專利名稱：薄膜集成電路及制造該薄膜集成電路、cpu、存儲(chǔ)器、電子卡和電子設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成于絕緣基底例如玻璃上的薄膜晶體管(以下稱為TFT)和包括多個(gè)TFT的薄膜集成電路，及其制造方法。
2.已有技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)電路的高速運(yùn)行，在采用硅晶片的大規(guī)模集成電路(以下稱為LSI)中，源區(qū)、漏區(qū)和柵電極使用硅化物，從而降低源區(qū)和漏區(qū)的電阻，以此降低接觸電阻。Salicide(自對準(zhǔn)硅化物)是一種按自對準(zhǔn)方式以MOS晶體管的擴(kuò)散層形成硅化物的公知工藝(例如，參考文獻(xiàn)1Innovation of Logic LSI technology editedby Kenji Maeguchi，Masao Fukuma，Sotoju Asai，Science Forum pp.238～241)。
圖5A～5D分別展示了典型的salicide工藝。這種工藝采用兩步退火方法。首先，形成金屬膜506，覆蓋包括均形成在硅基底501上的擴(kuò)散層502、場氧化膜503、側(cè)壁504和柵電極505的MOS晶體管(圖5A)。Ti、Co或Ni可以用做金屬膜506。作為金屬膜506，可以在金屬膜上形成TiN，用做抗氧化膜。形成金屬膜506后，對MOS晶體管進(jìn)行第一次退火(圖5B)。對于第一次退火，許多情況下是在600～750℃、氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行RTA(快速熱退火)。在第一次退火中，由于氮化物反應(yīng)，Ti膜的表面變成TiN(未示出)，在硅與金屬膜506之間的界面形成亞穩(wěn)態(tài)的TiSi2層507。接著，使用H2SO4+H2O2+H2O或者NH4OH+H2O2+H2O溶液，有選擇地去除TiN和未反應(yīng)的金屬膜508(圖5C)。在此步驟中，由于TiSi2層507具有約60～300μΩcm相對高的電阻，所以在800～850℃進(jìn)行兩次退火，以便獲得低電阻TiSi2層509(15～25μΩcm)(圖5D)。由于硅的擴(kuò)散導(dǎo)致在TiSi2中的硅化物反應(yīng)，所以第一次退火溫度過高時(shí)，容易引起側(cè)壁上的硅化物過度生長，從而柵電極易于與源和漏區(qū)短路。因此，在低于第二次熱退火的溫度進(jìn)行第一次熱退火，形成高電阻TiSi2。去除未反應(yīng)金屬膜后，進(jìn)行第二次熱退火，形成低電阻態(tài)的TiSi2。

發(fā)明內(nèi)容
對于形成在玻璃基底上的諸如存儲(chǔ)器或CPU的薄膜集成電路的高速運(yùn)行，如果對玻璃基底上的薄膜集成電路使用如上所述的對硅晶片上的LSI所采用的Salicide工藝，則在高于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行用于獲得低電阻硅化物的第二次退火。因此，導(dǎo)致玻璃基底的收縮，校正誤差成為問題。如果為了避免玻璃基底的收縮，而僅通過第一次退火進(jìn)行Salicide工藝，不進(jìn)行第二次退火，則玻璃基底的收縮不會(huì)成為問題。然而，由于僅形成了高電阻相TiSi2時(shí)就結(jié)束反應(yīng)，所以源和漏區(qū)的寄生電阻未能得到充分降低。
針對上述問題完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于避免玻璃基底的收縮并且采用Salicide工藝在玻璃基底上制造TFT。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于降低玻璃基底上形成的TFT的源和漏區(qū)的電阻。
本發(fā)明提供一種可用于玻璃基底上的薄膜集成電路的硅化(硅化物)工藝。此外，本發(fā)明還提供一種通過一次退火就可以有效地形成硅化物的工藝。注意根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路包括TFT。
本發(fā)明的一個(gè)特征在于對玻璃基底上的薄膜集成電路施以硅化工藝時(shí)采用激光退火。利用激光退火可以局部加熱玻璃基底，從而解決基底收縮問題。
此外，形成金屬膜作為基膜，以便提高透明玻璃基底(以下稱為金屬基膜)的激光吸收效率。
通過在硅化工藝中使用能夠局部加熱玻璃基底的激光退火，基底收縮不再成為問題，并且源和漏區(qū)的寄生電容得以降低，從而使得玻璃基底上形成的薄膜集成電路的高速運(yùn)行成為可能。而且，由于金屬基膜吸收激光照射的熱量，所以除了激光照射之外，還從金屬基膜向半導(dǎo)體層提供熱量，所以能夠提高源和漏區(qū)的硅化效率。與未設(shè)置金屬基膜的情形相比，能夠以更慢的幅度改變半導(dǎo)體膜的溫度。通過減慢半導(dǎo)體膜的溫度變化，使源和漏區(qū)中的硅化物反應(yīng)進(jìn)行下去，并且實(shí)現(xiàn)源和漏區(qū)的較低電阻。
根據(jù)本發(fā)明，能夠使用比硅晶片更大而且更廉價(jià)的玻璃基底，從而能夠以較低成本和較高生產(chǎn)率批量制造薄膜集成電路，能夠大幅度降低生產(chǎn)成本。此外，在采用把薄膜集成電路從玻璃基底固定到柔性基底的工藝的情形，還能夠重復(fù)使用基底。因此，能夠降低薄膜集成電路的成本。
附圖的簡要說明在附圖中，

圖1A～1E分別展示了實(shí)施模式1的步驟；圖2A～2E分別展示了實(shí)施模式2的步驟；圖3A～3D分別展示了實(shí)施模式2的步驟；圖4A～4D分別展示了實(shí)施模式3的步驟；圖5A～5D分別展示了傳統(tǒng)例子的步驟；圖6A～6E分別展示了實(shí)施例1；圖7A～7C分別展示了實(shí)施例1；圖8A～8D分別展示了實(shí)施例2；圖9A～9D分別展示了實(shí)施例3；圖10展示了實(shí)施例4；圖11展示了實(shí)施例5；圖12A～12H分別展示了應(yīng)用本發(fā)明的薄膜集成電路的電子設(shè)備的例子。
發(fā)明的詳細(xì)說明以下結(jié)合附圖對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施模式的予以說明?？梢园丛S多不同方式實(shí)施本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，在不偏離本發(fā)明的精髓和范圍的條件下，對在此說明的模式和細(xì)節(jié)均可以做各種方式的改進(jìn)。應(yīng)該注意，不應(yīng)把本發(fā)明解釋成僅限于以下給出的對實(shí)施模式的說明。
實(shí)施模式1實(shí)施模式1介紹了在金屬用做薄膜集成電路的基膜的情形中的Salicide工藝。首先，本發(fā)明人考察了在采用兩步退火的Salicide工藝中哪個(gè)階段進(jìn)行激光退火是有效的。
如果對基底整個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行用于獲得低電阻硅化物的第二次退火，則必須進(jìn)行高溫退火，例如800～850℃，從而玻璃基底的收縮成為問題。從這個(gè)問題來看，第二次退火應(yīng)采用激光，以便局部加熱玻璃基底。此時(shí)，玻璃基底的收縮沒有問題。然而，由于在有選擇地去除未反應(yīng)的金屬膜之后進(jìn)行激光退火，所以與第一次退火相比，金屬膜作為熱吸收層的作用減小了。因此，可以想像激光吸收效率降低了，并且硅化反應(yīng)難以進(jìn)行下去。但是，如果第一次退火采用激光，換言之，在形成金屬膜覆蓋TFT之后就進(jìn)行激光退火，則存在引起硅化物過度生長的問題。這是因?yàn)榛渍麄€(gè)表面上形成的金屬膜起熱吸收層的作用，雖然有效地提高了整個(gè)基底的溫度，但卻難以控制溫度，硅化反應(yīng)進(jìn)行過大。作為硅化物過度生長的結(jié)果，存在柵電極與源和漏區(qū)短路的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，本發(fā)明人考慮的適當(dāng)方式是，Salicide工藝的第一次退火采用能夠容易控制溫度的快速熱退火(RTA)等，第二次退火采用激光。在本實(shí)施模式中，在玻璃基底的整個(gè)表面加熱到基底收縮不成為問題的溫度，形成高電阻硅化物，并且有選擇地去除未反應(yīng)的金屬膜之后，進(jìn)行激光照射。此外，使用金屬膜(以下稱為金屬基膜)作為熱吸收層，以便提高第二次退火中的激光吸收效率。由于金屬基膜吸收激光照射的熱量，所以除了來自激光的熱量之外，還從金屬基膜向TFT的源和漏區(qū)提供熱量。
以下，結(jié)合附圖1A～1E說明本實(shí)施模式。為了簡化說明，對如圖1A所示具有側(cè)壁的TFT施以Salicide工藝。
在玻璃基底101上形成金屬基膜102。作為金屬基膜102的材料，可以使用選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的元素，或者使用主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。金屬基膜102可以具有單層結(jié)構(gòu)，或者兩層或多層的疊層結(jié)構(gòu)。并且，作為金屬基膜102的材料，可以使用硅或非晶硅。
然后，在金屬基膜102上形成絕緣基膜103?？梢圆捎脝文せ蛘哐趸?、氮化硅、氧氮化硅等的疊層膜來作為絕緣基膜。
隨后，在絕緣基膜上形成具有側(cè)壁108的TFT109(圖1A)。TFT109包括半導(dǎo)體層104、柵絕緣膜105、和包含第一導(dǎo)電層106和第二導(dǎo)電層107的柵電極。溝道形成區(qū)110、源區(qū)111、漏區(qū)112和LDD區(qū)113包括在半導(dǎo)體層104中。在第二導(dǎo)電層107上形成例如氧化硅的絕緣膜114，絕緣膜114用于防止柵電極與后續(xù)工序形成的金屬膜接觸。然后，通過濺射法形成用于覆蓋TFT109的金屬膜115。金屬膜115可以采用高熔點(diǎn)金屬，例如Ti、Co或Ni，本實(shí)施模式中采用Ti?？梢栽诮饘倌?15上形成TiN(未示出)作為抗氧化膜(圖1B)。形成抗氧化膜時(shí)，可以通過濺射法形成Ti，然后通過反應(yīng)濺射法接著形成TiN。注意可以采用CVD法形成金屬膜和抗氧化膜。
通過采用RTA等方法，在不會(huì)引起基底收縮的溫度進(jìn)行第一次退火(680℃以下，650℃以下更好)，形成高電阻的TiSi2層116。如果退火溫度過高，則退火應(yīng)該小心進(jìn)行。原因在于，由于高溫下硅化物發(fā)生反應(yīng)過多，所以存在側(cè)壁上生長硅化物并且由此柵電極與源和漏區(qū)短路的危險(xiǎn)(圖1C)。
完成第一次退火之后，利用氨水和過氧化氫溶液等的混合溶液去除未反應(yīng)的金屬膜117，并且進(jìn)行激光照射作為第二次退火(圖1D)。可以采用受激準(zhǔn)分子激光、固體激光等(基波，優(yōu)選諧波；例如激光波長1064nm，優(yōu)選532nm)。通過激光退火使高電阻TiSi2層116中發(fā)生硅化物反應(yīng)，由此使得高電阻TiSi2層116變成低電阻TiSi2層118(圖1E)。此外，由于第二次退火時(shí)金屬基膜102吸收激光照射的熱量，所以除了來自激光照射的熱量之外，還從金屬基膜102向半導(dǎo)體層104提供熱量，能夠提高源和漏區(qū)111和112中的硅化物的反應(yīng)效率。雖然金屬具有高的熱導(dǎo)率，從而由于金屬基膜而從半導(dǎo)體膜輻射熱量，但是，由于金屬基膜本身吸收熱量，所以從金屬基膜向半導(dǎo)體膜提供熱量。半導(dǎo)體膜的溫度緩慢地變化，從而源和漏區(qū)中發(fā)生硅化物反應(yīng)，因此獲得較低的電阻。
實(shí)施模式2實(shí)施模式2說明的是實(shí)施模式1中所描述的Salicide工藝用于將薄膜集成電路固定到柔性基底例如塑料的工藝。
作為其上的分離層包括薄膜集成電路的基底，可以采用玻璃基底、石英基底、半導(dǎo)體基底、陶瓷基底、金屬基底等，本實(shí)施模式中采用玻璃基底。這是因?yàn)椴ＡЩ走h(yuǎn)比其它基底便宜，并且可以擴(kuò)大基底的尺寸。因此，可以用一片大的玻璃基底同時(shí)制造多個(gè)顯示器件或者薄膜集成電路，可以高生產(chǎn)率、低成本地批量生產(chǎn)顯示器件或者薄膜集成電路。此外，玻璃基底可以用于顯示器件越來越大的屏幕。
以下，將結(jié)合附圖2A～2E和圖3A～3D說明本實(shí)施模式。為了簡化說明，對具有圖2A所示側(cè)壁的TFT施以Salicide工藝，把分離后的包括薄膜集成電路的分離層固定到柔性基底上。
在玻璃基底上形成分離膜201。作為分離膜201的材料，可以使用選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的元素，或者使用主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。分離膜201可以具有單層結(jié)構(gòu)或者兩層或更多層的疊層結(jié)構(gòu)。
然后，在分離膜201上依次形成氧化膜202、絕緣基膜203、和具有側(cè)壁的TFT。除了分離膜201和氧化膜202之外，其余元件均與實(shí)施模式1相同，因此省略對其的說明，對于相同的元件采用相同的參考標(biāo)記(圖2A)。
采用濺射法形成金屬膜203用于覆蓋TFT109。高熔點(diǎn)金屬例如Ti、Co或Ni可以用于金屬膜203，本實(shí)施模式采用Ti?？梢栽诮饘倌?03上形成TiN(未示出)作為抗氧化膜(圖2B)。形成抗氧化膜時(shí)，可以通過濺射法形成Ti，然后通過反應(yīng)濺射法隨后形成TiN。注意可以采用CVD法形成金屬膜和抗氧化膜。
通過采用RTA等方法，在不會(huì)引起基底收縮的溫度進(jìn)行第一次退火，形成高電阻的TiSi2層204。如果退火溫度過高，則退火應(yīng)該小心進(jìn)行。原因在于，由于高溫下硅化物發(fā)生反應(yīng)過多，所以存在側(cè)壁上生長硅化物并且由此柵電極與源和漏區(qū)短路的危險(xiǎn)(圖2C)。
完成第一次退火之后，利用氨水和過氧化氫溶液等的混合溶液，去除未反應(yīng)的金屬膜205，并且進(jìn)行激光照射作為第二次退火(圖2D)。可以采用受激準(zhǔn)分子激光、固體激光等(波長1064nm或者532nm)。通過激光退火使高電阻TiSi2層204中發(fā)生硅化物反應(yīng)，由此使得高電阻TiSi2層204變成低電阻TiSi2層206(圖2E)。此外，由于第二次退火時(shí)分離膜201吸收激光照射的熱量，所以除了來自激光照射的熱量之外，還從分離膜201向半導(dǎo)體層104提供熱量，能夠提高源和漏區(qū)111和112中的硅化物的反應(yīng)效率。雖然金屬具有高的熱導(dǎo)率，從而由于金屬基膜而從半導(dǎo)體膜輻射熱量，但是，由于金屬基膜本身吸收熱量，所以也從金屬基膜向半導(dǎo)體膜提供熱量。半導(dǎo)體膜的溫度緩慢地變化，從而源和漏區(qū)中發(fā)生硅化物反應(yīng)，因此獲得較低的電阻。
可以對雜質(zhì)區(qū)例如源和漏區(qū)施以熱激活。例如，形成覆蓋TFT的厚50nm的SiON膜(未示出)之后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行四小時(shí)的550℃的熱處理。
此外，形成厚100nm的含氫SiNx膜(未示出)之后，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行一小時(shí)的410℃的熱處理，修復(fù)半導(dǎo)體膜的缺陷。例如這是終止結(jié)晶硅內(nèi)的懸掛鍵的工序，也稱為氫化處理工序。隨后，可以形成厚600nm的SiON膜(未示出)，作為保護(hù)TFT的層間絕緣膜。此時(shí)，形成SiON、SiNx和SiON依次層疊的三層絕緣膜；但是其結(jié)構(gòu)和材料并不限于此。
接著，可以采用主要含無機(jī)材料(例如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)、或者有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酰、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯、或硅氧烷)的物質(zhì)來形成層間絕緣膜207，以覆蓋TFT109。硅氧烷具有帶硅(Si)和氧(O)鍵的骨架結(jié)構(gòu)。作為其取代基，采用至少包括氫的有機(jī)基團(tuán)(例如烷基團(tuán)或芳烴)。而且，可以使用氟基團(tuán)作為取代基。并且，可以使用至少包含氫和氟基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)作為取代基。在此注意，可以通過等離子體CVD法、大氣壓等離子體法等，在層間絕緣膜207上形成DLC(類金剛石的碳)、氧化硅膜、氮化硅膜、或氮氧化硅膜等作為保護(hù)膜(未示出)。
然后，在層間絕緣膜207的規(guī)定區(qū)域形成接觸孔，形成Al、Ti、Mo、W等導(dǎo)電膜填充接觸孔，把導(dǎo)電膜蝕刻成要求的形狀，形成源和漏電極208(圖3A)。
形成鈍化膜209，覆蓋層間絕緣膜207和源和漏電極208，并且用做分離層210。此后，利用粘結(jié)層211例如環(huán)氧樹脂等，把支撐介質(zhì)212粘附到鈍化膜209上。鈍化膜可以采用主要包括無機(jī)材料(例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅)、或者有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酰、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯、或硅氧烷)的物質(zhì)。硅氧烷具有帶硅(Si)和氧(O)鍵的骨架結(jié)構(gòu)。作為其取代基，采用至少包括氫的有機(jī)基團(tuán)(例如烷基團(tuán)或芳烴)。而且，可以使用氟基團(tuán)作為取代基。并且，可以使用至少包含氫和氟基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)作為取代基。支撐介質(zhì)可以采用10μm或以上的樹脂基片，例如PES(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate))。
通過物理方式或化學(xué)方式使帶有分離膜201的基底與分離層210分離(圖3C)。分離膜201的膜應(yīng)力與氧化膜202的不同，因此利用較小的力即可使這些膜分離。注意可以通過使用鹵素氟化物(化學(xué)式XFn，X是除氟之外的鹵素，n是整數(shù))等的物理方式去除分離膜。作為通過噴射鹵素氟化物對分離膜進(jìn)行分離的方法，可以采用從噴嘴排放加壓水流的方法(稱為噴水法)或者排放高壓氣流的方法。此時(shí)，可以采用有機(jī)溶劑、酸溶液或堿溶液代替水。并且，可以使用空氣、氮?dú)狻⒍趸細(xì)怏w或稀有氣體，或者使用這些氣體的等離子體作為氣體。注意可以進(jìn)行熱處理或激光照射，以便促進(jìn)分離。
然后，利用環(huán)氧樹脂等制成的粘結(jié)層213，把塑料制成的轉(zhuǎn)移介質(zhì)214粘附到分離層210上，所述塑料例如是PES(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate))。注意支撐介質(zhì)和轉(zhuǎn)移體不限于上述材料，只要支撐介質(zhì)和轉(zhuǎn)移體是柔性的即可。
在本實(shí)施模式中，分離膜也起激光吸收層的作用。換言之，本實(shí)施模式的分離膜在Salicide工藝中起吸收層的作用，在將薄膜集成電路固定到柔性基底上的工藝中起分離膜的作用。通過使用分離膜作為金屬基膜，不必增加新的工序即可實(shí)施Salicide工藝。
注意可以在支撐介質(zhì)212與分離層210之間設(shè)置顯示元件例如液晶或EL(電致發(fā)光)。
而且，可以在鈍化膜209上設(shè)置布線(未示出)，或者在替換鈍化膜而形成的層間絕緣膜上設(shè)置布線，以使布線通過層間絕緣膜中形成的接觸孔與源電極或漏電極連接。換言之，可以采用在不同層形成的布線通過絕緣膜相互連接的結(jié)構(gòu)(多層布線)。
實(shí)施模式3實(shí)施模式3結(jié)合圖4A～4D說明通過一次退火可以在玻璃基底上的薄膜集成電路中有效地進(jìn)行硅化工藝的模式。注意玻璃基底上具有側(cè)壁的TFT與實(shí)施模式1的相同，因此省略對其的說明，并且使用相同的參考標(biāo)記。
形成金屬膜401覆蓋TFT109，在準(zhǔn)備硅化的源和漏區(qū)上形成光刻膠402(圖4A)。利用氨水和過氧化氫溶液的混合溶液等選擇地去除金屬膜401，從而在源和漏區(qū)上部分地留下金屬膜403，如圖4B所示。然后，通過激光退火進(jìn)行源和漏區(qū)的硅化(圖4C)?？梢圆捎檬芗?zhǔn)分子激光、固體激光(波長1064nm或532nm)等。如果在基底前表面上形成TFT109，則可以用激光照射基底的前表面或后表面。
激光退火期間，金屬基膜102吸收激光照射的熱量，除了來自激光照射的熱量之外，還從分離膜102向半導(dǎo)體層104提供熱量，可以提高源和漏區(qū)111和112中的硅化反應(yīng)效率(圖4D)。雖然金屬具有高的熱導(dǎo)率，從而由于金屬基膜而從半導(dǎo)體膜輻射熱量，但是，由于金屬基膜本身吸收熱量，所以從金屬基膜向半導(dǎo)體膜提供熱量。半導(dǎo)體膜的溫度緩慢地變化，從而源和漏區(qū)中發(fā)生硅化物反應(yīng)，因此獲得較低的電阻。
注意實(shí)施模式1～3中，通過使用金屬的基膜(在實(shí)施模式2中是分離膜)，即使源和漏區(qū)不被硅化，向源和漏區(qū)添加的雜質(zhì)也能夠被有效地?zé)峒せ?。如果不形成硅化物，由于基底整個(gè)表面上不形成金屬膜覆蓋TFT，所以對于使用燈加熱的RTA處理等，玻璃基底原本具有較差的熱吸收效率，因此不能足夠地加熱。但是，正如實(shí)施模式1～3中那樣，當(dāng)形成金屬膜作為基膜時(shí)，利用燈可以在短時(shí)間內(nèi)快速有效地提高溫度。
實(shí)施例1實(shí)施例1結(jié)合圖6A～6E和7A～7C，說明包含TFT的薄膜集成電路器件的具體制造方法。在此，簡化展示采用n溝道型TFT和p溝道型TFT的CPU和存儲(chǔ)單元的剖面圖，并且說明其制造方法。
在玻璃基底601上形成金屬基膜602。例如，采用康寧公司(CorningIncorporated)制造的1737基底作為玻璃基底。作為金屬基膜602的材料，可以使用選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的元素，或者使用主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。金屬基膜602可以具有單層結(jié)構(gòu)，或者兩層或多層的疊層結(jié)構(gòu)。
然后，在金屬基膜602上形成氧化膜603。氧化膜603可以使用氧化硅、氮氧化硅或金屬氧化物材料的單層或疊層。注意可以通過濺射法、等離子體CVD法、涂敷法等形成氧化膜603。
在氧化膜603上形成絕緣基膜604a和604b。這里，使用SiH4、NH3和N2O作為材料氣體，通過等離子體CVD法，在400℃的淀積溫度，形成50nm厚(厚度優(yōu)選10～200nm)的氮氧化硅膜(組成比例Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)。而且，使用SiH4和N2O作為材料氣體，通過等離子體CVD法，在400℃的淀積溫度，形成100nm厚(厚度優(yōu)選50～200nm)的氮氧化硅膜(組成比例Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。層疊兩種氮氧化硅膜作為絕緣基膜。另外，絕緣基膜也可以具有單層結(jié)構(gòu)或者三層以上的疊層結(jié)構(gòu)，不限于上述的結(jié)構(gòu)(圖6A)。
之后，在絕緣基膜604b上形成半導(dǎo)體膜。作為半導(dǎo)體膜的材料使用硅或硅鍺合金(SixGe1-x(x＝0.0001～0.02))等，通過已有方法形成半導(dǎo)體膜(例如濺射法、LPCVD法或等離子體CVD法)。
隨后，采用旋涂機(jī)涂敷含10ppm(重量比)鎳的乙酸鎳鹽溶液，進(jìn)行熱處理，形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。也可以通過濺射法代替涂敷法在整個(gè)表面上噴涂鎳元素，或者可以采用其它已有晶化方法，例如固相外延法和激光晶化法。
這里，可以在大氣或氧氣中進(jìn)行激光照射，修復(fù)晶粒中的缺陷，并且提高結(jié)晶性。作為激光，可以采用波長在400nm或以下的受激準(zhǔn)分子激光，如YAG激光的二次或三次諧波。
通過上述方法獲得結(jié)晶硅半導(dǎo)體膜。之后，通過氧化膜在半導(dǎo)體膜上形成非晶硅膜，并且通過500～750℃的熱處理進(jìn)行金屬催化劑的吸氣。然后，采用光刻膠掩模對半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻，形成島狀半導(dǎo)體層605。
隨后，在半導(dǎo)體層上形成柵絕緣膜606。通過等離子體CVD法、濺射法等，由含氮化硅、氧化硅、氮化硅氧化物或氮氧化硅形成柵絕緣膜，作為單層或疊層(圖6B)。
形成柵電極607。在此，通過濺射法層疊選自Ta、W、Ti和Mo的元素或者主要含有這些元素的合金材料或化合物材料，然后采用光刻膠608作為掩模進(jìn)行蝕刻，形成柵電極607。柵電極的材料、結(jié)構(gòu)和制造方法不限于此，可以適當(dāng)?shù)剡x用。柵電極可以具有單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的疊層結(jié)構(gòu)(圖6C)。
接著，用光刻膠609覆蓋準(zhǔn)備成為p溝道型TFT的部位，以柵電極為掩模，用賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(磷(P)或砷)對n溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體層進(jìn)行摻雜，形成低濃度雜質(zhì)區(qū)(第一摻雜工序)。適當(dāng)調(diào)節(jié)第一摻雜工序的條件例如摻雜劑量和加速電壓，以便能夠形成5×1017～5×1018/cm3的低濃度雜質(zhì)區(qū)。例如，柵絕緣膜厚度是15～20nm時(shí)，摻雜劑量在1×1013～6×1013/cm2，加速電壓在50～70keV。通過進(jìn)行此第一摻雜工序，經(jīng)柵絕緣膜摻雜，形成一對低濃度雜質(zhì)區(qū)610(圖6D)。
接著，通過灰化等去除光刻膠后，形成覆蓋n溝道型TFT的新的光刻膠611。使用柵電極作為掩模，將賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素添加進(jìn)p溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體層，形成高濃度雜質(zhì)區(qū)(第二摻雜工序)。適當(dāng)調(diào)節(jié)第二摻雜工序的條件例如摻雜劑量和加速電壓，以便能夠形成1×1019～5×1021/cm3的p型雜質(zhì)區(qū)。例如，柵絕緣膜厚度是15～20nm時(shí)，摻雜劑量在1×1016～3×1016/cm2，加速電壓在20～40keV。通過進(jìn)行此第二摻雜工序，經(jīng)柵絕緣膜摻雜p型雜質(zhì)元素，形成一對p型高濃度雜質(zhì)區(qū)612(圖6E)。
接著，通過灰化等去除光刻膠后，在基底表面上形成絕緣膜613(圖7A)。通過等離子體CVD法形成厚200～300nm的SiO2膜作為絕緣膜613。之后，通過深腐蝕法部分蝕刻絕緣膜613和柵絕緣膜606，按自對準(zhǔn)方式形成側(cè)壁615。蝕刻氣體可以采用CHF3和He的混合氣體。注意形成側(cè)壁的工序并不限于此(圖7B)。
形成覆蓋p型溝道TFT的新的光刻膠616，使用柵電極607和側(cè)壁615作為掩模，添加賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(例如P或As)，形成高濃度區(qū)(第三摻雜工序)。適當(dāng)調(diào)節(jié)第三摻雜工序的條件例如摻雜劑量和加速電壓，以便能夠形成1×1018～1×1020/cm3的n型雜質(zhì)區(qū)。例如，摻雜劑量在1×1013～5×1015/cm2，加速電壓在20～50keV。通過進(jìn)行此第三摻雜工序，形成一對n型高濃度雜質(zhì)區(qū)617(圖7C)。
注意這里也可以進(jìn)行實(shí)施模式1～3所述的硅化物反應(yīng)。本實(shí)施例可以與實(shí)施模式1～3自由地結(jié)合。
通過上述工序，構(gòu)成部分CPU和存儲(chǔ)器的n溝道型TFT和p溝道型TFT可以形成在玻璃基底601上。
實(shí)施例2在實(shí)施例2中，多個(gè)具有不同結(jié)構(gòu)的TFT、電阻器和電容器一起安裝在同一基底上。實(shí)施例2結(jié)合圖8A～8D和9A～9D說明的例子是進(jìn)行硅化反應(yīng)，降低寄生電阻。具體地，實(shí)施例2說明的是如下元件一起安裝的例子具有形成于源和漏區(qū)中的硅化物的并且寄生電阻盡可能降低的高速TFT(用做CPU或存儲(chǔ)器)，具有防止導(dǎo)通電流值因熱載流子注射而降低的結(jié)構(gòu)的TFT(像素TFT)，通過在硅中添加雜質(zhì)而形成的電阻器，和疊層式電容器。
如圖8A所示，在玻璃基底801上形成金屬基膜802、絕緣基膜803、以及TFT804和805，TFT804和805位于絕緣基膜803上并具有互不相同的結(jié)構(gòu)。圖8A中，TFT804包括半導(dǎo)體層806、柵絕緣膜807、包含第一導(dǎo)電層808和第二導(dǎo)電層809的柵電極，TFT805包括半導(dǎo)體層810、柵絕緣膜811、和包含第一導(dǎo)電層812和第二導(dǎo)電層813的柵電極。在與半導(dǎo)體層806和810相同的工序形成半導(dǎo)體層814，其構(gòu)成后續(xù)將形成的電阻器。電容器815包括半導(dǎo)體層816、絕緣膜817、第一導(dǎo)電層818和第二導(dǎo)電層819，這些元件都在與半導(dǎo)體層806、810、814和816，柵絕緣膜807、811和817，第一導(dǎo)電層808、812和818，第二導(dǎo)電層809、813和819相同的工序形成。位于第二導(dǎo)電層809、813和819上的絕緣膜820(氧化硅)也在相同的工序形成。注意第二導(dǎo)電層812的形狀與第一導(dǎo)電層808的形狀不同。但是，這里省略對其的說明，因?yàn)門FT805的制造方法可以例如參見日本專利申請公開2002-83805或者日本專利申請公開2002-64107，TFT804的制造方法與實(shí)施例1相同。各半導(dǎo)體層、柵絕緣膜和導(dǎo)電層的形成方法和材料也與實(shí)施例1相同。
接著，使用TFT804和805的柵電極以及第一和第二導(dǎo)電層818和819作為掩模，在半導(dǎo)體層806、810、814和816中添加賦予n型或p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，形成低濃度雜質(zhì)區(qū)(第一摻雜工序)。適當(dāng)調(diào)節(jié)第一摻雜工序的條件例如摻雜劑量和加速電壓，以便能夠形成5×1017～5×1018/cm3的低濃度雜質(zhì)區(qū)。例如，柵絕緣膜厚度是15～20nm時(shí)，摻雜劑量在1×1013～6×1013/cm2，加速電壓在50～70keV。通過進(jìn)行此第一摻雜工序，在半導(dǎo)體層806中形成一對低濃度雜質(zhì)區(qū)821，在半導(dǎo)體層810中形成一對低濃度雜質(zhì)區(qū)822(n-或p-)和823(n--或p--)，在半導(dǎo)體層814和815中形成一對低濃度雜質(zhì)區(qū)824和825。
然后，如圖8B所示，形成絕緣膜826?？梢酝ㄟ^等離子體CVD法形成厚200～300nm的SiO2膜作為絕緣膜826。此后，通過深腐蝕法部分去除絕緣膜826，按自對準(zhǔn)方式形成側(cè)壁827。腐蝕氣體可以采用CHF3和He的混合氣體。注意形成側(cè)壁的工序不限于此。
使用TFT804和805的柵電極、第一和第二導(dǎo)電層818和819以及側(cè)壁827作為掩模，在半導(dǎo)體層806、810、814和816中添加與第一摻雜工序相同的雜質(zhì)元素，形成高濃度雜質(zhì)區(qū)(第二摻雜工序)。適當(dāng)調(diào)節(jié)第二摻雜工序的條件例如摻雜劑量和加速電壓，以便能夠形成1×1018～1×1020/cm3的雜質(zhì)區(qū)。例如，摻雜劑量在1×1013～5×1015/cm2，加速電壓在20～50keV。通過進(jìn)行第二摻雜工序，形成一對高濃度雜質(zhì)區(qū)828和829、一對高濃度雜質(zhì)區(qū)830和831(圖8D)。
如圖9A所示，形成金屬膜832，覆蓋TFT804和805、高濃度雜質(zhì)區(qū)830和電容器815，然后部分形成光刻膠掩模833。Ti、Co、或Ni可以用于金屬膜832，本實(shí)施例采用Ti?？梢栽诮饘倌?32上形成TiN(未示出)，用做抗氧化膜。
如圖9B所示，通過采用光刻膠掩模833和氨水與過氧化氫的混合溶液等的腐蝕，有選擇地去除金屬膜832。此時(shí)，金屬膜有選擇地留在電容器815的絕緣膜820上以及準(zhǔn)備硅化的區(qū)域。電容器815的絕緣膜820上的金屬膜834成為疊層式電容器的電極。
隨后，通過激光退火進(jìn)行硅化反應(yīng)?？梢圆捎檬芗?zhǔn)分子激光、固體激光(波長1064nm或532nm)。如果在基底前表面上形成TFT，則可以用激光照射基底的前表面或后表面。在激光退火中，由于金屬基膜802吸收激光照射的熱量，所以除了來自激光照射的熱量之外，還從金屬基膜802向半導(dǎo)體層806、810、814和816提供熱量，因此能夠提高濃度雜質(zhì)區(qū)828、829、830和831的硅化反應(yīng)的效率。按此方式，形成低電阻TiSi2層835(圖9C)。
本實(shí)施例展示的例子是如同實(shí)施模式3那樣在半導(dǎo)體層上部分形成金屬膜，并且通過一次退火完成硅化。然而，本實(shí)施例并不限于此，并且可以與實(shí)施模式1或2自由結(jié)合。正如實(shí)施模式1和2那樣，可以進(jìn)行兩次退火來形成硅化物。
在此，可以熱激活雜質(zhì)區(qū)例如源和漏區(qū)。例如，形成覆蓋TFT的50nm厚的SiON膜(未示出)之后，可以在氮?dú)鈿夥罩小?50℃下進(jìn)行四小時(shí)的熱處理。此外，形成100nm厚的含氫SiNx膜(未示出)之后，在氮?dú)鈿夥罩小?10℃下進(jìn)行一小時(shí)的熱處理，修復(fù)半導(dǎo)體膜的缺陷。例如這是終止結(jié)晶硅中的懸掛鍵的工序，也被稱為氫化處理工序。隨后，可以形成厚600nm的SiON膜(未示出)作為層間絕緣膜。此時(shí)，在TFT上形成具有其中SiON、SiNx和SiON依次層疊的三層結(jié)構(gòu)的絕緣膜，然而其結(jié)構(gòu)和材料不限于此。
接著，可以采用主要含無機(jī)材料(例如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)、或者有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酰、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯、或硅氧烷)的物質(zhì)形成層間絕緣膜836，覆蓋TFT804和805、高濃度雜質(zhì)區(qū)830和電容器815。硅氧烷具有帶硅(Si)和氧(O)鍵的骨架結(jié)構(gòu)。作為其取代基，采用至少包括氫的有機(jī)基團(tuán)(例如烷基團(tuán)或芳烴)。而且，可以使用氟基團(tuán)作為取代基。并且，可以使用至少包含氫和氟基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)作為取代基。在此注意，可以通過等離子體CVD法、大氣壓等離子體法等，在層間絕緣膜836上形成DLC(類金剛石的碳)、氧化硅膜、氮化硅膜、或氮氧化硅膜等作為保護(hù)膜(未示出)。
然后，在層間絕緣膜836的規(guī)定區(qū)域形成接觸孔，形成Al、Ti、Mo、W等導(dǎo)電膜填充接觸孔，把導(dǎo)電膜蝕刻成要求的形狀，形成源電極、漏電極等的布線837(圖9D)。通過形成布線，半導(dǎo)體層814成為電阻器，電容器815成為疊層式電容器。由半導(dǎo)體層816、導(dǎo)電層818和819、被半導(dǎo)體層816和導(dǎo)電層818和819夾持的絕緣膜817形成第一電容器，由導(dǎo)電層818和819、金屬膜834、被導(dǎo)電層818和819和金屬膜834夾持的絕緣膜820形成第二電容器。
通過在半導(dǎo)體層的規(guī)定區(qū)域形成硅化物，可以降低源和漏區(qū)的電阻，并且可以降低接觸電阻，在多個(gè)TFT具有不同結(jié)構(gòu)的情形，在同一基底上一起安裝電阻器和電容器，如本實(shí)施例這樣。
實(shí)施例3實(shí)施例3說明的例子是采用實(shí)施模式1～3和實(shí)施例1和2所獲得的薄膜集成電路，在玻璃基底或塑料基底上形成CPU或存儲(chǔ)器。
圖10中，在基底901上形成中央處理單元(也稱為CPU)902、運(yùn)算單元903、控制單元904、存儲(chǔ)單元905(也稱為存儲(chǔ)器)、輸入部分906、和輸出部分(例如顯示部分)907。本實(shí)施例說明CPU、存儲(chǔ)單元和顯示部分形成在同一基底的例子，但是并不限于這種結(jié)構(gòu)。
中央處理單元902包括運(yùn)算單元903和控制單元904。運(yùn)算單元903包括運(yùn)算邏輯單元(ALU)、各種寄存器、計(jì)數(shù)器等，運(yùn)算邏輯單元用于進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算例如加法和減法和邏輯運(yùn)算例如AND、OR、NOT，寄存器用于臨時(shí)存儲(chǔ)運(yùn)算的數(shù)據(jù)和結(jié)果，計(jì)數(shù)器用于對輸入的數(shù)字“1”進(jìn)行計(jì)數(shù)。構(gòu)成部分運(yùn)算單元903的電路，例如AND電路、OR電路、NOT電路、緩沖器電路、寄存器電路等，可以由根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路制成。
控制單元904包括程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、和控制信號發(fā)生單元?？刂茊卧?04執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元905中的指令，控制全部操作。本發(fā)明的薄膜集成電路可以用于構(gòu)成控制單元904的電路。
存儲(chǔ)單元905存儲(chǔ)用于運(yùn)算操作的數(shù)據(jù)和指令，并且存儲(chǔ)在中央處理單元902中將執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序。存儲(chǔ)單元905包括主存儲(chǔ)器、地址寄存器、和數(shù)據(jù)寄存器。除了主存儲(chǔ)器之外，可以使用超高速緩沖存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器可以用SRAM、DRAM、閃速存儲(chǔ)器等形成，可以由本發(fā)明的薄膜集成電路形成。
輸入部分906從外界下載數(shù)據(jù)或程序。輸出部分907是顯示結(jié)果的器件，一般是顯示器，可以由本發(fā)明的薄膜集成電路形成。
實(shí)施例4實(shí)施例4說明的例子是合并有薄膜集成電路例如微處理器(例如CPU)的電子卡或使用薄膜集成電路的存儲(chǔ)器，所述的薄膜集成電路是在實(shí)施模式1～3和實(shí)施例1和2所獲得的，位于玻璃基底和塑料基底上。注意電子卡包括用作身份證明的ID卡、具有柔性的半硬卡例如塑料卡等。
電子卡的頂視圖如圖11所示。在電子卡1001中，安裝設(shè)置在卡周邊的天線1002、與天線連接的薄膜集成電路1003、和電流電路1004。
電子卡的應(yīng)用范圍是很寬的，這些卡應(yīng)用于ATM卡、信用卡、預(yù)付卡、病人登記卡、身份卡例如學(xué)生證或職員ID卡、季度票證、會(huì)員卡等。
實(shí)施例5以下是使用具有本發(fā)明的薄膜集成電路的半導(dǎo)體器件制造的各種電子裝置攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻播放器(例如汽車音頻組合或音頻組合)、計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(例如移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、便攜式游戲機(jī)、或電子圖書)、帶有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置(一般是DVD播放機(jī))等。其實(shí)用的例子如圖12A～12H所示。
圖12A展示了包括外殼1201、顯示部分1202、揚(yáng)聲器部分1203等的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1202。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的顯示裝置。注意顯示裝置包括用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視廣播接收、廣告等的信息展示的所有類型的顯示裝置。
圖12B展示了數(shù)字照相機(jī)，包括主體1301、顯示部分1302、圖像接收部分1303、操作鍵1304、外部連接端口1305、快門1306等。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1302。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的數(shù)字照相機(jī)。
圖12C展示了計(jì)算機(jī)，包括主體1401、外殼1402、顯示部分1403、鍵盤1404、外部連接端口1405、指示鼠標(biāo)1406等。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1403。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的計(jì)算機(jī)。
圖12D展示了移動(dòng)計(jì)算機(jī)，包括主體1501、顯示部分1502、開關(guān)1503、操作鍵1504、紅外線端口1505等。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1502。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如設(shè)置在外殼內(nèi)的MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的移動(dòng)計(jì)算機(jī)。
圖12E展示了帶有記錄介質(zhì)便攜式圖像重放裝置(一般是DVD播放機(jī))，包括主體1601、外殼1602、顯示部分A1603和顯示部分B1604、記錄介質(zhì)(例如DVD)加載部分1605、操作鍵1606、揚(yáng)聲器部分1607等。顯示部分A1603主要顯示圖像信息，顯示部分B1604主要顯示符號信息。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分A1603和顯示部分B1604。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如設(shè)置在外殼內(nèi)的MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。注意這種帶有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置包括室內(nèi)游戲機(jī)等。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的圖像重放裝置。
圖12F展示了游戲機(jī)，包括主體1701、顯示部分1703、操作開關(guān)1702等。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1703。此外，雖然沒有示出，但是根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以用于功能電路，例如設(shè)置在外殼內(nèi)的MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的游戲機(jī)。
圖12G展示了攝像機(jī)，包括主體1801、顯示部分1802、外殼1803、外部連接端口1804、遙控器接收部分1805、圖像接收部分1806、電池1807、音頻輸入部分1808、操作鍵1809、目鏡部分1810等。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1802。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如設(shè)置在外殼內(nèi)的MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的攝像機(jī)。
圖12H展示了蜂窩電話，包括主體1901、外殼1902、顯示部分1903、音頻輸入部分1904、音頻輸出部分1905、操作鍵1906、外部連接端口1907、天線1908等。根據(jù)本發(fā)明的薄膜集成電路可以應(yīng)用于顯示部分1903。此外，雖然沒有示出，但是薄膜集成電路可以用于功能電路，例如設(shè)置在外殼內(nèi)的MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。使用根據(jù)本發(fā)明制造的薄膜集成電路，可以實(shí)現(xiàn)的顯示裝置能夠高速運(yùn)行，具有高的清晰度和高的可靠性。而且，使用柔性基底上的薄膜集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的更薄和更輕的蜂窩電話。
如上所述，使用實(shí)施模式1～5和實(shí)施例1～4之中任一結(jié)構(gòu)形成的薄膜集成電路，可以應(yīng)用于各種電子裝置的顯示部分和功能電路，例如MPU、存儲(chǔ)器、和I/O接口。
權(quán)利要求
1.一種薄膜集成電路，包括玻璃基底；位于玻璃基底上的金屬膜；位于金屬膜上的絕緣膜；和位于絕緣膜上的薄膜晶體管；其中，至少在薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一中包含硅化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜集成電路，其中，金屬膜防止玻璃基底與絕緣膜接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜集成電路，其中，在薄膜晶體管的柵電極的側(cè)面形成側(cè)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜集成電路，其中，金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜集成電路，其中，薄膜集成電路被并入到CPU中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜集成電路，其中，薄膜集成電路被并入到電子卡中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜集成電路，其中，薄膜集成電路被并入到選自顯示裝置、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像重放裝置、游戲機(jī)、攝像機(jī)和蜂窩電話之中的一種電子裝置中。
8.一種薄膜集成電路的制造方法，包括以下工序在玻璃基底上形成第一金屬膜；在第一金屬膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成薄膜晶體管；在薄膜晶體管上形成第二金屬膜；通過熱處理至少在薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一中形成硅化物；去除第二金屬膜；和用激光至少照射薄膜晶體管，降低硅化物的電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，在等于或小于玻璃基底的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行熱處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，第一金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種或多種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，第二金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，在形成薄膜晶體管的工序中，在柵電極的側(cè)面形成側(cè)壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，薄膜集成電路被并入到CPU中。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，薄膜集成電路被并入到電子卡中。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，薄膜集成卡被并入到選自顯示裝置、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像重放裝置、游戲機(jī)、攝像機(jī)和蜂窩電話之中的一種電子裝置中。
16.一種薄膜集成電路的制造方法，包括以下工序在玻璃基底上形成第一金屬膜；在第一金屬膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成薄膜晶體管；在薄膜晶體管上形成第二金屬膜；通過熱處理至少在薄膜晶體管的源區(qū)和漏區(qū)之一中形成第一硅化物；去除第二金屬膜；用激光至少照射薄膜晶體管，降低硅化物的電阻；在薄膜晶體管上形成層間絕緣膜；用夾在其間的粘結(jié)層把第二基底粘附在層間絕緣膜上；在絕緣膜內(nèi)或者在金屬膜與絕緣膜之間的界面分離玻璃基底和第一金屬膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，在等于或小于玻璃基底的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行熱處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，第一金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種或多種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，第二金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，在形成薄膜晶體管的工序中，在柵電極的側(cè)面形成側(cè)壁。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，薄膜集成電路被并入到CPU中。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，薄膜集成電路被并入到電子卡中。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，薄膜集成卡被并入到選自顯示裝置、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像重放裝置、游戲機(jī)、攝像機(jī)和蜂窩電話之中的一種電子裝置中。
24.一種薄膜集成電路的制造方法，包括以下工序在玻璃基底上形成第一金屬膜；在第一金屬膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成薄膜晶體管；在薄膜晶體管的源區(qū)或漏區(qū)上有選擇地形成第二金屬膜；通過激光照射在源區(qū)或漏區(qū)中形成硅化物。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，在等于或小于玻璃基底的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行熱處理。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，第一金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種或多種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，第二金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，在形成薄膜晶體管的工序中，在柵電極的側(cè)面形成側(cè)壁。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，薄膜集成電路被并入到CPU中。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，薄膜集成電路被并入到電子卡中。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，薄膜集成卡被并入到選自顯示裝置、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像重放裝置、游戲機(jī)、攝像機(jī)和蜂窩電話之中的一種電子裝置中。
32.一種薄膜集成電路的制造方法，包括以下工序在玻璃基底上形成第一金屬膜；在第一金屬膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成薄膜晶體管；在薄膜晶體管上形成第二金屬膜；至少對薄膜晶體管進(jìn)行熱處理；去除第二金屬膜；用激光至少照射薄膜晶體管。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，第二硅化物的電阻低于第一硅化物的電阻。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，在等于或小于玻璃基底的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行熱處理。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，第一金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種或多種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，第二金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
37.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，在形成薄膜晶體管的工序中，在柵電極的側(cè)面形成側(cè)壁。
38.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，薄膜集成電路被并入到CPU中。
39.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，薄膜集成電路被并入到電子卡中。
40.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，薄膜集成卡被并入到選自顯示裝置、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像重放裝置、游戲機(jī)、攝像機(jī)和蜂窩電話之中的一種電子裝置中。
41.一種薄膜集成電路的制造方法，包括以下工序在玻璃基底上形成第一金屬膜；在第一金屬膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成薄膜晶體管；在薄膜晶體管上形成第二金屬膜；至少對薄膜晶體管進(jìn)行熱處理；去除第二金屬膜；用激光至少照射薄膜晶體管；在薄膜晶體管上形成層間絕緣膜；用夾在其間的粘結(jié)層把第二基底粘附在層間絕緣膜上；在絕緣膜內(nèi)或者在金屬膜與絕緣膜之間的界面分離玻璃基底和第一金屬膜。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，第二硅化物的電阻低于第一硅化物的電阻。
43.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，在等于或小于玻璃基底的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行熱處理。
44.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，第一金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種或多種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
45.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，第二金屬膜是選自Ti、Al、Ta、W、Mo、Cu、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt之中的一種元素，或者是主要含有這些元素的合金材料或化合物材料。
46.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，在形成薄膜晶體管的工序中，在柵電極的側(cè)面形成側(cè)壁。
47.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，薄膜集成電路被并入到CPU中。
48.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，薄膜集成電路被并入到電子卡中。
49.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，薄膜集成卡被并入到選自顯示裝置、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像重放裝置、游戲機(jī)、攝像機(jī)和蜂窩電話之中的一種電子裝置中。
全文摘要
對薄膜集成電路施以硅化物自對準(zhǔn)工藝，而不必?fù)?dān)心對玻璃基底的損害，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電路的高速運(yùn)行。在玻璃基底上形成金屬基膜、氧化物和絕緣基膜。在絕緣基膜上形成具有側(cè)壁的TFT，形成覆蓋TFT的金屬膜。通過RTA等，在不引起基底收縮的溫度進(jìn)行退火，在源和漏區(qū)中形成高電阻金屬硅化物層。去除未反應(yīng)的金屬膜之后，進(jìn)行第二次退火的激光照射，因此發(fā)生硅化物反應(yīng)，高電阻金屬硅化物層變成低電阻金屬硅化物層。在第二次退火中，金屬基膜吸收并且積累激光照射的熱量，除了激光照射的熱量之外，還向半導(dǎo)體層提供金屬基膜的熱量，從而提高源和漏區(qū)中的硅化物反應(yīng)的效率。
文檔編號H01L21/84GK1722448SQ20051007623
公開日2006年1月18日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者山口哲司, 磯部敦生, 齋藤曉 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所