TW466772B - Method for producing silicon oxide film, method for making semiconductor device, semiconductor device, display, and infrared irradiating device - Google Patents

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TW466772B
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silicon oxide
infrared light
manufacturing
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TW087121651A
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Mitsutoshi Miyasaka
Takao Sakamoto
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Seiko Epson Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Description

46677.2 A7 B7
五、發明説明（P 【技術範圍】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關經由氣相堆積法，製造高品質之氧化矽 膜的方法。此氧化矽膜係適於半導.體裝置之基底保護膜、 閘極絕緣膜、層間絕緣膜等。又，本發明係有關例如於 8 0 0 °C程度以下之較低溫，氧化半導體表面，形成高品 質之極薄氧化矽膜（未滿膜厚10 nm程度），製造高品 質之微細半導體裝置（例如金屬一氧化膜一半導體型場效 電晶體（MOSFET))的方法。又，本發明係有關例 如於6 0 0 °C程度以下之較低溫，於高性能下，製造高可 靠性之半導體裝置（例如薄膜電晶體）的方法。又，本發 明係有關於如此製造之高性能且高可靠性之半導體裝置及 具備此半導體裝置之高性能且高可靠性之半導體裝置（例 如，液晶顯示裝置），更且，又有關可製造高品質之氧化 矽膜的紅外光照射裝置者。 【背景技術】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氧化矽膜係廣泛用於多結晶矽薄膜電晶體（P - s i TFT)之閘極絕緣膜，或具有極薄氧化膜之VL S I等 之微細半導體裝置之閘極絕緣膜等。此氧化矽膜之品質係 會對此等半導體裝置之電氣特性有強烈的影響。 令氧化矽膜適於低溫P_S i . TFT之閘極絕緣膜 之時，於使用汎用之玻璃基板之例如6 0 Ot程度以下的 較低溫下，需形成氧化矽膜。爲此，以往使用化學氣相堆 積法（CVD法）或物理氣相堆積法（PVD法）。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 46677 2 at _B7_·_ 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，於具有極薄氧化膜之V L S I等之微細半導體裝 置之製造，以往，於包含氧或鹽酸的氣氛下，於例如 8 0 0 °C程度以下之較低溫下，施以矽之熱氧化，於矽基 板施以照射氧電漿等之處理，得極薄氧化矽膜。 但是，此等以往之氧化矽係有由於氧化膜捕獲電荷爲 多等之理由，膜之品質呈極低之問題。 爲此，令以往之氧化矽膜做爲p_S i TFT之閘 極絕緣膜加以使用之時，有僅能得低品質•低可靠性之P -Si TFT的問題。此係氧化矽膜具有多量氧化矽膜 固定電荷之故，使半導體裝置之平板帶電壓（V r >)有所 變動，因表面捕獲率準位爲高之故，使臨限電壓（V t h ) 變大，更且氧化膜捕獲準位爲大之故，對於電荷之氧化膜 中之植入則變容易等。換言之，以往之p-S i TFT 等的半導體裝置係因氧化矽膜之品質爲低之故，有許多之 問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 同樣之問題亦見於利用極薄氧化矽膜之V L S I等之 微細半導體裝置。一般而言，極薄氧化矽膜係於8 _ 〇 〇 °C 程度以下之較低溫下所形成之故，有低溫氧化之所有問題 點。此等之問題點則呈限制超積體電路之性能，縮短該壽 命之主因。 在此，本發明係爲解決上述問題點而成者，該目的係 提供經由氣相堆積法製造高品質之氧化矽膜的方法。例如 提供使用於8 0 0 °C程度以下之較低溫所形成之氧化矽膜 ，製造高性能且高可靠性之半導體裝置（例如薄膜電晶體 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X297公釐) ~ .46677 2 A7 B7_. _ 五、發明説明（3) )之方法，和提供如此高性能且高可靠性之半導體裝置或 顯示裝置，以及提供製造高品質之氧化矽膜的製造裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 【發明之揭示】 本發明係首先做爲氧化矽膜形成工程，於絕緣性基板 (例如石英玻璃基板、汎用無鹼玻璃基板等），半導體基 板（例如單結晶矽基板、化合物半導體基板等）、金屬基 板等之各種基板上，經由氣相堆積法（例如化學氣相堆積 法（CVD法）、物理氣相堆積法（PVD法）等），堆 積氧化矽膜。又，經由氧化性氣氛下半導體物質表面之熱 處理（熱氧化）或半導體物質表面之氧化性物質（氧或亞 氧化氮等）之電漿照射（電漿氧化）、臭氧（0 3 )供給（ 臭氧氧化）加熱金屬觸媒所產生之活性氧供給（活性氧氧 化）等，氧化半導體物質表面，形成氧化矽膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等之氧化膜形成工程係直接於半導體基板或玻璃基 板上，做爲場氧化膜、閘極絕緣膜、層間絕緣膜、基底保 護膜等形成氧化矽膜時，於形成於玻璃基板或單結晶矽基 板之表面的氧化膜等之絕緣物質上，做爲半導體膜形成工 程，於形成矽單體或矽爲主體的半導體膜之後，於此半導 體膜上形成氧化矽膜亦可。 令矽爲主體之半導體膜係半導體由矽和鍺等之其他元 素的混合物所成，矽之構成比爲8 0 %程度以上的半導體 膜。又，於矽單體之半導體膜中，包含於矽中含有P、B 、A l 、A s等之不純物的半導體膜。因此，本1發明所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 466772 a7 B7 五、發明説明（4) 請氧化矽膜不單指純粹之氧化矽膜（S i Οχ膜：X係略2 )，亦意味含有此元素或此氧化物之氧化矽膜之意。矽物 質係有單結晶狀態 '多結晶狀態、非晶質狀態、以及多結 晶和非晶質混合之混晶質狀態等。 氣相堆積法之氧化堆積工程係於6 0 0 °C程度以下之 較低溫下加以進行。PVD法可使用濺射法、蒸著法等。 又’ CVD法則使用常壓化學氣相堆積法（APCVD法 )、低壓化學氣相堆積法（LPCVD法）、電漿化學氣 相堆積法（P E C V D法）等。 熱氧化之氧化膜形成工程係於含有氧或水蒸氣、鹽酸 等之氧化氣氛下，於自6 0 0 °C至1 0 0 0 °C程度之溫度 範圍內’處理半導體物質所加以進行者。膜厚係於形成 1 0 n m程度未滿之極薄氧化膜時，.熱氧化係於8 0 〇 °c 程度以下之溫度加以處理者爲多。又，於電漿氧化、臭氧 氧化、活性氧氧化等之氧化膜形成工程中，半導體物質之 溫度係仍然於6 0 0 °C程度以下之狀態加以處理（以下， 本說明書中將8 0 0 t以下之熱氧化、臭氧氧化、活性氧 氧化總稱爲低溫氧化）。如此地，經由低溫氧化法所得氧 化矽膜係較於1 1 0 0 °c程度以上之溫度所得厚熱氧化膜 (膜厚5 0 n m程度以上），一'般而言爲低品質者。 在此，本發明係經由以下之紅外線照射工程，進行此 等氧化矽膜之膜厚的改善。於紅外光照射工程中，於經由 前述之氣相堆積法所得氧化矽膜或經由低溫氧化法所得極 薄氧化膜，照射紅外光。照射紅外光係經由氧化矽膜所吸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） n·——-Ji-----1 ^ 11 c c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46677 2 A7 £7_ 五、發明説明（5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '收，上昇氧化膜之溫度。經由此溫度之上昇，氧化矽膜本 身或界面之改性則被進行。.對於紅外光之氧化矽膜之透過 光強度I爲根據入射光強度Iq、氧化矽膜之膜厚爲t ( cm)、紅外光之氧化矽膜的吸收係數k(cm_1)時， 以 I = I〇exp (-k· t) 加以表達。基板由具有與玻璃等之氧化矽膜同等光學特性 之物質所成時，或對照射紅光光之吸收係數較氧化矽膜爲 大之物質所成之時，照射紅外光被氧化矽膜所吸收的同時 ，於玻璃等之基板亦被吸收。因此，當氧化矽膜之吸收率 過低之時，不但效果上氧化矽膜之溫度不會上昇i反而主 要經由基板紅外光被加以吸收，結果而言，會造成基板之 損傷。具體而言，會有基板之裂開，或扭曲。爲此，紅外 光之溫度上昇於氧化矽膜爲大，於玻璃等之基板爲小地被 加以期望。本發明之對象的氧化矽膜之膜厚係厚度不過是 1 之程度，其他之玻璃等之基板則有通常數百；czm程 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 度之厚度。因此，氧化矽膜之紅外光之吸收對於入射光而 言超過1 0%程度之時，基板之吸收係不足9 0%之程度 。此時，氧化矽膜和基板之厚度由於有數百倍之差異，基 板溫度上昇係較氧化矽膜溫度之上昇爲低。紅外光係經由 表面照射，通過氧化膜後，進入基板之故，爲使自氧化矽 膜之透過光不足9 0%程度，僅需滿足上式之 k · t > 〇 . 1 即可。基板如單結晶矽時，對紅外光之吸收係數較氧化矽 膜之吸收係數明顯爲小之時，紅外光之氧化矽膜的吸收即 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 4 6 677 2 A7 B7 五、發明説明（6) 使爲小，基板損傷之虞亦低之故，可呈 k · t > 〇 . 〇 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 到此所言，於氧化矽膜照射紅外光.，進行膜質之改善時， 必需令紅外線被氧化矽膜所吸收才行。圖1係顯示電子迴 旋加速器共鳴電漿化學氣相堆積法（ECR - PECVD 法）所堆積之氧化矽膜之紅外光吸收特性。左縱軸係表示 氧化膜之吸光度a、右縱軸係顯示吸收係數k (cm — 1) 。吸光度a和吸收係數k間則有 k=ln(l〇) *a/t 之關係。惟，t ( c m )係氧化矽膜之膜厚。圖1之橫軸 係紅外光之波數（cn^1)及對應光之波長（a m)。 一般而言，於氧化矽膜存在對三種經外光之吸收峯。 非對稱伸縮峯（ABS) 、對稱伸縮峯（SBS)及結合 彎曲峯（BB)。可由圖1得知，非對稱伸縮峯爲波數 1 0 5 7 c m - 1 (波長9 . 4 6 M m )附近，吸收係數係 2 7 2 6 0 c m - 1。對稱伸縮峯係8 1 5 c m - 1 (波長 1 2 . 2 7 # m )附近，吸收係數爲2 2 9 0 c m 一 1。結 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合彎曲峯爲波數457cm — 1 (波長21 . 88ym)附 近，吸收係數係8 0 9 0 c m _ 1。照射紅外光之波長係配 合此等三種吸收峯即可。因此，紅外光之波長爲使於非對 稱伸縮峯吸收，具有8.929//111(波數1120 c m _ 1 )至約1 0 m (波數1 〇 〇 〇 c m _ 1 )間即可， 爲使於對稱伸縮峯吸收，具有11 . 3 6 4/zm (波數 880cm-1)至約 13 . 158 (波數 760 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 6 6772 A7 _ B7 五、發明説明（7) c m — 1 )間即可，爲使於結合彎曲縮峯吸收，具有 19 . 23 1；wm (波數 52〇cm-1)至約 25 仁 m ( (請先閲讀背面之注意ί項再填寫本頁) 波數4 0 0 c m - 1 )間即可。 最有紅光光吸收之效果者，係吸收係數最大之非對稱 •伸縮峯。氣相堆積法所得最低品質之氧化矽膜中，非對稱 伸縮峯之吸收係數係具有25 0 0 0 c m_1程度之値•因 此，對氣相堆積法所得之氧化矽膜，爲滿足先前之吸收係 數和氧化膜厚之關係，氧化矽膜之厚度爲4 O n m程度以 上即可。同樣地，於將單結晶矽基板於8 0 0 °C程度以下 氧化之時，氧化膜之吸收係數爲3 0 0 0. Ocm — ..1程度以 上之故，氧化膜厚係有最小爲3 . 3 n m程度，可於不損 及基板地，進行極薄氧化膜之膜質改善》 即，於本發明照射氧化矽膜之紅外光係需包含經由氧 化矽膜吸收之波長成分。然而，雖可包含氧化矽膜所不吸 收之波長成分，但就爲減輕基板、半導體膜之損傷，其比 例則愈少愈佳。換言之，於本發明照射於氧化矽膜的紅外 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 光，係以包含氧化矽膜所吸收之波長成分爲主成分者爲佳 〇 又，於本發明中，照射氧化矽膜之紅外光係於氧化矽 膜之吸收的波長成分中，特別含有對應氧化矽膜之非對稱 伸縮振動的波長成分者爲佳。吸收係數爲大之故，於氧化 矽膜之加熱時特別有效。雖可包食不對稱伸縮振動之波長 成分，但由基板加熱效率視之，該比例係僅可能愈少愈好 。換言之，本發明中照射於氧化矽膜之紅外光係包含對應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -10- .46677 2 A7 B7 五、發明説明（8) 於氧化矽膜之非對稱伸縮振動的波長成分的主成分者爲佳 〇 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 由以上觀點視之，於i發明照射氧化矽膜之紅外光係 包含8.9程度以上10程度以下之波長成分爲 佳，更佳爲包含8. 9 程度以上1 〇 程度以下之 波長成分爲佳。 對應此要求，將具有氧化膜之非對稱伸縮峯附近之波 長的雷射光做爲紅外光照射即可。雷射光係以.狹窄之波長 範圍加以振盪之故，不加熱氧化矽膜之波長光則將極少照 射至基板或半導體膜。做爲如是之雷射光，最佳者爲二氧 化碳雷射，而其中特別以波長9 . 3 # m附近之二氧化碳 雷射爲佳。對於波長9 . 3 # m附近之二氧化碳雷射則後 述之。 二氧化碳雷射光係以9 . 3055±0 . 0 0 05 之波長（波數 1074 . 63±0 .05(:111-1)爲 代表，於自8 .9//m (波數1124cm — 1)至11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (波數9 0 9 cm — 1)的波長帶具有許多振盪線。此 等之光波數係幾近等於氣相堆積法或8 0 0°C程度之較低 溫所得之氧化矽膜之非對稱伸縮峯。圖1 4係顯示本發明 所使用之二氧化碳雷射光的振盪線圖。各振盪線之波長之 搖擺係0 . 0 0 05#m之程度，換算爲波數時爲 0 . 0 5 cm — 1。於此等之振盪線內特別適用於照射紅外 光者，係爲幾乎被氧化矽膜強烈吸收的波長9 . 2 6 0 5 ±0 . 0005//m (波數 1079 . 85±0 . 05 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 466772 A7 _ B7___ 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) cm_1)程度至波長 9 . 4885±0 · 0005#m ( 波數.1 0 5 3 · 9 1±〇 . 0 5 cm_1)程度的振盪線（ 令此二氧化碳雷射光稱爲波長9 . 3 /im (波數1 0 7 5 c m _ 1 )附近的二氧化碳雷射光）。 氧化矽膜之非對稱伸縮峯位置係根據膜質之下降，難 以術動至低波數側。實際上，氣體堆積法所得氧化矽膜之 非對稱伸縮峯係紅外光之波數位於1 0 5 5 c m ~ 1程度至 1070cm-1程度，此値係幾乎與波長9 . 3 (波 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 數1 0 7 5 cm — 1)附近之二氧化碳雷射光的波數一致。 更且，如此低品質膜中，非對稱伸縮峯之半値寬度亦有變 大之傾向，該値係有到達1 0 0 cm — 1之情形。爲此，非 對稱伸縮峯則自波長9 . 3 附近之二氧化碳雷射之波 數偏移時，氧化矽膜係可充分吸收二氧化碳雷射光。經由 二氧化碳雷射光照射，伴隨改善氧化膜質，半値寬度雖會 變小，非對稱伸縮峯亦移至高波數側之故，依然氧化膜係 可有效吸收波長9 . 3 # m附近之二氧化碳雷射光。氧化 單結晶矽基板，得氧化矽膜之時，於氧化溫度1 1 0 0 t 程度以上時，氧化膜之品質爲高之故，非對稱伸縮峯係位 於1081 cm — 1程度。氧化溫度不足1 100 °C程度時 ，氧化溫度每下降1 0 0 t：，以約2 c m — 1之比例，非對 稱伸縮峯之位置係移向低波數輒，於8 0 0 °C之氧化時， 呈1075cm-1。此値係一致於波長9.3#m之二氧 化碳雷射光之波數値，可知波長9 . 3 //m附近之二氧化 碳雷射光做爲照射紅外光爲理想者。照射雷射光係如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 4 6 6772 A7 B7
五、發明説明（J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9.3〇55±〇.〇〇〇5#m之波長，可爲單一振盪 9 . 3 # m附近之波長的光亦可，同時振盪複數條具有 9 . 3//m附近之波長亦可。 以紅外光照射改質氧化膜時，以高溫進行長時間之熱 處理爲佳。根據實驗得知，一次之紅外線照射時間呈不1 足0 . 1秒程度時，氧化膜之改質變得明顯時爲氧化膜之 溫度超越800 °C之程度之時。因此，使氧化膜呈0 . 1 秒程度之期間8 0 0 °C程度以上之溫度地，進.行紅外光照 射時，可確實進行氧化膜之改質。氧化膜改質所需之溫度 和時間之關係係氧化膜每上昇5 0 eC，處理時間則呈短一 位數之關係。因此，令紅外光照射氧化膜，氧化膜溫度則 上昇，令8 〇 o r程度以上時之任意氧化膜爲τ〇χ (°c ) ，到達該溫度T。X時間之總和爲7： c s )時，T。X和r爲 滿足 r >exp(ln(10) · (b · T〇«+15)) b = -0.02rc ·丨） 之關係，即滿足 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 τ >exp(-0.04605 · Τ〇χ + 34.539).........(1) 之關係的T。χ存在之條件下，照射紅外光時，氧化膜則被 改質。由此，減少氧.化膜電流，絕緣耐壓則上昇，減少氧 化膜固定電荷，減低氧化膜捕獲率準位。 然而，形成於將氧化矽膜爲矽單體或矽爲主之半導體 物質上時，本發明之紅外光照射係改善氧化膜的同時，可 改善半導體和絕緣膜之界面特性。不論是氣相堆積法或低 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） -13 - 4 6 677 2 A7 A 7 B7 五、發明説明（ιί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 溫氧化法，於氧化膜形成之後，一定於半導體膜和氧化膜 之界面會殘留大的氧化應力。於半導體（例如S i )之低 溫氧化，令氧化膜（例如έ i ◦ 2中），擴散氧等之氧化反 應物質（例如〇2)，反應物質到達氧化膜和半導體膜之界 面後，反應物質則將氧原子供予半導體構成原子間（例如 S i _ S i間），以形成新氧化層（例如S i — 0 — S i )的機構下，成長氧化膜。爲此，半導體中鄰接之半導體 原子間距離（例如S i — S i間距離），和將氧原子挾於 中間之氧化膜中的半導體原子間距離（例如S i - 0 -S i中之S i和S i間之距離）則當然有所不同。.此原子 間距離之不同於半導體膜中會產生拉伸應力，於氧化膜中 ，會產生壓縮應力。氧化溫度愈高之時（大約1 0 7 0°C 程度以上時），於氧化膜會產生粘性流動，經由氧化產生 之應力則被緩和。但是，氧化溫度於不足1 0 7 0 °C之程 度下，應力緩和時間明顯變長之故，經由氧化所產生之應 力係不被緩和，殘留於挾於界面之兩薄膜中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以氣相堆積法形成氧化膜時，會產生同樣之情形。於 此氧化膜堆積之初期中，使甩於氣相堆積法之氧化促進物 質（〇2或〇3等）則進入半導體構成原子間，形成〇 . 5 nm程度至2.Onm程度之極薄氧化膜，此後於此等極 薄氧化膜上，堆積氣相堆積法之氧化膜。如前所述，氣相 堆積法係於6 0 0°C程度以下之溫度加以處理之故，極薄 氧化膜形成時之氧化應力係不會緩和。不論是單結晶膜或 多結晶膜，氧化應力係變動半導體構成原子之晶格間隔之 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 4 6 677 2 A7 B7 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 故’於半導體膜-氧化膜界面，形成對電子或正孔之捕獲 準位。同時，令表面之荷電載體（位於導電帶之電子或位 於價電子帶之正孔）的移kj度變小.。本發明係經由紅外光 照射’局部上昇氧化膜之溫度，解除存在於半導體膜-氧 化膜之界面的氧化應力，形成優質之界面。 於紅外線照射之界面改質存在最佳之條件。圖2係參 考氧化矽膜之Irene之理論（E. A. Irene et al. : J. Electrochem. Soc. 129(1982)2594)，計算應力緩和時間（縱 軸）和熱處理溫度（橫軸）的關係圖。例如，熱處理溫度 爲1230 °C時，於0 .1秒程度以上之熱處理時間，產 生氧化膜之粘性流勢，解除氧化應力。因此，根據紅外光 照射的界面改質亦滿足較圖2之曲線上側之條件地（圖中 以紅外線照射有效範圍所記載之範圍），設定照射條件即 可。具體而言，令紅外光照射氧化膜，上昇氧化膜溫度， 呈1 ο ο 〇 °c以上時之任意氧化膜溫度爲τ。X (t )，到 達該溫度T。X時間之總和爲7： ( S )時，Τ ο X和r爲滿足 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 r >2 · (1+ V ) · 77 /E V =V 〇 * exp(：e /(k · (Tox + 273.15)) 之關係，即滿足 r > 2 (1 + ν)·η〇· Qxp(£/(k · (Τοχ + 273.15)))/£Κ (2) 之關係的Τ οχ存在之條件下，照射紅外光即可。惟，ν係 氧化膜之波氏比，Ε係該楊式率，7?係該粘度，7? 〇係粘度 之因子，e係粘度之活化能量，Κ係表示波茲曼定數，得 以下之數値。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >A4規格（210X297公釐） 46 67 7 2 at B7 五、發明説明（y κ = 0.18 Ε = 6.6 xlOu dyn cm~2 η0 = 9.5A9x.\0~u dyri's' cm~2 s = 6.l2eV Λ = 8.617 x 爲不損及基板或半導體膜地，完成氧化膜之紅外光的 熱處理，加熱基板上之同一地點之時間係以不足0 . 1秒 爲佳。此係根據急速熱處理（RTA)之經驗，於800 °C程度以上之溫度中，以1秒程度之加熱時間，玻璃基板 會彎曲破裂，而矜不足0 . 1秒程度之短時間處理中，則 不會產生上述之問題。T。X爲1 2 3 0 °C程度以上時，可 令1次照射設定呈不足0 . 1秒，於1 2 3 0 °C程度以下 ，1次照射是無法滿足此條件。因此，於T ◦ X爲1 2 3 0 °C程度以下之紅外光照射條件，改善界面特性時，令1次 照射時間爲_不足0 . 1秒程度，且將此照射重覆數次，r 以總和而言滿足先前之不等式地照射紅外光即可。於此意 義中，紅外光係較連續振盪，具有周期性之非連續振盪者 較佳。 具有周期性之紅外光之非連續振盪係以如圖3所示之 歷時圖進行。紅外光之一周期係由振盪（t QN)和非振盪 期間（t。F F )所構成。爲使半導體等之氧化膜以外的物 質之熱彎曲於最小狀況停止，振盪期間以與非振盪期間同 等或較非振盪期間爲短者爲佳（t $ t。F F )。由於振 盪期間較非振盪期間爲短，散熱可被確實地進行。更且考 量生產性之後，理想上使振盪期間和非振盪期間略同即可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本耳」
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16 466772 A7 ____ B7 · _ 五、發明説明（j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 有關於紅外光照射還有一點必需注意，乃是有關氧化 膜之到達最高溫度之控制。令氧化膜如閘極絕緣膜或層間 絕緣膜形成於半導體物質Ji，於此.氧化膜，進行紅外光1 照射之時，氧化膜之到達最高溫度係爲半導體物質之融點 以下者爲佳。例如，半導體物質係真性矽矽或包含少許不 純物（不足不純物濃度1 %程度）的矽時，矽之融點係約 1 4 1 4 °C之故，紅外光照射之氧化膜之到達最高溫度係 不足1 4 1 程度爲佳》此係因爲會產生半導體物質熔 融時，半導體中之不純物濃度會改變，或進行氧化膜和半 導體之界面之無秩序再構成化，增大界面準位，於更惡劣 之時，半導體物質則蒸發飛散，而破壞半導體裝置等之惡 劣現象。爲避免如此之現象，爲安定製造優良之半導體裝 置，令氧化膜之到達最高溫度呈半導體物質之融點以下即 可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 半導體物質呈多結晶質或非晶質狀態之時，於半導體 中，此不對稱結合對係以氫（H)或氟（F )等之原子加 以終端化者爲佳。不對稱結合對係於炎禁制帶中之深位置 (禁制帶之中央附近），減少作成對於電子或正孔之捕獲 準位，傳導帶之電子數或價電子帶之正孔數。而且荷電載 體則散亂，移動度則下降。不對稱結合對係透過如此之原 理，減低半導體之特性。由於紅外光照射之氧化膜之溫度 上昇係氧化矽膜本身和界面被明顯改質的同時，由於氧化 膜至半導體物質之熱傳導，有使呈不對結合對之氫或氟脫 離之虞。因此，爲製作光變換效率高之太陽電池、低電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） •17- 466772 A7 B7_ 五、發明説明（j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 高速動作之薄膜電晶體等之優良半導體裝置時，於，紅外 光照射後，設置氫電漿照射等之不對結合對終端化工程爲 佳。經由此工程，減少經由紅外線.照射所產生之不對稱結 合對數，因此增大荷電載體之數，同時可提升移動度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之紅外線照射中，氧化膜之同一地點則照射一 次加熱的期間爲不足0 . 1秒程度之短時間爲佳。於如此 之短時間照射中，不單是可防止基板之熱受損，自氣相透 過氧化膜之氧等之半導體裝置的反應性氣體的擴散會變得 非常小之故，令照射氣氛呈空氣中即可。照射期間愈長， 空氣中之氧則擴散至界面，於半導體物質之冷卻過程中， 有形成新低溫氧化層之虞。由此，界面特性之改質則將變 得無意義。於此意義中，令照射氣氛呈氮或氦、氬等之非 活性氣體者爲佳。經由紅外光照射，半導體物質表面係加 熱至融點附近之故，做爲照射氣氛較可氮化之氮氣，以氦 或氬等之稀有氣體者爲佳。如此之時，不於基板或半導體 物質有所損傷，無對於紅外光照射期間之·限制，而得優質 之界面。即此照射氣氛控制係對擴散容易之極薄氧化膜變 得重要。 於本發明之半導體裝置之製造方法中，半導體膜具有 不足挾於半導孽矽膜之膜厚2 0 0 nm程度的薄結晶性膜 之構成時，半導體裝置之電氣特性係顯著改善。具有此構 成之半導體裝置係具有半導體膜和上側氧化膜之界面，及 半導體膜和下側氧化膜之界面的兩界面。於半導體膜添加 施體及受體的不純物，做爲配線加以利用之時，此等兩界 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 18- 466772 A7 B7 ____ 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 面則寄託於電氣傳導。又，做爲S 0 I型半導體裝置之有 源層，利用半導體膜之時，薄半導體膜整體會空乏化之故 ，兩界面則影響至電氣特性。於此.構造施以紅外光照射時 ，挾持體膜之上下的氧化膜，於紅外光照射加以加熱，由 ’此改善兩界面之品質。更且，結晶性半導體膜爲多結晶之 時.，經由上下之氧化膜的熱傳導，半導體膜亦自然被加熱 ，亦產生多結晶性半導體膜之再結晶化。經由此再結晶化 ，構成多結晶半導體膜之結晶粒則變大，爲減.少半導體中 之缺陷數，半導體特性則更被加以改善。 如以上所述，本發明係經由追加以往低品質之氧化矽 膜（以氣相堆積法所形成之氧化矽膜，以低溫氧化法所得 之極薄氧化膜），照射紅外光之工程，可改善至高品質之 膜，結果半導體-氧化膜之界面狀態亦變得優質化。又， 半導體膜挾持於第1氧化膜和第2氧化膜之時，可改質雙 方之界面。更且，半導體爲結晶性膜時，可提升此結晶性 。由此提升化表薄膜電晶體之半導體裝置之電氣特性，同 時，可增加半導體裝置之動作安定性或可靠性的優異效果 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【爲實施發明之最佳形態】 本發明之半導體裝置係至少含有形成於絕緣性物質之 第1氧化矽膜上的半導體膜，和形成於此半導體膜上之第 2氧化矽膜。爲上閘型之半導體時，第1氧化矽膜係相當 於基底保護膜，第2之氧化矽膜係相當於閘極絕緣膜。相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -19- 4 6 677 2 A7 B7 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ‘反地，爲下閛型之半導體裝置時，第1氧化矽膜係相當於 閘極絕緣膜，第2氧化矽膜係相當於層間絕緣膜。又，本 發明之顯示裝置係具有如lit之半導體裝置》 爲作成此等之半導體裝置或顯示裝置，開始則準備基 板，做爲基板，一般爲玻璃，單結晶矽等，除此之外之基 板時，只要可耐半導體裝置製造工程中之最高溫度，而且 半導體膜之不純物混入充分爲小時，該種類及大小則無關 〇 首先，於基板上，將第1氧化矽膜係以可英玻璃基板 加以兼用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，於至少半導體膜接合之面呈第1氧化矽膜的絕 緣性物質上，形成半導體膜。此半導體膜形成工程係令半 導體膜以氣相堆積法等堆積之後，將代表雷射光或熱等之 高能量體，供於此半導體膜後，至半導體膜之熔融結晶化 進行固相結晶。於最初堆積之薄膜爲非晶質，爲非晶質和 微結晶混合之混晶質時，此工程係通常稱結晶化。一方面 ，最初堆積之薄膜爲多結晶質時，此工程稱之爲再結晶化 。本說明書中兩者皆單純稱爲結晶化，不特別區別此等。 做爲高能量體，最爲優異者爲氟化氪（K r F )激元雷射 、氯化氙（X e C I )激元雷射。經由此等之照射，半導 體薄膜之至少表面則呈熔融結晶化《於熔融結晶化中，熔 融範圍內之結晶粒係於粒內具有無缺陷之優異特性。反觀 ’供予熔融結晶化時之能量値的控制因非常困難之故，當 對半導體薄膜之激元雷射等之照射能量密度較最佳値大一 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 466772 A7 B7 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 點之時，構成多結晶膜之結晶粒徑則由1 / 1 0至 1/1 0 0突然變小，最糟之時，會使半導體膜消失。因 此，本發明中，將照射雷ΐί能量密度較最適値呈較低之 5mJ · cm — 2至50mJ · cm — 2之程度，進行半導體 •膜之熔融結晶化。結果，半導體膜之熔融結晶化則安定地 進行。當然於此狀態下，多結晶半導體膜之結晶性雖不優 異，但本發明中，於之後之工程存在氧化膜之紅外光照射 工程。 即，於如此所得之結晶性半導體膜上，經由氣相堆積 法或低溫氧化法，形成第2氧化矽膜，於此氧化膜形成工 程終了後，於第2氧化矽膜，設置照射紅外光之光照射工 程。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以紅外光照射加熱氧化矽膜時，半導體膜亦以接近半 導體熔融溫度，加熱較長之數；as至數ms的長時間。前 述熔融結晶化中，半導體膜係於熔融溫度加熱數十n s之 期間。與此比較，光照射工程之半導體溫度則略爲降低。 但是該加熱處理時間係到達百倍至百萬倍，因此於熔融結 晶化不充分之半導體膜之結晶性，則由光照射工程明顯地 被加以改善。於熔融結晶化時，僅於半導體膜之表面附近 ，可形成高品質之結晶粒，於第1氧化矽膜附近的半導體 膜之下部殘留多量之微細缺陷或非晶質成分。此殘留成分 於光照射工程中，令表面附近之優質結晶粒爲晶種加以結 晶化，結果於半導體膜次膜厚方向整體形成優良之結晶化 膜。可由如此原理可理解，半導體挾於第1氧化矽膜和第 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） -21 - 466772 A7 B7 五、發明説明（j 2氧化矽膜係意味於光照射工程時，經由上下兩方加熱， 如此地，於半導體膜整體可進行均.句之結晶化。可見於熔 融結晶化膜之同樣作用係於半導體.膜之結晶化之固相亦會 產生。固相結晶化膜係多量含有結晶粒內缺陷，經由本發 明之光照射工程進行再結晶化，減低此等之粒內缺陷。 半導體膜成膜於某基板之系統中，半導體膜係一定具 有上側界面和下側界面。於半導體膜添加不純物，做爲電 氣傳導利用之時，於上側界面和下側界面之兩界面附近， 存在電流路徑。同樣地，將半導體膜做爲場效型半導體裝 置之有源層（通道形成範圍）加以利用之時，有源層之厚 度不足1 5 0 nm之程度時，半導體膜整體供予電氣傳導 之故，兩界面之良窳則直接影響半導體裝置之電氣特性之 優劣。於本發明中，半導體膜挾於第1氧化矽膜和第2氧 化矽膜，對於半導體膜之紅外光的吸收係數則較氧化膜之 吸收係數，小數位數以上地，選擇照射紅外光之故，兩界 面係於幾近同溫度加以加熱，改質到同樣良質之界面狀態 。如此可製作電氣特性之優異半導體裝置。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 (實施例1 ) 圖4係顯示紅外光照射之氧化膜溫度變化圖。做爲紅 外光，使用二氧化碳雷射光，將此紅外光照射於構成閛極 絕緣膜之氧化矽膜時，將被覆氧化矽膜之溫度變化以電子 計算機加以列表者。縱軸顯示氧化矽膜表面之溫度，橫軸 係顯示自開始照射之瞬間之時間。做爲基板係設定汎用無 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 d 6 67 7 2 A7 B7 五、發明説明（y 鹼玻璃。於基板上，基底保護膜之氧化矽膜爲E C R -P E CVD法堆積2 Ο 0 nm膜厚，.於其上多結晶矽膜則 以5 Ο n m之厚度，更且於其上，.閘極絕緣膜之氧化矽膜 爲ECR — PECVD法堆積1 〇〇nm膜厚。閘極絕緣 膜和基底保護膜之光學特性係與示於圖1者相同。於此膜 構造之試料，經由基板之表面側（即閘極絕緣膜側），照 射二氧化碳雷射。二氧化碳雷射之波長係設定9.3 (波數1075 cm — ^ ，對此紅外光之ECR — P E C V D法的氧化矽膜之吸收係數k係2 6 2 0 0 c m - 1。因此，吸收係數和閘極氧化膜之厚度積k · t係 呈0 . 2 6 2，對於閘極絕緣膜之入射光的透過光的比例 爲7 7%。令二氧化碳雷射光之閘極絕緣膜表面的能量密 度，呈2 0 0 m J · c m — 2，計算該振盪期間（t。N )於 1 〇// s之照射條件之氧化膜溫度變化。惟，在此設定單 發之雷射照射，因此非振盪期間（t。F F )則呈無限大。 如圖4所示計算結果，氧化膜之溫度則上昇至 1 300°C以上的時間r13〇〇係呈4 · 6仁s之程度，同 樣地氧化膜溫度上昇至9 0 0 °C以上之時間τ 9。〇係呈 13 . l#s之程度。於9 00 °C進行氧化帶改質時，根 據（1)式時，r9QQ係需lms程度以上才行之故，令 此照射重覆7 7次以上，將超越9 0 · 0 °C之總時間呈 13.1仁3\77 = 1.008 71113時，較11113爲 長才行。可是，實際係到達1300 °C以上之溫度的時間 7：13。。係呈4.6//8之程度。根據（1)式於13 00 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 23 A7 B7 46677 2 五、發明説明（2i) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) °C進行氧化膜改質時，以1 X 1 0 1 1 1程度以上之時間即 可，實際上以此一次紅外光照射，充分達成氧化膜之改質 。如此例所明示，爲進行氧化膜或界面之膜質改善，滿足 條件式（1)和（2)之任一溫度即可。 於圖4之條件，改質氧化膜一半導體膜之界面，必需 將自（2 )式及圖2的氧化膜溫度到達1 3 0 0 °C以上之 總時間，呈1 3 . 8 m s程度以上。另一方面，一次之非 連續振邊照射之r ι.3_〇。係4 · 6 s程度之故.，同樣照射 重覆3000次程度以上，呈4 . 6#sx3000 = 1 3 . 8 m s，可將到達1 3 0 0 °C以上之總時間呈 1 3 . 8 m s程度以上。將振盪期間（t。N )和非振盪期 間（t 〇 F F )皆呈1 〇 // s時，一周期則呈2 0 // s，振 盪頻率爲50KHz。因此，爲達成界面之改質，呈20 以sx 3 0 00 = 60ms ，於5〇Khz之振盪頻率， 將同一地點照射6 0 m s程度以上即可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現在市販之二氧化碳雷射中，具有4 kw程度的輸出 。將此以5 0 K h z振盪之時，各照射之能量係呈8 0 mJ，於先前之照射條件之200mJ · cm — 2的能量密 度中，可照射0 . 4cm2之範圍》0 . 4cm2之面積係 相當於寬度爲0 . 1mm，長爲4 0 0mm之短冊狀範圍 。於4 0 Ommx 4 0 〇mm之大型玻璃基板，照射紅外 光，於基板之長度方向，掃瞄短冊狀之照射範圍（基板之 長度方向和照射範圍之寬度方向一致）。將基板上之同一 地點，照射3 0 0 0次，對短冊狀照射範圍之寬度（ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 4 6 677 2 . a? __B7____ 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 . lmm)方向而言，於各照射照射範圍移動3 . 33 X 1 0 - 6 m m即可。振盪頻率爲5.0 K h z之故，此係照 射範圍具有1 . 67mm>s之掃瞄速度。即，500 mm之長度方向之照射時間係呈3 0 0秒程度，可充分供 '予實用。 (實施例2 ) 圖5 (a)〜（d)係將形成MOS型場.效電晶體的 薄膜半導體裝置之製造工程，以截面加以顯示之圖。實施 例2中，做爲基板5 0 1，歪點則使甩6 5 0 t程度之汎 用無鹼玻璃。 首先，於基板501上，以ECR—PECVD法， 將第1氧化矽膜堆積2 0 0 nm程度.，呈基底保護膜 502。第1氧化矽膜之ECR — PECVD法的堆積條 件係如下所述》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 單矽院（S i Η 4 )流量…6 0 s c c m 氧（〇2)流量…lOOsccm 壓力…2 . 4mTo r r_ 微波（2 . 45GHz)輸出…2 2 5 0 W 施加磁場…8 7 5Ga u s s 基板溫度…1 0 0 °C 成膜時間…4 0秒 於此基底保護層上，做爲半導體膜，將真性非晶質矽 膜，於LPCVD法，堆積5〇nm程度之膜厚》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -25- 4 667 7 2 A7 B7 五、發明説明（g (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) LPCVD裝置係於熱壁型，容積爲184.51，基板 插入後之反應總面積係約4 4 0 0 0 cm2。堆積溫度係以 4 2 5°C做爲原料氣體，使用純度.9 9 . 9 9%以上之二 矽烷（Si2H6)，供予200sccm反應爐。堆積壓 +力係大約1. ITo r r，於此條件下，矽膜之堆積速度 係0 · 77nm/mi η。於如此所得非晶質半導體膜， 照射氟化氪澈元雷射，進行半導體膜之結晶化。照射雷射 能量密度爲2 4 5 m J · c m — 2，較最佳値1 5 m J · c m _ 2爲低之能量密度。如此，形成結晶性半導體膜（多 結晶矽膜）後，令此結晶性半導體膜加工呈島狀，.之後形 成呈半導體裝置之有源層的半導體膜之島5 0 3。（圖5 -a ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，被覆屬案加工之半導體膜之島5 0 3地，將第 2氧化矽膜504以ECR — PECVD法加以形成。此 第2氧化矽膜係做爲半導體裝置之閘極絕緣膜加以工作。 第2氧化矽膜堆積條件係除堆積時間縮短至2 4秒之外’ 與第1氧化矽膜之堆積條件相同。惟，於第2氧化矽膜堆 積之前，於ECR-PECVD裝置內，在基板照射氧電 漿，於半導體之表面，形成低溫電漿氧化膜。電漿氧化條 件係如下所述。 氧（〇2 )流量…1 0 0 s c c m . 壓力…1.85mTorr
微波（2 . 45GHz)輸出…2000W 施加磁場…8 7 5 G a u s s 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 166772 A7 ____ B7 五、發明説明（ 基板溫度…1 0 0 °c 處理時間…2 4秒 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據電漿氧化，約3' 5 nm之氧化膜形成於半導體 表面。終止氧電漿照射之後，維持真空下，連續堆積氧化 膜。因此，第2氧化矽膜係由電漿氧化膜和氣相堆積法之 二者所成。該膜厚係122 . 5nm。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 形成第2氧化矽膜後，做爲紅外光照射工程，將二氧 化碳雷射光，於此薄膜在空氣中照射。二氧化碳雷射照射 範圍係呈圓形。於圓的中心，雷射能量密度爲最大，伴隨 向外側前進，能量密度係呈正規分布函數地加以衰減。對 於中心之最大能量密度値，能量密度呈1 / e ( e係自然 對數：e = 2 . 7 1 8 2 8 )的圓直徑係4 . 5 m m。中 心之最大能量密度爲6 3 0 m J · c m1之故，直徑 4.5mm之圓周上的能量密度係呈232mJ·cm-2 。二氧化碳雷射之振盪期間（t。N )和非振盪期間（ t〇FF)係60//S，因此振盪頻率係8 . 333kHZ 。圓對稱之照射範圍係於每照射移動0 . 1 m m，氧化矽 膜上之同一點係將2 3 2mJ · cm — 2以上的二氧化碳雷 射，接受4 5次。 二氧化碳雷射照射後，於基板施以氫電漿照射，將多 結晶半導體膜中或存在於界面之不對稱結合對，於氫加以 終端。氫電漿條件係如下所述。 氫（H2)流量…lOOOsccm 壓力…500mTo r r -27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 466772 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r f 波（13 · 56MHz)輸出…100W 電極間距離…2 5 m m 基板溫度…3 Ο 0 °C 處理時間…9 0秒 如此地終止改質絕緣膜堆積和氧化膜。（圖5 _ b ) 接著經由金屬薄膜，形成閘極電_極5 0 5。於實施例2具 有7 5 0 nm之膜厚α構造之钽，作成閘極電極。此時閘 極電極之薄片阻抗係0 . 8 Ω/□。 接著，將閘極電極做爲光罩，植入施體或受體的不純 物離子5 0 6，令源極汲極範圍5 07和通道形成範圍 5 0 8，對閘極電極，自我整合地加以作成。於實施例2 製作CMO S半導體裝置。於製作NMO S電晶體時，將 Ρ Μ 0 S電晶體部以鋁（A 1 )薄膜加以被覆之下，做爲 不純物元素，於氫中選擇以5 %之濃度加以稀釋的膦（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ρ Η 3 )，於加速電壓80 kV，將含氫之總離子，以7Χ 1 015cm_2之濃度，植入NMOS電晶體之源極汲極範 圍》相反地，製作PMOS電晶體之時，令N Μ 0 S電晶 體部以鋁（A 1 )薄膜加以被覆之下，做爲不純物元素， 於氫中選擇以5%之濃度加以稀釋的二硼烷（Β2Η6)， 於加速電壓8 0 kV，將含氫之總離子，以5 X 1 Ο15 cm — 2之濃度，植入PMO S電晶體之源極汲極範圍（圖 5 — c ).。 接著，於PECVD法，堆積層間絕緣膜509。層 間絕緣膜係氧化矽膜所成，該膜厚係約5 0 0 n m。層間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 66772__._ 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 絕緣膜堆積後，兼顧層間絕緣膜之燒結和添加於源極汲極 範圍的不純物元素之活性化，於氮氣氛下3 0 0°C，施以 2小時之熱處理。 於最後，開孔連接孔，以鋁等施以配線5 1 0，完成 薄膜半導體裝置。（圖5—d) 測定如此作成之薄膜半導體裝置之傳達特性。測定半 導體裝置之通道形成範圍之長度及寬度係各爲1 Ο μιη， 測定係於室溫進行。經由Ν Μ 0 S電晶體之V . d s = 8 V 之飽和範圍所求得之移動度係42 . 4±1 . 9 cm2· V - 1 · s - 1，臨限値電壓係3 . 8 7 ± 0 . 1 1 V。又， PMOS電晶體之Vd s = — 8V之飽和範圍所求得之移 動度係2 1 . 8 ± 1 . 2 c m 2 · V — 1 · s - 1，臨限値電 壓係-5.33±0.21V〇N型和P型之兩半導體裝 置皆可以高移動度，安定製造無參差不齊具有低臨限値電 壓良好之薄膜半導體裝置。如此例所示，根據本發明時有 優異之特性，而且可令氧化膜之可靠性高之薄膜半導體裝 置，於汎用玻璃基板使用之低溫工程，容易且簡易地加以
I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作成。 (比較例1 ) 比較例1係顯示本發明較以往技術優異之例者。比較 例中，除了不進行光照射工程之外，將所有工程與實施例 • ·. 2同樣地製造半導體裝置。即，以E C R_P E C VD法 堆積第2氧化矽膜後，馬上進行上述氫電漿照射，以下與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- 66772 a7 ._ _B7 ___ 五、發明説明（ 實施例2同樣之工程製造CMO S半導體裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將比較例1所得之半導體裝置之移動度和臨限電壓示於 如下 仁（N) = 34 . 4±3 . 3cm2.V-1· s—1
Vth(N)=5.06±0.16V 仁（P)=16.2±1.2cm2.V-1.s_1 Vth(P )=-6. 03±0. 22V 由此比較例1，可明白本發明實施例2之優異性。 (實施例3 ) 將實施例2所得NMOS薄膜半導體裝置，呈2 0 0 (行）X320 (列）X3 (色）=192000 (畫素 )所成彩色L C D之畫素用開關元件，將6位元數位資料 驅動裝置（列側驅動裝置）和掃瞄驅動裝置（行側驅動裝 置），於實施例2所得CMOS菟膜半導體裝置，製造內 藏之主動矩陣基板。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於圖6顯示6位元數位資料驅動裝置之電路圖。實施 例3之數位資料驅動裝置係由時脈信號線和時脈生成電路 ，偏移暫存器電路，NOR閘極，數位影像信號線，閂鎖 電路1，閂鎖脈.衝線，閂鎖電路2，重置線1 ，A N D閘 極，基準電位線，重置線2，容量分割之6位元D/A轉 換器，CMO S類比開關，共通電位線，及源極線重置， 電晶體所構成，自CMO S類比開關之輸出連接畫素部之 源極線者》D/A轉換器部之容量係滿足（：〇=(：: / 2 = 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -30 - 466772 五、發明説明（y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C2/4 = C3/8 = C4/1 6 = C5/3 2 之關係。於數 位影像信號線，自電腦之視訊隨機存取記憶體（VRAM )輸出的數位影像信號則直接輸入.。實施例3之主動矩陣 基板之畫素部中，源極電極及源極配線、汲極配線（畫素 電極）係由鋁所構成，呈反射型L CD。 將所得之主動矩陣基板，製造使用於一對之基板一方 的液晶面板。於挾持於一對基板間的液晶中，使用分散之 高分子分散液晶（PDLC)，呈正常黑模式（於液晶不 施加電壓時爲顯示黑色）的反射型液晶面板。將所得之液 晶面板與外部配線連接，製造液晶顯示裝置。 結果，T F T爲高性能，而且基板整面爲特性爲均勻 之故，6位元數位資料驅動裝置、掃瞄驅動裝置亦於廣動 作範圍正常動作，且有關於畫素部因數値口徑爲高之故， 使用黑顏料分散P S L C亦可得顯示品質爲高之液晶顯示 裝置。又半導體膜和氧化膜之界面狀態爲佳，氧化膜本身 之品質亦高之故，電晶體之動作可靠性爲佳，因此顯煽裝 置之動作安定性亦格外優異。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 令此液晶顯示裝置，安裝於全彩之攜帶型個人1電腦 (筆記型P C )之框體。令6位元數位資料驅動裝置內藏 於主動作矩陣基板，將自電腦的數位影像信號直接輸入液 晶顯示裝置之故，電路構成變得簡單，同時消耗電力亦極 小。使用之液晶顯示裝置之薄膜半導體裝置爲高性能之故 ，此筆記型P C係呈具有非常美麗之顯示畫面的優異電子 機器。更且，液晶顯示裝置爲反應具有高數値口徑的反射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 466772 A7 B7_ 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 型者，因此無需背光，是故實現電池之小型輕量化和長時 間的使用。由此，可長時間使用，.且作成具有漂亮顯示畫 面之超小型輕量電子機器者。 (實施例4 ) 實施例4中，將形成於基板上之氧化矽膜，照射紅外 光，進行品質改質之氧化矽膜用之紅外光照射裝置，使用 圖7至圖1 1加以說明。氧化矽膜改質用之紅外光照射裝 置係至少具有二氧化碳雷射振盪器101等所成紅外光生 成手段，和調整如此生成之紅外光之絕對強度的紅外光強 度調整手段，和均勻強度調整之紅外光之空間強度分布的 紅外光均勻化手段，和令形成氧化矽膜之基板和此均勻化 化紅外光的相對位置關係呈可變之掃瞄機構者（參照圖7 )。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 於二氧化碳雷射振盪器1〇1生成之紅外光係經由衰 減器等所成光學系10 4，將該絕對強度調整至所期望之 値。於實施例4中，此光學系1 0 4則相當於紅外光強度 調整手段。具體而言，經由改變入射至光學系1 0 4之紅 外雷射光之透過率，而改變該輸出強度。接著，強度調整 之紅外光係由均化器1 0 3等所成紅化光均勻化手段所導 引，紅外光之空間強度分布則於基板上之紅外光照射範圍 內，不產生空間性之變動地加以均勻化。將如此整形之紅 外光導入照射室1 0 5，於設置於照射室內之基板1 1 0 ，施以紅外光照射》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • 32- 4 6 6772 a? B7 五、發明説明（y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將紅外光之照射氣氛，如真空中或氮氣中，氬氣中等 地，呈所定氣氛之故，照射室具備.栗浦1 0 7等所成排氣 手段和氣體系1 0 6等所成氣體導.入手段。導入照射室之 紅外光和形成氧化矽膜之基板110的相對位置關係係將 設置基板之基台，經由基台控制器1 0 8加以移動而呈可 變者。即，實施例4中，掃瞄機構係固定紅外光路徑之後 ，移動基板者。半然如後述之實施例所示，亦可有固定基 板，移動紅外光路择之掃瞄機構，或兩者皆可移動之掃瞄 機構。然而，電腦1 0 9係控制基台控制器1 0 8或雷射 控制器1 0 2的控制系者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，將經由氣相成長法所形成之氧化矽膜全範圍， 先行加熱一次，改善該膜品質時，需要輸出極大之紅外雷 射光振盪器。然而，如此大輸出之雷射振盪器尙未存在。 因此，於本發明中，經由紅外光均勻手段，加工短冊狀照 射範圍或細線狀照射範圍，將此照射範圍經由前述掃瞄機 構而呈可動之故，於基板整體可均勻照射光。照射範圍內 之雷射強度係期望爲均勻者。在此接著說明本發明之紅外 光均勻手段。 圖8係顯示使用複眼透鏡2 0 1之紅外光均勻手段之 一例。此紅外光均勻手段係將複眼透鏡2 0 1和聚光透鏡 2 0 2爲基本構成要素，就聚光透鏡2 0 2而言，使用柱 面透鏡。2 0 3係入射紅外雷射光。入射至複眼透鏡 2 01之雷射光束2 0 3係束於危數之圖8 A至E之5個 四角形或與柱面透鏡光軸正交之橫載面，即以複眼透鏡波 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 466772 五、發明説明（3ί 面被分割。分割之雷射光束係以上述複眼透鏡之焦點位置 加以聚光後，入射至與上述複眼透鏡共焦點之聚光透鏡 2 0 2，此聚光透鏡經由重合像側.焦點，即再重合基板上 分割之各雷射光束，形成均勻之雷射光束。圖9係顯示分 '割呈Α至Ε之雷射光束基板1 1 0上之雷射光束的強度分 布和將此重合後之雷射光束之強度分布。本方式中，分割 之雷射光束中，如圖9 A和Ε，B和D，對光軸而言，於 對稱者間，具有對稱強烈分布之故，經由此等各重合可確 保其均勻性。 圖1 0係顯示使用傅立葉變換型位相全像影像3 0 1 的紅外光均勻化手段之一例。在此之紅外光均勻化手段係 以透鏡3 0 0和傅立葉變換型位相全像影像3 0 1 (以下 稱全像影像）爲基本構成要素。透鏡3 0 0和全像影像 3 0 1係於形成加工對象物之氧化矽膜的基板1 1 0上， 作出於長度方向具有均勻雷射強度分布之細線狀雷射光束 。雷射振盪器1 0 1所發出之雷射光係通過透鏡3 0 0和 全像影像3 0 1所構成之光束整形光學系3 0 2。此時， 雷射光係經由透鏡3 0 0，照射於基板1 1 〇上，經由設 於透鏡300和基板110間之全像影像301 ，於基板 1 1 0上，具有一直線並排之重合照射之點地，進行空間 調變。全像影像3 0 1係將各照射點於基板1 1 〇上之任 意位置，可以任意之強度加以配置/圖1 1係顯示以圖 1 0之雷射光束整形光學系加以整形，照射於形成氧化矽 膜基板的雷射光束之形狀。如圖1 1所示，於一直線上， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-34- 46 67 7 2 a? Β7 五、發明説明（ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用照射點並列之全像影像3 0 1，經由將照射點之重合 凹坑呈均等之凹坑地’於基板1 10.上，於長度方向得均 勻之雷射光束。全像影像3 0 1係將雷射光束分割呈 4 0 0個至8 0 0個照射點，均勻化雷射光束之強度分布 (實施例5 ) 於實施例5中，將於形成於基板上之氧化.砂膜，照射 紅外光，可改善跆質之氧化矽膜改質用之紅外光照射裝置 ，使用圖1 2及圖1 3加以說明。此紅外光照射裝置係至 少具有二氧化碳雷射振盪器1〇1等所成紅外光生成手段 ，將如此生成之紅外光整形呈點形狀之光整形手段，將形 成氧化矽膜之基板和整形呈此點形狀之紅外光的相對位置 關係呈可變之掃瞄機構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 二氧化碳雷射振盪器1 0 1所生成之紅外光係經由鏡 40 1 ，導至掃瞄機構之一種的電流掃瞄器之鏡4 0 0 ( 圖1 2 )。雷射光束係被電流掃瞄器之鏡4 0 0反射後， 入射至透鏡402，整形呈點形狀之光束。於實施例5中 ，此透鏡4 0 2則相當於整形點形狀之光整形手段。將如 此整形之紅外光，導入照射室1 0 5，於置於照射室內之 基板1 1 0，施以光熙射。照射室之構成或控制系係與實 施例4相同。實施例4中，經由電流掃瞄器，改變電流掃 瞄器之鏡4 0 0之角度，變化照射於基板1 1 0上之雷射 光束位置。將此照射光掃瞄呈線狀或面狀，於基板1 1 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 71 Α7 Β7 ά 6 6772 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之整面，進行紅外雷射光之照射β照射之雷射光係以成膜 於基板上之氧化矽膜加以吸收，加熱氧化矽膜。如此改善 氧化膜之品質。 ’ 另一方面，圖1 3係將多邊鏡6 0 1做爲掃瞄機構使 '用之光照射裝置的另一例者。自雷射振盪器1 0 1所射出 之雷射光係以多邊鏡6 0 1反射，入射至透鏡4 0 2。經 外光係於透鏡4 0 2，整形呈點形狀之光束後，導入照射 室，照射基板1 10。本例之掃瞄機構中，改變多邊鏡 6 0 1之角度，變化基板1 1 0上之雷射照射位置。以下 ，與前例同樣地，將基板整面掃瞄雷射光，進行氧化矽膜 之改質。 然而，此等實施例中，雖顯示做爲紅外光使用二氧化 碳雷射光，但做爲紅外光使用I V_V I族半導體雷射或 自由電子雷射等亦可。 【產業上之利用性】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如以上所詳述，根據本發明時，以往低品質之低溫形 成之氧化矽膜，經由追加簡單之紅外光照射工程，可改善 高品質之膜。因此，將本發明適用於T F T等薄膜半導體 裝置或L S I等之半導體裝置時，可將動作可靠性優異之 高性能半導體裝置，於低溫安定地製造。又，將本發明適 用於主動矩陣型液晶顯示裝置之時，可安定且容易地製造 大型且美麗之顯示裝置。更且，適用於其他電子機器時， 亦可安定且容易地製造高性能之電子機器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ^ 附件2a: 466772 第87121651號專利申請案 中文說明書修正頁 A7民國90年7月呈 B7 五、發明説明（34) 又’本發明之紅外光照射裝置可將大面積基板高速且 安定地加以處理，最論於TFT基板或3 0 Omm徑長之 大型矽基板等之處理。 U 明 說 單 簡 之 面 圖 圖1係顯示氧化矽膜之紅外光吸收特性之圖。圖2係 顯示本發明之有效範圍。圖3係說明紅外光振盪之歷時圖 。圖4係顯示紅外光照射之氧化矽膜溫度變化圖。圖5 A 〜D係說明本發明之半導體裝置之製造方法圖。圖6係說 明本發明之顯示裝置圖。圖7係說明本發明之紅外光照射 裝置圖。圖8係使用本發明之飛眼鏡說明紅外光照射裝置 。圖9係顯示使用飛眼鏡之紅外光強度分布均一化的原理 圖。圖1 0係說明使用本發明傅立葉變換型位相全息影像 的紅外光照射裝置圖。圖1 1係顯示傅立葉變換型位相全 息影像的紅外光強度分布均勻化的原理圖。圖1 2係說明 使用本發明之電流掃瞄的紅外光照射裝置圖。圖1 3係說 明使用本發明之多邊形鏡的紅外光照得裝置圖。圖1 4係 顯示二氧化碳雷射之振盪線圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37-

Claims (1)

  1. 466772 A8 B8 C8 D8
    「、申請專利範圍 附件1 a :第8 7 1 2 1 6 5 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國9 0年7月修正 1 .—種氧化矽膜之製造方法，其特徵係包含經由氣 相沈積法形成氧化矽膜之工程，和於此氧化矽膜照射紅外 光之工程。 ‘ 2 .如申請專利範圍第1項所記載之氧化矽膜之製造 方法，其中，前述氣相沈積法爲化學氣相沈積法者。 3 .如申請專利範圍第1項所記載之氧化矽膜之製造 方法，其中，前述氣相沈積法爲物理氣相沈.積法者。 4 .如申請專利範圍第1項至第3項之任一項之氧化 矽膜之製造方法，其中，前述紅外光包含由前述氧化矽膜 所吸收之波長成分。 5 .如申請專利範圍第1項至第3項之任一項之氧化 矽膜之製造方法，其中，前述紅外光包含對應於前述氧化 矽膜之非對稱伸縮振動之波長成分者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 .如申請專利範圍第1項至第3項之任一項之氧化 矽膜之製造方法，其中，令前述氧化矽膜之膜厚爲t ( cm)，令前述紅外線之前述氧化矽膜的吸收係數爲k ( c m — 1 )之時，該膜厚t和該吸.收係數k係滿足之 關係者。 7 .如申請專利範圍第1項至第3項之任一項之氧化 矽膜之製造方法，其中，前述紅外光包含8 . 9 程度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 466772 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 以上1 0 # m程度以下之波長成分。 8 .如申請專利範圍第1項至第3項之任一項之氧化 矽膜之製造方法，其中，前述紅外光爲雷射光者。 9 .如申請專利範圍第1項至第3項之任一項之氧化 矽膜之製造方法，其中，前述紅外光爲二氧化碳雷射光者 1 0 _ —種半導體裝置之製造方法，其特徵係包含氧 化半導體表面形成氧化矽膜之工程，和 '於此氧化矽膜照射 紅外光之工程者。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項所記載之半導體裝置 之製造方法，其中，將前述氧化矽膜形成工程，以8 〇 0 t程度以下之溫度加以進行者。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項所記載之半導體裝置 之製造方法，其中，將前述氧化矽膜形成工程，藉由於前 述半導體表面供給活性氧而加以進行者。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項之所記載之半導體裝 置之製造方法，其中，將前述氧化矽膜形成工程，藉由將 前述半導體表面電漿氧化加以進行者。 1 4 .如申請專利範圍第1 0項至第1 3項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光包含藉由前 述氧化矽膜所吸收之波長成分。 1 5 .如申請專利範圍第1 Q項至第1 3項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光包含對應於 前述氧化矽膜之非對稱伸縮振動之波長成分者。 1 6 .如申請專利範圍第1 0項至第1 3項之任一項 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -2 - ---r---------裝--------訂---------線 —'V (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 466772 A8 B8 C8 D8 「、申請專利範圍 之半導體裝置之製造方法，其中，令前述氧化矽膜之膜厚 爲t ( c m )，令前述紅外線之前述氧化矽膜的吸收係數 爲k ( c m — 1 )之時’該膜厚t和該吸收係數k係滿足 众々> 0.01之關係者。 1 7 .如申請專利範圍第1 0項至第1 3項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光包含8 . 9 程度以上1 〇 /zm程度以下之波長成分。 1 8 .如申請專利範圍第1 〇項至第1 3項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光爲雷射光者 〇 1 9 .如申請專利範圍第1 0項至第1 3項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光爲二氧化碳 雷射光者 2 0 .如申請專利範圍第1 〇項至第1 3項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，將前述紅外光照射工程 ，於非活性氣體氣氛加以進行者。 21.—種半導體裝置之製造方法，其特徵係包含於 絕緣性物質上，形成半導體膜之工程，和於此半導體膜上 形成氧化矽膜之工程，和於此氧化矽膜照射紅外光之工程 者。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項所記載之半導體裝置 之製造方法，其中，令前述氧化矽膜形成工程，經由化學 氣相沈積法加以進行者。 2 3 .如申請專利範圍第2 1項所記載之半導體裝置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---I ! I 訂·！ — I-線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -3 - 466772 A8 B8 g___ 六、申請專利範圍 之製造方法，其中，令前述氧化矽膜形成工程，經由物理 氣相沈積法加以進行者。 2 4 .如申請專利範圍第2 1項所記載之半導體裝置 之製造方法，其中，將前述氧化矽膜形成工程，以6 0 0 °C程度以下之溫度加以進行者。 2 5 .如申請專利範圍第2 1項所記載之半導體裝置 之製造方法，其中，將前述氧化矽膜形‘成工程，藉由於前 述半導體表面供給活性氧而加以進行者。 2 6 .如申請專利範圍第2 1項所記載之半導體裝置 之製造方法，其中，.將前述氧化矽膜形成工程，將前述半 導體表面藉由電漿氧化加以進行者。 2 7 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光包含藉由前 述氧化矽膜所吸收之波長成分者。 2 8 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光包含對應於 前述氧化矽膜之非對稱伸縮振動之波長成分者。 2 9 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，令前述氧化矽膜之膜厚 爲t ( c m )，令前述紅外線之前述氧化矽膜的吸收係數 爲k ( c m — 1 )之時，該膜厚t和該吸收係數k係滿足 Α：·ί>0.1之關係者。 3 0 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光包含8 . 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------I - ^ --------1 ^-------— — IL· —------Γ I 466772 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 程度以上l〇#m程度以下之波長成分者。 3 1 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光爲雷射光者 〇 3 2 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光爲二氧化碳 雷射光者。 3 3 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，將前述紅外光照射工程 於非活性氣體氣氛加以進行者。 3 4 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述紅外光照射工程後 ，更包含非對結合對終端化工程者。 3 5 .如申請專利範圍第2 1項至第2 6項之任一項 之半導體裝置之製造方法，其中，前述絕緣性物質係形成 於玻璃基板上之氧化矽膜者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 6 . —種半導體裝置，其特徵係以包含於形成於玻 璃基板上之氧化矽膜之絕緣性物質上，形成半導體膜之工 程，和於此半導體膜上形成氧化矽膜之工程，和於此氧化 矽膜照射紅外線之工程； 前述氧化矽膜形成工程係經由於6 0 0 °C程度以下之 溫度，對於前述半導體表面供給活性氧，將前述半導體表 面電漿氧化之化學氣栢堆積法或物理氣相堆積法所進行； 前述紅外線爲雷射光或二氧化碳氣體雷射光，包含經 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） -5 - 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 66772 tl C8 D8 六、申請專利範圍 由前述氧化矽膜所吸收之波長成分，或前述氧化矽膜之非 對稱伸縮振動之波長成分，或8 · 9 # m程度以上，1 0 μ m程度以下之波長成分； 令前述氧化矽膜之膜厚爲t (cm)，令前述紅外線 之前述氧化矽膜的吸收係數爲k ( cm'1)之時，該膜厚 t和該吸收係數k係滿足k · t > 0 . 1之關係， 紅外光照射工程於非活性氣體氣份‘加以進行，之後， 更包含非對結合對終端化工程之半導體製造方法所製造者 〇 3 7 . —種顯示裝置，其特徵係具備如申請專利範圍 第3 6項之半導體裝置者。 3 8 . —種紅外光照射裝置，針對在於形成於基板上 之氧化矽膜，照射紅外光，進行該氧化矽膜之改性的紅外 光照射裝置中，其特徵係具備紅外光生成手Μ，和將此紅 外線之空間強度分布均勻化之紅外光均勻化手段，和將前 述基板和前述均勻化之紅外光之相對位置關係呈可變之掃 描機構者。 3 9 . —種紅外光照射裝置，針對在於形成於基板上 之氧化矽膜，照射紅外光，進行該氧化矽膜之改性的紅外 光照射裝置中，其特徵係具備紅外光生成手段，和將此紅 外線整形爲點形狀之光整形手段，和將前述基板和整形爲 前述點形狀之紅外光之相對位置關係呈可變之掃描機構者 0 4 0 .如申請專利範圍第3 8項或第3 9項所記載之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -6 - .1--^--.------1'ί-裝·-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 466772 六、申請專利範圍 紅外光照射裝置，其中’前述紅外光之波長係8 . 9 // m 程度以上1 0 # IB程度以下者。 4 1 .如申請專利範圍第3 8項或第3 9項所記載之 紅外光照射裝置，其中，前述紅外光爲雷射光者。 4 2 .如申請專利範圔第3 8項或第3 9項所記載之 紅外光照射裝置，其中，前述紅外光爲二氧化碳雷射光者 4 3 . —種氧化矽膜之製造方法，其特徵係進行包含 在於基板上形成氧化矽膜之工程’和於此氧化矽膜照射光 之工程，於此光照射工程’令氧化矽膜之溫度上昇呈 8 0 ◦ °C以上時之任意氧化矽膜溫度爲τ。X ( °C ) ’令到 達該溫度（T。x )之時間總合爲τ ( s )之時，丁。1和1 (s)則在於滿足 τ > exp(-0.04605 · Tox + 34.539) 之關係存在T。χ之條件下，進行前述光照射工程者。 4 4 . 一種氧化矽膜之製造方法’其特徵係進行包含 在於半導體物質上形成氧化矽膜之工程’和於此氧化矽膜 照射光之工程，於此光照射工程，令氧化矽膜之溫度上昇 呈1 0 0 0 °C以上時之任意氧化矽膜溫度爲Τ。x ( °C )， 令到達該溫度（T。X )之時間總合爲τ ( s )之時，T。x 和τ則在於滿足 r > 2*(1 + κ) % ·Gxp(s/(k*(Tox + 273.15)))/E 之關係存在T。x之條件下，進行前述光照射工程者， 惟v係氧化膜之泊松比（Poisson's ratio ) ，E係楊式率（ young ratio )，7?係該粘度，係粘度之破壞指數因子， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ,---..--.----------裂--------.訂---------線 ίν (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 466772 as C8 D8 六、申請專利範圍 ε係粘度之活化能，k係波兹曼常數。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -8-
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