JP2002203789A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リンはイオンドープ法で結晶質半導体膜に注
入するが、ゲッタリングのために必要なリン濃度は１×
１０²⁰/cm³以上であり、その後のアニールによる再結晶
化の妨げとなり問題となっている。 【解決手段】 本発明は結晶構造を有する半導体膜に、
希ガス元素を添加した不純物領域を形成し、加熱処理ま
たは強光照射により前記不純物領域に半導体膜に含まれ
る金属元素を偏析させるゲッタリングを行うことを特徴
としている。また、当該不純物領域には一導電型の不純
物が含まれていても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゲッタリング技術を
用いた半導体装置の作製方法及び、当該作製方法により
得られる半導体装置に関する。特に本発明は、半導体膜
の結晶化において触媒作用のある金属元素を添加して作
製される結晶質半導体膜を用いた半導体装置の作製方法
並びに半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶構造を有する半導体膜（以下、結晶
質半導体膜という）を用いた代表的な半導体素子として
薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）が知られてい
る。ＴＦＴはガラスなどの絶縁基板上に集積回路を形成
する技術として注目され、駆動回路一体型液晶表示装置
などが実用化されつつある。従来からの技術において、
結晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法で
堆積した非晶質半導体膜を、加熱処理やレーザーアニー
ル法（レーザー光の照射により半導体膜を結晶化させる
技術）により作製されている。

【０００３】こうして作製される結晶質半導体膜は多数
の結晶粒の集合体であり、その結晶方位は任意な方向に
配向して制御不能であるため、ＴＦＴの特性を制限する
要因となっている。このような問題点に対し、特開平７
−１８３５４０号公報で開示される技術は、ニッケルな
ど半導体膜の結晶化に対し触媒作用のある金属元素を添
加して結晶質半導体膜を作製するものであり、結晶化に
必要とする加熱温度を低下させる効果ばかりでなく、結
晶方位の配向性を単一方向に高めることが可能である。
このような結晶質半導体膜でＴＦＴを形成すると、電界
効果移動度の向上のみでなく、サブスレッショルド係数
（Ｓ値）が小さくなり、飛躍的に電気的特性を向上させ
ることが可能となっている。

【０００４】しかし、触媒作用のある金属元素を添加す
る故に、結晶質半導体膜の膜中或いは膜表面には、当該
金属元素が残存し、得られる素子の特性をばらつかせる
などの問題がある。その一例は、ＴＦＴにおいてオフ電
流が増加し、個々の素子間でばらつくなどの問題があ
る。即ち、結晶化に対し触媒作用のある金属元素は、一
旦、結晶質半導体膜が形成されてしまえば、かえって不
要な存在となってしまう。

【０００５】リンを用いたゲッタリングは、このような
金属元素を結晶質半導体膜の特定の領域から除去するた
めの手法として有効に活用されている。例えば、ＴＦＴ
のソース・ドレイン領域にリンを添加して４５０〜７０
０℃の熱処理を行うことで、チャネル形成領域から当該
金属元素を容易に除去することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】リンはイオンドープ法
（ＰＨ₃などをプラズマで解離して、イオンを電界で加
速して半導体中に注入する方法であり、基本的にイオン
の質量分離を行わない方法を指す）で結晶質半導体膜に
注入するが、ゲッタリングのために必要なリン濃度は１
×１０²⁰/cm³以上である。イオンドープ法によるリンの
添加は、結晶質半導体膜の非晶質化をもたらすが、リン
濃度の増加はその後のアニールによる再結晶化の妨げと
なり問題となっている。また、高濃度のリンの添加は、
ドーピングに必要な処理時間の増大をもたらし、ドーピ
ング工程におけるスループットを低下させるので問題と
なっている。

【０００７】さらに、ｐチャネル型ＴＦＴのソース・ド
レイン領域に添加したリンに対し、その導電型を反転さ
せるために必要な硼素の濃度は１．５〜３倍が必要であ
り、再結晶化の困難さに伴って、ソース・ドレイン領域
の高抵抗化をもたらし問題となっている。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するための
手段であり、半導体膜の結晶化に対して触媒作用のある
金属元素を用いて得られる結晶質半導体膜に残存する当
該金属元素を効果的に除去する技術を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】ゲッタリング技術は単結
晶シリコンウエハーを用いる集積回路の製造技術におい
て主要な技術として位置付けられている。ゲッタリング
は半導体中に取り込まれた金属不純物が、何らかのエネ
ルギーでゲッタリングサイトに偏析して、素子の能動領
域の不純物濃度を低減させる技術として知られている。
それは、エクストリンシックゲッタリング(Extrinsic G
ettering)とイントリンシックゲッタリング(Intrinsic
Gettering)の二つに大別されている。エクストリンシッ
クゲッタリングは外部から歪場や化学作用を与えてゲッ
タリング効果をもたらすものである。高濃度のリンを単
結晶シリコンウエハーの裏面から拡散させるリンゲッタ
はこれに当たり、前述の結晶質半導体膜に対するリンを
用いたゲッタリングもエクストリンシックゲッタリング
の一種と見なすことができる。

【００１０】一方、イントリンシックゲッタリングは単
結晶シリコンウエハーの内部に生成された酸素が関与す
る格子欠陥の歪場を利用したものとして知られている。
本発明は、このような格子欠陥、或いは格子歪みを利用
したイントリンシックゲッタリングに着目したものであ
り、厚さ１０〜１００nm程度の結晶質半導体膜に適用す
るために以下の手段を採用するものである。

【００１１】本発明は結晶構造を有する半導体膜に、希
ガス元素（希ガスとも呼ばれる）を添加した不純物領域
を形成し、加熱処理により前記不純物領域に半導体膜に
含まれる金属元素を偏析させるゲッタリングを行った
後、前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射するこ
とを特徴としている。

【００１２】希ガス元素はＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘ
ｅから選ばれた一種または複数種であり、これらのイオ
ンを電界で加速して半導体膜に注入することにより、ダ
ングリングボンドや格子歪みを形成してゲッタリングサ
イトを形成することができる。

【００１３】また、希ガス元素を添加した不純物領域に
一導電型の不純物を添加してもよく、当該不純物領域に
は、希ガス元素及び一導電型の不純物が共に含まれる。
一導電型不純物は周期表１５族元素或いは周期表１３族
元素が適用される。加えて、当該不純物領域に水素を添
加してもよく、当該不純物領域には、希ガス元素、一導
電型の不純物、及び水素が共に含まれる。

【００１４】また、希ガス元素を添加した不純物領域に
周期表１５族元素及び周期表１３族元素を添加してもよ
く、当該不純物領域には、希ガス元素、周期表１５族元
素、及び周期表１３族元素が共に含まれる。

【００１５】また、希ガス元素を添加した不純物領域に
周期表１５族元素、周期表１３族元素、及び水素を添加
してもよく、不純物領域には、希ガス元素、周期表１５
族元素、周期表１３族元素、及び水素が共に含まれる。

【００１６】このように希ガス元素を用いる結晶質半導
体膜の作製方法は、非晶質構造を有する第１の半導体膜
に、金属元素を添加する第１の工程と、第１の半導体膜
を第１の加熱処理により結晶化させ、結晶構造を有する
第２の半導体膜を形成する第２の工程と、第２の半導体
膜に希ガス元素を添加した不純物領域を形成する第３の
工程と、第３の工程の後に、第２の加熱処理により、不
純物領域に、第２の半導体膜に含まれる金属元素を偏析
させるゲッタリングを行う第４の工程と、前記結晶構造
を有する半導体膜に強光を照射する第５の工程とを有し
ている。

【００１７】または、非晶質構造を有する第１の半導体
膜に、金属元素を添加する第１の工程と、第１の半導体
膜を第１の加熱処理により結晶化させ、結晶構造を有す
る第２の半導体膜を形成する第２の工程と、第２の半導
体膜に、一導電型の不純物と希ガス元素とを添加した不
純物領域を形成する第３の工程と、第３の工程の後に、
第２の加熱処理により、不純物領域に、第２の半導体膜
に含まれる金属元素を偏析させるゲッタリングを行う第
４の工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照
射する第５の工程とを有している。

【００１８】または、非晶質構造を有する第１の半導体
膜に、金属元素を添加する第１の工程と、第１の半導体
膜を第１の加熱処理により結晶化させ、結晶構造を有す
る第２の半導体膜を形成する第２の工程と、第２の半導
体膜に、周期表１５族元素と周期表１３族元素と希ガス
元素とを添加した不純物領域を形成する第３の工程と、
第３の工程の後に、第２の加熱処理により、不純物領域
に、第２の半導体膜に含まれる金属元素を偏析させるゲ
ッタリングを行う第４の工程と、前記結晶構造を有する
半導体膜に強光を照射する第５の工程とを有している。

【００１９】また、本発明は、レジストや酸化珪素膜か
らなるマスクを用いて、選択的に金属元素を添加しても
よい。

【００２０】本発明は、非晶質構造を有する第１の半導
体膜の第１の領域に、選択的に金属元素を添加する第１
の工程と、第１の半導体膜を第１の加熱処理により結晶
化させ、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成する第
２の工程と、第２の半導体膜における前記第１の領域
に、希ガス元素を添加する第３の工程と、第３の工程の
後に、第２の加熱処理により、第１の領域に、第２の半
導体膜に含まれる金属元素を偏析させるゲッタリングを
行う第４の工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強
光を照射する第５の工程とを有している。

【００２１】または、非晶質構造を有する第１の半導体
膜の第１の領域に、選択的に金属元素を添加する第１の
工程と、第１の半導体膜を第１の加熱処理により結晶化
させ、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成する第２
の工程と、第２の半導体膜における前記第１の領域に、
一導電型の不純物と希ガス元素とを添加する第３の工程
と、第３の工程の後に、第２の加熱処理により、第１の
領域に、第２の半導体膜に含まれる金属元素を偏析させ
るゲッタリングを行う第４の工程と、前記結晶構造を有
する半導体膜に強光を照射する第５の工程とを有してい
る。

【００２２】または、非晶質構造を有する第１の半導体
膜の第１の領域に、選択的に金属元素を添加する第１の
工程と、第１の半導体膜を第１の加熱処理により結晶化
させ、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成する第２
の工程と、第２の半導体膜における前記第１の領域に、
周期表１５族元素と周期表１３族元素と希ガス元素とを
添加する第３の工程と、第３の工程の後に、第２の加熱
処理により、第１の領域に、第２の半導体膜に含まれる
金属元素を偏析させるゲッタリングを行う第４の工程
と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する第
５の工程とを有している。

【００２３】このような工程を経て作製される半導体装
置は、一導電型の不純物領域に、金属元素と、希ガス元
素が共に含まれていることを特徴としている。加えて、
前記一導電型の不純物領域に水素が含まれていてもよ
い。

【００２４】または、結晶構造を有する半導体膜に、一
導電型の不純物領域と、前記一導電型の不純物領域に接
するチャネル形成領域が設けられ、前記一導電型の不純
物領域に、金属元素と希ガス元素とが共に含まれている
ことを特徴としている。加えて、前記一導電型の不純物
領域に水素が含まれていてもよい。

【００２５】または、一導電型の第１の不純物領域に接
して第２の不純物領域が設けられ、第２の不純物領域に
は金属元素と、希ガス元素が共に含まれていることを特
徴としている。加えて、前記第２の不純物領域に水素が
含まれていてもよい。

【００２６】または、結晶構造を有する半導体膜に、一
導電型の第１の不純物領域と、第１の不純物領域に接す
る第２の不純物領域と、第１の不純物領域に接するチャ
ネル形成領域とが設けられ、第２の不純物領域に、金属
元素と希ガス元素とが共に含まれていることを特徴とし
ている。加えて、前記第２の不純物領域に水素が含まれ
ていてもよい。

【００２７】または、結晶構造を有する半導体膜に、一
導電型の第１の不純物領域と、第１の不純物領域に接す
る第２の不純物領域と、第１の不純物領域に接するチャ
ネル形成領域とが設けられ、第２の不純物領域に、金属
元素と周期表１５族元素と周期表１３族元素と希ガス元
素とが共に含まれていることを特徴としている。加え
て、前記第２の不純物領域に水素が含まれていてもよ
い。

【００２８】上記本発明の各構成において、当該金属元
素はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた一種または複数種で
ある。

【００２９】上記本発明の各構成において、強光とは、
赤外光、可視光、または紫外光である。また、強光は、
光の波長が、１０μｍ以下であり、且つ、主な波長領域
が赤外光領域である光を指しており、例えば、ハロゲン
ランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークラン
プ、カーボンアークランプ、または水銀ランプから射出
された光であってもよい。これらを光源とする強光によ
る加熱処理法は、瞬間熱アニール（Rapid Thermal Anne
al:以下、ＲＴＡと記す）とよばれ数十秒から数マイク
ロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う熱処理技術として知
られている。また、強光は、エキシマレーザ、YAGレー
ザ、YVO₄ レーザ、またはYLFレーザから射出された光で
あってもよい。これらの強光を照射することによって結
晶構造を有する半導体膜の抵抗値を下げることができ
る。

【００３０】以上説明したように、本発明は希ガス元素
を用いて半導体膜に含まれる金属元素をゲッタリングす
る技術を提供する。

【００３１】また、本発明は、結晶構造を有する半導体
膜を形成する技術も提供する。

【００３２】また、本発明は、非晶質構造を有する半導
体膜に金属元素を添加する工程と、前記非晶質構造を有
する半導体膜に第１の強光を照射して結晶構造を有する
半導体膜を形成する工程と、前記結晶構造を有する半導
体膜にレーザー光を照射する工程と、前記結晶構造を有
する半導体膜に第２の強光を照射する工程と、前記結晶
構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加した不純物
領域を形成する工程と、前記不純物領域に、前記半導体
膜に含まれる金属元素を偏析させるゲッタリングを行う
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
を提供する。

【００３３】上記構成において、前記ゲッタリングを行
う工程は、加熱処理であることを特徴としている。

【００３４】また、上記構成において、前記ゲッタリン
グを行う工程を、前記結晶構造を有する半導体膜に強光
を照射する処理としてもよい。この場合、加熱炉を使用
することなく結晶構造を有する半導体膜を得ることがで
きる。

【００３５】また、複数の加熱処理または複数の強光の
照射を行うことで、半導体膜に形成されるリッジの平坦
化を図ることができる。

【００３６】また、上記構成において、希ガス元素に加
え、さらに周期表１５族元素、周期表１３族元素、また
は水素のいずれか一種または複数種を添加してもよい。

【００３７】以下、実施の形態により本発明をより詳細
に説明する。

【００３８】

【発明の実施の形態】[実施の形態１]図１は本発明の一
実施形態を説明する図であり、非晶質半導体膜の全面に
触媒作用のある金属元素を全面に添加して結晶化した
後、ゲッタリングを行う方法である。

【００３９】図１（Ａ）において、基板１０１はバリウ
ムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス、或い
は石英などを用いることができる。基板１０１の表面に
は、ブロッキング層１０２として無機絶縁膜を１０〜２
００nmの厚さで形成する。好適なブロッキング層の一例
は、プラズマＣＶＤ法で作製される酸化窒化シリコン膜
であり、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから作製される第１酸
化窒化シリコン膜を５０nmの厚さに形成し、ＳｉＨ₄と
Ｎ₂Ｏから作製される第２酸化窒化珪素膜を１００nmの
厚さに形成したものが適用される。ブロッキング層１０
２はガラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形
成する半導体膜中に拡散しないために設けるものであ
り、石英を基板とする場合には省略することも可能であ
る。

【００４０】ブロッキング層１０２の上に形成する非晶
質構造を有する半導体膜１０３は、シリコンを主成分と
する半導体材料を用いる。代表的には、非晶質シリコン
膜又は非晶質シリコンゲルマニウム膜などが適用され、
プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法、或いはスパッタ法で
１０〜１００nmの厚さに形成する。良質な結晶を得るた
めには、非晶質構造を有する半導体膜１０３に含まれる
酸素、窒素、炭素などの不純物濃度を極力低減する必要
があり、高純度の材料ガスを用いることはもとより、超
高真空対応のＣＶＤ装置を用いることが望ましい。

【００４１】その後、非晶質構造を有する半導体膜１０
３の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素
を添加する。半導体膜の結晶化を促進する触媒作用のあ
る金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コ
バルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリ
ジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａ
ｕ）などであり、これらから選ばれた一種または複数種
を用いることができる。代表的にはニッケルを用い、重
量換算で１〜１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩
溶液をスピナーで塗布して触媒含有層１０４を形成す
る。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、非
晶質構造を有する半導体膜１０３の表面処理として、オ
ゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜を
フッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な
表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極
薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導体膜の表
面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成してお
くことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布すること
ができる。

【００４２】勿論、触媒含有層１０４はこのような方法
に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理など
により形成しても良い。

【００４３】次に、第１の強光の照射を行い、結晶化を
行う。こうして、図１（Ｂ）に示す結晶質半導体膜１０
５が形成される。この第１の強光は、赤外光、可視光、
または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを
用いることが可能であるが、代表的には、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カ
ーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高
圧水銀ランプから射出された光を用いる。（図１
（Ｂ））なお、必要であれば、第１の強光を照射する前
に非晶質構造を有する半導体膜１０３に含有する水素を
放出させる熱処理を行ってもよい。

【００４４】次いで、結晶化率（膜の全体積における結
晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修
するためには、結晶質半導体膜１０５に対してレーザー
光を照射することも有効である。レーザーには波長４０
０nm以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第
２高調波、第３高調波を用いる。いずれにしても、繰り
返し周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を
用い、当該レーザー光を光学系にて１００〜４００mJ/c
m²に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって
結晶質半導体膜１０５に対するレーザー処理を行っても
良い。

【００４５】このようにして得られる結晶質半導体膜１
０５には、金属元素（ここではニッケル）が残存してい
る。それは膜中において一様に分布していないにしろ、
平均的な濃度とすれば、１×１０¹⁹/cm³を越える濃度で
残存している。勿論、このような状態でもＴＦＴをはじ
め各種半導体素子を形成することが可能であるが、より
好ましくはゲッタリングにより当該元素を除去すること
が望ましい。

【００４６】さらに、結晶質半導体膜１０５に第２の強
光の照射を行い、金属元素（ここではニッケル）を膜中
に分散させる。この第２の強光は、赤外光、可視光、ま
たは紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用
いることが可能であるが、代表的には、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カ
ーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高
圧水銀ランプから射出された光を用いる。

【００４７】図２（Ａ）は不純物領域（以下、ゲッタリ
ングサイトとも呼ぶ）１０８を形成するために、イオン
ドープ法で希ガス元素、或いは当該元素と一導電型の不
純物元素を結晶質半導体膜１０５の一部に添加する工程
を示している。イオンドープ法を用いた場合、原料ガス
としては、Ａｒガス、水素で希釈したフォスフィン（Ｐ
Ｈ₃）とＡｒガスとの混合ガス、水素で希釈したジボラ
ン（Ｂ₂Ｈ₆）とＡｒガスとの混合ガス、アルゴンで希釈
したフォスフィン（ＰＨ₃）、またはアルゴンで希釈し
たジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）などを用いることができる。

【００４８】結晶質半導体膜１０５の表面には、レジス
トからなるマスク１０７で形成されたマスク用の酸化窒
化シリコン膜１０６が１００〜２００nmの厚さに形成さ
れ、開孔部が設けられ結晶質半導体膜が露出した領域に
希ガス元素、或いは当該元素と一導電型の不純物元素と
を添加する。当該元素の結晶質半導体膜中における濃度
は１×１０¹⁹〜１×１０²¹/cm³とする。

【００４９】希ガス元素としてはヘリウム（Ｈｅ）、ネ
オン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋ
ｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種
を用いる。本発明はゲッタリングサイトを形成するため
にこれら不活性気体をイオンソースとして用い、イオン
ドープ法或いはイオン注入法で半導体膜に注入すること
に特徴を有している。これら不活性気体のイオンを注入
する意味は二つある。一つは注入によりダングリングボ
ンドを形成し半導体膜に歪みを与えることであり、他の
一つは半導体膜の格子間に当該イオンを注入することで
歪みを与えることである。不活性気体のイオンを注入は
この両者を同時に満たすことができるが、特に後者はア
ルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘ
ｅ）などシリコンより原子半径の大きな元素を用いた時
に顕著に得られる。また、希ガス元素を注入することに
より、格子歪だけでなく、不対結合手も形成されゲッタ
リング作用に寄与する。また、希ガス元素に加えて、一
導電型の不純物元素であるリンを半導体膜に注入した場
合、リンのクーロン力を利用してゲッタリングを行うこ
とができる。また、希ガス元素に加えて、水素を半導体
膜に注入した場合、形成される不対結合手を利用してゲ
ッタリングを行うことができる。

【００５０】次いで、レジストからなるマスク１０７を
除去した後、ゲッタリングサイトへ前記半導体膜に含ま
れる金属元素を偏析させるゲッタリングを行う工程を行
う。（図２（Ｂ）

【００５１】ゲッタリングを行う工程としては、窒素雰
囲気中で４５０〜８００℃、１〜２４時間、例えば５５
０℃にて１４時間の熱処理を行えばよい。また、熱処理
に代えて強光を照射してもよい。また、熱処理に加えて
強光を照射してもよい。ただし、ゲッタリングの加熱手
段に、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノ
ンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウ
ムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用
いるＲＴＡ法を用いる場合、半導体膜の加熱温度が４０
０℃〜５５０℃となるように強光を照射することが望ま
しい。あまり高い加熱温度としてしまうと半導体膜中の
歪みが無くなってしまい、ニッケルシリサイドからニッ
ケルを飛び出させる作用やニッケルを捕獲する作用が消
えてしまうため、ゲッタリング効率が低下してしまう。

【００５２】ついで、マスク１０６をそのまま結晶質半
導体膜のパターニングに用いる。パターニングを行っ
て、ゲッタリングサイトを除去して結晶質半導体膜を所
望の形状とした後、マスク１０６を除去する。

【００５３】また、マスクを除去した後、さらに５５０
℃〜６５０℃の熱処理または強光の照射を行うことによ
って主に半導体膜表面の平坦化を行ってもよい。

【００５４】こうして、図２（Ｃ）に示すように金属元
素の濃度が低減された結晶質半導体膜１０９が得られ
る。上記本発明により形成された結晶質珪素膜１０９は
棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶
は巨視的に見ればある特定の方向性をもって成長してい
る。

【００５５】この結晶質珪素膜１０９をＴＦＴの活性層
として用い、図２（Ｄ）に示すようなＴＦＴを完成させ
ることができる。

【００５６】また、微小な半導体層を形成する場合にお
いては、本実施の形態において、希ガス元素のみを添加
してゲッタリングを行うことが望ましい。希ガス元素の
みを添加してゲッタリングを行う場合、リンを用いてゲ
ッタリングを行った場合と比較して、微小な半導体層を
形成しても、ＴＦＴ特性に影響を与えないため有効であ
る。

【００５７】[実施の形態２]半導体膜の結晶化を助長す
る元素を選択的に形成する方法を説明する。基板として
ガラス基板を用いる場合にはブロッキング層を設ける。
また、非晶質構造を有する半導体膜も実施の形態１と同
様に作製する。

【００５８】そして、非晶質構造を有する半導体膜上に
１００〜２００nmの厚さの酸化珪素膜を形成する。酸化
珪素膜の作製方法は限定されないが、例えば、オルトケ
イ酸テトラエチル（Tetraethyl Ortho Silicate：ＴＥ
ＯＳ）とＯ₂とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３
００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密
度０．５〜０．８W/cm²で放電させ形成する。

【００５９】次に、酸化珪素膜に開口部を形成し、重量
換算で１〜１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶
液を塗布する。これにより、触媒金属含有層が形成さ
れ、それは開口部の底部のみで半導体膜と接触する。

【００６０】次いで、加熱処理の温度５００〜６５０℃
で４〜２４時間、例えば５７０℃にて１４時間の熱処理
を行い、結晶化を行う。この場合、結晶化は触媒となる
金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成さ
れ、それを核として基板の表面と平行な方向に結晶化が
進行する。こうして形成された結晶質珪素膜は棒状また
は針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的
に見ればある特定の方向性をもって成長している。

【００６１】次いで、開口部を利用して、同様にイオン
ドープ法で希ガス元素、或いは当該元素と一導電型の不
純物元素を添加してゲッタリングサイトを形成する。ゲ
ッタリングは窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１〜２
４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行う
と、ゲッタリングサイト１１５に金属元素を偏析させる
ことができる。また、熱処理に代えて強光を照射しても
よい。また、熱処理に加えて強光を照射してもよい。た
だし、ゲッタリングの加熱手段に、ハロゲンランプ、メ
タルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀
ランプから射出された光を用いるＲＴＡ法を用いる場
合、半導体膜の加熱温度が４００℃〜５５０℃となるよ
うに強光を照射することが望ましい。あまり高い加熱温
度としてしまうと半導体膜中の歪みが無くなってしま
い、ニッケルシリサイドからニッケルを飛び出させる作
用やニッケルを捕獲する作用が消えてしまうため、ゲッ
タリング効率が低下してしまう。

【００６２】その後、エッチングによりゲッタリングサ
イトを除去すると、金属元素の濃度が低減された結晶質
半導体膜が得られる。

【００６３】[実施の形態３]触媒作用のある金属元素を
用いて形成された半導体膜を用いてＴＦＴのチャネル形
成領域やソース領域及びドレイン領域などの不純物領域
を形成することができる。ここでは、ＴＦＴの作製工程
において当該金属元素を該不純物領域をゲッタリングサ
イトとして、チャネル形成領域２０７から除去する方法
について説明する。

【００６４】図３（Ａ）において、基板２０１、ブロッ
キング層２０２、半導体膜２０３は実施の形態１または
実施の形態２のいずれか一方を用いて同様にして作製さ
れるものである。半導体膜２０３の上層に形成する絶縁
膜はＴＦＴのゲート絶縁膜として用いるものであり、酸
化シリコンや窒化酸化シリコン膜で３０〜１５０nm、代
表的には８０nmの厚さに形成する。ゲート電極２０５は
タングステン、タンタル、チタン、モリブデンなどの金
属材料またはこれらの合金で形成するのが好ましい。

【００６５】不純物領域２０６はｎチャネル型ＴＦＴで
あればドナーとして代表的にはリンが添加される。ま
た、ｐチャネル型ＴＦＴであればアクセプタとして硼素
が添加されて形成される。いずれにしても、不純物領域
２０６はイオンドープ法により形成することが可能であ
り、リンを添加する場合にはＰＨ₃を、また硼素を添加
する場合にはＢ₂Ｈ₆を用いる。これらは通常水素で希釈
されて供給される。この不純物領域を効果的なゲッタリ
ングサイトとするためには、イオンドープ法にてドナー
またはアクセプタの添加と同時に、或いはその前か後に
希ガス元素を注入する。この不純物領域２０６は、後に
ソース領域またはドレイン領域となる。

【００６６】希ガス元素を添加した半導体膜の領域は結
晶構造が破壊され非晶質化する。希ガス元素はシリコン
と結合せずに、格子間に存在するが、当該元素の濃度が
高い場合には格子が歪んだまま残り、その後の加熱処理
によって再結晶化させることが困難になる。一方、ゲッ
タリングサイトを形成する目的からは、歪みを大きくし
た方が当該金属元素を偏析させる効果がより増大する。

【００６７】その後、図３（Ｂ）に示すように、窒化シ
リコン膜又は酸化窒化シリコン膜でパッシベーション膜
２０８を形成し、窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１
〜２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行
うと、不純物領域２０６がゲッタリングサイトとなり、
チャネル形成領域２０７からその領域に金属元素を偏析
させることができる。従って、不純物領域にはドナーま
たはアクセプタと金属元素が共に存在することになる。
なお、ここでパッシベーション膜として酸化窒化シリコ
ン膜を用いた場合、ゲッタリングと同時にパッシベーシ
ョン膜中に含まれる水素が拡散して半導体膜の水素化を
行うことができる。この工程はパッシベーション膜に含
まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端
する工程である。

【００６８】また、ここでは同時にゲッタリングと水素
化とを行った例を示したが、ゲッタリングの加熱処理
と、水素化の加熱処理（例えば４１０℃の熱処理）とを
順次に行ってもよい。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。

【００６９】次いで、強光を照射して不純物領域に添加
された一導電型を付与する不純物元素を活性化させて不
純物領域の低抵抗化を行う。パッシベーション膜が窒化
シリコン膜または酸化窒化シリコン膜であるので、ＹＡ
Ｇレーザー（第２高調波、第３高調波）や強光（ランプ
加熱手段からの光）のいずれか一またはそれらの組み合
わせを用いることが望ましい。また、パッシベーション
膜に酸化シリコンを用いた場合には波長４００nm以下の
エキシマレーザーやＹＡＧレーザー（第２高調波、第３
高調波）や強光（ランプ加熱手段からの光）のいずれか
一またはそれらの組み合わせを用いることができる。な
お、ここで熱処理により活性化を行ってもよいが、上述
したように熱処理のみでは再結晶化が困難であるので、
強光の照射または両方で行うことが望ましい。

【００７０】次いで、層間絶縁膜を形成し、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
し、さらに導電膜を積層した後、パターニングを行って
ソース電極及びドレイン電極を形成して、ｎチャネル型
ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴが完成する。また、ｎ
チャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを組み合わせ
てＣＭＯＳ回路を形成することも可能である。

【００７１】[実施の形態４]ここでは、実施の形態３と
は、パッシベーション膜の形成工程後の作製工程順序が
異なる例を示す。

【００７２】まず、実施の形態３に示した図３（Ｂ）と
同じ状態を得る。パッシベーション膜の形成後、ゲッタ
リングを行う。窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１〜
２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行う
と、不純物領域がゲッタリングサイトとなり、チャネル
形成領域からその領域に金属元素を偏析させることがで
きる。このゲッタリングを行う熱処理の際、活性化を行
ってもよい。また、このゲッタリングを行う熱処理に代
えて、強光を照射することによってゲッタリングと活性
化とを同時に行ってもよい。ただし、ゲッタリングの加
熱手段に、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キ
セノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナト
リウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光
を用いるＲＴＡ法を用いる場合、半導体膜の加熱温度が
４００℃〜５５０℃となるように強光を照射することが
望ましい。あまり高い加熱温度としてしまうと半導体膜
中の歪みが無くなってしまい、ニッケルシリサイドから
ニッケルを飛び出させる作用やニッケルを捕獲する作用
が消えてしまうため、ゲッタリング効率が低下してしま
う。

【００７３】次いで、窒素雰囲気中で３００〜５５０℃
で１〜１２時間の熱処理、例えば４１０℃、１時間の熱
処理を行って水素化を行う。この工程はパッシベーショ
ン膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボン
ドを終端する工程である。

【００７４】次いで、層間絶縁膜を形成し、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
し、さらに導電膜を積層した後、パターニングを行って
ソース電極及びドレイン電極を形成して、ｎチャネル型
ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴが完成する。また、ｎ
チャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを組み合わせ
てＣＭＯＳ回路を形成することも可能である。

【００７５】[実施の形態５]ここでは、実施の形態３と
は希ガス元素及び一導電型を付与する不純物元素の添加
後の工程順序が異なる例を図４に示す。

【００７６】まず、実施の形態３に示した図３（Ａ）と
同じ状態を得る。（図４（Ａ））図４に示すように、基
板３０１上にブロッキング層３０２、半導体膜３０３、
絶縁膜３０４、ゲート電極３０５を形成する。そして、
ゲート電極３０５をマスクとして、半導体膜３０３の端
部に希ガス元素のいずれか一種または複数種を添加して
ゲッタリングサイトを形成する。

【００７７】その後、ゲッタリングサイトへドナー又は
アクセプタを添加して不純物領域３０６を形成する。こ
の不純物領域３０６は、後にソース領域またはドレイン
領域となる。

【００７８】次いで、図４（Ｂ）に示すように、窒素雰
囲気中で４５０〜８００℃、１〜２４時間、例えば５５
０℃にて１４時間の熱処理を行うと、不純物領域３０６
がゲッタリングサイトとなり、チャネル形成領域３０７
からその領域に金属元素を偏析させることができる。こ
のゲッタリングを行う熱処理の際、活性化を行ってもよ
い。また、このゲッタリングを行う熱処理に代えて、強
光を照射することによってゲッタリングと活性化とを同
時に行ってもよい。ただし、ゲッタリングの加熱手段
に、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノン
アークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウム
ランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用い
るＲＴＡ法を用いる場合、半導体膜の加熱温度が４００
℃〜５５０℃となるように強光を照射することが望まし
い。あまり高い加熱温度としてしまうと半導体膜中の歪
みが無くなってしまい、ニッケルシリサイドからニッケ
ルを飛び出させる作用やニッケルを捕獲する作用が消え
てしまうため、ゲッタリング効率が低下してしまう。

【００７９】次いで、図４（Ｃ）に示すように、窒化シ
リコン膜又は酸化窒化シリコン膜でパッシベーション膜
３０８を形成し、窒素雰囲気中で３００〜５５０℃で１
〜１２時間の熱処理、例えば４１０℃、１時間の熱処理
を行って水素化を行う。

【００８０】次いで、層間絶縁膜を形成し、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
し、さらに導電膜を積層した後、パターニングを行って
ソース電極及びドレイン電極を形成して、ｎチャネル型
ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴが完成する。また、ｎ
チャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを組み合わせ
てＣＭＯＳ回路を形成することも可能である。

【００８１】[実施の形態６]図５は半導体膜に格子歪
み、或いは欠陥を生成するために導入する希ガス元素の
添加について説明する図である。実施の形態１〜５で説
明したゲッタリングは半導体膜の素子形成領域の一部に
ゲッタリングサイトを形成する例を示している。その場
合、ゲッタリングサイトは加熱処理により再結晶化でき
ることが望ましいと考えられる。

【００８２】シリコンを主成分とする半導体膜に対し、
高濃度の希ガス元素はしばしば再結晶化を妨げる要因と
なる。再結晶化を確実なものとするためには、注入する
希ガス元素の濃度分布に注意を要する。図５において、
半導体膜５０１、絶縁膜５０４、ゲート電極５０５の構
成は図３と同様である。希ガス元素は絶縁膜５０４を通
して半導体膜５０１に注入される。注入される当該元素
は、加速電圧に依存するが、絶縁膜５０４から半導体膜
５０１の厚さ方向に渡って図５に挿入したグラフに示す
ように濃度分布を持つ。

【００８３】半導体膜５０１において、希ガス元素は絶
縁膜５０４側で高く、その反対側は低くなる。非晶質化
は希ガス元素が注入される濃度に依存し、その濃度が低
いと結晶成分を残存させることができる。その境界を明
瞭に区別することはできないが、図５で示すように希ガ
ス元素が添加され非晶質化した領域５０２と、希ガス元
素が添加されているものの、結晶成分が残存している領
域５０３とに分けて見ることができる。

【００８４】結晶成分が残存している領域５０３がある
と、ゲッタリングを伴う加熱処理により再結晶化させる
ことが容易となる。即ち、結晶成分が残存している領域
５０３が結晶成長の核となり、非晶質化した領域５０２
の結晶化を促進させることが可能になる。このようなゲ
ッタリングサイトは、イオンドープ法における加速電圧
の制御で容易に実現でき、これは、ドナー又はアクセプ
タのドーピングを伴っていても同様に実現することがで
きる。

【００８５】勿論、本実施形態で示す構成は、実施の形
態１〜５におけるゲッタリングサイトの形成において適
用することができる。

【００８６】[実施の形態７]ここでは、実施の形態１乃
至５のいずれか一において、非晶質半導体膜を熱処理ま
たは強光の照射により結晶化させて得られた結晶構造を
有する半導体膜表面にエッチングを行う例である。

【００８７】例えば、フッ酸系のエッチャントを用いた
ウエットエッチングによりニッケルシリサイドを除去
し、その後レーザー光を照射してアニールする。以降の
工程は、実施の形態１乃至５に従って、結晶構造を有す
る半導体膜に希ガス元素を添加して、ゲッタリングを行
えばよい。

【００８８】上記フッ酸系のエッチャントとしては、フ
ッ酸と過酸化水素水の混合液、ＦＰＭ（フッ酸、過酸化
水素水、純水の混合液）等を用いる。

【００８９】

【実施例】[実施例１]本発明の有効性を確認するため、
非金属元素（Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、
Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた１種または複数種）のうち、ア
ルゴン（Ａｒ）を用い、以下の実験を行った。

【００９０】半導体膜は５０nmの非晶質シリコン膜に１
０ppmの酢酸ニッケル含有水溶液を塗布した後、５００
℃にて１時間の脱水素処理と、５５０℃にて４時間の加
熱処理により結晶化させた結晶質半導体膜を用いた。こ
の結晶化半導体膜をパターニングした後、９０ｎｍの酸
化珪素膜を形成した。そして、ゲッタリングサイトにリ
ンをイオンドープ法で注入した試料、リンを注入した後
にアルゴンを注入した試料、アルゴンのみを注入した試
料をそれぞれ作製し、これらを比較評価した。この時、
リンの注入条件は、水素で希釈された５％のＰＨ₃を用
い、加速電圧８０keV、ドーズ量１．５×１０¹⁵/cm²と
した。注入に要する時間は約８分であり、結晶質半導体
膜には平均濃度で２×１０²⁰/cm³のリンを注入すること
ができる。一方、アルゴンは９０keVの加速電圧で、２
×１０¹⁵または４×１０¹⁵/cm²のドーズ量で注入した。
アルゴンは９９．９９９９％以上のものを用い、注入に
要する時間は１〜２分でよかった。

【００９１】ゲッタリングは窒素雰囲気中、５５０℃に
て４時間の加熱処理をもって行った。ゲッタリング後、
酸化珪素膜を除去した後、ＦＰＭで処理した。ゲッタリ
ングの効果は、結晶質半導体膜の被ゲッタリング領域に
おけるエッチピットの数により確認した。即ち、添加し
たニッケルの大部分はニッケルシリサイドとして結晶質
半導体膜に残存するが、これはＦＰＭ（フッ酸、過酸化
水素水、純水の混合液）によりエッチングされることが
知られている。従って、被ゲッタリング領域をＦＰＭで
処理してエッチピットの有無を確認することにより、ゲ
ッタリングの効果を確認することができる。この場合、
エッチピットの数が少ない程、ゲッタリングの効果が高
いことを意味する。図７にエッチピットが形成された試
料の簡略図を示す。なお、図７中、ドープ領域とはアル
ゴンまたはリンが添加された領域を示している。ゲッタ
リングされた領域（被ゲッタリング領域）に存在するエ
ッチピットの数を光学顕微鏡で見ながらカウントしてエ
ッチピット密度を得た。

【００９２】図６にその結果を示す。図６において、Ｐ
と示した試料は、リンのみを添加した試料であり、この
試料のリンの注入条件は、水素で希釈された５％のＰＨ
₃を用い、加速電圧８０keV、ドーズ量１．５×１０¹⁵/c
m²とした。また、図６において、Ｐ＋Ａｒ（１ｍｉｎ）
と示した試料は、リンとアルゴンとを添加した試料であ
り、この試料のリンの注入条件は、水素で希釈された５
％のＰＨ₃を用い、加速電圧８０keV、ドーズ量１．５×
１０¹⁵/cm²とし、アルゴンの注入条件は、９０keVの加
速電圧で、２×１０¹⁵/cm²のドーズ量とし、アルゴンの
注入に要する時間を１分とした。また、図６において、
Ｐ＋Ａｒ（２ｍｉｎ）と示した試料は、リンとアルゴン
とを添加した試料であり、この試料のリンの注入条件
は、水素で希釈された５％のＰＨ₃を用い、加速電圧８
０keV、ドーズ量１．５×１０¹⁵/cm²とし、アルゴンの
注入条件は、９０keVの加速電圧で、４×１０¹⁵/cm²の
ドーズ量とし、アルゴンの注入に要する時間を２分とし
たものである。また、図６において、Ａｒと示した試料
は、アルゴンのみを添加した試料であり、この試料のア
ルゴンの注入条件は、９０keVの加速電圧で、２×１０
¹⁵/cm²のドーズ量とした。

【００９３】図６の実験結果より、リンのみを添加した
試料が３．５×１０^-3個/μm²のエッチピット密度であ
るのに対し、アルゴンを添加してゲッタリングした試料
はエッチピットの数は５×１０^-4個/μm²以下であり、
その数が極端に減少していることが解る。この結果は、
アルゴンを注入することによりゲッタリングの効果が極
端に高められることを意味し、本発明の非金属元素
（Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
から選ばれた１種または複数種）を用いたゲッタリング
が極めて有効であることを示している。

【００９４】[実施例２]本実施例では、アルゴンを添加
してゲッタリングした後、レーザー照射を行った例を示
す。

【００９５】まず、実施例１と同様に試料を作製する。
半導体膜は５０nmの非晶質シリコン膜に１０ppmの酢酸
ニッケル含有水溶液を塗布した後、５００℃にて１時間
の脱水素処理と、５５０℃にて４時間の加熱処理により
結晶化させた結晶質半導体膜を用いた。この結晶化半導
体膜をパターニングした後、９０ｎｍの酸化珪素膜を形
成した。次いで、９０ｎｍの酸化珪素膜を通過させて、
結晶質半導体膜にリンを注入した後にアルゴンを注入し
た。この時、リンの注入条件は、水素で希釈された５％
のＰＨ₃を用い、加速電圧８０keV、ドーズ量１．５×１
０¹⁵/cm²とした。注入に要する時間は約８分であり、結
晶質半導体膜には平均濃度で２×１０²⁰/cm³のリンを注
入することができる。一方、アルゴンは９０keVの加速
電圧で、２×１０¹⁵または４×１０¹⁵/cm²のドーズ量で
注入した。次いで、窒素雰囲気中、５５０℃にて４時間
の加熱処理を行ってゲッタリングを行った。

【００９６】次いで、レーザーエネルギーの条件をふ
り、エキシマレーザー光を照射した。その後、シート抵
抗を測定した実験結果を図８に示す。

【００９７】図８に示したようにレーザー光を照射する
ことによって、シート抵抗値をデバイス特性上、問題な
いレベルにまで低減することができた。

【００９８】なお、本実施例ではレーザー光としてパル
ス発振型のエキシマレーザーを用いたが、特に限定され
ず、連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、
ＹＶＯ ₄レーザーを用いてもよい。また、レーザーアニ
ール法に代えてラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ
法）を適用してもよい。

【００９９】なお、本実施例は、実施の形態１乃至実施
の形態７のいずれか一と組み合わせることが可能であ
る。

【０１００】[実施例３]本実施例ではダブルゲートのＴ
ＦＴに適用し、ダブルゲートのＴＦＴを画素部のＴＦＴ
に用いたアクティブマトリクス基板を作製する例を示
す。

【０１０１】まず、絶縁表面を有する基板４０１上に導
電膜を形成し、パターニングを施すことにより走査線４
０２を形成する。この走査線４０２は後に形成される活
性層を光から保護する遮光層としても機能する。ここで
は基板４０１として石英基板を用い、走査線４０２とし
てポリシリコン膜（膜厚５０ｎｍ）とタングステンシリ
サイド（Ｗ−Ｓｉ）膜（膜厚１００ｎｍ）の積層構造を
用いた。また、ポリシリコン膜はタングステンシリサイ
ドから基板への汚染を保護するものである。

【０１０２】次いで、走査線４０２を覆う絶縁膜４０３
ａ、４０３ｂを膜厚１００〜１０００ｎｍ（代表的には
３００〜５００ｎｍ）で形成する。ここではＣＶＤ法を
用いた膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜とＬＰＣＶＤ法
を用いた膜厚２８０ｎｍの酸化シリコン膜を積層させ
た。

【０１０３】次いで、非晶質半導体膜を膜厚１０〜１０
０ｎｍで形成する。ここでは膜厚６９ｎｍの非晶質シリ
コン膜（アモルファスシリコン膜）をＬＰＣＶＤ法を用
いて形成した。次いで、この非晶質半導体膜を結晶化さ
せる技術として特開平8-78329号公報記載の技術を用い
て結晶化させた。同公報記載の技術は、非晶質シリコン
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
結晶質シリコン膜を形成するものである。ここでは結晶
化を助長する金属元素としてニッケルを用い、脱水素化
のための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のた
めの熱処理（６００℃、１２時間）を行った。

【０１０４】次いで、ＴＦＴの活性層とする領域からＮ
ｉをゲッタリングするためのゲッタリングサイト４０４
ｂを形成する。ＴＦＴの活性層とする領域をマスク（酸
化窒化シリコン膜）４００で覆い、結晶質シリコン膜の
一部に希ガス元素、ここではアルゴン（Ａｒ）を添加す
る。（図９（Ａ））なお、このマスク４００は後の結晶
質シリコン膜のパターニングにも使用する。また、本実
施例のように希ガス元素のみを添加した場合、リンを添
加した場合に比べてＴＦＴの電気特性等に与える影響が
小さいため、ＴＦＴの活性層とする領域を微小なサイズ
とすることが可能となる。従って、さらなるＴＦＴの微
細設計が可能となる。

【０１０５】また、マスク４００を形成する際に使用し
たレジストマスクを残した状態で希ガス元素を添加して
もよい。

【０１０６】また、希ガス元素に加え、周期表１５族元
素、周期表１３族元素、シリコン、水素から選ばれた一
種または複数種を添加してもよい。

【０１０７】次いで、ＴＦＴの活性層とする領域からＮ
ｉをゲッタリングする熱処理（窒素雰囲気下で５５０
℃、４時間）を行った。（図９（Ｂ））この熱処理によ
り結晶質シリコン膜に含まれる金属（Ｎｉ）がＴＦＴの
活性層とする領域から図９（Ｂ）中の矢印の方向に移動
してゲッタリングサイト（希ガス元素が添加された領
域）に捕獲され、ゲッタリングサイト以外の結晶質シリ
コン膜から金属（Ｎｉ）を除去または低減する。

【０１０８】次いで、マスクを除去した後、パターニン
グを行い結晶質シリコン膜の不要な部分を除去して、半
導体層４０４を形成する。（図９（Ｃ１））なお、半導
体層４０４を形成した後の画素上面図を図９（Ｃ２）に
示す。図９（Ｃ２）において、点線Ａ−Ａ’で切断した
断面図が図９（Ｃ１）に相当する。

【０１０９】次いで、保持容量を形成するため、マスク
４０５を形成して半導体層の一部（保持容量とする領
域）４０６にリンをドーピングする。（図１０（Ａ））

【０１１０】次いで、マスク４０５を除去し、半導体層
を覆う絶縁膜を形成した後、マスク４０７を形成して保
持容量とする領域４０６上の絶縁膜を除去する。（図１
０（Ｂ））

【０１１１】次いで、マスク４０７を除去し、熱酸化を
行って絶縁膜（ゲート絶縁膜）４０８ａを形成する。こ
の熱酸化によって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は８０ｎ
ｍとなった。なお、保持容量とする領域上に他の領域よ
り薄い絶縁膜４０８ｂを形成した。（図１０（Ｃ１））
ここでの画素上面図を図１０（Ｃ２）に示す。図１０
（Ｃ２）において、点線Ｂ−Ｂ’で切断した断面図が図
１０（Ｃ１）に相当する。また、図１０中の鎖線内で示
した領域は、薄い絶縁膜４０８ｂが形成されている部分
である。

【０１１２】次いで、ＴＦＴのチャネル領域となる領域
にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャ
ネルドープ工程を全面または選択的に行った。このチャ
ネルドープ工程は、ＴＦＴしきい値電圧を制御するため
の工程である。なお、ここではジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を質
量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロ
ンを添加した。もちろん、質量分離を行うイオンインプ
ランテーション法を用いてもよい。

【０１１３】次いで、絶縁膜４０８ａ、及び絶縁膜４０
３ａ、４０３ｂ上にマスク４０９を形成し、走査線４０
２に達するコンタクトホールを形成する。（図１１
（Ａ））そして、コンタクトホールの形成後、マスクを
除去する。

【０１１４】次いで、導電膜を形成し、パターニングを
行ってゲート電極４１０および容量配線４１１を形成す
る。（図１１（Ｂ））ここでは、リンがドープされたシ
リコン膜（膜厚１５０ｎｍ）とタングステンシリサイド
（膜厚１５０ｎｍ）との積層構造を用いた。なお、保持
容量は、絶縁膜４０８ｂを誘電体とし、容量配線４１１
と半導体層の一部４０６とで構成されている。

【０１１５】次いで、ゲート電極４１０および容量配線
４１１をマスクとして自己整合的にリンを低濃度に添加
する。（図１１（Ｃ１））ここでの画素上面図を図１１
（Ｃ２）に示す。図１１（Ｃ２）において、点線Ｃ−
Ｃ’で切断した断面図が図１１（Ｃ１）に相当する。こ
の低濃度に添加された領域のリンの濃度が、１×１０¹⁶
〜５×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、代表的には３×１０
¹⁷〜３×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるように調整す
る。

【０１１６】次いで、マスク４１２を形成してリンを高
濃度に添加し、ソース領域またはドレイン領域となる高
濃度不純物領域４１３を形成する。（図１２（Ａ））こ
の高濃度不純物領域のリンの濃度が１×１０²⁰〜１×１
０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³（代表的には２×１０²⁰〜５×
１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³）となるように調整する。な
お、半導体層４０４のうち、ゲート電極４１０と重なる
領域はチャネル形成領域４１４となり、マスク４１２で
覆われた領域は低濃度不純物領域４１５となりＬＤＤ領
域として機能する。そして、不純物元素の添加後、マス
ク４１２を除去する。

【０１１７】次いで、ここでは図示しないが、画素と同
一基板上に形成される駆動回路に用いるｐチャネル型Ｔ
ＦＴを形成するために、マスクでｎチャネル型ＴＦＴと
なる領域を覆い、ボロンを添加してソース領域またはド
レイン領域を形成する。

【０１１８】次いで、マスク４１２を除去した後、ゲー
ト電極４１０および容量配線４１１を覆うパッシベーシ
ョン膜４１６を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を
７０ｎｍの膜厚で形成した。次いで、半導体層にそれぞ
れの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性
化するための熱処理工程を行う。ここでは８５０℃、３
０分の加熱処理を行った。

【０１１９】次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜
４１７を形成する。ここでは膜厚４００ｎｍのアクリル
樹脂膜を用いた。次いで、半導体層に達するコンタクト
ホールを形成した後、電極４１８及びソース配線４１９
を形成する。本実施例では電極４１８及びソース配線４
１９を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム
膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続
して形成した３層構造の積層膜とした。（図１２（Ｂ
１））なお、図１２（Ｂ２）において点線Ｄ−Ｄ’で切
断した断面図が図１２（Ｂ１）に相当する。

【０１２０】次いで、水素化処理をおこなった後、アク
リルからなる層間絶縁膜４２０を形成する。（図１３
（Ａ１））次いで、層間絶縁膜４２０上に遮光性を有す
る導電膜１００ｎｍを成膜し、遮光層４２１を形成す
る。次いで、層間絶縁膜４２２を形成する。次いで、電
極４１８に達するコンタクトホール形成する。次いで、
１００ｎｍの透明導電膜（ここでは酸化インジウム・ス
ズ（ＩＴＯ）膜）を形成した後、パターニングして画素
電極４２３、４２４を形成する。図１３（Ａ２）におい
て、点線Ｅ−Ｅ’で切断した断面図が図１３（Ａ１）に
相当する。

【０１２１】こうして画素部には、表示領域（画素サイ
ズ２６μｍ×２６μｍ）の面積（開口率７６．５％）を
確保しつつ、ｎチャネル型ＴＦＴでなる画素ＴＦＴが形
成され、十分な保持容量（５１．５ｆＦ）を得ることが
できる。

【０１２２】なお、本実施例は一例であって本実施例の
工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各
導電膜としては、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、
モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃ
ｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素、または前記
元素を組み合わせた合金膜（代表的には、Ｍｏ―Ｗ合
金、Ｍｏ―Ｔａ合金）を用いることができる。また、各
絶縁膜としては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜や酸
化窒化シリコン膜や有機樹脂材料（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）膜を用いることができる。

【０１２３】以上の様にして、ｎチャネルＴＦＴ及び保
持容量とを有する画素部と、ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐ
チャネル型ＴＦＴからなるＣＭＯＳ回路を有する駆動回
路（図示しない）とを同一基板上に形成することができ
る。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブ
マトリクス基板と呼ぶ。

【０１２４】次いで、得られたアクティブマトリクス基
板から、液晶モジュールを作製する工程を以下に説明す
る。

【０１２５】図１３のアクティブマトリクス基板上に配
向膜を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では
配向膜を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜
をパターニングすることによって基板間隔を保持するた
めの柱状のスペーサを所望の位置に形成した。また、柱
状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散
布してもよい。

【０１２６】次いで、対向基板を用意する。この対向基
板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置された
カラーフィルタが設けられている。また、駆動回路の部
分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層と
を覆う平坦化膜を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導
電膜からなる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全
面に配向膜を形成し、ラビング処理を施した。

【０１２７】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材で貼り
合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、こ
のフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って
２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に
液晶材料を注入し、封止剤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
して液晶モジュールが完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板等
を適宜設けた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼
りつけた。

【０１２８】以上のようにして作製される液晶モジュー
ルは各種電子機器の表示部として用いることができる。

【０１２９】なお、本実施例は、実施の形態１乃至実施
の形態７のいずれか一と組み合わせることが可能であ
る。

【０１３０】[実施例４]本発明の有効性を確認するた
め、非金属元素（Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた１種または複数種）のう
ち、アルゴン（Ａｒ）を用い、以下の実験を行った。

【０１３１】基板上に４００ｎｍの膜厚で非晶質シリコ
ン膜を形成し、非晶質シリコン膜表面に、結晶化を促進
する触媒作用のある金属元素（ニッケル）を添加した。
重量換算で１００ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩
溶液をスピナーで塗布して触媒含有層を形成した。次い
で、５００℃、１時間の熱処理を行った後、さらに５５
０℃、１２時間の熱処理を行って結晶構造を有するシリ
コン膜を形成した。

【０１３２】こうして得られた結晶構造を有するシリコ
ン膜にアルゴン元素を添加した。ここではイオンドーピ
ング法を用い、原料ガスとしてアルゴンガスを用い、加
速電圧１０ｋｅＶ、流量５０ｓｃｃｍ、電流密度１μＡ
／ｃｍ²、ドーズ量２×１０^{1 5}atoms/cm²とした。なお、
このドーピング条件ではアルゴン元素は表面から約０．
０５μｍ程度にまでしか添加されない。

【０１３３】添加後のアルゴン元素の濃度分布（ＳＩＭ
Ｓ測定による）とニッケル元素の濃度分布（ＳＩＭＳ測
定による）とをアニール前の実線として図１４、図１５
にそれぞれ示した。なお、図１４、図１５において横軸
は深さ、縦軸は濃度を示している。

【０１３４】次いで、５５０℃、４時間の熱処理（アニ
ール）を行い、ゲッタリングさせた。

【０１３５】アニール後のアルゴン元素濃度の分布（Ｓ
ＩＭＳ測定による）とニッケル元素の濃度分布（ＳＩＭ
Ｓ測定による）とをアニール後の点線として図１４、図
１５にそれぞれ示した。

【０１３６】図１４、図１５の実験結果より、アニール
前後でアルゴン元素の濃度分布に変化はみられないが、
アニール前後でニッケル元素の濃度分布が変化している
ことが分かる。

【０１３７】アルゴン元素が添加されている約０．０５
μｍ程度までの領域では、アニール後でニッケル濃度が
最大で６×１０¹⁹atoms/cm³となっている。また、アル
ゴン元素が添加されていない領域においては、アニール
前で約５×１０¹⁸atoms/cm³であったのが、アニール後
で約１×１０¹⁸atoms/cm³、最低で４×１０¹⁷atoms/cm³
にまで低減されている。

【０１３８】この結果は、アニール処理を行うことによ
って、アルゴンが添加された表面から約０．０５μｍ程
度までの領域がゲッタリングサイトとしてはたらき、膜
中のニッケル元素がゲッタリングサイトに移動し、アル
ゴンが添加されていない領域のニッケル元素を低減させ
たことを意味している。

【０１３９】即ち、本実施例の実験結果は、アルゴンを
注入した後アニールを行うゲッタリングの効果が極端に
高いことを意味し、本発明の非金属元素（Ｂ、Ｓｉ、
Ｐ、Ａｓ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた
１種または複数種）を用いたゲッタリングが極めて有効
であることを示している。

【０１４０】また、アルゴン元素の濃度が変化しないこ
とから、アルゴン元素が添加されたゲッタリングサイト
をそのまま半導体層の一部としてＴＦＴを作製する場
合、ゲッタリング後のＴＦＴの作製工程における熱処理
で引き続きゲッタリング効果を得ることができる。ま
た、完成したＴＦＴを駆動した場合に発生する熱によっ
てもゲッタリングサイトが加熱され引き続きゲッタリン
グ効果を得ることもできる。

【０１４１】[実施例５]実施例３では透過型の例を示し
たが、本実施例では反射型の例を図１６に示す。本実施
例では、画素部のＴＦＴのドレイン領域と接続する画素
電極を反射電極とした。

【０１４２】実施例３における電極４１８を画素電極と
し、画素電極となる反射電極１００１を形成する。この
反射電極は、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、または
それらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いる。ま
た、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法や
エッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、
鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色
度を増加させることが好ましい。

【０１４３】なお、本実施例は、実施の形態１乃至実施
の形態７のいずれか一と組み合わせることが可能であ
る。

【０１４４】[実施例６]本発明を実施して形成された結
晶質半導体膜は、ＴＦＴの活性層に用いられ、そのＴＦ
Ｔは様々なモジュール（液晶表示装置、発光型表示装
置、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ、ＤＭＤ
（digital micromirror device）等）に用いることがで
きる。即ち、それらモジュール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。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における希
ガス元素を半導体膜に注入して行うイントリンシックゲ
ッタリングは、結晶質半導体膜中に残存する金属元素を
ゲッタリングさせる効果が極めて高い。これは、触媒作
用のある金属元素を用いて作製される結晶質半導体膜の
高純度化に寄与するばかりでなく、結晶質半導体膜を用
いる半導体装置の生産性の向上にも寄与することができ
る。即ち、希ガス元素は不活性気体であり、イオンドー
ピングにおいても取り扱いが容易である。また、ドーピ
ングに要する時間も短時間で済むなどの特徴を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の結晶質半導体膜の作製方法を説明す
る図。

【図２】 本発明の結晶質半導体膜の作製方法を説明す
る図。

【図３】 希ガス元素を用いたゲッタリング方法を用い
る半導体装置の作製方法を説明する図。

【図４】 希ガス元素を用いたゲッタリング方法を用い
る半導体装置の作製方法を説明する図。

【図５】 イオンドープ法により注入される希ガス元素
の適した濃度分布を説明する図。

【図６】 ゲッタリング後のＦＰＭ処理により観察され
るエッチピット密度を示すグラフ。（実施例１）

【図７】 ゲッタリング後のＦＰＭ処理により観察され
るエッチピットを示す簡略図。（実施例１）

【図８】 ゲッタリング後にレーザー処理を施した抵抗
値を示すグラフ。

【図９】 画素部の作製工程断面図および上面図。

【図１０】 画素部の作製工程断面図および上面図。

【図１１】 画素部の作製工程断面図および上面図。

【図１２】 画素部の作製工程断面図および上面図。

【図１３】 画素部の作製工程断面図および上面図。

【図１４】 アニール前後での深さ方向におけるアルゴ
ン濃度プロファイルを示す図。

【図１５】 アニール前後での深さ方向におけるニッケ
ル濃度プロファイルを示す図。

【図１６】 画素部の断面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｚ (72)発明者 肥塚 純一 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 Ｆターム(参考） 2H092 HA06 JA24 JB57 KA02 KA05 KB04 KB24 KB25 MA08 MA18 MA27 MA30 NA27 NA29 PA03 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 BB07 DA01 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 FA19 HA06 JA01 5F110 BB01 BB04 CC02 DD02 DD03 DD15 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 FF02 FF04 GG01 GG02 GG13 GG32 GG43 GG45 GG47 GG51 HJ01 HJ04 HJ23 HL04 HL06 HL12 HL23 HM15 NN03 NN22 NN24 NN27 NN44 NN45 NN48 NN72 NN73 PP02 PP03 PP04 PP05 PP10 PP23 PP34 PP35 QQ11 QQ23 QQ25 QQ28

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に第１の強光を照射し
   て結晶構造を有する半導体膜を形成する工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜にレーザー光を照射する
   工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に第２の強光を照射する
   工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加し
   た不純物領域を形成する工程と、 前記不純物領域に、前記半導体膜に含まれる金属元素を
   偏析させるゲッタリングを行う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。
2. 【請求項２】請求項１において、前記希ガス元素はＨ
   ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複
   数種であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において前記ゲッ
   タリングを行う工程は、加熱処理であることを特徴とす
   る半導体装置の作製方法。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２において前記ゲッ
   タリングを行う工程は、前記結晶構造を有する半導体膜
   に強光を照射する処理であることを特徴とする半導体装
   置の作製方法。
5. 【請求項５】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に第１の強光を照射し
   て結晶構造を有する半導体膜を形成する工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜にレーザー光を照射する
   工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に第２の強光を照射する
   工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に、一導電型の不純物と
   希ガス元素とを添加した不純物領域を形成し、加熱処理
   により前記不純物領域に、前記半導体膜に含まれる金属
   元素を偏析させるゲッタリングを行う工程とを有するこ
   とを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記一導電型の不純物
   は周期表１５族元素であることを特徴とする半導体装置
   の作製方法。
7. 【請求項７】請求項５において、前記一導電型の不純物
   は周期表１３族元素であることを特徴とする半導体装置
   の作製方法。
8. 【請求項８】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に第１の強光を照射し
   て結晶構造を有する半導体膜を形成する工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜にレーザー光を照射する
   工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に第２の強光を照射する
   工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に、周期表１５族元素と
   周期表１３族元素と希ガス元素とを添加した不純物領域
   を形成し、加熱処理により前記不純物領域に、前記半導
   体膜に含まれる金属元素を偏析させるゲッタリングを行
   う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。
9. 【請求項９】請求項１乃至８において、前記第１の強光
   は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノン
   アークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウム
   ランプ、または高圧水銀ランプから射出された光である
   ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 【請求項１０】請求項１乃至９において、前記第２の強
    光は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノ
    ンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウ
    ムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光であ
    ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. 【請求項１１】結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元
    素を添加した不純物領域を形成し、加熱処理により前記
    不純物領域に、前記半導体膜に含まれる金属元素を偏析
    させるゲッタリングを行った後、前記結晶構造を有する
    半導体膜に強光を照射することを特徴とする半導体装置
    の作製方法。
12. 【請求項１２】請求項１１において、前記強光は、赤外
    光、可視光、または紫外光であることを特徴とする半導
    体装置の作製方法。
13. 【請求項１３】請求項１１において、前記強光は、エキ
    シマレーザ、YAGレーザ、YVO₄ レーザ、またはYLFレー
    ザから射出された光であることを特徴とする半導体装置
    の作製方法。
14. 【請求項１４】非晶質構造を有する第１の半導体膜の第
    １の領域に、選択的に金属元素を添加する第１の工程
    と、 前記第１の半導体膜を第１の加熱処理により結晶化さ
    せ、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成する第２の
    工程と、 前記第２の半導体膜における前記第１の領域に、希ガス
    元素を添加する第３の工程と、 前記第３の工程の後に、第２の加熱処理により、前記第
    １の領域に、前記第２の半導体膜に含まれる金属元素を
    偏析させるゲッタリングを行う第４の工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する第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。
15. 【請求項１５】非晶質構造を有する第１の半導体膜に、
    金属元素を添加する第１の工程と、 前記第１の半導体膜を第１の加熱処理により結晶化さ
    せ、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成する第２の
    工程と、 前記第２の半導体膜に、一導電型の不純物と希ガス元素
    とを添加した不純物領域を形成する第３の工程と、 前記第３の工程の後に、第２の加熱処理により、前記不
    純物領域に、前記第２の半導体膜に含まれる金属元素を
    偏析させるゲッタリングを行う第４の工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する第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。
16. 【請求項１６】非晶質構造を有する第１の半導体膜の第
    １の領域に、選択的に金属元素を添加する第１の工程
    と、前記第１の半導体膜を第１の加熱処理により結晶化
    させ、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成する第２
    の工程と、前記第２の半導体膜における前記第１の領域
    に、一導電型の不純物と希ガス元素とを添加する第３の
    工程と、前記第３の工程の後に、第２の加熱処理によ
    り、前記第１の領域に、前記第２の半導体膜に含まれる
    金属元素を偏析させるゲッタリングを行う第４の工程
    と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する第
    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。
17. 【請求項１７】請求項１１乃至請求項１６のいずれか一
    において、前記希ガス元素はＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、
    Ｘｅから選ばれた一種または複数種であることを特徴と
    する半導体装置の作製方法。
18. 【請求項１８】請求項１５または請求項１６において、
    前記一導電型の不純物は周期表１５族元素であることを
    特徴とする半導体装置の作製方法。
19. 【請求項１９】請求項１５または請求項１６において、
    前記一導電型の不純物は、周期表１３族元素であること
    を特徴とする半導体装置の作製方法。
20. 【請求項２０】請求項１乃至請求項１９のいずれか一に
    おいて、前記金属元素はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒ
    ｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた
    一種または複数種であることを特徴とする半導体装置の
    作製方法。
21. 【請求項２１】請求項１１乃至請求項２０のいずれか一
    において、前記強光は、赤外光、可視光、または紫外光
    であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
22. 【請求項２２】請求項１１乃至請求項２０のいずれか一
    において、前記強光は、ハロゲンランプ、メタルハライ
    ドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークラン
    プ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから
    射出された光であることを特徴とする半導体装置の作製
    方法。