專利名稱：顯示器件、用于制造顯示器件的方法、以及soi襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在附圖中


圖1A和1B是示出根據(jù)本發(fā)明的SOI村底的結(jié)構(gòu)的示例的透視
圖2A和2B是示出根據(jù)本發(fā)明的SOI襯底的結(jié)構(gòu)的示例的橫截
面圖3A和3B是示出根據(jù)本發(fā)明的SOI村底的結(jié)構(gòu)的示例的橫截
面圖4A至4C是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的示 例的橫截面圖5A和5B是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的示 例的橫截面圖6A至6C是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的示 例的頂視圖7A至7C是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的示 例的橫截面圖8A至8B是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的示 例的透視圖9A至9C分別是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的示例的頂視圖、 橫截面圖、和透視圖IOA至10D是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的 示例的頂視圖IIA至IID是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的 示例的橫截面圖；圖12A至12C是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的 示例的橫截面圖13A和13B是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的 示例的橫截面圖14A和14B是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的 示例的橫截面圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的示例的橫 截面圖16是示出等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示例的圖示；
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的示例的分解圖18A至18C是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的示例的透視圖19A至19E是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的
示例的橫截面圖20A和20B是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造顯示器件的方法的
示例的橫截面圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的示例的橫截面圖； 圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的示例的橫截面圖； 圖23A至23D是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的
示例的橫截面圖24A和24B是示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造SOI襯底的方法的
示例的橫截面圖25A和25B是示出根據(jù)本發(fā)明的SOI襯底的示例的頂視以及
圖26A和26B是示出根據(jù)本發(fā)明的SOI襯底的示例的頂視圖。
具體實(shí)施例方式
0019在下文中，參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。請(qǐng) 注意，本發(fā)明不限于以下說(shuō)明，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地理解 的是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以以各種方式修改本文所公開的模式和細(xì)節(jié)。因此，不應(yīng)將本發(fā)明解釋為局限于下面將給 出的實(shí)施方式的說(shuō)明。在下文將描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在某些情況 下，在不同的圖中使用表示相同部分的附圖標(biāo)記。(實(shí)施方式l)
通過(guò)將單晶半導(dǎo)體層從單晶半導(dǎo)體襯底轉(zhuǎn)移到不同類型的村底 (在下文中，也稱為"基;^反(base substrate )")來(lái)形成根據(jù)本實(shí)施方 式的SOI襯底。在下文中，描述根據(jù)本實(shí)施方式的SOI襯底和用于 制造SOI襯底的方法的實(shí)施方式。 優(yōu)選的是具有平滑表面并形成親水表面的鍵合層122具 有5至500nm (包括邊界值)的厚度。通過(guò)使鍵合層122具有以上范 圍內(nèi)的厚度，可以使粗糙的成膜表面平滑并保證鍵合層122的逐漸形 成的表面的平滑度。此外，可以減輕鍵合層122與鍵合到鍵合層122 的村底(在圖2A中為基板110)之間的變形。還可以為基板110提 供類似于鍵合層122的硅氧化物層。相對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的SOI襯底， 在將SOI層130鍵合到作為具有絕緣表面的襯底或絕緣襯底的基板 110時(shí)，為在其上面形成鍵合的兩個(gè)表面或其中任何一個(gè)提供鍵合層， 該鍵合層優(yōu)選地由使用有機(jī)硅烷作為源氣體形成的硅氧化物層形成， 由此可以形成牢固的鍵合。
0030圖2B示出其中絕緣層120具有堆疊結(jié)構(gòu)的示例具體 地說(shuō)，示出其中形成包括鍵合層122和含氮的絕緣層124的堆疊層結(jié) 構(gòu)作為絕緣層120的示例。包含氮的絕緣層124被設(shè)置在SOI層130 與鍵合層122之間，以便在基板110的鍵合表面上形成鍵合層122。使用硅氮化物層、硅氮氧化物層、或硅氧氮化物層形成包含氮的絕緣
層124以使其具有單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。例如，可以通過(guò)從SOI層 130側(cè)堆疊硅氧氮化物層及隨后的硅氮氧化物層來(lái)形成包含氮的絕緣 層124。提供鍵合層122以便形成與基板110的鍵合。優(yōu)選地提供包 含氮的絕緣層124以便防止諸如可移動(dòng)離子或水分等雜質(zhì)擴(kuò)散到SOI 層130中并因此而污染SOI層130。 在半導(dǎo)體襯底102與基板110之間插有鍵合層122的情 況下將半導(dǎo)體襯底102鍵合到基板110之后，優(yōu)選的是執(zhí)行熱處理或 加壓處理。熱處理或加壓處理能夠改善鍵合強(qiáng)度。優(yōu)選的是熱處理的 工藝溫度低于或等于基板IIO的耐熱溫度。執(zhí)行加壓處理，使得在考 慮基板110與半導(dǎo)體襯底102的耐壓的情況下沿垂直方向向鍵合表面 施力口壓力。0046接下來(lái)，執(zhí)行熱處理，使得將半導(dǎo)體村底102的一部分 與基板110分離，分離層103起到解理面的作用(參見圖5B)。優(yōu) 選的是熱處理的工藝溫度高于或等于鍵合層122的成膜溫度并低于或 等于基板110的耐熱溫度。例如，在400至600°C (包括邊界值)的 工藝溫度下執(zhí)行熱處理，由此，發(fā)生在分離層103中形成的微小腔體 的體積變化，因此可以沿著分離層103進(jìn)行分離。具有與半導(dǎo)體襯底 102相同的結(jié)晶度的SOI層130被留在基板110上，因?yàn)殒I合層122 被鍵合到基板110。請(qǐng)注意，在本說(shuō)明中，"解理"意指通過(guò)用氫氣、 氦氣、或諸如氟等鹵素的離子執(zhí)行照射而被削弱至具有微小腔體的分 離層處分離半導(dǎo)體襯底的一部分，以便在基板上形成SOI層。此外， "解理面，，表示通過(guò)分離而在基板上提供的SOI層的分離面(與基板相 對(duì)的平面)。
圖7A至7C示出在基板側(cè)提供鍵合層并形成SOI層的 步驟。這里，描述用于制造圖3B所示的SOI襯底的方法的示例。0051圖7A示出用經(jīng)電場(chǎng)加速的離子104照射具有硅氧化物 層126的半導(dǎo)體襯底101使得在給定深度處形成分離層103的步驟。 可以通過(guò)CVD法或?yàn)R射法、優(yōu)選地通過(guò)熱氧化法來(lái)形成硅氧化物層 126。作為硅氧化物層126，還可以使用通過(guò)用包含臭氧等的水處理半 導(dǎo)體襯底的表面而形成的化學(xué)氧化物。可以將類似于圖4A中的半導(dǎo) 體村底101的半導(dǎo)體襯底用于圖7A中的半導(dǎo)體襯底101。此外，以 類似于圖4A所示的方式執(zhí)行用氫氣、氦氣、或諸如氟等卣素的離子 進(jìn)行的照射。通過(guò)在半導(dǎo)體襯底101的表面上形成硅氧化物層126， 可以防止由于在離子照射中對(duì)半導(dǎo)體襯底的表面造成的損壞而引起 的平面性損失。[00521 圖7B示出使在其上面形成硅氧化物層126的半導(dǎo)體襯 底102的表面與在其上面形成阻擋層152和鍵合層154的基板110緊 密接觸、從而形成鍵合的步驟。通過(guò)使半導(dǎo)體襯底102上的硅氧化物層126與基板110上的鍵合層154緊密接觸來(lái)形成鍵合。通過(guò)將其中 形成有分離層103且在表面上形成有硅氧化物層126的半導(dǎo)體襯底 101加工成每個(gè)具有希望的面板尺寸的各個(gè)區(qū)段來(lái)獲得半導(dǎo)體襯底 102?？梢酝ㄟ^(guò)CVD法或賊射法使用硅氧化物層、硅氮化物層、硅氧 氮化物層、或硅氮氧化物層來(lái)形成阻擋層152以使其具有單層結(jié)構(gòu)或 堆疊層結(jié)構(gòu)。作為鍵合層154，可以形成類似于鍵合層122的硅氧化 物層。 為第二襯底690的外部提供偏振片692。示出了為第二 襯底690提供偏振片的示例，因?yàn)楸緦?shí)施方式示出反射式液晶顯示器 件。在透射式液晶顯示器件的情況下，例如，可以為第一襯底600與 第二襯底6卯中的每一個(gè)提供偏振片。 可以按如下來(lái)形成每個(gè)形成柵電極614的導(dǎo)電層使用諸如鉭(Ta)、鴒(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋁(A1)、銅(Cu)、或鈮(Nb)等金屬元素、或包含以上金屬元素的合金或復(fù)合材料通過(guò)CVD法或?yàn)R射法在襯底上整體地形成導(dǎo)電層，然后選擇性地蝕刻該導(dǎo)電層。此外，還可以使用以多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料，已向該半導(dǎo)體材料添加諸如磷等賦予一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)元素。 在第一 SOI層621與柵電極614、第二 SOI層631與柵電極614、和第三SOI層641與柵電極614之間形成柵極絕緣層612?？梢允褂霉柩趸铩⒐璧趸?、二氧化鉿、氧化鋁、氧化鉭等通過(guò)CVD法、濺射法、ALD法等來(lái)形成柵極絕緣層612。此外，還可以通過(guò)經(jīng)由等離子體處理對(duì)第一 SOI層621、第二SOI層631、和第三SOI層641進(jìn)行固相氧化或固相氮化來(lái)形成沖冊(cè)極絕緣層612。此外，可以通過(guò)CVD法等來(lái)形成絕緣層且可以通過(guò)等離子體處理對(duì)該絕緣層進(jìn)行固相氧化或固相氮化。 接下來(lái)，從高頻波供應(yīng)部分0192向天線1098供應(yīng)高頻 波。這里，引入微波(頻率2.45 GHz)作為所述高頻波。然后，通 過(guò)電介質(zhì)板1082將微波從天線1098引入處理室中；因此，可以生成 等離子體1094。用等離子體1094，生成氧自由基(其可以包括OH 自由基)和氮自由基(其可以包括NH自由基)。這時(shí)，使用所供應(yīng)的氣體生成等離子體1094。
在第一 SOI層621中，使用柵電極614和側(cè)壁絕緣層618作為掩;f莫以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成一對(duì)高濃度雜質(zhì)區(qū)626和一對(duì)低濃 度雜質(zhì)區(qū)624。這時(shí)形成的高濃度雜質(zhì)區(qū)626充當(dāng)源極區(qū)和漏極區(qū)， 且低濃度雜質(zhì)區(qū)624充當(dāng)LDD (輕摻雜漏極)區(qū)。
0096在第二 SOI層631中，使用柵電極614和側(cè)壁絕緣層 618作為掩模以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成一對(duì)高濃度雜質(zhì)區(qū)636和一對(duì)低濃 度雜質(zhì)區(qū)634。這時(shí)形成的高濃度雜質(zhì)區(qū)636充當(dāng)源極區(qū)和漏極區(qū)， 且低濃度雜質(zhì)區(qū)634充當(dāng)LDD區(qū)。在第三SOI層641中，使用柵電 極614和側(cè)壁絕緣層618作為掩模以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成一對(duì)高濃度雜 質(zhì)區(qū)646和一對(duì)低濃度雜質(zhì)區(qū)644。當(dāng)向第一 SOI層621和第二 SOI 層631添加雜質(zhì)元素時(shí)，可以用抗蝕劑掩膜等選擇性地覆蓋第三SOI 層641。同樣地，當(dāng)向第三SOI層641添加雜質(zhì)元素時(shí)，可以用抗蝕 劑掩膜等選擇性地覆蓋第一 SOI層621和第二 SOI層631。 端子區(qū)670中的端子電極674起到用于將稍后形成的外 部輸入端子(例如FPC)連接到第一驅(qū)動(dòng)電路部分630和第二驅(qū)動(dòng)電 路部分650的電極的作用。這里示出其中使用與導(dǎo)電層619相同的材 料并用相同的層形成端子電極674的示例。
在被密封劑680圍繞的區(qū)域中形成液晶層684。此外， 將第二襯底690鍵合到第一襯底600，在所述第二村底690上依次堆 疊有濾色器689、反電極688、和定向膜687 (參見圖13B)。
0114使用希望的液晶材料來(lái)形成液晶層684。例如，可以通 過(guò)將液晶材料滴到用密封劑680形成的框架形狀的密封圖案中來(lái)形成 液晶層684?？梢酝ㄟ^(guò)分散劑法或液滴吐出法來(lái)滴注液晶材料。此外， 優(yōu)選的是預(yù)先或在滴注之后在降壓(reduced pressure )下除去液晶材 料的氣體。此外，優(yōu)選的是在惰性氣氛中滴注液晶材料，使得其中不 會(huì)混合雜質(zhì)。此外，優(yōu)選的是通過(guò)滴注液晶材料直至^f吏第一襯底600 和第二襯底690相互附接而在形成液晶層684之后在降壓下設(shè)定氣 氛，使得在液晶層684中不形成氣泡等。[0115還可以通過(guò)將第一村底600與第二襯底690相互附接并 隨后使用毛細(xì)現(xiàn)象將液晶材料注入到密封劑680的框架形狀的圖案內(nèi) 部來(lái)形成液晶層684。在這種情況下，預(yù)先在密封劑等中形成用于注 入液晶的開口。優(yōu)選的是在降壓下注入液晶材料。 這里，參照?qǐng)D10A至10D所示的頂面示意圖來(lái)詳細(xì)描 迷附接的襯底的分割。雖然這里示出其中分割被相互附接的第 一襯底600和第 二村底6卯并隨后進(jìn)一步分割第二襯底6卯的示例，但可以將被預(yù)先 加工成具有希望尺寸的第二襯底690附接于第一襯底600。在液晶顯示器件是透射式或半透射式的情況下，提供由 諸如冷陰極管或LED元件等光源、光導(dǎo)板、反射片等構(gòu)成的背光。 該背光是為顯示器件的觀看側(cè)的相對(duì)側(cè)(背面)提供的。在液晶顯示 器件是透射式的情況下，來(lái)自光源的光被透射到觀看側(cè)，由此可以執(zhí) 行顯示。
0135在本實(shí)施方式中，使用為其在襯底600上提供每個(gè)具有 希望的面板尺寸的多個(gè)SOI層的SOI襯底。對(duì)于組成一個(gè)顯示器件 的顯示面板，用于形成元件的SOI被分裂。因此，可以防止在將SOI 層分割成每個(gè)顯示面板時(shí)防止對(duì)SOI層的損壞，因此，可以改善產(chǎn)出 率。此外，可以抑制特性的變化，因?yàn)閊f吏用一個(gè)SOI層來(lái)形成組成一 個(gè)顯示器件的元件。 接下來(lái)，從用經(jīng)電場(chǎng)加速的離子從表面向給定深度照射 半導(dǎo)體襯底200，從而形成分離層204 (參見圖23C)。例如，分離 層204可以以類似于圖4A的方式形成，并且可以通過(guò)用氫、氦、或 諸如氟等卣素的離子照射來(lái)形成。從提供有凹槽的半導(dǎo)體襯底200的 一側(cè)執(zhí)行離子照射(在本實(shí)施方式中為提供有包含氮的絕緣層202的 一側(cè))。 接下來(lái)，在半導(dǎo)體襯底200上形成鍵合層222 (參見圖 23D)。鍵合層222在半導(dǎo)體襯底200的表面上形成，這形成與基板的鍵合。在本實(shí)施方式中，將鍵合層222形成為覆蓋半導(dǎo)體襯底200 的提供有包含氮的絕緣層202的整個(gè)表面。可以以類似于鍵合層122 的方式來(lái)形成鍵合層222:優(yōu)選地，使用有機(jī)硅烷作為源氣體通過(guò)化 學(xué)汽相沉積法來(lái)形成硅氧化物層。
[01591 接下來(lái)，將半導(dǎo)體村底200附接于基板224 (參見圖 24A)。本實(shí)施方式示出其中將提供有鍵合層222的半導(dǎo)體襯底200 的表面與基板224緊密接觸使得將半導(dǎo)體襯底200與基板224相互鍵 合的示例。優(yōu)選的是預(yù)先充分地清潔用于形成鍵合的基板224和半導(dǎo) 體襯底200兩者的表面。基板224與鍵合層222的緊密接觸形成鍵合。 范德華力作用于此鍵合，且基板224和半導(dǎo)體襯底200通過(guò)被壓緊而 相互鍵合，因此可以形成由于氳鍵而得到的牢固鍵合。在本實(shí)施方式 中，將半導(dǎo)體襯底200加工成具有凹槽，使得突出部分與基板224接 觸。
[0160以類似于實(shí)施方式1的方式，可以通過(guò)用原子束或離子 束照射、或等離子體或自由基處理來(lái)激活鍵合表面(在本實(shí)施方式中， 為鍵合層222的表面和基板224的表面)。預(yù)先激活鍵合表面使得能 夠?qū)崿F(xiàn)不同材料之間的容易鍵合。此外，優(yōu)選的是在中間插入鍵合層 222的情況下將基板224與半導(dǎo)體村底200鍵合之后執(zhí)行熱處理或加 壓處理。
01611 接下來(lái)，執(zhí)行熱處理，使得將半導(dǎo)體襯底200的一部分 與基板224分離，分離層204起到解理面的作用。在本實(shí)施方式中， 在半導(dǎo)體襯底200中形成具有比分離層204的深度大的深度的凹槽， 并且分離層204根據(jù)是否在凹槽中形成而在不同的深度處形成。此夕卜， 在為半導(dǎo)體襯底200提供的鍵合層222中，只有突出部分與基板224 接觸。因此，只有半導(dǎo)體襯底200的突出部分作為SOI層仍留在基板 224上。因此，每個(gè)具有希望的面板尺寸和與半導(dǎo)體襯底200相同的 結(jié)晶度的各個(gè)SOI層仍留在基板224上。如果在半導(dǎo)體襯底200中形 成每個(gè)具有希望的面板尺寸的多個(gè)突出部分，可以在基板上形成多個(gè) SOI層。圖24B為方便起見示出其中四個(gè)SOI層226、 228、 230、和
44232仍留在基板224上的示例。
0162優(yōu)選的是在高于或等于鍵合層222的成膜溫度且小于或 等于基板224的耐熱溫度的溫度下執(zhí)行用于分離的熱處理。例如，如 果在400至600°C (包括邊界值)下執(zhí)行熱處理，則發(fā)生在分離層204 中形成的微小腔體的體積變化并因此可以實(shí)現(xiàn)沿分離層204的分離。
01631 此外，可以執(zhí)行CMP、激光束照射等以便使通過(guò)分離 而獲得的SOI層平面化或薄化。
[0164! 以上述方式，可以獲得在中間插入鍵合層222的情況下 在基板224上提供多個(gè)SOI層的SOI襯底。圖24B為方便起見示出 其中在中間插入鍵合層222的情況下四個(gè)SOI層226、 228、 230、和 232仍留在基板224上的示例。
[0165優(yōu)選的是成塊地將在與用曝光裝置進(jìn)行一次曝光的范 圍幾乎相同的范圍內(nèi)的SOI層轉(zhuǎn)移到基板。具體地說(shuō)，優(yōu)選的是在將 多個(gè)SOI層轉(zhuǎn)移到基板以形成SOI村底時(shí)成塊地將在與用曝光裝置 進(jìn)行一次曝光的范圍幾乎相同的范圍內(nèi)的SOI層轉(zhuǎn)移到基板。也就是 說(shuō)，優(yōu)選的是所轉(zhuǎn)移的SOI層的塊具有與一次曝光的范圍幾乎相同的 面積。在本說(shuō)明中，在下文中，將用曝光裝置進(jìn)行一次曝光的范圍稱 為"一次膝光尺寸(one shot size)，，。此外，優(yōu)選的是將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記連同 SOI層一起轉(zhuǎn)移。
[0166這里，在圖25A中示出凹槽處理之后的半導(dǎo)體襯底200 的頂面的示意圖。沿圖25A中的線AA'截取的橫截面圖對(duì)應(yīng)于圖23B。
[0167選擇性地蝕刻半導(dǎo)體襯底200，使得包含氮的絕緣層202 仍留在對(duì)應(yīng)于圖23B中的突出部分的部分處。在頂視圖中，在半導(dǎo)體 襯底200中形成的突出部分每個(gè)在表面處具有包括一個(gè)面板的面積， 該面積是希望的面板尺寸。在本實(shí)施方式中，在頂視圖中，包含氮的 絕緣層202被分割成每個(gè)具有包括一個(gè)面板的面積的各個(gè)區(qū)段，該面 積是希望的面板尺寸，以便保留在半導(dǎo)體襯底200上。在半導(dǎo)體襯底 200中形成的突出部分位于包含氮的絕緣層202下面。
0168在顯示器件、半導(dǎo)體器件等的制造領(lǐng)域，在許多情況下應(yīng)用光刻法來(lái)形成微小圖案等。在光刻法中，使用以步進(jìn)器為代表的 曝光裝置將希望圖案形式轉(zhuǎn)移到涂敷在村底上的抗蝕劑層，并隨后使 用該圖案形式在襯底上形成希望的圖案。例如，形成電路圖案作為涂 敷在村底上的抗蝕劑層中的希望圖案形式，并使用該電路圖案在襯底
上形成包括晶體管的電路。曝光裝置的一次曝光尺寸取決于裝置在 使用現(xiàn)有步進(jìn)器時(shí)， 一次曝光尺寸約為25平方毫米、IOO平方毫米、 113平方毫米、132平方毫米、或144平方毫米，且難以一次曝光具 有長(zhǎng)度大于l米的側(cè)邊的大尺寸襯底。因此，如果成塊地轉(zhuǎn)移曝光裝 置的一次膝光尺寸的一組SOI層，則可以高效地形成希望的電路圖 案。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)成塊地轉(zhuǎn)移一次膝光尺寸的一組SOI層，每次能使 一組SOI層曝光以形成希望圖案(例如電路圖案)。電路圖案在組成 該組SOI層的每個(gè)SOI層中形成，并且，例如，可以在每個(gè)SOI層 中形成包括晶體管的電路圖案。請(qǐng)注意，組成一組SOI層的SOI層 中的每一個(gè)通過(guò)SOI層的分割而具有包括一個(gè)面板的面積，該面積是 希望的面板尺寸。
[0169在圖25A中，步進(jìn)器的一次曝光尺寸的區(qū)域250被虛線 圍繞。在半導(dǎo)體襯底200中，作為SOI層被轉(zhuǎn)移的各個(gè)區(qū)域被選擇性 地蝕刻，以便有效地成塊布置步進(jìn)器的一次啄光尺寸的區(qū)域250。
[0170在區(qū)域250中，留下起到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的作用的部分240。 在用掩膜選擇性地覆蓋變成SOI層的各個(gè)部分時(shí)，可以通過(guò)一起用掩 膜覆蓋來(lái)留下起到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的作用的部分240。在圖25A所示的半導(dǎo) 體襯底200中，還在起到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的作用的部分240處留下包含氮的 絕緣層202。在橫截面圖中未示出起到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的作用的部分240。
[0171圖25B是將SOI層轉(zhuǎn)移到的基板224的頂面示意圖。沿 圖25B的線AA，截取的橫截面圖對(duì)應(yīng)于24B。
[0172在基板224上，成塊地系統(tǒng)布置有一組SOI層，步進(jìn)器 的一次啄光尺寸的區(qū)域250是一個(gè)單元。此外，還形成具有與SOI層 相同的結(jié)晶度的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記260。
〖0173在圖25B中，在步進(jìn)器的一次曝光尺寸的區(qū)域250中提供一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和多個(gè)SOI層。也就是說(shuō)，將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和SOI層轉(zhuǎn)
移到基板，以便所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層屬于一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
[0174在以類似于實(shí)施方式1的方式使用圖25B所示的SOI 襯底來(lái)制造顯示器件的情況下，可以以下列方式來(lái)執(zhí)行光刻法用對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記260來(lái)調(diào)整位置對(duì)準(zhǔn)，并且一次使一次曝光尺寸的區(qū)域250中 的SOI層曝光。此外，考慮步進(jìn)器的一次啄光尺寸來(lái)布置SOI層且 SOI層每個(gè)具有希望的面板尺寸，使得能夠高效地形成圖案。
0175作為示例，參照?qǐng)D26A和26B來(lái)描述襯底224上的步進(jìn) 器的一次曝光尺寸的區(qū)域250之一。在圖26A中，對(duì)于一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 260a，在區(qū)域250a中布置有SOI層226a、 226b、 228a、和228b。 SOI 層226a、 226b、 228a、和228b每個(gè)具有希望的面板尺寸。SOI層226a、 226b、 228a、和228b位于區(qū)域250a中并形成一個(gè)塊體。
[0176圖26B示出其中用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記260a來(lái)執(zhí)4亍位置對(duì)準(zhǔn)并選 擇性地蝕刻SOI層226a、 226b、 228a、和228b使得形成希望圖案的 示例。例如，通過(guò)每次使包括SOI層226a、 226b、 228a、和228b的 一塊曝光來(lái)轉(zhuǎn)移電路圖案。這時(shí)，如果存在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記260a,可以以光 刻法輕易地執(zhí)行位置對(duì)準(zhǔn)等。例如，蝕刻之后每個(gè)SOI層的圖案可以 形成在電路部分中形成的晶體管的溝道部分。進(jìn)一步通過(guò)其它步驟， 可以使用每個(gè)SOI層來(lái)形成包括晶體管的電路。
01771 優(yōu)選的是在使用通過(guò)啄光并一次轉(zhuǎn)移而形成的電路圖 案選擇性地蝕刻SOI層時(shí)形成用于稍后的(柵電極等的)圖案形成的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以形成用于形成晶體管的溝道部分等的希望SOI圖案。例 如，圖26B示出其中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記271a、 271b、 272a、和272b的每個(gè)在 每個(gè)面板形成區(qū)中形成的示例。雖然可以用已在上述步驟中形成的對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記260a來(lái)執(zhí)行用于稍后的圖案形成的位置對(duì)準(zhǔn)，但優(yōu)選的是形 成新的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使得可適應(yīng)微小圖案形式。以這種方式，能夠在形成 微小圖案形式時(shí)輕易地執(zhí)行位置對(duì)準(zhǔn)等。、
[0178雖然這里為方便起見示出其中將四個(gè)SOI層定義為一 塊并將步進(jìn)器的一次曝光尺寸定義為一個(gè)單元的示例，但本發(fā)明不特別局限于此示例。構(gòu)成一個(gè)單元的SOI層的數(shù)目是任選的。也就是說(shuō)， 可以從多個(gè)轉(zhuǎn)移的SOI層中選擇任選數(shù)目的SOI層以形成一個(gè)單元。
0179可以以與實(shí)施方式1的自由組合來(lái)執(zhí)行本實(shí)施方式。
[01801 (實(shí)施方式3)
本實(shí)施方式示出其中使用根據(jù)本發(fā)明的SOI襯底來(lái)制造具有與 上述實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)的元件。具體地說(shuō)，參照?qǐng)D19A至20B來(lái)描 述其中在SOI層之間嵌入絕緣層作為元件隔離結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0181在圖19A中，在中間插入鍵合層304的情況下為基板 300提供SOI層302。 SOI層302具有希望的面板尺寸。在SOI層302 上形成硅氮化物層305和硅氧化物層306使得匹配元件形成區(qū)。使用 硅氧化物層306作為用于蝕刻SOI層302的硬掩膜以便將元件隔離。 硅氮化物層305起到蝕刻終止層的作用。
0182優(yōu)選的是SOI層302具有5至500 nm (包括邊界值)、 優(yōu)選地10至200 nm (包括邊界值)的厚度。可以通過(guò)控制在以上實(shí) 施方式中描述的分離層的深度適當(dāng)?shù)卦O(shè)置SOI層302的厚度。向SOI 層302添加諸如硼、鋁、鎵等p型雜質(zhì)元素以便控制閾值電壓。例如， 可以以5x 1017 cm-3至1 x io18 cnT3 (包括邊界值)的濃度添加硼。
[01831 圖19B示出使用硅氧化物層306作為掩膜來(lái)蝕刻SOI 層302和鍵合層304的步驟。然后，對(duì)硅氧化物層306、硅氮化物層 305、 SOI層302、和鍵合層304的氮化物暴露的端部表面執(zhí)行等離子 體處理。用氮化處理，至少在硅氧化物層306、硅氮化物層305、 SOI 層302、和鍵合層304的外圍端部部分處形成氮化處理層307。此外， 作為氮化處理層307的一部分，至少在SOI層302的外圍端部部分處 形成硅氮化物層。在SOI層302的外圍端部部分處形成的硅氮化物層 具有絕緣特性，并具有防止漏電流在SOI層302的端部表面處流動(dòng)的 效果。此外，氮化處理層307具有抗氧化特性，并因此能夠通過(guò)從SOI 層302與鍵合層304之間的端部表面生長(zhǎng)氧化膜來(lái)防止形成"鳥嘴"。
0184圖19C示出沉積元件隔離絕緣層308的步驟。作為元件 隔離絕緣層308，使用TEOS作為源氣體通過(guò)化學(xué)汽相沉積法來(lái)沉積
48硅氧化物層。以大厚度來(lái)沉積元件隔離絕緣層308以便嵌入SOI層 302。
[0185圖19D示出去除元件隔離絕緣層308直至暴露硅氮化物 層305的步驟。此去除步驟可以通過(guò)干法蝕刻來(lái)執(zhí)行，或者可以通過(guò) 化學(xué)機(jī)械拋光來(lái)執(zhí)行。硅氮化物層305起到蝕刻終止層的作用。元件 隔離絕緣層308被留下而嵌在SOI層302之間。然后去除硅氮化物層 305。
0186在圖19E中，在暴露SOI層302之后，形成柵極絕緣層 309、柵電極310、和側(cè)壁絕緣層311;然后是高濃度雜質(zhì)區(qū)312、和 低濃度雜質(zhì)區(qū)313。使用硅氮化物來(lái)形成絕緣層314，并將其用作用 于蝕刻?hào)烹姌O310的硬掩膜。
0187在圖20A中，形成層間絕緣層315。作為層間絕緣層315, 形成BPSG (硼磷硅玻璃)層并通過(guò)回流將其平面化。作為層間絕緣 層315，還可以使用TEOS作為源氣體來(lái)形成硅氧化物層并通過(guò)化學(xué) 機(jī)械拋光工藝來(lái)將其平面化。在平面化過(guò)程中，柵電極310上的絕緣 層314起到蝕刻終止層的作用，在層間絕緣層315中形成接觸孔316。 接觸孔316具有使用側(cè)壁絕緣層311的自對(duì)準(zhǔn)接觸的結(jié)構(gòu)。
[0188然后，如圖20B所示，使用六氟化鎢通過(guò)CVD法形成 接觸栓塞317。此外，形成絕緣層318。在絕緣層318中形成開口使 得與接觸栓塞317匹配，并在其中形成布線319。使用鋁或鋁合金來(lái) 形成布線319，并在上下層處形成鉬、鉻、鈦等的金屬膜作為阻擋金 屬。
0189以這種方式，可以使用鍵合到基板300的SOI層302來(lái) 制造晶體管。本實(shí)施方式所示的晶體管可以應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的顯示 器件的像素電路部分、外圍電路部分等。依照本實(shí)施方式，通過(guò)使用 根據(jù)實(shí)施方式1或2制造的SOI村底，可以形成〗吏用一個(gè)SOI層來(lái) 組成一個(gè)顯示面板的元件；因此，可以抑制特性的變化。此外，使用 多個(gè)SOI層來(lái)形成SOI襯底，并可以在制造顯示器件時(shí)通過(guò)使每個(gè) SOI層具有約等于希望的面板尺寸的尺寸來(lái)改善產(chǎn)出率。[0190可以以與實(shí)施方式1或2的自由組合來(lái)執(zhí)行本實(shí)施方式。
本申請(qǐng)基于2007年4月13日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng) 第2007-106578號(hào)，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1.一種用于制造顯示器件的方法，包括以下步驟向第一襯底中注入離子以形成第一單晶半導(dǎo)體層；將所述第一單晶半導(dǎo)體層切割成多個(gè)單晶半導(dǎo)體層，每個(gè)單晶半導(dǎo)體層具有包括一個(gè)面板的面積；將所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層鍵合到第二襯底，在它們之間插入絕緣層；使選自所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層中的第二和第三單晶半導(dǎo)體層一次暴露，第二和第三單晶半導(dǎo)體層的每個(gè)具有包括一個(gè)面板的面積；通過(guò)使用所述第二單晶半導(dǎo)體層而在所述第二襯底之上形成第一顯示部分；以及通過(guò)使用所述第三單晶半導(dǎo)體層而在所述第二襯底之上形成第二顯示部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所迷 絕緣層是使用有機(jī)硅烷作為源氣體通過(guò)化學(xué)汽相沉積法形成的硅氧 化物層。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 有機(jī)硅烷是選自由四乙氧基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、四甲基 環(huán)四硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、六甲基二硅氮烷、三乙氧基硅烷、 和三二甲氨基硅烷組成的組中的一種。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于制造顯示器件的方法，其中，在用 曝光裝置膝光一次的范圍內(nèi)提供所述第二和第三單晶半導(dǎo)體層。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 第一襯底是半導(dǎo)體襯底。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 第二襯底是選自由鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻璃、 石英村底、藍(lán)寶石村底、和陶瓷襯底組成的組中的一種。
7. 如權(quán)利要求1所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 包括一個(gè)面板的面積沿對(duì)角線小于IO英寸。
8. —種用于制造顯示器件的方法，包括以下步驟 通過(guò)選擇性地蝕刻第一襯底來(lái)形成多個(gè)突出部分，每個(gè)突出部分具有包括一個(gè)面板的面積；向所述第一村底中注入離子以便分別在所述多個(gè)突出部分中形 成多個(gè)單晶半導(dǎo)體層，每個(gè)單晶半導(dǎo)體層具有包括一個(gè)面板的面積；將所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層鍵合到第二村底，在它們之間插入絕緣層；使選自所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層中的第一和第二單晶半導(dǎo)體層一次暴露，第一和第二單晶半導(dǎo)體層的每個(gè)具有包括一個(gè)面板的面積； 通過(guò)使用所述笫一單晶半導(dǎo)體層而在所述第二襯底之上形成第一顯示部分；以及通過(guò)使用所述第二單晶半導(dǎo)體層而在所述笫二襯底之上形成第 二顯示部分。
9. 如權(quán)利要求8所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 絕緣層是使用有機(jī)硅烷作為源氣體通過(guò)化學(xué)汽相沉積法形成的硅氧 化物層。
10. 如權(quán)利要求9所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 有機(jī)硅烷是選自由四乙氧基硅烷、三曱基硅烷、四甲基硅烷、四曱基 環(huán)四珪氧烷、八曱基環(huán)四硅氧烷、六曱基二硅氮烷、三乙氧基硅烷、和三二曱氨基硅烷組成的組中的一種。
11. 如權(quán)利要求8所述的用于制造顯示器件的方法，其中，在用 曝光裝置曝光一次的范圍內(nèi)提供所述第一和第二單晶半導(dǎo)體層。
12. 如權(quán)利要求8所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 第一襯底是半導(dǎo)體襯底。
13. 如權(quán)利要求8所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 第二襯底是選自由鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻璃、 石英襯底、藍(lán)寶石襯底、和陶瓷村底組成的組中的一種。
14. 如權(quán)利要求8所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述 包括一個(gè)面板的面積沿對(duì)角線小于IO英寸。
15. —種用于制造顯示器件的方法，包括以下步驟 向第一襯底中注入離子以形成單晶半導(dǎo)體層；將所述單晶半導(dǎo)體層切割成多個(gè)單晶半導(dǎo)體層，每個(gè)單晶半導(dǎo)體 層具有包括一個(gè)面板的面積；將所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層鍵合到第二襯底，在它們之間插入絕緣 層；以及通過(guò)使用所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層中的每一個(gè)而在所述第二襯底 之上形成多個(gè)顯示部分。
16. 如權(quán)利要求15所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所氧化物層。
17.如權(quán)利要求16所迷的用于制造顯示器件的方法，其中，所述有機(jī)硅烷是選自由四乙氧基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、四甲 基環(huán)四硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、六甲基二硅氮烷、三乙氧基硅烷、 和三二甲氨基硅烷組成的組中的一種。
18. 如權(quán)利要求15所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述第一襯底是半導(dǎo)體襯底。
19. 如權(quán)利要求15所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述第二襯底是選自由鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻 璃、石英襯底、藍(lán)寶石襯底、和陶瓷襯底組成的組中的一種。
20. 如權(quán)利要求15所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述包括一個(gè)面板的面積沿對(duì)角線小于io英寸。
21. —種用于制造顯示器件的方法，包括以下步驟 通過(guò)選擇性地蝕刻第一襯底來(lái)形成多個(gè)突出部分，每個(gè)突出部分具有包括一個(gè)面板的面積；向所述第一襯底中注入離子以便分別在所述多個(gè)突出部分中形 成多個(gè)單晶半導(dǎo)體層，每個(gè)單晶半導(dǎo)體層具有包括一個(gè)面板的面積；將所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層鍵合到第二襯底，在它們之間插入絕緣 層；以及通過(guò)使用所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層中的每一個(gè)而在所迷第二襯底 之上形成多個(gè)顯示部分。
22. 如權(quán)利要求21所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述絕緣層是使用有機(jī)硅烷作為源氣體通過(guò)化學(xué)汽相沉積法形成的硅 氧化物層。
23. 如權(quán)利要求22所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所述有機(jī)硅烷是選自由四乙氧基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、四甲 基環(huán)四硅氧烷、八曱基環(huán)四硅氧烷、六曱基二硅氮烷、三乙氧基硅烷、 和三二甲氨基硅烷組成的組中的一種。
24. 如權(quán)利要求21所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述第一襯底是半導(dǎo)體襯底。
25. 如權(quán)利要求21所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述第二襯底是選自由鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻 璃、石英襯底、藍(lán)寶石襯底、和陶瓷襯底組成的組中的一種。
26. 如權(quán)利要求21所述的用于制造顯示器件的方法，其中，所 述包括一個(gè)面板的面積沿對(duì)角線小于io英寸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造方法，其實(shí)現(xiàn)具有大面積的SOI襯底并能夠改善使用該SOI襯底來(lái)制造顯示器件的生產(chǎn)率。將多個(gè)單晶半導(dǎo)體層鍵合到具有絕緣表面的襯底，并使用該單晶半導(dǎo)體層形成包括晶體管的電路，以便制造顯示器件。將從單晶半導(dǎo)體層分離的單晶半導(dǎo)體層應(yīng)用于所述多個(gè)單晶半導(dǎo)體層。所述單晶半導(dǎo)體層中的每一個(gè)具有對(duì)應(yīng)于一個(gè)顯示面板的尺寸(面板尺寸)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101657882SQ20088001190
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所