JP2003100630A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2003100630A JP2003100630A JP2001285888A JP2001285888A JP2003100630A JP 2003100630 A JP2003100630 A JP 2003100630A JP 2001285888 A JP2001285888 A JP 2001285888A JP 2001285888 A JP2001285888 A JP 2001285888A JP 2003100630 A JP2003100630 A JP 2003100630A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon film
- region
- semiconductor device
- crystalline silicon
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶化された結晶性珪素膜の素子形成領域内
の触媒元素の量を低減させ、大型のガラス基板に対して
も量産を可能にする。 【解決手段】 絶縁性表面を有する基板上に形成された
非晶質珪素膜に、非晶質珪素膜の結晶化を促進する第１
の元素であるＮｉ（ニッケル）を添加して、第１の加熱
処理を行い非晶質珪素膜を結晶成長させ、その後、結晶
化した結晶性珪素膜の一部に、選択的にＮｉを引き寄せ
る効果を持つ第２の元素であるＰ（リン）を添加して、
Ｐを添加した領域を非晶質化させる。さらに、Ｐが添加
され非晶質化した領域が少なくとも完全に結晶化しない
状態を保ちながら第２の加熱処理を行い、第２の加熱処
理により結晶性珪素膜内のＮｉを、Ｐが添加され非晶質
化した領域に移動させ、Ｐが添加された領域以外の領域
を用いて半導体装置の能動（チャネル）領域を形成す
る。
の触媒元素の量を低減させ、大型のガラス基板に対して
も量産を可能にする。 【解決手段】 絶縁性表面を有する基板上に形成された
非晶質珪素膜に、非晶質珪素膜の結晶化を促進する第１
の元素であるＮｉ（ニッケル）を添加して、第１の加熱
処理を行い非晶質珪素膜を結晶成長させ、その後、結晶
化した結晶性珪素膜の一部に、選択的にＮｉを引き寄せ
る効果を持つ第２の元素であるＰ（リン）を添加して、
Ｐを添加した領域を非晶質化させる。さらに、Ｐが添加
され非晶質化した領域が少なくとも完全に結晶化しない
状態を保ちながら第２の加熱処理を行い、第２の加熱処
理により結晶性珪素膜内のＮｉを、Ｐが添加され非晶質
化した領域に移動させ、Ｐが添加された領域以外の領域
を用いて半導体装置の能動（チャネル）領域を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、非晶質珪素膜を結晶化させ
た結晶性珪素膜を活性領域とする薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を用いた半導体装置およびその製造方法に関す
る。
その製造方法に関し、特に、非晶質珪素膜を結晶化させ
た結晶性珪素膜を活性領域とする薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を用いた半導体装置およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、画面サイズが大型で画素も高密度
である液晶表示装置および有機ＥＬ表示装置、画像処理
が高速で画素も高密度である密着型イメージセンサー、
三次元ＩＣ等の実現に向けて、ガラス等の絶縁基板上お
よび絶縁膜上に高性能な半導体素子を形成する試みが行
われている。これらの装置に用いられる半導体素子に
は、薄膜状の珪素（Ｓｉ）半導体を用いるのが一般的で
ある。薄膜状の珪素半導体としては、非晶質珪素半導体
（ａ−Ｓｉ）および結晶性を有する珪素半導体（ｐ−Ｓ
ｉ）の２つに大別される。
である液晶表示装置および有機ＥＬ表示装置、画像処理
が高速で画素も高密度である密着型イメージセンサー、
三次元ＩＣ等の実現に向けて、ガラス等の絶縁基板上お
よび絶縁膜上に高性能な半導体素子を形成する試みが行
われている。これらの装置に用いられる半導体素子に
は、薄膜状の珪素（Ｓｉ）半導体を用いるのが一般的で
ある。薄膜状の珪素半導体としては、非晶質珪素半導体
（ａ−Ｓｉ）および結晶性を有する珪素半導体（ｐ−Ｓ
ｉ）の２つに大別される。
【０００３】非晶質珪素半導体は、作製温度が低く、気
相法で比較的容易に作製することが可能であり、量産性
も良好であるために、最も一般的に使用されている。し
かし、非晶質珪素半導体は、導電性等の特性が結晶性を
有する珪素半導体に比べて劣っている。このため、導電
性が良好で高速処理が可能な結晶性を有する珪素半導体
から成る半導体装置の作製方法の確立が強く要望されて
いる。
相法で比較的容易に作製することが可能であり、量産性
も良好であるために、最も一般的に使用されている。し
かし、非晶質珪素半導体は、導電性等の特性が結晶性を
有する珪素半導体に比べて劣っている。このため、導電
性が良好で高速処理が可能な結晶性を有する珪素半導体
から成る半導体装置の作製方法の確立が強く要望されて
いる。
【０００４】結晶性を有する薄膜状の珪素半導体の作製
方法としては、次の２つの方法が用いられている。 （１）非晶質の半導体膜を成膜しておき、成膜された非
晶質の半導体膜に対してレーザー光等のエネルギービー
ムを照射して、エネルギービーム照射によって生じる熱
エネルギーにより結晶成長を行う。 （２）非晶質の半導体膜を成膜しておき、成膜された非
晶質の半導体膜に対して加熱処理をして、加熱による熱
エネルギーにより固相状態にて結晶成長を行う。
方法としては、次の２つの方法が用いられている。 （１）非晶質の半導体膜を成膜しておき、成膜された非
晶質の半導体膜に対してレーザー光等のエネルギービー
ムを照射して、エネルギービーム照射によって生じる熱
エネルギーにより結晶成長を行う。 （２）非晶質の半導体膜を成膜しておき、成膜された非
晶質の半導体膜に対して加熱処理をして、加熱による熱
エネルギーにより固相状態にて結晶成長を行う。
【０００５】一般的には、（１）の方法がよく用いられ
ている。（１）の方法では、溶融固化過程の結晶化現象
を利用するために、結晶粒は小粒径であるが、結晶粒内
の結晶欠陥は少なく、比較的高品質な結晶性珪素半導体
膜が得られる。しかしながら、（１）の方法にて作製さ
れた結晶性珪素半導体膜では、結晶粒界部における欠陥
密度が高く、各結晶欠陥がキャリア（荷電担体）に対し
て大きなトラップとして作用する。このために、（１）
の方法にて作製された結晶性珪素半導体膜を用いた半導
体装置では、十分な特性が得られない。また、結晶成長
させる光源のレーザー光等についても、現在、最も一般
的に使用されているエキシマレーザーでは、レーザー光
の十分な安定性が得られず、照射されるレーザー光の強
度が非晶質の半導体膜に対して一様でないために、エキ
シマレーザーのエネルギービーム照射により結晶成長さ
れた結晶性珪素半導体膜から成る半導体素子間の特性ば
らつきが問題となっている。
ている。（１）の方法では、溶融固化過程の結晶化現象
を利用するために、結晶粒は小粒径であるが、結晶粒内
の結晶欠陥は少なく、比較的高品質な結晶性珪素半導体
膜が得られる。しかしながら、（１）の方法にて作製さ
れた結晶性珪素半導体膜では、結晶粒界部における欠陥
密度が高く、各結晶欠陥がキャリア（荷電担体）に対し
て大きなトラップとして作用する。このために、（１）
の方法にて作製された結晶性珪素半導体膜を用いた半導
体装置では、十分な特性が得られない。また、結晶成長
させる光源のレーザー光等についても、現在、最も一般
的に使用されているエキシマレーザーでは、レーザー光
の十分な安定性が得られず、照射されるレーザー光の強
度が非晶質の半導体膜に対して一様でないために、エキ
シマレーザーのエネルギービーム照射により結晶成長さ
れた結晶性珪素半導体膜から成る半導体素子間の特性ば
らつきが問題となっている。
【０００６】（２）の方法では、（１）の方法と比較す
ると基板内の結晶粒の均一性および安定性において有利
であるが、温度６００℃、３０時間程の長時間にわたる
加熱処理が必要であるために、処理時間が長く、量産性
が低いという問題点がある。また、（２）の方法では、
一つの結晶粒は数μｍと比較的大きいが、結晶構造が双
晶構造となるために、結晶粒内に多数の双晶欠陥を含
み、前述の（１）の方法に比べて結晶粒内の結晶状態が
劣る。
ると基板内の結晶粒の均一性および安定性において有利
であるが、温度６００℃、３０時間程の長時間にわたる
加熱処理が必要であるために、処理時間が長く、量産性
が低いという問題点がある。また、（２）の方法では、
一つの結晶粒は数μｍと比較的大きいが、結晶構造が双
晶構造となるために、結晶粒内に多数の双晶欠陥を含
み、前述の（１）の方法に比べて結晶粒内の結晶状態が
劣る。
【０００７】しかしながら、最近、（１）および（２）
の方法に対する改善策として、非晶質珪素膜の結晶化を
促進する触媒元素を利用することにより、加熱温度の低
温化および処理時間の短縮を図るとともに、結晶状態の
向上を図る方法が注目されている。具体的には、非晶質
珪素膜の表面にニッケル（Ｎｉ）等の金属元素を微量だ
け添加して、その後、加熱処理を行う方法である。この
方法では、添加された金属元素を核とした結晶核の発生
が早期に起こり、その後、添加された金属元素が触媒と
なって結晶成長を促進し、非晶質珪素膜の結晶化が急速
に進行する。さらに、この方法により結晶成長した結晶
性珪素膜は、通常の固相成長法（前述の（２）の方法）
とは異なり、一つの結晶粒内の結晶構造が結晶欠陥の多
い双晶構造ではなく、何本もの柱状結晶ネットワークで
構成されており、一つの結晶粒は小さいが、結晶粒内の
それぞれの柱状結晶内部は、ほぼ単結晶の状態となって
いる。
の方法に対する改善策として、非晶質珪素膜の結晶化を
促進する触媒元素を利用することにより、加熱温度の低
温化および処理時間の短縮を図るとともに、結晶状態の
向上を図る方法が注目されている。具体的には、非晶質
珪素膜の表面にニッケル（Ｎｉ）等の金属元素を微量だ
け添加して、その後、加熱処理を行う方法である。この
方法では、添加された金属元素を核とした結晶核の発生
が早期に起こり、その後、添加された金属元素が触媒と
なって結晶成長を促進し、非晶質珪素膜の結晶化が急速
に進行する。さらに、この方法により結晶成長した結晶
性珪素膜は、通常の固相成長法（前述の（２）の方法）
とは異なり、一つの結晶粒内の結晶構造が結晶欠陥の多
い双晶構造ではなく、何本もの柱状結晶ネットワークで
構成されており、一つの結晶粒は小さいが、結晶粒内の
それぞれの柱状結晶内部は、ほぼ単結晶の状態となって
いる。
【０００８】特開平１０−２７０３６３号公報には、触
媒元素により結晶化された珪素に対して、その一部にリ
ン（Ｐ）等のＶ族Ｂの元素を選択的に添加し、加熱処理
を行うことによって、Ｖ族Ｂの元素が添加された領域
に、触媒元素を移動（ゲッタリング）させる構成が開示
されている。そして、結晶化された珪素のＶ族Ｂの元素
が添加されていない領域である触媒元素がゲッタリング
された領域を使用して半導体装置の活性領域が形成され
ている。
媒元素により結晶化された珪素に対して、その一部にリ
ン（Ｐ）等のＶ族Ｂの元素を選択的に添加し、加熱処理
を行うことによって、Ｖ族Ｂの元素が添加された領域
に、触媒元素を移動（ゲッタリング）させる構成が開示
されている。そして、結晶化された珪素のＶ族Ｂの元素
が添加されていない領域である触媒元素がゲッタリング
された領域を使用して半導体装置の活性領域が形成され
ている。
【０００９】また、特開平１１−４０４９９号公報に
は、特開平１０−２７０３６３号公報にて開示された構
成に加えて、Ｖ族Ｂの元素が選択的に添加された領域に
対してレーザー光などの強い光を照射して、その後、加
熱処理を行うことによって、触媒元素のゲッタリング効
果を一層高めようとしている。
は、特開平１０−２７０３６３号公報にて開示された構
成に加えて、Ｖ族Ｂの元素が選択的に添加された領域に
対してレーザー光などの強い光を照射して、その後、加
熱処理を行うことによって、触媒元素のゲッタリング効
果を一層高めようとしている。
【００１０】さらに、特開平１１−５４７６０公報に
は、Ｖ族Ｂの元素に加えてIII族Ｂの元素も添加するこ
とによって、触媒元素に対するゲッタリング効果を、さ
らに高めようとしている。
は、Ｖ族Ｂの元素に加えてIII族Ｂの元素も添加するこ
とによって、触媒元素に対するゲッタリング効果を、さ
らに高めようとしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、触媒
元素を添加することにより非晶質珪素膜の結晶化を促進
する方法は、加熱温度の低温化および加熱時間の短縮化
が図れ、さらに、結晶化後に得られる結晶性珪素膜の結
晶状態は、他の非晶質珪素膜の結晶化方法に比べ明らか
に優れている。
元素を添加することにより非晶質珪素膜の結晶化を促進
する方法は、加熱温度の低温化および加熱時間の短縮化
が図れ、さらに、結晶化後に得られる結晶性珪素膜の結
晶状態は、他の非晶質珪素膜の結晶化方法に比べ明らか
に優れている。
【００１２】しかしながら、触媒元素を添加して非晶質
珪素膜の結晶化を促進する方法は、金属元素等を主とす
る触媒元素が珪素半導体膜内に多量に存在している。こ
のため、この方法により結晶化された結晶性珪素半導体
膜を用いた装置は、信頼性および電気的特性において、
不安定となり好ましくない。前述のニッケル等の結晶化
を促進する触媒元素は、非晶質珪素膜を結晶化させる場
合には必要であるが、結晶化した結晶性珪素膜内には極
力含まれないようにすることが望ましい。
珪素膜の結晶化を促進する方法は、金属元素等を主とす
る触媒元素が珪素半導体膜内に多量に存在している。こ
のため、この方法により結晶化された結晶性珪素半導体
膜を用いた装置は、信頼性および電気的特性において、
不安定となり好ましくない。前述のニッケル等の結晶化
を促進する触媒元素は、非晶質珪素膜を結晶化させる場
合には必要であるが、結晶化した結晶性珪素膜内には極
力含まれないようにすることが望ましい。
【００１３】この目的を達成するためには、第１に非晶
質珪素膜の結晶化に必要な触媒元素の量を極力少なく
し、最低限の量で非晶質珪素膜を結晶化させる必要があ
る。ところが、非晶質珪素膜への触媒元素の添加量を少
なくしていくと、結晶化する結晶性珪素膜の結晶成長状
態が非常に不安定となる。このような不安定な状態で作
製された結晶性珪素膜は、基板内での結晶状態のばらつ
きが非常に大きくなり、半導体装置の活性領域を構成す
る結晶性珪素半導体膜としては、使用できない。
質珪素膜の結晶化に必要な触媒元素の量を極力少なく
し、最低限の量で非晶質珪素膜を結晶化させる必要があ
る。ところが、非晶質珪素膜への触媒元素の添加量を少
なくしていくと、結晶化する結晶性珪素膜の結晶成長状
態が非常に不安定となる。このような不安定な状態で作
製された結晶性珪素膜は、基板内での結晶状態のばらつ
きが非常に大きくなり、半導体装置の活性領域を構成す
る結晶性珪素半導体膜としては、使用できない。
【００１４】次に、前述の公報のように、触媒元素を用
いて結晶成長させた後、結晶化された結晶性珪素膜にＶ
族Ｂ、III族Ｂ等の元素を添加して、触媒元素を移動
（ゲッタリング）させることにより、結晶性珪素膜の素
子形成領域の触媒元素を除去または低減する構成が第２
の方法として考えられている。実際に、特開平１０−２
７０３６３号公報において開示されている構成を用いる
と、結晶化された結晶性珪素膜の素子形成領域から大部
分の触媒元素をゲッタリングすることができる。
いて結晶成長させた後、結晶化された結晶性珪素膜にＶ
族Ｂ、III族Ｂ等の元素を添加して、触媒元素を移動
（ゲッタリング）させることにより、結晶性珪素膜の素
子形成領域の触媒元素を除去または低減する構成が第２
の方法として考えられている。実際に、特開平１０−２
７０３６３号公報において開示されている構成を用いる
と、結晶化された結晶性珪素膜の素子形成領域から大部
分の触媒元素をゲッタリングすることができる。
【００１５】しかしながら、特開平１０−２７０３６３
号公報に開示された構成では、２つの問題点が存在す
る。第１の問題は、この公報に開示された構成では、触
媒元素のゲッタリングにおいて、十分な効果が得られて
おらず、半導体装置の活性（能動）領域における触媒元
素の残留量が、まだ十分に低減できていない点である。
実際に、特開平１０−２７０３６３号公報に開示された
構成を用いて、結晶化された結晶性珪素膜の素子形成領
域に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を形成すると、結
晶性珪素膜に残留している触媒元素が薄膜トランジスタ
素子に悪影響をおよぼしていることが確認できた。特
に、結晶性珪素膜に残留している触媒元素が薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）の接合部に存在すると、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）のＯＦＦ動作時のリーク電流が非常に増
大するリーク源になると考えられる。
号公報に開示された構成では、２つの問題点が存在す
る。第１の問題は、この公報に開示された構成では、触
媒元素のゲッタリングにおいて、十分な効果が得られて
おらず、半導体装置の活性（能動）領域における触媒元
素の残留量が、まだ十分に低減できていない点である。
実際に、特開平１０−２７０３６３号公報に開示された
構成を用いて、結晶化された結晶性珪素膜の素子形成領
域に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を形成すると、結
晶性珪素膜に残留している触媒元素が薄膜トランジスタ
素子に悪影響をおよぼしていることが確認できた。特
に、結晶性珪素膜に残留している触媒元素が薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）の接合部に存在すると、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）のＯＦＦ動作時のリーク電流が非常に増
大するリーク源になると考えられる。
【００１６】前述の特開平１０−２７０３６３号公報、
特開平１１−４０４９９号公報および特開平１１−５４
７６０号公報に開示された構成を用いて、結晶化された
結晶性珪素膜の素子形成領域に薄膜トランジスタ（以下
ＴＦＴと記述）素子を形成すると、それぞれ若干の効果
の違いは見られるが、数％程度の比率でＴＦＴのＯＦＦ
動作時のリーク電流が非常に大きい不良ＴＦＴが検出さ
れた。そして、それらの不良ＴＦＴ素子における不良原
因を解析すると、チャネル部とドレイン部との接合部
に、触媒元素によるシリサイドが存在していることが確
認された。したがって、前述の３つの公報に開示された
構成では、高性能な半導体装置の作製が可能であるが、
不良率が高く、また信頼性も悪く、量産に対応できるよ
うな構成ではなかった。
特開平１１−４０４９９号公報および特開平１１−５４
７６０号公報に開示された構成を用いて、結晶化された
結晶性珪素膜の素子形成領域に薄膜トランジスタ（以下
ＴＦＴと記述）素子を形成すると、それぞれ若干の効果
の違いは見られるが、数％程度の比率でＴＦＴのＯＦＦ
動作時のリーク電流が非常に大きい不良ＴＦＴが検出さ
れた。そして、それらの不良ＴＦＴ素子における不良原
因を解析すると、チャネル部とドレイン部との接合部
に、触媒元素によるシリサイドが存在していることが確
認された。したがって、前述の３つの公報に開示された
構成では、高性能な半導体装置の作製が可能であるが、
不良率が高く、また信頼性も悪く、量産に対応できるよ
うな構成ではなかった。
【００１７】第２の問題は、加熱処理の条件（加熱温
度、加熱時間）である。前述の３つの公報に開示された
構成では、加熱温度５５０℃以上、加熱時間数時間〜数
十時間の加熱処理を行っている。結晶化された結晶性珪
素膜から成るＴＦＴ素子が形成されるガラス基板とし
て、１００ｍｍ×１００ｍｍサイズ程度の小型ガラス基
板および高価な石英基板などを用いる場合には、加熱温
度５５０℃以上は特に問題となる温度ではないが、より
大型のガラス基板を使用する場合には、基板のたわみお
よび反りが大きな問題となる。本発明の半導体装置の用
途としては、液晶表示用および有機ＥＬ表示用のアクテ
ィブマトリクス基板があるが、そのマザーボード（ガラ
ス基板）は、コストダウンのため大型化する傾向にあ
る。また、ＴＦＴ素子が形成されるガラス基板は、装置
のコンパクト化および軽量化のため、薄板化する傾向も
加わり、そのようなガラス基板に対して高温、長時間の
加熱処理を行うことは非常に厳しい。実際に、一般的に
使用されているコーニング社製コード１７３７のガラス
基板を用いた場合、６００ｍｍ×７２０ｍｍの基板サイ
ズ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板では、加熱温度５００
℃程度、加熱時間数時間の加熱処理がほぼ限界であるこ
とが実験により確認されている。この加熱処理における
最も大きな問題は、ガラス基板の重量によるたわみおよ
び反りである。さらに、この加熱処理は、ガラス基板上
へのパターン形成後に行われるので、ガラス基板に特有
の収縮（シュリンケージ：ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）の問題
も生じる。これにより、加熱処理工程の前後におけるガ
ラス基板上でのパターン合わせが非常に困難となる。
度、加熱時間）である。前述の３つの公報に開示された
構成では、加熱温度５５０℃以上、加熱時間数時間〜数
十時間の加熱処理を行っている。結晶化された結晶性珪
素膜から成るＴＦＴ素子が形成されるガラス基板とし
て、１００ｍｍ×１００ｍｍサイズ程度の小型ガラス基
板および高価な石英基板などを用いる場合には、加熱温
度５５０℃以上は特に問題となる温度ではないが、より
大型のガラス基板を使用する場合には、基板のたわみお
よび反りが大きな問題となる。本発明の半導体装置の用
途としては、液晶表示用および有機ＥＬ表示用のアクテ
ィブマトリクス基板があるが、そのマザーボード（ガラ
ス基板）は、コストダウンのため大型化する傾向にあ
る。また、ＴＦＴ素子が形成されるガラス基板は、装置
のコンパクト化および軽量化のため、薄板化する傾向も
加わり、そのようなガラス基板に対して高温、長時間の
加熱処理を行うことは非常に厳しい。実際に、一般的に
使用されているコーニング社製コード１７３７のガラス
基板を用いた場合、６００ｍｍ×７２０ｍｍの基板サイ
ズ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板では、加熱温度５００
℃程度、加熱時間数時間の加熱処理がほぼ限界であるこ
とが実験により確認されている。この加熱処理における
最も大きな問題は、ガラス基板の重量によるたわみおよ
び反りである。さらに、この加熱処理は、ガラス基板上
へのパターン形成後に行われるので、ガラス基板に特有
の収縮（シュリンケージ：ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）の問題
も生じる。これにより、加熱処理工程の前後におけるガ
ラス基板上でのパターン合わせが非常に困難となる。
【００１８】以上、説明したように、前述の３つの公報
に開示された構成では、結晶化された結晶性珪素膜の素
子形成領域内の触媒元素の量を十分に低減させることが
できない。また、量産時の対象となる大型のガラス基板
に対しても、何らかの改良が必要となる。
に開示された構成では、結晶化された結晶性珪素膜の素
子形成領域内の触媒元素の量を十分に低減させることが
できない。また、量産時の対象となる大型のガラス基板
に対しても、何らかの改良が必要となる。
【００１９】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、その目的は、結晶化された結晶性珪素膜の素子
形成領域内の触媒元素の量を低減させ、大型のガラス基
板に対しても量産が可能となり、信頼性が高く安定な特
性を有する半導体装置およびその製造方法を提供するこ
とにある。
であり、その目的は、結晶化された結晶性珪素膜の素子
形成領域内の触媒元素の量を低減させ、大型のガラス基
板に対しても量産が可能となり、信頼性が高く安定な特
性を有する半導体装置およびその製造方法を提供するこ
とにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、絶縁性表面を有する基板上に非晶質珪素膜を
形成し、該非晶質珪素膜に結晶化を促進する第１の元素
を添加する工程と、その後、第１の加熱処理を施し、該
第１の元素が添加された該非晶質珪素膜の結晶成長を行
い、結晶性珪素膜を形成する工程と、該結晶性珪素膜の
一部の領域に、選択的に該第１の元素を引き寄せる効果
を有する第２の元素を添加し、該第２の元素が添加され
た領域を非晶質化する工程と、該第２の元素が添加され
非晶質化した領域が、少なくとも完全に結晶化しない状
態にて第２の加熱処理を行い、該結晶性珪素膜内の該第
１の元素を、該第２の元素が添加され非晶質化した領域
に移動させる工程と、該第２の元素が添加された領域以
外の領域の該結晶性珪素膜を用いて、少なくとも半導体
装置の能動領域を形成する工程と、を包含することを特
徴とする。
造方法は、絶縁性表面を有する基板上に非晶質珪素膜を
形成し、該非晶質珪素膜に結晶化を促進する第１の元素
を添加する工程と、その後、第１の加熱処理を施し、該
第１の元素が添加された該非晶質珪素膜の結晶成長を行
い、結晶性珪素膜を形成する工程と、該結晶性珪素膜の
一部の領域に、選択的に該第１の元素を引き寄せる効果
を有する第２の元素を添加し、該第２の元素が添加され
た領域を非晶質化する工程と、該第２の元素が添加され
非晶質化した領域が、少なくとも完全に結晶化しない状
態にて第２の加熱処理を行い、該結晶性珪素膜内の該第
１の元素を、該第２の元素が添加され非晶質化した領域
に移動させる工程と、該第２の元素が添加された領域以
外の領域の該結晶性珪素膜を用いて、少なくとも半導体
装置の能動領域を形成する工程と、を包含することを特
徴とする。
【００２１】本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁性
表面を有する基板上に非晶質珪素膜を形成し、該非晶質
珪素膜の一部の領域に結晶化を促進する第１の元素を選
択的に添加する工程と、その後、第１の加熱処理を施
し、該第１の元素が選択的に添加された領域から隣接す
る周辺領域に向かって該基板と平行方向に該非晶質珪素
膜の結晶成長を行い、結晶性珪素膜を形成する工程と、
該結晶性珪素膜の一部の領域に、選択的に該第１の元素
を引き寄せる効果を有する第２の元素を添加し、該第２
の元素が添加された領域を非晶質化する工程と、該第２
の元素が添加され非晶質化した領域が、少なくとも完全
に結晶化しない状態で第２の加熱処理を行い、該結晶性
珪素膜内の該第１の元素を、該第２の元素が添加され非
晶質化した領域に移動させる工程と、該第２の元素が添
加された領域以外の、該基板と平行方向に結晶成長した
領域の該結晶性珪素膜を用いて、少なくとも半導体装置
の能動領域を形成する工程と、を包含することを特徴と
する。
表面を有する基板上に非晶質珪素膜を形成し、該非晶質
珪素膜の一部の領域に結晶化を促進する第１の元素を選
択的に添加する工程と、その後、第１の加熱処理を施
し、該第１の元素が選択的に添加された領域から隣接す
る周辺領域に向かって該基板と平行方向に該非晶質珪素
膜の結晶成長を行い、結晶性珪素膜を形成する工程と、
該結晶性珪素膜の一部の領域に、選択的に該第１の元素
を引き寄せる効果を有する第２の元素を添加し、該第２
の元素が添加された領域を非晶質化する工程と、該第２
の元素が添加され非晶質化した領域が、少なくとも完全
に結晶化しない状態で第２の加熱処理を行い、該結晶性
珪素膜内の該第１の元素を、該第２の元素が添加され非
晶質化した領域に移動させる工程と、該第２の元素が添
加された領域以外の、該基板と平行方向に結晶成長した
領域の該結晶性珪素膜を用いて、少なくとも半導体装置
の能動領域を形成する工程と、を包含することを特徴と
する。
【００２２】前記第２の加熱処理では、前記第２の元素
が添加され非晶質化した領域において、結晶核の発生が
全く生じない。
が添加され非晶質化した領域において、結晶核の発生が
全く生じない。
【００２３】前記第２の加熱処理は、加熱温度が４５０
℃〜５８０℃の範囲内であり、加熱時間が０．５時間〜
８時間である。
℃〜５８０℃の範囲内であり、加熱時間が０．５時間〜
８時間である。
【００２４】前記第２の加熱処理は、抵抗性加熱炉を用
いる。
いる。
【００２５】前記抵抗性加熱炉は、前記基板を、該基板
の平面形状と概略相似形の断面形状を持つ炉心管の内部
に、該基板の平面を炉心方向に向け、炉心管の周囲と該
基板の側端部との間の間隔が最小となるように配置した
ファーネス炉である。
の平面形状と概略相似形の断面形状を持つ炉心管の内部
に、該基板の平面を炉心方向に向け、炉心管の周囲と該
基板の側端部との間の間隔が最小となるように配置した
ファーネス炉である。
【００２６】前記第２の元素は、Ｖ族Ｂの元素であり、
Ｖ族Ｂの元素から少なくとも１種類以上、選択される。
Ｖ族Ｂの元素から少なくとも１種類以上、選択される。
【００２７】前記Ｖ族Ｂの元素がリン（Ｐ）である。
【００２８】前記結晶性珪素膜の一部の領域に、Ｖ族Ｂ
の元素を添加するとともに、III族Ｂの元素も添加す
る。
の元素を添加するとともに、III族Ｂの元素も添加す
る。
【００２９】前記Ｖ族Ｂの元素がリン（Ｐ）であり、II
I族Ｂの元素がホウ素（Ｂ）である。
I族Ｂの元素がホウ素（Ｂ）である。
【００３０】前記第２の元素は、希ガス元素であり、希
ガス元素から少なくとも１種類以上、選択される。
ガス元素から少なくとも１種類以上、選択される。
【００３１】前記希ガス元素がアルゴン（Ａｒ）であ
る。
る。
【００３２】前記第２の元素の添加は、質量分離を行わ
ないイオンシャワードーピング法によって行われる。
ないイオンシャワードーピング法によって行われる。
【００３３】前記第２の元素は、前記能動領域に隣接し
た周辺部に添加される。
た周辺部に添加される。
【００３４】前記第１の元素の添加および前記第２の元
素の添加が同一の添加用マスクを用いて行われる。
素の添加が同一の添加用マスクを用いて行われる。
【００３５】前記能動領域に隣接した前記周辺部は、不
純物領域である。
純物領域である。
【００３６】前記不純物領域は、Ｖ族Ｂの元素が添加さ
れて、ソース領域およびドレイン領域を形成する。
れて、ソース領域およびドレイン領域を形成する。
【００３７】前記不純物領域に高速熱アニール処理また
はレーザーアニール処理を行う。
はレーザーアニール処理を行う。
【００３８】前記結晶性珪素膜にレーザーアニール処理
を行う。
を行う。
【００３９】前記第１の元素は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選択された一種類または複数
種類のた元素である。
ｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選択された一種類または複数
種類のた元素である。
【００４０】前記第１の元素は、少なくともＮｉが選択
される。
される。
【００４１】本発明の半導体装置は、絶縁性表面を有す
る基板上に、活性領域を有する結晶性珪素膜が形成され
た半導体装置であって、該活性領域は、非晶質珪素膜の
結晶化を促進する第１の元素を含むとともに、該第１の
元素が該活性領域の全領域において該結晶性珪素膜の格
子間に固溶していることを特徴とする。
る基板上に、活性領域を有する結晶性珪素膜が形成され
た半導体装置であって、該活性領域は、非晶質珪素膜の
結晶化を促進する第１の元素を含むとともに、該第１の
元素が該活性領域の全領域において該結晶性珪素膜の格
子間に固溶していることを特徴とする。
【００４２】本発明の半導体装置は、絶縁性表面を有す
る基板上に、活性領域を有する結晶性珪素膜が形成され
た半導体装置であって、該活性領域は、能動領域および
不純物領域が設けられており、該活性領域は、非晶質珪
素膜の結晶化を促進する第１の元素を含むとともに、該
第１の元素が該活性領域内の能動領域において該結晶性
珪素膜の格子間に固溶していることを特徴とする。
る基板上に、活性領域を有する結晶性珪素膜が形成され
た半導体装置であって、該活性領域は、能動領域および
不純物領域が設けられており、該活性領域は、非晶質珪
素膜の結晶化を促進する第１の元素を含むとともに、該
第１の元素が該活性領域内の能動領域において該結晶性
珪素膜の格子間に固溶していることを特徴とする。
【００４３】前記能動領域内の前記第１の元素の濃度
が、前記不純物領域内の前記第１の元素の濃度よりも低
くなるように設定されている。
が、前記不純物領域内の前記第１の元素の濃度よりも低
くなるように設定されている。
【００４４】前記第１の元素としてニッケル（Ｎｉ）が
含まれている。
含まれている。
【００４５】前記第１の元素の濃度は、１×１０15〜１
×１０17／ｃｍ3の範囲内である。
×１０17／ｃｍ3の範囲内である。
【００４６】以下、本発明の半導体装置およびその製造
方法について詳細に説明する。
方法について詳細に説明する。
【００４７】触媒元素を添加することにより非晶質珪素
膜の結晶化を促進させ高品質な結晶性珪素膜を得るため
に、検討を重ねた結果、以下に説明するような知見によ
って、前述の問題点を解決するための半導体装置および
その製造方法が得られた。
膜の結晶化を促進させ高品質な結晶性珪素膜を得るため
に、検討を重ねた結果、以下に説明するような知見によ
って、前述の問題点を解決するための半導体装置および
その製造方法が得られた。
【００４８】まず、本発明の半導体装置の製造方法の要
旨を説明する。
旨を説明する。
【００４９】ガラス基板等の絶縁基板上に形成された
非晶質珪素膜に、非晶質珪素膜の結晶化を促進する第１
の元素である触媒元素を添加して、第１の加熱処理を行
い非晶質珪素膜を結晶成長させる。
非晶質珪素膜に、非晶質珪素膜の結晶化を促進する第１
の元素である触媒元素を添加して、第１の加熱処理を行
い非晶質珪素膜を結晶成長させる。
【００５０】その後、結晶化した結晶性珪素膜の一部
に、選択的に触媒元素を引き寄せる効果を持つ第２の元
素であるゲッタリング元素を添加して、ゲッタリング元
素を添加した領域を非晶質化させる。
に、選択的に触媒元素を引き寄せる効果を持つ第２の元
素であるゲッタリング元素を添加して、ゲッタリング元
素を添加した領域を非晶質化させる。
【００５１】その後、ゲッタリング元素が添加され非
晶質化した領域が少なくとも完全に結晶化しない状態を
保ちながら第２の加熱処理を行う。
晶質化した領域が少なくとも完全に結晶化しない状態を
保ちながら第２の加熱処理を行う。
【００５２】そして、第２の加熱処理により結晶性珪
素膜内の触媒元素を、ゲッタリング元素が添加され非晶
質化した領域に移動させ、ゲッタリング元素が添加され
た領域以外の領域を用いて半導体装置の能動（チャネ
ル）領域を形成する。
素膜内の触媒元素を、ゲッタリング元素が添加され非晶
質化した領域に移動させ、ゲッタリング元素が添加され
た領域以外の領域を用いて半導体装置の能動（チャネ
ル）領域を形成する。
【００５３】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
いて、ガラス基板等の絶縁基板上に形成された非晶質珪
素膜の一部分に、触媒元素を選択的に添加し、第１の加
熱処理を行うことにより、触媒元素が選択的に添加され
た領域からその周辺領域に向かって横方向（基板表面と
平行）に非晶質珪素膜を結晶成長させて結晶性珪素膜を
形成し、その後、結晶性珪素膜の一部にゲッタリング元
素を添加しても、同様の効果が得られる。この場合、ゲ
ッタリング元素が添加された領域以外の横方向に結晶成
長した結晶性珪素膜の領域を用いて半導体装置の能動
（チャネル）領域を形成すると、高い電流駆動能力を持
つ高性能な半導体装置（ＴＦＴ等）が得られる。
いて、ガラス基板等の絶縁基板上に形成された非晶質珪
素膜の一部分に、触媒元素を選択的に添加し、第１の加
熱処理を行うことにより、触媒元素が選択的に添加され
た領域からその周辺領域に向かって横方向（基板表面と
平行）に非晶質珪素膜を結晶成長させて結晶性珪素膜を
形成し、その後、結晶性珪素膜の一部にゲッタリング元
素を添加しても、同様の効果が得られる。この場合、ゲ
ッタリング元素が添加された領域以外の横方向に結晶成
長した結晶性珪素膜の領域を用いて半導体装置の能動
（チャネル）領域を形成すると、高い電流駆動能力を持
つ高性能な半導体装置（ＴＦＴ等）が得られる。
【００５４】本発明の半導体装置の製造方法の重要なポ
イントは、次の２点である。
イントは、次の２点である。
【００５５】第１点は、第１の加熱処理後に、非晶質珪
素膜が結晶化した結晶性珪素膜の一部にゲッタリング元
素を添加することによって、ゲッタリング元素を添加し
た領域を非晶質化させることである。
素膜が結晶化した結晶性珪素膜の一部にゲッタリング元
素を添加することによって、ゲッタリング元素を添加し
た領域を非晶質化させることである。
【００５６】第２点は、結晶性珪素膜の一部にゲッタリ
ング元素を添加後、ゲッタリング元素を添加して非晶質
化された領域が少なくとも完全に結晶化しない状態を保
ちながら第２の加熱処理を行うことである。
ング元素を添加後、ゲッタリング元素を添加して非晶質
化された領域が少なくとも完全に結晶化しない状態を保
ちながら第２の加熱処理を行うことである。
【００５７】特に、第２の加熱処理の加熱温度および加
熱時間の設定が最も重要である。第２の加熱処理の加熱
温度および加熱時間は、結晶性珪素膜内の触媒元素の濃
度とゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域の触
媒元素の濃度とが、少なくとも熱平衡状態において偏析
状態となるように設定しなければならない。
熱時間の設定が最も重要である。第２の加熱処理の加熱
温度および加熱時間は、結晶性珪素膜内の触媒元素の濃
度とゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域の触
媒元素の濃度とが、少なくとも熱平衡状態において偏析
状態となるように設定しなければならない。
【００５８】これにより、本発明の半導体装置の製造方
法では、従来の半導体装置の製造方法と比較して、半導
体装置を形成する結晶性珪素膜の活性領域に残留する触
媒元素の量を著しく低減することが可能となり、高い電
流駆動能力を持つ高性能な半導体装置（ＴＦＴ等）が得
られ、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流の異常も見ら
れず、高い信頼性も同時に確保することができる。
法では、従来の半導体装置の製造方法と比較して、半導
体装置を形成する結晶性珪素膜の活性領域に残留する触
媒元素の量を著しく低減することが可能となり、高い電
流駆動能力を持つ高性能な半導体装置（ＴＦＴ等）が得
られ、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流の異常も見ら
れず、高い信頼性も同時に確保することができる。
【００５９】次に、本発明の半導体装置の製造方法にお
いて、半導体装置を形成する結晶性珪素膜の活性領域に
残留する触媒元素の量が低減するメカニズムを説明す
る。所定の領域内の触媒元素を所定の領域以外の領域に
移動させるゲッタリング（ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）のメカ
ニズムとしては、第１のゲッタリング作用および第２の
ゲッタリング作用がある。
いて、半導体装置を形成する結晶性珪素膜の活性領域に
残留する触媒元素の量が低減するメカニズムを説明す
る。所定の領域内の触媒元素を所定の領域以外の領域に
移動させるゲッタリング（ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）のメカ
ニズムとしては、第１のゲッタリング作用および第２の
ゲッタリング作用がある。
【００６０】第１のゲッタリング作用は、任意の領域が
触媒元素に対する固溶度を他の領域より高くなるように
形成され、その任意の領域に触媒元素を移動させる方法
である。
触媒元素に対する固溶度を他の領域より高くなるように
形成され、その任意の領域に触媒元素を移動させる方法
である。
【００６１】第２のゲッタリング作用は、任意の領域に
て、触媒元素をトラップするような結晶欠陥または局所
的な偏析サイトを形成し、結晶欠陥または局所的な偏析
サイトに触媒元素を移動させトラップさせる方法であ
る。
て、触媒元素をトラップするような結晶欠陥または局所
的な偏析サイトを形成し、結晶欠陥または局所的な偏析
サイトに触媒元素を移動させトラップさせる方法であ
る。
【００６２】本発明の半導体装置の製造方法では、結晶
性珪素膜の一部にゲッタリングシンクとしてゲッタリン
グ元素を添加した領域を、ゲッタリング元素の添加時に
非晶質化し、ゲッタリング元素が添加されて非晶質化し
た領域が結晶化しない状態を保ちながら第２の加熱処理
を行うことによって、第２のゲッタリング作用の利点を
最大限に引き出すことができる。これにより、結晶性珪
素膜のゲッタリング元素の添加時に非晶質化した領域の
不対結合手（ダングリングボンド）等の結晶欠陥が、触
媒元素に対する偏析サイトとなり、触媒元素を結晶性珪
素膜より移動させ、上層の非晶質珪素膜でトラップす
る。この結果、半導体装置（ＴＦＴ等）の活性領域とし
て利用する下層の結晶性珪素膜中の触媒元素の濃度が著
しく低減し、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流の異常
が無くなり、高い信頼性を得ることができる。
性珪素膜の一部にゲッタリングシンクとしてゲッタリン
グ元素を添加した領域を、ゲッタリング元素の添加時に
非晶質化し、ゲッタリング元素が添加されて非晶質化し
た領域が結晶化しない状態を保ちながら第２の加熱処理
を行うことによって、第２のゲッタリング作用の利点を
最大限に引き出すことができる。これにより、結晶性珪
素膜のゲッタリング元素の添加時に非晶質化した領域の
不対結合手（ダングリングボンド）等の結晶欠陥が、触
媒元素に対する偏析サイトとなり、触媒元素を結晶性珪
素膜より移動させ、上層の非晶質珪素膜でトラップす
る。この結果、半導体装置（ＴＦＴ等）の活性領域とし
て利用する下層の結晶性珪素膜中の触媒元素の濃度が著
しく低減し、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流の異常
が無くなり、高い信頼性を得ることができる。
【００６３】また、本発明の半導体装置の製造方法で
は、ゲッタリングのための第２の元素として、リン
（Ｐ）、窒素（Ｎ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）から選択したＶ族Ｂ元素を用い
ることが有効である。これらのＶ族Ｂ元素を非晶質珪素
膜が結晶化した結晶性珪素膜の一部に添加することによ
って、結晶性珪素膜のＶ族Ｂ元素が添加された領域にお
ける触媒元素の固溶度を飛躍的に上げることができる。
これにより、触媒元素の固溶度の差によって、触媒元素
がＶ族Ｂ元素が添加されていない領域からＶ族Ｂ元素が
添加された領域に移動し、第１のゲッタリング作用が効
果的に行われる。この結果、本発明の半導体装置の製造
方法では、前述した触媒元素のゲッタリングにおける第
１および２のメカニズムの効果を両方とも同時に得るこ
とができ、下層の活性領域となる結晶性珪素膜において
著しく触媒元素の濃度を低減することができる。Ｖ族Ｂ
元素の中で、最もゲッタリング効果の高いのはリン
（Ｐ）であり、結晶性珪素膜の一部にリン（Ｐ）を添加
する領域とリン（Ｐ）を添加しない領域との間の固濃度
の差が最も大きくなる。
は、ゲッタリングのための第２の元素として、リン
（Ｐ）、窒素（Ｎ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）から選択したＶ族Ｂ元素を用い
ることが有効である。これらのＶ族Ｂ元素を非晶質珪素
膜が結晶化した結晶性珪素膜の一部に添加することによ
って、結晶性珪素膜のＶ族Ｂ元素が添加された領域にお
ける触媒元素の固溶度を飛躍的に上げることができる。
これにより、触媒元素の固溶度の差によって、触媒元素
がＶ族Ｂ元素が添加されていない領域からＶ族Ｂ元素が
添加された領域に移動し、第１のゲッタリング作用が効
果的に行われる。この結果、本発明の半導体装置の製造
方法では、前述した触媒元素のゲッタリングにおける第
１および２のメカニズムの効果を両方とも同時に得るこ
とができ、下層の活性領域となる結晶性珪素膜において
著しく触媒元素の濃度を低減することができる。Ｖ族Ｂ
元素の中で、最もゲッタリング効果の高いのはリン
（Ｐ）であり、結晶性珪素膜の一部にリン（Ｐ）を添加
する領域とリン（Ｐ）を添加しない領域との間の固濃度
の差が最も大きくなる。
【００６４】Ｖ族Ｂ元素を用いたゲッタリング方法は、
前述の特開平１０−２７０３６３号公報、特開平ｌｌ−
４０４９９号公報および特開平１１−５４７６０号公報
において開示されている。これらの公報に開示されてい
るゲッタリング方法は、Ｖ族Ｂ元素を添加した領域と添
加していない領域とにおける触媒元素の固溶度の差によ
って触媒元素を移動させる第１のゲッタリング作用を利
用している。
前述の特開平１０−２７０３６３号公報、特開平ｌｌ−
４０４９９号公報および特開平１１−５４７６０号公報
において開示されている。これらの公報に開示されてい
るゲッタリング方法は、Ｖ族Ｂ元素を添加した領域と添
加していない領域とにおける触媒元素の固溶度の差によ
って触媒元素を移動させる第１のゲッタリング作用を利
用している。
【００６５】これに対して、本発明のゲッタリング方法
は、主に、結晶性珪素膜の一部のゲッタリング元素が添
加され非晶質化した領域の不対結合手（ダングリングボ
ンド）等の結晶欠陥である局所的偏析サイトに触媒元素
を移動させトラップする第２のゲッタリング作用を利用
している。本発明のゲッタリング方法では、第１のゲッ
タリング作用とこの第２のゲッタリング作用とを組み合
わせる相乗効果によって、前述の公報に開示されている
従来のゲッタリング法に比較して著しくゲッタリング効
率を向上できる。
は、主に、結晶性珪素膜の一部のゲッタリング元素が添
加され非晶質化した領域の不対結合手（ダングリングボ
ンド）等の結晶欠陥である局所的偏析サイトに触媒元素
を移動させトラップする第２のゲッタリング作用を利用
している。本発明のゲッタリング方法では、第１のゲッ
タリング作用とこの第２のゲッタリング作用とを組み合
わせる相乗効果によって、前述の公報に開示されている
従来のゲッタリング法に比較して著しくゲッタリング効
率を向上できる。
【００６６】本発明の半導体装置の製造方法により、得
られた結晶性珪素膜は、触媒元素の残留量を簡易的に確
認する方法として用いられているフッ酸系のエッチング
液（ｅｔｃｈａｎｔ）によるライトエッチング処理を行
い、結晶性珪素膜の活性領域に残留している触媒元素を
顕在化させる評価を行う場合にも、従来、検出されてい
たエッチピットは全く発生しない。
られた結晶性珪素膜は、触媒元素の残留量を簡易的に確
認する方法として用いられているフッ酸系のエッチング
液（ｅｔｃｈａｎｔ）によるライトエッチング処理を行
い、結晶性珪素膜の活性領域に残留している触媒元素を
顕在化させる評価を行う場合にも、従来、検出されてい
たエッチピットは全く発生しない。
【００６７】また、厳しい評価として、さらに高温での
加熱処理を行うと、結晶性珪素膜の活性領域内に残留し
ている触媒元素が再凝集してシリサイド状態となって現
れる。この評価を前述の特開平１０−２７０３６３号公
報、特開平１１−４０４９９号公報および特開平１１−
５４７６０号公報に開示されている構成にて形成された
結晶性珪素膜に対して行うと、触媒元素の再凝集が発生
した。しかし、本発明の半導体装置の製造方法によって
形成された結晶性珪素膜には、触媒元素の再凝集が全く
検出されなかった。
加熱処理を行うと、結晶性珪素膜の活性領域内に残留し
ている触媒元素が再凝集してシリサイド状態となって現
れる。この評価を前述の特開平１０−２７０３６３号公
報、特開平１１−４０４９９号公報および特開平１１−
５４７６０号公報に開示されている構成にて形成された
結晶性珪素膜に対して行うと、触媒元素の再凝集が発生
した。しかし、本発明の半導体装置の製造方法によって
形成された結晶性珪素膜には、触媒元素の再凝集が全く
検出されなかった。
【００６８】実際に、本発明の半導体装置の製造方法を
用いて作製されたＴＦＴは、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリ
ーク電流の異常な増加現象が全く検出されず、発生率は
０％であった。これに対して、前述の公報に開示されて
いる構成および従来技術によって作製されたＴＦＴは、
同様のリーク電流の異常な増加現象の発生率が３％以上
であった。さらに、本発明の半導体装置の製造方法を用
いて作製されたＴＦＴを使用した液晶表示装置では、従
来のＴＦＴを用いて多発していた駆動部のサンプリング
ＴＦＴに起因する表示画像の線状の表示むら、および、
ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流による画素欠陥も全
く発生せず、表示品位を大きく向上できるとともに、製
品歩留まりを飛躍的に上げることができた。
用いて作製されたＴＦＴは、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリ
ーク電流の異常な増加現象が全く検出されず、発生率は
０％であった。これに対して、前述の公報に開示されて
いる構成および従来技術によって作製されたＴＦＴは、
同様のリーク電流の異常な増加現象の発生率が３％以上
であった。さらに、本発明の半導体装置の製造方法を用
いて作製されたＴＦＴを使用した液晶表示装置では、従
来のＴＦＴを用いて多発していた駆動部のサンプリング
ＴＦＴに起因する表示画像の線状の表示むら、および、
ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流による画素欠陥も全
く発生せず、表示品位を大きく向上できるとともに、製
品歩留まりを飛躍的に上げることができた。
【００６９】また、ゲッタリング効果を向上させるため
に、ゲッタリング元素であるＶ族Ｂ元素に加えて、III
族Ｂ元素も結晶性珪素膜の一部に添加しても良い。この
場合、５族Ｂ元素としてリン（Ｐ）および３族Ｂ元素と
してホウ素（Ｂ）の組み合わせることによって、ゲッタ
リング効果が最も高くなる。結晶性珪素膜の一部にリン
（Ｐ）およびホウ素（Ｂ）を添加してゲッタリングシン
クを形成すると、ゲッタリングのメカニズムが変化する
ことが確認されている。
に、ゲッタリング元素であるＶ族Ｂ元素に加えて、III
族Ｂ元素も結晶性珪素膜の一部に添加しても良い。この
場合、５族Ｂ元素としてリン（Ｐ）および３族Ｂ元素と
してホウ素（Ｂ）の組み合わせることによって、ゲッタ
リング効果が最も高くなる。結晶性珪素膜の一部にリン
（Ｐ）およびホウ素（Ｂ）を添加してゲッタリングシン
クを形成すると、ゲッタリングのメカニズムが変化する
ことが確認されている。
【００７０】ゲッタリング元素のリン（Ｐ）のみが添加
されている場合には、リン（Ｐ）が添加されたゲッタリ
ング領域とリン（Ｐ）が添加されていないノンドープの
非ゲッタリング領域との触媒元素に対する固溶度の差を
利用した拡散移動型のゲッタリングとなり、第１のゲッ
タリング作用が顕著である。
されている場合には、リン（Ｐ）が添加されたゲッタリ
ング領域とリン（Ｐ）が添加されていないノンドープの
非ゲッタリング領域との触媒元素に対する固溶度の差を
利用した拡散移動型のゲッタリングとなり、第１のゲッ
タリング作用が顕著である。
【００７１】ゲッタリング元素のリン（Ｐ）にホウ素
（Ｂ）を加えて添加する場合には、ゲッタリング元素の
リン（Ｐ）およびホウ素（Ｂ）が結晶性珪素膜に添加さ
れて非晶質化した領域のゲッタリングシンクにて結晶欠
陥等の偏析サイトに触媒元素が析出し易くなり、第２の
ゲッタリング作用が優勢になる。
（Ｂ）を加えて添加する場合には、ゲッタリング元素の
リン（Ｐ）およびホウ素（Ｂ）が結晶性珪素膜に添加さ
れて非晶質化した領域のゲッタリングシンクにて結晶欠
陥等の偏析サイトに触媒元素が析出し易くなり、第２の
ゲッタリング作用が優勢になる。
【００７２】ゲッタリング元素のリン（Ｐ）にホウ素
（Ｂ）を加えて添加する場合は、ゲッタリング元素のリ
ン（Ｐ）のみを添加する場合よりも、ゲッタリングの効
果は大きいが、結晶欠陥等の偏析サイトによってゲッタ
リングが行われるために、加熱温度および温度範囲の設
定が重要なポイントとなる。
（Ｂ）を加えて添加する場合は、ゲッタリング元素のリ
ン（Ｐ）のみを添加する場合よりも、ゲッタリングの効
果は大きいが、結晶欠陥等の偏析サイトによってゲッタ
リングが行われるために、加熱温度および温度範囲の設
定が重要なポイントとなる。
【００７３】本発明では、結晶性珪素膜の一部にゲッタ
リング元素を添加して、ゲッタリング元素が添加された
ゲッタリング領域を非晶質化させ、ゲッタリング領域に
結晶欠陥等のゲッタリングサイトを残しゲッタリング領
域の再結晶化が起こらないように、第２の加熱処理を行
うため、前述の第２のゲッタリング作用をさらに高める
ことができる。この結果、結晶性珪素膜内のゲッタリン
グ領域にリン（Ｐ）に加えてホウ素（Ｂ）も添加するこ
とによって、触媒元素に対するより大きなゲッタリング
効果が得られ、結晶性珪素膜の能動領域（チャネル領
域）において触媒元素の残留量の低減が図れる。
リング元素を添加して、ゲッタリング元素が添加された
ゲッタリング領域を非晶質化させ、ゲッタリング領域に
結晶欠陥等のゲッタリングサイトを残しゲッタリング領
域の再結晶化が起こらないように、第２の加熱処理を行
うため、前述の第２のゲッタリング作用をさらに高める
ことができる。この結果、結晶性珪素膜内のゲッタリン
グ領域にリン（Ｐ）に加えてホウ素（Ｂ）も添加するこ
とによって、触媒元素に対するより大きなゲッタリング
効果が得られ、結晶性珪素膜の能動領域（チャネル領
域）において触媒元素の残留量の低減が図れる。
【００７４】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
けるゲッタリング元素としては、前述のＶ族Ｂ元素の他
に、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン
（Ｘｅ）等の希ガス元素を用いても良い。これらの希ガ
ス元素が、ゲッタリング領域に存在すると、ゲッタリン
グ領域には結晶欠陥である大きな格子間歪みが生じてお
り、本発明の特徴である結晶欠陥等の偏析サイトによっ
てゲッタリングを行う第２のゲッタリング作用が非常に
強くなる。また、希ガス元素は、非晶質珪素膜内に存在
すると、希ガス元素が存在する非晶質領域の結晶成長を
阻害し、結晶成長（結晶核発生）までの潜伏期間が長く
なり、結晶成長速度を遅らせる効果を有している。この
ため、本発明において、希ガス元素は、結晶性珪素膜内
にゲッタリング元素として添加されると、希ガス元素に
より非晶質化されたゲッタリング領域を、再結晶化させ
ずに、より非晶質状態のままで保つことができ、大きな
第２のゲッタリング作用が得られる。したがって、前述
の希ガス元素をゲッタリング元素として用いることは、
非常に有効な手段であり、希ガス元素の中でも、アルゴ
ン（Ａｒ）をゲッタリング元素として用いた場合に、最
も大きなゲッタリング効果が得られる。
けるゲッタリング元素としては、前述のＶ族Ｂ元素の他
に、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン
（Ｘｅ）等の希ガス元素を用いても良い。これらの希ガ
ス元素が、ゲッタリング領域に存在すると、ゲッタリン
グ領域には結晶欠陥である大きな格子間歪みが生じてお
り、本発明の特徴である結晶欠陥等の偏析サイトによっ
てゲッタリングを行う第２のゲッタリング作用が非常に
強くなる。また、希ガス元素は、非晶質珪素膜内に存在
すると、希ガス元素が存在する非晶質領域の結晶成長を
阻害し、結晶成長（結晶核発生）までの潜伏期間が長く
なり、結晶成長速度を遅らせる効果を有している。この
ため、本発明において、希ガス元素は、結晶性珪素膜内
にゲッタリング元素として添加されると、希ガス元素に
より非晶質化されたゲッタリング領域を、再結晶化させ
ずに、より非晶質状態のままで保つことができ、大きな
第２のゲッタリング作用が得られる。したがって、前述
の希ガス元素をゲッタリング元素として用いることは、
非常に有効な手段であり、希ガス元素の中でも、アルゴ
ン（Ａｒ）をゲッタリング元素として用いた場合に、最
も大きなゲッタリング効果が得られる。
【００７５】次に、ゲッタリング元素を結晶性珪素膜の
一部に選択的に添加する方法としては、質量分離を行わ
ないイオンシャワードーピング法が望ましい。その他の
方法を用いてもある程度の効果は得られるが、イオンシ
ャワードーピング方法を用いたときのゲッタリング効果
が特に顕著である。この理由は、イオンシャワードーピ
ングにより、ゲッタリング元素に加えて多量の水素等も
結晶性珪素膜に添加され、結晶性珪素膜内のゲッタリン
グ元素が添加された領域において珪素膜の結晶状態が強
く乱されるため、ゲッタリング元素が添加された領域を
完全に非晶質化できるからである。
一部に選択的に添加する方法としては、質量分離を行わ
ないイオンシャワードーピング法が望ましい。その他の
方法を用いてもある程度の効果は得られるが、イオンシ
ャワードーピング方法を用いたときのゲッタリング効果
が特に顕著である。この理由は、イオンシャワードーピ
ングにより、ゲッタリング元素に加えて多量の水素等も
結晶性珪素膜に添加され、結晶性珪素膜内のゲッタリン
グ元素が添加された領域において珪素膜の結晶状態が強
く乱されるため、ゲッタリング元素が添加された領域を
完全に非晶質化できるからである。
【００７６】本発明では、結晶性珪素膜内にゲッタリン
グ元素を添加する領域が非晶質化されることが第１の重
要なポイントであり、その非晶質化が強いほど、よりゲ
ッタリング効果が得られる。
グ元素を添加する領域が非晶質化されることが第１の重
要なポイントであり、その非晶質化が強いほど、よりゲ
ッタリング効果が得られる。
【００７７】本発明の半導体装置の製造方法における第
２の加熱処理は、結晶性珪素膜の一部にゲッタリング元
素を添加して非晶質化された領域が、少なくとも完全に
結晶化しない状態を保ちながら行うことによって、前述
の第２のゲッタリング作用を最低限引き出すことができ
る。さらに、この第２の加熱処理は、ゲッタリング元素
を添加して非晶質化された領域において結晶核の発生
（結晶成長）が全く生じない状態を保ちながら行われる
ことがより好ましい。これにより、第２の加熱処理は、
結晶性珪素膜内の触媒元素がゲッタリング元素を添加し
て非晶質化された領域に移動するゲッタリングの全期間
において、ゲッタリング効果が最大限となる偏析サイト
を保ちながら、第２のゲッタリング作用を最大限に引き
出すことができる。
２の加熱処理は、結晶性珪素膜の一部にゲッタリング元
素を添加して非晶質化された領域が、少なくとも完全に
結晶化しない状態を保ちながら行うことによって、前述
の第２のゲッタリング作用を最低限引き出すことができ
る。さらに、この第２の加熱処理は、ゲッタリング元素
を添加して非晶質化された領域において結晶核の発生
（結晶成長）が全く生じない状態を保ちながら行われる
ことがより好ましい。これにより、第２の加熱処理は、
結晶性珪素膜内の触媒元素がゲッタリング元素を添加し
て非晶質化された領域に移動するゲッタリングの全期間
において、ゲッタリング効果が最大限となる偏析サイト
を保ちながら、第２のゲッタリング作用を最大限に引き
出すことができる。
【００７８】本発明の半導体装置の製造方法では、ゲッ
タリングのための第２の加熱処理が第２の重要ポイント
であり、ゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域
が少なくとも完全に結晶化しない状態で、好ましくは結
晶核の発生が全く生じない状態で、この第２の加熱処理
を行う必要がある。このため、第２の加熱処理は、加熱
温度を低く、加熱時間を短く設定するとともに、加熱温
度の下限を設定しなければならない。
タリングのための第２の加熱処理が第２の重要ポイント
であり、ゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域
が少なくとも完全に結晶化しない状態で、好ましくは結
晶核の発生が全く生じない状態で、この第２の加熱処理
を行う必要がある。このため、第２の加熱処理は、加熱
温度を低く、加熱時間を短く設定するとともに、加熱温
度の下限を設定しなければならない。
【００７９】第２の加熱処理条件の加熱温度および加熱
時間は、結晶性珪素膜内の触媒元素をゲッタリング領域
に移動させるために設定されているが、最も望ましいの
は、結晶性珪素膜内の触媒元素の濃度とゲッタリング元
素が添加され非晶質化した領域の触媒元素の濃度とが、
少なくとも熱平衡状態において偏析状態となるような加
熱温度および加熱時間が設定されることである。このよ
うな状態で第２の加熱処理条件の加熱温度および加熱時
間が設定されることによって、ゲッタリング作用は、飽
和状態となっており、安定した最大限のゲッタリング効
果が得られる。熱平衡状態において偏析状態になる以前
では、触媒元素が移動している中途半端な状態であり、
プロセス的にも不安定である。
時間は、結晶性珪素膜内の触媒元素をゲッタリング領域
に移動させるために設定されているが、最も望ましいの
は、結晶性珪素膜内の触媒元素の濃度とゲッタリング元
素が添加され非晶質化した領域の触媒元素の濃度とが、
少なくとも熱平衡状態において偏析状態となるような加
熱温度および加熱時間が設定されることである。このよ
うな状態で第２の加熱処理条件の加熱温度および加熱時
間が設定されることによって、ゲッタリング作用は、飽
和状態となっており、安定した最大限のゲッタリング効
果が得られる。熱平衡状態において偏析状態になる以前
では、触媒元素が移動している中途半端な状態であり、
プロセス的にも不安定である。
【００８０】したがって、本発明の半導体装置の製造方
法の第２の加熱処理の条件としては、加熱温度４５０℃
〜５８０℃の範囲内、加熱時間０．５時間〜８時間の範
囲内であることが望ましい。この条件の加熱温度および
加熱時間の設定値以上の高温および長時間の加熱処理を
行うと、ゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域
が結晶化される可能性がある。この場合、本発明の特徴
である第２のゲッタリング作用の効果は無くなり、本発
明の十分な効果が得られない。また、加熱温度４５０℃
以下になると、加熱時間が非常に長くなり、量産性の効
率低下、加熱装置の台数増加およびフットプリント（床
面積）の拡大から量産用プロセス条件として採用は難し
い。
法の第２の加熱処理の条件としては、加熱温度４５０℃
〜５８０℃の範囲内、加熱時間０．５時間〜８時間の範
囲内であることが望ましい。この条件の加熱温度および
加熱時間の設定値以上の高温および長時間の加熱処理を
行うと、ゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域
が結晶化される可能性がある。この場合、本発明の特徴
である第２のゲッタリング作用の効果は無くなり、本発
明の十分な効果が得られない。また、加熱温度４５０℃
以下になると、加熱時間が非常に長くなり、量産性の効
率低下、加熱装置の台数増加およびフットプリント（床
面積）の拡大から量産用プロセス条件として採用は難し
い。
【００８１】ここで、本発明の第２の加熱処理における
ガラス基板等の絶縁基板に対する加熱温度までの昇温速
度および降温速度としては、少なくとも、それぞれ５℃
／分以上で昇温および降温することが望ましい。このこ
とは、本発明者らの実験結果より、５℃／分以上の昇温
速度及び降温速度で処理を行えば、本発明の効果を損な
うことはなく、特に問題も出ないことが確認されてい
る。この昇温速度および降温速度が遅くなると、余分な
加熱処理がガラス基板に加わることになり、ガラス基板
に対する熱ストレスが増加するとともに、昇温過程およ
び降温過程において、ゲッタリング元素が添加されて非
晶質化した領域で再結晶化が誘引される可能性がある。
ガラス基板等の絶縁基板に対する加熱温度までの昇温速
度および降温速度としては、少なくとも、それぞれ５℃
／分以上で昇温および降温することが望ましい。このこ
とは、本発明者らの実験結果より、５℃／分以上の昇温
速度及び降温速度で処理を行えば、本発明の効果を損な
うことはなく、特に問題も出ないことが確認されてい
る。この昇温速度および降温速度が遅くなると、余分な
加熱処理がガラス基板に加わることになり、ガラス基板
に対する熱ストレスが増加するとともに、昇温過程およ
び降温過程において、ゲッタリング元素が添加されて非
晶質化した領域で再結晶化が誘引される可能性がある。
【００８２】本発明の半導体装置の製造方法では、第２
の加熱処理を行う製造装置の構成も重要なポイントであ
る。第２の加熱処理を行う製造装置については、後述す
る本発明の第１の実施形態である半導体装置の製造方法
において詳細に説明する。
の加熱処理を行う製造装置の構成も重要なポイントであ
る。第２の加熱処理を行う製造装置については、後述す
る本発明の第１の実施形態である半導体装置の製造方法
において詳細に説明する。
【００８３】次に、本発明の半導体装置の製造方法にお
いて、結晶性珪素膜の一部に選択的に第２の元素である
ゲッタリング元素が添加される。この場合、ゲッタリン
グ元素は、パターン形成された添加用マスクを用い、最
終的に形成される半導体装置の能動（チャネル）領域上
を少なくともマスクした状態で、能動（チャネル）領域
を取り囲むように、能動（チャネル）領域の周辺部に添
加することが望ましい。この場合、半導体装置の活性領
域全体である素子領域をマスクした状態で、素子領域を
取り囲むように、素子領域の周辺部に添加すると、チャ
ネル領域だけでなく、素子領域（チャネル領域、ソース
領域およびドレイン領域）に、触媒元素がほとんど含ま
れない状態が得られる。このようにすることによって、
後工程において触媒元素による汚染を防止することがで
きる。
いて、結晶性珪素膜の一部に選択的に第２の元素である
ゲッタリング元素が添加される。この場合、ゲッタリン
グ元素は、パターン形成された添加用マスクを用い、最
終的に形成される半導体装置の能動（チャネル）領域上
を少なくともマスクした状態で、能動（チャネル）領域
を取り囲むように、能動（チャネル）領域の周辺部に添
加することが望ましい。この場合、半導体装置の活性領
域全体である素子領域をマスクした状態で、素子領域を
取り囲むように、素子領域の周辺部に添加すると、チャ
ネル領域だけでなく、素子領域（チャネル領域、ソース
領域およびドレイン領域）に、触媒元素がほとんど含ま
れない状態が得られる。このようにすることによって、
後工程において触媒元素による汚染を防止することがで
きる。
【００８４】このようにチャネル領域、ソース領域およ
びドレイン領域の素子領域を取り囲むようにゲッタリン
グ元素の添加を行うと、チャネル領域、ソース領域およ
びドレイン領域内の触媒元素は、素子領域の周辺部の全
方向に向かって外側に移動することができるため、非常
に効率的に素子領域内の触媒元素を素子領域外に移動さ
せることができ、優れたゲッタリング効果が得られる。
びドレイン領域の素子領域を取り囲むようにゲッタリン
グ元素の添加を行うと、チャネル領域、ソース領域およ
びドレイン領域内の触媒元素は、素子領域の周辺部の全
方向に向かって外側に移動することができるため、非常
に効率的に素子領域内の触媒元素を素子領域外に移動さ
せることができ、優れたゲッタリング効果が得られる。
【００８５】また、本発明の半導体装置の製造方法で
は、ガラス基板上に形成された非晶質珪素膜の一部に触
媒元素を選択的に添加し、第１の加熱処理を行うことに
より、触媒元素を選択的に添加された領域からその周辺
領域に向かって横方向（基板表面と平行）に非結晶質珪
素膜を結晶成長させて結晶性珪素膜を形成する場合に
は、触媒元素の選択的な添加を、パターン形成された添
加用マスクを用いて行い、その後の結晶性珪素膜に一部
に第２の元素であるゲッタリング元素を選択的に添加す
る工程も、同一の添加用マスクを用いて行うことが可能
となる。このようにすることよって、触媒元素およびゲ
ッタリング元素のそれぞれの添加工程に対して、異なる
添加マスクを作成する必要が無く、製造プロセスの簡略
化が図れる。
は、ガラス基板上に形成された非晶質珪素膜の一部に触
媒元素を選択的に添加し、第１の加熱処理を行うことに
より、触媒元素を選択的に添加された領域からその周辺
領域に向かって横方向（基板表面と平行）に非結晶質珪
素膜を結晶成長させて結晶性珪素膜を形成する場合に
は、触媒元素の選択的な添加を、パターン形成された添
加用マスクを用いて行い、その後の結晶性珪素膜に一部
に第２の元素であるゲッタリング元素を選択的に添加す
る工程も、同一の添加用マスクを用いて行うことが可能
となる。このようにすることよって、触媒元素およびゲ
ッタリング元素のそれぞれの添加工程に対して、異なる
添加マスクを作成する必要が無く、製造プロセスの簡略
化が図れる。
【００８６】同時に、後工程において結晶性珪素膜に、
半導体装置のチャネル領域が形成される領域は、触媒元
素およびゲッタリング元素の添加工程に渡って、常に、
マスクにより被覆されている状態が保たれ、露出されな
い。その結果、結晶性珪素膜内のチャネル領域に対し
て、製造プロセスに起因する汚染を最小限に抑えること
ができる。そして、製造プロセスの簡略化および製造プ
ロセスに起因する汚染の抑制により、半導体装置の歩留
まりの向上および低コスト化が図れる。
半導体装置のチャネル領域が形成される領域は、触媒元
素およびゲッタリング元素の添加工程に渡って、常に、
マスクにより被覆されている状態が保たれ、露出されな
い。その結果、結晶性珪素膜内のチャネル領域に対し
て、製造プロセスに起因する汚染を最小限に抑えること
ができる。そして、製造プロセスの簡略化および製造プ
ロセスに起因する汚染の抑制により、半導体装置の歩留
まりの向上および低コスト化が図れる。
【００８７】さらに、本発明の半導体装置の製造方法で
は、結晶性珪素膜の一部に第２の元素であるゲッタリン
グ元素を選択的に添加する方法として、特に、専用の添
加用マスクを用いず、結晶性珪素膜内の半導体装置の素
子領域（チャネル領域、ソース領域およびドレイン領
域）における不純物領域（ソース領域およびドレイン領
域）に対してゲッタリング元素を添加することも有効で
ある。この場合には、ゲッタリング工程に対して専用の
マスクを用いないため、触媒元素を用いずに非結晶質珪
素膜を結晶化する場合と同一のマスク数でＴＦＴが作製
でき、触媒元素を添加する工程の工数が生じず、極めて
生産性の高い製造プロセスが得られる。
は、結晶性珪素膜の一部に第２の元素であるゲッタリン
グ元素を選択的に添加する方法として、特に、専用の添
加用マスクを用いず、結晶性珪素膜内の半導体装置の素
子領域（チャネル領域、ソース領域およびドレイン領
域）における不純物領域（ソース領域およびドレイン領
域）に対してゲッタリング元素を添加することも有効で
ある。この場合には、ゲッタリング工程に対して専用の
マスクを用いないため、触媒元素を用いずに非結晶質珪
素膜を結晶化する場合と同一のマスク数でＴＦＴが作製
でき、触媒元素を添加する工程の工数が生じず、極めて
生産性の高い製造プロセスが得られる。
【００８８】この場合、ゲッタリング元素としてＶ族Ｂ
元素を用いると、結晶性珪素膜内のゲッタリング元素を
添加した領域を、そのまま不純物領域（ソース領域およ
びドレイン領域）として使用することによって、ゲッタ
リングのためのＶ族Ｂ元素の添加工程と不純物領域（ソ
ース領域およびドレイン領域）のための不純物添加工程
とを兼ねるため、不純物添加工程の工数増加が無くな
る。これにより、製造プロセズが大きく簡略化でき、生
産性の向上が図れる。
元素を用いると、結晶性珪素膜内のゲッタリング元素を
添加した領域を、そのまま不純物領域（ソース領域およ
びドレイン領域）として使用することによって、ゲッタ
リングのためのＶ族Ｂ元素の添加工程と不純物領域（ソ
ース領域およびドレイン領域）のための不純物添加工程
とを兼ねるため、不純物添加工程の工数増加が無くな
る。これにより、製造プロセズが大きく簡略化でき、生
産性の向上が図れる。
【００８９】但し、この場合、ゲッタリングのための第
２の加熱処理では、結晶性珪素膜内のゲッタリング元素
が添加され非晶質化した領域が再結晶化しないことが条
件であるので、第２の加熱処理により不純物領域である
ソース領域およびドレイン領域を活性化させることは難
しい。これにより、第２の加熱処理を行い、半導体装置
の能動領域となるチャネル領域内の第１の元素である触
媒元素を不純物領域に移動させた後に、不純物領域に移
動した触媒元素が再拡散しないような短時間の高速熱ア
ニール処理またはレーザー光等の強い光照射処理を行
い、不純物領域の活性化を行うことが望ましい。これに
より、ゲッタリング効果および不純物活性化効果の両方
が得られる。
２の加熱処理では、結晶性珪素膜内のゲッタリング元素
が添加され非晶質化した領域が再結晶化しないことが条
件であるので、第２の加熱処理により不純物領域である
ソース領域およびドレイン領域を活性化させることは難
しい。これにより、第２の加熱処理を行い、半導体装置
の能動領域となるチャネル領域内の第１の元素である触
媒元素を不純物領域に移動させた後に、不純物領域に移
動した触媒元素が再拡散しないような短時間の高速熱ア
ニール処理またはレーザー光等の強い光照射処理を行
い、不純物領域の活性化を行うことが望ましい。これに
より、ゲッタリング効果および不純物活性化効果の両方
が得られる。
【００９０】本発明において、触媒元素により結晶化さ
れた結晶性珪素膜の結晶状態を向上させて、結晶性珪素
膜に形成された半導体装置の電流駆動能力等の特性を向
上させるには、触媒元素により結晶化された結晶性珪素
膜に対して、酸化雰囲気中にて高温の加熱処理を行う工
程またはレーザー光を照射する工程をさらに追加しても
良い。酸化雰囲気中にて高温の加熱処理を行い、触媒元
素により結晶化された結晶性珪素膜の結晶状態を向上さ
せる方法では、触媒元素により結晶化された結晶性珪素
膜に対して、温度８００℃〜１１００℃の高温状態で酸
化処理を行うと、酸化作用により生じる過飽和Ｓｉ原子
が結晶性珪素膜内に供給され、過飽和Ｓｉ原子が、結晶
性珪素膜内の不対結合手（ダングリングボンド）等の結
晶欠陥に入り込み、結晶欠陥を消滅させ結晶状態を向上
させることができる。しかし、この方法では、安価なガ
ラス基板に対して使用できず、本発明においては、レー
ザー光を照射する方法がより有効となる。
れた結晶性珪素膜の結晶状態を向上させて、結晶性珪素
膜に形成された半導体装置の電流駆動能力等の特性を向
上させるには、触媒元素により結晶化された結晶性珪素
膜に対して、酸化雰囲気中にて高温の加熱処理を行う工
程またはレーザー光を照射する工程をさらに追加しても
良い。酸化雰囲気中にて高温の加熱処理を行い、触媒元
素により結晶化された結晶性珪素膜の結晶状態を向上さ
せる方法では、触媒元素により結晶化された結晶性珪素
膜に対して、温度８００℃〜１１００℃の高温状態で酸
化処理を行うと、酸化作用により生じる過飽和Ｓｉ原子
が結晶性珪素膜内に供給され、過飽和Ｓｉ原子が、結晶
性珪素膜内の不対結合手（ダングリングボンド）等の結
晶欠陥に入り込み、結晶欠陥を消滅させ結晶状態を向上
させることができる。しかし、この方法では、安価なガ
ラス基板に対して使用できず、本発明においては、レー
ザー光を照射する方法がより有効となる。
【００９１】本発明の半導体装置の製造方法により得ら
れる結晶性珪素膜に対して、レーザー光を照射した場
合、結晶性珪素膜と非晶質珪素膜との融点が異なること
から、結晶粒界部および微小な残留非晶質領域（未結晶
化領域）が集中的に熱処理される。ここで、通常の固相
成長法で形成した結晶性珪素膜では、結晶構造が双晶状
態であるため、レーザー光等の強い光照射後も結晶粒内
部には双晶欠陥が残る。これに対して、非晶質珪素膜に
触媒元素を添加し結晶化された結晶性珪素膜は、柱状結
晶で形成されており、その内部は単結晶状態であるた
め、レーザー光等の強い光照射により結晶粒界部が処理
されるとガラス基板全面にわたって単結晶状態に近い良
質の結晶性珪素膜が得られ、結晶性珪素膜に対するレー
ザー光の照射は非常に有効である。
れる結晶性珪素膜に対して、レーザー光を照射した場
合、結晶性珪素膜と非晶質珪素膜との融点が異なること
から、結晶粒界部および微小な残留非晶質領域（未結晶
化領域）が集中的に熱処理される。ここで、通常の固相
成長法で形成した結晶性珪素膜では、結晶構造が双晶状
態であるため、レーザー光等の強い光照射後も結晶粒内
部には双晶欠陥が残る。これに対して、非晶質珪素膜に
触媒元素を添加し結晶化された結晶性珪素膜は、柱状結
晶で形成されており、その内部は単結晶状態であるた
め、レーザー光等の強い光照射により結晶粒界部が処理
されるとガラス基板全面にわたって単結晶状態に近い良
質の結晶性珪素膜が得られ、結晶性珪素膜に対するレー
ザー光の照射は非常に有効である。
【００９２】また、元々結晶性を有する珪素膜に対して
レーザー光の照射を行うために、非晶質珪素膜に直接レ
ーザー光を照射し結晶化する方法とは異なり、レーザー
光の照射強度のばらつきによる結晶欠陥の発生は大きく
緩和され、形成された結晶性珪素膜の均一性の問題も生
じない。本発明では、このようなレーザー光の照射処理
を行う工程は、ゲッタリング工程の前に行うことが望ま
しい。その理由は、触媒元素による固相結晶化で得られ
た結晶性珪素膜にレーザー光を照射すると、結晶性珪素
膜内の触媒元素の存在形態がシリサイドとしての凝集、
再凝集等のように変化を生じる可能性があり、半導体装
置における能動領域（チャネル領域）の結晶性珪素膜よ
り触媒元素を取り除くゲッタリング工程としては、完全
に活性領域を構成する結晶性珪素膜の結晶状態が固まっ
てから行うのが望ましい。これにより、理想的なゲッタ
リングが行える。
レーザー光の照射を行うために、非晶質珪素膜に直接レ
ーザー光を照射し結晶化する方法とは異なり、レーザー
光の照射強度のばらつきによる結晶欠陥の発生は大きく
緩和され、形成された結晶性珪素膜の均一性の問題も生
じない。本発明では、このようなレーザー光の照射処理
を行う工程は、ゲッタリング工程の前に行うことが望ま
しい。その理由は、触媒元素による固相結晶化で得られ
た結晶性珪素膜にレーザー光を照射すると、結晶性珪素
膜内の触媒元素の存在形態がシリサイドとしての凝集、
再凝集等のように変化を生じる可能性があり、半導体装
置における能動領域（チャネル領域）の結晶性珪素膜よ
り触媒元素を取り除くゲッタリング工程としては、完全
に活性領域を構成する結晶性珪素膜の結晶状態が固まっ
てから行うのが望ましい。これにより、理想的なゲッタ
リングが行える。
【００９３】本発明の半導体装置の製造方法に使用でき
る触媒元素は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ａｕ等である。これらの元素から一種類または複数種類
の元素を選択して、非晶質珪素膜に添加すると、微量に
て非晶質珪素膜に対して結晶化促進の効果がある。これ
らの元素の中でも、特に、Ｎｉ（ニッケル）を使用した
場合に、最も顕著な結晶化促進の効果が得られる。この
理由は、次のようなモデルについて考えられる。触媒元
素は、単独では非晶質珪素膜に作用せず、珪素と結合し
てシリサイド化することによって非晶質珪素膜の結晶成
長に作用する。その際のシリサイドの結晶構造が、非晶
質珪素膜の結晶化に一種の鋳型のように作用し、非晶質
珪素膜の結晶化を促すというモデルである。Ｎｉは、２
つのＳｉ（シリコン元素）と結合し、シリサイドＮｉＳ
ｉ2を形成する。シリサイドＮｉＳｉ2は、螢石型の結晶
構造を有し、単結晶珪素のダイヤモンド構造と非常に類
似している。しかも、シリサイドＮｉＳｉ2の格子定数
は、５．４０６Åであり、単結晶珪素のダイヤモンド構
造の格子定数の５．４３０Åに非常に近い値である。こ
れにより、シリサイドＮｉＳｉ2は、非晶質珪素膜を結
晶化させるために、最高の鋳型として作用し、本発明に
おける触媒元素としては、Ｎｉを用いるのが最も望まし
い。
る触媒元素は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ａｕ等である。これらの元素から一種類または複数種類
の元素を選択して、非晶質珪素膜に添加すると、微量に
て非晶質珪素膜に対して結晶化促進の効果がある。これ
らの元素の中でも、特に、Ｎｉ（ニッケル）を使用した
場合に、最も顕著な結晶化促進の効果が得られる。この
理由は、次のようなモデルについて考えられる。触媒元
素は、単独では非晶質珪素膜に作用せず、珪素と結合し
てシリサイド化することによって非晶質珪素膜の結晶成
長に作用する。その際のシリサイドの結晶構造が、非晶
質珪素膜の結晶化に一種の鋳型のように作用し、非晶質
珪素膜の結晶化を促すというモデルである。Ｎｉは、２
つのＳｉ（シリコン元素）と結合し、シリサイドＮｉＳ
ｉ2を形成する。シリサイドＮｉＳｉ2は、螢石型の結晶
構造を有し、単結晶珪素のダイヤモンド構造と非常に類
似している。しかも、シリサイドＮｉＳｉ2の格子定数
は、５．４０６Åであり、単結晶珪素のダイヤモンド構
造の格子定数の５．４３０Åに非常に近い値である。こ
れにより、シリサイドＮｉＳｉ2は、非晶質珪素膜を結
晶化させるために、最高の鋳型として作用し、本発明に
おける触媒元素としては、Ｎｉを用いるのが最も望まし
い。
【００９４】本発明の半導体装置の製造方法によって形
成された半導体装置は、ガラス基板等の絶縁性表面を有
する基板上に形成された結晶性を有する珪素膜を活性領
域として形成されている。その活性領域には、非晶質珪
素膜の結晶化を促進する触媒元素が添加されており、そ
の触媒元素が活性領域の全領域において結晶性珪素膜の
格子間に固溶している状態であり、最終的に得られる半
導体装置の活性領域における触媒元素の残留する濃度
は、１×１０15〜１×１０17／ｃｍ3の範囲内である。
前述した半導体装置の製造方法を用いることにより、初
めて、このように触媒元素の残留する濃度が低減された
半導体装置が得られる。
成された半導体装置は、ガラス基板等の絶縁性表面を有
する基板上に形成された結晶性を有する珪素膜を活性領
域として形成されている。その活性領域には、非晶質珪
素膜の結晶化を促進する触媒元素が添加されており、そ
の触媒元素が活性領域の全領域において結晶性珪素膜の
格子間に固溶している状態であり、最終的に得られる半
導体装置の活性領域における触媒元素の残留する濃度
は、１×１０15〜１×１０17／ｃｍ3の範囲内である。
前述した半導体装置の製造方法を用いることにより、初
めて、このように触媒元素の残留する濃度が低減された
半導体装置が得られる。
【００９５】半導体装置の活性領域内に残留する触媒元
素の量は出来る限り低いほど良いが、触媒元素により非
晶質珪素膜の結晶化を促進し、第１のゲッタリング作用
および第２のゲッタリング作用を組み合わせたゲッタリ
ング効率の高いゲッタリング処理を行っても、少なくと
も１×１０15／ｃｍ3以上の濃度の触媒元素が結晶性珪
素膜の活性領域内に残存する。しかし、結晶性珪素膜の
活性領域内の触媒元素は、触媒元素の残留濃度を１×１
０17／ｃｍ3以下にて、結晶性珪素膜の格子間に固溶し
ている状態であれば、触媒元素は半導体装置の素子特性
に電気的な影響を全く及ぼさない。この結果、前述した
半導体装置の製造方法によって、高性能、高信頼性およ
び高安定性の半導体装置が得られる。
素の量は出来る限り低いほど良いが、触媒元素により非
晶質珪素膜の結晶化を促進し、第１のゲッタリング作用
および第２のゲッタリング作用を組み合わせたゲッタリ
ング効率の高いゲッタリング処理を行っても、少なくと
も１×１０15／ｃｍ3以上の濃度の触媒元素が結晶性珪
素膜の活性領域内に残存する。しかし、結晶性珪素膜の
活性領域内の触媒元素は、触媒元素の残留濃度を１×１
０17／ｃｍ3以下にて、結晶性珪素膜の格子間に固溶し
ている状態であれば、触媒元素は半導体装置の素子特性
に電気的な影響を全く及ぼさない。この結果、前述した
半導体装置の製造方法によって、高性能、高信頼性およ
び高安定性の半導体装置が得られる。
【００９６】前述の半導体装置は、活性領域全体である
素子領域に渡って、触媒元素の残留濃度が１×１０17／
ｃｍ3以下であれば最も良いが、少なくとも能動領域
（チャネル領域）内において触媒元素が結晶性珪素膜の
格子間に固溶している状態であり、能動領域（チャネル
領域）における触媒元素の濃度が１×１０15〜１×１０
17／ｃｍ3の範囲内であれば、高性能、高信頼性および
高安定性が得られる。このような半導体装置は、素子領
域内の不純物領域（ソース領域およびドレイン領域）に
触媒元素をゲッタリングしたことにより得られ、素子領
域内における触媒元素の濃度は、能動領域（チャネル領
域）の濃度よりも不純物領域（ソース領域およびドレイ
ン領域）の濃度の方が高くなるよう設定されている。本
発明の半導体装置における活性領域中に含まれる触媒元
素種としては、前述の理由からＮｉ元素が含まれている
ことが最も望ましい。
素子領域に渡って、触媒元素の残留濃度が１×１０17／
ｃｍ3以下であれば最も良いが、少なくとも能動領域
（チャネル領域）内において触媒元素が結晶性珪素膜の
格子間に固溶している状態であり、能動領域（チャネル
領域）における触媒元素の濃度が１×１０15〜１×１０
17／ｃｍ3の範囲内であれば、高性能、高信頼性および
高安定性が得られる。このような半導体装置は、素子領
域内の不純物領域（ソース領域およびドレイン領域）に
触媒元素をゲッタリングしたことにより得られ、素子領
域内における触媒元素の濃度は、能動領域（チャネル領
域）の濃度よりも不純物領域（ソース領域およびドレイ
ン領域）の濃度の方が高くなるよう設定されている。本
発明の半導体装置における活性領域中に含まれる触媒元
素種としては、前述の理由からＮｉ元素が含まれている
ことが最も望ましい。
【００９７】本発明は、このような知見に基づくもので
ある。
ある。
【００９８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体装置の製造
方法の具体例を詳細に説明する。
方法の具体例を詳細に説明する。
【００９９】本発明の第１の実施形態である半導体装置
の製造方法を図１（Ａ）〜（Ｇ）に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態では、ガラス基板上にＮ型ＴＦ
Ｔを作製する場合の工程について説明を行う。第１の実
施形態のＮ型ＴＦＴは、アクティブマトリクス型液晶表
示装置のドライバー回路および画素部分、薄膜集積回路
等を構成する素子としても利用することができる。
の製造方法を図１（Ａ）〜（Ｇ）に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態では、ガラス基板上にＮ型ＴＦ
Ｔを作製する場合の工程について説明を行う。第１の実
施形態のＮ型ＴＦＴは、アクティブマトリクス型液晶表
示装置のドライバー回路および画素部分、薄膜集積回路
等を構成する素子としても利用することができる。
【０１００】図１（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ本発明の
第１の実施形態である半導体装置の製造方法における各
工程を示す断面図である。
第１の実施形態である半導体装置の製造方法における各
工程を示す断面図である。
【０１０１】まず、図１（Ａ）に示すように、ガラス基
板１０１上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によって厚さ
３００〜５００ｎｍ程度の酸化珪素から成る下地膜１０
２を形成する。この酸化珪素の下地膜１０２は、ガラス
基板１０１の上方に形成される素子領域に、ガラス基板
１０１から不純物の拡散を防止するために設けられる。
その後、酸化珪素の下地膜１０２上に、プラズマＣＶＤ
法によって、厚さ２０〜８０ｎｍ、例えば、厚さ４０ｎ
ｍの真性（Ｉ型：ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔｙｐｅ）の非
晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３を形成する。本発明の
第１の実施形態では、平行平板式のプラズマＣＶＤ装置
を用い、加熱温度を３００℃とし、材料ガスにＳｉＨ4
ガスおよびＨ2ガスを用いた。そして、プラズマＣＶＤ
装置のＲＦパワーは、パワー密度を１０〜２００ｍＷ／
ｃｍ2とし、例えば、８０ｍＷ／ｃｍ2として行った。
板１０１上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によって厚さ
３００〜５００ｎｍ程度の酸化珪素から成る下地膜１０
２を形成する。この酸化珪素の下地膜１０２は、ガラス
基板１０１の上方に形成される素子領域に、ガラス基板
１０１から不純物の拡散を防止するために設けられる。
その後、酸化珪素の下地膜１０２上に、プラズマＣＶＤ
法によって、厚さ２０〜８０ｎｍ、例えば、厚さ４０ｎ
ｍの真性（Ｉ型：ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔｙｐｅ）の非
晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３を形成する。本発明の
第１の実施形態では、平行平板式のプラズマＣＶＤ装置
を用い、加熱温度を３００℃とし、材料ガスにＳｉＨ4
ガスおよびＨ2ガスを用いた。そして、プラズマＣＶＤ
装置のＲＦパワーは、パワー密度を１０〜２００ｍＷ／
ｃｍ2とし、例えば、８０ｍＷ／ｃｍ2として行った。
【０１０２】その後、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０
３上に均等にニッケル（Ｎｉ）１０５の微量添加を行
う。このニッケル１０５の微量添加は、ニッケル１０５
を溶融させた溶液を非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３
上に保持し、スピナーによりニッケル１０５を溶融させ
た溶液をガラス基板１０１上の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜）１０３上に均一に延ばし乾燥させることにより行っ
た。第１の実施形態では、溶質として酢酸ニッケルを用
い、溶媒として水を用い、溶液中のニッケル濃度を１０
ｐｐｍに設定した。非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３
上の添加されたニッケルの濃度を全反射蛍光Ｘ線分析
（ＴＲＸＲＦ：Ｔｏｔａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｘ−
Ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）法により測定する
と、ニッケルの濃度は５×１０12ａｔｏｍｓ／ｃｍ2程
度であった。
３上に均等にニッケル（Ｎｉ）１０５の微量添加を行
う。このニッケル１０５の微量添加は、ニッケル１０５
を溶融させた溶液を非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３
上に保持し、スピナーによりニッケル１０５を溶融させ
た溶液をガラス基板１０１上の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜）１０３上に均一に延ばし乾燥させることにより行っ
た。第１の実施形態では、溶質として酢酸ニッケルを用
い、溶媒として水を用い、溶液中のニッケル濃度を１０
ｐｐｍに設定した。非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３
上の添加されたニッケルの濃度を全反射蛍光Ｘ線分析
（ＴＲＸＲＦ：Ｔｏｔａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｘ−
Ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）法により測定する
と、ニッケルの濃度は５×１０12ａｔｏｍｓ／ｃｍ2程
度であった。
【０１０３】その後、不活性雰囲気、例えば窒素雰囲気
において第１の加熱処理を行う。この第１の加熱処理
は、第１ステップとして昇温途中にまず非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）１０３内の水素離脱処理を行い、さらに
第２ステップとして高温にて非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜）１０３の結晶化を行った。具体的には、第１の加熱
処理の第１ステップとして、加熱温度４５０〜５２０
℃、加熱時間１〜２時間のアニール処理を行い、第１の
加熱処理の第２ステップとして、加熱温度５２０〜５７
０℃、加熱時間２〜８時間のアニール処理を行う。第１
の実施形態では、一例として、第１の加熱処理の第１ス
テップとして加熱温度５００℃、加熱時間１時間のアニ
ール処理を行った後、さらに、第２ステップとして加熱
温度５５０℃、加熱時間４時間のアニール処理を行っ
た。この第１の加熱処理において、非晶質珪素膜（ａ−
Ｓｉ膜）１０３上に添加されたニッケル１０５が非晶質
珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３内部に拡散するとともに、
シリサイド化が起こり、それを核として非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）１０３の結晶化が進行する。
において第１の加熱処理を行う。この第１の加熱処理
は、第１ステップとして昇温途中にまず非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）１０３内の水素離脱処理を行い、さらに
第２ステップとして高温にて非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜）１０３の結晶化を行った。具体的には、第１の加熱
処理の第１ステップとして、加熱温度４５０〜５２０
℃、加熱時間１〜２時間のアニール処理を行い、第１の
加熱処理の第２ステップとして、加熱温度５２０〜５７
０℃、加熱時間２〜８時間のアニール処理を行う。第１
の実施形態では、一例として、第１の加熱処理の第１ス
テップとして加熱温度５００℃、加熱時間１時間のアニ
ール処理を行った後、さらに、第２ステップとして加熱
温度５５０℃、加熱時間４時間のアニール処理を行っ
た。この第１の加熱処理において、非晶質珪素膜（ａ−
Ｓｉ膜）１０３上に添加されたニッケル１０５が非晶質
珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１０３内部に拡散するとともに、
シリサイド化が起こり、それを核として非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）１０３の結晶化が進行する。
【０１０４】その結果、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）１
０３は、結晶化され、図１（Ｂ）に示すように、結晶性
珪素膜１０３ａとなる。
０３は、結晶化され、図１（Ｂ）に示すように、結晶性
珪素膜１０３ａとなる。
【０１０５】次に、図１（Ｂ）に示すように、結晶性珪
素膜１０３ａ上に、レーザー光１０７を照射する。レー
ザー光１０７の照射は、結晶性珪素膜１０３ａをさらに
再結晶化させ、結晶性珪素膜１０３ａの結晶状態を向上
させる。この場合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザー（波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使
用した。レーザー光の照射条件は、レーザー光のエネル
ギー密度２５０〜４５０ｍＪ／ｃｍ2、例えば３５０ｍ
Ｊ／ｃｍ2で照射し、照射時にガラス基板１０１を温度
２００〜４５０℃、例えば温度４００℃に加熱した。レ
ーザー光のビームサイズは、ガラス基板１０１表面にて
１５０ｍｍ×ｌｍｍの長尺形状となるように成型されて
おり、長尺方向に対して垂直方向に０．０５ｍｍのステ
ップ幅により順次走査を行った。これにより、結晶性珪
素膜１０３ａ上の任意の一点において、計２０回のレー
ザー照射が行われることになる。この結果、固相結晶化
により得られた結晶性珪素膜１０３ａは、レーザー光の
照射による溶融固化過程により結晶欠陥が低減され、よ
り高品質な結晶性珪素膜１０３ｃとなる。
素膜１０３ａ上に、レーザー光１０７を照射する。レー
ザー光１０７の照射は、結晶性珪素膜１０３ａをさらに
再結晶化させ、結晶性珪素膜１０３ａの結晶状態を向上
させる。この場合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザー（波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使
用した。レーザー光の照射条件は、レーザー光のエネル
ギー密度２５０〜４５０ｍＪ／ｃｍ2、例えば３５０ｍ
Ｊ／ｃｍ2で照射し、照射時にガラス基板１０１を温度
２００〜４５０℃、例えば温度４００℃に加熱した。レ
ーザー光のビームサイズは、ガラス基板１０１表面にて
１５０ｍｍ×ｌｍｍの長尺形状となるように成型されて
おり、長尺方向に対して垂直方向に０．０５ｍｍのステ
ップ幅により順次走査を行った。これにより、結晶性珪
素膜１０３ａ上の任意の一点において、計２０回のレー
ザー照射が行われることになる。この結果、固相結晶化
により得られた結晶性珪素膜１０３ａは、レーザー光の
照射による溶融固化過程により結晶欠陥が低減され、よ
り高品質な結晶性珪素膜１０３ｃとなる。
【０１０６】次に、素子間分離のために、結晶性珪素膜
１０３ｃの不要な部分を、図１（Ｃ）に示すように除去
する。そして、ＴＦＴの活性領域（ソース領域、ドレイ
ン領域、チャネル領域）となる島状の結晶性珪素膜１１
２を形成する。
１０３ｃの不要な部分を、図１（Ｃ）に示すように除去
する。そして、ＴＦＴの活性領域（ソース領域、ドレイ
ン領域、チャネル領域）となる島状の結晶性珪素膜１１
２を形成する。
【０１０７】次に、図１（Ｄ）に示すように、ＴＦＴの
活性領域となる島状の結晶性珪素膜ｌｌ２を覆うよう
に、厚さ２０〜１５０ｎｍ、ここでは１００ｎｍの酸化
珪素膜をゲート絶縁膜１１３として形成する。ゲート絶
縁膜１１３である酸化珪素膜の形成は、ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によって、ここではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔ
ｈｏｘｙ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、
酸素とともに基板温度１５０℃〜６００℃、好ましくは
３００〜４５０℃にて分解して堆積させた。また、ゲー
ト絶縁膜１１３である酸化珪素膜の形成は、減圧ＣＶＤ
法または常圧ＣＶＤ法によって、ＴＥＯＳを原料として
オゾンガスとともに、基板温度を３５０〜６００℃、好
ましくは４００〜５５０℃にて形成してもよい。
活性領域となる島状の結晶性珪素膜ｌｌ２を覆うよう
に、厚さ２０〜１５０ｎｍ、ここでは１００ｎｍの酸化
珪素膜をゲート絶縁膜１１３として形成する。ゲート絶
縁膜１１３である酸化珪素膜の形成は、ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によって、ここではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔ
ｈｏｘｙ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、
酸素とともに基板温度１５０℃〜６００℃、好ましくは
３００〜４５０℃にて分解して堆積させた。また、ゲー
ト絶縁膜１１３である酸化珪素膜の形成は、減圧ＣＶＤ
法または常圧ＣＶＤ法によって、ＴＥＯＳを原料として
オゾンガスとともに、基板温度を３５０〜６００℃、好
ましくは４００〜５５０℃にて形成してもよい。
【０１０８】その後、スパッタリング法によって、島状
の結晶性珪素膜ｌｌ２を覆ったゲート絶縁膜１１３上に
高融点メタルを堆積し、この高融点メタルをパターニン
グ形成して、ゲート電極ｌｌ４を形成する。この場合の
高融点メタルとしては、タンタル（Ｔａ）、タングステ
ン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等が望ましい。第１の実
施形態では、厚さ３００〜６００ｎｍ、例えば４５０ｎ
ｍである高融点メタルに窒素が微量に添加されたＴａを
用いた。その後、イオンドーピング法によって、ゲート
電極１１４をマスクとしてＴＦＴの活性領域となる島状
の結晶性珪素膜ｌｌ２に低濃度の不純物（リン）１１６
を注入し、低濃度不純物領域１１８を形成する。低濃度
の不純物（リン）１１６のドーピング条件は、ドーピン
グガスとしてホスフィン（ＰＨ3）を使用し、加速電圧
６０〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶ、ドーズ量１×１０12
〜１×１０14ｃｍ-2、例えば２×１０13ｃｍ-2とする。
この工程により、ＴＦＴの活性領域となる島状の結晶性
珪素膜１１２において、ゲート電極１１４によりマスク
されていない領域は、低濃度の不純物（リン）１１６が
注入された低濃度不純物領域１１８となり、ゲート電極
１１４にマスクされ低濃度の不純物（リン）１１６が注
入されない領域は、ＴＦＴのチャネル領域１１７とな
る。
の結晶性珪素膜ｌｌ２を覆ったゲート絶縁膜１１３上に
高融点メタルを堆積し、この高融点メタルをパターニン
グ形成して、ゲート電極ｌｌ４を形成する。この場合の
高融点メタルとしては、タンタル（Ｔａ）、タングステ
ン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等が望ましい。第１の実
施形態では、厚さ３００〜６００ｎｍ、例えば４５０ｎ
ｍである高融点メタルに窒素が微量に添加されたＴａを
用いた。その後、イオンドーピング法によって、ゲート
電極１１４をマスクとしてＴＦＴの活性領域となる島状
の結晶性珪素膜ｌｌ２に低濃度の不純物（リン）１１６
を注入し、低濃度不純物領域１１８を形成する。低濃度
の不純物（リン）１１６のドーピング条件は、ドーピン
グガスとしてホスフィン（ＰＨ3）を使用し、加速電圧
６０〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶ、ドーズ量１×１０12
〜１×１０14ｃｍ-2、例えば２×１０13ｃｍ-2とする。
この工程により、ＴＦＴの活性領域となる島状の結晶性
珪素膜１１２において、ゲート電極１１４によりマスク
されていない領域は、低濃度の不純物（リン）１１６が
注入された低濃度不純物領域１１８となり、ゲート電極
１１４にマスクされ低濃度の不純物（リン）１１６が注
入されない領域は、ＴＦＴのチャネル領域１１７とな
る。
【０１０９】次に、図１（Ｅ）に示すように、ゲート絶
縁膜１１３上のゲート電極ｌｌ４を完全に覆うようにフ
ォトレジストによりドーピングマスク１１９を形成す
る。その後、イオンドーピング法によって、レジストマ
スク１１９をマスクとして低濃度不純物領域１１８に高
濃度の不純物（リン）１２０を注入する。高濃度の不純
物（リン）１２０のドーピング条件は、ドーピングガス
として、ホスフィン（ＰＨ3）を使用し、加速電圧６０
〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶ、ドーズ量１×１０1 5〜８
×１０15ｃｍ-2、例えば２×１０15ｃｍ-2とする。この
工程により、高濃度の不純物（リン）１２０が注入され
た低濃度不純物領域１１８は、ＴＦＴのソースまたはド
レイン領域１２１となる。本発明の第１の実施形態で
は、質量分離を行わないイオンシャワードーピング法を
用いて高濃度の不純物（リン）１２０のドーピングを行
っている。このため、多量の水素も同時にＴＦＴのソー
スまたはドレイン領域１２１に注入されている。その結
果、高濃度の不純物（リン）１２０が注入されたＴＦＴ
のソースまたはドレイン領域１２１は、結晶状態が崩れ
非晶質化される。
縁膜１１３上のゲート電極ｌｌ４を完全に覆うようにフ
ォトレジストによりドーピングマスク１１９を形成す
る。その後、イオンドーピング法によって、レジストマ
スク１１９をマスクとして低濃度不純物領域１１８に高
濃度の不純物（リン）１２０を注入する。高濃度の不純
物（リン）１２０のドーピング条件は、ドーピングガス
として、ホスフィン（ＰＨ3）を使用し、加速電圧６０
〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶ、ドーズ量１×１０1 5〜８
×１０15ｃｍ-2、例えば２×１０15ｃｍ-2とする。この
工程により、高濃度の不純物（リン）１２０が注入され
た低濃度不純物領域１１８は、ＴＦＴのソースまたはド
レイン領域１２１となる。本発明の第１の実施形態で
は、質量分離を行わないイオンシャワードーピング法を
用いて高濃度の不純物（リン）１２０のドーピングを行
っている。このため、多量の水素も同時にＴＦＴのソー
スまたはドレイン領域１２１に注入されている。その結
果、高濃度の不純物（リン）１２０が注入されたＴＦＴ
のソースまたはドレイン領域１２１は、結晶状態が崩れ
非晶質化される。
【０１１０】その後、高濃度の不純物（リン）１２０の
ドーピングのために、マスクとして使用したフォトレジ
スト１１９を除去した後、不活性雰囲気、例えば窒素雰
囲気にて第２の加熱処理を行う。第１の実施形態では、
第２の加熱処理の条件が窒素雰囲気中にて加熱温度４５
０℃〜５８０℃、加熱時間０．５時間〜８時間、より好
ましくは加熱温度４５０〜５２０℃、加熱時間０．５時
間〜８時間であることが望ましい。また、第２の加熱処
理における加熱温度までの昇温速度および加熱温度から
の降温速度としては、少なくとも５℃／分以上で行うこ
とが望ましい。実際に、第１の実施形態では、加熱温度
５００℃、加熱時間２時間の第２の加熱処理を行った。
この場合、加熱温度までの昇温および降温は、ガラス基
板１０１を温度２００℃程度で余熱した状態から加熱温
度５００℃まで３０分（昇温速度１０℃／分）で昇温
し、加熱処理後、加熱温度５００℃から温度２００℃ま
で同じく３０分（降温速度１０℃／分）で降温した。
ドーピングのために、マスクとして使用したフォトレジ
スト１１９を除去した後、不活性雰囲気、例えば窒素雰
囲気にて第２の加熱処理を行う。第１の実施形態では、
第２の加熱処理の条件が窒素雰囲気中にて加熱温度４５
０℃〜５８０℃、加熱時間０．５時間〜８時間、より好
ましくは加熱温度４５０〜５２０℃、加熱時間０．５時
間〜８時間であることが望ましい。また、第２の加熱処
理における加熱温度までの昇温速度および加熱温度から
の降温速度としては、少なくとも５℃／分以上で行うこ
とが望ましい。実際に、第１の実施形態では、加熱温度
５００℃、加熱時間２時間の第２の加熱処理を行った。
この場合、加熱温度までの昇温および降温は、ガラス基
板１０１を温度２００℃程度で余熱した状態から加熱温
度５００℃まで３０分（昇温速度１０℃／分）で昇温
し、加熱処理後、加熱温度５００℃から温度２００℃ま
で同じく３０分（降温速度１０℃／分）で降温した。
【０１１１】次に、図１（Ｆ）に示すように、前述の第
２の加熱処理により、ソースまたはドレイン領域１２１
にドーピングされている高濃度の不純物（リン）１２０
が、チャネル領域１１７に残存している触媒元素のニッ
ケル１０５を、チャネル領域から隣接するソースまたは
ドレイン領域１２１への矢印の方向であるゲッタリング
方向１１１に向かって移動させる。このような第２の加
熱処理では、ゲッタリングシンクとなる高濃度にリン
（Ｐ）がドーピングされ非晶質化したソースまたはドレ
イン領域１２１において、その加熱処理の全期間にて結
晶核の発生が全く生じず再結晶化が行われない。その結
果、ソースまたはドレイン領域１２１では、非常にゲッ
タリング効率の高い状態が熱処理の全期間にわたって得
られる。これにより、チャネル領域ｌｌ７が効果的にゲ
ッタリングされ、本発明によるゲッタリング効果を最大
限に引き出すことができる。
２の加熱処理により、ソースまたはドレイン領域１２１
にドーピングされている高濃度の不純物（リン）１２０
が、チャネル領域１１７に残存している触媒元素のニッ
ケル１０５を、チャネル領域から隣接するソースまたは
ドレイン領域１２１への矢印の方向であるゲッタリング
方向１１１に向かって移動させる。このような第２の加
熱処理では、ゲッタリングシンクとなる高濃度にリン
（Ｐ）がドーピングされ非晶質化したソースまたはドレ
イン領域１２１において、その加熱処理の全期間にて結
晶核の発生が全く生じず再結晶化が行われない。その結
果、ソースまたはドレイン領域１２１では、非常にゲッ
タリング効率の高い状態が熱処理の全期間にわたって得
られる。これにより、チャネル領域ｌｌ７が効果的にゲ
ッタリングされ、本発明によるゲッタリング効果を最大
限に引き出すことができる。
【０１１２】この第２の加熱処理後のチャネル領域１１
７における残留ニッケル濃度は、５×１０15〜１×１０
16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度にまで低減されていた。ま
た、チャネル領域１１７に残留しているニッケル１０５
は、シリサイド状態では無く、格子間ニッケルとして固
溶した状態で存在している。また、第１の実施形態で
は、ガラス基板１０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍ
の基板サイズ、厚さ０．７ｍｍのコーニング社製コード
１７３７のノンアニール品のガラス基板１０１を用いて
いるが、第２の加熱処理によるガラス基板１０１の反
り、たわみ、割れ等は発生しなかった。さらに、メート
ルサイズの大型ガラス基板を使用した場合でも、第１の
実施形態に示す加熱処理であれば、問題なく使用可能で
あることが確認できている。
７における残留ニッケル濃度は、５×１０15〜１×１０
16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度にまで低減されていた。ま
た、チャネル領域１１７に残留しているニッケル１０５
は、シリサイド状態では無く、格子間ニッケルとして固
溶した状態で存在している。また、第１の実施形態で
は、ガラス基板１０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍ
の基板サイズ、厚さ０．７ｍｍのコーニング社製コード
１７３７のノンアニール品のガラス基板１０１を用いて
いるが、第２の加熱処理によるガラス基板１０１の反
り、たわみ、割れ等は発生しなかった。さらに、メート
ルサイズの大型ガラス基板を使用した場合でも、第１の
実施形態に示す加熱処理であれば、問題なく使用可能で
あることが確認できている。
【０１１３】ここで、本発明の第１の実施形態では、第
２の加熱処理を、ファーネス炉を使用して行った。ファ
ーネス炉は、ガラス基板１０１の平面形状と概略相似形
の断面形状をもつ炉心管が設けられており、ガラス基板
１０１は、ガラス基板１０１の平面を炉心方向に向け、
ファーネス炉の炉心管の周囲とガラス基板１０１の側端
部との間のスペースが最小となるように配置されてい
る。
２の加熱処理を、ファーネス炉を使用して行った。ファ
ーネス炉は、ガラス基板１０１の平面形状と概略相似形
の断面形状をもつ炉心管が設けられており、ガラス基板
１０１は、ガラス基板１０１の平面を炉心方向に向け、
ファーネス炉の炉心管の周囲とガラス基板１０１の側端
部との間のスペースが最小となるように配置されてい
る。
【０１１４】図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれファーネ
ス炉の概略構造を示す概念図である。図６（Ａ）に示す
ように、中空直方体状の石英ボート６０２内に所定の厚
みを有する矩形状のガラス基板６０１が２０枚セットさ
れている。この石英ボート６０２を石英チューブ（炉心
管）６０３の中に入れて第２の加熱処理が行われる。石
英ボート６０２は、ガラス基板６０１がセットされる際
には、石英チューブ（炉心管）６０３の下方のホームポ
ジション６０７に配置されている。石英チューブ（炉心
管）６０３は、温度５００℃に加熱されており、ホーム
ポジション６０７は、温度２００℃程度に保たれてい
る。そして、矢印６０４に示す方向にガラス基板６０１
が２０枚セットされた石英ボート６０２の上部が、石英
チューブ（炉心管）６０３内に入るとともに、ガラス基
板６０１の昇温が開始され、石英ボート６０２全体が完
全にアニールゾーン６０８に入ると、各ガラス基板６０
１の第２の加熱処理がスタートする。降温は、逆に石英
ボート６０２を石英チューブ（炉心管）６０３内から余
熱ゾーンであるホームポジション６０７に降ろすことに
より行われる。各ガラス基板６０１の第２の加熱処理に
おいて、石英チューブ（炉心管）６０３の平断面形状
が、図６（Ｂ）に示すように、ガラス基板６０１の外形
より大きく、ガラス基板６０１の外形と概略相似形をな
す矩形状であることが重要となる。尚、ガラス基板６０
１の基板サイズが３２０×４００ｍｍであれば、石英チ
ューブ（炉心管）６０３は、ガラス基板６０１の基板サ
イズ３２０×４００ｍｍより一回り大きな矩形状の平断
面で構成されており、その矩形状の平断面の内側のサイ
ズが４００×４８０ｍｍである。
ス炉の概略構造を示す概念図である。図６（Ａ）に示す
ように、中空直方体状の石英ボート６０２内に所定の厚
みを有する矩形状のガラス基板６０１が２０枚セットさ
れている。この石英ボート６０２を石英チューブ（炉心
管）６０３の中に入れて第２の加熱処理が行われる。石
英ボート６０２は、ガラス基板６０１がセットされる際
には、石英チューブ（炉心管）６０３の下方のホームポ
ジション６０７に配置されている。石英チューブ（炉心
管）６０３は、温度５００℃に加熱されており、ホーム
ポジション６０７は、温度２００℃程度に保たれてい
る。そして、矢印６０４に示す方向にガラス基板６０１
が２０枚セットされた石英ボート６０２の上部が、石英
チューブ（炉心管）６０３内に入るとともに、ガラス基
板６０１の昇温が開始され、石英ボート６０２全体が完
全にアニールゾーン６０８に入ると、各ガラス基板６０
１の第２の加熱処理がスタートする。降温は、逆に石英
ボート６０２を石英チューブ（炉心管）６０３内から余
熱ゾーンであるホームポジション６０７に降ろすことに
より行われる。各ガラス基板６０１の第２の加熱処理に
おいて、石英チューブ（炉心管）６０３の平断面形状
が、図６（Ｂ）に示すように、ガラス基板６０１の外形
より大きく、ガラス基板６０１の外形と概略相似形をな
す矩形状であることが重要となる。尚、ガラス基板６０
１の基板サイズが３２０×４００ｍｍであれば、石英チ
ューブ（炉心管）６０３は、ガラス基板６０１の基板サ
イズ３２０×４００ｍｍより一回り大きな矩形状の平断
面で構成されており、その矩形状の平断面の内側のサイ
ズが４００×４８０ｍｍである。
【０１１５】液晶表示用のアクティブマトリクス基板等
のマザーボードとなるガラス基板６０１は、ＩＣ等に使
用されるシリコンウエハーと異なり、ガラス基板６０１
の外形が円形状ではなく全て矩形状となっている。従来
のファーネス炉の石英チューブ（炉心管）６０３ａは、
通常、図６（Ｃ）に示すように円形状である。この石英
チューブ（炉心管）６０３ａに、矩形のガラス基板６０
１をセットした石英ボート６０２を入れ、平断面図を見
ると、ガラス基板６０１と石英チューブ（炉心管）６０
３ａとの間に大きな隙間６０６ａが生じる。これに対し
て、本発明の第１の実施形態では、ガラス基板６０１の
外形と概略相似形の矩形状の平断面を有する石英チュー
ブ（炉心管）６０３を用いることによって、図６（Ｂ）
に示すように、ガラス基板６０１と石英チューブ（炉心
管）６０３との間の隙間６０６の間隔を最小にすること
ができる。本発明の第１の実施形態では、この石英チュ
ーブ（炉心管）６０３とガラス基板６０１との隙間６０
６の間隔が重要なポイントとなる。
のマザーボードとなるガラス基板６０１は、ＩＣ等に使
用されるシリコンウエハーと異なり、ガラス基板６０１
の外形が円形状ではなく全て矩形状となっている。従来
のファーネス炉の石英チューブ（炉心管）６０３ａは、
通常、図６（Ｃ）に示すように円形状である。この石英
チューブ（炉心管）６０３ａに、矩形のガラス基板６０
１をセットした石英ボート６０２を入れ、平断面図を見
ると、ガラス基板６０１と石英チューブ（炉心管）６０
３ａとの間に大きな隙間６０６ａが生じる。これに対し
て、本発明の第１の実施形態では、ガラス基板６０１の
外形と概略相似形の矩形状の平断面を有する石英チュー
ブ（炉心管）６０３を用いることによって、図６（Ｂ）
に示すように、ガラス基板６０１と石英チューブ（炉心
管）６０３との間の隙間６０６の間隔を最小にすること
ができる。本発明の第１の実施形態では、この石英チュ
ーブ（炉心管）６０３とガラス基板６０１との隙間６０
６の間隔が重要なポイントとなる。
【０１１６】次に、本発明の第１の実施形態では、第２
の加熱処理における加熱温度の昇温および降温を速やか
に行う必要がある。ところが、従来のファーネス炉の方
式では、特に基板サイズが６００×７２０ｍｍのような
大型のガラス基板に対して、前述のような早い昇温速度
および降温速度により加熱処理を行うことは極めて困難
であった。また、従来のファーネス炉の大きな問題とし
て、昇温時および降温時のガラス基板内の温度分布のば
らつきが非常に大きくなる。具体的には、ガラス基板の
端面周辺部と中央部との温度差が２００℃を越えるよう
な温度分布のばらつきが生じており、その温度差の影響
によりガラス基板の反りおよび割れが頻発していた。
の加熱処理における加熱温度の昇温および降温を速やか
に行う必要がある。ところが、従来のファーネス炉の方
式では、特に基板サイズが６００×７２０ｍｍのような
大型のガラス基板に対して、前述のような早い昇温速度
および降温速度により加熱処理を行うことは極めて困難
であった。また、従来のファーネス炉の大きな問題とし
て、昇温時および降温時のガラス基板内の温度分布のば
らつきが非常に大きくなる。具体的には、ガラス基板の
端面周辺部と中央部との温度差が２００℃を越えるよう
な温度分布のばらつきが生じており、その温度差の影響
によりガラス基板の反りおよび割れが頻発していた。
【０１１７】この問題を解決するために実験を行った結
果、図６（Ｄ）に示すように、石英チューブ（炉心管）
６０３とガラス基板６０１との間の隙間６０６の間隔
と、石英ボート６０２にガラス基板６０１を複数枚セッ
トする場合の基板ピッチ６０５とが重要なパラメーター
であることを見出した。これにより、各ガラス基板６０
１の昇温および降温を速やかに行うことと、各ガラス基
板６０１の昇温時および降温時の各ガラス基板６０１内
の温度分布のばらつきを改善することが、同時に解決で
きた。その解決策のポイントは、各ガラス基板６０１の
第２の加熱処理を行う場合、窒素（Ｎ2）等の雰囲気ガ
ス６０９を、各ガラス基板６０１間に一定量以上、供給
すれば良い。図６（Ｄ）には、雰囲気ガス６０９の流れ
を矢印によって示している。石英チューブ（炉心管）６
０３の上面の中央の開口部より供給される雰囲気ガス６
０９は、石英チューブ（炉心管）６０３とガラス基板６
０１との隙間６０６を通って石英チューブ（炉心管）６
０３内の上方から下方への方向６１０に流れながら、各
ガラス基板６０１の間にガラス基板６０１の表面と平行
方向６１１に流れ込む。これにより、ガラス基板６０１
の表面に対して、ガラス基板６０１の表面と平行方向６
１１に流れる雰囲気ガス６０９の供給量を増やすことに
よって、昇温速度および降温速度を上げることが可能と
なり、この時のガラス基板６０１の表面の温度分布をほ
ぼ一定に保つことができる。
果、図６（Ｄ）に示すように、石英チューブ（炉心管）
６０３とガラス基板６０１との間の隙間６０６の間隔
と、石英ボート６０２にガラス基板６０１を複数枚セッ
トする場合の基板ピッチ６０５とが重要なパラメーター
であることを見出した。これにより、各ガラス基板６０
１の昇温および降温を速やかに行うことと、各ガラス基
板６０１の昇温時および降温時の各ガラス基板６０１内
の温度分布のばらつきを改善することが、同時に解決で
きた。その解決策のポイントは、各ガラス基板６０１の
第２の加熱処理を行う場合、窒素（Ｎ2）等の雰囲気ガ
ス６０９を、各ガラス基板６０１間に一定量以上、供給
すれば良い。図６（Ｄ）には、雰囲気ガス６０９の流れ
を矢印によって示している。石英チューブ（炉心管）６
０３の上面の中央の開口部より供給される雰囲気ガス６
０９は、石英チューブ（炉心管）６０３とガラス基板６
０１との隙間６０６を通って石英チューブ（炉心管）６
０３内の上方から下方への方向６１０に流れながら、各
ガラス基板６０１の間にガラス基板６０１の表面と平行
方向６１１に流れ込む。これにより、ガラス基板６０１
の表面に対して、ガラス基板６０１の表面と平行方向６
１１に流れる雰囲気ガス６０９の供給量を増やすことに
よって、昇温速度および降温速度を上げることが可能と
なり、この時のガラス基板６０１の表面の温度分布をほ
ぼ一定に保つことができる。
【０１１８】このガラス基板６０１の表面と平行方向６
１１に流れる雰囲気ガス６０９の供給量は、ガラス基板
６０１と石英チューブ（炉心管）６０３との間の隙間６
０６を石英チューブ（炉心管）６０３内の上方から下方
への方向６１０に流れる雰囲気ガス６０９の流速に比例
し、ガラス基板６０１間の基板ピッチ６０５の間隔の二
乗に比例する。石英チューブ（炉心管）６０３内の上方
から下方への方向６１０の雰囲気ガス６０９の流速を増
加させるには、雰囲気ガス６０９の供給量を増加するだ
けでは不十分であり、石英チューブ（炉心管）６０３と
ガラス基板６０１との隙間６０６の間隔を最小にするこ
とが有効となる。そのために、ガラス基板６０１の外形
とに概略相似形の矩形状の断面を有する石英チューブ
（炉心管）６０３を用いることによって、図６（Ｂ）に
示すように、石英チューブ（炉心管）６０３とガラス基
板６０１との隙間６０６の間隔を最小にすることができ
る。これにより、ガラス基板６０１間の基板ピッチ６０
５の間隔を最適化でき、第２の加熱処理に必要な早い昇
温速度および降温速度を実現できるとともに、第２の加
熱処理時のガラス基板６０１表面の温度分布をほぼ一定
に保つことが可能となり、メートルサイズの大型ガラス
基板に対しても、第２の加熱処理において、割れおよび
反りの無い安定した加熱処理が可能となる。また、チャ
ンバー内の構成が図６（Ａ）、（Ｂ）および（Ｄ）に示
すようなファーネス炉を、クラスター状に接続し、同時
に加熱処理を行うマルチチャンバー化することによっ
て、高い処理能力を持つ製造装置が小さなフットプリン
ト（床面積）により実現可能となる。すなわち、本発明
の第２の加熱処理の処理装置として、量産を含めて考え
ても最適な装置となる。
１１に流れる雰囲気ガス６０９の供給量は、ガラス基板
６０１と石英チューブ（炉心管）６０３との間の隙間６
０６を石英チューブ（炉心管）６０３内の上方から下方
への方向６１０に流れる雰囲気ガス６０９の流速に比例
し、ガラス基板６０１間の基板ピッチ６０５の間隔の二
乗に比例する。石英チューブ（炉心管）６０３内の上方
から下方への方向６１０の雰囲気ガス６０９の流速を増
加させるには、雰囲気ガス６０９の供給量を増加するだ
けでは不十分であり、石英チューブ（炉心管）６０３と
ガラス基板６０１との隙間６０６の間隔を最小にするこ
とが有効となる。そのために、ガラス基板６０１の外形
とに概略相似形の矩形状の断面を有する石英チューブ
（炉心管）６０３を用いることによって、図６（Ｂ）に
示すように、石英チューブ（炉心管）６０３とガラス基
板６０１との隙間６０６の間隔を最小にすることができ
る。これにより、ガラス基板６０１間の基板ピッチ６０
５の間隔を最適化でき、第２の加熱処理に必要な早い昇
温速度および降温速度を実現できるとともに、第２の加
熱処理時のガラス基板６０１表面の温度分布をほぼ一定
に保つことが可能となり、メートルサイズの大型ガラス
基板に対しても、第２の加熱処理において、割れおよび
反りの無い安定した加熱処理が可能となる。また、チャ
ンバー内の構成が図６（Ａ）、（Ｂ）および（Ｄ）に示
すようなファーネス炉を、クラスター状に接続し、同時
に加熱処理を行うマルチチャンバー化することによっ
て、高い処理能力を持つ製造装置が小さなフットプリン
ト（床面積）により実現可能となる。すなわち、本発明
の第２の加熱処理の処理装置として、量産を含めて考え
ても最適な装置となる。
【０１１９】また、この第２の加熱処理により、ゲート
絶縁膜ｌｌ３の焼成処理も同時に行われ、ゲート絶縁膜
１１３自身のバルク特性および結晶性珪素膜とゲート絶
縁膜１１３との界面特性も向上する。
絶縁膜ｌｌ３の焼成処理も同時に行われ、ゲート絶縁膜
１１３自身のバルク特性および結晶性珪素膜とゲート絶
縁膜１１３との界面特性も向上する。
【０１２０】その後、図１（Ｆ）に示すように、ガラス
基板１０１上のソースまたはドレイン領域１２１に、レ
ーザー光１２２を照射してアニール処理を行う。このア
ニール処理は、リン（Ｐ）のイオン注入によって非晶質
化されたソースまたはドレイン領域１２１の不純物（リ
ン）の活性化を行うと同時に、ソースまたはドレイン領
域１２１の再結晶化を行い結晶性を改善させる。本発明
の第１の実施形態では、ソースまたはドレイン領域１２
１をゲッタリングシンクとして非晶質状態で利用するた
め、前述の温度５００℃の第２の加熱処理だけでは、ソ
ースまたはドレイン領域１２１の結晶状態は回復してお
らず十分な不純物（リン）の活性化が得られない。この
ため、本発明の第１の実施形態では、レーザー光１２２
の照射によるアニール工程を追加している。このアニー
ル工程において、使用するレーザーは、波長３０８ｎ
ｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃのＸｅＣｌエキシマレーザー
を用い、エネルギー密度１５０〜４００ｍＪ／ｃｍ2、
好ましくは２００〜２５０ｍＪ／ｃｍ2のレーザー光１
２２を照射する。この結果、Ｎ型不純物（リン）がイオ
ン注入されたソースまたはドレイン領域１２１のシート
抵抗値は、２００〜５００Ω／□であり、Ｎ型領域の低
濃度不純物領域１１８のシート抵抗値は、３０〜５０ｋ
Ω／□である。
基板１０１上のソースまたはドレイン領域１２１に、レ
ーザー光１２２を照射してアニール処理を行う。このア
ニール処理は、リン（Ｐ）のイオン注入によって非晶質
化されたソースまたはドレイン領域１２１の不純物（リ
ン）の活性化を行うと同時に、ソースまたはドレイン領
域１２１の再結晶化を行い結晶性を改善させる。本発明
の第１の実施形態では、ソースまたはドレイン領域１２
１をゲッタリングシンクとして非晶質状態で利用するた
め、前述の温度５００℃の第２の加熱処理だけでは、ソ
ースまたはドレイン領域１２１の結晶状態は回復してお
らず十分な不純物（リン）の活性化が得られない。この
ため、本発明の第１の実施形態では、レーザー光１２２
の照射によるアニール工程を追加している。このアニー
ル工程において、使用するレーザーは、波長３０８ｎ
ｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃのＸｅＣｌエキシマレーザー
を用い、エネルギー密度１５０〜４００ｍＪ／ｃｍ2、
好ましくは２００〜２５０ｍＪ／ｃｍ2のレーザー光１
２２を照射する。この結果、Ｎ型不純物（リン）がイオ
ン注入されたソースまたはドレイン領域１２１のシート
抵抗値は、２００〜５００Ω／□であり、Ｎ型領域の低
濃度不純物領域１１８のシート抵抗値は、３０〜５０ｋ
Ω／□である。
【０１２１】次に、図１（Ｇ）に示すように、ガラス基
板１０１上の全体を覆うために、厚さ６００ｎｍ程度の
層間絶縁膜１２３である酸化珪素膜または窒化珪素膜を
形成する。層間絶縁膜１２３として酸化珪素膜を形成す
る場合には、酸化珪素膜の原料にＴＥＯＳを使用する。
酸化珪素膜は、プラズマＣＶＤ法によってＴＥＯＳを酸
素とともに分解して堆積させて、または、減圧ＣＶＤ法
または常圧ＣＶＤ法によってＴＥＯＳをオゾンとともに
分解して堆積させて形成する。これにより、段差被覆性
に優れた良好な層間絶縁膜１２３である酸化珪素膜が得
られる。また、プラズマＣＶＤ法によってＳｉＨ4とＮ
Ｈ3とを原料ガスとして成膜された窒化珪素膜を層間絶
縁膜１２３に用いれば、活性領域であるソースまたはド
レイン領域１２１およびチャネル領域１１７と、ゲート
絶縁膜１１３との界面に水素原子を供給し、ＴＦＴの特
性を劣化させる不対結合手を低減する効果がある。
板１０１上の全体を覆うために、厚さ６００ｎｍ程度の
層間絶縁膜１２３である酸化珪素膜または窒化珪素膜を
形成する。層間絶縁膜１２３として酸化珪素膜を形成す
る場合には、酸化珪素膜の原料にＴＥＯＳを使用する。
酸化珪素膜は、プラズマＣＶＤ法によってＴＥＯＳを酸
素とともに分解して堆積させて、または、減圧ＣＶＤ法
または常圧ＣＶＤ法によってＴＥＯＳをオゾンとともに
分解して堆積させて形成する。これにより、段差被覆性
に優れた良好な層間絶縁膜１２３である酸化珪素膜が得
られる。また、プラズマＣＶＤ法によってＳｉＨ4とＮ
Ｈ3とを原料ガスとして成膜された窒化珪素膜を層間絶
縁膜１２３に用いれば、活性領域であるソースまたはド
レイン領域１２１およびチャネル領域１１７と、ゲート
絶縁膜１１３との界面に水素原子を供給し、ＴＦＴの特
性を劣化させる不対結合手を低減する効果がある。
【０１２２】その後、ソースまたはドレイン領域１２１
上の層間絶縁膜１２３にコンタクトホールを形成して、
金属材料、例えば、窒化チタンおよびアルミニウムの二
層膜によってＴＦＴの電極配線１２４を形成する。これ
により、ＴＦＴ１２６が形成される。窒化チタン膜は、
アルミニウムが半導体層に拡散することを防止するバリ
ア膜として設けられる。ＴＦＴ１２６を画素用ＴＦＴと
して用いる場合には、ＴＦＴ１２６は、画素電極のスイ
ッチングを行う素子であるので、一方のドレイン電極に
は、ＩＴＯなど透明導電膜からなる画素電極が設けられ
る。この場合、他方の電極は、ソース電極としてソース
バスラインを構成することになり、ソースバスラインを
介してソース電極にビデオ信号が供給され、ゲートバス
ラインを構成するゲート電極１１４に供給されるゲート
信号に基づいて、ＴＦＴ１２６がＯＮ／ＯＦＦ動作し画
素電極に必要な電荷が書き込まれる。その後、１気圧の
水素雰囲気において、温度３５０℃、１時間のアニール
処理を行い、ＴＦＴｌ２６が完成される。尚、必要に応
じて、ＴＦＴｌ２６を保護するために、ＴＦＴｌ２６上
に窒化珪素膜等から成る保護膜を設けても良い。
上の層間絶縁膜１２３にコンタクトホールを形成して、
金属材料、例えば、窒化チタンおよびアルミニウムの二
層膜によってＴＦＴの電極配線１２４を形成する。これ
により、ＴＦＴ１２６が形成される。窒化チタン膜は、
アルミニウムが半導体層に拡散することを防止するバリ
ア膜として設けられる。ＴＦＴ１２６を画素用ＴＦＴと
して用いる場合には、ＴＦＴ１２６は、画素電極のスイ
ッチングを行う素子であるので、一方のドレイン電極に
は、ＩＴＯなど透明導電膜からなる画素電極が設けられ
る。この場合、他方の電極は、ソース電極としてソース
バスラインを構成することになり、ソースバスラインを
介してソース電極にビデオ信号が供給され、ゲートバス
ラインを構成するゲート電極１１４に供給されるゲート
信号に基づいて、ＴＦＴ１２６がＯＮ／ＯＦＦ動作し画
素電極に必要な電荷が書き込まれる。その後、１気圧の
水素雰囲気において、温度３５０℃、１時間のアニール
処理を行い、ＴＦＴｌ２６が完成される。尚、必要に応
じて、ＴＦＴｌ２６を保護するために、ＴＦＴｌ２６上
に窒化珪素膜等から成る保護膜を設けても良い。
【０１２３】以上、図１（Ａ）〜（Ｇ）の工程にしたが
って作製されたＴＦＴ１２６は、電界効果移動度が２５
０ｃｍ2／Ｖｓ程度、閾値電圧が１．５Ｖ程度と非常に
高性能であり、従来のＴＦＴで発生しやすいＯＦＦ動作
時のリーク電流の異常な増加が全く無く、ＴＦＴ１２６
のＯＦＦ動作時のリーク電流が単位Ｗ当たり１ｐＡ以下
と非常に低い値を安定して示した。このリーク電流の値
は、触媒元素を用いずに作成した従来のＴＦＴと比較し
ても全く差が無いものであり、製造歩留まりを大きく向
上することができた。また、ＴＦＴ１２６は、繰り返し
測定、バイアス負荷および温度ストレスによる耐久性試
験においても、ほとんど諸特性の劣化が見られず、従来
のＴＦＴと比較して非常に信頼性が向上した。
って作製されたＴＦＴ１２６は、電界効果移動度が２５
０ｃｍ2／Ｖｓ程度、閾値電圧が１．５Ｖ程度と非常に
高性能であり、従来のＴＦＴで発生しやすいＯＦＦ動作
時のリーク電流の異常な増加が全く無く、ＴＦＴ１２６
のＯＦＦ動作時のリーク電流が単位Ｗ当たり１ｐＡ以下
と非常に低い値を安定して示した。このリーク電流の値
は、触媒元素を用いずに作成した従来のＴＦＴと比較し
ても全く差が無いものであり、製造歩留まりを大きく向
上することができた。また、ＴＦＴ１２６は、繰り返し
測定、バイアス負荷および温度ストレスによる耐久性試
験においても、ほとんど諸特性の劣化が見られず、従来
のＴＦＴと比較して非常に信頼性が向上した。
【０１２４】尚、本発明の図１（Ａ）〜（Ｇ）の工程に
したがって作製されたＴＦＴ１２６は、薄膜集積回路等
にも簡単に応用でき、その場合にはＴＦＴ１２６のゲー
ト電極１１４上にもコンタクトホールを形成し、必要と
する配線を施せば良い。
したがって作製されたＴＦＴ１２６は、薄膜集積回路等
にも簡単に応用でき、その場合にはＴＦＴ１２６のゲー
ト電極１１４上にもコンタクトホールを形成し、必要と
する配線を施せば良い。
【０１２５】本発明の第２の実施形態である半導体装置
の製造方法を図３（Ａ）〜（Ｇ）に基づいて説明する。
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態の説明と同
様にガラス基板上にＮ型ＴＦＴを作製する場合の工程に
ついて説明を行う。第２の実施形態のＴＦＴは、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置のドライバー回路および
画素部分、薄膜集積回路を構成する素子としても利用す
ることができる。本発明の第２の実施形態では、それら
の代表例として、ガラス基板上に数十万から数百万のＮ
型ＴＦＴを均一に作製する必要がある液晶表示装置用ア
クティブマトリクス基板の画素駆動用ＴＦＴの説明を行
う。
の製造方法を図３（Ａ）〜（Ｇ）に基づいて説明する。
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態の説明と同
様にガラス基板上にＮ型ＴＦＴを作製する場合の工程に
ついて説明を行う。第２の実施形態のＴＦＴは、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置のドライバー回路および
画素部分、薄膜集積回路を構成する素子としても利用す
ることができる。本発明の第２の実施形態では、それら
の代表例として、ガラス基板上に数十万から数百万のＮ
型ＴＦＴを均一に作製する必要がある液晶表示装置用ア
クティブマトリクス基板の画素駆動用ＴＦＴの説明を行
う。
【０１２６】図２（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明の
第２の実施形態である半導体装置の製造方法におけるア
クティブマトリクス基板上の画素駆動用ＴＦＴの各工程
の概要を示す平面図である。アクティブマトリクス基板
は、通常、画素駆動用ＴＦＴがアクティブマトリクス基
板上の行方向および列方向に沿って数十万個以上配置さ
れ構成されているが、説明を簡略化するために、図２
（Ａ）〜（Ｅ）では、行方向および列方向に沿って３行
×３列の９個の画素駆動用ＴＦＴについて表している。
図３（Ａ）〜（Ｇ）は、図２（Ａ）〜（Ｅ）における任
意の１個の画素駆動用ＴＦＴでのＡ−Ａ’線における断
面図であり、（Ａ）から（Ｇ）の順番に基づいて各工程
が順次進行する。
第２の実施形態である半導体装置の製造方法におけるア
クティブマトリクス基板上の画素駆動用ＴＦＴの各工程
の概要を示す平面図である。アクティブマトリクス基板
は、通常、画素駆動用ＴＦＴがアクティブマトリクス基
板上の行方向および列方向に沿って数十万個以上配置さ
れ構成されているが、説明を簡略化するために、図２
（Ａ）〜（Ｅ）では、行方向および列方向に沿って３行
×３列の９個の画素駆動用ＴＦＴについて表している。
図３（Ａ）〜（Ｇ）は、図２（Ａ）〜（Ｅ）における任
意の１個の画素駆動用ＴＦＴでのＡ−Ａ’線における断
面図であり、（Ａ）から（Ｇ）の順番に基づいて各工程
が順次進行する。
【０１２７】まず、図３（Ａ）に示すように、ガラス基
板２０１上に、例えば、スパッタリング法によって厚さ
３００〜５００ｎｍ程度の酸化珪素から成る下地膜２０
２を形成する。この酸化珪素の下地膜２０２は、ガラス
基板２０１の上方に形成される素子領域に、ガラス基板
２０１から不純物の拡散を防止するために設けられる。
その後、酸化珪素の下地膜２０２上に、プラズマＣＶＤ
法または減圧ＣＶＤ法によって、厚さ２０〜８０ｎｍ、
例えば４０ｎｍの真性（Ｉ型：ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔ
ｙｐｅ）の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３を形成す
る。本発明の第２の実施形態では、平行平板式のプラズ
マＣＶＤ装置を用い、加熱温度を３００℃とし、材料ガ
スにＳｉＨ4ガスおよびＨ2ガスを用いた。そして、プラ
ズマＣＶＤ装置のＲＦパワーは、パワー密度を１０〜２
００ｍＷ／ｃｍ2とし、例えば、８０ｍＷ／ｃｍ2として
行った。
板２０１上に、例えば、スパッタリング法によって厚さ
３００〜５００ｎｍ程度の酸化珪素から成る下地膜２０
２を形成する。この酸化珪素の下地膜２０２は、ガラス
基板２０１の上方に形成される素子領域に、ガラス基板
２０１から不純物の拡散を防止するために設けられる。
その後、酸化珪素の下地膜２０２上に、プラズマＣＶＤ
法または減圧ＣＶＤ法によって、厚さ２０〜８０ｎｍ、
例えば４０ｎｍの真性（Ｉ型：ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔ
ｙｐｅ）の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３を形成す
る。本発明の第２の実施形態では、平行平板式のプラズ
マＣＶＤ装置を用い、加熱温度を３００℃とし、材料ガ
スにＳｉＨ4ガスおよびＨ2ガスを用いた。そして、プラ
ズマＣＶＤ装置のＲＦパワーは、パワー密度を１０〜２
００ｍＷ／ｃｍ2とし、例えば、８０ｍＷ／ｃｍ2として
行った。
【０１２８】次に、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３
上に均等にニッケル（Ｎｉ）２０５の微量添加を行う。
このニッケル２０５の微量添加は、ニッケルを溶融させ
た溶液を非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３上に保持
し、スピナーによりニッケル（Ｎｉ）２０５を溶融させ
た溶液をガラス基板２０１上の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜）２０３上に均一に延ばし乾燥させることにより行っ
た。第２の実施形態例では、溶質としては酢酸ニッケル
を用い、溶媒としてはエタノールを用い、溶液中のニッ
ケル濃度を１ｐｐｍに設定した。非晶質珪素膜（ａ−Ｓ
ｉ膜）２０３上の添加されたニッケルの濃度を全反射蛍
光Ｘ線分析（ＴＲＸＲＦ：Ｔｏｔａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔ
ｉｏｎ Ｘ−Ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）法によ
り測定すると、ニッケルの濃度は、６×１０12ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ2程度であった。
上に均等にニッケル（Ｎｉ）２０５の微量添加を行う。
このニッケル２０５の微量添加は、ニッケルを溶融させ
た溶液を非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３上に保持
し、スピナーによりニッケル（Ｎｉ）２０５を溶融させ
た溶液をガラス基板２０１上の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜）２０３上に均一に延ばし乾燥させることにより行っ
た。第２の実施形態例では、溶質としては酢酸ニッケル
を用い、溶媒としてはエタノールを用い、溶液中のニッ
ケル濃度を１ｐｐｍに設定した。非晶質珪素膜（ａ−Ｓ
ｉ膜）２０３上の添加されたニッケルの濃度を全反射蛍
光Ｘ線分析（ＴＲＸＲＦ：Ｔｏｔａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔ
ｉｏｎ Ｘ−Ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）法によ
り測定すると、ニッケルの濃度は、６×１０12ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ2程度であった。
【０１２９】その後、不活性雰囲気、例えば窒素雰囲気
において第１の加熱処理を行う。この第１の加熱処理
は、加熱温度５２０〜５７０℃、例えば５５０℃、加熱
時間２〜８時間、例えば４時間のアニール処理を行っ
た。この第１の加熱処理において、非晶質珪素膜（ａ−
Ｓｉ膜）２０３上に添加されたニッケル２０５が非晶質
珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３内部に拡散するとともに、
シリサイド化が起こり、それを核として非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）２０３の結晶化が進行する。
において第１の加熱処理を行う。この第１の加熱処理
は、加熱温度５２０〜５７０℃、例えば５５０℃、加熱
時間２〜８時間、例えば４時間のアニール処理を行っ
た。この第１の加熱処理において、非晶質珪素膜（ａ−
Ｓｉ膜）２０３上に添加されたニッケル２０５が非晶質
珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２０３内部に拡散するとともに、
シリサイド化が起こり、それを核として非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）２０３の結晶化が進行する。
【０１３０】その結果、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）２
０３は、結晶化され、図２（Ｂ）に示すように、結晶性
珪素膜２０３ａとなる。
０３は、結晶化され、図２（Ｂ）に示すように、結晶性
珪素膜２０３ａとなる。
【０１３１】次に、図３（Ｂ）に示すように、結晶性珪
素膜２０３ａ上に、レーザー光２０７を照射する。レー
ザー光２０７の照射は、結晶性珪素膜２０３ａをさらに
再結晶化させ、結晶性珪素膜２０３ａの結晶状態を向上
させる。この場合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザー（波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使
用した。レーザー光のレーザー光のエネルギー密度２５
０〜４５０ｍＪ／ｃｍ 2、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2で照
射し、照射時にガラス基板２０１を温度２００〜４５０
℃、例えば温度４００℃に加熱した。この結果、固相結
晶化により得られた結晶性珪素膜２０３ａは、レーザー
光の照射による溶融固化過程により結晶欠陥が低減さ
れ、より高品質な結晶性珪素膜２０３ｃとなる。
素膜２０３ａ上に、レーザー光２０７を照射する。レー
ザー光２０７の照射は、結晶性珪素膜２０３ａをさらに
再結晶化させ、結晶性珪素膜２０３ａの結晶状態を向上
させる。この場合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザー（波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使
用した。レーザー光のレーザー光のエネルギー密度２５
０〜４５０ｍＪ／ｃｍ 2、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2で照
射し、照射時にガラス基板２０１を温度２００〜４５０
℃、例えば温度４００℃に加熱した。この結果、固相結
晶化により得られた結晶性珪素膜２０３ａは、レーザー
光の照射による溶融固化過程により結晶欠陥が低減さ
れ、より高品質な結晶性珪素膜２０３ｃとなる。
【０１３２】次に、図３（Ｃ）に示すように、結晶性珪
素膜２０３ｃ上に酸化珪素膜または窒化珪素膜の絶縁性
薄膜を形成し、その後、絶縁性薄膜上をパターニングし
て図２（Ａ）に示す長方形のマスク２０４を各画素毎に
形成する。マスク２０４は、本実施形態では酸化珪素膜
を使用した。マスク２０４の形成は、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によって、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｏ
ｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、酸素ととも
に分解して堆積させた。マスク２０４の厚さは、１００
ｎｍ〜４００ｎｍであることが望ましく、本実施形態で
は、マスク２０４である酸化珪素膜の厚さを１５０ｎｍ
とした。この時の状態をガラス基板２０１上方より見る
と、図２（Ａ）に示すように、結晶性珪素膜２０３ｃの
一部がマスク２０４により島状にマスクキング（遮蔽）
された状態となっている。その後、ガラス基板２０１上
方より、アルゴン２０８をガラス基板２０１上の全面に
イオンドーピングする。この場合のアルゴン２０８のド
ーピング条件としては、ドーピングガスとして含有率１
００％のアルゴン（Ａｒ）を使用し、加速電圧を例えば
５〜１５ｋＶ、ドーズ量１×ｌ０15〜１×１０16／ｃｍ
2、例えば３×１０1 5／ｃｍ2とする。この工程により、
結晶性珪素膜２０３ｃ上のマスク２０４によって被覆さ
れていない領域にアルゴン２０８を注入し、アルゴン２
０８が注入された領域は、非晶質化され、非晶質珪素領
域２０３ｆとなる。マスク２０４によって被覆されてい
る結晶性珪素膜２０３ｃには、アルゴン２０８はドーピ
ングされない。この状態をガラス基板２０１上方より見
ると、図２（Ａ）のように表される。後工程にてＴＦＴ
が形成される活性（素子）領域は、この段階では、結晶
性珪素膜２０３ｃ上にてマスク２０４に完全に被覆され
た状態である。
素膜２０３ｃ上に酸化珪素膜または窒化珪素膜の絶縁性
薄膜を形成し、その後、絶縁性薄膜上をパターニングし
て図２（Ａ）に示す長方形のマスク２０４を各画素毎に
形成する。マスク２０４は、本実施形態では酸化珪素膜
を使用した。マスク２０４の形成は、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によって、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｏ
ｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、酸素ととも
に分解して堆積させた。マスク２０４の厚さは、１００
ｎｍ〜４００ｎｍであることが望ましく、本実施形態で
は、マスク２０４である酸化珪素膜の厚さを１５０ｎｍ
とした。この時の状態をガラス基板２０１上方より見る
と、図２（Ａ）に示すように、結晶性珪素膜２０３ｃの
一部がマスク２０４により島状にマスクキング（遮蔽）
された状態となっている。その後、ガラス基板２０１上
方より、アルゴン２０８をガラス基板２０１上の全面に
イオンドーピングする。この場合のアルゴン２０８のド
ーピング条件としては、ドーピングガスとして含有率１
００％のアルゴン（Ａｒ）を使用し、加速電圧を例えば
５〜１５ｋＶ、ドーズ量１×ｌ０15〜１×１０16／ｃｍ
2、例えば３×１０1 5／ｃｍ2とする。この工程により、
結晶性珪素膜２０３ｃ上のマスク２０４によって被覆さ
れていない領域にアルゴン２０８を注入し、アルゴン２
０８が注入された領域は、非晶質化され、非晶質珪素領
域２０３ｆとなる。マスク２０４によって被覆されてい
る結晶性珪素膜２０３ｃには、アルゴン２０８はドーピ
ングされない。この状態をガラス基板２０１上方より見
ると、図２（Ａ）のように表される。後工程にてＴＦＴ
が形成される活性（素子）領域は、この段階では、結晶
性珪素膜２０３ｃ上にてマスク２０４に完全に被覆され
た状態である。
【０１３３】その後、結晶性珪素膜２０３ｃ上に酸化珪
素膜のマスク２０４が形成された状態のガラス基板２０
１を、不活性雰囲気、例えば窒素雰囲気にて第２の加熱
処理を行う。第２の実施形態では、第２の加熱処理の条
件が窒素雰囲気中にて加熱温度４５０℃〜５８０℃、加
熱時間０．５時間〜８時間、より好ましくは加熱温度４
５０〜５２０℃、加熱時間０．５時間〜８時間であるこ
とが望ましい。また、第２の加熱処理における加熱温度
までの昇温速度および加熱温度からの降温速度として
は、少なくとも５℃／分以上で行うことが望ましい。実
際に、第２の実施形態では、加熱温度５００℃、加熱時
間４時間の第２の加熱処理を行った。この場合、加熱温
度までの昇温および加熱温度からの降温は、ガラス基板
２０１を温度２００℃程度で余熱した状態から加熱温度
５００℃まで３０分（昇温速度１０℃／分で）で昇温
し、加熱処理後、加熱温度５００℃から温度２００℃ま
で同じく３０分（降温速度１０℃／分で）で降温した。
素膜のマスク２０４が形成された状態のガラス基板２０
１を、不活性雰囲気、例えば窒素雰囲気にて第２の加熱
処理を行う。第２の実施形態では、第２の加熱処理の条
件が窒素雰囲気中にて加熱温度４５０℃〜５８０℃、加
熱時間０．５時間〜８時間、より好ましくは加熱温度４
５０〜５２０℃、加熱時間０．５時間〜８時間であるこ
とが望ましい。また、第２の加熱処理における加熱温度
までの昇温速度および加熱温度からの降温速度として
は、少なくとも５℃／分以上で行うことが望ましい。実
際に、第２の実施形態では、加熱温度５００℃、加熱時
間４時間の第２の加熱処理を行った。この場合、加熱温
度までの昇温および加熱温度からの降温は、ガラス基板
２０１を温度２００℃程度で余熱した状態から加熱温度
５００℃まで３０分（昇温速度１０℃／分で）で昇温
し、加熱処理後、加熱温度５００℃から温度２００℃ま
で同じく３０分（降温速度１０℃／分で）で降温した。
【０１３４】第２の加熱処理により、非晶質珪素領域２
０３ｆにドーピングされたアルゴン２０８は、非晶質珪
素領域２０３ｆに存在する触媒元素のニッケル２０５を
まずトラップする。
０３ｆにドーピングされたアルゴン２０８は、非晶質珪
素領域２０３ｆに存在する触媒元素のニッケル２０５を
まずトラップする。
【０１３５】次に、図３（Ｄ）および図２（Ｂ）に示す
ように、さらに、マスク２０４にて被覆されている結晶
性珪素膜２０３ｃ内に存在している触媒元素のニッケル
２０５が、結晶性珪素膜２０３ｃから結晶性珪素膜２０
３ｃの周囲に隣接する非晶質珪素領域２０３ｆに向かう
矢印の方向であるゲッタリング方向２１１に向かって移
動する。この結果、マスク２０４に被覆されている結晶
性珪素膜２０３ｃ内におけるニッケル２０５の濃度は大
幅に低減する。この第２の加熱処理後に、結晶性珪素膜
２０３ｃ内に残留しているニッケル２０５の濃度は、二
次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により測定すると、５
×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度にまで低減されてお
り、測定可能範囲における測定下限レベルであった。ま
た、マスク２０４に被覆されている結晶性珪素膜２０３
ｃ内に残留しているニッケル２０５は、シリサイド状態
では無く、格子間ニッケルとして固溶した状態で存在し
ている。この第２の加熱処理条件では、第２の加熱処理
の全期間において、アルゴンがドーピングされ非晶質化
された非晶質珪素領域２０３ｆは、結晶核が全く発生せ
ず、全く結晶化されていない非晶質状態が維持されてい
る。
ように、さらに、マスク２０４にて被覆されている結晶
性珪素膜２０３ｃ内に存在している触媒元素のニッケル
２０５が、結晶性珪素膜２０３ｃから結晶性珪素膜２０
３ｃの周囲に隣接する非晶質珪素領域２０３ｆに向かう
矢印の方向であるゲッタリング方向２１１に向かって移
動する。この結果、マスク２０４に被覆されている結晶
性珪素膜２０３ｃ内におけるニッケル２０５の濃度は大
幅に低減する。この第２の加熱処理後に、結晶性珪素膜
２０３ｃ内に残留しているニッケル２０５の濃度は、二
次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により測定すると、５
×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度にまで低減されてお
り、測定可能範囲における測定下限レベルであった。ま
た、マスク２０４に被覆されている結晶性珪素膜２０３
ｃ内に残留しているニッケル２０５は、シリサイド状態
では無く、格子間ニッケルとして固溶した状態で存在し
ている。この第２の加熱処理条件では、第２の加熱処理
の全期間において、アルゴンがドーピングされ非晶質化
された非晶質珪素領域２０３ｆは、結晶核が全く発生せ
ず、全く結晶化されていない非晶質状態が維持されてい
る。
【０１３６】また、第２の実施形態では、ガラス基板２
０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍの基板サイズ、厚
さ０．７ｍｍのコーニング社製コード１７３７のノンア
ニール品のガラス基板２０１を用いているが、第２の加
熱処理によるガラス基板２０１の反り、たわみ、割れ等
は発生しなかった。
０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍの基板サイズ、厚
さ０．７ｍｍのコーニング社製コード１７３７のノンア
ニール品のガラス基板２０１を用いているが、第２の加
熱処理によるガラス基板２０１の反り、たわみ、割れ等
は発生しなかった。
【０１３７】尚、第２の実施形態でも第１実施形態と同
様に、第２の加熱処理を、図６に示すファーネス炉を使
用して行った。また、本発明の第２の実施形態におい
て、第２の加熱処理後のガラス基板２０１の収縮（シュ
リンケージ：ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）は、２０ｐｐｍ以下
であり、ガラス基板２０１の反りとともに全く問題な
く、後工程におけるフォトリソグラフィでのマスクアラ
イメントも全く問題なく行うことができる。
様に、第２の加熱処理を、図６に示すファーネス炉を使
用して行った。また、本発明の第２の実施形態におい
て、第２の加熱処理後のガラス基板２０１の収縮（シュ
リンケージ：ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）は、２０ｐｐｍ以下
であり、ガラス基板２０１の反りとともに全く問題な
く、後工程におけるフォトリソグラフィでのマスクアラ
イメントも全く問題なく行うことができる。
【０１３８】次に、図３（Ｅ）に示すように、酸化珪素
膜から成るマスク２０４をエッチングによって除去す
る。エッチングは、ウェットエッチングにより行い、エ
ッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）には、マスク２０４の下
層の結晶性珪素膜２０３ｃに対して十分に選択性のある
１：１０バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用した。そ
の後、マスク２０４にて被覆されていた結晶性珪素膜２
０３ｃを素子領域とて使用するために、ゲッタリング処
理によって触媒元素のニッケル２０５が取り込まれた非
晶質珪素領域２０３ｆおよびその他の不要な部分の結晶
性珪素膜を除去して素子間分離を行う。これにより、図
２（Ｃ）に示すような配置にて、少なくとも結晶性珪素
膜２０３ｃの領域を用いて、ＴＦＴの活性領域（ソース
領域、ドレイン領域、チャネル領域）となる島状の結晶
性珪素膜２１２が形成される。
膜から成るマスク２０４をエッチングによって除去す
る。エッチングは、ウェットエッチングにより行い、エ
ッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）には、マスク２０４の下
層の結晶性珪素膜２０３ｃに対して十分に選択性のある
１：１０バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用した。そ
の後、マスク２０４にて被覆されていた結晶性珪素膜２
０３ｃを素子領域とて使用するために、ゲッタリング処
理によって触媒元素のニッケル２０５が取り込まれた非
晶質珪素領域２０３ｆおよびその他の不要な部分の結晶
性珪素膜を除去して素子間分離を行う。これにより、図
２（Ｃ）に示すような配置にて、少なくとも結晶性珪素
膜２０３ｃの領域を用いて、ＴＦＴの活性領域（ソース
領域、ドレイン領域、チャネル領域）となる島状の結晶
性珪素膜２１２が形成される。
【０１３９】次に、図３（Ｆ）に示すように、ＴＦＴの
活性領域となる結晶性珪素膜２１２を被覆する厚さ２０
〜１５０ｎｍ、例えば１００ｎｍの酸化珪素膜をゲート
絶縁膜２１３として形成する。酸化珪素膜から成るゲー
ト絶縁膜２１３の形成には、ＲＦプラズマＣＶＤ法によ
って、ここではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ ＥｔｈｏｘｙＯ
ｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、酸素ととも
に基板温度１５０〜６００℃、好ましくは３００〜４５
０℃にて分解して堆積させた。酸化珪素膜から成るゲー
ト絶縁膜２１３形成後、ゲート絶縁膜２１３自身のバル
ク特性、結晶性珪素膜２１２およびゲート絶縁膜２１３
の界面特性を向上させるために、不活性ガス雰囲気にお
いて、アニール温度５００〜６００℃、アニール時間１
〜４時間のアニール処理を行った。
活性領域となる結晶性珪素膜２１２を被覆する厚さ２０
〜１５０ｎｍ、例えば１００ｎｍの酸化珪素膜をゲート
絶縁膜２１３として形成する。酸化珪素膜から成るゲー
ト絶縁膜２１３の形成には、ＲＦプラズマＣＶＤ法によ
って、ここではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ ＥｔｈｏｘｙＯ
ｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、酸素ととも
に基板温度１５０〜６００℃、好ましくは３００〜４５
０℃にて分解して堆積させた。酸化珪素膜から成るゲー
ト絶縁膜２１３形成後、ゲート絶縁膜２１３自身のバル
ク特性、結晶性珪素膜２１２およびゲート絶縁膜２１３
の界面特性を向上させるために、不活性ガス雰囲気にお
いて、アニール温度５００〜６００℃、アニール時間１
〜４時間のアニール処理を行った。
【０１４０】その後、ゲート絶縁膜２１３上に、スパッ
タリング法によって、厚さ４００〜８００ｎｍ、例えば
６００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を形成する。その
後、このアルミニウム膜をパターニングして、結晶性珪
素膜２１２の中央部分にゲート電極２１４を形成する。
さらに、このアルミニウムのゲート電極２１４の表面を
陽極酸化して、ゲート電極２１４の表面に酸化物層２１
５を形成する。また、図２（Ｄ）に示すように、ゲート
電極２１４は、平面的にはゲートバスラインを同時に構
成している。陽極酸化は、酒石酸が１〜５％含まれたエ
チレングリコール溶液中で行い、最初一定電流にて電圧
を２２０Ｖまで上げ、電圧が２２０Ｖの状態を１時間保
持して終了する。陽極酸化によって得られた酸化物層２
１５は、厚さ３００ｎｍである。尚、この酸化物層２１
５の厚さは、後工程でのイオンドーピングにおいて、オ
フセットゲート領域を形成するための厚さとなるので、
オフセットゲート領域の長さを上記陽極酸化にて設定す
ることができる。
タリング法によって、厚さ４００〜８００ｎｍ、例えば
６００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を形成する。その
後、このアルミニウム膜をパターニングして、結晶性珪
素膜２１２の中央部分にゲート電極２１４を形成する。
さらに、このアルミニウムのゲート電極２１４の表面を
陽極酸化して、ゲート電極２１４の表面に酸化物層２１
５を形成する。また、図２（Ｄ）に示すように、ゲート
電極２１４は、平面的にはゲートバスラインを同時に構
成している。陽極酸化は、酒石酸が１〜５％含まれたエ
チレングリコール溶液中で行い、最初一定電流にて電圧
を２２０Ｖまで上げ、電圧が２２０Ｖの状態を１時間保
持して終了する。陽極酸化によって得られた酸化物層２
１５は、厚さ３００ｎｍである。尚、この酸化物層２１
５の厚さは、後工程でのイオンドーピングにおいて、オ
フセットゲート領域を形成するための厚さとなるので、
オフセットゲート領域の長さを上記陽極酸化にて設定す
ることができる。
【０１４１】次に、イオンドーピング法によって、ゲー
ト電極２１４とその周囲の酸化物層２１５をマスクとし
て活性領域（ソース領域、ドレイン領域）に不純物
（Ｐ：リン）を注入（ドーピング）する。不純物（Ｐ：
リン）のドーピング条件は、ドーピングガスとして、ホ
スフィン（ＰＨ3）を使用し、加速電圧６０〜９０ｋ
Ｖ、例えば８０ｋＶ、ドーズ量１×１０15〜８×１０15
／ｃｍ2、例えば２×１０15／ｃｍ2とする。この工程に
より、不純物（Ｐ：リン）が注入された結晶性珪素膜２
１２は、ＴＦＴのソースまたはドレイン領域２２１とな
り、ゲート電極２１４およびその周囲の酸化層２１５に
マスクされ不純物（Ｐ：リン）が注入されない結晶性珪
素膜２１２は、ＴＦＴのチャネル領域２１７となる。そ
の後、ガラス基板２０１上にレーザー光２２２を照射し
て、レーザーアニール処理を行い、イオン注入された不
純物（Ｐ：リン）の活性化を図ると同時に、不純物
（Ｐ：リン）の注入により結晶状態が劣化したＴＦＴの
ソースまたはドレイン領域２２１の結晶状態を改善す
る。この場合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー（波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使用し
た。レーザー光の照射条件は、レーザー光のエネルギー
密度１５０〜４００ｍＪ／ｃｍ2、好ましくは２００〜
２５０ｍＪ／ｃｍ2である。この結果、Ｎ型不純物
（Ｐ：リン）が注入された結晶性珪素膜２１２に形成さ
れたＴＦＴのソースまたはドレイン領域２２１のシート
抵抗値は、２００〜５００Ω／□である。
ト電極２１４とその周囲の酸化物層２１５をマスクとし
て活性領域（ソース領域、ドレイン領域）に不純物
（Ｐ：リン）を注入（ドーピング）する。不純物（Ｐ：
リン）のドーピング条件は、ドーピングガスとして、ホ
スフィン（ＰＨ3）を使用し、加速電圧６０〜９０ｋ
Ｖ、例えば８０ｋＶ、ドーズ量１×１０15〜８×１０15
／ｃｍ2、例えば２×１０15／ｃｍ2とする。この工程に
より、不純物（Ｐ：リン）が注入された結晶性珪素膜２
１２は、ＴＦＴのソースまたはドレイン領域２２１とな
り、ゲート電極２１４およびその周囲の酸化層２１５に
マスクされ不純物（Ｐ：リン）が注入されない結晶性珪
素膜２１２は、ＴＦＴのチャネル領域２１７となる。そ
の後、ガラス基板２０１上にレーザー光２２２を照射し
て、レーザーアニール処理を行い、イオン注入された不
純物（Ｐ：リン）の活性化を図ると同時に、不純物
（Ｐ：リン）の注入により結晶状態が劣化したＴＦＴの
ソースまたはドレイン領域２２１の結晶状態を改善す
る。この場合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ー（波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使用し
た。レーザー光の照射条件は、レーザー光のエネルギー
密度１５０〜４００ｍＪ／ｃｍ2、好ましくは２００〜
２５０ｍＪ／ｃｍ2である。この結果、Ｎ型不純物
（Ｐ：リン）が注入された結晶性珪素膜２１２に形成さ
れたＴＦＴのソースまたはドレイン領域２２１のシート
抵抗値は、２００〜５００Ω／□である。
【０１４２】次に、図３（Ｇ）に示すように、ガラス基
板２０１上の全体を覆うために、厚さ６００ｎｍ程度の
層間絶縁膜２２３である酸化珪素膜または窒化珪素膜を
形成する。層間絶縁膜２２３として酸化珪素膜を用いる
場合には、酸化珪素膜の原料にＴＥＯＳを使用する。酸
化珪素膜は、プラズマＣＶＤ法によってＴＥＯＳを酸素
とともに分解して堆積させて、または、減圧ＣＶＤ法ま
たは常圧ＣＶＤ法によってＴＥＯＳをオゾンとともに分
解して堆積させて形成する。これにより、段差被覆性に
優れた良好な層間絶縁膜２２３が得られる。また、プラ
ズマＣＶＤ法によってＳｉＨ4とＮＨ3とを原料ガスとし
て成膜された窒化珪素膜を層間絶縁膜１２３に用いれ
ば、活性領域であるソースまたはドレイン領域２２１お
よびチャネル領域２１７と、ゲート絶縁膜２１３との界
面に水素原子を供給し、ＴＦＴ特性を劣化させる不対結
合手を低減する効果がある。
板２０１上の全体を覆うために、厚さ６００ｎｍ程度の
層間絶縁膜２２３である酸化珪素膜または窒化珪素膜を
形成する。層間絶縁膜２２３として酸化珪素膜を用いる
場合には、酸化珪素膜の原料にＴＥＯＳを使用する。酸
化珪素膜は、プラズマＣＶＤ法によってＴＥＯＳを酸素
とともに分解して堆積させて、または、減圧ＣＶＤ法ま
たは常圧ＣＶＤ法によってＴＥＯＳをオゾンとともに分
解して堆積させて形成する。これにより、段差被覆性に
優れた良好な層間絶縁膜２２３が得られる。また、プラ
ズマＣＶＤ法によってＳｉＨ4とＮＨ3とを原料ガスとし
て成膜された窒化珪素膜を層間絶縁膜１２３に用いれ
ば、活性領域であるソースまたはドレイン領域２２１お
よびチャネル領域２１７と、ゲート絶縁膜２１３との界
面に水素原子を供給し、ＴＦＴ特性を劣化させる不対結
合手を低減する効果がある。
【０１４３】その後、ソースまたはドレイン領域２２１
上のソース領域側の層間絶縁膜２２３にコンタクトホー
ルを形成して、金属材料、例えば、窒化チタンおよびア
ルミニウムの二層膜によってＴＦＴのソース電極配線２
２４を形成する。図２（Ｅ）に示すように、ソース電極
配線２２４は、ゲート電極２１４から成るゲートバスラ
インと直交するように配置される。窒化チタン膜は、ア
ルミニウムが半導体層に拡散するのを防止する目的のバ
リア膜として設けられる。また、第２の実施形態におい
て、ＴＦＴは画素駆動用であり、画素電極をスイッチン
グする素子であるため、ソースまたはドレイン領域２２
１上のドレイン領域側の層間絶縁膜２２３にコンタクト
ホールを形成して、ＩＴＯ等の透明性導電膜からなる画
素電極２２５を設ける。これにより、画素駆動用のＴＦ
Ｔ２２６が形成され、図２（Ｅ）において、ソース電極
配線２２４のソースバスラインを介してビデオ信号が供
給され、ゲート電極２１４から成るゲートバスラインに
供給されるゲート信号に基づいて画素電極２２５に必要
な電荷が書き込まれる。その後、１気圧の水素雰囲気に
おいて、温度３５０℃、１時間のアニール処理を行い、
図３（Ｇ）および図２（Ｅ）に示すＴＦＴ２２６が完成
される。尚、必要に応じて、ＴＦＴ２２６を保護するた
めに、ＴＦＴ２２６上に窒化珪素膜等から成る保護膜を
設けても良い。
上のソース領域側の層間絶縁膜２２３にコンタクトホー
ルを形成して、金属材料、例えば、窒化チタンおよびア
ルミニウムの二層膜によってＴＦＴのソース電極配線２
２４を形成する。図２（Ｅ）に示すように、ソース電極
配線２２４は、ゲート電極２１４から成るゲートバスラ
インと直交するように配置される。窒化チタン膜は、ア
ルミニウムが半導体層に拡散するのを防止する目的のバ
リア膜として設けられる。また、第２の実施形態におい
て、ＴＦＴは画素駆動用であり、画素電極をスイッチン
グする素子であるため、ソースまたはドレイン領域２２
１上のドレイン領域側の層間絶縁膜２２３にコンタクト
ホールを形成して、ＩＴＯ等の透明性導電膜からなる画
素電極２２５を設ける。これにより、画素駆動用のＴＦ
Ｔ２２６が形成され、図２（Ｅ）において、ソース電極
配線２２４のソースバスラインを介してビデオ信号が供
給され、ゲート電極２１４から成るゲートバスラインに
供給されるゲート信号に基づいて画素電極２２５に必要
な電荷が書き込まれる。その後、１気圧の水素雰囲気に
おいて、温度３５０℃、１時間のアニール処理を行い、
図３（Ｇ）および図２（Ｅ）に示すＴＦＴ２２６が完成
される。尚、必要に応じて、ＴＦＴ２２６を保護するた
めに、ＴＦＴ２２６上に窒化珪素膜等から成る保護膜を
設けても良い。
【０１４４】以上、図３（Ａ）〜（Ｇ）の工程にしたが
って作製されたＴＦＴ２２６は、電界効果移動度が２５
０ｃｍ2／Ｖｓ程度、閾値電圧が１．５Ｖ程度と非常に
高性能であり、従来のＴＦＴで発生しやすいＴＦＴのＯ
ＦＦ動作時のリーク電流の異常な増加が全く無く、ＴＦ
Ｔ１２６のＯＦＦ動作時のリーク電流が単位Ｗ当たりｌ
ｐＡ以下と非常に低い値を安定して示した。また、ＴＦ
Ｔ２２６は、第１の実施形態におけるＴＦＴ１２６と同
様に、繰り返し測定、バイアス負荷および温度ストレス
による耐久性試験においても、ほとんど諸特性の劣化が
見られず、従来のＴＦＴと比較して非常に信頼性が向上
した。
って作製されたＴＦＴ２２６は、電界効果移動度が２５
０ｃｍ2／Ｖｓ程度、閾値電圧が１．５Ｖ程度と非常に
高性能であり、従来のＴＦＴで発生しやすいＴＦＴのＯ
ＦＦ動作時のリーク電流の異常な増加が全く無く、ＴＦ
Ｔ１２６のＯＦＦ動作時のリーク電流が単位Ｗ当たりｌ
ｐＡ以下と非常に低い値を安定して示した。また、ＴＦ
Ｔ２２６は、第１の実施形態におけるＴＦＴ１２６と同
様に、繰り返し測定、バイアス負荷および温度ストレス
による耐久性試験においても、ほとんど諸特性の劣化が
見られず、従来のＴＦＴと比較して非常に信頼性が向上
した。
【０１４５】尚、本発明の図３（Ａ）〜（Ｇ）の工程に
したがって作製されたＴＦＴ２２６により構成される液
晶表示用アクティブマトリクス基板を実際に点灯させ評
価すると、従来の製造方法により作製した液晶表示用ア
クティブマトリクス基板と比較して画像の表示むらが明
らかに少なく、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流によ
る画素欠陥も極めて少なく、高コントラスト比の表示品
位の向上した液晶パネルが得られた。
したがって作製されたＴＦＴ２２６により構成される液
晶表示用アクティブマトリクス基板を実際に点灯させ評
価すると、従来の製造方法により作製した液晶表示用ア
クティブマトリクス基板と比較して画像の表示むらが明
らかに少なく、ＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流によ
る画素欠陥も極めて少なく、高コントラスト比の表示品
位の向上した液晶パネルが得られた。
【０１４６】本発明の第３の実施形態である半導体装置
の製造方法を図５（Ａ）〜（Ｈ）に基づいて説明する。
本発明の第３の実施形態は、アクティブマトリクス型の
液晶表示装置の周辺駆動回路、および、一般の薄膜集積
回路を形成するＮ型ＴＦＴとＰ型ＴＦＴとを相補型に構
成したＣＭＯＳ構造の回路をガラス基板上に作製する工
程について説明を行う。
の製造方法を図５（Ａ）〜（Ｈ）に基づいて説明する。
本発明の第３の実施形態は、アクティブマトリクス型の
液晶表示装置の周辺駆動回路、および、一般の薄膜集積
回路を形成するＮ型ＴＦＴとＰ型ＴＦＴとを相補型に構
成したＣＭＯＳ構造の回路をガラス基板上に作製する工
程について説明を行う。
【０１４７】図４は、本発明の第３の実施形態である半
導体装置の製造方法におけるＣＭＯＳ構造を構成するＮ
型ＴＦＴおよびＰ型ＴＦＴの作製工程の概略を示す平面
図である。図５（Ａ）〜（Ｈ）は、図４のＢ−Ｂ’線に
おける断面図であり、（Ａ）から（Ｈ）の順番に基づい
て各工程が順次進行する。
導体装置の製造方法におけるＣＭＯＳ構造を構成するＮ
型ＴＦＴおよびＰ型ＴＦＴの作製工程の概略を示す平面
図である。図５（Ａ）〜（Ｈ）は、図４のＢ−Ｂ’線に
おける断面図であり、（Ａ）から（Ｈ）の順番に基づい
て各工程が順次進行する。
【０１４８】まず、図５（Ａ）に示すように、ガラス基
板３０１上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によって厚さ
３００〜５００ｎｍ程度の酸化珪素からなる下地膜３０
２を形成する。この酸化珪素の下地膜３０２は、ガラス
基板３０１の上方に形成されるＮ型およびＰ型ＦＥＴの
素子領域に、ガラス基板３０１から不純物の拡散を防止
するために設けられる。その後、酸化珪素の下地膜３０
２上に、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法によっ
て、厚さ２０〜８０ｎｍ、例えば４０ｎｍの真性（Ｉ
型）の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３を成膜する。
板３０１上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によって厚さ
３００〜５００ｎｍ程度の酸化珪素からなる下地膜３０
２を形成する。この酸化珪素の下地膜３０２は、ガラス
基板３０１の上方に形成されるＮ型およびＰ型ＦＥＴの
素子領域に、ガラス基板３０１から不純物の拡散を防止
するために設けられる。その後、酸化珪素の下地膜３０
２上に、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法によっ
て、厚さ２０〜８０ｎｍ、例えば４０ｎｍの真性（Ｉ
型）の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３を成膜する。
【０１４９】次に、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３
上に酸化珪素膜または窒化珪素膜の絶縁性薄膜を形成
し、絶縁性薄膜の中央の領域を除去するようにパターニ
ングしてマスク３０４を形成する。マスク３０４を分離
する絶縁性薄膜の除去された中央の領域は、スルーホー
ル３００となる。マスク３０４は、本発明の第３の実施
形態では酸化珪素膜を使用した。マスク３０４の形成
は、ＲＦプラズマＣＶＤ法によって、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔ
ｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を
原料とし、酸素とともに分解して堆積させた。マスク３
０４の厚さは、１００ｎｍ〜４００ｎｍであることが望
ましく、本実施形態では、マスク３０４である酸化珪素
膜の厚さを１５０ｎｍとした。マスク３０４を分離する
スルーホール３００により、スルーホール３００の下部
にてスリット状に非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３が
露出される。この時の状態をガラス基板３０１上方より
見ると、図４に示すのように、スルーホール３００にお
いて非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３が露出してお
り、スルーホール３００に隣接する領域は酸化珪素膜か
ら成るマスク３０４により被覆されている状態となって
いる。このときのライン状のスルーホール領域３００の
幅は２〜１５μｍであることが望ましく、本実施形態で
は１０μｍとした。
上に酸化珪素膜または窒化珪素膜の絶縁性薄膜を形成
し、絶縁性薄膜の中央の領域を除去するようにパターニ
ングしてマスク３０４を形成する。マスク３０４を分離
する絶縁性薄膜の除去された中央の領域は、スルーホー
ル３００となる。マスク３０４は、本発明の第３の実施
形態では酸化珪素膜を使用した。マスク３０４の形成
は、ＲＦプラズマＣＶＤ法によって、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔ
ｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を
原料とし、酸素とともに分解して堆積させた。マスク３
０４の厚さは、１００ｎｍ〜４００ｎｍであることが望
ましく、本実施形態では、マスク３０４である酸化珪素
膜の厚さを１５０ｎｍとした。マスク３０４を分離する
スルーホール３００により、スルーホール３００の下部
にてスリット状に非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３が
露出される。この時の状態をガラス基板３０１上方より
見ると、図４に示すのように、スルーホール３００にお
いて非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３が露出してお
り、スルーホール３００に隣接する領域は酸化珪素膜か
ら成るマスク３０４により被覆されている状態となって
いる。このときのライン状のスルーホール領域３００の
幅は２〜１５μｍであることが望ましく、本実施形態で
は１０μｍとした。
【０１５０】非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３上にマ
スク３０４を設けた後、マスク３０４およびスルーホー
ル３００上にニッケル３０５の微量を添加する。このニ
ッケル３０５の微量添加は、ＤＣスパッタリングによっ
て、純度９９．９％以上のニッケルターゲットを使用し
て行った。ニッケルのＤＣスパッタリング条件は、ＤＣ
パワーが５０Ｗ程度の極めて低いパワーにて、ガラス基
板３０１の搬送速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎにまで高め
てスパッタリング処理を行った。スパッタリングガスと
してはアルゴンを使用して、純ニッケルターゲットに対
してスパッタリング時のガス圧力を１０Ｐａ以上に上げ
ることによって、ニッケル３０５が極めて低濃度添加さ
れるスパッタリングが可能となる。このようにして、マ
スク３０４およびスルーホール３００上にスパッタリン
グされたニッケル３０５は、図５（Ａ）では、薄膜のよ
うに表示してはいるが、実際には、ニッケル３０５の厚
さは、単原子層程度かそれ以下の状態で、とても膜と呼
べる状態ではない。この時の具体的なスパッタリング条
件は、ＤＣパワー６０Ｗ、アルゴンガス圧１８Ｐａであ
り、マスク３０４およびスルーホール３００に添加され
たニッケル３０５の濃度は、全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＲ
ＸＲＦ）法により測定すると、６×１０13ａｔｏｍｓ／
ｃｍ2程度であった。
スク３０４を設けた後、マスク３０４およびスルーホー
ル３００上にニッケル３０５の微量を添加する。このニ
ッケル３０５の微量添加は、ＤＣスパッタリングによっ
て、純度９９．９％以上のニッケルターゲットを使用し
て行った。ニッケルのＤＣスパッタリング条件は、ＤＣ
パワーが５０Ｗ程度の極めて低いパワーにて、ガラス基
板３０１の搬送速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎにまで高め
てスパッタリング処理を行った。スパッタリングガスと
してはアルゴンを使用して、純ニッケルターゲットに対
してスパッタリング時のガス圧力を１０Ｐａ以上に上げ
ることによって、ニッケル３０５が極めて低濃度添加さ
れるスパッタリングが可能となる。このようにして、マ
スク３０４およびスルーホール３００上にスパッタリン
グされたニッケル３０５は、図５（Ａ）では、薄膜のよ
うに表示してはいるが、実際には、ニッケル３０５の厚
さは、単原子層程度かそれ以下の状態で、とても膜と呼
べる状態ではない。この時の具体的なスパッタリング条
件は、ＤＣパワー６０Ｗ、アルゴンガス圧１８Ｐａであ
り、マスク３０４およびスルーホール３００に添加され
たニッケル３０５の濃度は、全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＲ
ＸＲＦ）法により測定すると、６×１０13ａｔｏｍｓ／
ｃｍ2程度であった。
【０１５１】次に、図５（Ｂ）に示すように、不活性雰
囲気、例えば窒素雰囲気において第１の加熱処理を行
う。この第１の加熱処理は、加熱温度５３０〜６００
℃、例えば５６０℃、加熱時間１０時間のアニール処理
を行い非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３を結晶化す
る。この第１の加熱処理において、スルーホール３００
では、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３の表面に存在
する微量のニッケル３０５を核として非晶質珪素膜（ａ
−Ｓｉ膜）３０３の結晶化が起こり、初めに結晶性珪素
膜３０３ａが形成される。そして、引き続いて結晶性珪
素膜３０３ａに隣接する領域では、図４、図５（Ｂ）に
おいて、結晶性珪素膜３０３ａから隣接する両側のマス
ク３０４の下方の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３へ
の矢印の方向である結晶化方向３０６に向かって、結晶
性珪素膜３０３ａから相対する横方向（ガラス基板３０
１と平行な方向）に結晶成長が進行し、マスク３０４の
下方の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３において、結
晶性珪素膜３０３ａから横方向に結晶成長した結晶性珪
素膜３０３ｂが形成される。
囲気、例えば窒素雰囲気において第１の加熱処理を行
う。この第１の加熱処理は、加熱温度５３０〜６００
℃、例えば５６０℃、加熱時間１０時間のアニール処理
を行い非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３を結晶化す
る。この第１の加熱処理において、スルーホール３００
では、非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３の表面に存在
する微量のニッケル３０５を核として非晶質珪素膜（ａ
−Ｓｉ膜）３０３の結晶化が起こり、初めに結晶性珪素
膜３０３ａが形成される。そして、引き続いて結晶性珪
素膜３０３ａに隣接する領域では、図４、図５（Ｂ）に
おいて、結晶性珪素膜３０３ａから隣接する両側のマス
ク３０４の下方の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３へ
の矢印の方向である結晶化方向３０６に向かって、結晶
性珪素膜３０３ａから相対する横方向（ガラス基板３０
１と平行な方向）に結晶成長が進行し、マスク３０４の
下方の非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３において、結
晶性珪素膜３０３ａから横方向に結晶成長した結晶性珪
素膜３０３ｂが形成される。
【０１５２】ガラス基板３０１上には、少なくとも複数
のライン状のスルーホール３００およびマスク３０４
が、それぞれ隣接して形成されており、各スルーホール
３００の下方に形成される結晶性珪素膜３０３ａから相
対する横方向の結晶成長が進行し、それぞれの横方向に
結晶成長した結晶性珪素膜３０３ｂがぶつかり合って結
晶成長が終了する。この結晶性珪素膜３０３ｂの横方向
の結晶成長がぶつかり合う境界が境界部３０３ｅがであ
る。
のライン状のスルーホール３００およびマスク３０４
が、それぞれ隣接して形成されており、各スルーホール
３００の下方に形成される結晶性珪素膜３０３ａから相
対する横方向の結晶成長が進行し、それぞれの横方向に
結晶成長した結晶性珪素膜３０３ｂがぶつかり合って結
晶成長が終了する。この結晶性珪素膜３０３ｂの横方向
の結晶成長がぶつかり合う境界が境界部３０３ｅがであ
る。
【０１５３】この場合、マスク３０４上に添加されたニ
ッケル３０５は、酸化珪素膜から成るマスク３０４によ
り移動を阻まれ、マスク３０４の下方の非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）３０３へは到達せず、スルーホール３０
０に添加されたニッケル３０５のみによって、非晶質珪
素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３の結晶化が行われる。この結
果、各スルーホール３００の下方に形成される結晶性珪
素膜３０３ａから相対する横方向結晶成長した結晶性珪
素膜３０３ｂ内のニッケル３０５の濃度は、５×１０17
〜１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度であり、直接ニッ
ケル３０５が添加されて結晶成長した結晶性珪素膜３０
３ａ内のニッケル３０５の濃度は１×１０ 19ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3程度であった。尚、上記の第１の加熱処理にお
ける非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３の結晶成長に際
し、矢印で示される結晶化方向３０６のガラス基板３０
１と平行な方向の結晶成長の距離は、例えばスルーホー
ル３００の周囲が全て非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０
３で横方向の結晶成長のぶつかり合いが生じない場合に
は、５０μｍ程度になる。
ッケル３０５は、酸化珪素膜から成るマスク３０４によ
り移動を阻まれ、マスク３０４の下方の非晶質珪素膜
（ａ−Ｓｉ膜）３０３へは到達せず、スルーホール３０
０に添加されたニッケル３０５のみによって、非晶質珪
素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３の結晶化が行われる。この結
果、各スルーホール３００の下方に形成される結晶性珪
素膜３０３ａから相対する横方向結晶成長した結晶性珪
素膜３０３ｂ内のニッケル３０５の濃度は、５×１０17
〜１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度であり、直接ニッ
ケル３０５が添加されて結晶成長した結晶性珪素膜３０
３ａ内のニッケル３０５の濃度は１×１０ 19ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3程度であった。尚、上記の第１の加熱処理にお
ける非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０３の結晶成長に際
し、矢印で示される結晶化方向３０６のガラス基板３０
１と平行な方向の結晶成長の距離は、例えばスルーホー
ル３００の周囲が全て非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ膜）３０
３で横方向の結晶成長のぶつかり合いが生じない場合に
は、５０μｍ程度になる。
【０１５４】次に、図５（Ｃ）に示すように、ニッケル
３０５の選択添加に使用したマスク３０４をそのまま使
用して、ガラス基板３０１上方より、リン（Ｐ）３０９
をガラス基板３０１上の全面にイオンドーピングする。
この場合のリン（Ｐ）３０９のドーピング条件として
は、ドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ3）を使用
し、加速電圧５〜１０ｋＶ、ドーズ量５×１０15〜１×
１０16／ｃｍ2とした。さらに、引き続きホウ素（Ｂ）
３１０を同様に、ガラス基板３０１上方より、ホウ素
（Ｂ）３１０をガラス基板３０１上の全面にイオンドー
ピングする。ホウ素３１０のドーピング条件としては、
ドーピングガスとしてジボラン（Ｂ2Ｈ6）を使用し、加
速電圧５〜１０ｋＶ、ドーズ量１×１０15〜５×１０15
／ｃｍ2とした。この工程により、スルーホール３００
内の露出している結晶性珪素膜３０３ａにリン３０９お
よびホウ素３１０が注入され、リン３０９およびホウ素
３１０が注入された結晶性珪素膜３０３ａは非晶質化
し、非晶質珪素領域３０３ｆが形成される。マスク３０
４によって被覆されている領域の結晶性珪素膜３０３ｂ
には、リン３０９およびホウ素３１０はドーピングされ
ない。
３０５の選択添加に使用したマスク３０４をそのまま使
用して、ガラス基板３０１上方より、リン（Ｐ）３０９
をガラス基板３０１上の全面にイオンドーピングする。
この場合のリン（Ｐ）３０９のドーピング条件として
は、ドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ3）を使用
し、加速電圧５〜１０ｋＶ、ドーズ量５×１０15〜１×
１０16／ｃｍ2とした。さらに、引き続きホウ素（Ｂ）
３１０を同様に、ガラス基板３０１上方より、ホウ素
（Ｂ）３１０をガラス基板３０１上の全面にイオンドー
ピングする。ホウ素３１０のドーピング条件としては、
ドーピングガスとしてジボラン（Ｂ2Ｈ6）を使用し、加
速電圧５〜１０ｋＶ、ドーズ量１×１０15〜５×１０15
／ｃｍ2とした。この工程により、スルーホール３００
内の露出している結晶性珪素膜３０３ａにリン３０９お
よびホウ素３１０が注入され、リン３０９およびホウ素
３１０が注入された結晶性珪素膜３０３ａは非晶質化
し、非晶質珪素領域３０３ｆが形成される。マスク３０
４によって被覆されている領域の結晶性珪素膜３０３ｂ
には、リン３０９およびホウ素３１０はドーピングされ
ない。
【０１５５】本実施形態では、リン３０９およびホウ素
３１０のドーピングを別々に行ったが、リン３０９およ
びホウ素３１０のドーピングに使用するドーピングガス
を混合し、リン３０９およびホウ素３１０のドーピング
を同時に行っても良い。また、本実施形態では、質量分
離を行わないイオンシャワードーピング法によって、リ
ン３０９およびホウ素３１０のドーピングを行ってい
る。これにより、リン３０９およびホウ素３１０に加え
て多量の水素も同時に、結晶性珪素膜３０３ａに注入さ
れている。この結果、リン３０９とホウ素３１０が注入
された結晶性珪素膜３０３ａは、結晶状態が完全に乱れ
て、非晶質化された非晶質珪素領域３０３ｆとなる。
３１０のドーピングを別々に行ったが、リン３０９およ
びホウ素３１０のドーピングに使用するドーピングガス
を混合し、リン３０９およびホウ素３１０のドーピング
を同時に行っても良い。また、本実施形態では、質量分
離を行わないイオンシャワードーピング法によって、リ
ン３０９およびホウ素３１０のドーピングを行ってい
る。これにより、リン３０９およびホウ素３１０に加え
て多量の水素も同時に、結晶性珪素膜３０３ａに注入さ
れている。この結果、リン３０９とホウ素３１０が注入
された結晶性珪素膜３０３ａは、結晶状態が完全に乱れ
て、非晶質化された非晶質珪素領域３０３ｆとなる。
【０１５６】次に、スルーホール３００の下方に非晶質
珪素領域３０３ｆが形成されたガラス基板３０１を、不
活性雰囲気、例えば窒素雰囲気にて第２の加熱処理を行
う。本実施形態では、第２の加熱処理の条件が窒素雰囲
気中にて加熱温度４５０℃〜５８０℃、加熱時間０．５
時間〜８時間、より好ましくは加熱温度４５０〜５２０
℃、加熱時間０．５時間〜８時間であることが望まし
い。また、第２の加熱処理における加熱温度までの昇温
速度および加熱温度からの降温速度としては、少なくと
も５℃／分以上で行うことが望ましい。実際に、第３の
実施形態では、加熱温度５２０℃、加熱時間４時間の第
２の加熱処理を行った。この場合、加熱温度までの昇温
および加熱温度からの降温は、ガラス基板３０１を温度
２００℃程度で余熱した状態から加熱温度５２０℃まで
３０分で（昇温速度約１０℃／分で）で昇温し、加熱処
理後、加熱温度５２０℃から温度２００℃まで同じく３
０分（降温速度１０℃／分で）で降温した。
珪素領域３０３ｆが形成されたガラス基板３０１を、不
活性雰囲気、例えば窒素雰囲気にて第２の加熱処理を行
う。本実施形態では、第２の加熱処理の条件が窒素雰囲
気中にて加熱温度４５０℃〜５８０℃、加熱時間０．５
時間〜８時間、より好ましくは加熱温度４５０〜５２０
℃、加熱時間０．５時間〜８時間であることが望まし
い。また、第２の加熱処理における加熱温度までの昇温
速度および加熱温度からの降温速度としては、少なくと
も５℃／分以上で行うことが望ましい。実際に、第３の
実施形態では、加熱温度５２０℃、加熱時間４時間の第
２の加熱処理を行った。この場合、加熱温度までの昇温
および加熱温度からの降温は、ガラス基板３０１を温度
２００℃程度で余熱した状態から加熱温度５２０℃まで
３０分で（昇温速度約１０℃／分で）で昇温し、加熱処
理後、加熱温度５２０℃から温度２００℃まで同じく３
０分（降温速度１０℃／分で）で降温した。
【０１５７】第２の加熱処理により、非晶質珪素領域３
０３ｆにドーピングされたリン３０９およびホウ素３１
０は、非晶質珪素領域３０３ｆに存在する触媒元素のニ
ッケル３０５をまずトラップする。その後、図４および
図５（Ｄ）に示すように、マスク３０４にて被覆されて
いる結晶性珪素膜３０３ｂ内に存在しているニッケル３
０５が、結晶性珪素膜３０３ｂから非晶質珪素領域３０
３ｆに向かう矢印の方向であるゲッタリング方向３１１
に向かって移動する。ゲッタリング方向３１１は、結晶
性珪素膜３０３ｂが結晶成長した方向とは全く逆方向に
なる。第３の実施形態では、第１の実施形態と比較する
と、リン３０９に加えてホウ素３１０がドーピングされ
ており、リン３０９およびホウ素３１０がドーピングさ
れた領域は、リン３０９のみがドーピングされた領域に
比較して、ゲッタリング効率が高くなり、より効果的な
ゲッタリングシンクとして作用する。この結果、横方向
に結晶成長した結晶性珪素膜３０３ｂ内のニッケル３０
５の濃度は大幅に低減する。
０３ｆにドーピングされたリン３０９およびホウ素３１
０は、非晶質珪素領域３０３ｆに存在する触媒元素のニ
ッケル３０５をまずトラップする。その後、図４および
図５（Ｄ）に示すように、マスク３０４にて被覆されて
いる結晶性珪素膜３０３ｂ内に存在しているニッケル３
０５が、結晶性珪素膜３０３ｂから非晶質珪素領域３０
３ｆに向かう矢印の方向であるゲッタリング方向３１１
に向かって移動する。ゲッタリング方向３１１は、結晶
性珪素膜３０３ｂが結晶成長した方向とは全く逆方向に
なる。第３の実施形態では、第１の実施形態と比較する
と、リン３０９に加えてホウ素３１０がドーピングされ
ており、リン３０９およびホウ素３１０がドーピングさ
れた領域は、リン３０９のみがドーピングされた領域に
比較して、ゲッタリング効率が高くなり、より効果的な
ゲッタリングシンクとして作用する。この結果、横方向
に結晶成長した結晶性珪素膜３０３ｂ内のニッケル３０
５の濃度は大幅に低減する。
【０１５８】この第２の加熱処理後に、横方向に結晶成
長した結晶性珪素膜３０３ｂ内の残留しているニッケル
３０５の濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）に
より測定すると、５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度に
まで低減されており、測定可能範囲における測定下限レ
ベルであった。また、結晶性珪素膜３０３ｂ内に残留し
ているニッケル３０５は、シリサイド状態では無く、格
子間ニッケルとして固溶した状態で存在している。この
第２の加熱処理条件では、第２の加熱処理の全期間にお
いて、リン３０９およびホウ素３１０がドーピングされ
非晶質化された非晶質珪素領域３０３ｆは、結晶核が全
く発生せず、全く結晶化されていない非晶質状態が維持
されている。
長した結晶性珪素膜３０３ｂ内の残留しているニッケル
３０５の濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）に
より測定すると、５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度に
まで低減されており、測定可能範囲における測定下限レ
ベルであった。また、結晶性珪素膜３０３ｂ内に残留し
ているニッケル３０５は、シリサイド状態では無く、格
子間ニッケルとして固溶した状態で存在している。この
第２の加熱処理条件では、第２の加熱処理の全期間にお
いて、リン３０９およびホウ素３１０がドーピングされ
非晶質化された非晶質珪素領域３０３ｆは、結晶核が全
く発生せず、全く結晶化されていない非晶質状態が維持
されている。
【０１５９】尚、第３の実施形態でも第１および第２の
実施形態と同様に、第２の加熱処理を、図６に示すファ
ーネス炉を使用して行った。
実施形態と同様に、第２の加熱処理を、図６に示すファ
ーネス炉を使用して行った。
【０１６０】次に、図５（Ｅ）に示すように、酸化珪素
膜から成るマスク３０４をエッチングによって除去す
る。エッチングは、ウェットエッチングにより行い、エ
ッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）には、マスク３０４の下
層の結晶性珪素膜３０３ｂに対して十分に選択性のある
１：１０バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用した。そ
の後、ガラス基板３０１上にレーザー光３０７を照射し
て、レーザーアニール処理を行い、横方向に結晶成長し
た結晶性珪素膜３０３ｂを再結晶化させて、結晶状態の
より高品質な結晶性珪素膜３０３ｄが得られる。この場
合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレーザー（波長３
０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使用した。レーザ
ー光の照射条件は、レーザー光のエネルギー密度２００
〜４５０ｍＪ／ｃｍ２、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ２で照
射し、照射時にガラス基板３０１を温度２００〜４５０
℃、例えば温度４００℃に加熱した。レーザー光のビー
ムサイズは、ガラス基板３０１表面にて１５０ｍｍ×１
ｍｍの長尺形状となるように成型されており、長尺方向
に対して垂直方向に０．０５ｍｍのステップ幅により順
次走査を行った。これにより、結晶性珪素膜３０３ｂ上
の任意の一点において、計２０回のレーザー照射が行わ
れることになる。このようなレーザー光を繰り返し照射
することにより、固相結晶化により得られた結晶性珪素
膜３０３ｂは、珪素膜中に残存している結晶欠陥および
微小な非晶質領域等が優先的に溶融し、結晶化領域の良
好な結晶成分のみを反映して膜全体が再結晶化され、よ
り高品質な結晶性珪素膜３０３ｄとなる。
膜から成るマスク３０４をエッチングによって除去す
る。エッチングは、ウェットエッチングにより行い、エ
ッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）には、マスク３０４の下
層の結晶性珪素膜３０３ｂに対して十分に選択性のある
１：１０バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用した。そ
の後、ガラス基板３０１上にレーザー光３０７を照射し
て、レーザーアニール処理を行い、横方向に結晶成長し
た結晶性珪素膜３０３ｂを再結晶化させて、結晶状態の
より高品質な結晶性珪素膜３０３ｄが得られる。この場
合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレーザー（波長３
０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使用した。レーザ
ー光の照射条件は、レーザー光のエネルギー密度２００
〜４５０ｍＪ／ｃｍ２、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ２で照
射し、照射時にガラス基板３０１を温度２００〜４５０
℃、例えば温度４００℃に加熱した。レーザー光のビー
ムサイズは、ガラス基板３０１表面にて１５０ｍｍ×１
ｍｍの長尺形状となるように成型されており、長尺方向
に対して垂直方向に０．０５ｍｍのステップ幅により順
次走査を行った。これにより、結晶性珪素膜３０３ｂ上
の任意の一点において、計２０回のレーザー照射が行わ
れることになる。このようなレーザー光を繰り返し照射
することにより、固相結晶化により得られた結晶性珪素
膜３０３ｂは、珪素膜中に残存している結晶欠陥および
微小な非晶質領域等が優先的に溶融し、結晶化領域の良
好な結晶成分のみを反映して膜全体が再結晶化され、よ
り高品質な結晶性珪素膜３０３ｄとなる。
【０１６１】次に、図５（Ｆ）に示すように、横方向に
結晶成長させた結晶性珪素膜３０３ｄの領域を用いて、
後工程にてＮ型ＴＦＴの活性領域（素子領域）およびＰ
型ＴＦＴの活性領域（素子領域）となる結晶性珪素膜３
１２ｎおよび３１２ｐを残し、それ以外の不要な結晶性
珪素膜３０３ｄの領域をエッチングによって除去して素
子間分離を行う。この場合のニッケル３０５およびリン
３０９が添加されたスルーホール３００と、結晶性珪素
膜３１２ｎおよび３１２ｐとの平面的な位置関係は、図
４に示す状態となる。
結晶成長させた結晶性珪素膜３０３ｄの領域を用いて、
後工程にてＮ型ＴＦＴの活性領域（素子領域）およびＰ
型ＴＦＴの活性領域（素子領域）となる結晶性珪素膜３
１２ｎおよび３１２ｐを残し、それ以外の不要な結晶性
珪素膜３０３ｄの領域をエッチングによって除去して素
子間分離を行う。この場合のニッケル３０５およびリン
３０９が添加されたスルーホール３００と、結晶性珪素
膜３１２ｎおよび３１２ｐとの平面的な位置関係は、図
４に示す状態となる。
【０１６２】次に、図５（Ｇ）示すように、結晶性珪素
膜３１２ｎおよび３１２ｐを被覆する厚さ２０〜１５０
ｎｍ、ここでは１００ｎｍの酸化珪素膜をゲート絶縁膜
３１３として形成する。酸化珪素膜から成るゲート絶縁
膜３１３の形成には、ＲＦプラズマＣＶＤ法によって、
ここではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｏｒｔｈ
ｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、酸素とともに基板
温度１５０〜６００℃、好ましくは３００〜４５０℃に
て分解して堆積させた。酸化珪素膜から成るゲート絶縁
膜３１３形成後、ゲート絶縁膜３１３自身のバルク特
性、結晶性珪素膜３１２ｎおよび３１２ｐと、ゲート絶
縁膜３１３との界面特性を向上させるために、不活性ガ
ス雰囲気において、アニール温度５００〜６００℃、ア
ニール時間１〜４時間のアニール処理を行った。
膜３１２ｎおよび３１２ｐを被覆する厚さ２０〜１５０
ｎｍ、ここでは１００ｎｍの酸化珪素膜をゲート絶縁膜
３１３として形成する。酸化珪素膜から成るゲート絶縁
膜３１３の形成には、ＲＦプラズマＣＶＤ法によって、
ここではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｏｒｔｈ
ｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料とし、酸素とともに基板
温度１５０〜６００℃、好ましくは３００〜４５０℃に
て分解して堆積させた。酸化珪素膜から成るゲート絶縁
膜３１３形成後、ゲート絶縁膜３１３自身のバルク特
性、結晶性珪素膜３１２ｎおよび３１２ｐと、ゲート絶
縁膜３１３との界面特性を向上させるために、不活性ガ
ス雰囲気において、アニール温度５００〜６００℃、ア
ニール時間１〜４時間のアニール処理を行った。
【０１６３】その後、ゲート絶縁膜３１３上に、スパッ
タリング法によって、厚さ４００〜８００ｎｍ、例えば
６００ｎｍのアルミニウム（０．１〜２．０％のシリコ
ンを含む）膜を形成する。その後、このアルミニウム膜
をパターニングして、Ｎ型およびＰ型ＴＦＴの活性領域
となる結晶性珪素膜３１２ｎおよび３１２ｐの中央部分
に、それぞれゲート電極３１４ｎおよび３１４ｐを形成
する。
タリング法によって、厚さ４００〜８００ｎｍ、例えば
６００ｎｍのアルミニウム（０．１〜２．０％のシリコ
ンを含む）膜を形成する。その後、このアルミニウム膜
をパターニングして、Ｎ型およびＰ型ＴＦＴの活性領域
となる結晶性珪素膜３１２ｎおよび３１２ｐの中央部分
に、それぞれゲート電極３１４ｎおよび３１４ｐを形成
する。
【０１６４】次に、イオンドーピング法によって、ゲー
ト電極３１４ｎおよび３１４ｐをマスクとしてＮ型およ
びＰ型ＴＦＴの活性領域となる結晶性珪素膜３１２ｎお
よび３１２ｐにＮ型不純物（リン）およびＰ型不純物
（ホウ素）を選択的にドーピングする。Ｎ型不純物（リ
ン）およびＰ型不純物（ホウ素）のドーピング条件は、
ドーピングガスとして、それぞれホスフィン（ＰＨ3）
およびジボラン（Ｂ2Ｈ6）を使用し、ホスフィン（ＰＨ
3）の場合は、加速電圧６０〜９０ｋＶ、例えば８０ｋ
Ｖ、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）の場合は、加速電圧４０ｋＶ〜
８０ｋＶ、例えば６５ｋＶ、ドーズ量１×１０15〜８×
１０15／ｃｍ2、例えばリンでは２×１０1 5／ｃｍ2、ホ
ウ素では５×１０15／ｃｍ2とする。この工程により、
ゲート電極３１４ｎおよび３１４ｐにマスクされ不純物
（リンおよびホウ素）が注入されない結晶性珪素膜３１
２ｎおよび３１２ｐは、それぞれＮ型およびＰ型ＴＦＴ
のチャネル領域３１７ｎおよび３１７ｐとなる。
ト電極３１４ｎおよび３１４ｐをマスクとしてＮ型およ
びＰ型ＴＦＴの活性領域となる結晶性珪素膜３１２ｎお
よび３１２ｐにＮ型不純物（リン）およびＰ型不純物
（ホウ素）を選択的にドーピングする。Ｎ型不純物（リ
ン）およびＰ型不純物（ホウ素）のドーピング条件は、
ドーピングガスとして、それぞれホスフィン（ＰＨ3）
およびジボラン（Ｂ2Ｈ6）を使用し、ホスフィン（ＰＨ
3）の場合は、加速電圧６０〜９０ｋＶ、例えば８０ｋ
Ｖ、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）の場合は、加速電圧４０ｋＶ〜
８０ｋＶ、例えば６５ｋＶ、ドーズ量１×１０15〜８×
１０15／ｃｍ2、例えばリンでは２×１０1 5／ｃｍ2、ホ
ウ素では５×１０15／ｃｍ2とする。この工程により、
ゲート電極３１４ｎおよび３１４ｐにマスクされ不純物
（リンおよびホウ素）が注入されない結晶性珪素膜３１
２ｎおよび３１２ｐは、それぞれＮ型およびＰ型ＴＦＴ
のチャネル領域３１７ｎおよび３１７ｐとなる。
【０１６５】Ｎ型不純物（リン）およびＰ型不純物（ホ
ウ素）のドーピングは、結晶性珪素膜３１２ｎおよび３
１２ｐに対して選択的に行われる。このため、結晶性珪
素膜３１２ｎにＮ型不純物（リン）をドーピングする場
合には、Ｐ型不純物（ホウ素）をドーピングする結晶性
珪素膜３１２ｐ上をフォトレジストで被覆し、結晶性珪
素膜３１２ｐにＰ型不純物（ホウ素）をドーピングする
場合には、Ｎ型不純物（リン）をドーピングする結晶性
珪素膜３１２ｎ上をフォトレジストで被覆する。この結
果、結晶性珪素膜３１２ｎおよび３１２ｐ内に、それぞ
れＮ型ＴＦＴのソースまたはドレイン領域３２１ｎおよ
びＰ型ＴＦＴのソースまたはドレイン領域３２１ｐが形
成され、図４に示すようにスルーホール３００の両側
に、スルーホール３００と隣接してＮ型ＴＦＴ３２６お
よびＰ型ＴＦＴ３２７を形成することができる。
ウ素）のドーピングは、結晶性珪素膜３１２ｎおよび３
１２ｐに対して選択的に行われる。このため、結晶性珪
素膜３１２ｎにＮ型不純物（リン）をドーピングする場
合には、Ｐ型不純物（ホウ素）をドーピングする結晶性
珪素膜３１２ｐ上をフォトレジストで被覆し、結晶性珪
素膜３１２ｐにＰ型不純物（ホウ素）をドーピングする
場合には、Ｎ型不純物（リン）をドーピングする結晶性
珪素膜３１２ｎ上をフォトレジストで被覆する。この結
果、結晶性珪素膜３１２ｎおよび３１２ｐ内に、それぞ
れＮ型ＴＦＴのソースまたはドレイン領域３２１ｎおよ
びＰ型ＴＦＴのソースまたはドレイン領域３２１ｐが形
成され、図４に示すようにスルーホール３００の両側
に、スルーホール３００と隣接してＮ型ＴＦＴ３２６お
よびＰ型ＴＦＴ３２７を形成することができる。
【０１６６】その後、ガラス基板３０１上にレーザー光
３２２を照射して、レーザーアニール処理を行い、イオ
ン注入された不純物（リンおよびホウ素）の活性化を図
ると同時に、不純物（リンおよびホウ素）の注入により
結晶状態が劣化したＴＦＴのソースまたはドレイン領域
３２１ｎおよび３２１ｐの結晶状態を改善する。この場
合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレーザー（波長３
０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使用した。レーザ
ー光の照射条件は、レーザー光のエネルギー密度２５０
ｍＪ／ｃｍ2、一か所につき２０ショット照射した。
３２２を照射して、レーザーアニール処理を行い、イオ
ン注入された不純物（リンおよびホウ素）の活性化を図
ると同時に、不純物（リンおよびホウ素）の注入により
結晶状態が劣化したＴＦＴのソースまたはドレイン領域
３２１ｎおよび３２１ｐの結晶状態を改善する。この場
合のレーザー光は、ＸｅＣｌエキシマレーザー（波長３
０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓｅｃ）を使用した。レーザ
ー光の照射条件は、レーザー光のエネルギー密度２５０
ｍＪ／ｃｍ2、一か所につき２０ショット照射した。
【０１６７】次に、図５（Ｈ）に示すように、ガラス基
板３０１上の全体を覆うために、プラズマＣＶＤ法によ
って厚さ９００ｎｍの酸化珪素膜を層間絶縁膜３２３と
して形成する。その後、ソースまたはドレイン領域３２
１ｎおよび３２１ｐ上にコンタクトホールを形成して、
金属材料、例えば、窒化チタンおよびアルミニウムの二
層膜によってＮ型およびＰ型ＴＦＴのソース電極および
ドレイン電極と成る電極配線３２４を形成する。その
後、１気圧の水素雰囲気において、温度３５０℃、１時
間のアニール処理を行い、Ｎ型ＴＦＴ３２６およびＰ型
ＴＦＴ３２７を完成させる。尚、必要に応じて、Ｎ型Ｔ
ＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２７のそれぞれのゲート
電極３１４ｎおよび３１４ｐ上にもコンタクトホールを
設けて、電極配線３２４により必要な電極間を接続して
も良いし、Ｎ型ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２７を
保護するために、Ｎ型ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３
２７上に窒化珪素膜等から成る保護膜を設けても良い。
板３０１上の全体を覆うために、プラズマＣＶＤ法によ
って厚さ９００ｎｍの酸化珪素膜を層間絶縁膜３２３と
して形成する。その後、ソースまたはドレイン領域３２
１ｎおよび３２１ｐ上にコンタクトホールを形成して、
金属材料、例えば、窒化チタンおよびアルミニウムの二
層膜によってＮ型およびＰ型ＴＦＴのソース電極および
ドレイン電極と成る電極配線３２４を形成する。その
後、１気圧の水素雰囲気において、温度３５０℃、１時
間のアニール処理を行い、Ｎ型ＴＦＴ３２６およびＰ型
ＴＦＴ３２７を完成させる。尚、必要に応じて、Ｎ型Ｔ
ＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２７のそれぞれのゲート
電極３１４ｎおよび３１４ｐ上にもコンタクトホールを
設けて、電極配線３２４により必要な電極間を接続して
も良いし、Ｎ型ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２７を
保護するために、Ｎ型ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３
２７上に窒化珪素膜等から成る保護膜を設けても良い。
【０１６８】以上、図５（Ａ）〜（Ｈ）の工程にしたが
って作製されたＮ型ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２
７から成るＣＭＯＳ構造回路において、それぞれＮ型Ｔ
ＦＴ３２６の電界効果移動度は２５０〜３００ｃｍ2／
Ｖｓ、Ｐ型ＴＦＴ３２７の電界効果移動度は１２０〜１
５０ｃｍ2／Ｖｓの高い値を示し、Ｎ型ＴＦＴ３２６の
閾値電圧は１Ｖ程度、Ｐ型ＴＦＴ３２７の閾値電圧は−
１．５Ｖ程度と非常に良好な特性を示す。そして、Ｎ型
ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２７には、従来のＴＦ
Ｔで発生しやすいＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流の
異常な増加が全く無く、繰り返し測定、バイアス負荷お
よび温度ストレスによる耐久性試験においても、ほとん
ど諸特性の劣化が見られず、従来のＴＦＴと比較して非
常に信頼性が向上し、安定した回路特性を示した。
って作製されたＮ型ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２
７から成るＣＭＯＳ構造回路において、それぞれＮ型Ｔ
ＦＴ３２６の電界効果移動度は２５０〜３００ｃｍ2／
Ｖｓ、Ｐ型ＴＦＴ３２７の電界効果移動度は１２０〜１
５０ｃｍ2／Ｖｓの高い値を示し、Ｎ型ＴＦＴ３２６の
閾値電圧は１Ｖ程度、Ｐ型ＴＦＴ３２７の閾値電圧は−
１．５Ｖ程度と非常に良好な特性を示す。そして、Ｎ型
ＴＦＴ３２６およびＰ型ＴＦＴ３２７には、従来のＴＦ
Ｔで発生しやすいＴＦＴのＯＦＦ動作時のリーク電流の
異常な増加が全く無く、繰り返し測定、バイアス負荷お
よび温度ストレスによる耐久性試験においても、ほとん
ど諸特性の劣化が見られず、従来のＴＦＴと比較して非
常に信頼性が向上し、安定した回路特性を示した。
【０１６９】以上、本発明の第１〜第３の実施形態に基
づいて、半導体装置の製造方法を具体的に説明したが、
本発明の半導体装置の製造方法は、前述の第１〜第３の
実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基づく各種の変形が可能である。例えば、前述の第
１〜第３の実施形態においては、触媒元素のニッケルを
ゲッタリングする際の第２の加熱処理の方法として、ガ
ラス基板の外形と概略相似形の断面形状を持つ炉心管が
設けられたファーネス炉のような抵抗性加熱炉を用いる
方法を示したが、通常の抵抗性加熱炉（ファーネス炉）
でも同様の処理は可能であるし、その他の枚葉式等のＲ
ＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎ
ｇ：急速熱アニーリング）のようなアニール方法も使用
できる。
づいて、半導体装置の製造方法を具体的に説明したが、
本発明の半導体装置の製造方法は、前述の第１〜第３の
実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基づく各種の変形が可能である。例えば、前述の第
１〜第３の実施形態においては、触媒元素のニッケルを
ゲッタリングする際の第２の加熱処理の方法として、ガ
ラス基板の外形と概略相似形の断面形状を持つ炉心管が
設けられたファーネス炉のような抵抗性加熱炉を用いる
方法を示したが、通常の抵抗性加熱炉（ファーネス炉）
でも同様の処理は可能であるし、その他の枚葉式等のＲ
ＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎ
ｇ：急速熱アニーリング）のようなアニール方法も使用
できる。
【０１７０】また、触媒元素のニッケルを添加する方法
としては、非晶質珪素膜の表面にニッケル塩を溶融した
溶液を塗布する方法を採用したが、非晶質珪素膜の成膜
前に下地膜表面にニッケルを添加し、非晶質珪素膜下層
よりニッケルを非晶質珪素膜内に拡散させ結晶成長を行
わせる方法でもよい。これにより、結晶成長は、非晶質
珪素膜の上面側から行ってもよいし、下面側から行って
もよい。
としては、非晶質珪素膜の表面にニッケル塩を溶融した
溶液を塗布する方法を採用したが、非晶質珪素膜の成膜
前に下地膜表面にニッケルを添加し、非晶質珪素膜下層
よりニッケルを非晶質珪素膜内に拡散させ結晶成長を行
わせる方法でもよい。これにより、結晶成長は、非晶質
珪素膜の上面側から行ってもよいし、下面側から行って
もよい。
【０１７１】ニッケルの添加方法としても、その他、様
々な方法を用いることができる。例えば、ニッケル塩を
溶融させる溶媒としてＳＯＧ（スピンオングラス）材料
を用い、ＳｉＯ2膜より拡散させる方法もある。また、
第３の実施形態に示すようなスパッタリング法、蒸着
法、メッキ法等により薄膜形成する方法、イオンドーピ
ング法により直接添加する方法等も利用できる。さら
に、結晶化を促進する不純物金属元素としては、ニッケ
ル以外にコバルト、鉄、パラジウム、白金、銅、金を用
いても同様の効果が得られる。
々な方法を用いることができる。例えば、ニッケル塩を
溶融させる溶媒としてＳＯＧ（スピンオングラス）材料
を用い、ＳｉＯ2膜より拡散させる方法もある。また、
第３の実施形態に示すようなスパッタリング法、蒸着
法、メッキ法等により薄膜形成する方法、イオンドーピ
ング法により直接添加する方法等も利用できる。さら
に、結晶化を促進する不純物金属元素としては、ニッケ
ル以外にコバルト、鉄、パラジウム、白金、銅、金を用
いても同様の効果が得られる。
【０１７２】また、ニッケルのゲッタリング効果を高め
るための５族Ｂ元素としてリンを用いたが、リン以外に
窒素、ヒ素、アンチモン、ビスマスを利用しても良い。
第２の実施形態では、アルゴンをドーピングして使用し
たが、クリプトンおよびキセノンでも同様の効果が得ら
れる。
るための５族Ｂ元素としてリンを用いたが、リン以外に
窒素、ヒ素、アンチモン、ビスマスを利用しても良い。
第２の実施形態では、アルゴンをドーピングして使用し
たが、クリプトンおよびキセノンでも同様の効果が得ら
れる。
【０１７３】また、第１〜第３の実施形態では、ニッケ
ルによって結晶化された結晶性珪素膜の結晶性をさらに
促進させる手段として、結晶化された結晶性珪素膜の表
面にパルスレーザーであるエキシマレーザーのレーザー
光を照射する加熱法を用いたが、それ以外のレーザー
（例えば連続発振Ａｒレーザー等）を使用しても同様の
レーザーアニール処理が可能である。
ルによって結晶化された結晶性珪素膜の結晶性をさらに
促進させる手段として、結晶化された結晶性珪素膜の表
面にパルスレーザーであるエキシマレーザーのレーザー
光を照射する加熱法を用いたが、それ以外のレーザー
（例えば連続発振Ａｒレーザー等）を使用しても同様の
レーザーアニール処理が可能である。
【０１７４】さらに、本発明の応用としては、液晶表示
用のアクティブマトリクス型基板以外に、例えば、密着
型イメージセンサー、ドライバー内蔵型のサーマルヘッ
ド、有機系ＥＬ等を発光素子としたドライバー内蔵型の
光書き込み素子および表示素子、三次元ＩＣ等が考えら
れる。本発明を用いることによって、これらの素子の高
速化、高解像度化等の高性能化が実現される。
用のアクティブマトリクス型基板以外に、例えば、密着
型イメージセンサー、ドライバー内蔵型のサーマルヘッ
ド、有機系ＥＬ等を発光素子としたドライバー内蔵型の
光書き込み素子および表示素子、三次元ＩＣ等が考えら
れる。本発明を用いることによって、これらの素子の高
速化、高解像度化等の高性能化が実現される。
【０１７５】さらに、本発明は、第１〜第３の実施形態
で説明したＭＯＳ型トランジスタに限らず、結晶性半導
体を素材としたバイポーラトランジスタや静電誘導トラ
ンジスタをはじめとして幅広く半導体プロセス全般に応
用することができる。
で説明したＭＯＳ型トランジスタに限らず、結晶性半導
体を素材としたバイポーラトランジスタや静電誘導トラ
ンジスタをはじめとして幅広く半導体プロセス全般に応
用することができる。
【０１７６】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁
性表面を有する基板上に形成された非晶質珪素膜に、非
晶質珪素膜の結晶化を促進する第１の元素である触媒元
素を添加して、第１の加熱処理を行い非晶質珪素膜を結
晶成長させ、その後、結晶化した結晶性珪素膜の一部
に、選択的に触媒元素を引き寄せる効果を持つ第２の元
素であるゲッタリング元素を添加して、ゲッタリング元
素を添加した領域を非晶質化させる。さらに、ゲッタリ
ング元素が添加され非晶質化した領域が少なくとも完全
に結晶化しない状態を保ちながら第２の加熱処理を行
い、第２の加熱処理により結晶性珪素膜内の触媒元素
を、ゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域に移
動させ、ゲッタリング元素が添加された領域以外の領域
を用いて半導体装置の能動（チャネル）領域を形成す
る。これにより、結晶化された結晶性珪素膜の素子形成
領域内の触媒元素の量を低減させ、大型のガラス基板に
対しても量産が可能となる。
性表面を有する基板上に形成された非晶質珪素膜に、非
晶質珪素膜の結晶化を促進する第１の元素である触媒元
素を添加して、第１の加熱処理を行い非晶質珪素膜を結
晶成長させ、その後、結晶化した結晶性珪素膜の一部
に、選択的に触媒元素を引き寄せる効果を持つ第２の元
素であるゲッタリング元素を添加して、ゲッタリング元
素を添加した領域を非晶質化させる。さらに、ゲッタリ
ング元素が添加され非晶質化した領域が少なくとも完全
に結晶化しない状態を保ちながら第２の加熱処理を行
い、第２の加熱処理により結晶性珪素膜内の触媒元素
を、ゲッタリング元素が添加され非晶質化した領域に移
動させ、ゲッタリング元素が添加された領域以外の領域
を用いて半導体装置の能動（チャネル）領域を形成す
る。これにより、結晶化された結晶性珪素膜の素子形成
領域内の触媒元素の量を低減させ、大型のガラス基板に
対しても量産が可能となる。
【０１７７】本発明の半導体装置は、絶縁性表面を有す
る基板上に、活性領域を有する結晶性珪素膜が形成さ
れ、その活性領域には、非晶質珪素膜の結晶化を促進す
る第１の元素を含むとともに、第１の元素が活性領域の
全領域において結晶性珪素膜の格子間に固溶しているこ
ともよって、信頼性の高い安定した特性を有する。
る基板上に、活性領域を有する結晶性珪素膜が形成さ
れ、その活性領域には、非晶質珪素膜の結晶化を促進す
る第１の元素を含むとともに、第１の元素が活性領域の
全領域において結晶性珪素膜の格子間に固溶しているこ
ともよって、信頼性の高い安定した特性を有する。
【図１】（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ本発明の第１の実
施形態である半導体装置の製造方法における各工程を示
す断面図である。
施形態である半導体装置の製造方法における各工程を示
す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明の第１の実
施形態である半導体装置の製造方法における画素駆動用
ＴＦＴの各工程の概要を示す平面図である。
施形態である半導体装置の製造方法における画素駆動用
ＴＦＴの各工程の概要を示す平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ本発明の第２の実
施形態である半導体装置の製造方法における各工程を示
す断面図である。
施形態である半導体装置の製造方法における各工程を示
す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態である半導体装置の製
造方法におけるＣＭＯＳ構造を構成するＮ型ＴＦＴおよ
びＰ型ＴＦＴの作製工程の概略を示す平面図である。
造方法におけるＣＭＯＳ構造を構成するＮ型ＴＦＴおよ
びＰ型ＴＦＴの作製工程の概略を示す平面図である。
【図５】Ａ）〜（Ｈ）は、それぞれ本発明の第３の実施
形態である半導体装置の製造方法における各工程を示す
断面図である。
形態である半導体装置の製造方法における各工程を示す
断面図である。
【図６】（Ａ）は、ファーネス炉におけるガラス基板、
石英ボートおよび石英チュ−ブの位置関係を示す斜視図
であり、（Ｂ）は、ファーネス炉におけるガラス基板と
石英チュ−ブとの隙間（間隔）を表す平断面図であり、
（Ｃ）は、従来のガラス基板と石英チュ−ブとの隙間
（間隔）を表す平断面図であり、（Ｄ）は、ファーネス
炉におけるガラス基板と石英チュ−ブとの隙間（間隔）
および雰囲気ガスの流れを表す概略断面図である。
石英ボートおよび石英チュ−ブの位置関係を示す斜視図
であり、（Ｂ）は、ファーネス炉におけるガラス基板と
石英チュ−ブとの隙間（間隔）を表す平断面図であり、
（Ｃ）は、従来のガラス基板と石英チュ−ブとの隙間
（間隔）を表す平断面図であり、（Ｄ）は、ファーネス
炉におけるガラス基板と石英チュ−ブとの隙間（間隔）
および雰囲気ガスの流れを表す概略断面図である。
３００ スルーホール
１０１、２０１、３０１ ガラス基板
１０２、２０２、３０２ 下地膜
１０３、２０３、３０３ 非晶質珪素膜（ａ−Ｓｉ
膜） １０３ａ 結晶性珪素膜 ２０３ａ 結晶性珪素膜 ３０３ａ 結晶性珪素膜 ３０３ｂ 結晶性珪素膜 １０３ｃ 結晶性珪素膜 ２０３ｃ 結晶性珪素膜 ３０３ｄ 結晶性珪素膜 ３０３ｅ 境界部 ２０３ｆ 非晶質珪素領域 ３０３ｆ 非晶質珪素領域 ２０４、３０４ マスク １０５、２０５、３０５ ニッケル ３０６ 結晶成長方向 １０７、２０７、３０７ レーザー光 ２０８ アルゴン ３０９ リン ３１０ ホウ素 １１１、２１１、３１１ ゲッタリング方向 １１２、２１２、 ＴＦＴ活性領域（素子領
域） ３１２ｎ 結晶性珪素膜 ３１２ｐ 結晶性珪素膜 ｌｌ３、２１３、３１３ ゲート絶縁膜 １１４、２１４、 ゲート電極 ３１４ｎ ゲート電極 ３１４ｐ ゲート電極 ２１５ 陽極酸化層 １１６ 低濃度のリン １１７、２１７、３１７ チャネル領域 ３１７ｎ チャネル領域 ３１７ｐ チャネル領域 １１８ 低濃度不純物領域 １１９ フォトレジストマスク １２０ 高濃度のリン １２１、２２１、 ソースまたはドレイン領域 ３２１ｎ ソースまたはドレイン領域 ３２１ｐ ソースまたはドレイン領域 １２２、２２２、３２２ レーザー光 １２３、２２３、３２３ 層間絶縁膜 １２４、２２４、３２４ 電極配線 ２２５ 画素電極 １２６、２２６、３２６ Ｎチャネル型ＴＦＴ ３２７ Ｐチャネル型ＴＦＴ
膜） １０３ａ 結晶性珪素膜 ２０３ａ 結晶性珪素膜 ３０３ａ 結晶性珪素膜 ３０３ｂ 結晶性珪素膜 １０３ｃ 結晶性珪素膜 ２０３ｃ 結晶性珪素膜 ３０３ｄ 結晶性珪素膜 ３０３ｅ 境界部 ２０３ｆ 非晶質珪素領域 ３０３ｆ 非晶質珪素領域 ２０４、３０４ マスク １０５、２０５、３０５ ニッケル ３０６ 結晶成長方向 １０７、２０７、３０７ レーザー光 ２０８ アルゴン ３０９ リン ３１０ ホウ素 １１１、２１１、３１１ ゲッタリング方向 １１２、２１２、 ＴＦＴ活性領域（素子領
域） ３１２ｎ 結晶性珪素膜 ３１２ｐ 結晶性珪素膜 ｌｌ３、２１３、３１３ ゲート絶縁膜 １１４、２１４、 ゲート電極 ３１４ｎ ゲート電極 ３１４ｐ ゲート電極 ２１５ 陽極酸化層 １１６ 低濃度のリン １１７、２１７、３１７ チャネル領域 ３１７ｎ チャネル領域 ３１７ｐ チャネル領域 １１８ 低濃度不純物領域 １１９ フォトレジストマスク １２０ 高濃度のリン １２１、２２１、 ソースまたはドレイン領域 ３２１ｎ ソースまたはドレイン領域 ３２１ｐ ソースまたはドレイン領域 １２２、２２２、３２２ レーザー光 １２３、２２３、３２３ 層間絶縁膜 １２４、２２４、３２４ 電極配線 ２２５ 画素電極 １２６、２２６、３２６ Ｎチャネル型ＴＦＴ ３２７ Ｐチャネル型ＴＦＴ
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 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｇ
６１８Ｇ
Ｆターム(参考） 2H092 HA06 JA24 KA05 KA12 KA18
KB04 MA08 MA15 MA22 MA27
MA30 NA24 NA27 NA29
5F052 AA02 AA11 AA17 BB07 DA02
DB03 EA15 EA16 FA06 FA19
HA06 JA01
5F110 AA30 BB01 BB02 BB04 CC02
DD02 DD13 EE03 EE04 EE34
EE44 FF02 FF29 FF30 FF32
FF36 GG02 GG13 GG25 GG33
GG34 GG35 GG45 HJ01 HJ04
HJ12 HJ23 HL01 HL03 HL07
HL11 HM15 NN02 NN04 NN23
NN24 NN35 PP01 PP03 PP04
PP06 PP10 PP13 PP29 PP34
PP35 PP36 QQ11 QQ23 QQ24
QQ28
Claims (26)
- 【請求項１】 絶縁性表面を有する基板上に非晶質珪素
膜を形成し、該非晶質珪素膜に結晶化を促進する第１の
元素を添加する工程と、 その後、第１の加熱処理を施し、該第１の元素が添加さ
れた該非晶質珪素膜の結晶成長を行い、結晶性珪素膜を
形成する工程と、 該結晶性珪素膜の一部の領域に、選択的に該第１の元素
を引き寄せる効果を有する第２の元素を添加し、該第２
の元素が添加された領域を非晶質化する工程と、 該第２の元素が添加され非晶質化した領域が、少なくと
も完全に結晶化しない状態にて第２の加熱処理を行い、
該結晶性珪素膜内の該第１の元素を、該第２の元素が添
加され非晶質化した領域に移動させる工程と、 該第２の元素が添加された領域以外の領域の該結晶性珪
素膜を用いて、少なくとも半導体装置の能動領域を形成
する工程と、 を包含することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 絶縁性表面を有する基板上に非晶質珪素
膜を形成し、該非晶質珪素膜の一部の領域に結晶化を促
進する第１の元素を選択的に添加する工程と、 その後、第１の加熱処理を施し、該第１の元素が選択的
に添加された領域から隣接する周辺領域に向かって該基
板と平行方向に該非晶質珪素膜の結晶成長を行い、結晶
性珪素膜を形成する工程と、 該結晶性珪素膜の一部の領域に、選択的に該第１の元素
を引き寄せる効果を有する第２の元素を添加し、該第２
の元素が添加された領域を非晶質化する工程と、 該第２の元素が添加され非晶質化した領域が、少なくと
も完全に結晶化しない状態で第２の加熱処理を行い、該
結晶性珪素膜内の該第１の元素を、該第２の元素が添加
され非晶質化した領域に移動させる工程と、 該第２の元素が添加された領域以外の、該基板と平行方
向に結晶成長した領域の該結晶性珪素膜を用いて、少な
くとも半導体装置の能動領域を形成する工程と、 を包含することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記第２の加熱処理では、前記第２の元
素が添加され非晶質化した領域において、結晶核の発生
が全く生じない請求項１または２に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の加熱処理は、加熱温度が４５
０℃〜５８０℃の範囲内であり、加熱時間が０．５時間
〜８時間である請求項１〜３に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項５】 前記第２の加熱処理は、抵抗性加熱炉を
用いる請求項１〜４に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記抵抗性加熱炉は、前記基板を、該基
板の平面形状と概略相似形の断面形状を持つ炉心管の内
部に、該基板の平面を炉心方向に向け、炉心管の周囲と
該基板の側端部との間の間隔が最小となるように配置し
たファーネス炉である請求項５に記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項７】 前記第２の元素は、Ｖ族Ｂの元素であ
り、Ｖ族Ｂの元素から少なくとも１種類以上、選択され
る請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記Ｖ族Ｂの元素がリン（Ｐ）である請
求項７に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記結晶性珪素膜の一部の領域に、Ｖ族
Ｂの元素を添加するとともに、III族Ｂの元素も添加す
る請求項１、２、７のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項１０】 前記Ｖ族Ｂの元素がリン（Ｐ）であ
り、III族Ｂの元素がホウ素（Ｂ）である請求項９に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第２の元素は、希ガス元素であ
り、希ガス元素から少なくとも１種類以上、選択される
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記希ガス元素がアルゴン（Ａｒ）で
ある請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記第２の元素の添加は、質量分離を
行わないイオンシャワードーピング法によって行われる
請求項１〜１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１４】 前記第２の元素は、前記能動領域に隣
接した周辺部に添加される請求項１または２に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 前記第１の元素の添加および前記第２
の元素の添加が同一の添加用マスクを用いて行われる請
求項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１６】 前記能動領域に隣接した前記周辺部
は、不純物領域である請求項１、２、１４のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 前記不純物領域は、Ｖ族Ｂの元素が添
加されて、ソース領域およびドレイン領域を形成する請
求項１、２、７、１６のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１８】 前記不純物領域に高速熱アニール処理
またはレーザーアニール処理を行う請求項１６または１
７に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１９】 前記結晶性珪素膜にレーザーアニール
処理を行う請求項１または２に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項２０】 前記第１の元素は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選択された一種類また
は複数種類のた元素である請求項１〜１９のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項２１】 前記第１の元素は、少なくともＮｉが
選択される請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項２２】 絶縁性表面を有する基板上に、活性領
域を有する結晶性珪素膜が形成された半導体装置であっ
て、 該活性領域は、非晶質珪素膜の結晶化を促進する第１の
元素を含むとともに、該第１の元素が該活性領域の全領
域において該結晶性珪素膜の格子間に固溶していること
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項２３】 絶縁性表面を有する基板上に、活性領
域を有する結晶性珪素膜が形成された半導体装置であっ
て、 該活性領域は、能動領域および不純物領域が設けられて
おり、 該活性領域は、非晶質珪素膜の結晶化を促進する第１の
元素を含むとともに、該第１の元素が該活性領域内の能
動領域において該結晶性珪素膜の格子間に固溶している
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２４】 前記能動領域内の前記第１の元素の濃
度が、前記不純物領域内の前記第１の元素の濃度よりも
低くなるように設定されている請求項２３に記載の半導
体装置。 - 【請求項２５】 前記第１の元素としてニッケル（Ｎ
ｉ）が含まれている請求項２２〜２４のいずれかに記載
の半導体装置。 - 【請求項２６】 前記第１の元素の濃度は、１×１０15
〜１×１０17／ｃｍ 3の範囲内である請求項２２または
２３に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285888A JP3973192B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285888A JP3973192B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100630A true JP2003100630A (ja) | 2003-04-04 |
| JP3973192B2 JP3973192B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=19108961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285888A Expired - Fee Related JP3973192B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3973192B2 (ja) |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285888A patent/JP3973192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3973192B2 (ja) | 2007-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3072005B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2975973B2 (ja) | 半導体装置およびその作製方法 | |
| JP4291539B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH08250740A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3389022B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3432187B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3277082B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3981532B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4106204B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2003100629A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3076490B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3107345B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07297125A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| KR100256912B1 (ko) | 반도체회로, 반도체장치 및 이들의 제조방법 | |
| JP3999923B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2003100630A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2002280560A (ja) | 半導体素子の製造方法、その製造方法によって製造される半導体素子及び半導体装置 | |
| JP3981517B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2002353140A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH088181A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH08148425A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2003197529A (ja) | 半導体装置 | |
| JP4954047B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3859516B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3338756B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040618 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070611 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070611 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3973192 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622 Year of fee payment: 6 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D04 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |