【手続補正書】
【提出日】平成16年8月26日(2004.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜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有し、
前記半導体薄膜にしきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、
前記半導体薄膜中における前記不純物元素の濃度は、前記半導体薄膜と前記基板との界面において最大値をとり、且つ、前記半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面に近づくにつれて減少することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜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有し、
前記半導体薄膜にしきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、
前記半導体薄膜中において、前記半導体薄膜と前記基板との界面近傍における前記不純物元素の濃度は、前記半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍における前記不純物元素の濃度より高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜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有し、
前記半導体薄膜にしきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、且つ、前記半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍には、前記不純物元素がない領域を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の表面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それぞれ有するＮＴＦＴ及びＰＴＦＴを有し、
前記ＮＴＦＴ及び前記ＰＴＦＴは相補的に組み合わされたＣＭＯＳ構造を有し、
少なくとも前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中にしきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、
前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中における前記不純物元素の濃度は、前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記基板との界面において最大値をとり、且つ、前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面に近づくにつれて減少することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の表面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それぞれ有するＮＴＦＴ及びＰＴＦＴを有し、
前記ＮＴＦＴ及び前記ＰＴＦＴは相補的に組み合わされたＣＭＯＳ構造を有し、
少なくとも前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中にしきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、
前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中において、前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記基板との界面近傍における前記不純物元素の濃度は、前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍における前記不純物元素の濃度より高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の表面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それぞれ有するＮＴＦＴおよびＰＴＦＴとを有し、
前記ＮＴＦＴおよび前記ＰＴＦＴは相補的に組み合わされたＣＭＯＳ構造を有し、
前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜にしきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、かつ前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍には、前記不純物元素がない領域を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の表面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有する複数のＴＦＴを有し、
前記複数のＴＦＴのうち少なくともＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中には、しきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、
前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中における前記不純物元素の濃度は、前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記基板との界面において最大値をとり、且つ、前記ＮＴＦＴを構成する半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面に近づくにつれて減少することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の表面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有する複数のＴＦＴを有し、
前記複数のＴＦＴのうち少なくともＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中には、しきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、
前記ＮＴＦＴの半導体薄膜中において、前記ＮＴＦＴの半導体薄膜と前記基板との界面近傍における前記不純物元素の濃度は、前記ＮＴＦＴの半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍における前記不純物元素の濃度より高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
絶縁表面を有する基板に形成された半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の表面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有する複数のＴＦＴを有し、
前記複数のＴＦＴのうち少なくともＮＴＦＴを構成する半導体薄膜中には、しきい値電圧を制御するための不純物元素が添加されており、且つ、前記ＮＴＦＴの半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍には、前記不純物元素がない領域を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１、請求項２、請求項４、請求項５、請求項７、または請求項８において、
前記半導体薄膜と前記ゲイト絶縁膜との界面近傍における前記不純物元素の濃度は、前記半導体薄膜と前記基板との界面近傍における不純物濃度の１／１０以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記絶縁表面を有する基板とは、石英基板または珪素を主成分とする絶縁膜を表面に有した石英基板、セラミックス基板若しくはシリコン基板のいずれかであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記半導体薄膜は珪素を主成分とすることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記半導体薄膜は、前記半導体薄膜中に含まれる前記不純物元素と同一の導電型を呈する不純物元素を含有する絶縁物に接していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記不純物元素とは、１３族元素または１５族元素のいずれか一方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１５】
請求項１４において、
前記１３族元素とはボロンまたはインジウムから選ばれた元素であり、
前記１５族元素とはリン、砒素またはアンチモン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１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか一項において、
前記半導体薄膜中における前記不純物元素の濃度は、前記絶縁表面を有する基板との界面近傍において、１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3である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板上にしきい値電圧を制御するための不純物元素を添加し、
前記基板上に結晶性半導体薄膜を形成し、
前記結晶性半導体薄膜に対して８００〜１１００℃の温度範囲で加熱処理を施すと同時に、前記不純物元素を前記結晶性半導体薄膜中に逆拡散させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
絶縁表面を有する基板上にしきい値電圧を制御するための不純物元素を添加し、
前記基板上に非晶質半導体薄膜を形成し、
前記非晶質半導体薄膜の全部または一部に対して前記非晶質半導体薄膜の結晶化を助長する触媒元素を導入し、
加熱処理により前記非晶質半導体薄膜の全部または一部を結晶化させて結晶性半導体薄膜を形成し、
ハロゲン元素を含む雰囲気中における加熱処理により前記結晶性半導体薄膜中に残存する前記触媒元素をゲッタリングすると同時に、前記不純物元素を前記結晶性半導体薄膜中に逆拡散させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
絶縁表面を有する基板上にＮＴＦＴ及びＰＴＦＴを相補的に組み合わせてＣＭＯＳ構造の半導体装置を作製する方法において、
ＮＴＦＴとなる領域のみに対してしきい値電圧を制御するための不純物元素を添加し、
前記基板上に非晶質半導体薄膜を形成し、
前記非晶質半導体薄膜の一部または全部に対して前記非晶質半導体薄膜の結晶化を助長する触媒元素を導入し、
加熱処理により前記非晶質半導体薄膜の全部または一部を結晶化させて結晶性半導体薄膜を形成し、
前記結晶性半導体薄膜の前記ＰＴＦＴとなる領域のみに対して前記不純物元素と同一の導電型を呈する不純物元素を添加し、
ハロゲン元素を含む雰囲気中における加熱処理により前記結晶性半導体薄膜中に残存する前記触媒元素をゲッタリングすると同時に、前記不純物元素を前記結晶性半導体薄膜の前記ＮＴＦＴとなる領域のみに逆拡散させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９において、
前記ハロゲン元素を含む雰囲気下における加熱処理は８００〜１１００℃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。
【請求項２１】
請求項１７乃至請求項１９のいずれか一項において、
絶縁表面を有する基板とは石英基板または珪素を主成分とする絶縁膜を表面に有した石英基板、セラミックス基板若しくはシリコン基板のいずれかであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２２】
請求項１７乃至請求項２１のいずれか一項において、
前記半導体薄膜とは珪素を主成分とする薄膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２３】
請求項１７乃至請求項２２のいずれか一項において、
前記不純物元素とは、１３族元素または１５族元素のいずれか一方から選ばれた元素であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２４】
請求項２３において、
前記１７族元素とはボロンまたはインジウムから選ばれた元素であり、前記１５族元素とは、リン、砒素またはアンチモンから選ばれた元素であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２５】
請求項１７乃至請求項２４のいずれか一項において、
前記不純物元素はイオンプランテーション法により添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２６】
請求項１７乃至請求項２５のいずれか一項において、
前記不純物元素は１×１０14〜１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ2のドーズ量で添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。