[發明專利]半導體裝置、帶有單晶半導體薄膜的基板和它們的制造方法

有效

• 申請號: 200880115929.1
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN101855703A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 高藤裕;福島康守;多田憲史;中川和男;松本晉;富安一秀
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/265;H01L21/336;H01L27/12;H01L29/786
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

1.一種半導體裝置的制造方法，其為在絕緣基板上具備包含單晶半導體薄膜的多個單晶半導體元件的半導體裝置的制造方法，該半導體裝置的制造方法的特征在于，包括：

第一熱處理工序，以不足650℃對該單晶半導體薄膜進行熱處理，該單晶半導體薄膜摻雜有雜質，形成該多個單晶半導體元件的至少一部分，并且與該絕緣基板接合；和

第二熱處理工序，在所述第一熱處理工序之后，以比所述第一熱處理工序的熱處理時間短的時間，在650℃以上對該單晶半導體薄膜進行熱處理。

2.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，還包括：

接合工序，將半導體基板與所述絕緣基板接合，所述半導體基板摻雜有所述雜質，形成有所述多個單晶半導體元件的至少一部分，并且具有剝離層，該剝離層注入有包含氫離子和稀有氣體離子中的至少一方的剝離物質；

半導體基板分離工序，通過熱處理使與所述絕緣基板接合的該半導體基板沿該剝離層解理分離；和

元件分離工序，將被解理分離且與所述絕緣基板接合的該半導體基板薄膜化而形成所述單晶半導體薄膜，并且將各半導體元件間分離，

所述第一熱處理工序，在所述元件分離工序之后，以不足650℃對所述單晶半導體薄膜和所述絕緣基板進行熱處理，

所述第二熱處理工序，在所述第一熱處理工序之后，以比所述第一熱處理工序的熱處理時間短的時間，在650℃以上對所述單晶半導體薄膜和所述絕緣基板進行熱處理。

3.如權利要求1或2所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，還包括：

元件形成工序，在半導體基板上形成所述多個單晶半導體元件的至少一部分；

摻雜工序，向該半導體基板摻雜所述雜質；

活化工序，對摻雜有所述雜質的該半導體基板進行熱處理而使所述雜質活化；

平坦化工序，在所述雜質被活化、并且形成有所述多個單晶半導體元件的至少一部分的該半導體基板的所述多個單晶半導體元件一側的面上形成平坦化層；

剝離層形成工序，通過經由該平坦化層將包含氫離子和稀有氣體離子中的至少一方的剝離物質注入至該半導體基板的規定深度而形成剝離層；

接合工序，將注入有該剝離物質的該半導體基板的該平坦化層與所述絕緣基板接合；

半導體基板分離工序，通過熱處理將與所述絕緣基板接合的該半導體基板沿該剝離層解理分離；和

元件分離工序，將被解理分離且與所述絕緣基板接合的該半導體基板薄膜化而形成所述單晶半導體薄膜，并且將各半導體元件間分離，

所述第一熱處理工序，在該元件分離工序之后，以不足650℃對所述單晶半導體薄膜和所述絕緣基板進行熱處理，

所述第二熱處理工序，在所述第一熱處理工序之后，以比所述第一熱處理工序的熱處理時間短的時間，在650℃以上對所述單晶半導體薄膜和所述絕緣基板進行熱處理。

4.如權利要求1～3中任一項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于：

所述第一熱處理工序進行爐退火。

5.如權利要求1～4中任一項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于：

所述第二熱處理工序進行急速加熱。

6.如權利要求1～5中任一項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于：

還包括：向形成所述單晶半導體薄膜的半導體基板摻雜P型雜質的至少1次的P型雜質摻雜工序；和向該半導體基板摻雜N型雜質的至少1次的N型雜質摻雜工序，

在至少1次的該P型雜質摻雜工序中的至少一個工序中，以比最終需要的雜質濃度大的濃度向該半導體基板摻雜該P型雜質，并且在至少1次的該N型雜質摻雜工序中的至少一個工序中，以比最終需要的雜質濃度小的濃度向該半導體基板摻雜該N型雜質。

7.如權利要求6所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于：

在至少1次的所述P型雜質摻雜工序的所有工序中，以比最終需要的所述雜質濃度大的濃度向所述半導體基板摻雜所述P型雜質，并且在至少1次的所述N型雜質摻雜工序的所有工序中，以比最終需要的所述雜質濃度小的濃度向所述半導體基板摻雜所述N型雜質。

8.如權利要求6或7所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于：

在至少1次的所述P型雜質摻雜工序中的至少一個工序中，以最終需要的所述雜質濃度的5倍以上的濃度向所述半導體基板摻雜所述P型雜質。