CN101874294B - 半导体装置的制造方法、半导体装置及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体装置的制造方法、半导体装置及显示装置。该半导体装置的制造方法包括第一工序、第二工序、第三工序以及第四工序，在该第一工序中形成包括器件部的基体层，该器件部具有栅极电极以及覆盖该栅极电极而形成的平坦的层间绝缘膜，在该第二工序中，利用离子注入法向基体层注入剥离用物质，来形成剥离层，在该第三工序中，将基体层贴在基板上，在该第四工序中，沿剥离层分离并除去基体层的一部分，栅极电极及层间绝缘膜的剥离用物质的注入射程实质上相等。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体装置的制造方法、半导体装置及显示装置。
背景技术
近年来，在包含玻璃基板、石英基板的大于硅晶片的任意基板上形成含有非晶硅(非晶Si：a-Si)或多晶硅(p-Si)的薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)，驱动液晶显示面板或有机电致发光面板等的、作为半导体装置的所谓的有源矩阵驱动装置已众人皆知。还有，正在研究形成性能更高的硅器件，以将周边驱动器或者要求具有更高的性能的存储器、微处理器、图像处理器及时序控制器等系统集成在基板上。
其中，尤其是用迁移率高、以高速工作的多晶硅将周边驱动器集成化的技术正收到注目。然而，因为多晶硅中存在由于结晶性的不完整性而出现的带隙内的定域能级、或者晶粒边界附近的缺陷或定域能级，所以有迁移率下降、S摆幅(亚阈值摆幅)增大等问题。
加上，当在加工精度比对硅晶片进行的工序的加工精度差的玻璃基板等基板上形成薄膜晶体管时，以所述比较低的加工精度形成的器件的微细化受到限制，难以将需要更高性能的器件部的存储器、微处理器、图像处理器及时序控制器等系统集成在玻璃基板上。这是一个问题。
针对于此，例如在专利文献1中公开了所谓的转印技术。也就是说，用将绝缘层及半导体层层叠在半导体基板上而构成的SOI(硅绝缘体)基板形成包括薄膜晶体管的器件部，之后利用离子注入法向半导体基板注入剥离用物质，来形成剥离层。然后，将已形成在半导体基板上的器件部转印在其它基板上并贴合起来，而后沿剥离层剥离并除去半导体基板的一部分。通过利用该办法，则能够将性能高的器件部集成在玻璃基板等上。
专利文献1：日本公开特许公报特开2004-79645号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
根据转印技术，因为沿剥离层分离并除去要转印的半导体基板的一部分，所以半导体层的厚度与剥离层的形状相对应。因此，若要使半导体层的厚度均等，便需要在进行离子注入时使半导体基板内的剥离层形成深度均等。
在此，当注入构成剥离层的离子时，若半导体基板的薄膜晶体管中形成有栅极电极的部分的离子射程(range)与其它部分的离子射程不同，便有可能在半导体基板的栅极电极下方区域形成剥离层歪向栅极电极一侧的异常形状。此时，若为剥离而进行热处理，就有可能出现下述问题，即：沿异常形状产生裂缝，无法适当地进行剥离，或者，即使能够做到剥离，栅极电极下方区域的膜厚也会不均等，对器件特性造成不良影响。
本发明正是为解决所述问题而研究开发出来的。其主要目的在于：使向基体层注入剥离用物质时的注入深度的偏差减少，来将剥离层形成为平坦的层。
-用以解决技术问题的技术方案-
本发明所涉及的半导体装置的制造方法，包括第一工序、第二工序、第三工序以及第四工序，在该第一工序中形成包括器件部的基体层，该器件部具有：半导体层、与该半导体层重叠的栅极电极以及覆盖该栅极电极和所述半导体层而形成的平坦的层间绝缘膜，在该第二工序中，利用离子注入法，经由所述层间绝缘膜或者经由所述层间绝缘膜以及所述栅极电极，向所述基体层的所述半导体层注入剥离用物质，来形成剥离层，在该第三工序中，将形成有器件部的基体层贴在基板上，在该第四工序中，沿剥离层分离并除去已贴在基板上的基体层的所述半导体层中未形成器件部的一部分，在所述第一工序中，在所述栅极电极的表面形成金属膜之后，对于所述栅极电极以及所述金属膜进行热处理，使所述栅极电极含有金属原子，从而使得，在所述第二工序中，在形成有所述层间绝缘膜以及所述栅极电极的区域、未形成所述栅极电极而形成有所述层间绝 缘膜的区域中，对于所述半导体层的所述剥离用物质从所述层间绝缘膜的表面的注入射程实质上相等。
在此，“注入射程实质上相等”所指的不仅仅是剥离用物质在离子注入后到达的基体层中的深度彼此相等而已，该深度也可以在形成的剥离层平坦的范围内略有偏差。
根据所述结构，在利用离子注入法向形成有层间绝缘膜的基体层注入了剥离用物质的情况下，因为栅极电极的剥离用物质的注入射程与层间绝缘膜的剥离用物质的注入射程实质上相等，所以在基体层内的栅极电极下方的沟道区域形成剥离层的形成深度和在基体层内的其它区域形成剥离层的形成深度相等。因此，在转印后沿该剥离层分离而产生的基体层的硅膜厚度均等，用该基体层构成的器件的特性良好。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：栅极电极由含有杂质的多晶硅形成。
再说，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：栅极电极还含有金属原子。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：栅极电极及层间绝缘膜的剥离用物质的注入射程之差，当剥离用物质的注入能量在150keV以上时在10nm以下，当剥离用物质的注入能量小于150keV时在7nm以下。
再说，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：金属原子是钛、钼、钨、钽、钴、镍、铂或铑。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：栅极电极及层间绝缘膜的剥离用物质的注入射程之差在5nm以下。
再说，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：基体层包括硅层，在硅层上形成有栅极氧化膜、栅极电极及层间绝缘膜，并且从在第一工序中进行了平坦化的层间绝缘膜的平坦面到硅层表面为止的距离均等。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：基体层是包括硅、锗或者由从第3族到第5族元素中选出的两种以上的元素构成的化合物的半导体层。
再说，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样 的，即：层间绝缘膜由氧化膜形成。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：剥离用物质是氢或氦。
再说，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：在第一工序中，利用化学机械抛光法将层间绝缘膜平坦化。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：还包括第五工序，在该第五工序中，在第四工序之后将分离并除去了未形成器件部的一部分的基体层薄膜化。
再说，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：还包括在第二工序之后将基体层切割成规定的尺寸而得以芯片化的工序，在第三工序中，将已芯片化的基体层贴在基板上。
还有，本发明所涉及的半导体装置是下述半导体装置，即：包括器件部的基体层贴合在基板上而构成该半导体装置，该器件部具有：沿含有剥离用物质的剥离层已被分离并除去一部分的半导体层、栅极电极以及覆盖该栅极电极和所述半导体层而形成的平坦的层间绝缘膜，所述层间绝缘膜由氧化膜构成，所述栅极电极由含有金属原子的多晶硅形成，所述半导体层在与所述栅极电极相向的区域具有由单晶硅形成的沟道区域。
再说，所述栅极电极也可以含有金属原子。
还有，所述栅极电极的厚度也可以在1000nm以下。
再说，所述栅极氧化膜也可以是热氧化膜。
还有，本发明所涉及的半导体装置是下述半导体装置，即：在表面具有绝缘层的基板上形成包括器件部的基体层而制得该半导体装置，该器件部具有：半导体层、栅极电极以及覆盖该栅极电极和所述半导体层而形成的平坦的层间绝缘膜，所述层间绝缘膜由氧化膜构成，所述栅极电极由含有金属原子的多晶硅形成，所述半导体层在与所述栅极电极相向的区域具有由单晶硅形成的沟道区域。
再说，所述栅极电极也可以含有金属原子。
还有，所述栅极电极的厚度也可以在1000nm以下。
再说，所述栅极氧化膜也可以是热氧化膜。
还有，也可以是这样的，即：所述栅极电极具有由多晶硅层和金属层彼此层叠而构成的两层结构，所述多晶硅层的厚度与比重相乘而得到的值X以及所述金属层的厚度与比重相乘而得到的值Y之和即值Z在所述值X乘以1.05而得到的值以下。
再说，构成所述栅极电极的金属层也可以含有钨、钼、钛、铝或铌或者所述的钨、钼、钛、铝或铌的化合物。
还有，本发明所涉及的半导体装置的制造方法也可以是这样的，即：基板是玻璃基板。
本发明所涉及的半导体装置及显示装置是这样的，即：该半导体装置及显示装置是沿含有剥离用物质的剥离层已被分离并除去一部分且包括器件部的基体层贴合在基板上而构成的，该器件部具有栅极电极以及覆盖该栅极电极而形成的平坦的层间绝缘膜，栅极电极及层间绝缘膜的剥离用物质的注入射程实质上相等。
-发明的效果-
根据本发明，能够使向基体层注入剥离用物质时的注入深度的偏差减少，来将剥离层形成为平坦的层。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图。
图2是示意地显示第一实施方式中的驱动器的主要部分的结构的剖视图。
图3是显示第一实施方式中的形成在基体层中的剥离层的剖视图。
图4是显示第一实施方式中的形成在基体层中的器件部的剖视图。
图5是第一实施方式中的将已切割的基体层贴上的玻璃基板的剖视图。
图6是显示第二实施方式中的形成在基体层中的剥离层的剖视图。
图7是显示比较例中的形成在基体层中的剥离层的剖视图。
-符号说明-
D-器件部；10-液晶显示装置；15-驱动器；20-基体层； 23-杂质区域；24-单晶硅半导体层；25-栅极氧化膜；26-栅极电极；27-层间绝缘膜；30-玻璃基板；35-剥离层；36-剥离用物质；50-基体层。
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的实施方式加以详细的说明。在本实施方式中，以液晶显示装置作显示装置的例子进行说明。补充说明一下，本发明并不限于以下实施方式。
(第一实施方式)
-液晶显示装置10的结构-
图1是本发明的第一实施方式所涉及的液晶显示装置10的剖视图。液晶显示装置10包括液晶显示面板11和配置在液晶显示面板11的背面上的背光源12。
液晶显示面板11具有TFT(薄膜晶体管)基板13和CF(彩色滤光片)基板14。在TFT基板13与CF基板14之间形成有未图示的液晶层和间隔物。TFT基板13和CF基板14分别在各自的外侧表面形成有偏振板18和保护膜19。
CF基板14在玻璃基板上的液晶层一侧(内侧)形成有都未图示的红子像素、绿子像素及蓝子像素以及配置在这些像素之间的遮光层及对置电极等显示元件。
TFT基板13在玻璃基板30上的液晶层一侧(内侧)形成有矩阵状像素区域，并与像素区域相对应地形成有像素电极、TFT等。TFT基板13在基板端部的驱动器形成区域16还设置有驱动器15。
驱动器15，用作驱动并控制液晶显示面板11的多个像素的各种功能电路。如在下文中所述，在本实施方式中，通过将在别的工序中形成的基体层转印在TFT基板13的玻璃基板上，来制得该驱动器15。
图2是示意地显示驱动器15的主要部分的结构的剖视图。驱动器15包括玻璃基板30和以高密度且高精度形成在玻璃基板30上的基体层20中的器件部D。器件部D包括晶体管32，晶体管32由保护绝 缘膜29覆盖。器件部D经由保护绝缘膜29以自粘的方式贴在玻璃基板30上。换句话说，基体层20与器件部D一起贴在玻璃基板30上。
如图2所示，器件部D例如具有一种半导体元件即MOS(金属氧化物半导体)晶体管32。还有，形成有一种元件隔离用膜即LOCOS氧化膜(局部氧化硅膜)31，作为使各个晶体管32之间电隔离的元件隔离区域。
补充说明一下，虽然显示的是MOS晶体管32，但形成的器件并不限于此。也就是说，除了PMOS(P沟道金属氧化物半导体)晶体管或NMOS(N沟道金属氧化物半导体)晶体管以外，还可以对双极晶体管、二极管等其它元件与上述例子一样地利用本发明。还有，器件数量也从少至多都不受限制，器件数量为一个也可以，达到数百万个也可以。
基体层20具有活性区域，活性区域具有分别形成在沟道区域33的左右两外侧的杂质区域23。
基体层20例如是单晶硅半导体层等半导体层。补充说明一下，除了单晶硅半导体层以外，基体层20还可以是下述半导体层，即：包括锗或者由从第3族到第5族元素中选出的两种以上的元素构成的化合物的半导体层。
如在下文中所述，基体层20的一部分沿剥离层已被分离并除去，该剥离层是通过利用离子注入法注入氢等剥离用物质来形成的。
如图2所示，在玻璃基板30的表面上层叠有保护绝缘膜29。保护绝缘膜29例如由正硅酸乙酯(TEOS)等形成。在该保护绝缘膜29上还层叠有层间绝缘膜27。层间绝缘膜27例如由SiO2膜等氧化膜构成。在层间绝缘膜27上形成有栅极氧化膜25和LOCOS氧化膜31。栅极氧化膜25例如由SiO2膜等氧化膜等(热氧化膜)构成。在栅极氧化膜25上层叠有形成有所述活性区域的单晶硅半导体层24。还有，在层间绝缘膜27的规定位置上形成有贯穿该层间绝缘膜27的接触孔，在接触孔内分别形成有漏极金属部28。
在层间绝缘膜27与栅极氧化膜25之间形成有栅极电极26。栅极 电极26夹着栅极氧化膜25与沟道区域33相向。补充说明一下，也可以在栅极电极26的侧边设置有侧壁。
栅极电极26由含有杂质的多晶硅形成，栅极电极26及构成层间绝缘膜27的氧化膜的后述的剥离用物质的注入射程实质上相等。优选这些注入射程之差在5nm以下。含在栅极电极26中的杂质根据所形成的晶体管32的种类的不同而不同。例如，作为n型杂质能够使用磷(P)离子、砷(As)离子、锑(Sb)离子或铋(Bi)离子等等；作为p型杂质能够使用硼(B)离子、铝(Al)离子、镓(Ga)离子或铟(In)离子等等。
还有，优选栅极电极的厚度在1000nm以下，更为优选的是在500nm以下，比前两者还优选的是在200nm以下。
补充说明一下，如上所述，图2是示意地显示驱动器15的主要部分的结构的图，在实际应用中对此还进行各种工序来制作驱动器15，该各种工序中例如包括；形成用来使驱动器15与外部电连接的接触部的开口、形成布线金属部等等。
-制造方法-
接着，对所述液晶显示装置10的制造方法加以说明。
首先，如图3所示，在包括例如单晶硅半导体层24的基体层20中形成至少包括MOS晶体管32的至少一部分的器件部D。也就是说，在由单晶硅半导体形成的硅基板(相当于基体层20)的晶片中形成器件部D。
接着，在氧气环境中以900℃～1000℃左右对硅基板进行热处理，由此形成LOCOS氧化膜31。接着，例如在氧气环境中以1000℃左右进行热处理，由此在硅基板上以20nm左右的厚度形成绝缘膜即栅极氧化膜25。
其次，用多晶硅在栅极氧化膜25的表面上例如以300nm左右的厚度形成栅极电极26。接着，向硅基板中位于成为栅极区域的栅极电极26的两侧的区域注入n型或p型杂质离子，例如以900℃进行一个小时左右的热处理，来形成源极区域和漏极区域(杂质区域23)。
接着，例如以0.5μm～1.0μm的厚度形成SiO2膜等氧化膜，然 后利用CMP法(化学机械抛光法)将氧化膜平坦化，由此形成层间绝缘膜27。这样来使从层间绝缘膜27的平坦面到硅基板的单晶硅半导体层24的表面为止的距离均等。
其次，用氢或氦作剥离用物质36，利用离子注入法从层间绝缘膜27一侧向硅基板注入该剥离用物质36。此时，在硅基板中，层间绝缘膜27由氧化膜形成，该层间绝缘膜27及栅极电极26的剥离用物质36的注入射程实质上相等。而且，从层间绝缘膜27的平坦面到硅基板的单晶硅半导体层24的表面为止的距离均等。由于这些原因，剥离层35通过注入剥离用物质36而形成在单晶硅半导体层24内的均等的深度处。
接着，如图4所示，在层间绝缘膜27中形成到达杂质区域23及栅极电极26的接触孔38，然后将金属材料填充于接触孔38的内部，来形成漏极金属部28。
接着，在层间绝缘膜27的表面上例如以1.0μm～5.0μm的厚度形成TEOS膜等膜，使该膜覆盖MOS晶体管32，并利用CMP法将该膜的表面平坦化，由此形成保护绝缘膜29。通过以上工序在硅基板即基体层20中形成器件部D。
其次，对形成有器件部D的硅基板进行切割而得以实现芯片化，由此加工成芯片状基体层20，再使该基体层20的形成有器件部D的一侧贴在玻璃基板30上，如图5所示。玻璃基板30构成TFT基板13，贴上基体层20的位置设定为TFT基板13的显示区域的周边。
在贴上基体层20时，首先，利用CMP法等对保护绝缘膜29的表面中要贴在玻璃基板30上的那一侧表面进行研磨，来事先进行平坦化。然后，分别对该保护绝缘膜29的表面及玻璃基板30的表面进行清洗。之后，对器件部D的相对于玻璃基板30的位置进行对准，再利用范德华力所带来的自粘作用，来在保护绝缘膜29的表面上相互贴合起来。
接着，将已贴在玻璃基板30上的基体层20加热到400℃～600℃左右，由此沿剥离层35分离并除去该基体层20的一部分(即，从剥离层35来看位于与栅极电极26相反的一侧且未形成器件部D的部 分)。其结果是，MOS晶体管32转印在玻璃基板30上。
之后，通过蚀刻等除去剥离层35，之后利用蚀刻法或CMP法等将基体层20薄膜化，直到LOCOS氧化膜31露出为止，来进行元件隔离，这样来制造出图2显示主要部分的结构的驱动器15。
其次，使TFT基板13和已经另外形成的CF基板14贴合起来，并向其注入液晶材料。接着，在TFT基板13的外侧表面和CF基板14的外侧表面分别形成偏振板18和保护薄膜19，在TFT基板13一侧设置背光源。这么一来，液晶显示装置10就制作完了。
-第一实施方式的效果-
根据本发明的第一实施方式，因为栅极电极26及层间绝缘膜27的剥离用物质36的注入射程实质上相等，所以所形成的剥离层35平坦。也就是说，在基体层20中，剥离层35形成在栅极电极26下方的沟道区域33和其它区域的相等的深度处。因此，在转印后进行分离时，沟道区域内不会产生裂缝，能够进行均等的分离。而且，在转印后沿该剥离层35分离而产生的基体层20的硅膜厚度均等，液晶显示装置10的特性良好。
还有，因为栅极电极26由含有杂质的多晶硅形成，所以栅极电极26及构成层间绝缘膜27的氧化膜的剥离用物质36的注入射程更近。因此，能够将剥离层35更为容易地形成在均等的深度处。
还有，因为栅极电极26及层间绝缘膜27的剥离用物质36的注入射程之差在5nm以下，所以能够将剥离层35更为容易地形成在均等的深度处。
再说，在基体层20的制造工艺中，在注入剥离用物质36之前使从层间绝缘膜27的平坦面到硅基板的单晶硅半导体层24的表面为止的距离均等。因此，能够将剥离层35更为容易地形成在均等的深度处。
还有，与形成在基体层20中的LOCOS氧化膜31及栅极氧化膜25一样，层间绝缘膜27由氧化膜形成，因而LOCOS氧化膜31、栅极氧化膜25以及层间绝缘膜27的剥离用物质36的注入射程相等。因此，能够将剥离层35更为容易地形成在均等的深度处。
(第二实施方式)
其次，参考图6对本发明的第二实施方式加以说明。在图6中，用相同符号表示与在第一实施方式中所示的构成因素相同的构成因素。
第二实施方式中与所述第一实施方式所涉及的液晶显示装置10的制造方法不同之处在于：在注入剥离用物质36之前，在栅极电极26上形成金属膜。
也就是说，如图6所示，在器件部D的制造工艺中，在由多晶硅形成栅极电极26后，接着在栅极电极26上形成金属膜(例如钛等)，来使栅极电极26具有由多晶硅层和金属层彼此层叠起来的两层结构。对该栅极电极26进行热处理，从而在栅极电极26中形成TiSi。这样，栅极电极26就含有金属原子了。
还有，所述栅极电极26中的多晶硅层的厚度与比重相乘而得到的值X以及所述金属膜(金属层)的厚度与比重相乘而得到的值Y之和即值Z，在所述值X乘以1.05而得到的值以下。
接着，在注入杂质离子，来形成源极区域和漏极区域(杂质区域23)后，形成SiO2膜等氧化膜，然后利用CMP法进行平坦化，从而形成层间绝缘膜27。
接着，用氢或氦作剥离用物质36，利用离子注入法从层间绝缘膜27一侧向硅基板注入该剥离用物质36。此时，在硅基板中，与LOCOS氧化膜31及栅极氧化膜25一样，层间绝缘膜27由氧化膜形成，该层间绝缘膜27与LOCOS氧化膜31及栅极氧化膜25的剥离用物质36的注入射程实质上相等。而且，从层间绝缘膜27的平坦面到硅基板的单晶硅半导体层24的表面为止的距离均等。由于这些原因，剥离层35通过注入剥离用物质36而形成在单晶硅半导体层24内的均等的深度处。
之后，与第一实施方式一样，形成接触孔38和漏极金属部28等，制作MOS晶体管32，再形成覆盖该MOS晶体管32的保护绝缘膜29。通过以上工序在硅基板即基体层20中形成器件部D，将该基体层20贴在TFT基板13的玻璃基板30上，来制作驱动器15。之后，也经过 与第一实施方式相同的工序，来制作第二实施方式所涉及的液晶显示装置。
第二实施方式所涉及的栅极电极26及层间绝缘膜27的剥离用物质36的注入射程之差，当剥离用物质36的注入能量在150keV以上时在10nm以下，当剥离用物质36的注入能量小于150keV时在7nm以下。
补充说明一下，在栅极电极26上形成膜时使用的金属也可以是钼、钨、钛、铝、铌、钽、钴、镍、铂或铑或者所述的钼、钨、钛、铝、铌、钽、钴、镍、铂或铑的化合物。
-第二实施方式的效果-
在本发明的第二实施方式中，栅极电极26含有金属原子。栅极电极26及层间绝缘膜27的剥离用物质36的注入射程之差，当剥离用物质36的注入能量在150keV以上时在10nm以下，当剥离用物质36的注入能量小于150keV时在7nm以下。因此，栅极电极26及层间绝缘膜27的剥离用物质36的注入射程实质上相等，所形成的剥离层35平坦。也就是说，在基体层20中，剥离层35形成在栅极电极26下方的沟道区域33和其它区域的相等的深度处。因此，在转印后沿该剥离层35分离而产生的基体层20的硅膜厚度均等，液晶显示装置的特性良好。
-比较例-
本申请发明者们作为比较例研究了如图7所示的、晶体管包括使多晶硅及WSi等层叠而构成的栅极电极的器件部的转印技术。具体而言，如图7所示，首先在硅基板101上形成了构成器件部120的单晶硅薄膜晶体管。也就是说，在硅基板101的表面形成元件隔离用膜即LOCOS氧化膜102和栅极绝缘膜103，然后在栅极绝缘膜103上形成了栅极电极104。栅极电极104是使多晶硅105及WSi106等层叠而构成的。
接着，利用离子注入法向硅基板101注入杂质元素，由此形成了杂质区域107。
之后，在硅基板101上形成覆盖栅极电极104等的层间绝缘膜 108，经由该层间绝缘膜108向硅基板101注入了氢离子109。这样来在硅基板101中形成了含有氢离子109的剥离层110。
在此，如上所述，在比较例中，器件部120在晶体管中包括使多晶硅105及WS i106等层叠而构成的栅极电极104。因此，在注入构成剥离层110的氢离子109时，硅基板101中形成有栅极电极104的部分及其它部分的氢离子109的射程不同。因此，在硅基板101的位于栅极电极104下方的沟道区域内，剥离层110很明显地歪向栅极电极104一侧，由此形成了异常形状121。在如此形成了异常形状121的情况下，沟道区域的硅膜厚度会不均等，以致对所形成的器件的特性造成不良影响。这是一个问题。
相对于此，在本发明的第一及第二实施方式中，栅极电极及层间绝缘膜的剥离用物质的注入射程实质上相等，因而所形成的剥离层不成为异常形状，而成为平坦的形状。因此，能够良好地使在转印后沿该剥离层分离而产生的基体层的硅膜厚度均等，能够实现与比较例相比更为良好的作用和效果。
补充说明一下，在所述第一及第二实施方式中，举出液晶显示装置作为显示装置的例子，但并不限于此，在包括等离子体显示器(PD：plasma display)、等离子体选址液晶显示器(PALC：plasmaaddressed liquid crystal display)、有机电致发光(organicelectro luminescence)显示器、无机电致发光(inorganic electroluminescence)显示器、场致发射显示器(FED：field emissiondisplay)或表面传导电子发射显示器(SED：surface-conductionelectron-emitter display)等的其它显示装置中也能够利用本发明。
还有，在所述第一及第二实施方式中，作为贴上基体层20的基板的例子示出玻璃基板30并进行了说明，但本发明并不限于此，也可以使用在表面形成有绝缘层的基板。在这种情况下，因为在表面形成有绝缘层，所以基板也可以是具有导电性的基板。
-产业实用性-
综上所述，本发明对半导体装置的制造方法、半导体装置及显示装置很有用。
Claims (21)
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于：
包括：
第一工序，形成包括器件部的基体层，该器件部具有：半导体层、与该半导体层重叠的栅极电极以及覆盖该栅极电极和所述半导体层而形成的平坦的层间绝缘膜，
第二工序，利用离子注入法，经由所述层间绝缘膜或者经由所述层间绝缘膜以及所述栅极电极，向所述基体层的所述半导体层注入剥离用物质，来形成剥离层，
第三工序，将形成有所述器件部的所述基体层贴在基板上，以及
第四工序，沿所述剥离层分离并除去已贴在所述基板上的所述基体层的所述半导体层中未形成所述器件部的一部分；
在所述第一工序中，在所述栅极电极的表面形成金属膜之后，对于所述栅极电极以及所述金属膜进行热处理，使所述栅极电极含有金属原子，从而使得，在所述第二工序中，在形成有所述层间绝缘膜以及所述栅极电极的区域、未形成所述栅极电极而形成有所述层间绝缘膜的区域中，对于所述半导体层的所述剥离用物质从所述层间绝缘膜的表面的注入射程实质上相等。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述栅极电极由含有杂质的多晶硅形成。
3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述栅极电极及所述层间绝缘膜的所述剥离用物质的注入射程之差，当所述剥离用物质的注入能量在150keV以上时在10nm以下，当所述剥离用物质的注入能量小于150keV时在7nm以下。
4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述金属原子是钛、钼、钨、钽、钴、镍、铂或铑。
5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述栅极电极及所述层间绝缘膜的所述剥离用物质的注入射程之差在5nm以下。
6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述基体层包括硅层，在该硅层上形成有栅极氧化膜、所述栅极电极及所述层间绝缘膜，并且
从在所述第一工序中进行了平坦化的所述层间绝缘膜的平坦面到所述硅层表面为止的距离均等。
7.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述基体层是包括硅、锗或者由从第3族到第5族元素中选出的两种以上的元素构成的化合物的半导体层。
8.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述层间绝缘膜由氧化膜形成。
9.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述剥离用物质是氢或氦。
10.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
在所述第一工序中，利用化学机械抛光法将所述层间绝缘膜平坦化。
11.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
还包括第五工序，在该第五工序中，在所述第四工序之后将分离并除去了所述未形成所述器件部的一部分的所述基体层薄膜化。
12.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
还包括在所述第二工序之后将所述基体层切割成规定的尺寸而得以芯片化的工序，在所述第三工序中，将已芯片化的该基体层贴在所述基板上。
13.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：
所述基板是玻璃基板。
14.一种半导体装置，其特征在于：
包括器件部的基体层贴合在基板上而构成该半导体装置，该器件部具有：沿含有剥离用物质的剥离层已被分离并除去一部分的半导体层、栅极电极以及覆盖该栅极电极和所述半导体层而形成的平坦的层间绝缘膜；
所述层间绝缘膜由氧化膜构成；
所述栅极电极由含有金属原子的多晶硅形成；
所述半导体层在与所述栅极电极相向的区域具有由单晶硅形成的沟道区域。
15.根据权利要求14所述的半导体装置，其特征在于：
所述栅极电极的厚度在1000nm以下。
16.根据权利要求14所述的半导体装置，其特征在于：
所述栅极氧化膜是热氧化膜。
17.一种半导体装置，其特征在于：
在表面具有绝缘层的基板上形成包括器件部的基体层而制得该半导体装置，该器件部具有：半导体层、栅极电极以及覆盖该栅极电极和所述半导体层而形成的平坦的层间绝缘膜；
所述层间绝缘膜由氧化膜构成；
所述栅极电极由含有金属原子的多晶硅形成；
所述半导体层在与所述栅极电极相向的区域具有由单晶硅形成的沟道区域。
18.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于：
所述栅极电极的厚度在1000nm以下。
19.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于：
所述栅极氧化膜是热氧化膜。
20.根据权利要求14或17所述的半导体装置，其特征在于：
所述栅极电极具有由多晶硅层和金属层彼此层叠而构成的两层结构；
所述多晶硅层的厚度与比重相乘而得到的值X以及所述金属层的厚度与比重相乘而得到的值Y之和即值Z在所述值X乘以1.05而得到的值以下。
21.根据权利要求20所述的半导体装置，其特征在于：
构成所述栅极电极的金属层含有钨、钼、钛、铝或铌或者所述的钨、钼、钛、铝或铌的化合物。
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