專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法及所用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的制造方法及所用設(shè)備。特別涉及用于制造諸如有源矩陣型液晶顯示器的大面積半導(dǎo)體裝置的，具有多晶半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置的制造方法，和制造這種半導(dǎo)體裝置所用設(shè)備。
用多晶半導(dǎo)體膜制造n-型薄膜晶體管(TFT)時，晶體管的溝道區(qū)中存在多晶半導(dǎo)體膜的晶界時，晶界中必然有不成對的共價電子(懸空健)。這就產(chǎn)生了勢壘，它阻止在晶界處的電子移動并減小晶體管導(dǎo)通時的電子遷移率。而且，由于在晶界附近產(chǎn)生了陷阱能級，在晶體管截止操作時電子流通過陷阱能級，因而，增大了晶體管截止操作時的漏電流。這些使晶體管的器件特性變壞。
因而，為改善晶體管的器件特性，可以減少溝道區(qū)中的晶界數(shù)量。
1993年春季的日本應(yīng)用物理學(xué)會的第40次年會上發(fā)表了晶體管器件特性的研究報告。研究中，用平行于襯底表面方向(下面該方向稱為“襯底表面方向”)生長晶粒構(gòu)成的多晶半導(dǎo)體膜制造TFT時，對晶粒生長方向平行于晶體管導(dǎo)電方向制成的晶體管的器件特性與晶粒生長方向與晶體管導(dǎo)電方向正交制成的晶體管的器件特性進(jìn)行比較研究。(日本應(yīng)用物理學(xué)會，1993年春季第40屆會議的報告29a-S2T-6)。
按上述研究，就n-型TFT而言，晶體管導(dǎo)電方向與晶粒生長方向平行時，電子遷移率是晶體管導(dǎo)電方向與晶粒生長方向正交時的電子遷移率的幾倍大。結(jié)果，晶粒生長方向與晶體管導(dǎo)電方向正交，電流方向與晶界正交時，晶界對晶體管影響大。另一方面，晶粒生長方向與晶體管導(dǎo)電方向平行，電流沿晶界方向流動時，晶界對晶體管的影響不是那么大。
而且，按襯底表面方向生長晶粒，形成多晶半導(dǎo)體膜，使晶體管溝道區(qū)內(nèi)的晶界數(shù)減少，和用晶粒生長方向與晶體管導(dǎo)電方向相互平行的多晶半導(dǎo)體膜構(gòu)成晶體管有同樣的效果。結(jié)果，能構(gòu)成具有良好器件特性的TFT。
通常，用以下方法生成多晶半導(dǎo)體膜〈1〉用激元激光輻射淀積有非晶半導(dǎo)體膜的整個襯底表面。
〈2〉將整個襯底表面淀積有非晶半導(dǎo)體膜的襯底放入熱處理爐內(nèi)，在600℃下經(jīng)過長時間熱處理。
方法〈1〉中，非晶半導(dǎo)體膜用激元激光進(jìn)行多晶化處理，用激光輻射使其急劇加熱，首先使被激光輻射的部分非晶半導(dǎo)體膜熔化，隨后多晶化。在用激元激光的該多晶化處理中，有可能減小阻止晶界處的電子移動的勢壘高度。因此，能比較容易地制成具有100cm2/Vs以上的高遷移率TFT。
方法〈2〉中，整個表面上形成有非晶半導(dǎo)體膜的襯底放入要進(jìn)行多晶化熱處理的熱處理爐內(nèi)，襯底整個表面上的非晶半導(dǎo)體膜中任意產(chǎn)生籽晶。多晶化處理中用籽晶作晶核。該多晶化處理中，核晶從作為中心的籽晶開始迅速生長。晶體繼續(xù)生長直到晶粒的界面與其他晶粒接觸為止，此時，即使熱處理繼續(xù)進(jìn)行，晶粒生長也停止。
按常規(guī)的方法(2)，用非晶半導(dǎo)體膜在爐內(nèi)熱處理獲得的多晶半導(dǎo)體膜制造TFT時，相同襯底表面上制成的TFT的器件特性是基本上一致的。然而，常規(guī)的方法(2)有以下缺陷所生成的多晶半導(dǎo)體膜的晶粒形狀是無定向性的;難以控制晶體管的溝道區(qū)內(nèi)的晶界數(shù)量和方向;很難降低阻止晶界處的載流子電子移動的勢壘高度。因此，按常規(guī)方法(2)，很難形成具有100cm2/Vs以上的高遷移率的TFT。
關(guān)于常規(guī)方法(2)的研究已在日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季的第53屆年會上報告過。根據(jù)該研究，在非晶半導(dǎo)體膜形成之前，用酸性溶液處理位于非晶半導(dǎo)體膜下面的氧化膜襯底表面，可以減小非晶半導(dǎo)體膜(非晶硅膜)在熱處理中的籽晶生成密度，因此，在多晶化完成時能獲得較大的晶粒直徑(日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季第53屆年會的報告17P-2T-4)。
該技術(shù)可用于大面積半導(dǎo)體裝置的制造，只需加濕式刻蝕工藝，而不需加掩膜工藝或膜形成工藝。該技術(shù)對增加平均晶粒直徑也有效。然而，用上述技術(shù)，用經(jīng)過多晶化的襯底實際形成TFT時，由于晶體管的溝道區(qū)內(nèi)存在的晶界數(shù)量和方向不能控制，制成的晶體管的器件特性會變化。當(dāng)平均晶粒直徑較大，溝道區(qū)內(nèi)存在的晶界數(shù)較小時，該變化會變得更為嚴(yán)重。
根據(jù)日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季第53屆年會上的另一報告，在給非晶半導(dǎo)體膜(非晶硅膜)壓接一單晶半導(dǎo)體的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理，以完成非晶半導(dǎo)體的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理，以完成非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。用該處理，生成的晶粒與單晶半導(dǎo)體有相同的排列方向(日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季第53屆年會的報告17P-2T-7)。
按上述方法，用于非晶半導(dǎo)體膜多晶化的籽晶位于在襯底表面上形成的非晶半導(dǎo)體膜的外邊。因而，不需對非晶半導(dǎo)體膜和襯底本身進(jìn)行諸如藥劑處理，分段形成，摻雜激光輻射等附加的處理。但，該方法中，像上述方法一樣，多晶半導(dǎo)體膜中的晶粒狀態(tài)是不能控制的。結(jié)果，同一襯底表面上制成的晶體管的器件特性各不相同。
關(guān)于上述的晶?？刂茊栴}，在日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季的53屆年會中，對在控制晶粒的位置的條件下，即控制晶體生長的起始位置的條件下，實現(xiàn)非晶半導(dǎo)體膜的多晶體，有幾個報告。這些報告包括(a)用激元激光對非晶半導(dǎo)體膜(非晶硅膜)局部輻射，然后熱處理，以便用被激光照射過的部分為中心實現(xiàn)非晶半導(dǎo)體多晶化。按此方法，可使晶粒較大并且晶體生長的位置可控(日本應(yīng)用物理學(xué)會，1992年秋季53屆年會，報告17P-ZT-11)。
(b)用磷離子對非晶半導(dǎo)體膜局部摻雜，然后熱處理，因而，可從摻有磷離子的部分開始，使非晶半導(dǎo)體選擇性地多晶化，(日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季53屆年會中，報告17P-ZT-5)。
(c)在非晶半導(dǎo)體膜(非晶硅膜)形成之前，在襯底上形成分段部分，因而，從該分段部分開始使非晶半導(dǎo)體膜多晶化(日本應(yīng)用物理學(xué)會1992年秋季53屆年會，報告17P-ZT-3)。
上述方法用于制造大面積半導(dǎo)體裝置時，可以控制晶粒位置，即可以控制晶體生長位置。而且，可以在需要形成晶體管的位置選擇性地生長晶粒。因此，也可以選擇地生長晶粒，使其尺寸達(dá)到足以形成晶體管的程度。除形成晶體管用的部分之外的其余部分仍保持非晶狀態(tài)也不會有問題。因此，按這些方法，由于在所需位置上能形成具有所需尺寸的多晶半導(dǎo)體膜，因而熱處理時間能縮短。需要制造的裝置愈小，則該效果會愈大。
但是，要用上述方法獲得的多晶導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體裝置，仍然存在需要克服的問題。
已經(jīng)公開了在襯底上的預(yù)定位置選擇性地生長結(jié)晶硅的方法，例如，日本專利公開5-55142和5-1360481中公開的。在前日本專利公開5-55142中，將硅膜選擇性地?fù)诫s以作為晶體生長的核。然后熱處理，在后的日本專利公開5-1360481中，作為晶體生長核的晶粒噴涂入硅膜中，然后，對硅膜進(jìn)行熱處理。
上述兩種方法中，可在襯底上的特定位置生長結(jié)晶硅。然而，任何一種情況下，由于生成的晶體是雙晶，由于晶體中可能會有缺陷，因而，要制成的晶體管的器件特性隨晶體管在襯底上的位置變化。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在有絕緣表面的襯底上淀積非晶半導(dǎo)體膜;和使非晶半導(dǎo)體膜多晶化，非晶半導(dǎo)體膜的多晶化工藝步驟包括步驟對表面上形成有非晶半導(dǎo)體膜的襯底的預(yù)定加熱部分、用加熱裝置對其加熱;移動加熱裝置和襯底的至少一個，以便沿著襯底表面移動預(yù)定加熱部分。
一個實施例中，用一個可發(fā)射出加熱光線，以輻射條形輻射區(qū)的加熱光線作為加熱裝置的熱源，在非晶半導(dǎo)體膜的多晶化步驟中，移動加熱裝置和襯底中的至少一個，因而，襯底按橫跨輻射區(qū)的方向相對移動，而在襯底的至少一側(cè)用加熱光線輻射襯底。
另一實施例中，加熱光線至少是一盞燈?；蛘?，加熱光源至少是一連續(xù)波激光器。
又一實施例中，加熱光線的輻射能量密度規(guī)定在非晶半導(dǎo)體膜不熔化的范圍內(nèi)?；蛘?，加熱光線的輻射能量密度規(guī)定在非晶半導(dǎo)體膜熔化但多晶半導(dǎo)體膜不熔化的范圍內(nèi)。
又一實施例中，襯底是矩形、在淀積非晶半導(dǎo)體膜的工藝步驟之后，非晶半導(dǎo)體膜多晶化工藝步驟之前，方法還包括在非晶半導(dǎo)體膜中，按與襯底平行方向并沿著襯底的一邊形成條形摻雜部分的步驟，摻雜元素是從由Ni，Cu，Pd，Pt，Co，F(xiàn)e，Ag，Au，In和Sn組成的元素組中選出的至少一種元素，非晶半導(dǎo)體膜從摻雜部分開始多晶化。
又一實施例中，襯底是矩形，方法還包括在淀積非晶半導(dǎo)體膜的工藝步驟之后，和非晶半導(dǎo)體膜多晶化工藝步驟之前，在非晶半導(dǎo)體膜中，按與襯底平行的方向并沿襯底的一邊形成條形摻雜部分的步驟。摻雜元素是從元素周期表中第V族元素中選出的至少一種元素，非晶半導(dǎo)體膜從摻雜部分開始多晶化。
又一實施例中，襯底是矩形，方法還包括在淀積非晶半導(dǎo)體膜的工藝步驟之前，在襯底上按與襯底平行的方向，并沿襯底的一邊形成高度為100nm以上的分段部分的工藝步驟，還在整個分段部分上面淀積非晶半導(dǎo)體膜，從分段部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
又一實施例中，襯底是矩形，方法還包括在淀積非晶半導(dǎo)體膜的工藝步驟之后，并在非晶半導(dǎo)體膜多晶化的工藝步驟之前，按與襯底平行的方向并沿襯底的一邊，給非晶半導(dǎo)體膜壓接由非晶半導(dǎo)體膜相同元素構(gòu)成的單晶半導(dǎo)體層，形成一條形壓接部分的步驟，從條形壓接部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
又一實施例中，襯底是矩形，方法還包括在淀積非晶半導(dǎo)體膜工藝步驟之后，和非晶半導(dǎo)體膜多晶化步驟之前，按與襯底平行的方向，并沿襯底的一個邊，在非晶半導(dǎo)體膜上壓接由非晶半導(dǎo)體膜相同元素構(gòu)成的多晶半導(dǎo)體層，而形成一條形壓接部分的步驟，從條形壓接部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
又一實施例中，襯底是矩形、方法還包括在淀積非晶半導(dǎo)體膜工藝步驟之后，并在非晶半導(dǎo)體膜多晶化步驟之前，按與襯底平行的方向并沿襯底一邊，用激元激光照射非晶半導(dǎo)體膜的預(yù)定條形部分，在非晶半導(dǎo)體膜上形成條形多晶化部分的步驟，從條形多晶化的部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
又一實施例中，加熱部分的移動速度規(guī)定等于或小于，加熱部分的寬度除以從開始加熱至非晶半導(dǎo)體熔化所需時間所得的商值。
又一實施例中，淀積非晶半導(dǎo)體膜所用設(shè)備選自由等離子CVD設(shè)備、低壓CVD設(shè)備和濺射設(shè)備組成的設(shè)備組。
又一實施例中，非晶半導(dǎo)體膜的厚度范圍規(guī)定為30nm至150nm。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置用的制造設(shè)備包括加熱裝置，它包括至少一個加熱光源，它發(fā)射出輻射條形輻射區(qū)的加熱光線，加熱預(yù)定的加熱部分;和移動裝置，移動襯底和加熱裝置中的至少一個，使加熱部分沿著其上淀積有非晶半導(dǎo)體膜的襯底表面移動，因而，襯底按橫跨輻射區(qū)的方向相對移動，至少襯底的一邊被加熱光射線輻射，因而襯底被熱處理，使非晶半導(dǎo)體膜多晶化。
因此，此處所述發(fā)明的目的是〈1〉提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，用控制晶粒生長方向和非晶半導(dǎo)體膜多晶化處理中的晶界數(shù)量和位置，能形成具有優(yōu)良多晶的半導(dǎo)體膜、和〈2〉提供制造這種半導(dǎo)體裝置用的設(shè)備。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀并理解下面結(jié)合附圖所作的對本發(fā)明的詳細(xì)說明之后，會明白本發(fā)明的這些目的和其他目的。


圖1是襯底平面示意圖，它示出了按本發(fā)明第一實施例的多晶化處理中，襯底上形成的非晶半導(dǎo)體膜的局部加熱步驟;
圖2是襯底和熱處理設(shè)備的剖視圖，它示出了按本發(fā)明的局部加熱步驟;
圖3A是襯底平面圖，在該襯底上形成有按本發(fā)明第2實施例的方法多晶化的非晶半導(dǎo)體膜;
圖3B是沿圖3A中3B-3B′線的剖視圖;
圖4A是襯底平面圖，該襯底上形成有按本發(fā)明第3實施例的方法多晶化的非晶半導(dǎo)體膜;
圖4B是沿圖4A中4B-4B′線的剖視圖;
圖5A是襯底平面圖，該襯底上形成有按本發(fā)明第4實施例的方法多晶化的非晶半導(dǎo)體膜;
圖5B是沿圖5A中的5B-5B′線的剖視圖;
圖6A是襯底平面圖，該襯底上形成有按本發(fā)明第5實施例的方法多晶化的非晶半導(dǎo)體膜;
圖6B是沿圖6A中6B-6B′線的剖視圖;
圖7A是襯底平面圖，該襯底上形成有按本發(fā)明的第6實施例的方法多晶化的非晶半導(dǎo)體膜;
圖7B是沿圖7A中7B-7B′線的剖視圖;
圖8A是襯底平面圖，該襯底上形成有按本發(fā)明第7實施例的方法多晶化的非晶半導(dǎo)體膜;
圖8B是沿圖8A中8B-8B′線的剖視圖;
將參考附圖用實施例說明本發(fā)明。
實施例1按本發(fā)明，局部加熱形成在襯底上的非晶半導(dǎo)體膜，在襯底上順序移動加熱，使非晶半導(dǎo)體膜順序多晶化。圖1是從襯底上面看的平面示意圖，示出了按本發(fā)明的第1實施例的非晶半導(dǎo)體膜的局部加熱步驟。
參看圖1，在有絕緣表面的襯底1上(以下這種有絕緣表面的襯底簡稱為“襯底”)淀積如非晶硅(a-Si)的非晶半導(dǎo)體膜。非晶半導(dǎo)體膜可以直接淀積在襯底1上，也可以通過例如SiO2的絕緣膜淀積在襯底1上，絕緣膜淀積在非晶半導(dǎo)體膜與襯底表面之間?？梢杂玫入x子CVD設(shè)備。低壓CVD設(shè)備或濺射設(shè)備中的任何一種設(shè)備來淀積非晶半導(dǎo)體膜。具體地說，用的膜形成設(shè)備是PE-CVD和LP-CVD設(shè)備。
非晶半導(dǎo)體膜的厚度范圍規(guī)定在30-150nm內(nèi)，最好在50-100nm內(nèi)。當(dāng)膜厚小于上述范圍時，在多晶化處理時難以獲得具有較大直徑的晶粒。膜厚大于上述范圍時，多晶化處理中，襯底表面附近的非晶半導(dǎo)體膜被多晶化，而襯底界面附近的非晶半導(dǎo)體膜未多晶化，仍保持非晶狀態(tài)。因而，希望非晶半導(dǎo)體膜的厚度規(guī)定在上述范圍內(nèi)。
襯底1可以用絕緣材料，如玻璃制成，或者用硅之類的材料制造。襯底上形成SiO2之類的絕緣材料膜。
用熱射線輻射局部加熱襯底1上形成的非晶半導(dǎo)體膜。圖1示出了經(jīng)過局部熱處理的襯底1的頂表面。如圖1所示，輻射區(qū)2規(guī)定為其待輻射區(qū)的長度L長于襯底1的寬度W，因而，襯底1的整個頂表面能被熱射線有效地加熱。輻射區(qū)2的長度與襯底寬度W之間的關(guān)系并不限于圖1所示情況。例如，長度L和寬度W彼此相等，或前者比后者短。
用熱光射線的熱處理中，輻射區(qū)2與用熱光射線輻射的區(qū)域?qū)?yīng)。
該局部熱處理中，襯底1按圖1中箭頭R所指方向移動，即，從圖朝右看，在一固定位置橫過輻射區(qū)2。因此，當(dāng)襯底1通過輻射區(qū)2時，襯底1上的非晶半導(dǎo)體膜順序加熱并多晶化。襯底1的第一部分3還沒加熱時，襯底1上這一部分的半導(dǎo)體膜仍是非晶態(tài)的。對應(yīng)于被加熱部分的第二部分4的非晶半導(dǎo)體膜處于被加熱狀態(tài)。第三部分5對應(yīng)于加熱完成的部分，因此，非晶半導(dǎo)體膜已多晶化。
或者，輻射區(qū)2按圖1中箭頭L指示的方向移動，即，從圖朝左按相同方向移動加熱射線源。無論移動襯底1或加熱射線源(即，輻射區(qū)2)，被加熱部分順序移動。使襯底1上的非晶半導(dǎo)體膜順序被加熱，并進(jìn)行多晶化處理。
如果需要，襯底1和加熱射線源均可移動。
以下將詳細(xì)說明隨非晶半導(dǎo)體膜的被加熱部分的移動的多晶化概念。
加熱半導(dǎo)體膜，達(dá)到它的熔點，然后熔化。通常，非晶態(tài)的半導(dǎo)體膜的熔點與多晶態(tài)的半導(dǎo)體膜的熔點不同。
例如，待加熱的半導(dǎo)體膜是硅、非晶硅的熔點是1200℃，多晶硅的熔點范圍是1600-1700℃。因此，不同狀態(tài)的硅的熔點之間的溫差為400℃至500℃。
而且，非晶硅和多晶硅彼此相鄰放置并順序加熱時，非晶硅首先熔化，這就使熔化狀硅與多晶硅彼此相鄰。這種狀態(tài)下，在晶體邊緣處生長硅晶，即，在多晶硅四周生長硅晶。這種現(xiàn)象不能用于生長晶體。例如，可以使熔融硅表面與用作籽晶的單晶硅塊接觸來生長晶體。以生產(chǎn)用作硅片的單晶硅柱。
按本發(fā)明，按上述原理，晶體按平行于半導(dǎo)體膜(硅膜)的表面方向生長。具體地說，非晶半導(dǎo)體部分(非晶硅部分)和起籽晶作用的多晶半導(dǎo)體部分(多晶硅)處于彼此相鄰的位置并同時被加熱。按該加熱方法，晶體從用作籽晶的多晶半導(dǎo)體部分(多晶硅部分)開始生長，由此獲得具有大晶粒的多晶半導(dǎo)體(多晶硅膜)。
適用于按本發(fā)明的移動被加熱區(qū)的多晶化處理的半導(dǎo)體材料并不僅限于硅。
圖2是參考圖1上述的襯底1上局部加熱用的熱處理設(shè)備100和在加熱的襯底1的剖視圖。
熱處理設(shè)備100有至少一個加熱光源6，用于輻射條形輻射區(qū)2。加熱時，襯底1的被加熱區(qū)如上述的順序移動。襯底1是放在裝載裝置30上移動的，而加熱光源6的位置是固定的。裝載裝置30按圖2中箭頭R所示方向移動，因此待輻射的襯底1按同樣的方向移動，橫跨輻射區(qū)2。用加熱光源6發(fā)射的加熱光射線7從襯底1的一邊局部輻射襯底，當(dāng)射線橫跨輻射區(qū)2時，從襯底1的一端，順序移到另一端，對襯底加熱。所用裝載設(shè)備30并不限于特定型號。
而且，可以使加熱光源6裝到適當(dāng)?shù)难b載裝置上，來代替將襯底1安裝在裝載設(shè)備30上。在該替換情況下，襯底的位置是固定的，加熱光源6按圖2中箭頭L所指方向移動裝載裝置(圖2中未畫出)而使其移動，以使輻射區(qū)2移動。按此操作，襯底1按跨過輻射區(qū)2的方向相對移動。該替換情況中用的裝載裝置也不限于特定的型號。
若需要，襯底1和加熱光源6的均可移動。
圖2中，與圖1相同，襯底1上還沒被加熱的第一部分相應(yīng)的襯底1上的半導(dǎo)體膜(即，硅膜)仍是非晶態(tài)。襯底上第二部分4相應(yīng)的非晶半導(dǎo)體膜20被加熱。第三部分5相應(yīng)的已完成加熱的非晶半導(dǎo)體膜20已被多晶化。
加熱光源6包括燈6′，如圖2所示，還包括連續(xù)波激光。具體地說，可用鹵燈、水銀燈及類似的燈，或氬激光、二氧化碳激光和類似物。因此，可用熔融非晶半導(dǎo)體膜20實現(xiàn)晶化，并能降低在晶界處的阻止載流子電子移動的勢壘高度。
被加熱部分的移動速度可以控制輻射加熱部分的冷卻速度。而且，適當(dāng)控制移動速度使熔融半導(dǎo)體膜的冷卻速度為一適中的值，可以生長出具有直徑為幾微米以上的晶粒，從而獲得具有小的晶界密度的多晶半導(dǎo)體膜。
用燈6′或連續(xù)波激光作加熱光源6，用連續(xù)光輻射襯底1。使輻射到半導(dǎo)體膜中的熱和被半導(dǎo)體膜吸收的熱，甚至輻射區(qū)移動時，所產(chǎn)生的變化也能減至最小。結(jié)果，同一襯底表面上形成的TFT的器件特性的變化也能減至最小。
如上所述，作為制造多晶半導(dǎo)體膜的常規(guī)方法之一，用激元激光輻射非晶半導(dǎo)體膜，使半導(dǎo)體膜多晶化。用激元激光的這種常規(guī)方法有以下優(yōu)點。由于用激元激光輻射的部分按毫微秒(nesc)級的速度迅速冷卻，所生成的多晶半導(dǎo)體膜的晶粒直徑小。這在VLSIFORUM第29期最新的Poly-Si-TFT制造技術(shù)中以題為“激元激光多晶化的大晶粒直徑多晶硅TFT的低溫形成”一文中有報道。因此，用上述方法獲得的多晶半導(dǎo)體膜制造TFT時，晶體管的溝道區(qū)內(nèi)形成的晶界數(shù)，防止晶體管的器件特性的改進(jìn)超出一定限度。
另一問題是，只有邊長為幾毫米的矩形區(qū)才能被一發(fā)激元激光輻射復(fù)蓋。因此，為了制造大規(guī)模半導(dǎo)體裝置，必須使其激元激光輻射區(qū)在大規(guī)模襯底上順序移動。然而，由于激元激光是脈沖波激光。激光能量可能隨輻射而改變。結(jié)果，輻射到并被非晶半導(dǎo)膜吸收的熱，由于上述的輻射區(qū)移動，而使在不同的位置處不同。這可能引起在同一襯底上形成的TFT的器件特性不同。
然而，本發(fā)明能克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，采用燈或連續(xù)波激光作為加熱光源，對非晶半導(dǎo)體膜局部加熱，并使該局部加熱部分順序移動，使其順序多晶化。
本發(fā)明的上述方法中，為確保多晶化，有效地獲得高質(zhì)量的多晶膜，加熱光射線7的輻射能量密度最好規(guī)定在非晶半導(dǎo)體膜20不熔化的范圍，或規(guī)定在非晶半導(dǎo)體膜20熔化但多晶化的半導(dǎo)體膜不熔化的范圍內(nèi)。其原因如下當(dāng)半導(dǎo)體膜的非晶部分與多晶部分是以混合狀態(tài)存在，對該狀態(tài)的半導(dǎo)體膜加熱時，環(huán)繞在晶粒四周的非晶部包含進(jìn)晶粒中，因此晶體生長。因此，為獲得有大晶粒的大多晶半導(dǎo)體膜，最好是上述輻射能量密度范圍。
最好也規(guī)定輻射區(qū)2的移動速度，而規(guī)定襯底1的移動速度或加熱光源6的移動速度等于或小于被加熱部分4的寬度W除以從開始加熱到非晶半導(dǎo)體熔化所需時間所得的商值。按這樣規(guī)定的移動速度，非晶半導(dǎo)體膜能完全熔化，因而，非晶半導(dǎo)體膜中沒有仍未熔化的部分。因此，不會出現(xiàn)用這些未熔化部分作為籽晶任意生長晶體的現(xiàn)象。
實施例2
將結(jié)合附圖3A和3B說明本發(fā)明的第2實施例;圖3A是從襯底1的表面看的襯底1的平面圖，襯底表面上形成有用于多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20。圖3B是沿圖3A中3B-3B′線的剖視圖。
該實施例中，在圖3A和3B所示的矩形襯底1上，按實施例1所述方法，淀積非晶半導(dǎo)體以構(gòu)成非晶半導(dǎo)體膜20。然后，沿襯底1的一邊對非晶半導(dǎo)體膜20的條形部分8摻雜、摻雜所用的雜質(zhì)元素是選自由Ni，Cu，Pd，Pt，Co，F(xiàn)e，Ag，Au，In和Sn組成的元素組中的至少一種，形成條形摻雜區(qū)8。換句話說，摻雜區(qū)8是用至少一種從Ni，Cu，Pd，Pt，Co，F(xiàn)e，Ag，Au，In和Sn中選出的雜質(zhì)元素?fù)诫s的部分。
對襯底1的熱處理方法，所用熱處理設(shè)備，和加熱光源及其特性均與實施例1相同。因此，這里省去了詳細(xì)說明。
該實施例中，從襯底1的3B′邊至3B邊加熱，如圖3A至3B所示，用該熱處理，位于摻雜部分8的3B邊上的非晶半導(dǎo)體膜20的部分3被多晶化，然后，用該多晶化的半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體器件。
因此，該實施例中，非晶半導(dǎo)體膜20局部摻雜，所用雜質(zhì)元素是從Ni，Cu，Pd，Pt，Co，F(xiàn)e，Ag，Au，In和Sn中選出的至少一種元素，然后，按實施例1所述方法進(jìn)行多晶化熱處理。摻雜金屬的摻雜晶體促進(jìn)晶體生長。因此，金屬雜質(zhì)濃度高的部分(晶體生長起點的摻雜區(qū)8)，提供了晶體生長的起點。晶粒容易從高濃度部分向外生長。結(jié)果，在襯底1的整個表面上能獲得晶體生長方向一致的多晶半導(dǎo)體膜。
金屬雜質(zhì)濃度高的部分在襯底1上隨晶體生長起點一起移動。因此，要制造半導(dǎo)體器件的部分中的金屬雜質(zhì)的濃度可以減小到實際允許的水平。
實施例3
將結(jié)合圖4A和4B詳細(xì)說明本發(fā)明的第3實施例。圖4A是從襯底1的表面看的襯底1的平面圖，襯底表面上形成有用作多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20。圖4B是沿圖4A中4B-4B′線的剖視圖。
該例中，圖4A和4B所示的矩形襯底1上，按實施例1的方法，淀積非晶半導(dǎo)體，形成非晶半導(dǎo)體膜20。然后，沿襯底1的一邊對非晶半導(dǎo)體膜20的條形區(qū)9摻雜、所用摻雜雜質(zhì)是從元素周期表的第V族元素中選出的至少一種元素，如磷(P)，以形成條形摻雜區(qū)9。換句話說，摻雜區(qū)9是用從第V族元素中選出的至少一種雜質(zhì)元素?fù)诫s過的部分。
襯底1的熱處理方法，所用熱處理設(shè)備和加熱光源及其特性均與實施例1所述相同。因此，這里省去了詳細(xì)說明。
該例中，從襯底的4B′邊至4B邊對襯底1加熱，如圖4A和4B所示。按此熱處理，位于摻雜區(qū)9的4B邊上的非晶半導(dǎo)體膜20的部分3被多晶化，然后，用該多晶化的半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體器件。
因此，該例中，用選自第V族元素的至少一種元素作雜質(zhì)元素，給非晶半導(dǎo)體膜20局部摻雜，然后，按實施例1所述方法進(jìn)行多晶化熱處理。摻雜的摻雜晶體起到促進(jìn)籽晶產(chǎn)生的作用。因而，用V族元素雜質(zhì)摻雜的部分9提供了晶體生長起點。晶粒容易從摻雜部分9朝外生長。結(jié)果，在襯底1的整個表面上能獲得有一致的晶體生長方向的多晶半導(dǎo)體膜。
用與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述的選擇第V族元素雜質(zhì)的方法，以控制多晶化處理中晶體生長起點的技術(shù)。然后，現(xiàn)有技術(shù)中，促進(jìn)晶體生長的作用只有在摻n-型雜質(zhì)時才有效。摻P-型雜質(zhì)時不會獲得這種作用。換句話說，現(xiàn)有技術(shù)中促進(jìn)晶體生長的作用與摻雜的雜質(zhì)的導(dǎo)電類型有關(guān)。這就是說，這種常規(guī)技術(shù)不能直接應(yīng)用于P-型晶體管的制造，因而，用這種常規(guī)技術(shù)很難在襯底上制出具有像CMOS晶體管這樣的P-型晶體管的半導(dǎo)體器件。
另一方面，按該實施例的方法，用V族元素雜質(zhì)摻雜只是促進(jìn)籽晶生成。V族元素雜質(zhì)摻雜不能擴散進(jìn)入到要制造半導(dǎo)體器件的部分。因此克服了常規(guī)技術(shù)中的上述問題。
實施例4將參看圖5A和5B說明本發(fā)明的第4實施例。圖5A是從襯底1的表面看的襯底1的平面圖，襯底表面上形成有用作多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20。圖5B是沿圖5A中5B-5B′線的剖視圖。
該例中，襯底1上沿襯底1的一邊形成有深度為100nm的槽10，如圖5A和5B所示。然后，按實施例1所述方法，在帶槽10的襯底1上淀積非晶半導(dǎo)體，以形成非晶半導(dǎo)體膜20。
可以用任何適當(dāng)?shù)姆椒ǎ绻饪谭?，在襯底1上直接形成槽10。而且，也可以首先在襯底1上形成厚度為100nm的薄膜。然后，用光刻這類的方法對薄膜刻圖，形成槽，在襯底1的表面上獲得槽10。
襯底1的熱處理方法，所用熱處理設(shè)備和加熱光源及其特性均為實施例1所述相同。這里省去詳細(xì)說明。
該實施例中，從襯底的5B′邊至5B邊對襯底1加熱，如圖5A和5B所示。用該熱處理，位于槽10的5B邊上的非晶半導(dǎo)體膜20的部分3被多晶化，然后用該多晶化的半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體器件。
因此，該例中，分段部分，即沿襯底1的一邊形成的槽10，當(dāng)帶槽10的襯底1進(jìn)行多晶化熱處理時，在包含在槽10中的分段處易于多晶化。該例中，用分段處產(chǎn)生的多晶作為籽晶。
上述的在襯底上在非晶半導(dǎo)體膜下面形成分段部分的技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)中也說明過。由于按離開分段部分的方向進(jìn)行多晶化處理，用該方法獲得晶體生長是定向的。因此，當(dāng)用有按該方法形成的多晶半導(dǎo)體膜的襯底制造晶體管時，能在一定程度上控制晶體管的溝道區(qū)中存在的晶界的現(xiàn)有條件。因為該方法的晶體生長不包括雜質(zhì)摻雜，不用其他的操作，該技術(shù)用于如CMOS的電路構(gòu)形。
然而，上述常規(guī)技術(shù)用于襯底的整個表面上形成晶體管的大面積半導(dǎo)體器件時，必須在襯底的整個表面上形成分段部分。隨著襯底上的分段部分的數(shù)量增大，用于將電信號傳輸給晶體管等元器件的布線的斷開的可能性愈增大。因此，最好不要將常規(guī)技術(shù)直接用于大面積半導(dǎo)體器件的制造。
然而，按本實施例的方法，不必在襯底1的整個表面上形成許多分段部分。因此，克服了常規(guī)技術(shù)的上述問題。
該實施例中，形成的槽10作為帶槽部分的分段部分。然而，就分段部分的形成而言，分段部分的形狀不受槽的形狀限制。例如，與圖5B所示形狀相反，分段部分可以是沿襯底1的一邊形成的高度為100nm以上的凸出部分。
實施例5將參看圖6A和6B說明本發(fā)明的第5實施例。圖6A是從襯底1的表面看的襯底1的平面圖，表面上形成有用于多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20。圖6B是沿圖6A中6B-6B′線的剖視圖。
該實施例中，圖6A和6B所示矩形襯底1上用實施例1所述方法沉積非晶半導(dǎo)體膜，以形成非晶半導(dǎo)體膜20。然后，沿襯底1的一邊在非晶半導(dǎo)體膜20上壓接由與非晶半導(dǎo)體膜的材料相同的材料構(gòu)成的條形單晶半導(dǎo)體層11。
襯底1的熱處理方法，所用熱處理設(shè)備和加熱光源及其特性均與實施例1所述相同。這里省去了詳細(xì)說明。
該實施例中，從襯底的6B′邊至6B邊對襯底1加熱。如圖6A和6B所示。用該熱處理，位于條形單晶半導(dǎo)體層11的6B邊的非晶半導(dǎo)體膜20的部分3被多晶化，然后，用該多晶化的半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體器件。
因此，該實施例中，單晶半導(dǎo)體層11用作籽晶，形成在要多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20的外邊。然后，對壓接在非晶半導(dǎo)體膜20上的單晶半導(dǎo)體層熱處理，在非晶半導(dǎo)體膜20多晶化時產(chǎn)生的晶粒用作籽晶。
在邊長為300nm以上的大襯底的整個表面上形成非晶半導(dǎo)體膜時，在非晶半導(dǎo)體膜的整個表面上壓接單晶半導(dǎo)體是困難的。按該實施例，條形單晶半導(dǎo)體層11只能沿襯底1的一邊壓接而沒有必要在襯底1的整個表面上壓接單晶半導(dǎo)體層。
實施例6將參看圖7A和7B說明本發(fā)明的第6實施例。圖7A是從襯底1的表面看的襯底1的平面圖，在襯底表面上形成有用于多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20。圖7B是沿圖7A的7B-7B′線的剖視圖。
該例中，圖7A和7B所示的矩形襯底1上，用實施例1所述方法淀積非晶半導(dǎo)體，形成非晶半導(dǎo)體膜20。同樣地，在另一襯底12的表面上形成多晶半導(dǎo)體層13，其構(gòu)成材料與非晶半導(dǎo)體層20的材料相同。襯底1和12相互面對著放置，沿著襯底1的一邊在條形部分3′處非晶半導(dǎo)體膜20與多晶半導(dǎo)體層13相互復(fù)蓋，多晶半導(dǎo)體膜層13壓接在非晶半導(dǎo)體膜20上。非晶半導(dǎo)體膜20從其部分3′處開始多晶化，并與多晶半導(dǎo)體層13相互壓接。
襯底1的熱處理方法，所用熱處理設(shè)備和加熱光源及其特性與實施例1所述相同。這里省去了詳細(xì)說明。而且，形成非晶半導(dǎo)體膜20或多晶半導(dǎo)體膜13的方法是半導(dǎo)體層技術(shù)中的已知技術(shù)。這里省去了對它的詳細(xì)說明。
該實施例中，對襯底1沿7B′邊到7B邊加熱。如圖7A和7B所示。按該熱處理，位于條形部分的7B邊上的非晶半導(dǎo)體膜20的部分3被多晶化，然后，用該多晶化的半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體器件。
因此，該實施例中，用作籽晶的多晶化半導(dǎo)體層13形成在要多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20的外邊。然后，熱處理壓接在非晶半導(dǎo)體膜20的多晶半導(dǎo)體層13，所生成的晶粒在非晶半導(dǎo)體膜20多晶化時用作籽晶。按該實施例，像實施例5中那樣，壓接單晶半導(dǎo)體層只是沿著襯底1的一邊壓接多晶半導(dǎo)體層13，而沒有必要在襯底1的整個表面上壓接多晶半導(dǎo)體層13。
實施例7將參看圖8A和8B說明本發(fā)明的第7實施例。圖8A是從襯底1的表面看的襯底1的平面圖，襯底1上形成有用于多晶化的非晶半導(dǎo)體膜20。圖8B是沿圖8A中的8B-8B′線的剖視圖。
該例中，圖8A和8B所示矩形襯底1上用實施例1所述方法淀積非晶半導(dǎo)體，以形成非晶半導(dǎo)體膜20。然后，用激元激光沿襯底1的一邊輻射非晶半導(dǎo)體膜20的條形部分14，以形成條形多晶部分14。換句話說，用激元激光輻射使部分14多晶化。
襯底1的熱處理方法，所用熱處理設(shè)備和加熱光源及其特性與實施例1所述相同。這里省去詳細(xì)說明。
該實施例中，從8B′邊至8B邊給襯底1加熱，如圖8A和8B所示。用該熱處理，位于條形部分14的8B邊上的非晶半導(dǎo)體膜20的部分3被多晶化，然后用該多晶化的半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體器件。
用激元激光輻射而使非晶半導(dǎo)體膜選擇地多晶化的技術(shù)前面已說明過了，是屬于現(xiàn)有技術(shù)。
然而，在同一襯底上構(gòu)成一組圖象顯示元件和外圍驅(qū)動電路時，必須制造具有溝道寬度為100nm以上的大規(guī)模晶體管。此時，即使從作為中心的用激光輻射過的部分開始選擇性晶體生長，用常規(guī)技術(shù)的一個晶粒也很難形成全部大規(guī)模晶體管。而且，正如實施例1中已說明過的，由于用激元激光輻射過的部分迅速冷卻和輻射區(qū)窄也會產(chǎn)生問題。
另一方面，按該實施例的方法，用激元激光沿襯底1一邊選擇輻射條形部分14，以形成多晶化的半導(dǎo)體部分14。只有用作籽晶的多晶半導(dǎo)體部分14用激元激光輻射。襯底的整個表面不要求用激元激光輻射。因此，按該實施例的多晶化處理中克服了常規(guī)技術(shù)的缺點，如晶粒尺寸小，晶體管的器件特性變化等。
因此，用上述各實施例所述的非晶半導(dǎo)體膜的多晶化，可以控制晶粒生長方向，并使其生長方向一致。因此，用多晶半導(dǎo)體膜的襯底，使TFT的制造變得容易，因而，使晶體管導(dǎo)電方向與晶粒生長方向彼此平行。使晶體管溝道區(qū)中存在的晶界引起的晶體管的器件特性損壞減至最小。
按本發(fā)明，移動非晶半導(dǎo)體膜的被加熱區(qū)使襯底上形成的非晶半導(dǎo)體膜局部加熱。而且，晶粒能按被加熱部分的移動方向生長，用鄰近被加熱部分的已加熱并多晶化的半導(dǎo)體部分作為籽晶。結(jié)果，能獲得好的多晶半導(dǎo)體膜。而且，用條形加熱光源，易使襯底上的非晶半導(dǎo)體膜多晶化。
用燈或連續(xù)波激光作加熱光源熔化薄膜能使非晶半導(dǎo)體膜多晶化。這降低晶界處阻擋載流子電子移動的勢壘高度，可用被加熱部分的移動速度控制已加熱過的部分的冷卻速度。而且，適當(dāng)控制被加熱部分的移動速度，可使熔融的半導(dǎo)體膜的冷卻變慢，使每個晶粒生長的尺寸達(dá)到幾微米以上，因此，獲得具有小晶界密度的多晶半導(dǎo)體膜。由于是用連續(xù)光輻射，輻射到半導(dǎo)體表面并被它吸收的熱量不隨輻射區(qū)的移動而改變。因此，同一襯底表面上構(gòu)成的TFT的器件特性的變化最小。
非晶半導(dǎo)體膜可以用至少一種金屬元素?fù)诫s、摻雜雜質(zhì)選自Ni，Cu，Pd，Pt，Co，F(xiàn)e，Ag，Au，In和Sn，然后，加熱使其多晶化。用該摻雜，摻了金屬的摻雜晶體起到促進(jìn)晶體生長的作用。因此，金屬雜質(zhì)濃度高的部分作用晶體生長起點。晶體易于以摻雜部分朝外生長。結(jié)果，可在襯底的整個表面上獲得晶體生長方向一致的多晶半導(dǎo)體膜。由于高濃度部分從襯底上晶體生長的起始點移開，要制造半導(dǎo)體膜器件的部分中的金屬雜質(zhì)濃度可以降到實際允許的水平。
用從第V族元素中選出的至少一種元素，如磷作為雜質(zhì)元素，給非晶半導(dǎo)體膜摻雜，然后，熱處理使其多晶化。用該摻雜，非晶半導(dǎo)體膜的摻雜部分易于多晶化。因而，該摻雜部分可用作晶體生長的籽晶。由于V族元素僅僅是為了促使籽晶產(chǎn)生，雜質(zhì)不擴散到要制造半導(dǎo)體器件的部分中去。
沿襯底的一邊在襯底底層上形成分段部分，然后，加熱非晶半導(dǎo)體膜使其多晶化。用該分段部分的形成，可在分段部分促進(jìn)多晶化。由于分段部分處產(chǎn)生的多晶只用作籽晶，不必在襯底全部表面上形成分段部分。
可沿襯底的一邊壓接條形單晶層或多晶層。這種情況下，作為籽晶的半導(dǎo)體層形成在待多晶化的非晶半導(dǎo)體膜的外邊。不必在襯底的全部表面上壓接單晶半導(dǎo)體層或多晶半導(dǎo)體層，但可以只在非晶半導(dǎo)體膜的一部分上選擇地形成籽晶。
可沿襯底的一邊用激元激光輻射非晶半導(dǎo)體膜，以形成在多晶化時作為籽晶的多晶半導(dǎo)體部分。由于這樣形成的多晶半導(dǎo)體部分只用作籽晶，因此，不必像用激元激光輻射的常規(guī)多晶化處理那樣，用激光輻射非晶半導(dǎo)體膜的全部表面。而且可以防止如晶粒的小尺寸和晶體管的器件特性變化這樣的問題。
輻射能量密度可以在非晶半導(dǎo)體膜不熔化的范圍內(nèi)，在非晶半導(dǎo)體熔化但多晶半導(dǎo)體不熔化的范圍內(nèi)。按此規(guī)定，能實現(xiàn)高效率和高質(zhì)量的多晶化。
襯底或加熱源的移動速度確定被加熱部分的移動速度，規(guī)定襯底或加熱源的移動速度等于或小于被加熱部分的寬度除以從開始加熱到非晶半導(dǎo)體熔化所需時間得出的商。按此規(guī)定，也能實現(xiàn)高效率和高質(zhì)量的多晶化。
用等離子CVD設(shè)備，低壓CVD設(shè)備或濺射設(shè)備中的任何一種設(shè)備，能容易地形成非晶半導(dǎo)體膜。規(guī)定非晶半導(dǎo)體膜的厚度范圍為30-150nm，能實現(xiàn)良好的多晶化。
因此，用按本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法和/或設(shè)備，用非晶半導(dǎo)體多晶化，能提供表面上形成有質(zhì)量優(yōu)良的多晶半導(dǎo)體膜的襯底。用上述襯底，例如，制造具有作為非線性器件的TFT的有源矩陣型液晶圖像顯示器，可在同一襯底表面上制造出具有圖像顯示特性一致的驅(qū)動器-單片液晶圖像顯示器。這種驅(qū)動器-單片型裝置大大降低了造價。
適合于按本發(fā)明的包括被加熱部分移動的多晶化處理的半導(dǎo)體材料并不限于以上為了說明本發(fā)明而作為例子的硅。
在不脫離本發(fā)明的范圍和發(fā)明思想的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會作出各種改變或改型，這些均包括在本申請所附權(quán)利要求書要求保護(hù)的范圍內(nèi)，權(quán)利要求應(yīng)作廣義解釋。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括步驟在有絕緣表面的襯底上淀積非晶半導(dǎo)體膜，使非晶半導(dǎo)體膜多晶化，其特征是，使非晶半體膜多晶化的步驟包括步驟用加熱裝置局部加熱在其表面上形成有非晶半導(dǎo)體膜的襯底的預(yù)定被加熱部分；移動加熱裝置和襯底中的至少一個，使預(yù)定的被加熱部分沿襯底表面移動。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，發(fā)射加熱光射線以輻射條形輻射區(qū)用的加熱光源，用作加熱裝置的加熱源，非晶半導(dǎo)體膜的多晶化步驟中，加熱裝置和襯底中的至少一個移動，使襯底按橫跨輻射區(qū)的方向移動，而在襯底的至少一邊上用加熱光射線輻射襯底。
3.按權(quán)利要求2的方法，其特征是加熱光源至少是一個燈。
4.按權(quán)利要求2的方法，其特征是加熱光源至少是一個連續(xù)波激光器。
5.按權(quán)利要求2的方法，其特征是，加熱光射線的輻射能量密度規(guī)定在非晶半導(dǎo)體膜不熔化的范圍內(nèi)。
6.按權(quán)利要求2的方法，其特征是，加熱光射線的輻射能量密度規(guī)定在非晶半導(dǎo)體膜熔化但多晶半導(dǎo)體膜不熔化的范圍內(nèi)。
7.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，襯底是矩形的，方法還包括在非晶半導(dǎo)體膜中形成條形摻雜部分的步驟，沿襯底一邊并與襯底平行的方向，摻入至少一種雜質(zhì)元素，摻雜的雜質(zhì)元素是從Ni，Cu，Pd，Pt，Co，F(xiàn)e，Ag，Au，In和Sn組成的元素組中選出的至少一種元素，在非晶半導(dǎo)體膜淀積步驟之后，在非晶半導(dǎo)體膜多晶化步驟之前，從摻雜部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
8.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，襯底是矩形的，方法還包括在非晶半導(dǎo)體膜中形成條形摻雜部分的步驟，沿襯底一邊并與襯底平行的方向摻入至少一種雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素選自第V族元素，非晶半導(dǎo)體膜的淀積步驟之后，和非晶半導(dǎo)體膜的多晶化步驟之前，從摻雜部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
9.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，襯底是矩形的，方法還包括形成分段部分的步驟，分段部分高度為100nm以上，在非晶半導(dǎo)體膜的淀積步驟之前，沿襯底一邊并與襯底平行的方向，在襯底表面上形成分段部分，還在整個分段部分上淀積非晶半導(dǎo)體膜，從分段部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
10.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，襯底是矩形的，方法還包括形成條形壓接部分的步驟，在非晶半導(dǎo)體膜淀積步驟之后，和非晶半導(dǎo)體膜多晶化步驟之前，沿襯底一邊并與襯底平行的方向，在非晶半導(dǎo)體膜上壓接一層用其相同材料制成的單晶半導(dǎo)體層，并從條形壓接部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
11.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，襯底是矩形的，方法還包括形成條形壓接部分的步驟，在非晶半導(dǎo)體膜淀積步驟之后，并在非晶半導(dǎo)體膜多晶化步驟之前，給非晶半導(dǎo)體膜壓接用其相同材料制成的多晶半導(dǎo)體層，使多晶半導(dǎo)體膜沿襯底一邊并與襯底平行方向復(fù)蓋非晶半導(dǎo)體層，從條形壓接部分開始非晶半導(dǎo)體的多晶化。
12.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，襯底是矩形，方法還包括在非晶半導(dǎo)體膜上形成條形多晶化部分的步驟，在非晶半導(dǎo)體膜的淀積步驟之后，和在非晶半導(dǎo)體膜多晶化步驟之前，沿襯底一邊并與襯底平行的方向，用激元激光輻射非晶半導(dǎo)體膜的預(yù)定條形部分，從已多晶化的條形部分開始非晶半導(dǎo)體膜的多晶化。
13.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，規(guī)定被加熱部分的移動速度等于或小于被加熱部分的寬度除以從開始加熱到非晶半導(dǎo)體熔化所需時間得到的商值。
14.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，用選自由等離子CVD設(shè)備，低壓CVD設(shè)備和濺射設(shè)備構(gòu)成的設(shè)備組中選出的設(shè)備淀積非晶半導(dǎo)體膜。
15.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，規(guī)定非晶半導(dǎo)體膜的厚度范圍在30nm至150nm中。
16.制造半導(dǎo)體裝置用的設(shè)備，包括加熱裝置，有至少一個加熱光源，發(fā)射加熱光射線、用于輻射條形輻射區(qū)，給預(yù)定的條形被加熱部分加熱;和移動裝置，移動襯底和加熱裝置中的至少一個，使被加熱部分沿著其上形成有非晶半導(dǎo)體膜的襯底表面移動，使襯底按橫跨輻射區(qū)的方向相對移動，而沿襯底的至少一邊用加熱光射線輻射襯底，其特征是對襯底進(jìn)行熱處理，使非晶半導(dǎo)體膜多晶化。
全文摘要
具有絕緣表面的襯底中，其絕緣表面上淀積非晶半導(dǎo)體膜，用發(fā)射加熱光射線的熱源局部加熱非晶半導(dǎo)體膜中的預(yù)定被加熱部分，移動熱源或襯底使被加部分移動加熱。因而，非晶半導(dǎo)體膜被順序處理和多晶化。用加熱光射線輻射用鄰近被加熱部分的已經(jīng)多晶化部分作為籽晶進(jìn)行順序多晶化處理。因此可按被加熱部分的移動方向控制晶粒生長方向一致。
文檔編號C30B13/00GK1111816SQ9510450
公開日1995年11月15日 申請日期1995年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月28日
發(fā)明者船井尚, 牧田直樹, 高山徹 申請人:夏普公司, 株式會社半導(dǎo)體能源研究所