半导体器件及其制造方法

专利名称：半导体器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有优质膜的半导体器件，该膜是在层叠导电膜、绝缘膜、半导体膜等的情况下通过对绝缘膜或者半导体膜实施等离子体处理以改善表面质量来获得的，和该半导体器件的制造方法。
背景技术：
近年来，用于形成具有在具有绝缘表面的衬底例如玻璃上方形成的半导体薄膜(几个nm至数百nm的厚度)的薄膜晶体管(TFT)的技术已经引起大家的注意。上述薄膜晶体管已经广泛地应用于半导体器件例如IC或者电光器件，另外，为了适应对半导体器件小型化和高性能的需要，上述薄膜晶体管具有更小型化的结构。为了制造更小型化和更高性能的薄膜晶体管，除用于栅电极、源极和漏极导线等的导电薄膜之外，还需要形成薄的绝缘膜例如栅绝缘膜。通常，通过CVD方法等形成薄膜晶体管的绝缘膜例如栅绝缘膜(例如，参考资料1日本专利待审公开No.2001-135824)。

发明内容
然而，通过CVD方法或者溅射方法形成具有几个nm厚度的绝缘膜在薄膜中具有缺陷，并且薄膜质量不满足要求。例如，在使用通过CVD方法形成的绝缘膜作为栅绝缘膜的情况下，在半导体薄膜与栅电极之间存在漏电流或者短路的危险。另外，通过热氧化方法，例如，通过氧化半导体薄膜的表面形成致密绝缘膜；然而，由于在制造薄膜晶体管中，考虑到成本使用低耐热衬底例如玻璃，但难以使用热氧化方法。
鉴于该问题提出了本发明。本发明的目的是提供半导体器件的制造方法，在层叠导电薄膜、绝缘膜、半导体薄膜等的情况下，与通过CVD方法、溅射方法等形成的薄膜相比，通过该方法形成的薄膜更致密和少缺陷，和上述半导体器件。
本发明的半导体器件的制造方法包含如下步骤在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；通过使用高频波，在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下对半导体薄膜实施等离子体处理来氧化或氮化半导体薄膜；形成第二绝缘膜以覆盖半导体薄膜；在第二绝缘膜上方形成栅电极；形成第三绝缘膜以覆盖栅电极；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
在本发明的上述结构中，可以对将要氮化或氧化的衬底、第一绝缘膜、第二绝缘膜或者第三绝缘膜实施等离子体处理。
在本发明中，通过等离子体处理氧化半导体薄膜或者绝缘膜指的是通过使用高频波的等离子体处理激活的氧元素例如氧自由基或者氧离子直接与待实施氧化或者氮化的半导体薄膜或者绝缘膜反应。通过等离子体处理氮化半导体薄膜或者绝缘膜指的是通过使用高频波的等离子体处理激活的氮元素例如氮自由基或者氮离子直接与待实施氧化或者氮化的半导体薄膜或者绝缘膜反应。
本发明的半导体器件的另一个制造方法包含如下步骤在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成具有锥形的末端部分的半导体薄膜；通过使用高频波，在大于等于1×1011cm3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下对半导体薄膜的末端实施等离子体处理来有选择地氧化或者氮化半导体薄膜的末端部分；形成第二绝缘膜以覆盖半导体薄膜；在第二绝缘膜上方形成栅电极；形成第三绝缘膜以覆盖栅电极；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
本发明的半导体器件的一个特征是具有形成在绝缘表面上方的半导体薄膜、提供在半导体薄膜上方的其间具有插入的栅绝缘膜的的栅电极、为覆盖栅电极而提供的绝缘膜、以及提供在绝缘膜上方的导电薄膜，其中氧化和氮化半导体薄膜的末端部分。另外，半导体薄膜的末端部分可以具有锥形形状。
通过等离子体处理氧化或者氮化半导体薄膜或者绝缘膜，改善了半导体薄膜或者绝缘膜的表面质量，从而获得致密的绝缘膜。由此，制造具有优良特性的半导体器件。


在附图中图1A至1C显示本发明的半导体器件的示例；图2A至2D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图3A至3C显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；
图4A至4D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图5A至5D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图6A至6D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图7A和7B显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图8A至8E显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图9A至9E显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图10A至10E显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图11A至11D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图12A和12B各自显示用于形成本发明的半导体器件的装置；图13A至13D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图14A至14D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图15A至15D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图16A至16C显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图17A至17C显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图18A至18D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图19A和19B显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图20A至20C各自显示本发明的半导体器件的使用模式的示例；图21A至21H各自显示本发明的半导体器件的使用模式的示例；图22A和22B显示本发明的半导体器件的一个示例；图23显示本发明的半导体器件的一个示例；图24A至24H显示本发明的半导体器件的使用模式的示例；图25A和25B各自显示本发明的半导体器件的制造方法的一个示例；图26A至26C显示本发明的半导体器件的一个示例；图27A至27D显示本发明的半导体器件的制造方法的示例；图28是显示在本发明的半导体器件的制造方法中氧化速度特性的图表；图29A至29E显示本发明的半导体器件的制造方法的示例。
具体实施例方式
在下文，参照附图描述本发明的实施例方式。本发明不局限于下列说明，本领域的技术人员容易推断在不背离本发明的精神和范围的情况下可以以多种方式修改这里公开的方式和细节。应当注意本发明不解释为受如下实施例方式的说明的限制。注意在附图中，相同的参考数字用于相同的部分或者在一些情况下具有相同功能的部分。
图1A至1C显示本发明的半导体器件的示例。至于图1A至1C，图1B对应于沿图1A的a-b展开的截面图，图1C对应于沿图1A的c-d展开的截面图。
图1A至1C显示的半导体器件包括提供在衬底101上方的具有插入其间的绝缘膜102的半导体薄膜103a和103b、提供在半导体薄膜103a和103b上方的具有栅绝缘膜104的栅电极105、为了覆盖栅电极而提供的绝缘膜106和107、电连接到半导体薄膜103a和103b的源和漏区并提供在绝缘膜107上方的导电薄膜108。在图1A至1C中，显示了提供使用半导体薄膜103a的一部分作为沟道形成区域的n型沟道薄膜晶体管110a和使用半导体薄膜103b的一部分作为沟道形成区域的p型沟道薄膜晶体管110b的情况。
作为衬底101，可以使用玻璃衬底例如铝硼硅玻璃或者钡硼硅玻璃、石英衬底、陶瓷衬底、包括不锈钢等的金属衬底。另外可以使用由以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯萘烷(PEN)、或者聚醚砜(PES)代表的塑料、或者具有柔性的合成树脂例如丙烯酸树脂形成的衬底。通过使用柔性衬底，可以制造折叠的半导体器件。另外，当使用上述衬底时对衬底的面积或者形状没有限制，因而，使用具有例如1米或更大的一边的长方形衬底作为衬底101，由此极大地提高了产量。与圆形硅衬底比较，上述优点是大的优势。
绝缘膜102用作基膜，提供它以便防止碱金属例如Na或者碱土金属从衬底101分散到半导体薄膜103a和103b并防止对半导体元件的特性产生不利地影响。作为绝缘膜102，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构。例如，当提供具有双层结构的绝缘膜102时，可以提供氧氮化硅薄膜作为第一绝缘膜和提供氮氧化硅薄膜作为第二绝缘膜。当提供具有三层结构的绝缘膜102时，可以提供氮氧化硅薄膜作为第一绝缘膜、提供氧氮化硅薄膜作为第第二绝缘膜、和提供氮氧化硅薄膜作为第三绝缘膜。
可以用非晶半导体或者半非晶半导体(SAS)形成半导体薄膜103a和103b。做为选择，可以使用多晶半导体薄膜。SAS是在非晶结构和晶体结构(包含单晶和多晶)之间具有中间构造的半导体。这是一种具有在自由能方面稳定的第三状态的半导体，在其中包含具有短程有序和晶格扭曲的结晶区。至少在薄膜的一部分区域中可以观察从0.5nm到20nm的结晶区。当包含硅作为主要成分时，拉曼光谱移动到小于520cm-1的更低波数一侧。在X射线衍射中观察由硅晶格引起的(111)或者(220)的衍射峰。包含至少1原子％以上的氢或者卤素以终止悬空键。通过在包含硅的气体上执行生长放电分解(等离子体CVD)形成SAS。除SiH4、Si2H6之外，SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等可以用于包含硅的气体。另外，可以混合GeF4。可以用H2或者H2和He、Ar、Kr、和Ne的一种或多种稀有气体元素稀释包含硅的气体。稀释率为从2倍到1000倍的范围。压力范围大约从0.1Pa至133Pa，电源频率范围从1MHz至120MHz，优选从13MHz到60MHz。衬底加热温度可以是300℃或者更低。希望作为在薄膜中的杂质元素的大气成分杂质例如氧、氮、或者碳是1×1020cm-1或者更低，特别是氧浓度是5×1019/cm3或者更低，优选1×1019/cm3或者更低。用主要包含硅(Si)的材料(例如SixGe1-x等)通过已知的方法(例如溅射方法、LPCVD方法、或者等离子体CVD方法)形成非晶半导体薄膜，并经已知的结晶方法例如激光结晶方法、使用RTA的热结晶方法或者炉内退火方法、使用促进结晶的金属元素的热结晶方法处理。由此，使非晶半导体薄膜结晶。作为另一结晶方法，通过施加DC偏压产生热等离子体，热等离子体对半导体薄膜作用。
作为栅绝缘膜104，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或多层结构。
作为绝缘膜106，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)、或者包含碳的薄膜例如DLC(金钢石类碳)的单层结构或者多层结构。
作为绝缘膜107，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)，包含碳例如DLC的薄膜(金钢石类碳)，或者进一步，有机材料例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、或者丙烯酸树脂、硅氧烷树脂的单层结构或者多层结构。该硅氧烷树脂指的是包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷包含通过硅(Si)和氧(O)的键合形成的骨架。包含至少包含氢的有机基(例如烷基或者芳香族烃)作为取代基。另外，氟基团可以用作取代基。另外，可以使用氟基团和至少包含氢的有机基作为取代基。在图1A至1C显示的半导体器件中，可以直接形成绝缘膜107以覆盖栅电极105而不提供绝缘膜106。
对于导电薄膜108，可以使用选自铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、镍(Ni)、碳(C)、钼(Mo)、铂(Pt)、铜(Cu)、钽(Ta)、金(Au)、锰(锰)的元素或者包含这些元素中的一些的合金的单层结构或多层结构。例如，作为由包含一些元素的合金形成的导电薄膜，可以使用包含C和Ti的Al合金、包含Ni的Al合金、包含C和Ni的Al合金、包含C和Mn的Al合金等。另外，在多层结构的情况下，可以层叠Al和Ti。
另外，在图1A至1C中，n型沟道晶体管110a具有与栅电极105的侧面接触的侧壁111，并提供用给予n型导电性的杂质元素有选择地掺杂的半导体薄膜103a中的源和漏区和在侧壁区域之下的LDD区域。另外，P沟道晶体管110b具有与栅电极105的侧面接触的侧壁，并提供用给予p型导电性的杂质元素有选择地掺杂的在半导体薄膜103b中的源和漏区。注意包含在本发明的半导体器件中的薄膜晶体管的结构不局限于上述结构。例如，在图1A至1C中，在n型沟道晶体管110a中提供LDD区域，在P沟道晶体管110b中不提供LDD区域；然而，可以使用在两个晶体管中都提供LDD区域的结构或者在两个晶体管中都不提供LDD区域和侧壁的结构(图26A)。晶体管的结构不局限于上述结构，可以采用具有一个沟道形成区域的单栅结构、具有双沟道形成区域的双栅结构或者具有三个沟道形成区的多栅结构。另外，可以使用底部栅结构或者具有两个栅电极的双栅极结构，该两个栅电极提供在具有插入其间的栅绝缘膜的沟道形成区域的上面和下面。另外，在栅电极具有堆叠结构的情况下，提供在栅电极下面的第一导电薄膜105a、和形成在第一导电薄膜105a上方的第二导电薄膜105b，形成具有锥形的第一导电薄膜105a。同时，可以使用提供具有比用作源和漏区的杂质区域浓度低的杂质区域以仅仅重叠第一导电薄膜(图26B)。另外，在栅电极具有堆叠结构的情况下，可以使用其中第一导电薄膜225a在栅电极下面的结构，提供形成在第一导电薄膜225a上方的第二导电薄膜225b，提供侧壁以与第二导电薄膜225b的侧壁接触并在第一导电薄膜225a上方(图26C)。应当注意在上述结构中，可以使用Ni、Co、W等的硅化物提供用作半导体薄膜103a和103b的源和漏区的杂质区域。
应当注意衬底101、绝缘膜102、半导体薄膜103a和103b、栅绝缘膜104、绝缘膜106和绝缘膜107中的至少一层经使用等离子体处理的氧化处理或者氮化处理，从而氧化或者氮化半导体薄膜或者绝缘膜。如上所述，通过用等离子体处理来氧化或者氮化半导体薄膜或者绝缘膜，提高了半导体膜或绝缘膜的表面的膜的质量。因此，可以获得比通过CVD方法或者溅射方法形成的绝缘膜更致密的绝缘膜。因此，可以抑制产生在薄膜中的缺陷例如针孔，并可以提高半导体器件的特性。
参照附图描述使用等离子体处理的半导体器件的制造方法。特别地，描述其中通过氧化或者氮化衬底101、绝缘膜102、半导体薄膜103a和103b、栅绝缘膜104、绝缘膜106或者绝缘膜107来制造半导体器件的情况。
实施例方式1在实施例方式1中，参照附图，描述半导体器件的制造方法，其中对图1A至1C所示的半导体薄膜103a和103b或者栅绝缘膜104实施等离子体处理，对半导体薄膜103a和103b或者栅绝缘膜104实施氧化处理或者氮化处理。
该实施例方式显示在衬底上方提供岛形半导体薄膜的情况，岛形半导体薄膜的末端部分的形状通常是直角的。
在衬底101上形成岛形半导体薄膜103a和103b(图2A)。至于岛形半导体薄膜103a和103b，通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等在已经形成在衬底101上方的绝缘膜102上方使用主要包含硅(Si)的材料(例如，SixGe1-x等)形成非晶半导体薄膜。然后，使非晶半导体薄膜结晶并有选择地刻蚀半导体薄膜。可以采用激光结晶方法、使用RTA或者炉内退火方法的热结晶方法、使用促进结晶的金属元素的热结晶方法、上述方法的组合来使非晶半导体薄膜结晶。在图2A至2D中，岛形半导体薄膜103a和103b的末端形状的角度通常是直角(85°≤θ≤100°)。
对半导体薄膜103a和103b实施等离子体处理以氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b，在半导体薄膜103a和103b的表面上形成氧化膜或者氮化膜121a和121b(在下文，也称为绝缘膜121a，121b)(图2B)。应该注意在氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b之前作为预处理可以在Ar氛围中实施等离子体处理。
例如，当Si用于半导体薄膜103a和103b时，形成氧化硅(SiOx)或者氮化硅(SiNx)作为绝缘膜121a和121b。另外，在通过等离子体处理氧化半导体薄膜103a和103b之后，再次实施等离子体处理以氮化半导体薄膜103a和103b。在这种情况下，形成与半导体薄膜103a和103b接触的氧化硅(SiOx)，在氧化硅的表面上形成氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。
在通过等离子体处理来氧化半导体薄膜的情况下，在包含氧(例如，包含氧(O2)的氛围)和稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、和Xe的至少一种)的氛围；包含氧、氢(H2)和稀有气体的氛围；包含一氧化二氮和稀有气体的氛围；或者包含一氧化二氮、氢和稀有气体的氛围中实施等离子体处理。同时，在通过等离子体处理来氮化半导体薄膜的情况下，在包含氮(例如，包含氮(N2)的氛围)和稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、和Xe的至少一种)的氛围；包含氮、氧和稀有气体的氛围；或者包含NH3和稀有气体的氛围中实施等离子体处理。
作为稀有气体，例如可以使用Ar。另外，可以使用Ar和Kr的混合气体。用于等离子体处理的稀有气体(包含He、Ne、Ar、Kr和Xe中至少一种的气体)包含在绝缘膜121a和121b中，在使用Ar的情况下，Ar包含在绝缘膜121a和121b中。
在该实施例方式中，在实施等离子体处理以氧化半导体薄膜103a和103b的情况下，引进氧气(O2)、氢气(H2)和氩气(Ar)的混合气体。可以按照0.1至100sccm的氧气、0.1至100sccm的氢气和100至5000sccm的氩气引进这里使用的混合气体。优选按照氧气∶氢气∶氩气＝1∶1∶100的比例引入混合气体。例如，可以引入具有5sccm的氧气、5sccm的氢气和500sccm的氩气的混合气体。
在通过等离子体处理的氧化过程中，认为稀有气体包含在氧化膜中。因而，通过在衬底之上实施该工艺过程的等离子体处理以形成氧化膜来形成样品。通过TXRF测量样品。这里，使用Ar作为稀有气体实施等离子体处理。因此，氩包含在具有大约1×1015至1×1016原子/cm3的浓度的氧化膜中。因此，用于等离子体处理的稀有气体包含几乎相同浓度(1×1015至1×1016原子/cm3)。
另外，在通过等离子体处理的氮化处理的情况下，引进氮气(N2)和氩气(Ar)的混合气体。作为这里使用的混合气体，可以引进20至2000sccm的氮气和100至10000sccm的氩气。例如，可以引进200sccm的氮气和1000sccm的氩气。
另外，在包含上述气体的氛围中用1×1011cm-3或更大的电子密度和1.5eV或者更小的等离子体的电子温度实施等离子体处理。更准确地说，电子密度是大于等于1×1011m-3并小于等于1×1013cm-3，等离子体的电子温度是大于等于0.5eV并小于等于1.5eV。等离子体的电子密度较高，围绕形成在衬底101上方的目标(这里，指半导体膜103a和103b)的电子温度较低。因而，可以避免等离子体破坏目标。另外，由于等离子体密度高达1×1011cm-3或更高，通过氧化或者氮化通过等离子体处理的目标形成的氧化膜或者氮化膜具有比通过CVD方法、溅射方法等形成的薄膜更均匀的膜厚，因而可以是致密膜。另外，由于等离子体的电子温度低到1.5eV或者更低，可以在比常规等离子体处理或者热氧化方法更低的温度下实施氧化处理或者氮化处理。例如，即使在比玻璃衬底的应变点至少低100℃的低温下实施等离子体处理时，也可以充分地实施氧化处理或者氮化处理。对于用于制造等离子体的频率，可以使用高频波例如微波(2.45GHz)。
应当注意在本说明书中，除非另作说明，在上述条件之下实施通过等离子体处理的氧化处理或者氮化处理。
然后，形成栅绝缘膜104以覆盖绝缘膜121a和121b(图2C)。形成具有包含氮或者氧的绝缘膜的例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构的栅绝缘膜104。例如，当硅用于半导体薄膜103a和103b时，通过等离子体处理氧化硅，在半导体薄膜103a和103b的表面上形成作为绝缘膜121a和121b的氧化硅。在这种情况下，在绝缘膜121a和121b的上方形成作为栅绝缘膜104的氧化硅(SiOx)。另外，当将厚度作的较薄时，在图2B中，能够使用通过等离子体处理的氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b形成的绝缘膜121a和121b作为栅绝缘膜，可以在绝缘膜121a和121b上方形成栅电极105。
然后，通过在栅绝缘膜104上方形成栅电极105等，可以制造半导体器件，该半导体器件具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，每个使用位于栅电极105下面的半导体薄膜103a和103b作为沟道形成区域，和P型沟道薄膜晶体管110b(图2D)。
在半导体薄膜103a和103b上方形成栅绝缘膜104之前，通过等离子体处理氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b的表面。因此，可以防止在沟道形成区域151a、151b等的末端部分中由于栅绝缘膜104的覆盖缺陷引起的栅电极和半导体薄膜之间的短路。换句话说，在岛形半导体薄膜的末端部分的角度通常是直角(85°≤θ≤100°)的情况下，当通过CVD方法、溅射方法等形成栅绝缘膜以覆盖半导体薄膜时，存在在半导体薄膜的末端部分由于栅绝缘薄膜等的损坏引起覆盖缺陷的危险。然而，当对半导体薄膜的表面实施等离子体处理以氧化或者氮化该表面时，可以防止在末端部分或者半导体薄膜处的栅绝缘膜的覆盖缺陷等。
在图2A至2D中，可以在形成栅绝缘膜104之后通过实施等离子体处理来氧化或者氮化栅绝缘膜104。在这种情况下，形成栅绝缘膜104以覆盖半导体薄膜103a、103b(图3A)，对栅绝缘膜104实施等离子体处理以氧化或者氮化栅绝缘膜104，因此在栅绝缘膜104的表面中形成氧化膜或者氮化膜1235(在下文也称为绝缘膜123)(图3B)。用于等离子体处理的条件可以与图2B的相似。另外，绝缘膜123包含用于等离子体处理的稀有气体，例如，在使用Ar的情况下，Ar包含在绝缘膜123中。
在图3B中，一旦在包含氧的氛围中实施等离子体处理以氧化栅绝缘膜104，然后在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化栅绝缘膜104。在这种情况下，在半导体薄膜103a和103b上形成氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)，形成与栅电极105接触的包含氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的侧壁。之后，在绝缘膜123上方形成栅电极105等，可以制造半导体器件，该半导体器件具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，每个使用位于栅电极105下面的半导体薄膜103a和103b作为沟道形成区域，和P型沟道薄膜晶体管110b(图3C)。如此，通过对栅绝缘膜实施等离子体处理，氧化或者氮化栅绝缘膜的表面以提高它的薄膜质量。因而，可以获得致密膜。通过等离子体处理获得的绝缘膜较为致密，并与通过CVD方法或者溅射方法形成的绝缘膜比较，具有较少的缺陷例如针孔，因而，可以提高薄膜晶体管的特性。
在图3A至3C中，描述预先对半导体薄膜103a和103b实施等离子体处理，并氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b的表面的情况。然而，可以使用其中在形成栅绝缘膜104之后对栅绝缘膜104实施等离子体处理而不对半导体薄膜103a和103b实施等离子体处理的方法。如此，通过在形成栅电极之前实施等离子体处理，即使在半导体薄膜的末端部分处由于栅绝缘膜的损坏引起覆盖缺陷，可以氧化或者氮化由于覆盖缺陷暴露的半导体薄膜，因而，可以防止在半导体薄膜的末端部分处由于栅绝缘膜的覆盖缺陷引起的栅电极和半导体薄膜之间的短路等。
甚至当岛形半导体薄膜的末端部分通常是直角时，对半导体薄膜或者栅绝缘膜实施等离子体处理以氧化或者氮化半导体薄膜或者栅绝缘膜，因此避免在半导体膜的末端部分处由栅绝缘膜的覆盖缺陷引起的栅电极和半导体薄膜的短路。
然后，描述在提供在衬底上方的岛形半导体薄膜中的岛形半导体薄膜的末端部分具有锥形(30°≤θ＜85°)的情形。
首先在衬底101上形成岛形半导体薄膜103a和103b(图4A)。对于岛形半导体薄膜103a和103b，通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等在已经形成在衬底101上方的绝缘膜102上方使用主要包含硅(Si)的材料(例如，SixGe1-x等)来形成非晶半导体薄膜。然后，使非晶半导体薄膜结晶并有选择地刻蚀半导体薄膜。可以采用激光结晶方法、使用RTA或者炉内退火方法的热结晶方法、使用促进结晶的金属元素的热结晶方法、上述方法的组合来使非晶半导体薄膜结晶。在图4A至4D中，岛形半导体薄膜103a和103b的末端部分的角度是锥形(30°≤θ＜85°)。
形成栅绝缘膜104以覆盖半导体薄膜103a和103b(图4B)。可以通过已知的方法(例如溅射法、LPCVD法、或者等离子体CVD法)形成栅绝缘膜104，其具有包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构。
然后，通过等离子体处理来氧化或者氮化栅绝缘膜104，因而在栅绝缘膜104的表面上形成氧化膜或者氮化膜124(在下文也称为绝缘膜124)(图4C)。注意用于等离子体处理的条件可以与上述的相似。例如，当使用氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)作为栅绝缘膜104时，在包含氧气的氛围中实施等离子体处理以氧化栅绝缘膜104。通过等离子体处理在栅绝缘膜的表面上获得的薄膜是致密的，与通过CVD方法、溅射方法等形成的栅绝缘膜比较具有较少的缺陷例如针孔。另一方面，在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化栅绝缘膜104，可以在栅绝缘膜104的表面上提供氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)作为绝缘膜124。另外，一旦在包含氧气的氛围中实施等离子体处理以氧化栅绝缘膜104，然后在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化栅绝缘膜104。另外，绝缘膜124包含用于等离子体处理的稀有气体，例如，在使用Ar的情况下，Ar包含在绝缘膜124中。
可以通过在绝缘膜124的上方形成栅电极105等制造半导体器件(图4D)，该半导体器件具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，每个使用位于栅电极105下面的半导体薄膜103a和103b。
如此，通过对栅绝缘膜实施等离子体处理，在栅绝缘膜的表面上形成由氧化膜或者氮化膜形成的绝缘膜，可以提高栅绝缘膜的表面的薄膜质量。通过等离子体处理获得的氧化或者氮化绝缘膜较为致密，并与通过CVD方法或者溅射方法形成的绝缘膜比较具有较少的缺陷例如针孔，因而，可以提高薄膜晶体管的特性。另外，它通过将半导体薄膜的末端部分形成为锥形来防止在半导体薄膜的末端部分处由栅绝缘膜等的覆盖缺陷引起的在栅电极和半导体薄膜之间的短路。然而，通过在形成栅绝缘膜之后实施等离子体处理，可以进一步防止栅电极和半导体薄膜之间的短路。
参照附图描述与图4A至4C不同的半导体器件的制造方法。特别地，描述对具有锥形形状的半导体薄膜的末端部分有选择地实施等离子体处理的情形。
在衬底101上形成岛形半导体薄膜103a和103b(图5A)。至于岛形半导体薄膜103a和103b，通过溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等在已经形成在衬底101的绝缘膜102上方使用主要包含硅(Si)的材料(例如，SixGe1-x等)来形成非晶半导体薄膜。然后，使非晶半导体薄膜结晶并使用抗蚀剂125a和125b作为掩模有选择地刻蚀半导体薄膜。可以采用激光结晶方法、使用RTA或者炉内退火方法的热结晶方法、使用促进结晶的金属元素的热结晶方法、上述方法的组合来使非晶半导体薄膜结晶。
然后，在除去用于刻蚀半导体薄膜的抗蚀剂125a和125b之前，实施等离子体处理以有选择地氧化或者氮化岛形半导体薄膜103a和103b的末端部分。在半导体薄膜103a和103b的每个末端部分处形成氧化膜或者氮化膜126(在下文，称为绝缘膜126)(图5B)。在上述条件下实施等离子体处理。另外，绝缘薄膜126包含用于等离子体处理的稀有气体。
形成栅绝缘膜104以覆盖半导体薄膜103a和103b(图5C)。按照与上述相同的方式形成栅绝缘膜104。
可以通过在栅绝缘膜104上方形成栅电极105等来制造半导体器件(图5D)，该半导体器件具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，每一个都使用岛形半导体薄膜103a和103b作为沟道形成区域。
当半导体薄膜103a和103b的末端部分是锥形时，形成在部分半导体薄膜103a和103b中的沟道形成区域152a和152b的末端部分也是锥形。因而，和中心部分相比，半导体薄膜或者栅绝缘膜的厚度变化了，存在对薄膜晶体管的特性有不利影响的危险。因而，通过等离子体处理有选择地氧化或者氮化沟道形成区域的末端部分，在变成沟道形成区域的末端部分的半导体薄膜上形成绝缘膜。因而可以减少由于沟道形成区域的末端部分对薄膜晶体管的影响。
图5A至5D显示其中仅仅对半导体薄膜103a和103b的末端部分实施用于氧化或者氮化的等离子体处理的示例。当然，也能够对栅绝缘膜104实施用于如图4A至4D所示的氧化或者氮化的等离子体处理(图7A)。
然后，参照图描述半导体器件的制造方法。该方法与上面描述的方法不同。具体地，对具有锥形形状的半导体薄膜实施等离子体处理。
采用与上面相同的方式在衬底101上方形成岛形半导体薄膜103a和103b(图6A)。
然后，对半导体薄膜103a和103b实施等离子体处理以氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b，形成氧化膜或者氮化膜127a和127b(在下文，也称为绝缘膜127a、127b)(图6B)。可以在上述条件下实施等离子体处理。例如，当Si用于半导体薄膜103a和103b时，形成氧化硅(SiOx)或者氮化硅(SiNx)作为绝缘膜127a和127b。另外，通过等离子体处理来氧化半导体薄膜103a和103b之后，再次实施等离子体处理以氮化半导体薄膜103a和103b。在这种情况下，形成与半导体薄膜103a和103b接触的氧化硅(SiOx)，并在该氧化硅的表面上形成氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。另外，绝缘膜127a和127b包含用于等离子体处理的稀有气体。通过等离子体处理，同时氧化或者氮化半导体薄膜103a和103b的末端部分。
然后，形成栅绝缘膜104以覆盖绝缘膜127a和127b(图6C)。作为栅绝缘膜104，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构。例如，在通过等离子体处理来氧化使用Si的半导体薄膜103a和103b以在半导体薄膜103a和103b的表面中形成作为绝缘膜127a和127b的氧化硅，在绝缘膜127a、127b上方形成氧化硅(SiOx)作为栅绝缘膜104。
然后，在绝缘膜127a、127b上方形成栅电极105等，并可以通过在栅绝缘膜104上方形成栅电极105等来制造半导体器件(图6D)，该半导体器件具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，每一个都使用位于栅电极105下面的半导体薄膜103a和103b。
当半导体薄膜103a和103b的末端部分是锥形时，形成在部分半导体薄膜103a和103b中的沟道形成区域153a和153b的末端部分也是锥形。因而，存在影响薄膜晶体管的特性的危险。因而，由于通过等离子体处理来氧化或者氮化半导体薄膜，使得氧化或者氮化沟道形成区域的末端部分，可以减少对半导体元件的影响。
在图6A至6D中，显示其中仅仅半导体薄膜103a、103b经受等离子体处理的氧化或者氮化的示例；然而，也能够对如图4A至4D所示的待氧化或者氮化的栅绝缘膜104实施等离子体处理(图7B)。在这种情况下，一经在包含氧气的氛围中实施等离子体处理以氧化栅绝缘膜104，然后在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化栅绝缘膜104。在这种情况下，在半导体薄膜103a和103b中形成氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)，并形成与栅电极105接触的氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。
另外，在上述结构中，可以通过在包含氢气和稀有气体的氛围中实施等离子体处理来引入氢。例如，在图2D中，在用作源区或者漏区的杂质区域中实施激活以修补缺陷之后，在包含氢气和稀有气体的氛围中实施等离子体处理，因而，将氢引入到栅绝缘膜104。在随后步骤中，在350至450℃下实施热处理以使包含在栅绝缘膜104中的氢转移到半导体薄膜103a和103b中。因而，可以修补半导体薄膜103a和103b的缺陷例如悬空键(氢化处理)。这里，上述的任何材料都可用于栅绝缘膜104，通过等离子体处理将氢引入这里以实施氢化处理。另外，在包含NH3和稀有气体的氛围中在350至450℃下实施等离子体处理，将氢引入到栅绝缘膜104中，同时，氮化栅绝缘膜的表面以提高表面的薄膜质量。另外，在等离子体处理中在包含NH3和稀有气体的氛围中实施热处理，以便可以同时实施氢化处理和氮化处理。应当注意可以自由地组合上述步骤来实施通过等离子体处理引进氢。可以在上述条件下实施等离子体处理。
通过用这样的方式实施等离子体处理，可以容易地除去附着于半导体薄膜或者绝缘膜上的杂质例如灰尘。通常，有时，灰尘(也称为微粒)附属于通过CVD方法、溅射方法等形成的薄膜上。例如，如图25A所示，在通过CVD方法、溅射方法等形成的绝缘膜172上方形成灰尘，该绝缘膜172形成在薄膜171例如绝缘膜、导电薄膜或者半导体薄膜的上方。在这种情况下，通过等离子体处理氧化或者氮化绝缘膜172，在绝缘膜172的表面上形成氧化物膜或氮化物膜174(在下文，也称为绝缘膜174)。至于绝缘膜174，氧化或者氮化灰尘173下面的部分以及其中不存在灰尘173的部分，因而增加了绝缘膜174的体积。另一方面，也通过等离子体处理来氧化或者氮化灰尘173的表面以形成绝缘膜175，结果，也增加了灰尘173的体积(图25B)。
此时，可以通过简单的清洗例如刷清洗容易地从绝缘膜174的表面除去灰尘173。用这样的方式，通过等离子体处理，可以容易地除去附着于绝缘膜或者半导体薄膜的微小灰尘。注意这是通过实施等离子体处理获得的效果，这对其他的实施例方式以及该实施例方式是真实的。
如上所述，通过等离子体处理的氧化或者氮化来提高半导体膜或者栅绝缘膜的表面质量，可以形成致密的和优质薄膜质量的绝缘膜。另外，通过清洗可以容易地除去附着于绝缘膜表面的灰尘等。因此，即使绝缘膜做得较薄，也可以避免缺陷例如针孔，可以获得半导体元件例如薄膜晶体管的微型化和更高性能。
实施例方式2实施例方式2参照附画描述了本发明的半导体器件的结构，其与上面描述的实施例方式的不同。
在该实施例方式中，对图1A至1C所示的衬底101或者绝缘膜102实施等离子体处理。通过氧化或者氮化衬底101或者绝缘膜102，制造半导体器件。参照附图描述该方法。
参照附图描述首先通过对衬底101实施等离子体处理来氧化或者氮化衬底101的情形。
制备衬底101，并氢氟酸(HF)、碱性的或者纯水冲洗(图8A)。作为衬底101，可以使用玻璃衬底例如铝硼硅玻璃或者钡硼硅玻璃、石英衬底、陶瓷衬底、包括不锈钢的金属衬底等。另外，可以使用由以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯萘烷(PEN)、或者聚醚砜(PES)代表的塑料、或者具有柔性的合成树脂例如丙烯酸树脂形成的衬底。注意使用玻璃衬底作为衬底101。
然后，实施等离子体处理以便氧化或者氮化衬底101，在衬底101的表面上形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜131(在下文也称为绝缘膜131)。通常，当在玻璃或者塑料上方形成半导体元件例如薄膜晶体管时，包含在玻璃或者塑料内的杂质元素例如像Na的碱金属或者碱土金属混合到半导体元件中并污染它，因而，存在不利地影响半导体元件特性的危险。然而，通过氮化由玻璃、塑料等制造的衬底的表面，提供它以便防止碱金属例如Na或者碱土金属从衬底混合到半导体元件。可以在与实施例方式1相同的条件下实施等离子体处理。绝缘膜131包含用于等离子体处理的稀有气体(包含He、Ne、Ar、Kr、和Xe中的至少一种的气体)。
然后，在绝缘膜131上方形成用作基膜的绝缘膜102(图8C)。作为绝缘膜102，可以使用通过溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等形成的包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构。这里，优选通过等离子体处理氮化衬底101的表面来形成氮化硅或者氮氧化硅作为绝缘膜102。当许多N原子包含在绝缘膜102中时，增加了固定电荷数量，对形成在绝缘膜102上方的半导体元件例如薄膜晶体管产生影响。换句话说，需要包含N原子的薄膜防止杂质元素从衬底101混合到元件；然而，当包含N原子的薄膜的数目太大时，就影响了半导体元件特性。因而，在图8A至8E中，氮化衬底101的表面并在氮化薄膜上方形成氧化硅或者氮氧化硅。
在绝缘膜102上方形成半导体薄膜103(图8D)。通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等使用主要包含硅的材料(例如，SixGe1-x等)等来形成半导体薄膜103。顺序地通过CVD方法形成绝缘膜102和半导体薄膜103。通过顺序地形成绝缘膜102和半导体薄膜103而不暴露于空气中，能够防止杂质混合到半导体薄膜103中。
然后，通过有选择地刻蚀半导体薄膜103以形成岛形半导体薄膜103a和103b，可以制造半导体器件，其具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，其每个使用半导体薄膜103a和103b作为沟道形成区域(图8E)。注意使用玻璃衬底作为衬底101，在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化玻璃衬底的表面，形成氮化物薄膜131。在氮化物薄膜131上方，形成氧化硅(SiOx)作为绝缘膜102，在绝缘膜102上方形成半导体薄膜103a和103b。形成氧化硅作为栅绝缘膜104以覆盖半导体薄膜103a和103b。通过等离子体处理在包含氮气的氛围中氮化栅绝缘膜104。之后，通过已知的方法例如溅射方法由Mo、W、Cr、Ta、Ni等形成栅电极105，在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化栅电极105的表面。例如，作为栅电极105，在栅电极105由Mo形成的情况下在Mo的表面上形成Mo的氮化物薄膜181。在这种情况下，容易氧化Mo；然而，在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化Mo的表面，由此防止Mo的氧化。
照这样，通过等离子体处理氧化或者氮化衬底101的表面，能够防止杂质元素例如包含在衬底中的像Na的碱金属或者碱土金属混合到半导体元件中并污染它。
参照附图描述在通过等离子体处理而处理过的衬底101上形成的绝缘膜102的形成方法。应当注意在图9A至9E和10A至10E中显示绝缘膜102的两种形成方法。
通过已知的方法(溅射方法、LPCVD方法、或者等离子体CVD方法)在衬底101上方形成绝缘膜132(图9A)。至于绝缘膜132，使用氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)。
通过等离子体处理氧化或者氮化绝缘膜132以在绝缘膜132的表面中形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜133(在下文，也称为绝缘膜133)(图9B)。这里，在包含氮气(包含氮气(N2)和稀有气体的氛围，或者包含NH3和稀有气体的氛围)的氛围中实施等离子体处理以氮化绝缘膜132的表面。因而，在绝缘膜132的表面中形成氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)作为绝缘膜133。另外，绝缘膜133包含用于等离子体处理的稀有气体(包含He、Ne、Ar、Kr、和Xe中的至少一种的气体)，例如，在使用Ar的情况下，Ar包含在绝缘膜133中。可以在上述条件下采用同样的方式实施等离子体处理。
在绝缘膜133上方通过使用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等形成绝缘膜134(图9C)。至于绝缘膜134，采用氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)。
在绝缘膜134上方形成半导体薄膜103(图9D)。通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等使用主要包含硅(Si)的材料(例如，SixGe1-x等)来形成半导体膜103。顺序地通过CVD方法形成绝缘膜134和半导体薄膜103。通过顺序地形成绝缘膜134和半导体薄膜103而不暴露于空气中，能够防止杂质混合到半导体薄膜103中。
然后，通过有选择地刻蚀半导体薄膜103以形成岛形半导体薄膜103a和103b，可以制造半导体器件，其具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，其每个使用岛形半导体薄膜103a和103b作为沟道形成区域(图9E)。
用这样的方式，实施等离子体处理以氧化或者氮化用作基膜的绝缘膜以便表面具有改善的质量。通过等离子体处理获得的如此薄膜是致密的，和与通过CVD方法、溅射方法等形成的绝缘膜比较具有较少的缺陷例如针孔。另外，能够防止包含在衬底101中的杂质元素例如像Na的碱金属或者碱土金属混合到半导体元件中并污染它。因而，可以提高半导体元件例如薄膜晶体管的特性。
描述不同于图9A至9E中的绝缘膜102的制造方法。
通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等在衬底101上方形成绝缘膜135(图10A)。至于绝缘膜135，使用氮化硅(SiNx)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。
在绝缘膜133上方通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等形成绝缘膜136(图10B)。至于绝缘膜136，采用氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)。
通过等离子体处理来氧化或者氮化绝缘膜136以在绝缘膜136的表面上形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜137(在下文，也称为绝缘膜137)(图10C)。这里，实施等离子体处理以氧化绝缘136，在绝缘膜136的表面上形成氧化物薄膜。通过氧化绝缘膜136的表面，提高了绝缘膜136的表面的薄膜质量并可以获得具有较少缺陷例如针孔的致密膜。另外，通过氧化绝缘膜136的表面，可以形成其N个原子的含量较少的绝缘膜137，因而，在绝缘膜137上方形成半导体薄膜的情况下，提高了绝缘膜137和半导体薄膜之间的界面特性。另外，绝缘膜137包含用于等离子体处理的稀有气体(包含He、Ne、Ar、Kr、和Xe中的至少一种的气体)。可以在上述条件下采用同样的方式实施等离子体处理。
然后，在绝缘膜137上方形成半导体薄膜103(图10D)。通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等使用主要包含硅(Si)的材料(例如，SixGe1-x等)等来形成半导体薄膜103。
然后，通过有选择地刻蚀半导体薄膜103以形成岛形半导体薄膜103a和103b，可以制造半导体器件，其具有n型沟道薄膜晶体管110a和P型沟道薄膜晶体管110b，其每个使用半导体薄膜103a和103b作为沟道形成区域(图10E)。
用这样的方式，实施等离子体处理以氧化或者氮化用作基膜的绝缘膜以使表面具有改善的质量。通过等离子体处理获得的如此薄膜是致密的，和与通过CVD方法、溅射方法等形成的绝缘膜比较具有较少的缺陷例如针孔。
该实施例可以自由地与上述的实施例方式结合。换句话说，本发明包含全部的组合例如实施例方式2显示的结构和实施例方式1显示的结构的自由组合。
实施例方式3实施例方式3参照附图描述了与上面描述的实施例方式的不同的本发明的半导体器件的另一个结构。
该实施例方式参照图描述了对图1A至1C所示的绝缘膜106或者绝缘膜107实施等离子体处理以氧化或者氮化绝缘膜106或者绝缘膜107的情形。
在具有插入其间的绝缘膜102的衬底101的上方提供岛形半导体薄膜103a和103b，在半导体薄膜103a、103b上方形成栅电极105，栅绝缘膜104插入其间，通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等形成绝缘膜106以覆盖栅电极105(图11A)。
然后，实施等离子体处理以氧化或者氮化绝缘膜106，因而，在绝缘膜106的表面上形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜141(在下文，也称为绝缘膜141)(图11B)。作为绝缘膜106，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)、或者包含碳的薄膜例如DLC(金钢石类碳)的单层结构或者多层结构。换句话说，对包含氧或者氮的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)，或者包含碳的薄膜例如DLC(金钢石类碳)实施等离子体处理以氧化或者氮化其表面。因而，绝缘膜141包含用于等离子体处理的稀有气体(包含He、Ne、Ar、Kr、和Xe中的至少一种的气体)，例如，在使用Ar的情况下，Ar包含在绝缘膜141中。
另外，不局限于上述结构，可以通过等离子体处理将氢引入绝缘膜106中。在这种情况下，如图11A所示，在形成绝缘膜106以覆盖栅电极之后，实施等离子体处理以将氢引入到绝缘膜106中。在上述条件下在包含氢和稀有气体的氛围中实施等离子体处理。在包含NH3和稀有气体的氛围中对绝缘膜106实施等离子体处理以将氢引入到绝缘膜106中，并且另外氮化绝缘膜106的表面。在包含氢气和稀有气体的氛围中通过等离子体处理将氢引入到绝缘膜106中之后，可以在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化绝缘薄膜的表面。在随后步骤中，在350至450℃下实施热处理以实施氢化处理以便可以修补半导体薄膜103a和103b的缺陷例如悬空键。另外，在等离子体处理中在包含NH3和稀有气体的氛围中在350至450℃下实施热处理，以便可以同时实施氢化处理和氮化处理。这里，对于绝缘膜106，使用氧化硅(SiOX)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)等，通过等离子体处理将氢引入到绝缘膜106中以实施氢化处理。至于稀有气体，可以使用Ar。
通过溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法等形成绝缘膜107以覆盖绝缘膜141(图11C)。
通过等离子体处理氧化或者氮化绝缘膜107，因而，在绝缘膜107的表面上形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜142(在下文，绝缘膜142)(图11D)。作为绝缘膜107，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)或者包含碳的薄膜例如DLC(金刚石类碳)的单层结构或者多层结构，另外，可以使用有机材料例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、或者丙烯、或者硅氧烷树脂。该硅氧烷树脂指得是包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷包含通过硅(Si)和氧(O)的键合形成的骨架。包含至少包含氢的有机基(例如烷基或者芳香族烃)作为取代基。另外，氟基团可以用作取代基。另外，氟基团和至少包括氢的有机基可以使用作取代基。另外，绝缘膜142包含用于等离子体处理的稀有气体(包含He、Ne、Ar、Kr、和Xe中的至少一种的气体)，例如，在使用Ar的情况下，Ar包含在绝缘膜142中。
作为绝缘膜107，可以使用有机材料例如聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、或者丙烯、或者硅氧烷树脂。此时，通过等离子体处理氧化或者氮化绝缘膜107的表面，可以提高绝缘膜的薄膜质量。通过表面改良，增加了绝缘膜107的强度并可以减少物理损坏，例如裂纹的出现或者当形成开口部分等时在刻蚀中薄膜的减少。另外，当改变绝缘膜107的表面时，当在绝缘膜107上方形成导电薄膜时提高了与导电薄膜的粘着性。例如，在通过等离子体处理氮化由硅氧烷树脂形成的绝缘膜107的情况下，氮化硅氧烷树脂的表面以形成包含氮气或者稀有气体的绝缘膜，因而，可以提高物理强度。
另外，在绝缘膜形成开口部分中，可以实施等离子体处理以氧化或者氮化绝缘膜的开口部分的侧表面。至于该情形，参照附图做出说明。
通过使用抗蚀剂273作为掩模在提供在薄膜271上方的绝缘膜272中形成开口部分274(图27A)。至于薄膜271，可以使用任何薄膜，只要可以在提供在薄膜271上方的绝缘膜中形成开口部分即可，例如可以应用半导体薄膜例如Si，导电薄膜例如铜(Cu)、铝(Al)、或者钛(Ti)，Ni、Co、W的硅化物等。另外，作为绝缘膜272，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)，或者包含碳的薄膜例如DLC(金刚石类碳)的单层结构或者多层结构，另外，可以使用有机材料例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、或者丙烯、或者硅氧烷树脂。在提供开口部分274之前，在包含氧气的氛围中或者在包含氮气的氛围中对绝缘膜272实施等离子体处理以氧化或者氮化绝缘膜272的表面。
在包含氧气的氛围中或者在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氧化或者氮化在开口部分274中的绝缘膜272的侧表面。因而，形成氧化物薄膜或者氮化薄膜275(在下文，称为绝缘膜275)。另外，也通过等离子体处理来氧化或者氮化薄膜271的表面，形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜276(在下文，绝缘膜276)。这里，在包含氮气的氛围中实施等离子体处理以氮化绝缘膜272的侧表面(图27B)。
然后，通过各向异性刻蚀有选择地除去由形成在薄膜271中的氧化物薄膜或者氮化物薄膜形成的绝缘膜276(图27C)。
通过除去抗蚀剂273，由于氮化在开口部分274中的绝缘膜272的侧表面而获得绝缘膜275(图27D)。
如上所述，通过等离子体处理来氧化或者氮化开口部分中的绝缘膜的侧表面，在绝缘膜的侧表面上形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜以提高表面的薄膜质量。因而，增加了强度以防止裂纹等出现。另外，因为开口部分中的绝缘膜的表面改良，在开口部分中形成导电薄膜的情况下，提高了绝缘膜和导电薄膜之间的粘附性。
该实施例可以自由地与上述的实施例方式结合。换句话说，本发明包含全部的组合例如实施例方式3显示的结构和实施例方式1或者2显示的结构的自由组合。
实施例方式4实施例方式4参照附图描述了半导体器件的制造方法，其中连续地实施绝缘膜、导电薄膜或者半导体薄膜的薄膜形成和等离子体处理。
在连续地实施绝缘膜、导电薄膜或者半导体薄膜的薄膜形成和等离子体处理的情况下，可以使用具有多个腔的装置。图12A显示了具有多个腔的装置的示例。图12A是本实施例方式中示出的装置(连续薄膜形成系统)的一种结构示例的顶视图。
图12A中显示的装置具有第一腔311、第二腔312、第三腔313、和第四腔314、负载锁定腔310和315、和公共腔320，其每个都是气密性的。每个腔装备有真空泵和稀有气体吸气系统。
负载锁定腔310和315是用于将样本(待处理的衬底)传送到系统的腔。第一至第四腔是用于在衬底101上方形成导电薄膜、绝缘膜、或者半导体薄膜或者执行刻蚀、等离子体处理等的腔。提供公共腔320以共同地用于负载锁定腔310和315和第一至第四腔。另外，在公共腔320和负载锁定腔310和315之间，和在公共腔320和第一至第五腔311至314之间提供闸阀322至327。应当注意在公共腔320中提供机械手321，其将衬底101传递至每个腔。
作为具体的示例，下面描述的是在第一腔311中在衬底101上方形成绝缘膜102，在第二腔312中实施等离子体处理，和在第三腔313中形成半导体薄膜103的情形。
首先，将包含多个衬底10的盒子328传递到负载锁定腔310。在盒子328在其中传递之后，关闭负载锁定腔310的门。在这个状态，打开闸阀322从盒子328中取出一个待处理的衬底，然后通过机械手321将该衬底放置在公共腔320中。此时在公共腔320中执行衬底101的对准。
然后，关闭闸阀322并打开闸阀324将衬底101传递至第一腔311。在150至300℃下在第一腔311中执行薄膜形成工艺以便形成绝缘膜102。对于绝缘膜102，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构。这里，在第一腔311中，形成氧氮化硅薄膜作为第一绝缘膜并通过等离子体CVD方法形成氮氧化硅薄膜作为第二绝缘膜。注意可以采用使用靶的溅射方法，以及等离子体CVD方法。
在形成绝缘膜102之后，通过机械手321取出衬底101放到公共腔320，并传递至第二腔312。在第二腔312中，对绝缘膜102实施等离子体处理以便氧化或者氮化绝缘膜102。这里，在第二腔312中，在包含氧气的氛围(例如，包含氧气和稀有气体的氛围，包含氧气、氢气和稀有气体的氛围，包含一氧化双氮和稀有气体的氛围，或者包含一氧化双氮、氢气和稀有气体的氛围)中实施等离子体处理。因而，氧化绝缘膜102的表面。
在形成绝缘膜102之后，通过机械手321取出衬底101放到公共腔320，并传递至第三腔313。在第三腔313中，在150至300℃下执行薄膜形成工艺，并通过等离子体CVD方法形成半导体薄膜。半导体薄膜103可以由微晶半导体薄膜、非晶锗薄膜、非晶硅锗薄膜、上述薄膜的叠层薄膜等形成。另外，将半导体薄膜的形成温度设定为350至500℃，并可以省略用于减少氢气浓度的热处理。这里，采用等离子体CVD方法，然而，可以采用使用靶的溅射方法。
在用这样的方式形成半导体薄膜之后，通过机械手321将衬底101传递至负载锁定腔315以存储在盒子329中。
应当注意图12A仅仅说明一种示例。例如，在形成半导体薄膜之后可以在第四腔314中连续地形成导电薄膜或者绝缘膜。可以增加腔的数量。另外，如实施例方式2所示，可以在形成绝缘膜102之前对衬底101实施等离子体处理以氧化或者氮化衬底101的表面。换句话说，通过使用上述实施例方式中描述的步骤和材料并自由地结合图12A显示的装置来制造半导体器件。另外，尽管对在图12A中单一类型腔用于第一至第四腔311至314的情形做了说明，但可以采用同时使用一批类型的腔来处理多个衬底的结构。
通过使用该实施例方式中显示的装置，可以顺序地实施导电薄膜、绝缘膜或者半导体薄膜的薄膜形成和等离子体处理而不暴露于空气中。因而，能够防止混合物污染或者提高生产效率。
然后，在本发明中，参照图12B描述用于等离子体处理的装置的示例。
图12B显示的装置包含用于安置通过等离子体待处理的目标331的支撑台351、用于引入气体的气体供应部分352、排气口353、天线354、电介质板355、和用于供给用于产生等离子体的高频的高频供给部分356。另外，通过为支撑台351提供温度控制部分357，也能够控制目标331的温度。在下文，描述等离子体处理的示例。作为目标，可以使用任何材料，只要可以实施等离子体处理即可。
对处理腔的内部抽真空，经气体供给部分352引入包含氧气或氮气的气体。例如，作为包含氧气的气体，可以引入氧气(O2)和稀有气体的混合气体或者氧气、氮气和稀有气体的混合气体。作为包含氮气的气体，可以引入氮气和稀有气体的混合气体或者NH3和稀有气体的混合气体。然后，将目标331放置在具有温度控制部分357的支撑台351中，并在100至550℃下加热目标331。目标331和电介质板355之间的间隔是在20至80mm的范围内(优选，20至60mm)。
从高频供给部分356将微波提供给天线357。这里，供给具有2.45GHz频率的微波。通过从天线354经电介质板355将微波引入到处理腔，制造通过等离子体激发来激活的高密度等离子体358。例如，当在包含NH3和Ar的氛围中实施等离子体处理时，通过微波制造其中混合NH3气体和Ar气体的高密度激励等离子体。在其中混合NH3气体和Ar气体的高密度激励等离子体中，引入微波来激励Ar气体以制造自由基(Ar*)，Ar自由基和NH3分子彼此碰撞以制造自由基(NH*)。(NH*)与目标331反应以氮化目标331。之后，经排气口353将NH3气体和Ar气体排放到处理腔的外面。
用这样的方式，通过使用图12B显示的装置来实施等离子体处理，获得低电子温度(1.5eV或者更低)和高电子密度(1×1011cm-3或更大)以形成具有较少等离子体损伤的目标。
该实施例方式可以自由地与上述的实施例方式结合。换句话说，本发明包含全部的组合例如实施例方式4显示的结构和实施例方式1至3显示的结构的自由组合。
实施例方式5实施例方式5参照附画描述了本发明的半导体器件的结构，其与上面描述的实施例方式的不同。具体地，描述具有存储元件和可以发送和接收数据而不接触的半导体器件的示例。
在实施例方式中显示的半导体器件中，如图19A所示，在衬底1141上方提供包含多个薄膜晶体管的元件组1140和用作天线的导电薄膜1133。用作天线的导电薄膜1133电连接到包含在元件组1140中的薄膜晶体管。另外，半导体器件通过用作天线的导电薄膜1133与外部设备(读取器/写入器)进行接收和发送数据而不接触。
在下文，参照附图描述半导体器件的制造方法的示例。这里，如图19B所示，描述使用一个衬底1101制造多个半导体器件1145(这里，是12个＝3×4)。另外，为了形成柔性半导体器件，一经在刚性衬底例如玻璃上方提供半导体器件例如薄膜晶体管、和天线，然后将半导体元件、天线等与衬底分离，并在柔性衬底上方提供半导体元件、天线等。
在衬底1101上方形成绝缘膜1102和分离层1103(图13A)。
作为衬底1101，可以使用与上述衬底101相同的材料。这里，可以使用玻璃衬底作为衬底1101。另外，如实施例方式2描写那样，可以对衬底1101实施等离子体处理以氧化或者氮化衬底1101的表面。
作为绝缘膜1102，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的单层结构或者多层结构。这里，使用玻璃衬底作为衬底1101，形成具有50至150nm厚的氮氧化硅作为绝缘膜1102。另外，如上述实施例方式所示，可以对绝缘膜1102实施等离子体处理以氧化或者氮化绝缘膜1102。
作为分离层1103，可以使用金属膜、金属膜和金属氧化物薄膜的层叠结构。作为金属膜，可以使用选自钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、铅(Pb)、锇(Os)、或者铱(Tr)的元素或者合金材料或者主要包含上述一些元素的化合物材料的单层结构或者多层结构。另外，可以通过已知的方法(溅射方法或者各种CVD方法例如等离子体CVD方法)形成上述材料。作为金属膜和金属氧化物薄膜的层叠结构，在形成金属膜之后，在包含氧气的氛围中实施等离子体处理和在包含氧气的氛围中实施热处理以便在金属膜的表面上提供金属氧化物的薄膜。例如，在通过溅射方法形成钨薄膜作为金属膜的情况下，对钨薄膜实施等离子体处理并可以在钨薄膜的表面上形成由氧化钨形成的金属氧化物薄膜。另外，用WOX表示氧化钨，其中“x”是2至3，存在“x”是2的情形(WO2)、“x”是2.5的情形(W2O5)、“x”是2.75的情形(W4O11)、和“x”是3的情形(WO3)等。在形成氧化钨中，不特别地限制“x”的值，可以根据蚀刻速率等确定待形成的其氧化物。除上述金属氧化物之外，还可以使用金属氮化物或者金属氮氧化合物。在这种情况下，可以在包含氮气的氛围中或者在包含氮气和氧气的氛围中对上述金属膜实施等离子体处理或者热处理。另外，作为另一个方法，在形成上述金属膜之后，在包含氧气的氛围中通过溅射方法在金属膜上方形成绝缘膜，从而在金属膜的表面上提供金属氧化物薄膜和绝缘膜的层叠结构。而且，在形成金属膜以后，也可能在包含氧气的氛围中使用金属靶对金属膜的表面上的金属氧化物薄膜实施溅射。在这种情况下，可以用不同的材料形成金属膜和金属氧化物薄膜。注意通过溅射方法在包含氮气的氛围或者包含氮气和氧气的氛围中执行这些方法，从而在金属膜上方形成金属氮化物薄膜或者金属氮氧化合物薄膜。
在分离层1103上方形成用作基膜的绝缘膜1104，在绝缘膜1104上方形成非晶半导体薄膜，通过激光结晶方法、热结晶方法例如RTA或者炉内退火方法、使用金属元素促进结晶的热结晶方法、组合上述方法的方法等对非晶半导体薄膜实施结晶，因而，形成晶体半导体薄膜1105(图13B)。
如实施例方式2所示通过使用绝缘膜102的任意结构形成绝缘膜1104。这里，在形成用于基膜1104的氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)之后，在包含氮气的氛围中对氧氮化硅实施等离子体处理，并氮化氧氮化硅薄膜的表面。之后，在氧氮化硅上方形成氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)以获得层叠结构。通常，通过CVD方法或者溅射方法形成氧氮化硅薄膜，上述氧氮化硅薄膜具有内部缺陷和低下的薄膜质量。因而，通过在包含氮气的氛围中通过等离子体处理来氮化该薄膜，提高了氧氮化硅薄膜的表面的薄膜质量，可以形成致密膜。因此，当在绝缘膜1104上方提供半导体元件时，能够防止杂质元素从衬底1101或者分离层1103混合到其中。
用给予p型导电性的杂质元素掺杂晶体半导体薄膜1105。这里，添加硼(B)作为杂质元素(图13C)。
有选择地刻蚀晶体半导体薄膜1105以形成第一至第四半导体薄膜1106至1109(图13D)。这里，第一半导体薄膜1106和第二半导体薄膜1107用于存储器部分，第三半导体薄膜1108和第四半导体薄膜1109用于逻辑电路。
然后，在形成覆盖第四半导体薄膜1109的抗蚀剂掩模1110之后，用给予p型导电性的杂质元素掺杂第一至第三半导体薄膜1106至1108(图14A)。在该实施例方式中，加入硼(B)作为杂质元素。
除去抗蚀剂掩模1110并对第一至第四半导体薄膜1106至1109实施等离子体处理以便对其氧化或者氮化，使得在半导体薄膜的表面上形成氧化物薄膜或者氮化物薄膜1121(在下文，也称为绝缘膜1121)(图14B)。这里，在包含氧气的氛围中实施等离子体处理以氧化第一至第四半导体薄膜1106至1109，使得形成氧化硅(SiOx)或者氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)作为绝缘膜1121。通常，通过CVD方法或者溅射方法形成的氧化硅薄膜或者氮氧化硅薄膜具有内部缺陷和低下的薄膜质量。因而，在包含氧气的氛围中通过等离子体处理来氧化半导体薄膜，可以在半导体薄膜上形成比由CVD方法、溅射方法等形成的绝缘膜更致密的绝缘膜。另外，当在具有通过CVD方法、溅射方法等形成的绝缘膜的半导体薄膜之上形成导电薄膜时，出现在半导体薄膜的末端部分处由于绝缘膜的破损等引起的覆盖缺陷，存在在半导体薄膜和导电薄膜之间发生短路等的危险；然而，通过预先通过等离子体处理来氧化或者氮化半导体薄膜的表面，可以防止在半导体薄膜的末端部分处的绝缘膜的覆盖缺陷。注意绝缘膜1121用作存储部分的存储元件中的隧道绝缘膜。
形成氮化硅(SiNx)或者氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)1122(在下文，也称为绝缘膜1122)以覆盖绝缘膜1121和绝缘膜1104。这里，通过等离子体CVD方法形成4至20nm厚的氮化硅薄膜作为绝缘膜1122(图14C)。绝缘膜1122用作在存储器部分的存储元件中俘获电荷的薄膜。
在包含氧气的氛围中对绝缘膜1122实施等离子体处理，并氧化绝缘膜1122的表面以形成绝缘膜1123(图14D)。在上述条件下进行等离子体处理。这里，通过等离子体处理，可以在绝缘膜1122的表面上形成2至10nm厚的氧化硅薄膜或者氮氧化硅薄膜作为绝缘膜1123。
仅在存储器部分中有选择地形成抗蚀剂掩模1124之后，有选择地氧化逻辑部分(图15A)。具体地，在包含氧气的氛围中对待氧化的逻辑部分的氮化硅薄膜1122和包含氧的氮化硅薄膜1123实施等离子体处理。这里，通过等离子体处理，通过在逻辑部分中氧化由氧氮化硅形成的绝缘膜1122和由氮氧化硅或者氧氮化硅形成的绝缘膜1123来形成氧化物薄膜1125。
除去抗蚀剂掩模1124，在第一至第四半导体薄膜1106至1109之上形成用作栅电极的导电薄膜1126至1129(图15B)。应当注意导电薄膜1126至1129的每个都具有第一导电薄膜1126a至1129a和第二导电薄膜1126b至1129b的层叠结构。这里，使用氮化钽作为第一导电薄膜1126a至1129a，使用钨作为第二导电薄膜1126b至1129b，并且层叠第一导电薄膜1126a至1129a和第二导电薄膜1126b至1129b。注意不局限于该结构，可以使用单层。另外，材料没有特别地限制，可以使用选自钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)、或者铌(Mb)的元素或者合金材料或者主要包含一些上述元素的化合物材料。另外，可以使用由用杂质元素例如磷掺杂的多晶硅为代表的半导体材料。
然后，使用导电薄膜1126至1128作为掩模，用给予n型导电性的杂质元素掺杂第一半导体薄膜1106至第三半导体薄膜1108的每一个，并使用导电薄膜112作为掩模，用给予p型导电性的杂质元素掺杂第四半导体薄膜1109以形成源或者漏区。形成绝缘膜1130以覆盖导电薄膜1126至1129，在绝缘膜1130上方形成导电薄膜1131以便电连接至第一半导体薄膜1106至1109的源或者漏区。提供使用第一半导体薄膜1106和第二半导体薄膜1107作为沟道形成区的存储元件1151a和1151b、使用第三半导体薄膜1108作为沟道形成区的n型沟道薄膜晶体管1151c、和使用第四半导体薄膜1109作为沟道形成区的P型沟道薄膜晶体管1151d(图15C)。
然后，形成绝缘膜1132以覆盖导电薄膜1131，在绝缘膜1132上方形成用作天线的导电薄膜1133，和形成绝缘膜1134以覆盖导电薄膜1133(图15D)。注意这里为了方便起见将包含存储元件1151a和1151b和薄膜晶体管1151c和1151d、导电薄膜1133等的层称作元件组1155。
另外，作为绝缘膜1130、1132、和1134，可以使用包含氮或者氧的绝缘膜例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)，包含碳的薄膜例如DLC(金钢石类碳)，或者进一步，有机材料例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、或者丙烯的单层结构或者多层结构。特别地，可以通过旋涂方法、液滴释放方法、印刷方法等形成有机材料例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、或者丙烯、硅氧烷基材料。因而，可以提高平面度或者处理时间的效率。可以将相同的材料或者不同的材料用于绝缘膜1130、1132和1133。另外，如实施例方式3所示，能够通过等离子体处理来氧化或者氮化绝缘膜1130、1132和1133。
作为导电薄膜1133，导电材料包含一种或者多种金属例如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、镍(Ni)、碳(C)，或者包含上述元素的金属化合物。
除存储元件1151a和1151b和薄膜晶体管1151c和1151d之外的区域经受激光等照射，如此形成开口部分1150和暴露分离层1103。然后，通过物理装置将元件组1155与衬底1101分离。另外，如图16A所示，在通过物理装置进行分离之前，可以经开口部分1150引入蚀刻剂以除去分离层1103。在除去分离层1103的情况下，可以除去整个分离层1103，或者可以有选择地除去分离层以留下一部分，没有整个除去。通过留下一部分分离层1103，甚至在用蚀刻剂除去分离层1103之后，可以将存储元件1151a和1151b和薄膜晶体管1151c和1151d保持在衬底1101上方，在随后的步骤中处理变得简单和容易。作为蚀刻剂，可以使用卤素氟化物例如三氟化氯或者包含卤素的气体或者液体。另外，可以使用CF4、SF6、NF3、F2等。
当元件组与衬底1101分离时，例如，如图16B所示，具有粘附性的第一薄板材料1152粘附于绝缘膜1134，可以通过物理装置将元件组1155与衬底1101分离。
作为第一薄板材料1152，可以使用柔性薄膜，其至少一个表面具有粘附性。例如，可以使用在用作基底的基膜例如聚酯等上提供有粘附剂的薄板材料。作为粘附剂，可以使用由包含丙烯酸树脂或者合成橡胶材料的树脂材料形成的材料。
用柔性薄膜密封分离的元件组1155。这里，用第二薄板材料1153和第三薄板材料1154密封元件组1155(图16C)。
柔性薄膜可以用于第二薄板材料1153和第三薄板材料1154，例如，可以使用由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯等形成的薄膜、由纤维材料形成的纸板、和基膜(聚酯、聚酰胺、无机沉积薄膜、纸等)和粘附合成树脂膜(丙烯酸树脂基合成树脂、环氧树脂基合成树脂等)的层叠薄膜等。另外，通过热压缩键合附贴薄膜，当实施热处理和加压处理时，通过热处理熔化提供在该薄膜的顶表面上的粘结层或者提供在最外层(非粘结层)中的层，并通过加压处理结合它。另外，当用第一薄板材料1152和第二薄板材料1153密封元件形成层时，相同的材料可以用于第一薄板材料以实施密封。
经上述步骤，可以获得具有存储元件并可以发送与接收数据而不接触的半导体器件。另外，该实施例方式中所示的半导体器件是柔性的。
有选择地氧化逻辑部分的方法可以与其中如图15A所示在提供在存储器部分中的包含氧的绝缘膜1123上方形成抗蚀剂掩模1124的方法不同。例如，如图17A所示，存在其中在形成在存储器部分中的绝缘膜1123上方形成导电薄膜1160的方法。通过仅在存储器部分中有选择地形成导电薄膜1160，有选择地氧化逻辑部分以形成氧化物薄膜1125(图17B)。在使用这些方法的情况下，可以层叠第一导电薄膜和第二导电薄膜而不用除去导电薄膜，并可以有选择地对它们刻蚀。因此，形成在存储器部分中的导电薄膜具有三层结构(图17C)。作为导电薄膜1160，导电材料包含一种或者多种金属例如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、镍(Ni)、碳(C)，或者包含上述元素的金属化合物。
该实施例可以自由地与上述的实施例方式结合。上述实施例方式中描述的材料或者方法可用于该实施例方式，在这些实施例方式中描述的材料或者方法可用于上述实施例方式。
实施例方式6实施例方式6参照附图描述半导体器件的另一个制造方法，其与实施例方式5所示的具有存储元件的半导体器件的制造方法不同。
如实施例方式5所述的那样获得图14B的状态。
在氧化物薄膜1211和基膜1101上形成包含分散的导电微粒或者半导体微粒(下文中，称作分散微粒)的层1181(图18A)。作为包含分散微粒的层1181的制造方法，可以使用已知的方法例如溅射、等离子体CVD、低压力CVD(LPCVD)、汽相淀积、或者液滴释放方法。每个分散微粒的尺寸是0.1至10nm，优选2至5nm。作为导电微粒的材料，可以使用金、银、铜、钯、铂、钴、钨、镍等。作为半导体微粒的材料，可以使用硅(Si)、锗(Ge)、或者硅锗合金等。这里，使用硅微晶体作为分散微粒。通过在包含氧气的氛围或者包含氮气的氛围中实施等离子体处理，可以氧化或者氮化包含分散微粒的层1181的表面。另外，除分散微粒之外还可以提供导电薄膜。
在包含分散微粒的层1181上方形成绝缘膜1182(图18B)。至于绝缘膜1182，可以使用氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)等。
如图18C所示，仅在存储元件部分中有选择地形成抗蚀剂掩模1183之后，有选择地只氧化逻辑部分。具体地，在包含氧气的氛围中对逻辑部分的包含分散微粒的层1181和由包含氮的氧化硅薄膜形成的绝缘薄膜1182实施高密度等离子体处理。通过等离子体处理，氧化逻辑部分的包含分散微粒的层1181和由包含氮的氧化硅薄膜形成的绝缘膜1182以形成氧化物薄膜1184(图18D)。
在后面的步骤中，根据上述方法，可以获得具有存储元件和可以发送与接收数据而不接触的半导体器件。注意在图18A至18D所示的步骤中，能够形成结晶半导体薄膜代替包含分散微粒的层1181，对待氧化或者氮化的结晶半导体薄膜实施等离子体处理，以便提供氮氧化硅薄膜1182。可以直接形成结晶半导体薄膜，或者通过在形成非晶半导体薄膜之后使该非晶半导体薄膜结晶。
实施例方式7实施例方式7参照附图描述半导体器件的另一个制造方法，其与实施例方式5或者6所示的半导体器件的制造方法不同。
如实施例方式5所示，获得图14A的状态，除去覆盖第四半导体薄膜1109的抗蚀剂掩模1110(图29A)。
然后，在包含氧气的氛围中对第一至第四半导体薄膜1106至1109实施高密度的等离子体处理以在第一半导体薄膜1106至第四半导体薄膜1109的表面(顶表面和侧表面)上形成氧化物薄膜1161(图29B)。形成氧化物薄膜1161以具有2至10nm厚的厚度。
然后，在包含氮气的氛围中对氧化物薄膜1161实施高密度的等离子体处理以氮化氧化物薄膜1161的表面(顶表面和侧表面)，因而，形成包含氮的氧化物薄膜1162(图29C)。通过氮化处理使形成在氧化物薄膜1161的表面上的包含氮的氧化物薄膜1162的厚度变成1至5nm。注意等离子体处理的条件可以是上述实施例方式的条件。另外，氧化物薄膜1161和包含氮的氧化物薄膜1162用作存储器部分的存储元件中的隧道绝缘膜。
代替氧化物薄膜1161和包含氮的氧化物薄膜1162，可以在包含氧气和氮气的氛围中对第一半导体薄膜1106至第四半导体薄膜1109实施高密度的等离子体处理以在第一半导体薄膜1106至第四半导体薄膜1109的表面(顶表面和侧表面)上形成包含氮的氧化物薄膜。
然后，在包含氮的氧化物薄膜1162上方形成绝缘膜1122(图29D)。至于绝缘膜1122，通过等离子体CVD方法优选形成氮化硅薄膜使其具有4至20nm的厚度。另外，存储器部分中的绝缘膜122用作俘获(捕获)电荷的绝缘膜。
然后，在绝缘膜1122上方形成绝缘膜1123(图29E)。至于绝缘膜1123，这里通过等离子体CVD方法优选形成具有4至20nm的厚度的氮氧化硅薄膜。
在后面的步骤中，可以根据实施例方式5所示的图15A之后的步骤完成存储器部分和逻辑部分。
该实施例可以自由地与上述的实施例方式结合。上述实施例方式中描述的材料或者方法可用于该实施例方式，在这些实施例方式中描述的材料或者方法可用于上述实施例方式。
实施例方式8实施例方式8参考附图描述不需接触就可以发送与接收数据的半导体器件的应用示例。不需接触就可以发送与接收数据的半导体器件通常指RFID(射频标识)标签、ID标签、IC标签、IC芯片、RF(射频)标签、无线标签、电子标签、或者无线芯片。
RFID80具有不需接触就发送和接收数据的功能，包含电源电路81、时钟产生电路82、数据解调电路83、数据调制电路84、用于控制其他电路的控制电路85、存储电路86、和天线87(图20A)。另外，RFID可以包含多个存储电路，而不是一个存储电路。可以使用SRAM、闪存、ROM、FeRAM、在存储元件部分中使用上述实施例方式中显示的有机化合物层的电路等。
通过电磁感应将作为无线电波从读取器/写入器发送的信号88调制为天线87中的交流电流电信号。通过使用交流电流电信号在电源电路81中产生电源电压，并使用电源线将电源电压提供给每个电路。时钟产生电路82根据从天线87输入的交流电流电信号产生各种时钟信号，并将各种时钟信号供给控制信号85。调制电路83解调交流电流电信号并将解调的交流电流电信号供给控制电路85。在控制电路85中，根据输入信号执行各种算术运算处理。用在控制电路85中的程序、数据等存储于存储电路86中。另外，存储电路86还可以用作算术运算处理中的工作区域。然后，将数据从控制电路85发送到调制电路84，并根据数据将负载调制从调制电路84加到天线87。因此，读取器/写入器88经无线电波接收施加到天线87的负载调制以便读取器/写入器可以读出数据。
此外，RFID可以是经无线电波将电源电压提供给每个电路而不需要具有电源(电池)的类型，或者是通过利用无线电波和电源(电池)将电源电压提供给每个电路的另一个类型。
可以通过使用上述实施例方式中描述的上述结构制造柔性RFID，因而，上述RFID可以附于具有曲面表面的物品。
然后，描述柔性RFID的使用方式的示例。在包含显示部分3210的便携式终端的侧表面上提供读取器/写入器3200。在产品3220的侧表面上提供RFID3230(图20B)。当在包含在产品3220中的RFID3230的上方保持读取器/写入器3200时，关于该产品的信息例如原料、原产地、每个生产过程中的测验结果、分配工序的历史、和商品的说明都显示在显示部分3210上。另外，当通过带式输送机传送商品3260时，可以通过利用提供在商品3260上的读取器/写入器3240和RFID3250进行对商品3260的检查(图20C)。这样，通过利用用于系统的RFID，可以容易地获得数据，从而获得高性能和高附加值。如上述实施例方式所述，即使当RFID附着于具有曲面的物品时，可以避免对包含在RFID中的薄膜晶体管等的损伤。可以提供高可靠性的RFID。
由于RFID不需接触就可以弄清楚对象的历史等，因此具有柔性的RFID除上述之外还可以广泛地使用于不同的领域。RFID可以应用于任何产品，只要它们在制造和管理中有用即可。例如，可以将RFID提供给票据、货币、证券、债券、无记名债券、包装、容器、文献、记录媒体、个人物品、交通工具、食物、衣服、健康商品、生活物品、化学制品、电子器件等。参照图21A至21H描述其示例。
票据和货币指代在市场上流通的金钱，并包含在某领域正当流通的东西例如货币(收款收据)、纪念币等。证券表示支票、单据、期票等(见图21A)。证件指代驾照、居住证等(见图21B)。无记名债券指代邮票、各种商品券等(见图21C)。包装箱指代用于饭盒等的包装纸、塑料瓶等(见图21D)。文献指代书等(见图21E)。记录媒质指代DVD软件、录像带等等(见图21F)。交通工具指代像自行车、船等的交通工具(见图21G)。个人物品指代袋、眼镜等等(见图21H)。食物指代食品、饮料等等。衣物指代衣服、鞋袜等等。健康商品指代医疗器材、健康用品等。生活品指代家具、照明设备等等。化学制品指代医药产品、农用化学品等等。电子设备指代液晶显示器、EL显示器件、电视机(TV机或者平板电视)、移动电话等等。
通过将RFID提供给象票据、货币、证券、证书、无记名债券的东西，就可以防止伪造品。另外，通过将RFID提供给包装箱、文献、记录媒质、个人物品、食物、生活品、电子器件等等可以提高检验系统或者在租借商店中使用的系统的效率。通过将RFID提供给交通工具、健康商品、化学制品等等，就可以防止伪造品和盗窃。就医药来说，能够防止拿错药。通过将RFID粘贴在上述物品表面或者嵌入在其中来将RFID提供给上述物品。例如，就书来说，可以将RFID嵌入到页面中或者当外壳由有机树脂制成时嵌入在有机树脂中。通过使用柔性RFID，甚至当为纸准备RFID时，可以通过使用具有上述实施例方式所示的结构的半导体器件组成RFID来防止包含在RFID中的元件的破损等等。
通过将RFID提供给包装箱、记录媒质、个人物品、食物、衣服、生活品、电子器件等等，用这样的方式，可以有效地提高检验系统、租借商店的系统。另外，通过将RFID提供给交通工具，就可以防止伪造品和盗窃。通过将REID嵌入生物中例如动物，就能够容易地辨别个体生物。例如，通过将RFID嵌入生物例如家畜，就可以容易地识别出生数据、性别、品种等等并可以容易地管理健康状况例如体温等等。
该实施例可以自由地与上述实施例方式结合。
实施例方式9实施例方式9参照附图描述了本发明的半导体器件的结构，其与上面描述的实施例方式的不同。具体地，描述具有像素部分的半导体器件的示例。
图22A和22B显示在像素部分提供发光元件的情形。图22A是显示半导体器件的示例的顶视图，而图22B是沿图22A的e-f和g-h展开的截面图。
如图22A所示，本实施例方式所示的半导体器件包括在衬底501上方的扫描线驱动电路502、信号线驱动电路503、像素部分504等。另外，提供相对衬底506以便在与衬底501之间至少插入像素部分504。使用具有上述实施例方式中描述的结构的薄膜晶体管，在衬底501上方形成描线驱动电路502、信号线驱动电路503、和像素部分504。通过密封材料505将衬底501和相对衬底506彼此结合。另外，扫描线驱动电路502、和信号线驱动电路503从作为外部输入端子的FPC507接收视频信号、时钟信号、启动信号、复位信号等等。这里，仅显示FPC(软性印刷电路)，然而，可以将印刷线路板(PWB)附着于FPC。
另外，图22B是沿图22A的e-f和g-h展开的截面图。在衬底501上方提供信号线驱动电路503和包含在像素部分504中的薄膜晶体管。信号线驱动电路503由结合具有上述实施例方式中所示的任何结构的n型沟道薄膜晶体管510a和P型沟道薄膜晶体管510b的CMOS电路形成。另外，扫描线驱动电路502和信号线驱动电路503的驱动电路由已知的CMOS电路、PMOS电路或者NMOS电路形成。尽管本实施例显示了其中在同一衬底上方形成像素部分和驱动电路例如扫描线驱动电路502和信号线驱动电路503的示例，但本发明不局限于此，驱动电路还可以形成在外围，不在和像素部分相同的衬底上。
另外，像素部分504包含多个像素，其每个由发光元件516、和用于驱动发光元件516的薄膜晶体管511组成。具有上述实施例方式所示的任意结构的薄膜晶体管可以应用于薄膜晶体管511。另外，这里，提供连接到连接薄膜晶体管511的源或漏区的导电薄膜512的第一电极513，形成绝缘膜509以覆盖第一电极513的末端部分。绝缘膜509用作多个像素中的隔离物。
至于绝缘膜509，使用正型光敏丙烯酸树脂薄膜。为了改善覆盖，形成绝缘膜509以便在它的顶端或者底端具有曲率。例如，在使用正型光敏丙烯酸树脂作为绝缘膜509的情况，仅绝缘膜509的上端部分优选具有曲率半径为0.2至0.3μm的曲面。绝缘膜509可以由通过光的照射不溶解于蚀刻剂的负型或者通过光的照射溶解于蚀刻剂的正型形成。不仅可以使用有机化合物而且可以使用无机化合物例如氧化硅、氮氧化硅、硅氧烷材料等。另外，至于绝缘膜509，可以使用有机材料例如环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯或者丙烯的单层结构或者多层结构。如上述实施例方式所述，对绝缘膜509实施等离子体处理以氧化或者氮化绝缘膜509，并提高了绝缘膜509的表面的薄膜质量。因而，可以获得致密膜。通过对绝缘膜509的表面改良，提高了绝缘膜509的强度并可以减少物理损坏，例如裂纹的出现或者当形成开口部分时在刻蚀中薄膜的减少。另外，由于提高了绝缘膜509的表面的薄膜质量，因此改善了界面特性，例如与提供在绝缘膜509上方的发光层514的粘附。
在图22A和22B显示的半导体器件中，在第一电极513上方形成发光层514和在发光层514上方形成第二电极515。该发光元件516具有第一电极513、发光层514和第二电极515的层叠结构。
另外，通过已知的方法例如使用蒸发掩膜的蒸发法、喷墨方法、或者旋涂方法，用有机化合物例如低分子材料、中分子材料(包含低聚物和dendrimer)、或者高分子材料的单层或者层叠结构形成发光层514。另外，无机化合物以及有机化合物可以用于发光层514。通常，作为用于发光层的发光材料，给出了有机化合物和无机化合物。使用有机化合物的发光元件称为有机EL元件，而使用无机化合物的发光元件称为无机EL元件。EL元件也可以应用于本实施例方式。
根据它们的元件结构可以将无机EL元件分为分布式无机EL元件和薄膜无机EL元件。它们的不同在于前者具有其中发光材料的微粒分散在粘合剂中的发光层，后者具有由荧光材料的薄膜形成的发光层，然而，它们在机理方面是相同的，通过高电场加速的电子和基材和发射中心之一的碰撞激发获得发光。在提供上述无机EL器件的情况，在实施例方式中或者使用分布式无机EL元件或者使用薄膜无机EL元件。
当通过DC驱动第一电极513和第二电极515时，第一电极513和第二电极515之一用作阳极，另外一个用作阴极。在用作阳极的情况下，优选使用具有高功函数的材料。例如，不仅可以使用单层薄膜例如ITO薄膜、含硅的氧化铟锡薄膜、用其中通过溅射方法将2至20wt％的氧化锌(ZnO)与氧化铟混合的目标形成的透明导电薄膜、氧化锌(ZnO)、氮化钛薄膜、铬薄膜、钨薄膜、Zn薄膜、或者Pt薄膜，而且可以使用氮化钛薄膜和包含铝作为主要成分的薄膜的层叠层，氮化钛薄膜、包含铝作为主要成分的薄膜、和氮化钛薄膜的三层结构等。注意当使用层叠结构时，导线电阻值变低，可以获得良好的欧姆接触，另外层叠结构可以用作阳极。在用作阴极的情况下，优选使用具有低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca、或者其合金例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、或者Ca3N2)。注意在使用作阴极的电极具有透射光特性的情形下，优选使用其厚度较薄的金属薄膜和透明导电膜的层叠层作为电极。至于透明导电薄膜，例如，可以使用ITO、含硅的氧化铟锡、用其中通过溅射方法将2至20wt％的氧化锌(ZnO)与氧化铟混合的目标形成的透明导电薄膜、或者氧化锌(ZnO)。这里，使用具有透射光特性的ITO作为第一电极513，并使用其中光从衬底501的侧面射出的结构。注意可以通过使用用于第二电极515的透射光材料来使用其中光从相对衬底506侧面射出的结构。做为选择，也可以通过形成具有透射光材料的第一电极513和第二电极515来使用其中光从衬底501和相对衬底506的两边(双发射)射出的结构。另外，当通过AC驱动第一电极513和第二电极515时，如上所述的任何材料都可以用于第一电极513和第二电极515，第一电极513和第二电极515的一个或者两个可以由透射光材料形成。
另外，使用一种结构，其中在通过用密封材料505粘合相对衬底506和衬底501将本发明的发光元件516提供在由衬底501、相对衬底506、和密封材料505围绕的空间508中。注意除用惰性气体(例如氮气或者氩气)填充空间508的情形之外，还可以使用用密封材料505填充空间508的结构。
注意优选使用环氧树脂作为密封材料505。上述材料优选是尽可能地不透湿气或者氧气的材料。作为用于相对衬底506的材料，可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜、聚酯、丙烯酸树脂等制造的塑料衬底以及玻璃衬底或者石英衬底。
如上所述，可以提供具有通过具有高密度的等离子体处理(高等离子体处理)形成的半导体薄膜或者氮化物薄膜的发光器件。
具有像素部分的半导体器件不局限于其中发光元件用于像素部分的上述结构，还包括包含使用液晶的像素部分的半导体器件。图23显示了在显示部分中使用液晶的半导体器件。
图23显示在像素部分具有液晶的半导体器件的示例。在形成以覆盖导电薄膜512和第一电极513的定向薄膜521与形成在相对衬底506下面的定向薄膜523之间提供液晶522。另外，为相对衬底506提供第二电极524，控制提供在第一电极813与第二电极524之间的施加到液晶522的电压，以便控制光传输并显示图像。另外，在液晶522中提供球状间隔物525以控制在第一电极513和第二电极524之间的间隔(单元间隔)。可以将在如上所述的实施例方式中所示的任何结构应用于薄膜晶体管510a、510b和511。因而，可以如上所述提供具有通过具有高密度的等离子体处理(高等离子体处理)形成的半导体薄膜或者氮化物薄膜的液晶显示器。
如此，显示在本实施例方式中的半导体器件可以具有包含发光元件的像素部分或者包含液晶的像素部分。
然后，参照附图描述具有上述像素部分的半导体器件的应用方式。
如下可以给定具有上述像素部分的半导体器件的使用方式的示例摄影机、数字照相机、护目型显示器(头戴式显示器)、导航系统、音频再现设备(汽车音响、音频组件等)、计算机、游戏机、携带式信息终端(移动式计算机、蜂窝电话、便携式游戏机、电子书等)、包含记录媒质的图像再现设备(具体地，能够在记录媒质例如数字化视频光盘(DVD)中处理数据和具有可以显示数据图像的显示器的设备)等。图24A至24H显示了其应用的示例。
图24A显示电视机(电视接收机)，其包含机壳2001、支架2002、显示器部分2003、扬声器部分2004、视频输入终端2005等。可以通过将如上所述的实施例方式中显示的结构或制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2003中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造电视机。
图24B显示数码照相机，其包含主体2101、显示器部分2102、图像接收部分2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106等。可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2102中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造数码相机。
图24C显示计算机，其包含主体2201、机壳2202、显示器部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、指针式鼠标可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2203中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造计算机。
图24D显示移动计算机，其包含主体2301、显示器部分2302、开关2303、操作键2304、红外线端口2305等。可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2302中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造便携式计算机。
图24E显示具有记录媒质的携带式图像再现设备(例如DVD播放机)，其包含主体2401、机壳2402、显示器部分A2403、显示器部分B2404、记录媒质(DVD等)读取部分2405、操作键2406、扬声器部分2407等。显示器部分A2403主要显示图像信息。显示器部分B2404主要显示字符信息。可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分A2403和/或显示器部分B2404中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造图像再现设备。游戏机等包含在具有记录媒质的图像再现设备的范畴中。
图24F显示护目型显示器(头戴式显示器)，其包含主体2501、显示器部分2502、臂部分2503等。可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2502中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造护目型显示器。
图24G显示摄影机，其包含主体2601、显示器部分2602、机壳2603、外部连接端口2604、远程控制接收部分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。可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2602中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造护显示摄影机。
图24H显示蜂窝电话，其包含主体2701、机壳2702、显示器部分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。可以通过将在如上所述的实施例方式中显示的结构或者制造方法应用到半导体元件例如提供在显示器部分2703中的薄膜晶体管、驱动电路等来制造蜂窝电话。
如上所述，本发明的适用范围很宽以致本发明可以应用于不同的领域中的电子器件。注意该实施例方式可以同上述实施例方式自由地结合。
例子1示例1显示在通过如上所述实施例方式中显示的高密度等离子体处理对目标实施氧化处理的情形中得氧化特性。具体地，显示由于用于高密度等离子体处理的气体的类型影响的目标的氧化速度的特性。
首先通过CVD方法在衬底上方形成氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)作为基膜，通过CVD方法在基膜上方形成非晶硅薄膜。然后，实施热处理以除去包含在非晶硅薄膜中的氢气，之后，通过激光照射使非晶硅薄膜结晶以形成结晶半导体薄膜。通过高密度等离子体处理氧化结晶半导体薄膜。使用玻璃衬底作为衬底并形成氮氧化硅使其具有大约100nm的厚度，形成非晶半导体薄膜使其具有大约66nm的厚度。
在下列条件下实施高密度等离子体处理133.33Pa的压力、包含Ar和氧气的氛围(Ar500sccm，O25sccm)(条件1)或者包含氩气、氢气和氧气的氛围(Ar500sccm，O25sccm，H25sccm)(条件2)。在条件1或者条件2下观察结晶半导体薄膜的氧化速度的特性。
图28显示了在条件1和条件2下的结晶半导体薄膜的氧化速度。在图28中，垂直轴代表平均膜厚(nm)，水平轴代表处理时间(秒)。处理时间指得是对结晶半导体薄膜实施等离子体处理的时间，平均膜厚指得是通过等离子体处理来氧化结晶半导体薄膜形成的氧化物薄膜的膜厚。
可以发现，在条件1和条件2下，随着等离子体处理时间的增加，进一步氧化结晶半导体薄膜，结晶半导体薄膜中的氧化物薄膜的膜厚增加。另外，在等离子体处理中，在条件2(包含Ar、氧气和氢气的氛围)下结晶半导体薄膜的氧化速率与处理时间的比值比条件1(包含Ar和氧气的氛围)下的高，条件2是将氢气加入到条件1中。换句话说，可以理解当通过高密度等离子体处理对结晶半导体薄膜实施氧化处理时，在短时间内氧化结晶半导体薄膜，在另外包含氢气的氛围中通过实施处理在结晶半导体薄膜的表面中形成较厚的氧化物薄膜。
根据上述结果，当通过高密度等离子体处理在结晶半导体薄膜中形成氧化物薄膜时，在较短时间内氧化物薄膜具有理想的膜厚，通过将氢气加到反应气体中可以缩短处理时间。
本发明基于2005年4月28日向日本专利局申请的日本专利申请序列No.2005-133680，其整个内容以引用的形式并入。
权利要求
1.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对半导体薄膜实施等离子体处理来氧化半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
2.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中通过等离子体处理氧化半导体薄膜在半导体薄膜的表面上形成绝缘膜。
3.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
4.根据权利要求1的制造方法，还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
5.根据权利要求1的制造方法，还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
6.根据权利要求1的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
7.根据权利要求1的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
8.根据权利要求1的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
9.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
10.根据权利要求9的制造方法，其中使用微波作为高频波。
11.根据权利要求1的制造方法，其中在包含氧气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
12.根据权利要求1的制造方法，其中在包含氧气、氢气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
13.根据权利要求1的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
14.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第二绝缘膜实施等离子体处理来氮化第二绝缘膜。
15.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第一绝缘薄膜实施等离子体处理来氧化第一绝缘薄膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
16.根据权利要求15的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
17.根据权利要求15的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
18.根据权利要求15的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
19.根据权利要求15的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
20.根据权利要求15的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
21.根据权利要求15的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
22.根据权利要求15的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
23.根据权利要求22的制造方法，其中使用微波作为高频波。
24.根据权利要求15的制造方法，其中在包含氧气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
25.根据权利要求15的制造方法，其中在包含氧气、氢气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
26.根据权利要求15的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
27.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第二绝缘薄膜实施等离子体处理来氧化第二绝缘薄膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
28.根据权利要求27的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
29.根据权利要求27的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
30.根据权利要求27的制造方法，还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
31.根据权利要求27的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
32.根据权利要求27的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
33.根据权利要求27的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
34.根据权利要求27的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
35.根据权利要求34的制造方法，其中使用微波作为高频波。
36.根据权利要求27的制造方法，其中在包含氧气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
37.根据权利要求27的制造方法，其中在包含氧气、氢气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
38.根据权利要求27的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
39.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第三绝缘薄膜实施等离子体处理来氧化第三绝缘薄膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
40.根据权利要求39的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
41.根据权利要求39的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
42.根据权利要求39的制造方法，还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
43.根据权利要求39的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
44.根据权利要求39的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
45.根据权利要求39的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
46.根据权利要求39的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
47.根据权利要求46的制造方法，其中使用微波作为高频波。
48.根据权利要求39的制造方法，其中在包含氧气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
49.根据权利要求39的制造方法，其中在包含氧气、氢气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
50.根据权利要求39的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
51.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对半导体薄膜实施等离子体处理来氧化半导体薄膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对已氧化的半导体薄膜实施等离子体处理来氮化该已氧化的半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
52.根据权利要求51的半导体器件的制造方法，其中通过等离子体处理氧化半导体薄膜，在该半导体薄膜的表面上形成绝缘膜。
53.根据权利要求51的半导体器件的制造方法，其中通过等离子体处理氮化半导体薄膜，在该半导体薄膜的表面上形成绝缘膜。
54.根据权利要求51的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
55.根据权利要求51的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
56.根据权利要求51的制造方法，还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
57.根据权利要求51的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
58.根据权利要求51的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
59.根据权利要求51的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
60.根据权利要求51的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
61.根据权利要求51的制造方法，其中使用微波作为高频波。
62.根据权利要求61的制造方法，其中在包含氧气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
63.根据权利要求51的制造方法，其中在包含氧气、氢气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
64.根据权利要求51的制造方法，其中在包含氮气和稀有气体的氛围中或者在包含NH3和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氮化步骤。
65.根据权利要求51的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
66.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对半导体薄膜实施等离子体处理来氮化半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
67.根据权利要求66的半导体器件的制造方法，其中通过等离子体处理氮化半导体薄膜，在该半导体薄膜的表面上形成绝缘膜。
68.根据权利要求66的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
69.根据权利要求66的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
70.根据权利要求66的制造方法，还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
71.根据权利要求66的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
72.根据权利要求66的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
73.根据权利要求66的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
74.根据权利要求66的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
75.根据权利要求74的制造方法，其中使用微波作为高频波。
76.根据权利要求66的制造方法，其中在包含氮气和稀有气体的氛围中或者在包含NH3和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氮化步骤。
77.根据权利要求66的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
78.根据权利要求66的半导体器件的制造方法，该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第二绝缘薄膜实施等离子体处理来氮化该第二绝缘薄膜。
79.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第一绝缘薄膜实施等离子体处理来氮化该第一绝缘薄膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
80.根据权利要求79的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
81.根据权利要求79的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
82.根据权利要求79的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
83.根据权利要求79的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
84.根据权利要求79的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
85.根据权利要求79的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
86.根据权利要求79的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
87.根据权利要求86的制造方法，其中使用微波作为高频波。
88.根据权利要求79的制造方法，其中在包含氮气和稀有气体的氛围中或者在包含NH3和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氮化步骤。
89.根据权利要求79的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
90.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第二绝缘薄膜实施等离子体处理来氮化该第二绝缘薄膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
91.根据权利要求90的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
92.根据权利要求90的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
93.根据权利要求90的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
94.根据权利要求90的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
95.根据权利要求90的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
96.根据权利要求90的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
97.根据权利要求90的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
98.根据权利要求97的制造方法，其中使用微波作为高频波。
99.根据权利要求90的制造方法，其中在包含氮气和稀有气体的氛围中或者在包含NH3和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氮化步骤。
100.根据权利要求90的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
101.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对第三绝缘薄膜实施等离子体处理来氮化该第三绝缘薄膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
102.根据权利要求101的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
103.根据权利要求101的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
104.根据权利要求101的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
105.根据权利要求101的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
106.根据权利要求101的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
107.根据权利要求101的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、或硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
108.根据权利要求101的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
109.根据权利要求108的制造方法，其中使用微波作为高频波。
110.根据权利要求101的制造方法，其中在包含氮气和稀有气体的氛围中或者在包含NH3和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氮化步骤。
111.根据权利要求101的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
112.一种半导体器件的制造方法，包括在衬底上方形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对半导体薄膜实施等离子体处理来氧化半导体薄膜；在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对已氧化的半导体薄膜实施等离子体处理来氮化该已氧化的半导体薄膜；形成覆盖半导体薄膜的第二绝缘膜；在半导体薄膜上方形成栅电极，其间插入第二绝缘膜；形成覆盖栅电极的第三绝缘膜；以及在第三绝缘膜上方形成导电薄膜。
113.根据权利要求112的半导体器件的制造方法，其中通过等离子体处理氧化半导体薄膜，在该半导体薄膜的表面上形成绝缘膜。
114.根据权利要求112的半导体器件的制造方法，其中通过等离子体处理氮化半导体薄膜，在该半导体薄膜的表面上形成绝缘膜。
115.根据权利要求112的半导体器件的制造方法，其中半导体薄膜的末端具有锥形形状。
116.根据权利要求112的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氧化衬底。
117.根据权利要求112的制造方法，其中该方法还包括使用高频波在大于等于1×1011cm-3并小于等于1×1013cm-3的电子密度和大于等于0.5eV并小于等于1.5eV的电子温度的条件下通过对衬底实施等离子体处理来氮化衬底。
118.根据权利要求112的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第一绝缘膜。
119.根据权利要求112的制造方法，其中形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、和氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)的任意一个作为第二绝缘膜。
120.根据权利要求112的制造方法，其中形成环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并环丁烯、丙烯酸树脂、硅氧烷树脂作为第三绝缘膜。
121.根据权利要求112的半导体器件的制造方法，其中使用高频波执行等离子体处理。
122.根据权利要求121的制造方法，其中使用微波作为高频波。
123.根据权利要求112的制造方法，其中在包含氧气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
124.根据权利要求112的制造方法，其中在包含氧气、氢气和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氧化步骤。
125.根据权利要求112的制造方法，其中在包含氮气和稀有气体的氛围中或者在包含NH3和稀有气体的氛围中实施通过等离子体处理的氮化步骤。
126.根据权利要求112的制造方法，其中使用玻璃衬底或塑料衬底作为衬底。
全文摘要
一种半导体器件的制造方法，包括如下步骤在衬底上方形成第一绝缘膜，在第一绝缘膜上方形成半导体薄膜，使用高频波在大于等于1×10
文档编号H01L21/84GK1870233SQ20061008863
公开日2006年11月29日 申请日期2006年4月28日 优先权日2005年4月28日
发明者矶部敦生, 村上智史, 高野圭惠, 山崎舜平 申请人:株式会社半导体能源研究所