JPH08153699A - 薄膜半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 薄膜トランジスタのソース／ドレイン間のリ
ーク電流を減少させる。 【構成】 シリコンをエッチングする作用を有する液体
又は非電離状態の気体を用いて、シリコン膜をエッチン
グして、テーパー状のエッヂを有する島状シリコン半導
体領域１０５を形成する。もしくは、ドライエッチング
法によってテーパー状のエッヂ部を有する島状シリコン
半導体領域を形成し、当該液体又は気体を用いて、エッ
ヂ部分をエッチングして、プラズマによるダメージを受
けた部分１０７を除去する。これらのエッチング方法に
より、プラズマダメージの無い、テーパ状の島状シリコ
ン領域１１２を得ることができる。当該部分に起因する
ソース／ドレイン間のリーク電流を低減できる。また、
ゲイト電極が島状シリコン領域を横断する際の断線等の
不良が低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜集積回路に用いる
回路素子、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構造
および作製方法に関するものである。本発明によって作
製される薄膜トランジスタは、ガラス等の絶縁基板上、
単結晶シリコン等の半導体基板上に形成された絶縁体
上、いずれにも形成され、例えば、液晶ディスプレーの
アクティブマトリクス回路やイメージセンサーの駆動回
路等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタを作製するには、酸化
珪素や窒化珪素等の絶縁被膜上に形成されたシリコン半
導体薄膜をエッチングして、島状シリコン領域（活性
層）を形成した後、ゲイト絶縁膜とゲイト電極を形成し
ている。最近、７５０℃以下の低温度で薄膜トランジス
タを形成することが要求されている。低温プロセスで
は、従来の半導体集積回路技術のように熱酸化法によ
り、ゲイト絶縁膜等の絶縁被膜を得ることは不可能であ
るので、もっぱら、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）や化
学的気相成長法（ＰＶＤ法）を採用している。また、島
状シリコン領域は、シリコン膜をドライエッチングする
ことによって形成している。シリコンと下地の酸化珪素
あるいは窒化珪素の選択比を向上させる必要から反応性
イオンエッチング法が採用されている。この方法では、
島状シリコン領域の断面はぼぼ垂直にエッチングされ
る。

【０００３】しかしながら、ＣＶＤ法やＰＶＤ法で形成
される絶縁被膜は、ステップカバレージ（段差被覆性）
が悪い。島状シリコン領域のエッヂ部がほぼ垂直な場合
には、ゲイト絶縁膜厚みはエッヂ部では典型的には平坦
部の厚さの半分になることもある。

【０００４】このように、島状シリコン領域のエッヂ部
のゲイト絶縁膜の厚さが薄くなると、ゲイト電極の電界
が薄膜トランジスタのエッヂ部に集中的に印加されてし
まう。例えば、エッヂ部のゲイト絶縁膜の厚さが平坦部
の半分であれば、その電界強度は２倍になる。この結
果、エッヂ部で耐圧が低下して、絶縁破壊が生ずじた
り、、ゲイト／ソース間、あるいはゲイト／ドレイン間
にリーク電流が発生したりしてしまう。

【０００５】更に、島状シリコン領域の段差が急峻であ
ると、ゲイト電極が島状シリコン領域のエッヂ部分で断
線することも多い。このため、信頼性の低下したり、歩
どまりの低下をまねいている。この問題点を解消するた
めに、島状シリコン領域のエッヂ部を垂直ではなく、斜
めの断面を有する形状（テーパー状）に形成して、絶縁
被膜のステップカバレージの悪さから生ずる問題を回避
することが提案されている。

【０００６】図３に、テーパー状のエッヂを有する典型
的なＴＦＴの上面図、その図面のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’に
沿った断面図を示す。基板上に形成されたＴＦＴの薄膜
シリコン半導体領域は不純物領域（ソース、ドレイン領
域、Ｐ型もしくはＮ型の導電型を示す）２４、２５とゲ
イト電極２３の下に位置し、実質的に真性のチャネル形
成領域２１に分けられる。また、このシリコン半導体領
域を覆って、ゲイト絶縁膜２２が設けられる。図には示
されていないが、さらにこれらを覆って層間絶縁物が設
けられ、その上に配線が形成される。この配線は層間絶
縁物に形成されたコンタクトホールを介して、不純物領
域２４、２５に接続される。

【０００７】図３に示すように、シリコン半導体領域の
エッヂ部をテーパー状とすることにより、ゲイト絶縁膜
２２はエッヂ部においても平坦部とほぼ同じ厚さを保つ
ことができ、エッヂ部における耐圧を向上させることが
できた。

【０００８】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、このよう
な対策は根本的な解決方法ではなかった。確かにテーパ
ー状とすることにより、断線は減少したが、解決できな
い問題も多かった。その最大のものはソース／ドレイン
間のリーク電流である。ＴＦＴのソース／ドレイン間に
所定のドレイン電圧を印加しても、ゲイト電極の電位が
ソースと同じであれば、チャネルが形成されないのでソ
ース／ドレイン間には実質的に電流が流れず、計算上、
オフ電流は０．１ｐＡ以下のはずであった。

【０００９】しかし、現実には１０ｐＡ以上のリーク電
流（以下、オフ電流という）が観察された。しかも、奇
妙なことにこの電流はＴＦＴのチャネル幅によらずほぼ
同じであることも明らかになった。このようなオフ電流
は、特にアクティブマトリクス回路のスイッチングトラ
ンジスタに用いる場合には致命的なものであり、オフ電
流を１０ｐＡ以下、好ましくは２ｐＡ以下とすることが
必要であった。

【００１０】本発明人はオフ電流の原因について考察を
進めた結果、実質的に真性なチャネル形成領域２１のう
ち、シリコン領域のエッヂ部２８を伝って電流２７が流
れていることを見出した。そして、これは、ドライエッ
チング法によってシリコン膜をエッチングして、島状シ
リコン領域を形成する工程において、エッヂ部に多大な
プラズマによるダメージが与えられるためであることが
明らかにされた。

【００１１】さまざまな電気的・物理的測定の結果、ド
ライエッチング工程のためにエッヂ部２８にダメージを
受けた部分２６が形成され、この部分ではシリコン中に
不対結合手（ダングリングボンド）が生じ、また、シリ
コン表面が低度に酸化されて特性の悪い酸化珪素膜が形
成されることが明らかになった。ダングリングボンドや
低度の酸化珪素膜は半導体特性を損なうもので、電気的
には導体に近い挙動を呈せしめるものである。このよう
なプラズマによるダメージは、エッヂがテーパー状なも
のにのみ固有ではなく、ドライエッチング法によって島
状シリコン領域を形成した場合には全て与えられること
が明らかになった。

【００１２】このようなダメージを受けた部分２６とい
うのは、チャネル幅に関係なく、ほぼ同じ断面積しか存
在しないため、オフ電流もチャネル幅によらずほぼ同じ
値となる。したがって、オフ電流をより低減させるに
は、ダメージを受けた部分２６を除去することが必要で
あった。あるいは、プラズマダメージを全く受けること
のない新たなエッチング方法を用いる必要がある。本発
明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、テー
パー状のエッヂを有し、かつ、エッヂ部にプラズマによ
るダメージのない島状シリコン領域を形成する方法を提
供する。

【００１３】

【発明を解決するための手段及び作用】上述の問題点を
解消するために、本発明の第１の発明に係る薄膜半導体
装置の作製方法の構成は、シリコンをエッチングする作
用を有する非プラズマ処理によりテーパー状のエッジを
有する島状のシリコン半導体領域を形成する。ことを特
徴とする。

【００１４】上記構成を有する薄膜半導体の作製方法
は、液体を用いたウェットエッチング法もしくは非電離
状態の気体を用いたガスエッチング法によってシリコン
膜をエッチングすることにより、プラズマを用いないで
島状シリコン領域を形成するようにしている。

【００１５】ウェットエッチング法には、シリコンをエ
ッチングする作用を有する液体、例えば、ＮＨ₂ 基を有
するヒドラジン（ＮＨ₂ ＮＨ₂ ）、エチレンジアミン
（ＮＨ₂（ＣＨ₂ ）₂ ＮＨ₂ ）溶液、フッ化水素酸（フ
ッ酸）と硝酸の混合溶液（フッ硝酸）のような酸性溶
液、あるいは第４アンモニウム水酸化物を有するアルカ
リ性液体を用いればよい。或いは、非電離状態の気体に
は、フッ化塩素系の気体を使用すればよい。

【００１６】ウェットエッチング法や非電離状態の気体
を用いたガスエッチング法ではプラズマダメージが生じ
ず、かつ、良く知られているように等方性のエッチング
であるので、上記の厚さのシリコン膜であれば、エッチ
ング断面は極めてなだらかな形状となる。 この結果、
ゲイト電極の断線は生じず、かつ、オフ電流も十分に低
減できた。段差被覆性をより向上させて歩留りを上げる
には、島状シリコン領域の上に形成するゲイト絶縁膜の
厚さをシリコン膜の２〜１０倍とすると良い。

【００１７】しかしながら、上記のエッチング方法で
は、シリコン膜の厚さが１０００Å以上ではエッヂ断面
の形状が垂直に近いものとなり、本発明の目的とする島
状シリコン領域を得るが困難であるため、シリコン膜の
厚さを１００〜１０００Åと限定する必要がある。

【００１８】また、シリコン膜をテーパー状にエッチン
グするには、マスクを使用する必要がある。

【００１９】上記の要件を満たすようにすると、本発明
に係る薄膜半導体装置の作製方法は、（１） 絶縁被膜
上に形成された厚さ１００〜１０００Åのシリコン膜上
にマスク膜を形成する工程と、（２） シリコンをエッ
チングする作用を有する液体もしくは非電離状態の気体
によって、前記マスク膜を用いて前記シリコン膜をエッ
チングすることにより、テーパー状のエッヂを有する島
状の薄膜シリコン半導体領域を形成する工程と、を有す
る構成とすることができる。

【００２０】上記工程（１）において、シリコンをエッ
チングする作用を有する液体には、フッ化水素酸（フッ
酸）と硝酸の混合溶液（フッ硝酸）のような酸性溶液、
ヒドラジン、エチレンジアミン（ＮＨ₂ （ＣＨ₂ ）₂ Ｎ
Ｈ₂ ）のようなＮＨ₂ 基を有する溶液、第４アンモニウ
ム水酸化物を有するアルカリ性液体を用いればよい。特
にＮＨ₂ 基を有する溶液を用いる場合には、溶液中に水
（Ｈ₂ Ｏ）を適当な比率で混合し、また、プロパノー
ル、ブタノール、イソプロパノール（ＣＨ₃ ＣＨＯＨＣ
Ｈ₃ ）やパイロカテコール（Ｃ₆ Ｈ₄ （ＯＨ）₂ ）を併
せて使用すると効果が高い。

【００２１】或いは、上記工程（１）において、シリコ
ンをエッチングする作用を有する非電離状態の気体に
は、フッ素と塩素の化合物、例えば、一フッ化塩素（Ｃ
ｌＦ）、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃ ）、五フッ化塩素（Ｃ
ｌＦ₅ ）等のフッ化力の強い気体が好ましい。シリコン
はフッ化塩素系の気体に接すると、フッ化されて、気体
のフッ化珪素化合物等になって、エッチングされる。特
に三フッ化塩素は化学的に安定で貯蔵しやすく、利用し
やすい。また、酸化珪素をほとんどエッチングしないた
めマスクとして酸化珪素を用いることができる。ただ
し、いずれも有機物とは激しく反応するため、フォトレ
ジスト等の有機材料をマスクとすることはできない。

【００２２】なお、三フッ化塩素による多結晶シリコン
のエッチングレートは常温、３．５ｔｏｒｒ（ＣｌＦ₃
／Ｎ₂ ＝３００ｓｃｃｍ／９００ｓｃｃｍ）において、
約６５０Å／分である。同じ条件で、プラズマＣＶＤ法
によって作製された酸化珪素、窒化珪素のエッチングレ
ートはそれぞれ、約１５Å／分、約１００Å／分であ
る。

【００２３】上記の工程（２）を図４、図７に基づいて
説明する。図４（Ｃ）、図７（Ｃ）に示す工程は、島状
のシリコン領域（４０６、７０６）を形成する工程であ
り、マスク膜（４０５、７０５）を用いて、シリコン膜
（４０２、７０２）をエッチングして、島状のシリコン
領域（４０６、７０６）を形成する。

【００２４】マスク膜（４０５、７０５）を形成するに
は、酸化珪素、窒化珪素あるいは酸化窒化珪素（ＳｉＯ
_x Ｎ_y ）を主成分とする層（４０３、７０３）の上の全
面にフォトレジストを塗布して、公知のフォトリソグラ
フィー法によってレジストのマスク（４０４、７０４）
を形成し、これを用いて、その下層の酸化珪素や窒化珪
素あるいは酸化窒化珪素を主成分とする層（４０３、７
０３）をエッチングする。（図４（Ｂ）、図７（Ｂ））

【００２５】図４（Ｂ）では、この後、レジストのマス
ク（４０４、７０４）（３４）を剥離する。これは、シ
リコンをエッチングするための処理溶液あるいは処理気
体、例えばヒドラジンや三フッ化塩素によって、有機物
のレジストのマスク（４０４）は相当なダメージを受け
るため、マスクとして実質的に機能するのは、酸化珪素
や窒化珪素あるいは酸化窒化珪素を主成分とするマスク
（４０５）のみであるからである。

【００２６】このように、酸化珪素や窒化珪素を主成分
とする層（４０３、７０３）をエッチングした後は、レ
ジストのマスク（３４）は不要であるのだが、フォトレ
ジストを剥離する際に、シリコン（４０２、７０２）表
面がごく薄く酸化されるおそれがあり、シリコン（４０
２、７０２）と酸化珪素のエッチングレートが非常に異
なる場合にはエッチャング作用が低下する。

【００２７】このため、図７の工程（Ｃ）では、十分な
エッチング作用を得るために、フォトレジストのマスク
（７０４）を剥離しないで、シリコン膜（７０２）をエ
ッチングしている。

【００２８】なお、酸化珪素や窒化珪素あるいは酸化窒
化珪素を主成分とする層（３３）はプラズマＣＶＤ法、
減圧ＣＶＤ法等の物理的気相成長法（ＣＶＤ法）、スパ
ッタ法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）によって作成
する。５００℃以上の温度で加熱することができるので
あれば、熱酸化法を用いることも可能である。

【００２９】また、第２の発明の構成は、（１）シリコ
ン膜に対してプラズマを用いたエッチングを行うことに
よって島状を有するシリコン半導体領域を形成する工程
と、（２）前記シリコン半導体領域のプラズマダメージ
を受けた領域を非プラズマ処理によってエッチング除去
する工程と、を有する。

【００３０】上記の構成は本発明の主要な構成要件の１
つであり、プラズマを用いたエッチングによってテーパ
ー状のエッヂを有する島状シリコン領域を形成した後、
液体を用いたウェットエッチング法もしくは非電離状態
の基体を用いたガスエッチング法によってシリコン膜を
エッチングすることにより、プラズマによるエッチング
の際にダメージを受けた部分を除去する。

【００３１】更に、本発明を薄膜トランジスタの作製工
程に応用する場合には、その工程は以下に示す構成を有
する。 （１） シリコン膜をドライエッチング法によってエッ
チングすることにより、マスク膜をその上に有し、エッ
ヂ部がテーパー状である島状の薄膜シリコン半導体領域
を形成する工程 （２） シリコン膜をエッチングする作用を有する液体
（処理溶液）もしくは非電離状態の気体（処理気体）に
よって、前記薄膜シリコン半導体領域のエッヂ部を処理
する工程 （３） 前記薄膜半導体領域を横断してゲイト電極を形
成する工程 を基本的な構成として有する。

【００３２】上述の構成を有する発明は、ドライエッチ
ング法によってテーパー状のエッヂを有する島状シリコ
ン領域を形成した後に、ドライエッチングの際にダメー
ジを受けた部分をシリコンをエッチングする作用を有す
る液体もしくは非電離状態の気体を用いてエッチングす
る。

【００３３】上記の構成を有する薄膜半導体装置の作製
方法においては、特にシリコン膜の厚さに制限はなく、
ドライエッチング法ではウェットエッチングもしくはガ
スエッチングの場合よりも良好なテーパー状のエッヂを
得ることができる。なお、上記の工程（２）と（３）の
間にゲイト絶縁膜を形成する工程を設けてもよいことは
いうまでもない。

【００３４】上記工程（１）と（２）の間に４００℃以
上の熱アニールをおこなうと、シリコン膜に含有されて
いる重金属等がドライエッチングによってダメージを受
けた部分に凝集し、次の工程（２）において、該部分が
エッチングされるので、シリコン膜の高純度化を達成す
ることができる。熱アニールに際しては、シリコン膜と
の反応を避けるために、水素もしくは窒素雰囲気でおこ
なうことが望ましい。

【００３５】特にニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）
等のアモルファスシリコンの結晶化を促進させる元素
（触媒元素）を用いて、シリコン膜の結晶化をおこなっ
た場合には残留する触媒元素が素子特性に与える悪影響
が懸念された。これらの触媒元素を用いると結晶化温度
を低下させ、また、結晶化時間を短縮させることが可能
であったが、そのためには、少なくとも１×１０¹⁷原子
／ｃｍ³ 以上の濃度の触媒元素をシリコン膜に添加する
必要があった。

【００３６】このような触媒元素は上記の熱アニール工
程によってシリコン膜中の濃度が低下して、エッヂ部に
凝集し、これをエッチングすることにより除去できる。
熱アニールの温度は高ければ高いほど効果があるが、他
の材料に対する影響を考慮する必要もあり、基板として
ガラス材料を用いた場合には、その歪み点以下の温度と
することが好ましい。典型的には、４００〜５５０℃の
温度が好ましい。

【００３７】シリコンをエッチングする作用を有する液
体としては、フッ化水素酸（フッ酸）と硝酸の混合溶液
（フッ硝酸）のような酸性溶液やヒドラジン、エチレン
ジアミン（ＮＨ₂ （ＣＨ₂ ）₂ ＮＨ₂ ）、第４アンモニ
ウム水酸化物を有するアルカリ性液体を用いればよい。
特に後者の場合には、溶液中に水（Ｈ₂ Ｏ）を適当な比
率で混合し、また、プロパノール、ブタノール、イソプ
ロパノール（ＣＨ₃ ＣＨＯＨＣＨ₃ ）やパイロカテコー
ル（Ｃ₆ Ｈ₄ （ＯＨ）₂ ）を併せて使用すると効果が高
い。

【００３８】非電離状態でシリコンをエッチングする作
用を有する液体としては、フッ化塩素、例えば、一フッ
化塩素（ＣｌＦ）、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃ ）、五フッ
化塩素（ＣｌＦ₅ ）等が好ましい。中でも三フッ化塩素
は化学的に安定で貯蔵しやすく、利用しやすい。さら
に、酸化珪素とほとんどエッチングしないためマスクと
して酸化珪素を用いることができる。

【００３９】この際に注意しなければならないことは、
これらの液体や気体はシリコンをエッチングするので、
島状シリコン領域は何らかのマスク作用を有する被膜
（マスク膜）で覆われていて、実質的にエッヂ部のみが
露出されているような構造とする必要があるということ
である。そうでないと、エッヂ部のみならず、島状シリ
コン領域全体がエッチングされてしまうこととなる。

【００４０】ヒドラジンやエチレンジアミンあるいはフ
ッ化塩素を用いる場合には、マスク膜には有機物は使用
できないので、酸化珪素、窒化珪素あるいは酸化窒化珪
素（ＳｉＯ_x Ｎ_y ）の被膜を用いる。これらの被膜はプ
ラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法等の物理的気相成長法
（ＣＶＤ法）、スパッタ法等の物理的気相成長法（ＰＶ
Ｄ法）によっても得られるが、５００℃以上の温度が使
用できるのであれば、熱酸化によって得ることも可能で
ある。

【００４１】このような酸化珪素等のマスク膜はフォト
レジストのマスクにより形成されるため、シリコンをエ
ッチングするマスクは実質的にはフォトレジストと見做
すこともできる。酸化珪素等のマスク膜を形成した後
は、フォトレジストのマスク膜は不要になるので、除去
すればよい。

【００４２】上述のエッチング工程を図１（Ａ）〜
（Ｅ）に従って説明する。まず、絶縁性表面１０１上に
形成された結晶性もしくは非晶質のシリコン膜２の表面
に酸化珪素、窒化珪素等、工程（２）で用いる処理溶液
でエッチングされない材料の薄い被膜１０３を形成す
る。そして、公知のフォトレジスト工程によってフォト
レジストを用いてマスク１０４を形成する。（図１
（Ａ））

【００４３】その後、ドライエッチング法によってマス
ク１０４（エッチングによって、テーパー状のエッヂの
形状を有するマスク１０６に変化している）を用いて、
被膜１０３およびシリコン膜１０２をエッチングし、島
状シリコン領域１０５を形成する。島状シリコン領域１
０５のエッヂはテーパー状となっているが、その表面に
はプラズマによるダメージを受けた部分１０７が存在す
る。（図１（Ｂ））その後、フォトレジストのマスク１
０４を除去する。しかし、島状シリコン領域１０５の上
には被膜１０３がエッチングされた新たなマスク膜１０
８が残っている。（図１（Ｃ））

【００４４】マスク膜１０８は処理溶液や処理気体によ
ってはエッチングされないので、該溶液もしくは気体に
よる処理では、シリコン膜のエッヂから横方向にエッチ
ングが進行し、プラズマダメージを受けた部分１０７を
含む領域１０９がエッチングされる。エッチングの進行
距離ｘはプラズマによるダメージを受けた部分１０７が
完全に除去できることを量産性・制御性に優れているこ
とが必要で、１００〜１００００Å、典型的には、３０
０〜３０００Åが好ましい。

【００４５】なお、処理溶液としてヒドラジン等のアル
カリ溶液、あるいは処理気体としてフッ化塩素を用いる
場合には、エッヂ表面に酸化珪素膜が存在するとエッチ
ングが進行しないので、処理溶液による処理に先立っ
て、フッ酸を有するエッチャント（例えば、緩衝フッ
酸）等によって処理して、酸化珪素膜を除去しておくこ
とが望ましい。（図１（Ｄ））

【００４６】その後、マスク膜１０８を除去し、ＰＶＤ
法やＣＶＤ法によってゲイト絶縁膜１１０を形成する。
ゲイト絶縁膜１１０の形成に際しては、その前に７５０
℃以下の温度で熱酸化することによって、表面に薄い熱
酸化膜を形成しておいてもよい。なお、マスク膜１０８
のエッチングに際しては、絶縁表面１０１も同時にエッ
チングされる可能性があり、その深さｙ₂ はマスク膜１
０８の材質、厚さｙ₁ と絶縁表面１０１の材質に強く依
存する。（図１（Ｅ））

【００４７】処理溶液あるいは処理気体がフォトレジス
ト等の有機材料を浸食しないものであれば、レジストの
マスクを使用して、テーパ状の島状シリコン領域１１４
を形成することもできる。

【００４８】このようなエッチング工程を図１（Ｆ）〜
（Ｈ）に従って説明する。フォトレジストのマスク１１
３を用いて、ドライエッチング法により、絶縁表面１１
１上に形成されたシリコン膜をテーパー状にエッチング
して、島状シリコン領域１１２をに形成する。（図１
（Ｆ））

【００４９】島状シリコン領域１１２のエッヂの表面に
はプラズマによるダメージを受けた部分１４が存在す
る。そして、フォトレジストのマスク１１３を残したま
ま、これを処理溶液もしくは処理気体によりエッチング
する。フォトレジストのマスク１１３が存在するために
テーパーのエッヂ部から横方向にエッチングが進行す、
プラズマダメージを受けた部分１４を含む領域１５がエ
ッチングされる。（図１（Ｇ）） その後、フォトレジストのマスク１３を除去し、ゲイト
絶縁膜１６を形成する。（図１（Ｈ））

【００５０】図１においては、フォトレジストのマスク
１０４を剥離したのちに、プラズマダメージを除去する
ようにしたが、フォトレジストのマスク１０４を剥離す
る際に、島状シリコン領域の表面がごく薄く酸化される
おそれがある。ＮＨ₂ 基を有する液体等のように処理溶
液、処理気体の種類によっては、エッチャング作用が低
下してしまう。このため、プラズマダメージを除去する
際には、フォトレジストのマスクを剥離しないで、マス
ク膜をフォトレジストのごとき有機物を主成分とする層
と酸化珪素、窒化珪素を主成分とする層の多層構造と
し、有機物を主成分とする層を付けたまま、シリコンを
エッチングしてもよい。

【００５１】このようなエッチング工程を図２（Ａ）〜
（Ｄ）を用いて説明する。まず、絶縁性表面２０１上に
形成された結晶性もしくは非晶質のシリコン膜２０２の
表面に酸化珪素、窒化珪素を主成分とし、工程（２）で
用いる処理溶液や処理気体でエッチングされない材料の
薄い被膜２０３を形成する。そして、公知のフォトリソ
グラフィー工程によってフォトレジストを用いてフォト
レジストのマスク２０４を形成する。（図２（Ａ））

【００５２】その後、フォトレジストのマスク２０４
（エッチングによって、テーパー状のエッヂの形状を有
するフォトレジストのマスク２０６に変化している）を
用いてドライエッチング法によって、被膜２０３および
シリコン膜２０２をエッチングし、島状シリコン領域２
０５を形成する。島状シリコン領域２０５のエッヂはテ
ーパー状となっているが、その表面にはプラズマによる
ダメージを受けた部分２０７が存在する。（図２
（Ｂ））

【００５３】その後、処理溶液もしくは処理気体によっ
て、、側面の露出された部分を処理する。ここでは、シ
リコン膜のエッヂから横方向にエッチングが進行し、プ
ラズマダメージを受けた部分２０７を含む領域２０９が
エッチングされる。エッチングの進行距離ｘはプラズマ
によるダメージを受けた部分２０７が完全に除去できる
ことを量産性・制御性に優れていることが必要で、１０
０〜１００００Å、典型的には、３００〜３０００Åが
好ましい。なお、エッヂ表面に酸化珪素膜が存在すると
エッチングが進行しないので、ＮＨ₂ 基を有する溶液に
よる処理に先立って、フッ酸を有するエッチャント（例
えば、緩衝フッ酸）等によって処理して、酸化珪素膜を
除去しておくことが望ましい。なお、エッヂ表面に酸化
珪素が存在するとエッチングが進行しないので、処理に
先立って、フッ酸を有するエッチャント（例えば、緩衝
フッ酸）等によって処理して、酸化珪素を除去しておく
ことが好ましい。また、図ではフォトレジストのマスク
２０６には何ら変化が無いように示されているが、処理
溶液や処理気体の種類によっては、完全に溶解もしくは
燃焼してしまうこともある。（図２（Ｃ））

【００５４】その後、フォトレジストが残存している場
合は、これを剥離し、さらに、その下の酸化珪素や窒化
珪素を主成分とする膜２０８を除去し、ＰＶＤ法やＣＶ
Ｄ法によってゲイト絶縁膜２１０を形成する。ゲイト絶
縁膜２１０の形成に際しては、その前に７５０℃以下の
温度で熱酸化することによって、表面に薄い熱酸化膜を
形成しておいてもよい。

【００５５】なお、酸化珪素や窒化珪素を主成分とする
膜２０８のエッチングに際しては、絶縁表面２０１も同
時にエッチングされる可能性があり、その深さｙ₂ はマ
スク膜２０８の材質、厚さｙ₁ と絶縁表面２０１の材質
に強く依存する。（図２（Ｄ）） 段差ｙ₂ を小さくするためには、上記の酸化珪素や窒化
珪素を主成分とする膜２０３を十分に薄くすればよい
が、その場合には、フォトレジストとシリコン膜が直接
に接触することとなるので、シリコン膜の汚染が発生す
る危険がある。

【００５６】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例はウェットエッチング法によって
島状シリコン領域を形成する方法に関するものである。
図４に基づいて、本実施例を説明する。まず、図示しな
いガラス基板上にスパッタリング法によって厚さ２００
０Åの酸化珪素膜を下地膜４０１として形成する。さら
に、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ１００〜１０００
Å、例えば５００Åのアモルファス状態のシリコン膜４
０２を堆積する。そして、３５０〜５５０℃で０．５〜
８時間、熱アニールすることによりシリコン膜４０２中
に含まれる過剰な水素を放出させる。

【００５７】ＫｒＦエキシマーレーザー光（波長２４８
ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、シリコン膜
４０２を結晶化させた。レーザーのエネルギー密度は２
５０〜４００ｍＪ／ｃｍ² が適切であった。結晶化工程
としては、この他にも５５０〜９５０℃の温度で熱アニ
ールをおこなう方法が採用できる。また、熱アニールと
上記のようなレーザー照射を併用して、結晶化させても
よい。

【００５８】結晶化工程の後、スパッタリング法によっ
て、酸化珪素膜を保護膜４０３として厚さ２００Åに堆
積する。そして、全表面にフォトレジストを塗布して、
公知のフォトリソグラフィー法によってフォトレジスト
をパターニングして、フォトレジストのマスク４０４を
形成する。（図４（Ａ））

【００５９】次に、このフォトレジストのマスク４０４
を用いて、緩衝フッ酸により酸化珪素の保護膜４０３を
エッチングして、酸化珪素のマスク膜４０５を形成す
る。緩衝フッ酸には、フッ化水素：フッ化アンモニウム
＝１：１０の比で混合された溶液（以下、１／１０ＢＨ
Ｆという）を用いた。その後、フォトレジストのマスク
４０４を剥離し、酸化珪素のマスク膜４０５を露出させ
る。（図４（Ｂ））

【００６０】次に、ヒドラジンの水溶液により、シリコ
ン膜４０２をエッチングする。シリコン膜４０２におい
て、酸化珪素のマスク膜４０５が存在する領域はエッチ
ングされずに、その他の領域でエッチングが進行する。
この結果、概略テーパー状のエッヂを有する島状シリコ
ン領域４０６が形成される。なお、ヒドラジンと水の比
率（ｍｏｌ比）は３６：７４とする。（図４（Ｃ））

【００６１】その後、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマス
ク膜４０５をエッチングする。本実施例では下地膜４０
１とマスク膜４０５が同じスパッタリング法によって成
膜された酸化珪素膜であるため、同一のエッチング条件
となる。スパッタリング法による酸化珪素膜は１／１０
ＢＨＦ（２３℃）に対してエッチング速度は９００〜１
０００Å／分であるので、マスク膜４０５のエッチング
の際に、下地膜４０１がエッチングされる深さは、オー
バーエッチングを考慮しても、マスク膜４０５の厚さと
同程度の２５０〜３５０Åにすることができる。

【００６２】酸化珪素のマスク膜４０５をエッチングし
た後、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ１０００〜１５
００Å、例えば、１２００Åのゲイト絶縁膜として酸化
珪素膜４０７を成膜する。原料ガスとしては、ＴＥＯＳ
（テトラエトキシ・シラン、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ）と
酸素（Ｏ₂ ）を用い、成膜温度は２５０〜４００℃、例
えば、３５０℃とする。（図４（Ｄ））

【００６３】〔実施例２〕本実施例はウェットエッチン
グ法によって島状シリコン領域を形成する方法に関する
ものである。図４に本実施例を示す。まず、図示しない
ガラス基板上にスパッタリング法によって厚さ２０００
Åの酸化珪素膜を下地膜４０１として形成する。さら
に、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ１００〜１０００
Å、例えば５００Åのアモルファス状態のシリコン膜４
０２を堆積する。そして、３５０〜５５０℃で０．５〜
８時間、熱アニールすることによりシリコン膜４０２中
に含まれる過剰な水素を放出させる。

【００６４】そして、ＫｒＦエキシマーレーザー光（波
長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、シ
リコン膜４０２を結晶化させた。レーザーのエネルギー
密度は２５０〜４００ｍＪ／ｃｍ² が適切である。

【００６５】結晶化工程の後、スパッタリング法によっ
て、厚さ２００Åの酸化珪素膜を保護膜４０３として堆
積する。そして、全面にフォトレジストを塗布し、公知
のフォトリソグラフィー法によってフォトレジストをパ
ターニングして、フォトレジストのマスク４０４を形成
する。（図４（Ａ））

【００６６】次に、このフォトレジストのマスク４０４
を用いて、緩衝フッ酸により、酸化珪素の保護膜４０３
をエッチングして、酸化珪素のマスク膜４０５を形成す
る。緩衝フッ酸には１／１０ＢＨＦを用いた。（図４
（Ｂ））

【００６７】そして、フォトレジストのマスク４０４を
剥離して、酸化珪素のマスク膜４０５を露出させた後
に、フッ酸、硝酸、酢酸の混合液により、シリコン膜４
０２をエッチングする。本実施例では、フッ酸：硝酸：
酢酸＝１：５：１０〜２０の比で混合された溶液を用い
る。シリコン膜４０２は酸化珪素のマスク膜４０５が存
在する領域ではエッチングされず、その他の領域ではエ
ッチングが進行した。この結果、概略テーパー状のエッ
ヂを有する島状シリコン領域４０６が形成された。エッ
チングレートは温度にも依存するが、約１０秒〜１分間
で、シリコン膜４０２は５００Å程エッチングされる。
（図４（Ｃ））

【００６８】その後、１／１０ＢＨＦにより、酸化珪素
のマスク膜４０５をエッチングして、除去する。本実施
例では下地膜４０１、マスク膜４０５双方はスパッタリ
ング法により成膜された酸化珪素膜であるため、同一の
エッチング条件となる。スパッタリング法による酸化珪
素膜は１／１０ＢＨＦ（２３℃）に対してエッチング速
度は９００〜１０００Å／分であるので、マスク膜４０
５のエッチングの際に、下地膜４０１がエッチングされ
る深さは、オーバーエッチングを考慮しても、マスク膜
４０５の厚さと同程度の２５０〜３５０Åにすることが
できる。

【００６９】その後、プラズマＣＶＤ法により、厚さ１
０００〜１５００Å、例えば１２００Åの酸化珪素膜４
０７をゲイト絶縁膜として成膜する。原料ガスには、Ｔ
ＥＯＳ（テトラエトキシ・シラン、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）
₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用いて、成膜温度は２５０〜４０
０℃、例えば、３５０℃とした。（図４（Ｄ））

【００７０】〔実施例３〕本実施例はウェットエッチン
グ法によって島状シリコン領域を形成する方法に関する
ものである。図４に本実施例を示す。まず、ガラス基板
（図示せず）上に厚さ２０００Åの酸化珪素の下地膜４
０１、厚さ５００Åのアモルファス状態のシリコン膜４
０２を堆積した。そして、酸素雰囲気中、５５０℃で１
時間、熱アニールすることにより、シリコン膜４０２の
表面に極めて薄い酸化珪素の保護膜４０３を形成した。
保護膜４０３の厚さは１００Å以下と推定される。この
保護膜４０３の表面に、１〜１００ｐｐｍの濃度の酢酸
ニッケルの水溶液をスピンコーティング法により塗布す
る。その後、５５０℃で０．５〜８時間アニールする。
この結果、酢酸ニッケルは分解して、ニッケル元素とな
り、酸化珪素の保護膜４０３を通過して、シリコン膜４
０２中に拡散される。このニッケルの触媒作用により、
シリコン膜４０２は結晶化される。

【００７１】ニッケル（Ｎｉ）はアモルファスシリコン
の結晶化を促進させる元素（触媒元素）であり、１×１
０¹⁷原子／ｃｍ³ 以上の濃度の触媒元素をシリコン膜に
添加することにより、結晶化温度を低下させ、また、結
晶化時間を短縮させることが可能である。触媒元素とし
ては、ニッケルの他に、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆ
ｅ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等が使用でき
る。結晶化工程の後、公知のフォトリソグラフィー法に
よってフォトレジストのマスク４０４を形成する。（図
４（Ａ））

【００７２】次に、このフォトレジストのマスク４０４
を用いて、１／１０ＢＨＦによって、酸化珪素の保護膜
４０３をエッチングし、酸化珪素のマスク膜４０５を形
成する。（図４（Ｂ））

【００７３】その後、フォトレジストのマスク４０４を
剥離して、酸化珪素のマスク膜４０５を露出させる。そ
して、フッ酸、硝酸、酢酸の混合液によってシリコン膜
３２をエッチングする。本実施例では、フッ酸：硝酸：
酢酸＝１：５：１０〜２０の比で混合されている溶液を
用いる。シリコン膜４０２は酸化珪素のマスク膜４０５
が存在する領域ではエッチングされず、その他の領域で
はエッチングが進行した。この結果、概略テーパー状の
エッヂを有する島状シリコン領域４０６が形成された。
エッチングレートは温度にも依存するが、約１０秒〜１
分間で、シリコン膜４０２は５００Å程エッチングされ
る。（図４（Ｃ））

【００７４】次に、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマスク
膜４０５をエッチングして、除去する。本実施例ではマ
スク膜４０５は酸化法により形成された酸化珪素膜であ
り、その厚さは１００Å程度と極めて薄いため、酸化珪
素の下地膜４０１はほとんどエッチングされずにすむ。

【００７５】その後、プラズマＣＶＤ法により、厚さ１
０００〜１５００Å、例えば１２００Åの酸化珪素膜４
０７をゲイト絶縁膜として成膜する。原料ガスには、Ｔ
ＥＯＳ（テトラエトキシ・シラン、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）
₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用いて、成膜温度は２５０〜４０
０℃、例えば、３５０℃とした。（図４（Ｄ））

【００７６】〔実施例４〕本実施例は、非電離状態の気
体を用いたガスエッチング法により島状シリコン領域を
形成する方法に関するものである。図４に基づいて、本
実施例を説明する。ガラス基板（図示せず）上に厚さ２
０００Åの酸化珪素の下地膜４０１、厚さ１０００Åの
アモルファス状態のシリコン膜４０２を堆積する。そし
て、窒素雰囲気中で、６００〜７５０℃の温度で熱アニ
ールして、シリコン膜４０２を結晶化させる。結晶化工
程の後に、厚さ２００Åの酸化珪素膜を保護膜４０３と
して堆積する。そして、公知のフォトリソグラフィー法
によってフォトレジストのマスク４０４を形成する。
（図４（Ａ））

【００７７】次に、このフォトレジストのマスク４０４
を用いて、１／１０ＢＨＦにより酸化珪素の保護膜４０
３をエッチングして、酸化珪素のマスク膜４０５を形成
する。（図４（Ｂ））

【００７８】次に、フォトレジストのマスク４０４を剥
離して、酸化珪素のマスク膜４０５を露出させた状態に
した後に、非電離状態の気体により、シリコン膜４０２
をエッチングする。基板を１〜１００ｔｏｒｒ，例え
ば、３．５ｔｏｒｒに減圧した常温の石英管中に配置す
る。この石英管に、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃ ）と窒素の
混合気体を流す。三フッ化塩素の流量は３００ｓｃｃ
ｍ、窒素の流量は９００ｓｃｃｍとした。この状態で、
２〜５分放置した後に、三フッ化塩素の供給を停止す
る。この結果、シリコン膜４０２はエッチングされて、
概略テーパー状のエッヂを有する島状シリコン領域４０
６が形成される。（図４（Ｃ））

【００７９】その後、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマス
ク膜４０５をエッチングして、除去する。次に、プラズ
マＣＶＤ法により、厚さ１０００〜１５００Å、例え
ば、１２００Åの酸化珪素膜４０７をゲイト絶縁膜とし
て成膜する。原料ガスには、モノシラン（ＳｉＨ₄ ）と
酸素（Ｏ₂ ）を用いる。成膜温度は３００〜５００℃、
例えば、４００℃とする。（図４（Ｄ））

【００８０】〔実施例５〕本実施例は非電離状態の気体
を用いたガスエッチング法によって島状シリコン領域を
形成する方法に関するものである。図４に本実施例を示
す。図示しないガラス基板上に、下地膜４０１として厚
さ２０００Åの酸化珪素を堆積して、更に、厚さ５００
Åのアモルファス状態のシリコン膜４０２を堆積する。
酸素雰囲気中で、５５０℃で１時間の熱アニールするこ
とにより、シリコン膜４０２の表面に極めて薄い酸化珪
素の保護膜４０３を形成する。保護膜４０３の厚さは１
００Å以下と推定される。この保護膜４０３の表面に、
１〜１００ｐｐｍの濃度の酢酸ニッケルの水溶液をスピ
ンコーティング法により塗布する。その後、５５０℃で
０．５〜８時間アニールする。これにより、ニッケルが
シリコン膜４０２中に拡散して、このニッケルの触媒作
用によりシリコン膜４０２が結晶化される。結晶化工程
の後、公知のフォトリソグラフィー法によってフォトレ
ジストのマスク４０４を形成する。（図４（Ａ））

【００８１】次に、フォトレジストのマスク４０４を用
いて、１／１０ＢＨＦにより、酸化珪素の保護膜４０３
をエッチングして、酸化珪素のマスク膜４０５を形成す
る。（図４（Ｂ））

【００８２】その後、フォトレジストのマスク４０４を
剥離して、酸化珪素のマスク膜４０５を露出させた状態
にした後に、基板を１〜１００ｔｏｒｒ，例えば、５ｔ
ｏｒｒに減圧した常温の石英管中に設置する。この石英
管に三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）と窒素の混合気体を流
す。三フッ化塩素の流量は１００ｓｃｃｍとし、窒素の
流量は９００ｓｃｃｍとする。この状態で、２〜５分放
置した後に、三フッ化塩素の供給を停止した。この結
果、シリコン膜４０２はエッチングされて、概略テーパ
ー状のエッヂを有する島状シリコン領域４０６が形成さ
れる。（図４（Ｃ））

【００８３】次に、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマスク
膜４０５をエッチングして、除去する。本実施例ではマ
スク膜４０５は酸化法により形成された酸化珪素膜であ
り、その厚さは１００Å程度と極めて薄いため、酸化珪
素の下地膜４０１はほとんどエッチングされずにすむ。

【００８４】そして、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜１５００Å、例えば、１２００Åの酸化珪素
膜４０７をゲイト絶縁膜として成膜する。原料ガスとし
ては、モノシラン（ＳｉＨ₄ ）と一酸化二窒素（Ｎ₂
Ｏ）を用い、成膜温度は３５０〜５００℃、例えば、４
３０℃とした。（図４（Ｄ））

【００８５】〔実施例６〕本実施例は、本発明をアクテ
ィブマトリクス回路のスイッチングトランジスタとして
用いられるＴＦＴの作製工程に応用したものであり、図
５は作製工程毎の断面図である。まず、ガラス基板５０
１上に、スパッタリング法によりて厚さ２０００Åの酸
化珪素の下地膜５０２を形成する。さらに、プラズマＣ
ＶＤ法により、厚さ３００００５００Å、例えば１００
０Åのアモルファス状態のシリコン膜５０３を堆積す
る。連続して、スパッタリング法により、厚さ２００Å
の酸化珪素膜を保護膜５０４として堆積する。

【００８６】そして、還元雰囲気下、６００℃で４８時
間アニールすることにより、シリコン膜５０３を結晶化
させる。結晶化工程はレーザー等の強光を照射するよう
にしてもよい。表面にフォトレジストを塗布して、公知
のフォトリソグラフィー法により、フォトレジストをパ
ターニングして、フォトレジストのマスク５０５を形成
する。（図５（Ａ））

【００８７】次に、このフォトレジストのマスク５０５
を用いて、緩衝フッ酸によって、酸化珪素の保護膜５０
４をエッチングして、マスク膜５０６を形成する。緩衝
フッ酸には、１／１０ＢＨＦを用いる。

【００８８】次にシリコン膜５０３をエッチングして、
テーパー状のエッヂを有する島状シリコン領域５０７を
形成した。エッチングにはドライエッチングを採用す
る。エッチング条件を以下に示す。 ＲＦパワー ：５００Ｗ 圧力 ：１００ｍＴｏｒｒ ガス流量 ＣＦ₄ ：５０ｓｃｃｍ Ｏ₂ ；４５ｓｃｃｍ

【００８９】この結果、図５（Ｂ）に示すように、テー
パー状のそのエッヂ部を有する島状のシリコン領域５０
７が得られるが、このエッヂ部はプラズマのダメージを
大きく受けて、表面に極薄い酸化膜が形成されている。
また、フォトレジストのマスク５０５の端面もテーパー
状にエッチングされる。このエッチングの条件下では、
島状シリコン領域５０７のテーパーの角度は２０°〜６
０°程度となる。しかしながら、比率ＣＦ₄ ／Ｏ₂ （上
記の条件では５０／４５）が大きくなると、このような
テーパー状のエッヂを得ることはできなくなる。

【００９０】次に、島状シリコン領域５０７のテーパー
部の表面に形成されたごく薄い酸化膜を除去するため、
１／１０ＢＨＦで５〜３０秒エッチングする。この際に
は、フォトレジストのマスク５０５が存在するため、島
状シリコン領域５０７の上に存在する酸化珪素のマスク
膜５０６はエッチングされない。（図５（Ｂ））

【００９１】その後、フォトレジストのマスク５０５を
剥離して、島状シリコン領域５０６の上に残っていた酸
化珪素膜５０７を露出させた状態にして、ヒドラジンの
水和物（Ｎ₂ Ｈ₄ ・Ｈ₂ Ｏ）により、島状のシリコン領
域５０７をエッチングする。その際には、島状シリコン
領域５０７上には、酸化珪素のマスク膜５０６が存在す
るために、側面のみからエッチングが進行して、本実施
例ではｘ＝１０００Å程度エッチングされるようにす
る。この結果、エッヂ部のプラズマによるダメージ部分
が除去される。（図５（Ｃ））

【００９２】その後、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマス
ク膜５０６をエッチングする。本実施例では下地膜５０
２とマスク膜５０６が同じスパッタリング法によって成
膜された酸化珪素膜であるため、同一のエッチング条件
となる。スパッタリング法による酸化珪素膜は１／１０
ＢＨＦ（２３℃）に対してエッチング速度は９００〜１
０００Å／分であるので、マスク膜５０６のエッチング
の際に、下地膜５０２がエッチングされる深さは、オー
バーエッチングを考慮しても、マスク膜５０６の厚さと
同程度の２５０〜３５０Åにすることができる。

【００９３】その後、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜１５００Å、例えば、１２００Åの酸化珪素
膜を成膜する。原料ガスにはモノシラン（ＳｉＨ₄ ）と
一酸化二窒素（Ｎ₂ Ｏ）を用い、成膜温度は３８０〜５
００℃、例えば、４３０℃とする。このようにして成膜
した酸化珪素膜をパターニングして、ゲイト絶縁膜５０
８を形成する。

【００９４】さらに、減圧ＣＶＤ法により、燐をドーピ
ングして導電性を高めた多結晶シリコン膜を成膜して、
エッチングして、ゲイト電極５０９を形成する。ゲイト
電極５０９をマスクにして、自己整合的にＮ型不純物
（燐）をイオンドーピング法によって島状シリコン領域
５０７に導入して、Ｎ型不純物領域５１０を形成する。
Ｎ型不純物領域５１０はソース／ドレイン領域として機
能する。その後、５００〜５５０℃でアニールすること
により、Ｎ型不純物を活性化する。（図５（Ｄ））

【００９５】次に、プラズマＣＶＤ法により、層間絶縁
物５１２として酸化珪素膜を厚さ４０００Å堆積し、そ
の上に厚さ５００Åの透明導電膜を選択的に形成して、
画素電極５１３を形成する。そして、層間絶縁物５１２
にコンタクトホールを形成し、厚さ５００Åのチタン膜
と厚さ４０００Åのアルミニウム膜をスパッタ法により
連続的に堆積して、エッチングして、ＴＦＴのソース／
ドレインに電極５１４、５１５を形成する。以上の工程
を経て、アクティブマトリクス回路が形成される。（図
５（Ｅ））

【００９６】なお、実施例６、７に示したような簡単な
構造のＴＦＴの他に、例えば特開平６−１２４９６２に
示されるようなソース／ドレインにシリサイドを有する
ような構造のＴＦＴを形成することもできる。また、実
施例６、７はＮチャネル型のＴＦＴを作製工程について
説明したが、Ｐチャネル型ＴＦＴや、同一基板上にＮチ
ャネル型とＰチャネル型の混在した相捕型の回路を作製
することもできる。さらに、ＴＦＴのみでなく、他の回
路素子、例えば、１つの島状半導体領域に複数のゲイト
電極を有する薄膜集積回路、スタックトゲイト型ＴＦ
Ｔ、ダイオード、抵抗、キャパシタにも適用できる。

【００９７】〔実施例７〕本実施例は、本発明をアクテ
ィブマトリクス回路のスイッチングトランジスタとして
用いられるＴＦＴの作製工程に応用したものであり、図
６は作製工程毎の断面図である。ガラス基板６０１上に
は、実施例１と同様に、厚さ２０００Åの下地酸化珪素
膜６０２、厚さ５００Åのアモルファス状態のシリコン
膜６０３を順次に堆積する。次に、５００〜６００℃、
例えば、５５０℃の酸素雰囲気で１時間熱処理すること
により、その表面にごく薄い酸化珪素の保護膜６０４を
形成する。酸化珪素膜の厚さは１００Å以下と推定され
るが、分かりやすくすため、図では厚めに描いてある。

【００９８】そして、シリコン膜６０３に選択的に燐を
ドーピングして、Ｎ型不純物領域６０５を形成する。Ｎ
型不純物領域６０５の間に挟まれた実質的に真性な領域
６０６は後にＴＦＴのチャネル形成領域となる。その
後、１〜１００ｐｐｍの濃度の酢酸ニッケル水溶液を基
板表面にスピンコーティング法で塗布することにより、
図示しない極めて薄い酢酸ニッケル膜を形成する。

【００９９】５００〜５８０℃、２〜１２時間、例え
ば、５５０℃、４時間熱アニールすることにより、酢酸
ニッケル膜はニッケルに分解されて、ニッケルがアモル
ファスシリコン膜６０３に拡散していく。この拡散に伴
って、シリコン膜６０３が結晶化される。さらに、結晶
化と同時に、先にドーピングされたＮ型不純物（燐）が
活性化される。この後、公知のフォトリソグラフィー法
によってフォトレジストのマスク６０７を形成する。
（図６（Ａ））

【０１００】次に、このフォトレジストのマスク６０７
を用いて、１／１０ＢＨＦによって酸化珪素の保護膜６
０４をエッチングして、マスク膜６０９を形成する。さ
らに、実施例５と同様の条件で、ドライエッチング法に
より、シリコン膜６０３をエッチングして、テーパー状
のエッヂを有する島状シリコン領域６０８を形成する。
しかしながら、島状シリコン領域６０８のエッヂの表面
はプラズマのダメージを大きく受けている。（図６
（Ｂ））

【０１０１】その後、フォトレジストのマスク６０７を
剥離し、島状シリコン領域６０８の上に残っていた酸化
珪素膜６０９を露出させる。そして、窒素雰囲気中で、
４００〜５５０℃、例えば、４５０℃で熱アニールをお
こなう。これにより、島状シリコン領域６０８中に含有
されているニッケルが先のドライエッチング工程によっ
てダメージを受けた部分に凝集されると推定される。

【０１０２】そして、基板を石英管内に設置して、非電
離状態の気体によりシリコン領域６０８をエッチングす
る。本実施例では、常温、圧力６ｔｏｒｒで、石英管に
三フッ化塩素（ＣｌＦ₃ ）と窒素の混合気体を流し、三
フッ化塩素、窒素両気体とも流量を５００ｓｃｃｍとす
る。これりより、島状シリコン領域６０８はエッチング
されるが、酸化珪素の保護膜６０９が存在するため、側
面からのみエッチングが進行した。本実施例では、１〜
２分の三フッ化塩素を供給して、シリコン領域６０８の
側面を１０００Å程度エッチングして、プラズマダメー
ジを受け、不純物が高濃度で凝集しているエッヂ部を除
去するようにした。（図６（Ｃ））

【０１０３】その後、１／１０ＢＨＦで酸化珪素の保護
膜６０９をエッチングする。本実施例では酸化珪素膜６
０９が１００Å程度と極めて薄いため、下地の酸化珪素
膜６０２はほとんどエッチングされなかった。

【０１０４】その後、原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ
₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用いて、プラズマＣＶＤ法によっ
て、厚さ１０００〜１５００Å、例えば、１２００Åの
酸化珪素膜を成膜して、パターニングしてゲイト絶縁膜
６１０を形成する。この際、基板温度は３５０〜５３０
℃、例えば、４３０℃とした。

【０１０５】続いて、スパッタリング法により、厚さ３
０００〜６０００Å、例えば、５０００Åのアルミニウ
ム膜を堆積し、これをエッチングしてゲイト電極６１１
を形成する。なお、アルミニウム膜には、微量のシリコ
ンやスカンジウム（Ｓｃ）を含有させると耐熱性が向上
する。なお、ゲイト電極６１１は図示すようにソースと
はオーバーラップするように、ドレインとは距離ｚだけ
離れるように形成する。このような構造にすることによ
り、オフ電流を低減することができる。（図６（Ｄ））

【０１０６】その後、第１の層間絶縁物６１２として厚
さ４０００Åの窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって
形成する。そして、ソース、ドレイン双方にコンタクト
ホール６１３を形成する。次に、スパッタ法によって厚
さ４５００Åのアルミニウム膜を堆積し、これをエッチ
ングしてソースの電極６１４を形成した。この際には、
ドレイン側には電極は形成しないでおく。さらに、第２
の層間絶縁物６１５として厚さ２０００Åの酸化珪素膜
をプラズマＣＶＤ法によって形成する。そして、先に形
成されたドレイン側のコンタクトホール６１３の内部に
コンタクトホールを形成し、ここに、スパッタ法によっ
て厚さ５００Åの透明導電膜を堆積して、エッチングし
て画素電極６１６を形成する。以上の工程を経て、アク
ティブマトリクス回路のスイッチングトランジスタおよ
びそれに付随する画素電極が形成される。（図６
（Ｅ））

【０１０７】〔実施例８〕本実施例はウェットエッチン
グ法によって島状シリコン領域を形成する方法に関する
ものである。図７に本実施例を示す。まず、ガラス基板
（図示せず）上にスパッタリング法によって厚さ２００
０Åの酸化珪素を下地膜７０１として形成する。さら
に、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ１００〜１０００
Å、例えば５００Åのアモルファス状態のシリコン膜７
０２を堆積し、３５０〜５５０℃で０．５〜８時間アニ
ールすることにより。シリコン膜７０２に含まれる過剰
な水素を放出させる。

【０１０８】そして、ＫｒＦエキシマーレーザー光（波
長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、シ
リコン膜７０２を結晶化させる。レーザーのエネルギー
密度は２５０〜４００ｍＪ／ｃｍ² が適切であった。結
晶化工程としては、この他にも５５０〜９５０℃の温度
範囲で熱アニールする方法が採用できる。また、このよ
うに熱アニールによって結晶化させた後、上記のような
レーザー照射を併用してもよい。なお、熱アニールの温
度の上限は基板の耐熱温度で制限される。

【０１０９】結晶化工程の後、スパッタリング法によっ
て、厚さ２００Åの酸化珪素膜を保護膜７０３として堆
積する。そして、全面にフォトレジストを塗布し、公知
のフォトリソグラフィー法によってフォトレジストをパ
ターニングして、フォトレジストのマスク７０４を形成
する。（図７（Ａ））

【０１１０】次に、このフォトレジストのマスク７０４
を用いて、緩衝フッ酸によって、酸化珪素の保護膜７０
３をエッチングして、酸化珪素のマスク膜７０５を形成
する。緩衝フッ酸としては、１／１０ＢＨＦを用いた。
（図７（Ｂ））

【０１１１】その後、フォトレジストのマスク７０４を
つけたまま、ヒドラジンの水溶液によりシリコン膜７０
２をエッチングする。ヒドラジンと水の比率（ｍｏｌ
比）は３６：７４とした。シリコン膜７０２はフォトレ
ジストのマスク７０４が存在する領域ではエッチングが
されず、その他の領域ではエッチングが進行して、概略
テーパー状のエッヂを有する島状シリコン領域７０６が
形成される。（図７（Ｃ））なお、シリコン膜７０２の
エッチングに伴って、使用する処理溶液の種類によっ
て、フォトレジストのマスク７０４は剥離したり、ある
いは完全に溶解してしまう場合がある。

【０１１２】その後、残存しているフォトレジストのマ
スク７０４を剥離し、さらに、１／１０ＢＨＦで酸化珪
素のマスク膜７０５をエッチングする。本実施例では下
地膜７０１とマスク膜７０５が同じスパッタリング法に
よって成膜された酸化珪素膜であるため、同一のエッチ
ング条件となる。スパッタリング法による酸化珪素膜は
１／１０ＢＨＦ（２３℃）に対してエッチング速度は９
００〜１０００Å／分であるので、マスク膜７０５のエ
ッチングの際に、下地膜７０１がエッチングされる深さ
は、オーバーエッチングを考慮しても、マスク膜７０５
の厚さと同程度の２５０〜３５０Åにすることができ
る。

【０１１３】その後、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜１５００Å、例えば１２００Åの酸化珪素膜
７０７をゲイト絶縁膜として成膜する。原料ガスには、
ＴＥＯＳ（テトラエトキシ・シラン、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ
₅ ）₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用いて、成膜温度は２５０〜
４００℃、例えば３５０℃とする。（図７（Ｄ））

【０１１４】〔実施例９〕 本実施例はウェットエッチ
ング法によって島状シリコン領域を形成する方法に関す
るものである。図７は本実施例を説明する断面図であ
る。まず、図示しないガラス基板上に厚さ２０００Åの
酸化珪素の下地膜７０１と、厚さ５００Åのアモルファ
ス状態のシリコン膜７０２とを順次に堆積する。酸素雰
囲気中、５５０℃で１時間の熱アニールにより、シリコ
ン膜７０２の表面に極めて薄い酸化珪素膜を保護膜７０
３として形成する。この保護膜７０３の表面に、１〜１
００ｐｐｍの濃度の酢酸ニッケルの水溶液をスピンコー
ティング法によって塗布する。その後、５５０℃で０．
５〜８時間アニールする。この結果、酢酸ニッケルは分
解して、ニッケル元素となり、酸化珪素の保護膜４０３
を通過して、シリコン膜４０２中に拡散される。このニ
ッケルの触媒作用により、シリコン膜４０２は結晶化さ
れる。ニッケル（Ｎｉ）はアモルファスシリコンの結晶
化を促進させる元素（触媒元素）であり、１×１０¹⁷原
子／ｃｍ³ 以上の濃度の触媒元素をシリコン膜に添加す
ることにより、結晶化温度を低下させ、また、結晶化時
間を短縮させることが可能となる。結晶化工程の後、公
知のフォトリソグラフィー法によってフォトレジストの
マスク７０４を形成する。（図７（Ａ））

【０１１５】次に、このフォトレジストのマスク７０４
を用いて、１／１０ＢＨＦによって、酸化珪素の保護膜
７０３をエッチングし、酸化珪素のマスク膜７０５を形
成する。（図７（Ｂ））

【０１１６】その後、フォトレジストのマスク７０４を
つけたまま、ヒドラジンの水溶液によってシリコン膜７
０２をエッチングする。ヒドラジンと水の比率（ｍｏｌ
比）は３６：７４とする。シリコン膜７０２において、
フォトレジストのマスク７０４が存在する領域ではエッ
チングが起こらず、その他の領域でエッチングが進行す
る。この結果、概略テーパー状のエッヂを有する島状シ
リコン領域７０６が形成された。なお、使用する処理溶
液の種類により、フォトレジストのマスク７０４は剥
離、溶解してしまう。

【０１１７】その後、残存しているフォトレジストのマ
スク７０４を剥離して、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマ
スク膜７０５をエッチングする。

【０１１８】その後、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜１５００Å、例えば１２００Åの酸化珪素膜
７０７をゲイト絶縁膜として成膜する。原料ガスには、
ＴＥＯＳ（テトラエトキシ・シラン、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ
₅ ）₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用いて、成膜温度は２５０〜
４００℃、例えば３５０℃とする。（図７（Ｄ））

【０１１９】〔実施例１０〕本実施例は非電離状態の気
体を用いたガスエッチング法によって島状シリコン領域
を形成する方法に関するものである。図７に本実施例を
示す。ガラス基板（図示せず）上に厚さ２０００Åの酸
化珪素の下地膜７０１、厚さ１０００Åのアモルファス
状態のシリコン膜７０２を順次に堆積する。そして、窒
素雰囲気中、６００〜７５０℃の温度で熱アニールをお
こない、シリコン膜を結晶化させた。結晶化工程の後、
厚さ２００Åの酸化珪素膜を保護膜７０３として堆積す
る。そして、公知のフォトリソグラフィー法によってフ
ォトレジストのマスク７０４を形成する。（図７
（Ａ））

【０１２０】次に、このフォトレジストのマスク７０４
を用いて、１／１０ＢＨＦによって、酸化珪素の保護膜
７０３をエッチングして、酸化珪素のマスク膜７０５を
形成する。（図７（Ｂ））

【０１２１】その後、フォトレジストのマスク７０４を
つけたまま、非電離状態の気体により、シリコン膜７０
２をエッチングする。本実施例では、基板を１〜１００
ｔｏｒｒ，例えば、３．５ｔｏｒｒに減圧した常温の石
英管中に設置して、石英管に三フッ化塩素（ＣｌＦ₃ ）
と窒素の混合気体を流した。三フッ化塩素の流量は３０
０ｓｃｃｍ、窒素の流量は９００ｓｃｃｍとする。この
状態で、２〜５分放置た後、三フッ化塩素の供給を停止
する。この結果、シリコン膜７０２がエッチングされ
て、概略テーパー状のエッヂを有する島状シリコン領域
７０６が形成される。なお、ガスエッチングで使用する
処理気体によっては、その作用により、フォトレジスト
のマスク７０４は燃焼・消滅してしまう。（図７
（Ｃ））

【０１２２】その後、残存しているフォトレジストのマ
スク７０４を剥離した後に、１／１０ＢＨＦで酸化珪素
のマスク膜７０５をエッチングする。本実施例では下地
膜７０１とマスク膜７０５が同じスパッタリング法によ
って成膜された酸化珪素膜であるため、同一のエッチン
グ条件となる。スパッタリング法による酸化珪素膜は１
／１０ＢＨＦ（２３℃）に対してエッチング速度は９０
０〜１０００Å／分であるので、マスク膜７０５のエッ
チングの際に、下地膜７０１がエッチングされる深さ
は、オーバーエッチングを考慮しても、マスク膜７０５
の厚さと同程度の２５０〜３５０Åにすることができ
る。

【０１２３】その後、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜１５００Å、例えば、１２００Åの酸化珪素
膜７０７をゲイト絶縁膜として成膜する。原料ガスとし
ては、モノシラン（ＳｉＨ₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用い、
成膜温度は３００〜５００℃、例えば、４００℃とし
た。（図７（Ｄ））

【０１２４】〔実施例１１〕本実施例は非電離状態の気
体を用いたガスエッチング法によって島状シリコン領域
を形成する方法に関するものである。図７に本実施例を
示す。ガラス基板（図示せず）上に厚さ２０００Åの酸
化珪素の下地膜７０１、厚さ５００Åのアモルファス状
態のシリコン膜７０２を順次に堆積する。そして、酸素
雰囲気中、５５０℃で１時間の熱アニールをおこなうこ
とによりシリコン膜表面に極めて薄い酸化珪素の保護膜
７０３を形成した。そして、１〜１００ｐｐｍの濃度の
酢酸ニッケルの水溶液をスピンコーティング法によって
塗布した。

【０１２５】その後、５５０℃で０．５〜８時間熱アニ
ールする。この結果、酢酸ニッケルがニッケルに分解し
て、ニッケルが酸化珪素の保護膜７０３を通過して、シ
リコン膜７０２中に拡散する。このニッケルの触媒作用
によりシリコン膜７０２が結晶化される。結晶化工程の
後、公知のフォトリソグラフィー法によってフォトレジ
ストのマスク７０４を形成する。（図７（Ａ））

【０１２６】次に、このフォトレジストのマスク７０４
を用いて、１／１０ＢＨＦによって、酸化珪素の保護膜
７０３をエッチングして、酸化珪素のマスク膜７０５を
形成する。（図７（Ｂ））

【０１２７】その後、フォトレジストのマスク７０４を
つけたまま、非電離状態の気体によりシリコン膜７０３
をエッチングする。本実施例では、基板を１〜１００ｔ
ｏｒｒ，例えば、５ｔｏｒｒに減圧した常温の石英管中
に置き、石英管に三フッ化塩素（ＣｌＦ₃ ）と窒素の混
合気体を流した。三フッ化塩素の流量は１００ｓｃｃ
ｍ、窒素の流量は９００ｓｃｃｍとする。この状態で、
２〜５分放置し、その後、三フッ化塩素の供給を停止し
た。この結果、シリコン膜７０２はフォトレジストのマ
スク７０４に覆われていない側面がエッチングされて、
概略テーパー状のエッヂを有する島状シリコン領域７０
６が形成される。なお、このエッチングおいて、使用す
る処理気体によっては、その作用により、フォトレジス
トのマスク７０４は燃焼・消滅する。（図７（Ｃ））

【０１２８】その後、残存しているフォトレジストのマ
スク７０４を剥離して、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマ
スク膜７０５をエッチングする。

【０１２９】そして、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜１５００Å、例えば、１２００Åの酸化珪素
膜７０７を成膜した。原料ガスとしては、モノシラン
（ＳｉＨ₄ ）と一酸化二窒素（Ｎ₂ Ｏ）を用い、成膜温
度は３５０〜５００℃、例えば、４３０℃とした。この
ようにして成膜した酸化珪素膜７０７をゲイト絶縁膜と
して形成した。（図７（Ｄ））

【０１３０】〔実施例１２〕本実施例は、本発明をアク
ティブマトリクス回路のスイッチングトランジスタとし
て用いられるＴＦＴを作製工程に応用したものであり、
図８は作製工程毎のＴＦＴの断面図である。

【０１３１】ガラス基板８０１上に、スパッタリング法
によって厚さ２０００Åの酸化珪素を下地膜８０２とし
て形成する。さらに、プラズマＣＶＤ法により、厚さ３
００〜１５００Å、例えば１０００Åのアモルファス状
態のシリコン膜８０３を堆積する。連続して、スパッタ
リング法により、厚さ２００Åの酸化珪素膜を保護膜８
０４として堆積する。そして、還元雰囲気下、６００℃
で４８時間アニールすることによってシリコン膜８０３
を結晶化させる。結晶化工程はレーザー等の強光を用い
る方式でもよい。次に、基板表面にフォトレジストを塗
布して、公知のフォトリソグラフィー法うによりフォト
レジストをパターニングして、フォトレジストのマスク
９０５を形成する（図８（Ａ））

【０１３２】このフォトレジストのマスク９０５を用い
て、緩衝フッ酸によって、酸化珪素の保護膜８０４をエ
ッチングする。緩衝フッ酸としては、１／１０ＢＨＦを
用いる。

【０１３３】次に、フォトレジストのマスク９０５を用
いて、ドライエッチング法により、シリコン膜８０３を
エッチングして、テーパー状のエッヂを有する島状シリ
コン領域８０６を形成する。エッチング条件を、以下に
示す。 ＲＦパワー ：５００Ｗ 圧力 ：１００ｍＴｏｒｒ ガス流量 ＣＦ₄ ：５０ｓｃｃｍ Ｏ₂ ；４５ｓｃｃｍ

【０１３４】この結果、図８（Ｂ）に示すように、テー
パー状のそのエッヂ部を有する島状のシリコン領域８０
７が得られるが、このエッヂ部はプラズマのダメージを
大きく受けて、極薄い酸化膜が形成されている。また、
フォトレジストのマスク９０５の端面もテーパー状にエ
ッチングされる。このエッチングの条件下では、島状シ
リコン領域８０７のテーパーの角度は２０°〜６０°程
度となる。しかしながら、比率ＣＦ₄ ／Ｏ₂ （上記の条
件では５０／４５）が大きくなると、このようなテーパ
ー状のエッヂを得ることはできなくなる。

【０１３５】次に、プラズマダメージを受けたテーパー
部の表面に形成されたごく薄い酸化膜を除去するため、
１／１０ＢＨＦで５〜３０秒エッチングする。この際に
は、フォトレジストのマスク９０５が存在するため、島
状シリコン領域８０７の上に存在する酸化珪素のマスク
膜８０６はエッチングされない。（図８（Ｂ））

【０１３６】そして、フォトレジストのマスク９０５を
つけたまま、ヒドラジンの水和物（Ｎ₂ Ｈ₄ ・Ｈ₂ Ｏ）
によってシリコン領域８０７をエッチングする。その際
には、島状シリコン領域８０７の上には酸化珪素のマス
ク膜８０６が存在するため、側面からのみエッチングが
進行して、ｘ＝１０００Åだけエッチングされる。この
結果、島状シリコン領域８０７のテーパー部において、
プラズマダメージを受けた部分が除去される。（図８
（Ｃ））

【０１３７】その後、フォトレジストのマスク９０５を
剥離して、さらに、１／１０ＢＨＦで酸化珪素のマスク
膜８０６をエッチングする。そして、プラズマＣＶＤ法
によって、厚さ１０００〜１５００Å、例えば、１２０
０Åの酸化珪素膜をゲイト絶縁膜８０８として成膜す
る。原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄ ）と一酸化二窒素
（Ｎ₂ Ｏ）を用い、成膜温度は３８０〜５００℃、例え
ば、４３０℃とする。さらに、減圧ＣＶＤ法によって燐
をドーピングして導電性を高めた多結晶シリコン膜を成
膜し、これをエッチングして、ゲイト電極８０９を形成
する。ゲイト電極８０９をマスクとして自己整合的にＮ
型不純物（燐）をイオンドーピング法により、島状シリ
コン領域８０７に導入して、Ｎ型不純物領域８１０を形
成する。その後、５００〜５５０℃でアニールすること
によりＮ型不純物を活性化させる。（図８（Ｄ））

【０１３８】その後、プラズマＣＶＤ法によって酸化珪
素を層間絶縁物８１２として４０００Åの厚さに堆積し
て、その上に厚さ５００Åの透明導電膜を選択的に形成
して、画素電極８１３を形成する。そして、層間絶縁物
８１２にコンタクトホールを形成した後に、厚さ５００
Åのチタン膜と厚さ４０００Åのアルミニウム膜をスパ
ッタ法により連続的に堆積し、これをエッチングするこ
とにより、ＴＦＴのソース／ドレインそれぞれに電極８
１４、４１５を形成する。以上の工程を経て、アクティ
ブマトリクス回路のＴＦＴが作製される。（図８
（Ｅ））

【０１３９】〔実施例１３〕本実施例は、本発明を用い
て形成した島状シリコン領域を使用して、ＴＦＴを作製
することに関するものであり、図９は本実施例の作製工
程毎の断面図である。ガラス基板９０１上には、実施例
１２と同様に、厚さ２０００Åの下地膜として酸化珪素
膜９０２を厚さ３００〜１０００Åに堆積し、その表面
に厚さ５００Åのアモルファス状態のシリコン膜９０３
を堆積する。そして、５００〜６００℃、例えば５５０
℃の酸素雰囲気で１時間熱処理することにより、シリコ
ン膜９０３の表面にごく薄い酸化珪素の保護膜９０４を
形成せしめた。酸化珪素膜の厚さは１００Å以下と推定
されるが、分かりやすくすため、図では厚めに描いてあ
る。

【０１４０】そして、シリコン膜９０３に選択的に燐を
ドーピングして、Ｎ型不純物領域９０５を形成する。Ｎ
型不純物領域９０５の間に挟まれた実質的に真性な領域
９０６は後にＴＦＴのチャネル形成領域となる。その
後、１〜１００ｐｐｍの濃度の酢酸ニッケル水溶液をス
ピンコーティング法で塗布することにより、基板表面に
極めて薄い酢酸ニッケル膜を形成する。そして、これを
５００〜５８０℃、２〜１２時間、例えば、５５０℃、
４時間熱アニールすることにより、ニッケルがアモルフ
ァス状態のシリコン膜９０３に拡散して、シリコン膜９
０３が結晶化される。

【０１４１】ニッケルはシリコン膜の結晶化を促進せし
める触媒作用を有することが知られている。この触媒作
用により、本実施例では実施例１に比較して、より低
温、短時間でアモルファスシリコンの結晶化を実現でき
る。また、この結晶化と工程において同時に、先にドー
ピングされたＮ型不純物（燐）の活性化をおこなことも
できる。以上の工程の後、公知のフォトリソグラフィー
法によってフォトレジストをパターニングして、フォト
レジストのマスク９０７を形成する。（図９（Ａ））

【０１４２】次に、このフォトレジストのマスク９０７
を用いて、１／１０ＢＨＦによって酸化珪素の保護膜９
０４をエッチングして、マスク膜９０９を形成する。さ
らに、実施例１２と同様の条件下で、ドライエッチング
法によってシリコン膜９０３をエッチングし、テーパー
状のエッヂを有する島状シリコン領域９０８を形成す
る。島状シリコン領域９０８において、テーパー状に加
工されたエッヂの表面は実施例１２の場合と同様にプラ
ズマのダメージを大きく受けていた。（図９（Ｂ））

【０１４３】そして、フォトレジストのマスク９０７を
つけたまま、エチレンジアミンのパイロカテコール水溶
液を用いて、島状シリコン領域９０８をエッチングす
る。このエッチング工程の際には、島状シリコン領域９
０８の上には酸化珪素の保護膜９０９が存在するため、
側面からのみエッチングが進行して、ｘ＝１０００Åだ
けエッチングされる。これにより、島状シリコン領域９
０８のテーパー部のプラズマダメージが除去される。
（図９（Ｃ））

【０１４４】その後、フォトレジストのマスク９０７を
剥離した後に、１／１０ＢＨＦで酸化珪素の保護膜９０
９をエッチングして、除去する。本実施例では酸化珪素
膜９０９は熱酸化法により形成したため、その厚さは１
００Å程度と極めて薄いため、下地の酸化珪素膜９０２
はほとんどエッチングされずにすむ。

【０１４５】その後、ＥＣＲプラズマを用いたＣＶＤ法
により、厚さ１０００〜１５００Å、例えば、１２００
Åの酸化珪素膜９１０をゲイト絶縁膜として成膜する。
原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄ ）と酸素（Ｏ₂ ）を用
いる。なお、成膜時には、基板を意図的に加熱すること
はしない。

【０１４６】続いて、スパッタリング法によって厚さ３
０００〜６０００Å、例えば、５０００Åのアルミニウ
ム膜を堆積し、これをエッチングしてゲイト電極９１１
を形成する。アルミニウム膜には、微量のシリコンやス
カンジウム（Ｓｃ）を予め含有させると耐熱性が向上す
る。また、ゲイト電極９１１は図に示すようにソースと
はオーバーラップするように、ドレインとは距離ｚだけ
離れるように形成する。これは、オフ電流を低減するた
めである。（図９（Ｄ））

【０１４７】その後、第１の層間絶縁物９１２として厚
さ４０００Åの窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により形
成する。そして、これにコンタクトホール９１３を形成
する。この際には、ソースのみならず、ドレインにもコ
ンタクトホール９１３を形成した。次に、スパッタ法に
よって厚さ４５００Åのアルミニウム膜を堆積し、これ
をエッチングしてソースの電極９１４を形成する。この
際には、ドレイン側には電極は形成しないでおく。

【０１４８】さらに、第２の層間絶縁物９１５として厚
さ２０００Åの酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって
形成する。そして、先に形成されたドレイン側のコンタ
クトホール９１３の内部にコンタクトホールを形成し
た。次に、スパッタ法によって厚さ５００Åの透明導電
膜を堆積して、これをエッチングして画素電極９１６を
形成する。以上によりて、アクティブマトリクス回路の
スイッチングトランジスタおよびそれに付随する画素電
極を形成される。（図９（Ｅ））

【０１４９】なお、実施例１１、１２に示したような簡
単な構造のＴＦＴの他に、例えば特開平６−１２４９６
２に示されるようなソース／ドレインにシリサイドを有
するような構造のＴＦＴを形成することもできる。ま
た、実施例１１、１２はＮチャネル型のＴＦＴを作製工
程について説明したが、Ｐチャネル型ＴＦＴや、同一基
板上にＮチャネル型とＰチャネル型の混在した相捕型の
回路を作製することもできる。さらに、ＴＦＴのみでな
く、他の回路素子、例えば、１つの島状半導体領域に複
数のゲイト電極を有する薄膜集積回路、スタックトゲイ
ト型ＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタにも適用で
きる。

【０１５０】

【発明の効果】本発明に係る薄膜半導体装置の作製方法
は、非プラズマエッチングにより、シリコン半導体領域
をテーパー状に形成するようにし、あるいはプラズマエ
ッチングによりテーパー状に形成されたシリコン半導体
領域のプラズマダメージを非プラズマエッチングによ
り、除去するようにしている。このため、シリコン半導
体はテーパー状を有するため、段差被覆性が良好になる
ので、薄膜半導体装置に断線を生じることを回避するこ
とができるので、歩留りが向上し、また、その信頼性も
向上するので、特性を最大限に引き出すことが可能とな
る。

【０１５１】さらに、得られるシリコン半導体はプラズ
マダメージないので、薄膜半導体装置のソース−ドレイ
ン間のリーク電流（オフ電流）を減少することができ
る。このような薄膜半導体装置は、特に、液晶ディスプ
レーのアクティブマトリクス回路における画素制御用の
トランジスタに好適である。本発明はＴＦＴを中心とし
て説明したが、他の回路素子、例えば、１つの島状半導
体領域に複数のゲイト電極を有する薄膜集積回路、スタ
ックトゲイト型ＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタ
にも適用できることは言うまでもない。このように本発
明は工業上、有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＴＦＴの作製工程の説明図であ
る。

【図２】 本発明のＴＦＴの他の作製工程の説明図で
ある。

【図３】 従来のＴＦＴの問題点の説明図である。

【図４】 実施例１〜５のＴＦＴの作製工程断面であ
る。

【図５】 実施例６のＴＦＴの作製工程断面である。

【図６】 実施例７のＴＦＴの作製工程断面である。

【図７】 実施例８〜１１のＴＦＴの作製工程断面で
ある。

【図８】 実施例１２のＴＦＴの作製工程断面であ
る。

【図９】 実施例１３のＴＦＴの作製工程断面であ
る。

【符号の説明】

１０１・・・絶縁表面 １０２・・・シリコン膜 １０３、１０８・・・マスク膜 １０４、１０６・・・フォトレジストのマスク １０５・・・島状シリコン領域（活性層） １０７・・・島状半導体領域のダメージを受けた部分 １０９・・・島状半導体領域のエッチングされた部分 １１０・・・ゲイト絶縁膜 １１１・・・絶縁表面 １１２・・・島状シリコン領域（活性層） １１３・・・フォトレジストのマスク １１４・・・島状半導体領域のダメージを受けた部分 １１５・・・島状半導体領域のエッチングされた部分 １１６・・・ゲイト絶縁膜

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9056−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７ Ｃ (31)優先権主張番号 特願平6−259119 (32)優先日 平６(1994)９月29日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコンをエッチングする作用を有する非
   プラズマ処理によりテーパー状のエッジを有する島状の
   シリコン半導体領域を形成することを特徴とする薄膜半
   導体装置の作製方法。
2. 【請求項２】（１）シリコン膜に対してプラズマを用い
   たエッチングを行うことによって島状を有するシリコン
   半導体領域を形成する工程と、 （２）前記シリコン半導体領域のプラズマダメージを受
   けた領域を非プラズマ処理によってエッチング除去する
   工程と、 を有することを特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、非プラ
   ズマ処理として、ヒドラジンを有する溶液を用いたウェ
   ットエッチングを用いることを特徴とする薄膜半導体装
   置の作製方法。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２において、非プラ
   ズマ処理として、フッ酸を有する溶液を用いたウェット
   エッチングが用いられることを特徴とする薄膜半導体装
   置の作製方法。
5. 【請求項５】請求項１または請求項２において、非プラ
   ズマ処理として、エチレンジアミンを有する溶液を用い
   たウェットエッチングが用いられることを特徴とする薄
   膜半導体装置の作製方法。
6. 【請求項６】請求項１または請求項２において、非プラ
   ズマ処理として、フッ素と塩素の化合物である非電離状
   態の気体を用いたガスエッチングが用いられることを特
   徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
7. 【請求項７】 （１） 絶縁被膜上に形成された厚さ１
   ００〜１０００Åのシリコン膜上にマスク膜を形成する
   工程と、（２） シリコンをエッチングする作用を有す
   る液体もしくは非電離状態の気体によって、前記マスク
   膜を用いて前記シリコン膜をエッチングすることによ
   り、テーパー状のエッヂを有する島状の薄膜シリコン半
   導体領域を形成する工程と、を有することを特徴とする
   薄膜半導体装置の作製方法。
8. 【請求項８】 （１） 絶縁被膜上に形成されたシリコ
   ン膜をドライエッチング法によってエッチングすること
   により、マスク膜をその上に有し、エッヂ部がテーパー
   状である島状の薄膜シリコン半導体領域を形成する工程
   と、（２） シリコン膜をエッチングする作用を有する
   液体もしくは非電離状態の気体によって、前記薄膜シリ
   コン半導体領域のエッヂ部を処理する工程と、（３）
   前記薄膜半導体領域を横断してゲイト電極を形成する工
   程と、を有することを特徴とする薄膜半導体装置の作製
   方法。
9. 【請求項９】 請求項７もしくは８の工程（１）におい
   て、前記マスク膜は、酸化珪素もしくは窒化珪素を主成
   分とすることを特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
10. 【請求項１０】 請求項７もしくは８の工程（２）にお
    いて、前記シリコン膜を エッチングする作用を有する
    液体はヒドラジンを有する溶液であることを特徴とする
    薄膜半導体装置の作製方法。
11. 【請求項１１】 請求項７もしくは８の工程（２）にお
    いて、シリコン膜をエッチングする作用を有する液体は
    フッ酸と硝酸の混合溶液であること 特徴とする薄膜半
    導体装置の作製方法。
12. 【請求項１２】 請求項７もしくは８の工程（１）にお
    いて、シリコン膜がその上に形成される絶縁被膜は、酸
    化珪素もしくは窒化珪素を主成分とすることを特徴とす
    る薄膜半導体装置の作製方法。
13. 【請求項１３】 請求項７もしくは８の工程（２）にお
    いて、シリコン膜をエッチングする作用を有する非電離
    状態の気体はフッ素と塩素の化合物であることを特徴と
    する薄膜半導体装置の作製方法。
14. 【請求項１４】 請求項８の工程（１）で得られたシリ
    コン膜には、１×１０ ¹⁷原子／ｃｍ³ 以上のアモルファ
    スシリコンの結晶化を促進させる触媒元素が含有されて
    いることを特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
15. 【請求項１５】 請求項８の工程（１）と工程（２）の
    間に、４００〜５５０℃の熱アニール処理工程を有する
    ことを特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
16. 【請求項１６】 （１） 絶縁被膜上に形成された厚さ
    １００〜１０００Åのシリコン膜上にマスク膜を形成す
    る工程と、（２） ＮＨ₂ 基を有する液体によって、前
    記マスクを用いてシリコン膜をエッチングすることによ
    りテーパー状のエッヂを有する島状の薄膜シリコン半導
    体領域を形成する工程と、を有することを特徴とする薄
    膜半導体装置の作製方法。
17. 【請求項１７】 （１） 絶縁被膜上に形成されたシリ
    コン膜をドライエッチング法によってエッチングするこ
    とにより、マスク膜をその上に有し、エッヂ部がテーパ
    ー状である島状の薄膜シリコン半導体領域を形成する工
    程と、（２） ＮＨ₂ 基を有する液体によって、前記薄
    膜シリコン半導体領域のエッヂ部を処理する工程と、
    （３） 前記薄膜半導体領域を横断してゲイト電極を形
    成する工程と、を有することを特徴とする薄膜半導体装
    置の作製方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６もしくは１７の工程（１）
    において、マスク膜は実質的にフォトジストであること
    を特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
19. 【請求項１９】 請求項１６もしくは１７の工程（２）
    において、ＮＨ₂ 基を有する液体はヒドラジンを有する
    溶液であることを特徴とする薄膜半導体装置の作製方
    法。
20. 【請求項２０】 請求項１６もしくは１７の工程（２）
    において、ＮＨ₂ 基を有する液体はエチレンジアミンを
    有する溶液であることを特徴とする薄膜半導体装置の作
    製方法。
21. 【請求項２１】 請求項１６もしくは１７の工程（１）
    において、シリコン膜の下に形成される絶縁被膜は、酸
    化珪素もしくは窒化珪素を主成分とすることを特徴とす
    る薄膜半導体装置の作製方法。
22. 【請求項２２】 （１） 絶縁被膜上に形成された厚さ
    １００〜１０００Åのシリコン膜上に酸化珪素もしくは
    窒化珪素を主成分とする層と有機物を主成分とする層よ
    りなるマスク膜を選択的に形成する工程と、（２） シ
    リコンをエッチングする作用を有する液体もしくは非電
    離状態の気体によって、前記マスクを用いてシリコン膜
    をエッチングすることによりテーパー状のエッヂを有す
    る島状の薄膜シリコン半導体領域を形成する工程と、を
    有することを特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
23. 【請求項２３】 （１） 絶縁被膜上に形成されたシリ
    コン膜をドライエッチング法によってエッチングするこ
    とにより、酸化珪素もしくは窒化珪素を主成分とする層
    と有機物を主成分とする層よりなるマスク膜をその上に
    有し、エッヂ部がテーパー状である島状の薄膜シリコン
    半導体領域を形成する工程と、（２） シリコン膜をエ
    ッチングする作用を有する液体もしくは非電離状態の気
    体によって、前記薄膜シリコン半導体領域のエッヂ部を
    処理する工程と、（３） 前記薄膜半導体領域を横断し
    てゲイト電極を形成する工程と、を有することを特徴と
    する薄膜半導体装置の作製方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２もしくは２３の工程（１）
    において、前記有機物を主成分とする層は、実質的にフ
    ォトジストであることを特徴とする薄膜半導体装置の作
    製方法。
25. 【請求項２５】 請求項２２もしくは２３の工程（２）
    において、前記シリコンをエッチングする作用を有する
    液体は、ＮＨ₂ 基を有する溶液であることを特徴とする
    薄膜半導体装置の作製方法。
26. 【請求項２６】 請求項２２もしくは２３の工程（２）
    において、前記シリコン膜をエッチングする作用を有す
    る液体は、フッ酸と硝酸の混合溶液であることを特徴と
    する薄膜半導体装置の作製方法。
27. 【請求項２７】 請求項２２もしくは２３の工程（２）
    において、前記シリコンをエッチングする作用を有する
    液体は、ヒドラジンを含有する溶液であることを特徴と
    する薄膜半導体装置の作製方法。
28. 【請求項２８】 請求項２２もしくは２３の工程（２）
    において、前記シリコンをエッチングする作用を有する
    液体は、エチレンジアミンを含有する溶液であることを
    特徴とする薄膜半導体装置の作製方法。
29. 【請求項２９】 請求項２２もしくは２３の工程（２）
    において、前記シリコンをエッチングする作用を有する
    気体は、フッ化塩素を含有することを特徴とする薄膜半
    導体装置の作製方法。
30. 【請求項３０】 請求項２２もしくは２３の工程（１）
    において、前記シリコン膜の下に形成される絶縁被膜
    は、酸化珪素もしくは窒化珪素を主成分とすることを特
    徴とする薄膜半導体装置の作製方法。