專利名稱：半導(dǎo)體器件和制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，尤其涉及在諸如薄膜晶體管等的半導(dǎo)體元件(器件)的制造步驟中使用高密度等離子體設(shè)備來制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
近年來，通過使用在具有例如玻璃等絕緣表面的基板上形成的半導(dǎo)體薄膜(厚度在幾納米至幾百納米之間)來形成薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)已開始引起人們的注意。這種薄膜晶體管被廣泛地應(yīng)用于例如IC和光電器件等半導(dǎo)體器件。根據(jù)對于更緊湊和更高性能的半導(dǎo)體器件的要求，需要開發(fā)具有微細結(jié)構(gòu)的更高性能的薄膜半導(dǎo)體。為了制造更高性能并且更緊湊的薄膜晶體管，需要制造更具可高靠性的柵電極、源極布線和漏極布線等。例如，通過在柵電極表面上形成保護膜來提高柵電極的耐熱性(例如，專利文獻1)，從而提高TFT的可靠性。
日本專利申請公開號H6-13615如專利文獻1所述，通過濺射法在柵電極、源極布線和漏極布線上形成例如氮化鈦(TiN)等氮化膜，且柵電極、源極布線和漏極布線的耐熱性提高并且防止其氧化。然而，由于通過CVD法或濺射法形成的氮化膜在膜內(nèi)具有缺陷并且膜質(zhì)量是不夠的，因此存在TFT可靠性下降的隱憂。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，通過這種方法能提高柵電極、源極布線和漏極布線的可靠性，并旨在制造高度可靠的TFT。另外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造旨在減少顯示裝置的顯示缺陷的半導(dǎo)體器件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；以及通過用高密度等離子體使柵電極的表面氮化，在柵電極表面上形成氮化膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；通過用高密度等離子體使柵電極表面氮化，在柵電極表面上形成氮化膜；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成連接到源極區(qū)或漏極區(qū)的布線；以及通過用高密度等離子體使布線表面氮化或氧化，在布線表面上形成金屬氮化膜或金屬氧化膜。
根據(jù)本發(fā)明另一特征，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；通過用高密度等離子體使柵電極表面氮化，在柵電極表面上形成氮化膜；在柵電極上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成連接到源極區(qū)和漏極區(qū)的布線；通過用高密度等離子體使布線表面氮化或氧化，在布線表面上形成金屬氮化膜或金屬氧化膜；在金屬氮化膜或金屬氧化膜上形成第二絕緣膜；在第二絕緣膜上形成透明導(dǎo)電膜；以及通過用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜和第二絕緣膜氮化或氧化。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；通過用高密度等離子體使柵電極表面氮化，在柵電極表面上形成氮化膜；在柵電極上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成連接到源極區(qū)和漏極區(qū)的布線；通過用高密度等離子體使布線表面氮化或氧化，在布線表面上形成金屬氮化膜或金屬氧化膜；在金屬氮化膜或金屬氧化膜上形成第二絕緣膜；在第二絕緣膜上形成透明導(dǎo)電膜；通過用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜和第二絕緣膜氮化或氧化；以及清潔透明導(dǎo)電膜的表面。
在本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法中，氧氣和稀有氣體的混合氣體，或氧氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體被用于通過使用高密度等離子體進行的氧化。
在本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法中，氮氣和稀有氣體的混合氣體，或氨氣和稀有氣體的混合氣體，或氮氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體被用于通過使用高密度等離子體進行的氮化。
在本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法中，在通過使用高密度等離子體進行氮化或氧化時，基板被加熱到200-550℃。
在本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法中，高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，并且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
在本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法中，柵電極的材料是鉬、鎢、鉻、鉭、鋁或硅。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，一種半導(dǎo)體器件包括具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體膜、半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜、柵絕緣膜上的柵電極、以及柵電極表面上含有由高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氮化膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種半導(dǎo)體器件包括具有絕緣表面的基板上包括源極區(qū)和漏極區(qū)的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；柵電極表面上通過高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氮化膜；柵電極上的絕緣膜；絕緣膜上連接到源極區(qū)或漏極區(qū)的布線；以及布線表面上通過高密度等離子體形成的含有稀有氣體的金屬氮化膜或金屬氧化膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種半導(dǎo)體器件包括具有絕緣表面的基板上包括源極區(qū)和漏極區(qū)的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；柵電極表面上通過高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氮化膜；柵電極上的第一絕緣膜；第一絕緣膜上連接到源極區(qū)或漏極區(qū)的布線；布線表面上通過高密度等離子體形成的含有稀有氣體的金屬氮化膜或金屬氧化膜；含有稀有氣體的金屬氮化膜或金屬氧化膜上的第二絕緣膜；第二絕緣膜上的透明導(dǎo)電膜；以及透明導(dǎo)電膜和第二絕緣膜上通過高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氮化膜或氧化膜。
此外，本發(fā)明提供一種包括該半導(dǎo)體器件的EL顯示裝置、液晶顯示裝置或RFID。
通過用高密度等離子設(shè)備產(chǎn)生的高密度等離子體使柵電極表面氮化，柵電極表面被涂覆以致密氮化膜，并因此可提高柵電極的耐熱性并防止柵電極被氧化。此外，由于通過由高密度等離子體設(shè)備產(chǎn)生的高密度等離子體形成的氮化膜是等離子體損傷較少的致密膜，因此能提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
通過用高密度等離子體設(shè)備產(chǎn)生的高密度等離子體使布線表面氮化或氧化，布線表面被涂覆以致密氮化膜或氧化膜，因此可提高布線的耐熱性并防止布線的斷開。此外，由于用高密度等離子體設(shè)備中產(chǎn)生的高密度等離子體形成的氮化膜或氧化膜是等離子體損傷較少的致密膜，因此半導(dǎo)體器件的可靠性提高。
通過用高密度等離子體設(shè)備產(chǎn)生的高密度等離子體使像素電極的表面氮化或氧化，可在不具有由等離子體引起的損傷的情況下重新形成該表面。因此能提高顯示裝置的可靠性。
通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更為明顯。


在附圖中圖1A-圖1E是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖2A-圖2D是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖3A-圖3E是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖5A-圖5B是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖6A-圖6B是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；
圖10A-圖10E是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖11A-圖11C是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖12A-圖12B是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖13A-圖13C是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖14A-圖14B是各自示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的高密度等離子體處理設(shè)備的示意圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)膜形成設(shè)備的示意圖；圖17A-圖17F是示出使用由本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的電子裝置的視圖；以及圖18A和圖18B是示出使用由本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的電子裝置的視圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的諸實施方式進行描述。要注意，本發(fā)明不局限于下列實施方式，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員能容易地理解，在不脫離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下能以各種方法對其模式和細節(jié)進行改變。因此，本發(fā)明不應(yīng)被解釋為局限于下面實施方式的描述。此外，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，相同的標號用來表示不同附圖中的相同部分或具有相同功能的部分，對這些部分的說明則被省去。另外，實施方式1-9可以自由組合。
在本實施方式中，將參考圖1A-1E、圖2A-2D和圖15對通過使用高密度等離子體設(shè)備來制造TFT的步驟進行描述。
首先，如圖1A所示，在絕緣基板101上形成底膜102。絕緣基板101可以是例如諸如硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃等玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等。另外，也能使用諸如塑料等由具有柔性的合成樹脂形成的基板，只要它在制造步驟中能忍受處理溫度，盡管與上述基板相比，這類基板一般傾向于具有較低的溫度容限。絕緣基板101的表面可由CMP法等拋光以平整化。當將玻璃基板用作絕緣基板101時，可使用高密度等離子體設(shè)備使玻璃基板的表面氮化，并可在玻璃基板上形成氮化硅膜。通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化而形成的氮化硅膜可被用作底膜的一部分。
作為一種用于形成底膜102的方法，可使用諸如以等離子體CVD法或低壓CVD法為代表的CVD方法等已知方法或濺射法。此外，可采用使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜和氮氧化硅膜中的任一種的單層結(jié)構(gòu)，或其中這些膜適當層疊的結(jié)構(gòu)，作為底膜。在本說明書中，氧氮化硅是氧成分比高于氮成分比的物質(zhì)，并也可被稱為含氮氧化硅。另外，在本說明書中，氮氧化硅是氮成分比高于氧成分比的物質(zhì)，并也可被稱為含氧氮化硅。在本實施方式中，50nm厚的氮氧化硅膜以及100nm厚的氧氮化硅被層疊為底膜。這里，也可在氮氣氛下對底膜表面進行高密度等離子體處理。
接著，在底膜102上形成半導(dǎo)體膜103。可形成非晶半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體膜103，然而也可形成微晶半導(dǎo)體膜或結(jié)晶半導(dǎo)體膜。半導(dǎo)體膜的材料不受限制，但優(yōu)選使用硅或鍺化硅。在本實施方式中，形成54nm厚的多晶硅膜。要注意，可在形成半導(dǎo)體膜之后執(zhí)行去除包含在半導(dǎo)體膜中的氫的步驟。具體地說，將基板在500℃下加熱一個小時。
當形成底膜102和半導(dǎo)體膜103，使底膜102和半導(dǎo)體膜103之間的分界面不暴露在大氣中時，能防止分界面受到污染，并且能減少將要制造的TFT的特性變化。在本實施方式中，底膜102和半導(dǎo)體膜10是3通過等離子體CVD法連續(xù)形成的，而無需暴露在大氣中。
接著，通過激光結(jié)晶法、熱結(jié)晶法以及使用諸如鎳等促進結(jié)晶的元素的熱結(jié)晶法等使半導(dǎo)體膜103結(jié)晶，來形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜104。另外，作為另一種結(jié)晶方法，通過施加DC偏壓而產(chǎn)生熱等離子體，可用熱等離子體作用于半導(dǎo)體膜并使其結(jié)晶。在結(jié)晶后，對結(jié)晶半導(dǎo)體膜104的整個表面進行用提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)(例如硼(B))的摻雜上，使得對要作為TFT的溝道成形區(qū)的區(qū)域進行溝道摻雜，并控制了TFT的閾值電壓。
然后，如圖1B所示，在對結(jié)晶半導(dǎo)體膜104形成圖案后，形成柵絕緣膜105?？刹捎檬褂醚趸枘?、氮化硅膜、氧氮化硅膜和氮氧化硅膜中的任一種的單層結(jié)構(gòu)，或?qū)⑦@些膜適當?shù)貙盈B的結(jié)構(gòu)，作為柵絕緣膜105。在本實施方式中，氧化硅膜被層疊為110nm厚。
接著，如圖1C所示，在柵絕緣膜105上形成柵電極106。作為柵電極的材料，可使用鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鋁(Al)硅(Si)等，作為單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，鉬被用作單層。
接著，用由高密度等離子體設(shè)備產(chǎn)生的高密度等離子體在柵電極106的表面上形成氮化膜。為此，可在氮氣氛中對柵電極106的表面進行高密度等離子體處理。在本實施方式中，如圖1C所示，在柵電極106的表面上形成氮化鉬膜115。在高密度等離子體處理中，等離子是通過使用高頻微波(例如2.45GHz的微波)產(chǎn)生的。氮氣或含氮氣體通過等離子體激勵而活化，以直接與柵電極的材料發(fā)生反應(yīng)，因此在柵電極上形成氮化鉬膜115。在產(chǎn)生等離子體時，可使用氮氣(N2)和稀有氣體的混合氣體、氨氣(NH3)和稀有氣體的混合氣體、氮氣、氫氣(H2)、稀有氣體的混合氣等?？墒褂煤?He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)以及氙(Xe)中的至少一種作為稀有氣體。通過使用高密度等離子體設(shè)備形成的氮化膜包括混合氣體中所含的稀有氣體元素。
通過用氮化鉬膜115涂覆柵電極106的表面，可提高柵電極106的耐熱性，并且相比柵電極表面不涂覆以氮化鉬膜的情況，可在更高的溫度下對基板進行熱處理。當膜形成時的處理溫度過低時，存在引起膜缺陷的問題；然而，通過用氮化鉬膜涂覆，可在足以用于處理的溫度下對基板加熱，因此可減少膜缺陷并提高TFT的可靠性。此外，通過用氮化膜涂覆柵電極，可防止柵電極被氧化。在傳統(tǒng)的等離子體處理的情況下，由于薄膜表面的電荷而存在薄膜受到損傷的問題，然而，在以低電子溫度進行高密度等離子體處理的情況下，由于活化核素的低動能，等離子體損害相比傳統(tǒng)等離子體處理而減少，并且能形成具有較少缺陷的膜；因此能進一步提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
下面將參考圖15對氮氣氛中進行高密度等離子體處理情況下的高密度等離子體處理設(shè)備進行描述。首先，使處理腔處于真空中，并將含氮氣體從氣體引入源65引入。在本實施方式中，引入氨氣(NH3)和氬氣(Ar)的混合氣體。在這種情況下，可引入20-2000sccm的氨氣和100-10000sccm的氬氣。當使用氮氣和氬氣混合氣體時，可引入20-2000sccm的氮氣和100-10000sccm的氬氣。另外，當使用氮氣、氫氣和氬氣的混合氣體時，可引入20-2000sccm的氮氣、1-500sccm的氫氣和100-10000sccm的氬氣。然后，其上形成直至柵電極106的成分的絕緣基板101被設(shè)置在具有加熱系統(tǒng)的支架64上并被加熱到400℃。加熱溫度可以在200-550℃的范圍內(nèi)(較佳地為250℃或更高)。當將塑料基板用作絕緣基板101時，使用具有200℃或更高的玻璃轉(zhuǎn)化點的塑料基板，并將其加熱到低于玻璃轉(zhuǎn)化點的溫度。絕緣基板101和天線62之間的間距被設(shè)置在20-80mm的范圍內(nèi)(較佳為20-60mm)。
然后，從波導(dǎo)60將微波提供給天線62。在本實施方式中，提供頻率為2.45GHz的微波。然后，通過設(shè)置在處理腔內(nèi)的介電板63將微波從天線62引入處理腔，并產(chǎn)生混合有NH3氣體和Ar氣體的高密度等離子體66。其中混合有NH3氣和Ar氣的高密度等離子體66中產(chǎn)生的NH*基和柵電極材料彼此反應(yīng)以在柵電極106表面上形成氮化膜。在本實施方式中，由于將鉬用作柵電極，因此在柵電極的表面上形成氮化鉬膜。該步驟中使用的NH3氣體和Ar氣體從排氣口67排出。
由圖15所示的設(shè)備產(chǎn)生的等離子體具有低電子溫度(1.5eV或更低，較佳為0.5eV或更高以及1.5eV或更低)以及高電子密度(1.0×1011cm-3或更高，較佳為1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低)。因此，可在低溫下形成具有極小等離子體損傷的致密氮化膜。
接著，結(jié)晶半導(dǎo)體膜104使用柵電極106作為掩模，用諸如硼(B)等提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)進行摻雜。通過該步驟，TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)以自對準方式形成。另外，在本實施方式中，通過已知的摻雜方法在TFT的溝道形成區(qū)和源極區(qū)及漏極區(qū)之間形成低濃度雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))，然而低濃度雜質(zhì)區(qū)不是一直需要提供的。此外，可將絕緣膜(側(cè)壁)做成與設(shè)置在半導(dǎo)體膜之上或之下的柵電極的側(cè)表面接觸，或可在源極/漏極區(qū)中的一個或兩者以及柵電極上形成鎳、鉬、鈷等的硅化物層。
另外，在摻雜后，進行500℃或更高的熱處理、強光照射或激光照射，以使被添加到雜質(zhì)區(qū)的雜質(zhì)元素活化。因此，對柵絕緣膜105的等離子體損傷以及對柵絕緣膜105和半導(dǎo)體層之間的分界面的等離子體損傷可在雜質(zhì)元素活化的同時恢復(fù)。
在活化后，可在氫氣氛中對柵絕緣膜進行高密度等離子體處理。在通過高密度等離子體處理而使氫包含于柵絕緣膜中后，使形成圖案的結(jié)晶半導(dǎo)體膜104(半導(dǎo)體層)氫化的步驟較佳地通過300-550℃(較佳為350-450℃)的溫度下進行1-12小時的熱處理來執(zhí)行。另外，通過在進行高密度等離子體處理的同時在300-550℃(較佳為350-450℃)的溫度下加熱，柵絕緣膜和結(jié)晶半導(dǎo)體膜可同時氫化。通過該步驟，半導(dǎo)體層中的懸空鍵因為柵絕緣膜所含的氫而封端。在本實施方式中，在410℃下進行1小時熱處理。在使用高密度等離子體設(shè)備的氫化中可使用氫氣和稀有氣體的混合氣體、氨氣和稀有氣體的混合氣體等。在本實施方式中可使用氫氣和氬氣的混合氣體。
接著，如圖1D所示，在柵絕緣膜105和柵電極106上形成第一內(nèi)層絕緣膜107?？赏ㄟ^使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁或其它無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；諸如聚酰亞胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑等耐熱性聚合材料；在由硅、氧和氫組成的化合物中含Si-O-Si鍵的無機硅氧烷；或其中結(jié)合于硅的氫被諸如甲基或苯基等有機基團代替的有機硅氧烷基的絕緣材料來形成第一內(nèi)層絕緣膜107。也可使用例如丙烯酸或聚酰亞胺等光敏或非光敏材料。另外，也可使用組合那些物質(zhì)的層疊膜。在本實施方式中，第一內(nèi)層絕緣膜107具有兩層結(jié)構(gòu)。作為第一層的絕緣膜，氮化硅膜、氧化硅膜或氮氧化硅可被用作保護膜。這里將100nm厚的氮化硅膜用作第一層，而將900nm的氧氮化硅900用作第二層的絕緣膜。
在本實施方式中，可通過在形成第一層的絕緣膜后在氫氣氛中進行高密度等離子體處理，而非在活化后在氫氣氛中進行高密度等離子體處理，來對半導(dǎo)體層中的懸空鍵封端。在這種情況下，可使用氫氣和稀有氣體體的混合氣或氨氣和稀有氣體的混合氣體。通過該步驟，第一層的絕緣膜被氫化，且半導(dǎo)體層中的懸空鍵可通過第一層的絕緣膜中所含的氫而封端。
然后，如圖1D所示，在第一內(nèi)層絕緣膜107上形成抗蝕劑118。接著，如圖1E所示，通過使用抗蝕劑108作為掩模，在第一內(nèi)層絕緣膜107內(nèi)形成接觸孔以到達TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)。接觸孔較佳地具有錐形。在形成接觸孔后，通過灰化法或抗蝕劑剝落法將抗蝕劑108去除?；一ㄊ窃跉庀酄顟B(tài)下的抗蝕劑去除法，其中抗蝕圖通過氧等離子體分解成二氧化碳。另一方面，抗蝕劑剝落法是液相狀態(tài)下的抗蝕劑去除法，其中基板被浸入調(diào)整至預(yù)定溫度(大約60-90℃)的有機抗蝕劑剝落溶液中以通過利用抗蝕劑剝落溶液的分節(jié)性質(zhì)而分解和去除抗蝕劑。在使用抗蝕劑剝落法的情況下，在去除抗蝕劑118前，較佳地在氮氣氛或氧氣氛中對抗蝕劑和第一內(nèi)層絕緣膜107進行高密度等離子體處理。通過進行高密度等離子體處理，在接觸孔的側(cè)表面和底表面上形成氮化膜或氧化膜，即，在第一內(nèi)層絕緣膜的側(cè)表面上和半導(dǎo)體膜104朝向開口的表面上形成。在接觸孔側(cè)表面上形成的氮化膜或氧化膜用作保護膜，并且當基板被浸入抗蝕劑分離溶液中時，能防止水氣進入第一內(nèi)層絕緣膜107。
在去除抗蝕劑118后，進行各向異性蝕刻以去除在結(jié)晶半導(dǎo)體膜104表面上形成的氮化膜或氧化膜。通過去除在結(jié)晶半導(dǎo)體膜104表面上形成的氮化膜或氧化膜，半導(dǎo)體膜和此后形成的布線的接觸可以是令人滿意的。
然后，形成布線108(電極)以覆蓋接觸孔。布線108用作源電極或漏電極。布線108是通過使用例如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba或Cr等金屬、金屬合金或金屬氮化物來形成的。也可采用上述材料的層疊結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，可形成100nm的鈦(Ti)、700nm的鋁(Al)以及200nm的鈦，并對其形成圖案成所需形狀。
在形成布線108后，可通過使用高密度等離子體設(shè)備使布線表面氮化，以在布線表面上形成金屬氮化膜。當在本實施方式中進行氮化處理時，在鈦膜的側(cè)表面上形成致密氮化鈦(TiNx)膜，而在鋁膜的側(cè)表面上形成致密氮化鋁(AlNx)膜。布線表面通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化從用致密金屬氮化膜來涂覆，因此提高布線的耐熱性和可靠性。此外，通過在布線108的表面上形成金屬氮化膜，可抑制遷移并可抑制布線的斷開等，因此提高TFT的可靠性。
當形成布線108時，較佳的是通過在形成第一鈦(Ti)膜后在氮氣氛中進行高密度等離子體處理而在Ti膜(在第一Ti膜和Al膜之間)的表面上形成TiN膜。在那種情況下，布線具有四層結(jié)構(gòu)，其中順序地層疊有鈦(Ti)膜、氮化鈦(TiNx)膜、鋁(Al)膜和鈦(Ti)膜。當需要高溫處理時，存在Ti和Al彼此反應(yīng)而成為合金，并且Al擴散到半導(dǎo)體膜中的問題。然而，這里通過提供TiN膜，阻止Al穿過Ti并擴散到半導(dǎo)體膜中。此外，由于TiN膜是通過高密度等離子體處理而形成的，因此可簡化步驟。另外，較佳的是鈦膜、氮化鈦膜、鋁膜和鈦膜可被連續(xù)地形成，而不暴露在周圍空氣中。
另外，可在氧(或含氧氣體)氣氛中進行高密度等離子體處理，而不是在氮氣氛中進行高密度等離子體處理。在這種情況下，可使用氧(O2)氣和稀有氣體的混合氣體、氧氣、氫氣(H2)和稀有氣體的混合氣體等。氦、氖、氬、氪和氙中的至少一種可用作稀有氣體。當將氬用作氧氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體中的稀有氣體時，則可引入0.1-100sccm的氧氣、0.1-100sccm的氫氣以及100-5000sccm的氬氣。此外，較佳地引入氧∶氫∶氬之比為1∶1∶100的混合氣體。例如，引入5sccm的氧、5sccm的氫和500sccm的氬。此外，當將氬用作氧(O2)和稀有氣體的混合氣體中的稀有氣體時，可引入0.1-100sccm的氧和100-5000sccm的氬。較佳地，引入氧∶氬比為1∶100的混合氣體。當在氧(或含氧氣體)氣氛內(nèi)進行高密度等離子體處理時，氫氧比較佳地為0-0.15。當通過使用高密度等離子體設(shè)備進行氧化時，所產(chǎn)生的等離子體具有低電子溫度(1.5eV或更低，較佳為0.5eV或更高或1.5eV或更低)以及高電子密度(1.0×1011cm-3或更高，較佳為1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低)。因此，可以低溫形成具有極小等離子體損傷的氧化膜。通過使用高密度等離子體設(shè)備氧化而形成的金屬氧化膜包括混合氣體中含有的稀有氣體元素。
接著，如圖2A所示，在第一內(nèi)層絕緣膜107和布線108上形成第二內(nèi)層絕緣膜109?？赏ㄟ^使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁或其它無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；諸如聚酰亞胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑等耐熱性高分子材料；在由硅、氧、氫組成的化合物中含Si-O-Si鍵的無機硅氧烷；或其中結(jié)合于硅的氫被諸如甲基或苯基等有機基團代替的有機硅氧烷基的絕緣材料來形成第二內(nèi)層絕緣膜109。也可使用例如丙烯酸或聚酰亞胺等光敏或非光敏材料。此外，也可使用通過組合上述材料形成的層疊膜。
在本實施方式中，其中主干結(jié)構(gòu)由硅(S)和氧(O)鍵形成的硅氧烷被用作絕緣膜的材料。作為代替，也可使用至少包含氫(例如烷基、芳香烴等)的有機基團。此外，作為代替，還可使用氟代基團?；蛘撸墒褂弥辽俸瑲涞挠袡C基團和氟代基團作為代替。在本實施方式中，硅氧烷被烘培以形成絕緣膜。烘培后的膜可被稱為含烷基的氧化硅(SiOx)膜。含有烷基的氧化硅(SiOx)膜具有高透光性，并能承受300℃或更高的熱處理。還可將氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜以及氮氧化硅膜適當?shù)亟Y(jié)合使用。
現(xiàn)在對通過烘培硅氧烷而形成絕緣膜的方法進行描述。首先，在用凈水洗凈后進行較薄的預(yù)濕處理以提高濕潤性。隨后，使用涂覆設(shè)備將其中含有將硅(Si)和氧(O)鍵的低分子成分(前體)溶解于溶液中的絕緣材料的化合物涂覆在基板上。在本實施方式中，包括20-40％硅氧烷并將3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇用作溶劑的樹脂被涂覆。此后，混合物與基板一起加熱，然后開始進行溶劑的揮發(fā)(汽化)和低分子成分的交聯(lián)反應(yīng)，并獲得絕緣膜。然后，在基板端部周圍形成的涂覆膜被去除。膜厚度受到旋轉(zhuǎn)速率、旋轉(zhuǎn)時間和含有作為涂覆材料溶劑的絕緣材料的混合物的濃度和粘度的控制。在本實施方式中，可使旋轉(zhuǎn)速率在排出40ml后17秒內(nèi)為1000rpm作為涂覆條件。然后，在涂覆樹脂后進行熱處理以形成絕緣膜?？衫缭诖髿鈮夯驕p壓狀態(tài)下以350℃加熱1小時來進行熱處理。在本實施方式中，內(nèi)層絕緣膜109在最厚部分中為1.5μm或更多，而在最薄部分為0.4μm。最厚部分是布線108的接觸部分或布線108的外圍部分，最薄部分為布線108的上部。
然后，在第二內(nèi)層絕緣膜109上形成抗蝕劑119。接著，使用將抗蝕劑119作為掩模，在第二內(nèi)層絕緣膜109上形成接觸孔。在形成接觸孔后，通過灰化法或抗蝕劑剝落法將抗蝕劑119除去。在使用抗蝕劑剝落法的情況下，在去除抗蝕劑119前，較佳地在氮氣氛內(nèi)或氧氣氛內(nèi)對抗蝕劑和第二內(nèi)層絕緣膜109進行高密度等離子體處理。通過執(zhí)行高密度等離子體處理，在接觸孔的側(cè)表面和底表面上形成氮化膜或氧化膜，即，在第二內(nèi)層絕緣膜的側(cè)表面上和布線108朝向開口的表面上形成。接觸孔側(cè)表面上形成的氮化膜或氧化膜用作保護膜，且當基板被浸入抗蝕劑分離溶劑時，保護膜可防止水氣進入第二內(nèi)層絕緣膜109。在去除抗蝕劑119后，可進行各向異性蝕刻，以去除布線108表面上形成的氮化膜或氧化膜。通過將布線108上形成的氮化膜或氧化膜去除，布線和稍后形成的第一電極的接觸是令人滿意的。
接著，形成通過接觸孔電連接到布線108的第一電極110?？赏ㄟ^使用含有氧化硅的錫化銦(此后稱為ITSO)、氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化錫銦等形成第一電極110。此外，也能使用通過使用其中氧化銦與2-20wt％的氧化鋅(ZnO)混合的靶形成的諸如氧化鋅銦等透明導(dǎo)電膜。此外，除了透明導(dǎo)電膜之外，也可使用氮化鈦膜或鈦膜。在這種情況下，可在形成透明導(dǎo)電膜后形成氮化鈦膜或鈦膜，以具有透光的厚度(較佳為5-30nm)。在本實施方式中，形成110nm厚的ITSO膜作為電極110。
第一電極110的表面通過CMP法或通過用聚(乙烯醇)基多孔質(zhì)體清潔來拋光，以使其表面平坦化。在由CMP法拋光后，可通過使用高密度等離子體處理設(shè)備對第一電極110的表面進行氧化等離子體處理或氮化等離子體處理。通過使用高密度等離子體處理設(shè)備進行氧化等離子體處理，可重新形成第一電極110的表面。通過重新形成第一電極110的表面，當在后續(xù)步驟中在第一電極110上形成膜時，可望獲得諸如提高的膜粘附度和減少的膜缺陷等有利效果。
當形成第一電極110時，如圖2C所示，可在第一電極110的表面上形成粉塵114。圖2C示出由圖2B中的虛線包圍的區(qū)域116的細節(jié)。粉塵114是在第一電極110的形成步驟中形成的。粉塵114造成第一電極110表面的粗糙。當在第一電極上形成膜時，所形成的膜的平整度變得不均勻，因此降低半導(dǎo)體器件的可靠性。因此，為了進一步提高半導(dǎo)體器件的可靠性，需要將在第一電極110上形成的粉塵114去除。粉塵也被稱為微粒。
下面將參考圖2D對本實施方式中將粉塵去除的方法進行描述。圖2D是圖2C的一部分的放大視圖。當在形成第一電極110后通過進行高密度等離子體處理而在第一電極110的表面上形成氮化膜(或氧化膜)117時，如圖2D所示，在粉塵114之下形成氮化膜117。此外，當粉塵114是可被氮化的材料時，粉塵114被氮化，并且其體積增加。結(jié)果，可僅通過刷清等清潔第一電極110的表面而容易地去除粉塵114。當對第一電極110的表面進行高密度等離子體處理時，也能容易地去除約幾納米的粉塵。可使用泡沫噴射法(注冊商標)、百萬聲波(megasonic)法、干冰噴粉法等作為清潔方法，來代替刷清。這不僅適用于本實施方式，還適用于其它實施方式。
此外，可在形成第一電極110后進行熱處理。由于通過這樣的熱處理形成的透明導(dǎo)電膜的透射率很高，因此能制造高度可靠的顯示裝置。此外，在本實施方式中，使熱處理中的氣氛包含惰性氣體作為其主要成分，其中氧濃度為5％或更低而水濃度為1％或更低。結(jié)果，可抑制通過烘培硅氧烷而獲得的內(nèi)層絕緣膜109的熱處理造成的龜裂。在本實施方式中，熱處理在250℃下進行1小時。
在本實施方式中，對制造p溝道TFT的步驟進行描述。然而，當結(jié)晶半導(dǎo)體膜104通過使用柵電極作為掩模，以提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)摻雜時，還能將本發(fā)明應(yīng)用于n型TFT的制造。此外，本發(fā)明能適用于p溝道TFT和n溝道TFT被制造在同一基板上的情況。
TFT可具有其中形成有一個溝道形成區(qū)的單柵極結(jié)構(gòu)、其中形成有兩個溝道形成區(qū)的雙柵極區(qū)域、或其中形成有三個溝道形成區(qū)的三柵極結(jié)構(gòu)。即，可將本發(fā)明應(yīng)用于具有包括多個溝道形成區(qū)的多柵極結(jié)構(gòu)的TFT。此外，外圍驅(qū)動電路區(qū)中的薄膜晶體管也具有單柵極結(jié)構(gòu)或多柵極結(jié)構(gòu)(例如雙柵極結(jié)構(gòu)或三柵極結(jié)構(gòu))。
本發(fā)明不限于本實施方式中所述的制造TFT的方法，而是可應(yīng)用于制造上柵極型(平面型)TFT、下柵極型(倒錯型)、在溝道區(qū)上方和下方布置有兩個柵電極并且在其間夾有柵絕緣膜的雙柵極型或其它結(jié)構(gòu)的TFT的方法。
通過上述步驟，可制造高度可靠的TFT。
在本實施方式中，將對通過使用高密度等離子體設(shè)備而使柵絕緣膜以及柵電極氮化，制造柵絕緣膜和柵電極表面上具有氮化膜的TFT的方法進行描述。
如圖3A所示，在絕緣基板201上形成包括第一底膜202和第二底膜203的底膜204。該絕緣基板201可以是例如硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃等玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等。另外，也可使用由諸如塑料等具軟性的合成樹脂形成的基板，只要它能承受制造步驟中的處理溫度，盡管這樣的基板相比上述基板一般具有較低的允許溫度容限。絕緣基板201的表面通過CMP法等被拋光以平整化。在本實施方式中，將玻璃基板用作絕緣基板201。
這里，在氮氣氛中對玻璃基板進行高密度等離子體處理，并且在玻璃基板上形成氮化硅膜。這里形成的氮化硅膜被用作第一底膜202。然后，通過CVD法、濺射法等，在第一底膜202上形成第二底膜203?？刹捎檬褂醚趸枘?、氮化硅膜、氧氮化硅膜和氮氧化硅膜中的任一種的單層結(jié)構(gòu)，或?qū)⑦@些膜適當層疊的結(jié)構(gòu)，作為第二底膜203。在本實施方式中，形成100nm厚的氧化硅膜作為第二底膜203。這里，可在氮氣氛中對第二底膜203的表面進行高密度等離子體處理。
接著，在底膜204上形成半導(dǎo)體膜205?？尚纬煞蔷О雽?dǎo)體膜作為半導(dǎo)體膜205，然而也可形成微晶半導(dǎo)體膜或結(jié)晶半導(dǎo)體膜。半導(dǎo)體膜的材料不受限制，但較佳地使用硅或鍺化硅。在本實施方式中，形成54nm厚的結(jié)晶硅膜。要注意，可在形成半導(dǎo)體膜之后進行去除包含在半導(dǎo)體膜中的氫的步驟。具體地說，將基板在500℃下加熱一個小時。
當形成底膜204和半導(dǎo)體膜205，使底膜204和半導(dǎo)體膜205之間的分界面不暴露在周圍大氣中時，能防止分界面受到污染，并且能減少將要制造的TFT的特性變化。在本實施方式中，通過等離子體CVD法連續(xù)地形成底膜204和半導(dǎo)體膜205，而不會暴露于周圍大氣中。
接著，通過諸如激光結(jié)晶法、熱結(jié)晶法以及使用諸如鎳等促進結(jié)晶的元素的熱結(jié)晶法等已知方法使半導(dǎo)體膜205結(jié)晶，而形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜206。在結(jié)晶后，對結(jié)晶半導(dǎo)體膜206的整個表面進行用諸如硼(B)等提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的摻雜，使得對要用作TFT的溝道形成區(qū)的區(qū)域進行溝道摻雜，且控制了TFT的閾值電壓。
然后，如圖3B所示，在對結(jié)晶半導(dǎo)體膜206形成圖案后，形成柵絕緣膜207。可采用使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜和氮氧化硅膜中的任一種的單層結(jié)構(gòu)，或?qū)⑦@些膜適當?shù)貙盈B的結(jié)構(gòu)，作為柵絕緣膜207。在本實施方式中，形成110nm厚的氧化硅膜，作為柵絕緣膜207。這里，較佳地在氮氣氛中對柵絕緣膜207進行高密度等離子體處理。在本實施方式中，由于將氧化硅膜用作柵絕緣膜，因此通過進行高密度等離子體處理而在柵絕緣膜207上形成對等離子體有較小損傷的致密氮化硅膜(或氧化硅膜)。通過提供氮化硅膜208，可防止水氣進入氧化硅膜，另外可防止隨后形成的柵電極氧化。
接著，如圖3C所示，通過濺射法等在柵絕緣膜207上形成柵電極209。可使用鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鋁(Al)或硅(Si)等，作為柵電極的材料，這些材料可作為單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)來使用，作為柵電極。在本實施方式中，鉬被用作單層。
然后，與實施方式1類似，通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化，在柵電極209的表面上形成氮化膜210。在本實施方式中，由于將鉬用作柵電極，因此在柵電極209的表面上形成氮化鉬膜。
接著，通過將柵電極209用作掩模，用諸如硼(B)等提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)對結(jié)晶半導(dǎo)體膜206摻雜。通過該步驟，以自對準方式形成TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)。在本實施方式中，通過已知的摻雜方法，在TFT的溝道形成區(qū)和源極區(qū)及漏極區(qū)之間形成低濃度雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))，然而低濃度雜質(zhì)區(qū)不是一直需要提供的。
在去除由摻雜形成的雜質(zhì)區(qū)表面上的自然氧化膜后，可通過使用金屬膜而形成硅化物區(qū)?？墒褂面嚹?、鈦膜、鈷膜、箔膜、由包括上述至少兩種元素的合金形成的膜等，作為金屬膜。更具體地說，例如，將鎳膜用作金屬膜，而鎳膜是通過在室溫下以500W到1kW的沉積功率用濺射法形成的，隨后通過熱處理形成硅化物區(qū)?？墒褂肦TA、高爐退火等作為熱處理。此時，可通過控制金屬膜的厚度、加熱溫度和加熱時間而僅在雜質(zhì)區(qū)的上表面上形成硅化物區(qū)，或在其整個表面上形成硅化物區(qū)。最后，將未反應(yīng)的鎳去除。例如，可將HCl∶HNO3∶H2O＝3∶2∶1的蝕刻液用來去除未反應(yīng)的鎳。
在摻雜后，可進行500℃或更高的熱處理、強光照射或激光照射，以使被添加到雜質(zhì)區(qū)的雜質(zhì)元素活化。因此，對柵絕緣膜的等離子體損傷以及對柵絕緣膜和半導(dǎo)體層之間的分界面的等離子體損傷可在雜質(zhì)元素活化的同時恢復(fù)。
此外，與實施方式1類似，可在活化后在氫氣氛中對柵絕緣膜進行高密度等離子體處理。通過該步驟，半導(dǎo)體層中的懸空鍵也可由柵絕緣膜中含有的氫封端。在本實施方式中，在410℃下進行1小時的熱處理以對半導(dǎo)體層中的懸空鍵封端。在使用高密度等離子體設(shè)備的氫化中，本實施模式中使用氫和氬的混合氣體。
接著，如圖3D所示，在柵絕緣膜207和柵電極209上形成第一內(nèi)層絕緣膜211。第一內(nèi)層絕緣膜211可通過使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁或其它無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；諸如聚酰亞胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑等耐熱性聚合材料；在由硅、氧、氫組成的化合物中含Si-O-Si鍵的無機硅氧烷；或其中結(jié)合于硅的氫被諸如甲基或苯基等有機基團代替的有機硅氧烷基的絕緣材料來形成。也可采用例如丙烯酸或聚酰亞胺等光敏或非光敏材料?？刹捎眠@些材料的單層結(jié)構(gòu)，也可使用組合那些物質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，將100nm厚的氮氧化硅膜和900nm厚的氧氮化硅900被順序地層疊為第一內(nèi)層絕緣膜。在本實施方式中，對柵絕緣膜207和柵電極209進行高密度等離子體處理，并在每個表面上形成致密氮化膜，因此不會特別需要作為保護膜的絕緣膜。這里，較佳地在氮氣氛或氧氣氛中對第一內(nèi)層絕緣膜211進行高密度等離子體處理。通過高密度等離子體處理，在第一內(nèi)層絕緣膜211的表面上形成等離子體損傷較小的致密氮化膜或氧化膜。通過高密度等離子體處理形成的致密氮化膜或氧化膜用作保護膜，因此能防止水氣進入第一內(nèi)層絕緣膜。
可以用與實施方式1類似的方式進行后續(xù)的步驟，并能制造包括如圖3E所示的源極布線和漏極布線212的高度可靠的TFT。
在本實施方式中，將對使用實施例1中制造的TFT來制造包括電致光發(fā)射元件(下文中稱之為EL元件)的顯示裝置(EL顯示裝置)的方法進行描述。顯然也能使用實施方式2中制造的TFT。
在該實施方式中，通過使用具有透光性的膜形成第一電極110，以使其具有其中從第一電極110側(cè)萃取來自電致光發(fā)射元件的光的結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，與圖1相似，含有氧化硅的氧化錫銦(ITSO)被用作第一電極110。
首先，如圖4所示，形成絕緣膜111(被稱為堤、隔離壁、阻擋層、筑堤等)以覆蓋第一電極110和TFT的端部。
可通過使用氧化硅、氧化氮、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁或其它無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；諸如聚酰亞胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑等耐熱性聚合材料；在由硅、氧、氫組成的化合物中含Si-O-Si鍵的無機硅氧烷；或其中結(jié)合于硅的氫被諸如甲基或苯基等有機基團代替的有機硅氧烷基的絕緣材料來形成絕緣膜111。也可使用例如丙烯酸或聚酰亞胺等光敏或非光敏材料。在本實施方式中，通過使用光敏聚酰亞胺形成絕緣膜111，以在平坦區(qū)內(nèi)具有1.5μm的厚度。
另外，絕緣膜111較佳地具有其中曲率半徑連續(xù)改變的形狀，以提高絕緣膜111上形成的電致發(fā)光層112(包含無機化合物的層)以及第二電極113的覆蓋率。
為了進一步提高可靠性，在形成電致發(fā)光層112前，較佳地通過使用高密度等離子體設(shè)備對第一電極110和絕緣膜111進行氮化處理或氧化處理。通過使用高密度等離子設(shè)備而使第一電極110氮化或氧化，可減少重新形成電極表面時造成的等離子體損傷，并可獲得缺陷較少的表面。因此，本實施方式中的發(fā)光元件可提供具有較高清晰度和較少不平整性的顯示器。此外，當?shù)^緣膜111時，重新形成絕緣膜111的表面，并能防止水分被吸入絕緣膜中。當氧化絕緣膜111時，膜變得更堅固，而有機氣體的逸出得以抑制。在本實施方式中，可通過使用高密度等離子體設(shè)備進行等離子體損傷較小的處理。通過考慮絕緣膜的材料以及效果，可適當?shù)卮_定對絕緣膜111表面進行氧化處理還是氮化處理。
此外，通過對第一電極110和絕緣膜111進行高密度等離子體處理，可容易地去除圖2C所示的在第一電極上形成的粉塵。當在不除去粉塵114的情況下形成電致發(fā)光層112時，由于第一電極110的表面不平整，電致發(fā)光層112的粘附性變差并且膜厚度變得不平整。結(jié)果，造成短路或漏電，并且EL顯示裝置的可靠性降低。在本實施方式中，在形成第一電極110和絕緣膜111后，通過進行高密度等離子體處理而在第一電極110和絕緣膜111的表面上形成氮化膜或氧化膜；因此，壓力從第一電極110的表面被施加于粉塵114，由此可通過刷清等來清潔第一電極110的表面，以容易地除去粉塵?？墒褂门菽瓏娚浞?注冊商標)、百萬聲波法、干冰噴粉法等代替刷清，作為清潔方法。在本實施方式中，在形成第一電極110和絕緣膜111后，進行高密度等離子處理和表面清潔；然而，也可在形成絕緣膜111前進行這些處理。
在第一電極110上形成電致發(fā)光層112。盡管圖4僅示出一個像素，但在該實施方式中，對于R(紅)G(綠)B(藍)的每個顏色，均可形成場致發(fā)光層。在該實施方式中，可通過使用蒸鍍掩模的蒸鍍法有選擇地形成呈現(xiàn)出R(紅)、G(綠)B(藍)發(fā)光的材料中的每一種，作為電致發(fā)光層112?？赏ㄟ^使用蒸鍍掩模的蒸鍍法或微滴排放法有選擇地形成的方法來形成這些呈現(xiàn)紅(R)、綠(G)和藍(B)發(fā)光的材料。在微滴排放法的情況下，存在不使用掩模而單獨形成R、G、B材料的優(yōu)點。在該實施方式中，呈現(xiàn)出R(紅)、G(綠)B(藍)發(fā)光的材料各自由蒸鍍法形成。
在蒸鍍EL前，較佳地通過在主要成分為惰性氣體、氧濃度為5％或更低、水濃度為1％或更低的氣氛中的熱處理而去除水氣。在該實施方式中，在300℃進行1小時的熱處理。
接著，通過使用電致發(fā)光層112上的導(dǎo)電膜而形成第二電極113?？赏ㄟ^使用具有低功函數(shù)的材料(Al、Ag、Li、Ca或包含其的合金，例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)來形成第二電極112。因此，形成包含第一電極110、電致發(fā)光層112和第二電極113的發(fā)光元件。
在圖4所示的顯示裝置中，來自發(fā)光元件的光透過在絕緣基板101和第一電極110之間形成的膜，并沿箭頭指示的方向從第一電極110側(cè)射出。
形成鈍化膜以覆蓋第二電極113是有效的?？赏ㄟ^使用包含氮化硅、氧化硅、氧氮化硅(SiON)、氮氧化硅(SiNO)、氮化鋁(AlN)、氧氮化鋁(AlON)、氮含量高于氧含量的氮氧化鋁(AlNO)、氧化鋁、金剛石類碳(DLC)或含氮碳膜的絕緣膜來形成鈍化膜。鈍化膜可具有絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)，或結(jié)合絕緣層的層疊層結(jié)構(gòu)。此外，也可使用其中通過硅(S)和氧(O)結(jié)合而形成主干結(jié)構(gòu)的硅氧烷。在硅氧烷中，至少含有氫的有機基團(例如烷基或芳香烴)被用作替代。另外，可將氟代基團或至少含有氫和氟代基團的有機基團用作代替。
在這種情況下，具有良好覆蓋率的膜被較佳地用作鈍化膜。有效地使用碳膜，尤其是DLC膜。由于DLC膜是在室溫-100℃或以下的溫度范圍內(nèi)形成的，因此能容易地在場致發(fā)光層112上形成具有低耐熱性的DLC膜。DLC膜對氧具有高阻擋性質(zhì)，因此可防止電致發(fā)光層112被氧化。因此，在后續(xù)的密封步驟中，電致發(fā)光層112被氧化的問題得以防止。
接著，包含發(fā)光射元件的絕緣基板101和密封基板通過密封材料彼此粘合，并且發(fā)光元件被密封。由于通過密封材料防止水氣從側(cè)方向進入，可防止發(fā)光元件的劣化并提高顯示裝置的可靠性。由密封材料包圍的區(qū)域可由填料填充，并可通過在氮氣氛中密封而由氮氣等來填充。此外，可將填料以液體狀態(tài)滴入并填充在顯示裝置中。本實施方式采用底部發(fā)光型，但不一定要使用具有透光性的填料。然而，在其中通過填料萃取光的結(jié)構(gòu)的情況下，需要通過使用具有透光性的材料形成的填料。作為填料的一個例子，可給出可見光固化、紫外線固化或熱固環(huán)氧樹脂?？赏ㄟ^上述步驟形成包含發(fā)光元件的顯示裝置。
較佳地可在EL顯示面板中提供干燥劑以防止由于水分造成的元件劣化。在本實施方式中，在密封基板上形成以包圍像素區(qū)的凹陷部分中提供干燥劑，由此獲得薄形狀。此外，通過也在與柵極布線層對應(yīng)的區(qū)域中提供干燥劑，吸水區(qū)域可以更大，并提高吸水效果。此外，由于干燥劑是在自身不發(fā)光的柵極布線層上形成的，因此不會降低光萃取效率。
本實施方式描述其中發(fā)光元件被玻璃基板密封的情況。密封處理是保護光發(fā)射元件受潮的處理，并且可使用通過用覆蓋材料機械地密封發(fā)光元件的方法、用熱固樹脂或紫外線固化樹脂密封發(fā)光元件的方法、以及通過用具有高阻擋性的薄膜(例如金屬氧化物或金屬氮化物)來密封發(fā)光元件的方法中的任一種?？墒褂貌ＡА⑻沾?、塑料或金屬作為覆蓋材料；然而，在光向覆蓋材料側(cè)發(fā)射的情況下，則需要使用透光的材料。覆蓋材料和包含發(fā)光元件的基板使用諸如熱固樹脂或紫外線固化樹脂等密封材料彼此粘合，并通過使用熱處理或紫外線照射處理固化樹脂來形成密封空間。在該密封空間中提供吸濕材料(典型的是氧化鋇)也是有效的?？稍诿芊獠牧仙匣蛟诟綦x壁上，或在發(fā)光元件的外圍提供這種吸濕材料，從而不屏蔽來自發(fā)光元件的光。此外，覆蓋材料和包含發(fā)光元件的基板之間的空間可用熱固樹脂或紫外線固化樹脂來填充。在這種情況下，在熱固樹脂或紫外線固化樹脂中添加典型地為氧化鋇的吸濕材料是有效的。
通過實現(xiàn)本發(fā)明，可制造高度可靠的顯示裝置，該顯示裝置包括通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化的柵電極；通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化或氧化的布線；以及像素電極，其表面通過使用高密度等離子體設(shè)備而被重新形成。因此，可以低成本、高產(chǎn)出地制造高清晰度和高畫質(zhì)顯示裝置。
下面將參考圖5A和圖5B、圖6A和圖6B對本發(fā)明一個實施方式進行描述。本實施方式示出在不在實施方式1中制造的顯示裝置中形成第二內(nèi)層絕緣膜109的情況下形成半導(dǎo)體器件的一個例子。因此，對相同部分或具有相同功能的諸部分的說明不再重復(fù)。另外，也可使用實施方式2中制造的TFT。
在本實施方式中，形成柵電極106之前的步驟與實施方式1中的步驟相同，因此僅對后續(xù)步驟進行描述。
如圖5A所示，在柵絕緣膜105和柵電極106上形成。在該實施方式中，使用氮氧化硅膜和通過烘培硅氧烷而獲得的絕緣膜作為第一內(nèi)層絕緣膜607。另外，也可使用由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁或其它無機絕緣材料形成的膜，來代替氮氧化硅膜或通過烘培硅氧烷獲得的絕緣膜。
通過烘培硅氧烷獲得的絕緣膜是通過在如上所述地涂覆樹脂后進行熱處理而形成的。在該熱處理中，腔內(nèi)壓力可以是大氣壓或減壓。
然后，在第一內(nèi)層絕緣膜607中形成接觸孔，以到達TFT的源極區(qū)和漏極區(qū)。該接觸孔可具有錐形。
隨后，在第一內(nèi)層絕緣膜上形成布線608(電極)以覆蓋接觸孔。布線608用作源電極或漏電極。
在形成連接到TFT的半導(dǎo)體層的源極區(qū)和漏極區(qū)的布線608后，形成第一電極610以與一部分布線608重疊。
第一電極601用作像素電極，并可采用與實施方式1的第一電極110相同的材料。另外在該實施方式中，形成作為透明導(dǎo)電膜的ITSO，作為第一電極610，以類似于實施方式1地萃取通過第一電極610的光。
接著，如圖5B所示，形成絕緣膜611以覆蓋第一電極610和TFT的端部?？赏ㄟ^將相同材料用作實施方式1中描述的絕緣膜111而形成絕緣膜611。在該實施方式中，丙烯酸被用作絕緣膜611。
可通過與實施方式2類似地使用高密度等離子體設(shè)備對第一電極610和絕緣膜611進行氮化處理或氧化處理。另外，可在形成絕緣膜611前，通過使用高密度等離子體設(shè)備進行氮化處理或氧化處理。
然后，在第一電極610上形成電致發(fā)光層612，并將第二電極613層疊于其上，由此形成發(fā)光元件。形成鈍化膜以覆蓋第二電極613。最后，TFT基板和密封基板通過密封材料彼此粘合。另外，由密封材料包圍的區(qū)域可用填料填充。
在圖6A和圖6B所示的顯示裝置中，布線708和第一電極710彼此連接，以使在第一電極710的一部分上形成布線708。為了獲得這樣的結(jié)構(gòu)，在如圖6A所示地在第一內(nèi)層絕緣膜707上形成第一電極710之后，在第一內(nèi)層絕緣膜707中形成接觸孔，并形成布線708以與第一電極710的一部分重疊。通過這種結(jié)構(gòu)，可在通過烘培含有硅氧烷的樹脂而獲得的絕緣膜之上形成第一電極710，因此覆蓋率良好。另外，可對第一電極710充分地進行諸如CMP等拋光處理，并能以很好的平整性形成。
接著，如圖6B所示，形成絕緣膜711以覆蓋第一電極710和TFT的端部?？赏ㄟ^將相同材料用作實施方式1中描述的絕緣膜111而形成絕緣膜711。在本實施方式中，硅氧烷被用作絕緣膜711。
可通過使用與實施例2類似的高密度等離子體設(shè)備對第一電極710和絕緣膜711進行氮化處理或氧化處理。另外，在形成絕緣膜711前，可通過使用高密度等離子體設(shè)備進行氮化處理或氧化處理。
然后，在第一電極710上形成電致發(fā)光層712，并且將第二電極713層疊于其上，由此形成發(fā)光元件。形成鈍化膜以覆蓋第二電極713。最后，TFT基板和密封基板通過密封材料彼此粘合。另外，由密封材料包圍的區(qū)域可由填料填充。
通過實現(xiàn)本發(fā)明可制造出高度可靠的顯示裝置。因此，可以低成本高產(chǎn)出地制造高清晰度和高畫質(zhì)的顯示裝置。
可通過應(yīng)用本發(fā)明而形成包括發(fā)光元件的顯示裝置。作為來自發(fā)光元件的發(fā)光模式，可以有三種模式，即底部發(fā)光型、頂部發(fā)光型和雙面發(fā)光型。在實施方式3中對作為一側(cè)發(fā)光型的底部發(fā)光型的例子進行了描述。在該實施方式中，將參考圖7和圖8對雙面發(fā)光型和作為一側(cè)發(fā)光型的頂部發(fā)光型的例子進行描述。
圖7示出雙面發(fā)光顯示裝置，其中光沿著由箭頭表示的方向同時從裝有發(fā)光元件的基板的一側(cè)以及密封基板的一側(cè)射出。在該實施方式中，可將透明導(dǎo)電膜用作第一電極410。當使用透明導(dǎo)電膜時，可形成透明導(dǎo)電膜并將其蝕刻成所要求的形狀以形成第一電極410。此外，可使用以便于透光的厚度形成(較佳為5-30nm)的氮化鈦膜或鈦膜，來代替透明導(dǎo)電膜。另外，在形成透明導(dǎo)電膜后，較佳地以便于透光的厚度(較佳為5-30nm)形成氮化鈦膜或鈦膜。在該實施方式中，ITSO被用作第一電極410。
然后，如圖7所示，形成絕緣膜411(被稱為堤、隔離壁、阻擋層、筑堤等)以覆蓋第一電極410和TFT的端部?？蓪⑴c實施方式2中的絕緣膜111相同的材料用作絕緣膜411。
為了進一步提高可靠性，與實施方式2類似，可在形成電致發(fā)光層412前，通過使用高密度等離子體設(shè)備對第一電極410和絕緣膜411進行氮化處理或氧化處理。另外，可在形成絕緣膜411前進行氮化處理或氧化處理。
隨后，可在第一電極410上形成電致發(fā)光層412。此后，由導(dǎo)電膜形成的第二電極413被設(shè)置在電致發(fā)光層412上。由于第二電極413用作陰極，因此可使用具有低功函數(shù)的材料(In、Al、Ag、Li、Ca或包含它們的合金，例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)。在圖7的顯示裝置中，為透光，可使用膜厚變薄的金屬薄膜(MgAg10nm)以及作為透明導(dǎo)電材料的ITSO(100nm)的層疊層，作為第二電極413。
圖8示出一側(cè)發(fā)光顯示裝置，具體地說是沿箭頭所示方向發(fā)光的頂部發(fā)光顯示裝置，且反射膜被設(shè)置在圖7所示的雙面發(fā)光顯示裝置的第一電極410的下方。換言之，如圖8所示，作為透明導(dǎo)電膜并用作陽極的第一電極510被設(shè)置在具有反射率的金屬膜551上?？墒褂肨a、W、Ti、Mo、Al、Cu等作為具有反射率的金屬膜。特別地，較佳地在可見光區(qū)內(nèi)使用具有高反射率的物質(zhì)，并且在該實施方式中使用TiN膜。另外，由于通過烘培硅氧烷獲得的絕緣膜在本實施方式中被用作內(nèi)層絕緣膜109，可形成具有良好絕緣性和平整度的內(nèi)層絕緣膜109，因此，本實施方式中的發(fā)光元件能提供高清晰度和較少不平整度的顯示器。
如圖8所示，形成絕緣膜511(被稱為堤、隔離壁、阻擋層、筑堤等)以覆蓋第一電極510和TFT的端部?？蓪⑴c實施方式2中的絕緣膜111相同的材料用作絕緣膜511。另外，為了進一步提高可靠性，可與實施方式2類似地在形成電致發(fā)光層512前使用高密度等離子體設(shè)備對第一電極510和絕緣膜511進行氮化處理或氧化處理。另外，可在形成絕緣膜511前進行氮化處理或氧化處理。
然后，在第一電極510上形成電致發(fā)光層512。此后，由導(dǎo)電膜形成的第二電極513被設(shè)置在電致發(fā)光層512上。由于第二電極513用作陰極，因此可使用具有低功函數(shù)的材料(In、Al、Ag、Li、Ca或包含它們的合金，例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)。在本實施方式中，為透光，可將膜厚變薄的金屬薄膜層(MgAg10nm)以及作為透明導(dǎo)電材料的ITSO(100nm)層疊為第二電極413。
在該實施方式中，將對通過使用實施方式1中制造的TFT來制造透光型液晶顯示裝置的方法進行描述。顯然，也可使用實施方式2中制造的TFT。
與實施方式1類似，如圖2B所示地形成到第一電極110為止的部件。在該實施方式中，與實施方式1類似，含有氧化硅的氧化銦(ITSO)被用作第一電極110的材料。然后，如圖9所示，在第二內(nèi)層絕緣膜109和第一電極110上形成定向膜801。在該實施方式中，聚酰亞胺被用作定向膜801。隨后，制備對接基板802。對接基板802包括玻璃基板803、由透明導(dǎo)電膜形成的對接電極以及定向膜805。
然后，通過上述步驟獲得的TFT基板806和對接基板802通過密封材料彼此粘合。這里，可在定向膜801和定向膜805之間提供空間以保持兩基板之間的固定空間。此后，將液晶807注入兩基板之間，且通過用密封劑密封來完成如圖9所示的透光型液晶顯示裝置。
盡管本實施方式中描述的是透光型液晶顯示裝置，但本發(fā)明的液晶顯示裝置不局限于這種類型。通過將具有反射率的電極用作第一電極110，或通過將反射膜設(shè)置在第一電極110上表面或底表面之上，本發(fā)明還能被應(yīng)用于反射型液晶顯示裝置。另外，可將本發(fā)明應(yīng)用于半透射型液晶顯示裝置。
通過實現(xiàn)本發(fā)明，可制造出高度可靠的顯示裝置，該顯示裝置包括通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化的柵電極；通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化或氧化的布線；以及表面通過使用高密度等離子體設(shè)備而重新形成的像素電極。
這里，將參考圖10A-10E、圖11A-11C、圖12A和圖12B、圖13A-圖13C以及圖14A和14B，描述制造薄膜集成電路或無接觸薄膜集成電路裝置(也被稱為無線IC標簽或RFID(射頻識別))的過程，作為根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的一個例子。
盡管下面描述的是使用電絕緣TFT作為用于無線IC標簽的集成電路的半導(dǎo)體元件的例子，但用于無線IC標簽的集成電路的半導(dǎo)體元件不局限于TFT，并能使用任何類型的元件。例如，除了TFT之外，典型地給出存儲元件、二極管、光電轉(zhuǎn)換元件、電阻器元件、線圈、電容器元件、電感等。
首先，如圖10A所示，可通過濺射法在玻璃基板(第一基板)1700上形成分離層1701。分離層1701可通過濺射法、低壓CVD法、等離子體CVD法等形成。在該實施方式中，通過低壓CVD法將非晶硅做成大約50nm厚，并將其用作分離層1701。要注意，分離層1701不限于硅，并能使用可通過蝕刻而有選擇地去除的材料(例如W、Mo等)來形成。分離層1701的膜厚理想地為50-60nm。
接著，在分離層1701上形成底絕緣膜1702。提供底絕緣膜1702以防止第一基板中含有的諸如Na或堿土金屬等堿金屬擴散到半導(dǎo)體膜中并不利地影響諸如TFT等半導(dǎo)體元件的特性。另外，底絕緣膜1702還具有在后續(xù)的分離半導(dǎo)體元件的步驟中保護半導(dǎo)體元件的功能。底絕緣膜1702可具有單層或?qū)盈B多個絕緣膜的多層結(jié)構(gòu)。因此，底絕緣膜1702通過使用例如氧化硅、氮化硅、含氮的氧化硅(SiON)或含氧的氮化硅(SiNO)等可抑制堿金屬或堿土金屬擴散到半導(dǎo)體膜中的絕緣膜來形成。
接著，在底絕緣膜1702上形成半導(dǎo)體膜1703。在形成底絕緣膜1702后，期望的是在不暴露于大氣的情況下形成半導(dǎo)體膜1703。半導(dǎo)體膜1703的厚度被設(shè)置成20-200nm(理想地為40-170nm，更理想地為50-150nm)。
然后，通過以激光束照射而使半導(dǎo)體膜1703結(jié)晶。通過用激光束照射半導(dǎo)體膜1703來形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜1703。圖10A是示出激光束掃描過程的橫截面圖。
然后，如圖10B所示，對結(jié)晶半導(dǎo)體膜1704形成圖案以形成島形半導(dǎo)體膜1705-1707。此后，形成柵絕緣膜1708?？赏ㄟ^等離子體CVD法、濺射法等，將包括氮化硅、氧化硅、含氮氧化硅或含氧氮化硅的膜用作單層或?qū)盈B層，來形成柵絕緣膜1708。
在形成柵絕緣膜1708后，可在含氫3-100％的氣氛中以溫度300-450℃進行1-12小時的熱處理以使島形半導(dǎo)體膜1705-1707氫化。另外，可進行等離子體氫化(使用由等離子體激勵的氫)作為另一種氫化手段。
隨后，如圖10C所示，形成柵電極1709-1711。這里，在通過濺射法層疊以提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)摻雜的Si和W后，通過將抗蝕劑1712作為掩模蝕刻Si和W而形成柵電極1709-1711。顯然，導(dǎo)電材料、結(jié)構(gòu)以及柵電極1709-1711的制造方法不局限于此，并能被適當?shù)剡x擇。例如，可使用以提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)摻雜的Si和NiSi(硅化鎳)的層疊結(jié)構(gòu)，或TaN(氮化鉭)與W(鎢)的層疊結(jié)構(gòu)。另外，可在單層中形成各種導(dǎo)電材料。當同時形成柵電極和天線時，可考慮其功能來選擇材料。
另外，可使用由SiOx構(gòu)成的掩模等以代替抗蝕劑掩模。在這種情況下，增加了通過形成圖案來形成SiOx、SiON掩模等(被稱為硬掩模)的步驟。然后，由于在蝕刻中掩模的膜減少少于抗蝕劑的減少，因此可形成具有所要求厚度的柵電極1709-1711。另外，可通過微滴排放法在使用抗蝕劑1712的情況下有選擇地形成柵電極1709-1711。
在去除抗蝕劑1712后，柵電極1709-1711可通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化。通過進行氮化處理，柵電極1709-1711的周圍被覆以氮化膜1761-1766，并可提高柵電極的耐熱性且防止柵電極氧化。
接著，如圖10D所示，作為p溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜1706被覆以抗蝕劑1713，且通過將柵電極1709和1711用作掩模用提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(典型地為P(磷)或Ar(砷))以低濃度對島形半導(dǎo)體膜1705和1707摻雜。在該摻雜步驟中，通過柵絕緣膜1708進行摻雜，而在島形半導(dǎo)體膜1705-1707中形成成對的低濃度雜質(zhì)區(qū)1716和1717。要注意，可在不使用抗蝕劑涂覆作為p溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜1706的情況下進行該摻雜步驟。
然后，如圖10E所示，在通過灰化等去除抗蝕劑1713后，新形成抗蝕劑1718以覆蓋作為n溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜1705和1707，隨后通過將柵電極1710用作掩模用提供p型導(dǎo)電性(典型為B(硼))的雜質(zhì)元素以高濃度對島形半導(dǎo)體膜1706摻雜。在該摻雜步驟中，通過柵絕緣膜1708進行摻雜，并且在島形半導(dǎo)體膜1706中形成一對p型高濃度雜質(zhì)區(qū)1720。
接著，如圖11A所示，在通過灰化等去除抗蝕劑1718后，形成絕緣膜1721以覆蓋柵絕緣膜1708和柵電極1709-1711。
此后，通過使用深蝕(etch back)法將絕緣膜1721和柵絕緣膜1708部分蝕刻，并如圖11B所示以自對準的方式形成與柵電極1709-1711的側(cè)壁1722-1724接觸的側(cè)壁1722-1724?？墒褂肅HF3和He的混合氣體作為蝕刻氣體。要注意，形成側(cè)壁的步驟不局限于此。
接著，如圖11C所示，新形成抗蝕劑1726以覆蓋作為p溝道TFT的島形半導(dǎo)體膜1706，且通過將柵電極1709和1711以及側(cè)壁1722和1724用作為掩模用提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(典型為P或As)以高濃度對島形半導(dǎo)體膜1705和1707摻雜。在該摻雜步驟中，摻雜是通過柵絕緣膜1708進行的，且在島形半導(dǎo)體膜1705和1707中形成成對的n型高濃度雜質(zhì)區(qū)1727和1728。
隨后，在通過灰化等去除抗蝕劑1726后，可熱活化雜質(zhì)區(qū)。例如，在形成50nm厚的SiON膜后，可在氮氣氛內(nèi)以550℃進行四小時的熱處理。另外，當在將含氫的SiNx膜做成100nm厚之后在氮氣氛內(nèi)以410℃進行一小時的熱處理時，可改善多晶半導(dǎo)體膜中的缺陷。這是例如對多結(jié)晶半導(dǎo)體中的懸空鍵封端，并被稱為氫化步驟等。
通過上述一系列步驟，形成n溝道TFT 1730、p溝道TFT 1731和n溝道TFT 1732。在上述制造步驟中，可通過適當改變深蝕法的條件來調(diào)整側(cè)壁的大小。通過使用上述制造步驟，可形成具有0.2-2μm溝道長度的TFT。
此外，也可形成鈍化膜以保護TFT 1730-1732。
接著，如圖12A所示，形成第一內(nèi)層絕緣膜1733以覆蓋TFT 1730-1732。
此外，在第一內(nèi)層絕緣膜1733上形成第二內(nèi)層絕緣膜1734?？蓪⑻盍匣烊氲谝粌?nèi)層絕緣膜1733或第二內(nèi)層絕緣膜1734中，以防止由于用來形成稍后形成的布線的導(dǎo)電材料等以及第一內(nèi)層絕緣膜1733或第二內(nèi)層絕緣膜1734之間的熱膨脹系數(shù)差異而導(dǎo)致的應(yīng)力而使第一內(nèi)層絕緣膜1733或第二內(nèi)層絕緣膜1734剝落或斷裂。
隨后，如圖12A所示，在第一內(nèi)層絕緣膜1733、第二內(nèi)層絕緣膜1734以及柵絕緣膜1708內(nèi)形成接觸孔，隨后形成連接到TFT 1730-1732的布線1735-1739。布線1735和1736被連接到n溝道TFT 1730的高濃度雜質(zhì)區(qū)1727，布線1736和1737被連接到p溝道TFT 1731的高濃度雜質(zhì)區(qū)1720，而布線1738和1739被連接到n溝道TFT 1732的高濃度雜質(zhì)區(qū)1728。此外，布線1739還連接到n溝道TFT 1732的柵電極1711。可將n溝道TFT 1732用作隨機ROM的存儲元件。這里，可通過與實施例1類似地使用高密度等離子體設(shè)備對布線1735-1739進行氮化處理或氧化處理。
然后，如圖12B所示，在第二內(nèi)層絕緣膜1734上形成第三內(nèi)層絕緣膜1741，以覆蓋布線1735-1739。將第三內(nèi)層絕緣膜1741做成具有開口以使布線1735的一部分暴露在外。要注意，可通過將相同材料用作第一內(nèi)層絕緣膜1733來形成第三內(nèi)層絕緣膜1741。
接著，在第三內(nèi)層絕緣膜1741上形成天線1742?？赏ㄟ^使用具有一種或多種金屬或金屬化合物(例如Ag、Au、Cu、Pd、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Al、Fe、Co、Zn、Sn和Ni)的導(dǎo)電材料來形成天線1742。天線1742連接到布線1735。盡管在圖12B中天線1742直接連接到布線1735，但本發(fā)明的無線IC標簽不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，天線1742可通過使用單獨形成的布線電連接到布線1735。
可通過印刷法、光刻法、蒸鍍法、微滴排放法等來形成天線1742。在圖12B中，天線1742是通過使用單層導(dǎo)電膜來形成的。然而，也可通過層疊多個導(dǎo)電膜來形成天線1742。例如，可通過通過無電電鍍覆以Cu的Ni等形成的布線來形成天線1742。
要注意，微滴排放法是通過從小孔中排放包括預(yù)定成分的微滴來形成預(yù)定圖案的方法。噴墨法等也屬于此類。另一方面，印刷法包括絲網(wǎng)印刷法、膠印法等。當采用印刷法或微滴排放法時，可在不使用用于曝光的掩模的情況下形成天線1742。另外，當采用印刷法或微滴排放法時，與光刻法不同，通過蝕刻去除的材料不是必須的。另外，由于用于曝光的昂貴的掩模是不必要的，可降低制造無線IC標簽的成本。
在使用微滴排放法或各種印刷法的情況下，例如，可使用覆以Ag的Cu導(dǎo)電微粒。當通過微滴排放法形成天線1742時，希望對第三內(nèi)層絕緣膜1741的表面進行處理以提高天線1742的粘附度。
作為提高粘附度的方法，給出下列方法作為具體的例子將可通過催化作用提高導(dǎo)電膜或絕緣膜粘附度的金屬或金屬化合物粘合到第三內(nèi)層絕緣膜1741的表面的方法；將對要形成的導(dǎo)電膜或絕緣膜具有高粘附度的有機絕緣膜、金屬或金屬化合物粘合于第三絕緣膜1741的表面的方法；以及在大氣壓或減壓環(huán)境下對第三內(nèi)層絕緣膜1741的表面進行高密度等離子處理以重新形成表面的方法。通過使用高密度等離子體設(shè)備，可以較小的等離子體損傷而重新形成表面。
當粘合于第三內(nèi)層絕緣膜1741的金屬或金屬化合物導(dǎo)電時，其表面電阻受到控制以使天線的正常工作不會被打斷。具體地說，可將導(dǎo)電金屬或金屬化合物的平均厚度控制為例如1-10nm。另外，金屬或金屬化合物可以是部分或全部通過氧化而絕緣的?；蛘?，可通過蝕刻有選擇地去除粘合于無需提高粘附度的區(qū)域的金屬或金屬化合物?？赏ㄟ^微滴排放法、印刷法、溶膠—凝膠法等有選擇地將金屬或金屬化合物僅粘結(jié)于特定區(qū)域，而不是將金屬或金屬化合物事先粘合到基板的整個表面。這種金屬或金屬化合物不需要是在第三內(nèi)層絕緣膜1741表面上完全連續(xù)的膜，而是一定程度上分散的。
然后，如圖13A所示，在形成天線1742后，可在第三內(nèi)層絕緣膜1741上形成保護層1745以覆蓋天線1742。通過使用當通過稍后的蝕刻去除分散層1701時能保護天線1742的材料來形成保護層1745。例如，可通過將能夠在水或乙醇中溶解的環(huán)氧樹脂、丙烯酸基樹脂或硅基樹脂涂覆在整個表面上而形成保護層1745。
接著，如圖13B所示，形成溝1746以劃分無線IC標簽。溝1746可具有使分離層1701外露的深度。溝1746可通過劃線或劃片來形成。要注意，當不需要劃分第一基板1700上形成的無線IC標簽時，則不一定要形成溝1746。
隨后，如圖13C所示，通過蝕刻去除分離層1701。這里將氟化鹵用作蝕刻氣體并將其從溝1746導(dǎo)入。例如，在溫度為350℃、流速300sccm、大氣壓798Pa、處理時間3小時的條件下使用ClF3(三氟化氯)。另外，可將氮氣混入ClF3氣。可通過使用諸如ClF3等氟化鹵選擇性地蝕刻分離層1701，以使TFT 1730-1732與第一基板1700分離。氟化鹵可以是氣態(tài)或液態(tài)的。
然后，如圖14A所示，分離的TFT 1730-1732以及天線1742通過使用粘結(jié)劑1750粘合于第二基板1751。可將能夠粘合于第二基板1751和底絕緣膜1702的材料用作粘結(jié)劑1750。粘結(jié)劑1750可以是例如反應(yīng)固化型、熱固型、光固化型(例如紫外線光固化型)以及厭氧型等各種可固化粘結(jié)劑。
可通過例如紙或塑料等柔性有機材料來形成第二基板1751。
如圖14B所示，在去除保護層1745后，粘結(jié)劑1752被涂覆在第三內(nèi)層絕緣膜1741上，以覆蓋天線1742并隨后粘合覆蓋件1753。與第二基板1751的情況相同，例如紙或塑料等柔性有機材料可用作覆蓋件1753。粘結(jié)劑1752的厚度例如為10-200μm。
此外，可將能粘合于覆蓋件1753、第三內(nèi)層絕緣膜1741和天線1742的材料用作粘結(jié)劑1752。粘結(jié)劑1752可以是例如反應(yīng)固化型、熱固型、光固化型(例如紫外線光固化型)和厭氧型等各種可固化粘結(jié)劑。
通過上述步驟中的每一個完成了無線IC標簽。根據(jù)上述制造方法，在第二基板1751和覆蓋件1753之間形成總厚度為0.3μm以上或3μm以下(典型地接近2μm)的極薄的集成電路。
要注意，集成電路的厚度不僅包括半導(dǎo)體元件自身的厚度，還包括在粘結(jié)劑1750和粘結(jié)劑1752之間形成的各種絕緣膜和內(nèi)層絕緣膜的厚度。另外，無線IC標簽中的集成電路的面積可以是邊長5mm或更少的正方形(25mm2或更少)，更優(yōu)選地接近0.3mm(0.09mm2)-4mm(16mm2)的正方形。
本實施方式示出了這樣一種方法，其中將分離層設(shè)置在具有耐熱性的第一基板1700和集成電路之間，并通過藉由蝕刻去除分離層而將基板和集成電路分離。然而，本發(fā)明的制造無線IC標簽的方法不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可將金屬氧化膜設(shè)置在具有高耐熱性的基板和集成電路之間，并且能通過結(jié)晶而削弱金屬氧化膜以分離集成電路?；蛘撸蓪⒂珊瑲涞姆蔷О雽?dǎo)體膜形成的分離層設(shè)置在具有高耐熱性的基板和集成電路之間，且可通過激光束照射去除分離層以分離基板和集成電路?；蛘?，可通過機械地去除其上形成有集成電路的具有高耐熱性的基板或通過使用溶液或氣體蝕刻來去除基板而將集成電路與基板分離。
盡管本實施方式闡述的是在與集成電路相同的基板上形成天線的例子，但本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)?？呻S后將在不同基板上形成的天線和集成電路粘合以使它們電連接。
一般應(yīng)用于RFID(射頻識別)中的電波的頻率多數(shù)為13.56MHz或2.45GHz，并且形成無線IC標簽以使這些頻率的電波能被檢測到來提高多功能性是非常重要的。
本實施方式的無線IC標簽具有下列優(yōu)點相比通過使用半導(dǎo)體基板形成的RFID而言，電波不會被輕易阻擋并且能抑制由于電波阻擋而造成的信號衰減。因此，由于不需要使用半導(dǎo)體基板，制造無線IC標簽的成本被大幅度降低。
盡管本實施方式闡述的是將分離的集成電路粘合于柔性基板的例子，但本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，當使用諸如塑料基板等具有能承受集成電路制造步驟中的熱處理溫度的容許溫度容限的柔性基板時，不一定要分離集成電路。
通過實現(xiàn)本發(fā)明，可制造高度可靠的薄膜集成電路或無接觸薄膜集成電路裝置，這種集成電路裝置包括通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化的柵電極以及通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化或氧化的布線。
此外，可任意地將本實施方式與其它實施方式結(jié)合起來。
上述實施例示出當將非晶半導(dǎo)體膜、導(dǎo)電膜、絕緣膜等適當?shù)貙盈B時進行高密度等離子體處理的例子。本實施例將參考附圖對在不暴露于大氣的情況下連續(xù)執(zhí)行如上述實施方式中所述的步驟的例子進行描述。
圖16示出裝有多個腔的設(shè)備的例子。要注意，圖16是在本實施方式中使用的設(shè)備的一個結(jié)構(gòu)示例的俯視圖。
圖16所示的設(shè)備具有第一腔1111、第二腔1112、第三腔1113、第四腔1114、負載鎖定腔1110和1115以及共用腔1120。每個腔具有氣密性，并裝有真空排氣泵和氣體導(dǎo)入系統(tǒng)。
負載鎖定腔1110和1115是用于將樣品(待處理基板)搬入系統(tǒng)的腔。第一至第四腔是在基板上形成導(dǎo)電膜、絕緣膜或半導(dǎo)體膜或進行蝕刻、等離子體處理等的腔。共用腔1120是用于負載鎖定腔1110和1115以及第一至第四腔共同安置的樣品的共用腔。另外，閘閥1112-1127被設(shè)置在共用腔1120和負載鎖定腔1110、1115之間，以及共用腔1120和第一至第四腔1111-1114之間。要注意，機械手1121被設(shè)置在共用腔1120內(nèi)，它將待處理基板傳送到各個腔。
作為一個具體的例子，以下示出實施方式1所述的TFT的制造步驟的一部分。在具有結(jié)晶半導(dǎo)體膜的基板上，在第一腔1111內(nèi)形成柵電極，在第二腔1112中去除柵電極上的抗蝕劑，在第三腔內(nèi)對柵電極表面進行高密度等離子體處理，并且在第四腔1114內(nèi)在柵電極上形成絕緣膜。在該實施方式中，圖15所示的高密度等離子體處理設(shè)備被設(shè)置于第三腔1113內(nèi)。
首先，包含多塊基板的盒1128被傳送至負載鎖定腔1110。在將盒1128傳送至其中后，負載鎖定腔1110的門關(guān)閉。在這種狀態(tài)下，閘閥1122開啟以將待處理基板從盒1128中取出，隨后通過機械手1121將基板安置在共用腔1120內(nèi)。同時在共用腔1120內(nèi)進行基板的對齊。
然后，閘閥1122關(guān)閉，而閘閥1124開啟以將基板傳送到第一腔1111。要注意，在基板上形成半導(dǎo)體膜、柵絕緣膜等。另外，在導(dǎo)電膜上形成由光敏材料形成的抗蝕劑圖案，該導(dǎo)電膜在柵絕緣膜上形成。在該實施方式中，將鉬(Mo)用作導(dǎo)電膜。通過對在柵絕緣膜上形成的導(dǎo)電膜進行蝕刻，在第一腔1111內(nèi)形成柵電極。
接著，由機械手1121將基板從共用腔1120中取出并傳送到第二腔1112。在第二腔1112中，通過灰化等將殘留在柵電極上的光抗蝕劑去除。
隨后，由機械手1121將基板從共用腔1120中取出并傳送到第三腔1113。在第三腔1113中，通過使用高密度等離子體設(shè)備氮化柵電極表面，并且在柵電極表面上形成氮化鉬膜。
隨后，用機械手121將基板從共用腔1120中取出并將其傳送到第四腔1114。在第四腔1114中，在通過使用CVD法等氮化的柵電極之上形成絕緣膜。
在以這種方式在柵電極上形成絕緣膜后，用機械手1121將基板傳送到負載鎖定腔1115以存儲在盒1129中。然后，通過在絕緣膜和柵絕緣膜中形成接觸孔以及在絕緣膜上形成布線等，可制造如實施方式1所述的半導(dǎo)體器件。
要注意，圖16僅示出一個例子。例如，可增加腔數(shù)量以形成具有更多層的多層絕緣膜，或者可使用高密度等離子體設(shè)備形成絕緣膜等。不在本實施方式所示的步驟中制造的部件，例如柵電極、柵絕緣膜等，也可通過該設(shè)備形成。換言之，可通過與本實施方式中的步驟任意組合而進行實施方式1-7所述的步驟。圖16示出對第一至第四腔1111-1114采用單個類型腔的例子，然而通過采用批量的腔，可一次對多個基板進行處理。
通過使用該實施方式中所述的設(shè)備，可在不暴露于大氣的情況下連續(xù)形成柵絕緣膜、柵電極、柵氮化膜等。因此，可防止污染物的混入并提高生產(chǎn)率。
通過使用由本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件，可制造出各種電子裝置。例如，數(shù)字視頻攝像機、數(shù)字攝像機、護目鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置、電話(顯示器)、移動通信終端等。所制造的半導(dǎo)體器件的產(chǎn)品質(zhì)量良好，從而消除產(chǎn)品質(zhì)量中的差異。結(jié)果，能高質(zhì)量地制造出作為最終產(chǎn)品的電子器件。具體示例參考附圖來描述。
圖17A示出一種顯示裝置，它包括殼體2201、支承座2202、顯示部分2203、揚聲器部分2204、視頻輸入端2205等。該顯示裝置是通過使用由其它實施方式中所示的制造方法形成的薄膜晶體管作為顯示部分2203而制造成的。由于本發(fā)明的薄膜晶體管的可靠性很高，因此可通過使用本發(fā)明的薄膜晶體管來制造具有良好質(zhì)量和質(zhì)量差異較小的顯示裝置。顯示裝置包括液晶顯示裝置、發(fā)光裝置等，具體地說包括用于顯示計算機、電視接收、廣告等的信息的所有顯示裝置。
圖17B示出一臺計算機，它包括殼體2211、顯示部分2212、鍵盤2213、外部連接端口2214、定點鼠標2215等。由于本發(fā)明的薄膜晶體管的可靠性很高，因此可通過使用本發(fā)明的薄膜晶體管制造具有良好質(zhì)量和質(zhì)量差異較小的顯示部分2212和其它電路。另外，本發(fā)明還可被應(yīng)用于主機身內(nèi)部的CPU或存儲器之類的半導(dǎo)體器件。
圖17C示出了一個移動電話作為移動終端的典型示例。該移動電話包括殼體2221、顯示部分2222、操作鍵2223等。本發(fā)明的薄膜晶體管可用于如上所述的移動電話、PDA(個人數(shù)字助理)、數(shù)字攝像機或小型游戲機等電子裝置。由于本發(fā)明的薄膜晶體管的可靠性很高，因此可通過使用本發(fā)明的薄膜晶體管制造具有良好質(zhì)量和質(zhì)量差異較小的顯示部分2222和諸如CPU和存儲器等其它功能性電路。
圖17D和17E示出一個數(shù)字攝像機。注意圖，17E示出圖17D的后側(cè)。該數(shù)字攝像機包括殼體2231、顯示部分2232、鏡頭2233、操作鍵2234、快門2234等。由于本發(fā)明的薄膜晶體管的可靠性很高，因此可通過使用本發(fā)明的薄膜晶體管制造具有良好質(zhì)量和質(zhì)量差異較小的顯示部分2232、用于控制顯示部分2232的驅(qū)動器部分以及其它電路。
圖17F示出一個數(shù)字視頻攝像機，它包括機身2241、顯示部分2242、殼體2243、外部連接端口2244、遙控接收部分2245、圖像接收部分2246、電池2247、音頻輸入部分2248、操作鍵2249、目鏡部分2250等。由于本發(fā)明的薄膜晶體管的可靠性高，可通過使用本發(fā)明的薄膜晶體管制造具有良好質(zhì)量和質(zhì)量差異較小的顯示部分2242、用于控制顯示部分2242的驅(qū)動器部分以及其它電路。
也可將通過使用本發(fā)明的高密度等離子體設(shè)備制造的薄膜晶體管用于薄膜集成電路或無接觸薄膜集成電路裝置(也被稱為無線IC標簽或RFID(射頻識別))。通過應(yīng)用其它實施方式中所示的制造方法，薄膜集成電路和無接觸薄膜集成電路可被用作具有存儲器的標簽。
圖18A示出附有無線IC標簽2302的護照2301。可將無線IC標簽2302嵌入到護照2301中。類似地，可將無線IC標簽粘附于或內(nèi)嵌于各種對象中，例如駕照、信用卡、紙幣、硬幣、證書、商品券、票、旅行支票(T/C)、健康保險卡、居住證件、以及家庭登記簿。在這種情況下，僅示出這種產(chǎn)品為真實產(chǎn)品的信息被輸入到無線IC標簽的存儲器等中，并且設(shè)定訪問權(quán)以使該信息無法被非法地讀出或?qū)懭?。通過如上所述地使用標簽，可將真品與贗品區(qū)別開來。
圖18示出使用內(nèi)嵌于附到蔬菜包裝的標簽內(nèi)的無線IC標簽2311的一個例子。無線IC標簽也可附于或內(nèi)嵌于包裝自身。無線IC標簽可用于各種產(chǎn)品的包裝而不局限于蔬菜。在無線IC標簽2311中，可存儲生產(chǎn)區(qū)域、生產(chǎn)者、制造日期、諸如加工方法等生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的流通過程、價格、數(shù)量、用途、形狀、重量、保質(zhì)期或其它標識信息?？捎蔁o線讀取器2312的天線部分2313接收來自無線IC標簽2311的信息并讀出該信息，并將其顯示在讀取器2312的顯示部分2314上。因此，批發(fā)商、零售商和消費者能方便地了解這些信息。另外，通過對制造商、銷售商和消費者的每一個設(shè)置訪問權(quán)，不享有訪問權(quán)的人無法讀出、寫入、重寫和擦除信息。
可如下地使用無線IC標簽。在結(jié)算時可將已完成結(jié)算的信息寫入無線IC標簽，并通過設(shè)置在出口處的檢查裝置檢查無線IC標簽是否將已完成結(jié)算的信息寫入無線IC標簽。如果未完成結(jié)算的IC標簽被帶出商店，則發(fā)出警報聲。通過這種方法可防止結(jié)算忘卻和盜竊行為。
考慮到保護消費者隱私，下面的方法也是可行的。在收銀機的結(jié)算中，可執(zhí)行下列任何一種方法(1)輸入到無線IC標簽中的數(shù)據(jù)被個人識別號鎖定，(2)輸入到無線IC標簽中的數(shù)據(jù)自身被加密，(3)輸入到無線IC標簽中的數(shù)據(jù)被擦除，以及(4)輸入到無線IC標簽中的數(shù)據(jù)被破壞。然后，在出口處設(shè)置檢查裝置，并檢查(1)-(4)中任何一個是否被執(zhí)行或檢查無線IC標簽中的數(shù)據(jù)是否未經(jīng)處理，從而檢查是否已完成結(jié)算。這樣，可在商店中檢查是否已完成結(jié)算，并能防止在商店外違背所有人意志地將無線IC標簽中的信息讀出。
能給出若干方法以破壞輸入到無線IC標簽中的數(shù)據(jù)(4)。例如，給出下列方法(a)僅能通過在無線IC標簽的電子數(shù)據(jù)的至少一部分中寫入“0(關(guān))”和“1(開)”中的一個或兩者來破壞數(shù)據(jù)的方法，以及(b)使過量電流流過無線IC標簽以物理地破壞無線IC標簽中的半導(dǎo)體元件布線的一部分的方法。
由于上面提到的無線標簽需要比傳統(tǒng)使用的條形碼更高的制造成本，因此成本削減是必要的。然而，依照本發(fā)明，能高產(chǎn)量地形成具有良好質(zhì)量和無質(zhì)量差異的半導(dǎo)體元件，這對成本削減而言是有效的。此外，可制造具有高質(zhì)量的無線標簽以在性能上不具有差異。
如上所述，通過本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的適用范圍非常廣，且通過本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于各種領(lǐng)域的電子裝置。
本申請基于2005年4月28日提交于日本專利局的2005-133688號日本專利申請，其全部內(nèi)容被援引于此以供參考。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；以及通過用高密度等離子體使柵電極的表面氮化，在柵電極表面上形成氮化膜。
2.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，還包括在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；以及通過用高密度等離子體使布線表面氮化，在布線表面上形成金屬氮化膜。
3.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，還包括在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；以及通過用高密度等離子體使布線表面氧化，在布線表面上形成金屬氧化膜。
4.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，還包括在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；在第二絕緣膜上形成透明導(dǎo)電膜；以及用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜的表面氮化。
5.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，還包括在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；在第二絕緣膜上形成透明導(dǎo)電膜；以及用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜的表面氧化。
6.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；以及通過用高密度等離子體使布線表面氮化，在布線表面上形成金屬氮化膜。
7.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；以及通過用高密度等離子體使布線表面氧化，在布線表面上形成金屬氧化膜。
8.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；在布線上形成透明導(dǎo)電膜；以及用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜的表面氮化。
9.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；在布線上形成透明導(dǎo)電膜；以及用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜的表面氧化。
10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；在布線上形成透明導(dǎo)電膜；用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜的表面氮化；以及清潔透明導(dǎo)電膜的表面。
11.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成布線；在布線上形成透明導(dǎo)電膜；用高密度等離子體使透明導(dǎo)電膜的表面氧化；以及清潔透明導(dǎo)電膜的表面。
12.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氮氣和稀有氣體的混合氣體；氨氣和稀有氣體的混合氣體；或氮氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氮化。
13.如權(quán)利要求6所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氮氣和稀有氣體的混合氣體；氨氣和稀有氣體的混合氣體；或氮氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氮化。
14.如權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氧氣和稀有氣體的混合氣體；或氧氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氧化。
15.如權(quán)利要求8所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氮氣和稀有氣體的混合氣體；氨氣和稀有氣體的混合氣體；或氮氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氮化。
16.如權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氧氣和稀有氣體的混合氣體；或氧氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氧化。
17.如權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氮氣和稀有氣體的混合氣體；氨氣和稀有氣體的混合氣體；或氮氣、氫和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氮化。
18.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，氧氣和稀有氣體的混合氣體；或氧氣、氫氣和稀有氣體的混合氣體用于所述通過使用高密度等離子體進行的氧化。
19.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氮化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
20.如權(quán)利要求6所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氮化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
21.如權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氧化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
22.如權(quán)利要求8所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氮化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
23.如權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氧化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
24.如權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氮化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
25.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，在所述通過使用高密度等離子體進行的氧化中，所述基板被加熱到200-550℃的溫度。
26.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
27.如權(quán)利要求6所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
28.如權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
29.如權(quán)利要求8所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
30.如權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
31.如權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
32.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述高密度等離子體具有0.5eV或更高以及1.5eV或更低的電子溫度，且具有1.0×1011cm-3或更高以及1.0×1013cm-3或更低的電子密度。
33.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，用于所述柵電極的材料是從由鉬、鎢、鉻、鉭、鋁和硅構(gòu)成的組中選擇的一個。
34.一種半導(dǎo)體器件，包括具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；以及柵電極表面上用高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氮化膜。
35.一種半導(dǎo)體器件，包括具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；柵電極上的絕緣膜；絕緣膜上的布線；以及布線表面上用高密度等離子體形成的含有稀有氣體的金屬氮化膜。
36.一種半導(dǎo)體器件，包括具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；柵電極上的絕緣膜；絕緣膜上的布線；以及布線表面上用高密度等離子體形成的含有稀有氣體的金屬氧化膜。
37.一種半導(dǎo)體器件，包括具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；柵電極上的第一絕緣膜；第一絕緣膜上的布線；布線上的透明導(dǎo)電膜；以及透明導(dǎo)電膜上用高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氮化膜。
38.一種半導(dǎo)體器件，包括具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體膜；半導(dǎo)體膜上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的柵電極；柵電極上的第一絕緣膜；第一絕緣膜上的布線；布線上的透明導(dǎo)電膜；以及透明導(dǎo)電膜上用高密度等離子體形成的含有稀有氣體的氧化膜。
39.一種包含如權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體器件的EL顯示裝置、液晶顯示裝置或RFID。
40.一種包含如權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體器件的EL顯示裝置、液晶顯示裝置或RFID。
41.一種包含如權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體器件的EL顯示裝置、液晶顯示裝置或RFID。
42.一種包含如權(quán)利要求37所述的半導(dǎo)體器件的EL顯示裝置、液晶顯示裝置或RFID。
43.一種包含如權(quán)利要求38所述的半導(dǎo)體器件的EL顯示裝置、液晶顯示裝置或RFID。
全文摘要
為了制造出高度可靠和小型的TFT，本發(fā)明的一個目的是提供一種制造形成具有高度可靠性的柵電極、源極布線和漏極布線的半導(dǎo)體器件的方法和半導(dǎo)體器件。在制造半導(dǎo)體器件的方法中，在具有絕緣表面的基板上形成半導(dǎo)體膜，在半導(dǎo)體膜上形成柵絕緣膜，在柵絕緣膜上形成柵電極，并通過使用高密度等離子體使柵電極表面氮化，在柵電極的表面上形成氮化膜。
文檔編號H01L29/786GK1855399SQ200610079300
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者磯部敦生, 村上智史, 山崎舜平 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所