【手続補正書】
【提出日】平成17年3月25日(2005.3.25)
【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】
シリコンに対し０．１乃至１０原子％の割合でゲルマニウムを含む第１非晶質半導体膜を形成し、
前記第１非晶質半導体膜に前記第１非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加し、不活性気体中にて加熱処理による第１の結晶化処理と、酸化雰囲気中でレーザー光の照射による第２の結晶化処理を行うことによって第１結晶質半導体膜を形成し、
前記第１結晶質半導体膜をエッチング処理により前記第１結晶質半導体膜の表面から１〜１０ｎｍ除去して薄膜化し、
前記第１結晶質半導体膜上にシリコンを主成分とする第２非晶質半導体膜を形成し、
不活性気体中で前記第２非晶質半導体膜を結晶化して、第２結晶質半導体膜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】
シリコンに対し０．１乃至１０原子％の割合でゲルマニウムを含む第１非晶質半導体膜を形成し、
前記第１非晶質半導体膜に前記第１非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加し、不活性気体中にて加熱処理による第１の結晶化処理と、酸化雰囲気中でレーザー光の照射による第２の結晶化処理を行うことによって第１結晶質半導体膜を形成し、
前記第１結晶質半導体膜をエッチング処理により前記第１結晶質半導体膜の表面から１〜１０ｎｍ除去して薄膜化し、
前記第１の結晶化処理と前記第２の結晶化処理と前記エッチング処理とを順次複数回繰り返し、
前記第１結晶質半導体膜上にシリコンを主成分とする第２非晶質半導体膜を形成し、
不活性気体中で前記第２非晶質半導体膜を結晶化して、第２結晶質半導体膜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】
請求項１または請求項２において、
前記エッチング処理をウエットエッチングで行う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３において、
前記ウエットエッチングをＨＮＯ3、ＨＦ、ＣＨ3ＣＯＯＨおよびＢｒ2を含むエッチング液で行う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３において、
前記ウエットエッチングをＨＮＯ3、ＨＦ、ＣＨ3ＣＯＯＨおよびＩ2を含むエッチング液で行う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または請求項２において、
前記エッチング処理をドライエッチングで行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
シリコンに対し０．１乃至１０原子％の割合でゲルマニウムを含む第１非晶質半導体膜を形成し、
前記第１非晶質半導体膜に前記第１非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加し、不活性気体中にて加熱処理による第１の結晶化処理と、酸化雰囲気中でレーザー光の照射による第２の結晶化処理を行うことによって第１結晶質半導体膜を形成し、
前記第１結晶質半導体膜を化学的機械研磨により前記第１結晶質半導体膜の表面から１〜１０ｎｍ除去して薄膜化し、
前記第１結晶質半導体膜上にシリコンを主成分とする第２非晶質半導体膜を形成し、
不活性気体中で前記第２非晶質半導体膜を結晶化して、第２結晶質半導体膜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】
シリコンに対し０．１乃至１０原子％の割合でゲルマニウムを含む第１非晶質半導体膜を形成し、
前記第１非晶質半導体膜に前記第１非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加し、不活性気体中にて加熱処理による第１の結晶化処理と、酸化雰囲気中でレーザー光の照射による第２の結晶化処理を行うことによって第１結晶質半導体膜を形成し、
前記第１結晶質半導体膜を化学的機械研磨により前記第１結晶質半導体膜の表面から１〜１０ｎｍ除去して薄膜化し、
前記第１の結晶化処理と前記第２の結晶化処理と前記化学的機械研磨とを順次複数回繰り返し、
前記第１結晶質半導体膜上にシリコンを主成分とする第２非晶質半導体膜を形成し、
不活性気体中で前記第２非晶質半導体膜を結晶化して、第２結晶質半導体膜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乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第２非晶質半導体膜の結晶化を、ファーネスアニールまたはＲＴＡにより行う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乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第２非晶質半導体膜の結晶化を、レーザー光の照射により行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【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、
前記第２の結晶化処理の後、ゲッタリング処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第２結晶質半導体膜を形成した後、ゲッタリング処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【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、
前記第２非晶質半導体膜を形成する前に、前記第１結晶質半導体膜の表面をフッ酸を含有する水溶液で処理することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【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、
前記レーザー光の照射は、連続発振レーザーを用いて行われること特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記レーザー光の照射は、気体レーザーを用いて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１６】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記レーザー光の照射は、固体レーザーの第２高調波〜第４高調波を用いて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１７】
絶縁表面上に第１半導体層を形成し、
前記第１半導体層に触媒元素を添加し、
加熱処理により前記第１半導体層を結晶化して第１結晶質半導体層を形成し、
前記第１結晶質半導体層に第１のレーザー光を照射し、
前記第１結晶質半導体層の表面に形成された酸化膜を除去し、
前記第１結晶質半導体層上に第２半導体層を形成し、
前記第２半導体層に第２のレーザー光を照射して結晶化することにより第２の結晶質半導体層を形成し、
前記第２結晶質半導体層上にゲッタリング領域を形成し、
加熱処理を行うことにより前記第１結晶質半導体層に含まれる触媒元素を前記ゲッタリング領域に移動させ、
前記ゲッタリング領域を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
絶縁表面上に第１半導体層を形成し、
前記第１の半導体層上に開口部を有する絶縁膜を形成し、
前記開口部によって露出した前記第１半導体層に選択的に触媒元素を添加し、
加熱処理により前記第１半導体層を結晶化して第１結晶質半導体層を形成し、
前記第１結晶質半導体層に第１のレーザー光を照射し、
前記第１結晶質半導体層の表面に形成された酸化膜を除去し、
前記第１結晶質半導体層上に第２半導体層を形成し、
前記第２半導体層に第２のレーザー光を照射して結晶化することにより第２の結晶質半導体層を形成し、
前記第２結晶質半導体層上にゲッタリング領域を形成し、
加熱処理を行うことにより前記第１結晶質半導体層に含まれる触媒元素を前記ゲッタリング領域に移動させ、
前記ゲッタリング領域を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
絶縁表面上に第１半導体層を形成し、
前記第１半導体層に触媒元素を添加し、
加熱処理により前記第１半導体層を結晶化して第１結晶質半導体層を形成し、
前記第１結晶質半導体層に第１のレーザー光を照射し、
前記第１結晶質半導体層上にゲッタリング領域を形成し、
加熱処理を行うことにより前記第１結晶質半導体層に含まれる触媒元素を前記ゲッタリング領域に移動させ、
前記ゲッタリング領域を除去し、
前記第１結晶質半導体層の表面に形成された酸化膜を除去し、
前記第１結晶質半導体層上に第２半導体層を形成し、
前記第２半導体層に第２のレーザー光を照射して結晶化することにより第２結晶質半導体層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２０】
絶縁表面上に第１半導体層を形成し、
前記第１半導体層上に開口部を有する絶縁膜を形成し、
前記開口部によって露出した前記第１半導体層に選択的に触媒元素を添加し、
加熱処理により前記第１半導体層を結晶化して第１結晶質半導体層を形成し、
前記第１結晶質半導体層に第１のレーザー光を照射し、
前記第１結晶質半導体層上にゲッタリング領域を形成し、
加熱処理を行うことにより前記第１結晶質半導体層に含まれる触媒元素を前記ゲッタリング領域に移動させ、
前記ゲッタリング領域を除去し、
前記第１結晶質半導体層の表面に形成された酸化膜を除去し、
前記第１結晶質半導体層上に第２半導体層を形成し、
前記第２半導体層に第２のレーザー光を照射して結晶化することにより第２結晶質半導体層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２１】
請求項１７乃至請求項２０のいずれか一項において、
前記第１のレーザー光の照射は、前記第１の結晶質半導体層の未結晶化部分の結晶化のために行う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、
前記第１のレーザー光の照射は、酸素を含む酸化雰囲気中または大気において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２３】
請求項１７乃至請求項２２のいずれか一項において、
前記第２のレーザー光の照射は、窒素雰囲気または真空雰囲気において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２４】
請求項１７乃至請求項２３のいずれか一項において、
前記第１のレーザー光の照射と前記第２のレーザー光の照射の一方または両方は、連続発振レーザーを用いて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２５】
請求項１７乃至請求項２４のいずれか一項において、
前記第１のレーザー光の照射と前記第２のレーザー光の照射の一方または両方は、気体レーザーを用いて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２６】
請求項１７乃至請求項２４のいずれか一項において、
前記第１のレーザー光の照射と前記第２のレーザー光の照射の一方または両方は、固体レーザーの第２高調波〜第４高調波を用いて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２７】
請求項１７乃至請求項２６のいずれか一項において、
前記ゲッタリング領域として、希ガスを含む非晶質シリコン膜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２８】
シリコンとゲルマニウムを含有する第１結晶質半導体膜に密接して、シリコンを主成分とする第２結晶質半導体膜が設けられ、
前記第１結晶質半導体膜は、｛１０１｝面の配向率が３０％以上であり、
前記第２結晶質半導体膜は、｛１０１｝面の配向率が２０％以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２９】
シリコンとゲルマニウムを含有する第１結晶質半導体膜に密接して、シリコンを主成分とする第２結晶質半導体膜が設けられ、
前記第１結晶質半導体膜は、１×１０20／ｃｍ3以下の濃度でゲルマニウムを含有し、
前記第２結晶質半導体膜は、１×１０19／ｃｍ3以下の濃度でゲルマニウムを含有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３０】
シリコンとゲルマニウムを含有する第１結晶質半導体膜に密接して、シリコンを主成分とする第２結晶質半導体膜が設けられ、
前記第１結晶質半導体膜は、｛１０１｝面の配向率が３０％以上であり、且つ１×１０20／ｃｍ3以下の濃度でゲルマニウムを含有し、
前記第２結晶質半導体膜は、｛１０１｝面の配向率が２０％以上であり、且つ１×１０19／ｃｍ3以下の濃度でゲルマニウムを含有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３１】
請求項２８乃至請求項３０のいずれか一項において、
前記第１結晶質半導体膜と第２結晶質半導体膜との間に、１×１０19／ｃｍ3以上の濃度で酸素、炭素、窒素の少なくとも一種が含まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３２】
請求項２８乃至請求項３１のいずれか一項において、
前記第１結晶質半導体膜と第２結晶質半導体膜との結晶方位は６０％以上の割合で一致していることを特徴とする半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
その後、非晶質シリコン膜２１を選択的にエッチングにより除去する。エッチングの方法としては、ＣｌＦ3によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（化学式 （ＣＨ3）4ＮＯＨ）を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができる。この時、薄い絶縁膜２０はエッチングストッパーとして機能する。この薄い絶縁膜２０はフッ酸により除去すれば良く、これにより清浄な結晶質半導体層の表面を得ることができる。