JP2003332342A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JP2003332342A
JP2003332342A JP2002138895A JP2002138895A JP2003332342A JP 2003332342 A JP2003332342 A JP 2003332342A JP 2002138895 A JP2002138895 A JP 2002138895A JP 2002138895 A JP2002138895 A JP 2002138895A JP 2003332342 A JP2003332342 A JP 2003332342A
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film
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英人 大沼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology wherein a semiconductor film having a crystalline structure is obtained by using a metal element for promoting crystallization of the semiconductor film, and then fluctuation among devices can be reduced by effectively eliminating the metal element remaining in the film. <P>SOLUTION: A process for forming a gettering site comprises the steps of: forming a semiconductor film containing a rare gas element; forming a semiconductor film having an amorphous structure containing a high-concentration rare gas element, amorphous silicon film as a major example, on the surface of a second semiconductor film by treating the film for generating plasma of a rare gas element, carbon, or oxygen; and gettering the semiconductor film. Or it is also possible to form the gettering site composed of an amorphous silicon film laminated by repeating film formation and plasma treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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】本発明はゲッタリング技術を
用いた半導体装置の作製方法に関する。特に本発明は、
半導体膜の結晶化を助長する金属元素を添加して作製さ
れる結晶構造を有する半導体膜を用いた半導体装置の作
製方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a gettering technique. In particular, the present invention is
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a semiconductor film having a crystal structure which is manufactured by adding a metal element which promotes crystallization of a semiconductor film.

【0002】なお、本明細書中において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、電気光学装置、発光装置、半導体回路および電子
機器は全て半導体装置である。
[0002] In this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and electro-optical devices, light-emitting devices, semiconductor circuits, and electronic devices are all semiconductor devices.

【0003】[0003]

【従来の技術】結晶構造を有する半導体膜を用いた代表
的な半導体素子として薄膜トランジスタ(以下、TFT
と記す)が知られている。TFTはガラスなどの絶縁基
板上に集積回路を形成する技術として注目され、駆動回
路一体型液晶表示装置などが実用化されつつある。従来
の技術において、結晶構造を有する半導体膜は、プラズ
マCVD法や減圧CVD法で堆積した非晶質半導体膜
を、加熱処理やレーザーアニール法(レーザー光の照射
により半導体膜を結晶化させる技術)により作製されて
いる。
2. Description of the Related Art A thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) is used as a typical semiconductor device using a semiconductor film having a crystal structure.
Is known). The TFT is drawing attention as a technique for forming an integrated circuit on an insulating substrate such as glass, and a drive circuit integrated liquid crystal display device and the like are being put to practical use. In the conventional technique, a semiconductor film having a crystalline structure is obtained by subjecting an amorphous semiconductor film deposited by a plasma CVD method or a low pressure CVD method to a heat treatment or a laser annealing method (a technique of crystallizing a semiconductor film by laser light irradiation). It is made by.

【0004】こうして作製される結晶構造を有する半導
体膜は多数の結晶粒の集合体であり、その結晶方位は任
意な方向に配向して制御不能であるため、TFTの特性
を制限する要因となっている。このような問題点に対
し、特開平7−183540号公報で開示される技術
は、ニッケルなど半導体膜の結晶化を助長する金属元素
を添加し、結晶構造を有する半導体膜を作製するもので
あり、結晶化に必要とする加熱温度を低下させる効果ば
かりでなく、結晶方位の配向性を単一方向に高めること
が可能である。このような結晶構造を有する半導体膜で
TFTを形成すると、電界効果移動度の向上のみでな
く、サブスレッショルド係数(S値)が小さくなり、飛
躍的に電気的特性を向上させることが可能となってい
る。
The semiconductor film having a crystal structure produced in this manner is an aggregate of a large number of crystal grains, and its crystal orientation is oriented in an arbitrary direction and cannot be controlled, which is a factor limiting the characteristics of the TFT. ing. In order to solve such a problem, the technique disclosed in JP-A-7-183540 is to add a metal element such as nickel that promotes crystallization of a semiconductor film to produce a semiconductor film having a crystal structure. In addition to the effect of lowering the heating temperature required for crystallization, it is possible to enhance the orientation of crystal orientation in a single direction. When a TFT is formed of a semiconductor film having such a crystal structure, not only the field effect mobility is improved, but also the subthreshold coefficient (S value) is reduced, and the electrical characteristics can be dramatically improved. ing.

【0005】結晶化を助長する金属元素を用いることに
よって、結晶化における核発生が制御可能となるため、
核発生がランダムである他の結晶化方法に比べて得られ
る膜質は均一であり、理想的には、完全に金属元素を除
去または許容範囲までに低減することが望ましい。しか
し、結晶化を助長する金属元素を添加する故に、結晶構
造を有する半導体膜の膜中或いは膜表面には、当該金属
元素が残存し、得られる素子の特性をばらつかせるなど
の問題がある。その一例は、TFTにおいてオフ電流が
増加し、個々の素子間でばらつくなどの問題がある。即
ち、結晶化を助長する金属元素は、一旦、結晶構造を有
する半導体膜が形成されてしまえば、かえって不要な存
在となってしまう。
The use of a metal element that promotes crystallization makes it possible to control the nucleation during crystallization.
The film quality obtained is uniform compared to other crystallization methods in which nucleation is random, and ideally, it is desirable to completely remove the metal element or reduce it to an allowable range. However, since the metal element that promotes crystallization is added, there is a problem that the metal element remains in the film or the film surface of the semiconductor film having a crystal structure, and the characteristics of the obtained device are varied. . One example thereof is a problem that the off-current increases in the TFT and the TFTs vary among the individual elements. That is, the metal element that promotes crystallization becomes an unnecessary existence once the semiconductor film having the crystal structure is formed.

【0006】リンを用いたゲッタリングは、結晶構造を
有する半導体膜のうち特定の領域から結晶化を助長する
金属元素を除去するための手法として有効に活用されて
いる。例えば、TFTのソース・ドレイン領域にリンを
添加して450〜700℃の熱処理を行うことで、チャ
ネル形成領域から当該金属元素を容易に除去することが
可能である。
Gettering using phosphorus is effectively used as a method for removing a metal element that promotes crystallization from a specific region of a semiconductor film having a crystal structure. For example, by adding phosphorus to the source / drain region of the TFT and performing heat treatment at 450 to 700 ° C., the metal element can be easily removed from the channel formation region.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】リンはイオンドープ法
(PH3などをプラズマで解離して、イオンを電界で加
速して半導体中に注入する方法であり、基本的にイオン
の質量分離を行わない方法を指す)で結晶構造を有する
半導体膜に注入するが、ゲッタリングのために必要なリ
ン濃度は1×1020/cm3以上である。イオンドープ法に
よるリンの添加は、結晶構造を有する半導体膜の非晶質
化をもたらすが、リン濃度の増加はその後のアニールに
よる再結晶化の妨げとなり問題となっている。また、高
濃度のリンの添加は、ドーピングに必要な処理時間の増
大をもたらし、ドーピング工程におけるスループットを
低下させるので問題となっている。
Phosphorus is an ion doping method (a method of dissociating PH 3 or the like with plasma and accelerating the ions with an electric field to implant them into a semiconductor. Basically, mass separation of ions is performed. However, the phosphorus concentration required for gettering is 1 × 10 20 / cm 3 or more. The addition of phosphorus by the ion doping method brings about amorphization of the semiconductor film having a crystal structure, but an increase in the phosphorus concentration is a problem because it hinders recrystallization by subsequent annealing. Further, the addition of a high concentration of phosphorus causes an increase in the processing time required for doping, which lowers the throughput in the doping process, which is a problem.

【0008】さらに、pチャネル型TFTのソース・ド
レイン領域に添加したリンに対し、その導電型を反転さ
せるために必要な硼素の濃度は1.5〜3倍が必要であ
り、再結晶化の困難さに伴って、ソース・ドレイン領域
の高抵抗化をもたらし問題となっている。
Further, the concentration of boron required to invert the conductivity type is 1.5 to 3 times that of phosphorus added to the source / drain regions of the p-channel TFT, which causes recrystallization. Along with the difficulty, the resistance of the source / drain region is increased, which is a problem.

【0009】また、基板内でゲッタリングが十分にされ
ず、ゲッタリングにバラツキが生じると、各々のTFT
特性に若干の差、即ちバラツキが生じていた。透過型の
液晶表示装置の場合、画素部に配置されるTFTに電気
特性のバラツキがあれば、各画素電極に印加する電圧の
バラツキが生じ、そのため透過光量のバラツキも生じ、
これが表示むらとなって観察者の目に映ることになる。
Further, if the gettering is not sufficient in the substrate and the gettering varies, each TFT is
There was a slight difference in characteristics, that is, variation. In the case of a transmissive liquid crystal display device, if the TFTs arranged in the pixel portion have variations in electrical characteristics, variations in the voltage applied to each pixel electrode occur, which causes variations in the amount of transmitted light.
This causes display unevenness and appears in the eyes of the observer.

【0010】また、OLEDを用いた発光装置にとっ
て、TFTはアクティブマトリクス駆動方式を実現する
上で、必須の素子となっている。従って、OLEDを用
いた発光装置は、少なくとも、スイッチング素子として
機能するTFTと、OLEDに電流を供給するTFTと
が、各画素に設けられることになる。画素の回路構成、
及び駆動方法によらず、OLEDと電気的に接続され、
且つ、OLEDに電流を供給するTFTのオン電流(I
on)で画素の輝度が決定されるため、例えば、全面白表
示とした場合、オン電流が一定でなければ輝度にバラツ
キが生じてしまうという問題がある。
Further, in the light emitting device using the OLED, the TFT is an essential element for realizing the active matrix driving system. Therefore, in a light emitting device using an OLED, at least a TFT that functions as a switching element and a TFT that supplies a current to the OLED are provided in each pixel. Pixel circuit configuration,
And electrically connected to the OLED regardless of the driving method,
In addition, the on-current (I
Since the brightness of the pixel is determined by ( on ), there is a problem that, for example, when the white display is performed on the entire surface, the brightness varies unless the on-current is constant.

【0011】本発明はこのような問題を解決するための
手段であり、半導体膜の結晶化を助長する金属元素を用
いて結晶構造を有する半導体膜を得た後、該膜中に残存
する当該金属元素を効果的に除去する技術を提供するこ
とを目的とする。
The present invention is a means for solving such a problem, which is obtained by obtaining a semiconductor film having a crystal structure using a metal element that promotes crystallization of the semiconductor film, and then remaining in the film. It is an object of the present invention to provide a technique for effectively removing a metal element.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】ゲッタリング技術は単結
晶シリコンウエハーを用いる集積回路の製造技術におい
て主要な技術として位置付けられている。ゲッタリング
は半導体中に取り込まれた金属不純物が、何らかのエネ
ルギーでゲッタリングサイトに偏析して、素子の能動領
域の不純物濃度を低減させる技術として知られている。
それは、エクストリンシックゲッタリング(Extrinsic G
ettering)とイントリンシックゲッタリング(Intrinsic
Gettering)の二つに大別されている。エクストリンシッ
クゲッタリングは外部から歪場や化学作用を与えてゲッ
タリング効果をもたらすものである。高濃度のリンを単
結晶シリコンウエハーの裏面から拡散させるリンゲッタ
はこれに当たり、前述のリンを用いたゲッタリングもエ
クストリンシックゲッタリングの一種と見なすことがで
きる。
The gettering technique is positioned as a main technique in the technique of manufacturing an integrated circuit using a single crystal silicon wafer. Gettering is known as a technique in which metal impurities taken into a semiconductor are segregated at gettering sites by some energy to reduce the impurity concentration in the active region of the device.
It is the extrinsic gettering (Extrinsic G
ettering and Intrinsic gettering
There are two main categories: Gettering). The extrinsic gettering is one in which a gettering effect is brought about by externally applying a strain field or a chemical action. This is a ring getter that diffuses a high concentration of phosphorus from the back surface of a single crystal silicon wafer, and the gettering using phosphorus described above can be regarded as a type of extrinsic gettering.

【0013】一方、イントリンシックゲッタリングは単
結晶シリコンウエハーの内部に生成された酸素が関与す
る格子欠陥の歪場を利用したものとして知られている。
本発明は、上記したエクストリンシックゲッタリングや
イントリンシックゲッタリングとは異なるゲッタリング
のメカニズムを利用して、厚さ10〜200nm程度の結
晶構造を有する半導体膜に適用するために以下の手段を
採用するものである。
On the other hand, intrinsic gettering is known to utilize the strain field of lattice defects involving oxygen generated inside a single crystal silicon wafer.
The present invention uses the gettering mechanism different from the above-mentioned extrinsic gettering or intrinsic gettering, and adopts the following means for applying to a semiconductor film having a crystal structure with a thickness of about 10 to 200 nm. To do.

【0014】本発明は、絶縁表面上に金属元素を用いて
結晶構造を有する第1の半導体膜を形成する工程と、エ
ッチングストッパーとなる膜(バリア層)を形成する工
程と、希ガス元素を含む第2の半導体膜(ゲッタリング
サイト)を形成する工程と、加熱処理によりゲッタリン
グサイトに金属元素をゲッタリングさせる工程と、前記
第2の半導体膜を除去する工程と、バリア層を除去する
工程とを有している。
According to the present invention, a step of forming a first semiconductor film having a crystal structure by using a metal element on an insulating surface, a step of forming a film (barrier layer) which serves as an etching stopper, and a rare gas element are used. A step of forming a second semiconductor film (gettering site) containing the same, a step of gettering the gettering site with a metal element by heat treatment, a step of removing the second semiconductor film, and a step of removing the barrier layer. And the process.

【0015】上記第2の半導体膜の形成方法としては、
スパッタ法やプラズマCVD法などがあるが、プラズマC
VD法はガスによる成膜室(チャンバーとも呼ぶ)内の
クリーニングが行えるため、スパッタ法に比べてメンテ
ナンスが少なくて済み、量産には適していると言える。
しかし、上記希ガス元素を含む第2の半導体膜をプラズ
マCVD法で形成する場合、後に行われる加熱処理により
膜剥がれ(ピーリングとも呼ばれる)が生じやすかっ
た。さらにプラズマCVD法では、第2の半導体膜中に多
量の希ガス元素を含ませることは困難であった。
As a method of forming the second semiconductor film,
Although there are sputtering method and plasma CVD method, plasma C
Since the VD method can clean the inside of the film forming chamber (also referred to as a chamber) with a gas, it requires less maintenance than the sputtering method and can be said to be suitable for mass production.
However, when the second semiconductor film containing the rare gas element is formed by the plasma CVD method, film peeling (also called peeling) is likely to occur due to the heat treatment performed later. Further, in the plasma CVD method, it was difficult to include a large amount of rare gas element in the second semiconductor film.

【0016】そこで、本発明は、第2の半導体膜を成膜
した後、希ガス元素のプラズマを発生させる処理を行う
ことで第2の半導体膜表面に高濃度の希ガス元素を添加
することを特徴としている。こうすることで、プラズマ
CVD法による第2の半導体膜の成膜条件によらず、高濃
度に希ガス元素を含む第2の半導体膜を得ることができ
る。従って、ピーリングを発生させることなく、第2の
半導体膜をスループットよく形成し、その表面に希ガス
元素を高濃度に含ませることができる。
Therefore, according to the present invention, after the second semiconductor film is formed, a high concentration rare gas element is added to the surface of the second semiconductor film by performing a process of generating plasma of the rare gas element. Is characterized by. By doing this, plasma
A second semiconductor film containing a rare gas element in a high concentration can be obtained regardless of the conditions for forming the second semiconductor film by a CVD method. Therefore, the second semiconductor film can be formed with high throughput without causing peeling, and the rare gas element can be contained at a high concentration on the surface thereof.

【0017】具体的には、プラズマCVD法を用い、成
膜室に原料ガスとしてモノシラン、モノシランと水素、
モノシランとアルゴン、モノシランとアルゴンと窒素、
またはモノシランとアルゴンと水素を導入し、膜厚1n
m〜10nmのアモルファスシリコン膜を成膜した後、
アルゴンのプラズマ処理を行うことを1回または2回以
上繰り返して積層からなる第2の半導体膜(ゲッタリン
グサイト)を形成すればよい。
Specifically, plasma CVD is used, and monosilane, monosilane and hydrogen are used as source gases in the film forming chamber.
Monosilane and argon, monosilane and argon and nitrogen,
Alternatively, monosilane, argon, and hydrogen are introduced to obtain a film thickness of 1n.
After forming an amorphous silicon film of m to 10 nm,
The plasma treatment of argon may be repeated once or twice or more to form a second semiconductor film (gettering site) including a stack.

【0018】本明細書で開示する作製方法に関する発明
の構成1は、絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、前記非晶質構造を有する
第1の半導体膜に金属元素を添加する第2工程と、前記
第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第1の
半導体膜を形成する第3工程と、前記結晶構造を有する
第1の半導体膜の表面にバリア層を形成する第4の工程
と、前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希
ガスとシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半
導体膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前
記成膜室からシランを含むガスを除去して希ガスのみと
してプラズマを発生させて希ガス元素を添加する処理と
を1回または2回以上交互に行うことによって、表面に
おける希ガス元素の濃度が下層よりも高い第2の半導体
膜を形成する第5の工程と、加熱処理を行い、前記第2
の半導体膜に前記金属元素をゲッタリングして結晶構造
を有する第1の半導体膜中の前記金属元素を除去または
低減する第6工程と、前記第2の半導体膜を除去する第
7工程と、前記バリア層を除去する第8工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法である。
Structure 1 of the invention relating to the manufacturing method disclosed in this specification includes a first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface and a first step of having the amorphous structure. A second step of adding a metal element to the semiconductor film, a third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a first step having the crystal structure. A fourth step of forming a barrier layer on the surface of the semiconductor film, and forming a semiconductor film containing a rare gas element on the barrier layer by introducing a gas containing a rare gas and silane into a deposition chamber by a plasma CVD method. The treatment for forming a film and the treatment for removing a gas containing silane from the film forming chamber on the surface of the semiconductor film to generate plasma only as a rare gas to add a rare gas element once or twice or more. Rare gas elements on the surface by alternating A fifth step of concentration to form a high second semiconductor film than the lower, heat treatment is performed, the second
A sixth step of removing or reducing the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element to the semiconductor film of, and a seventh step of removing the second semiconductor film, An eighth step of removing the barrier layer, the method for manufacturing a semiconductor device.

【0019】また、スループットを重視する場合には、
第2の半導体膜(ゲッタリングサイト)を単層とし、膜
厚1nm〜10nmのアモルファスシリコン膜を成膜し
た後、アルゴンのプラズマ処理する場合でもよく、本明
細書で開示する作製方法に関する発明の構成2は、絶縁
表面上に非晶質構造を有する第1の半導体膜を形成する
第1工程と、前記非晶質構造を有する第1の半導体膜に
金属元素を添加する第2工程と、前記第1の半導体膜を
結晶化させて結晶構造を有する第1の半導体膜を形成す
る第3工程と、前記結晶構造を有する第1の半導体膜の
表面にバリア層を形成する第4の工程と、前記バリア層
上に、プラズマCVD法で成膜室にシランを含むガスを
導入して非晶質半導体膜を成膜する処理と、該半導体膜
の表面に対して前記成膜室からシランを含むガスを除去
して希ガスを導入してプラズマを発生させて希ガス元素
を添加する処理とを1回または2回以上交互に行うこと
によって、希ガス元素を含む第2の半導体膜を形成する
第5の工程と、加熱処理を行い、前記第2の半導体膜に
前記金属元素をゲッタリングして結晶構造を有する第1
の半導体膜中の前記金属元素を除去または低減する第6
工程と、前記第2の半導体膜を除去する第7工程と、前
記バリア層を除去する第8工程とを有することを特徴と
する半導体装置の作製方法である。
If throughput is important,
The second semiconductor film (gettering site) may be a single layer, and an amorphous silicon film having a thickness of 1 nm to 10 nm may be formed, and then plasma treatment of argon may be performed, which is an example of the manufacturing method disclosed in this specification. Configuration 2 includes a first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, and a second step of adding a metal element to the first semiconductor film having the amorphous structure. A third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the first semiconductor film having the crystal structure. And a step of introducing a gas containing silane into the film forming chamber by a plasma CVD method to form an amorphous semiconductor film on the barrier layer, and silane from the film forming chamber on the surface of the semiconductor film. Introduce noble gas by removing gas containing The heat treatment is performed by a fifth step of forming a second semiconductor film containing a rare gas element by performing plasma treatment to generate a plasma and adding the rare gas element once or alternately. A first semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element into the second semiconductor film.
Removing or reducing the metal element in the semiconductor film of
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step, a seventh step of removing the second semiconductor film, and an eighth step of removing the barrier layer.

【0020】また、同一の成膜室で上記成膜処理とプラ
ズマ処理を行うことができることも本発明の特徴であ
る。なお、異なる処理室で行うことも可能であるが、ス
ループットの低下、不純物の混入を招くおそれがある。
また、プラズマ処理による希ガス元素の添加に代えて、
ドーピング装置により希ガス元素を添加することもでき
るが、同様にスループットの低下、不純物の混入を招く
おそれがある。
It is also a feature of the present invention that the above film forming process and the plasma process can be performed in the same film forming chamber. Note that it is possible to perform the treatments in different processing chambers, but there is a possibility that the throughput is lowered and impurities are mixed.
Also, instead of adding a rare gas element by plasma treatment,
Although a rare gas element can be added by a doping device, there is a possibility that the throughput is lowered and impurities are mixed in like manner.

【0021】また、後に行われる加熱処理により膜剥が
れ(ピーリングとも呼ばれる)が生じにくく、且つ、第
2の半導体膜中に多量の希ガス元素を含ませる条件でプ
ラズマCVD法により成膜を行った後、希ガスのプラズ
マ処理を行えば、さらに高濃度に希ガス元素を含ませる
ことができる。
The film was formed by the plasma CVD method under the condition that film peeling (also called peeling) is unlikely to occur due to the heat treatment to be performed later and the second semiconductor film contains a large amount of a rare gas element. After that, if a rare gas plasma treatment is performed, the rare gas element can be contained in a higher concentration.

【0022】そのような成膜条件としては、原料ガスと
してモノシランと希ガス元素を用い、比率(モノシラ
ン:希ガス)を0.1:99.9〜1:9、好ましく
は、1:99〜5:95に制御し、圧力を、1.333
Pa(0.01Torr)〜66.65Pa(0.5T
orr)、好ましくは、53.32Pa(0.4Tor
r)未満とする条件である。なお、66.65Paより
も高い成膜圧力とすると膜にならず粉になってしまった
り、膜に半球状の浮きが発生したりする成膜不良が発生
しやすい。さらに、RFパワー密度を、0.0017W
/cm2〜0.48W/cm2とすることが望ましい。な
お、0.48W/cm2よりも高いRFパワーとすると
膜にならず粉になってしまったり、膜に半球状の浮きが
発生したりする成膜不良が発生しやすい。また、モノシ
ランに代えて、ジシランやトリシランを用いてもよい。
As such film forming conditions, monosilane and a rare gas element are used as a source gas, and the ratio (monosilane: rare gas) is 0.1: 99.9 to 1: 9, preferably 1:99 to. Control at 5:95, pressure is 1.333
Pa (0.01 Torr) to 66.65 Pa (0.5T
orr), preferably 53.32 Pa (0.4 Tor
It is a condition to be less than r). When the film forming pressure is higher than 66.65 Pa, a film is not formed but becomes powdery, or a film forming defect such as a hemispherical float is generated in the film. Furthermore, the RF power density is 0.0017W
/ Cm 2 to 0.48 W / cm 2 is desirable. Note that when the RF power is higher than 0.48 W / cm 2 , the film is not formed into a powder, but is liable to be a powder, or a film-forming defect such as a hemispherical floating in the film is likely to occur. Further, disilane or trisilane may be used instead of monosilane.

【0023】上記条件として第2の半導体膜を形成する
ことによって、バリア層との密着性を高めることがで
き、成膜後に行う熱処理によってピーリングが生じな
い。加えて、希ガス元素を高濃度に含み、高いゲッタリ
ング能力を有するゲッタリングサイトを形成することが
できる。従って、ゲッタリングサイトとなる第2の半導
体膜を薄膜化させることもできうる。
By forming the second semiconductor film under the above conditions, the adhesion with the barrier layer can be enhanced, and peeling does not occur due to the heat treatment performed after the film formation. In addition, a gettering site containing a rare gas element in a high concentration and having a high gettering ability can be formed. Therefore, the second semiconductor film to be the gettering site can be thinned.

【0024】また、上記ゲッタリングサイトとなる第2
の半導体膜を形成する他の工程として、プラズマCVD
法を用い、原料ガスとしてモノシランとフォスフィン
(PH 3)と希ガス元素、或いは原料ガスとしてモノシ
ランとフォスフィン(PH3)と水素、或いは原料ガス
としてモノシランとフォスフィン(PH3)と窒素を用
いて成膜し、リンまたは希ガスを含み非晶質構造を有す
る半導体膜を形成してもよい。
The second gettering site is also provided.
Plasma CVD as another process for forming the semiconductor film of
Method using monosilane and phosphine as source gases
(PH 3) And a rare gas element, or
Orchid and phosphine (PH3) And hydrogen, or source gas
As monosilane and phosphine (PH3) And nitrogen
It has an amorphous structure containing phosphorus or a noble gas.
A semiconductor film may be formed.

【0025】また、バリア層に希ガス元素を添加しても
よい。希ガス元素を添加したバリア層はゲッタリングサ
イトとしても機能させることができる。具体的には、希
ガスのプラズマを発生させて前記バリア層の表面に希ガ
ス元素を添加すればよい。
A rare gas element may be added to the barrier layer. The barrier layer to which the rare gas element is added can also function as a gettering site. Specifically, a rare gas plasma may be generated to add the rare gas element to the surface of the barrier layer.

【0026】本明細書で開示する作製方法に関する発明
の構成3は、絶縁表面上に非晶質構造を有する半導体膜
を形成する第1工程と、前記非晶質構造を有する半導体
膜に金属元素を添加する第2工程と、前記半導体膜を結
晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する第3工
程と、前記結晶構造を有する半導体膜の表面にバリア層
を形成する第4の工程と、プラズマを発生させて前記バ
リア層の表面に希ガス元素を添加する第5工程と、加熱
処理を行い、前記バリア層に前記金属元素をゲッタリン
グして結晶構造を有する半導体膜中の前記金属元素を除
去または低減する第6工程と、前記バリア層を除去する
第7工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製
方法である。
Structure 3 of the invention relating to the manufacturing method disclosed in this specification includes a first step of forming a semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface and a metal element in the semiconductor film having the amorphous structure. And a third step of crystallizing the semiconductor film to form a semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the semiconductor film having the crystal structure. A fifth step of generating plasma to add a rare gas element to the surface of the barrier layer, and a heat treatment to getter the metal element into the barrier layer to obtain the metal in the semiconductor film having a crystalline structure. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a sixth step of removing or reducing an element; and a seventh step of removing the barrier layer.

【0027】また、バリア層に希ガス元素のプラズマ処
理を行った後、さらに希ガス元素を含む半導体膜を成膜
する処理と、希ガス元素のプラズマ処理とを繰り返し行
ってもよい。成膜前にプラズマ処理を行うと密着性が向
上し、ピーリングが発生しにくくなる。
After the plasma treatment of the rare gas element is performed on the barrier layer, the treatment of forming a semiconductor film containing the rare gas element and the plasma treatment of the rare gas element may be repeated. When plasma treatment is performed before film formation, adhesion is improved and peeling is less likely to occur.

【0028】本明細書で開示する作製方法に関する発明
の構成4は、絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、前記非晶質構造を有する
第1の半導体膜に金属元素を添加する第2工程と、前記
第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第1の
半導体膜を形成する第3工程と、前記結晶構造を有する
第1の半導体膜の表面にバリア層を形成する第4の工程
と、プラズマを発生させて前記バリア層の表面に希ガス
元素を添加する第5工程と、前記バリア層上に、プラズ
マCVD法で成膜室に希ガスとシランを含むガスを導入
して希ガス元素を含む半導体膜を成膜する処理と、該半
導体膜の表面に対して前記成膜室からシランを含むガス
を除去して希ガスのみとしてプラズマを発生させて希ガ
ス元素を添加する処理とを1回または2回以上交互に行
うことによって、表面における希ガス元素の濃度が下層
よりも高い第2の半導体膜を形成する第6の工程と、加
熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素をゲ
ッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の前
記金属元素を除去または低減する第7工程と、前記第2
の半導体膜を除去する第8工程と、前記バリア層を除去
する第9工程とを有することを特徴とする半導体装置の
作製方法である。
Structure 4 of the invention relating to the manufacturing method disclosed in this specification is the first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface and the first step having the amorphous structure. A second step of adding a metal element to the semiconductor film, a third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a first step having the crystal structure. A fourth step of forming a barrier layer on the surface of the semiconductor film, a fifth step of generating plasma to add a rare gas element to the surface of the barrier layer, and a film formation on the barrier layer by a plasma CVD method. A process of introducing a gas containing a rare gas and silane into the chamber to form a semiconductor film containing a rare gas element, and removing the gas containing silane from the film formation chamber with respect to the surface of the semiconductor film As the only gas, plasma is generated and the rare gas element is added. The second step of forming a second semiconductor film in which the concentration of the rare gas element on the surface is higher than that of the lower layer by performing the heat treatment once or twice or more, and heat treatment is performed. A seventh step of gettering the metal element to the semiconductor film to remove or reduce the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure;
And a ninth step of removing the barrier layer, and a method of manufacturing a semiconductor device.

【0029】また、希ガス元素のプラズマ処理に代え
て、炭素を含むガスのプラズマ処理を行ってもよい。
Further, instead of the plasma treatment of the rare gas element, the plasma treatment of a gas containing carbon may be performed.

【0030】本明細書で開示する作製方法に関する発明
の構成4は、絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、前記非晶質構造を有する
第1の半導体膜に金属元素を添加する第2工程と、前記
第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第1の
半導体膜を形成する第3工程と、前記結晶構造を有する
第1の半導体膜の表面にバリア層を形成する第4の工程
と、前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希
ガスとシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半
導体膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前
記成膜室から希ガス及びシランを含むガスを除去した
後、炭素を含むガスを導入してプラズマを発生させて炭
素を添加する処理とを1回または2回以上交互に行うこ
とによって第2の半導体膜を形成する第5の工程と、加
熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素をゲ
ッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の前
記金属元素を除去または低減する第6工程と、前記第2
の半導体膜を除去する第7工程と、前記バリア層を除去
する第8工程とを有することを特徴とする半導体装置の
作製方法である。
Structure 4 of the invention relating to the manufacturing method disclosed in this specification includes a first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface and a first step of having the amorphous structure. A second step of adding a metal element to the semiconductor film, a third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a first step having the crystal structure. A fourth step of forming a barrier layer on the surface of the semiconductor film, and forming a semiconductor film containing a rare gas element on the barrier layer by introducing a gas containing a rare gas and silane into a deposition chamber by a plasma CVD method. A film forming process and a process of removing a gas containing a rare gas and silane from the film forming chamber on the surface of the semiconductor film and then introducing a gas containing carbon to generate plasma to add carbon. Second half by alternating once or twice or more A fifth step of forming a body film and heat treatment are performed to getter the metal element to the second semiconductor film to remove or reduce the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure. The sixth step, and the second
And a seventh step of removing the semiconductor film, and an eighth step of removing the barrier layer.

【0031】また、希ガス元素のプラズマ処理に代え
て、酸素を含むガスのプラズマ処理を行ってもよい。本
発明の酸素を用いたゲッタリングはSiO2の析出が金
属元素(ニッケルなど)の析出を促すメカニズムを利用
したものである。
Further, instead of plasma treatment of rare gas element, plasma treatment of gas containing oxygen may be performed. The gettering using oxygen of the present invention utilizes the mechanism by which the precipitation of SiO 2 promotes the precipitation of metal elements (such as nickel).

【0032】本明細書で開示する作製方法に関する発明
の構成5は、絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、前記非晶質構造を有する
第1の半導体膜に金属元素を添加する第2工程と、前記
第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第1の
半導体膜を形成する第3工程と、前記結晶構造を有する
第1の半導体膜の表面にバリア層を形成する第4の工程
と、前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希
ガスとシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半
導体膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前
記成膜室から希ガス及びシランを含むガスを除去した
後、酸素を含むガスを導入してプラズマを発生させて酸
素を添加する処理とを1回または2回以上交互に行うこ
とによって第2の半導体膜を形成する第5の工程と、加
熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素をゲ
ッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の前
記金属元素を除去または低減する第6工程と、前記第2
の半導体膜を除去する第7工程と、前記バリア層を除去
する第8工程とを有することを特徴とする半導体装置の
作製方法である。
Structure 5 of the invention relating to the manufacturing method disclosed in this specification includes a first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface and a first step having the amorphous structure. A second step of adding a metal element to the semiconductor film, a third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a first step having the crystal structure. A fourth step of forming a barrier layer on the surface of the semiconductor film, and forming a semiconductor film containing a rare gas element on the barrier layer by introducing a gas containing a rare gas and silane into a deposition chamber by a plasma CVD method. A treatment for forming a film, and a treatment for removing a gas containing a rare gas and silane from the film forming chamber on the surface of the semiconductor film, and then introducing a gas containing oxygen to generate plasma to add oxygen. Second half by alternating once or twice or more A fifth step of forming a body film and heat treatment are performed to getter the metal element to the second semiconductor film to remove or reduce the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure. The sixth step, and the second
And a seventh step of removing the semiconductor film, and an eighth step of removing the barrier layer.

【0033】また、上記各構成において、金属元素は、
Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、P
t、Cu、Auから選ばれた一種または複数種であるこ
とを特徴としている。これらの金属元素を非晶質構造を
有する半導体膜に添加すると結晶化が良好に行われる。
In each of the above constitutions, the metal element is
Fe, Ni, Co, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, P
It is characterized by being one or more selected from t, Cu, and Au. When these metal elements are added to the semiconductor film having an amorphous structure, good crystallization is achieved.

【0034】本明細書中、バリア層とは、ゲッタリング
工程において金属元素が通過可能な膜質または膜厚を有
し、且つ、ゲッタリングサイトとなる層の除去工程にお
いてエッチングストッパーとなる層を指している。バリ
ア層は、膜厚1nm〜10nmの酸化シリコン膜または
酸化窒化シリコン膜である。
In the present specification, the barrier layer refers to a layer having a film quality or a film thickness that allows a metal element to pass therethrough in the gettering step and also serving as an etching stopper in the step of removing the layer serving as the gettering site. ing. The barrier layer is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film with a film thickness of 1 nm to 10 nm.

【0035】また、本発明において、エッチングストッ
パーまたはゲッタリングサイトの一部となる膜(バリア
層)を形成する工程は、レーザー光の照射により結晶構
造を有する半導体膜の表面を酸化した後、さらにオゾン
を含む溶液で結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化す
る工程、或いは、オゾンを含む溶液で結晶構造を有する
半導体膜の表面を酸化する工程、もしくは酸素雰囲気下
の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体膜の表面を酸
化する工程とすればよい。また、バリア層を形成する他
の工程としては、酸素プラズマ処理により結晶構造を有
する半導体膜の表面を酸化する工程(酸素ラジカルを用
いて酸化する工程)も挙げられる。また、バリア層を形
成する他の工程としては、プラズマCVD法やスパッタ
法や蒸着法などで1〜10nm程度の酸化膜または酸化
窒化膜を堆積して形成する工程としても良い。また、バ
リア層を形成する他の工程としては、クリーンオーブン
を用い、200〜350℃程度に加熱して結晶構造を有
する半導体膜の表面に薄い酸化膜を形成しても良い。な
お、バリア層を形成する他の工程として、上記形成方法
のいずれか一の方法、またはそれらの方法を組み合わせ
て形成してもよい。
Further, in the present invention, the step of forming a film (barrier layer) to be a part of an etching stopper or a gettering site is performed by oxidizing the surface of the semiconductor film having a crystalline structure by irradiation with laser light, and then further. The step of oxidizing the surface of the semiconductor film having a crystalline structure with a solution containing ozone, the step of oxidizing the surface of the semiconductor film having a crystalline structure with a solution containing ozone, or the step of oxidizing the crystal structure by irradiation of ultraviolet rays in an oxygen atmosphere A step of oxidizing the surface of the semiconductor film included may be performed. Further, as another step of forming the barrier layer, a step of oxidizing the surface of the semiconductor film having a crystal structure by oxygen plasma treatment (a step of oxidizing with oxygen radicals) can also be mentioned. As another step of forming the barrier layer, a step of depositing an oxide film or an oxynitride film having a thickness of about 1 to 10 nm by a plasma CVD method, a sputtering method, an evaporation method, or the like may be used. As another step of forming the barrier layer, a thin oven may be formed on the surface of the semiconductor film having a crystalline structure by heating at about 200 to 350 ° C. using a clean oven. As another step of forming the barrier layer, any one of the above-mentioned forming methods or a combination of these methods may be formed.

【0036】また、上記各構成において、希ガス元素は
He、Ne、Ar、Kr、Xeから選ばれた一種または
複数種であり、これらのイオンを半導体膜中に含有させ
ることにより、ダングリングボンドや格子歪みを形成し
てゲッタリングサイトを形成することができる。
In each of the above structures, the rare gas element is one or more selected from He, Ne, Ar, Kr, and Xe, and dangling bond can be obtained by incorporating these ions in the semiconductor film. A gettering site can be formed by forming a lattice strain or a lattice strain.

【0037】本発明により十分に結晶化を助長する金属
元素が低減または除去された結晶構造を有する半導体膜
を得ることができ、該半導体膜を活性層とするTFTに
おいて電気特性の向上、特にオフ電流を低減し、個々の
素子間でのバラツキを低減することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor film having a crystal structure in which a metal element that sufficiently promotes crystallization is reduced or removed, and in a TFT having the semiconductor film as an active layer, the electrical characteristics are improved, especially when the TFT is turned off. It is possible to reduce the current and the variation among the individual elements.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0039】(実施の形態1)以下に本発明を用いた代
表的なTFTの作製手順を簡略に図1を用いて示す。こ
こではプラズマCVD装置で第2の半導体膜の成膜処理
と第2の半導体膜の表面にアルゴンのプラズマ処理を行
う例を示す。
(Embodiment Mode 1) A typical TFT manufacturing procedure using the present invention will be briefly described below with reference to FIG. Here, an example is shown in which a plasma CVD apparatus is used to perform a film formation process for the second semiconductor film and an argon plasma process for the surface of the second semiconductor film.

【0040】図1(A)中、10は、絶縁表面を有する
基板、11はブロッキング層となる絶縁膜、12は非晶
質構造を有する半導体膜である。
In FIG. 1A, 10 is a substrate having an insulating surface, 11 is an insulating film serving as a blocking layer, and 12 is a semiconductor film having an amorphous structure.

【0041】図1(A)において、基板10はガラス基
板、石英基板、セラミック基板などを用いることができ
る。また、シリコン基板、金属基板またはステンレス基
板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。ま
た、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラス
チック基板を用いてもよい。
In FIG. 1A, the substrate 10 can be a glass substrate, a quartz substrate, a ceramic substrate, or the like. Alternatively, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate having an insulating film formed on its surface may be used. Alternatively, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this step may be used.

【0042】まず、図1(A)に示すように基板10上
に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリ
コン膜(SiOxy)等の絶縁膜から成る下地絶縁膜1
1を形成する。代表的な一例は下地絶縁膜11として2
層構造から成り、SiH4、NH3、及びN2Oを反応ガ
スとして成膜される第1酸化窒化シリコン膜を50〜1
00nm、SiH4、及びN2Oを反応ガスとして成膜さ
れる第2酸化窒化シリコン膜を100〜150nmの厚
さに積層形成する構造が採用される。また、下地絶縁膜
11の一層として膜厚10nm以下の窒化シリコン膜
(SiN膜)、或いは第2酸化窒化シリコン膜(SiN
xy膜(X≫Y))を用いることが好ましい。ゲッタリ
ングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやす
い傾向があるため、半導体膜と接する下地絶縁膜を窒化
シリコン膜とすることは極めて有効である。また、第1
酸化窒化シリコン膜、第2酸化窒化シリコン膜、窒化シ
リコン膜とを順次積層した3層構造を用いてもよい。
First, as shown in FIG. 1A, a base insulating film 1 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiO x N y ) is formed on a substrate 10.
1 is formed. A typical example is 2 as the base insulating film 11.
The first silicon oxynitride film, which has a layered structure and is formed by using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as reaction gases, has a thickness of 50 to 1
A structure is employed in which a second silicon oxynitride film formed by using 00 nm, SiH 4 , and N 2 O as reaction gases is laminated to a thickness of 100 to 150 nm. Further, as one layer of the base insulating film 11, a silicon nitride film (SiN film) having a film thickness of 10 nm or less, or a second silicon oxynitride film (SiN film).
It is preferable to use x O y film (X»Y)). At the time of gettering, nickel tends to move to a region having a high oxygen concentration. Therefore, it is extremely effective to use a silicon nitride film as a base insulating film which is in contact with the semiconductor film. Also, the first
A three-layer structure in which a silicon oxynitride film, a second silicon oxynitride film, and a silicon nitride film are sequentially stacked may be used.

【0043】次いで、下地絶縁膜上に非晶質構造を有す
る第1の半導体膜12を形成する。第1の半導体膜12
は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表
的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜などが適用され、プラズマCVD法や減圧CVD
法、或いはスパッタ法で10〜100nmの厚さに形成す
る。後の結晶化で良質な結晶構造を有する半導体膜を得
るためには、非晶質構造を有する第1の半導体膜12の
膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を5×10
18/cm3(二次イオン質量分析法(SIMS)にて測定し
た原子濃度)以下に低減させておくと良い。これらの不
純物は後の結晶化を妨害する要因となり、また、結晶化
後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加させる
要因となる。そのために、高純度の材料ガスを用いるこ
とはもとより、反応室内の鏡面処理(電界研磨処理)や
オイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応のCV
D装置を用いることが望ましい。
Next, the first semiconductor film 12 having an amorphous structure is formed on the base insulating film. First semiconductor film 12
Uses a semiconductor material containing silicon as a main component. Typically, an amorphous silicon film, an amorphous silicon germanium film, or the like is applied, and a plasma CVD method or a low pressure CVD method is used.
Method or sputtering method to a thickness of 10 to 100 nm. In order to obtain a semiconductor film having a good crystal structure by the subsequent crystallization, the concentration of impurities such as oxygen and nitrogen contained in the film of the first semiconductor film 12 having an amorphous structure should be 5 × 10 5.
It is preferable to reduce it to 18 / cm 3 (atomic concentration measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS)) or less. These impurities become a factor that hinders later crystallization, and also becomes a factor that increases the density of trap centers and recombination centers even after crystallization. Therefore, not only high-purity material gas is used, but also ultra-high vacuum-compatible CV equipped with a mirror surface treatment (electrolytic polishing treatment) in the reaction chamber and an oil-free vacuum exhaust system.
It is desirable to use the D device.

【0044】次いで、非晶質構造を有する第1の半導体
膜12を結晶化させる技術としてここでは特開平8-7832
9号公報記載の技術を用いて結晶化させる。同公報記載
の技術は、非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜
とも呼ばれる)に対して結晶化を助長する金属元素を選
択的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点と
して広がる結晶構造を有する半導体膜を形成するもので
ある。まず、非晶質構造を有する第1の半導体膜12の
表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素(こ
こでは、ニッケル)を重量換算で1〜100ppm含む酢
酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布してニッケル含有層
13を形成する。(図1(B))塗布によるニッケル含
有層13の形成方法以外の他の手段として、スパッタ
法、蒸着法、またはプラズマ処理により極薄い膜を形成
する手段を用いてもよい。また、ここでは、全面に塗布
する例を示したが、マスクを形成して選択的にニッケル
含有層を形成してもよい。
Next, as a technique for crystallizing the first semiconductor film 12 having an amorphous structure, here, Japanese Patent Laid-Open No. 8-7832 is used.
Crystallization is performed using the technique described in Japanese Patent No. The technique described in the publication is a crystal structure that expands from an added region as a starting point by selectively adding a metal element that promotes crystallization to an amorphous silicon film (also called an amorphous silicon film) and performing heat treatment. To form a semiconductor film having First, a nickel acetate salt solution containing 1 to 100 ppm by weight of a metal element (nickel in this case) having a catalytic action for promoting crystallization on the surface of the first semiconductor film 12 having an amorphous structure is spinnered. The nickel-containing layer 13 is formed by coating. (FIG. 1B) As a means other than the method of forming the nickel-containing layer 13 by coating, a method of forming an extremely thin film by a sputtering method, a vapor deposition method, or a plasma treatment may be used. In addition, although the example of coating the entire surface is shown here, a nickel-containing layer may be selectively formed by forming a mask.

【0045】次いで、加熱処理を行い、結晶化を行う。
この場合、結晶化は半導体の結晶化を助長する金属元素
が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それ
を核として結晶化が進行する。こうして、図1(C)に
示す結晶構造を有する第1の半導体膜14が形成され
る。なお、結晶化後での第1の半導体膜14に含まれる
酸素濃度は、5×1018/cm3以下とすることが望ま
しい。ここでは、脱水素化のための熱処理(450℃、
1時間)の後、結晶化のための熱処理(550℃〜65
0℃で4〜24時間)を行う。また、強光の照射により
結晶化を行う場合は、赤外光、可視光、または紫外光の
いずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可
能であるが、代表的には、ハロゲンランプ、メタルハラ
イドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークラ
ンプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプか
ら射出された光を用いる。ランプ光源は、1〜60秒、
好ましくは30〜60秒点灯させ、それを1回〜10回
繰り返し、半導体膜が瞬間的に600〜1000℃程度
にまで加熱すればよい。なお、必要であれば、強光を照
射する前に非晶質構造を有する第1の半導体膜14に含
有する水素を放出させる熱処理を行ってもよい。また、
熱処理と強光の照射とを同時に行って結晶化を行っても
よい。生産性を考慮すると、結晶化は強光の照射により
結晶化を行うことが望ましい。
Then, heat treatment is performed to perform crystallization.
In this case, in crystallization, silicide is formed in a portion of the semiconductor film which is in contact with a metal element that promotes crystallization of a semiconductor, and crystallization proceeds with the silicide as a nucleus. Thus, the first semiconductor film 14 having the crystal structure shown in FIG. 1C is formed. Note that the oxygen concentration contained in the first semiconductor film 14 after crystallization is preferably 5 × 10 18 / cm 3 or less. Here, heat treatment for dehydrogenation (450 ° C.,
After 1 hour, heat treatment for crystallization (550 ° C. to 65 ° C.)
For 4 to 24 hours at 0 ° C. Further, when crystallization is performed by irradiation with intense light, any one of infrared light, visible light, or ultraviolet light or a combination thereof can be used, but typically, a halogen lamp, a metal halide, or the like. Light emitted from a lamp, xenon arc lamp, carbon arc lamp, high pressure sodium lamp, or high pressure mercury lamp is used. The lamp light source is 1 to 60 seconds,
It is preferable to turn on the light for 30 to 60 seconds, repeat the operation 1 to 10 times, and instantaneously heat the semiconductor film to about 600 to 1000 ° C. Note that, if necessary, heat treatment for releasing hydrogen contained in the first semiconductor film 14 having an amorphous structure may be performed before irradiation with strong light. Also,
Crystallization may be performed by simultaneously performing heat treatment and intense light irradiation. Considering the productivity, it is desirable to perform crystallization by irradiating strong light.

【0046】このようにして得られる第1の半導体膜1
4には、金属元素(ここではニッケル)が残存してい
る。それは膜中において一様に分布していないにしろ、
平均的な濃度とすれば、1×1019/cm3を越える濃度で
残存している。勿論、このような状態でもTFTをはじ
め各種半導体素子を形成することが可能であるが、以降
に示す本発明のゲッタリング方法で当該元素を除去す
る。
The first semiconductor film 1 thus obtained
In 4, the metal element (here, nickel) remains. It is not evenly distributed in the membrane,
If the average concentration is exceeded, it remains at a concentration exceeding 1 × 10 19 / cm 3 . Of course, even in such a state, it is possible to form various semiconductor elements including a TFT, but the element is removed by the gettering method of the present invention described below.

【0047】次いで、結晶化率(膜の全体積における結
晶成分の割合)を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修
するために、結晶構造を有する第1の半導体膜14に対
してレーザー光を照射することが好ましい。レーザー光
を照射した場合、表面に薄い酸化膜(図示しない)が形
成される。このレーザー光としてはパルス発振であるレ
ーザ光源から出射される波長400nm以下のエキシマレ
ーザ光や、YAGレーザの第2高調波、第3高調波を用
いればよい。また、レーザー光としては連続発振が可能
な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波
を用いてもよい。代表的には、Nd:YVO4レーザー
(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3
高調波(355nm)を適用すればよい。
Then, in order to increase the crystallization rate (ratio of the crystal component in the total volume of the film) and repair the defects left in the crystal grains, laser light is applied to the first semiconductor film 14 having the crystal structure. Is preferably irradiated. When irradiated with laser light, a thin oxide film (not shown) is formed on the surface. As the laser light, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less emitted from a laser light source that is pulsed, or the second harmonic wave or the third harmonic wave of a YAG laser may be used. As the laser light, a solid-state laser capable of continuous oscillation may be used, and the second to fourth harmonics of the fundamental wave may be used. Typically, the second harmonic (532 nm) of the Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) or the third harmonic
A harmonic wave (355 nm) may be applied.

【0048】上記結晶化後のレーザー光の照射により形
成された酸化膜では、不十分であるため、さらに、オゾ
ン含有水溶液(代表的にはオゾン水)で酸化膜(ケミカ
ルオキサイドと呼ばれる)を形成して合計1〜10nm
の酸化膜からなるバリア層15を形成し、このバリア層
15上に希ガス元素を含む第2の半導体膜16aを形成
する。(図1(D))
Since the oxide film formed by the irradiation of the laser beam after the crystallization is insufficient, an oxide film (called chemical oxide) is further formed with an ozone-containing aqueous solution (typically ozone water). And total 1-10 nm
The barrier layer 15 made of the oxide film is formed, and the second semiconductor film 16a containing a rare gas element is formed on the barrier layer 15. (Fig. 1 (D))

【0049】なお、ここでは、結晶構造を有する第1の
半導体膜14に対してレーザー光を照射した場合に形成
される酸化膜もバリア層の一部と見なしている。このバ
リア層15は、後の工程で第2の半導体膜16のみを選
択的に除去する際にエッチングストッパーとして機能す
る。また、オゾン含有水溶液に代えて、硫酸、塩酸、硝
酸などと過酸化水素水を混合させた水溶液で処理しても
同様にケミカルオキサイドを形成することができる。ま
た、他のバリア層15の形成方法としては、酸素雰囲気
下の紫外線の照射でオゾンを発生させて前記結晶構造を
有する半導体膜の表面を酸化して形成してもよい。ま
た、他のバリア層15の形成方法としては、プラズマC
VD法やスパッタ法や蒸着法などで1〜10nm程度の
酸化膜を堆積してバリア層としても良い。また、他のバ
リア層15の形成方法としては、クリーンオーブンを用
い、200〜350℃程度に加熱して薄い酸化膜を形成
しても良い。なお、上記方法のいずれか一の方法、また
はそれらの方法を組み合わせて形成されたバリア層15
は、後のゲッタリングで第1の半導体膜中のニッケルが
第2の半導体膜に移動可能な膜質または膜厚とすること
が必要である。
Here, the oxide film formed when the first semiconductor film 14 having a crystal structure is irradiated with laser light is also regarded as a part of the barrier layer. The barrier layer 15 functions as an etching stopper when only the second semiconductor film 16 is selectively removed in a later step. Further, instead of the ozone-containing aqueous solution, the chemical oxide can be similarly formed by treating with an aqueous solution in which sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and the like are mixed with hydrogen peroxide solution. As another method of forming the barrier layer 15, ozone may be generated by irradiation of ultraviolet rays in an oxygen atmosphere to oxidize the surface of the semiconductor film having the crystal structure. As another method for forming the barrier layer 15, plasma C is used.
A barrier layer may be formed by depositing an oxide film of about 1 to 10 nm by the VD method, the sputtering method, the vapor deposition method, or the like. As another method of forming the barrier layer 15, a clean oven may be used and heated to about 200 to 350 ° C. to form a thin oxide film. The barrier layer 15 formed by any one of the above methods or a combination of those methods.
Must have a film quality or a film thickness that allows nickel in the first semiconductor film to move to the second semiconductor film in later gettering.

【0050】また、上記バリア層上に形成する希ガス元
素を含む第2の半導体膜16aは、プラズマCVD法、
またはスパッタ法にて形成し、膜厚10nm〜300n
mのゲッタリングサイトを形成する。希ガス元素として
はヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(A
r)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)から選ば
れた一種または複数種を用いる。中でも安価なガスであ
るアルゴン(Ar)が好ましい。
The second semiconductor film 16a containing a rare gas element formed on the barrier layer is formed by the plasma CVD method,
Alternatively, it is formed by a sputtering method and the film thickness is 10 nm to 300 n.
m gettering site is formed. As rare gas elements, helium (He), neon (Ne), argon (A
One or more selected from r), krypton (Kr), and xenon (Xe) are used. Of these, argon (Ar), which is an inexpensive gas, is preferable.

【0051】ここではPCVD法を用い、原料ガスとし
てモノシランとアルゴンを用い、比率(モノシラン:ア
ルゴン)を0.1:99.9〜1:9、好ましくは、
1:99〜5:95に制御して成膜する。また、成膜時
のRFパワー密度は、0.0017W/cm2〜0.4
8W/cm2とすることが望ましい。RFパワー密度
は、高ければ高いほど成膜速度が向上するため好まし
い。また、成膜時の圧力は、1.333Pa(0.01
Torr)〜66.65Pa(0.5Torr)、好ま
しくは、53.32Pa(0.4Torr)未満とする
ことが望ましい。圧力は、高ければ高いほど成膜速度が
向上するため好ましい。また、成膜温度は300℃〜5
00℃とすることが望ましい。こうして、膜中にアルゴ
ンを1×1018/cm3〜1×1022/cm3、好ましく
は、1×1020/cm3〜1×1021/cm3の濃度で含み、ゲ
ッタリング効果が得られる第2の半導体膜をプラズマC
VD法で成膜することができる。さらに、上記第2の半
導体膜の成膜条件とすることで、成膜の際、バリア層に
与えるダメージを低減することができ、第1の半導体膜
の膜厚のバラツキ発生や第1の半導体膜に穴が形成され
るという不良の発生を防ぐことができる。
Here, the PCVD method is used, monosilane and argon are used as source gases, and the ratio (monosilane: argon) is 0.1: 99.9 to 1: 9, preferably,
A film is formed by controlling 1:99 to 5:95. The RF power density during film formation is 0.0017 W / cm 2 to 0.4.
It is desirable to set it to 8 W / cm 2 . The higher the RF power density, the better the film formation rate, which is preferable. The pressure during film formation is 1.333 Pa (0.01
Torr) to 66.65 Pa (0.5 Torr), preferably less than 53.32 Pa (0.4 Torr). The higher the pressure, the better the film forming rate, which is preferable. The film forming temperature is 300 ° C to 5 ° C.
It is desirable to set the temperature to 00 ° C. Thus, the film contains argon at a concentration of 1 × 10 18 / cm 3 to 1 × 10 22 / cm 3 , preferably 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 , and a gettering effect is obtained. The obtained second semiconductor film is plasma C
The film can be formed by the VD method. Furthermore, by setting the conditions for forming the second semiconductor film, it is possible to reduce the damage given to the barrier layer during the film formation, the occurrence of variation in the thickness of the first semiconductor film and the first semiconductor film. It is possible to prevent the occurrence of defects such as formation of holes in the film.

【0052】膜中に不活性気体である希ガス元素イオン
を含有させる意味は二つある。一つはダングリングボン
ドを形成し半導体膜に歪みを与えることであり、他の一
つは半導体膜の格子間に歪みを与えることである。半導
体膜の格子間に歪みを与えるにはアルゴン(Ar)、ク
リプトン(Kr)、キセノン(Xe)などシリコンより
原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。ま
た、膜中に希ガス元素を含有させることにより、格子歪
だけでなく、不対結合手も形成させてゲッタリング作用
に寄与する。
There are two meanings of containing the rare gas element ion which is an inert gas in the film. One is to form dangling bonds to give strain to the semiconductor film, and the other is to give strain to the lattice of the semiconductor film. In order to give strain to the lattice of the semiconductor film, it is remarkably obtained when an element having an atomic radius larger than that of silicon such as argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) is used. Further, by containing a rare gas element in the film, not only lattice strain but also dangling bonds are formed, which contributes to the gettering action.

【0053】次いで、チャンバー内の雰囲気をアルゴン
のみとして、プラズマ処理を行ってアルゴンを添加し、
第2の半導体膜の表面に高濃度のアルゴンを含む領域1
6bを形成する。(図1(E))
Then, the atmosphere in the chamber is set to argon only, plasma processing is performed, and argon is added.
Region 1 containing a high concentration of argon on the surface of the second semiconductor film
6b is formed. (Fig. 1 (E))

【0054】上記第2の半導体膜を成膜し、プラズマ処
理を行った後は、加熱処理を行い、第1の半導体膜中に
おける金属元素(ニッケル)の濃度を低減、あるいは除
去するゲッタリングを行う。(図1(F))ゲッタリン
グを行う加熱処理としては、強光を照射する処理、炉を
用いた熱処理、または加熱されたガスに基板を投入し、
数分放置した後取りだすことによって加熱を行えばよ
い。このゲッタリングにより、図1(F)中の矢印の方
向(即ち、基板側から第2の半導体膜表面に向かう方
向)に金属元素が移動し、バリア層15で覆われた第1
の半導体膜14に含まれる金属元素の除去、または金属
元素の濃度の低減が行われる。金属元素がゲッタリング
の際に移動する距離は、第1の半導体膜の厚さ程度の距
離であればよく、比較的短時間でゲッタリングを完遂す
ることができる。ここでは、ニッケルが第1の半導体膜
14に偏析しないよう全て第2の半導体膜16に移動さ
せ、第1の半導体膜14に含まれるニッケルがほとんど
存在しない、即ち膜中のニッケル濃度が1×1018/c
3以下、望ましくは1×1017/cm3以下になるよう
に十分ゲッタリングする。なお、第2の半導体膜だけで
なくバリア層15もゲッタリングサイトとして機能す
る。
After the second semiconductor film is formed and plasma treatment is performed, heat treatment is performed to perform gettering for reducing or removing the concentration of the metal element (nickel) in the first semiconductor film. To do. (FIG. 1 (F)) As the heat treatment for gettering, a treatment of irradiating strong light, a heat treatment using a furnace, or a step of introducing the substrate into a heated gas,
It can be heated by leaving it for a few minutes and then taking it out. By this gettering, the metal element moves in the direction of the arrow in FIG. 1F (that is, the direction from the substrate side to the surface of the second semiconductor film), and the first metal layer is covered with the barrier layer 15.
The metal element contained in the semiconductor film 14 is removed or the concentration of the metal element is reduced. The distance that the metal element moves during gettering may be a distance of about the thickness of the first semiconductor film, and gettering can be completed in a relatively short time. Here, all of nickel is moved to the second semiconductor film 16 so that nickel is not segregated in the first semiconductor film 14, and almost no nickel contained in the first semiconductor film 14 exists, that is, the nickel concentration in the film is 1 ×. 10 18 / c
Sufficient gettering is performed to m 3 or less, preferably 1 × 10 17 / cm 3 or less. Not only the second semiconductor film but also the barrier layer 15 functions as a gettering site.

【0055】なお、このゲッタリングの加熱処理の条
件、或いは第2の半導体膜の膜厚によっては、第2の半
導体膜が一部結晶化される場合もある。第2の半導体膜
が結晶化してしまうとダングリングボンドや格子歪みや
不対結合手が減少してゲッタリング効果の低減を招くこ
とから、好ましくは、第2の半導体膜が結晶化しない加
熱処理の条件、或いは第2の半導体膜の膜厚とする。い
ずれにせよ、第2の半導体膜、即ち希ガス元素を含有す
る非晶質シリコン膜は、希ガス元素を含まない非晶質シ
リコン膜と比べて結晶化が生じにくいため、ゲッタリン
グサイトとして最適である。
The second semiconductor film may be partially crystallized depending on the condition of the gettering heat treatment or the thickness of the second semiconductor film. When the second semiconductor film is crystallized, dangling bonds, lattice distortion, and dangling bonds are reduced, which leads to a reduction in gettering effect. Therefore, heat treatment in which the second semiconductor film is not crystallized is preferable. Or the thickness of the second semiconductor film. In any case, the second semiconductor film, that is, the amorphous silicon film containing a rare gas element is less likely to be crystallized than the amorphous silicon film containing no rare gas element, and thus is optimal as a gettering site. Is.

【0056】また、このゲッタリングの加熱処理の条件
によっては、ゲッタリングと同時に結晶粒内に残される
欠陥を補修する、即ち結晶性の改善を行うことができ
る。
Depending on the conditions of this gettering heat treatment, the defects left in the crystal grains can be repaired at the same time as the gettering, that is, the crystallinity can be improved.

【0057】本明細書において、ゲッタリングとは、被
ゲッタリング領域(ここでは第1の半導体膜)にある金
属元素が熱エネルギーにより放出され、拡散によりゲッ
タリングサイトに移動することを指している。従って、
ゲッタリングは処理温度に依存し、より高温であるほど
短時間でゲッタリングが進むことになる。ただし、ゲッ
タリングの熱処理温度が高いと、ゲッタリングサイトと
なる非晶質構造を有する半導体膜も結晶化して、ゲッタ
リング効率が低下する恐れがあるため、完全に結晶化し
ない温度以下、または完全に結晶化しない熱処理時間内
で行うことが好ましい。
In this specification, gettering means that the metal element in the gettered region (here, the first semiconductor film) is released by thermal energy and moves to the gettering site by diffusion. . Therefore,
Gettering depends on the processing temperature, and the higher the temperature, the shorter the gettering. However, if the heat treatment temperature for gettering is high, the semiconductor film having an amorphous structure that serves as a gettering site may be crystallized and the gettering efficiency may be reduced. It is preferable to perform the heat treatment within a time period during which the crystallization does not occur.

【0058】強光を照射する処理を用いる場合は、基板
が耐えうる範囲で照射しつづけてよく、例えば、加熱用
のランプ光源を約3分間点灯させ、瞬間的には半導体膜
が700℃に加熱されるようにする。或いは、加熱用の
ランプ光源を1〜60秒、好ましくは30〜60秒点灯
させ、それを1〜10回、好ましくは2〜6回繰り返
す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、瞬間
的には600〜1000℃、好ましくは700〜750
℃程度に半導体膜が加熱されるようにする。
When a treatment of irradiating strong light is used, irradiation may be continued within a range that the substrate can withstand, for example, a lamp light source for heating is turned on for about 3 minutes, and the semiconductor film is momentarily heated to 700 ° C. Allow to heat. Alternatively, the lamp light source for heating is turned on for 1 to 60 seconds, preferably 30 to 60 seconds, and this is repeated 1 to 10 times, preferably 2 to 6 times. The light emission intensity of the lamp light source is arbitrary, but it is instantaneously 600 to 1000 ° C., preferably 700 to 750.
The semiconductor film is heated to about ° C.

【0059】また、熱処理で行う場合は、不活性雰囲気
中、代表的には窒素雰囲気中で450〜800℃、1〜
24時間、例えば550℃にて4時間の熱処理を行えば
よい。また、予め450〜800℃に加熱された炉に基
板を導入する場合、例えば700℃に加熱された炉の中
に3分間配置して熱処理を行えばよい。また、熱処理に
加えて強光を照射してもよい。
When heat treatment is performed, the temperature is 450 to 800 ° C. in an inert atmosphere, typically in a nitrogen atmosphere,
The heat treatment may be performed for 24 hours, for example, at 550 ° C. for 4 hours. When the substrate is introduced into a furnace preheated to 450 to 800 ° C., it may be placed in the furnace preheated to 700 ° C. for 3 minutes for heat treatment. In addition to the heat treatment, strong light may be irradiated.

【0060】次いで、バリア層15をエッチングストッ
パーとして、16で示した第2の半導体膜のみを選択的
に除去した後、バリア層15を除去し、第1の半導体膜
14を公知のパターニング技術を用いて所望の形状の半
導体層17を形成する。(図1(G))第2の半導体膜
のみを選択的にエッチングする方法としては、ClF 3
によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒ
ドラジンや、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサ
イド(化学式 (CH34NOH)を含む水溶液などア
ルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができ
る。また、第2の半導体膜を除去した後、バリア層の表
面をTXRFでニッケル濃度を測定したところ、ニッケ
ルが高濃度で検出されるため、バリア層は除去すること
が望ましく、フッ酸を含むエッチャントにより除去すれ
ば良い。また、バリア層を除去した後、レジストからな
るマスクを形成する前に、オゾン水で表面に薄い酸化膜
を形成することが望ましい。
Next, the barrier layer 15 is etched by an etching stopper.
Select only the second semiconductor film indicated by 16 as a par
And then removing the barrier layer 15 to remove the first semiconductor film.
14 using a known patterning technique.
The conductor layer 17 is formed. (FIG. 1G) Second semiconductor film
As a method of selectively etching only ClF, ClF 3
Dry etching without plasma or
Drazine and tetraethylammonium hydroxide
Id (chemical formula (CH3)FourAqueous solution containing (NOH)
Can be performed by wet etching with Lucari solution
It In addition, after removing the second semiconductor film, the surface of the barrier layer is removed.
Nickel concentration on the surface was measured by TXRF.
The barrier layer should be removed because the
Should be removed with an etchant containing hydrofluoric acid.
Good. Also, after removing the barrier layer, remove the resist
A thin oxide film on the surface with ozone water before forming the mask.
Is preferably formed.

【0061】所望の形状の半導体層17を形成する工程
が終了したら、半導体層の表面をフッ酸を含むエッチャ
ントで洗浄し、ゲート絶縁膜18となる珪素を主成分と
する絶縁膜を形成する。この表面洗浄とゲート絶縁膜の
形成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが望まし
い。
After the step of forming the semiconductor layer 17 having a desired shape is completed, the surface of the semiconductor layer is washed with an etchant containing hydrofluoric acid to form an insulating film containing silicon as a main component to serve as the gate insulating film 18. It is desirable that the surface cleaning and the formation of the gate insulating film be continuously performed without exposing to the atmosphere.

【0062】次いで、ゲート絶縁膜18の表面を洗浄し
た後、ゲート電極19を形成する。次いで、半導体にn
型を付与する不純物元素(P、As等)、ここではリン
を適宜添加して、ソース領域20及びドレイン領域21
を形成する。添加した後、不純物元素を活性化するため
に加熱処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行
う。また、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダ
メージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマ
ダメージを回復することができる。特に、室温〜300
℃の雰囲気中において、表面または裏面からYAGレー
ザーの第2高調波を照射して不純物元素を活性化させる
ことは非常に有効である。YAGレーザーはメンテナン
スが少ないため好ましい活性化手段である。
Next, after cleaning the surface of the gate insulating film 18, the gate electrode 19 is formed. Then, in the semiconductor
A source region 20 and a drain region 21 are added by appropriately adding an impurity element imparting a type (P, As, etc.), here phosphorus.
To form. After the addition, heat treatment, strong light irradiation, or laser light irradiation is performed to activate the impurity element. At the same time as activation, plasma damage to the gate insulating film and plasma damage to the interface between the gate insulating film and the semiconductor layer can be recovered. Especially room temperature to 300
It is very effective to activate the impurity element by irradiating the second harmonic wave of the YAG laser from the front surface or the back surface in the atmosphere of ° C. The YAG laser is a preferable activation means because it requires less maintenance.

【0063】以降の工程は、層間絶縁膜23を形成し、
水素化を行って、ソース領域、ドレイン領域に達するコ
ンタクトホールを形成し、ソース電極24、ドレイン電
極25を形成してTFT(nチャネル型TFT)を完成
させる。(図1(H))
In the subsequent steps, the interlayer insulating film 23 is formed,
Hydrogenation is performed to form a contact hole reaching the source region and the drain region, and a source electrode 24 and a drain electrode 25 are formed to complete a TFT (n-channel TFT). (Fig. 1 (H))

【0064】こうして得られたTFTのチャネル形成領
域22に含まれる金属元素の濃度は1×1017/cm3
未満とすることができる。
The concentration of the metal element contained in the channel formation region 22 of the TFT thus obtained is 1 × 10 17 / cm 3.
It can be less than.

【0065】また、本発明は図1(H)のTFT構造に
限定されず、必要があればチャネル形成領域とドレイン
領域(またはソース領域)との間にLDD領域を有する
低濃度ドレイン(LDD:Lightly Doped Drain)構造
としてもよい。この構造はチャネル形成領域と、高濃度
に不純物元素を添加して形成するソース領域またはドレ
イン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域を
設けたものであり、この領域をLDD領域と呼んでい
る。さらにゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電
極と重ねて配置させた、いわゆるGOLD(Gate-drain
Overlapped LDD)構造としてもよい。
Further, the present invention is not limited to the TFT structure of FIG. 1H, and if necessary, a low concentration drain (LDD: LDD: LDD region) between the channel forming region and the drain region (or source region). Lightly Doped Drain) structure. In this structure, a region where an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source region or a drain region which is formed by adding an impurity element at a high concentration, and this region is referred to as an LDD region. I'm calling. Furthermore, a so-called GOLD (Gate-drain) is formed in which the LDD region is arranged so as to overlap the gate electrode via a gate insulating film.
Overlapped LDD) structure.

【0066】また、ここではnチャネル型TFTを用い
て説明したが、n型不純物元素に代えてp型不純物元素
を用いることによってpチャネル型TFTを形成するこ
とができることは言うまでもない。
Although the n-channel TFT is used for the description here, it is needless to say that the p-channel TFT can be formed by using the p-type impurity element instead of the n-type impurity element.

【0067】また、ここではトップゲート型TFTを例
として説明したが、TFT構造に関係なく本発明を適用
することが可能であり、例えばボトムゲート型(逆スタ
ガ型)TFTや順スタガ型TFTに適用することが可能
である。
Although the top gate type TFT has been described as an example here, the present invention can be applied regardless of the TFT structure. For example, a bottom gate type (reverse stagger type) TFT or a forward stagger type TFT can be applied. It is possible to apply.

【0068】また、ここでは希ガス元素を含む半導体膜
を用いた例を示したが、さらにリン元素をも含む半導体
膜を用いてもよく、希ガス元素を含む半導体膜に代えて
リン元素及び希ガス元素を含む半導体膜を用いてもよ
い。リン元素及び希ガス元素を含む半導体膜を形成する
場合には成膜ガスにフォスフィンを加えればよい。例え
ば、モノシランとフォスフィン(PH3)とアルゴンを
用いて成膜すればよい。
Although an example using a semiconductor film containing a rare gas element is shown here, a semiconductor film further containing a phosphorus element may be used, and instead of the semiconductor film containing a rare gas element, phosphorus element and A semiconductor film containing a rare gas element may be used. When forming a semiconductor film containing a phosphorus element and a rare gas element, phosphine may be added to the film formation gas. For example, a film may be formed using monosilane, phosphine (PH 3 ) and argon.

【0069】(実施の形態2)ここでは、希ガス元素を
含む半導体膜とプラズマ処理を複数回繰り返し、積層か
らなるゲッタリングサイトを形成する例を図2に示す。
(Embodiment Mode 2) Here, FIG. 2 shows an example in which a semiconductor film containing a rare gas element and plasma treatment are repeated a plurality of times to form gettering sites composed of laminated layers.

【0070】まず、実施の形態1に従って、基板30上
にブロッキング層となる絶縁膜31、第1の半導体膜、
金属元素の添加を行い、加熱処理を行って結晶構造を有
する第1の半導体膜34を形成する。(図2(A))
First, according to the first embodiment, an insulating film 31 serving as a blocking layer, a first semiconductor film, and
A metal element is added and heat treatment is performed to form the first semiconductor film 34 having a crystal structure. (Fig. 2 (A))

【0071】次いで、実施の形態1に従って、レーザー
光を照射し、さらに、オゾン含有水溶液で酸化膜からな
るバリア層35を形成する。次いで、希ガス元素を含む
第2の半導体膜36aを形成する。(図2(B))
Then, according to the first embodiment, laser light is irradiated, and a barrier layer 35 made of an oxide film is formed from an ozone-containing aqueous solution. Then, a second semiconductor film 36a containing a rare gas element is formed. (Fig. 2 (B))

【0072】次いで、実施の形態1に従って、チャンバ
ー内の雰囲気をアルゴンのみとして、プラズマ処理を行
ってアルゴンを添加し、第2の半導体膜の表面に高濃度
のアルゴンを含む領域36bを形成する。(図2
(C))
Then, according to the first embodiment, the atmosphere in the chamber is set to argon only, plasma processing is performed to add argon, and a region 36b containing high concentration of argon is formed on the surface of the second semiconductor film. (Fig. 2
(C))

【0073】次いで、再び、希ガス元素を含む第3の半
導体膜36cを形成する。(図2(D))こうすること
によって高濃度のアルゴンを含む領域36bを封じ込
め、高濃度に希ガス元素を含ませたゲッタリングサイト
を形成することができる。また、第2の半導体膜や第3
の半導体膜の膜厚を薄くすることもでき、ピーリングも
発生しにくいものとすることができる。
Then, again, a third semiconductor film 36c containing a rare gas element is formed. (FIG. 2D) By doing so, the region 36b containing a high concentration of argon can be contained and a gettering site containing a rare gas element in a high concentration can be formed. In addition, the second semiconductor film and the third
The film thickness of the semiconductor film can be reduced, and peeling can be made less likely to occur.

【0074】さらに、再びプラズマ処理を行ってアルゴ
ンを添加し、第3の半導体膜の表面に高濃度のアルゴン
を含む領域36dを形成する。(図2(E))成膜とプ
ラズマ処理の繰り返しは同一チャンバーで行うことがで
きる。
Further, plasma treatment is performed again and argon is added to form a region 36d containing a high concentration of argon on the surface of the third semiconductor film. (FIG. 2E) The film formation and the plasma treatment can be repeated in the same chamber.

【0075】上記第3の半導体膜を成膜し、プラズマ処
理を行った後は、加熱処理を行い、第1の半導体膜中に
おける金属元素(ニッケル)の濃度を低減、あるいは除
去するゲッタリングを行う。(図2(F))ゲッタリン
グを行う加熱処理としては、強光を照射する処理、炉を
用いた熱処理、または加熱されたガスに基板を投入し、
数分放置した後取りだすことによって加熱を行えばよ
い。このゲッタリングにより、図2(F)中の矢印の方
向(即ち、基板側から第2の半導体膜表面に向かう方
向)に金属元素が移動し、バリア層35で覆われた第1
の半導体膜34に含まれる金属元素の除去、または金属
元素の濃度の低減が行われる。金属元素がゲッタリング
の際に移動する距離は、第1の半導体膜の厚さ程度の距
離であればよく、比較的短時間でゲッタリングを完遂す
ることができる。ここでは、ニッケルが第1の半導体膜
31に偏析しないよう第2の半導体膜36bおよび第3
の半導体膜36cに移動させ、第1の半導体膜31に含
まれるニッケルがほとんど存在しない、即ち膜中のニッ
ケル濃度が1×1018/cm3以下、望ましくは1×1
17/cm3以下になるように十分ゲッタリングする。
なお、第2の半導体膜および第3の半導体膜だけでなく
バリア層35もゲッタリングサイトとして機能する。
After the third semiconductor film is formed and plasma treatment is performed, heat treatment is performed to perform gettering for reducing or removing the concentration of the metal element (nickel) in the first semiconductor film. To do. (FIG. 2F) As heat treatment for gettering, intense light irradiation treatment, heat treatment using a furnace, or introducing a substrate into heated gas,
It can be heated by leaving it for a few minutes and then taking it out. By this gettering, the metal element moves in the direction of the arrow in FIG. 2F (that is, the direction from the substrate side to the surface of the second semiconductor film) and the first metal layer is covered with the barrier layer 35.
The metal element contained in the semiconductor film 34 is removed or the concentration of the metal element is reduced. The distance that the metal element moves during gettering may be a distance of about the thickness of the first semiconductor film, and gettering can be completed in a relatively short time. Here, the second semiconductor film 36b and the third semiconductor film 36b and the third semiconductor film 36b are prevented from segregating nickel into the first semiconductor film 31.
Of the first semiconductor film 31 is almost absent, that is, the nickel concentration in the film is 1 × 10 18 / cm 3 or less, preferably 1 × 1.
Sufficient gettering is performed so as to be 0 17 / cm 3 or less.
Note that not only the second semiconductor film and the third semiconductor film but also the barrier layer 35 functions as a gettering site.

【0076】次いで、バリア層35をエッチングストッ
パーとして、36a、36cで示した第2の半導体膜、
第3の半導体膜のみを選択的に除去した後、バリア層3
5を除去し、第1の半導体膜34を公知のパターニング
技術を用いて所望の形状の半導体層を形成する。
Then, using the barrier layer 35 as an etching stopper, the second semiconductor films 36a and 36c are formed.
After selectively removing only the third semiconductor film, the barrier layer 3
5 is removed, and a semiconductor layer having a desired shape is formed on the first semiconductor film 34 by using a known patterning technique.

【0077】以降の工程は、実施の形態1に従ってTF
Tを完成させればよい。ここでは、実施の形態1に示し
た工程と同一であるので詳細な説明は省略する。
The subsequent steps are the TF according to the first embodiment.
All you have to do is complete T. Here, since it is the same as the process shown in the first embodiment, detailed description will be omitted.

【0078】なお、ここでは希ガス元素を含む半導体膜
の成膜とプラズマ処理を2回繰り返してゲッタリングサ
イトを形成する例を示したが、2回以上繰り返してゲッ
タリングサイトを形成してもよい。
Although the example of forming the gettering site by repeating the film formation of the semiconductor film containing a rare gas element and the plasma treatment twice is shown here, the gettering site may be formed by repeating the gettering site twice or more. Good.

【0079】本発明者は、以下の実験を行った。The present inventor conducted the following experiment.

【0080】基板上にアルゴンプラズマ処理を行った
後、プラズマCVD法により材料ガスをSiH4(流量
100sccm)/Ar(流量500sccm)、基板
温度300℃、20Wとして膜厚20nmのアモルファ
スシリコン膜を成膜した後、さらにアルゴンプラズマ処
理と、膜厚20nmのアモルファスシリコン膜の成膜を
2回繰り返した後、最後にアルゴンプラズマ処理を行
い、TXRFにてAr/Si濃度比を測定した結果を図
4に示す。また、それぞれ成膜圧力を0.2Torr、
0.4Torr、0.6Torrとしてそれぞれ測定
し、図4中、○印で示した。
After performing argon plasma treatment on the substrate, a material gas of SiH 4 (flow rate of 100 sccm) / Ar (flow rate of 500 sccm) was used by plasma CVD to form an amorphous silicon film having a thickness of 20 nm at a substrate temperature of 300 ° C. and 20 W. After the film formation, the argon plasma treatment and the formation of the amorphous silicon film with a film thickness of 20 nm were repeated twice, and finally the argon plasma treatment was performed, and the result of measuring the Ar / Si concentration ratio by TXRF is shown in FIG. Shown in. In addition, the film forming pressure is 0.2 Torr,
It was measured as 0.4 Torr and 0.6 Torr, respectively, and is indicated by a circle in FIG.

【0081】また、比較例として、基板上にアルゴンプ
ラズマ処理を行った後、プラズマCVD法により材料ガ
スをSiH4(流量100sccm)/Ar(流量50
0sccm)、基板温度300℃、20Wとして50n
mの膜厚のアモルファスシリコン膜を成膜した後、TX
RFにてAr/Si濃度比を測定した結果を図4に示
す。また、それぞれ成膜圧力を0.2Torr、0.4
Torr、0.6Torrとしてそれぞれ測定し、図4
中、×印で示した。
In addition, as a comparative example, after performing argon plasma treatment on the substrate, the material gas is changed to SiH 4 (flow rate 100 sccm) / Ar (flow rate 50) by the plasma CVD method.
0 sccm), substrate temperature 300 ° C., 50 n at 20 W
After forming an amorphous silicon film with a thickness of m, TX
The result of measuring the Ar / Si concentration ratio by RF is shown in FIG. The film forming pressures are 0.2 Torr and 0.4, respectively.
As measured as Torr and 0.6 Torr, respectively, as shown in FIG.
The inside is indicated by a cross.

【0082】図4から、比較例である単層(×印)に比
べて、積層後にアルゴンプラズマ処理を行ったサンプル
(○印)のほうが、表面に高濃度のアルゴンを含ませる
ことができることが読み取れる。
From FIG. 4, it can be seen that, as compared with the single layer (marked with X) which is the comparative example, the sample (marked with ◯) which is subjected to the argon plasma treatment after lamination can contain a high concentration of argon on the surface. Can be read.

【0083】(実施の形態3)ここでは酸化膜にプラズ
マ処理を行って、酸化膜からなるバリア層をゲッタリン
グサイトとする例を図3に示す。
(Embodiment 3) Here, FIG. 3 shows an example in which a plasma treatment is performed on an oxide film and a barrier layer made of the oxide film is used as a gettering site.

【0084】また、本発明者は、以下の実験を行った。Further, the present inventor conducted the following experiment.

【0085】ガラス基板上にSiH4、NH3、及びN2
Oを反応ガスとして成膜される膜厚50nmの第1酸化
窒化シリコン膜と、SiH4、及びN2Oを反応ガスとし
て成膜される膜厚50nmの第2酸化窒化シリコン膜と
を積層形成した下地絶縁膜を形成し、酸素濃度の異なる
アモルファスシリコン膜を150nmの膜厚で3層積層
した。なお、酸素濃度の異なるアモルファスシリコン膜
は、異なるCVD装置で成膜した。次いで、ニッケルを
含む溶液(100ppm)をスピンコートにより塗布し
た後、500℃、1時間の加熱処理を行った後、さらに
550℃、8時間の熱処理を行って、ニッケルの拡散す
る様子を調べた。ニッケル濃度と酸素濃度をSIMS分
析によって得た結果を図5に示す。
SiH 4 , NH 3 , and N 2 on a glass substrate
A first silicon oxynitride film having a film thickness of 50 nm formed by using O as a reaction gas, and a second silicon oxynitride film having a film thickness of 50 nm formed by using SiH 4 and N 2 O as reaction gases are laminated. The base insulating film described above was formed, and three amorphous silicon films having different oxygen concentrations were laminated in a thickness of 150 nm. Note that amorphous silicon films having different oxygen concentrations were formed by different CVD devices. Then, a solution containing nickel (100 ppm) was applied by spin coating, followed by heat treatment at 500 ° C. for 1 hour, and then heat treatment at 550 ° C. for 8 hours to examine how nickel diffused. . The results obtained by SIMS analysis of nickel concentration and oxygen concentration are shown in FIG.

【0086】これらの結果(図5)から酸素の含有量が
多い領域にニッケルが多く集まる傾向があり、酸素濃度
の異なる層間で酸素濃度が非常に高く、ニッケルも高濃
度に検出されていることから界面に形成される自然酸化
膜もゲッタリングする能力を有している。また、オゾン
水による酸化膜も同様にゲッタリング効果が認められ
た。
From these results (FIG. 5), a large amount of nickel tends to gather in the region where the oxygen content is high, the oxygen concentration is very high between layers having different oxygen concentrations, and nickel is also detected at a high concentration. The natural oxide film formed at the interface from the surface has the ability to getter. In addition, the gettering effect was similarly confirmed for the oxide film formed by ozone water.

【0087】まず、実施の形態1に従って、基板40上
にブロッキング層となる絶縁膜41、第1の半導体膜の
形成を行う。(図3(A))次いで、実施の形態1に従
って、金属元素の添加を行う。(図3(B))次いで、
実施の形態1に従って、加熱処理を行って結晶構造を有
する第1の半導体膜44を形成する。(図3(C))
First, according to the first embodiment, the insulating film 41 to be the blocking layer and the first semiconductor film are formed on the substrate 40. (FIG. 3 (A)) Next, according to the first embodiment, a metal element is added. (Fig. 3 (B)) Then,
According to the first embodiment, heat treatment is performed to form first semiconductor film 44 having a crystalline structure. (Fig. 3 (C))

【0088】次いで、実施の形態1に従って、レーザー
光を照射し、さらに、オゾン含有水溶液で酸化膜からな
るバリア層45aを形成する。(図3(D))
Then, according to the first embodiment, laser light is irradiated, and a barrier layer 45a made of an oxide film is further formed with an ozone-containing aqueous solution. (Fig. 3 (D))

【0089】次いで、チャンバー内の雰囲気をアルゴン
のみとして、プラズマ処理を行って高濃度のアルゴンを
添加したバリア層45bを形成する。(図3(E))
Then, the atmosphere in the chamber is set to argon only and plasma treatment is performed to form a barrier layer 45b to which high-concentration argon is added. (Fig. 3 (E))

【0090】次いで、加熱処理を行い、第1の半導体膜
中における金属元素(ニッケル)の濃度を低減、あるい
は除去するゲッタリングを行う。(図3(F))ゲッタ
リングを行う加熱処理としては、強光を照射する処理、
炉を用いた熱処理、または加熱されたガスに基板を投入
し、数分放置した後、取りだすことによって加熱を行え
ばよい。このゲッタリングにより、図3(F)中の矢印
の方向(即ち、基板側からバリア層表面に向かう方向)
に金属元素が移動し、アルゴンが添加されたバリア層4
5bで覆われた第1の半導体膜44に含まれる金属元素
の除去、または金属元素の濃度の低減が行われる。
Next, heat treatment is performed to perform gettering for reducing or removing the concentration of the metal element (nickel) in the first semiconductor film. (FIG. 3 (F)) The heat treatment for performing gettering includes a treatment of irradiating strong light,
Heating may be performed by heat treatment using a furnace, or by putting the substrate in a heated gas, leaving it for a few minutes, and then taking it out. By this gettering, the direction of the arrow in FIG. 3F (that is, the direction from the substrate side to the barrier layer surface).
Barrier layer 4 to which the metal element has moved and argon has been added
The metal element contained in the first semiconductor film 44 covered with 5b is removed or the concentration of the metal element is reduced.

【0091】次いで、バリア層45bを除去し、第1の
半導体膜44を公知のパターニング技術を用いて所望の
形状の半導体層を形成する。
Then, the barrier layer 45b is removed, and a semiconductor layer having a desired shape is formed on the first semiconductor film 44 by using a known patterning technique.

【0092】以降の工程は、実施の形態1に従ってTF
Tを完成させればよい。ここでは、実施の形態1に示し
た工程と同一であるので詳細な説明は省略する。
The subsequent steps are the TF according to the first embodiment.
All you have to do is complete T. Here, since it is the same as the process shown in the first embodiment, detailed description will be omitted.

【0093】また、本実施の形態は、実施の形態1や実
施の形態2と自由に組み合わせることができる。例え
ば、バリア層にアルゴンのプラズマ処理を行って添加し
た後、希ガスを含む第2の半導体膜を形成し、さらにア
ルゴンのプラズマ処理を行って表面にアルゴンを高濃度
に添加してもよい。プラズマ処理を行うことによって膜
と膜との密着性を向上させてピーリングの発生を抑える
ことができる。
Further, this embodiment mode can be freely combined with Embodiment Modes 1 and 2. For example, after the plasma treatment of argon is added to the barrier layer, the second semiconductor film containing a rare gas is formed, and the plasma treatment of argon may be further performed to add high concentration of argon to the surface. By performing plasma treatment, adhesion between films can be improved and peeling can be suppressed.

【0094】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。
The present invention having the above structure will be described in more detail with reference to the following embodiments.

【0095】(実施例) [実施例1]本発明の実施例を図6〜図8を用いて説明
する。ここでは、同一基板上に画素部と、画素部の周辺
に設ける駆動回路のTFT(nチャネル型TFT及びp
チャネル型TFT)を同時に作製する方法について詳細
に説明する。
(Example) [Example 1] An example of the present invention will be described with reference to Figs. Here, a pixel portion and TFTs (n-channel type TFT and p-type TFT) of a driving circuit provided around the pixel portion are provided on the same substrate.
A method of simultaneously producing channel type TFTs will be described in detail.

【0096】まず、基板100上に下地絶縁膜101を
形成し、結晶構造を有する第1の半導体膜を得た後、所
望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体
層102〜106を形成する。
First, the base insulating film 101 is formed over the substrate 100 to obtain a first semiconductor film having a crystal structure, and then the semiconductor layers 102 to 106 separated into islands by etching into a desired shape. To form.

【0097】基板100としては、ガラス基板(#17
37)を用い、下地絶縁膜101としては、プラズマC
VD法で成膜温度400℃、原料ガスSiH4、NH3
2Oから作製される酸化窒化シリコン膜101a(組
成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17
%)を50nm(好ましくは10〜200nm)形成する。
次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を
希フッ酸(1/100希釈)で除去する。次いでプラズ
マCVD法で成膜温度400℃、原料ガスSiH4、N2
Oから作製される酸化窒化シリコン膜101b(組成比
Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を1
00nm(好ましくは50〜200nm)の厚さに積層形
成し、さらに大気解放せずにプラズマCVD法で成膜温
度300℃、成膜ガスSiH4で非晶質構造を有する半
導体膜(ここではアモルファスシリコン膜)を54nm
の厚さ(好ましくは25〜80nm)で形成する。
As the substrate 100, a glass substrate (# 17
37) and plasma C is used as the base insulating film 101.
By the VD method, the film formation temperature is 400 ° C., the source gases SiH 4 , NH 3 ,
Silicon oxynitride film 101a made of N 2 O (composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17
%) Is formed to 50 nm (preferably 10 to 200 nm).
Next, after cleaning the surface with ozone water, the oxide film on the surface is removed with dilute hydrofluoric acid (diluted by 1/100). Then, the film formation temperature is 400 ° C. by the plasma CVD method, and the source gas is SiH 4 , N 2
A silicon oxynitride film 101b made of O (composition ratio Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) was used as 1
A semiconductor film having an amorphous structure (here, amorphous) is formed by laminating a film having a thickness of 00 nm (preferably 50 to 200 nm) and forming the film by a plasma CVD method at a film forming temperature of 300 ° C. and a film forming gas SiH 4 without exposing to the atmosphere. Silicon film) 54 nm
Is formed (preferably 25 to 80 nm).

【0098】本実施例では下地膜101を2層構造とし
て示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層さ
せた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料
に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲ
ルマニウム(SiXGe1-X(X=0.0001〜0.0
2))合金などを用い、公知の手段(スパッタ法、LP
CVD法、またはプラズマCVD法等)により形成すれ
ばよい。また、プラズマCVD装置は、枚葉式の装置で
もよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜
室で大気に触れることなく下地絶縁膜と半導体膜とを連
続成膜してもよい。
Although the base film 101 has a two-layer structure in this embodiment, it may have a single-layer structure of the insulating film or a structure in which two or more layers are laminated. The material of the semiconductor film is not limited, but is preferably silicon or silicon germanium (Si x Ge 1-x (X = 0.0001 to 0.0).
2)) Using alloys or the like, known means (sputtering method, LP
It may be formed by a CVD method, a plasma CVD method, or the like. Further, the plasma CVD apparatus may be a single wafer type apparatus or a batch type apparatus. Alternatively, the base insulating film and the semiconductor film may be successively formed in the same film formation chamber without exposure to the air.

【0099】次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表
面を洗浄した後、オゾン水で表面に約2nmの極薄い酸
化膜を形成する。次いで、TFTのしきい値を制御する
ために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピ
ングを行う。ここでは、ジボラン(B26)を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドー
ピング条件を加速電圧15kV、ジボランを水素で1%
に希釈したガス流量30sccm、ドーズ量2×1012
/cm2で非晶質シリコン膜にボロンを添加した。
Then, after cleaning the surface of the semiconductor film having an amorphous structure, an extremely thin oxide film of about 2 nm is formed on the surface with ozone water. Next, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) is doped to control the threshold value of the TFT. Here, an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) is plasma-excited without mass separation is used, the doping condition is an acceleration voltage of 15 kV, and diborane is hydrogen at 1%.
Flow rate of diluted gas to 30 sccm, dose amount 2 × 10 12
Boron was added to the amorphous silicon film at a rate of / cm 2 .

【0100】次いで、重量換算で10ppmのニッケルを
含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布する。塗布に
代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法
を用いてもよい。
Then, a nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied by a spinner. Instead of coating, a method of spattering nickel element over the entire surface by a sputtering method may be used.

【0101】次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶
構造を有する半導体膜を形成する。この加熱処理は、電
気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉
の熱処理で行う場合は、500℃〜650℃で4〜24
時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理
(500℃、1時間)の後、結晶化のための熱処理(5
50℃、4時間)を行って結晶構造を有するシリコン膜
を得る。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶
化を行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニー
ル装置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコ
ンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた
結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば
固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。
Next, heat treatment is performed for crystallization to form a semiconductor film having a crystal structure. For this heat treatment, heat treatment of an electric furnace or irradiation of strong light may be used. When it is performed by heat treatment in an electric furnace, it is 4 to 24 at 500 to 650 ° C.
You can do it in time. Here, after the heat treatment for dehydrogenation (500 ° C., 1 hour), the heat treatment for crystallization (5
50 ° C., 4 hours) to obtain a silicon film having a crystal structure. Although crystallization is performed here by heat treatment using a furnace, crystallization may be performed by a lamp annealing apparatus that can perform crystallization in a short time. Although a crystallization technique using nickel as a metal element that promotes crystallization of silicon is used here, other known crystallization techniques such as a solid phase growth method and a laser crystallization method may be used.

【0102】次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面
の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化率を高め、
結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレーザー光
(XeCl:波長308nm)の照射を大気中、または
酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長400nm以下
のエキシマレーザ光や、YAGレーザの第2高調波、第
3高調波を用いる。ここでは、繰り返し周波数10〜1
000Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー
光を光学系にて100〜500mJ/cm2に集光し、90〜
95%のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜
表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数3
0Hz、エネルギー密度470mJ/cm2でレーザー光の照
射を大気中で行なった。なお、大気中、または酸素雰囲
気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜
が形成される。なお、ここではパルスレーザーを用いた
例を示したが、連続発振のレーザーを用いてもよく、非
晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るため
には、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第
2高調波〜第4高調波を適用するのが好ましい。代表的
には、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第
2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を適
用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、
出力10Wの連続発振のYVO4レーザから射出された
レーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。ま
た、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れ
て、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは
光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ
光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネル
ギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好まし
くは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そし
て、10〜2000cm/s程度の速度でレーザ光に対
して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
Next, after removing the oxide film on the surface of the silicon film having a crystal structure with dilute hydrofluoric acid or the like, the crystallization rate is increased,
Irradiation with laser light (XeCl: wavelength 308 nm) for repairing defects left in crystal grains is performed in the air or an oxygen atmosphere. As the laser light, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, and second and third harmonics of YAG laser are used. Here, the repetition frequency is 10 to 1
Using pulsed laser light of about 000 Hz, the laser light is condensed to 100 to 500 mJ / cm 2 by an optical system, and 90 to
Irradiation may be performed with an overlap ratio of 95% to scan the surface of the silicon film. Here, the repetition frequency 3
Irradiation with laser light was performed in the atmosphere at 0 Hz and an energy density of 470 mJ / cm 2 . Since it is performed in the air or in an oxygen atmosphere, an oxide film is formed on the surface by laser light irradiation. Note that although an example using a pulsed laser is shown here, a continuous wave laser may be used, and continuous wave generation is possible in order to obtain crystals with a large grain size when crystallizing an amorphous semiconductor film. It is preferable to use a solid laser and apply the second to fourth harmonics of the fundamental wave. Typically, the second harmonic (532 nm) or the third harmonic (355 nm) of the Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) may be applied. When using a continuous wave laser,
Laser light emitted from a continuous oscillation YVO 4 laser with an output of 10 W is converted into a harmonic by a non-linear optical element. There is also a method in which a YVO 4 crystal and a non-linear optical element are put in a resonator to emit a higher harmonic wave. Then, preferably, a rectangular or elliptical laser beam is formed on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated. At this time, the energy density of approximately 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, the semiconductor film may be moved relative to the laser light at a speed of about 10 to 2000 cm / s for irradiation.

【0103】次いで、上記レーザー光の照射により形成
された酸化膜に加え、オゾン水で表面を120秒処理し
て合計1〜5nmの酸化膜からなるバリア層を形成す
る。本実施例ではオゾン水を用いてバリア層を形成した
が、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半
導体膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により
結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法やプラ
ズマCVD法やスパッタ法や蒸着法などで1〜10nm
程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよい。ま
た、バリア層を形成する前にレーザー光の照射により形
成された酸化膜を除去してもよい。
Next, in addition to the oxide film formed by the laser light irradiation, the surface is treated with ozone water for 120 seconds to form a barrier layer made of an oxide film having a total thickness of 1 to 5 nm. In this example, the barrier layer was formed using ozone water, but the method of oxidizing the surface of the semiconductor film having a crystal structure by irradiation of ultraviolet rays in an oxygen atmosphere or the surface of the semiconductor film having a crystal structure by oxygen plasma treatment was used. 1 to 10 nm by oxidation method, plasma CVD method, sputtering method, vapor deposition method, etc.
A barrier layer may be formed by depositing a certain amount of oxide film. Further, the oxide film formed by laser light irradiation may be removed before forming the barrier layer.

【0104】次いで、バリア層上にプラズマCVD法に
てゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質
シリコン膜を10nm〜400nm、ここでは膜厚50
nmで形成した後、アルゴンプラズマ処理を行う。本実
施例の成膜条件は、モノシランとアルゴンの流量比(S
iH4:Ar)を1:99とし、成膜圧力を6.665
Pa(0.05Torr)とし、RFパワー密度を0.
087W/cm2とし、成膜温度を350℃とする。
Next, an amorphous silicon film containing an argon element, which becomes a gettering site, is formed on the barrier layer by a plasma CVD method so as to have a thickness of 10 nm to 400 nm.
After being formed to a thickness of nm, an argon plasma treatment is performed. The film forming conditions of this embodiment are the flow ratio of monosilane and argon (S
iH 4 : Ar) is 1:99, and the film forming pressure is 6.665.
Pa (0.05 Torr), and RF power density of 0.
The temperature is 087 W / cm 2 and the film forming temperature is 350 ° C.

【0105】その後、650℃に加熱された炉に入れて
3分の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構造を有す
る半導体膜中のニッケル濃度を低減する。炉に代えてラ
ンプアニール装置を用いてもよい。
Then, the resultant is placed in a furnace heated to 650 ° C. and heat-treated for 3 minutes to perform gettering to reduce the nickel concentration in the semiconductor film having a crystalline structure. A lamp annealing device may be used instead of the furnace.

【0106】次いで、バリア層をエッチングストッパー
として、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む
非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希
フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、
ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除
去することが望ましい。
Then, the barrier layer is used as an etching stopper to selectively remove the amorphous silicon film containing the argon element which is the gettering site, and then the barrier layer is selectively removed with dilute hydrofluoric acid. In addition, at the time of gettering,
Since nickel tends to move to a region having a high oxygen concentration, it is desirable to remove the barrier layer made of an oxide film after gettering.

【0107】次いで、得られた結晶構造を有するシリコ
ン膜(ポリシリコン膜とも呼ばれる)の表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。
Next, after forming a thin oxide film with ozone water on the surface of the obtained silicon film having a crystal structure (also referred to as a polysilicon film), a mask made of a resist is formed, and an etching treatment is performed into a desired shape. Forming a semiconductor layer separated into islands. After forming the semiconductor layer, the resist mask is removed.

【0108】次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化
膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、
ゲート絶縁膜303となる珪素を主成分とする絶縁膜を
形成する。ここでは、プラズマCVD法により115n
mの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、
O=59%、N=7%、H=2%)で形成する。
Then, after removing the oxide film with an etchant containing hydrofluoric acid, the surface of the silicon film is washed at the same time.
An insulating film containing silicon as its main component is formed to be the gate insulating film 303. Here, 115 n is formed by the plasma CVD method.
m thickness of silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%,
O = 59%, N = 7%, H = 2%).

【0109】次いで、図6(A)に示すように、ゲート
絶縁膜107上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜
108aと、膜厚100〜400nmの第2の導電膜1
08bとを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜
107上に膜厚50nmの窒化タンタル膜、膜厚370
nmのタングステン膜を順次積層する。
Next, as shown in FIG. 6A, a first conductive film 108a having a film thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 1 having a film thickness of 100 to 400 nm are formed on the gate insulating film 107.
08b is formed by stacking. In this embodiment, a tantalum nitride film having a thickness of 50 nm and a thickness of 370 are formed on the gate insulating film 107.
nm tungsten films are sequentially stacked.

【0110】第1の導電膜及び第2の導電膜を形成する
導電性材料としてはTa、W、Ti、Mo、Al、Cu
から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金
材料もしくは化合物材料で形成する。また、第1の導電
膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピ
ングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、
AgPdCu合金を用いてもよい。また、2層構造に限
定されず、例えば、膜厚50nmのタングステン膜、膜
厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−
Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した
3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、第
1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを
用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリコ
ンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタ
ンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の導
電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
また、単層構造であってもよい。
As the conductive material for forming the first conductive film and the second conductive film, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu
It is formed of an element selected from the above or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component. A semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus as the first conductive film and the second conductive film,
You may use AgPdCu alloy. Further, the structure is not limited to the two-layer structure.
A three-layer structure in which a Si) film and a titanium nitride film having a film thickness of 30 nm are sequentially laminated may be used. In the case of a three-layer structure, tungsten nitride may be used instead of tungsten of the first conductive film, or aluminum may be used instead of the aluminum-silicon alloy (Al-Si) film of the second conductive film. An alloy film of titanium (Al—Ti) may be used, or a titanium film may be used instead of the titanium nitride film of the third conductive film.
Further, it may have a single layer structure.

【0111】次に、図6(B)に示すように光露光工程
によりレジストからなるマスク110〜115を形成
し、ゲート電極及び配線を形成するための第1のエッチ
ング処理を行う。第1のエッチング処理では第1及び第
2のエッチング条件で行う。エッチングにはICP(In
ductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッ
チング法を用いると良い。ICPエッチング法を用い、
エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、
基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度
等)を適宜調節することによって所望のテーパー形状に
膜をエッチングすることができる。なお、エッチング用
ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4
どを代表とする塩素系ガスまたはCF4、SF6、NF3
などを代表とするフッ素系ガス、またはO2を適宜用い
ることができる。
Next, as shown in FIG. 6B, masks 110 to 115 made of resist are formed by a light exposure process, and a first etching process for forming gate electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. ICP (In
It is advisable to use an inductively coupled plasma etching method. Using ICP etching method,
Etching conditions (electric power applied to the coil type electrode,
By appropriately adjusting the amount of electric power applied to the electrode on the substrate side, the electrode temperature on the substrate side, etc., the film can be etched into a desired tapered shape. As the etching gas, chlorine-based gas represented by Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , CCl 4 or the like or CF 4 , SF 6 , NF 3 is used.
A fluorine-based gas typified by, for example, or O 2 can be appropriately used.

【0112】本実施例では、基板側(試料ステージ)に
も150WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に
負の自己バイアス電圧を印加する。なお、基板側の電極
面積サイズは、12.5cm×12.5cmであり、コ
イル型の電極面積サイズ(ここではコイルの設けられた
石英円板)は、直径25cmの円板である。この第1の
エッチング条件によりW膜をエッチングして第1の導電
層の端部をテーパー形状とする。第1のエッチング条件
でのWに対するエッチング速度は200.39nm/m
in、TaNに対するエッチング速度は80.32nm
/minであり、TaNに対するWの選択比は約2.5
である。また、この第1のエッチング条件によって、W
のテーパー角は、約26°となる。この後、レジストか
らなるマスク110〜115を除去せずに第2のエッチ
ング条件に変え、エッチング用ガスにCF4とCl2とを
用い、それぞれのガス流量比を30/30(sccm)
とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(1
3.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して約30秒
程度のエッチングを行った。基板側(試料ステージ)に
も20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負
の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合し
た第2のエッチング条件ではW膜及びTaN膜とも同程
度にエッチングされる。第2のエッチング条件でのWに
対するエッチング速度は58.97nm/min、Ta
Nに対するエッチング速度は66.43nm/minで
ある。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッ
チングするためには、10〜20%程度の割合でエッチ
ング時間を増加させると良い。
In this embodiment, 150 W of RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. The electrode area size on the substrate side is 12.5 cm × 12.5 cm, and the coil type electrode area size (here, a quartz disk provided with a coil) is a disk having a diameter of 25 cm. The W film is etched under the first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered. The etching rate for W under the first etching condition is 200.39 nm / m
Etching rate for in and TaN is 80.32 nm
/ Min, and the selection ratio of W to TaN is about 2.5.
Is. In addition, depending on the first etching condition, W
The taper angle of is about 26 °. Thereafter, the masks 110 to 115 made of resist are not removed, and the second etching condition is changed to CF 4 and Cl 2 as etching gas, and the gas flow rate ratio of each is 30/30 (sccm).
With a pressure of 1 Pa, RF (1 W
(3.56 MHz) Power was applied to generate plasma and etching was performed for about 30 seconds. 20 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. The etching rate for W under the second etching condition is 58.97 nm / min, Ta
The etching rate for N is 66.43 nm / min. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%.

【0113】上記第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は15〜45°とすればよい。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is made suitable,
The edges of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion may be 15 to 45 °.

【0114】こうして、第1のエッチング処理により第
1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層
117〜121(第1の導電層117a〜121aと第
2の導電層117b〜121b)を形成する。ゲート絶
縁膜となる絶縁膜107は、10〜20nm程度エッチン
グされ、第1の形状の導電層117〜121で覆われな
い領域が薄くなったゲート絶縁膜116となる。
Thus, the first shape conductive layers 117 to 121 (first conductive layers 117a to 121a and second conductive layer 117b) formed of the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment. ~ 121b) are formed. The insulating film 107 to be a gate insulating film is etched by about 10 to 20 nm, and becomes a gate insulating film 116 in which a region which is not covered with the first shape conductive layers 117 to 121 is thinned.

【0115】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行う。ここでは、エッチン
グ用ガスにSF6とCl2とO2とを用い、それぞれのガ
ス流量比を24/12/24(sccm)とし、1.3
Paの圧力でコイル型の電極に700WのRF(13.56MH
z)電力を投入してプラズマを生成してエッチングを2
5秒行った。基板側(試料ステージ)にも10WのRF
(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス
電圧を印加する。第2のエッチング処理でのWに対する
エッチング速度は227.3nm/min、TaNに対
するエッチング速度は32.1nm/minであり、T
aNに対するWの選択比は7.1であり、絶縁膜116
であるSiONに対するエッチング速度は33.7nm
/minであり、SiONに対するWの選択比は6.8
3である。このようにエッチングガス用ガスにSF6
用いた場合、絶縁膜116との選択比が高いので膜減り
を抑えることができる。本実施例では絶縁膜116にお
いて約8nmしか膜減りが起きない。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, SF 6 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, and the gas flow rate ratios thereof are set to 24/12/24 (sccm).
700W RF (13.56MH) on coil type electrode with pressure of Pa
z) Applying electric power to generate plasma for etching 2
It went for 5 seconds. RF of 10W on the substrate side (sample stage)
(13.56MHz) Apply power and apply substantially negative self-bias voltage. In the second etching treatment, the etching rate for W is 227.3 nm / min, the etching rate for TaN is 32.1 nm / min, and
The selection ratio of W to aN is 7.1, and the insulating film 116 is
Etching rate for SiON is 33.7 nm
/ Min, and the selection ratio of W to SiON is 6.8.
It is 3. As described above, when SF 6 is used as the etching gas, the selection ratio with the insulating film 116 is high, so that film loss can be suppressed. In this embodiment, the insulating film 116 is reduced in thickness by about 8 nm.

【0116】この第2のエッチング処理によりWのテー
パー角は70°となった。この第2のエッチング処理に
より第2の導電層124b〜129bを形成する。一
方、第1の導電層は、ほとんどエッチングされず、第1
の導電層124a〜129aとなる。なお、第1の導電
層124a〜129aは、第1の導電層117a〜12
2aとほぼ同一サイズである。実際には、第1の導電層
の幅は、第2のエッチング処理前に比べて約0.3μm
程度、即ち線幅全体で0.6μm程度後退する場合もあ
るがほとんどサイズに変化がない。
The taper angle of W became 70 ° by this second etching treatment. By this second etching process, second conductive layers 124b to 129b are formed. On the other hand, the first conductive layer is hardly etched,
Of the conductive layers 124a to 129a. Note that the first conductive layers 124a to 129a are the first conductive layers 117a to 12a.
It is almost the same size as 2a. Actually, the width of the first conductive layer is about 0.3 μm as compared with that before the second etching process.
In some cases, the line width may recede by about 0.6 μm, but there is almost no change in size.

【0117】また、2層構造に代えて、膜厚50nmの
タングステン膜、膜厚500nmのアルミニウムとシリ
コンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタ
ン膜を順次積層した3層構造とした場合、第1のエッチ
ング処理の第1のエッチング条件としては、BCl3
Cl2とO2とを原料ガスに用い、それぞれのガス流量比
を65/10/5(sccm)とし、基板側(試料ステ
ージ)に300WのRF(13.56MHz)電力を投
入し、1.2Paの圧力でコイル型の電極に450Wの
RF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生
成して117秒のエッチングを行えばよく、第1のエッ
チング処理の第2のエッチング条件としては、CF4
Cl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25/2
5/10(sccm)とし、基板側(試料ステージ)に
も20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、1
Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.
56MHz)電力を投入してプラズマを生成して約30
秒程度のエッチングを行えばよく、第2のエッチング処
理としてはBCl3とCl2を用い、それぞれのガス流量
比を20/60(sccm)とし、基板側(試料ステージ)
には100WのRF(13.56MHz)電力を投入
し、1.2Paの圧力でコイル型の電極に600WのR
F(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成
してエッチングを行えばよい。
Further, instead of the two-layer structure, a three-layer structure in which a tungsten film with a film thickness of 50 nm, an alloy of aluminum and silicon (Al-Si) film with a film thickness of 500 nm, and a titanium nitride film with a film thickness of 30 nm are sequentially laminated is provided. In this case, as the first etching condition of the first etching process, BCl 3 , Cl 2 and O 2 are used as source gases, and the gas flow rate ratio of each is set to 65/10/5 (sccm). The RF power (13.56 MHz) of 300 W is applied to the (sample stage), and the RF power (13.56 MHz) of 450 W is applied to the coil-shaped electrode at a pressure of 1.2 Pa to generate plasma for 117 seconds. Etching may be performed. As the second etching condition of the first etching process, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used, and the gas flow rate ratio of each is 25/2.
5/10 (sccm), 20W of RF (13.56MHz) power was also applied to the substrate side (sample stage),
RF of 500 W (13.
56MHz) Power is generated and plasma is generated for about 30
It suffices to perform the etching for about a second. BCl 3 and Cl 2 are used as the second etching treatment, and the gas flow rate ratio of each is set to 20/60 (sccm), and the substrate side (sample stage)
RF (13.56 MHz) power of 100 W is applied to the coil, and a pressure of 1.2 Pa is applied to the coil-shaped electrode to generate R of 600 W.
It suffices to apply F (13.56 MHz) power to generate plasma and perform etching.

【0118】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第1のドーピング処理を行って図6(D)の状態
を得る。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイ
オン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドー
ズ量を1.5×1014atoms/cm2とし、加速電圧を60
〜100keVとして行う。n型を付与する不純物元素
として、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用
いる。この場合、第1の導電層及び第2の導電層124
〜128がn型を付与する不純物元素に対するマスクと
なり、自己整合的に第1の不純物領域130〜134が
形成される。第1の不純物領域130〜134には1×
1016〜1×1017/cm3の濃度範囲でn型を付与する不
純物元素を添加する。ここでは、第1の不純物領域と同
じ濃度範囲の領域をn--領域とも呼ぶ。
Next, after removing the resist mask, the first doping process is performed to obtain the state of FIG. 6 (D). The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1.5 × 10 14 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60.
~ 100 keV. Phosphorus (P) or arsenic (As) is typically used as the impurity element imparting n-type. In this case, the first conductive layer and the second conductive layer 124
~ 128 serves as a mask for the impurity element imparting n-type, and the first impurity regions 130 to 134 are formed in a self-aligned manner. 1 × in the first impurity regions 130 to 134
An impurity element imparting n-type is added within a concentration range of 10 16 to 1 × 10 17 / cm 3 . Here, a region having the same concentration range as the first impurity region is also called an n region.

【0119】なお、本実施例ではレジストからなるマス
クを除去した後、第1のドーピング処理を行ったが、レ
ジストからなるマスクを除去せずに第1のドーピング処
理を行ってもよい。
Although the first doping process is performed after removing the resist mask in this embodiment, the first doping process may be performed without removing the resist mask.

【0120】次いで、図7(A)に示すようにレジスト
からなるマスク135〜137を形成し第2のドーピン
グ処理を行う。マスク135は駆動回路のpチャネル型
TFTを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその
周辺の領域を保護するマスクであり、マスク136は駆
動回路のnチャネル型TFTの一つを形成する半導体層
のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するマス
クであり、マスク137は画素部のTFTを形成する半
導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域と保持容
量となる領域とを保護するマスクである。
Next, as shown in FIG. 7A, masks 135 to 137 made of resist are formed and a second doping process is performed. A mask 135 is a mask that protects a channel formation region of a semiconductor layer forming a p-channel TFT of a drive circuit and a peripheral region thereof, and a mask 136 is a semiconductor layer forming one of n-channel TFTs of the drive circuit. The mask is a mask that protects the channel formation region and its peripheral region, and the mask 137 is a mask that protects the channel formation region of the semiconductor layer forming the TFT of the pixel portion, the peripheral region thereof, and the region serving as the storage capacitor.

【0121】第2のドーピング処理におけるイオンドー
プ法の条件はドーズ量を1.5×1015atoms/cm2
し、加速電圧を60〜100keVとしてリン(P)を
ドーピングする。ここでは、第2の導電層124b〜1
26bをマスクとして各半導体層に不純物領域が自己整
合的に形成される。勿論、マスク135〜137で覆わ
れた領域には添加されない。こうして、第2の不純物領
域138〜140と、第3の不純物領域142が形成さ
れる。第2の不純物領域138〜140には1×1020
〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元
素を添加されている。ここでは、第2の不純物領域と同
じ濃度範囲の領域をn+領域とも呼ぶ。
The condition of the ion doping method in the second doping process is that the dose amount is 1.5 × 10 15 atoms / cm 2 and the accelerating voltage is 60 to 100 keV, and phosphorus (P) is doped. Here, the second conductive layers 124 b to 1
Impurity regions are formed in each semiconductor layer in a self-aligned manner using 26b as a mask. Of course, it is not added to the region covered with the masks 135 to 137. Thus, the second impurity regions 138 to 140 and the third impurity region 142 are formed. 1 × 10 20 is formed in the second impurity regions 138 to 140.
An impurity element imparting n-type is added in a concentration range of 1 × 10 21 / cm 3 . Here, a region having the same concentration range as the second impurity region is also called an n + region.

【0122】また、第3の不純物領域は第1の導電層に
より第2の不純物領域よりも低濃度に形成され、1×1
18〜1×1019/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純
物元素を添加されることになる。なお、第3の不純物領
域は、テーパー形状である第1の導電層の部分を通過さ
せてドーピングを行うため、テーパ−部の端部に向かっ
て不純物濃度が増加する濃度勾配を有している。ここで
は、第3の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をn-領域
とも呼ぶ。また、マスク136、137で覆われた領域
は、第2のドーピング処理で不純物元素が添加されず、
第1の不純物領域144、145となる。
Further, the third impurity region is formed at a lower concentration than the second impurity region by the first conductive layer, and has a concentration of 1 × 1.
An impurity element imparting n-type is added in the concentration range of 0 18 to 1 × 10 19 / cm 3 . Note that the third impurity region has a concentration gradient in which the impurity concentration increases toward the end portion of the tapered portion because doping is performed by passing through the portion of the first conductive layer having a tapered shape. . Here, a region having the same concentration range as the third impurity region is also called an n region. Further, in the region covered with the masks 136 and 137, the impurity element is not added in the second doping treatment,
The first impurity regions 144 and 145 are formed.

【0123】次いで、レジストからなるマスク135〜
137を除去した後、新たにレジストからなるマスク1
46〜148を形成して図7(B)に示すように第3の
ドーピング処理を行う。
Next, the masks 135 made of resist are formed.
After removing 137, a mask 1 newly made of resist
46 to 148 are formed and a third doping process is performed as shown in FIG.

【0124】駆動回路において、上記第3のドーピング
処理により、pチャネル型TFTを形成する半導体層お
よび保持容量を形成する半導体層にp型の導電型を付与
する不純物元素が添加された第4の不純物領域149、
150及び第5の不純物領域151、152を形成す
る。
In the drive circuit, by the third doping process, a fourth impurity element imparting p-type conductivity is added to the semiconductor layer forming the p-channel TFT and the semiconductor layer forming the storage capacitor. Impurity region 149,
150 and fifth impurity regions 151 and 152 are formed.

【0125】また、第4の不純物領域149、150に
は1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でp型を付与
する不純物元素が添加されるようにする。尚、第4の不
純物領域149、150には先の工程でリン(P)が添
加された領域(n--領域)であるが、p型を付与する不
純物元素の濃度がその1.5〜3倍添加されていて導電
型はp型となっている。ここでは、第4の不純物領域と
同じ濃度範囲の領域をp +領域とも呼ぶ。
Further, in the fourth impurity regions 149 and 150,
Is 1 × 1020~ 1 x 10twenty one/cm3P-type in the concentration range of
The impurity element to be added is added. In addition, the fourth failure
Phosphorus (P) was added to the pure regions 149 and 150 in the previous step.
Added region (n-Region), but the
Conductive because the concentration of pure element is 1.5 to 3 times that of pure element
The mold is p-type. Here, the fourth impurity region and
P in the same concentration range +Also called a region.

【0126】また、第5の不純物領域151、152は
第2の導電層125aのテーパー部と重なる領域に形成
されるものであり、1×1018〜1×1020/cm3の濃度
範囲でp型を付与する不純物元素が添加されるようにす
る。ここでは、第5の不純物領域と同じ濃度範囲の領域
をp-領域とも呼ぶ。
The fifth impurity regions 151 and 152 are formed in a region overlapping the tapered portion of the second conductive layer 125a, and have a concentration range of 1 × 10 18 to 1 × 10 20 / cm 3. An impurity element imparting p-type is added. Here, a region having the same concentration range as the fifth impurity region is also called ap region.

【0127】以上までの工程でそれぞれの半導体層にn
型またはp型の導電型を有する不純物領域が形成され
る。導電層124〜127はTFTのゲート電極とな
る。また、導電層128は画素部において保持容量を形
成する一方の電極となる。さらに、導電層129は画素
部においてソース配線を形成する。
By the steps up to this point, each semiconductor layer is n-doped.
An impurity region having a conductivity type of p-type or p-type is formed. The conductive layers 124 to 127 become gate electrodes of the TFT. In addition, the conductive layer 128 serves as one electrode which forms a storage capacitor in the pixel portion. Further, the conductive layer 129 forms a source wiring in the pixel portion.

【0128】次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜(図示しな
い)を形成する。本実施例では、プラズマCVD法によ
り膜厚50nmの酸化シリコン膜を形成した。勿論、こ
の絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他
のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。
Next, an insulating film (not shown) is formed to cover almost the entire surface. In this embodiment, a silicon oxide film having a film thickness of 50 nm is formed by the plasma CVD method. Of course, this insulating film is not limited to the silicon oxide film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.

【0129】次いで、それぞれの半導体層に添加された
不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工
程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法
(RTA法)、或いはYAGレーザーまたはエキシマレ
ーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処
理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせ
た方法によって行う。
Then, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by a rapid thermal annealing method (RTA method) using a lamp light source, a method of irradiating the back surface with a YAG laser or an excimer laser, a heat treatment using a furnace, or a combination of these methods. By the method.

【0130】また、本実施例では、上記活性化の前に絶
縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を行った後、
絶縁膜を形成する工程としてもよい。
In this embodiment, an example in which the insulating film is formed before the activation is shown, but after the activation is performed,
It may be a step of forming an insulating film.

【0131】次いで、窒化シリコン膜からなる第1の層
間絶縁膜153を形成して熱処理(300〜550℃で
1〜12時間の熱処理)を行い、半導体層を水素化する
工程を行う。(図7(C))この工程は第1の層間絶縁
膜153に含まれる水素により半導体層のダングリング
ボンドを終端する工程である。酸化シリコン膜からなる
絶縁膜(図示しない)の存在に関係なく半導体層を水素
化することができる。ただし、本実施例では、第2の導
電層としてアルミニウムを主成分とする材料を用いてい
るので、水素化する工程において第2の導電層が耐え得
る熱処理条件とすることが重要である。水素化の他の手
段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された
水素を用いる)を行っても良い。
Next, a step of hydrogenating the semiconductor layer is performed by forming a first interlayer insulating film 153 made of a silicon nitride film and performing heat treatment (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours). (FIG. 7C) This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer by hydrogen contained in the first interlayer insulating film 153. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of an insulating film (not shown) made of a silicon oxide film. However, in this embodiment, since the material containing aluminum as the main component is used as the second conductive layer, it is important to set the heat treatment conditions that the second conductive layer can withstand in the hydrogenation step. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed as another means of hydrogenation.

【0132】次いで、第1の層間絶縁膜153上に有機
絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜154を形成す
る。本実施例では膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形
成する。次いで、ソース配線129に達するコンタクト
ホールと、導電層127、128に達するコンタクトホ
ールと、各不純物領域に達するコンタクトホールを形成
する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行う。
本実施例では第1の層間絶縁膜をエッチングストッパー
として第2の層間絶縁膜をエッチングした後、絶縁膜
(図示しない)をエッチングストッパーとして第1の層
間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜(図示しない)を
エッチングした。
Then, a second interlayer insulating film 154 made of an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 153. In this embodiment, an acrylic resin film having a thickness of 1.6 μm is formed. Next, a contact hole reaching the source wiring 129, a contact hole reaching the conductive layers 127 and 128, and a contact hole reaching each impurity region are formed. In this embodiment, a plurality of etching processes are sequentially performed.
In this embodiment, after etching the second interlayer insulating film using the first interlayer insulating film as an etching stopper, the first interlayer insulating film is etched using an insulating film (not shown) as an etching stopper, and then the insulating film (illustrated). Not etched).

【0133】その後、Al、Ti、Mo、Wなどを用い
て配線及び画素電極を形成する。これらの電極及び画素
電極の材料は、AlまたはAgを主成分とする膜、また
はそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いること
が望ましい。こうして、ソース電極またはドレイン電極
155〜160、ゲート配線162、接続配線161、
画素電極163が形成される。
After that, wirings and pixel electrodes are formed using Al, Ti, Mo, W or the like. As a material of these electrodes and pixel electrodes, it is desirable to use a material having excellent reflectivity such as a film containing Al or Ag as a main component, or a laminated film thereof. Thus, the source or drain electrodes 155 to 160, the gate wiring 162, the connection wiring 161,
The pixel electrode 163 is formed.

【0134】以上の様にして、nチャネル型TFT20
1、pチャネル型TFT202、nチャネル型TFT2
03を有する駆動回路206と、nチャネル型TFTか
らなる画素TFT204、保持容量205とを有する画
素部207を同一基板上に形成することができる。(図
8)本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブ
マトリクス基板と呼ぶ。本明細書中ではこのような基板
を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
As described above, the n-channel TFT 20
1, p-channel TFT 202, n-channel TFT 2
The pixel portion 207 including the driver circuit 206 including the pixel 03, the pixel TFT 204 including the n-channel TFT, and the storage capacitor 205 can be formed over the same substrate. (FIG. 8) In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0135】画素部207において、画素TFT204
(nチャネル型TFT)にはチャネル形成領域167、
ゲート電極を形成する導電層127の外側に形成される
第1の不純物領域(n--領域)145とソース領域とし
て機能する第2の不純物領域(n+領域)140を有し
ている。また、保持容量205の一方の電極として機能
する半導体層には第4の不純物領域150、第5の不純
物領域152が形成されている。保持容量205は、絶
縁膜(ゲート絶縁膜と同一膜)116を誘電体として、
第2の電極128と、半導体層150、152、168
とで形成されている。
In the pixel portion 207, the pixel TFT 204
The (n-channel TFT) has a channel forming region 167,
It has a first impurity region (n region) 145 formed outside the conductive layer 127 forming the gate electrode and a second impurity region (n + region) 140 functioning as a source region. Further, a fourth impurity region 150 and a fifth impurity region 152 are formed in the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 205. The storage capacitor 205 has an insulating film (same film as the gate insulating film) 116 as a dielectric.
The second electrode 128 and the semiconductor layers 150, 152, 168
It is formed by.

【0136】また、駆動回路206において、nチャネ
ル型TFT201(第1のnチャネル型TFT)はチャ
ネル形成領域164、ゲート電極を形成する導電層12
4の一部と絶縁膜を介して重なる第3の不純物領域(n
-領域)142とソース領域またはドレイン領域として
機能する第2の不純物領域(n+領域)138を有して
いる。
In the drive circuit 206, the n-channel TFT 201 (first n-channel TFT) is the channel formation region 164 and the conductive layer 12 forming the gate electrode.
4 and a third impurity region (n
- has a second impurity region (n + region) 138 functioning as a region) 142 and a source region or a drain region.

【0137】また、駆動回路206において、pチャネ
ル型TFT202にはチャネル形成領域165、ゲート
電極を形成する導電層125の一部と絶縁膜を介して重
なる第5不純物領域(p-領域)151とソース領域ま
たはドレイン領域として機能する第4の不純物領域(p
+領域)149を有している。
In the drive circuit 206, the p-channel TFT 202 has a channel forming region 165 and a fifth impurity region (p region) 151 which overlaps with a part of the conductive layer 125 forming the gate electrode via an insulating film. A fourth impurity region (p
+ Area) 149.

【0138】また、駆動回路206において、nチャネ
ル型TFT203(第2のnチャネル型TFT)にはチ
ャネル形成領域166、ゲート電極を形成する導電層1
26の外側に第1の不純物領域(n--領域)144とソ
ース領域またはドレイン領域として機能する第2の不純
物領域(n+領域)139を有している。
In the drive circuit 206, the n-channel TFT 203 (second n-channel TFT) has a channel forming region 166 and a conductive layer 1 for forming a gate electrode.
A first impurity region (n region) 144 and a second impurity region (n + region) 139 functioning as a source region or a drain region are provided outside 26.

【0139】これらのTFT201〜203を適宜組み
合わせてシフトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシ
フタ回路、ラッチ回路などを形成し、駆動回路206を
形成すればよい。例えば、CMOS回路を形成する場合
には、nチャネル型TFT201とpチャネル型TFT
202を相補的に接続して形成すればよい。
A drive circuit 206 may be formed by appropriately combining these TFTs 201 to 203 to form a shift register circuit, a buffer circuit, a level shifter circuit, a latch circuit, and the like. For example, when forming a CMOS circuit, an n-channel TFT 201 and a p-channel TFT
It may be formed by connecting 202 complementarily.

【0140】特に、駆動電圧が高いバッファ回路には、
ホットキャリア効果による劣化を防ぐ目的から、nチャ
ネル型TFT203の構造が適している。
In particular, for a buffer circuit having a high driving voltage,
The structure of the n-channel TFT 203 is suitable for the purpose of preventing deterioration due to the hot carrier effect.

【0141】また、信頼性が最優先とされる回路には、
GOLD構造であるnチャネル型TFT201の構造が
適している。
For a circuit in which reliability is the highest priority,
The structure of the n-channel TFT 201 having the GOLD structure is suitable.

【0142】また、半導体膜表面の平坦化を向上させる
ことによって信頼性を向上させることができるので、G
OLD構造のTFTにおいて、ゲート電極とゲート絶縁
膜を介して重なる不純物領域の面積を縮小しても十分な
信頼性を得ることができる。具体的にはGOLD構造の
TFTにおいてゲート電極のテーパー部となる部分サイ
ズを小さくしても十分な信頼性を得ることができる。
Since the reliability can be improved by improving the flatness of the surface of the semiconductor film, G
In the TFT having the OLD structure, sufficient reliability can be obtained even if the area of the impurity region overlapping the gate electrode and the gate insulating film is reduced. Specifically, in the GOLD structure TFT, sufficient reliability can be obtained even if the size of the gate electrode tapered portion is reduced.

【0143】また、GOLD構造のTFTにおいてはゲ
ート絶縁膜が薄くなると寄生容量が増加するが、ゲート
電極(第1導電層)のテーパー部となる部分サイズを小
さくして寄生容量を低減すれば、f特性も向上してさら
なる高速動作が可能となり、且つ、十分な信頼性を有す
るTFTとなる。
In the GOLD structure TFT, the parasitic capacitance increases as the gate insulating film becomes thinner. However, if the size of the tapered portion of the gate electrode (first conductive layer) is reduced to reduce the parasitic capacitance, The f-characteristics are also improved, the higher speed operation is possible, and the TFT has sufficient reliability.

【0144】また、本実施例では反射型の表示装置を形
成するためのアクティブマトリクス基板を作製する例を
示したが、画素電極を透明導電膜で形成すると、フォト
マスクは1枚増えるものの、透過型の表示装置を形成す
ることができる。
In addition, although an example of manufacturing an active matrix substrate for forming a reflection type display device is shown in this embodiment, when the pixel electrode is formed of a transparent conductive film, the number of photomasks is increased by one, but the transmission is increased. Mold display device can be formed.

【0145】[実施例2]本実施例では、実施例1で作
製したアクティブマトリクス基板から、アクティブマト
リクス型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明す
る。説明には図9を用いる。
[Embodiment 2] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 will be described below. FIG. 9 is used for the description.

【0146】まず、実施例1に従い、図8の状態のアク
ティブマトリクス基板を得た後、図8のアクティブマト
リクス基板上に配向膜を形成しラビング処理を行う。な
お、本実施例では配向膜を形成する前に、アクリル樹脂
膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板
間隔を保持するための柱状のスペーサを所望の位置に形
成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペー
サを基板全面に散布してもよい。
First, according to the first embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 8, an alignment film is formed on the active matrix substrate of FIG. 8 and rubbing treatment is performed. In this embodiment, before forming the alignment film, the organic resin film such as the acrylic resin film was patterned to form the columnar spacers for holding the substrate distance at desired positions. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.

【0147】次いで、対向基板を用意する。この対向基
板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置された
カラーフィルタが設けられている。また、駆動回路の部
分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層と
を覆う平坦化膜を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導
電膜からなる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全
面に配向膜を形成し、ラビング処理を施す。
Next, a counter substrate is prepared. The counter substrate is provided with a color filter in which a colored layer and a light shielding layer are arranged corresponding to each pixel. Further, a light-shielding layer was also provided in the drive circuit portion. A flattening film was provided to cover the color filter and the light shielding layer. Next, a counter electrode made of a transparent conductive film is formed on the flattening film in the pixel portion, an alignment film is formed on the entire surface of the counter substrate, and rubbing treatment is performed.

【0148】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材で貼り
合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、こ
のフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って
2枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に
液晶材料を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に
封止する。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良
い。このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装
置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマト
リクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さ
らに、公知の技術を用いて偏光板や位相差板等の光学フ
ィルムを適宜設ける。そして、公知の技術を用いてFP
Cを貼りつける。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the counter substrate are bonded together with a sealant. A filler is mixed in the sealing material, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer. After that, a liquid crystal material is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix type liquid crystal display device is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is cut into a desired shape. Further, an optical film such as a polarizing plate or a retardation plate is appropriately provided by using a known technique. Then, using a known technique, the FP
Paste C.

【0149】こうして得られた液晶モジュールの構成を
図9の上面図を用いて説明する。
The structure of the liquid crystal module thus obtained will be described with reference to the top view of FIG.

【0150】アクティブマトリクス基板301の中央に
は、画素部304が配置されている。画素部304の上
側には、ソース信号線を駆動するためのソース信号線駆
動回路302が配置されている。画素部304の左右に
は、ゲート信号線を駆動するためのゲート信号線駆動回
路303が配置されている。本実施例に示した例では、
ゲート信号線駆動回路303は画素部に対して左右対称
配置としているが、これは片側のみの配置でも良く、液
晶モジュールの基板サイズ等を考慮して、設計者が適宜
選択すれば良い。ただし、回路の動作信頼性や駆動効率
等を考えると、図9に示した左右対称配置が望ましい。
A pixel portion 304 is arranged in the center of the active matrix substrate 301. A source signal line driver circuit 302 for driving a source signal line is arranged above the pixel portion 304. A gate signal line driver circuit 303 for driving a gate signal line is arranged on the left and right of the pixel portion 304. In the example shown in this embodiment,
Although the gate signal line driving circuit 303 is arranged symmetrically with respect to the pixel portion, it may be arranged on only one side and may be appropriately selected by the designer in consideration of the substrate size of the liquid crystal module and the like. However, considering the operational reliability of the circuit, the driving efficiency, etc., the bilaterally symmetrical arrangement shown in FIG. 9 is desirable.

【0151】各駆動回路への信号の入力は、フレキシブ
ルプリント基板(Flexible Print Circuit:FPC)3
05から行われる。FPC305は、基板301の所定
の場所まで配置された配線に達するように、層間絶縁膜
および樹脂膜にコンタクトホールを開口し、接続電極3
09を形成した後、異方性導電膜等を介して圧着され
る。本実施例においては、接続電極はITOを用いて形
成した。
Input of a signal to each drive circuit is performed by a flexible print circuit (FPC) 3
It starts from 05. The FPC 305 opens a contact hole in the interlayer insulating film and the resin film so as to reach the wiring arranged up to a predetermined position on the substrate 301, and
After forming 09, it is pressure-bonded through an anisotropic conductive film or the like. In this embodiment, the connection electrode is made of ITO.

【0152】駆動回路、画素部の周辺には、基板外周に
沿ってシール剤307が塗布され、あらかじめアクティ
ブマトリクス基板上に形成されたスペーサ310によっ
て一定のギャップ(基板301と対向基板306との間
隔)を保った状態で、対向基板306が貼り付けられ
る。その後、シール剤307が塗布されていない部分よ
り液晶素子が注入され、封止剤308によって密閉され
る。以上の工程により、液晶モジュールが完成する。
A sealant 307 is applied to the periphery of the drive circuit and the pixel portion along the outer periphery of the substrate, and a constant gap (distance between the substrate 301 and the counter substrate 306 is formed by a spacer 310 formed on the active matrix substrate in advance. ) Is maintained, the counter substrate 306 is attached. After that, a liquid crystal element is injected from a portion where the sealant 307 is not applied and is sealed with a sealant 308. The liquid crystal module is completed through the above steps.

【0153】また、ここでは全ての駆動回路を基板上に
形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のICを
用いてもよい。
Although an example in which all the driving circuits are formed on the substrate is shown here, several ICs may be used as a part of the driving circuits.

【0154】また、本実施例は、実施例1と自由に組み
あわせることが可能である。
Further, this embodiment can be freely combined with the first embodiment.

【0155】[実施例3]実施例1では画素電極が反射
性を有する金属材料で形成された反射型の表示装置の例
を示したが、本実施例では画素電極を透光性を有する導
電膜で形成した透過型の表示装置の例を示す。
[Embodiment 3] In Embodiment 1, an example of a reflection type display device in which the pixel electrode is formed of a metal material having reflectivity is shown, but in this embodiment, the pixel electrode is made of a light-transmitting conductive material. An example of a transmissive display device formed of a film is shown.

【0156】層間絶縁膜を形成する工程までは実施例1
と同じであるので、ここでは省略する。実施例1に従っ
て層間絶縁膜を形成した後、透光性を有する導電膜から
なる画素電極601を形成する。透光性を有する導電膜
としては、ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸
化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)、酸化
亜鉛(ZnO)等を用いればよい。
Example 1 is performed up to the step of forming the interlayer insulating film.
Since it is the same as, it is omitted here. After the interlayer insulating film is formed according to Example 1, the pixel electrode 601 made of a light-transmitting conductive film is formed. As the light-transmitting conductive film, ITO (indium oxide-tin oxide alloy), indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), zinc oxide (ZnO), or the like may be used.

【0157】その後、層間絶縁膜600にコンタクトホ
ールを形成する。次いで、画素電極と重なる接続電極6
02を形成する。この接続電極602は、コンタクトホ
ールを通じてドレイン領域と接続されている。また、こ
の接続電極と同時に他のTFTのソース電極またはドレ
イン電極も形成する。
After that, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 600. Next, the connection electrode 6 overlapping the pixel electrode
02 is formed. The connection electrode 602 is connected to the drain region through a contact hole. At the same time as the connection electrode, the source electrode or drain electrode of another TFT is also formed.

【0158】また、ここでは全ての駆動回路を基板上に
形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のICを
用いてもよい。
Although an example in which all the driving circuits are formed on the substrate is shown here, several ICs may be used as a part of the driving circuits.

【0159】以上のようにしてアクティブマトリクス基
板が形成される。このアクティブマトリクス基板を用
い、実施例2に従って液晶モジュールを作製し、バック
ライト604、導光板605を設け、カバー606で覆
えば、図10にその断面図の一部を示したようなアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置が完成する。なお、カバ
ーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて貼り合
わせる。また、基板と対向基板を貼り合わせる際、枠で
囲んで有機樹脂を枠と基板との間に充填して接着しても
よい。また、透過型であるので偏光板603は、アクテ
ィブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
The active matrix substrate is formed as described above. Using this active matrix substrate, a liquid crystal module was manufactured according to Example 2, provided with a backlight 604 and a light guide plate 605, and covered with a cover 606, an active matrix type as shown in a partial sectional view of FIG. The liquid crystal display device is completed. The cover and the liquid crystal module are attached to each other with an adhesive or an organic resin. When the substrate and the counter substrate are attached to each other, they may be surrounded by a frame and filled with an organic resin between the frame and the substrate for adhesion. Since it is a transmissive type, the polarizing plate 603 is attached to both the active matrix substrate and the counter substrate.

【0160】また、本実施例は、実施例1、または実施
例2と自由に組みあわせることが可能である。
Further, this embodiment can be freely combined with the first embodiment or the second embodiment.

【0161】[実施例4]本実施例では、有機発光素子
(OLED:Organic Light Emitting Device)を備え
た発光表示装置を作製する例を図11に示す。
[Embodiment 4] In this embodiment, an example of manufacturing a light emitting display device having an organic light emitting device (OLED: Organic Light Emitting Device) is shown in FIG.

【0162】OLEDは、電場を加えることで発生する
ルミネッセンス(Electroluminescence)が得られる有
機化合物(有機発光材料)を含む層(以下、有機発光層
と記す)と、陽極と、陰極とを有している。有機化合物
におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底
状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底
状態に戻る際の発光(リン光)とがあるが、本発明の発
光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光
を用いていても良いし、または両方の発光を用いていて
も良い。
The OLED has a layer containing an organic compound (organic light emitting material) capable of obtaining luminescence generated by applying an electric field (hereinafter, referred to as an organic light emitting layer), an anode and a cathode. There is. Luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from a singlet excited state to a ground state and light emission when returning to a ground state from a triplet excited state (phosphorescence). One of the above-mentioned light emissions may be used, or both of the light emissions may be used.

【0163】なお、本明細書では、OLEDの陽極と陰
極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。
有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注
入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に
OLEDは、陽極/発光層/陰極が順に積層された構造
を有しており、この構造に加えて、陽極/正孔注入層/
発光層/陰極や、陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送
層/陰極等の順に積層した構造を有していることもあ
る。
In this specification, all the layers formed between the anode and the cathode of the OLED are defined as the organic light emitting layer.
The organic light emitting layer specifically includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, an OLED has a structure in which an anode, a light emitting layer, and a cathode are laminated in this order, and in addition to this structure, an anode / hole injection layer /
It may have a structure in which a light emitting layer / cathode or an anode / hole injection layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode are laminated in this order.

【0164】図11(A)は、OLEDを有するモジュ
ール、いわゆるELモジュールの上面図、図11(B)
は図11(A)をA−A’で切断した断面図である。絶
縁表面を有する基板900(例えば、ガラス基板、結晶
化ガラス基板、もしくはプラスチック基板等)に、画素
部902、ソース側駆動回路901、及びゲート側駆動
回路903を形成する。これらの画素部や駆動回路は、
上記実施例に従えば得ることができる。
FIG. 11A is a top view of a module having an OLED, a so-called EL module, FIG. 11B.
11A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. A pixel portion 902, a source side driver circuit 901, and a gate side driver circuit 903 are formed over a substrate 900 having an insulating surface (eg, a glass substrate, a crystallized glass substrate, a plastic substrate, or the like). These pixel parts and drive circuits are
It can be obtained according to the above embodiment.

【0165】また、918はシール材、919はDLC
膜などからなる保護膜であり、画素部および駆動回路部
はシール材918で覆われ、そのシール材は保護膜91
9で覆われている。さらに、接着材を用いてカバー材9
20で封止されている。カバー材920としては、プラ
スチック、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組
成の基材でもよい。また、カバー材920の形状および
支持体の形状も特に限定されず、平面を有するもの、曲
面を有するもの、可曲性を有するもの、フィルム状のも
のであってもよい。熱や外力などによる変形に耐えるた
めカバー材920は基板900と同じ材質のもの、例え
ばガラス基板を用いることが望ましく、本実施例では、
サンドブラスト法などにより図11に示す凹部形状(深
さ3〜10μm)に加工する。さらに加工して乾燥剤9
21が設置できる凹部(深さ50〜200μm)を形成
することが望ましい。また、多面取りでELモジュール
を製造する場合、基板とカバー材とを貼り合わせた後、
CO2レーザー等を用いて端面が一致するように分断し
てもよい。
Further, 918 is a sealing material, and 919 is DLC.
A protective film formed of a film or the like, the pixel portion and the driver circuit portion are covered with a sealant 918, and the sealant is a protective film 91.
It is covered with 9. Furthermore, a cover material 9 is formed by using an adhesive material.
It is sealed with 20. The cover material 920 may be a base material of any composition such as plastic, glass, metal, or ceramics. The shape of the cover material 920 and the shape of the support are not particularly limited, and may be flat, curved, bendable, or film-like. The cover material 920 is preferably made of the same material as the substrate 900, for example, a glass substrate, in order to withstand deformation due to heat or external force. In this embodiment,
A recess shape (depth of 3 to 10 μm) shown in FIG. 11 is processed by a sandblast method or the like. Further processed and desiccant 9
It is desirable to form a recess (depth of 50 to 200 μm) in which 21 can be installed. In addition, when manufacturing an EL module by multi-sided cutting, after bonding the substrate and the cover material,
It may be divided using a CO 2 laser or the like so that the end faces coincide with each other.

【0166】また、ここでは図示しないが、用いる金属
層(ここでは陰極など)の反射により背景が映り込むこ
とを防ぐために、位相差板(λ/4板)や偏光板からな
る円偏光板と呼ばれる円偏光手段を基板900上に設け
てもよい。
Although not shown here, in order to prevent the background from being reflected by the reflection of the metal layer used (here, the cathode or the like), a circular polarizing plate including a retardation plate (λ / 4 plate) and a polarizing plate is used. A so-called circular polarization means may be provided on the substrate 900.

【0167】なお、908はソース側駆動回路901及
びゲート側駆動回路903に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)909からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。また、本実施例の発光装置は、
デジタル駆動であってもよく、アナログ駆動であっても
よく、ビデオ信号はデジタル信号であってもよいし、ア
ナログ信号であってもよい。なお、ここではFPCしか
図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤
(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書にお
ける発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにF
PCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むもの
とする。また、これらの画素部や駆動回路と同一基板上
に複雑な集積回路(メモリ、CPU、コントローラ、D
/Aコンバータ等)を形成することも可能であるが、少
ないマスク数での作製は困難である。従って、メモリ、
CPU、コントローラ、D/Aコンバータ等を備えたI
Cチップを、COG(chipon glass)方式やTAB(ta
pe automated bonding)方式やワイヤボンディング方法
で実装することが好ましい。
Reference numeral 908 denotes wiring for transmitting a signal input to the source side driving circuit 901 and the gate side driving circuit 903, which is a video signal or a clock signal from an FPC (flexible printed circuit) 909 serving as an external input terminal. To receive. In addition, the light emitting device of this embodiment is
Digital drive may be used, analog drive may be used, and the video signal may be a digital signal or an analog signal. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to this FPC. The light emitting device in this specification includes not only the light emitting device main body but also F
It also includes the state where a PC or PWB is attached. In addition, a complicated integrated circuit (memory, CPU, controller, D
A / A converter, etc.) can be formed, but it is difficult to manufacture with a small number of masks. Therefore, the memory,
I equipped with CPU, controller, D / A converter, etc.
C chip is a COG (chip on glass) type or TAB (ta
It is preferable to mount by a pe automated bonding) method or a wire bonding method.

【0168】次に、断面構造について図11(B)を用
いて説明する。基板900上に絶縁膜910が設けら
れ、絶縁膜910の上方には画素部902、ゲート側駆
動回路903が形成されており、画素部902は電流制
御用TFT911とそのドレインに電気的に接続された
画素電極912を含む複数の画素により形成される。実
際には一つの画素内に複数のTFTが作り込まれるが、
ここでは簡略化のため、電流制御用TFT911のみを
図示した。また、ゲート側駆動回路903はnチャネル
型TFT913とpチャネル型TFT914とを組み合
わせたCMOS回路を用いて形成される。
Next, the sectional structure will be described with reference to FIG. An insulating film 910 is provided over a substrate 900, a pixel portion 902 and a gate side driver circuit 903 are formed above the insulating film 910, and the pixel portion 902 is electrically connected to a current control TFT 911 and its drain. And a plurality of pixels including the pixel electrode 912. Actually, multiple TFTs are built in one pixel,
Here, for simplification, only the current control TFT 911 is shown. The gate side driver circuit 903 is formed using a CMOS circuit in which an n-channel TFT 913 and a p-channel TFT 914 are combined.

【0169】これらのTFT(911、913、914
を含む)は、上記実施例1のnチャネル型TFT20
1、上記実施例1のpチャネル型TFT202に従って
作製すればよい。なお、ここではトップゲート型TFT
を用いた例を示したが、TFTの構造に限定されず、例
えばボトムゲート型TFTを用いることも可能である。
These TFTs (911, 913, 914)
Is included in the n-channel TFT 20 of the first embodiment.
1. It may be manufactured according to the p-channel TFT 202 of the first embodiment. In addition, here, the top gate type TFT
However, the structure is not limited to the TFT structure, and it is also possible to use, for example, a bottom gate type TFT.

【0170】また、OLEDを有する表示装置において
は、OLEDに一定の電圧を印加して電流を供給するよ
うに回路設計を行った駆動方法や、OLEDに一定の電
流が供給されるようにOLEDに印加する電圧を調節す
るように回路設計を行った駆動方法や、OLEDに一定
の電流が供給されるように回路設計を行った駆動方法な
どがあるが、駆動方法によらず、OLEDと電気的に接
続され、且つ、OLEDに電流を供給するTFT(本明
細書中、このTFT911を電流制御用TFTと呼ぶ)
のオン電流(Ion)で画素の輝度が決定される。従っ
て、各TFTのオン電流が一定でなければ輝度にバラツ
キが生じてしまうという問題があった。これらの問題
は、本発明により解決できる。
In the case of a display device having an OLED, a driving method in which a circuit is designed so that a constant voltage is applied to the OLED to supply a current, or a constant current is supplied to the OLED is applied to the OLED. There are a driving method in which a circuit is designed to adjust the applied voltage, a driving method in which a circuit is designed to supply a constant current to the OLED, and the like. Connected to the OLED and supplying a current to the OLED (in the present specification, this TFT 911 is referred to as a current control TFT)
The on-current (I on ) of the pixel determines the brightness of the pixel. Therefore, there is a problem in that the luminance varies if the ON current of each TFT is not constant. These problems can be solved by the present invention.

【0171】なお、本実施例では、スイッチングTFT
にnチャネル型TFTを用い、電流制御用TFT911
にpチャネル型TFTを用いたが、本発明はこの構成に
限定されない。スイッチングTFTと電流制御用TFT
はpチャネル型TFTでもnチャネル型TFTでも良
い。ただし、OLEDの陽極を画素電極として用いる場
合、駆動用TFTはpチャネル型TFTであることが望
ましく、OLEDの陰極を画素電極として用いる場合、
駆動用TFTはnチャネル型TFTであることが望まし
い。
In this embodiment, the switching TFT
An n-channel TFT is used for the current control TFT 911.
Although a p-channel TFT is used for the above, the present invention is not limited to this structure. Switching TFT and current control TFT
May be a p-channel TFT or an n-channel TFT. However, when the anode of the OLED is used as the pixel electrode, the driving TFT is preferably a p-channel TFT, and when the cathode of the OLED is used as the pixel electrode,
The driving TFT is preferably an n-channel TFT.

【0172】また、実施例1では画素部のオフ電流値を
低減するために、図7(A)で示したマスク137を用
いて第2のドーピングを行っているが、本実施例ではマ
スク数低減のため、マスクを形成せずに第2のドーピン
グを行っている。
Further, in the first embodiment, the second doping is performed using the mask 137 shown in FIG. 7A in order to reduce the off current value of the pixel portion, but in the present embodiment, the number of masks is increased. For reduction, the second doping is performed without forming a mask.

【0173】電流制御用TFT911の一方の不純物領
域と電気的に接続している電極に電気的に接続された画
素電極912はOLEDの陽極として機能する。陽極
は、仕事関数の大きい導電膜、代表的には酸化物導電膜
が用いられる。酸化物導電膜としては、酸化インジウ
ム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはそれらの化合物を用い
れば良い。また、画素電極912の両端にはバンク91
5が形成され、画素電極912上にはEL層916およ
びOLEDの陰極917が形成される。
The pixel electrode 912 electrically connected to the electrode electrically connected to one impurity region of the current control TFT 911 functions as the anode of the OLED. As the anode, a conductive film having a high work function, typically an oxide conductive film is used. As the oxide conductive film, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, or a compound thereof may be used. In addition, a bank 91 is provided at both ends of the pixel electrode 912.
5 is formed, and the EL layer 916 and the cathode 917 of the OLED are formed on the pixel electrode 912.

【0174】EL層916としては、発光層、電荷輸送
層または電荷注入層を自由に組み合わせてEL層(発光
及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層)を
形成すれば良い。例えば、低分子系有機EL材料や高分
子系有機EL材料を用いればよい。また、EL層として
一重項励起により発光(蛍光)する発光材料(シングレ
ット化合物)からなる薄膜、または三重項励起により発
光(リン光)する発光材料(トリプレット化合物)から
なる薄膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電
荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可
能である。これらの有機EL材料や無機材料は公知の材
料を用いることができる。
As the EL layer 916, an EL layer (a layer for emitting light and moving carriers therefor) may be formed by freely combining a light emitting layer, a charge transporting layer, or a charge injecting layer. For example, a low molecular weight organic EL material or a high molecular weight organic EL material may be used. Further, as the EL layer, a thin film formed of a light emitting material (singlet compound) that emits light (fluorescence) by singlet excitation or a thin film formed of a light emitting material (triplet compound) that emits light (phosphorescence) by triplet excitation can be used. Further, it is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used as these organic EL materials and inorganic materials.

【0175】陰極917は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線908を経由してFPC909に電気
的に接続されている。陰極917に用いる材料としては
仕事関数の小さい金属(代表的には周期表の1族もしく
は2族に属する金属元素)や、これらを含む合金を用い
ることが好ましいとされている。仕事関数が小さければ
小さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用
いる材料としては、アルカリ金属の一つであるLi(リ
チウム)を含む合金材料が望ましい。さらに、画素部9
02及びゲート側駆動回路903に含まれる素子は全て
陰極917、シール材918、及び保護膜919で覆わ
れている。
The cathode 917 also functions as a wiring common to all pixels, and is electrically connected to the FPC 909 via the connection wiring 908. As a material used for the cathode 917, it is preferable to use a metal having a low work function (typically, a metal element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table) or an alloy containing these. Since the smaller the work function is, the higher the luminous efficiency is, the alloy material containing Li (lithium), which is one of the alkali metals, is preferable as the material used for the cathode. Furthermore, the pixel portion 9
02 and the elements included in the gate side drive circuit 903 are all covered with the cathode 917, the sealing material 918, and the protective film 919.

【0176】なお、シール材918としては、できるだ
け可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるの
が好ましい。また、シール材918はできるだけ水分や
酸素を透過しない材料であることが望ましい。
As the sealing material 918, it is preferable to use a material that is as transparent or semi-transparent to visible light as possible. Further, it is desirable that the sealing material 918 be a material that does not allow moisture and oxygen to pass therethrough as much as possible.

【0177】また、シール材918を用いてOLEDを
完全に覆った後、すくなくとも図11に示すようにAl
ON膜、AlN膜、Al23膜、またはDLC膜から選
ばれた単層または積層からなる保護膜919をシール材
918の表面(露呈面)に設けることが好ましい。ま
た、基板の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。こ
こで、外部入力端子(FPC)が設けられる部分に保護
膜が成膜されないように注意することが必要である。マ
スクを用いて保護膜が成膜されないようにしてもよい
し、CVD装置で使用するマスキングテープ等のテープ
で外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されない
ようにしてもよい。
Further, after completely covering the OLED with the sealing material 918, at least Al as shown in FIG.
It is preferable to provide a protective film 919 consisting of a single layer or a laminate selected from an ON film, an AlN film, an Al 2 O 3 film, or a DLC film on the surface (exposed surface) of the seal material 918. Further, a protective film may be provided on the entire surface including the back surface of the substrate. Here, it is necessary to take care so that the protective film is not formed on the portion where the external input terminal (FPC) is provided. The protective film may not be formed using a mask, or the external input terminal portion may be covered with a tape such as a masking tape used in a CVD apparatus so that the protective film is not formed.

【0178】以上のような構造でOLEDをシール材9
18及び保護膜で封入することにより、OLEDを外部
から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等
のEL層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを
防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得
ることができる。
The OLED having the above structure is used as the sealing material 9
By enclosing the OLED with the protective film 18 and the protective film, the OLED can be completely shielded from the outside, and it is possible to prevent intrusion of substances such as moisture and oxygen that promote deterioration due to oxidation of the EL layer from the outside. Therefore, a highly reliable light emitting device can be obtained.

【0179】また、画素電極に一定の電流が流れるよう
に配置されたTFT(駆動回路または画素に配置される
OLEDに電流を供給するTFT)の電気特性のバラツ
キを低減することができ、輝度のバラツキを低減でき
る。
Further, it is possible to reduce variations in the electrical characteristics of the TFTs (TFTs that supply current to the OLED arranged in the driving circuit or the pixels) arranged so that a constant current flows through the pixel electrodes, and it is possible to reduce the luminance. Variation can be reduced.

【0180】また、画素電極を陰極とし、EL層と陽極
を積層して図11とは逆方向に発光する構成としてもよ
い。
Further, the pixel electrode may be used as a cathode, the EL layer and the anode may be laminated, and light may be emitted in a direction opposite to that shown in FIG.

【0181】本実施例では、実施例1で得られる電気特
性のバラツキが低減され、且つ、信頼性ともに高いTF
Tを用いるため、従来の素子に比べて輝度のバラツキが
少ないOLEDを形成することができる。また、そのよ
うなOLEDを有する発光装置を表示部として用いるこ
とにより高性能な電気器具を得ることができる。
In this embodiment, the TF in which the variation in the electric characteristics obtained in the embodiment 1 is reduced and the reliability is high.
Since T is used, it is possible to form an OLED with less variation in brightness than conventional elements. Further, a high-performance electric appliance can be obtained by using a light-emitting device having such an OLED as a display portion.

【0182】なお、本実施例は実施例1と自由に組み合
わせることが可能である。
The present embodiment can be freely combined with the first embodiment.

【0183】[実施例5]本発明を実施して形成された
駆動回路や画素部は様々なモジュール(アクティブマト
リクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型EL
モジュール、アクティブマトリクス型ECモジュール)
に用いることができる。即ち、本発明を実施することに
よって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成され
る。
[Embodiment 5] Various modules (active matrix type liquid crystal module, active matrix type EL) are formed in the driving circuit and the pixel portion formed by implementing the present invention.
Module, active matrix type EC module)
Can be used for. That is, by implementing the present invention, all electronic devices incorporating them are completed.

【0184】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴ
ーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、プロジ
ェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子
書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図12、図
13に示す。
Examples of such electronic equipment include video cameras, digital cameras, head mounted displays (goggles type displays), car navigations, projectors, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.). ) And the like. Examples of these are shown in FIGS. 12 and 13.

【0185】図12(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。
FIG. 12A shows a personal computer, which has a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, keyboard 2004 and the like.

【0186】図12(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。
FIG. 12B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, a voice input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
Including 6 etc.

【0187】図12(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。
FIG. 12C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera portion 2202, an image receiving portion 2203, operation switches 2204, a display portion 2205, and the like.

【0188】図12(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。
FIG. 12D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302 and an arm portion 230.
Including 3 etc.

【0189】図12(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。
FIG. 12E shows a player that uses a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) in which a program is recorded, and has a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, operation switches 2405 and the like. This player uses a DVD (D
optical Versatile Disc), CD
It is possible to play music, watch movies, play games, and use the internet.

【0190】図12(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。
FIG. 12F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display portion 2502, an eyepiece portion 2503, operation switches 2504, an image receiving portion (not shown) and the like.

【0191】図13(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ290
6、画像入力部(CCD、イメージセンサ等)2907
等を含む。
FIG. 13A shows a mobile phone, which is a main body 29.
01, voice output unit 2902, voice input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 290
6. Image input unit (CCD, image sensor, etc.) 2907
Including etc.

【0192】図13(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。
[0192] FIG. 13B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, an antenna 3006.
Including etc.

【0193】図13(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
FIG. 13C shows a display, which includes a main body 3101, a support base 3102, a display portion 3103 and the like.

【0194】ちなみに図13(C)に示すディスプレイ
は中小型または大型のもの、例えば5〜20インチの画
面サイズのものである。また、このようなサイズの表示
部を形成するためには、基板の一辺が1mのものを用
い、多面取りを行って量産することが好ましい。
By the way, the display shown in FIG. 13C is a medium-sized or large-sized display, for example, a screen size of 5 to 20 inches. Further, in order to form a display portion having such a size, it is preferable to use a substrate whose one side is 1 m and perform multi-chambering for mass production.

【0195】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は、実施の形
態1乃至3、実施例1乃至4のどのような組み合わせか
らなる構成を用いても実現することができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic device manufacturing methods in all fields. In addition, the electronic device of this embodiment can be realized by using a configuration including any combination of Embodiment Modes 1 to 3 and Embodiments 1 to 4.

【0196】[0196]

【発明の効果】本発明により十分に結晶化を助長する金
属元素が低減または除去された結晶構造を有する半導体
膜を得ることができ、該半導体膜を活性層とするTFT
において電気特性の向上、及び、個々の素子間でのバラ
ツキを低減することができる。特に、液晶表示装置にお
いては、TFT特性のバラツキに起因する表示むらを低
減できる。
According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor film having a crystal structure in which a metal element that sufficiently promotes crystallization is reduced or removed, and a TFT using the semiconductor film as an active layer.
In the above, it is possible to improve the electrical characteristics and reduce the variation between individual elements. In particular, in a liquid crystal display device, display unevenness due to variations in TFT characteristics can be reduced.

【0197】加えて、OLEDを有する半導体装置にお
いては、画素電極に一定の電流が流れるように配置され
たTFT(駆動回路または画素に配置されるOLEDに
電流を供給するTFT)のオン電流(Ion)のバラツキ
を低減することができ、輝度のバラツキを低減できる。
In addition, in a semiconductor device having an OLED, the on-current (I) of a TFT (a TFT that supplies a current to an OLED arranged in a driving circuit or a pixel) arranged so that a constant current flows through a pixel electrode. It is possible to reduce the variation of ( on ) and the variation of the luminance.

【0198】また、本発明により結晶化を助長する金属
元素だけでなく、不純物となる他の金属元素(Fe、C
uなど)も除去または低減することができる。
Further, according to the present invention, not only the metal element which promotes crystallization but also other metal elements (Fe, C
u) can also be removed or reduced.

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

【図1】 実施の形態1を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view showing a first embodiment.

【図2】 実施の形態2を示す工程断面図である。FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a second embodiment.

【図3】 実施の形態3を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing a third embodiment.

【図4】 単層と積層とを比較したアルゴン/シリコ
ン濃度比を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an argon / silicon concentration ratio comparing a single layer and a laminated layer.

【図5】 酸素濃度とニッケル濃度の関係を示すSI
MS分析を示す図である。
FIG. 5 SI showing the relationship between oxygen concentration and nickel concentration
It is a figure which shows MS analysis.

【図6】 工程断面図を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a process sectional view.

【図7】 工程断面図を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a process sectional view.

【図8】 工程断面図を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a process cross-sectional view.

【図9】 液晶表示装置の上面図を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a top view of a liquid crystal display device.

【図10】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面構造図である。
FIG. 10 is a sectional structural view of an active matrix liquid crystal display device.

【図11】 発光装置の上面図および断面図を示す図で
ある。
11A and 11B are a top view and a cross-sectional view of a light-emitting device.

【図12】 電子機器の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of an electronic device.

【図13】 電子機器の一例を示す図である。FIG. 13 illustrates an example of an electronic device.

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336 H01L 29/78 627G 29/786 627Z Fターム(参考) 2H092 JA24 JA49 KA01 KA02 KA05 KA10 5F045 AA08 AB03 AC01 AC16 AD07 AE17 AE19 AF07 BB12 BB14 CA15 HA12 HA16 5F052 AA02 AA17 AA24 BA02 BB02 BB03 BB07 CA10 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA12 EA15 EA16 FA06 FA19 JA01 5F110 AA01 AA30 BB02 CC02 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE08 EE14 EE15 EE23 EE28 FF04 FF30 FF35 GG01 GG02 GG13 GG33 GG34 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ12 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL04 HM15 NN02 NN03 NN04 NN24 NN27 NN72 PP01 PP02 PP03 PP04 PP06 PP10 PP13 PP29 PP34 PP35 PP40 QQ11 QQ23 QQ25 QQ28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/336 H01L 29/78 627G 29/786 627Z F term (reference) 2H092 JA24 KA01 KA02 KA05 KA10 5F045 AA08 AB03 AC01 AC16 AD07 AE17 AE19 AF07 BB12 BB14 CA15 HA12 HA16 5F052 AA02 AA17 AA24 BA02 BB02 BB03 BB07 CA10 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA12 EA15 EA16 FA06 DD15DD08EE02 DD01 DD021717 0202 EE14 EE15 EE23 EE28 FF04 FF30 FF35 GG01 GG02 GG13 GG33 GG34 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ12 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL04 HM15 NN02 NN03 NN04 NN24 NN27 NN72 PP01 PP02 PP03 PP04 PP06 PP10 PP13 PP29 PP34 PP35 PP40 QQ11 QQ23 QQ25 QQ28

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、 前記非晶質構造を有する第1の半導体膜に金属元素を添
加する第2工程と、 前記第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第
1の半導体膜を形成する第3工程と、 前記結晶構造を有する第1の半導体膜の表面にバリア層
を形成する第4の工程と、 前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希ガス
とシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半導体
膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前記成
膜室からシランを含むガスを除去して希ガスのみとして
プラズマを発生させて希ガス元素を添加する処理とを1
回または2回以上交互に行うことによって、表面におけ
る希ガス元素の濃度が下層よりも高い第2の半導体膜を
形成する第5の工程と、 加熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素を
ゲッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の
前記金属元素を除去または低減する第6工程と、前記第
2の半導体膜を除去する第7工程と、前記バリア層を除
去する第8工程とを有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
1. A first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, and a second step of adding a metal element to the first semiconductor film having an amorphous structure. A third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the first semiconductor film having the crystal structure A step of forming a semiconductor film containing a rare gas element on the barrier layer by introducing a gas containing a rare gas and silane into a film formation chamber by a plasma CVD method, A process of removing a gas containing silane from the film forming chamber to generate plasma by using only a rare gas and adding a rare gas element
A fifth step of forming a second semiconductor film in which the concentration of the rare gas element on the surface is higher than that of the lower layer by performing the same or two or more times, and heat treatment is performed to form the second semiconductor film on the second semiconductor film. A sixth step of removing or reducing the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element, a seventh step of removing the second semiconductor film, and removing the barrier layer And an eighth step of manufacturing the semiconductor device.
【請求項2】絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、 前記非晶質構造を有する第1の半導体膜に金属元素を添
加する第2工程と、 前記第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第
1の半導体膜を形成する第3工程と、 前記結晶構造を有する第1の半導体膜の表面にバリア層
を形成する第4の工程と、 プラズマを発生させて前記バリア層の表面に希ガス元素
を添加する第5工程と、 前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希ガス
とシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半導体
膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前記成
膜室からシランを含むガスを除去して希ガスのみとして
プラズマを発生させて希ガス元素を添加する処理とを1
回または2回以上交互に行うことによって、表面におけ
る希ガス元素の濃度が下層よりも高い第2の半導体膜を
形成する第6の工程と、 加熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素を
ゲッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の
前記金属元素を除去または低減する第7工程と、前記第
2の半導体膜を除去する第8工程と、前記バリア層を除
去する第9工程とを有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
2. A first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, and a second step of adding a metal element to the first semiconductor film having the amorphous structure. A third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the first semiconductor film having the crystal structure A step of generating plasma and adding a rare gas element to the surface of the barrier layer; and introducing a gas containing a rare gas and silane into the film forming chamber by plasma CVD on the barrier layer. A process of forming a semiconductor film containing a rare gas element, and removing a gas containing silane from the film formation chamber on the surface of the semiconductor film to generate plasma only as a rare gas and add the rare gas element Processing and 1
A sixth step of forming a second semiconductor film in which the concentration of the rare gas element on the surface is higher than that of the lower layer by performing the same or two or more times, and heat treatment is performed to form the second semiconductor film on the second semiconductor film. A seventh step of removing or reducing the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element, an eighth step of removing the second semiconductor film, and removing the barrier layer 9. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記成
膜する処理における前記プラズマを発生させる際、成膜
室に導入する希ガスとモノシランの流量比(SiH4
希ガス)を0.1:99.9〜1:9に制御し、且つ、
前記成膜室内における圧力を、1.333Pa〜66.
65Paとすることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
3. The flow ratio (SiH 4 :) of a noble gas and monosilane to be introduced into the film forming chamber when the plasma is generated in the film forming process according to claim 1 or 2.
(Noble gas) is controlled to 0.1: 99.9 to 1: 9, and
The pressure in the film forming chamber is set to 1.333 Pa to 66.
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the pressure is 65 Pa.
【請求項4】絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、 前記非晶質構造を有する第1の半導体膜に金属元素を添
加する第2工程と、 前記第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第
1の半導体膜を形成する第3工程と、 前記結晶構造を有する第1の半導体膜の表面にバリア層
を形成する第4の工程と、 前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室にシラン
を含むガスを導入して非晶質半導体膜を成膜する処理
と、該半導体膜の表面に対して前記成膜室からシランを
含むガスを除去して希ガスを導入してプラズマを発生さ
せて希ガス元素を添加する処理とを1回または2回以上
交互に行うことによって、希ガス元素を含む第2の半導
体膜を形成する第5の工程と、 加熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素を
ゲッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の
前記金属元素を除去または低減する第6工程と、前記第
2の半導体膜を除去する第7工程と、前記バリア層を除
去する第8工程とを有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
4. A first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, and a second step of adding a metal element to the first semiconductor film having the amorphous structure. A third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the first semiconductor film having the crystal structure A step of forming an amorphous semiconductor film on the barrier layer by introducing a gas containing silane into the film formation chamber by a plasma CVD method, and a process of forming an amorphous semiconductor film on the surface of the semiconductor film from the film formation chamber. A second semiconductor film containing a rare gas element is formed by performing the treatment of removing the gas containing silane and introducing the rare gas to generate plasma to add the rare gas element once or twice alternately. And a heat treatment to form the second semiconductor. A sixth step of removing or reducing the metal element in the first semiconductor film having a crystal structure by gettering the metal element, a seventh step of removing the second semiconductor film, and the barrier layer And an eighth step of removing.
【請求項5】絶縁表面上に非晶質構造を有する半導体膜
を形成する第1工程と、 前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する
第2工程と、 前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜
を形成する第3工程と、 前記結晶構造を有する半導体膜の表面にバリア層を形成
する第4の工程と、 プラズマを発生させて前記バリア層の表面に希ガス元素
を添加する第5工程と、 加熱処理を行い、前記バリア層に前記金属元素をゲッタ
リングして結晶構造を有する半導体膜中の前記金属元素
を除去または低減する第6工程と、前記バリア層を除去
する第7工程とを有することを特徴とする半導体装置の
作製方法。
5. A first step of forming a semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, a second step of adding a metal element to the semiconductor film having an amorphous structure, and crystallizing the semiconductor film. And a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the semiconductor film having a crystalline structure, and generating a plasma to form a rare film on the surface of the barrier layer. A fifth step of adding a gas element, a sixth step of performing a heat treatment to remove or reduce the metal element in the semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element in the barrier layer, and the barrier A seventh step of removing the layer, and a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、 前記非晶質構造を有する第1の半導体膜に金属元素を添
加する第2工程と、 前記第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第
1の半導体膜を形成する第3工程と、 前記結晶構造を有する第1の半導体膜の表面にバリア層
を形成する第4の工程と、 前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希ガス
とシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半導体
膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前記成
膜室から希ガス及びシランを含むガスを除去した後、炭
素を含むガスを導入してプラズマを発生させて炭素を添
加する処理とを1回または2回以上交互に行うことによ
って第2の半導体膜を形成する第5の工程と、 加熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素を
ゲッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の
前記金属元素を除去または低減する第6工程と、前記第
2の半導体膜を除去する第7工程と、前記バリア層を除
去する第8工程とを有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
6. A first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, and a second step of adding a metal element to the first semiconductor film having the amorphous structure. A third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the first semiconductor film having the crystal structure A step of forming a semiconductor film containing a rare gas element on the barrier layer by introducing a gas containing a rare gas and silane into a film formation chamber by a plasma CVD method, After removing a gas containing a rare gas and silane from the film forming chamber, a process of introducing a gas containing carbon to generate plasma to add carbon is performed once or alternately twice. The fifth step of forming the semiconductor film of and heat treatment, The sixth step of removing or reducing the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element into the second semiconductor film, and the seventh step of removing the second semiconductor film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step; and an eighth step of removing the barrier layer.
【請求項7】絶縁表面上に非晶質構造を有する第1の半
導体膜を形成する第1工程と、 前記非晶質構造を有する第1の半導体膜に金属元素を添
加する第2工程と、 前記第1の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第
1の半導体膜を形成する第3工程と、 前記結晶構造を有する第1の半導体膜の表面にバリア層
を形成する第4の工程と、 前記バリア層上に、プラズマCVD法で成膜室に希ガス
とシランを含むガスを導入して希ガス元素を含む半導体
膜を成膜する処理と、該半導体膜の表面に対して前記成
膜室から希ガス及びシランを含むガスを除去した後、酸
素を含むガスを導入してプラズマを発生させて酸素を添
加する処理とを1回または2回以上交互に行うことによ
って第2の半導体膜を形成する第5の工程と、 加熱処理を行い、前記第2の半導体膜に前記金属元素を
ゲッタリングして結晶構造を有する第1の半導体膜中の
前記金属元素を除去または低減する第6工程と、前記第
2の半導体膜を除去する第7工程と、前記バリア層を除
去する第8工程とを有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。
7. A first step of forming a first semiconductor film having an amorphous structure on an insulating surface, and a second step of adding a metal element to the first semiconductor film having the amorphous structure. A third step of crystallizing the first semiconductor film to form a first semiconductor film having a crystal structure, and a fourth step of forming a barrier layer on the surface of the first semiconductor film having the crystal structure A step of forming a semiconductor film containing a rare gas element on the barrier layer by introducing a gas containing a rare gas and silane into a film formation chamber by a plasma CVD method, After removing a gas containing a rare gas and silane from the film forming chamber, a gas containing oxygen is introduced to generate plasma to add oxygen, and the treatment is alternately performed once or twice or more. The fifth step of forming the semiconductor film of and heat treatment, The sixth step of removing or reducing the metal element in the first semiconductor film having a crystalline structure by gettering the metal element into the second semiconductor film, and the seventh step of removing the second semiconductor film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step; and an eighth step of removing the barrier layer.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれか一において、前
記バリア層は、膜厚1nm〜10nmの酸化シリコン膜
または酸化窒化シリコン膜であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the barrier layer is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film having a film thickness of 1 nm to 10 nm.
【請求項9】請求項1乃至7のいずれか一において、前
記金属元素はFe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、O
s、Ir、Pt、Cu、Auから選ばれた一種または複
数種であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. The metal element according to claim 1, wherein the metal element is Fe, Ni, Co, Ru, Rh, Pd, or O.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is one or more selected from s, Ir, Pt, Cu, and Au.
【請求項10】請求項1乃至9のいずれか一において、
前記希ガス元素は、He、Ne、Ar、Kr、Xeから
選ばれた一種または複数種であることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the rare gas element is one or more selected from He, Ne, Ar, Kr, and Xe.
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