CN1655326A - 掺杂方法,制造半导体器件和施加电子仪器的方法 - Google Patents
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Abstract
在硅膜表面上施加含有掺杂离子的溶液形成溶液层，然后干燥成含有杂质的复合层。用能量束辐照进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散，进入源区和漏区。然后除去复合层。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明涉及掺杂方法，制造半导体器件和应用电子设备的方法。例如，本发明适用于制造薄膜半导体元件。
2.相关领域说明
随着先进信息时代的进步，输入/输出器件极为重要，要求这些器件具有更多功能。而且随着近年来移动器件的广泛使用，要求发展在塑料基片上形成薄膜晶体管(TFT)的技术，塑料基片相比普通玻璃基片的优点是重量轻，柔软而不容易碎裂。在这种情况下，已经对活性基质液晶显示器(AMLCD)和接触图像传感器(CIS)进行了深入的研究和开发，这些器件中都含有TFT。
每个具有硅半导体膜所形成通道的TFT，根据载流子移动层(活性层)的构成材料分成两类：一类具有无定形硅(a-Si)构成的半导体膜；另一类具有含晶体相的多晶硅(不是单晶硅而是晶体硅)构成的半导体膜。多晶硅(polysilicon)(多-Si)和微晶硅(c-Si)主要被称为多晶相硅(polycrystalline silicon)。
由多晶硅和微晶硅等多晶相硅所构成的半导体的优势是，这些半导体的载流子迁移率是由无定形硅所构成的半导体的大约10到100倍，因此作为开关元件的材料时具有很好的性质。而且，每个具有多晶相硅所构成活性层的TFT，能够高速工作，因此最近在作为各种用途中的开关元件方面日益受到关注，这些用途包括，多米诺逻辑电路和CMOS传输门电路等逻辑电路；含有这些逻辑电路的倍增器，可擦可编程只读存储器(EPROM)，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，电荷耦合器件(CCD)和随机存取存储器(RAM)；用于液晶显示器，电致发光显示器等。近年来，使用TFT作为开关元件和作为构成外围驱动电路元件的活性基质液晶显示器日益受到关注，每个TFT都具有这些多晶相硅半导体膜所形成的通道层。用在低成本无定形玻璃基片上能低温形成的多晶相硅半导体膜所构成的TFT阵列，能制造出反射式平板显示器，例如大屏幕，高清晰度，高质量和低成本的平板电视机。
制造多晶硅TFT时，最高温度达到大约1000℃。因此，用来制造多晶硅TFT的绝缘基片是由耐热性能很好的二氧化硅玻璃构成的。即，这些方法中几乎不能使用熔点较低的玻璃基片。但是，为了降低液晶显示器的制造成本，必须使用低熔点玻璃基片。近年来开发了最高温度是600℃或更低的低温方法，并制造出了器件。而且，对使用塑料基片在低温下简单地获得更大屏幕进行了研究。即使塑料基片由耐热材料构成，这些塑料基片的变形温度也不超过200℃。因此，使用塑料基片时，所有过程都必须在200℃或更低温度下进行，与已知技术相比，这是非常低的温度。
向大屏幕液晶显示器方向的发展潮流需要大面积半导体膜。在制造多晶硅TFT的低温过程中，可以通过离子掺杂或等离子体掺杂的方法，以高处理量将杂质注入这种大面积半导体膜中。如下所述进行离子掺杂：使掺杂气体离子化，在电场中加速而不发生质量分离。然后在单步操作中用加速的掺杂离子对大面积半导体膜进行投射。如下所述进行等离子体掺杂：同时使掺杂气体和形成膜的气体离子化，然后在基片表面上形成含有掺杂离子的薄膜。另一方面，如下所述进行离子注入：对掺杂离子进行质量分离，形成离子束。然后用此离子束投射半导体膜。离子注入的缺点是：基片温度因为注入离子的能量而升高；因此离子注入不适用于低熔点塑料基片。从进行束扫描和设备尺寸方面考虑，离子注入不适合于大面积掺杂。如上所述，离子掺杂和等离子体掺杂的优点是，适用于大面积基片的发展趁势。但是，经过离子掺杂或等离子体掺杂的半导体膜中含有大量氢。例如，使用塑料基片时，要求采用低温过程。但是，不能加热塑料基片达到去除氢所要求的温度(400℃到460℃)。结果是，随后用于结晶的准分子激光退火(ELA)会使薄膜内的氢爆出，从而损坏半导体膜。而且问题还在于，离子掺杂和等离子体掺杂原则上不适合于自对准方法。
预沉积掺杂的激光引发熔融(LIMPID)，如日本待审查专利申请公开61-138131，62-2531，62-264619和9-293878中所述，作为能在很低，例如200℃或更低温度下进行掺杂的方法而日益受到关注。如下所述进行LIMPID：将掺杂气体离子化，产生的掺杂离子被吸附在半导体膜的表面上。然后用准分子激光辐照半导体膜使其熔融，使杂质进入薄膜中。进行LIMPID的薄膜中不含氢。LIMPID不仅适合用于自对准过程，还适用于低温过程。因此，LIMPID已经受到关注。
另一方面，近年来对薄型，轻质，大尺寸，平面屏电视机的市场需求迅速膨胀，取代了使用阴极射线管的电视机。为了制造出低成本的大尺寸平面屏液晶显示器，正在努力提高其生产线的产量。例如，开发出同时从一个所谓“玻璃母板”的基片制造多个显示板的方法。
如上所述，使用准分子激光的LIMPID不仅适用于自对准过程，还适用于低温过程；因此，LIMPID已经受到关注。
但是，LIMPID需要使用膦(PH3)和乙硼烷(B2H6)等有毒掺杂气体。因此，必须将基片置于真空室内，然后进行掺杂气体的等离子体沉积，对每种掺杂气体都使用不同的真空室，为的是防止交叉沾污。另外在真空室和管线中也存在沾污问题。而且，吸附处理时引入的过量掺杂气体会增加对人体和环境的不利影响。
向大尺寸平面屏显示器发展的趋势要求被称为“玻璃母板”的玻璃基片长度达到1米或更长。用已知真空过程制造这种显示器需要更大的真空室，更大的转移机械人，更大的生产线，因此更大的洁净室。这些尺寸达到了极限。所以投资成本非常高。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供掺杂方法，制造半导体器件的方法和采用该方法所制造的应用电子设备。这种掺杂方法的优点是：不需要使用有毒的掺杂气体和大量设备；所用设备和管线中的沾污少；所用掺杂剂少；对人体和环境的影响小；适合用于塑料基片等低熔点基片和大面积基片。
本发明的另一个目的是提供在环境气压下制造半导体器件的方法，该方法能降低制造半导体器件的成本。本发明的另一个目的是提供采用这个过程制造施加电子设备的方法。
为了解决上述问题，第一方面，本发明提出了一种掺杂方法，包括以下步骤：在基底的至少部分表面上施加含有掺杂离子的溶液，干燥该溶液形成含有杂质的复合层；通过热处理使复合层中的掺杂原子向基底扩散；然后除去复合层。
通常采用涂布，分散(喷涂)或印刷方法在基底表面上施加含有掺杂离子(掺杂剂离子)的溶液。溶液中掺杂离子的含量取决于要在基底表面上吸附的掺杂离子量。很容易制备具有要求掺杂离子含量的溶液。可以使用各种方法进行印刷，例如压印，丝网印刷，凹版印刷，胶版印刷以及接触印刷。基底通常由半导体构成。基底还可以由绝缘体或介电材料(包括铁电材料)构成，绝缘体和介电材料通常是氧化物，超导体，或非线性光学材料构成。非线性光学材料的一个例子是铌酸锂(LiNbO3)。如果基底由LiNbO3构成，则将钛(Ti)扩散进入基底中。如果基底由半导体构成，即主要是元素周期表第IV族元素构成，例如硅和锗，则基底中的掺杂离子是元素周期表第V或III族的元素。例如，离子是第V族的磷(P)时，则复合层由磷的化合物构成。离子是第III族的硼(B)时，则复合层由硼的化合物构成。
通常用一种能量源进行热处理，使掺杂原子扩散。可以用能量源发出的辐射选择性辐照掺杂离子扩散进入的基底表面区域。用能量源发出的辐射对包括该区域或整个基底表面的较大面积进行辐照。能量源所发出的辐射包括从激光源发出的脉冲或连续波激光束，激光源例如是准分子激光器，YAG激光器，纤维激光器，红宝石激光器或氩(Ar)激光器；辐射还包括从红外灯或碳加热器发出的红外线和从紫外灯发出的紫外线。
基底可以是膜形式的，可以是晶体或无定形的基片，包括膜。如果基底由半导体构成，则该基底是具有半导体膜的无定形基片。半导体膜可以由以下物质构成：沉积的聚硅烷化合物，聚硅烷化合物的沉积缩聚物，无定形硅，微晶相硅，多晶相硅，或单晶硅；或复合半导体，例如第III-V族半导体，例如砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)，或第II-VI族半导体，例如硒化锌(ZnSe)。能简单地形成大面积基片但具有低耐热性(低熔点)的低成本材料，例如玻璃或有机聚合材料(塑料)，适合于作为无定形基片。
如果基底或半导体基底是柔软的，例如用包括半导体膜的塑料基片作为半导体基底，在掺杂方法中，至少一个步骤或全部步骤都可以按照辊到辊的方式进行。例如，在辊到辊的方法中，带状基片由透明塑料膜构成，绕在第一辊上，进行预定加工，然后绕在第二辊上，将其卷起。因此，可以在短时间内通过辊到辊方式有效实施步骤。
第二方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：在半导体基底的至少部分表面上施加含有掺杂离子的溶液，干燥该溶液形成含有杂质的复合层；通过热处理使复合层中的掺杂原子向半导体基底扩散；然后除去复合层。
可以制造各种半导体器件。半导体器件的一个典型例子是薄膜半导体器件，例如薄膜晶体管(TFT)。制造这种薄膜晶体管包括形成门绝缘膜和形成门电极这两个步骤。可以采用各种材料通过不同成膜技术形成门绝缘膜。使用硅烷醇化合物或硅烷醇化合物的缩聚物这些绝缘材料，能涂布施加，很容易地形成门绝缘膜。同样可以采用各种材料通过不同的成膜技术形成门电极。通过电镀或者施加含有金属颗粒的溶液形成膜然后进行烧结，能很容易地形成门电极。
关于本发明第一方面的说明也适用于本发明第二方面，只要该说明不违背第二方面的精神即可。
第三方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：在基片上形成无定形硅膜；用能量源辐照无定形硅膜，使无定形硅膜改性成为晶体硅膜；在晶体硅膜上形成门绝缘膜；在门绝缘膜上形成门电极；在门电极两侧的晶体硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥该溶液形成含有杂质的复合层；以门电极作为掩蔽，通过热处理使复合层中的掺杂原子向晶体硅膜扩散，形成源区和漏区；然后除去复合层。
关于本发明第一和第二方面的说明适用于本发明第三方面，只要该说明不违背第三方面的精神即可。
第四方面，本发明提出了一种制造应用电子设备的方法，包括以下步骤：在半导体基底的至少部分表面上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；通过热处理使复合层中的掺杂原子向半导体基底扩散；然后除去复合层。
第五方面，本发明提出了一种制造应用电子设备的方法，包括以下步骤：在基片上形成无定形硅膜；用能量源辐照无定形硅膜，使无定形硅膜改性成为晶体硅膜；在晶体硅膜上形成门绝缘膜；在门绝缘膜上形成门电极；在门电极两侧的晶体硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；用门电极作为掩蔽，通过热处理使复合层中的掺杂原子向晶体硅膜扩散，形成源区和漏区；然后除去复合层。
在本发明第四方面和第五方面中，应用电子设备的例子包括液晶显示器和其他图像显示器。例如，半导体基底对应于这种显示器的背板。
关于本发明第一和第二方面的说明适用于本发明的第四和第五方面，只要该说明不违背第四和第五方面的精神即可。
第六方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜表面上形成氧化物膜。
第七方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；在硅膜表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；然后通过热处理形成氧化物膜。
第八方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜上形成第一氧化物膜；在第一氧化物膜的表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；然后通过热处理形成第二氧化物膜。
第九方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；在硅膜表面上施加一种涂布溶液形成氧化物膜；然后通过臭氧氧化或远程等离子体氧化使氧化物膜致密化。
第十方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；然后通过大气压化学蒸气沉积(大气压CVD)在硅膜表面上形成氧化物膜。
第十一方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜表面上形成氧化物膜；通过电镀在氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十二方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；在硅膜表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；通过热处理形成氧化物膜；通过电镀在氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十三方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜上形成第一氧化物膜；在第一氧化物膜表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；通过热处理形成第二氧化物膜；通过电镀在第二氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去第一氧化物膜和第二氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥附着上去的溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十四方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；在硅膜表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；通过热处理形成氧化物膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化使氧化物膜致密化；在氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十五方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜上形成氧化物膜；在氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；在金属颗粒层上通过电镀形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十六方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；在硅膜表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；通过热处理形成氧化物膜；在氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；在金属颗粒层上通过电镀形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十七方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜表面上形成第一氧化物膜；通过涂布，喷涂或印刷方法在第一氧化物膜表面上施加有形成氧化物膜的涂布溶液；通过热处理形成第二氧化物膜；在第二氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；在金属颗粒层上通过电镀形成具有预定形状的金属膜；以金属膜作为掩蔽，除去第一氧化物膜和第二氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
第十八方面，本发明提出了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：对位于无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；通过涂布，喷涂或印刷方法在硅膜表面上施加能形成氧化物膜的涂布溶液；通过热处理形成氧化物膜；通过臭氧氧化或远程等离子体氧化使氧化物膜致密化；在氧化物膜上施加含有细微颗粒的溶液；干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；通过电镀在金属颗粒层上形成具有预定形状的金属层；以金属膜作为掩蔽除去氧化物膜；以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；干燥此溶液形成含有杂质的复合层；然后以金属膜作为掩蔽，用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
在本发明第十六到十八方面中，用能量束例如半导体激光或钇铝石榴石激光(YAG激光)选择性辐照进行热处理，。臭氧氧化或远程等离子体氧化可以在1×10-2托或更高压力下，或者进行局部抽空的大气压(包括由简单抽真空系统产生的低真空状态)中实现。而且所有步骤都是在压力为1×10-2托或更高压力，或者是在具有局部抽空的大气压下进行的。至少一个步骤优选采用辊到辊方式进行。最优选的是所有步骤都以辊到辊方式进行。
可以采用湿法蚀刻方法在硅膜，氧化物膜，第一氧化物膜，或第二氧化物膜上进行布图。也可以采用大气压等离子体对这些膜进行蚀刻。
关于本发明第一到第五方面的说明也适用于本发明的第六到十八方面，只要该说明不违背第六到十八方面的精神即可。
而且，可以将本发明第六到十八方面中的步骤与第一到第五方面中的步骤进行组合。
在上述本发明中，不需要使用大型真空泵系统和等离子体发生设备，这与已知的LIMPID不同。使用简单的设备，通过涂布，分散或印刷方法在基片上施加所需体积的溶液，使用加热板等简单设备干燥此溶液，在用能量束辐射进行热处理之前，使掺杂离子吸收在基底表面上。因此，大大降低了掺杂离子用量和资本投入。通过溶液浓度和施加的溶液量，能很简单地控制所吸收的掺杂离子量；因此，很容易控制向基底或半导体基底，例如半导体膜扩散并随后被激发的掺杂原子量。用能量束辐照进行热处理时，能够使用塑料或玻璃等低熔点基片。
能够在低温大气压条件下不使用真空设备形成硅膜，门绝缘膜，门电极，源电极和漏电极。因此，可以使用塑料等柔软基片以辊到辊方式制造半导体器件。
附图简要说明
图1所示是按照本发明第一实施方式制造硅TFT方法的截面图；
图2和3分别是按照本发明实施例1制造硅TFT方法的截面图；
图4所示是按照本发明实施例2制造硅TFT方法的截面图；
图5所示是按照本发明实施例3制造活性基质液晶显示器方法的截面图；
图6和7分别是按照本发明第二实施方式制造硅TFT方法的截面图；
图8是吸收系数的随激光束波长变化的图；
图9到16分别是本发明第二实施方式制造显示板方法的示意图。
优选实施方式说明
参考附图说明本发明的一些实施方式。
图1A到1E分别是制造硅TFT方法的第一实施方式。事实上，可以在同一个基片上同时形成许多硅TFT，但是图中仅表示出一个硅TFT。
如图1A所示第一实施方式，在玻璃或塑料基片11上形成缓冲层12，例如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)。然后形成无定形硅或微晶硅构成的岛形硅膜13，具有预定形状的门绝缘膜14和具有预定形状的门电极15。
不仅可以采用已知的真空膜沉积，例如化学蒸气沉积(CVD)，溅射或蒸气沉积方法形成缓冲层12和硅膜13，还可以采用已知的各种印刷方法。还可以通过施加聚硅烷化合物等已知材料，然后退火的方法形成硅膜13。制得的硅膜13由无定形硅或微晶硅构成，可以以多种形式使用。为了提高制得晶体管的性能，可以用能量束，例如激光束或电子束辐照硅膜13，使其发生结晶。硅膜13中硅的结晶度根据辐照条件在微晶硅和单晶硅之间变化，辐照条件例如是能量束的种类，能量密度和辐照时间。使用常规的平版印刷方法进行布图，能使硅膜13具有岛状形式。还可以采用印刷方法形成岛形硅膜13，这时就不需要后处理。
常用作层间绝缘膜的绝缘膜或介电膜，可以作为门绝缘膜14，由SiO2膜构成的层间绝缘膜，无机SOG膜，或由已知真空膜沉积方法形成的有机SOG膜，这些沉积方法例如CVD，溅射或蒸气沉积；或旋转涂布，金属有机分解(MOD)，金属膜的阳极氧化，溶胶凝胶方法，或印刷。可以采用通用的平版印刷方法进行布图，形成具有预定形状的门绝缘膜14。还可以采用印刷方法形成具有预定形状的门绝缘膜14，这时就不需要后处理。
可以使用金属膜，合金膜，掺杂多晶硅膜或多酸膜作为门电极15，这些膜由铝或铝合金构成，通过已知的真空膜沉积方法形成，这些方法例如CVD，溅射或蒸气沉积；施加金属颗粒形成层然后进行烧结；电镀；或印刷。还可以采用印刷方法形成具有预定形状的门电极15，这样就可以形成预定形状而不需要进行后处理。
如图1B中所示，制备具有预定掺杂离子含量预定浓度的溶液16，例如含有硼酸(H3BO3)，磷酸(H3PO3)，焦磷酸(H4P2O7)或三磷酸(H5P3O10)的水溶液。采用涂布，分散或印刷方法，至少在基片11上的薄膜中，在门电极15两侧的硅膜13表面上施加溶液16，形成溶液层17。图1B所示是位于缓冲层12表面上的溶液层17以及门电极15。
如图1C中所示，通过干燥或退火方法除去溶液层17中的溶剂，制得含有掺杂离子的复合层18。不需要完全挥发溶液层17中的溶剂。如下所述，只要能量束辐照时不会遇到问题，就可以残留一定量的溶剂。
如图1D中所示，用能量束19辐照基片11上膜的表面，使复合层18和硅膜13加热，使复合层18中的杂质向硅膜13扩散。这时，由于门电极15起到掩蔽作用，所以杂质向硅膜13扩散但不扩散到直接位于门电极15下面以外的部分，结果是以自对准方式，根据所用杂质是形成n型半导体还是形成p型半导体的，形成了n型或p型源区20和n型或p型漏区21。然后，较好用纯水清洗基片11表面，除去含有未扩散进入硅膜13的杂质的复合层18。
如图1E中所示，在基片11上的薄膜表面上形成层间绝缘膜22。可以使用常用作层间绝缘的绝缘膜或介电膜作为与门绝缘膜14类似的层间绝缘膜22，层间绝缘膜由SiO2膜，无机SOG膜或有机SOG膜构成，用已知的真空膜沉积方法形成，这些方法例如CVD，溅射或蒸气沉积；或旋转涂布，金属有机分解(MOD)，金属膜的阳极氧化，溶胶凝胶方法或印刷。然后蚀刻除去层间绝缘膜22的预定部分，形成接触孔23和24。分别通过接触孔23和24形成源电极25和漏电极26。
由此制得目标硅TFT。
在上述第一实施方式中，在硅膜13表面上形成溶液层17，然后对制得的溶液层17进行干燥或退火，形成复合层18。用能量束19辐照，使复合层18中的掺杂原子向硅膜13扩散，形成源区20和漏区21。此方法不需要大型真空泵吸系统和等离子体发生设备。使用简单设备采用涂布，分散或印刷方法在基片11上施加所需体积的溶液16，用加热板等简单设备干燥制得的溶液层17，在用能量束19辐照进行热处理之前，使掺杂离子吸收在基片11上的膜表面上，特别是硅膜13的表面上。从而大大降低了掺杂离子用量和资本投入。由于能容易地以高精度控制溶液16中的掺杂离子含量以及采用涂布，分散或印刷方法施加的溶液16量，因此能容易地以高精度控制扩散进入硅膜13中的掺杂原子量。而且，不需要使用有毒的掺杂气体，能使用最少量的溶液16，从而减轻对人体和环境的影响。用能量束19辐照，使掺杂原子发生扩散，局部加热基片11上的复合层18和硅膜13至高温；从而将硅膜13加热至扩散掺杂离子而不熔融由玻璃或塑料等低熔点材料所形成基片11的温度。这样，就能毫不困难地进行扩散。而且，很容易获得由玻璃或塑料构成的低成本大面积基片11。因此，能够以低成本制造应用电子设备，例如大屏幕液晶显示器。
实施例1
图2A到2E和图3A到3D分别表示按照本发明实施例1制造硅TFT的方法。
如图2A中所示，在基片11上形成缓冲层12，然后在缓冲层12上形成具有预定形状的由无定形硅或微晶硅构成的硅膜13。
如图2B中所示，用能量束27，例如激光束，辐照硅膜13，使其结晶。
如图2C中所示，在基片11上的薄膜表面上形成门绝缘膜14。然后蚀刻制得的门绝缘膜14，使其比最终形状略宽一些。
如图2D中所示，在门绝缘膜14上形成由门电极15的材料构成的层。然后蚀刻该层使其具有预定图案，从而形成门电极15。在蚀刻门电极15的同时蚀刻门绝缘膜14，从而使起具有与门电极15类似的图案。
如图2E中所示，在基片11上的薄膜(包括门电极15)表面上施加含有掺杂离子的溶液16，在硅膜13表面上形成溶液层17。
如图3A所示，用加热板加热基片11，干燥此溶液层17形成含有杂质的复合层18。
如图3B所示，用能量束19，例如激光束，辐照基片11，使复合层18中的掺杂原子向硅膜13扩散；从而以自对准方式，以门电极15作为掩蔽，形成源区20和漏区21。然后用纯水清洗，除去留下的复合层18。
如图3C所示，在基片11上的薄膜表面上形成层间绝缘膜22。然后，蚀刻除去层间绝缘膜22的预定部分，形成接触孔23和24。在基片11上的薄膜表面上形成由电极材料，例如铝或铝合金构成的层。蚀刻制得的层，产生预定图案，形成源电极25和漏电极26。
如图3D中所示，在基片11上的整个薄膜表面上形成层间绝缘膜28。对制得的层间绝缘膜28的表面进行平滑化。然后，蚀刻除去漏电极26上层间绝缘膜28的预定部分，形成通道孔29。用钨(W)等金属填充通道孔29内部，形成接触插头30。
实施例2
如图4A中所示，进行成膜，直到形成具有如实施例1所述预定图案的硅膜13的步骤。
如图4B中所示，如实施例1所述形成比最终形状略宽的门绝缘膜14。
如图4C中所示，如实施例1中所述，在门绝缘膜14上形成门电极15。
如图4D中所示，如实施例1中所述，在硅膜13表面上形成含有掺杂离子的溶液层17。
然后如实施例1中所述，实施从干燥此溶液层17形成复合层18直到形成接触插头30的步骤。
实施例3
图5所示是一种活性基质液晶显示器的结构截面图，每个像素中都包括一个切换晶体管，该切换晶体管是按实施例1中所述制造硅TFT的方法形成的。
如图5中所示，在由透明玻璃或透明塑料构成的基片11上形成缓冲层12。然后，按照实施例1或2的方法，以二维阵列形成作为切换晶体管的硅TFT 31。
在层间绝缘膜28上形成由氧化铟锡(ITO)构成的透明电极32。透明电极32与硅TFT 31中的漏电极26相连。
具有透明电极32的基片11远离具有透明电极34和位于透明电极34上滤色器35的透明基片33。用液晶36填充基片11和透明电极32之间的空隙。数字37表示垫片。
背光38在基片11的背面上形成。
图6A到6E分别表示按照本发明第二实施方式制造硅TFT的方法。事实上，在一个基片上同时形成许多硅TFT，但是以下只表示了一个硅TFT。
如图6A中所示，在基片11上形成缓冲层12。
基片11由玻璃，氧化硅，蓝宝石或塑料等无定形材料构成；或者由铝或不锈钢等金属材料构成。优选基片11的厚度是1毫米或更小。这时，可以采用适合于大规模生产的辊到辊方式。对于由金属构成的基片11，可以用钛(Ti)，铝(Al)，锆(Zr)或铪(Hf)的氧化物以及氧化硅，氮化硅或碳化硅作为缓冲层12。可以采用已知的真空成膜方法形成缓冲层12，这些方法例如CVD，溅射或蒸气沉积；或者采用形成普通绝缘层的技术，例如由无机SOG膜或有机SOG膜构成的层间绝缘层。而且还可以使用由金属的阳极氧化而形成的介电膜作为缓冲层12。还可以采用溶胶凝胶法和MOD形成缓冲层12。对于由塑料构成的基片11，塑料的优选例子包括聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚邻苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯；聚烯烃，例如聚丙烯；聚苯硫化物，例如聚苯硫；聚酰胺；芳香族聚酰胺；聚(醚酮)；聚酰亚胺；丙烯酸类树脂；和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。特别适用的普通塑料是，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，乙酸酯，对苯硫，聚碳酸酯，聚(醚砜)(PES)，聚苯乙烯，尼龙，聚丙烯，聚氯乙烯，丙烯酸类树脂或PMMA。
由塑料构成的基片11优选具有较小厚度，例如大约200微米，这样能使TFT变柔软，并缩小TFT的尺寸。优选有一个有机聚合物层位于基片11的表面上。有机聚合物层的厚度是大约10微米，由热膨胀系数小于基片11的有机材料构成。该有机聚合物层优选由能形成硬涂层的材料构成，这种材料被称为“硬涂层材料”。有机聚合物层优选由高密度和高硬度，在200℃的较高温度下具有一定硬度的聚合物构成。构成该有机聚合物层的聚合物例子包括丙烯酸类树脂，环氧树脂以及含有丙烯酸类树脂和/或环氧树脂的复合聚合材料。丙烯酸类树脂，环氧树脂和复合聚合材料都具有通过光过程或热过程引发的缩聚而产生的三维结构。
用于制造丙烯酸类树脂的适用单体例子包括各种多官能团丙烯酸酯，例如二(甲基)丙烯酸乙二醇酯，二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯，双酚A二(甲基)丙烯酸酯，三甲氧基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯和二季戊四醇；以及使2，2-二(4’-羟苯基)六氟丙烷或其亚烷基二醇醚与甲基丙烯酸异氰酰烷基酯反应制得的双官能团丙烯酸酯。
还可以使用能与上述单体聚合的各种共聚单体，对这些共聚单体的选择取决于用途。
构成有机聚合物层的聚合物都具有大约100到1000的分子量，每个构成单体都具有至少一个不饱和键。对于有机聚合物层所用涂布材料的组成，反应活性组分含量和固体组分含量的总和优选是99到100重量％，更优选是99.9到100重量％，最优选是大约100重量％。固体组分的例子包括不挥发性固体材料，例如聚合材料和胶体氧化硅。乙酸纤维素丁基酯适合作为聚合材料。通过紫外线照射完全固化作为有机聚合物层的优选涂布材料。用于有机聚合物层的涂布材料中含有要求量的光引发剂，这种光引发剂能通过光辐照固化涂布材料。用于有机聚合物层的涂布材料中可以进一步含有特定量的潜在紫外光吸收剂，例如间苯二酚单苯甲酸酯。
含有环氧树脂的涂布材料例子包括含环氧基的有机硅化合物及其水解产物。用来制造环氧树脂的单体例子包括γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三乙酰氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基乙氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙酰氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二乙氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基乙氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二乙酰氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙酰氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二乙氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基乙氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二乙酰氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙酰氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二乙氧基异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基乙氧基异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基二乙酰氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二甲氧基乙氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基二乙酰氧基异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基二甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙氧基二甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基乙氧基二甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基二甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基二甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基二甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基二甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙酰氧基二甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基二乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙氧基二乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基乙氧基二乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基二乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基二乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基二乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基二乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙酰氧基二乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基二异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙氧基二异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基乙氧基二异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基二异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基二异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基二异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基二异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙酰氧基二异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基乙氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基甲氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基乙氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙酰氧基甲基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基乙酰氧基甲基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基乙氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基甲氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基乙氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙酰氧基乙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基乙酰氧基乙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲氧基乙氧基异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基甲氧基异丙基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙酰氧基乙氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基甲氧基乙酰氧基异丙基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基乙氧基乙酰氧基异丙基硅烷，缩水甘油氧甲基三甲氧基硅烷，缩水甘油氧甲基三乙氧基硅烷，α-缩水甘油氧乙基三甲氧基硅烷，α-缩水甘油氧甲基三甲氧基硅烷，β-缩水甘油氧乙基三甲氧基硅烷，β-缩水甘油氧甲基三甲氧基硅烷，α-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，α-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷，β-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，β-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三丙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三丁氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三苯氧基硅烷，α-缩水甘油氧丁基三甲氧基硅烷，α-缩水甘油氧丁基三乙氧基硅烷，β-缩水甘油氧丁基三甲氧基硅烷，β-缩水甘油氧丁基三乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丁基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丁基三乙氧基硅烷，(3，4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷，(3，4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三丙氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三丁氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三苯氧基硅烷，γ-(3，4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷，γ-(3，4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷，δ-(3，4-环氧环己基)丁基三甲氧基硅烷，δ-(3，4-环氧环己基)丁基三乙氧基硅烷，缩水甘油氧甲基甲基二甲氧基硅烷，缩水甘油氧甲基甲基二乙氧基硅烷，α-缩水甘油氧乙基甲基二甲氧基硅烷，α-缩水甘油氧乙基甲基二乙氧基硅烷，β-缩水甘油氧乙基甲基二甲氧基硅烷，β-缩水甘油氧乙基甲基二乙氧基硅烷，α-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷，α-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷，β-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷，β-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲基二丙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲基二丁氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基甲基二苯氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙基二甲氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙基二乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙基二丙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基乙烯基二甲氧基硅烷，和γ-缩水甘油氧丙基乙烯基二乙氧基硅烷。
如果需要的话，这些化合物可以单独使用或组合使用。还可以将这些化合物与任意其他硅烷化合物组合使用。其他硅烷化合物的例子包括三烷氧基硅烷化合物，例如甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，氨甲基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷，γ-氯代丙基三甲氧基硅烷，γ-巯丙基三乙氧基硅烷和3，3，3-三氟丙基三甲氧基硅烷；三酰氧基硅烷化合物，例如乙烯基三酰氧基硅烷；三烷氧基烷氧基硅烷化合物；二烷氧基硅烷化合物，例如二甲基二甲氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷，甲基苯基二甲氧基硅烷，甲基乙烯基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷和官能度为4的硅烷化合物，例如硅酸甲酯，硅酸乙酯，硅酸异丙酯，硅酸正丙酯，硅酸正丁酯，硅酸叔丁酯和硅酸仲丁酯。
上述用来制造构成有机聚合物层的聚合物的单体只是例子而已。
按照以下方法形成有机聚合物层：按照需要将上述丙烯酸类树脂，环氧树脂，或含有丙烯酸类树脂和/或环氧树脂的聚合材料与填料，水和/或有机溶剂混合。例如使用涂料振动机，砂磨机，珠磨机，球磨机，超微磨碎机，辊磨机，高速叶轮分散机，喷射磨机，高速冲击磨机或超声波分散机进行混合，形成涂布材料。如果制得的涂布材料对塑料基片的粘性很差，则该基片优选具有粘性层。可以在制造塑料膜基片的同时在基片上形成粘性层，或者在制造塑料膜之后涂布形成。
采用涂布方法，通过单步操作或多步操作，在基片的一面或两面上施加涂布材料，施加方法例如旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布(reverse coating)，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷(offset gravureprinting)；表面印刷，例如胶版印刷；或油印，例如丝网印刷。如果涂布材料中含有溶剂，则要求加热涂布层除去溶剂。
需要的话，采用涂布方法施加含有聚硅氮烷化合物的溶液或含有硅氧烷化合物的溶液，每种溶液化合物都具有0到50重量％的甲基含量，优选是0到30重量％，涂布方法例如是旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，铸造涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或冲口模式涂布布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。将制得的层干燥，然后加热或用紫外线辐照，形成基本由无机材料构成的缓冲层12，其中可以含有有机材料。在某些情况下，可以在水蒸气气氛中加热经过干燥的层。这时，由塑料膜构成的基片会因为缓冲层12与有机聚合物层结合的原因，而对缓冲层侧面受到的较高温度具有提高的耐热性。这对制造过程是特别有利的。
在缓冲层12上形成硅膜13，硅膜13由无定形硅或微晶硅构成，具有预定形状。可以直接使用这种硅膜13。为了提高所制造晶体管的性能，可以用能量束，例如激光束或电子束，辐照硅膜13使其结晶。根据辐照条件，例如能量束的种类，能量密度和辐照时间，硅膜13中硅的结晶度在微晶硅和单晶硅之间变化。
在缓冲层12上施加含有多晶硅化合物和溶剂的溶液，干燥后退火，形成硅膜13。以单步操作或多步操作进行施加，施加方法是旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。优选通过印刷形成具有通道图案的硅膜13，从而省略后续的蚀刻布图步骤。溶剂例子包括醚，例如二乙基醚，二丙基醚，乙二醇二甲基醚，乙二醇二乙基醚，乙二醇甲基乙基醚，二乙二醇二甲基醚，二乙二醇二乙基醚，二乙醇甲基乙基醚，四氢呋喃，四氢吡喃，1，2-二甲氧基乙烷和对二噁烷；烃，例如正戊烷，正己烷，正庚烷，正辛烷，癸烷，十二烷，环己烷，环辛烷，苯乙烯，二环戊烷，苯，甲苯，二甲苯，异丙基苯，四甲基苯，茚，四氢萘，十氢萘和角鲨烷；极性溶剂，例如碳酸丙烯酯，γ-丁内酯，N-甲基-2-吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，乙腈，二甲基亚砜，二氯甲烷和氯仿。这些溶剂可以按照需要单独使用或者组合使用。调节聚硅烷化合物的含量，使硅膜13具有要求的厚度。干燥被施加在基片上的溶液并退火，形成硅膜13。而且，可以使用分散在溶剂中的硅纳米颗粒混合物，从而改变硅膜13的结晶度。
以下说明制造硅TFT 31方法的-个例子。该例子应用于玻璃基片11上的硅膜13。将聚硅烷化合物溶解在溶剂中制备溶液。然后，在氮气气氛中使40克制得溶液均匀化。在氩气气氛中以3000转/分的速度将含有如此制得的聚硅烷化合物的溶液旋转涂布在玻璃基片上，然后将制得的薄膜200℃预烘焙2分钟。用以下条件烘焙每个薄膜：(样品A)400℃10分钟；(样品B)350℃20分钟；(样品C)300℃1小时；和(样品D)250℃1小时。结果是，在玻璃基片上形成厚度都大约是100纳米的无定形硅膜。用FT-IR分析表明，在样品A，B和C中观察到对应于Si-H键的峰，但是没有观察到对应于Si-H2键，Si-H3键和-(Si-H2)n-键的峰。因此证实这些制得的薄膜都是非常好的无定形硅膜。在样品D中，几乎观察不到对应于Si-H2键的肩峰。由于肩峰非常微弱，所以这个膜是比较好的无定形硅膜。
如图6B中所示，在制得的硅膜13的表面上形成氧化物薄膜39。根据随后涂布形成绝缘膜的质量情况，可以略去氧化物膜39。相反，根据氧化物膜39的厚度情况，可以略去绝缘膜。即是说，可以用氧化物膜39全部或部分作为门绝缘膜。以下说明形成氧化物膜39的一个具体方法。通过臭氧氧化或大气压CVD(包括用简单抽空系统产生的低真空状态)的表面氧化方法形成氧化物膜39。相对于大气压等离子体处理，在直接等离子体处理中，位于两个电极之间的基片被等离子体直接辐照，在远程等离子体处理中，等离子体象吹风机一样轰击基片，这些都是已知的。优选采用远程等离子体处理，因为它对基片的损坏比较小。在直接等离子体处理中，基片被固定在等离子体中或被等离子体扫描。在远程等离子体处理中，基片被等离子体扫描。用激活物质，例如电子，离子或等离子体中的游离基照射基片上的薄膜进行改性。基片温度可以设定在室温和450℃之间。可以使用氧气和NOx气体。使用氧气时，可以在大气压下进行CVD。使用强氧化性气体时，考虑到对人体和环境的影响，优选所用处理室被完全封闭，用简单抽空系统进行局部抽空。这时，并不要求背压低于10千帕的真空状态。
以下说明形成氧化物膜39方法的一个例子。将基片11置于进行大气压CVD的处理室中，其无定形硅膜13朝上。基片11的温度设定为250℃。以50到300 sccm在平行板电极之间引入氧气。用13.56兆赫600瓦的RF功率施加20到25瓦的偏置RF功率，产生等离子体。扫描速度在1到240毫米/分之间变化。用二次离子质谱(SIMS)和扫描电子显微镜(SEM)进行分析，表明在硅膜13表面上形成厚度为大约10到40纳米的氧化物膜39。
通过臭氧氧化形成氧化物膜39时，将基片11置于高浓度臭氧气体中，与臭氧气体接触，对硅膜13的表面进行改性。将基片温度设定为室温和450℃之间。以下说明一个具体例子。将基片11置于设备中，其无定形硅膜13朝上。基片温度设定为250℃。将硅膜13的表面暴露于臭氧气体中，保持20到120秒，形成厚度大约10到40纳米的氧化物膜39。更优选采用上述氧化过程在硅膜13表面上形成氧化物膜，然后取出制得的氧化物膜作为牺牲性氧化物层。然后，采用上述方法形成氧化物膜39。
如图6C中所示，采用涂布方法在氧化物膜39上形成氧化物膜40。由氧化物膜39和氧化物膜40构成的整体作为门绝缘膜14。氧化物膜40主要由硅氧烷化合物或聚硅氮烷化合物构成。每种硅氧烷化合物或聚硅氮烷化合物优选具有0到50重量％，更优选是0到30重量％的甲基含量。用于涂布的溶剂例子包括醚，例如二乙基醚，二丙基醚，乙二醇二甲基醚，乙二醇二乙基醚，乙二醇甲基乙基醚，二乙二醇二甲基醚，二乙二醇二乙基醚，二乙二醇甲基乙基醚，四氢呋喃，四氢吡喃，1，2-二甲氧基乙烷和对二噁烷；和烃，例如正戊烷，正己烷，正庚烷，正辛烷，癸烷，十二烷，环己烷，环辛烷，苯乙烯，二环戊烷，苯，甲苯，二甲苯，异丙基苯，四甲基苯，茚，四氢萘，十氢萘和角鲨烷；极性溶剂，例如碳酸丙烯酯，γ-丁内酯，N-甲基-2-吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，乙腈，二甲基亚砜，二氯甲烷和氯仿。这些溶剂可以按照需要单独使用或组合使用。调节溶剂用量，使氧化物膜40具有要求的厚度。以单步操作或多步操作进行施加，施加方法是旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。优选用印刷方法形成具有通道图案的硅膜13，从而省略随后的蚀刻布图步骤。将施加的溶液干燥并烘焙，形成由氧化硅构成的绝缘膜。
以下说明在玻璃基片上直接形成氧化物膜40方法的一个例子。将聚硅氮烷化合物溶解在二甲苯溶剂中。以1200转/分的速度将制得的溶液旋转涂布在玻璃基片表面上。然后，在110℃预烘焙每种制得的薄膜1分钟，并用以下条件在加热板上退火：150℃30分钟；250℃30分钟；或350℃30分钟。结果是，在玻璃基片上形成厚度是大约200纳米的氧化硅膜。在350℃退火30分钟的硅膜，能产生4到5兆伏/厘米的非常好的绝缘强度。以下说明形成氧化物膜40的另一种方法例子。将聚硅氮烷化合物溶解在二甲苯溶剂中。以3500转/分的速度将制得的溶液旋转涂布在玻璃基片的表面上。然后，在加热板上以110℃预烘焙制得的薄膜1分钟。使整个薄膜表面暴露3秒钟，然后在相对湿度为80％的潮湿气氛中25℃放置4分钟。将制得的薄膜150℃后烘焙3分钟，然后在加热板上350℃退火30分钟。制得的氧化硅薄膜表现出5兆伏/厘米或更高的非常好的绝缘强度。
然后按照需要对制得的氧化物膜40进行改性。在低温下退火后的氧化物膜40具有未反应的单体，导致电性质变得非常差；因此，这种改性是非常有效的。按照大气压CVD或臭氧氧化方法进行改性。这时，大气压远程等离子体处理也是优选的，因为它对基片产生的破坏比较小。基片温度设定在室温和450℃之间。可以使用氧气和NOx气体。使用氧气时，可以在大气压下进行CVD或臭氧氧化。使用强氧化性气体时，考虑到对人体和环境的影响，优选将处理室完全封闭，并用简单的抽空系统局部抽空。这种情况与上述方法相似，并不要求背压低于10千帕的真空状态。以下说明改性方法的一个例子。将基片11置于大气压CVD处理室中，其氧化物膜40朝上。将基片11的温度设定为250℃。以50到300 sccm向平行板电极之间引入氧气。用13.56兆赫600瓦的RF功率以20到25瓦的偏置RF功率产生等离子体。扫描速度在1到210毫米/分之间变化。需要的话，可以对基片11扫描多次。结果是，在200℃到350℃退火之后的氧化物膜40的绝缘强度平均提高大约1兆伏/厘米。而且，将制得的氧化物膜40作为门电容器时，其滞后性质获得了改进。
如果硅膜13或氧化物膜39和40不是岛形时，按照以下方法进行布图，但条件是氧化物膜39和40位于氧化硅(SiO2)缓冲层12的无定形硅膜13上。在氧化物膜40上施加抗蚀剂。以单步操作或多步操作施加抗蚀剂，施加方法包括旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。然后，以施加的抗蚀剂作为掩蔽进行蚀刻。为了省略这个步骤，优选采用印刷方法形成具有通道图案的抗蚀剂膜。这样，在曝光和显影之后就能形成具有要求岛状图案的抗蚀剂膜。
采用大气压等离子体处理方法，通过抗蚀剂膜蚀刻由SiO2构成的氧化物膜39和40。将基片11置于进行大气压CVD处理室中，其氧化物膜40向上。基片11的温度设定为80℃。在平行板电极之间引入含有三氟甲烷(CHF3)和O2的混合气体。采用35瓦RF功率产生的等离子体蚀刻氧化物膜39和40。这时，以34纳米/秒的速度蚀刻构成氧化物膜39和40的SiO2。以3.3纳米/秒的速度蚀刻构成硅膜13的Si。结果是，能以大约为10的SiO2/Si蚀刻选择性，蚀刻氧化物膜39和40。
然后，采用大气压等离子体方法蚀刻硅膜13。将基片11的温度设定为80℃。以50sccm向平行板电极之间引入六氟化硫(SF6)气体。采用35瓦RF功率产生的等离子体蚀刻硅膜13。这时，以50纳米/秒的速度蚀刻构成硅膜13的Si。以8纳米/秒的速度蚀刻构成位于硅膜13下面缓冲层12的SiO2。结果是，以大约为6.3的SiO2/Si蚀刻选择性蚀刻硅膜13。按照上述方法进行蚀刻，但是以40sccm引入SF6气体，RF功率是2瓦。这种情况下，以18纳米/秒的速度蚀刻构成硅膜13的Si。以0.7纳米/秒的速度蚀刻构成位于硅膜13下面的缓冲层12的SiO2。结果是，以大约为25.7的SiO2/Si蚀刻选择性蚀刻硅膜13。在两种条件下，考虑到对人体和环境的影响，优选将处理室完全封闭，并用简单的抽空系统进行局部抽空，然后优选用一废气处理系统对抽空气体进行处理。
然后，如图6D中所示，形成门电极15。可以施加电镀用的前体形成门电极15；或者涂布含有分散在溶剂中的金属纳米颗粒的混合物，然后烧结。施加方法包括旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。进行施加时优选使所施加的材料具有与门电极15相同的形状。如果很困难，则采用上述方法施加抗蚀剂，然后以制得的抗蚀剂膜作为蚀刻掩蔽，蚀刻形成电极图案。电镀时，施加前体并在电镀浴中进行电镀，然后冲洗，干燥并进行后烘焙。以下说明施加含有分散在溶剂中的金属纳米颗粒的混合物，然后烧结形成门电极15的方法例子。将平均粒径是10纳米的银(Ag)纳米颗粒分散在溶剂中，并以1000到5000转/分的速度旋转涂布在玻璃基片上。然后，在加热板上在空气中以200℃对制得的样品退火60分钟。将3500转/分形成的样品退火，在玻璃基片上形成具有金属光泽的厚度为大约300纳米的银膜。能量色散X射线衍射(EDX)分析表明，观察到对应于Ag的峰，而几乎没有观察到对应于杂质碳的峰。用SEM观察发现，发生了Ag颗粒的晶粒生长，因此，每个Ag颗粒的粒径都大约是60纳米。采用丝网印刷方法施加抗蚀剂进行蚀刻。证实了这可以进行布图。然后，用金(Au)电镀经过布图的门电极15。不一定需要进行电镀。可以使用其他金属，例如镍(Ni)，铜(Cu)或Ag。
用含有氢氟酸和氟化铵的混合水溶液，以门电极15作为掩蔽蚀刻氧化物膜39和40。如果基片是玻璃构成的，则蚀刻方法是：在基片背面旋转涂布抗蚀剂层之后，将基片浸没在混合溶液中。
如图7A中所示，制备预定浓度的含有预定掺杂离子含量的溶液，例如含有硼酸(H3BO3)或硼砂(四硼酸钠)；或磷酸(H3PO3)，焦磷酸(H4P2O7)或三磷酸(H5P3O10)的水溶液。将溶液16施加于基片11上的薄膜中至少门电极15两侧的硅膜13表面上，施加方法包括涂布，分散或印刷，形成溶液层17。图7A表示了位于缓冲层12表面上的溶液层17以及门电极15。施加溶液16的方法包括旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。
与图1C所示相似，采用干燥或退火方法，除去溶液层17中的溶剂，从而形成含有掺杂离子的复合层18。并不要求完全挥发溶液层17中的溶剂。如下所述，只要用能量束辐照时不发生问题，就能保留一定量的溶剂。
如图7B中所示，用能量束19辐照基片11上的薄膜表面，加热复合层18和硅膜13，从而使复合层18中的杂质向硅膜13扩散。这种情况下，由于门电极15起到掩蔽作用，所以杂质向除了直接位于门电极15下面以外的硅膜13部分扩散。结果是，以自对准方式，根据杂质是形成n型半导体还是形成p型半导体，形成了n型或p型源区20和n型或p型漏区21。然后，较好用纯水清洗基片11的表面，除去含有未扩散进硅膜13中的杂质的复合层18。
激光束适合于作为能量束19。激光束的例子包括从氮化镓(GaN)半导体激光器发出的405纳米激光束，从氯化氙(XeCl)准分子激光器发出的308纳米激光束，从氟化氪(KrF)准分子激光器发出的248纳米激光束和从氟化氩(ArF)准分子激光器发出的193纳米激光束。如图8中所示，硅膜13对这些激光束具有令人满意的较大吸收系数。在图8中，α代表吸收系数，λ代表波长。
以下说明形成源区20和漏区21方法的一个例子。按照上述方法进行布图，在硅膜13上形成门绝缘膜14和门电极15。以2000转/分的速度旋转涂布含有0.2摩尔/升硼酸的水溶液，并在加热板上以200℃干燥20分钟，然后用308纳米激光束辐照，激光具有200毫米×400毫米的矩形截面形状，从XeCl准分子激光器中发出。在氩气气氛中按照以下条件沿着较短轴进行扫描：脉冲能量：260毫焦/平方厘米；脉冲宽度：25纳秒；轰击数量：50次轰击/个区域。为了防止对薄膜造成烧蚀，对激光束较短轴侧的截面轮廓进行光学调整，使其具有圆形边缘。用激光束辐照的结果是，厚度是100纳米的硅膜13具有300欧/□的薄膜电阻。已经证明每个源区20和漏区21都具有8×1019/立方厘米的掺杂浓度。然后，用纯水清洗硅膜13，除去门电极15上的过量杂质。在该方法中，只有门电极15两侧的硅膜13部分被激活，因此得以对门电极15的自对准方式形成了源区20和漏区21。
以下说明形成源区20和漏区21的另一种方法例子。按照上述方法进行布图，在硅膜13上形成门绝缘膜14和门电极15。以2000转/分的速度旋转涂布含有0.2摩尔/升硼酸的水溶液，在加热板上200℃干燥20分钟，然后用从蓝-紫GaN半导体激光器中发出的200毫瓦输出功率的405纳米激光束辐照。调节激光束的形状为椭圆形，主轴是15微米，次轴是10微米。使激光束聚焦，用激光束同时或依次辐照门电极15两侧的硅膜13部分。在氩气气氛中以100千赫到100兆赫进行实验。激光束辐照的结果是，厚度为100纳米的硅膜13具有1×104欧/□的薄膜电阻。证实了每个源区20和漏区21具有4×1017/立方厘米的掺杂浓度。
以下说明形成源区20和漏区21的另一种方法例子。按照上述方法进行布图，在硅膜13上形成门绝缘膜14和门电极15。以2000转/分的速度旋转涂布含有0.05摩尔/升硼酸的水溶液，在加热板上200℃干燥20分钟，然后用355纳米激光束辐照，激光具有2毫米×4毫米的矩形截面形状，从YAG激光器中发出。聚焦激光束，用激光束同时或依次辐照门电极15两侧的硅膜13部分。该实验的辐照时间设定为15到150纳秒。激光束辐照的结果是，厚度为100纳米的硅膜13具有1千欧/□的薄膜电阻。证实了每个源区20和漏区21具有4×1018/立方厘米的掺杂浓度。然后，用纯水清洗硅TFT 31，除去门电极15上的过量杂质。在该方法中，只有门电极15两侧的硅膜13部分被激活，从而以对门电极15自对准的方式形成了源区20和漏区21。
以下说明形成源区20和漏区21的另一种方法例子。按照上述方法进行布图，在硅膜13上形成门绝缘膜14和门电极15。以1500转/分的速度旋转涂布含有0.15摩尔/升磷酸的水溶液，在加热板上200℃干燥20分钟，然后用405纳米激光束辐照，激光具有200毫瓦的输出功率，从蓝-紫GaN半导体激光器中发出。将激光束的形状调节为椭圆形，主轴是15微米，次轴是10微米。聚焦激光束，用激光束同时或依次辐照门电极15两侧的硅膜13部分。该实验在氩气气氛中以100千赫到100兆赫进行。激光束辐照的结果是，厚度为100纳米的硅膜13具有2千欧/□的薄膜电阻。证实了每个源区20和漏区21具有4×1018/立方厘米的掺杂浓度。
如图7C中所述，分别在源区20和漏区21上形成源电极25和漏电极26。可以采用与门电极15相同的方法，形成源电极25和漏电极26。例如，可以通过施加电镀前体；或者涂布含有分散在溶剂中的金属纳米颗粒的混合物然后烧结的方法，形成源电极25和漏电极26。施加方法包括旋转涂布，气刀涂布，刮板涂布，刮刀涂布，逆辊涂布，传递辊涂布，凹槽辊涂布，吻涂，流延涂布，喷涂，槽孔涂布，压延涂布，电沉积涂布，浸涂或口模式涂布；凸版印刷，例如苯胺印刷；凹纹印刷，例如直接凹版印刷或橡皮版照相凹版印刷；表面印刷，例如胶版印刷；或滚筒油印，例如丝网印刷。优选的施加方法能使所施加材料与源电极25和漏电极26具有相同的向状。如果很困难，则可以采用上述方法施加抗蚀剂，然后以制得的抗蚀剂膜作为蚀刻掩蔽，蚀刻形成电极图案。对于电镀，施加前体，然后在电镀浴中进行电镀，然后清洗，干燥并后烘焙。省略了电镀形成源电极25和漏电极26的方法例子，因为此例子与门电极15的例子相同。
如图7D中所示，在整个表面上形成用来钝化的层间绝缘膜28。层间绝缘膜28的表面被平整化。然后，蚀刻除去漏电极26上层间绝缘膜28的预定部分，形成通道孔29。可以用氧化硅膜等氧化物膜作为层间绝缘膜28。可以采用与氧化物膜40相似的涂布方法形成的氧化物膜作为上述氧化物膜。按照需要调节溶剂含量，改变涂布形成的氧化物膜厚度。这种情况下，优选通过印刷形成氧化物膜，使其具有通道孔29的形状。然后，用钨(W)等金属填充通道孔29的内部，形成接触插头30。在层间绝缘膜28上形成透明电极32，与接触插头30相连。通过接触插头30使透明电极32与漏电极26相连。
例如，可以用聚苯乙烯磺酸掺杂的聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT-PSS)作为透明电极32。涂布所用溶剂的例子包括醚，例如二乙基醚，二丙基醚，乙二醇二甲基醚，乙二醇二乙基醚，乙二醇甲基乙基醚，二乙二醇二甲基醚，二乙二醇二乙基醚，二乙二醇甲基乙基醚，四氢呋喃，四氢吡喃，1，2-二甲氧基乙烷和对二噁烷；和烃，例如正戊烷，正己烷，正庚烷，正辛烷，癸烷，十二烷，环己烷，环辛烷，苯乙烯，二环戊烷，苯，甲苯，二甲苯，异丙基苯，四甲基苯，茚，四氢萘，十氢萘和角鲨烷；极性溶剂，例如碳酸丙烯酯，γ-丁内酯，N-甲基-2-吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，乙腈，二甲基亚砜，二氯甲烷和氯仿。按照需要，这些溶剂可以单独使用或组合使用。调节所用溶剂的量，使透明电极32具有要求的厚度。需要的话，可以使用含有分散在溶剂中的金属纳米颗粒的混合物。优选的金属纳米颗粒包括贵金属，例如Au，Ag，Pt或Ru。金属纳米颗粒还包括其他金属，例如Al，Cu，Ni，Zn，In或Cr。每个金属颗粒具有100纳米或更小的粒径，优选是20纳米或更小。以下说明其一个例子。将银(Ag)纳米颗粒分散在PEDOT-PSS中，并以1000转/分的速度旋转涂布，然后在氮气气氛中150℃退火1小时，形成厚度是250纳米的PEDOT-PSS膜。制得的PEDOT-PSS膜具有15欧/□的薄膜电阻，透光率是80％。
在一些显示系统中，可以用金属电极替代透明电极32。可以采用与门电极15相同的方法形成金属电极。然后制得目标硅TFT。
在第二实施方式中，可以采用低温方法简单地制造硅TFT，例如大气压中的施加或等离子体氧化。这种方法显著降低了硅TFT的资本投入，从而能以低成本制造硅TFT。而且，如果基片11是由塑料构成的柔软基片，则可以采用辊到辊方式制造显示板。这样就能制造大型平面屏液晶显示器。
实施例4
在实施例4中，以下说明采用辊到辊方式制造包括硅TFT的显示板。图9到16表示制造过程。
如图9中所示，将卷绕在辊41上的基片11通过辊42到50喂送至辊51，通过容器52中含有缓冲层材料的溶液53，在基片11上施加材料溶液53。对制得的溶液层通过加热设备进行退火，形成缓冲层12。
如图10中所示，基片11从辊51通过辊55到59喂送至辊60。通过印刷，对处理室56中在基片11施加聚硅烷化合物，然后通过加热设备62退火，形成硅膜13。
如图11中所示，将基片11从辊60通过辊63到69喂送至辊70。在处理室71中用等离子体辐照设备72对硅膜13的表面进行大气压等离子体处理，形成氧化物膜39。在处理室73中采用印刷方法在氧化物膜39上施加含有氧化物膜材料的溶液，然后通过加热设备74退火，形成氧化物膜40。
如图12中所示，将基片11从辊70通过辊75到89喂送至辊90。在处理室91中采用印刷方法将含有门电极材料的溶液施加在氧化物膜40上，用容器92中的电镀浴93进行电镀，然后在容器94中用清洁液95进行清洗，在加热设备96中退火，形成门电极15。
如图13中所示，将基片11从辊90通过辊97到107喂送至辊108，然后用容器109中的蚀刻液110蚀刻氧化物膜39到40。用容器111中的清洁液112清洗基片11，用干燥器113干燥。
如图14中所示，将基片11从辊108通过辊114到130喂送至辊131，通过容器132中的含有掺杂离子的溶液133，在基片11上施加该溶液，然后用干燥器134干燥。在处理室135中，用激光器137发出的激光束辐照基片11(激光器137由计算机136控制)，此时以门电极15作为掩蔽，使杂质向硅膜13扩散，从而制得源区20和漏区21。然后用容器138中的清洁液139清洗基片11。
如图15中所示，将基片11从辊131通过辊140到154喂送至辊155。在处理室156中采用印刷方法在源区20和漏区21上施加含有源电极和漏电极材料的溶液，用容器157中的电镀浴158进行电镀，然后用容器159中的清洁液160清洗，用加热设备161退火，形成源电极25和漏电极26。
如图16中所示，将基片11从辊155通过辊162到173喂送至辊174。在处理室175中施加含有氧化物膜材料的溶液，并用加热设备176退火，形成层间绝缘膜28。在处理室177中采用印刷方法在层间绝缘膜28上施加含有透明电极材料的溶液，然后用加热设备178退火，形成透明电极32。
虽然已经参考一些实施方式和实施例对本发明进行了说明，但是应该理解，本发明并不限于这些公开的实施方式和实施例。相反，本发明覆盖其原理和技术思想范围内的各种改进和等同的设备置。例如，上述实施方式和实施例中出现的结构，形状，材料和方法都只是举例而已。需要的话可以使用任何其他结构，形状，材料和方法。
Claims (30)
1.一种掺杂方法，包括以下步骤：
在基底的至少部分表面上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
通过热处理使复合层中的掺杂原子向基底扩散；
除去复合层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用涂布，喷涂或印刷方法施加溶液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于基底是半导体。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于掺杂离子是元素周期表第V族或第III族元素的离子，基底中包含元素周期表第IV族中的元素。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于用能量源进行热处理。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于能量源选自激光束，电子束，红外灯发出的红外射线和紫外灯发出的紫外射线。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于基底是无定形基片上的半导体膜，所述半导体膜是沉积的聚硅烷化合物，聚硅烷化合物的沉积缩聚物，无定形硅，微晶硅，多晶硅或单晶硅。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于能量源是激光束，基底表面被激光束选择性辐照加热。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个步骤以辊到辊方式进行。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所有步骤都以辊到辊方式进行。
11.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
在半导体基底的至少部分表面上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
通过热处理使复合层中的掺杂原子向半导体基底扩散；
除去复合层。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
形成门绝缘膜和形成门电极。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于门绝缘膜是硅烷醇化合物或其缩聚物。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于门电极是电镀形成的膜或涂布金属材料形成的膜。
15.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
在基片上形成无定形硅膜；
用能量源辐照无定形硅膜，使无定形硅膜改性成晶体硅膜；
在晶体硅膜上形成门绝缘膜；
在门绝缘膜上形成门电极；
在门电极两侧的晶体硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以门电极作为掩蔽，通过热处理使复合层中的掺杂原子向晶体硅膜扩散，形成源区和漏区；
除去复合层。
16.一种制造应用电子设备的方法，包括以下步骤：
在半导体基底的至少部分表面上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
通过热处理使复合层中的掺杂原子向半导体基底扩散；
除去复合层。
17.一种制造应用电子设备的方法，包括以下步骤：
在基片上形成无定形硅膜；
用能量束辐照无定形硅膜，将无定形硅膜改性成晶体硅膜；
在晶体硅膜上形成门绝缘膜；
在门绝缘膜上形成门电极；
在门电极两侧的晶体硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以门电极作为掩蔽，通过热处理使复合层中的杂质原子向晶体硅膜扩散，形成源区和漏区；
除去复合层。
18.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化，在硅膜表面上形成氧化物膜。
19.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
在硅膜表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成氧化物膜。
20.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜上形成第一氧化物膜；
在第一氧化物膜的表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成第二氧化物膜。
21.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
在硅膜表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化使氧化物膜致密化。
22.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过大气压化学蒸气沉积(大气压CVD)在硅膜表面上形成氧化物膜。
23.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜表面上形成氧化物膜；
通过电镀在氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
24.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
在硅膜表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成氧化物膜；
通过电镀在氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
25.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜上形成第一氧化物膜；
在第一氧化物膜的表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成第二氧化物膜；
通过电镀在第二氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽，除去第一氧化物膜和第二氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此附着上去的溶液，形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
26.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
在硅膜表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成氧化物膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化，使氧化物膜致密化；
在氧化物膜上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
27.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化，在硅膜上形成氧化物膜；
在氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；
干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；
通过电镀在金属颗粒层上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
28.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
在硅膜表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成氧化物膜；
在氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；
干燥此溶液，形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；
通过电镀在金属颗粒层上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽除去氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
29.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化在硅膜表面上形成第一氧化物膜；
通过涂布，喷涂或印刷，在第一氧化物膜的表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成第二氧化物膜；
在第二氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；
干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；
通过电镀在金属颗粒层上形成具有预定形状的金属膜；
以金属膜作为掩蔽，除去第一氧化物膜和第二氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
30.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
对无定形基片上的聚硅烷化合物进行热处理形成硅膜；
通过涂布，喷涂或印刷，在硅膜表面上施加形成氧化物膜的涂布溶液；
通过热处理形成氧化物膜；
通过臭氧氧化或远程等离子体氧化使氧化物膜致密化；
在氧化物膜上施加含有细微金属颗粒的溶液；
干燥此溶液形成由细微金属颗粒构成的金属颗粒层；
通过电镀在金属颗粒层上形成具有预定形状的金属层；
以金属膜作为掩蔽，除去氧化物膜；
以金属膜作为掩蔽，在硅膜上施加含有掺杂离子的溶液；
干燥此溶液形成含有杂质的复合层；和
以金属膜作为掩蔽，通过用能量源进行热处理，使复合层中的掺杂原子向硅膜扩散。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |