JP2000252212A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2000252212A
JP2000252212A JP37154099A JP37154099A JP2000252212A JP 2000252212 A JP2000252212 A JP 2000252212A JP 37154099 A JP37154099 A JP 37154099A JP 37154099 A JP37154099 A JP 37154099A JP 2000252212 A JP2000252212 A JP 2000252212A
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JP
Japan
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film
semiconductor film
heat treatment
manufacturing
semiconductor device
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Withdrawn
Application number
JP37154099A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Miyanaga
昭治 宮永
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove or decrease catalyst elements in a crystalline semiconductor film containing silicon in a low-temperature process. SOLUTION: In a method for manufacture, when catalyst elements are introduced into an amorphous semiconductor film 103, or after introduction, a first heat treatment for crystallization of a part of the amorphous semiconductor film 103 is performed to obtain a semiconductor film 105. Then, by reacting with heated liquid, the catalyst elements in the semiconductor film is gettered into the liquid. Then crystallization is performed again in a second heat treatment to obtain a crystalline semiconductor film 107. This crystalline semiconductor film 107 is patterned to obtain an island-shaped semiconductor layer 108 acting as an active layer of a TFT(thin film transistor).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質半導体薄膜
を結晶化して形成された結晶質半導体膜を利用した半導
体装置の作製方法に関するものであり、特に薄膜トラン
ジスタ(Thin Film Transistor:TFT)等の半導体装
置の作製方法に関する。本発明の半導体装置は、薄膜ト
ランジスタ(TFT)やMOSトランジスタ等の素子だ
けでなく、これら絶縁ゲート型トランジスタで構成され
た半導体回路を有する表示装置やイメージセンサ等の電
気光学装置をも含むものである。加えて、本発明の半導
体装置は、これらの表示装置および電気光学装置を搭載
した電子機器をも含むものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a crystalline semiconductor film formed by crystallizing an amorphous semiconductor thin film, and more particularly to a thin film transistor (TFT) and the like. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device of the present invention includes not only elements such as thin film transistors (TFTs) and MOS transistors but also electro-optical devices such as display devices and image sensors having a semiconductor circuit composed of these insulated gate transistors. In addition, the semiconductor device of the present invention includes an electronic device equipped with the display device and the electro-optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラス基板等に上にTFTを形成
して半導体回路を構成する技術が急速に進んでいる。そ
のような半導体回路としてはアクティブマトリクス型液
晶表示装置のような電気光学装置が代表的である。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for forming a TFT on a glass substrate or the like to form a semiconductor circuit has been rapidly advanced. As such a semiconductor circuit, an electro-optical device such as an active matrix type liquid crystal display device is typical.

【0003】アクティブマトリクス型液晶表示装置と
は、同一基板上に画素マトリクス回路とドライバー回路
とを設けたモノシリック型表示装置である。さらにメモ
リ回路やクロック発生回路等のロジック回路を内蔵した
システムオンパネルの開発も進められている。
An active matrix type liquid crystal display device is a monolithic type display device in which a pixel matrix circuit and a driver circuit are provided on the same substrate. Further, development of a system-on-panel having a built-in logic circuit such as a memory circuit and a clock generation circuit is also in progress.

【0004】このようなドライバー回路やロジック回路
は高速動作を行う必要があるので、活性層として非晶質
珪素膜(アモルファスシリコン膜)を用いることは不適
当である。そのため、現状では結晶質珪素膜(ポリシリ
コン膜)を活性層としたTFTが主流になりつつある。
Since such driver circuits and logic circuits need to operate at high speed, it is not appropriate to use an amorphous silicon film (amorphous silicon film) as an active layer. Therefore, at present, TFTs using a crystalline silicon film (polysilicon film) as an active layer are becoming mainstream.

【0005】そして、ガラス基板のように石英基板と比
較して耐熱性の低い基板上に、大面積に結晶質珪素膜を
形成するためのプロセス、いわゆる低温プロセスに関し
て、研究・開発が盛んに行われている。
Research and development have been actively conducted on a process for forming a crystalline silicon film over a large area on a substrate having a lower heat resistance than a quartz substrate such as a glass substrate, that is, a so-called low-temperature process. Have been done.

【0006】本発明者らは、特開平7−130652号
公報において、ガラス基板上に結晶質珪素膜を得るため
技術を開示している。同公報記載の技術は、非晶質珪素
膜に対して結晶化を助長する触媒元素を添加した後、加
熱処理を行って非晶質珪素膜を結晶化するというもので
ある。
The present inventors have disclosed a technique for obtaining a crystalline silicon film on a glass substrate in JP-A-7-130652. The technique described in the publication is to add a catalytic element that promotes crystallization to an amorphous silicon film, and then perform heat treatment to crystallize the amorphous silicon film.

【0007】この結晶化技術により従来の結晶化技術
(固相成長法)と比べ、非晶質珪素膜の結晶化温度を5
0〜100℃も引き下げることが可能になり、また結晶
化に要する時間も1/5〜1/10にまで短縮すること
が可能になった。その結果、耐熱性の低いガラス基板上
にも、結晶化珪素膜を大面積に形成することが可能にな
った。このような、低温プロセスよって得られた結晶質
珪素膜は、優れた結晶性を有することが実験的に確かめ
られている。
With this crystallization technique, the crystallization temperature of the amorphous silicon film is reduced by 5 times as compared with the conventional crystallization technique (solid phase growth method).
The temperature can be lowered by 0 to 100 ° C., and the time required for crystallization can be reduced to 1/5 to 1/10. As a result, it has become possible to form a crystallized silicon film over a large area even on a glass substrate having low heat resistance. It has been experimentally confirmed that a crystalline silicon film obtained by such a low-temperature process has excellent crystallinity.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した結晶化技術に
おいて、触媒元素にはニッケル、銅、コバルト等の金属
元素が用いられる。このような金属元素は珪素膜中に深
い準位を形成してキャリアを捕獲してしまうため、得ら
れた結晶質珪素膜を用いてTFTを製造した場合、TF
Tの電気特性や信頼性に悪影響を及ぼすことが懸念され
る。
In the above-mentioned crystallization technique, a metal element such as nickel, copper or cobalt is used as a catalyst element. Since such a metal element forms a deep level in the silicon film and captures carriers, when a TFT is manufactured using the obtained crystalline silicon film, TF
There is a concern that the electrical characteristics and reliability of T may be adversely affected.

【0009】また、結晶質半導体膜中に残存した触媒元
素は不規則に偏析することが確認されており、特に結晶
粒界に偏析していた。本発明者らは偏析した領域が微弱
な電流の逃げ道(リークパス)になると考え、オフ電流
(TFTがオフ状態にある時の電流)の突発的な増加を
招く原因になっていると考えた。
Further, it has been confirmed that the catalyst element remaining in the crystalline semiconductor film segregates irregularly, and in particular, segregates at the crystal grain boundaries. The present inventors have considered that the segregated region serves as an escape path (leak path) for a weak current, and that it causes a sudden increase in off current (current when the TFT is in an off state).

【0010】従って、結晶化後は触媒元素を速やかに除
去するか、または電気特性に影響しない程度にまで低減
することが望ましい。本発明者らは結晶質珪素膜の内部
に残存する触媒元素がTFTの信頼性に悪影響を及ぼす
可能性を考慮して、触媒元素の除去方法に関する技術を
特開平7-94757 号公報に開示している。同公報記載の技
術はハロゲン元素(代表的には塩素またはフッ素)を含
む雰囲気中において加熱処理を行い、ハロゲン元素によ
る金属元素のゲッタリング効果を利用して結晶質珪素膜
中に残存する触媒元素を除去又は低減するものである。
Therefore, after crystallization, it is desirable to remove the catalytic element promptly or to reduce it to such an extent that it does not affect the electrical characteristics. The present inventors have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-94757 a technique relating to a method for removing a catalytic element in consideration of the possibility that a catalytic element remaining inside a crystalline silicon film may adversely affect the reliability of a TFT. ing. According to the technique described in this publication, heat treatment is performed in an atmosphere containing a halogen element (typically chlorine or fluorine), and the catalytic element remaining in the crystalline silicon film by utilizing the gettering effect of the metal element by the halogen element. Is eliminated or reduced.

【0011】具体的な一例としては、触媒元素としてニ
ッケル(Ni)を用いて非晶質珪素膜の結晶化を行い、
ハロゲン元素として塩素(Cl)を含む雰囲気中で得ら
れた結晶質珪素膜の加熱処理を行う。すると、ニッケル
は塩素と反応して揮発性の塩化ニッケル(NiCl2
となり、気相中へと離脱して結晶質珪素膜中から除去ま
たは低減される。
As a specific example, an amorphous silicon film is crystallized using nickel (Ni) as a catalyst element,
Heat treatment is performed on the crystalline silicon film obtained in an atmosphere containing chlorine (Cl) as a halogen element. Then, the nickel reacts with the chlorine to form volatile nickel chloride (NiCl 2 ).
And is removed into the gas phase and removed or reduced from the crystalline silicon film.

【0012】しかしながら、塩化ニッケルは700 ℃を超
える温度範囲では容易に気化(ベーパライズ)するが、
それ以下の温度範囲での気化は困難である。そのため、
加熱処理の温度は 800〜1000℃程度で行われる。当然、
この温度範囲では耐熱性の低いガラス基板を用いること
はできず、高価な石英基板等の耐熱性の高い基板を用い
る必要がある。即ち、触媒元素を用いた低温プロセスの
特徴を効果的に活かすことも望まれている。また、高温
において、NiSi2 周辺の異常酸化の問題も生じている。
[0012] However, nickel chloride is easily vaporized in a temperature range exceeding 700 ° C.
It is difficult to vaporize in a temperature range below that. for that reason,
The temperature of the heat treatment is performed at about 800 to 1000 ° C. Of course,
In this temperature range, a glass substrate with low heat resistance cannot be used, and a high heat-resistant substrate such as an expensive quartz substrate must be used. That is, it is also desired to effectively utilize the characteristics of a low-temperature process using a catalytic element. At a high temperature, there is also a problem of abnormal oxidation around NiSi 2 .

【0013】本発明は上記問題点を鑑みて成されたもの
であり、低温プロセスの特徴を活かしたまま珪素を含む
結晶質半導体膜中から触媒元素を除去または低減するた
めの技術を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique for removing or reducing a catalytic element from a crystalline semiconductor film containing silicon while utilizing the characteristics of a low-temperature process. As an issue.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、1)触媒元素を利用して珪素を含む非
晶質半導体膜を結晶化する工程、2)前記非晶質半導体
膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素を導入すると同時
に前記非晶質半導体膜の一部を結晶化(半結晶化)させ
る工程、3)その半導体膜と液体とを接触させて膜中の
前記触媒元素を低減させる工程を主要な構成とする。以
上の工程を経ることによって、最終的に半導体膜中の触
媒元素を大幅に低減可能とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides: 1) a step of crystallizing an amorphous semiconductor film containing silicon using a catalytic element; A step of introducing a catalytic element for promoting crystallization of silicon into the semiconductor film and simultaneously crystallizing (semi-crystallizing) a part of the amorphous semiconductor film; 3) bringing the semiconductor film into contact with a liquid to form a semiconductor film; The main step is to reduce the catalytic element. By going through the above steps, the catalytic element in the semiconductor film can be greatly reduced finally.

【0015】本発明の基本的な目的は、珪素を含む非晶
質半導体膜の結晶化に使用した触媒元素を結晶質半導体
膜中から除去することであり、そのための手段として液
体である薬品に、前記非晶質半導体膜に珪素の結晶化を
助長する触媒元素を導入すると同時に前記非晶質半導体
膜の一部が結晶化(半結晶化)した半導体膜を接触させ
る。
A basic object of the present invention is to remove a catalytic element used for crystallization of an amorphous semiconductor film containing silicon from a crystalline semiconductor film. At the same time, a catalyst element that promotes crystallization of silicon is introduced into the amorphous semiconductor film, and at the same time, a semiconductor film in which a part of the amorphous semiconductor film is crystallized (semi-crystallized) is brought into contact.

【0016】本明細書で開示する本発明の第1の構成
は、基板上に珪素を含む非晶質半導体膜を形成する第1
の工程と、前記非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る触媒元素を導入する際に、前記非晶質半導体膜の一部
を結晶化(半結晶化)させる第1加熱処理を行う第2の
工程と、前記半導体膜と液体とを接触させて膜中の前記
触媒元素を低減させる第3の工程と、前記半導体膜を結
晶化させて結晶質半導体膜を形成する第2加熱処理を行
う第4の工程と、を有することを特徴とする半導体装置
の作製方法である。以上の工程を経ることによって、最
終的に半導体膜中の触媒元素を大幅に低減可能とする。
A first structure of the present invention disclosed in this specification is a first structure for forming an amorphous semiconductor film containing silicon on a substrate.
Performing a first heat treatment for crystallizing (semi-crystallizing) a part of the amorphous semiconductor film when introducing a catalyst element for promoting crystallization of silicon into the amorphous semiconductor film. A second step, a third step of bringing the semiconductor film into contact with a liquid to reduce the catalytic element in the film, and a second heat treatment for crystallizing the semiconductor film to form a crystalline semiconductor film And a fourth step of performing the above. By going through the above steps, the catalytic element in the semiconductor film can be greatly reduced finally.

【0017】また、本発明の第2の構成は、基板上に珪
素を含む非晶質半導体膜を形成する第1の工程と、前記
非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素を選
択的に導入すると同時に非晶質半導体膜の一部を結晶化
(半結晶化)させる第1加熱処理を行う第2の工程と、
前記半導体膜と液体とを接触させて膜中の前記触媒元素
を低減させる第3の工程と、前記非晶質半導体膜を結晶
化させて結晶質半導体膜を形成する第2加熱処理を行う
第4の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
作製方法である。以上の工程を経ることによって、最終
的に半導体膜中の触媒元素を大幅に低減可能とする。
According to a second configuration of the present invention, there is provided a first step of forming an amorphous semiconductor film containing silicon on a substrate, and a catalyst element for promoting crystallization of silicon in the amorphous semiconductor film. A second step of performing a first heat treatment for crystallizing (semi-crystallizing) a part of the amorphous semiconductor film at the same time as selectively introducing
A third step of bringing the semiconductor film into contact with a liquid to reduce the catalytic element in the film and a second step of performing a second heat treatment for crystallizing the amorphous semiconductor film to form a crystalline semiconductor film. And a method of manufacturing a semiconductor device. By going through the above steps, the catalytic element in the semiconductor film can be greatly reduced finally.

【0018】上記各構成において、非晶質半導体膜に触
媒元素を導入する方法として、プラズマドーピング法、
蒸着法やスパッタ法等の気相法、あるいは触媒元素を含
有する溶液を塗布する方法が採用できる。特に、大型基
板を用いた量産製造が可能なスパッタ法による成膜を用
いることが望ましい。なお、スパッタ法による成膜時の
基板温度は室温〜600℃(望ましい温度は触媒元素に
よって異なるが、不必要な触媒元素が凝集化する前の温
度)であれば良いが、特に450〜600℃とした場
合、成膜と同時に前記非晶質半導体膜の一部を結晶化
(半結晶化)させることができる。なお、ここで成膜と
呼んでいるが、極薄いものであり、微小な触媒元素物質
が基板全面に拡散されている状態である。また、前記半
導体膜と液体とを接触させて膜中の前記触媒元素を低減
させる第3の工程では、膜中の触媒元素を取り除き第4
の工程における結晶化に必要最小限な量とすることが望
ましい。しかし、装置の都合上、触媒元素を添加する装
置と結晶化させる加熱処理装置と触媒元素を低減させる
装置が異なる場合も含む。
In each of the above structures, as a method for introducing a catalytic element into the amorphous semiconductor film, a plasma doping method,
A vapor phase method such as an evaporation method or a sputtering method, or a method of applying a solution containing a catalyst element can be employed. In particular, it is desirable to use film formation by a sputtering method which enables mass production using a large substrate. The substrate temperature at the time of film formation by the sputtering method may be room temperature to 600 ° C. (a desirable temperature varies depending on the catalyst element, but is a temperature before the unnecessary catalyst element is agglomerated). In this case, a part of the amorphous semiconductor film can be crystallized (semi-crystallized) simultaneously with the film formation. It is to be noted that the term “film formation” here means that the film is extremely thin and a minute catalytic element substance is diffused over the entire surface of the substrate. In the third step of reducing the catalytic element in the film by bringing the semiconductor film into contact with a liquid, the catalytic element in the film is removed to remove the catalytic element.
It is desirable to set the amount to the minimum necessary for crystallization in the step. However, due to the convenience of the device, the case where the device for adding the catalyst element, the heat treatment device for crystallization, and the device for reducing the catalyst element are different is also included.

【0019】上記各構成において、前記触媒元素は、N
i、Co、Fe、Pd、Pt、Cu、Auから選ばれた
少なくとも一つの元素であることを特徴とする。
In each of the above structures, the catalyst element is N
It is characterized by being at least one element selected from i, Co, Fe, Pd, Pt, Cu, and Au.

【0020】上記各構成において、前記液体は、酸素を
含む薬液(硫酸、硝酸、シュウ酸、王水)や酸素を含ま
ない薬液(塩酸、フッ酸系)から選ばれた少なくとも一
つの薬液が用いられることを特徴とする。
In each of the above structures, the liquid is at least one chemical selected from oxygen-containing chemicals (sulfuric acid, nitric acid, oxalic acid, aqua regia) and oxygen-free chemicals (hydrochloric acid, hydrofluoric acid). It is characterized by being able to.

【0021】上記各構成において、前記第4の工程によ
って形成された結晶質半導体膜は、結晶粒界を有する多
結晶半導体膜であることを特徴とする。
In each of the above structures, the crystalline semiconductor film formed in the fourth step is a polycrystalline semiconductor film having a crystal grain boundary.

【0022】上記各構成において、加熱処理により結晶
質半導体膜を形成する前記第4の工程の後、前記結晶質
半導体膜にレーザー光を照射することを特徴とする。
Each of the above structures is characterized in that the crystalline semiconductor film is irradiated with a laser beam after the fourth step of forming the crystalline semiconductor film by heat treatment.

【0023】上記各構成において、膜中の前記触媒元素
を低減させる処理を施す前記第3の工程の前に、前記結
晶化された半導体膜の表面の酸化膜を除去することを特
徴とする。
In each of the above structures, an oxide film on the surface of the crystallized semiconductor film is removed before the third step of performing the treatment for reducing the catalytic element in the film.

【0024】上記各構成において、前記第3の工程は、
膜中の前記触媒元素を低減させる処理後に、前記触媒元
素を低減させた半導体膜の表面を洗浄することを特徴と
する半導体装置の作製方法である。
In each of the above structures, the third step includes:
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising cleaning a surface of a semiconductor film in which the catalyst element is reduced after the treatment for reducing the catalyst element in the film.

【0025】また、本発明の第3の構成は、基板上に珪
素を含む非晶質半導体膜を形成する第1の工程と、前記
非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素を導
入する第2の工程と、前記非晶質半導体膜の一部を結晶
化(半結晶化)させる第1加熱処理を行う第3の工程
と、前記一部が結晶化(半結晶化)された半導体膜中の
前記触媒元素を低減させるゲッタリングを行う第4の工
程と、前記第1加熱処理より長時間処理する第2加熱処
理を行い、前記一部が結晶化(半結晶化)された半導体
膜を結晶化させて結晶質半導体膜を形成する第5の工程
と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法で
ある。
In a third aspect of the present invention, there is provided a first step of forming an amorphous semiconductor film containing silicon on a substrate, and a catalyst element for promoting crystallization of silicon in the amorphous semiconductor film. And a third step of performing a first heat treatment for crystallizing (semi-crystallizing) a part of the amorphous semiconductor film, and crystallizing (semi-crystallizing) the part. Performing a fourth step of performing gettering to reduce the catalytic element in the semiconductor film subjected to the heat treatment, and performing a second heat treatment for performing treatment longer than the first heat treatment, and partially crystallizing (semi-crystallizing) A fifth step of crystallizing the formed semiconductor film to form a crystalline semiconductor film.

【0026】上記構成において、前記ゲッタリングは、
前記一部が結晶化(半結晶化)された半導体膜と液体と
を接触させて膜中の前記触媒元素を低減させることを特
徴としている。
In the above structure, the gettering is
The method is characterized in that the catalyst element in the film is reduced by bringing a semiconductor film partially crystallized (semi-crystallized) into contact with a liquid.

【0027】また、上記構成において、前記第1加熱処
理および第2加熱処理の加熱温度は450〜600℃で
あることを特徴としている。なお、450〜600℃の
温度範囲内であれば、前記第1加熱処理および第2加熱
処理の加熱温度は同じ温度であってもよいし、異なる温
度であってもよい。
In the above structure, the heating temperature of the first heat treatment and the second heat treatment is 450 to 600 ° C. Note that the heating temperature of the first heat treatment and the second heat treatment may be the same temperature or different temperatures within a temperature range of 450 to 600 ° C.

【0028】なお、本明細書中では、液体(以下、薬液
とも呼ぶ)とは薬品が液相である状態を指している。
In the present specification, a liquid (hereinafter also referred to as a chemical solution) refers to a state in which a chemical is in a liquid phase.

【0029】[0029]

【本発明の実施の形態】本実施の形態を図1を用いて説
明する。先ず、図1(A)に示すように、基板101上
に珪素を含む非晶質半導体膜103を形成し、非晶質半
導体膜103上に結晶化を助長する触媒元素を含む層1
04を形成し、非晶質半導体膜103内に触媒元素を導
入する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, an amorphous semiconductor film 103 containing silicon is formed over a substrate 101, and a layer 1 containing a catalytic element for promoting crystallization is formed on the amorphous semiconductor film 103.
04 is formed, and a catalytic element is introduced into the amorphous semiconductor film 103.

【0030】上記工程において、非晶質半導体膜103
に触媒元素を導入する方法として、プラズマドーピング
法、蒸着法やスパッタ法等の気相法、あるいは触媒元素
を含有する溶液を塗布する方法が採用できる。溶液を用
いる方法は触媒元素の導入量の制御が容易であり、極微
量に添加することが容易に行える。
In the above process, the amorphous semiconductor film 103
As a method for introducing a catalytic element into the substrate, a gas phase method such as a plasma doping method, an evaporation method or a sputtering method, or a method of applying a solution containing the catalytic element can be adopted. In the method using a solution, the amount of the catalyst element introduced can be easily controlled, and a very small amount can be easily added.

【0031】また、触媒元素としてはNi(ニッケ
ル)、Co(コバルト)、Fe(鉄)、Pd(パラジウ
ム)、Pt(白金)、Cu(銅)、Au(金)等の金属
元素が代表的である。また、Ge(ゲルマニウム)、P
b等の元素を用いることもできる。本発明者らの実験で
は、ニッケルが最も適した元素であることが判明してい
る。
As the catalyst element, metal elements such as Ni (nickel), Co (cobalt), Fe (iron), Pd (palladium), Pt (platinum), Cu (copper), and Au (gold) are typical. It is. Ge (germanium), P
Elements such as b can also be used. In our experiments, nickel has been found to be the most suitable element.

【0032】次に、図1(B)に示すように、適度の加
熱温度(600℃以下、短時間)で第1加熱処理を行い
前記非晶質半導体膜103の一部を結晶化(半結晶化)
させて、半導体膜105を形成し、しかる後、図1
(C)に示すように、その半導体膜と液体とを接触させ
ることにより前記触媒元素を低減させて、半導体膜10
6を得る。ここでは、触媒元素の導入工程と第1加熱処
理とを別々に行う例を示したが、同時に行い工程の短縮
化を図ってもよい。
Next, as shown in FIG. 1B, a first heat treatment is performed at an appropriate heating temperature (600 ° C. or less, for a short time) to crystallize a part of the amorphous semiconductor film 103 (halfway). Crystallization)
Thus, a semiconductor film 105 is formed.
As shown in (C), the catalyst element is reduced by bringing the semiconductor film into contact with a liquid, so that the semiconductor film 10
Get 6. Here, an example in which the step of introducing the catalyst element and the first heat treatment are performed separately has been described, but the steps may be performed simultaneously to shorten the steps.

【0033】次いで、第2加熱処理(450℃以上11
00℃以下、好ましくは600℃以下、1〜24時間)
による結晶化を行い、図1(D)に示す結晶質半導体膜
107を得る。この第2加熱処理の条件によっては、完
全に結晶化された結晶質半導体膜107を得ることがで
きる。この工程後も触媒元素の低減が不十分な場合に
は、更に上記液体によるゲッタリング処理、或いは、ハ
ロゲン気体によるゲッタリング処理を行って、触媒元素
を低減することが好ましい。
Next, a second heat treatment (450 ° C. or more, 11
00 ° C or lower, preferably 600 ° C or lower for 1 to 24 hours)
Is performed to obtain a crystalline semiconductor film 107 shown in FIG. Depending on the conditions of the second heat treatment, a completely crystallized crystalline semiconductor film 107 can be obtained. If the reduction of the catalytic element is not sufficient even after this step, it is preferable to further perform the gettering treatment with the liquid or the gettering treatment with the halogen gas to reduce the catalytic element.

【0034】次いで、基板を純水で洗浄し、乾燥させた
後、この膜107をパターニングして、図1(D)に示
す半導体装置の島状半導体層108を得る。なお、上記
工程順序を変えて、図1(C)の状態を得た後、パター
ニングを行い、その後に結晶化を行う工程としてもよ
い。また、液体と半導体膜との接触性を高めてゲッタリ
ングを行うために、液体による触媒元素の低減を行うゲ
ッタリング処理の前にフッ酸処理等により自然酸化膜を
一旦除去して半導体膜の表面を清浄化することが好まし
い。
Next, after the substrate is washed with pure water and dried, the film 107 is patterned to obtain an island-shaped semiconductor layer 108 of the semiconductor device shown in FIG. Note that the order of the steps may be changed to obtain the state of FIG. 1C, patterning is performed, and then crystallization is performed. In addition, in order to perform gettering by increasing the contact between the liquid and the semiconductor film, the natural oxide film is once removed by a hydrofluoric acid treatment or the like before the gettering treatment for reducing the catalytic element by the liquid, so that the semiconductor film is removed. Preferably, the surface is cleaned.

【0035】上記液体による触媒元素の低減を行うゲッ
タリング処理は、薬液の沸点以下の温度に保たれた薬液
に少なくとも半導体膜の表面の一部を接触させて半導体
膜の表面及び膜中の触媒元素を低減する処理である。た
だし、半導体膜の表面と液体とを接触させる際、基板の
温度は薬液の沸点以下に設定することが好ましい。
In the gettering treatment for reducing the catalytic element by the liquid, at least a part of the surface of the semiconductor film is brought into contact with a chemical maintained at a temperature equal to or lower than the boiling point of the chemical to form a catalyst in the film and the catalyst in the film. This is a process for reducing elements. Note that when the liquid is brought into contact with the surface of the semiconductor film, the temperature of the substrate is preferably set to a temperature equal to or lower than the boiling point of the chemical solution.

【0036】本発明において、特に、半導体膜の表面と
液体との接触方法は限定されない。例えば、高温、例え
ば200℃以上に保たれた硫酸が収容された処理槽に、
触媒元素を含有する半導体膜が設けられた基板を数秒〜
数十分浸す方法であってもよく、触媒元素を含有する結
晶質半導体膜が設けられた基板に高温に保たれた硫酸を
均一に滴下する方法であってもよい。
In the present invention, the method of contacting the surface of the semiconductor film with the liquid is not particularly limited. For example, in a treatment tank containing sulfuric acid kept at a high temperature, for example, 200 ° C. or higher,
A substrate provided with a semiconductor film containing a catalytic element is exposed for several seconds to
It may be a method of dipping for several tens of minutes, or a method of uniformly dropping sulfuric acid kept at a high temperature on a substrate provided with a crystalline semiconductor film containing a catalytic element.

【0037】上記液体による触媒元素の低減処理に用い
る薬液としては、沸点が100℃以上、好ましくは20
0℃以上のもの、例えば、硫酸(常圧での沸点317
℃)、塩酸(常圧での沸点108.584℃)、リン酸
(常圧での沸点213℃)、希硝酸、シュウ酸、王水等
から選ばれた少なくとも一つの液体または水溶液が用い
られ、硫酸が最適であった。
The chemical used for the reduction treatment of the catalytic element with the above liquid has a boiling point of 100 ° C. or more, preferably 20 ° C.
0 ° C. or higher, for example, sulfuric acid (boiling point 317 at normal pressure)
At least one liquid or aqueous solution selected from hydrochloric acid (boiling point at normal pressure: 108.584 ° C.), phosphoric acid (boiling point at normal pressure: 213 ° C.), dilute nitric acid, oxalic acid, aqua regia, etc. Sulfuric acid was optimal.

【0038】なお、ニッケル等の触媒元素の低減量は液
体の成分、温度および接触時間等に依存し、高温である
ほど低減量を稼げ、長時間であるほど低減量を稼げる。
また、添加された触媒元素が微量であれば、短時間の処
理で済む。
The amount of reduction of the catalytic element such as nickel depends on the components of the liquid, the temperature, the contact time, and the like. The higher the temperature, the more the reduction, and the longer the time, the more the reduction.
In addition, if the amount of the added catalyst element is very small, the treatment can be performed in a short time.

【0039】液体の温度の条件は理論的に、その下限は
ニッケル等の触媒元素が拡散できる温度で決定でき、そ
の上限は液体が気相になる温度以下で決定できる。な
お、処理条件を高圧にすることによって液体が気相にな
る温度を高くしてもよい。基板の歪点より液体が気相に
なる温度が高い場合は、上限が使用する基板の歪点以下
で決定され、例えばガラス基板を使用した場合の典型的
な上限温度は550℃〜650℃であり、石英基板を使
用した場合の典型的な上限温度は600℃〜750℃で
ある。よって、液体の温度は100℃〜800℃の範囲
であり、好ましくは200〜600℃である。また、触
媒元素が拡散できる温度より液体が気相になる温度が低
い場合は、ファーネスアニール、レーザーアニールまた
はランプアニール等の加熱手段により触媒元素を拡散さ
せることが好ましい。
The lower limit of the temperature of the liquid can be determined theoretically by the temperature at which the catalyst element such as nickel can diffuse, and the upper limit can be determined by the temperature at which the liquid becomes gaseous. Note that the temperature at which the liquid turns into a gas phase may be increased by setting the processing conditions to a high pressure. If the temperature at which the liquid becomes gaseous is higher than the strain point of the substrate, the upper limit is determined to be equal to or lower than the strain point of the substrate to be used. For example, a typical maximum temperature when using a glass substrate is 550 ° C. to 650 ° C. Yes, the typical upper limit temperature when using a quartz substrate is 600 ° C to 750 ° C. Therefore, the temperature of the liquid is in the range of 100C to 800C, preferably 200C to 600C. Further, when the temperature at which the liquid enters the gaseous phase is lower than the temperature at which the catalytic element can diffuse, it is preferable to diffuse the catalytic element by heating means such as furnace annealing, laser annealing, or lamp annealing.

【0040】他方、接触時間は、加熱温度や接触させる
領域等の要素で決定されるが、製造工程のスループット
を考慮すると、処理時間があまりにも長いことは好まし
くない。そのため、本発明者らはスループットを考慮し
て、上限は24時間とし、加熱時間は1分〜24時間、
より好ましくは30分〜3時間とする。
On the other hand, the contact time is determined by factors such as the heating temperature and the area to be contacted. However, considering the throughput of the manufacturing process, it is not preferable that the treatment time is too long. Therefore, the present inventors consider the throughput, the upper limit is set to 24 hours, the heating time is 1 minute to 24 hours,
More preferably, it is 30 minutes to 3 hours.

【0041】また、リン元素による金属元素のゲッタリ
ング効果を利用して結晶質珪素膜中に残存する触媒元素
を除去又は低減する技術(特開平10-270363 号公報)と
組み合わせるとさらに触媒元素を除去又は低減できる。
Further, when combined with a technique for removing or reducing the catalytic element remaining in the crystalline silicon film by utilizing the gettering effect of the metallic element by the phosphorus element (JP-A-10-270363), the catalytic element can be further reduced. Can be eliminated or reduced.

【0042】また、ハロゲン元素(代表的には塩素また
はフッ素)を含む雰囲気中において加熱処理を行い、ハ
ロゲン元素による金属元素のゲッタリング効果を利用し
て結晶質珪素膜中に残存する触媒元素を除去又は低減す
る技術(特開平7-94757 号公報)と組み合わせるとさら
に触媒元素を除去又は低減できる。
Further, heat treatment is performed in an atmosphere containing a halogen element (typically chlorine or fluorine), and the catalytic element remaining in the crystalline silicon film is removed by utilizing the gettering effect of the metal element by the halogen element. The catalyst element can be further removed or reduced by combining it with the removal or reduction technique (JP-A-7-94757).

【0043】[0043]

【実施例】 以下、図1〜3を用いて、本発明の実施例
を詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0044】[実施例1] 本実施例を図1〜3を用い
て説明する。本実施例では触媒元素にニッケルを用いて
結晶化した結晶質珪素膜(ポリシリコン膜)を形成し、
液体と接触させて、結晶質珪素膜内のニッケルをゲッタ
リングする方法を説明する。
Embodiment 1 This embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a crystalline silicon film (polysilicon film) crystallized by using nickel as a catalyst element is formed,
A method for gettering nickel in a crystalline silicon film by contact with a liquid will be described.

【0045】まず、図1(A)に示すように、ガラス基
板101上に下地絶縁膜(以下、下地膜と呼ぶ)102
を成膜する。本実施例では基板101としてガラス基板
(コーニング1737;歪点667℃)を用いたが、用
いることができる他の基板として、石英基板、結晶性ガ
ラスなどの絶縁性基板、セラミックス基板、ステンレス
基板、金属(タンタル、タングステン、モリブデン
等)、半導体基板、プラスチック基板(ポリエチレンレ
フラレート基板)等が挙げられる。
First, as shown in FIG. 1A, a base insulating film (hereinafter referred to as a base film) 102 is formed on a glass substrate 101.
Is formed. Although a glass substrate (Corning 1737; strain point 667 ° C.) was used as the substrate 101 in this embodiment, other substrates that can be used include a quartz substrate, an insulating substrate such as crystalline glass, a ceramic substrate, a stainless steel substrate, and the like. Examples thereof include metals (such as tantalum, tungsten, and molybdenum), semiconductor substrates, and plastic substrates (polyethylene phthalate substrates).

【0046】また、下地膜102としては、酸化珪素
膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜(SiOx Ny )、ま
たはこれらの積層膜等を100〜500nmの膜厚範囲
で用いることができる。下地膜の形成手段としては熱C
VD法、プラズマCVD法、蒸着法、減圧熱CVD法等
の形成方法を用いることができる。本実施例では、下地
膜102として、酸化珪素膜をプラズマCVD法により
200nmの厚さに成膜した。なお、この下地膜は、基
板からの不純物の拡散を防止してTFTの電気特性を向
上させるためのものであり、特に設けなくともよい。ま
た、後の工程で行われる液体によるゲッタリング処理か
ら基板を保護する役目を果たす。
Further, as the base film 102, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film (SiOxNy), a laminated film thereof, or the like can be used in a thickness range of 100 to 500 nm. As a means for forming the underlayer, heat C
A formation method such as a VD method, a plasma CVD method, an evaporation method, and a reduced pressure thermal CVD method can be used. In this embodiment, as the base film 102, a silicon oxide film is formed to a thickness of 200 nm by a plasma CVD method. Note that this underlayer is for preventing the diffusion of impurities from the substrate to improve the electrical characteristics of the TFT, and need not be particularly provided. In addition, it serves to protect the substrate from gettering processing by a liquid performed in a later step.

【0047】次に、減圧熱CVD法、スパッタ法、また
はプラズマCVD法により、厚さ10〜70nm、より
好ましくは15〜5 5nmで非晶質珪素膜103を成膜
する。本実施例では、減圧CVD法により55nmの厚
さ非晶質珪素膜103を成膜した。なお、非晶質珪素膜
103以外にも、珪素を含む非晶質半導体膜、例えばS
X Ge1ーX (0<X<1)を用いることもできる。
Next, an amorphous silicon film 103 is formed to a thickness of 10 to 70 nm, more preferably 15 to 55 nm, by a low pressure thermal CVD method, a sputtering method, or a plasma CVD method. In this embodiment, an amorphous silicon film 103 having a thickness of 55 nm is formed by a low pressure CVD method. In addition to the amorphous silicon film 103, an amorphous semiconductor film containing silicon, for example, S
i X Ge 1 -X (0 <X <1) can also be used.

【0048】次に、非晶質珪素膜103の一部の結晶化
を行う。結晶化を促進する触媒元素の添加の方法には、
スパッタ法やCVD法によるものと、水溶液等の液相添
加がある。液相添加の場合は、まず、酸素雰囲気中にお
いてUV光を照射することにより非晶質珪素膜103の
表面に図示しない極薄い酸化膜を形成する。この酸化膜
は後に塗布されるニッケルを含んだ溶液の濡れ性を向上
させる機能を有する。
Next, a part of the amorphous silicon film 103 is crystallized. The method of adding a catalytic element that promotes crystallization includes:
There are two methods: a sputtering method and a CVD method; and a liquid phase such as an aqueous solution. In the case of liquid phase addition, first, an ultra-thin oxide film (not shown) is formed on the surface of the amorphous silicon film 103 by irradiating UV light in an oxygen atmosphere. This oxide film has a function of improving the wettability of a solution containing nickel to be applied later.

【0049】本実施例では、スパッタ法によって非晶質
珪素膜103の表面に極薄いニッケル含有層104を形
成する。(図1(A))なお、基板温度400℃〜45
0℃でニッケルは非晶質珪素膜103に簡単に拡散す
る。この時、基板温度を450℃以上とした場合、ニッ
ケル含有層104の形成と同時に非晶質珪素膜103の
一部を結晶化(半結晶化)させることができる。
In this embodiment, an extremely thin nickel-containing layer 104 is formed on the surface of the amorphous silicon film 103 by a sputtering method. (FIG. 1 (A)) Note that the substrate temperature is 400 ° C.
At 0 ° C., nickel easily diffuses into the amorphous silicon film 103. At this time, when the substrate temperature is set to 450 ° C. or higher, part of the amorphous silicon film 103 can be crystallized (semi-crystallized) simultaneously with the formation of the nickel-containing layer 104.

【0050】図1(A)に示す状態を得たら、窒素雰囲
気中で温度450℃〜550℃、数時間以内の第1加熱
処理を行い、非晶質珪素膜103の一部を結晶化(半結
晶化)した。この結晶化工程により一部が結晶化(半結
晶化)された非晶質珪素膜105が得られる。この結晶
成長はニッケルを添加した非晶質珪素膜103表面から
下地膜102の方(縦方向)へ進行するため、本明細書
では縦成長と呼ぶことにする(図1(B))。
After the state shown in FIG. 1A is obtained, a first heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 450 ° C. to 550 ° C. within several hours to crystallize a part of the amorphous silicon film 103 ( (Semi-crystallization). By this crystallization step, an amorphous silicon film 105 partially crystallized (semi-crystallized) is obtained. Since this crystal growth proceeds from the surface of the amorphous silicon film 103 to which nickel is added toward the base film 102 (vertical direction), it is referred to as vertical growth in this specification (FIG. 1B).

【0051】なお、この結晶化工程に従えば粒界を含む
多結晶シリコン膜が形成されるが、異なる条件で微結晶
状態のシリコン膜を形成することができる。
Although a polycrystalline silicon film including grain boundaries is formed according to this crystallization step, a microcrystalline silicon film can be formed under different conditions.

【0052】次に、得られた一部が結晶化(半結晶化)
された非晶質珪素膜105に対して液体による触媒元素
の低減を行う。本実施例では、高温硫酸を用いる(図1
(C))。
Next, the obtained part is crystallized (semi-crystallized).
The catalytic element is reduced by the liquid for the amorphous silicon film 105 thus formed. In this embodiment, high-temperature sulfuric acid is used (FIG. 1).
(C)).

【0053】液体と一部が結晶化(半結晶化)された非
晶質珪素膜との接触性を高めてゲッタリングを行うため
に、一部が結晶化(半結晶化)された非晶質珪素膜10
5の表面の酸化膜(図示しない)を一旦除去し、液体と
接触させて、触媒元素(本実施例ではニッケル)を液体
へと吸い出す。特に、一部が結晶化(半結晶化)された
非晶質珪素膜と硫酸との接触方法は限定されないが、本
実施例では基板をフッ酸で処理して酸化膜を除去した
後、硫酸(300℃)中に10分浸漬した後、純水洗
浄、乾燥させた。硫酸の温度は200℃以上、硫酸の沸
点未満であり、好ましくは300℃以上とし、このよう
な温度で数秒〜数十分、好ましくは3〜20分接触を行
えばよい。なお、ニッケルが液体に移動しやすい状態と
するためにファーネスアニール、レーザーアニールまた
はランプアニール等の加熱手段を同時に施してもよい。
なお、一部が結晶化(半結晶化)された非晶質珪素膜と
硫酸とを接触させることにより一部が結晶化(半結晶
化)された非晶質珪素膜の表面の洗浄も同時に行われ、
触媒元素として用いた元素以外の不純物元素、例えば、
Fe、Cr、Co、Cu等の濃度も低減された。また、
一部が結晶化(半結晶化)された非晶質珪素膜と硫酸と
を接触させた後、フッ酸処理を行ない残留物を除去する
ことが好ましい。
In order to increase the contact between the liquid and the partially crystallized (semi-crystallized) amorphous silicon film and to perform gettering, the partially crystallized (semi-crystallized) amorphous Quality silicon film 10
The oxide film (not shown) on the surface of No. 5 is once removed and brought into contact with a liquid to suck out a catalytic element (nickel in this embodiment) into the liquid. In particular, the method of contacting the partially crystallized (semi-crystallized) amorphous silicon film with sulfuric acid is not limited, but in this embodiment, after the substrate is treated with hydrofluoric acid to remove the oxide film, After immersion in (300 ° C.) for 10 minutes, the substrate was washed with pure water and dried. The temperature of sulfuric acid is 200 ° C. or higher and lower than the boiling point of sulfuric acid, preferably 300 ° C. or higher, and the contact may be performed at such a temperature for several seconds to several tens of minutes, preferably for 3 to 20 minutes. Note that heating means such as furnace annealing, laser annealing, or lamp annealing may be performed at the same time to make nickel easily move into the liquid.
The surface of the partially crystallized (semi-crystallized) amorphous silicon film is brought into contact with sulfuric acid and the partially crystallized (semi-crystallized) amorphous silicon film is simultaneously cleaned. Done,
Impurity elements other than the elements used as catalyst elements, for example,
The concentrations of Fe, Cr, Co, Cu, etc. were also reduced. Also,
After the amorphous silicon film partially crystallized (semi-crystallized) is brought into contact with sulfuric acid, a hydrofluoric acid treatment is preferably performed to remove residues.

【0054】上記触媒元素添加工程から結晶化工程、及
び触媒元素低減の工程は、同一装置内で連続的に処理さ
れた。
The steps from the catalyst element addition step to the crystallization step and the catalyst element reduction step were continuously performed in the same apparatus.

【0055】また、図1(C)に示した工程により膜中
の触媒元素が低減された半導体膜106を窒素雰囲気に
て550℃〜600℃で第2加熱処理を行うことにより
結晶化させて結晶質珪素膜107を得る。ここでの第2
加熱処理は、第1加熱処理よりも長時間で行い、非晶質
珪素膜のほとんどを結晶化させる。
Further, the semiconductor film 106 in which the catalytic element in the film is reduced by the step shown in FIG. 1C is crystallized by performing a second heat treatment at 550 ° C. to 600 ° C. in a nitrogen atmosphere. A crystalline silicon film 107 is obtained. The second here
The heat treatment is performed for a longer time than the first heat treatment to crystallize most of the amorphous silicon film.

【0056】そして、パターニングを施して、TFTの
活性層となる島状半導体層108が得られる。(図1
(E))この島状半導体層108は十分にニッケル濃度
が低減されているため、リーク電流を抑制することがで
きる。
Then, patterning is performed to obtain an island-shaped semiconductor layer 108 to be an active layer of the TFT. (Figure 1
(E) Since the island-shaped semiconductor layer 108 has a sufficiently reduced nickel concentration, a leak current can be suppressed.

【0057】上記図1(D)後にレーザーによるアニー
ル処理を行っても良い。例えば、パルス発振型のレーザ
として、短波長(紫外線領域)のXeClエキシマレー
ザーや、長波長のYAGレーザー等を用いる。本実施例
で用いたエキシマレーザーは紫外光を発振するので、被
照射領域において瞬間的に溶融固化が繰り返される。そ
のため、エキシマレーザー光を照射することにより、一
種の非平衡状態が形成され、ニッケルが非常に動きやす
い状態となる。
After the above-described FIG. 1D, an annealing process using a laser may be performed. For example, as a pulse oscillation type laser, a short wavelength (ultraviolet region) XeCl excimer laser, a long wavelength YAG laser, or the like is used. Since the excimer laser used in this embodiment oscillates ultraviolet light, melting and solidification are repeated instantaneously in the irradiated area. Therefore, by irradiating the excimer laser beam, a kind of non-equilibrium state is formed, and nickel becomes very mobile.

【0058】結晶質珪素膜を得る第2加熱処理後、或い
は、レーザー結晶化後に、膜中の触媒元素を更に低減す
るために、硫酸などの液体によるゲッタリング処理、或
いは、ハロゲンなどの気体によるゲッタリング処理を行
うことが有効である。
After the second heat treatment for obtaining the crystalline silicon film or after the laser crystallization, gettering treatment with a liquid such as sulfuric acid or gas such as halogen to further reduce the catalytic element in the film. It is effective to perform gettering processing.

【0059】以下、図1に示した工程で得られた島状半
導体層108を用いて、Nチャネル型TFTとPチャネ
ル型TFTとを相補的に組み合わせたCMOS回路を作
製する工程を図2を用いて説明する。
FIG. 2 shows a process of fabricating a CMOS circuit in which an N-channel TFT and a P-channel TFT are complementarily combined using the island-shaped semiconductor layer 108 obtained in the process shown in FIG. It will be described using FIG.

【0060】図2(A)において、111NはNチャネ
ル型TFTの半導体層であり、111PはPチャネル型
TFTの半導体層である。半導体層111N、111P
は図1(E)の島状半導体層108に相当する。これら
半導体層111N、111P上にプラズマCVD法、ス
パッタ法、または減圧熱CVD法により酸化珪素膜11
2を150nmの厚さに成膜する(図2(A))。
In FIG. 2A, 111N is a semiconductor layer of an N-channel TFT, and 111P is a semiconductor layer of a P-channel TFT. Semiconductor layers 111N, 111P
Corresponds to the island-shaped semiconductor layer 108 in FIG. A silicon oxide film 11 is formed on these semiconductor layers 111N and 111P by a plasma CVD method, a sputtering method, or a low pressure thermal CVD method.
2 is formed to a thickness of 150 nm (FIG. 2A).

【0061】次に、アルミニウムを主成分とする金属膜
を成膜し、パターニングによって後のゲート電極(ゲー
ト配線)の原型パターンを形成する。次いで、本発明者
らによる特開平7-135318号公報記載の陽極酸化技術を利
用する。同公報記載の技術を利用することで、先ず前記
ゲート電極の原型パターンの側面に多孔質状の陽極酸化
膜113、114が形成され、つぎに、それらゲート電
極の原型パターンの周囲に緻密な陽極酸化膜115、1
16が形成される。そして、陽極酸化されずに残存した
ゲート電極の原型パターンがゲート電極117、118
として画定する。本実施例ではアルミニウムを用いた
が、他のゲート電極の材料として、例えばTa(タンタ
ル)、Mo(モリブデン)、Ti(チタン)、W(タン
グステン)、クロム(Cr)等の高融点金属、これら金
属材料とシリコンとの化合物であるシリサイド、N型又
はP型の導電性を有するポリシリコン等の材料、低抵抗
金属Cu(銅)を用いることができる。
Next, a metal film mainly composed of aluminum is formed, and a prototype pattern of a gate electrode (gate wiring) is formed by patterning. Next, an anodic oxidation technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-135318 by the present inventors is used. Utilizing the technology described in the publication, first, porous anodic oxide films 113 and 114 are formed on the side surfaces of the prototype pattern of the gate electrode, and then a dense anode is formed around the prototype pattern of the gate electrode. Oxide film 115, 1
16 are formed. The original pattern of the gate electrode remaining without being anodized is the gate electrodes 117 and 118.
Is defined as Although aluminum was used in this embodiment, other materials for the gate electrode include, for example, high melting point metals such as Ta (tantalum), Mo (molybdenum), Ti (titanium), W (tungsten), and chromium (Cr). A material such as silicide, which is a compound of a metal material and silicon, polysilicon having N-type or P-type conductivity, or a low-resistance metal Cu (copper) can be used.

【0062】次に、ゲート電極117、118、多孔質
状の陽極酸化膜113、114をマスクとして酸化珪素
膜112をエッチングし、ゲート絶縁膜119、120
を形成する。そしてその後、多孔質状の陽極酸化膜11
3、114を除去する。こうしてゲート絶縁膜119、
120がゲート電極117、118の端部から露出した
状態となる(図2(B))。
Next, the silicon oxide film 112 is etched using the gate electrodes 117 and 118 and the porous anodic oxide films 113 and 114 as a mask, and the gate insulating films 119 and 120 are etched.
To form And then, the porous anodic oxide film 11
3, 114 are removed. Thus, the gate insulating film 119,
120 is exposed from the ends of the gate electrodes 117 and 118 (FIG. 2B).

【0063】次に、N型を付与する不純物イオンをイオ
ンプランテーション法またはイオンドーピング法を用い
て2回に分けて添加する。本実施例では、Pイオンをイ
オンドーピング法によって添加した。まず1回目の不純
物添加を高加速電圧で行い、n- 領域を形成する。
Next, impurity ions for imparting N-type are added in two portions by using an ion plantation method or an ion doping method. In this embodiment, P ions are added by an ion doping method. First, the first impurity addition is performed at a high accelerating voltage to form an n region.

【0064】この時、加速電圧が高いので不純物イオン
は露出した活性層111N、111Pだけでなく、露出
したゲート絶縁膜119、120の端部の下にも添加さ
れる。このn- 領域がLDD領域(不純物濃度は1×1
18〜1×1019atoms/cm3程度)として機能するよう
に、ドーズ量を設定する。
At this time, since the acceleration voltage is high, impurity ions are added not only to the exposed active layers 111N and 111P but also to the portions below the exposed ends of the gate insulating films 119 and 120. This n region is an LDD region (impurity concentration is 1 × 1
The dose is set so as to function as about 0 18 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 ).

【0065】さらに、2回目の不純物添加を低加速電圧
で行い、n+ 領域を形成する。この時は加速電圧が低い
のでゲート絶縁膜119、120がマスクとして機能す
る。また、このn+ 領域は後のソース/ドレイン領域と
なるのでシート抵抗が 500Ω以下(好ましくは 300Ω以
下)となるように、ドーズ量を設定する。
Further, the second impurity addition is performed at a low acceleration voltage to form an n + region. At this time, since the acceleration voltage is low, the gate insulating films 119 and 120 function as a mask. The dose is set so that the sheet resistance becomes 500Ω or less (preferably 300Ω or less) since the n + region becomes a source / drain region later.

【0066】以上の工程を経て、Nチャネル型TFTの
ソース領域121、ドレイン領域122、低濃度不純物
領域123、チャネル形成領域124が形成される。な
お、この状態ではPチャネル型TFTの活性層111P
もNチャネル型TFTの活性層と同じ状態となっている
(図2(C))。
Through the above steps, a source region 121, a drain region 122, a low-concentration impurity region 123, and a channel forming region 124 of the N-channel TFT are formed. In this state, the active layer 111P of the P-channel TFT is
Are in the same state as the active layer of the N-channel TFT (FIG. 2C).

【0067】次に、Nチャネル型TFTを覆ってレジス
トマスク125を設け、イオン注入法、あるいはイオン
ドーピング法によって、P型を付与する不純物を添加す
る。本実施例では、Bをイオンドーピング法によって添
加した。この工程も前述のN型を付与する不純物添加工
程と同様に2回に分けて行う。このようにして、Pチャ
ネル型TFTのソース領域127、ドレイン領域12
8、低濃度不純物領域129、チャネル形成領域130
が形成される(図2(D))。
Next, a resist mask 125 is provided so as to cover the N-channel type TFT, and an impurity imparting P-type is added by ion implantation or ion doping. In this example, B was added by an ion doping method. This step is also performed twice in the same manner as the above-described impurity adding step for imparting N-type. In this way, the source region 127 and the drain region 12 of the P-channel TFT
8, low concentration impurity region 129, channel formation region 130
Is formed (FIG. 2D).

【0068】ただし、この場合には不純物領域の導電型
をN型からP型へ反転される必要があるので、前述のN
チャネル型TFTの工程よりも2〜3倍程度の不純物イ
オンを添加しなくてはならない。なお、n+ 領域及びn
- 領域の形成工程の前にPチャネル型TFTを覆ってレ
ジストマスクを設ける場合は、N型からP型へ反転され
る必要がないので、不純物イオンは通常のドーズ量の添
加でよい。
However, in this case, the conductivity type of the impurity region needs to be inverted from N-type to P-type.
About two to three times as many impurity ions as in the channel type TFT process must be added. The n + region and n
In the case where a resist mask is provided so as to cover the P-channel type TFT before the region forming step, it is not necessary to invert from N-type to P-type, so that impurity ions may be added at a normal dose.

【0069】以上のドーピング工程終了後、ファーネス
アニール、レーザーアニールまたはランプアニールによ
り不純物イオンの活性化およびイオン添加時の損傷の回
復を図る。
After completion of the above doping step, activation of impurity ions and recovery from damage due to ion addition are aimed at by furnace annealing, laser annealing or lamp annealing.

【0070】次に、層間絶縁膜131を500nmの厚
さに形成する。層間絶縁膜131としては酸化珪素膜、
窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、有機性樹脂膜(ポリイミ
ド、BCB膜等)のいずれか或いはそれらの積層膜を用
いることができる。
Next, an interlayer insulating film 131 is formed to a thickness of 500 nm. A silicon oxide film as the interlayer insulating film 131,
Any of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an organic resin film (a polyimide, a BCB film, or the like) or a stacked film thereof can be used.

【0071】そして、コンタクトホールを形成してソー
ス配線132、134ドレイン配線133を形成して、
図2(E)に示す状態を得る。最後に水素雰囲気中で熱
処理を行い、全体を水素化してCMOS回路が完成す
る。
Then, a contact hole is formed, and a source wiring 132 and a drain wiring 133 are formed.
The state shown in FIG. 2E is obtained. Finally, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere, and the whole is hydrogenated to complete a CMOS circuit.

【0072】本実施例で示すCMOS回路はインバータ
回路とも呼ばれ、半導体回路を構成する基本回路であ
る。このようなインバータ回路を組み合わせたりするこ
とでNAND回路、NOR回路のような基本論理回路を
構成したり、さらに複雑なロジック回路をも構成するこ
とができる。
The CMOS circuit shown in this embodiment is also called an inverter circuit and is a basic circuit constituting a semiconductor circuit. By combining such inverter circuits, a basic logic circuit such as a NAND circuit or a NOR circuit can be formed, or a more complicated logic circuit can be formed.

【0073】上記作製工程を用いた半導体素子からなる
半導体回路を備えた半導体装置について、図3(A)〜
(C)を用いてその構造の一例を説明する。なお、本発
明にかかる半導体装置は、同一基板上に周辺駆動回路部
と画素マトリクス回路部とを備えている。本実施例では
図示を容易にするため、同一基板上に周辺駆動回路部の
一部を構成するCMOS回路と、画素マトリクス回路部
の一部を構成する画素TFT(Nチャネル型TFT)と
が示されている。
A semiconductor device provided with a semiconductor circuit including a semiconductor element using the above-described manufacturing process will be described with reference to FIGS.
An example of the structure will be described with reference to FIG. Note that a semiconductor device according to the present invention includes a peripheral driver circuit portion and a pixel matrix circuit portion on the same substrate. In this embodiment, for the sake of simplicity of illustration, a CMOS circuit forming part of a peripheral driving circuit portion and a pixel TFT (N-channel TFT) forming part of a pixel matrix circuit portion are shown on the same substrate. Have been.

【0074】また、図3(A)及び図3(B)は図3
(C)の上面図に相当する図であり、図3(A)及び図
3(B)において、点線X−X’で切断した部分が、図
3(C)の画素マトリクス回路の断面構造に相当し、点
線Y−Y’で切断した部分が、図3(C)のCMOS回
路の断面構造に相当する。
FIGS. 3A and 3B are diagrams of FIG.
FIG. 3C is a diagram corresponding to a top view. In FIGS. 3A and 3B, a portion cut along a dotted line XX ′ corresponds to a cross-sectional structure of the pixel matrix circuit in FIG. 3C. The portion cut along the dotted line YY ′ corresponds to the cross-sectional structure of the CMOS circuit in FIG.

【0075】図3(C)において、いずれのTFT(薄
膜トランジスタ)も基板301上に設けられた下地膜3
02上に形成されている。CMOS回路のPチャネル型
TFTの場合には、活性層としてP型の高濃度不純物領
域(ソース領域又はドレイン領域)、チャネル形成領域
と、前記高濃度不純物領域と前記チャネル形成領域の間
に低濃度不純物領域(LDD領域)が形成されている。
そして前記チャネル形成領域上には、ゲート絶縁膜を介
してゲート配線が形成されている。ゲート配線はバリア
型の陽極酸化物で保護されている。その上を覆う第1の
層間絶縁膜にコンタクトホールを形成して高濃度不純物
領域に配線が接続され、さらにその上に第2の層間絶縁
膜が形成され、配線305に引き出し配線310が接続
されて、その上を覆って第3の層間絶縁膜313が形成
されている。
In FIG. 3C, each of the TFTs (thin film transistors) is a base film 3 provided on a substrate 301.
02 is formed. In the case of a P-channel TFT of a CMOS circuit, a P-type high concentration impurity region (source region or drain region) as an active layer, a channel formation region, and a low concentration impurity between the high concentration impurity region and the channel formation region. An impurity region (LDD region) is formed.
A gate wiring is formed on the channel formation region via a gate insulating film. The gate wiring is protected by a barrier type anodic oxide. A contact hole is formed in a first interlayer insulating film covering the wiring, a wiring is connected to the high-concentration impurity region, a second interlayer insulating film is further formed thereon, and a lead wiring 310 is connected to the wiring 305. Then, a third interlayer insulating film 313 is formed so as to cover it.

【0076】一方、Nチャネル型のTFTは、活性層と
してN型の高濃度不純物領域(ソース領域又はドレイン
領域)、チャネル形成領域と、前記高濃度不純物領域と
前記チャネル形成領域の間に低濃度不純物領域が形成さ
れている。高濃度不純物領域には配線304、303が
接続され、さらに配線303には引き出し配線309が
接続されている。活性層以外の部分は、上記Pチャネル
型TFTと同一構造である。
On the other hand, an N-channel type TFT has an N-type high concentration impurity region (source region or drain region) as an active layer, a channel formation region, and a low concentration impurity between the high concentration impurity region and the channel formation region. An impurity region is formed. Wirings 304 and 303 are connected to the high-concentration impurity region, and a lead-out wiring 309 is connected to the wiring 303. Portions other than the active layer have the same structure as the P-channel TFT.

【0077】画素マトリクス回路に形成されたNチャネ
ル型TFTについては、第1の層間絶縁膜を形成する部
分まで、CMOS回路のNチャネル型TFTと同一構造
である。そして、n+ 領域には配線306、308が接
続され、その上に第2の層間絶縁膜と、ブラックマスク
311とが形成される。さらに、その上に第3の層間絶
縁膜313が形成され、ITO、SnO2 等の透明導電
膜からなる画素電極312が接続される。このブラック
マスクは画素TFTを覆い、且つ画素電極312と補助
容量を形成している。本実施例では一例として透過型の
LCDを作製したが特に限定されない。例えば、画素電
極の材料として反射性を有する金属材料を用い、画素電
極のパターニングの変更、または幾つかの工程の追加/
削除を適宜行えば反射型のLCDを作製することが可能
である。
The N-channel TFT formed in the pixel matrix circuit has the same structure as the N-channel TFT of the CMOS circuit up to the portion where the first interlayer insulating film is formed. Then, wirings 306 and 308 are connected to the n + region, on which a second interlayer insulating film and a black mask 311 are formed. Further, a third interlayer insulating film 313 is formed thereon, and a pixel electrode 312 made of a transparent conductive film such as ITO or SnO 2 is connected. This black mask covers the pixel TFT and forms an auxiliary capacitance with the pixel electrode 312. In this embodiment, a transmissive LCD is manufactured as an example, but there is no particular limitation. For example, a metal material having reflectivity is used as a material of the pixel electrode, and the patterning of the pixel electrode is changed, or some steps are added / added.
If the deletion is performed appropriately, a reflective LCD can be manufactured.

【0078】なお、本実施例では、画素マトリクス回路
の画素TFTのゲート配線をダブルゲート構造としてい
るが、オフ電流のバラツキを低減するために、トリプル
ゲート構造等のマルチゲート構造としても構わない。ま
た、開口率を向上させるためにシングルゲート構造とし
てもよい。
In this embodiment, the gate wiring of the pixel TFT of the pixel matrix circuit has a double gate structure. However, a multi-gate structure such as a triple gate structure may be used in order to reduce the variation in off current. Further, a single gate structure may be used to improve the aperture ratio.

【0079】[実施例2] 実施例1では、縦成長によ
って非晶質珪素膜を結晶化させたが、本実施例では、実
施例1と異なる方法で非晶質半導体膜の結晶化を行う例
を示す。本実施例でも触媒元素はニッケルを用いる。以
下、図4を用いて本実施例を説明する。
Second Embodiment In the first embodiment, the amorphous silicon film is crystallized by vertical growth. In the present embodiment, the amorphous semiconductor film is crystallized by a method different from that of the first embodiment. Here is an example. Also in this embodiment, nickel is used as the catalyst element. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG.

【0080】まず、図4(A)において、ガラス基板2
01上に膜厚200nmの下地膜202、膜厚50nm
の非晶質珪素膜203を形成する。また、その上に厚さ
70nmの酸化珪素膜でなるマスク絶縁膜204を形成
し、触媒元素(本実施例もニッケルとする)を選択的に
添加するための開口部204aを設ける。
First, in FIG. 4A, the glass substrate 2
01, a 200 nm-thick base film 202 and a 50 nm-thickness
Is formed. Further, a mask insulating film 204 made of a silicon oxide film having a thickness of 70 nm is formed thereon, and an opening 204a for selectively adding a catalytic element (also nickel in this embodiment) is provided.

【0081】この状態で酸素雰囲気中においてUV光を
照射し、非晶質珪素膜203の露出表面に濡れ性改善の
ための極薄い酸化膜(図示せず)を形成する。次にニッ
ケルを10ppm(重量換算)で含有したニッケル酢酸
塩溶液をスピンコート法により塗布し、非晶質珪素膜2
03の表面に極薄いニッケル含有層205を形成する
(図4(A))。
In this state, UV light is irradiated in an oxygen atmosphere to form an extremely thin oxide film (not shown) on the exposed surface of the amorphous silicon film 203 for improving the wettability. Next, a nickel acetate solution containing 10 ppm (in terms of weight) of nickel is applied by spin coating to form an amorphous silicon film 2.
03, an extremely thin nickel-containing layer 205 is formed (FIG. 4A).

【0082】図4(A)に示す状態を得たら、第1加熱
処理を行い、非晶質珪素膜203の一部を結晶化(半結
晶化)させる。次いで、図示しないが、実施の形態に示
した液体によるゲッタリングを行い触媒元素を低減させ
た。
When the state shown in FIG. 4A is obtained, a first heat treatment is performed to partially crystallize (semi-crystallize) the amorphous silicon film 203. Next, although not shown, gettering with the liquid described in the embodiment mode was performed to reduce the number of catalytic elements.

【0083】次いで、窒素雰囲気中で600℃、8時間
の第2加熱処理を行い、非晶質珪素膜203を結晶化す
る。非晶質珪素膜203の結晶化は、矢印で示すように
ニッケルを添加した領域206から膜面と平行な方向
(横方向)に進行する。本明細書では、このような結晶
成長を横成長と呼ぶことにする(図4(B))。
Next, a second heat treatment is performed at 600 ° C. for 8 hours in a nitrogen atmosphere to crystallize the amorphous silicon film 203. Crystallization of the amorphous silicon film 203 proceeds from the nickel-added region 206 in a direction (lateral direction) parallel to the film surface, as indicated by an arrow. In this specification, such crystal growth is referred to as lateral growth (FIG. 4B).

【0084】この第2加熱処理を行うと、針状または柱
状の結晶の集合体でなる多結晶シリコン膜(ポリシリコ
ン膜)が形成される。本発明者らはこのように結晶化し
た領域を横成長領域と呼ぶ。
When this second heat treatment is performed, a polycrystalline silicon film (polysilicon film) formed of an aggregate of needle-like or columnar crystals is formed. The present inventors call such a crystallized region a lateral growth region.

【0085】また、この時、第2加熱処理後の膜は、1)
ニッケルの添加領域206(結晶質珪素膜)、2)横成長
領域207(結晶質珪素膜)、3)横成長が及ばなかった
領域208(非晶質珪素膜)の3つの領域に分類され
る。最終的に必要とするのは横成長領域207のみであ
るので、以下の説明において他の領域の説明は略す。
At this time, the film after the second heat treatment is 1)
It is classified into three regions: a nickel-added region 206 (crystalline silicon film), 2) a laterally grown region 207 (crystalline silicon film), and 3) a region 208 (amorphous silicon film) that has not been subjected to lateral growth. . Since only the lateral growth region 207 is finally required, description of other regions is omitted in the following description.

【0086】次に、第2加熱処理後の珪素膜に対してレ
ーザー光の照射を行う。これにより横成長領域207は
大幅に結晶性が改善された結晶質珪素膜209となる。
本実施例ではKrFエキシマレーザーを用いる。このレ
ーザ照射工程は、結晶性の改善のみでなく、ニッケルを
ゲッタリングし易い状態にするという作用がある(図4
(C))。
Next, the silicon film after the second heat treatment is irradiated with a laser beam. Thus, the lateral growth region 207 becomes a crystalline silicon film 209 having significantly improved crystallinity.
In this embodiment, a KrF excimer laser is used. This laser irradiation step has an effect of not only improving the crystallinity but also bringing nickel into an easily getterable state (FIG. 4).
(C)).

【0087】レーザー光の照射が終了したら、パターニ
ングを行ない、島状半導体層211を得る。(図4
(D))このパターニング工程において、島状半導体層
211にはニッケル添加領域206と隣接する周辺部が
含まれないよう、パターニングすることが好ましい。
After the irradiation of the laser beam is completed, patterning is performed to obtain an island-shaped semiconductor layer 211. (FIG. 4
(D) In this patterning step, it is preferable to perform patterning so that the island-shaped semiconductor layer 211 does not include a peripheral portion adjacent to the nickel-added region 206.

【0088】次いで、液体と島状半導体層211の接触
によるゲッタリングを行う。液体と接触させて、触媒元
素(本実施例ではニッケル)を液体(本実施例では硫
酸)へと吸い出す。本実施例では基板をフッ酸で処理し
て自然酸化膜を除去した後、硫酸(200℃)中に10
分浸漬した後、純水洗浄、乾燥させた。なお、液体によ
るゲッタリング工程の前、島状半導体層211の表面の
パターニング時の残渣物(図示しない)や自然酸化膜
(図示しない)を除去することが望ましい。また、液体
によるゲッタリング工程の後、ゲッタリング時の残渣物
(図示しない)をフッ酸処理により除去することが好ま
しい。
Next, gettering by contact between the liquid and the island-shaped semiconductor layer 211 is performed. The catalyst element (nickel in this embodiment) is sucked into the liquid (sulfuric acid in this embodiment) by being brought into contact with the liquid. In this embodiment, after the substrate is treated with hydrofluoric acid to remove the natural oxide film, the substrate is placed in sulfuric acid (200 ° C.) for 10 minutes.
After immersion for a minute, it was washed with pure water and dried. Note that, before the liquid gettering step, it is desirable to remove a residue (not shown) and a natural oxide film (not shown) at the time of patterning the surface of the island-shaped semiconductor layer 211. After the gettering step using a liquid, it is preferable to remove residues (not shown) during gettering by hydrofluoric acid treatment.

【0089】このようにして、液体による触媒元素の低
減処理を行うことで十分にニッケル濃度が低減された島
状半導体層212を得る。この島状半導体層212をT
FTの活性層に用いて、ゲート絶縁膜の作製工程等を含
む公知の方法でTFTを完成すればよい。
As described above, by performing the treatment for reducing the catalytic element by using the liquid, the island-shaped semiconductor layer 212 whose nickel concentration is sufficiently reduced is obtained. This island-shaped semiconductor layer 212 is
The TFT may be completed by a known method including a step of forming a gate insulating film using the active layer of the FT.

【0090】図4(B)に示す結晶化工程の後に得られ
る横成長領域207は、実施例1の縦成長された領域
(図1の105で示す領域)よりもニッケルの濃度が低
いという特徴がある。よって横成長プロセスを用いるこ
とで、ゲッタリング処理の処理温度を低くしたり、処理
時間の時短化等、プロセス的なマージンが増すという効
果を得ることができる。
The lateral growth region 207 obtained after the crystallization step shown in FIG. 4B has a feature that the nickel concentration is lower than the vertically grown region (the region indicated by 105 in FIG. 1) of the first embodiment. There is. Therefore, by using the lateral growth process, it is possible to obtain the effect of increasing the process margin such as lowering the processing temperature of the gettering process and shortening the processing time.

【0091】以降の工程は、実施例1に従えば、図3に
示したCMOS回路や画素マトリクス回路を構成した
り、NAND回路、NOR回路のような基本論理回路を
構成したり、さらに複雑なロジック回路を構成すること
ができる。
In the following steps, according to the first embodiment, the CMOS circuit and the pixel matrix circuit shown in FIG. 3 can be formed, basic logic circuits such as a NAND circuit and a NOR circuit can be formed, and further complicated circuits can be formed. A logic circuit can be formed.

【0092】[実施例3] 本実施例では、異なるゲッ
タリング方法と組み合わせて本発明の液体によるゲッタ
リングを行う例を示す。本実施例でも触媒元素はニッケ
ルを用いる。以下、図5を用いて本実施例を説明する。
[Embodiment 3] In this embodiment, an example in which gettering with the liquid of the present invention is performed in combination with a different gettering method will be described. Also in this embodiment, nickel is used as the catalyst element. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG.

【0093】本実施例では、リン元素による金属元素の
ゲッタリング効果を利用して結晶質珪素膜中に残存する
触媒元素を除去又は低減する技術(特開平10-270363 号
公報)と組み合わせた例である。本実施例では、リン元
素をレジストを用いて選択的に添加する例を以下に示し
たが、全面にリン元素を添加した場合においても適用可
能である。
In the present embodiment, an example in which a technique for removing or reducing a catalyst element remaining in a crystalline silicon film by utilizing the gettering effect of a metal element by a phosphorus element (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-270363) is used. It is. In this embodiment, an example in which the phosphorus element is selectively added using a resist is described below, but the present invention is also applicable to a case where the phosphorus element is added to the entire surface.

【0094】ガラス基板401上に、厚さ200nmの
酸化珪素膜でなる下地膜402を形成する。そして、非
晶質珪素膜を55nmの厚さに成膜する。実施例1で説
明した縦成長方法、あるいは実施例2で説明した横成長
方法によって、非晶質珪素膜を結晶化させる第2加熱処
理を行い、さらに、エキシマレーザ光を照射して結晶性
を助長させる。以上により、下地膜402上に結晶質珪
素膜403が形成される(図5(A))。
A base film 402 made of a silicon oxide film having a thickness of 200 nm is formed on a glass substrate 401. Then, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 55 nm. The second heat treatment for crystallizing the amorphous silicon film is performed by the vertical growth method described in the first embodiment or the horizontal growth method described in the second embodiment, and the crystallinity is further reduced by irradiating an excimer laser beam. Encourage. As described above, the crystalline silicon film 403 is formed over the base film 402 (FIG. 5A).

【0095】次に、図5(B)に示すように、結晶質珪
素膜403上にレジストマスク404を形成する。レジ
ストマスク404は半導体層のチャネル形成領域をなる
部分406を少なくとも覆うように形成される。このと
きチャネル形成領域の端面(特に、ソース/ドレイン領
域と接合しない面)に被ゲッタリング領域とリンドープ
領域(ゲッタリング領域)との界面が含まれると、TF
Tとして動作しなくなるおそれがある。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist mask 404 is formed on the crystalline silicon film 403. The resist mask 404 is formed so as to cover at least a portion 406 of the semiconductor layer which is to be a channel formation region. At this time, if the end surface of the channel formation region (particularly, the surface that does not join the source / drain region) includes the interface between the region to be gettered and the phosphorus-doped region (gettering region), TF
It may not operate as T.

【0096】次に、Pのドーピング工程を行う。先ず、
加速電圧を10keV に、ドーズ量は、Pの濃度が1.7
×1015atoms/cm2 となるように設定し、Pをドーピン
グする。このドーピング工程によりリンドープ領域40
5、被ゲッタリング領域406が画定される(図5
(B))。また、この時、加速電圧10keV に、ドーズ
量は、Bの濃度が2.5×105atoms/cm2となるように
設定し、Bをドーピングすればさらなるゲッタリング効
果が望める。
Next, a P doping step is performed. First,
The accelerating voltage was set to 10 keV, and the dose was set to a P concentration of 1.7.
It is set so as to be × 10 15 atoms / cm 2 and is doped with P. This doping step allows the phosphorus-doped region 40
5. A gettered area 406 is defined (FIG. 5).
(B)). At this time, the dose is set to an acceleration voltage of 10 keV so that the concentration of B becomes 2.5 × 10 5 atoms / cm 2, and if B is doped, a further gettering effect can be expected.

【0097】ドーピング工程が終了後、レジストマスク
404を専用の剥離液によって除去する。そして、60
0℃、8時間の加熱処理(第1のゲッタリング)を行
い、被ゲッタリング領域406の内部に残存するニッケ
ルを、リンドープ領域405の方に(矢印の方向に)移
動させる。こうしてニッケル濃度の低減された被ゲッタ
リング領域407が得られる(図5(C))。
After the doping step is completed, the resist mask 404 is removed with a dedicated stripper. And 60
A heat treatment (first gettering) is performed at 0 ° C. for 8 hours to move nickel remaining in the gettered region 406 toward the phosphorus-doped region 405 (in the direction of the arrow). Thus, a gettered region 407 having a reduced nickel concentration is obtained (FIG. 5C).

【0098】次いでパターニングして、島状半導体層4
08を得る。島状半導体層408は、リンドープ領域4
05とニッケル濃度の低減された被ゲッタリング領域4
07とでなる。(図5(D))
Next, the island-shaped semiconductor layer 4 is patterned by patterning.
08 is obtained. The island-shaped semiconductor layer 408 is formed in the phosphorus-doped region 4
05 and gettering region 4 with reduced nickel concentration
07. (FIG. 5 (D))

【0099】次いで、液体と島状半導体層の接触による
ゲッタリング(第2のゲッタリング)を行う。液体と接
触させて、触媒元素(本実施例ではニッケル)を液体
(本実施例では硫酸)へと吸い出す。本実施例では基板
をフッ酸で処理して自然酸化膜を除去した後、硫酸(3
20℃)中に10分浸漬した後、純水洗浄、乾燥させ
た。なお、液体によるゲッタリング工程の前、島状半導
体層の表面のパターニング時の残渣物(図示しない)や
自然酸化膜(図示しない)を除去することが望ましい。
また、液体によるゲッタリング工程の後、ゲッタリング
時の残渣物(図示しない)をフッ酸処理により除去する
ことが好ましい。
Next, gettering (second gettering) is performed by contact between the liquid and the island-shaped semiconductor layer. The catalyst element (nickel in this embodiment) is sucked into the liquid (sulfuric acid in this embodiment) by being brought into contact with the liquid. In this embodiment, after the substrate is treated with hydrofluoric acid to remove the natural oxide film, sulfuric acid (3
(20 ° C.) for 10 minutes, then washed with pure water and dried. Before the gettering step using a liquid, it is desirable to remove a residue (not shown) and a natural oxide film (not shown) at the time of patterning the surface of the island-shaped semiconductor layer.
After the gettering step using a liquid, it is preferable to remove residues (not shown) during gettering by hydrofluoric acid treatment.

【0100】このようにして、液体による触媒元素の低
減処理を行うことで十分にニッケル濃度が低減された島
状半導体層411を得る。(図5(E))
In this manner, the island-shaped semiconductor layer 411 having a sufficiently reduced nickel concentration is obtained by performing the treatment for reducing the catalytic element with the liquid. (FIG. 5E)

【0101】以上の工程を経て得られた島状半導体層4
11を用いて、例えば図3を用いて実施例1で説明した
プロセスを用いて、TFTを作製すればよい。(図5
(D))。
The island-shaped semiconductor layer 4 obtained through the above steps
For example, a TFT may be manufactured using the process described in Embodiment 1 with reference to FIG. (FIG. 5
(D)).

【0102】また、本実施例においては、液体と島状半
導体層の接触によるゲッタリング(第2のゲッタリン
グ)をパターニング工程後に行う例を示したが、特に限
定されず、パターニング工程前、またはドーピング前に
行ってもよい。
Further, in this embodiment, an example has been described in which gettering (second gettering) by contact between the liquid and the island-shaped semiconductor layer is performed after the patterning step. It may be performed before doping.

【0103】なお、島状半導体層411のチャネル形成
領域410は、実質的に真性でかつニッケル濃度が低減
された被ゲッタリング領域407で構成されているた
め、しきい値の突発的な変動をなくすことができる。他
方ソース領域及びドレイン領域となる部分409にニッ
ケルや導電性を付与する不純物を含有していても、TF
Tの電気特性に大きな弊害をもたらすことがない。
Since the channel forming region 410 of the island-shaped semiconductor layer 411 is substantially formed of the gettering region 407 having an intrinsic and reduced nickel concentration, a sudden change in the threshold voltage is prevented. Can be eliminated. On the other hand, even if the portion 409 serving as a source region and a drain region contains nickel or an impurity imparting conductivity,
There is no significant adverse effect on the electrical characteristics of T.

【0104】[実施例4] 上述した実施例ではトップ
ゲート型のTFTを作製する場合について説明したが、
本実施例ではボトムゲート型TFTの典型例である逆ス
タガ型TFTを作製する例を示す。図6を用いて本実施
例を説明する。
[Embodiment 4] In the embodiment described above, the case of manufacturing a top gate type TFT has been described.
In this embodiment, an example of manufacturing an inverted staggered TFT which is a typical example of a bottom gate TFT will be described. This embodiment will be described with reference to FIG.

【0105】図6(A)において、601はガラス基
板、602は下地膜、603は導電性材料でなるゲート
電極、604はゲート絶縁膜、605は厚さ55nmの
非晶質珪素膜、606は実施例1と同様の手段で形成し
たニッケル含有層である(図6(A))。なお、実施例
1と同様に第1加熱処理を行って非晶質珪素膜の一部を
結晶化(半結晶化)させた。ここでは図示しなかったが
ゲート電極は陽極酸化膜または窒化珪素膜で保護されて
いる。このゲート電極を保護する膜を形成することで、
均一な結晶性が得られる。本実施例では窒化タンタルと
タンタルの積層構造としたが、ゲート電極の材料とし
て、例えばTa(タンタル)、Mo(モリブデン)、T
i(チタン)、W(タングステン)、クロム(Cr)等
の高融点金属、これら金属材料とシリコンとの化合物で
あるシリサイド、N型又はP型の導電性を有するポリシ
リコン等の材料、低抵抗金属Cu(銅)、Al(アルミ
ニウム)を用いることができる。
In FIG. 6A, 601 is a glass substrate, 602 is a base film, 603 is a gate electrode made of a conductive material, 604 is a gate insulating film, 605 is an amorphous silicon film having a thickness of 55 nm, and 606 is This is a nickel-containing layer formed by the same means as in Example 1 (FIG. 6A). Note that a first heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 to partially crystallize (semi-crystallize) the amorphous silicon film. Although not shown here, the gate electrode is protected by an anodic oxide film or a silicon nitride film. By forming a film that protects this gate electrode,
Uniform crystallinity is obtained. In this embodiment, the laminated structure of tantalum nitride and tantalum is used. However, as a material of the gate electrode, for example, Ta (tantalum), Mo (molybdenum),
Refractory metals such as i (titanium), W (tungsten), and chromium (Cr); materials such as silicide, which is a compound of these metallic materials and silicon; N-type or P-type conductive polysilicon; Metal Cu (copper) and Al (aluminum) can be used.

【0106】次に、550℃、4時間の第2加熱処理を
行った後、エキシマレーザを照射して、結晶質珪素膜6
07を形成する。本実施例では、結晶化方法に縦成長法
を用いたが、実施例2に示した横成長方法を用いてもよ
い(図6(B))。
Next, after performing a second heat treatment at 550 ° C. for 4 hours, the crystalline silicon film 6 is irradiated with an excimer laser.
07 is formed. In this embodiment, the vertical growth method is used for the crystallization method, but the horizontal growth method shown in the second embodiment may be used (FIG. 6B).

【0107】次いで、液体と結晶質珪素膜607の接触
によるゲッタリングを行う。液体と接触させて、触媒元
素(本実施例ではニッケル)を液体(本実施例では硫
酸)へと吸い出す。本実施例では基板をフッ酸で処理し
て自然酸化膜を除去した後、硫酸(320℃)中に10
分浸漬した後、純水洗浄、乾燥させた。なお、液体によ
るゲッタリング工程の前、結晶質珪素膜の表面のパター
ニング時の残渣物(図示しない)や自然酸化膜(図示し
ない)を除去することが望ましい。また、液体によるゲ
ッタリング工程の後、ゲッタリング時の残渣物(図示し
ない)をフッ酸処理により除去することが好ましい。
Next, gettering by contact between the liquid and the crystalline silicon film 607 is performed. The catalyst element (nickel in this embodiment) is sucked into the liquid (sulfuric acid in this embodiment) by being brought into contact with the liquid. In this embodiment, after the substrate is treated with hydrofluoric acid to remove the natural oxide film, the substrate is placed in sulfuric acid (320 ° C.) for 10 minutes.
After immersion for a minute, it was washed with pure water and dried. Before the gettering step using a liquid, it is desirable to remove a residue (not shown) and a natural oxide film (not shown) during patterning of the surface of the crystalline silicon film. After the gettering step using a liquid, it is preferable to remove residues (not shown) during gettering by hydrofluoric acid treatment.

【0108】このようにして、液体による触媒元素の低
減処理を行うことで十分にニッケル濃度が低減された結
晶質珪素膜611を得る。(図6(C))
In this manner, the crystalline silicon film 611 with a sufficiently reduced nickel concentration is obtained by performing the treatment for reducing the catalytic element with the liquid. (FIG. 6 (C))

【0109】次に、ゲッタリング工程によって得られた
ニッケル濃度の低減された結晶質珪素膜611をパター
ニングして半導体層612を形成する。そして、半導体
層612上に窒化珪素膜をパターニングして形成される
チャネルストッパ(またはエッチングトッパと呼ばれ
る)613を設ける(図6(D))。
Next, the crystalline silicon film 611 having a reduced nickel concentration obtained by the gettering step is patterned to form a semiconductor layer 612. Then, a channel stopper (or called an etching topper) 613 formed by patterning the silicon nitride film over the semiconductor layer 612 is provided (FIG. 6D).

【0110】このチャネルストッパ613をマスクにし
て、N型又はP型の導電性を付与する不純物を低濃度に
添加し、レジストマスク610を設け、さらにN型又は
P型の導電性を付与する不純物を高濃度に添加した後、
レーザーまたは熱により活性化させて、低濃度不純物領
域(LDD領域)610、ソース領域614、ドレイン
領域615を形成する。図6(E)さらに、酸化珪素膜
または平坦なBCB膜等からなる層間絶縁膜609を設
けた後、ソース配線616、ドレイン配線617を形成
する。そして、最後に全体の水素化を行って図6(F)
に示す逆スタガ型TFTが完成する。なお、本実施例に
おいても、工程順序を変更しパターニング後に液体によ
る触媒元素の低減処理を行ってもよい。
Using channel stopper 613 as a mask, an impurity for imparting N-type or P-type conductivity is added at a low concentration, a resist mask 610 is provided, and an impurity for imparting N-type or P-type conductivity is further provided. After adding to a high concentration,
Activation by laser or heat forms a low-concentration impurity region (LDD region) 610, a source region 614, and a drain region 615. 6E. Further, after providing an interlayer insulating film 609 made of a silicon oxide film or a flat BCB film, a source wiring 616 and a drain wiring 617 are formed. Finally, the whole is hydrogenated, and FIG. 6 (F)
Is completed. Also in this embodiment, the process order may be changed and the catalyst element may be reduced by a liquid after patterning.

【0111】〔実施例5〕 本実施例では、本願発明に
よって作製された液晶表示装置の例を図7に示す。画素
TFT(画素スイッチング素子)の作製方法やセル組工
程は公知の手段を用いれば良いので詳細な説明は省略す
る。
Embodiment 5 In this embodiment, an example of a liquid crystal display device manufactured according to the present invention is shown in FIG. A well-known means may be used for a method of manufacturing a pixel TFT (pixel switching element) and a cell assembling step, and a detailed description thereof will be omitted.

【0112】図7は、本実施例のアクティブマトリクス
型液晶パネルの概略図である。図7に示すようにアクテ
ィブマトリクス基板と対向基板とが対向し、これらの基
板間に液晶が挟まれている。アクティブマトリクス基板
はガラス基板800上に形成された画素マトリクス回路
801、走査線駆動回路802、信号線駆動回路803
を有する。
FIG. 7 is a schematic diagram of an active matrix type liquid crystal panel of this embodiment. As shown in FIG. 7, an active matrix substrate and a counter substrate face each other, and a liquid crystal is sandwiched between these substrates. The active matrix substrate includes a pixel matrix circuit 801, a scan line driver circuit 802, and a signal line driver circuit 803 formed over a glass substrate 800.
Having.

【0113】走査線駆動回路802、信号線駆動回路8
03はそれぞれ走査線830、信号線840によって画
素マトリクス回路801に接続されている。これら駆動
回路802、803はCMOS回路で主に構成されてい
る。
Scanning line driving circuit 802, signal line driving circuit 8
03 is connected to the pixel matrix circuit 801 by a scanning line 830 and a signal line 840, respectively. These drive circuits 802 and 803 are mainly constituted by CMOS circuits.

【0114】画素マトリクス回路801の行ごとに走査
線830が形成され、列ごとに信号線840が形成され
ている。走査線830、信号線840の交差部近傍に
は、画素TFT810が形成されている。画素TFT8
10のゲート電極は走査線830に接続され、ソースは
信号線840に接続されている。更に、ドレインには画
素電極860、保持容量870が接続されている。
A scanning line 830 is formed for each row of the pixel matrix circuit 801, and a signal line 840 is formed for each column. A pixel TFT 810 is formed near the intersection of the scanning line 830 and the signal line 840. Pixel TFT8
The ten gate electrodes are connected to the scanning lines 830, and the sources are connected to the signal lines 840. Further, a pixel electrode 860 and a storage capacitor 870 are connected to the drain.

【0115】対向基板880はガラス基板全面にITO
膜等の透明導電膜が形成されている。透明導電膜は画素
マトリクス回路801の画素電極860に対する対向電
極であり、画素電極、対向電極間に形成された電界によ
って液晶材料が駆動される。対向基板880には必要で
あれば配向膜や、カラーフィルタが形成されている。
The opposing substrate 880 is made of ITO over the entire surface of the glass substrate.
A transparent conductive film such as a film is formed. The transparent conductive film is a counter electrode to the pixel electrode 860 of the pixel matrix circuit 801, and the liquid crystal material is driven by an electric field formed between the pixel electrode and the counter electrode. If necessary, an alignment film and a color filter are formed on the counter substrate 880.

【0116】アクティブマトリクス基板側のガラス基板
にはFPC831を取り付ける面を利用してICチップ
832、833が取り付けられている。これらのICチ
ップ832、833はビデオ信号の処理回路、タイミン
グパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路
などの回路をシリコン基板上に形成して構成される。
IC chips 832 and 833 are mounted on the glass substrate on the active matrix substrate side by using the surface on which the FPC 831 is mounted. These IC chips 832 and 833 are configured by forming circuits such as a video signal processing circuit, a timing pulse generating circuit, a gamma correction circuit, a memory circuit, and an arithmetic circuit on a silicon substrate.

【0117】さらに、本実施例では液晶表示装置を例に
挙げて説明しているが、アクティブマトリクス型の表示
装置であればEL(エレクトロルミネッセンス)表示装
置やEC(エレクトロクロミックス)表示装置に本願発
明を適用することも可能であることは言うまでもない。
Further, in this embodiment, a liquid crystal display device is described as an example. However, if the display device is an active matrix type display device, the present invention is applied to an EL (electroluminescence) display device and an EC (electrochromics) display device. It goes without saying that the invention can be applied.

【0118】また、本願発明を用いて作製できる液晶表
示装置は透過型か反射型かは問わない。どちらを選択す
るのも実施者の自由である。この様に本願発明はあらゆ
るアクティブマトリクス型の電気光学装置(半導体装
置)に対して適用することが可能である。
The liquid crystal display device which can be manufactured by using the present invention is not limited to a transmission type or a reflection type. It is up to the implementer to choose either. As described above, the present invention can be applied to any active matrix type electro-optical device (semiconductor device).

【0119】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例1〜実施例4のどの構成を採用
しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いるこ
とが可能である。
In manufacturing the semiconductor device shown in this embodiment, any of the structures of Embodiments 1 to 4 may be employed, or the embodiments may be freely combined and used. .

【0120】〔実施例6〕 本願発明は従来のIC技術
全般に適用することが可能である。即ち、現在市場に流
通している全ての半導体回路に適用できる。例えば、ワ
ンチップ上に集積化されたRISCプロセッサ、ASI
Cプロセッサ等のマイクロプロセッサに適用しても良い
し、液晶用ドライバー回路(D/Aコンバータ、γ補正
回路、信号分割回路等)に代表される信号処理回路や携
帯機器(携帯電話、PHS、モバイルコンピュータ)用
の高周波回路に適用しても良い。
Embodiment 6 The present invention can be applied to all conventional IC technologies. That is, the present invention can be applied to all semiconductor circuits currently on the market. For example, RISC processor, ASI integrated on one chip
It may be applied to a microprocessor such as a C processor, a signal processing circuit typified by a liquid crystal driver circuit (D / A converter, gamma correction circuit, signal division circuit, etc.) or a portable device (cellular phone, PHS, mobile phone). It may be applied to a high frequency circuit for a computer.

【0121】また、マイクロプロセッサ等の半導体回路
は様々な電子機器に搭載されて中枢回路として機能す
る。代表的な電子機器としてはパーソナルコンピュー
タ、携帯型情報端末機器、その他あらゆる家電製品が挙
げられる。また、車両(自動車や電車等)の制御用コン
ピュータなども挙げられる。本願発明はその様な半導体
装置に対しても適用可能である。
A semiconductor circuit such as a microprocessor is mounted on various electronic devices and functions as a central circuit. Representative electronic devices include personal computers, portable information terminal devices, and all other home appliances. Further, a computer for controlling a vehicle (an automobile, a train, or the like) is also included. The present invention is also applicable to such a semiconductor device.

【0122】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例1〜実施例4のどの構成を採用
しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いるこ
とが可能である。
In manufacturing the semiconductor device shown in this embodiment, any of the structures of Embodiments 1 to 4 may be employed, or the embodiments may be freely combined and used. .

【0123】〔実施例7〕本実施例では、本願発明を用
いてEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を作製
した例について説明する。
[Embodiment 7] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured by using the present invention will be described.

【0124】図8(A)は本願発明を用いたEL表示装
置の上面図である。図8(A)において、4010は基
板、4011は画素部、4012はソース側駆動回路、
4013はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回
路は配線4014〜4016を経てFPC4017に至
り、外部機器へと接続される。
FIG. 8A is a top view of an EL display device using the present invention. 8A, reference numeral 4010 denotes a substrate, 4011 denotes a pixel portion, 4012 denotes a source side driver circuit,
Reference numeral 4013 denotes a gate-side drive circuit. Each drive circuit reaches an FPC 4017 via wirings 4014 to 4016 and is connected to an external device.

【0125】このとき、少なくとも画素部、好ましくは
駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材600
0、シーリング材(ハウジング材ともいう)7000、
密封材(第2のシーリング材)7001が設けられてい
る。
At this time, the cover member 600 is formed so as to surround at least the pixel portion, preferably, the driving circuit and the pixel portion.
0, sealing material (also referred to as housing material) 7000,
A sealing material (a second sealing material) 7001 is provided.

【0126】また、図8(B)は本実施例のEL表示装
置の断面構造であり、基板4010、下地膜4021の
上に駆動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型T
FTとpチャネル型TFTを組み合わせたCMOS回路
を図示している。)4022及び画素部用TFT402
3(但し、ここではEL素子への電流を制御するTFT
だけ図示している。)が形成されている。
FIG. 8B shows a cross-sectional structure of the EL display device of this embodiment, in which a TFT for a driving circuit (here, an n-channel TFT) is provided on a substrate 4010 and a base film 4021.
1 illustrates a CMOS circuit combining an FT and a p-channel TFT. ) 4022 and TFT 402 for pixel portion
3 (However, in this case, the TFT controlling the current to the EL element
Is only shown. ) Is formed.

【0127】本願発明は、駆動回路用TFT4022、
画素部用TFT4023に際して用いることができる。
The present invention relates to a TFT 4022 for a driving circuit,
It can be used for the TFT 4023 for the pixel portion.

【0128】本願発明を用いて駆動回路用TFT402
2、画素部用TFT4023が完成したら、樹脂材料で
なる層間絶縁膜(平坦化膜)4026の上に画素部用T
FT4023のドレインと電気的に接続する透明導電膜
でなる画素電極4027を形成する。透明導電膜として
は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物(ITOと呼
ばれる)または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を
用いることができる。そして、画素電極4027を形成
したら、絶縁膜4028を形成し、画素電極4027上
に開口部を形成する。
The TFT 402 for a driving circuit is manufactured by using the present invention.
2. When the pixel portion TFT 4023 is completed, the pixel portion TFT is formed on an interlayer insulating film (flattening film) 4026 made of a resin material.
A pixel electrode 4027 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the FT 4023 is formed. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. After the pixel electrode 4027 is formed, an insulating film 4028 is formed, and an opening is formed over the pixel electrode 4027.

【0129】次に、EL層4029を形成する。EL層
4029は公知のEL材料(正孔注入層、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層または電子注入層)を自由に組み合
わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのよう
な構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、E
L材料には低分子系材料と高分子系(ポリマー系)材料
がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いる
が、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、
印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いる
ことが可能である。
Next, an EL layer 4029 is formed. The EL layer 4029 is formed of a known EL material (a hole injection layer, a hole transport layer,
A light-emitting layer, an electron transport layer, or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. Also, E
The L material includes a low molecular material and a high molecular (polymer) material. When a low molecular material is used, an evaporation method is used, but when a high molecular material is used, a spin coating method,
A simple method such as a printing method or an inkjet method can be used.

【0130】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりEL層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層(赤色発光
層、緑色発光層及び青色発光層)を形成することで、カ
ラー表示が可能となる。その他にも、色変換層(CC
M)とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のEL表示装
置とすることもできる。
In this embodiment, an EL layer is formed by an evaporation method using a shadow mask. By forming a light-emitting layer (a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer) capable of emitting light having different wavelengths for each pixel using a shadow mask, color display becomes possible. In addition, the color conversion layer (CC
M) and a color filter are combined, and a white light-emitting layer and a color filter are combined. Either method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.

【0131】EL層4029を形成したら、その上に陰
極4030を形成する。陰極4030とEL層4029
の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが
望ましい。従って、真空中でEL層4029と陰極40
30を連続成膜するか、EL層4029を不活性雰囲気
で形成し、大気解放しないで陰極4030を形成すると
いった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバ
ー方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いるこ
とで上述のような成膜を可能とする。
After forming the EL layer 4029, the cathode 4030 is formed thereon. Cathode 4030 and EL layer 4029
It is desirable to remove as much as possible moisture and oxygen existing at the interface. Therefore, the EL layer 4029 and the cathode 40 in vacuum
It is necessary to devise a method of continuously forming the film 30 or forming the EL layer 4029 in an inert atmosphere and forming the cathode 4030 without opening to the atmosphere. In this embodiment, the above-described film formation is made possible by using a multi-chamber type (cluster tool type) film formation apparatus.

【0132】なお、本実施例では陰極4030として、
LiF(フッ化リチウム)膜とAl(アルミニウム)膜
の積層構造を用いる。具体的にはEL層4029上に蒸
着法で1nm厚のLiF(フッ化リチウム)膜を形成
し、その上に300nm厚のアルミニウム膜を形成す
る。勿論、公知の陰極材料であるMgAg電極を用いて
も良い。そして陰極4030は4031で示される領域
において配線4016に接続される。配線4016は陰
極4030に所定の電圧を与えるための電源供給線であ
り、導電性ペースト材料4032を介してFPC401
7に接続される。
In this embodiment, the cathode 4030 is
A laminated structure of a LiF (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, a 1-nm-thick LiF (lithium fluoride) film is formed over the EL layer 4029 by a vapor deposition method, and a 300-nm-thick aluminum film is formed thereover. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 4030 is connected to the wiring 4016 in a region indicated by 4031. A wiring 4016 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 4030, and the FPC 401 via the conductive paste material 4032.
7 is connected.

【0133】4031に示された領域において陰極40
30と配線4016とを電気的に接続するために、層間
絶縁膜4026及び絶縁膜4028にコンタクトホール
を形成する必要がある。これらは層間絶縁膜4026の
エッチング時(画素電極用コンタクトホールの形成時)
や絶縁膜4028のエッチング時(EL層形成前の開口
部の形成時)に形成しておけば良い。また、絶縁膜40
28をエッチングする際に、層間絶縁膜4026まで一
括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜40
26と絶縁膜4028が同じ樹脂材料であれば、コンタ
クトホールの形状を良好なものとすることができる。
In the region indicated by 4031, the cathode 40
In order to electrically connect the wiring 30 and the wiring 3016, it is necessary to form contact holes in the interlayer insulating film 4026 and the insulating film 4028. These are at the time of etching the interlayer insulating film 4026 (at the time of forming the contact hole for the pixel electrode).
Or when the insulating film 4028 is etched (when an opening is formed before the EL layer is formed). Also, the insulating film 40
When etching 28, etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 4026. In this case, the interlayer insulating film 40
If the same resin material is used for the insulating film 26 and the insulating film 4028, the shape of the contact hole can be made good.

【0134】このようにして形成されたEL素子の表面
を覆って、パッシベーション膜6003、充填材600
4、カバー材6000が形成される。
The passivation film 6003 and the filler 600 cover the surface of the EL element thus formed.
4. The cover material 6000 is formed.

【0135】さらに、EL素子部を囲むようにして、カ
バー材7000と基板4010の内側にシーリング材が
設けられ、さらにシーリング材7000の外側には密封
材(第2のシーリング材)7001が形成される。
Further, a sealing material is provided inside the cover material 7000 and the substrate 4010 so as to surround the EL element portion, and a sealing material (second sealing material) 7001 is formed outside the sealing material 7000.

【0136】このとき、この充填材6004は、カバー
材6000を接着するための接着剤としても機能する。
充填材6004としては、PVC(ポリビニルクロライ
ド)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビ
ニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテー
ト)を用いることができる。この充填材6004の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。
At this time, the filler 6004 also functions as an adhesive for bonding the cover material 6000.
As the filler 6004, PVC (polyvinyl chloride), epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. It is preferable to provide a desiccant inside the filler 6004 because a moisture absorbing effect can be maintained.

【0137】また、充填材6004の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをBaOなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。
A spacer may be contained in the filler 6004. At this time, the spacer may be a granular substance made of BaO or the like, and the spacer itself may have hygroscopicity.

【0138】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜6003はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。
When a spacer is provided, the passivation film 6003 can reduce the spacer pressure.
Further, a resin film or the like for relaxing the spacer pressure may be provided separately from the passivation film.

【0139】また、カバー材6000としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibe
rglass−Reinforced Plastic
s)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材600
4としてPVBやEVAを用いる場合、数十μmのアル
ミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
As the cover material 6000, a glass plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, FRP (Fiber)
rglass-Reinforced Plastic
s) plate, PVF (polyvinyl fluoride) film,
Mylar film, polyester film or acrylic film can be used. The filling material 600
When PVB or EVA is used as 4, it is preferable to use a sheet having a structure in which aluminum foil of several tens of μm is sandwiched between PVF films or Mylar films.

【0140】但し、EL素子からの発光方向(光の放射
方向)によっては、カバー材6000が透光性を有する
必要がある。
However, depending on the direction of light emission (the direction of light emission) from the EL element, the cover material 6000 needs to have a light transmitting property.

【0141】また、配線4016はシーリング材700
0および密封材7001と基板4010との隙間を通っ
てFPC4017に電気的に接続される。なお、ここで
は配線4016について説明したが、他の配線401
4、4015も同様にしてシーリング材7000および
密封材7001の下を通ってFPC4017に電気的に
接続される。
The wiring 4016 is made of a sealing material 700.
0 and through the gap between the sealing material 7001 and the substrate 4010, and is electrically connected to the FPC 4017. Although the wiring 4016 has been described here, the other wiring 401
4, 4015 are similarly electrically connected to the FPC 4017 under the sealant 7000 and the sealant 7001.

【0142】なお、本実施例の構成は、実施例1〜5の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
The structure of this embodiment can be implemented by freely combining with the structures of Embodiments 1 to 5.

【0143】〔実施例8〕本願発明を実施して形成され
たCMOS回路や画素部は様々な電気光学装置(アクテ
ィブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリ
クス型ELディスプレイ、アクティブマトリクス型EC
ディスプレイ)に用いることができる。即ち、それら電
気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本願発
明を実施できる。
[Embodiment 8] A CMOS circuit and a pixel portion formed by carrying out the present invention are not limited to various electro-optical devices (active matrix type liquid crystal display, active matrix type EL display, active matrix type EC).
Display). That is, the invention of the present application can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.

【0144】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコン
ピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられ
る。それらの一例を図9、図10及び図11に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector (rear or front type), a head mounted display (goggle type display), a car navigation, a car stereo,
Examples include a personal computer and a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, or the like). Examples of these are shown in FIG. 9, FIG. 10 and FIG.

【0145】図9(A)はパーソナルコンピュータであ
り、本体2001、画像入力部2002、表示部200
3、キーボード2004等を含む。本発明を画像入力部
2002、表示部2003やその他の信号制御回路に適
用することができる。
FIG. 9A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 200.
3, including the keyboard 2004 and the like. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display unit 2003, and other signal control circuits.

【0146】図9(B)はビデオカメラであり、本体2
101、表示部2102、音声入力部2103、操作ス
イッチ2104、バッテリー2105、受像部2106
等を含む。本発明を表示部2102やその他の信号制御
回路に適用することができる。
FIG. 9B shows a video camera,
101, display unit 2102, voice input unit 2103, operation switch 2104, battery 2105, image receiving unit 2106
And so on. The present invention can be applied to the display portion 2102 and other signal control circuits.

【0147】図9(C)はモバイルコンピュータ(モー
ビルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2
202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示
部2205等を含む。本発明は表示部2205やその他
の信号制御回路に適用できる。
FIG. 9C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201 and a camera section 2.
202, an image receiving unit 2203, operation switches 2204, a display unit 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205 and other signal control circuits.

【0148】図9(D)はゴーグル型ディスプレイであ
り、本体2301、表示部2302、アーム部2303
等を含む。本発明は表示部2302やその他の信号制御
回路に適用することができる。
FIG. 9D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, and an arm portion 2303.
And so on. The present invention can be applied to the display portion 2302 and other signal control circuits.

【0149】図9(E)はプログラムを記録した記録媒
体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部2402やその
他の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 9E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402 and other signal control circuits.

【0150】図9(F)はデジタルカメラであり、本体
2501、表示部2502、接眼部2503、操作スイ
ッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本願発
明を表示部2502やその他の信号制御回路に適用する
ことができる。
FIG. 9F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502 and other signal control circuits.

【0151】図10(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602等を含
む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶表
示装置2808やその他の信号制御回路に適用すること
ができる。
FIG. 10A shows a front type projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the projection device 2601 and other signal control circuits.

【0152】図10(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2
702の一部を構成する液晶表示装置2808やその他
の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 10B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3, including a screen 2704 and the like. The present invention relates to a projection device 2
The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the signal control circuit 702 and other signal control circuits.

【0153】なお、図10(C)は、図10(A)及び
図10(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図10(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
FIG. 10C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 10A and 10B. Projection devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.

【0154】また、図10(D)は、図10(C)中に
おける光源光学系2801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図10(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。
FIG. 10D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 10C. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 10D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.

【0155】ただし、図10に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及びEL表示装置での適用
例は図示していない。
However, in the projector shown in FIG. 10, a case in which a transmissive electro-optical device is used is shown, and examples of application to a reflective electro-optical device and an EL display device are not shown.

【0156】図11(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906
等を含む。本願発明を音声出力部2902、音声入力部
2903、表示部2904やその他の信号制御回路に適
用することができる。
FIG. 11A shows a mobile phone,
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 2906
And so on. The present invention can be applied to the audio output unit 2902, the audio input unit 2903, the display unit 2904, and other signal control circuits.

【0157】図11(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。本発明は表示部3002、3003やその他
の信号回路に適用することができる。
FIG. 11B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, and an antenna 3006.
And so on. The present invention can be applied to the display units 3002 and 3003 and other signal circuits.

【0158】図11(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
本発明は表示部3103に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。
FIG. 11C shows a display, which includes a main body 3101, a support 3102, a display portion 3103, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 3103. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

【0159】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜6のどの
ような組み合わせからなる構成を用いても実現すること
ができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields. Further, the electronic apparatus according to the present embodiment can be realized by using any combination of the embodiments 1 to 6.

【0160】[0160]

【発明の効果】本発明を用いることで、結晶化を助長す
る触媒元素を利用して得た結晶質半導体膜中から触媒元
素を効率的に除去または低減することができる。また、
本発明のゲッタリング処理はガラスの耐熱温度(歪点)
以下の温度で行うことが可能であり、従来の低温プロセ
スを使用することができる。
According to the present invention, the catalytic element can be efficiently removed or reduced from the crystalline semiconductor film obtained by utilizing the catalytic element that promotes crystallization. Also,
The gettering treatment of the present invention is the heat resistant temperature (strain point) of glass.
It can be performed at the following temperatures and conventional low temperature processes can be used.

【0161】また、本発明を用いて得られた結晶質半導
体膜は触媒元素の効果により結晶性が非常に優れ、か
つ、ゲッタリング処理によりその触媒元素が十分低い濃
度にまで低減されている。そのため、半導体装置の活性
層として利用した場合、優れた電気特性と高い信頼性と
を備えた半導体装置を得ることができる。特に、TFT
のオフ電流の突発的な増加をなくすことが可能になっ
た。
Further, the crystalline semiconductor film obtained by using the present invention has extremely excellent crystallinity due to the effect of the catalytic element, and the catalytic element has been reduced to a sufficiently low concentration by the gettering treatment. Therefore, when used as an active layer of a semiconductor device, a semiconductor device having excellent electrical characteristics and high reliability can be obtained. In particular, TFT
This makes it possible to eliminate a sudden increase in the off-state current.

【0162】また、本発明では、第1の結晶化工程後
に、液体を用いたゲッタリング処理を行うので、比較的
短時間で効果的に行うことができ、スループットが向上
した。
In the present invention, since the gettering process using a liquid is performed after the first crystallization step, the gettering process can be performed effectively in a relatively short time, and the throughput is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例1のゲッタリング工程の説明図であ
り、基板断面図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a gettering step in Example 1, and is a cross-sectional view of a substrate.

【図2】 実施例1のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the TFT of Example 1.

【図3】 実施例1の上面図及び断面図の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a top view and a cross-sectional view of the first embodiment.

【図4】 実施例2のゲッタリング工程の説明図であ
り、基板断面図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a gettering step of Example 2 and is a cross-sectional view of a substrate.

【図5】 実施例3のゲッタリング工程の説明図であ
り、基板断面図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a gettering step in Example 3, which is a cross-sectional view of a substrate.

【図6】 実施例4のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a TFT of Example 4.

【図7】 アクティブマトリクス基板の構成を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an active matrix substrate.

【図8】 EL表示装置を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an EL display device.

【図9】 電子機器の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an electronic device.

【図10】 電子機器の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an electronic device.

【図11】 電子機器の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of an electronic device.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に珪素を含む非晶質半導体膜を形
成する第1の工程と、 前記非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素
を導入する際に、前記非晶質半導体膜の一部を結晶化さ
せる第1加熱処理を行う第2の工程と、 前記一部が結晶化された半導体膜と液体とを接触させて
膜中の前記触媒元素を低減させる第3の工程と、 前記一部が結晶化された半導体膜を結晶化させて結晶質
半導体膜を形成する第2加熱処理を行う第4の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A first step of forming an amorphous semiconductor film containing silicon on a substrate; and introducing a catalyst element for promoting crystallization of silicon into the amorphous semiconductor film. A second step of performing a first heat treatment for crystallizing a part of the crystalline semiconductor film; and a third step of bringing the partially crystallized semiconductor film into contact with a liquid to reduce the catalytic element in the film. And a fourth step of performing a second heat treatment for crystallizing the partially crystallized semiconductor film to form a crystalline semiconductor film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 基板上に珪素を含む非晶質半導体膜を形
成する第1の工程と、該非晶質半導体膜に珪素の結晶化
を助長する触媒元素を選択的に導入する際に、該非晶質
半導体膜の一部を結晶化させる第1加熱処理を行う第2
の工程と、該半導体膜と液体とを接触させて膜中の前記
触媒元素を低減させる第3の工程と、該半導体膜を結晶
化させて結晶質半導体膜を形成する第2加熱処理を行う
第4の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
作製方法。
A first step of forming an amorphous semiconductor film containing silicon on a substrate; and a step of selectively introducing a catalytic element for promoting crystallization of silicon into the amorphous semiconductor film. Second heat treatment for crystallizing a part of the amorphous semiconductor film
A step of contacting the semiconductor film with a liquid to reduce the catalytic element in the film, and a second heat treatment of crystallizing the semiconductor film to form a crystalline semiconductor film. And a fourth step.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
第2の工程は、スパッタ法による成膜で触媒元素の導入
を行い、該成膜時の基板温度を450〜600℃とし、
該非晶質半導体膜の一部を結晶化させる工程であること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
3. The method according to claim 1, wherein in the second step, a catalyst element is introduced by film formation by a sputtering method, and a substrate temperature during the film formation is set to 450 to 600 ° C.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is a step of crystallizing a part of the amorphous semiconductor film.
【請求項4】 請求項1または請求項2において、前記
第4工程の後、第5工程として、ハロゲン元素を含む雰
囲気中において加熱処理を行い、さらに膜中の触媒元素
の除去を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. The method according to claim 1, wherein after the fourth step, as a fifth step, a heat treatment is performed in an atmosphere containing a halogen element, and further, a catalyst element in the film is removed. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 請求項1または請求項2において、前記
第4工程の後、第5工程として、前記結晶質半導体膜と
液体とを接触させ、さらに膜中の触媒元素の除去を行う
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. The method according to claim 1, wherein, after the fourth step, as a fifth step, the crystalline semiconductor film is brought into contact with a liquid, and further, a catalytic element in the film is removed. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 請求項5における前記第5工程におい
て、前記液体は、硫酸、硝酸、シュウ酸、王水、塩酸、
フッ酸から選ばれた少なくとも一つの薬液であることを
特徴とする半導体装置の作製方法。
6. The method according to claim 5, wherein the liquid is sulfuric acid, nitric acid, oxalic acid, aqua regia, hydrochloric acid,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising at least one chemical selected from hydrofluoric acid.
【請求項7】 請求項1または請求項2において、前記
触媒元素は、Ni、Co、Fe、Pd、Pt、Cu、A
uから選ばれた少なくとも一つの元素であることを特徴
とする半導体装置の作製方法。
7. The method according to claim 1, wherein the catalyst element is Ni, Co, Fe, Pd, Pt, Cu, A
a method for manufacturing a semiconductor device, which is at least one element selected from u.
【請求項8】 請求項1または請求項2における前記第
2工程において、前記液体は、硫酸、硝酸、シュウ酸、
王水、塩酸、フッ酸から選ばれた少なくとも一つの薬液
であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. The method according to claim 1, wherein the liquid is sulfuric acid, nitric acid, oxalic acid,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising at least one chemical selected from aqua regia, hydrochloric acid, and hydrofluoric acid.
【請求項9】 請求項1または請求項2において、前記
第4の工程により形成された結晶質半導体膜は、結晶粒
界を有する多結晶半導体膜であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the crystalline semiconductor film formed in the fourth step is a polycrystalline semiconductor film having a crystal grain boundary. .
【請求項10】 請求項1または請求項2において、前
記第4の工程後、前記結晶質半導体膜にレーザー光を照
射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the crystalline semiconductor film is irradiated with laser light after the fourth step.
【請求項11】 請求項1または請求項2において、前
記第3の工程は、膜中の触媒元素を取り除き、前記第4
の工程における結晶化に必要最小限の量とする工程であ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. The method according to claim 1, wherein in the third step, the catalyst element in the film is removed.
A method for reducing the amount required for crystallization in the step (a).
【請求項12】 請求項1または請求項2において、前
記第3の工程の前に、半導体膜の表面の酸化膜を除去す
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an oxide film on a surface of the semiconductor film is removed before the third step.
【請求項13】 請求項1または請求項2において、前
記第3の工程の後に、前記触媒元素を低減させた半導体
膜の表面を洗浄することを特徴とする半導体装置の作製
方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein after the third step, a surface of the semiconductor film in which the catalytic element is reduced is washed.
【請求項14】基板上に珪素を含む非晶質半導体膜を形
成する第1の工程と、 前記非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素
を導入する第2の工程と、 前記非晶質半導体膜の一部を結晶化させる第1加熱処理
を行う第3の工程と、 前記一部が結晶化された半導体膜中の前記触媒元素を低
減させるゲッタリングを行う第4の工程と、 前記第1加熱処理より長時間処理する第2加熱処理を行
い、前記一部が結晶化された半導体膜を結晶化させて結
晶質半導体膜を形成する第5の工程と、を有することを
特徴とする半導体装置の作製方法。
14. A first step of forming an amorphous semiconductor film containing silicon on a substrate, a second step of introducing a catalytic element for promoting crystallization of silicon into the amorphous semiconductor film, A third step of performing a first heat treatment for crystallizing a part of the amorphous semiconductor film; and a fourth step of performing gettering for reducing the catalytic element in the partially crystallized semiconductor film. And a fifth step of performing a second heat treatment for a longer time than the first heat treatment and crystallizing the partially crystallized semiconductor film to form a crystalline semiconductor film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項15】請求項14において、前記ゲッタリング
は、前記一部が結晶化された半導体膜と液体とを接触さ
せて膜中の前記触媒元素を低減させることを特徴とする
半導体装置の作製方法。
15. The fabrication of a semiconductor device according to claim 14, wherein the gettering reduces the catalytic element in the film by bringing the partially crystallized semiconductor film into contact with a liquid. Method.
【請求項16】請求項14または請求項15において、
前記第1加熱処理および第2加熱処理の加熱温度は、4
50〜600℃であることを特徴とする半導体装置の作
製方法。
16. The method according to claim 14, wherein
The heating temperature of the first heat treatment and the second heat treatment is 4
A method for manufacturing a semiconductor device, which is at 50 to 600 ° C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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