JP5078201B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと言う）で構成された回路を有する半導体装置の作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として搭載した電気機器の構成に関する。また、前記装置の作製方法に関する。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得る装置全般を指し、上記電気光学装置及び電気機器もその範疇にあるとする。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス等の絶縁基板上に形成された非晶質半導体膜に対し、加熱、またはレーザアニール、または加熱とレーザアニールの両方を行ない、結晶化させたり、結晶性を向上させる技術が広く研究されている。上記半導体膜には珪素膜がよく用いられる。
【０００３】
上記技術により得られた結晶質半導体膜は多くの結晶粒からできているため、多結晶半導体膜とも呼ばれる。結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜と比較し、非常に高い移動度を有する。このため、結晶質半導体膜を利用すると、例えば、従来の非晶質半導体膜を使って作製した半導体装置では実現できなかったモノリシック型の液晶電気光学装置（一枚の基板上に、画素部用と駆動回路用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製した半導体装置）が作製できる。
【０００４】
このように、結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜と比較し、非常に特性の高い半導体膜である。これが、上記研究の行われる理由である。例えば、加熱による非晶質半導体膜の結晶化を行うには、６００℃以上の加熱温度と１０時間以上の加熱時間が必要であった。この結晶化条件に耐える基板には、例えば、合成石英基板がある。しかしながら、合成石英基板は高価で加工性に乏しく、特に大面積に加工するのは非常に困難であった。基板の大面積化は特に生産効率を上げるためには必要不可欠な要素である。近年、生産効率の向上のために基板を大面積化する動きが著しく、新しく建設される量産工場のラインは、基板サイズ６００×７２０ｍｍが標準となりつつある。
【０００５】
合成石英基板をこのような大面積基板に加工することは現在の技術では難しく、たとえできたとしても産業として成り立つ価格までは下がらないと考えられる。大面積基板を容易に作製できる材料に、例えばガラス基板がある。ガラス基板には、例えばコーニング７０５９と呼ばれているものがある。コーニング７０５９は非常に安価で加工性に富み、大面積化も容易である。しかしながら、コーニング７０５９は歪点温度が５９３℃であり、６００℃以上の加熱には問題があった。
【０００６】
ガラス基板の１つに、歪点温度が比較的高いコーニング１７３７というものがある。これの歪点温度は６６７℃とコーニング７０５９の歪点温度に比べて高い。前記コーニング１７３７基板に非晶質半導体膜を成膜し、６００℃、２０時間の雰囲気に置いても、作製工程に影響するほどの基板の変形は見られなかった。しかしながら、２０時間の加熱時間は生産工程としては長過ぎた。
【０００７】
このような問題を解決するため、新しい結晶化の方法が考案された。前記方法の詳細は特開平７−１８３５４０号公報に記載されている。ここで、前記方法を簡単に説明する。まず、非晶質半導体膜にニッケルまたは、パラジウム、または鉛等の金属元素を微量に添加する。添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよい。前記添加の後、例えば５５０℃の窒素雰囲気に４時間、非晶質半導体膜を置くと、特性の良好な結晶質半導体膜が得られる。結晶化に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記金属元素の添加量や、非晶質半導体膜の状態による。
【０００８】
しかしながら、前記技術では、結晶化を促進するために用いた前記金属元素が高抵抗層（チャネル形成領域やオフセット領域）中に金属化合物として局所的に残留すると言う問題がある。前記金属化合物は電流が流れやすいため、高抵抗層であるべき領域の抵抗を局所的に下げることになり、ＴＦＴの特性の安定性および信頼性を損なう原因となる。
【０００９】
この問題を解決するため、本出願人は結晶質半導体膜から結晶化を促進するための金属元素を除去する技術（ゲッタリング技術）を開発し、特開平１０−２７０３６３号公報に開示している。前記ゲッタリング技術について簡単に説明する。まず、前記金属元素が金属化合物として残留している前記結晶質半導体膜に１５族に属する元素を選択的に添加して加熱処理を行う。ここで、前記１５族に属する元素が添加された領域をゲッタリング領域、前記１５族に属する元素が添加されていない領域を被ゲッタリング領域と呼ぶ。前記加熱処理により、被ゲッタリング領域の前記金属元素および前記金属化合物は、前記被ゲッタリング領域から、ゲッタリング領域に移動する。その結果、前記被ゲッタリング領域において、前記金属元素および前記金属化合物を除去または低減することができる。ゲッタリング技術に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記金属元素の添加量や前記１５族に属する元素の添加量などによる。
【００１０】
また、１５族に属する元素の添加はドーピング処理による場合が多い。一般に、ドーピング処理において、半導体膜へ打ち込まれるイオンのエネルギーは、半導体膜を形成する元素の結合エネルギーと比較して非常に大きい。そのため、前記半導体膜へ打ち込まれるイオンは前記半導体膜を形成する元素を格子点から弾き飛ばして結晶にダメージを生じさせる。したがって、ドーピング処理後は前記ダメージの回復を行ない、また同時に打ち込んだイオンを活性化させるため、加熱処理を行うことが多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記金属元素は、半導体膜中に深い準位を形成してキャリアを捕獲するため、ＴＦＴの電気的特性や信頼性に悪影響を及ぼすことが懸念される。そのため、半導体膜の結晶化後は、前記被ゲッタリング領域から金属元素を除去するか、あるいはＴＦＴを作製したときの電気的特性に影響しない程度にまで低減する必要がある。
【００１２】
しかし、以下のような場合には、ゲッタリング技術を適用しても、ＴＦＴの電気的特性や信頼性に悪影響を及ぼすほど前記金属元素が被ゲッタリング領域に残留するという問題があった。
（ａ）不純物元素（１５族に属する元素）を導入する際、半導体膜へのダメージを考慮すると前記不純物元素の導入量が制限される。そのため、前記不純物元素が有するゲッタリング能力に対して、被ゲッタリング領域における金属元素の含有量が過剰であると、前記金属元素が残留する。
（ｂ）ゲッタリング領域が被ゲッタリング領域に比べて小さいと、不純物元素の導入量は半導体膜へのダメージの考慮およびゲッタリング領域の面積（または体積）によって制限される。そのため、ゲッタリング領域における前記不純物元素が有するゲッタリング能力に対して、被ゲッタリング領域における金属元素の含有量が相対的に増えるため、前記金属元素が残留する。
（ｃ）金属元素は被ゲッタリング領域に金属化合物として析出している。ゲッタリングの拡散は前記金属化合物の表面から起こるが、前記金属化合物の塊が大きいと、ゲッタリングされにくくなり、前記金属元素が残留する。
【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点を解消して、前記金属元素の除去または低減を高効率化するための技術を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは金属元素を除去または低減するメカニズムを解明するための実験を行った。前記実験において、半導体膜に珪素膜、金属元素にニッケルを用い、ゲッタリングに用いる不純物元素はリンを用いた。ただし、金属元素及び不純物元素はこれらに限定するものではない。例えば、半導体膜として、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良いし、不純物元素としてニッケル以外の１５族に属する元素や、前記１５族に属する元素および１３族に属する元素の両方を適用しても良い。
【００１５】
ゲッタリング技術は、不純物元素そのものの効果によって金属元素の固溶度が高まることがわかっており、前記金属元素の固溶度の違いを利用したメカニズムになっている。つまり、前記不純物元素の添加された領域（ゲッタリング領域）と添加されていない領域（被ゲッタリング領域）の固溶度の比（偏析係数）により、新たな前記金属元素の平衡状態に移ることでゲッタリングが成立する。
【００１６】
ここで、ゲッタリング前後でのニッケルの濃度プロファイルの形状の変化を図１（Ａ）に示す。なお、結晶化は、重量換算で１０ｐｐｍの濃度の酢酸ニッケル水溶液を非晶質珪素膜に塗布した後、温度５５０℃で８時間、窒素雰囲気中で加熱した。続いて、リンを３０ｋＶで５×１０14／ｃｍ3ドープし、窒素雰囲気中、温度６００℃で１２時間の加熱処理を行った。図１（Ａ）において、リンの濃度プロファイルの分布形状と、加熱処理後のニッケルの濃度プロファイルの分布形状がよく似ていることがわかる。
【００１７】
図１（Ａ）から偏析係数のリン濃度依存性が求めることができ、その結果を図１（Ｂ）に示す。ただし、前記偏析係数はリン濃度が１×１０17／ｃｍ3におけるニッケル濃度を１として規格化して求めた。リン濃度が１×１０17／ｃｍ3におけるニッケル濃度で規格化したのは、リン濃度１×１０17／ｃｍ3以下ではゲッタリング後のニッケルの分布がほぼ平坦であるためである。図１（Ｂ）より、リン濃度の増加に伴って、ニッケルの濃度が増加、つまり偏析係数が増加することが確認できる。
【００１８】
次に、ゲッタリングの加熱温度依存性について検討する。ここではまず、加熱温度をパラメータとして実験を行う際の加熱時間をどれくらいにするかについて検討する。図２は、膜厚２００ｎｍに対して加熱時間を振って温度４５０℃で加熱処理を行った結果を示している。３０分と６０分の加熱処理で、プロファイルがほとんど同じであることから、３０分でゲッタリングがほぼ飽和していることがわかる。一方、本出願人によるこれまでの実験から、加熱温度が高いほど加熱時間が短縮されることは分かっており、４５０℃よりも高い温度でゲッタリングする場合は同じ膜厚であれば３０分で充分飽和すると考えられる。しかし、以下の述べる実験で用いる膜厚は３５０ｎｍであり、マージンも考慮して加熱時間を２時間とした。ただし、４５０℃のみ４時間の加熱処理を行った。これはゲッタリングを十分に飽和させるためである。
【００１９】
膜厚４００ｎｍの結晶質珪素膜にリンを３０ｋＶで５×１０14／ｃｍ3導入し、加熱温度を４５０℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃と振って加熱処理を行った。加熱時間は４５０℃においては４時間行い、その他の条件においては２時間行った。加熱処理後のニッケルプロファイルの結果を図３（Ａ）に示す。比較的低加速度でリンを導入しているため、リンは前記結晶質珪素膜表面に分布している。そのため、膜表面の分布が多いほど、ゲッタリングが効率良く行われていることになる。図３（Ａ）より、温度が高温になるにつれニッケルの濃度プロファイルが平坦化しており、ゲッタリング能力が低下していることがわかる。
【００２０】
また、これらの加熱処理におけるリンの濃度プロファイルの変化について図３（Ｂ）に示す。リンの濃度プロファイルは７００℃まではほとんど変化はないが、８００℃で形状が変わっており、リンが拡散していることがわかる。なお、５００℃と６００℃において、プロファイルがほとんど同じであったことから、４５０℃については測定していない。
【００２１】
図３（Ｂ）で見られるリンの濃度プロファイルの変化の影響を除くため、図３（Ａ）の加熱温度の各条件におけるリンとニッケルの濃度プロファイルから相関を取ったのが図４（Ａ）である。ただし、図４（Ａ）はリン濃度1×１０17／ｃｍ3で規格化してあり、４５０℃においては５００℃でのリンの濃度プロファイルを用いて計算した。図４（Ａ）でも明らかに温度増加とともにゲッタリング能力が低下していることが分かる。また、どの温度条件においても、偏析係数はリン濃度５×１０19／ｃｍ3付近から立ち上がり、５×１０19／ｃｍ3以上の濃度では、ほぼ直線的に増加している。式で表すと、偏析係数Ｋはリン濃度Ｐに対し、
【００２２】
【数１】
【００２３】
ただし、Ａは定数（以下、リン濃度依存係数と呼ぶ。）、Ｐ＞５×１０19と書くことができる。各温度条件においてＡを求め、温度との相関を取ると、図４（Ｂ）のようになる。なお、図４（Ｂ）において縦軸はリン濃度依存係数Ａであり、図４（Ｂ）から近似式を求めると、リン濃度依存係数Ａは
【００２４】
【数２】
【００２５】
となる。
【００２６】
以上より、任意のリン濃度およびゲッタリング時の温度における偏析係数を一義的に求めることが可能になった。例として、図５にリン濃度２×１０21／ｃｍ3であるときの温度に対する偏析係数の計算結果を示す。図５から、高温になるほど偏析係数が低く、ゲッタリング効率が落ちることが分かる。
【００２７】
これまでの議論で、高温ほどゲッタリング効率が落ちることが明らかになった。その理由として、以下のように考察されている。リンがドープされると、結晶質半導体膜は非晶質状態になり、この中にリンが組み込まれる。加熱処理を行うと、非晶質状態である半導体膜は再結晶化し、リンは格子間位置に存在するようになる。この状態が最もゲッタリング効率が高いと考えられる。しかしながら、加熱処理をこれ以上続けると、リンは活性化され、格子位置に存在するようになる。この状態ではゲッタリング効率は低くなると考えられる。
【００２８】
図６にゲッタリングの拡散における模式図を示す。偏析した金属元素が拡散していく過程は、単純な拡散モデルでは扱えず、結晶質半導体膜中の金属元素の固溶度を考慮したモデルが必要である。つまり、結晶質半導体膜中の拡散は金属元素の固溶度で制限され、それ以上の濃度での拡散は起きないと言うモデルである。ただし、被ゲッタリング領域は不純物元素が導入されているため、ゲッタリング領域よりも金属元素の固溶度は高くなっている。つまり、ゲッタリングは、偏析状態の金属元素が、固溶度で制限された濃度以下であるゲッタリング領域へと拡散していき、徐々に偏析量が減少していく過程として捉えることができる。
【００２９】
実際の結晶質珪素膜ではニッケルは結晶粒界等に析出しているが、マクロ的には平均濃度Ｃで分布していると仮定する。また、被ゲッタリング領域とゲッタリング領域の境界では、不純物元素の濃度＝０として拡散方程式を解く。不純物元素の濃度が０である仮定は、十分な偏析係数を与えれば、実効的にゲッタリング領域内の濃度が無視できる程度に小さくなるので、特に問題はない。
【００３０】
ゲッタリングの拡散は、図６の模式図において、被ゲッタリング領域の不純物元素がゲッタリング領域へ拡散するに従い、結晶質珪素膜において制限されている固溶度Ｃ0の領域が徐々に広がっていき、前記被ゲッタリング領域の長さＬに到達した時点でゲッタリングが終了するものとする。
【００３１】
ここで、拡散方程式を解く。ゲッタリング領域から被ゲッタリング領域までの距離がｘのとき、不純物元素の拡散はＣ0×Ｄ／ｘで表され、ｘの時間微分は、
【００３２】
【数３】
【００３３】
となる。（３）式を積分して、ゲッタリング時間ｔを求めると、
【００３４】
【数４】
【００３５】
ただし、（４）式において、被ゲッタリング領域の両側にゲッタリング領域が存在するなら、ｘはｘ／２となるので、ｔはｔ／４になる。
【００３６】
以上より、ゲッタリング時間は、結晶質珪素膜において制限されている固溶度と拡散係数の積Ｃ0Ｄに反比例し、初期濃度Ｃに比例する。また、被ゲッタリング領域の長さの２乗に比例することになる。
【００３７】
単結晶珪素膜におけるニッケルの濃度C0と拡散係数Dは、文献等から、
【００３８】
【数５】
【００３９】
【数６】
【００４０】
で表され、Ｃ0Ｄ積は図７（Ａ）のような曲線となる。図７（Ａ）は温度が５０℃変わると、Ｃ0Ｄ積は一桁以上変化し、その変化率は低温ほど大きい。つまり、低温になるほど、急激にゲッタリングに要する時間が伸びてくることになる。例として、図７（Ｂ）にニッケル濃度５×１０18／ｃｍ3、リン濃度２×１０21／ｃｍ3、偏析係数８００、被ゲッタリング領域の長さ１５０μｍとしたときの温度に対するゲッタリング時間の計算結果を示す。図７（Ｂ）からも低温になるほど、急激にゲッタリング時間が伸びることが分かる。
【００４１】
以上に述べたように、ゲッタリング効率を向上させるには、低温で行う方が望ましいが、ゲッタリングにおける金属元素の拡散の速度を促進するには高温で行う方が望ましい。そこで、本発明では、ゲッタリング効率を向上させ、かつ、拡散のプロセス速度を促進する方法として、ゲッタリングの加熱処理を少なくとも２段階に分けて行うことを特徴とする。
【００４２】
なお、１回目の加熱処理は２回目の加熱処理より高温で処理するものとする。図７（Ｂ）で示したように、高温で処理する方がゲッタリング時間は短くてすむ。しかし、図５で示したように、高温で加熱処理すると偏析係数が低く、ゲッタリング効率は悪い。そのため、２回目の加熱処理を低温で行うことによって偏析係数を高くする。つまり、ゲッタリング効率を上げることが出来る。なお、ゲッタリングにおける加熱処理を複数回行う場合は、回数を追う毎に低温で処理するものとする。本発明は、低温で加熱処理を行うとゲッタリングに時間が掛かり過ぎると言う欠点を、あらかじめ高温で加熱処理しておくことによって解消する。さらに、高温での加熱処理後、低温で加熱処理することによって偏析係数を高め、効率良くゲッタリングを行うことが出来ることを特徴とする。
【００４３】
また、図８に温度条件を６００℃、５５０℃、および６００℃で加熱処理した後続けて５５０℃で加熱処理を行った時のニッケルの濃度プロファイルを示す。ただし、加熱時間はそれぞれ２時間とした。図８より、続けて加熱処理を行っても、ゲッタリングの効果はあまり現れないことがわかる。つまり、１度高温で加熱すると、前記金属元素は格子位置に存在するようになる。その後、低温で加熱処理を行っても前記金属元素は組み込まれたネットワークから外れることがないので、ゲッタリング能力は低いままになると考えられる。そのため、１回目の加熱処理後、ゲッタリング領域の固溶度を上げるために不純物元素をドーピングし、前記不純物元素を格子間位置に存在させて、ゲッタリング能力を高める必要がある。また、半導体膜の主成分になっている元素をドーピングすることによって、格子位置に存在する前記金属元素をネットワークから外すことも可能であるので、前記半導体膜の主成分になっている元素をドーピングしても良い。
【００４４】
さらに、１５族に属する元素を用いて金属元素をゲッタリングする場合、１３族に属する元素もドーピングしてゲッタリングを行うと、ゲッタリング効率が向上することが知られている。そのため、不純物元素をドーピングする際は１５族に属する元素だけでなく１３族に属する元素を用いても良い。
【００４５】
このようにして、金属元素の除去または低減を高効率に行うことができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図９〜図１０を用いて説明する。
【００４７】
［実施形態１］
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板３００を用いる。なお、基板３００としては、合成石英基板やシリコン基板、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、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００４８】
次いで、基板３００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜３０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。
【００４９】
次に、下地膜上に半導体膜３０２を形成する。半導体膜３０２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により厚さ２０〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）成膜する。前記半導体膜３０２としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
【００５０】
続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた熱結晶化法を行う。ニッケルなどの金属元素の添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方法により、図９（Ｂ）に示す前記金属含有層３０３を形成する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化させる。
【００５１】
また、熱結晶化法の後に、さらにレーザ結晶化法を行う場合は、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数１〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％として行えばよい。
【００５２】
フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク３０５ａ〜３０５ｅを形成し、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０６ａ〜３０６ｆを形成する。（図９（Ｃ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。
【００５３】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。
【００５４】
続いて、レジストからなるマスクを除去せずに、半導体膜に再度１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。（図９（Ｄ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。
【００５５】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ第１の加熱処理より低温で行う。これにより、不純物領域に前記金属元素がゲッタリングされる。
【００５６】
レジストを除去し、また、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００５７】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性は向上する。特にオフ電流値が下がる。
【００５８】
［実施形態２］
実施形態１にしたがって、図９（Ｃ）の第１の加熱処理まで行う。
【００５９】
その後、第２のドーピング処理は、半導体膜の主成分である元素をドーピングして、領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。前記第２のドーピングにより、前記第１の加熱処理によって格子位置に存在するようになった金属元素を不活性化し、格子間位置に存在させることになる。
【００６０】
次いで、図１０（Ａ）に示すように、第２の加熱処理を行う。前記第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ第１の加熱処理より低温で行う。これにより、前記領域に不純物元素がゲッタリングされる。
【００６１】
レジストを除去し、また、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００６２】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性は向上する。特にオフ電流値が下がる。
【００６３】
なお、本発明は、実施形態１および２で示したＴＦＴの作製方法に限らず、ボトムゲートやその他のＴＦＴの構造に対しても適用できる。
【００６４】
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。
【００６５】
【実施例】
［実施例１］
本実施例ではゲッタリング領域の固溶度を上げるために１５族に属する元素を再ドープする方法について図９〜１０を用いて説明する。
【００６６】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板３００を用いる。なお、基板３００としては、合成石英基板やシリコン基板、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、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００６７】
次いで、基板３００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜３０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜４０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜４０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜４０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００６８】
次に、下地絶縁膜上に半導体膜３０２を形成する。半導体膜３０２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により厚さ２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）成膜する。前記半導体膜３０２としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した。
【００６９】
続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた熱結晶化法を行う。ニッケルなどの金属元素の添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方法により、図９（Ｂ）に示す前記金属含有層３０３を形成する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化させる。本実施例では、ニッケルを含む溶液（重量換算濃度１０ｐｐｍ、体積５ｍｌ）を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行った。これにより、前記非晶質半導体膜はニッケルを５×１０18/cm3保持することになる。
【００７０】
また、熱結晶化法の後に、さらにレーザ結晶化法を行う場合は、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数１〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％として行えばよい。
【００７１】
フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク３０５ａ〜３０５ｅを形成し、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０６ａ〜３０６ｆを形成する。（図９（Ｃ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして行った。１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０21/cm3のリンが打ち込まれた。
【００７２】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では７００℃、７．５時間の加熱処理を行った。（１）式より、偏析係数は１２３になる。
【００７３】
続いて、レジストからなるマスクを除去せずに、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。（図９（Ｄ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして行った。１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０21/cm3のリンが打ち込まれた。
【００７４】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では５５０℃、６．６時間の加熱処理を行った。（１）式より、偏析係数は８３３になる。これにより、被ゲッタリング領域のニッケルの含有量は４．９×１０13/cm3まで減らすことが出来る。チャネル形成領域やオフセット領域などの高抵抗層は５×１０17/cm3以下であれば、ＴＦＴを作製した際の電気的特性に影響しないので、２回の加熱処理で充分ゲッタリング出来たと言える。
【００７５】
レジストを除去し、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００７６】
このようにして得られた半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流が下がり、良好な特性が得られる。
【００７７】
［実施例２］
本実施例ではゲッタリング領域の固溶度を上げるために半導体膜の主成分である元素をドープする方法について図９〜１０を用いて説明する。
【００７８】
実施例１にしたがって、図９（Ｃ）の第１の加熱処理まで行う。
【００７９】
続いて、レジストからなるマスクを除去せずに、半導体膜に半導体膜の主成分である元素を添加して、不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。（図１０（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして珪素（Ｓｉ）をドーピングした。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０20/cm3の珪素が打ち込まれた。
【００８０】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では５５０℃、６時間の加熱処理を行った。
【００８１】
レジストを除去し、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００８２】
このようにして得られた半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流が下がり、良好な特性が得られる。
【００８３】
［実施例３］
本実施例ではソース領域及びドレイン領域となる領域に金属元素をゲッタリングさせる方法について図１５〜１６を用いて説明する。
【００８４】
まず、基板１０上に下地絶縁膜１１を形成する。基板１０としては、ガラス基板や石英基板やシリコン基板、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、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。
【００８５】
また、下地絶縁膜１１として、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜を形成する。前記下地絶縁膜は前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
【００８６】
次いで、前記下地絶縁膜上に半導体膜１２を形成する。前記半導体膜１２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜する。前記半導体膜１２としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
【００８７】
続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた熱結晶化法を行う。ニッケルなどの金属元素の添加方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方法によって、図１５（Ｂ）に示す前記金属含有層１３を形成する。その後、加熱処理を行ない、半導体膜を結晶化させる。この結晶化法により半導体膜中に金属元素が残留することになる。前記加熱処理後、さらに図１５（Ｄ）に示すように、レーザ結晶化法を行っても良い。前記レーザ結晶化法の際に用いるレーザ発振器として、大出力で、現状で３００Ｈｚ程度の高周波パルスを発振出来るエキシマレーザが良く用いられている。また、パルス発振のエキシマレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ等も用いることが出来る。また、レーザビームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気中などで行うことが出来る。さらに、レーザビームを照射する際に基板を５００度程度まで加熱しても良い。
【００８８】
得られた結晶質半導体膜にフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングして半導体層を形成する。
【００８９】
次いで、半導体層を覆う絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜の単層または積層構造で形成する。なお、この絶縁膜１６はゲート絶縁膜となる。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【００９０】
そして、絶縁膜１６上に、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウム、モリブデンから選ばれた一種または複数種の元素を成分とする導電性材料でゲート電極１７を形成する。本実施例では、膜厚４００ｎｍのＴａＮ膜からなるゲート電極を形成した。ゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【００９１】
その後、ゲート電極１７をマスクとして１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を用いて第１のドーピング処理を行ない、自己整合的に不純物領域１８を形成する。（図１６（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。また、１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行ない、半導体膜中に２×１０21/cm3のリン（Ｐ）を打ち込んだ。
【００９２】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では７００℃７．５時間の加熱処理を行った。
【００９３】
続いて、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を用いてを添加して、不純物領域１９を形成する。（図１６（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。また、ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。さらに１３族に属する元素をドーピングしても良い。本実施例では、ドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行ない、半導体膜中に２×１０21/cm3のリン（Ｐ）を打ち込んだ。
【００９４】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ前記第１の加熱処理の温度よりも低温で行う。これにより、ソース領域およびドレイン領域に前記金属元素がゲッタリングされる。
【００９５】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流値が下がり、良好な特性を達成することが出来る。
【００９６】
［実施例４］
本実施例では、１回目の加熱処理後、結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成し、ソース領域およびドレイン領域に金属元素をゲッタリングさせる方法について説明する。
【００９７】
実施例３にしたがって、図１５（Ｃ）の熱結晶化まで行う。なお、図１５（Ｄ）のレーザ結晶化を行っても良い。
【００９８】
フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク２７を形成し、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域２６を形成する。（図１７（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして行った。１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０21/cm3のリンが打ち込まれた。
【００９９】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では７００℃、７．５時間の加熱処理を行った。
【０１００】
レジストを除去し、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域２６を除去して半導体層を形成する。
【０１０１】
次いで、半導体層を覆う絶縁膜２８を形成する。絶縁膜２８はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜の単層または積層構造で形成する。なお、この絶縁膜１６はゲート絶縁膜となる。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１０２】
そして、絶縁膜２８上に、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウム、モリブデンから選ばれた一種または複数種の元素を成分とする導電性材料でゲート電極２９を形成する。本実施例では、膜厚４００ｎｍのＴａＮ膜からなるゲート電極を形成した。ゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０１０３】
その後、ゲート電極２９をマスクとして１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を用いて第２のドーピング処理を行ない、自己整合的に不純物領域３０を形成する。（図１７（Ｃ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。また、１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行ない、半導体膜中に２×１０21/cm3のリン（Ｐ）を打ち込んだ。
【０１０４】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ、第１の加熱処理より低温で行う。本実施例では５５０℃６時間の加熱処理を行った。
【０１０５】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流値が下がり、良好な特性を達成することが出来る。
【０１０６】
［実施例５］
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図１０〜１３を用いて説明する。
【０１０７】
実施例１または２にしたがって、半導体層４０２〜４０６を得る。
【０１０８】
半導体層４０２〜４０６を形成した後、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）のドーピングを行ってもよい。
【０１０９】
次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１１０】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１１１】
次いで、図１０（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜４０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０１１２】
なお、本実施例では、第１の導電膜４０８をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ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若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【０１１３】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、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。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Pa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エッチングを行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。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。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。
【０１１４】
この後、レジストからなるマスク４１０〜４１５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（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。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。
【０１１５】
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°となる。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４１７〜４２２（第１の導電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１１６】
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第３のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する。（図１１（Ｂ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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１×１０13〜５×１０15/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層４１７〜４２１がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域４２３〜４２７が形成される。高濃度不純物領域４２３〜４２７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する。
【０１１７】
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、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第１の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成する。一方、第２の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほとんどエッチングされず、第２の導電層４２８ａ〜４３３ａを形成する。
【０１１８】
レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４３８ａ〜４３８ｇを形成して第４のドーピング処理を行って図１１（Ｃ）の状態を得る。不純物領域４２３〜４２７に選択的に不純物元素が添加され、不純物領域４３９〜４４３を形成する。
【０１１９】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４５２〜４５４を形成して第５のドーピング処理を行う。この第５のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域４５５〜４６０を形成する。第２の導電層４２８ａ〜４３２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域４５５〜４６０はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。（図１２（Ａ））この第５のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク４５２〜４５４で覆われている。第３のドーピング処理および第４のドーピング処理によって、不純物領域４５５〜４６０にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を２×１０20〜２×１０21/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。本実施例では、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層の一部が露呈しているため、不純物元素（ボロン）を添加しやすい利点を有している。
【０１２０】
以上までの工程でそれぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０１２１】
次いで、レジストからなるマスク４５２〜４５４を除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜４６１は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１２２】
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、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。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【０１２３】
また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【０１２４】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、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。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜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。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。
【０１２５】
また、活性化処理としてレーザアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザやＹＡＧレーザ等のレーザビームを照射することが望ましい。
【０１２６】
次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜４６２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したが、粘度が１０〜１０００ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面に凸凹が形成されるものを用いた。
【０１２７】
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第２の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行うことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。
【０１２８】
また、第２の層間絶縁膜４６２として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
【０１２９】
そして、駆動回路５０６において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成する。
【０１３０】
また、画素部５０７においては、画素電極４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成する。（図１２（Ｃ））この接続電極４６８によりソース配線（４４３ｂと４４９の積層）は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線４６９は、画素ＴＦＴのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域４４２と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する半導体層４５８と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７１としては、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。
【０１３１】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素部５０７を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。
【０１３２】
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域４７１、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４４４と重なる低濃度不純物領域４３４ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４３４ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４３９を有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電極４６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域４７２、ゲート電極と重なる不純物領域４５７、ゲート電極の外側に形成される不純物領域４５８、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５５を有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域４７３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４４６と重なる低濃度不純物領域４３６ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４４１を有している。
【０１３３】
画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域４７４、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４４７と重なる低濃度不純物領域４３７ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４４３を有している。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する半導体層４５８〜４６０には、それぞれｐ型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量５０５は、絶縁膜４５１を誘電体として、電極（４４８と４３２ｂの積層）と、半導体層４５８〜４６０とで形成している。
【０１３４】
また、本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
【０１３５】
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図１３に示す。なお、図１０〜図１２に対応する部分には同じ符号を用いている。図１２中の鎖線Ａ−Ａ’は図１３中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に対応している。また、図１２中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図１３中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。
【０１３６】
［実施例６］
本実施例では、実施例５で作製したアクティブマトリクス基板から、反射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１４を用いる。
【０１３７】
まず、実施例５に従い、図１２（Ｃ）の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１２のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向膜４７１を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜４７１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（図示しない）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。
【０１３８】
次いで、対向基板４７２を用意する。次いで、対向基板４７２上に着色層４７３、４７４、平坦化膜４７５を形成する。赤色の着色層４７３と青色の着色層４７４とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。
【０１３９】
本実施例では、実施例４に示す基板を用いている。従って、実施例４の画素部の上面図を示す図１３では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７０の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙と、接続電極４６８と画素電極４７０の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
【０１４０】
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
【０１４１】
次いで、平坦化膜４７５上に透明導電膜からなる対向電極４７６を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜４７７を形成し、ラビング処理を施した。
【０１４２】
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４７８で貼り合わせる。シール材４７８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４７９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４７９には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１０に示す反射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、対向基板のみに偏光板（図示しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
【０１４３】
以上のようにして作製される液晶表示パネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。
【０１４４】
［実施例７］
上記各実施例１乃至６のいずれか一を実施して形成されたＴＦＴは様々な電気光学装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＬディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ）に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。
【０１４５】
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、プロジェクター、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、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１８、図１９及び図２０に示す。
【０１４６】
図１８（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３００３、キーボード３００４等を含む。本発明を表示部３００３に適用することができる。
【０１４７】
図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０６等を含む。本発明を表示部３１０２に適用することができる。
【０１４８】
図１８（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３２０１、カメラ部３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５に適用できる。
【０１４９】
図１８（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０３等を含む。本発明は表示部３３０２に適用することができる。
【０１５０】
図１８（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３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ 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。本発明は表示部３４０２に適用することができる。
【０１５１】
図１８（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部３５０２に適用することができる。
【０１５２】
図１９（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５３】
図１９（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置３７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５４】
なお、図１９（Ｃ）は、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図１９（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１５５】
また、図１９（Ｄ）は、図１９（Ｃ）中における光源光学系３８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクター３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で構成される。なお、図１９（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１５６】
ただし、図１９に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及びＥＬ表示装置での適用例は図示していない。
【０１５７】
図２０（Ａ）は携帯電話であり、本体３９０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６等を含む。本発明を表示部３９０４に適用することができる。
【０１５８】
図２０（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６等を含む。本発明は表示部４００２、４００３に適用することができる。
【０１５９】
図２０（Ｃ）はディスプレイであり、本体４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。本発明は表示部４１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【０１６０】
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例１〜６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。
【０１６１】
【発明の効果】
本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。
（ａ）従来のＴＦＴの作製プロセスに適合した、簡単な方法である。
（ｂ）工程時間の短縮を図ることが出来る。
（ｃ）被ゲッタリング領域のサイズが拡大でき、面積効率が向上するため、設計の自由度が向上する。
（ｄ）以上の利点を満たした上で、ゲッタリング能力を向上させ、電気的特性の優れたＴＦＴを作製できる方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図２】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図３】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図４】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図５】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図６】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図７】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図８】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図９】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１０】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１１】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１２】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１３】 画素ＴＦＴの構成を示す上面図。
【図１４】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作製工程を示す断面図。
【図１５】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明する例を示す図。
【図１６】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明する例を示す図。
【図１７】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明する例を示す図。
【図１８】 半導体装置の例を示す図。
【図１９】 半導体装置の例を示す図。
【図２０】 半導体装置の例を示す図。
【発明の属する分野】
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと言う）で構成された回路を有する半導体装置の作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として搭載した電気機器の構成に関する。また、前記装置の作製方法に関する。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得る装置全般を指し、上記電気光学装置及び電気機器もその範疇にあるとする。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス等の絶縁基板上に形成された非晶質半導体膜に対し、加熱、またはレーザアニール、または加熱とレーザアニールの両方を行ない、結晶化させたり、結晶性を向上させる技術が広く研究されている。上記半導体膜には珪素膜がよく用いられる。
【０００３】
上記技術により得られた結晶質半導体膜は多くの結晶粒からできているため、多結晶半導体膜とも呼ばれる。結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜と比較し、非常に高い移動度を有する。このため、結晶質半導体膜を利用すると、例えば、従来の非晶質半導体膜を使って作製した半導体装置では実現できなかったモノリシック型の液晶電気光学装置（一枚の基板上に、画素部用と駆動回路用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製した半導体装置）が作製できる。
【０００４】
このように、結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜と比較し、非常に特性の高い半導体膜である。これが、上記研究の行われる理由である。例えば、加熱による非晶質半導体膜の結晶化を行うには、６００℃以上の加熱温度と１０時間以上の加熱時間が必要であった。この結晶化条件に耐える基板には、例えば、合成石英基板がある。しかしながら、合成石英基板は高価で加工性に乏しく、特に大面積に加工するのは非常に困難であった。基板の大面積化は特に生産効率を上げるためには必要不可欠な要素である。近年、生産効率の向上のために基板を大面積化する動きが著しく、新しく建設される量産工場のラインは、基板サイズ６００×７２０ｍｍが標準となりつつある。
【０００５】
合成石英基板をこのような大面積基板に加工することは現在の技術では難しく、たとえできたとしても産業として成り立つ価格までは下がらないと考えられる。大面積基板を容易に作製できる材料に、例えばガラス基板がある。ガラス基板には、例えばコーニング７０５９と呼ばれているものがある。コーニング７０５９は非常に安価で加工性に富み、大面積化も容易である。しかしながら、コーニング７０５９は歪点温度が５９３℃であり、６００℃以上の加熱には問題があった。
【０００６】
ガラス基板の１つに、歪点温度が比較的高いコーニング１７３７というものがある。これの歪点温度は６６７℃とコーニング７０５９の歪点温度に比べて高い。前記コーニング１７３７基板に非晶質半導体膜を成膜し、６００℃、２０時間の雰囲気に置いても、作製工程に影響するほどの基板の変形は見られなかった。しかしながら、２０時間の加熱時間は生産工程としては長過ぎた。
【０００７】
このような問題を解決するため、新しい結晶化の方法が考案された。前記方法の詳細は特開平７−１８３５４０号公報に記載されている。ここで、前記方法を簡単に説明する。まず、非晶質半導体膜にニッケルまたは、パラジウム、または鉛等の金属元素を微量に添加する。添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよい。前記添加の後、例えば５５０℃の窒素雰囲気に４時間、非晶質半導体膜を置くと、特性の良好な結晶質半導体膜が得られる。結晶化に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記金属元素の添加量や、非晶質半導体膜の状態による。
【０００８】
しかしながら、前記技術では、結晶化を促進するために用いた前記金属元素が高抵抗層（チャネル形成領域やオフセット領域）中に金属化合物として局所的に残留すると言う問題がある。前記金属化合物は電流が流れやすいため、高抵抗層であるべき領域の抵抗を局所的に下げることになり、ＴＦＴの特性の安定性および信頼性を損なう原因となる。
【０００９】
この問題を解決するため、本出願人は結晶質半導体膜から結晶化を促進するための金属元素を除去する技術（ゲッタリング技術）を開発し、特開平１０−２７０３６３号公報に開示している。前記ゲッタリング技術について簡単に説明する。まず、前記金属元素が金属化合物として残留している前記結晶質半導体膜に１５族に属する元素を選択的に添加して加熱処理を行う。ここで、前記１５族に属する元素が添加された領域をゲッタリング領域、前記１５族に属する元素が添加されていない領域を被ゲッタリング領域と呼ぶ。前記加熱処理により、被ゲッタリング領域の前記金属元素および前記金属化合物は、前記被ゲッタリング領域から、ゲッタリング領域に移動する。その結果、前記被ゲッタリング領域において、前記金属元素および前記金属化合物を除去または低減することができる。ゲッタリング技術に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記金属元素の添加量や前記１５族に属する元素の添加量などによる。
【００１０】
また、１５族に属する元素の添加はドーピング処理による場合が多い。一般に、ドーピング処理において、半導体膜へ打ち込まれるイオンのエネルギーは、半導体膜を形成する元素の結合エネルギーと比較して非常に大きい。そのため、前記半導体膜へ打ち込まれるイオンは前記半導体膜を形成する元素を格子点から弾き飛ばして結晶にダメージを生じさせる。したがって、ドーピング処理後は前記ダメージの回復を行ない、また同時に打ち込んだイオンを活性化させるため、加熱処理を行うことが多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記金属元素は、半導体膜中に深い準位を形成してキャリアを捕獲するため、ＴＦＴの電気的特性や信頼性に悪影響を及ぼすことが懸念される。そのため、半導体膜の結晶化後は、前記被ゲッタリング領域から金属元素を除去するか、あるいはＴＦＴを作製したときの電気的特性に影響しない程度にまで低減する必要がある。
【００１２】
しかし、以下のような場合には、ゲッタリング技術を適用しても、ＴＦＴの電気的特性や信頼性に悪影響を及ぼすほど前記金属元素が被ゲッタリング領域に残留するという問題があった。
（ａ）不純物元素（１５族に属する元素）を導入する際、半導体膜へのダメージを考慮すると前記不純物元素の導入量が制限される。そのため、前記不純物元素が有するゲッタリング能力に対して、被ゲッタリング領域における金属元素の含有量が過剰であると、前記金属元素が残留する。
（ｂ）ゲッタリング領域が被ゲッタリング領域に比べて小さいと、不純物元素の導入量は半導体膜へのダメージの考慮およびゲッタリング領域の面積（または体積）によって制限される。そのため、ゲッタリング領域における前記不純物元素が有するゲッタリング能力に対して、被ゲッタリング領域における金属元素の含有量が相対的に増えるため、前記金属元素が残留する。
（ｃ）金属元素は被ゲッタリング領域に金属化合物として析出している。ゲッタリングの拡散は前記金属化合物の表面から起こるが、前記金属化合物の塊が大きいと、ゲッタリングされにくくなり、前記金属元素が残留する。
【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点を解消して、前記金属元素の除去または低減を高効率化するための技術を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは金属元素を除去または低減するメカニズムを解明するための実験を行った。前記実験において、半導体膜に珪素膜、金属元素にニッケルを用い、ゲッタリングに用いる不純物元素はリンを用いた。ただし、金属元素及び不純物元素はこれらに限定するものではない。例えば、半導体膜として、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良いし、不純物元素としてニッケル以外の１５族に属する元素や、前記１５族に属する元素および１３族に属する元素の両方を適用しても良い。
【００１５】
ゲッタリング技術は、不純物元素そのものの効果によって金属元素の固溶度が高まることがわかっており、前記金属元素の固溶度の違いを利用したメカニズムになっている。つまり、前記不純物元素の添加された領域（ゲッタリング領域）と添加されていない領域（被ゲッタリング領域）の固溶度の比（偏析係数）により、新たな前記金属元素の平衡状態に移ることでゲッタリングが成立する。
【００１６】
ここで、ゲッタリング前後でのニッケルの濃度プロファイルの形状の変化を図１（Ａ）に示す。なお、結晶化は、重量換算で１０ｐｐｍの濃度の酢酸ニッケル水溶液を非晶質珪素膜に塗布した後、温度５５０℃で８時間、窒素雰囲気中で加熱した。続いて、リンを３０ｋＶで５×１０14／ｃｍ3ドープし、窒素雰囲気中、温度６００℃で１２時間の加熱処理を行った。図１（Ａ）において、リンの濃度プロファイルの分布形状と、加熱処理後のニッケルの濃度プロファイルの分布形状がよく似ていることがわかる。
【００１７】
図１（Ａ）から偏析係数のリン濃度依存性が求めることができ、その結果を図１（Ｂ）に示す。ただし、前記偏析係数はリン濃度が１×１０17／ｃｍ3におけるニッケル濃度を１として規格化して求めた。リン濃度が１×１０17／ｃｍ3におけるニッケル濃度で規格化したのは、リン濃度１×１０17／ｃｍ3以下ではゲッタリング後のニッケルの分布がほぼ平坦であるためである。図１（Ｂ）より、リン濃度の増加に伴って、ニッケルの濃度が増加、つまり偏析係数が増加することが確認できる。
【００１８】
次に、ゲッタリングの加熱温度依存性について検討する。ここではまず、加熱温度をパラメータとして実験を行う際の加熱時間をどれくらいにするかについて検討する。図２は、膜厚２００ｎｍに対して加熱時間を振って温度４５０℃で加熱処理を行った結果を示している。３０分と６０分の加熱処理で、プロファイルがほとんど同じであることから、３０分でゲッタリングがほぼ飽和していることがわかる。一方、本出願人によるこれまでの実験から、加熱温度が高いほど加熱時間が短縮されることは分かっており、４５０℃よりも高い温度でゲッタリングする場合は同じ膜厚であれば３０分で充分飽和すると考えられる。しかし、以下の述べる実験で用いる膜厚は３５０ｎｍであり、マージンも考慮して加熱時間を２時間とした。ただし、４５０℃のみ４時間の加熱処理を行った。これはゲッタリングを十分に飽和させるためである。
【００１９】
膜厚４００ｎｍの結晶質珪素膜にリンを３０ｋＶで５×１０14／ｃｍ3導入し、加熱温度を４５０℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃と振って加熱処理を行った。加熱時間は４５０℃においては４時間行い、その他の条件においては２時間行った。加熱処理後のニッケルプロファイルの結果を図３（Ａ）に示す。比較的低加速度でリンを導入しているため、リンは前記結晶質珪素膜表面に分布している。そのため、膜表面の分布が多いほど、ゲッタリングが効率良く行われていることになる。図３（Ａ）より、温度が高温になるにつれニッケルの濃度プロファイルが平坦化しており、ゲッタリング能力が低下していることがわかる。
【００２０】
また、これらの加熱処理におけるリンの濃度プロファイルの変化について図３（Ｂ）に示す。リンの濃度プロファイルは７００℃まではほとんど変化はないが、８００℃で形状が変わっており、リンが拡散していることがわかる。なお、５００℃と６００℃において、プロファイルがほとんど同じであったことから、４５０℃については測定していない。
【００２１】
図３（Ｂ）で見られるリンの濃度プロファイルの変化の影響を除くため、図３（Ａ）の加熱温度の各条件におけるリンとニッケルの濃度プロファイルから相関を取ったのが図４（Ａ）である。ただし、図４（Ａ）はリン濃度1×１０17／ｃｍ3で規格化してあり、４５０℃においては５００℃でのリンの濃度プロファイルを用いて計算した。図４（Ａ）でも明らかに温度増加とともにゲッタリング能力が低下していることが分かる。また、どの温度条件においても、偏析係数はリン濃度５×１０19／ｃｍ3付近から立ち上がり、５×１０19／ｃｍ3以上の濃度では、ほぼ直線的に増加している。式で表すと、偏析係数Ｋはリン濃度Ｐに対し、
【００２２】
【数１】
ただし、Ａは定数（以下、リン濃度依存係数と呼ぶ。）、Ｐ＞５×１０19と書くことができる。各温度条件においてＡを求め、温度との相関を取ると、図４（Ｂ）のようになる。なお、図４（Ｂ）において縦軸はリン濃度依存係数Ａであり、図４（Ｂ）から近似式を求めると、リン濃度依存係数Ａは
【００２４】
【数２】
となる。
【００２６】
以上より、任意のリン濃度およびゲッタリング時の温度における偏析係数を一義的に求めることが可能になった。例として、図５にリン濃度２×１０21／ｃｍ3であるときの温度に対する偏析係数の計算結果を示す。図５から、高温になるほど偏析係数が低く、ゲッタリング効率が落ちることが分かる。
【００２７】
これまでの議論で、高温ほどゲッタリング効率が落ちることが明らかになった。その理由として、以下のように考察されている。リンがドープされると、結晶質半導体膜は非晶質状態になり、この中にリンが組み込まれる。加熱処理を行うと、非晶質状態である半導体膜は再結晶化し、リンは格子間位置に存在するようになる。この状態が最もゲッタリング効率が高いと考えられる。しかしながら、加熱処理をこれ以上続けると、リンは活性化され、格子位置に存在するようになる。この状態ではゲッタリング効率は低くなると考えられる。
【００２８】
図６にゲッタリングの拡散における模式図を示す。偏析した金属元素が拡散していく過程は、単純な拡散モデルでは扱えず、結晶質半導体膜中の金属元素の固溶度を考慮したモデルが必要である。つまり、結晶質半導体膜中の拡散は金属元素の固溶度で制限され、それ以上の濃度での拡散は起きないと言うモデルである。ただし、被ゲッタリング領域は不純物元素が導入されているため、ゲッタリング領域よりも金属元素の固溶度は高くなっている。つまり、ゲッタリングは、偏析状態の金属元素が、固溶度で制限された濃度以下であるゲッタリング領域へと拡散していき、徐々に偏析量が減少していく過程として捉えることができる。
【００２９】
実際の結晶質珪素膜ではニッケルは結晶粒界等に析出しているが、マクロ的には平均濃度Ｃで分布していると仮定する。また、被ゲッタリング領域とゲッタリング領域の境界では、不純物元素の濃度＝０として拡散方程式を解く。不純物元素の濃度が０である仮定は、十分な偏析係数を与えれば、実効的にゲッタリング領域内の濃度が無視できる程度に小さくなるので、特に問題はない。
【００３０】
ゲッタリングの拡散は、図６の模式図において、被ゲッタリング領域の不純物元素がゲッタリング領域へ拡散するに従い、結晶質珪素膜において制限されている固溶度Ｃ0の領域が徐々に広がっていき、前記被ゲッタリング領域の長さＬに到達した時点でゲッタリングが終了するものとする。
【００３１】
ここで、拡散方程式を解く。ゲッタリング領域から被ゲッタリング領域までの距離がｘのとき、不純物元素の拡散はＣ0×Ｄ／ｘで表され、ｘの時間微分は、
【００３２】
【数３】
となる。（３）式を積分して、ゲッタリング時間ｔを求めると、
【００３４】
【数４】
ただし、（４）式において、被ゲッタリング領域の両側にゲッタリング領域が存在するなら、ｘはｘ／２となるので、ｔはｔ／４になる。
【００３６】
以上より、ゲッタリング時間は、結晶質珪素膜において制限されている固溶度と拡散係数の積Ｃ0Ｄに反比例し、初期濃度Ｃに比例する。また、被ゲッタリング領域の長さの２乗に比例することになる。
【００３７】
単結晶珪素膜におけるニッケルの濃度C0と拡散係数Dは、文献等から、
【００３８】
【数５】
【数６】
で表され、Ｃ0Ｄ積は図７（Ａ）のような曲線となる。図７（Ａ）は温度が５０℃変わると、Ｃ0Ｄ積は一桁以上変化し、その変化率は低温ほど大きい。つまり、低温になるほど、急激にゲッタリングに要する時間が伸びてくることになる。例として、図７（Ｂ）にニッケル濃度５×１０18／ｃｍ3、リン濃度２×１０21／ｃｍ3、偏析係数８００、被ゲッタリング領域の長さ１５０μｍとしたときの温度に対するゲッタリング時間の計算結果を示す。図７（Ｂ）からも低温になるほど、急激にゲッタリング時間が伸びることが分かる。
【００４１】
以上に述べたように、ゲッタリング効率を向上させるには、低温で行う方が望ましいが、ゲッタリングにおける金属元素の拡散の速度を促進するには高温で行う方が望ましい。そこで、本発明では、ゲッタリング効率を向上させ、かつ、拡散のプロセス速度を促進する方法として、ゲッタリングの加熱処理を少なくとも２段階に分けて行うことを特徴とする。
【００４２】
なお、１回目の加熱処理は２回目の加熱処理より高温で処理するものとする。図７（Ｂ）で示したように、高温で処理する方がゲッタリング時間は短くてすむ。しかし、図５で示したように、高温で加熱処理すると偏析係数が低く、ゲッタリング効率は悪い。そのため、２回目の加熱処理を低温で行うことによって偏析係数を高くする。つまり、ゲッタリング効率を上げることが出来る。なお、ゲッタリングにおける加熱処理を複数回行う場合は、回数を追う毎に低温で処理するものとする。本発明は、低温で加熱処理を行うとゲッタリングに時間が掛かり過ぎると言う欠点を、あらかじめ高温で加熱処理しておくことによって解消する。さらに、高温での加熱処理後、低温で加熱処理することによって偏析係数を高め、効率良くゲッタリングを行うことが出来ることを特徴とする。
【００４３】
また、図８に温度条件を６００℃、５５０℃、および６００℃で加熱処理した後続けて５５０℃で加熱処理を行った時のニッケルの濃度プロファイルを示す。ただし、加熱時間はそれぞれ２時間とした。図８より、続けて加熱処理を行っても、ゲッタリングの効果はあまり現れないことがわかる。つまり、１度高温で加熱すると、前記金属元素は格子位置に存在するようになる。その後、低温で加熱処理を行っても前記金属元素は組み込まれたネットワークから外れることがないので、ゲッタリング能力は低いままになると考えられる。そのため、１回目の加熱処理後、ゲッタリング領域の固溶度を上げるために不純物元素をドーピングし、前記不純物元素を格子間位置に存在させて、ゲッタリング能力を高める必要がある。また、半導体膜の主成分になっている元素をドーピングすることによって、格子位置に存在する前記金属元素をネットワークから外すことも可能であるので、前記半導体膜の主成分になっている元素をドーピングしても良い。
【００４４】
さらに、１５族に属する元素を用いて金属元素をゲッタリングする場合、１３族に属する元素もドーピングしてゲッタリングを行うと、ゲッタリング効率が向上することが知られている。そのため、不純物元素をドーピングする際は１５族に属する元素だけでなく１３族に属する元素を用いても良い。
【００４５】
このようにして、金属元素の除去または低減を高効率に行うことができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図９〜図１０を用いて説明する。
【００４７】
［実施形態１］
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板３００を用いる。なお、基板３００としては、合成石英基板やシリコン基板、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、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００４８】
次いで、基板３００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜３０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。
【００４９】
次に、下地膜上に半導体膜３０２を形成する。半導体膜３０２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により厚さ２０〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）成膜する。前記半導体膜３０２としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
【００５０】
続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた熱結晶化法を行う。ニッケルなどの金属元素の添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方法により、図９（Ｂ）に示す前記金属含有層３０３を形成する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化させる。
【００５１】
また、熱結晶化法の後に、さらにレーザ結晶化法を行う場合は、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数１〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％として行えばよい。
【００５２】
フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク３０５ａ〜３０５ｅを形成し、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０６ａ〜３０６ｆを形成する。（図９（Ｃ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。
【００５３】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。
【００５４】
続いて、レジストからなるマスクを除去せずに、半導体膜に再度１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。（図９（Ｄ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。
【００５５】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ第１の加熱処理より低温で行う。これにより、不純物領域に前記金属元素がゲッタリングされる。
【００５６】
レジストを除去し、また、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００５７】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性は向上する。特にオフ電流値が下がる。
【００５８】
［実施形態２］
実施形態１にしたがって、図９（Ｃ）の第１の加熱処理まで行う。
【００５９】
その後、第２のドーピング処理は、半導体膜の主成分である元素をドーピングして、領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。前記第２のドーピングにより、前記第１の加熱処理によって格子位置に存在するようになった金属元素を不活性化し、格子間位置に存在させることになる。
【００６０】
次いで、図１０（Ａ）に示すように、第２の加熱処理を行う。前記第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ第１の加熱処理より低温で行う。これにより、前記領域に不純物元素がゲッタリングされる。
【００６１】
レジストを除去し、また、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００６２】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性は向上する。特にオフ電流値が下がる。
【００６３】
なお、本発明は、実施形態１および２で示したＴＦＴの作製方法に限らず、ボトムゲートやその他のＴＦＴの構造に対しても適用できる。
【００６４】
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。
【００６５】
【実施例】
［実施例１］
本実施例ではゲッタリング領域の固溶度を上げるために１５族に属する元素を再ドープする方法について図９〜１０を用いて説明する。
【００６６】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板３００を用いる。なお、基板３００としては、合成石英基板やシリコン基板、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、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００６７】
次いで、基板３００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜３０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜４０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜４０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜４０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００６８】
次に、下地絶縁膜上に半導体膜３０２を形成する。半導体膜３０２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により厚さ２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）成膜する。前記半導体膜３０２としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した。
【００６９】
続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた熱結晶化法を行う。ニッケルなどの金属元素の添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方法により、図９（Ｂ）に示す前記金属含有層３０３を形成する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化させる。本実施例では、ニッケルを含む溶液（重量換算濃度１０ｐｐｍ、体積５ｍｌ）を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行った。これにより、前記非晶質半導体膜はニッケルを５×１０18/cm3保持することになる。
【００７０】
また、熱結晶化法の後に、さらにレーザ結晶化法を行う場合は、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数１〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％として行えばよい。
【００７１】
フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク３０５ａ〜３０５ｅを形成し、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０６ａ〜３０６ｆを形成する。（図９（Ｃ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして行った。１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０21/cm3のリンが打ち込まれた。
【００７２】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では７００℃、７．５時間の加熱処理を行った。（１）式より、偏析係数は１２３になる。
【００７３】
続いて、レジストからなるマスクを除去せずに、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。（図９（Ｄ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして行った。１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０21/cm3のリンが打ち込まれた。
【００７４】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では５５０℃、６．６時間の加熱処理を行った。（１）式より、偏析係数は８３３になる。これにより、被ゲッタリング領域のニッケルの含有量は４．９×１０13/cm3まで減らすことが出来る。チャネル形成領域やオフセット領域などの高抵抗層は５×１０17/cm3以下であれば、ＴＦＴを作製した際の電気的特性に影響しないので、２回の加熱処理で充分ゲッタリング出来たと言える。
【００７５】
レジストを除去し、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００７６】
このようにして得られた半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流が下がり、良好な特性が得られる。
【００７７】
［実施例２］
本実施例ではゲッタリング領域の固溶度を上げるために半導体膜の主成分である元素をドープする方法について図９〜１０を用いて説明する。
【００７８】
実施例１にしたがって、図９（Ｃ）の第１の加熱処理まで行う。
【００７９】
続いて、レジストからなるマスクを除去せずに、半導体膜に半導体膜の主成分である元素を添加して、不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを形成する。（図１０（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして珪素（Ｓｉ）をドーピングした。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０20/cm3の珪素が打ち込まれた。
【００８０】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では５５０℃、６時間の加熱処理を行った。
【００８１】
レジストを除去し、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域３０７ａ〜３０７ｆを除去して半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００８２】
このようにして得られた半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流が下がり、良好な特性が得られる。
【００８３】
［実施例３］
本実施例ではソース領域及びドレイン領域となる領域に金属元素をゲッタリングさせる方法について図１５〜１６を用いて説明する。
【００８４】
まず、基板１０上に下地絶縁膜１１を形成する。基板１０としては、ガラス基板や石英基板やシリコン基板、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、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。
【００８５】
また、下地絶縁膜１１として、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜を形成する。前記下地絶縁膜は前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
【００８６】
次いで、前記下地絶縁膜上に半導体膜１２を形成する。前記半導体膜１２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜する。前記半導体膜１２としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
【００８７】
続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた熱結晶化法を行う。ニッケルなどの金属元素の添加方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方法によって、図１５（Ｂ）に示す前記金属含有層１３を形成する。その後、加熱処理を行ない、半導体膜を結晶化させる。この結晶化法により半導体膜中に金属元素が残留することになる。前記加熱処理後、さらに図１５（Ｄ）に示すように、レーザ結晶化法を行っても良い。前記レーザ結晶化法の際に用いるレーザ発振器として、大出力で、現状で３００Ｈｚ程度の高周波パルスを発振出来るエキシマレーザが良く用いられている。また、パルス発振のエキシマレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ等も用いることが出来る。また、レーザビームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気中などで行うことが出来る。さらに、レーザビームを照射する際に基板を５００度程度まで加熱しても良い。
【００８８】
得られた結晶質半導体膜にフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングして半導体層を形成する。
【００８９】
次いで、半導体層を覆う絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜の単層または積層構造で形成する。なお、この絶縁膜１６はゲート絶縁膜となる。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【００９０】
そして、絶縁膜１６上に、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウム、モリブデンから選ばれた一種または複数種の元素を成分とする導電性材料でゲート電極１７を形成する。本実施例では、膜厚４００ｎｍのＴａＮ膜からなるゲート電極を形成した。ゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【００９１】
その後、ゲート電極１７をマスクとして１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を用いて第１のドーピング処理を行ない、自己整合的に不純物領域１８を形成する。（図１６（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。また、１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行ない、半導体膜中に２×１０21/cm3のリン（Ｐ）を打ち込んだ。
【００９２】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では７００℃７．５時間の加熱処理を行った。
【００９３】
続いて、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を用いてを添加して、不純物領域１９を形成する。（図１６（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。また、ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。さらに１３族に属する元素をドーピングしても良い。本実施例では、ドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行ない、半導体膜中に２×１０21/cm3のリン（Ｐ）を打ち込んだ。
【００９４】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ前記第１の加熱処理の温度よりも低温で行う。これにより、ソース領域およびドレイン領域に前記金属元素がゲッタリングされる。
【００９５】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流値が下がり、良好な特性を達成することが出来る。
【００９６】
［実施例４］
本実施例では、１回目の加熱処理後、結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成し、ソース領域およびドレイン領域に金属元素をゲッタリングさせる方法について説明する。
【００９７】
実施例３にしたがって、図１５（Ｃ）の熱結晶化まで行う。なお、図１５（Ｄ）のレーザ結晶化を行っても良い。
【００９８】
フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク２７を形成し、半導体膜に１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を添加して、不純物領域２６を形成する。（図１７（Ａ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を１０ｋｅＶとして行った。１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この条件でドーピングを行ない、半導体膜中には２×１０21/cm3のリンが打ち込まれた。
【００９９】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で行う。本実施例では７００℃、７．５時間の加熱処理を行った。
【０１００】
レジストを除去し、ゲッタリングの終了した結晶質半導体膜の不純物領域２６を除去して半導体層を形成する。
【０１０１】
次いで、半導体層を覆う絶縁膜２８を形成する。絶縁膜２８はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜の単層または積層構造で形成する。なお、この絶縁膜１６はゲート絶縁膜となる。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１０２】
そして、絶縁膜２８上に、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウム、モリブデンから選ばれた一種または複数種の元素を成分とする導電性材料でゲート電極２９を形成する。本実施例では、膜厚４００ｎｍのＴａＮ膜からなるゲート電極を形成した。ゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０１０３】
その後、ゲート電極２９をマスクとして１５族に属する元素、または、１５族に属する元素および１３族に属する元素を用いて第２のドーピング処理を行ない、自己整合的に不純物領域３０を形成する。（図１７（Ｃ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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５×１０13/cm2以上とし、加速電圧を１０〜１００ｋｅＶとして行う。また、１５族に属する元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。本実施例ではドーズ量を２×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行ない、半導体膜中に２×１０21/cm3のリン（Ｐ）を打ち込んだ。
【０１０４】
次いで、結晶化を促進するために用いた金属元素を不純物領域にゲッタリングするための第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００℃以上で、かつ、第１の加熱処理より低温で行う。本実施例では５５０℃６時間の加熱処理を行った。
【０１０５】
このようにして形成された半導体層を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性はオフ電流値が下がり、良好な特性を達成することが出来る。
【０１０６】
［実施例５］
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図１０〜１３を用いて説明する。
【０１０７】
実施例１または２にしたがって、半導体層４０２〜４０６を得る。
【０１０８】
半導体層４０２〜４０６を形成した後、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）のドーピングを行ってもよい。
【０１０９】
次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１１０】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１１１】
次いで、図１０（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜４０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０１１２】
なお、本実施例では、第１の導電膜４０８をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ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若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【０１１３】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、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。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Pa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エッチングを行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。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。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。
【０１１４】
この後、レジストからなるマスク４１０〜４１５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（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。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。
【０１１５】
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°となる。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４１７〜４２２（第１の導電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１１６】
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第３のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する。（図１１（Ｂ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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１×１０13〜５×１０15/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０15/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層４１７〜４２１がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域４２３〜４２７が形成される。高濃度不純物領域４２３〜４２７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する。
【０１１７】
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、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第１の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成する。一方、第２の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほとんどエッチングされず、第２の導電層４２８ａ〜４３３ａを形成する。
【０１１８】
レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４３８ａ〜４３８ｇを形成して第４のドーピング処理を行って図１１（Ｃ）の状態を得る。不純物領域４２３〜４２７に選択的に不純物元素が添加され、不純物領域４３９〜４４３を形成する。
【０１１９】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４５２〜４５４を形成して第５のドーピング処理を行う。この第５のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域４５５〜４６０を形成する。第２の導電層４２８ａ〜４３２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域４５５〜４６０はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。（図１２（Ａ））この第５のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク４５２〜４５４で覆われている。第３のドーピング処理および第４のドーピング処理によって、不純物領域４５５〜４６０にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を２×１０20〜２×１０21/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。本実施例では、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層の一部が露呈しているため、不純物元素（ボロン）を添加しやすい利点を有している。
【０１２０】
以上までの工程でそれぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０１２１】
次いで、レジストからなるマスク４５２〜４５４を除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜４６１は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１２２】
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、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。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【０１２３】
また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【０１２４】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、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。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜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。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。
【０１２５】
また、活性化処理としてレーザアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザやＹＡＧレーザ等のレーザビームを照射することが望ましい。
【０１２６】
次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜４６２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したが、粘度が１０〜１０００ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面に凸凹が形成されるものを用いた。
【０１２７】
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第２の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行うことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。
【０１２８】
また、第２の層間絶縁膜４６２として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
【０１２９】
そして、駆動回路５０６において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成する。
【０１３０】
また、画素部５０７においては、画素電極４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成する。（図１２（Ｃ））この接続電極４６８によりソース配線（４４３ｂと４４９の積層）は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線４６９は、画素ＴＦＴのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域４４２と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する半導体層４５８と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７１としては、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。
【０１３１】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素部５０７を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。
【０１３２】
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域４７１、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４４４と重なる低濃度不純物領域４３４ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４３４ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４３９を有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電極４６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域４７２、ゲート電極と重なる不純物領域４５７、ゲート電極の外側に形成される不純物領域４５８、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５５を有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域４７３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４４６と重なる低濃度不純物領域４３６ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４４１を有している。
【０１３３】
画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域４７４、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４４７と重なる低濃度不純物領域４３７ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４４３を有している。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する半導体層４５８〜４６０には、それぞれｐ型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量５０５は、絶縁膜４５１を誘電体として、電極（４４８と４３２ｂの積層）と、半導体層４５８〜４６０とで形成している。
【０１３４】
また、本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
【０１３５】
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図１３に示す。なお、図１０〜図１２に対応する部分には同じ符号を用いている。図１２中の鎖線Ａ−Ａ’は図１３中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に対応している。また、図１２中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図１３中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。
【０１３６】
［実施例６］
本実施例では、実施例５で作製したアクティブマトリクス基板から、反射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１４を用いる。
【０１３７】
まず、実施例５に従い、図１２（Ｃ）の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１２のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向膜４７１を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜４７１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（図示しない）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。
【０１３８】
次いで、対向基板４７２を用意する。次いで、対向基板４７２上に着色層４７３、４７４、平坦化膜４７５を形成する。赤色の着色層４７３と青色の着色層４７４とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。
【０１３９】
本実施例では、実施例４に示す基板を用いている。従って、実施例４の画素部の上面図を示す図１３では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７０の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙と、接続電極４６８と画素電極４７０の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
【０１４０】
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
【０１４１】
次いで、平坦化膜４７５上に透明導電膜からなる対向電極４７６を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜４７７を形成し、ラビング処理を施した。
【０１４２】
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４７８で貼り合わせる。シール材４７８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４７９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４７９には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１０に示す反射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、対向基板のみに偏光板（図示しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
【０１４３】
以上のようにして作製される液晶表示パネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。
【０１４４】
［実施例７］
上記各実施例１乃至６のいずれか一を実施して形成されたＴＦＴは様々な電気光学装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＬディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ）に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。
【０１４５】
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、プロジェクター、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、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１８、図１９及び図２０に示す。
【０１４６】
図１８（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３００３、キーボード３００４等を含む。本発明を表示部３００３に適用することができる。
【０１４７】
図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０６等を含む。本発明を表示部３１０２に適用することができる。
【０１４８】
図１８（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３２０１、カメラ部３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５に適用できる。
【０１４９】
図１８（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０３等を含む。本発明は表示部３３０２に適用することができる。
【０１５０】
図１８（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３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ 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。本発明は表示部３４０２に適用することができる。
【０１５１】
図１８（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部３５０２に適用することができる。
【０１５２】
図１９（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５３】
図１９（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置３７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５４】
なお、図１９（Ｃ）は、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図１９（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１５５】
また、図１９（Ｄ）は、図１９（Ｃ）中における光源光学系３８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクター３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で構成される。なお、図１９（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１５６】
ただし、図１９に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及びＥＬ表示装置での適用例は図示していない。
【０１５７】
図２０（Ａ）は携帯電話であり、本体３９０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６等を含む。本発明を表示部３９０４に適用することができる。
【０１５８】
図２０（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６等を含む。本発明は表示部４００２、４００３に適用することができる。
【０１５９】
図２０（Ｃ）はディスプレイであり、本体４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。本発明は表示部４１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【０１６０】
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例１〜６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。
【０１６１】
【発明の効果】
本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。
（ａ）従来のＴＦＴの作製プロセスに適合した、簡単な方法である。
（ｂ）工程時間の短縮を図ることが出来る。
（ｃ）被ゲッタリング領域のサイズが拡大でき、面積効率が向上するため、設計の自由度が向上する。
（ｄ）以上の利点を満たした上で、ゲッタリング能力を向上させ、電気的特性の優れたＴＦＴを作製できる方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図２】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図３】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図４】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図５】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図６】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図７】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図８】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明するための図。
【図９】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１０】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１１】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１２】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１３】 画素ＴＦＴの構成を示す上面図。
【図１４】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作製工程を示す断面図。
【図１５】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明する例を示す図。
【図１６】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明する例を示す図。
【図１７】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明する例を示す図。
【図１８】 半導体装置の例を示す図。
【図１９】 半導体装置の例を示す図。
【図２０】 半導体装置の例を示す図。
Claims (14)
- 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜中に選択的に第１の元素を導入して第１の領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記第１の領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記第１の領域に第２の元素を導入して第２の領域を形成し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記第２の領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜を部分的にエッチングして島状半導体層を形成し、
前記島状半導体層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選択的に第１の元素を導入して、ソース領域およびドレイン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記ソース領域および前記ドレイン領域に第２の元素を導入し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜中に選択的に第１の元素を導入して第１の領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記第１の領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記第１の領域に第２の元素および第３の元素を導入して第２の領域を形成し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記第２の領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜を部分的にエッチングして島状半導体層を形成し、
前記島状半導体層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選択的に第１の元素を導入してソース領域およびドレイン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記ソース領域および前記ドレイン領域に第２の元素および第３の元素を導入し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜中に選択的に第１の元素および第２の元素を導入して第１の領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記第１の領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記第１の領域に第３の元素を導入して第２の領域を形成し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記第２の領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜を部分的にエッチングして島状半導体層を形成し、
前記島状半導体層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選択的に第１の元素および第２の元素を導入してソース領域およびドレイン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記ソース領域および前記ドレイン領域に第３の元素を導入し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜中に選択的に第１の元素および第２の元素を導入して第１の領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記第１の領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記第１の領域に第３の元素および第４の元素を導入して第２の領域を形成し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記第２の領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を導入し、
前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜を部分的にエッチングして島状半導体層を形成し、
前記島状半導体層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選択的に第１の元素および第２の元素を導入してソース領域およびドレイン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領域を形成し、
第１の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングし、
前記金属元素がゲッタリングされた前記ソース領域および前記ドレイン領域に第３の元素および第４の元素を導入し、
前記第１の加熱処理の温度より低温で第２の加熱処理を行って前記ソース領域および前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項１乃至８のいずれか一項において、
前記第１の元素として、１５族に属する元素のうち少なくとも１つの元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項１又は２において、
前記第２の元素として、１５族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、１３族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、または前記結晶質半導体膜の主成分である元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項３又は４において、
前記第２の元素または前記第３の元素として、１５族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、１３族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、または前記結晶質半導体膜の主成分である元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項５乃至８のいずれか一項において、
前記第２の元素として、１３族に属する元素のうち少なくとも１つの元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項５又は６において、
前記第３の元素として、１５族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、１３族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、または前記結晶質半導体膜の主成分である元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項７又は８において、
前記第３の元素または前記第４の元素として、１５族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、１３族に属する元素のうち少なくとも１つの元素、または前記結晶質半導体膜の主成分である元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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