[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2006年9月29日、申请号为200610141329.5、发明名称为“半导体器件及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。本发明特别涉及使用氧化物半导体的半导体器件。此外，本发明还涉及具备该半导体器件的电子设备。

背景技术

以液晶显示器(LCD)和EL显示器为典型的平板显示器(FPD)作为代替常规的CRT的显示器件引人注目。尤其是，安装有有源矩阵驱动的大型液晶面板的大屏幕液晶电视的开发对液晶面板的制造者已经成为该致力进行的重要课题。此外，大屏幕的EL电视的开发也在展开。

在常规的液晶器件或场致发光显示器件(以下称作发光显示器件或EL显示器件)中，使用结晶硅或非晶硅的薄膜晶体管(以下示为TFT)作为驱动每个像素的半导体元件。

与使用非晶硅膜的TFT相比使用结晶硅膜的TFT的迁移率高二位以上(包括二位)，从而当用于扫描线驱动电路或信号线驱动电路等时可以期待高速动作，所述扫描线驱动电路用于选择发光显示器件的像素，所述信号线驱动电路用于将视频信号供给给被选择了的像素。然而，与将非晶硅用作半导体膜时相比，将结晶硅用作半导体膜时为了使半导体膜结晶化而使步骤复杂化，从而具有一个难点，即成品率降低而且成本上升。此外，用于该结晶化的加热温度为550℃或更高，不易使用熔点低的树脂或塑料等的衬底。

另一方面，将非晶硅用作半导体膜的TFT由于不进行高温加热，所以可以使用树脂衬底或塑料衬底，从而可以以低成本制造。然而，使用非晶硅的半导体膜形成沟道形成区域的TFT的迁移率最大也只能得到0.2至1.0cm²/V·s左右，而且耗电量也高。

此外，当将非晶硅膜形成在衬底上时，一般使用等离子体CVD法。等离子体CVD法当淀积时需要在高真空下进行的加热，有可能给在塑料衬底或衬底上的有机树脂膜损伤。此外，除了使用等离子体CVD法淀积非晶硅膜之外使用溅射法淀积时，也在非晶硅膜淀积了之后被暴露在空气中，则有可能在表面上形成很薄的绝缘膜。

作为代替这种由硅构成的半导体的材料，近年来，有将氧化锌等氧化物半导体用于沟道形成区域来形成TFT的报告(例如参见专利文献1、非专利文献1)。由于氧化物半导体具有与由包括非晶硅的半导体构成的TFT相同或比它高的迁移率，所以被谋求进一步提高其特性。

[专利文献1]日本专利申请特开2000-150900号

[非专利文献1]Elvira M.C.Fortunato以及六名Applied PhysicsLetters(应用物理快报)Vol.85、No.13、P 2541(2004)

发明内容

鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种半导体器件和其制造方法，该半导体器件具有提高了特性的半导体元件。

此外，另一方面，为了如液晶电视那样以更廉价的工序制造大面积装置，衬底的面积越来越大。然而，有一个问题，即因为衬底的大型化，容易受弯曲和扭曲的影响。此外，在热处理步骤中衬底被加热到高温度，就有一个问题，即扭曲和收缩导致衬底的尺寸的变化，从而光刻步骤的对准的精度降低。

由此，本发明的目的在于提供一种技术，该技术在用于半导体器件的半导体元件的结晶化步骤中即使在单边超过1米那样的大型衬底上也可以以高成品率制造半导体器件。

如上所述，本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，该半导体器件可以以比以前低成本且高生产率制造，并且具有进一步提高了特性的半导体元件。

在本发明中使用化合物半导体作为半导体，优选使用氧化物半导体。作为氧化物半导体，例如使用氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO₂)、InGaO₃(ZnO)₅、氧化镁锌(Mg_xZn_1-xO)、氧化镉锌(Cd_xZn_1-xO)、氧化镉(CdO)或In-Ga-Zn-O之类的非晶氧化物半导体(a-IGZO)等。本发明旨在通过灯光快速退火(LRTA：lamp rapid thermal annealing，或简单称作灯加热)加热邻接于化合物半导体的栅极，选择性地促进化合物半导体的结晶化，以制造使用至少在沟道形成区域中包括促进了该结晶化的区域的化合物半导体的TFT。