JP4766758B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゲッタリング技術を用いた半導体装置の作製方法及び、当該作製方法により得られる半導体装置に関する。特に本発明は、半導体膜の結晶化において触媒作用のある金属元素を添加して作製される結晶質半導体膜を用いた半導体装置の作製方法並びに半導体装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【０００３】
【従来の技術】
結晶構造を有する半導体膜（以下、結晶質半導体膜という）を用いた代表的な半導体素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）が知られている。ＴＦＴはガラスなどの絶縁基板上に集積回路を形成する技術として注目され、駆動回路一体型液晶表示装置などが実用化されつつある。従来からの技術において、結晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法で堆積した非晶質半導体膜を、加熱処理やレーザーアニール法（レーザー光の照射により半導体膜を結晶化させる技術）により作製されている。
【０００４】
こうして作製される結晶質半導体膜は多数の結晶粒の集合体であり、その結晶方位は任意な方向に配向して制御不能であるため、ＴＦＴの特性を制限する要因となっている。このような問題点に対し、特開平７−１８３５４０号公報で開示される技術は、ニッケルなど半導体膜の結晶化に対し触媒作用のある金属元素を添加して結晶質半導体膜を作製するものであり、結晶化に必要とする加熱温度を低下させる効果ばかりでなく、結晶方位の配向性を単一方向に高めることが可能である。このような結晶質半導体膜でＴＦＴを形成すると、電界効果移動度の向上のみでなく、サブスレッショルド係数（Ｓ値）が小さくなり、飛躍的に電気的特性を向上させることが可能となっている。
【０００５】
しかし、触媒作用のある金属元素を添加する故に、結晶質半導体膜の膜中或いは膜表面には、当該金属元素が残存し、得られる素子の特性をばらつかせるなどの問題がある。その一例は、ＴＦＴにおいてオフ電流が増加し、個々の素子間でばらつくなどの問題がある。即ち、結晶化に対し触媒作用のある金属元素は、一旦、結晶質半導体膜が形成されてしまえば、かえって不要な存在となってしまう。
【０００６】
リンを用いたゲッタリングは、このような金属元素を結晶質半導体膜の特定の領域から除去するための手法として有効に活用されている。例えば、ＴＦＴのソース・ドレイン領域にリンを添加して４５０〜７００℃の熱処理を行うことで、チャネル形成領域から当該金属元素を容易に除去することが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
リンはイオンドープ法（ＰＨ₃などをプラズマで解離して、イオンを電界で加速して半導体中に注入する方法であり、基本的にイオンの質量分離を行わない方法を指す）で結晶質半導体膜に注入するが、ゲッタリングのために必要なリン濃度は１×１０²⁰/cm³以上である。イオンドープ法によるリンの添加は、結晶質半導体膜の非晶質化をもたらすが、リン濃度の増加はその後のアニールによる再結晶化の妨げとなり問題となっている。また、高濃度のリンの添加は、ドーピングに必要な処理時間の増大をもたらし、ドーピング工程におけるスループットを低下させるので問題となっている。
【０００８】
さらに、ｐチャネル型ＴＦＴのソース・ドレイン領域に添加したリンに対し、その導電型を反転させるために必要な硼素の濃度は１．５〜３倍が必要であり、再結晶化の困難さに伴って、ソース・ドレイン領域の高抵抗化をもたらし問題となっている。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するための手段であり、半導体膜の結晶化に対して触媒作用のある金属元素を用いて得られる結晶質半導体膜に残存する当該金属元素を効果的に除去する技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
ゲッタリング技術は単結晶シリコンウエハーを用いる集積回路の製造技術において主要な技術として位置付けられている。ゲッタリングは半導体中に取り込まれた金属不純物が、何らかのエネルギーでゲッタリングサイトに偏析して、素子の能動領域の不純物濃度を低減させる技術として知られている。それは、エクストリンシックゲッタリング(Extrinsic Gettering)とイントリンシックゲッタリング(Intrinsic Gettering)の二つに大別されている。エクストリンシックゲッタリングは外部から歪場や化学作用を与えてゲッタリング効果をもたらすものである。高濃度のリンを単結晶シリコンウエハーの裏面から拡散させるリンゲッタはこれに当たり、前述の結晶質半導体膜に対するリンを用いたゲッタリングもエクストリンシックゲッタリングの一種と見なすことができる。
【００１１】
一方、イントリンシックゲッタリングは単結晶シリコンウエハーの内部に生成された酸素が関与する格子欠陥の歪場を利用したものとして知られている。本発明は、このような格子欠陥、或いは格子歪みを利用したイントリンシックゲッタリングに着目したものであり、厚さ１０〜１００nm程度の結晶質半導体膜に適用するために以下の手段を採用するものである。
【００１２】
本発明は、窒化珪素膜上に金属元素を用いて結晶構造を有する第１の半導体膜を形成する工程と、エッチングストッパーとなる膜（バリア層）を形成する工程と、希ガス元素を含む第２の半導体膜（ゲッタリングサイト）を形成する工程と、ゲッタリングサイトに金属元素をゲッタリングさせる工程と、前記第２の半導体膜を除去する工程とを有している。
【００１３】
また、希ガス元素を含む第２の半導体膜（ゲッタリングサイト）を形成する工程は、非晶質構造または結晶構造を有する半導体膜を形成した後、該半導体膜に希ガス元素を添加すればよい。また、希ガス元素を添加する方法としてはイオンドープ法またはイオン注入法を用いればよい。
【００１４】
また、希ガス元素はＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種であり、これらのイオンを電界で加速して半導体膜に注入することにより、ダングリングボンドや格子歪みを形成してゲッタリングサイトを形成することができる。
【００１５】
また、希ガス元素を含む第２の半導体膜（ゲッタリングサイト）を形成する他の手段としては、希ガス元素を含む原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法で希ガス元素を含む第２の半導体膜を成膜してもよい。ただし、膜剥がれが生じないように成膜条件を調節する。
【００１６】
また、他の手段としては、スパッタ法で希ガス元素を含む第２の半導体膜を成膜してもよい。
【００１７】
また、プラズマＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法やスパッタ法等を用い、成膜段階で希ガス元素を含む第２の半導体膜を得た後、さらに希ガス元素を添加してゲッタリング効率を向上させてもよい。
【００１８】
また、希ガス元素に加え、Ｈ、Ｈ₂、Ｏ、Ｏ₂、Ｐから選ばれた一種または複数種を添加してもよい。このように複数の元素を添加することにより相乗的にゲッタリング効果が得られる。中でもＯ、Ｏ₂は効果的であり、成膜条件または成膜後の添加により、第２の半導体膜中におけるＳＩＭＳ分析での酸素濃度を５×１０¹⁸／ｃｍ³以上、好ましくは１×１０¹⁹／ｃｍ³〜１×１０²²／ｃｍ³の濃度範囲とするとゲッタリング効率が向上する。なお、希ガス元素はほとんど拡散しないが、希ガス元素に加えて添加する他の元素が拡散しやすい場合、第２の半導体膜の膜厚を厚めに調節して、添加した他の元素が後の熱処理で第１の半導体膜に拡散しないようにすることが好ましい。また、第２の半導体膜だけでなく、バリア層も他の元素の拡散を防止する機能を有する。
【００１９】
また、本発明は、結晶構造を有する第１の半導体膜と接する下地絶縁膜として、膜厚１０ｎｍ以下の窒化珪素膜からなる絶縁膜を用いてゲッタリング効率を向上させることを特徴としている。なお、この窒化珪素膜はブロッキング効果をも有している。
【００２０】
本明細書で開示する発明の構成は、
絶縁表面上に電極を形成する第１工程と、
前記電極上に平坦な第１絶縁膜を形成する第２工程と、
前記第１絶縁膜上に窒化珪素膜からなる第２絶縁膜を形成する第３工程と、
前記第２絶縁膜上に非晶質構造を有する第１の半導体膜を形成する第４工程と、
前記第１の半導体膜に金属元素を添加する第５工程と、
前記第１の半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する第１の半導体膜を形成する第６工程と、
前記結晶構造を有する第１の半導体膜の表面にバリア層を形成する第７工程と、
前記バリア層上に希ガス元素を１×１０¹⁹〜１×１０²²／ｃｍ³の濃度で含む第２の半導体膜を形成する第８工程と、
前記第２の半導体膜に前記金属元素をゲッタリングして、結晶構造を有する第１の半導体膜中の前記金属元素を除去または低減する第９工程と、
前記第２の半導体膜及びバリア層を除去する第１０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である。
【００２１】
上記構成において、前記金属元素はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。
【００２２】
また、上記構成において、ゲッタリング効率を向上させるために前記第１の半導体膜に含まれる酸素濃度を５×１０¹⁸／ｃｍ³以下とすることが好ましい。
【００２３】
また、上記構成において、ゲッタリング効率を向上させるために前記第２の半導体膜に含まれる酸素濃度を５×１０¹⁸／ｃｍ³以上とすることが好ましい。
【００２４】
また、上記構成において、ゲッタリング効率を向上させるために前記第２絶縁膜は、窒化珪素膜とすることが好ましい。
【００２５】
また、上記各構成において、平坦な第１絶縁膜を形成する第２工程は、平坦性を向上させる公知の技術、例えばＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）と呼ばれる研磨工程を用いればよい。
【００２６】
なお、上記各構成において、前記電極は、最終的に半導体装置が完成した後、結晶構造を有する半導体膜に照射される外光を遮光するために設けられたものである。
【００２７】
また、上記各構成において、前記第６工程は、加熱処理、強光を照射する処理、またはレーザー光（波長４００nm以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波）を照射する処理の内、いすれか一の処理、もしくはこれらを組み合わせた処理であることを特徴としている。
【００２８】
また、上記各構成において、前記バリア層を形成する第７の工程は、オゾンを含む溶液で前記結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する工程、もしくは酸素雰囲気下の紫外線の照射で前記結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する工程である工程とすればよい。
【００２９】
また、上記各構成において、前記第９工程は、加熱処理、あるいは前記非晶質構造を有する半導体膜に強光を照射する処理を用いればよい。また、前記第９工程は、加熱処理を行い、且つ、前記非晶質構造を有する半導体膜に強光を照射する処理であってもよい。
【００３０】
また、前記強光は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光であることを特徴としている。
【００３１】
また、本発明は上記構成に限定されず、第２の半導体膜の上層のみに希ガス元素を添加してゲッタリングサイトを形成してもよい。また、希ガス元素を含んでいない第２の半導体膜上に第３の半導体膜を形成し、その第３の半導体膜のみに希ガス元素を添加してゲッタリングサイトを形成してもよい。
【００３２】
上記作製方法に関する本発明によって、以下の構成が得られる。
【００３３】
本明細書で開示する発明の構成は、
絶縁表面上に第１電極と、該第１電極上に平坦な第１絶縁膜と、該第１絶縁膜上に窒化珪素膜からなる第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に半導体層と、該半導体層上に第３絶縁膜と、該第３絶縁膜上に第２電極とを有し、
前記第１電極は、前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜を間に挟んで前記半導体層と重なっており、前記第２電極は、前記第３絶縁膜を間に挟んで前記半導体層と重なっていることを特徴とする半導体装置である。
【００３４】
上記構成において、前記第１絶縁膜は機械的に研磨されて平坦化した絶縁膜であることを特徴としている。
【００３５】
また、上記構成において、前記半導体層のうち、前記第３絶縁膜を間に挟んで前記第２電極と重なる領域はチャネル形成領域であることを特徴としている。なお、前記チャネル形成領域に含まれる金属元素の濃度が１×１０¹⁷／ｃｍ³未満であることを特徴としている。
【００３６】
前記チャネル形成領域に含まれる金属元素は、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である。
【００３７】
また、上記構成において、前記半導体層は、少なくとも一部に希ガス元素を含む。ただし、ゲッタリング条件によっては希ガス元素を含まない場合もある。
【００３８】
また、窒化珪素膜からなる絶縁膜上にニッケル元素をスパッタ法で散布した後、第１の半導体膜を形成し、バリア層を設け、希ガス元素を含む第２の半導体膜を形成した後、加熱処理または強光によって第１の半導体膜の結晶化およびゲッタリングを同時に行ってもよい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００４０】
本発明の特徴の一つは、絶縁表面上に電極を形成するプロセスと、電極を覆う平坦な第１の絶縁膜を形成するプロセスと、第１の絶縁膜上に窒化珪素膜からなる第２の絶縁膜を形成するプロセスと、第２の絶縁膜上に結晶化を助長する金属元素を用いて結晶質半導体膜を形成するプロセスと、結晶質半導体膜上にバリア層を形成するプロセスと、バリア層上に希ガス元素を含む半導体膜（ゲッタリングサイト）を形成するプロセスと、加熱処理するプロセスとを有しており、該加熱処理により結晶質半導体膜に含まれる金属元素が移動してバリア層を通り抜け、ゲッタリングサイト（希ガス元素のイオンを含む半導体膜）に捕獲され、結晶質半導体膜から金属元素を除去または低減することである。なお、加熱処理に代えて強光を照射してもよいし、加熱処理と同時に強光を照射してもよい。
【００４１】
（実施の形態１）
以下に代表的なＴＦＴの作製手順を簡略に図１、２を用いて示す。
【００４２】
図１（Ａ）中、１００は、絶縁表面を有する基板、１０１は電極、１０２は平坦化膜、１０３は窒化珪素膜からなる絶縁膜、１０４は非晶質構造を有する半導体膜である。
【００４３】
まず、基板１００上に導電膜を形成し、パターニングを施すことにより金属または合金からなる電極１０１を形成する。この電極１０１は後に形成されるゲート電極と接続される走査線である。なお、この電極は、後に形成される活性層を光から保護する遮光層としても機能する。ここでは、ここでは基板１００として石英基板を用い、電極１０１としてポリシリコン膜とタングステンシリサイド（Ｗ−Ｓｉ）膜の積層構造を用いる。
【００４４】
次いで、電極１０１を覆う絶縁膜（酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜）を膜厚１００〜１０００ｎｍ（代表的には３００〜５００ｎｍ）で形成し、平坦化処理を行って平坦化膜１０２を形成する。平坦化膜は、平坦化処理を施した絶縁膜を指しており、平坦性を向上させる公知の技術、例えばＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）と呼ばれる研磨工程を用いればよい。
【００４５】
次いで、平坦化膜上に窒化珪素膜からなる絶縁膜１０３を形成する。次いで、絶縁膜１０３上に非晶質構造を有する第１の半導体膜１０４を形成する。（図１（Ａ））
【００４６】
次いで、非晶質構造を有する第１の半導体膜１０４を結晶化させる技術として特開平8-78329号公報記載の技術を用いて結晶化させる。同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜に対して結晶化を助長する金属元素を選択的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶構造を有する半導体膜を形成するものである。ここでは、ニッケルを含む溶液を第１の半導体膜１０４上に塗布してニッケル含有層１０５を形成する。（図１（Ａ））塗布によるニッケル含有層１０５の形成方法以外の他の手段として、スパッタ法、蒸着法、またはプラズマ処理により極薄い膜を形成する手段を用いてもよい。
【００４７】
次いで、加熱処理または強光の照射を行い、結晶化を行う。この場合、結晶化は触媒となる金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する。こうして、図１（Ｃ）に示す結晶構造を有する第１の半導体膜１０６が形成される。なお、第１の半導体膜１０６に含まれる酸素濃度は、５×１０¹⁸／ｃｍ³以下とすることが望ましい。ここでは、脱水素化のための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃〜６５０℃で４〜２４時間）を行う。また、強光の照射により結晶化を行う場合は、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能であるが、代表的には、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用いる。ランプ光源は、１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１回〜１０回繰り返し、半導体膜が瞬間的に６００〜１０００℃程度にまで加熱すればよい。なお、必要であれば、強光を照射する前に非晶質構造を有する第１の半導体膜１０４に含有する水素を放出させる熱処理を行ってもよい。また、加熱処理と強光の照射とを同時に行って結晶化を行ってもよい。
【００４８】
次いで、結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するために、結晶構造を有する第１の半導体膜１０６に対してレーザー光を照射することが望ましい。光には波長４００nm以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。
【００４９】
次いで、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜からなるバリア層１０７を形成し、このバリア層１０７上に第２の半導体膜１０８を形成する。（図１（Ｄ））このバリア層１０７は、後の工程で第２の半導体膜１０８のみを選択的に除去する際にエッチングストッパーとして機能する。また、第２の半導体膜１０８に含まれる酸素濃度は、５×１０¹⁸／ｃｍ³以上とすることが望ましい。第２の半導体膜１０８としては非晶質構造を有する半導体膜であってもよいし、結晶構造を有する半導体膜であってもよい。
【００５０】
次いで、第２の半導体膜１０８に希ガス元素をイオンドーピング法またはイオン注入法により添加してゲッタリングサイトを形成する。（図１（Ｅ））希ガス元素としてはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種を用いる。ここではゲッタリングサイトを形成するためにこれら不活性気体をイオンソースとして用い、イオンドープ法或いはイオン注入法で第２の半導体膜に注入する。これら不活性気体のイオンを注入する意味は二つある。一つは注入によりダングリングボンドを形成し半導体膜に歪みを与えることであり、他の一つは半導体膜の格子間に当該イオンを注入することで歪みを与えることである。不活性気体のイオン注入は、この両者を同時に満たすことができるが、特に後者はアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などシリコンより原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。また、希ガス元素を注入することにより、格子歪だけでなく、不対結合手も形成されゲッタリング作用に寄与する。また、希ガス元素に加えて、一導電型の不純物元素であるリンを半導体膜に注入した場合、リンのクーロン力を利用してゲッタリングを行うことができる。
【００５１】
また、図１（Ｅ）の工程の際、下層には希ガス元素を添加せずにできるだけ第１の半導体における膜結晶構造を維持することが望ましい。
【００５２】
次いで、ゲッタリングを行う。（図１（Ｆ））ゲッタリングを行う工程としては、窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１〜２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行えばよい。また、熱処理に代えて強光を照射してもよい。また、熱処理に加えて強光を照射してもよい。このゲッタリングにより、図１（Ｆ）中の矢印の方向にニッケルが移動し、バリア層１０７で覆われた第１の半導体膜１０６に含まれる金属元素の除去、または金属元素の濃度の低減が行われる。ここでは、ニッケルが第１の半導体膜１０６に偏析しないよう全て第２の半導体膜１０９に移動させ、第１の半導体膜１０６に含まれるニッケルがほとんど存在しない、即ち膜中のニッケル濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³以下、望ましくは１×１０¹⁷／ｃｍ³以下になるように十分ゲッタリングする。
【００５３】
本実施の形態においては、上記ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があるため、第１の半導体膜と接する絶縁膜１０３を窒化シリコン膜とし、さらに第１の半導体膜の上方に設けられた第２の半導体膜１０９に含まれる酸素濃度を５×１０¹⁸／ｃｍ³以上としてゲッタリング効率の向上を図っている。
【００５４】
次いで、バリア層１０７をエッチングストッパーとして、１０９で示した第２の半導体膜のみを選択的に除去した後、バリア層１０７を除去し、第１の半導体膜１０６を公知のパターニング技術を用いて所望の形状の半導体層１１０を形成する。（図２（Ａ））
【００５５】
次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜１１１となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。この表面洗浄とゲート絶縁膜の形成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが望ましい。
【００５６】
次いで、ゲート絶縁膜表面を洗浄した後、ゲート電極１１２を形成する。ここでは図示しないが、電極１０１と接続するためのコンタクトホールを形成した後、ゲート電極１１２を形成する。次いで、半導体にｎ型を付与する不純物元素（Ｐ、Ａｓ等）、ここではリンを適宜添加して、ソース領域１１３及びドレイン領域１１４を形成する。添加した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行う。また、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。特に、室温〜３００℃の雰囲気中において、表面または裏面からＹＡＧレーザーの第２高調波を照射して不純物元素を活性化させることは非常に有効である。ＹＡＧレーザーはメンテナンスが少ないため好ましい活性化手段である。
【００５７】
以降の工程は、層間絶縁膜１１６を形成し、水素化を行って、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタクトホールを形成し、ソース電極１１７、ドレイン電極１１８を形成してＴＦＴを完成させる。
【００５８】
こうして得られたＴＦＴのチャネル形成領域１１５に含まれる金属元素の濃度は１×１０¹⁷／ｃｍ³未満とすることができる。
【００５９】
また、上記作製方法において、第２の半導体膜の膜厚が薄く、第１の半導体膜にも希ガス元素が添加された場合には、少なくともチャネル形成領域１１５の上層に希ガス元素を含有している。なお、イオンドーピング法またはイオン注入法では条件を適宜選択すれば、希ガス元素が存在する深さを自由に決定できる。
【００６０】
また、本発明は図２（Ｂ）のＴＦＴ構造に限定されず、必要があればチャネル形成領域とドレイン領域（またはソース領域）との間にＬＤＤ領域を有する低濃度ドレイン（ＬＤＤ：Lightly Doped Drain）構造としてもよい。この構造はチャネル形成領域と、高濃度に不純物元素を添加して形成するソース領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域を設けたものであり、この領域をＬＤＤ領域と呼んでいる。さらにゲート絶縁膜を介してＬＤＤ領域をゲート電極と重ねて配置させた、いわゆるＧＯＬＤ（Gate-drain Overlapped LDD）構造としてもよい。
【００６１】
また、ここではｎチャネル型ＴＦＴを用いて説明したが、ｎ型不純物元素に代えてｐ型不純物元素を用いることによってｐチャネル型ＴＦＴを形成することができることは言うまでもない。
【００６２】
また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【００６３】
（実施の形態２）
また、バリア層上に第２の半導体膜と第３の半導体膜を形成し、第３の半導体膜のみに希ガス元素を添加してゲッタリングサイトを形成してもよい。ここではその一例を図３を用いて説明する。
【００６４】
実施の形態１と同様にバリア層３０７までを形成する。実施の形態１に従って、基板３００上に電極３０１、平坦化膜３０２、窒化珪素膜からなる絶縁膜３０３、結晶構造を有する半導体膜３０６を形成する。（図３（Ａ））なお、図３（Ａ）は図１（Ｃ）に対応している。実施の形態１と同様に、ここでもニッケルを用いて結晶化を行う。
【００６５】
次いで、実施の形態１と同様にバリア層３０７を形成する。次いで、バリア層３０７上に第２の半導体膜３０８と第３の半導体膜３０９を形成する。（図３（Ｂ））第２の半導体膜３０８には、酸素（ＳＩＭＳ分析での濃度が５×１０¹⁸／ｃｍ³以上、好ましくは１×１０¹⁹／ｃｍ³以上）を含有させてゲッタリング効率を向上させることが望ましい。
【００６６】
次いで、第３の半導体膜３０９に希ガス元素を添加してゲッタリングサイト３１０を形成する。（図３（Ｃ））なお、希ガス元素を添加する際、第２の半導体膜３０８に、希ガス元素が添加されないようにする。この第２の半導体膜３０８によって、第１の半導体膜３０６と第３の半導体膜（ゲッタリングサイト）３１０との間隔を空けている。ゲッタリングの際、金属元素はゲッタリングサイトの境界付近に集まりやすい傾向があるため、本実施の形態のように第２の半導体膜３０８によって、ゲッタリングサイトの境界を第１の半導体膜３０６から遠ざけることが望ましい。
【００６７】
以降の工程は、実施の形態１に従って、図３（Ｄ）に示すようにゲッタリングを行った後、図３（Ｅ）に示すように半導体層３１１を形成し、ＴＦＴを完成する。
【００６８】
こうして得られたＴＦＴも、チャネル形成領域に含まれる金属元素の濃度を１×１０¹⁷／ｃｍ³未満とすることができる。
【００６９】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【００７０】
（実施例）
［実施例１］
本実施例ではダブルゲートのＴＦＴに適用し、ダブルゲートのＴＦＴを画素部のＴＦＴに用いたアクティブマトリクス基板を作製する例を示す。
【００７１】
まず、絶縁表面を有する基板４０１上に導電膜を形成し、パターニングを施すことにより走査線４０２を形成する。この走査線４０２は後に形成される活性層を光から保護する遮光層としても機能する。ここでは基板４０１として石英基板を用い、走査線４０２としてポリシリコン膜（膜厚５０ｎｍ）とタングステンシリサイド（Ｗ−Ｓｉ）膜（膜厚１００ｎｍ）の積層構造を用いた。また、ポリシリコン膜はタングステンシリサイドから基板への汚染を保護するものである。
【００７２】
次いで、走査線４０２を覆う絶縁膜４０３ａ、４０３ｂを膜厚１００〜１０００ｎｍ（代表的には３００〜５００ｎｍ）で形成する。ここではＣＶＤ法を用いた膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜とＬＰＣＶＤ法を用いた膜厚２８０ｎｍの酸化シリコン膜を積層させた後、平坦化処理ここではＣＭＰ処理を行った。平坦化処理を行った後、窒化珪素膜からなる絶縁膜（窒化シリコン膜とも呼ばれる）４０３ｃを形成する。
【００７３】
次いで、非晶質半導体膜を膜厚１０〜１００ｎｍで形成する。ここでは膜厚６９ｎｍの非晶質シリコン膜（アモルファスシリコン膜）をＬＰＣＶＤ法を用いて形成した。なお、ＬＰＣＶＤ法で成膜した場合、裏面側の膜を除去する工程が必要であるが簡略化のため、ここでは説明を省略する。次いで、この非晶質半導体膜を結晶化させる技術として特開平8-78329号公報記載の技術を用いて結晶化させた。同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜に対して結晶化を助長する金属元素を選択的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶質シリコン膜２００を形成するものである。ここでは結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用い、脱水素化のための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（６００℃、１２時間）を行った。
【００７４】
次いで、結晶質シリコン膜２００の表面にオゾンを含む溶液により表面に極薄い酸化膜からなるバリア層２０１を形成した後、酸化膜上に非晶質シリコン膜２０２を形成し、該非晶質シリコン膜２０２に希ガス元素（ここではＡｒ）を全面に添加してＮｉをゲッタリングするためのゲッタリングサイトを形成する。（図４（Ａ））
【００７５】
なお、上記希ガス元素に加え、周期表１５族元素、周期表１３族元素、シリコン、酸素、水素から選ばれた一種または複数種を添加してもよい。
【００７６】
次いで、ＴＦＴの活性層とする領域からＮｉをゲッタリングする熱処理（窒素雰囲気下で５５０℃、４時間）を行った。（図４（Ｂ））この熱処理により結晶質シリコン膜に含まれる金属（Ｎｉ）がＴＦＴの活性層とする領域から図４（Ｂ）中の矢印の方向に移動してゲッタリングサイト（希ガス元素が添加された領域）に捕獲され、結晶質シリコン膜２００から金属（Ｎｉ）を除去または低減する。
【００７７】
次いで、バリア層をエッチングストッパーとしてゲッタリングサイトのみを除去した後、バリア層も除去する。
【００７８】
次いで、パターニングを行い結晶質シリコン膜の不要な部分を除去して、半導体層４０４を形成する。（図４（Ｃ１））なお、半導体層４０４を形成した後の画素上面図を図４（Ｃ２）に示す。図４（Ｃ２）において、点線Ａ−Ａ’で切断した断面図が図４（Ｃ１）に相当する。
【００７９】
次いで、保持容量を形成するため、マスク４０５を形成して半導体層の一部（保持容量とする領域）４０６にリンをドーピングする。（図５（Ａ））
【００８０】
次いで、マスク４０５を除去し、半導体層を覆う絶縁膜を形成した後、マスク４０７を形成して保持容量とする領域４０６上の絶縁膜を除去する。（図５（Ｂ））
【００８１】
次いで、マスク４０７を除去し、熱酸化を行って絶縁膜（ゲート絶縁膜）４０８ａを形成する。この熱酸化によって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は８０ｎｍとなった。なお、保持容量とする領域上に他の領域より薄い絶縁膜４０８ｂを形成した。（図５（Ｃ１））ここでの画素上面図を図５（Ｃ２）に示す。図５（Ｃ２）において、点線Ｂ−Ｂ’で切断した断面図が図５（Ｃ１）に相当する。また、図５中の鎖線内で示した領域は、薄い絶縁膜４０８ｂが形成されている部分である。
【００８２】
次いで、ＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行った。このチャネルドープ工程は、ＴＦＴしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここではジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加した。もちろん、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いてもよい。
【００８３】
次いで、絶縁膜４０８ａ、及び絶縁膜４０３ａ、４０３ｂ上にマスク４０９を形成し、走査線４０２に達するコンタクトホールを形成する。（図６（Ａ））そして、コンタクトホールの形成後、マスクを除去する。
【００８４】
次いで、導電膜を形成し、パターニングを行ってゲート電極４１０および容量配線４１１を形成する。（図６（Ｂ））ここでは、リンがドープされたシリコン膜（膜厚１５０ｎｍ）とタングステンシリサイド（膜厚１５０ｎｍ）との積層構造を用いた。なお、保持容量は、絶縁膜４０８ｂを誘電体とし、容量配線４１１と半導体層の一部４０６とで構成されている。
【００８５】
次いで、ゲート電極４１０および容量配線４１１をマスクとして自己整合的にリンを低濃度に添加する。（図６（Ｃ１））ここでの画素上面図を図６（Ｃ２）に示す。図６（Ｃ２）において、点線Ｃ−Ｃ’で切断した断面図が図６（Ｃ１）に相当する。この低濃度に添加された領域のリンの濃度が、１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、代表的には３×１０¹⁷〜３×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるように調整する。
【００８６】
次いで、マスク４１２を形成してリンを高濃度に添加し、ソース領域またはドレイン領域となる高濃度不純物領域４１３を形成する。（図７（Ａ））この高濃度不純物領域のリンの濃度が１×１０²⁰〜１×１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³（代表的には２×１０²⁰〜５×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³）となるように調整する。なお、半導体層４０４のうち、ゲート電極４１０と重なる領域はチャネル形成領域４１４となり、マスク４１２で覆われた領域は低濃度不純物領域４１５となりＬＤＤ領域として機能する。そして、不純物元素の添加後、マスク４１２を除去する。
【００８７】
次いで、ここでは図示しないが、画素と同一基板上に形成される駆動回路に用いるｐチャネル型ＴＦＴを形成するために、マスクでｎチャネル型ＴＦＴとなる領域を覆い、ボロンを添加してソース領域またはドレイン領域を形成する。
【００８８】
次いで、マスク４１２を除去した後、ゲート電極４１０および容量配線４１１を覆うパッシベーション膜４１６を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を７０ｎｍの膜厚で形成した。次いで、半導体層にそれぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化するための熱処理工程を行う。ここでは８５０℃、３０分の加熱処理を行った。
【００８９】
次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜４１７を形成する。ここでは膜厚４００ｎｍのアクリル樹脂膜を用いた。次いで、半導体層に達するコンタクトホールを形成した後、電極４１８及びソース配線４１９を形成する。本実施例では電極４１８及びソース配線４１９を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続して形成した３層構造の積層膜とした。（図７（Ｂ１））なお、図７（Ｂ２）において点線Ｄ−Ｄ’で切断した断面図が図７（Ｂ１）に相当する。
【００９０】
次いで、水素化処理をおこなった後、アクリルからなる層間絶縁膜４２０を形成する。（図８（Ａ１））次いで、層間絶縁膜４２０上に遮光性を有する導電膜１００ｎｍを成膜し、遮光層４２１を形成する。次いで、層間絶縁膜４２２を形成する。次いで、電極４１８に達するコンタクトホール形成する。次いで、１００ｎｍの透明導電膜（ここでは酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜）を形成した後、パターニングして画素電極４２３、４２４を形成する。図８（Ａ２）において、点線Ｅ−Ｅ’で切断した断面図が図８（Ａ１）に相当する。
【００９１】
こうして画素部には、表示領域（画素サイズ２６μｍ×２６μｍ）の面積（開口率７６．５％）を確保しつつ、ｎチャネル型ＴＦＴでなる画素ＴＦＴが形成され、十分な保持容量（５１．５ｆＦ）を得ることができる。
【００９２】
なお、本実施例は一例であって本実施例の工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各導電膜としては、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的には、Ｍｏ―Ｗ合金、Ｍｏ―Ｔａ合金）を用いることができる。また、各絶縁膜としては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜や有機樹脂材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等）膜を用いることができる。
【００９３】
以上の様にして、ｎチャネルＴＦＴ及び保持容量とを有する画素部と、ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴからなるＣＭＯＳ回路を有する駆動回路（図示しない）とを同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００９４】
なお、本実施例は、実施の形態１または実施の形態２と組み合わせることが可能である。
【００９５】
［実施例２］
本実施例では、実施例１で得られたアクティブマトリクス基板から、液晶モジュールを作製する工程を以下に説明する。
【００９６】
図８のアクティブマトリクス基板上に配向膜を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサを所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
【００９７】
次いで、対向基板を用意する。この対向基板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタが設けられている。また、駆動回路の部分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜を形成し、ラビング処理を施した。
【００９８】
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材で貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料を注入し、封止剤によって完全に封止する。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして液晶モジュールが完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板等を適宜設けた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
【００９９】
こうして得られた液晶モジュールの構成を図９の上面図を用いて説明する。
【０１００】
図９で示す上面図は、画素部、駆動回路、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：Flexible Printed Circuit）８１１を貼り付ける外部入力端子８０９、外部入力端子と各回路の入力部までを接続する配線８１０などが形成されたアクティブマトリクス基板と、カラーフィルタなどが設けられた対向基板８００とがシール材８０７を介して貼り合わされている。
【０１０１】
ゲート配線側駆動回路５０１ａと重なるように対向基板側に遮光層８０３ａが設けられ、ソース配線側駆動回路５０１ｂと重なるように対向基板側に遮光層８０３ｂが形成されている。また、画素部５０２上の対向基板側に設けられたカラーフィルタ８０２は遮光層と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の着色層とが各画素に対応して設けられている。実際に表示する際には、赤色（Ｒ）の着色層、緑色（Ｇ）の着色層、青色（Ｂ）の着色層の３色でカラー表示を形成するが、これら各色の着色層の配列は任意なものとする。
【０１０２】
ここでは、カラー化を図るためにカラーフィルタ８０２を対向基板に設けているが特に限定されず、アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティブマトリクス基板にカラーフィルタを形成してもよい。
【０１０３】
また、カラーフィルタにおいて隣り合う画素の間には遮光層が設けられており、表示領域以外の箇所を遮光している。また、ここでは、駆動回路を覆う領域にも遮光層８０３ａ、８０３ｂを設けているが、駆動回路を覆う領域は、後に液晶表示装置を電子機器の表示部として組み込む際、カバーで覆うため、特に遮光層を設けない構成としてもよい。また、アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティブマトリクス基板に遮光層を形成してもよい。
【０１０４】
また、上記遮光層を設けずに、対向基板と対向電極の間に、カラーフィルタを構成する着色層を複数層重ねた積層で遮光するように適宜配置し、表示領域以外の箇所（各画素電極の間隙）や、駆動回路を遮光してもよい。
【０１０５】
また、外部入力端子にはベースフィルムと配線から成るＦＰＣ８１１が異方性導電性樹脂で貼り合わされている。さらに補強板で機械的強度を高めている。
【０１０６】
以上のようにして作製される液晶モジュールは各種電子機器の表示部として用いることができる。
【０１０７】
なお、本実施例は、実施の形態１または実施の形態２と組み合わせることが可能である。
【０１０８】
［実施例３］
実施例１、実施例２では透過型の例を示したが、本実施例では反射型の例を図１０に示す。本実施例では、画素部のＴＦＴのドレイン領域と接続する画素電極を反射電極とした。
【０１０９】
実施例１における電極４１８を画素電極とし、画素電極となる反射電極１０００を形成する。この反射電極は、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いる。また、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
【０１１０】
なお、本実施例は、実施の形態１または実施の形態２と組み合わせることが可能である。
【０１１１】
［実施例４］
本実施の形態１または実施の形態２を実施して形成されたＴＦＴは様々なモジュール（液晶表示装置、発光型表示装置、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ、ＤＭＤ（digital micromirror device）等）に用いることができる。即ち、それらモジュールを表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。
【０１１２】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図１１〜図１３に示す。
【０１１３】
図１１（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本発明を表示部２００３に適用することができる。
【０１１４】
図１１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明を表示部２１０２に適用することができる。
【０１１５】
図１１（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５に適用できる。
【０１１６】
図１１（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。本発明は表示部２３０２に適用することができる。
【０１１７】
図１１（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明は表示部２４０２に適用することができる。
【０１１８】
図１１（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本願発明を表示部２５０２に適用することができる。
【０１１９】
図１２（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含む。本発明は投射装置２６０１の一部を構成する液晶モジュール２８０８に適用することができる。
【０１２０】
図１２（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０３、スクリーン２７０４等を含む。本発明は投射装置２７０２の一部を構成する液晶モジュール２８０８に適用することができる。
【０１２１】
なお、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）中における投射装置２６０１、２７０２の構造の一例を示した図である。投射装置２６０１、２７０２は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、２８０４〜２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム２８０７、液晶モジュール２８０８、位相差板２８０９、投射光学系２８１０で構成される。投射光学系２８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図１２（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１２２】
また、図１２（Ｄ）は、図１２（Ｃ）中における光源光学系２８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系２８０１は、リフレクター２８１１、光源２８１２、レンズアレイ２８１３、２８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ２８１６で構成される。なお、図１２（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１２３】
ただし、図１２に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及びＥＬモジュールでの適用例は図示していない。
【０１２４】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７等を含む。本発明を表示部２９０４に適用することができる。
【０１２５】
図１３（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本発明は表示部３００２、３００３に適用することができる。
【０１２６】
図１３（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本発明は表示部３１０３に適用することができる。
【０１２７】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜３のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における希ガス元素を半導体膜に注入して行うイントリンシックゲッタリングは、結晶質半導体膜中に残存する金属元素をゲッタリングさせる効果が極めて高い。これは、触媒作用のある金属元素を用いて作製される結晶質半導体膜の高純度化に寄与するばかりでなく、結晶質半導体膜を用いる半導体装置の生産性の向上にも寄与することができる。即ち、希ガス元素は不活性気体であり、イオンドーピングにおいても取り扱いが容易である。また、ドーピングに要する時間も短時間で済むなどの特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の作製工程を示す図。
【図２】 実施の形態１の作製工程を示す図。
【図３】 実施の形態２の作製工程を示す図。
【図４】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。
【図５】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。
【図６】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。
【図７】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。
【図８】 アクティブマトリクス基板の作製工程を示す図。
【図９】 液晶モジュールの外観を示す図。
【図１０】 アクティブマトリクス基板の断面を示す図。
【図１１】 電子機器の一例を示す図。
【図１２】 電子機器の一例を示す図。
【図１３】 電子機器の一例を示す図。

Claims (16)

1. 絶縁表面上に電極を形成し、
   前記電極上に第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の絶縁膜上に非晶質構造を有する第１のシリコン膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜にＮｉを添加し、加熱処理を行うことによって、前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜を結晶化させて結晶構造を有する第１のシリコン膜を形成し、
   前記結晶構造を有する第１のシリコン膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を１×１０ ^１９ 〜１×１０ ^２２ ／ｃｍ ^３ の濃度で含む第２のシリコン膜を形成し、
   前記第２のシリコン膜に前記Ｎｉをゲッタリングして、前記結晶構造を有する第１のシリコン膜中の前記Ｎｉを除去または低減し、
   前記第２のシリコン膜及び前記バリア層を順に除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 絶縁表面上に電極を形成し、
   前記電極上に平坦な第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の絶縁膜上に非晶質構造を有する第１のシリコン膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜にＮｉを添加し、加熱処理を行うことによって、前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜を結晶化させて結晶構造を有する第１のシリコン膜を形成し、
   前記結晶構造を有する第１のシリコン膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を１×１０^１９〜１×１０^２２／ｃｍ^３の濃度で含む第２のシリコン膜を形成し、
   前記第２のシリコン膜に前記Ｎｉをゲッタリングして、前記結晶構造を有する第１のシリコン膜中の前記Ｎｉを除去または低減し、
   前記第２のシリコン膜及び前記バリア層を順に除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 絶縁表面上に電極を形成し、
   前記電極上に第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の絶縁膜上にＮｉを散布した後、非晶質構造を有する第１のシリコン膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を１×１０ ^１９ 〜１×１０ ^２２ ／ｃｍ ^３ の濃度で含む第２のシリコン膜を形成し、
   加熱処理を行うことによって、前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜を結晶化させて結晶構造を有する第１のシリコン膜を形成し、且つ前記第２のシリコン膜に前記Ｎｉをゲッタリングして、前記結晶構造を有する第１のシリコン膜中の前記Ｎｉを除去または低減し、
   前記第２のシリコン膜及び前記バリア層を順に除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. 絶縁表面上に電極を形成し、
   前記電極上に平坦な第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の絶縁膜上にＮｉを散布した後、非晶質構造を有する第１のシリコン膜を形成し、
   前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜の表面にバリア層を形成し、
   前記バリア層上に希ガス元素を１×１０ ^１９ 〜１×１０ ^２２ ／ｃｍ ^３ の濃度で含む第２のシリコン膜を形成し、
   加熱処理を行うことによって、前記非晶質構造を有する第１のシリコン膜を結晶化させて結晶構造を有する第１のシリコン膜を形成し、且つ前記第２のシリコン膜に前記Ｎｉをゲッタリングして、前記結晶構造を有する第１のシリコン膜中の前記Ｎｉを除去または低減し、
   前記第２のシリコン膜及び前記バリア層を順に除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第２のシリコン膜は、シリコン膜を形成し、該シリコン膜に希ガス元素を添加することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第２のシリコン膜は、シリコン膜を形成し、該シリコン膜に希ガス元素と、Ｏ、Ｏ_２、Ｐ、Ｈ、Ｈ_２から選ばれた一種または複数種とを添加することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第２のシリコン膜は、プラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で希ガス元素を含むシリコン膜を成膜することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第２のシリコン膜は、スパッタ法で希ガス元素を含むシリコン膜を成膜することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
   前記第２の絶縁膜は、窒化シリコン膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 請求項９において、
    前記窒化シリコン膜の厚さは１０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記Ｎｉを除去または低減された前記結晶構造を有する第１のシリコン膜を用いて、前記電極と重なるように薄膜トランジスタの活性層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、
    前記バリア層は、前記第２のシリコン膜を除去する際のエッチングストッパーとして機能することを特徴とする半導体装置の作製方法。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、
    前記バリア層は、オゾンを含む溶液を用いて前記第１のシリコン膜の表面を酸化することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
14. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、
    前記バリア層は、酸素雰囲気中の紫外線照射で前記第１のシリコン膜の表面を酸化することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一において、
    前記第１のシリコン膜に含まれる酸素濃度は、５×１０^１８／ｃｍ^３以下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１乃至請求項１５のいずれか一において、
    前記第２のシリコン膜に含まれる酸素濃度は、５×１０^１８／ｃｍ^３以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。

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