JP2003188098A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003188098A
JP2003188098A JP2001380696A JP2001380696A JP2003188098A JP 2003188098 A JP2003188098 A JP 2003188098A JP 2001380696 A JP2001380696 A JP 2001380696A JP 2001380696 A JP2001380696 A JP 2001380696A JP 2003188098 A JP2003188098 A JP 2003188098A
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JP
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film
silicon film
region
semiconductor device
silicon
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Application number
JP2001380696A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahito Goto
政仁 後藤
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Thin Film Transistor (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the additive concentration of catalytic metal element at the time of growing a CG silicon film laterally. <P>SOLUTION: An a-Si film 12 is formed on a quartz substrate 11, a plurality of holes 14 are made by making thin the a-Si film 12, each hole 14 is added with a catalytic element of Ni for accelerating crystallization, the a-Si film 12 is grown epitaxially by performing first heat treatment, a CG silicon film 15 is formed, a hole 14a located between adjacent holes 14 is added with a gettering element of P (phosphorus) exhibiting an effect for attracting Ni of the catalytic element selectively, Ni of the catalytic element in the CG silicon film 15b is moved to a region added with P (phosphorus) of the gettering element by performing second heat treatment, and the active region of a semiconductor device is formed using a region of the CG silicon film 15 other than the region added with P (phosphorus) of the gettering element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、アクティブマトリックス液
晶表示装置において、液晶駆動を行なう薄膜トランジス
タを有する半導体装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having a thin film transistor for driving liquid crystal in an active matrix liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】低消費電力で駆動される薄型の液晶表示
装置において、近年、駆動素子に薄膜トランジスタ(T
hin Film Transistor:以下TFTと
明記する)を用いた液晶表示装置は、画像のコントラス
トが良好であるとともに、画像信号の応答速度が速い等
の高性能を有しており、主に、パーソナルコンピュー
タ、携帯用のTV等の表示部に使用され、その市場規模
は大きく伸びている。
2. Description of the Related Art In a thin liquid crystal display device driven with low power consumption, a thin film transistor (T
A liquid crystal display device using a (Hin Film Transistor: hereinafter referred to as a TFT) has high performance such as good image contrast and fast image signal response speed. It is used in the display section of portable TVs, etc., and its market size is growing significantly.

【0003】このようなTFTには、TFTの電気的な
活性領域にCG(Continuous Grain)
シリコン膜を用いる場合がある。そのCGシリコン膜
は、特開平6−244105号公報に開示されているよ
うに、非晶質Si膜(アモルファスシリコン膜:以下a
−Si膜と明記する)の表面にNi等の金属元素を微量
に堆積させ、その後、アニール処理等の高温処理を施す
ことによって得られる結晶性の優れたシリコン膜であ
る。
In such a TFT, a CG (Continuous Grain) is formed in an electrically active area of the TFT.
A silicon film may be used in some cases. The CG silicon film is an amorphous Si film (amorphous silicon film: a in the following a) as disclosed in JP-A-6-244105.
-Si film) is a silicon film with excellent crystallinity obtained by depositing a small amount of a metal element such as Ni on the surface of (Si film) and then performing a high temperature treatment such as an annealing treatment.

【0004】CGシリコン膜は、従来のa−Si膜およ
び多結晶シリコン膜(ポリシリコン膜:以下p−Si膜
と明記する)と比較して、キャリアの移動度が大きい。
このため、CGシリコン膜は、低消費電力での駆動およ
び信号の高速応答が可能である。また、CGシリコン膜
は、キャリアの移動度が大きいために、将来的にそれを
使用したシートコンピューターの作製の可能性を有して
おり、次世代のドライバーモノリシック型の液晶表示装
置を作製する材料として有望視されている。
The CG silicon film has a higher carrier mobility than the conventional a-Si film and polycrystalline silicon film (polysilicon film: hereinafter referred to as p-Si film).
Therefore, the CG silicon film is capable of driving with low power consumption and high-speed response of signals. In addition, since the CG silicon film has a high carrier mobility, it has a possibility of manufacturing a sheet computer using it in the future, and is a material for manufacturing a next-generation driver monolithic liquid crystal display device. Is seen as promising.

【0005】CGシリコン膜の作製方法は、主に、次の
2種類の方法がある。
There are mainly the following two types of methods for producing a CG silicon film.

【0006】第1の方法は、所定の基板上に形成された
a−Si膜上の全面にNi等の触媒金属を添加して、そ
の触媒金属を結晶核としてCGシリコン膜を成長させる
方法である。以下、この第1の方法を縦成長と明記す
る。
The first method is a method in which a catalyst metal such as Ni is added to the entire surface of an a-Si film formed on a predetermined substrate, and the CG silicon film is grown using the catalyst metal as crystal nuclei. is there. Hereinafter, this first method will be referred to as vertical growth.

【0007】第2の方法は、所定の基板上に形成された
a−Si膜の一部の領域にNi等の触媒金属を添加し
て、アニール処理等の高温処理を施すことによって、N
i等の触媒金属が添加された領域にて発生したCGシリ
コン膜が時間の経過とともに、Ni等の触媒金属が添加
されていない領域に結晶成長させる方法である。以下、
この第2の方法を横成長と明記する。
The second method is to add a catalytic metal such as Ni to a partial region of an a-Si film formed on a predetermined substrate and subject it to a high temperature treatment such as an annealing treatment to obtain N.
This is a method in which a CG silicon film generated in a region to which a catalyst metal such as i is added is subjected to crystal growth in a region to which a catalyst metal such as Ni is not added with the passage of time. Less than,
This second method is designated as lateral growth.

【0008】図2(a)〜(d)は、それぞれCGシリ
コン膜が縦成長する状態を示す概略平面図である。
2A to 2D are schematic plan views showing a state in which a CG silicon film is vertically grown.

【0009】まず、図2(a)に示すように、石英基板
上に形成されたa−Si膜51の表面全体にNi等の触
媒金属元素を添加する。その後、Ni等の触媒金属元素
が添加されたa−Si膜51に、温度600℃程度、1
時間程度の加熱処理を行い固相成長を促進させる。
First, as shown in FIG. 2A, a catalytic metal element such as Ni is added to the entire surface of the a-Si film 51 formed on the quartz substrate. Then, a temperature of about 600 ° C. is applied to the a-Si film 51 to which a catalytic metal element such as Ni is added.
Heat treatment is performed for about an hour to promote solid phase growth.

【0010】固相成長の初期には、図2(b)に示すよ
うに、石英基板上のa−Si膜51の任意の領域にドメ
インの中心の結晶核となる複数のCGシリコン結晶52
が形成される。形成されるCGシリコン結晶52の結晶
核の発生密度は、a−Si膜51の膜質、添加されたN
i等の金属元素の濃度等によって影響される。
At the initial stage of solid phase growth, as shown in FIG. 2B, a plurality of CG silicon crystals 52 serving as crystal nuclei at the center of the domain are formed in arbitrary regions of the a-Si film 51 on the quartz substrate.
Is formed. The generation density of crystal nuclei of the formed CG silicon crystal 52 depends on the film quality of the a-Si film 51 and the amount of N added.
It is affected by the concentration of metal elements such as i.

【0011】その後、加熱処理を継続し、固相成長が進
行すると、図2(c)に示すように、CGシリコン結晶
52は、最初に発生した微少なCGシリコン結晶52の
結晶核を中心として放射状に成長する。このような1つ
の結晶核を中心に成長したCGシリコン結晶52の領域
をドメイン(以下、CGシリコン結晶をドメインと明記
する)と呼んでいる。このドメイン52内は、多結晶状
態であるが、ドメイン52内の隣接する結晶同士の面方
位は、連続している(ContinuousGrai
n)。このため、ドメイン52内は、多結晶状態である
とともに、準単結晶状態を示している。
After that, when the heat treatment is continued and solid phase growth proceeds, as shown in FIG. 2C, the CG silicon crystal 52 is centered on the crystal nuclei of the minute CG silicon crystal 52 generated first. It grows radially. The region of the CG silicon crystal 52 grown around such one crystal nucleus is called a domain (hereinafter, the CG silicon crystal is referred to as a domain). Although the inside of the domain 52 is in a polycrystalline state, the plane orientations of adjacent crystals in the domain 52 are continuous (ContinuousGrai).
n). Therefore, the inside of the domain 52 is in a polycrystal state and a quasi-single crystal state.

【0012】さらに、加熱処理を継続し、長時間の固相
成長を行うと、最終的に、図2(d)に示すように、成
長したドメイン52同士がぶつかり合い、石英基板上の
a−Si膜51の全面がCGシリコン膜となって成長が
終了する。ドメイン52同士がぶつかり合うドメイン5
2の界面は、ドメイン境界53と呼ばれる。
Further, when the heat treatment is continued and solid phase growth is performed for a long time, finally, as shown in FIG. 2 (d), the grown domains 52 collide with each other to form a- on the quartz substrate. The entire surface of the Si film 51 becomes a CG silicon film and the growth is completed. Domain 5 where domains 52 collide
The interface of 2 is called the domain boundary 53.

【0013】図3(a)〜(d)は、それぞれCGシリ
コン膜が横成長する状態を示す概略平面図である。
FIGS. 3A to 3D are schematic plan views showing a state in which a CG silicon film is laterally grown.

【0014】まず、図3(a)に示すように、石英基板
上に形成されたa−Si膜54の表面全体に、酸化シリ
コン膜55を形成し、次いで、酸化シリコン膜55上
に、a−Si膜54の一部の領域54aを露出させるた
めに、複数の矩形状のホール56を所定の領域に形成す
る。そして、ホール56から露出したa−Si膜54の
一部の領域54aの表面にNi等の触媒金属元素を添加
する。この場合、酸化シリコン膜55に被覆されている
a−Si膜54には、Ni等の触媒金属元素を添加しな
い。その後、Ni等の触媒金属元素が一部の領域54a
に添加されたa−Si膜54に、温度600℃程度、1
時間程度の加熱処理を行い固相成長を促進させる。
First, as shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 55 is formed on the entire surface of an a-Si film 54 formed on a quartz substrate, and then a silicon oxide film 55 is formed on the silicon oxide film 55. In order to expose a part of the region 54a of the Si film 54, a plurality of rectangular holes 56 are formed in a predetermined region. Then, a catalytic metal element such as Ni is added to the surface of a part of the region 54a of the a-Si film 54 exposed from the holes 56. In this case, the catalytic metal element such as Ni is not added to the a-Si film 54 covered with the silicon oxide film 55. After that, the catalytic metal element such as Ni is partially contained in the region 54a.
To the a-Si film 54 added to
Heat treatment is performed for about an hour to promote solid phase growth.

【0015】固相成長の初期には、図3(b)に示すよ
うに、Ni等の触媒金属元素を添加されたa−Si膜5
4の一部の領域54aに、微小なCGシリコン結晶(以
下、ドメインと明記する)57が多数形成される。この
ドメイン57のサイズは、小さい方がよい。
At the initial stage of solid phase growth, as shown in FIG. 3B, an a-Si film 5 to which a catalytic metal element such as Ni has been added.
A large number of minute CG silicon crystals (hereinafter referred to as domains) 57 are formed in a partial region 54 a of No. 4. The size of the domain 57 should be small.

【0016】その後、加熱処理を継続し、固相成長が進
行すると、図3(c)に示すように、多数のドメイン5
7の結晶核を基点として、酸化シリコン膜55に被覆さ
れているa−Si膜54の領域にCGシリコン結晶であ
るドメイン58が成長する。
After that, when the heat treatment is continued and the solid phase growth proceeds, as shown in FIG.
A domain 58, which is a CG silicon crystal, grows in the region of the a-Si film 54 covered with the silicon oxide film 55 with the crystal nucleus of No. 7 as a starting point.

【0017】さらに、加熱処理を継続し、長時間の固相
成長を行うと、最終的に、図3(d)に示すように、成
長したドメイン58同士がぶつかり合い、石英基板上の
a−Si膜54の全面がCGシリコン膜となって成長が
終了する。ドメイン58同士がぶつかり合うドメイン5
8の界面は、ドメイン境界59と呼ばれる。
Further, when the heat treatment is continued and solid phase growth is carried out for a long time, finally, as shown in FIG. 3 (d), the grown domains 58 collide with each other to form a- on the quartz substrate. The entire surface of the Si film 54 becomes a CG silicon film and the growth is completed. Domain 5 where domains 58 collide
The interface of 8 is called the domain boundary 59.

【0018】CGシリコン膜が横成長する場合には、図
3(a)〜(d)に示すように、Ni等の触媒金属元素
が添加され、ドメイン57が成長したホール56の側縁
部の領域から、ドメイン58が、その側縁部の領域に対
して垂直方向に成長することが重要である。横成長CG
シリコン膜の特長は、ドメイン58の発生領域およびド
メイン58の成長方向が決まっていることにより、ドメ
イン境界59の領域が予め特定できることにある。
When the CG silicon film grows laterally, as shown in FIGS. 3A to 3D, a catalytic metal element such as Ni is added, and the side edge portion of the hole 56 where the domain 57 is grown is formed. From the region, it is important that the domain 58 grows perpendicular to the region of its lateral edges. Lateral growth CG
The characteristic of the silicon film is that the region of the domain boundary 59 can be specified in advance because the generation region of the domain 58 and the growth direction of the domain 58 are determined.

【0019】ドメイン境界59は、Ni等の触媒金属が
多量に集まるとともに、CGシリコン膜の結晶の連続性
が中断される領域である。このため、ドメイン境界59
を、TFTの活性領域であるチャネル領域に使用するこ
とは、CGシリコン膜の結晶の均一性からみて不適当で
ある。
The domain boundary 59 is a region where a large amount of catalytic metal such as Ni gathers and the crystal continuity of the CG silicon film is interrupted. Therefore, the domain boundary 59
Is not suitable for the channel region, which is the active region of the TFT, in view of the crystal uniformity of the CG silicon film.

【0020】また、横成長CGシリコン膜では、Ni等
の触媒金属を添加するホール56の位置により、予めド
メイン境界59の位置が想定できる。このため、TFT
の設計時には、CGシリコン膜上のドメイン境界59と
想定される領域以外の領域にTFTのチャネル領域を配
置すれば良い。
In the laterally grown CG silicon film, the position of the domain boundary 59 can be assumed in advance depending on the position of the hole 56 to which the catalytic metal such as Ni is added. Therefore, the TFT
At the time of designing, the channel region of the TFT may be arranged in a region other than the region supposed to be the domain boundary 59 on the CG silicon film.

【0021】このような横成長CGシリコン膜におい
て、図3(b)に示すドメイン57のサイズは、出来る
だけ微小なサイズでなければならない。ドメイン57の
サイズが大きいと、例えば、図4に示すようなドメイン
57aが成長する。このようなドメイン57aが成長す
ると、ドメイン57aの成長方向およびドメイン57a
同士の境界の位置は、一定でなくなり、図3(d)に示
すドメイン境界59が形成される領域が想定できなくな
る。このため、大きなサイズのドメイン57aから成長
した横成長CGシリコン膜では、予めドメイン境界の無
い領域にTFTのチャネル領域を配置できないおそれが
ある。
In such a laterally grown CG silicon film, the size of the domain 57 shown in FIG. 3B must be as small as possible. When the size of the domain 57 is large, for example, the domain 57a as shown in FIG. 4 grows. When such a domain 57a grows, the growth direction of the domain 57a and the domain 57a
The positions of the boundaries between them are not constant, and the region where the domain boundary 59 shown in FIG. 3D is formed cannot be assumed. Therefore, in the laterally grown CG silicon film grown from the large size domain 57a, there is a possibility that the channel region of the TFT cannot be arranged in a region without domain boundaries in advance.

【0022】一方、ドメイン57のサイズが微小である
と、ドメイン57とドメイン58との境界領域を拡大し
た図5に示すように、ドメイン57は、ホール56内に
てドメイン57同士間の隙間が無い状態で形成される。
そして、ドメイン57を結晶核として成長するドメイン
58が、ホール56から酸化シリコン膜55に被覆され
ているa−Si膜54の領域に向かって成長する場合、
ホール56の側縁部の領域に対して、垂直方向に成長す
ることになる。
On the other hand, if the size of the domain 57 is very small, as shown in FIG. 5 in which the boundary area between the domain 57 and the domain 58 is enlarged, the domains 57 have a gap between the domains 57 in the hole 56. It is formed without it.
When the domain 58 that grows with the domain 57 as a crystal nucleus grows from the hole 56 toward the region of the a-Si film 54 covered with the silicon oxide film 55,
It grows in a direction perpendicular to the side edge region of the hole 56.

【0023】このため、ドメイン58が成長することに
よって、形成されるドメイン境界59の位置は、隣接す
るホール56のほぼ中間の位置に形成されることが想定
でき、微小なサイズのドメイン57から成長した横成長
CGシリコン膜では、ドメイン境界59を含まない領域
に、TFTを形成することが可能となる。
Therefore, it can be assumed that the domain boundary 59 formed by the growth of the domain 58 is formed at a position approximately in the middle of the adjacent holes 56, and the domain boundary 59 is grown from the domain 57 having a minute size. With the laterally grown CG silicon film, it becomes possible to form a TFT in a region that does not include the domain boundary 59.

【0024】微小なドメイン57を形成する方法として
は、通常、Ni等の触媒金属元素の添加濃度を高くする
方法が考えられる。Ni等の触媒金属元素の添加濃度を
高くすることにより、ドメイン57の結晶核となるCG
シリコン結晶の発生密度が高くなり、必然的に、各々の
ドメイン57のサイズは小さくなる。通常、横成長CG
シリコン膜を形成する場合には、縦成長CGシリコン膜
を形成する場合の触媒金属元素の添加濃度に対して、5
倍以上の触媒金属元素の添加濃度にする。
As a method of forming the minute domains 57, a method of increasing the addition concentration of the catalytic metal element such as Ni is usually considered. By increasing the addition concentration of the catalytic metal element such as Ni, CG which becomes the crystal nucleus of the domain 57
The generation density of silicon crystals becomes high, and inevitably the size of each domain 57 becomes small. Normally lateral growth CG
In the case of forming a silicon film, 5 is added with respect to the addition concentration of the catalytic metal element in the case of forming a vertically grown CG silicon film.
Double the concentration of the catalytic metal element added.

【0025】ところが、CGシリコン膜内に添加された
Ni等の触媒金属元素は、そのままの状態では、CGシ
リコン膜にTFTを形成すると、TFTのOFF状態で
のOFF電流の増大が発生し、TFTの電気特性に対し
て悪影響を与える。このため、CGシリコン膜の結晶化
の後に、CGシリコン膜内よりNi等の触媒金属元素を
取り除く必要がある。
However, when the catalytic metal element such as Ni added in the CG silicon film is left as it is, when a TFT is formed on the CG silicon film, the OFF current increases in the OFF state of the TFT, and the TFT is increased. Adversely affect the electrical characteristics of. Therefore, it is necessary to remove the catalytic metal element such as Ni from the inside of the CG silicon film after crystallization of the CG silicon film.

【0026】このようなSi結晶内に添加されたNi等
の触媒金属元素の除去方法は、特開平10−22353
3号公報によって開示されている。この公報に開示され
たNi等の触媒金属元素の除去方法は、形成されたCG
シリコン膜の一部にV族元素のP(リン)を高濃度にて
ドーピングした後に、加熱処理を行い、CGシリコン膜
のP(リン)をドーピングした領域に、Ni等の触媒金
属元素を移動(ゲッタリング)させることによって、C
Gシリコン膜のTFTのドレイン領域、チャネル領域、
ソース領域等の活性領域を形成する領域からNi等の触
媒金属元素を取り除いている。
A method for removing the catalytic metal element such as Ni added in the Si crystal is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-22353.
No. 3 publication. The method for removing catalytic metal elements such as Ni disclosed in this publication is based on the formed CG
After a portion of the silicon film is doped with P (phosphorus), which is a group V element, at a high concentration, heat treatment is performed to move a catalytic metal element such as Ni to the P (phosphorus) -doped region of the CG silicon film. By (gettering), C
Drain region, channel region of TFT of G silicon film,
A catalytic metal element such as Ni is removed from a region forming an active region such as a source region.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒金
属元素の添加濃度が高くなると、CGシリコン内に残留
する触媒金属元素の濃度も高くなる。ゲッタリングによ
る触媒金属元素の除去能力が同じであれば、CGシリコ
ン膜内の触媒金属元素の添加濃度が高い程、ゲッタリン
グ後に、CGシリコン膜内に残留する触媒金属元素の濃
度も高くなる。
However, when the concentration of the catalytic metal element added increases, the concentration of the catalytic metal element remaining in the CG silicon also increases. If the removal ability of the catalytic metal element by gettering is the same, the higher the added concentration of the catalytic metal element in the CG silicon film, the higher the concentration of the catalytic metal element remaining in the CG silicon film after gettering.

【0028】このため、CGシリコン膜内に残留する触
媒金属元素の濃度を低減させるには、最初に添加する触
媒金属元素の添加濃度を低減させる必要があるため、微
小なドメイン57を有する結晶性の良好な横成長CGシ
リコン膜が形成できないおそれがある。
Therefore, in order to reduce the concentration of the catalytic metal element remaining in the CG silicon film, it is necessary to reduce the added concentration of the catalytic metal element to be added first. There is a possibility that a good lateral growth CG silicon film cannot be formed.

【0029】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、横成長CGシリコン膜を成長させ
る際の触媒金属元素の添加濃度を低減させるとともに、
横成長CGシリコン膜内に電気特性の良好なTFTを形
成でき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。
The present invention is intended to solve such a problem, and an object thereof is to reduce the addition concentration of a catalytic metal element when a laterally grown CG silicon film is grown, and
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of forming a TFT having good electric characteristics in a laterally grown CG silicon film and a method for manufacturing the semiconductor device.

【0030】[0030]

【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所定の膜厚の非
晶質シリコン膜を形成し、該非晶質シリコン膜における
複数の領域の膜厚を薄くして、複数の第1の領域を形成
する工程と、前記各第1の領域に、結晶化を促進する第
1の元素をそれぞれ添加する工程と、その後、第1の加
熱処理を行い該非晶質シリコン膜を結晶成長させ、結晶
性シリコン膜を形成する工程と、前記各第1の領域と、
隣接するそれぞれの該第1の領域の間に配置される第2
の領域とに、該第1の元素を選択的に引き寄せる効果を
有する第2の元素を添加する工程と、第2の加熱処理を
行い結晶性シリコン膜内の第1の元素を、該第2の元素
が添加され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結晶性シリコン膜の領域を用い
て、少なくとも半導体装置の活性領域を形成する工程
と、を包含することを特徴とする。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an amorphous silicon film having a predetermined thickness is formed on a substrate having an insulating surface, and a plurality of regions in the amorphous silicon film are formed. Forming a plurality of first regions by reducing the thickness of the film, adding a first element that promotes crystallization to each of the first regions, and then performing a first heating. A step of performing a crystal growth on the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film, and each of the first regions,
A second portion disposed between each of the adjacent first regions
Of the first element in the crystalline silicon film and a step of adding a second element having an effect of selectively attracting the first element to the region of And a step of forming at least an active region of the semiconductor device by using the region of the crystalline silicon film other than the region to which the second element is added. It is characterized by

【0031】前記第1の元素が、Fe、Co、Ni、C
u、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Auから選
択された一種類または複数種類の元素である。
The first element is Fe, Co, Ni, C.
It is one or more kinds of elements selected from u, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, and Au.

【0032】前記第2の元素が、P(リン)である。The second element is P (phosphorus).

【0033】本発明の半導体装置は、絶縁性表面を有す
る基板上に形成された非晶質シリコン膜に、結晶化を促
進する第1の元素が添加されて結晶化した結晶性シリコ
ン膜を有する半導体装置であって、該結晶性シリコン膜
内の第1の元素の含有量が、1.0×1015atoms
/cm3未満であることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention has a crystalline silicon film which is crystallized by adding the first element that promotes crystallization to the amorphous silicon film formed on the substrate having an insulating surface. A semiconductor device, wherein the content of the first element in the crystalline silicon film is 1.0 × 10 15 atoms
It is characterized by being less than / cm 3 .

【0034】前記第1の元素がNi(ニッケル)であ
る。
The first element is Ni (nickel).

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0036】図1(a)〜(i)は、それぞれ、本発明
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
を説明するための断面図である。
1A to 1I are cross-sectional views for explaining each step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【0037】まず、図1(a)に示すように、石英基板
11上に、LPCVD(Low Pressure CV
D)法によって、膜厚65nmのa−Si膜12を形成
する。a−Si膜12の形成には、原料ガスとしてジシ
ランガス(Si25)を使用し、温度450℃、圧力5
0Paの条件にて行った。その後、a−Si膜12上の
全面に、酸化シリコンから成る保護膜13を形成し、一
般的なフォトリソグラフィおよびドライエッチングによ
って、保護膜13上の所定の領域に触媒金属を添加する
ためのホール14を形成し、a−Si膜12の一部を露
出させる。
First, as shown in FIG. 1A, an LPCVD (Low Pressure CV) is formed on a quartz substrate 11.
By the method D), the a-Si film 12 having a film thickness of 65 nm is formed. To form the a-Si film 12, disilane gas (Si 2 H 5 ) is used as a source gas, the temperature is 450 ° C., and the pressure is 5
It was performed under the condition of 0 Pa. After that, a protective film 13 made of silicon oxide is formed on the entire surface of the a-Si film 12, and a hole for adding a catalytic metal to a predetermined region on the protective film 13 is formed by general photolithography and dry etching. 14 is formed to expose a part of the a-Si film 12.

【0038】次に、図1(b)に示すように、ドライエ
ッチングによって、ホール14内の領域に露出している
a−Si膜12の表面部分を除去して、その膜厚を薄く
する。この場合、ホール14内の領域に露出しているa
−Si膜12の膜厚は20nmである。その後、結晶化
を促進する触媒金属としてNiを、a−Si膜12の表
面に添加するため、石英基板11上に、酢酸ニッケル
(Ni)を10ppm溶かした水溶液をスピン塗布す
る。この場合、a−Si膜12の表面上のNi濃度は、
5×1012atoms/cm2程度となるように設定す
る。また、触媒金属の添加方法としては、スパッタ法、
CVD法、プラズマ処理法または蒸着法のいずれを用い
ても良い。尚、a−Si膜12の結晶化を促進する触媒
金属には、Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、P
d、Os、Ir、Pt、Auの元素の中から一種類また
は複数種類の元素を選択すれば良い。
Next, as shown in FIG. 1B, the surface portion of the a-Si film 12 exposed in the region inside the hole 14 is removed by dry etching to reduce the film thickness. In this case, a exposed in the area inside the hole 14
The film thickness of the -Si film 12 is 20 nm. Then, in order to add Ni as a catalyst metal for promoting crystallization to the surface of the a-Si film 12, an aqueous solution containing 10 ppm of nickel acetate (Ni) dissolved therein is spin-coated on the quartz substrate 11. In this case, the Ni concentration on the surface of the a-Si film 12 is
It is set to be about 5 × 10 12 atoms / cm 2 . Further, as a method of adding the catalytic metal, a sputtering method,
Any of a CVD method, a plasma treatment method, or an evaporation method may be used. The catalytic metals that promote crystallization of the a-Si film 12 include Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, and P.
One or more elements may be selected from the elements d, Os, Ir, Pt, and Au.

【0039】次に、図1(c)に示すように、a−Si
膜12が形成された石英基板llを窒素雰囲気中におい
て、温度570℃、18時間の加熱処理を行いa−Si
膜12を結晶化させる。ホール14の領域には、微小な
ドメインの集合であるCGシリコン膜15aが成長し、
保護膜13の下側には、CGシリコン膜15aより成長
したCGシリコン膜15bが成長する。また、隣接する
ホール14の間の中間の位置にはドメイン境界16が形
成される。
Next, as shown in FIG. 1C, a-Si
The quartz substrate 11 on which the film 12 is formed is subjected to heat treatment at a temperature of 570 ° C. for 18 hours in a nitrogen atmosphere to perform a-Si.
Crystallize the film 12. In the region of the hole 14, a CG silicon film 15a, which is a collection of minute domains, grows,
On the lower side of the protective film 13, the CG silicon film 15b grown from the CG silicon film 15a grows. Further, a domain boundary 16 is formed at an intermediate position between the adjacent holes 14.

【0040】次に、図1(d)に示すように、保護膜1
3に再度一般的なフォトリソグラフィおよびエッチング
を行い、ホール14の周辺部およびドメイン境界16近
傍の上側の保護膜13をそれぞれ除去し、ドメイン境界
16近傍の上には、ホール14aが形成される。これに
より、CGシリコン膜15bの一部であるCGシリコン
膜15cを露出させる。その後、イオン注入法によっ
て、石英基板11上の全面にV族元素であるP(リン)
を注入し、ホール14および14a内にP(リン)注入
領域17を形成する。P(リン)のドーズ量は、2×1
15atoms/cm2程度である。P(リン)は、触
媒金属であるNiをP(リン)注入領域17に移動させ
るゲッタリング元素として作用する。この場合、保護膜
13は、P(リン)の注入に対するマスクとして働き、
保護膜13の下側のCGシリコン膜15bにはP(リ
ン)が注入されない。また、触媒金属であるNiを最も
多く含んでいると考えられるホール14内のCGシリコ
ン15aおよび15c、ホール14a内のドメイン境界
16近傍の領域のCGシリコン15c等は、P(リン)
注入領域17に含まれる方が良い。
Next, as shown in FIG. 1D, the protective film 1
3 is again subjected to general photolithography and etching to remove the protective film 13 on the periphery of the hole 14 and in the vicinity of the domain boundary 16, and a hole 14a is formed above the domain boundary 16. As a result, the CG silicon film 15c which is a part of the CG silicon film 15b is exposed. After that, P (phosphorus) which is a group V element is formed on the entire surface of the quartz substrate 11 by an ion implantation method.
Are implanted to form P (phosphorus) implantation regions 17 in the holes 14 and 14a. P (phosphorus) dose is 2 × 1
It is about 0 15 atoms / cm 2 . P (phosphorus) acts as a gettering element that moves Ni, which is a catalytic metal, to the P (phosphorus) implantation region 17. In this case, the protective film 13 functions as a mask for P (phosphorus) implantation,
P (phosphorus) is not implanted into the CG silicon film 15b below the protective film 13. Further, the CG silicons 15a and 15c in the hole 14 which are considered to contain the largest amount of Ni as the catalyst metal, the CG silicon 15c in the region near the domain boundary 16 in the hole 14a, etc. are P (phosphorus).
It is better to be included in the implantation region 17.

【0041】次に、図1(e)に示すように、CGシリ
コン膜15bが成長している石英基板11に、温度60
0℃〜700℃、24時間の加熱条件により加熱処理を
施して、CGシリコン膜15b内に含有している触媒金
属のNiをP(リン)注入領域17に移動(ゲッタリン
グ)させる。このようなゲッタリング処理により、保護
膜13の下側のCGシリコン膜15bは、触媒金属のN
iをほとんど含まないCGシリコン膜15となる。
Next, as shown in FIG. 1E, the temperature of 60 is applied to the quartz substrate 11 on which the CG silicon film 15b is grown.
The heat treatment is performed under the heating conditions of 0 ° C. to 700 ° C. for 24 hours to move (getter) Ni of the catalytic metal contained in the CG silicon film 15b to the P (phosphorus) implantation region 17. By such a gettering process, the CG silicon film 15b on the lower side of the protective film 13 is changed to N of the catalytic metal.
The CG silicon film 15 contains almost no i.

【0042】次に、図1(f)に示すように、保護膜1
3をエッチングによって除去した後、一般的なフォトリ
ソグラフィおよびエッチングにより、石英基板11上の
CGシリコン膜15を所定の形状にパターニングする。
この時、P(リン)注入領域17は、全てエッチングに
よって除去する。その後、CGシリコン膜15をO2
囲気中で加熱する。O2雰囲気中の加熱により、CGシ
リコン膜15の表面に第1の酸化シリコン膜が形成され
る。この時、第1の酸化シリコン膜内には、CGシリコ
ン膜15に残留している触媒金属のNiが取り込まれ
る。この工程は、第2のゲッタリング処理と呼ばれ、前
述のゲッタリング処理によって減少したCGシリコン膜
15内の触媒金属元素(Ni)をさらに除去する効果が
ある。この第2のゲッタリング処理は、HCl、HF、
HBr、Cl2、F2、Br2等の少なくとも一種類のハ
ロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中にて加熱処理を行う
方が、よりゲッタリング効果が顕著となる。
Next, as shown in FIG. 1F, the protective film 1
After removing 3 by etching, the CG silicon film 15 on the quartz substrate 11 is patterned into a predetermined shape by general photolithography and etching.
At this time, the P (phosphorus) implantation region 17 is entirely removed by etching. After that, the CG silicon film 15 is heated in an O 2 atmosphere. By heating in the O 2 atmosphere, the first silicon oxide film is formed on the surface of the CG silicon film 15. At this time, Ni of the catalytic metal remaining in the CG silicon film 15 is taken into the first silicon oxide film. This step is called a second gettering process and has an effect of further removing the catalytic metal element (Ni) in the CG silicon film 15 which has been reduced by the gettering process described above. This second gettering process is performed with HCl, HF,
The gettering effect becomes more remarkable when the heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere containing at least one kind of halogen element such as HBr, Cl 2 , F 2 , Br 2 or the like.

【0043】この場合、加熱処理の温度範囲は、900
℃〜1150℃の範囲が望ましく、加熱温度が高くなる
程、触媒金属元素に対するゲッタリング効果が大きくな
る。また、高温の酸化処理によってCGシリコン膜15
内の欠陥密度も減少し、CGシリコン膜15の特性が向
上する。その後、第1の酸化シリコン膜をバッファード
フッ酸を用いて除去した後、一般的なフォトリソグラフ
ィおよびドライエッチングを用いてパターニングを行
い、CGシリコン膜15を所定の形状に形成する。この
時、形成されたCGシリコン膜15には、ドメイン境界
16を含まないようにする。
In this case, the temperature range of the heat treatment is 900
C. to 1150.degree. C. is desirable, and the higher the heating temperature, the greater the gettering effect on the catalytic metal element. In addition, the CG silicon film 15 is subjected to high temperature oxidation
The defect density inside is also reduced, and the characteristics of the CG silicon film 15 are improved. After that, the first silicon oxide film is removed using buffered hydrofluoric acid, and then patterning is performed using general photolithography and dry etching to form the CG silicon film 15 in a predetermined shape. At this time, the formed CG silicon film 15 does not include the domain boundary 16.

【0044】次に、図1(g)に示すように、CGシリ
コン膜15上に、CVD法によって、ゲート絶縁膜とし
ての第2の酸化シリコン膜19を形成する。第2の酸化
シリコン膜19の膜厚は80nmである。その後、さら
にCVD法によって、第2の酸化シリコン膜19上に膜
厚300nmのp−Si膜を形成し、そのp−Si膜に
対して一般的なフォトリソグラフィおよびドライエッチ
ングを用いてパターニングして、CGシリコン膜15上
の中央部近傍にゲート電極20を形成する。
Next, as shown in FIG. 1G, a second silicon oxide film 19 as a gate insulating film is formed on the CG silicon film 15 by the CVD method. The thickness of the second silicon oxide film 19 is 80 nm. After that, a p-Si film having a film thickness of 300 nm is further formed on the second silicon oxide film 19 by the CVD method, and the p-Si film is patterned by using general photolithography and dry etching. , The gate electrode 20 is formed on the CG silicon film 15 near the central portion.

【0045】次に、図1(h)に示すように、ゲート電
極20をマスクとして用いて、第2の酸化シリコン膜1
9上より、イオン注入によってCGシリコン膜15に、
P(リン)イオンを注入し、ソース領域21a、ドレイ
ン領域21bおよびTFTのチャネル22を形成する。
P(リン)イオンのドーズ量は、2×1015atoms
/cm2程度である。TFTのチャネル領域22は、ゲ
ート電極20の下方のCGシリコン膜15内に形成さ
れ、ソース領域21aおよびドレイン領域21bは、そ
れぞれTFTのチャネル領域22の両側に形成される。
その後、第2の酸化シリコン膜19上およびゲート電極
20上の全面に、CVD法によって、層間絶縁膜として
機能する膜厚600nmの第3の酸化シリコン膜23を
形成し、前述のソース領域21aおよびドレイン領域2
1b内に注入したP(リン)イオンの活性化のために、
窒素雰囲気中において温度950℃、30分間の熱処理
を施す。
Next, as shown in FIG. 1H, the second silicon oxide film 1 is formed by using the gate electrode 20 as a mask.
From above on the CG silicon film 15 by ion implantation,
P (phosphorus) ions are implanted to form the source region 21a, the drain region 21b and the channel 22 of the TFT.
The dose amount of P (phosphorus) ions is 2 × 10 15 atoms
It is about / cm 2 . The channel region 22 of the TFT is formed in the CG silicon film 15 below the gate electrode 20, and the source region 21a and the drain region 21b are formed on both sides of the channel region 22 of the TFT, respectively.
Then, a third silicon oxide film 23 having a film thickness of 600 nm, which functions as an interlayer insulating film, is formed on the entire surfaces of the second silicon oxide film 19 and the gate electrode 20 by the CVD method, and the source regions 21a and Drain region 2
For activation of P (phosphorus) ions injected into 1b,
Heat treatment is performed at a temperature of 950 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

【0046】その後、一般的なフォトリソグラフィおよ
びドライエッチングを用いて、CGシリコン膜15内の
ソース領域21aおよびドレイン領域21b上の第2の
酸化シリコン膜19および第3の酸化シリコン膜23を
除去し、それぞれソースコンタクトホール24およびド
レインコンタクトホール25を形成する。
After that, the second silicon oxide film 19 and the third silicon oxide film 23 on the source region 21a and the drain region 21b in the CG silicon film 15 are removed by general photolithography and dry etching. A source contact hole 24 and a drain contact hole 25 are formed, respectively.

【0047】次に、図1(h)に示すように、第3の酸
化シリコン膜23上、ソースコンタクトホール24およ
びドレインコンタクトホール25上に、膜厚400nm
のAlSi膜を形成し、フォトリソグラフィおよびドラ
イエッチングを用いてパターニングし、AlSi膜から
成るソース配線26およびドレイン電極27を、それぞ
れソースコンタクトホール24およびドレインコンタク
トホール25内に形成する。ソース配線26およびドレ
イン電極27は、それぞれソース領域21aおよびドレ
イン領域21bに接続されている。その後、第3の酸化
シリコン膜23上、ソース配線26およびドレイン電極
27上に、窒化膜から成る膜厚400nmの層間絶縁膜
28を形成し、フォトリソグラフィおよびドライエッチ
ングを用いて、ドレイン電極27上の層間絶縁膜28内
に画素コンタクトホール29を形成する。その後、層間
絶縁膜28および画素コンタクトホール29上に、膜厚
80nmの透明導電膜(ITO)を形成し、フォトリソ
グラフィおよびドライエッチングを用いてパターニング
し、透明導電膜(ITO)から成る画素電極30を形成
する。画素コンタクトホール29内に形成された画素電
極30は、ドレイン電極27に接続されている。
Next, as shown in FIG. 1H, a film thickness of 400 nm is formed on the third silicon oxide film 23, the source contact hole 24 and the drain contact hole 25.
The AlSi film is formed and patterned by using photolithography and dry etching to form the source wiring 26 and the drain electrode 27 made of the AlSi film in the source contact hole 24 and the drain contact hole 25, respectively. The source wiring 26 and the drain electrode 27 are connected to the source region 21a and the drain region 21b, respectively. After that, an interlayer insulating film 28 made of a nitride film and having a thickness of 400 nm is formed on the third silicon oxide film 23, the source wiring 26, and the drain electrode 27, and the drain electrode 27 is formed on the drain electrode 27 by photolithography and dry etching. A pixel contact hole 29 is formed in the interlayer insulating film 28. After that, a transparent conductive film (ITO) having a film thickness of 80 nm is formed on the interlayer insulating film 28 and the pixel contact hole 29, and patterned by using photolithography and dry etching to form a pixel electrode 30 made of the transparent conductive film (ITO). To form. The pixel electrode 30 formed in the pixel contact hole 29 is connected to the drain electrode 27.

【0048】以上、図1(a)〜(i)に示す工程によ
って、液晶駆動用のTFTが製造することができる。
As described above, the liquid crystal driving TFT can be manufactured by the steps shown in FIGS.

【0049】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
って形成されたCGシリコン膜に残留する触媒金属元素
のNiを、ICP−MS(Inductively C
oupled Plasma−Mass Spectro
metry:誘導結合プラズマ質量分析)測定法によっ
て、測定すると次の結果が得られた。測定には、石英基
板上の全面に膜厚70nmCGシリコン膜を形成し、ゲ
ッタリング処理が完了したCGシリコン膜を試料として
使用した。
Further, Ni of the catalytic metal element remaining in the CG silicon film formed by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is removed by ICP-MS (Inductive C).
open Plasma-Mass Spectro
The following results were obtained by measurement by the method of measurement: inductively coupled plasma mass spectrometry. For the measurement, a CG silicon film having a film thickness of 70 nm was formed on the entire surface of the quartz substrate and the gettering treatment was completed was used as a sample.

【0050】その結果、まず、石英基板全面のNiの残
留量の平均値が4×109atoms/cm2以下であっ
た。この時、ゲッタリング処理が完了後の石英基板上に
おけるCGシリコン膜の面積比が65%であり、CGシ
リコン膜が膜厚70nmであることから換算すると、C
Gシリコン膜内のNiの残留量は、8.79×10 14
toms/cm3以下となる。
As a result, first, the Ni residue on the entire surface of the quartz substrate was left.
The average value of the distillate is 4 × 109atoms / cm2Is below
It was At this time, on the quartz substrate after the gettering process is completed
The area ratio of the CG silicon film in the
When converted from the thickness of the recon film being 70 nm, C
The residual amount of Ni in the G silicon film is 8.79 × 10. 14a
toms / cm3It becomes the following.

【0051】尚、本実施形態は、本発明の半導体装置の
製造方法によって製造されるTFTの一例であり、本実
施形態に記載されている以外の部分の材料、膜厚、形成
方法などは上記の限りではない。
The present embodiment is an example of a TFT manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and the materials, film thicknesses, forming methods, etc. of parts other than those described in the present embodiment are as described above. Not as long as the.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法は、所定
の膜厚の非晶質シリコン膜に、その非晶質シリコン膜の
膜厚を薄くした複数の第1の領域を形成し、それぞれの
第1の領域に、第1の元素である触媒元素を添加し、結
晶性シリコン膜を形成する。その後、第1の領域と、隣
接する第1の領域の間に配置される第2の領域とに、第
2の元素であるゲッタリング元素を添加して、結晶性シ
リコン膜内の第1の元素を、第2の元素が添加された領
域に移動させ、第2の元素が添加された領域以外の結晶
性シリコン膜の領域を用いて、半導体装置の活性領域を
形成する。これにより、横成長CGシリコン膜を成長さ
せる際の触媒金属元素の添加濃度を低減させることがで
きる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a plurality of first regions, each having a reduced thickness of the amorphous silicon film, are formed on the amorphous silicon film having a predetermined thickness. A catalytic element, which is the first element, is added to the first region of 1 to form a crystalline silicon film. After that, a gettering element which is a second element is added to the first region and the second region which is arranged between the first regions which are adjacent to each other, and the first region in the crystalline silicon film is added. The element is moved to the region to which the second element is added, and the active region of the semiconductor device is formed using the region of the crystalline silicon film other than the region to which the second element is added. As a result, the concentration of the catalytic metal element added when the laterally grown CG silicon film is grown can be reduced.

【0053】本発明の半導体装置は、絶縁性表面を有す
る基板上に形成された非晶質シリコン膜に、結晶化を促
進する第1の元素が1.0×1015atoms/cm3
未満添加されて結晶化した結晶性シリコン膜を有してい
るために、横成長CGシリコン膜内に電気特性の良好な
TFTを形成できる。
In the semiconductor device of the present invention, the first element for promoting crystallization is 1.0 × 10 15 atoms / cm 3 in the amorphous silicon film formed on the substrate having an insulating surface.
Since it has a crystalline silicon film that is crystallized by adding less than that, a TFT having good electric characteristics can be formed in the laterally grown CG silicon film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)〜(i)は、それぞれ、本発明の実施形
態である半導体装置の製造方法における各工程を説明す
るための断面図である。
1A to 1I are cross-sectional views for explaining respective steps in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は、それぞれ、CGシリコン膜
が縦成長する状態を示す概略平面図である。
2A to 2D are schematic plan views showing states in which a CG silicon film is vertically grown.

【図3】(a)〜(d)は、それぞれCGシリコン膜が
横成長する状態を示す概略平面図である。
3A to 3D are schematic plan views showing states in which a CG silicon film is laterally grown.

【図4】ドメイン57のサイズが大きい場合のCGシリ
コン膜の横成長状態を示す概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a lateral growth state of a CG silicon film when the size of a domain 57 is large.

【図5】ドメイン57のサイズが微小な場合のCGシリ
コン膜の横成長状態を示す概略平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a lateral growth state of a CG silicon film when the size of a domain 57 is small.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 石英基板 12 アモルファスシリコン膜 13 保護膜 14 ホール 14aホール 15 CGシリコン膜 15aCGシリコン膜 15bCGシリコン膜 16 ドメイン境界 17 P(リン)注入領域 19 第2の酸化シリコン膜 20 ゲート電極 21aソース領域 21bドレイン領域 22 チャネル領域 23 第3の酸化シリコン膜 24 ソースコンタクトホール 25 ドレインコンタクトホール 26 ソース配線 27 ドレイン電極 28 層間絶縁膜 29 画素コンタクトホール 30 画素電極 11 Quartz substrate 12 Amorphous silicon film 13 Protective film 14 holes 14a hole 15 CG silicon film 15aCG silicon film 15bCG silicon film 16 domain boundaries 17 P (phosphorus) implantation area 19 Second silicon oxide film 20 gate electrode 21a source area 21b drain region 22 channel area 23 Third Silicon Oxide Film 24 Source contact hole 25 Drain contact hole 26 Source wiring 27 drain electrode 28 Interlayer insulation film 29 pixel contact hole 30 pixel electrodes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 JA25 JA34 JA37 JA41 JA46 JB57 KA04 KA05 KA10 MA04 MA05 MA08 MA15 MA18 MA27 MA41 NA21 NA24 NA29 5F052 AA11 AA17 DA01 DA02 DB02 EA16 FA06 HA06 JA01 5F110 AA30 BB01 CC02 DD03 EE09 EE45 FF02 FF29 FF35 GG02 GG13 GG47 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL05 NN03 NN23 NN24 NN72 PP10 PP13 PP23 PP34 QQ11 QQ28    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H092 JA25 JA34 JA37 JA41 JA46                       JB57 KA04 KA05 KA10 MA04                       MA05 MA08 MA15 MA18 MA27                       MA41 NA21 NA24 NA29                 5F052 AA11 AA17 DA01 DA02 DB02                       EA16 FA06 HA06 JA01                 5F110 AA30 BB01 CC02 DD03 EE09                       EE45 FF02 FF29 FF35 GG02                       GG13 GG47 HJ01 HJ04 HJ13                       HJ23 HL05 NN03 NN23 NN24                       NN72 PP10 PP13 PP23 PP34                       QQ11 QQ28

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性表面を有する基板上に所定の膜厚
の非晶質シリコン膜を形成し、該非晶質シリコン膜にお
ける複数の領域の膜厚を薄くして、複数の第1の領域を
形成する工程と、 前記各第1の領域に、結晶化を促進する第1の元素をそ
れぞれ添加する工程と、 その後、第1の加熱処理を行い該非晶質シリコン膜を結
晶成長させ、結晶性シリコン膜を形成する工程と、 前記各第1の領域と、隣接するそれぞれの該第1の領域
の間に配置される第2の領域とに、該第1の元素を選択
的に引き寄せる効果を有する第2の元素を添加する工程
と、 第2の加熱処理を行い結晶性シリコン膜内の第1の元素
を、該第2の元素が添加され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結晶性シリコン膜
の領域を用いて、少なくとも半導体装置の活性領域を形
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。
1. An amorphous silicon film having a predetermined thickness is formed on a substrate having an insulating surface, and a plurality of regions of the amorphous silicon film are thinned to form a plurality of first regions. And a step of adding a first element that promotes crystallization to each of the first regions, and then a first heat treatment is performed to grow the amorphous silicon film to crystallize Of forming a conductive silicon film, and an effect of selectively attracting the first element to the first regions and the second regions arranged between the first regions adjacent to each other And a step of performing a second heat treatment to move the first element in the crystalline silicon film to a region to which the second element has been added, By using the region of the crystalline silicon film other than the region in which the element of Method of manufacturing a semiconductor device characterized in that it comprises forming an active region of a semiconductor device.
【請求項2】 前記第1の元素が、Fe、Co、Ni、
Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Auから
選択された一種類または複数種類の元素である請求項1
に記載の半導体装置の製造方法。
2. The first element is Fe, Co, Ni,
The element is one or more elements selected from Cu, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, and Au.
A method of manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項3】 前記第2の元素が、P(リン)である請
求項1に記載の半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second element is P (phosphorus).
【請求項4】 絶縁性表面を有する基板上に形成された
非晶質シリコン膜に、結晶化を促進する第1の元素が添
加されて結晶化した結晶性シリコン膜を有する半導体装
置であって、 該結晶性シリコン膜内の第1の元素の含有量が、1.0
×1015atoms/cm3未満であることを特徴とす
る半導体装置。
4. A semiconductor device having a crystalline silicon film which is crystallized by adding a first element for promoting crystallization to an amorphous silicon film formed on a substrate having an insulating surface. , The content of the first element in the crystalline silicon film is 1.0
A semiconductor device having a density of less than × 10 15 atoms / cm 3 .
【請求項5】 前記第1の元素がNi(ニッケル)であ
る請求項4に記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the first element is Ni (nickel).
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