JPH09266171A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH09266171A
JPH09266171A JP2319097A JP2319097A JPH09266171A JP H09266171 A JPH09266171 A JP H09266171A JP 2319097 A JP2319097 A JP 2319097A JP 2319097 A JP2319097 A JP 2319097A JP H09266171 A JPH09266171 A JP H09266171A
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JP
Japan
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film
oxide film
silicon film
heat treatment
semiconductor device
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Application number
JP2319097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Satoshi Teramoto
聡 寺本
Jun Koyama
潤 小山
Yasushi Ogata
靖 尾形
Masahiko Hayakawa
昌彦 早川
Mitsuaki Osame
光明 納
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the concentration of metallic elements in crystalline silicon film making use of the metallic elements which accelerate the crystallization of silicon. SOLUTION: Nickel elements are introduced into an amorphous silicon film 103, and then the first heat treatment for crystallization is performed. Then, irradiation with a laser beam is performed to diffuse the nickel elements existing partially concentrically. After this, the heat treatment in oxidative atmosphere is performed at a temperature higher than the preceding heat treatment. At this time, HCl, etc., are added to the atmosphere. This way, a thermal oxide film 106 is made. At this time, the gettering of the nickel elements is performed in the thermal oxide film 106. Next, the thermal oxide film 106 is removed. By doing it this way, a crystalline silicon film 107 which has high crystal property with low concentration of metallic elements can be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本明細書で開示する発明は、薄膜
トランジスタに代表される半導体装置の作製方法に関す
る。特に、ガラス基板や石英基板上に形成された結晶性
を有する珪素薄膜を用いた半導体装置の作製方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention disclosed in this specification relates to a method for manufacturing a semiconductor device represented by a thin film transistor. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a crystalline silicon thin film formed over a glass substrate or a quartz substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、珪素膜を用いた薄膜トランジ
スタが知られている。これは、ガラス基板や石英基板上
に形成された珪素膜を用いて、薄膜トランジスタを構成
する技術である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a thin film transistor using a silicon film has been known. This is a technique of forming a thin film transistor by using a silicon film formed on a glass substrate or a quartz substrate.

【0003】ガラス基板や石英基板が利用されるのは、
アクティブマトリクス型の液晶表示に上記薄膜トランジ
スタを利用するためである。従来は、非晶質珪素膜を用
いて薄膜トランジスタが形成されてきたが、より高性能
を求めるために結晶性を有する珪素膜(結晶性珪素膜と
いう)を利用して薄膜トランジスタを作製することが試
みられている。
[0003] Glass substrates and quartz substrates are used for
This is because the thin film transistor is used for an active matrix liquid crystal display. Conventionally, a thin film transistor has been formed using an amorphous silicon film, but in order to obtain higher performance, it is attempted to manufacture a thin film transistor using a crystalline silicon film (called a crystalline silicon film). Has been.

【0004】結晶性珪素膜を用いた薄膜トランジスタ
は、非晶質珪素膜を用いたものに比較して、2桁以上の
高速動作を行わすことができる。従って、これまで外付
けのIC回路によって構成されていたアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置の周辺駆動回路をガラス基板また
は石英基板上にアクティブマトリクス回路と同様に作り
込むことができる。
A thin film transistor using a crystalline silicon film can operate at a high speed of two digits or more as compared with a thin film transistor using an amorphous silicon film. Therefore, the peripheral drive circuit of the active matrix type liquid crystal display device, which has been constituted by the external IC circuit so far, can be formed on the glass substrate or the quartz substrate in the same manner as the active matrix circuit.

【0005】このような構成は、装置全体の小型化や作
製工程の簡略化に非常に有利なものとなる。また作製コ
ストの低減にもつながる構成となる。
Such a structure is very advantageous for downsizing the entire device and simplifying the manufacturing process. Further, the structure leads to a reduction in manufacturing cost.

【0006】一般に結晶性珪素膜は、非晶質珪素膜をプ
ラズマCVD法や減圧熱CVD法で成膜した後、加熱処
理、またはレーザー光の照射を行うことにより、結晶化
させることにより得ている。
Generally, a crystalline silicon film is obtained by crystallizing an amorphous silicon film by a plasma CVD method or a low pressure thermal CVD method, followed by heat treatment or laser light irradiation. There is.

【0007】しかし、加熱処理の場合、結晶化にむらが
できたりし、なかなか必要とするような結晶性を広い面
積にわたって得ることが困難であるのが現状である。
However, in the case of heat treatment, the crystallization becomes uneven, and it is difficult to obtain the required crystallinity over a wide area at present.

【0008】また、レーザー光の照射による方法も部分
的には高い結晶性を得ることができるが、広い面積にわ
たり、良好なアニール効果を得ることが困難である。特
に、良好な結晶性を得るような条件でのレーザー光の照
射は不安定になりやすい。
Although the method of irradiating laser light can partially obtain high crystallinity, it is difficult to obtain a good annealing effect over a wide area. In particular, irradiation with laser light under the condition that good crystallinity is obtained tends to be unstable.

【0009】一方、特開平6−232059号に記載さ
れた技術は公知である。この技術は、非晶質珪素膜に珪
素の結晶化を助長する金属元素(例えばニッケル)を導
入し、従来よりもより低い温度での加熱処理で結晶性珪
素膜を得る技術である。
On the other hand, the technique described in JP-A-6-232059 is known. This technique is a technique in which a metal element (for example, nickel) that promotes crystallization of silicon is introduced into an amorphous silicon film, and a crystalline silicon film is obtained by heat treatment at a temperature lower than that of the conventional technique.

【0010】この技術は、従来の加熱のみによる結晶化
の方法や、レーザー光の照射のみによる非晶質膜の結晶
化に比較すると、広い面積にわたり、高い結晶性を均一
に得ることができる。
This technique can uniformly obtain high crystallinity over a wide area as compared with the conventional crystallization method only by heating or crystallization of an amorphous film only by irradiation of laser light.

【0011】しかし、アクティブマトリクス型の液晶表
示装置に必要とされるような大面積にわたり、高い結晶
性とその均一性を有している結晶性珪素膜を得ることは
困難である。
However, it is difficult to obtain a crystalline silicon film having high crystallinity and its uniformity over a large area required for an active matrix type liquid crystal display device.

【0012】また、膜中に金属元素を含有しているた
め、その導入量の制御が微妙であり、再現性や安定性
(得られたデバイスの電気的な安定性)に問題がある。
Further, since the film contains a metal element, the control of the introduction amount is delicate, and there is a problem in reproducibility and stability (electrical stability of the obtained device).

【0013】また、残留する金属元素の影響によって、
例えば、得られる半導体装置の特性の経時変化や、薄膜
トランジスタの場合であればOFF値が大きいといった
問題が存在する。
Further, due to the influence of the residual metal element,
For example, there are problems that the characteristics of the obtained semiconductor device change with time and, in the case of a thin film transistor, the OFF value is large.

【0014】即ち、珪素の結晶化を助長する金属元素
は、結晶性珪素膜を得るためには有用な役割を有する
が、一方で一端結晶性珪素膜を得た後においては、その
存在が数々の問題を引き起こすマイナス要因となってし
まう。
That is, the metal element that promotes the crystallization of silicon has a useful role for obtaining a crystalline silicon film, but once the crystalline silicon film is obtained, its existence is numerous. It becomes a negative factor that causes the problem of.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、高い結晶性を有する結晶性珪素膜を用いて、高い
特性を有する半導体装置を提供することを課題とする。
An object of the invention disclosed in this specification is to provide a semiconductor device having high characteristics by using a crystalline silicon film having high crystallinity.

【0016】また、珪素の結晶化を助長する金属元素を
利用して得られた結晶性珪素膜における金属の濃度元素
の濃度を減少させる技術を提供することを課題とする。
Another object of the present invention is to provide a technique for reducing the concentration of a metal element in a crystalline silicon film obtained by utilizing a metal element that promotes crystallization of silicon.

【0017】そして得られる半導体装置の特性や信頼性
を高くすることができる技術を提供することを課題とす
る。
An object of the present invention is to provide a technique capable of enhancing the characteristics and reliability of the obtained semiconductor device.

【0018】[0018]

【課題を解決するために手段】本明細書で開示する発明
の一つは、非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属
元素を意図的に導入し第1の加熱処理により前記非晶質
珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜を得る工程と、前記結
晶性珪素膜に対してレーザー光または強光の照射を行う
工程と、ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の
加熱処理を行い前記結晶性珪素膜中に存在する当該金属
元素を除去または減少させる工程と、前記工程で形成さ
れた熱酸化膜を除去する工程と、前記熱酸化膜を除去し
た領域の表面上に再度の熱酸化により熱酸化膜を形成す
る工程と、を有することを特徴とする。
One of the inventions disclosed in the present specification is to introduce a metal element which promotes crystallization of silicon into an amorphous silicon film by intentionally introducing a metal element which promotes crystallization of silicon. A step of crystallizing the crystalline silicon film to obtain a crystalline silicon film; a step of irradiating the crystalline silicon film with laser light or strong light; and a second step in an oxidizing atmosphere containing a halogen element. A step of performing heat treatment to remove or reduce the metal element present in the crystalline silicon film, a step of removing the thermal oxide film formed in the step, and a step of removing the thermal oxide film on the surface of the region. And a step of forming a thermal oxide film by thermal oxidation again.

【0019】非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金
属元素を意図的に導入し第1の加熱処理により前記非晶
質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜を得る工程と、前記
結晶性珪素膜に対してレーザー光または強光の照射を行
い前記結晶性珪素膜中に存在する前記金属元素を前記結
晶性珪素膜中において拡散させる工程と、ハロゲン元素
を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理を行い前記結
晶性珪素膜中に存在する当該金属元素を形成される熱酸
化膜中にゲッタリングする工程と、前記工程で形成され
た熱酸化膜を除去する工程と、前記熱酸化膜を除去した
領域の表面上に再度の熱酸化により熱酸化膜を形成する
工程と、を有することを特徴とする。
A step of intentionally introducing a metal element that promotes crystallization of silicon into the amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film by the first heat treatment to obtain a crystalline silicon film; Irradiating the crystalline silicon film with laser light or intense light to diffuse the metal element present in the crystalline silicon film in the crystalline silicon film; and in an oxidizing atmosphere containing a halogen element. Second heat treatment to getter the metal element present in the crystalline silicon film into a thermal oxide film to be formed, and a step of removing the thermal oxide film formed in the above process, Forming a thermal oxide film on the surface of the region from which the thermal oxide film has been removed by re-thermal oxidation.

【0020】他の発明の構成は、非晶質珪素膜に珪素の
結晶化を助長する金属元素を意図的に導入し第1の加熱
処理により前記非晶質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜
を得る工程と、前記結晶性珪素膜をパターニングし半導
体装置の活性層を形成する工程と、前記活性層に対して
レーザー光または強光の照射を行う工程と、ハロゲン元
素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理を行い前記
活性層中に存在する当該金属元素を除去または減少させ
る工程と、該工程で形成された熱酸化膜を除去する工程
と、前記活性層の表面に再度の熱酸化により熱酸化膜を
形成する工程と、を有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, a metal element that promotes crystallization of silicon is intentionally introduced into the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is crystallized by the first heat treatment to form crystalline silicon. A step of obtaining a film, a step of patterning the crystalline silicon film to form an active layer of a semiconductor device, a step of irradiating the active layer with laser light or strong light, and an oxidizing property containing a halogen element. A step of performing a second heat treatment in an atmosphere to remove or reduce the metal element present in the active layer; a step of removing the thermal oxide film formed in the step; And a step of forming a thermal oxide film by thermal oxidation.

【0021】他の発明の構成は、非晶質珪素膜に珪素の
結晶化を助長する金属元素を意図的にかつ選択的に導入
する工程と、前記非晶質珪素膜に対して第1の加熱処理
を施し、前記意図的かつ選択的に金属元素が導入された
領域から膜に平行な方向に結晶成長を行なわす工程と、
前記結晶性珪素膜に対してレーザー光または強光の照射
を行い前記結晶成長した領域中に存在する前記金属元素
を拡散させる工程と、ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲
気中で第2の加熱処理を行い前記結晶成長した領域に存
在する当該金属元素を形成される熱酸化膜中にゲッタリ
ングする工程と、前記工程で形成された熱酸化膜を除去
する工程と、前記熱酸化膜を除去した領域の表面上に再
度の熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする。
According to another aspect of the invention, a step of intentionally and selectively introducing a metal element that promotes crystallization of silicon into the amorphous silicon film and a first step for the amorphous silicon film are provided. A step of performing heat treatment, and performing crystal growth in a direction parallel to the film from the region where the metal element is intentionally and selectively introduced;
A step of irradiating the crystalline silicon film with laser light or intense light to diffuse the metal element present in the crystal-grown region; and a second heat treatment in an oxidizing atmosphere containing a halogen element. The gettering of the metal element existing in the crystal-grown region into the thermal oxide film to be formed, the step of removing the thermal oxide film formed in the step, and the removal of the thermal oxide film. And a step of forming a thermal oxide film on the surface of the region by thermal oxidation again.

【0022】他の発明の構成は、非晶質珪素膜に珪素の
結晶化を助長する金属元素を意図的に導入し第1の加熱
処理により前記非晶質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜
を得る工程と、前記結晶性珪素膜をパターニングし半導
体装置の活性層を形成する工程と、前記活性層に対して
レーザー光または強光の照射を行う工程と、ハロゲン元
素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理を行い前記
活性層中に存在する当該金属元素を除去または減少させ
る工程と、該工程で形成された熱酸化膜を除去する工程
と、前記活性層の表面に再度の熱酸化により熱酸化膜を
形成する工程と、を有し、前記活性層は側面が下地面と
のなす角が20°〜50°を有する傾斜した形状を有す
ることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, a metal element that promotes crystallization of silicon is intentionally introduced into the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is crystallized by the first heat treatment to form crystalline silicon. A step of obtaining a film, a step of patterning the crystalline silicon film to form an active layer of a semiconductor device, a step of irradiating the active layer with laser light or strong light, and an oxidizing property containing a halogen element. A step of performing a second heat treatment in an atmosphere to remove or reduce the metal element present in the active layer; a step of removing the thermal oxide film formed in the step; And a step of forming a thermal oxide film by thermal oxidation, wherein the active layer has an inclined shape whose side surface forms an angle of 20 ° to 50 ° with the underlying surface.

【0023】本明細書で開示する発明においては、珪素
の結晶化を助長する金属元素として、Fe、Co、N
i、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au
から選ばれた一種または複数種類のものが用いることが
できる。
In the invention disclosed in this specification, Fe, Co, N are used as the metal elements for promoting the crystallization of silicon.
i, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au
One kind or a plurality of kinds selected from can be used.

【0024】また、ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気
としては、O2 雰囲気、またはO2を含んだ雰囲気中に
HCl、HF、HBr、Cl2 、F2 、Br2 から選ば
れた一種または複数種類のガスが添加されたものを選択
することができる。
As the oxidizing atmosphere containing a halogen element, one or plural kinds selected from HCl, HF, HBr, Cl 2 , F 2 and Br 2 in an O 2 atmosphere or an atmosphere containing O 2. It is possible to select the one to which the kind of gas is added.

【0025】本明細書における不純物濃度は、SIMS
(2次イオン分析法)で計測された計測値の最小値とし
て定義される。
The impurity concentration in this specification is SIMS.
It is defined as the minimum value of the measurement values measured by (secondary ion analysis method).

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本明細書で開示する発明の好まし
実施の形態としては、まず非晶質珪素膜を成膜し、この
非晶質珪素膜をニッケルで代表される珪素の結晶化を助
長する金属元素の作用により結晶化させ、結晶性珪素膜
を得る。この結晶化は加熱処理によって行なう。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a preferred embodiment of the invention disclosed in this specification, an amorphous silicon film is first formed, and this amorphous silicon film is crystallized from silicon typified by nickel. Is crystallized by the action of a metal element that promotes the formation of a crystalline silicon film. This crystallization is performed by heat treatment.

【0027】この加熱処理は、550℃〜750℃の範
囲内での加熱処理で行なう。この加熱処理の温度は、6
20℃以上の温度で行なうことが好ましい。
This heat treatment is carried out within the range of 550 ° C. to 750 ° C. The temperature of this heat treatment is 6
It is preferable to carry out at a temperature of 20 ° C. or higher.

【0028】上記の加熱処理により結晶化された状態に
おいて、結晶性珪素膜中には当該金属元素が含まれてい
る。
In the crystallized state by the above heat treatment, the crystalline silicon film contains the metal element.

【0029】ここで、レーザー光の照射を行ない、得ら
れた結晶性珪素膜の結晶化を助長すると同時に、膜中に
存在するニッケル元素を膜中においてさらに拡散(分
散)させる。
Here, laser light irradiation is performed to promote crystallization of the obtained crystalline silicon film, and at the same time, nickel element existing in the film is further diffused (dispersed) in the film.

【0030】第1の加熱処理において結晶化がされた状
態においては、ニッケル元素はある程度の固まりと存在
している。そこで上記のレーザー光の照射を行なうこと
で、後にゲッタリングがされ易い状態にニッケル元素を
ある程度分散させることができる。
In the crystallized state in the first heat treatment, the nickel element exists as a lump to some extent. Therefore, by irradiating the above laser light, the nickel element can be dispersed to some extent in a state where gettering is likely to occur later.

【0031】レーザー光の照射を行なったら、HClを
添加した酸化性雰囲気中において加熱処理を行い、結晶
性珪素膜の表面に熱酸化膜を形成する。
After the irradiation of laser light, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere containing HCl to form a thermal oxide film on the surface of the crystalline silicon film.

【0032】この時、熱酸化膜中に塩素の作用によって
当該金属元素がゲッタリングされ、結晶性珪素膜中の当
該金属元素濃度が低下する。またこの際、塩素の作用に
より、ニッケル元素が外部に気化除去される。
At this time, the metal element is gettered by the action of chlorine in the thermal oxide film, and the concentration of the metal element in the crystalline silicon film is lowered. At this time, the elemental nickel is vaporized and removed to the outside by the action of chlorine.

【0033】このニッケル元素をゲッタリングするため
の加熱処理は、前記の結晶化のための加熱処理よりも高
い温度で行なうことが好ましい。またその温度は、60
0℃を超える温度、さらに好ましくは640℃以上の温
度で行なうことが好ましい。またその上限は750℃以
下の温度とすることが適当である。
The heat treatment for gettering the nickel element is preferably performed at a higher temperature than the heat treatment for crystallization. The temperature is 60
It is preferable to carry out at a temperature higher than 0 ° C, more preferably 640 ° C or higher. Further, the upper limit is suitably a temperature of 750 ° C. or lower.

【0034】上記のゲッタリングを行なうための加熱処
理を行なった結果、高濃度にニッケル元素を含んだ熱酸
化膜が形成される。そしてこの熱酸化膜を除去すること
により、高い結晶性を有し、かつ当該金属元素の濃度が
低い結晶性珪素膜を得ることができる。
As a result of the heat treatment for performing the above gettering, a thermal oxide film containing nickel element at a high concentration is formed. By removing this thermal oxide film, a crystalline silicon film having high crystallinity and a low concentration of the metal element can be obtained.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕本実施例では、ガラス基板上にニッケル元
素を利用して結晶性珪素膜を得る構成について示す。
[Embodiment 1] In this embodiment, a configuration for obtaining a crystalline silicon film on a glass substrate by using nickel element will be described.

【0036】本実施例では、まずニッケル元素の作用に
より高い結晶性を有する結晶性珪素膜を得る。
In this embodiment, first, a crystalline silicon film having high crystallinity is obtained by the action of nickel element.

【0037】そしてレーザー光の照射を行なう。このレ
ーザー光の照射を行なうことで、膜の結晶性を高めると
ともに、局所的に集中して存在しているニッケル元素を
膜中に拡散させる。即ち、ニッケルの固まりを消滅させ
る。
Then, laser light irradiation is performed. By irradiating with this laser beam, the crystallinity of the film is enhanced, and nickel elements that are locally concentrated are diffused in the film. That is, the mass of nickel is extinguished.

【0038】そして、ハロゲン元素を含んだ酸化膜を熱
酸化法によってこの結晶性珪素膜上に形成する。この
時、得られた結晶性珪素膜中に残存したニッケル元素が
ハロゲン元素の作用により熱酸化膜中にゲッタリングさ
れる。この時、ニッケル元素が先のレーザー光の照射に
よって分散して存在しているので、効果的にゲッタリン
グが進行する。
Then, an oxide film containing a halogen element is formed on the crystalline silicon film by a thermal oxidation method. At this time, the nickel element remaining in the obtained crystalline silicon film is gettered into the thermal oxide film by the action of the halogen element. At this time, since the nickel element is dispersed and present by the previous irradiation of the laser beam, gettering effectively progresses.

【0039】さらにゲッタリングの結果高濃度にニッケ
ル元素を含有した熱酸化膜を除去する。このようにする
ことにより、ガラス基板上に高い結晶性を有していなが
ら、かつニッケル元素の濃度の低い結晶性珪素膜を得
る。
Further, as a result of gettering, the thermal oxide film containing nickel element at a high concentration is removed. By doing so, a crystalline silicon film having high crystallinity and a low nickel element concentration is obtained on the glass substrate.

【0040】以下に図1を用いて本実施例の作製工程を
示す。まず、コーニング1737ガラス基板(歪点66
7℃)101上に下地膜として酸化窒化珪素膜102を
3000Åの厚さに成膜する。
The manufacturing process of this embodiment will be described below with reference to FIG. First, Corning 1737 glass substrate (strain point 66
A silicon oxynitride film 102 is formed as a base film on (7 ° C.) 101 to a thickness of 3000 Å.

【0041】酸化窒化珪素膜の成膜は、原料ガスとして
シランとN2 Oガスと酸素とを用いたプラズマCVD法
を用いて行う。または、TEOSガスとN2 Oガスとを
用いたプラズマCVD法を用いて行う。
The silicon oxynitride film is formed by the plasma CVD method using silane, N 2 O gas and oxygen as source gases. Alternatively, a plasma CVD method using TEOS gas and N 2 O gas is used.

【0042】酸化窒化珪素膜は、後の工程においてガラ
ス基板からの不純物(ガラス基板中には半導体の作製レ
ベルで見て多量の不純物が含まれている)の拡散を抑制
する機能を有している。
The silicon oxynitride film has a function of suppressing diffusion of impurities (a large amount of impurities are contained in the glass substrate at the manufacturing level of a semiconductor) from a glass substrate in a later step. There is.

【0043】なお、この不純物の拡散を抑制する機能を
最大限に得るためには、窒化珪素膜が最適である。しか
し、窒化珪素膜は応力の関係でガラス基板からはがれて
しまうので実用的ではない。また、下地膜として酸化珪
素膜を用いることもできる。
In order to maximize the function of suppressing the diffusion of impurities, the silicon nitride film is optimum. However, the silicon nitride film is not practical because it peels off from the glass substrate due to the stress. Alternatively, a silicon oxide film can be used as the base film.

【0044】また、この下地膜102は、可能な限りな
るべく高い硬度とすることが重要なポイントとなる。こ
れは、最終的に得られた薄膜トランジスタの耐久試験に
おいて、下地膜の硬さが硬い方が(即ち、そのエッチン
グレートが小さい方が)信頼性が高いことから結論され
る。なお、その理由は、薄膜トランジスタの作製工程中
におけるガラス基板からの不純物の遮蔽効果に依るもの
と考えられる。
It is an important point that the base film 102 has a hardness as high as possible. This is concluded from the fact that, in the durability test of the finally obtained thin film transistor, the hardness of the base film is higher (that is, the etching rate thereof is lower) is more reliable. The reason is considered to be due to the effect of shielding impurities from the glass substrate during the manufacturing process of the thin film transistor.

【0045】また、この下地膜102中に塩素で代表さ
れるハロゲン元素を微量に含有させておくことは有効で
ある。このようにすると、後の工程において、半導体層
中に存在する珪素の結晶化を助長する金属元素をハロゲ
ン元素によってゲッタリングすることができる。
Further, it is effective to contain a trace amount of a halogen element represented by chlorine in the base film 102. By doing so, in a subsequent step, the metal element that promotes crystallization of silicon existing in the semiconductor layer can be gettered by the halogen element.

【0046】また、下地膜の成膜後に水素プラズマ処理
を加えることは有効である。また、酸素と水素とを混合
した雰囲気でのプラズマ処理を行うことは有効である。
これは、下地膜の表面に吸着している炭素成分を除去
し、後に形成される半導体膜との界面特性を向上させる
ことに効果がある。
Further, it is effective to add hydrogen plasma treatment after forming the base film. Further, it is effective to perform plasma treatment in an atmosphere in which oxygen and hydrogen are mixed.
This is effective in removing the carbon component adsorbed on the surface of the base film and improving the interface characteristics with the semiconductor film formed later.

【0047】次に後に結晶性珪素膜となる非晶質珪素膜
103を500Åの厚さに減圧熱CVD法で成膜する。
減圧熱CVD法を用いるのは、その方が後に得られる結
晶性珪素膜の膜質が優れているからである。具体的に
は、膜質が緻密であるからである。なお、減圧熱CVD
法以外の方法としては、プラズマCVD法を用いること
ができる。
Next, an amorphous silicon film 103, which will later become a crystalline silicon film, is formed to a thickness of 500Å by a low pressure thermal CVD method.
The low pressure thermal CVD method is used because the crystalline silicon film obtained later is superior in film quality. Specifically, the film quality is dense. In addition, reduced pressure thermal CVD
As a method other than the method, a plasma CVD method can be used.

【0048】ここで作製する非晶質珪素膜は、膜中の酸
素濃度が5×1017cm-3〜2×1019cm-3 である
ことが望ましい。これは、後の金属元素(珪素の結晶化
を助長する金属元素)のゲッタリング工程において、酸
素が重要な役割を果たすからである。
The amorphous silicon film produced here preferably has an oxygen concentration in the film of 5 × 10 17 cm −3 to 2 × 10 19 cm −3 . This is because oxygen plays an important role in the subsequent gettering step of the metal element (metal element that promotes crystallization of silicon).

【0049】ただし、酸素濃度が上記濃度範囲より高い
場合は、非晶質珪素膜の結晶化が阻害されるので注意が
必要である。
However, it should be noted that if the oxygen concentration is higher than the above concentration range, crystallization of the amorphous silicon film is hindered.

【0050】また他の不純物濃度、例えば、窒素や炭素
の不純物濃度は極力低い方がよい。具体的には、2×1
19cm-3以下の濃度とすることが必要である。
Further, the other impurity concentrations, for example, the nitrogen and carbon impurity concentrations are preferably as low as possible. Specifically, 2 × 1
It is necessary to set the concentration to 0 19 cm -3 or less.

【0051】この非晶質珪素膜の膜厚の上限は2000
Å程度である。これは、後のレーザー光の照射による効
果を得るには、あまり厚い膜であことが不利であるから
である。厚い膜が不利なのは、珪素膜に照射されるレー
ザー光のほとんどは膜の表面において吸収されてしまう
ことに原因がある。
The upper limit of the thickness of this amorphous silicon film is 2000.
It is about Å. This is because it is disadvantageous that the film is too thick in order to obtain the effect of the subsequent irradiation of laser light. The disadvantage of the thick film is that most of the laser light applied to the silicon film is absorbed on the surface of the film.

【0052】なお非晶質珪素膜103の膜厚の下限は、
成膜方法にもよるが、実用的には200Å程度である。
The lower limit of the thickness of the amorphous silicon film 103 is
Although it depends on the film forming method, it is practically about 200 Å.

【0053】次に非晶質珪素膜103を結晶化させるた
めにニッケル元素を導入する。ここでは、10ppm
(重量換算)のニッケルを含んだニッケル酢酸塩溶液を
非晶質珪素膜103の表面に塗布することによってニッ
ケル元素を導入する。
Next, nickel element is introduced to crystallize the amorphous silicon film 103. Here, 10ppm
The nickel element is introduced by applying a nickel acetate solution containing nickel (by weight) to the surface of the amorphous silicon film 103.

【0054】ニッケル元素の導入方法としては、上記の
溶液を用いる方法の他に、スパッタ法やCVD法、さら
にプラズマ処理や吸着法を用いることができる。
As a method of introducing the nickel element, a sputtering method, a CVD method, a plasma treatment or an adsorption method can be used in addition to the method using the above solution.

【0055】上記の溶液を用いる方法は、簡便であり、
また金属元素の濃度調整が簡単であるという点で有用で
ある。
The method using the above solution is simple,
It is also useful in that the concentration of the metal element can be easily adjusted.

【0056】ニッケル酢酸塩溶液を塗布することによ
り、図1(A)の104で示されるようにニッケル酢酸
塩溶液の水膜が形成される。この状態を得たら、図示し
ないスピナーを用いて余分な溶液を吹き飛ばす。このよ
うにして、ニッケル元素が非晶質珪素膜103の表面に
接して保持された状態とする。
By applying the nickel acetate solution, a water film of the nickel acetate solution is formed as indicated by 104 in FIG. 1 (A). After obtaining this state, the extra solution is blown off using a spinner (not shown). Thus, the nickel element is held in contact with the surface of the amorphous silicon film 103.

【0057】なお、後の加熱工程における不純物の残留
を考慮すると、酢酸ニッケル塩溶液を用いる代わりに硫
酸ニッケルを用いることが好ましい。これは、酢酸ニッ
ケル塩溶液は炭素を含んでおり、これが後の加熱工程に
おいて炭化して膜中に残留することが懸念されるからで
ある。
Considering residual impurities in the subsequent heating step, it is preferable to use nickel sulfate instead of the nickel acetate salt solution. This is because the nickel acetate salt solution contains carbon, which may be carbonized in the subsequent heating step and remain in the film.

【0058】ニッケル元素の導入量の調整は、溶液中に
おけるニッケル元素の濃度を調整することにより行うこ
とができる。
The amount of nickel element introduced can be adjusted by adjusting the concentration of nickel element in the solution.

【0059】そして、図1(B)に示す状態において、
550℃〜650℃の温度での加熱処理を行い、非晶質
珪素膜103を結晶化させ、結晶性珪素膜105を得
る。この加熱処理は、還元雰囲気中で行う。
Then, in the state shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 550 ° C. to 650 ° C. to crystallize the amorphous silicon film 103 to obtain a crystalline silicon film 105. This heat treatment is performed in a reducing atmosphere.

【0060】この加熱処理の温度は、ガラス基板の歪点
以下の温度で行なうことが好ましい。コーニング173
7ガラス基板の歪点は667℃であるので、ここでの加
熱温度の上限は余裕を見て650℃程度とすることが好
ましい。
The temperature of this heat treatment is preferably a temperature below the strain point of the glass substrate. Corning 173
Since the strain point of the 7 glass substrate is 667 ° C., it is preferable that the upper limit of the heating temperature here is about 650 ° C. with a margin.

【0061】ここではこの加熱処理の雰囲気を水素を3
%含んだ窒素雰囲気とする。また加熱の温度を620℃
とする。また加熱時間を4時間とする。
Here, the atmosphere for this heat treatment is changed to hydrogen.
% Nitrogen atmosphere. The heating temperature is 620 ° C.
And The heating time is 4 hours.

【0062】上記の加熱処理による結晶化工程におい
て、雰囲気を還元雰囲気とするのは加熱処理工程中にお
いて、酸化物が形成されてしまうことを防止するためで
ある。具体的には、ニッケルと酸素とが反応して、Ni
X が膜の表面や膜中に形成されてしまうことを抑制す
るためである。
In the crystallization process by the above heat treatment, the atmosphere is made to be a reducing atmosphere in order to prevent oxides from being formed during the heat treatment process. Specifically, nickel reacts with oxygen to form Ni
This is to prevent O X from being formed on the surface of the film or in the film.

【0063】酸素は、後のゲッタリング工程において、
ニッケルと結合して、ニッケルのゲッタリングに多大な
貢献をすることとなる。しかしながら、この結晶化の段
階で酸素とニッケルとが結合することは、結晶化を阻害
するものであることが判明している。従って、この加熱
による結晶化の工程においては、酸化物の形成を極力抑
制することが重要となる。
Oxygen is added in the gettering step which will be described later.
When combined with nickel, it makes a great contribution to nickel gettering. However, it has been found that the combination of oxygen and nickel at this crystallization stage inhibits crystallization. Therefore, in this crystallization process by heating, it is important to suppress the formation of oxides as much as possible.

【0064】上記の結晶化のための加熱処理を行う雰囲
気中の酸素濃度は、ppmオーダー、好ましくは1pp
m以下とすることが必要である。
The oxygen concentration in the atmosphere in which the heat treatment for crystallization is performed is in the ppm order, preferably 1 pp.
It is necessary to be m or less.

【0065】また、上記の結晶化のための加熱処理を行
う雰囲気のほとんどを占める気体としては、窒素以外に
アルゴン等の不活性ガスを利用することができる。
In addition to nitrogen, an inert gas such as argon can be used as the gas occupying most of the atmosphere for performing the heat treatment for crystallization.

【0066】上記の加熱処理による結晶化工程の後にお
いては、ニッケル元素がある程度の固まりで残存してい
る。このことは、TEM(透過型電子顕微鏡)による観
察から確認されている。
After the crystallization step by the above heat treatment, the nickel element remains as a lump to some extent. This has been confirmed by observation with a TEM (transmission electron microscope).

【0067】このニッケルがある程度の固まりで存在し
ているという事実の原因は明らかではないが、何か結晶
化のメカニズムと関係しているものと考えられる。
The cause of the fact that nickel exists in a certain amount of lumps is not clear, but it is considered to be related to some crystallization mechanism.

【0068】次に図1(C)に示すようにレーザー光の
照射を行なう。ここでは、KrFエキシマレーザー(波
長248nm)を用いる。ここでは、レーザー光のビー
ム形状を線状としたものを走査しながら照射する方法を
採用する。
Next, laser light irradiation is performed as shown in FIG. Here, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is used. Here, a method of irradiating while scanning a laser beam having a linear beam shape is adopted.

【0069】このレーザー光の照射を行なうことで、前
述の加熱処理による結晶化の結果、局所的に集中してい
たニッケル元素がある程度膜105中に分散する。即
ち、ニッケル元素の固まりを消滅させ、ニッケル元素を
分散させることができる。
By irradiating with this laser beam, nickel element, which has been locally concentrated, is dispersed to some extent in the film 105 as a result of the crystallization by the above-mentioned heat treatment. That is, it is possible to eliminate the solidified nickel element and disperse the nickel element.

【0070】次に図1(D)に示す工程において再度の
加熱処理を行なう。この加熱処理は、ニッケル元素をゲ
ッタリングするための熱酸化膜を形成するために行われ
る。ここではこの加熱処理をハロゲン元素を含んだ雰囲
気中で行う。具体的には、HClを5%含んだ酸素雰囲
気中で加熱処理を行なう。(図1(D))
Next, another heat treatment is performed in the step shown in FIG. This heat treatment is performed to form a thermal oxide film for gettering the nickel element. Here, this heat treatment is performed in an atmosphere containing a halogen element. Specifically, heat treatment is performed in an oxygen atmosphere containing 5% HCl. (Fig. 1 (D))

【0071】この工程は、結晶化のために初期の段階で
意図的に混入させたニッケル元素(または、その他の珪
素の結晶化を助長する金属元素)を結晶性珪素膜105
中から除去するための工程である。この加熱処理は、前
述の結晶化を行うために行った加熱処理よりも高い温度
で行う。これは、ニッケル元素のゲッタリングを効果的
に行うために重要な条件である。
In this step, the nickel element (or other metal element that promotes crystallization of silicon) intentionally mixed in the initial stage for crystallization is added to the crystalline silicon film 105.
This is a process for removing it from the inside. This heat treatment is performed at a higher temperature than the heat treatment performed to perform the above-described crystallization. This is an important condition for effective gettering of nickel element.

【0072】この加熱処理は、上記の条件を満たした上
で600℃〜750℃の温度で行なう。この工程におけ
るニッケル元素のゲッタリング効果は、600℃より高
い温度とした場合に顕著に得ることができる。
This heat treatment is carried out at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. after satisfying the above conditions. The gettering effect of nickel element in this step can be remarkably obtained when the temperature is higher than 600 ° C.

【0073】この工程において、前述のレーザー光の照
射によって分散されたニッケル元素が効果的に酸化膜中
にゲッタリングされていく。
In this step, the nickel element dispersed by the above-mentioned laser light irradiation is effectively gettered into the oxide film.

【0074】また、この加熱処理温度の上限は、使用す
るガラス基板の歪点によって制限される。使用するガラ
ス基板の歪点以上の温度で加熱処理を行うと、基板が変
形するので注意が必要である。
The upper limit of the heat treatment temperature is limited by the strain point of the glass substrate used. It should be noted that heat treatment at a temperature above the strain point of the glass substrate used will deform the substrate.

【0075】HClは酸素に対して0.5 %〜10%(体
積%)の割合で混合することが好ましい。なお、この濃
度以上に混合すると、膜の表面が膜厚と同程度上の凹凸
に荒れてしまうので特に注意が必要である。
HCl is preferably mixed in a proportion of 0.5% to 10% (volume%) with respect to oxygen. It should be noted that when the concentration is higher than this concentration, the surface of the film will be roughened to have irregularities on the order of the film thickness.

【0076】このような条件で加熱処理を行うと、図1
(D)に示されるように塩素が含まれる熱酸化膜106
が形成される。ここでは加熱処理時間を12時間とし、
熱酸化膜106の膜厚を100Åとする。
When the heat treatment is performed under such conditions, as shown in FIG.
Thermal oxide film 106 containing chlorine as shown in FIG.
Is formed. Here, the heat treatment time is 12 hours,
The film thickness of the thermal oxide film 106 is 100 Å.

【0077】熱酸化膜106が形成されることで、結晶
性珪素膜103の膜厚は約450Å程度となる。
By forming the thermal oxide film 106, the thickness of the crystalline silicon film 103 becomes about 450 Å.

【0078】この加熱処理においては、加熱温度が60
0℃〜750℃の場合は処理時間(加熱時間)を10時
間〜48時間、代表的には24時間とする。
In this heat treatment, the heating temperature is 60
In the case of 0 ° C to 750 ° C, the treatment time (heating time) is 10 hours to 48 hours, typically 24 hours.

【0079】勿論この処理時間は、得ようとする酸化膜
の膜厚によって適時設定を行なえばよい。
Of course, this processing time may be set at a proper time depending on the film thickness of the oxide film to be obtained.

【0080】この工程においては、ハロゲン元素の作用
により、ニッケル元素が珪素膜外にゲッタリングされ
る。ここでは、塩素の作用により、形成される熱酸化膜
106中にニッケル元素がゲッタリングされる。
In this step, the nickel element is gettered to the outside of the silicon film by the action of the halogen element. Here, due to the action of chlorine, nickel element is gettered in the formed thermal oxide film 106.

【0081】このゲッタリングにおいては、結晶性珪素
膜中に存在する酸素が重要な役割を果たす。即ち、酸素
とニッケルが結合することによって形成される酸化ニッ
ケルに塩素によるゲッタリング効果が作用して、効果的
にニッケル元素のゲッタリングが進行する。
In this gettering, oxygen existing in the crystalline silicon film plays an important role. That is, the gettering effect of chlorine acts on nickel oxide formed by the combination of oxygen and nickel, and the gettering of nickel element effectively progresses.

【0082】前述したように酸素は、その濃度が多過ぎ
ると、図1(B)に示す結晶化工程において、非晶質珪
素膜103の結晶化を阻害する要素となる。しかしなが
ら、上述のようにその存在はニッケルのゲッタリング過
程においては重要な役割を果たす。従って、出発膜とな
る非晶質珪素膜中に存在する酸素濃度の制御は重要なも
のとなる。
As described above, if the concentration of oxygen is too high, it becomes a factor that hinders the crystallization of the amorphous silicon film 103 in the crystallization process shown in FIG. However, as mentioned above, its presence plays an important role in the nickel gettering process. Therefore, it is important to control the oxygen concentration existing in the amorphous silicon film that is the starting film.

【0083】ここではハロゲン元素としてClを選択
し、またその導入方法としてHClを用いる例を示し
た。HCl以外のガスとしては、HF、HBr、Cl
2 、F2 、Br2 から選ばれた一種または複数種類のも
のを用いることができる。また一般にハロゲンの水素化
物を用いることができる。
Here, an example is shown in which Cl is selected as the halogen element and HCl is used as the method of introducing it. Gases other than HCl include HF, HBr, Cl
One or more kinds selected from 2 , F 2 and Br 2 can be used. In general, a halogen hydride can be used.

【0084】これらのガスは、雰囲気中での含有量(体
積含有量)をHFであれば0.25〜5%、HBrであれば
1〜15%、Cl2 であれば0.25〜5%、F2 であれば
0.125 〜2.5 %、Br2 であれば0.5 〜10%とするこ
とが好ましい。
The content (volume content) of these gases in the atmosphere is 0.25 to 5% for HF, 1 to 15% for HBr, 0.25 to 5% for Cl 2 , and F 2 If
It is preferably 0.125 to 2.5%, and Br 2 is preferably 0.5 to 10%.

【0085】上記の範囲以下の濃度とすると、有意な効
果が得られるなくなる。また、上記の範囲以上の濃度と
すると、珪素膜の表面が荒れてしまう。
If the concentration is lower than the above range, no significant effect can be obtained. If the concentration is higher than the above range, the surface of the silicon film will be roughened.

【0086】この工程を経ることにより、ニッケル元素
の濃度を最大で初期の1/10以下とすることができ
る。これは、何らハロゲン元素によるゲッタリングを行
わない場合に比較して、ニッケル元素を1/10以下に
できることを意味する。この効果は、他の金属元素を用
いた場合でも同様に得られる。
Through this step, the nickel element concentration can be reduced to 1/10 or less of the initial concentration. This means that the nickel element can be reduced to 1/10 or less as compared with the case where no gettering with a halogen element is performed. This effect can be obtained similarly even when another metal element is used.

【0087】また上記の工程においては、形成される酸
化膜中にニッケル元素がゲッタリングされるので、酸化
膜中におけるニッケル濃度が他の領域に比較して当然高
くなる。
Further, in the above process, nickel element is gettered in the oxide film to be formed, so that the nickel concentration in the oxide film is naturally higher than that in other regions.

【0088】また、珪素膜105の熱酸化膜106との
界面近傍においてニッケル元素が高くなる傾向が観察さ
れる。これは、ゲッタリングが主に行われる領域が、珪
素膜と酸化膜との界面近傍の酸化膜側であることが要因
であると考えられる。また、界面近傍においてゲッタリ
ングが進行するのは、界面近傍の応力や欠陥の存在が要
因であると考えられる。
Further, it is observed that the nickel element tends to be high in the vicinity of the interface between the silicon film 105 and the thermal oxide film 106. It is considered that this is because the region where gettering is mainly performed is on the oxide film side near the interface between the silicon film and the oxide film. It is considered that the gettering progresses near the interface due to the presence of stress and defects near the interface.

【0089】そして、ニッケルを高濃度に含んだ酸化膜
106を除去する。この酸化膜106の除去はバッファ
ーフッ酸(その他フッ酸系のエッチャント)を用いたウ
ェットエッチングや、ドライエッチングを用いて行う。
Then, the oxide film 106 containing a high concentration of nickel is removed. The oxide film 106 is removed by wet etching using buffer hydrofluoric acid (other hydrofluoric acid-based etchant) or dry etching.

【0090】こうして、図1(E)に示すように、含有
ニッケル濃度を低減した結晶性珪素膜107を得ること
ができる。
Thus, as shown in FIG. 1 (E), a crystalline silicon film 107 having a reduced nickel content can be obtained.

【0091】また得られた結晶性珪素膜107の表面近
傍には、比較的ニッケル元素が高濃度に含まれるので、
上記の酸化膜106のエッチングをさらに進めて、結晶
性珪素膜107の表面を少しオーバーエッチングするこ
とは有効である。
Since the vicinity of the surface of the obtained crystalline silicon film 107 contains a relatively high concentration of nickel element,
It is effective to further advance the etching of the oxide film 106 to slightly overetch the surface of the crystalline silicon film 107.

【0092】また、熱酸化膜106を除去した後に再び
レーザー光を照射して、得られた結晶性珪素膜107の
結晶性をさらに助長することは有効である。即ち、ニッ
ケル元素のゲッタリングが行なわれた後に再度のレーザ
ー光の照射を行なうことは有効である。
Further, it is effective to irradiate the laser beam again after removing the thermal oxide film 106 to further promote the crystallinity of the obtained crystalline silicon film 107. That is, it is effective to irradiate the laser beam again after the gettering of the nickel element is performed.

【0093】本実施例においては、使用するレーザー光
としてKrFエキシマレーザー(波長248nm)を用
いる例を示した。しかし、XeClエキシマレーザー
(波長308nm)やその他の種類のエキシマレーザー
を用いるのでもよい。
In this embodiment, an example in which a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is used as the laser light used is shown. However, an XeCl excimer laser (wavelength 308 nm) or another type of excimer laser may be used.

【0094】またレーザー光ではなく、例えば紫外線や
赤外線の照射を行なう構成としてもよい。
Instead of laser light, for example, ultraviolet light or infrared light may be irradiated.

【0095】〔実施例2〕本実施例は、実施例1に示す
構成において、珪素の結晶化を助長する金属元素とし
て、Cuを用いた場合の例である。この場合、Cuを導
入するための溶液として、酢酸第2銅(Cu(CH3
OO)2 )や塩化第2銅(CuCl2 2H2O)を用い
ればよい。
[Embodiment 2] This embodiment is an example in which Cu is used as the metal element for promoting crystallization of silicon in the structure shown in Embodiment 1. In this case, as a solution for introducing Cu, cupric acetate (Cu (CH 3 C
OO) 2 ) or cupric chloride (CuCl 2 2H 2 O) may be used.

【0096】〔実施例3〕本実施例では、実施例1とは
異なる形態の結晶成長を行わせる例に関する。本実施例
は、珪素の結晶化を助長する金属元素を利用して、横成
長と呼ばれる基板に平行な方向への結晶成長を行わす方
法に関する。
[Embodiment 3] This embodiment relates to an example in which crystal growth of a form different from that of Embodiment 1 is performed. This embodiment relates to a method called lateral growth for performing crystal growth in a direction parallel to a substrate by using a metal element that promotes crystallization of silicon.

【0097】図2に本実施例の作製工程を示す。まず、
コーニング1737ガラス基板(石英基板でもよい)2
01上に下地膜202として酸化窒化珪素膜を3000
Åの厚さに成膜する。
FIG. 2 shows the manufacturing process of this embodiment. First,
Corning 1737 glass substrate (quartz substrate may be used) 2
01 as a base film 202 and a silicon oxynitride film 3000
The film is formed to a thickness of Å.

【0098】次に結晶性珪素膜の出発膜となる非晶質珪
素膜203を減圧熱CVD法でもって、600Åの厚さ
に成膜する。この非晶質珪素膜の厚さは、前述したよう
に2000Å以下とすることが好ましい。
Next, an amorphous silicon film 203 serving as a starting film of the crystalline silicon film is formed to a thickness of 600 Å by a low pressure thermal CVD method. The thickness of this amorphous silicon film is preferably 2000 Å or less as described above.

【0099】なお、減圧熱CVD法の代わりにプラズマ
CVD法を用いてもよい。
The plasma CVD method may be used instead of the low pressure thermal CVD method.

【0100】次に図示しない酸化珪素膜を1500Åの
厚さに成膜し、それをパターニングすることにより、2
04で示されるマスクを形成する。このマスクは205
で示される領域に開口が形成されている。この開口20
5が形成されている領域においては、非晶質珪素膜20
3が露呈している。
Next, a silicon oxide film (not shown) is formed to a thickness of 1500 Å and patterned to form 2
A mask indicated by 04 is formed. This mask is 205
An opening is formed in a region indicated by. This opening 20
5 is formed in the region where the amorphous silicon film 20 is formed.
3 is exposed.

【0101】開口205は、図面の奥行及び手前方向に
長手方向を有する細長い長方形を有している。この開口
203の幅は20μm以上とするのが適当である。また
その長手方向の長さは必要とする長さでもって形成すれ
ばよい。
The opening 205 has an elongated rectangular shape having a longitudinal direction in the depth direction and the front direction of the drawing. It is appropriate that the width of the opening 203 is 20 μm or more. The length in the longitudinal direction may be formed to a required length.

【0102】そして実施例1で示した重量換算で10p
pmのニッケル元素を含んだ酢酸ニッケル溶液を塗布す
る。そして図示しないスピナーを用いてスピンドライを
行い余分な溶液を除去する。
Then, 10 p in terms of weight as shown in Example 1.
A nickel acetate solution containing pm of nickel element is applied. Then, spin drying is performed using a spinner (not shown) to remove an excess solution.

【0103】こうして、ニッケル元素が図2(A)の点
線206で示されるように、非晶質珪素膜203の露呈
した表面に接して保持された状態が実現される。
In this way, a state in which the nickel element is held in contact with the exposed surface of the amorphous silicon film 203 as shown by the dotted line 206 in FIG. 2A is realized.

【0104】次に水素を3%含有した極力酸素を含まな
い窒素雰囲気中において、640℃、4時間の加熱処理
を行う。すると、図2(B)の207で示されるような
基板201に平行な方向への結晶成長が進行する。この
結晶成長は、ニッケル元素が導入された開口205の領
域から周囲に向かって進行する。この基板に平行な方向
への結晶成長を横成長またはラテラル成長と称する。
Next, heat treatment is performed at 640 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere containing hydrogen of 3% and containing oxygen as little as possible. Then, crystal growth proceeds in a direction parallel to the substrate 201 as indicated by 207 in FIG. This crystal growth proceeds from the region of the opening 205 into which nickel element has been introduced toward the periphery. The crystal growth in the direction parallel to the substrate is called lateral growth or lateral growth.

【0105】本実施例に示すような条件においては、こ
の横成長を100μm以上にわたって行わすことができ
る。こうして横成長した領域を有する珪素膜208を得
る。なお、開口205が形成されている領域において
は、珪素膜の表面から下地界面に向かって縦成長とよば
る垂直方向への結晶成長が進行する。
Under the conditions shown in this embodiment, this lateral growth can be performed over 100 μm or more. Thus, a silicon film 208 having a laterally grown region is obtained. In the region where the opening 205 is formed, crystal growth progresses in the vertical direction called vertical growth from the surface of the silicon film toward the base interface.

【0106】そしてニッケル元素を選択的に導入するた
めの酸化珪素膜でなるマスク204を除去する。こうし
て、図2(C)に示す状態を得る。この状態では、縦成
長領域、横成長領域、結晶成長が及ばなかった領域(非
晶質状態を有している)が珪素膜208中には存在して
いる。
Then, the mask 204 made of a silicon oxide film for selectively introducing the nickel element is removed. Thus, the state shown in FIG. 2C is obtained. In this state, a vertically grown region, a laterally grown region, and a region (which has an amorphous state) where crystal growth has not reached exist in the silicon film 208.

【0107】この状態においては、ニッケル元素が膜中
に偏在している。特に、開口205が形成されていた領
域と、207で示される結晶成長の先端部分において
は、ニッケル元素が比較的高濃度に存在している。
In this state, the nickel element is unevenly distributed in the film. In particular, the nickel element is present at a relatively high concentration in the region where the opening 205 has been formed and in the tip portion of the crystal growth indicated by 207.

【0108】図2(C)に示す状態を得た後、レーザー
光の照射を行なう。ここでは実施例1と同様にKrFエ
キシマレーザーの照射を行なう。
After obtaining the state shown in FIG. 2C, laser light irradiation is performed. Here, irradiation with a KrF excimer laser is performed as in the first embodiment.

【0109】この工程で偏在したニッケル元素を拡散さ
せ、後のゲッタリング工程においてゲッタリングを行な
い易い状態を得る。
In this step, the unevenly distributed nickel element is diffused to obtain a state in which gettering is easily performed in the subsequent gettering step.

【0110】レーザー光の照射終了後、HClを3%含
んだ酸素雰囲気中において、650℃の加熱処理を12
時間行う。この工程において、ニッケル元素を膜中に高
濃度に含んだ酸化膜209が形成される。そして同時に
珪素膜208中のニッケル元素濃度を相対的に減少させ
ることができる。(図2(D))
After the laser light irradiation is completed, a heat treatment is performed at 650 ° C. for 12 hours in an oxygen atmosphere containing 3% of HCl.
Do time. In this step, an oxide film 209 containing nickel element in high concentration is formed. At the same time, the nickel element concentration in the silicon film 208 can be relatively reduced. (Fig. 2 (D))

【0111】ここでは、209で示される熱酸化膜が1
00Åの厚さに成膜される。この熱酸化膜中には、塩素
の作用によりゲッタリングされたニッケル元素が高濃度
に含まれる。また、熱酸化膜209が成膜されること
で、結晶性珪素膜208は500Å程度の膜厚となる。
Here, the thermal oxide film indicated by 209 is 1
It is deposited to a thickness of 00Å. This thermal oxide film contains a high concentration of nickel element gettered by the action of chlorine. Further, by forming the thermal oxide film 209, the crystalline silicon film 208 has a film thickness of about 500 Å.

【0112】次にニッケル元素を高い濃度で含んだ熱酸
化膜209を除去する。
Next, the thermal oxide film 209 containing a high concentration of nickel element is removed.

【0113】この状態における結晶性珪素膜において
は、ニッケル元素が結晶性珪素膜の表面に向かって高濃
度に存在するような濃度分布を有している。この状態
は、熱酸化膜209の形成の際に、熱酸化膜にニッケル
元素がゲッタリングされていったことに起因する。
The crystalline silicon film in this state has a concentration distribution such that nickel element exists in a high concentration toward the surface of the crystalline silicon film. This state is due to the fact that the nickel element was gettered into the thermal oxide film when the thermal oxide film 209 was formed.

【0114】従って、この熱酸化膜209を除去した後
に、さらに結晶性珪素膜の表面をエッチングし、このニ
ッケル元素が高濃度に存在している領域を除去すること
は有用である。即ち、高濃度にニッケル元素が存在して
いる結晶性珪素膜の表面をエッチングすることで、より
ニッケル元素濃度を低減した結晶性珪素膜を得ることが
できる。ただしこの場合、最終的に得られる珪素膜の膜
厚を考慮することが必要となる。
Therefore, after removing the thermal oxide film 209, it is useful to further etch the surface of the crystalline silicon film to remove the region where the nickel element is present at a high concentration. That is, by etching the surface of the crystalline silicon film in which nickel element is present at a high concentration, a crystalline silicon film with a reduced nickel element concentration can be obtained. However, in this case, it is necessary to consider the film thickness of the finally obtained silicon film.

【0115】次にパターニングを行うことにより、横成
長領域でなるパターン210を形成する。
Next, patterning is performed to form a pattern 210 composed of a lateral growth region.

【0116】このようにして得られた横成長領域でなる
パターン210中に残留するニッケル元素の濃度は、実
施例1で示した場合に比較してさらに低いものとするこ
とができる。
The concentration of nickel element remaining in the pattern 210 composed of the lateral growth region thus obtained can be made lower than that in the case of the first embodiment.

【0117】これは、横成長領域中に含まれる金属元素
の濃度がそもそも低いことにも起因する。具体的には、
横成長領域でなるパターン209中のニッケル元素の濃
度を1017cm-3以下のオーダーにすることが容易に可
能となる。
This is because the concentration of the metal element contained in the lateral growth region is low in the first place. In particular,
It is possible to easily set the concentration of nickel element in the pattern 209 formed of the lateral growth region to the order of 10 17 cm −3 or less.

【0118】また横成長領域を利用して薄膜トランジス
タを形成した場合、実施例1に示したような縦成長(実
施例1の場合は全面が縦成長する)領域を利用した場合
に比較して、より高移動度を有するものを得ることがで
きる。
Further, when the thin film transistor is formed by utilizing the lateral growth region, as compared with the case of utilizing the vertical growth region (the entire surface is vertically grown in the case of the first embodiment) as shown in the first embodiment, One having higher mobility can be obtained.

【0119】なお、図2(E)に示すパターンを形成後
にさらにエッチング処理を行い、パターン表面に存在し
ているニッケル元素を除去することは有用である。
It is useful to remove the nickel element existing on the surface of the pattern by further performing etching after forming the pattern shown in FIG. 2 (E).

【0120】そして、210でなるパターンを形成後に
熱酸化膜211を形成する。この熱酸化膜の形成は、6
50℃の酸素雰囲気中での加熱処理を12時間行なうこ
とにより、200Åの厚さに成膜する。
Then, after forming a pattern of 210, a thermal oxide film 211 is formed. The formation of this thermal oxide film is 6
A heat treatment is performed in an oxygen atmosphere at 50 ° C. for 12 hours to form a film having a thickness of 200 Å.

【0121】この熱酸化膜は、薄膜トランジスタを構成
するのであれば、後にゲイト絶縁膜の一部となる。
This thermal oxide film will later become a part of the gate insulating film if it constitutes a thin film transistor.

【0122】この後、薄膜トランジスタを作製するので
あれば、熱酸化膜211を覆って、さらにプラズマCV
D法等で酸化珪素膜を成膜し、ゲイト絶縁膜を形成す
る。
After that, if a thin film transistor is to be manufactured, the thermal oxide film 211 is covered and the plasma CV is further applied.
A silicon oxide film is formed by the D method or the like to form a gate insulating film.

【0123】〔実施例4〕本実施例は、本明細書に開示
する発明を利用して、アクティブマトリクス型の液晶表
示装置やアクティブマトリクス型のEL表示装置の画素
領域に配置される薄膜トランジスタを作製する例を示
す。
[Embodiment 4] In this embodiment, a thin film transistor arranged in a pixel region of an active matrix liquid crystal display device or an active matrix EL display device is manufactured by utilizing the invention disclosed in this specification. Here is an example.

【0124】図3に本実施例の作製工程を示す。まず、
実施例1または実施例3に示した工程によりガラス基板
上に結晶性珪素膜を形成する。実施例1に示した構成で
結晶性珪素膜を得る場合には、それをパターニングする
ことにより、図3(A)に示す状態を得る。
FIG. 3 shows the manufacturing process of this embodiment. First,
A crystalline silicon film is formed on the glass substrate by the process shown in the first or third embodiment. When a crystalline silicon film is obtained with the configuration shown in Example 1, the state shown in FIG. 3A is obtained by patterning the crystalline silicon film.

【0125】図3(A)に示す状態において、301が
ガラス基板、302が下地膜、303が結晶性珪素膜で
構成された活性層である。図3(A)に示す状態を得た
ら、酸素と水素を混合した減圧雰囲気でのプラズマ処理
を施す。このプラズマは、高周波放電によって生成す
る。
In the state shown in FIG. 3A, 301 is a glass substrate, 302 is a base film, and 303 is an active layer composed of a crystalline silicon film. After obtaining the state shown in FIG. 3A, plasma treatment is performed in a reduced pressure atmosphere in which oxygen and hydrogen are mixed. This plasma is generated by high frequency discharge.

【0126】このプラズマ処理によって、活性層303
の露呈した表面に存在している有機物が除去される。正
確には、酸素プラズマによって活性層の表面に吸着して
いる有機物が酸化され、さらに水素プラズマによってこ
の酸化した有機物が還元気化される。こうして活性層3
03の露呈した表面に存在する有機物が除去される。
By this plasma treatment, the active layer 303
The organic matter present on the exposed surface of is removed. To be precise, the oxygen plasma oxidizes the organic substances adsorbed on the surface of the active layer, and the hydrogen plasma further reduces and vaporizes the oxidized organic substances. Thus the active layer 3
Organic matter present on the exposed surface of 03 is removed.

【0127】この有機物の除去は、活性層303の表面
における固定電荷の存在を抑制する上で非常に効果があ
る。有機物の存在に起因する固定電荷は、デバイスの動
作を阻害したり、特性の不安定性の要因となるものであ
り、その存在を少なくすることは非常に有用である。
The removal of this organic substance is very effective in suppressing the presence of fixed charges on the surface of the active layer 303. The fixed charge resulting from the presence of the organic substance hinders the operation of the device and causes the instability of the characteristics, and reducing the presence thereof is very useful.

【0128】有機物の除去を行ったら、640℃の酸素
雰囲気中において熱酸化を行い、100Åの熱酸化膜3
00を形成する。この熱酸化膜は、半導体層との界面特
性が高く、後にゲイト絶縁膜の一部を構成することとな
る。こうして図3(A)に示す状態を得る。
After removing the organic substances, thermal oxidation is performed in an oxygen atmosphere at 640 ° C. to obtain a 100 Å thermal oxide film 3.
00 is formed. This thermal oxide film has high interface characteristics with the semiconductor layer and will later form a part of the gate insulating film. Thus, the state shown in FIG. 3A is obtained.

【0129】図3(A)に示す状態を得たら、ゲイト絶
縁膜を構成する酸化窒化珪素膜304を1000Åの厚
さに成膜する。成膜方法は、酸素とシランとN2 Oとの
混合ガスを用いたプラズマCVD法、またはTEOSと
2 Oとの混合ガスを用いたプラズマCVD法を用い
る。
After obtaining the state shown in FIG. 3A, a silicon oxynitride film 304 forming a gate insulating film is formed to a thickness of 1000 Å. As a film forming method, a plasma CVD method using a mixed gas of oxygen, silane and N 2 O or a plasma CVD method using a mixed gas of TEOS and N 2 O is used.

【0130】この酸化窒化珪素膜304は熱酸化膜30
0と合わせてゲイト絶縁膜として機能する。
This silicon oxynitride film 304 is a thermal oxide film 30.
Together with 0, it functions as a gate insulating film.

【0131】また酸化窒化珪素膜中にハロゲン元素を含
有させることは有効である。即ち、ハロゲン元素の作用
によりニッケル元素を固定化することで、活性層中に存
在するニッケル元素(その他珪素の結晶化を助長する金
属元素)の影響で、ゲイト絶縁膜の絶縁膜としての機能
が低下してしまうことを防ぐことができる。
It is effective to contain a halogen element in the silicon oxynitride film. That is, by fixing the nickel element by the action of the halogen element, the function of the gate insulating film as the insulating film is affected by the effect of the nickel element (other metal element that promotes crystallization of silicon) existing in the active layer. It can be prevented from falling.

【0132】酸化窒化珪素膜とすることは、その緻密な
膜質から、ゲイト絶縁膜中に金属元素が進入しくくなる
という有意性がある。ゲイト絶縁膜中に金属元素が進入
すると、絶縁膜として機能が低下し、薄膜トランシスタ
の特性の不安定性やバラツキの原因となる。
The use of the silicon oxynitride film has the significance that the metal element is less likely to enter the gate insulating film due to its dense film quality. When a metal element enters the gate insulating film, its function as an insulating film deteriorates, which causes instability and variations in the characteristics of the thin film transistor.

【0133】なおゲイト絶縁膜としては、通常利用され
ている酸化珪素膜を用いることもできる。
A commonly used silicon oxide film can be used as the gate insulating film.

【0134】ゲイト絶縁膜として機能する酸化窒化珪素
膜304を成膜したら、後にゲイト電極として機能する
図示しないアルミニウム膜をスパッタ法で成膜する。こ
のアルミニウム膜中には、スカンジウムを0.2 重量%含
有させる。
After the silicon oxynitride film 304 which functions as a gate insulating film is formed, an aluminum film (not shown) which later functions as a gate electrode is formed by the sputtering method. 0.2% by weight of scandium is contained in this aluminum film.

【0135】アルミニウム膜中にスカンジウムを含有さ
せるのは、後の工程において、ヒロックやウィスカーが
発生することを抑制するためである。ヒロックやウィス
カーは、加熱が行われることによって、アルミニウムの
異常成長が発生し、針状あるいは刺状の突起部が形成さ
れてしまうことをいう。
The reason why scandium is contained in the aluminum film is to suppress the generation of hillocks and whiskers in the subsequent steps. Hillocks and whiskers mean that abnormal heating of aluminum occurs due to heating, and needle-like or prickle-like protrusions are formed.

【0136】アルミニウム膜を成膜したら、図示しない
緻密な陽極酸化膜を形成する。この陽極酸化膜は、3%
の酒石酸を含んだエチレングルコール溶液を電解溶液と
して行う。即ち、この電解溶液中において、アルミニウ
ム膜を陽極、白金を陰極として陽極酸化を行うことで、
アルミニウム膜の表面に緻密な膜質を有する陽極酸化膜
が形成される。
After forming the aluminum film, a dense anodic oxide film (not shown) is formed. This anodic oxide film is 3%
Ethylene glycol solution containing tartaric acid is used as an electrolytic solution. That is, in this electrolytic solution, by performing anodization with the aluminum film as the anode and platinum as the cathode,
An anodized film having a dense film quality is formed on the surface of the aluminum film.

【0137】この図示しない緻密な膜質を有する陽極酸
化膜の膜厚は100Å程度とする。この陽極酸化膜が後
に形成されるレジストマスクとの密着性を向上させる役
割を有している。
The film thickness of the anodic oxide film having a dense film quality (not shown) is about 100 Å. This anodic oxide film has a role of improving the adhesiveness with the resist mask formed later.

【0138】なお、この陽極酸化膜の膜厚は、陽極酸化
時の印加電圧によって制御することができる。
The thickness of this anodic oxide film can be controlled by the applied voltage during anodic oxidation.

【0139】次にレジストマスク306を形成する。そ
してアルミニウム膜を305で示されるパターンにパタ
ーニングを行う。こうして図3(B)に示す状態を得
る。
Next, a resist mask 306 is formed. Then, the aluminum film is patterned into a pattern indicated by 305. Thus, the state shown in FIG. 3B is obtained.

【0140】ここで再度の陽極酸化を行う。ここでは、
3%のシュウ酸水溶液を電解溶液として用いる。この電
解溶液中において、アルミニウムのパターン305を陽
極とした陽極酸化を行うことにより、308で示される
多孔質状の陽極酸化膜が形成される。
Here, anodic oxidation is performed again. here,
A 3% oxalic acid aqueous solution is used as the electrolytic solution. By performing anodization in this electrolytic solution using the aluminum pattern 305 as an anode, a porous anodic oxide film 308 is formed.

【0141】この工程においては、上部に密着性の高い
レジストマスク306が存在する関係で、アルミニウム
パターンの側面に選択的に陽極酸化膜308が形成され
る。
In this step, the anodic oxide film 308 is selectively formed on the side surface of the aluminum pattern due to the existence of the resist mask 306 having high adhesiveness on the upper portion.

【0142】この陽極酸化膜は、その膜厚を数μmまで
成長させることができる。ここでは、その膜厚を600
0Åとする。なお、その成長距離は、陽極酸化時間によ
って制御することができる。
This anodic oxide film can be grown to a thickness of several μm. Here, the film thickness is 600
0 °. The growth distance can be controlled by the anodic oxidation time.

【0143】そしてレジストマスク306を除去する。
さらに、再度の緻密な陽極酸化膜の形成を行う。即ち、
前述した3%の酒石酸を含んだエチレングルコール溶液
を電解溶液として用いた陽極酸化を再び行う。すると、
多孔質状の陽極酸化膜308中に電解溶液が進入する関
係から、309で示されるように緻密な膜質を有する陽
極酸化膜が形成される。
Then, the resist mask 306 is removed.
Further, a dense anodic oxide film is formed again. That is,
Anodization is again performed using the above-mentioned ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid as an electrolytic solution. Then
Due to the electrolytic solution entering the porous anodic oxide film 308, an anodic oxide film having a dense film quality is formed as indicated by 309.

【0144】この緻密な陽極酸化膜309の膜厚は10
00Åとする。この膜厚の制御は印加電圧によって行
う。
The film thickness of the dense anodic oxide film 309 is 10
00 °. This film thickness is controlled by the applied voltage.

【0145】ここで、露呈した酸化窒化珪素膜304と
熱酸化膜300をエッチングする。このエッチングはド
ライエッチングを利用する。そして酢酸と硝酸とリン酸
とを混合した混酸を用いて多孔質状の陽極酸化膜308
を除去する。こうして図3(D)に示す状態を得る。
Here, the exposed silicon oxynitride film 304 and the thermal oxide film 300 are etched. This etching uses dry etching. Then, a porous anodic oxide film 308 is formed by using a mixed acid obtained by mixing acetic acid, nitric acid, and phosphoric acid.
Is removed. Thus, the state shown in FIG. 3D is obtained.

【0146】図3(D)に示す状態を得たら、不純物イ
オンの注入を行う。ここでは、Nチャネル型の薄膜トラ
ンジスタを作製するためにP(リン)イオンの注入をプ
ラズマドーピング法でもって行う。
After obtaining the state shown in FIG. 3D, impurity ions are implanted. Here, P (phosphorus) ions are implanted by a plasma doping method in order to manufacture an N-channel thin film transistor.

【0147】この工程においては、ヘビードープがされ
る311と315の領域とライトドープがされる312
と314の領域が形成される。これは、残存した酸化珪
素膜310の一部が半透過なマスクとして機能し、注入
されたイオンの一部がそこで遮蔽されるからである。
In this step, regions 311 and 315 that are heavily doped and 312 that are lightly doped are used.
And 314 are formed. This is because part of the remaining silicon oxide film 310 functions as a semi-transparent mask, and part of the implanted ions is shielded there.

【0148】そしてレーザー光または強光の照射を行う
ことにより、不純物イオンが注入された領域の活性化を
行う。こうして、ソース領域311、チャネル形成領域
313、ドレイン領域315、低濃度不純物領域312
と314が自己整合的に形成される。
Irradiation with laser light or intense light activates the region into which the impurity ions have been implanted. Thus, the source region 311, the channel formation region 313, the drain region 315, and the low concentration impurity region 312 are formed.
And 314 are formed in a self-aligned manner.

【0149】ここで、314で示されるのが、LDD
(ライトドープドレイン)領域と称される領域である。
(図3(D))
Here, what is indicated by 314 is LDD.
This is a region called a (lightly doped drain) region.
(FIG. 3 (D))

【0150】なお、緻密な陽極酸化膜309の膜厚を2
000Å以上というように厚くした場合、その膜厚でも
ってチャネル形成領域313の外側にオフセットゲイト
領域を形成することができる。
The thickness of the dense anodic oxide film 309 is set to 2
When the thickness is made thicker than 000Å or more, the offset gate region can be formed outside the channel formation region 313 with the thickness.

【0151】本実施例においてもオフットゲイト領域は
形成されているが、その寸法が小さいのでその存在によ
る寄与が小さく、また図面が煩雑になるので図中には記
載していない。
Although the off-gate region is formed also in this embodiment, it is not shown in the drawing because its size is small and its contribution is small and the drawing is complicated.

【0152】次に層間絶縁膜316として酸化珪素膜、
または窒化珪素膜、またはその積層膜を形成する。層間
絶縁膜としては、酸化珪素膜または窒化珪素膜上に樹脂
材料でなる層を形成して構成してもよい。
Next, as the interlayer insulating film 316, a silicon oxide film,
Alternatively, a silicon nitride film or a stacked film thereof is formed. The interlayer insulating film may be formed by forming a layer made of a resin material on a silicon oxide film or a silicon nitride film.

【0153】そしてコンタクトホールの形成を行い、ソ
ース電極317とドレイン電極318の形成を行う。こ
うして図3(E)に示す薄膜トランジスタが完成する。
Then, contact holes are formed, and a source electrode 317 and a drain electrode 318 are formed. Thus, the thin film transistor shown in FIG. 3E is completed.

【0154】〔実施例5〕本実施例は、実際例4に示す
構成において、ゲイト絶縁膜304の形成方法に関す
る。基板として石英基板や耐熱性の高いガラス基板を用
いた場合、ゲイト絶縁膜の形成方法として、熱酸化法を
用いることができる。
[Embodiment 5] This embodiment relates to a method of forming the gate insulating film 304 in the structure shown in the practical example 4. When a quartz substrate or a glass substrate having high heat resistance is used as the substrate, a thermal oxidation method can be used as a method for forming the gate insulating film.

【0155】熱酸化法は、その膜質を緻密なものとする
ことができ、安定した特性を有する薄膜トランジスタを
得る上では有用なものとなる。
The thermal oxidation method can make the film quality dense and is useful in obtaining a thin film transistor having stable characteristics.

【0156】即ち、熱酸化法で成膜されや酸化膜は、絶
縁膜として緻密で内部に存在する可動電荷を少なくする
ことができるので、ゲイト絶縁膜として最適なものの一
つとなる。
That is, the oxide film formed by the thermal oxidation method is one of the most suitable as the gate insulating film because it is dense as an insulating film and can reduce the movable charges existing therein.

【0157】熱酸化膜の形成方法としては、950℃の
温度の酸化性雰囲気中において、加熱処理を行う例を挙
げることができる。
As a method of forming the thermal oxide film, an example of performing heat treatment in an oxidizing atmosphere at a temperature of 950 ° C. can be mentioned.

【0158】この際、酸化性雰囲気中にHCl等を混合
させることは有効となる。このようにすることで、熱酸
化膜の形成と同時に活性層中に存在する金属元素を固定
化することができる。
At this time, it is effective to mix HCl or the like in the oxidizing atmosphere. By doing so, the metal element existing in the active layer can be fixed simultaneously with the formation of the thermal oxide film.

【0159】また、酸化性雰囲気中にN2 Oガスを混合
し、窒素成分を含有した熱酸化膜を形成することも有効
である。ここでN2 Oガスの混合比を最適化すれば、熱
酸化法による酸化窒化珪素膜を得ることも可能である。
It is also effective to mix N 2 O gas in an oxidizing atmosphere to form a thermal oxide film containing a nitrogen component. Here, by optimizing the mixing ratio of N 2 O gas, it is possible to obtain a silicon oxynitride film by a thermal oxidation method.

【0160】なお本実施例においては、特に熱酸化膜3
00を形成する必要はない。
In this embodiment, especially the thermal oxide film 3 is used.
00 need not be formed.

【0161】〔実施例6〕本実施例は、図3に示すのと
は異なる工程で薄膜トランジスタを作製する例を示す。
[Embodiment 6] This embodiment shows an example in which a thin film transistor is manufactured by a process different from that shown in FIGS.

【0162】図4に本実施例の作製工程を示す。まず、
実施例1または実施例3に示した工程によりガラス基板
上に結晶性珪素膜を形成する。そしてそれをパターニン
グすることにより、図4(A)に示す状態を得る。
FIG. 4 shows the manufacturing process of this embodiment. First,
A crystalline silicon film is formed on the glass substrate by the process shown in the first or third embodiment. Then, by patterning it, the state shown in FIG.

【0163】図4(A)に示す状態を得たら、酸素と水
素の混合減圧雰囲気中においてプラズマ処理を行う。
After the state shown in FIG. 4A is obtained, plasma treatment is performed in a mixed reduced pressure atmosphere of oxygen and hydrogen.

【0164】図4(A)に示す状態において、401が
ガラス基板、402が下地膜、403が結晶性珪素膜で
構成された活性層である。また400はゲッタリングの
ための熱酸化膜の除去後に再度形成された熱酸化膜であ
る。
In the state shown in FIG. 4A, 401 is a glass substrate, 402 is a base film, and 403 is an active layer composed of a crystalline silicon film. A thermal oxide film 400 is formed again after removing the thermal oxide film for gettering.

【0165】図4(A)に示す状態を得たら、ゲイト絶
縁膜を構成する酸化窒化珪素膜404を1000Åの厚
さに成膜する。成膜方法は、酸素とシランとN2 Oとの
混合ガスを用いたプラズマCVD法、またはTEOSと
2 Oとの混合ガスを用いたプラズマCVD法を用い
る。
After obtaining the state shown in FIG. 4A, a silicon oxynitride film 404 forming a gate insulating film is formed to a thickness of 1000 Å. As a film forming method, a plasma CVD method using a mixed gas of oxygen, silane and N 2 O or a plasma CVD method using a mixed gas of TEOS and N 2 O is used.

【0166】酸化窒化珪素膜404は熱酸化膜400と
ともにゲイト絶縁膜を構成する。なお、酸化窒化珪素膜
の他に酸化珪素膜を用いることもできる。
The silicon oxynitride film 404 constitutes a gate insulating film together with the thermal oxide film 400. Note that a silicon oxide film can be used instead of the silicon oxynitride film.

【0167】ゲイト絶縁膜として機能する酸化窒化珪素
膜404を成膜したら、後にゲイト電極として機能する
図示しないアルミニウム膜をスパッタ法で成膜する。こ
のアルミニウム膜中には、スカンジウムを0.2 重量%含
有させる。
After the silicon oxynitride film 404 which functions as a gate insulating film is formed, an aluminum film (not shown) which later functions as a gate electrode is formed by the sputtering method. 0.2% by weight of scandium is contained in this aluminum film.

【0168】アルミニウム膜を成膜したら、図示しない
緻密な陽極酸化膜を形成する。この陽極酸化膜は、3%
の酒石酸を含んだエチレングルコール溶液を電解溶液と
して行う。即ち、この電解溶液中において、アルミニウ
ム膜を陽極、白金を陰極として陽極酸化を行うことで、
アルミニウム膜の表面に緻密な膜質を有する陽極酸化膜
が形成される。
After forming the aluminum film, a dense anodic oxide film (not shown) is formed. This anodic oxide film is 3%
Ethylene glycol solution containing tartaric acid is used as an electrolytic solution. That is, in this electrolytic solution, by performing anodization with the aluminum film as the anode and platinum as the cathode,
An anodized film having a dense film quality is formed on the surface of the aluminum film.

【0169】この図示しない緻密な膜質を有する陽極酸
化膜の膜厚は100Å程度とする。この陽極酸化膜が後
に形成されるレジストマスクとの密着性を向上させる役
割を有している。
The film thickness of the anodic oxide film having a dense film quality (not shown) is about 100Å. This anodic oxide film has a role of improving the adhesiveness with the resist mask formed later.

【0170】なお、この陽極酸化膜の膜厚は、陽極酸化
時の印加電圧によって制御することができる。
The film thickness of this anodic oxide film can be controlled by the applied voltage during anodic oxidation.

【0171】次にレジストマスク405を形成する。そ
してアルミニウム膜を406で示されるパターンにパタ
ーニングする。
Next, a resist mask 405 is formed. Then, the aluminum film is patterned into a pattern 406.

【0172】ここで再度の陽極酸化を行う。ここでは、
3%のシュウ酸水溶液を電解溶液として用いる。この電
解溶液中において、アルミニウムのパターン406を陽
極とした陽極酸化を行うことにより、407で示される
多孔質状の陽極酸化膜が形成される。
Here, anodic oxidation is performed again. here,
A 3% oxalic acid aqueous solution is used as the electrolytic solution. In this electrolytic solution, anodic oxidation is performed using the aluminum pattern 406 as an anode to form a porous anodic oxide film 407.

【0173】この工程においては、上部に密着性の高い
レジストマスク405が存在する関係で、アルミニウム
パターンの側面に選択的に陽極酸化膜407が形成され
る。
In this step, the anodic oxide film 407 is selectively formed on the side surface of the aluminum pattern due to the existence of the resist mask 405 having high adhesion on the upper portion.

【0174】この陽極酸化膜は、その膜厚を数μmまで
成長させることができる。ここでは、その膜厚を600
0Åとする。なお、その成長距離は、陽極酸化時間によ
って制御することができる。
This anodic oxide film can be grown to a thickness of several μm. Here, the film thickness is 600
0 °. The growth distance can be controlled by the anodic oxidation time.

【0175】そしてレジストマスク405を除去する。
さらに、再度の緻密な陽極酸化膜の形成を行う。即ち、
前述した3%の酒石酸を含んだエチレングルコール溶液
を電解溶液として用いた陽極酸化を再び行う。すると、
多孔質状の陽極酸化膜407中に電解溶液が進入する関
係から、408で示されるように緻密な膜質を有する陽
極酸化膜が形成される。(図2(C))
Then, the resist mask 405 is removed.
Further, a dense anodic oxide film is formed again. That is,
Anodization is again performed using the above-mentioned ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid as an electrolytic solution. Then
Since the electrolytic solution enters the porous anodic oxide film 407, an anodic oxide film having a dense film quality is formed as indicated by 408. (Fig. 2 (C))

【0176】ここで、最初の不純物イオンの注入を行
う。この工程は、レジストマスク405を除去してから
行ってもよい。
Here, the first impurity ion implantation is performed. This step may be performed after removing the resist mask 405.

【0177】この不純物イオンの注入によって、ソース
領域409とドレイン領域411が形成される。また4
10の領域には不純物イオンが注入されない。
A source region 409 and a drain region 411 are formed by the implantation of the impurity ions. Also 4
Impurity ions are not implanted in the region 10.

【0178】次に酢酸と硝酸とリン酸とを混合した混酸
を用いて多孔質状の陽極酸化膜307を除去する。こう
して図4(D)に示す状態を得る。
Then, the porous anodic oxide film 307 is removed using a mixed acid obtained by mixing acetic acid, nitric acid and phosphoric acid. Thus, the state shown in FIG. 4D is obtained.

【0179】図4(D)に示す状態を得たら、再度不純
物イオンの注入を行う。この不純物イオンは最初の不純
物イオンの注入条件よりライトドーピングの条件で行
う。
After obtaining the state shown in FIG. 4D, the impurity ions are implanted again. The impurity ions are formed under light doping conditions rather than the initial impurity ion implantation conditions.

【0180】この工程において、ライトドープ領域41
2と413が形成される。そして414で示される領域
がチャネル形成領域となる。(図4(D))
In this step, the lightly doped region 41 is formed.
2 and 413 are formed. The region indicated by 414 becomes the channel formation region. (FIG. 4 (D))

【0181】そしてレーザー光または強光の照射を行う
ことにより、不純物イオンが注入された領域の活性化を
行う。こうして、ソース領域409、チャネル形成領域
414、ドレイン領域411、低濃度不純物領域412
と413が自己整合的に形成される。
Irradiation with laser light or intense light activates the region into which the impurity ions have been implanted. Thus, the source region 409, the channel formation region 414, the drain region 411, and the low concentration impurity region 412.
And 413 are formed in a self-aligned manner.

【0182】ここで、413で示されるのが、LDD
(ライトドープドレイン)領域と称される領域である。
(図4(D))
Here, LDD is indicated by 413.
This is a region called a (lightly doped drain) region.
(FIG. 4 (D))

【0183】次に層間絶縁膜414として酸化珪素膜、
または窒化珪素膜、またはその積層膜を形成する。層間
絶縁膜としては、酸化珪素膜または窒化珪素膜上に樹脂
材料でなる層を形成して構成してもよい。
Next, a silicon oxide film is formed as an interlayer insulating film 414,
Alternatively, a silicon nitride film or a stacked film thereof is formed. The interlayer insulating film may be formed by forming a layer made of a resin material on a silicon oxide film or a silicon nitride film.

【0184】そしてコンタクトホールの形成を行い、ソ
ース電極416とドレイン電極417の形成を行う。こ
うして図4(E)に示す薄膜トランジスタが完成する。
Then, contact holes are formed, and a source electrode 416 and a drain electrode 417 are formed. Thus, the thin film transistor shown in FIG. 4E is completed.

【0185】〔実施例7〕本実施例は、Nチャネル型の
薄膜トランジスタとPチャネル型の薄膜トランジスタと
を相補型に構成した例に関する。
[Embodiment 7] This embodiment relates to an example in which an N-channel type thin film transistor and a P-channel type thin film transistor are configured in a complementary type.

【0186】本実施例に示す構成は、例えば、絶縁表面
上に集積化された各種薄膜集積回路に利用することがで
きる。また、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示
装置の周辺駆動回路に利用することができる。
The structure shown in this embodiment can be used, for example, in various thin film integrated circuits integrated on an insulating surface. Further, it can be used, for example, in a peripheral drive circuit of an active matrix type liquid crystal display device.

【0187】まず図5(A)に示すようにガラス基板5
01上に下地膜502として酸化珪素膜または酸化窒化
珪素膜を成膜する。好ましくは酸化窒化珪素膜を用いる
ことがよい。
First, as shown in FIG. 5A, the glass substrate 5
On 01, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed as a base film 502. It is preferable to use a silicon oxynitride film.

【0188】さらに図示しない非晶質珪素膜をプラズマ
CVD法または減圧熱CVD法でもって成膜する。さら
に実施例1に示した方法により、この非晶質珪素膜を結
晶性珪素膜に変成する。
Further, an amorphous silicon film (not shown) is formed by the plasma CVD method or the low pressure thermal CVD method. Further, the amorphous silicon film is transformed into a crystalline silicon film by the method shown in the first embodiment.

【0189】そして酸素と水素の混合雰囲気中において
プラズマ処理を行う。さらに得られた結晶性珪素膜をパ
ターニングして、活性層503と504を得る。こうし
て図5(A)に示す状態を得る。
Then, plasma treatment is performed in a mixed atmosphere of oxygen and hydrogen. Further, the obtained crystalline silicon film is patterned to obtain active layers 503 and 504. Thus, the state shown in FIG.

【0190】なおここでは、活性層の側面を移動するキ
ャリアの影響を抑制するために、図5(A)に示した状
態において、HClを3%含んだ窒素雰囲気中にて65
0℃、10時間の加熱処理を行う。
Here, in order to suppress the influence of carriers moving on the side surface of the active layer, in the state shown in FIG. 5A, 65% in a nitrogen atmosphere containing 3% HCl.
Heat treatment is performed at 0 ° C. for 10 hours.

【0191】活性層の側面に金属元素の存在によるトラ
ップ準位が存在すると、OFF電流特性の悪化を招くの
で、ここで示すような処理を行い、活性層の側面におけ
る準位の密度を低下させておくことは有用である。
If a trap level exists on the side surface of the active layer due to the presence of a metal element, the OFF current characteristic is deteriorated. Therefore, the treatment shown here is performed to reduce the level density on the side surface of the active layer. It is useful to keep.

【0192】さらにゲイト絶縁膜を構成する熱酸化膜5
00と酸化窒化珪素膜505を成膜する。ここで、基板
として石英を用いるならば、前述の熱酸化法を用いて熱
酸化膜のみでもってゲイト絶縁膜を構成することが望ま
しい。
Further, the thermal oxide film 5 constituting the gate insulating film
00 and a silicon oxynitride film 505 are formed. Here, if quartz is used as the substrate, it is desirable to form the gate insulating film with only the thermal oxide film by using the above-mentioned thermal oxidation method.

【0193】そして後にゲイト電極を構成するための図
示しないアルミニウム膜を4000Åの厚さに成膜す
る。アルミニウム膜以外には、陽極酸化可能な金属(例
えばタンタル)を利用することができる。
Then, an aluminum film (not shown) for forming a gate electrode later is formed to a thickness of 4000 Å. Other than the aluminum film, a metal that can be anodized (for example, tantalum) can be used.

【0194】アルミニウム膜を形成したら、前述した方
法により、その表面に極薄い緻密な陽極酸化膜を形成す
る。
After forming the aluminum film, an extremely thin and dense anodic oxide film is formed on the surface thereof by the method described above.

【0195】次にアルミニウム膜上に図示しないレジス
トマスクを配置し、アルミニウム膜のパターニングを行
う。そして、得られたアルミニウムパターンを陽極とし
て陽極酸化を行い、多孔質状の陽極酸化膜508と50
9を形成する。この多孔質状の陽極酸化膜の膜厚は例え
ば5000Åとする。
Next, a resist mask (not shown) is placed on the aluminum film to pattern the aluminum film. Then, anodic oxidation is performed using the obtained aluminum pattern as an anode to form porous anodic oxide films 508 and 50.
9 is formed. The thickness of this porous anodic oxide film is, for example, 5000 Å.

【0196】さらに再度緻密な陽極酸化膜を形成する条
件で陽極酸化を行い、緻密な陽極酸化膜510と511
を形成する。ここで緻密な陽極酸化膜510と511の
膜厚は800Åとする。こうして図5(B)に示す状態
を得る。
Further, the anodic oxidation is performed again under the condition that the dense anodic oxide film is formed to obtain the dense anodic oxide films 510 and 511.
To form Here, the film thickness of the dense anodic oxide films 510 and 511 is set to 800 Å. Thus, the state shown in FIG. 5B is obtained.

【0197】さらに露呈した酸化珪素膜505と熱酸化
膜500をドライエッチングによって除去し、図5
(C)に示す状態を得る。
Further, the exposed silicon oxide film 505 and the thermal oxide film 500 are removed by dry etching.
The state shown in (C) is obtained.

【0198】図5(C)に示す状態を得たら、酢酸と硝
酸とリン酸を混合した混酸を用いて、多孔質状の陽極酸
化膜508と509を除去する。こうして図5(D)に
示す状態を得る。
After obtaining the state shown in FIG. 5C, the porous anodic oxide films 508 and 509 are removed by using a mixed acid obtained by mixing acetic acid, nitric acid and phosphoric acid. Thus, the state shown in FIG. 5D is obtained.

【0199】ここで、交互にレジストマスクを配置し
て、左側の薄膜トランジスタにPイオンが、右側の薄膜
トランジスタにBイオンが注入されるようにする。
Here, resist masks are alternately arranged so that P ions are implanted into the left thin film transistor and B ions are implanted into the right thin film transistor.

【0200】この不純物イオンの注入によって、高濃度
のN型を有するソース領域514とドレイン領域517
が自己整合的に形成される。
By implanting the impurity ions, the source region 514 and the drain region 517 having a high concentration of N type are formed.
Are formed in a self-aligned manner.

【0201】また、低濃度にPイオンがドープされた弱
いN型を有する領域515が同時に形成される。また、
チャネル形成領域516が同時に形成される。
Further, a region 515 having a weak N type, which is lightly doped with P ions, is formed at the same time. Also,
The channel formation region 516 is formed at the same time.

【0202】515で示される弱いN型を有する領域が
形成されるのは、残存したゲイト絶縁膜512が存在す
るからである。即ち、ゲイト絶縁膜512を透過したP
イオンがゲイト絶縁膜512によって一部遮蔽されるか
らである。
The region having a weak N type indicated by 515 is formed because the remaining gate insulating film 512 exists. That is, P that has passed through the gate insulating film 512
This is because some of the ions are shielded by the gate insulating film 512.

【0203】また同様な原理により、強いP型を有する
ソース領域521とドレイン領域518が自己整合的に
形成される。また、低濃度不純物領域520が同時に形
成される。また、チャネル形成領域519が同時に形成
される。
Further, according to the same principle, the source region 521 and the drain region 518 having strong P type are formed in a self-aligned manner. Further, the low concentration impurity region 520 is formed at the same time. In addition, the channel formation region 519 is formed at the same time.

【0204】なお、緻密な陽極酸化膜510と511の
膜厚が2000Åというように厚い場合には、その厚さ
でチャネル形成領域に接してオフセットゲイト領域を形
成することができる。
When the dense anodic oxide films 510 and 511 have a large film thickness of 2000 Å, the offset gate region can be formed in contact with the channel forming region with that thickness.

【0205】本実施例の場合は、緻密な陽極酸化膜51
0と511の膜厚が1000Å以下と薄いので、その存
在は無視することができる。
In the case of this embodiment, the dense anodic oxide film 51 is used.
Since the film thicknesses of 0 and 511 are as thin as 1000 Å or less, their existence can be ignored.

【0206】そして、レーザー光または強光の照射を行
い、不純物イオンが注入された領域のアニールを行う。
Then, laser light or intense light is irradiated to anneal the region into which the impurity ions are implanted.

【0207】そして図5(E)に示すように層間絶縁膜
として窒化珪素膜522と酸化珪素膜523を成膜す
る。それぞれの膜厚は1000Åとする。なお、酸化珪
素膜523は成膜しなくてもよい。
Then, as shown in FIG. 5E, a silicon nitride film 522 and a silicon oxide film 523 are formed as an interlayer insulating film. Each film thickness shall be 1000Å. Note that the silicon oxide film 523 may not be formed.

【0208】ここで、窒化珪素膜によって、薄膜トラン
ジスタが覆われることになる。窒化珪素膜は緻密であ
り、また界面特性がよいので、このような構成とするこ
とで、薄膜トランジスタの信頼性を高めることができ
る。
Here, the thin film transistor is covered with the silicon nitride film. Since the silicon nitride film is dense and has good interface characteristics, the reliability of the thin film transistor can be improved by adopting such a structure.

【0209】さらに樹脂材料でなる層間絶縁膜524を
スピンコート法を用いて形成する。ここでは、層間絶縁
膜524の厚さは1μmとする。(図5(E))
Further, an interlayer insulating film 524 made of a resin material is formed by spin coating. Here, the thickness of the interlayer insulating film 524 is 1 μm. (FIG. 5E)

【0210】そしてコンタクトホールの形成を行い、左
側のNチャネル型の薄膜トランジスタのソース電極52
5とドレイン電極526を形成する。また同時に右側の
薄膜トランジスタのソース電極527とドレイン電極5
26を形成する。ここで、526は共通に配置されたも
のとなる。
Then, a contact hole is formed, and the source electrode 52 of the left N-channel type thin film transistor is formed.
5 and the drain electrode 526 are formed. At the same time, the source electrode 527 and drain electrode 5 of the thin film transistor on the right side
26 is formed. Here, 526 is commonly arranged.

【0211】こうして、相補型に構成されたCMOS構
造を有する薄膜トランジスタ回路を構成することができ
る。
In this way, a thin film transistor circuit having a complementary CMOS structure can be formed.

【0212】本実施例に示す構成においては、薄膜トラ
ンジスタを窒化膜で覆い、さらに樹脂材料によって覆っ
た構成が得られる。この構成は、可動イオンや水分の侵
入しにくい耐久性の高いものとすることができる。
In the structure shown in this embodiment, a thin film transistor is covered with a nitride film and further covered with a resin material. This structure can be made highly durable so that mobile ions and moisture do not easily enter.

【0213】また、さらに多層配線を形成したような場
合に、薄膜トランジスタと配線との間に容量が形成され
てしまうことを防ぐことができる。
Further, when a multilayer wiring is further formed, it is possible to prevent a capacitance from being formed between the thin film transistor and the wiring.

【0214】〔実施例8〕本実施例は、実施例1に示す
工程において、下地膜の表面に直接ニッケル元素を導入
する例を示す。この場合、ニッケル元素は非晶質珪素膜
の下面に接して保持されることになる。
[Embodiment 8] This embodiment shows an example in which the nickel element is directly introduced into the surface of the base film in the step shown in Embodiment 1. In this case, the nickel element is held in contact with the lower surface of the amorphous silicon film.

【0215】この場合は、下地膜の形成後にニッケル元
素の導入を行いまず下地膜の表面にニッケル元素(当該
金属元素)が接して保持された状態とする。このニッケ
ル元素の導入方法としては、溶液を用いる方法の他にス
パッタ法やCVD法、さらに吸着法を用いることができ
る。
In this case, the nickel element is introduced after the formation of the base film, and the nickel element (the metal element concerned) is first held in contact with the surface of the base film. As a method for introducing the nickel element, a sputtering method, a CVD method, or an adsorption method can be used in addition to the method using a solution.

【0216】〔実施例9〕本実施例は、図2(E)の状
態、または図3(A)の状態、または図4(A)の状態
においてレーザー光の照射を行い、得られた結晶性珪素
膜でなる島状のパターンの結晶性を向上させることを特
徴とする。
[Embodiment 9] This embodiment is a crystal obtained by irradiating a laser beam in the state of FIG. 2 (E), the state of FIG. 3 (A) or the state of FIG. 4 (A). It is characterized in that the crystallinity of an island pattern made of a conductive silicon film is improved.

【0217】図2(E)、図3(A)、図4(A)の状
態においてレーザー光を照射する場合、比較的低い照射
エネルギー密度でもって、所定のアニール効果を得るこ
とができる。
When laser light is irradiated in the states of FIG. 2E, FIG. 3A and FIG. 4A, a predetermined annealing effect can be obtained with a relatively low irradiation energy density.

【0218】これは、小さい面積の所にレーザーエネル
ギーが照射されるので、アニールに利用されるエネルギ
ー効率が高まるためであると考えられる。
It is considered that this is because the laser energy is applied to a small area, so that the energy efficiency used for annealing is increased.

【0219】〔実施例10〕本実施例は、レーザー光の
照射によるアニール効果を高めるために薄膜トランジス
タの活性層のパターニングに工夫を凝らした構成に関す
る。
[Embodiment 10] This embodiment relates to a configuration in which the patterning of the active layer of the thin film transistor is devised in order to enhance the annealing effect by the irradiation of laser light.

【0220】図6に本実施例に示す薄膜トランジスタの
作製工程を示す。まずコーニング1737ガラス基板6
01上に下地膜として酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜
を成膜する。
FIG. 6 shows a manufacturing process of the thin film transistor shown in this embodiment. First Corning 1737 glass substrate 6
On 01, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed as a base film.

【0221】次に図示しない非晶質珪素膜を500Åの
厚さに成膜する。成膜方法は減圧熱CVD法を用いる。
この非晶質珪素膜は、後に結晶化工程を経て結晶性珪素
膜603となる。
Next, an amorphous silicon film (not shown) is formed to a thickness of 500Å. A low pressure thermal CVD method is used as a film forming method.
This amorphous silicon film later becomes a crystalline silicon film 603 through a crystallization process.

【0222】次に実施例1(図1参照)または実施例3
(図2参照)に示した方法により、図示しない非晶質珪
素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を得る。こうして図6
(A)に示す状態を得る。
Next, Example 1 (see FIG. 1) or Example 3
The amorphous silicon film (not shown) is crystallized by the method shown in FIG. 2 to obtain a crystalline silicon film. FIG.
The state shown in FIG.

【0223】図6(A)に示す状態を得たら、図1にそ
の作製工程を示す実施例1、あるいは図2にその作製工
程を示す実施例3に示す工程に従って、ガラス基板上に
結晶性珪素膜603を形成する。即ち、ニッケル元素を
利用した加熱処理により、非晶質珪素膜を結晶化させ、
結晶性珪素膜604を得る。なお、加熱処理を620
℃、4時間の加熱処理によって行なう。
When the state shown in FIG. 6A is obtained, the crystallinity is obtained on the glass substrate in accordance with the steps shown in FIG. 1 for the manufacturing process of Example 1 or FIG. 2 for the manufacturing process of Example 3. A silicon film 603 is formed. That is, the amorphous silicon film is crystallized by heat treatment using nickel element,
A crystalline silicon film 604 is obtained. Note that the heat treatment is 620
It is carried out by heat treatment at 4 ° C. for 4 hours.

【0224】結晶性珪素膜を得たら、薄膜トランジスタ
の活性層を構成するためのパターンを形成する。この
際、このパターンの断面形状を図6(B)の604で示
すようなものとする。
After the crystalline silicon film is obtained, a pattern for forming an active layer of a thin film transistor is formed. At this time, the cross-sectional shape of this pattern is as shown by 604 in FIG.

【0225】図6(B)に示すようなパターン604を
形成するのは、後のレーザー光の照射による処理工程に
おいて、パターンの形状が変形することを抑制するため
である。
The pattern 604 as shown in FIG. 6B is formed in order to suppress the deformation of the shape of the pattern in the subsequent processing step by irradiation with laser light.

【0226】一般に図7(A)に示すような基体701
上に形成された通常の島状の珪素膜でなるパターン70
2に対してレーザー光を照射した場合、図7(B)に示
すようにレーザー光の照射後のパターン703の縁の部
分に凸部704が形成されてしまう。
A substrate 701 generally shown in FIG. 7A.
Pattern 70 made of a normal island-shaped silicon film formed on
When 2 is irradiated with the laser light, as shown in FIG. 7B, a convex portion 704 is formed at the edge portion of the pattern 703 after the laser light is irradiated.

【0227】これは、照射されたレーザー光のエネルギ
ーが、熱の逃げ場がないパターンの縁の部分に集中する
ために起こるものと考えられる。
It is considered that this occurs because the energy of the irradiated laser light is concentrated on the edge portion of the pattern where there is no escape area for heat.

【0228】この現象は、後に薄膜トランジスタを構成
する配線の不良や薄膜トランジスタの動作不良の要因と
なる。
This phenomenon later becomes a factor of defective wiring which constitutes the thin film transistor and defective operation of the thin film transistor.

【0229】そこで本実施例に示す構成においては、活
性層のパターン604を図6(B)に示すような断面形
状とする。
Therefore, in the structure shown in this embodiment, the pattern 604 of the active layer has a sectional shape as shown in FIG.

【0230】このような構成とすることで、レーザー光
の照射に際して、珪素膜のパターンが図7(B)に示す
ような形状になってしまうことを抑制することができ
る。
With such a structure, it is possible to prevent the pattern of the silicon film from having a shape as shown in FIG. 7B when the laser beam is irradiated.

【0231】なおここで、605で示される部分の角度
を20°〜50°にすることが好ましい。605で示さ
れる角度を20°以下とすることは、活性層の占有面積
の増加や形成の困難性が大きくなるので好ましくない。
また、600で示される角度を50°以上とすること
は、図7(B)で示される形状が形成されてしまうこと
を抑制する効果が低下するのでやはり好ましくない。
Here, it is preferable to set the angle of the portion indicated by 605 to 20 ° to 50 °. It is not preferable to set the angle indicated by 605 to 20 ° or less because the area occupied by the active layer increases and the difficulty of formation increases.
Further, it is also not preferable to set the angle indicated by 600 to 50 ° or more because the effect of suppressing the formation of the shape shown in FIG. 7B is reduced.

【0232】604で示されるようなパターンは、パタ
ーニング際に等方性のドライエッチングを利用し、この
ドライエッチング条件を制御することにより実現するこ
とができる。
The pattern indicated by 604 can be realized by utilizing isotropic dry etching during patterning and controlling the dry etching conditions.

【0233】図6(B)の603で示される形状のパタ
ーン(後に活性層となる)を得たら、図6(C)に示す
ようにレーザー光の照射を行なう。この工程において、
パターン604中に局所的に固まって存在しているニッ
ケル元素を拡散させることができる。また、その結晶性
を助長させることができる。
After obtaining a pattern (to be an active layer later) having a shape shown by 603 in FIG. 6B, laser light irradiation is carried out as shown in FIG. 6C. In this process,
The nickel element locally solidified in the pattern 604 can be diffused. Further, its crystallinity can be promoted.

【0234】レーザー光の照射が終了したら、HClを
3%含有させた酸素雰囲気中ので加熱処理を行ない熱酸
化膜606を形成する。ここでは、HClを3%含んだ
650℃の酸素雰囲気中において12時間の加熱処理を
行うことにより、100Åの熱酸化膜を形成する。(図
6(D))
After the irradiation of laser light is completed, heat treatment is performed in an oxygen atmosphere containing 3% of HCl to form a thermal oxide film 606. Here, a thermal oxidation film of 100 Å is formed by performing heat treatment for 12 hours in an oxygen atmosphere of 650 ° C. containing 3% of HCl. (FIG. 6 (D))

【0235】この熱酸化膜には、塩素の作用によって、
パターン604中に含まれているニッケル元素がゲッタ
リングされる。この際、前の工程においてレーザー光の
照射によって、ニッケル元素の固まりが破壊されている
ので、ニッケル元素のゲッタリングが効果的に行なわれ
る。
By the action of chlorine, this thermal oxide film is
The nickel element contained in the pattern 604 is gettered. At this time, since the solidification of the nickel element is destroyed by the irradiation of laser light in the previous step, gettering of the nickel element is effectively performed.

【0236】また本実施例に示す構成を採用した場合、
パターン604の側面からのゲッタリングも行なわれ
る。このことは、最終的に完成する薄膜トランシスタの
OFF電流特性や信頼性を高める上で有用なものとな
る。これは、活性層の側面に存在するニッケル元素(ま
たは珪素の結晶化を助長する金属元素)の存在が、OF
F電流の増大や特性の不安定性に大きく関係するからで
ある。
When the structure shown in this embodiment is adopted,
Gettering is also performed from the side surface of the pattern 604. This is useful in improving the OFF current characteristics and reliability of the finally completed thin film transistor. This is because the presence of nickel element (or a metal element that promotes crystallization of silicon) existing on the side surface of the active layer causes OF
This is because it is greatly related to an increase in F current and instability of characteristics.

【0237】図6(D)に示すゲッタリング用の熱酸化
膜606を形成したら、この熱酸化膜606を除去す
る。こうして図6(E)に示す状態を得る。なお、下地
膜602として酸化珪素膜を採用した場合、この熱酸化
膜606の除去の工程において、酸化珪素膜602のエ
ッチングされてしまうことが懸念される。しかし、本実
施例に示すように熱酸化膜606の膜厚が100Å程度
と薄い場合は、このことは大して問題とはならない。
After the thermal oxide film 606 for gettering shown in FIG. 6D is formed, the thermal oxide film 606 is removed. Thus, the state shown in FIG. 6E is obtained. When a silicon oxide film is used as the base film 602, there is a concern that the silicon oxide film 602 may be etched in the process of removing the thermal oxide film 606. However, if the thermal oxide film 606 has a thin film thickness of about 100 Å as shown in this embodiment, this does not cause much problem.

【0238】図6(E)に示す状態を得たら、新たな熱
酸化膜607を形成する。この熱酸化膜は、酸素100
%の雰囲気中での加熱処理により形成する。
After obtaining the state shown in FIG. 6E, a new thermal oxide film 607 is formed. This thermal oxide film contains 100% oxygen.
% Heat treatment in an atmosphere.

【0239】ここでは、650℃の酸素雰囲気中での加
熱処理によって熱酸化膜607を100Åの厚さに形成
する。
Here, the thermal oxide film 607 is formed to a thickness of 100 Å by a heat treatment in an oxygen atmosphere at 650 ° C.

【0240】この熱酸化膜607は、後のレーザー光の
照射の際にパターン603の表面が荒れてしまうことを
抑制することに効果がある。またこの熱酸化膜は後にゲ
イト絶縁膜の一部を構成する。熱酸化膜は、珪素膜との
間における界面特性が極めて良好であるので、ゲイト絶
縁膜の一部として利用することは有用である。
The thermal oxide film 607 is effective in suppressing the surface of the pattern 603 from being roughened during the subsequent irradiation with laser light. The thermal oxide film will later form a part of the gate insulating film. Since the thermal oxide film has extremely good interface characteristics with the silicon film, it is useful to use it as a part of the gate insulating film.

【0241】熱酸化膜607形成したら、再度のレーザ
ー光の照射を行なってもよい。こうしてニッケル元素の
濃度が減少され、また高い結晶性を有する結晶性珪素膜
604が得られる。
After the thermal oxide film 607 is formed, laser light may be irradiated again. Thus, the concentration of nickel element is reduced, and the crystalline silicon film 604 having high crystallinity is obtained.

【0242】この後、図3または図4に示すような工程
を経ることによって、薄膜トランジスタを作製する。
Thereafter, the thin film transistor is manufactured by undergoing the steps shown in FIG. 3 or FIG.

【0243】〔実施例11〕本実施例は、ガラス基板の
歪点以上の温度で加熱処理を加える場合の工夫について
示す。本明細書に開示する発明における珪素の結晶化を
助長する金属元素のゲッタリング工程は、なるべく高い
温度で行なうことが好ましい。
[Embodiment 11] This embodiment shows a device for applying heat treatment at a temperature equal to or higher than the strain point of the glass substrate. It is preferable that the step of gettering a metal element that promotes crystallization of silicon in the invention disclosed in this specification be performed at a temperature as high as possible.

【0244】例えば、コーニング1737ガラス基板
(歪点667℃)を用いた場合において、熱酸化膜の形
成によるニッケル元素のゲッタリングを行い際の温度
は、650℃より700℃の方がより高いゲッタリング
作用を得ることができる。
For example, when a Corning 1737 glass substrate (strain point 667 ° C.) is used, the temperature at which nickel element gettering is performed by forming a thermal oxide film is 700 ° C. higher than 650 ° C. A ring action can be obtained.

【0245】しかし、コーニング1737ガラス基板を
用いた場合に熱酸化膜の形成のための加熱温度を700
℃とすると、ガラス基板の変形が生じてしまう。
However, when the Corning 1737 glass substrate is used, the heating temperature for forming the thermal oxide film is set to 700.
If the temperature is set to ° C, the glass substrate is deformed.

【0246】本実施例では、この問題を解決する手段を
提供する。即ち、本実施例に示す構成においては、ガラ
ス基板を平坦性の保証された石英で構成された定盤上に
配置し、この状態で加熱処理を行なう。
The present embodiment provides means for solving this problem. That is, in the structure shown in this embodiment, the glass substrate is placed on the surface plate made of quartz whose flatness is guaranteed, and the heat treatment is performed in this state.

【0247】このようにすると、定盤の平坦性によっ
て、軟化したガラス基板の平坦性もまた維持される。な
お、冷却も定盤上にガラス基板を配置した状態で行なう
ことが重要となる。
By doing so, the flatness of the softened glass substrate is also maintained by the flatness of the surface plate. It is important that the cooling is also performed with the glass substrate placed on the surface plate.

【0248】このような構成を採用することにより、ガ
ラス基板の歪点以上の温度であっても加熱処理を施すこ
とができる。
By adopting such a constitution, the heat treatment can be performed even at a temperature equal to or higher than the strain point of the glass substrate.

【0249】[0249]

【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
により、珪素の結晶化を助長する金属元素を利用して得
られた結晶性珪素膜における金属の濃度元素の濃度を減
少させる技術を提供することができる。
By utilizing the invention disclosed in this specification, there is provided a technique for reducing the concentration of a metal element in a crystalline silicon film obtained by utilizing a metal element that promotes crystallization of silicon. Can be provided.

【0250】またこの技術を利用し、より信頼性が高
く、性能の優れた薄膜半導体装置を得ることができる。
Further, by utilizing this technique, a thin film semiconductor device having higher reliability and excellent performance can be obtained.

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

【図1】 結晶性珪素膜を得る工程を示す図。FIG. 1 is a view showing a step of obtaining a crystalline silicon film.

【図2】 結晶性珪素膜を得る工程を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a process of obtaining a crystalline silicon film.

【図3】 薄膜トランジスタを作製する工程を示す
図。
3A to 3D are diagrams showing steps of manufacturing a thin film transistor.

【図4】 薄膜トランジスタを作製する工程を示す
図。
4A to 4C are diagrams showing steps of manufacturing a thin film transistor.

【図5】 薄膜トランジスタを作製する工程を示す
図。
5A to 5D are diagrams showing steps of manufacturing a thin film transistor.

【図6】 薄膜トランジスタの活性層を作製する工程
を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a process of manufacturing an active layer of a thin film transistor.

【図7】 結晶性珪素膜でなるパターンにレーザー光
を照射した状況を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a pattern made of a crystalline silicon film is irradiated with laser light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 ガラス基板または石英基板 102 下地膜(酸化珪素膜または酸化窒化珪素
膜) 103 非晶質珪素膜 104 ニッケルを含んだ溶液の水膜 105 結晶性珪素膜 106 熱酸化膜 107 ニッケル元素の濃度が低減された結晶性
珪素膜 201 ガラス基板または石英基板 202 下地膜(酸化珪素膜または酸化窒化珪素
膜) 203 非晶質珪素膜 204 酸化珪素膜でなるマスク 205 開口部 206 接して保持されたニッケル 207 基板に平行な方向への結晶成長の方向 208 珪素膜 209 熱酸化膜 210 パターニングされた珪素膜 211 熱酸化膜
101 glass substrate or quartz substrate 102 base film (silicon oxide film or silicon oxynitride film) 103 amorphous silicon film 104 water film of solution containing nickel 105 crystalline silicon film 106 thermal oxide film 107 reduced concentration of nickel element Crystalline silicon film 201 Glass substrate or quartz substrate 202 Base film (silicon oxide film or silicon oxynitride film) 203 Amorphous silicon film 204 Mask made of silicon oxide film 205 Opening 206 Nickel 207 held in contact with the substrate Direction of crystal growth in a direction parallel to the direction 208 silicon film 209 thermal oxide film 210 patterned silicon film 211 thermal oxide film

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 21/336 H01L 29/78 617V 627G (72)発明者 尾形 靖 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 早川 昌彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 納 光明 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location H01L 21/336 H01L 29/78 617V 627G (72) Inventor Yasushi Ogata 398 Hase, Atsugi, Kanagawa Prefecture Shares Company Semi Conductor Energy Laboratory (72) Inventor Masahiko Hayakawa 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Semi Conductor Energy Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuaki Nono 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Semi Conductor Energy Laboratory Co., Ltd.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金
属元素を意図的に導入し第1の加熱処理により前記非晶
質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜に対してレーザー光または強光の照射
を行う工程と、 ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理
を行い前記結晶性珪素膜中に存在する当該金属元素を除
去または減少させる工程と、 前記工程で形成された熱酸化膜を除去する工程と、 前記熱酸化膜を除去した領域の表面上に再度の熱酸化に
より熱酸化膜を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
1. A step of intentionally introducing a metal element that promotes crystallization of silicon into an amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film by a first heat treatment to obtain a crystalline silicon film. A step of irradiating the crystalline silicon film with a laser beam or an intense light, and a second heat treatment in an oxidizing atmosphere containing a halogen element, and the metal element present in the crystalline silicon film. A step of removing or reducing the thermal oxide film, a step of removing the thermal oxide film formed in the step, and a step of forming a thermal oxide film on the surface of the region from which the thermal oxide film has been removed by thermal oxidation again. A method for manufacturing a semiconductor device having:
【請求項2】非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金
属元素を意図的に導入し第1の加熱処理により前記非晶
質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜に対してレーザー光または強光の照射
を行い前記結晶性珪素膜中に存在する前記金属元素を前
記結晶性珪素膜中において拡散させる工程と、 ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理
を行い前記結晶性珪素膜中に存在する当該金属元素を形
成される熱酸化膜中にゲッタリングする工程と、 前記工程で形成された熱酸化膜を除去する工程と、 前記熱酸化膜を除去した領域の表面上に再度の熱酸化に
より熱酸化膜を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. A step of intentionally introducing a metal element that promotes crystallization of silicon into an amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film by a first heat treatment to obtain a crystalline silicon film. Irradiating the crystalline silicon film with laser light or intense light to diffuse the metal element present in the crystalline silicon film in the crystalline silicon film, and oxidizing with a halogen element. A step of performing a second heat treatment in an atmosphere to getter the metal element present in the crystalline silicon film into a formed thermal oxide film; and a step of removing the thermal oxide film formed in the step And a step of forming a thermal oxide film on the surface of the region where the thermal oxide film is removed by thermal oxidation again.
【請求項3】非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金
属元素を意図的にかつ選択的に導入する工程と、 前記非晶質珪素膜に対して第1の加熱処理を施し、前記
意図的かつ選択的に金属元素が導入された領域から膜に
平行な方向に結晶成長を行なわす工程と、 レーザー光または強光の照射を行い前記結晶成長した領
域中に存在する前記金属元素を拡散させる工程と、 ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理
を行い前記結晶成長した領域に存在する当該金属元素を
形成される熱酸化膜中にゲッタリングする工程と、 前記工程で形成された熱酸化膜を除去する工程と、 前記熱酸化膜を除去した領域の表面上に再度の熱酸化に
より熱酸化膜を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. A step of intentionally and selectively introducing a metal element that promotes crystallization of silicon into the amorphous silicon film; and a first heat treatment of the amorphous silicon film, A step of performing crystal growth in a direction parallel to the film from a region where the metal element is intentionally and selectively introduced; and a metal element existing in the crystal-grown region by irradiating laser light or intense light And a step of performing second heat treatment in an oxidizing atmosphere containing a halogen element to getter the metal element present in the crystal-grown region into a thermal oxide film to be formed, A step of removing the thermal oxide film formed in the step; and a step of forming a thermal oxide film on the surface of the region where the thermal oxide film is removed by thermal oxidation again, Manufacturing method.
【請求項4】請求項1乃至請求項3において、 第2の処理温度は600℃を超えて750℃以下の温度
で行なわれることを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second processing temperature is higher than 600 ° C. and not higher than 750 ° C.
【請求項5】請求項1乃至請求項3において、 再度の熱酸化膜を利用してゲイト絶縁膜が形成されるこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gate insulating film is formed by using the thermal oxide film again.
【請求項6】請求項1乃至請求項3において、 珪素の結晶化を助長する金属元素としてFe、Co、N
i、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au
から選ばれた一種または複数種類のものが用いられるこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. The metal element according to any one of claims 1 to 3, wherein Fe, Co, N is used as a metal element for promoting crystallization of silicon.
i, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that one or more kinds selected from the above are used.
【請求項7】請求項1乃至請求項3において、ハロゲン
元素を含んだ酸化性雰囲気は、O2雰囲気中にHCl、
HF、HBr、Cl2 、F2 、Br2 から選ばれた一種
または複数種類のガスが添加されたものであることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
7. The oxidizing atmosphere according to claim 1, wherein the oxidizing atmosphere containing a halogen element is HCl in an O 2 atmosphere.
HF, HBr, Cl 2, F 2, a method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the gas one or more kinds selected from Br 2 is one that was added.
【請求項8】請求項1乃至請求項3において、ハロゲン
元素を含んだ酸化性雰囲気は、O2を含んだ雰囲気中に
HCl、HF、HBr、Cl2 、F2 、Br2 から選ば
れた一種または複数種類のガスが添加されたものである
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. The oxidizing atmosphere containing a halogen element according to any one of claims 1 to 3, is selected from HCl, HF, HBr, Cl 2 , F 2 and Br 2 in an atmosphere containing O 2 . A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that one or more kinds of gases are added.
【請求項9】請求項1乃至請求項3において、ハロゲン
元素を含んだ酸化性雰囲気には、酸素とハロゲン元素の
水素化物のガスが添加されていることを特徴する半導体
装置の作製方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a gas of a hydride of oxygen and a halogen element is added to the oxidizing atmosphere containing a halogen element.
【請求項10】請求項1乃至請求項3において、第1の
加熱処理温度よりも第2の加熱処理温度の方が高いこと
を特徴とする半導体装置の作製方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second heat treatment temperature is higher than the first heat treatment temperature.
【請求項11】請求項1乃至請求項3において、熱酸化
膜の除去後に酸素と水素とを含むプラズマ雰囲気でのア
ニールを行なうことを特徴とする半導体装置の作製方
法。
11. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein after the thermal oxide film is removed, annealing is performed in a plasma atmosphere containing oxygen and hydrogen.
【請求項12】請求項1乃至請求項3において、 非晶質珪素膜中に含まれる酸素濃度が5×1017cm-3
〜2×1019cm-3であることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
12. The oxygen concentration contained in the amorphous silicon film according to claim 1, wherein the concentration of oxygen is 5 × 10 17 cm −3.
˜2 × 10 19 cm −3 , a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項13】非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する
金属元素を意図的に導入し第1の加熱処理により前記非
晶質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜をパターニングし半導体装置の活性層
を形成する工程と、 前記活性層に対してレーザー光または強光の照射を行う
工程と、 ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理
を行い前記活性層中に存在する当該金属元素を除去また
は減少させる工程と、 該工程で形成された熱酸化膜を除去する工程と、 前記活性層の表面に再度の熱酸化により熱酸化膜を形成
する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
13. A step of intentionally introducing a metal element for promoting crystallization of silicon into an amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film by a first heat treatment to obtain a crystalline silicon film. Patterning the crystalline silicon film to form an active layer of a semiconductor device, irradiating the active layer with a laser beam or strong light, and a second step in an oxidizing atmosphere containing a halogen element. Heat treatment to remove or reduce the metal element present in the active layer, a step of removing the thermal oxide film formed in the step, and a thermal oxidation to the surface of the active layer again. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an oxide film.
【請求項14】非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する
金属元素を意図的に導入し第1の加熱処理により前記非
晶質珪素膜を結晶化させ結晶性珪素膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜をパターニングし半導体装置の活性層
を形成する工程と、 前記活性層に対してレーザー光または強光の照射を行う
工程と、 ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気中で第2の加熱処理
を行い前記活性層中に存在する当該金属元素を除去また
は減少させる工程と、 該工程で形成された熱酸化膜を除去する工程と、 前記活性層の表面に再度の熱酸化により熱酸化膜を形成
する工程と、 を有し、 前記活性層は側面が下地面とのなす角が20°〜50°
を有する傾斜した形状を有することを特徴とする半導体
装置の作製方法。
14. A step of intentionally introducing a metal element for promoting crystallization of silicon into an amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film by a first heat treatment to obtain a crystalline silicon film. Patterning the crystalline silicon film to form an active layer of a semiconductor device, irradiating the active layer with a laser beam or strong light, and a second step in an oxidizing atmosphere containing a halogen element. Heat treatment to remove or reduce the metal element present in the active layer; a step of removing the thermal oxide film formed in the step; and a thermal oxidation of the surface of the active layer by thermal oxidation. And a step of forming an oxide film, wherein the side surface of the active layer forms an angle of 20 ° to 50 °.
A method for manufacturing a semiconductor device, which has an inclined shape having
【請求項15】請求項13または請求項14において、 再度の熱酸化膜を利用してゲイト絶縁膜を構成すること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the gate insulating film is formed by using the thermal oxide film again.
【請求項16】請求項13または請求項14において、
第1の加熱処理温度と第2の加熱処理温度の上限は75
0℃以下であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
16. The method according to claim 13 or 14,
The upper limit of the first heat treatment temperature and the second heat treatment temperature is 75.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is 0 ° C. or lower.
【請求項17】請求項13または請求項14において、 珪素の結晶化を助長する金属元素としてFe、Co、N
i、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au
から選ばれた一種または複数種類のものが用いられるこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
17. The metal element according to claim 13 or 14, wherein Fe, Co, N is used as a metal element for promoting crystallization of silicon.
i, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that one or more kinds selected from the above are used.
【請求項18】請求項13または請求項14において、
ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気は、O2 雰囲気中に
HCl、HF、HBr、Cl2 、F2 、Br2 から選ば
れた一種または複数種類のガスが添加されたものである
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
18. The method according to claim 13 or 14,
The oxidizing atmosphere containing a halogen element is characterized in that one or more kinds of gas selected from HCl, HF, HBr, Cl 2 , F 2 and Br 2 are added to the O 2 atmosphere. Method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項19】請求項13または請求項14において、
ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気は、O2 を含んだ雰
囲気中にHCl、HF、HBr、Cl2 、F2 、Br2
から選ばれた一種または複数種類のガスが添加されたも
のであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
19. The method according to claim 13 or 14,
Oxidizing atmosphere containing a halogen element, HCl in an atmosphere containing O 2, HF, HBr, Cl 2, F 2, Br 2
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein one or more kinds of gases selected from the above are added.
【請求項20】請求項13または請求項14において、
ハロゲン元素を含んだ酸化性雰囲気には、酸素とハロゲ
ン元素の水素化物のガスが添加されていることを特徴す
る半導体装置の作製方法。
20. The method according to claim 13 or 14,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein oxygen and a hydride gas of a halogen element are added to an oxidizing atmosphere containing a halogen element.
【請求項21】請求項13または請求項14において、
第1の加熱処理温度よりも第2の加熱処理温度の方が高
いことを特徴とする半導体装置の作製方法。
21. In Claim 13 or Claim 14,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second heat treatment temperature is higher than the first heat treatment temperature.
【請求項22】請求項13または請求項14において、
熱酸化膜の除去後に酸素と水素とを含むプラズマ雰囲気
でのアニールを行なうことを特徴とする半導体装置の作
製方法。
22. In Claim 13 or Claim 14,
A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises performing annealing in a plasma atmosphere containing oxygen and hydrogen after removing the thermal oxide film.
【請求項23】請求項13または請求項14において、 非晶質珪素膜中に含まれる酸素濃度が5×1017cm-3
〜2×1019cm-3であることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
23. The oxygen concentration contained in the amorphous silicon film according to claim 13 or 14, which is 5 × 10 17 cm −3.
˜2 × 10 19 cm −3 , a method for manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005057042A (en) * 2003-08-04 2005-03-03 Mitsubishi Electric Corp Thin film transistor, its manufacturing method, liquid crystal display device, and its manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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