半导体器件的制造方法

专利名称：半导体器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示为代表的电光器件的制造方法，适用于液晶显示结构的半导体器件的制造方法，和具有不同特性的薄膜器件的选择形成方法。
近年来，已公知使用薄膜晶体管的液晶显示器。在称为有源矩阵型的液晶显示器中，薄膜晶体管配置成多个按矩阵形排列的像素，以控制各个象素的象素电极中所保持的电荷存贮和放电。由于有源矩阵型液晶显示器能显示清晰而高速的移动图形，因此它可望在未来的显示领域作为主要的显示装置。
在同一衬底上形成有源矩阵型液晶显示器结构中的按像素区配置的薄膜晶体管，和构成驱动像素用的外围驱动电路的薄膜晶体管，已是公知的。用这种结构，可在一个衬底上将象素区和外围驱动电路集成为薄膜集成电路，由此可大大减小液晶显示器的重量和厚度。
通常设置在像素区和外围驱动电路中的薄膜晶体管所要求的特性是不同的。配置在像素区中的薄膜晶体管要求有小的截止电流(也称漏电流)。薄膜晶体管的＂截止电流＂，是指薄膜晶体管处于截止状态时，允许流过薄膜晶体管的源与漏之间的电流。＂大的截止电流＂使电荷作为截止电流流出，无论薄膜晶体管是否截止，都不能保持在像素电极中，由此，变为在要求的时间周期中不能显示图像的状态。
另一方面，要求配置在外围驱动电路中的薄膜晶体管有大的导通电流流过，和能高速动作的特性。换言之，要求具有高迁移率。像素区中设置的薄膜晶体管，由于它不要求进行如此快的高速动作，因此，不要求具有高＂迁移率＂。
为此，要求设置在像素区和外围驱动电路中的薄膜晶体管，分别具有不同的特性。因而，在同一衬底上集成设置在像素区中和外围驱动电路中的薄膜晶体管时，需要在所需的区域内，通过器件工艺、选择地形成具有所需特性的薄膜晶体管。
考虑了上述内容，构成本发明，本发明的目的是提供一种技术，用该技术在同一衬底上可区别地形成具有不同特性的薄膜晶体管。
本发明的另一目的是提供一种技术，用该技术，按有源矩阵型液晶显示器的制造方法，在同一衬底上可区别地形成设置在像素区中的薄膜晶体管和构成外围驱动电路的薄膜晶体管。
为实现上述目的，按本发明，提供一种制造半导体器件的方法，它包括下述工艺步骤形成非晶硅膜；形成具有半透明特性的薄膜，它包含促使所述非晶硅膜的一部分上的硅结晶的金属元素；通过热处理，使具有半透明特性的薄膜区内的非晶硅膜晶化；给非晶硅膜加激光。
所述方法中，非晶硅膜可以是通过等离子CVD技术、热分解CVD技术或其它公知的膜形成技术，在有绝缘表面的衬底上形成的，厚度为几百至几千的膜。具有绝缘表面的衬底可以是玻璃衬底，石英衬底，诸如在玻璃衬底或石英衬底的表面上形成的氧化硅膜或氮化硅膜的具有绝缘膜的衬底，或其上形成有绝缘膜的半导体衬底或导电衬底。通常，构成液晶显示器的情况下，采用以玻璃衬底为代表的半透明衬底作衬底。
在所述方法中，在所述非晶硅膜的一部分上形成具有半透明特性的薄膜工艺，它包含促使硅结晶的金属元素，以选择地促使至少部分非晶硅膜晶化。
促使硅结晶的金属元素可以是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu或Au中选出的一种或多种元素，已发现镍(Ni)具有优异的重复性和显著的效果。而且，需要这样引入这些金属元素，使其在硅膜中的浓度必须设定在能促使硅结晶并防止硅半导体的特性劣化的范围内，即，设定金属元素的浓度范围为1×1016cm-3至5×1019cm-3，更好的范围是1×1017cm-3至5×1019cm-3。更具体地说，具有半透明特性的薄膜中的金属元素的浓度必须调节成使硅膜中金属元素的浓度被设定在上述浓度范围内。
所述方法中，通过热处理，由金属元素促使硅结晶的作用，使非晶硅膜区域的一部分选择地结晶并引入到该区域内。通常，非晶硅膜经过热处理而结晶。非晶硅膜的结晶温度通常为580至620℃，尽管该温度随膜形成方法或膜形成条件而有所不同。
热处理中由于采用促进硅结晶的金属元素，可使非晶硅膜在较低的温度下和较短的时间周期内结晶。
在利用促使硅结晶的金属元素的情况下，由于热处理所需的时间周期缩短，没引入促使结晶的金属元素的非晶硅膜一般不结晶。例如，当加热温度为650℃时，要获得优良的结晶特性，加热时间必须为4小时。然而，在该热处理条件下，其中没用促使结晶的金属元素的非晶硅膜不结晶。
按本发明，用上述事实，在某一非晶硅膜不结晶的温度下进行所述的热处理，只在引入了促进硅晶化的金属元素的区域内，非晶硅膜被选择地结晶。
更具体地说，在450℃以上的温度下进行热处理，可实现选择结晶。通常，在温度低于600℃的情况下，非晶硅膜被结晶时，结晶所需的时间在100小时以上。本发明中，由于引入了促进硅结晶的金属元素，加热时间可减至普通加热时间的1/10以下。然而，当温度为450℃以下时，热处理所需的时间为几十小时以上，这是不实际的。
而且，本发明中，在450℃以上的温度下进行热处理，使引入了促进硅结晶的金属元素的区域选择地结晶。
而且，在用玻璃衬底(包括石英衬底)作衬底的情况下，必须将所述热处理温度的上限规定在玻璃衬底的变形点以下。在尽可能高的温度下，但不高于玻璃衬底的形变点的温度下进行热处理是有效的。因而，按本发明，在不低于450℃但不高于玻璃衬底的形变点的温度下进行热处理，由此使引入了促进硅结晶的金属元素的区域选择地结晶。
所述方法中，经过热处理，同时形成一个非晶硅膜结晶化的区域，和一个非晶硅膜仍保持不变的区域。热处理完成之后，用激光辐照形成更进一步增进选择结晶区的结晶特性的第一结晶区，同时，使仍保持非晶硅的区域晶化成第二结晶区。应注意，在激光辐照工艺中，激光可选择地只辐照需要用激光辐照的区域。
由于用热处理和激光辐照使第一结晶区结晶化，因此，它具有极其优异的结晶特性。第二结晶区由于只用激光辐照而使其结晶，因而，第二结晶的结晶特性比第一结晶区的结晶特性差。然而，第二结晶区有细的结晶结构，以致使晶界不明显。更具体地说，用稳定的低输出范围内的激光辐照，因而能稳定地获得低陷阱能级的结晶硅膜。
由于第二结晶区只用激光辐照而结晶，因而必须用高能量密度激光辐照。然而，若用这样的能量密度的激光辐照，由于第一结晶区已用加热而结晶，它的结晶取向可能被损坏。而且，具有会促进结晶这种程度的能量密度的激光必定会辐射到第一区域。
为此，按本发明，通过用作引入金属元素的半透明薄膜进行激光辐照，从而使激光能量密度通过薄膜而减小。因而，由于在第二区域上没有形成半透明薄膜，用能使其结晶化的这种能量密度的激光辐照其上。同时，由于第一区域表面上形成了半透明薄膜，可用能量密度较辐照第二区域的激光能量密度低的激光辐照其上。换言之，在一个激光辐照工艺过程中，可用具有所需能量密度的激光辐照一个区域。
按这种方法，由于第一结晶区表面上形成了半透明薄膜，半透明薄膜迭压在其表面上，当用激光辐照其上时，而使其表面粗糙度得到抑制。
具有半透明特性的薄膜可用能以所需透射率透过激光的材料制成。具有半透明特性的这种薄膜可以是氧化硅膜。而且，可以用调节半透明薄膜的厚度和调节掺入薄膜中的杂质浓度来改变透射率的方法，来调节激光的能量密度。
本发明中，用所述工艺，尽管用金属元素获得的第一结晶硅膜具有受保留在膜中的金属的影响而增大的截止电流值，由于它具有高结晶特性，因而可形成具有高迁移率的薄膜晶体管。而且，例如它可适当地用于有源矩阵型液晶显示器的外围电路。
另一方面，仅用激光辐照而结晶的第二结晶硅膜的结晶特性不完善。因而，在整个膜上很难均匀地获得高迁移率。然而，随着具有稳定激光功率的低输出范围内的激光辐照，可稳定地获得低陷阱能级的结晶硅膜。而且，由于牺性了迁移率而获得具有低截止电流特性的结晶硅膜，它可以用于，例如，有源矩阵型液晶显示器的像素区内设置的薄膜晶体管。
而且，按本发明，作为所述结构的结构改型，提供了半导体器件的制造方法，它包括以下工艺步骤形成非晶硅膜；在所述非晶硅膜的一部分上形成具有半透明特性的包含促进硅结晶金属元素的薄膜；通过热处理使整个非晶硅晶化；给已形成的具有半透明特性的所述薄膜的区域的至少一部分上加激光，并给未形成具有半透明特性的薄膜的至少一部分上加激光。
所述方法的特征是，在不低于非晶硅膜的结晶温度的温度下进行预定时间周期的热处理，使整个非晶硅膜结晶化。
若用玻璃衬底作衬底，热处理温度的上限应适当地规定在玻璃衬底的变形点。
在所述热处理工艺中，与包含金属元素的半透明薄膜连接的区域内的非晶硅膜变成具有优良结晶特性的第一结晶区。另一方面，不与包含金属元素的半透明薄膜连接的区域内的非晶硅膜变成第二结晶区，第二结晶区的结晶特性比第一结晶区的结晶特性差。换言之，选择地形成结晶特性不同的结晶区。
而且，按本发明，提供具有像素区和外围电路区的液晶显示器制造方法，所述方法包括下述工艺步骤在有绝缘表面的衬底上形成非晶硅膜；在所述外围电路区的至少一部分中的非晶硅膜上形成半透明的包含促进硅晶化的金属元素的薄膜；用热处理，使已形成的所述半透明薄膜区内的所述非晶硅膜晶化；用在其上已加过激光的所述硅膜形成薄膜晶体管。
所述方法中，借助金属元素的作用，使设置在有源矩阵型液晶显示器的外围电路区内(主要是外围驱动电路内)的薄膜晶体管结晶化，并在用经激光辐照已促进结晶化的区(结晶硅膜)构成设置在像素区内的薄膜晶体管之前，用经激光辐照促进晶化了的区域(结晶硅膜)构成薄膜晶体管。应注意，外围驱动电路包括用视频信号处理的模拟电路和数字电路等，存储器，而驱动像素的薄膜晶体管的文字驱动器电路除外。在构成外围电路的全部薄膜晶体管不需要具有高迁移率的情况下，构成外围电路的全部区域不必引入镍元素。
而且，在所述方法中，也可以提高热处理温度，使整个非晶硅膜结晶化。
在具有所述结构的本发明中，在经受热处理之前，在部分非晶硅膜上形成包含促进硅晶化金属的半透明薄膜，由此，可选择地使部分区域结晶化。而且，用激光辐照，进一步改善已结晶区的结晶特性，而余下的非晶区可以结晶化。按此方法，可形成具有不同电特性的结晶硅薄膜。用具有不同电特性的区域构成薄膜晶体管，因而可选择地制成具有所需电特性的薄膜晶体管。
用通过热处理，借助促进结晶的金属元素的作用而结晶的区域构成的薄膜晶体管具有高迁移率，因而能高速操作，并能有大的导通电流流过。用仅经激光辐照而结晶的区域构成的薄膜晶体管，不具有允许高速操作和大的导通电流流过的特性，但能获得较低的截止电流特性。
因而，用选择地引入促进硅结晶的金属元素获得的区域构成形成有源矩阵液晶显示器的外围驱动器区的薄膜晶体管，并用只经激光辐照而结晶的区域构成设置在像素区内的薄膜晶体管，可在同一衬底上，同时形成具有外围驱动器电路区和像素区所要求的各自特性的薄膜晶体管。
半透明薄膜有把金属引入非晶硅膜中的作用，还有降低激光辐射能量密度的作用。为此，具有低能量密度的激光辐照到经过热处理而结晶化，存在于半透明薄膜之下的硅膜，而具有高能量密度的激光辐照在仍然保持非晶的硅膜上。
附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，说明实例与描述一起，用于解释本发明的目的，优点和原理。附图中，图1A至1D是展示在玻璃衬底上形成结晶硅膜的工艺图；图2A至2C是展示薄膜晶体管的制造工艺图；图3A至3C是展示薄膜晶体管的制造工艺图。
将结合


本发明的实施例。
该实施例展示出了在同一玻璃衬底上，在有源矩阵型液晶显示器的制造中，有区别地制造构成外围驱动器电路的薄膜晶体管，和构成像素区的薄膜晶体管的工艺。
如图1A所示，在玻璃底衬101上形成厚3000A的氧化硅膜102作为底膜。之后，通过等离子CVD技术或热分解CVD技术，在其上形成厚500的非晶硅膜103。
玻璃衬底101可以是康宁7059玻璃衬底(形变点为593℃)，康宁1737玻璃衬底(形变点为667℃)，或康宁7940石英玻璃(形变点为990℃)。
再通过UV氧化技术，在非晶硅膜103上，形成厚度约100的形成阻挡膜的极薄氧化膜104。紫外氧化技术是一种在氧化气氛中辐照UV光形成极薄氧化膜的技术。形成氧化膜104的方法可以通过热氧化技术或等离子CVD技术进行。氧化膜104起阻挡膜的作用，以在后面的工艺中抑制促进硅结晶的金属的扩散。(图1A)。
随后，通过旋涂技术，在氧化膜104上涂敷包含镍元素的OCD溶液，随后，在200℃烘烤30分钟，由此形成含镍的氧化硅膜。在该烘烤工艺中，极薄氧化膜104起阻挡膜作用，以防止镍元素由此扩散进入非晶硅膜103中(图1B)。
＂OCD溶液＂是指形成氧化硅底涂层的涂敷溶液，由TOKYO OHKAKOGYO CO，LTD制造。用OCD溶液，在膜104上形成包含镍的氧化硅膜，以形成保护膜光刻胶膜。
用这种溶液而引入镍元素的方法可保持镍元素(金属元素)，使其与非晶硅膜103均匀地接触(或直接接触)。因而，在均质晶体生长中，这种方法是有效的。
此后，用浓度减小了的缓冲氢氟酸，选择地除去含镍的氧化硅膜105和氧化膜104。按该方式，获得图1C所示状态。该状态下，保留了含有镍的氧化硅膜105的区，变成形成外围驱动电路中设置的薄膜晶体管区。换言之，除去了该氧化硅膜105的区域变成形成像素区中设置的薄膜晶体管的区域。
获得图1C所示状态之后，进行热处理，使非晶硅膜103结晶。在550℃下经4小时进行热处理。热处理工艺中，镍扩散进入非晶硅膜103之前，从氧化硅膜105传输进氧化膜104，并借助镍的作用，使非晶硅膜106晶化成结晶硅膜106。另一方面，非晶硅膜107在热处理工艺的条件下不晶化。
热处理工艺必须在450℃至600℃的温度下进。温度不高于450℃时，在留下的氧化硅膜105下面的非晶硅膜103不能被晶化。当在不低于600℃的温度下进行热处理时，整个非晶硅膜103被晶化。若整个非晶硅膜103被晶化，就不能实现选择地制造具有不同特性的薄膜晶体管的目的。
热处理工艺完成之后，用KrF准分子激光(波长248nm)辐照，在该工艺中，由于激光作用，使非晶硅膜107晶化成结晶硅膜108。另一方面，激光在透过氧化膜104和氧化硅膜105之后，辐照到结晶硅膜106上，由此更有助于它的结晶特性。
该状态中，由于结晶硅膜106的表面迭压了氧化膜104和氧化硅膜105，它表面上的粗糙度的构成得到抑制。另一方面，即使在结晶硅膜108的表面上形成了粗糙，由于没有促进硅结晶的镍元素引入结晶硅膜108中，也不会形成造成任何问题的那种程度的粗糙。
为了获得结晶硅膜106和108，激光的最佳辐照能量密度是不同的。辐照能量密度的最佳值与膜厚、膜的质量有关，也与膜形成方法的种类和激光种类有关。在该实施例中，为了有助于结晶硅膜106的晶化，最佳的辐照能量密度为310至320mJ/cm2，为形成结晶硅膜108，最佳的辐照能量密度为360至390mJ/cm2。
在那种工艺中，由于存在氧化硅膜105，可以用各自适当的辐照能量密度的激光辐照在区域106和108上。
在该状态下，图1C所示状态中，当辐照能量密度为360至390mJ/cm2的激光辐照在非晶硅膜107上时，在接近最佳条件下，非晶硅膜107被晶化，变成结晶硅膜108。另一方面，通过氧化硅膜105能量密度衰减到310至320mJ/cm2的激光辐照到结晶硅膜106上。为实现这种接近最佳的条件，必须确定对该激光波长的氧化硅膜105的透射率，即必须确定膜厚和膜质量等条件。
在接近最佳条件下用激光辐照，能获得结晶硅膜106和108。
然而，由于在晶界中镍是分凝的，因此，在结晶硅膜106中存在载流子通过晶界的移动。通过晶界的载流子移动，引起薄膜晶体管截止状态时的漏电流。为此，用结晶硅膜106构成有源层的薄膜晶体管具有截止电流减小的特性。然而，由于结晶硅膜106具有优异的结晶特性，薄膜晶体管可允许较大的导通电流通过，并实现高速操作。
结晶硅膜108的结晶特性比结晶硅膜106的结晶特性差，因而，晶界的存在不明显，膜质量好。而且，通过晶界的载流子移动也不那么明显。因而，用结晶硅膜108构成有源层的薄膜晶体管不能提供大迁移率，也不能实现高速操作，但能产生优异的截止电流特性。
用缓冲氢氟酸除去留下的氧化硅膜105和氧化膜104，由此获得图2A所示状态。
随后，对用加热和激光辐照和借助镍作用而结晶化的结晶硅膜106和用激光辐照而晶化的结晶硅膜108分别构图，由此形成薄膜晶体管的有源层201、202和203，如图2B所示。有源层201和202由借助镍作用而结晶化的结晶硅膜106构成，用以构成设置在外围驱动器电路中的薄膜晶体管的有源层。另一方面，用只经激光辐照而晶化的结晶硅膜108构成有源层203，由此，用以形成设置在像素区内的薄膜晶体管的有源层。而且，在这些有源层201至203的表面上形成厚1000构成栅绝缘膜的氧化硅膜204(图2B)。
此后，用电子束汽相淀积技术，形成主要含铝与钪的、厚度为6000的膜，之后构图，由此形成主要含铝的栅电极205至207。之后，用栅电极205至207作阳极，在电解液中进行阳极氧化，由此形成厚2000的氧化层208至210。氧化层205至207在后面进行的杂质离子工艺中用作掩模，并起到形成偏移栅区的作用(图2C)。
获得图2C所示状态之后，在硼离子注入有源层201之前再形成图3A所示的光刻胶掩模301，复盖在有源层202和203上。该工艺中，以自对准方式，形成P+型源区和漏区302和305，沟道形成区304和偏移栅区303。
随后，除去光刻胶掩模301，形成光刻胶掩模306以复盖有源层201。用磷离子注入到有源层202和203中。用自对准方式，形成n+型源区310和311，漏区307和314，沟道形成区309和313，偏移栅区308和312。此后，除去光刻胶掩模306，并用激光辐照到整个衬底上，因而，激活源区302、310和311，和漏区305，307和314(图3B)。
通过等离子CVD技术，形成氧化硅膜315，作为层间绝缘膜。而且，随着接触孔的形成，形成薄膜晶体管的P-沟道源和漏电极316和317，薄膜晶体管的n-沟道源电极319和320和漏电极318和321。该结构中，漏电极317和318相互连接，形成构成外围驱动器电路的CMOS结构。
按所述方式，同时形成设置在外围驱动器电路中的薄膜晶体管和设置在像素区内的薄膜晶体管。
在热处理之前，在非晶硅膜的表面上形成包含促进硅晶化的金属元素的半透明薄膜，之后，激光辐照到半透明薄膜上，由此，可在要求的区域内选择地形成具有所需特性的薄膜晶体管。用该技术，可形成有源矩阵型显示器的外围电路区中和像素区中设置的薄膜晶体管，使其分别具有所需的特性。
已提出本发明的优选实施例的说明，只为了说明和描述发明，它并不是使发明终止或限制在所公开的确切形式上，在上述技术领域内或在本发明的实践中，可能有各种改型和变化。为了说明本发明的原理，选择并说明了上述实施例，在这些实施例的实际应用中，对本行业的普通技术人员而言，可以按各种实施例来利用，而且预计可以用各种改型来适合于实际应用。应想到，本发明的范围是由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种半导体器件的制造方法，包括以下工艺步骤形成非晶硅膜；在所述非晶硅膜的一部分上形成具有半透明特性的薄膜、它包含促使硅晶化的金属元素；用热处理，选择地晶化已形成的所述具有半透明特性的薄膜区域中的所述非晶硅膜；和给已形成的所述具有半透明特性的薄膜的至少一部分区域和没有形成具有半透明特性的薄膜区的至少一部分区域加激光。
2.按权利要求1的方法，其特征是，所述具有半透明特性的薄膜是氧化硅膜。
3.按照权利要求1的方法，其特征是，所述具有半透明特性的薄膜是透过激光的薄膜。
4.按权利要求1的方法，其特征是，促进晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au构成的集合中选出的一种或多种元素。
5.按权利要求1的方法，其特征是，所述硅膜中含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进晶化的所述金属元素。
6.按权利要求1的方法，其特征是，所述硅膜中含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进晶化的所述金属元素。
7.按权利要求1的方法，还包括在形成所述的包含所述金属元素，具有半透明特性的薄膜之前，在所述非晶硅膜上形成防止所述金属扩散的阻挡膜的步骤。
8.按照权利要求7的方法，其特征是，所述阻挡膜是氧化膜。
9.一种半导体器件的制造方法，包括下列步骤形成非晶硅膜；在所述非晶硅膜的一部分上形成具有半透明特性的薄膜，它含有促进硅晶化的金属元素；在450℃至600℃的温度下进行热处理，使已形成的具有半透明特性的所述薄膜的一个区域内的非晶硅膜结晶化；和在其上加激光。
10.按权利要求9的方法，其特征是，所述具有半透明特性的薄膜是氧化硅膜。
11.按权利要求9的方法，其特征是，所述具有半透明特性的薄膜是透过激光的薄膜。
12.按权利要求9的方法，其特征是，促进结晶化的金属是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
13.按权利要求9的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1016到1×1019cm-3的促进晶化的金属元素。
14.按照权权利要求9的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进晶化的金属元素。
15.按权利要求9的方法，还包括在形成包含所述金属元素的具有所述半透明特性的所述薄膜之前，在非晶硅膜上形成防止所述金属元素扩散的阻挡层的步骤。
16.按权利要求15的方法，其特征是，所述阻挡膜是氧化膜。
17.一种半导体器件的制造方法，包括下列步骤在玻璃衬底上形成非晶硅膜；在所述非晶硅膜的一部分上形成具有半透明特性的薄膜，它包含促进硅结晶化的金属元素；在不低于450℃但不高于所述玻璃衬底的变形点的温度下进行热处理，使已形成的具有半透明特性的所述薄膜的一个区域内的所述非晶硅膜结晶化，和在其上加激光。
18.按权利要求17的方法，其特征是，具有半透明特性的所述薄膜是氧化硅膜。
19.按权利要求17的方法，其特征是，具有半透明特性的所述薄膜是能透过激光的薄膜。
20.按权利要求17的方法，其特征是，促进晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
21.按权利要求17的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进晶化的金属元素。
22.按权利要求17的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进晶化的金属元素。
23.按权利要求17的方法，还包括在形成包含所述金属元素的具有半透明特性的所述薄膜之前，在所述非晶硅膜上形成防止所述金属元素扩散的阻挡膜的步骤。
24.按权利要求23的方法，其特征是，所述阻挡膜是氧化膜。
25.一种半导体器件的制造方法，包括下列步骤在玻璃衬底上形成非晶硅膜；所述非晶硅膜上形成具有半透明特性的薄膜，它包含促进硅结晶化的金属元素；在不低于所述非晶硅膜晶化的温度但不高于所述玻璃衬底的变形点的温度下进行热处理，使所述非晶硅膜结晶化；和在其上加激光。
26.按权利要求25的方法，其特征是，具有半透明特性的所述薄膜是氧化硅膜。
27.按权利要求25的方法，其特征是，具有半透明特性的所述薄膜是能透过激光的薄膜。
28.按权利要求25的方法，其特征是，促进晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
29.按权利要求25的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
30.按权利要求25的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
31.按权利要求25的方法，还包括在形成包含所述金属元素的具有所述半透明特性的所述薄膜之前，在所述非晶硅膜上形成防止所述金属扩散的阻挡膜的步骤。
32.按权利要求31的方法，其特征是，所述阻挡膜是氧化膜。
33.一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤形成非晶膜；在所述非晶硅膜的一部分上形成具有半透明特性的薄膜，它包含促进硅结晶化的金属元素；用热处理，使具有半透明特性的所述薄膜的一个区域内的所述非晶硅膜结晶化，和在其上加激光；其中，在所述加激光的步骤中，促进在所述具有半透明特性的薄膜下的硅膜结晶化，并使没有形成具有半透明特性的薄膜区内的非晶硅膜结晶化。
34.按权利要求33的方法，其特征是，具有半透明特性的所述薄膜是氧化硅膜。
35.按权利要求33的方法，其特征是，具有半透明特性的所述薄膜是能透过激光的薄膜。
36.按权利要求33的方法，其特征是，促进结晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Ph，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
37.按权利要求33的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进结晶化的所述金属元素。
38.按权利要求33的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的所述金属元素。
39.按权利要求33的方法，还包括在形成包含所述金属元素的具有半透明特性的所述薄膜之前，在所述非晶硅膜上形成防止所述金属元素扩散的阻挡膜的步骤。
40.按权利要求39的方法，其特征是，所述阻挡膜是氧化膜。
41.一种半导体器件的制造方法，包括下列步骤形成非晶硅膜；所述非晶硅膜上形成具有半透明特性的薄膜，它包括促进硅结晶化的金属元素进行热处理，使已形成具有半透明特性的所述薄膜的一个区域内的所述非晶硅膜晶化；和通过具有半透明特性的所述薄膜将激光加到所述硅膜上。
42.按权利要求41的方法，其特征是，所述具有半透明特性的薄膜是氧化硅膜。
43.按权利要求41的方法，其特征是，所述具有半透明特性的薄膜是能透过激光的薄膜。
44.按权利要求41的方法，其特征是，所述促进晶化的金属是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的金属集合中选出的一种或多种元素。
45.按权利要求41的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
46.按权利要求41的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
47.按权利要求41的方法，还包括在形成包含金属元素的具有半透明特性的所述薄膜之前、在所述非晶硅膜上形成防止所述金属元素扩散的阻挡膜的步骤。
48.按权利要求47的方法，其特征是，所述阻挡膜是氧化膜。
49.一种具有像素区和外围电路区的有源矩阵型液晶显示器的制造方法，所述方法包括下列步骤在有绝缘表面的衬底上形成非晶硅膜；在所述外围电路区的至少一部分中的所述非晶硅膜上形成含有促进硅结晶化的金属元素的半透明薄膜；进行热处理，使已形成的半透明薄膜区内的所述非晶硅膜结晶化；给已结晶化的硅膜加激光；和用其上已加激光的所述硅膜形成薄膜晶体管。
50.按权利要求49的方法，其特征是，所述半透明薄膜是氧化硅膜。
51.按权利要求49的方法，其特征是，所述半透明薄膜是能透过激光的薄膜。
52.按权利要求49的方法，其特征是，促进结晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
53.按权利要求49的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进晶化的所述金属元素。
54.按权利要求49的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的所述金属元素。
55.一种具有像素区和外围电路区的有源矩阵型液晶显示器的制造方法，所述方法包括下列步骤在有绝缘表面的衬底上形成非晶硅膜；在所述外围电路区内的所述非晶硅膜上形成包含促进硅结晶化的金属元素的半透明薄膜；在450℃至600℃的温度下进行热处理，使已形成的半透明薄膜区内的所述非晶硅非结晶化；给已结晶化的硅膜上加激光；和用其上已加激光的所述硅膜形成薄膜晶体管。
56.按权利要求55的方法，其特征是，所述半透明薄膜是氧化硅膜。
57.按权利要求55的方法，其特征是，所述半透明薄膜是能透过激光的薄膜。
58.按权利要求55的方法，其特征是，促进结晶化的金属元素是以Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
59.按权利要求55的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进晶化的金属元素。
60.按权利要求55的方法，其特征是，所述硅膜包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进晶化的金属元素。
61.一种具有像素区和外围电路区的有源矩阵型液晶显示器的制造方法，所述方法包括下列步骤在玻璃衬底上形成非晶硅膜；在所述外围电路区内所述非晶硅膜上，形成包含促进硅结晶化的金属元素的半透明薄膜，在不低于所述非晶硅膜结晶化温度但不高于所述玻璃衬底的变形点的温度下进行热处理，使所述非晶硅膜上的硅结晶化；给已晶化的硅膜上加激光；和用其上已加激光的所述硅膜形成薄膜晶体管。
62.按权利要求61的方法，其特征是，所述半透明薄膜是氧化硅膜。
63.按权利要求61的方法，其特征是，所述半透明薄膜是能透过激光的薄膜。
64.按权利要求61的方法，其特征是，促进晶化的金属元素是以Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
65.按权利要求61的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进结晶化的金属。
66.按权利要求61的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
67.一种具有像素区和外围电路区的有源矩阵型液晶显示器的制造方法，所述方法包括下列步骤在玻璃衬底上形成非晶硅膜；在所述外围电路区内的所述非晶硅膜上形成半透明薄膜，它包含促进硅结晶化的金属元素；在450℃至所述玻璃衬底的形变点的温度下进行热处理，使已形成的半透明薄膜区内的所述非晶硅膜结晶化。给已晶化的硅膜上加激光；和用其上已加激光的所述硅膜形成薄膜晶体管。
68.按权利要求67的方法，其特征是，所述半透明薄膜是氧化硅膜。
69.按权利要求67的方法，其特征是，所述半透明薄膜是能透过激光的薄膜。
70.按权利要求67的方法，其特征是，促进结晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种金属元素。
71.按权利要求67的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
72.按权利要求67的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
73.按权利要求67的方法，其特征是，所述半透明薄膜是氧化硅膜。
74.按权利要求67的方法，其特征是，所述半透明薄膜是能透过激光的薄膜。
75.按权利要求67的方法，其特征是，促进结晶化的金属元素是从Fe，Co，Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Cu和Au组成的集合中选出的一种或多种元素。
76.按权利要求67的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1016至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
77.按权利要求67的方法，其特征是，所述硅膜中包含浓度为1×1017至5×1019cm-3的促进结晶化的金属元素。
全文摘要
在同一衬底上选择地形成各个具有不同特性的多个薄膜晶体管，在玻璃衬底上顺序形成氧化硅膜，非晶硅膜、防止镍元素扩散的阻挡膜和促进硅结晶化的含镍元素的氧化膜，并对其构图和热处理，使氧化膜下面的非晶硅膜结晶化而已去掉了氧化膜的非晶硅膜仍保持原状不变，因此，在该膜上加激光，在已由加热而结晶化的硅膜上，透过氧化膜后虽减弱了激光辐照，也有助于结晶特性。结果，在结晶化工艺中获得两种不同的结晶硅膜。
文档编号H01L29/66GK1133489SQ9512050
公开日1996年10月16日 申请日期1995年10月20日 优先权日1994年10月20日
发明者大谷久 申请人:株式会社半导体能源研究所