(57)【要約】【課題】特定の面方位に対する配向比率が高い膜面を有する結晶質半導体膜を用いた半導体装置の作製方法を提供し、半導体装置におけるＴＦＴの特性ばらつきを低減すること。【解決手段】複数の非晶質半導体膜を積層した状態で、最上層にある非晶質半導体膜の上に結晶化を促進するための元素を添加した後、熱処理して結晶化する。結晶化後、最下層の結晶質半導体膜のみを残し、それ以外の膜はエッチングして除去する。なお、各層の間に、結晶化を促進するための元素が拡散できるような薄い分離膜を設けることも特徴としている。【選択図】  図１
2004221373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第１の非晶質半導体膜の上に分離膜を形成する工程と、
前記分離膜の上に第２の非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第２の非晶質半導体膜の上に結晶化を促進するための元素を添加した後、熱処理し、第１の結晶質半導体膜と第２の結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第２の結晶質半導体膜を選択的に除去する工程と、
前記分離膜を選択的に除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１の半導体装置の作製方法において、前記第１の非晶質半導体膜の形成後、前記第１の非晶質半導体膜に結晶核が発生する温度より低い温度下で熱処理する工程を有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、前記分離膜は、前記第１の結晶質半導体膜と前記２の結晶質半導体膜の各々と選択的なエッチングが可能な材料で形成されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
第１の非晶質珪素膜を形成する工程と、
前記第１の非晶質珪素膜の上に、酸化珪素膜を形成する工程と、
前記酸化珪素膜の上に第２の非晶質珪素膜を形成する工程と、
前記第２の非晶質珪素膜の上に結晶化を促進するための元素を添加した後、熱処理を施し、第１の結晶質珪素膜と第２の結晶質珪素膜を形成する工程と、
前記酸化珪素膜と前記第２の結晶質珪素膜を除去する工程と
を有する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４の半導体装置の作製方法において、前記第１の非晶質珪素膜の形成後、４００〜５００℃で熱処理する工程を有すること特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の作製方法に関し、特に結晶化を促進するための元素を用いた結晶化工程を有する半導体装置の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記）を用いた表示装置あるいは集積回路装置などの開発が注目されている。
【０００３】
ＴＦＴを構成する半導体層として、ファーネスによる熱処理やレーザー光照射して非晶質半導体膜を結晶化することにより形成した結晶質半導体膜が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８９４４９号公報（第５−１１、第２図）
結晶質半導体膜を用いることにより、非晶質半導体膜で形成したＴＦＴよりも非常に高い電界効果移動度を有するＴＦＴを作製できる。しかしながら、結晶質半導体膜は主に多結晶性の膜であり、各々の結晶粒の結晶軸が一様でないため、膜面には複数の面方位が存在する。結晶質半導体膜の面方位の違いはＴＦＴの電気的特性の差を生じ、結果として同一基板内に形成したＴＦＴの特性ばらつきを生じる要因となる。
【０００５】
ＴＦＴの特性ばらつきは、ＴＦＴを用いた回路の誤作動などを引き起こす原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題を鑑み、本発明では、特定の面方位に対する配向比率が高い膜面を有する結晶質半導体膜を用いた半導体装置の作製方法について提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の作製方法は、複数の非晶質半導体膜を積層した状態で、最上層の膜の上に結晶化を促進するための元素を添加し、熱処理することを特徴としている。
【０００８】
本発明の半導体装置の作製方法は、第１の非晶質半導体膜を形成する工程と、前記第１の非晶質半導体膜の上に分離膜を形成する工程と、前記分離膜の上に第２の非晶質半導体膜を形成する工程と、前記第２の非晶質半導体膜の上に結晶化を促進するための元素を添加した後、熱処理を施し、第１の結晶質半導体膜と第２の結晶質半導体膜を形成する工程と、前記分離膜と前記第２の結晶質半導体膜を除去する工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
分離膜は、第１の非晶質半導体膜の層と第２の非晶質半導体膜の層とを分離するために設けられる膜である。なお、分離膜は、結晶化を促進するための元素が拡散できるよう、薄い膜であることが好ましい。
【００１０】
第１の非晶質半導体膜および、第２の非晶質半導体膜としては、非晶質珪素膜や、珪素中に非晶質シリコンゲルマニウム膜などを用いることできる。また、第１の非晶質半導体膜および、第２の非晶質半導体膜を形成する方法は、プラズマＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法のいずれの方法を用いても構わない。
【００１１】
なお、第１の非晶質半導体膜と第２の非晶質半導体膜とは同じ材料で形成してもよく、または、第１の非晶質半導体膜と第２の非晶質半導体膜とをそれぞれ異なる材料により形成してもよい。つまり、第１の結晶質半導体膜と第２の非晶質半導体膜の膜との両方とも非晶質珪素膜（或いは、非晶質シリコンゲルマニウム膜など）を用いて形成してもよいし、或いは、第１の非晶質半導体膜として非晶質珪素膜を用い、第２の非晶質半導体膜として非晶質シリコンゲルマニウム膜を用いて形成しても構わない。また、第１の非晶質半導体膜として非晶質シリコンゲルマニウム膜を用い、第２の非晶質半導体膜として非晶質珪素膜を用いても構わない。
【００１２】
前記第１の非晶質半導体膜が水素等を含有する膜である場合、前記第１の非晶質半導体膜の形成後、前記第１の非晶質半導体膜に結晶核が発生しないような温度条件下で熱処理し、膜中に含有されている水素を放出する処理を行うことが好ましい。
【００１３】
なお第１の非晶質半導体膜が非晶質珪素膜である場合、４００〜５００℃の熱処理を行い膜中の水素を放出することが好ましい。
【００１４】
また、分離膜は前記第１の結晶質半導体膜と前記２の結晶質半導体膜の各々と選択的なエッチングが可能な材料で形成されていることを特徴としている。
【００１５】
これにより、第１の結晶質半導体膜と第２の結晶質半導体膜が同一の材料から形成されている、若しくは選択性のあるエッチングが不可能な膜で形成されている場合、第２の結晶質半導体膜の除去工程において第１の結晶質半導体膜も同時に除去されてしまうのを阻止することができる。
【００１６】
なお、本明細書において、ＴＦＴの特性ばらつきとは、隣接するＴＦＴの特性差を表す隣接間ばらつきや基板内におけるＴＦＴの特性差を表す面内ばらつきのいずれをも含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一態様について図１の断面図を用いて説明する。
【００１８】
基板１０に非晶質半導体膜１１（第１の非晶質半導体膜）を形成する。なお、非晶質半導体膜１１としては、非晶質シリコンゲルマニウム膜などを用いてもよい。またプラズマＣＶＤ法や、ＬＰＣＶＤ法やスパッタ法など、いずれの成膜方法を用いて形成してもよい。
【００１９】
なお、非晶質半導体膜１１が水素等を含有している膜である場合には、非晶質半導体膜１１に結晶核が発生しない温度および時間条件で熱処理し、膜中から水素等を放出する。本工程は、水素の含有率の低い非晶質半導体膜を用いる場合は特に必要ではない。
【００２０】
次に、非晶質半導体膜１１の上に分離膜１２を形成する。本実施の形態においては、オゾン水を用いて非晶質半導体膜１１の表面に酸化珪素膜形成し、分離膜１２とした。なお分離膜１２の形成方法としては、オゾン水を用いる以外にも酸素雰囲気中でＵＶ光を照射して形成するなど他の方法を用いてもよい。なお、分離膜１２は結晶化を促進するための元素が拡散できるよう薄い膜厚であることが好ましい。
【００２１】
次に、分離膜１２の上に非晶質半導体膜１３（第２の非晶質半導体膜）を形成する。また、非晶質半導体膜１３としては、数％のゲルマニウム（Ｇｅ）を含有した非晶質シリコンゲルマニウムなどを用いてもよい。またプラズマＣＶＤ法や、ＬＰＣＶＤ法やスパッタ法など、いずれの成膜方法を用いて形成してもよい。
【００２２】
次に、非晶質半導体膜１３の膜表面に結晶化を促進するための元素としてニッケル（Ｎｉ）を添加した後、熱処理し、結晶質半導体膜１４、１５を形成する。なお、非晶質半導体膜１３が水素等を含有している膜である場合には、非晶質半導体膜１３に結晶核が発生しない温度および時間条件で熱処理し、膜中から水素等を放出した後、結晶化のための熱処理をし、結晶質半導体膜１４、１５を形成する。
【００２３】
なお、非晶質半導体膜１３の膜表面に添加したＮｉは、非晶質半導体膜１３および分離膜１２の膜中を拡散し、非晶質半導体膜１１中に至る。このため、分離膜１２中をＮｉが拡散できるよう、分離膜１２の膜厚は薄い方が好ましい。非晶質半導体膜１３はニッケルの拡散距離を延ばすために形成する。これは、結晶化を促進するための元素を用いた場合、結晶核が発生してから僅かに結晶成長が進んだ後、結晶成長方向が安定するという効果を利用するためである。
【００２４】
次に、結晶質半導体膜１５および分離膜１２を除去する。本実施の形態においては、ＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）溶液を用いて結晶質半導体膜１５をエッチングして除去した後、さらにフッ酸（ＨＦ）溶液を用いて分離膜１２をエッチングして除去する。本工程において、分離膜１２は、結晶質半導体膜１４がＴＭＡＨ溶液によりエッチングされるのを阻止する膜として機能する。従って、分離膜１２としては結晶質半導体膜１４，１５と選択性のあるエッチングが可能な膜を選択することが好ましい。なお、ＴＭＡＨ以外に、コリン等他の溶液を用いても構わない。
【００２５】
このように、結晶化後不要になった分離膜１２および結晶質半導体膜１５を選択的に除去することが可能である。従って、ＴＦＴの半導体層として必要な膜厚で非晶質半導体膜１１を成膜すればよい。
【００２６】
以上のようにして特定の面方位に対する配向比率が高い膜面を有する結晶質半導体膜を作製することができる。
【００２７】
上記のようにして作製した結晶質半導体膜１４からニッケルを除去する。さらに、ＴＦＴを形成し、半導体装置を作製する。なお、ＴＦＴの構造については、シングルドレイン構造、ＬＤＤ構造などいずれの構造のものでもよく、限定されない。またシングルゲート構造以外に、一つの素子に複数のゲート電極を有するマルチゲート構造としてもよい。
【００２８】
本発明を適用した半導体装置は、特定の面方位に対する配向比率が高い膜面を有する結晶質半導体膜を用いて形成されている。このため、面方位の違いに起因したＴＦＴ特性のばらつきが低減され、特に隣接するＴＦＴの特性差を表す隣接間ばらつきや基板内におけるＴＦＴの特性差を表す面内ばらつきが低減さている。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、本発明の半導体装置の作製方法について図３〜５の断面図を用いて説明する。
【００３０】
なお、本実施例においては、Ｎチャネル型ＴＦＴとＰチャネル型ＴＦＴとからなる集積回路装置を形成する方法について説明する。本発明を適用した半導体装置は、特定の面方位に対する配向比率が高い膜面を有する結晶質半導体膜を用いて形成される。このため、面方位の違いに起因したＴＦＴ特性のばらつきが低減され、特に隣接するＴＦＴの特性差が表す隣接間ばらつきや基板内におけるＴＦＴの特性差を表す面内ばらつきを低減されている。従って、ＴＦＴばらつき（隣接間ばらつき、面内ばらつきの両方）に起因した集積回路のエラーを低減でき、また集積回路の設計ルールを広げることができる。
【００３１】
基板１５００上に下地絶縁膜１５０１ａおよび下地絶縁膜１５０１ｂを積層成膜して形成する。下地絶縁膜１５０１（１５０１ａ、１５０１ｂ）は、基板１５００から半導体層への不純物拡散を防ぐために形成される。本実施例では、低アルカリガラスを用い、下地絶縁膜１５０１ａには膜厚５０ｎｍの窒化珪素膜を下地絶縁膜１５０１ｂには膜厚１００ｎｍの酸化珪素膜をそれぞれプラズマＣＶＤ法により成膜した。また本実施例では、下地絶縁膜を二層の積層成膜しているが、不純物拡散の阻止効果を得られるなら、一層あるいは三層以上の積層としてもよい。
【００３２】
次に、下地絶縁膜１５０１の上に半導体層１５０２ａ〜１５０２ｄを形成する。半導体膜１５０２ａ〜１５０２ｄの形成方法は以下の通りである。
【００３３】
下地絶縁膜１５０１の上に膜厚５４ｎｍの非晶質珪素膜５００１をプラズマＣＶＤ法を成膜する。なお、プラズマＣＶＤ以外にスパッタ法等他の方法で成膜しても構わない。膜厚についても、ＴＦＴの半導体層として必要な膜厚で成膜すればよく、適宜変更して構わない。
【００３４】
次に、非晶質半導体膜５００１に含有されている水素を放出するための熱処理を施す。本実施例においては、ファーネスにより５００℃、１時間の熱処理を施した。なお、熱処理温度、時間については、非晶質半導体膜に結晶核が発生せず、また膜中の水素が膜中から放出されるような温度条件であれば上記の値に限らず、適宜変更して構わない。また、本工程は、プラズマＣＶＤ法により成膜した非晶質珪素膜中には水素が多く含有されているためおこなう工程であり、水素の含有率の低い非晶質半導体膜を用いる場合は特に必要ではない。
【００３５】
次に、非晶質半導体膜５００１の上に分離膜５００２を形成する。本実施例においては、オゾン水を用いて非晶質半導体膜１１の表面に膜厚１ｎｍの酸化珪素膜形成し、分離膜５００２とした。
【００３６】
次に、分離膜５００２の上に非晶質半導体膜５００３を形成する。本実施の形態においては、プラズマＣＶＤ法を用いて１０ｎｍの膜厚で成膜し、非晶質珪素膜５００３を形成する。本実施例においては、非晶質半導体膜５００３の膜厚を薄くすることでピーリングを防止している。また、非晶質半導体膜５００３としては、非晶質シリコンゲルマニウムなどを用いてもよい。
【００３７】
このように、分離膜５００２および非晶質半導体膜５００３を形成することで、後の工程で行う結晶化を促進するための元素の拡散距離を延ばすことができる。
【００３８】
次に、非晶質半導体膜５００３の上に結晶化を促進するための元素としてニッケル（Ｎｉ）を添加する。本実施例においては、オゾン水を用いて非晶質半導体膜５００３の表面に薄い酸化膜を形成した後、２ｐｐｍの濃度に調整した酢酸ニッケルの水溶液を非晶質半導体膜５００３の上に添加する方法法により、ニッケルを添加した。なお、結晶化を促進するための元素の添加方法および添加量については上記の値に限らず適宜変更して構わない。
【００３９】
なお、本実施例において結晶化を促進するための元素の添加工程においては、非晶質半導体膜５００３の上全体に結晶化を促進するための元素を添加しており、マスク等を用いた局所的な結晶化を促進するための元素添加は行っていない。但し、結晶化を促進するための元素を添加する領域と添加しない領域を設けたい場合には、マスク等を用いればよく、いずれの方法を用いるかは実施者が適宜選択すればよい。
【００４０】
次に、熱処理を施し、結晶質半導体膜５００４、５００５を形成する。本実施例では、ファーネスにより、５００℃、１時間の熱処理を施した後、連続して５５０℃、１２時間の熱処理を施す方法を用いる。なお、熱処理温度、時間については、非晶質半導体膜の膜質や膜厚などによっても最適値が異なるため、上記の値に限らず適宜変更すればよい。なお、５００℃、１時間の熱処理は、非晶質半導体膜５００３中に含有されている水素を放出するために行う。従って、非晶質半導体膜５００３中に水素が含有されていない場合は、省略しても構わない。
【００４１】
なお、非晶質半導体膜５００３の膜表面に添加したＮｉは、非晶質半導体膜５００３および分離膜５００２の膜中を拡散し、非晶質半導体膜５００１中に至る。このため、分離膜５００２中をＮｉが拡散できるよう、分離膜５００２の膜厚は薄い方が好ましい。
【００４２】
次に、結晶質半導体膜５００５および分離膜５００２を除去する。本実施例においては、溶液温度５０℃のＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）溶液を用いて結晶質半導体膜５００５をエッチングして除去した後、さらにフッ酸（ＨＦ）溶液を用いて分離膜５００２をエッチングして除去する。本工程において、分離膜５００２は、結晶質半導体膜５００４がＴＭＡＨ溶液によりエッチングされるのを阻止する膜として機能する。従って、分離膜５００２としては結晶質半導体膜５００４，５００５と選択性のあるエッチングが可能な膜を選択することが好ましい。なお、結晶質半導体膜５００５を選択的にエッチングできる溶液であれば、ＴＭＡＨ以外にコリンなどを用いても構わない。
【００４３】
このように、分離膜５００２および非晶質半導体膜５００３用いて、結晶化を促進するための元素の拡散距離を延ばし、また結晶化後不要になった分離膜５００２および結晶質半導体膜５００５を選択的に除去することが可能である。従って、ＴＦＴの半導体層として必要な膜厚で非晶質半導体膜５００１を成膜すればよい。
【００４４】
以上のようにして、〈１１１〉方向の配向比率の高い膜面を有する結晶質半導体膜を形成することが出来る。なお、〈１１１〉、〈００１〉、〈１０１〉のいずれの面方位への配向比率が高いかは、非晶質半導体膜５００３の膜種や添加する結晶化を促進するための元素の種類、添加量により異なる。
【００４５】
図２に、本実施例の方法を用いて形成した結晶質半導体膜を、エレクトロンバックスキャッタディフラクションパターン（ＥＢＳＰ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ）法により分析し、結晶質半導体膜の膜面における面方位（膜面に垂直な方向の結晶軸方位）を解析した結果を示す。ＥＢＳＰ法において、測定は試料面（即ち、結晶質半導体膜の膜面）に対し、６０°の入射角で電子線を入射して行う。測定範囲は、４０μｍ×３０μｍであり、０．２μｍステップで測定している。
図２（Ａ）は面方位分布図、図２（Ｂ）は面方位出現度数分布図である。図２（Ａ）は、〈００１〉、〈１０１〉、〈１１１〉の各々の面方位をもつ領域が、測定範囲内においてどのように分布しているかを示している。また、図２（Ｂ）は、〈００１〉、〈１０１〉、〈１１１〉以外の面方位も含めた各種面方位の出現頻度を示している。従って、図２（Ａ）、（Ｂ）の両図より、本実施例の方法を用いて形成した結晶質半導体膜の膜面においては、〈１１１〉方向の面方位を多く有することが分かる。なお、本試料の膜面において〈００１〉、〈１０１〉、〈１１１〉方向を法線とする面の割合はそれぞれ０．４％、５．８％、５４．６％（±１０°の角度揺らぎの範囲内において）である。
【００４６】
次に、結晶質半導体膜５００４の結晶性を向上させるためにエキシマレーザー光による処理を行い、結晶質半導体膜５００６を得る。なお、エキシマレーザー光の照射は、結晶質半導体膜５００４の下部はエキシマレーザー光により溶融せず、種結晶として残すようにする。これにより、結晶質半導体膜５００４のもつ配向性を維持し、また粒内欠陥の少ない良好な膜質の結晶質半導体膜５００６を形成できる。なお、以上に述べたエキシマレーザー光による処理は必ずしも必要はない、従って、本工程を行うか否かについては、本発明の実施者が適宜判断すればよい。
【００４７】
前述のようなエキシマレーザー光を用いるほか、ＹＡＧ、ＹＶＯ４をレーザー媒質として用いたパルス発振型または連続発振型のレーザーを用いることができる。
【００４８】
次に、オゾン水を用いて結晶質半導体膜５００６表面に１ｎｍの膜厚の薄い酸化膜を形成し、さらにその上にアルゴン（Ａｒ）を含有した非晶質珪素膜をスパッタ法により１００ｎｍの膜厚で形成する。そして、５５０℃、４時間のファーネスによる熱処理を行い、結晶質半導体膜５００６中に含有されている結晶化を促進するための元素を、非晶質珪素膜中へと移動させた（ゲッタリング処理）。ゲッタリング処理後、不要になった非晶質珪素膜（ゲッタリング後は結晶化を促進するための元素の効果により結晶質珪素膜となる場合がある）をＴＭＡＨ溶液を用いて除去し、さらにフッ酸溶液を用いて除去する。
【００４９】
なお、Ｎｉの除去方法は、上記の方法に限らず、他の方法を用いてもよい。例えば、結晶質珪素膜５００５の除去前に、結晶質珪素膜５００５の上に非晶質珪素膜を成膜した後、熱処理を施す方法等を用いてもよい。
【００５０】
次に、結晶質半導体膜５００６をフォトリソグラフィーによるパターニングおよびエッチングにより所望の形状に加工し、半導体層１５０２ａ、１５０２ｂを形成する。
【００５１】
なお、半導体層１５０２ａ、１５０２ｂを形成する前、もしくは形成した後、ＴＦＴの閾値を制御するための不純物添加（チャネルドープ）を行ってもよい。添加する不純物としては、ボロン又は燐などを用いればよい。
【００５２】
次に、半導体層１５０２ａ、１５０２ｂを覆うゲート絶縁膜１５０３を形成する。本実施例においては、酸化珪素を５０ｎｍの膜厚で成膜してゲート絶縁膜１５０３形成する。なお、酸化珪素に限らず、窒化珪素など他の絶縁性材料をもちいてもよい。膜厚も上記の値に限定されず適宜変更して構わない。
【００５３】
次に、ゲート絶縁膜１５０３の上にゲート電極１５０４ａ、１５０４ｂを形成する。本実施例においては、導電膜１５０４ａとして窒化チタン、導電膜１５０４ｂとしてタングステンをそれぞれ膜厚３０ｎｍ、３７０ｎｍで積層して成膜したのち、パターニングおよびエッチングによりこれらを加工し、ゲート電極１５０５ａ、１５０５ｂを形成する。なお、ゲート電極の材料としては上記のもの以外の導電性膜でも構わない。また膜厚も上記の値に限定されず適宜変更して構わない。
【００５４】
次にｐチャネル型ＴＦＴとなる領域（半導体層１５０２ｂおよびその上方部）をレジストでマスクし、さらにゲート電極１５０５ａをマスクとして半導体層１５０２ａにｎ型不純物を添加し、ソース（或いは、ドレイン）１５０６を形成する。なお、本実施例においては、ｎ型不純物として燐を添加する。なお、ｎ型不純物であれば燐以外のものを用いても構わない。
【００５５】
次にｎチャネル型ＴＦＴとなる領域（半導体層１５０２ａおよびその上方部）をレジストでマスクし、さらにゲート電極１５０５ｂをマスクとして半導体層１５０２ｂにｐ型不純物を添加し、ソース（或いは、ドレイン）１５０７を形成する。なお、本実施例においては、ｐ型不純物としてボロンを添加する。なお、ｐ型不純物であればボロン以外のものを用いても構わない。
【００５６】
次に、層間絶縁膜１５０８を形成し、添加した不純物を活性化するための熱処理を施す。
【００５７】
次に、層間絶縁膜１５０８を貫通しソース（或いは、ドレイン）１５０５、１５０６に至るコンタクトホールを開孔する。
【００５８】
次に、数％のシリコンを含有するアルミニウムからなる配線１５０９を形成した後、水素化を行う。
【００５９】
以上のようにして、本発明を適用した半導体装置を作製する。なお、本実施例においては、シングルドレイン構造を有するｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴを作製しているが、これに限らずＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ    Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造、若しくはＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ  Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ＬＤＤ）構造など他の構造を有するＴＦＴを作製しても構わない。ＴＦＴ構造に関してはとくに限定されない。また層間絶縁膜についても２層以上の多層膜としてもよく、熱処理工程を施す工程位置についても適宜変更して構わない。さらに、層間絶縁膜と配線の形成を繰り返し、多層配線構造を有する半導体装置としても構わない。
（実施例２）
本実施例では、本発明を適用した発光表示装置について図６（Ａ）、（Ｂ）説明する。
【００６０】
本発明を適用した半導体装置は、面方位の違いに起因したＴＦＴ特性のばらつきが低減され、特に隣接するＴＦＴの特性差を表す隣接間ばらつきや基板内におけるＴＦＴの特性差を表す面内ばらつきが低減されている。従って、このような半導体装置を備えた発光表示装置においては、特に画素ごとに配置されている発光素子駆動用ＴＦＴの特性ばらつきが低減され、発光素子駆動用ＴＦＴの特性ばらつきに起因した表示ムラなどが低減される。また駆動回路においては、ＴＦＴばらつき（隣接間ばらつき、面内ばらつきの両方）に起因した駆動回路のエラーが低減される。
【００６１】
図６（Ａ）は、発光表示装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。
【００６２】
図６（Ｂ）において、基板２０１上には、実施例１に示した方法に従って結晶質半導体膜５００４を形成した後、複数の発光素子駆動用ＴＦＴ２０２が形成されている。また、発光素子駆動用ＴＦＴ以外に駆動回路用ＴＦＴ２０３ａ、２０３ｂも形成されている。
【００６３】
ＴＦＴの構造については、シングルゲート構造のものに限らず、一つの素子に複数のゲート電極を有するマルチゲート構造のものでもよい。またシングルドレイン構造以外に、ＬＤＤ構造、ＧＯＬＤ構造などでも構わない。発光素子駆動用ＴＦＴ２０２と駆動回路用ＴＦＴとでそれぞれ異なるＴＦＴ構造としてもよい。本実施例では、発光素子駆動用ＴＦＴ２０２としてｐチャネル型、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴを作製し、駆動回路用ＴＦＴ２０３ａとしてｎチャネル型、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴ、駆動回路用ＴＦＴ２０３ｂとしてｐチャネル型、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴを作製する。
【００６４】
さらに、各々の発光素子駆動用ＴＦＴ２０２と電気的に接続している発光素子２０４が形成されており、発光素子２０４を覆う保護膜も形成されている。なお、発光素子２０４は公知の構造のものでよい。
【００６５】
本実施例において発光表示装置はソース信号線駆動回路２３０、画素部２３１、ゲート信号線駆動回路２３２を有する。また、２１０は封止基板、２２０はシール剤であり、封止基板２１０とシール剤２２０で囲まれた内側は、空間２０８になっている。
【００６６】
２０６はソース信号線駆動回路２３０及びゲート信号線駆動回路２３２に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２１１からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
（実施例３）
本実施例では、本発明を適用した液晶表示装置について図７（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
【００６７】
本発明を適用した半導体装置は、面方位の違いに起因したＴＦＴ特性のばらつきが低減され、特に隣接するＴＦＴの特性差を表す隣接間ばらつきや基板内におけるＴＦＴの特性差を表す面内ばらつきが低減される。従って、このような半導体装置を備えた液晶表示装置は、特に画素ごとに配置されている画素電極駆動用ＴＦＴの特性ばらつきが低減され、画素電極駆動用ＴＦＴの特性ばらつきに起因した表示欠陥などが低減される。また駆動回路においては、ＴＦＴばらつき（隣接間ばらつき、面内ばらつきの両方）に起因した駆動回路のエラーが低減される。
【００６８】
図７（Ａ）は、液晶表示装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。
【００６９】
図７（Ｂ）において、ＴＦＴ基板３０１には、実施例１に示した方法に従って結晶質半導体膜５００４を形成した後、複数の画素電極駆動用ＴＦＴ３０２が形成されている。また、画素電極駆動用ＴＦＴ以外に駆動回路用ＴＦＴ３０３ａ、３０３ｂも形成されている。
【００７０】
ＴＦＴの構造については、シングルゲート構造のものに限らず、一つの素子に複数のゲート電極を有するマルチゲート構造のものでもよい。またシングルドレイン構造以外に、ＬＤＤ構造、ＧＯＬＤ構造などでも構わない。発光素子駆動用ＴＦＴ２０２と駆動回路用ＴＦＴとでそれぞれ異なるＴＦＴ構造としてもよい。本実施例では、画素電極駆動用ＴＦＴ３０２としてｎチャネル型、ＬＤＤ構造のＴＦＴを一つの素子に二つの電極を有する構造で作製し、駆動回路用ＴＦＴ３０３ａとしてｎチャネル型、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴ、駆動回路用ＴＦＴ３０３ｂとしてｐチャネル型、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴを作製する。
【００７１】
さらに、各々の画素電極駆動用ＴＦＴ３０２と電気的に接続している画素電極３０４が形成されている。さらに対向基板３１０にも画素電極３１１が形成されている。またＴＦＴ基板３０１と対向基板３１０には配向膜３２０、３２１が形成されており、二つの配向膜３２０、３２１の間には液晶３２２が注入されている。なお液晶表示装置のセル組は公知の方法を用いて行えばよい。
【００７２】
図９（Ａ）は本発明を適用して作製した液晶装置の上面図である。画素部３３０の周辺に走査信号駆動回路３３１ａと画像信号駆動回路３３１ｂが設けられている。駆動回路は接続配線群３３２によって外部入出力端子群３３３と接続されている。画素部３３１では走査信号駆動回路３３１ａから延在するゲート配線群と画像信号駆動回路３３１ｂから延在するデータ配線群がマトリクス状に交差して画素を形成している。シール剤３３４は、ＴＦＴアレイ基板３３４上の画素部３３０および走査信号駆動回路３３１ａ、画像信号駆動回路３３１ｂの外側であり、且つ外部入力端子３３３よりも内側の部分に形成する。液晶装置には、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ    Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３３５が外部入出力端子３３３に接続しており、接続配線群３３２によりそれぞれの駆動回路に接続している。外部入出力端子３３３はデータ配線群と同じ導電性膜から形成される。フレキシブルプリント配線板３３５はポリイミドなどの有機樹脂フィルムに銅配線が形成されており、異方性導電性接着剤で外部入出力端子３３３と接続する。
（実施例４）
本実施例では、本発明を適用して作製した電子機器について図８（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。本発明の半導体装置を適用した電子機器においては、良好な表示画像を有する。
【００７３】
図８（Ａ）は表示装置であり、筐体５５０１、支持台５５０２、表示部５５０３を含む。本発明は表示部５５０３を有する表示装置に適用が可能である。
【００７４】
図８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体５５１１、表示部５５１２、音声入力５５１３、操作スイッチ５５１４、バッテリー５５１５、受像部５５１６などによって構成されている。
【００７５】
図８（Ｃ）は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体５５０１、筐体５５０２、表示部５５０３、キーボード５５０４などによって構成されている。
【００７６】
図８（Ｄ）は、本発明を適用して作製した携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体５５３１には表示部５５３２と、外部インターフェイス５５３５と、操作ボタン５５３４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス５５３２がある。
【００７７】
図８（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体５５５１、表示部（Ａ）５５５２、接眼部５５５３、操作スイッチ５５５４、表示部（Ｂ）５５５５、バッテリー５５５６などによって構成されている。
【００７８】
図８（Ｆ）は、本発明を適用して作製した携帯電話である。本体５５６１には表示部５５６４と、音声出力部５５６２操作スイッチ５５６５、アンテナ５５６６等が設けられている。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の作製方法により、面方位の違いに起因したＴＦＴ特性のばらつきを低減できる。従って、本発明を適用した集積回路装置においては、ＴＦＴばらつきに起因した集積回路のエラーを低減できる。また本発明を適用した表示装置においては、表示ムラや表示欠陥の少ない画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の作製方法を示す工程断面図。
【図２】本発明における結晶質珪素膜のＥＢＳＰ法による解析図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法を示す工程断面図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を示す工程断面図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を示す工程断面図。
【図６】本発明を適用した表示装置の図。
【図７】本発明を適用した表示装置の図。
【図８】本発明を適用した電子機器の図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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