TWI413192B - 半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置的製造方法
本發明係關於一種具有透過使用雷射晶化技術形成的晶體結構的半導體膜的製造方法、以及一種包括具有該半導體膜的薄膜電晶體等的半導體裝置的製造方法。更詳細地，本發明係關於一種包括n通道型薄膜電晶體及p通道型薄膜電晶體的半導體裝置的製造方法。
近年來，已經廣泛研究透過使用雷射光束照射形成在玻璃基板上的非晶半導體膜來形成具有晶體結構的半導體膜(在下文中稱作晶體半導體膜)的雷射晶化技術，並且給出許多建議。
利用晶體半導體膜的理由是因為與非晶半導體膜相比較，晶體半導體膜具有高遷移率。結果，例如，使用該晶體半導體膜的TFT被利用於一片玻璃基板上形成有像素部用的TFT、或者像素部用的TFT和驅動電路用的TFT的主動矩陣型液晶顯示裝置及有機EL(電致發光)顯示裝置等。
作為晶化方法，除了雷射晶化之外，還存在使用退火爐的熱退火法和快速熱退火法(RTA法)。當使用雷射晶化時，只使半導體膜吸收熱量而不太提高基板溫度來進行晶化。因此，具有低熔點的材料例如玻璃、塑膠等可以用作基板。結果，可以使用廉價、具有大面積且容易加工的玻 璃基板，並且透過雷射晶化可以顯著地提高生產效率。
此外，在雷射晶化中，將連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束形成為線形狀的射束點，一邊掃描一邊照射半導體膜，移動固相和液相的介面，使得半導體膜的晶體橫向生長。透過該方法，可以形成具有晶粒的寬度為幾μm且其長度為幾十μm，即非常大的晶體(以下稱作大粒徑晶體)的晶體半導體膜。當將該大粒徑晶體用於薄膜電晶體的通道形成區時，由於在載流子的遷移方向上幾乎都不包含晶粒介面，所以對載流子的電阻降低。結果，可以製造遷移率大約為幾百cm2 /Vs的薄膜電晶體。
此外，作為n型薄膜電晶體的載流子的電子和作為p型薄膜電晶體的載流子的電洞的遷移率依賴於晶體的晶面取向。n型薄膜電晶體在由晶面取向為{001}的晶體形成通道形成區的情況下，而p型薄膜電晶體在由晶面取向為{211}或{101}的晶體形成通道形成區的情況下，分別可以獲得最高性能(專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2002－246606號公報
然而，在透過使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束來形成的具有大粒徑晶體的晶體半導體膜中，相鄰接的大粒徑晶體的晶面取向不一致，並且不朝著一個方向。因此，在使用具有該大粒徑晶體的晶體半導體膜製造薄膜電晶體的情況下，在不同 的薄膜電晶體之間，通道形成區的大粒徑晶體的晶面取向的分佈不相同。換言之，不同的薄膜電晶體的電特性反映晶體的晶面取向而不均勻。
此外，當薄膜電晶體的通道形成區中存在有多個具有不同晶面取向的晶體時，晶粒介面的陷阱能級增大，因此，薄膜電晶體的電特性降低。
再者，製造包含具有適合n型薄膜電晶體的晶面取向的晶體、以及具有適合p型薄膜電晶體的晶面取向的晶體的晶體半導體膜是很困難的。
本發明提供一種晶體半導體膜的製造方法，其可以控制具有不妨礙電子遷移的晶面取向的晶體的形成。此外，還提供一種晶體半導體膜的製造方法，其可以控制具有不妨礙電洞遷移的晶面取向的晶體的形成。此外，還提供一種半導體裝置的製造方法，其包括使用晶面取向{001}的晶體形成的n型薄膜電晶體和使用晶面取向{211}或{101}的晶體形成的p型薄膜電晶體。
本發明之一的特徵在於：在形成於絕緣基板上的半導體膜表面上形成覆蓋膜，使用能夠使半導體膜在膜厚度方向上完全熔化的雷射光束照射半導體膜，使得半導體膜完全熔化，來形成晶體的晶面取向被控制的晶體半導體膜。
另外，特徵在於：在形成於絕緣基板上的半導體膜表面上形成覆蓋膜，使用連續振盪的雷射光束或重複率為 10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束照射半導體膜，來形成晶體的晶面取向被控制的晶體半導體膜。
作為覆蓋膜，使用透過具有用來使半導體膜熔化的充分的能量的雷射光束的膜。當在半導體膜表面上形成覆蓋膜，使用雷射光束照射半導體膜時，由於覆蓋膜具有反射防止效果和蓄熱效果，所以可以將雷射光束吸收到半導體膜而產生的熱有效地利用於半導體膜的晶化，並且可以以更低的能量使半導體膜晶化。
此外，當在半導體膜表面上形成有覆蓋膜的狀態下受到雷射光束照射時，可以減少熔化的半導體的熔體蒸發。因此，可以抑制半導體的熔體的粘度降低。此外，透過在半導體膜上形成覆蓋膜，可以對半導體膜施加某一定的壓力。結果，可以抑制橫向晶體生長時的半導體熔體的湍流，並且可以容易控制晶體半導體膜的晶體的晶面取向。
此外，根據吸收到半導體膜的雷射光束的能量，半導體膜的熔融狀態不同。這裏，使半導體膜吸收半導體膜完全熔化的最低限度的能量或稍微高於此的能量。透過將施加到半導體膜的熱量抑制到必要最小限度，可以減少半導體的熔體的蒸發，並且可以抑制橫向晶體生長時的半導體的熔體的湍流。結果，可以形成晶面取向被控制為一個方向的大粒徑晶體。
此外，根據雷射光束的掃描速度及功率，吸收到半導體膜的能量不同。此外，根據該吸收熱，半導體膜的熔融時間也不同。此外，根據半導體膜的熔融時間，晶體半導 體膜的晶體的晶面取向也不同。因此，透過控制半導體膜的熔化時間，可以控制晶面取向。
換言之，透過使用雷射光束的掃描速度及功率控制吸收到其表面上形成有覆蓋膜的狀態的半導體膜的雷射光束的能量，來可以抑制半導體的熔體的粘度降低，抑制半導體的熔體的湍流，來控制晶體半導體膜的晶體的晶面取向及晶粒的尺寸。結果，可以形成具有大粒徑晶體且晶面取向被控制的晶體半導體膜。
此外，在半導體膜表面上形成覆蓋膜，使用其功率及掃描速度被控制的連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束照射半導體膜，來控制晶核的產生、半導體的熔體的粘度、吸收到半導體膜的能量、半導體膜的熔化時間等，因此可以控制晶體的晶面取向及粒徑。
結果，可以形成具有其表面的晶面取向為{001}的晶體的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{211}的晶體的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{101}的晶體的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{001}的晶體區域和其表面的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域的晶體半導體膜。
另外，可以使用晶面取向為{001}的晶體區域製造n通道型薄膜電晶體，並且使用晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造p通道型薄膜電晶體。
根據本發明，可以形成晶體的晶面取向被控制的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{001}的晶體的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{211}的晶體的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{101}的晶體的晶體半導體膜。此外，可以形成具有其表面的晶面取向為{001}的晶體區域和其表面的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域的晶體半導體膜。
而且，可以製造包括使用其表面的晶面取向為{001}的晶體區域製造的n通道型薄膜電晶體和使用其表面的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造的p通道型薄膜電晶體的半導體裝置。
下面，參照附圖說明本發明的實施例模式。但是，本發明可以透過多種不同的方式來實施，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍內可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下的實施例模式所記載的內容中。注意，在說明實施例模式的全部附圖中，相同部分或具有相同功能的部分由相同的附圖標記表示，並且省略重複說明。
實施例模式1
在本實施例模式中，參照圖1A至1E、圖6至圖8說明如下晶體半導體膜的製造方法，即，在非晶半導體膜上形成覆蓋膜，隔著該覆蓋膜使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束照射非晶半導體膜，來製造具有其表面的晶面取向為{001}的晶體和晶面取向為{211}或{101}的晶體的晶體半導體膜。
首先，如圖1A所示那樣，在具有絕緣表面的基板100的一個表面上形成用作底膜的絕緣膜101。用作底膜的絕緣膜101透過適當地使用厚度為50nm至150nm的氧化矽膜、氮化矽膜、氮含量多於氧含量的氮氧化矽膜、以及氧含量多於氮含量的氧氮化矽膜等形成。作為具有絕緣表面的基板100，例如使用厚度為0.7mm的玻璃基板。此外，作為用作底膜的絕緣膜101，透過電漿CVD法形成厚度為50nm的氮氧化矽膜，然後透過電漿CVD法形成厚度為100nm的氧氮化矽膜。
注意，用作底膜的絕緣膜101根據需要形成即可，就是說，在基板100是玻璃的情況下，防止來自玻璃的雜質擴散到半導體膜102，而在基板100是石英的情況下，不需要形成。此外，也可以在絕緣膜101和基板100之間設置剝離膜，製程結束後從基板100剝離半導體元件。
接下來，透過電漿CVD法在絕緣膜101上形成厚度為10nm以上且100nm以下，較佳的為20nm以上且80nm以下的非晶半導體膜作為半導體膜102。
作為半導體膜102，雖然在本實施例模式中使用非晶 矽，但是也可以使用矽鍺(Si1－x Gex (0<x<0.1))等，還可以使用單晶為金剛石結構的碳化矽(SiC)。
此外，在所述半導體膜102是非晶半導體膜的情況下，也可以在形成半導體膜102之後加熱半導體膜。所述加熱處理是用來從非晶半導體膜脫氫的處理。注意，該脫氫處理是為了防止當照射雷射光束時半導體膜102噴出氫氣體而進行的，因此，如果包含在半導體膜102中的氫少，就可以省略。這裏，將半導體膜102在500℃的電爐內加熱一個小時。
雖然在本實施例模式中表示使用非晶矽作為半導體膜102的例子，但是也可以使用多晶矽，該多晶矽可以透過如下方法形成，即，例如在形成非晶矽膜之後，對該非晶矽膜微量添加鎳、鈀、鍺、鐵、錫、鉛、鈷、鉑、銅、金等元素，然後在500℃至750℃的溫度下進行一分鐘至十個小時的熱處理。
接下來，在半導體膜102上形成厚度為200nm以上且1000nm以下的SINx Oy (0≦x≦1.5，0≦y≦2，0≦4x＋3y≦6)膜作為覆蓋膜103。注意，對所述覆蓋膜103而言，如果過薄，就不容易控制後面要形成的晶體半導體膜的晶面取向，因此較佳的形成為200nm以上且1000nm以下的厚度。
覆蓋膜103可以透過以甲矽烷、氨、以及一氧化二氮為反應氣體，使用電漿CVD法來形成。注意，一氧化二氮是用作氧化劑的，也可以代替使用具有氧化效果的氧 氣。透過使用這種氣體，可以形成氧含量多於氮含量的氧氮化矽(以下稱作SiNx Oy (x<y))膜。此外，覆蓋膜103可以透過以甲矽烷及氨為反應氣體，使用電漿CVD法來形成。透過使用這種氣體，可以形成氮含量多於氧含量的氮氧化矽(以下稱作SiNx Oy (x>y))膜。
作為覆蓋膜103，較佳的地是，相對於雷射光束的波長具有足夠的透過率，熱膨脹係數等的熱性值和延性等值接近於相鄰的半導體膜。此外，覆蓋膜103較佳的為與後面要形成的薄膜電晶體的閘極絕緣膜同樣地硬且蝕刻速度較慢的細緻膜。作為一例，較佳的為透過使用7.13%的氟化氫銨及15.4%的氟化銨的混合水溶液或氫氟酸水溶液在20℃的溫度下以1nm/min以上且150nm/min以下，較佳的以10nm/min以上且130nm/min以下的蝕刻速度蝕刻的細緻膜。此外，作為一例，較佳的為透過使用氫氟烴(HFC)氣體以100nm/min以上且150nm/min以下，較佳的以110nm/min以上且130nm/min以下的蝕刻速度進行乾蝕刻的細緻膜。這種硬且細緻的膜例如可以透過降低成膜率來形成。作為覆蓋膜103形成細緻膜使得熱傳導率提高，並且防止由照射到覆蓋膜及半導體膜的雷射光束導致的過度蓄熱。從而，由於可以減少半導體的熔體的蒸發，因此可以抑制半導體的熔體的粘度的降低，使得能夠抑制半導體的熔體的湍流。
此外，當在半導體膜表面上形成有覆蓋膜的狀態下，照射雷射光束時，可以減少半導體的熔體的蒸發，可以抑 制半導體的熔體的粘度的降低，使得能夠抑制半導體的熔體的湍流。此外，由於透過在半導體膜表面上形成覆蓋膜，將固定的壓力施加到半導體膜，所以可以抑制半導體的熔體的湍流。結果，容易控制晶體半導體膜的晶體的晶面取向。
注意，在覆蓋膜中包含很多氫的情況下，以與半導體膜102同樣的方式進行加熱處理，以便脫氫。
接下來，如圖1B所示，使用第一雷射光束105照射半導體膜102的一部分，來形成其表面的晶面取向為{001}的晶體區域106。注意，在晶體區域106中，其表面的晶面取向為{001}的晶體所佔有的比例較佳的為四成以上且十成以下。
第一雷射光束105可以從覆蓋膜103一側照射半導體膜102。此外，在基板100具有透光性的情況下，可以從基板100一側照射半導體膜102。這裏，使用第一雷射光束105從覆蓋膜103一側照射半導體膜102。
第一雷射光束105較佳的具有半導體膜完全熔融的最低限度的能量或稍微高於該能量的能量。透過將施加到半導體膜的熱量限制到必要最小限度，可以抑制半導體的熔體的湍流，並且可以抑制因湍流而導致產生超過所需的晶核。結果，可以形成大粒徑晶體。
在此，參照圖6說明雷射光束的掃描速度和功率的關係、以及要形成的晶體半導體膜表面的晶面取向。在圖6中，橫軸表示雷射光束的掃描速度，而縱軸表示雷射光束 的功率。
區域141是能夠形成其晶體為大粒徑晶體且其表面的晶面取向為{001}的晶體半導體膜的區域。注意，關於晶體的晶面取向，將等價晶面取向族如(100)、(010)、(001)、以及所述晶面取向中的每一個“1”分別是“－1”的晶面取向匯總表示為{001}。
區域142是能夠形成其晶體為大粒徑晶體且其表面的晶面取向為{211}的晶體半導體膜的區域。注意，關於晶體的晶面取向，將等價晶面取向族如(211)、(121)、(112)、以及所述晶面取向中的每一個“1”和“2”中的一方或雙方分別是負值的晶面取向匯總表示為{211}。
區域143是能夠形成其晶體為大粒徑晶體且其表面的晶面取向為{101}的晶體半導體膜的區域。注意，關於晶體的晶面取向，將等價晶面取向族如(101)、(011)、(110)、以及所述晶面取向中的每一個“1”分別是“－1”的晶面取向匯總表示為{101}。
區域144是形成具有小粒徑晶體的晶體半導體膜的區域。注意，小粒徑晶體是指具有大致圓形的形狀且晶體粒徑為亞微米的晶體。這種晶體是因半導體膜受到不具有用來使半導體膜向膜厚度方向完全熔融的充分的功率的雷射光束的照射而形成的。
區域145是晶體半導體膜的一部分蒸發的區域。區域146是能夠形成其晶體為大粒徑晶體且晶體的晶面取向不整齊的晶體半導體膜的區域。這種晶體由於超過要形成大 粒徑晶體所需要的能量的多餘能量被供應到半導體膜中，所以產生很多湍流而導致其晶面取向變成不整齊。
第一雷射光束105的掃描速度和功率的關係較佳的為滿足圖6的區域141的關係，換言之，第一雷射光束105的功率較佳的高於形成小粒徑晶體的範圍且小於形成表面(觀察面A)的晶面取向為{211}的晶體的範圍。結果，可以形成晶體表面的晶面取向為{001}的晶體區域。注意，在晶體區域106中，晶體表面的晶面取向為{001}的比例較佳的為四成以上且十成以下。當在晶體區域106中，晶體表面的晶面取向為{001}的比例為四成以上且十成以下時，不妨礙電子遷移的晶面取向的定向比高，因此，透過使用該晶體可以提高n通道型薄膜電晶體的遷移率。
注意，當使用第一雷射光束105使半導體膜晶化時，可以分別在平行於雷射光束的掃描方向的方向和平行於表面且垂直於雷射光束的掃描方向的方向上，以四成以上且十成以下的比例，較佳的以六成以上且十成以下的比例，形成晶面取向朝著一個方向的晶體。換言之，在交叉的三個面中，分別可以形成以一定的比例以上具有一定的晶面取向的晶體。結果，可以形成類似於單晶結構的多晶區域。
接下來，如圖1C所示，使用第二雷射光束108照射半導體膜102的一部分，來形成其表面的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110。注意，在晶體區域110中，其表面的晶面取向為{211}或{101}的晶體比例較佳的為四成 以上且十成以下。
第二雷射光束108可以從覆蓋膜103一側照射半導體膜102。此外，基板100具有透光性的情況下，可以從基板100一側照射半導體膜102。這裏，使用第二雷射光束108從覆蓋膜103一側照射半導體膜102。
此外，第二雷射光束108的掃描速度和功率可以包含在圖6的區域142中，換言之，第二雷射光束108的功率較佳的高於形成小粒徑晶體的範圍或形成其表面的晶面取向為{001}的晶體的範圍，並且低於半導體膜的一部分發生燒蝕的範圍或形成晶面取向不整齊的大粒徑晶體的範圍。結果，可以形成晶體表面的晶面取向為{211}的晶體區域。注意，在晶體區域110中，晶體表面的晶面取向為{211}的比例較佳的為四成以上且十成以下。當在晶體區域110中，晶體表面的晶面取向為{211}的比例為四成以上且十成以下時，不妨礙電洞遷移的晶面取向的定向比高，因此，透過使用該晶體可以提高p通道型薄膜電晶體的遷移率。
此外，第二雷射光束108的掃描速度和功率可以包含在圖6的區域143中，換言之，第二雷射光束的功率較佳的高於形成小粒徑晶體的範圍，並且低於半導體膜的一部分發生燒蝕的範圍或形成晶面取向不整齊的大粒徑晶體的範圍。結果，可以形成晶體表面的晶面取向為{101}的晶體區域。注意，在晶體區域110中，晶體表面的晶面取向為{101}的比例較佳的為四成以上且十成以下。當在晶體 區域110中，晶體表面的晶面取向為{101}的比例為四成以上且十成以下時，不妨礙電洞遷移的晶面取向的定向比高，因此，透過使用該晶體可以提高p通道型薄膜電晶體的遷移率。
注意，當使用第二雷射光束108使半導體膜晶化時，可以分別在平行於雷射光束的掃描方向的方向和平行於半導體膜的表面且垂直於雷射光束的掃描方向的方向上，以四成以上且十成以下的比例，較佳的以六成以上且十成以下的比例，形成晶面取向朝著一個方向的晶體。換言之，在交叉的三個面上，分別可以形成以一定的比例以上具有一定的晶面取向的晶體。結果，可以形成類似於單晶結構的多晶區域。
透過以上製程，如圖1D所示，可以製造具有其表面的晶面取向為{001}的晶體區域106、以及其表面的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110的晶體半導體膜。
這裏，說明用來使用雷射光束照射非晶半導體膜來晶化的雷射振盪器及形成射束點的光學系統。
如圖7所示，作為雷射振盪器11a和11b，分別使用具有由半導體膜102吸收幾十%以上的波長的雷射振盪器。典型地，可以使用二次諧波或三次諧波。這裏，準備總和最大輸出為20W且利用LD(雷射二極體)激發的連續振盪雷射器(YVO4 ，二次諧波(波長為532nm))。不一定需要限定於二次諧波，但是，二次諧波在能量效率方面優於更高次的諧波。
在本發明中使用的雷射功率在可以完全熔化半導體膜的範圍內且在可以形成其表面的晶面取向為{001}與{211}或{101}的晶體半導體膜的範圍內。當使用低於該範圍的雷射功率時，半導體膜不能完全熔化而導致形成晶體的晶面取向不朝某一定的方向一致且具有小粒徑晶體的晶體半導體膜。因此，在圖7的情況下準備兩個雷射振盪器，但是，只要輸出足夠，可以準備一個雷射振盪器。當使用高於該範圍的雷射功率時，在半導體膜中產生許多晶核，並且從該晶核中，產生不規則的晶體生長，從而形成具有不均勻的晶粒位置、尺寸和晶面取向的晶體半導體膜。
當使用連續振盪雷射照射半導體膜102時，能量連續地供應到半導體膜102，因此，一旦使半導體膜處於熔融狀態，可以保持該狀態。此外，可以透過掃描連續振盪雷射移動半導體膜的固相和液相介面，可以沿著該移動方向形成在一個方向上較長的晶粒。使用固體雷射器是因為與氣體雷射器等相比較，輸出具有高穩定性且可以期待穩定處理。
注意，不局限於連續振盪雷射，也可以使用重複率為10MHz以上的脈衝振盪雷射。
當使用具有高重複頻率的脈衝振盪雷射時，只要雷射的脈衝間隔短於從半導體膜熔化到半導體膜凝固的時間，可以一直使半導體膜在整個膜厚度方向上保持為熔融狀態。因此，可以形成由透過固相和液相介面的移動而在一個方向上橫向生長的長度長的晶粒組成的半導體膜。
在本實施例模式中，YVO4 雷射器用於雷射振盪器11a和11b，但是，也可以使用其他連續振盪雷射器以及重複頻率為10MHz以上的脈衝振盪雷射器。例如，作為氣體雷射器，存在Ar雷射器、Kr雷射器、CO2 雷射器等。作為固體雷射器，存在YAG雷射器、YLF雷射器、YAlO3 雷射器、GdVO4 雷射器、KGW雷射器、KYW雷射器、變石(alexandrite，又譯紫翠玉寶石)雷射器、Ti：藍寶石雷射器、Y2 O3 雷射器、YVO4 雷射器等。而且，存在陶瓷雷射器例如YAG雷射器、Y2 O3 雷射器、GdVO4 雷射器、YVO4 雷射器等。作為金屬蒸氣雷射器，存在氦鎘雷射器等。
此外，在雷射振盪器11a和雷射振盪器11b中，可以使用TEM00 (單橫向模)使雷射光束振盪而射出，透過該方法可以提高在被照射表面上獲得的線形射束點的能量均勻性，因此是較佳的。
使用這些雷射振盪器發射的雷射的光學處理的概要為如下那樣。從雷射振盪器11a和雷射振盪器11b分別以相同的能量發射雷射光束12a和雷射光束12b。從雷射振盪器11b發射的雷射光束12b透過波長板13改變偏振方向，這是為了使用偏光板14合成偏振方向互不相同的兩個雷射光束。
在使雷射光束12b穿過波長板13之後，由反射鏡22反射，進入偏光板14，並且由該偏光板14合成雷射光束12a和雷射光束12b來形成雷射光束12。此時，調節波長 板13和偏光板14，使得已經穿過波長板13和偏光板14的光具有適當的能量。注意，在本實施例模式中，將偏光板14用於雷射光束的合成，但是，也可以使用其他光學元件例如偏振光束分束器等。
由偏光板14合成的雷射光束12由反射鏡15反射，並且該雷射光束的截面透過焦距例如為150mm的柱面透鏡16、以及焦距例如為20mm的柱面透鏡17在被照射表面18上形成為線形。注意，對應於雷射照射裝置的光學系統的設置狀況而提供反射鏡15即可。
此時，柱面透鏡16作用於形成在被照射表面18上的射束點的長度方向，而柱面透鏡17作用於其寬度方向。因此，在被照射表面18上形成例如長度大約為500μm且寬度大約為20μm的線形射束點。注意，雖然在本實施例模式中，為了將射束點形成為線形而使用柱面透鏡，但是，本發明不局限於此，也可以使用其他光學元件例如球面透鏡等。並且，柱面透鏡的焦距不局限於上述的值，而可以任意設置。
此外，雖然在本實施例模式中，使用柱面透鏡16和17進行雷射光束的成形，但是，也可以另行提供將雷射光束擴展成線形的光學系統和在被照射表面上微細聚光的光學系統。例如，為了獲得雷射光束的線形截面，可以使用柱面透鏡陣列、衍射光學元件、光學波導等。另外，當使用矩形雷射介質時，也可以在發射階段獲得雷射光束的線形截面。
在本發明中，如上所述那樣，可以使用陶瓷雷射器。由於當使用陶瓷雷射器時，可以相對自由地進行雷射介質的成形，因此陶瓷雷射器適合用於製造這種雷射光束。注意，以線形形成的雷射光束的截面形狀較佳的為其寬度盡可能地窄，使得半導體膜中的雷射光束能量的密度增加，因此可以縮短製程時間。
接下來，說明雷射光束的照射方法。為了以相對高速度操作形成有由覆蓋膜103覆蓋的半導體膜102的被照射表面18，將此固定到吸附式載物台19。吸附式載物台19可以透過X軸單軸軌道20和Y軸單軸軌道21在與被照射表面18平行的平面上向XY方向移動。以線形射束點的長度方向和Y軸一致的方式佈置吸附式載物台19。
接下來，使被照射表面18沿著射束點的寬度方向，即X軸移動，並且使用雷射光束照射被照射表面18。這裏，以X軸單軸軌道20的掃描速度為10cm/sec以上且100cm/sec以下，並且從兩個雷射振盪器分別以2W以上且15W以下的能量發射雷射光束，合成後的雷射輸出是4W以上且30W以下。因這種雷射光束的照射而形成半導體完全熔融的區域，在凝固過程中晶體生長，從而可以形成本發明的晶體半導體膜。
注意，從TEM00 方式的雷射振盪器發射的雷射光束的能量分佈一般是高斯分佈。可以由用於雷射光束照射的光學系統改變彼此垂直的三個面處的晶面取向被控制的晶粒形成的區域的寬度。例如，透過使用透鏡陣列例如柱面 透鏡陣列或複眼微透鏡、衍射光學元件、光學波導等，可以使雷射光束的強度均勻。
透過使用其強度均勻化的雷射光束照射半導體膜102，可以在受到雷射光束的照射的區域中，以對於表面的垂直方向的晶面取向被控制的晶粒形成。
注意，雖然在本實施例模式中，使用透過利用X軸單軸軌道20和Y軸單軸軌道21移動作為被照射表面18的半導體膜102的方式，但是本發明不局限於此，作為雷射光束的掃描方法可以利用如下方法：固定被照射表面18而移動雷射光束的照射位置的照射系統移動方法；固定雷射光束的照射位置而移動被照射表面18的被照射表面移動方法；或者組合上述兩種方法的方法。
再者，如上所述那樣由於由上述光學系統形成的射束點在長軸方向上的能量分佈是高斯分佈，因此小粒徑晶體形成在該高斯分佈的兩端，即具有低能量密度的部分。於是，可以透過在被照射表面18的前面提供槽縫等截取雷射光束的一部分，以便僅使用具有足夠形成膜表面的晶面取向被控制的晶體的能量的雷射光束照射被照射表面18；或者透過在覆蓋膜103上形成反射雷射光束的金屬膜等來形成圖案，以使雷射光束只到達想要形成晶面取向被控制的晶體的部分的半導體膜。
此外，為了更有效地利用從雷射振盪器11a和雷射振蕩器11b發射的雷射光束，透過使用光束均化器例如透鏡陣列或衍射光學元件等，可以使射束點在長度方向上的能 量均勻地分佈。此外，可以以形成了的晶體半導體膜的寬度移動Y軸單軸軌道21，並且以預定的速度再次掃描X軸單軸軌道20。透過重複一系列的這種操作，可以有效地晶化半導體膜的整個表面。
接著，透過進行蝕刻去除覆蓋膜，然後，在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑，曝光並顯影該抗蝕劑，從而將抗蝕劑形成為所希望的形狀。此外，使用這裏形成的抗蝕劑作為掩模進行晶體半導體膜的蝕刻來形成預定形狀的晶體半導體膜。然後，去除抗蝕劑掩模。
透過上述製程，可以形成其表面的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜、以及其表面的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜。
注意，也可以在向晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑之前，進行晶體半導體膜的薄膜化。典型地，也可以進行蝕刻，以使晶體半導體膜的整個表面的厚度為10nm以上且30nm以下。再者，也可以在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑，透過曝光並顯影來形成具有所希望的形狀的抗蝕劑，以該抗蝕劑為掩模，將晶體半導體膜蝕刻為所希望的形狀，然後進行具有所希望的形狀的晶體半導體膜的薄膜化。具體地，也可以進行蝕刻，以使具有所希望的形狀的晶體半導體膜的厚度為10nm以上且30nm以下。由於當使用這樣厚度薄的晶體半導體膜形成薄膜電晶體時，薄膜電晶體是通道形成區為完全耗盡型的電晶體，因此可以製造遷移率高的薄膜電晶體。
接下來，如圖1E所示，使用其表面的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造n通道型薄膜電晶體150，並且使用其表面的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造p通道型薄膜電晶體151。
接下來，描述透過本實施例模式製造的晶體半導體膜的晶面取向。在本實施例模式中，可以對透過蝕刻去除覆蓋膜的晶體半導體膜的晶粒的晶面取向進行EBSP(電子背散射衍射圖案)測定。首先，說明EBSP的基本事項，接著在添加補充說明的同時，解釋其結果。
EBSP是指如下方法，即，向掃描型電子顯微鏡(SEM)連接EBSP檢測器，分析當使用會聚電子束照射在掃描型電子顯微鏡中高度傾斜的樣品時產生的各個晶體的衍射圖像(EBSP圖像)的方向，並且根據其方向資料和測量點的位置資訊(x，y)測定樣品的晶體的晶面取向。
當使電子射線進入晶體半導體膜時，也在背面發生非彈性散射，並且也可以在樣品中觀察到布拉格衍射的晶體晶面取向特有的線形圖案。這裏，該線形圖案一般稱作菊池線。EBSP法透過分析反映在檢測器中的菊池線來獲得晶體半導體膜的晶體的晶面取向。
一般來說，在具有多晶結構的樣品中，每個晶粒具有不同的晶面取向。因此，每當移動晶體半導體膜的照射位置時，使用電子射線照射樣品，並且分析每個照射位置上的晶體晶面取向。如此，可以獲得具有平整表面的晶體半 導體膜的晶體晶面取向或取向資訊。由於測量區域越寬，可以獲得越多的晶體半導體膜整體的晶體晶面取向的趨勢，所以測量點越多，可以越詳細地獲得測量區域中的晶體晶面取向的資訊。
在本實施例模式中形成的晶體半導體膜中，如下那樣地設定向量a至c以及觀察面A至C。向量a與基板表面及向量c垂直，向量c與雷射光束的掃描方向(即，晶粒的生長方向)及基板表面平行，向量b與基板表面平行且與晶粒的生長方向垂直，就是說，向量b與向量a及向量c彼此垂直。
此外，如圖8所示，將彼此垂直的三個向量(向量a、向量b、以及向量c)分別是法線向量的三個面分別設定為觀察面A、觀察面B、以及觀察面C。
在本實施例模式中，控制與基板表面及向量c垂直的向量a為法線向量的觀察面A(即，晶體半導體膜的表面)中的晶體晶面取向的生長，來形成具有{001}的晶面取向的晶體區域和具有{211}或{101}的晶面取向的晶體區域。
因此，晶體內部的晶面取向不能僅僅根據透過測定晶體的一個觀察面獲得的晶面取向來確定。這是因為，即使只在一個觀察面上晶面取向朝一個方向一致，如果在其他觀察面上晶面取向不一致，也不能說其晶體內部的晶面取向一致的緣故。因此，根據至少兩個表面的晶面取向，再者根據更多表面的資訊越多，晶體內部的晶面取向的精度越增高。
就是說，如果在測定區域內三個面的晶面取向分佈都是均勻的，就可以將此看作近似單晶體。因此，可以根據這些三個觀察面A至C的資訊，高精度地特定晶體晶面取向。
在半導體膜上形成覆蓋膜，然後使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束隔著該覆蓋膜照射半導體膜，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域。
觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域具有不妨礙電子遷移的晶面取向，觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域具有不妨礙電洞遷移的晶面取向。因此，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域製造n型薄膜電晶體，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造p型薄膜電晶體，來可以製造提高各自的遷移率的半導體裝置。
實施例模式2
在本實施例模式中，參照圖2A至2E說明透過採用與上述實施例模式不同的覆蓋膜的結構，製造具有觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域的晶體半導體膜的方法。
與實施例模式1同樣，如圖2A所示，在具有絕緣表面的基板100的一個表面上形成用作底膜的絕緣膜101。 接著，透過電漿CVD法在絕緣膜101上形成厚度為10nm以上且100nm以下，較佳的為20nm以上且80nm以下的非晶半導體膜作為半導體膜102。
此外，也可以在形成半導體膜102之後在500℃的電爐內加熱一個小時。所述加熱處理是在半導體膜102是非晶半導體膜的情況下，用來從該非晶半導體膜脫氫的處理。注意，該脫氫處理是為了防止當照射雷射光束時半導體膜102噴出氫氣體而進行的，因此，如果包含在半導體膜102中的氫少，就可以省略。
接下來，在半導體膜102上層疊覆蓋膜103a、103b。覆蓋膜103a、103b的總和厚度較佳的為200nm以上且1000nm以下。此外，接觸於半導體膜102的覆蓋膜103a的厚度較佳的為50nm以上。這是因為如下緣故，即，在接觸於半導體膜102的覆蓋膜103a的厚度小於50nm的情況下，當使用雷射光束照射半導體膜102時，覆蓋膜103a熔融於半導體膜102中，覆蓋膜的質量隨著半導體膜的膜厚度變化而改變。
作為覆蓋膜103a、103b，分別形成組成互不相同的SiNx Oy (0≦x≦1.5、0≦y≦2、0≦4x＋3y≦6)膜。在本實施例模式中，作為覆蓋膜103a形成厚度為100nm的SiNx Oy (x>y)膜，作為覆蓋膜103b形成厚度為300nm的SINx Oy (x<y)膜。注意，在覆蓋膜103a、103b包含很多氫的情況下，與半導體膜102同樣地進行用來脫氫的加熱處理。
接下來，如圖2B所示，使用第一雷射光束105從覆蓋膜103a、103b一側照射半導體膜102的一部分，來形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106。注意，在晶體區域106中，晶體的晶面取向{001}的比例較佳的為四成以上且十成以下。
注意，當使用實施例模式1所示的第一雷射光束105進行半導體膜102的晶化時，可以在觀察面B及觀察面C中分別以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下的比例形成晶面取向朝著一個方向的晶體。就是說，可以在觀察面A、B、以及C中分別形成以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下具有一定的晶面取向的晶體。
接下來，如圖2C所示，使用實施例模式1所示的第二雷射光束108從覆蓋膜103a、103b一側照射半導體膜102的一部分，來形成觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110。注意，在晶體區域110中，晶體的晶面取向{211}或{101}的比例較佳的為四成以上且十成以下。
注意，當使用實施例模式1所示的第二雷射光束進行半導體膜的晶化時，可以在觀察面B及觀察面C中分別以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下的比例形成晶面取向朝著一個方向的晶體。就是說，可以在觀察面A、B、以及C中分別形成以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下具有一定的晶面取向的 晶體。
透過上述製程，如圖2D所示，可以製造具有觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110的晶體半導體膜。
接著，透過進行蝕刻去除覆蓋膜，然後，在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑，曝光並顯影該抗蝕劑，從而將抗蝕劑形成為所希望的形狀。此外，使用這裏形成的抗蝕劑作為掩模進行晶體半導體膜的蝕刻來形成預定形狀的晶體半導體膜。然後，去除抗蝕劑掩模。
注意，也可以與實施例模式1同樣地進行晶體半導體膜的薄膜化。典型地，也可以進行蝕刻，以使晶體半導體膜的整個表面的厚度為10nm以上且30nm以下。由於當使用這樣厚度薄的晶體半導體膜形成薄膜電晶體時，電晶體成為通道形成區是完全耗盡型的薄膜電晶體，因此可以製造遷移率高的薄膜電晶體。
透過上述製程，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜、以及觀察面A的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜。
接下來，如圖2E所示，使用觀察面A的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造n通道型薄膜電晶體150，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造p通道型薄膜電晶體151。
透過上述製程，在半導體膜上形成覆蓋膜，然後使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束隔著該覆蓋膜照射半導體膜，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域。
觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域具有不妨礙電子遷移的晶面取向，觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域具有不妨礙電洞遷移的晶面取向。因此，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域製造n型薄膜電晶體，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造p型薄膜電晶體，來可以製造提高了各自的遷移率的半導體裝置。
實施例模式3
在本實施例模式中，參照圖3A至3E說明透過採用與上述實施例模式不同的覆蓋膜的結構，製造具有觀察面A的晶面取向為{001}的晶體和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體的晶體半導體膜的方法。
與實施例模式1同樣，如圖3A所示，在具有絕緣表面的基板100的一個表面上形成用作底膜的絕緣膜101。接著，透過電漿CVD法在絕緣膜101上形成厚度為10nm以上且100nm以下，較佳的為20nm以上且80nm以下的非晶半導體膜作為半導體膜102。
此外，也可以在形成半導體膜102之後在500℃的電 爐內加熱一個小時。所述加熱處理是用來從非晶半導體膜脫氫的處理。注意，該脫氫處理是為了防止當使用雷射光束照射時半導體膜102噴出氫氣體而進行的，因此，如果包含在半導體膜102中的氫少，就可以省略。
接下來，在半導體膜102上形成具有預定形狀的覆蓋膜111、112。覆蓋膜111、112的厚度分別較佳的為200nm以上且1000nm以下。此外，作為覆蓋膜111、112，分別形成組成互不相同的SiNx Oy (0≦x≦1.5、0≦y≦2、0≦4x＋3y≦6)膜。當作為覆蓋膜使用SiNx Oy (x>y)膜時，比較容易在觀察面A中優先地形成晶面取向為{001}的晶體。另一方面，當作為覆蓋膜使用SiNx Oy (x<y)膜時，比較容易在觀察面A中優先地形成晶面取向為{211}或{101}的晶體。因此，較佳的在後面要形成n通道型薄膜電晶體的區域中形成SiNx Oy (x>y)膜作為覆蓋膜111，而在後面要形成p通道型薄膜電晶體的區域中形成SiNx Oy (x<y)膜作為覆蓋膜112。
透過電漿CVD法等在非晶半導體膜的整個表面上形成SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的一方，然後以透過光微影處理形成的抗蝕劑為掩模將SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的一方蝕刻為所希望的形狀，來形成覆蓋膜111。接著，在覆蓋膜111及非晶半導體膜上形成SiNxOy(x>y)和SiNx Oy (x<y)中的另一方，然後以透過光微影處理形成的抗蝕劑為掩模將SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的另一方蝕刻為所希望的形狀，來形成覆蓋膜112。注意，此時，較 佳的形成與覆蓋膜112相比蝕刻速度慢的膜作為覆蓋膜111。結果，可以在蝕刻SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的另一方的同時，使SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的一方殘留。
注意，在覆蓋膜111、112中包含很多氫的情況下，與半導體膜102同樣地進行用來脫氫的加熱處理。
接下來，如圖3B所示，使用實施例模式1所示的第一雷射光束105從覆蓋膜111一側照射半導體膜102的一部分，來形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106。注意，在晶體區域106中，晶體的觀察面A的晶面取向{001}的比例較佳的為四成以上且十成以下。
注意，當使用實施例模式1所示的第一雷射光束105進行半導體膜的晶化時，可以在觀察面B及觀察面C中分別以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下的比例形成晶面取向朝著一個方向的晶體。就是說，可以在觀察面A、B、以及C中分別形成以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下具有一定的晶面取向的晶體。
接下來，如圖3C所示，使用實施例模式1所示的第二雷射光束108從覆蓋膜112一側照射半導體膜102的一部分，來形成觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110。注意，在晶體區域110中，晶體的晶面取向{211}或{101}的比例較佳的為四成以上且十成以下。
注意，當使用實施例模式1所示的第二雷射光束進行 半導體膜的晶化時，可以在觀察面B及觀察面C中分別以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下的比例形成晶面取向朝著一個方向的晶體。就是說，可以在觀察面A、B、以及C中分別形成以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下具有一定的晶面取向的晶體。
透過上述製程，如圖3D所示，可以製造具有觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110的晶體半導體膜。
接著，透過進行蝕刻去除覆蓋膜111、112，然後，在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑，曝光並顯影該抗蝕劑，從而將抗蝕劑形成為所希望的形狀。此外，使用這裏形成的抗蝕劑作為掩模進行晶體半導體膜的蝕刻來形成預定形狀的晶體半導體膜。然後，去除抗蝕劑掩模。
注意，也可以與實施例模式1同樣地進行晶體半導體膜的薄膜化。典型地，也可以進行蝕刻，以使晶體半導體膜的整個表面的厚度為10nm以上且30nm以下。由於當使用這樣厚度薄的晶體半導體膜形成薄膜電晶體時，電晶體成為通道形成區是完全耗盡型的薄膜電晶體，因此可以製造遷移率高的薄膜電晶體。
透過上述製程，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜、以及觀察面A的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜。
接下來，如圖3E所示，使用觀察面A的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造n通道型薄膜電晶體150，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造p通道型薄膜電晶體151。
如本實施例模式所示，在半導體膜上形成覆蓋膜，然後使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束隔著該覆蓋膜照射半導體膜，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域。
觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域具有不妨礙電子遷移的晶面取向，觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域具有不妨礙電洞遷移的晶面取向。因此，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域製造n型薄膜電晶體，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造p型薄膜電晶體，來可以製造提高各自的遷移率的半導體裝置。
實施例模式4
在本實施例模式中，參照圖4A至4E說明透過採用與上述實施例模式不同的覆蓋膜的結構，製造具有觀察面A的晶面取向為{001}的晶體和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體的晶體半導體膜的方法。
與實施例模式1同樣，如圖4A所示，在具有絕緣表 面的基板100的一個表面上形成用作底膜的絕緣膜101。接著，透過電漿CVD法在絕緣膜101上形成厚度為10nm以上且100nm以下，較佳的為20nm以上且80nm以下的非晶半導體膜作為半導體膜102。
此外，也可以在形成半導體膜102之後在500℃的電爐內加熱一個小時。所述加熱處理是用來從非晶半導體膜脫氫的處理。注意，該脫氫處理是為了防止當使用雷射光束照射時半導體膜102噴出氫氣體而進行的，因此，如果包含在半導體膜102中的氫少，就可以省略。
接下來，在半導體膜102上形成具有預定形狀的覆蓋膜111，然後，在該覆蓋膜111及半導體膜102上形成覆蓋膜113。覆蓋膜111的厚度較佳的為200nm以上且500nm以下。覆蓋膜113的厚度較佳的為200nm以上且500nm以下。此外，作為覆蓋膜111、113，分別形成組成互不相同的SiNx Oy (0≦x≦1.5、0≦y≦2、0≦4x＋3y≦6)膜。透過層疊覆蓋膜，因多層膜干擾效果而改變實效地吸收到半導體膜中的熱量，因此半導體膜的熔融時間也改變。結果，可以控制晶體半導體膜的晶體晶面取向。
當作為覆蓋膜使用SiNx Oy (x>y)膜時，容易在觀察面A中優先地形成晶面取向為{001}的晶體。另一方面，當作為覆蓋膜使用SiNx Oy (x<y)膜時，容易在觀察面A中優先地形成晶面取向為{211}或{101}的晶體。因此，較佳的在後面要形成n通道型薄膜電晶體的區域中形成具有氮高於氧的組成比的SiNx Oy 膜作為覆蓋膜111，而在後面要 形成p通道型薄膜電晶體的區域中形成具有氧高於氮的組成比的SiNx Oy 膜作為覆蓋膜113。
透過電漿CVD法等在非晶半導體膜的整個表面上形成SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的一方，然後以透過光微影處理形成的抗蝕劑為掩模將SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的一方蝕刻為所希望的形狀，來形成覆蓋膜111。接著，在覆蓋膜111及非晶半導體膜上形成SiNx Oy (x>y)和SiNx Oy (x<y)中的另一方，來形成覆蓋膜113。注意，此時，較佳的形成與覆蓋膜113相比，蝕刻速度慢的膜作為覆蓋膜111。
關於本實施例模式中的覆蓋膜，將一方覆蓋膜(這裏是覆蓋膜111)形成為預定形狀，將另一方覆蓋膜(這裏是覆蓋膜113)形成在基板的上方整體而不形成為預定形狀。因此，與實施例模式3相比，可以減少製程數量。
注意，在覆蓋膜111、113中包含很多氫的情況下，與半導體膜102同樣地進行用來脫氫的加熱處理。
接下來，如圖4B所示，使用第一雷射光束105從覆蓋膜111、113一側照射半導體膜102的一部分，來形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106。注意，在晶體區域106中，晶體的觀察面A的晶面取向{001}的比例較佳的為四成以上且十成以下。
注意，當使用實施例模式1所示的第一雷射光束進行半導體膜的晶化時，可以在觀察面B及觀察面C中分別以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下的 比例形成晶面取向朝著一個方向的晶體。就是說，可以在觀察面A、B、以及C中分別形成以一定的比例以上具有一定的晶面取向的晶體。
接下來，如圖4C所示，使用第二雷射光束108從覆蓋膜113一側照射半導體膜102的一部分，來形成觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110。注意，在晶體區域110中，晶體的晶面取向{211}或{101}的比例較佳的為四成以上且十成以下。
注意，當使用實施例模式1所示的第二雷射光束108進行半導體膜的晶化時，可以在觀察面B及觀察面C中分別以四成以上且十成以下，較佳的以六成以上且十成以下的比例形成晶面取向朝著一個方向的晶體。就是說，可以在觀察面A、B、以及C中分別形成以一定的比例以上具有一定的晶面取向的晶體。
透過上述製程，如圖4D所示，可以製造具有觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110的晶體半導體膜。
接著，透過進行蝕刻去除覆蓋膜111、113，然後，在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑，曝光並顯影該抗蝕劑，從而將抗蝕劑形成為所希望的形狀。此外，使用這裏形成的抗蝕劑作為掩模進行晶體半導體膜的蝕刻來形成預定形狀的晶體半導體膜。然後，去除抗蝕劑掩模。
注意，也可以與實施例模式1同樣地進行晶體半導體膜的薄膜化。典型地，也可以進行蝕刻，以使晶體半導體 膜的整個表面的厚度為10nm以上且30nm以下。由於當使用這樣厚度薄的晶體半導體膜形成薄膜電晶體時，電晶體成為通道形成區是完全耗盡型的薄膜電晶體，因此可以製造遷移率高的薄膜電晶體。
透過上述製程，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜、以及觀察面A的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜。
接下來，如圖4E所示，可以使用觀察面A的晶面取向為{001}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造n通道型薄膜電晶體150，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}且具有預定形狀的晶體半導體膜製造p通道型薄膜電晶體151。
透過上述製程，在半導體膜上形成覆蓋膜，然後使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束隔著該覆蓋膜照射半導體膜，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域和觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域。
觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域具有不妨礙電子遷移的晶面取向，觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域具有不妨礙電洞遷移的晶面取向。因此，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域製造n型薄膜電晶體，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造p型薄膜電晶體，來可以製造提高 了各自的遷移率的半導體裝置。
實施例模式5
在本實施例模式中，參照圖6說明能夠在上述實施例模式所示的觀察面A中製造晶面取向為{001}的晶體區域、晶面取向為{211}的晶體區域、以及晶面取向為{101}的晶體區域的雷射光束的功率及掃描速度。
這裏，作為用作底膜的絕緣膜，透過電漿CVD法在基板上形成厚度為50nm的SiNx Oy (x>y)膜，然後，透過電漿CVD法形成厚度為100nm的SiNx Oy (x<y)膜。接著，在絕緣膜上透過電漿CVD法形成厚度為66nm的非晶矽膜。
在形成半導體膜之後，進行用來從非晶矽膜脫氫的熱處理，然後在半導體膜上形成覆蓋膜。作為覆蓋膜，形成厚度為400nm的SiNx Oy (x>y)膜、或者厚度為500nm的SiNx Oy (x<y)膜。當使用7.13%的氟化氫銨和15.4%的氟化銨的混合溶液或氫氟酸水溶液，在20℃的溫度下蝕刻所述覆蓋膜時，例如，其蝕刻速度為1nm/min以上且150nm/min以下，較佳的為10nm/min以上且130nm/min以下。此外，作為一例，使用氫氟烴(HFC)氣體的蝕刻的蝕刻速度為100nm/min以上且150nm/min以下，較佳的為110nm/min以上且130nm/min以下。注意，當作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)膜時，以甲矽烷及氨為反應氣體透過電漿CVD法形成。此外，當作為覆蓋膜形成 SiNx Oy (x<y)膜時，以甲矽烷、氨、以及一氧化二氮為反應氣體透過電漿CVD法形成。
注意，當形成覆蓋膜時，因多層膜干擾效果而改變半導體膜的光吸收率，當然，該半導體膜的光吸收率還根據覆蓋膜的膜厚度改變。此外，一般來說，半導體膜的光吸收係數在固體狀態和熔體狀態之間不同，並且兩者的差別越小，橫向晶體生長的雷射功率容許範圍越大。就是說，在固體狀態的半導體膜受到雷射光束的照射，並且該半導體膜熔融之瞬間，吸收率急劇升高的情況下，半導體膜容易燒蝕。因此，圖6中的雷射功率相對於半導體膜和覆蓋膜的膜厚度而改變是不言而喻的。
然後，使用連續振盪或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜。將此時的雷射光束的掃描速度和功率與要形成的晶體矽膜的觀察面A的晶面取向的關係表示於圖6。
在圖6中，橫軸表示雷射光束的掃描速度，而縱軸表示雷射光束的功率。注意，在此時的雷射光束的高斯分佈中，使用槽縫去除能量分佈不均勻的部分，射束點的面積為500μmx20μm。
區域141是能夠形成晶體為大粒徑晶體且觀察面A的晶面取向為{001}的晶體半導體膜的區域。
區域142是能夠形成晶體為大粒徑晶體且觀察面A的晶面取向為{211}的晶體半導體膜的區域。
區域143是能夠形成晶體為大粒徑晶體且觀察面A 的晶面取向為{101}的晶體半導體膜的區域。
區域144是能夠形成具有小粒徑晶體的晶體半導體膜的區域。
區域145是晶體半導體膜的一部分蒸發的區域。
在觀察面A中，能夠形成晶面取向為{001}的晶體的雷射光束的功率的範圍大於形成小晶粒的雷射光束的功率且小於在觀察面A中製作晶面取向為{211}的晶體的雷射光束的功率。換言之，在雷射光束的掃描速度x為10cm/sec以上且20cm/sec以下的部分中，所述範圍相當於滿足公式1以上且小於公式2的雷射光束的功率y，該公式1表示能夠形成晶面取向為{001}的晶體的雷射光束的功率，該公式2表示在觀察面A中製作晶面取向為{001}的晶體的最上限和製作晶面取向為{211}的晶體的最下限之間的雷射光束的功率。此外，在雷射光束的掃描速度x為20cm/sec以上且35cm/sec以下的部分中，所述範圍相當於滿足公式1以上且小於公式3的雷射光束的功率y，該公式3表示在觀察面A中製作晶面取向為{001}的晶體的最上限和製作晶面取向為{211}的晶體的最下限之間的雷射光束的功率。
y＝0.0012x2 ＋0.083x＋4.4(公式1) y＝0.28x＋4.2(公式2) y＝－0.0683x＋11.167(公式3)
在觀察面A中，能夠形成晶面取向為{211}的晶體的雷射光束的功率的範圍為大於形成小晶粒的雷射光束的功率或大於在觀察面A中製作晶面取向為{001}的晶體的雷射光束的功率，並且小於產生膜燒蝕的條件或小於形成大粒徑的晶面取向不整齊的晶體半導體膜的雷射光束的功率。
換言之，在雷射光束的掃描速度x為10cm/sec以上且20cm/sec以下的部分中，所述範圍相當於滿足大於公式2且公式4以下的雷射光束的功率y，該公式4表示在觀察面A中能夠製作晶面取向為{211}的晶體的雷射光束的功率。此外，在雷射光束的掃描速度為20cm/sec以上且35cm/sec以下的部分中，所述範圍相當於滿足大於公式3且公式4以下的雷射光束的功率y。在雷射光束的掃描速度為35cm/sec以上且55cm/sec以下的部分中，所述範圍相當於滿足公式1以上且公式5以下的雷射光束的功率y，所述公式5表示在觀察面A中能夠製作晶面取向為{211}的晶體的雷射光束的功率y。
y＝0.0027x2 ＋0.36x＋4.2(公式4) y＝－0.37x＋33(公式5)
在觀察面A中，能夠形成晶面取向為{101}的晶體的雷射光束的功率的範圍大於形成小晶粒的雷射光束的功率且小於產生膜燒蝕的條件，或小於形成大粒徑的晶面取向 不整齊的晶體半導體膜的雷射光束的功率。
換言之，在雷射光束的掃描速度x為70cm/sec以上且90cm/sec以下的部分中，所述範圍相當於滿足公式1以上且小於產生膜燒蝕的條件或小於形成大粒徑的晶面取向不整齊的晶體半導體膜的雷射光束的功率y。
透過選擇性地照射上述功率及掃描速度的雷射光束，可以選擇性地形成晶面取向為{001}的晶體區域及晶面取向為{211}的晶體區域，選擇性地形成晶面取向為{001}的晶體區域及晶面取向為{101}的晶體區域，並且選擇性地形成晶面取向為{001}的晶體區域、晶面取向為{211}的晶體區域、以及晶面取向為{101}的晶體區域。
觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域具有不妨礙電子遷移的晶面取向，觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域具有不妨礙電洞遷移的晶面取向。因此，使用觀察面A的晶面取向為{001)的晶體區域製造n型薄膜電晶體，並且使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域製造p型薄膜電晶體，來可以製造提高了各自的遷移率的半導體裝置。
實施例模式6
在本實施例模式中，參照圖5A至5D描述如下半導體膜及其製造方法，即，在非晶半導體膜上形成SiNx Oy (x<y)的覆蓋膜，使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的雷射光束隔著該覆蓋膜照 射非晶半導體膜，來形成具有接近單晶結構的多晶結構的半導體膜。
首先，如圖5A所示那樣，作為具有絕緣表面的基板100例如使用厚度為0.7mm的玻璃基板，在其一個表面上形成用作底膜的絕緣膜101。用作底膜的絕緣膜101透過適當地利用厚度為50nm至150nm的SiO2 、SINx 、SiNx Oy (x<y)來形成。這裏，作為用作底膜的絕緣膜101，透過電漿CVD法形成厚度為50nm的SiNx Oy (x>y)膜，然後透過電漿CVD法形成厚度為100nm的SiNx Oy (x<y)膜。
接下來，在絕緣膜101上作為半導體膜102透過電漿CVD法以10nm以上且100nm以下的厚度，較佳的以20nm以上且80nm以下的厚度，來形成非晶半導體膜。
作為半導體膜102，雖然在本實施例模式中使用非晶矽，但是又可使用多晶矽，又可使用矽鍺(Si1－x Gex (0<x<0.1))等，又可使用單晶為金剛石結構的碳化矽(SiC)。這裏，作為半導體膜102，透過電漿CVD法形成厚度為66nm的非晶矽膜。
此外，在所述半導體膜是非晶半導體膜的情況下，也可以在形成半導體膜102之後，在500℃的電爐內加熱一個小時。
接下來，在半導體膜102上形成厚度為200nm以上且1000nm以下的SiNx Oy (0≦x≦4/3，0≦y≦2，x<y)膜作為覆蓋膜121。注意，對所述覆蓋膜121而言，如果過薄，就不容易控制後面要形成的晶體半導體膜的晶面取 向，因此形成為200nm以上且1000nm以下，較佳的為300nm以上且600nm以下的厚度。
覆蓋膜121可以透過以甲矽烷(SiH4 )、氨(NH3 )、以及一氧化二氮(N2 O)為反應氣體，使用電漿CVD法來形成。注意，一氧化二氮(N2 O)是用作氧化劑的，也可以代替使用具有氧化效果的氧氣。
作為覆蓋膜121，較佳的是，相對於雷射光束的波長具有足夠的透過率，熱膨脹係數等的熱性值和延性等值接近於相鄰的半導體膜。此外，覆蓋膜121較佳的為與後面要形成的薄膜電晶體的閘極絕緣膜同樣地硬且蝕刻速度較慢的細緻膜。典型地，較佳的為透過使用7.13%的氟化氫銨及15.4%的氟化銨的混合水溶液或氫氟酸水溶液在20℃的溫度下以100nm/min以上且150nm/min以下，較佳的以110nm/min以上且130nm/min以下的蝕刻速度蝕刻的細緻膜。此外，較佳的為透過使用氫氟烴(HFC)氣體以100nm/min以上且150nm/min以下，較佳的以110nm/min以上且130nm/min以下的蝕刻速度進行乾蝕刻的細緻膜。這種硬且細緻的膜例如可以透過降低成膜率來形成。
接下來，如圖5B所示，使用連續振盪的雷射光束或重複率為10MHz以上的脈衝振盪的第一雷射光束105隔著覆蓋膜121照射半導體膜102。此時的雷射光束的掃描速度較佳的為10cm/sec以上且100cm/sec以下，並且雷射光束的功率較佳的為4W以上且20W以下。因該雷射光束的照射而形成半導體完全熔融的區域，在凝固過程中晶 體朝某一個晶面取向生長，從而可以形成本發明的晶體半導體膜。這裏，雷射光束的掃描速度為10cm/sec以上且20cm/sec以下，並且雷射光束的功率為6.8W以上且9.6W以下。
透過上述製程，如圖5C所示，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體半導體膜。
接著，透過進行蝕刻去除覆蓋膜121，然後，在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑，曝光並顯影該抗蝕劑，從而將抗蝕劑形成為所希望的形狀。此外，使用這裏形成的抗蝕劑作為掩模進行蝕刻來去除透過顯影而暴露的晶體半導體膜。
接著，如圖5D所示，可以透過使用預定形狀的半導體膜來形成薄膜電晶體150。
如實施例模式1和圖8所示，透過綜合彼此垂直的三個向量(向量a、向量b、以及向量c)分別是法線向量的三個面(觀察面A、觀察面B、以及觀察面C)的資訊，可以高精度地特定晶體內部的晶面取向。
將分析晶體半導體膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向上的晶軸取向)的結果表示於圖23A至23F及圖24A至24F。
在對本實施例模式所形成的晶體半導體膜表面以60∘的入射角向該晶體半導體膜入射電子射線，並且根據獲得的EBSP圖像測定晶體的晶面取向。測定範圍是50μm×50μm。在該測定區域中，在長度和寬度均為0.5μm 的晶格點上執行測定。此外，因為EBSP法的測定表面是樣品表面，所以晶體半導體膜必須是頂層。因此，在圖5C所示的製程之後，蝕刻覆蓋膜，然後進行測定。
圖23A至23F所示的晶體半導體膜是晶體矽膜，透過照射掃描速度為20cm/sec且功率為9.6W的雷射光束而形成。
圖23A至23C是表示每個測定點具有哪個晶面取向的晶面取向分佈圖像，其中，將觀察面A的晶面取向分佈圖像表示於圖23A，與此同樣，將觀察面B的晶面取向分佈圖像表示於圖23B，將觀察面C的晶面取向分佈圖像表示於圖23C。此外，圖23D至23F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖23A至23C的測定點的晶面取向由對應於圖23D至23F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖23A至23F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，可以看到觀察面A主要定向於晶面取向{001}，觀察面B主要定向於晶面取向{201}，並且觀察面C主要定向於晶面取向{201}。
由此可知，本實施例模式中形成的晶體半導體膜在觀察面A、B、以及C中分別主要定向於晶面取向{001}、{201}、以及{201}。
圖23D至23F示出每個觀察面中出現比例高的晶面取向的定向比的計算結果。圖23D是求觀察面A中的定 向比的結果。該定向比透過將晶面取向{001}的角度波動範圍設定為±10∘以內，並且求存在於晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的部分的測定點數量相對於所有測定點數量的比例來獲得。注意，在圖23A中，彩色區域是表示晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的晶體的區域。
圖23E和23F是與圖23D同樣地求觀察面B及C中的定向比的結果。注意，在圖23E和23F中，彩色區域是表示觀察面B及C中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據x值改變區域的顏色，來區分對應於{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶面取向的區域。這裏，晶面取向的重複部分除外。
此外，具有特定定向的點相對於所有的測定點的比例為“分配係數(partition Fraction)”值，而在該具有特定向的點中的定向的可靠性高的測定點相對於所有的測定點的比例為“總係數(Total Fraction)”值。根據該結果，在本實施例模式1中形成的晶體半導體膜的觀察面A中，±10∘以內的角度波動的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有72.5%。
圖23E和23F是與圖23D同樣地求觀察面B及C中的定向比的結果。注意，在圖23E和23F中，彩色區域是表示每個晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的角度波動為±10∘以內的晶體的區域。在實施例模式1中形成 的晶體半導體膜的觀察面B中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有63%。此外，在觀察面C中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有62%。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比、以及{x01}(x＝0、1、2、3)的定向比(就是說，重複部分除外的{001}、{301}、{201}、以及{101}的定向比的總和)表示於表格1。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
注意，晶體的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的意思是如下那樣。所述晶面取向{x01}表示晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的定向比的總和。注意，此時，如果單純地總合計算晶面取向{001}至{301}，每個晶面取向都有一部分重複的部分。因此，將以晶面取向{001}至{301}的各自的重複部在任一晶面取向上的定向比計算出的結果設定為晶面取向{x01}。
如上所述，在彼此垂直的三個觀察面的每一個中，晶體的晶面取向以高比例朝一個方向一致。由此可知，在晶化了的區域中，形成有可以看作晶體的晶面取向朝某一定的方向一致的近似單晶體。像這樣，可以確認到特定晶面取向在邊長為幾十μm的區域內佔有非常高的比例的晶體形成在玻璃基板上。
根據上述結果，當透過EBSP法測定本實施例模式1中製造的晶體半導體膜的晶面取向時，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，更較佳的為七成以上且十成以下。此外，在觀察面B中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下。此外，在觀察面C中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下。
接下來，將分析當改變上述晶體半導體膜的製造方法中的雷射光束的功率及掃描速度時形成的晶體矽膜的晶面取向的結果表示於圖24A至24F。
下面描述透過EBSP法測定利用掃描速度為10cm/sec且功率為6.8W的雷射光束來形成的晶體半導體膜的結果。注意，EBSP法的測定條件及樣品製造方法與上述例子相同。
圖24A至24C是表示每個測定點具有哪個晶面取向 的晶面取向分佈圖像，其中，將觀察面A的晶面取向分佈圖像表示於圖24A，與此同樣，將觀察面B的晶面取向分佈圖像表示於圖24B，將觀察面C的晶面取向分佈圖像表示於圖24C。此外，圖24D至24F是計算每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖24A至24C的測定點的晶面取向由對應於圖24D至24F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖24A至24F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，可以看到觀察面A主要定向於晶面取向{001}。
圖24D至24F示出每個觀察面中出現比例高的晶面取向的定向比的計算結果。圖24D是求觀察面A中的定向比的結果。該定向比透過將晶面取向{001}的角度波動範圍設定為±10∘以內，並且求存在於角度波動為±10∘以內的部分的測定點數量對於所有測定點數量的比例來獲得注意，在圖24D中，彩色區域是表示晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。
圖24E和24F是與圖24D同樣地求觀察面B及C中的定向比的結果。注意，在圖24E和24F中，彩色區域是表示觀察面B及C中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據x值改變區域的顏色，來區分對應於{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶面取向的區域。這裏，晶面取向的重複部分除外。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比、以及{x01}(x＝0、1、2、3)的定向比(就是說，重複部分除外的{001}、{301}、{201}、以及{101}的定向比的總和)表示於表格2。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格2可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為六成以上，即，佔有65%。此外，在觀察面B中，晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為六成以上，即，佔有68%。另外，在觀察面C中，晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為六成以上，即，佔有74%。再者，在觀察面B及C中，x為1的晶面取向除外的{x01}(x＝0、2、3)的定向比為六成以上。
由此可知，在晶化了的區域中，形成有可以看作晶體的晶面取向朝某一定的方向一致的近似單晶體。像這樣可以確認到特定晶面取向在邊長為幾十μm的區域內佔有非常高的比例的晶體形成在玻璃基板上。
注意，在本發明中製造的晶體半導體膜是多晶。因此，如果包括晶體缺陷如晶粒介面等，觀察面A至C每 一個的晶面取向的定向比小於十成。此外，EBSP的測定例如可以在薄膜電晶體的通道區域進行。換言之，可以在被閘極佈線及閘極絕緣膜覆蓋的半導體層中進行測定。
根據上述結果，當透過EBSP法測定本實施例模式中製造的晶體半導體膜的晶面取向時，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，更較佳的為七成以上且十成以下。此外，在觀察面B中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的總和比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下。此外，在觀察面C中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的總和比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下。
在本實施例模式中形成的晶體半導體膜中，晶體的晶面取向朝某一定的方向或朝可以實際性地看作某一定的方向的方向一致。就是說，其性質是接近於單晶的半導體膜。當使用這種半導體膜時，可以大幅度地提高半導體裝置的性能。例如，在使用該晶體半導體膜形成TFT的情況下，可以獲得接近於利用單晶半導體製造的半導體裝置的電場效應遷移率(遷移率)。
此外，在所述TFT中，可以降低導通電流值(當TFT處於導通狀態時流過的汲極電流值)、截斷電流值(當TFT處於截斷狀態時流過的汲極電流值)、臨界值電壓、S值、以及電場效應遷移率的不均勻性。由於這種效果，而 TFT的電特性增高，並且利用該TFT的半導體裝置的工作特性及可靠性也增高。從而，可以製造能夠以高速工作、電流驅動能力高、並且在多個元件之間性能不均勻性小的半導體裝置。
實施例模式7
在本實施例模式中，參照圖9A至圖10C說明作為半導體裝置的一個實例的液晶顯示裝置。如圖9A所示，以與實施例模式1相同的方式，在基板100上形成用作底膜的絕緣膜101，在絕緣膜101上形成半導體膜102，並且在半導體膜102上形成覆蓋膜103。
這裏，作為基板100使用玻璃基板，並且作為絕緣膜101透過電漿CVD法形成厚度為40nm至60nm的SiNx Oy (x>y)膜和厚度為80nm至120nm的SiNx Oy (x<y)膜。此外，作為半導體膜102透過電漿CVD法形成厚度為20nm至80nm的非晶體半導體膜，並且作為覆蓋膜103透過電漿CVD法形成厚度為200nm以上且1000nm以下的SiNx Oy (x>y)膜。
接著，如圖9B所示，使用第一雷射光束105從覆蓋膜103一側照射半導體膜102，來在絕緣膜101上形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域106。此外，使用第二雷射光束108從覆蓋膜103一側照射半導體膜102，來在絕緣膜101上形成觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域110。注意，作為此時使用的第一雷射 光束105及第二雷射光束108，選擇具有能夠熔化半導體膜102的能量且具有非晶體半導體膜102能夠吸收的波長的雷射光束。此外，也可以在使用雷射光束105及108照射之前，進行加熱處理，以便脫出包含於非晶體半導體膜和覆蓋膜中的氫。
這裏，作為雷射光束105及108使用YVO4 的二次諧波，然後去除覆蓋膜103。作為覆蓋膜103的去除方法，可以使用各種去除方法如乾蝕刻、濕蝕刻、研磨等，這裏透過乾蝕刻法去除覆蓋膜103。
接著，如圖9C所示，選擇性地蝕刻晶體半導體膜來形成半導體層201至203。作為晶體半導體膜的蝕刻方法，可以使用乾蝕刻、濕蝕刻等，這裏，在晶體半導體膜上塗敷抗蝕劑之後，進行曝光和顯影，來形成抗蝕劑掩模。透過使用形成了的抗蝕劑掩模，透過SF6 :O2 的流量比為4:15的乾蝕刻法來選擇性地蝕刻晶體半導體膜，然後去除抗蝕劑掩模。
接下來，如圖9D所示，在半導體層201至203上形成閘極絕緣膜204，該閘極絕緣膜透過使用SiNx 、SiNx Oy (x>y)、SiO2 、SiNx Oy(x<y)等的單層或多層結構形成。這裏，透過電漿CVD法形成厚度為10nm至115nm的SiNx Oy (x<y)膜。然後，形成閘極電極205至208，該閘極電極205至208可以透過使用金屬或摻雜具有一種導電類型的雜質的多晶體半導體形成。
在使用金屬的情況下，可以使用鎢(W)、鉬(Mo)、鈦 (Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)等。而且，也可以使用透過氮化金屬而獲得的金屬氮化物，還可以使用由該金屬氮化物構成的第一層和由該金屬構成的第二層的疊層結構。此外，可以透過液滴噴射法在閘極絕緣膜上排放包含微粒的膏劑，然後乾燥並焙燒膏劑來形成閘極電極205至208。此外，可以透過印刷法在閘極絕緣膜上印刷包含微粒的膏劑，然後乾燥並焙燒膏劑來形成。所述微粒的典型實例為金;銀;銅;金和銀的合金;金和銅的合金;銀和銅的合金;以及金、銀和銅的合金等。
這裏，在透過濺射法在閘極絕緣膜204上形成厚度為30nm的氮化鉭膜和厚度為370nm的鎢膜之後，使用透過光微影處理形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻氮化鉭膜和鎢膜，來形成閘極電極205至208，該閘極電極205至208分別具有氮化鉭膜的端部向鎢膜的端部的外側延伸的形狀。
接下來，使用閘極電極205至208作為掩模，向半導體層201至203添加賦予n型的雜質元素和賦予p型的雜質元素，來形成源區和汲區209至214及高濃度雜質區215。此外，形成與閘極電極205至208的一部分重疊的低濃度雜質區216至223。而且，還形成與閘極電極205至208重疊的通道區201c、202c、203c、以及203d。
注意，這裏，向源區及汲區209、210、213、以及214、高濃度雜質區215、以及低濃度雜質區216、217、220至223摻雜作為賦予p型的雜質元素的硼。此外，向 源區及汲區211、212、以及低濃度雜質區218、219摻雜作為賦予n型的雜質元素的磷。
然後，為了啟動添加到半導體層的雜質元素而進行加熱處理。這裏，在550℃的氮氣氣氛下加熱4小時。透過上述製程，形成薄膜電晶體225至227。注意，作為薄膜電晶體225和227形成p通道型薄膜電晶體，而作為薄膜電晶體226形成n通道型薄膜電晶體。此時，由p通道型薄膜電晶體225和n通道型薄膜電晶體226構成驅動電路，而p通道型薄膜電晶體227用作向像素的電極施加電壓的元件。
接下來，如圖10A所示，形成使薄膜電晶體225至227的閘極電極和佈線絕緣的第一層間絕緣膜。這裏，作為第一層間絕緣膜層疊形成氧化矽膜231、氮化矽膜232、以及氧化矽膜233。接著，在第一層間絕緣膜的一部分的氧化矽膜233上形成連接到薄膜電晶體225至227的源區及汲區的佈線234至239、以及連接端子240。這裏，透過濺射法連續形成厚度為100nm的Ti膜、厚度為700nm的Al膜、以及厚度為100nm的Ti膜，然後使用透過光微影處理形成的抗蝕劑掩模，選擇性地蝕刻，來形成佈線234至239、以及連接端子240。然後，去除抗蝕劑掩模。
接下來，在第一層間絕緣膜、佈線234至239、以及連接端子240上形成第二層間絕緣膜241。作為第二層間絕緣膜241，可以使用無機絕緣膜如氧化矽膜、氮化矽 膜、SiNx Oy (x<y)膜、或者SiNx Oy (x>y)膜等，並且這些絕緣膜以單層或兩層以上的多層形成即可。此外，作為形成無機絕緣膜的方法，使用濺射法、LPCVD法、或者電漿CVD法等即可。
這裏，在透過使用電漿CVD法形成厚度為100nm至150nm的SiNx Oy (x>y)膜之後，使用透過光微影處理形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻SiNx Oy (x>y)膜，來形成到達薄膜電晶體227的佈線239和連接端子240的連接端子，同時形成第二層間絕緣膜241。然後，去除抗蝕劑掩模。透過如本實施例模式7所示地形成第二層間絕緣膜241，可以防止驅動電路部的TFT、佈線等的暴露，並且可以保護TFT免受污染物質。
接下來，形成連接到薄膜電晶體227的佈線239的第一像素電極242和連接到連接端子240的導電層244。當液晶顯示裝置是透光型液晶顯示裝置時，使用具有透光性的導電膜形成第一像素電極242。此外，當液晶顯示裝置是反射型液晶顯示裝置時，使用具有反射性的導電膜形成第一像素電極242。這裏，第一像素電極242和導電層244透過如下方法形成，即在透過濺射法形成厚度為125nm的包含氧化矽的ITO膜之後，使用透過光微影處理形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻。
接下來，形成用作定向膜的絕緣膜243。所述絕緣膜243透過如下方法形成，即透過輥塗法、印刷法等形成高分子化合物層如聚醯亞胺層、聚乙烯醇層等，然後進行摩 擦。此外，可以透過以相對基板傾斜的角度蒸鍍SiO2 形成絕緣膜243，並且可以對光致反應型高分子化合物照射偏振了的UV光，以使光致反應型高分子化合物聚合來形成絕緣膜243。這裏，透過印刷法印刷高分子化合物層如聚醯亞胺層、聚乙烯醇層等，焙燒並摩擦該層來形成絕緣膜243。
接下來，如圖10B所示，在相對基板251上形成第二像素電極253，並且在第二像素電極上形成用作定向膜的絕緣膜254。注意，可以在相對基板251和像素電極253之間形成彩色層252。在這種情況下，相對基板251可以適當地選擇與基板100相同的材料。另外，第二像素電極253可以以與第一像素電極242相同的方式形成，而用作定向膜的絕緣膜254可以以與絕緣膜243相同的方式形成。而且，彩色層252是進行彩色顯示時必需的層，並且在RGB方式中，對應於每個像素地形成與紅色、綠色和藍色的每種顏色相對應的染料和顏料分散於其中的彩色層。
接下來，使用密封劑257貼合基板100和相對基板251，並且在基板100和相對基板251之間形成液晶層255。液晶層255可以透過如下方法形成，即透過利用毛細管現象的真空注入法將液晶材料注入到由用作定向膜的絕緣膜243和254、以及密封劑257圍繞的區域中。而且，也可以在相對基板251的一個側面形成密封劑257，向由密封劑圍繞的區域滴下液晶材料，然後在減壓下使用 密封劑壓合相對基板251和基板100，來形成液晶層255。
作為密封劑257，可以透過分配器法、印刷法、熱壓合法等形成熱固性環氧樹脂、UV固化丙烯酸樹脂、熱塑性尼龍、聚酯等。注意，透過向密封劑257散佈填料，可以保持基板100和相對基板251之間的間隔。這裏，作為密封劑257，使用熱固性環氧樹脂。
另外，為了保持基板100和相對基板251之間的間隔，可以在用作定向膜的絕緣膜243和254之間提供隔離物256，該隔離物可以透過塗敷有機樹脂，將有機樹脂形成為所需形狀，典型為柱形或圓柱形。而且，作為隔離物，可以使用珠狀隔離物，這裏作為隔離物256使用珠狀隔離物。
另外，雖然未圖示，在基板100和相對基板251中的一方或雙方提供偏光板。
並且，如圖10C所示，在端子部263中形成有連接到薄膜電晶體的閘極佈線和源極佈線的連接端子(在圖10C中，相當於連接到源極佈線或汲極佈線的連接端子240)。向該連接端子240隔著導電層244和各向異性導電膜261連接FPC(撓性印刷電路板)262，並且該連接端子240透過導電層244和各向異性導電膜261接收視頻信號和時鐘信號。
在驅動電路部264中形成有驅動像素的電路如源極驅動器、閘極驅動器等，這裏佈置有n通道型薄膜電晶體 226和p通道型薄膜電晶體225。注意，由n通道型薄膜電晶體226和p通道型薄膜電晶體225形成CMOS電路。
在像素部265中形成有多個像素，並且在每個像素中形成有液晶元件258。該液晶元件258是第一像素電極242、第二像素電極253、以及填充在第一像素電極242和第二電極253之間的液晶層255重疊的部分。而且，包含在液晶元件258中的第一像素電極242電連接到薄膜電晶體227。
透過上述製程，可以製造液晶顯示裝置。在本實施例模式7所示的液晶顯示裝置中的形成在驅動電路部264和像素部265中的薄膜電晶體的半導體層中，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域形成n型薄膜電晶體，使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域形成p型薄膜電晶體。結果，可以製造提高每個電晶體的遷移率的液晶顯示裝置。
此外，本實施例模式的薄膜電晶體的晶體的晶面取向分別在彼此垂直的三個面上朝某一定的方向一致。因此，可以抑制多個薄膜電晶體的電特性的不均勻，結果可以製造能夠進行顏色不均和缺陷少的高清晰顯示的液晶顯示裝置。
實施例模式8
在本實施例模式中，說明作為半導體裝置的一個實例的具有發光元件的發光裝置的製造過程。如圖11A所 示，透過與實施例模式7相同的製程，在基板100上隔著絕緣膜101形成薄膜電晶體225至227，然後層疊形成氧化矽膜231、氮化矽膜232、以及氧化矽膜233作為用來使所述薄膜電晶體225至227的閘極電極及佈線絕緣的第一層間絕緣膜。而且，在第一層間絕緣膜的一部分氧化矽膜233上形成連接到薄膜電晶體225至227的半導體層的佈線308至313、以及連接端子314。
接下來，在第一層間絕緣膜、佈線308至313、以及連接端子314上形成第二層間絕緣膜315，然後形成連接到薄膜電晶體227的佈線313的第一電極層316和連接到連接端子314的導電層320。所述第一電極層316和導電層320以如下方法形成，即在透過濺射法形成厚度為125nm的包含氧化矽的ITO膜之後，使用透過光微影處理形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻ITO膜。如本實施例模式所示，透過形成第二層間絕緣膜315，可以防止驅動電路部的TFT、佈線等的暴露，並且保護TFT免受污染物質。
接下來，形成有機絕緣膜317並使它覆蓋第一電極層316的端部。這裏，在塗敷並焙燒光敏聚醯亞胺之後，進行曝光和顯影，從而形成有機絕緣膜317使得驅動電路、像素區域中的第一電極層316、以及像素區域週邊的第二層間絕緣膜315暴露。
接下來，透過蒸鍍法在第一電極層316和有機絕緣膜317的一部分上形成包含發光物質的層318。包含發光物 質的層318由具有發光性的有機化合物或具有發光性的無機化合物形成。注意，包含發光物質的層318可以由具有發光性質的有機化合物和具有發光性質的無機化合物形成。此外，可以將具有紅色發光性的發光物質、具有藍色發光性的發光物質、以及具有綠色發光性的發光物質用於包含發光物質的層318，來分別形成發射紅光的像素、發射藍光的像素、以及發射綠光的像素。
注意，除了發射紅光、藍光、以及綠光的像素以外，可以透過設置發射白光的像素降低功耗。
接下來，在包含發光物質的層318和有機絕緣膜317上形成第二電極層319。這裏，透過蒸鍍法形成厚度為200nm的Al膜。結果，由第一電極層316、包含發光物質的層318和第二電極層319構成發光元件321。
作為包含發光物質的層318的材料，雖然在很多情況下使用有機化合物的單層或疊層、或者無機化合物的單層或疊層，但是在本說明書中還包括由有機化合物構成的膜的一部分包含無機化合物的結構。發光元件中的每個層的層疊方法沒有特別的限制。只要可以層疊，就可以選擇任何方法如真空蒸鍍法、旋塗法、噴墨法、浸塗法等。
接下來，如圖11B所示，在第二電極層319上形成保護膜322。保護膜322是為了防止濕氣、氧氣等侵入發光元件321和保護膜322中，並且較佳的地透過薄膜形成法如電漿CVD法或濺射法等，使用氮化矽、氧化矽、SiNx Oy (x<y)、SiNx Oy (x>y)、氧氮化鋁、氧化鋁‘類金剛 石碳(DLC)、包含氮的碳(CN)、或者另外的絕緣材料形成。
另外，透過使用密封劑323貼合密封基板324和形成在基板100上的第二層間絕緣膜315，發光元件321提供在由基板100、密封基板324、以及密封劑323包圍的空間325中。注意，在空間325中填充有填充物，存在有填充有惰性氣體(氮氣或氬氣等)的情況、填充有密封劑323的情況。
注意，環氧類樹脂較佳的地用於密封劑323，並且該密封劑323的材料理想地盡可能不透過濕氣和氧氣。此外，作為密封基板324，可以使用玻璃基板、石英基板、由FRP(玻璃纖維增強塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸酯等形成的塑膠基板。
接下來，如圖11C所示，透過以與實施例模式7相同的方式，使用各向異性導電層326，將FPC327貼合到與連接端子314接觸的導電層320。透過上述製程，可以形成具有主動矩陣型發光元件的半導體裝置。
這裏，將在本實施例模式8中進行全彩色顯示的情況下的像素的等效電路圖表示於圖12。在圖12中，由虛線包圍的薄膜電晶體332對應於用於驅動發光元件的薄膜電晶體。薄膜電晶體331控制薄膜電晶體332的導通/截斷。注意，在下面的描述中，發光元件是有機EL元件(以下稱作OLED)，在該OLED中，包含發光物質的層由包含發光性有機化合物的層形成。
在顯示紅色的像素中，發射紅光的OLED 334R連接到薄膜電晶體332的汲區，而在其源區中設置有紅色陽極側電源線337R。此外，開關用薄膜電晶體331連接到閘極佈線336，而驅動用薄膜電晶體332的閘極電極連接到開關用薄膜電晶體331的汲區。注意，開關用薄膜電晶體331的汲區與連接到紅色陽極側電源線337R的電容元件338連接。
此外，在顯示綠色的像素中，發射綠光的OLED334G連接到驅動用薄膜電晶體332的汲區，而在其源區中設置有綠色陽極側電源線337G。此外，開關用薄膜電晶體331連接到閘極佈線336，驅動用薄膜電晶體332的閘極電極連接到開關用薄膜電晶體331的汲區。注意，開關用薄膜電晶體331的汲區與連接到綠色陽極側電源線337G的電容元件338連接。
此外，在顯示藍色的像素中，發射藍光的OLED334B連接到驅動用薄膜電晶體332的汲區，而在其源區中設置有藍色陽極側電源線337B。此外，開關用薄膜電晶體331連接到閘極佈線336，驅動用薄膜電晶體332的閘極電極連接到開關用薄膜電晶體331的汲區。注意，開關用薄膜電晶體331的汲區與連接到藍色陽極側電源線337B的電容元件338連接。
對應於包含發光物質的層的材料的不同電壓分別施加到具有不同顏色的像素。這裏，雖然源極佈線335與陽極側電源線337R、337G和337B平行，但是本發明不局限 於此，也可以採用閘極佈線336與陽極側電源線337R、337G和337B平行的結構。另外，驅動用薄膜電晶體332可以具有多閘極電極結構。
此外，在發光裝置中，螢幕顯示的驅動方法沒有特別限制。例如，可以使用點順序驅動方法、線順序驅動方法、面順序驅動方法等，典型地使用線順序驅動方法，並且適當地使用分時灰度級驅動方法或面積灰度級驅動方法即可。輸入到發光裝置的源極線的視頻信號可以為類比信號或數位信號，根據視頻信號適當地設計驅動電路等即可。
此外，在使用數位視頻信號的發光裝置中，存在兩種驅動方式，即輸入到像素的視頻信號具有恆定電壓(CV)的方式和輸入到像素的視頻信號具有恆定電流(CC)的方式。此外，在視頻信號具有恆定電壓(CV)的方式中存在兩種方式，即施加到發光元件的信號電壓是恆定的方式(CVCV)和施加到發光元件的信號電流是恆定的方式(CVCC)。在視頻信號具有恆定電流(CC)的方式中，存在兩種方式，即施加到發光元件的信號電壓是恆定的方式(CCCV)和施加到發光元件的信號電流是恆定的方式(CCCC)。另外，在發光裝置中，也可以提供用來防止靜電擊穿的保護電路(如保護二極體等)。
透過上述製程，可以製造具有主動矩陣型發光元件的發光裝置。在本實施例模式所示的發光裝置中，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域形成n型薄膜電晶 體，使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域形成p型薄膜電晶體。結果，可以製造提高每個電晶體的遷移率的發光裝置。
此外，本實施例模式的薄膜電晶體的晶體的晶面取向分別在彼此垂直的三個面上朝某一定的方向一致。因此，可以抑制驅動發光元件的薄膜電晶體的電特性的不均勻。結果，可以降低發光元件的亮度不均勻，使得可以製造能夠進行顏色不均和缺陷少的高清晰顯示的發光裝置。
實施例模式9
在本實施例模式中，參照圖13A至圖16D說明能夠以非接觸方式傳送資料的半導體裝置的製造過程。此外，使用圖17說明半導體裝置的結構，並且使用圖18A至18F說明本實施例模式所示的半導體裝置的用途。
如圖13A所示，在基板401上形成剝離膜402。接著，以與實施例模式1及2相同的方式，在剝離膜402上形成絕緣膜403，在絕緣膜403上形成薄膜電晶體404。接著，形成層間絕緣膜405以絕緣包含在薄膜電晶體404中的導電膜，然後形成連接到薄膜電晶體404的半導體層的源極及汲極電極406。
然後，形成絕緣膜407以覆蓋薄膜電晶體404、層間絕緣膜405、以及源電極及汲極電極406，形成隔著絕緣膜407連接到源極電極及汲極電極406的導電膜408。注意，作為基板401，可以使用與基板100相同的基板。作 為基板，可以使用在其一個表面上形成有絕緣膜的金屬基板或不銹鋼基板、可以承受本過程的處理溫度的塑膠基板等。這裏，玻璃基板用作基板401。
剝離膜402透過濺射法、電漿CVD法、塗敷法、印刷法等使用由選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、矽(Si)中的元素;以上述元素為其主要成分的合金材料;或者以上述元素為其主要成分的化合物材料構成的層以單層或疊層結構形成。注意，作為剝離膜402的包含矽的層的晶體結構可以為非晶體、微晶體、多晶體。
當剝離膜402具有單層結構時，較佳的形成鎢層、鉬層、或者包含鎢和鉬的混合物的層。
當剝離膜402具有疊層結構時，較佳的，形成鎢層、鉬層、或者包含鎢和鉬的混合物的層作為第一層，並且形成鎢、鉬、或者鎢和鉬的混合物的氧化物層、氮化物層、氧氮化物層、或者氮氧化物層作為第二層。當作為剝離膜402形成包含鎢的層和包含鎢的氧化物的層的疊層結構時，可以透過形成包含鎢的層，在其上形成包含氧化物的絕緣膜，使得包含鎢的氧化物的層形成在鎢層和絕緣膜的介面處。
此外，可以透過對包含鎢的層表面進行熱氧化處理、氧電漿處理、N2 O電漿處理、使用具有強氧化能力的溶液如臭氧水等的處理、使用加氫的水的處理等，來形成包含鎢的氧化物的層。當形成包含鎢的氮化物、氧氮化物、以 及氮氧化物的層時與此相同，較佳的在形成包含鎢的層之後，在其上形成氮化矽層、SiNx Oy (x<y)層、SiNx Oy (x>y)層。
鎢的氧化物由WOx 表示。其中x滿足2≦x≦3。x可能是2(WO2 )、2.5(W2 O5 )、2.75(W4 O11 )、3(WO3 )等。這裏，透過濺射法形成厚度為20nm至100nm，較佳的為40nm至80nm的鎢膜。注意，雖然在上述製程中，以與基板401接觸的方式形成剝離膜402，但是本發明不局限於該製程，也可以以與基板401接觸的方式形成成為基底的絕緣膜，並且以與該絕緣膜接觸的方式形成剝離膜402。
形成在剝離膜上的絕緣膜403可以以與絕緣膜101相同的方式形成。這裏，透過在一氧化二氮氣流中產生電漿在剝離膜402表面上形成氧化鎢膜，然後透過電漿CVD法形成SiNx Oy (x<y)。薄膜電晶體404可以以與實施例模式7所示的薄膜電晶體225至227相同的方式形成。源極電極及汲極電極406可以以與實施例模式7所示的佈線234至239相同的方式形成。
覆蓋源極電極及汲極電極406的層間絕緣膜405及絕緣膜407既可透過塗敷並焙燒聚醯亞胺、丙烯酸、或者矽氧烷聚合物形成，又可透過濺射法、電漿CVD法、塗敷法、印刷法等使用無機化合物的單層或疊層形成。無機化合物的典型實例包括氧化矽、氮化矽、以及SiNxOy(x<y)。
接下來，如圖13B所示，在導電膜408上形成導電膜411。這裏，透過印刷法印刷包含金微粒的組合物，並且在200℃的溫度下加熱30分鐘，以焙燒組合物來形成導電膜411。
接下來，如圖13C所示，形成絕緣膜412以覆蓋絕緣膜407及導電膜411端部。這裏，使用環氧樹脂形成覆蓋絕緣膜407和導電膜411端部的絕緣膜412。此時，透過旋塗法塗敷環氧樹脂的組合物，並且在160℃的溫度下加熱30分鐘，然後去除覆蓋導電膜411的部分絕緣膜使得導電膜411暴露，同時形成厚度為1至20μm，較佳的為5至10μm的絕緣膜412。這裏，將從絕緣膜403到絕緣膜412的疊層體稱作元件形成層410。
接下來，如圖13D所示，使用雷射光束413照射絕緣膜403、405、407、以及412，以形成如圖13E所示的開口部414，然後對絕緣膜412貼合黏著構件415，以便容易進行後面的剝離製程。為了形成開口部414而照射的雷射光束較佳的為具有由絕緣膜403、405、407、或者412吸收的波長的雷射光束，典型地，適當地選擇使用紫外區、可見區、或者紅外區的雷射光束來照射。
作為能夠發射這種雷射光束的雷射振盪器，可以使用如下雷射器:準分子雷射振盪器如KrF、ArF、XeCl等;氣體雷射振盪器如He、He－Cd、Ar、He－Ne、HF、CO2 等;固態雷射振盪器如晶體例如YAG、GdVO4 、YVO4 、YLF、YAIO3 等摻雜有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或 Tm的晶體雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器等;或者半導體雷射振盪器如GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等。注意，當使用固態雷射振盪器時，較佳的適當地使用基波到五次諧波的任何一種。
雷射照射使得絕緣膜403、405、407、412吸收雷射光束413以熔化，而形成開口部。透過省略使用雷射光束413照射絕緣膜403、405、407、412的製程，可以提高生產率。
接下來，如圖14A所示，在剝離膜402和絕緣膜403的介面處形成的金屬氧化物膜中，透過物理方法從具有剝離膜402的基板401剝離元件形成層的一部分421。所述物理方法是指改變某種力學能(機械能)的力學方法或機械方法。典型的物理方法是施加機械力(例如，由人手或夾持工具剝離的處理、或者透過旋轉輥來分離的處理)。
雖然在本實施例模式9中在剝離膜和絕緣膜之間形成金屬氧化物膜，由物理方法剝離元件形成層410，但是本發明不局限於此。也可以使用如下方法，即具有透光性的基板用作基板，包含氫的非晶矽膜用作剝離膜，並且在圖13E所示的製程之後，使用雷射光束從基板一側照射，使得包含在非晶矽膜中的氫蒸發，來在基板和剝離膜之間發生剝離。
此外，在圖13E所示的製程之後，可以使用透過機械磨削來去除基板的方法，或者透過使用溶液如HF等溶解基板來去除基板的方法。在此情況下，可以不使用剝離 膜。此外，還可以使用如下方法:在圖13E中將黏著構件415貼附到絕緣膜412之前，對開口部414中引入氟化物氣體如NF3 、BrF3 、ClF3 等，使得由氟化物氣體蝕刻並去除剝離膜，然後對絕緣膜412貼附黏著構件415，從基板剝離元件形成層的一部分421。
此外，還可以使用如下方法:在圖13E中將黏著構件415貼附到絕緣膜412之前，對開口部414中引入氟化物氣體如NF3 、BrF3 、ClF3 等，使得由氟化物氣體蝕刻並去除剝離膜的一部分，然後對絕緣膜412貼附黏著構件415，透過物理方法從基板剝離出元件形成層的一部分421。
接下來，如圖14B所示，在元件形成層的一部分421的絕緣膜403上貼附撓性基板422，然後，從元件形成層的一部分421剝離出黏著構件415。這裏，作為撓性基板422使用透過鑄造法由聚苯胺形成的薄膜，然後，如圖14C所示，將撓性基板422貼附到切割框432的UV薄片431。由於該UV薄片431具有粘性，所以撓性基板422固定在UV薄片431上。此後，可以透過使用雷射光束照射導電膜411來提高導電膜411和導電膜408之間的密合性。接著，如圖14D所示，在導電膜411上形成連接端子433。透過形成連接端子433，可以容易地進行與後面用作天線的導電膜的位置調節和接合。
接下來，如圖15A所示，切割元件形成層的一部分421。這裏，透過使用雷射光束434照射元件形成層的一 部分421及撓性基板422，來如圖15B所示將元件形成層的一部分421分成多個部分。作為該雷射光束434，可以適當地使用作為雷射光束413示出的雷射光束。這裏，較佳的使用能夠由絕緣膜403、405、407、412、以及撓性基板422吸收的雷射光束。這裏，雖然透過雷射切割法將元件形成層的一部分分成多個部分，但是可以適當地代替使用切片法、劃線法等。結果，切割了的元件形成層表示為薄膜積體電路422a和422b。
接下來，如圖15C所示，使用UV光照射切割框432的UV薄片，以降低UV薄片431的黏著性，然後，由擴張框444支撐UV薄片431。此時，透過拉伸UV薄片431的同時使用擴張框444支撐UV薄片431，可以擴展在薄膜積體電路442a和442b之間形成的凹槽441的寬度。擴展了的凹槽446較佳的對應於後面貼附到薄膜積體電路442a和442b的天線基板的大小。
接下來，如圖16A所示，使用各向異性導電黏著劑455a和455b貼合具有用作天線的導電膜452a和452b的撓性基板456與薄膜積體電路442a和442b。注意，在具有用作天線的導電膜452a和452b的撓性基板456中設置有開口部，以便部分地暴露導電膜452a和452b。此外，在撓性基板456上形成有覆蓋用作天線的導電膜452a和452b的絕緣膜453。
因此，調節具有用作天線的導電膜452a和452b的撓性基板456的位置與薄膜積體電路442a和442b的連接端 子的位置的同時貼合雙方，以使雙方由包含在各向異性導電黏著劑455a和455b中的導電微粒454a和454b連接。這裏，用作天線的導電膜452a和薄膜積體電路442a由各向異性導電黏著劑455a中的導電微粒454a連接，而用作天線的導電膜452b和薄膜積體電路442b由各向異性導電黏著劑455b中的導電微粒454b連接。
接下來，如圖16B所示，在沒有形成用作天線的導電膜452a和452b以及薄膜積體電路442a和442b的區域中切割絕緣膜453和撓性基板456。這裏，透過雷射切割法切割它們，其中使用雷射光束461照射絕緣膜453和撓性基板456。透過上述製程，如圖16C所示，可以製造能夠以非接觸方式傳輸資料的半導體裝置462a和462b。
注意，在圖16A中，也可以使用各向異性導電黏著劑455a和455b貼合具有用作天線的導電膜452a和452b的撓性基板456與薄膜積體電路442a和442b，然後提供撓性基板463以便密封撓性基板456和薄膜積體電路442a和442b，如圖16B所示，使用雷射光束461照射沒有形成用作天線的導電膜452a和452b以及薄膜積體電路442a和442b的區域，來製造如圖16D所示的半導體裝置464。在此情況下，薄膜積體電路由切割了的撓性基板456和463密封，因此，可以抑制薄膜積體電路的退化。
透過上述製程，可以高成品率地製造薄型且輕量的半導體裝置。在本實施例模式所示的半導體裝置中，使用觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域形成n型薄膜電晶 體，使用觀察面A的晶面取向為{211}或{101}的晶體區域形成p型薄膜電晶體。結果，可以製造提高每個電晶體的遷移率的半導體裝置。
此外，本實施例模式的薄膜電晶體的晶體的晶面取向分別在彼此垂直的三個面上朝某一定的方向一致。因此，可以抑制薄膜電晶體的電特性的不均勻。
接下來，參考圖17說明能夠以非接觸方式傳輸資料的上述半導體裝置的結構。本實施例模式9的半導體裝置主要由天線部2001、電源部2002、以及邏輯部2003構成。天線部2001包括接收外部信號並發送資料的天線2011。半導體裝置的信號傳輸方法可以是電磁耦合法、電磁感應法或微波方法等。實施者可以考慮使用用途來適當地選擇該傳輸方法，並且根據傳輸方法提供最合適的天線。
電源部2002包括基於透過天線2011從外部接收的信號產生電源的整流電路2021;用於儲存產生了的電源的儲存電容器2022;以及產生供應到每個電路的恆壓的恆壓電路2023。邏輯部2003包括解調接收了的信號的解調電路2031;產生時鐘信號的時鐘產生/校正電路2032;代碼識別及判斷電路2033;基於接收信號產生從記憶體中讀取資料的信號的記憶體控制器2034;將編碼了的信號調制成發送方式的調制電路2035;編碼讀取了的資料的編碼電路2037;以及儲存資料的掩模ROM 2038。注意，調制電路2035具有用於調制的電阻器2036。
由代碼識別及判斷電路2033識別並判斷的代碼是框終止信號(EOF;框結束)、框開始信號(SOF;框開始)、標誌、命令代碼、遮罩長度、遮罩值等。此外，代碼識別及判斷電路2033還具有用於識別傳輸錯誤的迴圈冗餘校驗(CRC)功能。
接下來，參照圖18A至18F說明能夠以非接觸方式傳輸資料的上述半導體裝置的用途。能夠以非接觸方式傳輸資料的上述半導體裝置9210的用途很廣，可以提供在物品中而使用，該物品例如是紙幣、硬幣、有價證券、不記名債券、證件(如駕照或居留卡等，參照圖18A)、包裝容器(如包裝紙或瓶等，參照圖18C)、儲存媒體(如DVD軟體或視頻磁帶等，參照圖18B)、交通工具(如自行車等，參照圖18D)、個人用品(如包或眼鏡等)、食品、植物、動物、人體、衣服、生活用品、商品如電子設備等和貨物的標簽(參照圖18E和18F)。
本實施例模式9所示的半導體裝置9210透過安裝在印刷電路板上、貼附到其表面上、嵌入其中等固定到產品。例如，如果產品是書，半導體裝置透過嵌入紙張內而固定到書，並且如果產品是由有機樹脂製造的包裝，半導體裝置透過嵌入該有機樹脂內而固定到包裝。因為本實施例模式的半導體裝置9210可以實現小型、薄型且輕量，所以即使在固定到產品之後，也不會有損於產品自身的設計質量。
此外，透過將本實施例模式9的半導體裝置9210提 供到紙幣、硬幣、有價證券、不記名債券、證件等，可以提供證明功能，並且可以透過使用證明功能防止偽造。而且，當將本實施例模式的半導體裝置提供在包裝容器、記錄媒體、個人用品、食品、衣服、生活用品、電子設備等中時，可以提高系統如檢查系統等的效率。
實施例模式10
作為具有上述實施例模式7至9所示的半導體裝置的電子設備，可以舉出電視裝置(也簡稱為TV或電視接收器)、影像拍攝裝置如數位照相機和數位攝影機等、行動電話裝置(也簡稱為行動電話機或行動電話)、移動資訊終端如PDA等、移動遊戲機、電腦的顯示器、電腦、聲音播放設備如汽車音頻設備等、提供有記錄媒體的圖像再現裝置如家用遊戲機等。在實施例模式10中，參照圖19A至19F說明這些具體實例。
圖19A所示的移動資訊終端包括主體9201、顯示部9202等。透過將上述實施例模式7及8所示的半導體裝置用於顯示部9202，可以提供能夠以高清晰度顯示的移動資訊終端。
圖19B所示的數位攝影機包括顯示部9701、顯示部9702等。透過將上述實施例模式7及8所示的半導體裝置用於顯示部9701，可以提供能夠以高清晰度顯示的數位攝影機。
圖19C所示的移動終端包括主體9101、顯示部9102 等。透過將上述實施例模式7及8所示的半導體裝置用於顯示部9102，可以提供可靠性高的移動終端。
圖19D所示的移動電視裝置包括主體9301、顯示部9302等。透過將上述實施例模式7及8所示的半導體裝置用於顯示部9302，可以提供能夠以高清晰度顯示的移動電視裝置。
這種電視裝置可以廣泛地應用於安裝到移動終端如行動電話等的小尺寸電視裝置、便攜的中等尺寸電視裝置、以及大尺寸電視裝置(例如40英寸以上)。
圖19E所示的攜帶型電腦包括主體9401、顯示部9402等。透過將上述實施例模式7及8所示的半導體裝置用於顯示部9402，可以提供能夠以高圖像品質顯示的攜帶型電腦。
圖19F所示的電視裝置包括主體9501、顯示部9502等。透過將上述實施例模式7及8所示的半導體裝置用於顯示部9502，可以提供能夠以高清晰度顯示的電視裝置。
這裏，參照圖20說明電視裝置的結構。圖20是表示電視裝置的主要結構的方塊圖。調諧器9511接收視頻信號和音頻信號。視頻信號透過視頻檢測電路9512、將從視頻檢測電路9512輸出的信號轉換成與紅色、綠色或藍色相對應的彩色信號的視頻信號處理電路9513、以及根據驅動IC的輸入規格轉換視頻信號的控制電路9514而處理。
控制電路9514將信號輸出到顯示面板9515的掃描線驅動電路9516和信號線驅動電路9517。在數位驅動的情況下，可以在信號線一側提供信號分割電路9518，使得輸入數位信號分割成m個信號來供應。掃描線驅動電路9516和信號線驅動電路9517是用來驅動像素部9519的電路。在由調諧器9511接收的信號中，音頻信號發送到音頻檢測電路9521，並且其輸出透過音頻信號處理電路9522供應到揚聲器9523。控制電路9524從輸入部9525接收控制資訊例如接收站(接收頻率)和音量，並且將信號發送到調諧器9511和音頻信號處理電路9522。
所述電視裝置透過包括顯示面板9515而形成，因此，可以實現電視裝置的低耗電量化，並且可以製造能夠以高清晰度顯示的電視裝置。此外，本發明不局限於電視裝置，並且可以適用於個人電腦的顯示器等各種用途，尤其是具有大面積的顯示媒體如在火車站、機場等的資訊顯示板、或者在街道上的廣告顯示板等。
接下來，參照圖21說明移動電話裝置作為安裝有本發明的半導體裝置的電子設備的一種方式。
行動電話裝置包括框體2700和2706、面板2701、外殼2702、印刷電路板2703、操作按鈕2704、以及電池2705(參照圖21)，其中面板2701可裝卸地組合到外殼2702中，並且外殼2702固定到印刷電路板2703。外殼2702的形狀和大小根據面板2701組合於其中的電子設備適當地改變。
印刷電路板2703安裝有封裝的多個半導體裝置。本發明的半導體裝置可以用作它們中的一個。安裝在印刷電路板2703上的多個半導體裝置具有控制器、中央處理單元(CPU)、記憶體、電源電路、音頻處理電路、收發電路等的任何功能。
面板2701透過連接薄膜2708連接到印刷電路板2703。上述面板2701、外殼2702、以及印刷電路板2703與操作按鈕2704和電池2705一起位於框體2700和2706的內部。面板2701所包括的像素區域2709佈置為能夠從提供在框體2700中的開口窗口觀察。
在面板2701中，可以透過使用TFT在基板上一體形成像素部和部分週邊驅動電路(多個驅動電路中具有低工作頻率的驅動電路)，而在IC晶片上形成部分週邊驅動電路(多個驅動電路中具有高工作頻率的驅動電路)。可以透過COG(玻璃上晶片)將IC晶片安裝在面板2701上，或者可以透過使用TAB(帶式自動接合)或印刷電路板將IC晶片和玻璃基板連接。
圖22A表示部分週邊驅動電路與像素部在基板上一體形成，並且由COG等安裝形成有其他週邊驅動電路的IC晶片的面板結構的實例。圖22A所示的面板包括基板3900、信號線驅動電路3901、像素部3902、掃描線驅動電路3903、掃描線驅動電路3904、FPC3905、IC晶片3906、IC晶片3907、密封基板3908、以及密封劑3909。透過使用這種結構，可以降低顯示裝置的功耗，並且可以 增長行動電話裝置每次充電的使用時間。而且，也可以實現行動電話裝置的低成本化。
此外，為了進一步減小功耗，如圖22B所示，可以使用TFT在基板上形成像素部，並且在IC晶片上形成整個週邊驅動電路，然後透過COG(玻璃上晶片)等將IC晶片安裝在顯示面板上。注意，圖22B中的顯示面板包括基板3910、信號線驅動電路3911、像素部3912、掃描線驅動電路3913、掃描線驅動電路3914、FPC3915、IC晶片3916、IC晶片3917、密封基板3918、以及密封劑3919。
如此所述，本發明的半導體裝置的特徵在於小型、薄型且輕量。透過使用這些特徵，可以有效地利用電子設備的框體2700和2706內部的有限空間。而且，可以減少成本，並且可以製造包括具有高性能和高可靠性的半導體裝置的電子設備。
實施例1
在本實施例中，參照圖23A至23F說明在觀察面A上具有晶面取向{001}的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例1的晶體矽膜的製造方法。如實施例模式5的圖5A至5D中已經說明那樣，透過平行平板型電漿CVD裝置在基板上形成SiNx Oy (x>y)膜和SiNx Oy (x<y)膜的疊層膜作為絕緣膜。作為基板使用康寧公司製造的厚度為0.7mm的玻璃基板。
此時的成膜條件為如下。
(SiNx Oy (x>y)膜)厚度:50nm氣體種類(流量):SiH4 (10sccm)、NH3 (100sccm)、N2 O(20sccm)、H2 (400sccm)基板溫度:300℃壓力:40PaRF頻率:27MHzRF功率:50W電極之間距離:30mm電極面積:615.75cm2 (SiNx Oy (x<y)膜)厚度:100nm氣體種類(流量):SiH4 (4sccm)、N2 O(800sccm)基板溫度:400℃壓力:40PaRF頻率：27MHzRF功率:50W電極之間距離:15mm電極面積:615.75cm2 接下來，透過平行平板型電漿CVD裝置形成非晶矽膜作為非晶半導體膜。非晶矽膜的成膜條件為如下。
〈非晶矽膜〉厚度:66nm氣體種類(流量)：SiH4 (25sccm)、H2 (150sccm) 基板溫度:250℃壓力:66.7PaRF頻率:27MHzRF功率:30W電極之間距離:25mm電極面積:615.75cm2 接下來，透過平行平板型電漿CVD裝置在非晶半導體膜上形成SiNxOy(x<y)膜作為覆蓋膜103。此時的成膜條件為如下。
(SiNxOy(x<y)膜〉厚度:500nm氣體種類(流量):SiH4 (4sccm)、N2 O(800sccm)基板溫度:400℃壓力:40PaRF頻率:60MHzRF功率：150W電極之間距離:28mm電極面積:844.53cm2
以上述條件形成的覆蓋膜的蝕刻速度當使用7.13%的氟化氫銨和15.4%的氟化銨的混合水溶液在20℃的溫度下進行蝕刻時，為115nm/sec以上且130nm/sec以下，當使用10vol%至20vol%的氫氟酸水溶液在20℃的溫度下進行蝕刻時，為90nm/sec以上且100nm/sec以下，並且，當使用35sccm至60sccm的CHF3 、120sccm至190sccm的 He，360W至540W的偏壓功率、40W至60W的ICP功率、IPa至10Pa的壓力、10℃至30℃的溫度進行乾蝕刻時，為117nm/sec以上且128nm/sec以下。此外，此時的覆蓋膜的密度為2.2g/cm3 。
將獲得了的覆蓋膜103的組成表示於表格3。表格3所示的膜組成為在加熱處理和雷射照射之前的值。表格3所示的組成比透過使用盧瑟福背(Rutherford)散射分析(RBS)和氫前散射分析(HFS)測定。測定靈敏度大約為±2%。
在形成覆蓋膜103之後，在600℃的電爐中加熱四個小時。
使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜103照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為20cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為9.6W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜103之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖23A至23F表示分析晶體矽膜的晶面取向的結果。
圖23A是表示在測定區域中的觀察面A的晶面取向{001}的分佈的取向分佈圖像，圖23B和23C分別是表示在測定區域中的觀察面B及觀察面C的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的分佈的取向分佈圖像。此外，圖23D至23F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖23A至23C中的測定點的晶面取向由對應於圖23D至23F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖23A至23F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖23A中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。在圖23B及23C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體。
圖23D是求觀察面A中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。彩色區域是表示晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。
圖23E和23F分別是求觀察面B及C中的晶面取向 {001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體的定向比的結果。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶面取向的區域。這裏，晶面取向的重複部分除外。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格4。注意，對小數點後一位進行四捨五入。此外，在觀察面B及C中，還表示晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的定向比。
由表格4可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有73%。此外，在觀察面B中，晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有63%。另外，在觀察面C中，晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有62%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNxOy(x<y)，使 用掃描速度為20cm/sec、雷射功率為9.6W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，並且觀察面C中的晶面取向{201}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下的晶體區域。
實施例2
在本實施例中，關於使用與實施例1不同的掃描速度及功率的雷射光束形成的晶體半導體膜，參照圖24A至24F說明當形成觀察面A中的晶面取向為{001}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例2的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、非晶半導體膜、以及覆蓋膜。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為10cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為6.8W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左 右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖24A至24F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖24A至24C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。
圖24A是表示在測定區域中的觀察面A的晶面取向{001}的分佈的取向分佈圖像，圖24B和24C分別是表示在測定區域中的觀察面B及觀察面C的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的分佈的取向分佈圖像。此外，圖24D至24F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖24A至24C中的測定點的晶面取向由對應於圖24D至24F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖24A至24F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖24A中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。在圖24B及24C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體。
圖24D是求觀察面A中的晶面取向{001}的晶體的定 向比的結果。彩色區域是表示晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。
圖24E和24F分別是求觀察面B及C中的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體的定向比的結果。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶面取向的區域。這裏，晶面取向的重複部分除外。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格5。注意，對小數點後一位進行四捨五入。此外，在觀察面B及C中，還表示晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的定向比。
由表格5可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有65%。此外，在觀察面B中，晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有68%。另外，在觀察面C中，晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為四成 以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有74%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x<y)，使用掃描速度為10cm/sec、雷射功率為6.8W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，並且觀察面C中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下的晶體區域。
實施例3
在本實施例中，參照圖25A至25F說明觀察面A中具有晶面取向{001}的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例2的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、以及非晶半導體膜。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在500℃的電爐中加熱一個小時，進一步在550℃的電爐中加熱四個小時。接著，使用氫氟酸去除上述因加熱而形成在非晶半導體膜表面上的氧化膜。此時的氫氟酸處理進行90秒。然後，使用包含臭氧的水溶液在非晶半導體膜上形成氧化膜，然後使用氫氟酸去除該氧化膜。這是為了充分地去除非晶矽膜表面上的雜質。此時的包含臭氧的水溶液的處理時間為40秒，氫氟酸處理進行 90秒。
此時的成膜條件為如下。
(SiNx Oy (x>y)膜)厚度:400nm氣體種類(流量):SiH4 (10sccm)、NH3 (100sccm)、N2 O(20sccm)、H2 (400sccm)基板溫度:300℃壓力:40PaRF頻率:27MHzRF功率:50W電極之間距離:30mm電極面積:615.75cm2
以上述條件形成的覆蓋膜的蝕刻速度當使用7.13%的氟化氫銨和15.4%的氟化銨的混合水溶液在20℃的溫度下進行蝕刻時，為12nm/sec以上且16nm/sec以下，當使用10vol%至20vol%的氫氟酸水溶液在20℃的溫度下進行蝕刻時，為80nm/sec以上且90nm/sec以下，並且，當使用35sccm至60sccm的CHF3 、120sccm至190sccm的He，360W至540W的偏壓功率、40W至60W的ICP功率、1Pa至10Pa的壓力、10℃至30℃的溫度進行乾蝕刻時，為118nm/sec以上且119nm/sec以下
此外，此時的覆蓋膜的密度為2.1g/cm3 。
將獲得了的覆蓋膜‘103的組成表示於表格6。表格6所示的膜組成為在加熱處理和雷射照射之前的值。表格6 所示的組成比透過使用盧瑟福背散射分析(RBS)和氫前散射分析(HFS)測定。測定靈敏度大約為±2%。
在形成覆蓋膜之後，在600℃的電爐中加熱四個小時。
使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為10cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為6.4W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且幅度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖25A至25F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖25A是表示在測定區域中的觀察面A的晶面取向{001}的分佈的取向分佈圖像，圖25B和25C分別是表示在測定區域中的觀察面B及觀察面C的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的分佈的取向分佈圖像。此外，圖25D至25F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖25A至25C中的測定點的晶面取向由對應於圖25D至25F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖25A至25F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖25A中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。在圖25B及25C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體。
圖25D是求觀察面A中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。彩色區域是表示晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。
圖25E和25F分別是求觀察面B及C中的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體的定向比的結果。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶面取向的區域。這裏，晶面取向的重複部分除外。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格7。注意，對小數點後一位進行四捨五入。此外，還表示在觀察面B及C中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的 定向比。
由表格7可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有76%。此外，在觀察面B中，晶面取向{301}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有46%。另外，在觀察面C中，晶面取向{301}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有57%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)，使用掃描速度為10cm/sec、雷射功率為6.4W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為四成以上且十成以下，並且觀察面C中的晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的比例為四成以上且十成以下的晶體區域。
實施例4
在本實施例中，參照圖26A至26F說明當使用與實 施例1至3不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{001}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例4的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、以及非晶半導體膜。此時的形成製程及形成條件與實施例3相同。
接下來，在500℃的電爐中加熱一個小時，然後，使用氫氟酸去除非晶半導體膜表面上的氧化膜。接下來，以與實施例3相同的條件形成覆蓋膜(SiNx Oy (x>y))。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為20cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為8.8W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖26A至26F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖26A至26C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。
圖26A是表示在測定區域中的觀察面A的晶面取向{001}的分佈的取向分佈圖像，圖26B和26C分別是表示在測定區域中的觀察面B及觀察面C的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的分佈的取向分佈圖像。此外，圖26D至26F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖26A至26C中的測定點的晶面取向由對應於圖26D至26F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖26A至26F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖26A中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。在圖26B及26C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體。
圖26D是求觀察面A中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。彩色區域是表示晶面取向{001}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。
圖26E和26F分別是求觀察面B及C中的晶面取向{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶體的定向比的結果。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於角度波動為±10∘以內的{001}、{301}、{201}、以及{101}的晶面取向的區域。這裏，晶面取向的重複部分除外。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表 格8。注意，對小數點後一位進行四捨五入。此外，在觀察面B及C中，還表示晶面取向{x01}(x＝0、1、2、3)的定向比。
由表格8可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有83%。此外，在觀察面B中，晶面取向{301}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有65%。另外，在觀察面C中，晶面取向{301}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，即，佔有71%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)，使用掃描速度為20cm/sec、雷射功率為8.8W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{001}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{301}的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下，並且觀察面C中的晶面取向{301} 的比例為四成以上且十成以下，較佳的為六成以上且十成以下的晶體區域。
實施例5
在本實施例中，參照圖27A至27F說明當在觀察面A中形成晶面取向為{211}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例5的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、非晶半導體膜、以及覆蓋膜(SiNx Oy (x<y))。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為10cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為8W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的 EBSP圖像。圖27A至27F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖27A至27C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖27D至27F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖27A至27C中的測定點的晶面取向由對應於圖27D至27F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖27A至27F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖27A至27C中的彩色部中分別形成有具有晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體。
圖27D至27F分別是求觀察面A至C中的晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體的定向比的結果。在圖27D至27F中，彩色區域整體是分別表示晶面取向{211}、{111}、{101}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{211}、{111}、{101}的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格9。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格9可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{211}的比例為四成以上，即，佔有47%。此外，在觀察面B中，晶面取向{111}的比例為四成以上，即，佔有45%。另外，在觀察面C中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有55%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x<y)，使用掃描速度為10cm/sec、雷射功率為8.0W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{211}的比例為四成以上且十成以下的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，並且觀察面C中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下的晶體區域。
實施例6
在本實施例中，參照圖28A至28F說明當使用與實施例5不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{211}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例6的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、非晶半導體膜、以及覆蓋膜(SiNx Oy (x<y)。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為20cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用 LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為10.4W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖28A至28F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖28A至28C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像，每個分佈圖像的邊長為50μm。此外，圖28D至28F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖28A至28C中的測定點的晶面取向由對應於圖28D至28F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖28A至28F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖28A至28C中的彩色部中分別形成有具有晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體。
圖28D至28F分別是求觀察面A至C中的晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體的定向比的結果。在圖28D 至28F中，彩色區域整體分別是表示晶面取向{211}、{111}、{101}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{211}、{111}、{101}的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格10。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格10可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{211}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有49%。此外，在觀察面B中，晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有48%。另外，在觀察面C中，晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有57%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy( x<y)，使用掃描速度為20cm/sec、雷射功率為10.4W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{211}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，即， 佔有48%，並且觀察面C中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有57%的晶體區域。
實施例7
在本實施例中，參照圖29A至29F說明當使用與實施例5及6不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{211}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例7的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、以及非晶半導體膜。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在500℃的電爐中加熱一個小時，並且在550℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用與實施例1相同的條件形成覆蓋膜(SiNx Oy (x<y))。接下來，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為35cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為15W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖29A至29F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖29A至29C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖29D至29F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖29A至29C中的測定點的晶面取向由對應於圖29D至29F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖29A至29F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖29A至29C中的彩色部中分別形成有具有晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體。
圖29D至29F分別是求觀察面A至C中的晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體的定向比的結果。在圖29D至29F中，彩色區域分別是表示晶面取向{211}、{111}、{101}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{211}、{111}、{101}的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格11。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格11可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{211}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有42%。此外，在觀察面B中，晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有41%。另外，在觀察面C中，晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有52%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x<y)，使用掃描速度為35cm/sec、雷射功率為15W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{211}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有41%，並且觀察面C中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有52%的晶體區域。
實施例8
在本實施例中，參照圖30A至30F說明當使用與實施例5至7不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{211}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例8的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、非晶半導體膜、以及覆蓋膜(SiNx Oy (x>y))。此時的形成製程及形成條件與實施例3相同。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為10cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為7.2W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖30A至30F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖30A至30C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖30D至30F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖30A至30C中的測定點的晶面取向由對應於圖30D至30F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖30A至30F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖30A至30C中的彩色部中分別形成有具有晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體。
圖30D至30F分別是求觀察面A至C中的晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體的定向比的結果。在圖30D至30F中，彩色區域分別是表示晶面取向{211}、{111}、{101}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{211}、{111}、{101}的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格12。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格12可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{211}的比例為四成以上，即，佔有49%。此外，在觀察面B中，晶面取向{111}的比例為四成以上，即，佔有48%。另外，在觀察面C中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有58%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)，使用掃描速度為10cm/sec、雷射功率為7.2W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{211}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有48%，並且觀察面C中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有58%的晶體區域。
實施例9
在本實施例中，參照圖31A至31F說明當使用與實施例5至8不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{211}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例9的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、以及非晶半導體膜。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在500℃的電爐中加熱一個小時，以與實施例3相同的條件形成覆蓋膜(SiNx Oy (x>y))。接下來，在600℃的電爐中加熱六個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為20cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為I0.8W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成 在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖31A至31F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖31A至31C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖31D至31F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖31A至31C中的測定點的晶面取向由對應於圖31D至31F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖31A至31F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖31A至31c中的彩色部中分別形成有具有晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體。
圖31D至31F分別是求觀察面A至C中的晶面取向{211}、{111}、{101}的晶體的定向比的結果。在圖31D至31F中，彩色區域整體分別是表示晶面取向{211}、{111}、{101}的角度波動為±10∘以內的晶面取向的區域。此外，根據每個晶面取向改變顏色，來區分對應於{211}、{111}、{101}的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格13。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格13可知，在觀察面A中，±10∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{211}的比例為四成以上，即，佔有49%。此外，在觀察面B中，晶面取向{111}的比例為四成以上，即，佔有47%。另外，在觀察面C中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有60%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)，使用掃描速度為20cm/sec、雷射功率為10.8W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{211}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{111}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有47%，並且觀察面C中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有60%的晶體區域。
實施例10
在本實施例中，參照圖32A至32F說明當形成觀察 面A中的晶面取向為{101}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例10的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、非晶半導體膜、以及覆蓋膜(SiNx Oy (x<y))。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為70cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為28W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖32A至32F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖32A至32c是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖32D至32F是計算出每個 觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖32A至32C中的測定點的晶面取向由對應於圖32D至32F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖32A至32F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖32A及32B中的彩色部中形成有具有晶面取向{101}的晶體。在圖32C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。
圖32D及32E分別是求觀察面A及B中的晶面取向{101}的晶體的定向比的結果。圖32F是求觀察面C中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。在圖32D及32E中，彩色區域整體是表示晶面取向{101}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。在圖32F中，彩色區域整體是表示晶面取向{001}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格14。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格14可知，在觀察面A中，±20∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有54%。此外，在觀察面B中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有45%。另外，在觀察面C中，晶面取向{001}的比例為四成以上，即，佔有51%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x<y)，使用掃描速度為70cm/sec、雷射功率為28W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{101}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有45%，並且觀察面C中的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有51%的晶體區域。
實施例11
在本實施例中，參照圖33A至33F說明當以與實施例10不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{101}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例11的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、非晶半導體膜、以及覆蓋膜(SiNx Oy (x<y))。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在600℃的電爐中加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移 動速度設定為90cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為28w。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖33A至33F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖33A至33C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖33D至33F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖33A至33C中的測定點的晶面取向由對應於圖33D至33F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖33A至33F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖33A及33B中的彩色部中形成有具有晶面取向{101}的晶體。在圖33C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。
圖33D及33E分別是求觀察面A及B中的晶面取向 {101}的晶體的定向比的結果。圖33F是求觀察面C中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。在圖33D及33E中，彩色區域整體是表示晶面取向{101}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。在圖33F中，彩色區域整體是表示晶面取向{001}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格15。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格15可知，在觀察面A中，±20∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有50%。此外，在觀察面B中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有42%。另外，在觀察面C中，晶面取向{001}的比例為四成以上，即，佔有48%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x<y)，使用掃描速度為90cm/sec、雷射功率為28W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{101}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中 的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有42%，並且觀察面C中的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有48%的晶體區域。
實施例12
在本實施例中，參照圖34A至34F說明當以與實施例10及11不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為{101}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例12的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、以及非晶半導體膜。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在500℃的電爐中加熱一個小時，並且在550℃的電爐中加熱四個小時，然後使用氫氟酸去除非晶半導體膜表面上的氧化膜。接下來，以與實施例3相同的條件形成覆蓋膜(SiNx Oy (x>y))，在500℃的溫度下加熱一個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為70cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為20W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行 EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖34A至34F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖34A至34C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖34D至34F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖34A至34C中的測定點的晶面取向由對應於圖34D至34F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖34A至34F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖34A及34B中的彩色部中形成有具有晶面取向{101}的晶體。在圖34C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。
圖34D及34E分別是求觀察面A及B中的晶面取向{101}的晶體的定向比的結果。圖34F是求觀察面C中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。在圖34D及34E中，彩色區域整體是表示晶面取向{101}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。在圖34F中，彩色區域整體是表示晶面取向{001}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表 格16。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格16可知，在觀察面A中，±20∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有49%。此外，在觀察面B中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有47%。另外，在觀察面C中，晶面取向{001}的比例為四成以上，即，佔有55%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)，使用掃描速度為70cm/sec、雷射功率為20W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{101}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有47%，並且觀察面C中的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有55%的晶體區域。
實施例13
在本實施例中，參照圖35A至35F說明當以與實施例10至12不同的條件形成觀察面A中的晶面取向為 {101}的晶體時的晶體矽膜的晶面取向的定向比。
首先，說明實施例13的晶體矽膜的製造方法。在基板上形成絕緣膜、以及非晶半導體膜。此時的形成製程及形成條件與實施例1相同。
接下來，在500℃的電爐中加熱一個小時，然後，使用氫氟酸去除非晶半導體膜表面上的氧化膜，然後，使用包含臭氧的水溶液在非晶半導體膜上形成氧化膜。接下來，以與實施例3相同的條件形成覆蓋膜(SiNx Oy (x>y))，在500℃的溫度下加熱一個小時，並且在550℃的溫度下加熱四個小時，然後，使用來自雷射照射裝置的雷射光束隔著覆蓋膜103照射非晶矽膜並且晶化，來形成晶體矽膜。在本實施例中，將基板的移動速度設定為90cm/sec。此外，作為兩台雷射振盪器使用LD激發的YVO4 雷射器，使用其二次諧波(波長為532nm)照射。雷射光束在照射表面上的強度為28W。並且，透過槽縫去除雷射光束的高斯分佈中能量分佈不均勻的部分，來形成在照射表面上長度為500μm且寬度為20μm左右的線形雷射光束。
在蝕刻覆蓋膜之後，以與實施例1相同的條件進行EBSP測定，以便確認晶體矽膜的晶粒的位置、尺寸、以及晶面取向。
將測定區域及測定間距分別設定為50μm×50μm及0.5μm，測定如圖8所示彼此垂直的三個觀察面A至C的EBSP圖像。圖35A至35F表示分析晶體矽膜的晶面取向(與觀察面垂直的方向的晶體軸取向)的結果。
圖35A至35C是表示在測定區域中的晶面取向的分佈的取向分佈圖像。此外，圖35D至35F是計算出每個觀察面的晶面取向的結果，以彩色編碼表示晶體的每個晶面取向。圖35A至35C中的測定點的晶面取向由對應於圖35D至35F的每個晶面取向的顏色表示。
注意，雖然在圖35A至35F中，由於以黑白顯示且僅表示明亮度，所以識別很困難，但是在彩色顯示中，在圖35A及35B中的彩色部中形成有具有晶面取向{101}的晶體。在圖35C中的彩色部中形成有具有晶面取向{001}的晶體。
圖35D及35E分別是求觀察面A及B中的晶面取向{101}的晶體的定向比的結果。圖35F是求觀察面C中的晶面取向{001}的晶體的定向比的結果。在圖35D及35E中，彩色區域整體是表示晶面取向{101}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。在圖35F中，彩色區域整體是表示晶面取向{001}的角度波動為±20∘以內的晶面取向的區域。
將觀察面A至C的每個晶面取向的定向比表示於表格17。注意，對小數點後一位進行四捨五入。
由表格17可知，在觀察面A中，±20∘以內的角度波動的範圍內的晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有58%。此外，在觀察面B中，晶面取向{101}的比例為四成以上，即，佔有56%。另外，在觀察面C中，晶面取向{001}的比例為四成以上，即，佔有66%。
如本實施例所示，作為覆蓋膜形成SiNx Oy (x>y)，使用掃描速度為90cm/sec、雷射功率為28W的雷射光束從覆蓋膜一側照射半導體膜，來可以形成觀察面A的晶面取向為{101}的晶體區域。而且，還可以形成觀察面B中的晶面取向{101}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有56%，並且觀察面C中的晶面取向{001}的比例為四成以上且十成以下，即，佔有66%的晶體區域。
100‧‧‧基板
101‧‧‧絕緣膜
102‧‧‧半導體膜
103‧‧‧覆蓋膜
105‧‧‧第一雷射光束
106‧‧‧晶體區域
141～146‧‧‧區域
108‧‧‧第二雷射光束
110‧‧‧晶體區域
11a，11b‧‧‧雷射振盪器
12a，12b‧‧‧雷射光束
13‧‧‧波長板
14‧‧‧偏光板
22‧‧‧反射鏡
15‧‧‧反射鏡
16‧‧‧柱面透鏡
17‧‧‧柱面透鏡
18‧‧‧被照射表面
19‧‧‧吸附式載物台
20‧‧‧X軸單軸軌道
21‧‧‧Y軸單軸軌道
150‧‧‧n通道薄膜電晶體
103a，103b‧‧‧覆蓋膜
111～113‧‧‧覆蓋膜
151‧‧‧p通道薄膜電晶體
121‧‧‧覆蓋膜
201～203‧‧‧半導體層
204‧‧‧閘極絕緣膜
205～208‧‧‧閘極電極
209～214‧‧‧區域
215‧‧‧高濃度雜質區
216‧‧‧低濃度雜質區
201c～203c‧‧‧區道區
220～223‧‧‧低濃度雜質區
217～219‧‧‧低濃度雜質區
225～227‧‧‧薄膜電晶體
231～233‧‧‧氧化矽膜
234～239‧‧‧佈線
241‧‧‧第二層間絕緣膜
240‧‧‧連接端子
242‧‧‧第一像素電極
244‧‧‧導電層
243‧‧‧絕緣膜
251‧‧‧相對基板
252‧‧‧彩色層
253‧‧‧第二像素電極
254‧‧‧絕緣膜
255‧‧‧液晶層
257‧‧‧密封劑
256‧‧‧隔離物
261‧‧‧各向異性導電膜
262‧‧‧FPC
263‧‧‧端子部
264‧‧‧驅動電路部
265‧‧‧像素部
258‧‧‧液晶元件
308～313‧‧‧佈線
314‧‧‧連接端子
315‧‧‧第二層間絕緣膜
316‧‧‧第一電極層
320‧‧‧導電層
317‧‧‧有機絕緣膜
318‧‧‧包含發光物質的層
319‧‧‧第二電極層
321‧‧‧發光元件
322‧‧‧保護膜
323‧‧‧密封劑
324‧‧‧密封基板
325‧‧‧空間
320‧‧‧導電層
326‧‧‧各向異性導電層
331‧‧‧薄膜電晶體
332‧‧‧薄膜電晶體
334R‧‧‧OLED
337R‧‧‧紅色陽極側電源線
336‧‧‧閘極佈線
338‧‧‧電容元件
334G‧‧‧OLED
337G‧‧‧綠色陽極側電源線
334B‧‧‧OLED
337B‧‧‧藍色陽極側電源線
335‧‧‧源極佈線
401‧‧‧基板
402‧‧‧剝離膜
403‧‧‧絕緣膜
404‧‧‧薄膜電晶體
405‧‧‧層間絕緣膜
406‧‧‧源極和汲極電極
407‧‧‧絕緣膜
408‧‧‧導電膜
411‧‧‧導電膜
412‧‧‧絕緣膜
413‧‧‧雷射光束
414‧‧‧開口部
415‧‧‧黏著構件
410‧‧‧元件形成層
421‧‧‧部份
422‧‧‧撓性基板
431‧‧‧UV薄片
432‧‧‧切割框
433‧‧‧連接端子
434‧‧‧雷射光束
444‧‧‧擴張框
441‧‧‧凹槽
442a，442b‧‧‧薄膜積體電路
446‧‧‧擴展的凹槽
456‧‧‧撓性基板
452a，452b‧‧‧導電膜
455a，455b‧‧‧各向異性導電黏著劑
453‧‧‧絕緣膜
454a，454b‧‧‧導電微粒
461‧‧‧雷射光束
462a，462b‧‧‧半導體裝置
464‧‧‧半導體裝置
463‧‧‧撓性基板
2001‧‧‧天線部
2002‧‧‧電源部
2003‧‧‧邏輯部
2011‧‧‧天線
2021‧‧‧整流電路
2022‧‧‧儲存電容器
2023‧‧‧恆壓電路
2031‧‧‧解調電路
2032‧‧‧時鐘產生/校正電路
2033‧‧‧代碼識別及判斷電路
2034‧‧‧記憶體控制器
2035‧‧‧調制電路
2036‧‧‧電阻器
2037‧‧‧編碼電路
2038‧‧‧掩模ROM
9210‧‧‧半導體裝置
9201‧‧‧主體
9202‧‧‧顯示部
9701‧‧‧顯示部
9702‧‧‧顯示部
9101‧‧‧主體
9102‧‧‧顯示部
9301‧‧‧主體
9302‧‧‧顯示部
9401‧‧‧主體
9402‧‧‧顯示部
9501‧‧‧主體
9502‧‧‧顯示部
9511‧‧‧調諧器
9512‧‧‧視頻檢測電路
9513‧‧‧視頻信號處理電路
9514‧‧‧控制電路
9516‧‧‧掃描線驅動電路
9517‧‧‧信號線驅動電路
9518‧‧‧信號處理電路
9519‧‧‧像素部
9521‧‧‧音頻檢測電路
9522‧‧‧音頻信號處理電路
9523‧‧‧揚聲器
9524‧‧‧控制電路
9515‧‧‧顯示面板
2700‧‧‧框體
2701‧‧‧面板
2706‧‧‧框體
2702‧‧‧外殼
2703‧‧‧印刷電路板
2704‧‧‧操作按鈕
2705‧‧‧電池
2709‧‧‧像素區
2708‧‧‧連接薄膜
3900‧‧‧基板
3901‧‧‧信號線驅動電路
3902‧‧‧像素部
3903‧‧‧掃描線驅動電路
3904‧‧‧掃描線驅動電路
3905‧‧‧FPC
3906‧‧‧IC晶片
3907‧‧‧IC晶片
3908‧‧‧密封基板
3909‧‧‧密封劑
3910‧‧‧基板
3911‧‧‧信號線驅動電路
3912‧‧‧像素部
3913‧‧‧掃描線驅動電路
3914‧‧‧掃描線驅動電路
3915‧‧‧FPC
3916‧‧‧IC晶片
3917‧‧‧IC晶片
3918‧‧‧密封基板
3919‧‧‧密封劑
圖1A至1E是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖2A至2E是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖3A至3E是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖4A至4E是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖5A至5D是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖; 圖6是說明本發明的晶體半導體膜的製造條件的截面圖;圖7是說明能夠應用於本發明的雷射裝置的斜視圖;圖8是說明本發明的晶體半導體膜的晶面取向的斜視圖;圖9A至9D是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖10A至10C是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖11A至11C是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖12是說明能夠應用於本發明的發光元件的等效電路的圖;圖13A至13E是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖14A至14D是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖15A至15C是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖16A至16D是說明本發明的半導體裝置的製造方法的截面圖;圖17是說明本發明的半導體裝置的結構的圖;圖18A至18F是說明本發明的半導體裝置的用途的圖; 圖19A至19F是說明使用本發明的半導體裝置的電子設備的圖;圖20是說明使用本發明的半導體裝置的電子設備的結構的圖;圖21是說明使用本發明的半導體裝置的電子設備的展開圖;圖22A和22B是說明本發明的半導體裝置的俯視圖;圖23A至23F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖24A至24F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖25A至25F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖26A至26F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖27A至27F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖28A至28F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖29A至29F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖30A至30F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖; 圖31A至31F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖32A至32F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖33A至33F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;圖34A至34F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖;和圖35A至35F是表示透過EBSP測定來獲得了的實施例的晶體矽膜的取向分佈圖像及定向比的圖。
100‧‧‧基板
101‧‧‧絕緣膜
102‧‧‧半導體膜
103‧‧‧覆蓋膜

Claims (13)

  1. 一種半導體裝置的製造方法，包含以下步驟：在一絕緣基板上形成一非晶半導體膜；在該非晶半導體膜中的第一非晶區域和第二非晶區域上形成一覆蓋膜；在形成該覆蓋膜的步驟之後，透過使用第一連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第一脈衝雷射光束照射該第一非晶區域，來形成第一晶體區域；以及在形成該覆蓋膜的步驟之後，透過使用第二連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第二脈衝雷射光束照射該第二非晶區域，來形成第二晶體區域，其中，在該第一晶體區域的第一晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第一晶體區域表面的第一晶面取向為{001}，和其中，在該第二晶體區域的第二晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第二晶體區域表面的第二晶面取向為{211}或{101}。
  2. 一種半導體裝置的製造方法，包含以下步驟：在一絕緣基板上形成一非晶半導體膜；在該非晶半導體膜中的第一非晶區域上形成第一覆蓋膜；在該非晶半導體膜中的第二非晶區域上形成第二覆蓋 膜；在形成該第一覆蓋膜的步驟之後，透過使用第一連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第一脈衝雷射光束照射該第一非晶區域，來形成第一晶體區域；以及在形成該第二覆蓋膜的步驟之後，透過使用第二連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第二脈衝雷射光束照射該第二非晶區域，來形成第二晶體區域，其中，在該第一晶體區域的第一晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第一晶體區域表面的第一晶面取向為{001}，和其中，在該第二晶體區域的第二晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第二晶體區域表面的第二晶面取向為{211}或{101}。
  3. 一種半導體裝置的製造方法，包含以下步驟：在一絕緣基板上形成一非晶半導體膜；在該非晶半導體膜中的第一非晶區域和第二非晶區域上形成一覆蓋膜；在形成該覆蓋膜的步驟之後，透過使用第一連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第一脈衝雷射光束照射該第一非晶區域，來形成第一晶體區域；在形成該覆蓋膜的步驟之後，透過使用第二連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第二脈衝雷射光束照射該第二非晶區域，來形成第二晶體區域；使用該第一晶體區域作為n通道型薄膜電晶體的第一 通道區域來形成n通道型薄膜電晶體；以及使用該第二晶體區域作為p通道型薄膜電晶體的第二通道區域來形成p通道型薄膜電晶體，其中，在該第一晶體區域的第一晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第一晶體區域表面的第一晶面取向為{001}，和其中，在該第二晶體區域的第二晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第二晶體區域表面的第二晶面取向為{211}或{101}。
  4. 如申請專利範圍第1或3項的半導體裝置的製造方法，其中該覆蓋膜由SiNx Oy (0≦x≦1.5，0≦y≦2，0≦4x+3y≦6)形成。
  5. 如申請專利範圍第1或3項的半導體裝置的製造方法，其中該覆蓋膜的厚度大於或等於200nm且小於或等於1000nm。
  6. 如申請專利範圍第1或3項的半導體裝置的製造方法，還包含以下步驟：在形成該覆蓋膜的步驟之前，加熱該非晶半導體膜。
  7. 如申請專利範圍第1或3項的半導體裝置的製造方法，還包含以下步驟：在形成該覆蓋膜的步驟之前，對該非晶半導體膜添加一元素， 其中該元素是選自鎳、鈀、鍺、鐵、錫、鉛、鈷、鉑、銅、以及金所組成之群之一。
  8. 一種半導體裝置的製造方法，包含以下步驟：在一絕緣基板上形成一非晶半導體膜；在該非晶半導體膜中的第一非晶區域上形成第一覆蓋膜；在該非晶半導體膜中的第二非晶區域上形成第二覆蓋膜；在形成該第一覆蓋膜的步驟之後，透過使用第一連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第一脈衝雷射光束照射該第一非晶區域，來形成第一晶體區域；在形成該第二覆蓋膜的步驟之後，透過使用第二連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第二脈衝雷射光束照射該第二非晶區域，來形成第二晶體區域；使用該第一晶體區域作為n通道型薄膜電晶體的第一通道區域來形成n通道型薄膜電晶體；以及使用該第二晶體區域作為p通道型薄膜電晶體的第二通道區域來形成p通道型薄膜電晶體，其中，在該第一晶體區域的第一晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第一晶體區域表面的第一晶面取向為{001}，和其中，在該第二晶體區域的第二晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第二晶體區域表面的第二晶面取向為{211}或{101}。
  9. 一種半導體裝置的製造方法，包含以下步驟：在一絕緣基板上形成一非晶半導體膜；在該非晶半導體膜中的第一非晶區域上形成第一覆蓋膜；在該非晶半導體膜中的第二非晶區域上形成第二覆蓋膜；在形成該第一覆蓋膜的步驟之後，透過使用第一連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第一脈衝雷射光束照射該第一非晶區域，來形成第一晶體區域；在形成該第二覆蓋膜的步驟之後，透過使用第二連續波雷射光束或重複率大於或等於10MHz的第二脈衝雷射光束照射該第二非晶區域，來形成第二晶體區域；使用該第一晶體區域作為n通道型薄膜電晶體的第一通道區域來形成n通道型薄膜電晶體；以及使用該第二晶體區域作為p通道型薄膜電晶體的第二通道區域來形成p通道型薄膜電晶體，其中，該第一覆蓋膜由SiNx Oy (x>y)形成，其中，該第二覆蓋膜由SiNx Oy (x<y)形成，其中，在該第一晶體區域的第一晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第一晶體區域表面的第一晶面取向為{001}，和其中，在該第二晶體區域的第二晶粒的40%以上且100%以下中，平行於該第二晶體區域表面的第二晶面取向為{211}或{101}。
  10. 如申請專利範圍第2，8，和9項中任一項的半導體裝置的製造方法，其中該第一覆蓋膜和該第二覆蓋膜中的至少一個由SiNx Oy (0≦x≦1.5，0≦y≦2，0≦4x+3y≦6)形成。
  11. 如申請專利範圍第2，8，和9項中任一項的半導體裝置的製造方法，其中該第一覆蓋膜和該第二覆蓋膜中的至少一個的厚度大於或等於200nm且小於或等於1000nm。
  12. 如申請專利範圍第2，8，和9項中任一項的半導體裝置的製造方法，還包含以下步驟：在形成該第一覆蓋膜和該第二覆蓋膜中的至少一個的步驟之前，加熱該非晶半導體膜。
  13. 如申請專利範圍第2，8，和9項中任一項的半導體裝置的製造方法，還包含以下步驟：在形成該第一覆蓋膜和該第二覆蓋膜中的至少一個的步驟之前，對該非晶半導體膜添加一元素，其中該元素是選自鎳、鈀、鍺、鐵、錫、鉛、鈷、鉑、銅、以及金所組成之群之一。
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