[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 200910170432.6
• 申請日: 2006-09-29
• 公開（公告）號: CN101651105A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 秋元健吾;本田達也;曾根寬人
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L29/786;H01L29/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王丹昕

本申請是申請日為2006年9月29日、申請號為200610141329.5、 發明名稱為“半導體器件及其制造方法”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種半導體器件及其制造方法。本發明特別涉及使用 氧化物半導體的半導體器件。此外，本發明還涉及具備該半導體器件 的電子設備。

背景技術

以液晶顯示器(LCD)和EL顯示器為典型的平板顯示器(FPD) 作為代替常規的CRT的顯示器件引人注目。尤其是，安裝有有源矩 陣驅動的大型液晶面板的大屏幕液晶電視的開發對液晶面板的制造 者已經成為該致力進行的重要課題。此外，大屏幕的EL電視的開發 也在展開。

在常規的液晶器件或場致發光顯示器件(以下稱作發光顯示器件 或EL顯示器件)中，使用結晶硅或非晶硅的薄膜晶體管(以下示為 TFT)作為驅動每個像素的半導體元件。

與使用非晶硅膜的TFT相比使用結晶硅膜的TFT的遷移率高二 位以上(包括二位)，從而當用于掃描線驅動電路或信號線驅動電路 等時可以期待高速動作，所述掃描線驅動電路用于選擇發光顯示器件 的像素，所述信號線驅動電路用于將視頻信號供給給被選擇了的像 素。然而，與將非晶硅用作半導體膜時相比，將結晶硅用作半導體膜 時為了使半導體膜結晶化而使步驟復雜化，從而具有一個難點，即成 品率降低而且成本上升。此外，用于該結晶化的加熱溫度為550℃或 更高，不易使用熔點低的樹脂或塑料等的襯底。

另一方面，將非晶硅用作半導體膜的TFT由于不進行高溫加熱， 所以可以使用樹脂襯底或塑料襯底，從而可以以低成本制造。然而， 使用非晶硅的半導體膜形成溝道形成區域的TFT的遷移率最大也只 能得到0.2至1.0cm²/V·s左右，而且耗電量也高。

此外，當將非晶硅膜形成在襯底上時，一般使用等離子體CVD 法。等離子體CVD法當淀積時需要在高真空下進行的加熱，有可能 給在塑料襯底或襯底上的有機樹脂膜損傷。此外，除了使用等離子體 CVD法淀積非晶硅膜之外使用濺射法淀積時，也在非晶硅膜淀積了 之后被暴露在空氣中，則有可能在表面上形成很薄的絕緣膜。

作為代替這種由硅構成的半導體的材料，近年來，有將氧化鋅等 氧化物半導體用于溝道形成區域來形成TFT的報告(例如參見專利 文獻1、非專利文獻1)。由于氧化物半導體具有與由包括非晶硅的 半導體構成的TFT相同或比它高的遷移率，所以被謀求進一步提高 其特性。

[專利文獻1]日本專利申請特開2000-150900號

[非專利文獻1]Elvira?M.C.Fortunato以及六名Applied?Physics Letters(應用物理快報)Vol.85、No.13、P?2541(2004)

發明內容

鑒于上述課題，本發明的目的在于提供一種半導體器件和其制造 方法，該半導體器件具有提高了特性的半導體元件。

此外，另一方面，為了如液晶電視那樣以更廉價的工序制造大面 積裝置，襯底的面積越來越大。然而，有一個問題，即因為襯底的大 型化，容易受彎曲和扭曲的影響。此外，在熱處理步驟中襯底被加熱 到高溫度，就有一個問題，即扭曲和收縮導致襯底的尺寸的變化，從 而光刻步驟的對準的精度降低。

由此，本發明的目的在于提供一種技術，該技術在用于半導體器 件的半導體元件的結晶化步驟中即使在單邊超過1米那樣的大型襯 底上也可以以高成品率制造半導體器件。

如上所述，本發明的目的在于提供一種半導體器件及其制造方 法，該半導體器件可以以比以前低成本且高生產率制造，并且具有進 一步提高了特性的半導體元件。