[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010206738.5
• 申請日: 2006-09-29
• 公開（公告）號: CN101887918A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秋元健吾;本田達(dá)也;曾根寬人
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/04;H01L21/34;H01L27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅

本申請是申請日為2006年9月29日、申請?zhí)枮?00610141329.5、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體器件及其制造方法”的專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。本發(fā)明特別涉及使用氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件。此外，本發(fā)明還涉及具備該半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。

背景技術(shù)

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(guī)的CRT的顯示器件引人注目。尤其是，安裝有有源矩陣驅(qū)動(dòng)的大型液晶面板的大屏幕液晶電視的開發(fā)對液晶面板的制造者已經(jīng)成為該致力進(jìn)行的重要課題。此外，大屏幕的EL電視的開發(fā)也在展開。

在常規(guī)的液晶器件或場致發(fā)光顯示器件(以下稱作發(fā)光顯示器件或EL顯示器件)中，使用結(jié)晶硅或非晶硅的薄膜晶體管(以下示為TFT)作為驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素的半導(dǎo)體元件。

與使用非晶硅膜的TFT相比使用結(jié)晶硅膜的TFT的遷移率高二位以上(包括二位)，從而當(dāng)用于掃描線驅(qū)動(dòng)電路或信號線驅(qū)動(dòng)電路等時(shí)可以期待高速動(dòng)作，所述掃描線驅(qū)動(dòng)電路用于選擇發(fā)光顯示器件的像素，所述信號線驅(qū)動(dòng)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(dǎo)體膜時(shí)相比，將結(jié)晶硅用作半導(dǎo)體膜時(shí)為了使半導(dǎo)體膜結(jié)晶化而使步驟復(fù)雜化，從而具有一個(gè)難點(diǎn)，即成品率降低而且成本上升。此外，用于該結(jié)晶化的加熱溫度為550℃或更高，不易使用熔點(diǎn)低的樹脂或塑料等的襯底。

另一方面，將非晶硅用作半導(dǎo)體膜的TFT由于不進(jìn)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(dǎo)體膜形成溝道形成區(qū)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(dāng)將非晶硅膜形成在襯底上時(shí)，一般使用等離子體CVD法。等離子體CVD法當(dāng)?shù)矸e時(shí)需要在高真空下進(jìn)行的加熱，有可能給在塑料襯底或襯底上的有機(jī)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(shí)，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(gòu)成的半導(dǎo)體的材料，近年來，有將氧化鋅等氧化物半導(dǎo)體用于溝道形成區(qū)域來形成TFT的報(bào)告(例如參見專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)1)。由于氧化物半導(dǎo)體具有與由包括非晶硅的半導(dǎo)體構(gòu)成的TFT相同或比它高的遷移率，所以被謀求進(jìn)一步提高其特性。

[專利文獻(xiàn)1]日本專利申請?zhí)亻_2000-150900號

[非專利文獻(xiàn)1]Elvira?M.C.Fortunato以及六名Applied?PhysicsLetters(應(yīng)用物理快報(bào))Vol.85、No.13、P?2541(2004)

發(fā)明內(nèi)容

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

此外，另一方面，為了如液晶電視那樣以更廉價(jià)的工序制造大面積裝置，襯底的面積越來越大。然而，有一個(gè)問題，即因?yàn)橐r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(gè)問題，即扭曲和收縮導(dǎo)致襯底的尺寸的變化，從而光刻步驟的對準(zhǔn)的精度降低。

由此，本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)，該技術(shù)在用于半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體元件的結(jié)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(dǎo)體器件。

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

在本發(fā)明中使用化合物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體，優(yōu)選使用氧化物半導(dǎo)體。作為氧化物半導(dǎo)體，例如使用氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(TiO₂)、InGaO₃(ZnO)₅、氧化鎂鋅(Mg_xZn_1-xO)、氧化鎘鋅(Cd_xZn_1-xO)、氧化鎘(CdO)或In-Ga-Zn-O之類的非晶氧化物半導(dǎo)體(a-IGZO)等。本發(fā)明旨在通過燈光快速退火(LRTA：lamp?rapid?thermal?annealing，或簡單稱作燈加熱)加熱鄰接于化合物半導(dǎo)體的柵極，選擇性地促進(jìn)化合物半導(dǎo)體的結(jié)晶化，以制造使用至少在溝道形成區(qū)域中包括促進(jìn)了該結(jié)晶化的區(qū)域的化合物半導(dǎo)體的TFT。