JPH0945616A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
半導体装置の作製方法Info
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Abstract
結晶性珪素膜を得る方法において、金属元素の影響を抑
制する。 【構成】 所定のパターニングがされた非晶質珪素膜1
03の表面にニッケル元素104を接して保持させる。
次に加熱処理を加えるころにより、結晶性珪素膜105
を得る。この時、パターンの縁の領域106にニッケル
元素が偏析する。そしてさらにマスク107を用いてパ
ターニングを行うことによって、金属元素の集中した領
域のない結晶性珪素膜100を得る。そしてこの結晶性
珪素膜100を活性層として薄膜トランジスタを作製す
る。
Description
性を有する珪素薄膜の作製方法を示す。またこの結晶性
を有する珪素薄膜を用いた半導体装置の作製方法を示
す。
成された非晶質珪素膜を結晶化させて結晶性珪素膜を形
成し、この結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタを構
成する技術が知られている。
ラズマCVD法等で成膜された非晶質珪素膜にレーザー
光を照射し、結晶性珪素膜に変成する方法と、プラズマ
CVD法等で成膜された非晶質珪素膜に加熱処理を加
え、結晶性珪素膜に変成する方法とに大別することがで
きる。
は、特開平06−232059号公報に記載された技術
が公知である。この技術は、珪素の結晶化を助長する金
属元素を利用することにより、非晶質珪素膜をより低温
で結晶化させるものである。
れば、上記珪素の結晶化を助長する金属元素を用いて結
晶性珪素膜を得、さらにこの結晶性珪素膜を用いて薄膜
トランジスタを作製した場合、その特性にバラツキが生
じやすい傾向が確認されている。
を助長する金属元素を用いることによって結晶性珪素膜
を得る技術において、局所的に金属元素が集中して存在
してしまうことがないような技術を提供することを課題
とする。
珪素膜中において集中して存在してしまうという問題に
ついて鋭意研究を重ねた結果、以下に示す事項が確認さ
れるに至った。
とによって結晶化された結晶性珪素膜の1μm角におけ
るニッケル元素の固まりを観察した結果である。
製方法について以下に説明する。まずガラス基板上に5
00Å厚の非晶質珪素膜をプラズマCVD法で成膜す
る。そしてその表面にニッケル酢酸塩溶液を塗布する。
この状態で非晶質珪素膜の表面にニッケル元素が接して
保持された状態が実現される。そして図2中に記載され
ている加熱温度(図にはSPC温度と記載)で4時間の
加熱処理を加える。こうしてガラス基板上の結晶性珪素
膜を得る。
いは、結晶性珪素膜を得るための加熱の温度である。
法は、得られた結晶性珪素膜をFPM(過水とフッ酸の
混合溶液)でエッチングすることによって、ニッケルの
固めっている領域(この領域はニッケルシリサイド化し
ている)を除去し、この除去された孔の数を電子顕微鏡
によって数えることによって行った。
の状況を図3に示す。図3に示すのは、結晶性珪素膜の
表面をFPMによってエッチングした後の状況を電子顕
微鏡によって写した写真である。
数の絶対値を計測できるものではないが、その相対的な
数の評価を行うことができる。
する程、検出されるニッケルの固まりの数は少なくな
る。しかし、SIMS(2次イオン分析方法)で計測し
たところ、ニッケル元素の濃度は加熱処理時(SPC
時)の温度の違いによらずほとんど同じであることが確
認されている。このことから、ニッケル元素の偏析は、
加熱処理時の温度が高くなる程、一つ一つの固まりが大
きなものであることが予想される。
ケル元素の拡散距離は大きくなることが判明している。
この拡散距離Dは、概略D0texp(- ΔE/kT) によって表
される。ここでD0は適当な定数、tは加熱時間、ΔE は
適当な定数、k はボルツマン定数、T は加熱温度(SP
C温度)である。この式で示される傾向は、ニッケル元
素だけではなく、他の金属元素についてもいえることで
ある。
すると指数関数的にニッケル元素の拡散距離は大きくな
る。一方、加熱温度が高くなる程ニッケル元素の固まり
は大きくなる。
集中している領域には、ニッケル元素が集中しやすいこ
とが判明している。
する発明はなされたものである。本明細書で開示する発
明の一つは、絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜を
成膜する工程と、前記非晶質珪素膜を所定のパターンに
パターニングする工程と、前記非晶質珪素膜に接して珪
素の結晶化を助長する金属元素を接して保持させる工程
と、加熱処理を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させ結晶
性珪素膜に変成する工程と、前記結晶性珪素膜のパター
ンの周囲をエッチングする工程と、を有することを特徴
とする。
定の領域に欠陥及び/または応力が集中した領域を形成
する工程と、前記非晶質珪素膜に接して珪素の結晶化を
助長する金属元素を接して保持させる工程と、加熱処理
を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させる工程と、前記所
定の領域をエッチングする工程と、を有することを特徴
とする。
定の領域に欠陥及び/または応力が集中した領域を形成
する工程と、前記非晶質珪素膜に接して珪素の結晶化を
助長する金属元素を接して保持させる工程と、加熱処理
を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させると同時に前記所
定の領域に前記金属元素を偏析させる工程と、前記所定
の領域をエッチングする工程と、を有することを特徴と
する。
が用いられる場合は、加熱処理の温度を450℃〜70
0℃の温度とすることが好ましい。
は、加熱処理温度を800℃〜1100℃とすることが
好ましい。特にこのように高い温度とすることは高い結
晶性を得る上で非常に好ましい。
る珪素の結晶化を助長する金属元素としては、Fe、C
o、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、C
u、Au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。
素を含んだ溶液を用いることが好ましい。この溶液を用
いる方法は、当該金属元素を膜状に設けることができる
ので、非晶質珪素膜に表面に均一に接して保持させるこ
とができるという有用性がある。
が容易であるという顕著な特徴を有する。珪素の結晶化
を助長する金属元素は、珪素膜中におけるその濃度を極
力小さくすることが望まれる。従って、導入される金属
元素の量を調整することは非常に重要な技術となる。
に示す。まず珪素の結晶化を助長する金属元素としてN
iを利用する場合には、ニッケル化合物である臭化ニッ
ケル、酢酸ニッケル、蓚酸ニッケル、炭酸ニッケル、塩
化ニッケル、沃化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケ
ル、蟻酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトネ−ト、4
−シクロヘキシル酪酸ニッケル、酸化ニッケル、水酸化
ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケルからから選ば
れた少なくとも1種類の溶液を用いることができる。
ン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム、
エ−テル、トリクロロエチレン、フロンから選ばれた少
なくとも一つに含有させたものを用いることができる。
e(鉄)を用いる場合には、鉄塩として知られている材
料、例えば臭化第1鉄(FeBr2 6H2 O)、臭化第
2鉄(FeBr3 6H2 O)、酢酸第2鉄(Fe(C2
H3 O2)3xH2 O)、塩化第1鉄(FeCl2 4H2
O)、塩化第2鉄(FeCl3 6H2 O)、フッ化第2
鉄(FeF3 3H2 O)、硝酸第2鉄(Fe(NO3)3
9H2 O)、リン酸第1鉄(Fe3 (PO4)2 8H2
O)、リン酸第2鉄(FePO4 2H2 O)から選ばれ
たものを用いることができる。
てCo(コバルト)を用いる場合には、その化合物とし
てコバルト塩として知られている材料、例えば臭化コバ
ルト(CoBr6H2 O)、酢酸コバルト(Co(C2
H3 O2)2 4H2 O)、塩化コバルト(CoCl2 6H
2 O)、フッ化コバルト(CoF2 xH2 O)、硝酸コ
バルト(Co(No3)2 6H2 O)から選ばれたものを
用いることができる。
てRu(ルテニウム)を用いる場合、その化合物として
ルテニウム塩として知られている材料、例えば塩化ルテ
ニウム(RuCl3 H2 O)を用いることができる。
てRh(ロジウム)を用いる場合、その化合物としてロ
ジウム塩として知られている材料、例えば塩化ロジウム
(RhCl3 3H2 O)を用いることができる。
てPd(パラジウム)を用いる場合、その化合物として
パラジウム塩として知られている材料、例えば塩化パラ
ジウム(PdCl2 2H2 O)を用いることができる。
てOs(オスニウム)を用いる場合、その化合物として
オスニウム塩として知られている材料、例えば塩化オス
ニウム(OsCl3 )を用いることができる。
てIr(イリジウム)を用いる場合、その化合物として
イリジウム塩として知られている材料、例えば三塩化イ
リジウム(IrCl3 3H2 O)、四塩化イリジウム
(IrCl4 )から選ばれた材料を用いることができ
る。
てPt(白金)を用いる場合、その化合物として白金塩
として知られている材料、例えば塩化第二白金(PtC
l45H2 O)を用いることができる。
てCu(銅)を用いる場合、その化合物として酢酸第二
銅(Cu(CH3 COO)2 )、塩化第二銅(CuCl
2 2H2 O)、硝酸第二銅(Cu(NO3)2 3H2 O)
から選ばれた材料を用いることができる。
て金(Au)を用いる場合、その化合物として三塩化金
(AuCl3 xH2 O)、塩化金塩(AuHCl4 4H
2 O)から選ばれた材料を用いることができる。
珪素膜のパターン100の周辺部108を除去する。こ
の108の領域には、パターン103を得た場合に形成
される応力歪みや欠陥がその周辺部106に集中してい
る。そして106の領域には高い濃度で珪素の結晶化を
助長する金属元素が存在する。従って、この領域を除去
することで、当該金属元素の影響を排除した結晶性珪素
膜100を得ることができる。
形成する場合に、当該金属元素の拡散距離Dを考慮す
る。具体的には、最終的に得られるパターンの中心部と
欠陥や応力が集中した領域との距離dをd=D/30〜
Dとすることによって、効果的に金属元素を前記欠陥や
応力が集中した領域に追いやることができる。特に薄膜
トランジスタのチャネル形成領域から前記金属元素を除
去することができ、安定した動作をする薄膜トランジス
タを得ることができる。
素の結晶化を助長する金属元素のゲッタリング領域とす
ることによって、結晶性珪素膜を用いた半導体装置の信
頼性を高めることができる。
助長する金属元素として、ニッケルを用いる例を主に示
す。これは、ニッケルを用いた場合に最もその効果を安
定して得られるからである。また、ニッケル以外に好ま
しい元素としては、パラジウム、白金、胴を挙げること
ができる。これらの元素を用いた場合には、ニッケルを
用いる場合と同様な効果を得ることができる。
まずガラス基板101上に下地膜として酸化珪素膜10
2を3000Åの厚さにプラズマCVD法またはスパッ
タ法で成膜する。この酸化珪素膜102は、ガラス基板
101からの不純物の拡散を防止する機能を有する。ま
たガラス基板101と後に形成される珪素薄膜との間に
生じる応力を緩和させる機能を有する。
膜を500Åの厚さにプラズマCVD法でもって成膜す
る。次に最終的に得る薄膜トランジスタの活性層より大
きめのパターンにパターンニングを行い、非晶質珪素膜
でなる島状のパターン103を形成する。(図1
(A))
VD膜においては、550℃、4時間の条件におけるニ
ッケル元素の最大の拡散距離はおよそ2μmであること
が判明している。そこで図1を上面から見た状態を示す
図6に示すdの距離を2μmとする。なお、aで示され
る距離は0.5 μmとする。
プラズマエッチングによって行うことが好ましい。これ
はプラズマエッチングを行うと、島状に形成されるパタ
ーンの縁の領域にプラズマダメージにより応力歪みや欠
陥が生じやすくなるからである。
酸溶液をスピンコート法で塗布し、ニッケル元素104
がパターニングされた非晶質珪素膜103の露呈した表
面に接して保持された状態とする。(図1(A))
行う。この加熱処理は、ガラス基板の耐えられる温度の
範囲内においてなるべく高い温度とすることが望まし
い。従って、石英基板を用いた場合には、加熱の温度を
800〜1100℃として結晶化を行わすことが望まし
い。
素膜のパターン103は結晶化される。またこの時、パ
ターン103の周辺部にニッケル元素は拡散していき、
その周辺部に集中することになる。このニッケル元素が
パターン103の周辺部に集中する傾向は、加熱処理の
温度が高くなる程顕著なのとなる。
珪素膜の結晶化が進行し、パターン103は結晶性珪素
膜105に変成される。
が集中しているパターンの縁の領域106には、ニッケ
ル元素が集中することになる。(図1(B))
た108の領域をエッチング除去する。即ち、ニッケル
元素が集中している領域をエッチング除去する。このエ
ッチング工程によって、薄膜トランジスタの活性層10
0が完成する。(図1(C))
8の領域はaで示される寸法を20μとする。本実施例
においては、dで示される寸法を20μmとし、図に示
されるように15μm×30μmの矩形パターン100
を得る。このパターン100が薄膜トランジスタを構成
する活性層となる。
る108の領域にニッケルの集中している領域106が
存在するので、結果として100で示される活性層中に
はほとんどニッケル元素の固まりが存在しない状態とす
ることができる。
せたアルミニウム膜をスパッタ法または電子ビーム蒸着
法で成膜する。ここでスカンジウムを含有させるのは、
後の工程においてアルミニウムの異常成長によるヒロッ
ク(刺状あるいは針状の突起)の発生を抑制するためで
ある。
ることによって、ゲイト電極111を形成する。次に電
解溶液中においてゲイト電極111を陽極とした陽極酸
化を行うことにより、陽極酸化膜112を形成する。こ
の陽極酸化膜112の膜厚は500Åとする。この陽極
酸化膜112は、ヒロックを発生を抑制するために非常
に効果がある。またこの陽極酸化膜112を厚く形成す
ることにより、後の不純物イオンの注入工程において、
オフセットゲイト領域を形成することができる。(図1
(D))
オンの注入をプラズマドーピング法を用いて行う。この
工程ではゲイト電極108がマスクとなることによっ
て、自己整合的にソース領域113とチャネル形成領域
114とドレイン領域115が形成される。(図1
(D))
て、Nチャネル型の薄膜トランジスタを作製する例を示
す。しかし、Bイオンの注入を行えば、Pチャネル型の
薄膜トランジスタを作製することができる。
7000Åの厚さいプラズマCVD法で成膜する。さら
にコンタクトホールの形成を行い、チタン膜とアルミニ
ウム膜とチタン膜との積層膜でもって、ソース電極11
7とドレイン電極118とを形成する。こうして図1
(E)に示す薄膜トランジスタを完成させる。
層100にニッケル元素が集中して存在する領域が形成
されることを抑制することができるので、ニッケル元素
の存在による不都合を抑えることができる。
工程に組み合わせて、さらにレーザー光の照射を行い、
より高い結晶性を得る構成に関する。また本実施例では
石英基板を用いる例を示す。
1に示す工程と同様にして、石英基板401上に下地膜
として酸化珪素膜102を成膜する。ここでは、石英基
板と後に形成される珪素膜との間に働く応力の緩和を行
うために酸化珪素膜102を5000Åの厚さに成膜す
る。
00Åの厚さに成膜する。次にパターニングを行うこと
によって、島状のパターン103を形成する。(図4
(A))
法によって塗布し、104で示されるようにニッケル元
素が膜状に非晶質珪素膜でなる島状のパターン103の
表面に接して保持された状態とする。(図4(A))
い、非晶質珪素膜でなる島状のパターン103を結晶性
珪素膜に変成する。この工程においては、加熱の温度が
高いので、実施例1の場合に比較して、ニッケル元素が
パターンの周辺部により集中する。(図4(B))
素が集中して存在している領域106を得ることができ
る。そして、レジストマスク107を用いて、パターン
の周辺部106をエッチング除去する。この工程でニッ
ケル元素が集中的に存在している領域が選択的に除去さ
れる。(図4(C))
とによって、薄膜トランジスタの活性層を構成する島状
のパターンを有した結晶性珪素膜402を得る。この4
02で示される領域は図4(B)の109で示される領
域に相当する。
照射を行う。このレーザー光の照射を行うことで、島状
のパターンを有した結晶性珪素膜402の結晶性をさら
に高くすることができる。
射を行った後にさらに800℃、2時間の加熱処理を行
う。この加熱処理を行うことで、レーザー光の照射に際
して生じた膜中の欠陥を減少させることができる。(図
4(E))
十分に結晶性の高い結晶性珪素膜を得ることができる。
従って、作製工程を簡略化させたい場合には、この加熱
処理工程を省略してもよい。
2を得た後、図1に示した工程に示すような工程に従っ
て、活性層402を用いた薄膜トランジスタを作製す
る。
において、レーザー光の照射の代わりに加熱処理を行う
構成に関する。図5に本実施例の作製工程を示す。まず
石英基板401上に下地膜として酸化珪素膜102を5
000Åの厚さにプラズマCVD法で成膜する。次に図
示しない非晶質珪素膜を1000Åの厚さに減圧熱CV
D法で成膜する。
図5(A)に示すように島状のパターン103を形成す
る。さらにニッケル酢酸塩溶液をスピンコート法で塗布
して104で示されるようにニッケル元素を膜状に設け
る。(図5(A))
ることにより、結晶性珪素膜109を得る。この状態に
おいては、結晶性珪素膜109の周辺にニッケル元素が
集中して存在している。(図5(B))
(C)に示すように108の領域をエッチング除去す
る。この際、多少の余裕をみて109の領域も少しエッ
チングする。
有する珪素膜でなる島状のパターン110を得る。この
パターン110は後に薄膜トランジスタの活性層とな
る。
度の加熱処理を行う。この加熱処理によって、島状のパ
ターン110の結晶性をさらに高めることができる。な
お、この加熱処理の後にさらにレーザー光や強光の照射
を行ってもよい。
ランジスタの活性層701となる領域の周囲の非晶質珪
素膜に開口を形成し、この開口が形成された領域に珪素
の結晶化を助長する金属元素を偏析させることを特徴と
する。
VD法や減圧熱CVD法でもって、適当な絶縁表面を有
する基板上に非晶質珪素膜700を成膜する。次いで非
晶質珪素膜の一部を702で示されるようにエッチング
除去し、開口を形成する。この開口の計上は矩形状に限
らず、円形形状やスリット状であってもよい。
としてニッケルを用いる例を説明する。上記の開口を形
成したら、所定の濃度に調整したニッケル酢酸塩溶液を
塗布し、ニッケル元素が膜状に非晶質珪素膜700に接
して保持された状態とする。
質珪素膜700を結晶化させる。この時、702で示さ
れる開口部分にニッケル元素が集中することになる。こ
れは、開口702の領域に欠陥や応力歪が集中して存在
しているからである。
拡散距離を大きくでき、しかもパターンの寸法の小さい
場合に有効である。例えば、石英基板を用いて、微細な
集積回路を構成する場合に利用することが有効である。
Dに示す金属元素の拡散距離を実測で求めることが簡便
である。
の拡散距離はこの数十分の1程度となる。この最低の拡
散距離よりも上記cで示される距離を小さくとると、ニ
ッケル元素を完全に排除した構成とすることができる。
具体的にはcの値を5μm以下にすると、ニッケル濃度
を非常に小さくすることができる。上記Dの値は、出発
膜の成膜条件や成膜方法、さらには加熱方法によって大
きくことなる。一般的にはDの値として1μm〜5μm
となる。よってdの値としては、2μm以下、好ましく
は1μm以下とすることが好ましい。
図8に示す。図8に示す作製工程においては、基板とし
て石英基板を用いる例を示す。まず石英基板801上に
下地膜として酸化珪素膜802を5000Åの厚さにプ
ラズマCVD法で成膜する。次に図示しない非晶質珪素
膜を7000Åの厚さに成膜する。そしてパターニング
を行うことにより、図8(A)の803に示すパターン
を形成する。
溶液を塗布し、ニッケル元素が803で示されるように
膜状に設けられた状態とする。(図8(A))
ことにより、結晶性珪素膜804を得る。(図8
(B))
805で示す島状の形状を有した結晶性珪素膜の表面を
エッチングする。この工程で厚さが1500Åの結晶性
珪素膜806を得る。(図8(C))
の結晶性珪素膜806の露呈した表面に厚さ500Åの
熱酸化膜を形成する。こうして、薄膜トランジスタに利
用できる結晶性珪素膜で構成される活性層806を得
る。(図8(D))
助長する金属元素の除去効果をさらに高めた構成に関す
る。図9に本実施例の作製工程を示す。まずガラス基板
901上に下地膜として酸化珪素膜902を3000Å
の厚さに成膜する。
00Åの厚さに成膜する。さらにこれをパターニングす
ることにより、903で示される島状の領域を形成す
る。そして所定の濃度に調整されたニッケル酢酸塩溶液
をスピンコート法で塗布し、ニッケル元素を904で示
されるように膜状に設ける。(図9(A))
(リン)イオンの注入を行う。この工程において、Pイ
オンは906で示される領域に注入される。このPイオ
ンの注入によって906で示される領域には欠陥が高い
密度で形成される。また907で示される領域にはPイ
オンは注入されない。(図9(B))
50℃、4時間の加熱処理を行う。この工程で非晶質珪
素膜の全体は結晶化する。この時、903で示されるパ
ターンの縁周辺部に存在する906の領域にニッケル元
素は集中する。この作用は、パターンの縁であること、
906の領域に金属元素のゲッタリング作用を有するP
(リン)が注入されていること、さらにPイオンの注入
によって、906の領域に欠陥が高密度に形成されてい
ること、によって生じる。
トマスク908を配置し、露呈した珪素の膜の領域をエ
ッチングする。こうしてニッケル元素を除去した島状の
結晶性珪素膜でなる領域909を得ることができる。な
おここではリンイオンを用いたが、酸素イオンを用いて
もよい。(図9(D))
パターンを珪素の結晶化を助長する金属元素を利用した
加熱処理によって結晶化させ、さらに当該金属元素の集
中しているパターンの周辺領域を除去することにより、
当該金属元素の集中した部分の少ないまたはない結晶性
珪素膜のパターンを得ることができる。
用いることによって結晶性珪素膜を得る技術において、
局所的に金属元素が集中して存在してしまうことがない
ような技術を得ることができる。
ることにより、薄膜トランジスタの特性を向上させるこ
とができる。また得られる薄膜トランジスタの作製歩留
りを高めることができる。また得られる薄膜トランジス
タの特性を安定させることができる。
ケル元素の固まりの数を示すグラフ図。
面図。
面図。
パターン 104 膜状に設けられたニッケル元素 105 島状の形状を有した結晶性珪素膜のパター
ン 106 ニッケル元素が偏析した領域 107 レジストマスク 108 エッチング除去される領域 100 結晶性珪素膜でなる活性層 110 ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜) 111 ゲイト電極 112 陽極酸化膜 113 ソース領域 114 チャネル形成領域 115 ドレイン領域 116 層間絶縁膜(酸化珪素膜) 117 ソース電極 118 ドレイン電極 401 石英基板 402 結晶性珪素膜でなる活性層 700 非晶質珪素膜 701 活性層となるべき領域 702 非晶質珪素膜に形成された開口 801 石英基板 802 酸化珪素膜 803 非晶質珪素膜 804 膜状に設けられたニッケル元素 805 結晶性珪素膜 806 エッチングされる領域 807 活性層 808 ゲイト絶縁膜
ケル元素の固まりの数を示すグラフ図。
面図。
面図。
パターン 104 膜状に設けられたニッケル元素 105 島状の形状を有した結晶性珪素膜のパター
ン 106 ニッケル元素が偏析した領域 107 レジストマスク 108 エッチング除去される領域 100 結晶性珪素膜でなる活性層 110 ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜) 111 ゲイト電極 112 陽極酸化膜 113 ソース領域 114 チャネル形成領域 115 ドレイン領域 116 層間絶縁膜(酸化珪素膜) 117 ソース電極 118 ドレイン電極 401 石英基板 402 結晶性珪素膜でなる活性層 700 非晶質珪素膜 701 活性層となるべき領域 702 非晶質珪素膜に形成された開口 801 石英基板 802 酸化珪素膜 803 非晶質珪素膜 804 膜状に設けられたニッケル元素 805 結晶性珪素膜 806 エッチングされる領域 807 活性層 808 ゲイト絶縁膜 903 非晶質珪素膜 904 膜状に設けられたニッケル元素 905 レジストマスク 909 結晶性珪素膜 ─────────────────────────────────────────────────────
ケル元素の固まりの数を示すグラフ図。
真。
面図。
面図。
パターン 104 膜状に設けられたニッケル元素 105 島状の形状を有した結晶性珪素膜のパター
ン 106 ニッケル元素が偏析した領域 107 レジストマスク 108 エッチング除去される領域 100 結晶性珪素膜でなる活性層 110 ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜) 111 ゲイト電極 112 陽極酸化膜 113 ソース領域 114 チャネル形成領域 115 ドレイン領域 116 層間絶縁膜(酸化珪素膜) 117 ソース電極 118 ドレイン電極 401 石英基板 402 結晶性珪素膜でなる活性層 700 非晶質珪素膜 701 活性層となるべき領域 702 非晶質珪素膜に形成された開口 801 石英基板 802 酸化珪素膜 803 非晶質珪素膜 804 膜状に設けられたニッケル元素 805 結晶性珪素膜 806 エッチングされる領域 807 活性層 808 ゲイト絶縁膜 903 非晶質珪素膜 904 膜状に設けられたニッケル元素 905 レジストマスク 909 結晶性珪素膜
Claims (11)
- 【請求項1】絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜を
成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜を所定のパターンにパターニングする
工程と、 前記非晶質珪素膜に接して珪素の結晶化を助長する金属
元素を接して保持させる工程と、 加熱処理を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させ結晶性珪
素膜に変成する工程と、 前記結晶性珪素膜のパターンの周囲をエッチングする工
程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。 - 【請求項2】非晶質珪素膜の所定の領域に欠陥及び/ま
たは応力が集中した領域を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜に接して珪素の結晶化を助長する金属
元素を接して保持させる工程と、 加熱処理を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させる工程
と、 前記所定の領域をエッチングする工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項3】非晶質珪素膜の所定の領域に欠陥及び/ま
たは応力が集中した領域を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜に接して珪素の結晶化を助長する金属
元素を接して保持させる工程と、 加熱処理を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させると同時
に前記所定の領域に前記金属元素を偏析させる工程と、 前記所定の領域をエッチングする工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項4】非晶質珪素膜の所定の領域に欠陥及び/ま
たは応力が集中した領域を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜に接して珪素の結晶化を助長する金属
元素を接して保持させる工程と、 加熱処理を加え前記非晶質珪素膜を結晶化させると同時
に前記所定の領域に前記金属元素を偏析させ半導体装置
の活性層となるべき領域またはチャネル形成領域となる
べき領域から前記金属元素を除去する工程と、 前記所定の領域をエッチングする工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項5】請求項1乃至請求項4において、 珪素の結晶化を助長する金属元素として、 Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、P
t、Cu、Auから選ばれた一種または複数種類のもの
を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項6】請求項1乃至請求項4において、加熱処理
は450℃〜700℃の温度で行われることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。 - 【請求項7】請求項1乃至請求項4において、 非晶質珪素膜は石英基板上に成膜されており、 加熱処理は800℃〜1100℃の温度で行われること
を特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項8】請求項2乃至請求項4において、 金属元素の拡散距離をDとして、 得られる結晶性珪素膜の中心部から所定の領域までの距
離dがd=D/30〜Dで示されることを特徴とする半
導体装置の作製方法。 - 【請求項9】請求項8において、d=0.2 μm〜2μm
とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項10】請求項8において、DはD=D0 texp
(ΔE/kt) で示されることを特徴とする半導体装置の作
製方法。 - 【請求項11】請求項2乃至請求項4において、 所定の領域にリンイオンまたは酸素イオンを注入するこ
とにより、欠陥及び/または応力が集中した領域を形成
することを特徴とする半導体装置の作製方法。
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