JPH10135472A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性層端部を乗り越える配線の断線等による
不良を防止する。 【解決手段】 後に活性層となる島状半導体層１０４の
端部のみを薄膜化して突出部１０７を有する凸型半導体
層１０６を形成する。そして、凸型半導体層１０７に対
して熱酸化処理を施すことで熱酸化膜１０８が形成され
る。また、この時突出部１０７は完全に熱酸化されて熱
酸化膜１０８の一部となる。これにより完全に平坦な活
性層１０９を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
結晶性を有する薄膜半導体を用いた半導体装置およびそ
の作製方法に関する。特に、半導体装置の活性層の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、絶縁性を有する基板上に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）を作製する技術が急速に発達してき
ている。ＴＦＴとは金属／絶縁膜／半導体の積層構造で
なるスイッチング素子であり、半導体としては珪素膜
（シリコン膜）が一般的に用いられている。

【０００３】この珪素膜はＴＦＴの活性層として機能
し、これまでは非晶質珪素膜（アモルファスシリコン
膜）が主流であったが、現在はＴＦＴの高速動作を可能
とするために結晶性珪素膜（ポリシリコン膜）が主流に
なりつつある。

【０００４】そして、さらなる高速動作を要求される場
合には、活性層の結晶性を高めるために様々な手段が行
われてきた。特に、700 〜1000℃程度の加熱処理は結晶
性珪素膜の内部欠陥の低減や原子間結合の整合性を改善
する上で非常に効果的であることが知られている。

【０００５】また、活性層に対して高い温度による熱酸
化を施し、その工程で活性層表面に形成された熱酸化膜
をゲイト絶縁膜として利用する技術は良好なSi/SiO₂ 界
面を形成することが知られている。

【０００６】従って、上記の様な工程を実施する場合に
は、結晶性珪素膜を後に活性層となるべき島状の半導体
層に加工し、その上で700 〜1000℃の高い温度による加
熱処理を行うことになる。この工程によって、活性層の
表面には熱酸化膜が形成されるのであるが、ここで大き
な問題が生じる。

【０００７】その問題とは、熱酸化工程の際に島状半導
体層の端部が裏面側から酸化され、島状半導体層が熱酸
化膜によって上へと持ち上げられてしまう現象である。

【０００８】この様子を図３を用いて模式的に説明す
る。図３（Ａ）に示す様に、島状半導体層３０１を形成
する際に石英基板３０２も若干ながらエッチングされる
ため、島状半導体層３０１の端部（拡大図参照）の下に
はえぐれ部分３０３が形成されている。

【０００９】そして、図３（Ｂ）に示す様に、熱酸化膜
３０４の形成と同時に、えぐれ部分３０３によって露出
した島状半導体層３０１の裏面が酸化される。通常、珪
素膜を熱酸化すると熱酸化された珪素膜の約２倍の体積
に膨張するため、石英基板３０２と島状半導体層３０１
との境界に楔を打ち込む様な形で熱酸化反応が進行し、
除々に島状半導体層３０１が持ち上げられてしまう。

【００１０】従って、熱酸化後の島状半導体層３０１の
断面を観察すると島状半導体層３０１の端部が盛り上が
り、熱酸化膜３０４の形状もエッジ部が局部的に急峻な
状態となる。

【００１１】この状態で上にゲイト電極やゲイト配線と
なる導電性膜３０５を成膜すると、図３（Ｃ）に示す様
に、島状半導体層３０１端部においてカバレッジの悪化
による断線等の不良が発生してしまうのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述の様な問題は、島
状半導体層端部においてその下部に形成されたえぐれ部
分から熱酸化反応が進行することに起因するものであ
る。本発明は、その点を踏まえて上記問題点を解決する
ための手段を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の主旨は活性層端
部が図３に示す現象で持ち上がることを念頭に置いて、
活性層端部を予め薄くしておくことで熱酸化後の段差を
なだらかなものとし、後の配線材料の断線等の不良を防
止することにある。

【００１４】また、同時に活性層端部（正確には図１
（Ｃ）に示す突出部１０７）を完全に熱酸化膜に変成さ
せることで、活性層端部の欠陥に起因するリーク電流の
減少および活性層端部におけるゲイト絶縁膜の耐圧向上
を目的としている。

【００１５】そのために、本明細書で開示する発明の構
成は、絶縁表面を有する基板上に珪素膜でなる島状半導
体層を形成する工程と、前記島状半導体層の端部のみを
意図的に薄くして、端部に突出部を有する凸型半導体層
へと加工する工程と、前記凸型半導体層を熱酸化して前
記突出部を完全に熱酸化膜に変成させる工程と、を少な
くとも有することを特徴とする。

【００１６】具体的には、上記凸型半導体層を熱酸化し
た後に残存する半導体層のみを最終的に活性層として利
用することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１において、結晶性珪素膜１０
２を島状半導体層１０４へパターニングした後、島状半
導体層１０４の端部を露出させて、露出部１０５のみを
選択的にエッチングする。

【００１８】こうして形成された凸型半導体層１０６に
対して熱酸化工程を施し、後にゲイト絶縁膜の一部また
は全部を構成する熱酸化膜１０８を形成する。

【００１９】熱酸化工程の際、突出部１０７は従来例で
述べた様に裏面からの熱酸化によって持ち上げられてし
まうが、膜厚が薄いので従来問題となった様な配線の断
線不良を招く程の段差を形成しない。また、最終的に完
全に熱酸化膜に変成するので、活性層１０９の端部を確
実に保護することが可能である。

【００２０】

【実施例】

〔実施例１〕本発明を用いた半導体装置の作製工程を図
１および図２に示す。まず、耐熱性に優れた絶縁表面を
有する基板１０１を用意する。その様な基板としては、
石英基板、サファイア基板、シリコン基板などに酸化珪
素膜等の下地膜を成膜した基板を用いることができる。

【００２１】次に、基板１０１上に結晶性珪素膜１０２
を形成する。結晶性珪素膜１０２は減圧熱ＣＶＤ法もし
くはプラズマＣＶＤ法を用いて500 〜1000Åの厚さに成
膜すれば良い。なお、本実施例では後の熱酸化による膜
減りも考慮して750 Åの厚さに成膜する。

【００２２】また、結晶性珪素膜１０２は直接成膜する
方法だけでなく、非晶質珪素膜を成膜した後、加熱処理
またはレーザー処理により結晶化させて得る方法によっ
ても良い。さらに、加熱処理により結晶化させる場合、
結晶化を助長する金属元素を添加しても構わない。

【００２３】次に、結晶性珪素膜１０２を後の活性層の
原型となる島状半導体層へと加工（パターニング）する
ためのレジストマスク１０３を配置する。その際、予め
結晶性珪素膜１０２の表面には薄い酸化膜を形成してお
くことが好ましい。この酸化膜はレジストマスク１０３
の密着性を向上させ、結晶性珪素膜１０２がレジスト材
料（有機物）で汚染されることを防止する。

【００２４】こうして図１（Ａ）に示す状態が得られ
る。図１（Ａ）に示す状態が得られたら、１回目のドラ
イエッチングにより島状半導体層１０４を形成する。本
実施例におけるエッチング条件は、 ＲＦ電力：300 Ｗ ガス圧力：800mTorr エッチングガス：ＣＦ₄ 43sccm、Ｏ₂ 59sccm とする。

【００２５】次に、島状半導体層１０４を形成したら、
エッチング装置のチャンバー内を酸素雰囲気に切り換え
てレジストマスク１０３のアッシング（炭化）を行い、
0.5〜1.5 μｍ( 好ましくは1.0 μｍ）の距離だけ後退
させる。すると図１（Ｂ）に示す様に、島状半導体層１
０４の端部１０５はレジストマスク１０４が後退した分
だけ露出した状態となる。

【００２６】そして、図１（Ｂ）に示す状態で再びドラ
イエッチングを行い、島状半導体層１０４の端部１０５
をエッチングする。この時、端部１０５は完全に除去す
るのではなく、100 〜500 Å、代表的には200 〜300 Å
程度の膜厚で残存させておくことが本発明における重要
な構成となる。

【００２７】こうして凸型半導体層１０６が形成され
る。凸型半導体層１０６はその端部に長さ0.1 〜1.5 μ
ｍ、厚さ100 〜500 Åの突出部１０７を有した構造とな
っている。なお、この状態では図３（Ａ）に示した様な
えぐれ部分３０３が凸型半導体層１０６の端部に形成さ
れてしまっている。（図１（Ｃ））

【００２８】次に、凸型半導体層１０６上に残存するレ
ジストマスク１０３を専用の剥離液で除去した後、800
〜1100℃、（本実施例では950 ℃）の酸化性雰囲気にお
いて0.1 〜1hr 、（本実施例では0.5hr ）の加熱処理を
行う。

【００２９】なお、酸化性雰囲気は酸素を主体とした雰
囲気で形成するが、珪素膜中の金属元素を除去するため
にハロゲン元素を混在させることも効果的である。

【００３０】この加熱処理により凸型半導体層１０６は
熱酸化され、その表面には熱酸化膜１０８が形成され
る。本実施例では図１（Ｄ）に示す工程で形成された熱
酸化膜１０８のみをそのままゲイト絶縁膜として利用す
る。勿論、熱酸化膜１０８上に気相法により絶縁膜を積
層し、その積層膜をゲイト絶縁膜としても良い。

【００３１】また、この状態になって、後にソース領
域、チャネル形成領域、ドレイン領域を構成する活性層
１０９が画定する。本実施例の条件によれば約500 Åの
熱酸化膜が形成される（約250 Åの結晶性珪素膜が減
る）ため、活性層１０９の膜厚は500 Å程度となる。

【００３２】本発明の最も特徴的な点は、この熱酸化工
程を経ることで珪素膜でなる突出部１０７が完全に熱酸
化され、図１（Ｄ）に示す様な形状で熱酸化膜（ゲイト
絶縁膜）１０８が形成される点にある。

【００３３】即ち、突出部１０７が最終的にはゲイト絶
縁膜の一部となり、ゲイト絶縁膜１０８の端部は、活性
層１０９の側面から0.1 〜1.5 μｍ離れた領域内にまで
及ぶことになる。この図１（Ｄ）に示すゲイト熱酸化膜
の形状が従来の熱酸化膜の形状と異なることは自明であ
る。

【００３４】勿論、上記熱酸化工程の際、凸型半導体層
１０６の端部（突出部１０７の端部）に形成されたえぐ
れ部分（図示せず）は、やはり従来例で述べた様な現象
を引き起こして珪素膜を上へと持ち上げてしまう。しか
しながら、本発明の構成では持ち上げられてしまった領
域は最終的に完全に熱酸化膜となってしまうため、活性
層１０９は完全に平坦な半導体層のみで構成される。

【００３５】また、本発明の構成とすると図１（Ｄ）に
示す様に熱酸化膜１０８が階段状に形成される（ゲイト
絶縁膜に高低差の大きな段差が生じない）ので、後に形
成されるゲイト電極（ゲイト配線）の断線不良を招く様
なことがない。

【００３６】また、活性層１０９の原型である島状半導
体層１０４はドライエッチング法で形成されるが、その
時島状半導体層１０４のエッジにはプラズマダメージが
残留する。通常ならばこのプラズマダメージがＴＦＴの
リーク電流の原因となりうるのだが、本実施例の場合、
島状半導体層１０４のエッジは完全に熱酸化されるので
プラズマダメージも同時に除去される。

【００３７】以上の様にして図１（Ｄ）に示す状態を得
る。図１（Ｄ）に示す状態を得られたら、次にゲイト電
極を構成するためのアルミニウム膜（図示せず）を2500
Å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、ヒロックやウィスカー防止のためにスカ
ンジウムを0.２重量％含有させる。

【００３８】なお、本実施例ではゲイト電極（ゲイト線
む含む）を形成する材料としてアルミニムを主成分とす
る材料を用いているが、他にもタングステン、タンタ
ル、モリブデン等を用いることもできる。また、導電性
を付与した結晶性珪素膜をゲイト電極として活用しても
構わない。

【００３９】次に、図２（Ａ）に示す様にアルミニウム
膜をパターニングしてゲイト電極の原型となる島状のア
ルミニウム膜のパターン１０９を形成する。なおパター
ニングの際に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。

【００４０】そして、アルミニウム膜のパターン１０９
を陽極とした陽極酸化を行い、アルミニウム膜のパター
ン１０９の側面に多孔質状の陽極酸化膜１１０を形成す
る。この技術は特開平7-135318号公報に記載されてい
る。

【００４１】多孔質状の陽極酸化膜１０９を形成した
ら、同公報記載の技術を用いて緻密な陽極酸化膜１１１
を形成する。また、同時にゲイト電極１１２が画定す
る。緻密な陽極酸化膜１１１は、後の工程においてゲイ
ト電極１１２の表面を保護したり、ヒロックやウィスカ
ーの発生を抑制するために機能する。

【００４２】本実施例では多孔質状の陽極酸化膜１１０
の厚さを0.7 μｍとし、緻密な陽極酸化膜１１１の膜厚
を900 Åとする。

【００４３】次に、緻密な陽極酸化膜１１１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。Ｎチャネル型ＴＦ
Ｔを作製するならばＰ（リン）イオンの注入を行い、Ｐ
チャネル型ＴＦＴを作製するならばＢ（ボロン）イオン
の注入を行えば良い。

【００４４】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１１３とドレイン領域１１４が形成さ
れる。

【００４５】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１１０を選択的に除
去した後に再度不純物イオンの注入を行なう。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。（図２（Ｃ））

【００４６】すると、ソース領域１１３、ドレイン領域
１１４と比較して不純物濃度の低い、低濃度不純物領域
１１５、１１６が形成される。そしてゲイト電極１１２
直下の１１７で示される領域は自己整合的にチャネル形
成領域となる。

【００４７】なお、チャネル形成領域１１７とドレイン
領域１１４との間に配置された低濃度不純物領域１１６
は特にＬＤＤ（ライトドープドレイン領域）領域と呼ば
れ、チャネル形成領域１１７とドレイン領域１１４との
間に形成される高電界を緩和する効果を有する。

【００４８】さらに、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、イオン注入が行われた領域のアニールを
行う。この処理によって、添加イオンの活性化と、イオ
ン注入時に活性層が受けた損傷の回復が行なわれる。

【００４９】また、ここで水素化処理を300 〜350 ℃の
温度範囲で0.5 〜１時間行うと効果的である。この工程
は活性層からの水素脱離によって生成した不対結合手を
再び水素終端するものである。この工程を行なうと活性
層中には 1×10¹⁵〜 1×10²¹atoms / cm³ の濃度で水素
が添加される。

【００５０】こうして図２（Ｃ）に示す状態が得られた
ら、次に層間絶縁膜１１８成膜する。層間絶縁膜１１８
は、酸化珪素膜、または窒化珪素膜、または酸化窒化珪
素膜、または有機性樹脂膜、またはそれらの膜の積層膜
でもって構成される。

【００５１】層間絶縁膜１１８として窒化珪素膜を用い
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。また、有機性樹
脂膜であるポリイミドを用いると、比誘電率が小さいの
で上下配線間の寄生容量を低減することができる。ま
た、スピンコート法で形成できるので容易に膜厚を稼ぐ
ことができ、スループットの向上が図れる。

【００５２】次に、層間絶縁膜１１８に対してコンタク
トホールの形成を行い、ソース電極１１９とドレイン電
極１２０とを形成する。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２（Ｄ）に示すＴＦＴが完成する。

【００５３】なお、図２（Ｄ）に示すＴＦＴは説明のた
め最も単純な構造となっているが、本実施例の作製工程
手順に多少の変更・追加を加えることで適宜所望のＴＦ
Ｔ構造とすることは容易である。例えば、アクティブマ
トリクス型表示装置において画素領域に配置する画素Ｔ
ＦＴを作製する場合には、図２（Ｄ）に示す状態からソ
ース／ドレイン電極上に再び層間絶縁膜を設け、その上
にドレイン電極１２０と接続する画素電極を設ける構造
とすれば良い。

【００５４】また、本発明を実施して作製したＴＦＴ
は、一般的な方法で作製したＴＦＴとは異なる構造を有
するものとなる。その特徴について以下に述べる。

【００５５】本発明を実施すると、図１（Ｄ）に示すよ
うな形状の熱酸化膜（ゲイト絶縁膜）１０８および活性
層１０９を得ることができる。通常知られている熱酸化
膜は当然の如く活性層表面にしか形成されないので、図
１（Ｄ）に示す熱酸化膜１０８の形状は本発明を利用し
た場合のみに得られる大きな特徴である。

【００５６】ここで図５（Ａ）に示すのは、基板５１上
に公知の方法で形成される活性層５０１と熱酸化膜５０
２である。また、図５（Ｂ）に示すのは、基板５２上に
本発明により形成される活性層５０３と熱酸化膜５０４
である。

【００５７】まず、本発明の第１の特徴は、図５（Ａ）
では活性層５０１の表面形状（主表面形状）と熱酸化膜
５０２の表面形状が概略同一であるのに対して、図５
（Ｂ）ではまるで異なる表面形状を有している点であ
る。

【００５８】また、本発明の第２の特徴は、図５（Ａ）
では基板５１と熱酸化膜５０２が接している領域５３の
距離（接している距離）は熱酸化膜５０２の膜厚分に相
当するが、図５（Ｂ）における領域５４の距離は熱酸化
膜５０３の膜厚分以上である点である。

【００５９】また、本発明の第３の特徴は、活性層５０
３の側面から0.1 〜1.5 μｍ離れた領域内に熱酸化膜の
端部が存在する点である。勿論、実施例１の様に熱酸化
膜のみがゲイト絶縁膜として機能する場合、上記領域内
にゲイト絶縁膜の端部が存在するとも言える。

【００６０】また、本発明の第４の特徴は、熱酸化工程
の前に突出部が存在した領域はゲイト絶縁膜が存在する
という点或いはその膜厚が異なるという点で公知の方法
により作製したＴＦＴと異なる点である。

【００６１】例えば、熱酸化膜のみをゲイト絶縁膜とし
て利用する場合、本発明では突出部が存在した領域（活
性層側面から0.1 〜1.5 μｍの領域）にはゲイト絶縁膜
（熱酸化膜）が存在するが、公知の方法を用いた場合に
は熱酸化膜が存在することはない。

【００６２】また、例えば、熱酸化膜と気相法により成
膜した絶縁膜との積層膜でゲイト絶縁膜を構成する場
合、ゲイト絶縁膜の膜厚が場所によって異なる様にな
る。この事について、簡単に説明する。

【００６３】図６（Ａ）は図５（Ａ）に気相法による絶
縁膜５０５を積層した構成のゲイト絶縁膜を利用する場
合の構造である。また、図６（Ｂ）は図５（Ｂ）に絶縁
膜５０５を積層した構成のゲイト絶縁膜を利用する場合
の構造である。

【００６４】図６（Ａ）、（Ｂ）において、ゲイト絶縁
膜が活性層５０１、５０３と重なる領域５５、５６を第
１の領域、重ならない領域５７、５８を第２の領域とし
て定義する。なお、活性層の長さに比べて熱酸化膜の膜
厚は極めて小さいので、活性層の側面における熱酸化膜
の膜厚は無視して考える。

【００６５】この時、図６（Ａ）、（Ｂ）において、第
１の領域５５、５６におけるゲイト絶縁膜の膜厚は積層
膜の膜厚で決定される。即ち、この第１の領域において
は、本発明と公知の方法との間で異なる点はない。

【００６６】しかしながら、公知の方法によって形成さ
れたゲイト絶縁膜は第２の領域５７における膜厚が絶縁
膜５０５の膜厚のみで決まるのに対し、本発明のゲイト
絶縁膜の場合、第２の領域５８は積層膜で構成されてい
る領域と絶縁膜５０５のみで構成されて領域との２つの
領域が存在する。換言すれば、第２の領域５８には少な
くとも２つの異なる膜厚を有する領域が存在する。

【００６７】以上に示した様な第１〜第４の特徴は本発
明を実施することで必然的に生じる構造的な特徴であっ
て、本発明を利用したことを証明する痕跡となる。

【００６８】〔実施例２〕実施例１では、島状半導体層
の端部に突出部を設けるため、図１（Ｂ）の様なレジス
ト後退工程を行なったが、この回数は複数回であっても
良い。即ち、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示す工程を
交互に繰り返して、階段状の島状半導体層を形成するこ
ともできる。

【００６９】本実施例に示す構成とすることで、熱酸化
膜（ゲイト絶縁膜）の高低差がなだらかに変化する構造
となる。勿論、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示す工程
の繰り返し数を増やすことで、島状半導体層の端部はテ
ーパー形状に近づいていくことになる。

【００７０】従って、本実施例の構成に従えば、ゲイト
電極（ゲイト配線）のカバレッジが一層良好なものとな
る。

【００７１】〔実施例３〕本実施例では、実施例１と異
なる手段によって活性層を形成する例を示す。説明は図
４を用いて活性層およびゲイト絶縁膜を形成する所まで
を説明する。

【００７２】まず、図４（Ａ）に示す様に、石英基板４
０１と、その上に下地膜４０２を用意する。ここでは下
地膜４０２として酸化珪素膜を用いる。次に、500 Åの
厚さの非晶質珪素膜( 図示せず) を成膜する。

【００７３】非晶質珪素膜を成膜したら、特開平6-2325
09号公報および特開平6-244103号公報記載の技術を用い
て非晶質珪素膜の結晶化を行ない、結晶性珪素膜４０３
を得る。前記公報記載の技術は、結晶化を助長する金属
元素（代表的にはニッケル）を添加する結晶化手段に関
するものである。

【００７４】こうして図４（Ａ）に示す状態が得られ
る。次に、結晶性珪素膜４０３上にレジストマスク４０
４を設ける。レジストマスク４０４は、結晶性珪素膜４
０３において後に活性層となる領域のみをマスクする様
に配置する。（図５（Ｂ））

【００７５】次に、レジストマスク４０４をマスクとし
て結晶性珪素膜４０３をエッチングし、選択的に凹部４
０５を形成する。エッチングはドライエッチング法でも
ウェットエッチング法でも良いが、エッチング後の結晶
性珪素膜の膜厚を制御するためにはドライエッチング法
が好ましい。

【００７６】ここで重要なのは、このエッチング工程で
は結晶性珪素膜５０３を完全に除去するのではなく、10
0 〜500 Å( 好ましくは100 〜200 Å) の厚さに残して
おくことにある。なお、本実施例では凹部４０５の底面
にある領域４０６を橋状半導体層と呼び、ここでは200
Åの厚さで形成する。

【００７７】本実施例の構成では、ここで残した橋状半
導体層４０６が、後に熱酸化工程によって活性層が持ち
上がるのを防止するために機能するのである。

【００７８】こうして図４（Ｃ）に示す状態が得られ
る。図４（Ｃ）の状態が得られたら、レジストマスク４
０４を専用の剥離液で除去し、その後、850 ℃30min の
加熱処理（熱酸化工程）を行なう。（図４（Ｄ））

【００７９】この加熱処理によって200 Åの結晶性珪素
膜が熱酸化されて約400 Åの厚さの熱酸化膜が形成され
る。従って、橋状半導体層４０６は完全に熱酸化膜へと
変成し、個別に絶縁分離された活性層４０７〜４０９が
形成される。また、活性層４０７〜４０９の表面には約
400 Åの熱酸化膜４１０が形成される。

【００８０】本実施例の構成の特徴は、結晶性珪素膜４
０３を形成した後に下地膜４０２が露出する様な工程が
存在しないことである。即ち、従来例で述べた様な活性
層の下への熱酸化膜のもぐり込み現象は根本的に起こら
ないのである。

【００８１】〔実施例４〕本発明はＳＩＭＯＸやＳＯＳ
に代表されるＳＯＩ基板に対しても適用することが可能
である。この場合、絶縁表面上の結晶性珪素膜は単結晶
シリコン膜であり、単結晶シリコン膜に実施例１に示し
た工夫を施す必要がある。また、実施例１に限らず実施
例２や実施例３を適用することも容易である。

【００８２】

【発明の効果】本発明を実施することで、熱酸化の際に
問題となる半導体層の持ち上がり現象およびそれに伴う
ゲイト電極またはゲイト配線の断線等の不良を防止する
ことが可能となる。

【００８３】また、エッジ部分にプラズマダメージ等を
持たない活性層を構成することができるため、ＴＦＴを
作製した際にオフ電流（ＴＦＴがオフの時に流れる電
流）やリーク電流を大幅に低減することができる。

【００８４】以上に示した様に、高い信頼性と低オフ電
流特性を兼ね備えた優れた電気特性を有する半導体装置
を作製することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 半導体装置の作製工程を示す図。

【図２】 半導体装置の作製工程を示す図。

【図３】 従来例を説明するための図。

【図４】 半導体装置の作製工程を示す図。

【図５】 本発明のＴＦＴの構造的特徴を説明するため
の図。

【図６】 本発明のＴＦＴの構造的特徴を説明するため
の図。

【符号の説明】

１０１ 絶縁表面を有する基板 １０２ 結晶性珪素膜 １０３ レジストマスク １０４ 島状半導体層 １０５ 露出領域 １０６ 凸型半導体層 １０７ 突出部 １０８ 熱酸化膜（ゲイト絶縁膜） １０９ 活性層

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁表面を有する基板上に形成された結晶
   性珪素膜でなる活性層と、 前記活性層上に形成されたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極と、 を少なくとも有してなる半導体装置において、 前記活性層の側面から0.1 〜1.5 μｍ離れた領域内に前
   記ゲイト絶縁膜の端部が存在することを特徴とする半導
   体装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ゲイト絶縁膜は前
   記活性層を熱酸化することで得られる熱酸化膜のみで構
   成されることを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】絶縁表面を有する基板上に形成された結晶
   性珪素膜でなる活性層と、 前記活性層上に形成されたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極と、 を少なくとも有してなる半導体装置において、 前記ゲイト絶縁膜は前記活性層と重なる第１の領域と、
   前記活性層と重ならない第２の領域とを有し、 前記第２の領域には少なくとも２つの異なる膜厚を有す
   る領域が存在することを特徴とする半導体装置。
4. 【請求項４】請求項３において、少なくとも２つの異な
   る膜厚を有する領域の内、膜厚の厚い方の領域は、熱酸
   化膜と気相法により成膜した絶縁膜との積層膜で構成さ
   れていることを特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】絶縁表面を有する基板上に形成された結晶
   性珪素膜でなる活性層と、 前記活性層上に形成されたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極と、 を少なくとも有してなる半導体装置において、 前記ゲイト絶縁膜は前記活性層を熱酸化することで得ら
   れる熱酸化膜を含む絶縁膜で構成され、 前記熱酸化膜にはその膜厚分以上の距離で前記基板に接
   している領域が存在することを特徴とする半導体装置。
6. 【請求項６】絶縁表面を有する基板上に形成された結晶
   性珪素膜でなる活性層と、 前記活性層上に形成されたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極と、 を少なくとも有してなる半導体装置において、 前記ゲイト絶縁膜は前記活性層を熱酸化することで得ら
   れる熱酸化膜を含む絶縁膜で構成され、 前記熱酸化膜の表面形状は前記活性層の表面形状と異な
   ることを特徴とする半導体装置。
7. 【請求項７】絶縁表面を有する基板上に珪素膜でなる島
   状半導体層を形成する工程と、 前記島状半導体層の端部のみを意図的に薄くして、端部
   に突出部を有する凸型半導体層へと加工する工程と、 前記凸型半導体層を熱酸化して前記突出部を完全に熱酸
   化膜に変成させる工程と、 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。
8. 【請求項８】請求項７において、前記突出部の膜厚は10
   0 〜500 Åの厚さであることを特徴とする半導体装置。
9. 【請求項９】請求項７または請求項８において、前記突
   出部は階段形状またはテーパー形状となっていることを
   特徴とする半導体装置。
10. 【請求項１０】請求項７乃至請求項９において、前記突
    出部の長さは0.1 〜1.5 μｍであることを特徴とする半
    導体装置。
11. 【請求項１１】絶縁表面を有する基板上に珪素膜でなる
    島状半導体層を形成する工程と、 前記島状半導体層の端部のみを意図的に薄くして、端部
    に突出部を有する凸型半導体層へと加工する工程と、 前記凸型半導体層を熱酸化して前記突出部を完全に熱酸
    化膜に変成させる工程と、 を少なくとも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】絶縁表面を有する基板上に珪素膜でなる
    島状半導体層を形成する工程と、 前記島状半導体層の端部のみを意図的に薄くして、端部
    に突出部を有する凸型半導体層へと加工する工程と、 前記凸型半導体層を熱酸化して前記突出部を完全に熱酸
    化膜に変成させる工程と、 を少なくとも有する半導体装置の作製方法において、 前記凸型半導体層を熱酸化した後に残存する半導体層の
    みを最終的に活性層として利用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１１または請求項１２において、
    前記突出部の膜厚は100 〜500 Åの厚さであることを特
    徴とする半導体装置の作製方法。
14. 【請求項１４】請求項１１乃至請求項１３において、前
    記突出部は階段形状またはテーパー形状となっているこ
    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１１乃至請求項１４において、前
    記突出部の長さは0.1 〜1.5 μｍであることを特徴とす
    る半導体装置の作製方法。
16. 【請求項１６】請求項１１または請求項１２において、
    前記凸型半導体層を形成する工程は、 ドライエッチング法により前記島状半導体層をエッチン
    グする工程と、 ドライエッチング法またはプラズマ処理により前記島状
    半導体上に存在するレジストマスクを後退させる工程
    と、 を交互に施して行われることを特徴とする半導体装置の
    作製方法。
17. 【請求項１７】絶縁表面を有する基板上に堆積された珪
    素膜に対して意図的に凹部を形成する工程と、 前記珪素膜を熱酸化して前記凹部の底面にある橋状半導
    体層を完全に熱酸化膜に変成させる工程と、 を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の作製
    方法。
18. 【請求項１８】請求項１７において、前記凹部の膜厚は
    100 〜500 Åの厚さであることを特徴とする半導体装置
    の作製方法。