JP2001223219A

JP2001223219A - 半導体装置の作製方法

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Publication number: JP2001223219A
Application number: JP2000357250A
Authority: JP
Inventors: Shinji Maekawa; 慎志前川
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-08-17
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP4761616B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入
して結晶化させる方法において、その後のゲッタリング
を効果的に行う。【解決手段】半導体膜に接して高い引張応力を有する
材料膜、代表的には窒素珪素膜を形成する、または、加
熱することによって結晶質半導体膜中の金属元素を高い
引張応力を有する材料膜にゲッタリングさせて除去また
は低減して、ゲッタリングされた領域１０４を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板上に形成された
結晶質半導体膜の作製方法に関し、より具体的には結晶
質半導体膜を活性層として用いた薄膜トランジスタ（以
下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装
置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネ
ルに代表される電気光学装置およびその様な電気光学装
置を部品として搭載した電子機器に関する。

【０００２】なお、本明細書中において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て
半導体装置である。

【０００３】

【従来の技術】シリコンウェーハ等の半導体基板を用い
た半導体装置の作製方法において、プロセス汚染で導入
される重金属元素などの不純物がデバイス特性を劣化さ
せ、歩留まりを低下させるため、これらの不純物を根元
から排除する技術としてウルトラクリ−ンテクノロジ−
が提唱され、その有用性が実証されている。一方、半導
体プロセス技術では、不純物をデバイス活性領域から除
去、捕獲するゲッタリング技術が比較的コストも安く、
歩留まり向上に着実な実績をあげてきた。

【０００４】従来のゲッタリング技術は、便宜的に
（１）エクストリンシックゲッタリング(Extrinsic Get
tering:ＥＧ)法、（２）イントリンシックゲッタリング
(Intrinsic Gettering:ＩＧ)法、（３）化学ゲッタリン
グ(chemical gettering:ＣＧ)法の３つに大別されてい
る。

【０００５】エクストリンシックゲッタリング(ＥＧ)法
は、ゲッタリングシンクを外的手段(Extrinsic means)
によってウェーハ裏面に供給するものである。このた
め、ＥＧ法は裏面ゲッタリング(backside gettering)と
も呼ばれる。ＥＧ法におけるゲッタリングシンクは、ウ
ェーハ裏面に外的手段（ＳｉＯ₂砥粒などを用いたサン
ドブラスティング(Sand blasting)に代表される機械的
ダメージ、燐の高濃度拡散、Ｓｉ₃Ｎ₄膜あるいはポリシ
リコン膜のＣＶＤ成長など）によって与えられる。

【０００６】上記外的手段によりウェーハ裏面に導入さ
れた歪み、応力場、欠陥、あるいは化学的に活性な場が
ゲッタリングシンクとして働き、ウェーハ表面からの厚
さに相当する距離を拡散してきた不純物を捕獲する。従
って、ゲッタリングシンクは、最初の酸化処理以前にウ
ェーハ裏面に供給されていなければならない。ＥＧ法の
一つの欠点は、ＥＧ法を用いたプロセスそのものがウェ
ーハ表面に新たに不純物を導入する可能性があることで
ある。しかし、ウェーハ裏面に機械的ダメージを施した
ＥＧ法は、その簡易さと低コストゆえにデバイス製造に
おいて広く一般的に使われている。

【０００７】また、イントリンシックゲッタリング（Ｉ
Ｇ）法は、熱処理でシリコンウェーハ内部に誘起される
バルク欠陥をゲッタリングに利用する。つまり、ＩＧ法
は、ウェーハ内部のシンクを用いるので内部ゲッタリン
グとも呼ばれる。

【０００８】また、化学ゲッタリング（ＣＧ）法は、塩
素ガスを含有した雰囲気中で熱処理する事により蒸発し
やすい金属の塩化物を形成し、ウェーハ表面から汚染物
質を除去するものである。また、ＣＧ法は上記ＥＧ法や
上記ＩＧ法と異なり、ゲッタリングシンクを供給しな
い。なお、ＣＧ法は、ＥＧ法やＩＧ法と比べれば使用頻
度が少ない。

【０００９】上記ゲッタリング技術を用いることでデバ
イス特性が向上することは多くが認めることであって、
量産技術として適しているＥＧ法が積極的に取り入れら
れるとともに、より優れたゲッタリング手法の開発やよ
り簡便な方法が検討されてきた。さらにＩＧ効果が見出
され、学問的にもゲッタリング技術への関心が高まり、
ゲッタリング現象のモデルも提唱されたが、工業的な応
用が先行していた。重金属元素からなる不純物のシリコ
ン結晶中での個飽和度、拡散係数、固溶度、偏析係数等
の物理定数及び化学定数を考慮したゲッタリングのメカ
ニズムが明らかにされたのはごく最近のことである。

【００１０】ところで、近年、絶縁表面を有する基板上
に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用
いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目
されている。薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置の
ような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置
のスイッチング素子として開発が急がれている。

【００１１】また、従来では非晶質珪素膜（アモルファ
スシリコン膜）を用いてＴＦＴが形成されてきたが、よ
り高性能を求めるために結晶質珪素膜（多結晶シリコン
膜、若しくはポリシリコン膜ともいう）を利用してＴＦ
Ｔを作製することが試みられている。

【００１２】この結晶質珪素膜をガラス基板上に得る一
つの技術として特開平8-78329号公報記載の技術が開示
されている。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金属元素を選択的に添加し、加熱処
理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶質珪素
膜を形成するものである。

【００１３】この技術は、非晶質珪素膜に対して結晶化
を助長する金属元素（Ｎｉ等）を選択的に添加し加熱処
理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶質珪素
膜を形成するものである。また、この技術は、金属元素
を用いないで結晶化を行う場合と比べて金属元素の作用
により非晶質珪素膜の結晶化温度を５０〜１００℃程度
下げることが可能であり、結晶化に要する時間も金属元
素を用いないで結晶化を行う場合と比べ１／５〜１／１
０に低減することができる。

【００１４】しかしながら、この技術は結晶化プロセス
の低温化及び時間短縮に優れた利点がある一方で、結晶
化に用いた金属元素（Ｎｉ等）が珪素膜中に深い準位を
形成してキャリアを捕獲するため、ＴＦＴの電気特性や
信頼性に悪影響を及ぼすことが懸念されている。従っ
て、珪素の結晶化後に、上記半導体基板を用いた半導体
装置の作製方法と同様にゲッタリングを行ない金属元素
を速やかに除去するか、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。

【００１５】そこで、金属元素（Ｎｉ）のゲッタリング
方法の一つとして、絶縁表面上に形成された非晶質珪素
膜に金属元素を添加した後、熱処理を行なって形成され
た結晶質珪素膜中の一部に燐（Ｐ）を添加し、熱処理を
行うことでＴＦＴの活性層とする領域からＮｉをゲッタ
リングするプロセスが考え出された。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ゲッタリ
ングプロセスにおいては２×１０¹⁵（ａｔｏｍｓ／ｃｍ
³）のド−ズ量で燐を非晶質珪素膜にドープしているた
め、クリ−ンル−ム内においてケミカル汚染という新た
な問題を引き起こしている可能性が極めて高い。また、
燐がド−ピングされた基板を炉に投入することで生じる
炉の燐汚染も問題になっている。実際には、クリ−ンル
−ム中ではド−ピング装置付近のみならず、他の場所で
もかなりの高濃度の燐が検出された。この燐は、ＴＦＴ
のしきい値制御を困難なものとしている主な原因の一つ
と考えられている。

【００１７】上記諸問題を解決すべく、各種多方面から
数多くの実験、検討を重ねたところ、結晶質珪素膜に残
存している金属元素を、極めて有効に除去または低減さ
せることができることを見い出し、本発明に至ったもの
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明（１）は、引張応
力が所定の値以上である物質を基板上の半導体に接して
形成することにより、前記半導体中の不純物元素を前記
物質中にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装
置の作製方法を提供する。なお、前記物質の引張応力
が、８×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以上、好ましくは９．
５×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以上であれば、半導体中の
不純物元素を極めて有効に除去または低減させることが
できる。

【００１９】また、前記物質は、ＬＰＣＶＤ法により５
００℃〜９００℃の温度範囲内、０．１〜３Ｔｏｒｒの
圧力範囲内、または塩素を含むガスを原料ガスとして形
成することで半導体中の不純物元素を極めて有効に除去
または低減させることができる。

【００２０】また、前記物質は、ＬＰＣＶＤ法で形成さ
れた窒化珪素膜であった場合に特にゲッタリング効果を
有している。加えて、前記窒化珪素膜におけるＮ／Ｓｉ
の組成比は、１．２〜１．４であることが望ましい。

【００２１】本発明（２）は、ＬＰＣＶＤ法により５０
０〜９００℃の温度範囲内で形成された物質を基板上の
半導体に接して形成することにより、前記半導体中の不
純物元素を前記物質中にゲッタリングさせることを特徴
とする半導体装置の作製方法を提供する。このことによ
って、半導体中の不純物元素を極めて有効に除去または
低減させることができる。

【００２２】本発明（３）は、ＬＰＣＶＤ法により０．
１〜３Ｔｏｒｒの圧力範囲内で形成された物質を基板上
の半導体に接して形成することにより、前記半導体中の
不純物元素を前記物質中にゲッタリングさせることを特
徴とする半導体装置の作製方法を提供する。このことに
よって、半導体中の不純物元素を極めて有効に除去また
は低減させることができる。

【００２３】本発明（４）は、ＬＰＣＶＤ法により塩素
を含むガスを原料ガスとして形成された物質を基板上の
半導体に接して形成することにより、前記半導体中の不
純物元素を前記物質中にゲッタリングさせることを特徴
とする半導体装置の作製方法を提供する。このことによ
って、半導体中の不純物元素を極めて有効に除去または
低減させることができる。

【００２４】本発明（５）は、Ｎ／Ｓｉの組成比が１．
２〜１．４である窒化珪素膜を基板上の半導体に接して
形成し、前記半導体中の不純物元素を前記窒化珪素膜中
にゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製
方法を提供する。このことによって、半導体中の不純物
元素を極めて有効に除去または低減させることができ
る。

【００２５】本発明（６）は、ＬＰＣＶＤ法で形成され
た窒化珪素膜を基板上の半導体に接して形成することに
より、前記半導体中の不純物元素を前記窒化珪素膜中に
ゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置の作製
方法を提供する。このことによって、半導体中の不純物
元素を極めて有効に除去または低減させることができ
る。

【００２６】また、前記窒化珪素膜は、ＬＰＣＶＤ法に
より５００℃〜９００℃の温度範囲内、０．１〜３Ｔｏ
ｒｒの圧力範囲内、または塩素を含むガスを原料ガスと
して形成することで半導体中の不純物元素を極めて有効
に除去または低減させることができる。

【００２７】また、前記窒化珪素膜におけるＮ／Ｓｉの
組成比が１．２〜１．４である場合、特にゲッタリング
効果を有している。

【００２８】なお、上記半導体中の不純物元素とは、主
に金属元素を指しており、ニッケル、鉄、コバルト、ル
テニウム、ロジウム、パラジウム、オスニウム、イリジ
ウム、白金、銅、金から選ばれた元素である。

【００２９】また、前記半導体とは、基板等に形成され
た非単結晶半導体膜であり、特に結晶質珪素膜である場
合に本発明は有効である。

【００３０】なお、上記塩素を含むガスとは、ＳｉＣｌ
₄、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＣｌ₃、Ｓｉ ₂Ｃｌ₆のいずれか一
を含む混合ガスを指している。

【００３１】本発明（７）は、基板上の半導体に接して
物質を形成した後、前記物質の引張応力を８×１０⁹ｄ
ｙｎｅｓ／ｃｍ²以上とする加熱処理を行うと同時に、
前記半導体中の不純物元素を前記物質中にゲッタリング
することを特徴とする半導体装置の作製方法を提供す
る。

【００３２】また、前記加熱処理は、５００〜１１００
℃の温度、０．１〜１０Ｔｏｒｒの圧力下、または不活
性ガスの雰囲気下で形成することで半導体中の不純物元
素を極めて有効に除去または低減させることができる。
また、不活性ガスとして窒素を用いた場合に特に有効で
あった。

【００３３】また、前記物質は、プラズマＣＶＤ法ある
いはスパッタ法で形成された窒化珪素膜、酸化窒化珪素
膜、またはこれらの積層膜であった場合に特にゲッタリ
ング効果を有している。

【００３４】また、窒化珪素膜において前記加熱処理前
のＮ／Ｓｉの組成比が０．８〜１．４であることを特徴
としている。

【００３５】また、窒化珪素膜において前記加熱処理後
のＮ／Ｓｉの組成比が１．２〜１．４であることを特徴
としている。

【００３６】本発明（８）は、物質を基板上の半導体に
接して形成した後、前記物質のＮ／Ｓｉの組成比が１．
２〜１．４となる加熱処理を行うと同時に、前記半導体
中の不純物元素を前記物質中にゲッタリングすることを
特徴とする半導体装置の作製方法を提供する。このこと
によって、半導体中の不純物元素を極めて有効に除去ま
たは低減させることができる。なお、前記物質は、窒化
珪素膜、酸化窒化珪素膜、またはこれらの積層膜であ
る。

【００３７】本発明（９）は、非晶質半導体膜に珪素の
結晶化を助長する金属元素を意図的に導入し、第１の加
熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させて結晶質
半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化珪
素膜を形成すると同時に、前記窒化珪素膜に前記金属元
素をゲッタリングさせることにより、前記結晶質半導体
膜中の金属元素を除去または低減させることを特徴とす
る半導体装置の作製方法を提供する。このことによっ
て、半導体膜中の金属元素を極めて有効に除去または低
減させることができる。

【００３８】本発明（１０）は、非晶質半導体膜に珪素
の結晶化を助長する金属元素を選択的に導入し、第１の
加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させて結晶
質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化
珪素膜を形成すると同時に、前記窒化珪素膜に前記金属
元素をゲッタリングさせることにより、前記結晶質半導
体膜中の金属元素を除去または低減させることを特徴と
する半導体装置の作製方法を提供する。このことによっ
て、半導体膜中の金属元素を極めて有効に除去または低
減させることができる。

【００３９】また、本発明（９）または本発明（１０）
において、前記窒化珪素膜はＬＰＣＶＤ法により成膜さ
れることを特徴としている。

【００４０】また、本発明（９）または本発明（１０）
において、前記窒化珪素膜の成膜後、前記窒化珪素膜を
除去することで半導体膜中の金属元素を極めて有効に除
去または低減させることができる。

【００４１】本発明（１１）は、非晶質半導体膜に珪素
の結晶化を助長する金属元素を意図的に導入し、第１の
加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させて結晶
質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化
珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化珪
素膜に前記金属元素をゲッタリングさせることにより、
前記結晶質半導体膜中の金属元素を除去または低減させ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法を提供する。
このことによって、半導体膜中の金属元素を極めて有効
に除去または低減させることができる。

【００４２】本発明（１２）は、非晶質半導体膜に珪素
の結晶化を助長する金属元素を選択的に導入し、第１の
加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させて結晶
質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化
珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化珪
素膜に前記金属元素をゲッタリングさせることにより、
前記結晶質半導体膜中の金属元素を除去または低減させ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法を提供する。
このことによって、半導体膜中の金属元素を極めて有効
に除去または低減させることができる。

【００４３】本発明（１３）は、非晶質半導体膜に珪素
の結晶化を助長する金属元素を意図的に導入し、第１の
加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させて結晶
質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して開口
部を有する酸化珪素膜を形成し、前記開口部に接する窒
化珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化
珪素膜に前記金属元素をゲッタリングさせることによ
り、前記結晶質半導体膜中の金属元素を除去または低減
させ、前記酸化珪素膜をマスクとして結晶質半導体膜を
パターニングすることを特徴とする半導体装置の作製方
法を提供する。このことによって、半導体膜中の金属元
素を極めて有効に除去または低減させることができる。

【００４４】本発明（１４）は、非晶質半導体膜に接し
て開口部を有する酸化珪素膜を形成し、前記酸化珪素膜
をマスクとして非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る金属元素を選択的に導入し、第１の加熱処理により前
記非晶質半導体膜を結晶化させて結晶質半導体膜を得た
後、前記開口部に接する窒化珪素膜を形成し、第２の加
熱処理を行ない、前記窒化珪素膜に前記金属元素をゲッ
タリングさせることにより、前記結晶質半導体膜中の金
属元素を除去または低減させ、前記酸化珪素膜をマスク
として結晶質半導体膜をパターニングすることを特徴と
する半導体装置の作製方法である。

【００４５】また、本発明（１１）乃至（１４）のいず
れか一において、前記第２の加熱処理を行った後、前記
窒化珪素膜を除去することが好ましい。

【００４６】また、本発明（１１）乃至（１４）のいず
れか一の本発明において、前記第２の加熱処理は、前記
窒化珪素膜の引張応力を８×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以
上、好ましくは９．５×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以上に
することが重要である。

【００４７】なお、本明細書中で「プラズマＣＶＤ法」と
は、化学的気相成長法において、ある低圧下に保持され
たガスに高電界を印加することにより発生したプラズマ
を利用し、気相中から化学反応によって固体物質を堆積
する方法である。

【００４８】また、「ＬＰＣＶＤ法」とは、化学的気相成
長法において、反応容器内部のガスの圧力を大気圧より
下げて行う方法であり、ガスの圧力を下げることで被覆
性の良い膜を均一に形成できるものである。

【００４９】また、上記各本発明の作製方法によって得
られた結晶質半導体膜も本発明であり、上記各本発明の
作製方法によって得られた結晶質半導体膜を用いた半導
体装置も本発明であることは言うまでもない。

【００５０】ところで、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）
やスパッタ法などの公知の成膜技術で作成される薄膜
は、内部応力があることが知られている。内部応力には
真性応力と、薄膜と基板との熱膨張係数の差に起因する
熱応力とが含まれている。

【００５１】熱応力は、基板の材質やプロセス温度を考
慮することにより、その影響を無視することができる
が、真性応力の発生メカニズムは必ずしも明確にはされ
ておらず、むしろ膜の成長過程やその後の熱処理などに
よる相変化や組成変化が複雑に絡みあって発生している
ものと考えられていた。

【００５２】一般的に内部応力は、引張応力と圧縮応力
とがある。図１８（Ａ）に示すように、基板４０２に対
して薄膜４０１が収縮しようとするときには、基板４０
２はそれを妨げる方向に引っ張るため薄膜を内側にして
変形し、これを引張応力と呼んでいる。一方、図１８
（Ｂ）に示すように、薄膜４０１が伸張しようとすると
きには、基板４０２は押し縮められ薄膜４０１を外側に
して形成するので、これを圧縮応力と呼んでいる。

【００５３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。

【００５４】本発明は、基板上の半導体中に含まれる不
純物元素（金属元素等）を８×１０ ⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²
以上、好ましくは９．５×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以上
の引張応力を有する物質（ＳｉＮやＳｉ₂Ｎ₃などで代表
されるＳｉ_XＮ_Y膜、Ｓｉ_XＮ_YＯ_Z膜）にゲッタリングさ
せて、不純物元素が膜中から除去または低減された半導
体を得る方法を提供する。

【００５５】また、従来のＥＧ法の一つとして、ウェー
ハ裏面にＳｉ₃Ｎ₄膜を形成してゲッタリングを行う方法
が知られているが、本発明は、基板上の半導体と接した
物質（ただし、所定の値以上の引張応力を有する物質）
に不純物元素をゲッタリングさせる点で大きく異なって
いる。特に、珪素の結晶化を助長する金属元素を用いて
結晶性を向上させた結晶質珪素膜から金属元素をゲッタ
リングする場合において有効な技術である。

【００５６】なお、高い引張応力を有するＬＰＣＶＤ法
で成膜した窒化珪素膜（９．５×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃ
ｍ²）、またはプラズマＣＶＤ法で成膜した窒化珪素膜
を熱処理（６００℃〜９００℃、１時間〜１２時間）す
ることにより引張応力を増加させた窒化珪素膜（１×１
０¹⁰ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）を積層形成して半導体膜（結
晶質珪素膜）中の不純物元素（ここではニッケル）の捕
獲能力を調べたところ、ゲッタリング効果があることが
実験結果から分かったため今回の発明が生まれた。図１
（ａ）は、本発明によって得られたゲッタリング効果を
示す顕微鏡写真（光学顕微鏡、倍率５０倍の拡大写真）
である。

【００５７】本発明によるゲッタリング効果の有無を調
べた実験について以下に示す。

【００５８】まず、石英基板２０１上に非晶質珪素膜を
成膜した後、非晶質珪素膜全面に珪素の結晶化を助長す
る金属元素（ここではニッケル）を導入し、第１の加熱
処理（４００〜１０５０℃、１〜２４時間）により結晶
化させた。この状態においては、結晶質珪素膜２０２中
にＮｉＳｉ_X２０３がニッケルと珪素との反応形成物と
して多量に含まれている。（図２（Ａ））

【００５９】次いで、結晶化により得られた結晶質珪素
膜上に石英のブロック（２〜３ｃｍ×２〜３ｃｍ）２０
４を数個置いた。（図２（Ｂ））

【００６０】次いで、石英ブロック２０４を置いた状態
でプラズマＣＶＤ法（条件１〜９）またはＬＰＣＶＤ法
（条件１０、１１）により窒化珪素膜２０５を成膜し、
窒化珪素膜と接しない半導体領域を意図的に形成した。
次いで、石英ブロック２０４を取り除いた。このよう
に、石英ブロックを用いることで窒化珪素膜と接する半
導体領域と窒化珪素膜と接しない半導体領域とを形成す
る。（図２（Ｃ））

【００６１】次いで、窒化珪素膜と接している半導体領
域と窒化珪素膜と接しない半導体領域とが混在して形成
された基板を第２の加熱処理（条件２、３、５、６、
８、９、１１）した。この第２の加熱処理により窒化珪
素膜の応力を増加させた。また、この第２の加熱処理を
加えない条件（条件１、５、７、１０）でも実験を行っ
た。（図２（Ｄ））

【００６２】次いで、ゲッタリング効果の有無を調べる
ためにＮｉＳｉ_Xの除去を行った。具体的には基板をＦ
ＰＭ溶液に３０分間浸漬させた後、フッ化水素アンモニ
ウム（ＮＨ₄ＨＦ₂）を７．１３％とフッ化アンモニウム
（ＮＨ₄Ｆ）を１５．４％含む混合溶液（ステラケミフ
ァ社製、商品名ＬＡＬ５００）に浸漬させた後、流水洗
浄した。（図２（Ｅ））なお、ＬＡＬ５００は、窒化珪
素膜も同時にほとんど除去してしまうが、窒化珪素膜と
接していた半導体領域には跡（ひび割れのような模様）
が残る。ＬＡＬ５００によるエッチングの前に加熱した
燐酸（モル濃度８５％以上、和光純薬工業製）等で窒化
珪素膜を除去してもよいが、ここでは窒化珪素膜と接し
ていた半導体領域の位置を明確にするために意図的に用
いた。

【００６３】この後、光学顕微鏡にて基板を観察した。
Ｎｉがゲッタリングされていない領域では、ＦＰＭ溶液
及びＬＡＬ５００によりＮｉＳｉ_X２０３が除去され、
その際に形成される穴（直径０．７〜１μｍ程度）が観
察できる。

【００６４】上記実験方法で成膜方法（プラズマＣＶＤ
法またはＬＰＣＶＤ法）や第２の加熱処理条件を変え、
光学顕微鏡で観察した実験結果を表１に示した。

【００６５】

【表１】

【００６６】図１（ａ）に示した写真は条件３のもので
ある。また、図１（ａ）は図２（Ｅ）を上面から観察し
た写真図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の模式図であ
る。また、図４は、拡大写真図である。

【００６７】また、窒化珪素膜と接していた半導体領域
には跡（ひび割れのような模様）が残らないように、Ｌ
ＡＬ５００によるエッチングの前に加熱した燐酸等で窒
化珪素膜を除去した場合の写真を図１４に示す。

【００６８】図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図４から明
らかな通り、窒化珪素膜と接していた半導体領域１０１
にはＮｉＳｉ_Xの穴がほとんどない。これらのことから
窒化珪素膜と接していた半導体領域１０１では、Ｎｉが
窒化珪素膜の引張応力で基板面に垂直な方向に吸い出さ
れた、即ち縦方向にゲッタリングされた効果が確認でき
た。

【００６９】一方、石英ブロックがあったため窒化珪素
膜と接していない半導体領域１０２にはＮｉＳｉ_Xの穴
が多数見られる。ただし、窒化珪素膜と接していない半
導体領域１０２においても、窒化珪素膜と接していた半
導体領域１０１との境界部（境界から幅２００μｍ程度
の領域）１０３では、窒化珪素膜と接していた半導体領
域１０１と同様に穴の数が少ない。これらのことから境
界部１０３においてはＮｉが窒化珪素膜の引張応力で基
板面と平行な方向に吸い出された、即ち横方向にゲッタ
リングされた効果が確認できた。

【００７０】従って、最終的にＮｉＳｉ_Xがゲッタリン
グされた領域１０４は、窒化珪素膜と接していた半導体
領域１０１と境界部１０３とを合わせた領域である。

【００７１】また、第２の加熱処理を行ったプラズマＣ
ＶＤ法によるサンプル（条件２、５、６、８、９）にお
いては、図１に示した状態と同様な状態を観察すること
ができた。

【００７２】また、６００℃の第２の加熱処理を行った
プラズマＣＶＤ法によるサンプル（条件２、５、８）に
おいては、窒化珪素膜と接していた半導体領域１０１と
窒化珪素膜と接していない半導体領域領域１０２との境
界に向かう方向にＮｉＳｉ_Xの穴が集中していた。これ
は全体的に分散していたＮｉが窒化珪素膜に近い方に引
っ張られる効果であると考えられる。

【００７３】対して、９５０℃の第２の加熱処理を行っ
たサンプル（条件３、６、９）は、６００℃の第２の加
熱処理を行ったサンプル（条件２、５、８）より更に窒
化珪素膜に近いところに局所的にＮｉＳｉ_Xの穴が集ま
る傾向が見られた。また、穴が集まっている外側でＮｉ
Ｓｉ_Xの穴がない部分の境界は、６００℃のサンプルと
比較して９５０℃のサンプルの方がはっきり見えた。こ
の結果から第２の加熱処理温度が高いほどＮｉをゲッタ
リングする効果が大きいと考えられる。この現象は窒化
珪素膜の引張応力が温度上昇に伴い増加するためである
と考えられる。

【００７４】一方、熱処理を行っていないプラズマＣＶ
Ｄ法による窒化珪素膜（条件１、５、７）においてはＮ
ｉＳｉ_Xの穴の分布がほぼ均一であることからＮｉはゲ
ッタリングされていないと考えられる。

【００７５】これらの結果より、プラズマＣＶＤ法によ
る窒化珪素膜（１５０ｎｍ〜４７０ｎｍの膜厚範囲）の
引張応力を増加させる第２の加熱処理は、金属元素を除
去または低減できる効果（ゲッタリング効果）を有して
いることを確認できた。

【００７６】なお、上記実験で用いたプラズマＣＶＤ法
(ＰＣＶＤ装置)による窒化珪素膜は、３２５℃の成膜温
度、０．７Ｔｏｒｒの成膜圧力、５０ｎｍ／ｍｉｎの成
膜速度で、ＳｉＨ₄／ＮＨ₃／Ｎ₂＝５ｓｃｃｍ／３８ｓ
ｃｃｍ／８７ｓｃｃｍの成膜ガス（流量）を用い成膜し
たものである。また、成膜後の面内均一性は±２％であ
る。

【００７７】また、プラズマＣＶＤ法による窒化珪素
（膜厚２００ｎｍ）の成膜直後における引張応力は、５
×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）であった。また、６００
℃での第２の加熱処理後の引張応力は、１．０５×１０
¹⁰（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）であり、９５０℃での第２の
加熱処理後の引張応力は、１．５６×１０¹⁰（ｄｙｎｅ
ｓ／ｃｍ²）以上であった。

【００７８】図３に第２の加熱処理温度と引張応力の関
係を示す。

【００７９】また、ＬＰＣＶＤ法による窒化珪素膜にお
いては、熱処理を行わなかった条件１０及び熱処理を行
った条件１１のどちらにおいても上記条件（２、３、
５、６、８、９）と同様の結果が得られた。これは、Ｌ
ＰＣＶＤ法による窒化珪素膜が高温（７７５℃）で成膜
されることと、成膜直後の引張応力が８×１０⁹（ｄｙ
ｎｅｓ／ｃｍ²）以上であることが原因と考えられる。

【００８０】なお、上記実験で用いたＬＰＣＶＤ（ＬＰ
ＣＶＤ装置）による窒化珪素膜は、７７５℃の成膜温
度、０．３Ｔｏｒｒの成膜圧力、４ｎｍ／ｍｉｎの成膜
速度で、ＮＨ₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ₂＝２４０ｓｃｃｍ／８０
ｓｃｃｍの成膜ガスを用い成膜したものである。また、
成膜後の面内均一性は±１．５％である。また、窒化珪
素膜（膜厚２００ｎｍ）の成膜直後における引張応力
は、９．５７×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）であった。

【００８１】これらの結果より、ＬＰＣＶＤ法による窒
化珪素膜を成膜する工程は、金属元素を除去または低減
できる効果（ゲッタリング効果）を有していることを確
認できた。

【００８２】また、プラズマＣＶＤ法あるいはＬＰＣＶ
Ｄ法による窒化珪素膜を利用してゲッタリング効果を得
るためには、窒化珪素膜の引張応力を８×１０⁹（ｄｙ
ｎｅｓ／ｃｍ²）以上、好ましくは９．５×１０⁹（ｄｙ
ｎｅｓ／ｃｍ²）以上とし、窒化珪素膜の膜厚を１００
ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ以上とすることが重要
である。また、窒化珪素膜の膜厚が増加するに従いゲッ
タリング能力の向上が確認された。これは表面微小欠陥
が低減されたためであると言える。

【００８３】以下に、本発明における様々なゲッタリン
グ機構についての考察を述べる。

【００８４】半導体と接する物質の引張応力値が８×１
０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）、好ましくは９．５×１０⁹
（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）を越えると、ゲッタリングシン
クが供給される。この引張応力によるゲッタリングシン
クは、転位と積層欠陥である。これは、引張応力を利用
したゲッタリング機構である。

【００８５】また、窒化珪素膜で供給されるゲッタリン
グシンクは、基本的に転位と積層欠陥である。さらに窒
化珪素膜そのものが金属元素を捕獲するシンクになる。
プラズマＣＶＤ法及びＬＰＣＶＤ方による窒化珪素膜
は、完全な化学量論的Ｓｉ₃Ｎ₄になっておらず、Ｓｉ原
子が不足している。例えば、本発明の窒化珪素膜におけ
るＮ／Ｓｉの組成比は０．８〜１．４、好ましくは１．
２〜１．４である。そのために、過剰な格子間シリコン
原子が化学量論Ｓｉ₃Ｎ₄を形成するのでＳｉ／Ｓｉ₃Ｎ₄
膜界面に向かって拡散する。つまり、結果的に表面微小
積層欠陥の源となるＩ_Si密度（格子間Ｓｉ密度）を低下
させることになる。これは、窒化珪素膜におけるＮ／Ｓ
ｉの組成比を利用したゲッタリング機構である。

【００８６】また、この窒化珪素膜におけるＮ／Ｓｉの
組成比を利用したゲッタリングの効果は窒化珪素膜の膜
厚に依存する。それは、膜厚増加に伴い２５０ｎｍ以上
で表面微小欠陥が低下するためと考えられる。

【００８７】なお、引張応力によるゲッタリング機構に
加え、窒化珪素膜の組成比を利用したゲッタリング機構
を用いると相乗効果が得られ、有効である。

【００８８】上記ゲッタリング機構は偏析誘起ゲッタリ
ング(Segregation induced Gettering)でゲッタリング
サイトとなる窒化珪素膜と金属元素の結合エネルギ−と
熱エネルギ−の相対的な大きさが重要である。ゲッタリ
ングサイトで両者が結合して金属元素の偏析が進行す
る。

【００８９】また、ＬＰＣＶＤ法を用いた窒化珪素膜に
ついては、原料ガスとしてＮＨ₃とＳｉＨ₂Ｃｌ₂との混
合ガスを用いている。混合ガスに含まれる塩素は、窒化
種の拡散と界面（窒化珪素膜／半導体膜）での窒化反応
を促進する役目を果たしている。加えて、成膜初期段階
においては原料ガスに含まれる塩素による化学ゲッタリ
ングで金属元素と結合しガス化されることによって金属
元素が低減される。成膜初期段階後では、膜厚の増加に
伴い塩素によるゲッタリング機構が変化して、上記引張
応力または窒化珪素膜の組成比によるゲッタリング機構
が支配的になる。

【００９０】上記実験及び考察に基づく本発明の典型的
な一形態を示す。

【００９１】実施の形態１においては、まず、予め基板
上に形成した非晶質半導体膜の表面に珪素の結晶化を助
長する金属元素を導入し、該金属元素を利用して結晶質
半導体膜を形成する。次いで、この結晶質半導体膜全面
もしくは一部に接して引張応力を有する物質を形成し、
加熱処理を施すことによって引張応力を有する物質の応
力値を増大させることにより、該引張応力を有する物質
へ金属元素を移行ないしゲッタリングさせ、該結晶質半
導体膜中における金属元素の濃度を低下または除去す
る。

【００９２】また、他の形態（実施の形態２）において
は、まず、予め基板上に形成した非晶質半導体膜の表面
に珪素の結晶化を助長する金属元素を導入し、該金属元
素を利用して結晶質半導体膜を形成する。次いで、この
結晶質半導体膜全面もしくは一部に接する高い引張応力
を有する物質（代表的にはＬＰＣＶＤ法による窒化珪素
膜）を形成することにより、該引張応力を有する物質へ
金属元素を移行ないしゲッタリングさせ、該結晶質珪素
膜中における金属元素の濃度を低下または除去する。

【００９３】上記実施の形態１及び２における非晶質半
導体膜の形成は、プラズマＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法、ス
パッタ法、その他適宜の手法により行うことができる。
該非晶質半導体膜は適宜の絶縁性表面を有する面上に形
成される。基板としては特に限定されることはなく、ガ
ラス基板や石英基板のほか、セラミックス基板その他の
基板が使用される。

【００９４】また、上記実施の形態１及び２において、
珪素の結晶化を助長する金属元素としては、ニッケル以
外に、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウ
ム、オスニウム、イリジウム、白金、銅、金から選ばれ
た一種または複数種の元素を用いることができる。加え
て、非晶質半導体膜への金属元素の導入方法は、金属元
素を非晶質半導体膜に表面または内部に存在させ得る手
法であれば、特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶ
Ｄ法、プラズマＣＶＤ法、吸着法、金属塩の溶液を塗布
する方法を使用することができる。

【００９５】また、上記実施の形態１及び２において、
基板上に非晶質半導体膜を成膜した後、非晶質半導体膜
の全面または一部に珪素の結晶化を助長する金属元素
（ここではニッケル）を導入し、加熱処理により結晶化
させる。なお、この加熱処理を本明細書中では「第１の
加熱処理」と呼ぶ。また、加熱処理に代えて、レーザー
光または紫外線、赤外線等の強光の照射によって行って
もよく、あるいは加熱処理後にレーザー光または紫外
線、赤外線等の強光の照射を行ってもよい。非晶質半導
体膜の全面に珪素の結晶化を助長する金属元素を導入す
る場合の利点は、工程数が少ない点である。また、非晶
質半導体膜上にマスク等を形成し、珪素の結晶化を助長
する金属元素を一部に導入する場合の利点は、導入する
金属元素の量を結晶化に必要最低限な量にすることがで
きる点である。加えて、金属元素を一部に導入するため
のマスクを後の工程、例えば結晶質半導体膜のパターニ
ングに使用するマスクとして工程数を低減してもよい。

【００９６】上記結晶化は、水素や酸素を含む雰囲気で
も進行するが、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気で行う
ことが好ましい。また、結晶化として第１の加熱処理を
用いる場合、その加熱温度は、４００〜１０５０℃の範
囲で行うことができる。ただし、４００℃では結晶化速
度が遅く、長時間を要するため５５０℃以上が好まし
い。なお、ガラス基板を用いる場合は、歪点との関係で
６００〜６５０℃が限度であり、石英基板を用いる場合
は９８０〜１０５０℃が限度である。

【００９７】また、上記実施の形態１及び実施の形態２
において、引張応力を有する物質としては、ＳｉＮ、Ｓ
ｉ₂Ｎ₃、Ｓｉ₃Ｎ₄などで代表されるＳｉ_XＮ_Y膜、Ｓｉ_X
Ｎ_YＯ _Z膜（ただしＸ≪Ｙ、Ｚ≪Ｙ、具体的には膜中のＳ
ｉの濃度に対するＮの濃度比が０．３〜１．６、Ｓｉの
濃度に対するＯの濃度比が０．１〜０．８）等を用いる
ことができるが、結晶質半導体膜とのエッチング比や結
晶質半導体膜への不純物元素拡散の影響の観点から窒化
珪素膜（Ｓｉ_XＮ_Y膜）を用いることが最も好ましい。

【００９８】また、上記実施の形態１において、得られ
た結晶質半導体膜上に接する膜（引張応力を有する物
質）を形成した後、加熱処理するが、この時、応力の作
用により膜中に金属元素がゲッタリングされる。なお、
この加熱処理を本明細書中では「第２の加熱処理」と呼
ぶ。この第２の加熱処理によって引張応力を有する物質
の引張応力を増大させ、８×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃ
ｍ²）以上、好ましくは９．５×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃ
ｍ²）以上とする。この第２の加熱処理の加熱温度が結
晶化で適用した温度（第１の加熱処理の温度）より高い
温度である場合、結晶質半導体膜の結晶性の改善が行わ
れるため好ましい。

【００９９】また、上記実施の形態２においては、得ら
れた結晶質半導体膜上に接する膜（引張応力を有する物
質）を形成するのみで膜中に金属元素をゲッタリングで
きる。これは、引張応力を有する物質の応力値（８×１
０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）以上、好ましくは９．５×１
０⁹（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²）以上）及び成膜温度が高く、
膜の形成と同時に膜中に金属元素がゲッタリングされる
ためと考えられる。なお、引張応力を有する物質の成膜
温度は、６００℃結晶化で適用した温度（第１の加熱処
理の温度）より高い温度であることが望ましい。

【０１００】得られた結晶質半導体膜の全面に接して引
張応力を有する物質を形成してもよいし、選択的に結晶
質半導体膜の一部と接して形成してもよい。選択的に一
部と接して形成する手段としては、石英ブロックを用い
てもよいし、結晶質半導体膜上にＳｉＯ₂膜（酸化珪素
膜）を形成後、ＳｉＯ₂膜にパターニングを施してマス
クを形成することによって引張応力を有する物質が成膜
されない領域を意図的に形成してもよい。選択的に一部
と接して形成する場合、工程数は全面と接して形成する
場合と比べて増加するものの、後でＴＦＴのチャネル形
成領域となる領域をマスクによって保護することができ
るため有効である。また、引張応力を有する物質を選択
的に一部と接して形成するためのマスクを後の工程、例
えば結晶質半導体膜のパターニングに使用するマスクと
して工程数を低減してもよい。また、金属元素を一部に
導入する場合に用いたマスクをそのまま引張応力を有す
る物質を選択的に一部と接して形成するためのマスクと
して使用してもよい。また、結晶質半導体膜をパターニ
ングした後、全面または一部と接して引張応力を有する
物質を形成してもよい。

【０１０１】また、金属元素を膜中にゲッタリングした
膜は、膜中に多量の金属元素を含んでいるため、引張応
力を有する物質を除去することが望ましい。引張応力を
有する物質を除去する工程の際、後でＴＦＴのチャネル
形成領域となる領域の表面が汚染される恐れがあるた
め、その領域を酸化珪素膜からなるマスクで保護した
後、引張応力を有する物質を形成することが好ましく、
さらにはゲート絶縁膜の一部として用いてもよい。

【０１０２】また、上記本願のゲッタリング方法と公知
のゲッタリング方法、例えば、ハロゲン元素を含む酸化
性雰囲気下での熱酸化を利用したゲッタリング方法（特
開平９−３１２２６０号公報）や、ドーピングした燐に
よるゲッタリング方法（特開平１０−２４７７３５号公
報、特開平１０−２７０３６３号公報）とを適宜組み合
わせ、さらなる金属元素の低減を図ってもよい。

【０１０３】また、上記実施の形態１及び実施の形態２
における非晶質半導体膜としては、非晶質半導体膜、微
結晶半導体膜があり、さらに非晶質シリコンゲルマニウ
ム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜を用いるこ
とが可能である。

【０１０４】また、上記実施の形態１及び実施の形態２
においては、基板上に結晶質半導体膜を用いたトップゲ
ート型ＴＦＴに適用した例を示したが、特にＴＦＴ構造
に限定されず、例えばボトムゲート型ＴＦＴに適用する
ことも可能である。

【０１０５】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例でもって、さらに詳細な説明を行うこととす
る。

【０１０６】

【実施例】［実施例１］本発明を利用して島状にパター
ニングされた結晶質珪素膜を作製する工程について説明
する。なお、珪素の結晶化を助長する金属元素としては
ニッケルを用いた。以下に図５及び図６を用いて本実施
例を示す。

【０１０７】まず、石英基板５０１上に、ＬＰＣＶＤ法
を用いて非晶質珪素膜５０２を５３ｎｍの厚さに形成し
た。また、非晶質半導体膜であれば非晶質珪素膜に限定
されず、例えば微結晶半導体膜、非晶質シリコンゲルマ
ニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜を用い
てもよい。

【０１０８】ＬＰＣＶＤ法を用いるのは、膜質が緻密で
あり、後の結晶化後に得られる結晶質珪素膜の膜質が優
れたものとなるからである。なお、ＬＰＣＶＤ装置で成
膜すると、基板５０１の両面に非晶質珪素膜５０２が成
膜された。また、ＬＰＣＶＤ法以外の方法としてはプラ
ズマＣＶＤ法やスパッタ法を用いることができる。

【０１０９】また、基板として石英基板に代えてガラス
基板を用いた場合には、非晶質珪素膜を成膜する前に予
め珪素を含む絶縁膜、例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素
膜、窒化珪素膜等を成膜し、基板からの不純物をブロッ
キングする下地膜とすることが望ましい。

【０１１０】次いで、ニッケル酢酸水溶液を塗布する前
に、濡れ性を改善するために、非晶質珪素膜表面にオゾ
ン水で薄い酸化膜を形成した。

【０１１１】次いで、この非晶質珪素膜に対してニッケ
ル酢酸塩の水溶液を用いてニッケル元素を導入した。こ
こでは、５ｐｐｍ（重量換算）のニッケルを含んだニッ
ケル酢酸塩水溶液を滴下し、スピンコ−ト法により薄い
ニッケル含有層５０３を形成した。（（図５（Ａ））ま
た、本実施例においては、図示しないスピンコーターを
用いて１５０ｒｐｍの回転数でニッケル酢酸塩水溶液を
スピンコートし、４０秒間その回転数で保持した後、２
０００ｒｐｍの回転数でニッケル酢酸塩水溶液の振り切
り乾燥を行った。また、非晶質珪素膜に対してニッケル
元素を導入する他の方法としてスパッタ法、ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法などがあるが、金属元素の濃度調整が
比較的容易であるため最も好ましいのは溶液を用いる方
法である。

【０１１２】次いで、窒素雰囲気中で５５０℃〜６００
℃の温度で１５時間の第１の加熱処理を行い、非晶質珪
素膜の結晶化を行い結晶質珪素膜５０４を得た。（（図
５（Ｂ））非晶質珪素膜の全面にニッケル元素を導入し
て結晶化させたため、無数の点中心から放射状に結晶成
長している。本実施例で用いた結晶化方法は、縦成長方
法と呼ばれている。また、意図的に非晶質珪素膜の一部
にニッケル元素を導入した後で結晶化を行う横成長方法
（具体的には酸化珪素膜をマスク絶縁膜とし、パターニ
ングして後に金属元素を添加する領域に開口部を設け金
属元素溶液を添加した後、熱結晶化を行う方法）もある
が、縦成長方法と比べて工程が複雑となりマスク数が増
えるため、縦成長方法のほうが好ましい。

【０１１３】非晶質珪素膜の結晶化後、ＬＰＣＶＤ法に
より基板の裏面側に形成された珪素膜５０５を除去し
た。本実施例では、基板の表面側に成膜された結晶質珪
素膜５０４上にレジストを全面塗布し、基板の裏面側の
非晶質珪素膜をドライエッチング装置（ＳＦ₆／Ｈｅ＝
２０／２０、３００Ｗ）で除去した。その後、表面側に
形成したレジストの剥離を行った。

【０１１４】次いで、結晶化した結晶質珪素膜５０４上
にＬＰＣＶＤ法を用いて酸化珪素膜からなるマスク絶縁
膜５０６を４００℃で１５０ｎｍの厚さに成膜した。
（（図５（Ｃ））また、ＬＰＣＶＤ法以外の方法として
はプラズマＣＶＤ法を用いることができる。

【０１１５】次いで、マスク絶縁膜５０６上にレジスト
を全面塗布した後、パターニングを行い、レジストマス
ク５０７を形成した。（（図５（Ｄ））

【０１１６】次いで、レジストマスク５０７を用いＬＡ
Ｌ５００溶液を用いてマスクとなる酸化珪素膜の一部を
除去した。酸化珪素膜からなるマスク５０８は開口部５
００が形成されており、開口部５００が形成されている
領域においては、結晶質珪素膜５０４が露呈している。
なお、この開口部の形状および寸法は実施者が任意に決
定すればよい。この際、基板の裏面側に形成されてしま
った酸化珪素膜の除去もできた。その後、レジスト剥離
液でレジストマスク５０７の剥離を行った。（（図５
（Ｅ））

【０１１７】このレジストマスクにより形成される酸化
珪素膜からなるマスク５０８は、本発明のゲッタリング
を行うため結晶質珪素膜５０４の一部を露呈させるマス
クであると同時に、後に結晶化した珪素膜を島状化する
ためのマスクでもある。また、このマスク５０８は、後
でＴＦＴのチャネル形成領域となる結晶質珪素膜５０４
を保護する効果を有している。このようにゲッタリング
のためのパターニングマスクと結晶質珪素膜のパターニ
ングマスクを同一化することで工程の簡略化とマスク数
削減を行うことができる。

【０１１８】次いで、ＴＦＴの活性層として利用する結
晶質珪素膜５０４から金属元素（主にニッケル元素）を
除去または低減させるため、ＬＰＣＶＤ法により窒化珪
素膜５０９を１００ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ〜
４００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では、結晶質珪
素膜に開口部５００で接する膜厚３００ｎｍの窒化珪素
膜５０９を成膜した。（（図６（Ａ））

【０１１９】ＬＰＣＶＤ法により窒化珪素膜を成膜する
場合の原料ガスは、（１）ＳｉＨ₂Ｃｌ₂とＮＨ₃との混合ガス（成膜温度７
００℃以上）（２）ＳｉＨ₂Ｃｌ₂とＮＨ₃とＨ₂との混合ガス（成膜温
度７００℃以上）（３）ＳｉＣｌ₄とＮＨ₃とＨ₂との混合ガス（成膜温度
９００℃以上）（４）ＳｉＨ₄とＮＨ₃とＨ₂との混合ガス（成膜温度６
００℃以上）（５）ＳｉＨ₄とＮＨ₃との混合ガス（成膜温度６００℃
以上）（６）ＳｉＣｌ₃とＮＨ₃とＨ₂との混合ガス（７）Ｓｉ₂Ｃｌ₆とＮＨ₃とＨ₂との混合ガス（８）Ｓｉ（ＣＨ₃）₄とＮＨ₃との混合ガス（９）ＳｉＣｌ₄とＮ₂Ｈ₄とＨ₂との混合ガス（成膜温度
８００℃以上）が代表的なものとして挙げられ、このうち、いずれか一
を用いればよい。

【０１２０】本実施例では、７７５℃の成膜温度、０．
３Ｔｏｒｒの成膜圧力、４ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で、
ＮＨ₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ₂＝２４０ｓｃｃｍ／８０ｓｃｃｍ
の成膜ガスを用い成膜した。また、成膜後の面内均一性
は±１．５％であった。この時、窒化珪素膜５０９の成
膜と同時に金属元素が図６（Ａ）中の矢印で示した方向
に移行し窒化珪素膜にゲッタリングされる。実施の形態
で記述したようにＬＰＣＶＤ装置で成膜した窒化珪素膜
５０９については成膜温度が約７７５℃と高いことと、
引張応力が成膜直後の時点で８×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／
ｃｍ²）を越えていることから加熱処理等の応力を増大
させるための処理を行わずして結晶質珪素膜５０４から
金属元素の除去ができる。このゲッタリング機構は大き
く分類すると偏析誘起ゲッタリング(Segregation indu
ced Gettering)に属する。

【０１２１】次いで、金属元素がゲッタリングされ、高
い濃度でニッケル元素を含む窒化珪素膜５０９を除去し
た。この窒化珪素膜５０９を除去する方法としては、特
に限定はないが、本実施例ではエッチャントとして燐酸
溶液（モル濃度８５％以上、和光純薬工業製）を用い、
燐酸溶液をホットプレート上で１００〜１５０℃に加熱
し窒化珪素膜５０９の除去を行った。加熱した燐酸溶液
に対して窒化珪素膜５０９と酸化絶縁膜５０８とは５５
／２の選択比があり、加熱した燐酸溶液に対して窒化珪
素膜５０９と結晶質珪素膜５０４とは５５／１の選択比
があるため窒化珪素膜５０９のみを除去することが可能
である。また、ドライエッチングにおいても同様に窒化
珪素膜と酸化絶縁膜の選択比があり、窒化珪素膜と結晶
質珪素膜の選択比もあるため、ドライエッチングを用い
てもよい。（（図６（Ｂ））

【０１２２】次いで、酸化珪素膜からなるマスク５０８
を用いてエッチングを行ない、島状の結晶質珪素膜５１
０を得た。（図６（Ｃ））本実施例ではドライエッチン
グ（反応ガス：ＣＦ₄／Ｏ₂＝５０／４５、ｏｖｅｒ２０
秒）を用いた。

【０１２３】次いで、ＬＡＬ５００溶液によって酸化珪
素膜からなるマスク５０８を除去した。（図６（Ｄ））

【０１２４】以上のようにして珪素の結晶化を助長する
金属元素を非晶質珪素膜に導入した後、結晶化させ、得
られた結晶質珪素膜と選択的に接する窒化珪素膜を成膜
することにより結晶質珪素膜中における金属元素のゲッ
タリングを行った。

【０１２５】［実施例２］本実施例は、実施例１とは異
なる成膜方法による窒化珪素膜を用いてゲッタリングを
行った例を図７に示す。

【０１２６】まず、実施例１に従い、図５（Ｅ）と同じ
状態を得た。次いで、ＴＦＴの活性層として利用する結
晶質珪素膜から金属元素を除去または低減するため、プ
ラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜６０１を１００〜４０
０ｎｍの厚さに形成する。本実施例では、膜厚３３０ｎ
ｍの窒化珪素膜を形成した。（（図７（Ａ））また、プ
ラズマＣＶＤ法以外ではスパッタ法を用いることがで
き、窒化珪素膜以外としては窒素を多く含むＳｉ_XＮ_YＯ
_Z膜（ただしＸ≪Ｙ、Ｚ≪Ｙ）を用いることもできる。

【０１２７】プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を成膜
する場合においては、原料ガスとして、ＳｉＨ₄とＮＨ₃
とＮ₂の混合ガス、ＳｉＨ₄とＮ₂の混合ガス、ＳｉＦ₄と
Ｎ₂の混合ガスのいずれかを用いればよい。また、プラ
ズマＣＶＤ法により窒素を多く含むＳｉ_XＮ_YＯ_Z膜（た
だしＸ≪Ｙ、Ｚ≪Ｙ）を成膜する場合にはＳｉＨ₄とＮ
Ｈ₃とＮ₂Ｏの混合ガスを用いればよい。

【０１２８】次いで、窒化珪素膜６０１の成膜後、第２
の加熱処理を行う。このときの加熱処理は窒素雰囲気で
６００℃〜９５０℃、１〜１２時間行う。本実施例では
９５０℃、２時間の加熱処理を行った。（（図７
（Ｂ））この加熱処理により８×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／
ｃｍ²）以上、好ましくは９．５×１０⁹（ｄｙｎｅｓ／
ｃｍ²）以上に増大した引張応力を有する窒化珪素膜６
０２とすることが重要である。

【０１２９】第２の加熱処理を行うことによって、実施
の形態で記述したように窒化珪素膜の引張応力を増大さ
せ、窒化珪素膜６０２をゲッタリングサイトとして金属
元素を図７（Ｂ）中の矢印で示した方向に移行させ窒化
珪素膜にゲッタリングさせることができた。このゲッタ
リング機構は分類すると偏析誘起ゲッタリング(Segrega
tion induced Gettering)に属する。

【０１３０】次いで、金属元素をゲッタリングした窒化
珪素膜６０２を除去する。この窒化珪素膜を除去する方
法としては、特に限定はないが、本実施例ではエッチャ
ントとして燐酸溶液を用い、燐酸溶液をホットプレート
上で１００〜１５０℃に加熱し窒化珪素膜の除去を行っ
た。加熱した燐酸溶液に対して窒化珪素膜と酸化絶縁膜
とは５５／２の選択比があり、加熱した燐酸溶液に対し
て窒化珪素膜と結晶質珪素膜とは５５／１の選択比があ
るため窒化珪素膜のみを除去することが可能である。ま
た、ドライエッチングにおいても同様に窒化珪素膜と酸
化絶縁膜の選択比があり、窒化珪素膜と結晶質珪素膜の
選択比もあるため、ドライエッチングを用いてもよい。
（（図７（Ｃ））

【０１３１】次いで、酸化珪素膜からなるマスクを用い
てエッチングを行ない、島状の結晶質珪素膜を得た。
（図７（Ｄ））本実施例ではドライエッチング（反応ガ
ス：ＣＦ₄／Ｏ₂＝５０／４５、ｏｖｅｒ２０秒）を用い
た。

【０１３２】次いで、ＬＡＬ５００溶液によって酸化珪
素膜からなるマスクを除去した。（図７（Ｅ））

【０１３３】以上のようにして珪素の結晶化を助長する
金属元素を非晶質珪素膜に導入した後、結晶化させ、得
られた結晶質珪素膜と選択的に接する窒化珪素膜を成膜
した後、第２の加熱処理をすることにより結晶質珪素膜
中の金属元素のゲッタリングを行った。

【０１３４】［実施例３］実施例１及び実施例２におい
ては、結晶化方法として縦成長方法を用いた例を示した
が、本実施例では横成長方法の例を図８に示す。

【０１３５】実施例１と同様にして基板７０１上に非晶
質珪素膜７０２を形成した。次いで、酸化珪素膜を成膜
後、パターニングして開口部７００を有するマスク７０
３を形成した。次いで、開口部７００、即ちニッケル元
素を添加する領域にニッケル元素溶液を添加し、薄いニ
ッケル含有層７０４を形成した。（図８（Ａ））

【０１３６】その後、熱結晶化を行い結晶質珪素膜７０
５を得た。この結晶化により珪素の結晶が金属元素の添
加領域から結晶格子が連続的に連なり、線状に、しかも
基板面と平行、またはほぼ平行な方向に成長が行われ
る。（図８（Ｂ））

【０１３７】次いで、実施例２に示したようにプラズマ
ＣＶＤ法により窒化珪素膜７０６を形成した。窒化珪素
膜７０６は、結晶質珪素膜に開口部７００で接してい
る。次いで、実施例２と同様に第２の加熱処理を施しゲ
ッタリングを行なった。（図８（Ｃ））また、実施例１
のようにＬＰＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成しゲッタ
リングを行ってもよい。

【０１３８】次いで、窒化珪素膜７０６の除去を行なっ
た。次いで、ドライエッチングにより結晶質珪素膜のパ
ターニングを行った。（図８（Ｄ））なお、本実施例で
は、金属元素を導入する際に使用したマスクを結晶質珪
素膜のパターニングマスクとして用いマスク数の低減を
図った。なお、窒化珪素膜の除去後、マスクを除去して
再度、結晶質珪素膜のパターニングマスクを形成し、結
晶質珪素膜のパターニングを行ってもよい。

【０１３９】次いで、酸化珪素膜からなるマスク７０３
を除去した。（図８（Ｅ））

【０１４０】以上のように、金属元素を導入する際に使
用したマスク７０３を選択的に窒化珪素膜を形成するた
めのマスクと兼用し、さらに結晶質珪素膜のパターニン
グするためのマスクと兼用することにより工程数及びマ
スク数の低減が可能となった。また、本実施例で示した
横成長方法は、後でチャネル形成領域となる界面がマス
ク７０３により保護できるため好ましい。

【０１４１】［実施例４］実施例１、実施例２、実施例
３においては、酸化珪素膜からなるマスクを形成した
後、結晶質珪素膜の一部に接する窒化珪素膜を成膜した
例を示したが、本実施例では、マスクを使用せずに結晶
質珪素膜の全面と接する窒化珪素膜を成膜あるいは成膜
後に加熱処理する例を示す。

【０１４２】実施例１においては、図５（Ｂ）の状態を
得た直後に結晶質珪素膜の全面と接する窒化珪素膜をＬ
ＰＣＶＤ法により成膜すればよい。

【０１４３】また、実施例２においては、図５（Ｂ）の
状態を得た直後に結晶質珪素膜の全面と接する窒化珪素
膜をプラズマＣＶＤ法により成膜した後に加熱処理すれ
ばよい。

【０１４４】また、実施例３においては、結晶化後、金
属元素を添加する際に使用したマスクを除去した後で結
晶質珪素膜の全面と接する窒化珪素膜を、ＬＰＣＶＤ法
により成膜すればよく、またはプラズマＣＶＤ法により
成膜した後に加熱処理すればよい。

【０１４５】本実施例は、実施例１、実施例２、及び実
施例３と比較した場合、結晶質珪素膜と接する面積が大
きいため効率よくゲッタリングできる。

【０１４６】［実施例５］本実施例では、実施例１乃至
４のいずれか一によって得られる島状の半導体層（ここ
では結晶質珪素膜）をＴＦＴの活性層として用いたアク
ティブマトリクス基板の作製例を図９〜図１１に示す。

【０１４７】まず、実施例１乃至４のいずれか一に従っ
て、島状の半導体層８０４〜８０８を形成した。（図９
（Ａ））なお、図９（Ａ）は、図６（Ｄ）、図７
（Ｅ）、図８（Ｅ）の島状の結晶質半導体膜に相当す
る。

【０１４８】次いで、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ
法により５０〜１００ｎｍの厚さの酸化珪素膜によるマ
スク層８９４を形成した。この状態で島状半導体層に対
し、ＴＦＴのしきい値電圧（Ｖth）を制御する目的でｐ
型を付与する不純物元素、ここではボロンを１×１０¹⁶
〜５×１０¹⁷atoms／cm³程度の濃度で島状半導体層の全
面に添加した。本実施例ではマスク層形成後にボロンの
添加を行ったが、特に工程順序は限定されず、例えば、
島状半導体層を形成する前に行っても良い。

【０１４９】半導体に対してｐ型を付与する不純物元素
には、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム
（Ｇａ）など周期律表第１３族の元素が知られている。
その方法として、イオン注入法やイオンドープ法を用い
ることができるが、大面積基板を処理するにはイオンド
ープ法が適している。イオンドープ法ではジボラン（Ｂ
₂Ｈ₆）をソースガスとして用いボロン（Ｂ）を添加す
る。このような不純物元素の注入は必ずしも必要でなく
省略しても差し支えないが、特にｎチャネル型ＴＦＴの
しきい値電圧を所定の範囲内に収めるために好適に用い
る手法である。省略した場合、マスク層８９４の形成は
必要でない。

【０１５０】次いで、マスク層８９４をフッ酸などの溶
液でエッチング除去した。

【０１５１】次いで、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ
法を用い、膜厚を１０〜１００ｎｍとして珪素を含む絶
縁膜でゲート絶縁膜８０９を形成する。本実施例では、
後の工程で熱酸化工程を行うため３０ｎｍの厚さで酸化
窒化珪素膜を形成した。また、後の工程で熱酸化工程を
行わず、１００〜１５０ｎｍの厚さでゲート絶縁膜８０
９を形成してもよい。勿論、ゲート絶縁膜はこのような
酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含
む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

【０１５２】次いで、ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲
気下で８００〜１１５０℃の温度、１５分〜８時間の熱
酸化処理工程を行う。（図９（Ｃ））本実施例では酸化
雰囲気中に３％のＨＣｌ（塩化水素）を添加した雰囲気
で９５０℃、８０分の熱酸化工程を行った。この熱酸化
工程の間、珪素を含む絶縁膜とその下の島状半導体層と
の界面においても酸化反応が進行する。本実施例ではそ
れを考慮して、最終的に形成されるゲート絶縁膜の膜厚
が１００〜１５０ｎｍとなるように調整した。本実施例
の熱酸化工程では、膜厚５３ｎｍの島状半導体層のうち
２５ｎｍが酸化されて島状半導体層の膜厚は２５ｎｍと
なる。また、膜厚３０ｎｍの珪素を含む絶縁膜に対して
膜厚５０ｎｍの熱酸化膜が加わるので、最終的なゲート
絶縁膜の膜厚は１１０ｎｍとなった。

【０１５３】また、この熱酸化工程はゲッタリング効果
を有しており、島状半導体層中におけるニッケル元素の
低減を行うことができる。このゲッタリングにおいて
は、酸素雰囲気のほか、結晶質珪素膜中に存在する酸素
が重要な役割を果たす。即ち、酸素とニッケルが結合す
ることによって酸化ニッケルが形成され、この形でニッ
ケル元素が熱酸化膜中にゲッタリングされる。また、ニ
ッケル元素がゲッタリングされた熱酸化膜を除去した
後、膜厚１００〜１５０ｎｍのゲート絶縁膜を形成して
もよい。なお、ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気下で
の熱酸化工程によるゲッタリングについての詳細は、特
開平９−３１２２６０号公報に開示されている。

【０１５４】次いで、駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴの
ＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与する不純物元
素を島状半導体層８０５、８０７に選択的に添加する。
そのため、あらかじめレジストマスク８９５ａ〜８９５
ｅを形成した。ｎ型を付与する不純物元素としては、燐
（Ｐ）や砒素（Ａｓ）を用いれば良く、ここでは燐
（Ｐ）を添加すべく、フォスフィン（ＰＨ₃）を用いた
イオンドープ法を適用した。形成された不純物領域は低
濃度ｎ型不純物領域８９６、８９７とし、含まれる燐
（Ｐ）濃度は２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹atoms／cm³の範囲
とすれば良い。本明細書中では、ここで形成された不純
物領域８９６、８９７に含まれるｎ型を付与する不純物
元素の濃度を（ｎ^-）と表す。また、不純物領域８９８
は、画素部の保持容量を形成するための半導体層であ
り、この領域にも同じ濃度で燐（Ｐ）を添加した。（図
９（Ｄ））

【０１５５】次いで、添加した不純物元素を活性化させ
る工程を行う。活性化は、窒素雰囲気中で６００〜９０
０℃で１〜４時間の熱処理や、レーザー活性化の方法に
より行うことができる。また、両者を併用しても良い。
本実施例では８００℃、１時間の不活性雰囲気中で活性
化を行った。

【０１５６】そして、図９（Ｅ）に示すように、ゲート
絶縁膜８０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導
電層を形成する。耐熱性導電層は単層で形成しても良い
が、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層か
ら成る積層構造としても良い。このような耐熱性導電性
材料を用い、例えば、導電性の窒化物金属膜から成る導
電層（Ａ）８１０と金属膜から成る導電層（Ｂ）８１１
とを積層した構造とすると良い。導電層（Ｂ）８１１は
タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、タングステン（Ｗ）から選ばれた元素、または前
記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合わせた
合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金膜、Ｍｏ−Ｔａ合金
膜）で形成すれば良く、導電層（Ａ）８１０は窒化タン
タル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化チタ
ン（ＴｉＮ）膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）などで形成
する。また、導電層（Ａ）８１０はタングステンシリサ
イド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイドを適用
しても良い。

【０１５７】導電層（Ａ）８１０は１０〜５０ｎｍ（好
ましくは２０〜３０ｎｍ）とし、導電層（Ｂ）８１１は
２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）
とすれば良い。本実施例では、Ｗターゲット（純度９
９．９９９９％）を用いたスパッタ法で、アルゴン（Ａ
ｒ）ガスと窒素（Ｎ₂）ガスを導入して導電層（Ａ）８
１１を窒化タングステン（ＷＮ）で５０ｎｍの厚さに形
成し、導電層（Ｂ）８１０をタングステン（Ｗ）で２５
０ｎｍの厚さに形成した。その他の方法として、熱ＣＶ
Ｄ法でＷ膜を形成することもできる。

【０１５８】尚、図示しないが、導電層（Ａ）８１０の
下に２〜２０ｎｍ程度の厚さで燐（Ｐ）をドープした珪
素膜を形成しておくことは有効である。ドープした珪素
膜上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図る
と同時に、導電層（Ａ）８１０または導電層（Ｂ）８１
１が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁膜８
０９に拡散するのを防ぐことができる。いずれにして
も、（Ａ）８１０及び導電層（Ｂ）８１１の抵抗率を１
０〜５０μΩcmの範囲とすることが好ましい。

【０１５９】次いで、フォトマスクを用いレジストマス
ク８１２〜８１７を形成し、導電層（Ａ）８１０と導電
層（Ｂ）８１１とをエッチングしてゲート電極８１８〜
８２２と容量配線８２３を形成した。ゲート電極８１８
〜８２２と容量配線８２３は、導電層（Ａ）から成る８
１８ａ〜８２２ａと、導電層（Ｂ）から成る８１８ｂ〜
８２２ｂとが一体として形成されている（図１０
（Ａ））。

【０１６０】次いで、画素ＴＦＴのｎチャネル型ＴＦＴ
にＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与する不純物
元素添加の工程（ｎ^--ドープ工程）を行う。ゲート電極
８１８〜８２２をマスクとして自己整合的にｎ型を付与
する不純物元素をイオンドープ法で添加した。ｎ型を付
与する不純物元素として添加する燐（Ｐ）の濃度は１×
１０¹⁶〜５×１０¹⁹atoms／cm³の濃度範囲で添加した。
このようにして、図１０（Ｂ）に示すように島状半導体
層に低濃度ｎ型不純物領域８２４〜８２９を形成した。

【０１６１】次いで、ｎチャネル型ＴＦＴにおいて、ソ
ース領域またはドレイン領域として機能する高濃度ｎ型
不純物領域の形成を行った（ｎ⁺ドープ工程）。まず、
フォトマスクを用い、レジストのマスク８３０〜８３４
を形成し、ｎ型を付与する不純物元素を添加して高濃度
ｎ型不純物領域８３５〜８４０を形成した。ｎ型を付与
する不純物元素には燐（Ｐ）を用い、その濃度が１×１
０²⁰〜１×１０²¹atoms／cm³の濃度範囲となるようにフ
ォスフィン（ＰＨ₃）を用いたイオンドープ法で行った
（図１０（Ｃ））。

【０１６２】次いで、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する島
状半導体層８０４、８０６にソース領域およびドレイン
領域とする高濃度ｐ型不純物領域８４４、８４５を形成
する。本実施例では、ゲート電極８１８、８２０をマス
クとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合
的に高濃度ｐ型不純物領域を形成した。このとき、ｎチ
ャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体膜８０５、８０
７、８０８は、第４のフォトマスクを用いてレジストマ
スク８４１〜８４３を形成し全面を被覆しておく。高濃
度ｐ型不純物領域８４４、８４５はジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）
を用いたイオンドープ法で形成した。この領域のボロン
（Ｂ）濃度は３×１０²⁰〜３×１０²¹atoms／cm³となる
ようにする（図１０（Ｄ））。

【０１６３】この高濃度ｐ型不純物領域８４４、８４５
には、前工程において燐（Ｐ）が添加されていて、高濃
度ｐ型不純物領域８４４ａ、８４５ａには１×１０²⁰〜
１×１０²¹atoms／cm³の濃度で含有し、高濃度ｐ型不純
物領域８４４ｂ、８４５ｂには１×１０¹⁶〜５×１０¹⁹
atoms／cm³の濃度で含有しているが、この工程で添加す
るボロン（Ｂ）の濃度を１．５から３倍となるようにす
ることにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域および
ドレイン領域として機能する上で何ら問題はなかった。

【０１６４】その後、図１１（Ａ）に示すように、ゲー
ト電極およびゲート絶縁膜上から保護絶縁膜８４６を形
成した。保護絶縁膜は酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒
化珪素膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成す
れば良い。いずれにしても保護絶縁膜８４６は無機絶縁
物材料から形成する。保護絶縁膜８４６の膜厚は１００
〜２００ｎｍとする。

【０１６５】その後、それぞれの濃度で添加されたｎ型
またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行
う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニー
ル法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラ
ピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用すること
ができる。本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行
った。（図１１（Ｂ））。

【０１６６】活性化の工程の後、さらに、３〜１００％
の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃、１〜１２
時間の熱処理を行い、島状半導体膜を水素化する工程を
行った。この工程は熱的に励起された水素により島状半
導体膜にある１０¹⁶〜１０¹⁸/cm³のダングリングボンド
を終端する工程である。水素化の他の手段として、プラ
ズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）
を行っても良い。

【０１６７】活性化および水素化の工程が終了したら、
有機絶縁物材料からなる層間絶縁膜８４７を１．０〜
２．０μｍの平均厚を有して形成する。有機樹脂材料と
しては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミ
ドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用する
ことができる。

【０１６８】このようにして層間絶縁膜を有機絶縁物材
料で形成することにより、表面を良好に平坦化させるこ
とができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低い
ので、寄生容量を低減するできる。しかし、吸湿性があ
り保護膜としては適さないので、本実施例のように、保
護絶縁膜８４６として形成した酸化珪素膜、酸化窒化珪
素膜、窒化珪素膜などと組み合わせて用いる必要があ
る。

【０１６９】その後、フォトマスクを用い、所定のパタ
ーンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体
膜に形成されたソース領域またはドレイン領域に達する
コンタクトホールを形成する。本実施例では、エッチン
グガスにＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅの混合ガスを用いたドライエ
ッチング法により有機樹脂材料から成る層間絶縁膜をエ
ッチングし、その後、エッチングガスをＣＦ₄、Ｏ₂とし
て保護絶縁膜８４６をエッチングした。

【０１７０】次いで、導電性の金属膜をスパッタ法や真
空蒸着法で形成し、フォトマスクによりレジストマスク
パターンを形成し、エッチングによってソース配線８４
８〜８５２とドレイン配線８５３〜８５８を形成する。
ここで、ドレイン配線８５７は画素電極として機能する
ものである。図示していないが、本実施例ではこの電極
を、Ｔｉ膜を５０〜１５０ｎｍの厚さで形成し、島状半
導体層のソースまたはドレイン領域を形成する半導体膜
とコンタクトを形成し、そのＴｉ膜上に重ねてアルミニ
ウム（Ａｌ）を３００〜４００ｎｍの厚さで形成して配
線とした。

【０１７１】この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特
性向上に対して好ましい結果が得られた。例えば、３〜
１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で
１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズマ
水素化法を用いても同様の効果が得られた。（図１１
（Ｃ））。

【０１７２】こうして、同一の基板上に、駆動回路のＴ
ＦＴと画素部の画素ＴＦＴとを有した基板を完成させる
ことができた。駆動回路には第１のｐチャネル型ＴＦＴ
９００、第１のｎチャネル型ＴＦＴ９０１、第２のｐチ
ャネル型ＴＦＴ９０２、第２のｎチャネル型ＴＦＴ９０
３、画素部には画素ＴＦＴ９０４、保持容量９０５が形
成されている。本明細書では便宜上このような基板をア
クティブマトリクス基板と呼ぶ。

【０１７３】駆動回路の第１のｐチャネル型ＴＦＴ９０
０には、島状半導体膜８０４にチャネル形成領域９０
６、高濃度ｐ型不純物領域から成るソース領域９０７
ａ、９０７ｂ、ドレイン領域９０８ａ，９０８ｂを有し
たシングルドレインの構造を有している。第１のｎチャ
ネル型ＴＦＴ９０１には、島状半導体膜８０５にチャネ
ル形成領域９０９、ゲート電極８１９と重なるＬＤＤ領
域９１０、ソース領域９１２、ドレイン領域９１１を有
している。

【０１７４】このＬＤＤ領域において、ゲート電極８１
９と重なるＬＤＤ領域をＬovとしてそのチャネル長方向
の長さは０．５〜３．０μｍ、好ましくは１．０〜２．
０μｍとした。ｎチャネル型ＴＦＴにおけるＬＤＤ領域
の長さをこのようにすることにより、ドレイン領域近傍
に発生する高電界を緩和して、ホットキャリアの発生を
防ぎ、ＴＦＴの劣化を防止することができる。駆動回路
の第２のｐチャネル型ＴＦＴ９０２は同様に、島状半導
体膜８０６にチャネル形成領域９１３、高濃度ｐ型不純
物領域から成るソース領域９１４ａ、９１４ｂ、ドレイ
ン領域９１５ａ，９１５ｂを有したシングルドレインの
構造を有している。第２のｎチャネル型ＴＦＴ９０３に
は、島状半導体膜８０７にチャネル形成領域９１６、ゲ
ート電極８２１と一部が重なるＬＤＤ領域９１７、９１
８、ソース領域９２０、ドレイン領域９１９が形成され
ている。このＴＦＴのゲート電極と重なるＬovの長さも
０．５〜３．０μｍ、好ましくは１．０〜２．０μｍと
した。また、ゲート電極と重ならないＬＤＤ領域をＬof
fとして、このチャネル長方向の長さは０．５〜４．０
μｍ、好ましくは１．０〜２．０μｍとした。画素ＴＦ
Ｔ９０４には、島状半導体膜８０８にチャネル形成領域
９２１、９２２、ＬＤＤ領域９２３〜９２５、ソースま
たはドレイン領域９２６〜９２８を有している。ＬＤＤ
領域（Ｌoff）のチャネル長方向の長さは０．５〜４．
０μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍである。さら
に、容量配線８２３と、ゲート絶縁膜と同じ材料から成
る絶縁膜と、画素ＴＦＴ９０４のドレイン領域９２８に
接続する半導体層９２９とから保持容量９０５が形成さ
れている。図１１（Ｃ）では画素ＴＦＴ９０４をダブル
ゲート構造としたが、シングルゲート構造でも良いし、
複数のゲート電極を設けたマルチゲート構造としても差
し支えない。

【０１７５】以上の様なＴＦＴ構成は、画素ＴＦＴおよ
び駆動回路が要求する仕様に応じて各回路を構成するＴ
ＦＴの構造を最適化し、半導体装置の動作性能と信頼性
を向上させることを可能としている。

【０１７６】このアクティブマトリクス基板はそのまま
反射型の液晶表示装置に適用することができる。一方、
透過型の液晶表示装置とする場合には画素部の各画素に
設ける画素電極を透明電極で形成すれば良い。

【０１７７】［実施例６］本実施例では、実施例５で得
られたアクティブマトリクス基板から、アクティブマト
リクス型液晶表示装置を作製する工程を説明する。ま
ず、図１２（Ａ）に示すように、図１１（Ｃ）の状態の
アクティブマトリクス基板にスペーサを形成する。スペ
ーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良いが、
ここでは基板全面に樹脂膜を形成した後、樹脂膜をパタ
ーニングして柱状スペーサを形成する方法を採用した。

【０１７８】柱状スペーサの配置は任意に決定すれば良
いが、好ましくは、図１２（Ａ）で示すように、画素部
においてはドレイン配線８６１（画素電極）のコンタク
ト部と重ねてその部分を覆うように柱状スペーサ８６８
を形成すると良い。コンタクト部は平坦性が損なわれ、
この部分では液晶がうまく配向しなくなるので、このよ
うにしてコンタクト部にスペーサ用の樹脂を充填する形
で柱状スペーサ８６８を形成することでディスクリネー
ションなどを防止することができる。

【０１７９】その後、配向膜８７４を形成した。通常、
液晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂を用いる。配
向膜を形成した後、ラビング処理を施して液晶分子があ
る一定のプレチルト角を持って配向するようにした。ま
た、ラビング処理では静電気の発生がしばしば問題とな
るが、駆動回路のＴＦＴ上にもスペーサ８７２を形成し
ておくと、スペーサとしての本来の役割と、静電気から
ＴＦＴを保護する効果を得ることができる。

【０１８０】対向側の対向基板８７５には、遮光膜８７
６、透明導電膜８７７および配向膜８７８を形成する。
遮光膜８７６はＴｉ、Ｃｒ、Ａｌなどを１５０〜３００
ｎｍの厚さで形成する。そして、画素部と駆動回路が形
成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシー
ル剤８７９で貼り合わせる。シール剤８７９にはフィラ
ー８８０が混入されていて、このフィラー８８０とスペ
ーサ８７２、８７３によって均一な間隔を保ちつつ、２
枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液
晶材料８８１を注入し、封止剤（図示せず）によって完
全に封止する。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば
良い。このようにして図１２（Ｂ）に示すアクティブマ
トリクス型液晶表示装置が完成する。

【０１８１】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示装置の構成を図１３の斜視図を用いて説明する。図１
３においてアクティブマトリクス基板は、基板８０１上
に形成された、画素部８８８と、走査信号駆動回路８８
５と、画像信号駆動回路８８６とその他の信号処理回路
８８７とで構成される。画素部８８８には画素ＴＦＴ９
０４と保持容量９０５が設けられ、画素部の周辺に設け
られる駆動回路はＣＭＯＳ回路を基本として構成されて
いる。走査信号駆動回路８８５と、画像信号駆動回路８
８６はそれぞれゲート配線８２２とソース配線８５２で
画素ＴＦＴ９０４に接続している。また、フレキシブル
プリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）
８９１が外部入力端子８８２に接続していて画像信号な
どを入力するのに用いる。そして接続配線８８３でそれ
ぞれの駆動回路に接続している。また、対向基板８７５
には図示していないが、遮光膜や透明電極が設けられて
いる。

【０１８２】［実施例７］本実施例は実施例２に示す構
成において、加熱処理に関する実施例である。実施例２
においては、結晶質珪素膜の全面と接する窒化珪素膜を
プラズマＣＶＤ法により成膜した後に加熱処理した例を
示したが、本実施例では、加熱処理に代えて、レーザー
光または紫外線、赤外線等の強光の照射を用いる。レー
ザー光または紫外線、赤外線等の強光の照射を用いた場
合、結晶質珪素膜の結晶性の向上させることができると
ともに、工程の短縮が図れるという利点がある。

【０１８３】また、窒化珪素膜の加熱処理後にレーザー
光または紫外線、赤外線等の強光の照射を行ってもよ
い。

【０１８４】なお、本実施例は、実施例３乃至６のいず
れか一と自由に組み合わせることが可能である。

【０１８５】［実施例８］本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発明を
実施できる。

【０１８６】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１５、図１６及び図１７に示す。

【０１８７】図１５（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２０
０３、キーボード２００４等を含む。本発明を画像入力
部２００２、表示部２００３やその他の駆動回路に適用
することができる。

【０１８８】図１５（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、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２１０
６等を含む。本発明を表示部２１０２やその他の駆動回
路に適用することができる。

【０１８９】図１５（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
２２０２、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
他の駆動回路に適用できる。

【０１９０】図１５（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２３０
３等を含む。本発明は表示部２３０２やその他の駆動回
路に適用することができる。

【０１９１】図１５（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
ｉｇｔｉａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、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
他の駆動回路に適用することができる。

【０１９２】図１５（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。本発
明を表示部２５０２やその他の駆動回路に適用すること
ができる。

【０１９３】図１６（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やその他の駆動回路に適
用することができる。

【０１９４】図１６（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やその他の駆動回路に適用することができる。

【０１９５】なお、図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）及び
図１６（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１６（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。

【０１９６】また、図１６（Ｄ）は、図１６（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１６（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。

【０１９７】ただし、図１６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。

【０１９８】図１７（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。本発明を音声出力部２９０２、音声入力部２
９０３、表示部２９０４やその他の駆動回路に適用する
ことができる。

【０１９９】図１７（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
の駆動回路に適用することができる。

【０２００】図１７（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。

【０２０１】以上の様に、本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。なお、本実施例の電子機器は実施例１〜７と適宜、
自由に組み合わせることが可能である。

【０２０２】［実施例９］本実施例では、本発明を用い
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。

【０２０３】図１９（Ａ）は本発明を用いて形成される
結晶質珪素膜をＴＦＴに用いて形成したＥＬ表示装置の
上面図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断
した断面図である。点線で示された４００１は画素部、
４００２はソース側駆動回路、４００３はゲート側駆動
回路である。また、４００４はカバー材、４００５は第
１シール材、４００６は第２シール材である。

【０２０４】なお、４００８はソース側駆動回路４００
２及びゲート側駆動回路４００３に入力される信号を伝
送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ
（フレキシブルプリントサーキット）４００８からビデ
オ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰ
Ｃしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配
線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。

【０２０５】次に、断面構造について図１９（Ｂ）を用
いて説明する。絶縁表面を有する基板４０００の上方に
は画素部、ソース側駆動回路４００９が形成されてお
り、画素部は電流制御ＴＦＴ４０１０とそのドレインに
電気的に接続された画素電極４０１１を含む複数の画素
により形成される。ただし、ここではソース側駆動回路
４００９として、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型Ｔ
ＦＴとを組み合わせたＣＭＯＳ回路を代表例として示し
ている。なお、絶縁表面を有する基板４０００には偏光
板（代表的には円偏光板）を貼り付けても良い。

【０２０６】本発明は、ソース側駆動回路４００９、画
素部における電流制御ＴＦＴ４０１０の活性層の作製方
法に際して用いることができる。

【０２０７】また、画素電極４０１１の両端にはバンク
４０１２が形成され、画素電極４０１１上にはＥＬ層４
０１３およびＥＬ素子の陽極４０１４が形成される。陽
極４０１４は全画素に共通の配線としても機能し、接続
配線４０１５を経由してＦＰＣ４０１６に電気的に接続
されている。さらに、画素部及びソース側駆動回路４０
０９に含まれる素子は全てパッシベーション膜４０１８
で覆われている。

【０２０８】ＥＬ層４０１３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、ＥＬ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。

【０２０９】なお、ＥＬ層として一重項励起子（シング
レット）により発光する有機化合物（以下、シングレッ
ト化合物という）および三重項励起子（トリプレット）
により発光する有機化合物（以下、トリプレット化合物
という）を併用してもよい。なお、シングレット化合物
とは一重項励起のみを経由して発光する化合物を指し、
トリプレット化合物とは三重項励起を経由して発光する
化合物を指す。トリプレット化合物は、シングレット化
合物よりも発光効率が高く、同じ発光輝度を得るにも動
作電圧（ＥＬ素子を発光させるに要する電圧）を低くす
ることが可能である。

【０２１０】また、第１シール材４００５によりカバー
材４００４が貼り合わされている。そして、第１シール
材４００５の内側には充填材４０１７が形成されてい
る。また、第１シール材４００５の内側を空隙としても
よい。なお、第１シール材４００５は水分や酸素を透過
しない材料であることが望ましい。

【０２１１】このとき、この充填材４０１７は、カバー
材４００４を接着するための接着剤としても機能する。
充填材４０１７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。さらに、充填材４０１７の
内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を
設けることは有効である。

【０２１２】また、カバー材４００４とＥＬ素子との間
隔を確保するために充填材４０１７の中にスペーサを設
けても良い。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。

【０２１３】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜４０１８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。

【０２１４】また、カバー材４００４としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅ
ｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ
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４０１
７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。但し、Ｅ
Ｌ素子からの発光方向（光の放射方向）によっては、カ
バー材４００４が透光性を有する必要がある。

【０２１５】また、カバー材４００４の表面および裏面
には保護膜として炭素膜（具体的にはダイヤモンドライ
クカーボン膜）を２〜３０ｎｍの厚さに設けると良い。
このような炭素膜（ここでは図示しない）は、酸素およ
び水の侵入を防ぐとともにカバー材４００４の表面を機
械的に保護する役割をもつ。

【０２１６】また、カバー材４００４を接着した後、第
１シール材４００５の露呈面を覆うように第２シール材
４００６を設けている。第２シール材４００６は第１シ
ール材４００５と同じ材料を用いることができる。

【０２１７】以上のような構造でＥＬ素子を封入するこ
とにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断することがで
き、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を
促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、
信頼性の高いＥＬ表示装置が得られる。

【０２１８】なお、本実施例は、実施例１乃至５のいず
れか一と適宜、自由に組み合わせることが可能である。
また、実施例８の電子機器の表示部として本実施例のＥ
Ｌ表示パネルを用いることは有効である。

【０２１９】［実施例１０］本実施例では、ＥＬ表示装
置において、画素部の詳細な上面構造を図２０（Ａ）
に、回路図を図２０（Ｂ）に示す。図２０（Ａ）及び図
２０（Ｂ）では共通の符号を用いるので互いに参照すれ
ば良い。

【０２２０】スイッチング用ＴＦＴ４１０２のソースは
ソース配線４１１５に接続され、ドレインはドレイン配
線４１０５に接続される。また、ドレイン配線４１０５
は電流制御用ＴＦＴ４１０６のゲート電極４１０７に電
気的に接続される。また、電流制御用ＴＦＴ４１０６の
ソースは電流供給線４１１６に電気的に接続され、ドレ
インはドレイン配線４１１７に電気的に接続される。ま
た、ドレイン配線４１１７は点線で示される画素電極
（陰極）４１１８に電気的に接続される。なお、スイッ
チング用ＴＦＴ４１０２や電流制御用ＴＦＴ４１０６
は、実施例５に従って作製すればよい。

【０２２１】このとき、４１１９で示される領域には保
持容量が形成される。保持容量４１１９は、電流供給線
４１１６と電気的に接続された半導体膜４１２０、ゲー
ト絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極
４１０７との間で形成される。また、ゲート電極４１０
７、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供
給線４１１６で形成される容量も保持容量として用いる
ことが可能である。

【０２２２】なお、本実施例ではダブルゲート構造とし
ているが、シングルゲート構造でも構わないし、トリプ
ルゲート構造やそれ以上のゲート本数を持つマルチゲー
ト構造でも構わない。

【０２２３】以上のように本実施例のＥＬ表示パネルは
図２０（Ａ）のような構造の画素からなる画素部を有
し、オフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、
ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを有す
る。従って、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示
が可能なＥＬ表示パネルが得られる。

【０２２４】なお、本実施例の構成は、実施例１〜５、
または実施例９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。また、実施例８の電子機器の表示部と
して本実施例のＥＬ表示パネルを用いることは有効であ
る。

【０２２５】［実施例１１］本実施例では、非晶質珪素
膜に結晶化を助長する金属元素（ここではニッケル）を
添加して６００℃、１２時間の加熱処理で結晶化させた
結晶質珪素膜を用意し、チャネル形成領域となる領域を
挟むように、マスク絶縁膜（酸化珪素膜）を用いて開口
部（ウィンドウ）を２つ形成し、その開口部に接して窒
化珪素膜を形成してゲッタリングを行った。このウィン
ドウの幅と２つ配置したウィンドウ間の距離との関係を
調べた。

【０２２６】なお、比較例として、２つのウィンドウで
露呈した結晶質珪素膜にリン（ドーズ量２×１０¹⁴（ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ³）を添加した後、６００℃、２時間で
熱処理したものも示した。

【０２２７】図２１では、条件として、成膜温度７７５
℃、窒化珪素膜の膜厚をそれぞれ１００ｎｍ、２００ｎ
ｍ、３００ｎｍとした。また、それぞれの膜厚の窒化珪
素膜の成膜後に加熱処理（９５０℃、２時間）を行った
ものとの比較も行った。

【０２２８】なお、図２１に示したグラフの見方を簡単
に説明する。例えば、ウィンドウ間距離が１５０μｍで
ある場合、ウィンドウ幅は２００μｍ以下にすれば、そ
のウィンドウ間における結晶質珪素領域に含まれていた
ニッケルはゲッタリング可能である。また、ウィンドウ
幅を１００μｍとした場合、ウィンドウ間距離は５０μ
ｍ以上にすれば、そのウィンドウ間における結晶質珪素
領域に含まれていたニッケルはゲッタリング可能であ
る。

【０２２９】本実施例に示したグラフ（図２１）に基づ
き、実施者がウィンドウの幅またはウィンドウ間距離を
適宜設計し、本発明の窒化珪素膜を用いて所望の領域に
存在する結晶化を助長する金属元素をゲッタリングすれ
ばよい。

【０２３０】［実施例１２］本実施例では、本発明のゲ
ッタリング方法と、他のゲッタリング方法（選択的にリ
ンを添加して熱処理を行う技術（特開平１０−２４７７
３５号公報））と組み合わせた例を図２２に示す。リン
を添加するゲッタリング技術を用いる場合、クリーンル
ーム内でケミカル汚染を引き起こす恐れがあるが、さら
なるゲッタリング効果を得ることができる。

【０２３１】本実施例では、結晶化を助長する金属元素
としてニッケルを用い、マスクを使用して非晶質珪素膜
に添加し、熱処理を行って結晶質珪素膜を得た後、その
マスクを覆って本発明の窒化珪素膜の成膜、あるいは成
膜後に加熱処理を行うことによってゲッタリングを行
う。

【０２３２】まず、実施例３に従って図８（Ｂ）と同じ
状態を得る。図２２（Ａ）は、図８（Ｂ）と同一である
ので同じ符号を用いた。

【０２３３】次いで、マスク７０３を用いて結晶質珪素
膜に高濃度のリンをドープしてゲッタリング領域１００
１を形成する。（図２２（Ｂ））

【０２３４】次いで、マスク７０３を覆ってＬＰＣＶＤ
法により窒化珪素膜１００２を形成し、窒化珪素膜中に
ニッケルをゲッタリングさせる。（図２２（Ｃ））この
時、成膜時の温度（７７５℃）によって結晶質珪素膜中
に含まれるニッケルをゲッタリング領域１００１に移動
させることができる。また、さらなるゲッタリング効果
を得るために加熱処理（窒素雰囲気中で４５０〜６５０
℃（好ましくは５００〜５５０℃）、４〜２４時間（好
ましくは６〜１２時間））を行ってもよい。本実施例に
より窒化珪素膜によるゲッタリング作用と、リンのゲッ
タリング作用とにより効率よく結晶質珪素膜内のニッケ
ルがゲッタリングされる。

【０２３５】また、ＰＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成
した後、加熱処理を行うことによって、リンのゲッタリ
ング作用と、窒化珪素膜によるゲッタリング作用とによ
り効率よく結晶質珪素膜内のニッケルをゲッタリングし
てもよい。

【０２３６】次いで、窒化珪素膜１００２を除去した
後、マスク７０３をマスクとしてパターニングを行い、
ゲッタリング領域１００１を除去するとともに裏面の珪
素膜も除去する。（図２２（Ｄ））

【０２３７】次いで、マスク７０３を除去する。（図２
２（Ｅ））

【０２３８】以降の工程は、実施例５に従えばＴＦＴが
得られる。

【０２３９】なお、本実施例は、実施例６乃至１０のい
ずれか一と自由に組み合わせることが可能である。

【０２４０】［実施例１３］本実施例では、本発明のゲ
ッタリング方法と、他のゲッタリング方法（選択的にリ
ンを添加して熱処理を行う）と組み合わせた例を図２３
に示す。リンを添加するゲッタリング技術を用いる場
合、クリーンルーム内でケミカル汚染を引き起こす恐れ
があるが、さらなるゲッタリング効果を得ることができ
る。

【０２４１】本実施例はＴＦＴの作製工程において、ソ
ース領域またはドレイン領域となる領域に添加された不
純物元素を活性化させる際、本発明の窒化珪素膜を形成
してゲッタリングを行うと同時にチャネル形成領域とな
る領域に含まれるニッケルを高濃度にリンを含む領域
（ソース領域またはドレイン領域）にゲッタリングさせ
る。

【０２４２】まず、実施例５に従って、図１０（Ｃ）の
状態を得る。図２３（Ａ）は、図１０（Ｃ）中の駆動回
路におけるｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを
示しており、同じ符号を用いた。この時、高濃度にドー
プされた領域はソース領域またはドレイン領域となる。
なお、ｎチャネル型ＴＦＴに限らず、ｐチャネル型ＴＦ
Ｔのソース領域及びドレイン領域となる領域にも高濃度
のリンドープを行う。

【０２４３】次いで、実施例５と同様に高濃度のボロン
のドーピングを行い、図１０（Ｄ）の状態を得る。図２
３（Ｂ）は、図１０（Ｄ）に対応しており、同じ符号を
用いた。

【０２４４】次いで、ゲート電極をマスクとしてエッチ
ングを行い、絶縁膜１１００を形成するとともに半導体
層の一部を露呈させる。（図２３（Ｃ））

【０２４５】その後、本発明の窒化珪素膜１１０１を成
膜してゲッタリングを行う。（図２３（Ｄ））この時、
成膜時の温度（７７５℃）によって結晶質珪素膜中に含
まれるニッケルを高濃度領域８３６、８４５ａ、８４５
ｂに移動させることができる。また、さらなるゲッタリ
ング効果を得るために加熱処理（窒素雰囲気中で４５０
〜６５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）、４〜２４
時間（好ましくは６〜１２時間））を行ってもよい。本
実施例により窒化珪素膜によるゲッタリング作用と、リ
ンのゲッタリング作用とにより効率よく結晶質珪素膜内
のニッケルがゲッタリングされる。また、この熱処理で
不純物領域の不純物元素も活性化させれば、工程数が低
減する。

【０２４６】また、ＰＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成
した後、加熱処理を行うことによって、リンのゲッタリ
ング作用と、窒化珪素膜によるゲッタリング作用とによ
り効率よく結晶質珪素膜内のニッケルをゲッタリングし
てもよい。

【０２４７】次いで、窒化珪素膜１１０１を除去する。
（図２３（Ｅ））

【０２４８】以降の工程は、実施例５に従って、水素化
や層間絶縁膜の形成等を行えば図１１（Ｃ）と同様の構
造を形成することができる。

【０２４９】なお、本実施例は、実施例６乃至１０のい
ずれか一と自由に組み合わせることが可能である。

【０２５０】［実施例１４］本実施例では、本発明のゲ
ッタリング方法と、他のゲッタリング方法（ハロゲン元
素を含む雰囲気中で高温の熱処理を行う（特開平９−３
１２２６０号公報））と組み合わせた例を図２４に示
す。

【０２５１】本実施例では、結晶化を助長する金属元素
としてニッケルを非晶質珪素膜に添加し、熱処理を行っ
て結晶質珪素膜を得た後、マスクを形成し、該マスクを
覆って本発明の窒化珪素膜の成膜、あるいは成膜後に加
熱処理を行うことによってゲッタリングを行った後、窒
化珪素膜及びマスクを除去し、ハロゲン元素を含む雰囲
気中で高温の熱処理を施して熱酸化膜を形成し、この熱
酸化膜にニッケル元素をゲッタリングする。

【０２５２】まず、実施例２に従って、図７（Ａ）と同
様の状態を得る。図２４（Ａ）は、図７（Ａ）と同一で
あるので同じ符号を用いた。

【０２５３】次いで、実施例２と同様に加熱処理を行
い、ゲッタリングを行う。図２４（Ｂ）は、図７（Ｂ）
と同一であるので同じ符号を用いた。

【０２５４】次いで、マスク及び窒化珪素膜６０２を除
去して結晶質珪素膜を露呈させて図２４（Ｃ）の状態を
得る。

【０２５５】次いで、８００〜１１５０℃（好ましくは
９００〜１０００℃）の温度で１５分〜８時間（好まし
くは３０分〜２時間）の熱処理工程を、酸素雰囲気中に
ハロゲン元素を含ませた雰囲気下で行う。この熱酸化工
程によって、酸化反応が進行して熱酸化膜が形成され、
この熱酸化膜にニッケル元素をゲッタリングさせる。
（図２４（Ｄ））

【０２５６】次いで、熱酸化膜を除去し、膜中に含まれ
ていたニッケルが低減された結晶質珪素膜を得ることが
できる。（図２４（Ｅ））

【０２５７】以降の工程は、実施例５に従ってＴＦＴを
作製すればよい。

【０２５８】なお、本実施例は、実施例６乃至１０のい
ずれか一と自由に組み合わせることが可能である。

【０２５９】［実施例１５］本実施例では、膜厚の厚い
酸化珪素膜からなるマスクを利用することによって、応
力の大きな領域を形成し、それを利用してゲッタリング
を形成する例を示す。

【０２６０】実施例３において形成されるマスク７０３
の膜厚をそれぞれ１００ｎｍと２００ｎｍとで比較実験
を行った。

【０２６１】結果として、２００ｎｍの膜厚のマスクを
形成した後、窒化珪素膜を形成してゲッタリングするほ
うが１００ｎｍの膜厚とした場合よりも効率よくゲッタ
リングされていた。これは、マスクの膜厚を厚くするこ
とによって、部分的に応力の大きい窒化珪素膜が形成さ
れたためと推測される。これらのことから、膜厚は厚い
ほどゲッタリング効果が得られる。

【０２６２】なお、本実施例は、実施例１乃至１３のい
ずれか一と自由に組み合わせることが可能である。

【０２６３】［実施例１６］実施例５に示した例はトッ
プゲート型ＴＦＴに本発明を適用した例であるが、本実
施例ではボトムゲートに適用した例を図２５に示す。

【０２６４】まず、絶縁表面を有する基板１３００上に
ゲート電極１３０１を形成した後、ゲート絶縁膜１３０
２を形成する。次いで、非晶質珪素膜を形成した後、結
晶化を助長する金属元素を用いて結晶化を行い、結晶質
珪素膜をパターニング形成する。次いで、チャネル形成
領域１３０５となる領域を酸化珪素膜からなるマスク１
３０６で覆った後、そのマスクを用いてリンを結晶質珪
素膜に添加し、ソース領域またはドレイン領域となる不
純物領域１３０４を形成する。（図２５（Ａ））ここで
はリンを添加してｎチャネル型ＴＦＴの例を示した。

【０２６５】次いで、不純物領域１３０４及びマスク１
３０６を覆う本発明の窒化珪素膜１３０５を成膜する。

【０２６６】次いで、層間絶縁膜１３０８を形成した
後、不純物領域に達するコンタクトホールを形成し、ソ
ース配線またはドレイン配線となる電極１３０９を形成
する。こうしてボトムゲート型のｎチャネル型ＴＦＴが
形成することができる。

【０２６７】なお、実施例５に示したトップゲート型Ｔ
ＦＴに代えて本実施例のボトムゲート型ＴＦＴを適用す
ることは可能である。また、本実施例は、実施例６乃至
１０のいずれか一と自由に組み合わせることも可能であ
る。

【０２６８】なお、本実施例では典型的なボトムゲート
型ＴＦＴの例を示したが、本発明は、様々なボトムゲー
ト型ＴＦＴの構造に利用することができることは言うま
でもない。

【０２６９】［実施例１７］本実施例では、実施例１ま
たは実施例２に従って得られた結晶質珪素膜における膜
中のニッケル濃度を図２６に示す。

【０２７０】まず、基板上に非晶質珪素膜（膜厚６９ｎ
ｍ）を形成した後、ニッケル酢酸塩の水溶液（５ｐｐ
ｍ）を用いてニッケル元素を導入し、熱処理（ＳＰＣ）
を行って結晶化させた。次いで、開口部を有するマスク
絶縁膜を形成した後、ＬＰＣＶＤ法により窒化珪素膜を
２００ｎｍの厚さに形成する。次いで、窒素雰囲気中で
９５０℃、２時間の加熱処理を行い、ニッケル元素を窒
化珪素膜中にゲッタリングさせた。

【０２７１】次いで、窒化珪素膜を除去した後の結晶質
珪素膜の膜中のニッケル濃度をＳＩＭＳ分析により測定
した。その結果を図２６に示した。

【０２７２】また、比較例として熱処理（ＳＰＣ）後、
即ち窒化珪素膜を形成する前の結晶質珪素膜中のニッケ
ル濃度をＳＩＭＳ分析により測定した。その結果を図２
７に示した。

【０２７３】図２６、及び図２７から本発明によってニ
ッケル濃度が低減されたことが読み取れる。例えば、深
さ０．０４μｍ〜０．０５μｍの箇所では、約１．５×
１０ ¹⁸／ｃｍ³であったニッケル濃度が、本発明により
約１．０×１０¹⁷／ｃｍ³に低減された。

【０２７４】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、珪素の結
晶化を助長する金属元素を利用して得られた結晶質珪素
膜中における金属元素を除去し、またその濃度を減少さ
せることができ、引張応力が８×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃ
ｍ²以上、好ましくは９．５×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²
以上の窒化珪素膜で金属元素をゲッタリングすることに
より、優れた結晶質珪素膜が得られる。

【０２７５】また、燐を用いる工程を最低限度とするこ
とができるため、クリ−ンル−ム内において従来問題と
なっていた燐によるケミカル汚染を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゲッタリング効果を示す顕微鏡写
真および模式図である。

【図２】ゲッタリング効果の有無を確認するための
実験工程図である。

【図３】プラズマＣＶＤ法による窒化珪素膜の応力
と熱処理温度との関係を示す図である。

【図４】本発明のゲッタリング効果を示す顕微鏡写
真を示す図である。

【図５】島状にパターニングされた結晶質珪素膜の
作製工程を示す図である。

【図６】島状にパターニングされた結晶質珪素膜の
作製工程を示す図である。

【図７】島状にパターニングされた結晶質珪素膜の
作製工程を示す図である。（実施例２）

【図８】島状にパターニングされた結晶質珪素膜の
作製工程を示す図である。（実施例３）

【図９】ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図である。

【図１０】ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図であ
る。

【図１１】ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図であ
る。

【図１２】アクティブマトリクス型液晶表示装置の
断面構造図である。

【図１３】ＡＭ−ＬＣＤの外観を示す図である。

【図１４】本発明のゲッタリング効果を示す顕微鏡
写真を示す図である。

【図１５】電子機器の一例を示す図である。

【図１６】電子機器の一例を示す図である。

【図１７】電子機器の一例を示す図である。

【図１８】引張応力と圧縮応力を示す図である。

【図１９】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の
構成を示す図である。

【図２０】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の
上面図及び回路図を示す図である。

【図２１】ｗｉｎｄｏｗ幅とｗｉｎｄｏｗ間隔によ
るゲッタリング領域の関係を示す図である。

【図２２】結晶質珪素膜の作製工程を示す図である
（実施例１２）

【図２３】ＴＦＴの作製工程を示す図である（実施
例１３）

【図２４】結晶質珪素膜の作製工程を示す図である
（実施例１４）

【図２５】ＴＦＴの作製工程を示す図である（実施
例１６）

【図２６】ゲッタリング処理後における結晶質珪素
膜中のニッケル濃度を示す図。（本発明）

【図２７】ゲッタリング処理前における結晶質珪素
膜中のニッケル濃度を示す図。（比較例）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】引張応力が８×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以
上である物質を基板上の半導体に接して形成することに
より、前記半導体中の不純物元素を前記物質中にゲッタ
リングさせることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】請求項１において、前記物質は、ＬＰＣＶ
Ｄ法により５００〜９００℃の温度範囲内で形成される
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】請求項１または請求項２において、前記物
質は、ＬＰＣＶＤ法により０．１〜３Ｔｏｒｒの圧力範
囲内で形成されることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか一において、前
記物質は、ＬＰＣＶＤ法により塩素を含むガスを原料ガ
スとして形成されることを特徴とする半導体装置の作製
方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか一において、前
記物質は、ＬＰＣＶＤ法で形成された窒化珪素膜である
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】請求項５において、前記窒化珪素膜におけ
るＮ／Ｓｉの組成比は、１．２〜１．４であることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】ＬＰＣＶＤ法により５００〜９００℃の温
度範囲内で形成された物質を基板上の半導体に接して形
成することにより、前記半導体中の不純物元素を前記物
質中にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
【請求項８】ＬＰＣＶＤ法により０．１〜３Ｔｏｒｒの
圧力範囲内で形成された物質を基板上の半導体に接して
形成することにより、前記半導体中の不純物元素を前記
物質中にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装
置の作製方法。
【請求項９】ＬＰＣＶＤ法により塩素を含むガスを原料
ガスとして形成された物質を基板上の半導体に接して形
成することにより、前記半導体中の不純物元素を前記物
質中にゲッタリングさせることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
【請求項１０】Ｎ／Ｓｉの組成比が１．２〜１．４であ
る窒化珪素膜を基板上の半導体に接して形成し、前記半
導体中の不純物元素を前記窒化珪素膜中にゲッタリング
することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】ＬＰＣＶＤ法で形成された窒化珪素膜を
基板上の半導体に接して形成することにより、前記半導
体中の不純物元素を前記窒化珪素膜中にゲッタリングさ
せることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】請求項１１において、前記窒化珪素膜
は、５００〜９００℃の温度範囲内で形成されたことを
特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】請求項１１または請求項１２において、
前記窒化珪素膜は、０．１〜３Ｔｏｒｒの圧力範囲内で
形成されたことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】請求項１１乃至１３のいずれか一におい
て、前記窒化珪素膜は、塩素を含むガスを原料ガスとし
て形成されたことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】請求項１１乃至１４のいずれか一におい
て、前記窒化珪素膜におけるＮ／Ｓｉの組成比は、１．
２〜１．４であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
【請求項１６】請求項１乃至１５のいずれか一におい
て、前記不純物元素は、金属元素であることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
【請求項１７】請求項１６において、前記金属元素は、
ニッケル、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラ
ジウム、オスニウム、イリジウム、白金、銅、金から選
ばれた元素であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
【請求項１８】請求項１乃至１７のいずれか一におい
て、前記半導体は、非単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。
【請求項１９】請求項１乃至１８のいずれか一におい
て、前記半導体は、結晶質珪素膜であることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
【請求項２０】請求項４、請求項９、または請求項１６
において、塩素を含むガスは、ＳｉＣｌ₄、ＳｉＨ₂Ｃｌ
₂、ＳｉＣｌ₃、Ｓｉ₂Ｃｌ₆のいずれか一を含む混合ガス
であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２１】基板上の半導体に接して物質を形成した
後、前記物質の引張応力を８×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²
以上とする加熱処理を行うと同時に、前記半導体中の不
純物元素を前記物質中にゲッタリングすることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
【請求項２２】請求項２１において、前記加熱処理の温
度は、５００〜１１００℃であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
【請求項２３】請求項２１または請求項２２において、
前記加熱処理は、不活性ガスの雰囲気下で行われること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２４】請求項２３において、前記不活性ガス
は、窒素であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
【請求項２５】請求項２１乃至２４のいずれか一におい
て、前記加熱処理は、０．１〜１０Ｔｏｒｒの圧力下で
行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２６】請求項２１乃至２５のいずれか一におい
て、前記物質は、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、または
これらの積層膜であることを特徴とする半導体装置の作
製方法。
【請求項２７】請求項２１乃至２６のいずれか一におい
て、前記物質は、プラズマＣＶＤ法で形成されることを
特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２８】請求項２１乃至２６のいずれか一におい
て、前記物質は、スパッタ法で形成されることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
【請求項２９】請求項２１乃至２８のいずれか一におい
て、前記加熱処理前の窒化珪素膜におけるＮ／Ｓｉの組
成比が０．８〜１．４であることを特徴とする半導体装
置の作製方法。
【請求項３０】請求項２１乃至２９のいずれか一におい
て、前記加熱処理後の窒化珪素膜におけるＮ／Ｓｉの組
成比が１．２〜１．４であることを特徴とする半導体装
置の作製方法。
【請求項３１】物質を基板上の半導体に接して形成した
後、前記物質のＮ／Ｓｉの組成比が１．２〜１．４とな
る加熱処理を行うと同時に、前記半導体中の不純物元素
を前記物質中にゲッタリングすることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
【請求項３２】請求項３１において、前記物質は、窒化
珪素膜、酸化窒化珪素膜、またはこれらの積層膜である
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３３】非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る金属元素を意図的に導入し、第１の加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させ
て結晶質半導体膜を得た後、前記結晶質珪素膜に接して窒化珪素膜を形成すると同時
に、前記窒化珪素膜に前記金属元素をゲッタリングさせ
ることによって、前記結晶質半導体膜中の金属元素を除
去または低減させることを特徴とする半導体装置の作製
方法。
【請求項３４】非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る金属元素を選択的に導入し、第１の加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させ
て結晶質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化珪素膜を形成すると同
時に、前記窒化珪素膜に前記金属元素をゲッタリングさ
せることによって、前記結晶質半導体膜中の金属元素を
除去または低減させることを特徴とする半導体装置の作
製方法。
【請求項３５】請求項３３または請求項３４において、
前記窒化珪素膜はＬＰＣＶＤ法により形成することを特
徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３６】請求項３３乃至３５のいずれか一におい
て、前記窒化珪素膜を形成した後、前記窒化珪素膜を除
去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３７】非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る金属元素を意図的に導入し、第１の加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させ
て結晶質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化珪素膜に前記金属元
素をゲッタリングさせることにより、前記結晶質半導体
膜中の金属元素を除去または低減させることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
【請求項３８】非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る金属元素を選択的に導入し、第１の加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させ
て結晶質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して窒化珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化珪素膜に前記金属元
素をゲッタリングさせることにより、前記結晶質半導体
膜中の金属元素を除去または低減させることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
【請求項３９】非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長す
る金属元素を意図的に導入し、第１の加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させ
て結晶質半導体膜を得た後、前記結晶質半導体膜に接して開口部を有する酸化珪素膜
を形成し、前記開口部に接する窒化珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化珪素膜に前記金属元
素をゲッタリングさせることにより、前記結晶質半導体
膜中の金属元素を除去または低減させ、前記酸化珪素膜をマスクとして結晶質半導体膜をパター
ニングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４０】非晶質半導体膜に接して開口部を有する
酸化珪素膜を形成し、前記酸化珪素膜をマスクとして非晶質半導体膜に珪素の
結晶化を助長する金属元素を選択的に導入し、第１の加熱処理により前記非晶質半導体膜を結晶化させ
て結晶質半導体膜を得た後、前記開口部に接する窒化珪素膜を形成し、第２の加熱処理を行ない、前記窒化珪素膜に前記金属元
素をゲッタリングさせることにより、前記結晶質半導体
膜中の金属元素を除去または低減させ、前記酸化珪素膜をマスクとして結晶質半導体膜をパター
ニングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４１】請求項３７乃至４０のいずれか一におい
て、前記第２の加熱処理を行った後、前記窒化珪素膜を
除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４２】請求項３７乃至４１のいずれか一におい
て、前記第２の加熱処理は、前記窒化珪素膜の引張応力
を８×１０⁹ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²以上にすることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
【請求項４３】請求項３３乃至４２のいずれか一におい
て、前記金属元素は、ニッケル、鉄、コバルト、ルテニ
ウム、ロジウム、パラジウム、オスニウム、イリジウ
ム、白金、銅、金から選ばれた元素であることを特徴と
する半導体装置の作製方法。