[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有半导体元件的半导体器件的制造方法。

背景技术

通常，通过利用光掩模的曝光工艺(下文中称为光刻工艺)构图各种薄膜来制造由以薄膜晶体管(下文中也称为TFT)和MOS晶体管为代表的半导体元件组成的所谓有源矩阵驱动显示面板或半导体集成电路。

在光刻步骤中，将抗蚀剂涂布在衬底的整个表面上并执行预烘干，且经由光掩模将紫外线等照射到抗蚀剂以使其曝光，然后通过显影形成抗蚀剂掩模。其后，利用抗蚀剂掩模作为掩模蚀刻掉要成为半导体区域或布线以外的部分中存在的薄膜(由半导体材料、绝缘材料或导电材料形成的薄膜)，如此形成半导体区域和布线。

参考：专利文件1公开2000-188251号公报

然而，在利用常规的光刻步骤蚀刻半导体膜以形成所希望的形状的半导体区域的情况下，在半导体膜表面上涂敷抗蚀剂。在此，由于半导体膜表面被直接暴露于抗蚀剂，所以引起半导体膜受抗蚀剂包含的氧、碳、重金属等杂质污染的问题。因该污染，杂质元素混入到半导体膜中，从而导致半导体元件特性降低。特别是，在TFT的情况下，引起晶体管特性的不均匀或特性下降。

另外，在利用光刻步骤制造布线或半导体区域的工艺中，抗蚀剂的大部分材料被浪费，并且为了形成布线和半导体区域需要多个步骤，因而生产量变差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供不用使用抗蚀剂就能形成具有所希望形状的半导体区域的半导体元件的制造方法。而且，本发明提供通过利用很少的步骤而可以减少成本的半导体器件的制造方法。并且，本发明提供通过减少原料数量而可以减少成本的半导体器件的制造方法。另外，本发明提供可以提高生产率并可以高效率地批量生产半导体器件的方法。此外，本发明还提供不均匀少的半导体器件的制造方法。

本发明的一个要点是，在将半导体膜的一部分进行氧化来形成氧化物层之后，以该氧化物层为掩模蚀刻半导体膜，以形成具有所希望的形状的半导体区域。

本发明的另一个要点是，形成包含上述具有所希望形状的半导体区域的半导体元件，以及形成由该半导体元件制作的半导体器件。

作为在半导体膜之上形成用作掩模的氧化物层的方法，可以使用经由具有透光部分和遮光部分的掩模将激光束照射到半导体膜的方法。

另外，也可使用在半导体膜的一部分之上粘结保护剂以露出半导体膜的一部分，接着将该露出部分浸在有氧化作用的氧化剂中而形成氧化物层的方法。

在半导体膜之上形成的氧化物层是半导体膜表面被氧化而形成的氧化硅膜。在蚀刻步骤中该氧化物层和半导体膜可获取蚀刻率的选择比。结果，能够以氧化物层为掩模选择性地蚀刻半导体膜。

半导体膜的蚀刻方法可使用干式蚀刻法或湿式蚀刻法。作为干式蚀刻法，可以通过利用选自氯化物气体如典型的为Cl₂、BCl₃、SiCl₄或CCl₄等；氟化物气体如CF₄、SF₆、NF₃、CHF₃和ClF₃等；和O₂中的至少一种来蚀刻。作为湿式蚀刻法，可以通过利用碱溶液如含有肼或氢氧化四乙铵(TMAH，化学式：(CH₃)₄NOH)的水溶液等来蚀刻。

另外，激光束的射束点形状优选为线状、矩形或面状。

此外，本发明之一是由具有所述半导体区域作为激活层的半导体元件构成的半导体器件。作为半导体元件可使用TFT、存储元件、二极管、光电转换元件、容量元件或电阻元件等。另外，作为TFT可使用正交错(forward staggered)TFT、反交错TFT(沟道蚀刻TFT或沟道保护TFT)、顶栅TFT的共面TFT等。

在本发明中，作为半导体器件，可以举出集成电路、显示器件、无线标签、IC标签等的例子，其均由半导体元件组成。作为显示器件，可以典型地举出液晶显示器件、发光显示器件、DMD(数字微镜装置)、PDP(等离子体显示面板)、FED(场发射显示器)和电泳显示器件(电子纸)等的例子。

在本发明中使用的术语“显示器件”指的是使用显示元件的装置，即图像显示器件。而且，贴附有连接体如FPC(柔性印刷电路)、TAB(载带自动焊接)带或TCP(载带封装)的模块；具有在其端部上装配印刷线路板的TAB带或TCP的模块；和直接通过COG(玻璃上芯片)安装IC(集成电路)或CPU的模块都包括在显示器件中。