JPH05198507A

JPH05198507A - 半導体作製方法

Info

Publication number: JPH05198507A
Application number: JP27541692A
Authority: JP
Inventors: Kouyuu Chiyou; 宏勇張; Naoto Kusumoto; 直人楠本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1991-09-21
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【構成】水素と珪素の結合を含んだ非晶質珪素膜を低温
の気相法で成膜する工程と、この非晶質珪素膜中から水
素を離脱させるために加熱アニールを行い珪素のダング
リングボンドを形成する工程と、珪素のダングリングボ
ンドを有する非晶質珪素膜に対してレーザー照射するこ
とによって、良好な電気特性を有する多結晶半導体膜を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結晶性がよく結晶膜中
の不純物が少ない半導体膜の作製方法に関するものであ
る。本発明の作製方法によって作製される半導体膜は、
高電界移動度を有する高性能薄膜トランジスタ等の半導
体装置に用いることができるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマＣＶＤ法または熱ＣＶＤ
法によって形成される水素化非晶質珪素膜（水素を多量
に含み、珪素の結合手の多くが水素で中和されている非
晶質珪素膜）（ａ−Ｓｉ：Ｈとも書く）に対して、ＣＷ
レーザー、エキシマレーザー等のレーザー光を照射する
ことによって、この水素化非晶質珪素膜を結晶化させる
方法が良く知られている。

【０００３】しかしながらこの方法は、出発膜としての
非晶質珪素膜中に水素が大量に含まれているので、レー
ザー照射時に水素が膜中より多量に噴出してしまい膜質
が著しく損なわれるという問題があった。

【０００４】以上のような問題点を解決する方法として
以下の３通りの方法が主に用いられている。（Ａ）最初、試料である水素化非晶質珪素膜に対して、
低エネルギー密度（結晶化のしきい値エネルギー以下）
のレーザー光を照射することによって、試料である出発
膜中の水素を出し、続いて高いエネルギー密度のレーザ
ー光を試料に照射することによって、試料を結晶化させ
る方法。（多段階照射法と呼ばれる）（Ｂ）４００℃以上の基板温度で水素化非晶質珪素膜を
製膜することによって、出発膜中の水素含有量を減らし
て、レーザー照射による膜質の劣化を防ぐ方法。（Ｃ）水素化非晶質珪素膜を不活性雰囲気中において加
熱処理することによって膜中の水素を除去する方法。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のような方法によ
り高品質な結晶膜（一般に多結晶珪素膜）を得ようとす
る場合、以下のような問題点がある。

【０００６】（１）（Ａ）の方法では、水素出しの効率
が悪い、レーザーの出力エネルギーの制御が難しい、ま
たレーザー照射の回数が多くなる、レーザー光のエネル
ギーが大部分膜表面に吸収されてしまうので厚い膜の場
合、水素出しが困難である、等々の問題があり実用性に
問題があった。（２）（Ｂ）の方法では、基板温度が高くなると膜中の
不純物含有量が増加する傾向があり、また高温で水素化
非晶質珪素膜を製膜すると膜中にシリコンクラスタ（珪
素の微結晶成分）が生成されるため、後のレーザー光に
よる結晶化の際に結晶化が阻害されるという問題があっ
た。（３）（Ｃ）の方法では、水素が加熱によって離脱する
ので、珪素のダングリングボンド（不対結合手）が形成
され、このダングリングボンドが酸素などと容易に結合
してしまう。その結果、膜表面から１０〜２０ｎｍに酸
素が容易に侵入してしまい、その後のレーザー光照射に
よって、この酸素が高温拡散によって膜中深く拡散して
しまう。そして結果としてこの酸素等の不純物のため
に、結晶膜の電気特性（キャリアの移動度等）が劣化し
てしまうという問題があった。

【０００７】

【問題を解決するための手段】本願発明は、前述のよう
な問題を解決する方法として、以下（ａ）〜（ｃ）に記
載するような方法をとるものである。

【０００８】（ａ）低温で、高密度のＳｉ−Ｈ結合を有
する水素化非晶質珪素膜を気相法で製膜する。気相法と
しては、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等
の化学的気相法の他、スパッタリング法あるいは蒸着法
といった物理的気相法等の公知の方法を用いることがで
きる。そしてこの際、水素化非晶質珪素からの水素の離
脱温度といわれる３５０度以下の基板温度で水素化非晶
質珪素を製膜することが必要である。これは、製膜時に
おいてなるべく水素を多量に膜中に含有させ、珪素と水
素の結合（Ｓｉ−Ｈ結合）を多くするためである。珪素
と水素の結合（Ｓｉ−Ｈ結合）を最大にするためには、
可能な限りの低温の基板温度で製膜をすることが望まし
い。しかしながら実用的には、１００度〜２００度の基
板温度で製膜を行うことで珪素と水素の結合（Ｓｉ−Ｈ
結合）を最大にするという目的を達成することができ
る。

【０００９】また、低温で製膜することにより膜中にシ
リコンクラスタ（珪素の微結晶）が生成することを防ぐ
ことができ、後の結晶化工程において、より均一な結晶
化を望むことができる。

【００１０】（ｂ）前記（ａ）の工程で製膜した非晶質
珪素膜を真空中あるいは不活性雰囲気において加熱処理
することにより膜中の水素を離脱させ、珪素に高密度の
ダングリングボンドを形成する。真空中あるいは不活性
雰囲気において加熱処理するのは、珪素のダングリング
ボンドと酸素等の不純物が結合してしまうことを極力防
ぐためである。この不活性雰囲気とはヘリウム、アルゴ
ン、ネオン等の希ガスまたは窒素、水素、あるいはこれ
らの混合ガス等が充填された雰囲気のことを言う。さら
にまた、減圧状態でこれらの気体が存在するような雰囲
気でも同様の効果を期待できる。加熱温度は、基板温度
が３５０度以上でありかつ５００度以下であることが重
要である。これは、水素化非晶質珪素中からの水素の離
脱温度が約３５０度であり、非晶質珪素の結晶化が始ま
る温度が約５００度であることに基づくものである。ま
た、膜中の不純物濃度特に酸素濃度が低い場合には４５
０度程度でも結晶化が始まる場合があるので実用上は４
００度程度でこの水素出しの加熱工程が行われるのが好
ましい。この水素出しの加熱工程の時間は、３０分から
６時間程度で行うのが適当である。

【００１１】これは、この加熱工程が（ａ）の工程にお
いて非晶質珪素中に多量に含ませた水素を膜中から放出
させ、そのことによって多量のダングリングボンドを生
成させるために行なわれるものであり、しかもこの多量
のダングリングボンドを生成させるのは、後のレーザー
照射または加熱による結晶化工程における結晶化を容易
にするためのものであるので、この加熱処理段階で非晶
質珪素膜が結晶化しては好ましくないからである。この
加熱処理段階で結晶化（微小領域におけるクラスタ状態
も含めて考える）してはならないのは、一度結晶化した
膜は、さらに結晶化のためのエネルギー（例えばレーザ
ーの照射エネルギー）を与えても膜の電気的特性として
は、良質のものは得られず、かえって悪化してしまうと
いう事実によるものである。

【００１２】また、この後にレーザー照射または加熱に
よる非晶質珪素膜の結晶化工程があるのであるが、この
結晶化工程に到る間、雰囲気を真空あるいは不活性に維
持し、不純物が膜のダングリングボンドと結合すること
を極力さけることは、後のレーザーの照射または加熱に
よる結晶化の工程における膜の結晶性を高めるのに非常
に効果的である。

【００１３】（ｃ）真空中あるいは不活性雰囲気におい
て、レーザーを照射または加熱により、非晶質珪素膜の
結晶化を行う。この工程は、前記（ｂ）の工程から引き
続いて真空あるいは不活性雰囲気を破らずに行うことが
極めて重要である。これは、（ｂ）の加熱工程において
非晶質珪素膜中に高密度にダングリングボンドが生成し
ているので、非晶質珪素膜中の珪素が不純物と極めて反
応し易いからである。

【００１４】また、この際基板温度の冷却速度を下げる
ために基板を３００度〜５００度程度に加熱しながらレ
ーザー照射を行うのは、結晶性を高めるのに効果があ
る。また、加熱のみによって結晶化を行おうとする場合
には、４５０度〜８００度の範囲で行うことができる
が、一般にガラス基板の耐熱温度を考えて６００度程度
で１時間〜９６時間の時間をかけ、加熱が行われる。

【００１５】本発明の構成においては、５００度以上で
非晶質珪素の結晶化が始まると規定しているが、膜中の
酸素濃度が非常に低ければ４５０度程度で結晶化が始ま
るので上記の温度範囲に限定しているのである。

【００１６】本発明の構成において重要なことは、まず
珪素と水素の結合密度の高い水素化非晶質珪素膜を出発
膜として形成することにある。そして膜中からの脱水素
化を促す加熱アニール工程によって、この出発膜から水
素を抜き、高密度のダングリングボンドを有する非晶質
珪素膜を得ることにある。このような膜を用いるのは、
珪素のダングリングボンドを高密度に有する非晶質珪素
膜は原子レベルの格子振動が激しく、熱的に極めて不安
定な状態にあるので、結晶核発生と結晶成長に必要なエ
ネルギーが小さく、結晶化しやすいからである。そし
て、レーザー照射、結晶化のための加熱によってこのダ
ングリングボンドが高密度で生成されて結晶化しやすく
なった非晶質珪素膜を結晶化させ多結晶珪素膜を得るの
である。

【００１７】また、上記の工程すなわち成膜から結晶化
までの工程において、非晶質珪素半導体膜が外気に触れ
ないようにすることは重要である。これはダングリング
ボンドが酸素等と結合してしまうのを極力防ぐためであ
る。そして、この目的を達成するためには、高真空排気
系、レーザー照射用の石英の窓、加熱工程用の加熱装置
等を備えたチャンバーを有する装置が必要である。産業
的には、上記の装備を備えたマルチチャンバー形式の装
置が有用である。以下実施例を示し発明の構成を実施例
に即して説明する。

【００１８】

【実施例】〔実施例１〕ここでは、本発明に従って形成
された多結晶珪素（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を用いたｎチャネ
ル型の絶縁ゲイト薄膜型電界効果トランジスタを本発明
の応用例として示す。また、本実施例においては、結晶
化の手段としてエキシマレーザー（ＫｒＦ（波長２４８
ｎｍ））を用いた。

【００１９】図１から図５に本実施例において作製した
絶縁ゲイト薄膜型電界効果トランジスタ（以下ＴＦＴと
記す）の作製工程図を示す。本実施例においては、基板
としてガラス基板また石英基板を用いた。これは、本実
施例において作製するＴＦＴがアクィブマトリックス型
の液晶表示装置またはイージセンサのスイッチング素子
や駆動素子として用いることを意図しているからであ
る。しかしながら他の半導体装置に本発明の構成を用い
る場合は、基板として珪素の単結晶または多結晶の基板
を用いてもよいし、他の絶縁体をもちいてもよい。

【００２０】図１において基板であるガラス基板１１上
にＳｉＯ₂膜または窒化珪素膜を下地保護膜１２として
形成する。本実施例においては、酸素１００％雰囲気中
におけるＲＦスパッタリングによってＳｉＯ₂膜１２を
２００nm成膜した。成膜条件は、Ｏ₂流量５０sccm 圧力０．５pa ＲＦ電力５００Ｗ基板温度１５０度で行った。

【００２１】つぎに、プラズマＣＶＤ法によって真性ま
たは実質的に真性（人為的に不純物を添加していないと
いう意味）の水素化非晶質珪素半導体層１３を１００ｎ
ｍの厚さに形成する。この水素化非晶質珪素半導体層１
３は、チャネル形成領域を構成する半導体層となる。成
膜条件は、雰囲気シラン（ＳｉＨ₄）１０
０％成膜温度１６０度（基板温度）成膜圧力０．０５Ｔｏｒｒ投入パワー２０Ｗ（１３．５６ＭＨ
ｚ）で行った。なお、本実施例においては、非晶質珪素の成
膜原料ガスとしてシランを用いているが、熱結晶化によ
って非晶質珪素を多結晶化させる場合には、結晶化温度
を下げるためにジシラン、特にトリシランを用いてもよ
い。

【００２２】成膜雰囲気をシラン１００％で行うのは、
一般に行われる水素で希釈されたシラン雰囲気中で成膜
した非晶質珪素膜に比較して、シラン１００％雰囲気中
で成膜した非晶質珪素膜は、結晶化し易いという実験結
果に基づくものである。

【００２３】成膜温度が低いのは、成膜された非晶質珪
素膜中に水素を多量に含ませ、できうる限り珪素の結合
手を水素で中和するためである。

【００２４】また、高周波エネルギー（１３．５６ＭＨ
ｚ）の投入パワーが２０Ｗと低い（一般には数百ワッ
ト）のは、成膜時において珪素のクラスタすなわち結晶
性を有する部分が生じることを極力防ぐためである。こ
れも、非晶質珪素膜中において少しでも結晶性を有して
いると、後のレーザー照射時における結晶化に悪影響を
与える（結晶性にむらができる）という実験事実に基づ
くものである。

【００２５】つぎに、デバイス分離パターニングを行い
図１の形状を得た。そして、試料を真空中（１０^-6Torr
以下）で、４５０度、１時間加熱し、水素出しを徹底的
に行い、膜中のダングリングボンドを高密度で生成させ
た。

【００２６】さらに前記水素出しを行ったチャンバー中
で、真空状態を維持したままエキシマレーザーを照射
し、試料の結晶化を行った。この工程の条件は、ＫｒＦ
エキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を用い、レーザー照射エネルギー密度３５０ｍＪ／ｃｍ² パルス数１〜１０ショット基板温度４００度で行った。レーザー照射後、水素減圧雰囲気中（約１To
rr）において、１００度まで降温させた。

【００２７】本実施例においては、図６に示すような装
置を用いて上記試料の水素出しのための加熱工程とエキ
シマレーザー光の照射による結晶化を同一真空チャンバ
ーによって行った。このような真空チャンバーを用いる
ことによって、加熱工程からレーザー照射による結晶化
工程にわたって真空状態を保つことが容易になり、膜中
に不純物（特に酸素）が混入しない膜を得ることができ
る。もちろん、このようなレーザーアニール専用の真空
チャンバーでなくとも、高真空排気装置を備え、外部か
らレーザーが照射できるように石英等の窓を有するプラ
ズマＣＶＤ装置等を用いることで、サンプルの移動をせ
ずに成膜からレーザー照射までを連続して行ってもよ
い。

【００２８】図６において、２１は真空チャンバー、２
２は真空チャンバー２１の外部からレーザーを照射すた
めの石英窓、２３はレーザーが照射された場合における
レーザー光、２４は試料（サンプル）、２５はサンプル
ホルダー、２６は試料加熱用のヒーター、２７は排気系
である。なお、排気系には、低真空用にロータリーポン
プを高真空用にターボ分子ポンプを用い、チャンバー内
の不純物（特に酸素）の残留濃度を極力少なくするよう
に努めた。

【００２９】図６の真空チャンバーを用いてエキシマレ
ーザーによる結晶化を行った後、ＲＦスパッタ法を用い
てＳｉＯ₂膜を５０ｎｍ成膜し、ゲート領域のみをフォ
トレジストを利用してパターニングし、図２において示
す絶縁膜１５を形成した。この絶縁膜は、この絶縁膜下
のチャネル形成領域が不純物（特に酸素）によって汚染
されないように保護するために設けるものである。ま
た、この絶縁膜１５上のフォトレジスト１６は取り除か
ずに残した。そして、このゲート絶縁膜１５の下にはチ
ャネル形成領域が形成されている。

【００３０】そしてソース、ドレイン領域となるｎ⁺型
の非晶質珪素膜１７をプラズマＣＶＤ法により以下に示
す条件で成膜５０ｎｍの厚さに製膜する。成膜雰囲気Ｈ₂：ＳｉＨ₄＝５０：１（ＰＨ₃
１％添加）基板温度１５０〜２００度成膜圧力０．１Ｔｏｒｒ投入パワー１００〜２００Ｗこの成膜は、レジストを熱によって硬化させないために
２００度以下に保って成膜するのが望ましい。またここ
で、Ｐ型の導電型を付与する不純物（例えばＢ₂Ｈ₆を
用いる）を添加することによってＰチャネル型のＴＦＴ
を得ることができる。

【００３１】この状況で図２の形状を得る。その後、リ
フトオフ法を用いゲート領域上からｎ⁺型の非晶質珪素
膜を取り除き、図３の形状を得る。この方法は、残った
フォトレジストを取り除くことによりこのフォトレジス
トの周囲および上面に成膜された膜（この場合はｎ⁺型
の非晶質珪素膜）をフォトレジストとともに同時に取り
除く方法である。

【００３２】さらに図３において矢印で示すようにＫｒ
Ｆエキシマレーザーを照射することによって、ソース並
びにドレイン領域（１７１と１７２）となるｎ⁺型の非
晶質珪素膜にエネルギーを与え、ソース，ドレイン領域
の活性化（ソース，ドレイン領域に含まれる一導電型を
付与する不純物の活性化）を行った。

【００３３】この際のレーザー照射条件は、ＫｒＦエキ
シマレーザー（２４８ｎｍ）を用い以下の条件で行っ
た。エネルギー密度２５０ｍＪ／ｃｍ² パルス数１０〜５０ショット基板温度３５０度もちろんここで、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８
ｎｍ）以外のレーザーを用いてもよいことはいうまでも
ない。

【００３４】上記工程の後、ソース，ドレイン領域とな
るｎ⁺型の非晶質珪素膜のシート抵抗は、１００〜２０
０Ω／ｃｍ²程度に減少する。また、チャネル形成領域
（１５の下の領域）を保護していた保護膜である酸化珪
素膜１５は上記工程の後取り除く。

【００３５】上記ソース，ドレイン領域の不純物の活性
化の後、図４に示すようにＲＦスパッタ法によってＳｉ
Ｏ₂膜１８を１００ｎｍの厚さに成膜した。成膜条件
は、ゲート酸化膜の作製方法と同一である。

【００３６】その後、コンタクト用の穴開けパターニン
グを行い図４の形状を得た。さらに、電極となるアルミ
を蒸着して配線電極パターニングを行った。そして、３
５０度の水素雰囲気中において水素アニールを行いデバ
イスを完成させた。（図５）

【００３７】図７に本実施例で作製したＴＦＴ（絶縁ゲ
イト型電界効果トランジスタ）のＩ_D−Ｖ_G特性を示し
たグラフを示す。図７において、Ｉ_Dはドレイン電流で
あり、Ｖ_Gはゲート電圧である。図７には、ドレイン電
圧が１０Ｖの場合と１Ｖの場合が示されている。

【００３８】表１には、本実施例において作製したＴＦ
Ｔの諸特性と、従来の作製法によって得られたＴＦＴと
の比較データを示す。

【００３９】以下、比較例の作製工程を示す。比較例と
実施例１との異なる点は、実施例１においては水素出し
のための加熱工程から結晶化のためのレーザー照射まで
の間に真空状態を保持していたのに対して、この比較例
においては水素出しのための加熱工程とレーザー照射を
するための工程において、異なるチャンバーを用いたの
で、水素出しのための加熱工程を行った加熱炉からレー
ザー照射をするための真空チャンバーへ試料を移動させ
る際に試料表面、すなわち非晶質珪素半導体膜表面を外
気に曝してしまった点において異なっている。

【００４０】他の作製工程は実施例１と全く同一の条件
である。よって、この比較例と実施例１を比較すること
により、水素出しを行うことによってダングリングボン
ドを高密度に生成さる本発明の構成において、水素出し
から結晶化までの工程を真空雰囲気を維持した状態で行
うということの重要さがわかる。表１に実施例１とこの
比較例との電気的特性を示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１を見ると、電界効果移動度、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ電流比、しきい値電圧、Ｓ値の全てにおいて、本実
施例が優れていることがわかる。

【００４３】表１において、電界効果移動度というの
は、キャリアがチャネルを横切る速さを示す指標であ
り、この値が大きい程スイッチング速度が速く動作の周
波数が高いことを示すものである。

【００４４】ＯＮ／ＯＦＦ電流比というのは、VD＝１
(V),VG＝30(V) の場合のIDの値と、その場合のID−VG曲
線（図７に示す）のIDの最小の値との比で定義されるも
ので、このＯＮ／ＯＦＦ電流比が大きければ大きいほ
ど、ＯＦＦ時におけるリーク電流が少なく、優れたスイ
ッチング素子であることを示すものである。

【００４５】しきい値電圧は、低い程消費電力が小さい
ことを示す。数十万のＴＦＴを駆動しなければならない
アクティブマトリックス型の液晶表示装置等において
は、このしきい値電圧が低いことは重要な問題である。

【００４６】Ｓ値というのは図７に示すようなゲート電
圧（VG）とドレイン電流(ID)との関係を示すグラフにお
ける曲線の立ち上がり部分における（d(ID)/d(VG))^-1の
最小値の値であり、ID−VG曲線の急峻性を示すパラメー
ターである。このＳ値が小さい程、スイッチング特性に
優れた素子であると評価することができる。

【００４７】以上のことから、本発明の構成をとること
によって、高性能なＴＦＴを得られることがわかり、同
時に電気的特性に優れた多結晶珪素半導体を得られたこ
とがわかる。特に比較例との対比より、真空状態を維持
したまま水素出しのための加熱工程から結晶化のための
工程へ移行することの重要さがわかる。

【００４８】本実施例によって得られたＴＦＴは、液晶
表示装置のスイッチング素子のみならず集積回路の素子
にも応用できることはいうまでもないまた、本発明の構
成は本実施例におけるＴＦＴの構造にだけ有効なもので
はなく、セルフアライン（自己整合的）に作製されるイ
オン打ち込みによってソース，ドレイン領域を形成する
ＴＦＴの作製法においても有効である。

【００４９】〔実施例２〕本実施例は、実施例１で作製
したＴＦＴにおいて、結晶化のための手段を加熱によっ
て行ったものである。この結晶化の加熱の温度は６００
度であり、加熱時間は４８時間である。

【００５０】また、本実施例においては、実施例１にお
いて行ったデバイス分離パターニングを、加熱による結
晶化の後に行った。すなわち、チャネル形成領域となる
真性または実質的に真性（人為的に不純物を混入させて
いないという意味）である珪素と水素の結合が高密度に
存在した非晶質珪素半導体膜を成膜した後、外気に触れ
させないで、そのまま真空状態に維持し、３５０度から
５００度（膜中の酸素濃度が低い場合には４５０度以
下）の温度で水素出しを行い、引き続いて真空状態を維
持したままで６００度の温度による結晶化を行い、しか
る後にデバイス分離パターニングを行うものである。

【００５１】なお、水素出しのための加熱工程は４００
度で１時間、結晶化のための加熱工程は６００度で４８
時間で行った。他の工程においては、実施例１と同様な
工程に従って行った。本実施例においても、水素を過剰
に珪素と結合させた非晶質珪素膜から水素出しを行いダ
ングリングボンドを多量に形成し、このダングリングボ
ンドが多量に存在した非晶質珪素膜を真空を維持した状
態で、結晶化のための加熱を行うことが重要である。

【００５２】なお、以上の説明においては珪素を主とし
て説明したが、他の非晶質半導体膜を結晶化させる場合
においても本発明の構成は有用である。上記の実施例に
おいて、加熱処理およびレーザ書写処理は真空中にて行
ったが、特にこの雰囲気に限定されることはなく、前述
のような不活性雰囲気においても同様の効果を期待する
ことができる。

【００５３】また、本発明の構成によって作製される多
結晶半導体膜は、光電変換装置や他の半導体装置に適用
できるものであることはいうまでもない。

【００５４】

【発明の効果】本発明の構成である、低温で水素化非晶
質珪素膜を作製し、膜中に多量のＳｉ−Ｈ結合を生成さ
せる工程と、前記工程によって形成した水素化非晶質珪
素膜に対して真空中で加熱処理を施し、脱水素化するこ
とによって、膜中に多量のダングリングボンドを生成さ
せる工程と、前記工程から真空中を破らない状態で、エ
キシマレーザーを照射する工程、または結晶化のための
加熱の工程とをとることによって、電気的特性に優れた
多結晶珪素半導体膜を得ることができ、その多結晶珪素
半導体膜を用いたＴＦＴは、極めて高い特性を有してい
るこが明らかになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。

【図２】実施例１において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。

【図３】実施例１において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。

【図４】実施例１において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。

【図５】実施例１において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。

【図６】実施例１において用いた真空チャンバーの概要
を示す。

【図７】実施例１において作製した絶縁ゲイト型電界効
果トランジスタの電気的特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１１ガラス基板１２下地ＳｉＯ₂膜１３多結晶珪素膜１４ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）１５ＳｉＯ₂膜１６フォトレジスト１７ｎ⁺型の非晶質珪素膜１７１ソースまたはドレイン領域１７２ドレインまたはソース領域１８ＳｉＯ₂膜１９アルミの層２１真空チャンバー２２石英窓２３レーザー光２４サンプル２５サンプルホルダー２６ヒーター２７排気系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 29/784

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に気相法により珪素を主成分とす
る非晶質珪素半導体膜を成膜する工程と、該工程により
製膜した非晶質珪素半導体膜を加熱処理する工程と、該
工程により加熱処理された非晶質珪素半導体膜に対して
レーザー照射を行う工程とを有する半導体作製方法にお
いて、前記気相法は３５０度以下の温度で行われ、前記
加熱処理は３５０度以上でありかつ５００度以下の温度
で行われ、前記加熱処理からレーザー照射を行う工程は
真空あるいは不活性雰囲気を維持した状態で行われるこ
とを特徴とする半導体作製方法。
【請求項２】基板上に成膜された水素と珪素の結合を
多量に有した非晶質珪素半導体膜を真空中で加熱アニー
ルすることによって、非晶質珪素半導体膜中の水素を離
脱させ多量のダングリングボンドを生成する工程と、前
記工程から真空状態を維持した状態でダングリングボン
ドを多量に有する非晶質珪素半導体膜に対してレーザー
照射を行うことによって、結晶化を行い多結晶珪素半導
体膜を得る工程とを有することを特徴とする半導体作製
方法。
【請求項３】基板上に気相法により珪素を主成分とす
る非晶質珪素半導体膜を成膜する工程と、該工程により
製膜した非晶質珪素半導体膜を３５０度以上でありかつ
５００度以下の温度で加熱処理する工程と、該工程の後
非晶質珪素半導体膜を５００度以上の温度で加熱する工
程とを有する半導体作製方法において、前記非晶質珪素
半導体膜は前記全ての工程において常に外気から隔離さ
れた雰囲気中に維持され、成膜時以外は高真空状態ある
いは不活性雰囲気に維持されていることを特徴とする半
導体作製方法。