(57)【要約】【課題】  結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制した半導体装置及びその作製方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板１に非晶質珪素膜３を形成し、前記非晶質珪素膜３上に該非晶質珪素膜の結晶化を促進するＮｉなどの金属元素を添加し、前記非晶質珪素膜３に加熱処理を行って該非晶質珪素膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性珪素膜５を形成し、前記結晶性珪素膜５の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で除去し、前記結晶性珪素膜５にレーザー光又は強光を照射することを特徴とする。【選択図】        図１
2005210109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で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】
請求項１において、前記溶液で除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は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３】
請求項１又は２において、前記有機溶剤がイソプロピルアルコール、エタノール、変性アルコール及びエチレングリコールのうちのいずれかであ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珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を界面活性剤とフッ化物を含む溶液で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５】
請求項４において、前記溶液で除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は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６】
請求項４又は５において、前記界面活性剤がアルキルスルホン酸、ω−ハイドロフルオロアルキルカルボン酸、脂肪族カルボン酸、脂肪族アミン、脂肪族アルコール及び脂肪族カルボン酸の塩のうち少なくとも１つ以上を含むもの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】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜をドライエッチング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８】
請求項７において、前記ドライエッチングにより除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は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９】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理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１０】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去し、
前記プラズマ処理により除去した際に前記結晶性半導体膜に堆積されたＣＦＸを、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理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１１】
請求項１０において、前記Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は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１２】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理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１３】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理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１４】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理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１５】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、Ｈ２を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理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１６】
請求項９、１２乃至１５のいずれか一項において、前記プラズマ処理により除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は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１７】
絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、水素原子を含むガス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１８】
請求項１７において、前記ガスにより除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は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１９】
請求項２、５、１６及び１８において、前記レーザー光又は強光を照射した後に、前記結晶性半導体膜に接するようにゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記結晶性半導体膜にソース領域及びドレイン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２０】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２１】
請求項２０において、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤としてＩＰＡを用いた場合、孔密度が１．０×１０−４個／μｍ２以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２２】
請求項２０において、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤としてＩＰＡを用いた場合、走査型電子顕微鏡で１０００μｍ２の領域を観察したときの孔の個数が０個であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を界面活性剤とフッ化物を含む溶液で除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２４】
請求項２３において、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤として界面活性剤を用いた場合、孔密度が１．０×１０−４個／μｍ２以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２５】
請求項２３において、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤として界面活性剤を用いた場合、走査型電子顕微鏡で１０００μｍ２の領域を観察したときの孔の個数が０個であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２６】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜をドライエッチングで除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２７】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２８】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２９】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３０】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３１】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、Ｈ２を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３２】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、水素原子を含むガスを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３３】
請求項２０乃至３２のいずれか一項において、前記孔の底部は下地絶縁膜に達していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３４】
請求項２０乃至３３のいずれか一項において、前記結晶性半導体膜に接するように形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、前記結晶性半導体膜に形成されたソース領域及びドレイン領域をさらに具備することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその作製方法に係わり、特に結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制した半導体装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非晶質珪素膜にＮｉ等の金属を添加して熱処理を行うと低温短時間で結晶性珪素膜を形成することができる。次に、前記熱処理によって前記結晶性珪素膜表面に非意図的に形成された自然酸化膜を希フッ酸で除去する。このときの結晶性珪素膜には結晶欠陥が多く存在するので、次の工程で、前記結晶性珪素膜に電磁エネルギーを与える。これにより、結晶欠陥が少なく良質な結晶性珪素膜を作製することができる。尚、前記電磁エネルギーの代表的な具体例としてエキシマレーザー光等のレーザー光が挙げられる。このような方法で作製した結晶性珪素膜は、高性能な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）等の電子デバイスを作製する際に使用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図６は、上述した方法で作製した結晶性珪素膜の表面を電子顕微鏡で撮影した写真である。この写真から結晶性珪素膜に孔が発生していることが確認できる。このような孔が発生する理由は次のように考えられる。そして、この孔は不良の原因になることがある。
【０００４】
上述した結晶性珪素膜を作製する方法では、Ｎｉを添加して熱処理を行った際に結晶性珪素膜中にニッケルシリサイドが析出することがある。このため、結晶性珪素膜表面の自然酸化膜を希フッ酸で除去する時に、この結晶性珪素膜中に析出したニッケルシリサイドがエッチングされてしまう。これにより、結晶性珪素膜に孔が形成されることがある。この孔が電磁エネルギーのエキシマレーザー光を照射した後も残存することがあり、そのような孔が残った結晶性珪素膜を用いてＴＦＴや容量素子を作製すると絶縁耐圧不良の原因となることが多かった。
【０００５】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制した半導体装置及びその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で除去することを特徴とする。
【０００７】
上記半導体装置の作製方法によれば、加熱処理を行って結晶性半導体膜を形成した際、この結晶性半導体膜の表面には酸化珪素膜が形成されるので、この酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で結晶性半導体膜の表面から除去している。このように有機溶剤とフッ化物を含む溶液を用いることにより結晶性半導体膜に深い孔が発生するのを抑制することができる。尚、前記孔は、その底部が下地絶縁膜に達しているものである。
【０００８】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記溶液で除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は強光を照射することが好ましい。これにより、結晶性半導体膜の結晶欠陥を低減させることができるだけでなく、浅い孔をも消滅させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記有機溶剤がイソプロピルアルコール、エタノール、変性アルコール及びエチレングリコールのうちのいずれかであることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を界面活性剤とフッ化物を含む溶液で除去することを特徴とする。
【００１１】
上記半導体装置の作製方法によれば、界面活性剤とフッ化物を含む溶液を用いているため、結晶性半導体膜に深い孔が発生するのを抑制できる。
【００１２】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記溶液で除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は強光を照射することが好ましい。これにより、結晶性半導体膜の結晶欠陥を低減させることができるだけでなく、浅い孔をも消滅させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記界面活性剤がアルキルスルホン酸、ω−ハイドロフルオロアルキルカルボン酸、脂肪族カルボン酸、脂肪族アミン、脂肪族アルコール及び脂肪族カルボン酸の塩のうち少なくとも１つ以上を含むものであることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜をドライエッチングにより除去することを特徴とする。
【００１５】
上記半導体装置の作製方法によれば、ドライエッチングを用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００１６】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記ドライエッチングにより除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は強光を照射することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去することを特徴とする。
【００１８】
上記半導体装置の作製方法によれば、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理を用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００１９】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去し、
前記プラズマ処理により除去した際に前記結晶性半導体膜に堆積されたＣＦＸを、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去することを特徴とする。
【００２０】
上記半導体装置の作製方法によれば、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理及びＡｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理を用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００２１】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は強光を照射することが好ましい。
【００２２】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に該非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去することを特徴とする。
【００２３】
上記半導体装置の作製方法によれば、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理を用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００２４】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去することを特徴とする。
【００２５】
上記半導体装置の作製方法によれば、ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理を用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００２６】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去することを特徴とする。
【００２７】
上記半導体装置の作製方法によれば、ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理を用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００２８】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、Ｈ２を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により除去することを特徴とする。
【００２９】
上記半導体装置の作製方法によれば、Ｈ２を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理を用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００３０】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記プラズマ処理により除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は強光を照射することが好ましい。これにより、結晶性半導体膜の結晶欠陥を低減させることができる。
【００３１】
本発明に係る半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に珪素を含む非晶質膜を形成し、
前記非晶質膜上に非晶質膜の結晶化を促進する金属元素を添加し、
前記非晶質膜に加熱処理を行って該非晶質膜を結晶化することにより、前記基板上に結晶性半導体膜を形成し、
前記結晶性半導体膜の表面に前記加熱処理によって形成された酸化珪素膜を、水素原子を含むガスにより除去することを特徴とする。
【００３２】
上記半導体装置の作製方法によれば、水素原子を含むガスを用いているため、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制できる。
【００３３】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記ガスにより除去した後に、前記結晶性半導体膜にレーザー光又は強光を照射することが好ましい。これにより、結晶性半導体膜の結晶欠陥を低減させることができる。
【００３４】
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記レーザー光又は強光を照射した後に、前記結晶性半導体膜に接するようにゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記結晶性半導体膜にソース領域及びドレイン領域を形成することも可能である。このように孔が発生するのを抑制した結晶性半導体膜を用いてＴＦＴを作製するため、絶縁耐圧不良の発生を抑制することができる。
【００３５】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００３６】
上記半導体装置によれば、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制するため、このような結晶性半導体膜を用いてＴＦＴや容量素子を作製すると絶縁耐圧不良の発生を抑制することができる。
尚、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤としてＩＰＡを用いた場合、孔密度が１．０×１０−４個／μｍ２以下であることをいう。
また、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤としてＩＰＡを用いた場合、走査型電子顕微鏡で複数回観察したときの孔の個数が０個であることをいう。
また、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤としてＩＰＡを用いた場合、走査型電子顕微鏡で１０００μｍ２の領域を観察したときの孔の個数が０個であることをいう。
【００３７】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を界面活性剤とフッ化物を含む溶液で除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
尚、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤として界面活性剤を用いた場合、孔密度が１．０×１０−４個／μｍ２以下であることをいう。
また、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤として界面活性剤を用いた場合、走査型電子顕微鏡で複数回観察したときの孔の個数が０個であることをいう。
また、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したとは、前記有機溶剤として界面活性剤を用いた場合、走査型電子顕微鏡で１０００μｍ２の領域を観察したときの孔の個数が０個であることをいう。
【００３８】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜をドライエッチングで除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００３９】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００４２】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００４３】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、Ｈ２を含むガスをプラズマ化したものを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００４４】
本発明に係る半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に形成された珪素を含む結晶性半導体膜を有する半導体装置であって、
前記結晶性半導体膜の表面に形成された酸化珪素膜を、水素原子を含むガスを用いて除去することにより、前記結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制したことを特徴とする。
【００４５】
上述した半導体装置によれば、結晶性半導体膜に底部が下地絶縁膜に達している孔が発生するのを抑制できる。
【００４６】
また、本発明に係る半導体装置においては、前記結晶性半導体膜に接するように形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、前記結晶性半導体膜に形成されたソース領域及びドレイン領域をさらに具備することも可能である。このように孔が発生するのを抑制した結晶性半導体膜を用いてＴＦＴを作製するため、絶縁耐圧不良の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４７】
以上説明したように本発明によれば、結晶性半導体膜の表面に加熱処理によって形成された酸化珪素膜を有機溶剤とフッ化物を含む溶液で除去するなどの方法を用いている。したがって、結晶性半導体膜に孔が発生するのを抑制した半導体装置及びその作製方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１乃至図３は、本発明の実施の形態１による半導体装置の作製方法を示す断面図である。半導体装置としてはＣＭＯＳ型薄膜トランジスタを例に挙げている。
【００４９】
まず、図１（Ａ）に示すように、上面に下地膜が形成された基板１上に、膜厚１００ｎｍ程度の下地絶縁膜２を形成する。
【００５０】
下地絶縁膜２は、基板１から半導体層への不純物拡散を防ぐためのものである。基板１にはガラスや石英などの光透過性を持つものを使用する。本実施の形態では、基板１に低アルカリガラスを用い、下地絶縁膜２にはプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により成膜した膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を用いる。
【００５１】
尚、本実施の形態では、下地絶縁膜を一層の単層構造としているが、不純物拡散の防止効果が得られるのであれば二層以上の積層構造としても良い。
【００５２】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、下地絶縁膜２上に３０〜６０ｎｍの非晶質珪素膜３を形成する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法により成膜した膜厚５５ｎｍの非晶質珪素膜３を用いる。
【００５３】
続いて、図１（Ｃ）に示すように、非晶質珪素膜３の表面に結晶化を促進するための触媒金属元素を含む溶液４を添加した後、加熱処理を施して非晶質珪素膜を結晶化すことにより、図１（Ｄ）に示すように、下地絶縁膜２上には結晶性珪素膜５が形成される。
【００５４】
触媒金属元素としては、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐａ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などの群から選ばれた一種または複数種を用いることが望ましい。本実施の形態では、触媒金属元素としてＮｉを含んだ溶液を非晶質珪素膜３の表面に塗布する方法を用いて触媒金属元素の添加を行った。
【００５５】
前記加熱処理としては、最初に４００〜５００℃で１時間の加熱処理を行い、非晶質珪素膜３中に含有されている水素を膜中から脱離させた後、５００〜６００℃（好ましくは５５０〜５７０℃）で０．５〜１２時間（好ましくは４〜６時間）のファーネスによる加熱処理を行う。この他、ＲＴＡ(Rapid Thermal Annealing)等を用いた加熱処理を行ってもよい。本実施の形態では、５００℃で１時間の加熱処理を行った後、続けて５５０℃で４時間の加熱処理をファーネスにより行い、非晶質珪素膜３を結晶化して結晶性珪素膜５を形成した。
【００５６】
前記加熱処理を行って結晶性珪素膜５を形成した際、この結晶性珪素膜５の表面には図１（Ｄ）に示すように酸化珪素膜６が形成される。従って、結晶性珪素膜５を有機溶剤とフッ化物を含む溶液に浸漬することにより、酸化珪素膜６を結晶性珪素膜５の表面から除去する。
【００５７】
このように有機溶剤とフッ化物を含む溶液を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に底部が下地絶縁膜に達している孔の発生を抑制することができる。
【００５８】
尚、前記有機溶剤としては、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エタノール及び変性アルコール及びエチレングリコールのうちのいずれかを用いることが好ましい。変性アルコールは酒税がかからないので安価である。
【００５９】
次いで、図１（Ｅ）に示すように、結晶性珪素膜５にレーザー光（例えばエキシマレーザー光等）又は強光を照射する。これにより、結晶欠陥が少なく良質な結晶性珪素膜７とすることができる。また、結晶性珪素膜中の浅い孔は前記レーザー光の照射によって消滅する。従って、結晶性珪素膜に孔が発生するのを抑制することができる。
【００６０】
本実施の形態では、有機溶剤とフッ化物を含む溶液を用いて結晶性珪素膜の表面から酸化珪素膜を除去して結晶性珪素膜に孔が発生するのを抑制しているが、孔の発生を抑制する手法としては、以下のように変更して実施することも可能である。
【００６１】
まず、変形例１について説明する。
結晶化された結晶性珪素膜５を界面活性剤とフッ化物を含む水溶液（例えばＢＨＦ；ＮＨ４ＦとＨＦとＨ２Ｏを任意の割合で混合したもの）に浸漬することにより、結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を結晶性珪素膜５の表面から除去する。このように界面活性剤とフッ化物を含む溶液を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に底部が下地絶縁膜に達している孔の発生を抑制することができ、結晶性珪素膜に孔が発生するのを抑制できる。尚、前記界面活性剤としては、アルキルスルホン酸、ω−ハイドロフルオロアルキルカルボン酸、脂肪族カルボン酸、脂肪族アミン、脂肪族アルコール及び脂肪族カルボン酸の塩のうち少なくとも１つ以上を含むものを用いることが好ましい。
【００６２】
また、前記界面活性剤は次のように作用する。酸化膜がエッチングされて疎水性を有するＳｉが露出した状態では、界面活性剤の疎水基がＳｉに付着し親水基が溶液側に配向する。
【００６３】
次いで、結晶性珪素膜５にレーザー光（例えばエキシマレーザー光等）又は強光を照射した後に、その結晶性珪素膜の表面を電子顕微鏡で撮影した。このときの写真を図５に示している。この写真からも明らかなように、本変形例では結晶性珪素膜に孔が発生するのを抑制できることが確認できた。
【００６４】
【表１】
2005210109.tif 000003
【００６５】
表１は、従来の半導体装置の作製方法、実施の形態１及び変形例１についての実験結果を示すものである。
【００６６】
表１に示す従来の半導体装置の作製方法及び結果は次の通りである。
エッチャントとして０．５％ＨＦを用い、このエッチャントに結晶性珪素膜を１１分４０秒浸漬して酸化珪素膜を除去した後に、結晶性半導体膜の表面を走査型電子顕微鏡でおよそ４００μｍ２の領域を８回観察したときの孔の個数が１０個であり、この場合の孔密度が３．３×１０−３個／μｍ２であった。
【００６７】
表１に示す変形例１による半導体装置の作製方法及び結果は次の通りである。
エッチャントとして界面活性剤とＢＨＦを含む溶液を用い、このエッチャントに結晶性珪素膜を５分浸漬して酸化珪素膜を除去した後に、結晶性半導体膜の表面を走査型電子顕微鏡でおよそ４００μｍ２の領域を１０回観察したときの孔の個数が０個であり、この場合の孔密度が０個／μｍ２であった。
【００６８】
表１に示す実施の形態１による半導体装置の作製方法及び結果は次の通りである。
エッチャントとしてＩＰＡとＨ２ＯとＨＦを含む溶液を用い、このエッチャントに結晶性珪素膜を１１分浸漬して酸化珪素膜を除去した後に、結晶性半導体膜の表面を走査型電子顕微鏡でおよそ４００μｍ２の領域を１３回観察したときの孔の個数が０個であり、この場合の孔密度が０個／μｍ２であった。
尚、上述したようにエッチャントによって浸漬時間が異なるのは、酸化珪素に対する各エッチャントのエッチングレートが異なる為であり、エッチング時間は酸化珪素が除去されるのに必要な時間の１０倍になるように設定した。
また、孔密度は１．０×１０−４個／μｍ２以下であることが好ましいが、より好ましくは０個／μｍ２である。
【００６９】
表１の結果から、実施の形態１及び変形例１には結晶性珪素膜に孔が発生するのを抑制する効果が確認された。
【００７０】
次に、変形例２について説明する。
結晶化された結晶性珪素膜５の表面をドライエッチングすることにより、結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようにドライエッチングを用いると、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００７１】
次に、変形例３について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようなプラズマ処理を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００７２】
前記ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。ＣＨＦ３ガスを流量３５ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ２、圧力２５ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００７３】
次に、変形例４について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により結晶性珪素膜５の表面から除去した後、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理によりＣＦＸを除去する。このＣＦＸは、前記プラズマ処理により酸化珪素膜を除去した際に結晶性珪素膜５の表面に堆積されたものである。このようなプラズマ処理を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００７４】
前記ＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。ＣＨＦ３ガスを流量３５ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ２、圧力２５ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００７５】
前記Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つを含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。Ａｒガスを流量５０ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．５Ｗ／ｃｍ２、圧力５０ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００７６】
次に、変形例５について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようなプラズマ処理を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。また、プラズマ処理中に結晶性珪素膜上にＣＦＸが堆積するのを抑制することができる。
【００７７】
前記Ａｒ、Ｈ２及びＮＨ３のうちの少なくとも一つとＣＨＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。ＣＨＦ３ガスを流量２５ｓｃｃｍで流し、Ａｒガスを流量１０ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ２、圧力２５ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００７８】
次に、変形例６について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようなプラズマ処理を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００７９】
前記ＮＦ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。ＮＦ３ガスを流量３５ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ２、圧力２５ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００８０】
次に、変形例７について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようなプラズマ処理を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００８１】
前記ＮＦ３とＮＨ３を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。ＮＨ３ガスを流量２５ｓｃｃｍで流し、ＮＦ３ガスを流量１０ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．２Ｗ／ｃｍ２、圧力２５ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００８２】
次に、変形例８について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、Ｈ２を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理により結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようなプラズマ処理を用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００８３】
前記Ｈ２を含むガスをプラズマ化したプラズマ処理の条件は次の通りである。Ｈ２ガスを流量５０ｓｃｃｍで流しながら、パワー密度０．５Ｗ／ｃｍ２、圧力２５ｍＴｏｒｒの条件下で１２０秒間処理する。
【００８４】
次に、変形例９について説明する。
結晶化の加熱処理時に形成された酸化珪素膜を、水素原子を含むガスにより結晶性珪素膜５の表面から除去する。このようなガスを用いると、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に孔が発生するのを抑制できる。
【００８５】
変形例についての説明はここで終了し、以下、実施の形態１の説明に戻る。
前述したように結晶性珪素膜５にレーザー光（例えばエキシマレーザー光等）又は強光を照射した後に、ＴＦＴの閾値を制御するために、結晶性珪素膜７に５×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３程度のｐ型不純物であるボロンを添加するチャネルドープを行う。
【００８６】
ＴＦＴの閾値は、ここで形成される結晶性珪素膜７や後の工程で形成するゲート絶縁膜の特性、あるいはこれら以外の様々な要因によって変動する。従って、必ずしもボロンを添加する必要はなく、何も不純物を添加しない、あるいは必要に応じて燐などのｎ型不純物を添加するなどの方法をとってもよい。また、ボロンを添加する際にも、添加量は上記に示した濃度範囲に限らず、適宜決定すればよい。
【００８７】
次に、図２（Ａ）に示すように、結晶性珪素膜７をフォトリソグラフィおよびエッチングにより素子分離する。即ち、結晶性珪素膜７上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、結晶性珪素膜上にはレジストパターン２９が形成される。
【００８８】
次いで、このレジストパターン２９をマスクとして結晶性珪素膜をエッチングすることにより、下地絶縁膜上には結晶性珪素膜７からなる島状の半導体層（活性層）８ａ，８ｂが形成される。
【００８９】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、レジストパターン２９を除去した後、半導体層８ａ，８ｂおよび下地絶縁膜の上に膜厚４０〜１３０ｎｍのゲート絶縁膜９をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００９０】
次いで、ゲート絶縁膜９の上に膜厚２００〜５００ｎｍの導電膜１０を形成する。本実施の形態では、導電膜１０にタングステン（Ｗ）膜を用いる。ただし、ゲート電極を形成するのに用いる材料はこれに限定されるものではなく、ＴａＮ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を組み合わせた合金膜もしくは化合物材料、もしくは燐などの不純物元素を添加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。
【００９１】
この後、導電膜１０上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、導電膜１０上にはレジストパターン１１が形成される。
【００９２】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、レジストパターン１１をマスクとして導電膜１０をドライエッチングすることにより、導電膜１０は所望の形状のゲート電極１２，１３に加工される。次いで、レジストパターン１１を除去する。もちろん、これ以外の形状のゲート電極構造を用いることも可能である。また、本実施の形態では、単層構造のゲート電極を用いているが、２層構造以上の積層構造のゲート電極を用いることも可能である。
【００９３】
この後、図２（Ｄ）に示すように、ゲート電極１２，１３をマスクとしてｎ型不純物元素である燐を半導体層８ａ，８ｂにドーピングする。これにより、半導体層８ａの領域１４ａ，１４ｂ及び半導体層８ｂの領域１４ｃ，１４ｄには燐が導入される。
【００９４】
次に、図２（Ｅ）に示すように、ｎチャネル型ＴＦＴのソース及びドレイン領域１５，１６を形成する為のｎ型不純物元素の添加を行う。ｐチャネル型ＴＦＴのソースとなる領域に高濃度のｎ型不純物元素が添加されないように、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域とｎチャネル型ＴＦＴの低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）となる部分１７，１８とを覆うようにレジストパターン１９を形成する。
【００９５】
次いで、レジストパターン１９をマスクとしてｎ型不純物元素である燐を半導体層８ａにドーピングする。これらのｎ型不純物のドーピングによって、ＬＤＤ領域となる部分１７，１８、ソース及びドレイン領域となる部分１５，１６にはそれぞれ１×１０１６〜１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、１×１０１９〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度でｎ型の不純物が添加されるように条件を設定する。
【００９６】
この後、図３（Ｆ）に示すように、ｎチャネル型ＴＦＴを覆うようにレジストパターン２０ａを形成し、このレジストパターン２０ａ及びゲート電極１３をマスクとしてｐチャネル型ＴＦＴの半導体層８ｂにｐ型の不純物であるボロンをドーピングする。
【００９７】
次に、図３（Ｇ）に示すように、レジストパターン２０ａを除去した後、ｐチャネル型ＴＦＴのソース及びドレイン領域２０，２１を形成する為のｐ型不純物元素の添加を行う。ｎチャネル型ＴＦＴに高濃度のｐ型不純物元素が添加されないように、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴの低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）となる部分２２，２３とを覆うようにレジストパターン２０ｂを形成する。
【００９８】
次いで、レジストパターン２０ｂをマスクとしてｐ型不純物元素であるボロンを半導体層８ｂにドーピングする。これらのｐ型不純物のドーピングによって、ＬＤＤ領域となる部分２２，２３、ソース及びドレイン領域となる部分２０，２１にはそれぞれボロンの濃度が当該領域中の燐の濃度よりも３×１０１７〜４×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、３×１０１９〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で高くなるように条件を設定する。
【００９９】
次に、レジストパターン２０ｂを除去した後に、図３（Ｈ）に示すように、レーザーアニールにより、添加された不純物を活性化させると共に、ドーピング工程により損傷された島状シリコン領域８ａ，８ｂの結晶性を回復させる。
【０１００】
本実施の形態では、ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴのソース及びドレイン領域１５，１６，２０，２１には燐が１×１０１９〜１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で注入され、更に、ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域１７，１８，２２，２３には燐が１×１０１６〜１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度で注入されているため、レーザーを照射することにより、燐によってニッケルが効果的にゲッタリングされる。
【０１０１】
レーザー光としては、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を用いた場合、ニッケルを効果的にゲッタリングするためには、レーザー光の照射条件はエネルギー密度が２００〜４００ｍＪ／ｃｍ２、例えば２５０ｍＪ／ｃｍ２とするとよい。また、一ヶ所につき２〜２０ショットのレーザー光が照射されるようにするとよい。レーザー光の照射時の基板温度は２００℃とする。
【０１０２】
レーザーアニール後に、窒素雰囲気中で２時間、３５０℃の温度で熱アニールする。なお、本実施の形態では、レーザーアニール、熱アニール双方を行うようにしたが、レーザーアニール、熱アニールのいずれか一方を行うようにしてもよい。
【０１０３】
この後、図３（Ｉ）に示すように、ゲート電極１２，１３及びゲート絶縁膜９を含む全面上にプラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜からなる層間絶縁膜４２を成膜する。
【０１０４】
次いで、層間絶縁膜４２及びゲート絶縁膜９にソース及びドレイン領域１５，１６，２０，２１それぞれの上に位置するコンタクトホールを形成する。
【０１０５】
次いで、前記コンタクトホール内及び層間絶縁膜４２上に例えばチタンとアルミニウムの多層膜を形成する。次いで、この多層膜をパターニングすることにより、前記コンタクトホール内及び層間絶縁膜４２上にはソース及びドレインの電極、配線４３３，４３４，４３５を形成する。次いで、３５０℃の水素雰囲気中において、２時間の加熱処理を行う。以上の工程を経て、ＣＭＯＳ薄膜トランジスタが完成する。
【０１０６】
上記実施の形態１によれば、加熱処理を行って結晶性珪素膜５を形成した際、この結晶性珪素膜５の表面には酸化珪素膜６が形成されるので、結晶性珪素膜５を有機溶剤とフッ化物を含む溶液に浸漬して酸化珪素膜６を結晶性珪素膜５の表面から除去している。このように有機溶剤とフッ化物を含む溶液を用いることにより、結晶性珪素膜５中にニッケルシリサイドが析出していても、そのニッケルシリサイドがエッチングされにくいため、結晶性珪素膜５に底部が下地絶縁膜に達している孔が生じることを抑制できる。そして、結晶性珪素膜５にレーザー光又は強光を照射することにより、結晶性珪素膜５中の浅い孔を消滅させることができる。従って、結晶性珪素膜に孔が発生するのを抑制することができる。このような結晶性半導体膜を用いてＴＦＴや容量素子を作製することにより絶縁耐圧不良の発生を抑制することができる。
【０１０７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による液晶パネルを示す断面図である。この液晶パネルは、実施の形態１の半導体装置の作製方法を用いて作製されるものである。
【０１０８】
実施の形態１の半導体装置の作製方法に従いＴＦＴアレイ基板５７を作製した後、この基板５７のＴＦＴが形成された側に配向膜５８を形成し、ラビング処理を施す。配向膜５８の形成にはポリイミド樹脂やポリアミック系樹脂を用いる。
【０１０９】
次に、対向基板５９の作製について説明する。
まず基板６０の上に金属クロムを材料とした遮光膜６１を形成する。次いで、この遮光膜６１の上に必要に応じて赤、青、緑の三色のカラーフィルター６２を設ける。カラーフィルター６２を設けた場合、段差を埋めて平坦化するために、カラーフィルター６２の上にアクリル樹脂などの材料を用いて保護膜６３を形成する。次いで、この保護膜６３の上に透明導電膜であるＩＴＯ膜を成膜し、このＩＴＯ膜を所望の形状に加工することにより、保護膜６３上には画素電極６４が形成される。
【０１１０】
上記のようにして作製した対向基板５９の電極を設けている側に配向膜６５を形成し、ラビング処理を施す。さらに対向基板５９とＴＦＴアレイ基板５７を接着するために、対向基板側にシール材（図示せず）を塗布し、加熱してシール材を仮硬化させる。仮硬化後、対向基板５９の配向膜６５を形成した側にプラスチック球のスペーサー６６を散布する。
【０１１１】
次に、ＴＦＴアレイ基板５７と対向基板５９の各々の配向膜５８，６５を形成している側が向き合うようにして両基板を精度良く張り合わせる。張り合わせた基板のうち不要な部分をせん断して、所望のサイズの液晶パネル６７にする。液晶パネル６７の内部に液晶材料６８を注入し、パネル内部全体に満たした後、封止材を用いて完全に封止する。
【０１１２】
上記実施の形態２においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、実施の形態１による半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、実施の形態１による半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図３】（Ｆ）〜（Ｉ）は、実施の形態１による半導体装置の作製方法を示す断面図。
【図４】実施の形態２による液晶パネルを示す断面図。
【図５】変形例１の結晶性珪素膜の表面を電子顕微鏡で撮影した写真。
【図６】従来の結晶性珪素膜の表面を電子顕微鏡で撮影した写真。
【符号の説明】
【０１１５】
１…基板
２…下地絶縁膜
３…非晶質珪素膜
４…触媒金属元素を含む溶液
５…結晶性珪素膜
６…酸化珪素膜
７…結晶性珪素膜
８ａ，８ｂ…半導体層（活性層）
９…ゲート絶縁膜
１０…導電膜
１１…レジストパターン
１２，１３…ゲート電極
１４ａ〜１４ｄ…領域
１５，１６…ｎチャネル型ＴＦＴのソース及びドレイン領域
１７，１８…ｎチャネル型ＴＦＴの低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）
１９，２０ａ，２０ｂ…レジストパターン
２０，２１…ｐチャネル型ＴＦＴのソース及びドレイン領域
２２，２３…ｐチャネル型ＴＦＴの低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）
２９…レジストパターン
４２…層間絶縁膜
４３３〜４３５…ソース及びドレインの電極、配線
５７…ＴＦＴアレイ基板
５８，６５…配向膜
５９…対向基板
６０…基板
６１…遮光膜
６２…カラーフィルター
６３…保護膜
６４…画素電極
６６…スペーサー
６７…液晶パネル
６８…液晶材料
【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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