專利名稱：半導(dǎo)體薄膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用固體激光束使半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶或再結(jié)晶的半導(dǎo)體薄膜的制造方法。
背景技術(shù)：
例如，多晶硅薄膜晶體管的制造方法中有這樣一種方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1日本特開平5-109771號公報(bào))，通過對成膜的非晶硅薄膜照射XeCl受激準(zhǔn)分子激光束，使非晶硅薄膜多結(jié)晶化而形成多晶硅薄膜，使該多晶硅薄膜分離成元件而形成多個薄膜晶體管。
可是，在最近，作為替代XeCl受激準(zhǔn)分子激光束，正在研究將固體激光束變換成2次高次諧波(SHGSecond Harmonic Generation)的激光束。其理由是，固體激光束與XeCl受激準(zhǔn)分子激光束相比，具有激光輸出的穩(wěn)定性優(yōu)良，易于維修，運(yùn)轉(zhuǎn)成本低，裝置面積小等優(yōu)點(diǎn)。
圖3是表示照射在非晶硅薄膜上的激光束的波長(單位nm)和被非晶硅薄膜吸收的光吸收率(％)的關(guān)系的特性圖。在該特性圖中，用虛線表示的曲線是將非晶硅薄膜的膜厚設(shè)定為適當(dāng)值例如45nm左右時(shí)的特性曲線。如果參照該虛線所示的特性曲線，則XeCl受激準(zhǔn)分子激光束時(shí)，由于波長為308nm，光吸收率在40％以上。對此，例如，NdYLF/SGH激光束時(shí)，由于波長為527nm，所以光吸收率在30％以下。因此，在使用固體激光器時(shí)，與使用XeCl受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)相比，如不提高單位面積的激光能量強(qiáng)度，則不能使非晶硅薄膜多結(jié)晶化。
為此，在使用固體激光器時(shí)，為提高單位面積的激光能量強(qiáng)度，考慮利用均質(zhì)器減小激光束尺寸。但是，如果減小激光束尺寸，則延長單位面積的多結(jié)晶化的處理時(shí)間，存在降低生產(chǎn)性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體薄膜的制造方法，即使增大激光束尺寸，也能夠提高單位面積的實(shí)質(zhì)的激光能量強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明，能提供一種半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于包括準(zhǔn)備基板、在上述基板上形成半導(dǎo)體薄膜、及對上述半導(dǎo)體薄膜照射激光束的工序；上述半導(dǎo)體薄膜的膜厚形成為，通過內(nèi)部的光干涉，上述激光束的吸收率大致達(dá)到峰值的膜厚；通過對上述半導(dǎo)體薄膜照射上述激光束，使上述半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶或再結(jié)晶。
如果采用本發(fā)明，則由于將半導(dǎo)體薄膜的膜厚形成為，通過內(nèi)部的光干涉，激光束的吸收率大致達(dá)到峰值的膜厚，所以提高半導(dǎo)體薄膜的光吸收率，故即使降低激光束的多結(jié)晶化能量，也能夠充分使半導(dǎo)體薄膜多結(jié)晶化，因而即使增大激光束尺寸，也能夠提高單位面積的實(shí)質(zhì)的激光能量強(qiáng)度。


圖1A及圖1B是用于說明作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體薄膜的制造方法的圖，圖1A是形成了非晶硅薄膜的狀態(tài)剖面圖，圖1B是利用固體激光器的照射，使非晶硅薄膜多結(jié)晶化而形成多晶硅薄膜的狀態(tài)剖面圖。
圖2是表示以非晶硅薄膜的膜厚作為參數(shù)時(shí)的非晶硅薄膜的光吸收率的圖。
圖3是表示非晶硅薄膜的光吸收率的波長依存性的圖。
圖4是表示以第2基底絕緣膜的膜厚作為參數(shù)時(shí)的非晶硅薄膜的光吸收率的圖。
圖5是表示以第1基底絕緣膜的膜厚作為參數(shù)時(shí)的非晶硅薄膜的光吸收率的圖。
圖6是表示以在非晶硅薄膜上形成的上層絕緣膜的膜厚作為參數(shù)時(shí)的非晶硅薄膜的光吸收率的圖。
圖7是一例利用本發(fā)明的制造方法制造的液晶顯示元件的主要部分的剖面圖。
圖8是在制造圖7所示的液晶顯示元件時(shí)最初工序的剖面圖。
圖9是延續(xù)圖8的工序的剖面圖。
圖10是延續(xù)圖9的工序的剖面圖。
圖11是延續(xù)圖10的工序的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照圖1A、圖1B，說明作為本發(fā)明的一實(shí)施方式半導(dǎo)體薄膜的制造方法。首先，如圖1所示，在玻璃基板1的上面，利用等離子CVD法，用350℃左右的基板溫度，連續(xù)形成由氮化硅構(gòu)成的第1基底絕緣膜2、由氧化硅構(gòu)成的第2基底絕緣膜3及非晶硅薄膜(半導(dǎo)體薄膜)4。
然后，為去除由氫含量多的等離子CVD法形成的非晶硅薄膜4中所含的氫，在氮?dú)猸h(huán)境中，以450℃左右的溫度進(jìn)行2小時(shí)左右的脫氫處理。如果在后面的工序中，通過照射固體激光束給予非晶硅薄膜4以高能量，則由于非晶硅薄膜4中的氫崩沸而產(chǎn)生缺陷，上述脫氫處理是為了避免上述缺陷而進(jìn)行的。
接著，如圖1B所示，通過像下面將說明的那樣對非晶硅薄膜4照射固體激光束，使非晶硅薄膜4多結(jié)晶化，而形成多晶硅薄膜5。
下面，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。第1基底絕緣膜2的膜厚設(shè)定為200nm，第2基底絕緣膜3的膜厚設(shè)定為100nm，以非晶硅薄膜4的膜厚作為參數(shù)。此時(shí)，玻璃基板1的折射率設(shè)定為1.52，第1基底絕緣膜2的折射率設(shè)定為1.89，第2基底絕緣膜3的折射率設(shè)定為1.46，非晶硅薄膜4的折射率設(shè)定為4.20。此外，在玻璃基板1、第1基底絕緣膜2及第2基底絕緣膜3無光吸收，只在非晶硅薄膜4上有光吸收，非晶硅薄膜4的消光系數(shù)設(shè)定為0.42。
作為固體激光束，采用將NdYLF激光束變換成2次高次諧波的NdYLF(Yttrium Lithium Fluoride)/SGH(脈沖振蕩，波長527nm)激光束，另外，用該NdYLF/SGH激光束，一邊以90％的覆蓋率(在激光束的寬度方向，一邊按其寬度的每10％地掃描激光束，一邊照射激光脈沖。即，10個脈沖照射非晶硅薄膜4的同一區(qū)域。)覆蓋(重疊)光束照射區(qū)域，一邊掃描照射非晶硅薄膜4。
此外，研究了非晶硅薄膜4的膜厚和NdYLF/SGH激光束的吸收率的關(guān)系，得到圖2所示的結(jié)果。從圖2可以看出，主要通過在非晶硅薄膜4內(nèi)的光干涉，在大約62nm、大約125nm、大約187nm處出現(xiàn)光吸收峰。
另外，表示由在非晶硅薄膜內(nèi)的光干涉引起的光吸收峰的膜厚，可從下式(1)求出。式中，d為非晶硅薄膜的膜厚，k為1、2、3……，λ為激光束的波長，n為非晶硅薄膜的折射率。
d＝k×λ/2n……(1)在該式(1)中，如果代入λ＝527nm、n＝4.20、k＝1、2、3，非晶硅薄膜的膜厚d為大約63nm(上述中為62nm)、大約125nm(上述中為125nm)、大約188nm(上述中為187nm)。所以，在采用NdYLF/SGH(脈沖振蕩，波長527nm)激光束時(shí)，作為一例，非晶硅薄膜的膜厚優(yōu)選大致為62nm。
因此，下面，作為本發(fā)明試樣，準(zhǔn)備將第1基底絕緣膜2的膜厚設(shè)定為200nm左右、第2基底絕緣膜3的膜厚設(shè)定為100nm左右、非晶硅薄膜4的膜厚設(shè)定為62nm左右的試樣。此外，作為比較試樣，準(zhǔn)備與本發(fā)明試樣相同設(shè)定第1、第2基底絕緣膜2、3的各膜厚，將非晶硅薄膜4的膜厚設(shè)定為以比本發(fā)明試樣薄某種程度例如45nm左右的比較試樣。
此外，研究了脫氫處理后的非晶硅薄膜4的光吸收率的波長的依存性，得到圖3所示的結(jié)果。此時(shí)，在圖3中，實(shí)線表示本發(fā)明試樣的吸收光譜，虛線表示比較試樣的吸收光譜。從圖3可以看出，波長為527nm的光吸收率，用實(shí)線表示的本發(fā)明試樣為54％左右，用虛線表示的比較試樣為28％左右。
可是，在波長527nm時(shí)，膜厚45nm的非晶硅薄膜的光吸收率為28％時(shí)，如根據(jù)朗伯(Lamber)·比爾(Beer)定律，膜厚62nm的非晶硅薄膜的光吸收率應(yīng)只達(dá)到36％。對此，本發(fā)明試樣的非晶硅薄膜4的光吸收率比上述值大，達(dá)到54％。該差異明顯是基于通過非晶硅薄膜4內(nèi)的光干涉，光吸收率增加的結(jié)果。
此時(shí)，如參照圖3，則可以確認(rèn)XeCl受激準(zhǔn)分子激光器的波長308nm，在非晶硅薄膜4的膜厚為虛線所示的45nm時(shí)和用實(shí)線表示的62nm時(shí)完全相同，非晶硅薄膜4內(nèi)的光干涉未增加光吸收率。
此外，在非晶硅薄膜4的膜厚為虛線所示的45nm時(shí)，波長在460nm左右，光吸收率顯示峰值，如果波長在此值以上，則逐漸降低。與之相對，在非晶硅薄膜4的膜厚為實(shí)線所示的62nm時(shí)，波長即使在460nm以上，到波長達(dá)到530nm左右時(shí)，光吸收率逐漸增加。所以，認(rèn)為，在該波長460nm左右以上時(shí)，非晶硅薄膜4內(nèi)的光干涉顯著增加光吸收率的比率。因此，如果根據(jù)式(1)求出波長460nm時(shí)的光吸收率達(dá)到最大的非晶硅薄膜4的膜厚，則在k＝1時(shí)為55nm、在k＝2時(shí)為110nm、在k＝3時(shí)為164nm。
下面，說明NdYLF/SGH(脈沖振蕩，波長527nm)激光束的密度。在圖3中，如上所述，激光束的波長為527nm時(shí)的光吸收率，在非晶硅薄膜4的膜厚為45nm時(shí)為28％，為62nm時(shí)為54％。因此，在照射固體激光束時(shí)，當(dāng)然能夠?qū)?yīng)于光吸收率降低其輸出。例如，為了使多晶硅薄膜5的結(jié)晶粒徑平均達(dá)到0.3μm以上，則在比較試樣的膜厚45nm左右的非晶硅薄膜4時(shí)，為950mJ/cm2左右，在本發(fā)明試樣的膜厚62nm左右的非晶硅薄膜4時(shí)，為500mJ/cm2左右，大致是上述值的一半。
即，本發(fā)明試樣時(shí)，由于將非晶硅薄膜4的膜厚設(shè)定為光吸收率高達(dá)54％的膜厚62nm，所以，為了使多晶硅薄膜5的結(jié)晶粒徑平均達(dá)到0.3μm以上，能夠?qū)⒓す馐哪芰棵芏葴p低到比較試樣時(shí)的大致一半。換句話講，本發(fā)明試樣時(shí)，即使將激光束的能量密度減低到比較試樣時(shí)的大致一半，也能夠得到結(jié)晶粒徑平均達(dá)到0.3μm以上的多晶硅薄膜5。
如上所述，如將非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜4的膜厚設(shè)定為，激光束的吸收率通過內(nèi)部的光干涉而大致達(dá)到峰值的膜厚62nm，由于非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜4的光吸收率提高到54％，即使降低激光束的多結(jié)晶化能量，也能夠充分使非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜4多結(jié)晶化。所以，即使增大激光束尺寸，也能夠提高單位面積的實(shí)質(zhì)的激光能量強(qiáng)度，進(jìn)而能夠縮短單位基板的多結(jié)晶化的處理時(shí)間，能夠提高生產(chǎn)性。
另外，作為固體激光束，除上述NdYLF/SGH(脈沖振蕩，波長527nm)外，也可以是NdYAY(Yttrium Aluminum Garnet)/SHG(脈沖振蕩，波長532nm)、NdYV04(Yttrium Orthovanadate，注“O”為“字母O”)/SHG(脈沖振蕩，波長532nm)、NdYV04(YttriumVanadium tera Oxide，注“0”為“零”)/SHG(脈沖振蕩，波長532nm)等的變換成2次高次諧波的530nm附近的波長的激光束。此時(shí)，不局限于全固體(DPSSDiode Pumped S olid S tate)激光束，也可以是燈激勵的固體激光束。此外，也可以是氬激光束(連續(xù)振蕩，波長458～515nm)等氣體激光束。此外，不局限于2次高次諧波，也可以是變換成3次高次諧波的波長300nm以上的固體激光器。
此外，非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜4的膜厚，例如，如果是從上述式(1)得到的膜厚(63nm、125nm、188nm、……)的±10％左右，作為光吸收率，由于得到高達(dá)峰值的80％～90％的光吸收率，所以，也可以是從上述式(1)得到的膜厚的±10％左右?？傊谡丈洳ㄩL460nm左右以上的固體激光束，得不到受激準(zhǔn)分子激光器的照射時(shí)的效果時(shí)，可以通過非晶硅薄膜4內(nèi)的光干涉，增加光吸收率。
此外，基底絕緣膜也可以只設(shè)定由氧化硅構(gòu)成的第2基底絕緣膜3，另外，也可以不設(shè)置基底絕緣膜，直接在玻璃基板1的上面形成非晶硅薄膜4。
可是，研究了在將第1基底絕緣膜2的膜厚設(shè)在200nm左右、非晶硅薄膜4的膜厚設(shè)在62nm左右、第2基底絕緣膜3的膜厚作為參數(shù)時(shí)，非晶硅薄膜4的光吸收率與第2基底絕緣膜3的膜厚的關(guān)系，得到如圖4所示的結(jié)果。由圖4可以看出，光吸收峰值出現(xiàn)在膜厚大約96nm、大約277nm處。在圖4中，非晶硅薄膜4的光吸收率相對于第2基底絕緣膜3的膜厚的變動基本不變大，只要在光吸收峰值的膜厚的±50nm左右(50～150nm，或230～330nm)的范圍內(nèi)，能夠得到峰值的80％左右的高光吸收率，所以，即使在此程度，也能得到實(shí)用效果。
此外，研究了在將第2基底絕緣膜3的膜厚設(shè)在100nm左右、非晶硅薄膜4的膜厚設(shè)在62nm左右、第1基底絕緣膜2的膜厚作為參數(shù)時(shí)，非晶硅薄膜4的光吸收率與第1基底絕緣膜2的膜厚的關(guān)系，得到如圖5所示的結(jié)果。由圖5可以看出，光吸收峰值出現(xiàn)在膜厚大約64nm、大約203nm、大約343nm處。在圖5中，非晶硅薄膜4的光吸收率相對于第1基底絕緣膜2的變動基本不變大，只要在光吸收峰值的膜厚的±20nm左右(44～84nm、183～223nm、323～363nm)的范圍內(nèi)，能夠得到峰值的90％左右的高光吸收率，所以，即使在此程度，也能得到實(shí)用效果。
此外，研究了在將第1基底絕緣膜2的膜厚設(shè)在200nm左右、第2基底絕緣膜3的膜厚設(shè)在100nm左右、非晶硅薄膜4的膜厚設(shè)在62nm左右、在非晶硅薄膜4的上面成膜由氧化硅構(gòu)成的上層絕緣膜(未圖示)、將該上層絕緣膜的膜厚作為參數(shù)時(shí)，非晶硅薄膜4的光吸收率與上層絕緣膜的膜厚的關(guān)系，得到如圖6所示的結(jié)果。由圖6可以看出，光吸收峰值出現(xiàn)在膜厚大約93nm、大約273nm處。在圖6中，非晶硅薄膜4的光吸收率相對于上層絕緣膜的膜厚的變動基本不變大，只要在光吸收峰值的膜厚的±65nm左右(28～158nm，208～338nm)的范圍內(nèi)，能夠得到峰值的90％左右的高光吸收率，所以，即使在此程度，也能得到實(shí)用效果。
此處，具體的數(shù)值省略，但在無基底絕緣膜時(shí)，或在只形成第1基底絕緣膜2或第2基底絕緣膜3時(shí)，可以分別將該條件下的上層絕緣膜的膜厚設(shè)定為激光束的吸收率大致達(dá)到峰值的膜厚。
下面，圖7表示一例利用本發(fā)明的制造方法制造的液晶顯示元件的主要部分的剖面圖。在該液晶顯示元件中，在玻璃基板11上的像素電路部形成區(qū)，設(shè)置像素電極12及與該像素電極12連接的NMOS薄膜晶體管13，在玻璃基板11上的周邊驅(qū)動電路部形成區(qū)，設(shè)置由NMOS薄膜晶體管14和PMOS薄膜晶體管15構(gòu)成的CMOS薄膜晶體管。
各薄膜晶體管13、14、15具有多晶硅薄膜18、19、20，其分別設(shè)在形成在玻璃基板11上面形成的第1基底絕緣膜16及第2基底絕緣膜17上面的各規(guī)定區(qū)域。此時(shí)，NMOS薄膜晶體管13、14形成LDD(Lightly Doped Drain)結(jié)構(gòu)。
即，NMOS薄膜晶體管13、14的多晶硅薄膜18、19的中央部形成由本征區(qū)域構(gòu)成的溝道區(qū)18a、19a，在其兩側(cè)形成由n型雜質(zhì)低濃度區(qū)構(gòu)成的源極·漏極區(qū)18b、19b，另外，再在其兩側(cè)形成由n型雜質(zhì)高濃度區(qū)構(gòu)成的源極·漏極區(qū)18c、19c。另外，PMOS薄膜晶體管15的多晶硅薄膜20的中央部形成由本征區(qū)域構(gòu)成的溝道區(qū)20a，在其兩側(cè)形成由p型雜質(zhì)高濃度區(qū)構(gòu)成的源極·漏極區(qū)20b。
在含有多晶硅薄膜18、19、20的第2基底絕緣膜17的上面，設(shè)置柵極絕緣膜21。在各溝道區(qū)18a、19a、20a上的柵極絕緣膜21的上面的各規(guī)定區(qū)域，分別設(shè)置柵電極22、23、24。在包括柵電極22、23、24的柵極絕緣膜21的上面，設(shè)置層間絕緣膜25。
在多晶硅薄膜18的源極·漏極區(qū)18c上的層間絕緣膜25及柵極絕緣膜21上，設(shè)置接觸孔26。在多晶硅薄膜19的源極·漏極區(qū)19c上的層間絕緣膜25及柵極絕緣膜21上，設(shè)置接觸孔27。在多晶硅薄膜20的源極·漏極區(qū)20b上的層間絕緣膜25及柵極絕緣膜21上，設(shè)置接觸孔28。
在各接觸孔26、27、28內(nèi)及其各附近的層間絕緣膜25的各上面，分別設(shè)置源極·漏極29、30、31。在含有源極·漏極29、30、31的層間絕緣膜25的上面，設(shè)置覆蓋膜32。在覆蓋膜32的上面的規(guī)定區(qū)域，設(shè)置像素電極12。像素電極12通過設(shè)在覆蓋膜32的上面的規(guī)定區(qū)域上的接觸孔33，連接在NMOS薄膜晶體管13的一方的源極·漏極29上。
下面，說明一例上述構(gòu)成的液晶顯示元件的制造方法。首先，如圖8所示，在玻璃基板11的上面，利用等離子CVD法，用350℃左右的基板溫度，連續(xù)成膜由氮化硅構(gòu)成的第1基底絕緣膜16、由氧化硅構(gòu)成的第2基底絕緣膜17及非晶硅薄膜41。此時(shí)，第1基底絕緣膜16的膜厚設(shè)定為200nm左右，第2基底絕緣膜17的膜厚設(shè)定為100nm左右。此外，非晶硅薄膜41的膜厚設(shè)定為通過內(nèi)部光干涉使激光束的吸收率大致達(dá)到峰值的膜厚，例如62nm左右。
然后，為去除由氫含量多的等離子CVD法成膜的非晶硅薄膜41中所含的氫，在氮?dú)猸h(huán)境中，以450℃左右的溫度進(jìn)行2小時(shí)的脫氫處理。如果在后面的工序中，通過照射固體激光束，給予非晶硅薄膜41以高能量，則由于非晶硅薄膜41中的氫崩沸而產(chǎn)生缺陷，所以為避免上述缺陷，而進(jìn)行上述脫氫處理。
然后，用全固體(DPSS)的NdYLF/SGH(脈沖振蕩，波長527nm)激光束，能量密度設(shè)定為500mJ/cm2左右，以90％或以上的覆蓋率(重疊率)，一邊覆蓋光束照射區(qū)，一邊掃描照射非晶硅薄膜41。于是，使非晶硅薄膜41多結(jié)晶化，形成多晶硅薄膜。下面，使多晶硅薄膜形成圖形，從而在第2基底絕緣膜17的上面的各規(guī)定區(qū)域，形成多晶硅薄膜18、19、20。
下面，如圖9所示，在含有多晶硅薄膜18、19、20的第2基底絕緣膜17的上面，利用等離子CVD法，以1000左右的膜厚，成膜由氧化硅構(gòu)成的柵極絕緣膜21。然后，在各多晶硅薄膜18、19、20的中央部上的柵極絕緣膜21的上面的各規(guī)定區(qū)域，通過使形成利用濺射法成膜的膜厚3000左右的Mo膜形成圖形，來形成柵電極22、23、24。
下面，以各柵電極22、23、24作為掩模(mask)，以低濃度注入n型雜質(zhì)。作為一例，以加速能量70keV、摻雜量1×1013atm/cm2的條件注入磷離子。于是，將各多晶硅薄膜18、19、20的各柵電極22、23、24的兩側(cè)的區(qū)域形成為n型雜質(zhì)低濃度區(qū)。
然后，如圖10所示，在含有柵電極22、23、24的柵極絕緣膜21的上面形成抗蝕劑圖形42，該抗蝕劑圖形42在與多晶硅薄膜18、19的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)18c、19c形成區(qū)域?qū)?yīng)的部分具有開口部42a。然后，以抗蝕劑圖形42作為掩模，以高濃度注入n型雜質(zhì)。作為一例，以加速能量70keV、摻雜量1×1015atm/cm2的條件注入磷離子。于是，將多晶硅薄膜18、19的柵電極11、12下面的區(qū)域形成由本征區(qū)域構(gòu)成的溝道區(qū)18a、19a，其兩側(cè)形成由n型雜質(zhì)低濃度區(qū)構(gòu)成的源極·漏極區(qū)18b、19b，并進(jìn)一步將其兩側(cè)形成由n型雜質(zhì)高濃度區(qū)構(gòu)成的源極·漏極區(qū)18c、19c。之后，剝離抗蝕劑圖形42。
然后，如圖11所示，在含有柵電極22、23的柵極絕緣膜21的上面形成抗蝕劑圖形43，抗蝕劑圖形43在與多晶硅薄膜20對應(yīng)的部分具有開口部43a。然后，以抗蝕劑圖形43及柵電極24作為掩模，以高濃度注入p型雜質(zhì)。作為一例，以加速能量30keV、摻雜量1×1015atm/cm2的條件注入硼離子。于是，將各多晶硅薄膜20的柵電極24下的區(qū)域形成由本征區(qū)域構(gòu)成的溝道區(qū)20a，其兩側(cè)形成由p型雜質(zhì)高濃度區(qū)構(gòu)成的源極·漏極區(qū)20b。之后，剝離抗蝕劑圖形43。
然后，在氮?dú)猸h(huán)境中，在500℃左右的溫度下，進(jìn)行1小時(shí)左右的退火，進(jìn)行注入雜質(zhì)的活性化。另外，也可以在后述的源極·漏極電極形成工序以后進(jìn)行該活性化。
下面，如圖7所示，在含有柵電極22、23、24的柵極絕緣膜21的上面，利用等離子CVD法，以4000左右的膜厚，成膜由氮化硅構(gòu)成的柵極絕緣膜25。然后，在多晶硅薄膜18的源極·漏極區(qū)18c上的層間絕緣膜25及柵極絕緣膜21上形成接觸孔26，此外，在多晶硅薄膜19的源極·漏極區(qū)19c上的層間絕緣膜25及柵極絕緣膜21上形成接觸孔27，另外，在多晶硅薄膜20的源極·漏極區(qū)20b上的層間絕緣膜25及柵極絕緣膜21上形成接觸孔28。
下面，在各接觸孔26、27、28內(nèi)及其各附近的層間絕緣膜25的各上面，通過使形成利用濺射法連續(xù)成膜的膜厚5000左右的Al膜及膜厚500左右的ITO接觸用Mo膜形成圖形，來形成源極·漏極電極29、30、31。然后，在含有源極·漏極電極29、30、31的層間絕緣膜25的上面，利用等離子CVD法，成膜由氮化硅構(gòu)成的覆蓋膜32。
然后，在NMOS薄膜晶體管13的一方的源極·漏極29上的覆蓋膜32的規(guī)定區(qū)域，形成接觸孔33。之后，通過使在覆蓋膜32上面的規(guī)定區(qū)域上利用濺射法成膜的膜厚500左右的ITO膜形成圖形，來形成像素電極12，像素電極12通過接觸孔33連接在NMOS薄膜晶體管13的一方的源極·漏極29上。于是，得到圖4所示的液晶顯示元件。
另外，在上述實(shí)施方式中，說明了在按圖10所示高濃度注入n型雜質(zhì)后，按圖11所示高濃度注入p型雜質(zhì)的情況，但也可以與此相反，在按圖11所示高濃度注入p型雜質(zhì)后，按圖10所示高濃度注入n型雜質(zhì)。
此外，在上述實(shí)施方式中，以NMOS薄膜晶體管為LDD結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但也可以與此相反，用于在以PMOS薄膜晶體管為LDD結(jié)構(gòu)時(shí)。此外，也可用于NMOS薄膜晶體管及PMOS薄膜晶體管雙方都為LDD結(jié)構(gòu)時(shí)。另外，本發(fā)明不局限于有源矩陣型的液晶顯示元件，也能夠廣泛用于有源矩陣型的有機(jī)EL(場致發(fā)光)顯示元件等其他元件。
本發(fā)明的效果如下綜上所述，如果采用本發(fā)明，由于將非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜的膜厚設(shè)定為，通過內(nèi)部的光干涉使激光束的吸收率大致達(dá)到峰值的膜厚，由于能提高非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜的光吸收率，所以即使降低激光束的多結(jié)晶化能量，也能夠充分使非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜多結(jié)晶化，所以，即使增大激光束尺寸，也能夠提高單位面積的實(shí)質(zhì)的激光能量強(qiáng)度，進(jìn)而能夠縮短單位基板的多結(jié)晶化的處理時(shí)間，能夠提高生產(chǎn)性。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備基板、在上述基板上形成半導(dǎo)體薄膜、及對上述半導(dǎo)體薄膜照射激光束的工序，將上述半導(dǎo)體薄膜形成為上述激光束的吸收率通過內(nèi)部的光干涉而達(dá)到峰值的80％以上的膜厚，通過對上述半導(dǎo)體薄膜照射上述激光束，使上述半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶或再結(jié)晶。
2.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于包括在形成上述半導(dǎo)體薄膜之前，在上述基板上形成絕緣膜的工序；上述絕緣膜形成為使上述激光束的吸收率達(dá)到峰值的90％以上的膜厚。
3.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于包括在形成上述半導(dǎo)體薄膜之前，在上述基板上形成第1絕緣膜、及在上述第1絕緣膜上形成第2絕緣膜的工序；上述第1絕緣膜及上述第2絕緣膜，至少一方形成使激光束的吸收率達(dá)到峰值的90％以上的膜厚。
4.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于包括在向上述半導(dǎo)體薄膜照射激光束之前，在上述非晶硅薄膜上形成上層絕緣膜的工序；上述上層絕緣膜形成使激光束的吸收率達(dá)到峰值的90％以上的膜厚。
5.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束為波長在458nm以上的固體激光束。
6.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述半導(dǎo)體薄膜形成為激光束的吸收率通過內(nèi)部的光干涉而達(dá)到峰值的90％以上的膜厚。
7.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束為將固體激光束變換成2次高次諧波的激光束。
8.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束為全固體激光束。
9.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束為將全固體激光束變換成2次高次諧波的激光束。
10.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束為將固體激光束變換成2次高次諧波的530nm附近具有可視區(qū)波長的激光束。
11.如權(quán)利要求10記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束是Nd:YLF/SHG(脈沖振蕩，波長527nm)、Nd:YAG/SHG(脈沖振蕩，波長532nm)、Nd:YV04/SHG(脈沖振蕩，波長532nm)、Nd:YV04/SHG(連續(xù)振蕩，波長532nm)中的任意一種激光束。
12.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于上述激光束是氬激光束。
13.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于對上述半導(dǎo)體薄膜照射激光束，是在覆蓋上述激光束的光束照射區(qū)的同時(shí)掃描照射的。
14.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于以90％以上的覆蓋率照射上述激光束。
15.如權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于形成在上述基板上的半導(dǎo)體薄膜，是非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜。
16.如權(quán)利要求15記載的半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其特征在于對上述半導(dǎo)體薄膜照射激光束，使上述非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體薄膜的制造方法。將非晶硅薄膜的膜厚設(shè)定為通過內(nèi)部的光干涉使激光束的吸收率大致達(dá)到峰值的膜厚如62nm，比較試樣的非晶薄膜的膜厚設(shè)定為45nm，如果照射將NdYLF激光束變換成2次高次諧波的NdYLF/SGH(脈沖振蕩、波長527nm)激光束，用實(shí)線表示的本發(fā)明試樣的光吸收率大于用虛線表示的比較試樣的光吸收率28％，達(dá)到54％，光吸收率大幅度增加。
文檔編號H01L21/77GK1527360SQ200410028208
公開日2004年9月8日 申請日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者松本廣, 森川茂, 工藤利雄, 雄 申請人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會社, 住友重機(jī)械工業(yè)株式會社