JPH09289167A - 半導体薄膜およびその作製方法ならびに半導体装置およびその作製方法 - Google Patents
半導体薄膜およびその作製方法ならびに半導体装置およびその作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単結晶に匹敵する結晶性を有する半導体薄膜
およびそれを用いて形成した活性層を有する半導体装置
を得る。 【構成】 まず、基板に対して概略平行な柱状または針
状結晶が複数集合して形成される横成長領域を有した半
導体薄膜を得る。さらに、ハロゲン元素を含有した雰囲
気において熱酸化を行い、膜中の金属元素を除去する。
その結果、個々の柱状または針状結晶が隣接する結晶と
互いに接合し、実質的に結晶粒界が存在しない領域、即
ち、実質的に単結晶と見なせるモノドメイン領域が形成
される。そして、この領域で活性層を構成して半導体装
置を作製する。
およびそれを用いて形成した活性層を有する半導体装置
を得る。 【構成】 まず、基板に対して概略平行な柱状または針
状結晶が複数集合して形成される横成長領域を有した半
導体薄膜を得る。さらに、ハロゲン元素を含有した雰囲
気において熱酸化を行い、膜中の金属元素を除去する。
その結果、個々の柱状または針状結晶が隣接する結晶と
互いに接合し、実質的に結晶粒界が存在しない領域、即
ち、実質的に単結晶と見なせるモノドメイン領域が形成
される。そして、この領域で活性層を構成して半導体装
置を作製する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
絶縁表面を有する基体上に形成された、実質的に単結晶
と見なせる領域（以下、モノドメイン領域と呼ぶ）を有
する半導体薄膜およびその半導体薄膜をを活性層とする
半導体装置に関する。特に、結晶性珪素膜で活性層を構
成した薄膜トランジスタに関する。
絶縁表面を有する基体上に形成された、実質的に単結晶
と見なせる領域（以下、モノドメイン領域と呼ぶ）を有
する半導体薄膜およびその半導体薄膜をを活性層とする
半導体装置に関する。特に、結晶性珪素膜で活性層を構
成した薄膜トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、絶縁表面を有する基体上に形成さ
れた薄膜珪素半導体膜（厚さ数百〜数千Å程度）を用い
て薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目さ
れている。薄膜トランジスタはＩＣや液晶表示装置のよ
うな電子デバイスに広く応用されてきている。
れた薄膜珪素半導体膜（厚さ数百〜数千Å程度）を用い
て薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目さ
れている。薄膜トランジスタはＩＣや液晶表示装置のよ
うな電子デバイスに広く応用されてきている。
【０００３】薄膜トランジスタの心臓部ともいうべき重
要な部分はチャネル形成領域およびチャネル形成領域と
ソース／ドレイン領域とを接合するジャンクション部分
である。即ち、活性層が最も薄膜トランジスタの性能に
影響を与えると言える。
要な部分はチャネル形成領域およびチャネル形成領域と
ソース／ドレイン領域とを接合するジャンクション部分
である。即ち、活性層が最も薄膜トランジスタの性能に
影響を与えると言える。
【０００４】薄膜トランジスタの活性層を構成する半導
体薄膜としては、プラズマＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法に
より形成される非晶質珪素膜（アモルファスシリコン
膜）が一般に利用されている。
体薄膜としては、プラズマＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法に
より形成される非晶質珪素膜（アモルファスシリコン
膜）が一般に利用されている。
【０００５】現状においては、非晶質珪素膜を用いた薄
膜トランジスタが実用化されているが、より高速動作を
求められる場合には、結晶性を有した珪素薄膜（結晶性
珪素膜と呼ぶ）を利用した薄膜トランジスタが必要とさ
れる。
膜トランジスタが実用化されているが、より高速動作を
求められる場合には、結晶性を有した珪素薄膜（結晶性
珪素膜と呼ぶ）を利用した薄膜トランジスタが必要とさ
れる。
【０００６】基体上に結晶性珪素膜を形成する方法とし
ては、本出願人による特開平6-232059号公報、特開平6-
244103号公報に記載された技術が公知である。この公報
に記載されている技術は、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、５５０℃、４時間程度の加
熱処理によって結晶性の優れた結晶性珪素膜を形成する
ものである。
ては、本出願人による特開平6-232059号公報、特開平6-
244103号公報に記載された技術が公知である。この公報
に記載されている技術は、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、５５０℃、４時間程度の加
熱処理によって結晶性の優れた結晶性珪素膜を形成する
ものである。
【０００７】また、特開平7-321339に記載された技術は
上記技術を応用して基体に概略平行な結晶成長を行わす
ものであり、発明者らは形成された結晶化領域を特に横
成長領域（またはラテラル成長領域）と呼んでいる。
上記技術を応用して基体に概略平行な結晶成長を行わす
ものであり、発明者らは形成された結晶化領域を特に横
成長領域（またはラテラル成長領域）と呼んでいる。
【０００８】係る技術により形成された横成長領域は、
柱状または針状の結晶が進行方向を揃えた状態で集合し
た領域であり、結晶性に優れる特徴を有している。その
ため、この領域を利用して形成した活性層を有する薄膜
トランジスタは高い性能を持つことが判っている。
柱状または針状の結晶が進行方向を揃えた状態で集合し
た領域であり、結晶性に優れる特徴を有している。その
ため、この領域を利用して形成した活性層を有する薄膜
トランジスタは高い性能を持つことが判っている。
【０００９】しかし、上記技術をもってしても各種演算
回路やメモリー回路等を構成するための薄膜トランジス
タとしては役不足の感がある。これは、その結晶性がい
まだ不足しており、必要とする特性が得られないからで
ある。
回路やメモリー回路等を構成するための薄膜トランジス
タとしては役不足の感がある。これは、その結晶性がい
まだ不足しており、必要とする特性が得られないからで
ある。
【００１０】例えば、アクティブマトリクス型の液晶表
示装置やパッシブ型の液晶表示装置の周辺回路には、画
素領域に配置された画素ＴＦＴを駆動するための駆動回
路や映像信号を取り扱ったり制御する回路、各種情報を
記憶する記憶回路等が必要とされる。
示装置やパッシブ型の液晶表示装置の周辺回路には、画
素領域に配置された画素ＴＦＴを駆動するための駆動回
路や映像信号を取り扱ったり制御する回路、各種情報を
記憶する記憶回路等が必要とされる。
【００１１】これらの回路の中で、映像信号を取り扱っ
たり制御する回路や各種情報を記憶する記憶回路には、
公知の単結晶ウエハーを用いた集積回路に匹敵する性能
が求められる。従って、基板上に形成される薄膜半導体
を用いてこれら回路を集積化しようとする場合、単結晶
に匹敵する結晶性を有した結晶性珪素膜を基板上に形成
する必要がある。
たり制御する回路や各種情報を記憶する記憶回路には、
公知の単結晶ウエハーを用いた集積回路に匹敵する性能
が求められる。従って、基板上に形成される薄膜半導体
を用いてこれら回路を集積化しようとする場合、単結晶
に匹敵する結晶性を有した結晶性珪素膜を基板上に形成
する必要がある。
【００１２】また、前述の公報記載の手段によった場
合、結晶性珪素膜中には結晶化の際に利用した金属元素
が残留しており、実際に半導体装置を構成する時にその
再現性や安定性に影響を与える不安要素となってしまう
ことが本発明者らによって示唆されている。
合、結晶性珪素膜中には結晶化の際に利用した金属元素
が残留しており、実際に半導体装置を構成する時にその
再現性や安定性に影響を与える不安要素となってしまう
ことが本発明者らによって示唆されている。
【００１３】
【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、絶縁表面を有する基体上に単結晶に匹敵する結晶
性を有するモノドメイン領域を形成することを課題とす
る。そして、そのモノドメイン領域でもって活性層を構
成した半導体装置を得ることを課題とする。
明は、絶縁表面を有する基体上に単結晶に匹敵する結晶
性を有するモノドメイン領域を形成することを課題とす
る。そして、そのモノドメイン領域でもって活性層を構
成した半導体装置を得ることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、絶縁表面を有する基体上に形成された半導体
薄膜であって、前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な
柱状または針状結晶が複数集合して形成されるモノドメ
イン領域を有していることを特徴とする。
の構成は、絶縁表面を有する基体上に形成された半導体
薄膜であって、前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な
柱状または針状結晶が複数集合して形成されるモノドメ
イン領域を有していることを特徴とする。
【００１５】また他の発明の構成は、絶縁表面を有する
基体上に形成された半導体薄膜であって、前記半導体薄
膜は前記基体と概略平行な柱状または針状結晶が複数集
合して形成されるモノドメイン領域を有し、前記モノド
メイン領域には実質的に結晶粒界が存在せず、前記モノ
ドメイン領域を構成する半導体薄膜中には水素およびハ
ロゲン元素が５原子％以下の濃度で含まれ、前記ハロゲ
ン元素は塩素、臭素、弗素から選ばれた元素であること
を特徴とする。
基体上に形成された半導体薄膜であって、前記半導体薄
膜は前記基体と概略平行な柱状または針状結晶が複数集
合して形成されるモノドメイン領域を有し、前記モノド
メイン領域には実質的に結晶粒界が存在せず、前記モノ
ドメイン領域を構成する半導体薄膜中には水素およびハ
ロゲン元素が５原子％以下の濃度で含まれ、前記ハロゲ
ン元素は塩素、臭素、弗素から選ばれた元素であること
を特徴とする。
【００１６】また、他の発明の構成となる半導体装置
は、前記モノドメイン領域のみを活性層として利用する
ものである。このモノドメイン領域の内部には結晶粒界
が存在しないという特徴がある。
は、前記モノドメイン領域のみを活性層として利用する
ものである。このモノドメイン領域の内部には結晶粒界
が存在しないという特徴がある。
【００１７】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基体上に減圧熱ＣＶＤ法により非晶質珪素膜を成膜す
る工程と、前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を
形成する工程と、前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助
長する金属元素を保持せしめる工程と、第１の加熱処理
により前記非晶質珪素膜の少なくとも一部を結晶性珪素
膜に変成せしめる工程と、前記酸化珪素膜を除去する工
程と、ハロゲン元素を含む雰囲気中において第２の加熱
処理を行うことにより前記非晶質珪素膜および／または
前記結晶性珪素膜上にハロゲン元素を含有した熱酸化膜
を形成する工程と、前記熱酸化膜を除去する工程と、を
少なくとも有し、前記第２の加熱処理により前記結晶性
珪素膜をモノドメイン領域に変成せしめることを特徴と
する。また、これらの工程を経て形成されるモノドメイ
ン領域で活性層を構成することを特徴とする。
る基体上に減圧熱ＣＶＤ法により非晶質珪素膜を成膜す
る工程と、前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を
形成する工程と、前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助
長する金属元素を保持せしめる工程と、第１の加熱処理
により前記非晶質珪素膜の少なくとも一部を結晶性珪素
膜に変成せしめる工程と、前記酸化珪素膜を除去する工
程と、ハロゲン元素を含む雰囲気中において第２の加熱
処理を行うことにより前記非晶質珪素膜および／または
前記結晶性珪素膜上にハロゲン元素を含有した熱酸化膜
を形成する工程と、前記熱酸化膜を除去する工程と、を
少なくとも有し、前記第２の加熱処理により前記結晶性
珪素膜をモノドメイン領域に変成せしめることを特徴と
する。また、これらの工程を経て形成されるモノドメイ
ン領域で活性層を構成することを特徴とする。
【００１８】本発明者らは本発明により得られる横成長
領域を実質的に単結晶と見なせる領域として、その領域
をモノドメイン領域と定義している。モノドメイン領域
の特徴は、その領域内に実質的に結晶粒界が存在せず、
転移や積層欠陥等に起因する結晶欠陥が殆ど存在しない
ことである。また、デバイスに影響を与える様な金属元
素を含まないことは言うまでもない。
領域を実質的に単結晶と見なせる領域として、その領域
をモノドメイン領域と定義している。モノドメイン領域
の特徴は、その領域内に実質的に結晶粒界が存在せず、
転移や積層欠陥等に起因する結晶欠陥が殆ど存在しない
ことである。また、デバイスに影響を与える様な金属元
素を含まないことは言うまでもない。
【００１９】なお、実質的に結晶粒界が存在しないと
は、結晶粒界が存在したとしても電気的に不活性である
ことを意味している。その様な電気的に不活性な結晶粒
界として、｛１１１｝双晶粒界、｛１１１｝積層欠陥、
｛２２１｝双晶粒界、｛２２１｝Twist 双晶粒界などが
報告されている（R.Simokawa and Y.Hayashi:Jpn.J.App
l.Phys. 27 (1987) pp.751〜758 ）。
は、結晶粒界が存在したとしても電気的に不活性である
ことを意味している。その様な電気的に不活性な結晶粒
界として、｛１１１｝双晶粒界、｛１１１｝積層欠陥、
｛２２１｝双晶粒界、｛２２１｝Twist 双晶粒界などが
報告されている（R.Simokawa and Y.Hayashi:Jpn.J.App
l.Phys. 27 (1987) pp.751〜758 ）。
【００２０】本発明者らは、モノドメイン領域に含まれ
る結晶粒界がこれらの電気的に不活性な結晶粒界となっ
ている可能性が高いと推測している。即ち、見た目には
結晶粒界として存在しても、電気的にはキャリアの移動
を阻害する様なことのない不活性な領域であると考えら
れる。
る結晶粒界がこれらの電気的に不活性な結晶粒界となっ
ている可能性が高いと推測している。即ち、見た目には
結晶粒界として存在しても、電気的にはキャリアの移動
を阻害する様なことのない不活性な領域であると考えら
れる。
【００２１】ところで、本発明において最も重要な概念
であるモノドメイン領域は以下のような過程で形成され
る。
であるモノドメイン領域は以下のような過程で形成され
る。
【００２２】まず、図１（Ａ）に示す様に選択的に金属
元素を導入した領域１０１を中心に結晶成長が進行す
る。この時結晶成長する柱状または針状結晶は基体に対
して概略平行な方向に成長していく。
元素を導入した領域１０１を中心に結晶成長が進行す
る。この時結晶成長する柱状または針状結晶は基体に対
して概略平行な方向に成長していく。
【００２３】なお、結晶化を助長する金属元素はとして
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
が用いられるが、ここではＮｉ（ニッケル）を例にと
る。
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
が用いられるが、ここではＮｉ（ニッケル）を例にと
る。
【００２４】このようにして１０２で示される様な横成
長領域が形成される。例えば６００℃６時間程度の加熱
処理で形成されると横成長幅（図中の距離Ｘ）は１００
〜２００μｍ程度となる。
長領域が形成される。例えば６００℃６時間程度の加熱
処理で形成されると横成長幅（図中の距離Ｘ）は１００
〜２００μｍ程度となる。
【００２５】形成された横成長領域１０２は図１（Ａ）
に示す様にＡ〜Ｈの８つの部分に分割される。この時、
Ａ〜Ｈはそれぞれが一つの結晶粒であるかのように見え
る。これは、Ａ〜Ｈが互いにぶつかり合う領域にスリッ
プ等の欠陥が発生し、結晶粒界となるからである。
に示す様にＡ〜Ｈの８つの部分に分割される。この時、
Ａ〜Ｈはそれぞれが一つの結晶粒であるかのように見え
る。これは、Ａ〜Ｈが互いにぶつかり合う領域にスリッ
プ等の欠陥が発生し、結晶粒界となるからである。
【００２６】このＡ〜Ｈの領域内の一部分を拡大した簡
略図を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）に示す様に、微視
的に見ると横成長領域は柱状または針状の結晶が複数集
合して形成されており、これが密集しているため巨視的
には図１（Ａ）の様に一つの結晶粒のように見えるので
ある。
略図を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）に示す様に、微視
的に見ると横成長領域は柱状または針状の結晶が複数集
合して形成されており、これが密集しているため巨視的
には図１（Ａ）の様に一つの結晶粒のように見えるので
ある。
【００２７】この柱状または針状の結晶は各々その内部
に結晶粒界を含まない実質的に単結晶と見なせる領域、
即ち、モノドメイン領域となっている。
に結晶粒界を含まない実質的に単結晶と見なせる領域、
即ち、モノドメイン領域となっている。
【００２８】また、個々の結晶はその内部からニッケル
等の不純物元素を排除しつつ成長するため、結晶表面に
は金属シリサイドが形成されており、図１（Ｂ）の１０
３で示される様な結晶粒界には金属元素が偏析してい
る。
等の不純物元素を排除しつつ成長するため、結晶表面に
は金属シリサイドが形成されており、図１（Ｂ）の１０
３で示される様な結晶粒界には金属元素が偏析してい
る。
【００２９】従って、図１（Ｂ）の状態では、モノドメ
イン領域が複数集合しただけであり、結晶性は比較的良
いものの、横成長領域そのものがモノドメイン領域とな
っているわけではない。
イン領域が複数集合しただけであり、結晶性は比較的良
いものの、横成長領域そのものがモノドメイン領域とな
っているわけではない。
【００３０】本発明を実現するにはこの横成長領域をハ
ロゲン元素を含む雰囲気で加熱処理することが必要不可
欠となる。この加熱処理は７００〜１１００℃、代表的
には８００〜１０００℃の温度範囲で行われる。
ロゲン元素を含む雰囲気で加熱処理することが必要不可
欠となる。この加熱処理は７００〜１１００℃、代表的
には８００〜１０００℃の温度範囲で行われる。
【００３１】この加熱処理により、横成長領域に含有さ
れる金属元素がハロゲン元素の作用によりゲッタリング
除去される。この時、金属元素と結合していたシリコン
原子はその結合が切れ、多くの不対結合手を形成する
が、加熱処理の間に隣接するシリコン原子と再結合す
る。
れる金属元素がハロゲン元素の作用によりゲッタリング
除去される。この時、金属元素と結合していたシリコン
原子はその結合が切れ、多くの不対結合手を形成する
が、加熱処理の間に隣接するシリコン原子と再結合す
る。
【００３２】なお、１０４の破線で示されるのは、結晶
粒界１０３が上記加熱処理により一旦解離してその後再
結合した接合界面である。
粒界１０３が上記加熱処理により一旦解離してその後再
結合した接合界面である。
【００３３】即ち、Ａ〜Ｈの個々の領域内では、柱状ま
たは針状結晶が互いに整合性よく再結合し、図１（Ｃ）
に示す様に実質的に結晶粒界のない状態となる。
たは針状結晶が互いに整合性よく再結合し、図１（Ｃ）
に示す様に実質的に結晶粒界のない状態となる。
【００３４】また、この加熱処理は９５０℃と比較的高
い温度で行われるため転位や積層欠陥といった結晶欠陥
がほぼ消滅してしまう。さらに、補いきれない不対結合
手は膜中に含まれる水素やハロゲン元素によって終端さ
れる。
い温度で行われるため転位や積層欠陥といった結晶欠陥
がほぼ消滅してしまう。さらに、補いきれない不対結合
手は膜中に含まれる水素やハロゲン元素によって終端さ
れる。
【００３５】従って、Ａ〜Ｈで示される個々の領域はそ
の内部に結晶粒界やニッケル等の不純物元素を含まず、
かつ、結晶欠陥が殆ど存在しないものとなる。即ち、結
晶性が著しく改善されたモノドメイン領域となる。
の内部に結晶粒界やニッケル等の不純物元素を含まず、
かつ、結晶欠陥が殆ど存在しないものとなる。即ち、結
晶性が著しく改善されたモノドメイン領域となる。
【００３６】また、本発明のモノドメイン領域はその膜
中に水素およびハロゲン元素が５原子％以下の濃度で含
まれる特徴がある。これは前述のように水素やハロゲン
元素によって終端される不対結合手が存在するからであ
る。
中に水素およびハロゲン元素が５原子％以下の濃度で含
まれる特徴がある。これは前述のように水素やハロゲン
元素によって終端される不対結合手が存在するからであ
る。
【００３７】本発明の構成の一つは上記のようなモノド
メイン領域のみを利用して薄膜トランジスタに代表され
る半導体装置の活性層を構成するものである。
メイン領域のみを利用して薄膜トランジスタに代表され
る半導体装置の活性層を構成するものである。
【００３８】図７に示すのは、アクティブマトリクス型
液晶表示装置を作製するにあたって絶縁表面を有する基
体７０１上にマトリクス状に配置された活性層である。
液晶表示装置を作製するにあたって絶縁表面を有する基
体７０１上にマトリクス状に配置された活性層である。
【００３９】なお、７０２の破線で示される領域はニッ
ケルを選択的に導入するための領域が存在した場所であ
る。また、７０３は横成長領域が互いにぶつかり合って
形成された結晶粒界が存在した場所である。活性層を形
成した後では確認できないため点線で示すことにする。
ケルを選択的に導入するための領域が存在した場所であ
る。また、７０３は横成長領域が互いにぶつかり合って
形成された結晶粒界が存在した場所である。活性層を形
成した後では確認できないため点線で示すことにする。
【００４０】図７に示す様に薄膜トランジスタの活性層
７０４はニッケル導入領域および結晶粒界を含まないよ
うにマトリクス状に形成される。
７０４はニッケル導入領域および結晶粒界を含まないよ
うにマトリクス状に形成される。
【００４１】図７は局部的に見た図であるが、基体７０
１上に形成される全ての活性層について同様のことが言
える。即ち、結晶粒界を含まないモノドメイン領域のみ
を利用して数百万もの薄膜トランジスタの活性層を構成
するのである。
１上に形成される全ての活性層について同様のことが言
える。即ち、結晶粒界を含まないモノドメイン領域のみ
を利用して数百万もの薄膜トランジスタの活性層を構成
するのである。
【００４２】以上のような本発明の構成について、以下
に記載する実施例でもって詳細な説明を行う。
に記載する実施例でもって詳細な説明を行う。
【００４３】
〔実施例１〕本実施例では絶縁表面を有する基体上に形
成された半導体薄膜として結晶性珪素膜を例にとり、結
晶性珪素膜で構成される横成長領域を、さらに結晶性を
高める手段を施してモノドメイン領域とする手段の説明
を行う。この過程の説明には図２を用いる。
成された半導体薄膜として結晶性珪素膜を例にとり、結
晶性珪素膜で構成される横成長領域を、さらに結晶性を
高める手段を施してモノドメイン領域とする手段の説明
を行う。この過程の説明には図２を用いる。
【００４４】なお本実施例で用いる結晶化手段は、非晶
質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素であるニッ
ケルの導入を選択的に行い、基体に概略平行な方向に結
晶成長させた結晶性珪素膜を得るものである。この技術
は、前述の様に、特開平7-321339に記載されている。
質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素であるニッ
ケルの導入を選択的に行い、基体に概略平行な方向に結
晶成長させた結晶性珪素膜を得るものである。この技術
は、前述の様に、特開平7-321339に記載されている。
【００４５】まず絶縁表面を有する基体２０１を用意す
る。本実施例では石英基板上に下地膜として酸化珪素膜
２０２を３０００Åの厚さに成膜する。この酸化珪素膜
２０２は人工石英ターゲットを用いたスパッタ法により
成膜する（参考資料として人工石英ターゲットの成分表
を図１５に示す）。
る。本実施例では石英基板上に下地膜として酸化珪素膜
２０２を３０００Åの厚さに成膜する。この酸化珪素膜
２０２は人工石英ターゲットを用いたスパッタ法により
成膜する（参考資料として人工石英ターゲットの成分表
を図１５に示す）。
【００４６】なお、後に非晶質珪素膜を結晶化する際、
下地膜が緻密である方が得られる結晶性珪素膜の結晶性
が良いことが本発明者らの研究により判っている。それ
故に、本実施例では人工石英ターゲットを用いたスパッ
タ法により酸化珪素膜２０２を成膜したのである。
下地膜が緻密である方が得られる結晶性珪素膜の結晶性
が良いことが本発明者らの研究により判っている。それ
故に、本実施例では人工石英ターゲットを用いたスパッ
タ法により酸化珪素膜２０２を成膜したのである。
【００４７】また、酸化珪素膜２０２は表面が極めて平
坦であり、滑らかな状態となる。例えば、その凹凸の高
さは３０Å以内、凹凸の幅は１００Å以上であり、ＡＦ
Ｍによる観察を行っても凹凸として認識するには困難な
レベルとなる。
坦であり、滑らかな状態となる。例えば、その凹凸の高
さは３０Å以内、凹凸の幅は１００Å以上であり、ＡＦ
Ｍによる観察を行っても凹凸として認識するには困難な
レベルとなる。
【００４８】次に、非晶質珪素膜２０３を100 〜750 Å
( 好ましくは150 〜450 Å）の厚さにプラズマＣＶＤ
法、スパッタ法または減圧熱ＣＶＤ法によって成膜す
る。減圧熱ＣＶＤ法による場合、成膜ガスとしてはジシ
ラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、トリシラン（Ｓｉ3 Ｈ8 ）等を用
いれば良い。
( 好ましくは150 〜450 Å）の厚さにプラズマＣＶＤ
法、スパッタ法または減圧熱ＣＶＤ法によって成膜す
る。減圧熱ＣＶＤ法による場合、成膜ガスとしてはジシ
ラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、トリシラン（Ｓｉ3 Ｈ8 ）等を用
いれば良い。
【００４９】非晶質珪素膜２０３の膜厚を上記膜厚とし
ておくことで後の結晶化により得られる結晶性珪素膜を
半導体装置の活性層とした場合に、オフ電流の低い半導
体装置を作製することができる。
ておくことで後の結晶化により得られる結晶性珪素膜を
半導体装置の活性層とした場合に、オフ電流の低い半導
体装置を作製することができる。
【００５０】なお、減圧熱ＣＶＤ法により成膜した非晶
質珪素膜は後の結晶化の際に自然核発生率が小さい。こ
の事は個々の結晶が相互干渉する（ぶつかりあって成長
が止まる）割合が減るため、横成長幅を大きくする上で
望ましい。
質珪素膜は後の結晶化の際に自然核発生率が小さい。こ
の事は個々の結晶が相互干渉する（ぶつかりあって成長
が止まる）割合が減るため、横成長幅を大きくする上で
望ましい。
【００５１】非晶質珪素膜２０３を成膜したら、酸素雰
囲気中においてＵＶ光を照射し、非晶質珪素膜２０３の
表面に極薄い酸化膜（図示せず）を形成する。この酸化
膜は、後にニッケルを導入する際の溶液塗布工程で溶液
の濡れ性を改善するためのものである。（図２（Ａ））
囲気中においてＵＶ光を照射し、非晶質珪素膜２０３の
表面に極薄い酸化膜（図示せず）を形成する。この酸化
膜は、後にニッケルを導入する際の溶液塗布工程で溶液
の濡れ性を改善するためのものである。（図２（Ａ））
【００５２】そして、500 〜1200Åの厚さの酸化珪素膜
２０４を石英ターゲットを用いたスパッタ法により成膜
し、ニッケルを導入する領域のみを選択的にエッチング
除去する。即ち、この酸化珪素膜２０４は非晶質珪素膜
２０３に対してニッケルを選択的に導入するためのマス
クとして機能する。
２０４を石英ターゲットを用いたスパッタ法により成膜
し、ニッケルを導入する領域のみを選択的にエッチング
除去する。即ち、この酸化珪素膜２０４は非晶質珪素膜
２０３に対してニッケルを選択的に導入するためのマス
クとして機能する。
【００５３】酸化珪素膜２０４によって露呈される領域
２０５は、紙面に垂直な方向に長手方向を有するスリッ
ト状に形成されている。（図２（Ｂ））
２０５は、紙面に垂直な方向に長手方向を有するスリッ
ト状に形成されている。（図２（Ｂ））
【００５４】次に、所定の濃度でニッケルを含有したニ
ッケル酢酸塩溶液を滴下し、水膜２０６を形成する。
（図２（Ｃ））
ッケル酢酸塩溶液を滴下し、水膜２０６を形成する。
（図２（Ｃ））
【００５５】なお、後の加熱工程における不純物の残留
を考慮すると、ニッケル塩溶液としては硝酸ニッケル塩
溶液を用いるのが好ましい。酢酸ニッケル塩溶液を用い
ることも出来るが、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。
を考慮すると、ニッケル塩溶液としては硝酸ニッケル塩
溶液を用いるのが好ましい。酢酸ニッケル塩溶液を用い
ることも出来るが、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。
【００５６】図２（Ｃ）の状態において、スピナーを用
いてスピンコートを行い、非晶質珪素膜２０３上の領域
２０５において、図示しない酸化膜を介してニッケル元
素が接して保持された状態とする。
いてスピンコートを行い、非晶質珪素膜２０３上の領域
２０５において、図示しない酸化膜を介してニッケル元
素が接して保持された状態とする。
【００５７】次に、不活性雰囲気中において４５０℃、
１時間程度の水素出しを行った後、５００〜７００℃、
代表的には５５０〜６００℃の温度で４〜８時間の加熱
処理を加えて非晶質珪素膜２０３の結晶化を行う（第１
の加熱処理）。こうして結晶性珪素膜２０７が得られ
る。（図２（Ｄ））
１時間程度の水素出しを行った後、５００〜７００℃、
代表的には５５０〜６００℃の温度で４〜８時間の加熱
処理を加えて非晶質珪素膜２０３の結晶化を行う（第１
の加熱処理）。こうして結晶性珪素膜２０７が得られ
る。（図２（Ｄ））
【００５８】ニッケルは２０５で示される領域におい
て、非晶質珪素膜２０３に図示しない酸化膜を介して接
して保持された状態から、図示しない酸化膜を通して非
晶質珪素膜２０３中に拡散し、結晶化を促進する触媒と
して機能する。具体的にはニッケルとシリコンとが反応
してシリサイドを形成し、それが核となって結晶化が進
行する。
て、非晶質珪素膜２０３に図示しない酸化膜を介して接
して保持された状態から、図示しない酸化膜を通して非
晶質珪素膜２０３中に拡散し、結晶化を促進する触媒と
して機能する。具体的にはニッケルとシリコンとが反応
してシリサイドを形成し、それが核となって結晶化が進
行する。
【００５９】この時、結晶成長は柱状あるいは針状結晶
が基板に概略平行な方向に進行する。本実施例の場合
は、２０５で示される領域が図面の手前方向から奥手方
向に長手方向を有するスリット状となっているので、矢
印２０８で示されるように結晶成長は概略１方向に沿っ
て進行する。この時、結晶成長は数百μｍ以上に渡って
行わすことができる。
が基板に概略平行な方向に進行する。本実施例の場合
は、２０５で示される領域が図面の手前方向から奥手方
向に長手方向を有するスリット状となっているので、矢
印２０８で示されるように結晶成長は概略１方向に沿っ
て進行する。この時、結晶成長は数百μｍ以上に渡って
行わすことができる。
【００６０】この際、加熱処理により自然核発生が生じ
るとそれぞれで結晶成長した柱状あるいは針状結晶が互
いに干渉し合ってお互いの成長を阻害する。即ち、横成
長領域の成長幅が短くなるため好ましくない。従って、
自然核発生が少なく、導入したニッケルのみが核となる
ような条件とすることが望ましい。
るとそれぞれで結晶成長した柱状あるいは針状結晶が互
いに干渉し合ってお互いの成長を阻害する。即ち、横成
長領域の成長幅が短くなるため好ましくない。従って、
自然核発生が少なく、導入したニッケルのみが核となる
ような条件とすることが望ましい。
【００６１】また、この時導入するニッケル濃度は溶液
塗布工程においてニッケル塩溶液の濃度を調節すること
で容易に制御することができる。
塗布工程においてニッケル塩溶液の濃度を調節すること
で容易に制御することができる。
【００６２】上記のような横成長領域は、結晶成長の方
向が揃っているため他の結晶の影響をあまり受けない。
そのため、この横成長領域は巨視的には数百μｍ以上の
大きな結晶粒（グレイン）となって見える。
向が揃っているため他の結晶の影響をあまり受けない。
そのため、この横成長領域は巨視的には数百μｍ以上の
大きな結晶粒（グレイン）となって見える。
【００６３】しかし、微視的に見ると柱状あるいは針状
結晶が密集しているだけであり、個々の結晶はモノドメ
インとなっているものの、全体的には比較的結晶性の優
れた領域を形成しているに過ぎない。即ち、モノドメイ
ン領域として見なすには至らない。
結晶が密集しているだけであり、個々の結晶はモノドメ
インとなっているものの、全体的には比較的結晶性の優
れた領域を形成しているに過ぎない。即ち、モノドメイ
ン領域として見なすには至らない。
【００６４】次に、結晶化のための加熱処理が終了した
ら、ニッケルを選択的に導入するためのマスクとなった
酸化珪素膜２０４を除去する。この工程は、バッファー
ドフッ酸等により容易に行われる。
ら、ニッケルを選択的に導入するためのマスクとなった
酸化珪素膜２０４を除去する。この工程は、バッファー
ドフッ酸等により容易に行われる。
【００６５】次に、上記工程により得られた結晶性珪素
膜２０７に対してさらに高温の加熱処理を行う（第２の
加熱処理）。加熱処理の温度範囲は７００〜１１００
℃、代表的には８００〜１０００℃とし、処理時間は１
〜２４時間、代表的には６〜１２時間とする。また、処
理雰囲気はハロゲン元素を含んだ雰囲気とする。
膜２０７に対してさらに高温の加熱処理を行う（第２の
加熱処理）。加熱処理の温度範囲は７００〜１１００
℃、代表的には８００〜１０００℃とし、処理時間は１
〜２４時間、代表的には６〜１２時間とする。また、処
理雰囲気はハロゲン元素を含んだ雰囲気とする。
【００６６】本実施例では、酸素雰囲気中に対して３％
の濃度（体積濃度）でＨＣｌを含有させた雰囲気中にお
いて、９５０℃、６時間の加熱処理を行う。なお、上記
雰囲気に窒素を導入して酸化膜の形成速度を遅くするこ
とは十分なゲッタリング効果を得るために有効である。
の濃度（体積濃度）でＨＣｌを含有させた雰囲気中にお
いて、９５０℃、６時間の加熱処理を行う。なお、上記
雰囲気に窒素を導入して酸化膜の形成速度を遅くするこ
とは十分なゲッタリング効果を得るために有効である。
【００６７】なお、本実施例ではハロゲン元素としてＣ
ｌを選択し、その導入方法としてＨＣｌガスを用いる例
を示したが、それ以外のガスとして、ＨＦ、ＮＦ3 、Ｈ
Ｂｒ、Ｃｌ2 、Ｆ2 、Ｂｒ2 から選ばれた一種または複
数種のものを用いることが出来る。また、一般にハロゲ
ンの水素化物または有機物（炭水素化物）を用いること
もできる。
ｌを選択し、その導入方法としてＨＣｌガスを用いる例
を示したが、それ以外のガスとして、ＨＦ、ＮＦ3 、Ｈ
Ｂｒ、Ｃｌ2 、Ｆ2 、Ｂｒ2 から選ばれた一種または複
数種のものを用いることが出来る。また、一般にハロゲ
ンの水素化物または有機物（炭水素化物）を用いること
もできる。
【００６８】この工程においては結晶性珪素膜中のニッ
ケルが塩素の作用によりゲッタリングされ、熱酸化膜２
０９に取り込まれたり、大気中へ離脱したりして除去さ
れる。従って、結晶性珪素膜２０７内部のニッケルは除
去され、ニッケルを除去した結晶性珪素膜２１０が得ら
れる。（図２（Ｅ））
ケルが塩素の作用によりゲッタリングされ、熱酸化膜２
０９に取り込まれたり、大気中へ離脱したりして除去さ
れる。従って、結晶性珪素膜２０７内部のニッケルは除
去され、ニッケルを除去した結晶性珪素膜２１０が得ら
れる。（図２（Ｅ））
【００６９】上記ゲッタリング工程において除去された
ニッケルは結晶化の際に結晶粒界（図１（Ｂ）の１０３
で示される）へと押し出されて偏析したものである。即
ち、結晶粒界ではニッケルシリサイドとして存在してい
たと考えられる。
ニッケルは結晶化の際に結晶粒界（図１（Ｂ）の１０３
で示される）へと押し出されて偏析したものである。即
ち、結晶粒界ではニッケルシリサイドとして存在してい
たと考えられる。
【００７０】シリサイドとして存在していたニッケルは
塩化ニッケルとなって離脱し、ニッケルとの結合を切ら
れたシリコンの不対結合手は結晶粒界に多く存在する状
態となる。
塩化ニッケルとなって離脱し、ニッケルとの結合を切ら
れたシリコンの不対結合手は結晶粒界に多く存在する状
態となる。
【００７１】しかし上記工程は９５０℃と比較的高い温
度で行われるため形成された不対結合手はシリコン同士
で再結合する。また、補いきれない不対結合手は結晶性
珪素膜３１０中に含まれる水素やハロゲン元素によって
終端される。
度で行われるため形成された不対結合手はシリコン同士
で再結合する。また、補いきれない不対結合手は結晶性
珪素膜３１０中に含まれる水素やハロゲン元素によって
終端される。
【００７２】従って、結晶粒界はシリコン同士の結合に
より整合性よく接合され、実質的に結晶粒界が存在しな
くなる。即ち、横成長領域そのものをモノドメイン領域
とすることが可能となる。
より整合性よく接合され、実質的に結晶粒界が存在しな
くなる。即ち、横成長領域そのものをモノドメイン領域
とすることが可能となる。
【００７３】さらに、針状または柱状結晶の内部に内在
していた転位や積層欠陥といった結晶欠陥はほぼ消滅し
てしまうので元々柱状または針状結晶であった部分の結
晶性も著しく改善されたものとなる。
していた転位や積層欠陥といった結晶欠陥はほぼ消滅し
てしまうので元々柱状または針状結晶であった部分の結
晶性も著しく改善されたものとなる。
【００７４】上記工程を終えると、結晶性珪素膜３１０
中のニッケル濃度は処理前の数千分の一から数分の一以
下にまで減少していることがＳＩＭＳ（二次イオン分
析）による分析から明らかとなっている。
中のニッケル濃度は処理前の数千分の一から数分の一以
下にまで減少していることがＳＩＭＳ（二次イオン分
析）による分析から明らかとなっている。
【００７５】ニッケルのゲッタリングが終了したら、ゲ
ッタリングサイトとなった熱酸化膜２０９を除去する。
これにより、ニッケルが再び結晶性珪素膜２１０中へ拡
散するのを防ぐ。（図２（Ｆ））
ッタリングサイトとなった熱酸化膜２０９を除去する。
これにより、ニッケルが再び結晶性珪素膜２１０中へ拡
散するのを防ぐ。（図２（Ｆ））
【００７６】以上の過程を経て、図２（Ｆ）に示すよう
なニッケル濃度が低下した結晶性珪素膜２１１を得るこ
とができる。この結晶性珪素膜２１１は２０８で示され
るような基板に概略平行な方向に結晶成長した領域を有
する。
なニッケル濃度が低下した結晶性珪素膜２１１を得るこ
とができる。この結晶性珪素膜２１１は２０８で示され
るような基板に概略平行な方向に結晶成長した領域を有
する。
【００７７】この領域はハロゲン雰囲気での加熱処理に
よりニッケルが半導体装置の製造に支障がない程度（ 1
×1018atoms/cm3 以下、好ましくは 1×1017atoms/cm3
以下、さらに好ましくは 1×1016atoms/cm3 以下）にま
で充分除去され、かつ、著しく結晶性が改善されてお
り、単結晶に匹敵する結晶性を有したモノドメイン領域
となっている。
よりニッケルが半導体装置の製造に支障がない程度（ 1
×1018atoms/cm3 以下、好ましくは 1×1017atoms/cm3
以下、さらに好ましくは 1×1016atoms/cm3 以下）にま
で充分除去され、かつ、著しく結晶性が改善されてお
り、単結晶に匹敵する結晶性を有したモノドメイン領域
となっている。
【００７８】また、このモノドメイン領域は表面の凹凸
が±30Å以下（好ましくは±20Å以下）となっている。
これは、結晶性珪素膜の結晶成長の際に珪素膜表面を酸
化珪素膜２０４で抑えていることによると考えられる。
この事は、モノドメイン領域を利用して極めて平坦な表
面を有する活性層が得られることを意味している。
が±30Å以下（好ましくは±20Å以下）となっている。
これは、結晶性珪素膜の結晶成長の際に珪素膜表面を酸
化珪素膜２０４で抑えていることによると考えられる。
この事は、モノドメイン領域を利用して極めて平坦な表
面を有する活性層が得られることを意味している。
【００７９】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示す
工程で得られたモノドメイン領域を用いて薄膜トランジ
スタの活性層を構成する例を示す。なお、本実施例では
トップゲイト型を例にするが耐熱性の高いゲイト電極を
利用すれば容易にボトムゲイト型に適用することができ
る。
工程で得られたモノドメイン領域を用いて薄膜トランジ
スタの活性層を構成する例を示す。なお、本実施例では
トップゲイト型を例にするが耐熱性の高いゲイト電極を
利用すれば容易にボトムゲイト型に適用することができ
る。
【００８０】まず、図３（Ａ）に示す様に、実施例１に
示した工程に従ってモノドメイン領域を含む半導体薄膜
を形成し、パターニングによってモノドメイン領域のみ
で構成される活性層３０３を形成する。なお、３０１は
実施例１で説明したように石英基板であり、３０２は酸
化珪素膜である。
示した工程に従ってモノドメイン領域を含む半導体薄膜
を形成し、パターニングによってモノドメイン領域のみ
で構成される活性層３０３を形成する。なお、３０１は
実施例１で説明したように石英基板であり、３０２は酸
化珪素膜である。
【００８１】次に、ゲイト絶縁膜として機能する酸化珪
素膜３０４を1500Åの厚さにプラズマＣＶＤ法で成膜す
る。酸化窒化珪素膜や窒化珪素膜であっても構わない。
素膜３０４を1500Åの厚さにプラズマＣＶＤ法で成膜す
る。酸化窒化珪素膜や窒化珪素膜であっても構わない。
【００８２】次にゲイト電極を構成するためのアルミニ
ウム膜３０５を5000Åの厚さにスパッタ法でもって成膜
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。なお、アルミニウム以外にタンタ
ル、モリブデン等の他の金属を用いても良い。こうして
図３（Ａ）に示す状態を得る。
ウム膜３０５を5000Åの厚さにスパッタ法でもって成膜
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。なお、アルミニウム以外にタンタ
ル、モリブデン等の他の金属を用いても良い。こうして
図３（Ａ）に示す状態を得る。
【００８３】アルミニウム膜３０５を成膜したら、その
表面に図示しない100 Å厚の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リコー
ル溶液をアンモニア水で中和したものを電解溶液として
行う。即ち、この電解溶液中において、アルミニウム膜
３０５を陽極、白金を陰極として陽極酸化を行う。
表面に図示しない100 Å厚の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リコー
ル溶液をアンモニア水で中和したものを電解溶液として
行う。即ち、この電解溶液中において、アルミニウム膜
３０５を陽極、白金を陰極として陽極酸化を行う。
【００８４】この工程で形成される陽極酸化膜は緻密な
膜質を有し、後に形成されるレジストマスクとの密着性
を向上させるために機能する。
膜質を有し、後に形成されるレジストマスクとの密着性
を向上させるために機能する。
【００８５】次にアルミニウム膜３０５をパターニング
し、ゲイト電極の基となる島状のアルミニウム膜のパタ
ーン３０６を形成する。なおこの際利用したレジストマ
スク（図示せず）はそのまま残存させておく。（図３
（Ｂ））
し、ゲイト電極の基となる島状のアルミニウム膜のパタ
ーン３０６を形成する。なおこの際利用したレジストマ
スク（図示せず）はそのまま残存させておく。（図３
（Ｂ））
【００８６】図３（Ｂ）に示す状態を得たら、再びアル
ミニウム膜のパターン３０６を陽極とした陽極酸化を行
う。ここでは、電解溶液として３％のシュウ酸水溶液を
用いる。この陽極酸化工程においては、図示しないレジ
ストマスクが存在するために陽極酸化がアルミニウムの
パターン３０６の側面のみにおいて進行する。従って、
図３（Ｃ）の３０７で示されるように陽極酸化膜が形成
される。
ミニウム膜のパターン３０６を陽極とした陽極酸化を行
う。ここでは、電解溶液として３％のシュウ酸水溶液を
用いる。この陽極酸化工程においては、図示しないレジ
ストマスクが存在するために陽極酸化がアルミニウムの
パターン３０６の側面のみにおいて進行する。従って、
図３（Ｃ）の３０７で示されるように陽極酸化膜が形成
される。
【００８７】またこの工程で形成される陽極酸化膜３０
７は、多孔質状を有しており、その成長距離も数μｍま
で行わせることができる。
７は、多孔質状を有しており、その成長距離も数μｍま
で行わせることができる。
【００８８】上記の多孔質状の陽極酸化膜３０７の膜厚
は７０００Åとする。またこの陽極酸化膜３０７の膜厚
は陽極酸化時間によって制御することができる。
は７０００Åとする。またこの陽極酸化膜３０７の膜厚
は陽極酸化時間によって制御することができる。
【００８９】図３（Ｃ）に示す多孔質状の陽極酸化膜３
０７を形成したら、図示しないレジストマスクを取り除
く。そして、再度の陽極酸化を行うことにより、緻密な
陽極酸化膜３０８を形成する。この陽極酸化工程は、前
述の緻密な陽極酸化膜を形成したのと同じ条件で行う。
０７を形成したら、図示しないレジストマスクを取り除
く。そして、再度の陽極酸化を行うことにより、緻密な
陽極酸化膜３０８を形成する。この陽極酸化工程は、前
述の緻密な陽極酸化膜を形成したのと同じ条件で行う。
【００９０】ただし、形成する膜厚を８００Åとする。
この工程においては、多孔質状の陽極酸化膜３０７の内
部に電解溶液が進入するために図３（Ｃ）に示すように
陽極酸化膜３０８が形成される。
この工程においては、多孔質状の陽極酸化膜３０７の内
部に電解溶液が進入するために図３（Ｃ）に示すように
陽極酸化膜３０８が形成される。
【００９１】この陽極酸化膜の膜厚を１５００Å以上と
いうように厚くすると、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。
いうように厚くすると、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。
【００９２】この緻密な陽極酸化膜３０８は、後の工程
においてゲイト電極３０９の表面にヒロックが発生する
ことを抑制するために機能する。
においてゲイト電極３０９の表面にヒロックが発生する
ことを抑制するために機能する。
【００９３】緻密な陽極酸化膜３０８まで形成したら、
この状態においてソース／ドレイン領域を形成するため
の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イオンの注入を行
う。
この状態においてソース／ドレイン領域を形成するため
の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イオンの注入を行
う。
【００９４】この工程において、高濃度に不純物が添加
されたソース領域３１０とドレイン領域３１１が形成さ
れる。（図３（Ｃ））
されたソース領域３１０とドレイン領域３１１が形成さ
れる。（図３（Ｃ））
【００９５】次に、酢酸とリン酸と硝酸とを混合した混
酸を用いて、多孔質状の陽極酸化膜３０７を選択的に除
去した後に再度Ｐイオンのイオン注入を行なう。このイ
オン注入は、先のソース／ドレイン領域を形成する際よ
りも低ドーズ量でもって行なわれる。
酸を用いて、多孔質状の陽極酸化膜３０７を選択的に除
去した後に再度Ｐイオンのイオン注入を行なう。このイ
オン注入は、先のソース／ドレイン領域を形成する際よ
りも低ドーズ量でもって行なわれる。
【００９６】すると、ソース領域３１０、ドレイン領域
３１１と比較して不純物濃度の低い、低濃度不純物領域
３１２、３１３が形成される。そして３１４の領域が自
己整合的にチャネル形成領域として形成される。（図３
（Ｄ））
３１１と比較して不純物濃度の低い、低濃度不純物領域
３１２、３１３が形成される。そして３１４の領域が自
己整合的にチャネル形成領域として形成される。（図３
（Ｄ））
【００９７】上記の不純物イオンの注入工程の後、レー
ザー光または赤外光または紫外光の照射を行うことによ
って、イオンの注入が行われた領域のアニールを行う。
ザー光または赤外光または紫外光の照射を行うことによ
って、イオンの注入が行われた領域のアニールを行う。
【００９８】このようにして、ソース領域３１０、低濃
度不純物領域３１２、チャネル形成領域３１４、低濃度
不純物領域３１３、ドレイン領域３１１を形成する。こ
こで、低濃度不純物領域３１３が通常ＬＤＤ（ライトド
ープドレイン領域）と称される領域である。
度不純物領域３１２、チャネル形成領域３１４、低濃度
不純物領域３１３、ドレイン領域３１１を形成する。こ
こで、低濃度不純物領域３１３が通常ＬＤＤ（ライトド
ープドレイン領域）と称される領域である。
【００９９】ここでプラズマ水素化処理を３００〜３５
０℃の温度範囲で０．５〜１時間行うと効果的である。
この工程により活性層３０３中には５原子％以下（１×
１０21atoms/cm3 以下）、好ましくは１×１０15〜１×
１０21atoms/cm3 以下の水素が添加される。
０℃の温度範囲で０．５〜１時間行うと効果的である。
この工程により活性層３０３中には５原子％以下（１×
１０21atoms/cm3 以下）、好ましくは１×１０15〜１×
１０21atoms/cm3 以下の水素が添加される。
【０１００】この水素は活性であるため活性層３０３中
の珪素の不対結合手または活性層／ゲイト絶縁膜界面の
準位を中和して除去することができる。
の珪素の不対結合手または活性層／ゲイト絶縁膜界面の
準位を中和して除去することができる。
【０１０１】こうして図３（Ｄ）に示す状態が得られた
ら、次に層間絶縁膜３１５成膜する。層間絶縁膜３１５
は、酸化珪素膜、または窒化珪素膜、または酸化窒化珪
素膜、または樹脂膜、またはそれらの膜の積層膜でもっ
て構成される。窒化珪素膜を用いると、前工程で添加し
た水素がデバイス外部へ再放出するのを防ぐことが出来
るので好ましい。
ら、次に層間絶縁膜３１５成膜する。層間絶縁膜３１５
は、酸化珪素膜、または窒化珪素膜、または酸化窒化珪
素膜、または樹脂膜、またはそれらの膜の積層膜でもっ
て構成される。窒化珪素膜を用いると、前工程で添加し
た水素がデバイス外部へ再放出するのを防ぐことが出来
るので好ましい。
【０１０２】そしてコンタクトホールの形成を行い、ソ
ース電極３１６とドレイン電極３１７とを形成する。ア
クティブマトリクス型液晶表示装置において画素ＴＦＴ
を作製する場合、ゲイト電極３０９からの取り出し電極
は必要ないが、周辺駆動回路に用いる回路ＴＦＴの場
合、ゲイト電極３０９からの取り出し電極も同時に形成
する必要がある。
ース電極３１６とドレイン電極３１７とを形成する。ア
クティブマトリクス型液晶表示装置において画素ＴＦＴ
を作製する場合、ゲイト電極３０９からの取り出し電極
は必要ないが、周辺駆動回路に用いる回路ＴＦＴの場
合、ゲイト電極３０９からの取り出し電極も同時に形成
する必要がある。
【０１０３】さらに３５０℃の水素雰囲気中において加
熱処理を行うことにより、素子全体の水素化を行い、図
３（Ｅ）に示す薄膜トランジスタを完成させる。
熱処理を行うことにより、素子全体の水素化を行い、図
３（Ｅ）に示す薄膜トランジスタを完成させる。
【０１０４】このようにして形成された薄膜トランジス
タは、活性層がモノドメイン領域で構成されているた
め、高速動作にも対応できる良好な電界効果移動度を示
す。また、チャネル領域やドレイン接合部に結晶粒界お
よびニッケル化合物等の偏析がないため、信頼性に優れ
た薄膜トランジスタを作製することが出来る。
タは、活性層がモノドメイン領域で構成されているた
め、高速動作にも対応できる良好な電界効果移動度を示
す。また、チャネル領域やドレイン接合部に結晶粒界お
よびニッケル化合物等の偏析がないため、信頼性に優れ
た薄膜トランジスタを作製することが出来る。
【０１０５】〔実施例３〕本実施例では、実施例１で説
明したようなモノドメイン領域を形成する際に行ったハ
ロゲン元素を含む雰囲気における熱酸化工程の効果につ
いて述べる。
明したようなモノドメイン領域を形成する際に行ったハ
ロゲン元素を含む雰囲気における熱酸化工程の効果につ
いて述べる。
【０１０６】図４に示すのは塩素とニッケルの化合物で
あるＮｉＣｌ2 （塩化ニッケル）の蒸気圧と温度との関
係である
あるＮｉＣｌ2 （塩化ニッケル）の蒸気圧と温度との関
係である
【０１０７】図４が示すように塩化ニッケルは昇華物質
であるため、結晶性珪素膜中のニッケルは塩素によって
ゲッタリングされると、直ちに揮発性を示すようにな
る。その結果、生成した塩化ニッケル化合物は空中へ拡
散したり、熱酸化膜中に取り込まれたりして結晶性珪素
膜外部へと逃げる。このようにして結晶性珪素膜中から
ニッケルを除去することが可能となる。
であるため、結晶性珪素膜中のニッケルは塩素によって
ゲッタリングされると、直ちに揮発性を示すようにな
る。その結果、生成した塩化ニッケル化合物は空中へ拡
散したり、熱酸化膜中に取り込まれたりして結晶性珪素
膜外部へと逃げる。このようにして結晶性珪素膜中から
ニッケルを除去することが可能となる。
【０１０８】また、本実施例では本発明を利用した薄膜
トランジスタの電気特性と、本発明を利用しない薄膜ト
ランジスタの電気特性について比較する。ここでいう電
気特性とは横軸にゲイト電圧（Ｖｇ）、縦軸にドレイン
電圧（Ｉｄ）をプロットしたＩｄ−Ｖｇ曲線（Ｉｄ−Ｖ
ｇ特性）の事である。
トランジスタの電気特性と、本発明を利用しない薄膜ト
ランジスタの電気特性について比較する。ここでいう電
気特性とは横軸にゲイト電圧（Ｖｇ）、縦軸にドレイン
電圧（Ｉｄ）をプロットしたＩｄ−Ｖｇ曲線（Ｉｄ−Ｖ
ｇ特性）の事である。
【０１０９】図５において、５０１は本発明を利用した
薄膜トランジスタの電気特性であり、５０２は本発明を
利用しない薄膜トランジスタの電気特性を示している。
具体的には５０２は実施例１の工程からハロゲン元素を
含む雰囲気における加熱処理とその後の窒素アニールを
削除したプロセスで作製された薄膜トランジスタの電気
特性である。
薄膜トランジスタの電気特性であり、５０２は本発明を
利用しない薄膜トランジスタの電気特性を示している。
具体的には５０２は実施例１の工程からハロゲン元素を
含む雰囲気における加熱処理とその後の窒素アニールを
削除したプロセスで作製された薄膜トランジスタの電気
特性である。
【０１１０】両方のトランジスタ特性を比較すると、ま
ず同じゲイト電圧でも本発明による薄膜トランジスタの
方が 2〜4 桁近く大きいオン電流が流れることが確認で
きる。なお、オン電流とは薄膜トランジスタがオン状態
（図５においてゲイト電圧が０〜５Ｖの範囲）にある時
に流れるドレイン電流のことを指す。
ず同じゲイト電圧でも本発明による薄膜トランジスタの
方が 2〜4 桁近く大きいオン電流が流れることが確認で
きる。なお、オン電流とは薄膜トランジスタがオン状態
（図５においてゲイト電圧が０〜５Ｖの範囲）にある時
に流れるドレイン電流のことを指す。
【０１１１】また、本発明による薄膜トランジスタの方
が優れたサブスレッショルド特性を有していることも確
認できる。サブスレッショルド特性とは薄膜トランジス
タのスイッチング動作の急峻性を示すパラメータであ
り、薄膜トランジスタがオフ状態からオン状態にスイッ
チングする際のＩｄ−Ｖｇ曲線の立ち上がりが急峻であ
る程、サブスレッショルド特性は良いと言える。
が優れたサブスレッショルド特性を有していることも確
認できる。サブスレッショルド特性とは薄膜トランジス
タのスイッチング動作の急峻性を示すパラメータであ
り、薄膜トランジスタがオフ状態からオン状態にスイッ
チングする際のＩｄ−Ｖｇ曲線の立ち上がりが急峻であ
る程、サブスレッショルド特性は良いと言える。
【０１１２】なお、本発明を利用しない場合のサブスレ
ッショルド特性が350mV/decade前後であるのに対し、本
発明を利用した場合のサブスレッショルド特性は100mV/
decade前後である。この値が小さいほどスイッチング性
能に優れるトランジスタと言える。また、トランジスタ
の動作速度の目安となる電界効果移動度は本発明を利用
しない場合は80〜100cm2/Vs であり、本発明を利用した
場合は180 〜200cm2/Vs である。この値が大きいほど動
作速度の速いトランジスタと言える。
ッショルド特性が350mV/decade前後であるのに対し、本
発明を利用した場合のサブスレッショルド特性は100mV/
decade前後である。この値が小さいほどスイッチング性
能に優れるトランジスタと言える。また、トランジスタ
の動作速度の目安となる電界効果移動度は本発明を利用
しない場合は80〜100cm2/Vs であり、本発明を利用した
場合は180 〜200cm2/Vs である。この値が大きいほど動
作速度の速いトランジスタと言える。
【０１１３】以上の様に、本発明の効果は歴然としてお
り、本発明を利用することで薄膜トランジスタの電気特
性が大幅に向上することは実験的にも明らかである。
り、本発明を利用することで薄膜トランジスタの電気特
性が大幅に向上することは実験的にも明らかである。
【０１１４】〔実施例４〕本実施例では塩素による金属
元素のゲッタリング効果について、実験データに基づい
た説明を行う。なお、実験データを得たサンプルは実施
例１に従って形成されたものであり、図２（Ｅ）の状態
の構造とした。
元素のゲッタリング効果について、実験データに基づい
た説明を行う。なお、実験データを得たサンプルは実施
例１に従って形成されたものであり、図２（Ｅ）の状態
の構造とした。
【０１１５】図６に示すのは、ニッケルを利用して得ら
れた結晶性珪素膜の断面方向における塩素の濃度分布を
計測した結果である。この計測値はＳＩＭＳ（２次イオ
ン質量分析法）によって得られたものである。
れた結晶性珪素膜の断面方向における塩素の濃度分布を
計測した結果である。この計測値はＳＩＭＳ（２次イオ
ン質量分析法）によって得られたものである。
【０１１６】なお、表面付近の測定データは表面の凹凸
や吸着物の影響を受けるために有意なものではない。ま
た、同様な理由で界面付近のデータについての多少の誤
差が含まれている。
や吸着物の影響を受けるために有意なものではない。ま
た、同様な理由で界面付近のデータについての多少の誤
差が含まれている。
【０１１７】図６から明らかな様に、塩素は結晶性珪素
膜と熱酸化膜との界面近傍に集中している。これは加熱
処理を開始した時点において結晶性珪素膜表面に吸着し
た塩素が、ニッケルをゲッタリングしつつ熱酸化膜へと
取り込まれた結果によるものと推定される。
膜と熱酸化膜との界面近傍に集中している。これは加熱
処理を開始した時点において結晶性珪素膜表面に吸着し
た塩素が、ニッケルをゲッタリングしつつ熱酸化膜へと
取り込まれた結果によるものと推定される。
【０１１８】また、熱酸化形成前の結晶性珪素膜表面は
不対結合手、いわゆるダングリングボンドが多く存在し
ていたと考えられるので、こういった不対結合手が塩素
終端されていることを示唆していると考えられる。
不対結合手、いわゆるダングリングボンドが多く存在し
ていたと考えられるので、こういった不対結合手が塩素
終端されていることを示唆していると考えられる。
【０１１９】従って、半導体装置を構成した際には、活
性層表面（正確には活性層とゲイト絶縁膜との界面近
傍）に高い濃度分布をもって塩素が存在すると考えられ
る。
性層表面（正確には活性層とゲイト絶縁膜との界面近
傍）に高い濃度分布をもって塩素が存在すると考えられ
る。
【０１２０】〔実施例５〕本実施例は実施例２で示した
ＴＦＴでもってＣＭＯＳ構造を形成する例である。図８
〜図１０に本実施例の作製工程を示す。なお、本発明に
より形成される結晶性珪素膜の応用範囲は広く、ＣＭＯ
Ｓ構造を形成する方法は本実施例に限ったものではな
い。
ＴＦＴでもってＣＭＯＳ構造を形成する例である。図８
〜図１０に本実施例の作製工程を示す。なお、本発明に
より形成される結晶性珪素膜の応用範囲は広く、ＣＭＯ
Ｓ構造を形成する方法は本実施例に限ったものではな
い。
【０１２１】まず実施例１に示す構成に従って、石英基
板８０１上に酸化窒化珪素膜８０２を成膜し、その上に
モノドメイン領域を有した結晶性珪素膜を得る。そして
それをパターニングすることによりモノドメイン領域の
みで構成されたＮチャネル型ＴＦＴの活性層８０３とＰ
チャネル型ＴＦＴの活性層８０４を得る。
板８０１上に酸化窒化珪素膜８０２を成膜し、その上に
モノドメイン領域を有した結晶性珪素膜を得る。そして
それをパターニングすることによりモノドメイン領域の
みで構成されたＮチャネル型ＴＦＴの活性層８０３とＰ
チャネル型ＴＦＴの活性層８０４を得る。
【０１２２】活性層８０３、８０４を形成したら、ゲイ
ト絶縁膜として機能する酸化珪素膜８０５をプラズマＣ
ＶＤ法で成膜する。厚さは５００〜２０００Å、代表的
には１０００〜１５００Åとする。また、ゲイト絶縁膜
としては酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜等の他の絶縁膜を
用いてもよい。
ト絶縁膜として機能する酸化珪素膜８０５をプラズマＣ
ＶＤ法で成膜する。厚さは５００〜２０００Å、代表的
には１０００〜１５００Åとする。また、ゲイト絶縁膜
としては酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜等の他の絶縁膜を
用いてもよい。
【０１２３】こうして図８（Ａ）に示す状態を得る。こ
こでは説明を簡単にするために一組の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
形成する例を示す。一般的には同一ガラス基板上に数百
以上の単位で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が形成される。
こでは説明を簡単にするために一組の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
形成する例を示す。一般的には同一ガラス基板上に数百
以上の単位で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が形成される。
【０１２４】図８（Ａ）に示す状態を得たら、図８
（Ｂ）に示すように後にゲイト電極を構成することにな
るアルミニウム膜８０６を成膜する。
（Ｂ）に示すように後にゲイト電極を構成することにな
るアルミニウム膜８０６を成膜する。
【０１２５】このアルミニウム膜はヒロックやウィスカ
ーの発生を抑制するためにスカンジウムを0.2 ｗｔ重量
％含有させる。アルミニウム膜の成膜方法はスパッタ法
や電子ビーム蒸着法を用いて行う。
ーの発生を抑制するためにスカンジウムを0.2 ｗｔ重量
％含有させる。アルミニウム膜の成膜方法はスパッタ法
や電子ビーム蒸着法を用いて行う。
【０１２６】ヒロックやウィスカーというのは、アルミ
ニウムの異常成長に起因する刺状あるいは針状の突起物
のことである。ヒロックやウィスカーの存在は、隣合う
配線間や上限間に離間した配線間においてショートやク
ロスクトークが発生する原因となる。
ニウムの異常成長に起因する刺状あるいは針状の突起物
のことである。ヒロックやウィスカーの存在は、隣合う
配線間や上限間に離間した配線間においてショートやク
ロスクトークが発生する原因となる。
【０１２７】アルミニウム膜以外の材料としてはタンタ
ル等の陽極酸化可能な金属を利用することができる。
ル等の陽極酸化可能な金属を利用することができる。
【０１２８】アルミニウム膜８０６を成膜したら、電解
溶液中においてアルミニウム膜８０６を陽極とした陽極
酸化を行い、薄く緻密な陽極酸化膜８０７を成膜する。
溶液中においてアルミニウム膜８０６を陽極とした陽極
酸化を行い、薄く緻密な陽極酸化膜８０７を成膜する。
【０１２９】ここでは、３％の酒石酸を含んだエチレン
グルコール溶液をアンモニアで中和したものを電解溶液
として用いる。この陽極酸化方法を用いると緻密な膜質
を有した陽極酸化膜を得ることができる。またその膜厚
は印加電圧によって制御することができる。
グルコール溶液をアンモニアで中和したものを電解溶液
として用いる。この陽極酸化方法を用いると緻密な膜質
を有した陽極酸化膜を得ることができる。またその膜厚
は印加電圧によって制御することができる。
【０１３０】ここでは陽極酸化膜８０７の厚さを１００
Å程度とする。この陽極酸化膜８０７は、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。このようにして図８（Ｂ）に示す状態を得る。
Å程度とする。この陽極酸化膜８０７は、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。このようにして図８（Ｂ）に示す状態を得る。
【０１３１】次にレジストマスク８０８と８０９を形成
する。そしてこのレジストマスク８０８と８０９を利用
してアルミニウム膜８０６とその表面の陽極酸化膜８０
７をパターニングする。このようにして図８（Ｃ）に示
す状態を得る。
する。そしてこのレジストマスク８０８と８０９を利用
してアルミニウム膜８０６とその表面の陽極酸化膜８０
７をパターニングする。このようにして図８（Ｃ）に示
す状態を得る。
【０１３２】次に３％のシュウ酸水溶液を電解溶液とし
て、この溶液中で残存したアルミニウム膜でなるパター
ン８１０と８１１を陽極とした陽極酸化を行う。
て、この溶液中で残存したアルミニウム膜でなるパター
ン８１０と８１１を陽極とした陽極酸化を行う。
【０１３３】この陽極酸化工程においては、陽極酸化が
残存したアルミニウム膜８１０と８１１の側面において
選択的に進行する。これは、アルミニウム膜８１０と８
１１の上面に緻密な陽極酸化膜とレジストマスク８０８
と８０９が残存しているからである。
残存したアルミニウム膜８１０と８１１の側面において
選択的に進行する。これは、アルミニウム膜８１０と８
１１の上面に緻密な陽極酸化膜とレジストマスク８０８
と８０９が残存しているからである。
【０１３４】またこの陽極酸化においては、多孔質状
（ポーラス状）の膜質を有した陽極酸化膜８１２、８１
３が形成される。またこの多孔質状の陽極酸化膜８１
２、８１３は数μｍ程度まで成長させることができる。
（ポーラス状）の膜質を有した陽極酸化膜８１２、８１
３が形成される。またこの多孔質状の陽極酸化膜８１
２、８１３は数μｍ程度まで成長させることができる。
【０１３５】本実施例では、この陽極酸化の進行距離、
即ち膜厚は７０００Åとする。この陽極酸化の進行距離
によって、後に低濃度不純物領域の長さが決まる。経験
的にこの多孔質状の陽極酸化膜の成長距離は６０００Å
〜８０００Åとすることが望ましい。こうして図８
（Ｄ）に示す状態を得る。
即ち膜厚は７０００Åとする。この陽極酸化の進行距離
によって、後に低濃度不純物領域の長さが決まる。経験
的にこの多孔質状の陽極酸化膜の成長距離は６０００Å
〜８０００Åとすることが望ましい。こうして図８
（Ｄ）に示す状態を得る。
【０１３６】この状態においてゲイト電極８１と８２が
画定する。図８（Ｄ）に示す状態を得たら、レジストマ
スク８０８と８０９を取り除く。
画定する。図８（Ｄ）に示す状態を得たら、レジストマ
スク８０８と８０９を取り除く。
【０１３７】次に再び３％の酒石酸を含んだエチレング
ルコール溶液をアンモニアで中和したものを電解溶液と
して用いた陽極酸化を行う。この工程においては、電解
溶液が多孔質状の陽極酸化膜８１２と８１３の中に侵入
する。この結果、図８（Ｅ）の８１４と８１５で示され
る緻密な陽極酸化膜が形成される。
ルコール溶液をアンモニアで中和したものを電解溶液と
して用いた陽極酸化を行う。この工程においては、電解
溶液が多孔質状の陽極酸化膜８１２と８１３の中に侵入
する。この結果、図８（Ｅ）の８１４と８１５で示され
る緻密な陽極酸化膜が形成される。
【０１３８】この緻密な陽極酸化膜８１４と８１５の厚
さは５００〜４０００Åとする。この膜厚の制御は電圧
印加時間で行なう。なお、先に形成した緻密な陽極酸化
膜８０７の残存部分はこの陽極酸化膜８１４と８１５と
一体化してしまう。
さは５００〜４０００Åとする。この膜厚の制御は電圧
印加時間で行なう。なお、先に形成した緻密な陽極酸化
膜８０７の残存部分はこの陽極酸化膜８１４と８１５と
一体化してしまう。
【０１３９】次に、図８（Ｅ）に示す状態においてＮ型
を付与する不純物としてＰ（リン）イオンを全面にドー
ピングする。
を付与する不純物としてＰ（リン）イオンを全面にドー
ピングする。
【０１４０】このドーピングは、0.2 〜５×１０15／ｃ
ｍ2 、好ましくは１〜２×１０15／ｃｍ2 という高いド
ーズ量で行う。ドーピング方法としてはプラズマドーピ
ング法やイオンドーピング法を用いる。
ｍ2 、好ましくは１〜２×１０15／ｃｍ2 という高いド
ーズ量で行う。ドーピング方法としてはプラズマドーピ
ング法やイオンドーピング法を用いる。
【０１４１】この図８（Ｅ）に示す工程の結果、高濃度
にＰイオンが注入された領域８１６、８１７、８１８、
８１９が形成される。
にＰイオンが注入された領域８１６、８１７、８１８、
８１９が形成される。
【０１４２】次にアルミ混酸を用いて多孔質状の陽極酸
化膜８１２と８１３を除去する。この時、陽極酸化膜８
１２、８１３の直下に位置した活性層領域は、イオン注
入されていないため実質的に真性である。
化膜８１２と８１３を除去する。この時、陽極酸化膜８
１２、８１３の直下に位置した活性層領域は、イオン注
入されていないため実質的に真性である。
【０１４３】次に、右側のＰチャネル型の薄膜トランジ
スタを構成する素子を覆うようにしてレジストマスク８
２０を形成する。こうして図９（Ａ）に示す状態を得
る。
スタを構成する素子を覆うようにしてレジストマスク８
２０を形成する。こうして図９（Ａ）に示す状態を得
る。
【０１４４】図９（Ａ）に示す状態を得たら、図９
（Ｂ）に示すように再びＰイオンの注入を行う。このＰ
イオンの注入は、ドーズ量を0.1 〜５×１０14／ｃｍ
2 、好ましくは0.3 〜１×１０14／ｃｍ2 という低い値
とする。
（Ｂ）に示すように再びＰイオンの注入を行う。このＰ
イオンの注入は、ドーズ量を0.1 〜５×１０14／ｃｍ
2 、好ましくは0.3 〜１×１０14／ｃｍ2 という低い値
とする。
【０１４５】即ち、図９（Ｂ）で示す工程で行われるＰ
イオンの注入はそのドーズ量を図８（Ｅ）に示す工程に
おいて行われたドーズ量に比較して低いものとする。
イオンの注入はそのドーズ量を図８（Ｅ）に示す工程に
おいて行われたドーズ量に比較して低いものとする。
【０１４６】この工程の結果、８２２と８２４の領域が
ライトドープされた低濃度不純物領域となる。また、８
２１と８２５の領域は、より高濃度にＰイオンが注入さ
れた高濃度不純物領域となる。
ライトドープされた低濃度不純物領域となる。また、８
２１と８２５の領域は、より高濃度にＰイオンが注入さ
れた高濃度不純物領域となる。
【０１４７】この工程において、８２１の領域がＮチャ
ネル型の薄膜トランジスタのソース領域となる。そして
８２２と８２４が低濃度不純物領域、８２５がドレイン
領域となる。また、８２３で示される領域は実質的に真
性なチャネル形成領域となる。なお、８２４で示される
領域が一般にＬＤＤ（ライトドープドレイン）領域と称
される領域である。
ネル型の薄膜トランジスタのソース領域となる。そして
８２２と８２４が低濃度不純物領域、８２５がドレイン
領域となる。また、８２３で示される領域は実質的に真
性なチャネル形成領域となる。なお、８２４で示される
領域が一般にＬＤＤ（ライトドープドレイン）領域と称
される領域である。
【０１４８】また、特に図示しないが陽極酸化膜８１４
でイオン注入を遮られた領域がチャネル形成領域８２３
と低濃度不純物領域８２２、８２４との間に存在する。
この領域はオフセットゲイト領域と呼ばれ、陽極酸化膜
８１４の膜厚分の距離を有する。
でイオン注入を遮られた領域がチャネル形成領域８２３
と低濃度不純物領域８２２、８２４との間に存在する。
この領域はオフセットゲイト領域と呼ばれ、陽極酸化膜
８１４の膜厚分の距離を有する。
【０１４９】オフセットゲイト領域はイオン注入されず
実質的に真性であるが、ゲイト電圧が印加されないため
チャネルを形成せず、電界強度を緩和し、劣化を抑制す
る抵抗成分として機能する。
実質的に真性であるが、ゲイト電圧が印加されないため
チャネルを形成せず、電界強度を緩和し、劣化を抑制す
る抵抗成分として機能する。
【０１５０】ただし、その距離（オフセットゲイト幅）
が短い場合、実効的なオフセットゲイト領域として機能
しない。また、どれだけの距離があれば有効に機能する
かの明確な境界はない。
が短い場合、実効的なオフセットゲイト領域として機能
しない。また、どれだけの距離があれば有効に機能する
かの明確な境界はない。
【０１５１】次に、レジストマスク８２０を除去して、
図９（Ｃ）に示すように左側のＮチャネル型の薄膜トラ
ンジスタを覆うレジストマスク８２６を形成する。
図９（Ｃ）に示すように左側のＮチャネル型の薄膜トラ
ンジスタを覆うレジストマスク８２６を形成する。
【０１５２】次に、図９（Ｃ）に示す状態においてＰ型
を付与する不純物としてＢ（ボロン）イオンの注入を行
う。ここでは、Ｂイオンのドーズ量を0.2 〜１０×１０
15／ｃｍ2 、好ましくは１〜２×１０15／ｃｍ2 程度と
する。このドーズ量は図８（Ｅ）に示す工程におけるド
ーズ量と同程度とすることができる。
を付与する不純物としてＢ（ボロン）イオンの注入を行
う。ここでは、Ｂイオンのドーズ量を0.2 〜１０×１０
15／ｃｍ2 、好ましくは１〜２×１０15／ｃｍ2 程度と
する。このドーズ量は図８（Ｅ）に示す工程におけるド
ーズ量と同程度とすることができる。
【０１５３】この工程により形成される８２７と８３１
で示される領域は、Ｎ型およびＰ型を付与する不純物を
含むが、実質的に取り出し電極とのコンタクトをとる為
のパッド（以下、コンタクトパッドと呼ぶ）としての機
能しか持たない。即ち、左側のＮチャネル型の薄膜トラ
ンジスタと異なり、８２７、８３１の領域をソース／ド
レイン領域と明確に区別する。
で示される領域は、Ｎ型およびＰ型を付与する不純物を
含むが、実質的に取り出し電極とのコンタクトをとる為
のパッド（以下、コンタクトパッドと呼ぶ）としての機
能しか持たない。即ち、左側のＮチャネル型の薄膜トラ
ンジスタと異なり、８２７、８３１の領域をソース／ド
レイン領域と明確に区別する。
【０１５４】本発明者らはＰチャネル型の薄膜トランジ
スタに関して、ソース領域を８２８で示される領域、ド
レイン領域を８３０で示される領域として定義してい
る。
スタに関して、ソース領域を８２８で示される領域、ド
レイン領域を８３０で示される領域として定義してい
る。
【０１５５】これらの領域８２８、８３０は実質的に真
性であった領域にＢイオンのみを注入して形成されてい
る。そのため、他のイオンが混在しないので不純物濃度
の制御が容易なものとなり、整合性の良いＰＩ接合を実
現できる。また、イオン注入による結晶性の乱れも比較
的小さなもので済む。
性であった領域にＢイオンのみを注入して形成されてい
る。そのため、他のイオンが混在しないので不純物濃度
の制御が容易なものとなり、整合性の良いＰＩ接合を実
現できる。また、イオン注入による結晶性の乱れも比較
的小さなもので済む。
【０１５６】また、陽極酸化膜８１５を利用してオフセ
ットゲイト領域を形成することもできるが、経験的には
Ｐチャネル型の薄膜トランジスタは殆ど劣化しないた
め、オフセットゲイト領域を特に設ける必要はない。
ットゲイト領域を形成することもできるが、経験的には
Ｐチャネル型の薄膜トランジスタは殆ど劣化しないた
め、オフセットゲイト領域を特に設ける必要はない。
【０１５７】こうしてＰチャネル型の薄膜トランジスタ
のソース領域８２８とドレイン領域８３０が形成され
る。また８２９の領域は特に不純物が注入されずにチャ
ネル形成領域となる。そして、前述のように８２７、８
３１はそれぞれソース領域８２８、ドレイン領域８３０
から電流を取り出すためのコンタクトパッドとなる。
のソース領域８２８とドレイン領域８３０が形成され
る。また８２９の領域は特に不純物が注入されずにチャ
ネル形成領域となる。そして、前述のように８２７、８
３１はそれぞれソース領域８２８、ドレイン領域８３０
から電流を取り出すためのコンタクトパッドとなる。
【０１５８】次に、図９（Ｃ）に示す工程の終了後、レ
ジストマスク８２６を取り除き、図９（Ｄ）に示す状態
を得る。この状態で注入された不純物の活性化と不純物
イオンが注入された領域のアニールを行うためにレーザ
ー光の照射を行う。
ジストマスク８２６を取り除き、図９（Ｄ）に示す状態
を得る。この状態で注入された不純物の活性化と不純物
イオンが注入された領域のアニールを行うためにレーザ
ー光の照射を行う。
【０１５９】この時、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタ
のソース／ドレイン領域である８２１と８２５の組で示
される領域と、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタのソー
ス／ドレイン領域である８２８と８３０の組で示される
領域との結晶性の違いがそれ程大きくない状態でレーザ
ー光の照射を行うことができる。
のソース／ドレイン領域である８２１と８２５の組で示
される領域と、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタのソー
ス／ドレイン領域である８２８と８３０の組で示される
領域との結晶性の違いがそれ程大きくない状態でレーザ
ー光の照射を行うことができる。
【０１６０】上記結晶性の違いがそれ程大きくないの
は、図９（Ｃ）に示す工程においてＰチャネル型の薄膜
トランジスタのソース／ドレイン領域８２８、８３０が
イオン注入の際に大きな損傷を受けていないからであ
る。
は、図９（Ｃ）に示す工程においてＰチャネル型の薄膜
トランジスタのソース／ドレイン領域８２８、８３０が
イオン注入の際に大きな損傷を受けていないからであ
る。
【０１６１】従って、図９（Ｄ）に示す状態においてレ
ーザー光の照射を行い、２つの薄膜トランジスタのソー
ス／ドレイン領域のアニールを行う場合、そのアニール
効果違いを是正することができる。即ち、得られるＮお
よびＰチャネル型の薄膜トランジスタの特性の違いを是
正することができる。
ーザー光の照射を行い、２つの薄膜トランジスタのソー
ス／ドレイン領域のアニールを行う場合、そのアニール
効果違いを是正することができる。即ち、得られるＮお
よびＰチャネル型の薄膜トランジスタの特性の違いを是
正することができる。
【０１６２】図９（Ｄ）に示す状態を得たら、図１０
（Ａ）に示すように層間絶縁膜８３２を４０００Åの厚
さに成膜する。層間絶縁膜８３２は酸化珪素膜、酸化窒
化珪素膜、窒化珪素膜のいずれでも良く、多層構造とし
ても良い。これら珪化膜の成膜方法は、プラズマＣＶＤ
法や熱ＣＶＤ法を用いればよい。
（Ａ）に示すように層間絶縁膜８３２を４０００Åの厚
さに成膜する。層間絶縁膜８３２は酸化珪素膜、酸化窒
化珪素膜、窒化珪素膜のいずれでも良く、多層構造とし
ても良い。これら珪化膜の成膜方法は、プラズマＣＶＤ
法や熱ＣＶＤ法を用いればよい。
【０１６３】次にコンタクトホールの形成を行い、Ｎチ
ャネル型の薄膜トランジスタ（ＮＴＦＴ）のソース電極
８３３とドレイン電極８３４を形成する。同時にＰチャ
ネル型の薄膜トランジスタ（ＰＴＦＴ）のソース電極８
３５とドレイン電極８３６を形成する。
ャネル型の薄膜トランジスタ（ＮＴＦＴ）のソース電極
８３３とドレイン電極８３４を形成する。同時にＰチャ
ネル型の薄膜トランジスタ（ＰＴＦＴ）のソース電極８
３５とドレイン電極８３６を形成する。
【０１６４】ここでＮチャネル型の薄膜トランジスタの
ドレイン電極８３４とＰチャネル型の薄膜トランジスタ
のドレイン電極８３６とを接続するようにパターニング
を行い、さらに２つのＴＦＴのゲイト電極同士を接続す
ればＣＭＯＳ構造が実現される。
ドレイン電極８３４とＰチャネル型の薄膜トランジスタ
のドレイン電極８３６とを接続するようにパターニング
を行い、さらに２つのＴＦＴのゲイト電極同士を接続す
ればＣＭＯＳ構造が実現される。
【０１６５】例えば、本実施例に示すようなＣＭＯＳ型
の薄膜回路は、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表示装置に利用するこ
とができる。
の薄膜回路は、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表示装置に利用するこ
とができる。
【０１６６】なお、図８（Ｅ）、図９（Ｂ）、図９
（Ｃ）に示す不純物イオンの注入工程において、活性層
がゲイト絶縁膜を構成する酸化珪素膜８０５で覆われて
いることは重要である。
（Ｃ）に示す不純物イオンの注入工程において、活性層
がゲイト絶縁膜を構成する酸化珪素膜８０５で覆われて
いることは重要である。
【０１６７】このような状態で不純物イオンの注入を行
うと、活性層表面の荒れや汚染を抑制することができ
る。このことは、歩留りや得られる装置の信頼性を高め
ることに大きな寄与を果たす。
うと、活性層表面の荒れや汚染を抑制することができ
る。このことは、歩留りや得られる装置の信頼性を高め
ることに大きな寄与を果たす。
【０１６８】〔実施例６〕本実施例では、実施例１で示
す結晶性珪素膜をシリコンウェハー上に形成する例を示
す。この場合、シリコンウェハー表面に絶縁層を設ける
必要があるが、通常熱酸化膜を利用することが多い。
す結晶性珪素膜をシリコンウェハー上に形成する例を示
す。この場合、シリコンウェハー表面に絶縁層を設ける
必要があるが、通常熱酸化膜を利用することが多い。
【０１６９】熱処理の温度範囲は７００〜１３００℃が
一般的であり、所望の酸化膜厚によって処理時間は変化
する。
一般的であり、所望の酸化膜厚によって処理時間は変化
する。
【０１７０】また、シリコンウェハーの熱酸化は通常Ｏ
2 、Ｏ2-Ｈ2 Ｏ、Ｈ2 Ｏ、Ｏ2-Ｈ2燃焼などの雰囲気で
行なわれる。また、ＨＣｌやＣｌ2 などのハロゲン元素
を添加した雰囲気での酸化も広く実用化されている。
2 、Ｏ2-Ｈ2 Ｏ、Ｈ2 Ｏ、Ｏ2-Ｈ2燃焼などの雰囲気で
行なわれる。また、ＨＣｌやＣｌ2 などのハロゲン元素
を添加した雰囲気での酸化も広く実用化されている。
【０１７１】シリコンウェハーはＩＣなどの半導体デバ
イスに欠かせない基体の一つであり、ウェハー上に様々
な半導体素子を形成する技術が生み出されている。
イスに欠かせない基体の一つであり、ウェハー上に様々
な半導体素子を形成する技術が生み出されている。
【０１７２】本実施例によれば、単結晶に匹敵する結晶
性を備えた結晶性珪素膜を従来のシリコンウェハーを用
いた技術に組み合わせ、結晶性珪素膜の応用範囲をさら
に拡大することができる。
性を備えた結晶性珪素膜を従来のシリコンウェハーを用
いた技術に組み合わせ、結晶性珪素膜の応用範囲をさら
に拡大することができる。
【０１７３】〔実施例７〕本実施例は実施例５の一例と
してシリコンウェハー上に形成されたＩＣの上に、本発
明による結晶性珪素膜を用いたＴＦＴを形成する例を示
す。製造プロセスの概要を図１１を用いて説明する。
してシリコンウェハー上に形成されたＩＣの上に、本発
明による結晶性珪素膜を用いたＴＦＴを形成する例を示
す。製造プロセスの概要を図１１を用いて説明する。
【０１７４】図１１（Ａ）に示すのは通常のプロセスに
よりシリコンウェハー上に形成されたＭＯＳ−ＦＥＴで
ある。１１で示されるのはシリコン基板、１２、１３は
素子同士を分離するための絶縁膜であり、一般的には熱
酸化膜が用いられる。
よりシリコンウェハー上に形成されたＭＯＳ−ＦＥＴで
ある。１１で示されるのはシリコン基板、１２、１３は
素子同士を分離するための絶縁膜であり、一般的には熱
酸化膜が用いられる。
【０１７５】また、１４はソース領域、１５はドレイン
領域であり、シリコン基板１１に一導電性を付与する不
純物イオンを注入した後、拡散工程を経て形成される。
シリコン基板１１がＰ型ならＮ型を付与する不純物（リ
ン）を、シリコン基板１１がＮ型ならＰ型を付与する不
純物（ボロン）を注入する。
領域であり、シリコン基板１１に一導電性を付与する不
純物イオンを注入した後、拡散工程を経て形成される。
シリコン基板１１がＰ型ならＮ型を付与する不純物（リ
ン）を、シリコン基板１１がＮ型ならＰ型を付与する不
純物（ボロン）を注入する。
【０１７６】また、１６で示される領域はチャネル形成
領域である。この領域のシリコン表面にはイオン注入後
の拡散工程で形成される熱酸化膜の一部が膜厚制御を行
なって残され、ゲイト絶縁膜として機能する。１７は一
導電型を有する多結晶珪素膜でなるゲイト電極である。
領域である。この領域のシリコン表面にはイオン注入後
の拡散工程で形成される熱酸化膜の一部が膜厚制御を行
なって残され、ゲイト絶縁膜として機能する。１７は一
導電型を有する多結晶珪素膜でなるゲイト電極である。
【０１７７】ゲイト電極１７は酸化珪素膜等の絶縁膜１
８で覆われ、ソース電極１９やドレイン電極２０と電気
的に短絡しない構成となっている。（図１１（Ａ））
８で覆われ、ソース電極１９やドレイン電極２０と電気
的に短絡しない構成となっている。（図１１（Ａ））
【０１７８】図１１（Ａ）の状態が得られたら、層間絶
縁膜２１を成膜する。この層間絶縁膜としては酸化珪素
膜、窒化珪素膜等が用いられる。層間絶縁膜２１を成膜
したら、コンタクトホールを形成してドレイン電極から
の取り出し配線２２を形成する。（図１１（Ｂ））
縁膜２１を成膜する。この層間絶縁膜としては酸化珪素
膜、窒化珪素膜等が用いられる。層間絶縁膜２１を成膜
したら、コンタクトホールを形成してドレイン電極から
の取り出し配線２２を形成する。（図１１（Ｂ））
【０１７９】図１１（Ｂ）の状態を得たら、ＣＭＰ（ケ
ミカル・メカニカル・ポリッシング）技術などにより研
磨を施し、露出表面の平坦化を行なう。この工程によ
り、層間絶縁膜２１は平坦化され、取り出し配線２２の
凸部は無くなる。
ミカル・メカニカル・ポリッシング）技術などにより研
磨を施し、露出表面の平坦化を行なう。この工程によ
り、層間絶縁膜２１は平坦化され、取り出し配線２２の
凸部は無くなる。
【０１８０】図１１（Ｃ）において２３は平坦化された
層間絶縁膜、２４はその平坦面である。また、２５は凸
部の無くなった取り出し配線であり、それと接続して取
り出し配線２６が形成される。
層間絶縁膜、２４はその平坦面である。また、２５は凸
部の無くなった取り出し配線であり、それと接続して取
り出し配線２６が形成される。
【０１８１】なお、これらソース電極１９、ドレイン電
極２０、取り出し配線２６はいずれも１１００℃程度ま
で耐えうる耐熱性を有した材料で形成する必要がある。
これは、後に形成される活性層の形成温度を考慮しての
ことである。
極２０、取り出し配線２６はいずれも１１００℃程度ま
で耐えうる耐熱性を有した材料で形成する必要がある。
これは、後に形成される活性層の形成温度を考慮しての
ことである。
【０１８２】次に、層間絶縁膜２７を成膜する。この層
間絶縁膜２７の上に本発明を適用することができる。即
ち、層間絶縁膜２７上にモノドメイン領域を用いて形成
した活性層を有する薄膜トランジスタを形成する。
間絶縁膜２７の上に本発明を適用することができる。即
ち、層間絶縁膜２７上にモノドメイン領域を用いて形成
した活性層を有する薄膜トランジスタを形成する。
【０１８３】まず、実施例１に従ってモノドメイン領域
でなる活性層２８を形成する。そして、ゲイト絶縁膜２
９を成膜し、次にゲイト電極３０を形成する。そして、
一導電型を付与する不純物を活性層に注入する。
でなる活性層２８を形成する。そして、ゲイト絶縁膜２
９を成膜し、次にゲイト電極３０を形成する。そして、
一導電型を付与する不純物を活性層に注入する。
【０１８４】不純物注入が終了したら後に低濃度不純物
領域を形成するためのサイドウォール３１を形成する。
サイドウォール３１の形成方法は次の工程に従う。
領域を形成するためのサイドウォール３１を形成する。
サイドウォール３１の形成方法は次の工程に従う。
【０１８５】まず、ゲイト電極３０を覆って酸化珪素膜
等でなる絶縁膜（図示せず）をゲイト電極３０の膜厚以
上に形成する。次に、ドライエッチング法による異方性
エッチングを行い、成膜した絶縁膜を除去すると、ゲイ
ト電極３０の側面のみに絶縁膜が残存する。
等でなる絶縁膜（図示せず）をゲイト電極３０の膜厚以
上に形成する。次に、ドライエッチング法による異方性
エッチングを行い、成膜した絶縁膜を除去すると、ゲイ
ト電極３０の側面のみに絶縁膜が残存する。
【０１８６】この状態で再度不純物注入を行う。する
と、２度目に不純物を注入された領域はソース領域およ
びドレイン領域となり、サイドウォールで遮蔽された領
域はソース領域およびドレイン領域と比較して低濃度の
不純物領域となる。不純物注入後は加熱処理やレーザー
光の照射等により不純物の活性化を行う。
と、２度目に不純物を注入された領域はソース領域およ
びドレイン領域となり、サイドウォールで遮蔽された領
域はソース領域およびドレイン領域と比較して低濃度の
不純物領域となる。不純物注入後は加熱処理やレーザー
光の照射等により不純物の活性化を行う。
【０１８７】以上の様にして、活性層を構成したら層間
絶縁膜３２として酸化珪素膜または窒化珪素膜を成膜
し、コンタクトホールを形成してソース電極３３および
ドレイン電極３４を形成する。
絶縁膜３２として酸化珪素膜または窒化珪素膜を成膜
し、コンタクトホールを形成してソース電極３３および
ドレイン電極３４を形成する。
【０１８８】以上、本実施例で示す様にＩＣ上に本発明
を応用することで、図１１（Ｄ）のような三次元構造で
なる集積回路を構成することが可能である。本発明によ
れば、ＩＣの上方に形成されるＴＦＴは単結晶上に形成
したＴＦＴに匹敵する性能を有するため、ＩＣ本来の性
能を損なわず、従来以上の高密度集積化回路を実現する
ことができる。 〔実施例８〕本実施例では、本発明を応用して作製した
ＴＦＴをＤＲＡＭ（Dynamic RondomAccess Memory）に
応用した例について説明する。説明には図１２を用いる
こととする。
を応用することで、図１１（Ｄ）のような三次元構造で
なる集積回路を構成することが可能である。本発明によ
れば、ＩＣの上方に形成されるＴＦＴは単結晶上に形成
したＴＦＴに匹敵する性能を有するため、ＩＣ本来の性
能を損なわず、従来以上の高密度集積化回路を実現する
ことができる。 〔実施例８〕本実施例では、本発明を応用して作製した
ＴＦＴをＤＲＡＭ（Dynamic RondomAccess Memory）に
応用した例について説明する。説明には図１２を用いる
こととする。
【０１８９】ＤＲＡＭは記憶する情報を電荷としてコン
デンサに蓄える形式のメモリである。コンデンサへの情
報としての電荷の出し入れは、コンデンサに直列に接続
されたＴＦＴによって制御される。ＤＲＡＭの１個のメ
モリセルを構成するＴＦＴとコンデンサの回路を図１２
（Ａ）に示す。
デンサに蓄える形式のメモリである。コンデンサへの情
報としての電荷の出し入れは、コンデンサに直列に接続
されたＴＦＴによって制御される。ＤＲＡＭの１個のメ
モリセルを構成するＴＦＴとコンデンサの回路を図１２
（Ａ）に示す。
【０１９０】ワード線１２１によってゲイト信号を与え
られると、１２３で示されるＴＦＴは導通状態となる。
この状態でビット線１２２側からコンデンサ１２４に電
荷が充電されて情報を読み込んだり、充電したコンデン
サから電荷を取り出して情報を読みだしたりする。
られると、１２３で示されるＴＦＴは導通状態となる。
この状態でビット線１２２側からコンデンサ１２４に電
荷が充電されて情報を読み込んだり、充電したコンデン
サから電荷を取り出して情報を読みだしたりする。
【０１９１】ＤＲＡＭの断面構造を図１２（Ｂ）に示
す。１２５で示されるのは、石英基板もしくはシリコン
基板でなる基体である。シリコン基板であれば、所謂Ｓ
ＯＩ構造を構成することができる。
す。１２５で示されるのは、石英基板もしくはシリコン
基板でなる基体である。シリコン基板であれば、所謂Ｓ
ＯＩ構造を構成することができる。
【０１９２】上記基体１２５上には下地膜として酸化珪
素膜１２６が成膜され、その上には本発明を応用したＴ
ＦＴが作製される。なお、基体１２５がシリコン基板で
あれば、下地膜１２６として熱酸化膜を用いることもで
きる。また、１２７は実施例１に従って形成されたモノ
ドメイン領域からなる活性層である。
素膜１２６が成膜され、その上には本発明を応用したＴ
ＦＴが作製される。なお、基体１２５がシリコン基板で
あれば、下地膜１２６として熱酸化膜を用いることもで
きる。また、１２７は実施例１に従って形成されたモノ
ドメイン領域からなる活性層である。
【０１９３】活性層１２７はゲイト絶縁膜１２８で覆わ
れ、その上にはゲイト電極１２９が形成される。そし
て、その上に層間絶縁膜１３０が積層された後、ソース
電極１３１が形成される。このソース電極１３１の形成
と同時にビット線１２２および１３２で示される電極が
形成される。また、１３３は絶縁膜でなる保護膜であ
る。
れ、その上にはゲイト電極１２９が形成される。そし
て、その上に層間絶縁膜１３０が積層された後、ソース
電極１３１が形成される。このソース電極１３１の形成
と同時にビット線１２２および１３２で示される電極が
形成される。また、１３３は絶縁膜でなる保護膜であ
る。
【０１９４】この電極１３２は固定電位を保ち、その下
方に存在する活性層のドレイン領域との間にコンデンサ
１２４を形成する。即ち、このコンデンサに蓄積された
電荷をＴＦＴにより書き込んだり、読み出したりするこ
とで記憶素子としての機能を有することになる。
方に存在する活性層のドレイン領域との間にコンデンサ
１２４を形成する。即ち、このコンデンサに蓄積された
電荷をＴＦＴにより書き込んだり、読み出したりするこ
とで記憶素子としての機能を有することになる。
【０１９５】ＤＲＡＭの特徴は１個のメモリを構成する
素子数がＴＦＴとコンデンサだけで非常に少ないので、
高集積密度の大規模メモリを構成するのに適している。
また、価格も低く抑えられるので、現在最も大量に使用
されている。
素子数がＴＦＴとコンデンサだけで非常に少ないので、
高集積密度の大規模メモリを構成するのに適している。
また、価格も低く抑えられるので、現在最も大量に使用
されている。
【０１９６】例えば、シリコン基板上に本発明を応用し
たＳＯＩ構造を形成した場合、接合面積が小さいためＴ
ＦＴのリーク（漏洩）電流を小さく抑えることが出来
る。このことはデータ保持時間に大きく寄与する。
たＳＯＩ構造を形成した場合、接合面積が小さいためＴ
ＦＴのリーク（漏洩）電流を小さく抑えることが出来
る。このことはデータ保持時間に大きく寄与する。
【０１９７】また、ＳＯＩ基板上にＤＲＡＭセルを形成
した場合の特徴として蓄積容量を小さく設定することが
できるため、低電圧での動作を可能とすることができ
る。
した場合の特徴として蓄積容量を小さく設定することが
できるため、低電圧での動作を可能とすることができ
る。
【０１９８】〔実施例９〕本実施例では、本発明を応用
して作製したＴＦＴをＳＲＡＭ（Static RondomAccess
Memory ）に応用した例について説明する。説明には図
１３を用いることとする。
して作製したＴＦＴをＳＲＡＭ（Static RondomAccess
Memory ）に応用した例について説明する。説明には図
１３を用いることとする。
【０１９９】ＳＲＡＭはフリップフロップ等の双安定回
路を記憶素子に用いたメモリであって、双安定回路のＯ
Ｎ−ＯＦＦあるいはＯＦＦ−ＯＮの２安定状態に対応し
て２進情報値（０または１）を記憶するものである。電
源の供給がある限り記憶が保持される点で有利である。
路を記憶素子に用いたメモリであって、双安定回路のＯ
Ｎ−ＯＦＦあるいはＯＦＦ−ＯＮの２安定状態に対応し
て２進情報値（０または１）を記憶するものである。電
源の供給がある限り記憶が保持される点で有利である。
【０２００】記憶回路はＮ−ＭＯＳやＣ−ＭＯＳで構成
される。図１３（Ａ）に示すＳＲＡＭの回路は受動負荷
素子に高抵抗を用いた回路である。
される。図１３（Ａ）に示すＳＲＡＭの回路は受動負荷
素子に高抵抗を用いた回路である。
【０２０１】２２１で示されるのはワード線であり、２
２２はビット線である。２２３は高抵抗で構成される負
荷素子であり、２２４で示されるような２組のドライバ
トランジスタと２２５で示されるような２組のアクセス
トランジスタとでＳＲＡＭが構成される。
２２はビット線である。２２３は高抵抗で構成される負
荷素子であり、２２４で示されるような２組のドライバ
トランジスタと２２５で示されるような２組のアクセス
トランジスタとでＳＲＡＭが構成される。
【０２０２】ＴＦＴの断面構造を図１３（Ｂ）に示す。
石英基板もしくはシリコン基板でなる基体２２６上に下
地膜として酸化珪素膜２２７を成膜し、その上に本発明
を応用したＴＦＴを作製することができる。２２８は実
施例１に従って形成されたモノドメイン領域からなる活
性層である。
石英基板もしくはシリコン基板でなる基体２２６上に下
地膜として酸化珪素膜２２７を成膜し、その上に本発明
を応用したＴＦＴを作製することができる。２２８は実
施例１に従って形成されたモノドメイン領域からなる活
性層である。
【０２０３】活性層２２８はゲイト絶縁膜２２９で覆わ
れ、その上にはゲイト電極２３０が形成される。そし
て、その上に層間絶縁膜２３１が積層された後、ソース
電極２３２が形成される。このソース電極２３２の形成
と同時にビット線２２およびドレイン電極２３３が形成
される。
れ、その上にはゲイト電極２３０が形成される。そし
て、その上に層間絶縁膜２３１が積層された後、ソース
電極２３２が形成される。このソース電極２３２の形成
と同時にビット線２２およびドレイン電極２３３が形成
される。
【０２０４】その上には再び層間絶縁膜２３４が積層さ
れ、次に高抵抗負荷としてポリシリコン膜２３５が形成
される。２３６は絶縁膜でなる保護膜である。
れ、次に高抵抗負荷としてポリシリコン膜２３５が形成
される。２３６は絶縁膜でなる保護膜である。
【０２０５】以上のような構成でなるＳＲＡＭの特徴
は、高速動作が可能で、信頼性が高くシステムへの組む
込みが容易なことなどである。
は、高速動作が可能で、信頼性が高くシステムへの組む
込みが容易なことなどである。
【０２０６】〔実施例１０〕実施例７や実施例８で触れ
たようなＳＯＩ構造に関する研究は低消費電力化のブレ
イクスルーとして近年その発達が目覚ましい。本実施例
では、ＳＯＩ基板に残された問題と本発明とを対比させ
る。
たようなＳＯＩ構造に関する研究は低消費電力化のブレ
イクスルーとして近年その発達が目覚ましい。本実施例
では、ＳＯＩ基板に残された問題と本発明とを対比させ
る。
【０２０７】上記問題点を図１４にまとめる。図１４に
示すように珪素膜中の界面準位や固定電荷のような結晶
性に関するものや、金属汚染やボロン濃度といった外的
なものなどがある。
示すように珪素膜中の界面準位や固定電荷のような結晶
性に関するものや、金属汚染やボロン濃度といった外的
なものなどがある。
【０２０８】本発明では、結晶性珪素膜をハロゲン元素
を含む雰囲気において加熱処理することにより、珪素膜
の単結晶化と金属元素のゲッタリングを同時に行う。
を含む雰囲気において加熱処理することにより、珪素膜
の単結晶化と金属元素のゲッタリングを同時に行う。
【０２０９】まず、ゲッタリング効果により金属汚染が
容易に除去される。これはハロゲン元素の作用によるも
のであり、その結果、ニッケルとの結合が切れたシリコ
ン原子の不対結合手が増加するという２次的な作用を持
つ。
容易に除去される。これはハロゲン元素の作用によるも
のであり、その結果、ニッケルとの結合が切れたシリコ
ン原子の不対結合手が増加するという２次的な作用を持
つ。
【０２１０】次に、加熱処理によるアニール効果による
単結晶化である。この効果としては、パイプ密度、界面
準位、固定電荷、貫通転移など結晶性に悪影響を与える
因子を除去または充分減少できる。
単結晶化である。この効果としては、パイプ密度、界面
準位、固定電荷、貫通転移など結晶性に悪影響を与える
因子を除去または充分減少できる。
【０２１１】図１４中の析出物はシリサイド系物質であ
ればハロゲン元素によるゲッタリング効果により除去す
ることが可能である。また、酸化物系物質であれば加熱
処理により酸素が再び脱離、拡散して酸化物が消滅する
ことも期待できる。
ればハロゲン元素によるゲッタリング効果により除去す
ることが可能である。また、酸化物系物質であれば加熱
処理により酸素が再び脱離、拡散して酸化物が消滅する
ことも期待できる。
【０２１２】〔実施例１１〕本実施例では、実施例２の
半導体装置および実施例５のＣＭＯＳ構造を用いて同一
基体上にアクティブマトリクス領域とこのアクティブマ
トリクス領域を駆動する周辺駆動回路とを集積化した例
を示す。
半導体装置および実施例５のＣＭＯＳ構造を用いて同一
基体上にアクティブマトリクス領域とこのアクティブマ
トリクス領域を駆動する周辺駆動回路とを集積化した例
を示す。
【０２１３】集積化されたアクティブマトリクス型の液
晶表示装置を構成する一方の基体は以下ような構成を有
している。即ち、アクティブマトリクス領域には、マト
リクス状に配置された画素のそれぞれにスイッチング用
の薄膜トランジスタが少なくとも一つ配置され、このア
クティブマトリクス領域を駆動するための周辺回路がア
クティブマトリクス領域の周囲に配置されている。そし
てこれらの回路は全て１枚の石英基板（またはシリコン
基板）上に集積化されている。
晶表示装置を構成する一方の基体は以下ような構成を有
している。即ち、アクティブマトリクス領域には、マト
リクス状に配置された画素のそれぞれにスイッチング用
の薄膜トランジスタが少なくとも一つ配置され、このア
クティブマトリクス領域を駆動するための周辺回路がア
クティブマトリクス領域の周囲に配置されている。そし
てこれらの回路は全て１枚の石英基板（またはシリコン
基板）上に集積化されている。
【０２１４】このような構成に本明細書で開示する発明
を利用すると、単結晶上に形成したＭＯＳ−ＦＥＴに匹
敵する性能を有する薄膜トランジスタでもってアクティ
ブマトリクス領域と周辺回路とを構成することができ
る。
を利用すると、単結晶上に形成したＭＯＳ−ＦＥＴに匹
敵する性能を有する薄膜トランジスタでもってアクティ
ブマトリクス領域と周辺回路とを構成することができ
る。
【０２１５】即ち、図３で示す薄膜トランジスタでもっ
てアクティブマトリクス領域の画素ＴＦＴを構成し、図
８〜図１０で示すＣＭＯＳ構成でもって周辺回路を構成
する。
てアクティブマトリクス領域の画素ＴＦＴを構成し、図
８〜図１０で示すＣＭＯＳ構成でもって周辺回路を構成
する。
【０２１６】アクティブマトリクス領域に配置される薄
膜トランジスタは、画素電極に保持された電荷を所定の
時間でもって維持する必要から、そのオフ電流値を極力
小さくすることが望まれる。
膜トランジスタは、画素電極に保持された電荷を所定の
時間でもって維持する必要から、そのオフ電流値を極力
小さくすることが望まれる。
【０２１７】本発明による薄膜トランジスタはその活性
層がモノドメイン領域で形成されているため、オフ電流
が優先的に流れるパス（電流経路）となりうる結晶粒界
が実質的に存在しない。従って、オフ電流の小さい薄膜
トランジスタを配置することが可能である。
層がモノドメイン領域で形成されているため、オフ電流
が優先的に流れるパス（電流経路）となりうる結晶粒界
が実質的に存在しない。従って、オフ電流の小さい薄膜
トランジスタを配置することが可能である。
【０２１８】一方で周辺駆動回路はＣＭＯＳ回路が多用
される。そしてその特性を高いものとするためには、Ｃ
ＭＯＳ回路を構成する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の特性を極力そろ
えることが必要とされる。
される。そしてその特性を高いものとするためには、Ｃ
ＭＯＳ回路を構成する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の特性を極力そろ
えることが必要とされる。
【０２１９】このような目的のためには、実施例５（図
８〜図１０参照）に示したようなＣＭＯＳ構造が最適な
ものとなる。
８〜図１０参照）に示したようなＣＭＯＳ構造が最適な
ものとなる。
【０２２０】このようにしてそれぞれの回路に好ましい
特性を有した構成でなる集積化されたアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置を得ることができる。
特性を有した構成でなる集積化されたアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置を得ることができる。
【０２２１】〔実施例１２〕本実施例では実施例２にお
いてゲイト絶縁膜の形成工程を異なるものとした場合の
例について説明する。
いてゲイト絶縁膜の形成工程を異なるものとした場合の
例について説明する。
【０２２２】まず、実施例１と同様の工程を経てモノド
メイン領域を含む半導体薄膜を形成し、次いでモノドメ
イン領域のみを選択的に利用して半導体装置の活性層を
形成する。
メイン領域を含む半導体薄膜を形成し、次いでモノドメ
イン領域のみを選択的に利用して半導体装置の活性層を
形成する。
【０２２３】次に、活性層を覆う様にして200 〜1500Å
（本実施例では800 Å）の厚さの珪素を主成分とする絶
縁膜（本実施例では酸化珪素膜）をＣＶＤ法またはＰＶ
Ｄ法に代表される気相法により成膜する。この時、酸化
珪素膜の膜厚は最終的な絶縁耐圧を考慮して決定すれば
良い。また、酸化珪素膜の代わりに酸化窒化珪素膜や窒
化珪素膜を用いることもできる。
（本実施例では800 Å）の厚さの珪素を主成分とする絶
縁膜（本実施例では酸化珪素膜）をＣＶＤ法またはＰＶ
Ｄ法に代表される気相法により成膜する。この時、酸化
珪素膜の膜厚は最終的な絶縁耐圧を考慮して決定すれば
良い。また、酸化珪素膜の代わりに酸化窒化珪素膜や窒
化珪素膜を用いることもできる。
【０２２４】酸化珪素膜の成膜が終了したら、再びハロ
ゲン元素を含む雰囲気における第３の加熱処理を行う。
この加熱処理は実施例１におけるハロゲン元素を含む雰
囲気における加熱処理（第２の加熱処理）と同様の条件
で行えば良い。
ゲン元素を含む雰囲気における第３の加熱処理を行う。
この加熱処理は実施例１におけるハロゲン元素を含む雰
囲気における加熱処理（第２の加熱処理）と同様の条件
で行えば良い。
【０２２５】この第３の加熱処理により活性層中に残存
するニッケル等の金属元素がさらに低減され、それに伴
いモノドメイン領域の結晶性もさらに向上する。また、
活性層と前述の酸化珪素膜との界面においては熱酸化反
応が進行し、200 Å程度の熱酸化膜が形成される。その
際、活性層の最終的な膜厚が200 〜300 Å（代表的には
250 Å) となる様に設定しておくとオフ電流を低減する
上で効果的である。
するニッケル等の金属元素がさらに低減され、それに伴
いモノドメイン領域の結晶性もさらに向上する。また、
活性層と前述の酸化珪素膜との界面においては熱酸化反
応が進行し、200 Å程度の熱酸化膜が形成される。その
際、活性層の最終的な膜厚が200 〜300 Å（代表的には
250 Å) となる様に設定しておくとオフ電流を低減する
上で効果的である。
【０２２６】なお、本実施例では上記ハロゲン元素を含
む雰囲気における加熱処理に引き続いて窒素雰囲気中、
950 ℃1hr 程度の加熱処理を施すことで熱酸化膜および
珪素を主成分とする絶縁膜の膜質を向上させている。
む雰囲気における加熱処理に引き続いて窒素雰囲気中、
950 ℃1hr 程度の加熱処理を施すことで熱酸化膜および
珪素を主成分とする絶縁膜の膜質を向上させている。
【０２２７】また、ハロゲン元素を含む雰囲気における
加熱処理を施した結果、活性層とゲイト絶縁膜との界面
付近にはハロゲン元素が高濃度に残留する。ＳＩＭＳ測
定によれば 1×1019〜 1×1020atoms/cm3 の濃度で存在
する。
加熱処理を施した結果、活性層とゲイト絶縁膜との界面
付近にはハロゲン元素が高濃度に残留する。ＳＩＭＳ測
定によれば 1×1019〜 1×1020atoms/cm3 の濃度で存在
する。
【０２２８】さらに、活性層と前述の酸化珪素膜との界
面に形成された熱酸化膜は、前記酸化珪素膜と共にゲイ
ト絶縁膜を構成する。この時、熱酸化膜が形成される際
に活性層界面の欠陥準位や格子間シリコン原子等を減少
させるため、活性層とゲイト絶縁膜との界面状態は非常
に優れたものとなる。
面に形成された熱酸化膜は、前記酸化珪素膜と共にゲイ
ト絶縁膜を構成する。この時、熱酸化膜が形成される際
に活性層界面の欠陥準位や格子間シリコン原子等を減少
させるため、活性層とゲイト絶縁膜との界面状態は非常
に優れたものとなる。
【０２２９】また、実施例１にも述べた様に活性層表面
を極めて平坦であるため熱酸化反応は均一に進行し、ゲ
イト絶縁膜の膜厚も均一なものとなる。この事は界面状
態を良くするだけでなく、ゲイト絶縁膜の耐圧を向上さ
せる上で好ましい。
を極めて平坦であるため熱酸化反応は均一に進行し、ゲ
イト絶縁膜の膜厚も均一なものとなる。この事は界面状
態を良くするだけでなく、ゲイト絶縁膜の耐圧を向上さ
せる上で好ましい。
【０２３０】以上の様に、本実施例を実施することでニ
ッケル等の金属元素を低減するだけでなく、活性層とゲ
イト絶縁膜との界面状態を極めて良好なものとし、優れ
た電気特性と高い信頼性を有する半導体装置を実現する
ことが可能となる。
ッケル等の金属元素を低減するだけでなく、活性層とゲ
イト絶縁膜との界面状態を極めて良好なものとし、優れ
た電気特性と高い信頼性を有する半導体装置を実現する
ことが可能となる。
【０２３１】なお、実施例１に示した第２の加熱処理と
本実施例に示した第３の加熱処理とを同時に兼ねてしま
うことも可能である。そのためには、実施例１において
結晶性珪素膜２０７（第１の加熱処理を施す前の結晶性
珪素膜）をパターニングして活性層を形成し、本実施例
の様な構成とすれば良い。
本実施例に示した第３の加熱処理とを同時に兼ねてしま
うことも可能である。そのためには、実施例１において
結晶性珪素膜２０７（第１の加熱処理を施す前の結晶性
珪素膜）をパターニングして活性層を形成し、本実施例
の様な構成とすれば良い。
【０２３２】〔実施例１３〕本実施例は実施例１２とは
異なる条件で活性層とゲイト絶縁膜との界面状態を改善
する場合の例である。
異なる条件で活性層とゲイト絶縁膜との界面状態を改善
する場合の例である。
【０２３３】まず、実施例１と同様の工程を経てモノド
メイン領域を含む半導体薄膜を形成し、次いでモノドメ
イン領域のみを選択的に利用して半導体装置の活性層を
形成する。そして、実施例１２と同様に200 〜1500Åの
厚さの酸化珪素膜をＣＶＤ法またはＰＶＤ法により成膜
する。
メイン領域を含む半導体薄膜を形成し、次いでモノドメ
イン領域のみを選択的に利用して半導体装置の活性層を
形成する。そして、実施例１２と同様に200 〜1500Åの
厚さの酸化珪素膜をＣＶＤ法またはＰＶＤ法により成膜
する。
【０２３４】この状態で500 〜700 ℃（代表的には640
〜650 ℃) の加熱処理を行う。この温度範囲は熱酸化を
行うことのできる下限に近い温度である。また、この加
熱処理は酸素のみの雰囲気でも良いし、ハロゲン元素を
含む雰囲気であっても良い。また、雰囲気中に水蒸気を
含むウェット雰囲気とすることもできる。
〜650 ℃) の加熱処理を行う。この温度範囲は熱酸化を
行うことのできる下限に近い温度である。また、この加
熱処理は酸素のみの雰囲気でも良いし、ハロゲン元素を
含む雰囲気であっても良い。また、雰囲気中に水蒸気を
含むウェット雰囲気とすることもできる。
【０２３５】本実施例の条件で加熱処理を行う場合、0.
5 〜2hr 程度も処理すれば数十Å未満（例えば10〜90
Å）の熱酸化膜が形成される。そして、熱酸化膜の成長
はこの程度の膜厚にほぼ収束する。
5 〜2hr 程度も処理すれば数十Å未満（例えば10〜90
Å）の熱酸化膜が形成される。そして、熱酸化膜の成長
はこの程度の膜厚にほぼ収束する。
【０２３６】本発明者らの知見によると、活性層および
ゲイト絶縁膜の極界面付近（界面から活性層側およびゲ
イト絶縁膜側に向かって10〜30Å程度の領域）に固定電
荷や欠陥準位等が集中するため、この領域が活性層とゲ
イト絶縁膜との界面状態を決定するといって過言ではな
い。
ゲイト絶縁膜の極界面付近（界面から活性層側およびゲ
イト絶縁膜側に向かって10〜30Å程度の領域）に固定電
荷や欠陥準位等が集中するため、この領域が活性層とゲ
イト絶縁膜との界面状態を決定するといって過言ではな
い。
【０２３７】従って、活性層とゲイト絶縁膜との界面状
態を良好なものとするには、活性層界面の僅か10〜30Å
の領域を熱酸化する（活性層が10〜30Å減じ、新たに20
〜60Åの熱酸化膜が形成される) ことで極界面近傍の固
定電荷や欠陥準位を消滅させれば良いのである。換言す
れば、良好な界面状態を実現するためには僅か数十Å未
満の熱酸化膜が形成できれば十分なのである。
態を良好なものとするには、活性層界面の僅か10〜30Å
の領域を熱酸化する（活性層が10〜30Å減じ、新たに20
〜60Åの熱酸化膜が形成される) ことで極界面近傍の固
定電荷や欠陥準位を消滅させれば良いのである。換言す
れば、良好な界面状態を実現するためには僅か数十Å未
満の熱酸化膜が形成できれば十分なのである。
【０２３８】本実施例の様な熱酸化工程は処理温度が低
いため装置にかける負担を低減することができる上、半
導体装置の製造プロセスのスループットを向上させるこ
とが可能である。
いため装置にかける負担を低減することができる上、半
導体装置の製造プロセスのスループットを向上させるこ
とが可能である。
【０２３９】〔実施例１４〕本実施例ではゲイト電極と
して結晶性珪素膜（ポリシリコン膜）を利用した例を示
す。説明には図１６を用いる。
して結晶性珪素膜（ポリシリコン膜）を利用した例を示
す。説明には図１６を用いる。
【０２４０】図１６（Ａ）において、１６０１はガラス
基板、１６０２は下地膜、１６０３は実施例１に示す工
程で得られたモノドメイン領域でなる活性層、１６０４
はゲイト絶縁膜、１６０５は一導電性を付与したポリシ
リコン膜でなるゲイト電極である。
基板、１６０２は下地膜、１６０３は実施例１に示す工
程で得られたモノドメイン領域でなる活性層、１６０４
はゲイト絶縁膜、１６０５は一導電性を付与したポリシ
リコン膜でなるゲイト電極である。
【０２４１】次に、この状態で活性層１６０３に対して
一導電性を付与する不純物イオンの注入を行なう。そし
て、このイオン注入工程により不純物領域１６０６、１
６０７が形成される。
一導電性を付与する不純物イオンの注入を行なう。そし
て、このイオン注入工程により不純物領域１６０６、１
６０７が形成される。
【０２４２】不純物イオンの注入が終了したら、窒化珪
素膜１６０８を 0.5〜1 μｍの厚さに成膜する。成膜方
法は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法の
いずれであっても良い。また、窒化珪素膜以外に酸化珪
素膜を用いても良い。
素膜１６０８を 0.5〜1 μｍの厚さに成膜する。成膜方
法は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法の
いずれであっても良い。また、窒化珪素膜以外に酸化珪
素膜を用いても良い。
【０２４３】こうして図１６（Ｂ）の状態が得られる。
図１６（Ｂ）の状態が得られたら、次に窒化珪素膜１６
０８をエッチバック法によりエッチングして、ゲイト電
極１６０５の側壁にのみ残す。こうして残された窒化珪
素膜はサイドウォール１６０９として機能する。
図１６（Ｂ）の状態が得られたら、次に窒化珪素膜１６
０８をエッチバック法によりエッチングして、ゲイト電
極１６０５の側壁にのみ残す。こうして残された窒化珪
素膜はサイドウォール１６０９として機能する。
【０２４４】この際、ゲイト絶縁膜１６０４はゲイト電
極１６０５およびサイドウォール１６０９がマスクとな
った領域以外が除去されて図１６（Ｃ）に示す様な状態
で残存する。
極１６０５およびサイドウォール１６０９がマスクとな
った領域以外が除去されて図１６（Ｃ）に示す様な状態
で残存する。
【０２４５】次に、図１６（Ｃ）に示す状態で再び不純
物イオンの注入を行なう。この時、ドーズ量は先程のイ
オン注入のドーズ量よりも高めとしておく。このイオン
注入の際、サイドウォール１６０９の直下の領域１６１
０、１６１１はイオン注入が行なわれないので、不純物
イオンの濃度に変化はない。しかし、露出した領域１６
１２、１６１３はさらに高濃度の不純物イオンが注入さ
れることになる。
物イオンの注入を行なう。この時、ドーズ量は先程のイ
オン注入のドーズ量よりも高めとしておく。このイオン
注入の際、サイドウォール１６０９の直下の領域１６１
０、１６１１はイオン注入が行なわれないので、不純物
イオンの濃度に変化はない。しかし、露出した領域１６
１２、１６１３はさらに高濃度の不純物イオンが注入さ
れることになる。
【０２４６】以上の様に２度目のイオン注入を経て、ソ
ース領域１６１２、ドレイン領域１６１３およびソース
／ドレイン領域よりも不純物濃度の低い低濃度不純物領
域（ＬＤＤ領域）１６１０、１６１１が形成される。な
お、ゲイト電極１６０５の直下はアンドープな領域であ
り、チャネル形成領域１６１４となる。
ース領域１６１２、ドレイン領域１６１３およびソース
／ドレイン領域よりも不純物濃度の低い低濃度不純物領
域（ＬＤＤ領域）１６１０、１６１１が形成される。な
お、ゲイト電極１６０５の直下はアンドープな領域であ
り、チャネル形成領域１６１４となる。
【０２４７】以上の工程を経て図１６（Ｃ）の状態が得
られたら、300 Åの厚さの図示しないチタン膜を成膜
し、チタン膜とシリコン膜とを反応させる。そして、チ
タン膜を除去した後、ランプアニール等による加熱処理
を行なうことでソース領域１６１２、ドレイン領域１６
１３、ゲイト電極１６０５の露出表面にチタンシリサイ
ド１６１５〜１６１７を形成する。（図１６（Ｄ））
られたら、300 Åの厚さの図示しないチタン膜を成膜
し、チタン膜とシリコン膜とを反応させる。そして、チ
タン膜を除去した後、ランプアニール等による加熱処理
を行なうことでソース領域１６１２、ドレイン領域１６
１３、ゲイト電極１６０５の露出表面にチタンシリサイ
ド１６１５〜１６１７を形成する。（図１６（Ｄ））
【０２４８】なお、上記工程はチタン膜の代わりにタン
タル膜、タングステン膜、モリブデン膜等を用いること
も可能である。
タル膜、タングステン膜、モリブデン膜等を用いること
も可能である。
【０２４９】次に、層間絶縁膜１６１８として酸化珪素
膜を5000Åの厚さに成膜し、ソース配線１６１９、ドレ
イン配線１６２０、ゲイト配線１６２１を形成する。こ
うして図１６（Ｄ）に示す構造のＴＦＴが完成する。
膜を5000Åの厚さに成膜し、ソース配線１６１９、ドレ
イン配線１６２０、ゲイト配線１６２１を形成する。こ
うして図１６（Ｄ）に示す構造のＴＦＴが完成する。
【０２５０】本実施例で示す構造のＴＦＴは、配線とＴ
ＦＴとの接続がチタンシリサイド１６１５〜１６１７を
介して行われるため、良好なオーミックコンタクトを実
現することができる。
ＦＴとの接続がチタンシリサイド１６１５〜１６１７を
介して行われるため、良好なオーミックコンタクトを実
現することができる。
【０２５１】〔実施例１５〕本明細書中における半導体
装置とは、半導体を利用することで機能する装置全般を
指しており、実施例１１に示す様な構成でなるアクティ
ブマトリクス型の電気光学装置（液晶表示装置、ＥＬ表
示装置、ＥＣ表示装置等）およびその様な電気光学装置
を組み込んだ応用製品をもその範疇に含むものとする。
装置とは、半導体を利用することで機能する装置全般を
指しており、実施例１１に示す様な構成でなるアクティ
ブマトリクス型の電気光学装置（液晶表示装置、ＥＬ表
示装置、ＥＣ表示装置等）およびその様な電気光学装置
を組み込んだ応用製品をもその範疇に含むものとする。
【０２５２】本実施例では、その応用製品について図例
を挙げて説明する。本発明を利用した半導体装置として
はＴＶカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビ
ゲーション、プロジェクション（フロント型とリア型が
ある）、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ等が挙
げられる。簡単な説明を図１７を用いて行う。
を挙げて説明する。本発明を利用した半導体装置として
はＴＶカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビ
ゲーション、プロジェクション（フロント型とリア型が
ある）、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ等が挙
げられる。簡単な説明を図１７を用いて行う。
【０２５３】図１７（Ａ）はモバイルコンピュータであ
り、本体２００１、カメラ部２００２、受像部２００
３、操作スイッチ２００４、表示装置２００５で構成さ
れる。本発明は表示装置２００５や装置内部に組み込ま
れる集積化回路等に対して適用される。
り、本体２００１、カメラ部２００２、受像部２００
３、操作スイッチ２００４、表示装置２００５で構成さ
れる。本発明は表示装置２００５や装置内部に組み込ま
れる集積化回路等に対して適用される。
【０２５４】図１７（Ｂ）はヘッドマウントディスプレ
イであり、本体２１０１、表示装置２１０２、バンド部
２１０３で構成される。表示装置２１０２は比較的小型
のサイズのものが２枚使用される。
イであり、本体２１０１、表示装置２１０２、バンド部
２１０３で構成される。表示装置２１０２は比較的小型
のサイズのものが２枚使用される。
【０２５５】図１７（Ｃ）はカーナビゲーションであ
り、本体２１０１、表示装置２１０２、操作スイッチ２
１０３、アンテナ２１０４で構成される。本発明は表示
装置２１０２や装置内部の集積化回路等に対して適用で
きる。表示装置２２０２はモニターとして利用される
が、地図の表示が主な目的なので解像度の許容範囲は比
較的広いと言える。
り、本体２１０１、表示装置２１０２、操作スイッチ２
１０３、アンテナ２１０４で構成される。本発明は表示
装置２１０２や装置内部の集積化回路等に対して適用で
きる。表示装置２２０２はモニターとして利用される
が、地図の表示が主な目的なので解像度の許容範囲は比
較的広いと言える。
【０２５６】図１７（Ｄ）は携帯電話であり、本体２３
０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示
装置２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０
６で構成される。本発明は表示装置２３０４や装置内部
の集積化回路等に対してに適用できる。
０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示
装置２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０
６で構成される。本発明は表示装置２３０４や装置内部
の集積化回路等に対してに適用できる。
【０２５７】図１７（Ｅ）はビデオカメラであり、本体
２４０１、表示装置２４０２、音声入力部２４０３、操
作スイッチ２４０４、バッテリー２４０５、受像部２４
０６で構成される。本発明は表示装置２４０２や装置内
部の集積化回路等に対して適用できる。
２４０１、表示装置２４０２、音声入力部２４０３、操
作スイッチ２４０４、バッテリー２４０５、受像部２４
０６で構成される。本発明は表示装置２４０２や装置内
部の集積化回路等に対して適用できる。
【０２５８】図１７（Ｆ）はフロントプロジェクション
であり、本体２５０１、光源２５０２、反射型表示装置
２５０３、光学系（ビームスプリッターや偏光子等が含
まれる）２５０４、スクリーン２５０５で構成される。
スクリーン２５０５は会議や学会発表などのプレゼンテ
ーションに利用される大画面スクリーンであるので、表
示装置２５０３は高い解像度が要求される。
であり、本体２５０１、光源２５０２、反射型表示装置
２５０３、光学系（ビームスプリッターや偏光子等が含
まれる）２５０４、スクリーン２５０５で構成される。
スクリーン２５０５は会議や学会発表などのプレゼンテ
ーションに利用される大画面スクリーンであるので、表
示装置２５０３は高い解像度が要求される。
【０２５９】また、本実施例に示した電気光学装置以外
にも、リアプロジェクションやハンディターミナルなど
の携帯型情報端末機器に適用することができる。以上の
様に、本発明の応用範囲は極めて広く、あらゆる分野の
表示媒体に適用することが可能である。
にも、リアプロジェクションやハンディターミナルなど
の携帯型情報端末機器に適用することができる。以上の
様に、本発明の応用範囲は極めて広く、あらゆる分野の
表示媒体に適用することが可能である。
【０２６０】
【発明の効果】本発明の効果として、絶縁表面を有する
基体上に実質的に単結晶と見なせるモノドメイン領域を
形成することが実現できる。即ち、単結晶に匹敵する結
晶性を有する結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタ等
の半導体装置の活性層を構成することが可能となる。
基体上に実質的に単結晶と見なせるモノドメイン領域を
形成することが実現できる。即ち、単結晶に匹敵する結
晶性を有する結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタ等
の半導体装置の活性層を構成することが可能となる。
【０２６１】従って、公知の単結晶ウエハーを用いた集
積回路に匹敵する性能を有した半導体回路を構築するこ
とが実現できる。
積回路に匹敵する性能を有した半導体回路を構築するこ
とが実現できる。
【図１】 横成長領域の特徴を示す図
【図２】 モノドメイン領域を有する半導体薄膜の
形成工程を示す図
形成工程を示す図
【図３】 半導体装置の作製工程を示す図
【図４】 塩化ニッケルの蒸気圧と温度の関係を示
す図
す図
【図５】 薄膜トランジスタの電気特性を示す図
【図６】 結晶性珪素膜中の塩素濃度の分布を示す
図
図
【図７】 モノドメイン領域に形成された活性層を
示す図
示す図
【図８】 半導体装置の作製工程を示す図
【図９】 半導体装置の作製工程を示す図
【図１０】 半導体装置の作製工程を示す図
【図１１】 半導体装置の作製工程を示す図
【図１２】 ＤＲＡＭの構成を示す図
【図１３】 ＳＲＡＭの構成を示す図
【図１４】 ＳＯＩ構造の問題点を示す図
【図１５】 人工石英ターゲットの成分表を示す図表
【図１６】 半導体装置の作製工程を示す図。
【図１７】 応用製品の例を説明するための図。
１０１ ニッケル導入領域 １０２ 横成長領域 １０３ 結晶粒界 １０４ 接合界面 ２０１ 石英基板またはシリコン基板 ２０２ 酸化珪素膜 ２０３ 非晶質珪素膜 ２０４ 酸化珪素膜 ２０５ ニッケル導入領域 ２０６ ニッケルを含んだ水膜 ２０７ 結晶性珪素膜 ２０８ 結晶成長の方向 ２０９ 熱酸化膜 ２１０ 結晶性珪素膜 ２１１ 結晶性珪素膜
フロントページの続き (72)発明者 福永 健司 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
Claims (32)
- 【請求項１】絶縁表面を有する基体上に形成された半導
体薄膜であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成されるモノドメイン領域を有し
ていることを特徴とする半導体薄膜。 - 【請求項２】請求項１において、モノドメイン領域には
実質的に結晶粒界が存在しないことを特徴とする半導体
薄膜。 - 【請求項３】絶縁表面を有する基体上に形成された半導
体薄膜であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成されるモノドメイン領域を有
し、 前記モノドメイン領域には実質的に結晶粒界が存在しな
いことを特徴とする半導体薄膜。 - 【請求項４】絶縁表面を有する基体上に形成された半導
体薄膜であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成されるモノドメイン領域を有
し、 前記モノドメイン領域には実質的に結晶粒界が存在せ
ず、 前記モノドメイン領域を構成する半導体薄膜中には水素
およびハロゲン元素が５原子％以下の濃度で含まれ、 前記ハロゲン元素は塩素、臭素、弗素から選ばれた元素
であることを特徴とする半導体薄膜。 - 【請求項５】絶縁表面を有する基体上に減圧熱ＣＶＤ法
により非晶質珪素膜を成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を
保持せしめる工程と、 第１の加熱処理により前記非晶質珪素膜の少なくとも一
部を結晶性珪素膜に変成せしめる工程と、 前記酸化珪素膜を除去する工程と、 ハロゲン元素を含む雰囲気中において第２の加熱処理を
行うことにより前記非晶質珪素膜および／または前記結
晶性珪素膜上にハロゲン元素を含有した熱酸化膜を形成
すると同時に前記結晶性珪素膜をモノドメイン領域に変
成せしめる工程と、 前記熱酸化膜を除去する工程と、 を少なくとも経て作製されることを特徴とする半導体薄
膜。 - 【請求項６】請求項５において、ハロゲン元素は半導体
薄膜表面近傍において高い濃度分布を有していることを
特徴とする半導体薄膜。 - 【請求項７】請求項１乃至請求項５において、モノドメ
イン領域の膜厚は150 〜450 Åであることを特徴とする
半導体薄膜。 - 【請求項８】請求項１乃至請求項５において、モノドメ
イン領域を構成する半導体薄膜中には水素が１×１０15
〜１×１０21atoms/cm3 の濃度で添加されていることを
特徴とする半導体薄膜。 - 【請求項９】絶縁表面を有する基体上に減圧熱ＣＶＤ法
により非晶質珪素膜を成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を
保持せしめる工程と、 第１の加熱処理により前記非晶質珪素膜の少なくとも一
部を結晶性珪素膜に変成せしめる工程と、 前記酸化珪素膜を除去する工程と、 ハロゲン元素を含む雰囲気中において第２の加熱処理を
行うことにより前記非晶質珪素膜および／または前記結
晶性珪素膜上にハロゲン元素を含有した熱酸化膜を形成
する工程と、 前記熱酸化膜を除去する工程と、 を少なくとも有し、 前記第２の加熱処理により前記結晶性珪素膜をモノドメ
イン領域に変成せしめることを特徴とする半導体薄膜の
作製方法。 - 【請求項１０】請求項９において、結晶性珪素膜は前記
基体と概略平行な柱状または針状結晶が複数集合して形
成されることを特徴とする半導体薄膜の作製方法。 - 【請求項１１】請求項９において、基体として表面に人
工石英ターゲットを用いたスパッタ法により成膜された
酸化珪素膜を有する石英基板もしくは表面に熱酸化膜を
形成したシリコン基板を用いることを特徴とする半導体
薄膜の作製方法。 - 【請求項１２】請求項９において、結晶化を助長する金
属元素はとしてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、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薄
膜の作製方法。 - 【請求項１３】請求項９において、ハロゲン元素を含む
雰囲気はＯ2 雰囲気中にＨＣｌ、ＨＦ、ＨＢｒ、Ｃｌ
2 、ＮＦ3 、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
導体薄膜の作製方法。 - 【請求項１４】請求項９において、第１の加熱処理は５
００〜７００℃の温度範囲で行われ、 第２の加熱処理は７００℃〜１１００℃の温度範囲で行
われることを特徴とする半導体薄膜の作製方法。 - 【請求項１５】絶縁表面を有する基体上に形成された半
導体薄膜でなる活性層を有する半導体装置であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成されるモノドメイン領域を有
し、 前記活性層は前記モノドメイン領域のみで構成されるこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１６】請求項１５において、活性層には実質的
に結晶粒界が存在しないことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１７】絶縁表面を有する基体上に形成された半
導体薄膜でなる活性層を有する半導体装置であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成されるモノドメイン領域を有
し、 前記モノドメイン領域のみで構成される活性層には実質
的に結晶粒界が存在しないことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項１８】絶縁表面を有する基体上に減圧熱ＣＶＤ
法により非晶質珪素膜を成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を
保持せしめる工程と、 第１の加熱処理により前記非晶質珪素膜の少なくとも一
部を結晶性珪素膜に変成せしめる工程と、 前記酸化珪素膜を除去する工程と、 ハロゲン元素を含む雰囲気中において第２の加熱処理を
行うことにより前記非晶質珪素膜および前記結晶性珪素
膜上にハロゲン元素を含有した熱酸化膜を形成すると同
時に前記結晶性珪素膜をモノドメイン領域に変成せしめ
る工程と、 前記熱酸化膜を除去する工程と、 を少なくとも経て作製され、前記モノドメイン領域のみ
で活性層が構成されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１９】半導体薄膜でなる活性層を有する半導体
装置を作製するにあたって、 絶縁表面を有する基体上に減圧熱ＣＶＤ法により非晶質
珪素膜を成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を
保持せしめる工程と、 加熱処理により前記非晶質珪素膜の少なくとも一部を結
晶性珪素膜に変成せしめる工程と、 前記酸化珪素膜を除去する工程と、 前記結晶性珪素膜のみを用いて活性層を形成する工程
と、 前記活性層を覆って珪素を主成分とする絶縁膜を気相法
により成膜する工程と、 ハロゲン元素を含む雰囲気における加熱処理により前記
活性層と前記珪素を主成分とする絶縁膜との界面に熱酸
化膜を形成すると共に、前記活性層中から前記結晶化を
助長する金属元素をゲッタリング除去することで前記活
性層をモノドメイン領域に変成せしめる工程と、 窒素雰囲気中における加熱処理により前記熱酸化膜を含
めた前記珪素を主成分とする絶縁膜の膜質を改善する工
程と、 を少なくとも経て作製されることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２０】絶縁表面を有する基体上に形成された半
導体薄膜でなる活性層を有する半導体装置であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成される実質的に結晶粒界が存在
しないモノドメイン領域を有し、 前記モノドメイン領域のみで構成される前記活性層の内
部には水素およびハロゲン元素５原子％以下の濃度で含
まれ、 前記ハロゲン元素は塩素、臭素、弗素から選ばれた元素
であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２１】請求項１８乃至請求項２０において、ハ
ロゲン元素は活性層表面近傍において高い濃度分布を有
していることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２２】請求項１５乃至請求項２０において、活
性層の膜厚は150 〜450 Åであることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項２３】請求項１５乃至請求項２０において、活
性層の内部には水素が１×１０15〜１×１０21atoms/cm
3 の濃度で添加されていることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２４】シリコン基板上に集積化されたＩＣの上
方に形成された半導体薄膜でなる活性層を有する半導体
装置であって、 前記半導体薄膜は前記基体と概略平行な柱状または針状
結晶が複数集合して形成されるモノドメイン領域を有
し、 前記モノドメイン領域のみで構成される活性層には実質
的に結晶粒界が存在しないことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２５】請求項２４において、活性層の内部には
水素およびハロゲン元素が５原子％以下の濃度で含ま
れ、 前記ハロゲン元素は塩素、臭素、弗素から選ばれた元素
であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２６】半導体薄膜でなる活性層を有する半導体
装置を作製するにあたって、 絶縁表面を有する基体上に減圧熱ＣＶＤ法により非晶質
珪素膜を成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を
保持せしめる工程と、 第１の加熱処理により前記非晶質珪素膜の少なくとも一
部を結晶性珪素膜に変成せしめる工程と、 前記酸化珪素膜を除去する工程と、 ハロゲン元素を含む雰囲気中において第２の加熱処理を
行うことにより前記非晶質珪素膜および前記結晶性珪素
膜上にハロゲン元素を含有した熱酸化膜を形成する工程
と、 前記熱酸化膜を除去する工程と、 を少なくとも有し、 前記第２の加熱処理により前記結晶性珪素膜をモノドメ
イン領域に変成せしめ、 前記モノドメイン領域のみを用いて活性層を構成するこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項２７】半導体薄膜でなる活性層を有する半導体
装置を作製するにあたって、 絶縁表面を有する基体上に減圧熱ＣＶＤ法により非晶質
珪素膜を成膜する工程と、 前記非晶質珪素膜上に選択的に酸化珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜に対して結晶化を助長する金属元素を
保持せしめる工程と、 加熱処理により前記非晶質珪素膜の少なくとも一部を結
晶性珪素膜に変成せしめる工程と、 前記酸化珪素膜を除去する工程と、 前記結晶性珪素膜のみを用いて活性層を形成する工程
と、 前記活性層を覆って珪素を主成分とする絶縁膜を気相法
により成膜する工程と、 ハロゲン元素を含む雰囲気における加熱処理により前記
活性層と前記珪素を主成分とする絶縁膜との界面に熱酸
化膜を形成すると共に前記活性層中から前記結晶化を助
長する金属元素をゲッタリング除去する工程と、 窒素雰囲気中における加熱処理により前記熱酸化膜を含
めた前記珪素を主成分とする絶縁膜の膜質を改善する工
程と、 を少なくとも有し、 前記ハロゲン元素を含む雰囲気における加熱処理によっ
て前記活性層をモノドメイン領域に変成せしめることを
特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項２８】請求項２６または請求項２７において、
結晶性珪素膜は前記基体と概略平行な柱状または針状結
晶が複数集合して形成されることを特徴とする半導体装
置の作製方法。 - 【請求項２９】請求項２６または請求項２７において、
基体として表面に人工石英ターゲットを用いたスパッタ
法により成膜された酸化珪素膜を有した石英基板もしく
は表面に熱酸化膜を形成したシリコン基板を用いること
を特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項３０】請求項２６または請求項２７において、
結晶化を助長する金属元素はとしてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
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。 - 【請求項３１】請求項２６または請求項２７において、
ハロゲン元素を含む雰囲気はＯ2 雰囲気中にＨＣｌ、Ｈ
Ｆ、ＨＢｒ、Ｃｌ2 、ＮＦ3 、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。 - 【請求項３２】請求項２６において、第１の加熱処理は
５００〜７００℃の温度範囲で行われ、第２の加熱処理
は７００℃〜１１００℃の温度範囲で行われることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33634096A JPH09289167A (ja) | 1996-02-23 | 1996-12-02 | 半導体薄膜およびその作製方法ならびに半導体装置およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-61895 | 1996-02-23 | ||
| JP6189596 | 1996-02-23 | ||
| JP8-61896 | 1996-02-23 | ||
| JP6189696 | 1996-02-23 | ||
| JP33634096A JPH09289167A (ja) | 1996-02-23 | 1996-12-02 | 半導体薄膜およびその作製方法ならびに半導体装置およびその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289167A true JPH09289167A (ja) | 1997-11-04 |
| JPH09289167A5 JPH09289167A5 (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=27297671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33634096A Withdrawn JPH09289167A (ja) | 1996-02-23 | 1996-12-02 | 半導体薄膜およびその作製方法ならびに半導体装置およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09289167A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7638805B2 (en) | 1998-09-04 | 2009-12-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| JP2011014930A (ja) * | 1999-04-06 | 2011-01-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP33634096A patent/JPH09289167A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7638805B2 (en) | 1998-09-04 | 2009-12-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| US7642598B2 (en) | 1998-09-04 | 2010-01-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| USRE42097E1 (en) | 1998-09-04 | 2011-02-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| USRE42139E1 (en) | 1998-09-04 | 2011-02-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| USRE42241E1 (en) | 1998-09-04 | 2011-03-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| US9070604B2 (en) | 1998-09-04 | 2015-06-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| JP2011014930A (ja) * | 1999-04-06 | 2011-01-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| US8541844B2 (en) | 1999-04-06 | 2013-09-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040419 |
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