TW486824B - Method of manufacturing thin-film transistor - Google Patents

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Ichio Yudasaka
Tatsuya Shimoda
Shunichi Seki
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Seiko Epson Corp
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486824 A7 ____B7 五、發明說明Ο ) 技術領域 本發明係有關液晶顯示裝置，發光型之顯示裝置，及 L S I等所用的薄膜電晶體之製造方法，更詳細係有關使 用液體材料形成構成薄膜電晶體的薄膜製造薄膜電晶體的 方法。 背景技術 通常薄膜電晶體係以半導體膜，絕緣膜，導電膜等之 薄膜所構成。液晶顯示裝置等除這些薄膜此之外可使用透 明導電膜。以功能性區分這些薄膜時，絕緣膜有閘極絕緣 膜與層間絕緣膜，而導電膜可作爲閘極，源極，漏極，像 素電極及配線使用。這些薄膜之形成以往主要是採用 C V D ( Chemical Vapor Deposition )法或濺鍍法。 半導體膜主要使用非晶質砂膜（或非晶砂膜）或多晶 矽膜（或多結晶矽膜）之矽膜。以往矽膜之形成方法係利 用使用一砂院氣體或一砍院氣體之熱CVD (Chemical VaporDeposition)法或電漿 CVD，光 CVD 等方法，一 般而言，多晶矽膜之形成係廣泛使用熱C V D (請參照J. Vac. Sci. Technology.，14 卷 1082 頁（1977 年）， 而非晶矽則使用電漿C V D ( Solid State Com., 1 7卷 1193 頁（1975 年）。 但藉這些CVD法形成矽膜時，在製程方面期待更進 一步改良以下各點。（1 )因使用氣相反應，故氣相狀態 下產生矽粒子，污染裝置或產生異物使生產良率降低。（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·丨 7IIJ-------»!裝 (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 486824 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明@ ) 2 )因原料爲氣體狀，故表面有凹凸之基板上不易得到均 句膜厚。（3 )膜之形成速度慢，故生產性低。（4 )電 V D法需要複雜且昂貴之高頻波發生裝置或真空裝置 等。 又材料係使用毒性，反應性高之氣體狀之氫化矽，不 僅使用困難，且因氣體狀而需要密閉狀之真空裝置，廢氣 之處理需要除去有害物質之裝置。一般這些裝置不僅大型 ’裝置本身昂貴，且真空系或電漿系消耗大量的能源，故 使製品之成本提高。 對此近年不使用真空系提案塗佈液體狀之氫化矽的方 法。日本特開平1 一 2 9 6 6 1號公報揭示將氣體狀之原 料液化吸附於冷卻之基板上，再與化學活性原子狀之氫反 應，形成矽系之薄膜的方法，但有以下之問題點。（1 ) 爲了使原料之氫化矽氣化與繼續冷卻不僅需要複雜之裝置 ，且膜厚之控制困難。 曰本特開平7 - 2 6 7 6 2 1號公報揭示基板上塗佈 低分子量之液體狀之氫化矽的方法，但此方法不安定，故 操作不易，且爲液狀，因此用於大面積基板時不易得到均 勻的膜厚。 英國專利GB - 2 0 7 7 7 1 0A提及固體狀之氫化 矽聚合物的例子，但不溶於溶媒無法藉由塗佈形成膜。 上述矽半導體膜通常係摻雜週期表之第3族元素或第 5族元素，可作爲正型或負型之半導體使用。這些摻雜通 常係在形成矽膜後，藉由熱擴散或離子注入法來進行。熱 (請先閱讀背面之注意事項1ST填寫本頁) I· ί 言 Γ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 486824 A7 _____B7 五、發明說明p ) 擴散法基本上爲高溫製程（需要8 0 0 °C以上），可用之 基板材料被限定。特別是不適用於使用在液晶顯示裝置用 之玻璃基板。離子注入法可精確控制雜質量，可控制矽膜 中之深度方向之雜質之分佈，但真空裝置體型大，重量重 ，價格高。 以往係使用藉由通常之非摻雜矽膜之形成所用之 C VD法，形成摻雜雜質之矽膜的方法。但是此法具有 C V D法之所有的特徵及問題。_ 薄膜電晶體所用之閘極絕緣膜或層間絕緣膜用之絕緣 膜之形成主要也使用與前述矽膜之形成相同之熱C V D法 或電漿C VD法。爲了平坦化時，有時會使用以S OG所 形成之絕緣膜或有機絕緣膜，但極少單獨使用，通常係與 C V D法所形成之膜倂用。 薄膜電晶體所用之導電膜係用於閘極，源極，漏極等 之電極用導電膜，配線用導電膜，作爲像素電極用之透明 導電膜之形成時，廣泛使用濺鍍法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 前述之CVD法有4個特徵，這些特徵在絕緣膜之形 成也與矽膜之形成相同。（1 )因使用氣相反應，故氣相 狀態下產生矽粒子，污染裝置或產生異物使生產良率降低 。（2)因原料爲氣體狀，故表面有凹凸之基板上不易得 到均勻膜厚。（3 )膜之形成速度慢，故生產性低。（4 )電漿C V D法需要複雜且昂貴之高頻波發生裝置或真空 裝置等。 主要由金屬膜所構成之導電膜與透明導電膜之形成所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- 24 8 6 8 A7 ---------B7___ 五、發明說明（4 ) 用的濺鍍法也需要真空裝置，除了真空幫浦外還需要靶材 ’濺鍍用電源’基板加熱裝置等。濺鍍法比C V D法使用 較少之具有毒性或可燃性的氣體，但除了成膜對象之基板 外’也成膜於設置基板之室內壁，內壁所附著之成膜物質 剝離，成爲成膜中之異物，導致製品之良率下降的原因， 此點與C V D法相同。濺鍍法也在基板表面之凹凸部有膜 厚不均勻性，生產性低，需要真空裝置，因此需要大型裝 置，且昂貴等具有與CVD法共词的問題。 因此’使用以往之C V D法或濺鍍法形成薄膜的方法 具有生產性低，缺陷多，良率差，表面之凹凸部之膜厚不 均勻’配線圖型在段差部產生斷線等的問題。這些問題造 成使用前述方法所製得之薄膜電晶體成本增加的問題。 C V D法或濺鍍法之這些問題其原因係使用真空裝置，基 板必須加熱，需要電漿等之電源，基板以外之裝置內壁等 不必要的部分也形成膜，因此膜之剝離產生異物缺陷等這 些成膜方法的本質上的特徵。這些本質的特徵具有需要大 型裝置，故裝置之成本高，裝置之運轉成本高的問題。 以往將雜質導入矽膜的方法中，若利用C V D法時， 具有與上述完全相同的問題，若利用離子注入法時，具有 裝置之價格，運轉成本高的問題。這些問題係造成以往的 方法所製得之薄膜電晶體之成本較高的問題。 發明之揭示 本發明係提案藉由實質上與以往上述成膜法不同之新 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 A7 + B7 五、發明說明（5 ) ------------裝 i I (請先閱讀背面之>i意事項 寫本頁} 的方法製造薄膜電晶體。本發明係解決以往成膜方法之本 質上所有的前述問題，而本發明藉由小型，廉價裝置，得 到生產性高，缺陷少，良率高，段差部無斷線等，以低成 本形成薄膜，因此，以低成本提供製造薄膜電晶體的方法 〇 本發明爲了達成上述目的而使用液體材料的方法形成 構成薄膜電晶體的矽膜，絕緣膜，導電膜等之薄膜的全部 或大部分的薄膜。對於製造薄膜電晶體所需之雜質導入矽 膜及控制該雜質量也是以利用液體材料形成矽膜之薄膜形 成的手段來達成。使用液體材料形成薄膜的主要方法係將 液體材料塗佈於基板，形成塗膜，該塗膜藉由熱處理形成 所要的薄膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之第1構成係一種薄膜電晶體之製造方法，其 係製造至少具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜 之各薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵爲前述雜質濃度被 控制之矽膜係由非摻雜矽膜與摻雜矽膜所構成，前述非摻 雜矽膜之形成係由基板上塗佈含有矽原子之液體材料，形 成塗膜的步驟；及接著使該塗膜形成非摻雜矽膜之熱處理 步驟所構成，前述摻雜矽膜之形成由基板上塗佈含有矽原 子，硼或磷之液體材料，形成塗膜的步驟；及接著使該塗 膜形成摻雜矽膜之熱處理步驟所構成。 又上述構成中，理想爲前述非摻雜矽膜形成通道區域 ，前述摻雜矽膜形成源極•漏極區域。前述摻雜矽膜形成 電極或配線。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - 486824 A7 B7 五、發明說明（6 ) 本發明之第2構成係一種薄膜電晶體之製造方法，其 係製造至少具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜 之各薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵係爲了得到含有所 要雜質濃度之前述雜質濃度被控制之矽膜時，包括基板上 塗佈含有矽原子之液體材料，與含有矽原子及雜質之液體 材料的混合液，形成塗膜的步驟；及接著使該塗膜形成雜 質濃度被控制之矽膜的熱處理步驟。 又上述構成中，前述含有所要之雜質濃度之前述雜質 濃度被控制之矽膜係形成通道區域。 本發明之第3構成係一種薄膜電晶體之製造方法，其 係製造至少具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜 之各薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵爲前述雜質濃度被 控制之矽膜係由非摻雜矽膜與摻雜矽膜之層積膜所形成， 前述非摻雜矽膜之形成係由基板上塗佈含有矽原子之液體 材料，形成塗膜的步驟；及接著使該塗膜形成非摻雜矽膜 之熱處理步驟所構成，前述摻雜矽膜之形成包括基板上塗 佈含有矽原子及雜質之液體材料，形成塗膜的步驟；及接 著使該塗膜形成摻雜矽膜之熱處理步驟。 又上述構成中，理想爲前述由非摻雜矽膜與摻雜矽膜 之層積膜所形成之雜質濃度被控制之矽膜係形成通道區域 〇 本發明之第4構成係.一種薄膜電晶體之製造方法， 其係製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之 各薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵係包括：在絕緣基板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 丨— 7丨·-------»!裝 (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 486824 A7 ——一__B7___ 五、發明說明（7 ) 或絕緣膜上塗佈含有矽原子之液體材料或含有矽原子及雜 質之液體材料，形成塗膜的步驟；使該塗膜形成雜質濃度 被控制之矽膜之熱處理步驟；將該矽膜製成圖型，形成源 極，漏極及成爲通道之島區域的步驟；形成閘極絕緣膜的 步驟；形成閘電極的步驟；以前述閘電極爲掩模，除去源 極，漏極區域上之閘絕緣膜，使成爲源極，漏極區域之砂 膜外露的步驟；將含有矽原子及雜質之液體材料塗佈於外 露之源極•漏極區域上，形成塗膜的步驟；將該塗膜進行 熱處理形成摻雜矽膜之第1熱處理步驟；將該摻雜矽膜之 雜質擴散至下層之矽膜之第2熱處理步驟；將該摻雜矽膜 製成圖型’形成與源極·漏極區域上之一^部份重疊之圖型 的步驟；形成層間絕緣膜的步驟；層間絕緣膜上開設連接 孔的步驟；形成電極的步驟。 本發明之第5構成係一種薄膜電晶體之製造方法，其 係製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各 薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵係包括：在絕緣基板或 絕緣膜上塗佈含有矽原子及雜質之液體材料，形成塗膜的 步驟；將該塗膜熱處理製成摻雜矽膜，形成源極，漏極區 域的步驟；基板上塗佈含有矽原子之液體材料或含有矽原 子及雜質之液體材料，形成塗膜的步驟；使該塗膜形成雜 質濃度被控制之砂膜之熱處理步驟；使該雜質濃度被控制 之砂膜製成圖型，形成含有與前述源極，漏極區域連接之 通道區域之島區域的步驟；形成閘極絕緣膜的步驟；形成 閘電極的步驟；形成層間絕緣膜的步驟；層間絕緣膜上開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項^填寫本頁) I!裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 A7 ^________ B7 五、發明說明（8 ) 設連接孔的步驟；形成電極的步驟。 本發明之第6構成係一種薄膜電晶體之製造方法，其 係製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各 薄膜之薄膜電體的方法’其特徵係具備：在絕緣基板或 絕緣膜上形成閘電極的步驟；形成閘極絕緣膜的步驟；基 板上塗佈含有矽原子之液體材料或含有矽原子及雜質之液 體材料，形成塗膜的步驟；使該塗膜形成雜質濃度被控制 之矽膜之熱處理步驟；塗佈含有矽原子及雜質之液體材料 ，形成塗膜的步驟；將該塗膜熱處理製成摻雜雜質之矽膜 ，形成源極，漏極區域的步驟；形成電極的步驟。 本發明之第7構成係上述第1〜6之任一構成中，其 中基板上塗佈前述液體材料形成塗膜，接著將該塗膜熱處 理形成雜質濃度被控制之矽膜之熱處理步驟係由除去前述 塗膜中之溶媒之第1熱處理步驟；及接著形成雜質濃度被 控制之矽膜之第2熱處理步驟所構成爲特徵之薄膜電晶體 之製造方法。 本發明之第8構成係上述第1〜6之任一構成中，其 中形成雜質濃度被控制之矽膜之前述熱處理步驟係由除去 前述塗膜中之溶媒之第1熱處理步驟；形成雜質濃度被控 制之矽膜之第2熱處理步驟；及接著使該雜質濃度被控制 之矽膜結晶化之第3熱處理步驟所構成。 上述構成中，其中前述第1熱處理步驟理想爲包括除 去溶媒的乾燥步驟；及該塗膜內進行熱分解及/或光分解 的步驟。又前述光分解的步驟理想爲將波長爲1 7 0 n m 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -ϋ ϋ ϋ ϋ n ·-1 1 ϋ ϋ I 0 ϋ ·ϋ ^1 n 1 «1Β1 >1 « fv · ϋ 1··· ϋ ϋ 1 ϋ ϋ I 1 I .· ) · _ 身 t 口 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -11 - 486824 A7 _ B7 五、發明說明（9 ) 以上3 8 0 nm以下之光照射在前述塗膜上。理想之一形 態中，前述第2或第3的熱處理步驟係藉由燈光退火或雷 射退火的熱處理。又理想之一形態中，前述第1，第2， 第3的熱處理步驟係在氧濃度被控制的氣氛下進行處理’ 使經由該熱處理步驟所形成之雜質濃度被控制之矽膜中所 含之氧原子爲1 0 〇 p pm以下。 本發明之第9的構成中，其係製造具有雜質濃度被控 制之矽膜，絕緣膜及導電膜之薄膜電晶體的方法中，前述 絕緣膜之形成步驟包括基板上塗佈聚矽胺烷的步驟；及接 著藉由熱處理使被塗佈之聚矽胺烷成爲S i 〇2膜的步驟爲 特徵之薄膜電晶體之製造方法。 本發明之第1 0構成係在上述構成中，前述導電膜之 形成步驟包括基板上塗佈含金屬之液體材料，形成塗膜的 步驟；及藉由熱處理使該塗膜成爲導電膜的步驟；及將該 導電膜製成圖型的步驟爲特徵之薄膜電晶體之製造方法。 本發明之第1 1構成係在上述構成中，其中前述導電 膜之形成步驟包括藉由電鍍法在基板上形成導電膜的步驟 ;及將該導電膜製成圖型的步驟爲特徵之薄膜電晶體之製 造方法。 本發明之第1 2構成係在上述構成中，其中前述導電 膜之形成步驟或透明導電膜的形成步驟係由基板上塗佈含 有銦與錫之有機化合物，形成塗膜的步驟；及將該塗膜製 成I 丁 〇膜之熱處理步驟所構成爲特徵之薄膜電晶體之製 造方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項『填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10 ) 本發明之第1 3構成係在上述構成中，其中前述形成 雜質濃度被控制之矽膜之液體材料係含有具有以一般式 s inXm (η爲5以上之整數，m爲η或2n — 2或2n 之整數’ X爲氫原子及/或鹵原子）表示之環系之矽化合 物的溶液。又理想爲具有以前述一般式S i n X m表示之環 系的矽也合物之η爲5以上，2 0以下。 本發明之第1 4構成中，其中前述形成雜質濃度被控 制之矽膜之液體材料係含有具有以一般式S i a X b Υ。（ X爲氫原子及/或鹵原子，Y爲硼原子或磷原子，a爲3 以上之整數，b爲a以上，2 a + c + 2以下之整數，C 爲1以上，，a以下之整數）表示之矽化合物的溶液爲特 徵之薄膜電晶體之製造方法。又前述矽化合物中，a + c 理想爲5以上，2 0以下。 上述第1 3或第1 4構成中，其中含有前述矽化合物 之溶液的溶質濃度爲1〜8 0重量％。前述矽化合物之溶 液的粘度理想爲1〜1 〇 〇 m P a · s。前述溶液係含 有在室溫之蒸汽壓爲〇·〇〇1〜lOOmmHg的溶媒 較理想。 本發明之第1 5構成係一種薄膜電晶體之製造方法， 其係製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之 各薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵爲前述所有的薄膜或 大部分的薄膜以使用液體材料的方法所形成，且該薄膜的 形成係以不使用真空裝置的方法來形成爲特徵之薄膜電晶 體之製造方法。 (請先閱讀背面之注意·
If填： 寫本頁) 裝 ----訂---I I I I I 1^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13· 486824 A7 --- B7 五、發明說明（11 ) 本發明之第1 6構成係一種薄膜電晶體之製造方法， 其係製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜，導電膜之 各薄膜之薄膜電晶體的方法，其特徵爲前述薄膜電晶體具 有透明導電膜，前述各薄膜之所有的薄膜或大部分的薄膜 以使用液體材料的方法所形成，且該薄膜之形成係以不使 用真空裝置的方法來形成爲特徵之薄膜電晶體之製造方法 〇 本發明之第1 7構成係在上述第1 5或1 6構成中， 其中藉由前述液體材料所形成之各薄膜之形成方法中，基 板上塗佈該液體材料，形成塗膜的方法係輥塗佈法，簾流 塗佈法，浸塗法，噴塗法，噴射法中任一種的方法或組合 前述任一種方法與旋轉塗佈法之方法爲特徵之薄膜電晶體 之製造方法。 實施發明之最佳的形態 構成薄膜電晶體之薄膜有矽膜，絕緣膜，導電膜，液 晶顯示裝置用之薄膜電晶體係將透明導電膜作爲薄膜使用 。以往這些薄膜主要是以C VD裝置或濺鍍裝置所形成。 使用以往C V D法或濺鍍法形成薄膜的方法具有生產性低 ，缺陷多，良率差，表面之凹凸部之膜厚不均勻，配線圖 型在段差部產生斷線等的問題。這些問題造成使用前述方 法所製得之薄膜電晶體成本增加的問題。C V D法或濺鍍 .法之這些問題其原因係使用真空裝置，基板必須加熱，需 要電漿等之電源，基板以外之裝置內壁等不必要的部分也 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁)
---良 P 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明〇2 ) 形成膜，因此膜之剝離產生異物缺陷等這些成膜方法的本 質上的特徵。這些本質的特徵具有需要大型裝置，故裝置 之成本高，裝置之運轉成本高的問題。 第1圖係表示藉由以往之C VD法之薄膜形成的步驟 圖。設置在C VD裝置之基板被移至負載鎖定室後，進行 真空吸引，接著移至加熱室加熱，再移至製程室進行成膜 。製程室具有維持基板溫度之加熱機構，導入成膜所需之 製程氣體，壓力安定後，外加高頻，導入的氣體形成電漿 化’進行成膜。成膜後，殘留之製程氣體被排出，基板被 移至負載鎖定室，通風後，在大氣中取出。CVD法所用 之製程氣體大部分具有毒性或可燃性，故C V D裝置在安 全管理上需要檢測這些氣體之洩漏檢知器或排除廢氣之除 害裝置。前述排除步驟中，必須充分排除具有毒性或可燃 性的氣體，成膜步驟之完成需要時間。 濺鍍法也需要經過大致與第3圖所示之C V D法相同 之處理步驟，然後進行成膜。與C VD法不同的是使用的 氣體主要是A I*等之惰性氣體，很少使用具有毒性或可燃 性的氣體，及濺鍍用之電漿電源大部分使用D C電源，而 非高頻。這些不同點從形成薄膜之全部步驟或裝置構成之 整體比較時僅是稍微的不同，且裝置大型，生產性低等方 面而言，濺鍍法與C V D法具有同樣的問題。 本發明係藉由以體材料形成前述薄膜。其主要的方法 係由將液體材料塗佈於基板上形成塗膜，及使該塗膜成爲 所要功能膜之熱處理步驟所構成。塗膜之形成有旋轉塗佈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項^填寫本頁)
-15· 486824 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---- B7_ 五、發明說明〇3 ) 法’輥塗法，簾幕塗佈法，浸塗法，噴塗法，噴墨法等方 法。這些方法所使用之塗佈裝置之基本構成係保持基板之 平台或支持台及將液體塗佈於該基板上的機構，因此，該 塗佈裝置之機構簡單。使塗膜變成功能膜之熱處理步驟及 /或光照射步驟所使用的裝置有烤箱，烤爐，退火爐等之 熱處理裝置或以鹵素燈或U V燈等爲光源之光照射裝置， 這些裝置也不具有真空體系，故結構簡單。 第2圖係表示由本發明之液體材料形成薄膜之方法圖 。該方法如第2圖所示，由塗膜形成與薄膜形成之兩個步 驟所構成。塗膜形成步驟與薄膜形成步驟必須藉由使用的 液體材料控制氣氛，但基本上係在大氣中進行。相較於第 1圖所示之藉由以往之C VD法或濺鍍法的成膜步驟時， 即可瞭解本發明之薄膜形成方法是如何縮短步驟。例如第 3圖係藉由旋轉塗佈法形成塗膜之裝置，只要具有可轉動 之轉台3 Ο 1與將液體材料3 0 3滴至基板3 0 2上的機 構即可。旋轉塗佈法以外之輥塗法，簾幕塗佈法，浸塗法 ，噴塗法，噴墨法等之塗膜形成裝置，其裝置之基本丨冓成 也與旋轉塗佈法相同，遠比C V D裝置或濺鍍裝置簡單。 第2圖之熱處理裝置之基本構成係由設置基板之台或架與 加熱機構所構成，不需真空裝置。因此，相較於以往之 CVD裝置或濺鍍裝置時，本發明使用的裝置爲小型，廉 價的裝置，且有較大之生產力。 構成薄膜電晶體之活性層之矽膜中被導入決定導電型 之雜質，該雜質之濃度必須嚴密控制配合薄膜電晶體之電 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 Η 貪 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 486824 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7__ 五、發明說明04 ) 氣特性。以往雜質之導入係使用離子注入法，但藉由本發 明之使用液體材料形成雜質濃度被控制之矽膜的方法時， 不需要昂貴，且大型之離子注入裝置。 本發明之薄膜電晶體的製造方法係採用將液體材料塗 佈於基板的步驟。第3圖所示之旋轉塗佈法係以基板之旋 轉使滴在基板上的液體材料之大部分飛散，但極少用於實 際上塗膜之形成。爲了解決此問題，本發明係組合噴墨法 與旋轉塗佈法，或以噴墨法形成塗膜。 第4圖係表示藉由組合噴墨法與旋轉塗佈法形成塗膜 的方法圖。第4圖（a )中，可轉動之轉台4 Ο 1上設置 基板402，由噴墨頭403所吐出之液體材料404在 基板上形成微小的液滴。接著如第4圖（b )所示，轉台 4 0 1藉由旋轉軸4 0 6轉動形成塗膜4 0 7。旋轉塗佈 法對於材料之利用效率僅爲數％，藉由圖4的方法對於材 料之利用效率可提高數十％。單獨使用噴墨法僅在必要區 域形成塗膜的方法，對於材料之利用效率可提高9 0 %以 上。 本發明係解決以往成膜方法其內在本質上的問題，本 發明可藉由小型’廉價裝置，得到生產性高，缺陷少，良 率高，段差部之被覆性佳，且以低成本形成薄膜，以低成 本提供製造薄膜電晶體的方法。 本發明之薄膜電晶體之製造方法如上述使用液體材料 形成構成薄膜電晶體的矽膜，絕緣膜，導電膜等之薄膜的 全部或一部份。前述各薄膜之基本的形成步驟係由將液體 7171.-------»!裝 請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 有：
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） -17- ^6824 Α7 Β7 五、發明說明（15 ) 材料塗佈於基板，形成塗膜的步驟，及該塗膜藉由熱處理 %成薄膜的步驟所構成，但也包括將基板浸漬於液體材料 中’在基板表面形成所要薄膜的步驟所構成的方法。 本發明形成雜質濃度被控制之矽膜時，使用含有矽化 合物的溶液。前述矽化合物係具有以一般式S i η X m ( η 爲5以上之整數，m爲η或2 η — 2或2 η之整數，X爲 氫原子及/或鹵原子）表示之環系的矽化合物。特別是上 述一般式S i η X m之矽化合物理，爲η爲5以上2 0以下 者，η爲5或6之矽化合物更理想。η小於5時，矽化合 物本身因環結構之變形造成不安定，不易使用，又η大於 2 0時，因矽化合物之凝集力使在溶液中之溶解性降低， 實際能使用之溶媒的選擇範圍變窄。 上述一般式之矽化合物之具體例之具有一個環系者例 如有環五矽烷，矽烷基環五矽烷，環六矽烷，矽烷基環六 矽烷，環七矽烷，而具體例之具有2個環系者例如有1， 1’ —雙環四矽烷，1，1’一雙環五矽烷，1，1’ —雙環 六矽烷，1，1’一雙環七矽烷，1，1’一環丁矽烷基環五 石夕垸，1，1’ —環丁砂院基環六砂垸’ 1，1’ —環丁砂院 基環七矽烷，1，1’一環戊矽烷基環六矽烷，1，1’一環 戊矽烷基環七矽烷，1，1’-環己矽烷基環七矽烷，螺〔 2，2〕五矽烷，螺〔3，3〕七矽烷，螺〔4，4〕九 矽烷，螺〔4，5〕十矽烷，螺〔4，6〕十一矽烷，螺 〔5，5〕十一矽烷，螺〔5，6〕十二矽烷，螺〔6， 6〕十三矽烷。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項填寫本頁) :裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 486824 A7 B7 五、發明說明06 ) 多環系者例如有下述式之化合物1〜化合物5之氫化 矽化合物。
化合物1 HSi-SiH X -1
Si HSi —屮 Si
Si I-SiH
HSi一 MSi-^ SiH HSi,
Si*
.SiH 化合物3 HSi:-Si H 化合物2
化合物4 化合物5 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除這些氫化矽化合物外，尙有這些之骨架之氫原子一 部份被S i Η 3基或鹵原子取代之的矽化合物。這些化合物 可混合2種以上使用。這些中若考慮溶解於溶媒之溶解性 時，理想爲1，1 ’ —雙環五矽烷，1 ，1 ’ 一雙環六矽烷， 螺〔4，4〕九矽烷，螺〔4，5〕十矽烷，螺〔5，5 〕十一矽烷，螺〔5，6〕十二矽烷及這些之骨架具有 S ίι Η 3基之矽化合物。 本發明之矽膜形成所使用之矽化合物係使用具有以一 般式S 1 η X m表示之環系的矽化合物爲必須成分的溶液， 該溶液中也可含有正五矽烷，正六矽烷，正七矽烷等之矽 化合物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 486824 A7 _______B7____ 五、發明說明（17 ) 本發明之用於形成雜質濃度被控制之矽膜之液體材料 中所含有的矽化合物係 ^寫本頁) 含有以一般式S i aXbYe (X爲氫原子及/或鹵原 子’ Y爲硼原子或磷原子，a爲3以上之整數，b爲a以 上，2a + c + 2以下之整數，C爲1以上，，a以下之 整數）表示之變性矽烷化合物。式中之X爲氫原子或氟原 子，氯原子，溴原子，碘原子等之鹵原子，式中之Y爲硼 原子或磷原子。變性矽烷化合物在惰性氣體氣氛中或還原 性氣體氣氛中，進行熱分解，光分解，或雷射照射時，轉 變成以硼原子或磷原子變性之矽。式中a，b及c具有以 下關係，a爲3以上之整數，b爲a以上，2a + c + 2 以下之整數，C爲1以上，，a以下之整數。a小於3時 ，變性矽烷化合物爲氣體狀或液狀，故藉由塗佈法不易得 到良好之變性矽烷膜。
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特別是上述一般式S i a X b Y。之矽化合物理想爲a + c爲5以上20以下者，a + c爲5或6之者更理想。 a + c小於5時，矽化合物本身因環結構之變形造成不安 定，不易使用，又a + c大於2 0時，因矽化合物之凝集 力使在溶液中之溶解性降低，實際能使用之溶媒的選擇範 圍變窄。 上述一般式S i aXbY。之具體例有下述式之化合物 6〜化合物2 7表示之變性矽烷化合物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 486824 A7 B7 五、發明說明（18 ) H2Si-H2Si H2 Si
BH *Si H2 H2SI 一 一 SiH2 / \ H2Si Si BH I \ / I H2Si H2Si — —SiH2 H2 Si H2 su
B-+SiH〇4-B
Si h2 H2 ‘SiH2I ,SiH2 化合物6 化合物7 化合物8 H2SiI H2Si sHr H2Si ——SiH2
B —r SiH〇 H— B
SiH2 H2Si-SiH2/ \ H2Si - H2Si ——SiH2/ \ SiH〇 •Si H2 H2Si ——SiH2 B S1H2 叶~ B H2Si ——SiH2 H2Si ——SiH2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 化合物9
SiH 化合物1 〇 HSi一"--BI\ HSi 乂、 HSi· / HSi、
H Sl SiH
SiH 化合物1 1
Si 化合物1 2
化合物13 H 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 HSi \ HSi· HSi HSi
Si
.SiH
Si- H
Si H
Sih
.SiH 化合物1 4
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 486824 A7 B7 五、發明說明C19 ) CI2Si I CI2Si .
Cl2 .Si
BCI •Si Cl2 化合物1 6 B「2Si 1 Br2Si
Br2 -Si CI2Si ——SiCI2 / \ CI2Si\ BH CI2Si-SiCI2化合物1 7 Br2Si-SiBr2 SiBr2 ]— B SiBr2 CJ2Si.I ci2si， CI2 • Si
Cl2 Si、 /\Ίη\ 'Si si， CI2 CI2
SiCI2I SiCI2 化合物1 8
Si B「2 B「2Si-SiBr2
Br2Si-SiBr2 Br2Si B - \ / Br2Si-SiBr2 化合物1 9 CISi -
Br2Si-S 旧 r2 日/ \iBr2 Br2Si-SiBr2 化合物2 0 CISi--
•B (請先閱讀背面之注意事項却填寫本頁) «· 裝
CISi CISi
SiCI
SiCI
SiCI CISi 十 HSi· / CISi、
c卜 SL SiH
,SiCI
SiCI 化合物2 1 化合物2 2 化合物2 3 CISi " \asl· CISi CISi fl i!
SiH |\ I SiCI
Sih
.SiCI 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 sr Cl 化合物2 4 H3Si γ SiH2 Η— BH2 化合物2 6
化合物2 5 CI3Si
Cl2 Si 一 化合物2 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 486824 A7 B7 五、發明說明（20 ) 化合物8，9，10，18，19及20中之η爲〇 以上之整數，化合物2 6及2 7中之m爲2以上之整數。 這些式中雖僅舉硼之變性矽烷化合物，但也可舉具有與硼 之變性矽烷化合物相同骨架之磷之變性矽烷化合物。 本發明中，上述之變性矽烷化合物可以溶液中之矽化 合物的形態單獨使用，或與未變性之前述矽烷化合物混合 使用。變性矽烷化合物與未變性之矽烷化合物混合之混合 比例係因硼或磷之變性元素之含有比例而不同，對於矽原 子時，變性元素爲1 P p b〜2 5%。 本發明中，將如上述一般式S i nXm之矽化合物及/ 或上述一般式S i a X b Y。之變性矽化合物溶解於溶媒之 溶液塗佈於基板。本發明用之上述溶媒通常室溫之蒸汽壓 爲0 ·〇0 1〜200mmHg。蒸汽壓高於200mm H g時，以塗佈形成塗膜時，溶媒先蒸發不易形成良好的 塗膜。蒸汽壓低於0·OOlmmHg時，乾燥速度變慢 ，矽化合物之塗膜中易殘留溶媒，有時後段步驟之熱及/ 或光處理後也不易得到良質之矽膜及變性矽膜。 本發明使用的溶媒只要是將矽化合物溶解，不會與溶 媒反應者即無特別限制，具體例如正己烷，正庚烷，正辛 烷，癸烷，二環己烷，甲苯，二甲苯，硬炔，茚，四氫化 萘，十氫化萘，角鯊烯等之烴系溶媒，二丙醚，乙二醇二 甲醚，乙二醇二乙醚，乙二醇甲基乙醚，二乙二醇二甲醚 ，二乙二醇二乙醚，二乙二醇甲基乙醚，四氫化吡喃，四 氫化吡喃，1 ，2 —二甲氧基乙烷，雙（2 —甲氧基乙基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _7ί·-------»!裝 (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) tr: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 486824 A7 B7 五、發明說明（21 ) )醚，對二噁烷等之醚系溶媒，丙烯碳酸酯，7 -丁內酯 ，N —甲基一 2 —吡咯烷酮，二甲基甲醯胺，乙腈，二甲 亞硕，氯仿等之極性溶媒。這些當中，若考慮矽化合物及 變性矽化合物之溶解性及該溶媒之安定性時，以醚系溶媒 較理想。這些溶媒可單獨使用，或混合兩種以上使用。特 別是烴系溶媒可提高矽化合物之溶解性，抑制後述之熱處 理或光處理時之矽化合物的殘留。 本發明之形成雜質濃度被控制之矽膜時，並非如一般 之C V D法供給氣體，而是將上述之矽化合物溶解之溶液 塗佈於基板，然後使溶媒乾燥形成矽化合物的膜，將該矽 化合物的膜進行熱分解及/或光分解轉變成金屬矽膜，或 熱分解及/或光分解後，再以雷射處理轉變成多晶矽膜者 。特別是使用變性矽化合物時，將硼原子或磷原子所變性 之矽膜不必在真空體系下進行離子注入，即可形成p型或 η型之矽膜。 含有矽化合物之溶液的塗佈方法例如可使用旋轉塗佈 ，輥塗’簾幕塗佈，浸塗，噴塗，噴墨法等之方法。一*般 係在室溫以上之溫度進行塗佈。室溫以下之溫度有時矽化 合物之溶解性降低，一部份會析出。塗佈時之氣氛係在氮 ，氦，氬等之惰性氣體中進行較佳。必要時可混入氫等之 還原性氣體者爲佳。使用旋轉塗佈法時之旋轉器之轉述係 由形成之薄膜之厚度，塗佈溶液組成來決定，一般使用 10〇〜5000rpm，理想爲300〜3000 r p m。塗佈後爲了除去溶媒而進行加熱處理。加熱之溫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項 裝--- 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 486824 A7 五、發明說明（22 ) 度係因使用之溶媒的種類，沸點（蒸汽壓）而異，通常爲 1 0 0°C〜2 0 0°C。加熱氣氛係與上述塗佈步驟相同之 氮’氮，氬等之惰性氣體中進行較佳。 本發明係將上述矽化合物藉由熱及/或光處理轉變成 砂膜。本發明所得之矽膜爲非晶質狀或多結晶狀，熱處理 時’一般到達溫度爲約5 5 0 °C以下之溫度時，可得到非 晶質狀，5 5 0 °C以上可得到多結晶狀之矽膜。欲得到非 晶質狀矽膜時，理想爲以3 Ο Ο ΐ〜5 5 0 °C，更理想爲
3 5 0 °C〜5 0 0 °C進行熱處理。到達溫度爲約3 0 0 °C 以下之溫度時’砍化合物之熱分解未充分進行，有時無法 形成足夠厚度之矽膜。上述熱處理時之氣氛爲氮，氬，氨 等之惰性氣體，或混入氫等之還原性氣體者較理想。欲得 到多結晶狀之矽膜時，對上述製得之非晶質狀矽膜照射雷 射可轉變成多結晶狀矽膜。上述照射雷射時之氣氛也使用 氮，氬，氦等之惰性氣體，或這些氣體中混入氫等之還原 性氣體者等不含氧之氣氛較理想。 對於矽化合物溶液之塗膜在除去溶媒之前及/或除去 溶媒後，可在惰性氣氛中進行光處理。溶媒可溶性之矽化 合物藉由該光處理之反應不僅成爲溶媒不溶性之強韌的塗 膜，藉由光處理後，或與光處理同時所進行之熱處理可轉 變成光學性，電氣特性優異之砂膜。 本發明中，將矽化合物轉變成矽膜時之光處理所用之 光源，例如可使用低壓或高壓之水銀燈，重氫燈或氬，氪 ，氙之稀有氣體之放電光，YAG雷射，氬雷射，一氧化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先. 閱 讀· 背 面 之 注 意 事 I·! I裝 頁 -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___五、發明說明P ) 碳雷射XeF，XeCl ，XeBr ，KrF，KrCl ’ A r F，A r C 1等之激發雷射等之光源。這些光源一 般可使用1 0〜5 0 0 0W之功率者，通常1 〇 〇〜 1 0 0 0 W即足夠。這些光源之波長只要能被矽化合物及 光開環矽化合物吸收者即可，無特別限制，通常爲1 7 〇 n m〜6 0 0 n m，特別是考慮吸收功率時，理想爲 1 7 〇 nm〜3 8 0 nm。若考慮轉變成多結晶狀矽膜的 效率時，使用雷射光爲佳。這些光處理時之溫度通常爲室 溫〜5 0 0°C，可配合製得之矽膜之半導體特性來適當選 擇。 本發明之上述矽化合物溶液之濃度爲1〜8 0重量％ ’可依所要之矽膜厚度來調製。超過8 0重量％時，易析 出且無法得到均勻之塗佈膜。 這些溶液在不會影響目的之功能的範圍內，視需要可 微量添加氟系，聚矽烷系，非離子系等之表面張力調節劑 。此非離子系表面張力調節劑使溶液對塗佈對象物有良好 的潤濕性，改良塗膜之平坦性，防止塗膜產生顆粒，橘皮 〇 此非離子界面活性劑例如具有氟化烷基或全氟烷基之 氟系界面活性劑，或具有氧烷基之聚醚烷基系界面活性劑 。前述氟系界面活性劑例如有C 9 F i 9 C 0 N H C i 2 Η 2 5 ，C 8 F 1 7 S Ο 2 Η Ν - ( C 2 Η 4 Ο ) 6 Η » C 9 F 1 7 Ο ( Ρ L U R Ο Ν I C L - 3 5 ) C 9 F ι τ ^ C 9 F ι 7 Ο ( Ρ L U R Ο Ν I C Ρ — 84) C 9 F ι τ ^ C 9 F τ Ο ( (請先閱讀背面之注意事項巧填寫本頁) 3· :裝
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- 486824 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明P4 ) TET〇r〇n I C — 7 Ο 4 ) (C9F17) 2 等（ p L U R 〇 n I C L 一 35 :旭電化工業（股）製，聚 氧化丙烯一聚氧化乙烯嵌段共聚物，平均分子量 1 ’ 900 ;PLUR〇NIC P — 84:旭電化工業 (股）製，聚氧化丙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物，平均分 子量 4 ，200 ; TETORONI C — 704 :旭電化 工業（股）製，N，N，Ν’，Ν’一四（聚氧化丙嫌一聚氧 化乙烯嵌段共聚物），平均分子量5，000等。 這些氟系界面活性劑之具體例有E F Τ〇Ρ EF301 ，EF303，EF352 (新秋田化成（股 )製），MEGAFAK F171，F173 (大日本 油墨（股）製），ASAHIGARD AG710 (旭 玻璃（股）製），FUR 〇 LARD FC— 170C， FC430，FC431 (住友 3M (股）製）， SAFURON S-382，SCl〇l，SC102 ，SC103，SC104，SC105，SC106 ( 旭玻璃（股）製），BM— 1〇0〇，11〇〇(Β·Μ —Chemie 公司製），Schsego-Fluor(Schwegmann 公司製） 等。 聚醚烷基系界面活性劑例如有聚環氧乙烷烷基醚，聚 環氧乙烷烯丙基醚，聚環氧乙烷烷基苯酚醚，聚環氧乙烷 脂肪酸酯，山梨糖醇脂肪酸酯，聚環氧乙烷山梨糖醇脂肪 酸酯，氧化乙烯氧化丙烯嵌段共聚物等。 這些聚醚烷基系界面活性劑具體例有 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) I· :裝 ->& · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 27- 486824 A7 ----- B7 五、發明說明（?5 ) EMULGEN105，430，8 1〇，920 ’ R E 〇 D 0 L SP — 40S，TW — L120’ EMAN〇L3199，4110， E K I s E L P-40S，BRIGE30，52’ 72，92，ARUSEL20，EMAS〇L320 ’ TWIN20，60，MAZ45 (皆爲（股）花王製） ’NONIBOL55 (三洋化成（股）製）等。除上述 以外之非離子界面活性劑例如有聚環氧乙院脂肪酸酯’聚 環氧乙烷山梨糖醇脂肪酸酯，聚氧化烯烴嵌段共聚物等’ 具體例有CHEMISTAD2500 (三洋化成（股） 製），SN— EX9228 (SANQPUK (股）製） ，N〇NAL530 (東邦化學工業（股）製）等。這些 非離子界面活性劑之使用量係對於（a ) + ( b )成分 1 0 0重量份時，使用0 · 0 1〜1 0重量份，理想爲 0 · 1〜5重量份。低於0 · 0 1重量份時，無法發揮非 離子界面活性劑之效果，而超過1 0重量份時，製得之組 成物易產生氣泡，且有時會產生熱變色。 胃 如上述所調製之含矽化合物溶液之粘度理想爲1〜 1 0 OmP a · s的範圍內，可配合塗佈裝置或目的之塗 佈厚度來選擇。粘度超過1 〇 OmP a · s時，不易得到 均勻之塗佈膜。 本發明中，儘可能使用液體材料的方法形成絕緣膜。 絕緣膜之形成所使用之液體材料例如有聚矽胺;I：完或s 0 G 及各種之有機材料。有機材料例如有聚醯亞胺或丙烯酸系 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項填寫本頁) »!裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 486824 A7 五、發明說明¢6 ) 2材料等各種材料，不適合作爲影響薄膜電晶體之電氣特 1'生之閘極絕緣膜，但可作爲層間絕緣膜或鈍化用之絕緣膜 使用。聚矽胺烷具有s i — N — S i鍵，SOG具有S i - 〇 - S i鍵’兩者在常溫下皆爲液體，可使用旋轉塗佈 ’輕塗，簾幕塗佈，浸塗，噴塗，噴墨法等之方法在基板 ±形成塗膜。塗膜之形成方法可依據絕緣膜之厚度或膜厚 之均勻性，基板之尺寸或形狀等來選擇。形成塗膜後之熱 處理溫度一般而言較高的溫度可得到良好膜質的絕緣膜， 但考慮使用之基板的耐熱性或半導體裝置之製程條件，使 用適當之溫度進行熱處理爲宜。熱處理溫度爲3 0 0°C〜 5 0 0 °C之較低溫度時，使用聚矽胺烷比S〇G更能得到 膜質良好的絕緣膜。也有將基板浸漬於液體材料中，在基 板表面形成絕緣膜的方法。例如特開平5 - 2 5 9 1 5 4 揭示將基板浸漬於矽氟化氫之水溶液中，在基板表面可形 成S i 〇2膜。前述熱處理溫度在製造薄膜半導體裝置中， 如閘極絕緣膜其膜質明顯影響薄膜電晶體的性能時，可藉 由使用以往真空裝置的成膜方法或熱氧化或電漿氧化來成 膜。 本發明中，儘可能使用液體材料的方法形成導電膜。 使用液體材料形成導電膜的方法例如由藉由旋轉塗佈法等 將液體材料在基板上形成塗膜的步驟；及使該塗膜熱處理 形成導電膜的步驟所構成的方法，步驟及/或光照射步驟 。將基板浸漬於液體材料中，在基板上形成導電膜的方法 。前述塗膜所使用的液體材料例如可使用將金屬微粒子分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 「！！··!裝 (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) •tr·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29 - 486824 A7 ___ ____ B7 五、發明說明（27 ) 散於有機溶媒之懸浮液或將含金屬之有機酸溶解於溶劑之 溶液。懸浮液係使用貴金屬之微粒子者已爲人知，可形成 A u或a g等之金屬膜。含有金屬之有機溶液係含有A 1 ’ C u等者，由含有I 11與3 η之有機化合物可形成 1 Τ 〇膜。浸漬法之成膜可使用所謂的電鍍法，可形成 Ni ，Cu，Au等之金屬膜。導電膜之形成步驟中，爲 了確保與下層之配線或電極或薄膜電晶體之源極•漏極領 域之接觸電阻時，可使用以往之濺鍍法，或濺鍍法與使用 前述液體材料之方法的組合可形成導電膜。 以下藉由實施例詳細說明本發明，但本發明不受這些 實施例所限制。 (實施例1 ) 本發明之第1實施例如第5圖所示。第5圖係依據步 驟說明製造本發明之共面型薄膜電晶體的方法。 弟5圖（a )中，使用將環五砂院與環六砍院之混合 物之矽化合物溶解於苯溶媒之5 %溶液，以轉數5 0 〇 r pm在玻璃基板50 1上形成塗膜。接著以1 〇〇 °c熱 處理2 0分鐘，除去塗膜中之溶劑後，以4 〇 〇 °c熱處理 3 0分鐘，使前述塗膜形成金屬狀之砂膜。接著以能量密 度2 5 〇m J /cm2進行雷射退火，形成多晶砂膜。再以 光飩刻形成源極，漏極及通道區域之島區域5 〇 2。Μ述 源極，漏極及成爲通道區域之島區域5 0 2係以非摻雜砂 膜所形成，但爲了控制薄膜電晶體之V t h時，可使用捧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項41填寫本頁)
M rl裝---I----訂 ---I---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30 - 486824 A7 B7 五、發明說明P ) 雜磷或硼之摻雜矽膜。因此，使用環五矽烷與環六矽烷之 混合物之矽化合物，與磷變性矽烷化合物或硼變性矽烷化 合物之混合物形成塗膜。塗膜之熱處理或雷射退火係與前 述相同的條件下進行。摻雜矽膜之磷或硼之濃度控制係藉 由矽化合物與變性矽烷化合物的混合比例來調整。 前述摻雜矽膜之磷或硼之濃度控制的方法例如可使用 前述以矽化合物所成之塗膜與磷或硼變性矽烷化合物所形 成之塗膜的層積膜。形成前述層積膜後，藉由雷射退火使 摻雜矽膜中之雜質擴散至非摻雜矽膜內。雜質之濃度控制 可藉由前述塗膜之膜厚與雷射退火的條件來控制。 接著如第5圖（b )所示，使用液體材料形成閘極絕 緣膜503。首先以轉數2000rpm將二甲苯溶劑之 5%的聚矽胺烷塗佈在基板上形成膜厚1 2 0 0 A之塗膜 。接著將前述塗膜以8 0 °C烘烤3 0分鐘除去溶劑後，以 3 5 0 t熱處理6 0分鐘變成S i 0 2膜，形成閘極絕緣膜 503。前述350 °C熱處理係在含氧氣氛中進行，在含 有氧與水蒸氣之氣氛中進行時，可提高閘極絕緣膜之電氣 特性或Μ 0 S界面特性，也能提高薄膜電晶體之信賴度。 接著使用液體材料形成閘極5 0 4。閘極可利用使用 液體材料所形成之摻雜矽膜或使用金屬微粒子之懸浮液形 成之金屬膜，或以電鍍法所形成之金屬膜等，但本實施例 係使用藉由液體材料所形成之I Τ 0膜。首先，使用將含 有銦與錫之有機化合物溶解於二甲苯溶媒之濃度8%的溶 液，以轉數1 5 0 0 r p m在基板上形成塗膜。接著以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項1ST填寫本頁) :裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 - 486824 A7 ________B7 五、發明說明（29 ) 8 〇°C之熱處理除去溶媒，再以3 0 0°C熱處理形成膜厚 2 0 〇 〇 A之I T〇膜。接著藉由光蝕刻得到如圖5 ( b )所示之閘極5 0 4。前述熱處理中，以3 0 0°C熱處理 3 0分鐘〜6 0分鐘後，接著在含氫之還原氣氛下，將基 板冷卻至2 0 0 °C，理想爲1 5 0 °C後，在大氣中取出可 進一步降低I T〇膜的電阻。 如圖5 ( c )所示，以閘極爲掩模除去閘極絕緣膜， 使成爲源極·漏極區域之砂膜5 Ό 5及5 0 6外露。 其次如第5圖（d )所示，使用含有矽原子及含有硼 或磷之液體材料形成摻雜矽膜5 0 7。該摻雜矽膜係覆蓋 前述外露之源極•漏極區域5 0 5及5 0 6。本實施例之 含有矽原子及含有硼或磷之液體材料係使用將磷變性矽化 合物溶解於甲苯溶媒之溶液。將前述溶液以旋轉塗佈於基 板上形成塗膜，以1 5 0 t之熱處理除去溶媒，接著以 3 5 0 °C熱處理形成摻雜非晶矽膜，藉由X e C 1之雷射 退火，使矽膜形成多晶矽膜，同時磷從摻雜矽膜5 0 7擴 散至下層之矽膜，而源極•漏極區域5 0 5及5 0 6形成 η型之多晶矽膜。 接著如第5圖（e )所示，將η型之多晶矽膜進行光 蝕刻，形成源極·漏極區域之一部份（5 0 8，5 0 9 ) 。因此，源極•漏極區域一部份爲2層結構，但該2層結 構部分至少位於開設爲了取出源極•漏極區域之電極之連 接孔的位置。接著使用聚矽胺烷形成層間絕緣膜5 1 0。 將濃度1 0 %之聚矽胺烷溶液以轉數1 0 0 0 r p m塗佈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項填寫本頁) ta. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 4^6824 A7 R7 五、發明說明（30 ) -----------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 在基板上形成塗膜。接著以8 0。(：烘烤除去溶劑之二甲苯 ’再以3 5 0°C熱處理形成膜厚約5 000A之S i 〇2膜 。前述3 5 0°C熱處理係在含有氧之氣氛中進行，但在含 有氧與水蒸氣之氣氛中進行時，可提高絕緣膜之電氣特性 或信賴度。 前述層間絕緣膜上開設連接孔後，如第5圖（f )所 示使用液體材料形成源極·漏極用之電極5 1 1。該電極 形成所用之液體材料可使用金屬微粒子分散於有機溶劑之 懸浮液或將含有銦與錫之有機化合物溶解於有機溶劑之溶 液。也可使用藉由非電解電鍍所形成之鎳膜等之薄膜。形 成具有液晶顯示裝置等使用之透明電極之薄膜電晶體時， 可使用含有銦與錫之有機化合物之液體材料形成該透明導 電膜。本實施例係使用將數十A之金微粒子分散於有機溶 劑之懸浮液。將該懸浮液塗佈於基板上形成塗膜，以 2 0 0°C之熱處理形成導電膜，接著如第5圖（f )所示 形成圖型，形成電極5 1 1及電極5 1 1’。 (實施例2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第6圖說明本發明之第2實施例。第6圖係依據 步驟說明製造本發明之共面型薄膜電晶體的方法。 第6圖（a)中，601爲玻璃基板，602及 6 0 3爲摻雜雜質之成爲源極·漏極區域之摻雜矽膜。摻 雜矽膜之形成係使用磷變性矽烷化合物溶液。以旋轉塗佈 法將磷變性矽烷化合物溶液塗佈於基板上形成塗膜。接著 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -33- 486824 A7 ------ B7 五、發明說明（31 ) 請 先. 閱 讀· 背 面 之 注 意 事 項赢 以8 〇 t〜1 5 〇 °c熱處理除去塗膜中之溶劑後，再以 3 5 〇 °c熱處理3 0分鐘形成非晶質狀態之摻雜矽膜。接 著以能量密度3 0 Om J/cm2進行雷射退火，使摻雜矽 膜進行多晶化。再以光蝕刻形成源極•漏極區域6 〇 2及 6 0 3° 訂 接著如第6圖（b )所示，形成成爲通道區域之矽膜 6 〇 4。首先使用將環五矽烷與環六矽烷之混合物之矽化 合物溶解於苯溶媒之5 %溶液，以轉數5 0 0 r p m形成 塗膜。接著由1 0 0 t：慢慢升溫至3 5 0 °C之熱處理，除 去塗膜中之溶劑，同時使前述塗膜形成非晶質狀態之矽膜 後’以能量密度2 5 0 m J / c m 2進行雷射退火，形成多 晶矽膜。如第6圖（b )所示，以光蝕刻形成與源極，漏 極連接之成爲通道區域之島區域6 0 4。
前述通道區域係以非摻雜矽膜所形成，但爲了控制薄 膜電晶體之V t h時，可使用摻雜磷或硼之摻雜矽膜。因 此，使用環五矽烷與環六矽烷之混合物之矽化合物，與磷 變性矽烷化合物或硼變性矽烷化合物之混合物形成塗膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 塗膜之熱處理或雷射退火係大致與前述相同的條件下進行 。摻雜矽膜之磷或硼之濃度控制係藉由矽化合物與變性矽 烷化合物的混合比例來調整。 前述摻雜矽膜之磷或硼之濃度控制的方法例如可使用 前述以矽化合物所成之塗膜與磷或硼變性矽烷化合物所形 成之塗膜的層積膜。形成前述層積膜後，藉由雷射退火使 摻雜矽膜中之雜質擴散至非摻雜矽膜內。雜質之濃度控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -34- 486824 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 ____ B7___五、發明說明（?2 ) 不僅可藉由前述變性矽烷中之磷或硼的濃度，也可藉由前 述層積膜之膜厚或雷射退火的條件來控制。 接著如第6圖（c )所示，使用液體材料形成閘極絕 緣膜605。首先以轉數2000 r pm將5%濃度的聚 矽胺烷塗佈在基板上形成膜厚1200A之塗膜。前述塗 膜以3 5 0 °C熱處理3 0分鐘變成S i〇2膜，形成閘極絕 緣膜6 0 5。 接著如第6圖（d )所示，使用液體材料形成閘極 6 0 6。閘極可利用使用液體材料所形成之摻雜矽膜或使 用金屬微粒子之懸浮液形成之金屬膜，或以電鍍法所形成 之金屬膜等，但本實施例係使用藉由液體材料所形成之 I T 0膜。首先，使用將含有銦與錫之有機化合物溶解於 二甲苯溶媒之濃度8 %的溶液，以轉數1 5 0 0 r p m在 基板上形成塗膜。接著以8 0 °C之熱處理除去溶媒，再以 3 0 CTC熱處理形成膜厚2 0 0 0A之I TO膜。接著藉 由光蝕刻得到如第6圖（d )所示之閘極6 0 6。前述熱 處理中，以3 0 0 t熱處理3 0分鐘〜6 0分鐘後，接著 在含氫之還原氣氛下，將基板冷卻至2 0 0 t，理想爲 1 5 0°C後，在大氣中取出可進一步降低I TO膜的電阻 〇 如第6圖（e )所示，使用液體材料形成層間絕緣膜 607。首先，以轉數1 〇〇〇 1： pm將濃度1 〇%的溶 液塗佈在基板上形成塗膜。接著將前述塗膜以8 0 t烘烤 除去二甲苯溶劑後，以3 5 0 °C熱處理形成膜厚約 1本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) --- -35- (請先閱讀背面之注意事項 _填寫本頁) i· :裝 tr· 486824 A7 B7 五、發明說明（33 ) 5 Ο 〇 〇A之S i〇2膜。前述3 5 0 T：熱處理係在含有氧 之氣氛中進行，但在含有氧與水蒸氣之氣氛中進行時，可 提高絕緣膜之電氣特性或Μ 0 S界面特性，也能提高薄膜 電晶體之信賴度。 接著如第6圖（ί )所示，前述層間絕緣膜6 0 7上 開設連接孔後，使用液體材料形成電極6 0 8，6 0 8 ’。 該電極形成所用的液體材料可使用金屬微粒子分散於有機 溶劑之懸浮液或將含有銦與錫之有機化合物溶解於有機溶 劑之溶液。也可使用藉由非電解電鍍所形成之鎳膜等之薄 膜。形成具有液晶顯示裝置等使用之透明電極之薄膜電晶 體時，可使用含有銦與錫之有機化合物之液體材料形成該 透明導電膜。 本實施例係藉由I Τ 0膜形成電極。首先，使用將含 有銦與錫之有機化合物溶解於二甲苯溶媒之濃度8 %的溶 液，以轉數1 5 0 0 r p m在基板上形成塗膜。接著以 8 0 °C之熱處理除去溶媒，再以3 0 0 °C熱處理形成膜厚 2 Ο Ο Ο A之I T〇膜。接著藉由光蝕刻得到如第6圖（ f )所示之電極6 0 8。前述熱處理中，以3 0 0°C熱處 理3 0分鐘〜6 0分鐘後，接著在含氫之還原氣氛下，將 基板冷卻至2 0 0 °C，理想爲1 5 0 °C後，在大氣中取出 可進一步降低I TO膜的電阻。前述電極爲透明電極，可 作爲液晶顯示裝置等所需之像素電極使用。 (實施例3 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項 填寫本頁) 操 -裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36- 486824 Α7 _ Β7 五、發明說明（34 ) 參照第7圖說明本發明之第3實施例。第7圖係依其 步驟說明製造本發明之逆交錯型薄膜電晶體的方法。 首先，第7圖（a )所示，在玻璃基板70 1上形成 閘極7 0 2。本實施例係藉由非電解電鍍法形成閘電極。 鍍液係使用不含鈉之鎳鍍液，基板上形成膜厚約4 0 0〇 A之鎳膜。將基板浸漬於鍍液中，使鎳析出，使鎳膜成長 ’但其前處理步驟有基板之表面洗淨或活化劑處理。前述 前步驟處理通常係使用含鈉之溶液，但本發明之前述前步 驟處理係使用不含鈉之溶液。藉由一般之光蝕刻法製作鎳 膜之圖型。鎳之蝕刻液係使用硝酸與冰醋酸之混酸。 如第7圖（b )所示，使用液體材料形成閘極絕緣膜 7 0 3。首先以轉數2 0 0 O r pm將5%濃度的聚矽胺 烷塗佈在基板上形成膜厚1 2 0 0 A之塗膜。接著以8 0 °C熱處理除去前述塗膜中之溶劑，以3 5 0 °C熱處理3 0 分鐘變成S i〇2膜，形成閘極絕緣膜7 0 3。 接著如第7圖（c )所示，使用液體材料形成形成成 爲通道層之矽膜7 0 4。首先使用將環五矽烷與環六矽烷 之混合物之矽化合物溶解於苯溶媒之5 %溶液，以轉數 5 0 0 r pm形成塗膜。接著由1 5 0°C之熱處理除去塗 膜中之溶劑，接著以3 0 0 °C熱處理3 0分鐘，形成金屬 狀之矽膜後，以能量密度2 5 0 mc m 2進行雷射退火 ，形成多晶矽膜。 前述熱處理步驟及雷射退火後，爲了得到非晶矽膜時 ，可將前述熱處理溫度提高至4 5 0°C以上，而不進行雷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先、 閱 讀· 背 δ 之 注 意 事 I·! I裝 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37- 486824 A7 B7 五、發明說明（35 ) 射退火，或以較低之雷射能量的條件進行雷射退火。但非 晶矽膜之非晶矽化的程度或多結晶狀態的比例，或矽以有 機化合物的形態殘留於膜中的比例等係與前述熱處理溫度 ’時間，及前述能量密度，前述塗膜厚度有密切關係，因 此爲了得到所要的非晶矽膜時，必須使這些條件設定在最 佳的狀態。 接著如第7圖（d )所示，使用液體材料形成通道保 護層之絕緣膜7 0 5與成爲源極.•漏極區域之雜質摻雜之 矽膜7 0 6及7 0 7。通道保護層例如與前述閘電極相同 ，可使用聚矽胺烷來形成。成爲源極•漏極區域之摻雜之 矽膜之形成係先形成磷或硼變性矽烷化合物之塗膜。接著 以8 0 °C〜1 5 0 t之熱處理除去塗膜中之溶劑，再以 3 5 0 °C熱處理3 0分鐘形成非晶質狀態之矽膜。接著以 能量密度3 0 0 m J / c m 2進行雷射退火，使摻雜矽膜形 成多晶矽膜。前述雷射退火時，雜質係由摻雜矽膜擴散至 下層之非摻雜矽膜內。以光蝕刻形成圖型，形成源極•漏 極區域706及707。 接著如第7圖（e )所示，使用液體材料形成電極 708。本實施例係以IT〇膜形成該電極。首先，使用 將含有銦與錫之有機化合物溶解於二甲苯溶媒之濃度8 % 的溶液，以轉數1 5 0 0 r pm在基板上形成塗膜。接著 以8 0 °C之熱處理除去溶媒，再以3 0 0 °C熱處理形成膜 厚2 0 0 0 A之I T〇膜。接著藉由光蝕刻得到如第7圖 (e )所示，形成電極7 0 8及7 0 8’。前述熱處理中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項 I裝--- 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -38· 486824 A7 B7 主、發明說明⑺） 以3 0 0°c熱處理3 0分鐘〜6 0分鐘後，接著在含氫之 還原氣氛下，將基板冷卻至2 0 0 °C，理想爲1 5 0 °C後 ’在大氣中取出可進一步降低I TO膜的電阻。前述電極 爲透明電極，可作爲液晶顯示裝置等所需之像素電極使用 〇 本發明之薄膜電晶體的製造方法係使用液體材料形成 構成薄膜電晶體的矽膜，絕緣膜，導電膜之各薄膜的全部 或一部份。其主要的方法係將液體材料塗佈於基板形成塗 膜，該塗膜藉由熱處理形成所要的薄膜。因此本發明係解 決以往之C VD法或濺鍍法之成膜方法之本質上所有的各 種問題，而本發明藉由小型，廉價裝置，得到生產性高， 缺陷少，良率高，段差部之被覆性佳，能以低成本形成薄 膜，因此，能夠以低成本製造薄膜電晶體。 本發明之薄膜電晶體的製造方法係使用液體材料形成 雜質濃度被控制之矽膜。因此，不必使用將雜質摻雜於矽 膜及控制該雜質量的昂貴裝置的離子注入法，因此，能夠 以低成本製造薄膜電晶體。 圖面之簡單說明 第1圖係表示藉由以往之C VD法之薄膜形成的步驟 圖。 第2圖係表示本發明之使用液體材料之薄膜形成的步 驟圖。 第3圖係表示藉由旋轉塗佈法形成塗膜之模式圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事 ϋ I I · I I 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39- •寫充丨 民國90 柳824 附件2第89105751號專利申請案 中文說明書修正頁 A7 ___B7 五、發明説明（37) 弟4 ( a ) 、（ b )圖係表不組合噴墨法與旋轉塗佈 法形成塗膜之方法的模式圖。 第5 ( a )〜（f )圖係表示本發明之實施例之共面 型薄膜電晶體之製造步驟的斷面圖。 第6 (a)〜（f)圖係表示本發明之實施例之交錯 型薄膜電晶體之製造步驟的斷面圖。 第7 (a)〜（e)僵係表示本發明之實施例之逆交 錯型薄膜電晶體之製造步驟的斷面圖。 (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 主 要 元件對 照 表 3 0 1 轉 台 3 0 2 基 板 3 0 3 液 體 材料 4 0 1 轉 台 4 0 2 基 板 4 〇 3 噴 墨 頭 4 0 4 液 材料 4 〇 6 旋 轉 軸 4 0 7 塗 膜 5 〇 1 基 板 5 0 2 島 區 域 5 0 3 絕 緣 膜 5 〇 4 閘 極 5 0 5 矽 膜 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) A4規格（210χ 297公釐） 486824 A7 B7 五、發明説明（38 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 1 1 電 極 6 〇 1 玻 璃 基 板 6 〇 2 源 極 區 域 6 〇 3 漏 極 is 域 6 〇 4 島 區 域 7 〇 5 絕 緣 膜 7 〇 6 矽 膜 零-裝----- (請先閱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） -41，

Claims (1)

  1. 486824 A8 B8 C8 D8 外年）月>/日 六、申請專利範圍 附件1 a 第89 1 0575 1號專利申請案 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中文申請專利範圍修正本 民國9 1年2月修正 1·一種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜質 濃度被控制之砂膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電晶 體的方法，其特徵爲前述雜質濃度被控制之矽膜係由非摻 雑矽膜與摻雜矽膜所構成，前述非摻雜矽膜之形成係由基 板上塗佈含有矽原子之液體材料，形成塗膜的步驟；及接 者使該塗膜形成非摻雜砂膜之熱處理步驟所構成，前述摻 雜矽膜之形成包括基板上塗佈含有矽原子及雜質之液體材 料’形成塗膜的步驟；及接著使該塗膜形成摻雜矽膜之熱 處理步驟所構成。 2 .如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體之製造方法 ’其中前述由非摻雜矽膜與摻雜矽膜所構成之雜質濃度被 控制的矽膜中，前述非摻雜矽膜形成通道區域，前述摻雜 矽膜形成源極•漏極區域。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜電晶體之 製造方法，其中前述摻雜矽膜形成閘電極。 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜電晶體之 製造方法，其中前述摻雜矽膜形成電極及配線。 5 · —種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜質 濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電晶 體的方法，其特徵係爲了得到含有所要之雜質濃度之前述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 486824 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 雜質濃度被控制之矽膜時，包括基板上塗佈含有矽原子之 液體材料，與含有矽原子及雜質之液體材料的混合液，形 成塗膜的步驟；及接著使該塗膜形成雜質濃度被控制之砂 膜的熱處理步驟。 6 ·如申請專利範圍第5項之薄膜電晶體之製造方法 ’其中前述含有所要之雜質濃度之前述雜質濃度被控制之 矽膜係形成通道區域。 7 · —種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜質 濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電晶 體的方法’其特徵爲前述雜質濃度被控制之矽膜係由非摻 雜砂膜與摻雜矽膜之層積膜所形成，前述非摻雜矽膜之形 成係由基板上塗佈含有矽原子之液體材料，形成塗膜的步 驟；及接著使該塗膜形成非摻雜矽膜之熱處理步驟所構成 ’前述摻雜矽膜之形成包括基板上塗佈含有矽原子及雜質 之液體材料，形成塗膜的步驟；及接著使該塗膜形成摻雜 矽膜之熱處理步驟。 8 .如申請專利範圍第7項之薄膜電晶體之製造方法 ，其中前述由非摻雜矽膜與摻雜矽膜之層積膜所形成之雜 質濃度被控制之矽膜係形成通道區域。 9 · 一種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜質 濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電晶 體的方法，其特徵係包括：在絕緣基板或絕緣膜上塗佈含 有矽原子之液體材料或含有矽原子及雜質之液體材料，形 成塗膜的步驟；使該塗膜形成雜質濃度被控制之矽膜之熱 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 處理步驟；將該矽膜製成圖型，形成源極，漏極及成爲通 道之島區域的步驟；形成閘極絕緣膜的步驟；形成閘電極 的步驟；以前述閘電極爲掩模除去源極，漏極區域上之閘 絕緣膜，使成爲源極，漏極區域之矽膜外露的步驟；將含 有矽原子及雜質之液體材料塗佈於外露之源極，漏極區域 上’形成塗膜的步驟；將該塗膜進行熱處理形成摻雜矽膜 之第1熱處理步驟；將該摻雜矽膜之雜質擴散至下層之矽 膜之第2熱處理步驟；將該摻雜矽膜製成圖型，形成與源 極’漏極區域上之一部份重疊之圖型的步驟；形成層間絕 緣膜的步驟；層間絕緣膜上開設連接孔的步驟；形成電極 的步驟。 1 0 . —種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜 質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電 晶體的方法，其特徵係包括：在絕緣基板或絕緣膜上塗佈 含有矽原子及雜質之液體材料，形成塗膜的步驟；將該塗 膜熱處理製成摻雜矽膜，形成源極，漏極區域的步驟；基 板上塗佈含有矽原子之液體材料或含有矽原子及雜質之液 體材料，形成塗膜的步驟；使該塗膜形成雜質濃度被控制 之矽膜之熱處理步驟；使該雜質濃度被控制之矽膜製成圖 型，形成含有與前述源極•漏極區域連接之通道區域之島 區域的步驟；形成閘極絕緣膜的步驟；形成閘電極的步驟 ;形成層間絕緣膜的步驟；層間絕緣膜上開設連接孔的步 驟；形成電極的步驟。 1 1 · 一種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) l·訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電 晶體的方法，其特徵係具備：在絕緣基板或絕緣膜上形成 閘電極的步驟；形成閘極絕緣膜的步驟；基板上塗佈含有 石夕原子之液體材料或含有矽原子及雜質之液體材料，形成 塗膜的步驟；使該塗膜形成雜質濃度被控制之矽膜之熱處 理步驟；塗佈含有矽原子及雜質之液體材料，形成塗膜的 步驟；將該塗膜熱處理製成摻雜雜質之矽膜，形成源極， 漏極區域的步驟；形成電極的步驟。 1 2 ·如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 9項’第1 0項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中基板上塗佈前述液體材料形成塗膜，接著將該 塗膜熱處理形成雜質濃度被控制之矽膜之熱處理步驟係由 除去前述塗膜中之溶媒之第1熱處理步驟；及接著形成雜 質濃度被控制之砂膜之第2熱處理步驟所構成。 1 3 ·如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 9項，第1 0項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中基板上塗佈前述液體材料形成塗膜，接著將該 塗膜熱處理形成雜質濃度被控制之矽膜之前述熱處理步驟 係由除去前述塗膜中之溶媒之第1熱處理步驟；形成雜質 濃度被控制之矽膜之第2熱處理步驟；及接著使該雜質濃 度被控制之砂膜結晶化之第3熱處理步驟所構成。 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述第1熱處理步驟包括除去溶媒的乾燥步驟 ;及該塗膜內進行熱分解及/或光分解的步驟。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)" ' " -4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T L0 經齊部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述第1熱處理步驟包括除去溶媒的乾燥步驟 •，及該塗膜內進行熱分解及/或光分解的步驟。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述光分解的步驟係將波長爲1 7 0 n m以上 3 8 0 n m以下之光照射在前述塗膜上。 1 7 _如申請專利範圍第1 2項之薄膜電晶體之製造 方法’其中前述第2或第3的熱處理步驟係藉由燈光退火 或雷射退火的熱處理。 1 8 .如申請專利範圍第1 3項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述第2或第3的熱處理步驟係藉由燈光退火 或雷射退火的熱處理。 1 9 ·如申請專利範圍第1 2項之薄膜電晶體之製造 方法，其中第1，第2，第3的熱處理步驟係在氧濃度被 控制的氣氛下進行處理，使經由該熱處理步驟所形成之雜 質濃度被控制之矽膜中所含之氧原子爲1 〇 〇 p p m以.下 〇 2 〇 .如申請專利範圍第1 3項之薄膜電晶體之製造 方法’其中第1，第2，第3的熱處理步驟係在氧濃度被 控制的氣氛下進行處理，使經由該熱處理步驟所形成之雜 質濃度被控制之砂膜中所含之氧原子爲1 Q 〇 p p m以下 〇 2 1 .如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） IL------钃裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 9項，第1 0項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導 電膜之薄膜電晶體的方法中，前述絕緣膜之形成步驟包括 基板上塗佈聚矽胺烷的步驟；及接著藉由熱處理使被塗佈 之聚矽胺烷成爲S i〇2膜的步驟。 2 2 ·如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 9項，第1 0項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導 電膜之薄膜電晶體的方法中，前述導電膜之形成步驟包括 基板上塗佈含金屬之液體材料，形成塗膜的步驟；及藉由 熱處理使該塗膜成爲導電膜的步驟；及將該導電膜製成圖 型的步驟。 2 3 .如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 9項，第1 0項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述導電膜之形成步驟包括藉由電鍍法在基板 上形成導電膜的步驟；及將該導電膜製成圖型的步驟。 2 4 ·如申請專利範圍第1項，2項，第5項，第$ 項或第9項中任一項之薄膜電晶體之製造方法，其中前述 導電膜之形成步驟係由基板上塗佈含有銦與錫之有機化合 物，形成塗膜的步驟；及將該塗膜製成I T .0膜之熱處理 步驟所構成。 2 5 ·如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 9項，第1 〇項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中製造具有雜質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^--------·裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) l·訂 486824 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 電膜之薄膜電晶體的方法中，前述薄膜電晶體具有透明導 電膜，形成該透明導電膜的步驟係由基板上塗佈含有銦與 錫之有機化合物，形成塗膜的步驟；及將該塗膜製成 I τ ◦膜之熱處理步驟所構成。 2 6 ·如申請專利範圍第1項，第5項，第7項，第 9項，第1 0項或第1 1項中任一項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述形成雜質濃度被控制之矽膜之液體材料係 含有具有以一般式S i nXm ( n爲5以上之整數，m爲 η或2 η - 2或2 η之整數，X爲氫原子及/或鹵原子） 表示之環系之矽化合物的溶液。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之薄膜電晶體之製造 方法’其中則述具有以前述一般式S i nXm表示之環系 的矽化合物之η爲5以上，2 0以下。 2 8 ·如申請專利範圍第2 5項之薄膜電晶體之製造 方法’其中前述形成雜質濃度被控制之矽膜之液體材料係 含有具有以一般式S i aXbY。（X爲氫原子及/或鹵原 子’ Y爲硼原子或磷原子，a爲3以上之整數，b爲a.以 上，2a + c + 2以下之整數，（：爲1以上，，a以下之 整數）表示之矽化合物的溶液。 2 9 _如申請專利範圍第2 8項之薄膜電晶體之製造 方法’其中前述以一般式s i (X爲氫原子及/ 或鹵原子，Y爲硼原子或磷原子，爲3以上之整數 ’ b爲a以上，2a + c + 2以下之整數）表示之矽化合 物中，a + c爲5以上，20以下。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公着） ' ：- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486824 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 〇 _如申請專利範圍第2 6項之薄膜電晶體之製造 方法，其中含有前述矽化合物之溶液的溶質濃度爲1〜 8 0重量％。 3 1 .如申請專利範圍第2 9項之薄膜電晶體之製造 方法，其中含有前述矽化合物之溶液的溶質濃度爲1〜 8 0重量％。 3 2 _如申請專利範圍第2 6項之薄膜電晶體之製造 方法，其中含有前述矽化合物之溶液的粘度爲1〜1 〇 〇 m P a · s ° 3 3 .如申請專利範圍第2 9項之薄膜電晶體之製造 方法，其中含有前述矽化合物之溶液的粘度爲1〜1〇〇 m P a · s ° 3 4 ·如申請專利範圍第2 6項之薄膜電晶體之製造 方法，其中含有前述矽化合物之溶液係含有在室溫之蒸汽 壓爲0 · 〇〇1〜l〇〇mmHg的溶媒。 3 5 ·如申請專利範圍第2 9項之薄膜電晶體之製造 方法，其中含有前述矽化合物之溶液係含有在室溫之蒸汽 壓爲0 . 〇〇1〜lOOmmHg的溶媒。 3 6 ·如申請專利範圍第3 > 4項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述溶媒爲烴系溶媒。 3 7 .如申請專利範圍第3 5項之薄膜電晶體之製造 方法，其中前述溶媒爲烴系溶媒。 3 8 . —種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜 質濃度被控制之矽膜，絕緣膜及導電膜之各薄膜之薄膜電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2l〇X297公釐） ：--------'_裝-- (請先閱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 486824 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 晶體的方法，其特徵爲前述所有的薄膜或大部分的薄膜以 使用液體材料的方法所形成，且該薄膜的形成係以不使用 真空裝置的方法來形成。 3 9 · —種薄膜電晶體之製造方法，其係製造具有雜 質濃度被控制之矽膜，絕緣膜，導電膜之各薄膜之薄膜電 晶體的方法，其特徵爲前述薄膜電晶體具有透明導電膜， 前述各薄膜之所有的薄膜或大部分的薄膜以使用液體材料 的方法所形成，且該薄膜之形成係以不使用真空裝置的方 法來形成。 4 0 .如申請專利範圍第3 8項或第3 9項之薄膜電 晶體之製造方法，其中藉由前述液體材料所形成之各薄膜 之形成方法中，基板上塗佈該液體材料，形成塗膜的方法 係輥塗佈法，簾流塗佈法，浸塗法，噴塗法，噴射法中任 一種的方法或組合前述任一種方法與旋轉塗佈法之方法。 (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 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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