專利名稱：激光處理裝置、激光照射方法及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光束的照射方法及進行這種照射用的激光處理裝置。另外，還涉及使用了上述激光束照射的半導(dǎo)體裝置的制作方法。
背景技術(shù)：
近年來，在基板上制造薄膜晶體管(以下，記作“TFT”)的技術(shù)大幅度地取得了進步，例如，對有源矩陣型的顯示裝置的應(yīng)用開發(fā)正在取得進展。特別是，采用了結(jié)晶性半導(dǎo)體膜的TFT由于比采用了現(xiàn)有的非晶半導(dǎo)體膜的TFT的場效應(yīng)遷移率(也稱為遷移率(mobility))高，故可高速工作。因此，試圖用在與像素同一基板上所形成的驅(qū)動電路來進行以往用基板外所設(shè)置的驅(qū)動電路進行的像素的控制。
可是，用于半導(dǎo)體裝置的基板從成本方面看，與石英基板相比，看來玻璃基板是有希望的。由于玻璃基板的耐熱性差，容易發(fā)生熱變形，故在玻璃基板上形成采用了結(jié)晶性半導(dǎo)體膜的TFT的情況下，為了避免玻璃基板的熱變形，在半導(dǎo)體膜結(jié)晶時采用了激光退火。
激光退火的特征可舉出與利用輻射加熱或傳導(dǎo)加熱的退火法相比，可大幅度縮短處理時間，并且是對半導(dǎo)體基板或半導(dǎo)體膜有選擇地局部加熱，基板幾乎未受到熱損傷等。
再有，此處所謂的激光退火法，是指使半導(dǎo)體基板或半導(dǎo)體膜上所形成的損傷層及無定形層結(jié)晶的技術(shù)，或使基板上所形成的非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶的技術(shù)，或利用激光束對不是單晶的結(jié)晶半導(dǎo)體膜(將上述不是單晶的半導(dǎo)體膜統(tǒng)稱為非單晶半導(dǎo)體膜)進行加熱(退火)的技術(shù)。另外，也包含了應(yīng)用于半導(dǎo)體基板或半導(dǎo)體膜平坦化或改變表面性質(zhì)的技術(shù)。
對激光退火多采用從受激準分子激光器振蕩出的激光束(也稱為激光束)。受激準分子激光器具有輸出大、在高頻下可反復(fù)照射的優(yōu)點，此外，從受激準分子激光器振蕩出的激光束還具有對常被用作半導(dǎo)體膜的硅膜的吸收系數(shù)高的優(yōu)點。
而且，在激光束的照射中，用光學(xué)系統(tǒng)對照射面中的激光束加以整形，使該激光束的形狀成為線狀，在線狀束的短邊方向使激光束的照射位置相對于照射面移動，這種照射方法的生產(chǎn)率高，從而在工業(yè)上是優(yōu)越的(參照專利文獻1)。
特開平8-195357號公報發(fā)明內(nèi)容通過將連續(xù)振蕩的激光(以下，稱為“CW激光”)整形為線狀，在線狀激光束(也稱為線狀激光)的短軸方向使激光的照射位置相對地移動，得到在移動方向晶粒伸長了的大粒徑晶體。在與大粒徑晶體的長軸方向一致制作TFT的情況下，與用低頻的脈沖受激準分子激光器制作的TFT相比，可制作遷移率高的TFT。如采用這種TFT，則可使電路在高速下驅(qū)動，從而可制作驅(qū)動器及CPU等。
再有，線狀激光束的形狀大致為長方形，在本說明書中，將該長方形的短邊方向稱為線狀束的短軸方向。另外，將長方形的長邊方向稱為線狀束的長軸方向或長邊方向。
作為用CW或近似CW激光的激光處理裝置的課題，可舉出其防止振動的措施。
再有，此處所謂近似CW激光是指其振蕩頻率在10MHz以上最好在80MHz以上那樣的重復(fù)較短、可看作與CW激光大致相同的激光。
CW激光的激光束的掃描速度是在半導(dǎo)體膜上達到200～1000mm/s的高速，特別是如果使形成了半導(dǎo)體膜的大型基板以該速度往復(fù)工作，則擔(dān)心因發(fā)生振動而造成工藝不良。
即，在將CW激光照射在半導(dǎo)體膜上時，必須在其下的玻璃基板不發(fā)生熱變形的條件下使基板移動。而且，在高速移動的基板停止時，會發(fā)生用目視可分辨的那種程度的振動，對基板或半導(dǎo)體膜產(chǎn)生影響。
為了避免這樣的問題，也考慮采取不移動基板而掃描激光束的方式，但在采用光學(xué)系統(tǒng)進行動作的方式時，光學(xué)系統(tǒng)的稍許偏差會使結(jié)晶性發(fā)生很大的變化，從而擔(dān)心用該方式也會造成工藝不良。
另外，如使激光束往復(fù)掃描，則在去路和回路，激光退火效果不同，從而特別是在需要均勻激光退火的工藝中，不得已進行單程照射。
也就是說，由于激光束的能量分布不完全對稱，在掃描去路和掃描回路的情況下，無法在相同的狀態(tài)下照射激光束。即，激光束的效果因激光束的掃描方向的不同而不同。因此，用均勻的激光進行退火時，最好在單方向進行掃描。
但是，如果采用在單方向、單程掃描激光束的照射方法，則生產(chǎn)率下降至一半，從而在著眼于批量生產(chǎn)時就成了問題。本發(fā)明就是解決這樣的課題的發(fā)明。
移動基板時的振動的發(fā)生主要出于速度變化的原因。這是因為有重量的物體要以某種加速度移動時，在與加速方向相反的方向慣性力起作用的緣故。
從而，在以高速掃描激光束時，通過使基板往復(fù)動作，不對半導(dǎo)體膜進行二維處理，而是使之在單方向旋轉(zhuǎn)，由此可抑制加速度的變化，將振動的發(fā)生抑制到最小限度。
在本發(fā)明中，在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體，例如圓柱狀的旋轉(zhuǎn)體的表面上，按照旋轉(zhuǎn)體的曲率使基板固定在旋轉(zhuǎn)體表面上，使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，對基板上所形成的半導(dǎo)體膜進行激光照射一次。另外，在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向設(shè)置移動機構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時，使照射位置錯開?；蛘?，也可一邊使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，一邊使之在旋轉(zhuǎn)軸方向移動。由此，抑制了激光照射時振動的發(fā)生，在單方向使具有均勻能量分布的激光束移動，從而可在短時間內(nèi)批量生產(chǎn)可靠性高的半導(dǎo)體器件。再有，移動機構(gòu)可利用線性電動機或滾珠絲杠直動裝置等公知機構(gòu)。另外，也可以使用氣浮式XY平臺等。
用圖1說明本發(fā)明的裝置構(gòu)成。
首先，準備具有旋轉(zhuǎn)軸111的旋轉(zhuǎn)體(也稱為轉(zhuǎn)子)101，例如圓柱狀的旋轉(zhuǎn)體，在其表面上設(shè)置固定機構(gòu)，按照旋轉(zhuǎn)體101的曲率在旋轉(zhuǎn)體表面上固定1塊或多塊基板100。
在該狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)體101旋轉(zhuǎn)，對在基板100上形成的半導(dǎo)體膜102進行激光照射。所用的激光束從激光振蕩器射出，利用線狀束形成用的光學(xué)系統(tǒng)進行整形。由此，可利用線狀束照射半導(dǎo)體表面。另外，在旋轉(zhuǎn)體101的旋轉(zhuǎn)軸方向設(shè)置移動機構(gòu)104，旋轉(zhuǎn)體101每旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，就移動了線狀束的照射位置與旋轉(zhuǎn)體101的旋轉(zhuǎn)軸111的相對位置。即，旋轉(zhuǎn)體101旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時，使照射位置錯開激光束的寬度部分?；蛘?，在旋轉(zhuǎn)體101旋轉(zhuǎn)的期間，也可移動線狀束的照射位置與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸111的相對位置。由此，用本裝置處理半導(dǎo)體膜的整個面就成為可能。
這樣一來，通過使基板相對于激光束在單方向移動，可抑制振動的發(fā)生。
按照旋轉(zhuǎn)體101的曲率固定了的基板100如果從旋轉(zhuǎn)體101取下設(shè)置在平坦的場所，則可容易地返回到平的狀態(tài)。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器、線狀束形成用的光學(xué)系統(tǒng)、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述光學(xué)系統(tǒng)，通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使上述旋轉(zhuǎn)體在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，從而使通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束的照射位置移動。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器、線狀束形成用的光學(xué)系統(tǒng)、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使上述線狀束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述光學(xué)系統(tǒng)，通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器、柱面透鏡、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述柱面透鏡，通過了上述柱面透鏡的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使上述旋轉(zhuǎn)體在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，從而使通過了上述柱面透鏡的激光束的照射位置移動。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器、柱面透鏡、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述柱面透鏡，通過了上述柱面透鏡的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使通過了上述柱面透鏡的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器、第1柱面透鏡、第2柱面透鏡、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為線狀激光束，在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射上述線狀激光束，利用上述移動機構(gòu)使上述旋轉(zhuǎn)體在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，從而使上述線狀激光束的照射位置移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束在上述基板表面被整形為線狀。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器、第1柱面透鏡、第2柱面透鏡、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使線狀激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為上述線狀激光束，在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射上述線狀激光束，利用上述移動機構(gòu)使上述線狀激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束在上述基板表面被整形為線狀。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有多個激光振蕩器、多個光學(xué)系統(tǒng)、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，上述多個光學(xué)系統(tǒng)的每一個具有第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，從上述多個激光振蕩器的每一個射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為線狀激光束，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時利用由上述多個光學(xué)系統(tǒng)形成了的多個上述線狀激光束照射固定于上述旋轉(zhuǎn)體上的上述基板，上述旋轉(zhuǎn)體在被照射上述線狀激光束的同時，被上述移動機構(gòu)在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束在上述基板表面被整形為線狀。
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，其特征在于具有多個激光振蕩器、多個光學(xué)系統(tǒng)、有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體、使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)和使線狀激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，上述多個光學(xué)系統(tǒng)的每一個具有第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，從上述多個激光振蕩器的每一個射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為上述線狀激光束，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時利用由上述多個光學(xué)系統(tǒng)形成了的多個上述線狀激光束照射固定于上述旋轉(zhuǎn)體上的上述基板，上述線狀激光束在照射上述旋轉(zhuǎn)體的同時，被上述移動機構(gòu)在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束在上述基板表面被整形為線狀。
本發(fā)明涉及一種激光照射方法，其特征在于使基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時將線狀激光束照射在上述基板的表面上，上述旋轉(zhuǎn)體每旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，就移動上述線狀激光束的照射位置與上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置。
本發(fā)明涉及一種激光照射方法，其特征在于使基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時將線狀激光束照射在上述基板的表面上，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的期間，移動上述線狀激光束的照射位置與上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置。
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于在基板上形成半導(dǎo)體膜，使形成了上述半導(dǎo)體膜的基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時將線狀激光束照射在上述半導(dǎo)體膜上。
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于在基板上形成非晶半導(dǎo)體膜，使形成了上述非晶半導(dǎo)體膜的基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，通過在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射線狀激光束，從而使上述非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶，形成結(jié)晶性半導(dǎo)體膜。
在本發(fā)明中，對上述結(jié)晶性半導(dǎo)體膜構(gòu)圖，形成島狀半導(dǎo)體膜，向上述島狀半導(dǎo)體膜中摻入賦予一種導(dǎo)電性的雜質(zhì)，在摻入上述雜質(zhì)后，使上述基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體上，通過在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射線狀激光束，從而使上述雜質(zhì)激活。
在本發(fā)明中，多個上述基板被固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上。
在本發(fā)明中，上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度為10～50度/s。
在本發(fā)明中，上述線狀激光束是從連續(xù)振蕩的激光器或頻率為10MHz以上的脈沖振蕩的激光器經(jīng)整形而得。
在本發(fā)明中，上述線狀激光束是從連續(xù)振蕩的激光器或頻率為80MHz以上的脈沖振蕩的激光器經(jīng)整形而得。
在本發(fā)明中，上述連續(xù)振蕩的激光器是Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器和氦鎘激光器中的某一種。
在本發(fā)明中，上述脈沖振蕩激光器是Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸氣激光器和金蒸氣激光器中的某一種。
在本發(fā)明中，上述基板是玻璃基板或由合成樹脂構(gòu)成的基板。
另外，在本發(fā)明中，作為上述基板也可使用石英基板或不銹鋼基板。
再有，此處所謂的半導(dǎo)體裝置，是指通過利用半導(dǎo)體特性可實現(xiàn)功能的所有裝置，電光裝置、電氣裝置、半導(dǎo)體電路和電子設(shè)備全部是半導(dǎo)體裝置。
再有，在光學(xué)系統(tǒng)中，包含束擴展器、束均化器和柱面透鏡等。但是，由于在激光振蕩器中也往往有透鏡，故在該情況下，激光振蕩器被包含在光學(xué)系統(tǒng)中。
按照本發(fā)明，激光照射時基板的掃描速度的加速度大體上恒定，可將振動的發(fā)生抑制到最小限度。
此外，由于激光照射時基板的掃描方向是單方向，故可利用均勻的激光束照射半導(dǎo)體膜，從而激光退火的效果變得均勻。
另外，按照本發(fā)明，可對大型基板一次進行激光退火，而且一次處理許多基板成為可能。
從而，按照本發(fā)明，能夠提供振動的發(fā)生少、可一次處理許多基板的激光處理裝置。由此，能夠在短時間內(nèi)批量生產(chǎn)可靠性高的半導(dǎo)體裝置。


圖1是表示本發(fā)明的激光處理裝置的圖。
圖2是表示本發(fā)明的激光處理裝置的圖。
圖3是表示本發(fā)明的激光處理裝置的圖。
圖4是表示本發(fā)明的激光處理裝置的圖。
圖5A～5C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制作工序的圖。
圖6A～6B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制作工序的圖。
圖7A～7B是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的制作工序的圖。
圖8是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的制作工序的圖。
圖9是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的1個像素的圖。
圖10A～10D是表示應(yīng)用了本發(fā)明的液晶滴下方法的液晶顯示裝置的制作工序的圖。
圖11A～11D是表示應(yīng)用了本發(fā)明的液晶滴下方法的液晶顯示裝置的制作工序的圖。
圖12A～12B是表示應(yīng)用了本發(fā)明的液晶滴下方法的液晶顯示裝置的制作工序的圖。
圖13A～13B是表示本發(fā)明的EL顯示裝置的制作工序的圖。
圖14A～14C是表示制作本發(fā)明的CPU的工序的圖。
圖15A～15C是表示制作本發(fā)明的CPU的工序的圖。
圖16A～16C是表示制作本發(fā)明的CPU的工序的圖。
圖17A～17B是表示制作本發(fā)明的CPU的工序的圖。
圖18是本發(fā)明的CPU的俯視圖。
圖19A～19C是表示本發(fā)明的ID芯片的制作工序的圖。
圖20A～20B是表示本發(fā)明的ID芯片的制作工序的圖。
圖21A～21C是表示本發(fā)明的ID芯片的制作工序的圖。
圖22A～22B是表示本發(fā)明的ID芯片的制作工序的圖。
圖23A～23D是表示應(yīng)用本發(fā)明的電子設(shè)備的例子的圖。
圖24A～24D是表示應(yīng)用本發(fā)明的電子設(shè)備的例子的圖。
圖25是表示本發(fā)明的激光束的入射角、線狀激光束的短軸方向的長度與基板厚度的關(guān)系的圖。
圖26A～26B是表示本發(fā)明的激光處理裝置的圖。
圖27是表示本發(fā)明的EL顯示裝置的制作工序的圖。
圖28A～28C是表示本發(fā)明的ID芯片的制作工序的圖。
圖29A～29B是表示本發(fā)明的ID芯片的制作工序的圖。
圖30A～30B是表示本發(fā)明的激光處理裝置的圖。
具體實施例方式用圖1說明本發(fā)明的具體的裝置構(gòu)成。再有，在與“發(fā)明內(nèi)容”部分中已經(jīng)說明過的部件相同的部件用相同的符號表示。但是，本發(fā)明可在多種方式中實施，在不脫離本發(fā)明的主旨及其范圍的前提下，可對其方式和細節(jié)進行各種變更，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員就很容易理解這一點。從而，不應(yīng)限定于本實施方式的記述內(nèi)容對本發(fā)明進行解釋。
本實施方式中所用的基板100，例如大型玻璃基板由于其厚度非常薄，薄至1mm以下，故能夠比較容易地給予曲率。例如，對于大小為600×720mm、厚度為0.7mm的玻璃基板，很容易給予曲率半徑為1m的曲率。
因此，在本實施方式中，準備半徑為1m的旋轉(zhuǎn)體(也稱為轉(zhuǎn)子、圓桶)101，例如圓柱狀的旋轉(zhuǎn)體，在其表面上設(shè)置固定機構(gòu)，使多塊大型玻璃基板100固定在旋轉(zhuǎn)體表面上。旋轉(zhuǎn)體由于圓周約有6m，故可同時固定上述大型基板8塊。
此處，所謂固定機構(gòu)，是指在旋轉(zhuǎn)體101的表面形成多個孔121，通過利用與旋轉(zhuǎn)體101連接的排氣裝置122，使旋轉(zhuǎn)體101內(nèi)部減壓，將基板抽吸并貼附在旋轉(zhuǎn)體表面上(參照圖26A)。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)體101內(nèi)的氣壓，可進行均勻的激光照射，而基板不會從旋轉(zhuǎn)體表面掉落。
在該狀態(tài)下，例如如果以10～50度/s左右的速度使旋轉(zhuǎn)體101旋轉(zhuǎn)，則得到與200～1000mm/s同等的基板掃描速度。然后，可對在大型玻璃基板100上形成的半導(dǎo)體膜一次進行激光照射。如果圓桶旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，則由于再次對同一場所進行激光照射，故在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向設(shè)置移動機構(gòu)104，例如設(shè)置使旋轉(zhuǎn)體101在單方向移動的單軸平臺，在圓桶旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時，只要靠移動機構(gòu)104使照射位置錯開激光束的寬度部分，用該裝置處理半導(dǎo)體膜102的整個面就成為可能。
另外，在圓桶旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的期間，也可利用移動機構(gòu)104使旋轉(zhuǎn)體沿旋轉(zhuǎn)軸111連續(xù)地移動。此時激光照射的軌跡131變得對旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向132傾斜(參照圖26B)。
按照本實施方式，可對許多大型基板上的半導(dǎo)體膜一次進行激光照射，還通過用這樣的半導(dǎo)體膜，可在短時間內(nèi)批量生產(chǎn)可靠性高的半導(dǎo)體裝置。
用圖2和圖25說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明可在多種不同的方式中實施，在不脫離本發(fā)明的主旨及其范圍的前提下，可對其方式和細節(jié)進行各種變更，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員就很容易理解這一點。從而，不應(yīng)限定于本實施方式的記述內(nèi)容對本發(fā)明進行解釋。
在本實施例中，圖2所示的激光處理裝置具有由激光振蕩器201、束擴展器202、束均化器203、柱面透鏡204和205構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。
在圖2中，從波長為532nm、輸出為10W的CW激光振蕩器201射出了的激光束入射到束擴展器202中，使束徑擴大，入射到束均化器203中。束均化器203具有使照射面上線狀束103的長軸方向的強度分布變得均勻的作用。
從束均化器203射出了的激光束入射到2塊柱面透鏡204、205上。柱面透鏡204僅在激光束的長軸方向起作用，柱面透鏡205僅在短軸方向起作用。利用該柱面透鏡204、205，在玻璃基板100上形成了的半導(dǎo)體膜102上可將束整形為線狀。
此時的線狀束103的大小為長軸300μm、短軸10μm左右。
玻璃基板例如使用了大小為600×720mm、厚度為0.7mm的玻璃基板。這樣，對于厚度為1mm以下的玻璃基板，可給予曲率半徑為1m的曲率。
此時，為了防止來自玻璃基板背面的反射光的影響，使激光束對半導(dǎo)體膜102具有令入射角θ滿足式1的角度。此時，假定入射角θ為與對半導(dǎo)體膜102的垂直方向的傾角，假定線狀束103的短軸方向的長度為L，形成了半導(dǎo)體膜102的玻璃基板100的厚度為d(參照圖25)。
θ＞tan-1(L/2d)通過使入射角θ為滿足式1的角度，使線狀束的干涉部分不在半導(dǎo)體膜上，而變成在基板中。如果干涉部分來到半導(dǎo)體膜上，則由于激光束產(chǎn)生的干涉條紋被記錄在半導(dǎo)體膜上，故無法得到良好的半導(dǎo)體膜。
在玻璃基板100上形成了的半導(dǎo)體膜102預(yù)先被固定在半徑為1m的圓柱狀的旋轉(zhuǎn)體101上，在該旋轉(zhuǎn)體101上同樣地安裝8塊玻璃基板是可能的。如果使該旋轉(zhuǎn)體101以10～50度/s左右的速度旋轉(zhuǎn)，則可僅對半導(dǎo)體膜102用激光照射進行處理而不會使玻璃基板熔融。
然后，通過對在玻璃基板上形成了的半導(dǎo)體膜一次進行激光照射，可不改變加速度而對8塊大型基板上形成了的半導(dǎo)體膜一次進行激光照射。如果圓桶旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，則由于再次對同一場所進行激光照射，故在旋轉(zhuǎn)體101的旋轉(zhuǎn)軸方向，即圖2中用虛線表示的箭頭方向，設(shè)置移動機構(gòu)，例如設(shè)置使旋轉(zhuǎn)體101在單方向移動的單軸平臺，在圓桶旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時，只要使照射位置錯開激光束的寬度部分，用該裝置處理半導(dǎo)體膜的整個面就成為可能。此時，也可以不是旋轉(zhuǎn)體，而是使激光束這一方在單方向移動。
另外，也可一邊使圓桶旋轉(zhuǎn)，一邊對半導(dǎo)體膜進行激光照射，同時利用移動機構(gòu)104使之在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動。此時，激光照射的軌跡變得對與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向垂直的軸傾斜。
在本實施方式中，半導(dǎo)體膜102采用無定形硅膜，通過對其照射線狀束103，形成了具有大粒徑的結(jié)晶性硅膜。
通過使用本實施方式中所示的激光處理裝置和激光照射方法，能夠以高效率制作具有在激光掃描方向伸長了的大粒徑晶體的結(jié)晶性硅膜，可縮短工藝時間。通過與該大粒徑晶體的伸長了的方向一致來制作TFT的有源層，制作遷移率高的TFT是可能的。
用圖3和圖4說明本實施方式。在本實施方式中，用多個激光束進行激光照射。由此，可一次處理許多基板，從而提高了生產(chǎn)率。
再有，在圖3和圖4中，與實施方式1和2相同的部件用相同的符號表示。
但是，本發(fā)明可在多種不同的方式中實施，在不脫離本發(fā)明的主旨及其范圍的前提下，可對其方式和細節(jié)進行各種變更，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員就很容易理解這一點。從而，不應(yīng)限定于本實施方式的記述內(nèi)容對本發(fā)明進行解釋。
在本實施方式中，圖4所示的激光處理裝置具有由激光振蕩器201a、束擴展器202a、束均化器203a、柱面透鏡204a和205a構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)A(210a)，由激光振蕩器201b、束擴展器202b、束均化器203b、柱面透鏡204b和205b構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)B(210b)。
激光振蕩器201a和201b、束擴展器202a和202b、束均化器203a和203b、柱面透鏡204a和204b、柱面透鏡205a和205b分別與實施方式2中說明過的圖2所示的激光振蕩器201、束擴展器202、束均化器203、柱面透鏡204、柱面透鏡205具有相同的功能。
首先，如圖3所示，錯開線狀束103a和103b各自的位置，照射基板100。
此時，如果斷定線狀束的形狀為長方形，則線狀束103a的照射面的一方的短邊最好處于線狀束103b的照射面的另一方的短邊的延長線上。即，在圖3中，線狀束103a的照射面的左側(cè)的短邊與線狀束103a的照射面的右側(cè)的短邊最好是沿著單點劃線110那樣的狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下，如果配置線狀束103a和103b，使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，則與線狀束103a和103b相鄰地照射變得相等。因此，使線狀束103a與103b的位置一致變得容易，另外，由于可對基板表面無間隙地進行激光照射，故可高效地進行處理。
為了形成這樣的多條線狀束，如圖4所示，可使用具有光學(xué)系統(tǒng)A(201a)和光學(xué)系統(tǒng)B(201b)的激光處理裝置。
在本實施方式中，示出了使用2條線狀束的例子，但通過增加光學(xué)系統(tǒng)，也可將多于2條的線狀束同時照射到基板上。
從以上可知，按照本發(fā)明，可大量地而且迅速地處理大型基板，可提高批量生產(chǎn)能力。
用圖5A～圖5C和圖6A～圖6B說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制作方法。
首先，如圖5A所示，在基板500上形成基底膜501。對于基板500，例如可使用硼硅酸鋇玻璃及硼硅酸鋁玻璃等的玻璃基板、石英基板、不銹鋼基板等。另外，也可使用以PET、PES、PEN為代表的塑料及由丙烯等具有柔性的合成樹脂構(gòu)成的基板。
為了防止基板500中所含的Na等堿金屬及堿土類金屬向半導(dǎo)體膜中擴散，對半導(dǎo)體元件的特性產(chǎn)生惡劣影響，設(shè)置了基底膜501。因而，使用并形成可抑制堿金屬及堿土類金屬向半導(dǎo)體膜中擴散的氧化硅(SiO)及氮化硅(SiN)、含氮的氧化硅(SiON)等絕緣膜。在本實施例中，應(yīng)用等離子體CVD法形成其膜厚為10nm～400nm(最好為50nm～300nm)的含氮的氧化硅膜。
再有，基底膜501既可以是單層，又可以是將多個絕緣膜層疊而成的疊層。另外，如玻璃基板、不銹鋼基板或塑料基板那樣，在使用至少包含微少堿金屬及堿土類金屬的基板的情況下，從防止雜質(zhì)擴散的觀點看，設(shè)置基底膜是有效的，但在石英基板等中雜質(zhì)擴散不成其為問題的情況下，也不一定必須設(shè)置基底膜。
接著，在基底膜501上形成半導(dǎo)體膜502。半導(dǎo)體膜502的膜厚為25nm～100nm(最好為30nm～60nm)。再有，半導(dǎo)體膜502既可以是非晶半導(dǎo)體，又可以是多晶半導(dǎo)體。另外，半導(dǎo)體不僅可用硅，也可用硅鍺。在使用硅鍺的情況下，鍺的濃度最好為0.01～4.5原子％的程度。
接著，如圖5B所示，使用本發(fā)明的激光處理裝置，以激光束505照射半導(dǎo)體膜502，進行結(jié)晶。
在進行激光結(jié)晶的情況下，在激光結(jié)晶前，為了提高半導(dǎo)體膜502對激光的耐受性，可對該半導(dǎo)體膜502施加500℃、1小時的加熱處理。
激光結(jié)晶可使用連續(xù)振蕩的激光器或振蕩頻率在10MHz以上，最好在80MHz以上的脈沖振蕩激光器。
具體地說，作為連續(xù)振蕩的激光器，可舉出Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器和氦鎘激光器等。
另外，如果可使激光器在振蕩頻率為10MHz以上，最好為80MHz以上進行脈沖振蕩，則可使用Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸氣激光器和金蒸氣激光器之類的脈沖振蕩激光器。
例如，在使用可連續(xù)振蕩的固體激光器的情況下，通過照射2次諧波～4次諧波的激光束，可得到大粒徑的晶體。典型情況是，希望應(yīng)用YAG激光器(基波為1064nm)的2次諧波(532nm)及3次諧波(355nm)。例如，利用非線性光學(xué)元件將從連續(xù)振蕩的YAG激光器射出了的激光束變換成高次諧波，照射到半導(dǎo)體膜502上。功率密度可為0.01～100MW/cm2左右(最好為0.1～10MW/cm2)。
再有，也可在稀有氣體及氮等惰性氣體氣氛中照射激光束。由此，可抑制因激光束照射造成的半導(dǎo)體表面的粗糙，可抑制因界面能級密度的分散性而產(chǎn)生的閾值電壓的分散性。
通過以激光束505照射到上述半導(dǎo)體膜502上，形成了結(jié)晶性較高的結(jié)晶性半導(dǎo)體膜503。
另外，在用激光束505進行結(jié)晶前，也可設(shè)置使用了催化劑元素的結(jié)晶工序。作為催化劑元素，使用了鎳(Ni)，但除此以外，也可使用鍺(Ge)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鈷(Co)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)之類的元素。
再有，在添加催化劑元素進行加熱處理以進行結(jié)晶之后，可利用激光束照射使結(jié)晶性增至更高，或者也可省略加熱處理的工序。具體地說，在添加催化劑元素之后，也可照射激光束來代替加熱處理，以提高結(jié)晶性。
另外，催化劑元素可導(dǎo)入半導(dǎo)體膜的整個面上，或者也可在導(dǎo)入到半導(dǎo)體膜的一部分之后使之進行結(jié)晶生長。
接著，如圖5C所示，通過對結(jié)晶性半導(dǎo)體膜503進行構(gòu)圖，形成島狀半導(dǎo)體膜507～509。該島狀半導(dǎo)體膜507～509成為在以后的工序中所形成的TFT有源層。
接著，向島狀半導(dǎo)體膜摻入控制閾值用的雜質(zhì)。在本實施例中，通過摻雜乙硼烷(B2H6)，將硼(B)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。
接著，如圖6A所示，形成柵絕緣膜510，使之覆蓋島狀半導(dǎo)體膜507～509。柵絕緣膜510可采用例如氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)或含氮的氧化硅(SiON)等。另外，成膜方法可采用等離子體CVD法、濺射法等。
接著，在柵絕緣膜510上形成導(dǎo)電膜后，通過對導(dǎo)電膜進行構(gòu)圖，形成柵電極511。
柵電極511采用將導(dǎo)電膜層疊了單層或2層以上的結(jié)構(gòu)形成。在層疊了2層以上導(dǎo)電膜的情況下，也可層疊從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)中選取的元素，或以上述元素為主成分的合金材料，或者化合物材料，形成柵電極511。另外，也可使用以摻入磷(P)等雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜，形成柵電極。
在本實施例中，使用將由氮化鉭(TaN)構(gòu)成的第1柵電極層511a和由鎢(W)構(gòu)成的第2柵電極層511b分別層疊了30nm、370nm厚度的層疊膜，形成柵電極511。
柵電極511既可形成為柵布線的一部分，又可另行形成柵布線，并將柵電極511連接到該柵布線上。
然后，使柵電極511或者抗蝕劑成膜，采用構(gòu)圖后的這些膜作為掩模，向島狀半導(dǎo)體膜507～509摻入賦予一種導(dǎo)電性(n型或p型的導(dǎo)電性)的雜質(zhì)，形成源區(qū)、漏區(qū)，還形成低濃度雜質(zhì)區(qū)等。
在本實施例中，在制作n溝道型TFT的情況下，使用磷化氫(PH3)，施加電壓在40～80keV之間，例如50keV，劑量為1.0×1015～2.5×1016cm-2，例如3.0×1015cm-2，將磷(P)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。由此，形成n溝道型TFT的源區(qū)或漏區(qū)520、525。另外，為了形成低濃度雜質(zhì)區(qū)521和526，取加速電壓為60～120keV、劑量為1×1013～1×1015cm-2，將磷(P)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。另外，在摻入該雜質(zhì)時，形成溝道形成區(qū)522和527。
另外，在制作p溝道型TFT的情況下，在施加電壓在60～100keV之間，例如80keV，乙硼烷(B2H6)劑量在1×1013～5×1015cm-2之間，例如3×1015cm-2的條件下，將硼(B)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。由此，形成p溝道型TFT的源區(qū)或漏區(qū)523，另外在摻入該雜質(zhì)時形成溝道形成區(qū)524。
在本實施例中，在n溝道型TFT的源區(qū)或漏區(qū)520、525的各區(qū)中，以1×1019～5×1021cm-3的濃度含磷(P)。此外，在n溝道型TFT的低濃度雜質(zhì)區(qū)521和526的各區(qū)中，以1×1018～5×1019cm-3的濃度含磷(P)。此外，在p溝道型TFT的源區(qū)或漏區(qū)523中，以1×1019～5×1021cm-3的濃度含硼(B)。
接著，如圖6B所示，覆蓋島狀半導(dǎo)體膜507～509、柵絕緣膜510、柵電極511，形成第1層間絕緣膜530。
作為第1層間絕緣膜530，應(yīng)用等離子體CVD法或濺射法，用含硅的絕緣膜，例如氧化硅膜(SiO)、氮化硅膜(SiN)、含氮的氧化硅膜(SiON)或其層疊膜形成。當(dāng)然，第1層間絕緣膜530不限定于含氮的氧化硅膜及氮化硅膜，或其層疊膜，也可以用其它含硅的絕緣膜作為單層或疊層結(jié)構(gòu)。
在本實施例中，在摻入雜質(zhì)后，利用等離子體CVD法形成50nm厚度的含氮的氧化硅膜(SiON膜)，利用在實施方式1～3中所述的激光照射法或其它的激光照射方法來激活雜質(zhì)。或者，也可以在含氮的氧化硅膜形成后，在氮氣氣氛中在550℃下加熱4小時來激活雜質(zhì)。
接著，利用等離子體CVD法形成50nm厚度的氮化硅膜(SiN膜)，還形成600nm厚度的含氮的氧化硅膜(SiON膜)。該含氮的氧化硅膜、氮化硅膜和含氮的氧化硅膜的層疊膜是第1層間絕緣膜530。
接著，將整體在410℃下加熱1小時，使氫從氮化硅膜中釋出，以此進行氫化。
接著，覆蓋第1層間絕緣膜530，形成具有作為平坦化膜的功能的第2層間絕緣膜531。
作為第2層間絕緣膜531，可采用感光性或非感光性的有機材料(聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)、硅氧烷樹脂以及它們的疊層結(jié)構(gòu)。作為有機材料，可采用正型感光性有機樹脂或負型感光性有機樹脂。
再有，所謂硅氧烷樹脂，相當(dāng)于含Si-O-Si鍵的樹脂。在硅氧烷中，用硅(Si)與氧(O)的鍵構(gòu)成骨架結(jié)構(gòu)。作為置換基，至少采用含氫的有機基(例如丙烯基、芳香族烴)。作為置換基，也可采用氟基?；蛘撸鳛橹脫Q基，至少也可采用含氫的有機基和氟基。
在本實施例中，作為第2層間絕緣膜531，用轉(zhuǎn)涂法形成硅氧烷。
在第2層間絕緣膜531上形成第3層間絕緣膜532。作為第3層間絕緣膜532，采用與其它絕緣膜相比難以透過水分及氧等的膜。典型情況是，可采用利用濺射法或CVD法得到的氮化硅膜、氧化硅膜、含氧的氮化硅膜(SiNO膜(組成比N＞O)或SiON膜(組成比N＜O))、以碳為主成分的薄膜(例如DLC膜、CN膜)等。另外，在水分及氧等進入不成問題的情況下，也可不形成第3層間絕緣膜532。
刻蝕第1層間絕緣膜530、第2層間絕緣膜531和第3層間絕緣膜532，在第1層間絕緣膜530、第2層間絕緣膜531和第3層間絕緣膜532中，形成抵達島狀半導(dǎo)體膜507～509的接觸孔。
在第3層間絕緣膜532上，經(jīng)接觸孔，形成第1導(dǎo)電膜，并對第1導(dǎo)電膜構(gòu)圖，形成電極或布線533。
作為本實施例，第1導(dǎo)電膜用金屬膜。該金屬膜只要采用由鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)或硅(Si)元素構(gòu)成的膜或使用了這些元素的合金膜即可。在本實施例中，在將鈦膜(Ti)、氮化鈦膜(TiN)、硅-鋁合金膜(Al-Si)、鈦膜(Ti)分別層疊了60nm、40nm、300nm、100nm后，構(gòu)圖并刻蝕成所希望的形狀，形成電極或布線533。
另外，也可用含鎳、鈷、鐵之中至少1種元素和碳的鋁合金膜形成該電極或布線533。這樣的鋁合金膜即使與硅接觸，也可防止硅與鋁的相互擴散。另外，由于這樣的鋁合金膜即使與透明導(dǎo)電膜，例如ITO(氧化銦錫)膜接觸，也不會引起氧化還原反應(yīng)，故可使兩者直接接觸。此外，這樣的鋁合金膜由于電阻率低，耐熱性也優(yōu)越，作為布線材料是有用的。
另外，電極或布線533既可以將電極與布線一體化來形成，又可以分別形成電極和布線，再使它們連接起來。
利用上述一系列的工序可形成包含n溝道型TFT540和542、p溝道型TFT541的半導(dǎo)體裝置(圖6B)。再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制作方法不限定于島狀半導(dǎo)體膜形成以后的上述制作工序。通過應(yīng)用本發(fā)明的激光照射方法，將結(jié)晶化了的島狀半導(dǎo)體膜用作TFT的有源層，可抑制元件之間的遷移率、閾值電壓和導(dǎo)通電流的分散性。
再有，在本實施例中，示出了將本發(fā)明的激光照射方法應(yīng)用于半導(dǎo)體膜的結(jié)晶的例子，但也可用于進行摻入了島狀半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)元素的激活。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3中的任何記述自由地組合。
在本實施例中，用圖7A～7B、圖8和圖9表示應(yīng)用本發(fā)明制作液晶顯示裝置(LCD)的例子。
在本實施例中說明的顯示裝置的制作方法是同時制作包含像素TFT的像素部和設(shè)置在其周邊的驅(qū)動電路部的TFT的方法。但是，為使說明變得簡單，關(guān)于驅(qū)動電路，假定只圖示作為基本單位的CMOS電路。
首先，根據(jù)實施例1，制作至圖6B中的第1層間絕緣膜530成膜為止的部分。再有，與實施例1相同的部分用相同的符號表示。
接著，如圖7A所示，在第1層間絕緣膜530上，形成具有作為平坦化膜的功能的第2層間絕緣膜601。
作為第2層間絕緣膜601，可采用感光性或非感光性的有機材料(聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)、硅氧烷樹脂以及它們的疊層結(jié)構(gòu)。作為有機材料，可采用正型感光性有機樹脂或負型感光性有機樹脂。
再有，所謂硅氧烷樹脂，相當(dāng)于含Si-O-Si鍵的樹脂。在硅氧烷中，用硅(Si)與氧(O)的鍵構(gòu)成骨架結(jié)構(gòu)。作為置換基，至少采用含氫的有機基(例如丙烯基、芳香族烴)。作為置換基，也可采用氟基。或者，作為置換基，至少也可采用含氫的有機基和氟基。
在本實施例中，作為第2層間絕緣膜601，用轉(zhuǎn)涂法形成硅氧烷。
刻蝕第1層間絕緣膜530和第2層間絕緣膜601，形成抵達島狀半導(dǎo)體膜507～509的接觸孔。
接著，在第2層間絕緣膜601上，經(jīng)接觸孔形成金屬膜，并對金屬膜構(gòu)圖，形成電極或布線602～606。
金屬膜只要采用由鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)或硅(Si)元素構(gòu)成的膜或使用了這些元素的合金膜即可。在本實施例中，在將鈦膜(Ti)、氮化鈦膜(TiN)、硅-鋁合金膜(Al-Si)、鈦膜(Ti)分別層疊了60nm、40nm、300nm、100nm后，構(gòu)圖并刻蝕成所希望的形狀，形成電極或布線602～606。
另外，也可用含鎳、鈷、鐵之中至少1種元素和碳的鋁合金膜形成該電極或布線602～606。這樣的鋁合金膜即使與硅接觸，也可防止硅與鋁的相互擴散。另外，由于這樣的鋁合金膜即使與透明導(dǎo)電膜，例如ITO(氧化銦錫)膜接觸，也不會引起氧化還原反應(yīng)，故可使兩者直接接觸。此外，這樣的鋁合金膜由于電阻率低，耐熱性也優(yōu)越，作為布線材料是有用的。
另外，電極或布線602～606既可以將電極與布線一體化來形成，又可以分別形成電極和布線，再使它們連接起來。
再有，電極或布線603將n溝道型TFT540的源區(qū)或漏區(qū)520和p溝道型TFT541的源區(qū)或漏區(qū)523電連接在一起(圖7A)。
接著，如圖7B所示，在第2層間絕緣膜601和電極或布線602～606上形成第3層間絕緣膜610。再有，第3層間絕緣膜610用與第2層間絕緣膜601同樣的材料形成是可能的。
接著，用光掩模形成抗蝕劑掩模，利用干法刻蝕除去第3層間絕緣膜610的一部分來開孔(形成接觸孔)。在該接觸孔形成中，作為刻蝕氣體使用了四氟化碳(CF4)、氧(O2)、氦(He)，CF4、O2、He各自的流量分別為50sccm、50sccm、30sccm。再有，接觸孔的底部抵達電極或布線606。
接著，在除去刻蝕掩模后，在整個面上形成第2導(dǎo)電膜。接著，用光掩模進行第2導(dǎo)電膜的構(gòu)圖，形成與電極或布線606電連接的像素電極623。在本實施例中，由于制作反射型的液晶顯示面板，只要利用濺射法，用Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)、Al(鋁)等具有光反射性的金屬材料形成像素電極623即可。
另外，在制作透射型的液晶顯示面板的情況下，用銦錫氧化物(ITO)、含氧化硅的銦錫氧化物、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等透明導(dǎo)電膜，形成像素電極623。
再有，圖9示出了將像素部的一部分放大了的俯視圖。另外，圖9示出了像素電極的形成過程，在左側(cè)的像素中，形成像素電極，但在右側(cè)的像素中，卻示出了未形成像素電極的狀態(tài)。在圖9中，用實線A-A’剖斷了的圖與圖8的像素部的剖面相對應(yīng)，對與圖8對應(yīng)的部位，使用相同的符號。另外，設(shè)置電容布線631，保持電容以第1層間絕緣膜530為電介質(zhì)，用像素電極623和與該像素電極重疊的電容布線631形成。
再有，在本實施例中，在像素電極623與電容布線631重疊的區(qū)域，刻蝕掉第2層間絕緣膜601和第3層間絕緣膜610，保持電容由像素電極623、第1層間絕緣膜530和電容布線631形成。但是，如果第2層間絕緣膜601和第3層間絕緣膜610也可用作電介質(zhì)，則不刻蝕第2層間絕緣膜601和第3層間絕緣膜610亦可。此時，第1層間絕緣膜530、第2層間絕緣膜601和第3層間絕緣膜610具有作為電介質(zhì)的功能。或者，僅刻蝕第3層間絕緣膜610，而將第1層間絕緣膜530和第2層間絕緣膜601用作電介質(zhì)亦可。
按照以上的工序，在基板500上完成形成了頂柵型的像素TFT542、由頂柵型TFT540和541構(gòu)成的CMOS電路620和像素電極623的液晶顯示面板用的TFT基板。在本實施例中，雖然形成了頂柵型TFT，但也可適當(dāng)?shù)厥褂玫讝判蚑FT。
接著，如圖8所示，形成取向膜624a，使之覆蓋像素電極623。再有，取向膜624a可用液滴吐出法或絲網(wǎng)印刷法或膠印法形成。其后，對取向膜624a的表面進行摩擦處理。
然后，在對置基板625上設(shè)置由著色層626a、遮光層(黑基體)626b和外保護層627構(gòu)成的濾色層，進而形成由透明電極或反射電極構(gòu)成的對置電極628和其上的取向膜624b。然后，用液滴吐出法形成作為閉合圖形的密封材料，以便包圍與像素部重疊的區(qū)域。此處，為了滴下液晶，示出了描繪閉合圖形的密封材料的例子，但也可應(yīng)用設(shè)置具有開口部的密封圖形，在貼合TFT基板后，利用毛細現(xiàn)象注入液晶的浸漬式(汲水式)。
接著，為了使氣泡進不去，在減壓下滴下液晶，然后貼合雙方的基板。在閉環(huán)的密封圖形內(nèi)滴下液晶1次或多次。由此，在TFT基板500與對置基板625之間形成液晶層629。作為液晶的取向模式，以采用液晶分子的排列從光的入射朝向出射呈90度扭曲取向的TN模式的情況居多。在制作TN模式的液晶顯示裝置的情況下，以基板的摩擦方向正交的方式進行基板貼合。
再有，一對基板的間隔只要通過或散布球狀的襯墊，或形成由有機樹脂材料或無機材料構(gòu)成的柱狀的襯墊，使填料包含在密封材料內(nèi)而得以維持即可。上述柱狀的襯墊的特征在于是以丙烯、聚酰亞胺、聚酰亞胺酰胺、環(huán)氧中的至少1種為主成分的有機樹脂材料，或者氧化硅、氮化硅、含氮的氧化硅中的某一種材料，或者由它們的層疊膜構(gòu)成的無機材料。
接著，進行基板的分斷。在多倒角的情況下，分斷各個面板。另外，在單倒角的情況下，通過貼合預(yù)先被切割的對置基板，也可省略分斷工序。
然后，經(jīng)各向異性導(dǎo)體層，用熟知的技術(shù)貼附FPC(柔性印刷電路)。用以上的工序完成液晶模塊。另外，如有必要，可貼附光學(xué)膜。在作為透射型的液晶顯示裝置的情況下，偏振片被貼附在有源矩陣基板和對置基板雙方上。
如以上所示，在本實施例中，可采用具有有可靠性的晶體管特性的TFT來制作液晶顯示裝置。在本實施例中制作的液晶顯示裝置可用作各種電子裝置的顯示部。
再有，在本實施例中，假定TFT為頂柵型TFT，但不限定于該結(jié)構(gòu)，采用適當(dāng)?shù)牡讝判?逆交錯型)TFT及順交錯型TFT是可能的。另外，不限定于單柵型結(jié)構(gòu)的TFT，也可以是具有多個溝道形成區(qū)的多柵型TFT，例如雙柵型TFT。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1中的任何記述自由地組合。
在本實施例中，示出了將液滴吐出法用于液晶滴下的例子。在本實施例中，在圖10A～圖10D、圖11A～圖11D和圖12A～圖12B中示出了用大面積基板1110、并且取4塊面板的制作例子。
圖10A示出了在用配制器(或噴墨嘴)進行的吐出工序的液晶層形成的過程中的剖面圖，在該圖中，使液晶材料1114從液滴吐出裝置1116的噴嘴1118吐出、噴射或滴下，以覆蓋被密封材料1112包圍的像素部1111。使液滴吐出裝置1116沿圖10A中的箭頭方向移動。再有，此處雖然示出了使噴嘴1118移動的例子，但也可固定噴嘴，通過使基板移動形成液晶層。
另外，在圖10B中示出了立體圖。在該圖中，示出了僅在被密封材料1112包圍的區(qū)域有選擇地使液晶材料1114吐出、噴射或滴下，滴下面1115與噴嘴掃描方向1113一致地移動的狀態(tài)。
另外，放大了被圖10A的虛線包圍的部分1119的剖面圖是圖10C、圖10D。在液晶材料的粘性高的情況下，液晶材料被連續(xù)地吐出，如圖10C那樣，保持連綴地相互附著(連續(xù)吐出)。另一方面，在液晶材料的粘性低的情況下，液晶材料被間歇地吐出，如圖10D那樣，滴下液滴(點吐出)。
再有，在圖10C中，1120指頂柵型TFT，1121指像素電極。像素部1111用配置成矩陣狀的像素電極、與該像素電極連接的開關(guān)元件(此處為頂柵型TFT)和保持電容構(gòu)成。
再有，在本實施例中，雖然采用了頂柵型TFT，但也可用底柵型TFT。
在此處，以下用圖11A～圖11D說明面板制作的流程。
首先，準備在絕緣表面上形成了像素部1034的第1基板1035。第1基板1035預(yù)先進行取向膜的形成、摩擦處理、球狀襯墊散布，或柱狀襯墊形成，或濾色層的形成等。接著，如圖11A所示，在惰性氣體氣氛中或減壓下在第1基板1035上用配制裝置或噴墨裝置在規(guī)定的位置(包圍像素部1034的圖形)形成密封材料1032。作為半透明密封材料1032，包含填料(直徑6μm～24μm)，而且采用了粘度為40～400Pa·s的材料。再有，最好選擇不溶解于后續(xù)液晶中的密封材料。作為密封材料，可采用丙烯酸光硬化樹脂或丙烯酸熱硬化樹脂。另外，由于是簡單的密封圖形，故密封材料1032也可用印刷法形成。
接著，在被密封材1032包圍的區(qū)域，用噴墨法滴下液晶1033(圖11B)。作為液晶1033，只要采用用噴墨法有可吐出的粘度的熟知的液晶材料即可。另外，由于液晶材料可通過調(diào)節(jié)溫度來設(shè)定粘度，故適合于噴墨法。用噴墨法可在被密封材料1032包圍了的區(qū)域保持必要量的液晶1033而不至浪費。
接著，在減壓下貼合設(shè)置了像素部1034的第1基板1035與設(shè)置了對置電極及取向膜的第2基板1031，以使氣泡進不去(圖11C)。此處，在貼合的同時進行紫外線照射或熱處理，使密封材料1032硬化。再有，也可在紫外線照射以外還進行熱處理。
另外，在圖12A和圖12B中示出了在貼合時或貼合后可進行紫外線照射或熱處理的貼合裝置。
在圖12A和圖12B中，1041為第1基板支撐臺，1042為第2基板支撐臺，1044為窗，1048為下側(cè)定盤，1049為光源。再有，在圖12中，與圖11對應(yīng)的部分使用了同一符號。
下側(cè)定盤1048內(nèi)置加熱器，使密封材料硬化。另外，在第2基板支撐臺上設(shè)置窗1044，使從光源1049發(fā)出的紫外光等通過。此處，雖然未圖示，但通過窗1044進行基板的位置對準。另外，成為對置基板的第2基板1031預(yù)先切斷成所希望的尺寸，用真空夾盤等固定好第2基板支撐臺。圖12A表示貼合前的狀態(tài)。
在貼合時，使第1基板支撐臺和第2基板支撐臺下降后，施加壓力，將第1基板1035與第2基板1031貼合，仍舊通過照射紫外光使之硬化。貼合后的狀態(tài)示于圖12B中。
接著，使用劃片裝置、裂片裝置、輥式切割機等切斷裝置，切斷(分斷)第1基板1035(圖11D)。這樣，就可從1塊基板制作4塊面板。然后，用熟知的技術(shù)貼附FPC。
再有，作為第1基板1035、第2基板1031，可采用玻璃基板或塑料基板。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1～2中的任何記述自由地組合。
在本實施例中，用圖13A～圖13B示出了應(yīng)用本發(fā)明制作兩面射出型顯示裝置的例子。
首先，根據(jù)實施例1，進行圖5C的島狀半導(dǎo)體膜507～509形成。再有，與實施例1相同的部分用相同的符號表示。
接著，向島狀半導(dǎo)體膜507～509摻入閾值控制用的雜質(zhì)。在本實施例中，通過摻乙硼烷(B2H6)將硼(B)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。
接著，形成柵絕緣膜2200，使之覆蓋島狀半導(dǎo)體膜507～509。柵絕緣膜2200可用例如氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)或含氮的氧化硅(SiON)等。另外，成膜方法可用等離子體CVD法、濺射法等。
接著，在柵絕緣膜2200上形成導(dǎo)電膜后，通過對導(dǎo)電膜構(gòu)圖，形成柵電極2202。
柵電極2202采用將導(dǎo)電膜層疊了單層或2層以上的結(jié)構(gòu)形成。在層疊了2層以上導(dǎo)電膜的情況下，也可層疊從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)中選取的元素，或以上述元素為主成分的合金材料，或者化合物材料，形成柵電極2202。另外，也可使用以摻入磷(P)等雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜，形成柵電極。
在本實施例中，使用將由氮化鉭(TaN)構(gòu)成的第1電極層2202a和由鎢(W)構(gòu)成的第2電極層2202b分別層疊了30nm、370nm厚度的層疊膜，形成柵電極2202。
柵電極2202既可形成為柵布線的一部分，又可另行形成柵布線，并將柵電極2202連接到該柵布線上。
然后，使柵電極2202或者抗蝕劑成膜，采用構(gòu)圖后的這些膜作為掩模，向島狀半導(dǎo)體膜507～509摻入賦予n型或p型的導(dǎo)電性的雜質(zhì)，形成源區(qū)、漏區(qū)，還形成低濃度雜質(zhì)區(qū)等。
在本實施例中，在制作n溝道型TFT的情況下，使用磷化氫(PH3)，施加電壓在40～80keV之間，例如50keV，劑量為1.0×1015～2.5×1016cm-2，例如3.0×1015cm-2，將磷(P)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。由此，形成n溝道型TFT2000和2001的源區(qū)或漏區(qū)2100和2103。另外，為了形成低濃度雜質(zhì)區(qū)2101和2104，取加速電壓為60～120keV、劑量為1×1013～1×1015cm-2，將磷(P)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。另外，在摻入該雜質(zhì)時，形成溝道形成區(qū)2102和2105。
另外，在制作p溝道型TFT的情況下，在施加電壓在60～100keV之間，例如80keV，乙硼烷(B2H6)劑量在1×1013～5×1015cm-2之間，例如3×1015cm-2的條件下，將硼(B)摻入島狀半導(dǎo)體膜中。由此，形成p溝道型TFT2002的源區(qū)或漏區(qū)2106，另外通過摻入該雜質(zhì)形成溝道形成區(qū)2107。
在本實施例中，在n溝道型TFT2000和2001的源區(qū)或漏區(qū)2100和2103的各區(qū)中，以1×1019～5×1021cm-3的濃度含磷(P)。另外，在n溝道型TFT的低濃度雜質(zhì)區(qū)2101和2104的各區(qū)中，以1×1018～5×1019cm-3的濃度含磷(P)。此外，在p溝道型TFT2002的源區(qū)或漏區(qū)2106中，以1×1019～5×1021cm-3的濃度含硼(B)。
在本實施例中，p溝道型TFT2002被用作本兩面出射型顯示裝置的像素TFT。另外，n溝道型TFT2000和2001被用作驅(qū)動像素TFT2002的驅(qū)動電路的TFT。但是，像素TFT不一定必須是p溝道型TFT，也可以使用n溝道型TFT。另外，驅(qū)動電路也無需是組合了多個n溝道型TFT的電路，也可以是互補地組合了n溝道型TFT和p溝道型TFT的電路，或者是組合了多個p溝道型TFT的電路。
其后，在形成了含氫的絕緣膜后，進行添加到半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)元素的激活。該雜質(zhì)元素的激活可利用在實施方式1～3和實施例1中所述的激光處理方法來進行?；蛘?，也可以在含氫的絕緣膜形成后，在氮氣氣氛中在550℃下加熱4小時來激活雜質(zhì)。
含氫的絕緣膜采用由PCVD法得到的含氮的氧化硅膜(SiON膜)?；蛘撸部刹捎煤醯牡枘?SiNO膜)。另外，在采用促進結(jié)晶的金屬元素(典型情況為鎳)，使半導(dǎo)體膜結(jié)晶的情況下，在激活的同時，也可進行使溝道形成區(qū)中的鎳減少的吸除。再有，含氫的絕緣膜是第1層間絕緣膜2300，是含氧化硅的具有透光性的絕緣膜。
其后，通過將整體在410℃下加熱1小時，進行半導(dǎo)體層的氫化。接著，形成成為第2層間絕緣膜2301的平坦化膜。作為平坦化膜，使用具有透光性的無機材料(氧化硅、氮化硅、含氧的氮化硅等)、感光性或非感光性的有機材料(聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)或者它們的疊層等。另外，作為用于平坦化膜的其它具有透光性的膜，可采用用涂敷法得到的由含烷基的SiOx膜構(gòu)成的絕緣膜，例如采用石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基含硅倍半環(huán)氧乙烷(Silsesquioxane)聚合物、氫化含硅倍半環(huán)氧乙烷聚合物、氫化含硅倍半環(huán)氧乙烷聚合物等形成的絕緣膜。作為硅氧烷聚合物的一例，可舉出東レ制造的作為涂敷絕緣膜材料的PSB-K1、PSB-K31及觸媒化成制造的作為涂敷絕緣膜材料的ZRS-5PH。
接著，形成具有透光性的第3層間絕緣膜2302。第3層間絕緣膜2302在后面的工序中對透明電極2400構(gòu)圖時，作為保護第2層間絕緣膜2301即平坦化膜用的刻蝕中止膜而設(shè)置。但是，如果在對透明電極2400構(gòu)圖時，第2層間絕緣膜2301成為刻蝕中止膜，則無需第3層間絕緣膜2302。
接著，用新的掩模在第1層間絕緣膜2300、第2層間絕緣膜2301和第3層間絕緣膜2302中形成接觸孔。接著，在除去掩模、形成導(dǎo)電膜(TiN、Al和TiN的層疊膜)后，還用其它的掩模進行刻蝕(在BCl3和Cl2的混合氣體中的干法刻蝕)，形成電極或布線2303～2308(TFT的源電極或漏電極，或者源布線和漏布線及電流供給布線等)(圖13A)。再有，TiN是與高耐熱性平坦化膜的緊密接觸性良好的材料之一。加之，為了形成與TFT的源區(qū)或漏區(qū)良好的歐姆接觸，TiN中N的含量最好低于44％。
接著，用新的掩模在膜厚為10nm～800nm的范圍內(nèi)形成透明電極2400，即有機發(fā)光元件的陽極。作為透明電極2400，除了銦錫氧化物(ITO)外，還可采用例如含Si元素的銦錫氧化物或在氧化銦內(nèi)混合了2～20％的氧化鋅(ZnO)的IZO(銦鋅氧化物)等的功函數(shù)高(功函數(shù)為4.0eV以上)的透明導(dǎo)電材料。
接著，用新的掩模形成覆蓋透明電極2400的端部的絕緣物2600(稱為圍堤、間壁、障壁、堤壩等)。作為絕緣物2600，在膜厚為0.8μm～1μm的范圍內(nèi)采用由涂敷法得到的感光性或非感光性的有機材料(聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)或SOG膜(例如含丙烯基的SiOx膜)。
接著，用蒸鍍法或涂敷法形成含有機化合物的層2401、2402、2403、2404和2405。再有，為了提高發(fā)光元件的可靠性，在含第1有機化合物的層2401形成前最好進行真空加熱去氣。例如，在進行有機化合物材料的蒸鍍前，為了除去基板中所含的氣體，希望在減壓氣氛或惰性氣氛中進行200℃～300℃的加熱處理。再有，在用具有高耐熱性的SiOx膜形成層間絕緣膜和間壁的情況下，還可加上較高溫度的加熱處理(410℃)。
接著，用蒸鍍掩模有選擇地在透明電極2400上共蒸鍍鉬氧化物(MoOx)、4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯基(α-NPD)和紅熒烯，以形成含第1有機化合物的層2401(空穴注入層)。
再有，除了MoOx以外，還可采用銅酞菁(CuPC)或釩氧化物(VOx)、釕氧化物(RuOx)、鎢氧化物(WOx)等空穴注入性高的材料。另外，也可將用涂敷法使聚(亞乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)等的空穴注入性高的高分子材料成膜后的層用作含第1有機化合物的層2401。
接著，用蒸鍍掩模有選擇地蒸鍍α-NPD，在含蒂1有機化合物的層2401上形成含第2有機化合物的層(空穴輸運層)2402。再有，除了α-NPD以外，還可采用以4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱TPD)、4，4’，4”-三偶(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(簡稱TDATA)、4，4’，4’’-三偶[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(簡稱MTDATA)等芳香族胺化合物為代表的空穴輸運性高的材料。
接著，有選擇地形成含第3有機化合物的層(發(fā)光層)2403。為了形成全色顯示裝置，按每種發(fā)光色(R、G、B)進行蒸鍍掩模的對準，分別有選擇地進行蒸鍍。
在圖27中示出了按每種發(fā)光色(紅色(R)、綠色(G)、藍色(B))改變了發(fā)光層2403的例子。在圖27中，與圖13A～圖13B相同的部分用相同的符號表示。在基板500上，在基底膜501上，形成與RGB對應(yīng)的像素TFT2002(2002R、2002G和2002B)。另外，電極或布線2307(2007R、2007G和2007B)、2308(2008R、2008G和2008B)與像素TFT2002連接。
另外，透明電極2400R、2400G和2400B分別與像素TFT2002 R、2002G和2002B連接，在其上形成含第1有機化合物的層(空穴注入層)2401(2401R、2401G和2401B)、含第2有機化合物的層(空穴輸運層)2402(2402R、2402G和2402B)、含第3有機化合物的層(發(fā)光層)2403(2403R、2403G和2403B)、含第4有機化合物的層(電子輸運層)2404(2404R、2404G和2404B)和含第5有機化合物的層(電子注入層)2405(2405R、2405G和2405B)。
為了改變發(fā)光色，只要改變發(fā)光層2403的材料即可，以下示出在本實施例中所用的表示紅色發(fā)光的發(fā)光層2403R、表示綠色發(fā)光的發(fā)光層2403G、表示藍色發(fā)光的發(fā)光層2403B。另外，含其它的有機化合物的層、TFT、陽極、陰極等的材料及結(jié)構(gòu)可采用與各色同樣的材料及結(jié)構(gòu)。
作為表示紅色發(fā)光的發(fā)光層2403R，采用Alq3DCM或Alq3紅熒烯BisDCJTM等材料。另外，作為表示綠色發(fā)光的發(fā)光層2403G，采用Alq3DMQD(N，N’-二甲基喹吖酮)或Alq3香豆靈6等材料。另外，作為表示藍色發(fā)光的發(fā)光層2403B，采用α-NPD或tBu-DNA等材料。
接著，用蒸鍍掩模有選擇地蒸鍍Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)，在發(fā)光層2403上形成含第4有機化合物的層(電子輸運層)2404。再有，除了Alq3以外，還可采用以具有三(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-羥基喹啉)鈹(簡稱BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(簡稱BAlq)等的喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等為代表的電子輸運性高的材料。另外，也可用具有其它雙[2-(2-羥苯基)-苯并惡唑]鋅(簡稱Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥苯基)-苯并噻唑]鋅(簡稱Zn(BTZ)2)等的惡唑系、噻唑系配位子的金屬絡(luò)合物等。進而，在金屬絡(luò)合物以外，由于2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-三元醇-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑(簡稱PBD)及1，3-雙[5-(p-三元醇-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑-2-基]苯(簡稱OXD-7)、3-(4-三元醇-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱TAZ)、3-(4-三元醇-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱p-EtTAZ)、4，7二苯基-1，10-菲繞啉(簡稱BPhen)、浴銅靈(bathocuproine)(簡稱BCP)等的電子輸運性高，故可用作電子輸運層2404。
接著，共蒸鍍4，4-雙(5-甲基苯惡唑-2-基)均二苯代己烯(簡稱BzOs)和鋰(Li)，以覆蓋電子輸運層2404和絕緣物2600，在整個面上形成含第5有機化合物的層(電子注入層)2405。通過用苯并惡唑電介質(zhì)(BzOs)，抑制了起因于在其后的工序中所進行的透明電極2406形成時的濺射法的損傷。再有，除了BzOsLi以外，還可采用CaF2、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)之類的堿金屬或堿土類金屬的化合物等的電子注入性高的材料。另外，此外也可采用Alq3與鎂(Mg)的混合物。
接著，在含第5有機化合物的層2405上，以膜厚10nm～800nm的范圍形成透明電極2406，即有機發(fā)光元件的陰極。作為透明電極2406，除了銦錫氧化物(ITO)外，還可采用例如含Si元素的銦錫氧化物或在氧化銦內(nèi)混合了2～20％的氧化鋅(ZnO)的IZO(銦鋅氧化物)。
按以上那樣做來制作發(fā)光元件。適當(dāng)選擇構(gòu)成發(fā)光元件的陽極、含第1有機化合物的層～含第5有機化合物的層和陰極的各材料，并調(diào)整各膜厚。希望對陰極和陽極采用相同的材料并且相同程度的膜厚，最好形成100nm左右的薄的膜厚。
另外，如有必要，則覆蓋發(fā)光元件，形成防止水分侵入的透明保護層2407。作為透明保護層2407，可采用利用濺射法或CVD法得到的氮化硅膜、氧化硅膜、含氧的氮化硅膜(SiNO膜(組成比N＞O))或含氮的氧化硅膜(SiON膜(組成比N＜O))、以碳為主成分的薄膜(例如DLC膜、CN膜)等。
接著，采用確?；彘g隔用的含有間隙材料的密封材料，將第2基板2500與基板500貼合。第2基板2500也可采用具有透光性的玻璃基板或石英基板。再有，一對基板之間既可配置干燥劑作為空隙(惰性氣體)，又可在一對基板之間充填透明的密封材料(紫外線硬化或熱硬化的環(huán)氧樹脂等)。
在發(fā)光元件中，用透光性材料形成透明電極2400、2407，可從一個發(fā)光元件的2個方向，即從兩面采光。
通過采取以上所示的面板結(jié)構(gòu)，可假定來自上表面的發(fā)光與來自下表面的發(fā)光大體相同。
最后，設(shè)置光學(xué)膜(偏振片或圓偏振片)2501、2502來提高對比度。
再有，在本實施例中，雖然假定TFT為頂柵型TFT，但不限定于該結(jié)構(gòu)，采用適當(dāng)?shù)牡讝判?逆交錯型)TFT及順交錯型TFT是可能的。另外，不限定于單柵型結(jié)構(gòu)的TFT，也可以是具有多個溝道形成區(qū)的多柵型TFT，例如雙柵型TFT。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1中的任何記述自由地組合。
在本實施例中，用圖14A～圖14C、圖15A～圖15C、圖16A～圖16C、圖17A～圖17B和圖18示出應(yīng)用本發(fā)明制作了CPU(中央處理單元)的例子。
如圖14A所示，在具有絕緣表面的基板3100上形成基底膜3101。對于基板3100，例如可使用鋇硼硅酸玻璃及鋁硼硅酸玻璃等玻璃基板、石英基板、不銹鋼基板等。另外，以PET、PES、PEN為代表的塑料及由丙烯等具有柔性的合成樹脂構(gòu)成的基板，一般來說，與其它的基板相比，雖然有耐熱溫度低的趨勢，但只要能耐受制作工序中的處理溫度，則使用它們是可能的。
為了防止基板3100中所含的Na等堿金屬及堿土類金屬向半導(dǎo)體膜中擴散，對半導(dǎo)體元件的特性產(chǎn)生惡劣影響，設(shè)置了基底膜3101。因而，使用并形成可抑制堿金屬及堿土類金屬向半導(dǎo)體膜中擴散的氧化硅及氮化硅、含氮的氧化硅等的絕緣膜。在本實施例中，依次層疊應(yīng)用等離子體CVD法以SiH4、NH3、N2O和H2作為反應(yīng)氣體而形成的其膜厚為10～200nm(在本實施例中為50nm)的含氧的氮化硅膜(SiNO)、以SiH4和N2O為反應(yīng)氣體而形成的其膜厚為50～200nm(在本實施例中為100nm)的含氧的氮化硅膜(SiON)。再有，基底膜3101也可以具有單層結(jié)構(gòu)，例如形成其膜厚為10～400nm(最好為50～300nm)的含氮的氧化硅膜。
如玻璃基板、不銹鋼基板或塑料基板那樣，在使用至少包含微少堿金屬及堿土類金屬的基板的情況下，從防止雜質(zhì)擴散的觀點看，設(shè)置基底膜是有效的，但在石英基板等中雜質(zhì)擴散不成其為問題的情況下，也不一定必須設(shè)置基底膜。
在基底膜3101上形成非晶半導(dǎo)體膜3102。非晶半導(dǎo)體膜3102的膜厚為25～100nm(最好為30～60nm)。另外，非晶半導(dǎo)體膜不僅可用硅，也可用硅鍺，在使用硅鍺的情況下，鍺的濃度最好為0.01～4.5原子％的程度。在本實施例中，采用以66nm的硅為主成分的半導(dǎo)體膜(也可記作非晶硅膜、無定形硅)。
接著，向非晶半導(dǎo)體膜3102摻入金屬元素。此處，所謂摻入，是指在非晶半導(dǎo)體膜3102的表面上形成金屬元素，至少可促進非晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶。最好通過形成金屬元素，使非晶半導(dǎo)體膜在低溫下結(jié)晶。
例如，在非晶半導(dǎo)體膜3102上應(yīng)用轉(zhuǎn)涂法或浸漬法之類的涂敷方法涂敷Ni溶液(包含水溶液或乙酸溶液)，形成含Ni的膜3103(但是，因為極薄，作為膜有時也無法觀測)。此時，為了改善非晶半導(dǎo)體膜3102表面的沾潤性，使非晶半導(dǎo)體膜的整個表面遍布溶液，希望通過在氧氣氛中的UV光的照射、熱氧化法、用含羥基的臭氧水或雙氧水的處理等形成1nm～5nm的氧化膜(未圖示)。另外，既可以用離子注入法將Ni離子注入到非晶半導(dǎo)體膜中，又可以在含Ni的水蒸氣氣氛中加熱，還可以以Ni為靶材料在Ar等離子體中進行濺射。在本實施例中，用轉(zhuǎn)涂法涂敷含10ppm的Ni乙酸鹽的水溶液。
其后，如實施方式1～3和實施例1中說明過的那樣，對非晶半導(dǎo)體膜3102照射激光束3105(參照圖14B)。作為激光器，可以使用Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸氣激光器或金蒸氣激光器之中的一種或多種。激光器可用連續(xù)振蕩型的激光器(CW激光器)或振蕩頻率為10MHz以上，最好為80MHz以上的脈沖振蕩型激光器(脈沖激光器)。另外，線狀激光束的長軸的長度只要是200～350μm即可。
另外，在這樣的激光照射時，為了既以高精度重合，又控制照射開始位置或照射結(jié)束位置，也可形成標記。此標記在與形成非晶半導(dǎo)體膜的同時，在基板上形成即可。
利用該激光照射，使非晶半導(dǎo)體膜3102結(jié)晶，形成結(jié)晶性硅半導(dǎo)體膜。
其后，為了減少或除去金屬元素，施行吸除工序。在本實施例中，說明以非晶半導(dǎo)體膜為吸除劑俘獲金屬元素的方法。首先，通過對結(jié)晶性半導(dǎo)體膜在氧氣氛中進行UV光的照射、熱氧化法、用含羥基的臭氧水或雙氧水的處理等，在結(jié)晶性半導(dǎo)體膜上形成氧化膜。接著，用等離子體CVD法、在原料氣體為SiH4、Ar，壓力為0.3Pa，RF功率為3kW，基板溫度為150℃的條件下，形成膜厚為150nm的非晶半導(dǎo)體膜。
其后，在氮氣氛中在550℃下進行4小時的加熱處理，以減少或除去金屬元素。然后，用氫氟酸等除去作為吸氣接收器的非晶半導(dǎo)體膜和氧化膜，可得到減少或除去了金屬元素的結(jié)晶性半導(dǎo)體膜。
如圖14C所示，將結(jié)晶性半導(dǎo)體膜構(gòu)圖成規(guī)定的形狀，得到島狀半導(dǎo)體膜3106a～3106e。在進行構(gòu)圖時，在結(jié)晶性半導(dǎo)體膜上涂敷光致抗蝕劑，以規(guī)定的掩模形狀進行曝光和烘焙，在結(jié)晶性半導(dǎo)體膜上形成掩模。使用該掩模，用干法刻蝕對結(jié)晶性半導(dǎo)體膜進行構(gòu)圖。干法刻蝕的氣體可用CF4和O2。
其后，根據(jù)需要，將雜質(zhì)摻入結(jié)晶性半導(dǎo)體膜中。例如，用摻雜法摻入硼(B)。于是，可使代表薄膜晶體管的電學(xué)特性的閾值更接近于零。即，可使結(jié)晶性半導(dǎo)體膜處于更為本征的狀態(tài)。
其后，形成所謂柵絕緣膜3108，使之覆蓋島狀半導(dǎo)體膜3106a～3106e。再有，在柵絕緣膜3108形成前，用氫氟酸等清洗島狀半導(dǎo)體膜的表面。柵絕緣膜3108系用等離子體CVD法或濺射法以含硅的絕緣膜形成，其厚度為10～150nm，最好為20nm～40nm。在本實施例中，用等離子體CVD法，原料氣體用SiH4和N2O，成膜室的溫度為400℃，以20nm的厚度形成含氮的氧化硅膜。此時，由于柵絕緣膜的膜厚變薄，降低了成膜速率。其結(jié)果是，可減少成膜初期的最初的膜品質(zhì)不良的部位。當(dāng)然，柵絕緣膜不限定于含氮的氧化硅膜，也可將其它的含硅的絕緣膜用作單層或疊層結(jié)構(gòu)。
其后，在結(jié)晶性半導(dǎo)體膜上隔著柵絕緣膜3108形成成為柵電極3109的導(dǎo)電膜3109a、3109b。不言而喻，柵電極3109既可以是單層，又可以是疊層。導(dǎo)電膜3109a、3109b只要用從Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu中選取的元素或以上述元素為主成分的合金材料或者化合物材料形成即可。在本實施例中，形成其膜厚在10～50nm之間，例如30nm的氮化鉭膜作為第1導(dǎo)電膜3109a，用以覆蓋柵絕緣膜3108，再依次層疊其膜厚在200～400nm之間，例如370nm的鎢膜作為第2導(dǎo)電膜3109b。
其后，如圖15A所示，用掩模刻蝕第1導(dǎo)電膜3109a、第2導(dǎo)電膜3109b。首先，用轉(zhuǎn)涂法等在導(dǎo)電膜上涂敷光致抗蝕劑。光致抗蝕劑可使用正型和負型中的某一種。此時，也可使用添加了吸光劑的抗蝕劑掩模。在本實施例中，使用添加了吸光劑的正型的酚醛樹脂型的抗蝕劑。
然后，對涂敷了的光致抗蝕劑進行加熱處理，即進行所謂的前烘焙。前烘焙的加熱溫度設(shè)定為50～120℃，然后進行的后烘焙在較低的溫度下進行。在本實施例中，設(shè)定加熱溫度為90℃、加熱時間為90sec，進行前烘焙。
在進行曝光時，接著用分步器，進行將掩模復(fù)制到光致抗蝕劑上用的曝光。在本實施例中，在曝光機中使用分步器。曝光時間可為150～350msec，在本實施例中，由于要求柵長度為0.8μm，故曝光時間定為205msec。此外，在柵長度為0.6μm時，曝光時間定為320msec，在柵長度為1.0μm時，曝光時間定為175msec。即，可依據(jù)所希望的柵長度來決定曝光時間。
其后，通過將顯影液滴到光致抗蝕劑上，同時從噴嘴噴出，對曝光后的光致抗蝕劑顯影，并進行加熱處理。在本實施例中，顯影液用NMD-3，顯影時間定為60sec。
其后，在本實施例中，對顯影后的光致抗蝕劑在125℃下進行180sec的加熱處理，即進行所謂的后烘焙。其結(jié)果是，可除去抗蝕劑掩模中殘留的水分等，同時可提高對熱的穩(wěn)定性。于是，在導(dǎo)電膜上形成端部有錐形形狀的抗蝕劑掩模3110。再有，抗蝕劑掩模的端部可以有錐形形狀，抗蝕劑掩模的形狀也可以是扇形或臺形。
另外，掩模本身附有曝光分辨率的界限以下的圖形，通過控制抗蝕劑形狀，也可形成端部有錐形形狀的抗蝕劑掩模。利用抗蝕劑掩模在端部有錐形形狀，在下述的刻蝕工序中，可防止附著于抗蝕劑掩模側(cè)面的反應(yīng)生成物的形成。
如圖15B所示，使用抗蝕劑掩模3110來刻蝕第2導(dǎo)電膜3109b。在本實施例中，應(yīng)用以CF4、Cl、O2為氣體的干法刻蝕來刻蝕第2導(dǎo)電膜3109b。此時，與抗蝕劑掩模3110的錐形一樣，在第2導(dǎo)電膜3109b的端部形成錐形形狀。另外，第1導(dǎo)電膜3109a具有不使柵絕緣膜及半導(dǎo)體膜受到刻蝕那樣的作為刻蝕中止物的功能。
被刻蝕后的第2導(dǎo)電膜3109b具有0.2μm以上、1.0μm以下的柵長度3113。另外，此時抗蝕劑掩模3110也往往后退數(shù)μm。在本實施例中，使抗蝕劑掩模3110后退0.4μm，形成柵長度為0.8μm的第2導(dǎo)電膜。
如圖15C所示，在設(shè)置了抗蝕劑掩模3110的狀態(tài)下來刻蝕第1導(dǎo)電膜3109a。此時，在柵絕緣膜3108與第1導(dǎo)電膜3109a的選擇比高的條件下來刻蝕第1導(dǎo)電膜3109a。在本實施例中，用Cl2作為氣體來刻蝕第1導(dǎo)電膜3109a。于是，可將柵絕緣膜3108維持為薄膜狀態(tài)，來刻蝕第1導(dǎo)電膜3109a。利用該工序，抗蝕劑掩模3110、第2導(dǎo)電膜3109b也往往稍許受到刻蝕而進一步變細。如以上所述，形成非常小的柵電極3109，小至柵長度為1.0μm以下。
其后，使抗蝕劑掩模3110在O2氣氛中灰化或用抗蝕劑剝離液去除之，形成摻雜用的抗蝕劑掩模3115。如圖16A所示，在成為p溝道型TFT的區(qū)域形成抗蝕劑掩模3115?？刮g劑掩模的制作方法因為可參考上述記述，故省略其詳細的說明。
接著，在成為n溝道型TFT的區(qū)域，以柵電極3109為掩模用自對準方式摻入作為雜質(zhì)元素的磷(P)。在本實施例中，在60～80keV下?lián)饺肓谆瘹?PH3)。于是，在成為n溝道型TFT的區(qū)域，形成雜質(zhì)區(qū)3116a～3116c。此時，對半導(dǎo)體膜摻入磷(P)，使之在深度方向變得均勻。但是，由于摻雜時雜質(zhì)元素的繞入，也往往以與柵電極3109重疊的方式形成雜質(zhì)區(qū)。但是，這樣的與柵電極3109重疊的雜質(zhì)區(qū)的溝道長度方向的長度就成為0.1～0.3μm。
如圖16B所示，在成為n溝道型TFT的區(qū)域形成抗蝕劑掩模3117。其后，在成為p溝道型TFT的區(qū)域，以柵電極3109為掩模用自對準方式摻入作為雜質(zhì)元素的硼(B)。在本實施例中，在30～45keV下?lián)饺隑2H6。于是，在成為p溝道型TFT的區(qū)域，形成雜質(zhì)區(qū)3118a～3118b。其后，使抗蝕劑掩模3117在O2氣氛中灰化或用抗蝕劑剝離液去除之。
其后，在圖16C中，形成絕緣膜，即所謂的側(cè)壁3119a～3119c，使之覆蓋柵電極的側(cè)面。側(cè)壁可用等離子體CVD法或減壓CVD(LPCVD)法利用有硅的絕緣膜形成。在本實施例中，用減壓CVD(LPCVD)法、在原料氣體用SiH4、N2O，壓力為266Pa、溫度為400℃的條件下，形成含氮的氧化硅膜(SiON)。在用等離子體CVD法形成側(cè)壁的情況下，在原料氣體用SiH4、N2O，壓力為133Pa的條件下，可形成含氮的氧化硅膜(SiON)。其后，通過刻蝕含氮的氧化硅膜(SiON)，形成有錐形形狀的側(cè)壁。
在用減壓CVD法形成側(cè)壁的情況下的刻蝕條件如下。作為第1刻蝕條件，原料氣體用CHF3、He，花費數(shù)sec，例如3sec時間建立等離子體。此時，假定與成膜裝置中所配置的基板相向一側(cè)的電極為475W，配置基板的電極為300W。利用對配置基板的電極施加的電壓，可加速刻蝕氣體的離子。作為第2刻蝕條件，原料氣體用CHF3、He，在數(shù)十sec，例如60sec時間內(nèi)施加電壓。在成為刻蝕對象的膜的高度為規(guī)定值(在本實施例中為100nm)時結(jié)束刻蝕，由此可決定刻蝕時間。此時，假定與成膜裝置中所配置的基板相向一側(cè)的電極為475W，配置基板的電極為300W。作為第3刻蝕條件，原料氣體用CHF3、He，從被認為成為刻蝕對象的表面的膜已消失的時間算起，在數(shù)十sec，例如31sec時間內(nèi)施加電壓。此時，假定與成膜裝置中所配置的基板相向一側(cè)的電極為50W，配置基板的電極為450W。
在用等離子體CVD法形成側(cè)壁的情況下的刻蝕條件如下。作為第1刻蝕條件，原料氣體用CHF3、He，花費數(shù)sec，例如3sec時間建立等離子體。此時，假定與成膜裝置中所配置的基板相向一側(cè)的電極為475W，配置基板的電極為300W。作為第2刻蝕條件，原料氣體用CHF3、He，在數(shù)十sec，例如50sec時間內(nèi)施加電壓。在成為刻蝕對象的膜的高度殘留100nm時結(jié)束刻蝕，由此可決定刻蝕時間。此時，假定與成膜裝置中所配置的基板相向一側(cè)的電極為900W，配置基板的電極為150W。作為第3刻蝕條件，原料氣體用CHF3、He，從被認為成為刻蝕對象的表面的膜已消失的時間算起，在數(shù)十sec，例如30sec時間內(nèi)施加電壓。此時，假定與成膜裝置中所配置的基板相向一側(cè)的電極為50W，配置基板的電極為300W。
如以上那樣所形成的側(cè)壁的端部即使沒有錐形形狀亦可，最好是有矩形形狀。這是因為如果將側(cè)壁的端部形成為矩形形狀，則可防止接著摻入的雜質(zhì)濃度在側(cè)壁下面有濃度梯度的緣故。
應(yīng)用該側(cè)壁3119a～3119c，在n溝道型TFT的雜質(zhì)區(qū)，形成高濃度雜質(zhì)區(qū)3120a～3120c。即，以柵電極3109和側(cè)壁3119a～3119c為掩模用自對準方式形成高濃度雜質(zhì)區(qū)3120a～3120c。此時，在p溝道型的TFT上形成抗蝕劑掩模3121。在本實施例中，在15～25keV下?lián)饺肓谆瘹?PH3)，形成高濃度雜質(zhì)區(qū)，即所謂的源區(qū)和漏區(qū)。其后，使抗蝕劑掩模3121在O2氣氛中灰化或用抗蝕劑剝離液去除之。
其后，為了激活雜質(zhì)區(qū)，要進行加熱處理。在本實施例中，應(yīng)用在實施方式1～實施方式3或?qū)嵤├?中所述的激光照射方法或其它的激光照射方法，進行激光照射以激活雜質(zhì)區(qū)?；蛘撸ㄟ^在氮氣氛中在550℃下加熱基板，進行雜質(zhì)區(qū)的激活亦可。
如圖17A所示，形成第1絕緣膜3122，使之覆蓋柵絕緣膜3108、柵電極3109。第1絕緣膜只要是有氮的絕緣膜即可，在本實施例中，應(yīng)用等離子體CVD法形成100nm的氮化硅。
其后，進行加熱處理，并進行氫化。在本實施例中，在氮氣氛中在410℃下進行1小時的加熱處理。其結(jié)果是，借助于從氮化硅中釋出的氫，形成氧化硅膜或硅膜的懸掛鍵的終端。
然后，形成第2絕緣膜3123，使之覆蓋第1絕緣膜3122。第2絕緣膜3123可采用無機材料(氧化硅、氮化硅、含氧的氮化硅等)、感光性或非感光性的有機材料(聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯)、硅氧烷樹脂以及它們的疊層結(jié)構(gòu)。作為有機材料，可采用正型感光性有機樹脂或負型感光性有機樹脂。例如，作為有機材料，在采用了正型的感光性丙烯的情況下，如果利用光刻工序中進行的曝光處理來刻蝕感光性有機樹脂，則可形成在上端部有曲率的開口部。
再有，所謂硅氧烷樹脂，相當(dāng)于含Si-O-Si鍵的樹脂。在硅氧烷中，用硅(Si)與氧(O)的鍵構(gòu)成骨架結(jié)構(gòu)。作為置換基，至少采用含氫的有機基(例如丙烯基、芳香族烴)。作為置換基，也可采用氟基?；蛘?，作為置換基，至少也可采用含氫的有機基和氟基。
在本實施例中，作為第2絕緣膜3123，應(yīng)用以SiH4、N2O為原料氣體的等離子體CVD法，形成其膜厚為600nm的含氮的氧化硅膜。此時，在300～450℃的溫度下加熱基板，在本實施例中在400℃下加熱。
如圖17B所示，在柵絕緣膜3108、第1絕緣膜3122、第2絕緣膜3123中形成開口部，即所謂的接觸孔，用來形成與雜質(zhì)區(qū)連接的布線3125a～3125e。同時形成與柵電極連接的布線。此時，由于將開口部的直徑定為1.0μm左右，故開口部如垂直地開口即可。因此，抗蝕劑有意地被形成為其端部不呈錐形形狀。另外，如果提高抗蝕劑與開了接觸孔的絕緣膜的選擇比，則抗蝕劑端部也可呈錐形形狀。在本實施例中，由于第2絕緣膜3123用含氮的氧化硅膜，故端部變?yōu)榇怪保簿褪钦f使用有意地不呈錐形形狀而形成的抗蝕劑掩模，用干法刻蝕形成開口部。此時，實際的抗蝕劑端部往往呈錐形形狀?？涛g氣體用CHF3、He，以數(shù)sec，例如3sec作為第1刻蝕時間，以100～130sec，例如117sec作為第2刻蝕時間，以200～270sec，例如256sec作為第3刻蝕時間進行刻蝕。此時，可根據(jù)開口部的刻蝕狀況，決定刻蝕氣體的流量。
再有，在第2絕緣膜3123用有機材料或硅氧烷的情況下，由于開口部的側(cè)面變?yōu)榇怪?，故使用由具有比抗蝕劑掩模高的硬度的掩模，例如氧化硅膜等的無機材料形成的硬掩模即可。
其后，使抗蝕劑掩模在O2氣氛中灰化或用抗蝕劑剝離液去除之。
然后，在開口部形成布線3125a～3125e。布線只要采用由鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)或硅(Si)元素構(gòu)成的膜或使用了這些元素的合金膜即可。在本實施例中，在將鈦膜(Ti)、氮化鈦膜(TiN)、鈦-鋁合金膜(Al-Si)、鈦膜(Ti)分別層疊了60nm、40nm、300nm、100nm后，構(gòu)圖并刻蝕成所希望的形狀，形成布線，即源電極、漏電極。
另外，也可用含鎳、鈷、鐵之中至少1種的元素和碳的鋁合金膜形成該布線3125a～3125e。這樣的鋁合金膜即使與硅接觸，也可防止硅與鋁的相互擴散。另外，由于這樣的鋁合金膜即使與透明導(dǎo)電膜，例如ITO(氧化銦錫)膜接觸，也不會引起氧化還原反應(yīng)，故可使兩者直接接觸。此外，這樣的鋁合金膜由于電阻率低，耐熱性也優(yōu)越，故作為布線材料是有用的。
以上那樣做可形成由以具有低濃度雜質(zhì)區(qū)的方式形成的LDD結(jié)構(gòu)構(gòu)成、柵長度為1.0μm以下的n溝道型的薄膜晶體管。另外，還完成了由以沒有低濃度雜質(zhì)區(qū)的方式形成的所謂單漏結(jié)構(gòu)構(gòu)成、柵長度為1.0μm以下的p溝道型的薄膜晶體管。再有，也可將柵長度為1.0μm以下的TFT記作亞微米TFT。p溝道型的薄膜晶體管因熱載流子引起的劣化及短溝道效應(yīng)難以發(fā)生，故可采取單漏結(jié)構(gòu)。
再有，在本發(fā)明中，p溝道型的薄膜晶體管采取LDD結(jié)構(gòu)亦可。此外，在n溝道型的薄膜晶體管和p溝道型的薄膜晶體管中，也可具有低濃度雜質(zhì)區(qū)與柵電極重疊的所謂GOLD結(jié)構(gòu)，以代替LDD結(jié)構(gòu)。
具有以上那樣形成的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置在本實施例中可以作為CPU來制造，在5V驅(qū)動電壓下，至30MHz工作頻率的高速工作成為可能。
接著，用圖18說明使用上述的薄膜晶體管構(gòu)成各種電路的例子。
圖18所示的CPU在基板3600上以運算電路(ALU算術(shù)邏輯單元)3601、運算電路用控制部(ALU控制部)3602、指令解析部3603、中斷控制部3604、時序控制部3605、寄存器3606、寄存控制部3607、總線接口3608、可改寫ROM3609、ROM接口3620為主。另外，ROM3609和ROM接口3620也可設(shè)置在另外的芯片上。
不言而喻，圖18所示的CPU不過是簡化了其結(jié)構(gòu)而示出的一例，實際的CPU根據(jù)其用途而有多種多樣的結(jié)構(gòu)。
經(jīng)總線接口3608輸入到CPU的指令被輸入到指令解析部3603中，在譯碼后，又被輸入到運算電路用的控制部3602、中斷控制部3604、寄存控制部3607、時序控制部3605中。
運算電路用的控制部3602、中斷控制部3604、寄存控制部3607、時序控制部3605根據(jù)譯碼后的指令進行各種控制。具體地說，運算電路用的控制部3602生成控制運算電路3601的工作用的信號。另外，中斷控制部3604在CPU的程序執(zhí)行過程中從優(yōu)先度和掩模狀態(tài)判斷并處理外部的輸入輸出裝置及來自外圍電路的中斷要求。寄存控制部3607生成寄存器3606的地址，根據(jù)CPU的狀態(tài)進行寄存器3605的讀出或?qū)懭搿?br> 另外，時序控制部3605生成控制運算電路3601、運算電路用的控制部3602、指令解析部3603、中斷控制部3604、寄存控制部3607的工作時序的信號。例如，時序控制部3605包括以基準時鐘信號CLK1(3621)為基礎(chǔ)、生成內(nèi)部時鐘信號CLK2(3622)的內(nèi)部時鐘生成部，向上述各種電路供給時鐘信號CLK2。
按照本發(fā)明，由于可一次處理大型基板，從而可制作低成本的CPU或其它的半導(dǎo)體裝置。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1中的任何記述自由地組合。
在本實施例中，用圖19A～圖19C、圖20A～圖20B、圖21A～圖21C、圖22A～圖22B、圖28A～圖28C、圖29A～圖29B示出應(yīng)用本發(fā)明制作了ID芯片的例子。
在本實施例中，例示了絕緣隔離了的TFT作為半導(dǎo)體元件，但用于集成電路的半導(dǎo)體元件卻不限定于此，可采用所有的電路元件。例如，除了TFT外，有代表性地舉出存儲元件、二極管、光電變換元件、電阻元件、線圈、電容元件、電感器等。
首先，如圖19A所示，用濺射法在具有耐熱性的基板(第1基板)4500上形成剝離層4501。作為第1基板4500，例如可使用鋇硼硅酸玻璃及氧化鋁硼硅酸玻璃等玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等。由塑料等具有柔性的合成樹脂構(gòu)成的基板與上述基板相比一般來說具有耐熱溫度低的趨勢，但只要能耐受制作工序中的處理溫度使用即可。
玻璃層4501可使用非晶硅、多晶硅、單晶硅、微晶硅(含半無定形硅)等以硅為主成分的層。剝離層4501可用濺射法、減壓CVD法、等離子體CVD法等形成。在本實施例中，用減壓CVD法形成膜厚為50nm左右的非晶硅，作剝離層4501之用。再有，剝離層4501不限定于硅，只要用刻蝕法有選擇地除去的材料形成即可。希望剝離層4501的膜厚為50～60nm。關(guān)于半無定型硅，也可定為30～50nm。
再有，所謂以半無定型硅為代表的半無定型半導(dǎo)體，是指具有非晶半導(dǎo)體和晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(包含單晶、多晶)的包含中間性結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的膜。該半無定型半導(dǎo)體是具有自由能方面穩(wěn)定的第3狀態(tài)的半導(dǎo)體，是具有短程有序并有晶格畸變的結(jié)晶半導(dǎo)體，其粒徑為0.5～20nm，可分散地存在于非單晶半導(dǎo)體中。半無定型半導(dǎo)體的喇曼光譜向低于520cm-1的低頻一側(cè)移動，另外在X射線衍射光譜中觀測到假定來源于Si晶格的(111)、(220)的衍射峰。另外，為了使懸掛鍵形成終端，應(yīng)包含氫或鹵素至少1個原子％或其以上。此處，為了方便起見，將這樣的半導(dǎo)體稱為半無定形半導(dǎo)體(SAS)。此外，通過使之包含氮、氬、氪、氖等稀有氣體元素，進一步助長晶格畸變，穩(wěn)定性增加，可得到良好的半無定型半導(dǎo)體。
另外，SAS可通過輝光放電分解硅化物氣體得到。作為典型的硅化物氣體，是SiH4，此外，還可用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，用氫及將從氦、氬、氪、氖中選取的一種或多種稀有氣體元素加入氫中的氣體，通過將該硅化物氣體稀釋后使用，可得到容易形成SAS的氣體。最好在稀釋率在2倍～1000倍的范圍內(nèi)稀釋硅化物氣體。
接著，在剝離層4501上形成基底膜4502。為了防止第1基板4500中所含的Na等堿金屬及堿土類金屬向半導(dǎo)體膜中擴散，對TFT等半導(dǎo)體元件的特性產(chǎn)生惡劣影響，設(shè)置了基底膜4502。另外，在后面的剝離半導(dǎo)體元件的工序中，基底膜4502也有保護半導(dǎo)體元件的作用。基底膜4502既可以是單層，又可以是層疊了多個絕緣膜的層。因而，使用并形成可抑制堿金屬及堿土類金屬向半導(dǎo)體膜中擴散的氧化硅及氮化硅、含氮的氧化硅(SiON)、含氧的氮化硅(SiNO)等的絕緣膜。
在本實施例中，依次層疊膜厚為100nm的SiON膜、膜厚為50nm的SiNO膜、膜厚為100nm的SiON膜，形成基底膜4502，但各膜的材料、膜厚、疊層數(shù)卻不限定于此。例如，也可以利用轉(zhuǎn)涂法、濺射涂敷法、液滴吐出法等形成膜厚為0.5～3μm的硅氧烷樹脂。例如，也可以用氮化硅膜(SiNx、Si3N4等)來代替中層的SiNO膜。另外，也可以用SiO2膜來代替上層的SiON膜。另外，希望各自的膜厚為0.05～3μm，可從該范圍自由地選擇。
或者，可用SiON膜或SiO2膜形成最接近于剝離層4501的基底膜4502的下層，用硅氧烷樹脂形成中層，用SiO2膜形成上層。
此處，氧化硅膜可用SiH4與O2或TEOS(四乙氧基硅烷)與O2等的混合氣體，應(yīng)用熱CVD、等離子體CVD、常壓CVD、偏置ECRCVD等的方法形成。另外，典型情況是，氮化硅膜可用SiH4與NH3的混合氣體，應(yīng)用等離子體CVD法形成。另外，典型情況是，含氮的氧化硅膜(SiONO＞N)、含氧的氮化硅膜(SiNON＞O)可用SiH4與N2O的混合氣體，應(yīng)用等離子體CVD法形成。
接著，在基底膜4502上形成半導(dǎo)體膜。希望半導(dǎo)體膜4503在形成了基底膜4502后不暴露在大氣中形成。半導(dǎo)體膜的膜厚定為20～200nm(希望為40～170nm，最好為50～150nm)。再有，半導(dǎo)體膜4503既可以是非晶半導(dǎo)體，又可以是半無定形半導(dǎo)體，還可以是多晶半導(dǎo)體。另外，半導(dǎo)體不僅可用硅，也可用硅鍺。在用硅鍺的情況下，鍺的濃度最好為0.01～4.5個原子％左右。
非晶半導(dǎo)體可通過輝光放電分解硅化物氣體得到。作為典型的硅化物氣體，可舉出SiH4、Si2H6。也可用氫或氫與氦的混合氣體稀釋該硅化物氣體后使用。
再有，如上所述，半無定形半導(dǎo)體可通過輝光放電分解硅化物氣體得到，但在硅化物氣體中摻入CH4、C2H6等的碳化物氣體、GeH4、GeF4等的鍺化物氣體、F2等后，可使能帶寬度調(diào)節(jié)至1.5～2.4eV，或0.9～1.1eV。
例如，如果在使用將H2摻入SiH4中的氣體的情況下，或?qū)2摻入SiH4中的氣體的情況下，用所形成的半無定形半導(dǎo)體制作TFT，則可使該TFT的亞閾系數(shù)(S值)為0.35V/sec以下，典型情況為0.25～0.09V/sec，使遷移率為10cm2/Vsec。而且，在以使用了上述半無定形半導(dǎo)體的TFT形成了例如19級環(huán)形振蕩器的情況下，當(dāng)電源電壓為3～5V時，可得到其振蕩頻率為1MHz以上，最好為100MHz以上的特性。另外，當(dāng)電源電壓為3～5V時，倒相器每1級的延遲時間為26ns，最好為0.26ns以下。
然后，如實施方式1～3和實施例1所示，用激光使半導(dǎo)體膜4503結(jié)晶?；蛘?，可將使用催化劑元素的結(jié)晶法和使用了激光的激光結(jié)晶法組合起來。
在激光結(jié)晶之前，為了提高半導(dǎo)體膜對激光的耐受性，可對該半導(dǎo)體膜在500℃下進行1小時的熱退火。然后，通過使用可連續(xù)振蕩的固體激光器，照射基波的2次諧波～4次諧波的激光束，可得到大粒徑的晶體。典型情況是，例如希望應(yīng)用Nd:YVO4激光器(基波為1064nm)的2次諧波(532nm)及3次諧波(355nm)。具體地說，利用非線性光學(xué)元件將從連續(xù)振蕩的YVO4激光器射出了的激光束變換成高次諧波，得到輸出為10W的激光束。而且，利用光學(xué)系統(tǒng)在照射面上成形為矩形形狀或橢圓形形狀的激光束，照射到半導(dǎo)體膜上。此時，功率密度必須為0.01～100MW/cm2左右(最好為0.1～10MW/cm2)。
再有，激光器可用連續(xù)振蕩的氣體激光器或固體激光器。作為氣體激光器，有Ar激光器、Kr激光器等，作為固體激光器，可舉出YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、Y2O3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器等。
另外，可使脈沖振蕩的激光束的振蕩頻率在10MHz以上，最好在80MHz以上，可使用比通常用的數(shù)十Hz～數(shù)百Hz的頻帶高得多的頻帶進行激光結(jié)晶。在將脈沖振蕩的激光束照射到半導(dǎo)體膜后，可以說直至半導(dǎo)體膜完全固化的時間為數(shù)十nsec～數(shù)百nsec。因而，通過使用上述頻帶，半導(dǎo)體膜在用激光束熔融后直至固化，可照射下面的脈沖激光束。因此，由于在半導(dǎo)體膜中可使固液界面連續(xù)地移動，故形成具有向掃描方向連續(xù)生長了的晶粒的半導(dǎo)體膜。具體地說，可形成所包含的晶粒在掃描方向的寬度為10～30μm，垂直于掃描方向的寬度為1～5μm左右的晶粒的集合。通過形成沿該掃描方向延長了的單晶的晶粒，至少在TFT的溝道方向形成幾乎不存在晶粒間界的半導(dǎo)體膜成為可能。
通過將激光束照射到上述半導(dǎo)體膜上，形成了結(jié)晶性較高的半導(dǎo)體膜。該半導(dǎo)體膜在束點的中心附近和邊緣近旁，被分開制成結(jié)晶性不同的第1區(qū)域4504和第2區(qū)域4505。第1區(qū)域4504包含在掃描方向的寬度為10～30μm、垂直于掃描方向的寬度為1～5μm左右的晶粒。另一方面，第2區(qū)域4505的位置和大小是隨機的，而且只容易形成粒徑為0.2μm～數(shù)μm左右的較小的微晶。
接著，如圖19B所示，對結(jié)晶后的半導(dǎo)體膜的第1區(qū)域4504進行構(gòu)圖，并刻蝕除去第2區(qū)域4505，從第1區(qū)域4504形成島狀的半導(dǎo)體膜4506、4507和4508。
然后，形成柵絕緣膜4509，使之覆蓋島狀的半導(dǎo)體膜4506～4508。柵絕緣膜4509可應(yīng)用等離子體CVD法或濺射法等以單層或使之層疊形成包含氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅或含氧的氮化硅的膜。在層疊的情況下，例如最好采取從基板一側(cè)起氧化硅膜、氮化硅膜、氧化硅膜的3層結(jié)構(gòu)。
再有，在形成了柵絕緣膜4509后，也可在含3～100％的氫的氣氛中，在300～450℃下進行1～12小時的熱處理，進行使島狀的半導(dǎo)體膜4506～4508氫化的工序。另外，作為氫化以外的措施，也可進行等離子體氫化(使用由等離子體激勵后的氫)。利用該氫化工序，可用熱激勵后的氫形成懸掛鍵的終端。另外，在以后的工序中，在向具有柔性的第2基板上貼合半導(dǎo)體元件后，即使通過將第2基板弄彎曲而在半導(dǎo)體膜中形成缺陷，通過氫化，使半導(dǎo)體膜中的氫的濃度為1×1019～1×1022個原子/cm3，最好為1×1019～5×1020個原子/cm3，從而可用半導(dǎo)體膜中包含的氫使該缺陷形成終端。另外，為了使該缺陷形成終端，在半導(dǎo)體膜中也可包含鹵素。
接著，如圖19C所示，形成柵電極4510～4512。在本實施例中，在用濺射法層疊Si和W形成后，通過以抗蝕劑4513為掩模進行刻蝕，形成了柵電極4510～4512。不言而喻，柵電極4510～4512的材料、結(jié)構(gòu)、制作方法不限定于此，可適當(dāng)?shù)丶右赃x擇。例如，可以是摻入了賦予n的雜質(zhì)的Si與NiSi(硅化鎳)的層疊結(jié)構(gòu)，或是TaN(氮化鉭)與W(鎢)的層疊結(jié)構(gòu)。另外，用各種導(dǎo)電材料以單層形成亦可。
另外，也可用SiOx等的掩模來代替抗蝕劑掩模。此時，雖然增加了對SiOx、SiON等構(gòu)圖以形成掩模(稱為硬掩模)的工序，但由于刻蝕時的掩模的膜減少比抗蝕劑少，故可形成所希望寬度的柵電極4510～4512。另外，也可不用抗蝕劑4513，而用液滴吐出法有選擇地形成柵電極4510～4512。
作為導(dǎo)電材料，可根據(jù)導(dǎo)電膜的功能而選擇各種材料。另外，在柵電極與天線同時形成的情況下，可考慮這些功能來選擇材料。
再有，作為刻蝕形成柵電極時的刻蝕氣體，使用了CF4、Cl2、O2的混合氣體及Cl2氣，但不限定于此。
接著，如圖20A所示，用抗蝕劑4515覆蓋成為p溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體膜4507，以柵電極4510、4512為掩模，向島狀的半導(dǎo)體膜4506、4508以低濃度摻入賦予n型的雜質(zhì)元素(典型情況為P(磷)或As(砷))(第1摻雜工序)。第1摻雜工序的條件是，劑量1×1013～6×1013/cm2，加速電壓50～70keV，但不限定于此。利用該第1摻雜工序，隔著柵絕緣膜4509進行摻雜，在島狀的半導(dǎo)體膜4506、4508中形成一對低濃度雜質(zhì)區(qū)4516、4517。再有，也可不用抗蝕劑覆蓋成為p溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體膜4507來進行第1摻雜工序。
接著，如圖20B所示，在通過灰化等除去抗蝕劑4515后，再新形成抗蝕劑4518，使之覆蓋成為n溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體膜4506、4508，以柵電極4511為掩模，向島狀的半導(dǎo)體膜4507以高濃度摻入賦予p型的雜質(zhì)元素(典型情況為B(硼))(第2摻雜工序)。第2摻雜工序的條件是，劑量1×1016～3×1016/cm2，加速電壓20～40keV。利用該第2摻雜工序，隔著柵絕緣膜4509進行摻雜，在島狀的半導(dǎo)體膜4507中形成一對p型的高濃度雜質(zhì)區(qū)4520。
接著，如圖28A所示，通過灰化等除去抗蝕劑4518后，形成絕緣膜4521，使之覆蓋柵絕緣膜4509和柵電極4510～4512。在本實施例中，用等離子體CVD法形成了膜厚為100nm的SiO2膜。其后，用深刻蝕法局部地刻蝕絕緣膜4521、柵絕緣膜4509，如圖28B所示，用自對準方式形成側(cè)壁4522～4524，以便與柵電極4510～4512的側(cè)壁連接。作為刻蝕氣體，使用了CHF3與He的混合氣體。再有，形成側(cè)壁的工序不限定于這些。
再有，在形成絕緣膜4521時，在基板的背面也形成了絕緣膜的情況下，可使用抗蝕劑有選擇地刻蝕除去背面所形成的絕緣膜。此時，所用的抗蝕劑在用深刻蝕法形成側(cè)壁時，也可與絕緣膜4521、柵絕緣膜4509一并刻蝕除去。
接著，如圖28C所示，再新形成抗蝕劑4526，使之覆蓋成為p溝道型TFT的島狀半導(dǎo)體膜4507，以柵電極4510、4512和側(cè)壁4522、4524為掩模，以高濃度摻入賦予n型的雜質(zhì)元素(典型情況為P或As)(第3摻雜工序)。第3摻雜工序的條件是，劑量1×1013～5×1015/cm2，加速電壓60～100keV。利用該第3摻雜工序，隔著柵絕緣膜4509進行摻雜，在島狀的半導(dǎo)體膜4506、4508中形成一對n型的高濃度雜質(zhì)區(qū)4527、4528。
再有，側(cè)壁4522、4524然后被摻入高濃度的賦予n型的雜質(zhì)，具有在側(cè)壁4522、4524的下部形成低濃度雜質(zhì)區(qū)或非摻雜的偏移區(qū)時的作為掩模的功能。因而，為了控制低濃度雜質(zhì)區(qū)或偏移區(qū)的寬度，只要適當(dāng)?shù)刈兏纬蓚?cè)壁時的成膜條件和深刻蝕法的條件、調(diào)整側(cè)壁的尺寸即可。
接著，在通過灰化等除去抗蝕劑4526后，也可進行雜質(zhì)區(qū)的熱激活。例如，在形成了50nm的SiON膜后，只要在550℃、4小時、氮氣氛下進行加熱處理即可。另外，在形成了膜厚為100nm的含氫的SiNx后，通過在410℃、1小時、氮氣氛下進行加熱處理，可改善多晶半導(dǎo)體膜的缺陷。這是例如對多晶半導(dǎo)體膜中存在的懸掛鍵形成終端的做法，稱之為氫化處理工序等。
通過上述一系列的工序，形成n溝道型TFT 4530、p溝道型TFT4531、n溝道型TFT4532。在上述制作工序中，通過適當(dāng)?shù)刈兏羁涛g法的條件、調(diào)整側(cè)壁的尺寸，可形成溝道長度為0.2μm～2μm的TFT。再有，在本實施例中，雖然使TFT4530～4532為頂柵結(jié)構(gòu)，但為底柵結(jié)構(gòu)(逆交錯結(jié)構(gòu))亦可。
進而，也可在其后形成保護TFT4530～4532用的鈍化膜。鈍化膜希望采用可防止堿金屬及堿土類金屬侵入到TFT4530～4532中的氮化硅、含氮的氧化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化硅等。具體地說，例如可用膜厚為600nm左右的SiON膜作為鈍化膜。此時，氫化處理工序也可在該SiON膜形成后進行。這樣，在TFT4530～4532上，就形成了SiON、SiNx和SiON的3層絕緣膜，但該結(jié)構(gòu)及材料不限定于這些。通過采用上述結(jié)構(gòu)，由于用基底膜4502和鈍化膜覆蓋TFT4530～4532，故更可防止Na等堿金屬及堿土類金屬擴散到用于半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體膜中，對半導(dǎo)體元件的特性產(chǎn)生惡劣影響。
接著，形成第1層間絕緣膜4533，使之覆蓋TFT4530～4532。第1層間絕緣膜4533可采用聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺等具有耐熱性的有機樹脂。另外，除了上述有機樹脂外，可采用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷樹脂等。
再有，所謂硅氧烷樹脂，相當(dāng)于含Si-O-Si鍵的樹脂。在硅氧烷中，用硅(Si)與氧(O)的鍵構(gòu)成骨架結(jié)構(gòu)。作為置換基，至少采用含氫的有機基(例如丙烯基、芳香族烴)。作為置換基，也可采用氟基?；蛘?，作為置換基，至少也可采用含氫的有機基和氟基。
為了形成第1層間絕緣膜4533，可根據(jù)其材料采用轉(zhuǎn)涂、浸漬、噴涂、液滴吐出法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷法、膠印法等)、刮刀、輥涂機、簾涂機、刀涂機等。另外，也可用無機材料，此時，可用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(磷硼硅玻璃)、氧化鋁膜等。再有，也可使這些絕緣膜層疊，形成第1層間絕緣膜4533。
進而，在本實施例中，在第1層間絕緣膜4533上，形成第2層間絕緣膜4534。作為第2層間絕緣膜4534，可采用具有DLC(類金剛石碳)或氮化碳(CN)等的碳的膜，或者氧化硅膜、氮化硅膜或含氮的氧化硅膜等。作為形成方法，可用等離子體CVD法及大氣壓等離子體等?；蛘?，也可用聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、抗蝕劑或苯并環(huán)丁烯等感光性或非感光性的有機材料及硅氧烷樹脂等。
再有，為了防止因第1層間絕緣膜4533或第2層間絕緣膜4534與構(gòu)成其后所形成的布線的導(dǎo)電材料等的熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的應(yīng)力而造成第1層間絕緣膜4533或第2層間絕緣膜4534的剝落或開裂，也可在第1層間絕緣膜4533或第2層間絕緣膜4534中摻入填料。
接著，如圖29A所示，在第1層間絕緣膜4533、第2層間絕緣膜4534和柵絕緣膜4509中形成接觸孔，形成與TFT4530～4532連接的布線4535～4539。接觸孔開孔時用于刻蝕的氣體使用了CHF3與He的混合氣體，但不限定于此。在本實施例中，在用濺射法層疊Ti、TiN、Al-Si、Ti、TiN形成了5層結(jié)構(gòu)后，通過構(gòu)圖形成了布線4535～4539。
再有，在Al中，通過摻入Si，可防止布線構(gòu)圖時在抗蝕劑烘焙中小丘的發(fā)生。另外，也可摻入0.5％左右的Cu，以代替Si。另外，通過用Ti和TiN夾住Al-Si層形成夾層，進一步提高抗小丘性。再有，在構(gòu)圖時，希望使用由SiON等構(gòu)成的上述硬掩模。再有，布線的材料及形成方法不限定于此，也可采用用于上述柵電極的材料。
另外，也可用含鎳、鈷、鐵之中至少1種的元素和碳的鋁合金膜形成該布線4535～4539。這樣的鋁合金膜即使與硅接觸，也可防止硅與鋁的相互擴散。另外，由于這樣的鋁合金膜即使與透明導(dǎo)電膜，例如ITO(氧化銦錫)膜接觸，也不會引起氧化還原反應(yīng)，故可使兩者直接接觸。此外，這樣的鋁合金膜由于電阻率低，耐熱性也優(yōu)越，作為布線材料是有用的。
再有，布線4535、4536與n溝道型TFT 4530的高濃度雜質(zhì)區(qū)4527連接，布線4536、4537與p溝道型TFT4531的高濃度雜質(zhì)區(qū)4520連接，布線4538、4539與n溝道型TFT 4532的高濃度雜質(zhì)區(qū)4528連接。此外，布線4539還與n溝道型TFT 4532的柵電極4512連接。n溝道型TFT4532可用作隨機數(shù)ROM的存儲元件。
接著，如圖29B所示，在第2層間絕緣膜4534上形成第3層間絕緣膜4541，使之覆蓋布線4535～4539。第3層間絕緣膜4541形成為在布線4535一部分露出那樣的位置上具有開口部。再有，第3層間絕緣膜4541可用與第1層間絕緣膜4533同樣的材料形成。
接著，在第3層間絕緣膜4541上形成天線4542。天線4542可使用具有Ag、Au、Cu、Pd、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Al、Fe、Co、Zn、Sn、Ni等的1種或多種金屬、金屬化合物的導(dǎo)電材料。然后，天線4542與布線4535連接。再有，在圖29B中，天線4542與布線4535直接連接，但本發(fā)明的ID芯片卻不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，還可以用另外形成的布線，將天線4542與布線4535電連接。
天線4542可用印刷法、光刻法、蒸鍍法或液滴吐出法等形成。在本實施例中，雖然天線4542用單層的導(dǎo)電膜形成，但也可以用層疊了多個導(dǎo)電膜的天線4542形成。例如，也可用非電解鍍法將Cu涂敷在用Ni等形成了的布線上，形成天線4542。
再有，所謂液滴吐出法，意味著從細孔吐出包含規(guī)定的組成物的液滴，形成規(guī)定的圖形的方法，噴墨法等包括在其范疇內(nèi)。另外，在印刷法中包括絲網(wǎng)印刷法、膠印法等。通過應(yīng)用印刷法、液滴吐出法，即使不用曝光用的掩模，也可形成天線4542。另外，液滴吐出法、印刷法與光刻法不同，沒有用刻蝕除去了的材料的浪費。另外，由于不用高價的曝光用的掩模也可，從而可抑制花費在ID芯片的制作上的成本。
在應(yīng)用液滴吐出法或各種印刷法的情況下，例如可采用以Ag包Cu的導(dǎo)電粒子等。再有，在應(yīng)用液滴吐出法形成天線4542的情況下，希望對第3層間絕緣膜4541的表面施行為提高該天線4542的緊密接觸性的處理。
作為可提高緊密接觸性的方法，具體地說，例如可舉出使通過催化劑作用可提高導(dǎo)電膜或絕緣膜的緊密接觸性的金屬或金屬化合物附著在第3層間絕緣膜4541的表面上的方法、使與所形成的導(dǎo)電膜或絕緣膜的緊密接觸性高的有機絕緣膜、金屬、金屬化合物附著在第3層間絕緣膜4541的表面上的方法、在第3層間絕緣膜4541的表面上在大氣壓下或減壓下施行等離子體處理以改變表面性質(zhì)的方法等。另外，作為與上述導(dǎo)電膜或絕緣膜的緊密接觸性高的金屬，除鈦、鈦氧化物外，還可舉出作為3d過渡元素的Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等。另外，作為金屬化合物，可舉出上述金屬的氧化物、氮化物、氧氮化物等。作為上述有機絕緣膜，例如可舉出聚酰亞胺、硅氧烷樹脂等。
在附著于第3層間絕緣膜4541上的金屬或金屬化合物具有導(dǎo)電性的情況下，控制其薄層電阻，使之不妨礙天線的正常工作。具體地說，只要將具有導(dǎo)電性的金屬或金屬化合物的平均厚度控制為例如1～10nm，同時通過氧化使該金屬或金屬化合物局部地或整體地絕緣即可?；蛘?，在欲提高緊密接觸性的區(qū)域以外，也可通過刻蝕有選擇地除去所附著的金屬或金屬化合物。另外，也可不使金屬或金屬化合物預(yù)先附著在基板的整個面上，而是用液滴吐出法、印刷法、溶膠法等使之有選擇地僅附著在特定的區(qū)域上。再有，金屬或金屬化合物在第3層間絕緣膜4541的表面也可無需是完全連續(xù)的膜狀，而是某種程度分散的狀態(tài)。
然后，如圖21A所示，在形成了天線4542后，在第3層間絕緣膜4541上形成保護層4545，使之覆蓋天線4542。保護層4545在后來通過刻蝕除去剝離層4501時，使用能保護天線4542的材料。例如，通過將可溶于水或乙醇類的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、硅樹脂涂敷在整個面上，可形成保護層4545。
在本實施例中，用轉(zhuǎn)涂法將水溶性樹脂(東亞合成制造VL-WSHL10)涂敷成30μm的膜厚，為了使之暫時硬化，在進行了2分鐘的曝光后，用UV光從背面進行2.5分鐘、從表面進行10分鐘的曝光，總計進行12.5分鐘的曝光，使之正式硬化，形成保護層4545。再有，在層疊多個有機樹脂的情況下，有可能在利用有機樹脂之間所使用的溶劑涂敷或烘焙時會局部溶解，或過度增高緊密接觸性。從而，在使用可將第3層間絕緣膜4541和保護層4545都溶解于相同的溶劑的有機樹脂的情況下，在后面的工序中最好預(yù)先形成無機絕緣膜(SiNx膜、SiNxOy膜、AlNx膜、AlNxOy膜)，使之平穩(wěn)地進行保護層4545的去除，覆蓋第3層間絕緣膜4541。
接著，如圖21B所示，為了使ID芯片彼此分離，形成了溝槽4546。溝槽4546只要達到剝離層4501露出的程度即可。溝槽4546的形成可用切割、劃線等技術(shù)。再有，在無需分離第1基板4500上所形成的ID芯片的情況下，不一定必須形成溝槽4546。
接著，如圖21C所示，通過刻蝕除去剝離層4501。在本實施例中，作為刻蝕氣體，使用了鹵化物，例如氟化鹵素，從溝槽4546導(dǎo)入該氣體。在本實施例中，例如使用了ClF3(三氟化氯)，在溫度350℃、流量300sccm、氣壓798Pa、時間3h(3小時)的條件下進行。另外，也可使用將氮摻入ClF3中的氣體。通過使用ClF3等的鹵化氟，可有選擇地刻蝕掉剝離層4501，將第1基板4500從TFT4530～4532剝離。再有，氟化鹵素既可以是氣體，又可以是液體，哪個都可以。
接著，如圖22A所示，用粘結(jié)劑4550將剝離了的TFT4530～4532和天線4542與第2基板4551貼合。粘結(jié)劑4550使用可將第2基板4551與基底膜4502貼合的材料。粘結(jié)劑4550例如可以使用反應(yīng)硬化型粘結(jié)劑、熱硬化型粘結(jié)劑、紫外線硬化型粘結(jié)劑等的光硬化型粘結(jié)劑、厭氣性粘結(jié)劑等的各種硬化型粘結(jié)劑。
作為第2基板4551，可以使用柔性的紙或塑料等的有機材料?；蛘撸鳛榈?基板4551，也可以使用柔性無機材料。塑料基板可以使用由帶有極性基的聚降冰片烯構(gòu)成的ARTON(JSR制造)。另外，可舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為代表的聚酯、聚醚砜(PES)、聚乙烯萘鹽(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚酮醚(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚亞胺(PEI)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯、丙烯酸樹脂等。為了使集成電路中發(fā)生的熱擴散掉，希望第2基板4551具有2～30W/mK左右的高熱導(dǎo)率。
接著，如圖22B所示，在除去保護層4545后，將粘結(jié)劑4552涂敷在第3層間絕緣膜4541上，貼合覆蓋材料4553，使之覆蓋天線4542。覆蓋材料4553與第2基板4551一樣，可以使用柔性的紙或塑料等有機材料。粘結(jié)劑4552的厚度例如只要是10～200μm即可。
另外，粘結(jié)劑4552使用可將覆蓋材料4553與第3層間絕緣膜4541及天線4542貼合的材料。粘結(jié)劑4552例如可以使用反應(yīng)硬化型粘結(jié)劑、熱硬化型粘結(jié)劑、紫外線硬化型粘結(jié)劑等的光硬化型粘結(jié)劑、厭氣性粘結(jié)劑等的各種硬化型粘結(jié)劑。
經(jīng)過上述各工序后，就完成了ID芯片。利用上述制作方法，可在第2基板4551與覆蓋材料4553之間形成其總膜厚在0.3μm以上、3μm以下，典型值為2μm左右的極薄的集成電路。再有，集成電路的厚度不僅包含半導(dǎo)體元件本身的厚度，還包含在粘結(jié)劑4550與粘結(jié)劑4552之間所形成的各種絕緣膜和層間絕緣膜的厚度。另外，可使ID芯片所具有的集成電路的占有面積為5mm見方(25mm2)以下，更希望為0.3mm見方(0.09mm2)～4mm見方(16mm2)左右。
再有，通過使集成電路位于第2基板4551與覆蓋材料4553之間靠中央處，可提高ID芯片的機械強度。具體地說，如假設(shè)第2基板4551與覆蓋材料4553之間的距離為d，則希望第2基板4551與集成電路的厚度方向的中心的距離以滿足以下的式2的方式來控制粘結(jié)劑4550、粘結(jié)劑4552的厚度。
12d-30μm>x>12d+30μm]]>另外，最好以滿足以下的式3的方式來控制粘結(jié)劑4550、粘結(jié)劑4552的厚度。
12d-10μm>x>12d+10μm]]>再有，在圖22B中，示出了使用覆蓋材料4553的例子，但本發(fā)明不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，也可以到圖22A所示的工序就結(jié)束。
再有，在本實施例中，示出了在耐熱性高的第1基板4500與集成電路之間設(shè)置剝離層，通過用刻蝕除去該剝離層來剝離基板與集成電路的方法，但本發(fā)明的ID芯片的制作方法卻不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，也可在耐熱性高的基板與集成電路之間設(shè)置金屬氧化膜，通過使該金屬氧化膜結(jié)晶而強度變?nèi)?，以此剝離集成電路?；蛘?，也可在耐熱性高的基板與集成電路之間設(shè)置使用了含氫的非晶半導(dǎo)體膜的剝離層，利用激光束的照射除去該剝離層，以此剝離基板與集成電路?；蛘撸部赏ㄟ^機械地削除或者用溶液或氣體刻蝕除去形成了集成電路的耐熱性高的基板，使集成電路與基板分離。
另外，為了確保ID芯片的柔性，在將有機樹脂用于與基底膜4502相接的粘結(jié)劑4550的情況下，作為基底膜4502，使用了氮化硅膜或含氮的氧化硅膜，從而可防止Na等堿金屬及堿土類金屬從有機樹脂向半導(dǎo)體膜中擴散。
另外，當(dāng)對象物的表面具有曲面、由此與該曲面貼合了的ID芯片的第2基板4551被彎曲成具有通過錐面、柱面等母線的移動而描繪的曲面的情況下，希望該母線的方向與TFT4530～4532的載流子所移動的方向一致。借助于上述結(jié)構(gòu)，即使第2基板4551彎曲，也可抑制由此對TFT4530～4532的特性產(chǎn)生影響。另外，通過將島狀的半導(dǎo)體膜在集成電路內(nèi)所占據(jù)的比例定為1～30％，即使第2基板4551彎曲，也更可抑制由此對TFT4530～4532的特性產(chǎn)生影響。
再有，在本實施例中，說明了將天線在與集成電路相同的基板上形成的例子，但本發(fā)明不限定于該結(jié)構(gòu)。通過在以后進行貼合，也可使在另外的基板上形成的天線與集成電路電連接。
再有，一般來說，ID芯片中所用的電波的頻率多為13.56MHz、2.45GHz，故以可對該頻率的電波檢波的方式形成ID芯片對提高通用性至關(guān)重要。
本實施例的ID芯片中，與用半導(dǎo)體基板形成的ID芯片相比，電波更難被屏蔽，故具有可防止因電波的屏蔽而造成信號衰減這樣的優(yōu)點。因而，由于不用半導(dǎo)體基板即可完成，故可大幅度降低ID芯片的成本。例如，將使用了直徑為12英寸的硅基板的情形與使用了730×920mm2的玻璃基板的情形進行比較。前者的硅基板的面積約為73000mm2，而后者的玻璃基板的面積約為672000mm2，玻璃基板相當(dāng)于硅基板的約9.2倍。后者的玻璃基板的面積約為672000mm2，如果忽略因基板的分斷而消耗的面積，則按1mm見方的ID芯片可形成約672000個計算，該個數(shù)相當(dāng)于硅基板的約9.2倍的數(shù)。而且，使用了730×920mm2的玻璃基板的情形與使用了直徑為12英寸的硅基板的情形相比，由于用較少的工序數(shù)完成，故進行ID芯片的批量生產(chǎn)的設(shè)備投資金額用三分之一即可。此外，在本發(fā)明中，在剝離了集成電路后，可再利用玻璃基板。因而，即便計及補充破損了的玻璃基板且清洗玻璃基板的表面所花的費用，與使用硅基板的情形相比，也可大幅度抑制成本。另外可知，即使不再利用玻璃基板而將其廢棄，由于730×920mm2的玻璃基板的價格僅及直徑為12英寸的硅基板的一半左右，故可大幅度降低ID芯片的成本。
從而可知，使用了730×920mm2的玻璃基板的情形與使用了直徑為12英寸的硅基板的情形相比，ID芯片的價格可抑制到約30分之1左右。ID芯片由于也被期待以一次性使用為前提的用途，所以可大幅度降低成本的本發(fā)明的ID芯片對上述用途是非常有用的。
再有，在本實施例中，說明了剝離集成電路，使之與具有柔性的基板貼合的例子，但本發(fā)明不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，像玻璃基板那樣，在使用能耐受集成電路的制作工序中的熱處理那樣的具有耐熱溫度的基板的情況下，不一定必須剝離集成電路。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1中的任何記述自由地組合。
作為應(yīng)用本發(fā)明的電子裝置，可舉出攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音再生裝置(車載音響合成等)、計算機、游戲機、便攜式信息終端(便攜式計算機、移動電話、便攜式游戲機或電子書籍等)、配備了記錄媒體的圖像再生裝置(具體地說，是配備了使數(shù)字通用盤(DVD)等記錄媒體再生并能顯示其圖像的顯示器的裝置)等。在圖23A～圖23D和圖24A～圖249中示出了這些電子裝置的具體例子。
在圖23A中，作為發(fā)光顯示裝置，顯像器與此相當(dāng)。包含機殼5001、顯示部5003、揚聲器部5004等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部5003和控制用電路部等。對于像素部，為了提高對比度，配備偏振片或圓偏振片即可。例如，按1/4λ片、1/2λ片、偏振片的順序?qū)⑦@些膜片設(shè)置在密封基板上即可。還可在偏振片上設(shè)置抗反射膜。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖23B是液晶顯示器或OLED顯示器，由機殼5101、支撐臺5102、顯示部5103等構(gòu)成。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部5103和控制用電路部等。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖23C是移動電話，包含主體5201、機殼5202、顯示部5203、聲音輸入部5204、聲音輸出部5205、操作鍵5206、天線5208等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部5203和控制用電路部等。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖23D是筆記本型個人計算機，包含主體5301、機殼5302、顯示部5303、鍵盤5304、外部連接端口5305、指示鼠標5306等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部5303和控制用電路部等。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖24A是便攜式計算機，包含主體6001、顯示部6002、開關(guān)6003、操作鍵6004、紅外線端口6005等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部6002和控制用電路部等。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖24B是便攜式游戲機，包含機殼6101、顯示部6102、揚聲器部6103、操作鍵6104、記錄媒體插入部6105等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部6102和控制用電路部等。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖24C是配備了記錄媒體的便攜式的圖像再生裝置(具體地說，為DVD再生裝置)，包含主體6201、機殼6202、顯示部A 6203、顯示部B 6204、記錄媒體(DVD等)讀入部6205、操作鍵6206、揚聲器部6207等。顯示部A 6203主要顯示圖像信息，顯示部B 6204主要顯示文字信息。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部A 6203、顯示部B 6204和控制用電路部等。再有，家庭用游戲機等也包含在配備了記錄媒體的圖像再生裝置中。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
圖24D是用無繩方式可只搬運顯示器的TV。電池和信號接收器均內(nèi)置于機殼6302中，用該電池驅(qū)動顯示部6303及揚聲器部6307。電池可用充電器6300反復(fù)充電。另外，充電器6300可發(fā)送接收影像信號，可將該影像信號發(fā)送給顯示器的信號接收器。機殼6302用操作鍵6306控制。另外，圖24D所示的裝置由于通過操作操作鍵6306，也可將信號從機殼6302送至充電器6300，從而也可以說是影像聲音雙向通信裝置。另外，通過操作操作鍵6306，將信號從機殼6302送至充電器6300，進而通過使充電器6300所發(fā)送的信號被其它電子裝置接收，也可對其它電子裝置的通信進行控制，從而也可以說是通用遠程控制裝置。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部6303和控制用電路部等。通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了可靠性，也提高了顯示的品質(zhì)。另外，通過將按照實施例6制作的ID芯片貼附到本發(fā)光顯示裝置上，可使流通路徑等變得明確。
這些電子裝置中所使用的顯示裝置可根據(jù)大小及強度或者使用目的，不僅可使用玻璃基板，也可使用耐熱性的塑料基板。由此，可謀求進一步減輕重量。
再有，應(yīng)在此附記示于本實施例中的例子只不過是一例，不限定于這些用途。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1～實施例6中的任何記述自由地組合而付諸實施。
在本實施例中，用圖30A～圖30B示出了圖1所示的旋轉(zhuǎn)體101不是圓柱狀而是變?yōu)槎嗝骟w的例子。在圖30A～圖30B中，與圖1相同的部分用相同的符號表示。
圖30A是將旋轉(zhuǎn)體變?yōu)榱侵鶢畹男D(zhuǎn)體，將基板100固定在具有旋轉(zhuǎn)軸802的旋轉(zhuǎn)體801上，用線狀激光束照射在基板100上所形成的半導(dǎo)體膜102。另外，圖30B示出了具有旋轉(zhuǎn)軸804的八角柱狀旋轉(zhuǎn)體803。
在圖30A和圖30B的每一幅中，在設(shè)置旋轉(zhuǎn)體的基板的面上有角(突出的邊)811和812，但如果不在該角固定基板，激光照射就沒有問題。
另外，如有必要，本實施例也可與實施方式1～3和實施例1～實施例7中的任何記述自由地組合而付諸實施。
按照本發(fā)明，可提供振動發(fā)生少的、一次能處理許多基板的激光處理裝置。另外，通過使用本發(fā)明的激光處理裝置，可提高半導(dǎo)體裝置的可靠性及品質(zhì)，并在短時間內(nèi)批量生產(chǎn)這樣的半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；線狀激光形成用的光學(xué)系統(tǒng)；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；以及使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述光學(xué)系統(tǒng)，通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上。
2.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；線狀激光形成用的光學(xué)系統(tǒng)；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述光學(xué)系統(tǒng)，通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使上述旋轉(zhuǎn)體在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，從而使通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束的照射位置移動。
3.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；線狀激光形成用的光學(xué)系統(tǒng)；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使上述線狀束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述光學(xué)系統(tǒng)，通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使通過了上述光學(xué)系統(tǒng)的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動。
4.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；柱面透鏡；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述柱面透鏡，通過了上述柱面透鏡的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使上述旋轉(zhuǎn)體在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，從而使通過了上述柱面透鏡的激光束的照射位置移動。
5.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；柱面透鏡；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，上述射出了的激光束通過上述柱面透鏡，通過了上述柱面透鏡的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，利用上述移動機構(gòu)使通過了上述柱面透鏡的激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動。
6.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；第1柱面透鏡；第2柱面透鏡；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為線狀激光束，在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射上述線狀激光束，利用上述移動機構(gòu)使上述旋轉(zhuǎn)體在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，從而使上述線狀激光束的照射位置移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束被整形為線狀。
7.一種激光處理裝置，其特征在于具有激光振蕩器；第1柱面透鏡；第2柱面透鏡；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使線狀激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，從上述激光振蕩器射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為上述線狀激光束，在固定于上述旋轉(zhuǎn)體的上述基板上，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射上述線狀激光束，利用上述移動機構(gòu)使上述線狀激光束在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束被整形為線狀。
8.一種激光處理裝置，其特征在于具有多個激光振蕩器；多個光學(xué)系統(tǒng)；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使上述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，上述多個光學(xué)系統(tǒng)的每一個具有第1柱面透鏡；以及第2柱面透鏡，從上述多個激光振蕩器的每一個射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為線狀激光束，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時利用由上述多個光學(xué)系統(tǒng)形成了的多個上述線狀激光束照射固定于上述旋轉(zhuǎn)體上的上述基板，上述旋轉(zhuǎn)體在被照射上述線狀激光束的同時，被上述移動機構(gòu)在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束被整形為線狀。
9.一種激光處理裝置，其特征在于具有多個激光振蕩器；多個光學(xué)系統(tǒng)；有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體；使基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的固定機構(gòu)；以及使線狀激光在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動的移動機構(gòu)，上述多個光學(xué)系統(tǒng)的每一個具有第1柱面透鏡；以及第2柱面透鏡，從上述多個激光振蕩器的每一個射出激光束，利用上述第1柱面透鏡和第2柱面透鏡，將上述射出了的激光束整形為線狀，成為上述線狀激光束，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時利用由上述多個光學(xué)系統(tǒng)形成了的多個上述線狀激光束照射固定于上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上的上述基板，上述線狀激光束在照射上述旋轉(zhuǎn)體的同時，被上述移動機構(gòu)在上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向移動，通過上述第1柱面透鏡在上述線狀激光束的長軸方向起作用，上述第2柱面透鏡在上述線狀激光束的短軸方向起作用，上述射出了的激光束在上述基板表面被整形為線狀。
10.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求9的任一項中所述的激光處理裝置，其特征在于將多個上述基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上。
11.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求10的任一項中所述的激光處理裝置，其特征在于上述線狀激光束是連續(xù)振蕩的激光束或頻率為10MHz以上的脈沖振蕩的激光束。
12.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求10的任一項中所述的激光處理裝置，其特征在于上述線狀激光束是從連續(xù)振蕩的激光束或頻率為80MHz以上的脈沖振蕩的激光束經(jīng)整形而得。
13.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的激光處理裝置，其特征在于上述連續(xù)振蕩的激光器是Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器和氮鎘激光器中的某一種。
14.如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的激光處理裝置，其特征在于上述脈沖振蕩激光器是Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸氣激光器和金蒸氣激光器中的某一種。
15.一種激光照射方法，其特征在于使基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時，將線狀激光束照射在上述基板的表面上，上述旋轉(zhuǎn)體每旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，就移動上述線狀激光束的照射位置與上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置。
16.一種激光照射方法，其特征在于使基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時，將線狀激光束照射在上述基板的表面上，在上述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的期間，移動上述線狀激光束的照射位置與上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置。
17.如權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的激光照射方法，其特征在于將多個上述基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上。
18.如權(quán)利要求15至權(quán)利要求17的任一項中所述的激光照射方法，其特征在于上述線狀激光束是從連續(xù)振蕩的激光束或頻率為10MHz以上的脈沖振蕩的激光束經(jīng)整形而得。
19.如權(quán)利要求15至權(quán)利要求17的任一項中所述的激光照射方法，其特征在于上述線狀激光束是連續(xù)振蕩的激光束或頻率為80MHz以上的脈沖振蕩的激光束。
20.如權(quán)利要求18或權(quán)利要求19所述的激光照射方法，其特征在于上述連續(xù)振蕩的激光器是Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器和氦鎘激光器中的某一種。
21.如權(quán)利要求18或權(quán)利要求19所述的激光照射方法，其特征在于上述脈沖振蕩激光器是Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸氣激光器和金蒸氣激光器中的某一種。
22.如權(quán)利要求15至權(quán)利要求21的任一項中所述的激光照射方法，其特征在于上述基板是玻璃基板或由合成樹脂構(gòu)成的基板。
23.一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于在基板上形成半導(dǎo)體膜，使形成了上述半導(dǎo)體膜的基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時，將線狀激光束照射在上述半導(dǎo)體膜上。
24.一種半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于在基板上形成非晶半導(dǎo)體膜，使形成了上述非晶半導(dǎo)體膜的基板固定在具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的曲面上，通過在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射線狀激光束，從而使上述非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶，形成結(jié)晶性半導(dǎo)體膜。
25.如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于對上述結(jié)晶性半導(dǎo)體膜構(gòu)圖，形成島狀半導(dǎo)體膜，向上述島狀半導(dǎo)體膜中摻入賦予一種導(dǎo)電性的雜質(zhì)，在摻入上述雜質(zhì)后，使上述基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體上，通過在使固定了上述基板的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時照射線狀激光束，從而使上述雜質(zhì)激活。
26.如權(quán)利要求23至權(quán)利要求25的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于將多個上述基板固定在上述旋轉(zhuǎn)體的曲面上。
27.如權(quán)利要求23至權(quán)利要求24的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述線狀激光束是從連續(xù)振蕩的激光束或頻率為10MHz以上的脈沖振蕩的激光束經(jīng)整形而得。
28.如權(quán)利要求23至權(quán)利要求24的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述線狀激光束是從連續(xù)振蕩的激光束或頻率為80MHz以上的脈沖振蕩的激光束經(jīng)整形而得。
29.如權(quán)利要求27或權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述連續(xù)振蕩的激光器是Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、Y2O3激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器和氦鎘激光器中的某一種。
30.如權(quán)利要求27或權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述脈沖振蕩激光器是Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍寶石激光器、銅蒸氣激光器和金蒸氣激光器中的某一種。
31.如權(quán)利要求23至權(quán)利要求30的任一項中所述的半導(dǎo)體裝置的制作方法，其特征在于上述基板是玻璃基板或由合成樹脂構(gòu)成的基板。
全文摘要
本發(fā)明的課題是抑制激光照射時振動的發(fā)生，在單方向使具有均勻能量分布的激光束移動，從而在短時間內(nèi)批量生產(chǎn)可靠性高的半導(dǎo)體器件。在圓柱狀的旋轉(zhuǎn)體的表面上，按照旋轉(zhuǎn)體的曲率使基板吸附在旋轉(zhuǎn)體表面上，使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，對基板上所形成的半導(dǎo)體膜進行激光照射一次。另外，在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸方向設(shè)置移動機構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時，使照射位置錯開。另外，也可一邊使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，一邊使之在旋轉(zhuǎn)軸方向移動。
文檔編號H01L21/77GK1713344SQ20051007799
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者田中幸一郎 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所