JP2002217106A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温（６００℃以上）の加熱処理回数を低減
し、さらなる低温プロセス（６００℃以下）を実現する
とともに、工程簡略化及びスループットの向上を実現す
ることを課題とする。 【解決手段】本発明は結晶構造を有する半導体膜へマス
ク１０６ｂを用いて希ガス元素（希ガスとも呼ばれる）
を添加した不純物領域１０８を形成し、加熱処理により
前記不純物領域１０８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、前記マスクを用い
てパターニングを行い、結晶構造を有する半導体膜から
なる半導体層１０９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】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】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温（６０
０℃以上）の加熱処理回数を低減し、さらなる低温プロ
セス（６００℃以下）を実現するとともに、工程簡略化
及びスループットの向上を実現することを課題とする。

【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】本発明において、結晶構造を有する半導体
膜は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し
た後、加熱処理または強光の照射によって結晶化を行え
ばよい。結晶化の後、フッ酸を含むエッチャント、例え
ば希フッ酸やＦＰＭ（フッ酸、過酸化水素水、純水との
混合液）で偏析した金属元素を除去または低減してもよ
い。また、フッ酸を含むエッチャントで表面をエッチン
グ処理した場合には、強光を照射して表面を平坦化する
ことが望ましい。

【００１２】また、上記結晶化の後、さらに結晶化を改
善するためのレーザー光または強光の照射を行ってもよ
い。この結晶化を改善するためのレーザー光または強光
の照射の後にフッ酸を含むエッチャントで偏析した金属
元素を除去または低減してもよく、さらに強光を照射し
て表面を平坦化してもよい。

【００１３】次いで、結晶構造を有する半導体膜上に珪
素を主成分とする絶縁膜を形成する。この絶縁膜は、Ｔ
ＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボ
ロンまたはリン）のドーピング量を制御するためのもの
である。この絶縁膜を形成して、チャネルドープを行っ
た後で活性化させるため強光を照射してもよい。

【００１４】また、本発明の特徴の一つは、結晶質半導
体薄膜に希ガス元素またはを添加してゲッタリングサイ
トを形成するプロセスと、加熱処理するプロセスとを有
しており、該加熱処理により結晶質半導体薄膜に含まれ
る金属が移動してゲッタリングサイト（希ガス元素のイ
オンが添加された領域）に捕獲され、ゲッタリングサイ
ト以外の結晶質半導体薄膜から金属を除去または低減す
ることである。なお、加熱処理に代えて強光を照射して
もよいし、加熱処理と同時に強光を照射してもよい。ま
た、このゲッタリングの際、チャネルドープにより添加
された不純物元素を活性化させてもよい。

【００１５】また、本発明は結晶構造を有する半導体膜
へマスクを用いて希ガス元素（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、前記マスクを用いて半導体膜のパ
ターニングを行うことも特徴としている。

【００１６】また、希ガス元素の添加方法としては、イ
オンドーピング法やイオン注入法を用いることができ、
希ガス元素としては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅか
ら選ばれた一種または複数種を用いることができる。中
でも安価なガスであるＡｒを用いることが望ましい。イ
オンドーピング法を用いる場合、ドーピングガスに含ま
れる希ガス元素の１種類が占める濃度が３０％以上、好
ましくは１００％とする。例えば、Ｋｒガス３０％、Ａ
ｒガス７０％の濃度としたドーピングガスを用いてもよ
い。

【００１７】また、本発明は、半導体膜のパターニング
を行う際、希ガスを添加した領域、即ち、金属元素が高
濃度に偏析した領域は除去され、マスクで覆われ、且つ
金属元素が低減された領域が所望の形状を有する半導体
層として形成される。なお、半導体層を形成する際にオ
ーバーエッチすれば、半導体層の端部に存在する金属が
偏析している部分を除去することができる。また、パタ
ーニングを行った後、上記マスクは除去する。

【００１８】次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエ
ッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜となる珪素を主
成分とする絶縁膜を形成する。この表面洗浄とゲート絶
縁膜の形成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが
望ましい。また、この表面洗浄の前または後に活性化工
程を加え、チャネルドープにより添加された不純物元素
を活性化させてもよい。

【００１９】次いで、ゲート絶縁膜表面を洗浄した後、
ゲート電極を形成し、ｐ型またはｎ型を付与する不純物
元素を適宜添加して、ソース領域及びドレイン領域を形
成する。また、必要であればＬＤＤ領域も形成してもよ
い。添加した後、不純物元素を活性化するために加熱処
理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行えばよ
い。また、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダ
メージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマ
ダメージを回復することができる。特に、室温〜３００
℃の雰囲気中において、表面または裏面からＹＡＧレー
ザーの第２高調波を照射して不純物元素を活性化させる
ことは非常に有効である。ＹＡＧレーザーはメンテナン
スが少ないため好ましい。

【００２０】以降の工程は、層間絶縁膜を形成し、水素
化を行って、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタ
クトホールを形成し、ソース電極、ドレイン電極を形成
してＴＦＴを完成させる。

【００２１】本発明により、熱処理を用いて結晶化を行
い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合は、高温熱処
理２回（結晶化、ゲッタリング）に抑えることができ、
強光により結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方法で
行う場合には、高温熱処理１回（ゲッタリング）に抑え
ることができる。

【００２２】また、希ガスを添加する処理時間は、１分
または２分程度の短時間で高濃度の希ガス元素を半導体
膜に添加することができるため、リンを用いたゲッタリ
ングと比較してスループットが格段に向上する。

【００２３】また、リンを用いたゲッタリングと比較し
て、希ガス元素の添加による本発明のゲッタリング能力
は高く、さらに高濃度、例えば１×１０²⁰〜５×１０²¹
／cm ³で添加できるため、結晶化に用いる金属元素の添
加量を多くすることができる。即ち、結晶化に用いる金
属元素の添加量を多くすることによって結晶化の処理時
間をさらに短時間で行うことが可能となる。また、結晶
化の処理時間を変えない場合には、結晶化に用いる金属
元素の添加量を多くすることによって、さらなる低温で
結晶化することができる。また、結晶化に用いる金属元
素の添加量を多くすることによって、自然核の発生を低
減することができ、良好な結晶質半導体膜を形成するこ
とができる。

【００２４】また、アイランドを形成するまでに高温熱
処理が施されているため、基板の収縮がアイランド形成
後の工程で生じず、パターニングのずれを最小限に抑え
ることができ、デバイス製造の上で歩留まりが向上す
る。また、熱処理回数が少ない本発明は、基板の厚さが
薄く（例えば０．７ｍｍや０．５ｍｍ）とも基板に与え
る影響が小さいため、問題なく使用可能である。

【００２５】本明細書で開示する作製工程に関する発明
の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添
加する第１工程と、前記半導体膜を結晶化させて結晶構
造を有する半導体膜を形成する第２工程と、前記結晶構
造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的に添加して
不純物領域を形成する第３工程と、前記不純物領域に前
記金属元素をゲッタリングして結晶構造を有する半導体
膜中の前記金属元素を選択的に除去または低減する第４
工程と、前記不純物領域を除去する第５工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法である。

【００２６】また、他の発明の構成は、非晶質構造を有
する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半
導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形成する
第２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３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第４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て不純物領域を形成す
る第５工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に含まれ
る金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第６工
程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法で
ある。

【００２７】また、他の発明の構成は、非晶質構造を有
する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半
導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形成する
第２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３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て不純物領域を形成する第４工程
と、前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素
を前記不純物領域にゲッタリングする第５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第６
工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法
である。

【００２８】また、他の発明の構成は、非晶質構造を有
する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半
導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形成する
第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光また
はレーザー光を照射する第３工程と、前記結晶構造を有
する半導体膜上に珪素を主成分とする絶縁膜を形成する
第４工程と、前記絶縁膜を通過させて前記結晶構造を有
する半導体膜に一導電型を付与する不純物元素を添加す
る第５工程と、前記絶縁膜をパターニングしてマスクを
形成する第６工程と、前記マスクで覆われていない前記
結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加して不
純物領域を選択的に形成する第７工程と、前記結晶構造
を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純物領域
にゲッタリングする第８工程と、前記マスクで前記半導
体膜をパターニングする第９工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法である。

【００２９】また、他の発明の構成は、非晶質構造を有
する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半
導体膜に強光を照射して結晶構造を有する半導体膜を形
成する第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強
光またはレーザー光を照射する第３工程と、前記結晶構
造を有する半導体膜上に珪素を主成分とする絶縁膜を形
成する第４工程と、前記絶縁膜を通過させて前記結晶構
造を有する半導体膜に一導電型を付与する不純物元素を
添加する第５工程と、前記絶縁膜をパターニングしてマ
スクを形成する第６工程と、前記マスクで覆われていな
い前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加
して不純物領域を選択的に形成する第７工程と、前記結
晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純
物領域にゲッタリングする第８工程と、前記マスクで前
記半導体膜をパターニングする第９工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の作製方法である。

【００３０】上記各構成において、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している。

【００３１】上記各構成において、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
としている。

【００３２】上記各構成において、前記第２の工程の後
にフッ酸を含むエッチャントで前記結晶構造を有する半
導体膜の表面を処理する工程を有することを特徴として
いる。

【００３３】また、他の発明の構成は、非晶質構造を有
する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記非
晶質構造を有する半導体膜上にマスクを形成する第２工
程と、前記非晶質構造を有する半導体膜に、希ガス元素
を選択的に添加して不純物領域を形成する第３工程と、
前記半導体膜のうち、前記マスクと重なる領域を結晶化
させて結晶構造を有する領域を形成し、かつ、前記マス
クと重なる領域に含まれる金属元素を前記不純物領域に
ゲッタリングする第４工程とを有することを特徴とする
半導体装置の作製方法である。

【００３４】また、他の発明の構成は、非晶質構造を有
する半導体膜上にマスクを形成する第１工程と、前記非
晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第２工
程と、前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半
導体膜を形成する第３工程と、前記非晶質構造を有する
半導体膜に、希ガス元素を選択的に添加して不純物領域
を形成する第４工程と、前記不純物領域に前記金属元素
をゲッタリングして結晶構造を有する半導体膜中の前記
金属元素を選択的に除去または低減する第５工程と、前
記不純物領域を除去する第６工程とを有することを特徴
とする半導体装置の作製方法である。

【００３５】また、上記作製工程に従って得られた半導
体装置も本発明の一つである。

【００３６】本発明の構成は、半導体層と、該半導体層
に接する絶縁膜と、該絶縁膜に接するゲート電極とを含
むＴＦＴを基板上に備えた半導体装置であって、前記基
板は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域を有して
いることを特徴とする半導体装置である。なお、この基
板は絶縁性基板または半導体基板である。また、この構
成は、希ガス元素を添加した工程の際、基板にも希ガス
元素が添加されて得られるものである。この時、図１３
（Ｃ）に希ガス元素を添加した直後の状態の簡略図を示
した。

【００３７】また、上記構成において、前記希ガス元素
を含む領域を形成するマスクと前記半導体層を形成する
マスクは同一であることを特徴としている。こうするこ
とでマスク数を増加させることなく半導体装置が得られ
る。

【００３８】また、本発明の他の構成は、基板上に接す
る絶縁膜と、半導体層とを含むＴＦＴを備えた半導体装
置であって、前記絶縁膜は、少なくとも一部に希ガス元
素を含む領域を有していることを特徴とする半導体装置
である。

【００３９】なお、上記絶縁膜はブロッキング層として
設けられた下地絶縁膜である。この下地絶縁膜に希ガス
が添加される時の状態を、図１３（Ｂ）に示した。

【００４０】また、上記構成において、前記基板は、少
なくとも一部に希ガス元素を含む領域を有している。即
ち、マスクを形成しなかった領域には、基板にも下地絶
縁膜にも希ガス元素が添加されている。

【００４１】また、前記希ガス元素を含む領域を形成す
るマスクと前記半導体層を形成するマスクは同一である
ことを特徴としている。

【００４２】

【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。

【００４３】図１及び図２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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】次いで、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３〜５０ppm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。（図１（Ａ））後の工程で行うゲッタリング能力が
非常に高いため、高濃度のニッケルを含む溶液を使用す
ることが可能である。また、高濃度の溶液を塗布するた
めにスピナーの回転数を低減してもよい。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。

【００４７】勿論、触媒含有層１０４は上記塗布方法に
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。

【００４８】次いで、加熱処理または強光の照射を行
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、
それを核として結晶化が進行する。こうして、図１
（Ｂ）に示す結晶質半導体膜１０５が形成される。熱処
理により結晶化を行う場合は、この非晶質シリコン膜に
脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化
（５５０℃〜６５０℃で４〜２４時間）を行うとよい。
また、強光の照射により結晶化を行う場合は、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。また、加熱処理と
強光の照射とを同時に行って結晶化を行ってもよい。

【００４９】結晶化の直後、半導体膜に含まれる金属元
素を低減するため、フッ素を含むエッチャントを用いて
触媒となる金属元素をエッチングで低減または除去して
もよい。

【００５０】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、結晶質半導体膜１０５に対して光を照射す
る。（図１（Ｃ））光には波長４００nm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１０〜１
０００Hz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/cm²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１０
５に対するレーザー処理を行っても良い。また、レーザ
ー光に代えて強光を照射してもよいし、同時にレーザー
光と強光とを照射してもよい。

【００５１】次いで、欠陥を補修する処理の直後に、結
晶質半導体膜に含まれる金属元素を低減するため、フッ
素を含むエッチャントを用いて触媒となる金属元素をエ
ッチングで低減または除去してもよい。また、このエッ
チングで表面に凹凸が生じてしまった場合には、強光を
照射して表面を平坦化してもよい。

【００５２】次いで、結晶質半導体膜上に１００〜２０
０nmの厚さの酸化珪素膜１０６ａを形成する。（図１
（Ｄ））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 Sil
icate：ＴＥＯＳ）とＯ₂とを混合し、反応圧力４０Pa、
基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MH
z）電力密度０．５〜０．８W/cm²で放電させ形成する。

【００５３】次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するた
め、酸化珪素膜を通過させて微量な不純物元素（ボロン
またはリン）を半導体膜に添加するチャネルドープを行
う。また、チャネルドープを行った後で不純物元素を活
性化させるため強光を照射してもよい。

【００５４】次いで、酸化珪素膜上にレジストからなる
マスク１０７を形成する。このマスクによってパターニ
ングし、ＴＦＴの半導体層となる部分を覆う酸化珪素か
らなる絶縁層１０６ｂを形成した後、半導体膜に希ガス
元素を添加してゲッタリングサイト１０８を形成する。
（図２（Ａ））ここでは、イオンドーピング法またはイ
オン注入法を用い、半導体膜に添加される希ガス元素の
濃度を１×１０²⁰〜５×１０²¹／ｃｍ³とすることが望
ましい。この時、レジストからなるマスクをそのまま残
した状態で希ガス元素のドーピングを行ってもよいし、
レジストマスクからなるマスクを除去した後、希ガス元
素のドーピングを行ってもよい。希ガス元素のドーピン
グ後は、レジストからなるマスクを除去する。また、希
ガス元素に加え、周期表１５族元素または周期表１３族
元素を添加してもよい。なお、図２（Ａ）では、半導体
膜のみに希ガス元素が添加されたように図示したが、実
際は、希ガスを添加する工程の条件によって、図１３
（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示したような金属元素の濃度分
布を制御できる。図１３（Ａ）は、半導体膜の浅い位置
にピークを有する濃度分布１２０となるような条件で行
ったものであり、図１３（Ｂ）は半導体膜の中間位置に
ピークを有する濃度分布１２１となるような条件で行っ
たため、ブロッキング層１０２にも希ガス元素が添加さ
れた例である。また、図１３（Ｃ）は半導体膜の深い位
置にピークを有する濃度分布１２２となるような条件で
行ったため、ブロッキング層１０２及び基板１０１にも
希ガス元素が添加された例である。図１３（Ｂ）や図１
３（Ｃ）に示したようにブロッキング層や基板に希ガス
元素を添加することによって応力の緩和を図ることがで
きる。

【００５５】次いで、ゲッタリングを行う。（図２
（Ｂ））ゲッタリングは窒素雰囲気中で４５０〜８００
℃、１〜２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処
理を行うと、ゲッタリングサイト１０８に金属元素を偏
析させることができる。このゲッタリングにより、絶縁
層１０６ｂで覆われた半導体膜に含まれる金属元素を除
去、または金属元素の濃度を低減する。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、ゲッタリングサイト（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。

【００５６】ゲッタリングが終わったら、上記マスクを
そのまま用いてゲッタリングサイトを除去して、金属元
素が低減された領域からなる所望の形状を有する半導体
層１０９を形成し、最後に酸化珪素からなる絶縁層を除
去する。（図２（Ｃ））絶縁層を除去する際、半導体層
の表面もわずかにエッチングすることが望ましい。図２
６にゲッタリング後にＦＰＭ（フッ酸、過酸化水素水、
純水の混合液）によりニッケルシリサイドをエッチング
した際の光学顕微鏡写真を示した。図２６から半導体層
の周縁部にエッチピットが多数観察されていることか
ら、ゲッタリングによって半導体層の周縁部にニッケル
が偏析しやすいと予想される。

【００５７】また、レジストからなるマスクを形成した
段階で、酸化珪素膜を通過させて希ガス元素のドーピン
グを行ってゲッタリングサイトを形成してもよい。この
場合には、ドーピング後マスクを除去してゲッタリング
した後、酸化珪素膜を除去し、その後、半導体膜のう
ち、希ガス元素が添加された領域（ゲッタリングサイ
ト）のみを選択的に除去して半導体層を形成する。エッ
チャントとしてダッシュ液、サト液、セコ液等を用いれ
ば、希ガス元素が添加された領域は非晶質化されている
ため、結晶質半導体膜である領域（希ガスが添加されて
いない）と選択的にエッチングすることができる。

【００５８】次いで、半導体層１０９の表面をフッ酸を
含むエッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜となる珪
素を主成分とする絶縁膜１１０を形成する。（図２
（Ｄ））半導体層１０９の表面洗浄とゲート絶縁膜の形
成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが望まし
い。また、この表面洗浄の前または後に活性化工程を加
え、チャネルドープにより添加された不純物元素を活性
化させてもよい。

【００５９】次いで、絶縁膜１１０表面を洗浄し、ゲー
ト電極を形成した後、半導体層１０９にｎ型またはｐ型
を付与する不純物元素を適宜添加して、ソース領域及び
ドレイン領域を形成する。また、必要であればＬＤＤ領
域も形成してもよい。ｎ型またはｐ型を付与する不純物
元素を添加した後、不純物元素を活性化するために加熱
処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行えばよ
い。特に、室温〜３００℃の雰囲気中において、表面ま
たは裏面からＹＡＧレーザーの第２高調波または第３高
調波を照射して不純物元素を活性化させることは非常に
有効である。

【００６０】以降の工程は、層間絶縁膜の形成、水素
化、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタクトホー
ルの形成、ソース電極、ドレイン電極の形成等を行って
ＴＦＴを完成させる。

【００６１】こうして形成したＴＦＴを画素部のスイッ
チング素子、または駆動回路を構成するＴＦＴとして用
い、様々な電子機器に搭載する。

【００６２】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。

【００６３】

【実施例】［実施例１］ここでは、同一基板上に画素部
と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネ
ル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する
方法について図３〜図６を用いて説明する。

【００６４】まず、本実施例ではコーニング社の＃７０
５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウ
ムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラス
などのガラスからなる基板２００を用いる。なお、基板
２００としては、透光性を有する基板であれば限定され
ず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温
度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いて
もよい。

【００６５】次いで、基板２００上に酸化シリコン膜、
窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜
から成る下地膜２０１を形成する。本実施例では下地膜
２０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜
または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜
２０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、Ｓ
ｉＨ₄、ＮＨ₃、及びＮ₂Ｏを反応ガスとして成膜される
酸化窒化シリコン膜２０１ａを１０〜２００nm（好まし
くは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５
０ｎｍの酸化窒化シリコン膜２０１ａ（組成比Ｓｉ＝３
２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成し
た。次いで、下地膜２０１のニ層目としては、プラズマ
ＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄及びＮ₂Ｏを反応ガスとして成
膜される酸化窒化シリコン膜２０１ｂを５０〜２００ｎ
ｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成す
る。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコン
膜２０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７
％、Ｈ＝２％）を形成した。

【００６６】次いで、下地膜上に半導体層２０２〜２０
６を形成する。半導体層２０２〜２０６は、非晶質構造
を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶ
Ｄ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、
公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、ま
たはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行っ
て得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニング
して形成する。この半導体層２０２〜２０６の厚さは２
５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形
成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好まし
くはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ_XＧｅ
_1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成
すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、
５５ｎｍの非晶質シリコン膜を成膜した後、ニッケルを
含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。この非晶
質シリコン膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った
後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶
化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶
質シリコン膜を形成した。そして、実施の形態に示した
ように、酸化シリコン膜からなるマスクを形成した後、
結晶質シリコン膜に希ガス元素をマスクを用いて添加し
て、ゲッタリングを行った後、結晶質シリコン膜のパタ
ーニングを行い、その後、マスクを除去した。こうし
て、結晶質シリコン膜からなる半導体層２０２〜２０６
を形成した。この半導体層２０２〜２０６のパターニン
グが終了した状態は、実施の形態における図１（Ｃ）に
相当する。なお、酸化シリコン膜を形成した後、ＴＦＴ
のしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロン
またはリン）のドーピングを適宜行ってもよい。

【００６７】次いで、半導体層２０２〜２０６の表面を
バッファーフッ酸等のフッ酸系のエッチャントで洗浄し
た後、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さ
を４０〜１５０ｎｍとして珪素を主成分とする絶縁膜２
０７を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法によ
り１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成し
た。勿論、このゲート絶縁膜となる絶縁膜は酸化窒化シ
リコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む
絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

【００６８】次いで、図３（Ａ）に示すように、ゲート
絶縁膜２０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜
２０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜２０
９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴ
ａＮ膜からなる第１の導電膜２０８と、膜厚３７０ｎｍ
のＷ膜からなる第２の導電膜２０９を積層形成した。Ｔ
ａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用
い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜
は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。そ
の他に６フッ化タングステン（ＷＦ₆）を用いる熱ＣＶ
Ｄ法で形成することもできる。

【００６９】なお、本実施例では、第１の導電膜２０８
をＴａＮ、第２の導電膜２０９をＷとしたが、特に限定
されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で単層または積層を
用いればよい。また、リン等の不純物元素をドーピング
した多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いても
よい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、
第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導
電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタ
ン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組
み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で
形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１
の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の
導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。

【００７０】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク２１０〜２１５を形成し、電極及び
配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第
１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件
で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、Ｉ
ＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズ
マ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ₄と
Ｃｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２
５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電
極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズ
マを生成してエッチングを行った。なお、エッチング用
ガスとしては、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＳｉＣｌ ₄、ＣＣｌ₄な
どを代表とする塩素系ガスまたはＣＦ₄、ＳＦ₆、ＮＦ₃
などを代表とするフッ素系ガス、またはＯ₂を適宜用い
ることができる。ここでは、松下電器産業（株）製のＩ
ＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５
−□ＩＣＰ）を用いた。基板側（試料ステージ）にも１
５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の
自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条
件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテ
ーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対す
るエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮ
に対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであ
り、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。ま
た、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー
角は、約２６°となる。

【００７１】この後、レジストからなるマスク２１０〜
２１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス
流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコ
イル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入
してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行
った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56
MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を
印加する。ＣＦ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチング条
件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされ
る。第２のエッチング条件でのＷに対するエッチング速
度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチン
グ速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート
絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするために
は、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加さ
せると良い。

【００７２】上記第１のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電
層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。

【００７３】こうして、第１のエッチング処理により第
１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層
２１６〜２２１（第１の導電層２１６ａ〜２２１ａと第
２の導電層２１６ｂ〜２２１ｂ）を形成する。ここでの
チャネル長方向の第１の導電層の幅は、上記実施の形態
に示したＷ１に相当する。図示しないが、ゲート絶縁膜
となる絶縁膜２０７のうち、第１の形状の導電層２１６
〜２２１で覆われない領域は１０〜２０nm程度エッチン
グされ薄くなった領域が形成される。

【００７４】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付
与する不純物元素を添加する。（図３（Ｂ））ドーピン
グ処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行え
ば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０¹³
〜１×１０¹⁵/cm²とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶ
として行う。本実施例ではドーズ量を５×１０¹⁴/cm²と
し、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与す
る不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリ
ン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン
（Ｐ）を用いた。この場合、導電層２１６〜２２１がｎ
型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整
合的に高濃度不純物領域２２２〜２３３が形成される。
高濃度不純物領域２２２〜２３３には３×１０¹⁹〜３×
１０²⁰/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添
加する。

【００７５】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、エッチン
グ用ガスにＳＦ₆とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガ
ス流量比を２４／１２／２４（ｓｃｃｍ）とし、１．３
Paの圧力でコイル型の電極に７００WのＲＦ（13.56MH
z）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを２
５秒行った。基板側（試料ステージ）にも１０WのＲＦ
（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス
電圧を印加する。第２のエッチング処理でのＷに対する
エッチング速度は２２７．３ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対
するエッチング速度は３２．１ｎｍ／ｍｉｎであり、Ｔ
ａＮに対するＷの選択比は７．１であり、絶縁膜２０７
であるＳｉＯＮに対するエッチング速度は３３．７ｎｍ
／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６．８３
である。このようにエッチングガス用ガスにＳＦ₆を用
いた場合、絶縁膜２０７との選択比が高いので膜減りを
抑えることができる。また、駆動回路のＴＦＴにおいて
は、テーパ−部のチャネル長方向の幅が長ければ長いほ
ど信頼性が高いため、テーパ−部を形成する際、ＳＦ₆
を含むエッチングガスでドライエッチングを行うことが
有効である。

【００７６】この第２のエッチング処理によりＷのテー
パー角は７０°となった。この第２のエッチング処理に
より第２の導電層２３４ｂ〜２３９ｂを形成する。一
方、第１の導電層は、ほとんどエッチングされず、第１
の導電層２３４ａ〜２３９ａを形成する。図示しない
が、実際には、第１の導電層の幅は、第２のエッチング
処理前に比べて約０．１５μｍ程度、即ち線幅全体で
０．３μｍ程度後退する。

【００７７】また、上記第２のエッチング処理におい
て、ＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とをエッチングガスに用いるこ
とも可能である。その場合は、それぞれのガス流量比を
２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイ
ル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し
てプラズマを生成してエッチングを行えばよい。基板側
（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を
投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。Ｃ
Ｆ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用いる場合のＷに対するエッチン
グ速度は１２４．６２ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエ
ッチング速度は２０．６７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮ
に対するＷの選択比は６．０５である。従って、Ｗ膜が
選択的にエッチングされる。

【００７８】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第２のドーピング処理を行って図３（Ｃ）の状態
を得る。ドーピングは第２の導電層２３４ｂ〜２３９ｂ
を不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層
のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加される
ようにドーピングする。本実施例では、不純物元素とし
てＰ（リン）を用い、ドーピング条件をドーズ量１．５
×１０¹⁴/cm²、加速電圧９０ｋｅＶ、イオン電流密度
０．５μＡ／ｃｍ²、フォスフィン（ＰＨ₃）５％水素希
釈ガス、ガス流量３０ｓｃｃｍにてプラズマドーピング
を行った。こうして、第１の導電層と重なる低濃度不純
物領域２４１〜２５４を自己整合的に形成する。この低
濃度不純物領域２４１〜２５４へ添加されたリン（Ｐ）
の濃度は、１×１０¹⁷〜１×１０¹⁹/cm³であり、且つ、
第１の導電層のテーパー部の膜厚に従って濃度勾配を有
している。なお、第１の導電層のテーパー部と重なる半
導体層において、第１の導電層のテーパー部の端部から
内側に向かって不純物濃度（Ｐ濃度）が次第に低くなっ
ている。また、高濃度不純物領域２２２〜２３３にも不
純物元素が添加され、高濃度不純物領域２５５〜２６６
を形成する。

【００７９】次いで、後にｎチャネル型ＴＦＴの活性層
となる半導体層をレジストからなるマスク２６７〜２６
９で覆い、第３のドーピング処理を行う。この第３のド
ーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層とな
る半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ
型）を付与する不純物元素が添加されたｐ型不純物領域
２７０〜２７３（高濃度不純物領域２７０ａ〜２７３ａ
及び低濃度不純物領域２７０ｂ〜２７３ｂ）を形成す
る。なお、テーパ−部を通過させてドープするため、ｐ
型の低濃度不純物領域２７０ｂ〜２７３ｂは、ｎ型の低
濃度不純物領域２４１〜２５４と同様の濃度勾配を有し
ている。（図４（Ａ））第１の導電層２３４ａ、２３６
ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与
する不純物元素を添加してｐ型不純物領域を形成する。
本実施例では、ｐ型不純物領域２７０〜２７３はジボラ
ン（Ｂ₂Ｈ₆）を用い、ドーピング条件をドーズ量１×１
０¹⁵/cm²、加速電圧３０ｋｅＶとしたイオンドープ法で
形成する。なお、第１のドーピング処理及び第２のドー
ピング処理によって、不純物領域２７０ａ〜２７３ａに
はそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、その
いずれの領域においてもボロンの濃度が６×１０¹⁹〜６
×１０²⁰/cm³となるようにドーピング処理することによ
り、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領
域として機能するために何ら問題は生じない。

【００８０】また、第２のエッチング処理で膜減りしな
い条件、例えばＳＦ₆をエッチングガスに用いた場合、
ボロンのドーピングを容易とするため、第３のドーピン
グ処理の前に絶縁膜２０７を薄膜化するエッチング（Ｃ
ＨＦ₃ガスを用いた反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ
法））を行ってもよい。

【００８１】次いで、レジストからなるマスク２７４を
形成して第３のエッチング処理を行う。この第３のエッ
チング処理では第１の導電層のテーパー部を選択的にエ
ッチングして、半導体層と重なる領域をなくす。第３の
エッチング処理は、エッチングガスにＷとの選択比が高
いＣｌ₃を用い、ＩＣＰエッチング装置を用いて行う。
本実施例では、Ｃｌ₃のガス流量比を８０（ｓｃｃｍ）
とし、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極に３５０Wの
ＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエ
ッチングを３０秒行った。基板側（試料ステージ）にも
５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の
自己バイアス電圧を印加する。第３のエッチングによ
り、第１の導電層２３７ｃ〜２３９ｃが形成される。
（図４（Ｂ））

【００８２】上記第３のエッチング処理によって、第１
の導電層２３７ｃ〜２３９ｃと重ならず、濃度勾配を有
する低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）２４７〜２５４が
形成される。なお、低濃度不純物領域（ＧＯＬＤ領域）
２４１〜２４６は、第１の導電層２３４ａ〜２３６ａと
重なったままである。このように、各回路に応じてＴＦ
Ｔの構造を作り分けている。

【００８３】また、第１の導電層２３７ｃと第２の導電
層２３７ｂとで形成された電極は、後の工程で形成され
るサンプリング回路のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極
となる。同様に、第１の導電層２３８ｃと第２の導電層
２３８ｂとで形成された電極は、後の工程で形成される
画素部のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となり、第１
の導電層２３９ｃと第２の導電層２３９ｂとで形成され
た電極は、後の工程で形成される画素部の保持容量の一
方の電極となる。

【００８４】また、本実施例では第３のドーピング処理
の後に、第３のエッチング処理を行った例を示したが、
第３のエッチング処理を行った後に第３のドーピング処
理を行ってもよい。

【００８５】次いで、レジストからなるマスク２７４を
除去して第１の層間絶縁膜２７５を形成する。この第１
の層間絶縁膜２７５としては、プラズマＣＶＤ法または
スパッタ法を用い、厚さを１０〜２００ｎｍとしてシリ
コンを含む絶縁膜で形成する。この第１の層間絶縁膜
は、膜減りした絶縁膜に後でコンタクトホールを形成す
る際、半導体層をオーバーエッチングしないようにエッ
チングストッパーとしての機能を果たすものである。本
実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸
化シリコン膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜２７
５は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリ
コン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。

【００８６】次いで、図４（Ｃ）に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行う。この活性化工程はＹＡＧレーザーまたはエ
キシマレーザーを裏面から照射することによって行う。
裏面から照射することによって、ゲート電極と絶縁膜を
介して重なる不純物領域の活性化を行う。

【００８７】また、反射板を用いてレーザー光を照射し
てもよい。その場合、固体レーザー、代表的にはＹＡＧ
レーザー）で行うことが望ましい。反射板を用いる場合
は、図８にその簡略図を示したように、鏡面を有する反
射板５０４を用いて、基板５０１の表面側からと、裏面
側からとで線状のＹＡＧレーザーの第２高調波または第
３高調波を同時に照射する方法を用いた。ＹＡＧレーザ
ーは可視光であるので、基板が透光性を有していれば吸
収されず、アモルファスシリコンに吸収される。特に、
本実施例のようにゲート電極の下に低濃度不純物領域を
設けている場合、ゲート電極と絶縁膜を介して重なる不
純物領域の活性化を行うことが非常に困難であった。図
８に示す反射板を用いた活性化方法によって不純物領域
５０６またはチャネル形成領域５０５に含まれる不純物
元素の活性化を行うことができる。図８中、５０２は下
地膜、５０３は高濃度不純物領域、５０７はシリンドリ
カルレンズである。なお、ＹＡＧレーザーアニール法の
他にラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用す
ることもできる。

【００８８】次いで、窒化シリコン膜からなる第２の層
間絶縁膜２７６を形成して熱処理（３００〜５５０℃で
１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する
工程を行う。本実施例では、窒素雰囲気中で４１０℃、
１時間の熱処理を行った。この工程は第２の層間絶縁膜
２７６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。第１の層間絶縁膜の存在に
関係なく半導体層を水素化することができる。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。

【００８９】次いで、第２の層間絶縁膜２７６上に有機
絶縁物材料から成る第３の層間絶縁膜２７７を形成す
る。本実施例では膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形
成した。次いで、各不純物領域（２５７、２５８、２６
１〜２６３、２６５、２７０ａ、２７１ａ、２７２ａ、
２７３ａ）に達するコンタクトホールを形成するための
パターニングを行う。本実施例では複数のエッチング処
理を行った。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチン
グストッパーとして第３の層間絶縁膜をエッチングした
後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第
２の層間絶縁膜をエッチングしてから第１の層間絶縁膜
をエッチングした。

【００９０】次いで、不純物領域（２５７、２５８、２
６１〜２６３、２７０ａ、２７１ａ、２７２ａ、２７３
ａ）とそれぞれ電気的に接続する電極２７８〜２８６
と、不純物領域２６５と電気的に接続する画素電極２８
７を形成する。これらの電極及び画素電極の材料は、Ａ
ｌ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。

【００９１】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ３０
６及びｐチャネル型ＴＦＴ３０５からなるロジック回路
部３０３と、ｎチャネル型ＴＦＴ３０８及びｐチャネル
型ＴＦＴ３０７からなるサンプリング回路部３０４とを
有する駆動回路３０１と、ｎチャネルＴＦＴ３０９から
なる画素ＴＦＴ及び保持容量３１０とを有する画素部３
０２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。

【００９２】本実施例では、各回路に応じてＴＦＴの構
造が異なっている。

【００９３】画素部のｎチャネル型ＴＦＴ３０９には、
消費電力を低く抑えることが要求され、オフ電流値が十
分低いＴＦＴ構造とすることが望ましい。また、本実施
例では、低濃度不純物領域２４９〜２５２に濃度勾配を
持たせ、さらにゲート電極（２３８ｂ、２３８ｃ）と重
ならない構造とした。また、ｎチャネル型ＴＦＴ３０９
におけるゲート電極の端部は、ゲート絶縁膜を挟んで、
チャネル形成領域と低濃度不純物領域との界面と概略一
致する。また、各低濃度不純物領域２４９〜２５２の濃
度分布は、チャネル形成領域２９２、２９３からの距離
が増大するとともに不純物濃度が増加している。

【００９４】なお、本実施例ではｎチャネル型ＴＦＴ３
０９は、ソース領域およびドレイン領域の間に二つのチ
ャネル形成領域を有した構造（ダブルゲート構造）とな
っているが、本実施例はダブルゲート構造に限定される
ことなく、チャネル形成領域が一つ形成されるシングル
ゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造
であっても良い。

【００９５】また、保持容量３１０の一方の電極として
機能する不純物領域２５３、２５４、２６５、２６６に
は、それぞれｎ型を付与する不純物元素が添加されてい
る。保持容量２０４は、絶縁膜２０７を誘電体として、
電極２３９ｂ、２３９ｃと、半導体層とで形成してい
る。なお、本実施例では不純物領域と電極２３９ｂ、２
３９ｃとが重ならない構造としたが、重なる構造とすれ
ば、さらに容量を増大することができる。

【００９６】また、サンプリング回路部３０４、代表的
にはアナログスイッチ回路のｎチャネル型ＴＦＴ３０８
には、同様にオフ電流値が低いことが好ましい。本実施
例では、低濃度不純物領域２４７、２４８に濃度勾配を
持たせ、さらにゲート電極（２３７ｂ、２３７ｃ）と重
ならない構造とした。また、各低濃度不純物領域２４
７、２４８の濃度分布は、チャネル形成領域２９１から
の距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。
ただし、オン電流値または信頼性を重視するのであれ
ば、低濃度不純物領域がゲート電極と重なる構造として
もよい。

【００９７】また、ｐチャネル型ＴＦＴ３０７は、オン
電流値または信頼性を重視するため、低濃度不純物領域
２７２ｂ、２７３ｂがゲート電極２３６ａ、２３６ｂと
重なる構造とした。また、各低濃度不純物領域２７２
ｂ、２７３ｂの濃度分布は、チャネル形成領域２９０か
らの距離が増大するとともに不純物濃度が増加してい
る。また、ｐチャネル型ＴＦＴ３０７におけるゲート電
極の端部は、ゲート絶縁膜を挟んで、低濃度不純物領域
２７２ｂ、２７３ｂと高濃度不純物領域２７２ａ、２７
３ａとの界面と概略一致する。

【００９８】また、ロジック回路部のｐチャネル型ＴＦ
Ｔ３０５は、オン電流値または信頼性を重視するため、
低濃度不純物領域２７０ｂ、２７１ｂがゲート電極２３
４ａ、２３４ｂと重なる構造とした。また、各低濃度不
純物領域２７０ｂ、２７１ｂの濃度分布は、チャネル形
成領域２８８からの距離が増大するとともに不純物濃度
が増加している。

【００９９】また、同様にｎチャネル型ＴＦＴ３０６
は、低濃度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂがゲート電極
２３５ａ、２３５ｂと重なる構造とした。また、各低濃
度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂの濃度分布は、チャネ
ル形成領域２８９からの距離が増大するとともに不純物
濃度が増加している。

【０１００】こうして、本実施例では、同一基板上に信
頼性の高いＴＦＴ３０６を備えた駆動回路と、オフ電流
値が低減された画素ＴＦＴ３０９とを備えた画素部とを
同時に形成することができた。

【０１０１】また、本実施例では、希ガス元素を多量に
添加したため、下地膜及び基板にも添加される。希ガス
元素は、マスク１０６ｂで覆われた領域以外の領域、即
ち半導体層２０２〜２０６が配置された領域以外の領域
に添加される。

【０１０２】［実施例２］本実施例では、実施例１で作
製し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以下に説明す
る。説明には図６を用いる。

【０１０３】まず、実施例１に従い、図５の状態のアク
ティブマトリクス基板を得た後、図５のアクティブマト
リクス基板上に配向膜４０１を形成しラビング処理を行
う。なお、本実施例では配向膜４０１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。

【０１０４】次いで、対向基板４００を用意する。この
対向基板には、着色層４０２、遮光層４０３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４０３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４０４を設け
た。次いで、平坦化膜４０４上に透明導電膜からなる対
向電極４０５を画素部に形成し、対向基板の全面に配向
膜４０６を形成し、ラビング処理を施した。

【０１０５】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４０７
で貼り合わせる。シール材４０７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４０８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４０８には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図６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。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。

【０１０６】こうして得られた液晶モジュールの構成を
図７の上面図を用いて説明する。なお、図６と対応する
部分には同じ符号を用いた。

【０１０７】図７（Ａ）で示す上面図は、画素部、駆動
回路、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：Flexible
Printed Circuit）４１１を貼り付ける外部入力端子４
０９、外部入力端子と各回路の入力部までを接続する配
線４１０などが形成されたアクティブマトリクス基板
と、カラーフィルタなどが設けられた対向基板４００と
がシール材４０７を介して貼り合わされている。

【０１０８】ゲート配線側駆動回路３０１ａと重なるよ
うに対向基板側に遮光層４０３ａが設けられ、ソース配
線側駆動回路３０１ｂと重なるように対向基板側に遮光
層４０３ｂが形成されている。また、画素部３０２上の
対向基板側に設けられたカラーフィルタ４０２は遮光層
と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の着色
層とが各画素に対応して設けられている。実際に表示す
る際には、赤色（Ｒ）の着色層、緑色（Ｇ）の着色層、
青色（Ｂ）の着色層の３色でカラー表示を形成するが、
これら各色の着色層の配列は任意なものとする。

【０１０９】ここでは、カラー化を図るためにカラーフ
ィルタ４０２を対向基板に設けているが特に限定され
ず、アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティ
ブマトリクス基板にカラーフィルタを形成してもよい。

【０１１０】また、カラーフィルタにおいて隣り合う画
素の間には遮光層が設けられており、表示領域以外の箇
所を遮光している。また、ここでは、駆動回路を覆う領
域にも遮光層４０３ａ、４０３ｂを設けているが、駆動
回路を覆う領域は、後に液晶表示装置を電子機器の表示
部として組み込む際、カバーで覆うため、特に遮光層を
設けない構成としてもよい。また、アクティブマトリク
ス基板を作製する際、アクティブマトリクス基板に遮光
層を形成してもよい。

【０１１１】また、上記遮光層を設けずに、対向基板と
対向電極の間に、カラーフィルタを構成する着色層を複
数層重ねた積層で遮光するように適宜配置し、表示領域
以外の箇所（各画素電極の間隙）や、駆動回路を遮光し
てもよい。

【０１１２】また、外部入力端子にはベースフィルムと
配線から成るＦＰＣ４１１が異方性導電性樹脂で貼り合
わされている。さらに補強板で機械的強度を高めてい
る。

【０１１３】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。

【０１１４】［実施例３］本実施例は、実施例１とは、
マスクとなる絶縁膜１０６ａの形成後の工程が異なる例
を示す。本実施例は、レジストからなるマスクを除去し
た後、希ガス元素を添加する例である。それ以外の工程
は同一であるので、図９では、図２と同じ符号を用い
る。

【０１１５】まず、実施の形態に従って図１（Ｄ）と同
じ状態を得る。次いで、実施の形態に従ってレジストか
らなるマスクを形成し、酸化シリコン膜をパターニング
して酸化シリコン膜からなるマスクを形成する。次い
で、レジストからなるマスクを除去した後、希ガス元素
を添加する。（図９（Ａ））

【０１１６】以降の工程は、実施の形態に従えば、図９
（Ｂ）〜図９（Ｄ）の状態が得られ、実施例１に従え
ば、図６に示すアクティブマトリクス基板が得られる。

【０１１７】なお、本実施例は実施例２と組み合わせる
ことが可能である。

【０１１８】［実施例４］本実施例では、実施例１とレ
ジストからなるマスクを形成した後の工程が異なってい
る。

【０１１９】本実施例は、レジストからなるマスクを形
成した後、実施例１のように酸化シリコン膜からなる絶
縁膜をエッチングすることなく、酸化シリコン膜からな
る絶縁膜１０６ａを通過させて希ガス元素を添加する。
（図１０（Ａ））この際、ＳＩＭＳ分析を行ったニッケ
ルの濃度プロファイルを図１９に示す。図１９は希ガス
元素（ここではＡｒ）を絶縁膜（膜厚０．９μｍ）を通
過させて添加した直後のニッケルの濃度を示している。
ニッケルは、半導体膜中に１×１０¹⁸〜１×１０¹⁹／ｃ
ｍ³存在している。添加した条件は、ドーピングガスと
してアルゴンガス１００％、ドーズ量４×１０¹⁵／ｃｍ
²、加速電圧９０ｋＶである。

【０１２０】次いで、ゲッタリングを行うが、酸化シリ
コンからなる絶縁膜１０６ａで覆ったままの状態で行
う。（図１０（Ｂ））ここでのゲッタリングは、５５０
℃、４時間で行い、その後、ＳＩＭＳ分析を行った結果
が図２０である。図２０からは、ゲッタリングにより半
導体膜中のニッケルが検出下限まで除去されたことが示
されている。

【０１２１】次いで、絶縁膜１０６ａを除去する。（図
１０（Ｃ））

【０１２２】次いで、前の工程により希ガス元素が添加
されて非晶質化した部分（ゲッタリングサイト）１０８
を選択的にエッチングする。（図１０（Ｄ））

【０１２３】エッチャントとしてダッシュ液、サト液、
セコ液等を用いることができる。ただし、セコ液はクロ
ムが含まれているので工業的には不向きである。

【０１２４】以上の工程により結晶質シリコンからなる
半導体層１０９のみを残存させることができる。

【０１２５】なお、本実施例は実施例２と組み合わせる
ことが可能である。

【０１２６】［実施例５］本実施例では、結晶化処理と
ゲッタリング処理とを同一処理で行う例を図１１に示
す。

【０１２７】まず、実施の形態に従って、基板６０１上
にブロッキング層６０２、非晶質半導体膜６０３を形成
する。次いで、ニッケル含有層６０４を形成する。ここ
ではスパッタ法によりニッケルの薄膜を形成した。

【０１２８】次いで、珪素を主成分とする絶縁膜を形成
し、該絶縁膜上にレジストからなるマスク６０６を形成
する。次いで、レジストからなるマスクを用いてエッチ
ングを行い絶縁膜を選択的に除去して絶縁膜からなるマ
スク６０６を形成する。

【０１２９】次いで、レジストからなるマスク６０６及
び絶縁膜からなるマスク６０５を用いて、希ガス元素を
非晶質半導体膜に添加する。図１１（Ｃ）中、希ガス元
素が選択的に添加された領域を不純物領域６０７として
示した。

【０１３０】次いで、結晶化とゲッタリングとを両方行
うための熱処理または強光の照射を行う。熱処理で行う
場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間、例えば５
５０℃、４時間で行えばよい。この加熱処理により絶縁
膜からなるマスク６０６と接している非晶質半導体膜が
ニッケルの作用により結晶化される。この加熱処理で
は、結晶化と同時に、非晶質半導体膜中のニッケルが移
動して希ガス元素が添加された不純物領域にゲッタリン
グされる。図１１（Ｄ）の矢印の方向にニッケルが移動
する。なお、希ガス元素を添加した領域は、ほとんど結
晶化されない。本発明者の実験では、希ガスを添加した
場合、リンを添加した場合と比較して熱処理を施しても
結晶性が回復しにくい。この比較結果は、図２１、図２
２で示した。図２１はそれぞれの条件（条件１＝加速電
圧８０ｋＶ、１．５×１０¹⁵／ｃｍ ²のドーズ量でリン
をドーピング、条件２＝加速電圧８０ｋＶ、１．５×１
０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量でリンをドーピングし、加速電
圧９０ｋＶ、２×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量でアルゴン
をドーピング、条件３＝加速電圧８０ｋＶ、１．５×１
０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量でリンをドーピングし、加速電
圧９０ｋＶ、４×１０^{1 5}／ｃｍ²のドーズ量でアルゴン
をドーピング、条件４＝加速電圧９０ｋＶ、４×１０¹⁵
／ｃｍ²のドーズ量でアルゴンをドーピング）で添加し
た直後のラマンスペクトルを示し、図２２は、窒素雰囲
気で５５０℃、４時間の熱処理を行った直後のラマンス
ペクトルを示している。

【０１３１】次いで、マスク６０６を用いて不純物領域
６０９を除去して、結晶質半導体膜からなる半導体層６
１０を得ることができる。

【０１３２】本実施例では、結晶化とゲッタリングを同
時に行うため、スループットが格段に向上する。

【０１３３】また、ブロッキング層６０２、非晶質半導
体膜６０３、ニッケル含有層６０４、及びシリコンを主
成分とする絶縁膜を大気にふれることなく連続してＣＶ
Ｄ法により形成してもよい。

【０１３４】なお、本実施例は実施例１または実施例２
と自由に組み合わせることが可能である。

【０１３５】［実施例６］本実施例では、マスクを用い
て金属元素を選択的に添加する例を図１２に示す。

【０１３６】まず、実施の形態または実施例１に従っ
て、基板９０１上に下地膜（ブロッキング層）９０２、
非晶質構造を有する半導体膜９０３を形成する。次い
で、珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。なお、この
下地膜９０２と半導体膜９０３と絶縁膜を大気解放せず
に連続で成膜すると不純物が混入しないため、好まし
い。

【０１３７】次いで、レジストからなるマスク９０６を
形成し、エッチングを行って絶縁膜を選択的に除去して
絶縁膜からなるマスク９０５を形成する。（図１２
（Ａ））

【０１３８】次いで、実施の形態または実施例１に従っ
て、金属含有層９０７を形成する。（図１２（Ｂ））次
いで、実施の形態または実施例１に従って結晶化を行
い、結晶構造を有する半導体膜９０８が得られる。（図
１２（Ｃ））この結晶化では図１２（Ｃ）中の矢印で示
した方向に結晶成長する。なお、マスク９０５で覆われ
ていない領域には高濃度のニッケルが存在している。

【０１３９】次いで、実施の形態に従って、マスク９０
５を用いて希ガス元素を添加し、不純物領域９０９を形
成する。（図１２（Ｄ））

【０１４０】次いで、実施の形態に従って、ゲッタリン
グを行う。（図１２（Ｅ））この際、結晶構造を有する
半導体膜のうち、領域９１０、即ち不純物領域９０９以
外の領域は、ゲッタリングにより金属元素が低減され
た。

【０１４１】次いで、マスク９０５を用いて、不純物領
域９０９を除去した後、マスク９０５を除去して半導体
層９１１を形成する。（図１２（Ｆ））

【０１４２】なお、本実施例は実施例１または実施例２
と自由に組み合わせることが可能である。

【０１４３】［実施例７］実施例１では画素電極が反射
性を有する金属材料で形成された反射型の表示装置の例
を示したが、本実施例では画素電極を透光性を有する導
電膜で形成した透過型の表示装置の例を図１４に示す。

【０１４４】層間絶縁膜８００を形成する工程までは実
施例１と同じであるので、ここでは省略する。実施例１
に従って層間絶縁膜２７７を形成した後、透光性を有す
る導電膜からなる画素電極８０１を形成する。透光性を
有する導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化ス
ズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―Ｚ
ｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いればよい。

【０１４５】その後、層間絶縁膜８００にコンタクトホ
ールを形成する。次いで、画素電極８０１と重なる接続
電極８０２を形成する。この接続電極８０２は、コンタ
クトホールを通じてドレイン領域と接続されている。ま
た、この接続電極８０２と同時に他のＴＦＴのソース電
極またはドレイン電極も形成する。

【０１４６】また、ここでは全ての駆動回路を基板上に
形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のＩＣを
用いてもよい。

【０１４７】以上のようにしてアクティブマトリクス基
板が形成される。このアクティブマトリクス基板を用
い、実施例２に従って液晶モジュールを作製し、バック
ライト８０４、導光板８０５を設け、カバー８０６で覆
えば、図１４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。なお、カバー８０６と液晶モジュールは
接着剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。また、基板と
対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹脂を枠と
基板との間に充填して接着してもよい。また、透過型で
あるので偏光板８０３は、アクティブマトリクス基板と
対向基板の両方に貼り付ける。

【０１４８】なお、本実施例は実施例１乃至６のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。

【０１４９】［実施例８］本実施例では、ＥＬ（Electr
o Luminescence）素子を備えた発光表示装置を作製する
例を図１５に示す。

【０１５０】図１５（Ａ）は、ＥＬモジュールをを示す
上面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）をＡ−Ａ’で切断
した断面図である。絶縁表面を有する基板７００（例え
ば、ガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチ
ック基板等）に、画素部７０２、ソース側駆動回路７０
１、及びゲート側駆動回路７０３を形成する。これらの
画素部や駆動回路は、実施の形態に従えば得ることがで
きる。また、７１８はシール材、７１９はＤＬＣ膜であ
り、画素部および駆動回路部はシール材７１８で覆わ
れ、そのシール材は保護膜７１９で覆われている。さら
に、接着材を用いてカバー材で封止されている。

【０１５１】なお、７０８はソース側駆動回路７０１及
びゲート側駆動回路７０３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）７０９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ＦＰＣしか図示
されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（Ｐ
ＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における
発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣ
もしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとす
る。

【０１５２】次に、断面構造について図１５（Ｂ）を用
いて説明する。基板５００上に絶縁膜７１０が設けら
れ、絶縁膜７１０の上方には画素部７０２、ゲート側駆
動回路５０３が形成されており、画素部７０２は電流制
御用ＴＦＴ７１１とそのドレインに電気的に接続された
画素電極７１２を含む複数の画素により形成される。ま
た、ゲート側駆動回路７０３はｎチャネル型ＴＦＴ７１
３とｐチャネル型ＴＦＴ７１４とを組み合わせたＣＭＯ
Ｓ回路を用いて形成される。

【０１５３】これらのＴＦＴ（７１１、７１３、７１４
を含む）は、実施の形態または実施例１に従って作製す
ればよい。

【０１５４】画素電極７１２はＥＬ素子の陽極として機
能する。また、画素電極７１２の両端にはバンク７１５
が形成され、画素電極７１２上にはＥＬ層７１６および
ＥＬ素子の陰極７１７が形成される。

【０１５５】ＥＬ層７１６としては、発光層、電荷輸送
層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ層（発光
及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を
形成すれば良い。例えば、低分子系有機ＥＬ材料や高分
子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として
一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレ
ット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発
光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）から
なる薄膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電
荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可
能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材
料を用いることができる。

【０１５６】陰極７１７は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線７０８を経由してＦＰＣ７０９に電気
的に接続されている。さらに、画素部７０２及びゲート
側駆動回路７０３に含まれる素子は全て陰極７１７、シ
ール材７１８、及び保護膜７１９で覆われている。

【０１５７】なお、シール材７１８としては、できるだ
け可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるの
が好ましい。また、シール材７１８はできるだけ水分や
酸素を透過しない材料であることが望ましい。

【０１５８】また、シール材７１８を用いて発光素子を
完全に覆った後、すくなくとも図１５に示すようにＤＬ
Ｃ膜等からなる保護膜７１９をシール材７１８の表面
（露呈面）に設けることが好ましい。また、基板の裏面
を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力
端子（ＦＰＣ）が設けられる部分に保護膜が成膜されな
いように注意することが必要である。マスクを用いて保
護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置で
マスキングテープとして用いるテフロン（登録商標）等
のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜
されないようにしてもよい。

【０１５９】以上のような構造でＥＬ素子をシール材７
１８及び保護膜で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、信頼性の高い発光装置を得
ることができる。

【０１６０】また、画素電極を陰極とし、ＥＬ層と陽極
を積層して図１５とは逆方向に発光する構成としてもよ
い。図１６にその一例を示す。なお、上面図は同一であ
るので省略する。

【０１６１】図１６に示した断面構造について以下に説
明する。基板１０００上に絶縁膜１０１０が設けられ、
絶縁膜１０１０の上方には画素部１００２、ゲート側駆
動回路１００３が形成されており、画素部１００２は電
流制御用ＴＦＴ１０１１とそのドレインに電気的に接続
された画素電極１０１２を含む複数の画素により形成さ
れる。また、ゲート側駆動回路１００３はｎチャネル型
ＴＦＴ１０１３とｐチャネル型ＴＦＴ１０１４とを組み
合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。

【０１６２】画素電極１０１２はＥＬ素子の陰極として
機能する。また、画素電極１０１２の両端にはバンク１
０１５が形成され、画素電極１０１２上にはＥＬ層１０
１６およびＥＬ素子の陽極１０１７が形成される。

【０１６３】陽極１０１７は全画素に共通の配線として
も機能し、接続配線１００８を経由してＦＰＣ１００９
に電気的に接続されている。さらに、画素部１００２及
びゲート側駆動回路１００３に含まれる素子は全て陽極
１０１７、シール材１０１８、及びＤＬＣ等からなる保
護膜１０１９で覆われている。

【０１６４】なお、シール材１０１８としては、できる
だけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いる
のが好ましい。また、シール材１０１８はできるだけ水
分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。

【０１６５】また、図１６では、画素電極を陰極とし、
ＥＬ層と陽極を積層したため、発光方向は図１６に示す
矢印の方向となっている。

【０１６６】なお、本実施例は実施例１乃至７のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。

【０１６７】［実施例９］本実施例では、実施例１とは
異なる例を図１７に示す。

【０１６８】まず、絶縁表面を有する基板１１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１２
を形成する。この走査線１２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
１１として石英基板を用い、走査線１２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。

【０１６９】次いで、走査線１２を覆う絶縁膜１３ａ、
１３ｂ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。

【０１７０】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
せる技術として実施の形態または実施例１に示した技術
を用いて結晶化、ゲッタリング、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１４
を形成する。

【０１７１】次いで、保持容量を形成するため、マスク
を形成して半導体層の一部（保持容量とする領域）にリ
ンをドーピングする。

【０１７２】次いで、マスクを除去し、半導体層を覆う
絶縁膜を形成した後、マスクを形成して保持容量とする
領域上の絶縁膜を選択的に除去する。

【０１７３】次いで、マスクを除去し、熱酸化を行って
絶縁膜（ゲート絶縁膜）１５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８０ｎｍ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
縁膜を形成した。

【０１７４】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。

【０１７５】次いで、絶縁膜１５、及び絶縁膜１３ａ、
１３ｂ上にマスクを形成し、走査線１２に達するコンタ
クトホールを形成する。そして、コンタクトホールの形
成後、マスクを除去する。

【０１７６】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１６および容量配線１７を形成する。
ここでは、リンがドープされたシリコン膜（膜厚１５０
ｎｍ）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１５を
誘電体とし、容量配線１７と半導体層の一部とで構成さ
れている。

【０１７７】次いで、ゲート電極１６および容量配線１
７をマスクとして自己整合的にリンを低濃度に添加す
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
×１０¹⁷〜３×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるように
調整する。

【０１７８】次いで、マスク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
純物領域を形成する。この高濃度不純物領域のリンの濃
度が１×１０²⁰〜１×１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³（代表
的には３×１０¹⁹〜３×１０^{2 0}/cm³）となるように調整
する。なお、半導体層１４のうち、ゲート電極１６と重
なる領域はチャネル形成領域となり、マスクで覆われた
領域は低濃度不純物領域となりＬＤＤ領域として機能す
る。そして、不純物元素の添加後、マスクを除去する。

【０１７９】次いで、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ＴＦＴ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。

【０１８０】次いで、マスク４１２を除去した後、ゲー
ト電極１６および容量配線１７を覆うパッシベーション
膜１８を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を７０ｎ
ｍ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
ための熱処理または強光の照射処理工程を行う。ここで
は裏面からＹＡＧレーザーを照射して活性化を行った。
ＹＡＧレーザーに代えてエキシマレーザーを照射しても
よい。

【０１８１】次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜
１９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２０及びソース配線２１を形成
する。本実施例では電極２０及びソース配線２１を、Ｔ
ｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００
ｎｍ、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。

【０１８２】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２２を形成する。次いで、層間
絶縁膜２２上に遮光性を有する導電膜１００ｎｍを成膜
し、遮光層２３を形成する。次いで、層間絶縁膜２４を
形成する。次いで、電極２０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２５を形成する。

【０１８３】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。

【０１８４】また、本実施例においては、絶縁膜１３
ａ、１３ｂにも希ガス元素が添加された。ただし、希ガ
ス元素が添加された領域は、半導体層１４が設けられて
いる領域以外である。

【０１８５】なお、本実施例は実施例１乃至８のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。

【０１８６】［実施例１０］実施例１では、トップゲー
ト型ＴＦＴを例に説明したが、本発明は図１８に示すボ
トムゲート型ＴＦＴにも適用することができる。

【０１８７】図１８（Ａ）は、画素部の画素の一つを拡
大した上面図であり、図１８（Ａ）において、点線Ａ−
Ａ'で切断した部分が、図１８（Ｂ）の画素部の断面構
造に相当する。

【０１８８】図１８に示す画素部において、画素ＴＦＴ
部はＮチャネル型ＴＦＴで形成されている。基板上５１
にゲート電極５２が形成され、その上に窒化珪素からな
る第１絶縁膜５３ａ、酸化珪素からなる第２絶縁膜５３
ｂが設けられている。また、第２絶縁膜上には、活性層
としてソース領域またはドレイン領域５４〜５６と、チ
ャネル形成領域５７、５８と、前記ソース領域またはド
レイン領域とチャネル形成領域の間にＬＤＤ領域５９、
６０が形成される。また、チャネル形成領域５７、５８
は絶縁層６１、６２で保護される。絶縁層６１、６２及
び活性層を覆う第１の層間絶縁膜６３にコンタクトホー
ルを形成した後、ソース領域５４に接続する配線６４が
形成され、ドレイン領域５６に配線６５が接続され、さ
らにその上にパッシベーション膜６６が形成される。そ
して、その上に第２の層間絶縁膜６７が形成される。さ
らに、その上に第３の層間絶縁膜６８が形成され、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ₂等の透明導電膜からなる画素電極６９が配
線６５と接続される。また、７０は画素電極６９と隣接
する画素電極である。

【０１８９】本実施例では、活性層を上記実施の形態に
従って形成する。

【０１９０】本実施例では一例としてチャネルストップ
型のボトムゲート型のＴＦＴの例を示したが特に限定さ
れない。

【０１９１】なお、本実施例では、画素部の画素ＴＦＴ
のゲート配線をダブルゲート構造としているが、オフ電
流のバラツキを低減するために、トリプルゲート構造等
のマルチゲート構造としても構わない。また、開口率を
向上させるためにシングルゲート構造としてもよい。

【０１９２】また、画素部の容量部は、第１絶縁膜及び
第２絶縁膜を誘電体として、容量配線７１と、ドレイン
領域５６とで形成されている。

【０１９３】なお、図１８で示した画素部はあくまで一
例に過ぎず、特に上記構成に限定されないことはいうま
でもない。

【０１９４】なお、本実施例は実施例１乃至９のいずれ
か一と組み合わせることが可能である。

【０１９５】［実施例１１］本発明を実施して形成され
た駆動回路や画素部は様々なモジュール（アクティブマ
トリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型Ｅ
Ｌモジュール、アクティブマトリクス型ＥＣモジュー
ル）に用いることができる。即ち、それらを表示部に組
み込んだ電子機器全てに本願発明を実施できる。

【０１９６】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、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、プロジ
ェクタ、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２３〜図
２５に示す。

【０１９７】図２３（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。本発明を表示部２
００３に適用することができる。

【０１９８】図２３（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に適用することが
できる。

【０１９９】図２３（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に適用
できる。

【０２００】図２３（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に適用することが
できる。

【０２０１】図２３（Ｅ）はプログラムを記録した記録
媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであ
り、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０
３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄ
ｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部２４０２に適用
することができる。

【０２０２】図２３（Ｆ）はデジタルカメラであり、本
体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作ス
イッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本願
発明を表示部２５０２に適用することができる。

【０２０３】図２４（Ａ）はフロント型プロジェクター
であり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含
む。本発明は投射装置２６０１の一部を構成する液晶モ
ジュール２８０８に適用することができる。

【０２０４】図２４（Ｂ）はリア型プロジェクターであ
り、本体２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０
３、スクリーン２７０４等を含む。本発明は投射装置２
７０２の一部を構成する液晶モジュール２８０８に適用
することができる。

【０２０５】なお、図２４（Ｃ）は、図２４（Ａ）及び
図２４（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、液晶モジュール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２４（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。

【０２０６】また、図２４（Ｄ）は、図２４（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２４（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。

【０２０７】ただし、図２４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モジュールでの適
用例は図示していない。

【０２０８】図２５（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２９０
６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７
等を含む。本願発明を表示部２９０４に適用することが
できる。

【０２０９】図２５（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に適用す
ることができる。

【０２１０】図２５（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。

【０２１１】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用するこ
とが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１
〜１０のどのような組み合わせからなる構成を用いても
実現することができる。

【０２１２】

【発明の効果】本発明により、熱処理を用いて結晶化を
行い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合は、高温熱
処理２回（結晶化、ゲッタリング）に抑えることがで
き、強光により結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方
法で行う場合には、高温熱処理１回（ゲッタリング）に
抑えることができる。

【０２１３】また、希ガスを添加する処理時間は、１分
または２分程度の短時間で高濃度の希ガス元素を半導体
膜に添加することができるため、リンを用いたゲッタリ
ングと比較してスループットが格段に向上する。

【０２１４】また、リンを用いたゲッタリングと比較し
て、希ガス元素の添加による本発明のゲッタリング能力
は高く、さらに高濃度、例えば１×１０²⁰〜５×１０²¹
／cm ³で添加できるため、結晶化に用いる金属元素の添
加量を多くすることができる。即ち、結晶化に用いる金
属元素の添加量を多くすることによって結晶化の処理時
間をさらに短時間で行うことが可能となる。また、結晶
化の処理時間を変えない場合には、結晶化に用いる金属
元素の添加量を多くすることによって、さらなる低温で
結晶化することができる。また、結晶化に用いる金属元
素の添加量を多くすることによって、自然核の発生を低
減することができ、良好な結晶質半導体膜を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 半導体層の作製工程を示す図。

【図２】 半導体層の作製工程を示す図。

【図３】 ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図。

【図４】 ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図。

【図５】 ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図。

【図６】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図

【図７】 液晶モジュールの外観を示す図。

【図８】 活性化工程を示す図。

【図９】 半導体層の作製工程を示す図。

【図１０】 半導体層の作製工程を示す図。

【図１１】 半導体層の作製工程を示す図。

【図１２】 半導体層の作製工程を示す図。

【図１３】 希ガス元素の濃度分布を示す図。

【図１４】 透過型の例を示す図。

【図１５】 ＥＬモジュールを示す上面図及び断面図。

【図１６】 ＥＬモジュールを示す断面図。

【図１７】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図。

【図１８】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図。

【図１９】 アニール前のニッケル濃度を示すグラフ。

【図２０】 アニール後のニッケル濃度を示すグラフ。

【図２１】 アニール前のラマンスペクトルを示すグラ
フ。

【図２２】 アニール後のラマンスペクトルを示すグラ
フ。

【図２３】 電子機器の一例を示す図。

【図２４】 電子機器の一例を示す図。

【図２５】 電子機器の一例を示す図。

【図２６】 ゲッタリング後にＦＰＭ処理を行った後の
観察写真図。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BB02 BB07 CA02 DA02 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 JA01 5F110 AA16 AA17 BB02 BB04 CC02 CC08 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD30 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF03 FF04 FF09 FF28 FF30 FF35 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 GG51 GG52 HJ01 HJ12 HJ13 HJ18 HJ23 HJ30 HL02 HL03 HL04 HL06 HL07 HM15 NN03 NN04 NN12 NN22 NN23 NN24 NN27 NN34 NN35 NN44 NN46 NN48 NN72 NN73 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP10 PP26 PP27 PP29 PP34 PP35 PP38 QQ09 QQ11 QQ23 QQ25 QQ28

Claims (36)

【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
   添加する第１工程と、 前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜
   を形成する第２工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的
   に添加して不純物領域を形成する第３工程と、 前記不純物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶
   構造を有する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去
   または低減する第４工程と、 前記不純物領域を除去する第５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】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する第１工程と、 前記半導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形
   成する第２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３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
   第４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
   て不純物領域を形成する第５工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前
   記不純物領域にゲッタリングする第６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。
3. 【請求項３】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する第１工程と、 前記半導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形
   成する第２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３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
   て不純物領域を形成する第４工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前
   記不純物領域にゲッタリングする第５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
   第６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。
4. 【請求項４】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する第１工程と、 前記半導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形
   成する第２工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に強光またはレーザー光
   を照射する第３工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜上に珪素を主成分とする
   絶縁膜を形成する第４工程と、 前記絶縁膜を通過させて前記結晶構造を有する半導体膜
   に一導電型を付与する不純物元素を添加する第５工程
   と、 前記絶縁膜をパターニングしてマスクを形成する第６工
   程と、 前記マスクで覆われていない前記結晶構造を有する半導
   体膜に、希ガス元素を添加して不純物領域を選択的に形
   成する第７工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前
   記不純物領域にゲッタリングする第８工程と、 前記マスクで前記半導体膜をパターニングする第９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。
5. 【請求項５】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を
   添加する第１工程と、 前記半導体膜に強光を照射して結晶構造を有する半導体
   膜を形成する第２工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に強光またはレーザー光
   を照射する第３工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜上に珪素を主成分とする
   絶縁膜を形成する第４工程と、 前記絶縁膜を通過させて前記結晶構造を有する半導体膜
   に一導電型を付与する不純物元素を添加する第５工程
   と、 前記絶縁膜をパターニングしてマスクを形成する第６工
   程と、 前記マスクで覆われていない前記結晶構造を有する半導
   体膜に、希ガス元素を添加して不純物領域を選択的に形
   成する第７工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前
   記不純物領域にゲッタリングする第８工程と、 前記マスクで前記半導体膜をパターニングする第９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４または請求項５において、前記第
   ５工程は、半導体膜に一導電型を付与する不純物元素を
   １×１０¹⁵〜５×１０¹⁷／ｃｍ³の濃度で添加するチャ
   ネルドープ工程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４乃至６のいずれか一において、前
   記第５の工程の後、前記半導体膜に強光またはレーザー
   光を照射して前記不純物元素を活性化する工程を有する
   ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. 【請求項８】請求項４乃至７のいずれか一において、前
   記マスクは、レジスト膜を上層とし、珪素を主成分とす
   る絶縁膜を下層とする積層構造であ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。
10. 【請求項１０】請求項２乃至９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。
11. 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか一におい
    て、前記第２の工程の後にフッ酸を含むエッチャントで
    前記結晶構造を有する半導体膜の表面を処理する工程を
    有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２乃至１１のいずれか一におい
    て、前記第３の工程の後にフッ酸を含むエッチャントで
    前記結晶構造を有する半導体膜の表面を処理する工程を
    有す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または請求項１２において、
    フッ酸を含むエッチャントで表面を処理する工程の後、
    表面が一部エッチングされた結晶構造を有する半導体膜
    に強光を照射する工程を有することを特徴とする半導体
    装置の作製方法。
14. 【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれか一におい
    て、前記金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする
    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。
15. 【請求項１５】請求項１乃至１３のいずれか一におい
    て、前記金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする
    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。
16. 【請求項１６】請求項１乃至１３のいずれか一におい
    て、前記金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする
    工程は、加熱処理と同時に、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。
17. 【請求項１７】請求項１乃至１６のいずれか一におい
    て、前記金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする
    工程の前に、前記不純物領域に一導電型の不純物元素を
    添加する工程を有す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１乃至１６のいずれか一におい
    て、前記希ガス元素と同時に一導電型の不純物元素も添
    加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
19. 【請求項１９】非晶質構造を有する半導体膜に金属元素
    を添加する第１工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜上にマスクを形成する
    第２工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択
    的に添加して不純物領域を形成する第３工程と、 前記半導体膜のうち、前記マスクと重なる領域を結晶化
    させて結晶構造を有する領域を形成し、かつ、前記マス
    クと重なる領域に含まれる金属元素を前記不純物領域に
    ゲッタリングする第４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。
20. 【請求項２０】請求項１９において、前記第４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。
21. 【請求項２１】請求項１９において、前記第４工程は、
    前記非晶質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。
22. 【請求項２２】請求項１９において、前記第４工程は、
    加熱処理と同時に、前記非晶質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。
23. 【請求項２３】請求項１９乃至２２のいずれか一におい
    て、前記ゲッタリングを行う工程の前に、前記不純物領
    域に一導電型の不純物元素を添加する工程を有すること
    を特徴とする半導体装置の作製方法。
24. 【請求項２４】請求項１９乃至２２のいずれか一におい
    て、前記希ガス元素と同時に一導電型の不純物元素も添
    加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
25. 【請求項２５】非晶質構造を有する半導体膜上にマスク
    を形成する第１工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する
    第２工程と、 前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜
    を形成する第３工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択
    的に添加して不純物領域を形成する第４工程と、 前記不純物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶
    構造を有する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去
    または低減する第５工程と、 前記不純物領域を除去する第６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。
26. 【請求項２６】請求項１９乃至２５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。
27. 【請求項２７】請求項１乃至２６のいずれか一におい
    て、前記金属元素はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
    ｄ、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。
28. 【請求項２８】半導体層と、該半導体層に接する絶縁膜
    と、該絶縁膜に接するゲート電極とを含むＴＦＴを基板
    上に備えた半導体装置であって、 前記基板は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域を
    有していることを特徴とする半導体装置。
29. 【請求項２９】請求項２８において、前記希ガス元素を
    含む領域を形成するマスクと前記半導体層を形成するマ
    スクは同一であることを特徴とする半導体装置。
30. 【請求項３０】基板上に接する絶縁膜と、半導体層とを
    含むＴＦＴを備えた半導体装置であって、 前記絶縁膜は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域
    を有していることを特徴とする半導体装置。
31. 【請求項３１】請求項３０において、前記基板は、少な
    くとも一部に希ガス元素を含む領域を有していることを
    特徴とする半導体装置。
32. 【請求項３２】請求項３０または請求項３１において前
    記希ガス元素を含む領域を形成するマスクと前記半導体
    層を形成するマスクは同一であることを特徴とする半導
    体装置。
33. 【請求項３３】請求項２８乃至３２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。
34. 【請求項３４】請求項２８乃至３３のいずれか一に記載
    された半導体装置とは、液晶モジュールであることを特
    徴とする半導体装置。
35. 【請求項３５】請求項２８乃至３３のいずれか一に記載
    された半導体装置とは、ＥＬモジュールであることを特
    徴とする半導体装置。
36. 【請求項３６】請求項２８乃至３３のいずれか一に記載
    された半導体装置とは、ビデオカメラ、デジタルカメ
    ラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレイ、カーナ
    ビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯型情報端
    末、デジタルビデオディスクプレーヤー、または電子遊
    技機器であることを特徴とする半導体装置。