半导体装置的制造方法制造方法及图纸

一种半导体装置的制造方法，其中可以使转置在多个地方的半导体膜之间的间隔变得很小。进行多次从接合衬底到基底衬底的半导体膜的转置。当使先转置的半导体膜和后转置的半导体膜相邻时，通过利用其端部被部分地去掉了的接合衬底来进行后转置。对用于后转置的接合衬底来说，其对应于被去掉的端部的区域在垂直于接合衬底的方向上的宽度大于先转置的半导体膜的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用SOI (绝缘体上硅)衬底的。本专利技术 特别涉及接合SOI技术，并且涉及一种，所述半导体装置使用通过 中间隔着绝缘膜将单晶或多晶半导体膜接合在衬底上而获得的SOI衬底。
技术介绍
对于高集成化、高运行速度、高性能、低耗电量化的要求越来越紧迫，为了实现这些要求，作为替代块体晶体管的有效手段，使用soi衬底的晶体管引人注目。与块体晶体管相比，对使用SOI衬底的晶体管来说，可以进一步期待实现高运行速度、低耗电量化，这是 因为由于在使用SOI衬底的晶体管的半导体膜上形成绝缘膜，所以可以降低寄生电容并且抑制流过衬底的漏电流的产生的缘故。并且由于可以较薄地形成用作有源层的半导体膜， 所以可以抑制短沟道效应，而可以实现元件的小型化及半导体集成电路的高集成化。另外，使用SOI衬底的晶体管是完全无需闭锁的，所以不存在元件被起因于闭锁的发热损坏的可 能性。而且，不像块体晶体管的那样，使用SOI衬底的晶体管无需元件隔离，所以使用SOI衬底的晶体管具有可以縮短元件之间的距离而实现高集成化之类的优点。 作为SOI衬底的制造方法之一，有中间隔着绝缘膜将半导体膜接合在衬底上的方 法，诸如以Smart Cut (注册商标)为典型的UNIBOND(注册商标)、ELTRAN(外延层转置)、 介电质分离法、或PACE(等离子体辅助化学蚀刻)法等。通过使用上述接合法，可以将使用 单晶半导体膜的高性能集成电路形成在廉价衬底上。 作为使用SOI衬底的半导体装置的一个例子，本申请人所提供的是已知的(参考 文献1 :日本专利申请公开2000-012864号公报)。 用于制造平板显示器等半导体装置的玻璃衬底尺寸逐年增加，诸如第七代 (1900mmX 2200mm)、第八代(2160mmX 2460mm)，预测今后玻璃衬底面积将更大。诸如第九代 (2400mmX 2800mm、2450mmX 3050mm)、第十代(2950mmX 3400mm)。如果玻璃衬底尺寸增大， 可以利用一个玻璃衬底来产生更多个半导体装置，而可以削减生产成本。 另一方面，对半导体衬底之一的硅衬底来说，一般知道其直径为5英寸(125mm)的、 其直径为6英寸(150mm)的、其直径为8英寸(200mm)的、其直径为12英寸(300mm)的，而其 大小明显小于玻璃衬底。因此，当从半导体衬底将半导体膜转置在大型玻璃衬底上时，需要在 多个地方进行上述转置。然而，有如下情况半导体衬底会翘曲或变形；半导体衬底的端部稍 微成圆形。此外，还有如下情况当为了从半导体衬底剥离半导体膜而添加氢离子时，不能对 端部充分进行氢离子的添加。因此，有如下问题半导体膜端部难以转置在玻璃衬底上，当为 了不使半导体衬底彼此重叠而在多个地方进行转置时，转置的半导体膜之间的距离扩大，而 难以制造使用半导体膜但不受这些半导体膜之间间距影响的一种半导体装置。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于使转置在多个地方的半导体膜之间的间隔变得很小。 在本专利技术中，进行多次从半导体衬底(接合衬底)到支承衬底(基底衬底)的半 导体膜的转置。当使先转置的半导体膜和后转置的半导体膜相邻时，通过利用其端部被部 分地去掉了的接合衬底来进行后转置。对用于后转置的接合衬底来说，接合衬底100b对应 于被去掉的端部的区域在垂直于接合衬底的方向(深度方向)上的宽度大于先转置的半导 体膜的厚度。不但在后转置中，而且在先转置中，也可以使用其端部被部分地去掉了的接合 衬底。但是，对用于先转置的接合衬底来说，接合衬底对应于被去掉的端部的区域在垂直于 接合衬底的方向(深度方向)上的宽度等于或大于先转置的半导体膜的厚度。 具体地说，上述转置通过如下工序而进行在将第一接合衬底接合在基底衬底上 之后，分离第一接合衬底，将第一接合衬底的一部分的第一半导体膜转置而保留在基底衬 底上。接着，将其中通过部分地去掉端部而形成凸部的第二接合衬底接合在基底衬底上。 当将第二接合衬底接合在基底衬底上时，该凸部朝向基底衬底侧。第二接合衬底在凸部中 包含的区域在垂直于第二接合衬底的方向上的宽度大于第一半导体膜的厚度。此外，将第 二接合衬底接合在基底衬底上，以使第二接合衬底在凸部以外的区域部分地重叠于先转置 的第一半导体膜。以及，分离第二接合衬底，将第二接合衬底的凸部的一部分的第二半导体 膜转置而保留在基底衬底上。第二半导体膜被转置在第一半导体膜被转置的区域以外的区 域。 通过使用其端部被部分地去掉了的接合衬底，可以以使后转置的半导体膜不接触 于先转置的半导体膜的方式并且以使先转置的半导体膜和接合衬底部分地重叠的方式进 行半导体膜的后转置。因此，可以将先转置的半导体膜和后转置的半导体膜的间隔变得很 小，因此这些转置的半导体膜可用于一个半导体装置而不受半导体膜之间间隔的影响。附图说明 图1A至1C是表示本专利技术的的截面图； 图2A至2D是表示本专利技术的的截面图； 图3A和3B是表示本专利技术的的截面图； 图4A至4C是表示本专利技术的的俯视图； 图5A至5C是表示本专利技术的的俯视图； 图6A至6D是表示本专利技术的的俯视图； 图7A至7C是表示本专利技术的的截面图； 图8A至8D是表示本专利技术的的截面图； 图9A和9B是表示本专利技术的的截面图； 图10A至10D是表示本专利技术的的截面图； 图IIA至IID是表示本专利技术的的截面图； 图12A至12C是表示本专利技术的的截面图； 图13是表示本专利技术的的截面图； 图14A至14D是表示本专利技术的半导体显示装置的制造方法的立体图； 图15A和15B是利用本专利技术而制造的半导体显示装置的像素的俯视图及截面图； 图16A和16B是利用本专利技术而制造的半导体显示装置的像素的截面 图17是表示利用本专利技术而制造的半导体显示装置的结构的方块图； 图18A和18B是利用本专利技术而制造的半导体显示装置的俯视图及截面图； 图19A至19C是使用通过利用本专利技术而制造的半导体装置的电子设备的图。 本专利技术的选择图是图2A至2D。具体实施例方式下面，参照附图而说明本专利技术的实施方式。但是，本专利技术可以以多个不同方式来实 施，所属
的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是，其方式和详细内容在 不脱离本专利技术的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。因此，本专利技术不应该被解 释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。 实施方式1 在本实施方式1中，将说明本专利技术的，在该制造方法中进 行多次从接合衬底到基底衬底的半导体膜的转置。 首先，如图1A所示，在接合衬底100上形成绝缘膜101。作为接合衬底100，可以 使用硅、锗等单晶半导体衬底或者多晶半导体衬底。此外，可以使用由砷化镓、磷化铟等化 合物半导体形成的单晶半导体衬底或者多晶半导体衬底作为接合衬底100。此外，作为接合 衬底100，还可以使用具有晶格畸变的硅、在硅中添加有锗的硅锗等半导体衬底。具有晶格 畸变的硅可以通过在晶格常数(lattice constant)大于硅的硅锗或者氮化硅上形成硅来 形成。 绝缘膜101通过使用氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等具有绝缘性的材料来 形成。绝缘膜101可以是使用单个绝缘膜而成的、或者层叠多个绝缘膜而成的叠层。例如， 在本实施方式中，使用如下的绝缘膜101 :从接近于接合衬底IO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：将第一接合衬底接合在基底衬底上；分离所述第一接合衬底，使得将所述第一接合衬底一部分的第一半导体膜设置在所述基底衬底上；将通过部分地去掉端部而形成了凸部的第二接合衬底接合在所述基底衬底上，以使所述第二接合衬底的所述凸部以外的区域与所述第一半导体膜重叠；以及分离所述第二接合衬底，来在所述基底衬底上设置所述凸部一部分的第二半导体膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：下村明久，沟井达也，宫入秀和，田中幸一郎，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]