(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に第１の酸化ケイ素膜を形成し、
前記第１の酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、
加熱処理を行い、
前記加熱処理により前記非晶質ケイ素膜の表面に形成された第２の酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、
前記非晶質ケイ素膜を除去し、
前記結晶質ケイ素膜上に形成した前記第１の酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により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２】
結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、
前記レーザー光を照射することにより前記結晶質ケイ素膜の表面に形成された第１の酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、
前記結晶質ケイ素膜上に第２の酸化ケイ素膜を形成し、
前記第２の酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、
加熱処理を行い、
前記加熱処理により前記非晶質ケイ素膜の表面に形成された第３の酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、
前記非晶質ケイ素膜を除去し、
前記結晶質ケイ素膜上に形成した前記第２の酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により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３】
請求項１又は請求項２において、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液は、界面活性を示す物質として有機溶剤、有機酸及び界面活性剤のうちいずれか一つもしくは複数種を含む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１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液は、少なくともフッ酸を含む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１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液は、少なくともフッ酸とフッ化アンモニウムを含む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又は請求項２において、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液は、界面活性を示す物質として界面活性剤を含み、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液のｐＨが５以上であ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又は請求項２において、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液は、界面活性を示す物質として界面活性剤を含み、
前記フッ素と界面活性を示す物質を含む液のｐＨが５．５以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の作製方法に関し、特に結晶質半導体膜に孔が発生するのを抑制した半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温短時間で結晶質ケイ素膜を形成する方法として結晶化を助長する元素を用いて、良好な特性を有する非晶質ケイ素膜の作製方法がある。（特許文献１参照。）
【０００３】
当該方法では、ガラス基板上に非晶質ケイ素膜を形成し、しかる後にニッケルを含む膜を非晶質ケイ素膜上に形成し、その後加熱により非晶質ケイ素膜を結晶化させ結晶質ケイ素膜とする。
【０００４】
そして、さらに結晶質ケイ素膜上にエッチングストッパー膜となる酸化膜を介して非晶質ケイ素膜を形成し、再び加熱処理を施すことにより当該非晶質ケイ素膜中に結晶質ケイ素膜中からニッケル元素を拡散させ結晶質ケイ素膜中のニッケル濃度を低減させる。
【０００５】
ニッケル元素が拡散した非晶質ケイ素膜は除去されるが、結晶化の際に加熱されることでその表面に酸化膜が形成される。その為当該酸化膜ををフッ酸で除去してから、非晶質ケイ素膜を除去し、さらにエッチングストッパー膜である酸化膜を除去することで良好な特性を有する結晶質ケイ素膜を得ることができる。
【０００６】
この方法によると、低温で速やかに結晶質ケイ素膜を得ることができ、さらに結晶質ケイ素膜中のニッケル濃度を低減させることができる。
【０００７】
こうして作製された結晶質ケイ素膜は薄膜トランジスタや容量などに好適に用いることができる。
【特許文献１】特開平８−２１３３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、結晶化を促進する元素を用いて結晶化された結晶質ケイ素膜５０７に行われるゲッタリング処理後にも、ゲッタリング処理を行う際に熱が加えられるため、結晶化を促進する元素が移動する先となる非晶質ケイ素膜５０４（一部結晶化している場合もある。以下ゲッタリングサイトと呼ぶ）上に自然酸化膜５０５が形成される。ゲッタリングサイト５０４は前述したように除去されるものだが、結晶質ケイ素膜５０７とゲッタリングサイト５０４が接して形成されると、結晶質ケイ素膜５０７もゲッタリングサイト５０４と同じケイ素が主成分であるため、ゲッタリングサイト５０４を除去する際のエッチャントで結晶質ケイ素膜５０７まで除去されてしまう。それを防ぐ為に、結晶質ケイ素膜５０７とゲッタリングサイト５０４の間には酸化ケイ素膜よりなるエッチングストッパー５０３が形成されている。なお、結晶質珪素膜５０７は図中、基板５００上に形成された下地絶縁膜５０１上に形成されている（図５参照）。
【０００９】
これら、ゲッタリングサイトや酸化ケイ素膜は続く工程で除去されるものであるが、酸化膜の除去をフッ酸もしくはバッファードフッ酸で行うと、結晶質ケイ素膜の所々に孔があいてしまうことがあった。
【００１０】
結晶質ケイ素膜は薄膜トランジスタの活性層や容量として用いられるものであり、結晶質半導体層に孔があいてしまうと、その後に形成されるゲート絶縁膜の被覆性が悪くなるためリーク電流や絶縁耐圧不良の原因となる。そこで本発明では、このような孔の発生を抑制するエッチング方法及び半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの課題を解決する手段として、本発明の構成の一つはケイ素膜上に形成された酸化ケイ素膜を除去する際に、フッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることを特徴とする。
【００１２】
この構成を取ることによりケイ素膜中にフッ素を含む液へのエッチングレートが高い物質が偏析していたとしても、界面活性を示す物質が含まれていることで酸化ケイ素膜のみを選択性良く除去することが可能となり、ケイ素膜に孔が発生することを抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化を行った結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を施すことにより前記結晶質ケイ素膜中に残存していた前記結晶化を促進する元素を前記非晶質ケイ素膜に移動させ、前記加熱処理において前記非晶質ケイ素膜上に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることで除去することを特徴とする。
【００１４】
この構成を取ることにより非晶質ケイ素膜中に結晶化を促進する元素及び結晶化を促進する元素とケイ素の化合物が偏析していたとしても、界面活性を示す物質が含まれていることで酸化ケイ素膜のみを選択性良く除去することが可能となり、非晶質ケイ素膜に孔が発生することを抑制することが可能となり、結果としてケイ素膜に孔が発生することを抑制することが可能となる。
【００１５】
本発明の他の構成は、前記構成において、前記非晶質ケイ素膜上に形成された酸化ケイ素膜を除去した後、前記非晶質ケイ素膜を除去し、前記結晶質ケイ素膜上に形成した酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることで除去することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化を行った結晶質ケイ素膜上に形成された酸化ケイ素膜を除去する際にフッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の構成は結晶化を促進する元素を用いて結晶化を行った結晶質ケイ素膜にレーザー光などの電磁エネルギーを照射した際に前記結晶質ケイ素膜上に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントで除去することを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化を行った結晶質ケイ素膜を用いた半導体装置を作成する際、ゲート絶縁膜を形成する前に前記結晶質ケイ素膜上に形成されている酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることで除去することを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化を行った結晶質ケイ素膜にチャネルドーピングを行う前に前記結晶質ケイ素膜上に形成されている酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることで除去することを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化を行った結晶質ケイ素膜を所望の形状に加工し、前記結晶質ケイ素膜を覆って酸化ケイ素膜よりなる絶縁層を形成する工程を含む半導体装置の作製方法において、前記酸化ケイ素膜に導通をとるために前記絶縁層に開口部を設ける際、フッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントを用いることを特徴とする。
【００２１】
この構成を取ることにより結晶質ケイ素膜中に結晶化を促進する元素及び結晶化を促進する元素とケイ素の化合物が偏析していたとしても、界面活性を示す物質が含まれていることで酸化ケイ素膜のみを選択性良く除去することが可能となり、結晶質ケイ素膜に孔が発生を抑制することが可能となる。
【００２２】
本発明の他の構成は、前記構成において前記半導体装置とは薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の構成は前記構成において前記半導体装置とは容量であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の構成は前記構成において、前記界面活性を示す物質とは有機溶剤であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の構成は前記構成において、前記界面活性を示す物質とは界面活性剤であることを特徴とする。
【００２６】
本発明の他の構成は前記構成において、前記界面活性を示す物質とは有機酸であることを特徴とする。
【００２７】
本発明の他の構成は前記構成において、前記界面活性を示す物質とは界面活性剤と有機溶剤であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の他の構成は前記構成において、前記界面活性を示す物質とは界面活性剤と有機酸であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の他の構成は、前記構成において、前記フッ素を含む液とはフッ酸であることを特徴する。
【００３０】
本発明の他の構成は、前記構成において、前記フッ素を含む液とはフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の他の構成は、前記構成において、フッ素と界面活性を示す物質を含む液よりなるエッチャントとは、界面活性剤とフッ素を含むｐＨが５以上、このましくは５．５以上の液であることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の構成の一つは、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、前記レーザー光を照射することにより前記結晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３３】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、前記加熱処理により前記非晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３４】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、前記非晶質ケイ素膜を除去し、前記結晶質ケイ素膜上に形成した前記酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３５】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、前記レーザー光を照射することにより前記結晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、
加熱処理を行い、前記加熱処理により前記非晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３６】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、前記レーザー光を照射することにより前記結晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、前記非晶質ケイ素膜を除去し、前記結晶質ケイ素膜上に形成した前記酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３７】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、前記加熱処理により前記非晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記非晶質ケイ素膜を除去し、前記結晶質ケイ素膜上に形成した前記酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３８】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、前記レーザー光を照射することにより前記結晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜を形成し、前記酸化ケイ素膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、前記加熱処理により前記非晶質ケイ素膜表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記非晶質ケイ素膜を除去し、前記結晶質ケイ素膜上に形成した前記酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３９】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜をパターニングして所望の形状の結晶質ケイ素膜とし、前記結晶質ケイ素膜表面に形成されたの酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記結晶質ケイ素膜を覆ってゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４０】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜を用いた半導体装置の作製方法であって、前記結晶化した結晶質ケイ素膜をパターニングして所望の形状の結晶質ケイ素膜とし、前記結晶質ケイ素膜表面に形成されたの酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記結晶性ケイ素膜上に酸化膜ケイ素膜を形成し、半導体装置の閾値を制御するための不純物の導入を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４１】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜を用いた半導体装置の作製方法であって、前記結晶質ケイ素膜を覆う絶縁膜にコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホール内における前記結晶質ケイ素膜の表面に形成された酸化ケイ素膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、前記結晶質ケイ素膜に接続する金属配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４２】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に第１のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、第１のケイ素と酸素を主成分とする膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、加熱処理により非晶質ケイ素膜表面に形成された第２のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４３】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に第１のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、第１のケイ素と酸素を主成分とする膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、非晶質ケイ素膜を除去し、結晶質ケイ素膜上に形成した第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４４】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、レーザー光を照射することにより結晶質ケイ素膜表面に形成された第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜上に第２のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、第２のケイ素と酸素を主成分とする膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、加熱処理により非晶質ケイ素膜表面に形成された第３のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４５】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、レーザー光を照射することにより結晶質ケイ素膜表面に形成された第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜上に第２のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、第２のケイ素と酸素を主成分とする膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、非晶質ケイ素膜を除去し、結晶質ケイ素膜上に形成した第２のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４６】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜上に第１のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、第１のケイ素と酸素を主成分とする膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、加熱処理により非晶質ケイ素膜表面に形成された第２のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、非晶質ケイ素膜を除去し、結晶質ケイ素膜上に形成した第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４７】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜にレーザー光を照射し、レーザー光を照射することにより結晶質ケイ素膜表面に形成された第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜上に第２のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、第２のケイ素と酸素を主成分とする膜上に非晶質ケイ素膜を形成し、加熱処理を行い、加熱処理により非晶質ケイ素膜表面に形成された第３のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、非晶質ケイ素膜を除去し、結晶質ケイ素膜上に形成した第２のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４８】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜をパターニングして所望の形状の結晶質ケイ素膜とし、結晶質ケイ素膜表面に形成された第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜を覆ってゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００４９】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜を用いた半導体装置の作製方法であって、結晶質ケイ素膜表面に形成されたの第１のケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜表面に第２のケイ素と酸素を主成分とする膜を形成し、半導体装置の閾値を制御するための不純物の導入を行うことを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法である。
【００５０】
本発明の他の構成は、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶質ケイ素膜を用いた半導体装置の作製方法であって、結晶質ケイ素膜を覆う絶縁膜にコンタクトホールを形成し、コンタクトホール内における結晶質ケイ素膜の表面に形成されたケイ素と酸素を主成分とする膜をフッ素と界面活性を示す物質を含む液により除去し、結晶質ケイ素膜に接続する金属配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００５１】
本発明の他の構成は、前記構成において、界面活性を示す物質とは、有機溶剤、有機酸及び界面活性剤のうちいずれか一つもしくは複数種であることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００５２】
本発明の他の構成は、前記構成において、前記フッ素を含む液とはフッ酸が含まれている液であることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００５３】
本発明の他の構成は、前記構成において、前記フッ素を含む液とはフッ酸とフッ化アンモニウムが含まれている液であることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００５４】
本発明の他の構成は、前記構成において、フッ素と界面活性剤を含む液のｐＨが５以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００５５】
本発明の他の構成は、前記構成において、フッ素と界面活性剤を含む液のｐＨが５．５以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【発明の効果】
【００５６】
本発明を用いることにより、ケイ素膜を貫通するような孔の発生を抑制することができ、結果として結晶質ケイ素膜の孔を抑制することができる。これにより結晶質ケイ素膜を用いて形成される薄膜トランジスタや容量におけるゲート絶縁膜の被覆性不良を防ぎ、絶縁耐圧不良、リーク電流の発生を抑制し、これらが原因でおこる不良を少なくすることができ、歩留まり向上や信頼性の向上が見込める。
【００５７】
また、本発明を用いて作製された半導体装置及び発光装置はその心臓部である半導体特性を示す素子の信頼性や歩留まりが向上するため、低コストでかつ信頼性の良い装置となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００５９】
本実施の形態では、ゲッタリングを行う際に結晶質ケイ素膜表面に形成する酸化ケイ素膜からなるエッチングストッパーと、当該エッチングストッパー上に形成される非晶質ケイ素膜よりなるゲッタリングサイト上に形成される自然酸化膜（酸化ケイ素膜）を除去する際に結晶質ケイ素膜表面に孔が発生しない方法について図１を参照しながら説明する。
【００６０】
まず、基板１００上に下地絶縁膜１０１を形成してから非晶質ケイ素膜を成膜し、結晶化を促進する元素を用いて結晶化することで結晶質ケイ素膜１０２とする（図１（Ａ））。
【００６１】
基板１００としてはガラス基板、石英基板、結晶性ガラスなどの絶縁性基板や、セラミック基板、ステンレス基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）、半導体基板、プラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）等を用いることができるが、少なくともプロセス中に発生する熱に絶えうる材料を使用する。本実施の形態においてはガラス基板を使用する。
【００６２】
下地膜１０１は基板１００中のアルカリ金属やアルカリ土類金属が、結晶性ケイ素膜１０２中に拡散するのを防ぐ為に設ける。このような元素は結晶性ケイ素膜の半導体特性に悪影響をおよぼしてしまうためである。材料としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素及び窒化酸化ケイ素などを用いることができ、単層または積層構造とすることにより形成する。なお、アルカリ金属やアルカリ土類金属の拡散の心配のない基板であれば特に下地絶縁膜は設ける必要がない。
【００６３】
本実施の形態においては下地絶縁膜１０１は積層構造により作製し、１層目の絶縁膜として窒化酸化ケイ素膜を５０ｎｍ、２層目の絶縁膜として酸化窒化ケイ素膜を１００ｎｍで形成した。なお、窒化酸化ケイ素膜と酸化窒化ケイ素膜はその窒素と酸素の割合が異なっていることを意味しており、前者の方がより窒素の含有量が高いことを示している。１層目の下地膜は、プラズマＣＶＤ法により、原料ガスにＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3、Ｈ2を使用し、圧力が０．３Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーが５０Ｗ、ＲＦ周波数が６０ＭＨｚ、基板温度が４００℃として形成する。２層目の下地膜は同じくプラズマＣＶＤ法により、原料ガスにＳｉＨ4、Ｎ2Ｏを用い、圧力が０．３Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーが１５０Ｗ、ＲＦ周波数が６０ＭＨｚ、基板温度が４００度の条件で形成する。
【００６４】
続いて下地絶縁膜上に非晶質ケイ素膜を２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の膜厚で形成する。作製方法としては、公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等が使用できる。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍに形成する。
【００６５】
続いて非晶質ケイ素膜の結晶化を行う。結晶化は非晶質ケイ素膜の結晶化を促進する元素を用い、加熱処理を行うことによって行う。結晶化を促進する元素とは、代表的にはニッケルが挙げられ、このような元素を用いることによって用いない場合に比べて低温、短時間で結晶化が行われるためガラス基板など比較的熱に弱い基板を使用する際に好適に用いることが可能である。このような結晶化を促進する元素としては、ニッケルの他に鉄、パラジウム、スズ、鉛、コバルト、白金、銅、金などがある。この中から一種もしくは複数種を用いればよい。
【００６６】
このような元素の添加方法としては、例えばこのような元素の塩を溶媒に溶かしてスピンコート法やディップ法などで塗布する方法がある。溶媒としては有機溶媒や水などが使用できるが、ケイ素膜上に直接触れるため、半導体特性に悪影響を及ぼさないものを選ぶことが肝要である。また、塩についても同様である。
【００６７】
本実施の形態では、結晶化を促進する元素としてＮｉを用いる場合の一例を紹介する。Ｎｉは酢酸塩や硝酸塩を１０ｐｐｍ水溶液として用いると良い。この水溶液をスピンコート法により非晶質ケイ素膜上に塗布するのだが、ケイ素膜の表面は疎水性であるために均一に塗布できない可能性があるので、あらかじめオゾン水などで非晶質ケイ素膜表面を処理し、極薄い酸化膜を形成しておくことが好ましい。
【００６８】
結晶化を促進する元素の非晶質ケイ素膜への導入方法としては他にイオン注入法、Ｎｉを含有する水蒸気雰囲気中での加熱、ターゲットをＮｉ材料としてのスパッタリングなどが考えられる。
【００６９】
次いで、加熱処理を行い、非晶質半導体膜を結晶化させる。触媒元素を用いているため、５００〜６５０度で１分〜２４時間程度加熱処理を行えばよい。この結晶化処理により、非晶質ケイ素膜は結晶質ケイ素膜１０２となる。この際、磁場をかけて、その磁気エネルギーと合わせて結晶化させてもよいし、高出力マイクロ波を使用しても構わない。本実施の形態では、縦型炉を用いて５００℃で１時間熱処理後、５５０℃４時間で熱処理を行うことで結晶質ケイ素膜１０２が形成される。
【００７０】
続いて、レーザによる結晶化を行い、結晶質ケイ素膜１０２中の欠陥を低減させることにより結晶性を向上させる。レーザ結晶化法は、レーザ発振装置として、パルス発振型、または連続発振型の気体または固体及び金属レーザ発振装置を用いれば良い。気体レーザとしては、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ等があり、固体レーザとしては、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、サファイアレーザ、金属レーザとしては、ヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザが挙げられるなどがある。固体レーザのレーザ媒質である結晶には、Ｃｒ3+、Ｃｒ4+、Ｎｄ3+、Ｅｒ3+、Ｃｅ3+、Ｃｏ2+、Ｔｉ3+、Ｙｂ3+又は、Ｖ3+から選択される一種又は複数種が不純物としてドープされている。
【００７１】
レーザ発振装置により発振されたレーザは光学系を用いて線状にして照射を行うと好ましい。線状レーザは通常用いられるシリンドリカルレンズや凹型を有するミラーなどを用いることで得ることができる。照射条件としては、パワー密度が０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度、照射雰囲気としては大気、または酸素濃度を制御した雰囲気、Ｎ2雰囲気または真空中が挙げられる。また、パルス発振のレーザを用いる場合には、周波数３０〜３００Ｈｚとし、レーザエネルギー密度を１００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には２００〜５００ｍＪ／ｃｍ2)とするのが望ましい。このとき、レーザ光をレーザビームのＦＷＨＭで計算して５０〜９８％オーバーラップさせても良い。なお、本実施の形態において結晶化雰囲気は大気中とする。
【００７２】
大気中でレーザー照射を行うと、結晶質ケイ素膜１０２上に自然酸化膜である酸化ケイ素膜が形成されるが、この酸化ケイ素膜の膜質は制御できないため、除去してしまうことが望ましい。
【００７３】
この場合はフッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液などのフッ素と界面活性を示す物質を含む液を用いると下層の結晶質ケイ素膜１０２中にニッケル及び／又はニッケルシリサイドの偏析があったとしても、酸化ケイ素膜のみを選択性良くエッチングできるため、結晶質ケイ素膜１０２に孔が発生することが抑制される。フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液の一例としては、ＨＦが約０．３ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約４０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜０．１ｗｔ％含む液や、ＨＦが約０．１ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約１７ｗｔ％、界面活性剤を約０．０１〜０．１ｗｔ％含む液などがある。この組成でなくとも、ＨＦとＮＨ4Ｆ及び界面活性剤を含む液や、ＨＦと界面活性剤を含むｐＨ５好ましくはｐＨ５．５以上の液、ＨＦと有機溶剤を含む液、ＨＦと有機酸を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機溶剤を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機酸を含む液などが使用できる。なお、エッチングは室温で行えば良く、処理時間は酸化膜の厚さや質にもよるが、約４５秒程度でよい。
【００７４】
界面活性を示す物質としては、前述したように有機溶剤、有機酸、界面活性剤などが挙げられ、この中から一種もしくは複数種を用いて使用する。また、界面活性剤を含むエッチャントのｐＨは５以上好ましくは５．５以上であることが望ましい。
【００７５】
次に結晶質ケイ素膜上に酸化ケイ素膜１０３を形成する（図１（Ｂ））。酸化ケイ素膜１０３はに酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、オゾン水又は過酸化水素による処理等により形成する。次いでスパッタ法やＣＶＤ法にてゲッタリングサイトを形成する。スパッタで形成するときはゲッタリングサイト１０４はアルゴン元素を含む非晶質ケイ素膜を膜厚５０ｎｍ堆積することで形成する。成膜条件は、成膜圧力：０．３Ｐａ、ガス（Ａｒ）流量：５０（ｓｃｃｍ）、成膜パワー：３ｋＷ、基板温度：１５０℃とした（図１（Ｃ））。なお、上記条件での非晶質ケイ素膜に含まれるアルゴン元素の原子濃度は、３×１０20／ｃｍ3〜６×１０20／ｃｍ3、酸素の原子濃度は１×１０19／ｃｍ3〜３×１０19／ｃｍ3程度である。その後、ラピッドアニール装置を用いて６５０℃、３分の加熱処理を行いゲッタリングする。
【００７６】
加熱処理を行うことで結晶質ケイ素膜１０２中の結晶化を促進する元素の少なくとも一部をゲッタリングサイト１０４に移動する。この際の加熱処理によりゲッタリングサイト１０４上には酸化ケイ素膜よりなる自然酸化膜１０５が形成されている（図１（Ｄ））。
【００７７】
この後、フッ素と界面活性を示す物質を含む液により、自然酸化膜１０５を除去する。フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液を用いると下層のゲッタリングサイト１０４中にニッケル及び／又はニッケルシリサイドの偏析があったとしても、酸化ケイ素膜で成る自然酸化膜１０５のみを選択性良くエッチングできるため、ゲッタリングサイト１０４及びその下層のエッチングストッパー１０３に孔が発生することが低減される（図１（Ｅ））。
【００７８】
フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液の一例としては、ＨＦが約０．３ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約４０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜０．１ｗｔ％含む液や、ＨＦが約０．１ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約１７ｗｔ％、界面活性剤を約０．０１〜０．１ｗｔ％含む液などがある。この組成でなくとも、ＨＦとＮＨ4Ｆ及び界面活性剤を含む液や、ＨＦと界面活性剤を含むｐＨ５以上好ましくはｐＨ５．５以上の液、ＨＦと有機溶剤を含む液、ＨＦと有機酸を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機溶剤を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機酸を含む液などが使用できる。なお、エッチングは室温で行えば良く、処理時間は約５５秒程度でよい。
【００７９】
界面活性を示す物質としては、前述したように有機溶剤、有機酸、界面活性剤などが挙げられ、この中から一種もしくは複数種を用いて使用する。また、界面活性剤を含むエッチャントのｐＨは５以上好ましくは５．５以上であることが望ましい。
【００８０】
続いて、ゲッタリングサイト１０４をＴＭＡＨ(Tetra methyl ammonium hydroxide)含有水溶液を用いて６０度程度に加熱し、エッチングする。この際、エッチングストッパー１０３は酸化ケイ素膜であるため、ＴＭＡＨ系のエッチャントのエッチングレートが小さく、ケイ素膜であるゲッタリングサイト１０４が選択性良くエッチングされる（図１（Ｆ））。
【００８１】
この際、前述のように自然酸化膜１０３がフッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液により除去されていれば、ゲッタリングサイト１０４にニッケル及び／又はニッケルシリサイドの偏析があったとしても孔はあかず、のエッチングストッパーにも孔はあいていないため、結晶質ケイ素膜１０２がＴＭＡＨに曝されることが無く、それによる孔の発生が起こらないようにすることができる。
【００８２】
その後、エッチングストッパー１０３を自然酸化膜１０５をエッチングする際と同じ、フッ素と界面活性を示す物質を含む液でエッチングし、除去する。エッチングストッパー１０３は自然酸化膜ではないが、ゲッタリングのエッチングストッパー膜として用いられた酸化ケイ素膜中にはニッケルが多量に含まれている可能性があり、その後の処理を行うことで活性層が汚染される心配もあるため、除去することが望ましい。
【００８３】
フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液を用いると下層の結晶質ケイ素膜１０２中にニッケル及び／又はニッケルシリサイドの偏析があったとしても、酸化ケイ素膜で成るエッチングストッパー１０３のみを選択性良くエッチングできるため結晶質ケイ素膜１０２に孔が発生することが低減される。
【００８４】
フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液の一例としては、ＨＦが約０．３ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約４０ｗｔ％、フッ素系の界面活性剤を約０．０２ｗｔ％含む液や、ＨＦが約０．１ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約１７ｗｔ％、炭化水素の界面活性剤を約０．０２ｗｔ％含む液などがある。この組成でなくとも、ＨＦとＮＨ4Ｆ及び界面活性剤を含む液や、ＨＦと界面活性剤を含むｐＨ５以上、好ましくは５．５以上の液、ＨＦと有機溶剤を含む液、ＨＦと有機酸を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機溶剤を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機酸を含む液などが使用できる。なお、エッチングは室温で行えば良く、処理時間は約３５秒程度である。
【００８５】
界面活性を示す物質としては、前述したように有機溶剤、有機酸、界面活性剤などが挙げられ、この中から一種もしくは複数種とフッ素を含む液を用いて使用する。また、界面活性剤を含むエッチャントのｐＨは５以上、好ましくは５．５以上であることが望ましい。
【００８６】
以上のような方法により、より良質な結晶質ケイ素膜１０６を得ることができ（図１（Ｇ））、当該結晶質ケイ素膜を用いて薄膜トランジスタや容量を作製した際にその特性に悪影響を及ぼすような孔があくことを抑制することが可能となる。
【００８７】
本実施の形態では、レーザ照射後の自然酸化膜、ゲッタリング後の自然酸化膜１０５、エッチングストッパー膜１０３の３カ所をフッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液よりなるエッチャントにより除去している構成であるが、本発明はどれか一カ所もしくは２カ所のみ、当該エッチャントを使用してもかまわない。
【００８８】
なぜならば、結晶化を促進する元素の偏析は、加熱処理の条件や当該元素の添加濃度によりゲッタリングサイト１０４、結晶質ケイ素膜１０２のどちらにも発生しうるし、またどちらかに発生しないこともあり得るため、条件により自然酸化膜１０５とエッチングストッパー膜１０３どちらかのみフッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液よりなるエッチャントを用いるのみで足る場合があるからである。
【００８９】
なお、本実施の形態においては酸化ケイ素膜を除去することのみ記載したが、酸化ケイ素膜以外にも窒素や炭素が含まれたケイ素と酸素を主成分とする膜などの除去にも本発明を適用することが可能である。
【００９０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明を使用して薄膜トランジスタ及び容量を作製する方法について図２を参照しながら説明する。
【００９１】
実施の形態１で得た結晶質ケイ素膜１０２に必要に応じてしきい値をコントロールするための微量の不純物を添加する、いわゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得るために、ボロンもしくはリン等をイオンドーピング法などにより添加する。
【００９２】
その後、図２（Ａ）に示すように、所定の形状にパターニングし、島状の結晶質ケイ素膜３０１ａ〜３０１ｄを得る。パターニングは、結晶質ケイ素膜にフォトレジストを塗布し、所定のマスク形状を露光し、焼成して、結晶性半導体膜上にマスクを形成し、このマスクを用いて、ドライエッチング法により結晶質ケイ素膜をエッチングすることで行われる。ドライエッチング法のガスは、ＣＦ4と、Ｏ2等を用いて行えば良い。
【００９３】
続いて、結晶性半導体膜３０１ａ〜３０１ｄを覆うようにゲート絶縁膜３００を形成する。ゲート絶縁膜３００はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い膜厚を４０〜１５０nmとしてケイ素を含む絶縁膜で形成する。本実施の形態では、ゲート絶縁膜３００はプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を１１５nmの厚さに形成する。
【００９４】
なお、チャネルドーピング前と、ゲート絶縁膜形成前に結晶質ケイ素膜１０２上に形成された自然酸化膜（図示せず。酸化ケイ素よりなる）をフッ素と界面活性を示す物質を含む液でエッチングし、除去してもよい。自然酸化膜はその膜質が制御できないため、不純物の導入性変動があったり、ゲート絶縁膜として使用できるような特性ではない場合があるため、これら工程の前に自然酸化膜が形成されてしまった場合は除去してしまうことが望ましい。フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液を用いると下層の結晶質ケイ素膜１０２中にニッケル及び／又はニッケルシリサイドの偏析があったとしても、酸化ケイ素膜で成る自然酸化膜を選択性良くエッチングできるため結晶質ケイ素膜１０２に孔が発生することが抑制される。
【００９５】
フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液の一例としては、ＨＦが約０．３ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約４０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜０．１ｗｔ％含む液や、ＨＦが約０．１ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約１７ｗｔ％、界面活性剤を約０．０１〜０．１ｗｔ％含む液などがある。この組成でなくとも、ＨＦとＮＨ4Ｆ及び界面活性剤を含む液や、ＨＦと界面活性剤を含むｐＨ５以上好ましくは５．５以上の液、ＨＦと有機溶剤を含む液、ＨＦと有機酸を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機溶剤を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機酸を含む液などが使用できる。なお、エッチングは室温で行えば良く、処理時間は実施者が酸化膜の膜質、膜厚にそって適宜設定する。
【００９６】
界面活性を示す物質としては、前述したように有機溶剤、有機酸、界面活性剤などが挙げられ、この中から一種もしくは複数種を用いて使用する。また、界面活性剤を含むエッチャントのｐＨは５以上好ましくは５．５以上であることが望ましい。
【００９７】
次いで、ゲート絶縁膜上に第１の導電層として膜厚３０ｎｍの窒化タンタル（ＴａＮ）３０２とその上に第２の導電層として膜厚３７０ｎｍのタングステン（Ｗ）３０３を形成する。ＴａＮ膜、Ｗ膜共スパッタ法で形成すればよく、ＴａＮ膜はＴａのターゲットを用いて窒素雰囲気中で、Ｗ膜はＷのターゲットを用いて成膜すれば良い。
【００９８】
なお、本実例では第１の導電層を膜厚３０ｎｍのＴａＮ、第２の導電層を膜厚３７０ｎｍのＷとしたが、第１の導電層と第２の導電層は共にＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。さらに、その組み合わせも適宜選択すればよい。膜厚は第１の導電層が２０〜１００ｎｍ、第２の導電層が１００〜４００ｎｍの範囲で形成すれば良い。また、本実施の形態では、２層の積層構造としたが、１層としてもよいし、もしくは３層以上の積層構造としてもよい。
【００９９】
次に、前記導電層をエッチングして電極及び配線を形成するため、フォトリソグラフィーにより露光工程を経てレジストからなるマスクを形成する。第１のエッチング処理では第１のエッチング条件と第２のエッチング条件でエッチングを行う。レジストによるマスクを用い、エッチングし、ゲート電極及び配線を形成する。エッチング条件は適宜選択すれば良い。
【０１００】
本法では、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合プラズマ）エッチング法を使用した。第１のエッチング条件として、エッチング用ガスにＣＦ4、Ｃｌ2とＯ2を用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１．０Ｐａの圧力でコイル型電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。
【０１０１】
続いて、第２のエッチング条件に移ってエッチングを行う。レジストからなるマスクをのこしたまま、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2を用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）、圧力１．０Ｐａでコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約１５秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。この第１のエッチング処理において、電極に覆われていないゲート絶縁膜は２０ｎｍ〜５０ｎｍ程度エッチングされ、基板側に印加されたバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部はテーパー状となる。
【０１０２】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。第２のエッチング処理では、エッチング用のガスにＳＦ6とＣｌ2とＯ2を用い、それぞれのガス流量比を２４／１２／２４（ｓｃｃｍ）とし、１．３Ｐａの圧力でコイル側の電力に７００ＷのＲＦ(１３．５６ＭＨｚ)電力を投入してプラズマを発生して２５秒程度エッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも１０ＷのＲＦ(１３．５６ＭＨｚ)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加した。このエッチング条件ではＷ膜が選択的にエッチングされ、第２形状の導電層を形成した。このとき第１の導電層はほとんどエッチングされない。第１、第２のエッチング処理によって第１の導電層３０２ａ〜３０２ｄ、第２の導電層３０３ａ〜３０３ｄよりなるゲート電極が形成される。
【０１０３】
そして、レジストからなるマスクを除去せず、第１のドーピング処理を行う。これにより、結晶性半導体層にＮ型を付与する不純物が低濃度に添加される。第１のドーピング処理はイオンドープ法又はイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量が１×１０13〜５×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2、加速電圧が４０〜８０ｋＶで行えばよい。本実施の形態では加速電圧を５０ｋＶとして行った。Ｎ型を付与する不純物元素としては１５族に属する元素を用いることができ、代表的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）が用いられる。本実施の形態ではリン（Ｐ）を使用した。その際、第１の導電層をマスクとして、自己整合的に低濃度の不純物が添加されている第１の不純物領域（Ｎ--領域）３０４を形成した。
【０１０４】
続き、レジストからなるマスクを除去する。そして新たにレジストからなるマスクを形成して第１のドーピング処理よりも高い加速電圧で、第２のドーピング処理を行う。第２のドーピング処理もＮ型を付与する不純物を添加する。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜３×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2、加速電圧を６０〜１２０ｋＶとすれば良い。本実施の形態ではドーズ量を３．０×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2とし、加速電圧を６５ｋＶとして行った。第２のドーピング処理は第２の導電層を不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層の下方に位置する半導体層にも不純物元素が添加されるようにドーピングを行う。
【０１０５】
第２のドーピングを行うと、結晶性半導体層の第１の導電層と重なっている部分のうち、第２の導電層に重なっていない部分もしくはマスクに覆われていない部分に、第２の不純物領域（Ｎ-領域）が形成される。第２の不純物領域には１×１０18〜５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度範囲でＮ型を付与する不純物が添加される。また、結晶性半導体膜のうち、第１形状の導電層にもマスクにも覆われておらず、露出している部分（第３の不純物領域：Ｎ+領域）には１×１０19〜５×１０21ａｔｏｍ／ｃｍ3の範囲で高濃度にＮ型を付与する不純物が添加される。また、半導体層にはＮ+領域が存在するが、一部マスクのみに覆われている部分がある。この部分のＮ型を付与する不純物の濃度は、第１のドーピング処理で添加された不純物濃度のままであるので、引き続き第１の不純物領域（Ｎ--領域）と呼ぶことにする。
【０１０６】
なお、本実施の形態では２回のドーピング処理により各不純物領域を形成したが、これに限定されることは無く、適宜条件を設定して、一回もしくは複数回のドーピングによって所望の不純物濃度を有する不純物領域を形成すれば良い。
【０１０７】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成し、第３のドーピング処理を行う。第３のドーピング処理により、Ｐチャネル型ＴＦＴとなる半導体層に前記第１の導電型及び前記第２の導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された第４の不純物領域（Ｐ+領域）３０８、３０９及び第５の不純物領域３１０、３１１（Ｐ-領域）が形成される。
【０１０８】
第３のドーピング処理では、レジストからなるマスクに覆われておらず、更に第１の導電層とも重なっていない部分に、第４の不純物領域（Ｐ+領域）が形成され、レジストからなるマスクに覆われておらず、且つ第１の導電層と重なっており、第２の導電層と重なっていない部分に第５の不純物領域（Ｐ-領域）が形成される。Ｐ型を付与する不純物元素としては、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）など周期律表第１３族の元素が知られている。
【０１０９】
本実施の形態では、第４の不純物領域及び第５の不純物領域を形成するＰ型の不純物元素としてはホウ素（Ｂ）を選択し、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成した。イオンドープ法の条件としては、ドーズ量を１×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ2とし、加速電圧を８０ｋＶとした。
【０１１０】
なお、第３のドーピング処理の際には、Ｎチャネル型ＴＦＴを形成する部分はレジストからなるマスクに覆われている。
【０１１１】
ここで、第１及び第２のドーピング処理によって、第４の不純物領域（Ｐ+領域）及び第５の不純物領域（Ｐ-領域）にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されている。しかし、第４の不純物領域（Ｐ+領域）及び第５の不純物領域（Ｐ-領域）のいずれの領域においても、第３のドーピング処理によって、Ｐ型を付与する不純物元素の濃度が１×１０19〜５×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ2となるようにドーピング処理される。そのため、第４の不純物領域（Ｐ+領域）及び第５の不純物領域（Ｐ-領域）は、Ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域として問題無く機能する。
【０１１２】
なお、本実施の形態では、第３のドーピング一回で、第４の不純物領域（Ｐ+領域）及び第５の不純物領域（Ｐ-領域）を形成したが、ドーピング処理の条件によって適宜複数回のドーピング処理により第４の不純物領域（Ｐ+領域）及び第５の不純物領域（Ｐ-領域）を形成してもよい。
【０１１３】
これらのドーピング処理によって、第１の不純物領域（Ｎ--領域）３０４、第２の不純物領域（Ｎ-領域）３０５、第３の不純物領域（Ｎ+領域）３０６、３０７、第４の不純物領域（Ｐ+領域）３０８、３０９、及び第５の不純物領域（Ｐ-領域）３１０、３１１が形成される。
【０１１４】
次いで、レジストからなるマスクを除去して第１のパッシベーション膜３１２を形成する。この第１のパッシベーション膜としてはケイ素を含む絶縁膜を１００〜２００ｎｍの厚さに形成する。成膜法としてはプラズマＣＶＤ法や、スパッタ法を用いればよい。
【０１１５】
本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの窒素を含む酸化珪素膜を形成した。窒素を含む酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ4、Ｎ2ＯをＡｒで希釈したガスから形成される酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。また、第１のパッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第１のパッシベーション膜３１２は、本実施の形態のような酸化窒化ケイ素膜の単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁膜を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。
【０１１６】
次いで、第１のパッシベーション膜３１２上に、層間絶縁膜３１３を形成する。層間絶縁膜としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いることができる。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化ケイ素膜や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化ケイ素膜などを用いることができ、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂、ケイ素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む、または置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料、いわゆるシロキサンの膜を用いることができる。また、それらの積層構造を用いても良い。
【０１１７】
本実施の形態では、シロキサンにより層間絶縁膜３１３を形成する。層間絶縁膜としては、シロキサン系ポリマーを全面塗布した後、５０〜２００℃、１０分間の熱処理によって乾燥させ、さらに３００〜４５０℃、１〜１２時間の焼成処理を行う。この焼成により、１μｍ厚のシロキサンの膜が全面に成膜される。この工程は、シロキサン系ポリマーの焼成を行うと共に、第１のパッシベーション膜３１２中の水素によって、半導体層を水素化及び不純物の活性化をすることが可能であるため、工程数を削減でき、プロセスを簡略化することが可能である。水素化は、第１のパッシベーション膜に含まれる水素によって、半導体層のダングリングボンドを終端するものである。
【０１１８】
シロキサン以外の材料で層間絶縁膜を形成する場合には、水素化及び活性化の為に加熱処理が必要となる。その場合は層間絶縁膜を形成する前に別に加熱処理（熱処理）を行う工程が必要となる。熱処理法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中において４００〜７００℃で行えば良く、本実施の形態では４１０℃、１時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱処理法の他に、レーザーアニール法、又はラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【０１１９】
また、第１のパッシベーション膜３１２を形成する前に加熱処理を行ってもよい。但し、第１の導電層３０２ａ〜３０２ｄ及び第２の導電層３０３ａ〜３０３ｄを構成する材料が熱に弱い場合には、本実施の形態のように配線などを保護するため、第１のパッシベーション膜３１２を形成した後で熱処理を行うことが望ましい。さらに、この場合、第１のパッシベーション膜がないため、パッシベーション膜に含まれる水素を利用しての水素化は行うことができない。この場合は、プラズマにより励起された水素を用いる手段（プラズマ水素化）を用いての水素化や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中において、３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理による水素化を用いれば良い。
【０１２０】
この後、層間絶縁膜３１３を覆うように、ＣＶＤ法により窒化酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を形成しても良い。この膜は、後に形成される導電膜をエッチングするときに、エッチングストッパーとして働き、層間絶縁膜のオーバーエッチングを防止することができる。さらにこの上に、スパッタリング法により窒化珪素膜を形成してもよい。この窒化珪素膜は、アルカリ金属イオンの移動を抑制する働きがあるため、後に形成される画素電極からのリチウム元素、ナトリウム等の金属イオンが半導体薄膜へ移動するのを抑制することができる。
【０１２１】
次に、層間絶縁膜のパターニング及びエッチングを行い、結晶質半導体層３０１ａ〜３０１ｄに達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールのエッチングは、ＣＦ4とＯ2とＨｅの混合ガスを用いてシロキサン膜をエッチングし、続いてＣＨＦ3のガスによりゲート絶縁膜である酸化シリコン膜をエッチングし、除去することで形成する。
【０１２２】
この際、コンタクトホールを開口することによって結晶質ケイ素膜１０２の表面が露出した状態となるが、この露出面に自然酸化膜が形成してしまう場合がある（図示せず）。このような自然酸化膜があると、配線と結晶質ケイ素膜間の抵抗が高くなってしまい、駆動電圧が上がったり、動作しなくなってしまう恐れがあるため、このような自然酸化膜は配線を形成する前に除去してしまうことが望ましい。
【０１２３】
自然酸化膜の除去はフッ素と界面活性を示す物質を含む液により行えば良く、当該を用いるとコンタクトホールが形成された部分の結晶質ケイ素膜にニッケル及び／又はニッケルシリサイドの偏析があったとしても、酸化ケイ素膜で成る自然酸化膜を選択性良くエッチングできるため、結晶質ケイ素膜に孔が発生することが低減される。
【０１２４】
フッ素を含む液と界面活性を示す物質が含まれた液との混合液の一例としては、ＨＦが約０．３ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約４０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜０．１ｗｔ％含む液や、ＨＦが約０．１ｗｔ％、ＮＨ4Ｆが約１７ｗｔ％、界面活性剤を約０．０１〜０．１ｗｔ％含む液などがある。この組成でなくとも、ＨＦとＮＨ4Ｆ及び界面活性剤を含む液や、ＨＦと界面活性剤を含むｐＨ５以上、好ましくはｐＨ５．５以上の液、ＨＦと有機溶剤を含む液、ＨＦと有機酸を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機溶剤を含む液、ＨＦと界面活性剤と有機酸を含む液などが使用できる。なお、エッチングは室温で行えば良く、１５〜４０秒処理すればよい。
【０１２５】
続いて、コンタクトホール中に金属膜を積層し、パターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する。本実施例では、窒素元素を含むチタン膜上に、チタン−アルミニウム合金膜とチタン膜を積層しそれぞれ１００ｎｍ＼３５０ｎｍ＼１００ｎｍに積層したのち、所望の形状にパターニング及びエッチングして３層で形成されるソース電極及び／又はドレイン電極３１４〜３２１を形成する。
【０１２６】
一層目の窒素原子を含むチタン膜はターゲットをチタンとし、窒素とアルゴンの流量を１：１としてスパッタリング法により形成する。上記のような窒素元素を含むチタン膜を、シロキサン系の膜の層間絶縁膜上に形成すると、膜はがれしにくく、且つ結晶性ケイ素膜と低抵抗接続を有する配線を形成することができる。
【０１２７】
このように、本発明を使用して薄膜トランジスタ及び容量を作製することができる。本実施の形態のように薄膜トランジスタ及び容量を形成すると、自然酸化膜による不都合を除去しつつ、半導体特性を示す結晶質ケイ素膜にその特性に悪影響を及ぼすような孔が発生することを抑制でき、信頼性を高め、歩留まりの向上も期待できる。
【０１２８】
なお、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせて用いることが可能である。また、フッ素と界面活性を示す物質を含む液による酸化膜除去の工程は本実施の形態においてチャネルドーピングの前及びソース配線、ドレイン配線の形成まえに行われているが、本発明はどちらか片方のみの適用でもかまわない。
【０１２９】
なぜならば、ニッケルなどの結晶化を促進する元素の偏析は、加熱処理の条件や当該元素の添加濃度により発生しうるし、また発生しないこともあり得るからである。
【実施例１】
【０１３０】
本実施例では、本発明を用いて作製された薄膜トランジスタや容量を使用して発光装置を作成する例について図３を参照しながら説明する。
【０１３１】
本実施例で説明する発光装置は一対の電極間に発光する物質を含む層を挟み込み、電極間に電流を流すことで発光する素子をマトリクス状に配列させたものである。発光素子の発光機構は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。
【０１３２】
励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。故に、素子の特徴によって一つの発光装置内において、一重項励起状態の素子あるいは三重項励起状態の素子を混在させても良い。例えばＲＧＢの三色において、赤に三重項励起状態を取る素子、青と緑に一重項励起状態を取る素子としても良い。また、三重項励起状態を取る素子は一般に発光効率が良いため、駆動電圧の低下にも貢献する。
【０１３３】
発光素子の材料としては、低分子、高分子、低分子と高分子の間の性質を持つ中分子の発光材料があるが、本実施例では蒸着法により電界発光層を形成するため、低分子の発光材料を使用する。高分子材料は溶媒に溶かすことでスピンコートやインクジェット法により塗布することができる。また、有機材料のみではなく、無機材料との複合材料も使用することができる。
【０１３４】
実施の形態２において作製された薄膜トランジスタのドレイン電極と一部重なるようにして、発光素子の第１の電極４０１を形成する。第１の電極は発光素子の陽極、または陰極になる電極であり、陽極とする場合は仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。仕事関数としては仕事関数４．０eV以上がだいたいの目安となる。具体例な材料としては、ＩＴＯ（indium tin oxide）、酸化インジウムに２〜２０%の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（indium zinc oxide）、酸化インジウムに２〜２０%の酸化珪素（ＳｉＯ2）を混合したＩＴＳＯ、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、又は金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いることができる。
【０１３５】
陰極として用いる場合は、仕事関数の小さい（仕事関数３．８eV以下が目安）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的な材料としては、元素周期律の１族又は２族に属する元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、及びＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができる。但し、本実施の形態において第２の電極は透光性を有するため、これら金属、又はこれら金属を含む合金を非常に薄く形成し、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＳＯ又はその他の金属（合金を含む）との積層により形成することができる。
【０１３６】
本実施例では第１の電極４０１は陽極とし、ＩＴＳＯを用いた。電極としてＩＴＳＯを用いた場合は真空ベークを行うと発光装置の信頼性が向上する。
【０１３７】
また、本実施例において第１の電極は薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を作製した後に形成されるが、始めに第１の電極を形成しその後薄膜トランジスタの電極を作製してもかまわない。
【０１３８】
画素部の薄膜トランジスタに接続されている画素電極である第１の電極４０１の端部を覆うように絶縁膜４０２を形成する。この絶縁膜４０２は土手や隔壁と呼ばれるものである。絶縁膜４０２としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いることができる。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化ケイ素膜や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化ケイ素膜などを用いることができ、有機絶縁膜としては感光性または非感光性のポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂、ケイ素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む、または置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料、いわゆるシロキサンの膜を用いることができる。また、それらの積層構造を用いても良い。感光性の有機物を使用して形成すると、開口部の断面形状が曲率半径が連続的に変化する形状となり電界発光層を蒸着する際に段切れなどが起こりにくいものとなり好適である。本実施例では感光性のポリイミドを使用した。
【０１３９】
続いて、蒸着装置を用いて、蒸着源を移動させながら蒸着を行う。例えば、真空度が５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、抵抗加熱により、予め有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着され、電界発光層４０３（第１の電極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層）が形成される。なお、電界発光層４０３の構成はこのような積層でなくとも良く、単層、混合層で形成されていても良い。
【０１４０】
電界発光層４０３を形成したら、第２の電極４０４を電界発光層４０３に接して形成する。本実施例では第１の電極４０１が陽極であるため、第２の電極４０４は陰極として形成する。陰極材料は先に述べたような材料を使用すれば良く、本実施の形態ではＬｉを含む材料を薄く形成した後、スパッタリング法によりＩＴＳＯを成膜することで透明性を有する第２の電極（陰極）４０４を形成した。
【０１４１】
本実施例では第１の電極４０１、第２の電極４０４両方とも透光性を有する材料で形成されているため、基板の上面、下面両方より光を取り出すことが可能となる。もちろん、どちらかの電極の透光性を制御したり、電界発光層より基板側に使用される材料によっては上面のみ、下面のみの発光を得ることも可能である。
【０１４２】
図３（Ｂ）は上面発光の構成の１例であり、画素電極５０１と薄膜トランジスタの電極を異なる層に形成した例である。第１の層間絶縁膜５０２及び第２の層間絶縁膜５０３は図２における層間絶縁膜３１３と同様の材料で作製することができ、その組み合わせも自由に行えるが、今回はどちらの層もシロキサンにより形成する。画素電極５０１は第２の層間絶縁膜５０３側からＡｌ−Ｓｉ＼ＴｉＮ＼ＩＴＳＯと積層して形成したが、もちろん単層でもかまわないし、２層、あるいは４層以上の積層構造でもかまわない。
【０１４３】
ところで、第２の電極４０４をスパッタリング法により形成する場合、電子注入層の表面もしくは電子注入層と電子輸送層の界面にスパッタリングによるダメージが入ってしまうことがある。これは特性に悪影響を及ぼす可能性がある。これを防ぐためには、スパッタリングによるダメージを受けにくい材料を第２の電極４０４に最も近い位置に設けるとよい。このようなスパッタダメージを受けにくい材料で、電界発光層４０３に用いることができる材料としてはＭｏＯｘが挙げられる。しかし、ＭｏＯｘは正孔注入層として好適な物質であるため、第２の電極４０４に接して設けるには第２の電極４０４を陽極とする必要がある。
【０１４４】
そこで、この場合は第１の電極４０１を陰極として形成しその後順に、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層（ＭｏＯｘ）、第２の電極（陽極）と形成し、画素の駆動用薄膜トランジスタはＮチャネル型とする必要がある。ＭｏＯｘは蒸着法により形成し、ｘ＝３以上のものが好適に使用できる。
【０１４５】
その後、プラズマＣＶＤ法により窒素を含む酸化珪素膜を第２のパッシベーション膜４０５として形成した。窒素を含む酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ4、Ｎ2ＯをＡｒで希釈したガスから形成される酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。また、第１のパッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第２のパッシベーション膜４０５は単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁膜を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。また、窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化珪素膜の代わりに形成してもよい。
【０１４６】
次いで対向基板をシール剤により貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール剤を画素部全面に塗布しそれにより対向基板を形成しても良い。シール剤には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール剤には乾燥剤やギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。
【０１４７】
このようにして本発明を用いた薄膜トランジスタなどを使用し、発光装置を作成することができる。本発明を用いて作製された半導体素子は半導体層である結晶性シリコン膜に孔があくことが抑制されるため、信頼性、歩留まり共に良好であり、結果として信頼性、歩留まりが良好でコスト的にも優れた発光装置を得ることができる。
【実施例２】
【０１４８】
本実施例では、結晶化を促進する元素を用いて結晶化した結晶性ケイ素膜をゲッタリングし、その後に行うエッチングストッパー膜の除去を界面活性剤を用いたエッチャントにより行った場合と、界面活性剤を用いないエッチャントにより行った場合のゲートリーク電流について測定した結果を示す。本測定はゲート電圧を３０Ｖかけた状態で、絶縁膜（窒素が添加された酸化ケイ素膜）の厚さ１１０ｎｍ、面積１ｍｍ2の容量ＴＥＧを用いて行った。
【０１４９】
図４はゲートリーク電流の正規確率分布図である。図中、○及び●プロットが３倍の時間オーバーエッチングを行ったもの、△及び▲のプロットが５倍の時間、▽及び▼のプロットが１０倍の時間オーバーエッチングを行ったものであり、破線が界面活性剤が添加されていないもの、実線が界面活性剤を添加したものを示している。
【０１５０】
また、縦軸が累積度数、横軸がゲートリーク電流を示している。リークする電流は小さい方が望ましく、異常の発生していない条件においてはある値を中心とした正規分布に近い分布を示す。
【０１５１】
図４より、ゲートリーク電流は界面活性剤を使用せずにエッチングを行ったサンプルに非常に大きいものが多数存在し、明らかな異常値を示している。また、エッチング時間の増加につれて異常値の程度、頻度とも増加していることがわかる。一方、界面活性剤を使用してエッチングを行ったものには３倍と５倍のオーバーエッチングを行ったものではほとんど正規分布に近い分布を示し、１０倍のオーバーエッチングを行ったものでさえ、異常を示すものは少なく、且つその程度も軽微である。
【０１５２】
このように本発明を用いてエッチングを行うことにより大幅に半導体素子に異常が発生するのを抑制することができ、良好な特性を示す素子を歩留まり良く形成することが可能となる。
【０１５３】
なお、本明細書中では、酸化ケイ素膜に特化して説明を進めているが、本発明は他の材料よりなる半導体膜に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】実施の形態１を表す図。
【図２】実施の形態２を示す図。
【図３】実施例１を示す図。
【図４】ゲートリーク電流の測定データ。
【図５】従来の例を示す図。
【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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