[发明专利]半导体膜、半导体膜的形成方法、及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法，特别涉及将半导体膜的表面进行平坦的半导体装置及其制造方法。

背景技术

以下，说明现有的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下称‘TFT’)的制造方法。

图5表示经多结晶化的多晶硅膜的表面状态，图6表示沿图5中的A-A线的现有的薄膜晶体管的制造过程的剖面图。

步骤1(图6(a))：在由玻璃、石英玻璃等构成的绝缘性基板10上，以CVD法形成由SiN和/或SiO₂膜构成的绝缘性膜11。采用CVD法使非晶硅膜(以下称‘a-Si膜’)12成膜于其上。

步骤2(图6(b))：以XeCl、KrF、ArF等线状的准分子激光(ExcimerLaser)14，针对该a-Si膜12由一方向另一方进行扫描照射并进行退火处理，将a-Si膜12溶解再结晶化而使其多结晶化成为多晶硅膜(以下称为‘p-Si膜’)13。

此时，对于a-Si膜12的表面以准分子激光14向箭头方向(图中左方向)扫描照射，由此a-Si膜12即溶解而再结晶化。即，以激光照射14而加热的a-Si膜12在溶融后被冷却再结晶化成为p-Si膜。然而，此时各结晶的粒子将互撞隆起而产生突起部100。

步骤3(图6(c))：在p-Si膜13上，以CVD法全面形成由SiO₂膜构成的栅极绝缘膜14。然后，采用溅镀法形成由铬(Cr)、钼(Mo)等的高融点金属构成的金属膜，并采用来自微影技术及RIE(Reactive IonEtching：活性化离子蚀刻)法的干式蚀刻技术加工成预定形状，而形成栅极电极15。

然后，在形成P通道型TFT时，将栅极电极15作为屏蔽，而隔着栅极绝缘膜14对于p-Si膜13注入硼(B)等P型离子，而在形成N通道型TFT时，则注入磷(P)等N型离子。由此，由作为主动层的p-Si膜13的栅极电极15所覆盖的部分将成为通道区13c，而该两侧的部分则成为源极区13s以及漏极区13d。

然后，采用CVD法形成SiO₂膜单体、或由SiO₂膜与SiN膜的2层构成的层间绝缘膜16。

步骤4(图6(d))：然后，在与漏极区13d对应的位置，使贯通层间绝缘膜16与栅极绝缘膜14的第1接触孔17，形成到达p-Si膜13，并在该第1接触孔17部分，形成由铝等金属构成的漏极电极19。该漏极电极19的形成，例如在形成有第1接触孔17的层间绝缘膜16上，溅镀而堆积的同时，并以填充于第1接触孔17的铝进行图案化的方式而形成。

然后，在层间绝缘膜16漏极及电极19上形成平坦化绝缘膜20，以使表面平坦化。该平坦化绝缘膜20，涂布树脂溶液并进行烧成，可填埋栅极电极15、漏极电极19引起的凹凸以使表面平坦化。

而且，在源极区13s上，形成贯通平坦化绝缘膜20、层间绝缘膜16以与栅极绝缘膜14的第2接触孔21，并在该第2接触孔21部分，与源极13s连接而形成扩展于丙烯树脂层上的显示电极22。该显示电极22，在形成有第2接触孔21的平坦化绝缘膜15上，层积透明导电膜，例如ITO(Indium thin Oxide：氧化铟锡)，然后，在其透明导电膜上涂布光阻膜之后，形成预定的电极图案，并利用HBr气体以及Cl₂以作为蚀刻气体，并通过干式蚀刻法、例如RIE法而将露出的透明导电膜蚀刻，形成显示电极22。

然而，依据上述所示的现有制造方法制造的TFT，在a-Si膜被激光照射而溶融再结晶化时，各结晶的粒子将相互碰撞，而形成该相互碰撞之处隆起的突起部100。因此，形成于该p-Si膜13表面的突起部100的上层的栅极绝缘膜14的厚度，在突起部100产生之处将变薄。例如，该突起部100，p-Si膜13的厚度在约40nm时，将与其厚度相同成为约40nm。因此，p-Si膜13与栅极电极15之间无法取得充分的绝缘，或是在突起部100的高度较栅极绝缘膜14的厚度大时，将产生p-Si膜13与栅极电极15短路的缺点。

另外，由于电场因施加于突起部100的电压而集中，造成绝缘破坏，而产生p-Si膜13与栅极电极15短路的缺点。

而且，针对p-Si膜13而施加的栅极电极15的电压，将在绝缘性基板内产生不均匀，其结果将有形成特性不一致的TFT的缺点。在采用该TFT于液晶显示装置等的显示装置时，将有在显示画面内产生不均匀的缺点。

发明内容