專利名稱：半導(dǎo)體裝置、電光學(xué)裝置、集成電路及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法及由該制造方法制造的半導(dǎo)體裝置、電光學(xué)裝置、集成電路及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在電光學(xué)裝置，例如液晶顯示裝置或有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示裝置等中，使用包含作為半導(dǎo)體元件的薄膜晶體管所構(gòu)成的薄膜電路進(jìn)行象素轉(zhuǎn)換等。以往的薄膜晶體管使用非結(jié)晶硅膜形成溝道形成區(qū)域等的活性區(qū)域。而且，使用多晶硅膜形成活性區(qū)域的薄膜晶體管也已實(shí)用。通過使用多晶硅膜，與使用非結(jié)晶硅膜時(shí)相比可以提高移動性等的電特性，也可以提高薄膜晶體管的性能。
另外，為了進(jìn)一步提高薄膜晶體管的性能，研究了形成由大的晶粒構(gòu)成的半導(dǎo)體膜，使晶界不能進(jìn)入薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域內(nèi)的技術(shù)。例如，提出了通過在基板上形成細(xì)晶孔，把該細(xì)晶孔作為結(jié)晶生長的起點(diǎn)進(jìn)行半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化，來形成粒徑大的硅晶粒的技術(shù)。這樣的技術(shù)例如記載在特開平11-87243號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)、文獻(xiàn)“Single Crystal Thin FilmTransistors；IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN Aug.1993pp257-258”(非專利文獻(xiàn)1)、文獻(xiàn)“Advanced Excimer-Laser CrystallizationTechniques of Si Thin-Film For Location Control of Large Grain on Glass；R.lshihara et al.，proc.SPIE 2001，vol.4295 pp14-23”(非專利文獻(xiàn)2)等中。
通過使用利用該技術(shù)形成的大晶粒徑的硅膜形成薄膜晶體管，可以使晶界不能進(jìn)入一個(gè)薄膜晶體管的形成區(qū)域(尤其是，溝道形成區(qū)域)內(nèi)。這樣，可以實(shí)現(xiàn)移動性等電特性良好的薄膜晶體管。
但是，隨著薄膜晶體管的高性能化，顯然存在使源極區(qū)域或漏極區(qū)域低電阻化的必要性。其原因是只有溝道形成區(qū)域的結(jié)晶性良好，即使在薄膜晶體管導(dǎo)通狀態(tài)中該部分的電阻變小，但在薄膜晶體管的整個(gè)源極區(qū)域～溝道形成區(qū)域～漏極區(qū)域中流入載流子(電子或空穴)，因此如果源極區(qū)域及漏極區(qū)域的電阻不能達(dá)到非常低，則整個(gè)薄膜晶體管的特性就不會良好。
通常，源極區(qū)域及漏極區(qū)域，通過對半導(dǎo)體膜注入雜質(zhì)之后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，來恢?fù)被注入部分的結(jié)晶性，以進(jìn)行雜質(zhì)的活性化。由于這時(shí)的熱處理溫度在使用玻璃基板的情況下需要比較低的溫度，所以實(shí)際上不能實(shí)現(xiàn)充分的活性化，只能形成具有比較高的電阻值的源極區(qū)域及漏極區(qū)域。
專利文獻(xiàn)1特開平11-87243號公報(bào)；非專利文獻(xiàn)1《Single Crystal Thin Film Transistors》，IBMTECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN Aug.1993 pp257-258；非專利文獻(xiàn)2《Advanced Excimer-Laser Crystallization Techniques ofSi Thin-Film For Location Control of Large Grain on Glass》，R.lshihara etal.，proc.SPIE 2001，vol.4295 pp14-23。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在比較低的溫度的熱處理中也可以實(shí)現(xiàn)源極區(qū)域及漏極區(qū)域的雜質(zhì)活性化，并可以得到高性能的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種至少一個(gè)表面為絕緣性的基板上使用半導(dǎo)體膜形成薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置的制造方法包括在基板上形成應(yīng)作為半導(dǎo)體膜結(jié)晶化時(shí)的起點(diǎn)的多個(gè)起點(diǎn)部的起點(diǎn)部形成步驟；在形成了起點(diǎn)部的基板上形成半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體膜形成步驟；對半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理，形成以多個(gè)起點(diǎn)部的每一個(gè)為大致中心的多個(gè)近似單晶粒的熱處理步驟；對半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案形成，形成應(yīng)成為源極區(qū)域、漏極區(qū)域及溝道形成區(qū)域的晶體管區(qū)域的圖案形成步驟；和、在晶體管區(qū)域上形成柵絕緣膜及柵電極以形成薄膜晶體管的元件形成步驟，在起點(diǎn)部形成步驟中形成所述起點(diǎn)部，以使圖案形成步驟中的源極區(qū)域及漏極區(qū)域中含有所述近似單晶粒。
根據(jù)上述方法，將起點(diǎn)部作為起點(diǎn)形成了作為半導(dǎo)體膜的高性能的近似單晶粒，該起點(diǎn)部形成為使源極及漏極區(qū)域中含有近似單晶粒。因此，若在該源極及漏極區(qū)域中注入雜質(zhì)，則能通過比較低的溫度下的熱處理被活性化，并可以降低這些區(qū)域的寄生電阻。
而且，“起點(diǎn)部”是結(jié)晶生長的起點(diǎn)，是通過熱處理從起點(diǎn)部近似單晶粒的結(jié)晶開始生長的部分。
對“半導(dǎo)體膜”不進(jìn)行限定，例如，可以是含有多晶半導(dǎo)體膜或非結(jié)晶半導(dǎo)體膜。
“大致中心”不是幾何含義中的中心，而是為了如上所述一樣成為結(jié)晶生長的起點(diǎn)而位于生長后的近似單晶的中心周圍的意思。
“近似單晶?！敝赴?或∑9或∑27的規(guī)則晶界(對應(yīng)晶界)，但不包含不規(guī)則晶界。
還有，“起點(diǎn)部”是例如形成在基板上的凹部。若形成為凹部狀可以通過熱處理過程從凹部的底部產(chǎn)生結(jié)晶生長。這時(shí)凹部的直徑最好具有與多晶半導(dǎo)體的一個(gè)晶界的直徑相同或略小的直徑。
另外，熱處理步驟最好是通過激光照射進(jìn)行。這是因?yàn)槿敉ㄟ^激光照射，可以向部分半導(dǎo)體膜有效地提供能量，通過僅熔化一部分使近似單晶粒容易地生長。
另外，本發(fā)明還包括將雜質(zhì)從柵絕緣膜及柵電極上導(dǎo)入到源極區(qū)域及漏極區(qū)域的雜質(zhì)導(dǎo)入步驟；和將在導(dǎo)入了雜質(zhì)的源極區(qū)域及漏極區(qū)域中進(jìn)行熱處理，以恢復(fù)該源極區(qū)域及漏極區(qū)域的結(jié)晶性的結(jié)晶性恢復(fù)步驟。若導(dǎo)入雜質(zhì)，則其表面附近的結(jié)晶性被雜質(zhì)元素的注入破壞，但是，本發(fā)明是通過熱處理可以充分地恢復(fù)晶粒整體的結(jié)晶性，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)元件的活性化。因此，可以實(shí)現(xiàn)源極區(qū)域及漏極區(qū)域的低電阻化。
還有，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是包括使用形成在基板上的半導(dǎo)體膜形成的薄膜晶體管來構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置，其中半導(dǎo)體膜，包含多個(gè)近似單晶粒，該多個(gè)近似單晶粒以設(shè)置在所述基板上的多個(gè)起點(diǎn)部為起點(diǎn)而形成，薄膜晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體膜，以包含近似單晶粒的方式被進(jìn)行圖案形成。該半導(dǎo)體裝置，比如是通過上述半導(dǎo)體裝置的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置，由于源極和漏極區(qū)域包含有近似單晶粒，因此如對該源極及漏極區(qū)域注入雜質(zhì)，則能通過比較低溫度下的熱處理被活性化，從而能降低這些區(qū)域的寄生電阻。這里，起點(diǎn)部最好為形成在基板上的凹部。若形成為凹部狀可以通過熱處理過程從凹部的底部產(chǎn)生結(jié)晶生長。這時(shí)凹部的直徑最好具有與多晶半導(dǎo)體的一個(gè)晶界的直徑相同或略小的直徑。
而且，起點(diǎn)部設(shè)置在薄膜晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域，或在這些區(qū)域的附近。這樣源極區(qū)域或漏極區(qū)域由從所述起點(diǎn)部開始結(jié)晶生長的近似單晶粒形成，因此可以提供高性能的半導(dǎo)體膜。這里所說的附近是指相當(dāng)于晶粒的大小(半徑)。例如，附近是指3μm以內(nèi)。


圖1是說明細(xì)晶孔的形成以及形成硅近似單晶粒的步驟的說明圖。
圖2說明形成硅近似單晶粒的步驟的說明圖。
圖3說明在形成了硅近似單晶粒時(shí)，細(xì)晶孔的配置和對應(yīng)于其配置形成的近似單晶粒的形狀之間的關(guān)系的俯視圖。
圖4是對于薄膜晶體管，主要著眼于柵電極和活性區(qū)域(源極區(qū)域、漏極區(qū)域、溝道形成區(qū)域)，而省略顯示其他的構(gòu)成的俯視圖。
圖5是說明形成薄膜晶體管的步驟的說明圖。
圖6是說明通過熱處理恢復(fù)硅膜的結(jié)晶性的說明圖。
圖7表示作為電光學(xué)裝置的一個(gè)例子的顯示裝置的連接狀態(tài)的圖。
圖8表示可以適用顯示裝置的電子設(shè)備的例子的圖。
圖中11-玻璃基板，12(121，122，124)，14，16-氧化硅膜，123-孔，125-細(xì)晶孔(凹部)，13，130-硅膜，131-硅晶粒，132-晶界，133-半導(dǎo)體膜(晶體管區(qū)域)，15-柵電極，134-源極區(qū)域及漏極區(qū)域，135-溝道形成區(qū)域，1-顯示裝置。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，對用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施方式)(構(gòu)成)
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的制造方法包括(1)在基板上形成作為本發(fā)明的凹部的細(xì)晶孔的步驟，所述凹部是成為作為半導(dǎo)體膜的硅膜的結(jié)晶化的起點(diǎn)；(2)使硅晶粒從細(xì)晶孔生長、形成的步驟；(3)使用包含所述硅晶粒的硅膜形成薄膜晶體管的步驟。以下，關(guān)于各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)的說明。
(1)細(xì)晶孔形成步驟如圖1(a)所示，在玻璃基板11上形成作為基底絕緣膜的氧化硅膜121。膜厚例如可以是200nm左右。其次，在所述基底絕緣膜121上作為第1絕緣膜122以膜厚為550nm形成氧化硅膜。接著，在所述第1絕緣膜122上形成直徑為1μm左右以下的孔123(圖1(b))。作為該形成方法，能通過使用掩模使涂布在所述第1絕緣膜122上的光致抗蝕(photo-risist)膜曝光、顯影，在第1絕緣膜122上形成具有暴光所述孔123的形成位置的開口部的光致抗蝕膜(圖中未表示)，把該光致抗蝕膜作為蝕刻掩模使用，進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻，之后，去除所述光致抗蝕膜來形成。然后，在包含所述孔的所述第1絕緣膜122上形成作為第2絕緣膜124的氧化硅膜(圖1(c))。通過調(diào)整該第2絕緣膜124的堆積膜厚，縮小所述孔123的直徑，形成直徑為20-150nm左右的作為本發(fā)明的凹部的細(xì)晶孔125。這些基底絕緣膜121、第1絕緣膜122、第2絕緣膜124(合并這些層稱為絕緣層12)的任何一個(gè)都可以通過例如把TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)或硅烷(SiH4)氣體作為原料使用的PECVD法形成。
在本發(fā)明中，特征在于所述細(xì)晶孔125是對應(yīng)于有后述的步驟形成的薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域部分和源極區(qū)域及漏極區(qū)域形成的。這時(shí)，鄰接的細(xì)晶孔間隔最好是6μm左右以下。該距離大致相當(dāng)于后述的通過激光照射從各細(xì)晶孔125生長的硅晶粒的大小(直徑)。這樣，在源極區(qū)域～溝道形成區(qū)域～漏極區(qū)域中連續(xù)地配置從所述細(xì)晶孔125生長的硅晶粒。尤其優(yōu)選的是對應(yīng)于與后述的形成在源極區(qū)域及漏極區(qū)域的接觸孔的下部或其附近相當(dāng)?shù)奈恢眯纬伤黾?xì)晶孔125。
(2)晶粒形成過程如圖1(d)所示，通過LPCVD法或PECVD法等的制膜法，在作為所述第2絕緣膜124的氧化硅膜上以及所述細(xì)晶孔125內(nèi)形成作為半導(dǎo)體膜使用的非結(jié)晶硅膜130。該非結(jié)晶硅膜130最好形成為膜厚是50～300nm左右。而且，代替非結(jié)晶硅膜130也可以形成多晶硅膜。另外，當(dāng)這些硅膜13由LPCVD法或PECVD法形成時(shí)，有時(shí)形成的硅膜13中的氫含量可能比較多。這時(shí)，為了在后述的激光照射時(shí)不產(chǎn)生硅膜13的反常，最好進(jìn)行用于使該硅膜的氫含量變低(優(yōu)選是1％以下)的熱處理。
其次，如圖1(e)所示，對所述硅膜13進(jìn)行激光照射L。該激光照射最好是使用例如波長為308nm，脈沖寬度為20～30ns的XeCl準(zhǔn)分子激光器，或脈沖寬度為200ns左右的XeCl準(zhǔn)分子激光器進(jìn)行，以使能量密度達(dá)到0.4～2.0J/cm2左右。通過在這樣的條件下進(jìn)行激光照射，照射的激光的大部分被硅膜的表面附近吸收。這是因?yàn)閷τ赬eCl準(zhǔn)分子激光器的波長(308nm)的非結(jié)晶硅的吸收系數(shù)比0.139nm-1、比較大的緣故。
根據(jù)適當(dāng)?shù)剡x擇激光照射L的條件，使硅膜在細(xì)晶孔125內(nèi)的底部中留有非熔化狀態(tài)的部分，而其他的部分幾乎完全成為熔化狀態(tài)。這樣，激光照射后的硅的結(jié)晶生長首先在細(xì)晶孔的底部附近開始，之后向硅膜13的表面附近，即幾乎完全成為熔化狀態(tài)的部分進(jìn)行。即使激光照射L的能量比這個(gè)略強(qiáng)，使細(xì)晶孔125內(nèi)的底部中沒有殘留非熔化狀態(tài)的部分時(shí)，，通過幾乎完全成為熔化狀態(tài)的硅膜13的表面附近和細(xì)晶孔125的底部之間產(chǎn)生的溫度差，也還是使激光照射后的硅的結(jié)晶生長首先在細(xì)晶孔125的底部附近開始，之后跟先前一樣向硅膜13的表面附近，即幾乎完全成為熔化狀態(tài)的部分進(jìn)行。
在硅結(jié)晶生長的初期階段中，細(xì)晶孔125的底部中能產(chǎn)生幾個(gè)晶粒。這時(shí)，把細(xì)晶孔125的剖面尺寸(本實(shí)施方式中是圓的直徑)形成為與1個(gè)晶粒一樣大或略小程度，使細(xì)晶孔125的上部(開口部)中只能達(dá)到1個(gè)晶粒。這樣，硅膜13的幾乎完全熔化狀態(tài)的部分，將把達(dá)到細(xì)晶孔125的上部的1個(gè)晶粒作為核進(jìn)行結(jié)晶生長，如圖3(a)所示，可以形成將以細(xì)晶孔125為近似中心的大粒徑的硅近似單晶粒131規(guī)則地排列所形成的硅膜。
這里所說的硅近似單晶粒包含∑3或∑9或∑27的規(guī)則晶界(對應(yīng)晶界)，但不包含不規(guī)則晶界。通常由于不規(guī)則晶界包含多個(gè)硅未成對電子，因此成為降低所形成的薄膜晶體管的特性或特性偏差的主要的原因，但是，通過該方法形成的硅近似單晶粒中不含有不規(guī)則晶界，因此通過在其中形成薄膜晶體管，可以實(shí)現(xiàn)具有良好的特性的薄膜晶體管。但是，當(dāng)所述細(xì)晶孔125為具有150nm左右以上的大的直徑的細(xì)晶孔時(shí)，細(xì)晶孔125底部中產(chǎn)生的多個(gè)晶粒生長達(dá)到細(xì)晶孔的上部，其結(jié)果，導(dǎo)致以所述細(xì)晶孔125為近似中心形成的硅晶粒含有不規(guī)則晶界。
而且，根據(jù)上述的激光照射L進(jìn)行結(jié)晶化時(shí)，優(yōu)選一起加熱玻璃基板。例如，通過對裝載玻璃基板的載物臺進(jìn)行加熱處理，使該玻璃基板的溫度達(dá)到200℃～400℃左右。這樣通過并用激光照射和基板加熱，可以使各硅近似單晶粒131的晶粒粒徑進(jìn)一步大粒徑化。通過并用加熱基板，與不進(jìn)行加熱的時(shí)候相比，使硅近似單晶粒131的粒徑達(dá)到大致1.5倍～2倍左右。再有，由于通過并用加熱基板使結(jié)晶化的進(jìn)行變得緩慢，因此，還具有提高硅近似單晶粒的結(jié)晶性的優(yōu)點(diǎn)。
這樣，通過預(yù)先在基板11上的希望的地方上形成細(xì)晶孔125，在激光照射后以所述細(xì)晶孔125為大致中心，可以形成結(jié)晶性比較好的硅近似單晶粒131。而且，在本發(fā)明人的詳細(xì)的調(diào)查中確認(rèn)了該結(jié)晶性在該晶粒131內(nèi)的所述細(xì)晶孔125附近以外特別好，膜厚方向維持有連續(xù)的結(jié)晶性(沒有平行于膜面內(nèi)方向的相應(yīng)晶界)。
另外，沒有形成所述細(xì)晶孔125的硅膜13部分(從所述細(xì)晶孔125隔著充分的距離的硅膜13部分)通過激光照射成為幾乎完全熔化狀態(tài)，激光照射之后進(jìn)行各向同性的核發(fā)生、結(jié)晶生長，因此，形成含有微晶粒的多晶硅膜。雖然也與激光照射條件有關(guān)，單成為無秩序地排列0.5μm左右以下的晶粒的多晶硅膜。
(3)薄膜晶體管的形成步驟其次，對于使用上述的硅膜形成的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。目前，通過進(jìn)行以細(xì)晶孔125為起點(diǎn)的結(jié)晶化而得到的硅近似單晶粒131的晶粒徑的大小為6μm左右。
對于形成薄膜晶體管T的形成步驟進(jìn)行說明。圖4及圖5是說明形成薄膜晶體管T的步驟的說明圖，圖4(a)和圖4(b)是完成后的薄膜晶體管的俯視圖，圖5(a)～圖5(c)是圖4(a)中所示的B-B方向的剖面圖。
如圖3(a)所示，通過以6μm以下的間隔配置多個(gè)細(xì)晶孔125，可以形成為使多個(gè)硅近似單晶粒131相互接觸。雖不必說明這時(shí)的細(xì)晶孔125的配置方法，但是可以考慮如圖3(a)所示的在左右上下等間隔地配置細(xì)晶孔125的方法或如圖3(b)所示的使鄰近的細(xì)晶孔125全部等間隔地配置的方法。
對于這樣排列多個(gè)硅近似單晶粒131的硅膜，為去除整形薄膜晶體管的形成中不必要的部分而進(jìn)行硅膜的圖案形成，形成形成了圖案的硅膜133。這時(shí)，成為薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域135的部分優(yōu)選是不含有細(xì)晶孔125及其附近。這是因?yàn)榧?xì)晶孔125及其周圍多存有結(jié)晶性混亂的緣故。另外成為源極區(qū)域及漏極區(qū)域134的部分，尤其是相當(dāng)于后步驟中形成接觸孔的位置的源極區(qū)域及漏極區(qū)域134中，也配置所述近似單晶。
其次，如圖5(a)所示，在作為第2絕緣膜的氧化硅膜124(12)及形成了圖案的硅膜133的上面，通過電子回旋共振PECVD法(ECR-PECVD法)或平行平板型的PECVD法等形成氧化硅膜14。該氧化硅膜14作為薄膜晶體管的柵絕緣膜發(fā)揮作用，膜厚優(yōu)選為10nm～150nm左右。
其次，圖5(b)所示，通過濺射法等的制膜法形成鉭、鋁等的金屬薄膜后，通過進(jìn)行圖案形成，形成柵電極15及柵極布線膜。而且，把該柵電極15作為掩模注入成為施子或受子的雜質(zhì)元素，通過進(jìn)行所謂的自己結(jié)合離子注入，在硅膜133上形成源極區(qū)域及漏極區(qū)域134和溝道形成區(qū)域135。例如，本實(shí)施方式中，作為雜質(zhì)注入磷(P)，之后，通過以450℃左右的溫度進(jìn)行熱處理，進(jìn)行因雜質(zhì)元素的注入而被破壞的硅晶粒的結(jié)晶性恢復(fù)及雜質(zhì)元素的活性化。
如以往一樣，在源極區(qū)域及漏極區(qū)域或其附近沒有形成細(xì)晶孔時(shí)，由于前述的激光照射步驟中，源極區(qū)域及漏極區(qū)域的硅膜完全被熔化，因此，激光照射后成為無秩序地排列微晶粒的微晶化膜(圖6(a))。即使在這里注入雜質(zhì)元素，進(jìn)行所述熱處理，使各晶粒內(nèi)的結(jié)晶性恢復(fù)、雜質(zhì)元素活性化，但是由于存在多個(gè)結(jié)晶晶界，仍然具有比較高的電阻。另外，當(dāng)考慮下述文件中所記載的固相外延生長，在包含未受到因雜質(zhì)注入而致的損傷的區(qū)域的晶粒內(nèi)，通過固相外延生長可以從該區(qū)域預(yù)料到結(jié)晶性的恢復(fù)，但是，當(dāng)晶粒內(nèi)的整體都未受到因雜質(zhì)注入而致的損傷時(shí)(即，表面附近的晶粒)，不能預(yù)料由該固相外延生長引起的結(jié)晶性的恢復(fù)。因此，仍然不能實(shí)現(xiàn)源極區(qū)域及漏極區(qū)域的充分的低電阻化(文獻(xiàn)I.Mizushima等，J.Appl.Phys.，63，pp.1065-1069(1998)，文獻(xiàn)金本，博士學(xué)位論文，東北大，2001年)。
另一方面，如本發(fā)明一樣，在源極區(qū)域及漏極區(qū)域134中形成細(xì)晶孔時(shí)，通過所述的激光照射的步驟可以形成、配置大粒徑的硅近似單晶粒131。如圖6(b)所示，這些硅近似單晶粒131即使因雜質(zhì)元素的注入而在其表面附近的結(jié)晶性有損傷時(shí)，也可以通過所述熱處理充分地恢復(fù)晶粒整體的結(jié)晶性，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)元素的活性化。這是因?yàn)榕c先前所述的一樣，反映所述硅近似單晶粒131在膜面內(nèi)方向不具有晶界的特點(diǎn)，因雜質(zhì)注入使結(jié)晶性受到損傷的硅膜133表面附近通過所述熱處理，可以實(shí)現(xiàn)從結(jié)晶性的損傷輕微(或者是完全沒有)的硅膜背面附近(與第2絕緣膜124的界面附近)開始的固相外延生長。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了源極區(qū)域及漏極區(qū)域134的低電阻化。
接著，如圖5(c)所示，在作為柵極絕緣膜14的氧化硅膜及柵電極15上面通過PECVD法等制膜法，形成膜厚為500nm左右的氧化硅膜16。該氧化硅膜16作為層間絕緣膜發(fā)揮作用。然后，形成貫通該層間絕緣膜16和柵絕緣膜14并分別達(dá)到源極區(qū)域及漏極區(qū)域的接觸孔161，162，通過濺射法等的制膜法在這些接觸孔內(nèi)埋入鋁、鎢等金屬，通過進(jìn)行濺射形成源電極181及漏電極182。
在此在位于所述接觸孔161，162的位置，并與源電極181及漏電極182接觸的硅膜131部分也優(yōu)選配置從所述細(xì)晶孔125生長的硅近似單晶粒131。如上所述，由于硅近似單晶粒部分通過雜質(zhì)元素的活性化可以達(dá)到低電阻化，因此，可以實(shí)現(xiàn)作為金屬膜的源電極181及漏電極182和硅膜133之間的良好的電連接。
另外，本實(shí)施例中說明了形成薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域135的硅近似單晶粒和成為源極區(qū)域及漏極區(qū)域134的硅近似單晶粒為不同的近似單晶粒時(shí)的情況，但是，因薄膜晶體管的精細(xì)化在一個(gè)硅近似單晶粒內(nèi)形成了溝道形成區(qū)域、源極區(qū)域及漏極區(qū)域時(shí)，實(shí)質(zhì)上也達(dá)到與本實(shí)施例相同的效果。
通過以上說明的制造方法形成的本實(shí)施方式的薄膜晶體管。
其次，說明有關(guān)本發(fā)明的薄膜晶體管的應(yīng)用例。有關(guān)本發(fā)明的薄膜晶體管可以作為液晶顯示裝置的開關(guān)元件或有機(jī)EL顯示裝置的驅(qū)動元件利用。
圖7是表示作為本實(shí)施方式的電光學(xué)裝置的一個(gè)例子的顯示裝置1的連接狀態(tài)的圖。如圖7所示，顯示裝置1是在顯示區(qū)域內(nèi)配置象素區(qū)域G而構(gòu)成。象素區(qū)域G使用驅(qū)動EL發(fā)光元件OELD的薄膜晶體管T1～T4。薄膜晶體管T1～T4使用由上述實(shí)施方式的制造方法制造的薄膜晶體管。由驅(qū)動區(qū)域2，向各象素區(qū)域G提供發(fā)光控制線(Vgp)及寫入控制線(Vsel)。由驅(qū)動區(qū)域3，向各象素區(qū)域G提供電流線(I data)及電源線(Vdd)。通過控制寫入控制線Vsel和恒流線I data，進(jìn)行對于各象素區(qū)域G的電流編程，通過控制發(fā)光控制線Vgp控制發(fā)光。還有，本實(shí)施方式中的薄膜晶體管T1～T4，對于驅(qū)動區(qū)域2及3也可以使用本發(fā)明的晶體管，尤其是在選擇包含在驅(qū)動區(qū)域2或3的發(fā)光控制線Vgp及寫入控制線Vsel的緩沖電路等需要大電流的應(yīng)用中非常有用。
圖8是可以適用顯示裝置1的電子設(shè)備的例子的圖。上述的顯示裝置1可以適用于各種電子設(shè)備中。
圖8(a)是向移動電話的適用例，該移動電話20具有天線部21、語音輸出部22、語音輸入部23、操作部24、及本發(fā)明的顯示裝置1。如這樣，本發(fā)明的顯示裝置1可以作為顯示部使用。
圖8(b)是向視頻照像機(jī)的適用例，該視頻照像機(jī)30具有取象部31、操作部32、語音輸入部33、及本發(fā)明的顯示裝置1。如這樣，本發(fā)明的顯示裝置1可以作為取景器或顯示部使用。
圖8(c)是向攜帶型個(gè)人電腦(所謂的PDA)的適用例，該電腦40具有照象部41、操作部42、及本發(fā)明的顯示裝置1。如這樣，本發(fā)明的顯示裝置1可以作為顯示部使用。
圖8(d)是向頭置式顯示器的適用例，該頭置式顯示器50具有帶子51、光學(xué)系統(tǒng)收容部52、及本發(fā)明的顯示裝置1。如這樣，本發(fā)明的顯示板可以作為圖像顯示源使用。
圖8(e)是向背投投影儀的適用例，該投影儀60具有框體61、光源62、合成光學(xué)系統(tǒng)63、鏡子64，65、投影屏66及本發(fā)明的顯示裝置1。如這樣，本發(fā)明的顯示裝置1可以作為圖像顯示源使用。
圖8(f)是向正投投影儀的適用例，該投影儀70中，在框體72具有光學(xué)系統(tǒng)71及本發(fā)明的顯示裝置1，在投影屏73上可以顯示圖像。如上所述，本發(fā)明的顯示裝置可以作為圖像顯示源使用。
使用本發(fā)明的晶體管的顯示裝置1，不僅適用于上述的例子中，還可以適用于有源型或無源矩陣型的、可適用液晶顯示裝置及有機(jī)EL顯示裝置的所有電子設(shè)備中。例如，其他還有，帶顯示功能的傳真裝置、數(shù)碼相機(jī)的取景器、攜帶型TV、電子筆記本、電光揭示板、宣傳公告用顯示器等中。
另外，可以組合有關(guān)上述實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法和元件復(fù)制技術(shù)。具體的講，適用有關(guān)上述的實(shí)施方式的方法，在成為復(fù)制源的第1基板上形成半導(dǎo)體裝置后，將該半導(dǎo)體裝置復(fù)制(移動)到成為復(fù)制源的第2基板上。這樣，由于第1基板可以使用滿足半導(dǎo)體膜的成膜或之后的元件形成的合適的條件(形狀、大小、物理特性等)的基板，故可以在該第1基板上形成細(xì)微且高性能的半導(dǎo)體元件。另外，對于第2基板，可以不受元件形成工序的制約，實(shí)現(xiàn)大面積化，并且可以從由合成樹脂或鈉玻璃形成的價(jià)格便宜的基板或具有柔韌性的塑料薄膜等的寬范圍的選擇項(xiàng)中選擇所需要的基板來使用。因此，可以把細(xì)微且高性能的薄膜半導(dǎo)體元件容易地(低成本地)形成在大面積的基板上。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，在至少一個(gè)表面為絕緣性的基板上使用半導(dǎo)體膜形成薄膜晶體管，所述制造方法包括起點(diǎn)部形成步驟，在所述基板上形成應(yīng)作為半導(dǎo)體膜結(jié)晶化時(shí)的起點(diǎn)的多個(gè)起點(diǎn)部；半導(dǎo)體膜形成步驟，在形成了所述起點(diǎn)部的所述基板上形成半導(dǎo)體膜；熱處理步驟，對所述半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理，形成以所述多個(gè)起點(diǎn)部的每一個(gè)為大致中心的多個(gè)近似單晶粒；圖案形成步驟，對所述半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案形成，形成應(yīng)成為源極區(qū)域、漏極區(qū)域及溝道形成區(qū)域的晶體管區(qū)域；和元件形成步驟，在所述晶體管區(qū)域上形成柵絕緣膜及柵電極以形成薄膜晶體管，在所述起點(diǎn)部形成步驟中形成所述起點(diǎn)部，以使所述圖案形成步驟中的源極區(qū)域及漏極區(qū)域中含有所述近似單晶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述起點(diǎn)部是形成在所述基板上的凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述熱處理步驟通過激光照射進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，還包括雜質(zhì)導(dǎo)入步驟，將雜質(zhì)從所述柵絕緣膜及柵電極上導(dǎo)入到所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域；和結(jié)晶性恢復(fù)步驟，在導(dǎo)入了所述雜質(zhì)的所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域中進(jìn)行熱處理，以恢復(fù)該源極區(qū)域及漏極區(qū)域的結(jié)晶性。
5.一種半導(dǎo)體裝置，包含使用形成在基板上的半導(dǎo)體膜形成的薄膜晶體管來構(gòu)成，其中，所述半導(dǎo)體膜包含多個(gè)近似單晶粒，該多個(gè)近似單晶粒以設(shè)置在所述基板上的多個(gè)起點(diǎn)部為起點(diǎn)而形成，所述薄膜晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體膜，以包含近似單晶粒的方式被進(jìn)行圖案形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述起點(diǎn)部是形成在所述基板上的凹部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述起點(diǎn)部設(shè)置在所述薄膜晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在比較低的溫度的熱處理中也可以實(shí)現(xiàn)源極區(qū)域及漏極區(qū)域的雜質(zhì)活性化，并可以得到高性能的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在基板(11)上形成應(yīng)作為半導(dǎo)體膜結(jié)晶化時(shí)的起點(diǎn)的多個(gè)起點(diǎn)部(125)的起點(diǎn)部形成步驟；在形成了起點(diǎn)部的基板上形成半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體膜形成步驟；對半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理，形成以多個(gè)起點(diǎn)部(125)的每一個(gè)為大致中心的多個(gè)近似單晶粒的熱處理步驟；對半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案形成，形成晶體管區(qū)域(133)的圖案形成步驟；和在晶體管區(qū)域上形成柵絕緣膜(14)及柵電極(15)以形成薄膜晶體管的元件形成步驟。形成所述起點(diǎn)部(125)，以使圖案形成步驟中的源極區(qū)域及漏極區(qū)域(133)含有所述近似單晶粒。
文檔編號H01L21/20GK1677619SQ200510062608
公開日2005年10月5日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者廣島安 申請人:精工愛普生株式會社