半导体装置及其制造方法

专利名称：半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置及其制造方法。特别地，本发明涉及在薄膜晶体管(以下，在本说明书中简称为“TFT”)等的半导体元件(装置)之上形成层间绝缘膜的方法。
背景技术：
在半导体工艺中，在各种应用中使用绝缘膜。其例子如下用于防止在玻璃衬底中包含的钠等的杂质扩散进入TFT的半导体层中的基底膜、TFT的栅绝缘膜、用于使布线相互绝缘和分开的层间绝缘膜、用于保护表面的钝化膜、存储单元的电容器绝缘膜等。
近年来，为了实现更高的集成度和微型化的半导体集成电路，需要元件或布线的微型化和多层化。层间绝缘膜被设置为使布线相互绝缘。当在层间绝缘膜之上进一步形成布线或电极等时，要求层间绝缘膜的表面具有平坦性。
SOG膜是公知的具有平坦性的绝缘膜(例如，专利文献1日本专利申请公开No.10-242277)。
SOG膜是指通过涂敷之后加热处理(焙烧)用溶剂稀释硅化合物的溶液形成的绝缘膜。SOG膜大致分为两种类型在硅化合物中含有有机成分的有机SOG膜和在硅化合物不含有机成分的无机SOG膜。
作为SOG膜的一例，可以举出包含硅氧烷聚合物的树脂。通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜具有耐热性比通过焙烧不含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜更高的特性。
一般在空气中进行含有硅氧烷聚合物的树脂的涂敷后的焙烧。此时，存在在形成的绝缘膜中产生裂纹的问题。特别是，在绝缘膜的厚度为1μm或更厚的区域，裂纹更容易产生。注意，空气的意思是在室温下(考虑到全球平均气温，约为15℃)包含约78.1％的氮气(体积比)和约20.9％的氧气的气氛。
为了防止裂纹产生，可以考虑将绝缘膜的厚度设置为1μm或更薄以及调整树脂成分等方法。但是，使用这些方法，存在由于绝缘膜的厚度太薄而导致绝缘不良或由于树脂成分的改变而导致涂敷不均的问题。

发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供具有抑制裂纹的产生且即使在较厚的区域也具有良好的绝缘性和平坦性的绝缘膜的半导体装置。本发明的另一目的在于提供加入上述半导体装置的电子装置。注意，在本说明书中，半导体装置是指可通过利用半导体特性而动作的装置。具体而言，作为其例子，可以举出以液晶显示装置或EL显示装置为代表的显示装置。
本发明通过以下手段解决上述问题。换句话说，可以通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气(O2)浓度和1％或更低的水(H2O)浓度的气氛中、在对涂敷后的包含硅氧烷聚合物的树脂进行焙烧时、进行热处理，形成抑制裂纹产生的绝缘膜。优选在具有1％或更低(更优选为0.1％或更低)的氧气浓度和0.1％或更低的水浓度的气氛中进行该热处理，由此得到更显著的效果。
对于热处理气氛中的氧气浓度和水浓度对绝缘膜的形成的影响，可以考虑如下。
在通过加热处理包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜中，包含诸如烷基、芳基或烯基的有机基团。有机基团与热处理气氛中的氧气或水反应，并部分地变成诸如CO2或H2O的气体并脱离。结果，可以想到绝缘膜的体积会减少，裂纹容易产生。另外，诸如烷基、芳基或烯基的有机基团有松驰应力的效果。可以认为当有机基团与热处理气氛中的氧气或水反应时，应力松驰的效果降低，因此，裂纹容易产生。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的一个方面包括以下步骤形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；和通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成绝缘膜。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的另一个方面包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在基底膜之上形成包含具有源区、漏区和沟道形成区的半导体层，栅绝缘膜和栅电极的TFT；在栅绝缘膜和栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在第一层间绝缘膜之上形成通过第一接触孔与源区或漏区连接的布线；在第一层间绝缘膜和布线之上形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成第二层间绝缘膜；在第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；和在第二层间绝缘膜之上形成通过第二接触孔与布线连接的电极。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的再一个方面包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在基底膜之上形成非晶态半导体膜；通过使非晶态半导体膜结晶化，形成结晶性半导体膜；通过对结晶性半导体膜进行构图，形成半导体层；在半导体层之上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜之上形成栅电极；通过使用栅电极作为掩模对半导体层进行掺杂，形成第一杂质区和第二杂质区；在栅绝缘膜和栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在第一层间绝缘膜之上形成通过第一接触孔与第一杂质区连接的布线；在第一层间绝缘膜和布线之上形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成第二层间绝缘膜；在第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；和在第二层间绝缘膜之上形成通过第二接触孔与布线电接连的电极。
在通过加热处理包含硅氧烷聚合物的树脂形成绝缘膜后的步骤中，可以伴随热处理。在本发明中，在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，进行加热处理包含硅氧烷的树脂形成绝缘膜后热处理。因此，即使在形成绝缘膜后也可以防止裂纹产生。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的又一个方面包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在基底膜之上形成包含具有源区、漏区和沟道形成区的半导体层，栅绝缘膜和栅电极的TFT；在栅绝缘膜和栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在第一层间绝缘膜之上形成通过第一接触孔与源区或漏区连接的布线；在第一层间绝缘膜和布线之上形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成第二层间绝缘膜；在第二层间绝缘中形成第二接触孔；在第二层间绝缘膜之上形成通过第二接触孔与布线接连的电极；和在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的另一个方面包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在基底膜之上形成包含具有源区、漏区和沟道形成区的半导体层，栅绝缘膜和栅电极的TFT；在栅绝缘膜和栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在第一层间绝缘膜之上形成通过第一接触孔与源区或漏区连接的布线；在第一层间绝缘膜和布线之上形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成第二层间绝缘膜；在第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；在第二层间绝缘膜之上形成通过第二接触孔与布线接连的第一电极；在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理；形成覆盖第一电极的一部分的绝缘膜；在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理；形成覆盖第一电极的没有被绝缘膜覆盖的区域的电致发光层；在电致发光层之上形成第二电极。
在本发明的上述特征中，从绝缘衬底到布线或第一层间绝缘膜的上表面的厚度的最厚部分和最薄部分之间的差是300nm或更大。
在根据本发明的上述特征的第二层间绝缘膜中，最厚部分具有1.0μm或更大的厚度。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的另一个方面包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在基底膜之上形成非晶态半导体膜；通过使非晶态半导体膜结晶化，形成结晶性半导体膜；通过对结晶性半导体膜进行构图，形成半导体层；在半导体层之上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜之上形成栅电极；通过使用栅电极作为掩模对半导体层进行掺杂，形成第一杂质区和第二杂质区；在栅绝缘膜和栅电极之上形成无机绝缘材料的膜；在由无机绝缘材料形成的膜之上形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成绝缘膜；在由无机绝缘材料形成的膜和绝缘膜中形成接触孔；和在由无机绝缘材料形成的膜和绝缘膜之上形成通过接触孔与第一杂质区接连的布线。
在本说明书中公开的关于半导体装置的制造方法的本发明的另一个方面包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在基底膜之上形成非晶态半导体膜；通过使非晶态半导体膜结晶化，形成结晶性半导体膜；通过对结晶性半导体膜进行构图，形成半导体层；在半导体层之上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜之上形成栅电极；通过使用栅电极作为掩模对半导体层进行掺杂，形成第一杂质区和第二杂质区；在栅绝缘膜和栅电极之上形成无机绝缘材料的膜；在由无机绝缘材料形成的膜之上形成(或涂敷)包含硅氧烷聚合物的树脂；通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对树脂进行加热处理，形成绝缘膜；在由无机绝缘材料形成的膜和绝缘膜中形成接触孔；在由无机绝缘材料形成的膜和绝缘膜之上形成通过接触孔与第一杂质区接连的布线；和形成与布线的一部分交叠的电极。
在本发明的上述特征中，包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
在本发明的上述特征中，不活泼气体包含氮气(N2)。
根据本发明，可以形成可抑制裂纹产生并且即使在较厚的区域也具有良好的绝缘性和平坦性的绝缘膜。优选地，在具有1％或更低(更优选0.1％或更低)的氧气浓度和0.1％或更低的水浓度的气氛中，实施热处理，由此得到更显著的效果。
根据本发明，即使在形成抑制裂纹产生的绝缘膜后进行热处理，也可以防止该绝缘膜中的裂纹产生。结果，可以以低成本和高产量制造具有上述绝缘膜的半导体装置。


图1A～1D表示本发明的半导体装置的制造方法(实施方式1)。
图2A和图2B表示本发明的半导体装置的制造方法(实施方式1)。
图3表示根据本发明制造的半导体装置(实施方式2)。
图4表示根据本发明制造的半导体装置(实施方式4)。
图5表示根据本发明制造的半导体装置(实施方式4)。
图6表示根据本发明制造的半导体装置(实施方式3)。
图7表示根据本发明制造的半导体装置(实施方式3)。
图8A～8D表示本发明的半导体装置的制造方法(实施方式6)。
图9A和图9B表示本发明的半导体装置的制造方法(实施方式6)。
图10A～10C表示本发明的半导体装置的制造方法(实施方式6)。
图11A～11C表示本发明的半导体装置的制造方法(实施方式6)。
图12A和图12B表示使用根据本发明制造的半导体装置的电子装置(实施方式8)。
图13A～13G表示使用根据本发明制造的半导体装置的电子装置(实施方式8)。
图14A和图14B表示发光元件的结构(实施方式5)。
图15A和图15B表示本发明的半导体装置(实施方式7)。
具体实施例方式
以下，参照

本发明的最佳实施方式。但是，本发明不限于以下说明。本领域技术人员容易理解，在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以对本发明的方式和细节进行各种变更。因此，不能将本发明解释为限于以下实施方式的说明。注意，在以下说明的本发明的结构中，对于在不同附图之间的相同部分或具有相似功能的部分，使用相同的附图标记，并省略对其进行重复说明。
(实施方式1)在本实施方式中，参照图1A～2B解释使用包含硅氧烷聚合物的树脂形成绝缘膜的步骤。
首先，如图1A所示，在绝缘衬底101之上形成基底膜102。绝缘衬底101可以为例如钡-硼硅酸盐玻璃或铝-硼硅酸盐玻璃等的玻璃衬底、石英衬底或陶瓷衬底等。虽然由诸如塑料的具有挠性的合成树脂制成的衬底一般与上述衬底相比具有较低的耐热性，但只要可以耐受制造步骤中的处理温度，就可以被用作绝缘衬底101。可以通过CMP方法对绝缘衬底101的表面进行抛光，以使其平坦化。
可以通过以等离子CVD方法或低压CVD方法为代表的CVD方法或溅射方法等公知的方法形成基底膜102。基底膜可以具有使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧化氮化硅膜和氮化氧化硅膜的任一种的单层结构，或者可以具有将它们适当层叠的结构。在本说明书中，氧化氮化硅是指氧的成分比比氮高的物质，且也可以被称为包含氮的氧化硅。另外，在本说明书中，氮化氧化硅是指氮的成分比比氧高的物质，且也可以被称为包含氧的氮化硅。在本实施方式中，层叠厚度为50nm的氮化氧化硅膜和厚度为100nm的氧化氮化硅膜，作为基底膜。
然后，在基底膜102之上，形成半导体膜103。半导体膜103可以为非晶态半导体膜。它也可以为微结晶性半导体膜或结晶性半导体膜。对于半导体膜的材料没有限制，但优选使用硅或锗化硅(SiGe)。在本实施方式中，非晶态硅膜被形成为具有54nm的厚度。注意，可以在形成半导体膜后，进行去除在半导体膜中包含的氢的步骤。具体地，可以在500℃的温度下将半导体膜加热一个小时。
当以不使基底膜102和半导体膜103之间的界面暴露在空气中的方式形成基底膜102和半导体膜103时，可以防止界面受到污染，并可以减少被制造的TFT的特性的变化。在本实施方式中，以不暴露在空气中的方式通过等离子CVD方法连续形成基底膜102和半导体膜103。
然后，使用公知的方法(激光结晶法、热结晶法或使用镍等的促进结晶的元素的热结晶法等)使半导体膜103结晶，以形成结晶性半导体膜104。这里，在结晶后，可以用硼(B)等的给予p型导电性的杂质对结晶性半导体膜104进行全面掺杂，以在TFT的形成沟道形成区域的区域上进行沟道掺杂，由此控制TFT的阈值电压。
然后，在对结晶性半导体膜104进行构图后，如图1B所示形成栅绝缘膜105。栅绝缘膜105可以具有使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧化氮化硅膜和氮化氧化硅膜中的任一个的单层结构，或者可以具有将它们适当层叠的结构。在本实施方式中，通过层叠形成栅绝缘膜，以使其具有110nm的厚度。
然后，如图1C所示在栅绝缘膜105之上形成栅电极106。栅电极106可以由诸如Al、Mo或W的金属形成，并可具有该金属的单层结构或其叠层结构。作为替代方案，可以使用多晶硅膜作为栅电极106。在本实施方式中，层叠厚度为30nm的氮化钽(TaN)膜和厚度为370nm的钨(W)膜。此时，优选将TaN膜形成为比W膜宽0.5μm～1.5μm。
然后，用栅电极106作为掩模，用硼(B)等的给予p型导电性的杂质对结晶性半导体膜104进行掺杂。在该步骤中，可以以自整合的方式形成TFT的源区和漏区。在本实施方式中，用公知的掺杂方法在沟道形成区和源区与漏区之间形成低浓度杂质区(LDD区)。但是，也可以不对其进行设置。
在掺杂后，可以进行热处理、强光照射或激光照射，以激活添加到杂质区中的杂质元素。除了激活杂质元素外，这样做还可以回复对于栅绝缘膜105和栅绝缘膜105与半导体层之间的界面的等离子损伤。
然后，如图1D所示在栅绝缘膜105和栅电极106之上形成第一层间绝缘膜107。在本实施方式中，层叠厚度为100nm的氮化氧化硅膜和厚度为900nm的氧化氮化硅膜。
在形成第一层间绝缘膜107后，优选通过在氮气气氛中在300℃～550℃(更优选为400℃～500℃)进行热处理1～12小时，实施氢化被构图的结晶性半导体膜104(半导体层)的步骤。在本步骤中，可以通过在第一层间绝缘膜107中包含的氢消除半导体层中的悬挂键。在本实施方式中，在410℃进行热处理一个小时。
然后，如图2A所示，在第一层间绝缘膜107中形成接触孔，以使其到达TFT的源区和漏区。接触孔可以为锥形孔。
形成布线108(电极)，以使其覆盖接触孔。布线108用作源极或漏极。通过使用Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr或Ba等的金属、其合金或其金属氮化物，形成布线108。另外，它可以具有其层叠的结构。在本实施方式中，形成厚度为100nm的钛(Ti)膜、厚度为700nm的铝硅合金(Al-Si)膜和厚度为200nm的钛(Ti)膜，并将其构图为希望的形状。
如图2B所示，在第一层间绝缘膜107和布线108之上，形成第二层间绝缘膜109。使用通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜作为第二层间绝缘膜109。在本实施方式中，说明的是具有通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜的单层结构的第二层间绝缘膜，但是，第二层间绝缘膜可以具有包含通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜作为最上层的叠层结构。硅氧烷聚合物优选包含苯基。
作为通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜，使用这样一种涂敷膜，该涂敷膜使用具有由硅(Si)和氧(O)的键合构成的骨架并包含至少包含氢的有机基团(例如，烷基或芳香族碳氢化合物)作为置换基或包含氟基作为置换基的材料。焙烧后的膜也可被称为包含烷基的氧化硅(SiOx)膜。包含烷基的氧化硅(SiOx)膜具有较高的光透过性并可以耐受300℃或更高的热处理。另外，也可以适当地对氧化硅膜、氮化硅膜、氧化氮化硅膜或氮化氧化硅膜等进行组合。在本实施方式中，通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜被形成为具有1.3μm的厚度。
这里，解释通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂形成绝缘膜的方法。首先，在用纯水清洗后，进行稀释剂预湿处理，以改善可湿性。然后，从涂敷装置在衬底之上涂敷包含在溶剂中溶解具有硅(Si)和氧(O)的键的低分子成分(前驱体)的绝缘材料的组合物。在本实施方式中，涂敷的是包含20％～40％的硅氧烷聚合物并使用3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇作为溶剂的树脂。然后，可以通过对组合物和衬底一起加热以促进溶剂的挥发(蒸发)和低分子成分的交联反应，得到绝缘膜。然后，去除具有涂敷膜的衬底端面的周边上的涂敷膜。注意，通过控制旋转转数、旋转时间和作为涂敷材料液的包含绝缘材料的组合物的浓度和粘度，对膜厚进行控制。在本实施方式中，涂敷条件是，在吐出40ml的组合物后，以1000rpm的转数旋转17秒。然后，在涂敷树脂后实施热处理，以形成绝缘膜。在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，实施热处理。优选地，氧气浓度是1％或更低(更优选为0.1％或更低)，水浓度为0.1％或更低。通过如本发明那样控制热处理气氛中的氧气和水的浓度，可以防止由于热处理气氛中包含的氧气和水与在绝缘膜中包含的有机基团的反应，导致的绝缘膜的体积的减少或有机基团具有的应力松驰效果的减少。因此，可以形成抑制裂纹产生的良好的绝缘膜。在350℃进行热处理一个小时。可以在大气压力或低压下在处理室内进行焙烧。在本实施方式中，第二层间绝缘膜109在最厚的部分具有1.5μm或更厚的厚度，在最薄的部分具有0.4μm的厚度。最厚部分与布线108的接触部分或布线108的周边对应，最薄部分与布线108的上部分对应。
当第二层间绝缘膜109的最厚部分具有1.0μm或更厚的厚度时，通过进行随后的加热处理等，特别容易产生裂纹。因此当如本实施方式的例子中所述那样最厚部分的厚度是1.0μm或更厚时，应用本发明是十分有效的。
在在第二层间绝缘膜109中形成接触孔后，形成第一电极110，以使其通过接触孔与布线108电接触。对于第一电极110，可以使用包含氧化硅的氧化铟锡(以下称为“ITSO”)、氧化锌、氧化锡或氧化铟等。作为替代方案，可以使用2％～20％的氧化锌(ZnO)与氧化铟混合的氧化铟氧化锌合金的透明导电膜。可以使用上述透明导电膜以外的氮化钛膜和钛膜。在这种情况下，在形成透明导电膜后，氮化钛膜或钛膜被形成为具有可透过光的厚度(优选为约5nm～30nm)。在本实施方式中，作为第一电极110形成的ITSO膜具有110nm的厚度。
可以通过CMP方法或用聚乙烯醇的多孔体进行清洗，对第一电极110进行抛光，使得其表面平坦化。并且，可以在通过CMP方法对表面进行抛光后，在第一电极110的表面上进行紫外线照射或氧等离子处理。
在形成第一电极110后，可以实施热处理。该热处理可以增加透明导电膜的透光率。因此，可以制成高度可靠的显示装置。在本实施方式中，在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中进行形成第一电极110后的热处理。因此，在通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的第二层间绝缘膜109中，可以抑制由于形成第一电极110后的热处理导致的裂纹产生。在本实施方式中，在250℃进行形成第一电极110后的热处理一个小时。
在本实施方式中说明了p沟道型TFT的制造步骤。但是，当通过用栅电极作为掩模用给予n型导电性的杂质对结晶性半导体膜104进行掺杂制造n沟道型TFT时，也可以应用本发明。另外，当在同一衬底之上制造p沟道型TFT和n沟道型TFT时，也可以应用本发明。
TFT可以具有形成一个沟道形成区的单栅结构、形成两个沟道形成区的双栅结构或形成三个沟道形成区的三栅结构。周边驱动电路区中的TFT也可以具有单栅结构、双栅结构或三栅结构。
不限于本实施方式中所述的TFT的制造方法，本发明可用于顶栅型(平面型)、底栅型(逆交错(inversely staggered)型)或具有在沟道区之上和之下配置的两个栅极使得栅绝缘膜位于其间的双栅型等。
使用上述步骤，可以制造具有根据本发明制造的通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜的TFT。
(实施方式2)在本实施方式中，说明使用实施方式1中制作的TFT、具有电致发光元件(以下称为“EL元件”)的显示装置(EL显示装置)的制作方法。
在本实施方式中，从第一电极110吸取来自EL元件的光。因此，使用透光膜形成第一电极110。在本实施方式中，如实施方式1那样使用包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)作为第一电极110。
首先，如图3所示，形成绝缘膜111(称为岸构件(bank)、隔壁、障壁或隆起等)，以使其覆盖第一电极110的端部和TFT。
绝缘膜111可以由以下材料形成氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅、氧化铝、氮化铝或氧化氮化铝等的无机绝缘材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物；聚酰亚胺、芳香族聚酰亚胺或聚苯并咪唑等的耐热高分子材料；包含含有硅、氧和氢并通过使用硅氧烷系材料作为起始材料形成的化合物中的包含Si-O-Si键的无机硅氧烷系绝缘材料；或与硅键合的氢被甲基或苯基等的有机基团置换的有机硅氧烷系绝缘材料。它可以用丙烯酸或聚酰亚胺等的光敏或非光敏材料形成。在本实施方式中，用光敏聚酰亚胺形成在平坦区厚度为1.5μm的绝缘膜111。
绝缘膜111优选具有诸如曲率半径连续变化的形状，由此提高在绝缘膜111之上形成的电致发光层112(包含有机化合物的层)和第二电极113的覆盖性。
为了进一步提高可靠性，优选在形成电致发光层112之前进行热处理。优选通过该热处理释放在第一电极110或绝缘膜111中包含或在其上吸附的水分。
一般在氧气气氛中进行该热处理。但是，在本实施方式中，在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，进行该热处理。通过如本发明中那样控制热处理气氛中的氧气和水的浓度，可以防止由于热处理气氛中包含的氧气和水与在绝缘膜中包含的有机基团的反应，导致的绝缘膜的体积的减少或有机基团具有的应力松驰效果的减少。因此，在通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜中，可以抑制由于热处理导致的裂纹产生。在本实施方式中，在300℃进行热处理一个小时。
然后，在第一电极110之上形成电致发光层112。虽然在图3中仅示出一个像素，但是在本实施方式中单独地形成与红(R)、绿(G)和蓝(B)的每一种颜色对应的电致发光层。在本实施方式中，通过使用蒸镀掩模的蒸镀方法，选择性地形成发射红(R)、绿(G)和蓝(B)的光的各材料，以形成电致发光层112。可以通过使用蒸镀掩模的蒸镀方法或液滴吐出法，选择性形成发射红(R)、绿(G)和蓝(B)的光的各材料。液滴吐出法具有可以不使用掩模而单独进行RGB的着色的优点。在本实施方式中，通过蒸镀方法形成发射红(R)、绿(G)和蓝(B)的光的各材料。
注意，在蒸镀电致发光材料前，优选在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，进行热处理，以去除水分等。在本实施方式中，在300℃进行热处理一个小时。
然后，在电致发光层112之上形成用导电膜形成的第二电极113。对于第二电极113，可以使用具有低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金，即MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)。由此，形成包含第一电极110、电致发光层112和第二电极113的发光元件。
在图3中所示的显示装置中，来自发光元件的光透过在绝缘衬底101和第一电极110之间形成的膜，并沿箭头方向从第一电极110射出。
设置覆盖第二电极113的钝化膜是有效的。钝化膜可以具有包含氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅(SiON)、氮化氧化硅(SiNO)、氮化铝(AlN)、氧化氮化铝(AlON)、氮含量比氧含量大的氮化氧化铝(AlNO)、氧化铝、类金刚石碳(DLC)或含氮碳膜(CN)的绝缘膜的单层结构或层叠结构。另外，可以使用具有由硅(Si)和氧(O)的键构成的骨架并包含至少包含氢的有机基团(例如，烷基或芳香族碳氢化合物)作为取代基或包含氟基作为取代基的材料。
在这种情况下，优选使用具有良好的覆盖性的膜作为钝化膜，并且使用碳膜特别是DLC膜是有效的。由于DLC膜可以在从室温到100℃的温度范围形成，因此可以在具有低耐热性的电致发光层112之上容易成膜。DLC膜具有较高的阻挡氧的效果并可以抑制电致发光层112的氧化。因此，可以防止在后面的密封步骤中的电致发光层112的氧化的问题。
然后，用密封剂将具有发光元件的绝缘衬底101固定到密封衬底上，密封发光元件。由于可以通过密封剂防止水分从断面进入，因此可以防止发光元件劣化并可增加显示装置的可靠性。注意，可以用填充剂填充被密封剂包围的区域，或者通过在氮气气氛中进行密封，封入氮气等。填充剂可以通过以液态滴下，填充显示装置。由于本实施方式中的发光元件是下面发射型，因此不需要使用透光填充剂。但是，当透过填充剂吸取光时，需要用透光材料形成填充剂。填充剂的一个例子是可见光硬化、紫外线硬化或热硬化的环氧树脂。根据上述步骤，完成具有发光元件的显示装置。
为了防止元件由于水分而劣化，优选在EL显示面板中设置干燥剂。在本实施方式中，在密封衬底中形成以包围像素区的凹槽中设置干燥剂，使其不会妨碍薄型化。另外，还通过在与栅布线层对应的区域中设置干燥剂，扩大吸水面积，由此提高吸水效果。由于在发光元件的光发射不直接影响的栅布线层之上形成干燥剂，因此光吸取效率不会降低。
在本实施方式中，说明用玻璃衬底密封发光元件的情况。密封是用于保护发光元件使其不受湿气的影响的工艺，它由以下方法的任一种完成使用覆盖构件的机械方法；使用热硬性树脂或紫外线硬化性树脂的方法；使用金属氧化物、金属氮化物等的阻挡性能好的薄膜的方法。覆盖构件可以由玻璃、陶瓷、塑料或金属形成，但当光穿过覆盖构件射出时，覆盖构件需要具有光透过性能。通过热硬化性树脂、紫外线硬化性树脂等的密封剂将覆盖构件固定到具有发光元件的衬底上，且通过热处理或紫外线照射处理使树脂硬化，由此形成密闭空间。在此密闭空间中设置以氧化钡为代表的吸湿剂也是有效的。可以在密封剂上或不会妨碍来自发光元件的光的隔壁之上或其周边，设置吸湿剂。并且，可以用热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂填充覆盖构件和具有发光元件的衬底之间的空间。在这种情况下，将以氧化钡为代表的吸湿剂添加到热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂中是有效的。
根据本发明，可以制成高度可靠的显示装置。因此，可以以低成本和高产量制造高精细和高画质的显示装置。
(实施方式3)参照图6和图7说明本发明的另一实施方式。本实施方式说明在实施方式1中制造的显示装置中，不形成第二层间绝缘膜109而使用本发明的例子。因此，省略对相同部分或具有相似的功能的部分进行重复说明。
由于形成栅电极106以前的步骤与实施方式1中说明的相同，因此说明其后的步骤。
首先，如图6所示，在栅绝缘膜105和栅电极106之上形成第一层间绝缘膜607。在本实施方式中，第一层间绝缘膜607被形成为具有氮化氧化硅膜和通过焙烧包含硅氧化烷聚合物的树脂得到的绝缘膜的两层结构。可以使用氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅、氧化铝、氮化铝或氧化氮化铝等的无机绝缘材料的膜，以取代氮化氧化硅膜。
通过在涂敷上述树脂后进行热处理，形成通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜。可以在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中进行该热处理。优选地，氧气浓度是1％或更低(更优选为0.1％)，水浓度为0.1％或更低。通过如本发明那样控制热处理气氛中的氧气和水的浓度，可以防止由于热处理气氛中包含的氧气和水与在绝缘膜中包含的有机基团的反应，导致的绝缘膜的体积的减少或有机基团具有的应力松驰效果的减少。因此，可以形成抑制裂纹产生的良好的绝缘膜。可以在大气压力或低压下在处理室内进行该热处理。
然后，在第一层间绝缘膜607中形成接触孔，以到达TFT的源区和漏区。接触孔可以具有锥形的形状。
然后，形成布线608(电极)，以使其覆盖接触孔。布线608用作源极或漏极。
然后，在形成与TFT的半导体层中的源区或漏区连接的布线608后，形成第一电极610，以使其与布线608部分地交叠。
第一电极610用作像素电极，并可以用与实施方式2中的第一电极110相同的材料形成。在本实施方式中，如实施方式2那样，光穿过第一电极610被吸取。因此，由作为透明导电膜的ITSO形成第一电极610。
然后，形成绝缘膜611，以使其覆盖第一电极610的端部和TFT。可以使用与实施方式2中说明的绝缘膜111相同的材料形成绝缘膜611，但在本实施方式中，用丙烯酸(acrylic)形成绝缘膜611。
然后，在第一电极610之上形成电致发光层612，并在其之上层叠第二电极613，由此形成发光元件。形成钝化膜，以使其覆盖第二电极613。最后，通过密封剂将绝缘衬底101固定到密封衬底上。注意，可以用填充剂填充由密封剂包围的区域。
图7中所示的显示装置具有布线708与第一电极710连接使得布线708部分地与第一电极710交叠的结构。为了以这种方式进行连接，可以在第一层间绝缘膜707之上形成第一电极710后在第一层间绝缘膜707中形成接触孔，且布线708可以形成为部分地与第一电极710交叠。由于可以在通过焙烧包含硅氧烷聚合物的树脂得到的绝缘膜之上形成第一电极710，因此这种结构可以提供良好的覆盖性和成膜性。并且，具有可以在第一电极710上充分进行CMP等的抛光处理并可形成具有良好的平坦性的第一电极710的优点。
根据本发明，可以制造高度可靠的显示装置。因此，可以以低成本和高产量制造高精细和高画质的显示装置。
(实施方式4)可以通过应用本发明，形成具有发光元件的显示装置。来自发光元件的光的发射方法包含以下三类下面发射型、上面发射型和两面发射型。在实施方式2中，说明了作为单面发射型的下面发射型的例子。但在本实施方式中，参照图4和图5说明两面发射型和作为单面发射型的上面发射型的例子。
图4中所示的显示装置是两面发射型，它具有光沿箭头方向穿过具有发光元件的衬底和密封衬底射出的结构。注意，在本实施方式中，形成透明导电膜，并将其蚀刻成希望的形状，由此形成第一电极410。可以通过使用透明导电膜形成第一电极410。可以使用氮化钛膜或钛膜，以取代透明导电膜。在这种情况下，在形成透明导电膜后，形成氮化钛膜或钛膜，以使其具有可透过光的厚度(优选为约5nm～30nm)。在本实施方式中，用ITSO作为第一电极410。
然后，在电致发光层412之上，设置由导电膜形成的第二电极413。由于第二电极413被制成为用作阴极，因此可以使用具有低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金，即MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)作为第二电极413。在图4中所示的显示装置中，用薄金属膜(厚度为10nm的MgAg膜)和透明导电膜(厚度为100nm的ITSO膜)的层叠膜形成第二电极413，其形成时的厚度应足够薄，以使其可以透光。
图5中所示的显示装置是单面发射型并沿箭头方向向上发光。在图4中所示的两面发射型显示装置中，具有在第一电极410下面设置反射膜的结构。换句话说，如图5所示，在反射性金属膜551之上设置用作阳极的作为透明导电膜的第一电极510。可以通过使用Ta、W、Ti、Mo、Al或Cu等形成反射性金属膜。优选使用尤其对于可见光反射性高的材料；在本实施方式中，使用TiN膜。另外，在第二层间绝缘膜109中使用本发明的结构，且第二层间绝缘膜109形成为具有良好的绝缘性和平坦性。因此通过发光元件的显示具有高精细且没有显示不均匀性。
在电致发光层512之上设置由导电膜形成的第二电极513。由于第二电极513被制成为用作阴极，因此可以使用具有低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金，即MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)作为第二电极513。在本实施方式中，第二电极513具有薄金属膜(厚度为10nm的MgAg膜)和ITSO膜(厚度为100nm)的层叠结构，其形成时的厚度应足够薄，以使其可以透光。
(实施方式5)说明可用于本发明的发光元件的方式。在发光元件中，电致发光层被夹在第一电极和第二电极之间。在选择第一电极和第二电极的材料时须考虑其功函数。第一电极和第二电极中的每一个根据像素结构可以为阳极或阴极中的任一个。
当TFT的极性是p沟道型时，第一电极优选为阳极，第二电极优选为阴极。当TFT的极性是n沟道型时，第一电极优选为阴极，第二电极优选为阳极。
当如图14A所示第一电极810是阳极801，第二电极830是阴极807时，优选通过在第一电极(阳极)810之上依次层叠HIL(孔注入层)802、HTL(孔输送层)803、EML(发光层)804、ETL(电子输送层)805、EIL(电子注入层)806和第二电极(阴极)806，形成电致发光层820。
当如图14B所示第一电极810是阴极807，第二电极830是阳极801时，优选通过在第一电极(阴极)810之上依次层叠EIL(电子注入层)806、ETL(电子输送层)805、EML(发光层)804、HTL(孔输送层)803、HIL(孔注入层)802、和第二电极(阳极)830，形成电致发光层820。
通过在各像素中形成发光波长带不同的发光层，发光层可进行彩色显示。典型地，形成与R(红)、G(绿)和B(蓝)的各颜色对应的发光层。在这种情况下，通过在像素的发光侧设置透过发光波长带的光的滤光器，可以增加颜色纯度并防止像素部分的镜面化(眩目)。在像素的发光侧设置滤光器可以省略常规技术中需要的圆偏振片等并可以消除从发光层发射的光的损失。并且，可以减少当从斜方向观察像素部分(显示屏)时出现的色调的变化。
作为发光层，通过使用蒸镀掩模的蒸镀方法，单独地、选择性地形成发射R(红)、G(绿)和B(蓝)的光的材料。也可以通过如滤色器那样的液滴吐出方法，形成发射R(红)、G(绿)和B(蓝)的光的材料(低分子或高分子材料等)。由于可以不使用掩模单独地进行RGB的着色，因此液滴吐出方法是优选的。
另外，发光层可以形成为发射单色光或白光。在使用白色发光材料的情况下，可以通过在像素的发光侧设置透过具有特定波长的光的滤光器(着色层)，进行彩色显示。
另外，可以在密封衬底之上形成滤色器(着色层)。可以通过蒸镀方法或液滴吐出法形成滤色器。当使用滤色器时，也可以进行高精细显示。这是因为滤色器可以在RGB的各发射光谱中将较宽的峰调整为较尖锐的峰。
以上说明了形成发射RGB的各光的材料的情况；但是，也可以通过形成发射单色的光的材料并将该材料与滤色器或颜色转换层组合，进行全色显示。例如，可以在第二衬底(密封衬底)之上形成滤色器或颜色转换层，然后将其固定到具有发光元件的衬底上。可以通过蒸镀方法或液滴吐出方法形成滤色器。当使用滤色器时，滤色器可以在RGB的各发射光谱中将较宽的峰调整为较尖锐的峰。因此，可以进行高精细显示。
并且，可以使用包含金属络合物等的三重激发(triplet excitation)材料以及一重激发(singlet excitation)发光材料作为发光层。例如，在发射红光、绿光和蓝光的像素中，发射辉度减半时间较短的红光的像素由三重激发发光材料制成，而发射其它光的像素由一重激发发光材料制成。三重激发发光材料具有良好的发光效率和得到相同的辉度消耗较少的电力的特性。当使用三重激发材料作为红色像素时，仅需向发光元件施加少量的电流。因此，可以提高可靠性。也可以是，发射红光和绿光的像素由三重激发发光材料制成，而发射蓝光的像素由一重激发发光材料制成，以实现较低的电力消耗。通过用三重激发发光材料形成发射具有高可见度的绿光的发光元件，可以实现低电力消耗。
上述用于形成发光层的材料只是例子。可以通过适当层叠孔注入输送层、孔输送层、电子注入输送层、电子输送层、发光层、电子阻挡层、孔阻挡层等的功能性层，形成发光元件。并且，可以形成这些层的混合层或混合结合。可以改变发光层的层结构。只要没有背离本发明的范围，诸如设置出于此目的的电极或设置分散的发光材料的变更是可接受的，以取代设置特定的电子注入区或发光区。
上述发光元件通过被沿向前的方向加偏压而发光。可以通过简单矩阵模式或有源矩阵模式驱动由发光元件形成的显示装置的像素。在任一种模式中，各像素被制成为通过在特定的定时对其向前施加偏压而发光，且像素在一定的周期处于非发光状态。通过在非发光时间施加向后的偏压，可以提高发光元件的可靠性。在发光元件中，存在在特定的驱动条件下发光强度降低的劣化模式或在像素内非发光区扩大且辉度明显降低的劣化模式。但是，通过交替驱动，可以减缓劣化的进行。由此，可以提高发光装置的可靠性。可以将数字驱动或模拟驱动的任一种应用于发光元件。
在上述结构中，可以使用具有低功函数的材料作为阴极；例如，优选Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi等。电致发光层可以是单层型、层叠型和各层之间没有界面的混合型中的任一种。可以由一重材料、三重材料、其组合或包含有机化合物或无机化合物的电荷注入输送材料和发光材料形成电致发光层。作为替代方案，电致发光层可以包含低分子有机化合物、中分子有机化合物(包含低聚物或枝晶体等)和高分子有机化合物的层的一种或多种。电致发光层可以与电子注入输送性或孔注入输送性无机化合物组合。通过使用透光的透明导电膜形成第一电极；例如，使用氧化铟与2wt％～20wt％的氧化锌(ZnO)混合的透明导电膜以及ITO或ISTO。
根据本发明，可以制造高度可靠的显示装置。因此，可以以低成本和高产量制造高精细和高画质的显示装置。
本实施方式可以适当地与实施方式1～4中的任何一种组合。
(实施方式6)在本实施方式中，说明应用本发明的薄膜集成电路的制造方法。
首先，如图8A所示在衬底200之上形成剥离层201。可以使用例如钡-硼硅酸盐玻璃、铝-硼硅酸盐玻璃等的玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底等作为衬底200。并且，也可以使用包含不锈钢的金属衬底和其表面上具有绝缘膜的半导体衬底。虽然由诸如塑料的具有挠性的合成树脂制成的衬底一般具有比上述衬底耐热性低的倾向，但只要可以耐受制造步骤中的处理温度，就可以被用作衬底200。可以通过CMP方法等进行抛光，使衬底200的表面平坦化。注意，在本实施方式中，使用石英衬底作为衬底200。
可以使用包含金属的膜作为剥离层201。特别地，可以用包含钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)或钛(Ti)中的任一种的膜形成剥离层201。并且，可以在金属膜上形成金属膜的氧化物。具体而言，可以在W上形成包含WOx的膜；在Mo上形成包含MoOx的膜；在Nb上形成包含NbOx的膜；在Ti上形成包含TiOx的膜等等(x＝2，3)。可以使用CVD方法以及溅射方法形成剥离层。剥离层可以被形成为具有30nm～1μm的厚度，优选具有30nm～50nm的厚度。在本实施方式中，使用包含W的金属膜作为剥离层201。
然后，如图8B所示，在剥离层201之上的要设置薄膜集成电路的区域中选择性地形成绝缘膜。绝缘膜可以形成为具有单层结构或层叠结构。在本实施方式中，它形成为具有第一绝缘膜202和第二绝缘膜203的层叠结构。例如，分别使用氧化硅膜和氧化氮化硅膜作为第一绝缘膜和第二绝缘膜。作为替代方案，绝缘膜可以具有以下三层的层叠结构作为第一绝缘膜的氧化硅膜，作为第二绝缘膜的氮化氧化硅膜，作为第三绝缘膜的氧化氮化硅膜。在通过使用物理手段在以下步骤中实施剥离的情况下，优选使用氧化硅膜作为与剥离层201直接接触的第一绝缘膜202。
然后，如图8C所示，在绝缘膜203之上形成薄膜晶体管。薄膜晶体管包含被构图为希望的形状的半导体膜211和212，用作栅绝缘膜的绝缘膜213、栅电极214和215。
半导体膜211和212可以具有非晶态、非晶态与结晶态混合的半非晶态、可以在非晶态半导体中观察到0.5～20nm的晶粒的微晶态和结晶态中的任一条件。
并且，通过使得构图的半导体膜在薄膜集成电路中所占的面积比为1％～30％，可以防止由于弯曲应力导致的薄膜晶体管的损伤或剥离。
栅绝缘膜213被形成为覆盖半导体膜211和212。栅绝缘膜213可以为氧化硅、氮化硅或氮化氧化硅等的单层，或可通过层叠其多个膜而形成。可以使用等离子CVD方法或溅射方法等，以形成栅绝缘膜213。这里，通过溅射方法用厚度为30～200nm的包含硅的绝缘膜形成栅绝缘膜213。
可以通过在绝缘膜213之上形成第一导电层、在其上形成第二导电层，并对第一导电层和第二导电层进行构图，形成栅电极214和215。在本实施方式中，使用氮化钽(TaN)作为第一导电层，使用钨(W)作为第二导电层。可以通过溅射方法同时形成TaN膜和W膜。可以通过在氮气气氛中使用钽的钯材，形成TaN膜。可以通过使用钨的钯材，形成W膜。
在本实施方式中，由TaN形成第一导电层，由W形成第二导电层。但不限于此，可以通过使用选自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr和Nd中的一种元素或以该元素为主要成分的合金材料或化合物材料，形成第一导电层和第二导电层。作为替代方案，可以使用用磷等杂质元素掺杂的以多晶硅膜为代表的半导体膜。也可以使用AgPdCu合金。也可以适当地选择其组合。第一导电层可以被形成为具有20～100nm的厚度。第二导电层可以被形成为具有100～400nm的厚度。在本实施方式中，栅电极中的每一个被形成为具有两个层的层叠结构。作为替代方案，它们中的每一个可以具有单层结构或三个层或更多个层的层叠结构。
然后，通过使用形成和构图的栅电极或光刻胶作为掩模，选择性地向半导体膜211和212中添加给予n型或p型导电性的杂质。半导体膜211和212的每一个具有沟道形成区和杂质区(除了源区和漏区外，还包含GOLD区或LDD区)，并可以根据添加的杂质元素的导电性，区分n沟道型TFT204或p沟道型TFT205。
在图8C中，n沟道型TFT204在栅电极214一侧具有侧壁，并且，在半导体膜211中形成选择性添加给予n型导电性的杂质的源区、漏区和LDD区。在p沟道型TFT205的半导体膜212中，形成选择性添加给予p型导电性的杂质的源区和漏区。这里，示出的是在栅电极214和215一侧形成侧壁且在n沟道型TFT204中选择性地形成LDD区的结构；但是，本发明不限于该结构。可以在p沟道型TFT205中形成LDD区，或可以在p沟道型TFT205中不形成侧壁。
作为替代方案，可以形成n沟道型TFT204补充性地与p沟道型TFT205组合的CMOS结构。注意，可以通过事先用给予一种导电性的杂质对位于栅电极下面的半导体膜的沟道区进行掺杂，控制TFT的阈值。例如，在n沟道型TFT204中，用硼等赋予p型导电性的杂质对半导体膜211进行掺杂。
然后，如图8D所示，形成层间绝缘膜206。在本实施方式中，为了应用本发明，使用包含在溶剂中溶解包含硅氧烷聚合物的树脂的绝缘材料的组合物作为形成层间绝缘膜206的材料，并用涂敷装置涂敷该组合物。
然后，可以通过将组合物和衬底一起加热以促进溶剂的挥发(蒸发)和低分子成分的交联反应，得到绝缘膜。注意，通过控制旋转转数、旋转时间和作为涂敷材料液的包含绝缘材料的组合物的浓度和粘度，对绝缘膜的厚度进行控制。然后，在涂敷树脂后实施热处理，以形成绝缘膜。在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，实施该热处理。优选地，氧气浓度是1％或更低(更优选为0.1％或更低)，水浓度为0.1％或更低。通过如本发明那样控制热处理气氛中的氧气和水的浓度，可以防止由于热处理气氛中包含的氧气和水与在绝缘膜中包含的有机基团的反应，导致的绝缘膜的体积的减少或有机基团具有的应力松驰效果的减少。因此，可以形成抑制裂纹产生的良好的绝缘膜。可以在大气压力或低压下在处理室内进行焙烧。
使用上述材料，即使厚度较厚，也可以抑制裂纹产生；因此，可以得到足够的绝缘性和平坦性的层间绝缘膜。并且，上述材料高度耐热；因此，可以得到可耐受多层布线中的回流处理的层间绝缘膜。并且，由于材料的吸湿性较低，因此可以形成脱水量较少的层间绝缘膜。
另外，可以在形成层间绝缘膜206前形成第一钝化膜。形成包含硅的厚度为100～200nm的绝缘膜作为钝化膜。可以使用等离子体CVD方法或溅射方法，以形成钝化膜。作为替代方案，可以使用由SiH4、N2O和H2形成的氧化氮化氢化硅(silicon oxynitride hydride)膜作为钝化膜。自然，钝化膜可以被形成为具有单层结构或层叠结构。
并且，可以在形成层间绝缘膜206后形成氮化氧化硅膜等的第二钝化膜。第二钝化膜可以被形成为具有约10～200nm的厚度，这样可以抑制水分进出层间绝缘膜206。作为替代方案，可以使用氮化硅膜、氮化铝膜、氧化氮化铝膜、类金刚石碳(DLC)膜或氮化碳(CN)膜作为第二钝化膜。
然后，蚀刻层间绝缘膜206，以形成到达源区和漏区的接触孔。然后，形成分别与各源区和漏区电连接的布线207a～207c。布线207a～207c的每一个可以具有选自Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au和Mn的一种元素或包含多种元素的合金的单层结构或层叠结构。这里，优选用包含Al的金属膜形成布线207a～207c。在本实施方式中，对Ti膜和包含Al和Ti的合金膜的层叠膜进行构图，以形成布线207a～207c。自然，布线不限于两层结构，它可以具有单层结构或三层或更多层的层叠结构。并且，布线的材料不限于Al和Ti的层叠膜。例如，可以对在TaN膜之上形成Al膜或Cu膜并进一步在其上形成Ti膜的层叠膜进行构图，以形成布线207a～207c。
然后，形成绝缘膜208，以使其覆盖布线207a～207c。可以使用诸如氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧化氮化硅(SiOxNy)(x＞y＞0)膜或氮化氧化硅(SiNxOy)(x＞y＞0)膜的包含氧或氮的绝缘膜作为绝缘膜208。典型地，优选使用氮化氧化硅(SiNxOy)膜。作为替代方案，可以使用树脂膜。
然后，如图9A所示，在绝缘膜208之上形成保护膜209。在本实施方式中，为了应用本发明，涂敷包含在溶剂中溶解包含硅氧烷聚合物的树脂的绝缘材料的组合物，以形成保护膜209。
可以通过将组合物和衬底一起加热以促进溶剂的挥发(蒸发)和低分子成分的交联反应，形成用作保护膜209的绝缘膜。注意，通过控制旋转转数、旋转时间和作为涂敷材料液的包含绝缘材料的组合物的浓度和粘度，对绝缘膜的厚度进行控制。然后，在涂敷树脂后实施热处理，以形成绝缘膜。在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，实施该热处理。优选地，氧气浓度是1％或更低(更优选为0.1％或更低)，水浓度为0.1％或更低。通过如本发明那样控制热处理气氛中的氧气和水的浓度，可以防止由于热处理气氛中包含的氧气和水与在绝缘膜中包含的有机基团的反应导致的绝缘膜的体积的减少或有机基团具有的应力松弛效果的减少。因此，可以形成抑制裂纹产生的良好的绝缘膜。可以在大气压力或低压下在处理室内进行焙烧。
通过设置保护膜209，可以防止TFT层240在被从衬底200上剥离时出现翘曲。在本实施方式中，TFT层240是指在开口中暴露其侧面的第一绝缘膜202、第二绝缘膜203、绝缘膜213(栅绝缘膜)、层间绝缘膜206和绝缘膜208。
然后，完全去除剥离层201。在本实施方式中，通过其与蚀刻剂的化学反应，去除剥离层。通过引入作为蚀刻剂的包含卤族元素氟化物的气体或液体，去除剥离层。这里，通过在以下条件下使用配有降压手段、增压手段和控温手段的装置，去除剥离层蚀刻剂，ClF3(三氟化氯)；温度，室温至150℃；流量，50sccm；压力，9Torr。但是，条件不限于此。该装置具有可以处理多个衬底200的钟形罩。通过气体导入管引入ClF3气体，并通过排放管排出不需要的气体。并且，可以在装置的侧面上设置诸如加热器的加热手段。
这里，如图9A所示，将包含卤族元素氟化物的气体或液体引入开口中。当通过加热手段使处理温度为100℃～300℃时，可以加快反应速度。结果，可以减少ClF3气体的消耗，并可以缩短处理时间。
设定蚀刻剂、气体流量、温度等，使得TFT层240的各层不被蚀刻。由于本实施方式中使用的ClF3气体具有选择性地蚀刻W的特性，因此它可以选择性地去除作为剥离层的W。因此，使用由包含W的金属膜形成的层作为剥离层，并使用包含氧或氮的绝缘膜作为基底膜。由于剥离层和基底膜之间的反应速度的差较大，这意味着选择比高，因此可以容易地在保护TFT层240的同时去除剥离层。在本实施方式中，由于在TFT层240的上下设置的绝缘膜，露出在侧面的层间绝缘膜、栅绝缘膜、布线等的端部，TFT层240没有被ClF3蚀刻。
注意，可以在200℃或更高的温度下，通过氯与氟的反应，经过的过程，产生ClF3。根据反应空间的温度，ClF3(沸点11.75℃)在某些情况下为液态。在这种情况下，也可以使用包含卤族元素氟化物的液体，进行湿蚀刻。
可以使用ClF3等与氮气混合的气体作为另一种包含卤族元素氟化物的气体。
蚀刻剂不限于ClF3或卤族元素氟化物，只要它蚀刻剥离层但不蚀刻基底膜。例如，可以使用CF4、SF6、NF3或F2等的包含氟的等离子气体。可以使用四甲基铵(TMAH)等的强碱溶液作为另一种蚀刻剂。
只要在用包含ClF3等的卤族元素氟化物的气体化学去除剥离层的情况下，使用被选择性地蚀刻的材料作为剥离层，使用不被蚀刻的材料作为基底膜，剥离层和基底膜的组合不限于上述材料。
然后，在去除剥离层201后，使衬底200剥离。在完全去除剥离层201的情况下，如图9B所示，可以不使用物理手段而将衬底200和TFT层240分开。
另一方面，参照图10A～10C说明不完全去除剥离层时将TFT层240和衬底200分开的方法。
在图10A中，在与直到图9A中所示的步骤类似的形成后，将蚀刻剂引入开口中，并在不完全去除剥离层201的情况下保留剥离层221的一部分。可以通过调整蚀刻剂流量和反应时间，控制保留多少剥离层201。
然后，如图10B所示，在保护膜209之上设置辅助衬底222。作为辅助衬底222，可以使用石英衬底或挠性衬底。当使用挠性衬底时，可用在一个表面上具有粘接剂的挠性膜将其固定到保护膜209上。在这种情况下，可以使用热硬化性树脂、紫外线硬化性树脂、环氧或丙烯酸树脂或树脂添加剂等的粘接剂或胶带(tape)作为用于将辅助衬底222固定在保护膜209上的粘接剂。
然后，如图10C所示，通过使用辅助衬底221，从衬底200物理剥离TFT层240。通过以上步骤，可从衬底200剥离TFT层240。由于通过使用这种方法可以在不完全去除剥离层的情况下从衬底剥离TFT层240，因此可以缩短剥离步骤的处理时间。另外，可以以与剥离前相同的规则配置的状态得到剥离后的TFT层240。换句话说，由于在不完全去除剥离层201的情况下进行剥离，因此可以以与剥离前相同的配置状态得到固定到辅助衬底221上的TFT层240。因此，在后面的步骤中也可以缩短处理时间。
由于从衬底200剥离的TFT层240具有增强用的保护膜209，因此可以将其直接安装到物品上，或可以与TFT层240单独转移到的转移衬底一起安装。参照图11A～11C说明将TFT层240单独转移到转移衬底的情况。
如图11A所示，将剥离的TFT层240固定到转移衬底223上。作为转移衬底223，优选使用挠性衬底。可以使用由以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)或聚醚砜(PES)为代表的塑料或丙烯酸等的合成树脂制成的衬底作为挠性衬底。当TFT层240在强度上存在问题时，优选使用具有环氧树脂等的有机树脂的转移衬底223。
然后，剥离辅助衬底222，并通过切片(dicing)、划线(scribing)或激光切割方法选择性地切割转移衬底223(见图11B)，由此使薄膜集成电路相互分开(见图11C)。在本实施方式中，通过使用被玻璃衬底吸收的CO2激光切割薄膜集成电路。可以在TFT层240的侧面等的周围设置环氧树脂等的有机树脂，以用于增强。结果，可以从外部保护TFT层240，可以提高机械强度。
可以对剥离的衬底220进行再利用。因此，在使用衬底的薄膜集成电路的制造过程中，可以实现成本降低。例如，石英衬底具有平坦性良好、耐热性较高等的优点；但它具有高成本的问题。但是，通过对衬底进行再利用，即使在使用成本比玻璃衬底高的石英衬底的情况下，也可以实现成本降低。
(实施方式7)在本实施方式中，说明当将具有半导体元件的衬底固定到透明密封衬底上并且衬底的任一个或两个具有用于保持衬底之间的距离恒定的柱状或壁状结构(隔板)时应用本发明的例子。
在图15A和图15B中示出与由本发明制造的半导体装置的一个方面对应的液晶显示面板。图15A表示第一衬底1600和第二衬底1604之间的间隙被第一密封材料1605和第二密封材料1606密封的面板的顶视图。并且，图15B与沿图15A中的A-A′和B-B′切取的断面对应。
在图15A中，1601表示信号线(栅极线)驱动电路，1602表示像素部分，1603表示扫描线驱动电路。并且，在被第一密封材料1605和第二密封材料1606密封的区域内设置像素部分1602和扫描线驱动电路1603。
在第一衬底1600和第二衬底1604之间填充液晶材料1619。为了保持封闭的空间之间的间隙，在第一密封材料1605和第二密封材料1606中包含间隙材料。
下面，参照图15B说明断面结构。由于在第一衬底1600之上形成像素部分1602和扫描线驱动电路1603，因此可以减少显示装置的面积。并且，像素部分1602和扫描线驱动电路1603包含多个以薄膜晶体管为代表的半导体元件。例如，在扫描线驱动电路1603中形成n沟道型TFT1612和p沟道型TFT1613组合的CMOS电路。并且，在第二衬底1604的表面之上设置滤色器1621。
在像素部分1601中形成多个像素，且在各像素中形成液晶元件1615。液晶元件1615是指第一电极1616与第二电极1618交叠使得其间具有液晶材料1619的部分。第一电极1616通过布线1617与像素驱动TFT1611电连接。虽然在本实施方式中在形成布线1617后形成第一电极1616，但可以在形成第一电极1616后形成布线1617。在第二衬底1604侧形成用于液晶元件1615的第二电极1618。并且，分别在第一电极1616和第二电极1618上形成取向膜1630和1631。
虽然附图中未示出，但通过粘接剂在第一衬底1600和第二衬底1604的一个侧面或两个侧面上固定偏振片。注意，可以使用配有延迟膜的环形偏振片或椭圆形偏振片作为偏振片。
附图标记1622表示用于保持第一电极1616和第二电极1618之间的间隙(单元间隙)的柱状或壁状结构(隔板)。通过将绝缘膜蚀刻为希望的形状，形成隔板1622。通过连接布线1623从挠性印刷电路(FPC)1609供给向信号线驱动电路1601或像素部分1602发送的各种信号或电位。注意，通过各向异性导电膜或各向异性导电树脂1627使FPC1609和连接布线1623相互电连接。可以用焊料等的导电糊剂代替各向异性导电膜或各向异性导电树脂1627。说明用本发明设置隔板1622的方法。
首先，通过使用涂敷装置在衬底之上涂敷包含在溶剂中溶解包含硅氧烷聚合物的树脂的绝缘材料的组合物，作为用于形成柱状或壁状结构(隔板)1622的材料。可以将组合物涂敷到具有半导体元件的衬底或相对的密封衬底中的任一个上。作为替代方案，可以将其涂敷到两个衬底上。
然后，可以通过将组合物和衬底一起加热以促进溶剂的挥发(蒸发)和低分子成分的交联反应，得到绝缘膜。注意，通过控制旋转转数、旋转时间和作为涂敷材料液的包含绝缘材料的组合物的浓度和粘度，对绝缘膜的厚度进行控制。然后，在涂敷树脂后实施热处理，以形成绝缘膜。在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中，实施该热处理。优选地，氧气浓度是1％或更低(更优选为0.1％或更低)，水浓度为0.1％或更低。通过如本发明那样控制热处理气氛中的氧气和水的浓度，可以防止由于热处理气氛中包含的氧气和水与在绝缘膜中包含的有机基团的反应，导致的绝缘膜的体积的减少或有机基团具有的应力松驰效果的减少。因此，可以形成抑制裂纹产生的良好的绝缘膜。在350的温度下热处理一个小时。可以在大气压力或低压下在处理室内进行焙烧。
最后，将绝缘膜构图为希望的形状，由此形成柱状或壁状结构(隔板)1622。
如本实施方式中所述，当在衬底之上涂敷包含在溶剂中溶解包含硅氧烷聚合物的树脂的绝缘材料的组合物并然后将其加热时，通过应用本发明，可以得到抑制裂纹产生的柱状或壁状结构(隔板)1622。
(实施方式8)作为使用根据本发明制造的半导体装置的电子装置，可以举出下列例子电视机、照相机(视频摄像机或数字照相机等)、护目镜(goggle)型显示器、导航系统、音频重放装置(汽车声响或音频部件等)计算机、游戏机、便携式信息终端(移动式计算机、手机、便携式游戏机或电子书籍等)、包含记录介质的图像重放装置(具体地，指可以处理DVD和蓝光光盘(Blue-ray disc)等的记录介质中的数据并具有可以显示其图像的显示器的装置)和分别具有其它显示部分的电子装置。这些电子装置的实例如图12A～13G所示。
图12A表示电视机，该电视机包含外壳2001、显示部分2002、扬声器部分2003和视频输入端子2004等。可以通过在显示部分2002等中使用根据本发明制造的半导体装置制造电视机。
图12B表示具有大尺寸(20英寸或更大)显示部分的电视机，该电视机包含外壳2011、显示部分2012、扬声器部分2013、和作为操作部分的键盘2014等。将本发明用于制造显示部分2012。由于使用可弯曲的材料用于显示部分2012，因此电视机具有弯曲的显示部分。如上所述，可以自由设计显示部分的形状；因此，可以制造具有希望的形状的电视机。
根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的电视机。
自然，本发明不限于电视机，也可以将其应用于车站、机场等中的信息显示板或街道中的广告显示牌以及个人计算机的监视器等的大面积显示介质。
图13A表示数字照相机，该数字照相机包含机身2101、显示部分2102、图像接收部分2103、操作键2104、外部连接端口2105和快门2106等。可以在显示部分2102、显示部分2102以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造数字照相机。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的数字照相机。
图13B表示计算机，该计算机包括机身2201、外壳2202、显示部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、点击鼠标(pointingmouse)2206等。可以在显示部分2203、显示部分2203以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造计算机。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的计算机。
图13C表示移动式计算机，该移动式计算机包括机身2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外端口2305等。可以在显示部分2302、显示部分2402以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造移动式计算机。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的移动式计算机。
图13D表示具有记录介质的便携式图像重放装置(DVD重放装置等)，该便携式图像重放装置包括机身2401、外壳2402、显示部分A2403、显示部分B2404、记录介质(DVD等)读取部分2405、操作键2406、扬声器部分2407等。显示部分A2403主要显示图像信息，显示部分B2404主要显示字符信息。可以在显示部分A2403、显示部分B2404、显示部分2403和2404以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造图像重放装置。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的图像重放装置。
图13E表示护目镜型显示器，该护目镜型显示器包括机身2501、显示部分2502、支架部分2503等。可以在显示部分2502、显示部分2502以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造护目镜型显示器。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的护目镜型显示器。
图13F表示视频摄像机，该视频摄像机包括机身2601、显示部分2602、外壳2603、外部连接端口2604、遥控接收部分2605、图像接收部分2606、电池2607、音频输入部分2608、操作键2609、目镜部分2610等。可以在显示部分2602、显示部分2602以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造视频摄像机。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的视频摄像机。
图13G表示手机，该手机包括机身2701、外壳2702、显示部分2703、音频输入部分2704、音频输出部分2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。可以在显示部分2703、显示部分2703以外的电路等中，通过使用根据本发明制造的半导体装置制造手机。根据本发明，可以形成具有较高的平坦性且由于裂纹得到抑制而具有较高的可靠性的绝缘膜。因此，可以以高产量制造高性能和高可靠性的手机。
注意，除了上述电子装置外，还可以将半导体装置用于前端(front)或后端(rear)型投影仪。
如上所述，本发明的应用范围非常宽，以至于可被应用于各种领域中的电子装置中。
本发明基于在2004年9月29日在日本专利局提交的日本专利申请No.2004-284952，在此引入其全部内容作为参考。
权利要求
1.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在衬底之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；和在包含不活泼气体的气氛中加热所述树脂，其特征在于，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度。
2.根据权利要求1的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
3.根据权利要求1的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
4.根据权利要求1的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
5.根据权利要求1的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
6.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在所述基底膜之上形成薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管包含半导体层、栅绝缘膜和栅电极；在所述栅绝缘膜和所述栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在所述第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在所述第一层间绝缘膜之上形成布线，其中，所述布线通过所述第一接触孔与所述半导体层电连接；在所述第一层间绝缘膜和所述布线之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；在包含不活泼气体的气氛中加热所述树脂，以形成第二层间绝缘膜，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；在所述第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；和在所述第二层间绝缘膜之上形成电极，其中，所述电极通过所述第二接触孔与所述布线电接连。
7.根据权利要求6的半导体装置的制造方法，其特征在于，从所述绝缘衬底到所述布线或所述第一层间绝缘膜的上表面的厚度的最厚部分和最薄部分的差是300nm或更大。
8.根据权利要求6的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第二层间绝缘膜的最厚部分具有1.0μm或更大的厚度。
9.根据权利要求6的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
10.根据权利要求6的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
11.根据权利要求6的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
12.根据权利要求6的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
13.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在所述基底膜之上形成非晶态半导体膜；使所述非晶态半导体膜结晶化；通过对所述结晶性半导体膜进行构图，形成半导体层；在所述半导体层之上形成栅绝缘膜；在所述栅绝缘膜之上形成栅电极；通过在所述半导体层中掺杂杂质，形成第一杂质区和第二杂质区；在所述栅绝缘膜和所述栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在所述第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在所述第一层间绝缘膜之上形成布线，其中，所述布线通过所述第一接触孔与所述第一杂质区电连接；在所述第一层间绝缘膜和所述布线之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；在包含不活泼气体的气氛中加热所述树脂，以形成第二层间绝缘膜，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；在所述第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；和在所述第二层间绝缘膜之上形成电极，其中，所述电极通过所述第二接触孔与所述布线电接连。
14.根据权利要求13的半导体装置的制造方法，其特征在于，从所述绝缘衬底到所述布线或所述第一层间绝缘膜的上表面的厚度的最厚部分和最薄部分的差是300nm或更大。
15.根据权利要求13的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第二层间绝缘膜的最厚部分具有1.0μm或更大的厚度。
16.根据权利要求13的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
17.根据权利要求13的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
18.根据权利要求13的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
19.根据权利要求13的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
20.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在所述基底膜之上形成薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管包含半导体层、栅绝缘膜和栅电极；在所述栅绝缘膜和所述栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在所述第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在所述第一层间绝缘膜之上形成布线，其中，所述布线通过所述第一接触孔与所述半导体层电连接；在所述第一层间绝缘膜和所述布线之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；在包含不活泼气体的气氛中第一次加热所述树脂，以形成第二层间绝缘膜，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；在所述第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；在所述第二层间绝缘膜之上形成电极，其中，所述电极通过所述第二接触孔与所述布线电接连；和在包含不活泼气体的气氛中第二次加热所述树脂，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度。
21.根据权利要求20的半导体装置的制造方法，其特征在于，从所述绝缘衬底到所述布线或所述第一层间绝缘膜的上表面的厚度的最厚部分和最薄部分的差是300nm或更大。
22.根据权利要求20的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第二层间绝缘膜的最厚部分具有1.0μm或更大的厚度。
23.根据权利要求20的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
24.根据权利要求20的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
25.根据权利要求20的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
26.根据权利要求20的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
27.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在所述基底膜之上形成薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管包含半导体层、栅绝缘膜和栅电极；在所述栅绝缘膜和所述栅电极之上形成第一层间绝缘膜；在所述第一层间绝缘膜中形成第一接触孔；在所述第一层间绝缘膜之上形成布线，其中，所述布线通过所述第一接触孔与所述半导体层电连接；在所述第一层间绝缘膜和所述布线之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；在包含不活泼气体的气氛中第一次加热所述树脂，以形成第二层间绝缘膜，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；在所述第二层间绝缘膜中形成第二接触孔；在所述第二层间绝缘膜之上形成第一电极，其中，所述第一电极通过所述第二接触孔与所述布线电接连；在包含不活泼气体的气氛中第二次加热所述树脂，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；形成绝缘膜，以覆盖所述第一电极的一部分；在包含不活泼气体的气氛中第三次加热所述树脂，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；形成电致发光层，以覆盖所述第一电极的没有被所述绝缘膜覆盖的区域；和在所述电致发光层之上形成第二电极。
28.根据权利要求27的半导体装置的制造方法，其特征在于，从所述绝缘衬底到所述布线或所述第一层间绝缘膜的上表面的厚度的最厚部分和最薄部分的差是300nm或更大。
29.根据权利要求27的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第二层间绝缘膜的最厚部分具有1.0μm或更大的厚度。
30.根据权利要求27的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
31.根据权利要求27的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
32.根据权利要求27的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
33.根据权利要求27的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
34.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在所述基底膜之上形成非晶态半导体膜；使所述非晶态半导体膜结晶化；通过对所述结晶性半导体膜进行构图，形成半导体层；在所述半导体层之上形成栅绝缘膜；在所述栅绝缘膜之上形成栅电极；通过在所述半导体层中掺杂杂质，形成第一杂质区和第二杂质区；在所述栅绝缘膜和所述栅电极之上形成无机绝缘材料；在所述无机绝缘材料之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；在包含不活泼气体的气氛中加热所述树脂，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；在所述无机绝缘材料和所述树脂中形成接触孔；和在所述无机绝缘材料和所述树脂之上形成布线，其中，所述布线通过所述接触孔与所述第一杂质区电连接。
35.根据权利要求34的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
36.根据权利要求34的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
37.根据权利要求34的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
38.根据权利要求34的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
39.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在绝缘衬底之上形成基底膜；在所述基底膜之上形成非晶态半导体膜；使所述非晶态半导体膜结晶化；通过对所述结晶性半导体膜进行构图，形成半导体层；在所述半导体层之上形成栅绝缘膜；在所述栅绝缘膜之上形成栅电极；通过在所述半导体层中掺杂杂质，形成第一杂质区和第二杂质区；在所述栅绝缘膜和所述栅电极之上形成无机绝缘材料；在所述无机绝缘材料之上形成包含硅氧烷聚合物的树脂；在包含不活泼气体的气氛中加热所述树脂，其中，所述气氛具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度；在所述无机绝缘材料和所述树脂中形成接触孔；在所述无机绝缘材料和所述树脂之上形成布线，其中，所述布线通过所述接触孔与所述第一杂质区电连接；和形成与所述布线的一部分交叠的电极。
40.根据权利要求39的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述包含硅氧烷聚合物的树脂包含甲基和苯基。
41.根据权利要求39的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述不活泼气体包含氮气。
42.根据权利要求39的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是EL显示装置。
43.根据权利要求39的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置是数字照相机、计算机、图像重放装置、护目镜型显示器、视频摄像机、电视机和手机。
全文摘要
提供一种半导体装置及其制造方法。目的在于形成具有绝缘性和平坦性的绝缘膜。通过在包含不活泼气体作为其主要成分并具有5％或更低的氧气浓度和1％或更低的水浓度的气氛中对涂敷后的包含硅氧烷聚合物的树脂进行加热处理，形成绝缘膜。优选地，氧气浓度是1％或更低，水浓度为0.1％或更低。包含硅氧烷的树脂包含甲基和苯基。而且，不活泼气体是氮气。
文档编号H01L21/768GK1770405SQ200510107058
公开日2006年5月10日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者大谷久, 森谷幸司, 坂倉真之, 大沼英人 申请人:株式会社半导体能源研究所