半導體器件及其制造方法技術

本申請的發(fā)明專利技術名稱為“半導體器件及其制造方法”。本發(fā)明專利技術涉及半導體器件及其制造方法。本發(fā)明專利技術的目的在于通過使用以氧化鋅為典型的氧化物半導體膜形成薄膜晶體管，以低成本提供一種半導體器件及其制造方法，而不使制造工序復雜化。本發(fā)明專利技術的半導體器件之一，在襯底上形成柵極，覆蓋柵極地形成柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜上形成氧化物半導體膜，并且在氧化物半導體膜上形成第一導電膜和第二導電膜，其中氧化物半導體膜在溝道形成區(qū)域中至少包括結晶化了的區(qū)域。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種。本專利技術特別涉及使用氧化物半導體的半導體器件。此外，本專利技術還涉及具備該半導體器件的電子設備。
技術介紹
以液晶顯示器(IXD)和EL顯示器為典型的平板顯示器(FPD)作為代替常規(guī)的CRT的顯示器引人注目。尤其是，安裝有有源矩陣驅動的大型液晶面板的大屏幕液晶電視的開發(fā)對液晶面板的制造者已經(jīng)成為該致力進行的重要課題。此外，大屏幕的EL電視的開發(fā)也在展開。在常規(guī)的液晶器件或場致發(fā)光顯示器(以下稱作發(fā)光顯示器或EL顯示器)中，使用結晶硅或非晶硅的薄膜晶體管(以下示為TFT)作為驅動每個像素的半導體元件。與使用非晶硅膜的TFT相比使用結晶硅膜的TFT的迀移率高二位以上(包括二位)，從而當用于掃描線驅動電路或信號線驅動電路等時可以期待高速動作，所述掃描線驅動電路用于選擇發(fā)光顯示器的像素，所述信號線驅動電路用于將視頻信號供給給被選擇了的像素。然而，與將非晶硅用作半導體膜時相比，將結晶硅用作半導體膜時為了使半導體膜結晶化而使步驟復雜化，從而具有一個難點，即成品率降低而且成本上升。此外，用于該結晶化的加熱溫度為550°C或更高，不易使用熔點低的樹脂或塑料等的襯底。另一方面，將非晶硅用作半導體膜的TFT由于不進行高溫加熱，所以可以使用樹脂襯底或塑料襯底，從而可以以低成本制造。然而，使用非晶硅的半導體膜形成溝道形成區(qū)域的TFT的迀移率最大也只能得到0.2至1.0cm2/V.s左右，而且耗電量也高。此外，當將非晶硅膜形成在襯底上時，一般使用等離子體CVD法。等離子體CVD法當?shù)矸e時需要在高真空下進行的加熱，有可能給在塑料襯底或襯底上的有機樹脂膜損傷。此外，除了使用等離子體CVD法淀積非晶硅膜之外使用濺射法淀積時，也在非晶硅膜淀積了之后被暴露在空氣中，則有可能在表面上形成很薄的絕緣膜。作為代替這種由硅構成的半導體的材料，近年來，有將氧化鋅等氧化物半導體用于溝道形成區(qū)域來形成TFT的報告(例如參見專利文獻1、非專利文獻1)。由于氧化物半導體具有與由包括非晶硅的半導體構成的TFT相同或比它高的迀移率，所以被謀求進一步提高其特性。日本專利申請?zhí)亻_2000-150900號 Elvira M.C.Fortunato 以及六名 Applied Physics Letters (應用物理快報)Vol.85、N0.13、P 2541 (2004)。
技術實現(xiàn)思路
鑒于上述課題，本專利技術的目的在于提供一種半導體器件和其制造方法，該半導體器件具有提高了特性的半導體元件。此外，另一方面，為了如液晶電視那樣以更廉價的工序制造大面積裝置，襯底的面積越來越大。然而，有一個問題，即因為襯底的大型化，容易受彎曲和扭曲的影響。此外，在熱處理步驟中襯底被加熱到高溫度，就有一個問題，即扭曲和收縮導致襯底的尺寸的變化，從而光刻步驟的對準的精度降低。由此，本專利技術的目的在于提供一種技術，該技術在用于半導體器件的半導體元件的結晶化步驟中即使在單邊超過1米那樣的大型襯底上也可以以高成品率制造半導體器件。如上所述，本專利技術的目的在于提供一種，該半導體器件可以以比以前低成本且高生產(chǎn)率制造，并且具有進一步提高了特性的半導體元件。在本專利技術中使用化合物半導體作為半導體，優(yōu)選使用氧化物半導體。作為氧化物半導體，例如使用氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(Ti02)、InGa03 (ZnO) 5、氧化鎂鋅(MgxZni x0)、氧化鎘鋅(CdxZni x0)、氧化鎘(CdO)或In-Ga-Zn-Ο之類的非晶氧化物半導體(a-1GZO)等。本專利技術旨在通過燈光快速退火(LRTA: lamp rapid thermal annealing，或簡單稱作燈加熱)加熱鄰接于化合物半導體的柵極，選擇性地促進化合物半導體的結晶化，以制造使用至少在溝道形成區(qū)域中包括促進了該結晶化的區(qū)域的化合物半導體的TFT。本專利技術之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、以及形成在絕緣膜上的氧化物半導體膜，該氧化物半導體膜具有第一氧化物半導體區(qū)域和第二氧化物半導體區(qū)域，并且在與柵極重疊的位置中被形成的第一氧化物半導體區(qū)域的結晶性比第二氧化物半導體區(qū)域高。注意，結晶性表示結晶中的原子排列的規(guī)則性的程度。如果使用結晶性良好(也稱為結晶性高、改善了結晶性)的氧化物半導體膜而制造TFT，其電特性則良好。此外，本專利技術之一在襯底上具有柵極和氧化物半導體膜，該氧化物半導體膜在中間夾著絕緣膜與柵極重疊的區(qū)域中包括一部分被結晶化了的區(qū)域。此外，本專利技術之一在襯底上具有柵極、氧化物半導體膜、以及導電膜，該導電膜提供得與氧化物半導體膜接觸，該氧化物半導體膜在中間夾著絕緣膜與柵極重疊的區(qū)域中具有一部分被結晶化了的區(qū)域。此外，本專利技術之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、以及形成在絕緣膜上的氧化物半導體膜，該氧化物半導體膜至少在與柵極重疊的區(qū)域中被結晶化。注意，被結晶化是指從非晶狀態(tài)生成結晶核或從生成了結晶核的狀態(tài)生長晶粒的情況。此外，本專利技術之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、形成在絕緣膜上的導電膜、以及形成在絕緣膜和導電膜上的氧化物半導體膜，該氧化物半導體膜至少在與所述柵極重疊的區(qū)域中被結晶化。此外，本專利技術之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、形成在絕緣膜上的導電膜、以及形成在絕緣膜和導電膜上的氧化物半導體膜，其中柵極的對用于結晶化的光源的反射率比導電膜低。注意，當導電膜為具有遮光性的金屬膜等時采用對反射率的比較。此外，本專利技術之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、形成在絕緣膜上的導電膜、以及形成在絕緣膜和導電膜上的氧化物半導體膜，其中柵極的熱吸收率比導電膜高。此外，本專利技術之一在襯底上形成柵極；在柵極上形成絕緣膜；以及在絕緣膜上形成氧化物半導體膜；并且對柵極進行LRTA，使與柵極重疊的氧化物半導體膜的一部分結晶化。此外，本專利技術之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；以及在絕緣膜上形成氧化物半導體膜；并且通過對柵極進行LRTA，在氧化物半導體膜中形成第一氧化物半導體區(qū)域和第二氧化物半導體區(qū)域，其中形成在與柵極重疊的位置中的第一氧化物半導體區(qū)域的結晶性比所述第二氧化物半導體區(qū)域高。此外，本專利技術之一在襯底上形成柵極；在柵極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成導電膜；以及在絕緣膜和導電膜上形成氧化物半導體膜；并且通過對柵極進行LRTA，選擇性地使氧化物半導體膜的一部分結晶化。此外，本專利技術之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；在絕緣膜上形成氧化物半導體膜；以及在氧化物半導體膜上形成導電膜；并且通過對柵極進行LRTA，選擇性地使氧化物半導體膜的一部分結晶化。此外，本專利技術之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；在絕緣膜上形成導電膜；以及在絕緣膜和導電膜上形成氧化物半導體膜；并且通過對柵極進行LRTA，在氧化物半導體膜中形成第一氧化物半導體區(qū)域和第二氧化物半導體區(qū)域。此時，形成在與柵極重疊的位置中的第一氧化物半導體區(qū)域的結晶性比第二氧化物半導體區(qū)域高。此外，本專利技術之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；在絕緣膜上形成氧化物半導體膜；以及在氧化物半導體膜上形成導電膜；并且通過對柵極進行燈加熱，在氧化物半導體膜中形成第一氧化物半導體區(qū)域和第二氧化物半導體本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種電泳顯示器，包括：像素部分，包括：????在襯底上的柵極；????在所述柵極上的絕緣膜；????中間夾著所述絕緣膜在所述柵極上的氧化物半導體膜；????在所述氧化物半導體膜上的源極和漏極；以及????至少在所述源極、所述漏極和所述氧化物半導體膜上的包括絕緣材料的鈍化膜。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：秋元健吾，本田達也，曾根寬人，
申請(專利權)人：株式會社半導體能源研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP