專利名稱：半導(dǎo)體膜晶化方法、半導(dǎo)體器件制造方法及激光照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體膜晶化方法、半導(dǎo)體器件的制造方法和激光照射裝置。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種可以抑制已經(jīng)晶化的半導(dǎo)體膜的質(zhì)量產(chǎn)生平面內(nèi)(in-plane)變化的半導(dǎo)體膜晶化方法、半導(dǎo)體器件的制造方法和激光照射裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)通過(guò)用激光束照射半導(dǎo)體膜來(lái)晶化形成在玻璃襯底上的半導(dǎo)體膜(例如非晶半導(dǎo)體膜)的激光晶化方法展開(kāi)了大量研究。
為了通過(guò)半導(dǎo)體膜的晶化來(lái)增加載流子的遷移率，執(zhí)行半導(dǎo)體膜的晶化。晶化后的半導(dǎo)體膜例如用在薄膜晶體管(下面稱為T(mén)FT)中。例如，在形成于玻璃襯底上的半導(dǎo)體膜晶化之后，可以通過(guò)形成用在像素中的TFT和用于驅(qū)動(dòng)器電路的TFT，利用該半導(dǎo)體膜制造有源矩陣顯示裝置(例如液晶顯示裝置或有機(jī)EL顯示裝置)。
激光晶化方法之外的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法包括熱退火方法，其采用退火爐和快速熱退火方法(RTA方法)。但是這些方法需要600°或更多的高溫。為此，使用可以經(jīng)受住高溫處理的石英襯底就成為必要的事，而且導(dǎo)致制造成本增加。相比較而言，利用激光晶化方法可以將熱量的吸收限制為只由半導(dǎo)體膜吸收，而且可以使半導(dǎo)體膜晶化而不會(huì)造成這種襯底溫度的增加。因此，可用具有低耐熱性的材料如玻璃或塑料制造襯底。結(jié)果可以使用能容易地大面積處理的廉價(jià)玻璃襯底，而且有源矩陣顯示裝置的生產(chǎn)率會(huì)大大增加。
現(xiàn)有技術(shù)中，已將使用作為脈沖式激光器的受激準(zhǔn)分子激光器的方法用作激光晶化方法。由于受激準(zhǔn)分子激光的波長(zhǎng)位于紫外線范圍中，因此該激光可以被硅有效吸收，并且熱量可以選擇性地施加給硅。在使用受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)，由光學(xué)系統(tǒng)將由激光振蕩器發(fā)射的激光束，例如具有矩形橫截面(例如面積為10mm×30mm的矩形橫截面)的激光束，處理為具有線性橫截面(例如，面積為幾百微米乘以300mm的線性橫截面)的激光束。然后，該線性處理后的激光束在針對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行掃描的同時(shí)照射該半導(dǎo)體膜，由此按順序晶化整個(gè)半導(dǎo)體膜。通過(guò)使射束點(diǎn)(beam spot)掃描的方向垂直于該射束點(diǎn)，提高了晶化效率。
相比較而言，近年來(lái)開(kāi)發(fā)了用于制造具有晶體結(jié)晶粒度遠(yuǎn)大于通過(guò)受激準(zhǔn)分子激光晶化的半導(dǎo)體膜的晶體的結(jié)晶粒度的半導(dǎo)體膜的技術(shù)，其中通過(guò)將CW激光或振蕩頻率(重復(fù)頻率)為10MHz或更大的脈沖式激光處理為具有線性橫截面的激光束，用線性射束點(diǎn)照射該半導(dǎo)體膜，以針對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行掃描。當(dāng)具有大結(jié)晶粒度晶體的半導(dǎo)體膜用于TFT的溝道區(qū)時(shí)，因?yàn)樵谠摐系婪较蛏洗嬖诟俚木Ы纾鲠槍?duì)載流子(電子或空穴)的能障降低。由此可以制造遷移率為幾百cm2(V·s)的TFT。(例如參見(jiàn)專利文件1日本公開(kāi)專利申請(qǐng)2003-332236(第4段))圖37是用于說(shuō)明使用由連續(xù)波激光器或模式鎖定(mode-locked)激光器發(fā)射的激光束801來(lái)晶化形成在襯底800上的半導(dǎo)體膜802的第一傳統(tǒng)晶化方法示例的圖。在該示例中，激光束801在垂直于襯底800的方向上發(fā)射，并在沿著圖中的A-B的方向上相對(duì)于襯底800進(jìn)行掃描。激光束801的一部分穿過(guò)半導(dǎo)體膜802，被襯底800的下表面800a反射，并在半導(dǎo)體膜802上與入射激光束801發(fā)生干涉。由于襯底800的厚度隨著位置而變化，激光束801的入射光和反射光根據(jù)位置而相互加強(qiáng)或削弱。由此，發(fā)生晶化半導(dǎo)體膜802特性的平面內(nèi)變化。
圖38是用于說(shuō)明是用激光束801來(lái)晶化半導(dǎo)體膜802的第二傳統(tǒng)晶化方法示例的圖。在該示例中，激光束801傾斜(at adiagonal)照射襯底800。激光束801的傾斜方向是沿著激光束801的掃描方向A-B的方向。
在該示例中，盡管激光束801的入射光和反射光不發(fā)生干涉，但晶化條件根據(jù)激光束801的掃描方向會(huì)有所不同。也就是說(shuō)，當(dāng)激光束801相對(duì)于圖中從B到A方向掃描時(shí)，半導(dǎo)體膜802先被反射光照射再被入射光照射。相反，當(dāng)激光束801相對(duì)于圖中從A到B方向掃描時(shí)，半導(dǎo)體膜802先被入射光照射再被反射光照射。由于激光束801的入射光和反射光的強(qiáng)度不同，在半導(dǎo)體膜802中就會(huì)存在兩個(gè)分別在不同條件下晶化的區(qū)域。這兩個(gè)區(qū)域中各個(gè)區(qū)域的特性互不相同。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，采用使用連續(xù)波激光或模式鎖定激光來(lái)晶化半導(dǎo)體膜的傳統(tǒng)晶化方法，會(huì)發(fā)生晶化后的半導(dǎo)體膜特性的平面內(nèi)變化。
考慮到諸如上述的情況，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體膜的晶化方法、半導(dǎo)體器件的制造方法和激光照射裝置，其能夠控制已被晶化的半導(dǎo)體膜的質(zhì)量發(fā)生平面內(nèi)變化。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的半導(dǎo)體膜晶化方法是這樣一種方法，其中當(dāng)由以一個(gè)角度入射到該襯底的底表面上的第一激光束和以與第一激光束入射到該襯底的底表面的角度相反的角度入射到該襯底的底表面上并由不同于第一激光束的振蕩器振蕩的第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜時(shí)，部分半導(dǎo)體膜融化，而且第一激光束和第二激光束的照射位置大致沿著第一或第二激光束傾斜的方向掃描，從而通過(guò)移動(dòng)正在融化的那部分半導(dǎo)體膜來(lái)晶化該半導(dǎo)體膜。
根據(jù)該半導(dǎo)體晶化方法，由第一激光束和第二激光束傾斜地照射半導(dǎo)體膜。第二激光束的傾斜方向與第一激光束的傾斜方向相反，且在照射位置的移動(dòng)方向上。由于這樣，當(dāng)?shù)谝患す馐偷诙す馐恼丈湮恢脕?lái)回移動(dòng)時(shí)，不管是向外移動(dòng)還是往回移動(dòng)都按照反射光、入射光、然后反射光的順序照射半導(dǎo)體膜。因此，對(duì)于向外移動(dòng)和返回移動(dòng)來(lái)說(shuō)半導(dǎo)體膜的晶化條件大致相同。
此外，由于第一激光束和第二激光束分別以一定角度入射在襯底的底表面上，因此反射光和入射光不會(huì)重疊，不會(huì)產(chǎn)生相互干涉。因此，可以防止半導(dǎo)體膜的晶化條件由于反射光和入射光之間的干涉而發(fā)生變化。
此外，由于第一激光束和第二激光束分別由不同的振蕩器振蕩，因此可以抑制兩個(gè)光束之間的干涉。
由此可以抑制晶化的半導(dǎo)體膜的特性發(fā)生平面內(nèi)變化。要注意優(yōu)選使用由振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器發(fā)射的激光束或由CW激光振蕩器發(fā)射的激光束。
本發(fā)明的另一半導(dǎo)體膜晶化方法是這樣一種方法，其中當(dāng)由以一個(gè)角度入射到該襯底的底表面上的第一激光束和以與第一激光束的所述角度相反的角度入射到該襯底的底表面上并具有不同于第一激光束的光程長(zhǎng)度的第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜時(shí)，部分半導(dǎo)體膜融化，而且第一激光束和第二激光束的照射位置沿著第一或第二激光束傾斜的方向掃描，從而通過(guò)移動(dòng)正在融化的那部分半導(dǎo)體膜來(lái)晶化該半導(dǎo)體膜。
根據(jù)該半導(dǎo)體晶化方法，當(dāng)?shù)谝患す馐偷诙す馐恼丈湮恢脕?lái)回移動(dòng)時(shí)，不管是向外移動(dòng)還是往回移動(dòng)，都按照反射光、入射光、然后反射光的順序照射半導(dǎo)體膜。因此，對(duì)于向外移動(dòng)和返回移動(dòng)兩者來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體膜的晶化條件大致相同。此外，第一激光束和第二激光束的反射光不會(huì)與入射光重疊，因此不會(huì)產(chǎn)生相互干涉。因此，可以防止半導(dǎo)體膜的晶化條件由于反射光和入射光之間的干涉而發(fā)生變化。
由于第一激光束和第二激光束的光程長(zhǎng)度不同，因此可以抑制相互干涉。
由此可以抑制晶化的半導(dǎo)體膜的特性發(fā)生平面內(nèi)變化。要注意優(yōu)選通過(guò)用分束器分開(kāi)由同一振蕩器振蕩的激光束來(lái)形成第一激光束和第二激光束。此外，優(yōu)選第一激光束和第二激光束是由頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器發(fā)射的激光束。
本發(fā)明的另一半導(dǎo)體膜晶化方法是這樣一種方法，其中當(dāng)通過(guò)以一個(gè)角度入射到該襯底的底表面上的第一激光束和以與第一激光束的所述角度相反的角度入射到該襯底的底表面上的第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜時(shí)，部分半導(dǎo)體膜融化，而且第一激光束和第二激光束的照射位置沿著第一或第二激光束傾斜的方向掃描，從而通過(guò)移動(dòng)正在融化的那部分半導(dǎo)體膜來(lái)晶化該半導(dǎo)體膜。
根據(jù)該半導(dǎo)體晶化方法，當(dāng)?shù)谝患す馐偷诙す馐恼丈湮恢脕?lái)回移動(dòng)時(shí)，不管是向外移動(dòng)還是往回移動(dòng)，都按照反射光、入射光、然后反射光的順序照射半導(dǎo)體膜。因此，對(duì)于向外移動(dòng)和返回移動(dòng)來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體膜的晶化條件大致相同。此外，第一激光束和第二激光束的反射光不會(huì)與入射光重疊，因此不會(huì)產(chǎn)生相互干涉。因此，可以防止半導(dǎo)體膜的晶化條件由于反射光和入射光之間的干涉而發(fā)生變化。由此可以抑制晶化的半導(dǎo)體膜的特性發(fā)生平面內(nèi)變化。
對(duì)于上述每種半導(dǎo)體膜晶化方法，優(yōu)選使第一和第二激光束的射束點(diǎn)強(qiáng)度基本上相同，并且使第一和第二激光束在半導(dǎo)體膜上相交。此外，優(yōu)選第一和第二激光束的射束點(diǎn)長(zhǎng)而且細(xì)，并沿著基本上垂直于掃描方向的方向延伸。第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于半導(dǎo)體膜，而第二激光束相對(duì)于該平面以與第一激光束的所述角度相反的第二角度入射到半導(dǎo)體膜上。此外，還優(yōu)選第一激光束的傾斜角的絕對(duì)值等于第二激光束的傾斜角的絕對(duì)值。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；通過(guò)一種方法晶化半導(dǎo)體膜，在該方法中當(dāng)由以一個(gè)角度入射到該襯底的底表面上的第一激光束和以與第一激光束入射到該襯底的底表面的角度相反的角度入射到該襯底的底表面上并由不同于第一激光束的振蕩器振蕩的第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜時(shí)，部分半導(dǎo)體膜融化，而且第一激光束和第二激光束的照射位置大致沿著第一或第二激光束傾斜的方向掃描，從而通過(guò)移動(dòng)正在融化的那部分半導(dǎo)體膜來(lái)晶化該半導(dǎo)體膜；以及移除所選擇的一部分半導(dǎo)體膜以便將該半導(dǎo)體膜形成為島形。
根據(jù)這種半導(dǎo)體器件制造方法，由于抑制了晶化半導(dǎo)體膜的平面內(nèi)變化，因此抑制了島形半導(dǎo)體膜的質(zhì)量發(fā)生變化。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一種制造方法包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；通過(guò)一種方法晶化半導(dǎo)體膜，在該方法中當(dāng)由以一個(gè)角度入射到該襯底的底表面上的第一激光束和以與第一激光束的所述角度相反的角度入射到該襯底的底表面上并具有不同于第一激光束的(光傳播的)光程長(zhǎng)度的第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜時(shí)，部分半導(dǎo)體膜融化，而且第一激光束和第二激光束的照射位置沿著第一或第二激光束傾斜的方向掃描，從而通過(guò)移動(dòng)正在融化的那部分半導(dǎo)體膜來(lái)晶化該半導(dǎo)體膜；以及移除所選擇的一部分半導(dǎo)體膜以便將該半導(dǎo)體膜形成為島形。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一種制造方法包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；通過(guò)一種方法晶化半導(dǎo)體膜，在該方法中當(dāng)由以一個(gè)角度入射到該襯底的底表面上的第一激光束和以與第一激光束的所述角度相反的角度入射到該襯底的底表面上的第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜時(shí)，部分半導(dǎo)體膜融化，而且第一激光束和第二激光束的照射位置沿著第一或第二激光束傾斜的方向掃描，從而通過(guò)移動(dòng)正在融化的那部分半導(dǎo)體膜來(lái)晶化該半導(dǎo)體膜；以及移除選擇的一部分半導(dǎo)體膜以便將該半導(dǎo)體膜形成為島形。
可以用該島形半導(dǎo)體膜形成例如薄膜晶體管的源極、溝道區(qū)和漏極。
本發(fā)明的一種激光照射裝置包括第一振蕩器，用于振蕩第一激光束；第二振蕩器，用于振蕩第二激光束；光學(xué)系統(tǒng)，用于照射形成在襯底上的半導(dǎo)體膜，其中該半導(dǎo)體膜由相對(duì)于襯底的底表面傾斜的第一激光束和以與第一激光束入射在襯底底表面上的角度相反的角度相對(duì)于襯底的底表面傾斜的第二激光束來(lái)照射；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于沿著第一激光束和第二激光束的傾斜方向移動(dòng)該襯底和該光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)位置。
本發(fā)明的另一種激光照射裝置包括振蕩器，用于振蕩激光束；分束器，用于將激光束分為第一激光束和第二激光束；光學(xué)系統(tǒng)，用于照射形成在襯底上的半導(dǎo)體膜，其中該半導(dǎo)體膜由相對(duì)于襯底的底表面傾斜的第一激光束和在沿著長(zhǎng)度不等于第一激光束的光程傳播之后以與第一激光束入射在襯底底表面上的角度相反的角度入射在襯底底表面上的第二激光束來(lái)照射；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于沿著第一激光束和第二激光束的傾斜方向移動(dòng)該襯底和該光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)位置。
本發(fā)明的另一種激光照射裝置包括振蕩器，用于振蕩激光束；分束器，用于將激光束分為第一激光束和第二激光束；光學(xué)系統(tǒng)，用于照射形成在襯底上的半導(dǎo)體膜，其中形成在襯底上的半導(dǎo)體膜由相對(duì)于襯底的底表面傾斜的第一激光束和在與第一激光束的方向相反的方向上相對(duì)于襯底的底表面傾斜的第二激光束來(lái)照射；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于沿著第一激光束和第二激光束的傾斜方向移動(dòng)該襯底和該光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)位置。
在上述各激光照射裝置中，光學(xué)系統(tǒng)包括柱面透鏡，第一和第二激光束可以在保持兩個(gè)光束之間的距離不變的同時(shí)進(jìn)入該柱面透鏡，然后在經(jīng)過(guò)該柱面透鏡之后照射半導(dǎo)體膜。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，可以抑制晶化半導(dǎo)體膜的特性發(fā)生平面內(nèi)變化。此外，還可以抑制使用該半導(dǎo)體膜的島形半導(dǎo)體層的質(zhì)量發(fā)生變化。


在附圖中圖1是用于說(shuō)明涉及實(shí)施方式1的半導(dǎo)體膜的晶化方法的圖。
圖2是用于說(shuō)明涉及實(shí)施方式2的半導(dǎo)體膜的晶化方法的圖。
圖3A至3D是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖4A至4D是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖5A和5B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖6A至6C是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖7A至7B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖8A和8B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖9A和9B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖10A和10B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖11A和11B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖12是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖13A至13C是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件和發(fā)光器件的制造方法的圖。
圖14是示出涉及實(shí)施例2的發(fā)光器件的像素部分的頂視圖。
圖15是圖14的電路圖。
圖16A至16E是分別示出涉及實(shí)施例3的電子器件的透視圖。
圖17A至17C是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖18A和18B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖19A和19B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖20A和20B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖21A和21B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖22A和22B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖23A至23C是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖24A和24B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖25A和25B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖26是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖27是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件的圖。
圖28A至28E是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件的圖。
圖29A和29B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的圖。
圖30A至30D是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖31A至31C是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的制造方法的圖。
圖32A至32C是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的圖。
圖33是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例9的電子器件的圖。
圖34A和34B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例9的電子器件的圖。
圖35A和35B是用于說(shuō)明涉及實(shí)施例9的電子器件的圖。
圖36是用于說(shuō)明包含在涉及實(shí)施例9的電子器件中的液晶面板的圖。
圖37是用于示出涉及第一傳統(tǒng)示例的半導(dǎo)體器件晶化方法的圖。
圖38是用于示出涉及第二傳統(tǒng)示例的半導(dǎo)體器件晶化方法的圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1圖1是用于說(shuō)明涉及本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體膜晶化方法的圖。該實(shí)施方式是一種通過(guò)使用激光照射裝置融化和晶化半導(dǎo)體膜506的方法。在襯底510上形成半導(dǎo)體膜506。激光照射裝置在圖中A-B方向上來(lái)回移動(dòng)襯底510，從而移動(dòng)激光束相對(duì)于半導(dǎo)體膜506的照射位置。
半導(dǎo)體膜506例如是一種非晶或微晶半導(dǎo)體膜(例如非晶硅膜或多晶硅膜)。襯底510例如是玻璃襯底、石英襯底、由諸如氧化鋁的絕緣體形成的襯底、具有足以耐受后加工處理溫度的耐熱性的塑料襯底、硅襯底或金屬盤(pán)。此外，襯底510可以是具有絕緣膜(如形成在諸如不銹鋼襯底的金屬襯底表面上或半導(dǎo)體襯底表面上的氧化硅或氮化硅膜)的襯底。此外，在將塑料襯底用于襯底510時(shí)，優(yōu)選使用具有相對(duì)高的玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的塑料，如PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等等。要注意可以在半導(dǎo)體膜506和襯底510之間放置用作基礎(chǔ)的絕緣膜。
由第一振蕩器501振蕩的第一激光束503和由第二振蕩器502振蕩的第二激光束504在各自經(jīng)過(guò)處理以具有線性橫截面之后對(duì)半導(dǎo)體膜506進(jìn)行照射。第一振蕩器501和第二振蕩器502具有相同的結(jié)構(gòu)，第一激光束503和第二激光束504具有相同的輸出。
在此，“線性形狀”不是嚴(yán)格指“線”；在此“線性形狀”是指具有大縱橫比的矩形或長(zhǎng)方形(oblong shape)。例如，縱橫比大于或等于2(優(yōu)選大于或等于10且小于或等于10000)的形狀被視為線性形狀；但是該線性形狀仍然可以被視為矩形。線性射束點(diǎn)具有例如長(zhǎng)度大于或等于5μm且小于或等于15μm的短軸以及長(zhǎng)度大于或等于500μm且小于或等于1000μm的長(zhǎng)軸。
第一激光束503和第二激光束504是CW激光束或振蕩頻率(重復(fù)頻率)為10MHz或更大的脈沖波激光束(例如模式鎖定(mode-locked)激光束，下面稱為模式鎖定激光束)。當(dāng)?shù)谝患す馐?03和第二激光束504是脈沖激光束時(shí)，將脈沖激光束的振蕩頻率設(shè)置為使得在通過(guò)用該脈沖激光束照射而融化了半導(dǎo)體膜506之后、在已融化部分凝固之前發(fā)射下一個(gè)脈沖的下限值。如果如上所述執(zhí)行該過(guò)程，則被激光束照射的區(qū)域可以保持在融化狀態(tài)下。
對(duì)于連續(xù)波激光器的例子，可考慮以下任何一種諸如Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器等等的氣體激光器；諸如YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、紫翠玉激光器、Ti藍(lán)寶石激光器、Y2O3激光器等的固體激光器；諸如氦鎘激光器等的金屬蒸汽激光器。對(duì)于固體激光器，存在激光器晶體是多晶體的陶瓷激光器，例如可用于本發(fā)明的Y2O3激光器或YAG激光器。模式鎖定激光器的例子包括YVO4激光器、鈦藍(lán)寶石激光器和YAG激光器。此外，還可以使用盤(pán)形激光器。在使用盤(pán)形激光器時(shí)，由于激光器介質(zhì)的形狀是盤(pán)形狀，因此該激光器具有令人滿意的冷卻效率的特性；換句話說(shuō)，該激光器具有高能量效率和高激光質(zhì)量的特性。
此外，第一激光束503和第二激光束504可以由第一振蕩器501和第二振蕩器502在TEM00模式下振蕩。在這種情況下，對(duì)于被照射的半導(dǎo)體膜506的表面，可以提高線性射束點(diǎn)能量的均勻性。但是，按照其它模式振蕩的激光束(例如以二次諧波振蕩的激光束)也可用作第一激光束503和第二激光束504。
在由第一振蕩器501振蕩了第一激光束503之后，第一激光束503被鏡面509和V形鏡面507反射，然后入射到柱面透鏡505上。在由第二振蕩器502振蕩了第二激光束504之后，第二激光束504被鏡面508和V形鏡面507反射，然后入射到柱面透鏡505上。在光程長(zhǎng)度被鏡面507改變之后，第一激光束503和第二激光束504變成相互平行，并保持兩個(gè)激光束之間使兩者都可以進(jìn)入柱面透鏡505的距離。
由柱面透鏡505處理第一激光束503和第二激光束504，從而具有線性橫截面，并傾斜入射到襯底510的底表面上。此時(shí)，優(yōu)選第一激光束503和第二激光束504發(fā)射為使得在半導(dǎo)體膜506上相交，但是如果半導(dǎo)體膜506的相同部分將在下面描述的用于晶化半導(dǎo)體膜506的步驟中融化，則這兩個(gè)激光束可以在相互隔離的同時(shí)照射半導(dǎo)體膜。
第一激光束503和第二激光束504的傾斜方向在沿著襯底510的移動(dòng)方向的方向(沿著圖中A-B的方向)上，第二激光束504的傾斜方向與第一激光束503的傾斜方向相反。優(yōu)選第一激光束503相對(duì)于襯底510底表面的傾斜角的絕對(duì)值等于第二激光束504相對(duì)于襯底510底表面的傾斜角的絕對(duì)值。此外，還優(yōu)選第一激光束503和第二激光束504的射束點(diǎn)強(qiáng)度大致相等。
此外，對(duì)于第一激光束503和第二激光束504來(lái)說(shuō)，從振蕩器到激光束入射到半導(dǎo)體膜506的位置的光程長(zhǎng)度大致相等，但由于這兩個(gè)激光束是由不同的振蕩器振蕩的，因此當(dāng)這兩個(gè)激光束在半導(dǎo)體膜506上相交時(shí)這兩個(gè)激光束的相位是不同的。由此抑制了當(dāng)?shù)谝患す馐?03和第二激光束504在半導(dǎo)體膜506上相交時(shí)這兩個(gè)激光束之間的相互干涉。
照射半導(dǎo)體膜506的第一激光束503和第二激光束504被半導(dǎo)體膜506吸收。部分激光束入射到襯底510上，然后被襯底510的底表面510a反射。由于第一激光束503和第二激光束504中每一個(gè)都相對(duì)于襯底510的底表面510a傾斜地定向，所以反射光和入射光不重疊，并且不會(huì)發(fā)生相互干涉。
在半導(dǎo)體膜506晶化之后，激光照射裝置沿著該圖的A-B方向(即沿著第一激光束503和第二激光束504的傾斜方向)移動(dòng)安裝了襯底510的臺(tái)架(未在圖中示出)。半導(dǎo)體膜506上被第一激光束503和第二激光束504照射的部分融化，已融化部分在襯底510沿著圖中A-B方向移動(dòng)的時(shí)候沒(méi)有中斷的連續(xù)移動(dòng)。由于這樣，固態(tài)-液態(tài)界面連續(xù)移動(dòng)，而且半導(dǎo)體膜506被晶化。這些晶粒在第一激光束503和第二激光束504的掃描方向上延伸，也就是說(shuō)，在沿著圖中A-B的方向上延伸。
為了晶化半導(dǎo)體膜506的整個(gè)表面，需要重復(fù)以下移動(dòng)在激光照射裝置將襯底510從圖中的A移動(dòng)到B之后，襯底510在與圖中A-B方向正交的方向上移動(dòng)，然后再?gòu)膱D中的B移動(dòng)到A。在實(shí)施方式1中，第二激光束504的傾斜方向與第一激光束503的傾斜方向相反，并位于沿著襯底510移動(dòng)方向的方向上(在沿著圖中A-B方向的方向上)。由于這樣，當(dāng)襯底510從圖中的A移動(dòng)到B或從圖中的B移動(dòng)到A時(shí)，都由反射光、入射光和反射光按照此順序照射半導(dǎo)體膜506。由此，半導(dǎo)體膜506的晶化條件大致相等，而與襯底510的移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。具體地說(shuō)，當(dāng)?shù)谝患す馐?03的傾斜角的絕對(duì)值等于第二激光束504的傾斜角時(shí)，半導(dǎo)體膜506的晶化條件變得更為均勻。
此外，如上所述，由于第一激光束503和第二激光束504中每一個(gè)相對(duì)于襯底510的底表面傾斜地定向，反射光和入射光不會(huì)重疊，不會(huì)發(fā)生相互干涉。由此可以抑制由于反射光和入射光之間的相互干涉而產(chǎn)生的半導(dǎo)體膜506的晶化條件變化。
因此，按照本實(shí)施方式，可以抑制晶化半導(dǎo)體膜的質(zhì)量發(fā)生平面內(nèi)變化。
要注意在本實(shí)施方式中，可以通過(guò)以偶數(shù)單位(例如兩個(gè))增加另外的激光發(fā)射源來(lái)增加用于照射半導(dǎo)體膜506的激光束。在這種情況下，所增加的激光束定向?yàn)樵谂c第一激光束503和第二激光束504相同的方向上傾斜；在與第一激光束503相同的方向上發(fā)射一組增加的激光束(例如增加的激光束之一)，在與第二激光束504相同的方向上發(fā)射另一組增加的激光束(例如剩下的增加的激光束)。在增加了兩個(gè)激光發(fā)射源時(shí)，所增加的激光束的傾斜角優(yōu)選彼此相等。
實(shí)施方式2圖2是用于說(shuō)明涉及本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體膜晶化方法的圖。本實(shí)施方式2與實(shí)施方式1相同，除了激光照射裝置具有一個(gè)振蕩器，并由該振蕩器520振蕩的模式鎖定激光520a被分束器521分為兩個(gè)光束，產(chǎn)生第一激光束503和第二激光束504；以及直到第一激光束503和第二激光束504入射到柱面透鏡505上的光學(xué)系統(tǒng)。模式鎖定激光束520a的具體例子與實(shí)施方式1中給出的模式鎖定激光的例子相同。下文中，與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記表示，并因此省略對(duì)這些結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
第一激光束503和第二激光束504直到該光束入射到柱面透鏡505位置處的光程長(zhǎng)度彼此不同。具體地說(shuō)，第一激光束503在通過(guò)分束器521之后直接入射到柱面透鏡505上，而第二激光束在通過(guò)分束器521并被鏡面522、鏡面523、鏡面524每一個(gè)反射之后入射到柱面透鏡505上。第一激光束503的光程長(zhǎng)度和第二激光束504的光程長(zhǎng)度之差例如大于或等于1cm并小于或等于30m。
由于這樣，在每個(gè)光束入射到柱面透鏡505上時(shí)第一激光束503的脈沖定時(shí)(pulse timing)和第二激光束504的脈沖定時(shí)之間存在延遲。因此，可以抑制當(dāng)?shù)谝患す馐?03和第二激光束504在半導(dǎo)體膜506上相交時(shí)這兩個(gè)激光束之間的相互干涉。
與實(shí)施方式1類似，當(dāng)襯底510從圖中的A移動(dòng)到B或從圖中的B移動(dòng)到A時(shí)，由反射光、入射光和反射光按照此順序照射半導(dǎo)體膜506。由此，半導(dǎo)體膜506的晶化條件相等，而與襯底510的移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。
此外，與實(shí)施方式1一樣，由于第一激光束503和第二激光束504中的每一個(gè)相對(duì)于襯底510的底表面傾斜地定向，所以反射光和入射光不會(huì)重疊，也不會(huì)發(fā)生相互干涉。由此，可以抑制由于反射光和入射光之間的相互干涉而產(chǎn)生的半導(dǎo)體膜506的晶化條件變化。
此外，在該實(shí)施方式2中，也可以抑制晶化半導(dǎo)體膜的特性產(chǎn)生平面內(nèi)變化。要注意在本實(shí)施方式中，振蕩器520振蕩的激光束可以是CW激光束；但是光程長(zhǎng)度的差異應(yīng)當(dāng)是相干長(zhǎng)度或更大。CW激光器的具體例子與實(shí)施方式1給出的相同。
此外，在實(shí)施方式1和2中，可以使光學(xué)系統(tǒng)沿著圖中的A-B方向移動(dòng)，也就是說(shuō)，沿著第一激光束503和第二激光束504傾斜的方向，由此，第一激光束503和第二激光束504的照射位置相對(duì)于半導(dǎo)體膜506移動(dòng)。
此外，無(wú)須用第一激光束503或第二激光束504照射半導(dǎo)體膜506上不要求高結(jié)晶度的部分。可替換地，可以在不產(chǎn)生高結(jié)晶度的條件下，如增加第一激光束503和第二激光束504的掃描速度的條件下，照射該不要求高結(jié)晶度的部分。
參照?qǐng)D3A至3D、圖4A至4D、圖5A和5B、圖6A至6C、圖7A和7B、圖8A和8B、圖9A和9B、圖10A和10B、圖11A和11B、圖12和圖13A至13C說(shuō)明半導(dǎo)體器件和使用實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的發(fā)光器件的制造方法的一種模式。
首先，在襯底100上形成絕緣層101a之后，形成絕緣層101b以層疊在絕緣層101a上。優(yōu)選這樣形成絕緣層101a，使得防止雜質(zhì)從襯底100擴(kuò)散，優(yōu)選使用例如氮化硅、包含氧的氮化硅等形成絕緣層101a。此外，形成優(yōu)選絕緣層101b，作為降低了該層和在稍后步驟中形成的半導(dǎo)體膜之間的應(yīng)力差的層，并優(yōu)選使用例如氧化硅、包含微量氮的氮化硅等形成絕緣層101b。對(duì)于形成絕緣層101a和101b的方法沒(méi)有什么特殊限制，而且可使用等離子CVD方法、低壓CVD方法、濺射方法、PVD方法等中任一種形成絕緣層101a和101b。此外，對(duì)于襯底100也沒(méi)有什么特殊限制，而且除了具有諸如玻璃或石英的絕緣材料的襯底之外，還可以使用提供了絕緣層的硅襯底、不銹鋼襯底等，或者可以使用具有柔性的塑料襯底，如PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚乙烯萘烷)等等之一。此外，當(dāng)使用諸如用雜質(zhì)含量很低的石英制成的襯底時(shí)，不必形成絕緣層101a和101b(圖3A)。
接著，在絕緣層101b上形成用作TFT(薄膜晶體管)的有源層(半導(dǎo)體層106a至106c(參照?qǐng)D5A))。優(yōu)選將用作晶體管有源層的半導(dǎo)體層形成為晶體半導(dǎo)體層。下面將說(shuō)明晶體半導(dǎo)體層的制造方法。
首先，在絕緣層101b上形成包括硅、硅鍺等的半導(dǎo)體的非晶半導(dǎo)體層102a。優(yōu)選非晶半導(dǎo)體層102a的厚度為40到80nm。用于形成絕緣層101a和絕緣層101b的同一膜形成裝置可用于連續(xù)地形成絕緣層101a、絕緣層101b和非晶半導(dǎo)體層102a，也就是說(shuō)，非晶半導(dǎo)體層102a可以在形成絕緣層101a和絕緣層101b之后、在同一膜形成裝置中接著形成，而不會(huì)將絕緣層101a和絕緣層101b暴露在空氣中。如果如上所述實(shí)施這些步驟，可以防止空氣中的雜質(zhì)被結(jié)合到絕緣層101b中。
接著，用促進(jìn)晶化的金屬元素103對(duì)非晶半導(dǎo)體層102a的表面摻雜。促進(jìn)晶化的金屬元素包括鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)和金(Au)，任何一種都可以使用。在這些元素中，可以使用一種或多種，用于由該金屬元素或該金屬元素的硅化物形成薄膜的方法，如濺射方法、PVD方法、低壓CVD方法、等離子CVD方法、汽相淀積方法等，或者諸如應(yīng)用包含金屬元素的溶液的方法的方法可用于對(duì)非晶半導(dǎo)體膜102摻雜金屬元素?？商鎿Q地，可以在非晶半導(dǎo)體膜102上形成掩模，并且選擇性地增加金屬元素。
此外，優(yōu)選在摻雜金屬元素103時(shí)在非晶半導(dǎo)體層102a上形成氧化物薄膜。例如在非晶半導(dǎo)體膜102a的表面上形成1到10nm的氧化物薄膜之后，促進(jìn)晶化的金屬元素103可以保持在氧化物膜上。對(duì)用于形成該氧化物膜的方法沒(méi)有什么特殊限制，該氧化物膜可以通過(guò)用具有氧化性的溶液如臭氧水或過(guò)氧化氫溶液處理非晶半導(dǎo)體層102a的表面的方法，或者通過(guò)以紫外線照射氧氣氣氛中的氧來(lái)產(chǎn)生臭氧的方法形成。此外，對(duì)用于保持促進(jìn)晶化的金屬元素的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以通過(guò)用含有促進(jìn)晶化的金屬元素的溶液處理氧化物膜表面而將該金屬元素結(jié)合到氧化物膜中，或者通過(guò)使用濺射方法等在氧化物膜上形成包含促進(jìn)晶化的金屬元素的層或簇，來(lái)保持促進(jìn)晶化的金屬元素。對(duì)于包含促進(jìn)晶化的金屬元素的溶液，可以使用金屬鹽溶液，如鎳醋酸溶液(圖3B)。
隨后，通過(guò)快速熱退火(RTA)方法或通過(guò)使用退火爐等的熱處理來(lái)晶化半導(dǎo)體層102a，并形成包含非晶成分和晶體成分的晶體半導(dǎo)體層102b。RTA方法可以是通過(guò)照射光來(lái)加熱的燈方法或通過(guò)高溫氣體來(lái)加熱的氣體方法的RTA方法。優(yōu)選在充滿低反應(yīng)性氣體的氣氛，如在充滿氮?dú)怏w或惰性氣體的氣氛下，下執(zhí)行熱處理。此外，在使用RTA方法時(shí)，優(yōu)選熱處理溫度是600到800℃并且熱處理時(shí)間是3分鐘到9分鐘。在利用退火爐執(zhí)行熱處理時(shí)，優(yōu)選熱處理溫度是500到600℃并且熱處理時(shí)間是3小時(shí)到6小時(shí)。此外，當(dāng)大量氫包含在非晶半導(dǎo)體層102a中時(shí)，優(yōu)選在通過(guò)350到500℃的溫度下的熱處理從非晶半導(dǎo)體層102a中擠出氫從而使氫濃度小于或等于1×1020個(gè)原子/cm3之后，執(zhí)行用于晶化的熱處理。
隨后，通過(guò)實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中描述的方法再次晶化該氣氛中的晶體半導(dǎo)體層102b，并形成晶體半導(dǎo)體層102c(圖3D)。具體地說(shuō)，分別使第一激光束和第二激光束傾斜，照射晶體半導(dǎo)體層102b并相交。第一和第二激光束相對(duì)于形成了晶體半導(dǎo)體層102b的襯底100移動(dòng)，從而掃描襯底100。由于這樣，晶體半導(dǎo)體層102c的晶粒沿著掃描方向連續(xù)增大。此外，抑制了晶體半導(dǎo)體層102c的平面內(nèi)變化。而且，下面描述的TFT的溝道方向變成與晶粒連續(xù)增長(zhǎng)的方向大致相同。
接著，當(dāng)在晶體半導(dǎo)體層102c上形成包含諸如硅或硅鍺的半導(dǎo)體以及諸如氬(Ar)的惰性氣體的非晶半導(dǎo)體層104a之后，執(zhí)行熱處理(圖4A)。在此，優(yōu)選晶體半導(dǎo)體層102c和非晶半導(dǎo)體層104a之間提供1到10nm的氧化物薄膜105。該氧化物膜105可以是通過(guò)先前的激光束照射晶體半導(dǎo)體層102c而形成的氧化物膜，或者是通過(guò)在用激光束照射晶體半導(dǎo)體層102c的表面之后用臭氧水等處理該表面而形成的氧化物膜。此外，對(duì)用于形成非晶半導(dǎo)體層104a的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以使用等離子CVD方法、低壓CVD方法、濺射方法、PVD方法等。此外，優(yōu)選非晶半導(dǎo)體層104a的厚度從20到40nm。而且，當(dāng)用RTA方法進(jìn)行熱處理時(shí)，優(yōu)選熱處理溫度是600到800℃，并且熱處理時(shí)間是3分鐘到9分鐘。當(dāng)用退火爐執(zhí)行熱處理時(shí)，優(yōu)選熱處理溫度是500到600℃，并且熱處理時(shí)間是3小時(shí)到6小時(shí)。
通過(guò)加熱處理將包含在晶體半導(dǎo)體層102c中的促進(jìn)晶化的金屬元素從晶體半導(dǎo)體層102c吸收到非晶半導(dǎo)體層104a(在執(zhí)行吸收之后晶體層102c稱為晶體層102d)。此外，通過(guò)將促進(jìn)晶化的金屬元素吸收到非晶半導(dǎo)體層104a，非晶半導(dǎo)體層104a變成包含晶體成分的半導(dǎo)體層104b(圖4B)。
在執(zhí)行了吸收之后，通過(guò)蝕刻選擇性地移除半導(dǎo)體層104b。對(duì)用于蝕刻半導(dǎo)體層104b的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以用比氧化物膜105高的選擇比執(zhí)行蝕刻，具體地說(shuō)用四甲基氫氧化胺(TMAH)或諸如膽堿溶液的溶液執(zhí)行蝕刻。通過(guò)這種方式，氧化物膜105用作停止器，以防止晶體半導(dǎo)體層102d在蝕刻半導(dǎo)體膜104b時(shí)被蝕刻。當(dāng)在半導(dǎo)體層104b的表面上形成氧化物膜如天然氧化物膜時(shí)，優(yōu)選預(yù)先用包含氫氟酸的溶液移除該氧化物層，然后執(zhí)行對(duì)半導(dǎo)體層104b的蝕刻。在移除了半導(dǎo)體層104b之后，用包含氟化物等的溶液移除氧化物膜105(圖4C)。
通過(guò)上述步驟，可以獲得具有極低平均表面粗糙度的晶體半導(dǎo)體層102d(圖4D)。要注意即使半導(dǎo)體層中沒(méi)有摻雜促進(jìn)晶化的金屬元素，也可以執(zhí)行半導(dǎo)體層的晶化。在這種情況下，由于晶化后的半導(dǎo)體層中不包含金屬元素，因此不需要執(zhí)行有關(guān)吸收的步驟。
此外，晶體半導(dǎo)體層102c可以通過(guò)省略用于形成晶體半導(dǎo)體層102b的熱處理以及使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?中描述的用于晶化非晶半導(dǎo)體層102a的方法來(lái)形成。此外，可以省略摻雜金屬元素103的步驟和吸收該金屬元素103的步驟。
接著，將晶體半導(dǎo)體層102d處理為期望的形狀，并形成島形的半導(dǎo)體層106a到106c(圖5A)。對(duì)用于處理晶體半導(dǎo)體層102d的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以使用例如在晶體半導(dǎo)體層102d上形成抗蝕劑掩模然后通過(guò)蝕刻移除不必要的部分的方法。此外，對(duì)用于形成抗蝕劑掩模的方法沒(méi)有什么特殊限制，除了光刻法之外，還可以使用在象噴墨打印方法中那樣控制墨滴釋放的定時(shí)和位置的同時(shí)繪制出期望形狀的掩模的方法。此外，對(duì)蝕刻方法沒(méi)有什么特殊限制，可以使用干蝕刻方法或濕蝕刻方法執(zhí)行蝕刻。
此外，為了控制TFT的閾值電壓，可以向半導(dǎo)體層106a至106c摻入雜質(zhì)。對(duì)所使用的雜質(zhì)沒(méi)有什么特殊限制，可以采用賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)，如磷或砷，或者可以使用賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)，如硼。此外，對(duì)摻入雜質(zhì)以控制閾值電壓的定時(shí)沒(méi)有什么特殊限制，而且在形成晶體半導(dǎo)體層102d之后而在形成半導(dǎo)體層106a到106c之前添加雜質(zhì)，或者可以在形成半導(dǎo)體層106a到106c之后而在形成柵極絕緣層107的隨后步驟之前添加雜質(zhì)。此外，該步驟中的雜質(zhì)可以添加給整個(gè)半導(dǎo)體層106a到106c(或整個(gè)晶體半導(dǎo)體層102d)，或使用抗蝕劑以掩蔽一部分來(lái)添加雜質(zhì)，從而使該雜質(zhì)添加到該部分。
隨后，形成柵極絕緣層107以覆蓋半導(dǎo)體層106a到106c(圖5B)。對(duì)用于形成柵極絕緣層107的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以使用諸如等離子CVD方法、低壓CVD方法、濺射方法、PVD方法等的膜形成方法來(lái)形成柵極絕緣層107。此外，可以通過(guò)氧化每個(gè)半導(dǎo)體層106a至106c的表面來(lái)形成柵極絕緣層107。此外，可以使用氧化硅、氮化硅、包含氮的氧化硅、包含氧的氮化硅等來(lái)形成柵極絕緣層107。此外，柵極絕緣層107可以是單層的，也可以是由不同材料層疊為多層而構(gòu)成的層。
隨后，在柵極絕緣層107上形成柵電極111a至111d和電容電極111e(參見(jiàn)圖6B)。對(duì)形成柵電極的結(jié)構(gòu)或方法沒(méi)有什么特殊限制；但是下面參照?qǐng)D5B、6A和6B描述本發(fā)明采用的形成第一導(dǎo)電層和柵電極111a至111d以及由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層層疊的層組成的電容電極111e的方法。
首先，在柵極絕緣層107上形成第一導(dǎo)電層108，然后在第一導(dǎo)電層108上形成第二導(dǎo)電層109(圖5B)。優(yōu)選第一導(dǎo)電層108和第二導(dǎo)電層109分別用不同的導(dǎo)電材料形成。優(yōu)選第一導(dǎo)電層108由對(duì)柵極絕緣層107具有良好粘附的導(dǎo)電材料形成，并且優(yōu)選使用例如氮化鈦、氮化鉭、鈦、鉭等形成第一導(dǎo)電層108。此外，優(yōu)選第二導(dǎo)電層109由具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成，而且優(yōu)選使用例如鎢(W)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、包含這些金屬之一作為主要成分的合金、金屬化合物等來(lái)形成第二導(dǎo)電層109。對(duì)于該合金而言，可以是鋁和硅合金、鋁和釹合金等。此外，對(duì)于該金屬化合物而言，可以是氮化鎢等。對(duì)用于形成第一導(dǎo)電層108和第二導(dǎo)電層109的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以使用濺射方法、汽相淀積方法等。
隨后，在第二導(dǎo)電層109上形成掩模135a、掩模135b、掩模135c、掩模135d和掩模135e。然后對(duì)第一導(dǎo)電層108和第二導(dǎo)電層109進(jìn)行蝕刻，并且分別這樣形成第一導(dǎo)電層108a、第一導(dǎo)電層108b、第一導(dǎo)電層108c、第一導(dǎo)電層108d、第一導(dǎo)電層108e、第二導(dǎo)電層109a、第二導(dǎo)電層109b、第二導(dǎo)電層109c、第二導(dǎo)電層109d、第二導(dǎo)電層109e，使得每個(gè)導(dǎo)電層的側(cè)壁相對(duì)于每個(gè)導(dǎo)電層的水平表面傾斜(圖6A)。
隨后，保留掩模135a至135e，按選擇蝕刻第二導(dǎo)電層109a至109e，并形成第二導(dǎo)電層110a、第二導(dǎo)電層110b、第二導(dǎo)電層110c、第二導(dǎo)電層110d、第二導(dǎo)電層110e(圖6B)。此時(shí)，優(yōu)選這樣在高度各向異性的條件下蝕刻和處理第二導(dǎo)電層110a至110e，使得每個(gè)導(dǎo)電層的側(cè)壁垂直于每個(gè)導(dǎo)電層的水平表面。按照這種方式，移除了第二導(dǎo)電層109a至109e的側(cè)壁的傾斜部分。按照這種方式，分別在第一導(dǎo)電層108a至108e中每一個(gè)上設(shè)置第二導(dǎo)電層110a至110e，其中每一個(gè)的寬度要分別比各第一導(dǎo)電層108a至108e的寬度短，由此可以形成分別由第一導(dǎo)電層108a至108e之一和第二導(dǎo)電層110a至110e之一的組合構(gòu)成的柵電極111a至111d以及電容電極111e。
此外，在掩模135a至135e分別形成為期望形狀之后，可以通過(guò)灰化使這些掩模變得更薄?？衫眠@種掩模形成具有更微小形狀的電極，并因此可以獲得具有短溝道長(zhǎng)度的TFT。可以通過(guò)制造具有短溝道長(zhǎng)度的TFT獲得高速運(yùn)作的電路。
接著，用柵電極111a至111d和電容電極111e作掩模，添加賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，形成第一n型雜質(zhì)區(qū)112a、第一n型雜質(zhì)區(qū)112b和第一n型雜質(zhì)區(qū)112c。對(duì)賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)沒(méi)有什么特殊限制，可以使用磷、砷等。在形成第一n型雜質(zhì)區(qū)112a至112c之后，移除掩模135a至135e(圖6C)。
在移除了掩模135a至135e之后，形成用于覆蓋半導(dǎo)體層106a的掩模136a和用于覆蓋半導(dǎo)體層106c的掩模136b。用賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素對(duì)掩模136a和掩模136b、用作掩模的第一導(dǎo)電層108b和第二導(dǎo)電層110b、第二半導(dǎo)體層106b進(jìn)一步摻雜，由此在與第一導(dǎo)電層108b重疊的區(qū)域形成第二n型雜質(zhì)區(qū)113a，在不與第一導(dǎo)電層108b或第二導(dǎo)電層110b重疊的區(qū)域形成第三n型雜質(zhì)區(qū)114a(圖7A)。按照這種方式形成的第三n型雜質(zhì)區(qū)114a用作TFT的源極或漏極，或具有將TFT與電容器連接的功能。具有與第三n型雜質(zhì)區(qū)114a相同的導(dǎo)電類型但濃度低于第三n型雜質(zhì)區(qū)114a的第二n型雜質(zhì)區(qū)113a形成在用作源極或漏極的第三n型雜質(zhì)區(qū)114a和與柵電極111b重疊的溝道形成區(qū)115a之間，由此可以獲得對(duì)熱載流子惡化具有良好阻抗的n溝道TFT 152。此外，被第二n型雜質(zhì)區(qū)113a夾在中間的區(qū)域用作溝道形成區(qū)115a。
此外，如圖13A至13C所示，第一n型雜質(zhì)區(qū)112d的不與柵電極重疊的部分可以被掩模136c覆蓋。如果如上所述執(zhí)行該過(guò)程，具有與第三n型雜質(zhì)區(qū)114b和114c相同的導(dǎo)電類型但濃度低于第三n型雜質(zhì)區(qū)114b和114c的第二n型雜質(zhì)區(qū)113b形成在各自用作源極或漏極的第三n型雜質(zhì)區(qū)114b、114c和與柵電極111f、111g重疊的溝道形成區(qū)115b、115c之間。通過(guò)這種方式，可以獲得能降低泄漏電流的n溝道TFT 155。要注意TFT 155的柵電極111f和柵電極111g相互電連接，從而在相同的定時(shí)向這兩個(gè)柵電極施加相同的電壓。也就是說(shuō)，TFT 155是具有兩個(gè)溝道形成區(qū)115b和115c的雙柵極TFT。
隨后，如圖7B所示，在移除了掩模136a和136b之后，形成用于覆蓋半導(dǎo)體層106b的掩模137。接著，用掩模137和第二半導(dǎo)體層110a、110c至110e作掩模，用賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素對(duì)半導(dǎo)體層106a、106c摻雜，在不與第一導(dǎo)電層108a、108c至108e重疊的區(qū)域形成第二p型雜質(zhì)區(qū)117a、117b、117c，同時(shí)在與第一導(dǎo)電層108a、108c至108e中每一個(gè)導(dǎo)電層重疊的區(qū)域形成第一p型雜質(zhì)區(qū)116a、116b。按照這種方式提供的第二p型雜質(zhì)區(qū)117a、117b、117c成為T(mén)FT的源極或漏極，或具有將TFT與電容器連接的功能。
以這種方式，可以獲得p溝道TFT 151、153以及電容器154(參照?qǐng)D8A)。要注意被TFT 151的第一p型雜質(zhì)區(qū)116a夾在中間的區(qū)域用作溝道形成區(qū)118a。此外，TFT 153的柵電極111c和柵電極111d相互電連接，使得在相同的定時(shí)向這兩個(gè)柵電極施加相同的電壓，使TFT 153成為具有兩個(gè)溝道形成區(qū)118b和118c的雙柵極TFT。此外，對(duì)于添加賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素的步驟，為了添加濃度高于包含在事先形成的第一n型雜質(zhì)區(qū)112a和112c中的雜質(zhì)元素的賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，消除n型導(dǎo)電性。
接著，移除掩模137。按如上所述執(zhí)行該過(guò)程，可以制造包括用于像素部分161的TFT 153和電容器154以及用于驅(qū)動(dòng)電路部分162的TFT 151、152的半導(dǎo)體器件(圖8A)。除了像素部分161和驅(qū)動(dòng)電路部分162，該半導(dǎo)體器件還具有端子部分163，其在下面描述的用于輸入外部信號(hào)的步驟中形成。此外，對(duì)TFT的結(jié)構(gòu)沒(méi)有什么特殊限制，例如，TFT可以是多柵極TFT，其具有半導(dǎo)體層被夾在兩個(gè)柵電極之間的結(jié)構(gòu)；或者TFT還可以是單漏極TFT，其中用作源極或漏極的雜質(zhì)區(qū)與溝道形成區(qū)相鄰(在該雜質(zhì)區(qū)和溝道形成區(qū)之間不包括濃度低于用作源極或漏極的雜質(zhì)區(qū)的區(qū)域)。
TFT 151和152的溝道形成區(qū)118a和115a以及TFT 153的溝道形成區(qū)118b、118c中每一個(gè)的溝道方向都設(shè)置在與晶體半導(dǎo)體層的晶粒延伸的方向大致相同的方向上。為此，很難包括溝道形成區(qū)115a、118a、118b、118c中每一個(gè)溝道形成區(qū)的晶粒界面，并且針對(duì)載流子如電子或空穴的能障變低。因此，TFT 151、152、153的遷移率變成例如幾百cm2/(V·s)。此外，由于可以抑制晶體半導(dǎo)體層的平面內(nèi)變化，因此可以抑制TFT的特性發(fā)生變化。
隨后，按順序形成第一層間絕緣層119a、119b、119c以覆蓋TFT 151、152、153和電容器154(圖8B)。第一層間絕緣層119a可以用諸如氧化硅或氮化硅的絕緣體形成。在此，在氧化硅和氮化硅中可以分別包含氮和氧。此外，除了由諸如氧化硅或氮化硅等無(wú)機(jī)絕緣體形成之外，第一層間絕緣層119a可以用從諸如丙烯或聚酰亞胺的有機(jī)絕緣體中選擇的一種或兩種或更多種的化合物、包括用基于硅氧烷的材料作為開(kāi)始材料而形成的Si-O-Si組合的絕緣膜等等來(lái)形成。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)可以用硅(Si)和氧(O)的組合形成。取代基是至少包含氫的有機(jī)基團(tuán)(例如丙烯基或芳香簇?zé)N)。取代基可以是氟基?？商鎿Q地，至少包含氫的有機(jī)基團(tuán)和氟基可以用作取代基。第一層間絕緣膜的材料相同。
此外，對(duì)用于形成第一層間絕緣層119a、119b、119c的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以用等離子CVD方法、低壓CVD方法、濺射方法、PVD方法等作為形成第一層間絕緣層119a、119b、119c的方法。此外，本實(shí)施例的第一層間絕緣層是多層的，由119a、119b、119c三層層疊而成；但是對(duì)于第一層間絕緣層的疊層的數(shù)量沒(méi)有什么特殊限制，第一層間絕緣層可以是單層的或具有兩個(gè)或更多個(gè)層的多層。
此外，優(yōu)選第一層間絕緣層119a、119b、119c中至少一個(gè)是包含氫的絕緣層。對(duì)于包含氫的絕緣層，給出了由用等離子CVD方法采用SiH4氣體、NH3氣體、N2O氣體或H2氣體作為源氣體而形成的氮化硅構(gòu)成的層。除了氫之外，在如上所述形成的氮化硅中也可以包含氧。第一層間絕緣層119a、119b、119c中至少一個(gè)是包含氫的絕緣層，由此可以進(jìn)行用于終止包含在半導(dǎo)體膜106a至106c的自由鍵的氫化作用，其中氫包含在該絕緣層中。因此，不需要在例如爐內(nèi)的充入氫氣的氣氛中執(zhí)行氫化作用，從而氫化作用變得簡(jiǎn)單易行。此外，當(dāng)用包含氫的氮化硅作第一層間絕緣層時(shí)，優(yōu)選由氧化硅或包含氮的氧化硅形成的層夾在由包含氫的氮化硅形成的層和TFT之間。當(dāng)就像本實(shí)施例那樣，第一層間絕緣層由119a、119b、119c三層構(gòu)成時(shí)，優(yōu)選第一層間絕緣層119a由氧化硅或包含氮的氧化硅形成，第一層間絕緣層119b由包含氫的氮化硅形成(可能還包括氧)，第一層間絕緣層119c由氧化硅或包含氮的氧化硅形成。如果從發(fā)光元件發(fā)射并通過(guò)第一層間絕緣層119a、119b、119c的光出射到例如外部，則第一層間絕緣層119a、119b、119c可以用于光程長(zhǎng)度調(diào)整，以調(diào)整所發(fā)射的光的光程長(zhǎng)度。
此外，在第一層間絕緣層119a、119b、119c中任何一個(gè)形成之前或在形成之后，優(yōu)選執(zhí)行用于激活先前摻入的、賦予n型或p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素的處理。對(duì)使用的處理方法沒(méi)有什么特殊限制，該處理可以利用退火爐或使用RTA方法或激光照射來(lái)執(zhí)行。
接著，在第一層間絕緣層119a、119b、119c中形成到達(dá)半導(dǎo)體層106a至106c的開(kāi)口。此外，在形成覆蓋該開(kāi)口和層間絕緣層119c的導(dǎo)電層之后，將該導(dǎo)電層處理為期望的形狀，在像素部分161中形成布線120f和120g，在驅(qū)動(dòng)電路部分162中形成布線120b至120e，在端子部分163中形成布線120a(圖9A)。
對(duì)用于形成該開(kāi)口的方法沒(méi)有什么特殊限制，并且在利用抗蝕劑等在層間絕緣層119c上形成掩模之后，可以通過(guò)蝕刻第一層間絕緣層119a、119b、119c形成該開(kāi)口。對(duì)這里用于蝕刻的方法沒(méi)有什么特殊限制，可以使用濕蝕刻方法或干蝕刻方法。
此外，導(dǎo)電層可以是單層或多層，但優(yōu)選至少一層是由具有高導(dǎo)電性的金屬如鋁或銅形成，或者由合金如鋁和釹等的合金形成。在此，鋁可以包含硅。此外，當(dāng)導(dǎo)電層是多層時(shí)，優(yōu)選提供為將由具有高導(dǎo)電性的金屬形成的層夾在中間而形成的、諸如氮化鈦或氮化鉭的金屬氮化物的層。而且，形成為用作連接器以電連接在另一層中形成的布線或電極的導(dǎo)電層包括在布線120a至120g中。
隨后，形成第二層間絕緣層121以覆蓋布線120a至120g(圖9B)。第二層間絕緣層121可以由諸如氧化硅或氮化硅的絕緣體形成。在此，氧化硅和氮化硅各自可以分別包含氮和氧。此外，除了由諸如氧化硅、氮化硅等無(wú)機(jī)絕緣體形成之外，第二層間絕緣層121可以用從諸如丙烯或聚酰亞胺、硅氧烷等有機(jī)絕緣體中選擇的一種或兩種或更多種的化合物形成。此外，對(duì)用于形成第二層間絕緣層121的方法沒(méi)有什么特殊限制，第二層間絕緣層121可以用諸如等離子CVD方法、低壓CVD方法、濺射方法、PVD方法等膜形成方法形成。此外，本實(shí)施例中的第二層間絕緣層121是單層的，但第二層間絕緣層121不限于單層，可以使具有兩層或多層的多個(gè)層。
隨后，提供穿過(guò)第二層間絕緣層121并到達(dá)布線120f的開(kāi)口，選擇性地蝕刻第二層間絕緣層121以暴露布線120a。當(dāng)在第二層間絕緣層121上形成由抗蝕劑等形成的掩模之后，可以通過(guò)濕蝕刻方法或干蝕刻方法等執(zhí)行蝕刻。
接著，在第二層間絕緣層121上形成發(fā)光元件的電極122(圖10A)。對(duì)用于形成發(fā)光元件的電極122的材料沒(méi)有什么特殊限制，發(fā)光元件的電極122可以由諸如氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋅的氧化物半導(dǎo)體或諸如鋁、金或鉑的導(dǎo)體形成。對(duì)用于形成發(fā)光元件的電極122的方法沒(méi)有什么特殊限制，例如，當(dāng)在第二層間絕緣層121上形成的、用氧化物半導(dǎo)體或?qū)w形成的層上形成由抗蝕劑等形成的掩模之后，對(duì)利用氧化物半導(dǎo)體或?qū)w形成的層進(jìn)行蝕刻，并將該層處理為期望的形狀。
隨后，形成絕緣層123以覆蓋發(fā)光元件的電極端122(圖10B)。絕緣層123可以由諸如氧化硅、氮化硅等無(wú)機(jī)絕緣體、諸如丙烯、聚酰亞胺、抗蝕劑等有機(jī)絕緣體或硅氧烷等形成，并且優(yōu)選可使用上述列出的光敏樹(shù)脂如光敏丙烯、光敏聚酰亞胺或抗蝕劑來(lái)形成絕緣層123。通過(guò)利用光刻法，可以將使用光敏樹(shù)脂的絕緣層123形成為期望的形狀，即具有圓形邊緣的形狀；由此可以減小發(fā)光元件的變差。此外，由于在布線120a上沒(méi)有形成絕緣層123，因此布線120a保持被暴露。
隨后，在發(fā)光元件的電極122和絕緣層123上形成發(fā)光層124(圖11A)。發(fā)光層124可以由有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料中任何一種形成，或者也可以由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料一起形成。此外，發(fā)光層124可以是單層，或者也可以是由包含呈現(xiàn)出期望波長(zhǎng)的光的材料(發(fā)光材料)的層以及空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴注入層、電子注入層等構(gòu)成的多層。此外，當(dāng)發(fā)光層是多層時(shí)，在發(fā)光器件的電極122上設(shè)置了由具有高導(dǎo)電性的有機(jī)材料如PEDOT等形成的層、混合了具有高空穴傳輸性能的材料和相對(duì)于上述材料具有電子接受特性的材料的層、或者混合了具有高電子傳輸性能的材料和相對(duì)于上述材料具有高電子施與特性的材料的層中任一個(gè)之后，優(yōu)選形成其它層，如包含發(fā)光材料的層、空穴傳輸層、電子傳輸層等。由于即使由具有高導(dǎo)電性的有機(jī)材料如PEDOT(聚乙烯二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene))等形成的層、混合了具有高空穴傳輸性能的材料和相對(duì)于上述材料具有電子接受特性的材料的層、或者混合了具有高電子傳輸性能的材料和相對(duì)于上述材料具有高電子施與特性的材料的層很厚，也難以增加發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓，因此降低了發(fā)光器件的電極122表面的不平，并且可以防止發(fā)光器件的電極之間的短路。此外，發(fā)光材料可以通過(guò)熒光或磷光而發(fā)射光。
此外，可以這樣形成發(fā)光層124，使得對(duì)每種顏色都存在不同的發(fā)光元件，或者可以這樣形成發(fā)光層124，使得在整個(gè)一層上呈現(xiàn)相同的發(fā)光顏色。當(dāng)呈現(xiàn)相同的發(fā)光顏色時(shí)，發(fā)光層124可以與濾色器等組合，以使從發(fā)光器件向外發(fā)射的光對(duì)每個(gè)像素有不同的顏色。
隨后，在發(fā)光層124上形成發(fā)光元件的電極125(圖11A)。對(duì)用于形成發(fā)光元件的電極125的材料沒(méi)有什么特殊限制，可以由諸如氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋅的氧化物半導(dǎo)體或諸如鋁、金或鉑的導(dǎo)體形成發(fā)光元件的電極125。優(yōu)選發(fā)光元件的電極122或發(fā)光元件的電極125中至少一個(gè)由諸如氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋅等透明導(dǎo)體形成，從而可以傳送從發(fā)光層124發(fā)射的光。
隨后，利用密封劑127將襯底100和襯底126彼此附接，從而將先前形成的TFT和發(fā)光元件封裝起來(lái)。如圖12所示，可以在襯底126上設(shè)置光屏蔽層131和濾色器132。此外，由襯底100和襯底126密封的內(nèi)部部分128可以用惰性氣體如氮?dú)饣驓鍤馓畛?，或者用?shù)脂材料等填充。在用于填充該內(nèi)部部分128的樹(shù)脂材料中可以包含干燥劑。
隨后，使用導(dǎo)電粘合劑129來(lái)連接FPC(柔性印刷電路)130或布線120a(圖11B和圖12)。
如果執(zhí)行上述過(guò)程，則可以制造發(fā)光器件。如上所述，該發(fā)光器件的TFT的溝道方向與晶體半導(dǎo)體層102c的晶粒延伸的方向大致相同。由于這樣，TFT的遷移率增加。此外，由于可以抑制晶體半導(dǎo)體層102c的平面內(nèi)變化，因此也可以抑制TFT的特性發(fā)生變化。
因此，改善了發(fā)光器件的響應(yīng)特性，并且可以抑制發(fā)光質(zhì)量發(fā)生平面內(nèi)變化。此外，在本實(shí)施例中描述了形成發(fā)光器件的方法；但是如果適當(dāng)改變用于形成發(fā)光元件的電極122的步驟之后的步驟和電路配置，則還可以制造液晶裝置等。
下面參照?qǐng)D14的頂視圖描述由實(shí)施例1中描述的制造方法制造的發(fā)光器件的像素部分的一種模式。
沿著圖14的虛線A-A’的橫截面對(duì)應(yīng)于圖10B中像素部分161的橫截面視圖。在圖14中，未示出覆蓋發(fā)光元件的電極122的末端部分的絕緣層123；但實(shí)際上提供了該絕緣層。如圖14所示，半導(dǎo)體層211a與包括用作柵電極和電容器電極的區(qū)域的第一導(dǎo)電層212a重疊，并且提供了對(duì)應(yīng)于圖10B中TFT 153的TFT 201和對(duì)應(yīng)于電容器154的電容器202。
第一導(dǎo)電層212a通過(guò)第二導(dǎo)電層213與發(fā)光元件的電極207(對(duì)應(yīng)于圖10B的發(fā)光元件的電極122)連接。此外，柵極線204形成在與第一導(dǎo)電層212a相同的層中。此外，提供源極線205和電流供應(yīng)線206，從而與柵極線204相交。源極線205與包括半導(dǎo)體層211b和第三導(dǎo)電層212b中每一個(gè)的TFT 203的源極連接。要注意第三導(dǎo)電層212b與柵極線204和第一導(dǎo)電層212a位于相同的層中，并與柵極線204連接。
此外，柵極線204的部分提供為用作TFT 203的柵電極。電流供應(yīng)線206與半導(dǎo)體層211a連接，從而在TFT 201接通時(shí)向發(fā)光元件提供電流。要注意在該實(shí)施例中，與半導(dǎo)體層211b和第一導(dǎo)電層212a之間的連接情況一樣，組件也可以通過(guò)另一導(dǎo)電層(在該實(shí)施例中是第四導(dǎo)電層214)相互電連接。此外，在本實(shí)施例中，用作電容器202電極的第一導(dǎo)電層212a的那一部分具有不平的鋸齒形狀。通過(guò)將該部分形成為這種形狀，容易在電容器202中積累電荷。
TFT 201和203、電容器202、柵極線204、源極線205和電流供應(yīng)線206如圖15所示連接，該圖是電路圖。要注意發(fā)光元件208包括圖14的發(fā)光元件的電極207。發(fā)光元件208是二極管類型的元件。當(dāng)與發(fā)光元件208串聯(lián)連接的TFT 201在本實(shí)施例中是p溝道TFT時(shí)，該發(fā)光元件的電極207用作陽(yáng)極。另一方面，當(dāng)TFT 201是n溝道TFT時(shí)，發(fā)光元件208的電極207用作陰極。
在本發(fā)明的發(fā)光器件的像素部分，以矩陣形式提供通過(guò)圖15所示的電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)發(fā)光元件。用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的電路不限于圖15所示的電路，例如還可以使用具有提供了擦除TFT的配置的電路等，該擦除TFT擦除線和擦除操作以強(qiáng)制性地擦除輸入信號(hào)。
在該實(shí)施例中，參照?qǐng)D16A至16E說(shuō)明利用實(shí)施例1或2所述結(jié)構(gòu)的電子器件。
如圖16A所示的電視包括主體8001、顯示部分8002等。顯示部分8002具有在實(shí)施例1或2所述的顯示裝置。在該顯示裝置中，抑制了用于驅(qū)動(dòng)像素的TFT的特性變化。因此可以提供一種抑制了顯示變化的電視。
圖16B所示的信息終端裝置包括主體8101、顯示部分8102等。顯示部分8102具有實(shí)施例1或2所述的顯示裝置。在該顯示裝置中，抑制了用于驅(qū)動(dòng)像素的TFT的特性變化。因此，可以提供一種抑制了顯示變化的信息終端裝置。
圖16C所示的攝像機(jī)包括主體8201、顯示部分8202等。顯示部分8202具有實(shí)施例1或2所述的顯示裝置。在該顯示裝置中，抑制了用于驅(qū)動(dòng)像素的TFT的特性變化。因此，可以提供一種抑制了顯示變化的攝像機(jī)。
圖16D所示的電話包括主體8301、顯示部分8302等。顯示部分8302具有實(shí)施例1或2所述的顯示裝置。在該顯示裝置中，抑制了用于驅(qū)動(dòng)像素的TFT的特性變化。因此，可以提供一種抑制了顯示變化的電話。
圖16E所示的便攜式電視包括主體8401、顯示部分8402等。顯示部分8402具有實(shí)施例1或2所述的顯示裝置。在該顯示裝置中，抑制了用于驅(qū)動(dòng)像素的TFT的特性變化。因此，可以提供一種抑制了顯示變化的便攜式電視。此外，本發(fā)明的發(fā)光器件可以廣泛應(yīng)用于各種電視，如集成在諸如蜂窩電話手持機(jī)的便攜式終端中的小型電視、便攜式的中等尺寸電視和大尺寸電視(例如具有40英寸或更大尺寸的電視)。
要注意實(shí)施例3中的電子器件不限于圖16A至16E所示的電子器件，并且可以包括各種電子器件，其包括在顯示部分等中具有TFT的顯示裝置。
下面參照?qǐng)D17A至17C、圖18A和18B、圖19A和19B、圖20A和20B、圖21A和21B的橫截面視圖以及圖22A和22B的頂視圖描述用于制造實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的方法。
首先，在襯底50的一個(gè)表面上形成絕緣層51(參見(jiàn)圖17A)。接著在該絕緣層51上形成剝離層52。然后在剝離層52上形成絕緣層53。
襯底50是具有絕緣表面的襯底，而且例如是玻璃襯底、塑料襯底、石英襯底等。作為襯底50，優(yōu)選使用玻璃襯底或塑料襯底。這是因?yàn)榭梢匀菀椎刂圃靷?cè)面長(zhǎng)度為1米或更大和/或具有諸如正方形的期望形狀的玻璃襯底或塑料襯底。因此，當(dāng)使用具有正方形形狀并具有長(zhǎng)度為1米或更大的側(cè)面的玻璃襯底或塑料襯底時(shí)，可以大大提高生產(chǎn)率。這較使用具有直徑最大為30厘米的圓形形狀的硅襯底情況而言是很大的優(yōu)勢(shì)。
絕緣層51和53通過(guò)汽相淀積方法(CVD方法)、濺射方法等利用硅的氧化物或氮化物、包含氮的硅的氧化物、包含氧的硅的氮化物等形成。絕緣層51防止雜質(zhì)元素從襯底50進(jìn)入上面的層中。但是，如果不需要就不必形成絕緣層51。
剝離層52通過(guò)濺射方法等形成為單層或多層，包含從鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、硅(Si)等中選擇的元素或包含上述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料。要注意包含硅的層可以具有非晶、微晶或多晶結(jié)構(gòu)中的任一種。
當(dāng)剝離層52具有單層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選可以形成包含以下任一種的層鎢、鉬、鎢和鉬的混合物、鎢的氧化物、鎢的氧氮化物、鎢的氮化物氧化物、鉬的氧化物、鉬的氧氮化物、鉬的氮化物氧化物、鎢和鉬的混合物的氧化物、鎢和鉬的混合物的氧氮化物、鎢和鉬的混合物的氮化物氧化物。
當(dāng)剝離層52具有多層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選可以形成包含鎢、鉬、鎢和鉬的混合物中任一種的層作為第一層。作為第二層，優(yōu)選可以形成包含鎢的氧化物、鉬的氧化物、鎢和鉬的混合物的氧化物、鎢的氧氮化物、鉬的氧氮化物、鎢和鉬的混合物的氧氮化物中任一種的層。在這種情況下，可以通過(guò)對(duì)第一層的表面執(zhí)行等離子處理或氮/氧等離子處理來(lái)形成第二層。
當(dāng)形成鎢和鎢的氧化物的多層結(jié)構(gòu)作為剝離層52時(shí)，可以首先形成包含鎢的層作為剝離層52，然后在該層上形成包含硅的氧化物的層作為絕緣層53，從而在包含鎢的層和包含硅的氧化物的層之間的界面上形成包含鎢的氧化物的層。同樣的情況可應(yīng)用于形成包含鎢的氮化物、鎢的氧氮化物或鎢的氮化物氧化物等的層的情況；在形成包含鎢的層之后，可以在該層之上形成包含硅的氮化物的層、包含氧的氮化硅層、或包含氮的氧化硅層。
隨后，在絕緣層53上形成多個(gè)TFT 54。每個(gè)TFT 54包括島形的半導(dǎo)體層90、柵極絕緣層(也簡(jiǎn)稱為絕緣層)55、第一導(dǎo)電層91、作為柵極的第二導(dǎo)電層92(也稱為柵電極)。半導(dǎo)體層90包括用作源極或漏極的雜質(zhì)區(qū)93和94，以及溝道形成區(qū)95。雜質(zhì)區(qū)93和94摻入了賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(如磷(P)或砷(As))或賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(如硼(B))。雜質(zhì)區(qū)94是LDD(輕摻雜漏極)區(qū)。
島形半導(dǎo)體層90通過(guò)類似于例如用于形成實(shí)施例1的島形半導(dǎo)體層106a至106c的方法來(lái)形成。因此，島形半導(dǎo)體層90中的晶粒在溝道方向上生長(zhǎng)，而且?guī)缀鯖](méi)有晶粒界面包含在溝道形成區(qū)95中，這降低了針對(duì)諸如電子和空穴的載流子的能障。因此，TFT 54的遷移率變成例如幾百cm2/(V·s)。此外，抑制了半導(dǎo)體層90的變化，并且可以抑制TFT 54的特性發(fā)生變化。
多個(gè)TFT 54中每一個(gè)都可以是頂部柵極結(jié)構(gòu)或底部柵極結(jié)構(gòu)，在頂部柵極結(jié)構(gòu)中，柵極絕緣層55設(shè)置在半導(dǎo)體層90之上，第一導(dǎo)電層91設(shè)置在柵極絕緣層55之上，第二導(dǎo)電層92設(shè)置在第一導(dǎo)電層91之上；在底部柵極結(jié)構(gòu)中，柵極絕緣層55設(shè)置在第二導(dǎo)電層92之上，半導(dǎo)體層90設(shè)置在柵極絕緣層55之上。此外，所述多個(gè)TFT 54中的一個(gè)或多個(gè)中的每一個(gè)可以是多柵極TFT，其中設(shè)置了兩個(gè)或更多個(gè)柵電極以及兩個(gè)或更多個(gè)溝道形成區(qū)。
盡管在此只有多個(gè)TFT 54形成在襯底50上，本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)半導(dǎo)體器件的應(yīng)用適當(dāng)?shù)卣{(diào)整設(shè)置在襯底50上的元件。例如，在形成具有在不接觸的情況下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能的半導(dǎo)體器件的情況下，可以在襯底50上只形成多個(gè)TFT或多個(gè)TFT和用作天線的導(dǎo)電層。此外，在形成具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能的半導(dǎo)體器件的情況下，可以在襯底50上形成多個(gè)TFT和存儲(chǔ)元件(例如晶體管或存儲(chǔ)晶體管)。此外，在形成具有用于控制電路、產(chǎn)生信號(hào)等功能的半導(dǎo)體器件(例如CPU或信號(hào)產(chǎn)生電路)的情況下，可以在襯底50上形成TFT。此外，如果需要，還可以形成其它元件，如電阻器或電容器。
然后，在多個(gè)TFT 54上形成絕緣層56和57。該絕緣層56和57通過(guò)汽相淀積方法、濺射方法、SOG(玻璃上旋涂(Spin OnGlass))方法、墨滴釋放方法(如噴墨方法)等，利用硅的氧化物、硅的氮化物、聚酰亞胺、丙烯酸(acrylic)、包含利用含有基于硅氧烷的材料作為開(kāi)始材料形成的Si-O-Si鍵的絕緣膜(下面稱為基于硅氧烷的絕緣膜)、唑樹(shù)脂等形成。唑樹(shù)脂是例如光敏聚苯并唑。唑樹(shù)脂的相對(duì)介電常數(shù)(約為2.9)低于聚酰亞胺等的相對(duì)介電常數(shù)(約為3.2到3.4)，可用于抑制寄生電容的產(chǎn)生和執(zhí)行高速操作。
在上述結(jié)構(gòu)中，在該多個(gè)TFT 54上形成兩個(gè)絕緣層(絕緣層56和57)；但是，本發(fā)明不限于此。對(duì)設(shè)置在該多個(gè)TFT 54上的絕緣層個(gè)數(shù)沒(méi)有什么特殊限制。
然后，在柵極絕緣層55和絕緣層56、57中形成開(kāi)口，并且形成分別與該多個(gè)TFT 54中每一個(gè)的源極(也稱為源極區(qū)或源電極)或漏極(也稱為漏極區(qū)或漏電極)連接的導(dǎo)電層59至64(參見(jiàn)圖17A)。導(dǎo)電層59至64設(shè)置在同一層中。此外，每個(gè)導(dǎo)電層59至64都是源極或漏極布線。從外部提供的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電層59至64供應(yīng)給該多個(gè)TFT 54。
通過(guò)濺射方法等，導(dǎo)電層59至64形成為以下元素的單層或多層從鈦、鎢、鉻、鋁、鉭、鎳、鋯、鉿、釩、銥、鈮、鉛、鉑、鉬、鈷、銠等中選擇的元素；包含該元素作為其主要成分的合金；或者包含該元素作為其主要成份的氧化物或氮化物的化合物材料。作為多層結(jié)構(gòu)導(dǎo)電層59至64的例子，有鈦、鋁和鈦的三層結(jié)構(gòu)，鈦、氮化鈦、鋁、鈦、氮化鈦的五層結(jié)構(gòu)，鈦、氮化鈦、摻入硅的鋁、鈦、氮化鈦的五層結(jié)構(gòu)等。
接著在導(dǎo)電層59上形成導(dǎo)電層66(參考圖17B)。通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法、墨滴釋放方法等形成包含金、銀或銅的層作為導(dǎo)電層66。優(yōu)選地，可以使用包含銀的細(xì)顆粒的糊劑(一種混合了銀的細(xì)顆粒和樹(shù)脂的材料)通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法形成導(dǎo)電層66。這是因?yàn)槭褂媒z網(wǎng)印刷方法可以減少制造時(shí)間和裝置成本。此外，使用銀是因?yàn)槠渥杩购艿汀?br> 然后，用可以融化導(dǎo)電層66和59之一或兩者的激光束執(zhí)行激光束照射。盡管在執(zhí)行激光束照射之前導(dǎo)電層66和59部分地相互接觸，但是可以通過(guò)激光束照射增加導(dǎo)電層66和59相互接觸部分的尺寸。因此，可以獲得導(dǎo)電層66和59之間更為可靠的電連接；因此可提高可靠性。作為在此使用的激光束，如果根據(jù)所使用的介質(zhì)來(lái)分類，有氣體激光器、液體激光器和固態(tài)激光器；如果根據(jù)振蕩特性來(lái)分類，有自由電子激光器、半導(dǎo)體激光器、X射線激光器；然而，任何激光器都可用在本發(fā)明中。優(yōu)選地，使用氣體激光器或固態(tài)激光器，更為有利地，使用固態(tài)激光器。此外，可以使用連續(xù)波激光束或脈沖激光束。
接著，在絕緣層57和導(dǎo)電層59至64上有選擇地形成絕緣層68(圖17C)。絕緣層68具有開(kāi)口69。導(dǎo)電層66通過(guò)開(kāi)口69暴露。
要注意開(kāi)口69優(yōu)選具有不使導(dǎo)電層66的表面完全暴露的形狀，而是具有使導(dǎo)電層66的表面部分暴露的形狀。具體地說(shuō)，開(kāi)口69優(yōu)選具有使導(dǎo)電層66的中心部分暴露的形狀。這是為了在后面的步驟中準(zhǔn)確地實(shí)施轉(zhuǎn)移。如果開(kāi)口69形成為使導(dǎo)電層66的一整個(gè)表面暴露，則可能形成既未提供導(dǎo)電層66又未提供絕緣層68的區(qū)域。在后面的轉(zhuǎn)移步驟中，通過(guò)絕緣層68和襯底88之間的粘附來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)移；因此，當(dāng)存在既未提供導(dǎo)電層66又未提供絕緣層68的區(qū)域時(shí)，在某些情況下不能準(zhǔn)確地實(shí)行轉(zhuǎn)移。然而，在上述步驟中，選擇性地設(shè)置絕緣層68，使得暴露導(dǎo)電層66的中心部分。因此不存在既未提供導(dǎo)電層66又未提供絕緣層68的區(qū)域；從而可以準(zhǔn)確地執(zhí)行轉(zhuǎn)移。
絕緣層68用絕緣樹(shù)脂形成，如厚度為5到200μm優(yōu)選為15到35μm的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂。此外，絕緣層68通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法、墨滴釋放方法等均勻地形成。優(yōu)選地，使用絲網(wǎng)印刷方法。這是因?yàn)槭褂媒z網(wǎng)印刷方法可以減少制造時(shí)間和裝置成本。然后，在需要時(shí)執(zhí)行熱處理。
接著，形成開(kāi)口71使得暴露至少一部分剝離層52(參照?qǐng)D18A)。為了使處理時(shí)間較短，優(yōu)選通過(guò)激光束照射來(lái)執(zhí)行該步驟。用激光束照射襯底50、絕緣層51、剝離層52、絕緣層53、柵極絕緣層55、絕緣層56、57、68。絕緣層68的表面首先被激光束照射。形成開(kāi)口71以暴露至少一部分剝離層52。因此，開(kāi)口71至少設(shè)置在柵極絕緣層55和絕緣層56、57、58中。圖中示出的該結(jié)構(gòu)是激光束直到絕緣層51的情況，并且將絕緣層51和53、柵極絕緣層55和絕緣層56、57、68分段。注意，激光束可以直到襯底50。
在上述用激光束照射的步驟中，使用燒蝕處理。在燒蝕處理中，利用了在被激光束照射的部分中(也就是已經(jīng)吸收了激光束的部分中)的分子鍵被切斷、光分解和蒸發(fā)的現(xiàn)象。換句話說(shuō)，在絕緣層51、剝離層52、絕緣層53、柵極絕緣層55和絕緣層56、57、68的特定部分中的分子鍵被激光束照射切斷、光分解和蒸發(fā)，由此形成開(kāi)口71。
此外，作為激光器，優(yōu)選使用波長(zhǎng)為150到380nm的固態(tài)激光器，其處于紫外線范圍。更為優(yōu)選地，使用波長(zhǎng)為150到380nm的Nd:YVO4激光器。這是因?yàn)閷?duì)于波長(zhǎng)為150到380nm的Nd:YVO4激光器來(lái)說(shuō)，與其它諧波的激光器發(fā)射的光相比，該光很容易被襯底吸收，而且可以進(jìn)行燒蝕處理。此外，處理過(guò)的部分的外圍不會(huì)受到影響，而且可處理性很好。
接著，在絕緣層68上設(shè)置襯底88(參照?qǐng)D18B)。襯底88是絕緣層72和粘附層83層疊起來(lái)的熱剝離襯底。粘附層83是通過(guò)熱處理減小其粘附性的層，這是例如由使用在加熱時(shí)熱塑性粘合劑的軟化的材料形成的層、由混合了通過(guò)加熱膨脹的微膠囊或發(fā)泡劑的材料形成的層、由其中對(duì)熱硬化性樹(shù)脂給予熱溶性或熱分解屬性的材料形成的層、或利用由于濕氣的滲透造成的界面強(qiáng)度退化或吸收水的樹(shù)脂因劣化而導(dǎo)致的膨脹的層。
接著，利用襯底88，從襯底50分離出包含多個(gè)TFT 54的疊層(參照?qǐng)D19A)。包含多個(gè)TFT 54的疊層與襯底50的分離或者在剝離層52內(nèi)部進(jìn)行，或者在剝離層52與絕緣層53之間的界面處進(jìn)行。該圖中示出的結(jié)構(gòu)是所述分離在剝離層52與絕緣層53之間的界面處進(jìn)行的情況。以這種方式，分離步驟可以很容易地在短時(shí)間內(nèi)利用襯底88來(lái)進(jìn)行。要注意以下任何一種都可用作從襯底50中分離出該疊層的方法(A)通過(guò)施加壓力將該疊層與襯底物理分離的方法；(B)用蝕刻材料移除剝離層52的方法；(C)用蝕刻材料部分地移除剝離層52然后物理剝離的方法。
接著，在絕緣層53的表面上設(shè)置襯底89，通過(guò)執(zhí)行熱處理將包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底88分離(參考圖19B)。襯底89是其中層疊了絕緣層73和粘附層84的襯底。粘附層84是通過(guò)熱處理增加粘附強(qiáng)度的層，其對(duì)應(yīng)于包含熱塑性樹(shù)脂的層。熱塑性樹(shù)脂對(duì)應(yīng)于例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
如上所述，由于通過(guò)熱處理降低了位于襯底88表面上的粘附層83的粘附強(qiáng)度，因此通過(guò)該熱處理降低了襯底88和絕緣層68之間的粘附性；由此將包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底88分離開(kāi)。同時(shí)，通過(guò)熱處理固化位于襯底89表面上的粘附層84(熱塑性樹(shù)脂)；由此增加了絕緣層53和襯底89的一個(gè)表面之間的粘附性。以這種方式，將疊層與襯底88分離的步驟和將該疊層設(shè)置在襯底89上的步驟可以利用具有不同特性的粘附層的兩個(gè)襯底88和89同時(shí)執(zhí)行。由此可以縮短制造時(shí)間。
接著，必要時(shí)又用激光束照射導(dǎo)電層66。這是為了改善導(dǎo)電層59和導(dǎo)電層66之間可能由于上述分離步驟而導(dǎo)致的缺陷電連接。因此如果沒(méi)有需要，可以不執(zhí)行激光束照射的步驟。
接著，這樣形成端子12，使其與導(dǎo)電層66接觸(參照?qǐng)D20A)。作為端子12，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法、墨滴釋放方法等形成包含金、銀或銅的層。優(yōu)選地，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法利用包含銀的細(xì)顆粒的糊劑(混合了銀的細(xì)顆粒和樹(shù)脂的材料)形成。這是因?yàn)槭褂媒z網(wǎng)印刷方法可以減少制造時(shí)間并且裝置的成本較低。此外，銀具有低阻抗。接著在需要時(shí)執(zhí)行熱處理。
接著，對(duì)襯底89、絕緣層53、柵極絕緣層55和絕緣層56、57、68執(zhí)行激光束照射，從而形成開(kāi)口76(參照?qǐng)D20B)。要注意可以省略形成開(kāi)口76的步驟。
接著，制備具有用作天線的導(dǎo)電層19的襯底20(參照?qǐng)D21A)。用作天線的導(dǎo)電層具有電容器86(參照?qǐng)D22A和22B)。用作天線的導(dǎo)電層19和電容器86中每一個(gè)都通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法、墨滴釋放方法等來(lái)形成。圖21A示出用作天線的導(dǎo)電層19。樹(shù)脂層14是在粘合劑中提供導(dǎo)電細(xì)顆粒10的材料，這也稱為ACP(各向異性導(dǎo)電糊劑)。樹(shù)脂層14通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法、墨滴釋放方法等均勻形成。
接著，利用樹(shù)脂層14將襯底89和20相互附接(參照?qǐng)D21A和22B)。然后，如果需要，將絕緣層68和樹(shù)脂層14相互附接。此時(shí)，加壓處理、熱處理或者這兩個(gè)處理都是用倒裝晶片接合器、芯片焊接機(jī)、ACF(各向異性導(dǎo)電膜)接合器、壓力接合器等執(zhí)行的。
此外，還可以在包括多個(gè)TFT 54的疊層表面上設(shè)置其它襯底(參照?qǐng)D21B)。具體地說(shuō)，可以在襯底89或襯底20的表面上或者既在襯底89的表面上又在襯底20的表面上設(shè)置新襯底。在該圖示出的結(jié)構(gòu)中，在襯底89的表面上設(shè)置襯底81，在襯底20的表面上設(shè)置襯底82。通過(guò)提供襯底81和82，可以進(jìn)一步改善其強(qiáng)度。包括多個(gè)TFT 54的疊層通過(guò)融化襯底81和82的各表面上的層而與襯底81和82密封在一起，或者通過(guò)熱處理與襯底81和82的各表面上的粘附層密封在一起。此外，如果需要還執(zhí)行加壓處理。
盡管在該實(shí)施例中包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底50分離(參照?qǐng)D19A)，本發(fā)明不限于該模式；例如，可以在形成導(dǎo)電層59至64之后使襯底50變薄(參照?qǐng)D17A)，如下所述。
為了使襯底50變薄，利用研磨裝置(例如研磨機(jī))研磨襯底50上沒(méi)有形成該多個(gè)TFT 54的表面。優(yōu)選地，研磨襯底50使其具有100μm或更小的厚度。接著，利用拋光裝置(例如拋光墊或諸如氧化鈰等的拋光粉)拋光襯底50上沒(méi)有形成多個(gè)TFT 54的已研磨表面。優(yōu)選地，拋光襯底50使其具有50μm或更小的厚度，更為優(yōu)選的是20μm或更小，更優(yōu)選的是5μm或更小。要注意為了使襯底50變薄，優(yōu)選執(zhí)行研磨、拋光或兩者都進(jìn)行。此外，在執(zhí)行研磨步驟和拋光步驟之前，必要時(shí)可以在導(dǎo)電層59至64上設(shè)置保護(hù)層。此外，在執(zhí)行研磨步驟和拋光步驟之后，必要時(shí)優(yōu)選執(zhí)行用于移除灰塵的清掃步驟、干燥步驟或兩者都進(jìn)行。
變薄的襯底50的厚度可以在考慮研磨步驟和拋光步驟所需要的時(shí)間、稍后執(zhí)行的切割步驟所需要的時(shí)間、半導(dǎo)體器件的應(yīng)用、半導(dǎo)體器件的應(yīng)用所需要的強(qiáng)度等的情況下適當(dāng)確定。例如，在通過(guò)縮短研磨步驟和拋光步驟所需要的時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)率的情況下，拋光之后的襯底50的厚度優(yōu)選設(shè)置為大約50μm。此外，在通過(guò)縮短后面執(zhí)行的切割步驟所需要的時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)率的情況下，拋光之后的襯底50的厚度優(yōu)選設(shè)置為大約20μm或更少，更為優(yōu)選的是5μm或更少。此外，在半導(dǎo)體器件附接到薄產(chǎn)品上或內(nèi)置在該薄產(chǎn)品中的情況下，拋光之后的襯底50的厚度優(yōu)選設(shè)置為大約20μm或更少，更為優(yōu)選的是5μm或更少。此外，對(duì)變薄襯底50的厚度的下限沒(méi)有什么特殊限制；襯底50可以一直變薄到移除該襯底50為止(直到該襯底50的厚度變成0μm)。
接著，形成導(dǎo)電層66，使其與導(dǎo)電層59接觸(參照?qǐng)D17B)。然后通過(guò)激光束照射導(dǎo)電層66(參照?qǐng)D17B)。接著選擇性地形成絕緣層68(參照?qǐng)D17C)。通過(guò)激光束照射形成開(kāi)口71(參照?qǐng)D18A)。盡管在該圖所示的結(jié)構(gòu)中在形成開(kāi)口71時(shí)不切割襯底50，但在使襯底50變薄的情況下優(yōu)選切割襯底50。因此，優(yōu)選省略將包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底50分離的步驟。隨后的步驟與上述的相同。在保留變薄的襯底50而沒(méi)有將包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底50分離的情況下，可以抑制有害氣體、濕氣或雜質(zhì)元素的滲透。由此可以抑制變形或損壞，可以改善可靠性。此外，可以改善阻隔特性。
參照?qǐng)D23A至23C、圖24A和24B、圖25A和25B、圖26描述實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件的制造方法。在該實(shí)施例中，直到形成TFT和絕緣層57為止的過(guò)程與實(shí)施例4相同，從而省略其描述。此外，在下面的說(shuō)明中，與實(shí)施例4相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其描述。
在形成絕緣層57之后，在柵極絕緣層55和絕緣層56、57中形成開(kāi)口，形成與多個(gè)TFT 54中每一個(gè)的源極(也稱為源極區(qū)或源電極)或漏極(也稱為漏極區(qū)或漏電極)連接的導(dǎo)電層59至64(參照?qǐng)D23A)。導(dǎo)電層59至64設(shè)置在同一層中。此外，導(dǎo)電層59至64都是源極或漏極布線。從外部提供的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電層59至64供應(yīng)給該多個(gè)TFT 54。
接著，如圖23B所示，作為單層或疊層形成絕緣層32以覆蓋導(dǎo)電層59至64。隨后，在覆蓋導(dǎo)電層59至64的絕緣層32中形成位于導(dǎo)電膜59上的接觸孔，并形成導(dǎo)電層33。導(dǎo)電層33與導(dǎo)電膜59通過(guò)該接觸孔連接，并用作天線。要注意導(dǎo)電層33通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法、墨滴釋放方法等形成。
然后，用可以融化導(dǎo)電層59和33之一或兩者的激光執(zhí)行激光照射。盡管導(dǎo)電層59和33在執(zhí)行激光照射之前部分地相互接觸，但是可以通過(guò)激光照射增加導(dǎo)電層59和33相互接觸部分的尺寸。因此，可以獲得導(dǎo)電層66和59之間更為安全的電連接；因此，可提高可靠性。作為在此使用的激光，如果根據(jù)所使用的介質(zhì)來(lái)分類，有氣體激光器、液體激光器和固態(tài)激光器；如果根據(jù)振蕩特性來(lái)分類，有自由電子激光器、半導(dǎo)體激光器、X射線激光器；但是，任何激光器都可用在本發(fā)明中。優(yōu)選地，使用氣體激光器或固態(tài)激光器，更優(yōu)選地，使用固態(tài)激光器。此外在本發(fā)明可以使用連續(xù)振蕩激光器或脈沖振蕩激光器。
此后，可以在絕緣層32和用作天線的導(dǎo)電層33上形成保護(hù)層，例如包含碳如DLC(金剛石狀的碳)的層、包含氮化硅的層或包含硅的氮化物氧化物的層。
接著，如圖23C所示，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法等在絕緣層32和用作天線的導(dǎo)電層33上形成絕緣層35。在作為用于稍后剝離步驟的保護(hù)層而提供的絕緣層35優(yōu)選是平面化層。
然后，形成暴露至少一部分剝離層52的開(kāi)口71(參照?qǐng)D24A)。優(yōu)選通過(guò)激光照射來(lái)執(zhí)行該步驟，因?yàn)樵谶@種情況下處理時(shí)間較短。對(duì)襯底50、絕緣層51、剝離層52、絕緣層53、柵極絕緣層55、絕緣層56、57、32、35執(zhí)行激光照射；絕緣層35的表面首先被激光束照射。形成開(kāi)口71，以暴露至少一部分剝離層52；因此，開(kāi)口71至少設(shè)置在絕緣層53、柵極絕緣層55、絕緣層56、57、32、35中。該圖中所示結(jié)構(gòu)是激光束一直到達(dá)絕緣層51，并且絕緣層51和53、柵極絕緣層55、絕緣層56、57、32、35分離的情況。要注意激光束可以一直到達(dá)襯底50。
此外，作為激光器，使用波長(zhǎng)為150到380nm的固態(tài)激光器，其處于紫外線范圍。優(yōu)選地，使用波長(zhǎng)為150到380nm的Nd:YVO4激光器。這是因?yàn)閷?duì)于波長(zhǎng)為150到380nm的Nd:YVO4激光器來(lái)說(shuō)，與其它諧波激光器發(fā)射的光相比，該光很容易被襯底吸收，而且可以進(jìn)行燒蝕處理。此外，處理后的部分的外圍不會(huì)受到影響，而且可處理性很好。
接著，在絕緣層35上設(shè)置襯底88(參照?qǐng)D24B)。襯底88是絕緣層72和粘附層83層疊起來(lái)的襯底。
接著，利用襯底88，從襯底50中分離出包含多個(gè)TFT 54的疊層(參照?qǐng)D25A)。包含多個(gè)TFT 54的疊層與襯底50的分離或者在剝離層52內(nèi)部進(jìn)行，或者在剝離層52與絕緣層53之間的界面處進(jìn)行。該圖中示出的結(jié)構(gòu)是所述分離在剝離層52與絕緣層53之間的界面處進(jìn)行的情況。以這種方式，該分離步驟可以很容易地在短時(shí)間內(nèi)利用襯底88來(lái)進(jìn)行。
接著，在絕緣層53的表面上設(shè)置襯底89，通過(guò)執(zhí)行熱處理將包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底88分離(參考圖25B)。襯底89是其中層疊了絕緣層73和粘附層84的襯底。
如上所述，由于位于襯底88表面上的粘附層83的粘附強(qiáng)度因熱處理而降低，所以通過(guò)該熱處理降低了襯底88和絕緣層35之間的粘附強(qiáng)度；由此將包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底88分離開(kāi)。同時(shí)，位于襯底89表面上的粘附層84(熱塑性樹(shù)脂)通過(guò)熱處理固化；由此增加了絕緣層53和襯底89的一個(gè)表面之間的粘附強(qiáng)度。以這種方式，將疊層與襯底88分離的步驟和將該疊層設(shè)置在襯底89上的步驟可以利用具有不同特性的粘附層的兩個(gè)襯底88和89同時(shí)執(zhí)行。由此可以縮短制造時(shí)間。
此外，還可以在包括多個(gè)TFT 54的疊層的表面上設(shè)置其它襯底(參照?qǐng)D26)。具體地說(shuō)，可以在絕緣層35和襯底89之一或兩者的各表面上設(shè)置另一襯底。在該圖示出的結(jié)構(gòu)中，在襯底89的表面上設(shè)置襯底81，在絕緣層35的表面上設(shè)置襯底82。通過(guò)提供襯底81和82，可以進(jìn)一步改善其強(qiáng)度。包括多個(gè)TFT 54的疊層通過(guò)融化襯底81和82的各表面上的層而由襯底81和82密封，或者通過(guò)熱處理而由襯底81和82的各表面上的粘附層密封。此外，如果需要還執(zhí)行加壓處理。
盡管在該實(shí)施例中包括多個(gè)TFT 54的疊層與襯底50分離，本發(fā)明不限于該模式，可以使襯底50變薄。與實(shí)施例4相同的步驟適用于此步驟，因此省略其描述。
參照?qǐng)D27描述實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件1100包括算術(shù)處理電路1101、存儲(chǔ)電路1103、天線1104、電源電路1109、解調(diào)電路1110和調(diào)制電路1111。半導(dǎo)體器件1100包括作為必備部件的天線1104和電源電路1109，而其它部件根據(jù)半導(dǎo)體裝置1100的應(yīng)用而任意提供。作為天線1104，可以使用例如實(shí)施例4或5中描述的結(jié)構(gòu)。
算術(shù)處理電路1101分析命令，控制存儲(chǔ)電路1103，基于從解調(diào)電路1110輸入的信號(hào)將要發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)輸出到調(diào)制電路1111等。
存儲(chǔ)電路1103包括包含存儲(chǔ)元件的電路和用于控制數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀取的控制電路。在存儲(chǔ)電路1103中，至少存儲(chǔ)半導(dǎo)體器件的標(biāo)識(shí)號(hào)。該標(biāo)識(shí)號(hào)用于將該半導(dǎo)體器件與其它半導(dǎo)體器件區(qū)分開(kāi)來(lái)。此外，存儲(chǔ)電路1103包括從有機(jī)存儲(chǔ)器、DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、FeRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、掩模ROM(只讀存儲(chǔ)器)、PROM(可編程只讀存儲(chǔ)器)、EPROM(電可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)和閃存中任選一種或幾種的存儲(chǔ)器。有機(jī)存儲(chǔ)器具有其中在一對(duì)導(dǎo)電層之間插入了包含有機(jī)化合物的層的結(jié)構(gòu)。由于有機(jī)存儲(chǔ)器具有這樣簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，因此可以簡(jiǎn)化制造過(guò)程并降低成本。此外，由于該簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，可以很容易地減少疊層面積并很容易達(dá)到高容量。此外，還具有非易失和不需要并入電池的優(yōu)點(diǎn)。因此，優(yōu)選使用有機(jī)存儲(chǔ)器作存儲(chǔ)電路1103。
天線1104將通過(guò)讀取器/記錄器1112提供的載波轉(zhuǎn)換為交流電信號(hào)。此外，由調(diào)制電路1111施加負(fù)載調(diào)制。電源電路1109通過(guò)使用由天線1104轉(zhuǎn)換的交流電信號(hào)產(chǎn)生電源電壓，并向每個(gè)電路提供該電源電壓。
解調(diào)電路1110對(duì)天線1104轉(zhuǎn)換的交流電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并向算術(shù)處理電路1101提供經(jīng)過(guò)解調(diào)的信號(hào)。調(diào)制電路1111基于由算術(shù)處理單路1101提供的信號(hào)對(duì)天線1104進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。
讀取器/記錄器1112接收對(duì)天線1104施加的負(fù)載調(diào)制作為載波。此外，讀取器/記錄器1112向半導(dǎo)體器件1100發(fā)送載波。要注意該載波是指由讀取器/記錄器1112產(chǎn)生的電磁波。
該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以與其它實(shí)施例的任何結(jié)構(gòu)結(jié)合使用。

實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件具有與實(shí)施例6相似的結(jié)構(gòu)，并具有無(wú)接觸地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。通過(guò)使用該功能，該半導(dǎo)體器件可以并入到各種物體和各種系統(tǒng)中。各種物體包括例如鑰匙(參照?qǐng)D28A)、鈔票、硬幣、證券、無(wú)記名債券、證件(駕駛執(zhí)照、居民身份證等)、書(shū)、包裝容器(有蓋培養(yǎng)皿等；參照?qǐng)D28B)、個(gè)人配件和裝飾物(包、眼鏡等；參照?qǐng)D28C)、包裝容器(包裝紙、瓶子等；參照?qǐng)D28D)、記錄介質(zhì)(盤(pán)、錄像帶等)、車(自行車等)、食物、衣物、日常物品和電子設(shè)備(液晶顯示器、EL顯示器、電視機(jī)、便攜式終端等)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件1120通過(guò)與具有上述各種形式的物體的表面附接或者通過(guò)嵌入這些物體內(nèi)來(lái)安裝。
此外，各種系統(tǒng)包括物理分配和庫(kù)存管理系統(tǒng)、認(rèn)證系統(tǒng)、分配系統(tǒng)、生產(chǎn)記錄系統(tǒng)、賬目管理系統(tǒng)等。通過(guò)利用具有類似于實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件1120，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高度集權(quán)、多重集權(quán)和高添加值。例如，半導(dǎo)體器件1120設(shè)置在標(biāo)識(shí)卡內(nèi)，讀取器/記錄器1121設(shè)置在大樓等的入口(參見(jiàn)圖28E)。讀取器/記錄器1121讀取每個(gè)人擁有的標(biāo)識(shí)卡內(nèi)的標(biāo)識(shí)號(hào)并向計(jì)算機(jī)1122提供與所讀取的標(biāo)識(shí)號(hào)有關(guān)的信息。計(jì)算機(jī)1122基于從讀取器/記錄器1121提供的信息確定是否允許該人員進(jìn)入或離開(kāi)。以這種方式，通過(guò)利用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，可以提供改善了方便性的出入管理系統(tǒng)。
參照?qǐng)D29A和29B、圖30A至30D、圖31A至31C、圖32A至32C描述實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件。該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括光電轉(zhuǎn)換元件并用作光學(xué)傳感器(例如可見(jiàn)光傳感器)。
在圖29A中，附圖標(biāo)記310表示襯底；312表示基極絕緣膜；313表示柵極絕緣膜。由于被光電轉(zhuǎn)換元件接收的光穿過(guò)襯底310、基極絕緣膜312和柵極絕緣膜313，因此優(yōu)選用具有高透光屬性的材料作為上述每一個(gè)的材料。
光電轉(zhuǎn)換元件包括布線319、保護(hù)電極318、光電轉(zhuǎn)換層381和端子電極391。光電轉(zhuǎn)換層381包括p型半導(dǎo)體層381p、n型半導(dǎo)體層381n和插在p型半導(dǎo)體層381p與n型半導(dǎo)體層381n之間的本征(i型)半導(dǎo)體層381i。
p型半導(dǎo)體層381p可以用等離子CVD方法通過(guò)沉積包含屬于周期表第13族的雜質(zhì)元素如硼(B)的半非晶硅膜來(lái)形成。
要注意該半非晶半導(dǎo)體膜包括具有處于非晶半導(dǎo)體和具有晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶結(jié)構(gòu))的半導(dǎo)體之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。半非晶半導(dǎo)體膜具有在自由能方面很穩(wěn)定的第三狀態(tài)，并且是具有近程有序和晶格畸變的晶體物質(zhì)。大小為0.5至20nm的晶?？梢酝ㄟ^(guò)分散在非單晶體半導(dǎo)體膜中來(lái)存在。半非晶半導(dǎo)體膜的喇曼光譜的峰值轉(zhuǎn)移到低于520cm-1的波數(shù)，通過(guò)X射線衍射觀察到認(rèn)為是由于Si晶體點(diǎn)陣引起衍射峰值(111)和(220)。此外，半非晶半導(dǎo)體膜包含至少1原子％或更多的氫或鹵素以終止自由鍵。在本說(shuō)明書(shū)中，為了方便，將類似這樣的半導(dǎo)體膜稱為半非晶半導(dǎo)體(SAS)膜。此外，其中包含惰性氣體元素，如氦、氬、氪或氖，以進(jìn)一步促進(jìn)晶格畸變，從而加強(qiáng)穩(wěn)定性并獲得滿意的半非晶半導(dǎo)體膜。要注意微晶體半導(dǎo)體膜(微晶半導(dǎo)體膜)也包括在半非晶半導(dǎo)體膜內(nèi)。
而且，可以通過(guò)對(duì)包含硅的氣體進(jìn)行輝光放電分解可以獲得半非晶半導(dǎo)體膜。作為包含硅化物的典型氣體，給出SiH4，此外，還可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。包含硅化物的氣體可以用氫來(lái)稀釋，或者用其中向氫添加了從氦、氬、氪和氖中選擇的一種或多種惰性氣體元素的氣體來(lái)稀釋；由此可以容易地形成SAS膜。優(yōu)選包含硅化物的氣體按照處于設(shè)置在2到1000倍范圍中的稀釋比來(lái)稀釋。此外，碳化物氣體如CH4或C2H6、鍺化物氣體如GeH4或GeF4、F2等可以與包含硅化物的氣體混合，以便將能帶寬度調(diào)整為1.5到2.4eV或從0.9到1.1eV。
在形成p型半導(dǎo)體層381p之后，按順序形成不包含賦予導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層(稱為本征半導(dǎo)體層或i型半導(dǎo)體層)381i和n型半導(dǎo)體層381n。因此，形成包括p型半導(dǎo)體層381p、i型半導(dǎo)體層381i和n型半導(dǎo)體層381n的光電轉(zhuǎn)換層381。
要注意在本說(shuō)明書(shū)中，i型半導(dǎo)體層表示賦予p型或n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的濃度為1×1020cm-3或更少、氧和氮的濃度為5×1019cm-3或更少、光電導(dǎo)率與暗電導(dǎo)率之比為1000倍或更大的半導(dǎo)體層。此外，可以向i型半導(dǎo)體層添加10到1000ppm的硼(B)。
作為i型半導(dǎo)體層381i，例如可以通過(guò)等離子CVD方法形成半非晶硅膜。此外，作為n型半導(dǎo)體層381n，可以形成包含屬于周期表的第15族的雜質(zhì)元素如磷(P)的半非晶硅膜，可替換地，可以在形成半非晶硅膜之后引入屬于周期表的第15族的雜質(zhì)元素。
作為p型半導(dǎo)體層381p、本征半導(dǎo)體層381i和n型半導(dǎo)體層381n，不僅可以使用半非晶半導(dǎo)體膜，還可以使用非晶半導(dǎo)體膜。
此外，在島形半導(dǎo)體層332和331中形成作為溝道形成區(qū)372b和373b的雜質(zhì)區(qū)以及TFT 372和373的源極和漏極。島形半導(dǎo)體層332和331通過(guò)例如與實(shí)施例1中用于形成島形半導(dǎo)體層106a至106c的方法類似的方法來(lái)形成。因此，島形半導(dǎo)體層332和331的晶粒在溝道方向上生長(zhǎng)，而且?guī)缀鯖](méi)有晶粒界面包含在溝道形成區(qū)372b和373b中，這降低了針對(duì)諸如電子和空穴的載流子的能障。因此TFT 372和373的遷移率變成例如幾百cm2/(V·s)。此外，抑制了島形半導(dǎo)體層332和331的特性變化，并且可以抑制TFT 372和373的特性發(fā)生變化。
此外，布線319、連接電極320、端子電極351、TFT 373的源電極或漏電極341以及TFT 372的源電極或漏電極342中每一個(gè)具有由難熔金屬膜和低阻抗金屬膜形成的疊層結(jié)構(gòu)(如鋁合金或純鋁)。在此，布線319具有三層結(jié)構(gòu)，其中按順序?qū)盈B鈦膜(Ti膜)、鋁膜(Al膜)、Ti膜。
此外，形成保護(hù)電極318、345、348、346、347以分別覆蓋布線319、連接電極320、端子電極351、TFT 373的源電極或漏電極341以及TFT 372的源電極或漏電極342。
在蝕刻光電轉(zhuǎn)換層381時(shí)，由保護(hù)電極318保護(hù)布線319。作為該保護(hù)電極318的材料，優(yōu)選相對(duì)于用于蝕刻光電轉(zhuǎn)換層381的氣體(或蝕刻劑)來(lái)說(shuō)蝕刻速度低于光電轉(zhuǎn)換層的導(dǎo)電材料。此外，優(yōu)選以不與光電轉(zhuǎn)換層381反應(yīng)成合金的導(dǎo)電材料作為保護(hù)電極318的材料。要注意其它保護(hù)電極345、348、346、347也用類似于保護(hù)電極318的材料及其制造過(guò)程形成。
而且，可以采用在布線319、連接電極320和端子電極351上沒(méi)有設(shè)置保護(hù)電極318、345、348、346、347的結(jié)構(gòu)。在圖29B中示出具有這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)傳感器。在圖29B中，利用單層導(dǎo)電膜形成布線404、連接電極405、端子電極401、TFT 372的源電極或漏電極402以及TFT 373的源電極或漏電極403，作為這樣的導(dǎo)電膜，優(yōu)選用鈦膜(Ti膜)。此外，還可以使用從鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)中選擇的一種元素、包含上述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料形成的單層膜，或者用其氮化物如氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭或氮化鉬形成的單層膜，以代替鈦膜。對(duì)于制造過(guò)程來(lái)說(shuō)，通過(guò)將布線404、連接電極405、端子電極401、TFT 372的源電極或漏電極402以及TFT 373的源電極或漏電極403分別形成為單層膜，可以減少膜形成的數(shù)量。
在圖29A和29B中示出頂部柵極TFT的例子，其具有其中n溝道TFT 372和373中每一個(gè)包括一個(gè)溝道形成區(qū)(在本說(shuō)明書(shū)中是指單柵極結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)；但是，還可以使用具有多個(gè)溝道形成區(qū)的結(jié)構(gòu)來(lái)減少“接通”電流值的變化。為了減少“斷開(kāi)”電流值，可以在n溝道TFT 372和373中提供輕摻雜漏極(LDD)區(qū)。LDD區(qū)是以低濃度在溝道形成區(qū)和通過(guò)以高濃度摻入雜質(zhì)元素而形成的源極或漏極區(qū)之間添加雜質(zhì)元素的區(qū)域。通過(guò)提供LDD區(qū)，可以獲得減小漏極區(qū)附近的電場(chǎng)、并防止由于熱載流子注入而造成的劣化的效果。此外，為了防止由于熱載流子而導(dǎo)致的“接通”電流值的劣化，TFT 372和373可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中LDD區(qū)和柵電極設(shè)置為通過(guò)它們之間的柵極絕緣膜而相互重疊(在本實(shí)施例中，稱為GOLD(柵極-漏極重疊LDD)結(jié)構(gòu))。
當(dāng)使用GOLD結(jié)構(gòu)時(shí)，與LDD區(qū)和柵電極沒(méi)有相互重疊的情況相比，增強(qiáng)了減小漏極區(qū)附近的電場(chǎng)和防止由于熱載流子注入而造成的劣化的效果。通過(guò)采用象這樣的GOLD結(jié)構(gòu)，減小了漏極區(qū)附近的電場(chǎng)強(qiáng)度，并且可以防止熱載流子注入；因此可以有效防止劣化現(xiàn)象。
包含在電流鏡像電路374中的TFT 372和373可以是底部柵極TFT，如反向交錯(cuò)式TFT來(lái)代替頂部柵極TFT。在這種情況下，優(yōu)選柵電極具有透光屬性從而不會(huì)阻擋所接收的光。
此外，布線314與布線319連接(圖29B中的布線404)，并且也成為延伸到放大器電路的TFT 373的溝道形成區(qū)373b上側(cè)的柵電極。
此外，布線315與n型半導(dǎo)體層381n連接，并且與TFT 372的漏極布線(也稱為漏電極)或源極布線(也稱為源電極)連接。附圖標(biāo)記316和317表示絕緣膜，320表示連接電極。由于所接收的光穿過(guò)絕緣膜316和317，優(yōu)選用具有高透光屬性的材料作為所有這些組件的材料。還要注意，作為絕緣膜317，優(yōu)選使用通過(guò)CVD方法形成的氧化硅(SiOx)膜。在通過(guò)CVD方法使用氧化硅形成絕緣膜317時(shí)，提高了安裝強(qiáng)度。
此外，通過(guò)與布線314和315相同的過(guò)程形成端子電極350，通過(guò)與布線314和連接電極320相同的過(guò)程形成端子電極351。
端子電極391與n型半導(dǎo)體層381n連接，并通過(guò)焊點(diǎn)364安裝在襯底360的電極361上。端子電極392通過(guò)與端子電極391相同的過(guò)程形成，并通過(guò)焊點(diǎn)363安裝在襯底360的電極362上(參照?qǐng)D29A)。
在圖29A和29B中，如通過(guò)圖中的箭頭所示，光從襯底310進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層381和TFT 372、373的島形半導(dǎo)體層332、331。因此產(chǎn)生光電電流，并可以檢測(cè)到光。
盡管在圖中沒(méi)有示出，但是光不僅從箭頭方向還從反面，也就是從襯底360一側(cè)進(jìn)入。進(jìn)入的光穿過(guò)密封層324，繞過(guò)阻擋光的電極或布線，然后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層381和TFT 372、373的島形半導(dǎo)體層332、331，由此可以產(chǎn)生光電電流。
下面描述圖29A和29B所示的半導(dǎo)體器件的制造方法。首先，按照以下方式在襯底(第一襯底310)上形成半導(dǎo)體元件。在此，用玻璃襯底AN100(商標(biāo)名)作為襯底310。
首先，通過(guò)等離子CVD方法形成用作基極絕緣膜312(100nm厚)的含氮的氧化硅膜，并在其上層疊半導(dǎo)體膜如包含氫的非晶硅膜(66nm厚)而不暴露于空氣。此外，可以層疊氧化硅膜、氮化硅膜和含氮的氧化硅膜以形成基極絕緣膜312。例如，可以層疊厚度為50nm的含氧的氮化硅膜以及厚度為100nm的含氮的氧化硅膜，以形成基極絕緣膜312。要注意含氮的氧化硅膜或氮化硅膜用作阻擋層，以防止來(lái)自玻璃襯底諸如堿性金屬的雜質(zhì)擴(kuò)散。
接著，利用激光裝置使非晶硅膜晶化，以形成具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，如多晶體硅膜。類似于第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的方法可用于該過(guò)程；因此，在此省略其詳細(xì)描述。
然后，在用臭氧水在所獲得的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(例如晶體硅膜)表面上形成氧化物薄膜之后，利用第一光掩模來(lái)形成由抗蝕劑制成的掩模，并執(zhí)行蝕刻處理以獲得期望的形狀，由此形成分離成為島形331和332的半導(dǎo)體膜(在本說(shuō)明書(shū)中稱為島形半導(dǎo)體層)(參照?qǐng)D30A)。利用該島形半導(dǎo)體層331和332，形成TFT 373和372。在形成該島形半導(dǎo)體層331和332之后，去掉由抗蝕劑制成的掩模。
如上所述，具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜通過(guò)類似于第一或第二實(shí)施方式的方法來(lái)形成。因此，島形半導(dǎo)體層331和332中的晶粒在溝道方向上生長(zhǎng)，而且?guī)缀鯖](méi)有晶粒界面包含在TFT 373和372的溝道形成區(qū)373b和372b中，這降低了針對(duì)諸如電子和空穴的載流子的能障。因此，TFT 373和372的遷移率變成例如幾百cm2/(V·s)。此外，抑制了島形半導(dǎo)體層331和332的特性發(fā)生變化，并且可以抑制TF373和372T的特性發(fā)生變化。
接著，如果需要，摻入少量的雜質(zhì)元素(硼或磷)以控制TFT的閾值。在此使用離子摻雜方法，其中乙硼烷(B2H6)沒(méi)有被大批量地分離而是被等離子體激活。
接著，利用含氫氟酸的蝕刻劑去掉氧化物膜，同時(shí)清洗島形半導(dǎo)體層331和332的表面。然后，形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜，用作柵極絕緣膜313。在此，通過(guò)等離子CVD方法形成含氮的氧化硅膜(成分比例例如為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)，并具有115nm的厚度。
然后，在柵極絕緣膜313上形成金屬膜之后，利用第二光掩模來(lái)執(zhí)行圖案化，以形成柵電極334和335、布線314和315以及端子電極350(參照?qǐng)D30B)。例如，作為該金屬膜，使用通過(guò)層疊厚度分別為30nm和370nm的氮化鉭(TaN)和鎢(W)而形成的膜。
除了上述材料之外，作為柵電極334和335、布線314和315以及端子電極350，可以使用從鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)和銅(Cu)中選擇的一種元素、或以上述元素作為主要成分的合金材料或化合物材料形成的單層膜；或者用其氮化物如氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭或氮化鉬形成的單層膜。
接著，向島形半導(dǎo)體層331和332引入賦予一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，以形成TFT 373的源極或漏極區(qū)337以及TFT 372的源極或漏極區(qū)338(參照?qǐng)D30C)。在該實(shí)施例中，將n型雜質(zhì)如磷(P)或砷(As)引入島形半導(dǎo)體層331和332中，從而形成n溝道TFT。
然后，在通過(guò)CVD方法形成包含氧化硅膜(未示出)的第一層間絕緣膜從而使其厚度為50nm之后，執(zhí)行對(duì)添加到每個(gè)島形半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的激活步驟。該激活步驟利用燈光源通過(guò)快速熱退火方法(RTA方法)、由YAG激光器或受激準(zhǔn)分子激光器從背面照射的方法、用爐子進(jìn)行熱處理的方法或上述方法的組合來(lái)執(zhí)行。
接著，形成第二層間絕緣膜316，其包括含有氫和氧的氮化硅膜從而使薄膜厚度為例如10nm。
然后，利用絕緣材料在第二層間絕緣膜316上形成第三層間絕緣膜317(參見(jiàn)圖30D)。通過(guò)CVD方法獲得的絕緣膜可用于第三層間絕緣膜317。在該實(shí)施例中，為了提高粘附性，形成含氮的、膜厚度為900nm的氧化硅膜作為第三層間絕緣膜317。
然后，為了氫化島形半導(dǎo)體層而執(zhí)行熱處理(在300到550℃之間熱處理1到12個(gè)小時(shí)，例如在氮?dú)鈿夥罩幸?10℃熱處理1個(gè)小時(shí))。執(zhí)行該步驟是為了終止島形半導(dǎo)體層中由于第二層間絕緣膜316中包含的氫而導(dǎo)致的自由鍵。該島形半導(dǎo)體層可以與是否存在柵極絕緣膜313無(wú)關(guān)地被氫化。
此外，作為第三層間絕緣膜317，還可以使用利用硅氧烷及其疊層結(jié)構(gòu)的絕緣膜。
在用利用硅氧烷或其疊層結(jié)構(gòu)的絕緣膜作第三層間絕緣膜317的情況下，在形成第二層間絕緣膜316之后，可以執(zhí)行熱處理以氫化島形半導(dǎo)體層，然后，可以形成第三層間絕緣膜317。
接著，通過(guò)利用第三光掩模形成由抗蝕劑制成的掩模，并選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜316、第三層間絕緣膜317或柵極絕緣膜313以形成接觸孔。然后，去掉由抗蝕劑制成的掩模。
要注意可以按照需要形成第三層間絕緣膜317。當(dāng)沒(méi)有形成第三層間絕緣膜317時(shí)，在形成第二層間絕緣膜316之后，選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜316和柵極絕緣膜313以形成接觸孔。
然后，在通過(guò)濺射方法形成疊層的金屬膜之后，利用第四光掩模形成由抗蝕劑制成的掩模，然后選擇性地蝕刻該金屬膜以形成布線319、連接電極320、端子電極351、TFT 372的源電極或漏電極341以及TFT 373的源電極或漏電極342。接著，去掉由抗蝕劑制成的掩模。要注意該實(shí)施例的疊層的金屬膜具有三層的疊層結(jié)構(gòu)100nm厚的Ti膜，350nm厚的含少量Si的Al膜，以及100nm厚的Ti膜。
此外，在利用如圖29B所示的單層導(dǎo)電膜形成布線404、連接電極405、端子電極401、TFT 372的源電極或漏電極402以及TFT373的源電極或漏電極403中每一個(gè)的情況下，就耐熱性、導(dǎo)電性等等而言，優(yōu)選使用鈦膜(Ti膜)。此外，代替鈦膜，還可以使用從鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)中選擇的一種元素、或以上述元素作為主要成分的合金材料或化合物材料形成的單層膜；或者用其氮化物如氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭或氮化鉬形成的單層膜。通過(guò)將布線404、連接電極405、端子電極401、TFT 372的源電極或漏電極402以及TFT 373的源電極或漏電極403中每一個(gè)都形成為單層膜，可以為制造過(guò)程減少膜形成的次數(shù)。
通過(guò)上述過(guò)程，可以制造采用多晶體硅膜的頂部柵極TFT 372和373。
隨后，形成不易與稍后將形成的光電轉(zhuǎn)換層(通常為非晶硅)發(fā)生反應(yīng)而形成合金的導(dǎo)電金屬膜(例如鈦(Ti)或鉬(Mo))。此后，利用第五光掩模形成由抗蝕劑制成的掩模，并選擇性地蝕刻該導(dǎo)電金屬膜以形成覆蓋布線319的保護(hù)電極318(參照?qǐng)D31A)。在此，使用通過(guò)濺射方法獲得的厚度為200nm的Ti膜。要注意連接電極320、端子電極351和TFT的源電極或漏電極也類似地覆蓋了導(dǎo)電金屬膜345、348、346和347。因此，導(dǎo)電金屬膜覆蓋這些電極中暴露第二層Al膜的側(cè)面，以防止鋁原子擴(kuò)散到光電轉(zhuǎn)換層中。
但是，在布線319、連接電極320、端子電極351、TFT 372的源電極或漏電極341以及TFT 373的源電極或漏電極342中每一個(gè)都是用單層導(dǎo)電膜形成的情況下，也就是說(shuō)在如圖29B所示形成布線404、連接電極405、端子電極401、TFT 372的源電極或漏電極402以及TFT 373的源電極或漏電極403來(lái)代替上述電極和布線的情況下，可以不需要形成保護(hù)電極318、345、348、346、347。
接著，在第三層間絕緣膜317上形成包括p型半導(dǎo)體層381p、i型半導(dǎo)體層381i和n型半導(dǎo)體層381n的光電轉(zhuǎn)換層381。
p型半導(dǎo)體層381p可以用等離子CVD方法通過(guò)沉積包含屬于周期表第13族的雜質(zhì)元素如硼(B)的半非晶硅膜來(lái)形成。
此外，布線319和保護(hù)電極318與光電轉(zhuǎn)換層381的底層接觸，在該實(shí)施例中與p型半導(dǎo)體層381p接觸。
在形成p型半導(dǎo)體層381p之后，按順序形成i型半導(dǎo)體層381i和n型半導(dǎo)體層381n。按照這種方式，形成包括p型半導(dǎo)體層381p、i型半導(dǎo)體層381i和n型半導(dǎo)體層381n的光電轉(zhuǎn)換層381。
作為i型半導(dǎo)體層381i，例如可以通過(guò)等離子CVD方法形成半非晶硅膜。作為n型半導(dǎo)體層381n，可以形成包含屬于周期表第15族的雜質(zhì)元素如磷(P)的半非晶硅膜，或者在形成半非晶硅膜之后摻入屬于周期表第15族的雜質(zhì)元素。
此外，作為p型半導(dǎo)體層381p、本征半導(dǎo)體層381i和n型半導(dǎo)體層381n，不僅可以使用半非晶半導(dǎo)體膜還可以使用非晶半導(dǎo)體膜。
接著，在整個(gè)表面上形成包括絕緣材料的密封層324(例如含硅的無(wú)機(jī)絕緣膜)以具有1到30μm的厚度，并獲得如圖31B所示的狀態(tài)。在此，通過(guò)CVD方法形成1μm厚的含氮的氧化硅膜作為該絕緣材料膜。此時(shí)，利用通過(guò)CVD方法形成的絕緣膜改善了粘附性。
接著，對(duì)密封層324進(jìn)行蝕刻以提供開(kāi)口，通過(guò)濺射方法形成端子電極391和392。該端子電極391和392用鈦膜(Ti膜，100nm厚)、鎳膜(Ni膜，300nm)和金膜(Au膜，50nm)的疊層結(jié)構(gòu)制成。按照這種方式獲得的端子電極391和392的安裝強(qiáng)度大于5N，這是對(duì)于該端子電極足夠的安裝強(qiáng)度。
在上述過(guò)程中，形成可以通過(guò)焊點(diǎn)連接的端子電極391和392，并獲得如圖31C所示的結(jié)構(gòu)。
隨后，通過(guò)將襯底分段而切割出多個(gè)光學(xué)傳感器芯片?？梢杂靡粔K大面積襯底(例如面積為600cm×720cm)制造出大量光學(xué)傳感器芯片(例如面積為2mm×1.5mm的光學(xué)傳感器芯片)。
被切割出的一塊光學(xué)傳感器芯片(例如面積為2mm×1.5mm的光學(xué)傳感器芯片)的橫截面視圖在圖32A中示出，其底視圖在圖32B中示出，頂視圖在圖32C中示出。在圖32A至32C中，對(duì)相同的部分使用與圖29A至29C、圖30A至30C、31A至31C相同的附圖標(biāo)記。要注意在圖32A中，襯底310、元素形成區(qū)410和端子電極391和392的總膜厚度例如是0.8±0.05mm。
此外，為了減小光學(xué)傳感器芯片的總膜厚度，可以在通過(guò)CMP處理等研磨襯底310并使其變薄之后，通過(guò)用切塊機(jī)將襯底切成片來(lái)切出多個(gè)光學(xué)傳感器芯片。
在圖32B中，端子電極391和392之一的電極尺寸例如是0.6mm×1.1mm，電極間隔例如是0.4mm。此外在圖32C中，光接收部件411的面積是1.57mm2。此外，放大器電路部件412具有大約100個(gè)TFT。
最后，將獲得的光學(xué)傳感器芯片安裝在襯底360的裝配面上。焊點(diǎn)364和363分別用于連接端子電極391與電極361和連接端子電極392與電極362。該焊點(diǎn)預(yù)先通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法等在襯底360的電極361和362上形成，并且使該焊點(diǎn)與端子電極相互接觸，以通過(guò)回流焊接過(guò)程安裝該光學(xué)傳感器芯片。該回流焊接過(guò)程例如在約255至265℃下在惰性氣體氣氛中執(zhí)行大約10秒鐘。此外，除了焊料之外，還可以使用由金屬(例如金或銀)制成的凸起或由導(dǎo)電樹(shù)脂等制成的凸起。此外，考慮到環(huán)境問(wèn)題還可以將無(wú)鉛的焊料用于安裝。
要注意該實(shí)施例可以與其它實(shí)施例中的任意描述結(jié)合使用。
在該實(shí)施例中，將描述并入了實(shí)施例8中獲得的半導(dǎo)體器件的各種電子器件的例子。作為應(yīng)用本發(fā)明的電子器件，給出了計(jì)算機(jī)、顯示器、蜂窩電話、電視機(jī)等等。這種電子器件的具體例子在圖33、34A、34B、35A、35B、36中示出。
圖33示出蜂窩電話，其包括機(jī)體(A)701、機(jī)體(B)702、底盤(pán)703、操作鍵704、聲音輸入部件705、聲音輸出部件706、電路板707、顯示面板(A)708、顯示面板(B)709、鉸鏈710、發(fā)光材料部件711和光學(xué)傳感器712。實(shí)施例8所述的半導(dǎo)體器件可以用作光學(xué)傳感器712。因此，可以抑制光學(xué)傳感器712的特性發(fā)生變化。
光學(xué)傳感器712檢測(cè)穿過(guò)透光材料部件711的光，根據(jù)所檢測(cè)的外部光的亮度控制顯示面板(A)708和顯示面板(B)709的亮度，并基于由光學(xué)傳感器712獲得的亮度控制操作鍵704的亮度。通過(guò)這種方式，可以降低蜂窩電話的電流消耗。
圖34A和34B示出蜂窩電話的其它例子。在圖34A和34B中，附圖標(biāo)記721表示機(jī)體；722表示底盤(pán)；723表示顯示面板；724表示操作鍵；725表示聲音輸出部件；726表示聲音輸入部件；727和728表示可使用實(shí)施例8描述的半導(dǎo)體器件的光學(xué)傳感器部件。因此，可以抑制光學(xué)傳感器727和728的特性發(fā)生變化。
在圖34A所示的蜂窩電話中，可以通過(guò)用機(jī)體721中設(shè)置的光學(xué)傳感器部件728檢測(cè)外部光來(lái)控制顯示面板723和操作鍵724的亮度。
此外，在圖34B示出的蜂窩電話中，除了圖34A的結(jié)構(gòu)之外，還在機(jī)體721內(nèi)設(shè)置了光學(xué)傳感器部件728。通過(guò)光學(xué)傳感器部件728，還可以檢測(cè)在顯示面板723中提供的背光的亮度。
圖35A示出計(jì)算機(jī)，其包括機(jī)體731、底盤(pán)732、顯示部件733、鍵盤(pán)734、外部連接端口735、定位鼠標(biāo)736等。
此外，圖35B示出諸如電視接收機(jī)的顯示裝置。該顯示裝置包括底盤(pán)741、支架742、顯示部件743等。
圖36示出圖35A示出的計(jì)算機(jī)的顯示部件733和圖35B所示的顯示裝置的顯示部件743所使用的液晶面板的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
圖36所示的液晶面板726安裝在底盤(pán)761上，并包括襯底751a和751b、設(shè)置在襯底751a和751b之間的液晶層752、偏振濾光片752a和752b、背光753等。此外，光學(xué)傳感器部件754形成在底盤(pán)761中。實(shí)施例8所述的半導(dǎo)體器件可用于該光學(xué)傳感器部件754。因此，可以抑制光學(xué)傳感器754的特性發(fā)生變化。
光學(xué)傳感器部件754檢測(cè)來(lái)自背光753的光量，反饋該信息以調(diào)整液晶面板762的亮度。
要注意本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式和實(shí)施例，并且可以以各種方式進(jìn)行修改而不脫離本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明基于2006年2月2日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)2006-025276，通過(guò)引用將其內(nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1.一種用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，包括以下步驟由第一振蕩器振蕩第一激光束；由第二振蕩器振蕩第二激光束；處理第一激光束和第二激光束以具有線性橫截面；同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射該半導(dǎo)體膜；沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，并且其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一激光束的所述角度相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中第一振蕩器和第二振蕩器中每一個(gè)都是振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器或CW激光振蕩器。
3.一種用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，包括以下步驟由振蕩器振蕩激光束；將該激光束分為第一激光束和第二激光束；處理第一激光束和第二激光束以具有線性橫截面；同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射該半導(dǎo)體膜；沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一激光束的所述角度相反，其中第一激光束的光程長(zhǎng)度不同于第二激光束的光程長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述激光束由分束器分開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述振蕩器是振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中第一激光束和第二激光束之間的光程長(zhǎng)度差異大于或等于1cm并且小于或等于30cm。
7.一種用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，包括以下步驟由振蕩器振蕩激光束；將該激光束分為第一激光束和第二激光束；處理第一激光束和第二激光束以具有線性橫截面；同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射該半導(dǎo)體膜；沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一激光束的所述角度相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一激光束和第二激光束在射束點(diǎn)的強(qiáng)度基本上相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一激光束和第二激光束在射束點(diǎn)的強(qiáng)度基本上相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一激光束和第二激光束在射束點(diǎn)的強(qiáng)度基本上相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一激光束和第二激光束在該半導(dǎo)體膜上彼此相交。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一激光束和第二激光束在該半導(dǎo)體膜上彼此相交。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一激光束和第二激光束在該半導(dǎo)體膜上彼此相交。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一角度和第二角度的絕對(duì)值基本上相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一角度和第二角度的絕對(duì)值基本上相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶化半導(dǎo)體膜的方法，其中所述第一角度和第二角度的絕對(duì)值基本上相同。
17.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；由第一振蕩器振蕩第一激光束；由第二振蕩器振蕩第二激光束；處理第一激光束和第二激光束以具有線性橫截面；同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射該半導(dǎo)體膜；沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，以及其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一激光束的所述角度相反。
18.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟由振蕩器振蕩激光束；將該激光束分為第一激光束和第二激光束；處理第一激光束和第二激光束以具有線性橫截面；同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射半導(dǎo)體膜；沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一激光束的所述角度相反，其中第一激光束的光程長(zhǎng)度不同于第二激光束的光程長(zhǎng)度。
19.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟由振蕩器振蕩激光束；將該激光束分為第一激光束和第二激光束；處理第一激光束和第二激光束以具有線性橫截面；同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射半導(dǎo)體膜；沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一激光束的所述角度相反。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在島形半導(dǎo)體膜中形成源極、溝道區(qū)、漏極。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在島形半導(dǎo)體膜中形成源極、溝道區(qū)、漏極。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在島形半導(dǎo)體膜中形成源極、溝道區(qū)、漏極。
23.一種激光照射裝置，包括第一振蕩器，用于振蕩第一激光束；第二振蕩器，用于振蕩第二激光束；光學(xué)系統(tǒng)，用于將第一激光束和第二激光束處理為線性激光束，并同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射半導(dǎo)體膜，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，并且其中第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一角度相反；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜和該光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)位置。
24.一種激光照射裝置，包括振蕩器，用于振蕩激光束；分束器，用于將激光束分為第一激光束和第二激光束；至少一個(gè)鏡面，用于反射第二激光束；光學(xué)系統(tǒng)，用于將第一激光束和第二激光束處理為線性激光束，并同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射半導(dǎo)體膜，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一角度相反；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向從第一激光束側(cè)向第二激光束側(cè)移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分，其中第一激光束和第二激光束從該振蕩器到該光學(xué)系統(tǒng)的光傳播長(zhǎng)度不同。
25.一種激光照射裝置，包括振蕩器，用于振蕩激光束；分束器，用于將激光束分為第一激光束和第二激光束；光學(xué)系統(tǒng)，用于將第一激光束和第二激光束處理為線性激光束，并同時(shí)用第一激光束和第二激光束照射半導(dǎo)體膜，其中第一激光束相對(duì)于一個(gè)平面以第一角度入射到該半導(dǎo)體膜上，該平面包括第一激光束的縱軸并垂直于該半導(dǎo)體膜，第二激光束相對(duì)于該平面以第二角度入射到該半導(dǎo)體膜上，其中第二角度與第一角度相反；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于沿著基本上垂直于第一激光束的縱軸的方向移動(dòng)該半導(dǎo)體膜上被照射的部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的激光照射裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括柱面透鏡，并且其中第一激光束和第二激光束在保持相互之間的距離不變的同時(shí)進(jìn)入該柱面透鏡，并在經(jīng)過(guò)該柱面透鏡之后進(jìn)入該半導(dǎo)體膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的激光照射裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括柱面透鏡，并且其中第一激光束和第二激光束在保持相互之間的距離不變的同時(shí)進(jìn)入該柱面透鏡，并在經(jīng)過(guò)該柱面透鏡之后進(jìn)入該半導(dǎo)體膜。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的激光照射裝置，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括柱面透鏡，并且其中第一激光束和第二激光束在保持相互之間的距離不變的同時(shí)進(jìn)入該柱面透鏡，并在經(jīng)過(guò)該柱面透鏡之后進(jìn)入該半導(dǎo)體膜。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的激光照射裝置，其中第一激光振蕩器和第二激光振蕩器中每一個(gè)都是振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的激光照射裝置，其中第一激光振蕩器和第二激光振蕩器中每一個(gè)都是振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的激光照射裝置，其中第一激光振蕩器和第二激光振蕩器中每一個(gè)都是振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖式激光振蕩器。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的激光照射裝置，其中第一激光束和第二激光束之間的光程差異大于或等于1cm并且小于或等于30cm。
33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的激光照射裝置，其中第一激光束和第二激光束之間的光程差異大于或等于1cm并且小于或等于30cm。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的激光照射裝置，其中第一激光束和第二激光束之間的光程差異大于或等于1cm并且小于或等于30cm。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的激光照射裝置，其中當(dāng)?shù)谝缓偷诙す馐M(jìn)入所述柱面透鏡時(shí)，第一激光束的脈沖定時(shí)和第二激光束的脈沖定時(shí)彼此不同。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的激光照射裝置，其中當(dāng)?shù)谝缓偷诙す馐M(jìn)入所述柱面透鏡時(shí)第一激光束的脈沖定時(shí)和第二激光束的脈沖定時(shí)彼此不同。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的激光照射裝置，其中當(dāng)?shù)谝缓偷诙す馐M(jìn)入所述柱面透鏡時(shí)第一激光束的脈沖定時(shí)和第二激光束的脈沖定時(shí)彼此不同。
全文摘要
由第一激光束和第二激光束照射襯底上形成的半導(dǎo)體膜，其中第一激光束以一角度入射到該襯底底表面上，而第二激光束以與第一激光束的角度相反的角度入射到該襯底底表面上，并且第二激光束是由與振蕩第一激光束的振蕩器不同的振蕩器振蕩的；從而，半導(dǎo)體膜的一部分融化，并且半導(dǎo)體上融化的部分在第一激光束和第二激光束照射的位置移動(dòng)的同時(shí)移動(dòng)，并且基本上沿著相對(duì)于第一激光束或第二激光束傾斜的方向掃描。
文檔編號(hào)B23K26/067GK101013666SQ200710006329
公開(kāi)日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日
發(fā)明者田中幸一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所