶液的濃度和滴下時(shí)間相同的狀態(tài)中，將透明絕緣基片1的旋轉(zhuǎn)數(shù)降到比200[rpm]低時(shí)，作為清洗液的氫氟酸水溶液常常滯留在透明絕緣基片1上，雖然增加了第1柵極氧化膜6的刻蝕速率，但是使除塵效果降低了。
反之，當(dāng)增大旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，雖然提高了除塵效果，但是使刻蝕速率降低，并且，排出到透明絕緣基片1外的清洗液返跳回到裝置內(nèi)壁9d，與塵埃一起再次回來附著在透明絕緣基片1上。進(jìn)一步，因此，在透明絕緣基片1的周圍邊緣部分，使刻蝕速率提高，但是損害了基片內(nèi)的刻蝕均勻性。
這樣，通過選擇最佳的清洗條件，如圖3G所示，除去伸出部分8，第1柵極氧化膜6的端面從半導(dǎo)體膜5的側(cè)端面向中心部后退約3[μm]。
又，根據(jù)成膜時(shí)的第1柵極氧化膜6的膜厚和上述清洗條件，第1柵極氧化膜6，至少，為了在以后實(shí)施的工序中形成的柵極12的直接下面的區(qū)域，即，作為半導(dǎo)體膜5的溝道起作用的區(qū)域的直接上面的區(qū)域中，保留所定厚度(在本例中約為30[](3[μm]))而進(jìn)行刻蝕。
其次，如圖4A所示，在形成半導(dǎo)體膜5和第1柵極氧化膜6的透明絕緣基片1上，用PECVD法，形成例如膜厚600[](60[μm]))的第2柵極氧化膜(第2絕緣膜)11。因此，由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5側(cè)面部分也與表面部分相同被氧化硅膜所覆蓋，能夠確實(shí)地保持電絕緣性。
其次，從第2柵極氧化膜11的上方用濺射法等形成由鉭等構(gòu)成的導(dǎo)電膜后，用光刻技術(shù)形成圖案，如圖4B所示，在第2柵極氧化膜11上形成柵極12。
其次，將柵極12用作掩模，將磷離子等的雜質(zhì)離子導(dǎo)入由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5，如圖4C所示，形成源極·漏極區(qū)域13。
其次，如圖4D所示，用PECVD法，形成由氧化硅構(gòu)成的層間絕緣膜14。
其次，如圖4E所示，形成接觸孔后，形成與源極·漏極區(qū)域13連接的源極·漏極15。
這樣一來，得到形成多個(gè)頂層?xùn)艠O型的TFT16的透明絕緣基片1。這些TFT16例如可以用作透過型液晶顯示裝置的有源矩陣中的開關(guān)元件和驅(qū)動(dòng)電路的一部分。當(dāng)將TFT15用作開關(guān)元件時(shí)，它的柵極11與掃描線連接，一方的源極·漏極14與信號(hào)線連接。
又，在形成上述TFT16的透明絕緣基片1上，測(cè)定載流子的遷移率，能夠得到平均值為320[cm2/Vs]那樣良好的結(jié)果。又，當(dāng)為了對(duì)遷移率在透明絕緣基片1內(nèi)的零散小(均勻性)進(jìn)行評(píng)介，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值時(shí)，能夠得到5[％]以下的結(jié)果。又，成品率達(dá)到99[％]以上。
這樣，如果根據(jù)本例的構(gòu)成，則因?yàn)樵谇逑础ど斐霾糠殖スば蛑?，用旋轉(zhuǎn)清洗裝置9，能夠確實(shí)地除去在島形成工序中形成的伸出部分8，所以能夠提高成品率。
而且，因?yàn)閷?duì)半導(dǎo)體膜4和也具有保護(hù)該半導(dǎo)體膜4的功能的第1柵極氧化膜6一起進(jìn)行刻蝕形成島部分，能夠形成清潔的多晶硅和氧化硅的界面，所以能夠達(dá)到高載流子遷移率化和遷移率的高度均勻化。
又，因?yàn)閺脑谕该鹘^緣基片1上形成基底保護(hù)膜3的工序到在形成由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜4的透明絕緣基片1上形成第1柵極氧化膜6的工序，是在TFT制造裝置2內(nèi)使透明絕緣基片1不與外部氣體接觸地實(shí)施的，所以特別能夠清潔地保持多晶硅和氧化硅的界面。
又，因?yàn)樵谇逑础ど斐霾糠殖スば蛑?，能夠與清洗同時(shí)除去伸出部分8，所以不需要在只為了除去伸出部分8的特別工序上花費(fèi)多余的時(shí)間。因此，能夠縮短制造TFT所需的時(shí)間?！蟮?實(shí)施例圖7A～圖7F是用于說明作為本發(fā)明的第2實(shí)施例的TFT制造方法的工序圖。
本例與上述第1實(shí)施例很大不同之處是與在TFT制造裝置內(nèi)不在外部氣體中進(jìn)行到透明絕緣基片上的成膜和激光照射相對(duì)，在各個(gè)裝置內(nèi)進(jìn)行到透明絕緣基片上的成膜和激光照射這一點(diǎn)，和在清洗·伸出部分除去工序中代替旋轉(zhuǎn)清洗而只在氫氟酸溶液中浸漬形成島部分的透明絕緣基片這一點(diǎn)上。
因?yàn)槌酥獾臉?gòu)成與上述第1實(shí)施例的構(gòu)成大致相同，所以簡略對(duì)它們的說明。
在本例中，分別通過用減壓化學(xué)氣相成長法(以下，稱為LPCVD(LowPressure Chemical Vapor Deposition)法)的LPCVD裝置，在透明絕緣基片上形成基底保護(hù)膜3和半導(dǎo)體膜，通過用PECVD法的PECVD裝置，在形成島部分的透明絕緣基片上形成第1柵極氧化膜。又，用專用的激光照射裝置對(duì)用于形成由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜的由非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜進(jìn)行激光照射。
在本例的TFT制造方法中，首先，如圖7A圖所示，準(zhǔn)備好通過超聲波清洗等清洗干凈的例如玻璃制的透明絕緣基片(例如，克寧古夏邦股份有限公制造的#1737等)21。
其次，在LPCVD裝置中，用LPCVD法在透明絕緣基片21上形成由例如膜厚1500[](150[nm])的氧化硅構(gòu)成的基底保護(hù)膜22。
其次，在基底保護(hù)膜22上，用LPCVD法形成由例如膜厚500[](50[nm])的非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜。
在本例中，當(dāng)壓力10[Pa]、基片溫度450[℃]時(shí)，作為原料氣體，以200[sccm]導(dǎo)入Si2H6導(dǎo)進(jìn)行成膜。
其次，在激光照射裝置中，用準(zhǔn)分子激光掃描地照射由非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜，通過多晶化形成由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜23。
在本例中，準(zhǔn)分子激光的能量密度例如為410[mJ/cm2]，使掃描重疊率為激光束寬度的90[％]。
其次，從激光照射裝置取出形成半導(dǎo)體膜23的透明絕緣基片21，進(jìn)行RCA清洗處理和HF清洗處理。即，用NH4OH溶液、H2O2溶液和H2O的所定混合比的混合液，或者HCl溶液、H2O2溶液和H2O的所定混合比的混合液，作為清洗液，例如在75～85[℃]，10～20[min]內(nèi)進(jìn)行清洗，此后，用氫氟酸(HF)水溶液作為清洗液進(jìn)行清洗。
其次，在上述清洗處理后10[min]以內(nèi)，在PECVD裝置中，在由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜23上，用PECVD法，形成例如由膜厚100[](10[nm])的氧化硅構(gòu)成的第1柵極氧化膜24。
其次，在第1柵極氧化膜24的表面上形成所定掩模圖案的抗蝕劑掩模，用光刻技術(shù)，對(duì)由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜23和第1柵極氧化膜24一起進(jìn)行刻蝕成為島狀圖案，如圖7B所示，形成島部分25。
在本例中，當(dāng)形成島部分25時(shí)，在途中變更多晶硅與氧化硅的選擇比(多晶硅的刻蝕速度/氧化硅的刻蝕速度)，將刻蝕條件分成2個(gè)階段進(jìn)行刻蝕。
即，當(dāng)刻蝕第1柵極氧化膜24時(shí)，對(duì)于從由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜23的表面到約400[](40[nm])的深度區(qū)域的刻蝕，例如將上述選擇比取為1，對(duì)于從半導(dǎo)體膜23的表面到比約400[](40[nm])更深的區(qū)域的刻蝕，例如將上述選擇比取為20。
在本例中，如圖7B所示，第1柵極氧化膜24的側(cè)端面和半導(dǎo)體膜23的側(cè)端面不齊，第1柵極氧化膜24的端部從半導(dǎo)體膜23的側(cè)端面突出約1[μm]形成伸出部分26。
其次，在形成島部分25的透明絕緣基片21上，進(jìn)行RCA清洗處理后，在濃度0.5[％]的氫氟酸溶液中浸漬10[sec]進(jìn)行清洗，除去塵埃同時(shí)除去伸出部分26。
因此，如圖7C所示，除去伸出部分26，第1柵極氧化膜24的側(cè)端面從半導(dǎo)體膜23的側(cè)端面向中心部后退約0.5[μm]。
又，第1柵極氧化膜24，至少，為了在以后實(shí)施的工序中形成的柵極28的直接下面的區(qū)域，即，作為半導(dǎo)體膜23的溝道起作用的區(qū)域的直接上面的區(qū)域中，保留所定厚度(在本例中約為50[](5[μm]))而進(jìn)行刻蝕。
其次，如圖7D所示，在形成半導(dǎo)體膜23和第1柵極氧化膜24的透明絕緣基片21上，用PECVD法，形成第2柵極氧化膜27。其次，從第2柵極氧化膜27上方用濺射法等形成由鉭等構(gòu)成的導(dǎo)電膜后，用光刻技術(shù)形成圖案，如圖7E所示，在第2柵極氧化膜27上形成柵極28。
其次，將柵極28用作掩模，將磷離子等的雜質(zhì)離子導(dǎo)入由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜23，如圖7E所示，形成源極·漏極區(qū)域29。
其次，如圖7F所示，用PECVD法，形成由氧化硅構(gòu)成的層間絕緣膜31。
其次，形成接觸孔后，形成與源極·漏極區(qū)域29連接的源極·漏極23。
對(duì)于形成上述TFT的透明絕緣基片21，測(cè)定載流子遷移率，能夠得到平均值為290[cm2/Vs]那樣良好的結(jié)果。又，當(dāng)為了對(duì)載流子遷移率在透明絕緣基片21內(nèi)的零散小(均勻性)進(jìn)行評(píng)介，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值時(shí)，能夠得到5[％]以下的結(jié)果。又，成品率達(dá)到99[％]以上。
如果根據(jù)本例的構(gòu)成，則能夠得到與上述第1實(shí)施例大致相同的效果。
此外，因?yàn)榇婵梢栽谕粋€(gè)裝置中進(jìn)行到透明絕緣基片的成膜和激光照射的TFT制造裝置，用各個(gè)裝置，進(jìn)行成膜和激光照射，所以能夠廉價(jià)地構(gòu)成制造裝置。
以上，我們參照附圖詳細(xì)述說了本發(fā)明的實(shí)施例，但是具體的構(gòu)成不限于這些實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等也包含在本發(fā)明中。
例如，在上述實(shí)施例中，我們述說了用本發(fā)明的TFT作為液晶顯示裝置的開關(guān)元件等的情形，但是不限于液晶顯示裝置，也可以應(yīng)用于有機(jī)EL顯示裝置等。
又，在上述第1實(shí)施例中，作為優(yōu)先實(shí)施例，我們述說了一面在30[sec]的時(shí)間內(nèi)滴下濃度為1[％]的氫氟酸水溶液，一面以200[rpm]的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)透明絕緣基片1，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清洗的情形，但是作為清洗條件，不限于此，例如，也可以在60[sec]的時(shí)間內(nèi)滴下濃度為0.01[％]的氫氟酸水溶液，也可以在1[sec]的時(shí)間內(nèi)滴下濃度為10[％]的氫氟酸水溶液，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。即便這樣做，也能夠除去伸出部分8，提高成品率。
又，旋轉(zhuǎn)數(shù)也與氫氟酸水溶液的濃度和滴下時(shí)間一樣，不限于200[rpm]，例如，也可以在百分之?dāng)?shù)10的范圍內(nèi)變更，也可以將濃度和滴下時(shí)間組合起來進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兏?br> 又，與第1柵極氧化膜6的膜厚等相應(yīng)地設(shè)定清洗條件。
又，我們述說了用氫氟酸水溶液作為清洗液的情形，但是，例如，也可以用NH4F作為緩沖液的緩沖氫氟酸水溶液。
又，即便關(guān)于刻蝕條件、成膜條件，也不限于上述情形，例如，當(dāng)刻蝕第1柵極氧化膜6和從由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜5的表面到約400[](40[nm])的深度區(qū)域的刻蝕時(shí)的選擇比，不限于分別取為1，20，也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兏?，與第1柵極氧化膜6和半導(dǎo)體膜5的膜厚等相應(yīng)地進(jìn)行設(shè)定。
又，在上述第2實(shí)施例中，作為優(yōu)先實(shí)施例，我們述說了在濃度為0.5[％]的氫氟酸水溶液中浸漬10[sec]的情形，但是即便關(guān)于氫氟酸水溶液的濃度和浸漬時(shí)間，也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兏c第1柵極氧化膜6的膜厚等相應(yīng)地進(jìn)行最佳設(shè)定。例如，也可以在濃度為0.01[％]的氫氟酸水溶液中浸漬60[sec]，也可以在濃度為10[％]的氫氟酸水溶液中浸漬1[sec]。
又，在上述實(shí)施例中，代替氧化硅，例如也可以通過堆積氮化硅形成第1和第2柵極絕緣膜。
又，代替鉭，也可以用Al、鉻、鉬等金屬構(gòu)成柵極。
又，代替多晶硅，也可以用非晶硅形成半導(dǎo)體膜，這時(shí)也能夠確實(shí)地除去伸出部分。
如以上說明的那樣，如果根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，則因?yàn)槟軌虼_實(shí)地除去在島形成工序中形成的伸出部分，所以能夠提高成品率。
而且，因?yàn)槟軌蛐纬汕鍧嵉亩嗑Ч枧c氧化硅的界面，所以能夠達(dá)到高載流子遷移率化和遷移率的高度均勻化。
又，至少，通過在從退火工序開始時(shí)到上述第1絕緣膜形成工序結(jié)束時(shí)的時(shí)間內(nèi)，在與外部氣體隔離的狀態(tài)中進(jìn)行處理，特別能夠清潔地保持多晶半導(dǎo)體膜和氧化硅膜的界面。
又，用于通過在清洗工序中同時(shí)除去伸出部分，當(dāng)然不需要在用于只除去伸出部分的特別工序中花費(fèi)多余的時(shí)間。因此，能夠縮短制造TFT所需的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.薄膜晶體管制造方法包含在基片上形成的半導(dǎo)體膜上形成第1絕緣膜的第1絕緣膜形成工序、使上述半導(dǎo)體膜和上述第1絕緣膜成為島狀圖案形成島的島形成工序、在上述島上形成第2絕緣膜的第2絕緣膜形成工序、和在上述的第2絕緣膜上形成柵極的柵極形成工序，其特征在于該方法包含在實(shí)施了上述島形成工序后，除去構(gòu)成上述島的上述第1絕緣膜的側(cè)端部分在上述半導(dǎo)體膜的側(cè)端部分上方屋檐狀地形成的伸出部分的伸出部分除去工序，在實(shí)施了該伸出部分除去工序后，實(shí)施上述第2絕緣膜形成工序。
2.權(quán)利要求1中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是在上述伸出部分除去工序中，用化學(xué)清洗液除去上述伸出部分。
3.權(quán)利要求2中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是通過在上述伸出部分除去工序中，用濃度為0.01％以上10％以下的氫氟酸水溶液作為上述化學(xué)清洗液，在1秒以上60秒以下的時(shí)間中清洗形成了上述島的上述基片，除去上述伸出部分。
4.權(quán)利要求1中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是在上述伸出部分除去工序中，在上述第1絕緣膜中，至少，保留在上述柵極形成工序中形成上述柵極的區(qū)域下方的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
5.薄膜晶體管制造方法，包含在基片上形成的半導(dǎo)體膜上形成第1絕緣膜的第1絕緣膜形成工序、使上述半導(dǎo)體膜和上述第1絕緣膜成為島狀圖案形成島的島形成工序、清洗形成上述島的上述基片的清洗工序、在上述島上形成第2絕緣膜的第2絕緣膜形成工序、和在上述的第2絕緣膜上形成柵極的柵極形成工序，其特征是在清洗工序中，在清洗處理同時(shí)，除去構(gòu)成上述島的上述第1絕緣膜的側(cè)端部分在上述半導(dǎo)體膜的側(cè)端部分上方屋檐狀地形成的伸出部分。
6.權(quán)利要求5中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是在上述清洗工序中，用化學(xué)清洗液除去上述伸出部分。
7.權(quán)利要求6中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是通過在上述清洗工序中，用濃度為0.01％以上10％以下的氫氟酸水溶液作為上述化學(xué)清洗液，在1秒以上60秒以下的時(shí)間中清洗形成了上述島的上述基片，除去上述伸出部分。
8.權(quán)利要求5中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是在上述清洗工序中，在上述第1絕緣膜中，至少，保留在成為上述柵極形成工序中形成上述柵極的區(qū)域下方的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
9.權(quán)利要求1中任何一項(xiàng)所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是上述半導(dǎo)體膜是由多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的。
10.權(quán)利要求9中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是它包含由在上述基片上形成由非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜的非單晶半導(dǎo)體膜形成工序、和通過實(shí)施退火處理，使由上述非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜結(jié)晶化形成由上述多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的上述半導(dǎo)體膜的退火工序組成的半導(dǎo)體膜形成工序。
11.權(quán)利要求10中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是上述非單晶半導(dǎo)體是非晶質(zhì)半導(dǎo)體。
12.權(quán)利要求10中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是在上述退火工序中，通過用激光照射由上述非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜，形成由上述多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的上述半導(dǎo)體膜。
13.權(quán)利要求10中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是至少，在從上述退火工序開始時(shí)到上述第1絕緣膜形成工序結(jié)束時(shí)的時(shí)間內(nèi)，在與外部氣體隔離的狀態(tài)中，進(jìn)行所定的處理。
14.權(quán)利要求5中任何一項(xiàng)所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是上述半導(dǎo)體膜是由多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的。
15.權(quán)利要求14中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是它包含由在上述基片上形成由非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜的非單晶半導(dǎo)體膜形成工序、和通過實(shí)施退火處理，使由上述非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜結(jié)晶化形成由上述多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的上述半導(dǎo)體膜的退火工序組成的半導(dǎo)體膜形成工序。
16.權(quán)利要求15中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是上述非單晶半導(dǎo)體是非晶質(zhì)半導(dǎo)體。
17.權(quán)利要求15中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是在上述退火工序中，通過用激光照射由上述非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體膜，形成由上述多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的上述半導(dǎo)體膜。
18.權(quán)利要求15中所述的薄膜晶體管制造方法，其特征是至少，在從上述退火工序開始時(shí)到上述第1絕緣膜形成工序結(jié)束時(shí)的時(shí)間內(nèi)，在與外部氣體隔離的狀態(tài)中，進(jìn)行所定的處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄膜晶體管的制造方法。在透明絕緣基片(1)上形成由多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜(5)和第1柵極氧化膜(6)后，使半導(dǎo)體膜(5)和第1柵極氧化膜(6)成為島狀圖案，形成島狀部分，第1柵極氧化膜(6)和半導(dǎo)體膜(5)側(cè)端面不齊，第1柵極氧化膜(6)的端部從半導(dǎo)體膜(5)的側(cè)端面的位置稍微突出形成屋檐狀的伸出部分(8)。一面從形成這個(gè)半導(dǎo)體膜(5)和第1柵極氧化膜(6)的透明絕緣基片(1)上方例如在30[sec]的時(shí)間內(nèi)滴下濃度為1[％]的氫氟酸水溶液，一面以200[rpm]的旋轉(zhuǎn)速數(shù)旋轉(zhuǎn)透明絕緣基片(1)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清洗。因此，能夠在清洗同時(shí)除去伸出部分(8)。通過確實(shí)地除去伸出部分提高成品率。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK1461048SQ03137819
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月21日
發(fā)明者奧村展, 鹽田國弘 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社, 日本電氣株式會(huì)社