JP2002280301A5 - - Google Patents
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜にレーザ光を照射する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面に５×１０１８／ｃｍ３以下の濃度で酸素および炭素が含まれる非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
絶縁表面に５×１０１８／ｃｍ３以下の濃度で酸素および炭素が含まれる非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜にレーザ光を照射する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記バリア層上の希ガス元素を１×１０ １９ ／ｃｍ ３ 〜２×１０ ２２ ／ｃｍ ３ の濃度で含んだ半導体膜は、膜厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記不活性気体は、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種の気体であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層はオゾン水により形成されたケミカルオキサイド膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層はプラズマ処理により前記非晶質半導体膜の表面を酸化して形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層は酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射してオゾンを発生させ前記非晶質半導体膜の表面を酸化して形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層は膜厚１〜１０ｎｍで形成され、多孔質膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、前記希ガス元素はヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（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。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、前記触媒元素は鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（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。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、前記バリア層上の希ガス元素を１×１０ １９ ／ｃｍ ３ 〜２×１０ ２２ ／ｃｍ ３ の濃度で含んだ半導体膜は酸素を５×１０ １８ ／ｃｍ ３ 〜１×１０ ２１ ／ｃｍ ３ の濃度で含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一において、前記バリア層上の希ガス元素を１×１０ １９ ／ｃｍ ３ 〜２×１０ ２２ ／ｃｍ ３ の濃度で含んだ半導体膜はスパッタ法により形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
絶縁表面に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜にレーザ光を照射する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面に５×１０１８／ｃｍ３以下の濃度で酸素および炭素が含まれる非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
絶縁表面に５×１０１８／ｃｍ３以下の濃度で酸素および炭素が含まれる非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に結晶化を促進する触媒元素を添加して、６００〜８００℃に加熱された不活性気体を３０秒〜５分の間吹き付ける第１の加熱処理により結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜にレーザ光を照射する工程と、
前記結晶質半導体膜上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２２／ｃｍ３の濃度で含んだ半導体膜を成膜する工程と、
５００〜７００℃に加熱された不活性気体を１〜１０分の間吹き付ける第２の加熱処理により前記結晶質半導体膜中に残留する触媒元素を前記半導体膜に移動させる工程と、
前記半導体膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記バリア層上の希ガス元素を１×１０ １９ ／ｃｍ ３ 〜２×１０ ２２ ／ｃｍ ３ の濃度で含んだ半導体膜は、膜厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記不活性気体は、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種の気体であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層はオゾン水により形成されたケミカルオキサイド膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層はプラズマ処理により前記非晶質半導体膜の表面を酸化して形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層は酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射してオゾンを発生させ前記非晶質半導体膜の表面を酸化して形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記バリア層は膜厚１〜１０ｎｍで形成され、多孔質膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、前記希ガス元素はヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（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。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、前記触媒元素は鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（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。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、前記バリア層上の希ガス元素を１×１０ １９ ／ｃｍ ３ 〜２×１０ ２２ ／ｃｍ ３ の濃度で含んだ半導体膜は酸素を５×１０ １８ ／ｃｍ ３ 〜１×１０ ２１ ／ｃｍ ３ の濃度で含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一において、前記バリア層上の希ガス元素を１×１０ １９ ／ｃｍ ３ 〜２×１０ ２２ ／ｃｍ ３ の濃度で含んだ半導体膜はスパッタ法により形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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