【手続補正書】
【提出日】平成17年6月16日(2005.6.16)
【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上に形成した非晶質半導体層を加熱して結晶性半導体層を形成し、
前記結晶性半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、
当該高濃度不純物領域が除去された結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成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した非晶質半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、
当該高濃度不純物領域が除去された結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成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した非晶質半導体層をその結晶化を促進する金属元素を添加した後加熱して結晶性半導体層を形成し、
前記結晶性半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、
当該高濃度不純物領域が除去された結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
絶縁表面を有する基板上に形成した非晶質半導体層にパルスレーザー光を照射してその一部または全部を結晶化して結晶性半導体層を形成し、
前記結晶性半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、
当該高濃度不純物領域が除去された結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
絶縁表面を有する基板上に形成した非晶質半導体層を加熱して結晶性半導体層を形成し、
前記結晶性半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、前記一導電型不純物の濃度が、１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、且つ、その濃度が平均値に対して±１０％以内である結晶性半導体層を残存させ、
当該結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
絶縁表面を有する基板上に形成した非晶質半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、前記一導電型不純物の濃度が、１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、且つ、その濃度が平均値に対して±１０％以内である結晶性半導体層を残存させ、
当該結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
絶縁表面を有する基板上に形成した非晶質半導体層をその結晶化を促進する金属元素を添加した後加熱して結晶性半導体層を形成し、
前記結晶性半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去し、前記一導電型不純物の濃度が、１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、且つ、その濃度が平均値に対して±１０％以内である結晶性半導体層を残存させ、
当該結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
絶縁表面を有する基板上に形成した非晶質半導体層にパルスレーザー光を照射してその一部または全部を結晶化して結晶性半導体層を形成し、
前記結晶性半導体層に一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の加速電圧で注入して、当該結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、
レーザー光を前記結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に前記一導電型不純物を再分布させ、
前記結晶性半導体層の表面側に前記一導電型不純物の偏析した高濃度不純物領域を除去し、前記一導電型不純物の濃度が、１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、且つ、その濃度が平均値に対して±１０％以内である結晶性半導体層を残存させ、
当該結晶性半導体層で電界効果トランジスタのチャネル部を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、前記レーザー光の光源に、連続発振レーザ−であるＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ3レーザーから選ばれた一種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１０】
請求項１乃至９のいずれか一項において、前記非晶質半導体層は６０〜２００ｎｍの厚さで形成し、前記結晶性半導体層の表面側の前記一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を、１０〜６０ｎｍの厚さ除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、絶縁表面を有する基板上に形成した非晶質半導体層を結晶化させて結晶性半導体層を形成し、一導電型不純物のイオン化物を３０ｋＶ以下の電界で加速して結晶性半導体層に注入してその表面側に一導電型不純物が含まれる不純物領域を形成し、連続発振レーザー光を結晶性半導体層に照射して、溶融し再結晶化させると共に当該高濃度領域の一導電型不純物を再分布させる処理を行い、その結果、結晶性半導体層の表面側に一導電型不純物が偏析した高濃度不純物領域を除去して、一導電型不純物の濃度が１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、且つ、その濃度が平均値に対して±１０％以内である結晶性半導体層を残存させるものである。そして、この残存した結晶性半導体層を用いて絶縁ゲート型電界効果トランジスタのチャネル部を形成するように加工するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
その後、図７（Ｄ）で示すように連続発振レーザー光を照射して、不純物が注入された結晶質半導体層１０５を溶融−再結晶化する。この処理により注入された不純物は再分布して、膜表面に偏析して一導電型不純物の高濃度層１０８が形成される。この高濃度層１０８の下層側には、深さ方向分布において１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、その濃度のばらつきは±１０％以内で一導電型不純物を含む結晶性半導体層１０７が形成される（図７（Ｄ）挿入図参照）。これは溶融−再結晶化に伴う現象であり、熱は基板側１０１に放散するので固化は下地絶縁膜１０２の界面から起こり、その結果注入した不純物は最後に固化する表面側に偏析するためである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
表面に形成された一導電型不純物の高濃度層１１２はエッチング処理により除去する。その厚さは１０〜６０ｎｍが適当である。残存する結晶質半導体層１１３は当初の膜厚よりもその分薄くなるが、１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、その濃度のばらつきは±１０％以内で一導電型不純物を含ませることができる（図８（Ｄ））。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
さらに図９（Ｄ）で示すように、連続発振レーザー光を照射して不純物が注入された結晶質半導体層１１５を溶融−再結晶化する。この処理により注入された不純物は再分布して、膜表面に偏析して一導電型不純物の高濃度層１１７が形成される。この高濃度層１１７の下層側には、深さ方向分布において１×１０15〜５×１０18／ｃｍ3であり、その濃度のばらつきは±１０％以内で一導電型不純物を含む結晶性半導体層１１６が形成される。また、この溶融−再結晶化の過程で結晶性半導体膜の表面は平坦化させることができる（図９（Ｄ）挿入図参照）。