JP2002359196A5 - - Google Patents

Claims (24)

1. 絶縁表面上に希ガス元素を含む非晶質構造を有する半導体膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し、
   前記金属元素が添加された半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 請求項１において、
   前記非晶質構造を有する半導体膜は、希ガス元素を１×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ 〜３×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ の濃度範囲で含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 絶縁表面上に非晶質構造を有する半導体膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する半導体膜に希ガス元素を添加し、
   前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し、
   前記金属元素が添加された半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. 請求項３において、
   前記非晶質構造を有する半導体膜の膜中に希ガス元素を１×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ 〜３×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ の濃度範囲で添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. 絶縁表面上に希ガス元素を含む非晶質構造を有する第１の半導体膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１の半導体膜に金属元素を添加し、
   前記金属元素が添加された第１の半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成し、
   前記結晶構造を有する第２の半導体膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を含む第３の半導体膜を形成し、
   前記第３の半導体膜に前記金属元素をゲッタリングし、
   前記第３の半導体膜を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 絶縁表面上に膜厚１０ｎｍ以下の窒化シリコン膜を形成し、
   前記窒化シリコン膜上に接して希ガス元素を含む非晶質構造を有する第１の半導体膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１の半導体膜に金属元素を添加し、
   前記希ガス元素及び前記金属元素を含む非晶質構造を有する第１の半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成し、
   前記結晶構造を有する第２の半導体膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を含む第３の半導体膜を形成し、
   前記第３の半導体膜に前記金属元素をゲッタリングし、
   前記第３の半導体膜を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
7. 請求項５または請求項６において、
   前記第１の半導体膜は、希ガス元素を１×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ 〜３×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ の濃度範囲で含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. 絶縁表面上に非晶質構造を有する第１の半導体膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１の半導体膜に希ガス元素を添加し、
   前記非晶質構造を有する第１の半導体膜に金属元素を添加し、
   前記希ガス元素及び前記金属元素が添加された第１の半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成し、
   前記結晶構造を有する第２の半導体膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を含む第３の半導体膜を形成し、
   前記第３の半導体膜に前記金属元素をゲッタリングし、
   前記第３の半導体膜を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. 絶縁表面上に膜厚１０ｎｍ以下の窒化シリコン膜を形成し、
   前記窒化シリコン膜上に接して非晶質構造を有する第１の半導体膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１の半導体膜に希ガス元素を添加し、
   前記非晶質構造を有する第１の半導体膜に金属元素を添加し、
   前記希ガス元素及び前記金属元素を含む第１の半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する第２の半導体膜を形成し、
   前記結晶構造を有する第２の半導体膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を含む第３の半導体膜を形成し、
   前記第３の半導体膜に前記金属元素をゲッタリングし、
   前記第３の半導体膜を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 請求項８または請求項９において、
    前記第１の半導体膜中に希ガス元素を１×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ 〜３×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ の濃度範囲で添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. 請求項５乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記バリア層は、オゾンを含む溶液で前記第２の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。
12. 請求項５乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記バリア層は、紫外線の照射で前記第２の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。
13. 請求項５乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記バリア層は、レーザー光の照射により前記第２の半導体膜の表面を酸化した後、さらにオゾンを含む溶液で前記第２の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。
14. 請求項５乃至請求項１３のいずれか一項において、
    前記第３の半導体膜は、希ガス元素を含む雰囲気中で半導体をターゲットとするスパッタ法により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
15. 絶縁表面上に希ガス元素を含み、非晶質構造を有する半導体膜を形成し、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に希ガス元素を添加し、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し、
    前記希ガス元素及び前記金属元素を含む半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
    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、希ガス元素を含む領域を形成し、
    前記希ガス元素を含む領域に前記金属元素をゲッタリングし、
    前記希ガス元素を含む領域を除去することを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
16. 絶縁表面上に膜厚１０ｎｍ以下の窒化シリコン膜を形成し、
    前記窒化シリコン膜上に接して希ガス元素を含む非晶質構造を有する半導体膜を形成し 、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し、
    前記希ガス元素及び前記金属元素が添加された非晶質構造を有する半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
    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希ガス元素を含む領域を形成し、
    前記希ガス元素を含む領域に前記金属元素をゲッタリングし、
    前記希ガス元素を含む領域を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
17. 請求項１５または請求項１６において、
    前記非晶質構造を有する半導体膜中に希ガス元素を１×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ 〜３×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ の濃度範囲で含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
18. 絶縁表面上に非晶質構造を有する半導体膜を形成し、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に希ガス元素を添加し、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し、
    前記希ガス元素及び前記金属元素を含む半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
    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、希ガス元素を含む領域を形成し、
    前記希ガス元素を含む領域に前記金属元素をゲッタリングし、
    前記希ガス元素を含む領域を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
19. 絶縁表面上に膜厚１０ｎｍ以下の窒化シリコン膜を形成し、
    前記窒化シリコン膜上に接して非晶質構造を有する半導体膜を形成し、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に希ガス元素を添加し、
    前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加し、
    前記希ガス元素及び前記金属元素が添加された非晶質構造を有する半導体膜を結晶化して、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
    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希ガス元素を含む領域を形成し、
    前記希ガス元素を含む領域に前記金属元素をゲッタリングし、
    前記希ガス元素を含む領域を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
20. 請求項１８または請求項１９において、
    前記非晶質構造を有する半導体膜中に希ガス元素を１×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ 〜３×１０ ²⁰ ／ｃｍ ³ の濃度範囲で添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
21. 請求項５乃至請求項２０のいずれか一項において、
    前記金属元素をゲッタリングするとき、前記結晶構造を有する半導体膜を加熱処理することを特徴とする半導体装置の作製方法。
22. 請求項５乃至請求項２０のいずれか一項において、
    前記金属元素をゲッタリングするとき、前記結晶構造を有する半導体膜にハロゲンランプ、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照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
23. 請求項１乃至請求項２２のいずれか一項において、
    前記金属元素は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、又 はＡｕであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
24. 請求項１乃至請求項２３のいずれか一項において、
    前記希ガス元素は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、又はＸｅであることを特徴とする半導体装置の作製方法。