[发明专利]半导体装置、带有单晶半导体薄膜的基板和它们的制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置的制造方法，其为在绝缘基板上具备包含单晶半导体薄膜的多个单晶半导体元件的半导体装置的制造方法，该半导体装置的制造方法的特征在于，包括：

第一热处理工序，以不足650℃对该单晶半导体薄膜进行热处理，该单晶半导体薄膜掺杂有杂质，形成该多个单晶半导体元件的至少一部分，并且与该绝缘基板接合；和

第二热处理工序，在所述第一热处理工序之后，以比所述第一热处理工序的热处理时间短的时间，在650℃以上对该单晶半导体薄膜进行热处理。

2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，还包括：

接合工序，将半导体基板与所述绝缘基板接合，所述半导体基板掺杂有所述杂质，形成有所述多个单晶半导体元件的至少一部分，并且具有剥离层，该剥离层注入有包含氢离子和稀有气体离子中的至少一方的剥离物质；

半导体基板分离工序，通过热处理使与所述绝缘基板接合的该半导体基板沿该剥离层解理分离；和

元件分离工序，将被解理分离且与所述绝缘基板接合的该半导体基板薄膜化而形成所述单晶半导体薄膜，并且将各半导体元件间分离，

所述第一热处理工序，在所述元件分离工序之后，以不足650℃对所述单晶半导体薄膜和所述绝缘基板进行热处理，

所述第二热处理工序，在所述第一热处理工序之后，以比所述第一热处理工序的热处理时间短的时间，在650℃以上对所述单晶半导体薄膜和所述绝缘基板进行热处理。

3.如权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，还包括：

元件形成工序，在半导体基板上形成所述多个单晶半导体元件的至少一部分；

掺杂工序，向该半导体基板掺杂所述杂质；

活化工序，对掺杂有所述杂质的该半导体基板进行热处理而使所述杂质活化；

平坦化工序，在所述杂质被活化、并且形成有所述多个单晶半导体元件的至少一部分的该半导体基板的所述多个单晶半导体元件一侧的面上形成平坦化层；

剥离层形成工序，通过经由该平坦化层将包含氢离子和稀有气体离子中的至少一方的剥离物质注入至该半导体基板的规定深度而形成剥离层；

接合工序，将注入有该剥离物质的该半导体基板的该平坦化层与所述绝缘基板接合；

半导体基板分离工序，通过热处理将与所述绝缘基板接合的该半导体基板沿该剥离层解理分离；和

元件分离工序，将被解理分离且与所述绝缘基板接合的该半导体基板薄膜化而形成所述单晶半导体薄膜，并且将各半导体元件间分离，

所述第一热处理工序，在该元件分离工序之后，以不足650℃对所述单晶半导体薄膜和所述绝缘基板进行热处理，

所述第二热处理工序，在所述第一热处理工序之后，以比所述第一热处理工序的热处理时间短的时间，在650℃以上对所述单晶半导体薄膜和所述绝缘基板进行热处理。

4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：

所述第一热处理工序进行炉退火。

5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：

所述第二热处理工序进行急速加热。

6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：

还包括：向形成所述单晶半导体薄膜的半导体基板掺杂P型杂质的至少1次的P型杂质掺杂工序；和向该半导体基板掺杂N型杂质的至少1次的N型杂质掺杂工序，

在至少1次的该P型杂质掺杂工序中的至少一个工序中，以比最终需要的杂质浓度大的浓度向该半导体基板掺杂该P型杂质，并且在至少1次的该N型杂质掺杂工序中的至少一个工序中，以比最终需要的杂质浓度小的浓度向该半导体基板掺杂该N型杂质。

7.如权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：

在至少1次的所述P型杂质掺杂工序的所有工序中，以比最终需要的所述杂质浓度大的浓度向所述半导体基板掺杂所述P型杂质，并且在至少1次的所述N型杂质掺杂工序的所有工序中，以比最终需要的所述杂质浓度小的浓度向所述半导体基板掺杂所述N型杂质。

8.如权利要求6或7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：

在至少1次的所述P型杂质掺杂工序中的至少一个工序中，以最终需要的所述杂质浓度的5倍以上的浓度向所述半导体基板掺杂所述P型杂质。