JP3287558B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜状の絶縁ゲイ
ト型電界効果トランジスタ（薄膜トランジスタもしくは
ＴＦＴ）等の薄膜デバイスに用いられる結晶性半導体を
得る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜状の絶縁ゲイト型電界効果ト
ランジスタ（ＴＦＴ）等の薄膜デバイスに用いられる結
晶性シリコン半導体薄膜は、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶ
Ｄ法で形成されたアモルファスシリコン膜を電気炉等の
装置の中で６００℃以上の温度で２４時間以上の長時間
にわたって結晶化させて作製された。特に十分な特性
（高い電界効果移動度や高い信頼性）を得るためにはよ
り長時間の熱処理が求められていた。

【０００３】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、このよう
な従来の方法は多くの課題を抱えていた。１つはスルー
プットが低く、したがって、コストが高くなることであ
る。例えば、この結晶化工程に２４時間の時間を要する
ものとすると、基板１枚当たりの処理時間を２分とすれ
ば７２０枚の基板を同時に処理しなければならなかっ
た。しかしながら、例えば、通常使用される管状炉で
は、１度に処理できる基板の枚数は５０枚がせいぜい
で、１つの装置（反応管）だけを使用した場合には１枚
当たり３０分も時間がかかってしまった。すなわち、１
枚当たりの処理時間を２分とするには、反応管を１５本
も使用しなければならなかった。このことは投資規模が
拡大することと、その投資の減価償却が大きく、製品の
コストに跳ね返ることを意味していた。

【０００４】もう１つの問題は、熱処理の温度であっ
た。通常、ＴＦＴの作製に用いられる基板は石英ガラス
のような純粋な酸化珪素からなるものと、コーニング社
７０５９番（以下、コーニング７０５９という）のよう
な無アルカリのホウ珪酸ガラスに大別される。このう
ち、前者は、耐熱性が優れており、通常の半導体集積回
路のウェファープロセスと同じ取扱いができるため、温
度に関しては何ら問題がない。しかしながら、そのコス
トが高く、基板面積の増加と共に指数関数的に急激に増
大する。したがって、現在のところ、比較的小面積のＴ
ＦＴ集積回路にのみ使用されている。

【０００５】一方、無アルカリガラスは、石英に比べれ
ばコストは十分に低いが、耐熱性の点で問題があり、一
般に歪み点が５５０〜６５０℃程度、特に入手しやすい
材料では６００℃以下であるので、６００℃の熱処理で
は基板に不可逆的な収縮やソリという問題が生じた。特
に基板が対角１０インチを越えるような大きなものでは
顕著であった。以上のような理由から、シリコン半導体
膜の結晶化に関しては、５５０℃以下、４時間以内とい
う熱処理条件がコスト削減に不可欠とされていた。本発
明はこのような条件をクリアする半導体の作製方法およ
び、そのような半導体を用いた半導体装置の作製方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、基板上
に選択的にニッケル、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジ
ウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、ス
カンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、
銅、亜鉛、金、銀の少なくとも１つを含有する物体を形
成する第１の工程と、前記工程後、実質的にアモルファ
ス状態のシリコン膜を形成する第２の工程と、第２の工
程の後に基板をアニールする第３の工程と、前記シリコ
ン膜を島状にパターニングする第４の工程とを有するこ
とを特徴とする。

【０００７】また、上記の構成において、第３の工程の
以後に基板をフッ酸もしくは塩酸を含有する酸によって
処理する第４の工程を有することを特徴とする。

【０００８】また、上記の構成において、基板をアニー
ルすることにより、選択的に物体のある領域より横方向
に結晶化を２０〜２００μｍの幅に成長せしめることを
特徴とする。

【０００９】また、本発明の他の構成は、基板上に実質
的にアモルファス状態のシリコン膜を形成する第１の工
程と、前記工程後、選択的にニッケル、鉄、コバルト、
ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリ
ジウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、銅、亜鉛、金、銀の少なくとも１つを
含有する物体を形成する第２の工程と、第２の工程の後
に基板をアニールする第３の工程と、前記シリコン膜を
島状にパターニングする第４の工程とを有することを特
徴とする。

【００１０】上記の構成において、第３の工程の以後に
基板をフッ酸、硝酸もしくは塩酸を含有する酸によって
処理する第４の工程を有することを特徴とする。

【００１１】上記の構成において、基板をアニールする
ことにより、選択的に物体のある領域より横方向に結晶
化を２０〜２００μｍの幅に成長せしめることを特徴と
する。

【００１２】また、本発明の他の構成は、０．０１原子
％以上５原子％以下の水素と、０．０００５原子％以上
１原子％以下のニッケル、鉄、コバルト、ルテニウム、
ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白
金、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マン
ガン、銅、亜鉛、金、銀を有するシリコン膜上に、絶縁
膜を介してゲイト電極が設けられていることを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明の他の構成は、０．０１原子
％以上５原子％以下の水素と、０．０００５原子％以上
１原子％以下のニッケル、鉄、コバルト、ルテニウム、
ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白
金、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マン
ガン、銅、亜鉛、金、銀を有するシリコン半導体によっ
て構成されたソースおよび／またはドレインを有するこ
とを特徴とする。

【００１４】また、本発明の他の構成は、基板上に実質
的にアモルファス状態のシリコン膜を形成する第１の工
程と、マスク作用を示す厚さのマスク被膜を形成する第
２の工程と、前記マスク被膜をパターニングして、シリ
コン膜表面を露出せしめる第３の工程と、ニッケル、
鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オ
スミウム、イリジウム、白金、スカンジウム、チタン、
バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、金、銀の少
なくとも１つを含有する被膜を形成する第４の工程と、
第４の工程の後に基板を熱アニールすることによって第
４の工程によって形成された被膜とシリコン膜を反応さ
せて珪化物層を形成する第５の工程と、第４の工程で形
成された被膜を除去する第６の工程とアニールすること
によって前記珪化物層に隣接したシリコン膜を横方向に
結晶化させる第７の工程とを有することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の他の構成は、基板上に選択
的にニッケル、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、スカンジ
ウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜
鉛、金、銀の少なくとも１つを含有する物体を選択的に
形成する第１の工程と、前記工程後、実質的にアモルフ
ァス状態のシリコン膜を形成する第２の工程と、第２の
工程の後に基板をアニールする第３の工程と、前記シリ
コン膜のうち、第１の工程において、選択的に物体が形
成された領域上の部分をエッチング除去する第４の工程
とを有することを特徴とする。

【００１６】上記の構成において、第４の工程と同時
に、もしくは前後に結晶成長の成長点を含む領域をエッ
チングすることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の他の構成は、基板上に実質
的にアモルファス状態のシリコン膜を形成する第１の工
程と、前記工程後、選択的にニッケル、鉄、コバルト、
ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリ
ジウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、銅、亜鉛、金、銀の少なくとも１つを
含有する物体を選択的に形成する第２の工程と、第２の
工程の後に基板をアニールする第３の工程と、前記シリ
コン膜のうち、第２の工程において、選択的に物体が形
成された領域上の部分をエッチング除去する第４の工程
とを有することを特徴とする。

【００１８】また、上記の構成において、第４の工程と
同時に、もしくは前後に結晶成長の成長点を含む領域を
エッチングすることを特徴とする。

【００１９】本発明は、アモルファス状態、もしくは実
質的にアモルファス状態と言えるような乱雑な結晶状態
（例えば、結晶性のよい部分とアモルファスの部分が混
在しているような状態）にあるシリコン膜の上もしくば
下にニッケル、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、スカンジ
ウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜
鉛、金、銀を含有する島状の膜やドット、粒子、クラス
ター、線等を形成し、これを通常のアモルファスシリコ
ンの単なる熱処理による結晶化温度よりも低い温度で、
また、より短時間のアニールをすることによって結晶性
シリコン膜を得ることを特徴とする。

【００２０】従来のシリコン膜の結晶化に関しては、結
晶性の島状の膜を核として、これを種結晶として固相エ
ピタキシャル成長させる方法（例えば、特開平１−２１
４１１０等）が提案されている。しかしながら、このよ
うな方法では、６００℃以下の温度ではほとんど結晶成
長が進行しなかった。シリコン系においては、一般にア
モルファス状態から結晶状態に移行するには、アモルフ
ァス状態にある分子鎖を分断し、しかもその分断された
分子が、再び他の分子と結合しないような状態としたう
えで、何らかの結晶性の分子に合わせて、分子を結晶の
一部に組み換えるという過程を経る。しかしながら、こ
の過程のなかで、最初の分子鎖を分断して、他の分子と
結合しない状態に保持するためのエネルギーが大きく、
結晶化反応においてはここが障壁となっている。このエ
ネルギーを与えるには、１０００℃程度の温度で数分、
もしくは６００℃程度の温度では数１０時間が必要であ
り、時間は温度（＝エネルギー）に指数関数的に依存す
るので、６００℃以下、例えば、５５０℃では、結晶化
反応が進行することはほとんど観測できなかった。従来
の固相エピタキシャル結晶化の考えも、この問題に対す
る解答を与えたものではなかった。

【００２１】本発明人は、従来の固相結晶化の考えとは
全く別に、何らかの触媒作用によって、前記の過程の障
壁エネルギーを低下させることを考えた。本発明人はニ
ッケル（元素記号Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、白金（Ｐｔ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン
（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガ
ン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、
銀（Ａｇ）がシリコンと結合しやすい。

【００２２】例えば、ニッケルの場合、容易に珪化ニッ
ケル（化学式ＮｉＳｉ_x 、０．４≦ｘ≦２．５）とな
り、かつ、珪化ニッケルの格子定数がシリコン結晶のも
のに近いことに着目した。そこで、結晶シリコン−珪化
ニッケル−アモルファスシリコンという３元系のエネル
ギー等をシミュレーションした結果、アモルファスシリ
コンは珪化ニッケルとの界面で容易に反応して、 アモルファスシリコン（シリコンＡ）＋珪化ニッケル
（シリコンＢ）→珪化ニッケル（シリコンＡ）＋結晶シ
リコン（シリコンＢ） （シリコンＡ、Ｂはシリコンの位置を示す）という反応
が生じることが明らかになった。この反応のポテンシャ
ル障壁は十分に低く、反応の温度も低い。この反応式
は、ニッケルがアモルファスシリコンを結晶シリコンに
造り変えながら進行してゆくことを示している。実際に
は、５８０℃以下で、反応が開始され、４５０℃でも反
応が観測されることが明らかになった。当然のことであ
るが、温度が高いほど反応の進行する速度が速い。ま
た、同様な効果は、上記に示した他の金属元素でも認め
られた。

【００２３】本発明では、島状、ストライプ状、線状、
ドット状、膜状のニッケルを始めとする上記金属単体や
それらの珪化物など、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇの少なくとも１つを含有す
る膜、粒子、クラスター等を出発点として、ここからこ
れらの金属元素が上記の反応を伴って周囲に展開してゆ
くことによって、結晶シリコンの領域を拡げてゆく。な
お、これらの金属元素を含有する材料としては、酸化物
は好ましくない。これは、酸化物は安定な化合物で、上
記反応を開始することができないからである。

【００２４】このように特定の場所から拡がった結晶シ
リコンは、従来の固相エピタキシャル成長とは異なる
が、結晶性の連続性のよい、単結晶に近い構造を有する
ものであるので、ＴＦＴ等の半導体素子に利用するうえ
では都合がよい。しかし、基板上に均一にニッケル他の
結晶化を促進する上記金属を含む材料を設けた場合に
は、結晶化の出発点が無数に存在して、そのため結晶性
の良好な膜を得ることは難しかった。

【００２５】また、この結晶化の出発材料としてのアモ
ルファスシリコン膜は水素濃度が少ないほど良好な結果
が得られた。ただし、結晶化の進行にしたがって、水素
が放出されるので、得られたシリコン膜中の水素濃度
は、出発材料のアモルファスシリコン膜の水素濃度とは
それほど明確な相関は見られなかった。本発明による結
晶シリコン中の水素濃度は、典型的には０．０１原子％
以上５原子％以下であった。

【００２６】本発明ではＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇを用いるが、一般にこれ
らの材料は半導体材料としてのシリコンにとっては好ま
しくない。そこで、これを除去することが必要である
が、ニッケルに関しては、上記の反応の結果、結晶化の
終端に達した珪化ニッケルはフッ酸もしくは塩酸または
これらの希釈液に容易に溶解するので、これらの酸によ
る処理によって基板からニッケルを減らすことができ
る。さらに、積極的にこれらの金属元素を減らすには、
結晶化工程の終了した後、塩化水素、各種塩化メタン
（ＣＨ₃ Ｃｌ、ＣＨ₂ Ｃｌ₂ 、ＣＨＣｌ₃ ）、各種塩化
エタン（Ｃ₂ Ｈ₅ Ｃｌ、Ｃ₂ Ｈ₄ Ｃｌ₂ 、Ｃ₂ Ｈ₃ Ｃｌ
₃ 、Ｃ₂ Ｈ₂ Ｃｌ ₄ 、Ｃ₂ ＨＣｌ₅ ）あるいは各種塩化
エチレン（Ｃ₂ Ｈ₃ Ｃｌ、Ｃ₂ Ｈ₂ Ｃｌ₂、Ｃ₂ ＨＣｌ₃
）等の塩素を含む雰囲気中で、４００〜６００℃で処
理すればよい。特に、トリクロロエチレン（Ｃ₂ ＨＣｌ
₃ ）は使用しやすい材料である。本発明によるシリコン
膜中のＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、
Ａｕ、Ａｇの濃度は、典型的には０．０００５原子％以
上１原子％以下であった。

【００２７】本発明によって作製した結晶シリコン膜を
ＴＦＴ等の半導体素子に利用する上で、上記の説明から
明らかなように、結晶化の終端（ここは、複数の出発点
から開始された結晶化がぶつかる部分であるが）では、
大きな粒界（結晶性の不連続な部分）が存在し、また、
ニッケル他の結晶化を促進する金属元素の濃度が高いの
で、半導体素子を設けることは好ましくない。したがっ
て、本発明を利用して半導体素子を形成するにあたって
は、結晶化の出発点となるニッケル他の結晶化を促進す
る金属元素含有物被膜のパターンと半導体素子のパター
ンとを最適化しなければならない。

【００２８】本発明において、結晶化を促進する金属元
素のパターニングには、大きく分けて２つの方法があ
る。第１の方法はアモルファスシリコン膜の成膜の前に
これらの金属膜等を選択的に形成する方法である。第２
の方法は、アモルファスシリコン膜成膜後にこれらの金
属膜等を選択的に形成する方法である。

【００２９】第１の方法においては、通常のフォトリソ
グラフィーの手段あるいはリフトオフの手段を用いれば
よい。第２の方法はやや複雑である。この場合、アモル
ファスシリコン膜に密着して結晶化促進の金属膜等を形
成するとその成膜時に金属とアモルファスシリコンが一
部反応して、珪化物が形成されてしまう。したがって、
金属膜等を形成した後にパターニングをおこなう場合に
は、このような珪化物層も十分にエッチングすることが
必要である。

【００３０】第２の方法において、リフトオフ的な手法
は比較的容易である。この場合、マスク材としてフォト
レジスト等の有機材料や酸化珪素、窒化珪素等の無機材
料を用いればよい。マスク材料の選択にはプロセス温度
を考慮しなければならない。また、マスク作用は材料に
よって異なるので、十分に注意しなければならない。特
に各種ＣＶＤ法によって形成される酸化珪素、窒化珪素
等の膜はピンホールが多く、膜厚が十分でないと、意図
しない部分から結晶化が進行することがある。一般的に
はこれらのマスク材料を用いて、被膜を形成した後、パ
ターニングを施して、選択的にアモルファスシリコンの
表面を露出させる。そして、結晶化を促進する金属膜等
を成膜する。

【００３１】本発明において、注意しなければならない
ことはシリコン膜中の金属元素の濃度である。量が少な
いことに越したことはないが、それ以上に、常に量が一
定に保たれることも重要である。すなわち、金属元素の
量の変動が多ければ、製造現場でロットごとに結晶化の
度合いに大きな変動が生じるからである。特に、金属元
素の量が少ないことが要求されると、量の変動を小さく
することはますます困難となる。

【００３２】第１の方法においては、選択的に形成され
た金属膜等はアモルファスシリコン膜に覆われているの
で、後で、それを取り出して量を加減することはできな
い。特に、本発明で必要とされる金属元素の量から換算
すると、金属膜等の厚さは数〜数１０Åという小さなも
ので、再現性良く成膜することは難しい。

【００３３】第２の方法においても同様である。しか
し、第２の方法においては結晶化を促進する金属膜等は
表面に存在するので、第１の方法に比べればまだ、改善
の余地はある。すなわち、十分に厚い金属膜を成膜し、
アニールの前にアニール温度よりも低い温度で熱処理
（プレアニール）をおこなうことによってアモルファス
シリコン膜の一部と金属膜を反応させて珪化物を形成す
る。その後、反応しなかった金属膜をエッチングする。
用いる金属の種類によるが、特にＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔ
ｉ、Ｃｒは金属膜と珪化物のエッチングレートが十分に
大きいエッチャントがあるので、問題はない。

【００３４】この場合には、熱処理（プレアニール）の
温度と時間によって、得られる珪化物層の厚さが決定さ
れる。金属膜の厚さはほとんど関係ない。このため、ア
モルファスシリコン膜中に導入される非常に微量な金属
元素の量を制御することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に実施例を示し、より詳細に
本発明を説明する。

【００３６】

【実施例】〔実施例１〕 本実施例は、コーニング７０
５９ガラス基板上の島状の複数のニッケル膜を形成し、
これらを出発点としてアモルファスシリコン膜の結晶化
をおこない、得られた結晶シリコン膜を用いてＴＦＴを
作製する方法について記述する。島状のニッケル膜を形
成する方法には、それをアモルファスシリコン膜の上に
設けるか、下に設けるかという点で２つの方法がある。
図２（Ａ−１）は下に設ける方法であり、図２（Ａ−
２）は上に設ける方法である。特に後者について注意し
なければならないことは、アモルファスシリコン膜の全
面にニッケルが形成された後にこれを選択的にエッチン
グするという工程となるので、ニッケルとアモルファス
シリコンが少量ではあるが反応して、珪化ニッケルが形
成されてしまう。これを残存させたままでは、本発明が
目的とするような良好な結晶性のシリコン膜は得られな
いので、塩酸やフッ酸等で、この珪化ニッケルを十分に
除去してしまうことが求められる。また、そのため、ア
モルファスシリコンは初期より薄くなる。

【００３７】一方、前者についてはそのような問題は生
じないが、この場合もエッチングによって、島状部分２
以外のニッケル膜は完全に除去されることが望まれる。
さらに、残存ニッケルの影響を抑えるためには、基板を
酸素プラズマやオゾン等によって処理して、島状領域以
外のニッケルを酸化させてしまえばよい。

【００３８】いずれの場合も、基板（コーニング７０５
９）１Ａ上には、厚さ２０００Åの下地酸化珪素膜１Ｂ
をプラズマＣＶＤ法によって形成した。また、アモルフ
ァスシリコン膜１は厚さ２００〜３０００Å、好ましく
は５００〜１５００Åとし、プラズマＣＶＤ法もしくは
減圧ＣＶＤ法によって作製した。アモルファスシリコン
膜は３５０〜４５０℃で０．１〜２時間アニールするこ
とによって水素出しをおこなって、膜中の水素濃度を５
原子％以下にしておくと結晶化しやすかった。図２（Ａ
−１）の場合には、アモルファスシリコン膜１の形成の
前にスパッタ法によってニッケル膜を厚さ５０〜１００
０Å、好ましくは１００〜５００Å堆積し、これをパタ
ーニングして島状ニッケル領域２を形成した。

【００３９】一方、図２（Ａ−２）の場合には、アモル
ファスシリコン膜１の形成の後にスパッタ法によってニ
ッケル膜を厚さ５０〜１０００Å、好ましくは１００〜
５００Å堆積し、これをパターニングして島状ニッケル
領域２を形成した。この様子を上方から見た図面を図１
（Ａ）に示す。

【００４０】島状ニッケルは一辺２μｍの正方形で、そ
の間隔は、５〜５０μｍ、例えば２０μｍとした。ニッ
ケルの代わりに珪化ニッケルを用いても同様な効果が得
られる。また、ニッケルの成膜時には基板を１００〜５
００℃、好ましくは１８０〜２５０℃に加熱しておくと
良好な結果が得られた。これは下地の酸化珪素膜とニッ
ケル膜とも密着性が向上することと、酸化珪素とニッケ
ルが反応して、珪化ニッケルが生成するためである。酸
化珪素のかわりに窒化珪素、炭化珪素、珪素を用いても
同様な効果が得られる。

【００４１】次に、これを４５０〜５８０℃、例えば５
５０℃で８時間窒素雰囲気中でアニールした。図２
（Ｂ）は、その中間状態で、図２（Ａ）において、端の
ほうにあった島状ニッケル膜からニッケルが珪化ニッケ
ル３Ａとして中央部に進行し、また、ニッケルが通過し
た部分３は結晶シリコンとなっている。やがて、図２
（Ｃ）に示すように２つの島状ニッケル膜から出発した
結晶化がぶつかって、中間に珪化ニッケル３Ａが残っ
て、結晶化が終了する。

【００４２】図１（Ｂ）は、この状態の基板を上方から
見た様子を示したもので、図２（Ｃ）の珪化ニッケル３
Ａとは、粒界４のことである。さらにアニールを続けれ
ば、ニッケルは粒界４に沿って移動して、これらの島状
ニッケル領域（この段階では原形を留めていることはな
いが）の中間領域５に集まる。

【００４３】以上の工程で結晶シリコンを得ることがで
きるが、このときに生じる珪化ニッケル３Ａからニッケ
ルが半導体被膜中に拡散することは好ましくない。した
がって、フッ酸もしくは塩酸でニッケルの集中している
高濃度領域をエッチング除去することが望まれる。な
お、フッ酸、塩酸によるエッチングでは、ニッケルおよ
び珪化ニッケルのエッチングレートは十分に大きいの
で、シリコン膜には影響を与えない。同時にニッケルの
成長点があった領域をも合わせて除去した。エッチング
した様子を図２（Ｄ）に示す。粒界のあった部分は溝４
Ａとなる。この溝を挟むようにＴＦＴの半導体領域（活
性層等）を形成することは好ましくない。ＴＦＴの配置
に関しては、その例を図１（Ｃ）に示すが、半導体領域
６は粒界４を横切らないように配置した。すなわち、ニ
ッケルの左右により、被膜の厚さ方向ではなく、基板に
平行な方向に横方向の結晶成長の領域にＴＦＴを形成す
ることである。すると、結晶の成長方向も一様に揃い、
また、残存ニッケルも極めて少なくできる。結果として
高いＴＦＴ特性を得ることができる。一方、ゲイト配線
７は粒界４を横切ってもよい。

【００４４】以上の工程で得られた結晶シリコンを用い
てＴＦＴを作製する例を図３および図４に示す。図３
（Ａ）において、中央部のＸは、図２の溝４Ａのあった
場所を意味する。図面に示すように、このＸの部分には
ＴＦＴの半導体領域が横切らないように配置した。すな
わち、図２に示した工程で得られた結晶シリコン膜３を
パターニングして、島状半導体領域１１ａ、１１ｂを形
成した。そして、ＲＦプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズ
マＣＶＤ法、スパッタリング法等の方法によってゲイト
絶縁膜として機能する酸化珪素膜１２を形成した。

【００４５】さらに、減圧ＣＶＤ法によって、燐が１×
１０²⁰〜５×１０²⁰ｃｍ^-3ドープされた厚さ３０００〜
６０００Åの多結晶シリコン膜を形成し、これをパター
ニングして、ゲイト電極１３ａ、１３ｂを形成した。
（図３（Ａ））

【００４６】次に、プラズマドーピング法によって不純
物ドープをおこなった。ドーピングガスとしては、例え
ば、Ｎ型にはフォスフィン（ＰＨ₃ ）を、Ｐ型にはジボ
ラン（Ｂ₂ Ｈ₆ ）を用いた。図ではＮ型ＴＦＴを示す。
加速電圧は、フォスフィンは８０ｋｅＶ、ジボランは６
５ｋｅＶとした。さらに５５０℃で４時間アニールする
ことによって、不純物の活性化をおこない、不純物領域
１４ａ〜１４ｄを形成した。活性化にはレーザーアニー
ルもしくはフラッシュランプアニールのような光エネル
ギーを使用する方法も用いることができる。（図３
（Ｂ））

【００４７】最後に、通常のＴＦＴ作製と同様に層間絶
縁物１５として、厚さ５０００Åの酸化珪素膜を堆積
し、これにコンタクトホールを形成してソース領域、ド
レイン領域に配線・電極１６ａ〜１６ｄを形成した。
（図３（Ｃ）） 以上の工程によってＴＦＴ（図ではＮチャネル型）が作
製された。得られたＴＦＴの電界効果移動度はＮチャネ
ル型で４０〜６０ｃｍ² ／Ｖｓ、Ｐチャネル型で３０〜
５０ｃｍ² ／Ｖｓであった。

【００４８】図４には、アルミニウムゲイトのＴＦＴ作
製をおこなった場合を示す。図４（Ａ）において、中央
部のＸは、図２の溝４Ａのあった場所を意味する。図面
に示すように、このＸの部分にはＴＦＴの半導体領域が
横切らないように配置した。すなわち、図２に示した工
程で得られた結晶シリコン膜３をパターニングして、島
状半導体領域２１ａ、２１ｂを形成した。そして、ＲＦ
プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、スパッタ
リング法等の方法によってゲイト絶縁膜として機能する
酸化珪素膜２２を形成した。プラズマＣＶＤ法を採用す
る場合には、原料ガスはＴＥＯＳ（テトラ・エトキシ・
シラン）と酸素を用いると好ましい結果が得られた。そ
して、１％のシリコンを含むアルミニウム膜（厚さ５０
００Å）をスパッタ法によって堆積し、これをパターニ
ングしてゲイト配線・電極２３ａ、２３ｂを形成した。

【００４９】次に、基板を３％の酒石酸のエチレングリ
コール溶液に浸し、白金を陰極として、アルミニウム配
線を陽極とし、これに電流を流して陽極酸化をおこなっ
た。電流は最初は、２Ｖ／分で電圧が上昇するように印
加し、２２０Ｖに達したところで電圧を一定とし、電流
が１０μＡ／ｍ² 以下になったところで電流を停止し
た。この結果、厚さ２０００Åの陽極酸化物２４ａ、２
４ｂが形成された。（図４（Ａ））

【００５０】次に、プラズマドーピング法によって不純
物ドープをおこなった。ドーピングガスとしては、Ｎ型
にはフォスフィン（ＰＨ₃ ）を、Ｐ型にはジボラン（Ｂ
₂ Ｈ ₆ ）を用いた。図にはＮチャネル型ＴＦＴを示す。
加速電圧は、フォスフィンは８０ｋｅＶ、ジボランは６
５ｋｅＶとした。さらにこれをレーザーアニールするこ
とによって、不純物の活性化をおこない、不純物領域２
５ａ〜２５ｄを形成した。使用したレーザーは、ＫｒＦ
レーザー（波長２４８ｎｍ）で、２５０〜３００ｍＪ／
ｃｍ² のエネルギー密度のレーザー光を５ショット照射
した。（図４（Ｂ））

【００５１】最後に、通常のＴＦＴ作製と同様に層間絶
縁物２６として、厚さ５０００Åの酸化珪素膜を堆積
し、これにコンタクトホールを形成してソース領域、ド
レイン領域に配線・電極２７ａ〜２７ｄを形成した。
（図４（Ｃ）） 得られたＴＦＴの電界効果移動度はＮチャネル型で６０
〜１２０ｃｍ² ／Ｖｓ、Ｐチャネル型で５０〜９０ｃｍ
² ／Ｖｓであった。また、このＴＦＴを用いて作製され
たシフトレジスタではドレイン電圧１７Ｖで６ＭＨｚ、
２０Ｖで１１ＭＨｚでの動作が確認された。

【００５２】〔実施例２〕 図５には、図４と同様にア
ルミニウムゲイトのＴＦＴ作製をおこなった場合を示
す。ただし、ここではアモルファスシリコンを活性層と
して用いた。図５（Ａ）に示すように、基板３１上に下
地酸化珪素膜３２を堆積し、さらに厚さ２０００〜３０
００Åのアモルファスシリコン膜３３を堆積した。アモ
ルファスシリコン膜には適当な量のＰ型もしくはＮ型不
純物を混入させておいてもよい。そして、上記に示した
ように島状のニッケルもしくは珪化ニッケル被膜３４
Ａ、３４Ｂを形成し、この状態で５５０℃、８時間また
は６００℃、４時間アニールすることによってアモルフ
ァスシリコン膜を横成長により結晶化させた。

【００５３】次に、このようにして得られた結晶シリコ
ン膜を図５（Ｂ）に示すようにパターニングした。この
とき、図の中央部（ニッケルもしくは珪化ニッケル被膜
３４Ａ、３４Ｂの中間部）のシリコン膜にはニッケルが
多量に含まれているので、これを除くようにパターニン
グして、島状シリコン領域３５Ａ、３５Ｂを形成した。
さらに、その上に実質真性なアモルファスシリコン膜３
６を堆積した。その後、図５（Ｃ）に示すようにゲイト
絶縁膜３７として窒化珪素、酸化珪素等の材料で被膜を
形成し、ゲイト電極３８をアルミニウムによって形成
し、図４の場合と同様に陽極酸化をおこない、イオンド
ーピング法によって不純物を拡散させて不純物領域３９
Ａ、３９Ｂを形成する。さらに、層間絶縁物４０を堆積
し、コンタクトホールを形成し、金属電極４１Ａ、４１
Ｂをソース、ドレインに形成してＴＦＴが完成する。こ
のＴＦＴでは活性層の厚さに比べて、ソース、ドレイン
の部分の半導体膜が厚く、また、抵抗率が小さいことが
特徴で、この結果、ソース、ドレイン領域の抵抗が減少
し、ＴＦＴの特性が向上する。また、コンタクトの形成
も容易である。

【００５４】〔実施例３〕 図６には、ＣＭＯＳ型のＴ
ＦＴ作製をおこなった場合を示す。図６（Ａ）に示すよ
うに、基板５１上に下地酸化珪素膜５２を堆積し、さら
に厚さ１０００〜１５００Åのアモルファスシリコン膜
５３を堆積した。そして、上記に示したように島状のニ
ッケルもしくは珪化ニッケル被膜５４を形成し、この状
態で５５０℃でアニールする。この工程によって、珪化
シリコン領域５５が被膜の厚さ方向ではなく、平面方向
に移動し、結晶化が進行する。４時間のアニールによっ
て、図６（Ｂ）に示すように、アモルファスシリコン膜
は結晶シリコンに変化する。また、結晶化の進行によっ
て珪化シリコン５９Ａ、５９Ｂは端に追いやられる。

【００５５】次に、このようにして得られた結晶シリコ
ン膜を図６（Ｂ）に示すようにパターニングして島状シ
リコン領域５６を形成した。このとき、島状領域の両端
はニッケルの濃度が大きいことに注意すべきである。島
状シリコン領域形成後、ゲイト絶縁膜５７、ゲイト電極
５８Ａ、５８Ｂを形成した。

【００５６】その後、図５（Ｃ）に示すように、イオン
ドーピング法によって不純物を拡散させてＮ型の不純物
領域６０ＡとＰ型の不純物領域６０Ｂを形成する。この
際には、例えば、Ｎ型不純物として燐（ドーピングガス
はフォスフィンＰＨ₃ ）を用い、６０〜１１０ｋＶの加
速電圧で全面にドーピングをおこない、次に、フォトレ
ジストでＮチャネル型ＴＦＴの領域を覆って、Ｐ型不純
物、例えばホウ素（ドーピングガスはジボランＢ₂ Ｈ
₆ ）を用い、４０〜８０ｋＶの加速電圧でドーピングす
ればよい。

【００５７】ドーピング終了後、図４の場合と同様にレ
ーザー光の照射によって、ソース、ドレインの活性化を
おこない、さらに、層間絶縁物６１を堆積し、コンタク
トホールを形成し、金属電極６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを
ソース、ドレインに形成してＴＦＴが完成する。

【００５８】〔実施例４〕 図７に本実施例を示す。本
実施例は、ニッケル膜とアモルファスシリコン膜の一部
を最初の熱処理（プレアニール）によって反応させて珪
化物を得て、さらに未反応のニッケル膜を除去してか
ら、アニールをおこなって、結晶化させる方法に関する
ものである。

【００５９】基板（コーニング７０５９番）７０１上
に、下地の酸化珪素膜（厚さ２０００Å）をスパッタ法
によって形成した。そして、プラズマＣＶＤ法によっ
て、厚さ３００〜８００Å、例えば５００Åのシリコン
膜７０３を成膜した。さらに、プラズマＣＶＤ法によっ
て酸化珪素膜７０４を形成した。この酸化珪素膜７０４
はマスク材となる。厚さは５００〜２０００Åが好まし
かった。あまりに薄いとピンホールによって意図しない
箇所から結晶化が進行し、また、厚すぎると成膜に時間
がかかり、量産に適さない。ここでは１０００Åとし
た。

【００６０】その後、公知のフォトリソグラフィー工程
によって酸化珪素膜７０４をパターニングした。そし
て、スパッタ法によってニッケル膜（厚さ５００Å）７
０５を形成した。ニッケル膜の厚さは１００Å以上が好
ましかった。（図７（Ａ））そして、窒素雰囲気中で２
５０〜４５０℃で１０〜６０分アニールした（プレアニ
ール工程）。例えば、４５０℃で２０分アニールした。
この結果、アモルファスシリコン中に珪化ニッケル層７
０６が形成された。この層の厚さは、プレアニールの温
度と時間によって決定され、ニッケル膜７０５の厚さは
ほとんど関与しなかった。（図７（Ｂ））

【００６１】その後、ニッケル膜をエッチングした。エ
ッチングには硝酸系もしくは塩酸系の溶液が適してい
た。これらのエッチャントでは、ニッケル膜のエッチン
グ中には、珪化ニッケル層はほとんどエッチングされな
かった。本実施例では硝酸に緩衝剤として酢酸を加えた
エッチャントを用いた。比率は硝酸：酢酸：水＝１：１
０：１０とした。ニッケル膜を除去した後、５５０℃、
４〜８時間アニールした（結晶化アニール工程）。

【００６２】結晶化アニール工程においてはいくつかの
方法を試みた。第１の方法は、図７（Ｃ）のようにマス
ク材７０４を残したままおこなう方法である。結晶化は
図７（Ｃ）の矢印のように進行する。第２は、マスク材
を全て除去して、シリコン膜を露出させてアニールをお
こなう方法である。第３は、図７（Ｄ）のようにマスク
材を除去したのち、新たに酸化珪素や窒化珪素の被膜７
０７を保護膜としてシリコン膜表面に形成したのちアニ
ールをおこなう方法である。

【００６３】第１の方法は簡単な方法であるが、プレア
ニールの段階でマスク材７０４の表面がニッケルと反応
しており、これがより高温の結晶化アニール工程で珪酸
塩となり、エッチングがしづらくなる。すなわち、シリ
コン膜とマスク材７０４のエッチングレートがほぼ同じ
程度になるため後のマスク材の除去の際に、シリコン膜
の露出された部分も大きくエッチングされ、基板上に段
差が生じる。

【００６４】第２の方法は極めて簡単であり、結晶化ア
ニール工程前であれば、ニッケルとマスク材の反応が緩
やかであるのでエッチングも容易である。しかし、結晶
化アニールの際にシリコン表面が全面的に露出されてい
るので、後にＴＦＴ等を作製した場合の特性が悪化し
た。

【００６５】第３の工程は確実に良質の結晶シリコン膜
が得られるであるが、工程が増えて複雑であった。第３
の方法の改良した第４の方法として、シリコン表面を露
出した状態で炉に投入し、最初に５００〜５５０℃で１
時間程度、酸素気流中で加熱することによって表面に２
０〜６０Åの薄い酸化珪素膜を形成し、そのまま、窒素
気流に切り換えて結晶化アニール条件とする方法を検討
した。この方法では、結晶化の初期段階に酸化膜が形成
され、しかも、この酸化の段階では珪化ニッケル層のご
く近傍が結晶化されているだけで、後にＴＦＴに使用す
る領域（図の右の部分）では結晶化が起こっていなかっ
た。このため、特に珪化ニッケル層７０６から遠い領域
ではシリコン膜の表面が非常に平坦であった。特性は、
第２の方法よりも向上し、ほぼ第３の方法と同じであっ
た。

【００６６】このようにして結晶シリコン膜を得た。そ
の後、シリコン膜７０３をパターニングした。かくし
て、ニッケルの高濃度の値の部分（成長元のある領
域）、および成長点（図の矢印の先端の斜線部）を除去
して、ニッケルの低濃度領域のみを残存させた。かくし
て、ＴＦＴの活性層に用いる島状のシリコン領域７０８
を形成した。そして、これを覆って、厚さ１２００Åの
酸化珪素のゲイト絶縁膜７０９をプラズマＣＶＤ法によ
って形成した。さらに、燐ドープシリコン膜（厚さ６０
００Å）によってゲイト電極７１０と第１層の配線７１
１を形成し、ゲイト電極７１０をマスクとして自己整合
的に不純物を活性層７０８に注入し、ソース／ドレイン
領域７１２を形成した。この後、可視・近赤外の強光を
照射し、さらに結晶性を高めることは有効である。さら
に、酸化珪素膜（厚さ６０００Å）をプラズマＣＶＤ法
によって形成し、層間絶縁物７１３とした。最後に、こ
の層間絶縁物にコンタクトホールを形成し、アルミニウ
ム膜（厚さ６０００Å）によって第２層配線７１４、ソ
ース／ドレイン電極・配線７１５を形成した。以上の工
程によって、ＴＦＴが完成された。（図７（Ｅ））

【００６７】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明はアモルフ
ァスシリコン結晶化の低温化、短時間化を促進するとい
う意味で画期的なものであり、また、そのための設備、
装置、手法は極めて一般的で、かつ量産性に優れたもの
であるので、産業にもたらす利益は図りしえないもので
ある。実施例ではニッケルを中心に説明をおこなった
が、同様な工程は、その他の結晶化促進金属元素、すな
わち、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｕ、
Ａｇのいずれにも適用できるものである。

【００６８】例えば、従来の固相成長法においては、少
なくとも２４時間のアニールが必要とされたために、１
枚当たりの基板処理時間を２分とすれば、アニール炉は
１５本も必要とされたのであるが、本発明によって、４
時間以内に短縮することができたので、アニール炉の数
を１／６以下に削減することができる。このことによる
生産性の向上、設備投資額の削減は、基板処理コストの
低下につながり、ひいてはＴＦＴ価格の低下とそれによ
る新規需要の喚起につながるものである。このように本
発明は工業上、有益であり、特許されるにふさわしいも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の工程の上面図を示す。（結晶化と
ＴＦＴの配置）

【図２】 実施例の工程の断面図を示す。（選択的に
結晶化する工程）

【図３】 実施例の工程の断面図を示す。（実施例１
参照）

【図４】 実施例の工程の断面図を示す。（実施例１
参照）

【図５】 実施例の工程の断面図を示す。（実施例２
参照）

【図６】 実施例の工程の断面図を示す。（実施例３
参照）

【図７】 実施例の工程の断面図を示す。（実施例４
参照）

【符号の説明】

１ ・・・アモルファスシリコン ２ ・・・島状ニッケル膜 ３ ・・・結晶シリコン ４ ・・・粒界 ５ ・・・結晶化の進行していない領域 ６ ・・・半導体領域 ７ ・・・ゲイト配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 審査官 相田 義明 (56)参考文献 特開 平２−140915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−142807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−298151（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−223670（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−22173（ＪＰ，Ｂ１) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．62 （20）ｐ．2554−2556（17 Ｍａｙ 1993) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/20 H01L 21/306 H01L 21/336 H01L 29/786

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に水素を含むアモルファスシリコ
   ン膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜上にマスクを形成し、 前記マスクをパターニングして、前記アモルファスシリ
   コン膜表面を露出させ、シリコンの結晶化を促進させる
   金属元素を含む膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜表面を露出させた部分にお
   いて、前記金属元素を含む膜と前記アモルファスシリコ
   ン膜とを反応させて、当該金属元素の珪化物を形成し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱し、前記珪化物を形
   成した部分から横方向に前記アモルファスシリコン膜を
   結晶化させて結晶性シリコン膜を形成し、 前記結晶性シリコン膜を塩素を含む雰囲気中で加熱し、
   前記結晶性シリコン膜中の前記金属元素の濃度を減少さ
   せる半導体装置の作製方法であって、 前記結晶化をおこなう前に前記アモルファスシリコン膜
   を３５０〜４５０℃で加熱して前記アモルファスシリコ
   ン膜中の水素濃度を５原子％以下にすることを特徴とす
   る半導体装置の作製方法。
2. 【請求項２】 基板上に水素を含むアモルファスシリコ
   ン膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜上にマスクを形成し、 前記マスクをパターニングして、前記アモルファスシリ
   コン膜表面を露出させ、シリコンの結晶化を促進させる
   金属元素を含む膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜表面を露出させた部分にお
   いて、前記金属元素を含む膜と前記アモルファスシリコ
   ン膜とを反応させて、当該金属元素の珪化物を形成し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱し、前記珪化物を形
   成した部分から横方向に前記アモルファスシリコン膜を
   結晶化させて結晶性シリコン膜を形成し、 前記結晶性シリコン膜を塩素を含む雰囲気中で加熱し、
   前記結晶性シリコン膜中の前記金属元素の濃度を減少さ
   せる半導体装置の作製方法であって、 前記結晶化をおこなう前に前記アモルファスシリコン膜
   を３５０〜４５０℃で加熱して前記アモルファスシリコ
   ン膜中の水素濃度を５原子％以下にし、その後前記アモ
   ルファスシリコン膜を４５０〜５８０℃で加熱して結晶
   化をおこなうこと を特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】 水素を含むアモルファスシリコン膜を形
   成し、 前記アモルファスシリコン膜上に開口部を有するマスク
   を形成し、 前記マスクを介して前記アモルファスシリコン膜上にシ
   リコンの結晶化を促進させる金属元素を含む膜を形成
   し、 前記マスクの開口部において、前記金属元素を含む膜と
   前記アモルファスシリコン膜とを反応させて、当該金属
   元素の珪化物を形成し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱し、前記珪化物を形
   成した部分から横方向に前記アモルファスシリコン膜を
   結晶化させて結晶性シリコン膜を形成し、 前記結晶性シリコン膜を塩素を含む雰囲気中で加熱し、
   前記結晶性シリコン膜中の前記金属元素の濃度を減少さ
   せる半導体装置の作製方法であって、 前記結晶化をおこなう前に前記アモルファスシリコン膜
   を３５０〜４５０℃で加熱して前記アモルファスシリコ
   ン膜中の水素濃度を５原子％以下にすることを特徴とす
   る半導体装置の作製方法。
4. 【請求項４】 水素を含むアモルファスシリコン膜を形
   成し、 前記アモルファスシリコン膜上に開口部を有するマスク
   を形成し、 前記マスクを介して前記アモルファスシリコン膜上にシ
   リコンの結晶化を促進させる金属元素を含む膜を形成
   し、 前記マスクの開口部において、前記金属元素を含む膜と
   前記アモルファスシリコン膜とを反応させて、当該金属
   元素の珪化物を形成し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱し、前記珪化物を形
   成した部分から横方向に前記アモルファスシリコン膜を
   結晶化させて結晶性シリコン膜を形成し、 前記結晶性シリコン膜を塩素を含む雰囲気中で加熱し、
   前記結晶性シリコン膜中の前記金属元素の濃度を減少さ
   せる半導体装置の作製方法であって、 前記結晶化をおこなう前に前記アモルファスシリコン膜
   を３５０〜４５０℃で加熱して前記アモルファスシリコ
   ン膜中の水素濃度を５原子％以下にし、その後前記アモ
   ルファスシリコン膜を４５０〜５８０℃で加熱して結晶
   化をおこなうことを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一において、
   前記アモルファスシリ コン膜はプラズマＣＶＤ法又は減
   圧ＣＶＤ法によって形成されることを特徴とする半導体
   装置の作製方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか一において、
   前記シリコンの結晶化を促進させる金属元素は、Ｎｉ，
   Ｆｅ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｓ
   ｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｕ又はＡｇ
   のいずれかであることを特徴とする半導体装置の作製方
   法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一において、
   前記塩素を含む雰囲気は、塩化水素、塩化メタン、塩化
   エタン又は塩化エチレンを含む雰囲気であることを特徴
   とする半導体装置の作製方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか一において、
   前記金属元素の濃度が減少させられた前記結晶性シリコ
   ン膜中の前記金属元素の濃度は１原子％以下であること
   を特徴とする半導体装置の作製方法。