[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在衬底上夹着绝缘膜具有半导体元件的半导体装置的制造方法。

背景技术

作为用于现有的绝缘栅型场效应晶体管等的薄膜器件中的多晶半导体的制造方法，存在有使用激光退火法的方法(例如，参照专利文献1)。具体而言，在玻璃衬底上形成作为基底保护膜的氧化硅膜，在该氧化硅膜上形成非晶硅膜之后，进行加热，以便降低含于非晶硅膜的氢的浓度，对该非晶硅膜照射KrF受激准分子激光束，以使非晶硅膜结晶化，来形成多晶硅膜。

[专利文献1]特开平5-182923号公报

然而，在使用如上所示的激光退火法的情况下，存在以下问题，即，在激光束的功率高时，在衬底、基底保护膜、或者结晶硅膜中产生裂缝。因此，导致具有薄膜器件的半导体装置的成品率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以抑制在衬底、基底保护膜、或者结晶硅膜中产生裂缝的结晶硅膜的制造方法、以及半导体装置的制造方法。

本发明的要点为如下：在热膨胀率为大于6×10^-7/℃且38×10^-7/℃以下，优选为大于6×10^-7/℃且31.8×10^-7/℃以下的衬底上形成含有半导体膜的层，加热该层。接着，对被加热了的层照射激光束，使半导体膜结晶化，来形成结晶半导体膜。形成于衬底上的含有半导体膜的层虽然可以在形成膜之后适当地具有拉伸应力或压缩应力的应力，但是，在上述加热后，含有半导体膜的层的总应力(以膜厚方向求积分而得出的应力)为-500N/m以上且+50N/m以下，优选为-150N/m以上且0N/m以下。

当对形成于热膨胀率为大于6×10^-7/℃且38×10^-7/℃以下，优选为大于6×10^-7/℃且31.8×10^-7/℃以下的衬底上的层照射激光束时，被照射到该层的激光束的能量向衬底表面传导，位于激光束的照射部分及其附近的衬底表面也受到加热。正在激光束的照射部分之下，激光束的能量的传导率高，使得衬底表面软化。此外，在激光束的照射部分的附近，因加热而使得体积膨胀，从而产生压缩应力。另一方面，产生压缩应力的区域的外侧因该压缩应力的反作用而产生拉伸应力。

激光束一移动，软化了的衬底表面也就渐渐冷却，使得体积收缩而产生拉伸应力。另一方面，在激光束的照射部分附近，被加热的衬底表面冷却到室温，而残留压缩应力。由于上述拉伸应力和压缩应力的差别导致在衬底中残留热弯曲。当所述热弯曲变为大于衬底的破断应力时，在衬底中产生裂缝，并且形成于衬底表面上的层中也产生裂缝。然而，通过在衬底上形成加热后的总应力为-500N/m以上且+50N/m以下，优选成为-150N/m以上且0N/m以下的含有半导体膜的层，可以缓和产生在衬底表面的热弯曲。结果，可以减少从衬底到形成于其上的层的裂缝。

作为形成于衬底表面上的含有半导体膜的层，形成具有加热后的总应力满足-500N/m以上且+50N/m以下，优选为-150N/m以上且0N/m以下的范围的膜厚度及膜应力的层。

这里，假设构成含有半导体膜的层的每一个层的膜应力线形地影响总应力，并且以每一个层的应力为σ，以每一个层的膜厚度为d，总应力S则通过下述公式来近似地计算出。因此，在构成含有半导体膜的层中，即使有产生拉伸应力的层，只要在另外的层中产生压缩应力，加热后的含有半导体膜的层的总应力也则可以满足-500N/m以上且+50N/m以下，优选为-150N/m以上且0N/m以下的范围。

[公式1]

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