JP2002124468A

JP2002124468A - 半導体装置の製造方法および半導体装置

Info

Publication number: JP2002124468A
Application number: JP2001112793A
Authority: JP
Inventors: Yasumori Fukushima; 康守福島; Masahito Goto; 政仁後藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒金属元素の濃度を上げたり、ａ−Ｓｉ膜
厚を変えたりすることなく、ドメインを必要なサイズに
制御できる半導体装置の製造方法および所望のサイズの
ドメインを有する半導体装置を提供すること。【解決手段】ａ−Ｓｉ膜１２に加熱処理を行って、結
晶核が発生したａ−Ｓｉ膜１２ａを形成する。加熱はＮ
２雰囲気中で、その温度は５００℃から７００℃の範囲
内で行う。結晶核の密度によって、ＣＧＳ膜のドメイン
サイズが決定される。次に、ａ−Ｓｉ膜１２ａの上全面
にＳｉの結晶化を助長する触媒金属元素としてのＮｉを
添加する。そして、窒素雰囲気中にて６００℃、１２時
間の加熱処理を行って、ａ−Ｓｉ膜１２ａを結晶化し
て、ＣＧＳ膜１３を形成する。このＣＧＳ膜１３のドメ
インサイズは、上記加熱処理を行うことによって、所定
の大きさに制御されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アクティ
ブマトリックス型液晶表示装置の液晶駆動を行なう薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す）等の半導体装置の
製造方法および半導体装置に関する。より詳しくは、多
結晶シリコン膜、単結晶シリコン膜等の結晶性を有する
シリコン半導体薄膜を有する半導体装置の製造方法およ
び半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軽量薄型で低消費電力である液晶表示装
置のうち、駆動素子にＴＦＴを用いたものは、コントラ
ストが高くて応答速度が速いなど高性能であるために、
主にパソコンなどの表示部や携帯用のＴＶ（テレビジョ
ン受像機）などに使用されて、近年その市場規模が大き
く伸びている。

【０００３】上記液晶表示装置に用いられるＴＦＴは非
晶質シリコンが一般的であるが、その電気特性はいわゆ
るシリコンＬＳＩ等で使用されている単結晶半導体のも
のに比べると、はるかに劣るという欠点がある。そのた
め、従来、非晶質シリコンのＴＦＴは液晶表示装置内の
スイッチング素子として利用され、高性能が要求される
周辺回路には利用することができなかった。

【０００４】そこで、周辺回路にも利用できるように、
上記非晶質シリコンを用いたＴＦＴのなかで、そのチャ
ネル部分の半導体にＣＧＳ（連続結晶粒シリコン、Cont
inuous Grain Silicon）膜を用いたものがある。このＣ
ＧＳ膜とは、特開平６‐２４４１０３号公報に記載され
ているように、非晶質Ｓｉ膜（アモルファスシリコン
膜：以下ａ−Ｓｉ膜と略す）の表面にＮｉ（ニッケル）
等のある種の金属元素を微量に堆積させ、その後に加熱
することにより得られる結晶性に優れたＳｉ膜のことで
ある。

【０００５】さらに、結晶成長後にＣＧＳ膜中に残った
触媒金属は、特開平１０−２２３５３３号公報に記載の
ように、ＣＧＳ膜の一部に５族元素―例えば燐元素
（Ｐ）をドーピングした後、熱処理を加えることによ
り、ＣＧＳ膜中の触媒金属は燐元素（Ｐ）をドーピング
した領域へと吸い寄せられる。すなわちゲッタリングさ
れる。その後、燐元素（Ｐ）を注入した領域のＣＧＳ膜
をエッチング等により取り除くことで、ＣＧシリコン中
の触媒金属を取り除くことができる。

【０００６】ＴＦＴの特性を向上させるため、従来から
多結晶シリコンを用いたＴＦＴの研究が続けられてきて
いる。ところが、上述の方法により作成されたＣＧＳ膜
は、従来の多結晶シリコンを用いたものに比べて、移動
度、サブスレッシュホールド等の特性の優れたＴＦＴを
形成することができるのである。

【０００７】ＣＧＳ膜は従来のａ−Ｓｉ膜および多結晶
シリコン（以下ｐ−Ｓｉと略す）膜に比べて低消費電力
かつ高速応答であり、また、その高移動度を利用して将
来のシートコンピューターの作製も可能であるという利
点を持つため、次世代の液晶表示装置として有望視され
ている。

【０００８】ＣＧＳ膜の形成方法としては、縦成長と呼
ばれる方法と、横成長と呼ばれる方法とがある。

【０００９】縦成長とは、ａ−Ｓｉの表面全面に直接金
属元素を添加して加熱して結晶成長をさせる方法であ
る。

【００１０】横成長とは、ａ−Ｓｉに例えばＳｉＯ_２膜
を形成して、フォトパターンニングを行って一部にａ−
Ｓｉが露出するようにする。その露出部分に金属元素を
添加して加熱することによって結晶を成長させる方法で
ある。

【００１１】また、上記ＣＧシリコン成長方法は、上述
したように非晶質シリコン膜上にＮｉ等の触媒金属を導
入した後、熱処理することにより、非常に結晶性の優れ
たシリコン薄膜を形成するものであるが、そのときの縦
成長の様子を図１１に模式的に示す。図１１（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）はいずれも膜の表面より見た平
面図（基板の表面側から見た状態）であり、図中の５１
はａ−Ｓｉ膜、５２は核となるＳｉ結晶、５３はＣＧシ
リコン結晶（“ドメイン”とも呼ばれる）、５４はドメ
イン境界である。

【００１２】上記縦成長によるＣＧＳ膜の形成において
は、はじめに、図１１（ａ）に示すように、石英基板上
にＣＶＤ（化学気相成長）法等により非晶質シリコン５
１を堆積し、この堆積された非晶質シリコン５１の上に
Ｎｉ等の触媒金属を添加する。

【００１３】次に、５５０〜６００度の温度で１時間程
度熱処理を加えると図１１（ｂ）に示すように結晶成長
の核５２となる部分がランダムに形成される。形成され
る核の発生密度は触媒金属の濃度や非晶質シリコン膜の
膜質などに依存すると考えられる。

【００１４】その後、熱処理を続けることにより結晶成
長の核を起点として結晶成長が進み図１１（ｃ）に示す
ようなＣＧシリコン結晶５３が形成される。このような
１つの結晶核を起点として成長したＣＧシリコン結晶の
領域をドメインと呼んでいる。ドメイン５３内は多結晶
状態であるが、ドメイン内の隣接する結晶同士は結晶方
位が連続していて、結晶粒界の連続した準結晶状態（Co
ntinuous Grain状態）である。

【００１５】さらに熱処理を続けると、図１１（ｄ）に
示すように成長したドメイン同士が互いにぶつかり合
い、基板全面がＣＧＳ膜となって成長が終了する。ドメ
イン５３同士がぶつかった場所はドメイン境界５４と呼
ばれる。これらのドメインサイズは作成条件によって異
なるが大きいもので直径２００ｕｍを超す場合もある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の縦成長
によるＣＧＳ膜の場合には、ドメイン同士の境界がどう
しても発生してしまうという欠点がある。そのため、縦
成長のＣＧＳ膜でＴＦＴを作成した場合、ＴＦＴのチャ
ネル領域がドメイン内部の結晶が連続した領域のみで作
られるＴＦＴと、チャネル領域にドメイン境界が含まれ
てしまうＴＦＴとが生じてしまう。

【００１７】つまり、ＣＧＳ膜を用いてＴＦＴを形成し
た場合、ドメインサイズやドメイン境界とＴＦＴの位置
関係を制御していないため、チャネル領域にドメイン境
界を含むＴＦＴと、そうでないＴＦＴが、ある確率で形
成される。例えば、図１１（ｅ）に示すように、破線５
５のように各画素が区切られてＴＦＴ５６が配置されて
た場合、中央の画素およびその下の画素のＴＦＴの中に
ドメイン境界が含まれる。

【００１８】ドメイン境界では、別のドメインより成長
した結晶同士の方位が連続しておらず、その部分がいわ
ば多結晶の状態と同じと考えられる。

【００１９】このため、チャネル領域がドメイン内部の
結晶が連続した領域のみで作られるＴＦＴよりも、チャ
ネル領域にドメイン境界を含んだＴＦＴの電気特性が劣
ってくるのである。

【００２０】この特性の差は、液晶パネルにおいてはド
ライバー部よりもむしろ表示部において問題となってく
る。

【００２１】表示部の画素ＴＦＴは、それぞれが別々の
画素の表示を担当しているため、特性の違いがそれぞれ
の画素電極にかかる電位の違いとなり、液晶の透過率の
違いに直接反映してくる。つまり、縦成長のＣＧＳ膜を
用いたＴＦＴパネルの表示には、透過率の差が表示ムラ
となって表れて、液晶表示品位に影響を及ぼす可能性が
高いのである。

【００２２】これを回避するためには、ＣＧＳ膜のドメ
インのサイズを画素のピッチと同じか、もしくはそれ以
下の大きさにすることが効果的と考えられる。

【００２３】画素ＴＦＴの特性は、ドライバーなどに比
べて多少劣っていても特に問題はなく、ドメイン境界が
画素ＴＦＴのチャネル部分に存在しても動作上は問題な
く液晶に書き込みできるのである。

【００２４】そこで、ドメインサイズを画素ピッチと同
じか、あるいはそれ以下の大きさに制御することによっ
て、画素ＴＦＴのチャネル層の位置にドメイン境界がほ
ぼ必ず存在する状態にして特性の均一性を向上させるこ
とが出来るのである。

【００２５】通常、縦成長のドメインサイズを変えるた
めにはいろいろな要素があるが、主なものとして、１）ＣＧＳ膜成長の為に添加する触媒金属元素の濃度２）ａ−Ｓｉ膜厚の２つの条件によって大きく変わることがわかってい
る。

【００２６】しかし、画素ピッチは通常数１０μｍ以下
であり、そのため、ドメインサイズをそれ以下に押さえ
る場合には、全面ドメイン化させるために必要な触媒金
属元素の濃度より高くならざるを得ない。

【００２７】触媒金属元素の濃度が高いと、ゲッタリン
グ工程を行うとはいえ、最終的にＳｉ中に残存する金属
元素元素の量が必然的に増加し、最終的なＴＦＴの特
性、特に信頼性に悪影響を与えるおそれがあるため、導
入は難しい。

【００２８】ａ−Ｓｉ膜厚を変える方法では、そもそも
ａ−Ｓｉ膜厚はプロセスにより決まってくる要素が大き
くて、膜厚を変更出来ない場合が多い。また、ソース、
ドレインとのコンタクトを考えた場合に必要な膜厚があ
るために、ａ−Ｓｉ膜を薄くするのはほぼ困難である。

【００２９】そこで、この発明の課題は、触媒金属元素
の濃度を上げたり、ａ−Ｓｉ膜厚を変えたりすることな
く、ドメインを必要なサイズに制御できる半導体装置の
製造方法および所望のサイズのドメインを有する半導体
装置を提供することにある。また、ＴＦＴの電気特性に
影響を及ぼさないようにＣＧシリコンドメイン境界位置
を制御できる半導体装置の製造方法を提供することであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の半導体装置の製造方法は、基板表面に非
晶質シリコン膜を形成する工程と、上記非晶質シリコン
膜に加熱処理を施す工程と、上記加熱処理を施した非晶
質シリコン膜を、Ｓｉの結晶化を助長する触媒金属元素
を用いて結晶化して、シリコン結晶性膜を形成する工程
とを有することを特徴としている。

【００３１】すなわち、この発明は、触媒金属元素を用
いてａ−Ｓｉ膜を固相成長させる前に、ａ−Ｓｉ膜に加
熱処理を行うことを特徴としている。

【００３２】図１０は加熱処理を行ったａ−Ｓｉ膜を表
面より見た図である。図１０中、５５はａ−Ｓｉ膜、５
６は微小なＳｉ結晶である。

【００３３】ａ−Ｓｉ膜に加熱処理を行った場合、図１
０に示すように、ａ−Ｓｉ膜５５中に微小なＳｉ結晶５
６が発生する。このａ−Ｓｉ膜５５の表面に触媒金属元
素を添加して、ＣＧシリコン化のための加熱処理を行う
と、上記の微小なＳｉ結晶５６がドメイン成長の核とな
るため、微小なＳｉ結晶を中心として多くのドメインが
成長し、ＣＧＳ膜が形成されるのである。この微小なＳ
ｉ結晶５６（以降、結晶核と呼ぶ）の発生数が多いと、
そこから成長するドメイン数も多くなるため、必然的に
ドメインサイズは小さくなるのである。

【００３４】一実施の形態では、上記ａ−Ｓｉ膜の加熱
処理は、５００℃〜７００℃の範囲内で行う。

【００３５】図１２に加熱処理時間，温度と結晶核発生
密度のグラフを示す。

【００３６】結晶核を発生させるための処理温度はａ−
Ｓｉ膜の固相成長としてよく用いられる６００℃付近が
よい。しかし、この処理温度が７００℃を超えると、結
晶核の発生密度が高くなり過ぎて、制御が難しくなる。
また、温度が５００℃よりも低くなると、必要な結晶核
密度になるまでの時間がかかり過ぎるため、工程上問題
がある。したがって、加熱は５００℃から７００℃の間
で行うのである。

【００３７】この発明の半導体装置は、加熱処理した非
晶質シリコン膜を、Ｓｉの結晶化を助長する触媒金属元
素を用いて結晶化したシリコン結晶性膜を有することを
特徴としている。

【００３８】この発明の半導体装置は、ａ−Ｓｉ膜を触
媒金属元素を用いて固相成長させる前に、ａ−Ｓｉ膜に
加熱処理を行っているので、シリコン結晶性膜のドメイ
ン数が多くてドメインサイズが小さくなる。したがっ
て、半導体装置の特性が均一化される。

【００３９】この発明の半導体装置の製造方法は、基板
表面に非晶質シリコン膜を形成する工程と、上記非晶質
シリコン膜にプラズマ処理を施す工程と、上記プラズマ
処理を施した非晶質シリコン膜を、Ｓｉの結晶化を助長
する触媒金属元素を用いて結晶化して、シリコン結晶性
膜を形成する工程とを有することを特徴としている。

【００４０】すなわち、この発明は、非晶質シリコン膜
を触媒金属を用いて固相成長させる前に、非晶質シリコ
ン膜にプラズマ処理を行うことを特徴としている。

【００４１】１実施の形態では、上記ａ−Ｓｉ膜のプラ
ズマ処理は、希ガス，酸素または窒素のうちの少なくと
も一つを含んだガスをプラズマ化させて処理を行う。

【００４２】プラズマ処理を行った場合、ａ−Ｓｉ膜
は、加熱処理を行った場合に比べて結晶核が現れる等の
変化は見られない。

【００４３】しかし、プラズマ処理をしたａ−Ｓｉ膜
を、ＣＧＳ膜に成長させる工程を行うと、通常のＣＧＳ
膜に成長させる工程を行った場合に比べてドメインサイ
ズが小さくなる現象が見られる。

【００４４】図１３は、非晶質シリコン形成後にプラズ
マ処理を行った場合のプラズマ処理の時間とドメインサ
イズとの関係を示す。この実験結果から、プラズマ処理
を行わない場合に比べて、プラズマ処理を行った場合は
ドメインサイズが小さくなることがわかる。この現象の
原因として、プラズマ処理によってプラズマガスである
Ｏ，Ｎ，あるいはＡｒ，Ｋｒ元素などが非晶質シリコン
中に入り込んでいると推測される。これらＳｉ以外の元
素が、金属元素によるＣＧシリコン成長の際に、応力の
ひずみなどとなって、ドメインの核発生が起こりやすく
なるのではないかと考えられる。

【００４５】この発明の半導体装置は、プラズマ処理し
たａ−Ｓｉ膜を、Ｓｉの結晶化を助長する触媒金属元素
を用いて結晶化したシリコン結晶性膜を有することを特
徴としている。

【００４６】この発明の半導体装置は、ａ−Ｓｉ膜を触
媒金属元素を用いて固相成長させる前に、ａ−Ｓｉ膜に
プラズマ処理を行っているので、シリコン結晶性膜のド
メイン数が多くてドメインサイズが小さくなる。したが
って、半導体装置の特性が均一化される。

【００４７】一実施形態では、上記半導体装置は、アク
ティブマトリックス型液晶表示装置の液晶駆動を行なう
画素用のＴＦＴであり、上記シリコン結晶性膜のドメイ
ンのサイズは、画素ピッチ以下の大きさを有する。

【００４８】この実施の形態では、上記ＴＦＴのチャネ
ル層の位置にドメイン境界がほぼ存在することになっ
て、ＴＦＴの特性が均一化して、表示ムラがなくなる。

【００４９】本発明によれば、ａ−Ｓｉ膜を触媒金属元
素を用いて固相成長させる前に、加熱処理あるいはプラ
ズマ処理を行うので、ＣＧシリコンにおけるドメイン発
生の最初の段階である結晶核発生の密度を変えることが
出来、ひいては、最終的に得られるＣＳＧ膜のドメイン
サイズを制御することができるのである。したがって、
必要とするドメインサイズを金属元素の濃度などを変え
ることなく制御することが出来るのである。

【００５０】この発明の半導体装置の製造方法は、基板
表面に非晶質シリコン膜を形成する工程と、上記非晶質
シリコン膜の上に上記非晶質シリコン膜の一部を露出さ
せるような複数の開口部を有する上記レジストを形成す
る工程と、上記露出している非晶質シリコン膜に対して
プラズマ処理を行う工程と、上記レジストを除去する工
程と、上記非晶質シリコン膜の上に上記非晶質シリコン
膜の結晶化を促進させる触媒金属を導入する工程と、第
１の熱処理によって上記非晶質シリコン膜を結晶化する
工程と、上記結晶化されたシリコン膜の上に、シリコン
と異なる材質で開口部を有するゲッタリングマスクを形
成する工程と、上記ゲッタリングマスクの上記開口部か
ら露出している上記結晶化されたシリコン膜の中に、上
記触媒金属をゲッタリングするための元素を添加する工
程と、第２の熱処理によって、上記結晶化されたシリコ
ン膜における上記元素添加領域に、上記触媒金属をゲッ
タリングする工程とを有することを特徴としている。

【００５１】上述したように、非晶質シリコンにおける
プラズマ処理を行った箇所がドメイン発生の核となる。
この発明は、この現象を利用して、非晶質シリコンの一
部分のみプラズマ処理を行うことにより、ＣＧシリコン
ドメイン境界の位置を制御することで、ＣＧシリコンド
メイン境界が活性領域に掛らないようにすることが可能
になる。

【００５２】一実施形態では、上記レジストにおける互
いに隣接する開口部の位置は、両開口部間の中央部分が
活性領域に掛らないように設定されていることを特徴を
する。

【００５３】上記製造方法によれば、ＣＧシリコンドメ
イン境界が活性領域に含まれないような半導体装置が形
成され、これにより、電気持性ばらつきが小さく抑えら
れる。

【００５４】

【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞図１（ａ）から
図４（ｎ）は、この発明の実施の形態１のＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）の製造工程を示す図であり、図１（ａ）
から図４（ｎ）へと製造工程が順次進行する。このＴＦ
Ｔは、アクティブマトリックス型液晶表示装置の液晶駆
動を行なう画素用のＴＦＴである。以下、この製造工程
を詳述する。

【００５５】（１）図１（ａ）に示すように、石英基
板１１上にＬＰＣＶＤ（低圧化学気相成長：Low Pressu
re Chemical Vapor Deposition）法でａ−Ｓｉ膜１２を
６５ｎｍ堆積する。条件は、原料ガスとしてジシランガ
ス（Ｓｉ_２Ｈ_６）をもちいて温度４５０℃、圧力５０Ｐ
ａとした。

【００５６】（２）次に、上記ａ−Ｓｉ膜１２を、図
１（ｂ）のように加熱処理を行って、結晶核を発生させ
たａ−Ｓｉ膜１２ａを形成する。加熱はＮ_２雰囲気中
で、その温度は５００℃から７００℃の範囲内で行う。
これにより結晶核が発生し、その密度によってＣＧＳ膜
のドメインサイズが決定される。

【００５７】上記加熱処理の温度を５００℃から７００
℃の範囲内で行うのは、温度が７００℃を超えると、結
晶核の発生密度が高くなり過ぎて、制御が難しくなり、
一方、温度が５００℃よりも低くなると、必要な結晶核
密度になるまでの時間がかかり過ぎるため、工程上問題
があるからである。

【００５８】（３）次に、ａ−Ｓｉ膜１２ａの上全面
にＮｉ（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）_２（酢酸ニッケル）を１０ｐ
ｐｍ溶かした水溶液をスピン塗布して、図１（ｃ）に示
すように、Ｓｉの結晶化を助長する触媒金属元素として
のＮｉをａ−Ｓｉ膜１２ａの表面に添加する。上記ａ−
Ｓｉ膜１２ａの表面のＮｉ濃度は１Ｅ１３ａｔｏｍｓ／
ｃｍ²程度となるように設定する。また、上記Ｎｉをａ
−Ｓｉ膜１２ａに添加する方法として、スパッタ法、Ｃ
ＶＤ法、プラズマ処理法および蒸着法などを用いてもよ
い。

【００５９】（４）そして、窒素雰囲気中にて６００
℃、１２時間の加熱処理を行って、ａ−Ｓｉ膜１２ａを
固相成長して結晶化して、図１（ｄ）に示すＣＧＳ膜１
３を形成する。このＣＧＳ膜１３のドメインサイズは、
図１（ｂ）の加熱処理を行うことによって、所定の大き
さに制御されている。

【００６０】（５）次に、図２（ｅ）に示すように、
Ｎｉを含むＣＧＳ膜１３上に、常圧ＣＶＤ法などにより
第１のＳｉＯ_２膜１４を２００ｎｍ積層し、さらに一般
的なフォトリソグラフィとドライエッチングを用いて第
１のＳｉＯ_２膜１４をパターニングして、ＣＧＳ膜１３
を一部露出するようにする。

【００６１】（６）次に、図２（ｆ）に示すように、
基板全面に２Ｅ１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ²程度の燐（Ｐ）
イオンを注入する。このとき、第１のＳｉＯ_２膜１４は
注入マスクとして働き、第１のＳｉＯ_２膜１４がない部
分にのみＣＧＳ膜１３中に燐イオンが注入され、燐を高
濃度に含んだＣＧＳ膜１５を形成する。

【００６２】（７）次に、図２（ｇ）に示すように、
石英基板１１を６００℃、２４時間の条件で加熱して、
ＣＧＳ膜１３中のＮｉ元素を、燐を高濃度に含んだＣＧ
Ｓ膜１５中にゲッタリングさせる。

【００６３】（８）次に、図２（ｈ）に示すように、
ドライエッチング法を用いて燐を高濃度に含んだＣＧＳ
膜１５を全面除去し、さらに、バツファード沸酸を用い
て第１の酸化膜１４も全面除去する。残ったＣＧＳ膜１
３は燐を高濃度に含んだＣＧＳ膜１５によりゲッタリン
グされたためＮｉ元素をほとんど含んでいない。

【００６４】（９）次に、図３（ｉ）に示すように、
ＣＧＳ膜１３を９５０℃で、Ｏ_２雰囲気中で３０ｎｍ酸
化して表面に第２の酸化膜１６を形成する。この工程は
第２のゲッタリングと呼ばれ、前述のゲッタリングによ
り減少した金属元素（Ｎｉ）をさらに除去する効果があ
る。この第２のゲッタリングは、ＨＣ１、ＨＦ、ＨＢ
ｒ、Ｃ１_２、Ｆ_２、Ｂｒ_２等の少なくとも一種類のハロ
ゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で加熱処理したほうが
ゲッタリング効果が高い。温度範囲は７００〜１１５０
℃の範囲が望ましく、温度が高い程、第２の酸化膜１６
中での金属元素の拡散が促進され、ゲッタリング効果が
高い。

【００６５】（１０）第２の酸化膜１６をバッファー
ド沸酸を用いて除去したのち、図３（ｊ）に示すよう
に、一般的なフォトリソグラフィとドライエッチングを
用いて、ＴＦＴの活性領域となる部分を残すようパター
ニングする。その結果、上記石英基板１１上にパターニ
ングされたＣＧＳ膜１７が形成される。

【００６６】（１１）上記パターニングされたＣＧＳ
膜１７上に、図３（ｋ）に示すように、ＣＶＤ法でゲー
ト絶縁膜としての第３の酸化膜１８を８０ｎｍの膜厚で
形成したのち、さらにＣＶＤ法でｐ−Ｓｉ膜を３００ｎ
ｍ堆積し、そのｐ−Ｓｉ膜を一般的なフォトリソグラフ
ィとドライエッチングを用いてパターニングして、ゲー
ト電極１９を形成する。

【００６７】（１２）図３（１）に示すように、ゲー
ト電極１９をマスクとして用いて、ＣＧＳ膜１７中に２
Ｅ１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ²程度の燐イオンを注入してソ
ース領域２０ａ、ドレイン領域２０ｂを形成する。

【００６８】（１３）上記第３の酸化膜１８およびゲ
ート電極１９の全面に、図４（ｍ）に示すように、ＣＶ
Ｄ法を用いて層間絶縁膜としての第４の酸化膜２１を６
００ｎｍの膜厚で形成して、上記ソース領域２０ａ、ド
レイン領域２０ｂ中に注入した燐イオンの活性化のため
に、窒素雰囲気中で９５０℃、３０分間の熱処理を施し
たのち、一般的なフォトリソグラフィとドライエッチン
グを用いて、第３，第４の酸化膜１８，２１にソースコ
ンタクトホール２６、ドレインコンタクトホール２７を
形成する。

【００６９】（１４）最後に、ＡｌＳｉ４００ｎｍ、
窒化膜４００ｎｍ、透明導電膜（ＩＴＯ）８０ｎｍを順
次、堆積、フォトリソグラフィ、ドライエッチングを繰
り返し行って、図４（ｎ）に示すＴＦＴ１を作製する。
このＴＦＴ１は、ＡｌＳｉで形成されたソース配線２２
およびドレイン電極２３と、窒化膜で形成された保護膜
２４と、保護膜２４に形成された画素コンタクトホール
２８と、透明導電膜で形成された画素電極２５とを有し
ている。このとき、上記ＴＦＴ１は、上方より見ると図
９に示すような状態になっている。図９のＩ−Ｉ線断面
図が図４（ｎ）である。なお、図９では、理解容易のた
めに一部の膜を省略している。

【００７０】上記ＴＦＴ１は、ドメインサイズが小さく
制御されて、チャネル層２０ｃの位置にドメイン境界が
存在することになって、ＴＦＴ１の特性が均一化して、
表示ムラがなくなる。

【００７１】また、上記ＴＦＴ１は、配向性に優れ、か
つ、欠陥や不純物の極めて少なく、かつ、凹凸やピンホ
ールがないシリコン結晶性膜１７をチャネル層つまりチ
ャネル領域２０ｃに用いているので、高性能化（高速動
作、低リーク電流、低電圧動作）を実現できる。

【００７２】＜実施の形態２＞図５（ａ）から図８
（ｎ）はこの発明の実施の形態２の半導体装置の一例と
してのアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素用Ｔ
ＦＴの製造工程を示す図であり、図５（ａ）から図８
（ｎ）へと製造工程が順次進行する。上記ＴＦＴは次の
ような工程にて製造する。

【００７３】（１）図５（ａ）に示すように、石英基
板３１上にＬＰＣＶＤ法でａ−Ｓｉ膜３２を６５ｎｍ堆
積する、条件は、原料ガスとしてジシランガス（Ｓｉ_２
Ｈ_６）をもちいて温度４５０℃、圧力５０Ｐａとした。

【００７４】（２）次に、上記ａ−Ｓｉ膜３２を、図
５（ｂ）に示すように、プラズマにて表面処理を行い、
プラズマ処理を行ったａ−Ｓｉ膜３２ａを形成する。プ
ラズマは、Ａｒ（アルゴン）またはＫｒ（クリプトン）
などの希ガス類、もしくは、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）を
含んだ気体からなる。これにより触媒金属元素の添加
時、固相成長時に発生するドメインの核の密度が決まっ
て、ＣＧＳ膜のドメインサイズが適切に決定される。つ
まり、画素用ＴＦＴのチャネル領域にドメイン境界が存
在するように、ドメインの核の密度が高く設定されて、
ドメインサイズが小さく設定される。

【００７５】（３）次に、ａ−Ｓｉ膜３２ａの全面に
Ｎｉ（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）_２（酢酸ニッケル）を１０ｐｐ
ｍ溶かした水溶液をスピン塗布して、図５（ｃ）に示す
ように、Ｓｉの結晶化を助長する触媒金属元素としての
Ｎｉをａ−Ｓｉ膜３２ａの表面に添加する。上記ａ−Ｓ
ｉ膜３２ａ表面のＮｉ濃度は１Ｅ１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ
²程度となるように設定する。また、上記Ｎｉをａ−Ｓ
ｉ膜３２ａに添加する方法として、スパッタ法、ＣＶＤ
法、プラズマ処理法および蒸着法などを用いてもよい。

【００７６】（４）そして、窒素雰囲気中にて６００
℃、１２時間の加熱処理を行って、ａ−Ｓｉ膜３２ａを
結晶化して、図５（ｄ）に示すＣＧＳ膜３３を形成す
る。このＣＧＳ膜３３のドメインサイズは、図５（ｂ）
のプラズマ処理を行うことによって、所定の大きさに制
御されている。

【００７７】（５）次に、図６（ｅ）に示すように、
Ｎｉを含むＣＧＳ膜３３上に、常圧ＣＶＤ法などにより
第１のＳｉＯ_２膜３４を２００ｎｍ積層し、さらに一般
的なフォトリソグラフィとドライエッチングを用いて第
１のＳｉＯ_２膜３４をパターニングして、ＣＧＳ膜３３
を一部露出するようにする。

【００７８】（６）次に、図６（ｆ）に示すように、
基板全面に２Ｅ１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ²程度の燐イオン
を注入する。このとき、第１のＳｉＯ_２膜３４は注入マ
スクとして働き、第１のＳｉＯ_２膜３４がない部分にの
みＣＧＳ膜３３中に燐イオンが注入され、燐を高濃度に
含んだＣＧＳ膜３５を形成する。

【００７９】（７）次に、図６（ｇ）に示すように、
石英基板３１を、６００℃、２４時間の条件で加熱して
ＣＧＳ膜３３中のＮｉ元素を、燐を高濃度に含んだＣＧ
Ｓ膜３５中にゲッタリングさせる。

【００８０】（８）次に、図６（ｈ）に示すように、
ドライエッチング法を用いて燐を高濃度に含んだＣＧＳ
膜３５を全面除去し、さらに、バッファード沸酸を用い
て第１の酸化膜３４も全面除去した。残ったＣＧＳ膜３
３は燐を高濃度に含んだＣＧＳ膜３５によりゲッタリン
グされたためＮi元素をほとんど含んでいない。

【００８１】（９）次に、図７（ｉ）に示すように、
ＣＧＳ膜３３を９５０℃で、Ｏ_２雰囲気中で３０ｎｍ酸
化して表面に第２の酸化膜３６を形成する。この工程は
第２のゲッタリングと呼ばれ、前述のゲッタリングによ
り減少した金属元素（Ｎｉ）をさらに除去する効果があ
る。この第２のゲッタリングは、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＢ
ｒ、Ｃｌ_２、Ｆ_２、Ｂｒ_２等の少なくとも一種類のハロ
ゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で加熱処理したほうが
ゲッタリング効果が高い。温度範囲は７００〜１１５０
℃の範囲が望ましく、温度が高い程、第２の酸化膜３６
中での金属元素の拡散が促進され、ゲッタリング効果が
高い。

【００８２】（１０）バッファード沸酸を用いて第２
の酸化膜３６を除去したのち、図７（ｊ）に示すよう
に、一般的なフォトリソグラフィとドライエッチングを
用いて、ＴＦＴの活性領域となる部分を残すようにパタ
ーニングする。その結果、上記石英基板３１上にパター
ニングされたＣＧＳ膜３７が形成される。

【００８３】（１１）上記パターニングされたＣＧＳ
膜３７上に、図７（ｋ）に示すように、ＣＶＤ法でゲー
ト絶縁膜としての第３の酸化膜３８を８０ｎｍの膜厚で
形成したのち、さらにＣＶＤ法でｐ−Ｓｉ膜を３００ｎ
ｍ堆積し、そのｐ−Ｓｉ膜を一般的なフォトリソグラフ
ィとドライエッチングを用いてパターニングして、ゲー
ト電極３９を形成する。

【００８４】（１２）図７（１）のように、ゲート電
極３９をマスクとして用いて、ＣＧＳ膜３７中に２Ｅ１
５ａｔｏｍｓ／ｃｍ²程度の燐イオンを注入してソース
領域４０ａ、ドレイン領域４０ｂを形成する。

【００８５】（１３）上記第３の酸化膜３８およびゲ
ート電極３９の全面に、図８（ｍ）に示すように、ＣＶ
Ｄ法を用いて層間絶縁膜としての第４の酸化膜４１を６
００ｎｍの膜厚で形成したのち、上記ソース領域４０
ａ、ドレイン領域４０ｂ中に注入した燐イオンの活性化
のために、窒素雰囲気中で９５０℃，３０分間の熱処理
を施したのち、一般的なフォトリソグラフィとドライエ
ッチングを用いて、第３，第４の酸化膜３８，４１にソ
ースコンタクトホール４６、ドレインコンタクトホール
４７を形成する。

【００８６】（１４）最後にＡｌＳｉ４００ｎｍ、窒
化膜４００ｎｍ、透明導電膜（ＩＴＯ）８０ｎｍを順
次、堆積、フォトリソグラフィ、ドライエッチングを繰
り返し行って、図８（ｎ）に示すＴＦＴ２を作製する。
このＴＦＴ２は、ＡｌＳｉで形成されたソース配線４２
およびドレイン電極４３と、窒化膜で形成された保護膜
４４と、この保護膜４４に形成された画素コンタクトホ
ール４８と、透明導電膜で形成された画素電極４５とを
有している。このＴＦＴ２は、上方より見ると実施の形
態１で示した図９のＴＦＴ１とほぼ同様な状態になって
おり、理解容易のために特に記述しない。

【００８７】上記ＴＦＴ２は、ドメインサイズが小さく
制御されて、チャネル層４０ｃの位置にドメイン境界が
存在することになって、ＴＦＴ２の特性が均一化して、
表示ムラがなくなる。

【００８８】また、上記ＴＦＴ２は、配向性に優れ、か
つ、欠陥や不純物の極めて少なく、かつ、大きな凹凸や
ピンホールがないシリコン結晶性膜３７をチャネル層４
０ｃに用いているので、高性能化（高速動作、低リーク
電流、低電圧動作）を実現できる。

【００８９】＜実施の形態３＞図１４〜図１６は、この
発明の実施の形態３の一例としてのＴＦＴの製造工程を
示す図である。以下順に説明する。

【００９０】（１）図１４（ａ）に示すように、石英
基板１１１上にＬＰＣＶＤ法により第１のａ−Ｓｉ膜１
１２を７０ｎｍ堆積させる。条件は、原料ガスとしてジ
シランガス（Ｓｉ_２Ｈ_６）を用いて温度４５０℃、圧力
５０ｐａとした。

【００９１】（２）次に、図１４（ｂ）に示すよう
に、フォトリソグラフィーによりパターニングしたレジ
スト１１３を形成する。続いてＯ_２プラズマ処理を行
う。これにより、レジスト開口部分のみプラズマ処理に
晒されることになる。尚、この開口部分は、後工程で示
すように、トランジスタのチャネル領域内にＣＧシリコ
ンドメイン境界が含まれないようにパターニングする。

【００９２】（３）次に、図１４（ｃ）に示すよう
に、レジスト１１３を除去した後、ａ−Ｓｉ膜１１２上
全面に触媒金属として例えばＮｉを１０ｐｐｍ溶かした
水溶液をスピン塗布して、結晶化を促進させる触媒金属
元素としてのＮｉ１１４をａ−Ｓｉ膜１１２の表面に添
加する。上記ａ−Ｓｉ膜１１２表面のＮｉ１１４の濃度
は１Ｅ１２〜１Ｅ１３ｃｍ^−２となるように設定する。
また、上記Ｎｉ１１４をａ−Ｓｉ膜１１２に添加する方
法として、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法およ
び蒸着法などを用いても良い。

【００９３】（４）次に、窒素雰囲気中にて、５００
〜７００℃の温度範囲、例えば６００℃で、１２時間の
熱処理を行って、ａ−Ｓｉ膜１１２の固相結晶化を行っ
て、図１４（ｄ）に示すようなＣＧＳ膜１１５を形成す
る。このとき、先に図１４（ｂ）に示したようにＯ_２プ
ラズマを照射した部分からＣＧシリコン成長が起こるた
め、ＣＧシリコンドメイン境界１１６がＯ_２プラズマ照
射時の開口部間の中央に形成される。

【００９４】（５）次に、図１４（ｅ）に示すよう
に、ＣＧＳ膜１１５上にゲッタリングマスク１１７を形
成する。ゲッタリングマスクはＣＶＤ法等により、酸化
膜、窒化膜、あるいはＳｉＯＮ膜などを用いて形成す
る。膜厚は後工程のイオン注入で下部のＣＧＳ膜１１５
にイオン注入されないような膜厚を確保する。例えば２
００ｎｍ程度とする。なお、ゲッタリングマスク１１７
としてフォトレジストを使用しても良い。

【００９５】（６）次に、図１４（ｆ）に示すように
ゲッタリングマスク１１７の開口部に１Ｅ１５ｃｍ^−２
〜８Ｅ１５ｃｍ^−２の濃度で燐イオン１１８を注入す
る。このとき、ゲッタリングマスク１１７は注入マスク
として働くため、燐イオン１１８はゲッタリングマスク
１１７の開口部分のＣＧＳ膜１１９に注入される。な
お、ゲッタリングマスク１１７としてフォトレジストを
使用した場合は、燐イオン注入後レジストを除去しなけ
ればならない。

【００９６】（７）次に、図１５（ｇ）に示すよう
に、６００〜７００℃で、２４時間の熱処理を行い、Ｃ
ＧＳ膜１１５中の触媒金属であるＮｉを、燐イオンが注
入されたＣＧＳ膜１１９中にゲッタリングする。これに
よりＣＧＳ膜１１５中の触媒金属を取り除く事ができ
る。

【００９７】（８）次に、図１５（ｈ）に示すよう
に、ゲッタリングマスク１１７をマスクとして、ＣＧＳ
膜１１９をエッチングにより除去する。なお、先にゲッ
タリングマスク１１７を除去した後、改めてＣＧＳ膜１
１９をエッチングするためのフォトレジストパターンを
形成してから、ＣＧＳ膜１１９をエッチングしても良
い。このとき、フォトレジストパターンの開口部をゲッ
タリングマスク１１７の開口部より大きめにしておくこ
とで、ゲッタリング注入領域に隣接するＣＧＳ膜１１５
も同時に除去することができ、より確実にＮｉを除去す
ることができる。また、先にゲッタリングマスク１１７
をレジストで形成した場合には、必ずＣＧＳ膜１１９を
エッチングするためのフォトレジストパターンを形成す
る必要がある。

【００９８】（９）次に図１５（ｉ）に示すように、
ゲッタリングマスク１１７を除去した後、ＣＧＳ膜１１
５を酸化雰囲気中で９００℃〜１０５０℃で３０ｎｍ程
度酸化し、酸化膜１２０を形成する。この工程により、
ＣＧＳ膜１１５の結晶性がさらに向上する。なお、この
酸化の工程は必ずしも行う必要は無い。

【００９９】（１０）次に図１５（ｊ）に示すように
酸化膜１２０を除去した後、ＴＦＴの活性領域１２１を
形成するためパターニングを行う。このとき、ＣＧシリ
コンドメイン境界はＴＦＴのチャネル領域に含まれない
ようにする。

【０１００】（１１）次に図１５（ｋ）に示すよう
に、基板全面にＣＶＤ法等により酸化膜１２２を８０ｎ
ｍ形成し、続いて、ゲート電極１２３を形成する。さら
に、ゲート電極１２３をマスクにして燐イオンを３Ｅ１
５ｃｍ^−２程度注入して、ソース領域１２４、ドレイン
領域１２５を形成する。ゲート電極１２３の下の領域は
チャネル領域１２６となる。なお、トランジスタのしき
い値制御のため、チャネル領域にチャネル注入を行って
も良い。

【０１０１】（１２）次に、図１６（ｌ）に示すよう
に、層間絶縁膜１２７を形成した後、ソース領域１２
４、及びドレイン領域１２５に注入された燐イオンを活
性化させるため、９００℃、３０分間の熱処理を行った
後、層間絶縁膜１２７におけるソース領域１２４および
ドレイン領域１２５の箇所に、ソースコンタクトホール
１２８、ドレインコンタクトホール１２９を形成した
後、ソース電極１３０、ドレイン電極１３１を形成す
る。

【０１０２】（１３）最後に、図１６（ｍ）に示すよ
うに、窒化膜１３２を形成した後、水素化処理を行う。

【０１０３】図１７に、本実施形態における図１４
（ｂ）でのプラズマ照射位置と作成されたＴＦＴとの位
置関係を示す。これは一つの例である。図１７に示すよ
うに、画素境界５５で示される各画素の配列に対して千
鳥状にプラズマを照射する窓５７をあらかじめ形成して
おき、その部分にのみプラズマを照射する。これによ
り、プラズマ照射した部分ではＣＧシリコン結晶核が故
意に作成され、その部分からＣＧシリコン成長が広がっ
ていくため最終のＣＧシリコン境界は各窓５７間の中央
付近となる。その結果、各窓５７間の中央部にＣＧシリ
コンドメイン境界５８が形成されることになる。従っ
て、ＴＦＴ５６部分にＣＧシリコンドメイン境界５８が
形成されないことになり、ＴＦＴの特性ばらつきを抑え
ることができる。

【０１０４】すなわち、以上のようにすることにより、
ＣＧシリコンドメイン境界５８をＴＦＴのチャネル領域
に入らないように形成できる。これにより、ＴＦＴの電
気持性ばらつきを小さく抑えることができる。

【０１０５】なお、上記実施の形態３では、プラズマ処
理をＯ_２を用いて行ったが、Ｎ_２でもよく、あるいはＡ
ｒまたはＫｒなどの希ガスを用いてもよい。

【０１０６】また、上記実施の形態３では、触媒金属と
してＮｉを用いたが、Ｎｉの代わりに、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕのうち
のいづれか一つの元素を用いてもよい。或いは、これら
の内の複数の元素を触媒金属として用いてもよい。

【０１０７】さらに、上記実施の形態３では、ゲッタリ
ングのために添加する元素として燐を用いたが、窒素、
燐、砒素、アンチモン、ビスマスのうちの一つもしくは
複数を用いればよい。

【０１０８】なお、上記実施の形態１,２,３は本発明に
より製造されるＴＦＴの一例であり、本発明は、密着型
イメージセンサ、３次元ＩＣ等の種々の半導体装置に適
用できて、請求項目に記載されている以外の部分の材
料、膜厚、形成方法などは上記の限りではないことは勿
論である。

【０１０９】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体装置の製造方法は、ａ−Ｓｉ膜に加熱処理もしくは
プラズマ処理を施した後、触媒金属元素を添加して固相
成長を行って、ドメインサイズを制御したＣＧＳ膜を形
成するので、半導体装置のばらつきを低減できる。

【０１１０】この発明のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の画素用のＴＦＴによれば、ムラのない均質な表
示を得ることができる。

【０１１１】また、この発明の半導体装置の製造方法に
よれば、ドメインサイズが小さくて配向性に優れ、か
つ、欠陥や不純物の極めて少なく、かつ、凹凸やピンホ
ールがないシリコン結晶性膜が得られるので、高性能化
（高速動作、低リーク電流、低電圧動作）を実現できる
半導体装置を得ることができる。

【０１１２】また、この発明の半導体装置の製造方法に
よれば、ＣＧシリコンドメイン境界の形成位置を制御で
きる。したがって、ＣＧシリコン境界の位置を活性領域
に掛らないようにすることができ、形成される半導体装
置の電気的特性のばらつきを小さく抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方
法の工程を示す図である。

【図９】ＴＦＴを上から見た平面図である。

【図１０】本発明の原理を説明する図である。

【図１１】ＣＧＳ膜の成長を説明する図である。

【図１２】加熱時間と結晶核発生密度との関係を示す
グラフである。

【図１３】プラズマ処理時間とＣＧシリコンドメイン
サイズとの関係を示すグラフである。

【図１４】本発明の実施の形態３の半導体装置の製造
方法の工程を示す断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態３の半導体装置の製造
方法の工程を示す断面図である。

【図１６】本発明の実施の形態３の半導体装置の製造
方法の工程を示す断面図である。

【図１７】実施の形態３でのプラズマ照射部分とＴＦ
Ｔの位置関係を示す。

【符号の説明】

１，２，５６… ＴＦＴ１１，３１，１１１… 石英基板１２，３２，１１２… 非晶質シリコン膜、ａ−Ｓｉ膜１２ａ… 加熱処理を施した非晶質シリコン膜３２ａ… プラズマ処理を施した非晶質シリコン膜１３，３３，１１５，１１９… ＣＧＳ膜１４，３４… 第１の酸化膜１５，３５… 燐を高濃度に含んだＣＧＳ膜３５１６，３６… 第２の酸化膜１７，３７… パターニングされたＣＧＳ膜１８，３８… 第３の酸化膜１９，３９，１２３… ゲート電極２０ａ，４０ａ，１２４… ソース領域２０ｂ，４０ｂ，１２５… ドレイン領域２０ｃ，４０ｃ，１２６… チャネル層２１，４１… 第４の酸化膜２２，４２… ソース配線２３，４３，１３１… ドレイン電極２４，４４… 保護膜２５，４５… 画素電極２６，４６，１２８… ソースコンタクトホール２７，４７，１２９… ドレインコンタクトホール２８，４８… 保護膜コンタクトホール３２… 窒化膜５１… 非晶質シリコン５２… 結晶成長の核５３… ドメイン５４，５８，１１６… ドメイン境界５５… 画素境界５７… プラズマを照射する窓１１３… レジスト１１４… Ｎｉ１１７… ゲッタリングマスク１１８… 燐イオン１２０… 酸化膜１２１… 活性領域１２２… 酸化膜１２７… 層間絶縁１３０… ソース電極

フロントページの続きＦターム(参考） 2H092 JA24 KA05 MA07 MA29 NA21 NA24 PA01 5F052 AA11 CA00 DA02 DB02 EA15 EA16 FA06 FA19 JA01 5F110 AA01 AA06 AA09 AA26 AA30 BB01 BB10 BB11 CC02 DD03 EE09 EE45 FF02 FF29 GG02 GG13 GG25 GG47 GG52 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL06 HL22 NN03 NN04 NN23 NN24 NN35 NN72 PP01 PP10 PP13 PP29 PP31 PP34 QQ11 QQ21 QQ28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面に非晶質シリコン膜を形成する
工程と、上記非晶質シリコン膜に加熱処理を施す工程と、上記加熱処理を施した非晶質シリコン膜を、Ｓｉの結晶
化を助長する触媒金属元素を用いて結晶化して、シリコ
ン結晶性膜を形成する工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の半導体装置の製造方法
において、上記非晶質シリコン膜の加熱処理は、５００℃〜７００
℃の範囲内で行うことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項３】加熱処理した非晶質シリコン膜を、Ｓｉ
の結晶化を助長する触媒金属元素を用いて結晶化したシ
リコン結晶性膜を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】基板表面に非晶質シリコン膜を形成する
工程と、上記非晶質シリコン膜にプラズマ処理を施す工程と、上記プラズマ処理を施した非晶質シリコン膜を、Ｓｉの
結晶化を助長する触媒金属元素を用いて結晶化して、シ
リコン結晶性膜を形成する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【請求項５】請求項４に記載の半導体装置の製造方法
において、上記非晶質シリコン膜のプラズマ処理は、希
ガス，酸素または窒素のうちの少なくとも一つを含んだ
ガスをプラズマ化させて処理を行うことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
【請求項６】プラズマ処理した非晶質シリコン膜を、
Ｓｉの結晶化を助長する触媒金属元素を用いて結晶化し
たシリコン結晶性膜を有することを特徴とする半導体装
置。
【請求項７】請求項４または６に記載の半導体装置に
おいて、上記半導体装置は、アクティブマトリックス型液晶表示
装置の液晶駆動を行なう画素用の薄膜トランジスタであ
り、上記シリコン結晶性膜のドメインのサイズは、画素
ピッチ以下の大きさを有することを特徴とする半導体装
置。
【請求項８】基板表面に非晶質シリコン膜を形成する
工程と、上記非晶質シリコン膜の上に、上記非晶質シリコン膜の
一部を露出させるような複数の開口部を有する上記レジ
ストを形成する工程と、上記露出している非晶質シリコン膜に対してプラズマ処
理を行う工程と、上記レジストを除去する工程と、上記非晶質シリコン膜の上に上記非晶質シリコン膜の結
晶化を促進させる触媒金属を導入する工程と、第１の熱処理によって上記非晶質シリコン膜を結晶化す
る工程と、上記結晶化されたシリコン膜の上に、シリコンと異なる
材質で開口部を有するゲッタリングマスクを形成する工
程と、上記ゲッタリングマスクの上記開口部から露出している
上記結晶化されたシリコン膜の中に、上記触媒金属をゲ
ッタリングするための元素を添加する工程と、第２の熱処理によって、上記結晶化されたシリコン膜に
おける上記元素添加領域に、上記触媒金属をゲッタリン
グする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
【請求項９】請求項８に記載の半導体装置の製造方法
において、上記レジストにおける互いに隣接する開口部の位置は、
両開口部間の中央部分が活性領域に掛らないように設定
されていることを特徴をする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】請求項８に記載の半導体装置の製造方
法において、プラズマ処理は、Ａｒ又はＫｒの希ガス、もしくは、Ｏ
又はＮのうち少なくとも一つを含んだガスをプラズマ化
させて行う事を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】請求項８に記載の半導体装置の製造方
法において、上記第１の熱処理は５００℃〜７００℃の範囲で行うこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】請求項８に記載の半導体装置の製造方
法において、上記結晶化を促進させる触媒金属として、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａ
ｕのうちの一つもしくは複数の元素を用いることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】請求項８に記載の半導体装置の製造方
法において、ゲッタリングのために添加する元素として、窒素、燐、
砒素、アンチモン、ビスマスのうちの一つもしくは複数
を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】請求項８〜１３の何れか１つによって
作成された半導体記憶装置を用いたことを特徴とする半
導体記憶装置。