【手続補正書】
【提出日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】半導体装置及び半導体装置を有する電子機器
【手続補正２】
【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】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶の集合体からなる半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、棒状または扁平棒状結晶の短辺の幅の３倍以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶の集合体からなる半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、０．３μｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶が互いに概略平行に特定方向への規則性をもって並んだ結晶構造を有する半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、棒状または扁平棒状結晶の短辺の幅の３倍以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶が互いに概略平行に特定方向への規則性をもって並んだ結晶構造を有する半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、０．３μｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶の集合体からなる半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の電子線回折パターンには｛１１０｝配向による特定の規則性が観測され、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、棒状または扁平棒状結晶の短辺の幅の３倍以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶の集合体からなる半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の電子線回折パターンには｛１１０｝配向による特定の規則性が観測され、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、０．３μｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶が互いに概略平行に特定方向への規則性をもって並んだ結晶構造を有する半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の電子線回折パターンには｛１１０｝配向による特定の規則性が観測され、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、棒状または扁平棒状結晶の短辺の幅の３倍以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
珪素を主成分とする複数の棒状または扁平棒状結晶が互いに概略平行に特定方向への規則性をもって並んだ結晶構造を有する半導体薄膜を用いた半導体装置であって、
前記半導体薄膜の電子線回折パターンには｛１１０｝配向による特定の規則性が観測され、
前記半導体薄膜の下地となる絶縁物の表面は複数の凹部を有し、
隣接する前記凹部間の距離は、０．３μｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか一項において、
前記電子線回折パターンの任意の回折スポットは概略円状であり、
前記回折スポットの短軸の長さ（ａ）と長軸の長さ（ｂ）との比（ａ／ｂ）が１/１（円形）〜１/１．５であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項５乃至８のいずれか一項において、
前記電子線回折パターンの任意の回折スポットは、電子線照射エリアの中心点に対して同心円状の広がりを有し、
前記電子線照射エリアの中心点から前記回折スポットに対して引いた接線と、前記電子線照射エリアの中心点と前記回折スポットの中心点とを結ぶ線分とがなす角は±１．５°以内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１０のいずれか一項において、前記凹部の深さは１０ｎｍ以下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１１のいずれか一項において、前記凹部を有する絶縁物の表面の自乗平均面粗さは０．３ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項において、前記凹部の密度は、１００個／ｃｍ2以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項において、前記凹部間の距離の平均値をＬaとし、前記凹部の深さの平均値Ｄaをとした場合、０．００１≦Ｄa／Ｌa≦１であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項において、前記絶縁物は基板表面に形成された熱酸化珪素膜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１４のいずれか一項において、前記絶縁物は基板表面に形成された堆積膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項において、前記複数の棒状または扁平棒状結晶は互いに回転角をもって接しており、且つ、当該回転角の絶対値が３°以内であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか一項において、前記半導体薄膜中に存在するＣ（炭素）及びＮ（窒素）の濃度はいずれも５×１０17ａｔｏｍｓ/ｃｍ3以下であり、Ｏ（酸素）の濃度が１×１０18ａｔｏｍｓ/ｃｍ3以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか一項において、前記半導体薄膜のＸ線回折パターンには（２２０）面に相当するピークが現れることを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の半導体装置を有する電子機器。
【請求項２１】
請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の半導体装置を有するビデオカメラ、電子スチルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、または携帯情報端末。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そして、熱結晶化をおこなうと、触媒元素の導入部を出発点として結晶成長が進行する。これは、触媒元素が珪素膜中に拡散しつつ、非晶質珪素膜を結晶化させるためである。一般に、高温、長時間ほどより遠くまで結晶化が進行する。詳細については、上述の特許公開公報に記述されている。
【手続補正４】
【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】
理想的には、より高温、長時間のアニールをおこなえば、無限に大きな横成長を得ることもできるはずであるが、上記公報に記載された半導体膜をもってしても横成長領域は拡大するが、全体的に結晶の質が低下することが観察された。ロジック回路が要求する高速動作を行うには不十分と言える。即ち、ロジック回路を内蔵したシステム・オン・パネルを実現するためには、従来にない全く新しい材料の開発が求められているのである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、平坦化工程によって自乗平均粗さＲmsを０．３〜０．２ｎｍ程度にし、また凹部１０５の側面の傾斜は緩和され、側面の曲率半径ｒ（図２参照）を５０ｎｍ以上とした。傾斜を緩和させることにより、凹部１０５の側面でのステップカバレッジが向上できる。曲率半径ｒ（図２参照）を５０ｎｍ以上とすることで、厚さ１００ｎｍ〜１０ｎｍ程度の薄い半導体薄膜を被覆性良く形成することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
次にゲイト電極１２５、多孔性の陽極酸化膜１２３をマスクとして堆積膜１１７、熱酸化膜１１８をドライエッチング法によりエッチングする。そして、多孔性の陽極酸化膜１２３を除去する。ゲイト絶縁膜１２６は堆積膜１１７、熱酸化膜１１８でなる多層膜であり、ゲイト絶縁膜１２６の端部は多孔性の陽極酸化膜１２３の膜厚分だけ露出した状態となる。（図５（Ｂ））
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
この時、任意の結晶粒２５１の面内に含まれる〈１１１〉軸２６１を基準軸とすると、近傍に存在する他の棒状結晶２５２、２５３の面内に含まれる〈１１１〉軸２６２、２６３は、基準軸２６１に一致するか、若しくはそれぞれ僅かづつずれて基準軸２６１に対してある程度の角度を持つ様になる。本明細書中ではこの角度を回転角と呼んでいる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８４】
本実施例では、ＣＭＰにて堆積膜２０２表層を３００ｎｍ程度研磨除去する。残存した堆積膜２０２が下地膜２０３である。平坦化によって、下地膜２０３の凹部の間隔は０．３以上となり、またその深さが１０ｎｍ以下となるようにすることができる。また、下地膜２０３の自乗平均面粗さＲmsを０．３ｎｍ以下とすることができ、また凹部の単位面積当たりの個数を１００個／ｃｍ2以下とすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８８】
この結果、凹部が浅くなり、石英基板の自乗平均面粗さＲmsを０．５ｎｍ以下、更に０．３ｎｍ以下とすることができ、最大高低差Ｐ−Ｖは１０ｎｍ以下、５〜３ｎｍ程度にすることができる。また、図２０（Ａ）で観察されていた凹部は、１０×１０μｍ2範囲で、観察されない箇所もあり、隣接する凹部間の距離Ｌを実質的に０．３μｍ以上とすることができ、また凹部の数を単位面積当たり１００００個／cm2以下、更に１００個／cm2とすることができる。