專利名稱：用于制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有包括薄膜晶體管(在下文中稱作TFT)的電路的半導(dǎo)體器件和用于制造該半導(dǎo)體器件的方法。例如，本發(fā)明涉及一種裝載有以液晶顯示面板或具有有機(jī)發(fā)光元件作為其一部分的光發(fā)射顯示器件為代表的電光器件的電子器件。
注意，在說明書中的半導(dǎo)體器件表示能通過使用半導(dǎo)體性能起作用的所有器件，且電光器件、半導(dǎo)體電路和電子器件都被包括在半導(dǎo)體器件中。
背景技術(shù)：
近年來，利用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體膜(大概幾個(gè)至幾百nm的厚度)用于制造薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)受到了關(guān)注。薄膜晶體管廣泛地應(yīng)用于電子器件如IC和電光器件，特別地，已經(jīng)被快速發(fā)展為一種用于圖像顯示器件的開關(guān)元件。
作為用于在TFT中使用的結(jié)晶半導(dǎo)體膜的材料，主要使用硅。對(duì)于包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)(下文中，稱為結(jié)晶硅膜)的硅膜，使用了一種膜，該膜以這樣一種方式得到通過等離子體CVD或低壓CVD將非晶硅膜沉積在諸如玻璃或石英的襯底上，通過熱處理或激光輻照(下文中，在說明書中稱作激光處理)結(jié)晶。
在激光處理中，通過在輻射表面形成相對(duì)大的點(diǎn)形狀例如，幾個(gè)平方厘米的正方形點(diǎn)形狀或10cm或更長的線性點(diǎn)形狀，能得到高產(chǎn)量。特別的，當(dāng)使用線性點(diǎn)形狀時(shí)，通過僅在與線性激光的縱向方向垂直的方向上掃描，能用激光輻照輻射表面的整個(gè)區(qū)域，所以與使用需要從一端到另一端前后掃描的點(diǎn)狀激光的情況相比生產(chǎn)率更高。
然而，在通過激光輻照的結(jié)晶中，在襯底和半導(dǎo)體膜之間可以產(chǎn)生陡峭的溫度梯度而降低在激光輻照后所得的半導(dǎo)體膜的質(zhì)量。
因此，本申請(qǐng)?zhí)峤涣讼率龅膶＠麉⒖嘉墨I(xiàn)1、專利參考文獻(xiàn)2、專利參考文獻(xiàn)3、專利參考文獻(xiàn)4。
在專利參考文獻(xiàn)3中，描述了一種技術(shù)，其以在通過使用激光結(jié)晶半導(dǎo)體膜后進(jìn)行熱處理的方式減小由于激光輻照產(chǎn)生的應(yīng)變。
(專利參考文獻(xiàn)1)日本專利公開No.2002-305148(專利參考文獻(xiàn)2)日本專利公開No.2002-329668(專利參考文獻(xiàn)3)日本專利公開No.2002-261007(專利參考文獻(xiàn)4)日本專利公開No.2002-261008當(dāng)利用激光輻照半導(dǎo)體膜時(shí)，半導(dǎo)體膜瞬間熔化并局部擴(kuò)展。為了減小由這種擴(kuò)展產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，應(yīng)變局部地產(chǎn)生在半導(dǎo)體膜中。因此，在具有應(yīng)變的部分中和不具有應(yīng)變的部分中產(chǎn)生半導(dǎo)體膜變化，并且變化也由應(yīng)變程度的不同而引起。
另外，半導(dǎo)體膜通過結(jié)晶變得稠密。這種稠密能通過膜厚度的減小而被確認(rèn)。該半導(dǎo)體膜通過結(jié)晶而縮小，其造成了應(yīng)變的產(chǎn)生。
在TFT中，當(dāng)在用作有源層的半導(dǎo)體膜中存在應(yīng)變時(shí)，由于這種應(yīng)變形成了勢壘和俘獲能級(jí)。因此，在有源層和柵絕緣膜之間的界面態(tài)變高。另外，當(dāng)在用于有源層的半導(dǎo)體膜中存在應(yīng)變時(shí)，由于電場沒有均勻地加在半導(dǎo)體膜上，會(huì)引起TFT的操作中的缺陷。
進(jìn)一步，半導(dǎo)體膜的表面處的應(yīng)變損壞了由濺射或CVD沉積的柵絕緣膜的平坦度。因此，會(huì)引起絕緣失效等，其是降低TFT的可靠性的原因之一。作為決定場效應(yīng)遷移率的因素之一，已知道表面散射，且在TFT的有源層和柵絕緣膜之間的界面處的平坦度對(duì)于場效應(yīng)遷移率有很大的影響。界面越平坦，場效應(yīng)遷移率受散射的影響就越小，以致能得到更高的場效應(yīng)遷移率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于通過激光輻射減小在半導(dǎo)體膜中產(chǎn)生的應(yīng)變的方法。
根據(jù)本發(fā)明，在激光輻射之后，進(jìn)行了用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)。進(jìn)一步，通過使用包含臭氧的溶液(通常為臭氧水)形成氧化膜(稱作化學(xué)氧化物)以形成總厚度為1至10nm的氧化膜?？蛇x擇地，通過使用過氧化氫溶液與諸如硫酸、鹽酸、或硝酸的酸混合得到的水溶液來代替包含臭氧的溶液，能類以地形成化學(xué)氧化物。隨后，形成的氧化膜被去除，并得到應(yīng)變減小的半導(dǎo)體膜。
在去除氧化膜之前，可以再次進(jìn)行減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理，并且隨后，可以去除形成的氧化膜。
可選擇的，可以執(zhí)行下面的步驟以得到應(yīng)變減小的半導(dǎo)體膜，在激光輻照之后，通過使用包含臭氧的溶液形成氧化膜以形成1至10nm厚度的氧化膜。隨后，進(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)。然后，可以去除形成的氧化膜。當(dāng)在形成氧化膜之后進(jìn)行熱處理時(shí)，會(huì)把雜質(zhì)如包括在膜中的金屬移到氧化膜或其界面中，并且同樣，通過去除氧化膜能夠得到雜質(zhì)減少的半導(dǎo)體膜。
可選擇的，在激光輻照后，可以依次進(jìn)行半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖步驟、用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理步驟、通過使用包含臭氧的溶液形成氧化膜的步驟以形成總厚度為1至10nm的氧化膜和去除氧化膜的步驟。為了減少步驟的數(shù)量，可以在不去除氧化膜的情況下形成柵絕緣膜。
可選擇的，在激光輻照后，可以依次進(jìn)行半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖步驟、通過使用包含臭氧的溶液形成1至10nm的氧化膜的步驟、用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理步驟和去除氧化膜的步驟。為了減少步驟的數(shù)量，可以在不去除氧化膜的情況下在氧化膜的上形成柵絕緣膜。
本申請(qǐng)揭示了制造包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的技術(shù)，該結(jié)晶結(jié)構(gòu)通過向包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜加入用于提高半導(dǎo)體膜的結(jié)晶的金屬元素(例如鎳)(日本專利公開No.7-183540)而得到。這個(gè)技術(shù)不僅具有減小結(jié)晶所需要的加熱溫度的優(yōu)點(diǎn)，而且具有能提高在某一方向上取向的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)使用包括這樣的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜來形成TFT時(shí)，亞閾值因數(shù)(s因數(shù))變得更小，且改善了場效應(yīng)遷移率，以便顯著提高電子性能。
因?yàn)榻Y(jié)晶中的晶核形成能通過使用用于提高結(jié)晶的金屬元素而控制，與通過包括隨機(jī)晶核形成的其它結(jié)晶方法而得到的膜相比，所得到的膜更加均勻。希望完全減少金屬元素或者將金屬元素減少到進(jìn)入到密度所允許的范圍。然而，由于加入了用于提高結(jié)晶的金屬元素，金屬元素殘留在包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中或在膜的表面處而導(dǎo)致諸如所得器件性能變化的問題。作為它的例子，存在TFT的OFF電流增加而導(dǎo)致在單個(gè)器件中的變化的問題。也就是說，當(dāng)一旦形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜時(shí)，用于提高結(jié)晶的金屬元素就變得不必要了。
隨后，進(jìn)行用于去除金屬元素的吸除。如果吸除在襯底中沒有充分地進(jìn)行并且吸除程度的變化是不能忽略的，就產(chǎn)生各個(gè)TFT性能中的細(xì)微差別，即，性能的變化。在透射型液晶顯示器件的情況下，當(dāng)設(shè)置在像素部分的TFT顯示出電性能的變化時(shí)，產(chǎn)生了TFT的閾值電壓的變化。因此，產(chǎn)生了發(fā)射光的密度的變化，從觀眾的眼睛來看就是顯示不均勻。
對(duì)于具有包括有機(jī)化合物的層作為光發(fā)射層的發(fā)光器件(具有EL元件的發(fā)光器件)，TFT是實(shí)現(xiàn)有源矩陣驅(qū)動(dòng)方法的重要元件。因此，在使用EL元件的發(fā)光器件中，在每個(gè)像素中至少提供用作開關(guān)元件的TFT和用于對(duì)EL元件供應(yīng)電流的TFT。取決于像素的電路結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法，像素的亮度由連接到EL元件并用于給EL元件供應(yīng)電流的TFT的ON電流(Ion)決定。因此，例如，在全部白色顯示的情況下，除非ON電流恒定，否則會(huì)產(chǎn)生亮度變化的問題。
本發(fā)明還提供一種在通過使用用于提高半導(dǎo)體膜的結(jié)晶的金屬元素得到包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜后，用于有效去除殘留在膜中的金屬元素的技術(shù)。
本發(fā)明的特征在于，至少進(jìn)行其中之一的步驟進(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到約400至1000℃的熱處理)的步驟和在形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜(吸除位置)之前使用包含臭氧的溶液來形成用作蝕刻停止層的氧化膜(阻擋層)的步驟。通過進(jìn)行這些步驟，金屬元素能更有效地被吸除以致于能有效地減小在半導(dǎo)體膜中的金屬元素的密度以抑制TFT特性的變化。
說明書中揭示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括形成第一半導(dǎo)體膜的步驟，該半導(dǎo)體膜包括通過使用金屬元素在絕緣表面上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)；進(jìn)行用于減小第一半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱第一半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)的步驟，通過使用包含臭氧的溶液而形成氧化膜(阻擋層)以用作蝕刻停止層的步驟，形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜(吸除位置)的步驟，通過熱處理去除進(jìn)入吸除位置(第二半導(dǎo)體膜)的金屬元素的步驟，去除第二半導(dǎo)體膜的步驟，和去除氧化膜的步驟。
當(dāng)用于結(jié)晶或改善結(jié)晶度的激光輻照半導(dǎo)體膜時(shí)，半導(dǎo)體膜從表面被瞬間熔化，并且隨后，通過熱傳導(dǎo)至襯底，熔化的半導(dǎo)體膜從襯底側(cè)冷卻并固化。在這個(gè)固化過程中，半導(dǎo)體膜結(jié)晶并成為包括具有更大晶粒尺寸的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。然而，由于半導(dǎo)體膜一旦熔化，在半導(dǎo)體膜的表面處會(huì)產(chǎn)生體積膨脹和稱作脊?fàn)畹耐蛊?。特別地，在頂柵TFT的情況下，由于具有脊的表面是柵絕緣膜和半導(dǎo)體膜之間的界面，因此器件性能被顯著地影響。另外，當(dāng)進(jìn)行激光輻照時(shí)，薄氧化膜通過大氣中的氧氣形成在半導(dǎo)體膜的表面上。因?yàn)檠趸さ暮穸群途鶆蚨仁遣荒茴A(yù)知的，因此優(yōu)選去除氧化膜。然而，因?yàn)樵谒鬟^的表面的干燥中容易產(chǎn)生水印，因此優(yōu)選在去除氧化膜后通過使用包含臭氧的溶液形成氧化膜以防止水印的產(chǎn)生。
然而，因?yàn)橥ㄟ^激光輻照形成的表面氧化膜比通過使用含臭氧的溶液形成的氧化膜更硬，所以表面氧化膜作為優(yōu)良的氧化膜(阻擋層)以用作蝕刻停止層。因此，由于還可以減少步驟的數(shù)目，所以去除由激光輻照形成的表面氧化膜不是特別需要的。
當(dāng)在添加金屬元素(例如，鎳)之后進(jìn)行激光輻射時(shí)，金屬元素在脊處更易集中。在具有更多鎳的脊處形成NiSix并在熔化中最后固化。NiSix容易溶解在稀釋的氫氟酸和堿性蝕刻劑中。因此，當(dāng)在某些地方存在具有更多鎳的部分且用作蝕刻停止層的氧化膜(阻擋層)的厚度不夠時(shí)，通過用于去除第二半導(dǎo)體膜的蝕刻去除NiSix存在風(fēng)險(xiǎn)并且在第一半導(dǎo)體膜中形成微孔(也稱作針孔)。
此外，在具有更多鎳的脊處還容易形成NiOx。NiOx是軟的(且具有酸可溶性。當(dāng)用作蝕刻停止層的氧化膜(阻擋層)不夠厚時(shí)，在后面進(jìn)行的步驟(用于去除第二半導(dǎo)體膜的蝕刻或形成柵絕緣膜之前的處理)中去除NiOx存在風(fēng)險(xiǎn)，并且在第一半導(dǎo)體膜中形成微孔(也稱作針孔)。
當(dāng)在用作有源層的半導(dǎo)體膜中形成微孔(針孔)時(shí)，產(chǎn)生由柵絕緣膜覆蓋的半導(dǎo)體膜的缺陷態(tài)，其導(dǎo)致諸如點(diǎn)缺陷的顯示缺陷。
在本發(fā)明中，在激光輻射之后，瞬間加熱第一半導(dǎo)體膜至大約400至1000℃以減小應(yīng)變和脊，然后，通過使用包括臭氧的溶液形成膜厚均勻的氧化膜(阻擋層)。該氧化膜(阻擋層)在用于去除第二半導(dǎo)體膜的蝕刻期間用來保護(hù)第一半導(dǎo)體膜。當(dāng)將第一半導(dǎo)體膜瞬間加熱到大約400至1000℃時(shí)，去除了應(yīng)變以便在后面的吸除步驟中容易進(jìn)行鎳的吸除。
因此，在形成柵絕緣膜前進(jìn)行處理之前，優(yōu)選通過使用包含臭氧的溶液再次形成膜厚均勻的氧化膜以保護(hù)第一半導(dǎo)體膜。
注意，上述用于形成第二半導(dǎo)體膜的方法包括濺射和等離子體CVD。等離子體CVD和濺射相比需要更少的維護(hù)，因?yàn)槌练e室的內(nèi)部能通過使用氣體而清洗。因此，有人說等離子體CVD適合大規(guī)模生產(chǎn)。氧化膜(阻擋層)的膜厚薄至1至10nm。因此，當(dāng)?shù)诙雽?dǎo)體膜通過等離子CVD形成在氧化膜(阻擋層)上時(shí)，存在氧化膜(阻擋層)被例如在沉積期間產(chǎn)生的等離子體部分破壞的危險(xiǎn)。當(dāng)氧化膜(阻擋層)被部分破壞時(shí)，氧化膜(阻擋層)在隨后通過蝕刻去除第二半導(dǎo)體膜中不能充分地用作蝕刻停止層，以致于引起缺陷，例如第一半導(dǎo)體膜膜厚的變化和在第一半導(dǎo)體膜中形成孔。
因此，對(duì)氧化膜(阻擋層)進(jìn)行熱處理(瞬間加熱到大約400至1000℃)以形成硬氧化膜，通過它保護(hù)第一半導(dǎo)體膜不受等離子體的破壞。通過在形成第二半導(dǎo)體膜期間通過等離子體僅僅故意破壞用于保護(hù)第一半導(dǎo)體膜的氧化膜(阻擋層)以在氧化膜(阻擋層)中形成應(yīng)變和懸掛鍵，從而可以使向應(yīng)變減小的方向移動(dòng)的金屬元素有效地穿過氧化膜，移入并被俘獲在吸除位置(第二半導(dǎo)體膜)中。在形成第二半導(dǎo)體膜期間通過等離子體故意破壞氧化膜(阻擋層)的情況下，優(yōu)選提高在等離子體CVD中的RF的功率密度。例如，可以控制RF功率為300W(0.052W/cm2)、400W(0.069W/cm2)或比400W者更大。
可選擇地，當(dāng)控制稀有氣體對(duì)引入到沉積室中的甲硅烷的流量比(SiH4稀有氣體)、RF功率密度以及壓力以通過等離子體CVD形成第二半導(dǎo)體膜時(shí)，同樣能減小對(duì)氧化膜(阻擋層)的破壞，并抑制第一半導(dǎo)體膜的膜厚的變化和形成在第一半導(dǎo)體膜中的孔缺陷。例如，可以控制RF功率為100W(0.017W/cm2)，或比100W更小。
本發(fā)明更具體的方面是一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)第一半導(dǎo)體膜的第一步驟，加入金屬元素到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜中的第二步驟，結(jié)晶第一半導(dǎo)體膜以形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜的第三步驟，用激光輻照第一半導(dǎo)體膜的第四步驟，進(jìn)行第一熱處理以減小第一半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的第五步驟，通過使用包含臭氧的溶液氧化第一半導(dǎo)體膜的表面以形成阻擋層的第六步驟，在阻擋層上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜的第七步驟，進(jìn)行第二熱處理通過移動(dòng)金屬元素進(jìn)入第二半導(dǎo)體膜以去除或減少在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素的第八步驟，去除第二半導(dǎo)體膜的第九步驟；和去除阻擋層的第十步驟，如圖2A至2I所示。
第一熱處理步驟可以在形成氧化膜(阻擋層)的步驟之后通過使用含臭氧的溶液進(jìn)行。因此，本發(fā)明的另一個(gè)方面是制造半導(dǎo)體器件的方法，其包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)第一半導(dǎo)體膜的第一步驟，加入金屬元素到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜中的第二步驟，結(jié)晶第一半導(dǎo)體膜以形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜的第三步驟，用激光輻照第一半導(dǎo)體膜的第四步驟，通過使用包括臭氧的溶液氧化第一半導(dǎo)體膜的表面以形成阻擋層的第五步驟，進(jìn)行第一熱處理以減小第一半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的第六步驟，在阻擋層上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜的第七步驟，進(jìn)行第二熱處理通過移動(dòng)金屬元素進(jìn)入第二半導(dǎo)體膜以去除或減少在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素的第八步驟，去除第二半導(dǎo)體膜的第九步驟；和去除阻擋層的第十步驟，如圖6A至6I所示。
用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理可以在通過使用包括臭氧的溶液氧化形成氧化膜(阻擋層)的步驟之前和之后進(jìn)行兩次。因此，本發(fā)明的另一方面是用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)第一半導(dǎo)體膜的第一步驟，加入金屬元素到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜中的第二步驟，結(jié)晶第一半導(dǎo)體膜以形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜的第三步驟，用激光輻照第一半導(dǎo)體膜的第四步驟，進(jìn)行第一熱處理以減小第一半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的第五步驟，通過使用包括臭氧的溶液氧化第一半導(dǎo)體膜的表面以形成阻擋層的第六步驟，進(jìn)行第二熱處理以進(jìn)一步減小第一半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的第七步驟，在阻擋層上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜的第八步驟，進(jìn)行第三熱處理通過移動(dòng)金屬元素進(jìn)入第二半導(dǎo)體膜以去除或減少在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素的第九步驟，去除第二半導(dǎo)體膜的第十步驟；和去除阻擋層的第十一步驟，如圖3A至3J所示。
在上述的每個(gè)方面，在用激光輻照第一半導(dǎo)體膜的步驟之前，形成在第一半導(dǎo)體膜的表面處的自然氧化膜(native oxide film)可以通過清洗半導(dǎo)體膜的表面而去除。
并且，在上述的每個(gè)方面，通過激光輻照形成的表面氧化膜可以在用激光輻照第一半導(dǎo)體膜的步驟之后去除。
并且，在上述的每個(gè)方面，阻擋層是膜厚為1至10nm的氧化硅膜和氮氧化硅膜的其中一個(gè)。注意，阻擋層表示在形成吸除位置(第二半導(dǎo)體層)之前形成在第一半導(dǎo)體膜的表面處的所有氧化膜。當(dāng)在形成吸除位置(第二半導(dǎo)體膜)之前不存在去除氧化膜的步驟時(shí)，自然氧化膜、通過激光輻照的表面氧化膜和通過使用含臭氧的溶液形成的氧化膜(化學(xué)氧化物)可以全部以混合或?qū)盈B的方式被包括。
并且，在上述的每個(gè)方面，用于提高結(jié)晶的金屬元素是選自由Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu和Au組成的組的一種或者多種。
而且，在上述的每個(gè)方面，稀有氣體元素是選自由Ne、Ar、Kr和Xe構(gòu)成的組中的一種或者多種。在上述中，氬(Ar)是便宜的氣體，適于大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明能通過激光輻照減小在半導(dǎo)體膜(用作TFT的有源層)中產(chǎn)生的應(yīng)變。
在往第一半導(dǎo)體膜中加入用于結(jié)晶的金屬元素的情況下，在用于吸除的熱處理之前，通過用激光輻照而進(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理，能得到金屬元素很容易移到吸除位置的條件。
另外，根據(jù)本發(fā)明得到的氧化膜在激光輻照之后進(jìn)行的步驟(例如，用于去除第二半導(dǎo)體膜的蝕刻和形成柵絕緣膜之前的處理)中保護(hù)第一半導(dǎo)體膜不受包括酸等的蝕刻劑的影響，以便可以防止微孔(也稱作針孔)的形成。因此，本發(fā)明能減小缺陷像素如點(diǎn)缺陷以改善產(chǎn)量。


在附圖中圖1A至1F是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式1)的制造工藝的示意圖；圖2A至2I是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式2)的制造工藝的示意圖；圖3A至3J是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式3)的制造工藝的示意圖；圖4A至4J是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式4)的制造工藝的示意圖；圖5A至5J是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式5)的制造工藝的示意圖；圖6A至6I是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式6)的制造工藝的示意圖；圖7A至7J是說明根據(jù)本發(fā)明(實(shí)施方式7)的制造工藝的示意圖；圖8A和8B是說明有源矩陣EL顯示器件的結(jié)構(gòu)的示意圖(實(shí)施例1)；圖9A至9D是說明像素結(jié)構(gòu)的變化的截面圖。
圖10是EL顯示器件的截面圖。
圖11是說明有源矩陣液晶顯示器件的截面圖的示意圖。
圖12A至12F是說明根據(jù)本發(fā)明能應(yīng)用于EL顯示面板的像素結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖13A至13E是說明電子器件的例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將會(huì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)
下面將參考圖1A至1F主要描述使用本發(fā)明的用于制造TFT的典型工藝。這里示出了用含臭氧的溶液進(jìn)行氧化處理和在把半導(dǎo)體膜構(gòu)圖成為所希望的形狀之后的熱處理的示例。
在圖1A中，參考數(shù)字10表示具有絕緣表面的襯底，參考數(shù)字11表示基絕緣膜，以及參考數(shù)字14表示通過激光輻照具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。
在圖1A中，玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等能用作襯底10。同樣，可以使用其表面上形成有絕緣膜的硅襯底、金屬襯底或不銹鋼襯底。另外，可以使用能承受工藝中的處理溫度的耐熱塑料襯底。
第一，如圖1A中所示，在襯底10上形成由絕緣膜，如氧化硅膜、氮化硅膜、或氮氧化硅膜(SiOxNy)形成的基絕緣膜11。在典型的示例中，基絕緣膜11具有兩層結(jié)構(gòu)，通過使用SiH4、NH3和N2O作為反應(yīng)氣體而形成的厚度為50至100nm的氧氮化硅膜(silicon nitride oxide film)和通過使用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體形成的厚度為100至150nm的氮氧化硅膜層疊而成。作為基絕緣膜11的一層，優(yōu)選使用膜厚為10nm或更小的氮化硅膜(SiN膜)或氮氧化硅膜(SiOxNy，X＞Y)。在吸除中，鎳傾向于更容易移向包括更高的氧密度的區(qū)域。因此，使用氮化硅膜作為與半導(dǎo)體膜14接觸的基絕緣膜11是非常有效的?？蛇x擇的，可以使用氧氮化硅膜、氮氧化硅膜和氮化硅膜依次層疊的三層結(jié)構(gòu)。
然后，在基絕緣膜11上形成包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。對(duì)于半導(dǎo)體膜，使用包含硅作為其主要成分的半導(dǎo)體材料。通常，在通過已知的方法(例如濺射，LPCVD或等離子體CVD)形成非晶硅膜或非晶硅鍺膜以后，進(jìn)行已知的結(jié)晶處理(激光結(jié)晶、熱結(jié)晶、使用催化劑如鎳的熱結(jié)晶)以得到包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。
可選擇的，通過適當(dāng)?shù)乜刂瞥练e條件，可以僅通過進(jìn)行沉積得到包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(例如，多晶硅膜，微結(jié)晶半導(dǎo)體膜(也稱作半非晶半導(dǎo)體膜))。例如，包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜通過將硅化物氣體(例如甲硅烷、乙硅烷或丙硅烷)和氟氣(或鹵素氟氣)引入到沉積室中作為材料氣體并產(chǎn)生等離子體而直接形成在要加工的襯底上。
圖1A是用激光輻照半導(dǎo)體膜14的步驟之后的截面圖。在通過激光結(jié)晶得到包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的情況下，該步驟包括結(jié)晶步驟。圖1A也示出了在用于提高半導(dǎo)體膜的結(jié)晶程度的激光輻照情況下的步驟的截面圖，該半導(dǎo)體膜包括通過除了激光結(jié)晶之外的方法得到的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在用于提高結(jié)晶度的激光輻照的情況下，優(yōu)選在激光輻照之前，在結(jié)晶步驟中去除形成在表面上的自然氧化膜。
在任何情況下，當(dāng)進(jìn)行激光輻照時(shí)候，應(yīng)變和脊形成在半導(dǎo)體膜中，并且薄的表面氧化膜形成在半導(dǎo)體膜14的表面處。由于該薄氧化膜的膜厚和均勻性不能預(yù)知，因此優(yōu)選去除該氧化膜。然而，由于在水流過的表面的干燥中容易產(chǎn)生水印，因此優(yōu)選在去除表面氧化膜后通過使用包含臭氧的溶液形成另一氧化膜以防止水印的產(chǎn)生。為了減少步驟的數(shù)量，去除由激光輻照形成的表面氧化物可以是不必要的。
作為用作激光輻照的激光振蕩器，可以使用能夠發(fā)射紫外光、可見光或紅外光的激光振蕩器。作為激光振蕩器，使用KrF、ArF、XeCl或Xe等的準(zhǔn)分子激光振蕩器，使用He、He-Cd、Ar、He-Ne或HF等的氣體激光振蕩器，使用摻雜有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的如YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3的晶體的固體激光振蕩器，以及使用GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等的半導(dǎo)體激光振蕩器都能夠被使用。在固體激光振蕩器的情況下，優(yōu)選使用基波的一次至五次諧波。
典型的，使用具有400nm或更小的波長的準(zhǔn)分子激光器或者YAG激光器的二次或三次諧波作為激光。例如，使用具有10Hz至100MHz的重復(fù)頻率的脈沖激光。
然后，借助于光刻技術(shù)進(jìn)行構(gòu)圖以得到半導(dǎo)體膜17a(圖1B)。在構(gòu)圖中形成抗蝕劑掩模之前，為了保護(hù)半導(dǎo)體膜，通過使用包含臭氧的溶液形成氧化膜或者通過在氧氣氛中的UV輻照產(chǎn)生臭氧以形成氧化膜。這里的氧化膜在改善抗蝕劑的潤濕性上也同樣有效。
如果必要，在構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述的氧化膜進(jìn)行微量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行了摻雜時(shí)，去除該氧化膜，并通過使用包含臭氧的溶液形成另一氧化膜。
然后，在為了去除在構(gòu)圖期間產(chǎn)生的不希望的物質(zhì)(例如殘留的抗蝕劑和用于剝?nèi)タ刮g劑的溶液)而進(jìn)行了清洗后，為了保護(hù)已構(gòu)圖的半導(dǎo)體膜，使用包含臭氧的溶液(典型的如臭氧水)在半導(dǎo)體膜17b的表面處形成氧化膜(稱作化學(xué)氧化物)15(圖1C)。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)，以得到平坦的半導(dǎo)體膜17c(圖1D)。作為瞬間加熱的熱處理，可以使用強(qiáng)光輻照的熱處理，或?qū)⒁r底放入加熱的氣體中保持幾分鐘后取出襯底的熱處理。取決于這種熱處理的條件，可以修補(bǔ)殘留在晶粒中的缺陷，即，在減小應(yīng)變的同時(shí)改善結(jié)晶性。
在通過強(qiáng)光輻照進(jìn)行瞬間熱處理的情況下，可以使用紅外光、可見光和紫外光或其組合中的任何一種。通常，使用從鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉汽燈或高壓汞汽燈中發(fā)射的光?？梢酝ㄟ^將燈打開一段需要的時(shí)間加熱半導(dǎo)體膜，或通過將光源打開一次至十次將半導(dǎo)體膜瞬間加熱到大約400至1000℃，其中打開光源的每個(gè)周期可以是10至60秒，優(yōu)選30至60秒。
然后，用作柵絕緣膜18的包含硅作為其主要成分的絕緣膜形成在半導(dǎo)體膜17d的表面上(圖1E)。為了減少步驟的數(shù)量，這里在不去除氧化膜的情況下形成柵絕緣膜18。在形成柵絕緣膜18之前，可以通過使用包括氫氟酸的蝕刻劑去除氧化膜。另外，完全去除半導(dǎo)體膜17d的氧化膜并不是特別必要的，可以薄薄地留下氧化膜。當(dāng)半導(dǎo)體膜17d由于被過蝕刻而暴露時(shí)，表面有可能被雜質(zhì)污染。
然后，在清洗柵絕緣膜18的表面后，在其上形成柵電極19。然后，利用給出n型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素(例如P或As)適當(dāng)摻雜半導(dǎo)體膜17d，這里用磷，以形成源區(qū)20和漏區(qū)21。在摻雜后，為了激活雜質(zhì)元素而進(jìn)行熱處理、強(qiáng)光輻照或者激光輻照。另外，在激活的同時(shí)，能夠恢復(fù)對(duì)柵絕緣膜的等離子損傷和對(duì)柵絕緣膜和半導(dǎo)體膜之間界面的等離子損傷。特別的，通過利用YAG激光器的二次諧波從半導(dǎo)體膜的表面或背表面在室溫至300℃下的大氣中輻照，對(duì)于激活雜質(zhì)元素非常有效。因?yàn)樾枰俚木S護(hù)，所以YAG激光是優(yōu)選的激活裝置。
根據(jù)形成層間絕緣膜23的隨后步驟，進(jìn)行氫化、形成到達(dá)源區(qū)20和漏區(qū)21的接觸孔、形成導(dǎo)電膜和通過構(gòu)圖導(dǎo)電膜形成源電極24和漏電極25，完成TFT(n溝道TFT)(圖1F)。源電極24和漏電極25通過使用單層來形成，該單層包含選自由Mo、Ta、W、Ti，Al和Cu構(gòu)成的組中的一種元素，或包含這些元素作為其主要組分的合金材料或化合物材料，或通過使用這些層的疊層來形成。例如，使用Ti膜、純Al膜和Ti膜的三層結(jié)構(gòu)，或使用Ti膜、包含Ni和C的Al合金膜、和Ti膜的三層結(jié)構(gòu)。并且，考慮到在隨后的步驟中形成層間絕緣膜等，優(yōu)選電極的截面具有錐形形狀。
由此所得的TFT的溝道形成區(qū)22相對(duì)平坦，可以減小應(yīng)變。
并且，本發(fā)明不局限于圖1F中的TFT結(jié)構(gòu)。如果必要，可以采用在溝道形成區(qū)和漏區(qū)(或源區(qū))之間具有LDD區(qū)的輕摻雜漏(LDD)結(jié)構(gòu)。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，在溝道形成區(qū)和通過用雜質(zhì)元素以更高濃度摻雜形成的源區(qū)或漏區(qū)之間提供用雜質(zhì)元素以低濃度摻雜的區(qū)，這個(gè)區(qū)被稱為LDD區(qū)。并且，可以采用所謂的GOLD(柵漏交疊LDD)結(jié)構(gòu)，其中LDD區(qū)與其間插有柵絕緣膜的柵電極交疊。
這里參考n溝道的TFT給出說明。然而，很顯然P溝道的TFT能通過使用p型雜質(zhì)元素替代n型雜質(zhì)元素而形成。
另外，這里參考頂柵TFT作為例子而給出說明。應(yīng)用本發(fā)明而與TFT結(jié)構(gòu)無關(guān)，并且本發(fā)明能應(yīng)用到例如底柵TFT(反向交錯(cuò)的TFT)和交錯(cuò)(staggered)TFT。
(實(shí)施方式2)并且，圖2A至2I示出了在加入有金屬元素的半導(dǎo)體膜結(jié)晶后進(jìn)行用于減小應(yīng)變的熱處理和用包含臭氧的溶液的氧化處理的例子。
在圖2A中，參考數(shù)字110表示具有絕緣表面的襯底，參考數(shù)字111表示基絕緣膜，以及參考數(shù)字112表示包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。
首先，如圖2A所示，在襯底110上形成包括絕緣膜如氧化硅膜，氮化硅膜，或氮氧化硅膜(SiOxNy)的基絕緣膜111。
然后，具有非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜112形成在基絕緣膜111上。對(duì)于第一半導(dǎo)體膜112，使用了包含硅作為其主要成分的半導(dǎo)體膜。典型地，應(yīng)用了非晶硅膜、非晶硅鍺膜等，其通過等離子體CVD、低壓CVD，或?yàn)R射形成10至100nm的厚度。為了在隨后的結(jié)晶中得到包括高質(zhì)量的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，包含在具有非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜112中的雜質(zhì)如氧和氮的密度優(yōu)選減小到5×1018/cm3(通過次級(jí)離子質(zhì)譜法(SIMS)測量的原子密度)或更小。這些雜質(zhì)成為干擾隨后的結(jié)晶的因素，也是結(jié)晶后提高俘獲中心和復(fù)合中心的密度的因素。因此，在使用高純材料氣體的同時(shí)，優(yōu)選進(jìn)行鏡面拋光如電解拋光或使用裝配有無油真空排空系統(tǒng)的CVD系統(tǒng)，通過它可以得到超高真空。
然后，作為用于結(jié)晶具有非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜112的技術(shù)，在此把在日本專利公開No.8-78329描述的技術(shù)用于結(jié)晶。在描述的技術(shù)中，用于提高結(jié)晶的金屬元素選擇性地加入到非晶硅膜，通過進(jìn)行熱處理形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，該結(jié)晶結(jié)構(gòu)從加入有金屬元素的區(qū)擴(kuò)展。首先，用旋轉(zhuǎn)器將包括金屬元素(這里是鎳)的醋酸鎳溶液涂敷到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜112的表面上以形成含鎳的層113(圖2B)，其中金屬元素在重量比為1至100ppm時(shí)具有提高結(jié)晶的催化活性。作為除了通過涂敷包括金屬元素的溶液而形成包含鎳的層113的方法之外的另一方法，可以采用通過濺射、蒸發(fā)方法、或者等離子體處理形成極薄的膜的方法。雖然這里示出了在整個(gè)第一半導(dǎo)體膜112上的涂敷的例子，可以形成掩模以選擇性地形成包含鎳的層。
然后，進(jìn)行用于結(jié)晶的熱處理。在這種情況下，隨著形成為核的硅化物在半導(dǎo)體膜的一部分處與提高半導(dǎo)體結(jié)晶的金屬元素接觸而進(jìn)行結(jié)晶。這樣，形成了圖2c中所示的包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜114a。注意，優(yōu)選使在結(jié)晶后包括在第一半導(dǎo)體膜114a中的氧密度為5×1018原子/cm3或更小。在用于脫氫的熱處理(在450℃下1小時(shí))后，在此進(jìn)行用于結(jié)晶的熱處理(在550℃至650℃下2至24小時(shí))。在通過強(qiáng)光輻照進(jìn)行結(jié)晶的情況下，能夠使用紅外光、可見光和紫外光的任何一種，或者它們的組合。如果必要，在強(qiáng)光輻照之前，可以進(jìn)行熱處理以釋放包含在包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜112中的氫?？蛇x擇地，為了結(jié)晶，熱處理和強(qiáng)光輻照可以同時(shí)進(jìn)行。根據(jù)產(chǎn)量，優(yōu)選通過強(qiáng)光輻照進(jìn)行結(jié)晶。
在這樣得到的第一半導(dǎo)體膜114a中，即使金屬元素在膜中分布并不均勻，金屬元素(這里指鎳)保持在1×1019原子/cm3以上的密度作為平均密度。當(dāng)然，即使在這種情況下，能夠形成以TFT為代表的各種半導(dǎo)體元件。然而，通過隨后描述的吸除去除金屬元素。
在進(jìn)行激光輻照之前，去除在結(jié)晶步驟中形成的自然氧化膜。因?yàn)樽匀谎趸ぐǜ邼舛鹊逆?，?yōu)選去除自然氧化膜。
然后，為了提高結(jié)晶的程度(結(jié)晶部分的體積和整個(gè)膜的體積的比率)和修復(fù)在晶粒中保留的缺陷，用激光輻照包括晶體結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜114a(圖2D)。這樣，形成了第一半導(dǎo)體膜114b。通過激光輻照，半導(dǎo)體膜114b具有形成的應(yīng)變和脊，并且在半導(dǎo)體膜114b的表面處形成了薄的表面氧化膜(未示出)。作為激光，可以使用從脈沖振蕩激光器發(fā)射的具有400nm或更小波長的準(zhǔn)分子激光或者YAG激光的二次或三次諧波。可選擇的，可以使用連續(xù)波長固體激光器的基波的二次至四次諧波作為激光。典型的，可以采用Nd:YVO4激光(基波1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小第一半導(dǎo)體膜114b的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃)以得到平坦的半導(dǎo)體膜114c(圖2E)。對(duì)于瞬間加熱的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照或把襯底放入加熱氣體并且停留幾分鐘后將襯底取出的處理。依靠熱處理的條件，能夠修復(fù)留在晶粒中的缺陷，即能夠在減小應(yīng)變的同時(shí)改善結(jié)晶度。另外，該熱處理減小應(yīng)變以致于鎳在隨后的吸除步驟中很容易被吸除。當(dāng)該熱處理的溫度低于半導(dǎo)體的熔點(diǎn)時(shí)，鎳將移動(dòng)到具有在固相中的第一半導(dǎo)體膜114c的硅膜中。
然后，在半導(dǎo)體膜114d的表面處，通過使用含臭氧的溶液(典型的臭氧水)形成氧化膜(也稱作阻擋層)115用作蝕刻停止層，具有1至10nm的膜厚(圖2F)。由于氧化膜115通過氧化減小了應(yīng)變的半導(dǎo)體膜114c而形成，因此氧化膜同樣也具有好的性能(例如平坦和膜厚的均勻性)。
然后，在該氧化膜115上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜116a(圖2G)。
形成在氧化膜(阻擋層)115上的包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜116a通過等離子體CVD或?yàn)R射形成，以形成膜厚為10至300nm的吸除位置。由于沉積時(shí)間和隨后的蝕刻時(shí)間都能被縮短，因此優(yōu)選第二半導(dǎo)體膜116a的膜厚為薄。作為稀有氣體元素，使用了選自由氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)和氙(Xe)構(gòu)成的組中的一種或幾種?？傊?，優(yōu)選便宜的氣體氬(Ar)。
在此使用等離子體CVD借助于甲硅烷和氬作為材料氣體以0.1∶99.9至1∶9的比率(甲硅烷∶氬)下形成第二半導(dǎo)體膜116a，優(yōu)選1∶99至5∶95。優(yōu)選將沉積期間的RF功率密度控制為0.0017至0.48W/cm2。優(yōu)選RF功率密度盡可能的高，因?yàn)槟さ馁|(zhì)量被改善得足以得到吸除效果，且沉積率也得到改善。另外，優(yōu)選將沉積期間的壓力控制為1.333Pa(0.01托)至133.322Pa(1托)。由于沉積率改善了，優(yōu)選壓力盡可能地大。并且，優(yōu)選沉積溫度控制在300至500℃。這樣，第二半導(dǎo)體膜116a可以通過等離子體CVD形成，其包括濃度為1×1018至1×1022原子/cm3的氬，優(yōu)選1×1020至1×1021原子/cm3，并且用它能得到吸除效應(yīng)。通過在上述的范圍內(nèi)控制用于第二半導(dǎo)體膜的沉積條件，能夠減小在沉積期間對(duì)氧化膜115(阻擋層)的損傷以致于能夠抑制第一半導(dǎo)體膜的膜厚變化和形成在第一半導(dǎo)體膜中的孔缺陷。
在膜中包含為惰性氣體的稀有氣體元素離子具有兩個(gè)含義。一個(gè)是形成懸掛鍵以給半導(dǎo)體膜的應(yīng)變，另一個(gè)是在半導(dǎo)體膜的晶格之中施加應(yīng)變。為了在半導(dǎo)體膜的晶格中施加應(yīng)變，使用比硅的原子半徑更大的元素是非常有效的，如氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)。另外，在膜中包含的稀有氣體元素不僅形成晶格應(yīng)變而且形成不成對(duì)的電子以有助于吸除作用。
然后，進(jìn)行用于吸除的熱處理以便減小在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素(鎳)的密度或者去除金屬元素(圖2H)。對(duì)于用于吸除的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照的熱處理、使用爐子的熱處理、或者將襯底放入加熱氣體并在停留幾分鐘后取出的熱處理。該吸除使得金屬元素向圖2H中箭頭的方向(即，從襯底側(cè)向第二半導(dǎo)體膜的表面的方向)移動(dòng)，以便去除包括在覆蓋有氧化膜115的第一半導(dǎo)體膜114e中的金屬元素或者減小金屬元素的密度。在吸除中的金屬元素的移動(dòng)距離可以是與第一半導(dǎo)體膜的厚度基本一樣的距離，吸除可以在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)完成。這里，鎳全部移到第二半導(dǎo)體膜116b中以防止分離而進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈?，以致于幾乎沒有鎳包括在第一半導(dǎo)體膜114e中，即在膜中的鎳的密度為1×1018原子/cm3或更小，優(yōu)選為1×1017原子/cm3或更小。注意到氧化膜115也用作除了第二半導(dǎo)體膜之外的吸除位置。
然后，用氧化膜115作為蝕刻停止層，僅僅選擇性地去除了第二半導(dǎo)體膜116b。作為用于僅僅蝕刻第二半導(dǎo)體膜116b的方法，可以采用不使用等離子體而利用ClF3的干法蝕刻或利用堿溶液如包括聯(lián)氨或氫氧化四甲基銨(化學(xué)式(CH3)4NOH；縮寫TMAH)的濕法蝕刻。在這里的蝕刻中，花更少的時(shí)間過蝕刻以阻止在第一半導(dǎo)體膜中形成針孔。在去除第二半導(dǎo)體膜116b之后，根據(jù)通過TXRF在氧化膜115(阻擋層)的表面處的鎳濃度的測量，在集中的數(shù)量中探測鎳。因此，優(yōu)選在隨后的步驟中去除氧化膜115(阻擋層)。
然后，通過使用包括氫氟酸的蝕刻劑去除氧化膜115。
然后，用已知的構(gòu)圖技術(shù)對(duì)第一半導(dǎo)體膜114e進(jìn)行構(gòu)圖以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜117(圖2I)。在去除氧化膜(阻擋層)115后，優(yōu)選在形成包括抗蝕劑的掩膜之前通過使用臭氧水在第一半導(dǎo)體膜114e的表面上形成薄氧化膜。
如果必要，在進(jìn)行構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述氧化膜利用少量雜質(zhì)元素(硼或磷)進(jìn)行摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行摻雜時(shí)，去除氧化膜，并且通過使用包含臭氧的溶液形成另一氧化膜。
在以所需的形狀完成半導(dǎo)體膜117的形成步驟后，借助于使用包括氫氟酸的蝕刻劑清洗半導(dǎo)體膜117的表面，形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜。優(yōu)選在不暴露到空氣中的情況下連續(xù)地清洗表面并形成柵絕緣膜。為了減少步驟數(shù)量，表面清洗步驟可以被省略以連續(xù)地形成柵絕緣膜和導(dǎo)電膜(柵電極材料)。
隨后的步驟與實(shí)施方式1中的那些相同。因此，在此省略其詳細(xì)描述。
實(shí)施方式3在此，圖3A至3J示出了進(jìn)行多次熱處理的例子。在圖3A至3F中的步驟與在圖2A至2F中的步驟相同，因此，在此省略其詳細(xì)描述。
在根據(jù)實(shí)施方式2進(jìn)行圖3A至3F的步驟之后，再次在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小第一半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理，以得到更平坦的第一半導(dǎo)體膜214a(圖3G)。另外，氧化膜(阻擋層)115通過熱處理也變得更致密。
然后，在氧化膜(阻擋層)115上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜216a(圖3H)。包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜216a通過等離子CVD或?yàn)R射而形成，以形成10至300nm膜厚的吸除位置。
然后，進(jìn)行熱處理以進(jìn)行吸除用于降低在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素(這里指鎳)的密度或者去除金屬元素(圖3I)。對(duì)于用于吸除的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照的熱處理、使用爐子的熱處理、或者將襯底放入加熱氣體停留幾分鐘后取出襯底的熱處理。吸除使得金屬元素向圖3I中的箭頭所指的方向移動(dòng)(即，從襯底側(cè)面向第二半導(dǎo)體膜的表面的方向)以去除包括在覆蓋有氧化膜(阻擋層)115的第一半導(dǎo)體膜214b中的金屬元素或者減小金屬元素的密度。
然后，用氧化膜(阻擋層)115作為蝕刻停止層，僅僅選擇性地去除參考數(shù)字216b代表的第二半導(dǎo)體膜。然后，去除氧化膜(阻擋層)115。
然后，使用已知的構(gòu)圖技術(shù)構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜214b以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜217(圖3J)。在去除氧化膜(阻擋層)115后，優(yōu)選在形成包含抗蝕劑的掩膜之前通過使用臭氧水在第一半導(dǎo)體膜214b的表面處形成薄氧化膜。
如果必要，在構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述的氧化膜進(jìn)行少量雜質(zhì)元素(硼或者磷)的摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行摻雜時(shí)，去除氧化膜，通過使用包含臭氧的溶液再次形成氧化膜。
在完成以所需的形狀形成半導(dǎo)體膜217的步驟之后，借助于包括氫氟酸的蝕刻劑清洗半導(dǎo)體膜217的表面，并且形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜。優(yōu)選在不暴露到空氣中的情況下連續(xù)地清洗表面并形成柵絕緣膜。
隨后的步驟與實(shí)施方式1的那些步驟相同。因此，在此省略其詳細(xì)描述。
實(shí)施方式4圖4A至4J示出了在半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖后進(jìn)行吸除的例子。在圖4A至4F的步驟中與圖2A至2D的步驟相同。因此，這里省略其詳細(xì)描述。
在根據(jù)實(shí)施方式2進(jìn)行圖4A至4D的步驟之后，利用已知的構(gòu)圖技術(shù)構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜114b，以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜317a(圖4E)。優(yōu)選在形成包含抗蝕劑的掩膜之前利用臭氧水在第一半導(dǎo)體膜114b的表面形成薄氧化膜。
如果必要，在構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述的氧化膜進(jìn)行少量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行摻雜時(shí)，去除氧化膜，通過使用包含臭氧的溶液再次形成另一氧化膜。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)以得到平坦的半導(dǎo)體膜317b(圖4F)。依靠這個(gè)熱處理?xiàng)l件，能夠修復(fù)保留在晶粒中的缺陷，即，在減小應(yīng)變的同時(shí)能改善結(jié)晶度。
然后，通過使用包含臭氧的溶液在半導(dǎo)體膜317b的表面形成用作蝕刻停止層的氧化膜(也稱作阻擋層)315，具有1至10nm的膜厚(圖4G)。由于氧化膜315通過氧化應(yīng)變減小的半導(dǎo)體膜317b而形成，因此氧化膜也具有優(yōu)良的性能(例如，平坦和膜厚的均勻性)。另外，氧化膜的形成使得半導(dǎo)體膜317b的界面更穩(wěn)定成為可能。
然后，在這個(gè)氧化膜315上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜316a(圖4H)。
然后，為了降低在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素(鎳)的密度或者去除金屬元素，進(jìn)行用于吸除的熱處理(圖4I)。對(duì)于用于吸除的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照的熱處理、使用爐子的熱處理、或者將襯底放入加熱氣體停留幾分鐘后取出襯底的熱處理。吸除使得金屬元素向圖4I中的箭頭所指的方向移動(dòng)(即從襯底側(cè)面向第二半導(dǎo)體膜的表面的方向)以去除包括在覆蓋有氧化膜315的第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素或者減小金屬元素的密度。
然后，在使用阻擋層315作為蝕刻停止層的情況下，僅僅選擇性地去除了參考數(shù)字316b表示的第二半導(dǎo)體膜。然后，去除氧化膜315。
然后，形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜。
隨后的步驟與實(shí)施方式1的那些步驟相同。因此，這里將省略其詳細(xì)描述。
實(shí)施方式5這里圖5A至5J示出了在半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖后進(jìn)行多次熱處理，然后進(jìn)行吸除的例子。在圖5A至5F中的步驟與圖2A至2D中的步驟相同，因此，在此省略其詳細(xì)描述。
在根據(jù)實(shí)施方式2進(jìn)行圖5A至5D的步驟之后，利用已知的構(gòu)圖技術(shù)構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜114b，以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜417a(圖5E)。優(yōu)選在形成包含抗蝕劑的掩膜之前利用臭氧水在第一半導(dǎo)體膜114b的表面形成薄氧化膜。
如果必要，在構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述的氧化膜進(jìn)行少量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行摻雜時(shí)，去除氧化膜，通過使用包含臭氧的溶液形成另一氧化膜。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)以得到平坦的半導(dǎo)體膜417b(圖5F)。
然后，通過使用包含臭氧的溶液在半導(dǎo)體膜417c的表面形成用作蝕刻停止層的氧化膜(也稱作阻擋層)415，具有1至10nm的膜厚(圖5G)。
然后，在氮?dú)鈿夥罩性俅芜M(jìn)行減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理以得到更加平坦的半導(dǎo)體膜417d(圖5H)。另外，通過熱處理氧化膜415也變得更加致密。
然后，在這個(gè)氧化膜415上形成包含稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜416a(圖5I)。
然后，為了減小在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素(鎳)的密度或去除金屬元素(圖5J)，進(jìn)行用于吸除的熱處理。對(duì)于用于吸除的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照的熱處理、使用爐子的熱處理、或者將襯底放入加熱氣體停留幾分鐘后取出襯底的熱處理。吸除使得金屬元素向圖5J中的箭頭所指的方向移動(dòng)(即從襯底側(cè)面向第二半導(dǎo)體膜的表面的方向)以去除包括在覆蓋有氧化膜415的第一半導(dǎo)體膜417e中的金屬元素或者減小金屬元素的密度。
然后，在使用氧化膜415作為蝕刻停止層的情況下，僅僅選擇性地去除了參考數(shù)字416b表示的第二半導(dǎo)體膜。然后，去除氧化膜415。
然后，形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜。
隨后的步驟與實(shí)施方式1的那些步驟相同。因此，這里將省略其詳細(xì)描述。
實(shí)施方式6

在此，圖6A至6I示出了與實(shí)施方式2的步驟次序部分不同的例子，特別是在氧化處理之后進(jìn)行用于減小應(yīng)變的熱處理的例子。圖6A至6D的步驟與圖2A至2D的步驟相同。因此，在此省略其詳細(xì)描述。
在根據(jù)實(shí)施方式2進(jìn)行圖6A至6D的步驟之后，通過使用包含臭氧的溶液在半導(dǎo)體膜514a的表面處形成用作蝕刻停止層的氧化膜(也稱作阻擋層)515，具有1至10nm的膜厚(圖6E)。
在通過使用包含臭氧的溶液形成氧化膜515之前，可以去除通過激光輻照形成的表面氧化膜。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)以得到半導(dǎo)體膜514b(圖6F)。
然后，在氧化膜515上形成包括稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜516a(圖6G)。
然后，為了減小在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素(鎳)的密度或去除金屬元素(圖6H)而進(jìn)行用于吸除的熱處理。對(duì)于用于吸除的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照的熱處理、使用爐子的熱處理、或者將襯底放入加熱氣體停留幾分鐘后取出襯底的熱處理。吸除使得金屬元素向圖6H中的箭頭所指的方向移動(dòng)(即從襯底側(cè)面向第二半導(dǎo)體膜的表面的方向)以去除包括在覆蓋有氧化膜515的第一半導(dǎo)體膜514c中的金屬元素或者減小金屬元素的密度。
然后，在使用氧化膜515作為蝕刻停止層的情況下，僅僅選擇性地去除了參考數(shù)字516b所表示的第二半導(dǎo)體膜。然后，去除氧化膜515。
然后，利用已知的構(gòu)圖技術(shù)構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜514c，以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜517(圖6I)。在去除氧化膜515后，優(yōu)選在形成包含抗蝕劑的掩膜之前利用臭氧水在第一半導(dǎo)體膜514c的表面形成薄氧化膜。
如果必要，在構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述的氧化膜進(jìn)行少量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行摻雜時(shí)，去除氧化膜，且通過使用包含臭氧的溶液形成另一氧化膜。
在完成以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜517的步驟之后，借助于包括氫氟酸的抗蝕劑清洗半導(dǎo)體膜517的表面，并且形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜。優(yōu)選在持續(xù)地不暴露到空氣中的情況下連續(xù)地清洗表面并形成柵絕緣膜。
隨后的步驟與實(shí)施方式1的那些步驟相同。因此，在此省略其詳細(xì)描述。
實(shí)施方式7在此，圖7A至7J示出了與實(shí)施方式4的步驟次序部分不同的例子，特別是在氧化處理之后進(jìn)行用于減小應(yīng)變的熱處理的例子。圖7A至7D的步驟與圖2A至2D的步驟相同。因此，在此省略其詳細(xì)描述。
在根據(jù)實(shí)施方式2進(jìn)行圖7A至7D的步驟之后，利用已知的構(gòu)圖技術(shù)構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜114b，以所需要的形狀形成半導(dǎo)體膜617a(圖7E)。優(yōu)選在形成包含抗蝕劑的掩膜之前利用臭氧水在第一半導(dǎo)體膜114b的表面形成薄氧化膜。
如果必要，在構(gòu)圖之前，為了控制TFT的閾值電壓，通過上述的氧化膜進(jìn)行少量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。當(dāng)通過上述的氧化膜進(jìn)行摻雜時(shí)，去除氧化膜，通過使用包含臭氧的溶液形成另一氧化膜。
然后，通過使用包含臭氧的溶液在半導(dǎo)體膜617b的表面處形成用作蝕刻停止層的氧化膜(也稱作阻擋層)615，具有1至10nm的膜厚(圖7F)。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)以得到半導(dǎo)體膜617c(圖7G)。
然后，在這個(gè)氧化膜615上形成包含稀有氣體元素的第二半導(dǎo)體膜616a(圖7H).
然后，為了減小在第一半導(dǎo)體膜中的金屬元素(鎳)的密度或去除金屬元素(圖7I)而進(jìn)行用于吸除的熱處理。對(duì)于用于吸除的熱處理，可以采用強(qiáng)光輻照的熱處理、使用爐子的熱處理、或者將襯底放入加熱氣體停留幾分鐘后取出襯底的熱處理。吸除使得金屬元素向圖7I中的箭頭所指的方向移動(dòng)(即從襯底側(cè)面向第二半導(dǎo)體膜的表面的方向)以去除包括在覆蓋有氧化膜615的第一半導(dǎo)體膜617d中的金屬元素或者減小金屬元素的密度。
然后，使用氧化膜615作為蝕刻停止層，僅僅選擇性地去除了參考數(shù)字616b所表示的第二半導(dǎo)體膜。然后，去除氧化膜615。
然后，形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜。
隨后的步驟與實(shí)施方式1的那些步驟相同。因此，這里將省略其詳細(xì)描述。
在下面的實(shí)施例中將會(huì)更加詳細(xì)地描述上述的本發(fā)明。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，將會(huì)描述用于制造包括EL元件的發(fā)光器件(圖8A和8B)的方法，該發(fā)光器件稱作有機(jī)EL顯示器或者有機(jī)發(fā)光二極管。
具有包括有機(jī)化合物的層作為其發(fā)光層的EL元件具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中包括有機(jī)化合物的層(這里稱作EL層)插在陽極和陰極之間，通過在陽極和陰極之間施加電場而從EL層發(fā)光(電致發(fā)光)。從EL元件的發(fā)光包括在從單重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的發(fā)光(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的發(fā)光(磷光)。
首先，在襯底810上形成基絕緣膜811。在從作為顯示面的襯底810的側(cè)面提取發(fā)光的情況下，透光性玻璃襯底或石英襯底可以用作襯底810。可選擇的，可以使用能夠承受處理溫度的耐熱性和透光性的塑料襯底。在從相對(duì)于襯底810側(cè)面的顯示面抽取發(fā)光的情況下，除了使用上述的襯底之外，還可以使用表面上具有絕緣膜的硅襯底、金屬襯底、或者不銹鋼襯底。這里，使用玻璃襯底作為襯底810。注意玻璃襯底的折射系數(shù)可以約是1.55。
作為基絕緣膜811，形成包括絕緣膜如氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜的基膜。雖然這里描述了使用用于基膜的兩層結(jié)構(gòu)的例子，但是可以使用絕緣膜的單層膜或者多于三層的層疊結(jié)構(gòu)。基絕緣膜的形成可以省略。
然后，在基絕緣膜811上形成半導(dǎo)體膜。在通過已知方法(例如，濺射、LPCVD或等離子體CVD)形成包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜之后，進(jìn)行已知的結(jié)晶處理(激光結(jié)晶、熱結(jié)晶、使用諸如鎳的催化劑的熱結(jié)晶)以得到包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜作為在基絕緣膜811上的半導(dǎo)體膜。雖然用于結(jié)晶半導(dǎo)體膜的材料并沒有限制，但是優(yōu)選使用材料如硅或硅鍺合金以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施例中，鎳用作提高硅結(jié)晶的金屬元素，在用于脫氫的熱處理(在500℃進(jìn)行1小時(shí))后，在爐中進(jìn)行用于結(jié)晶的熱處理(在500℃進(jìn)行4小時(shí))以得到包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅膜。替代爐子，可以使用燈退火系統(tǒng)。
然后，在去除自然氧化膜后，利用激光輻照結(jié)晶半導(dǎo)體膜。作為用于振蕩激光的激光振蕩器，能夠使用能發(fā)出紫外光、可見光或紅外光的激光振蕩器。通常，使用具有400nm或更小波長的準(zhǔn)分子激光或者YAG激光的二次或三次諧波作為激光。例如，使用具有10Hz至100MHz的重復(fù)頻率的脈沖激光。
可選擇地，可以使用連續(xù)波的激光在包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶中或者結(jié)晶后用于激光輻照。為了在非晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶中得到具有大晶粒尺寸的晶體，優(yōu)選使用連續(xù)波長固體激光器的基波的二次至四次諧波的至少一種。通常，可以使用Nd:YVO4激光(基波1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。
在本實(shí)施例中，在結(jié)晶中或者結(jié)晶后利用激光輻照半導(dǎo)體膜至少一次。當(dāng)進(jìn)行激光輻照時(shí)，半導(dǎo)體膜具有形成的應(yīng)變和脊，并且在半導(dǎo)體膜的表面處形成薄的表面氧化膜。
然后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)。在本實(shí)施例中，在爐中在630℃至650℃的溫度下對(duì)半導(dǎo)體膜加熱6分鐘。替代爐子，可以使用燈退火系統(tǒng)。
然后，用臭氧水處理半導(dǎo)體膜的表面120秒以形成包括具有整個(gè)厚度為1至5nm的氧化膜的阻擋層。
然后，在半導(dǎo)體膜中進(jìn)行用于減少鎳的吸除處理。通過等離子體CVD形成包括氬的用作吸除位置的非晶硅膜以在氧化膜(阻擋層)上具有10至400nm的厚度。在本實(shí)施例中，RF功率被控制為300W，即控制RF功率密度為0.052W/cm2，膜厚為30nm。在本實(shí)施例中，由于半導(dǎo)體膜通過使用鎳而結(jié)晶，因此進(jìn)行了吸除處理。然而，在不使用鎳的通過其它結(jié)晶方法進(jìn)行結(jié)晶的情況下，吸除處理是不必要的。
然后，在爐中在650℃的溫度下把半導(dǎo)體膜加熱6分鐘以減小在包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中的鎳的密度。代替爐子，可以采用燈退火系統(tǒng)。
然后，在使用氧化膜作為蝕刻停止層選擇性地去除作為吸除位置的包括氬的非晶硅膜后，通過使用稀釋的氫氟酸選擇性地去除氧化膜。在吸除中，鎳傾向于更容易移向包括更高氧密度的區(qū)域。因此，優(yōu)選在吸除后去除由氧化膜形成的阻擋層。
然后，通過使用臭氧水在表面形成約2nm的極薄的氧化膜。然后，為了控制TFT的閾值電壓，進(jìn)行少量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。在本實(shí)施例中，無需質(zhì)量分離通過乙硼烷(B2H6)的等離子體激發(fā)的離子摻雜被用于在摻雜條件下用硼對(duì)非晶硅膜摻雜，該摻雜條件為加速電壓為15kV，在其中用氫將乙硼烷稀釋到1％的氣體的流速為30sccm，劑量為2×1012原子/cm2。
然后，在去除半導(dǎo)體膜表面的極薄氧化膜并使用臭氧水在半導(dǎo)體膜的表面處形成另一薄氧化膜后，借助于第一光掩膜在半導(dǎo)體膜上形成包括抗蝕劑的掩膜，并蝕刻該半導(dǎo)體膜以形成具有所希望形狀的分離的島狀半導(dǎo)體膜。在這個(gè)階段，控制半導(dǎo)體膜的厚度為25至8nm(優(yōu)選為30至70nm)。
然后，在通過使用包括氫氟酸的蝕刻劑去除氧化膜的同時(shí)清洗半導(dǎo)體膜的表面后，形成包含硅作為其主要成分的絕緣膜以用作柵絕緣膜812。通過等離子體CVD形成厚度為115nm的氮氧化硅膜(成分比Si＝32％；O＝59％，N＝7％，且H＝2％)。
然后，具有20至100nm的膜厚的第一導(dǎo)電膜和具有100至400nm的膜厚的第二導(dǎo)電膜的疊層形成在柵絕緣膜812上。在本實(shí)施例中，膜厚為50nm的氮化鉭膜和膜厚為370nm的鎢膜形成在柵絕緣膜上。作為用于形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料，使用選自由Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu構(gòu)成的組的一種元素，或者合金材料，或者包含這些元素之一作為其主要成分的化合物材料。
然后，使用第二光掩膜形成抗蝕劑掩膜，通過使用干法蝕刻或濕法蝕刻來蝕刻第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜以得到導(dǎo)電層814a，814b，815a和815b。在本實(shí)施例中，使用ICP蝕刻以便通過適當(dāng)?shù)目刂莆g刻條件(例如施加給線圈電極的電功率、施加給襯底的一側(cè)上的電極的電功率，和在襯底的一側(cè)上的電極的溫度)將導(dǎo)電膜蝕刻一次或者多次成為所希望的錐形狀。作為用于蝕刻的氣體，可以適當(dāng)?shù)厥褂靡訡l2、BCl3、SiCl4和CCl4為代表的氯化氣體和以CF4、SF6和NF3為代表的氟化氣體以及O2?？刂茖?dǎo)電層814的錐形部分的角度為15至45°，并控制導(dǎo)電層814b的錐形部分的角度為60至89°。
注意，在導(dǎo)電層815a和815b用作端電極的同時(shí)，導(dǎo)電層814a和814b也用作TFT的柵電極。
然后，在去除抗蝕劑掩模后，借助于第三光掩膜重新形成另一抗蝕劑掩膜，為了形成n溝道的TFT(這里未示出)進(jìn)行第一摻雜步驟，其對(duì)半導(dǎo)體摻雜更低濃度的具有n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(通常為，磷或砷)。抗蝕劑掩模覆蓋用于P溝道TFT的區(qū)域和導(dǎo)電層附近。根據(jù)這個(gè)第一摻雜步驟，通過柵絕緣膜812摻雜雜質(zhì)元素以形成更低濃度的雜質(zhì)區(qū)。雖然可以通過使用多個(gè)TFT驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)光元件，但是在僅通過p溝道TFT驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的情況下，所述的摻雜步驟并不是特別必要的。
然后，在去除抗蝕劑掩膜后，借助于第四光掩模重新形成另一抗蝕劑掩膜，并進(jìn)行用更高濃度的具有p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(典型的，硼)對(duì)半導(dǎo)體摻雜的第二摻雜步驟。根據(jù)這個(gè)第二摻雜步驟，通過柵絕緣膜812摻雜雜質(zhì)元素以形成更高濃度的雜質(zhì)區(qū)817和818。
然后，借助于第五光掩膜重新形成抗蝕劑掩膜，為了形成n溝道的TFT(在此未示出)，進(jìn)行用更高濃度的具有n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(通常為，磷或砷)對(duì)半導(dǎo)體摻雜的第三摻雜步驟。在第三摻雜步驟中的離子摻雜條件具有1×1013至5×1015原子/cm2的劑量和60至100kV的加速電壓?？刮g劑掩模覆蓋用于P溝道TFT的區(qū)域和導(dǎo)電層附近。根據(jù)第三摻雜步驟，通過柵絕緣膜812摻雜雜質(zhì)元素以形成更高濃度的n型雜質(zhì)區(qū)。
然后，在去除抗蝕劑掩膜并形成含有氫的絕緣膜813后，對(duì)半導(dǎo)體膜摻雜的雜質(zhì)元素被激活和氫化。對(duì)于含氫的絕緣膜813，使用通過等離子體CVD得到的氧氮化硅(SiNO膜)。另外，在使用用于促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素通常為鎳來結(jié)晶半導(dǎo)體膜的情況下，在激活的同時(shí)也能進(jìn)行用于減少溝道形成區(qū)中的鎳的吸除。含有氫的絕緣膜813是層間絕緣膜的第一層，并包括氧化硅。
然后，形成高耐熱性的平坦化膜816以用作層間絕緣膜的第二層。對(duì)于高耐熱性的平坦化膜816，使用具有包括硅(Si)和氧(O)鍵的構(gòu)架結(jié)構(gòu)的絕緣膜，其可以通過涂敷得到。在本實(shí)施例中，使用了裝配有用于旋轉(zhuǎn)整個(gè)涂覆架(coating sup)的機(jī)械裝置和能夠控制在涂覆架中的氣體壓力的機(jī)械裝置的旋轉(zhuǎn)涂覆系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中將襯底水平放置在涂覆架中，通過在從噴嘴滴下使用液體材料的涂覆材料液的同時(shí)逐漸地旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)速度0至1000rpm)，通過離心力使涂覆材料均勻地展開，在該液體材料中將硅氧烷聚合物溶解在溶液(丙二醇單甲醚(分子式CH3OCH2CH(OH)CH3))中。然后，通過使用在涂覆系統(tǒng)中提供的邊緣去除器(edgeremover)進(jìn)行去除邊緣的處理。然后，通過在110℃下焙燒170秒而進(jìn)行預(yù)焙燒。然后，在襯底從旋轉(zhuǎn)涂覆系統(tǒng)中取出并冷卻后，進(jìn)一步在270℃下進(jìn)行1小時(shí)的焙燒。這樣，形成了高耐熱性的平坦化膜816且具有0.8μm的膜厚。
取決于硅氧烷的結(jié)構(gòu)，其有可能分成例如石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基silses quioxane聚合物、氫化silses quioxane聚合物或氫化烷基silses quioxane聚合物。作為硅氧烷聚合物的例子，有由Toray公司制造的涂覆絕緣膜材料(SB-K1和PSB-K31)和由Catalysts & Chemicals公司制造的涂覆絕緣膜材料(PSB-K31)。
然后，為了對(duì)高耐熱性平坦化膜816進(jìn)行脫水，在250至410℃下進(jìn)行1小時(shí)的加熱。也可以為了激活對(duì)半導(dǎo)體膜摻雜的雜質(zhì)元素和氫化而進(jìn)行熱處理。另外，在高耐熱性的平坦化膜816上，可以形成能通過等離子CVD得到的氧氮化硅膜(SiNO膜膜厚為100至200nm)以作為層間絕緣膜的第三層。當(dāng)形成第三層間絕緣膜時(shí)，優(yōu)選利用布線822或后面形成的第一電極選擇性地去除第三層間絕緣膜。
然后，通過使用第六掩膜，在層間絕緣膜816中形成接觸孔的同時(shí)，去除層間絕緣膜816的外圍部分。在絕緣膜813的蝕刻率遠(yuǎn)低于層間絕緣膜816的蝕刻率的條件下，進(jìn)行層間絕緣膜816的蝕刻(濕法蝕刻或干法蝕刻)。雖然用于蝕刻的氣體并沒有限制，但是在此使用CF4、O2、He和Ar是合適的。
然后，借助于CHF3和Ar作為蝕刻氣體，利用第六掩膜進(jìn)行另一蝕刻以選擇性地去除柵絕緣膜812的暴露部分和絕緣膜813。為了蝕刻?hào)沤^緣膜812和絕緣膜813而不在半導(dǎo)體膜上殘留剩余物，蝕刻時(shí)間優(yōu)選提高約10至20％的比率。
然后，在去除第六掩膜和形成導(dǎo)電膜(Ti\Al\Ti或Mo\Al\Mo)后，借助于第七掩模進(jìn)行蝕刻以形成布線822。
然后，借助于第八掩模形成第一電極823R和823G，即有機(jī)發(fā)光元件的陽極(或陰極)。第一電極823R和823G由一層膜或疊層膜形成，該疊層膜主要包括Ti、TiN、TiSixNy、Ni、W、WSix、WNx、WSixNy、NbN、Cr、Pt、Zn、Sn、In或Mo的物質(zhì)，或包含上述物質(zhì)的合金或化合物，并具有100至800nm的總膜厚。
在從作為顯示面的襯底810的側(cè)面抽取發(fā)光的情況下，使用ITSO(包括氧化硅的氧化銦錫，其能通過使用包含2至10wt％的氧化硅的ITO靶的濺射而形成)作為用于第一電極的材料。由于不是通過加熱而結(jié)晶的，所以ITSO具有優(yōu)良的平坦度。因此，ITO適合于作為第一電極的材料，因?yàn)樗鼘?duì)于利用由聚乙烯醇形成的多孔材料摩擦來清洗(也稱作BELLCLEAN清洗)或者拋光而去除粗糙不是特別必要的。除了ITSO之外，可以使用透明導(dǎo)電膜，如透光性導(dǎo)電氧化膜，其中包括氧化硅的氧化銦與2至20％的氧化鋅(ZnO)混合，和可以使用包括含Ga的ZnO的透明導(dǎo)電膜(也稱作GZO)。
然后，借助于第九掩膜形成覆蓋第一電極823R和823G的邊緣部分的絕緣體829(稱作堤、隔離物或阻擋物)。對(duì)于絕緣體829，使用能通過涂敷得到的有機(jī)樹脂膜或SOG膜(例如，包括烷基團(tuán)的SiOx膜)，膜厚在0.8至1μm的范圍內(nèi)。
然后，通過使用蒸發(fā)或涂敷形成每層包括有機(jī)化合物的層824H、824R、824G和824E。為了改善可靠性，優(yōu)選在形成包括有機(jī)化合物的層824H之前通過真空加熱進(jìn)行除氣。例如，在有機(jī)化合物材料的蒸發(fā)之前，為了去除包含在襯底中的氣體，優(yōu)選在減壓的氣氛或惰性氣體氣氛中在200至400℃的溫度下進(jìn)行熱處理。
在本實(shí)施例中，由于使用高耐熱性的SiOx膜來形成層間絕緣膜，因此在高溫下承受熱處理是可能的。
在通過旋轉(zhuǎn)涂敷形成包括有機(jī)化合物的層的情況下，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)涂敷后通過真空加熱進(jìn)行烘焙。例如，對(duì)于用作空穴注入層的層824H，將聚(亞乙二氧基噻吩)/聚(stylene磺酸)(PEDOT/PSS)溶液涂敷在整個(gè)區(qū)域上并進(jìn)行烘焙。
可選擇地，可以通過蒸發(fā)形成整個(gè)空穴注入層。例如，將諸如氧化鉬(MoOxx＝2至3)的氧化物，與α-NPD和紅熒烯的其中一個(gè)共蒸發(fā)以形成空穴注入層以便能改善空穴注入性能。
然后，為了形成每層包含有機(jī)化合物的層824R，824G和824E，通過在抽真空成5×10-3托(0.665Pa)或更小，優(yōu)選為10-4至10-6托的沉積室內(nèi)的蒸發(fā)而進(jìn)行沉積。在沉積中，有機(jī)化合物預(yù)先通過電阻加熱而蒸發(fā)，在蒸發(fā)期間打開擋板以在朝向襯底的方向上分散有機(jī)化合物。蒸發(fā)的有機(jī)化合物朝上分散，經(jīng)過在金屬掩模中提供的開口，然后沉積在襯底上。
為了全范圍的顏色，進(jìn)行每個(gè)發(fā)光顏色(R，G和B)的掩模的排列。注意，通過能夠發(fā)出白色光的電致發(fā)光層和至少一個(gè)濾色器、顏色轉(zhuǎn)換層等等也是可以全色顯示。
例如，對(duì)于用作發(fā)光層的層824R，將摻雜有DCM的Alq3沉積成40nm的厚度，對(duì)于用作發(fā)光層的層824G，將摻雜有DMQD的Alq3沉積成40nm的厚度。并且，對(duì)于用于藍(lán)色的發(fā)光層(未示出)，將摻雜有CBP(4，4’-二(N-咔唑基)-聯(lián)二苯)的PPD(4，4’-二(N-(9-菲基)-N-苯氨基)聯(lián)二苯)沉積成30nm的厚度，將SAlq(二(2-甲基-8-喹啉醇化物)(三苯基硅醇化物)鋁)(bis(2-methyl-8-quinolinolato)(triphenylsilanolato)aluminum))沉積為10nm的厚度以用作阻擋層。
然后，對(duì)于用作電子傳輸層的層824E，將Alq3沉積成40nm的厚度。
然后，形成第二電極825，即有機(jī)發(fā)光元件的陰極(或陽極)。對(duì)于第二電極825的材料，可以使用合金，如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或GaN，或通過屬于周期表的1或2族的元素和鋁共蒸發(fā)而形成的材料混合物。當(dāng)制造具有透光性的第二電極825時(shí)，可以形成透明導(dǎo)電膜。
在形成第二電極825之前，可以形成包括CaF2、MgF2或BaF2的光透射層(1至5nm的膜厚)作為陰極緩沖層。
另外，可以形成用于保護(hù)第二電極825的保護(hù)膜(包含氮化硅或碳為其主要成分的薄膜)。
然后，用密封材料828粘合密封襯底833以封裝發(fā)光元件。粘合密封襯底833以便使高耐熱的平坦化膜816的邊緣部分(錐形部分)覆蓋有密封材料828。被密封材料828圍繞的區(qū)域填充有透明填充材料827。填充材料827并沒有限制，只要是透光性材料都可用作填充材料827。通常，可以使用紫外固化或熱硬化性的環(huán)氧樹脂。另外，干燥劑可以包括在填充材料827中。在這里使用高耐熱性的UV環(huán)氧樹脂(由ECTRO-LITE公司制造的2500 Clear，其具有1.50的折射系數(shù)、500cps的粘度、90的肖氏硬度值(Shore D)，3000psi的抗張強(qiáng)度，150℃的Tg點(diǎn)，1×1015O·cm的體電阻率，和450V/mil的耐電壓)。通過在一對(duì)襯底之間填充了填充材料827，可以改善總透射比。
在惰性氣體氛圍中或在減小壓力下通過小滴排出方法在密封襯底833上形成密封材料828的圖案后，可以借助于噴墨系統(tǒng)或分配器系統(tǒng)滴下密封材料827，可以在減小的壓力下粘結(jié)一對(duì)襯底以便防止氣泡進(jìn)入。在粘結(jié)的同時(shí)，密封材料828可以在減小的壓力下通過進(jìn)行紫外線輻照、熱處理、或外加紫外線輻照的熱處理而硬化。
可選擇的，用干燥的惰性氣體填充被密封材料828圍繞的區(qū)域。在利用氣體填充該區(qū)域的情況下，優(yōu)選去除密封襯底833的一部分以形成凹陷部分，并且將干燥劑形成在凹陷部分中。
最后，通過已知方法利用各向異性導(dǎo)電膜831將FPC832附著到端電極815a和815b。端電極815a和815b與柵布線(圖8A)同時(shí)形成。當(dāng)?shù)谝浑姌O823R和823G形成時(shí)，可以在端電極815a和815b上形成透明導(dǎo)電膜。
另外，圖8B示出了頂視圖。如圖8B中所示，高耐熱性平坦化膜的邊緣部分834覆蓋著密封材料828。注意到沿鏈狀雙短劃線A-B切開的截面圖8B與圖8A對(duì)應(yīng)。
在這樣制造的有源矩陣發(fā)光器件中，使用高耐熱性平坦化膜816，特別是具有包括硅(Si)和氧(O)鍵的構(gòu)架結(jié)構(gòu)的材料作為用于TFT的層間絕緣膜，且氧化硅也包括在第一電極中。通過使用包含氧化硅的相對(duì)穩(wěn)定的材料作為有源矩陣發(fā)光器件的組成材料，改善了發(fā)光器件的可靠性。
當(dāng)使用透明材料以形成第一電極和使用金屬材料以形成第二電極時(shí)，得到了經(jīng)過襯底810發(fā)出光的結(jié)構(gòu)，即底部發(fā)射型。當(dāng)使用金屬材料以形成第一電極和使用透明材料以形成第二電極時(shí)，得到了經(jīng)過密封襯底833發(fā)出光的結(jié)構(gòu)，即頂部發(fā)射型。當(dāng)使用透明材料形成第一和第二電極時(shí)，得到了經(jīng)過襯底810和密封襯底833二者發(fā)光的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)夭捎蒙鲜鼋Y(jié)構(gòu)的任何一個(gè)。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中，用于圖像顯示的驅(qū)動(dòng)方法沒有具體的限制。例如，可以采用點(diǎn)順序(dot-sequential)驅(qū)動(dòng)方法、線順序驅(qū)動(dòng)方法或幀順序驅(qū)動(dòng)方法。通常，采用線順序驅(qū)動(dòng)方法，其中可以適當(dāng)采用時(shí)分灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)方法或區(qū)域灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)方法。輸入到顯示器的源線的圖像信號(hào)可以是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。另外，根據(jù)圖像信號(hào)可以適當(dāng)設(shè)計(jì)顯示器的驅(qū)動(dòng)電路。
至于使用數(shù)字視頻信號(hào)的顯示器，有將具有恒定電壓(CV)的視頻信號(hào)輸入到像素的顯示器和將具有恒定電流(CC)的視頻信號(hào)輸入到像素的顯示器。該使用具有恒定電壓(CV)的視頻信號(hào)的顯示器件包括其中恒定電壓施加到光發(fā)射元件(CVCV)的顯示器件和其中恒定電流施加到光發(fā)射元件(CVCC)的顯示器件。另外，使用具有恒定電流(CC)的視頻信號(hào)的顯示器件包括其中恒定電壓施加到光發(fā)射元件(CCCV)的顯示器件和其中恒定電流施加到光發(fā)射元件(CCCC)的顯示器件。
在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中，可以提供用于防止靜電擊穿的保護(hù)電路(例如，保護(hù)電路)。
可以不考慮TFT的結(jié)構(gòu)而應(yīng)用本發(fā)明。例如，可以使用頂柵TFT、底柵(倒置交錯(cuò)排列的)TFT，和交錯(cuò)排列的TFT。另外，TFT并不局限于具有單柵極結(jié)構(gòu)的TFT?？梢允褂镁哂卸鄠€(gè)溝道形成區(qū)的多柵極TFT，例如雙柵TFT。
為了提升對(duì)比度，可以提供起偏振片或圓形起偏振片。例如，對(duì)顯示面的一個(gè)或兩個(gè)提供起偏振片或圓形起偏振片。
本實(shí)施例示出了根據(jù)實(shí)施方式2中的工藝形成半導(dǎo)體膜的例子。然而，本發(fā)明不具體局限于此，可以使用實(shí)施方式1至7的任何一個(gè)所描述的方法。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，將參考圖9C描述底部發(fā)射型發(fā)光器件的例子。
首先，在透光性襯底(玻璃襯底大約1.55的折射系數(shù))上形成連接到發(fā)光元件的TFT。由于發(fā)光器件是底部發(fā)射型，因此將高透光性材料用于層間絕緣膜、柵絕緣膜和基絕緣膜。對(duì)于第一層間絕緣膜，這里使用通過等離子體CVD形成的SiNO膜。另外，通過涂敷形成的SiOx膜用作第二層間絕緣膜。
然后，形成電連接到TFT的第一電極1323。對(duì)于第一電極1323，使用包括SiOx的透明導(dǎo)電膜ITSO(100nm的膜厚)。ITSO膜通過濺射形成，其中使用混合有1至10％的氧化硅(SiO2)的氧化銦錫靶，Ar氣體流速、O2氣體流速、壓力、電源功率分別控制在120sccm、5sccm、0.25Pa、3.2kW。然后，在形成ITSO膜后，在200℃的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的熱處理。
然后，形成隔離物1329以覆蓋第一電極1323的周圍邊緣部分。對(duì)于隔離物1329，可以使用無機(jī)材料(例如氧化硅，氮化硅或氮氧化硅)、感光或非感光有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、抗蝕劑、聚酰亞胺氨化物(polyimideamide)或苯并環(huán)丁烯)、通過涂敷得到的SOG膜(例如，包括烷基團(tuán)的SiOx膜)，或它們的疊層。
在本實(shí)施例中，通過濕法蝕刻進(jìn)行對(duì)隔離物1329的構(gòu)圖以便僅使上部具有具有曲率半徑的曲面。例如，優(yōu)選把正性感光丙烯酸用于隔離物1329以在上部具有帶有曲率半徑的曲面。對(duì)于隔離物1329，可以使用通過光輻照在蝕刻劑中變得不可溶的負(fù)性感光材料和通過光輻照在蝕刻劑中變得可溶的正性感光材料中的任何一種。
然后，通過蒸發(fā)或涂敷形成包括有機(jī)化合物的層1324。在本實(shí)施例中，形成用于發(fā)綠光的光發(fā)射元件。通過蒸發(fā)，形成CuPc(20nm)和NPD(40nm)，進(jìn)一步依次分別層疊摻雜有DMQd的Alq3(37.5nm)，Alq3(37.5nm)和CaF2(1nm)。
然后，使用由合金如MgAg，MgIn，AlLi，GaF2或GaN形成的膜，或者由屬于周期表的1或2族的元素和鋁共同蒸發(fā)而形成的膜來形成第二電極1325。在本實(shí)施例中，將Al沉積為200nm的膜厚。另外，如果必要，在其上形成保護(hù)膜。
然后，借助于密封材料(未示出)粘結(jié)密封襯底1333。在密封襯底1333和第二電極1325之間的間隔1327中填充惰性氣體或包括透明樹脂的填充材料。
根據(jù)上述的步驟，完成了底部發(fā)射型的發(fā)光器件。在本實(shí)施例中，每層(層間絕緣膜，基絕緣膜，柵絕緣膜，和第一電極)的折射系數(shù)和膜厚被確定在可調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)以便抑制在層間的界面處的光反射，從而改善光萃取效率。
本實(shí)施例能任意地與實(shí)施方式1至7和實(shí)施例1的任意一個(gè)結(jié)合。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中，將參考圖9A描述頂部發(fā)射型的發(fā)光器件。
首先，在具有絕緣表面的襯底上形成連接到發(fā)光元件的TFT。由于把發(fā)光器件分類為頂部發(fā)射類型，因此對(duì)于層間絕緣膜、柵絕緣膜或基絕緣膜沒有必要使用高透光性材料。在本實(shí)施例中，作為高穩(wěn)定膜，由等離子CVD形成的SiNO膜用作第一層間絕緣膜。另外，作為高穩(wěn)定的膜，通過涂敷形成的SiOx膜用作第二層間絕緣膜。
并且，提供第三層間絕緣膜1211。同樣對(duì)于第三層間絕緣膜1211，使用了通過涂敷形成的SiOx膜。
然后，在通過選擇性地蝕刻第三層間絕緣膜1211形成到達(dá)TFT的電極的接觸孔后，連續(xù)形成反射金屬膜(Al-Si膜(30nm的膜厚))，包括具有更大的功函數(shù)的材料的膜(TiN膜(10nm膜厚))，和透明導(dǎo)電膜(ITSO膜(10nm至100nm的膜厚))。然后，進(jìn)行構(gòu)圖以形成反射電極1212和電連接到TFT的第一電極1213。
然后，形成隔離物1219以覆蓋第一電極1213的邊緣部分。對(duì)于隔離物1219，可以使用無機(jī)材料(例如氧化硅，氮化硅或氮氧化硅)，感光或非感光有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、抗蝕劑、聚酰亞胺氨化物(polyimideamide)或苯并環(huán)丁烯)，或通過涂敷得到的SOG膜，或者它們的疊層。
然后，通過使用蒸發(fā)或者涂敷形成包括有機(jī)化合物的層1214。
然后，使用透明導(dǎo)電膜作為用于頂部發(fā)射型的發(fā)光器件的第二電極1215。
然后，通過蒸發(fā)或?yàn)R射形成透明保護(hù)層1216。透明保護(hù)層1216保護(hù)第二電極1215。
然后，通過密封材料粘結(jié)密封襯底1203以封裝發(fā)光元件。將被密封材料圍繞的區(qū)域填充透明填充材料1217。填充材料1217并不受限制，只要透光性材料用作填充材料1217即可。通常，可以使用紫外線硬化或熱硬化的環(huán)氧樹脂。通過在一對(duì)襯底之間填充了填充材料1217，能改善總的透射比。
根據(jù)上述的步驟，完成了頂部發(fā)射型的發(fā)光器件。在本實(shí)施例中，SiOx包括在每層中(層間絕緣層，基絕緣層，柵絕緣層和第一電極)以改善可靠性。
本實(shí)施例能任意地與實(shí)施方式1至7和實(shí)施例1的任意一個(gè)結(jié)合。
實(shí)施例4在本實(shí)施例中，將參考附圖9B描述與實(shí)施例3不同的頂部發(fā)射型的發(fā)光器件。
首先，在具有絕緣表面的襯底上形成連接到發(fā)光元件的TFT。由于把發(fā)光器件分類為頂部發(fā)射型，因此對(duì)于層間絕緣膜、柵絕緣膜或基絕緣膜沒有必要使用高透光性材料。在本實(shí)施例中，作為高穩(wěn)定膜，由等離子CVD形成的SiNO膜用作第一層間絕緣膜。另外，作為高穩(wěn)定的膜，通過涂敷形成的SiOx膜用作第二層間絕緣膜。通過選擇性地蝕刻層間絕緣膜和柵絕緣膜，形成到達(dá)TFT的有源層的接觸孔。然后，在形成導(dǎo)電膜(TiN/Al-Si/TiN)之后，借助于掩模進(jìn)行蝕刻(利用BCl3和Cl2的混合氣體的干法蝕刻)以形成TFT的源電極和漏電極。
然后，形成電連接到TFT的漏電極(或源電極)的第一電極1223。對(duì)于第一電極1223，使用一層膜或主要包括具有更大功函數(shù)的物質(zhì)的層疊膜，例如TiN、TiSixNy、Ni、W、WSix、WNx、WSixNy、NbN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo，合金或包含上述物質(zhì)的化合物，具有100至800nm的總膜厚。
然后，形成隔離物1229以覆蓋第一電極1223的周圍邊緣部分。對(duì)于隔離物1229，使用有機(jī)樹脂膜或能通過涂敷得到的SOG膜(例如，包括烷基團(tuán)的SiOx膜)。隔離物1229通過干法蝕刻被制成了所希望的形狀。
然后，通過使用蒸發(fā)或涂敷形成包括有機(jī)化合物的層1224。
然后，使用透明導(dǎo)電膜(例如，ITO膜)作為用于頂部發(fā)射型的發(fā)光器件的第二電極1225。
然后，通過蒸發(fā)或?yàn)R射形成透明保護(hù)層1226。透明保護(hù)層1226保護(hù)第二電極1225。
然后，借助于密封材料粘結(jié)密封襯底1233以封裝發(fā)光元件。被密封材料圍繞的區(qū)域填充有透明填充材料1227。填充材料1227并不受限制，只要將透光性材料用作填充材料1227即可。通常，可以使用紫外線硬化或熱硬化的環(huán)氧樹脂。通過在一對(duì)襯底之間填充了填充材料1227，可以改善總的透射比。
根據(jù)上述的步驟，完成了頂部發(fā)射型的發(fā)光器件。
本實(shí)施例能任意地與實(shí)施方式1至7和實(shí)施例1的任意一個(gè)結(jié)合。
實(shí)施例5在本實(shí)施例中，將參考附圖9D描述光能從兩個(gè)襯底發(fā)出的發(fā)光器件的例子。
首先，在透光性襯底(玻璃襯底大約1.55的折射系數(shù))上形成連接到發(fā)光元件的TFT。由于通過透光性襯底透射光而實(shí)現(xiàn)顯示，因此使用高透光性材料用于層間絕緣膜、柵絕緣膜和基絕緣膜。對(duì)于第一層間絕緣膜，這里使用通過等離子體CVD形成的SiNO膜。另外，使用通過涂敷形成的SiOx膜作為第二層間絕緣膜。
然后，形成電連接到TFT的第一電極1423。對(duì)于第一電極1423，使用包括SiOx的透明導(dǎo)電膜ITSO(100nm的膜厚)。
然后，形成隔離物1429以覆蓋第一電極1423的周圍邊緣部分。對(duì)于隔離物1429，可以使用無機(jī)材料(例如氧化硅，氮化硅或氮氧化硅)，感光或非感光有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、抗蝕劑、聚酰亞胺氨化物(polyimideamide)或苯并環(huán)丁烯)，或通過涂敷得到的SOG膜(例如，包括烷基團(tuán)的SiOx膜)，或者它們的疊層。
在本實(shí)施例中，通過濕法蝕刻進(jìn)行對(duì)隔離物1429的構(gòu)圖以使得僅僅上部具有帶有曲率半徑的曲面。
然后，通過蒸發(fā)或涂敷形成包括有機(jī)化合物的層1424。
然后，由于發(fā)光也從密封襯底側(cè)抽出，因此使用透明導(dǎo)電膜用作第二電極1425。
然后，通過蒸發(fā)或?yàn)R射形成透明保護(hù)層1426。透明保護(hù)層1426保護(hù)第二電極1425。
然后，借助于密封材料粘結(jié)密封襯底1443以封裝發(fā)光元件。密封襯底1443也是透光性襯底(玻璃襯底約1.55的折射系數(shù))。被密封材料圍繞的區(qū)域填充有透明填充材料1427。填充材料1427并不受限制，只要透光性材料用作填充材料1427即可。通常，可以使用紫外線硬化或熱硬化的環(huán)氧樹脂。通過在一對(duì)襯底之間填充了填充材料，能改善總的透射比。
在圖9D中示出的發(fā)光器件中，通過設(shè)置兩個(gè)起偏振片使得起偏振片的其中一個(gè)偏振光的方向與另一個(gè)起偏振片偏振光的方向垂直，這能防止顯示圖像在從光發(fā)射器件的一側(cè)難于識(shí)別，這是由于穿過光發(fā)射器件可以看見在光發(fā)射器件之外的背景，其與所顯示的圖像交疊。
本實(shí)施例能任意地與實(shí)施方式1至7的和實(shí)施例1的任意一個(gè)結(jié)合。
實(shí)施例6在實(shí)施例1至5的每一個(gè)中，都參考

了像素部分和端子部分。在本實(shí)施例中，圖10示出了在相同襯底上形成像素部分、驅(qū)動(dòng)電路和端子部分的例子。
在襯底1610上形成基絕緣膜后，形成半導(dǎo)體膜。然后，在形成柵絕緣膜以覆蓋半導(dǎo)體膜后，形成柵電極和端電極。然后，為了形成n溝道的TFT 1636，利用對(duì)于半導(dǎo)體引入n型導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素(典型的，磷或砷)摻雜半導(dǎo)體層以形成源區(qū)和漏區(qū)，如果必要也形成LDD區(qū)。另外，為了形成P溝道的TFT 1637，利用為半導(dǎo)體引入p型導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素(典型的，硼)摻雜半導(dǎo)體膜以形成源區(qū)和漏區(qū)，如果必要也形成LDD區(qū)。
然后，形成用作層間絕緣膜的高耐熱性平坦化膜1616。對(duì)于高耐熱性平坦化膜1616，使用能通過涂敷得到的包括硅(Si)和氧(O)鍵的構(gòu)架結(jié)構(gòu)的絕緣膜。
然后，借助于掩模，在SiNO膜和層間絕緣膜1616中形成接觸孔的同時(shí)，去除層間絕緣膜1616的外圍部分?？梢酝ㄟ^一次蝕刻得到錐形，或者可以通過多于一次的蝕刻得到錐形。
然后，利用高耐熱性平坦化膜1616作為掩模進(jìn)行蝕刻以選擇性地去除包括氫的SiNO膜或柵絕緣膜的暴露部分。
然后，形成導(dǎo)電膜，借助于掩模進(jìn)行蝕刻以形成漏布線和源布線。
然后，形成包括透明導(dǎo)電膜的第一電極1623，即，有機(jī)發(fā)光元件的陽極(或陰極)。與此同時(shí)，在端電極上形成透明導(dǎo)電膜。
在隨后的步驟中，與實(shí)施例1一樣，形成絕緣體1629，包括有機(jī)化合物的層1624，由導(dǎo)電膜形成的第二電極1625和透明保護(hù)膜1626，借助于密封材料1628粘結(jié)密封襯底1633以封裝發(fā)光元件。被密封材料1628圍繞的區(qū)域填充有透明填充材料1627。最后，通過已知方法利用各向異性導(dǎo)電膜1631把FPC 1632附著到端電極上。優(yōu)選使用透明導(dǎo)電膜作為端電極，在形成柵布線的同時(shí)，在端電極上形成透明導(dǎo)電膜。
根據(jù)上述的步驟，在同樣的襯底上形成像素部分，驅(qū)動(dòng)電路和端子部分。如本實(shí)施例中所示，由于n溝道TFT和p溝道的TFT能形成在相同的襯底上，因此驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路能形成在襯底上以使得在其上形成有像素部分的襯底上安裝的IC芯片不是很多。
另外，根據(jù)本發(fā)明光發(fā)射器件并不局限于n溝道TFT和p溝道TFT形成在同一襯底上的結(jié)構(gòu)。像素部分和驅(qū)動(dòng)電路可以僅僅由n溝道TFT或僅由p溝道的TFT形成以減少步驟。
實(shí)施例7在本實(shí)施例中，將參考圖11描述制造有源矩陣液晶顯示器件的例子。
首先，根據(jù)實(shí)施方式1至7的任意一個(gè)，在襯底1100上形成包括半導(dǎo)體膜作為有源層等的TFT以形成像素部分。像素部分包括以矩陣方式設(shè)置的像素電極1101，連接到像素電極1101的開關(guān)元件，和頂柵TFT 1105，以及電容器。電容器具有作為夾在連接到像素電極1101的電極和半導(dǎo)體膜之間的電介質(zhì)的絕緣膜。本發(fā)明可以使得由于發(fā)射光的強(qiáng)度的變化而引起顯示器的非均勻化非常小。另外，由于本發(fā)明可以得到平坦化的半導(dǎo)體膜，因此能得到具有均勻膜厚的絕緣膜以便控制電容的變化。
在本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)低的關(guān)斷電流，示出了利用具有多個(gè)溝道形成區(qū)的雙柵結(jié)構(gòu)的例子。
然后，在形成像素部分后，進(jìn)行取向膜的形成、研磨處理、球形間隔物的分布或柱狀間隔物的形成、濾色器的形成等等。
然后，在惰性氣體氣氛中或者在減小壓力下利用小滴排出方法在相對(duì)襯底上進(jìn)行密封材料的圖案形成。這里密封材料1107借助于分配器系統(tǒng)和噴墨系統(tǒng)形成在預(yù)定位置上(圍繞像素部分的封閉圖案)。對(duì)于密封材料1107，使用了包括填充料(直徑為6至24μm)且具有40至400Pa·s粘度的半透明粘結(jié)劑。優(yōu)選選擇在液晶中不溶解的密封材料，利用密封材料在后面將與液晶接觸。對(duì)于密封材料1107，可以使用光硬化的丙烯酸樹脂或熱硬化的丙烯酸樹脂。另外，在這種情況下由于密封圖案很簡單，可以通過印刷而形成密封材料。然后，將密封材料1107初步硬化。
然后，借助于噴墨系統(tǒng)或分配器系統(tǒng)(圖11)將液晶滴在被密封材料1107圍繞的區(qū)域中。對(duì)于液晶，可以使用具有能夠被噴墨系統(tǒng)或分配器系統(tǒng)放出的粘性的已知液晶材料。由于液晶材料的粘性能通過調(diào)節(jié)液晶材料的溫度而控制，因此液晶材料適于小滴排出方法。通過使用小滴排除方法，能在被密封材料1107包圍的區(qū)域內(nèi)僅保持必要量的液晶。
在滴下液晶后，在減小的壓力下粘結(jié)一對(duì)襯底以防止氣泡進(jìn)入。在粘結(jié)的同時(shí)，在減小的壓力下通過紫外線輻照或熱處理硬化密封材料1107。除了紫外線輻照外還可以進(jìn)行熱處理。
然后，在將粘結(jié)的襯底適當(dāng)?shù)胤殖擅姘宄叽绾?，將FPC，IC和光學(xué)膜適當(dāng)?shù)馗街灾圃煲壕K。
然后，通過提供背光閥1104和用于所得的液晶模塊和覆蓋有蓋1106的鏡子，完成了在圖11中部分示出其截面圖的有源矩陣液晶顯示器件(透射型)?？蛇x擇的，在顯示區(qū)外面設(shè)置背光的同時(shí)可以使用光波導(dǎo)。蓋1106和液晶顯示模塊借助于粘結(jié)材料或有機(jī)樹脂固定在一起。另外，有源矩陣液晶顯示器件被分類成透射型，起偏振片1103與有源矩陣襯底和相對(duì)的襯底都附著在一起。并且，提供另一光學(xué)膜(例如，抗反射膜或偏振膜)和保護(hù)膜(未示出)。
在圖11中，參考數(shù)字1100、1101、1102、1107、1120、1125、1121、1122和1123、1124和1119分別表示襯底、像素電極、柱形間隔物、密封材料、包括有色層和對(duì)于每個(gè)像素設(shè)置的光屏蔽層的濾色器(CF)、平坦化膜、反電極、取向膜、液晶層和保護(hù)膜。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件并不局限于在同一襯底上制造的有n溝道TFT和p溝道TFT的結(jié)構(gòu)。像素部分和驅(qū)動(dòng)電路可以僅僅由n溝道TFT或僅僅由p溝道的TFT形成以減少制造步驟的數(shù)量。
本發(fā)明可以與實(shí)施方式1至7的任意一個(gè)結(jié)合。
實(shí)施例8在本實(shí)施例中，將參考圖12A至12F說明的等效電路圖來描述EL顯示面板的像素結(jié)構(gòu)。
在圖12A中示出的像素中，信號(hào)線1410和電源線1411至1413設(shè)置在列方向上，掃描線1414設(shè)置在行方向上。像素還包括開關(guān)TFT 1401，驅(qū)動(dòng)TFT1403，電流控制TFT 1404，電容器1402和發(fā)光元件1405。
在圖12C中示出的像素，具有基本上與圖12A中示出的像素相同的結(jié)構(gòu)，不同之處僅在TFT 1403的柵電極連接到設(shè)置在行方向上的電源線1413上。也就是說，圖12A和12C的每一個(gè)都說明了相同的等效電路圖。然而，將電源線1412設(shè)置在行方向上(圖12A)的情況與電源線1412設(shè)置在列方向上(圖12C)的情況相比，每個(gè)電源線都是通過使用不同層的導(dǎo)電層而形成。在本實(shí)施例中，給出了連接到驅(qū)動(dòng)TFT 1403的柵電極的布線，分別說明了圖12A和12C以表示用于形成這些布線的層是彼此不同的。
在圖12A和12C中示出的每個(gè)像素的特征在于，TFT 1403和1404在像素中串聯(lián)連接，并且設(shè)置TFT 1403的溝道長度L3和溝道寬度W3和TFT 1404的溝道長度L4和溝道寬度W4以滿足L3/W3∶L4/W4＝5-6000∶1。在滿足6000∶1的情況的例子下，L3為500μm，W3是3μm，L4是3μm，以及W4為100μm。
注意到TFT 1403工作在飽和區(qū)并用于控制在發(fā)光元件1405中流動(dòng)的電流值，而TFT 1404工作在線性區(qū)并用于控制供給發(fā)光元件1405的電流。優(yōu)選兩個(gè)TFT按照制造步驟都具有相同的傳導(dǎo)率。TFT 1403可以是耗盡型的TFT，也可以是增強(qiáng)型的TFT。根據(jù)本發(fā)明，其具有上述結(jié)構(gòu)，TFT 1404工作在線性區(qū)。因此，TFT 1404的Vgs的微小波動(dòng)對(duì)于供給發(fā)光元件1405的電流值沒有影響。也就是說，供應(yīng)給發(fā)光元件1405的電流值由TFT 1403確定，其工作在飽和區(qū)域。本發(fā)明，其具有上述的結(jié)構(gòu)，能夠提供一種顯示器件，其中改善了由于TFT的特性變化而引起的發(fā)光元件的亮度不均勻性，從而提高了圖像質(zhì)量。
在圖12A至12D示出的每個(gè)像素中，TFT 1401控制視頻信號(hào)到像素的輸入。當(dāng)TFT 1401導(dǎo)通以向像素輸入視頻信號(hào)時(shí)，視頻信號(hào)被保存在電容器1402中。雖然圖12A和12C的每一個(gè)示出了提供有電容器1402的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不局限于此。當(dāng)柵電容器等能替代用于保存視頻信號(hào)的電容器時(shí)，顯然提供電容器1402是不必要的。
發(fā)光元件1405具有電致發(fā)光層插在兩個(gè)電極之間的結(jié)構(gòu)，在像素電極和相對(duì)電極(在陽極和陰極之間)之間提供有電勢差以在正向偏偏置方向施加電壓。電致發(fā)光層包括多種材料中的任何一種，例如有機(jī)材料和無機(jī)材料，并且在電致發(fā)光層中的發(fā)光包括從單重激發(fā)態(tài)返回至基態(tài)的光發(fā)射(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)返回至基態(tài)的光發(fā)射(磷光)。
在圖12B中示出的像素，其基本上具有與圖12A相同的像素結(jié)構(gòu)，區(qū)別僅在于另外提供了TFT 1406和掃描線1415。相似的，在圖12D中示出的像素，其具有與圖12C中相同的像素結(jié)構(gòu)，區(qū)別僅在于另外提供了TFT 1406和掃描線1416。
TFT 1406的開關(guān)(開/關(guān))通過另外提供的掃描線1415控制。當(dāng)TFT 1406導(dǎo)通時(shí)，釋放保留在電容器1402中的電荷以關(guān)閉TFT 1404。也就說，TFT 1406的設(shè)置強(qiáng)制使得發(fā)光元件1405達(dá)到?jīng)]有電流流向其的狀態(tài)。因此，在圖12B和12D示出的結(jié)構(gòu)中，發(fā)射周期能與寫入周期同時(shí)開始或在寫入周期之后立即開始，而不需要等待完成寫入信號(hào)到所有像素，因此改善了占空率。
在圖12E中示出的像素中，信號(hào)線1450和電源線1411和1452設(shè)置在列方向，掃描線1453設(shè)置在行方向。像素也包括開關(guān)TFT 1441，驅(qū)動(dòng)TFT 1443，和電容器1442和發(fā)光元件1444。圖12F中所示的像素，其與圖12E基本具有相同的像素結(jié)構(gòu)，區(qū)別僅僅在于另外提供了TFT 1445和掃描線1454。同樣在圖12F中示出的結(jié)構(gòu)中，TFT 1445的設(shè)置使得改善占空率成為可能。
本實(shí)施例可以任意地與實(shí)施方式1至7的任何一個(gè)結(jié)合。
實(shí)施例9根據(jù)本發(fā)明的顯示器件和電子器件的例子，能給出攝影機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置(如車內(nèi)音頻系統(tǒng)或音頻設(shè)備)，和膝上型個(gè)人電腦、游戲機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(例如移動(dòng)電腦、蜂窩電話、便攜式游戲機(jī)或電子書)，和裝配有記錄媒介的圖像再現(xiàn)系統(tǒng)(特別的，裝配有顯示器的器件，其能記錄媒介如數(shù)字通用盤(DVD)并顯示圖像)。圖13A和13E示出了電子器件的具體例子。
圖13A是具有22至50英寸大屏幕的大尺寸顯示器件，其中包括框架體2001，支撐座2002，顯示部分2003，和視頻輸入端子2005。顯示器件包括用于顯示信息的所有器件，如用于電腦和接收電視廣播的信息。本發(fā)明即使采用22至50英寸的大屏幕仍能完成具有減小了的顯示非均勻性并具有更高產(chǎn)量的大尺寸顯示器件。
圖13B是膝上型個(gè)人電腦，其包括主體2201，框架體2202，顯示部分2203，鍵盤2204和外部連接部分2205，和指示鼠標(biāo)2206。本發(fā)明使得完成具有減小了顯示非均勻性并具有更高產(chǎn)量的膝上型個(gè)人電腦成為可能。
圖13C是裝配有記錄媒介(特別的，DVD再現(xiàn)器件)的便攜式圖像再現(xiàn)器件，其包括主體2401，框架體2402，顯示部分A 2403，顯示部分B 2404，記錄媒介(如DVD)讀取部分2405，工作鍵2406，揚(yáng)聲器部分2407。顯示部分A 2403主要用于顯示圖像信息，而顯示部分B 2404主要用于顯示字符信息。裝配有記錄媒介的圖像再現(xiàn)裝置還包括家庭游戲機(jī)。本發(fā)明使得完成具有減小了的顯示非均勻性而產(chǎn)量更高的圖像再現(xiàn)器件成為可能。
圖13D是個(gè)人數(shù)字助理的透視圖，圖13E是說明個(gè)人數(shù)字助理折疊以用作蜂窩電話的情形。在圖13D的情況下，在使用鍵盤的情況下，用戶用他/她的右手手指操作工作鍵2706a而用他/她的左手手指操作工作鍵2706b。本發(fā)明使得完成具有減小了的顯示非均勻性而產(chǎn)量更高的個(gè)人數(shù)字助理成為可能。
如圖13E中所示，在被折疊的情況下，當(dāng)用一只手握住主體和框架體2707時(shí)，使用聲音輸入部分2704、聲音輸出部分1705，和工作鍵2706，天線2708等等。
圖13D和13E中示出的個(gè)人數(shù)字助理主要具有用于橫向顯示圖像和字符的高清晰度顯示部分2703a和用于垂直顯示的顯示部分2703b。
如上所述，通過實(shí)施本發(fā)明能完成不同的電子器件，即，使用實(shí)施方式1至7和實(shí)施例1至8的任何一種方法或結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明能減小缺陷像素如點(diǎn)缺陷以提高產(chǎn)量。
另外，在發(fā)光器件具有包括有機(jī)化合物作為其發(fā)光層(具有EL元件的發(fā)光器件)的情況下，本發(fā)明能夠抑制TFT的關(guān)斷電流的變化并能減小顯示缺陷如亮度的變化。并且，在透射型液晶顯示器件的情況下，能減小由于透射光的強(qiáng)度變化引起的顯示缺陷。
雖然參考附圖以示例的方式詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是可以理解多種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯然的。因此，除非這些變化和修改超出了下文中所限定的本發(fā)明的范圍，否則可以解釋他們是可以包括在其中的。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在絕緣表面上形成第一半導(dǎo)體膜；利用激光輻照第一半導(dǎo)體膜；在第一半導(dǎo)體膜的表面上形成氧化膜；通過構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜形成第二半導(dǎo)體膜；通過使用包含臭氧的溶液氧化第二半導(dǎo)體膜的表面；和加熱第二半導(dǎo)體膜用于形成第三半導(dǎo)體膜。
2.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在絕緣表面上形成第一半導(dǎo)體膜；利用激光輻照第一半導(dǎo)體膜；在第一半導(dǎo)體膜的表面上形成氧化膜；通過構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜形成半導(dǎo)體膜；加熱第一半導(dǎo)體膜以形成第二半導(dǎo)體膜；和通過使用包含臭氧的溶液氧化第二半導(dǎo)體膜的表面。
3.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在絕緣表面上形成第一半導(dǎo)體膜；利用激光輻照第一半導(dǎo)體膜；在第一半導(dǎo)體膜的表面上形成氧化膜；通過構(gòu)圖第一半導(dǎo)體膜形成第二半導(dǎo)體膜；加熱第二半導(dǎo)體膜以形成第二半導(dǎo)體膜；通過使用包含臭氧的溶液氧化第二半導(dǎo)體膜的表面；和加熱第二半導(dǎo)體膜以形成第三半導(dǎo)體膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一個(gè)的方法，其中形成第一半導(dǎo)體膜的步驟包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜；加入金屬元素到包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中；結(jié)晶包括非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜以形成包括晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜；和去除在包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面上的氧化膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一個(gè)的方法，其中在利用激光輻照第一半導(dǎo)體膜的步驟和在第一半導(dǎo)體膜的表面上形成氧化膜的步驟之間，去除利用激光輻照第一半導(dǎo)體膜形成的氧化膜。
6.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜；將金屬元素加入到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜；結(jié)晶第一半導(dǎo)體膜以形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體膜；利用激光輻照第二半導(dǎo)體膜；進(jìn)行第二半導(dǎo)體膜的第一熱處理；通過使用包含臭氧的溶液氧化第二半導(dǎo)體膜的表面以形成氧化膜；在氧化膜上形成包括稀有氣體元素的第三半導(dǎo)體膜；進(jìn)行第二熱處理，以便通過將金屬元素吸除到第二、三層半導(dǎo)體膜中來減少在第二半導(dǎo)體膜中的金屬元素；去除第三半導(dǎo)體膜；和去除氧化膜。
7.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜；將金屬元素加入到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜；結(jié)晶第一半導(dǎo)體膜以形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體膜；利用激光輻照第二半導(dǎo)體膜；通過使用包含臭氧的溶液氧化第二半導(dǎo)體膜的表面以形成氧化膜；進(jìn)行第二半導(dǎo)體膜的第一熱處理；在氧化膜上形成包括稀有氣體元素的第三半導(dǎo)體膜；進(jìn)行第二熱處理，以便通過將金屬元素吸除到第三半導(dǎo)體膜中，來減小在第二半導(dǎo)體膜中的金屬元素；去除第三半導(dǎo)體膜；和去除氧化膜。
8.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在絕緣表面上形成包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜；將金屬元素加入到包括非晶結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體膜；結(jié)晶第一半導(dǎo)體膜以形成包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體膜；利用激光輻照第二半導(dǎo)體膜；進(jìn)行第二半導(dǎo)體膜的第一熱處理；通過使用包含臭氧的溶液氧化第二半導(dǎo)體膜的表面以形成氧化膜；進(jìn)行第二半導(dǎo)體膜的第二熱處理；在氧化膜上形成包括稀有氣體元素的第三半導(dǎo)體膜；進(jìn)行第三熱處理，以便通過將金屬元素吸除到第三半導(dǎo)體膜中，來減小在第二半導(dǎo)體膜中的金屬元素；去除第三半導(dǎo)體膜；和去除氧化膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8的任何一個(gè)的方法，其中在進(jìn)行激光輻照的步驟之前去除在第二半導(dǎo)體膜的表面處形成氧化膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8的任何一個(gè)的方法，其中在進(jìn)行激光輻照的步驟之后去除通過激光輻照形成的氧化膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至8的任何一個(gè)的方法，其中氧化膜是膜厚為1至10nm的氧化硅膜和氮氧化硅膜的其中一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求4和6至8的任何一個(gè)的方法，其中金屬元素包括選自由Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu和Au組成的組的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至8的任何一個(gè)的方法，其中稀有氣體元素是選自由He、Ne、Ar、Kr和Xe組成的組中的至少一種。
全文摘要
當(dāng)利用激光輻照半導(dǎo)體膜時(shí)，半導(dǎo)體膜被瞬間熔化并局部膨脹。為了減小由這種膨脹所產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，在半導(dǎo)體膜中局部地產(chǎn)生應(yīng)變。因此，在存在應(yīng)變的部分和不存在應(yīng)變的部分引起了變化，并且變化也由應(yīng)變程度的不同而引起。根據(jù)本發(fā)明，在激光輻照之后，通過使用包含臭氧的溶液(典型的，臭氧水)形成氧化膜(稱作化學(xué)氧化物)以形成1至10nm總膜厚的氧化膜，并且，進(jìn)行用于減小半導(dǎo)體膜的應(yīng)變的熱處理(瞬間加熱半導(dǎo)體膜到大約400至1000℃的熱處理)。
文檔編號(hào)H01L21/84GK1691277SQ20051007623
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者小久保千穗, 山崎舜平, 高野圭惠, 入江裕明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所