[發明專利]半導體器件的制造方法

無效

• 申請號: 01124308.2
• 申請日: 2001-05-31
• 公開（公告）號: CN1327262A
• 公開（公告）日: 2001-12-19
• 發明（設計）人: G·達拉姆;帕爾;野本和正;町田曉夫;中越美彌子;碓井節夫
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;G02F1/136
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 段承恩

本發明涉及一種半導體器件的制造方法，該方法包括用能量束激活摻在半導體層中的雜質的步驟。具體來說，本發明涉及優選用于在低耐熱襯底上生產頂柵薄膜晶體管(TFT)的半導體器件的一種制造方法。

近年來，在玻璃襯底上形成的多晶硅(Si)TFT用于液晶顯示器的像素和激勵器中作為開關器件，還開發作為半導體儲存器件。在如TFT等的半導體器件中，襯底必須輕，抗震，并且有韌性，使得其受到一定的應力時不會損壞。因此，現有技術中已用玻璃襯底。硅襯底或類似物作為襯底。玻璃襯底有低耐熱性(耐熱溫度是400℃)。因此，在半導體層等上進行熱處理是通過用能量束如激光，紅外線燈等進行局部加熱從而使襯底保持較低溫度進行的。

近來，由于塑料襯底和上述襯底相比更輕，更抗震而被應用。但是，由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或類似物制成的塑料襯底的耐熱溫度是約200℃或低于200℃，這低于玻璃襯底的耐熱溫度。

因此，必須在200℃或更低溫度下進行所有的生產步驟來制造使用塑料襯底的半導體器件。具體來說，不僅要在200℃或更低溫度下進行為了使雜質激活或用于結晶的熱處理，而且更在200℃或更低溫度下制作用于柵極絕緣膜，中間層絕緣膜等的薄膜如二氧化硅(SiO₂)膜，這些通常是在高于200℃的溫度下進行的。

但是，通常不可能在200℃或更低溫度下激活摻在半導體層中的雜質。另外，如果在200℃或更低溫度下形成SiO₂膜，就會在得到的SiO₂膜中及得到的SiO₂膜和半導體層的界面中存在大量缺陷。形成SiO₂膜后通過進行熱處理來消除缺陷的方法不能用在塑料襯底上，因為該方法需要在至少400℃或更高的溫度條件下進行。

另外，即使通過能量束對器件表面進行局部加熱能夠完成上述熱處理，也會由于能量束突然進行的高溫加熱而使絕緣層及其下面的層面中的溫度突然升高。結果，耐熱性非常低的塑料襯底有時會被輻射光束的熱所損壞。

發明概述

本發明設計為能克服上述問題。本發明的目的是提供一種半導體器件的制造方法，用該方法能夠在低耐熱襯底上制造有優良性能的半導體器件。

本發明的半導體器件的制造方法包括如下步驟：在襯底上形成一個半導體層；選擇性地在半導體層上形成一個金屬層，并在半導體層和金屬層之間有一個絕緣層；選擇性地用金屬層作為掩膜將雜質摻入半導體層；形成一個能量吸收層以覆蓋絕緣層和金屬層；從能量吸收層一側輻射能量束來激活摻在半導體層中的雜質。

在本發明的半導體器件的制造方法中，輻射的能量束一旦吸收進能量吸收層，就會穿過能量吸收層，間接加熱金屬層，絕緣層及其下面的半導體層而不會損壞由塑料或類似物制成的低耐熱襯底。這樣，就能激活半導體層中的雜質并消除絕緣層中的缺陷。

通過下面的描述能更完全地顯示出本發明的其它的和更深的目的，特點及優點。

圖1是示出本發明第一個實施方案的TFT結構的橫截面圖。

圖2是用于描述圖1所示的TFT的制造步驟的橫截面圖。

圖3是用于描述圖2所示的步驟的后續制造步驟的橫截面圖。

圖4是用于描述圖3所示的步驟的后續制造步驟的橫截面圖。

圖5是用于描述圖4所示的步驟的后續制造步驟的橫截面圖。

圖6是示出本發明第二個實施方案的TFT結構的橫截面圖。

圖7是用于描述圖6所示的TFT的制造步驟的橫截面圖。

圖8是用于描述圖7所示的步驟的后續制造步驟的橫截面圖。

圖9是用于描述圖8所示的步驟的后續制造步驟的橫截面圖。

下面將參照附圖對本發明的實施方案進行詳細描述。[第一個實施方案]

圖1示出本發明第一個實施方案的頂柵TFT的橫截面結構。在TFT中，例如包括溝道區13a，源區13b和漏區13c的多晶硅(Si)層13提供在襯底10上，二者之間有一個緩沖層11。源區13b和漏區13c形成時相互隔開，而都與溝道區13a鄰接。在溝道區13a上形成柵電極15，二者之間有一個絕緣層14。源電極17和源區13b電連接，漏電極18和漏區13c電連接。

下面參照圖1-5描述TFT的制造方法。

首先，如圖2所示，在襯底10的耐熱溫度或更低溫度下在襯底10上形成緩沖層11。緩沖層11的作用是由絕熱效應保護如耐熱溫度是約200℃或更低的襯底10不受熱損傷。