JPH10214973A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
半導体装置の作製方法Info
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- JPH10214973A JPH10214973A JP9029552A JP2955297A JPH10214973A JP H10214973 A JPH10214973 A JP H10214973A JP 9029552 A JP9029552 A JP 9029552A JP 2955297 A JP2955297 A JP 2955297A JP H10214973 A JPH10214973 A JP H10214973A
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/38—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by treatments done after the formation of the materials
- H10P14/3802—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
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- H10P14/3808—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
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- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケルを利用した結晶性珪素膜を作製にお
いて、結晶化後にニッケル元素の除去を行う。 【解決手段】 ニッケルを利用することにより、基板に
平行な方向へと結晶成長させた結晶性珪素膜上にマスク
１０６を設け、Ｐ（リン）のドーピングを１０７と１０
９の領域に対して行う。その後、ハロゲン元素を含有し
た雰囲気中での加熱処理を行う。この際、ニッケル元素
は１０８の領域から１０７と１０９の領域に移動する。
そしてニッケル元素が除去された１０８の領域を利用し
て薄膜トランジスタを作製する。
いて、結晶化後にニッケル元素の除去を行う。 【解決手段】 ニッケルを利用することにより、基板に
平行な方向へと結晶成長させた結晶性珪素膜上にマスク
１０６を設け、Ｐ（リン）のドーピングを１０７と１０
９の領域に対して行う。その後、ハロゲン元素を含有し
た雰囲気中での加熱処理を行う。この際、ニッケル元素
は１０８の領域から１０７と１０９の領域に移動する。
そしてニッケル元素が除去された１０８の領域を利用し
て薄膜トランジスタを作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
ガラス等の基板上に形成された珪素膜を用いた半導体装
置の作製方法に関する。例えば、ガラス基板上に薄膜ト
ランジスタを作製する方法に関する。
ガラス等の基板上に形成された珪素膜を用いた半導体装
置の作製方法に関する。例えば、ガラス基板上に薄膜ト
ランジスタを作製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりガラス基板や石英基板上に薄膜
トランジスタを作製する技術が知られている。
トランジスタを作製する技術が知られている。
【０００３】薄膜トランジスタとしては、非晶質珪素膜
を用いたものが主流であるが、最近は結晶性を有した珪
素膜を用いたものも作製されている。
を用いたものが主流であるが、最近は結晶性を有した珪
素膜を用いたものも作製されている。
【０００４】結晶性を有する珪素膜を用いた薄膜トラン
ジスタは、高い性能を得ることができる特徴がある。
ジスタは、高い性能を得ることができる特徴がある。
【０００５】しかし、大面積に均一に高い結晶性を有す
る珪素膜を形成することは困難であるのも事実である。
る珪素膜を形成することは困難であるのも事実である。
【０００６】また、基板として安価なガラス基板を利用
することを考えた場合、ガラス基板が耐えるプロセス温
度以下で結晶性珪素膜を得る技術が必要とされる。この
ことは、コスト的に重要な技術課題である。
することを考えた場合、ガラス基板が耐えるプロセス温
度以下で結晶性珪素膜を得る技術が必要とされる。この
ことは、コスト的に重要な技術課題である。
【０００７】上記のガラス基板が耐えるプロセス温度の
一つとして、レーザーアニールプロセスを挙げることが
できる。レーザーアニールプロセスは、基板に対する熱
衝撃がほとんどないという優位性がある。
一つとして、レーザーアニールプロセスを挙げることが
できる。レーザーアニールプロセスは、基板に対する熱
衝撃がほとんどないという優位性がある。
【０００８】しかし、 （１）大面積に渡って均一なレーザーアニールを行うこ
とは困難である。 （２）レーザー光の発振強度が不安定である。 という問題がある。
とは困難である。 （２）レーザー光の発振強度が不安定である。 という問題がある。
【０００９】このような問題を解決する手段として、特
開平０７−３２１３３９号公報に記載された技術が公知
である。
開平０７−３２１３３９号公報に記載された技術が公知
である。
【００１０】この技術は、ニッケル等の珪素の結晶化を
助長する金属元素を非晶質珪素膜に導入することによ
り、ガラス基板が耐えるような温度での加熱処理により
結晶性珪素膜を得る技術である。
助長する金属元素を非晶質珪素膜に導入することによ
り、ガラス基板が耐えるような温度での加熱処理により
結晶性珪素膜を得る技術である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平０７−３２
１３３９号公報に記載された技術を利用すると、これま
で得られなかったような高品質良好の結晶性珪素膜（単
に結晶性が良好であるという意味ではなく、良好な特性
を有するＴＦＴが得られるという意味）を大面積に渡り
得ることができる。
１３３９号公報に記載された技術を利用すると、これま
で得られなかったような高品質良好の結晶性珪素膜（単
に結晶性が良好であるという意味ではなく、良好な特性
を有するＴＦＴが得られるという意味）を大面積に渡り
得ることができる。
【００１２】しかし他方において、残留する金属元素が
原因と見られる特性のバラツキや不安定性といった問題
がある。
原因と見られる特性のバラツキや不安定性といった問題
がある。
【００１３】本明細書で開示する発明はこの問題を解決
する手段を提供することを課題とする。
する手段を提供す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
の一つは、絶縁表面を有する基板上に形成された非晶質
珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に導
入する工程と、加熱処理を行い前記金属元素が選択的に
導入された領域から基板に平行な方向に結晶成長を行わ
せ、結晶性珪素膜を得る工程と、前記結晶性珪素膜の一
部をマスクし、他部に不純物元素のイオンを加速注入す
る工程と、酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記マ
スクされた結晶性珪素膜中に存在する珪素の結晶化を助
長する金属元素を他部に移動させる工程と、前記マスク
された領域を利用して半導体装置の活性層を形成する工
程と、を有することを特徴とする。
の一つは、絶縁表面を有する基板上に形成された非晶質
珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に導
入する工程と、加熱処理を行い前記金属元素が選択的に
導入された領域から基板に平行な方向に結晶成長を行わ
せ、結晶性珪素膜を得る工程と、前記結晶性珪素膜の一
部をマスクし、他部に不純物元素のイオンを加速注入す
る工程と、酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記マ
スクされた結晶性珪素膜中に存在する珪素の結晶化を助
長する金属元素を他部に移動させる工程と、前記マスク
された領域を利用して半導体装置の活性層を形成する工
程と、を有することを特徴とする。
【００１５】絶縁表面を有する基板上に形成された非晶
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、加熱処理を行い前記金属元素が選択的
に導入された領域から基板に平行な方向に結晶成長を行
わせ、結晶性珪素膜を得る工程と、前記結晶性珪素膜に
対してレーザー光の照射を行う工程と、前記結晶性珪素
膜の一部をマスクし、他部に不純物元素のイオンを加速
注入する工程と、酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し
前記結晶性珪素膜中に存在する珪素の結晶化を助長する
金属元素を不純物元素の加速注入された領域に移動させ
る工程と、前記マスクされた領域を利用して半導体装置
の活性層を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、加熱処理を行い前記金属元素が選択的
に導入された領域から基板に平行な方向に結晶成長を行
わせ、結晶性珪素膜を得る工程と、前記結晶性珪素膜に
対してレーザー光の照射を行う工程と、前記結晶性珪素
膜の一部をマスクし、他部に不純物元素のイオンを加速
注入する工程と、酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し
前記結晶性珪素膜中に存在する珪素の結晶化を助長する
金属元素を不純物元素の加速注入された領域に移動させ
る工程と、前記マスクされた領域を利用して半導体装置
の活性層を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
【００１６】絶縁表面を有する基板上に形成された非晶
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、加熱処理を行い前記金属元素が選択的
に導入された領域から基板に平行な方向に結晶成長を行
わせ、結晶性珪素膜を得る工程と、前記結晶性珪素膜の
一部をマスクし、他部に不純物元素のイオンを加速注入
する工程と、酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記
マスクされた領域から前記不純物元素のドーピングが行
われた領域に向かって前記金属元素を移動させる工程
と、前記マスクされた領域を利用して半導体装置の活性
層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、加熱処理を行い前記金属元素が選択的
に導入された領域から基板に平行な方向に結晶成長を行
わせ、結晶性珪素膜を得る工程と、前記結晶性珪素膜の
一部をマスクし、他部に不純物元素のイオンを加速注入
する工程と、酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記
マスクされた領域から前記不純物元素のドーピングが行
われた領域に向かって前記金属元素を移動させる工程
と、前記マスクされた領域を利用して半導体装置の活性
層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】以上の構成において、珪素の結晶化を助長
する金属元素として、Ｎｉ（ニッケル）を利用すること
が好ましい。
する金属元素として、Ｎｉ（ニッケル）を利用すること
が好ましい。
【００１８】また、珪素の結晶化を助長する金属元素と
して、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、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。
して、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、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。
【００１９】さらにまた、加速注入される不純物元素と
してＰ（リン）を利用することが好ましい。Ｐ以外に
は、Ｐと同じ族のＮ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉから選ばれた材
料を用いることができる。
してＰ（リン）を利用することが好ましい。Ｐ以外に
は、Ｐと同じ族のＮ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉから選ばれた材
料を用いることができる。
【００２０】また、マスクされる領域は、金属元素が選
択的に導入された領域を避けて選ぶことが重要となる。
択的に導入された領域を避けて選ぶことが重要となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）に示すように、珪素の
結晶化を助長する金属元素であるニッケルを選択的に導
入し、しかる後に加熱処理を施すことにより、（Ｂ）の
１７に示すように基板１０１に平行な方向に結晶成長を
行わせる。
結晶化を助長する金属元素であるニッケルを選択的に導
入し、しかる後に加熱処理を施すことにより、（Ｂ）の
１７に示すように基板１０１に平行な方向に結晶成長を
行わせる。
【００２２】そして、得られた結晶性珪素膜１０５の一
部をレジストマスク１０６でマスクし、マスクされなか
った領域にＰ（リン）イオンを加速注入する。
部をレジストマスク１０６でマスクし、マスクされなか
った領域にＰ（リン）イオンを加速注入する。
【００２３】この結果、１０７と１０９の領域にＰイオ
ンがドーピングされる。また、これらの領域はこの際、
イオンの衝撃により損傷し、非晶質化する。Ｐ元素はＳ
ｉ元素よりも原子半径が小さいので、Ｓｉ原子間に容易
に入り込み、効果的に欠陥を形成することができる。こ
の欠陥が後にニッケル元素を積極的に移動させる要因と
なる。
ンがドーピングされる。また、これらの領域はこの際、
イオンの衝撃により損傷し、非晶質化する。Ｐ元素はＳ
ｉ元素よりも原子半径が小さいので、Ｓｉ原子間に容易
に入り込み、効果的に欠陥を形成することができる。こ
の欠陥が後にニッケル元素を積極的に移動させる要因と
なる。
【００２４】そして図２（Ａ）に示すように酸素と塩素
を含有した雰囲気中で加熱処理を行うことにより、マス
クされていた１０８の領域からＰが加速注入された１０
７、１０９の領域へとニッケル元素を移動させることが
できる。
を含有した雰囲気中で加熱処理を行うことにより、マス
クされていた１０８の領域からＰが加速注入された１０
７、１０９の領域へとニッケル元素を移動させることが
できる。
【００２５】またこの際、１０７と１０９の領域の表面
に酸化膜が形成され、その中にハロゲン元素の作用によ
りニッケル元素がゲッタリングされる。
に酸化膜が形成され、その中にハロゲン元素の作用によ
りニッケル元素がゲッタリングされる。
【００２６】そして、１０７と１０９の領域を除去す
る。こうして１０８の領域からニッケル元素を除去す
る。そして、この領域を利用して薄膜トランジスタの活
性層を形成する。
る。こうして１０８の領域からニッケル元素を除去す
る。そして、この領域を利用して薄膜トランジスタの活
性層を形成する。
【００２７】こうすることで、ニッケル元素の影響を排
除して薄膜トランジスタを作製することができる。
除して薄膜トランジスタを作製することができる。
【００２８】
〔実施例１〕図１及び図２に本実施例の作製工程の概略
を示す。
を示す。
【００２９】まず図１（Ａ）に示すように、ガラス基板
１０１上に下地膜として、酸化珪素膜１０２をプラズマ
ＣＶＤ法により３０００Åの厚さに成膜する。
１０１上に下地膜として、酸化珪素膜１０２をプラズマ
ＣＶＤ法により３０００Åの厚さに成膜する。
【００３０】次に減圧熱ＣＶＤ法（またはプラズマＣＶ
Ｄ法）により、非晶質珪素膜１０３を４００Åの厚さに
成膜する。
Ｄ法）により、非晶質珪素膜１０３を４００Åの厚さに
成膜する。
【００３１】非晶質珪素膜を成膜したら、その表面に図
示しない極薄い酸化膜を形成する。ここでは、酸素雰囲
気中においてＵＶ光を照射することにより極薄い酸化膜
を成膜する。この酸化膜は、後に塗布される溶液の濡れ
性を向上させる機能を有している。
示しない極薄い酸化膜を形成する。ここでは、酸素雰囲
気中においてＵＶ光を照射することにより極薄い酸化膜
を成膜する。この酸化膜は、後に塗布される溶液の濡れ
性を向上させる機能を有している。
【００３２】次に酸化珪素膜でなるマスク１５を形成す
る。このマスクは、厚さが１０００Åの酸化珪素膜をプ
ラズマＣＶＤ法で成膜し、それをパターニングすること
によって得る。
る。このマスクは、厚さが１０００Åの酸化珪素膜をプ
ラズマＣＶＤ法で成膜し、それをパターニングすること
によって得る。
【００３３】このマスク１５には、１６で示されるスリ
ット状の開口が形成されている。非晶質珪素膜１０３
は、このスリット１６の領域で露呈している。
ット状の開口が形成されている。非晶質珪素膜１０３
は、このスリット１６の領域で露呈している。
【００３４】次にニッケルを１０ｐｐｍ（重量換算）含
有したニッケル酢酸塩溶液を塗布する。そしてスピンコ
ーターにより、余分な溶液を吹き飛ばして除去する。
有したニッケル酢酸塩溶液を塗布する。そしてスピンコ
ーターにより、余分な溶液を吹き飛ばして除去する。
【００３５】この結果、１０４で示されるようにニッケ
ル元素が接して保持された状態が得られる。ここで、ニ
ッケル元素は、開口１６の領域のみにおいて、非晶質珪
素膜１０３の表面に接して保持された状態となる。（図
１（Ａ））
ル元素が接して保持された状態が得られる。ここで、ニ
ッケル元素は、開口１６の領域のみにおいて、非晶質珪
素膜１０３の表面に接して保持された状態となる。（図
１（Ａ））
【００３６】図１（Ａ）に示す状態を得たら、６００
℃、６時間の加熱処理を行う。この工程において、１７
で示されるように、選択的にニッケル元素が導入された
領域（開口１６の領域）かた結晶成長が基板１０１に平
行な方向に進行する。こうして結晶性珪素膜１０５を得
る。（図１（Ｂ））
℃、６時間の加熱処理を行う。この工程において、１７
で示されるように、選択的にニッケル元素が導入された
領域（開口１６の領域）かた結晶成長が基板１０１に平
行な方向に進行する。こうして結晶性珪素膜１０５を得
る。（図１（Ｂ））
【００３７】この加熱処理は、５５０℃〜７００℃、好
ましくは６００℃〜６５０℃の温度で行うことができ
る。なお、加熱温度の上限はガラス基板の歪点より低く
することが必要である。
ましくは６００℃〜６５０℃の温度で行うことができ
る。なお、加熱温度の上限はガラス基板の歪点より低く
することが必要である。
【００３８】次に図１（Ｃ）に示すように得られた結晶
性珪素膜に対してレーザー光の照射を行う。ここでは、
ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を用いる。
性珪素膜に対してレーザー光の照射を行う。ここでは、
ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を用いる。
【００３９】エキシマレーザーは、パルス発振型のレー
ザーであり、このレーザー光が照射されることにより、
被照射領域が瞬間的に溶融固化することが繰り返され
る。
ザーであり、このレーザー光が照射されることにより、
被照射領域が瞬間的に溶融固化することが繰り返され
る。
【００４０】エキシマレーザー光を照射することによ
り、一種の非平衡状態が形成される。具体的には、表面
にリッジと呼ばれる凸部が形成されたり、ニッケル元素
が部分的に偏析したりする。
り、一種の非平衡状態が形成される。具体的には、表面
にリッジと呼ばれる凸部が形成されたり、ニッケル元素
が部分的に偏析したりする。
【００４１】このような非平衡な状態においては、外部
からなんらかのエネルギーが与えられた場合にニッケル
元素が動き易くなっている。
からなんらかのエネルギーが与えられた場合にニッケル
元素が動き易くなっている。
【００４２】レーザー光の照射が終了したら、図１
（Ｄ）に示すように酸化珪素膜でなるマスク１０６を形
成する。
（Ｄ）に示すように酸化珪素膜でなるマスク１０６を形
成する。
【００４３】このマスク１０６によって覆われる領域
は、先のニッケル元素が選択的に導入された領域を避け
て設けることが重要となる。
は、先のニッケル元素が選択的に導入された領域を避け
て設けることが重要となる。
【００４４】これは、後にマスク１０６で覆われなかっ
た領域が除去されるのであるが、この際にニッケル元素
が導入され、結晶成長の始点となった領域（ニッケル元
素が比較的高濃度に含まれる）も同時に除去することが
好ましいからである。
た領域が除去されるのであるが、この際にニッケル元素
が導入され、結晶成長の始点となった領域（ニッケル元
素が比較的高濃度に含まれる）も同時に除去することが
好ましいからである。
【００４５】次にＰ（リン）元素のドーピングをプラズ
マドーピング法（またはイオン注入法）でもって行う。
マドーピング法（またはイオン注入法）でもって行う。
【００４６】このドーピングは、最終的に膜中に残留す
るニッケル元素の濃度に比較してＰ元素の濃度が１桁以
上高くなるように条件を設定する。
るニッケル元素の濃度に比較してＰ元素の濃度が１桁以
上高くなるように条件を設定する。
【００４７】本発明者らの計測によれば、図１（Ｃ）の
工程が終了した時点での珪素膜中に残留するニッケル元
素濃度の最高値は１×１０19原子個ｃｍ-3程度である。
工程が終了した時点での珪素膜中に残留するニッケル元
素濃度の最高値は１×１０19原子個ｃｍ-3程度である。
【００４８】従って、この場合は、Ｐ元素のドーピング
をＰが膜中に最低でも１×１０20原子個ｃｍ-3程度以上
残留するようにドーピング条件を設定する。
をＰが膜中に最低でも１×１０20原子個ｃｍ-3程度以上
残留するようにドーピング条件を設定する。
【００４９】このＰイオンのドーピングは図１（Ｅ）の
１０７と１０９の領域に対して行われる。このドーピン
グの結果、１０７と１０９の領域はＰを高濃度に含有す
ることになる。また、これらの領域は注入されるイオン
の衝撃によって非晶質化される。
１０７と１０９の領域に対して行われる。このドーピン
グの結果、１０７と１０９の領域はＰを高濃度に含有す
ることになる。また、これらの領域は注入されるイオン
の衝撃によって非晶質化される。
【００５０】また、１０８で示される領域は、酸化珪素
膜でなるマスク１０６が存在する関係でＰ元素はドーピ
ングされない。またこの状態において、１０８の領域は
結晶性を維持している。
膜でなるマスク１０６が存在する関係でＰ元素はドーピ
ングされない。またこの状態において、１０８の領域は
結晶性を維持している。
【００５１】Ｐ元素のドーピング終了後、試料を加熱処
理する。ここでは、窒素（分圧比８８％）と酸素（分圧
比１０％）と塩化水素（分圧比２％）の混合ガス雰囲気
とした加熱炉に試料を配置し、４００℃、３０分の加熱
処理を行う。
理する。ここでは、窒素（分圧比８８％）と酸素（分圧
比１０％）と塩化水素（分圧比２％）の混合ガス雰囲気
とした加熱炉に試料を配置し、４００℃、３０分の加熱
処理を行う。
【００５２】この工程において、Ｐ（リン）の作用によ
り領域１０８中のニッケル元素が１０７と１０８の領域
に移動する。（図２（Ａ））
り領域１０８中のニッケル元素が１０７と１０８の領域
に移動する。（図２（Ａ））
【００５３】このニッケル元素の移動は、先にレーザー
光の照射により、ニッケル元素が移動し易くなっている
こと、さらに１０７と１０９の領域が非晶質化されてい
ることにより助長される。
光の照射により、ニッケル元素が移動し易くなっている
こと、さらに１０７と１０９の領域が非晶質化されてい
ることにより助長される。
【００５４】特に１０７と１０９の領域が非晶質化さ
れ、欠陥や歪が多く形成されていることが、ニッケル元
素のそれらの領域への移動に大きな役割を果たす。
れ、欠陥や歪が多く形成されていることが、ニッケル元
素のそれらの領域への移動に大きな役割を果たす。
【００５５】この工程において、１０７と１０９の領域
は、局所的にエッチングが過度に進行し、穴だらけな状
態となる。（この領域はとても素子形成に利用できな
い）
は、局所的にエッチングが過度に進行し、穴だらけな状
態となる。（この領域はとても素子形成に利用できな
い）
【００５６】なお、レーザー光の照射を行わない場合、
この加熱温度を６００℃以上に高める必要がある。これ
は、ニッケル元素がそれ程動き易くないからである。
この加熱温度を６００℃以上に高める必要がある。これ
は、ニッケル元素がそれ程動き易くないからである。
【００５７】加熱処理が終了したら、酸化珪素膜でなる
マスク１０６を除去する。そして図２（Ｂ）に示すよう
にレジストマスク１１０を形成する。このレジストマス
クは、マスク１０６で覆われていた領域より狭い面積を
覆うように多少のゆとりを設けたものとする。
マスク１０６を除去する。そして図２（Ｂ）に示すよう
にレジストマスク１１０を形成する。このレジストマス
クは、マスク１０６で覆われていた領域より狭い面積を
覆うように多少のゆとりを設けたものとする。
【００５８】このレジストマスク１１０を利用して、珪
素膜のパターニングを行う。この結果、ニッケル元素が
偏析した領域が除去される。（以上の工程をラテラルゲ
ッタリングと称する）
素膜のパターニングを行う。この結果、ニッケル元素が
偏析した領域が除去される。（以上の工程をラテラルゲ
ッタリングと称する）
【００５９】こうして、１１１で示される結晶性珪素膜
のパターンが得られる。このパターンは、後に薄膜トラ
ンジスタの活性層となる。（図２（Ｃ））
のパターンが得られる。このパターンは、後に薄膜トラ
ンジスタの活性層となる。（図２（Ｃ））
【００６０】この結晶性珪素膜は、膜中のニッケル元素
が外部に除去されたものとなっている。
が外部に除去されたものとなっている。
【００６１】１１１で示されるパターンを得たら、レジ
ストマスク１１０を除去する。そして珪素膜パターン１
１１を覆って、１００と１１で示される膜が積層された
ゲイト絶縁膜を設ける。
ストマスク１１０を除去する。そして珪素膜パターン１
１１を覆って、１００と１１で示される膜が積層された
ゲイト絶縁膜を設ける。
【００６２】ここでは、まずプラズマＣＶＤ法により、
１０００Åの酸化珪素膜１１を成膜し、さらに熱酸化法
により、５０Å程度の酸化膜１００を形成し、ゲイト絶
縁膜とする。
１０００Åの酸化珪素膜１１を成膜し、さらに熱酸化法
により、５０Å程度の酸化膜１００を形成し、ゲイト絶
縁膜とする。
【００６３】この場合、ＣＶＤ法で成膜した酸化珪素膜
１１の内側に後から成膜する熱酸化膜１００が成膜され
る。（図２（Ｄ））
１１の内側に後から成膜する熱酸化膜１００が成膜され
る。（図２（Ｄ））
【００６４】ゲイト絶縁膜を成膜したら、アルミニウム
を主成分とするゲイト電極１１３を形成する。このゲイ
ト電極１２には、そのパターンを形成後に陽極酸化法に
より、陽極酸化膜１０を成膜する。この陽極酸化膜は、
耐熱性の低いアルミニウム膜の表面を電気的及び機械的
に保護する機能を有している。
を主成分とするゲイト電極１１３を形成する。このゲイ
ト電極１２には、そのパターンを形成後に陽極酸化法に
より、陽極酸化膜１０を成膜する。この陽極酸化膜は、
耐熱性の低いアルミニウム膜の表面を電気的及び機械的
に保護する機能を有している。
【００６５】次にソース及びドレイン領域を形成するた
めに不純物のドーピングを行う。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（リン）イオ
ンをプラズマドーピング法でもってドーピングする。
めに不純物のドーピングを行う。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（リン）イオ
ンをプラズマドーピング法でもってドーピングする。
【００６６】この工程において、１１２と１１４の領域
にＰ元素がドーピングされる。そして、１１２がソース
領域、１１４がドレイン領域となる。また、１１３の領
域がチャネル領域となる。
にＰ元素がドーピングされる。そして、１１２がソース
領域、１１４がドレイン領域となる。また、１１３の領
域がチャネル領域となる。
【００６７】また、ドーピングの終了後にレーザー光の
照射を行い、ドーピング時に生じた損傷のアニールとド
ーピングされたドーパントの活性化とを行う。
照射を行い、ドーピング時に生じた損傷のアニールとド
ーピングされたドーパントの活性化とを行う。
【００６８】次に図２（Ｅ）に示すように、層間絶縁膜
として窒化珪素膜１１５を２０００Åの厚さにプラズマ
ＣＶＤ法でもって成膜する。
として窒化珪素膜１１５を２０００Åの厚さにプラズマ
ＣＶＤ法でもって成膜する。
【００６９】さらにポリイミド樹脂膜１１６をスピンコ
ート法でもって成膜する。層間絶縁膜に樹脂膜を利用す
ると、その表面を平坦化できる有意性がある。
ート法でもって成膜する。層間絶縁膜に樹脂膜を利用す
ると、その表面を平坦化できる有意性がある。
【００７０】樹脂膜の材料としては、ポリアミド、ポリ
イミドアミド、エポキシ、アクリル等の材料を利用する
ことができる。
イミドアミド、エポキシ、アクリル等の材料を利用する
ことができる。
【００７１】さらにコンタクトホールの形成を行い、ソ
ース電極１１７とドレイン電極１１８の形成を行う。こ
うして薄膜トランジスタが完成する。（図２（Ｅ））
ース電極１１７とドレイン電極１１８の形成を行う。こ
うして薄膜トランジスタが完成する。（図２（Ｅ））
【００７２】〔実施例２〕本実施例では、図２（Ａ）に
示すニッケルのゲッタリング工程において、ハロゲン元
素を含有した雰囲気中での加熱処理の代わりに、弗酸と
過水とを混合した溶液で処理を行う。この際、ニッケ
ル、ニッケルシリサイドが選択的にエッチングされる。
示すニッケルのゲッタリング工程において、ハロゲン元
素を含有した雰囲気中での加熱処理の代わりに、弗酸と
過水とを混合した溶液で処理を行う。この際、ニッケ
ル、ニッケルシリサイドが選択的にエッチングされる。
【００７３】〔実施例３〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、ＴＦＴのしきい値を制御する方法に関す
る。
構成において、ＴＦＴのしきい値を制御する方法に関す
る。
【００７４】ここでは、図１（Ａ）に示す非晶質珪素膜
１０３の成膜時に微量のＢ（ボロン）をドーピングす
る。このドーピングを行うには、成膜時にＢ2 Ｈ6 を成
膜ガス中に微量に混合させる。
１０３の成膜時に微量のＢ（ボロン）をドーピングす
る。このドーピングを行うには、成膜時にＢ2 Ｈ6 を成
膜ガス中に微量に混合させる。
【００７５】このようなことをするのは、チャネル領域
を弱いＰ型とすることにより、ＴＦＴのしきい値を制御
するためである。
を弱いＰ型とすることにより、ＴＦＴのしきい値を制御
するためである。
【００７６】ドーピングの方法としては、非晶質珪素膜
の成膜後にプラズマドーピング法またはイオン注入法に
より、Ｂ（ボロン）をドーピングするのでもよい。
の成膜後にプラズマドーピング法またはイオン注入法に
より、Ｂ（ボロン）をドーピングするのでもよい。
【００７７】なお、Ｐチャネル型のＴＦＴを作製するの
であれば、Ｐ（リン）のドーピングを行えばよい。
であれば、Ｐ（リン）のドーピングを行えばよい。
【００７８】〔実施例４〕本実施例では、実施例１に示
す構成において、ゲイト電極として、珪素材料を用い
る。
す構成において、ゲイト電極として、珪素材料を用い
る。
【００７９】〔実施例５〕本実施例は、実施例１に示す
工程において、珪素の結晶化を助長する金属元素の導入
方法として、イオン注入法を用いる場合の例である。即
ち、ニッケルイオンを電界により加速し、非晶質珪素膜
に打ち込む方法により、非晶質珪素膜中にニッケル元素
を導入する場合の例である。
工程において、珪素の結晶化を助長する金属元素の導入
方法として、イオン注入法を用いる場合の例である。即
ち、ニッケルイオンを電界により加速し、非晶質珪素膜
に打ち込む方法により、非晶質珪素膜中にニッケル元素
を導入する場合の例である。
【００８０】イオン注入法を用いた場合には、ニッケル
元素の導入量を精密に制御することができる優位性があ
る。
元素の導入量を精密に制御することができる優位性があ
る。
【００８１】また、ニッケル元素の導入にイオン注入法
を用いた場合、マスク１５をレジストで構成することが
できる。
を用いた場合、マスク１５をレジストで構成することが
できる。
【００８２】この場合、結晶化のための加熱処理は、レ
ジストを除去した状態で行うことになる。
ジストを除去した状態で行うことになる。
【００８３】〔実施例６〕本実施例は、本明細書に開示
する金属元素の除去方法を利用して相補型に構成された
薄膜トランジスタ回路を作製する工程を示す。
する金属元素の除去方法を利用して相補型に構成された
薄膜トランジスタ回路を作製する工程を示す。
【００８４】まず図３（Ａ）に示すようにガラス基板２
０１上に酸化珪素膜でなる下地膜２０２を成膜する。次
に非晶質珪素膜２０２を成膜する。
０１上に酸化珪素膜でなる下地膜２０２を成膜する。次
に非晶質珪素膜２０２を成膜する。
【００８５】次に酸化珪素膜でなるマスク２００を形成
する。このマスクには、図面奥行き方向と手前方向に長
手状を有する細長い開口２０が形成されている。
する。このマスクには、図面奥行き方向と手前方向に長
手状を有する細長い開口２０が形成されている。
【００８６】そして、酢酸ニッケル塩溶液を用いてニッ
ケル元素が２０４で示されるように非晶質珪素膜の表面
全体に接して保持された状態を得る。この状態におい
て、ニッケル元素は開口部２０において非晶質珪素膜２
０３に接した状態となる。（図３（Ａ））
ケル元素が２０４で示されるように非晶質珪素膜の表面
全体に接して保持された状態を得る。この状態におい
て、ニッケル元素は開口部２０において非晶質珪素膜２
０３に接した状態となる。（図３（Ａ））
【００８７】次に加熱処理を施し、非晶質珪素膜２０３
を結晶化させる。この際、矢印２１で示されるような結
晶成長が進行する。（図３（Ｂ））
を結晶化させる。この際、矢印２１で示されるような結
晶成長が進行する。（図３（Ｂ））
【００８８】さらに図３（Ｃ）に示すようにレーザー光
の照射を行う。
の照射を行う。
【００８９】次に酸化珪素膜でなるマスク２０６と２０
７を形成する。（図３（Ｄ））
７を形成する。（図３（Ｄ））
【００９０】次に図３（Ｅ）に示すようにＰ（リン）イ
オンのヘビードーピングを行う。
オンのヘビードーピングを行う。
【００９１】この工程において、２０８、２１０、２１
２の領域にＰイオンが加速注入される。また、２０９、
２１１の領域には、Ｐイオンは加速注入されない。
２の領域にＰイオンが加速注入される。また、２０９、
２１１の領域には、Ｐイオンは加速注入されない。
【００９２】次に図４（Ａ）に示すようにＨＣｌと酸素
と窒素との混合雰囲気中での加熱処理を行い、ニッケル
元素のゲッタリングを行う。
と窒素との混合雰囲気中での加熱処理を行い、ニッケル
元素のゲッタリングを行う。
【００９３】その後、酸化珪素膜でなるマスク２０６、
２０７を除去する。そして、図４（Ｂ）に示すようにレ
ジストマスク２１３、２１４を形成する。
２０７を除去する。そして、図４（Ｂ）に示すようにレ
ジストマスク２１３、２１４を形成する。
【００９４】次にレジストマスク２１３、２１４を利用
して、珪素膜をパターニングする。こうして、２１５、
２１６で示される結晶性珪素膜でなるパターンを得る。
このパターンの一方がＰチャネル型のＴＦＴの活性層に
なる。また、他方はＮチャネル型のＴＦＴの活性層にな
る。（図４（Ｃ））
して、珪素膜をパターニングする。こうして、２１５、
２１６で示される結晶性珪素膜でなるパターンを得る。
このパターンの一方がＰチャネル型のＴＦＴの活性層に
なる。また、他方はＮチャネル型のＴＦＴの活性層にな
る。（図４（Ｃ））
【００９５】次に熱酸化膜２１８とプラズマＣＶＤ法に
よる酸化珪素膜２１９とでなるゲイト絶縁膜を形成す
る。
よる酸化珪素膜２１９とでなるゲイト絶縁膜を形成す
る。
【００９６】さらにアルミニウムでなるゲイト電極２１
１、２２３を形成し、その表面に陽極酸化膜２２０、２
２２を成膜する。
１、２２３を形成し、その表面に陽極酸化膜２２０、２
２２を成膜する。
【００９７】次に図示しないレジストマスクを利用し
て、選択的にＰ及びＢのドーピングを行うことにより、
Ｐチャネル型の薄膜トランジスタのソース領域２２４、
ドレイン領域２２６を形成する。また、Ｎチャネル型の
薄膜トランジスタのソース領域２２９、ドレイン領域２
２７を形成する。（図４（Ｄ））
て、選択的にＰ及びＢのドーピングを行うことにより、
Ｐチャネル型の薄膜トランジスタのソース領域２２４、
ドレイン領域２２６を形成する。また、Ｎチャネル型の
薄膜トランジスタのソース領域２２９、ドレイン領域２
２７を形成する。（図４（Ｄ））
【００９８】そして、レーザー光の照射を行い、ソース
及びドレイン領域の活性化を行う。
及びドレイン領域の活性化を行う。
【００９９】次に層間絶縁膜として、窒化珪素膜２３０
を成膜し、さらにポリイミド樹脂膜２３１を成膜する。
そしてコンタクトホールを形成し、Ｐチャネル型ＴＦＴ
のソース電極２３２、Ｎチャネル型ＴＦＴのソース電極
２３４、両ＴＦＴに共通のドレイン電極２３３を形成す
る。
を成膜し、さらにポリイミド樹脂膜２３１を成膜する。
そしてコンタクトホールを形成し、Ｐチャネル型ＴＦＴ
のソース電極２３２、Ｎチャネル型ＴＦＴのソース電極
２３４、両ＴＦＴに共通のドレイン電極２３３を形成す
る。
【０１００】こうして図４（Ｅ）に示すようにＰチャネ
ル型のＴＦＴとＮチャネル型のＴＦＴとを相補型に構成
したものが得られる。
ル型のＴＦＴとＮチャネル型のＴＦＴとを相補型に構成
したものが得られる。
【０１０１】〔実施例７〕本実施例では、逆スタガー型
の薄膜トランジスタの作製工程を示す。まず図５（Ａ）
に示すように、ガラス基板４０１上に下地膜として酸化
珪素膜４０２を成膜する。
の薄膜トランジスタの作製工程を示す。まず図５（Ａ）
に示すように、ガラス基板４０１上に下地膜として酸化
珪素膜４０２を成膜する。
【０１０２】そして、金属シリサイドでなるゲイト電極
４０３を形成する。さらにゲイト絶縁膜４０４を成膜す
る。
４０３を形成する。さらにゲイト絶縁膜４０４を成膜す
る。
【０１０３】そして非晶質珪素膜４０５を成膜する。次
に酸化珪素膜でなるマスク４００を形成する。このマス
クには、開口４０が設けられている。
に酸化珪素膜でなるマスク４００を形成する。このマス
クには、開口４０が設けられている。
【０１０４】次に酢酸ニッケル塩溶液を用いてニッケル
元素が４０６で示されるように表面に接して保持された
状態を得る。（図５（Ａ））
元素が４０６で示されるように表面に接して保持された
状態を得る。（図５（Ａ））
【０１０５】次に加熱により非晶質珪素膜４０５を結晶
化させる。この際、矢印４１で示される方向へと結晶成
長が進行する。
化させる。この際、矢印４１で示される方向へと結晶成
長が進行する。
【０１０６】こうして、結晶性珪素膜４０７を得る。
（図５（Ｂ））
（図５（Ｂ））
【０１０７】次にレーザー光の照射を行う。（図５
（Ｃ））
（Ｃ））
【０１０８】次に酸化珪素膜でなるマスク４０８を形成
する。（図５（Ｄ））
する。（図５（Ｄ））
【０１０９】次にＰ（リン）元素のヘビードーピングを
行う。この工程において、４０９と４１１の領域にＰ元
素のヘビードーピングが行われる。また、４１０の領域
にはドーピングは行われない。（図５（Ｅ））
行う。この工程において、４０９と４１１の領域にＰ元
素のヘビードーピングが行われる。また、４１０の領域
にはドーピングは行われない。（図５（Ｅ））
【０１１０】次にＨＣｌと酸素と窒素との混合雰囲気中
での加熱処理を施し、図６（Ａ）に示すようにニッケル
元素をゲッタリングする。
での加熱処理を施し、図６（Ａ）に示すようにニッケル
元素をゲッタリングする。
【０１１１】その後、酸化珪素膜でなるマスク４０８を
除去し、新たにレジストマスク４０８を形成する。（図
６（Ｂ））
除去し、新たにレジストマスク４０８を形成する。（図
６（Ｂ））
【０１１２】そしてレジストマスク４１２を用いて、珪
素膜をパターニングする。こうして、４１３で示される
珪素膜のパターンを残存させる。（図６（Ｃ））
素膜をパターニングする。こうして、４１３で示される
珪素膜のパターンを残存させる。（図６（Ｃ））
【０１１３】次にゲイト電極４１４を設け、さらにこの
ゲイト電極をマスクとして一導電型を付与する不純物の
ドーピングを行う。こうして、ソース領域４１５とドレ
イン領域４１７とを形成する。（図６（Ｄ））
ゲイト電極をマスクとして一導電型を付与する不純物の
ドーピングを行う。こうして、ソース領域４１５とドレ
イン領域４１７とを形成する。（図６（Ｄ））
【０１１４】そして、レーザー光の照射を行い、ソース
及びドレイン領域の活性化を行う。
及びドレイン領域の活性化を行う。
【０１１５】次に層間絶縁膜として、窒化珪素膜４１８
とポリイミド樹脂膜４１９とを成膜する。
とポリイミド樹脂膜４１９とを成膜する。
【０１１６】さらにコンタクトホールの形成を行い、ソ
ース電極４２０とドレイン電極４２１とを形成する。こ
うして図６（Ｅ）に示すように逆スタガー型の薄膜トラ
ンジスタを完成させる。
ース電極４２０とドレイン電極４２１とを形成する。こ
うして図６（Ｅ）に示すように逆スタガー型の薄膜トラ
ンジスタを完成させる。
【０１１７】〔実施例８〕本実施例では、本明細書で開
示する発明を利用した装置の概略を示す。図７に各装置
の概要を示す。
示する発明を利用した装置の概略を示す。図７に各装置
の概要を示す。
【０１１８】図７（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。
端末であり、電話回線を利用した通信機能を有してい
る。
【０１１９】この電子装置は、薄膜トランジスタを利用
した集積化回路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２００２、さら
に操作スイッチ２００４を備えている。
した集積化回路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２００２、さら
に操作スイッチ２００４を備えている。
【０１２０】図７（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、バ
ンド２１０３によって頭に本体２１２０１を装着して、
疑似的に目の前に画像を表示する機能を有している。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。
ィスプレイと呼ばれる電子装置である。この装置は、バ
ンド２１０３によって頭に本体２１２０１を装着して、
疑似的に目の前に画像を表示する機能を有している。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。
【０１２１】このような電子装置は、小型軽量なものと
するために薄膜トランジスタを利用した回路が利用され
る。
するために薄膜トランジスタを利用した回路が利用され
る。
【０１２２】図７（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。
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。
【０１２３】装置の操作は、操作スイッチ２２０３によ
って行われる。このような装置においても全体の構成を
小型化するために薄膜トランジスタを利用した回路が利
用される。
って行われる。このような装置においても全体の構成を
小型化するために薄膜トランジスタを利用した回路が利
用される。
【０１２４】図７（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。
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。
【０１２５】図７（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。
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。
【０１２６】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。
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。
【０１２７】図７（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。
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。
【０１２８】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。
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。
【０１２９】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。
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。
【０１３０】〔実施例９〕本実施例は、図１及び図２に
示す実施例１の作製工程を変形した場合を示す。図８に
本実施例の作製工程を示す。
示す実施例１の作製工程を変形した場合を示す。図８に
本実施例の作製工程を示す。
【０１３１】まず図１に示す工程に従って、ガラス基板
１０１上に下地膜１０２、結晶性珪素膜１０５を成膜す
る。そして、レジストマスク８０１を利用して酸化珪素
膜（または窒化珪素膜）でなるマスク８０２を形成す
る。（図８（Ａ））
１０１上に下地膜１０２、結晶性珪素膜１０５を成膜す
る。そして、レジストマスク８０１を利用して酸化珪素
膜（または窒化珪素膜）でなるマスク８０２を形成す
る。（図８（Ａ））
【０１３２】次に１０７、１０９の領域に対してＰ（リ
ン）のヘビードーピングを行う。（図８（Ｂ））
ン）のヘビードーピングを行う。（図８（Ｂ））
【０１３３】次に等方性のアッシングを行い、レジスト
マスク８０１を等方的に後退させ、８０３で示すような
状態とする。（図８（Ｃ））
マスク８０１を等方的に後退させ、８０３で示すような
状態とする。（図８（Ｃ））
【０１３４】そしてこの後退させたレジストマスク８０
３を利用して酸化珪素膜でなるマスク８０２を再度パタ
ーニングし、８０３で示される酸化珪素膜でなるパター
ンを形成する。そしてレジストマスク８０３を除去す
る。（図８（Ｄ））
３を利用して酸化珪素膜でなるマスク８０２を再度パタ
ーニングし、８０３で示される酸化珪素膜でなるパター
ンを形成する。そしてレジストマスク８０３を除去す
る。（図８（Ｄ））
【０１３５】そして図８（Ｄ）の状態において、加熱処
理を行い、ニッケル元素を１０８の領域から１０７、１
０９の領域に移動させる。
理を行い、ニッケル元素を１０８の領域から１０７、１
０９の領域に移動させる。
【０１３６】そして、マスク８０４を利用して１０８で
示される珪素膜の領域をパターニングし後に薄膜トラン
ジスタの活性層となる領域８０５を形成する。後は、実
施例１や他の実施例に記載された工程に従って薄膜トラ
ンジスタを作製する。
示される珪素膜の領域をパターニングし後に薄膜トラン
ジスタの活性層となる領域８０５を形成する。後は、実
施例１や他の実施例に記載された工程に従って薄膜トラ
ンジスタを作製する。
【０１３７】本実施例に示す構成を採用した場合、Ｐイ
オンを注入するためのマスクを利用して自己整合的に８
０５で示される珪素膜のパターンを形成することができ
る。
オンを注入するためのマスクを利用して自己整合的に８
０５で示される珪素膜のパターンを形成することができ
る。
【０１３８】〔実施例１０〕本実施例は、実施例１に示
す作製工程を改良した構成に関する。図９に本実施例の
作製工程を示す。
す作製工程を改良した構成に関する。図９に本実施例の
作製工程を示す。
【０１３９】まず、実施例１に示す作製工程に従って、
ガラス基板１０１上に下地膜１０２を成膜する。さらに
結晶性珪素膜１０５を成膜する。
ガラス基板１０１上に下地膜１０２を成膜する。さらに
結晶性珪素膜１０５を成膜する。
【０１４０】次に酸化珪素膜（または窒化珪素膜）でな
るマスク９０１をレジストマスク９０２を利用して形成
する。（図９（Ａ））
るマスク９０１をレジストマスク９０２を利用して形成
する。（図９（Ａ））
【０１４１】次にＰ（リン）イオンのヘビードーピング
を行う。この工程で１０７と１０９の領域にＰのヘビー
ドーピングが行われる。（図９（Ｂ））
を行う。この工程で１０７と１０９の領域にＰのヘビー
ドーピングが行われる。（図９（Ｂ））
【０１４２】この後、レジストマスク９０２を除去す
る。そして、図９（Ｃ）に示すように、加熱処理を行う
ことにより、ニッケル元素を１０８の領域から１０７、
１０９の領域に移動させる。
る。そして、図９（Ｃ）に示すように、加熱処理を行う
ことにより、ニッケル元素を１０８の領域から１０７、
１０９の領域に移動させる。
【０１４３】次に酸化珪素膜でなるマスク９０１を利用
して珪素膜の１０８の領域をパターニングし、９０２で
示される領域を得る。
して珪素膜の１０８の領域をパターニングし、９０２で
示される領域を得る。
【０１４４】次に酸化珪素膜でなるマスク９０１を利用
して、等方性のエッチングを行うことによって、珪素膜
のパターン９０２のパターンの側面をエッチングし、９
０３で示すパターンを得る。（図９（Ｄ））
して、等方性のエッチングを行うことによって、珪素膜
のパターン９０２のパターンの側面をエッチングし、９
０３で示すパターンを得る。（図９（Ｄ））
【０１４５】次にマスク９０１を除去し、９０３で示す
珪素膜のパターンを利用して薄膜トランジスタの活性層
を形成する。
珪素膜のパターンを利用して薄膜トランジスタの活性層
を形成する。
【０１４６】本実施例に示す構成を採用した場合、マス
ク９０１を２回利用することができ、自己整合的に活性
層パターン９０３を得ることができる。
ク９０１を２回利用することができ、自己整合的に活性
層パターン９０３を得ることができる。
【０１４７】また、図９（Ｅ）に示す珪素膜のパターニ
ングの際にニッケル元素を高濃度に含んだ１０７や１０
９の領域が存在しない状態とできることは重要である。
ングの際にニッケル元素を高濃度に含んだ１０７や１０
９の領域が存在しない状態とできることは重要である。
【０１４８】エッチングを行う際、飛散してニッケル元
素が最終的に活性層となる領域に入り込むことが懸念さ
れる。例えば、図８（Ｅ）に示すようなパターン８０５
を形成する際のエッチング工程では、エッチング除去さ
れる１０７や１０９の領域の飛散物からニッケル元素が
８０５の領域に入り込むことが懸念される。
素が最終的に活性層となる領域に入り込むことが懸念さ
れる。例えば、図８（Ｅ）に示すようなパターン８０５
を形成する際のエッチング工程では、エッチング除去さ
れる１０７や１０９の領域の飛散物からニッケル元素が
８０５の領域に入り込むことが懸念される。
【０１４９】しかし、図９（Ｅ）に示す工程において
は、ニッケル元素を高濃度に含む１０７や１０９の領域
が存在していないので、上記の懸念を排除することがで
きる。
は、ニッケル元素を高濃度に含む１０７や１０９の領域
が存在していないので、上記の懸念を排除することがで
きる。
【０１５０】〔実施例１１〕本実施例では、実施例１に
示す作製工程を改良した例を示す。まず図１０（Ａ）に
示すようにガラス基板１０１上に下地膜１０２を成膜
し、さらに結晶性珪素膜１０５を形成する。
示す作製工程を改良した例を示す。まず図１０（Ａ）に
示すようにガラス基板１０１上に下地膜１０２を成膜
し、さらに結晶性珪素膜１０５を形成する。
【０１５１】次にレジストマスク１００１を利用して酸
化珪素膜１００３と窒化珪素膜１００２との積層膜でな
るマスクを形成する。（図１０（Ａ））
化珪素膜１００３と窒化珪素膜１００２との積層膜でな
るマスクを形成する。（図１０（Ａ））
【０１５２】次にＰ元素のヘビードーピングを行う。
（図１０（Ｂ））
（図１０（Ｂ））
【０１５３】次に加熱処理を行い、１０８の領域から１
０７及び１０９の領域にニッケル元素を移動させる。
（図１０（Ｃ））
０７及び１０９の領域にニッケル元素を移動させる。
（図１０（Ｃ））
【０１５４】次に窒化珪素膜のマスク１００２を利用し
て、酸化珪素膜のマスク１００４を等方性のエッチング
によりエッチングする。この結果、側面がエッチングさ
れた酸化珪素膜でなるマスク１００４が得られる。（図
１０（Ｄ））
て、酸化珪素膜のマスク１００４を等方性のエッチング
によりエッチングする。この結果、側面がエッチングさ
れた酸化珪素膜でなるマスク１００４が得られる。（図
１０（Ｄ））
【０１５５】次に窒化珪素膜のマスク１００２を除去
し、（Ｄ）の工程で得られた酸化珪素膜でなるマスク１
００４を用いて、珪素膜のパターン１００５を得る。
し、（Ｄ）の工程で得られた酸化珪素膜でなるマスク１
００４を用いて、珪素膜のパターン１００５を得る。
【０１５６】この工程の場合も自己整合的に１００５で
示す珪素膜のパターンを得ることができる。
示す珪素膜のパターンを得ることができる。
【０１５７】また、図１０に示す工程において、以下の
ような工程を実施してもよい。
ような工程を実施してもよい。
【０１５８】図１０（Ｃ）に示す工程を終了したら、露
呈した珪素膜の領域、即ち１０７と１０９の領域を除去
する。そして、（Ｄ）及び（Ｅ）に示す工程を実施す
る。
呈した珪素膜の領域、即ち１０７と１０９の領域を除去
する。そして、（Ｄ）及び（Ｅ）に示す工程を実施す
る。
【０１５９】このようにすると、１００５で示す珪素膜
のパターンを形成する際に、１０７や１０９の領域に高
濃度に含まれているニッケル元素の影響を排除すること
ができる。
のパターンを形成する際に、１０７や１０９の領域に高
濃度に含まれているニッケル元素の影響を排除すること
ができる。
【０１６０】
【発明の効果】本明細書に開示する発明を利用すること
により、珪素の結晶化を助長する金属元素を利用した結
晶化方法を利用して薄膜トランジスタを作製しても、活
性層中に残留する金属元素の濃度を低減させることがで
る。そして、特性のバラツキや不安定性といった問題を
改善することができる。
により、珪素の結晶化を助長する金属元素を利用した結
晶化方法を利用して薄膜トランジスタを作製しても、活
性層中に残留する金属元素の濃度を低減させることがで
る。そして、特性のバラツキや不安定性といった問題を
改善することができる。
【図１】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図２】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図３】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図４】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図５】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図６】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図７】 発明を利用した装置の構成を示す図。
１０１ ガラス基板 １０２ 下地膜（酸化珪素膜） １０３ 非晶質珪素膜 １０４ 表面に接して保持されたニッケル元素 １０５ 結晶性珪素膜 １０６ 酸化珪素膜でなるマスク １０７ Ｐ（リン）元素がドーピングされた領域 １０８ Ｐ（リン）元素がドーピングされなかった
領域 １０９ Ｐ（リン）元素がドーピングされた領域 １１０ レジストマスク １１１ 活性層となる酸化珪素膜のパターン １１ ＣＶＤ法により成膜された酸化珪素膜 １１２ ソース領域 １１３ チャネル領域 １１４ ドレイン領域 １１５ 窒化珪素膜 １１６ 樹脂膜 １１７ ソース電極 １１８ ドレイン電極
領域 １０９ Ｐ（リン）元素がドーピングされた領域 １１０ レジストマスク １１１ 活性層となる酸化珪素膜のパターン １１ ＣＶＤ法により成膜された酸化珪素膜 １１２ ソース領域 １１３ チャネル領域 １１４ ドレイン領域 １１５ 窒化珪素膜 １１６ 樹脂膜 １１７ ソース電極 １１８ ドレイン電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図２】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図３】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図４】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図５】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図６】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図７】 発明を利用した装置の構成を示す図。
【図８】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図９】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図１０】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【符号の説明】 １０１ ガラス基板 １０２ 下地膜（酸化珪素膜） １０３ 非晶質珪素膜 １０４ 表面に接して保持されたニッケル元素 １０５ 結晶性珪素膜 １０６ 酸化珪素膜でなるマスク １０７ Ｐ（リン）元素がドーピングされた領域 １０８ Ｐ（リン）元素がドーピングされなかった
領域 １０９ Ｐ（リン）元素がドーピングされた領域 １１０ レジストマスク １１１ 活性層となる酸化珪素膜のパターン １１ ＣＶＤ法により成膜された酸化珪素膜 １１２ ソース領域 １１３ チャネル領域 １１４ ドレイン領域 １１５ 窒化珪素膜 １１６ 樹脂膜 １１７ ソース電極 １１８ ドレイン電極
領域 １０９ Ｐ（リン）元素がドーピングされた領域 １１０ レジストマスク １１１ 活性層となる酸化珪素膜のパターン １１ ＣＶＤ法により成膜された酸化珪素膜 １１２ ソース領域 １１３ チャネル領域 １１４ ドレイン領域 １１５ 窒化珪素膜 １１６ 樹脂膜 １１７ ソース電極 １１８ ドレイン電極
Claims (7)
- 【請求項１】絶縁表面を有する基板上に形成された非晶
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、 加熱処理を行い前記金属元素が選択的に導入された領域
から基板に平行な方向に結晶成長を行わせ、結晶性珪素
膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜の一部をマスクし、他部に不純物元素
のイオンを加速注入する工程と、 酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記マスクされた
結晶性珪素膜中に存在する珪素の結晶化を助長する金属
元素を他部に移動させる工程と、 前記マスクされた領域を利用して半導体装置の活性層を
形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項２】絶縁表面を有する基板上に形成された非晶
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、 加熱処理を行い前記金属元素が選択的に導入された領域
から基板に平行な方向に結晶成長を行わせ、結晶性珪素
膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜に対してレーザー光の照射を行う工程
と、 前記結晶性珪素膜の一部をマスクし、他部に不純物元素
のイオンを加速注入する工程と、 酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記結晶性珪素膜
中に存在する珪素の結晶化を助長する金属元素を不純物
元素の加速注入された領域に移動させる工程と、 前記マスクされた領域を利用して半導体装置の活性層を
形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項３】絶縁表面を有する基板上に形成された非晶
質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に
導入する工程と、 加熱処理を行い前記金属元素が選択的に導入された領域
から基板に平行な方向に結晶成長を行わせ、結晶性珪素
膜を得る工程と、 前記結晶性珪素膜の一部をマスクし、他部に不純物元素
のイオンを加速注入する工程と、 酸素を含有した雰囲気中で加熱処理し前記マスクされた
領域から前記不純物元素のドーピングが行われた領域に
向かって前記金属元素を移動させる工程と、 前記マスクされた領域を利用して半導体装置の活性層を
形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項４】請求項１乃至請求項３において、 珪素の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。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項３において、 珪素の結晶化を助長する金属元素として、 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた一種または複数種類の元素
が利用されることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項６】請求項１乃至請求項３において、 加速注入される不純物元素としてＰ（リン）が利用され
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項７】請求項１乃至請求項３において、 マスクされる領域は、金属元素が選択的に導入された領
域を避けて選ばれることを特徴とする半導体装置の作製
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02955297A JP3696710B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体装置の作製方法 |
| US09/014,639 US6355509B1 (en) | 1997-01-28 | 1998-01-28 | Removing a crystallization catalyst from a semiconductor film during semiconductor device fabrication |
| KR1019980003625A KR19980071177A (ko) | 1997-01-28 | 1998-01-30 | 반도체 장치의 제작 방법 |
| KR1019980003635A KR19980071187A (ko) | 1997-01-28 | 1998-01-31 | 액체운송 장치 및 액체운송 펌프의 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02955297A JP3696710B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体装置の作製方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004276793A Division JP4317105B2 (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 半導体装置の作製方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10214973A true JPH10214973A (ja) | 1998-08-11 |
| JPH10214973A5 JPH10214973A5 (ja) | 2004-12-24 |
| JP3696710B2 JP3696710B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=12279316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02955297A Expired - Fee Related JP3696710B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体装置の作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3696710B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980071177A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001028338A (ja) * | 1999-05-10 | 2001-01-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| US7605029B2 (en) | 2001-01-18 | 2009-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP02955297A patent/JP3696710B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-30 KR KR1019980003625A patent/KR19980071177A/ko not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001028338A (ja) * | 1999-05-10 | 2001-01-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| US7605029B2 (en) | 2001-01-18 | 2009-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980071177A (ko) | 1998-10-26 |
| JP3696710B2 (ja) | 2005-09-21 |
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