TW200950120A - Method of treating semiconductor element - Google Patents

Description

200950120 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於處理半導體元件的方法。特別，本發明 係相關於使用光照射之處理半導體元件的方法。 【先前技術】 目前’對於企圖達成高效能、低溫製程、及低成本之 薄膜電晶體（TFT) ’已找尋廣泛不同的材料並考慮將其 0 使用爲通道層。從此角度，用於該通道層之可能材料可能 係，例如，非晶砂、多晶砂、微晶砂、及有機半導體。 近年，已主動地硏究待使用爲此種通道層之潛在材料 的氧化物半導體。例如，Barquinha等在「j. Non-Cryst.

Sol.」352，1 756 ( 2006 )及 Yabuta 等在「Appl. Phys.

Lett·」89,1 12123 ( 2006 )中揭示使用非晶 in-zn-〇(iz〇 )薄膜及非晶In-Ga-Zn-O ( IGZO )薄膜製造TFT的方法 ，彼等係用於該通道層之氧化物半導體。 © 該TFT取決於該通道層的半導體材料、製造方法等 ，會具有不同的臨界電壓。此外，該TFT的臨界電壓會 由於不同因素（例如，製程歷史、時間相依變化、電應力 或熱應力等）而改變。此處，電應力係可藉由將電壓或電 流施加至該半導體而產生之一種應力。熱應力係可藉由從 該半導體周圍的外側施加熱，或該半導體的焦耳加熱而產 生的一種應力。使用該實際TFT，有可能同時施加此等應 力的例子。 -4 - 200950120 上文提及之氧化物半導體並非例外。例如，Riedl等 在「Phys. Stat. Sol.」1，1 75 ( 2007 )及 Kim 等在 2006 年 之國際電子元件會議（IEDM，06)，11-13,1 ( 2006)中提 到已觀察到歸因於電應力或歸因於電及熱應力的組合之在 臨界電壓中的變化。此外，使用該氧化物半導體，該臨界 電壓可藉由以可見光或紫外光照射該TFT而改變，如 Barquinha 等在「J. Non-Cryst. Sol.」352,1756 ( 2006)及 ❹ Gorrn 等在「Appl. Phys· Lett.」91，1 93 504 ( 2007 )中所 提及的。 再者，日本特許公開專利申請案第H1 0-209460號揭 示降低該TFT之臨界電壓的方法，其使用多晶矽作爲該 通道層的材料，藉由採用光會進入該TFT之通道層的結 構。 【發明內容】 ® 然而，沒有一個上述參考文件揭示補償或限制可由不 同因素導致之臨界電壓轉變的方法，或使在該臨界電壓中 的此種變化之影響變得相對小的方法。 . 當該臨界電壓將由特定製程補償或限制時，期望臨界 電壓以外的特徵（例如，TFT中的電荷遷移率、次臨界擺 幅（S値）等）能維持在等同於該製程執行之前的狀況。 致能此種目的之單元亦爲末知。例如，日本特許公開專利 申請案第H10-209460號提到遷移率中的增加與臨界電壓 中的降低同時發生。此外，Barquinha等在「j. N〇n. -5- 200950120 C r y s t. S ο 1.」3 5 2，1 7 5 6 ( 2 0 0 6 )及 G 〇 r r η 等在「A p p 1.

Phys. Lett.」91,193504 ( 2007 )中提到遷移率的減少與臨 界電壓中的降低同時發生。此種行爲在將諸如有機發光二 極體之負載連接至該TFT，且待供應至該負載之電流待由 該TFT的閘電壓控制之例子中係有問題的。 從上述問題的觀點，本發明之目的係提供處理半導體 元件的方法，該半導體元件致能對臨界電壓中之非期望變 化的補償或限制。 @ 本發明係相關於處理半導體元件的方法，該半導體元 件至少包含作爲其之一組件的半導體。本發明之特徵爲該 半導體元件的臨界電壓係藉由以具有波長長於該半導體之 吸收邊限波長的光照射該半導體而改變。 本發明係導向一種處理至少包含一半導體之半導體元 件的方法，其特徵爲 該半導體元件之臨界電壓係藉由以光照射該半導體而 轉變，該光具有長於該半導體之吸收邊限波長的波長。 〇 該半導體可與具有波長短於該半導體之吸收邊限波長 的光隔離。 該半導體可藉由設置於一光源及該半導體之間的濾波 器所遮蔽。 該半導體元件可至少包含一閘電極、一源電極、一汲 電極、一通道層、及一閘絕緣層，而該半導體係該通道層 〇 在處理半導體元件的該方法中，在該半導體中之隙間 -6 - 200950120 狀態的面密度可爲lOncnT^V·1或以下。 在處理半導體元件的該方法中，該半導體中的能帶隙 可爲1.55eV或以上。 該能帶隙可係2eV或以上。 該半導體可包含從In、Ga、Zn、及Sn組成之群組中 選取的至少一者。 在處理半導體元件的該方法中，該半導體之至少一部 〇 分可係非晶的。 該半導體可係從非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)、非晶111-Zn-0 ( IZO )、及非晶Zn-Sn-0 ( ZTO )組成的群組中選 取之一者。 該光照射可在該半導體元件中引起該臨界電壓轉變， 該轉變係由製程歷史、時間相依變化、電應力或熱應力所 導致之該臨界電壓轉變的相反符號。 由該光照射引起的該臨界電壓轉變量能等於由製程歷 ® 史、時間相依變化、電應力或熱應力所導致之該臨界電壓 轉變量。 該半導體元件的臨界電壓轉變量可係由製程歷史、時 間相依變化 '電應力或熱應力所導致之該臨界電壓轉變量 的5 0倍或以上。 該光照射將可於該臨界電壓轉變發生時執行。 該光照射將可於該臨界電壓轉變發生之前或之後執行 使用本發明，可改變該半導體元件的臨界電壓，且可 200950120 補償或限制歸因於製程歷史、時間相依變化、電應力或熱 應力等的該臨界電壓轉變。再者，在臨界電壓可受諸如製 程歷史、時間相依變化、電應力或熱應力等之因素改變的 該半導體元件中，可使臨界電壓中的此種改變之影響變得 相對小。此外，臨界電壓以外的特徵（例如，電荷遷移率 、S値等）可維持在等同於該製程執行之前的狀況。 本發明之其他特性會從下文之對模範實施例的描述並 參考至該等附屬圖式而變得明顯。 @ 【實施方式】 在下文中，將參考該等圖式以描述根據本發明之處理 半導體元件方法的一模範實施例。 圖1係描繪根據本發明的該處理方法之模範實施例的 槪要圖。將半導體1〇〇(也指稱爲半導體層）及光源200 配置在適當位置，且光210將從光源2 00發出。只要可得 到期望效果，半導體100及光源200不必以該圖所示之對 ❹ 向配置的方式配置。 半導體100可具有任何形狀。半導體100可係包含電 極及諸如絕緣體的其他材料之半導體元件的一部份。例如 ，半導體100可能係可使用爲TFT之通道層的半導體膜 (也指稱爲半導體薄膜）。 光源200可具有任何形狀。可將諸如熱燈絲、放電光 源、發光二極體之自發光類型使用爲光源200。否則，能 將諸如太陽光、來自室內照明之光的環境光使用爲光源 -8- 200950120 2 00。任何此種光源可具有控制波長、照射強度、及照射 時間之控制單元。 在圖1之結構中，將會以具有波長長於該半導體之吸 收邊限波長的光210(亦即，具有依據基於該半導體中之 自由載子的帶間躍遷之光吸收的最低能量之光的波長）照 射半導體1 〇〇。從而，僅可改變將該半導體作爲其組件使 用之半導體元件的臨界電壓。可認爲臨界電壓中的此種改 〇 變可由陷在該半導體中或在該半導體附近的固定電荷，諸 如載子，因該光照射而釋放所導致。可在該半導體元件形 成時，或在該半導體元件已形成後，執行在該半導體上的 此種光照射。 在該半導體元件形成時執行該光照射的情況中，可能 在該製程的任何點以光照射該半導體。然而，在此例子中 ，慮及以該方式可使受照射區域變得更大，該光照射係在 將諸如金靨電極的遮蔽材料施加於該半導體上之前執行較 ❹佳。

在該半導體元件已形成後執行該光照射的情況中，只 要該半導體元件具有該光可抵達該半導體之結構，其臨界 電壓受改變之該半導體元件可係任何形式。例如，該半導 體元件可係電晶體，諸如場效電晶體，或將該半導體100 使用爲該通道層之已形成的TFT。將該半導體100使用爲 該通道層之已形成的TFT可係諸如圖2所示之TFT的 TFT，在該TFT中，閘絕緣層311、源電極321、汲電極 322、及通道層330於閘電極312上形成。在圖2之TFT 200950120

的情況中，可以光210在源電極321及汲電極322之間的 開口部’照射係該半導體之通道層33 0。明顯看出，可應 用之TFT並未限制爲所示之TFT。當該半導體元件係TFT 時，取決於條件，可使在該光照射之前及之後之間的轉移 特徵（Ids-Vgs特徵，其中Ids係汲極-源極電流，且Vgs 係閘極-源極電壓）中的變化實際地等同於沿著Vgs軸的 平行轉變。亦即，藉由選擇使用光210的照射條件，可單 獨實質地改變臨界電壓，而不改變電場遷移率及S値。 Q 此外，該半導體元件可係肖特基接面元件或p-n接面 元件。該半導體元件的臨界電壓，例如，可界定爲使預定 之順向電流流動所需要的施加電壓。該半導體元件的臨界 電壓也可界定爲使用適才提及的接面元件之變阻器的崩潰 電壓。否則，在該p-n接面元件係藉由施加電流或電壓而 發光之元件時的情況中，該半導體元件的臨界電壓可界定 爲發光臨界電壓。 本發明的模範實施例也可施加於半導體薄膜。亦即， © 對於形成爲具有任意結構加於其上之半導體薄膜的該半導 體元件之臨界電壓，可認爲該臨界電壓中的改變量可藉由 光照射且/或其他因素所引起。 光210不必爲單色光，而光210可能係複數個離散光 譜光的混合光，或連續光譜光。 在本發明之模範實施例中，當發光時，該臨界電壓會 自然地改變。然而，如同將於下文中對第六範例的描述’ 可能具有即使在該光照射已停止後，該臨界電壓會變得與 -10- 200950120 該光照射前不同的例子。也可使用此種行爲。例如，可認 爲該臨界電壓甚至在該光已關閉後仍改變的此種行爲係由 之前陷在該半導體中或在該半導體附近的載子所導致，其 由於光激發而重新配置，最終保持在不同於該光照射之前 的平衡狀態。 在上述該一系列製程中，期望半導體100係完全與具 有波長短於半導體100之吸收邊限波長的光隔離。此係因 Φ 爲若半導體100以具有該短波長之光照射時，也可大幅改 變該臨界電壓以外的特徵。此外，若半導體100以具有該 短波長之光照射，可能具有即使在該照射光已關閉後，該 光照射的影響仍保持在半導體中的例子，與具有長波長之 光的例子一樣。可認爲在以具有該短波長而非該吸收邊限 波長的光照射該半導體時，該半導體之不同特徵改變的行 爲必須處理因爲由該光導致之載子的帶間躍遷，共價帶/ 傳導帶的載子密度及隙間狀態中的佔據狀態大幅改變的行 © 爲。 當該光源的發射光譜係連續光譜時，上文描述的波長 狀況可藉由採用與該光源結合之適當的光譜調整單元而實 現。爲致能該光源的光譜調整，例如，可在該半導體元件 及該光源之間插入吸收型、反射型、及散射型之一型的濾 波器。此外’可使該半導體元件的一部份（例如，該TFT 的通道保護層）及結合構件（例如，形成在塑膠基材上的 TFT的基材）具有濾波功能，該濾波功能致能對朝向該半 導體之特定光的吸收/反射/散射。當該光源發射單色光且 -11 - 200950120 因此從開始就不發射具有該短波長之光的情況中，不必特 別調整該光源的光譜。然而，在此例子中，需要將該半導 體自身與從不同於上述光源之光源發射的光（例如，環境 光等）中具有該短波長之此種光隔離。 只要可達成本發明之有效優點，待照射半導體100之 光的波長並無上限。然而，當該半導體元件係非晶IGZO-TFT時，其將於下文中描述，當該光的波長變得更長時， 藉由光照射可得到的每單位時間之臨界電壓轉變量會變得 更小。因此，對於期望將在該半導體元件引起的臨界電壓 轉變量，取決於照射時間及光強度，將有合適的波長範圍 〇 根據本發明，合適的波長範圍係等於或長於該吸收邊 限波長，但不超過660nm的長度。 藉由該光照射可在該半導體元件引起的臨界電壓轉變 量也可取決於該半導體元件的形式、該半導體元件的缺陷 密度、及該半導體元件的操作條件而改變。因此，必須量 測該臨界電壓在各場合中的改變量。 對於半導體1 〇〇，期望隙間狀態中的面密度能爲 1013cm_2eVd或以下。該隙間狀態係藉由以光照射，可在 傳導帶或共價帶中產生自由載子之半導體中的局域態。該 面密度係在轉變爲該半導體元件之電傳導區域的介面密度 時之隙間狀態的密度（亦即，在該半導體元件係諸如TFT 之場效電晶體的例子中，範圍從閘絕緣層至半導體介面的 區域）。例如，與將於下文描述之第一範例中的ANt之例 200950120 子一樣，可取得該TFT之隙間狀態的面密度。對於具有 隙間狀態密度大於此種値之半導體，在該隙間狀態及該傳 導帶（共價帶）間之電子（電洞）的激發程序將變得不再 可忽略，甚至在以充份地小於該能帶隙之能量的光子能量 照射（例如，約爲一半）時亦然。亦即，即使係以波長充 份地長於該吸收邊限波長之光照射，會發生與具有該短波 長之光的此種情況相同之影響，此係非期望狀況。 φ 期望半導體100的能帶隙爲1.55eV或以上。使用此 條件，在光源200發射連續光譜的情況中，可調整光210 之波長以符合相關於半導體100的吸收邊限波長之上述每 一條條件的調整單元會有更多選擇。例如，當對應於該半 導體中的自由載子之帶間躍遷（吸收邊限）的光子能量係 在可見光範圍（對應於800nm或以下之波長）中時，可 施加藉由有機顔料吸收之一般高截濾波器（也指稱爲低通 瀘波器）。藉由在光源200及半導體1〇〇之間配置此種濾 〇 波器，可輕易地達成該半導體係以波長長於該半導體之吸 收邊限波長的光照射，而實質上未受波長短於該半導體之 吸收邊限波長的光照射之狀態。 更期望該半導體的能帶隙爲2ev或以上。此係因爲可 認爲當半導體100使用爲該TFT的通道層時’該TFT在 關閉狀態時的通道漏電流將取決於半導體100中的能帶隙 。具體地說，通道漏電流Ioff (A)可藉由以下方程式估 算。 -13- 200950120

Ioff = q ( ni ( με + μΗ ) ) . (W/L) · d · V d s 其中，q表示基本電荷。可以ni表示之値係可表現爲 ni= ( V ( NcNv ) ) · exp (-Eg/2 kT)的本質載子密度，其 中Nc表示傳導帶邊限的狀態密度、Nv表示共價帶邊限的 狀態密度、Eg表示能帶隙、k表示波茲曼係數、且Τ表 示絕對溫度。可以με表示的値係電子轉變遷移率。可以 μΐι表示的値係電洞轉變遷移率。可以W表示的値係該 TFT的通道寬度。可以L表示的値係該TFT的通道長度 。可以d表示的値係該TFT的通道層厚度（nm)。可以 Vds表示的値係該TFT的汲極-源極電壓。

Ioff對Eg的相依度將藉由以下方程式估算。設若 d = 20nm、W/L = 4、且單晶矽之材料常數將作爲除了 Eg以 外的所有材料常數使用，Ioff可保持在約10_18A，若Eg 大於約2eV。儲存電容（靜電電容ipF)中的電位寫入/保 持待經由此種TFT實施之例子中，即使在1 〇6s (亦即， 11.5天）後，歸因於該通道漏電流之在該已寫入電位中的 化變可保持爲IV或以下。此係期望之條件，因爲若將該 TFT使用爲，例如，顯示裝置的背板，顯示內容可保持數 天之久。 至少包含In、Ga、Zn、及Sn之一者的半導體可係符 合上述所有條件之半導體。因此，在本發明之模範實施例 中，期望將至少包含In、Ga、Zn、及Sn之一者的半導體 使用爲半導體1 〇〇。例如，本發明可應用於具有諸如In- 200950120

Ga-As、In-Ga-Al-As、Ga-As、Zn-O、Zn-S、及 Zn-Se 之 成份元素的半導體。 此外，期望半導體1 〇〇的至少一部份係非晶的。此係 因爲包含非晶部位的半導體會對蝕刻等具有較好的可處理 性，並在電特徵上較多晶矽半導體具有更好的短程均勻性 〇 非晶 In-Ga-Zn-0 ( IGZO)、非晶 In-Zn-O(IZO)、 © 或非晶Zii-Sn-O ( ZTO)係可符合上述所有條件之半導體 。因此，在本發明之模範實施例中，更期望將諸如晶In-Ga-Zn-0 ( IGZO )、非晶 Ιη-Ζη-0 ( IZO )、或非晶乙卜 Sn-O(ZTO)的半導體使用爲半導體100。 期望待照射半導體1〇〇之具有長於該半導體100的吸 收邊限波長之波長的光具有經調整之其強度、照射時間、 或波長。藉由此種調整，該臨界電壓中的變化可引發成與 期望量一樣多。 © 對光之強度/照射時間/波長的調整可藉由設置有適當 之光譜調整單元/光強度調整單元/光岔斷控制單元之任意 照明系統而達成。可將氙燈、白熾燈、或發光二極體使用 爲該光源。取決於該光源的發射光譜，待使用之光譜調整 單元可任意地於繞射光柵單色器、高通濾波器、低通濾波 器、及帶通濾波器之間選擇。ND濾波器或擴散板可使用 爲該光強度調整單元，雖然可能具有該光源自身調整之發 光強度。電磁快門等可使用爲用於控制光照射/岔斷之光 岔斷控制單元，雖然可能調整該光源自身之照明/非照明 -15- 200950120 。在第一範例中使用的光譜照射光源可在本發明之實作中 ，作爲設置有此等功能的照明系統。 可藉由該光照射導致之該臨界電壓轉變的符號（亦即 ，正或負方向）係取決於該半導體元件。例如，在該半導 體元件爲係η-通道TFT之非晶IGZO-TFT的情況中，藉 由以具有波長長於該非晶IGZO之吸收邊限波長的光照射 ，該臨界電壓將降低（亦即，往負方向轉變）。

可藉由該光照射導致之該臨界電壓轉變的符號並未依 Q 據本發明之實作而特別指定。然而，期望此種方向係與可 藉由製程歷史、時間相依變化、電應力、或熱應力導致之 問題臨界電壓轉變方向反向。例如，在半導體元件係非晶 IGZO-TFT的情況中，當正閘極-源極電壓施加爲電應力時 ，該臨界電壓將增加（亦即，往正方向上轉變），意謂著 該臨界電壓轉變會係待由該光照射導致之臨界電壓轉變的 相反符號。 該臨界電壓在反向方向上轉變的情況中，期望藉由調 〇 整上述之用於光照射的條件，待由光210導致之臨界電壓 轉變將藉由與問題臨界電壓轉變量完全相同的量補償該臨 界電壓轉變。從而，可使用該半導體而不受該問題臨界電 壓轉變的影響。 再者，當該臨界電壓待在反向方向上轉變時，且即使 由該光導致之臨界電壓轉變將小於該問題臨界電壓轉變， 亦即，即使將無法完全補償該問題臨界電壓轉變時’仍可 得到有利的效果。例如，即使該問題臨界電壓轉變將無法 -16- 200950120 藉由光照射而完全補償，該問題臨界電壓仍將受限制並可 能延長該半導體的使用期限。將TFT係藉由外部電路驅 動並作爲交換元件使用的例子作爲一範例顯示，該TFT 將係半導體100的非晶IGZO採用爲通道層。當該半導體 之臨界電壓中的問題變化（增加）進展至超過該外部電壓 之驅動電壓範圍時，該TFT將停正該交換操作並失去效 用。對於此種例子，藉由上述方式以光照射半導體100, 〇 可將該TFT的使用期限延長至某個程度，即使該臨界電 壓中的問題變化（增加）將不能藉由該光照射完全補償。 此外，藉由該光照射，也可能在該臨界電壓中產生大 於該問題臨界電壓變化之變化。在此例子中，可藉由光 210導致之臨界電壓轉變相對於該問題臨界電壓轉變越大 ，可相對地降低更多由該臨界電壓轉變導致之影響。具體 地說，期望該半導體元件之光引發臨界電壓轉變的幅度係 該問題臨界電壓轉變之幅度的50倍或以上。然而，若可 © 藉由光210導致之臨界電壓轉變充份地大於該問題轉變， 轉變符號（亦即，正或負方向）不必與該問題臨界電壓轉 變反向。 期望在該問題臨界電壓轉變發生的週期期間內執行以 來自光源200之光2 1 0的照射。例如，在該問題臨界電壓 轉變的符號及歸因於光210之臨界電壓轉變係彼此反向且 該二者的臨界電壓轉變率約爲相同之例子中，該臨界電壓 可藉由同時具有二轉變進程而迅速地調整。 同時，也期望該光照射係在該問題臨界電壓轉變發生 -17- 200950120 週期之前或之後執行。例如，將考慮該問題臨界電壓轉變 的符號及歸因於光210之臨界電壓轉變係彼此反向且後者 的臨界電壓轉變進程遠快於前者之臨界電壓轉變的例子。 在此種例子中’藉由在該問題臨界電壓轉變緩慢進行之長 時間週期的之前及之後間歇地以光210執行短時間週期的 光照射，將能更穩定地使用該半導體。 若該問題臨界電壓轉變係重複地發生，該光照射可在 適當時機重複地執行。例如，該光照射可與該問題臨界電 壓轉變的發生重複地交替執行。 範例 現在，將描述本發明之範例。本發明將不受以下範例 的限制。 (第一範例） 在本範例中，首先製造TFT，且將根據本發明之模範 實施例的處理施加至該TFT，在此況狀下，考慮光照射對 該TFT的可能影響。 (非晶IGZO膜的製造） 首先，製造係半導體膜之非晶IGZO膜，以評估該膜 的物理性。 將已除油之玻璃基材（# 1 73 7，Corning Incorporated )製備爲膜形成基材。將具有InGa03 ( ZnO )組成物之多 200950120 晶矽燒結固結體（具有98mm的直徑、5mm之厚度、及 0.25S. cnT1的電導）使用爲標的材料。藉由包含5體積 百分比之氧的氧-氬混合氣體，使沈積室內側的總壓力在 膜形成時爲0.5 Pa。該標的及該膜形成基材之間的距離爲 75mm。膜形成係使用200W之RF供應電力以1.2AS·1的 膜形成率執行。基材溫度並未特別控制。 當以肉眼觀察時，在該基材上堆疊至60nm厚度之膜 〇 係透明的。使X -射線以相對於量測表面0.5度之入射角入 射至該60-nm的堆疊膜上，在該條件下，χ_射線繞射量測 係藉由薄膜法執行。該量測結果係未認出明顯的繞射尖峰 。因此，決定該已製造之In-Ga-Zn-Ο膜係非晶的。X射 線螢光（XRF )分析的結果係該薄膜之金屬組成比率爲In :Ga : Zn= 1: 0.9: 0.6。此外，當該薄膜之電導係經由藉 由使用鈦及金氣相沈積層壓膜之共面型電極樣型執行電 流-電壓量測而量測時，該電導經量測約爲1 X i 0·6 ( S · © cm·1)。假設電子遷移率約爲5 ( cm2 · V·1 . s·!),電子 載子密度可估計爲約l〇12(cm·3)。 以上述方式’已證實該In-Ga-Zn-0系統之已製造薄 膜係非晶氧化物半導體，包含In、Ga、及Zn之IGZO及 至少一部份的該薄膜係非晶的。 (TFT的製造） 其次’該TFT係藉由以下程序製造。圖2顯示該 TFT的剖面圖。 -19- 200950120 首先，清理具有熱氧化矽膜（lOOnm厚）之尺寸爲 20mm (縱向）X20mm (橫向）x〇.525mm (厚）的 n + -矽晶 圓’以作爲基材使用。與上文相同，藉由RF磁控濺鍍將 係半導體之非晶IGZO形成在該基材上（在膜形成氣體爲 〇2 ( 5體積比率）+Ar、膜形成壓力爲〇.5Pa、供應電力係 200W、並使膜厚度爲20nm之條件下）。在該濺鍍膜形成 期間’並未特別控制基材溫度。然後，藉由蝕刻將該非晶 IGZO樣型化爲預定尺寸，以變成通道層。然後，在該大 0 氣中，將到達此點之全體產品以300 °C之溫度加熱20分 鐘。然後，在該已加熱產品上形成並樣型化光阻膜，之後 藉由電子束蒸發技術形成總厚度爲lOOnm的鈦及金之膜 。然後，藉由剝離該光阻膜形成源電極及汲電極。 經由上述程序，得到設置有源電極321及汲電極322 之TFT300，其中該基材的導電部位爲閘電極312、熱氧 化膜爲閘絕緣層3 1 1、該非晶IGZO爲通道層330。通道 寬度W爲80μιη，而通道長度爲ΙΟμπι。在汲極-源極電壓 ❹

Vds爲+20V的條件下對此TFT量測轉移特徵（Ids-Vgs特 徵，其中Ids係汲極-源極電流，且Vgs係閘極-源極電壓 )，結果其呈現明顯的η通道特徵。基於（Vlds ) -Vgd 特徵之線性擬合而取得的臨界電壓（Vth )及飽和遷移率 (psat )分別爲 4.8V 及 12.9cm2 · V·1 . s·1。S 値量測爲 0.6V · dec·1。 在此TFT中’源電極321及汲電極322係以與通道 長度L相同的距離彼此分隔。因此，藉由從圖2所示之該 -20- 200950120 狀態中的上方發射該光，該光將抵達係該半導體的通道層 3 3 0 ° (光照射對TFT之影響的考慮） 其次，在該TFT上藉由遵守本發明之模範實施例的 方法執行光照射，以考慮該光照射對該TFT的可能影響 。可將光從氙燈引導至繞射光柵單色器以在該TFT上發 〇 射單色光的照明系統（光譜照射光源）用於該光照射。該 單色光的光縫寬度爲24nm。調整安插在該光路徑中的密 度可變中密度濾波（ND)器之密度，以使各波長的照射 強度爲〇.2mW · cm·2。也將磁快門安插在該光路徑中，因 此光照射/非照射能在任意的時間週期期間內控制。 首先，該TFT以波長爲600nm之單色光照射100秒 ，之後在將Vds設定爲+0.5V的條件下，該轉移特徵在連 續地具有發射在該TFT上之該光的同時量測。其次，該 © TFT以波長爲590nm之單色光照射100秒，之後該轉移 特徵在連續地具有發射在該TFT上之該光的同時以相同 方式量測。從此，量測係以相似的方式對以每1 〇nm之幅 度掃描的該波長執行，直至波長降至300nm。該等量測之 結果顯示於圖3中。爲了簡化之目的，顯示每5 Onm之照 射光波長的轉移曲線，諸如 600nm、550nm、500nm等。 當該照射光的波長變得更短，該轉移曲線單調地向Vgs之 負方向移動。此外，在該短波長側，該等曲線的形狀已改 變。 -21 - 200950120 其次，更詳細地考慮在遷移率及該轉移曲線之曲線形 狀中的變化。可將啓動電壓Von(亦即，在Ids超過1〇_1()Α 時的Vgs )視爲係具有與Vth之TFT特徵指標相同的TFT 特徵指標。針對波長各者取得Von及S値（亦即，在Von 近處之（Log(Ids) ) -Vgs曲線梯度的倒數），並相對於 該波長繪製彼等，因此描畫出圖4及圖5。可看出Von及 S値二者之値在從照射光波長約爲3 60nm之點超出時已激 烈地改變。對於3 60nm或以上的照射光波長，S値中的變 q 化將約爲或少於量測誤差。實際上，照射光波長降至 3 60nm時，該轉移曲線的形狀並未顯示如此多的變化，而 發現該轉移曲線的形狀可視爲係將在黑暗狀態中量測之轉 移特徵平行移動之轉移特徵。另一方面，該S値在從照射 光波長約爲360nm之點超出時激烈地增加。此指示該轉 移曲線的形狀在短於360nm之波長側會改變。

該轉移曲線在長於3 60nm之波長側的平行移動可藉 由已散佈在該半導體中或在該半導體附近之如同陷在該隙 Q 間級的負固定電荷之釋放而說明。另一方面，對短於 3 6 0nm的波長，該已提及之轉移特徵中的變化機制仍未界 定。假定，因爲由該光導致之自由載子的帶間躍遷，必須 處理在共價帶或傳導帶中的載子密度，及隙間狀態中的佔 據已大幅改變的行爲。 (狀態之隙間密度的估算） 在下文中’將估算與該轉移特徵的平行移動相關之隙 -22- 200950120 間狀態的面密度ANt ( cnT2 . eV·1 )。 茲參考至圖4，在照射光波長λ往短波長側移動lOnm 的例子中，將 Von的轉變量AVon導出爲λ ( 360nm €λ^600ηηι)的函數。可認爲由於新釋放的固定電荷，Von 可改變，該等電荷由於受較小的光子能量激發而尙未釋出 ，每次以10nm改變λ時，該等固定電荷的釋出發生。該 等新釋放之固定電荷的面密度Nf(cm_2)可藉由將Δν〇η 〇 •閘絕緣層電容Ci(F· cm_2) ·基本電荷q(C)而導出 ，如下所示。 ANf = Ci · |AVon| / q 考慮與對λ掃頻步進各者之照射光子能量增量A (hv) 相關之校正，可將已涉及固定電荷釋出之局域態的面密度 ANt ( crri·2 · ev·1 )表示如下。 ANt = ANf/Δ ( hv) = ANf/A ( hc/λ) 此處，h表示蒲郎克常數，c表示光在真空中的速度 。雖然在照射光子數量中已忽略歸因於λ之變化的改變， 從而可能誤差在λ掃描範圍二端至多將僅約二倍。 圖6描繪相對於該照射光子能量而繪製之ANt。將基 於該半導體中的傳導帶之上端中的能量Ec描繪狀態密度 -23- 200950120 因爲上述分析，從-2(eV)Ec至-3.4(eV)Ec之能量E的 非晶IGZO中的ANt(E)可估算係約爲1013cnT2 · eV·1或以 下。 雖然尙不可指定上述之隙間狀態的存在位置’期望在 該隙間狀態在該半導體容積中散佈的例子中，藉由體積密 度ANt' ( cm·3 · eV·1 )估算該隙間狀態的密度。當半導體 膜厚度爲d ( cm )時，此種隙間狀態可估算如下。 ANt’ = ANt/d 亦即，對於具有l〇nm膜厚度之半導體膜，ANt=1013 (cnT2· eV·1)將等同於 ANt' = 1019(citr3· eV·1)。 (第二範例） 在本範例中，首先製造TFT，且將根據本發明之模範 實施例的處理施加至該TFT，在此狀況下執行評估。 ◎ 首先，在與第一範例情況相同的條件下，將非晶 IGZO半導體在具有熱氧化矽膜（lOOnm厚）之n +矽晶圓 上形成至20ntn的厚度。此種非晶IGZO半導體的吸收邊 限波長估算如下。關於反射偏振光P及s的相位差及振幅 比率係藉由紫外-可見光譜橢偏儀而取得。此外，在執行 消光係數及折射率之擬合分析以符合克拉莫-克若尼關係 (Kramers-Kronig relation)的基礎上，將基本（帶間邊 限）吸收及後部（次能帶）吸收分別假設爲Tauc-Lorentz -24- 200950120 型吸收及高斯型吸收。結果，該基本吸收的邊限，亦即， 該基材的光能帶隙經量測爲3.5eV (亦即，3 54nm)。 其次，以下列程序製造將該非晶IGZO半導體採用爲 通道層之TFT。首先，在上述條件下，變成該半導體的非 晶IGZO在具有該熱氧化矽膜（lOOnm厚）之n +矽晶圓上 形成。然後，藉由蝕刻將該非晶IGZO樣型化爲預定尺寸 。然後，在該大氣中，將到達此點之全體產品以300°C加 〇 熱20分鐘。然後，藉由電子束蒸發技術形成總厚度爲 10 Onm的鈦及金之膜，並藉由剝離形成樣型化之源電極及 汲電極。 將Vds設定爲+20V的同時在暗處對以上述方式形成 的該TFT量測轉移特徵。該等量測之結果以圖7中的實 線（1-1)顯示。再者，從此種結果得到的TFT特徵（Vth 、psat、及S値）於圖8之（1-1)中顯示。 此外，當該半導體已用具有波長長於該半導體吸收邊 ® 限波長（354nm)並具有〇.2mW · cm_2之強度的單色光（ 亦即，400nm之波長）照射時，執行相似的量測及分析。 此例子中的轉移特徵在圖7中以虛線（1-2)顯示，且 TFT特徵於圖8之（1-2)中顯示。 關於在執行光照射處理情況中的該等TFT特徵，相 較於未執行光照射處理情況中的該等TFT特徵（亦即， 在該暗處的TFT特徵），Vth減少至可觀的程度。同時， 在前一個例子中，遷移率中的變化率約爲6%，且S値中 的變化率係在該量測系統之偵測靈敏度等級或以下。再者 -25- 200950120 ，轉移特徵中的變化可視爲係Vgs在負方向上的平行移動 。以此方式，在本範例中，該半導體元件的臨界電壓將能 適當地轉變。同時’除了臨界電壓外’該半導體元件的特 徵（諸如電荷遷移率、S値等）將能保持成與處理之前的 特徵相等。 (第三例子） 在本範例中，首先製造與第二例子中的TFT相似之 0 TFT，且將根據本發明之模範實施例的處理施加至該TFT ，在此狀況下執行評估。此時，使該光照射中的光之波長 長於該半導體的吸收邊限波長。 關於與第二例子中的TFT相似之該TFT，當該半導 體已用具有波長長於該TFT之半導體吸收邊限波長（ 354nm)及 0.2mW· cm_2之強度的單色光（亦即，500nm 之波長）照射時，量測轉移特徵。該等量測之結果顯示以 圖7中的點線（1-3)顯示。再者，TFT特徵於圖8之（ © 1-3 )中顯示。 關於在執行光照射處理之情況中的該等TFT特徵， 相較於在第二範例中量測之在該暗處的TFT特徵，僅Vth 減少而遷移率及S値並未改變得如第一範例中的情形一樣 多。另一方面，Vth中的減少量小於第二範例之情況，其 中該波長爲40〇nm。以此方式，在本範例中，該半導體元 件的臨界電壓將能適當地轉變。同時，除了臨界電壓外， 該半導體元件的特徵（諸如電荷遷移率、S値等）將能保 -26- 200950120 持成與處理之前的特徵相等。 (第一比較範例） 在本比較範例中，首先製造與第二例子中的TFT相 似之TFT，且將根據本發明之模範實施例的處理施加至該 TFT，在此狀況下執行評估。此時，使該光照射中的光之 波長短於該半導體的吸收邊限波長。 © 關於與第二例子中的TFT相似之該TFT，當該半導 體已用具有波短長於該TFT之半導體吸收邊限波長（ 354nm)及0.2mW· cnT2之強度的單色光（亦即，320nm 之波長）照射時，量測轉移特徵。該等量測之結果顯示以 圖7中的點虛線（1-4)顯示。再者，TFT特徵於圖8之 (1 -4 )中顯示。 在此例子中，相較於在第一範例中量測之在該暗處的 TFT特徵，Vth、遷移率、及S値全部改變至可觀的程度 ® 。亦即，使用波長短於該半導體之吸收邊限波長的光，除 了該臨界電壓以外的其他特徵也非期望地改變至可觀程度 (第四範例） 本範例係關於從製程歷史的角度考慮該臨界電壓轉變 。首先，製造下文所指示之二種TFT ’且將根據本發明之 模範實施例的處理施加至該等TFT，在此狀況下執行評估 -27- 200950120 (TFT-A )藉由與第二範例情況中相同的製程製造之 TFT。 (TFT-B )藉由與第二範例情況中相同的製程製造之 TFT，在該製程之後，其中藉由化學溶劑執行清洗作爲一 清潔程序。 將Vds設定爲+20V的同時在暗處對TFT各者量測轉 移特徵。當該半導體已用具有波長長於該TFT-B之半導 體吸收邊限波長（354nm)及〇.2mW · cm_2之強度的單色 0 光（亦即，500nm之波長）照射時，對TFT-B執行相似 的量測。從此等量測得到的T F T特徵顯示於圖9中。在 圖9(2-2)中，可看出由於該清洗，該TFT-B的臨界電 壓激烈地增加。 從圖9明顯看出’能將該半導體元件的臨界電壓移位 。此外’在具有製程歷史可導致臨界電壓轉變的半導體元 件中’該臨界電壓轉變能受限制。同時，除了臨界電壓外 ’該半導體元件的特徵（諸如電荷遷移率、S値等）將能 0 保持成與處理之前的特徵相等。 在本範例中’可將該清洗程序視爲係該問題臨界電壓 轉變的原因。然而’本發明被認爲對其他原因導致之臨界 電壓轉變有效。具體地說’本發明被認爲對靜電導致之臨 界電壓轉變及對任意加熱程序中的不均句加熱所導致之臨 界電壓轉變有效。 (第五範例） -28 * 200950120 在本範例中，首先製造與第二範例中的TFT相似之 TFT，且將根據本發明之模範實施例的處理施加至該TFT ，在此狀況下執行評估。關於此例子，轉移特徵分別在該 TFT製造後立即量測並在該TFT製造的半年後量測。 首先，在該TFT製造後，將Vds設定爲+2 0V的同時 在暗處量測轉移特徵。然後，在該TFT製造的半年後， 當該半導體已用具有波長長於該TFT之半導體吸收邊限 〇 波長（354nm)及0.2mW· cm — 2之強度的單色光（亦即， 5 OOnm之波長）照射時同樣地量測此等轉移特徵之後，再 度在暗處對此 TFT量測轉移特徵。從此等量測得到的 TFT特徵顯示於圖10中。 從圖1〇明顯看出，在該光照射後，相較於該光照射 前，Vds減少至可觀的程度，且最終幾乎恢復至該TFT製 造後立即得到的値。同時，遷移率中的變化率約爲初値的 6%，且S値中的變化率約爲該量測系統之量測誤差等級 ❹ 或以下。再者，轉移特徵中的改變可視爲係Vgs在負方向 上的平行移動。 以上述方式，在本範例中，能將該半導體元件的臨界 電壓移位。此外，在具有時間相依改變可導致臨界電壓轉 變的半導體元件中，該臨界電壓轉變能受限制。同時，除 了臨界電壓外，該半導體元件的特徵（諸如電荷遷移率、 S値等）將能保持成與處理之前的特徵相等。 (第六範例） -29- 200950120 在本範例中，首先製造與第二例子中的TFT相似之 TFT，且將根據本發明之模範實施例的處理施加至該等 TFT各者，在此狀況下執行評估。在此例子中，光照射係 在電應力導致之臨界電壓轉變的發生週期期間內執行。 首先，製造與第一範例中的TFT相似之四個TFT樣 品（4-1至4-4 )。將Vds設定爲+20 V的同時在暗處對該 等TFT各者量測轉移特徵。然後，對TFT各者施加1800 秒之作爲電應力之+0.1 V的Vds及+20V的Vgs電壓。在 ❹ 此期間，在下文指示之對TFT各者不同的條件下，用單 色光執行1 800秒之照射。 (4 -1 )無光照射。 (4-2)用具有400nm的波長及0.02mW/cm2之強度 的光執行光照射。 (4-3)用具有400nm的波長及0.2mW/Cm2之強度的 光執行光照射。 ❹ (4-4)用具有600nm的波長及0.2mW/cm2之強度的 光執行光照射。 該光的波長係藉由繞射光柵單色器控制。光強度及照 射時間分別由已安插在光路徑中的ND濾波器及磁快門調 整。 然後，停止光照射，並在Vds設定爲+20V的同時再 度在暗處對TFT各者量測轉移特徵。 從電應力施加之前及之後量測的轉移特徵各者得到 -30- 200950120

Vth、Von、psat、以及S値。關於此等値中的Vth及v〇n ，由該應力導致之個別改變AVth ( V )及AV on ( V )顯示 於圖11中。同時，在該等範例之任一者中，在該應力施 加前及施加後之間的psat及S値中的變化分別少於該等初 値的2 %及6 %。 從以上顯示之該等結果明顯看出，在本範例中，能將 執行光照射後的該半導體元件的臨界電壓移位。此外，如 ❹ 同（4-2)之情況’對於具有電應力可導致臨界電壓轉變 的半導體兀件’該臨界電壓.轉變能受補償。此外，如同（ 4-3)之情況，對於具有電應力可導致臨界電壓轉變的半 導體元件，能使該臨界電壓轉變的影響變得相對小。此外 ’如同（4-4)之情況，對於具有電應力可導致臨界電壓 轉變的半導體元件，該臨界電壓轉變能受限制。當考慮（ 4-3)的例子時，可認爲更精確的補償可藉由選擇適合之 光波長並維持該照射光強度而達成。 ® 同時，對於以上所有例子，除了臨界電壓外，該半導 體元件的特徵（諸如電荷遷移率、S値等）將能保持成與 處理之前的特徵相等。 基於以上顯示的結果，可假設在以0.2mW · cnT2之照 射強度照射1 800秒的條件下，若在該TFT上執行光照射 時使用具有660nm或以上之波長的光，則該效果將變得 更小。此係因爲，若上述AVth及AVon係相對於該波長繪 製且在長波長側外插，ΔνίΙι及AVon將變爲等於在（4-1 )之例子中的AVth及A Von，其中未執行660 nm波長之照 200950120 射光的光照射。 (第二比較範例） 在本比較範例中’首先製造與第六範例中的TFT相 似之TFT，在此條件下，執行相似的實驗。然而在此例子 中，在該光照射中使用具有短於該半導體吸收邊限波長（ 354nm)的320nm波長及具有〇.2mW· cm_2之光強度的光 〇 該實驗的結果，經量測之臨界電壓中的變化頗大於在 第六範例中的量測（亦即，AVth經量測爲-14.7V且AVon 經量測爲-1 8.0V )。然而，在psat及S値中的變化分別增 加爲初値的24%及5 1 %，此係非期望結果。 (第七範例） 在本範例中，如下文所描述，該半導體元件的臨界電 壓轉變量係藉由對非晶IGZO上執行之光照射調整光照射 時間而調整。 將以如同第六範例中的量測方式所量測之在電應力下 的Ids之時間相依變化Aids顯示於圖12中。Aids的値指 示在該光照射（或電壓應用）的開始時間（時間t = 〇 )， 相關於電流Ids的增加/減少。 在此種基礎上，可得到相關於任意時間之TFT各者 的臨界電壓。因爲當場效遷移率藉由該光照射而保持固定 時’僅有Vth將會改變，在ids中的所有變化將取決於在 -32- 200950120

Vth中的變化。因此，任意時間的Vth可由以下方程式導 出。

Ids = ( W/L) · μ 1 i η · C i · ( Vgs - Vth) . Vds 此處，W指示通道寬度、L指示通道長度，μ1ίη指示 線性遷移率、且Ci指示閘絕緣層電容（F· cm·2 )。 φ 設若μΐίη等於psat，將所導出之從時間t = 0開始的

Vth中的改變量AVth顯示於圖13中。例如，在Ids逐步 增加之條件下的（4-3 )情況中，發現Vth隨時間流逝而 減少。 以此方式，藉由調整光照射時間，能將該半導體元件 之臨界電壓的幅度移位。此外，如同（4-2 )及（4-4 )的 情況，對於具有電應力可導致臨界電壓轉變的半導體元件 ，該臨界電壓轉變能受限制。此外，如同（4-3 )之情況 ® ，對於具有電應力可導致臨界電壓轉變的半導體元件，能 使該臨界電壓轉變的影響變得相對小。 同時，對於以上所有例子，除了臨界電壓外，該半導 體元件的特徵（諸如電荷遷移率、S値等）將能保持成與 處理之前的特徵相等。 (第八範例） 在本範例中，如下文所描述的，該半導體元件的臨界 電壓轉變係藉由在歸因於電應力之臨界電壓改變已發生的 -33- 200950120 時間週期後執行光照射而移位。 在本範例中，使用與第二範例中的TFT相似的TFT 樣品，藉由下列程序連續地量測轉移特徵（5-1)至（5-4)。 a) 轉移特徵（5-1)係當Vds設定爲+20V的同時在 暗處量測。 b) 在暗處，將作爲電應力的+20V之Vds及+20V的 Vgs電壓施加3600秒。 c) 轉移特徵（5-2)同樣在暗處量測。 φ d) 用具有400nm的波長及0.02mW· cnT2之強度的 單色光執行1〇〇秒的光照射。 e )在暗處量測轉移特徵（5-3 )。 f) 用具有40 0nm的波長及0.2mW· cm_2之強度的單 色光執行1〇〇秒的光照射。 g) 在暗處量測轉移特徵（5-4)。 光強度及照射時間由已安插在光路徑中的ND濾波器 及磁快門調整。 〇 將得自個別轉移特徵之Vth、Von、psat、及S値的 値顯示於圖14A至圖14D中。Vth及Von二者由於該電 應力而增加，但可藉由該光照射而減少。同時，在遷移率 及S値中的變化分別少於2%及4%，此係期望圖。 以此方式，能將該半導體元件的臨界電壓移位。此外 ’如同（5-1 )至（5-3 )之情況，對於具有電應力可導致 臨界電壓轉變的半導體元件，該臨界電壓轉變能受限制》 再者，如同（5 -1 )至（5 -4 )之情況，對於具有電應力可 -34- 200950120 導致臨界電壓轉變的半導體元件，能使該臨界電壓轉變的 影響變得相對小。此外，在具有電應力可導致臨界電壓轉 變的該半導體元件中，也可能具有藉由從上文顯示之該等 條件中選擇適合的條件而受補償之臨界電壓轉變。 同時’對於以上所有例子，除了臨界電壓外，該半導 體元件的特徵（諸如電荷遷移率、S値等）將能保持成與 處理之前的特徵相等。 ❹ (第九範例） 在本範例中，如下文所描述的，該半導體元件的臨界 電壓轉變係藉由在歸因於電應力之臨界電壓轉變已發生的 時間週期前執行光照射而移位。 將Vds設定爲+20V的同時在暗處對與第二範例中的 TFT相似之TFT量測轉移特徵。然後，使用具有圖15之 (6-2)中所指示之波長及光強度的單色光執行2000秒之 ® 光照射，之後在暗處以相似方式量測轉移特徵。然後在暗 處，在圖1 5之（6-3 )所示之條件下，施加作爲電應力之 Vds及Vgs電壓，之後再度於暗處量測轉移特徵。將經由 此等量測得到的TFT特徵顯示於圖1 5中。 從圖15明顯看出’也能將該半導體元件的臨界電壓 移位。此外’在具有電應力可導致臨界電壓轉變的半導體 元件中，該臨界電壓轉變能受限制。 同時’除了臨界電壓外’該半導體元件的特徵（諸如 電荷遷移率、S値等）將能保持成與處理之前的特徵相等 -35- 200950120 (第十範例） 在本範例中，如下文所述，在熱應力導致臨界電壓轉 變之TFT上執行光照射。 將Vds設定爲+20V的同時在暗處對與第二範例中的 TFT相似之TFT量測轉移特徵。然後，將全體TFT在大 氣中以200°C加熱15分鐘，之後再度於暗處量測轉移特 徵。再者，使用具有圖16之（7-3)中所指示之波長及光強 度的單色光照射該TFT，之後在暗處以相似方式量測轉移 特徵。將經由此等量測得到的TFT特徵顯示於圖16中。 從圖16明顯看出，能將該半導體元件的臨界電壓移 位。此外，在具有熱應力可導致臨界電壓轉變的半導體元 件中，該臨界電壓轉變能受限制。 同時，除了臨界電壓外，該半導體元件的特徵（諸如 電荷遷移率、S値等）將能保持成與處理之前的特徵相等 (第十一範例） 在本範例中，製造與第二範例中的TFT相似之二 TFT，且已確認此二TFT的特徵完全相同。將Vds設定爲 + 20V的同時對該等TFT之一者量測轉移特徵（8-la)。 將得自該等經量測之轉移特徵的Vth及導通電流I〇n (亦 即，+20V的Vds及+10V之Vgs電壓施加時的Ids)之値 -36- 200950120 顯示於圖17之（8-la)中。另一方面，在作爲該電應力 之+0.1V的Vds及+20V之Vgs電壓施加1〇〇秒後，以相 似方式對該等TFT的另一者量測轉移特徵（8-lb)。得自 該等經量測之轉移特徵的Vth及I〇n之値顯示於圖17之 (8-lb)中。再者，在個別的TFT上以具有400nm之波 長並具有0.2mW · cm_2的光強度之光執行光照射，在此等 條件下，以相似方式量測轉移特徵（8-2a )及（8-2b )。 φ 得自該等經量測之轉移特徵的Vth及Ion之値分別顯示於 圖17之（8-2a)及（8-2b)中。同時，飽和遷移率、psat 、S値等在該光照射前及光照射後之間（亦即，在（8-1 a )及（8-2a)之間，及在（8-lb)及（8-2b)之間）的變 化全部少於5 %。 從圖17明顯看出，係已藉由該電應力導致之該臨界 電壓轉變量的50倍之該TFT的臨界電壓轉變能由該光照 射引起。此時，在（8-2a)及（8-2b)之間的I〇n改變率 © (亦即，ΔΙοη/Ιοη )爲（8-la )及（8-lb )之間的 ΔΙοη/Ιοη的一半。此處，在（8-2a)及（8-2b)之間的 ΔΙοη/Ιοη可界定爲在（8-2a)及（8-2b)之間的I〇n中之 差（Δίοη)對I〇n之値的比率，且（8-la)及（8-lb)之 間的AIon/I〇n可相似地界定。 以此方式，由該電應力引起之Ion中的改變率能藉由 該光照射減少爲原始値的一半。 亦即，在具有電應力可導致臨界電壓轉變的半導體元 件中，能使該臨界電壓轉變的影響變得相對小。 -37- 200950120 同時，除了臨界電壓外，該半導體元件的特徵（諸如 電荷遷移率、S値等）將能保持成與處理之前的特徵相等 〇 當已參考至模範實施例而描述本發明後，應理解本發 明並未受限於該等已揭示之模範實施例。下文之申請專利 範圍待受最廣泛之解釋以包含所有此種修改及等效結構與 功能。 〇 【圖式簡單說明】 圖1係描繪根據本發明之處理半導體元件的方法之模 範實施例的槪要圖。 圖2係TFT的槪要剖面圖。 圖3係描繪光照射對該TFT之轉移特徵的影響之圖 〇 圖4係描繪於該TFT之轉移特徵中觀察到的啓動電 壓對照射光波長之相依性的圖。 β 圖5係描繪於該TFT之轉移特徵中觀察到的S値對 該照射光波長之相依性的圖。 圖6係描繪已涉及固定電荷釋出之局域態的面密度對 該TFT中的照射光波長之相依性的圖。 圖7係描繪該TFT的轉移特徵之量測結果的圖。 圖8係描繪在各特定條件下之TFT特徵的圖。 圖9係描繪在各特定條件下之TFT特徵的圖。 圖10係描繪在各特定條件下之TFT特徵的圖。 -38- 200950120 圖1 1係描繪在vth及Von中歸因於電應力之變化的 圖。 圖12係描繪在電應力施加的同時，Ids中的時間相依 變化之圖。 圖1 3係描繪Vth中的時間相依變化之圖。 圖14A、14B、14C、及14D係分別描繪從個別特定 條件下量測之轉移特徵取得的Vth、Von、at、及S値 ❹ 之圖。 圖15係描繪在各特定條件下之TFT特徵的圖。 圖16係描繪在各特定條件下之TFT特徵的圖。 圖1 7係描繪從個別特定條件下量測之轉移特徵取得 的 Vth、Ion、及 ΔΙοη/Ιοη 之圖。 【主要元件符號說明】 100 :半導體 ❿ 200 :光源 210 :光 300 ： TFT 3 1 1 :閘絕緣層 3 1 2 :閘電極 321 :源電極 322 :汲電極 33 0 :通道層 -39-

Claims (1)

1. 200950120 七、申請專利範圍： I —種處理至少包含一半導體之半導體元件的方法， 其特徵爲 該半導體元件之臨界電壓係藉由以光照射該半導體而 轉變’該光具有長於該半導體之吸收邊限波長的波長。 2. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法， 其中將該半導體與具有波長短於該半導體之吸收邊限波長 的光隔離。 3. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法， 其中該半導體元件至少包含一閘電極、一源電極、一汲電 極、一通道層、及一閘絕緣層，而該半導體係該通道層。 4. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法， 其中在該半導體中之隙間狀態的面密度爲lOUcirT^V-1或 以下。 5·如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法， 其中該半導體中的能帶隙爲1.55eV或以上。 6. 如申請專利範圍第5項之處理半導體元件的方法， 其中該能帶隙爲2eV或以上。 7. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法， 其中該半導體包含從In、Ga、Zn、及Sn組成之群組中選 取的至少一者。 8. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法， 其中該半導體之至少一部分係非晶的。 9. 如申請專利範圍第8項之處理半導體元件的方法， 200950120 其中該半導體係從非晶In_Ga_Zn_〇 ( IGZ〇 )、非晶ιη_ Ζη-0 ( IZO )、及非晶Zn-Sn-0 ( ZTO )組成的群組中選 取之一者。 10. 如申請專利範圍第2、3、4、5、7、或8項的任一 項之處理半導體元件的方法，其中該半導體係藉由設置於 一光源及該半導體之間的濾波器所遮蔽。 11. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法 ❹ ’其中該光照射在該半導體元件中引起該臨界電壓轉變， 該轉變係由製程歷史、時間相依變化、電應力或熱應力所 導致之臨界電壓轉變的相反符號。 12. 如申請專利範圍第11項之處理半導體元件的方法 ，其中由該光照射引起的該臨界電壓轉變量等於由製程歷 史、時間相依變化、電應力或熱應力所導致之臨界電壓轉 變量。 13. 如申請專利範圍第1項之處理半導體元件的方法 〇 ，其中該半導體元件的臨界電壓轉變量係由製程歷史、時 間相依變化、電應力或熱應力所導致之臨界電壓轉變量的 5 0倍或以上。 14. 如申請專利範圍第11或13項之處理半導體元件 的方法，其中該光照射將於當歸因於製程歷史、時間相依 變化、電應力或熱應力的臨界電壓轉變發生時執行。 15. 如申請專利範圍第11或13項之處理半導體元件的 方法，其中該光照射將於歸因於製程歷史、時間相依變化 、電應力或熱應力的臨界電壓轉變發生之前或之後執行。 -41 -