【手続補正書】
【提出日】平成16年7月26日(2004.7.26)
【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上にゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に対して、結晶化を助長する触媒元素を有する溶液を塗布又は前記触媒元素を添加し、第１の加熱処理により結晶性半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜中の前記触媒元素濃度を低減させ、
前記結晶性半導体膜をパターニングして島状の結晶性半導体膜にした後、ソース電極とドレイン電極を形成し、
前記ソース電極とドレイン電極をマスクとして、前記島状の結晶性半導体膜の一部をエッチングしてチャネル形成領域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ゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に対して、結晶化を助長する触媒元素を有する溶液を塗布又は前記触媒元素を添加し、第１の加熱処理により結晶性半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に設けられた導電層に、前記結晶性半導体膜中の前記触媒元素を移動させ、
前記結晶性半導体膜をパターニングして島状の結晶性半導体膜にした後、ソース電極とドレイン電極を形成し、
前記ソース電極とドレイン電極をマスクとして、前記島状の結晶性半導体膜の一部をエッチングしてチャネル形成領域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ゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に対して、結晶化を助長する触媒元素を有する溶液を塗布又は前記触媒元素を添加し、第１の加熱処理により結晶性半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に設けられた導電層に、前記結晶性半導体膜中の前記触媒元素をゲッタリングさせ、
前記結晶性半導体膜をパターニングして島状の結晶性半導体膜にした後、ソース電極とドレイン電極を形成し、
前記ソース電極とドレイン電極をマスクとして、前記島状の結晶性半導体膜の一部をエッチングしてチャネル形成領域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ゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に対して結晶化を助長する触媒元素を有する溶液を塗布又は前記触媒元素を添加し、加熱処理により結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜に対してＮ型の不純物を添加して導電層を形成し、
加熱処理により前記導電層に、前記結晶性半導体膜中の前記触媒元素をゲッタリングさせ、
前記結晶性半導体膜をパターニングして島状の結晶性半導体膜を形成し、
前記導電層上にソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極をマスクとして、前記島状の結晶性半導体膜の一部をエッチングしてチャネル形成領域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導電膜を形成し、
前記導電膜に第１のパターニングをしてゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に対して結晶化を助長する触媒元素を有する溶液を塗布又は前記触媒元素を添加し、加熱処理により結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜にＮ型の不純物を添加して、前記不純物を高濃度で含む第１の導電層及び前記不純物を低濃度で含む第２の導電層を形成し、
前記結晶性半導体膜に加熱処理を行って前記触媒元素を前記第１の導電層及び第２の導電層にゲッタリングし、
前記結晶性半導体膜に第２のパターニングをして島状にし、
前記第２のパターニングによって露出したゲイト絶縁膜に第３のパターニングをして前記ゲイト電極とのコンタクトホールを形成し、
前記結晶性半導体膜上に導電膜を形成し、
前記導電膜に第４のパターニングをしてソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極及びドレイン電極をマスクにして結晶性半導体膜のうち、前記不純物を含む領域をエッチングしてチャネル形成領域を形成し、
前記ソース電極、ドレイン電極及びチャネル形成領域上に保護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６】
請求項１乃至５のいずれか一において、前記結晶性半導体膜にレーザ光又は当該レーザ光と同等の強度を持つ強光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記結晶性半導体膜にランプアニールを行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するチャネルエッチ型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有する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上に形成されたゲイト電極と、結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域と、を有するチャネルエッチ型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層とを有し、
前記ソース領域又はドレイン領域は前記ゲイト電極とオーバーラップしていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するチャネルエッチ型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層とを有し、
前記第１の導電層から前記第２の導電層にかけて当該第１及び第２の導電層を構成する不純物の濃度プロファイルが連続的に変化していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するチャネルエッチ型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層を有し、
前記ソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域上には酸化珪素膜又は窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
絶縁表面を有する基板上に形成されたゲイト電極と、結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域と、を有するチャネルエッチ型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層を有し、
前記ソース領域又はドレイン領域は前記ゲイト電極とオーバーラップし、
前記ソース領域、ドレイン領域及び前記チャネル形成領域上には酸化珪素膜又は窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するチャネルエッチ型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層を有し、
前記第１の導電層から前記第２の導電層にかけて当該第１及び第２の導電層を構成する不純物の濃度プロファイルが連続的に変化し、
前記ソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域上には酸化珪素膜又は窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれか一において、前記第１の導電層の膜厚は３０〜１００ｎｍであり、前記第２の導電層の膜厚は３０〜２００ｎｍであり、前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層の膜厚は１００〜３００ｎｍであり、前記チャネル形成領域の膜厚は１０〜１００ｎｍ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、前記第１の導電層、前記第２の導電層、前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層の順に膜厚が厚くなっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項８乃至１３のいずれか一において、前記チャネル形成領域の前記元素の濃度は５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項８乃至１３のいずれか一において、前記チャネル形成領域の酸素の濃度は１．５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項９又は１２において、前記ゲイト電極は、タンタル、タングステン、チタン、クロム、モリブデン、又は導電性シリコンを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有し、
前記第１の導電層から前記第２の導電層にかけて当該第１及び第２の導電層を構成する不純物の濃度プロファイルが連続的に変化していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２１】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有し、
前記第２の導電層は５×１０17〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲内で連続的に変化する不純物によって形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２２】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有し、
前記チャネル形成領域と前記第２の導電層との間には、膜厚の異なる二つのオフセット領域が存在することを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有し、
前記チャネル形成領域と前記第２の導電層との間には、前記チャネル形成領域よりも膜厚の厚いオフセット領域が存在することを特徴とする半導体装置。
【請求項２４】
絶縁表面を有する基板上に形成されたゲイト電極と、結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上のそれぞれに形成されたソース電極及びドレイン電極と、を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第２の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有し、
前記ソース電極又はドレイン電極は前記ゲイト電極に、前記チャネル形成領域上でオーバーラップしていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２５】
結晶構造を有する半導体層で構成されたソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を有するボトムゲイト型の半導体装置であって、
前記ソース領域及びドレイン領域は、ゲイト絶縁膜に向かって第１の導電層、当該第１の導電層よりも高抵抗な第２の導電層及び前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層からなる積層構造を有し、
前記チャネル形成領域と前記第１の導電層との間には、膜厚の異なる二つのオフセット領域と前記第２の導電層からなるＨＲＤ構造が存在することを特徴とする半導体装置。
【請求項２６】
請求項２５において、前記膜厚の異なる二つのオフセット領域は、一方は前記チャネル形成領域と同一導電型かつ同一膜厚の半導体層からなる膜面方向のオフセットであり、他方は前記チャネル形成領域と同一導電型かつ前記チャネル形成領域よりも膜厚の厚い半導体層からなる膜厚方向のオフセットであることを特徴とする半導体装置。
【請求項２７】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一において、前記第１の導電層の膜厚は３０〜１００ｎｍであり、前記第２の導電層の膜厚は３０〜２００ｎｍであり、前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層の膜厚は１００〜３００ｎｍであり、前記チャネル形成領域の膜厚は１０〜１００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項２８】
請求項２７において、前記第１の導電層、前記第２の導電層、前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層の順に膜厚が厚くなっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２９】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一において、前記チャネル形成領域と同一導電型の半導体層は、前記第２の導電層の下に存在する真性または実質的に真性な半導体層（ｉ層）であり、前記チャネル形成領域よりも膜厚が厚いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３０】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一において、前記第１の導電層及び前記第２の導電層は１３族または１５族から選ばれた元素によって導電性を与えられた半導体層であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３１】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一において、前記チャネル形成領域にはしきい値電圧制御用の不純物が１×１０15〜５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度で添加されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３２】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一において、前記チャネル形成領域及び当該チャネル形成領域と同一導電型の半導体層にしきい値電圧制御用の不純物が１×１０15〜５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度で添加されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３３】
請求項３１または請求項３２において、前記しきい値電圧制御用の不純物とはボロン、インジウムまたはガリウムであることを特徴とする半導体装置。
【請求項３４】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一において、前記第１の導電層にはＮｉ、Ｇｅ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｃｕから選ばれた一種または複数種の元素が含まれていることを特徴とする半導体装置。