[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有在基板的绝缘表面上形成的由晶态硅膜构成的有源区域的半导体器件，为形成所述有源区域，将促进结晶化的至少一种催化剂元素导入用于形成所述有源区域的第一非晶态硅膜，所述半导体器件的特征在于，藉助于加热使所述第一非晶态硅膜结晶生长出针状结晶或柱状结晶，并由所述针状结晶或柱状结晶使得用于形成所述有源区域的第二非晶态硅膜结晶化。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，作为晶种的所述针状结晶或柱状结晶的膜厚为100纳米或100纳米以下。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第二非晶态硅膜可藉助于激光束照射或强光照射而结晶生长。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述催化剂元素是从镍、钴、钯、铂、铜、银、金、铟、锡、铝、磷、砷及锑中选出的一种或多种元素。

5.一种制造具有在基板的绝缘表面上形成的由晶态硅膜构成的有源区域的半导体器件的方法，为形成所述有源区域，将促进结晶化的至少一种催化剂元素导入用于形成所述有源区域的第一非晶态硅膜，所述制造方法的特征在于，形成所述有源区域的过程可以分为下述两个部分：

第一部分：在所述基板上形成所述第一非晶态硅膜，对所述第一非晶态硅膜进行包括第一次退火的处理，以得出使第二非晶态硅膜结晶化所需的晶种；以及

第二部分：在所述基板的与所述晶种接触的特定部分上形成所述第二非晶态硅膜，对所述第二非晶态硅膜进行第二次退火，使所述第二非晶态硅膜结晶化。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，形成所述有源区域的过程的第一部分包括下述步骤：

在所述基板上形成所述第一非晶态硅膜；

在所述第一非晶态硅膜上形成绝缘薄膜掩模，再有选择地去除所述掩膜，得出导入所述催化剂元素的窗口；

通过所述窗口导入至少一种所述催化剂元素；

对所述第一非晶态硅膜进行第一次退火，使所述第一非晶态硅膜在所述窗口下方的部分沿垂直于所述基板表面的方向结晶化，同时，使所述第一非晶态硅膜在所述窗口周围的部分沿平行于所述基板表面的方向结晶化，形成结晶横向生长部分；

在所述第一非晶态硅膜的所述结晶横向生长部分上形成绝缘薄膜；

把所述第一非晶态硅膜的所述绝缘薄膜和所述结晶横向生长部分的一部分去除，使之具有沿结晶生长方向的线状边界，

以及

形成所述有源区域的过程的第二部分包括下述步骤：

在所述线状边界上形成所述第二非晶态硅膜；以及

对所述第二非晶态硅膜进行第二次退火，使所述第二非晶态膜以所述线状边界作结晶生长的晶种而结晶化。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，形成所述有源区域的过程的第一部分包括下述步骤：

在所述基板上形成所述第一非晶态硅膜；

在所述第一非晶态硅膜上形成绝缘薄膜掩模，然后有选择地去除所述掩膜，得出导入所述催化剂元素的窗口；

通过所述窗口导入至少一种所述催化剂元素；

对所述第一非晶态硅膜进行第一次退火，使所述第一非晶态硅膜在所述窗口下方的部分沿垂直于所述基板表面的方向结晶化，同时，使所述第一非晶态硅膜在所述窗口周围的部分沿平行于所述基板表面的方向形成结晶化，形成结晶横向生长部分；

对所述第一非晶态硅膜的结晶横向生长部分作图形形成，得出沿结晶生长方向延伸的岛状硅区域，

以及

形成所述有源区域的过程的第二部分包括下述步骤：

在所述岛状硅区域上之上形成所述第二非晶态硅膜；以及

对所述第二非晶态膜施以第二次退火，以所述岛状硅区域为结晶生长的晶种，使所述第二非晶态硅膜结晶化。