JPH10223532A - 半導体の作製方法及び半導体装置の作製方法 - Google Patents

半導体の作製方法及び半導体装置の作製方法

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JPH10223532A
JPH10223532A JP9041540A JP4154097A JPH10223532A JP H10223532 A JPH10223532 A JP H10223532A JP 9041540 A JP9041540 A JP 9041540A JP 4154097 A JP4154097 A JP 4154097A JP H10223532 A JPH10223532 A JP H10223532A
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film
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Hisashi Otani
久 大谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁表面を有する基板上に高いＴＦＴ特性を
得ることができる結晶性珪素膜を得る技術を提供する。 【解決手段】 非晶質珪素膜１０２の表面の一部に選択
的にニッケル元素を導入する。次に赤外光を発する線状
のランプ１０７からの線状の赤外光を１００の方向に走
査しながら非晶質珪素膜１０２に照射する。この際開口
１０４の長手方向と線状ビームの長手方向とを合わせ
る。赤外光は主に熱エネルギーとして珪素膜中に吸収さ
れ、温度勾配が形成される。この珪素膜中に形成される
熱勾配は、ランプ１０７を１００の方向に走査すること
により移動する。この負の熱勾配の方向（１０）は、ラ
ンプの移動方向１００及び結晶成長をさせようとする方
向（１０８）に合わせたものとする。こうすることによ
り、基板に平行な方向（１０８）への結晶成長を長い距
離に渡り、均一に行わすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
絶縁表面上に形成される結晶性を有した珪素膜または珪
素化合物膜の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ガラス基板や石英基板上に珪
素膜を成膜し、それを用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ
と称される）を作製する技術が知られている。
【０００３】ＴＦＴは、主にアクティブマトリクス型の
液晶表示装置に利用されている。ＴＦＴには、非晶質珪
素膜を用いたＴＦＴと結晶性珪素膜を用いたＴＦＴとに
大別することができる。
【０００４】現在主流のＴＦＴは、非晶質珪素膜を用い
たものである。しかし、非晶質珪素膜を用いたＴＦＴは
動作速度が小さく、表示する画像の微細化や高速の動画
表示を行わすには、限界がある。
【０００５】また、従来はＩＣで構成されていた各種回
路をＴＦＴで構成することも考えられており、この場合
は非晶質珪素膜を用いたＴＦＴではその動作速度が大き
く不足する。
【０００６】そこで、より高速動作が見込まれる結晶性
珪素膜を用いたＴＦＴが盛んに研究されている。
【０００７】結晶性珪素膜を得る方法としては、 （１）ＣＶＤ法等により、直接結晶性珪素膜を成膜す
る。 （２）非晶質珪素膜を加熱処理により結晶化させる。 （３）非晶質珪素膜をレーザー光の照射により結晶化さ
せる。 （４）非晶質珪素膜を赤外光等の強光の照射により結晶
化させる。 といった方法が良く知られている。
【０００８】上述した方法の中で、主に（２）〜（４）
の方法が利用されている。
【０００９】（２）の方法は、大面積に対応することは
容易であるという優位性があるが、加熱温度を高くしな
けれならずならず、また得られる膜質が十分なものでは
ない。
【００１０】（３）の方法は、ガラス基板に熱ダメージ
が及ぶこともなく、良好な結晶性が得られるという優位
性があるが、大面積への対応が困難であり、またプロセ
スの再現性に問題がある。
【００１１】（４）の方法は、大面積への対応も容易で
あるが、得られる膜質が十分なものではない。
【００１２】本出願人らによる研究によれば、ニッケル
に代表される金属元素を利用することにより、非晶質珪
素膜の結晶化を促進できることが判明している。（特開
平６−２３２０５９号、特開平７−３２１３３９号の記
載参照）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述の金属元素を利用
する結晶化技術と上述した（２）〜（４）の方法を組み
合わせるとにより、これまで得られなかった優れた膜質
を有する結晶性珪素膜を得ることができる。
【００１４】しかし、それでも得られる結晶性は単結晶
珪素ウエハーに比較してば十分なものではなく、また得
られるＴＦＴの特性も現状のＩＣを構成する絶縁ゲイト
型電界効果トランジスタに遠く及ばない。特に素子特性
のバラツキが大きいことが重大な問題として存在してい
る。
【００１５】これは、得られる結晶性珪素膜中に存在す
る粒界がＴＦＴのチャネル内に制御できない状態で存在
しているからである。特に結晶粒界の延在方向が制御で
きないために、チャネル内に存在する結晶粒界の延在方
向に違い（これは多数の素子を形成すれば不可避に発生
してしまう）に起因して、素子特性が大きくばらついて
しまう。
【００１６】本明細書で開示する発明は、絶縁表面を有
する基板上に高いＴＦＴ特性を得ることができる結晶性
珪素膜を得る技術を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の少な
くとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結晶化
させる方法であって、当該金属元素を非晶質膜の一部に
導入する工程と、前記非晶質膜中に温度勾配を形成し、
該温度勾配を利用して前記金属元素が導入された領域か
ら他の領域への結晶成長を行わす工程と、を有すること
を特徴とする。
【００１８】他の発明は、珪素または珪素化合物でなる
非晶質膜の少なくとも一部を結晶化を助長する金属元素
を用いて結晶化させる方法であって、当該金属元素を非
晶質膜の一部に導入する工程と、前記非晶質膜中におい
て、前記金属元素が導入された領域から他の領域への方
向に温度勾配を形成し、該温度勾配が形成された方向に
結晶成長を行わす工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】他の発明は、珪素または珪素化合物でなる
非晶質膜の少なくとも一部を結晶化を助長する金属元素
を用いて結晶化させる方法であって、当該金属元素を非
晶質膜の一部に導入する工程と、温度勾配を利用して前
記金属元素を所定の方向に拡散させるとととに該方向に
選択的な結晶成長を行わす工程と、を有することを特徴
とする。
【００２０】上記３つの発明において、温度勾配を結晶
成長が行われる方向に移動させることにより、非晶質膜
に平行な方向への結晶成長を助長することは好ましい。
【００２１】また、温度勾配を結晶成長が行われる方向
に結晶成長の速度に合わせて移動させることにより、非
晶質膜に平行な方向への結晶成長を助長することができ
る。特に結晶成長距離を長くする場合にはこの方法が有
効となる。
【００２２】温度勾配は、線状の赤外光の照射により形
成することが簡便である。なお、紫外領域のパルスレー
ザー光等の瞬間的に珪素膜の表面を溶融固化させる手段
は、実質的に熱勾配が形成されないので利用できない。
【００２３】結晶化を助長する金属元素としては、Ｎｉ
（ニッケル）を利用することがその再現性や効果の点か
ら好ましい。
【００２４】また、結晶化を助長する金属元素として
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕから選ばれた一種または複数種類
の元素を利用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】発明を実施するには、金属元素を
利用した結晶成長における結晶成長方向に向かって、負
の熱勾配を形成することが重要となる。
【００２６】この考え方の実現する具体的な例を図１及
び図４を用いて説明する。図４は立体的に見た図であ
り、図１は断面を示した図である。
【００２７】図１においては、まず非晶質珪素膜１０２
の表面の一部（開口１０４が形成された領域）に選択的
にニッケル元素を導入する。このニッケル元素が導入さ
れる領域は、図面の手前方向から奥行き方向に長手状を
有する線状の形状を有している。
【００２８】次に赤外光を発する線状のランプ１０７か
らの線状の赤外光を反射板１０６で反射させ、線状の赤
外光ビームとして、１００の方向に走査しながら非晶質
珪素膜１０２に照射する。この際、開口１０４の長手方
向（ニッケルの導入領域の延在方向）と線状ビームの長
手方向とを合わせる。
【００２９】赤外光は、主に熱エネルギーとして珪素膜
中に吸収され、その結果として、図１に示すような温度
勾配が形成される。この珪素膜中に形成される熱勾配
は、ランプ１０７を１００の方向に走査することにより
移動する。
【００３０】この負の熱勾配の方向（図１の１０で示さ
れる）は、ランプの移動方向１００及び結晶成長をさせ
ようとする方向（１０８で示される）に合わせたものと
する。
【００３１】こうすることにより、１０８で示される基
板に平行な方向への結晶成長を長い距離に渡り、均一に
行わすことができる。
【００３２】ランプ照射を行わないで、加熱炉で単に加
熱処理しただけでも１０８で示すような基板に平行な方
向への結晶成長は進行する。
【００３３】本明細書で開示する発明では、その単なる
加熱処理時に発生する結晶成長の方向に、ランプ照射に
よる熱勾配の向きとランプに移動方向とを合わせること
が重要となる。
【００３４】このことには、以下のような意味がある。
【００３５】金属元素を利用した結晶化は、金属元素が
特定の領域（図１の場合は開口１０４が形成された領
域）から他の領域へと、珪素膜中の金属元素が拡散して
行くことに従い進行する。
【００３６】また、金属元素の拡散は、半導体中の他の
不純物の拡散と同様にエネルギー状態の高い領域からエ
ネルギー状態の低い領域へと優先的に生じる。
【００３７】金属元素を利用した結晶化は、金属元素の
拡散に従うものであるから、その金属元素の拡散を強制
的に行わすことは、結晶成長を制御することに通じる。
【００３８】即ち、負の温度勾配の方向を結晶成長させ
んとする方向に合わせて形成することにより、その方向
に積極的に金属元素を拡散させることができる。
【００３９】金属元素の拡散方向を積極的にある方向に
行わせることは、その方向への結晶成長を積極的に助長
させることになる。
【００４０】こうして、特定の方向への結晶成長を助長
させることができる。
【００４１】また、結晶成長の速度に合わせて、熱勾配
の移動速度（具体的にはランプの移動速度）を設定する
ことも重要である。
【００４２】これは、結晶成長が行われている状態（こ
の状態には、珪素膜中の温度勾配の状態も含まれる）を
変化させないように漸次移動（結晶成長状態によっては
段階的に行ってもよい）させることにより、長い距離に
渡り均一な結晶成長を行わすためである。
【００４３】また、図１に示すような熱勾配を形成する
ことにより結晶成長をさせた場合、金属元素の作用によ
らない結晶化によって、金属元素を利用した基板に平行
な方向への結晶成長が阻害されることを抑制することが
できる。
【００４４】金属元素の作用による基板に平行な方向へ
の結晶成長は、金属元素の作用によらない普通の意味で
の結晶化（一般に非晶質珪素膜にエネルギーを与えれ
ば、結晶化が進行する）が進行している領域で停止して
しまう。このことは、１０８で示されるような結晶成長
距離を制限してしまう要因となる。
【００４５】しかし、本明細書に開示する発明を利用し
た場合、負の温度勾配を形成することにより、これから
金属元素による結晶化を進行させようとする領域に与え
るエネルギーを弱くすることができ、上記の不都合を回
避することができる。
【００４６】以上のような方法で結晶成長を行わせた領
域は、結晶成長方向がそろっており、またその方向に結
晶粒界の延在方向もそろっている。また、結晶粒界の間
隔もほぼそろったものとすることができる。
【００４７】このような結晶構造を用いた場合、多数の
ＴＦＴを形成した場合におけるチャネル領域内における
結晶粒界の存在形態を素子毎に一様なものとすることが
できる。
【００４８】そして、素子毎に特性がばらついてしまう
ことを抑制することができる。
【００４９】
【実施例】
〔実施例１〕図１及び図２に本実施例の作製工程を示
す。まず図１（Ａ）に示すように石英基板１０１上に減
圧熱ＣＶＤ法を用いて非晶質珪素膜１０２を５００Åの
厚さに成膜する。
【００５０】次にプラズマＣＶＤ法によって図示しない
酸化珪素膜を７００Åの厚さに成膜する。そしてそれに
開口１０４を形成しマスク１０３を形成する。開口１０
４は、図１の紙面手前方向から奥行き方向に延在した線
状の形状（スリット形状）のものとして形成される。
【００５１】図１（Ａ）に示す状態を立体的に見た状態
を図３に示す。図３は、構造を簡単に表現するために開
口１０４が基板の一方の辺から他方の辺に渡って形成さ
れている状態が示されている。しかし、実施に当たって
は、必ずしもこのような形状にする必要はない。
【００５２】次に１０ｐｐｍ（重量換算）のニッケル元
素を含んだ酢酸ニッケル塩溶液を塗布し、スピンコータ
を用いて余分な溶液を除去する。この状態において、図
１（Ａ）の１０５で示されるようにニッケル元素が表面
に接して保持された状態が得られる。
【００５３】こうして図１（Ａ）に示す状態を得る。
【００５４】次に線状のランプアニール装置を利用し
て、アニールを行う。このランプアニール装置は、赤外
光を発する細長い棒状のランプ１０７を反射板１０６で
反射させることにより、線状のビームとして照射できる
構造を有している。（図１（Ｂ）、図４）
【００５５】試料とランプとの位置関係は、図４に示す
ようなものとなる。結晶化に際しては、 （１）ビームの長手方向を開口１０４の長手方向と合わ
せる。 （２）線状の赤外光ビームを開口部１０４またはその近
傍から、所定の速さでもって、線状ビームと直角な方向
（図１（Ｂ）の矢印１００で示す方向）に移動させる。
【００５６】こうすると、線状の赤外光ビームが照射さ
れた領域は短時間に８００℃程度まで加熱される。そし
て、開口１０４の領域において非晶質珪素膜１０２の表
面に導入された（接して保持された状態）ニッケル元素
が赤外光ビームの照射に従って非晶質珪素膜中に拡散
し、その作用と赤外光ビームから与えられるエネルギー
により矢印１０８で示される方向に結晶成長が進行す
る。
【００５７】ここで上記の赤外光ビームの走査速度は、
この結晶成長の進行速度に合わせることが好ましい。こ
の赤外光ビームの走査の速さは、非晶質珪素膜の膜厚や
膜質、赤外光ビームの照射強度やスペクトル分布、基板
の熱容量等によって異なるので、予備実験を行って定め
る必要がある。
【００５８】また、図１に示すような温度プロファイル
でもって、珪素膜中に温度勾配を形成することが重要と
なる。この温度プロファイル（温度勾配の状態）は、反
射版の種類や位置、ランプの位置によって調整する。
【００５９】この結晶成長は、開口１０４の長手方向に
直角な方向にその成長向きが概略そろったものとして進
行する。
【００６０】図４には、ランプ１０７からの線状赤外光
を１００の方向に走査して照射することによって、４０
０で示される領域が結晶化された状態が模式的に示され
ている。（１０８は結晶成長方向を示す）
【００６１】こうして、図２（Ａ）に示すように１０８
で示される方向に開口１０４の領域から結晶成長方向が
そろった状態を有する結晶性珪素膜１０９が得られる。
【００６２】結晶性珪素膜を得たら、酸化珪素膜でなる
マスク１０３を除去する。次にニッケル元素の膜中から
の除去を行う。
【００６３】ここでは、ＨＣｌを３体積％含有させた酸
素雰囲気中において、９５０℃、３０分の加熱処理を行
うことにより、３００Åの熱酸化膜を形成し、この際に
ニッケル元素の膜中からの除去を行う。
【００６４】この工程において、ニッケル元素は、塩化
ニッケルとして気化し外部に除去される。
【００６５】また、この熱酸化膜の形成によって、結晶
性珪素膜の膜厚は３５０Åに減少する。
【００６６】次に形成した酸化珪素膜を除去する。そし
て、結晶性珪素膜をパターニングし、図２（Ｂ）の１１
０で示されるパターンを形成する。このパターンは、後
にＴＦＴの活性層となる。
【００６７】次にゲイト絶縁膜１１１を形成する。ここ
では、まずプラズマＣＶＤ法により、厚さ５００Åの酸
化珪素膜を成膜し、さらに熱酸化法により２００Åの熱
酸化膜を形成する。この場合、熱酸化膜はＣＶＤ法で成
膜された酸化珪素膜の内側（活性層の表面）に形成され
る。
【００６８】こうして、厚さが２５０Åの活性層１１０
とそれを覆って形成された厚さ７００Åのゲイト絶縁膜
１１１が得られる。
【００６９】次にスカンジウムを0.18重量％含有させた
アルミウム膜をスパッタ法で成膜し、さらにそれをパタ
ーニングすることによりゲイト電極の原型を得る。
【００７０】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と呼ばれる突起物の形
成を抑制するためである。
【００７１】ゲイト電極の原型を得たら、それを陽極と
した陽極酸化を行うことにより、１１３で示される陽極
酸化物（膜と表現するのは不適切である）と１１４で示
される陽極酸化膜を形成する。
【００７２】ここでは、まずアルミニウム膜のパターニ
ングに利用したレジストマスクを残存させた状態で陽極
酸化を行い、１１３で示される多孔質状の陽極酸化物を
形成する。
【００７３】次にレジストマスク（図示せず）を除去
し、再度の陽極酸化を行い、今度は緻密な膜質を有する
陽極酸化膜１１４を形成する。
【００７４】ここで、多孔質状の陽極酸化物１１３の成
長距離は４００ｎｍ、緻密な膜質を有する陽極酸化膜１
１４の成長距離を８０ｎｍとする。
【００７５】多孔質状の膜質と緻密な膜質との作り分け
は、陽極酸化時の電解溶液の違いによって選択すること
ができる。
【００７６】こうして図２（Ｂ）に示す状態を得る。次
に露呈した酸化珪素膜１１１を除去する。こうすること
で、ゲイト絶縁膜１１５を残存させる。こうして図２
（Ｃ）に示す状態を得る。
【００７７】次に多孔質状の陽極酸化物１１３を選択的
に除去する。そして、Ｐ（リン）のドーピングをプラズ
マドーピング法でもって行う。この工程において、ソー
ス領域１１６、ドレイン領域１２０、低濃度不純物領域
（高抵抗領域）１１７及び１１９、チャネル領域１１８
が自己整合的に形成される。（図２（Ｄ））
【００７８】次にレーザー光の照射、または赤外光の照
射を行い、先の工程においてドーピングされたドーパン
トの活性化と被ドーピング領域の損傷のアニールとを行
う。
【００７９】次に層間絶縁膜として、窒化珪素膜１２
１、ポリイミド樹脂膜１２２を成膜する。そしてコンタ
クトホールの形成を行い、ソース電極１２３、ドレイン
電極１２４を形成する。こうしてＮチャネル型の薄膜ト
ランジスタを完成させる。（図２（Ｅ））
【００８０】本実施例に示す作製工程を採用することに
より、大面積に渡り良好な結晶性を有した結晶性珪素膜
を得ることができる。
【００８１】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示す
線状赤外光ビームによるアニール工程において、１０７
で示される主ランプの他に補助ランプ配置し、主ランプ
１０７からの光照射が行われる領域に対して、予め補助
ランプからの光照射によって予備加熱を行わんとするも
のである。
【００８２】本実施例の場合、図６に示すように主ラン
プ６０１の移動させようとする方向の前方に補助ランプ
６０３を配置した構造とする。ここでは、主ランプのみ
に反射板６０２を設け、図６に示すような温度勾配を形
成させる。
【００８３】温度勾配の形状を変化させることにより、
結晶成長の状態を変化させることができる。
【００８４】〔実施例３〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、ランプ系を移動させるのではなく、基板
を移動させることにより、線状の赤外光ビームを珪素膜
に対して走査して照射する場合の例である。
【００８５】この場合、基板とランプ系の相対的な移動
関係は、実施例１の場合と同じものとなる。
【００８６】〔実施例４〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、ＴＦＴのゲイト電極として珪素またはシ
リサイドを利用した場合の例である。
【００８７】この場合、ゲイト電極の耐熱性が高くなる
ので、不純物元素のドーピング後に行われるアニールを
加熱処理により実施することができる。
【００８８】〔実施例５〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、ＴＦＴの構造としてボトムゲイト型の構
造を採用した場合の例である。ボトムゲイト型のＴＦＴ
は、非晶質珪素膜を利用したＴＦＴにおいて実用化され
ており、一部プロセスを共用化できるという作製工程上
の優位性を得ることができる。
【００８９】〔実施例６〕本実施例は、本明細書で開示
する結晶化技術を利用して、Ｐチャネル型のＴＦＴとＮ
チャネル型のＴＦＴとを同一基板上に作製し、それらを
相補型に構成した回路を作製する場合の例である。
【００９０】この場合、チャネル型を作り分けるために
Ｐ型を付与するドーパントとＮ型を付与するドーパント
とを行わなければならない。
【００９１】〔実施例７〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、珪素膜としてＳｉx Ｇｅ1-x で示される
化合物半導体を利用する場合の例である。本明細書で開
示する発明は、珪素を含む化合物半導体に利用すること
もできる。
【００９２】〔実施例８〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、基板として多結晶珪素基板を利用した場
合の例である。
【００９３】太陽電池に利用される多結晶珪素基板は、
ガラス基板に匹敵するような低価格で入手することがで
きない。
【００９４】一般に多結晶珪素基板は、不純物の濃度や
欠陥の密度が高く、ＩＣの基板としては利用することが
できる。
【００９５】しかし、ＴＦＴを作製するために基板とし
て利用するのであれば、基板中に不純物濃度や欠陥密度
はさほど大きな問題とはならない。
【００９６】本実施例では、多結晶珪素基板の表面にプ
ラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜を成膜し、さらに熱酸
化膜を形成することにより絶縁表面を形成する。そして
その上に実施例１に示した方法によりＴＦＴを作製す
る。
【００９７】〔実施例９〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、Ｎｉの導入方法として、イオン注入法を
利用する場合の例である。この場合、Ｎｉの導入量を正
確に制御することができる。また、マスクとしてレジス
ト材料を利用することができる。
【００９８】〔実施例１０〕本実施例では、ＴＦＴ（薄
膜トランジスタ）でなる集積化回路を利用した電子装置
の例を示す。本明細書で開示する発明は、適当な絶縁表
面を有する基板上に形成されるＴＦＴでなる回路に利用
することができる。図５に各装置の概要を示す。
【００９９】図５（Ａ）に示すのは、携帯型の情報処理
端末であり、電話回線を利用した通信機能を有してい
る。
【０１００】この電子装置は、本明細書で開示する複合
化回路でなる集積化回路２００６を本体２００１の内部
に備えている。そして、アクティブマトリクス型の液晶
ディスプレイ２００５、画像を取り込むカメラ部２００
２、さらに操作スイッチ２００４を備えている。
【０１０１】図５（Ｂ）に示すのは、ヘッドマウントデ
ィスプレイと呼ばれる電子装置である。この装置は、頭
に装着して、疑似的に目の前に画像を表示する機能を有
している。この電子装置は、バンド２１０３によって、
本体２１０１を頭に装着する。画像は、左右の目に対応
した液晶表示装置２１０２によって作成される。
【０１０２】図５（Ｃ）に示すのは、人工衛星からの信
号を基に地図情報や各種情報を表示する機能を有してい
る。アンテナ２２０４で捉えた衛星からの情報は、本体
２２０１内部に備えた電子回路で処理され、液晶表示装
置２２０２に必要な情報が表示される。装置の操作は、
操作スイッチ２２０３によって行われる。
【０１０３】図５（Ｄ）に示すのは、携帯電話である。
この電子装置は、本体２３０１にアンテナ２３０６、音
声出力部２３０２、液晶表示装置２３０４、操作スイッ
チ２３０５、音声入力部２３０３を備えている。
【０１０４】図５（Ｅ）に示す電子装置は、ビデオカメ
ラと称される携帯型の撮像装置である。この電子装置
は、本体２４０１に開閉部材に取り付けられた液晶ディ
スプレイ２４０２、開閉部材に取り付けられた操作スイ
ッチ２４０４を備えている。
【０１０５】さらにまた、本体２４０１には、画像の受
像部２４０６、集積化回路２４０７、音声入力部２４０
３、操作スイッチ２４０４、バッテリー２４０５が備え
られている。
【０１０６】図５（Ｆ）に示す電子装置は、投射型の液
晶表示装置である。この装置は、本体２５０１に光源２
５０２、液晶表示装置２５０３、光学系２５０４備え、
スクリンー２５０５に画像を投影する機能を有してい
る。
【０１０７】また、以上示した電子装置における液晶表
示装置としては、透過型または反射型のいずれでも利用
することができる。表示特性の面では透過型が有利であ
り、低消費電力や小型軽量化を追求する場合には、反射
型が有利である。
【０１０８】また、表示装置として、アクティブマトリ
クス型のＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等の
フラットパネルディスプレイを利用することができる。
【０１０９】
【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、絶縁表面を有する基板上に高いＴＦＴ特性を得
ることができる結晶性珪素膜を得ることができる。
【０１１０】特に結晶成長方向をそろえることにより、
結晶粒界が延在する方向をその方向にそろえることがで
きる。このことは、デバイスの活性層内に存在する結晶
粒界の状態を多数のデバイスでそろえることができ、素
子の特性をそろえることに大きな効果がある。
【０１１１】この結晶性珪素膜は、ＴＦＴ以外にセンサ
ーやダイオード等の薄膜半導体素子に利用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 結晶性珪素膜を得る工程を示す図。
【図２】 ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の作製工程を示
す図。
【図３】 図１（Ａ）に示す状態を立体的に見た状態を
示す図。
【図４】 図１（Ｂ）に示す状態を立体的に見た状態を
示す図。
【図５】 発明を利用した各種装置の概略を示す図。
【図６】 結晶性珪素膜を得る工程を示す図。
【符号の説明】
１０１ 石英基板 １０２ 非晶質珪素膜 １０３ 酸化珪素膜でなるマスク １０４ 開口 １０５ 表面に接して保持されたニッケル元素 １０６ 反射板 １０７ 赤外ランプ １０８ 結晶成長方向 １００ 赤外ランプの走査方法 １０９ 結晶成長方向 １１０ 結晶性珪素膜でなる活性層 １１１ ゲイト絶縁膜 １１２ ゲイト電極 １１３ 多孔質状の陽極酸化物 １１４ 緻密な膜質を有する陽極酸化膜 １１５ 残存したゲイト絶縁膜 １１６ ソース領域 １１７ 低濃度不純物領域 １１８ チャネル領域 １１９ 低濃度不純物領域 １２０ ドレイン領域 １２１ 窒化珪素膜 １２２ ポリイミド樹脂膜 １２３ ソース電極 １２４ ドレイン電極

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の少
    なくとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結晶
    化させる方法であって、 当該金属元素を非晶質膜の一部に導入する工程と、 前記非晶質膜中に温度勾配を形成し、該温度勾配を利用
    して前記金属元素が導入された領域から他の領域への結
    晶成長を行わす工程と、 を有することを特徴とする半導体の作製方法。
  2. 【請求項２】珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の少
    なくとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結晶
    化させる方法であって、 当該金属元素を非晶質膜の一部に導入する工程と、 前記非晶質膜中において、前記金属元素が導入された領
    域から他の領域への方向に温度勾配を形成し、該温度勾
    配が形成された方向に結晶成長を行わす工程と、 を有することを特徴とする半導体の作製方法。
  3. 【請求項３】珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の少
    なくとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結晶
    化させる方法であって、 当該金属元素を非晶質膜の一部に導入する工程と、 温度勾配を利用して前記金属元素を所定の方向に拡散さ
    せるとととに該方向に選択的な結晶成長を行わす工程
    と、 を有することを特徴とする半導体の作製方法。
  4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３において、 温度勾配を結晶成長が行われる方向に移動させることに
    より、非晶質膜に平行な方向への結晶成長を助長するこ
    とを特徴とする半導体の作製方法。
  5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３において、 温度勾配を結晶成長が行われる方向に結晶成長の速度に
    合わせて移動させることにより、非晶質膜に平行な方向
    への結晶成長を助長することを特徴とする半導体の作製
    方法。
  6. 【請求項６】請求項１乃至請求項３において、 温度勾配は、線状の赤外光の照射により形成されること
    を特徴とする半導体の作製方法。
  7. 【請求項７】請求項１乃至請求項３において、 結晶化を助長する金属元素としてＮｉ（ニッケル）が利
    用されることを特徴とする半導体の作製方法。
  8. 【請求項８】請求項１乃至請求項３において、 結晶化を助長する金属元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
    ｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕから選
    ばれた一種または複数種類の元素が利用されることを特
    徴とする半導体の作製方法。
  9. 【請求項９】珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の少
    なくとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結晶
    化させる方法であって、 当該金属元素を非晶質膜の一部に導入する工程と、 前記非晶質膜中に温度勾配を形成し、該温度勾配を利用
    して前記金属元素が導入された領域から他の領域への結
    晶成長を行わす工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  10. 【請求項１０】珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の
    少なくとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結
    晶化させる方法であって、 当該金属元素を非晶質膜の一部に導入する工程と、 前記非晶質膜中において、前記金属元素が導入された領
    域から他の領域への方向に温度勾配を形成し、該温度勾
    配が形成された方向に結晶成長を行わす工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  11. 【請求項１１】珪素または珪素化合物でなる非晶質膜の
    少なくとも一部を結晶化を助長する金属元素を用いて結
    晶化させる方法であって、 当該金属元素を非晶質膜の一部に導入する工程と、 温度勾配を利用して前記金属元素を所定の方向に拡散さ
    せるとととに該方向に選択的な結晶成長を行わす工程
    と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  12. 【請求項１２】請求項９乃至請求項１１において、 温度勾配を結晶成長が行われる方向に移動させることに
    より、非晶質膜に平行な方向への結晶成長を助長するこ
    とを特徴とする半導体装置の作製方法。
  13. 【請求項１３】請求項９乃至請求項１１において、 温度勾配を結晶成長が行われる方向に結晶成長の速度に
    合わせて移動させることにより、非晶質膜に平行な方向
    への結晶成長を助長することを特徴とする半導体装置の
    作製方法。
  14. 【請求項１４】請求項９乃至請求項１１において、 温度勾配は、線状の赤外光の照射により形成されること
    を特徴とする半導体装置の作製方法。
  15. 【請求項１５】請求項９乃至請求項１１において、 結晶化を助長する金属元素としてＮｉ（ニッケル）が利
    用されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  16. 【請求項１６】請求項９乃至請求項１１において、 結晶化を助長する金属元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
    ｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕから選
    ばれた一種または複数種類の元素が利用されることを特
    徴とする半導体装置の作製方法。
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