專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造由薄膜晶體管構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的方法。尤其是，本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該器件具有多個通過提供不同的電源電壓來驅(qū)動的電路。此外，本發(fā)明涉及一種利用上述半導(dǎo)體器件的電子器件。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)開發(fā)了一種半導(dǎo)體器件，它具有用薄膜晶體管(下文中稱為TFT)形成的電路，用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜來構(gòu)成所述薄膜晶體管。作為具有用TFT形成的電路的半導(dǎo)體器件的一個代表性實例，已知有源矩陣型液晶顯示器件、有源矩陣型OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)等?，F(xiàn)在，在下文例舉一種制造TFT的方法。參考圖9進(jìn)行描述。
如圖9A所示，對多晶半導(dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖，從而形成半導(dǎo)體有源層1102c和1102d，用使襯底1101上的非晶半導(dǎo)體硅膜等結(jié)晶的方法來制備多晶半導(dǎo)體膜，襯底1101具有絕緣層。在半導(dǎo)體有源層1102c和1102d上，形成絕緣膜1103、導(dǎo)電膜1104和光刻膠1186。由于用導(dǎo)電膜1104形成TFT的柵電極，所以規(guī)定導(dǎo)電膜1104還稱為柵金屬。應(yīng)當(dāng)注意，在圖9中，示出了一個實例，該實例中，以單層結(jié)構(gòu)形成柵金屬。
當(dāng)形成光刻膠1186時，制造用于執(zhí)行柵金屬構(gòu)圖的光刻膠掩模。光刻膠1186通過構(gòu)圖曝光，光刻膠1186是光敏的。接下來，顯影光刻膠1186，形成由光刻膠組成的圖9B所示的掩模(光刻膠掩模)1123、1124。用光刻膠掩模1223、1224腐蝕導(dǎo)電膜1104。這樣，制造柵電極1121和柵電極1122。接下來，摻雜給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素(摻雜1)。以這種方式，在半導(dǎo)體有源層1102c，1102d內(nèi)形成N型雜質(zhì)區(qū)域1125a，1125b，1126a和1126b。
接下來，如圖9C所示，除去光刻膠掩模1123，1124之后，新形成光刻膠掩模1128。接下來，摻雜給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素(摻雜2)。這樣，在半導(dǎo)體有源層1102d內(nèi)形成雜質(zhì)區(qū)域1129a，1129b。這里，在雜質(zhì)區(qū)域1129a，1129b內(nèi)，已經(jīng)在摻雜1中添加了N型雜質(zhì)。然而，雜質(zhì)區(qū)域1129a，1129b起P溝道型TFT的源區(qū)和漏區(qū)的作用，而沒有在摻雜2中添加高濃度P型雜質(zhì)元素所造成的任何問題。
以這種方式，可以形成N溝道型TFT和P溝道型TFT。
近年來，已經(jīng)提高了諸如TFT的電場效應(yīng)遷移率等多種特性，其中，將結(jié)晶半導(dǎo)體膜(通常是多晶膜)(下文中，稱為多晶TFT)制成有源層。因而，也有可能利用相關(guān)TFT形成配備有多種功能的電路。因此，希望在具有絕緣表面的襯底上形成在單晶襯底上制造的傳統(tǒng)電路，所述具有絕緣表面的襯底諸如利用TFT的玻璃襯底等，并已經(jīng)進(jìn)行了這些嘗試。例如，希望用THT在襯底上形成算術(shù)處理電路、存儲元件等，所述襯底與其上已形成有液晶顯示器件的顯示器件的像素等的襯底相同。
現(xiàn)在，在用TFT在具有絕緣表面的相同襯底上形成多種電路的情況下，要求構(gòu)成相關(guān)電路的TFT所具有的特性按各個電路的功能而有所不同。因而，需要有區(qū)別地制造不同特性的TFT。下文中，用具體的實例來描述按照電路功能而要求構(gòu)成相關(guān)電路的TFT所具有的特性的差異。
例如，以一種情況為例，該情況中，用TFT在相同襯底上形成有源矩陣型液晶顯示器件和算術(shù)處理電路。有源矩陣型液晶顯示器件有像素部分和驅(qū)動電路部分，像素部分配置有以矩陣形狀設(shè)置的多個像素，驅(qū)動電路部分用于向上述像素部分輸入圖像信號(下文中稱為像素驅(qū)動電路部分)。
圖12中，示出了有源矩陣型液晶顯示器件的像素部分配置的一個實例。像素部分中，設(shè)有多條信號線S1-Sx和掃描線G1-Gy。在信號線S1-Sx和掃描線G1-Gy的每個交叉點設(shè)有像素。每個像素有一個開關(guān)元件。上述開關(guān)元件根據(jù)輸入到掃描線G1-Gy的信號，選擇輸入輸入到信號線S1-Sx的圖像信號到每個像素。圖12中，TFT3002(下文中稱為像素TFT)示為上述開關(guān)元件。此外，每個像素有保持電容3001和液晶元件3003，保持電容3001用于保持從信號線S1-Sx輸入到像素中的信號，液晶元件3003的透射比按照圖像信號經(jīng)像素TFT3002來改變。
在每個像素，像素TFT3002的柵電極與掃描線G1-Gy中的一條連接。像素TFT3002的源區(qū)或漏區(qū)中的一個與信號線S1-Sx中的一條連接，另一個與保持電容3001的電極之一和液晶元件3003的電極之一連接。
構(gòu)成像素的像素TFT3002要求關(guān)態(tài)電流小。目的是防止施加在設(shè)在每個像素上的液晶元件3003的電極之間的電壓發(fā)生改變，防止透射比發(fā)生改變，和防止圖像被干擾。此外，經(jīng)像素TFT3002型(下文中稱為透射型)液晶顯示器件的圖像視覺識別中，為了提高開口率，要求精制(refine)像素TFT3002。此外，在液晶元件3003的電極之間，通常施加大約16V的電壓。因而，要求像素TFT3002等承受約16V的電壓。因此，希望配置成在其結(jié)構(gòu)中，使TFT有與柵電極重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(下文中稱為Lov區(qū)域)和不與柵電極重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(下文中稱為Loff區(qū)域)。
另一方面，不要求構(gòu)成像素驅(qū)動電路部分的TFT(下文中稱為用于像素驅(qū)動電路的TFT)減小關(guān)態(tài)電流和將其精制為所要求的像素TFT。然而，由于以約16V的電源電壓來操作所述TFT，所以，要求它承受該電壓。
在算術(shù)處理電路中，要求高驅(qū)動頻率。因而，要求構(gòu)成算術(shù)處理電路的TFT提高載流子的遷移率并對其進(jìn)行精制。另一方面，由精制后的TFT制成的算術(shù)處理電路能以約3-5V的電源電壓來工作，對TFT的耐電壓要求得不象像素TFT和用于像素驅(qū)動電路的TFT的耐電壓那樣多。
需要根據(jù)上述要求的特性不同地制造TFT。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它能不同地制造多種TFT，所述多種TFT分別有不同性質(zhì)或者在相同襯底上的設(shè)計規(guī)則不同。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明中，采取以下方式來對抗這些問題定義了一種制造方法，所述方法中將柵金屬形成為膜，對每個具有不同的要求的性質(zhì)的TFT將上述柵金屬部分腐蝕，然后制造柵電極。具體地說，通過對具有不同的要求的性質(zhì)的每個TFT將光刻膠曝光來制備光刻膠掩模。用上述光刻膠掩模，對具有不同的要求的性質(zhì)的每個TFT執(zhí)行柵金屬腐蝕。這里，用光刻膠掩模預(yù)先覆蓋柵金屬，所述柵金屬在柵電極構(gòu)圖期間覆蓋除TFT之外的TFT的半導(dǎo)體有源層。根據(jù)所要求的性質(zhì)，在最佳條件下執(zhí)行每個TFT的柵電極制造步驟。
這里，形成為膜的柵金屬可以是單層結(jié)構(gòu)、由兩層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)或者由兩層以上構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意，直到實現(xiàn)柵金屬膜形成步驟的步驟能設(shè)為與在相同襯底上形成TFT的步驟相同。此外，形成在相同襯底上的所有TFT中，已經(jīng)制造柵電極的步驟之后的步驟可以是公共的。注意，除了形成在相同襯底上的所有TFT的柵電極形成步驟之外，不總是需要使所有步驟公共。
可以為具有要求的不同特性的每個TFT改變腐蝕柵金屬的方法和所制造的柵金屬的形狀。例如，可以不同地制成配備有形狀為具有錐形邊緣部分的柵電極的TFT和配備有形狀為具有近似垂直邊緣部分的柵電極的TFT。在配備有形狀為具有錐形邊緣部分的柵電極的TFT中，經(jīng)錐形部分摻雜雜質(zhì)元素，能以自對準(zhǔn)方式形成低濃度的雜質(zhì)區(qū)域。這樣，獲得具有能很好地承受電壓的結(jié)構(gòu)的TFT。這里，在具有有錐形邊緣部分的形狀的柵電極的TFT的情況下，難以使柵長度和柵寬度更小。這意味著，不適于精制。另一方面，在配備有形狀為具有近似垂直邊緣部分的柵電極的TFT的情況下，其形狀適于精制。這樣，TFT的柵電極的形狀可以根據(jù)所要求的性質(zhì)而改變。
可以在形成形狀為具有錐形邊緣部分的柵電極的同時通過執(zhí)行柵金屬腐蝕來形成布線。該布線的形狀有錐形邊緣部分。在具有錐形邊緣部分的布線中，防止在相關(guān)布線的上部形成膜的多個步驟之間的差異所造成的切割，并可以減少故障。
可以在形成形狀為具有近似垂直邊緣部分的柵電極的同時通過腐蝕柵金屬來形成布線。該布線有近似垂直形狀的邊緣部分。在布線具有近似垂直邊緣部分的情況下，所述布線能使布線寬度(L)和布線間隔(S)的比L/S小于具有相同截面面積的錐形邊緣部分的布線。因此，可以說具有垂直邊緣部分的布線形狀適于集成。這樣，可以根據(jù)半導(dǎo)體器件的部分來改變布線形狀。
此外，用于執(zhí)行柵電極構(gòu)圖時所使用的光刻膠的曝光方式為具有不同的要求的性質(zhì)的每個TFT而改變。這樣，可以改變柵電極的構(gòu)圖的分辨率。注意，所定義的曝光方式指曝光條件和對準(zhǔn)曝光機(jī)(aligner)。此外，對準(zhǔn)曝光機(jī)是一種裝置，它有用于將光刻膠曝光的輻射能量源(光電源，電子束源或X線源)，其中，通過在主件副本(初縮掩膜版或掩模)上的構(gòu)圖而將光刻膠曝光。作為可資利用的對準(zhǔn)曝光機(jī)，列出了縮小投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(通常稱為步進(jìn)機(jī))和鏡投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)，鏡投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)是等放大投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(下文中稱為MPA)，但不限于這些。可以自由使用已知的對準(zhǔn)曝光機(jī)。定義曝光條件包括用于曝光的輻射能量源的波長，通過主件副本(初縮掩膜版或掩模)將光刻膠曝光時的放大率，光刻膠材料，曝光時間等。此外，為了形成每個TFT的源區(qū)、漏區(qū)、Lov區(qū)域、Loff區(qū)域等，如果需要的話，摻雜雜質(zhì)元素。
下面，參考圖1，描述本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例。圖1A中顯示了制造本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的方法的常規(guī)實例。圖1A中，在下面描述執(zhí)行制造第一TFT和第二TFT的步驟，在相同襯底上要求第一TFT和第二TFT的特性分別不同。
在第一TFT和第二TFT的每個半導(dǎo)體有源層上，通常，將柵絕緣膜、柵金屬、光刻膠依次形成膜(柵金屬和光刻膠膜形成)。接下來，通過進(jìn)行第一曝光而形成光刻膠掩模用于制造第一TFT的柵電極。接下來，用相關(guān)光刻膠掩模腐蝕柵金屬，制造第一TFT的柵電極(第一TFT的柵電極制造)。接下來，摻雜雜質(zhì)元素。對于第一TFT，在第一曝光步驟期間，執(zhí)行柵電極的制造和摻雜，用不會被腐蝕的光刻膠掩模覆蓋相應(yīng)于第二TFT的半導(dǎo)體有源層上的柵金屬。接下來，剝離上述光刻膠掩模之后，新將光刻膠形成膜(光刻膠的膜形成)以便覆蓋形成有第一TFT和第二TFT的區(qū)域。接下來，進(jìn)行第二曝光來形成用于制造第二TFT的柵電極的光刻膠掩模。接下來，通過用相關(guān)光刻膠掩模來腐蝕柵金屬而制造第二TFT的柵電極(第二TFT的柵電極制造)。接下來，摻雜雜質(zhì)元素。對于第二TFT，第二曝光步驟期間，執(zhí)行柵電極的制造、摻雜等，用不會被腐蝕的光刻膠掩模覆蓋相應(yīng)于第一TFT的半導(dǎo)體有源層上的柵金屬。
以這種方式，不同地制成第一TFT和第二TFT。
應(yīng)當(dāng)注意，在每個TFT(第一TFT和第二TFT)的柵電極制造步驟中，以逐步的方式腐蝕柵金屬，在此期間，可以執(zhí)行雜質(zhì)元素的摻雜步驟。
下文中，在圖1D中顯示了一個實例，其中，在第一TFT和第二TFT的柵電極制造步驟中，以逐步的方式腐蝕柵金屬，并在此期間，執(zhí)行摻雜雜質(zhì)元素的步驟。注意，在圖1D中，只注意到第一TFT的柵電極或第二TFT的柵電極制造步驟，并在下文中說明。如圖1D所示，在已經(jīng)執(zhí)行柵金屬的第一腐蝕(柵金屬腐蝕1)之后，摻雜雜質(zhì)元素。接下來，在已經(jīng)執(zhí)行柵金屬的第二腐蝕(柵金屬腐蝕2)之后，摻雜雜質(zhì)元素。另外，通過執(zhí)行柵金屬的第三腐蝕(柵金屬腐蝕3)來制備柵電極。
這里，將上述摻雜執(zhí)行兩次期間，要作為摻雜雜質(zhì)元素期間的掩模的柵金屬的形狀被改變。這樣，在半導(dǎo)體有源層中，可以形成將兩種摻雜執(zhí)行兩次而向其中添加雜質(zhì)元素的區(qū)域，和形成只通過在柵金屬腐蝕2之后的摻雜步驟向其中添加雜質(zhì)元素的區(qū)域。這樣，在半導(dǎo)體有源層中，制造了添加高濃度雜質(zhì)元素的區(qū)域和添加了低濃度雜質(zhì)元素的區(qū)域。
可以在圖1A中的柵電極制造步驟中執(zhí)行圖1D所示的步驟(第一TFT的柵電極制造步驟和第二TFT的柵電極制造步驟)。
對于執(zhí)行了圖1D所示柵制造步驟的TFT，不必要求接下來的雜質(zhì)元素?fù)诫s步驟。
圖1B示出了本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的實例，與圖1A不同。圖1A所示步驟中，在制造了每個TFT(第一TFT，第二TFT)的柵電極之后，分別摻雜雜質(zhì)元素。然而，在圖1B所示的制造方法中，在制造第一TFT的柵電極之后，不摻雜雜質(zhì)元素，而是制造第二TFT的柵電極。然后，最終通過共同執(zhí)行第一TFT和第二TFT的雜質(zhì)元素?fù)诫s步驟來制造第一TFT和第二TFT。在圖1B所示的步驟中，與圖1A相比，摻雜次數(shù)較少，能減少制造步驟數(shù)量。
圖1C中，示出了本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例，它與圖1A和圖1B所示的方法不同。圖1C所示的制造方法是圖1A所示制造方法和圖1B所示制造方法的組合。具體地說，它是這樣一種制造方法同時執(zhí)行第一TFT制造中摻雜步驟的一部分和第二TFT制造方法中摻雜步驟的一部分。由于同時執(zhí)行制造第一TFT的步驟和制造第二TFT的摻雜步驟的一部分，所以，與圖1A的制造方法相比，可以簡化制造步驟。另一方面，在制造第一TFT的步驟和制造第二TFT的步驟中，分別執(zhí)行摻雜，因而，在第一TFT的情況和第二TFT的情況下，還可以為圖1B的制造方法的多種方法改變摻雜雜質(zhì)元素時的條件。
應(yīng)當(dāng)注意，在分別制造每個TFT(第一TFT，第二TFT)的柵電極的步驟中，以逐步的方式來腐蝕柵金屬，在此期間，可以對雜質(zhì)元素執(zhí)行摻雜步驟。例如，可以在圖1C的制造柵電極的步驟中執(zhí)行圖1D所示的步驟(制造第一TFT的柵電極的步驟和制造第二TFT的柵電極的步驟)。對于執(zhí)行了圖1D所示制造柵極的步驟的TFT，不比要求接下來的摻雜雜質(zhì)元素的步驟。
應(yīng)當(dāng)注意，在圖1A-1C的各個制造方法中，可以使第一曝光步驟中所用的曝光方式與第二曝光步驟中所用的曝光方式相同或不同。下面列出第一曝光步驟中所用的曝光方式同第二曝光步驟中所用的曝光方式不同的實例。
例如，在要求精制第二TFT而非第一TFT的情況下，用于第二曝光步驟的光波長與用于第一TFT的步驟的光波長相比較短。此外，例如，在要求精制第二TFT而非第一TFT的情況下，在第一曝光步驟中，用MPA執(zhí)行曝光，在第二曝光步驟中，用步進(jìn)機(jī)執(zhí)行曝光。
在制造用于形成第一TFT和第二TFT的柵電極的光刻膠掩模期間，參考圖11，在下文中描述改變曝光方式的工序。
如圖11A所示，在襯底上，可以不同的制成兩個區(qū)域，一個區(qū)域(第一區(qū)域)具有TFT(第一TFT)，其中，用第一曝光步驟獲得的光刻膠掩模對柵電極實施構(gòu)圖；另一區(qū)域(第二區(qū)域)具有TFT(第二二TFT)，其中，用第二曝光獲得的光刻膠掩模對柵電極實施構(gòu)圖。
這里，對于制造第一TFT和第二TFT的柵電極，希望晚些執(zhí)行要求精制的TFT的柵電極的制造，這樣，能使在制造第一TFT的柵電極的步驟中腐蝕柵金屬而形成的布線同制造第二TFT的柵電極的步驟中腐蝕柵金屬而形成的布線相互光滑連接。此外，可以分別用多個曝光方式執(zhí)行第一曝光步驟和第二曝光步驟。例如，如圖11B所示，能對一個區(qū)域(第一區(qū)域)實施構(gòu)圖，其中，用第一曝光步驟獲得的光刻膠掩模，即，用利用第一曝光方式以及與第一曝光方式不同的第二曝光方式形成的光刻膠掩模對柵電極實施構(gòu)圖。具體地說，在將能夠公用于第一曝光方式和第二曝光方式的光刻膠形成為膜之后，用第一曝光方式在第一區(qū)域中執(zhí)行曝光。接下來，用第二曝光方式執(zhí)行曝光。最后，可以通過執(zhí)行顯影來形成光刻膠掩模。
應(yīng)當(dāng)注意，除了分別在圖1所示制造第一TFT的步驟中和制造第二TFT的步驟中腐蝕柵金屬所需的光刻膠掩模之外，新形成光刻膠掩模，可以向特定區(qū)域選擇性添加雜質(zhì)元素。這樣，還能形成不通過柵電極以自對準(zhǔn)方式形成的雜質(zhì)區(qū)域。
此外，可以用柵電極的側(cè)表面上的絕緣物質(zhì)形成側(cè)壁。而且，通過用相關(guān)側(cè)壁作為掩模添加雜質(zhì)元素，可以形成LDD區(qū)域。尤其是，在要求精制的TFT中形成LDD區(qū)域等的情況下，由于使用側(cè)壁的工序能更準(zhǔn)確地執(zhí)行掩模對準(zhǔn)，所以最好利用使用上述側(cè)壁的工序而不用使用光刻膠掩模來形成LDD區(qū)域的方法。
注意，可以在圖1所示制造第一TFT的柵電極的步驟中，同時制造相應(yīng)于兩種極性不同的TFT的柵電極。此外，可以在圖1所示制造第二TFT的柵電極的步驟中，同時制造相應(yīng)于兩種極性不同的TFT的柵電極。這時，根據(jù)制造第一TFT的步驟中和制造第二TFT的步驟中TFT的相應(yīng)極性，需要改變雜質(zhì)元素的摻雜條件。因而，除了在執(zhí)行柵金屬腐蝕時所需的光刻膠掩模外，新形成光刻膠掩模，可以在特定區(qū)域中選擇性添加雜質(zhì)元素。
此外，可以通過使用連續(xù)振蕩激光束的激光退火而使半導(dǎo)體膜結(jié)晶，用該半導(dǎo)體膜形成第一TFT和第二TFT的半導(dǎo)體有源層。
應(yīng)當(dāng)注意，圖1中，用執(zhí)行兩次的曝光步驟(第一曝光，第二曝光)示出了不同地制成TFT柵電極的步驟，但是，不限于此。本發(fā)明有多個曝光步驟，能將其應(yīng)用于對每個曝光步驟不同地制成TFT柵電極的步驟。這樣，可以提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，能在相同襯底上不同地制成特性各自不同或者設(shè)計規(guī)則彼此不同的多個TFT。根據(jù)本發(fā)明，有可能在相同襯底上制造具有多種功能的電路。這樣，還能在相同襯底上制造諸如IC(集成電路)芯片等的外加電路，可以使所述器件尺寸小型化并減小其重量。此外，由于能用較少的掩模不同地制成多個具有不同特性的TFT，所以可以將步驟數(shù)量和成本的增加抑制在低水平上。


為了更完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖，在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1A到1D是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的框圖；圖2A到2H是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖3A到3H是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖4A到4H是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖5是本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的頂視圖；圖6A到6C是顯示本發(fā)明的制造具有液晶顯示器件的半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖7A到7D是顯示本發(fā)明的制造具有OLED顯示器件的半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖8A到8D是顯示本發(fā)明的制造具有OLED顯示器件的半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖9A到9D是顯示制造半導(dǎo)體器件的傳統(tǒng)方法的圖；
圖10A到10D是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖11A和11B是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖12是顯示液晶顯示器件的像素部分結(jié)構(gòu)的電路圖；圖13A到13G是顯示本發(fā)明的電子器件的圖；圖14是顯示用于激光退火的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖15是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的半導(dǎo)體薄膜，用掃描電鏡(SEM)觀察的圖像；圖16是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的半導(dǎo)體薄膜，用掃描電鏡(SEM)觀察的圖像；圖17是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的半導(dǎo)體有源層的特性的圖示；圖18A到18H是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖19A和19B是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的電特性的圖示；圖20A到20C是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖；圖21A和21B是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的電特性的圖示；圖22A和22B是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的電特性的圖示；圖23A和23B是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的TFT的電特性的圖示；圖24A和24B是顯示通過本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法形成的布線形狀的圖；圖25D到25I是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖，圖25D是圖4C步驟之后的步驟；圖26D到26K是顯示本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的圖，圖26D是圖4C的步驟之后的步驟；圖27是本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的頂視圖；圖28是顯示使用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的顯示系統(tǒng)的圖。
具體實施例方式
實施例1本實施例中，參考圖2，描述本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例。應(yīng)當(dāng)注意，本實施例1所示的制造步驟相應(yīng)于關(guān)于解決問題方式的圖1C所示的實例。尤其是，它相應(yīng)于實例，其中在圖1C中第一TFT的柵電極的制造中使用圖1D所示的構(gòu)圖步驟，忽略了制造第一TFT的柵電極之后立即進(jìn)行的摻雜。
圖2A中，把在石英襯底、硅襯底、金屬襯底或不銹鋼襯底的表面上形成了絕緣膜的襯底用于襯底101。此外，可以使用具有能抵抗本制造的處理溫度的耐熱性的塑料襯底。在本實施例中使用由硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等構(gòu)成的襯底101。
接下來，在襯底101上形成由諸如氧化硅膜、氮化硅膜、氧化/氮化硅膜等的絕緣膜構(gòu)成的前端膜(未示出)。以上述絕緣膜制成的單層結(jié)構(gòu)或者層疊兩層或兩層以上上述絕緣膜的結(jié)構(gòu)構(gòu)成前端膜。
本實施例中，作為前端膜的第一層，將氮化/氧化硅膜形成為膜厚10-200nm(最好是50-100nm)，利用SiH4、NH3和N2O作為反應(yīng)氣體用等離子體CVD法形成膜。本實施例中，將氮化/氧化硅膜形成為膜厚50nm。接下來，作為前端膜的第二層，將氧化/氮化硅膜形成為膜厚50-200nm(最好是100-150nm)，利用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體用等離子體CVD法形成膜。本實施例中，氧化/氮化硅膜形成為膜厚100nm。
接下來，在前端膜上形成半導(dǎo)體膜。用已知的方式(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)將半導(dǎo)體膜形成為厚度25-80nm(最好是30-60nm)的膜。接下來，用已知的結(jié)晶方法(激光結(jié)晶法、利用快速熱退火(下文中稱為RTA法)或電爐退火爐的熱結(jié)晶法、應(yīng)用用于加快結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法等)使上述半導(dǎo)體膜結(jié)晶。應(yīng)當(dāng)注意，可以組合使用用于加快結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法和激光結(jié)晶法。例如，在用用于加快結(jié)晶的金屬元素執(zhí)行熱結(jié)晶法之后，可以執(zhí)行激光結(jié)晶法。
然后，通過執(zhí)行將所獲得的結(jié)晶后的半導(dǎo)體膜構(gòu)圖為所期望的形狀來形成半導(dǎo)體層(半導(dǎo)體有源層)102a-102d。注意，作為上述半導(dǎo)體層，可以使用具有諸如非晶半導(dǎo)體膜的非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜、微晶半導(dǎo)體膜、結(jié)晶半導(dǎo)體膜或非晶硅鍺膜等。
本實施例中，用等離子體CVD法形成膜厚55nm的非晶硅膜。然后，在非晶硅膜上保留含鎳溶液，將該非晶硅膜脫氫(500℃，1小時)之后，通過執(zhí)行熱結(jié)晶(550℃，4小時)形成結(jié)晶硅膜。接下來，通過用光刻法執(zhí)行構(gòu)圖處理形成半島形半導(dǎo)體層102a-102d。
應(yīng)當(dāng)注意，在通過激光結(jié)晶法制造結(jié)晶半導(dǎo)體膜的情況下，對于激光器，可以應(yīng)用連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的氣體激光器或固態(tài)激光器。對于前者氣體激光器，可以應(yīng)用準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、Ti藍(lán)寶石激光器等。此外，對于后者固態(tài)激光器，可以利用使用晶體的激光器，諸如YAG、YVO4、YLF、YAlO3等，其中摻雜有Cr，Nd，Er，Ho，Ce，Co，Ti或Tm。相關(guān)激光器的基波隨摻雜元素的材料而不同，獲得具有約1μm基波波長的激光光束?？梢岳梅蔷€性光學(xué)元件獲得相對于基波的較高次諧波。注意，最好非晶半導(dǎo)體結(jié)晶時，用能執(zhí)行連續(xù)振蕩的固態(tài)激光器，應(yīng)用基波的第二高次諧波-第四高次諧波，以便獲得具有大顆粒直徑的晶體。代表的是，應(yīng)用NdYVO4激光(基波；1064nm)的第二高次諧波(532nm)或第三高次諧波(355nm)。
此外，用非線性光學(xué)元件將從輸出10W的連續(xù)振蕩YVO4激光器入射的激光束轉(zhuǎn)換為較高次諧波。此外，還有一種方法，其中，將YVO4晶體和非線性光學(xué)元件放在諧振器中，并入射。然后，最好用光學(xué)系統(tǒng)將其形成為矩形或橢圓形的輻射表面激光束，照射被處理物體。這時，要求能量密度在從約0.01到100MW/cm2(最好是從0.1到10MW/cm2)的范圍內(nèi)。然后，半導(dǎo)體膜相對于激光束以約10到2000cm/sec的速度移動，并照射半導(dǎo)體膜。
此外，在使用上述激光的情況下，用光學(xué)系統(tǒng)將從激光振蕩器照射的激光束會聚為線形，它可以照射半導(dǎo)體膜。雖然適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了用于結(jié)晶的條件，但是，在使用準(zhǔn)分子激光器的情況下，可以將脈沖振蕩頻率設(shè)為300Hz，并可以將激光能量密度設(shè)在100到700ml/cm2(典型為200到300ml/cm2)的范圍內(nèi)。此外，在使用YAG激光器的情況下，可以使用其二次諧波，將脈沖振蕩頻率設(shè)在1到300Hz，將激光能量密度設(shè)為300到1000ml/cm2(典型為350-500ml/cm2)的范圍內(nèi)。然后，用會聚為寬度100到1000μm(最好寬度為400μm)范圍內(nèi)的線形的激光束照射整個襯底表面，可以將這時線形激光束的重疊率設(shè)為50到98％。
然而，本實施例中，由于已經(jīng)用用于加快結(jié)晶化的金屬元素執(zhí)行了非晶硅膜的結(jié)晶化，所以，上述金屬元素殘留在結(jié)晶硅膜中。因而，在上述結(jié)晶硅膜上形成膜厚在范圍50到100nm的非晶硅膜，通過執(zhí)行熱處理(RTA方法和使用爐內(nèi)退火爐等的熱退火)將上述金屬元素擴(kuò)散到相關(guān)非晶硅膜中，在執(zhí)行熱處理之后通過腐蝕來除去上述非晶硅膜。結(jié)果，可以減少或除去上述結(jié)晶硅膜中的金屬元素含量。
應(yīng)當(dāng)注意，形成半島形半導(dǎo)體層102a-102d之后，可以摻雜痕量雜質(zhì)元素(硼或磷)。這樣，還可以向要成為溝道區(qū)域的區(qū)域添加痕量雜質(zhì)元素，然后能控制TFT的閾值。
接下來，形成用于覆蓋半導(dǎo)體層102a-102d的柵絕緣膜103。利用等離子體CVD法和濺射法，用膜厚40-150nm的含硅絕緣膜形成柵絕緣膜103。本實施例中，用等離子體CVD法將氧化/氮化硅膜形成為膜厚115nm的膜作為柵絕緣膜103。不用說，柵絕緣膜103不限于氧化/氮化硅膜，可以將包含其它硅的絕緣膜用作單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意，在將氧化硅膜用作柵絕緣膜103的情況下，用等離子體CVD法混合TEOS(四乙基原硅酸鹽)和O2，將反應(yīng)壓力設(shè)為40Pa，將襯底溫度設(shè)為300到400℃，可以通過在高頻率(13.56MHz)和功率密度在0.5到0.8W/cm2的范圍內(nèi)的條件下放電來形成它。隨后在400到500℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱退火，通過上述步驟制造的氧化硅膜可以獲得優(yōu)良的特性作為柵絕緣膜103。
這里，在形成柵電極之前，可以預(yù)先在半導(dǎo)體層102a-102d的特定區(qū)域內(nèi)摻雜雜質(zhì)元素。能通過形成與這時形成的雜質(zhì)區(qū)域重疊的柵電極來形成Lov區(qū)域等。應(yīng)當(dāng)注意，在半導(dǎo)體層102a-102d中摻雜雜質(zhì)元素之前，可以預(yù)先形成與柵絕緣膜103不同的另一絕緣膜(稱為用于摻雜的絕緣膜)。這種情況下，上述摻雜處理結(jié)束之后，除去用于摻雜的絕緣膜。
接下來，用氮化鉭(TaN)形成膜厚20-100nm的第一導(dǎo)電膜104a，用鎢(W)形成膜厚100-400nm的第二導(dǎo)電膜104b。這樣，形成兩層層疊結(jié)構(gòu)的柵金屬。本實施例中，層疊并形成膜厚30nm的氮化鉭(TaN)膜構(gòu)成的第一導(dǎo)電膜104a和膜厚370nm的鎢(W)構(gòu)成的第二導(dǎo)電膜104b。
本實施例中，通過濺射法，用鉭(Ta)靶在含氮?dú)獾臍夥罩行纬勺鳛榈谝粚?dǎo)電膜104a的氮化鉭(TaN)膜。然而，通過濺射法，用鎢(W)靶形成作為第二導(dǎo)電膜104b的鎢(W)膜。除此之外，還可以通過熱CVD法用六氟化鎢(WF6)形成膜。無論是哪種情況，為了用它作為柵電極，要求減低電阻，最好將鎢(W)膜的電阻率降低為20μΩcm或20μΩcm以下。雖然可以考慮通過增大其晶粒來降低鎢(W)膜的電阻率，但是，在鎢(W)膜中諸如氧等雜質(zhì)元素的量大時，抑制了結(jié)晶且電阻變大。因而，本實施例中，通過濺射法用高純(純度99.9999％)的鎢(W)靶、并進(jìn)一步在膜形成期間充分考慮到不混合來自氣相的雜質(zhì)形成鎢(W)膜來實現(xiàn)9到20μΩcm范圍內(nèi)的電阻率。
應(yīng)當(dāng)注意，第一導(dǎo)電膜104a由氮化鉭(TaN)膜制成，第二導(dǎo)電膜104b由鎢(W)膜制成，但是，不特別限制構(gòu)成第一導(dǎo)電膜104a和第二導(dǎo)電膜104b的材料?？梢杂脧你g(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)和釹(Nd)中選擇的元素形成第一導(dǎo)電膜104a和第二導(dǎo)電膜104b，或者用主要由前述元素構(gòu)成的合金材料或化合物材料來形成第一導(dǎo)電膜104a和第二導(dǎo)電膜104b。此外，還可以用以多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜或Ag-Pd-Cu合金來形成它，所述半導(dǎo)體膜中摻雜有諸如磷等的雜質(zhì)元素。
下面，將光刻膠105形成為膜。作為將光刻膠105形成膜的方法，可以應(yīng)用涂敷法。應(yīng)當(dāng)注意，作為涂敷法，可以使用旋涂器或輥涂器。對于光刻膠105，可以使用正型或負(fù)型，這可以根據(jù)曝光時使用的光源來選擇。
接下來，如圖2B所示，通過使光刻膠105曝光(第一曝光)形成光刻膠掩模108、109和185，為了制造柵電極而執(zhí)行第一腐蝕處理(柵金屬腐蝕1)。本實施例中，用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)腐蝕法作為第一腐蝕處理的腐蝕工序，將CF4和Cl2混合為腐蝕氣體，通過在1Pa壓力下向線圈型電極提供500W的RF功率(13.56MHz)產(chǎn)生等離子體，對其進(jìn)行腐蝕。還在襯底側(cè)(樣品臺)上提供100W的RF(13.56MHz)功率，施加大致負(fù)的自偏電壓。在混合CF4和Cl2的情況下，將鎢(W)膜和鉭(Ta)膜都腐蝕到類似程度。
然而，因為形成在半導(dǎo)體層102c，102d上的第一導(dǎo)電膜104a和第二導(dǎo)電膜104b部分被光刻膠掩模185所覆蓋，所以這些部分不受腐蝕。
在上述腐蝕條件下，通過將光刻膠掩模制成適當(dāng)形狀，由施加到襯底側(cè)的偏壓效應(yīng)將第一導(dǎo)電層106a，107a和第二導(dǎo)電層106b，107b的邊緣部分制成錐形。這里，具有錐形形狀的部分(錐形部分)的角(圓錐角)定義為形成在襯底101的表面(水平表面)和錐形部分的傾斜部分之間的角。通過適當(dāng)選擇腐蝕條件，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的錐形部分的角可以制成15到45°范圍內(nèi)的角。為了腐蝕而不在柵絕緣膜103上有殘留，可以將腐蝕時間增加10-20％的比例。由于在2到4(通常為3)的范圍內(nèi)的氧化/氮化硅膜相對于鎢(W)膜的選擇比，所以，用過腐蝕處理將已經(jīng)曝光的氧化/氮化硅膜的表面腐蝕約20-50nm。這樣，通過執(zhí)行腐蝕處理形成由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成的第一形狀的導(dǎo)電層106，107(第一導(dǎo)電層106a，107a和第二導(dǎo)電層106b，107b)。這時，在柵絕緣膜103中，將曝光區(qū)域腐蝕約20-50nm，形成變薄的區(qū)域。
然后，通過執(zhí)行第一摻雜處理(摻雜1)來添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。對于摻雜方法，可以通過離子摻雜法或者離子注入法來執(zhí)行。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到5×1014原子/cm2，將加速電壓設(shè)為60到100kV，并執(zhí)行所述摻雜。作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，應(yīng)用屬于15族的元素，通常為磷(P)或砷(As)，然而，這里，利用的是磷(P)。這種情況下，通過利用第一形狀的導(dǎo)電層(第一導(dǎo)電層106a，107a和第二導(dǎo)電層106b，107b)作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成第一雜質(zhì)區(qū)域110a，110b，111a和111b。在1×1020到1×1021原子/cm2的范圍內(nèi)向第一雜質(zhì)區(qū)域110a，110b，111a和111b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。
下面，如圖2C所示，如原樣不除去光刻膠掩模，執(zhí)行第二腐蝕處理(柵金屬腐蝕2)。CF4、Cl2和O2用于腐蝕氣體，選擇性地腐蝕鎢(W)膜。這樣，形成第二形狀的導(dǎo)電層412，413(第一導(dǎo)電層412a，413a和第二導(dǎo)電層412b，413b)。這時，柵絕緣膜103中，將曝光區(qū)域進(jìn)一步腐蝕約20-50nm，曝光區(qū)域變薄。
可以從所產(chǎn)生的原子團(tuán)和離子種類以及反應(yīng)產(chǎn)物的氣壓來估計使用CF4和Cl2混合氣體的鎢(W)膜和鉭(Ta)膜的腐蝕反應(yīng)。當(dāng)比較鎢(W)和鉭(Ta)的氟化物和氯化物的氣壓時，鎢(W)的氟化物WE6的氣壓極高，而其它WCl5、TaF5、TaCl5的氣壓在類似水平。因而，鎢(W)膜和鉭(Ta)膜都在CF4和Cl2的混合氣體中進(jìn)行腐蝕。然而，當(dāng)向該混合氣體添加適量的O2時，CF4和O2反應(yīng)生成CO和F，產(chǎn)生大量F原子團(tuán)或F離子。結(jié)果，在高氟化物氣壓的鎢(W)膜的情況下，其腐蝕速度加快。另一方面，在鉭(Ta)的情況下，如果F增加了，腐蝕速度的加快相對小。此外，由于與鎢(W)相比鉭(Ta)易于氧化，所以通過添加O2來氧化鉭(Ta)的表面。由于鉭(Ta)的氧化物不與氟和氯反應(yīng)，所以進(jìn)一步降低了鉭(Ta)膜的腐蝕速度。因而，能造成鎢(W)膜和鉭(Ta)膜之間的腐蝕速度差，與鉭(Ta)膜的腐蝕速度相比能將鎢(W)膜的腐蝕速度提高更大。
然后，執(zhí)行第二摻雜處理(摻雜2)。這種情況下，劑量的減少大于第一摻雜處理，在高加速電壓的條件下?lián)诫s給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。例如，在將加速電壓設(shè)為70-120kV的條件下，以1×1013原子/cm2來執(zhí)行劑量，在形成在圖2B的半島形半導(dǎo)體層上的第一雜質(zhì)區(qū)域110a，110b，111a和111b內(nèi)形成新的雜質(zhì)區(qū)域。用第二導(dǎo)電層412b，413b作為用于雜質(zhì)元素的掩模來執(zhí)行摻雜，以便還向第一導(dǎo)電層412a，413a下面的較低區(qū)域的半導(dǎo)體層添加雜質(zhì)元素。這樣，形成第二雜質(zhì)區(qū)域416a，416b，418a和418b。添加到這些第二雜質(zhì)區(qū)域416a，416b，418a和418b的磷(P)的濃度有按照第一導(dǎo)電層412a，413a的錐形部分膜厚度的緩慢濃度梯度。注意，雖然雜質(zhì)濃度從第一導(dǎo)電層412a，413a的錐形部分的邊緣部分向與第一導(dǎo)電層412a，413a的錐形部分重疊的半導(dǎo)體層內(nèi)部輕度降低，但是，濃度大約相同。
接下來，如圖2D所示，執(zhí)行第三腐蝕處理(柵金屬腐蝕3)。利用反應(yīng)離子腐蝕法(RIE法)，用CHF6作為腐蝕氣體來執(zhí)行腐蝕處理。用第三腐蝕處理，通過部分腐蝕第一導(dǎo)電層412a，413a的錐形部分，使重疊在第一導(dǎo)電層和半導(dǎo)體層之間的區(qū)域減小。用第三腐蝕處理形成第三形狀的導(dǎo)電層112，113(第一導(dǎo)電層112a，113a和第二導(dǎo)電層112b，113b)。這時，柵絕緣膜103中，進(jìn)一步將曝光區(qū)域腐蝕約20-50nm，并使其變薄。對于第二雜質(zhì)區(qū)域416a，416b，418a和418b，形成與第一導(dǎo)電層112a，113a重疊的第二雜質(zhì)區(qū)域117a，117b，119a和119b以及位于第一雜質(zhì)區(qū)域和第二雜質(zhì)區(qū)域之間的第三雜質(zhì)區(qū)域116a，116b，118a和118b。
接下來，如圖2E所示，除去光刻膠掩模108、109和185之后，將光刻膠186新形成為膜。作為光刻膠186的膜形成方法，可以應(yīng)用涂敷法。注意，可以將旋涂器或輥涂器用作涂敷法。對于光刻膠186，能使用正型或負(fù)型，可以根據(jù)曝光時所使用的光源來選擇。注意，用于光刻膠186的材料可以與第一曝光時所使用的光刻膠105的材料一致，或者可以與其不同。
接下來，將光刻膠186曝光(第二曝光)，形成光刻膠掩模123、124和187(圖2F)。注意，第二曝光中所使用的曝光方式可以與第一曝光相同，或者與其不同。接下來，執(zhí)行第四腐蝕處理(柵金屬腐蝕4)。這樣，形成具有近似垂直邊緣部分的第四形狀的導(dǎo)電層121、122(第一導(dǎo)電層121a，122a和第二導(dǎo)電層121b，122b)。應(yīng)當(dāng)注意，由于在半導(dǎo)體層102a和102b上形成的第三形狀導(dǎo)電層112、113(第一導(dǎo)電層112a，113a和第二導(dǎo)電層112b，113b)的部分用光刻膠掩模187覆蓋，所以不腐蝕它們。
接下來，執(zhí)行第三摻雜處理(摻雜3)。第三摻雜處理中，添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。對于摻雜方法，可以用離子摻雜法或者離子注入法來執(zhí)行。作為離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到5×1014原子/cm2，將加速電壓設(shè)為60到100kV，然后執(zhí)行摻雜。雖然作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，但是，元素屬于15族，通常，用磷(P)或砷(As)，這里，用磷(P)。這種情況下，利用光刻膠掩模123、124和187作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，形成第四雜質(zhì)區(qū)域125a，125b，126a和126b。向第四雜質(zhì)區(qū)域125a，125b，126a和126b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度范圍從1×1020到1×1021原子/cm3。注意，由于半導(dǎo)體層102a，102b由光刻膠掩模187覆蓋，所以，第三摻雜處理不添加雜質(zhì)元素。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施例中，摻雜(第三摻雜處理)施加到第四雜質(zhì)區(qū)域125a，125b，126a和126b的雜質(zhì)元素的條件與摻雜施加到第一雜質(zhì)區(qū)域110a，110b，111a和111b(第一摻雜處理)雜質(zhì)元素的條件相同。然而，不限于此。這些條件在第一摻雜處理和第三摻雜處理中可以不同。
接下來，如圖2G所示，除去光刻膠掩模187、123和124之后，新形成光刻膠掩模127和128，執(zhí)行第四摻雜處理(摻雜4)。第四摻雜處理中，添加給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。對于摻雜方法，可以應(yīng)用離子摻雜法或離子注入法。在用于形成P溝道型TFT的半島形半導(dǎo)體層102b和102d中，形成要添加P型雜質(zhì)元素的第四雜質(zhì)區(qū)域190a，190b，191a，191b，129a和129b。這時，利用第三形狀的導(dǎo)電層113b和第四形狀導(dǎo)電層122作為用于雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域。應(yīng)當(dāng)注意，其中形成有N溝道型TFT的半島形半導(dǎo)體層102a，102c預(yù)先由光刻膠掩模127和128完全覆蓋。
注意，通過執(zhí)行第一摻雜處理、第二摻雜處理和第三摻雜處理，以各自不同的濃度向第四雜質(zhì)區(qū)域190a，190b，191a，191b，129a和129b添加磷(P)。然而，用六水合二硼(乙硼烷)(B2H6)以離子摻雜法向任一個區(qū)域添加給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。這時，使得對第四雜質(zhì)區(qū)域190a，190b，191a和191b給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的濃度從2×1020到2×1021原子/cm3。這樣，第四雜質(zhì)區(qū)域190a，190b，191a，191b毫無問題地起P溝道型TFT的源區(qū)和漏區(qū)的作用。此外，第四雜質(zhì)區(qū)域129a和129b毫無問題地起P溝道型TFT的Lov區(qū)域的作用。
用上述步驟，在各個半導(dǎo)體層102a-102d中形成雜質(zhì)區(qū)域。與半島形半導(dǎo)體層重疊的第三形狀導(dǎo)電層112、113和第四形狀導(dǎo)電層121、122起柵電極的作用。
這樣，如圖2H所示，形成N溝道型TFT71、P溝道型TFT72、N溝道型TFT73和P溝道型TFT74。
N溝道型TFT71有溝道區(qū)域192；高濃度雜質(zhì)區(qū)域110a，110b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)117a，117b，與柵電極重疊；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)116a，116b，不與柵電極重疊。另一方面，P溝道型TFT72有溝道區(qū)域193；高濃度雜質(zhì)區(qū)域190a，190b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)129a，129b，與柵電極重疊。注意，所構(gòu)成的這種結(jié)構(gòu)沒有Loff區(qū)域。N溝道型TFT71和P溝道型TFT72的柵電極有錐形邊緣部分。因而，它們不是其形狀適于使柵電極較小的TFT。然而，由于能在柵電極制造步驟中以自對準(zhǔn)方式制造Lov區(qū)域和Loff區(qū)域，所以可以減少TFT制造步驟的數(shù)量。這樣，有可能形成具有高耐電壓的TFT同時減少步驟。
此外，N溝道型TFT73有溝道區(qū)域194以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域125a，125b。此外，P溝道型TFT74有溝道區(qū)域195以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域191a，191b。N溝道型TFT73和P溝道型TFT74形成為信號漏結(jié)構(gòu)。將N溝道型TFT73和P溝道型TFT74制成有Lov區(qū)域和Loff區(qū)域的TFT的情況下，存在的問題是需要新的掩模和增加了步驟數(shù)量。然而，由于以垂直方向腐蝕柵電極的邊緣部分，所以能執(zhí)行精制。
例如，可以用N溝道型TFT71和P溝道型TFT72制成要求耐電壓的電路，可以用N溝道型TFT73和P溝道型TFT74制成要求精制的電路。
應(yīng)當(dāng)注意，執(zhí)行第一曝光的步驟中所用的曝光方式和執(zhí)行第二曝光的步驟中所用的曝光方式可以是相同或彼此不同的。這里，通常，用于曝光的輻射能量源的波長越短，曝光時的分辨率越高。因此，例如，在要求精制N溝道型TFT73和P溝道型TFT74而非N溝道型TFT71和P溝道型TFT72的情況下，執(zhí)行第二曝光的步驟中所用的光波長小于第一曝光的步驟中所用的光波長。
此外，執(zhí)行第一曝光的步驟中所用的對準(zhǔn)曝光機(jī)和執(zhí)行第二曝光的步驟中所用的對準(zhǔn)曝光機(jī)可以是相同或相互不同的。
例如，在要求精制N溝道型TFT73和P溝道型TFT74而非N溝道型TFT71和P溝道型TFT72的情況下，在執(zhí)行第一曝光的步驟中，用MPA執(zhí)行曝光，在執(zhí)行第二曝光的步驟中用步進(jìn)機(jī)執(zhí)行曝光。這里，通常，在使用MPA的情況下，由于能一次曝光大面積，所以其優(yōu)點是半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率。另一方面，在使用步進(jìn)機(jī)的情況下，通過用光學(xué)系統(tǒng)將圖形投影到初縮掩膜版上并操作和停止(步驟和重復(fù))襯底側(cè)的臺，將光刻膠曝光。與MPA相比，雖然不能一次曝光大面積，但是，能提供線和間隙(L&S)的分辨率(下文中將分辨率稱為L&S分辨率)。
此外，作為另一實例，在要求精制N溝道型TFT73和P溝道型TFT74而非N溝道型TFT71和P溝道型TFT72的情況下，在執(zhí)行第一曝光的步驟中，將步進(jìn)機(jī)用于曝光，當(dāng)用光學(xué)系統(tǒng)將初縮掩膜版上的圖形投影到光刻膠上時所述步進(jìn)機(jī)的縮小率小，在執(zhí)行第二曝光的步驟中，將步進(jìn)機(jī)用于曝光，當(dāng)用光學(xué)系統(tǒng)將初縮掩膜版上的圖形投影到光刻膠上時步進(jìn)機(jī)的縮小率大。應(yīng)當(dāng)注意，步進(jìn)機(jī)的縮小率是指示用其1/N倍將初縮掩膜版上的圖形投影到光刻膠上時的N(N是整數(shù))。這里，通常，在用光學(xué)系統(tǒng)將初縮掩膜版上的圖形投影到光刻膠上時其縮小率大的步進(jìn)機(jī)的情況下，能執(zhí)行一次曝光的面積窄，但是分辨率高。另一方面，在用光學(xué)系統(tǒng)將初縮掩膜版上的圖形投影到光刻膠上時其縮小率小的步進(jìn)機(jī)的情況下，能執(zhí)行一次曝光的面積寬，但是分辨率低。
如上所述，能通過改變在執(zhí)行第一曝光的步驟中和執(zhí)行第二曝光的步驟中的曝光方式來制造具有高生產(chǎn)率和具有優(yōu)良特性的TFT的半導(dǎo)體器件。應(yīng)當(dāng)注意，在執(zhí)行第一曝光和第二曝光的步驟中所用的曝光方式(指示曝光條件和對準(zhǔn)曝光機(jī))不限于上述方式?？梢宰杂墒褂靡阎钠毓夥绞?。此外，可以分別利用多種曝光方式來執(zhí)行第一曝光的步驟和執(zhí)行第二曝光的步驟。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然本實施例中已經(jīng)描述了制造單柵極型TFT的步驟，但是，還可以用于雙柵極結(jié)構(gòu)和具有兩個以上柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。
注意，本實施例中，已經(jīng)示出了頂柵型TFT并描述了其制造步驟。然而，本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法還能應(yīng)用于雙柵極型TFT。應(yīng)當(dāng)注意，雙柵極型TFT指具有經(jīng)絕緣膜疊加在溝道區(qū)域上面的柵電極和經(jīng)絕緣膜疊加在相關(guān)溝道區(qū)域下面的柵電極的TFT。
此外，如果應(yīng)用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法，就能提高除TFT、布線等用柵金屬形成的元件之外的元件的電極形狀的自由度。實施例2本實施例中，參考圖3描述本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例，它與實施例1的實例不同。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明實施例2所示的制造步驟的實例相應(yīng)于用解決問題的方式所執(zhí)行的圖1C所示實例。
圖3A中，對于襯底201，應(yīng)用在石英襯底、硅襯底、金屬襯底或不銹鋼襯底的表面上形成了絕緣膜的襯底。此外，可以應(yīng)用具有能抵抗本制造步驟的處理溫度的耐熱性的塑料襯底。本實施例中，應(yīng)用諸如硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁等玻璃構(gòu)成的襯底。接下來，在襯底201上形成如諸如氧化硅膜、氮化硅膜或氧化/氮化硅膜等的絕緣膜構(gòu)成的前端膜(未示出)?？梢詫⑶岸四?gòu)成為上述絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或者可以用層疊上述絕緣膜的兩層或兩層以上的結(jié)構(gòu)。本實施例中，作為前端膜的第一層，利用SiH4、NH3和N2O作為反應(yīng)氣體，將所形成的氮化/氧化硅膜形成為膜厚10-200nm(最好為50-100nm)。本實施例中，將氮化/氧化硅膜形成為膜厚50nm。接下來，作為前端膜的第二層，用等離子體CVD法，利用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體，形成氧化/氮化硅膜，膜厚50-200nm(最好100-150nm)。本實施例中，將氧化/氮化硅膜形成為膜厚100nm。
接下來，在前端膜上形成半導(dǎo)體膜。對于半導(dǎo)體膜，用已知方式(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)將半導(dǎo)體膜形成為膜厚25-80nm(最好為30-60nm)。接下來，用已知的結(jié)晶方法(激光結(jié)晶法，利用RTA或爐內(nèi)退火爐的熱結(jié)晶法，使用用于加快結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法等)使上述半導(dǎo)體膜結(jié)晶。注意，可以結(jié)合使用用于加快結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法和激光結(jié)晶法。例如，執(zhí)行使用用于加快結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法之后，可以執(zhí)行激光結(jié)晶法。
然后，通過執(zhí)行對所獲得的結(jié)晶半導(dǎo)體膜以所希望的形狀的構(gòu)圖，形成半導(dǎo)體層(半導(dǎo)體有源層)202a-202e。應(yīng)當(dāng)注意，作為上述半導(dǎo)體層，能使用具有諸如非晶半導(dǎo)體膜的非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜、微晶半導(dǎo)體膜、結(jié)晶半導(dǎo)體膜或非晶硅鍺膜等。本實施例中，用等離子體CVD法形成膜厚55nm的非晶硅膜。然后，在非晶硅膜上保留含鎳溶液，將該非晶硅膜脫氫(500℃，1小時)之后，通過執(zhí)行熱結(jié)晶(550℃，4小時)形成結(jié)晶硅膜。接下來，通過用光刻法執(zhí)行構(gòu)圖處理形成半島形半導(dǎo)體層202a-202e。
應(yīng)當(dāng)注意，在通過激光結(jié)晶法制造結(jié)晶半導(dǎo)體膜的情況下，對于激光器，可以應(yīng)用連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的氣體激光器或固態(tài)激光器。對于上述氣體激光器，可以應(yīng)用準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、Ti藍(lán)寶石激光器等。此外，對于后者固態(tài)激光器，可以應(yīng)用使用晶體的激光器，諸如YAG、YVO4、YLF、YAlO3等，其中摻雜有鉻(Cr)，釹(Nd)，鉺(Er)，鈥(Ho)，鈰(Ce)，鉆(Co)，鈦(Ti)或銩(Tm)。相關(guān)激光器的基波隨摻雜元素的材料而不同，獲得具有約1μm基波的激光光束。可以利用非線性光學(xué)元件獲得相對于基波的較高次諧波。注意，最好用能執(zhí)行連續(xù)振蕩的固態(tài)激光器應(yīng)用基波的二次諧波-四次諧波，以便在非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶時獲得具有大顆粒直徑的晶體。典型的是，應(yīng)用NdYVO4激光器(基波；1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。
此外，用非線性光學(xué)元件將從輸出10W的連續(xù)振蕩YVO4激光器入射的激光束轉(zhuǎn)換為較高次諧波。此外，還有一種方法，其中，將YVO4晶體和非線性光學(xué)元件放在諧振器中，并入射較高次諧波。然后，最好用光學(xué)系統(tǒng)將激光束成為輻射表面為矩形或橢圓形激光束，照射被處理物體。這時，要求能量密度在從約0.01到約100MW/cm2(最好是從0.1到10MW/cm2)的范圍內(nèi)。然后，半導(dǎo)體膜相對于激光束以約10到約2000cm/sec的速度移動，并照射半導(dǎo)體膜。
此外，在使用上述激光的情況下，用光學(xué)系統(tǒng)將從激光振蕩器照射的激光束會聚為線形，它可以照射半導(dǎo)體膜。雖然適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了用于結(jié)晶的條件，但是，在使用準(zhǔn)分子激光器的情況下，可以將脈沖振蕩頻率設(shè)為300Hz，并可以將激光能量密度設(shè)在100到700ml/cm2(典型為200到300ml/cm2)的范圍內(nèi)。此外，在使用YAG激光器的情況下，可以使用其二次諧波，將脈沖振蕩頻率設(shè)在1到300Hz，可將激光能量密度設(shè)為300到1000ml/cm2(典型為350-500ml/cm2)的范圍內(nèi)。然后，用會聚為寬度為100到1000μm(最好寬度為400μm)范圍內(nèi)的線形的激光束照射整個襯底表面，這時可以將線形激光束的覆蓋率設(shè)為50到98％。
然而，本實施例中，由于已經(jīng)使用用于加快結(jié)晶化的金屬元素執(zhí)行了非晶硅膜的結(jié)晶化，所以，上述金屬元素就這樣殘留在結(jié)晶硅膜中。因而，在上述結(jié)晶硅膜上形成膜厚在范圍50到100nm中的非晶硅膜，通過執(zhí)行熱處理(RTA方法和使用爐內(nèi)退火爐等的熱退火)將上述金屬元素擴(kuò)散到相關(guān)非晶硅膜中，在執(zhí)行熱處理之后通過腐蝕來除去上述非晶硅膜。結(jié)果，可以減少或除去上述結(jié)晶硅膜中的金屬元素含量。
應(yīng)當(dāng)注意，形成半島形半導(dǎo)體層202a-202e之后，可以摻雜痕量雜質(zhì)元素(硼或磷)。這樣，還可以向要成為溝道區(qū)域的區(qū)域添加痕量雜質(zhì)元素，然后能控制TFT的閾值。
接下來，形成用于覆蓋半導(dǎo)體層202a-202e的柵絕緣膜203。利用等離子體CVD法和濺射法，用膜厚40-150nm的含硅絕緣膜形成柵絕緣膜203。本實施例中，用等離子體CVD法將氧化/氮化硅膜形成為膜厚115nm的膜作為柵絕緣膜203。不用說，柵絕緣膜203不限于氧化/氮化硅膜，可以將包含其它硅的絕緣膜用作單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意，在將氧化硅膜用作柵絕緣膜203的情況下，用等離子體CVD法混合TEOS(四乙基原硅酸鹽)和O2，將反應(yīng)壓力設(shè)為40Pa，將襯底溫度設(shè)為300到400℃，可以通過在高頻(13.56MHz)和功率密度在0.5到0.8W/cm2的范圍內(nèi)的條件下放電來形成它。隨后在400到500℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱退火，通過上述步驟制造的氧化硅膜可以獲得優(yōu)良的特性作為柵絕緣膜203。
這里，在形成柵電極之前，可以預(yù)先在半導(dǎo)體層202a-202e的指定區(qū)域內(nèi)摻雜雜質(zhì)元素。能通過制造與此時形成的雜質(zhì)區(qū)域重疊的柵電極來形成Lov區(qū)域等。應(yīng)當(dāng)注意，在半導(dǎo)體層202a-202e中摻雜雜質(zhì)元素之前，可以預(yù)先形成與柵絕緣膜203不同的另一絕緣膜(稱為用于摻雜的絕緣膜)。這種情況下，上述摻雜處理結(jié)束之后，除去用于摻雜的絕緣膜。
接下來，用氮化鉭(TaN)形成膜厚20-100nm的第一導(dǎo)電膜204a，用鎢(W)形成膜厚100-400nm的第二導(dǎo)電膜204b。本實施例中，層疊并形成膜厚30nm的氮化鉭(TaN)膜構(gòu)成的第一導(dǎo)電膜204a和膜厚370nm的鎢(W)構(gòu)成的第二導(dǎo)電膜204b。本實施例中，通過濺射法，用鉭(Ta)靶在含氮?dú)獾臍夥罩行纬勺鳛榈谝粚?dǎo)電膜204a的氮化鉭(TaN)膜。此外，通過濺射法，用鎢(W)靶形成作為第二導(dǎo)電膜204b的鎢(W)膜。除此之外，還可以通過熱CVD法用六氟化鎢(WF6)形成膜。無論是哪種情況，為了用它作為柵電極，要求減低電阻，最好將鎢(W)膜的電阻率降低為20μΩcm或20μΩcm以下。雖然可以考慮通過增大其晶粒來降低鎢(W)膜的電阻率，但是，在鎢(W)膜中諸如氧等雜質(zhì)元素的量大時，抑制了結(jié)晶且電阻變大。因而，本實施例中，通過濺射法用高純(純度99.9999％)的鎢(W)靶、并進(jìn)一步在膜形成期間充分考慮到不混合來自氣相的雜質(zhì)形成鎢(W)膜來實現(xiàn)9到20μΩcm范圍內(nèi)的電阻率。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施例中，第一導(dǎo)電膜204a由氮化鉭(TaN)膜制成，第二導(dǎo)電膜204b由鎢(W)膜制成，但是，不特別限制構(gòu)成第一導(dǎo)電膜204a和第二導(dǎo)電膜204b的材料?？梢杂脧你g(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)和釹(Nd)中選擇的元素形成第一導(dǎo)電膜204a和第二導(dǎo)電膜204b，或者用主要由前述元素構(gòu)成的合金材料或化合物材料來形成第一導(dǎo)電膜204a和第二導(dǎo)電膜204b。此外，還可以用以多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜或Ag-Pd-Cu合金來形成它，所述半導(dǎo)體膜中摻雜有諸如磷等的雜質(zhì)元素。
下面，將光刻膠205形成為膜。作為將光刻膠205形成膜的方法，可以應(yīng)用涂敷法。應(yīng)當(dāng)注意，作為涂敷法，可以使用旋涂器或輥涂器。對于光刻膠205，可以使用正型或負(fù)型，這可以根據(jù)曝光時使用的光源來選擇。
接下來，通過使光刻膠205曝光(第一曝光)形成光刻膠掩模209、210、211和285，為了制造柵電極而執(zhí)行第一腐蝕處理(柵金屬腐蝕1)(圖3B)。第一腐蝕處理中，在第一和第二腐蝕條件下執(zhí)行。本實施例中，在第一腐蝕處理的條件下，用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)腐蝕法，將CF4和Cl2和O2用于為腐蝕氣體，氣體流率比分別設(shè)為25∶25∶10(sccm)，通過在1.0Pa壓力下向為線圈型電極中提供500W的RF功率(13.56MHz)產(chǎn)生等離子體，對其進(jìn)行腐蝕。還在襯底側(cè)(樣品臺)上提供150W的RF(13.56MHz)功率，施加大致負(fù)的自偏電壓。然后，在第一腐蝕條件下腐蝕鎢(W)膜，將第二導(dǎo)電層204b的邊緣部分制成錐形。接下來，第二腐蝕條件改變而不除去光刻膠掩模209、210和211，將CF4和Cl2用于腐蝕氣體，分別將氣體流率比設(shè)為30∶30(sccm)，通過在1.0Pa的壓力下向線圈型電極提供500W的RF(13.56MHz)功率并通過產(chǎn)生等離子體，將其腐蝕約15秒。還在襯底側(cè)(樣品臺)提供20W的RF(13.56MHz)的功率，施加大致負(fù)的自偏電壓。在第二腐蝕條件下，將第一導(dǎo)電層204a和第二導(dǎo)電層204b都腐蝕到近似相同程度。應(yīng)當(dāng)注意，可以將腐蝕時間增加10-20％的比例，以便腐蝕而不在柵絕緣膜203上有殘留。在上述第一腐蝕處理中，通過使掩模的形狀最佳化的方式，第一導(dǎo)電層204a和第二導(dǎo)電層204b的邊緣部分因向襯底側(cè)施加的偏壓的效應(yīng)而變?yōu)殄F形。這樣，通過執(zhí)行第一腐蝕處理，形成第一形狀的導(dǎo)電層206、207和208(第一導(dǎo)電層206a，207a和208a以及第二導(dǎo)電層206b，207b和208b)。柵絕緣膜203中，將曝光區(qū)域腐蝕約20-50nm，使其變薄。
接下來，如圖3C所示，執(zhí)行第二腐蝕處理(柵金屬腐蝕2)而不除去光刻膠掩模209、210、211和285。在第二腐蝕處理中，用SF6、Cl2和O2作為腐蝕氣體，將氣體流率比分別設(shè)為24∶12∶24(sccm)，通過在1.3Pa的壓力下向線圈型電極中提供700W的RF(13.56MHz)功率并通過產(chǎn)生等離子體，將其腐蝕約25秒。還向襯底側(cè)(樣品臺)提供10W的RF(13.56MHz)功率，施加大致負(fù)的自偏電壓。這樣，通過選擇性腐蝕鎢(W)膜形成第二形狀的導(dǎo)電層212-214(第一導(dǎo)電層212a-214a和第二導(dǎo)電層212b-214b)。這時，幾乎不腐蝕第一導(dǎo)電層206a-208a。此外，因為形成在半導(dǎo)體層202d，202e上的第一導(dǎo)電膜204a和第二導(dǎo)電膜204b有光刻膠掩模285覆蓋，所以在整個第一腐蝕處理和第二腐蝕處理中都不腐蝕它們。
然后，執(zhí)行第一摻雜處理(摻雜1)而不除去光刻膠掩模209、210和211，以低濃度向半導(dǎo)體層202a-202c添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素?？梢酝ㄟ^離子摻雜法或離子注入法來執(zhí)行第一摻雜處理。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到5×1014原子/cm2，將加速電壓設(shè)為40到80kV，并執(zhí)行所述摻雜。作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，應(yīng)用屬于15族的元素，通常為磷(P)或砷(As)，然而，在本實施例中，利用的是磷(P)。這種情況下，用第二形狀的導(dǎo)電層212-214作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成第一雜質(zhì)區(qū)域218a，218b，219a，219b，220a和220b。然后，向第一雜質(zhì)區(qū)域218a，218b，219a，219b，220a和220b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度范圍1×1018到1×1020原子/cm3。
接下來，如圖3D所示，除去光刻膠掩模209，210，211和285，新形成光刻膠掩模221、239和240。通過施加比第一摻雜處理高的加速電壓來執(zhí)行第二摻雜處理(摻雜2)。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到3×1015原子/cm2，將加速電壓設(shè)為60到120kV，執(zhí)行摻雜。本實施例中，將劑量設(shè)為3.0×1015原子/cm2，將加速電壓設(shè)為65kV，執(zhí)行摻雜。對于第二摻雜處理，將第二導(dǎo)電層213b用作用于雜質(zhì)元素的掩模，執(zhí)行摻雜以便向第一導(dǎo)電層213a的錐形部分下面的半導(dǎo)體層添加雜質(zhì)元素。這里，形成光刻膠掩模239以便在執(zhí)行第二摻雜處理時覆蓋將成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202c。注意，光刻膠掩模240不是必須的。
執(zhí)行上述第二摻雜處理的結(jié)果是，向與第一導(dǎo)電層213a重疊的第二雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)225a，225b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度為1×1018到5×1019原子/cm3。此外，向第三雜質(zhì)區(qū)域222a，222b，224a和224b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度為1×1019到5×1021原子/cm3。此外，雖然通過上述第一摻雜處理形成了第一雜質(zhì)區(qū)域218a，218b，但是，存在通過執(zhí)行第二處理用光刻膠221覆蓋的區(qū)域223a，223b，以下這些指第一雜質(zhì)區(qū)域。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施例中，只通過執(zhí)行第二摻雜處理形成第二雜質(zhì)區(qū)域225a，225b和第三雜質(zhì)區(qū)域222a，222b，224a和224b，但不限于此?？梢酝ㄟ^適當(dāng)改變執(zhí)行摻雜的條件，執(zhí)行多種摻雜處理來形成它們。
接下來，如圖3E所示，除去光刻膠掩模221、239和240之后，將光刻膠286新形成為膜。作為將光刻膠286形成膜的方法，可以應(yīng)用涂敷法。注意，作為涂敷法，可以應(yīng)用旋涂器或輥涂器。對于光刻膠286，可以使用正型或負(fù)型，可以根據(jù)曝光時所用的光源來選擇。注意，光刻膠286可以是與第一曝光時所用的光刻膠205相同的材料，或者與其不同。
接下來，將光刻膠286曝光(第二曝光)，形成光刻膠掩模230、231和287(圖3F)。注意，第二曝光中所使用的曝光方式可以與第一曝光相同，或者與其不同。以這種方式，執(zhí)行第三腐蝕處理(柵金屬腐蝕3)。這樣，形成具有近似垂直邊緣部分的第三形狀的導(dǎo)電層228、229(第一導(dǎo)電層228a，229a和第二導(dǎo)電層228b，229b)。應(yīng)當(dāng)注意，由于在半導(dǎo)體層202a、202b和202c上形成的第二形狀導(dǎo)電層212、213和214(第一導(dǎo)電層212a，213a和214a以及第二導(dǎo)電層212b，213b和214b)部分用光刻膠掩模287覆蓋，所以不腐蝕它們。
接下來，執(zhí)行第三摻雜處理(摻雜3)。第三摻雜處理中，添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。對于摻雜方法，可以用離子摻雜法或者離子注入法來執(zhí)行。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到5×1014原子/cm2，將加速電壓設(shè)為60到100kV，然后執(zhí)行摻雜。雖然作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，但是，元素屬于15族，通常，用磷(P)或砷(As)，這里，用磷(P)。這種情況下，利用光刻膠掩模230、231和287作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，形成第四雜質(zhì)區(qū)域232a，232b，233a和233b。向第四雜質(zhì)區(qū)域232a，232b，233a和233b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度范圍從1×1020到1×1021原子/cm3。注意，由于半導(dǎo)體層202a-202c由光刻膠掩模287覆蓋，所以，第三摻雜處理不添加雜質(zhì)元素。
接下來，如圖3G所示，執(zhí)行第四摻雜處理(摻雜4)。第四摻雜處理中，添加給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。對于摻雜方法，可以應(yīng)用離子摻雜法或離子注入法。在用于形成P溝道型TFT的半島形半導(dǎo)體層202c和202e中，形成其中添加P型雜質(zhì)元素的第五雜質(zhì)區(qū)域235a，235b，238a和238b以及第六雜質(zhì)區(qū)域236a和236b。這時，利用第二形狀的導(dǎo)電層214b和第三形狀導(dǎo)電層229作為用于雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域。本實施例中，應(yīng)用用六水合二硼(乙硼烷)(B2H6)的離子摻雜法。至于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1016原子/cm2，將加速電壓設(shè)為80kV，執(zhí)行摻雜。這樣，可以經(jīng)第二形狀的導(dǎo)電層214a向與第二形狀的導(dǎo)電層214a重疊的半導(dǎo)體有源層的區(qū)域236a，236b添加P型雜質(zhì)元素。這里，可以使添加到第六雜質(zhì)區(qū)域236a，236b的P型雜質(zhì)元素的濃度小于添加到第五雜質(zhì)區(qū)域235a，235b的P型雜質(zhì)元素的濃度。應(yīng)當(dāng)注意，在執(zhí)行第四摻雜處理時，用于形成N溝道型TFT的半島形半導(dǎo)體層202a，202b和202d已經(jīng)預(yù)先由光刻膠掩模234和237完全覆蓋。注意，雖然通過執(zhí)行第一摻雜處理、第二摻雜處理和第三摻雜處理，分別向第五雜質(zhì)區(qū)域235a，235b，238a和238b添加了不同濃度的磷(P)，但是，通過給予高濃度的給出P型雜質(zhì)的元素，第五雜質(zhì)區(qū)域235a，235b，238a和238b起P溝道型TFT的源區(qū)和漏區(qū)的作用沒有任何問題。
用上述步驟的方式，在各個半導(dǎo)體層202a-202e中形成雜質(zhì)區(qū)域。與半島形半導(dǎo)體層重疊的第二形狀導(dǎo)電層212，213和214以及第三形狀導(dǎo)電層228，229起柵電極的作用。
這樣，如圖3H所示，形成N溝道型TFT61、N溝道型TFT62、P溝道型TFT63、N溝道型TFT64和P溝道型TFT65。
N溝道型TFT61有溝道區(qū)域292，高濃度雜質(zhì)區(qū)域222a，222b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)223a，223b，不與柵電極重疊。N溝道型TFT62有溝道區(qū)域293；高濃度雜質(zhì)區(qū)域224a，224b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)225a，225b，與柵電極重疊。另一方面，P溝道型TFT63有溝道區(qū)域294；高濃度雜質(zhì)區(qū)域235a，235b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)236a，236b，與柵電極重疊。N溝道型TFT61、N溝道型TFT62和P溝道型TFT63的柵電極有錐形邊緣部分。因而，它們不是形狀適于使柵電極較小的TFT。然而，由于能在柵電極制造步驟中以自對準(zhǔn)方式制造Lov區(qū)域和Loff區(qū)域，所以可以減少TFT制造的步驟數(shù)量。這樣，有可能形成具有高耐電壓的TFT同時減少步驟。
此外，N溝道型TFT64有溝道區(qū)域295以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度區(qū)域232a，232b。此外，P溝道型TFT65有溝道區(qū)域296以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域238a，238b。N溝道型TFT64和P溝道型TFT65形成為單漏極結(jié)構(gòu)。在N溝道型TFT64和P溝道型TFT65的情況下，要設(shè)置有Lov區(qū)域和Loff區(qū)域的TFT，問題是需要新的掩模和增加了步驟數(shù)量。然而，由于以垂直方向腐蝕柵電極的邊緣部分，所以能執(zhí)行精制。
注意，因為有關(guān)在制造N溝道型TFT61、N溝道型TFT62、P溝道型TFT63、N溝道型TFT64和P溝道型TFT65的各個柵電極制造中的曝光方式的說明與實施例1類似，所以不再贅述。
例如，可以用N溝道型TFT61、N溝道型TFT62和P溝道型TFT63來制造要求耐電壓的電路，可以用N溝道型TFT64和P溝道型TFT65來制造要求精制的電路。這時，可以使制造各個TFT的柵電極的曝光方式與實施例1類似。
注意，本實施例中，雖然已經(jīng)示出了制造單柵極型TFT的步驟，但是，可以用雙柵極結(jié)構(gòu)和具有兩個以上柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。此外，本實施例中，已經(jīng)示出了頂柵型TFT，并已示出了其制造步驟。然而，本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法還可應(yīng)用于雙柵極型TFT。
此外，如果應(yīng)用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法，就能提高除TFT、布線等用柵金屬形成的元件之外的元件的電極形狀的自由度。實施例3本實施例中，參考圖4，描述本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例，它與實施例1和實施例2的實例不同。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明實施例3所示的制造步驟的實例相應(yīng)于關(guān)于解決問題的方式的圖1B所示的實例。注意，由于直到實現(xiàn)柵金屬腐蝕2的步驟與實施例2中參考圖3所述步驟類似，用相同的參考符號和數(shù)字指示相同的部分，不再贅述。
根據(jù)實施例2的步驟，直到圖4C的步驟制造。接下來，如圖4D所示，將光刻膠新形成為膜并曝光(第二曝光)，除去光刻膠掩模209-211和285之后形成光刻膠掩模330、331和388。注意，在第二曝光中所用的曝光方式可以是與第一曝光中一致的方式，或者與其不同。以這種方式，執(zhí)行第三腐蝕處理(柵金屬腐蝕3)。這樣，形成具有近似垂直邊緣部分的第三形狀的導(dǎo)電層328、329(第一導(dǎo)電層328a，329a和第二導(dǎo)電層328b，329b)。應(yīng)當(dāng)注意，由于在半導(dǎo)體層202a，202b和202c上形成的第二形狀導(dǎo)電層212、213和214的部分(第一導(dǎo)電層212a，213a和214a以及第二導(dǎo)電層212b，213b和214b)由光刻膠掩模388所覆蓋，所以它們不受腐蝕。
接下來，如圖4E所示，在除去光刻膠掩模330、331和388之后執(zhí)行第一摻雜處理(摻雜1)，向半導(dǎo)體層202a-202e添加低濃度的給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。可以用離子摻雜法和離子注入法來執(zhí)行第一摻雜處理。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到5×1014原子/cm2，將加速電壓設(shè)為40到80kV，執(zhí)行摻雜。本實施例中，將劑量設(shè)為5.0×1013原子/cm2，將加速電壓設(shè)為50kV，執(zhí)行摻雜。作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，可以應(yīng)用屬于15族的元素，通常，用磷(P)或砷(As)，但在本實施例中，用磷(P)。這種情況下，用第二形狀的導(dǎo)電層212-214和第三形狀的導(dǎo)電層328、329作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成第一雜質(zhì)區(qū)域318a，318b，319a，319b，320a，320b，1220a，1220b，1221a和1221b。然后，向第一雜質(zhì)區(qū)域318a，318b，319a，319b，320a，320b，1220a，1220b，1221a和1221b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度為1×1018到1×1020原子/cm3。
接下來，如圖4F所示，新形成光刻膠掩模321、327和333。通過施加比第一摻雜處理的加速電壓高的加速電壓執(zhí)行第二摻雜處理(摻雜2)。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1013到3×1015原子/cm2，將加速電壓設(shè)為60到120kV，執(zhí)行摻雜。本實施例中，將劑量設(shè)為3.0×1015原子/cm2，將加速電壓設(shè)為65kV，執(zhí)行摻雜。對于第二摻雜處理，將第二形狀的導(dǎo)電層213b和第三形狀的導(dǎo)電層328用作用于雜質(zhì)元素的掩模，執(zhí)行摻雜以便向第一導(dǎo)電層213a的錐形部分下面的半導(dǎo)體層添加雜質(zhì)元素。注意，形成光刻膠掩模327、333，以便在執(zhí)行第二摻雜處理時覆蓋要成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202c和202e。
執(zhí)行上述第二摻雜處理的結(jié)果是，向與第一導(dǎo)電層213a重疊的第二雜質(zhì)區(qū)域325a，325b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度為1×1018到5×1019原子/cm3。此外，向第三雜質(zhì)區(qū)域322a，322b，324a，324b，332a和332b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，濃度為1×1019到5×1021原子/cm3。此外，雖然用上述第一摻雜處理形成了第一雜質(zhì)區(qū)域318a，318b，但是，存在通過執(zhí)行第二處理由光刻膠321覆蓋的區(qū)域323a，323b，以下這些指第一雜質(zhì)區(qū)域。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施例中，只通過執(zhí)行第二摻雜處理形成第二雜質(zhì)區(qū)域325a，325b和第三雜質(zhì)區(qū)域322a，322b，324a，324b，332a和332b，但不限于此。可以通過適當(dāng)改變執(zhí)行摻雜的條件，執(zhí)行多種摻雜處理來形成它們。
接下來，如圖4G所示，除去光刻膠掩模321、327和333之后，將光刻膠掩模334和337新形成為膜。接下來，執(zhí)行第三摻雜處理(摻雜3)。第三摻雜處理中，添加給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。對于摻雜方法，可以用離子摻雜法或者離子注入法來執(zhí)行。在用于形成P溝道型TFT的半島形半導(dǎo)體層202c和202e中，形成其中添加有P型雜質(zhì)元素的第四雜質(zhì)區(qū)域335a，335b，338a和338b以及第五雜質(zhì)區(qū)域336a，336b。這時，利用第二形狀導(dǎo)電層214b和第三形狀導(dǎo)電層329作為用于雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域。本實施例中，應(yīng)用用六水合二硼(乙硼烷)(B2H6)的離子摻雜法。對于離子摻雜法的條件，將劑量設(shè)為1×1016原子/cm2，將加速電壓設(shè)為80kV，執(zhí)行摻雜。這樣，可以經(jīng)第二形狀導(dǎo)電層214a向與第二形狀導(dǎo)電層214a重疊的半導(dǎo)體有源層的區(qū)域336a，336b添加P型雜質(zhì)元素。這里，可以使添加到第五雜質(zhì)區(qū)域336a，336b的P型雜質(zhì)元素的濃度小于添加到第四雜質(zhì)區(qū)域335a，335b的P型雜質(zhì)元素的濃度。應(yīng)當(dāng)注意，在執(zhí)行第三摻雜處理時，用于形成N溝道型TFT的半島形半導(dǎo)體層202a，202b和202d已經(jīng)預(yù)先由光刻膠掩模334和337完全覆蓋。注意，雖然通過執(zhí)行第一摻雜處理、第二摻雜處理和第三摻雜處理，分別向第四雜質(zhì)區(qū)域335a，335b，338a和338b分別添加濃度不同的磷(P)，但是，通過給予高濃度的給出P型雜質(zhì)的元素，第四雜質(zhì)區(qū)域335a，335b，338a和338b起P溝道型TFT的源區(qū)和漏區(qū)作用沒有任何問題。
用上述步驟，在各個半導(dǎo)體層202a-202e中形成雜質(zhì)區(qū)域。與半島形半導(dǎo)體層重疊的第二形狀導(dǎo)電層212，213和214以及第三形狀導(dǎo)電層328，329起柵電極的作用。
這樣，如圖4H所示，形成N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365。
N溝道型TFT361有溝道區(qū)域392，高濃度雜質(zhì)區(qū)域322a，322b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)323a，323b，不與柵電極重疊。N溝道型TFT362有溝道區(qū)域393；高濃度雜質(zhì)區(qū)域324a，324b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)325a，325b，不與柵電極重疊。另一方面，P溝道型TFT363有溝道區(qū)域394；高濃度雜質(zhì)區(qū)域335a，335b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)336a，336b，與柵電極重疊。N溝道型TFT361、N溝道型TFT362和P溝道型TFT363的柵電極有錐形邊緣部分。因而，它們不是其形狀適于使柵電極較小的TFT。然而，由于能在柵電極制造步驟中以自對準(zhǔn)方式制造Lov區(qū)域和Loff區(qū)域，所以可以減少TFT制造的步驟數(shù)量。這樣，有可能形成具有高耐電壓的TFT同時減少步驟數(shù)量。
此外，N溝道型TFT364有溝道區(qū)域395以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域332a，332b。此外，P溝道型TFT365有溝道區(qū)域396以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域338a，338b。N溝道型TFT364和P溝道型TFT365形成為單漏極結(jié)構(gòu)。在N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的情況下，制造Lov區(qū)域和Loff區(qū)域，問題是需要新的掩模和增加了步驟數(shù)量。然而，由于可以采用其中垂直方向腐蝕柵電極的邊緣的步驟制造，所以能執(zhí)行精制。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施例3中，在圖4F所示的步驟中，在形成光刻膠掩模321、327和333的同時，通過形成只覆蓋第三形狀導(dǎo)電層328和第三形狀導(dǎo)電層328的周邊部分的光刻膠掩模，能在N溝道型TFT 364中形成Loff區(qū)域而不增加步驟數(shù)量。
注意，因為制造N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的各個柵電極的曝光方式與第一實施例類似，所以不再贅述。
例如，可以用N溝道型TFT361、N溝道型TFT362和P溝道型TFT363制造要求耐電壓的電路，可以用N溝道型TFT364和P溝道型TFT365制造要求精制的電路。這時，可以用類似于實施例1那樣制造各個TFT的柵電極的曝光方式。
注意，本實施例中，雖然示出了制造單柵極型TFT的步驟，但是，可以用雙柵極結(jié)構(gòu)和具有兩個以上柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。此外，本實施例中，示出了頂柵型TFT，并示出了其制造步驟。然而，還可以將本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法應(yīng)用于雙柵極型TFT。
此外，如果應(yīng)用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法，就能提高除TFT、布線等用柵金屬形成的元件之外的元件的電極形狀的自由度。實施例4本實施例中，參考圖4，描述本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例，它與實施例1到實施例3的實例不同。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明實施例4所示的制造步驟的實例相應(yīng)于關(guān)于解決問題的方式的圖1B所示的實例。注意，由于直到柵金屬腐蝕3的步驟與實施例3中參考圖4所述步驟類似，不再贅述。
根據(jù)實施例3的步驟，直到圖25D步驟的進(jìn)行制造。接下來，如圖25E所示，除去光刻膠掩模330、331和388之后，新形成光刻膠掩模8000。用光刻膠掩模8000，覆蓋要成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202e。執(zhí)行第一摻雜處理(摻雜1)，向半導(dǎo)體層202a-202d添加低濃度的給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素?？梢杂秒x子摻雜法和離子注入法來執(zhí)行第一摻雜處理。作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，可以應(yīng)用屬于15族的元素，通常，用磷(P)或砷(As)，然而，本實施例中用磷(P)。這種情況下，利用第二形狀的導(dǎo)電層212-214和第三形狀的導(dǎo)電層328作為用于給出N型的雜質(zhì)元素的掩模，形成第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，8318b，8319a，8319b，8320a，8320b，8220a和8220b。然后，向第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，8318b，8319a，8319b，8320a，8320b，8220a和8220b添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。
接下來，如圖25F所示，除去光刻膠掩模8000之后，新形成光刻膠掩模9101，9102。執(zhí)行第二摻雜處理(摻雜2)，向半導(dǎo)體層202e添加低濃度的給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。可以用離子摻雜法或離子注入法來執(zhí)行第二摻雜處理。本實施例中，應(yīng)用用乙硼烷(六水合二硼，B2H6)的離子摻雜法。以這種方式，利用第三形狀導(dǎo)電層329作為用于給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模來形成第二雜質(zhì)區(qū)域8221a，8221b。向第二雜質(zhì)區(qū)域8221a，8221b添加P型雜質(zhì)元素。
接下來，如圖25G所示，除去光刻膠掩模9101，9102之后，形成光刻膠掩模9321，9327，9003和9333。接下來，執(zhí)行用于添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的第三摻雜處理(摻雜3)。通過施加比第一摻雜處理的加速電壓高的加速電壓來執(zhí)行第三摻雜處理(摻雜3)。對于第三摻雜處理，將第二形狀導(dǎo)電層213b用作雜質(zhì)元素的掩模，執(zhí)行摻雜以便向第一導(dǎo)電層213a的錐形部分下面的半導(dǎo)體層添加雜質(zhì)元素。注意，在執(zhí)行第三摻雜處理之前，已經(jīng)預(yù)先形成光刻膠掩模9327，9333以便覆蓋要成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202c和202e。此外，預(yù)先形成光刻膠掩模9321以便覆蓋第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，8318b和第二形狀導(dǎo)電層212部分，預(yù)先形成光刻膠掩模9003以便在執(zhí)行第三摻雜處理時覆蓋第一雜質(zhì)區(qū)域8220a，8220b和第三形狀的導(dǎo)電層328部分。通過第三摻雜步驟，向沒被光刻膠掩模9321覆蓋的第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，8318b和沒被光刻膠掩模9003覆蓋的第一雜質(zhì)區(qū)域8220a，8220b添加N型雜質(zhì)元素。應(yīng)當(dāng)注意，雖然在第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，8318b，8220a和8220b中，存在通過執(zhí)行第三處理由光刻膠9321，9003覆蓋的區(qū)域9323a，9323b，9004a和9004b，但是，接下來這些指第一雜質(zhì)區(qū)域。此外，設(shè)置第三摻雜處理的條件(加速電壓等)以便向不與第二形狀導(dǎo)電層213b重疊的位于第二形狀導(dǎo)電層213a下面的較低部分添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。經(jīng)第二形狀導(dǎo)電層213a添加的雜質(zhì)元素的濃度可以低于不經(jīng)第二形狀導(dǎo)電層213a介質(zhì)添加的雜質(zhì)元素的濃度。以這種方式，形成第三雜質(zhì)區(qū)域9322a，9322b，9324a，9324b，9332a和9332b和區(qū)域9323a，9323b，9325a，9325b，9004a和9004b，向第三雜質(zhì)區(qū)域9322a，9322b，9324a，9324b，9332a和9332b添加高濃度的用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，向區(qū)域9323a，9323b，9325a，9325b，9004a和9004b添加低濃度的用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。
接下來，如圖25H所示，除去光刻膠掩模9321，9327，9003和9333之后，形成光刻膠掩模9334，9337和9005。接下來，執(zhí)行用于添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的第四摻雜處理(摻雜4)。通過施加比第二摻雜處理的加速電壓高的加速電壓來執(zhí)行第四摻雜處理(摻雜4)。對于第四摻雜處理，將第二形狀導(dǎo)電層214b用作用于雜質(zhì)元素的的掩模，執(zhí)行摻雜以便向在第一導(dǎo)電層214a的錐形部分下面的半導(dǎo)體層添加雜質(zhì)元素。注意，已經(jīng)預(yù)先形成光刻膠掩模9334，9337以便覆蓋要成為N溝道型TFT的半導(dǎo)體層202a，202b和202d，預(yù)先形成光刻膠掩模9005以便在執(zhí)行第四摻雜處理時覆蓋部分第二雜質(zhì)區(qū)域8221a，8221b和第三形狀的導(dǎo)電層329。通過執(zhí)行第四摻雜步驟，向不被光刻膠掩模9005覆蓋的第二雜質(zhì)區(qū)域8221a，8221b添加P型雜質(zhì)元素。應(yīng)當(dāng)注意，雖然在第二雜質(zhì)區(qū)域8221a，8221b中，存在通過執(zhí)行第四處理由光刻膠9005覆蓋的區(qū)域9006a，9006b，但是，接下來這些指第二雜質(zhì)區(qū)域。此外，設(shè)置第四摻雜處理的條件(加速電壓等)，以便向位于不與第二形狀導(dǎo)電層214b重疊的第二形狀導(dǎo)電層214a下面的較低部分添加給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。經(jīng)第二形狀導(dǎo)電層214a添加的雜質(zhì)元素的濃度可以低于不經(jīng)過第二形狀導(dǎo)電層214a介質(zhì)添加的雜質(zhì)元素的濃度。以這種方式，形成第四雜質(zhì)區(qū)域9335a，9335b，9338a和9338b以及區(qū)域9336a，9336b，9006a和9006b，向第四雜質(zhì)區(qū)域9335a，9335b，9338a和9338b添加高濃度的用于給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，向區(qū)域9336a，9336b，9336a和9006b添加低濃度的用于給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。
注意，雖然通過執(zhí)行第一摻雜處理分別向第四雜質(zhì)區(qū)域9335a，9335b添加了磷(P)，但是，通過給予高濃度的給出P型雜質(zhì)的元素，第四雜質(zhì)區(qū)域9335a，9335b起P溝道型TFT的源區(qū)和漏區(qū)的作用沒有任何問題。
用上述步驟的方式，在各個半導(dǎo)體層202a-202e中形成雜質(zhì)區(qū)域。與半島形半導(dǎo)體層重疊的第二形狀導(dǎo)電層212、213和214以及第三形狀半導(dǎo)體層328、329起柵電極的作用。
這樣，如圖25I所示，形成N溝道型TFT9361、N溝道型TFT9362、P溝道型TFT9363、N溝道型TFT9364和P溝道型TFT9365。
N溝道型TFT9361有溝道區(qū)域9392，高濃度雜質(zhì)區(qū)域9322a，9322b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)9323a，9323b，不與柵電極重疊。N溝道型TFT9362有溝道區(qū)域9393；高濃度雜質(zhì)區(qū)域9324a，9324b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)9325a，9325b，與柵電極重疊。另一方面，P溝道型TFT9363有溝道區(qū)域9394；高濃度雜質(zhì)區(qū)域9335a，9335b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)9336a，9336b，與柵電極重疊。N溝道型TFT9361、N溝道型TFT9362和P溝道型TFT9363的柵電極有錐形邊緣部分。因而，它們不是其形狀適于使柵電極較小的TFT。
此外，N溝道型TFT9364有溝道區(qū)域9395以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域9332a，9332b。此外，它還有不與柵電極重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)9004a，9004b。P溝道型TFT9365有溝道區(qū)域9396以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域9338a，9338b。此外，它還有不與柵電極重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)。本實施例中，顯示了也在N溝道型TFT9364和P溝道型TFT9365中制造Loff區(qū)域的步驟。
注意，因為制造N溝道型TFT9361、N溝道型TFT9362、P溝道型TFT9363、N溝道型TFT9364和P溝道型TFT9365的各個柵電極的曝光方式與實施例1類似，所以不再贅述。
注意，本實施例中，雖然已示出了制造單柵極型TFT的步驟，但是，可以用雙柵極結(jié)構(gòu)和具有兩個以上柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。此外，本實施例中，已示出了頂柵型TFT，示出了其制造步驟。然而，也可以將本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法應(yīng)用于雙柵極型TFT。
此外如果應(yīng)用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法，就能提高除TFT、布線等用柵金屬形成的元件之外的元件的電極形狀的自由度。
實施例5本實施例中，參考圖26，描述本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法的一個實例，它與實施例1到實施例4的實例不同。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明實施例5所示的制造步驟的實例相應(yīng)于關(guān)于解決問題的方式的圖1B所示的實例。注意，由于直到實現(xiàn)柵金屬腐蝕3的步驟與實施例4中參考圖25所述步驟類似，故不再贅述。
根據(jù)實施例4的步驟，制造直到圖26D的步驟。接下來，如圖26E所示，除去光刻膠掩模330、331和388之后，新形成光刻膠掩模8000。用光刻膠掩模8000覆蓋要成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202e。執(zhí)行第一摻雜處理(摻雜1)，向半導(dǎo)體層202a-202d添加低濃度的給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素?？梢杂秒x子摻雜法或離子注入法來執(zhí)行第一摻雜處理。作為給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，可以應(yīng)用屬于15族的元素，通常，用磷(P)或砷(As)，然而，本實施例中用磷(P)。這種情況下，利用第二形狀的導(dǎo)電層212-214和第三形狀的導(dǎo)電層328作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，形成第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，83 18b，8319a，8319b，8320a，8320b，8220a和8220b。
接下來，如圖26F所示，除去光刻膠掩模8000之后，新形成光刻膠掩模8001，8002。用光刻膠掩模8002覆蓋要成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202c、要成為N溝道型TFT的半導(dǎo)體層202d和要成為P溝道型TFT的半導(dǎo)體層202e。此外，用光刻膠掩模8001覆蓋部分第一雜質(zhì)區(qū)域8318a，8318b和區(qū)域8323a，8323b。執(zhí)行第二摻雜處理(摻雜2)，向半導(dǎo)體層202a，202b添加低濃度的給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。可以用離子摻雜法或離子注入法來執(zhí)行第二摻雜處理。作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，可以使用屬于15族的元素，通常用磷(P)或砷(As)，然而，本實施例中用磷(P)。這種情況下，利用第二形狀導(dǎo)電層213b作為用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的掩模，形成第二雜質(zhì)區(qū)域8322a，8322b，8324a和8324b。應(yīng)當(dāng)注意，存在通過執(zhí)行第二摻雜處理由光刻膠掩模8001覆蓋的區(qū)域8323a，8323b，然而接下來這些指第一雜質(zhì)區(qū)域。此外，設(shè)置第二摻雜處理中的條件(加速電壓等)，以便向位于不與第二形狀導(dǎo)電層213b重疊的第二形狀導(dǎo)電層213a下面的較低部分添加也給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。應(yīng)當(dāng)注意，可以使經(jīng)第二形狀導(dǎo)電層213a添加的雜質(zhì)元素的濃度低于不經(jīng)過第二形狀導(dǎo)電層213a介質(zhì)添加的雜質(zhì)元素的濃度。以這種方式，形成第二雜質(zhì)區(qū)域8322a，8322b，8324a和8324b以及第一雜質(zhì)區(qū)域8323a，8323b，向第二雜質(zhì)區(qū)域8322a，8322b，8324a和8324b添加高濃度的給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，向第一雜質(zhì)區(qū)域8323a，8323b添加低濃度的給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。
接下來，如圖26(G)所示，除去光刻膠掩模8001，8002之后，新形成光刻膠掩模8003，8004。用光刻膠掩模8003覆蓋要成為N溝道型TFT的半導(dǎo)體層202a和要成為N溝道型TFT的半導(dǎo)體層202b，用光刻膠掩模8004覆蓋要成為N溝道型TFT的半導(dǎo)體層202d。執(zhí)行第三摻雜處理(摻雜3)，向半導(dǎo)體層202c，202e添加給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。用離子摻雜法或離子注入法來執(zhí)行第二摻雜處理。本實施例中，應(yīng)用用乙硼烷(六水合二硼，B2H6)的離子摻雜法。以這種方式，形成其中添加了給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的第四雜質(zhì)區(qū)域8335a，8335b，8332a和8332b。應(yīng)當(dāng)注意，雖然通過執(zhí)行第一摻雜處理，向第四雜質(zhì)區(qū)域8335a，8335b添加了給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，但是，通過適當(dāng)確定在第三摻雜處理中添加的給出P型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的添加量，它們起P型雜質(zhì)區(qū)域的作用沒有任何問題。注意，在第一摻雜處理中提供作為覆蓋半導(dǎo)體層202c的光刻膠掩模，構(gòu)成為不向要成為第四雜質(zhì)區(qū)域8335a，8335b的區(qū)域添加N型雜質(zhì)元素。
接下來，如圖26H所示，除去光刻膠掩模8003，8004之后，形成絕緣膜8005。對于絕緣膜8005，希望應(yīng)用遮蓋優(yōu)良的膜。例如，可以應(yīng)用氧化硅。
接下來，如圖26I所示，通過執(zhí)行絕緣膜8003的各向異性腐蝕來形成側(cè)壁8006a，8006b，8007a，8007b，8008a，8008b，8009a，8009b，8010a和8010b。
接下來，如圖26J所示，形成光刻膠掩模8011，8012。用光刻膠掩模8011，8012覆蓋半導(dǎo)體層202a-202c和202e的整個表面。接下來，執(zhí)行用于添加給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素的第四摻雜處理。利用第三形狀導(dǎo)電層328和側(cè)壁800a，8009b作為用于雜質(zhì)元素的掩模，執(zhí)行第四摻雜處理。通過執(zhí)行第四摻雜處理，向沒被光刻膠掩模8011，8012覆蓋的第一雜質(zhì)區(qū)域8220a，8220b添加N型雜質(zhì)元素。應(yīng)當(dāng)注意，雖然在第一雜質(zhì)區(qū)域8220a，8220b中，存在通過執(zhí)行第四摻雜處理由側(cè)壁8009a，8009b覆蓋的區(qū)域8014a，8014b，但是，接下來這些指第一雜質(zhì)區(qū)域。以這種方式，形成第五雜質(zhì)區(qū)域8013a，8013b和第一雜質(zhì)區(qū)域8014a，8014b，向第五雜質(zhì)區(qū)域8013a，8013b添加高濃度的用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素，向第一雜質(zhì)區(qū)域8014a，8014b添加低濃度的用于給出N型雜質(zhì)的雜質(zhì)元素。
用上述步驟的方式，分別在半導(dǎo)體層202a-202e中形成雜質(zhì)區(qū)域。第二形狀導(dǎo)電層212，213，214和第三形狀導(dǎo)電層328，329分別起柵電極的作用，第二形狀導(dǎo)電層212，213，214與半島形半導(dǎo)體層重疊。
這樣，如圖26K所示，形成N溝道型TFT8361、N溝道型TFT8362、P溝道型TFT8363、N溝道型TFT8364和P溝道型TFT8365。
N溝道型TFT8361有溝道區(qū)域8392，高濃度雜質(zhì)區(qū)域8322a，8322b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)8323a，8323b，不與柵電極重疊。N溝道型TFT8362有溝道區(qū)域8393；高濃度雜質(zhì)區(qū)域8324a，8324b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)；和低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Lov區(qū)域)8325a，8325b，與柵電極重疊。另一方面，P溝道型TFT8363有溝道區(qū)域8394；高濃度雜質(zhì)區(qū)域8335a，8335b，相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)。N溝道型TFT8361、N溝道型TFT8362和P溝道型TFT8363的柵電極有錐形邊緣部分。因而，它們不是其形狀適于使柵電極較小的TFT。
此外，N溝道型TFT8364有溝道區(qū)域8395以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度區(qū)域8013a，8013b。此外，它還有不與柵電極重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(Loff區(qū)域)8014a，8014b。P溝道型TFT8365有溝道區(qū)域8396以及相應(yīng)于源區(qū)和漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)域8010a，8010b。本實施例中，顯示了也在N溝道型TFT8364中制造Loff區(qū)域的步驟。
注意，制造N溝道型TFT8361、N溝道型TFT8362、P溝道型TFT8363、N溝道型TFT8364和P溝道型TFT8365的各個柵電極的曝光方式與實施例1類似，所以不再贅述。
注意，本實施例中，雖然已示出了制造單柵極型TFT的步驟，但是，可以用雙柵極結(jié)構(gòu)和具有兩個以上柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。此外，本實施例中，已示出了頂柵型TFT，示出了其制造步驟。然而，也可以將本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法應(yīng)用于雙柵極型TFT。
此外如果應(yīng)用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法，就能提高除TFT、布線等用柵金屬形成的元件之外的元件的電極形狀的自由度。實施例6本實施例中，示出了實施例1到實施例5所示的制造方法中柵金屬所形成的布線的實例。參考圖10和圖24進(jìn)行描述。
注意兩個步驟，一個步驟是用通過執(zhí)行實施例1到實施例5的制造方法中的第一曝光形成的光刻膠掩模腐蝕柵金屬，另一步驟是用通過執(zhí)行第二曝光形成的光刻膠掩模來腐蝕柵金屬，下面描述將各個步驟中形成的布線平滑連接的工序。參考圖10進(jìn)行描述。
圖10A是示出通過執(zhí)行第一曝光形成在柵金屬400上的光刻膠掩模401的頂視圖。圖10B示出用圖10A的光刻膠掩模401腐蝕柵金屬400的狀態(tài)。注意，圖10B中，示出了沿垂直方向的光刻膠掩模401的邊緣部分腐蝕柵金屬的方法。然而，在使用實施例1到實施例5所示的制造方法的情況下，布絨的邊緣部分為錐形。用光刻膠掩模401，通過執(zhí)行腐蝕處理形成寬度L1的布線402。
接下來，除去光刻膠掩模401之后，通過執(zhí)行第二曝光形成光刻膠掩模403。圖10C是示出通過執(zhí)行第二曝光形成的光刻膠掩模403的頂視圖。圖10D示出用圖10C的光刻膠掩模403腐蝕柵金屬400的狀態(tài)。用光刻膠掩模401，通過執(zhí)行腐蝕處理形成寬度L2的布線404。
這里，如圖10D所示，通過將第二曝光構(gòu)圖的分辨率設(shè)為高于第一曝光構(gòu)圖的分辨率，可以在連接部分405中平滑地連接布線402和布線404。具體地說，與使用通過執(zhí)行第一曝光形成的光刻膠掩模制造其柵電極的TFT相比，由使用通過執(zhí)行第二曝光形成的光刻膠掩模制造其柵電極的TFT制成要求被精制的TFT。以這種方式，如圖10D所示，可以平滑地連接布線402和布線404。
下面，示出實施例1到實施例5所示制造方法中柵金屬形成的布線的截面圖。
圖24A中，顯示了用光刻膠掩模腐蝕柵金屬所制造的布線的截面圖，通過執(zhí)行第一曝光形成光刻膠掩模。此外，圖24B中，顯示了實施例1到實施例5的制造方法中，用光刻膠掩模腐蝕柵金屬所制造的布線的截面圖，通過執(zhí)行第二曝光形成光刻膠掩模。圖24A所示布線441a，441b分別是具有布線寬度L1的錐形邊緣部分的形狀。布線441a，441b以布線間隔S1布置。此外，圖24B所示的布線442a，442b是具有布線寬度L2的近似垂直邊緣部分的形狀。這些布線以布線間隔S1布置。應(yīng)當(dāng)注意，假設(shè)為了比較，布線442a，442b的橫截面積等于布線441a，441b的橫截面積。
可以使布線442a，442b的布線寬度L2同布線間隔S1之比L2/S1小于布線441a，441b的布線寬度L1同布線間隔S1之比L1/S1。具體地說，布線442a，442b是適于集成的形狀。
這樣，可以適當(dāng)?shù)剡x擇半導(dǎo)體器件中利用柵金屬形成的布線的形狀。可以通過自由組合實施例1到實施例5來執(zhí)行本實施例。實例實例1本實例中，顯示了一個實例，用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件有在相同襯底上形成的算術(shù)處理電路(CPU的主要部分)、存儲電路等作為顯示器件。
圖5中，顯示了用本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法制造的半導(dǎo)體器件的頂視圖。圖5中，半導(dǎo)體器件有顯示器件551和CPU部分552，用在具有絕緣表面的襯底500上形成的TFT構(gòu)成顯示器件551和CPU部分552。顯示器件551有像素部分501、掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503。此外，CPU部分552有CPU507和SRAM(存儲電路)504。顯示器件551中，像素部分501執(zhí)行圖像的顯示。此外，用掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503控制將圖像信號輸入像素部分的每個像素。用布置成多個矩陣的存儲單元(未示出)構(gòu)成SRAM(存儲電路)504。每個存儲單元有多種功能，諸如用于存儲CPU507中輸入和輸出的信號的功能。此外，CPU507有多種功能，諸如用于將控制信號輸出到掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503中的功能。
應(yīng)當(dāng)注意，CPU部分552可以有GPU(圖像信號處理電路)557。圖27顯示了該配置。注意，與圖5中相同的部分用相同符號和數(shù)字來表示，不再贅述。將從襯底500的外部輸入的信號轉(zhuǎn)換為用于輸入到顯示器件551中的信號。
圖5和圖27中，顯示了將液晶顯示器件用作顯示器件551的情況的實例。圖12所示配置可以用于解決本發(fā)明對于液晶顯示器件551的像素部分501的問題。
要求圖12中用于構(gòu)成像素的TFT3002關(guān)態(tài)電流小。這是因為它防止因以下事實導(dǎo)致圖像被干擾，所述事實是施加在布置在每個像素上的液晶顯示元件3003的多個電極之間的電壓改變，和透射比因漏電流而改變。此外，在經(jīng)像素TFT3002視覺識別圖像的透射型液晶顯示器件中，為了提高開口率，要求精制像素TFT3002。而且，通常，向液晶顯示元件3003的電極之間施加約16V的電壓。因而，對像素TFT3002等要求約16V的耐電壓。因此，有必要將TFT制成具有Lov區(qū)域和Loff區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
另一方面，不要求由圖5和圖27中的構(gòu)成像素驅(qū)動電路部分(掃描線驅(qū)動電路502和信號線驅(qū)動電路503)(用于像素驅(qū)動電路的TFT)的TFT減小關(guān)態(tài)電流和將精制執(zhí)行到要求像素TFT的程度。然而，要求用于以約16V的電源電壓操作的耐電壓。
算術(shù)處理電路(CPU部分)552中，要求高驅(qū)動頻率。因而，對構(gòu)成CPU部分552的TFT(下文中稱為用于算術(shù)處理電路的TFT)，要求加強(qiáng)載流子遷移率和精制。另一方面，由于用精制后TFT制造的算術(shù)處理電路(CPU部分)552由約3-5V的電源電壓來操作，所以，不要求TFT的耐電壓達(dá)到像素TFT和用于像素驅(qū)動電路的TFT的程度。
因此，在實施例3中使用圖4所示的制造方法，目的是不同地制造構(gòu)成圖5和圖27所示電路的TFT。圖4所示的N溝道型TFT361用作像素TFT。N溝道型TFT361的結(jié)構(gòu)是具有Loff區(qū)域的結(jié)構(gòu)，Loff區(qū)域的抑制關(guān)態(tài)電流效應(yīng)高。此外，圖4所示的N溝道型TFT362和P溝道型TFT363用作用于像素驅(qū)動電路的TFT。此外，將N溝道型TFT362和P溝道型TFT363構(gòu)成為分別具有耐電壓和Lov區(qū)域的結(jié)構(gòu)，Lov區(qū)域的抑制熱載流子導(dǎo)致的變差效應(yīng)高。此外，N溝道型TFT364和P溝道型TFT365用作用于算術(shù)處理電路的TFT。N溝道型TFT364和P溝道型TFT365是能被精制的形狀。具體地說，通過圖4中的第一曝光之后的柵電極制造步驟來制造液晶顯示器件551的部分，由約16V的電源電壓操作液晶顯示器件551的部分，通過圖4中第二曝光之后的柵電極制造步驟來制造CPU部分552，由約3-5V的電源電壓來操作CPU部分552。
這樣，可以制造用適于每個電路的TFT形成的半導(dǎo)體器件作為顯示器件，所述半導(dǎo)體器件有形成在相同襯底上的算術(shù)處理電路(CPU部分)、存儲電路等。
應(yīng)當(dāng)注意，能通過自由組合實施例1到實施例6來執(zhí)行本發(fā)明。實例2本實例中，顯示了用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法形成作為顯示器件的半導(dǎo)體器件的實例，所述半導(dǎo)體器件有形成在相同襯底上的CPU部分(算術(shù)處理電路(CPU的主要部分)、存儲電路等)。應(yīng)當(dāng)注意，可以將這些電路中所用的顯示器件和CPU部分和TFT的配置制成與實例1中相同。
圖6中，顯示了用本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的截面圖。作為構(gòu)成像素部分的像素TFT，顯示了N溝道型TFT361為代表。此外，作為構(gòu)成像素驅(qū)動電路部分的元件，代表性顯示N溝道型TFT362和P溝道型TFT363。作為構(gòu)成CPU部分的元件，代表性顯示了N溝道型TFT364和P溝道型TFT365。由于制造N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的方法與實施例3中圖4所示制造方法類似，這里不再贅述。注意，用相同的參考符號和數(shù)字描述與圖4中相同的部分。
如圖6A所示，形成第一層間絕緣膜6036。用等離子體CVD法或濺射法，用含硅的絕緣膜將第一層間絕緣膜6036形成為膜厚100-200nm。本實例中，用等離子體CVD法將氧化/氮化硅膜形成為膜厚100nm。不用說，第一層間絕緣膜6036不限于氧化/氮化硅膜，可以將含其它硅的絕緣膜用作單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。
接下來，通過執(zhí)行加熱處理(熱處理)來執(zhí)行半導(dǎo)體層結(jié)晶度的恢復(fù)和添加到半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的活化。用爐內(nèi)退火爐，通過熱退火法來執(zhí)行加熱處理。執(zhí)行熱退火法可以是在溫度在400到700℃的范圍內(nèi)，在含氧1ppm或1ppm以下的氮?dú)鈿夥罩校鯘舛茸詈迷?.1ppm或0.1ppm以下，本實例中，用加熱處理在410℃執(zhí)行1小時活化處理。注意，除了熱退火法，可以應(yīng)用激光退火法或快速熱退火法(RTA法)。此外，可以在形成第一層間絕緣膜6036之前執(zhí)行加熱處理。然而在N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的柵電極易受熱損壞的情況下，為了保護(hù)諸如本實例中的布線等，最好在形成第一層間絕緣膜6036(主要由硅構(gòu)成的絕緣膜，例如，氮化硅膜)之后，執(zhí)行熱處理。
如上所述，還可以在形成第一層間絕緣膜6036(主要由硅構(gòu)成的絕緣膜，例如，氮化硅膜)之后通過執(zhí)行熱處理進(jìn)行活化處理的同時，執(zhí)行半導(dǎo)體層的氫化。氫化步驟中，用含在第一層間絕緣膜6036中的氫端接半導(dǎo)體層中的不飽和鍵。應(yīng)當(dāng)注意，可執(zhí)行加熱處理，用于與用于活化處理的加熱處理分開的氫化。這里，無論是否存在第一層間絕緣膜6036，都可以氫化半導(dǎo)體層。作為用于氫化的其它方式，還可以使用利用等離子體激活的氫(等離子體氫化)的方式和執(zhí)行加熱處理的方式，在含3-100％氫的氣氛中，在溫度范圍300到450□執(zhí)行1-12小時的加熱處理。
接下來，如圖6B所示，在第一層間絕緣膜6036上，形成第二層間絕緣膜6037。作為第二層間絕緣膜6037，可以使用無機(jī)絕緣膜。例如，可以使用用CVD法形成的氧化硅膜和用SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜等。此外，作為第二層間絕緣膜6037，可以使用有機(jī)絕緣膜。例如，可以使用諸如聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯等。此外，可以使用丙烯酸膜和氧化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。此外，可以使用丙烯酸膜和通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。本實例中，形成膜厚1.6μm的丙烯酸膜?？梢酝ㄟ^形成第二層間絕緣膜6037，緩和并平化由TFT(N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365)所致的凸起或凹陷。尤其是，由于第二層間絕緣膜6037主要意味著用于平整，所以最好有良好的平坦度。
接下來，用干腐蝕或濕腐蝕，通過腐蝕第二層間絕緣膜6037、第一層間絕緣膜6036和柵絕緣膜203，形成達(dá)到N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的每個源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔。接下來，分別形成與每個TFT的源區(qū)和漏區(qū)電連接的布線6040-6046和像素電極6039。注意，本實例中，通過連續(xù)形成膜厚50nm的鈦(Ti)膜同鋁(Al)和鈦(Ti)制成的膜厚500nm的合金膜的層疊膜、并通過拍打?qū)⑵湫纬蔀轭A(yù)期形狀，形成布線6040-6046和像素電極6039。不用說，不限于兩層結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用單層結(jié)構(gòu)，或者還可以應(yīng)用三層或三層以上的層疊結(jié)構(gòu)。作為用于布線的材料，不限于鋁(Al)和鈦(Ti)，可以應(yīng)用其它導(dǎo)電膜。例如，在氮化鉭(TaN)膜上形成鋁(Al)膜或銅(Cu)膜，而且，可以通過執(zhí)行層疊膜的構(gòu)圖來形成布線，在層疊膜上形成鈦(Ti)膜。然而，最好使用反射特性優(yōu)良的材料。
接下來，如圖6C所示，在至少含像素電極6039的部分上形成取向膜6047，并執(zhí)行摩擦處理。應(yīng)當(dāng)注意，本實例中，在形成取向膜6047之前，通過對諸如丙烯酸樹脂膜等的有機(jī)樹脂膜執(zhí)行構(gòu)圖，在預(yù)期位置形成用于保持襯底間隔的柱形墊片6048。此外，不限于柱形墊片，可以在襯底的整個表面上分散球形墊片。
接下來，制備反襯底7000。在反襯底7000上形成彩色層(濾色器)7001-7003和平整膜7004。這時，通過疊加第一彩色層7001和第二彩色層7002來形成光屏蔽部分，通過疊加部分第二彩色層7002和第三彩色層7003來形成光屏蔽部分。此外，可以通過疊加部分第一彩色層7001和第三彩色層7003來形成光屏蔽部分。以這種方式，可以通過用光屏蔽部分屏蔽光而不用新形成光屏蔽層來減少步驟數(shù)量，光屏蔽部分由各個像素的間隙之間的彩色層制成的層疊層構(gòu)成。
接下來，在平整膜7004上形成透明的反電極7005，至少在相應(yīng)于像素部分的部分上形成反電極7005。接下來，在反襯底7005的整個表面上形成取向膜7006，提供摩擦處理。
然后，其上形成有像素部分、驅(qū)動電路部分和CPU部分的襯底201和反襯底7000用密封材料7007相互粘在一起。向密封材料7007中混合填料(未示出)，用填料和柱形墊片6048以均勻間隔將襯底201和反襯底7000粘在一起。接下來，向兩個襯底(201和7000)之間注入液晶材料7008，用密封介質(zhì)(未示出)完全密封。對于液晶材料7008，可以應(yīng)用已知的材料。以這種方式，完成液晶裝置。
然后，粘接偏振片和FPC(軟性印刷電路)(未示出)。連接從在襯底201上形成的元件或電路引出的端子和外部信號端子。以這種方式，完成產(chǎn)品。
應(yīng)當(dāng)注意，本實例中，以反射型液晶顯示器件為例，所述反射型液晶顯示器件中，用反射特性優(yōu)良的金屬膜形成像素電極6039，用具有半透明性的材料形成反電極7005，但是不限于此。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于透射型液晶顯示器件，其中，用具有半透明性的材料形成像素電極6039，用具有反射特性的材料形成反電極7005。此外，本發(fā)明還可應(yīng)用于半透射型液晶顯示器件。
可以通過將本實例與實施例1到實施例6和實例1進(jìn)行自由組合來執(zhí)行。實例3本實例中，顯示了用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法形成作為顯示器件的半導(dǎo)體器件的實例，所述半導(dǎo)體器件有形成在相同襯底上的CPU部分(算術(shù)處理電路(CPU的主要部分)、存儲電路等)。應(yīng)當(dāng)注意，可以將用于配置顯示器件和CPU部分以及它們的電路的TFT制成與實例1中相同。
然而，本實例中，將顯示器件定義為OLED顯示器件，其中，在每個像素上布置OLED元件。OLED元件有具有陽極、陰極和夾在陽極和陰極之間的有機(jī)化合物層的結(jié)構(gòu)。OLED元件通過向陽極和陰極之間施加電壓來發(fā)光。可以將有機(jī)化合物層制成層疊結(jié)構(gòu)。典型的是，列出了Kodak Eastman Company的Tang等提出的空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層的層疊結(jié)構(gòu)。此外，除此之外，可以應(yīng)用以下結(jié)構(gòu)依次在陽極上層疊空穴注入層/空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層，或者依次在陽極上層疊空穴注入層/空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層/電子注入層?？梢韵虬l(fā)光層中摻雜熒光顏料等。設(shè)在OLED元件的陰極和陽極之間的所有層通常稱為有機(jī)化合物層。因此，空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等都包括在有機(jī)化合物層中。當(dāng)從一對電極(陽極和陰極)向由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的有機(jī)化合物層施加預(yù)定電壓時，在發(fā)光層中發(fā)生的載流子復(fù)合發(fā)光。注意，OLED元件可以是利用從單重激子所發(fā)的光(熒光)的元件或者是利用從三重激子所發(fā)的光(磷光)的元件。由于OLED顯示器件有諸如響應(yīng)性優(yōu)良并以低電壓操作且視角寬等優(yōu)點，所以正注意用它作為下一代平板顯示器。
圖7中，顯示了利用本發(fā)明制備的半導(dǎo)體器件的截面圖。對于構(gòu)成像素部分的TFT，顯示與OLED元件串聯(lián)的TFT代表作為N溝道型TFT361。此外，作為構(gòu)成像素驅(qū)動電路部分的元件，示出N溝道型TFT362和P溝道型TFT363為代表。作為構(gòu)成CPU部分的元件，顯示N溝道型TFT364和P溝道型TFT365為代表。由于制造N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的方法與實施例3中圖4所示制造方法類似，這里不再贅述。注意，用相同參考符號和數(shù)字描述與圖4中相同的部分。
根據(jù)實施例3制造半導(dǎo)體器件直到圖7A的狀態(tài)。圖7B中，形成第一層間絕緣膜5036。用等離子體CVD法或濺射法，用含硅絕緣膜將第一層間絕緣膜5036形成為膜厚100-200nm。本實例中，用等離子體CVD法形成膜厚10nm的氧化/氮化硅膜。不用說，第一層間絕緣膜5036不限于氧化/氮化硅膜，可以將包含其它硅的絕緣膜用作單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。接下來，通過執(zhí)行加熱處理(熱處理)來執(zhí)行半導(dǎo)體層結(jié)晶度的恢復(fù)和添加到半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的激活。用爐內(nèi)退火爐，通過熱退火法執(zhí)行加熱處理。熱退火法的執(zhí)行可以是在溫度在400到700℃的范圍內(nèi)，在含氧1ppm或1ppm以下的氮?dú)鈿夥罩?，氧濃度最好?.1ppm或0.1ppm以下，本實例中，用熱處理在410℃執(zhí)行1小時活化處理。注意，除了熱退火法，可以應(yīng)用激光退火法或快速熱退火法(RTA法)。此外，可以在形成第一層間絕緣膜5036之前執(zhí)行加熱處理。然而在N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的柵電極易受熱損壞的情況下，為了保護(hù)諸如本實例中的布線等，最好在形成第一層間絕緣膜5036(主要由硅構(gòu)成的絕緣膜，例如，氮化硅膜)之后，執(zhí)行熱處理。
如上所述，還可以在形成第一層間絕緣膜5036(主要由硅構(gòu)成的絕緣膜，例如，氮化硅膜)之后通過執(zhí)行熱處理進(jìn)行活化處理的同時，執(zhí)行半導(dǎo)體層的氫化。氫化步驟中，用含在第一層間絕緣膜5036中的氫端接半導(dǎo)體層中的不飽和鍵。應(yīng)當(dāng)注意，可執(zhí)行加熱處理，用于與用于活化處理的加熱處理分開的氫化。這里，無論是否存在第一層間絕緣膜5036，都可以氫化半導(dǎo)體膜。作為用于氫化的其它方式，還可以使用利用等離子體激活的氫(等離子體氫化)的方式和執(zhí)行加熱處理的方式，在含3-100％氫的氣氛中，在溫度范圍300到450□執(zhí)行1-12小時的加熱處理。
接下來，在第一層間絕緣膜5036上，形成第二層間絕緣膜5037。作為第二層間絕緣膜5037，可以使用無機(jī)絕緣膜。例如，可以使用用CVD法形成的氧化硅膜和用SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜等。此外，作為第二層間絕緣膜5037，可以使用有機(jī)絕緣膜。例如，可以使用諸如聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯等。此外，可以使用丙烯酸膜和氧化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。此外，可以使用丙烯酸膜和通過濺射法形成的氮化硅膜或氮氧化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。本實例中，形成膜厚1.6μm的丙烯酸膜。可以通過形成第二層間絕緣膜5037，緩和和平整由在襯底201上形成的TFT所致的凸起或凹陷。尤其是，由于第二層間絕緣膜5037主要意味著用于平整，所以最好有良好的平坦度。
接下來，用干腐蝕或濕腐蝕，通過腐蝕第二層間絕緣膜5037、第一層間絕緣膜5036和柵絕緣膜203，形成達(dá)到N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的每個源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔。
接下來，形成由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的像素電極5038。對于透明導(dǎo)電膜，可以使用氧化銦和氧化錫(ITO)的化合物、氧化銦和氧化鋅的化合物、氧化鋅、氧化錫、氧化銦等。此外，可以向上述透明導(dǎo)電膜添加鎵。像素電極5038相應(yīng)于OLED元件的陽極。本實例中，將ITO形成為110nm的膜厚，執(zhí)行構(gòu)圖并形成像素電極5038。
接下來，分別形成與每個TFT(N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365)的每個源區(qū)和漏區(qū)電連接的布線5039-5046。注意，本實例中，用濺射法，通過連續(xù)形成膜厚100nm的鈦(Ti)膜同由鋁(Al)制成的膜厚350nm的合金膜和膜厚100nm的鈦(Ti)膜制成的層疊膜、并通過拍打?qū)⑵湫纬蔀轭A(yù)期形狀，形成布線5039-5046。不用說，不限于三層結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用單層結(jié)構(gòu)，或者還可以應(yīng)用含有四層或四層以上的層疊結(jié)構(gòu)。作為用于布線的材料，不限于鋁(Al)和鈦(Ti)，可以應(yīng)用其它導(dǎo)電膜。例如，在氮化鉭(TaN)膜上形成鋁(Al)膜或銅(Cu)膜，而且，可以通過執(zhí)行層疊膜的構(gòu)圖來形成布線，在層疊膜中已經(jīng)形成有鈦(Ti)膜。以這種方式，像素部分的N溝道型TFT361的源區(qū)或漏區(qū)之一經(jīng)布線5039與像素電極5038電連接。這里，通過形成電連接而在布線5039和像素電極5038之間電連接，而在像素電極5038和布線5039的一部分上疊加一部分。
接下來，如圖7D所示，形成第三層間絕緣膜5047。作為第三層間絕緣膜5047，可以使用無機(jī)和有機(jī)絕緣膜。作為無機(jī)絕緣膜，可以使用通過CVD法形成的氧化硅膜、和通過SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜、通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜等。此外，作為有機(jī)絕緣膜，可以使用丙烯酸膜等。
如下列出第二層間絕緣膜5037和第三層間絕緣膜5047的組合的實例一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用丙烯和通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜的層疊膜，作為第三層間絕緣膜5047，使用通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜。一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜，作為第三層間絕緣膜5047，也使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用通過SOG法形成的氧化硅膜，作為第三層間絕緣膜5047，也使用通過SOG法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用通過SOG法形成的氧化硅和通過等離子體CVD法形成的氧化硅的層疊膜，作為第三層間絕緣膜5047，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用丙烯，作為第三層間絕緣膜5047，使用丙烯。此外，一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用丙烯和通過等離子體CVD法形成的氧化硅的層疊膜，作為第三層間絕緣膜5047，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第二層間絕緣膜5037，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜，作為第三層間絕緣膜5047，使用丙烯。
在相應(yīng)于第三層間絕緣膜5047的像素電極5038的位置上形成開口部分。第三層間絕緣膜5047起堤的作用。在形成開口部分時，可以通過應(yīng)用濕腐蝕法將側(cè)壁制成錐形。由于如果開口部分的側(cè)壁不充分平緩的話，步驟的差異所造成的有機(jī)化合物層變差就成為顯著問題，應(yīng)當(dāng)注意這一點?？梢酝ㄟ^在第三層間絕緣膜5047中添加碳顆粒和金屬顆粒以及降低電阻率來抑制靜電的發(fā)生。這時，可以調(diào)節(jié)碳顆粒和金屬顆粒的添加量，以便使電阻率在1×106到1×1012Ωm的范圍內(nèi)(最好在1×108到×1010Ωm的范圍內(nèi))。
接下來，在暴露在第三層間絕緣膜5047的開口部分中的像素電極5038上形成有機(jī)化合物層5048。作為有機(jī)化合物層5048，可以使用已知的有機(jī)發(fā)光材料。注意，有機(jī)發(fā)光材料和無機(jī)發(fā)光材料都可以使用，或者用有機(jī)發(fā)光材料代替有機(jī)發(fā)光材料。
作為有機(jī)發(fā)光材料，可以自由地使用低分子有機(jī)發(fā)光材料、高聚合物有機(jī)發(fā)光材料和中分子有機(jī)發(fā)光材料。應(yīng)當(dāng)注意，定義為中分子有機(jī)發(fā)光材料是指沒有升華特性且其聚合度約為20或20以下的有機(jī)發(fā)光材料。
本實例中，通過氣相淀積法，用低分子有機(jī)發(fā)光材料形成有機(jī)化合物層5048。具體地說，定義成構(gòu)成為層疊結(jié)構(gòu)，其中，作為空穴注入層之后，提供膜厚20nm的銅酞菁(CuPc)膜，在上面設(shè)有膜厚70nm的三-8-羥基喹啉鋁(quinolinolatoalumimum)(Alq3)絡(luò)合物膜?？梢酝ㄟ^向Alq3提供諸如喹吖酮、二萘嵌苯或DCM1的熒光染料來抑制發(fā)光顏色。
此外，作為使用基于高分子的有機(jī)發(fā)光材料的實例，可以用層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成有機(jī)化合物層5048，其中，通過旋涂法設(shè)置膜厚20nm的聚噻吩(PEDOT)膜作為空穴注入層，用膜厚約100nm的對亞苯基亞乙烯(paraphenylenevinylene)(PPV)作為發(fā)光層。應(yīng)當(dāng)注意，如果使用PPV的π共軛系統(tǒng)高分子，可以選擇從紅色到藍(lán)色的發(fā)光波長。此外，還可以將諸如碳化硅等的無機(jī)材料用作電子輸運(yùn)層和電子注入層。
應(yīng)當(dāng)注意，有機(jī)化合物層5048不限于具有層疊結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物層，層疊結(jié)構(gòu)中清楚地區(qū)分空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層。具體地說，有機(jī)化合物層5048可以是具有混合層的結(jié)構(gòu)，其中，構(gòu)成空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等的材料混合。例如，它可以是具有混合層結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物層5048，混合層由構(gòu)成電子輸運(yùn)層的材料(下文中稱為電子輸運(yùn)材料)和構(gòu)成發(fā)光層的材料(下文中稱為發(fā)光材料)組成。
下面，在有機(jī)化合物層5048上設(shè)置由導(dǎo)電膜構(gòu)成的反電極5049。本實例的情況下，將鋁和鋰的合金膜用作導(dǎo)電膜。注意，可以使用Mg-Ag膜(鎂和銀制成的合金膜)。本實例中，反電極5049相應(yīng)于OLED元件的陰極。作為陰極材料，可以自由使用由屬于周期表的1族或2族的元素所構(gòu)成的導(dǎo)電膜或者添加了這些元素的導(dǎo)電膜。
在已經(jīng)形成反電極5049時完成OLED元件。注意，OLED元件指用像素電極(陽極)5038、有機(jī)化合物層5048和反電極(陰極)5049形成的二極管。
提供鈍化膜5050以便完全覆蓋OLED元件是有效的。作為鈍化膜5050，可以將其用作由包含碳膜的絕緣膜、氮化硅膜或氮化/氧化硅膜構(gòu)成的單層或者組合有相關(guān)絕緣膜的層疊層。最好將覆蓋優(yōu)良的膜用作鈍化膜，用碳膜、特別是DLC(類金剛石碳)膜是有效的。由于DLC膜可以在室溫到100℃或100℃以下形成為膜，甚至在其熱阻低的有機(jī)化合物層5048的上部也能容易地形成膜。此外，DLC膜對于氧有高阻擋效應(yīng)，可以抑制有機(jī)化合物層5048的氧化。
應(yīng)當(dāng)注意，形成第三層間絕緣膜5047之后，用多室法(串聯(lián)法)的膜形成設(shè)備，繼續(xù)處理步驟直到形成鈍化膜5050的步驟而不將其釋放到空氣中是有效的。
注意，實際上，當(dāng)圖7D的狀態(tài)完成后，最好用保護(hù)膜或具有半透明性的密封件將其封裝起來，保護(hù)膜的密封特性高且脫氣小(層疊膜、紫外固化樹脂膜等)。這時，如果向密封件的內(nèi)部輸入不活潑氣體，或者在內(nèi)部布置吸濕材料(例如，氧化鋇)，就增強(qiáng)了OLED元件的可靠性。
此外，由于通過執(zhí)行諸如封裝等處理增強(qiáng)了密封特性，所以，通過安裝用于連接從在襯底201上形成的元件或電路引出的端子和外部信號端子的連接器(軟性印刷電路FPC)，完成產(chǎn)品。
可以通過將本實例自由組合實施例1到實施例6和實例1來執(zhí)行。實例4本實例中，顯示了用本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法形成作為顯示器件的半導(dǎo)體器件的實例，所述半導(dǎo)體器件有形成在相同襯底上的CPU部分(算術(shù)處理電路(CPU的主要部分)、存儲電路等)。應(yīng)當(dāng)注意，可以將用于構(gòu)成顯示器件和CPU部分以及它們的電路的TFT制成與實例1中相同。然而，本實例中，將顯示器件定義為OLED顯示器件，其中，在每個像素上布置OLED元件。
圖8中，顯示了利用本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的截面圖。對于構(gòu)成像素部分的TFT，顯示與OLED元件串聯(lián)的TFT代表作為N溝道型TFT361。此外，作為構(gòu)成像素驅(qū)動電路部分的元件，示出N溝道型TFT362和P溝道型TFT363為代表。作為構(gòu)成CPU部分的元件，顯示N溝道型TFT364和P溝道型TFT365為代表。
由于制造N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的方法與實施例3中圖4所示制造方法類似，這里不再贅述。這里，用相同參考符號和數(shù)字描述與圖4中相同的部分。
根據(jù)實施例3制造半導(dǎo)體器件直到圖8A的狀態(tài)。圖8B中，形成第一層間絕緣膜5101。用等離子體CVD法或濺射法，用含硅絕緣膜將該第一層間絕緣膜5101形成為膜厚100-200nm。本實例中，用等離子體CVD法形成膜厚100nm的氧氮化硅膜。不用說，第一層間絕緣膜5101不限于氧化/氮化硅膜，可以將包含其它硅的絕緣膜用作單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。
接下來，通過執(zhí)行加熱處理(熱處理)來執(zhí)行半導(dǎo)體層結(jié)晶度的恢復(fù)和添加到半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的激活。用爐內(nèi)退火爐，通過熱退火法執(zhí)行加熱處理。熱退火法的執(zhí)行可以是在溫度在400到700℃的范圍內(nèi)，在含氧1ppm或1ppm以下的氮?dú)鈿夥罩校鯘舛茸詈迷?.1ppm或0.1ppm以下，本實例中，用熱處理在410℃執(zhí)行1小時活化處理。注意，除了熱退火法，可以應(yīng)用激光退火法或快速熱退火法(RTA法)。此外，可以在形成第一層間絕緣膜5101之前執(zhí)行加熱處理。然而在N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365的柵電極易受熱損壞的情況下，為了保護(hù)諸如本實例中的布線等，在形成第一層間絕緣膜5101(主要由硅構(gòu)成的絕緣膜，例如，氮化硅膜)之后，執(zhí)行熱處理。
如上所述，還可以在形成第一層間絕緣膜5101(主要由硅構(gòu)成的絕緣膜，例如，氮化硅膜)之后通過執(zhí)行熱處理進(jìn)行活化處理的同時，執(zhí)行半導(dǎo)體層的氫化。氫化步驟中，用含在第一層間絕緣膜5101中的氫端接半導(dǎo)體層中的不飽和鍵。應(yīng)當(dāng)注意，可執(zhí)行加熱處理，用于與用于活化處理的加熱處理分開的氫化。這里，無論是否存在第一層間絕緣膜5101，都可以氫化半導(dǎo)體層。作為用于氫化的其它方式，還可以使用利用等離子體激活的氫(等離子體氫化)的方式和執(zhí)行加熱處理的方式，在含3-100％氫的氣氛中，在溫度范圍300到450℃執(zhí)行1-12小時的加熱處理。
接下來，在第一層間絕緣膜5101上，形成第二層間絕緣膜5102。作為第二層間絕緣膜5102，可以使用無機(jī)絕緣膜。例如，可以使用用CVD法形成的氧化硅膜和用SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜等。此外，作為第二層間絕緣膜5102，可以使用有機(jī)絕緣膜。例如，可以使用諸如聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯等。此外，可以使用丙烯酸膜和氧化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。此外，可以使用丙烯酸膜和通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜的層疊結(jié)構(gòu)。
接下來，用干腐蝕或濕腐蝕，通過腐蝕第一層間絕緣膜5101、第二層間絕緣膜5102和柵絕緣膜203，形成達(dá)到每個TFT(N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365)的每個源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔。
接下來，分別形成與每個TFT(N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365)的源區(qū)和漏區(qū)電連接的布線5103-5110。注意，本實例中，通過連續(xù)形成膜厚100nm的鈦(Ti)膜同膜厚350nm的鋁(Al)膜和膜厚100nm的鈦(Ti)膜制成的層疊膜、并通過拍打?qū)⑵湫纬蔀轭A(yù)期形狀，形成布線5103-5110。不用說，不限于三層結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用單層結(jié)構(gòu)，或者還可以應(yīng)用具有四層或四層以上的層疊結(jié)構(gòu)。此外，作為用于布線的材料，不限于鋁(Al)和鈦(Ti)，可以應(yīng)用其它導(dǎo)電膜。例如，在氮化鉭(TaN)膜上形成鋁(Al)膜或銅(Cu)膜，而且，可以通過執(zhí)行層疊膜的構(gòu)圖來形成布線，在層疊膜中已經(jīng)形成有鈦(Ti)膜。
接下來，如圖8D所示，形成第三層間絕緣膜5111。作為第三層間絕緣膜5111，可以使用無機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜。作為無機(jī)絕緣膜，可以使用通過CVD法形成的氧化硅膜、和通過SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜等。此外，作為有機(jī)絕緣膜，可以使用丙烯酸樹脂膜等。此外，可以使用丙烯酸膜和通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜的層疊膜?？梢酝ㄟ^形成第三層間絕緣膜5111，緩和和平整由TFT(N溝道型TFT361、N溝道型TFT362、P溝道型TFT363、N溝道型TFT364和P溝道型TFT365)所致的凸起或凹陷。尤其是，由于第三層間絕緣膜5111主要意味著用于平整，所以最好有良好的平坦度。
接下來，用干腐蝕或濕腐蝕在第三層間絕緣膜5111中形成達(dá)到布線5103的接觸孔。
接下來，通過執(zhí)行導(dǎo)電層的構(gòu)圖來形成像素電極5112。本實例的情況下，將鋁和鋰的合金膜用作導(dǎo)電膜。注意，可以使用Mg-Ag膜(鎂和銀制成的合金膜)。像素電極5112相應(yīng)于OLED元件的陰極。作為陰極材料，可以自由使用由屬于周期表的1族或2族的元素所構(gòu)成的導(dǎo)電膜或者添加了這些元素的導(dǎo)電膜。
經(jīng)形成在第三層間絕緣膜5111中的接觸孔建立像素電極5112到布線5103的電連接。這樣，像素電極5112與N溝道型TFT361的源區(qū)或漏區(qū)之一電連接。
接下來，形成堤以便不連續(xù)地涂敷各個像素之間的有機(jī)化合物層。作為堤5113，可以使用無機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜。作為無機(jī)絕緣膜，可以使用通過濺射法形成的氮化硅膜或者通過CVD法形成的氧化硅膜和通過SOG(玻璃上旋涂)法涂敷的氧化硅膜等。此外，作為有機(jī)絕緣膜，可以使用丙烯酸樹脂膜等。這里，在形成堤5113時，可以應(yīng)用濕腐蝕法將側(cè)壁容易地制成錐形。由于如果堤5113的側(cè)壁不充分平緩的話，步驟之間差異所造成有機(jī)化合物層的變差就成為顯著問題，所以要注意這一點。應(yīng)當(dāng)注意，在電連接像素電極5112和布線5103時，還在形成在第三層間絕緣膜5111中的接觸孔處形成堤5113。這樣，就通過用堤5113嵌入像素電極的凸起和凹陷，即，接觸孔部分的凸起和凹陷所造成的像素電極的凸起和凹陷，防止步驟之間存在差異所造成的有機(jī)化合物層變差。
如下列出第三層間絕緣膜5111和堤5113的組合的實例一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用丙烯和通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜的層疊膜，作為堤5113，使用通過濺射法形成的氮化硅膜或氮化/氧化硅膜。一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜，作為堤5113，也使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用通過SOG法形成的氧化硅膜，作為堤5113，也使用通過SOG法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用通過SOG法形成的氧化硅和通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜的層疊膜，作為堤5113，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用丙烯，作為堤5113，使用丙烯。此外，一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用丙烯和通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜的層疊膜，作為堤5113，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜。此外，一種組合中，作為第三層間絕緣膜5111，使用通過等離子體CVD法形成的氧化硅膜，作為堤5113，使用丙烯。應(yīng)當(dāng)注意，可以通過在堤5113中添加碳顆粒和金屬顆粒并減低電阻率來抑制靜電的發(fā)生。這時，可以調(diào)節(jié)碳顆粒和金屬顆粒的添加量，以便使電阻率在1×106到1×1012Ωm的范圍內(nèi)(最好在1×108到1×1010Ωm的范圍內(nèi))。
接下來，在由堤5113所圍繞的暴露像素電極5112上形成有機(jī)化合物層5114。作為有機(jī)化合物層5114，可以使用已知有機(jī)發(fā)光材料。注意，有機(jī)發(fā)光材料和無機(jī)發(fā)光材料都可以使用，或者可以用無機(jī)發(fā)光材料代替有機(jī)發(fā)光材料。對于有機(jī)發(fā)光材料，可以自由地使用基于低分子的有機(jī)發(fā)光材料、基于高分子的有機(jī)發(fā)光材料和基于中分子的有機(jī)發(fā)光材料。應(yīng)當(dāng)注意，定義為基于中分子的有機(jī)發(fā)光材料指沒有升華特性且其聚合度約為20或20以下的有機(jī)發(fā)光材料。
本實例中，通過氣相淀積法，用基于低分子的有機(jī)發(fā)光材料形成有機(jī)化合物層5114。具體地說，定義成構(gòu)成為層疊結(jié)構(gòu)，其中，作為發(fā)光層之后，提供膜厚70nm的三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)絡(luò)合物膜，在上面設(shè)有膜厚20nm的銅酞菁(CuPc)膜。可以通過向Alq3提供諸如喹吖酮、二萘嵌苯或DCM1的熒光染料來抑制發(fā)光顏色。
此外，作為使用基于高聚合的有機(jī)發(fā)光材料的實例，可以用層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成有機(jī)化合物層5114，其中，通過旋涂法設(shè)置膜厚20nm的聚噻吩(PEDOT)膜作為空穴注入層，在上面設(shè)置膜厚約100nm的對亞苯基亞乙烯(PPV)作為發(fā)光層。應(yīng)當(dāng)注意，如果使用對亞苯基亞乙烯(PPV)基于π共軛的高聚物，可以選擇從紅色到藍(lán)色的發(fā)光波長。此外，還可以將諸如碳化硅等的無機(jī)材料用作電子輸運(yùn)層和電子注入層。
應(yīng)當(dāng)注意，有機(jī)化合物層5114不限于具有層疊結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物層，層疊結(jié)構(gòu)中清楚地區(qū)分空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等。具體地說，有機(jī)化合物層5114可以是具有混合層的結(jié)構(gòu)，混合層中，構(gòu)成空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等的材料被混合。例如，它可以是具有混合層結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物層5114，混合層由構(gòu)成電子輸運(yùn)層的材料(下文中稱為電子輸運(yùn)材料)和構(gòu)成發(fā)光層的材料(下文中稱為發(fā)光材料)組成，混合層位于電子輸運(yùn)層和發(fā)光層之間。
下面，在有機(jī)化合物層5114上形成由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的反電極5115。對于透明導(dǎo)電膜，可以使用氧化銦和氧化錫(ITO)的化合物、氧化銦和氧化鋅的化合物、氧化鋅、氧化錫、氧化銦等。此外，可以向上述透明導(dǎo)電膜添加鎵。反電極5115相應(yīng)于OLED元件的陽極。
在形成反電極5115時完成OLED元件。注意，OLED元件指用像素電極(陰極)5112、有機(jī)化合物層5114和反電極(陽極)5115形成的二極管。
本實例中，由于用透明導(dǎo)電膜形成反電極5115，所以，向襯底201的反面照射OLED元件發(fā)射的光。此外，在與用第三層間絕緣膜5111形成布線5103-5110的層不同的層中形成像素電極5112。因而，與實例3的結(jié)構(gòu)相比，可以增大開口率。
提供鈍化膜5116以便完全覆蓋OLED元件是有效的。對于鈍化膜5116，可以將其用作由包含碳膜的絕緣膜、氮化硅膜或氮化/氧化硅膜構(gòu)成的單層或者其中組合有相關(guān)絕緣膜的層疊層。注意，象本實例中這樣，從反電極5116側(cè)照射OLED元件發(fā)射的光的情況下，有必要使用用于保護(hù)膜5116的光透射膜。
應(yīng)當(dāng)注意，形成堤5113之后，用多室法(串聯(lián)法)的膜形成設(shè)備繼續(xù)處理步驟直到形成保護(hù)膜5116的步驟而不將其釋放到空氣中是有效的。
注意，實際上，當(dāng)圖8D的狀態(tài)完成后，最好用密封特性高且脫氣小的保護(hù)膜(層疊膜、紫外固化樹脂膜等)或具有半透明性的密封件將其封裝起來使其不暴露于大氣中。這時，如果將密封件的內(nèi)部制成不活潑氣氛，或者在內(nèi)部布置吸濕材料(例如，氧化鋇)，就增強(qiáng)了OLED元件的可靠性。
此外，由于通過執(zhí)行諸如封裝等處理增強(qiáng)了密封特性，所以，通過安裝用于連接從在襯底201上形成的元件或電路引出的端子和外部信號端子的連接器(軟性印刷電路FPC)，完成產(chǎn)品。
可以通過將本實例自由組合實施例1到實施例6和實例1來執(zhí)行。實例5本實例顯示了用于使半導(dǎo)體膜結(jié)晶的實例，用于根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生包括在半導(dǎo)體設(shè)備中的TFT的半導(dǎo)體有源層。
作為基膜，通過等離子體CVD法，在玻璃襯底上形成厚400nm的氧氮化硅膜(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。那么，作為半導(dǎo)體膜，通過等離子體CVD法，在基膜上形成150nm的非晶硅膜。然后，在上面執(zhí)行3小時500℃的熱處理。而后，用激光退火法使半導(dǎo)體膜結(jié)晶。
作為用于激光退火法的激光器，使用連續(xù)振蕩YVO4激光器。對于激光退火法，將YVO4激光的二次諧波(波長532nm)用作激光。作為預(yù)定形式的射束，用光學(xué)系統(tǒng)將激光照射到襯底表面上的半導(dǎo)體膜。
照射到襯底上的射束形狀隨光學(xué)系統(tǒng)或激光的類型而變化。以這種方式，可以改變照射到襯底上的射束的縱橫比和/或能量密度的分布。例如，可能有多種形狀照射到襯底上的射束，諸如，線形、矩形和橢圓形式。本實例中，用光學(xué)系統(tǒng)，向半導(dǎo)體膜上照射200μm×50μm的橢圓形的YVO4激光的二次諧波。
圖14顯示了光學(xué)系統(tǒng)的模式圖，當(dāng)向襯底表面上的半導(dǎo)體膜照射激光時使用所述光學(xué)系統(tǒng)。從激光器1101發(fā)射的激光(YVO4激光的二次諧波)經(jīng)鏡1102進(jìn)入凸透鏡1103。激光斜對著進(jìn)入凸透鏡1103。結(jié)果，因諸如像散的像差聚焦位置移位。這樣，可以在所照射表面或其附近形成橢圓射束1106。然后，照射以這種方式形成的橢圓射束1106，玻璃襯底1105以參考數(shù)字1107或1108所示方向移動。然后，在玻璃襯底1105上形成的半導(dǎo)體膜1104中，照射相對移動的橢圓射束1106。橢圓射束1106的相對掃描方向與橢圓射束1106的主軸垂直。本實例中，將200μm×50μm的橢圓射束形成為相對于凸透鏡1103約20°的激光入射角φ。以速度50cm/s移動來向玻璃襯底1105上照射橢圓射束。這樣，使半導(dǎo)體膜結(jié)晶。
在以這種方式獲得的結(jié)晶半導(dǎo)體膜上執(zhí)行secco腐蝕。圖15顯示了用10,000放大率的SEM觀察表面的結(jié)果。通過向HF∶H2O＝2∶1添加K2Cr2O7作為添加劑來制造用于secco腐蝕的secco溶液。通過以圖15所示箭頭指示的方向相對掃描激光得到圖15的情況。與激光掃描方向平行形成大的晶粒。換句話說，晶體生長以便在激光的掃描方向上擴(kuò)展。
以這種方式，用根據(jù)本實例的方法在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成大的晶粒。因而，當(dāng)將半導(dǎo)體膜用作半導(dǎo)體有源層以制造TFT時，可以減少包括在TFT的溝道形成區(qū)域中的晶界數(shù)。另外，每個晶粒內(nèi)部有結(jié)晶度，主要是單晶。因而，可以獲得與用單晶半導(dǎo)體的晶體管一樣高的遷移率(場效應(yīng)遷移率)。
而且，當(dāng)將TFT定位成使得載流子移動的方向可以與所形成的晶粒擴(kuò)展方向相同時，可以極大減少載流子跨過晶粒邊界的次數(shù)。因而，可以減小導(dǎo)通電流值(當(dāng)TFT導(dǎo)通時流過的漏電流值)、關(guān)態(tài)電流值(當(dāng)TFT截止時流過的漏電流值)、閾值電壓、S值和場效應(yīng)遷移率的變化。結(jié)果，可以顯著改善電特性。
為了以半導(dǎo)體膜的寬度范圍來照射橢圓射束1106，以垂直于主軸的方向掃描橢圓射束1106，以多次照射半導(dǎo)體膜(用掃描來表達(dá)該操作)。這里，每一單次掃描以平行于主軸的方向移位橢圓射束1106的位置。掃描方向在連續(xù)掃描之間相反。連續(xù)兩次掃描中，在下文中，一次稱為向外掃描，另一次稱為向內(nèi)掃描。
用間距d來表達(dá)每一單次掃描橢圓射束1106的位置向與主軸平行的方向移位的量。參考數(shù)字D1指示在向外掃描中，在如圖15所示具有大晶粒的區(qū)域中，與橢圓射束1106的掃描方向垂直的方向上橢圓射束1106的長度。參考數(shù)字D2指示在向內(nèi)掃描中，在如圖15所示具有大晶粒的區(qū)域中，與橢圓射束1106的掃描方向垂直的方向上橢圓射束1106的長度。這種情況下，D1和D2的平均值為D。
這里，用方程1定義重疊率RO.L[％]。
RO.L＝(1-d/D)×100[方程1]本實例中，重疊率RO.L為0％。
可以通過自由組合實施例1到6和實例1到4來實現(xiàn)本發(fā)明。實例6本實例當(dāng)制造本發(fā)明半導(dǎo)體器件中所包括的TFT的半導(dǎo)體有源層時，在使半導(dǎo)體膜結(jié)晶的方法上與實例5不同。
直到將非晶硅膜形成為半導(dǎo)體膜的步驟都與實例5相同。而后，使用日本專利特許公開NO.Hei7-183540中所公開的方法。用旋涂法在半導(dǎo)體膜上涂敷乙酸鎳溶液(重量轉(zhuǎn)換濃度(weight conversion concentration)為5ppm，體積為10ml)。然后，在500℃氮?dú)鈿夥罩袑ζ鋱?zhí)行1小時熱處理，并在550℃氮?dú)鈿夥罩袑ζ鋱?zhí)行12小時熱處理。然后，用激光退火法提高半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度。
作為用于激光退火法的激光器使用連續(xù)振蕩YVO4激光器。對于激光退火法，將YVO4激光的二次諧波(波長532nm)用作激光。在圖14所示的光學(xué)系統(tǒng)中，將200μm×50μm的橢圓射束形成為相對于凸透鏡1103約20°的激光入射角φ。橢圓射束以50cm/s的速度移動并照射玻璃襯底1105。這樣，提高了半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度。注意，橢圓射束1106的相對掃描方向與橢圓射束1106的主軸垂直。
在用這種方式獲得的結(jié)晶半導(dǎo)體膜上執(zhí)行secco腐蝕。圖16顯示了用10,000放大率的SEM觀察表面的結(jié)果。通過以圖16所示箭頭指示的方向相對掃描激光來獲得圖16所示的結(jié)果。大晶粒沿掃描方向擴(kuò)展。
以這種方式，用根據(jù)本發(fā)明的方法在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成大的晶粒。因而，當(dāng)半導(dǎo)體膜用于制造TFT時，可以減少包括在TFT的溝道形成區(qū)域中的晶界數(shù)。另外，每個內(nèi)部的晶粒有結(jié)晶度，主要是單晶體。因而，可以獲得與用單晶半導(dǎo)體的晶體管一樣高的遷移率(場效應(yīng)遷移率)。
而且，所形成的晶粒在一個方向上對準(zhǔn)。這樣，當(dāng)定位TFT以便載流子移動方向可以與所形成的晶粒擴(kuò)展方向相同時，可以極大減少載流子跨過晶界的次數(shù)。因而，可以減小導(dǎo)通電流、關(guān)態(tài)電流、閾值電壓、S值和場效應(yīng)遷移率的變化。結(jié)果，可以顯著改善電特性。
為了在半導(dǎo)體膜的寬范圍中照射橢圓射束1106，橢圓射束1106以垂直于主軸的方向掃描，以多次照射半導(dǎo)體膜(該操作可稱為掃描)。這里，每一單次掃描以平行于主軸的方向移位橢圓射束1106的位置。掃描方向在連續(xù)掃描之間相反。連續(xù)兩次掃描中，在下文中，一次稱為向外掃描，另一次稱為向內(nèi)掃描。
用間距d來表達(dá)每一單次掃描橢圓射束1106的位置向與主軸平行的方向移位的量。參考數(shù)字D1指示在向外掃描中，在如圖16所示具有大晶粒的區(qū)域中，與橢圓射束1106的掃描方向垂直的方向上橢圓射束1106的長度。參考數(shù)字D2指示在向內(nèi)掃描中，在如圖16所示具有大晶粒的區(qū)域中，與橢圓射束1106的掃描方向垂直的方向上橢圓射束1106的長度。這種情況下，D1和D2的平均值為D。
這里，如方程1那樣定義重疊率RO.L[％]。本實例中，重疊率RO.L為0％。
圖17中，粗線指示在用上述結(jié)晶方法獲得的結(jié)晶半導(dǎo)體膜(圖17中用改進(jìn)CG硅來表示)上執(zhí)行喇曼光譜的結(jié)果。這里，為了比較，細(xì)線指示在單晶硅上(圖17中用ref.(100)Si晶片表示)執(zhí)行喇曼光譜的結(jié)果。圖17中，虛線指示在半導(dǎo)體膜(圖17中用準(zhǔn)分子激光退火來表示)上執(zhí)行喇曼光譜的結(jié)果。為了獲得半導(dǎo)體膜，形成非晶硅膜，并通過加溫處理來釋放包含在半導(dǎo)體膜中的氫。然后，用具有脈沖振蕩的準(zhǔn)分子激光器使半導(dǎo)體膜結(jié)晶。用本實例中方法獲得半導(dǎo)體膜的喇曼位移的峰為517.3cm-1。半值寬度為4.96cm-1。另一方面，單晶硅的喇曼位移的峰為520.7cm-1。半值寬度為4.44cm-1。用具有脈沖振蕩的準(zhǔn)分子激光器結(jié)晶的半導(dǎo)體膜的喇曼位移的峰為516.3cm-1。半值寬度為6.16cm-1。從圖17的結(jié)果，用本實例所述結(jié)晶方法獲得的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度比用具有脈沖振蕩的準(zhǔn)分子激光結(jié)晶的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度更接近單晶硅的結(jié)晶度。
本實例可以與實施例1到6和實例1到4自由組合。實例7本實例中，參考圖14、18A到18H和19A和19B，描述將實例5所述方法結(jié)晶的半導(dǎo)體膜用于制造TFT的情況。
注意，要注意的是具有用相同腐蝕處理制造的柵電極的TFT，在本實例中解釋其制造方法。這種情況下，不再描述根據(jù)TFT不同地制成柵電極和執(zhí)行實施例1到5所示的摻雜處理。實際上，通過組合實施例1到5等所述的方法來實現(xiàn)本實例。
本實例中，將玻璃襯底用作襯底20。作為基膜21，在玻璃襯底上疊置50nm的氧氮化硅膜(成分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)和100nm的氧氮化硅膜(成分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。下面，作為半導(dǎo)體膜22，用等離子體CVD法在基膜21上形成150nm的非晶硅膜。然后，以500□在其上執(zhí)行3小時的熱處理，以釋放包含在半導(dǎo)體膜中的氫(圖18A)。
而后，將連續(xù)振蕩YVO4激光器的二次諧波(波長532nm，5.5W)用作激光，以便在圖14所示的光學(xué)系統(tǒng)中，將200μm×50μm的橢圓射束1106形成為相對于凸透鏡1103約20°的激光入射角φ。橢圓射束1106以50cm/s的速度相對掃描來照射半導(dǎo)體膜22。這樣，制造了半導(dǎo)體膜23(圖18B)。
然后，在其上執(zhí)行第一摻雜處理。這是用于控制閾值的溝道摻雜。將B2H6用作材料氣體，它的氣體流量為30sccm，電流密度為0.05μA，加速電壓為60keV，劑量為1×1014原子/cm2。這樣，獲得了半導(dǎo)體膜23(圖18C)。
下面，通過構(gòu)圖將半導(dǎo)體膜24腐蝕為預(yù)期形狀之后，用等離子體CVD法將厚115nm的氧氮化硅膜形成作為覆蓋被腐蝕半導(dǎo)體膜25和26的柵絕緣膜27。然后，將厚30nm的TaN膜28和厚370nm的W膜29疊置在柵絕緣膜27上作為導(dǎo)電膜(圖18D)。
用光刻法在其上形成光刻膠制成的掩模(未示出)，腐蝕W膜、TaN膜和柵絕緣膜。這樣，形成導(dǎo)電層30(30a和30b)、導(dǎo)電層31(31a和31b)和柵絕緣膜32(32a和32b)。
然后，除去光刻膠制成的掩模，形成新的掩模33。在其上進(jìn)行第二摻雜處理，導(dǎo)入對半導(dǎo)體膜給出n型的雜質(zhì)元素。這種情況下，導(dǎo)電層30a和31a是用于給出n型的雜質(zhì)元素的掩模，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域34。本實例中，因為半導(dǎo)體膜厚達(dá)150nm，所以在兩個條件下執(zhí)行第二摻雜處理。本實例中，將磷化氫(PH3)用作材料氣體。使用2×1013原子/cm2的劑量和90keV的加速電壓，然后，將5×1014原子/cm2的劑量和10keV的加速電壓用于處理(圖18E)。
下面，除去光刻膠制成的掩模，另外形成光刻膠制成的新掩模35，用于執(zhí)行第三摻雜處理。通過第三摻雜處理，將雜質(zhì)區(qū)域36形成為包含用于對半導(dǎo)體膜給出p型的雜質(zhì)元素，它成為p溝道型TFT的有源層。用導(dǎo)電層30b和31b作為用于雜質(zhì)元素的掩模，通過添加用于給出p型的雜質(zhì)元素，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域36。因為半導(dǎo)體膜厚達(dá)150nm，所以在兩個條件下執(zhí)行本實例的第三摻雜處理。本實例中，用乙硼烷(B2H6)作為材料氣體。使用2×1013原子/cm2的劑量和90keV的加速電壓，然后將1×1015原子/cm2的劑量和10keV的加速電壓用于處理(圖18F)。
通過這些步驟，在半導(dǎo)體層上形成雜質(zhì)區(qū)域34和36。
下面，除去光刻膠制成的掩模，用等離子體CVD法形成厚50nm的氧氮化硅膜(成分比Si＝32.8％，O＝63.7％，N＝3.5％)作為第一層間絕緣膜37。
下面，在其上執(zhí)行熱處理以分別恢復(fù)半導(dǎo)體層的結(jié)晶度和激活添加到半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素。然后，在550□，氮?dú)鈿夥罩?，?zhí)行4小時使用退火爐的熱退火法的熱處理(圖18G)。
下面，在第一層間絕緣膜37上形成無機(jī)或有機(jī)絕緣材料的第二層間絕緣膜38。本實例中，用CVD法形成厚50nm的氮化硅膜之后，形成400nm厚的氧化硅膜。熱處理之后，可以執(zhí)行氫化處理。本實施例中，用退火爐，在410□，在氮?dú)鈿夥罩?，?zhí)行1小時的熱處理。
下面，形成布線39用于電連接雜質(zhì)區(qū)域。本實例中，通過構(gòu)圖50nm厚的Ti膜、500nm厚的Al-Si膜和50nm厚的Ti膜的層疊膜來形成布線39。自然，該結(jié)構(gòu)不限于兩層結(jié)構(gòu)，可以是單層結(jié)構(gòu)或具有3層或3層以上的層疊結(jié)構(gòu)。布線材料不限于Al和Ti。例如，可以在TaN膜上形成Al和/或Cu。然后，可以構(gòu)圖具有Ti膜的層疊膜以形成布線(圖18H)。
以這種方式，形成n溝道型TFT51和p溝道型TFT52，它們均為溝道長度6μm和溝道寬度4μm。
圖19A和19B顯示了測量這些電特性的結(jié)果。圖19A顯示了n溝道型TFT51的電特性。圖19B顯示了p溝道型TFT52的電特性。在兩個測量點，在柵電壓Vg＝-16到16V的范圍和漏電壓Vd＝1V和5V范圍內(nèi)測量電特性。圖19A和19B中，用實線指示漏電流(ID)和柵電流(IG)。用虛線指示遷移率(μFE)。
因為在根據(jù)本發(fā)明結(jié)晶的半導(dǎo)體膜上形成大的晶粒，所以，當(dāng)用該半導(dǎo)體膜制造TFT時，可以減少包含溝道形成區(qū)域的晶界數(shù)。而且，因為所形成的晶粒指向相同方向，所以，可以極大減少載流子跨過晶界的次數(shù)。因而，如圖19A和19B所示，可以獲得具有良好電特性的TFT。尤其是，n溝道型TFT中遷移率是524cm2/Vs，在p溝道型TFT中遷移率是205cm2/Vs。當(dāng)用這種TFT制造半導(dǎo)體設(shè)備時，也可以改善操作特性和可靠性。
本實例可以通過自由組合實施例1到6和實例1到4實施。實例8本實例中，參考圖14和圖20A到23B，描述用實例6所述方法結(jié)晶的半導(dǎo)體膜制造TFT的情況。注意，要注意具有用相同腐蝕處理制造的柵電極的TFT，本實例中，解釋其制造方法。這種情況下，不再描述根據(jù)TFT不同地制成柵電極和執(zhí)行實施例1到5所示的摻雜處理。實際上，通過組合實施例1到5等所述的方法來實現(xiàn)本實例。
直到形成作為半導(dǎo)體膜的非晶硅膜的步驟都與實例7相同。非晶硅膜形成為150nm厚(圖20A)。
而后，使用日本專利特許公開NO.Hei7-183540中所公開的方法。用旋涂法在半導(dǎo)體膜上涂敷乙酸鎳溶液(重量轉(zhuǎn)換濃度為5ppm，體積為10ml)以形成包含金屬的層41。然后，在500℃氮?dú)鈿夥罩袑ζ鋱?zhí)行1小時熱處理，并在550℃氮?dú)鈿夥罩袑ζ鋱?zhí)行12小時熱處理。然后，獲得半導(dǎo)體膜42(圖20B)。
然后，用激光退火法來提高半導(dǎo)體膜42的結(jié)晶度。對于激光退火法的條件，將連續(xù)振蕩YVO4激光器的二次諧波(波長532nm，5.5W)用作激光。在圖14所示的光學(xué)系統(tǒng)中，將200μm×50μm的橢圓射束1106形成為相對于凸透鏡1103約20°的激光入射角φ。橢圓射束1106以20cm/s或50cm/s的速度移動并照射襯底。這樣，提高了半導(dǎo)體膜42的結(jié)晶度。結(jié)果，獲得了半導(dǎo)體膜43(圖20C)。
圖20C中結(jié)晶半導(dǎo)體膜之后的步驟與實例7中所示圖18C到18H所示的步驟相同。以這種方式，形成n溝道型TFT51和p溝道型TFT52，它們均為溝道長度6μm和溝道寬度4μm。測量這些電特性。
圖21A到23B顯示了通過這些步驟制造的TFT的電特性。圖21A和21B顯示了在圖20C的激光退火步驟中，通過以20cm/s的速度移動襯底來制造的TFT的電特性。圖21A顯示了n溝道型TFT51的電特性。圖21B顯示了p溝道型TFT52的電特性。圖22A和22B顯示了在圖20C的激光退火步驟中，通過以50cm/s移動襯底來制造的TFT的電特性。圖22A顯示了n溝道型TFT51的電特性。圖22B顯示了p溝道型TFT52的電特性。在柵電壓Vg＝-16到16V的范圍和漏電壓Vd＝1V和5V的范圍內(nèi)測量電特性。圖21A到22B中，用實線指示漏電流(ID)和柵電流(IG)。用虛線指示遷移率(μFE)。
因為在根據(jù)本發(fā)明結(jié)晶的半導(dǎo)體膜上形成大的晶粒，所以，當(dāng)用該半導(dǎo)體膜制造TFT時，可以減少包含溝道形成區(qū)域的晶界數(shù)。而且，所形成的晶粒指向相同方向。另外，小量晶界位于跨過激光的相對掃描方向的方向上。因而，可以極大減少載流子跨過晶界的次數(shù)。
因此，如圖21A到22B所示，可以獲得具有良好電特性的TFT。尤其是，圖21A和21B中，n溝道型TFT的遷移率為510cm2/Vs，p溝道型TFT的遷移率為200cm2/Vs。圖22A和22B中，n溝道型TFT的遷移率為595cm2/Vs，p溝道型TFT的遷移率為199cm2/Vs。當(dāng)用這種TFT制造半導(dǎo)體設(shè)備時，也可以改善操作特性和可靠性。
圖23A和23B顯示了在圖20C的激光退火步驟中，通過以50cm/s移動襯底來制造的TFT的這些電特性。圖23A顯示了n溝道型TFT51的電特性。圖23B顯示了p溝道型TFT52的電特性。
在柵電壓Vg＝-16到16V的范圍和漏電壓Vd＝0.1V和5V的范圍內(nèi)測量電特性。
如圖23A和23B所示，可以獲得具有良好電特性的TFT。尤其是，圖23A中，n溝道型TFT的遷移率為657cm2/Vs，圖23B中，p溝道型TFT的遷移率為219cm2/Vs。當(dāng)用這種TFT制造半導(dǎo)體設(shè)備時，也可以改善操作特性和可靠性。
本實例可以與實施例1到6和實例1到4自由組合來實現(xiàn)。實例9本實例中，參考圖28，描述用本發(fā)明制造的顯示系統(tǒng)的實例。
這里，定義為顯示系統(tǒng)指的是其上形成有顯示器件和CPU部分的襯底的系統(tǒng)，包括FPC等外加的電路。作為制造顯示器件和CPU的方法，使用實施例1到實施例6、實例1到實例8的方法。圖28顯示了顯示系統(tǒng)的配置實例。
在襯底500上形成具有圖5和圖27所示結(jié)構(gòu)的電路。這里，顯示了使用具有圖27所示結(jié)構(gòu)的電路的實例。顯示系統(tǒng)700中，襯底500用FPC710與電源電路701、時鐘振蕩電路702、VRAM703、ROM704和WRAM705電連接。這里，電源電路701是如下的電路其中，將提供給顯示系統(tǒng)700的電源轉(zhuǎn)換為用于形成在襯底500上的電路的電源。時鐘振蕩電路702是如下的電路其中，將諸如時鐘信號等的控制信號輸入形成在襯底500上的電路中。VRAM703是用于以將圖像信號輸入到GPU507中的形式存儲圖像信號的電路。ROM704是如下的電路其中，存儲用于控制CPU507的信息和被輸入到顯示系統(tǒng)中的圖像信號。WRAM705指工作區(qū)域，CPU507在所述工作區(qū)域中執(zhí)行處理。
應(yīng)當(dāng)注意，由于設(shè)在襯底500上的SRAM504和用FPC710連接的WRAM705都起CPU507的工作區(qū)域的作用，所以，二者之一可被省略。例如，在從CPU507的存取很多、但是可用的存儲容量相對少的情況下，最好用SRAM504，相反，在要求大的存儲容量、但是從CPU507的存取相對少的情況下，最好用WRAM705。實例10本實例中，參考圖13A到13G描述用本發(fā)明制造的電子器件的實例。
應(yīng)用本發(fā)明的電子器件的實例包括攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(諸如汽車音響系統(tǒng)和音頻組件系統(tǒng))、筆記本電腦、游戲機(jī)、便攜式信息終端(諸如移動計算機(jī)、移動電話、便攜式游戲機(jī)和電子書)和設(shè)有記錄媒體的圖像再現(xiàn)裝置(具體地說，適于再現(xiàn)諸如數(shù)字多用途光盤(DVD)的記錄媒體的裝置，它還設(shè)有能顯示其圖像的顯示器件)。圖13A到13G顯示了其具體實例。
圖13A顯示一種顯示器件，包括外殼1401、支座1402和顯示部分1403。本發(fā)明可以應(yīng)用于構(gòu)成顯示部分1403的顯示器件?？梢岳帽景l(fā)明來實現(xiàn)小且輕的顯示器件。
圖13B顯示一種攝像機(jī)，它由主體1411、顯示部分1412、音頻輸入部分1413、操作開關(guān)1414、電池1415、圖像接收部分1416等構(gòu)成。本發(fā)明可以應(yīng)用于構(gòu)成顯示部分1412的顯示器件?？梢岳帽景l(fā)明來實現(xiàn)小且輕的攝像機(jī)。
圖13C顯示了一種筆記本個人電腦，它由主體1421、外殼1422、顯示部分1423、鍵盤1424等構(gòu)成。本發(fā)明可以應(yīng)用于構(gòu)成顯示部分1423的顯示器件?？梢岳帽景l(fā)明來實現(xiàn)小且輕的個人電腦。
圖13D顯示了一種便攜式信息終端，它由主體1431、輸入筆1432、顯示部分1433、操作按鈕1434、外部接口1435等構(gòu)成。本發(fā)明可以用于構(gòu)成顯示部分1433的顯示器件?？梢岳帽景l(fā)明來實現(xiàn)小且輕的便攜式信息終端。
圖13E顯示了一種聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，具體地說是一種機(jī)載音響設(shè)備，它由主體1441、顯示部分1442、操作開關(guān)1443、1444等構(gòu)成。本發(fā)明可以應(yīng)用于構(gòu)成顯示部分1442的顯示器件。而且，雖然本實例中說明該機(jī)載音響設(shè)備，但是，本發(fā)明還可用于便攜式或家庭音響設(shè)備。可以利用本發(fā)明來實現(xiàn)小且輕的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)。
圖13F顯示了數(shù)碼相機(jī)，它由主體1451、顯示部分(A)1452、目鏡部分1453、操作開關(guān)1454、顯示部分(B)1455、電池1456等構(gòu)成。本發(fā)明可以應(yīng)用于構(gòu)成顯示部分(A)1452和顯示部分(B)1455的顯示器件?？梢岳帽景l(fā)明來實現(xiàn)小且輕的數(shù)碼相機(jī)。
圖13G顯示了便攜式電話，它由主體1461、音頻輸出部分1462、音頻輸入部分1463、顯示部分1464、操作開關(guān)1465、天線1466等構(gòu)成。本發(fā)明可以應(yīng)用于構(gòu)成顯示部分1464的顯示器件?？梢岳帽景l(fā)明來實現(xiàn)小且輕的便攜式電話。
不僅可以將玻璃襯底用于每一上述電子器件中所用的顯示器件，而且也可將耐熱塑料襯底用于每一上述電子器件中所用的顯示器件。這樣，可以實現(xiàn)電子器件重量的減輕。
本發(fā)明不限于上述電子器件，本發(fā)明還包括使用半導(dǎo)體器件的各種電子器件，用實施例1到6和實例1到8所述的制造方法制造所述半導(dǎo)體器件。
對于每個具有所要求的不同性質(zhì)的TFT部分腐蝕柵金屬，制造柵電極。具體地說，通過對每個具有所要求的不同性質(zhì)的TFT曝光光刻膠來制造光刻膠掩模，腐蝕柵金屬。這時，在與所要求的性質(zhì)一致的最佳條件下執(zhí)行制造每個TFT的柵電極的步驟。這樣，可以提供能不同地制成多個TFT來制造半導(dǎo)體器件的方法，多個TFT分別有不同性質(zhì)或者在相同襯底上的設(shè)計規(guī)則不同。
因而，能在相同襯底上制造具有多種功能的電路。這樣，還可以在相同襯底上制造用IC芯片等傳統(tǒng)上外部添加的電路，并可以最小化裝置的尺寸和減輕裝置的重量。此外，由于有可能用較少的掩模不同地制成具有不同性質(zhì)的多個TFT，所以，可以將步驟數(shù)量和成本的增加抑制在低水平上。
還要注意，雖然為了說明而詳細(xì)描述了本發(fā)明有限數(shù)量的實施例，但是，可以進(jìn)行多種修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，除了所附加的權(quán)利要求，本發(fā)明不應(yīng)受到限制。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件有第一TFT和第二TFT，其中，用相同的導(dǎo)電層形成所述第一TFT和所述第二TFT的柵電極，所述方法包括通過第一曝光方式形成第一光刻膠掩模；用所述第一光刻膠掩模腐蝕所述導(dǎo)電層的第一區(qū)域，以形成所述第一TFT的柵電極；所述腐蝕之后通過第二曝光方式形成第二光刻膠掩模；和用所述第二光刻膠掩模腐蝕與所述第一區(qū)域不同的所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，以形成所述第二TFT的柵電極，和其中，在所述第一區(qū)域的所述腐蝕中制造具有錐形邊緣部分的柵電極，和在所述第二區(qū)域的所述腐蝕中制造具有垂直邊緣部分的柵電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中分辨率不同。
3.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件有第一TFT和第二TFT，其中，用相同的導(dǎo)電層形成所述第一TFT和所述第二TFT的柵電極，所述方法包括通過第一曝光方式形成第一光刻膠掩模；用所述第一光刻膠掩模腐蝕所述導(dǎo)電層的第一區(qū)域，以形成所述第一TFT的柵電極；所述腐蝕之后通過第二曝光方式形成第二光刻膠掩模；和用所述第二光刻膠掩模腐蝕與所述第一區(qū)域不同的所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，以形成所述第二TFT的柵電極，和其中，所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中分辨率不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中的一種使用等放大投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(MPA)，另一種使用縮小倍數(shù)的投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(步進(jìn)機(jī))。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中的一種使用等放大投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(MPA)，另一種使用縮小倍數(shù)的投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(步進(jìn)機(jī))。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，用于曝光的光波長在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，用于曝光的光波長在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，用于曝光的光波長在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，用于曝光的光波長在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的所述第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的所述第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的所述第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的所述第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的所述第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
15.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件有第一TFT和第二TFT，其中，用相同的導(dǎo)電層形成所述第一TFT和所述第二TFT的柵電極，所述方法包括通過第一曝光方式形成第一光刻膠掩模；用所述第一光刻膠掩模腐蝕所述導(dǎo)電層的第一區(qū)域，以形成所述第一TFT的柵電極；所述腐蝕之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第一雜質(zhì)元素；所述摻雜之后通過第二曝光方式形成第二光刻膠掩模；用所述第二光刻膠掩模腐蝕與所述第一區(qū)域不同的所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，以形成所述第二TFT的柵電極，和所述第二區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第二TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第二雜質(zhì)元素。
16.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件有第一TFT和第二TFT，其中，用相同的導(dǎo)電層形成柵電極，所述方法包括通過第一曝光方式形成第一光刻膠掩模；用所述第一光刻膠掩模腐蝕所述導(dǎo)電層的第一區(qū)域，以形成所述第一TFT的柵電極；所述腐蝕之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第一雜質(zhì)元素；所述摻雜之后通過第二曝光方式形成第二光刻膠掩模；用所述第二光刻膠掩模腐蝕與所述第一區(qū)域不同的所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，以形成所述第二TFT的柵電極；所述第二區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第二TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第二雜質(zhì)元素；和所述第二雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層和所述第二TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第三雜質(zhì)元素。
17.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件有第一TFT和第二TFT，其中，用相同的導(dǎo)電層形成所述第一TFT和所述第二TFT的柵電極，所述方法包括通過第一曝光方式形成第一光刻膠掩模；用所述第一光刻膠掩模腐蝕所述導(dǎo)電層的第一區(qū)域，以形成所述第一TFT的柵電極；所述腐蝕之后，用第二曝光方式形成第二光刻膠掩模；用所述第二光刻膠掩模腐蝕與所述第一區(qū)域不同的所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，以形成所述第二TFT的柵電極，和所述第二區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層和所述第二TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜雜質(zhì)元素。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第二步驟包括，腐蝕所述導(dǎo)電層的所述第一區(qū)域，以形成第一形狀的導(dǎo)電層；所述第一區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第四雜質(zhì)元素，和第十步驟，在所述第四雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，腐蝕所述第一形狀的所述導(dǎo)電層，以制造所述第一TFT的柵電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第二步驟包括，腐蝕所述導(dǎo)電層的所述第一區(qū)域，以形成第一形狀的導(dǎo)電層；所述第一區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第四雜質(zhì)元素，和第十步驟，在所述第四雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，腐蝕所述第一形狀的所述導(dǎo)電層，以制造所述第一TFT的柵電極。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第二步驟包括，腐蝕所述導(dǎo)電層的所述第一區(qū)域，以形成第一形狀的導(dǎo)電層；所述第一區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的半導(dǎo)體有源層摻雜第四雜質(zhì)元素，和第十步驟，在所述第四雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，腐蝕所述第一形狀的所述導(dǎo)電層，以制造所述第一TFT的柵電極。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第二步驟包括，腐蝕所述導(dǎo)電層的所述第一區(qū)域，以形成第一形狀的導(dǎo)電層，第九步驟，所述第一區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的所述半導(dǎo)體有源層摻雜第四雜質(zhì)元素，腐蝕所述第一形狀的所述導(dǎo)電層，以形成第二形狀的導(dǎo)電層，第十一步驟，所述第一形狀的所述導(dǎo)電層的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的所述半導(dǎo)體有源層摻雜第五雜質(zhì)元素，和第十二步驟，所述第五雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，腐蝕所述第二形狀的導(dǎo)電層，以制造所述第一TFT的柵電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第二步驟包括，腐蝕所述導(dǎo)電層的所述第一區(qū)域，以形成第一形狀的導(dǎo)電層，第九步驟，所述第一區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的所述半導(dǎo)體有源層摻雜第四雜質(zhì)元素，腐蝕所述第一形狀的所述導(dǎo)電層，以形成第二形狀的導(dǎo)電層，第十一步驟，所述第一形狀的所述導(dǎo)電層的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的所述半導(dǎo)體有源層摻雜第五雜質(zhì)元素，和第十二步驟，所述第五雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，腐蝕所述第二形狀的導(dǎo)電層，以制造所述第一TFT的柵電極。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第二步驟包括，腐蝕所述導(dǎo)電層的所述第一區(qū)域，以形成第一形狀的導(dǎo)電層，第九步驟，所述第一區(qū)域的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的所述半導(dǎo)體有源層摻雜第四雜質(zhì)元素，腐蝕所述第一形狀的所述導(dǎo)電層，以形成第二形狀的導(dǎo)電層，第十一步驟，所述第一形狀的所述導(dǎo)電層的所述腐蝕之后，向所述第一TFT的所述半導(dǎo)體有源層摻雜第五雜質(zhì)元素，和第十二步驟，所述第五雜質(zhì)元素的所述摻雜之后，腐蝕所述第二形狀的導(dǎo)電層，以制造所述第一TFT的柵電極。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一光刻膠掩模覆蓋所述導(dǎo)電層的第二區(qū)域，所述第二光刻膠掩模覆蓋所述第一TFT的柵電極。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，分辨率在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，分辨率在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，分辨率在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中的一種使用等放大投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(MPA)，另一種使用縮小倍數(shù)的投影式對準(zhǔn)曝光機(jī)(步進(jìn)機(jī))。
31.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中，用于曝光的光波長在所述第一曝光方式和所述第二曝光方式中不同。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用連續(xù)振蕩激光束，通過激光退火，使用于形成所述第一TFT和所述第二TFT的半導(dǎo)體有源層的半導(dǎo)體膜結(jié)晶。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件被組合在從由顯示器件、攝像機(jī)、筆記本個人電腦、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)和便攜式電話組成的組中選擇的一種設(shè)備中。
34.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件被組合在從由顯示器件、攝像機(jī)、筆記本個人電腦、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)和便攜式電話組成的組中選擇的一種設(shè)備中。
35.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件被組合在從由顯示器件、攝像機(jī)、筆記本個人電腦、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)和便攜式電話組成的組中選擇的一種設(shè)備中。
36.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件被組合在從由顯示器件、攝像機(jī)、筆記本個人電腦、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)和便攜式電話組成的組中選擇的一種設(shè)備中。
37.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件被組合在從由顯示器件、攝像機(jī)、筆記本個人電腦、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)和便攜式電話組成的組中選擇的一種設(shè)備中。
全文摘要
將柵金屬形成為膜,對于具有不同性質(zhì)的每個TFT部分地腐蝕上述柵金屬,制造柵電極。具體地說,對具有所要求的不同性質(zhì)的每個TFT,通過將光刻膠曝光,制造光刻膠掩模。用上述光刻膠掩模,對于具有所要求的不同性質(zhì)的每個TFT,腐蝕柵金屬。這時,由于被覆蓋而剩下了在對柵電極執(zhí)行構(gòu)圖期間覆蓋除TFT以外的TFT的半導(dǎo)體有源層的柵金屬?？梢栽谂c所要求的性質(zhì)一致的最佳條件下執(zhí)行制造每個TFT的柵電極的步驟。
文檔編號H01L21/84GK1423305SQ02151579
公開日2003年6月11日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者新川悅子, 加藤清, 黑川義元 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所