制造半导体器件的方法 本发明涉及一种改善半导体器件可靠性的方法。
众所周知，在制造MOS(金属氧化物半导体)型半导体器件的工艺中，通过在含氢的气氛中进行热处理，可以改善半导体器件可靠性的方法。特别是，对于利用非晶硅和多晶硅的半导体器件，其效果非常显著。这是因为存在象非晶和多晶那样的晶态。也就是，在结晶状态，由于存在高密度的悬空键，所以形成陷阱能级，对于由氢引起的终止作用，有很大的影响。
另一方面，涉及利用薄膜半导体的半导体器件，特别是涉及利用多晶硅薄膜的薄膜晶体管(TFT)。利用多晶硅薄膜的TFT的应用范围，主要是有源矩阵型液晶显示器件。
为了改善TFT的特性和可靠性，在利用多晶硅薄膜制造TFT的工艺中，最后一步工艺是在含氢的气氛中进行热处理。在日本专利申请公开No.平成4-355924中公开了这种方法。按照这种方法，说明了为了减少MOS型TFT栅绝缘膜和沟道形成区之间界面中的能级，在含氢的气氛中在250℃到350℃进行热处理是有效的。特别是，如图5所示，在300℃到350℃进行氢热处理更有效。
对于有源矩阵型液晶显示器件，因为它的面积很大，为了抑制由于布线电阻产生的影响，要利用含铝或主要含铝的材料作为布线材料才有效。但是，铝不耐高热，如果利用铝形成布线地半导体器件被保留在300℃以上的气氛中，则铝扩散进绝缘膜和半导体中，于是，显著地减少了器件的可靠性。
为了解决这个问题，在形成布线后，可以把它在优选的200℃或较低的气氛中进行处理，而不把布线暴露在300℃以上的气氛中。但是，如上所述，在约300℃到350℃进行热处理才有效。而且，利用象树脂衬底那样的材料的半导体器件的氢热处理方法，不能经受所希望的高于200℃温度的热处理。
日本专利申请公开No.平成5-144804公开了一种方法，在低温利用氢激活物质进行热处理，不产生等离子体。然而，下述处理方法还没有公开，即，一种象TFT那样的半导体器件，位于耐低热的树脂衬底上，对它进行氢热处理。
如上所述，为了改善器件的特性和可靠性，在半导体器件制造工艺中的最后一步工艺，进行氢处理是有效的。但是，当利用铝作为布线材料和电极材料时，不能在高温进行热处理。也就是，不能把300℃以上的温度设定为热处理温度。结果，不能充分获得由于氢气热处理所达到的效果。
本发明在说明书中公开的目的是提供一种有效氢热处理的方法，处理温度是含铝或主要含铝的每一布线和电极可能经受的温度。
说明书中公开的本发明的特征是，在半导体器件生产工艺中，样品温度保持在150°±20℃。
说明书中公开本发明的另一个特征是，通过把氢和含氢的气体与加热的镍或加热的含镍材料接触，产生氢激活物质，利用氢激活物质对设置在树脂衬底上的半导体器件退火。
在上述结构中，利用镍或者镍合金，至少构成了半导体器件布线的一部分。
在说明书中公开的本发明所用含镍或镍合金的材料是由Ni和另一种材料，Ni-Mo系统合金，Ni-W系统合金组成的多层膜。
通过氢气和加热的镍接触，可以在低温产生氢激活物质。设置在衬底上的半导体材料，例如，耐低热的。树脂衬底，可能经受氢热处理。
按照本发明，提供一种制造半导体器件的方法，它包括下列步骤：在处理室中在衬底上形成含硅的半导体膜；在半导体膜上形成绝缘膜；在绝缘膜上形成含铝的布线；在处理室中产生氢激活物质；利用氢激活物质进行退火。
按照本发明，提供一种半导体器件制造方法，它包括下列步骤：把半导体器件放入处理室；在处理室中产生氢激活物质；利用氢激活物质在150℃±20℃条件下退火半导体器件。
此外，按照本发明，提供一种制造半导体器件的方法，它包括下列步骤：把半导体器件放入处理室；在与处理室相连的管道内表面上，形成含镍的材料；加热管道；把含氢的气体引入管道内部，通过加热的含镍材料和含氢的气体接触，产生氢激活物质；利用氢激活物质处理半导体器件。
此外，按照本发明，提供一种制造液晶显示器件的方法，它包括下列步骤：把半导体集成电路放入处理室；在处理室产生氢激活物质；利用氢激活物质在150℃±20℃的条件下，退火半导体集成电路。
图1是进行氢热处理装置的简图；
图2A到2D表示制造薄膜晶体管的工艺；
图3A到3G表示制造构成液晶显示器件衬底的工艺。
实施例1
在本实施例中，将解释在说明书中公开的利用本发明的一种方法，它涉及在玻璃衬底上，形成MOS(金属氧化物半导体)型薄膜晶体管(TFT)的生产工艺。图2A到图2D表示按照本实施例TFT的制造工艺。
利用溅射法在玻璃衬底上形成3000埃厚的氧化膜202作为底膜。
利用等离子化学汽相淀积(等离子CVD)或低压热处理CVD形成500埃厚的非晶硅膜，然后用激光辐照，获得结晶硅膜。获得的结晶硅膜具有基本上是多晶的结构。
把获得的结晶硅膜刻成图形，以便形成TFT的有源区层203。利用等离子CVD，形成1000埃厚的氧化硅膜204，作为栅绝缘膜。于是，获得图2A所示的工艺状态。
利用电子束蒸发或者溅射，形成主要含铝的膜。在本实施例中，利用电子束蒸发，形成5000埃厚的含0.2wt％钪的铝膜。接着，进行刻图，形成栅电极205。
通过阳极氧化工艺，在栅极205周围形成氧化层206，在以后要进行的杂质离子注入工艺中，形成偏移栅区。
利用栅电极205作为电解液中的阳极，进行阳极氧化工艺。在这步工艺中，在栅电极205露出的表面上，形成大约2000厚的阳极氧化层(图2B)。
注入杂质离子，形成源区和漏区。在本实施例中，注入磷离子(P)、以形成N-沟型TFT。此时，因利用栅极205和外围的阳极氧化层206作为掩模，所以；用自对准方法形成源区207和漏区210。并且，利用阳极氧化层206作为掩模，形成偏移栅区208。在栅电极205下面，形成沟道形成区209。在离子注入后，辐照激光以便退火注入离子区域和激活注入的离子。(图2C)
利用等离子CVD，形成6000厚的氧化膜211作为层间的绝缘膜。然后，形成接触孔，以便形成源电极212和漏电极213。虽然没有表示，但是同时形成栅电极布线。在本实施例中，用由钛膜(厚度为1000)和含/wt％硅的铝膜(厚度为4000)组成的多层膜构成这些电极。
在含氢的气氛中进行热处理，以便在主要包含有源层和栅绝缘膜之间界面的区域中抵消悬空键。在本实施例中，利用图1所示的装置，在150℃的气氛下进行氢热处理1小时。
如图1所示的装置包括一个处理室101，它由不锈(钢)制成，在它的表面由镍金属覆盖，一个管道102，用于把氢气输入内表面覆盖有镍金属的处理室101，一个阀103，用于控制从管道102输入到处理室101的氢气量，一加热器104，用于加热管道102，加热器108，用于加热处理室本身，一装片器106，把要进行氢热处理的样品(基片)107放在它的上面，一个管道105，用于排出处理室101的废气。
在由加热器104加热的管道102的部分中输入管道道102的氢气变成激活的氢气。也就是，通过在加热管道102内表面氢气与镍反应，产生激活的氢。此时，最好把加热器的温度设置在150℃±20℃。
氢管道102中的氢气输入到处理室101中。利用加热器108加热处理室101，加热温度为150℃±20℃，使激活的氢气充满处理室101。在保持上述条件下进行氢热处理，时间为预定的时间。
实施例2
在本实施例中，当在衬底上形成有所需要液晶显示器件的半导体集成电路时，其衬底与构成液晶显示器件的衬底不同，则把它粘附到构成液晶显示器件的衬底上，例如，应用说明书中公开本发明所述的衬底。
图3A到图3G表示制造无源矩阵型显示器件的工序。穿过由氧化硅制成的剥离层，在支撑衬底21上形成许多半导体集成电路(外围驱动电路)22，它用于驱动有源矩阵电路。(图3A)
作为支撑衬底21，可能采用单晶片或玻璃衬底。特别是，当采用单晶片时，可能形成优良特性的半导体集成电路。
分割支撑衬底21，以获得条形晶片(条形衬底)23和24。在进行下步工艺之前，测试获得的条形晶片23和24的电特性，以便选择好的样品。(图3B)
把形成电路的条形晶片23和24的表面粘附到另外的衬底25和27的表面26和28上，在其衬底中，形成由透明导电膜构成的布线图形，以便进行电连接。(图3C和图3D)
衬底25和27是透明树脂衬底，并且用作一对构成液晶显示器件的衬底。作为上述树脂衬底，可以利用聚醚硫酸脂(PES)。
利用含卤素的气体，腐蚀剥离层，以便从条形晶片23和24剥离支撑衬底21，结果只有半导体集成电路29和30保持在衬底25和27的表面26和28上面。(图3E和图3F)
获得的衬底彼此相对，所以获得了无源矩阵型显示器件。表面26是表面26的相反表面，即，没有形成布线图形的表面。
在上述情况，从同一衬底21分成一排条形晶片(驱动电路的条形晶片，用于驱动一排布线)和一列条形晶片(驱动电路的条形晶片，用于驱动一列布线)。但是，也可以从另一衬底分割这些条形晶片。虽然，在图3A到图3G表示了无源矩阵型显示器件，但是也可以进行同样的工艺，形成有源矩阵型显示器件。
当完成布线时，可象实施例所述那样，进行说明书所公开的氢热处理。在此工艺，虽然，利用耐热非常低的树脂衬底，但是能经受大约150℃的热处理。也就是，即使利用树脂衬底，利用说明书中公开的本发明，也能进行氢热处理，所以可能改善半导体器件的特性和可靠性。