【事件の表示】
　特許第３３７５９３８号「半導体装置」の請求項１ないし５、７ないし９に係る発明についての特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３７５９３８号の請求項１ないし５、７ないし９に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
本件特許第３３７５９３８号に係る手続の主な経緯は次のとおりである。
特許出願（特願２０００−２２５０５０号）　　　平成１２年　７月２６日
(平成３年８月２６日出願の特願平３−２３８７０９号を平成１２年６月２日に分割出願した特願２０００−１６６２６６号を、さらに平成１２年６月１９日に分割出願した特願２０００−１９７２５８号の分割出願)
特許権設定登録　　　　　　　　　　　　　　　　平成１４年１１月２９日
特許異議申立（特許異議申立人：山枡幸文）　　　平成１５年　８月１１日
取消理由通知　　　　　　　　　　　　平成１６年　８月１６日（起案日）
特許異議意見書・訂正請求書　　　　　　　　　　平成１６年１０月２２日
 　
第２　訂正の適否についての判断 
１．訂正の内容
（１）訂正事項１ 
特許請求の範囲の
「【請求項１】絶縁表面を有する基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、
　前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２のナトリウムイオンのブロッキング膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。」を
「【請求項１】ナトリウムイオンを有する絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、
　前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２のナトリウムイオンのブロッキング膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。」と訂正する。　
（２）訂正事項２
特許請求の範囲の
「【請求項４】絶縁表面を有する基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、
　前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２の窒化珪素膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。」を
「【請求項４】可動イオンを有する絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、
　前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２の窒化珪素膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。」と訂正する。
 　
 ２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（１）訂正事項１
　訂正事項１について検討すると、「絶縁性基板」については、特許明細書第２１段落には「本発明では可動イオン源を多く含有する絶縁性基板を用いることを念頭に置いているが、」と記載されており、「ナトリウムイオンを有する」については、上掲の特許明細書第２１段落の記載に加えて、同じく特許明細書第８段落に「ＴＮガラスは安価なガラス基板で耐熱性がよく、熱膨張率等がシリコンに近いため、液晶ディスプレー用の基板として好ましいものであるが、リチウムを５％程度含有している。このリチウムの一部はイオン化し、可動イオンとして半導体素子に侵入し、素子の劣化をもたらす。また、このリチウムは９９％以上の高純度のものを製造することが難しく、通常、０．７％程度のナトリウムが含まれている。ナトリウムのイオン化率は１０％程度で、極めて大きく、このナトリウムイオンは素子の特性に極めて深刻な影響をもたらす。」及び特許明細書第２２段落には「石英あるいはＡＮガラス等の絶縁性基板４０１上に減圧ＣＶＤ法によって窒化珪素膜４０２を厚さ５０〜１０００ｎｍ形成する。」とそれぞれ記載されており、ナトリウムイオンがガラス基板などの「可動イオン源を多く含有する絶縁性基板」に含まれる可動イオンとして記載されているから、「絶縁表面を有する基板」を「ナトリウムイオンを有する絶縁性基板」とする訂正は、願書に最初に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものである。
　また、訂正前の「絶縁表面を有する基板」は、絶縁性基板などを含んだ、絶縁された表面を有する基板をすべて包含する上位概念であるから、「絶縁表面を有する基板」を、「ナトリウムイオンを有する絶縁性基板」とする訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的としたものである。
　
（２）訂正事項２
　訂正事項２について検討すると、特許明細書第２１段落には「本発明では可動イオン源を多く含有する絶縁性基板を用いることを念頭に置いているが、」と記載されており、「可動イオンを有する絶縁性基板」は、願書に最初に添付した明細書又は図面に記載されたものである。
　また、訂正前の「絶縁表面を有する基板」は、絶縁性基板などを含んだ、絶縁された表面を有する基板をすべて包含する上位概念であるから、「絶縁表面を有する基板」を、「可動イオンを有する絶縁性基板」とする訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的としたものである。
　
（３）請求項２、３、５、６、７、８、及び９に係る発明
　請求項１、４を引用している請求項２、３、５、６、７、８、及び９については、上記訂正事項１、２で行った検討と同じ理由により、願書に最初に添付した明細書又は図面に記載されたものであり、特許請求の範囲の減縮を目的としたものである。
　
３．訂正の適否のむすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律　（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
第３　特許異議申立についての判断
１．本件発明
　上記第２　３．で示したように上記訂正は認められるから、本件請求項１ないし５、７ないし９に係る発明（以下、「本件発明１」ないし「本件発明５」、「本件発明７」ないし「本件発明９」という。）は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし５、７ないし９に記載された次のとおりのものである。
　「【請求項１】　ナトリウムイオンを有する絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、
　前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２のナトリウムイオンのブロッキング膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】　前記第１および第２のナトリウムイオンのブロッキング膜の膜厚は５０〜１０００nmであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】　前記第１および第２のナトリウムイオンのブロッキング膜は窒化珪素、酸化アルミニウムまたは酸化タンタルからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】　可動イオンを有する絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、
　前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２の窒化珪素膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】　前記第１および第２の窒化珪素膜の膜厚は５０〜１０００nmであることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】　前記半導体膜は多結晶、微結晶または非晶質であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項８】　前記半導体膜は、シリコン、ゲルマニウムまたはシリコンゲルマニウムであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項９】　前記基板はガラスであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体装置。」
　
２．特許異議申立の理由及び取消理由の概要
（１）特許異議申立の理由
　特許異議申立人山枡幸文は、証拠として、　
刊行物１．（特許異議申立人提出の甲第１号証）特開平３−９５９３８号公報
刊行物２．（同甲第２号証）特開昭６４−　４７０７６号公報
刊行物３．（同甲第３号証）特開昭５６−１１１２５８号公報
刊行物４．（同参考資料１）特開昭６４−　３５９５９号公報
刊行物５．（同参考資料２）特開昭６０−１７０９７２号公報
刊行物６．（同参考資料３）特開昭６３−２０４７６９号公報
刊行物７．（同参考資料４）特開平　１−１５２２７４号公報
刊行物８．（同参考資料５）特開平　２−２４０２６７号公報
を提出して、本件訂正前の請求項１〜５、７〜９に係る発明は、その出願前日本国内において頒布された刊行物１〜８に記載された発明に基づいて、その出願前にその発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、本件訂正前の請求項１〜５、７〜９に係る発明についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、特許を取り消すべき旨の主張をしている。
　
（２）取消理由の概要
　当審で通知した取消理由の概要は以下のとおりである。
１）本件出願の下記の請求項に係る発明は、その出願前日本国内または外国において頒布された下記の刊行物に記載された発明に基づいて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
　
　本件の請求項１ないし５、７ないし９に係る発明は、その出願前日本国内において頒布された下記の刊行物１〜８に記載された発明から、当業者が容易に発明することができたものである。
　よって、本件の請求項１ないし５、７ないし９に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである。
 　
　さらに、異議申立人山枡幸文が提出した特許異議申立書の「３．申立ての理由」を参照されたい。なお、甲第１号証ないし甲第３号証は、それぞれ刊行物１ないし刊行物３と、参考資料１ないし参考資料５は、それぞれ刊行物４ないし刊行物８と読み替えるものとする。
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　 記
　
刊行物１．特開平　３−　９５９３８号公報（異議申立人山枡幸文提出の甲第１号証）
刊行物２．特開昭６４−　４７０７６号公報（同甲第２号証）
刊行物３．特開昭５６−１１１２５８号公報（同甲第３号証）
刊行物４．特開昭６４−　３５９５９号公報（同参考資料１）
刊行物５．特開昭６０−１７０９７２号公報（同参考資料２）
刊行物６．特開昭６３−２０４７６９号公報（同参考資料３）
刊行物７．特開平　１−１５２２７４号公報（同参考資料４）
刊行物８．特開平　２−２４０２６７号公報（同参考資料５）
　
３．刊行物に記載された発明
　（１）刊行物１に記載された発明
　刊行物１は、半導体装置の製造方法（発明の名称）に関するものであり、第２図とともに以下の事項が記載されている。
「［課題を解決するための手段］
　本発明の要旨は、ガラスなどの絶縁基体上に、結晶性半導体薄膜を形成してなる半導体装置の製造法において、前記の結晶性半導体薄膜上に水素を含む絶縁膜を形成した温度と同程度か、それ以下の温度で前記の半導体薄膜を形成し、その後、前記水素を含む絶縁膜を形成した温度よりも高い温度で熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法に存在する。」（第２頁右上欄第８〜16行）
「さらに、水素を含んだ絶縁膜として、窒化シリコン膜を用いることにより、基板からのＮａ+などのアルカリイオンに対するブロッキングの効果が生じ、信頼性の向上が期待される。」(第２頁左下欄第７〜10行)
「第２図は、本発明を用いて作成したＭＯＳＦＥＴの断面図である。
［第１の実施例］
　ガラス基板上２１に、プラズマＣＶＤ法で、ＳｉＨ4／ＮＨ3混合ガス系により、窒化シリコン膜２２を１０００Ａ堆積した。堆積条件としては、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、ＳｉＨ4（１０％Ｈ2希釈）流量１５ｓｃｃｍ、ＮＨ3流量１０ｓｃｃｍ、圧力０.１６Ｔｏｒｒ、放電パワー３.５Ｗ、基板温度３００℃の条件で、３５分間堆積を行った。この条件で堆積した窒化シリコン膜中には、ＩＲ（赤外分光）分析の結果、約１０ａｔｍ％の水素が含まれていることが分かった。
　次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ2Ｃｌ2／ＨＣｌ／Ｈ2混合ガス系にて、窒化シリコン膜２２上に、多結晶シリコン薄膜２３を１０００Å堆積した。堆積条件としては、ＳｉＨ2Ｃｌ2０．９ｓｃｃｍ、ＨＣｌ１３０ｓｃｃｍ、Ｈ2２００ｓｃｃｍ、圧力２.０Ｔｏｒｒ、ＲＦ　ｐｏｗｅｒ　６０Ｗ、基板温度２３０℃で行った。この条件では、窒化シリコン膜２２上には、粒径が約１.０μｍの多結晶シリコン薄膜が堆積した。
　次に、スパッタ法により、ゲート絶縁膜としてＳｉＯ2膜２４を５００Å堆積させた後、ゲート電極２５を形成した。
　次に、イオン注入により、Ｐ+を注入し、ソース・ドレイン領域２６を形成した。
　次に、保護膜として、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコン膜２７を５０００Ａ堆積した。
　次に、Ｎ2雰囲気、５５０℃で、熱処理を行った。
　次に、所望の領域にコンタクトを開孔し、Ａｌ電極２８を形成した。」(第３頁右下欄第４行〜第４頁左上欄第19行)
　（２）刊行物２に記載された発明
　刊行物２は、ＭＯＳ型薄膜トランジスターの製造方法（発明の名称）に関するものであり、第２図及び、第３図とともに以下の事項が記載されている。
「１．絶縁基板上にＳｉ半導体活性層を形成し、その表面を熱酸化してゲート酸化膜を形成し、ついでその上にゲート用Ｓｉ半導体膜を形成する工程を含むＭＯＳ型薄膜トランジスターの製造方法において、ゲート酸化膜形成後又はゲート用Ｓｉ半導体薄膜形成後、ハロゲンイオンの打込みを行うことを特徴とするＭＯＳ型薄膜トランジスターの製造方法。」（特許請求の範囲請求項１）
「以上のような製造方法においてゲート酸化膜の形成工程、即ちＳｉ半導体活性層の熱酸化工程は、酸化膜中及び界面に存在するアルカリイオン、外部から侵入するアルカリイオン等の好ましくない不純物をゲッタリングしてトランジスターの信頼性を向上するために、通常Ｏ２ガス中にＣｌ２等のハロゲン単体又はハロゲン化水素を例えば２％程度添加した雰囲気中で行われている。しかしこのような熱拡散法ではハロゲンは活性層中に僅かしか入らないためゲッタリング効果が低い・・・」（第２頁左上欄第３行〜第１３行）
「本発明の目的はゲート酸化膜側からハロゲンイオンの打込みを行なうことにより、充分なゲッタリング効果が得られる上、ハロゲン注入量の制御も容易なＭＯＳ型薄膜トランジスターの製造方法を提供することである。」（第２頁右上欄第２行〜第６行）
「石英基板上に減圧ＣＶＤ法によりｐ−Ｓｉを２０００Å厚に蒸着し、ついでフォトリソグラフィー・エッチング工程を施してｐ−Ｓｉ活性層を形成した後、これをドライＯ2雰囲気中、１１００℃で３時間熱処理して１５００Å厚のゲート酸化膜を形成した。次に５０ｋｅＶ、引続き１００ｋｅＶの条件でＣｌ+イオンの打込みを行なった。この時のＣｌ+イオンの総注入量は１×１０13／ｃｍ2とした。その後、Ｎ2雰囲気中、１０００℃で３０分間熱処理し、活性化を行なった。これによりゲート酸化膜中、ゲート酸化膜−活性層界面及び活性層中にＣｌ+イオンが約１０００Å厚に亘って注入された。」(第２頁右下欄第13行〜第３頁左上欄第４行)
「以上の如く本発明方法はゲート酸化膜側からハロゲンイオンの打込み工程を加えたので、充分なゲッタリング効果が得られ、トランジスターの信頼性が向上する上、ハロゲン注入量の制御も容易となる。」（第３頁右上欄第１５行〜第１９行）
（３）刊行物３に記載された発明
　刊行物３は、薄膜半導体装置（発明の名称）に関するものであり、第１図及び、第３図ともに以下の事項が記載されている。
「しかるに、このような半導体装置においては、単結晶Ｓｉ膜の下地としてのＳｉＯ2膜中にＮａ+等のイオン性汚染物質が侵入し、ＩＧＦＥＴのスレッシュホールド電圧ＶTH等の諸特性を変動させる不都合があった。」(第１頁左下欄第19行〜同頁右下欄第３行)
「第１図は、本発明の一実施例による薄膜ＩＧＦＥＴを示すもので、１０は単結晶Ｓｉ基板、１１は基板１０上にＣＶＤ法等により０.１〜２μｍの厚さに形成されたＳｉ3Ｎ4膜、１２はＳｉ3Ｎ4膜上にＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ2膜である。基板１０は多結晶Ｓｉであってもよく、サファイア、石英等の誘電体であってもよい。
　ＳｉＯ2膜上にはＣＶＤ法又は蒸着法により多結晶Ｓｉ膜又はアモルファスＳｉ膜が被着され、このＳｉ膜はレーザービーム等で照射加熱しながら走査されることにより単結晶Ｓｉ膜１３に変換される。単結晶Ｓｉ膜１３は単結晶化の前又は後の段階でボロン等のＰ型決定不純物をドープすることによってＰ型化される。
　Ｐ型Ｓｉ膜１３の表面には熱生成法等によりゲート絶縁用ＳｉＯ2膜１４が形成され、ＳｉＯ2膜１４上にはＣＶＤ法等により多結晶Ｓｉ膜１５が被着される。この多結晶Ｓｉ膜１５は所定のゲートパターンにしたがってパターニングされ、この後必要に応じてＳｉ膜１５の下のＳｉＯ2膜１４もＳｉ膜１５をマスクとして選択エッチされる。そして、Ｓｉ膜１５及びその下のＳｉＯ2部分をマスクとする選択的拡散処理又は選択的イオン打込処理によりＮ+型のソース領域１６及びドレイン領域１７が形成され、これと同時にＳｉ膜１５にもＮ型決定不純物がドープされるのでＳｉ膜１５がＮ+型化（低抵抗化）される。
　上記した薄膜ＩＧＦＥＴによれば、基板１０とＳｉＯ2膜１２との間にＳｉ3Ｎ4膜１１が介在してイオン性汚染物質のＳｉＯ2膜１２への侵入を阻止するようになっているので、ＳｉＯ2膜１２上の単結晶Ｓｉ膜１３に形成された活性領域としてのチャネル領域がイオン性物質によって影響されるのを最小限におさえることができる。」(第１頁右下欄第12行〜第２頁右上欄第５行)
「第３図は、本発明の更に他の実施例による薄膜ＩＧＦＥＴを示すもので、第１図におけると同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第３図の装置の特徴とするところは、ＳｉＯ2膜１２にＦＥＴ形成部を取囲むように環状孔を形成した後、第１図について述べたような方法によりＦＥＴを形成し、しかる後ＰＳＧ（リン・シリケート・ガラス）などからなる保護膜１９でＦＥＴ部をおおい、さらにこの保護膜１９に前述のＳｉＯ2膜１２に形成した環状孔に対応した環状孔を形成してから基板上に全面的にＳｉ3Ｎ4膜２０を形成したことである。このようにすると、Ｓｉ3Ｎ4膜２０が保護膜１９及びＳｉＯ2膜１２に形成した環状孔を介して基板表面のＳｉ3Ｎ4膜１１と接触するので、ＦＥＴ部はＳｉ3Ｎ4膜１１及び２０で全面的に包囲被覆される。従って、前述した第１図及び第２図の場合よりもさらに大きなイオン性汚染防止効果又はパッシベーション効果が得られるものである。」（第２頁左下欄第11行〜同頁右下欄第８行）
（４）刊行物４に記載された発明
　刊行物４は、薄膜トランジスタ（発明の名称）に関するものであり、第２図及び、第３図ともに以下の事項が記載されている。
「すなわち、本発明の薄膜トランジスタは、チャネルを形成する活性層が好ましくはポリシリコン薄膜あるいはアモルファスシリコン、特に水素化アモルファスシリコン薄膜であり、かつ、ゲート絶縁膜が堆積法により形成したＳｉＯ2膜をハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールしたものであることを特徴とするものである。」(第２頁右下欄第６行〜第13行)
「ここで本発明における堆積法により形成したＳｉＯ2膜をハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールして得たゲート酸化膜について説明する。堆積酸化膜の作製方法にはプラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法等がある。いずれの方法も十分に清浄化された活性層の上にＳｉＯ2を堆積するのではあるが、基板温度が低い等の理由により、活性層とＳｉＯ2膜間の界面およびその近傍に発生する電荷は非常に多い。この電荷を減らすのに、適当な温度でハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールすることは、大きな効果がある。
　この方法により活性層とゲート酸化膜の界面およびその近傍に存在する電荷の少ない、すぐれたゲート絶縁膜を低温プロセスで作製する事が可能である。」(第３頁左上欄第５行〜第20行)
「以上、本発明の薄膜トランジスタの代表的な製造例を示したが、絶縁基板１に含まれる不純物が活性層５に向けて拡散するのを防ぐために活性層５と絶縁基板１との間にＰＳＧ膜及びＳｉＯ2膜からなる２層の絶縁膜を設けても良い。」(第３頁右上欄第６行〜第10行)
（５）刊行物５に記載された発明
　刊行物５は、薄膜半導体装置（発明の名称）に関するものであり、図とともに以下の事項が記載されている。
「上述の実施例においては、ガラス基板１上にＰＳＧ膜２及びＳｉＯ２膜３を形成し、このＳｉＯ２膜３上に薄膜半導体素子、即ちソース５、ドレイン６、ゲート電極１０等から成るＭＯＳ　ＴＦＴを形成しているので次のような利点がある。即ち、ＰＳＧ膜２は特にＮａ+、Ｋ+等のアルカリイオンに対して拡散阻止能を有するため、ＭＯＳ　ＴＦＴの製造後または製造中にガラス基板１に含まれている例えばＮａ+がＰＳＧ膜２を通ってＭＯＳ　ＴＦＴに侵入することがない。・・・」（第２頁右上欄第１１行〜第２０行）
「上述の実施例においては、不純物イオンの拡散阻止層としてＰＳＧ膜２を用いているが、Ｎａ+等の不純物イオンに対して拡散阻止能を有していれば他の種類の材料から成る膜を用いてもよく、例えばプラズマＣＶＤ法により形成されたＳｉ３Ｎ４膜（プラズマＳｉ３Ｎ４膜）を用いてもよい。」（第２頁左下欄第１５行〜第２０行）
「・・・なお不純物イオンの拡散阻止層として上述のプラズマＳｉ３Ｎ４膜を用いた場合、このプラズマＳｉ３Ｎ４膜上に直接非晶質シリコン層７を形成すると界面準位が多いため界面特性が悪いが、プラズマＳｉ３Ｎ４膜と非晶質シリコン層７との間にＳｉＯ２膜３を形成すればこの問題はなくなり、界面特性が良好である。」(第２頁右下欄第７行〜第13行)
（６）刊行物６に記載された発明
　刊行物６は、薄膜トランジスタ（発明の名称）に関するものであり、第１図とともに以下の事項が記載されている。
「第１図は本発明による薄膜トランジスタの一実施例を示す概略断面図である。第１図において、１はガラスなどからなる基板としての絶縁基板、２はこの絶縁基板１上に形成された多結晶シリコン膜、３はこの多結晶シリコン膜２に積層されたゲート絶縁膜、４はゲート絶縁膜３上に形成されたゲート電極である。また、５は前記多結晶シリコン膜２中にゲート電極４をマスクとしてその両側に所定の幅を有して形成された不純物濃度の低い領域、６はこの多結晶シリコン膜２中の一方側に不純物を導入して形成された高濃度の不純物を含むソース電極、７は同じく多結晶シリコン膜２中の他方側に不純物を導入して形成された高濃度の不純物を含むドレイン電極、８は層間絶縁膜、９は配線である。」(第２頁左下欄第11行〜同頁右下欄第５行)
　（７）刊行物７に記載された発明
　刊行物７は、膜形成操作系におけるフッ化塩素クリ−ニング後の汚染除去方法（発明の名称）に関するものであり、以下の事項が記載されている。
　「本発明は、例えば、半導体、太陽電池、感光体ドラム等の製造で使用される薄膜形成用のCVD炉、PVD炉などの稼働に際して、基板などの目的物以外の炉内壁や治具類などに付着したアモルフアスSi、BNなどをNF3、CF4などのフッ素系クリーニングガスでクリーニングした後に、今度は炉内に残留して、次回に形成される薄膜を汚染するフッ素系物質などを除去する方法に関し、迅速且つ強力に汚染物質を除去できるうえ、安価に実施できるものを提供する。
＜従来技術＞
　上記膜形成操作系において汚染成分を除去する公知技術としては、昭和62年10月に開催された第48回応用物理学会の予稿集第277頁、19a−Ｃ−４に開示された方法がある。
　即ち、GD法により基板上にアモルフアスSi薄膜を形成した場合、基板以外の反応室の内壁にも当該アモルフアスSi膜が付着するので、NF3ガスでプラズマクリーニングしてこの内壁付着Siを排除しているが、NF3ガスのプラズマ化で生じるＮ−Ｆ活性物質、フッ素イオン或いはフッ素ラジカルなどのフッ素系物質が今度は反応室の内壁に残留する結果、次回に形成されるアモルフアスSi膜に上記フッ素系物質が付着してこれを汚染してしまう。
　そこで、このSi膜へのフッ素汚染を防止するため、NF3クリーニング後に反応室に活性な水素のプラズマガスを導入して、フッ素系物質を除去している。」（第１頁右下欄第３行〜第２頁左上欄第11行）
「ソーダガラス表面にアモルフアスSiを薄膜形成して、当該部材を30ｌの反応室１内で取り出した後、当該反応室１の内壁に付着したアモルフアスSi膜を、Arガスで1vol％に希釈したClF3ガスを内圧600Torr、流量20ｌ／min、流通時間３分の条件下で流通させてクリーニングを行い、このクリーニング後の反応室１で再びアモルフアスSiの薄膜を形成して、当該Si膜のフッ素汚染濃度をSIMS分析で測定したところ、5200ppmであった。
　そこで、今度は、
(1)アモルフアスSi膜をを形成し、
(2)ClF3で反応室１をプラズマレスクリーニングした後に、クリーニング装置のClF3ボンベ６をH2ボンベに切り換えて、Arガスで希釈したH2ガスをそのままで（即ち、プラズマ化しないで分子状態のままで）反応室１に室温、内圧600Torr、流量２ｌ／minの条件下で10分間流して、しかるのちに、再び反応室１でアモルフアスSi膜を形成して、当該Si膜のフッ素汚染濃度をSIMS分析で測定し、下記の実験結果を得た。
　但し、上記実験では、H2ガスの希釈濃度を変化させた場合における、アモルフアスSi膜のフッ素濃度の値を各々測定した。
　　H2ガス希釈濃度                    フッ素濃度
　　　　１vol％　　　　　　　　　　　　50ppm
　　　１０vol％　　　　　　　　　　　　30ppm
　　１００vol％　　　　　　　　　　　　20ppm
　上記結果によれば、アモルフアスSi膜のフッ素汚染濃度は、当初5200ppmであつたが、1vol％のH2ガスを10分間流すだけで50ppmに大幅に低減し、10vol％では30ppmに減少したことが判る。」(第３頁右下欄第12行〜第４頁右上欄第４行)
　（８）刊行物８に記載された発明
　刊行物８は、薄膜トランジスタ（発明の名称）に関するものであり、第２　図とともに以下の事項が記載されている。
「CVD装置の残留ガス除去方法に関し，
　フッ素ガスを用いたプラズマ・セルフ・クリーニング後にチャンバー内に残留したフッ素ガスを効率良く除去あるいは抑え込むことにより，均一で，不純物の極めて少ない成膜を可能にすることを目的とし，
　フッ素を含有するガスを用いてプラズマ・セルフ・クリーニングを行う型のCVD装置において，フッ素を含有するガスを用いてプラズマ・セルフ・クリーニングを行った後，予めチャンバー内をプラズマ窒化シリコン膜でコーティングし，その後,CVD膜の成長を行うように構成する。
〔産業上の利用分野〕
　本発明は,CVD装置の残留ガス除去方法に関する。
　近年,CVD装置には，高スループットが要求されている。そのため，チャンバー内の洗浄をプラズマを用いたセルフ・クリーニングにして,CVD装置のダウン・タイムを小さくしている。
〔従来の技術〕
　従来のCVD装置においては，フッ素を含有するガスを用いてプラズマ・セルフ・クリーニングを行った後，ウェハ上にCVD膜を成長させる前に，予め目的のCVD膜と同じ膜をチャンバー内に数μｍの厚さにコーティングしていた。
　しかしながら,SiO2膜やPSG膜などのCVD膜を成長させた場合，プラズマ・セルフ・クリーニングで用いたCF4,SF6,NF3などのフッ素を含有するガスを除去することや抑えることができず，ウェハ上に成長したSiO2膜やPSG膜の中にフッ素が混入していた。」（第１頁左下欄第13行〜第２頁左上欄第９行）
　
４．本件発明と刊行物に記載された発明との対比・判断
　（１）本件発明１について
　本件発明１と刊行物１ないし８に記載された発明とを対比すると、刊行物１ないし８には、本件発明１の構成要素である、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置であって、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置」は記載されていない。
　本件発明１は、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備え、及び前記酸化珪素膜と「半導体膜はハロゲン元素を含有していること」により、「ナトリウム等の可動イオンの影響の少ないＴＦＴ等の薄膜状半導体素子を作製することができる。従来、可動イオンが存在するため素子が形成できなかった基板においても、ＴＦＴを形成することが可能となった。」（第４６段落参照）という特許明細書に記載された顕著な効果を奏する。
　
　ここで、刊行物１には、ガラス基板２１上に、基板からのＮａ+などのアルカリイオンに対するブロッキングの効果がある窒化シリコン膜２２と、その上にＨＣｌを含むＣＶＤガスを用いて形成された多結晶シリコン膜と、ゲート絶縁膜２４を介して当該多結晶シリコン膜上に設けられたゲート電極２５と、それらの上にプラズマＣＶＤ法で形成した保護膜としての窒化シリコン膜２７と、を備えた薄膜トランジスタが記載されているが、刊行物１には、少なくとも、本件発明１の、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　また、刊行物２には、絶縁基板上に形成したＳｉ半導体活性層と、前記Ｓｉ半導体活性層上に形成したゲート酸化膜を備えたＭＯＳ型薄膜トランジスターにおいて、前記ゲート酸化膜中、前記ゲート酸化膜と前記Ｓｉ半導体活性層界面及び前記Ｓｉ半導体活性層中にＣｌ+イオンが約１０００Å厚に亘って注入されたゲート酸化膜を備えたＭＯＳ型薄膜トランジスターは記載されているものの、「絶縁基板」と「Ｓｉ半導体活性層」との間の層にＣｌ+イオンが導入されている構成については示唆されていないので、刊行物２には、少なくとも、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　さらに、刊行物３には、基板１０とＳｉＯ2膜１２との間にイオン性汚染物質のＳｉＯ2膜１２への侵入を阻止するためのＳｉ3Ｎ4膜１１を備えた薄膜半導体装置において、前記ＳｉＯ2膜１２に設けられた環状孔でＦＥＴ形成部を取囲む全面に形成したＳｉ3Ｎ4膜２０を、備えた薄膜半導体装置が記載されているが、刊行物３には、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については記載も示唆もされていない。
　
　また、刊行物４には、ハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールすることにより「活性層とゲート酸化膜の界面およびその近傍に存在する電荷の少ない、すぐれたゲート絶縁膜」(第３頁左上欄第５〜20行)を備え、「絶縁基板１に含まれる不純物が活性層に向けて拡散するのを防ぐために活性層５と絶縁基板１との間にＰＳＧ膜及びＳｉＯ2膜からなる２層の絶縁膜を設」けた薄膜トランジスタが記載されているものの、刊行物４においては、ハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールされるものはゲート絶縁膜であり、絶縁基板からの「不純物」の拡散を防止する膜は、ＰＳＧ膜と、ハロゲン原子を含まないＳｉＯ2膜であるから、刊行物４には、本件発明１の、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　刊行物５には、ＭＯＳＴＦＴの製造後または製造中にガラス基板１に含まれているＮａ+がＭＯＳＴＦＴに侵入することがないように不純物イオンの拡散阻止層としてＳｉ３Ｎ４膜（プラズマＳｉ３Ｎ４膜）を用い、プラズマＳｉ３Ｎ４膜と非晶質シリコン層７との間に形成されたＳｉＯ２膜３を備えたＭＯＳＦＥＴが記載されているものの、刊行物５には「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　また、刊行物６ないし８においても、「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　さらに、上記刊行物１ないし８には、本件発明１の構成に欠くことの出来ない「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」について記載も示唆もされていないから、刊行物１ないし８に記載された発明をどのように組み合わせたとしても、本件発明１の発明の構成に欠くことできない事項である「絶縁性基板上に形成された第１のナトリウムイオンのブロッキング膜と、前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有している」構成を、当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
　したがって、本件発明１は、刊行物１ないし８に記載された発明に基づいて、本件発明１の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
　（２）本件発明２について
　本件発明２は、本件発明１における「第１のナトリウムイオンのブロッキング膜」及び「第２のナトリウムイオンのブロッキング膜」について、その膜厚を５０〜１０００ｎｍに技術的限定を付加したものであるから、本件発明２についての判断は、（１）「本件発明１について」において検討したとおりである。
　
　（３）本件発明３について
　本件発明３は、本件発明１における「第１のナトリウムイオンのブロッキング膜」及び「第２のナトリウムイオンのブロッキング膜」を「窒化珪素、酸化アルミニウムまたは酸化タンタルからなる」ものに限定するものであるから、本件発明２についての判断は、（１）「本件発明１について」において検討したとおりである。
　
　（４）本件発明４について
　本件発明４と刊行物１ないし８に記載された発明とを対比すると、刊行物１ないし８には、本件発明４の構成要素である、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置であって、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置」は記載されていない。
　本件発明４は、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備え、及び前記酸化珪素膜と「半導体膜はハロゲン元素を含有していること」により、「ナトリウム等の可動イオンの影響の少ないＴＦＴ等の薄膜状半導体素子を作製することができる。従来、可動イオンが存在するため素子が形成できなかった基板においても、ＴＦＴを形成することが可能となった。」（第４６段落参照）という特許明細書に記載された顕著な効果を奏する。
　
　ここで、刊行物１には、ガラス基板２１上に、基板からのＮａ+などのアルカリイオンに対するブロッキングの効果がある窒化シリコン膜２２と、その上にＨＣｌを含むＣＶＤガスを用いて形成された多結晶シリコン膜と、ゲート絶縁膜２４を介して当該多結晶シリコン膜上に設けられたゲート電極２５と、それらの上にプラズマＣＶＤ法で形成した保護膜としての窒化シリコン膜２７と、を備えた薄膜トランジスタが記載されているが、刊行物１には、少なくとも、本件発明４の、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　また、刊行物２には、絶縁基板上に形成したＳｉ半導体活性層と、前記Ｓｉ半導体活性層上に形成したゲート酸化膜を備えたＭＯＳ型薄膜トランジスターにおいて、前記ゲート酸化膜中、前記ゲート酸化膜と前記Ｓｉ半導体活性層界面及び前記Ｓｉ半導体活性層中にＣｌ+イオンが約１０００Å厚に亘って注入されたゲート酸化膜を備えたＭＯＳ型薄膜トランジスターは記載されているものの、「絶縁基板」と「Ｓｉ半導体活性層」との間の層にＣｌ+イオンが導入されている構成については示唆されていないので、刊行物２には、少なくとも、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　さらに、刊行物３には、基板１０とＳｉＯ2膜１２との間にイオン性汚染物質のＳｉＯ2膜１２への侵入を阻止するためのＳｉ3Ｎ4膜１１を備えた薄膜半導体装置において、前記ＳｉＯ2膜１２に設けられた環状孔でＦＥＴ形成部を取囲む全面に形成したＳｉ3Ｎ4膜２０を、備えた薄膜半導体装置が記載されているが、刊行物３には、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については記載も示唆もされていない。
　
　また、刊行物４には、ハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールすることにより「活性層とゲート酸化膜の界面およびその近傍に存在する電荷の少ない、すぐれたゲート絶縁膜」(第３頁左上欄第５〜20行)を備え、「絶縁基板１に含まれる不純物が活性層に向けて拡散するのを防ぐために活性層５と絶縁基板１との間にＰＳＧ膜及びＳｉＯ2膜からなる２層の絶縁膜を設」けた薄膜トランジスタが記載されているものの、刊行物４においては、ハロゲン原子を含む酸素雰囲気中でアニールされるものはゲート絶縁膜であり、絶縁基板からの「不純物」の拡散を防止する膜は、ＰＳＧ膜と、ハロゲン原子を含まないＳｉＯ2膜であるから、刊行物４には、本件発明４の、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　刊行物５には、ＭＯＳＴＦＴの製造後または製造中にガラス基板１に含まれているＮａ+がＭＯＳＴＦＴに侵入することがないように不純物イオンの拡散阻止層としてＳｉ３Ｎ４膜（プラズマＳｉ３Ｎ４膜）を用い、プラズマＳｉ３Ｎ４膜と非晶質シリコン層７との間に形成されたＳｉＯ２膜３を備えたＭＯＳＦＥＴが記載されているものの、刊行物５には「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　また、刊行物６ないし８においても、「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」については、記載も示唆もされていない。
　
　さらに、上記刊行物１ないし８には、本件発明４の構成に欠くことの出来ない「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有していること」について記載も示唆もされていないから、刊行物１ないし８に記載された発明をどのように組み合わせたとしても、本件発明４の発明の構成に欠くことできない事項である「絶縁性基板上に形成された第１の窒化珪素膜と、前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と」を備えた半導体装置において、「前記酸化珪素膜」が「ハロゲン元素を含有している」構成を、当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
　したがって、本件発明４は、刊行物１ないし８に記載された発明に基づいて、本件発明４の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
　（５）本件発明５について
　本件発明５は、本件発明４における「第１の窒化珪素膜」及び「第２の窒化珪素膜」について、その膜厚を５０〜１０００ｎｍに技術的限定を付加したものであるから、本件発明５についての判断は、（４）「本件発明４について」において検討したとおりである。
　
　（６）本件発明７について
　本件発明７は、本件発明１又は４における「半導体膜」は「多結晶、微結晶または非晶質である」ものに限定するものであるから、本件発明７についての判断は、（１）「本件発明１について」又は（４）「本件発明４について」において検討したとおりである。
　
　（７）本件発明８について
　本件発明８は、本件発明１又は４における「半導体膜」は「シリコン、ゲルマニウムまたはシリコンゲルマニウムである」と限定するものであるから、本件発明８についての判断は、（１）「本件発明１について」又は（４）「本件発明４について」において検討したとおりである。
　
　（８）本件発明９について
　本件発明９は、本件発明１又は４における「基板」は「ガラスである」と限定するものであるから、本件発明９についての判断は、（１）「本件発明１について」又は（４）「本件発明４について」において検討したとおりである。
　
５．　特許異議申立についての判断のむすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立の理由及び取消理由によっては本件発明１ないし５、７ないし９についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１ないし５、７ないし９についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　
　したがって、本件発明１ないし５、７ないし９についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してなされたものと認めない。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
半導体装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　
ナトリウムイオンを有する
性
　前記第１のナトリウムイオンのブロッキング膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２のナトリウムイオンのブロッキング膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。
　【請求項２】　前記第１および第２のナトリウムイオンのブロッキング膜の膜厚は５０〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
　【請求項３】　前記第１および第２のナトリウムイオンのブロッキング膜は窒化珪素、酸化アルミニウムまたは酸化タンタルからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
　【請求項４】　
可動イオンを有する
性
　前記第１の窒化珪素膜上に形成された酸化珪素膜と、
　前記酸化珪素膜に接する半導体膜とゲート電極とを有する薄膜トランジスタと、
　前記半導体膜の上方を覆い前記ゲート電極上に形成された第２の窒化珪素膜とを有する半導体装置であって、
　前記半導体膜はチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域及び低濃度不純物領域を有し、
　前記酸化珪素膜と前記半導体膜はハロゲン元素を含有していることを特徴とする半導体装置。
　【請求項５】　前記第１および第２の窒化珪素膜の膜厚は５０〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
　【請求項６】　前記半導体膜に含有されるハロゲン元素は１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２０ｃｍ−３の濃度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の半導体装置。
　【請求項７】　前記半導体膜は多結晶、微結晶または非晶質であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の半導体装置。
　【請求項８】　前記半導体膜は、シリコン、ゲルマニウムまたはシリコンゲルマニウムであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の半導体装置。
　【請求項９】　前記基板はガラスであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、信頼性および量産性に優れ、歩留りの高い、薄膜トランジスタ等の薄膜状半導体装置およびその製造方法に関する。本発明は、その応用分野として、例えば、液晶ディスプレーや薄膜イメージセンサー等の駆動回路あるいは３次元集積回路等を構成せんとするものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、半導体集積回路は、シリコン等の半導体基板上に形成されたモノリシック型が中心であったが、近年、ガラスやサファイヤ等の絶縁基板上に形成することが試みられている。その理由としては、基板と配線間の寄生容量が低下して動作速度が向上することと、特に石英その等のガラス材料は、シリコンウェファーのような大きさの制限がなく、安価であること、素子間の分離が容易で、特にＣＭＯＳのモノリシック集積回路で問題となるようなラッチアップ現象がおこらないこと等のためである。また、以上のような理由とは別に液晶ディスプレーや密着型イメージセンサーにおいては、半導体素子と液晶素子あるいは光検出素子とを一体化して構成する必要から、透明な基板上に薄膜トラジスター（ＴＦＴ）等を形成する必要がある。
　【０００３】
　このような理由から絶縁性基板上に薄膜状の半導体素子が形成されるようになった。従来の薄膜状半導体素子の例として、ＴＦＴを図５に示す。図に示されるように、絶縁性基板５０１上に、パッシベーション膜として、酸化珪素等の被膜５０３が形成され、その上にＴＦＴが他のＴＦＴとは独立して形成される。ＴＦＴは、モノリシック集積回路のＭＯＳＦＥＴと同様に、ソース（ドレイン）領域５０７とドレイン（ソース）領域５０９、それらに挟まれたチャネル形成領域（単にチャネル領域ともいう）５０８、ゲイト絶縁膜５０４、ゲイト電極５１０、そして、ソース（ドレイン）電極５１１とドレイン（ソース）電極５１２を有している。また、多層配線が可能なようにＰＳＧ等の層間絶縁物５０６が設けられる。
　【０００４】
　図５の例は、順コプラナー型と呼ばれるものであるが、ＴＦＴでは、ゲイト電極とチャネル領域の配置の様子によって、これ以外に逆コプラナー型、順スタガー型、逆スタガー型とよばれる形態があるが、その詳細については他の文献に任せるとして、ここではこれ以上、言及しない。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　モノリシック集積回路においても、ナトリウムやカリウムのようなアルカリイオン、あるいは鉄、銅、ニッケル等の遷移金属イオンによる汚染は深刻な問題であり、これらのイオンの侵入を食い止めるために、非常な注意が払われてきた。ＴＦＴでも、それらのイオンの問題は同様に重大なもので、極力、汚染がないように生産工程の清浄化には注意が向けられている。また、素子にもこれらの汚染が及ばないように対策が講じられている。
　【０００６】
　薄膜状半導体素子がモノリシック集積回路と異なることは、基板中の汚染イオンの濃度が比較的高いということである。すなわち、モノリシック集積回路に使用される単結晶シリコンは、長年の技術の蓄積によって、これらの有害な汚染元素を排除するようにして生産されており、現在市販されているものでは、これらの汚染元素は１０１０ｃｍ−３以下である。
　【０００７】
　しかしながら、一般に薄膜状半導体素子用の絶縁性基板の汚染元素濃度は低くない。もちろん、スピネル基板やサファイヤ基板のような単結晶基板では、上記汚染源となる異元素の濃度を低減することが理論的には可能であるが、採算面から現実的ではない。また、石英基板は、高純度シランガスと酸素を原料として、気相反応で製造すれば、理想的には異元素の侵入を食い止めることが可能であるが、構造がアモルファスであるので、いったん異元素が取り込まれた場合にこれを外部に吐き出すことが困難である。また、液晶ディスプレーに使用される基板は特にコストの問題が優先するため、価格の低いものを用いる必要があり、そのようなものでは製造・加工を容易にするため、最初から、各種の異元素を含有している。これらの異元素自体が半導体素子にとって好ましくないものもあるし、これらの異元素を添加する過程で、外部から混入し、あるいは添加材料に不純物として含まれる場合がある。
　【０００８】
　例えば、ＴＮガラスは安価なガラス基板で耐熱性がよく、熱膨張率等がシリコンに近いため、液晶ディスプレー用の基板として好ましいものであるが、リチウムを５％程度含有している。このリチウムの一部はイオン化し、可動イオンとして半導体素子に侵入し、素子の劣化をもたらす。また、このリチウムは９９％以上の高純度のものを製造することが難しく、通常、０．７％程度のナトリウムが含まれている。ナトリウムのイオン化率は１０％程度で、極めて大きく、このナトリウムイオンは素子の特性に極めて深刻な影響をもたらす。
　【０００９】
　従来の薄膜状半導体素子では、図５に示すように、この可動イオンの侵入に対しては、酸化珪素等をパッシベーション膜として使用し、また、層間絶縁物をＰＳＧやＢＰＳＧとすることによってこれらの可動イオンをゲッタリングすることによって対処されてきた。しかしながら、これらの方法では汚染を十分に防ぐことは困難であった。本発明は、これらの汚染元素・イオンを侵入によって素子が劣化することを抑制することを目的とする。
　【００１０】
　【課題を解決する手段】
　本発明では、以上のような汚染を抑制するために薄膜半導体素子の下部と上部にそれぞれ窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の可動イオンに対するブロッキング作用を有する膜（ブロッキング膜）を形成し、さらに、ＴＦＴを構成する半導体被膜（チャネル領域）あるいはゲイト絶縁被膜のいずれか一方、あるいは双方に、塩素、弗素等のハロゲン元素を１×１０１８〜５×１０２０個／ｃｍ３、好ましくは１×１０１９〜１×１０２０個／ｃｍ３含有させたことを特徴とする。ハロゲン元素は半導体被膜中あるいは絶縁被膜中において、ナトリウム等の可動イオンと強く結合し、その効果を著しく低下せしめる作用を有する。
　【００１１】
　【発明の実施の形態】
　本発明の典型的な例は図１に示される。図１では本発明を用いたＴＦＴが示されている。すなわち、絶縁性基板１０１上に第１のブロッキング膜として第１の窒化珪素膜１０２が形成されている。第１の窒化珪素皮膜は基板からの汚染を防ぐ効果を有する。そして、第１の窒化珪素膜上に、例えば酸化珪素のようなシリコン材料と密着性のよい皮膜１０３を形成する。この皮膜１０３を形成せずして、直接、半導体皮膜を第１の窒化珪素上に形成し、ＴＦＴを作製すると、窒化珪素と半導体材料の界面に生ずるトラップ準位によってチャネル領域が導通化し、ＴＦＴが動作しなくなる。したがって、このような緩衝体を設けることは重要である。
　【００１２】
　皮膜１０３上にはＴＦＴが形成される。ＴＦＴは、ソース（ドレイン）領域１０７とドレイン（ソース）領域１０９、それらに挟まれたチャネル領域１０８、ゲイト絶縁膜１０４、ゲイト電極１１０を有する。ＴＦＴのソース、ドレイン、チャネル各領域は単結晶もしくは多結晶、あるいはアモルファスの半導体材料で形成される。半導体材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化珪素、およびこれらの合金が使用されうる。
　【００１３】
　そして、このＴＦＴを覆って、第２のブロッキング膜として第２の窒化珪素皮膜１０５が形成される。ここで、第２の窒化珪素皮膜が、ＴＦＴの作製の後で、かつ、ソースおよび／またはドレインに電極が形成される前に形成されることが本発明の特徴とするところである。従来の技術では、電極形成後にファイナルパッシベーション膜としての窒化珪素膜が形成されたが、本発明はそのような意味で形成される窒化珪素膜とは目的が異なる。すなわち、本発明における第２の窒化珪素膜は、第１の窒化珪素膜とともにＴＦＴを包み込んでしまうために形成されるのであり、ＴＦＴ形成後の電極形成の工程での汚染をも防ぐことを意図するものである。したがって、本発明によってＴＦＴとそれに付随する電極や配線を形成した後、従来のようにファイナルパッシベーション膜として窒化珪素膜を形成してもよい。
　【００１４】
　さて、第２の窒化珪素膜形成後に、層間絶縁材料、例えばＰＳＧ等によって、層間絶縁膜１０６を形成し、ソース（ドレイン）電極１１１とドレイン（ソース）電極１１２を形成する。ブロッキング膜としては、窒化珪素以外に、酸化アルミニウムや酸化タンタルを用いてもよいことは先に述べたとおりである。
　【００１５】
　図１の例では、しかしながら、ゲイト絶縁膜が遠方に延びており、その端部から可動イオン等がＴＦＴ内部に侵入する可能性がある。これを改良したものが、図２に示される例で、ゲイト絶縁膜はＴＦＴ上にしかないため、図１のような問題はない。しかしながら、この場合はチャネル領域に隣接した部分のソース領域およびドレイン領域が窒化珪素膜に接触しているため、この部分の窒化珪素がゲイト電圧によって分極し、あるいは電子をトラップして、ＴＦＴの動作を妨げることがある。
　【００１６】
　その問題を克服した例が図３に示される。ここでは、チャネル領域に隣接したソース領域およびドレイン領域は窒化珪素膜に隣接していない。したがって、窒化珪素の分極や電子トラップという困難は解決される。しかしながら、ソースおよびドレイン領域の形成にあたって、ゲイト電極をマスクとするセルフアラインプロセスを採用する場合には、この例では図１の例と同様に、ゲイト絶縁膜を通して、アクセプターあるいはドナー元素を注入しなければならず、そのためイオン注入法を採用するのであれば、イオンの加速エネルギーを高める必要がある。その際、高速イオンが注入される結果、その２次散乱によってソースおよびドレイン領域が広がることがある。
　【００１７】
　図２において、２０１は絶縁性基板、２０２は第１の窒化珪素膜、２０３は酸化珪素等の緩衝用絶縁膜、２０４はゲイト絶縁膜、２０５は第２の窒化珪素膜、２０６は層間絶縁膜、２０７はソース（ドレイン）領域、２０８はチャネル領域、２０９はドレイン（ソース）領域、２１０はゲイト電極、２１１はソース（ドレイン）電極、２１２はドレイン（ソース）電極である。また、図３において、３０１は絶縁性基板、３０２は第１の窒化珪素膜、３０３は酸化珪素等の緩衝用絶縁膜、３０４はゲイト絶縁膜、３０５は第２の窒化珪素膜、３０６は層間絶縁膜、３０７はソース（ドレイン）領域、３０８はチャネル領域、３０９はドレイン（ソース）領域、３１０はゲイト電極、３１１はソース（ドレイン）電極、３１２はドレイン（ソース）電極である。
　【００１８】
　本発明において、ブロッキング膜として窒化珪素膜を使用する場合、化学式でＳｉＮｘで表したとき、ｘ＝１．０からｘ＝１．７が適し、特に、ｘ＝１．３からｘ＝１．３５の化学量論的組成（ｘ＝１．３３）のもの、あるいはそれに近いのものでよい結果が得られた。したがって、本発明では、窒化珪素は減圧ＣＶＤ法によって形成する方が良かった。しかしながら、プラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法で形成された窒化珪素皮膜であっても、本発明を使用しない場合に比べて素子の信頼性が向上することは言うまでもない。
　【００１９】
　減圧ＣＶＤ法によって、窒化珪素膜を形成しようとすれば、原料ガスとしてジクロールシラン（ＳｉＣｌ２Ｈ２）とアンモニア（ＮＨ３）を用い、圧力１０〜１０００Ｐａで５００〜８００℃、好ましくは５５０〜７５０℃で反応させればよい。もちろん、シラン（ＳｉＨ４）やテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）を用いてもよい。
　【００２０】
　また、本発明において、酸化アルミニウム膜や酸化タンタル膜を用いる場合においても、化学量論的組成、Ａｌ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５に近い組成のものほどよい結果が得られた。これらの被膜はＣＶＤ法やスパッタ法によって形成される。例えば、酸化アルミニウム膜は、トリメチルアルミニウムＡｌ（ＣＨ３）３を酸化窒素（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２）によって酸化させればよい。
　【００２１】
　本発明をより効果的に実施せんとすれば、ＴＦＴ等の薄膜状半導体素子の半導体被膜中の水素原子の濃度は、添加されるハロゲン原子の濃度の４倍以下、好ましくは１倍以下であることが望まれ、また、炭素、窒素、酸素等の有害元素の濃度は７×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下であることが望まれる。さらに、半導体被膜中に含まれるナトリウム、リチウム、カリウム等の可動イオンについても、その濃度は５×１０１８ｃｍ−３以下であることが望まれる。以上のような目的を達成するためにも、原料ガスには十分な注意を払い、５Ｎ以上の高純度ガスを使用することが望まれる。さらに、本発明では可動イオン源を多く含有する絶縁性基板を用いることを念頭に置いているが、より本発明を効果的に実施せんとすれば、そのような基板において、第１の窒化珪素膜を形成する際に、基板の周囲をもれなく窒化珪素膜で覆ってしまうとよい。そのような状態では、以後の取扱において、基板を源泉とする可動イオンが素子領域に混入する確率を著しく低下せしめることができる。
　【００２２】
　図４には、本発明を使用して、公知の技術である低不純物濃度ドレイン（ＬＤＤ）を形成する例を示した。まず、石英あるいはＡＮガラス等の絶縁性基板４０１上に減圧ＣＶＤ法によって窒化珪素膜４０２を厚さ５０〜１０００ｎｍ形成する。このときには、先に述べたように、基板の裏面も窒化珪素膜で覆ってしまうと、後の工程において、裏面から発生した可動イオンが表面に到達する確率が著しく低くなり、また、製造装置の清浄度を保つうえでも好ましい。窒化珪素膜の上に緩衝用の酸化珪素皮膜４０３を同じく減圧ＣＶＤ法によって、厚さ５０〜１０００ｎｍ形成する。この際、原料ガス中に体積比で３％から６％、例えば５％ほどの塩化水素（ＨＣｌ）、弗化窒素（ＮＦ３あるいはＮ２Ｆ４）、塩素（Ｃｌ２）、弗素（Ｆ２）、各種フロンガス、四塩化炭素（ＣＣｌ４）等のハロゲンを含むガスを混入させておくと、得られる酸化珪素膜中に塩素、弗素等のハロゲン元素が取り込まれる。
　【００２３】
　このハロゲンはナトリウム等のアルカリイオンと結合して、ナトリウムを固定するので、ナトリウム汚染を防ぐうえでより大きな効果が得られる。しかし、過剰なハロゲンの添加は膜を粗にし、密着性や表面の平坦性を損なうので好ましくない。また、減圧ＣＶＤ法のかわりに光ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法によって該被膜を形成する場合にも、原料ガス中に上記のハロゲン元素を有するガスを、２〜５体積％混入するとよい。さらに、スパッタ法によって該被膜を形成する場合には、上記ハロゲンガスをスパッタ雰囲気中に、２〜２０体積％混入するとよい。スパッタ法による場合には、雰囲気中のガス組成は被膜の組成に反映されにくいので、ＣＶＤ法の場合よりやや濃度を多くする必要がある。
　【００２４】
　次に非晶質シリコン膜あるいは微結晶または多結晶シリコン膜を減圧ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法、あるいはスパッタ法によって厚さ２０〜５００ｎｍだけ形成する。そして、これを島上にエッチングする。このシリコン膜を形成する際にも、先に被膜４０３を形成する場合と同様にハロゲン元素を被膜中に導入するとよい。ハロゲン元素の導入の方法は先の被膜４０３の場合と同様に被膜形成時の雰囲気中にハロゲンを含有するガスを混入させてもよいし、また、被膜形成後、イオン注入法によって導入してもよい。このとき、ハロゲン元素の被膜中での濃度は、１×１０１８〜５×１０２０個／ｃｍ３、好ましくは１×１０１９〜１×１０２０個／ｃｍ３となるように原料ガスの濃度を制御しなければならない。
　【００２５】
　さらにまた、同時に被膜中の水素原子の濃度は、このハロゲンの濃度の４倍以下、好ましくは１倍以下であると、ハロゲン添加の効果がより向上する。この効果は以下のように説明される。水素原子は、シリコンのダングリングボンドをターミネイトする上で必要であるが、その結合は弱く、簡単に結合が切れてしまう。一方、ハロゲン元素はシリコンと強く結合する。もし、シリコン中に水素が過剰に存在する場合には（それは被膜中にダングリングボンドが多いということでもあるが）、ほとんどのハロゲンはシリコンと結合し、その結果、被膜中を移動する可動イオンをゲッタリングすることができない。したがって、水素濃度の大きいシリコン中では、ハロゲン添加の効果が小さく、水素濃度の小さいシリコン中では、ハロゲン添加の効果が大きいものと推測される。
　【００２６】
　また、シリコン等の半導体被膜では、可動イオン以外の有害元素として、炭素、窒素、酸素の濃度がいずれも７×１０１９個／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９個／ｃｍ３以下であるあることが望まれる。これらの元素はハロゲン添加によっても除去されないものであるからである。
　【００２７】
　さらに、ハロゲン添加によってナトリウムやリチウム、カリウム等の可動イオンがゲッタリングできるとはいえ、過剰に存在する場合にはその効果も打ち消されてしまうので、これら可動イオンの濃度は、いずれも５×１０１８個／ｃｍ３以下であるあることが望まれる。
　【００２８】
　さて、このようにして形成されたシリコン被膜上に、ゲイト絶縁膜として、厚さ１０〜２００ｎｍの酸化珪素膜を減圧ＣＶＤ法、あるいはスパッタ法によって形成する。この際も、先のように、原料ガス中、あるいはスパッタガス中にハロゲン材料ガスを混入させておくとよい。
　【００２９】
　そして、その上に減圧ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法によって、リンが１０２１ｃｍ−３程度にドープされた多結晶あるいは微結晶シリコン膜を形成する。そして、このシリコン膜およびその下のゲイト絶縁膜（酸化珪素）をパターニングし、ゲイト電極４１０とゲイト絶縁膜４０４を形成する。
　【００３０】
　さらに、このゲイト電極をマスクとしてセルフアライン的にイオン注入をおこない、比較的不純物濃度の小さい（１０１７〜１０１９ｃｍ−３程度）ソース（ドレイン）領域４０７、ドレイン（ソース）領域４０８を形成する。不純物の注入されなかった部分がチャネル領域４０８として残る。こうして、図４（Ａ）が得られる。
　【００３１】
　次に、図４（Ｂ）に示すように減圧ＣＶＤ法によって、全体にＰＳＧ膜４１３が形成される。そして、これを公知の方向性エッチングによってエッチングし、ゲイト電極の横に側壁４１４を形成する。その後、再び、イオン注入をおこない、不純物濃度の高いソース（ドレイン）領域４０７ａとドレイン（ソース）領域４０９ａを形成する。不純物濃度の低い領域はソース（ドレイン）領域４０７ｂとドレイン（ソース）領域４０９ｂとなって、ＬＤＤを形成する。こうして、図４（Ｃ）を得る。
　【００３２】
　その後、図４（Ｄ）に示すように、減圧ＣＶＤ法によって、全体に窒化珪素膜４０５を、厚さ５０〜１０００ｎｍ形成する。その後、例えば、６００℃程度の低温アニールによってシリコン膜の結晶化をおこない、ソース、ドレイン領域の活性化をおこなう。この工程はレーザーアニールでおこなってもよい。このようにして、ＴＦＴの中間体が得られる。
　【００３３】
　図４の例は、本発明の例を示したに過ぎず、本発明が、上記の工程に制約されないことは明らかであろう。図４の例では、図３の例と同様に、窒化珪素膜とゲイト電極とソースあるいはドレイン領域が隣接する部分がない。すなわち、図２の場合とは違って、側壁４１４が存在するため、図２で懸念されたような問題はない。さらに、図３とは異なって、ドナーやアクセプターの添加は絶縁膜を通さず容易におこなえるという特徴を有する。
　【００３４】
　【実施例】
　本発明を用いたＴＦＴの特性について記述する。本実施例で使用したＴＦＴは石英ガラス基板上に図４のプロセスに従って作製したＬＤＤ型ＴＦＴである。まず、石英ガラス基板４０１上および、その基板の裏面に減圧ＣＶＤ法によって窒化珪素膜４０２を厚さ１００ｎｍ形成し、さらに、連続的に減圧ＣＶＤ法によって酸化珪素膜（低温酸化膜（ＬＴＯ膜）ともいう）４０３を厚さ２００ｎｍ形成し、最後に、やはり減圧ＣＶＤ法によって非晶質シリコン膜を厚さ３０ｎｍ形成した。このときの最高プロセス温度は６００℃であった。そして、以上の工程では、連続的に配置された３つの反応室よりなるＣＶＤ装置において成膜されたが、酸化珪素膜と非晶質シリコン膜の成膜の際には、材料ガス以外にハロゲン添加ガスとして塩化水素ガス（ＨＣｌ）を５体積％添加して反応させた。その結果、酸化珪素膜と非晶質シリコン膜の中に塩素を添加することができた。２次イオン質量分析法による分析では、酸化珪素膜中および非晶質シリコン膜中の塩素の濃度は、それぞれ、２．３×１０１９個／ｃｍ３、３．１×１０１９個／ｃｍ３であった。なお、窒化珪素膜の原料ガスとしては、ジクロールシラン（ＳｉＣｌ２Ｈ２）とアンモニア（ＮＨ３）、酸化珪素膜の原料ガスとしては、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）と酸素（Ｏ２）と塩化水素、非晶質シリコン膜の原料ガスとしては、ジシランと塩化水素をそれぞれ用いた。純度はいずれも６Ｎのものを用いた。このようにして得られた酸化珪素膜と非晶質シリコン膜中の水素原子の量は、いずれも１×１０１９個／ｃｍ３以下であることが確認された。また、成膜は大気に触れることなく連続的におこなったため、シリコン膜においては、炭素、窒素、酸素の濃度は１×１０１８個／ｃｍ３以下であることが確認された。
　【００３５】
　次に、非晶質シリコン膜を島状にパターニングした。そして、その非晶質シリコン膜の表面のごく薄い部分、厚さ２〜１０ｎｍを陽極酸化法によって酸化した。陽極酸化はＫＮＯ２を添加したＮメチルアセトアミド（ＮＭＡ）あるいはテトラハイドロフルフリルアルコール（ＴＨＦ）を電解液とし、白金電極をカソードとして、１０〜５０℃で定電圧法によっておこなった。陽極酸化終了後、アルゴン雰囲気中６００℃で１２時間アニールした。その後、スパッタ法によって酸化珪素膜を１００ｎｍ形成した。ここで、スパッタ雰囲気は酸素とアルゴンもしくは他の希ガスと塩化水素の混合気体とし、かつ、酸素の分圧を８０％以上とした。塩化水素ガスの濃度は１０％とした。スパッタ成膜においては、スパッタ衝撃によって、下地の膜に欠陥が生じる。例えば、下地がシリコン膜であった場合には、シリコン中に酸素原子が打ち込まれ、酸素の濃度が増加する。このような状態ではシリコンは極在準位の多いものとなってしまう。すなわち、シリコンと酸化珪素の境界がはっきりしないものとなってしまう。しかし、本実施例のように予め薄い陽極酸化膜を形成しておけば、スパッタの際には既に酸化珪素が存在しているため、上記のような原子の混合が避けられ、シリコン膜と酸化珪素膜の境界は保たれる。
　【００３６】
　この酸化珪素膜の形成後、減圧ＣＶＤ法によって、リンを１０２１ｃｍ−３程度含んだｎ＋型の微結晶珪素膜を厚さ３００ｎｍ形成した。以上の被膜形成の最高プロセス温度は６５０℃であった。その後、ゲイト電極のパターニングをおこないゲイト電極４１０とゲイト絶縁膜４０４を形成した。さらに、イオン打ち込みによって砒素イオンを２×１０１８ｃｍ−３だけ注入し、ソースおよびドレイン領域４０７、４０９を形成した。こうして、図４（Ａ）を得た。
　【００３７】
　次いで、図４（Ｂ）のように減圧ＣＶＤ法によってＰＳＧ膜４１３を形成し、方向性エッチングによって、図４（Ｃ）に示される側壁４１４を形成した。さらに、イオン打ち込み法によって砒素イオンを領域４０７ａおよび４０９ａに５×１０２０ｃｍ−３注入した。
　【００３８】
　その後、全体に窒化珪素膜４０５を減圧ＣＶＤ法によって形成した。こうして、図４（Ｄ）を得た。その後、真空中６２０℃で４８時間アニールして、領域４０７ａ、４０７ｂ、４０８、４０９ａ、４０９ｂを活性化させた。そして、減圧ＣＶＤ法によって層間絶縁物として、全体にＰＳＧ膜を形成し、電極用の穴を開け、アルミ電極をソース領域およびドレイン領域に形成した。そして、最後に、パッシベーションの目的で全体に再び、減圧ＣＶＤ法によって窒化珪素膜を形成した。
　【００３９】
　このようにして形成されたＴＦＴは極めて信頼性の高いものであった。いわゆるバイアス−温度処理（ＢＴ処理）によっても素子の動作特性が変化しないことが示された。ＢＴ処理とは、加温状態でソース、ドレイン間とゲイト電極に電圧を加える処理のことで、正常な素子であれば何ら問題が生じないが、例えば可動イオンが含まれているような素子では、特性の変化が見られる。その様子を図６に示す。
　【００４０】
　図６（Ａ）には、可動イオンがゲイト絶縁膜中とチャネル領域に存在するＴＦＴが示されている。チャネル領域にアルカリの可動イオン（図中にＡ＋と示される）が存在し、アルカリイオンはドナーとなるので、チャネル領域は弱いＮ型（Ｎ−型）となる。この状態を状態１とする。このＴＦＴのゲイト電極とソース、ドレイン間に、図６（Ｂ）に示すように正のバイアス電圧を加えると、まず、チャネル領域の可動イオン（正イオン）がゲイト電極から遠ざかり、チャネル領域は真性化（Ｉ型化）する。この状態を状態２とする。この結果、ＴＦＴのＩＤ（ドレイン電流）−ＶＧ（ゲイト電圧）特性は、図６（Ｄ）に示すように、右側に大きく移動する。
　【００４１】
　しかしながら、ゲイト絶縁膜にも可動イオンが存在する場合には、ゲイト電極にかかるバイアス電圧のために、可動イオンがゲイト電極の下部（チャネル領域側）に集まり、結果として、チャネル領域は正の電界を感じるようになる。そのため、チャネル領域には電子があつまり、再び、弱くＮ型化する。この状態を状態３とすると、図６（Ｅ）に示されるように、状態２から状態３へＩＤ−ＶＧ特性曲線は左へ移動する。結局、バイアス電圧によって、ＴＦＴの特性は最初のものに比べて右に移動したものとなる。
　【００４２】
　また、逆に負のバイアスをかけた場合にはチャネル領域に可動イオンが集まり、その結果、チャネル領域のＮ型化が進行し、ゲイト電圧によってドレイン電流を制御できない状態となる。
　【００４３】
　本実施例では、具体的には、作製後直ちに室温でＴＦＴのゲイト電圧−ドレイン電流特性を測定し（ＶＢ＝０）、その後、１５０℃で１時間、ゲイト電極に＋２０Ｖの電圧を加え、室温でＴＦＴのゲイト電圧−ドレイン電流特性を測定し（ＶＢ＝＋２０Ｖ）、次に、再び、１５０℃で１時間、ゲイト電極に今度は−２０Ｖの電圧を加え、その後、室温でＴＦＴのゲイト電圧−ドレイン電流特性を測定し（ＶＢ＝−２０Ｖ）、ＴＦＴのしきい値電圧の変動を調べた。
　【００４４】
　図７（Ｂ）が以上に記載した方法によって作製したＴＦＴの特性である。このように、バイアス電圧ＶＢに全く特性が影響されず、精密な測定の結果、しきい値電圧の変動は０．２Ｖ以下であった。
　【００４５】
　一方、図７（Ａ）に示されるものは、窒化珪素膜４０２と４０５を設けず、かつ、ＴＦＴのいずれの皮膜のハロゲンの濃度をも１×１０１４ｃｍ−３以下としたもので、それらの点以外は本実施例に示した方法と全く同じプロセスで作製したものであるが、図から明らかなように特性がＶＢに大きく依存してしまっている。図７（Ｂ）のしきい値電圧の変動幅から本実施例で作製したＴＦＴのゲイト電極中の可動イオンの量は８×１０１０ｃｍ−３程度であると推定される。以上の測定後、本実施例で製作したＴＦＴのシリコン膜（チャネル領域）とゲイト絶縁膜中のナトリウム、カリウム、リチウムの濃度を調べたところ、それぞれ、３×１０１７ｃｍ−３、７×１０１５ｃｍ−３、５×１０１５ｃｍ−３であった。このようにかなり多量のアルカリ元素が存在していたにも関わらず、可動イオンの量が少ないのは、ハロゲン（この場合は塩素）によって、固定化されてしまったためであろうと推測される。対比のために作製したＴＦＴでは、ナトリウム、カリウム、リチウムの濃度を調べたところ、それぞれ、７×１０１８ｃｍ−３、２×１０１６ｃｍ−３、４×１０１９ｃｍ−３というように多量に含まれていた。このことから、本発明の窒化珪素膜によるブロッキングの効果も推測される。すなわち、本発明のように窒化珪素膜を設け、かつ、ハロゲン元素をＴＦＴ（この場合はチャネル領域を含むシリコン膜とゲイト絶縁膜）中に添加することによって、ＴＦＴの特性を著しく改善し、信頼性を向上せしめることが可能であることが示された。
　【００４６】
　【発明の効果】
　本発明によって、ナトリウム等の可動イオンの影響の少ないＴＦＴ等の薄膜状半導体素子を作製することができる。従来、可動イオンが存在するため素子が形成できなかった基板においても、ＴＦＴを形成することが可能となった。本発明を実施するには、図１ないし図４のようにコプラナ型であっても、また、逆コプラナ型やスタガ型、逆スタガ型のＴＦＴを用いても構わない。また、本発明は、薄膜状半導体素子の動作について制約を加えるものではないので、トランジスタのシリコンはアモルファスであっても、多結晶であっても、微結晶であっても、またそれらの中間状態のものであっても、さらには単結晶であっても構わないことは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
本発明によるＴＦＴの例を示す。
　【図２】
本発明によるＴＦＴの例を示す。
　【図３】
本発明によるＴＦＴの例を示す。
　【図４】
本発明によるＴＦＴの作製例を示す。
　【図５】
従来のＴＦＴの例を示す。
　【図６】
可動イオンによるＴＦＴの特性への影響を示す。
　【図７】
本発明を利用したＴＦＴと利用しないＴＦＴの特性を示す。
　【符号の説明】
　１０１　　　　　絶縁性基板
　１０２　　　　　第１のブロッキング膜
　１０３　　　　　緩衝絶縁膜
　１０４　　　　　ゲイト絶縁膜
　１０５　　　　　第２のブロッキング膜
　１０６　　　　　層間絶縁膜
　１０７　　　　　ソース（ドレイン）領域
　１０８　　　　　チャネル領域
　１０９　　　　　ドレイン（ソース）領域
　１１０　　　　　ゲイト電極
　１１１　　　　　ソース（ドレイン）電極
　１１２　　　　　ドレイン（ソース）電極