(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された半導体層の一部にレーザー光を照射する際に、
前記半導体層の一部の前記レーザー光が照射される面とは反対の面に、参照光を照射して、前記参照光の反射率の経時変化を測定し、
前記反射率が変化しない段階では、前記半導体層の一部が非溶融状態にあると判断し、前記反射率が変化する段階では、前記半導体層の一部が部分溶融状態にあると判断し、
前記反射率の変化が飽和した段階では、前記半導体層の一部が完全溶融状態にあると判断することを特徴とする半導体層の評価方法。
【請求項２】
基板上に形成された半導体層の一部にレーザー光を照射する際に、
前記半導体層の一部の前記レーザー光が照射される面とは反対の面に、参照光を照射して、前記参照光の反射率の経時変化を測定し、
第１の反射率を基準として、
前記反射率の最大値が前記第１の反射率未満である場合には前記半導体層が所望の溶融状態に達していないと判断し、
前記反射率の最大値が前記第１の反射率以上の一定範囲にある場合には前記半導体層が前記所望の溶融状態に達したと判断し、
前記反射率の最大値が前記一定範囲を超えた場合には前記半導体層が前記所望の溶融状態を超える溶融状態に達したと判断することを特徴とする半導体層の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体層の評価方法及びこれを用いた半導体基板の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バルク状のシリコン基板に代わり、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を使った集積回路が開発されている。絶縁層上に形成された薄い単結晶シリコン層の特長を生かすことで、集積回路中のトランジスタ同士を完全に分離して形成することができ、またトランジスタを完全空乏型とすることができるため、高集積、高速駆動、低消費電力など付加価値の高い半導体集積回路が実現できる。
【０００３】
ＳＯＩ基板を製造する方法の１つに、水素イオン注入と剥離を組み合わせた、水素イオン注入剥離法が知られている。水素イオン注入剥離法の代表的な工程を以下に示す。
【０００４】
はじめに、シリコン基板に水素イオンを注入することによって、表面から所定の深さにイオン注入層を形成する。次に、ベース基板となる別のシリコン基板を酸化して酸化珪素膜を形成する。その後、水素イオンを注入したシリコン基板と、別のシリコン基板の酸化珪素膜とを密着させて、２枚のシリコン基板を貼り合わせる。そして、加熱処理を行うことにより、イオン注入層を劈開面として一方のシリコン基板を劈開させる。
【０００５】
水素イオン注入剥離法を用いて、ガラス基板上に単結晶シリコン層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、イオン注入によって形成された欠陥層や、剥離面の数ｎｍ〜数十ｎｍの段差を除去するために、剥離面を機械研磨している。
【特許文献１】特開平１１−０９７３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、イオン注入剥離法を用いて単結晶半導体層を形成する場合には、イオンの注入により、単結晶半導体層中の欠陥が増大する。単結晶半導体層中に欠陥が多数存在する場合には、例えば、ゲート絶縁膜との界面に欠陥の準位が形成されやすくなるため、これを用いて作製した半導体素子の特性は良好なものではない。また、単結晶半導体層中に欠陥が多数存在する場合には、そもそも単結晶半導体本来の特性を得ることができない。
【０００７】
上記の問題を解消する方策としては、例えば、高温（８００℃以上）での加熱や、研削・研磨といった処理を挙げることができる。しかしながら、高温での加熱や、研削・研磨といった処理は、ガラス基板上に形成した単結晶半導体層に対する処理としては適当でない。ガラス基板の耐熱温度は６５０℃程度であり、また、ガラス基板はシリコン基板などと比較して大型のためである。
【０００８】
上記手法に代わるものとしては、例えば、単結晶半導体層に対してレーザー光を照射する方法がある。レーザー光を照射することにより、単結晶半導体層のみを選択的に溶融させて、欠陥を低減することができる。
【０００９】
ここで、レーザー光の照射強度が小さすぎる場合には、欠陥の回復が十分ではないという問題が生じる。また、レーザー光の照射強度が大きすぎる場合には、単結晶半導体層の結晶性が低下してしまうという問題が生じる。このため、単結晶半導体層に照射するレーザー光の照射強度を最適化する必要があるが、最適なレーザー光の照射強度は、単結晶半導体層の厚みや、照射雰囲気などによって変化するため、これを一律に決定することは容易ではない。また、レーザー光のその他の条件、例えば、パルスレーザー光を用いる場合における照射パルス数（連続発振レーザー光を用いる場合には照射時間）などの最適化も容易ではない。
【００１０】
上述の問題点に鑑み、本発明では、レーザー光の照射条件を最適化する際に必要な、半導体層の溶融状態の簡易な判定方法を提供することを課題の一とする。また、単結晶半導体層の溶融状態を判定することにより、レーザー光の照射条件を最適化することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、レーザー光を照射する面とは反対の面に所定の波長の光（参照光）を照射して、半導体層の溶融状態を評価する。具体的には、参照光の反射率（単に反射光強度などでも良い）を測定することにより、反射率が所定の値未満であれば非溶融状態にあると判断し、反射率が所定の範囲内であれば部分溶融状態にあると判断し、反射率が所定の値以上であれば完全溶融状態にあると判断する。反射率の経時変化を測定して溶融状態を評価しても良い。詳細は以下の通りである。
【００１２】
本発明の半導体層の評価方法の一は、基板上に形成された半導体層の一部にレーザー光を照射する際に、半導体層の一部のレーザー光が照射される面とは反対の面に、所定の波長の参照光を照射して、参照光の反射率を測定し、第１の反射率と第２の反射率を基準として、反射率が第１の反射率未満である場合には半導体層の一部が非溶融状態にあると判断し、反射率が第１の反射率以上、第２の反射率未満である場合には半導体層の一部が部分溶融状態にあると判断し、反射率が第２の反射率以上である場合には半導体層の一部が完全溶融状態にあると判断する半導体層の評価方法であって、第１の反射率は、半導体層の一部のレーザー光が照射される面が溶融状態にある場合の反射率であり、第２の反射率は、半導体層の一部のレーザー光が照射される面とは反対の面が溶融状態にある場合の反射率であることを特徴としている。なお、上記第１の反射率と第２の反射率については別の表現が可能である。例えば、第１の反射率を、レーザー光の照射強度と反射率との関係を示すグラフにおいて、反射率が急激に増大する反射率とし、第２の反射率を、レーザー光の照射強度と反射率との関係を示すグラフにおいて、反射率の増大が飽和する反射率とすることができる。
【００１３】
本発明の半導体層の評価方法の他の一は、基板上に形成された半導体層の一部にレーザー光を照射する際に、半導体層の一部のレーザー光が照射される面とは反対の面に、所定の波長の参照光を照射して、参照光の反射率の経時変化を測定し、反射率が変化しない段階では、半導体層の一部が非溶融状態にあると判断し、反射率が変化する段階では、半導体層の一部が部分溶融状態にあると判断し、反射率の変化が飽和した段階では、半導体層の一部が完全溶融状態にあると判断することを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体層の評価方法の他の一は、基板上に形成された半導体層の一部にレーザー光を照射する際に、半導体層の一部のレーザー光が照射される面とは反対の面に、所定の波長の参照光を照射して、参照光の反射率の経時変化を測定し、目的の反射率を基準として、反射率の最大値が目的の反射率未満である場合には半導体層が所望の溶融状態に達していないと判断し、反射率の最大値が目的の反射率以上の一定範囲にある場合には半導体層が所望の溶融状態に達したと判断し、反射率の最大値が一定範囲を超えた場合には半導体層が所望の溶融状態を超える溶融状態に達したと判断する半導体層の評価方法であって、目的の反射率は、目的の強度のレーザー光が照射された場合の反射率の最大値であることを特徴とする。
【００１５】
なお、上記においては反射率を測定することに限られず、反射光強度を測定しても良いし、その他の同等の物性値について測定することとしても良い。
【００１６】
また、上記において、参照光は、固体状態の半導体層にその一部が吸収される光であることが好ましい。具体的には、例えば、３００ｎｍ乃至８００ｎｍの波長の光を用いればよい。ここで、参照光は、半導体層の溶融状態を変化させない（実質的に変化させないとみなせる）強度の光であることが必要である。
【００１７】
なお、上記において、半導体層は単結晶半導体層とすることができる。
【００１８】
上記半導体層の評価方法を用いてレーザー光の照射条件を決定し、決定した照射条件を用いてレーザー光を照射することで優れた特性の半導体層を作製することができる。また、上記半導体層の評価方法を用いて半導体層の一部が部分溶融状態又は完全溶融状態にあると判断された段階で、半導体層の一部へのレーザー光の照射を停止させることで、効率良く半導体層を作製することができる。同様に、半導体層の一部が所望の溶融状態に達したと判断された段階で、半導体層の一部へのレーザー光の照射を停止させてもよい。
【００１９】
なお、上記において、単結晶半導体とは、結晶構造が一定の規則性を持って形成されており、どの部分においても結晶軸が同じ方向を向いている半導体をいうものとする。つまり、欠陥の多少については問わない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、参照光の反射率のみを用いて半導体層の溶融状態を評価している。これにより、極めて簡易な方法により半導体層の溶融状態を評価することができる。また、該評価方法を用いることにより、レーザー光の照射条件の最適化が容易となり、優れた特性の半導体層を効率よく作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いることとする。また、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指すものとする。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の評価方法について、図１乃至４を参照して説明する。はじめに、図１及び２を参照して、半導体層に照射した参照光の反射率が半導体層の溶融状態に応じて変化する様子及びこの性質を利用した半導体層の評価方法について示す。なお、図１及び２における説明では簡単のため、レーザー光の照射時間や照射パルス数を一定にして、レーザー光の照射強度のみを変化させた場合について示す。
【００２３】
図１において、半導体層１１６は絶縁層１１２上に形成されており、絶縁層１１２はベース基板１００上に形成されている。ベース基板１００としては、例えば、ガラス基板を用いることができ、絶縁層１１２としては、例えば、酸化珪素からなる層を用いることができ、また、半導体層１１６としては、例えば、単結晶シリコン半導体層を用いることができる。なお、半導体層１１６を溶融させるためのレーザー光１４０は半導体層１１６の上方から照射される。
【００２４】
参照光１５０は、レーザー光１４０が照射される面とは反対の面、すなわち、図中下方から照射される。ここで、参照光１５０は半導体層１１６の溶融状態を判断するためのものであるから、少なくともその一部が半導体層１１６にまで到達する必要がある。すなわち、参照光１５０は、ベース基板１００及び絶縁層１１２を透過する波長の光とする。具体的には、例えば、ベース基板としてガラス基板を用いる場合には、２００ｎｍ以上の波長の光を選択することが好ましい。
【００２５】
図１（Ａ）はレーザー光１４０の照射強度が小さく、半導体層１１６が非溶融状態にある場合を示している。参照光１５０が図中下方から照射されると、一部は半導体層１１６を透過し、他の一部は半導体層１１６などの界面において反射され、反射光１５２となる。そして、照射した参照光１５０の強度と、反射光１５２の強度の比から、反射率を算出することができる。なお、図１（Ａ）においては簡単のため、半導体層１１６と絶縁層１１２との界面における反射のみを図示しているが、実際の反射光にはその他の界面等からの反射が含まれている。
【００２６】
図１（Ｂ）には、レーザー光１４０の照射強度が比較的大きく、半導体層１１６の一部が溶融状態となっている場合（部分溶融状態となっている場合）を示す。この場合には、参照光１５０の大部分が、溶融状態となっている半導体層１１６ａと固体の（溶融していない）半導体層１１６ｂとの界面において反射されるため、図１（Ａ）の場合と比較して反射光１５２の強度（反射率）は増大することになる。
【００２７】
ここで、参照光１５０の波長として、固体の半導体層１１６ｂに一定程度吸収される波長を選択した場合には、固体の半導体層１１６ｂの厚さに依存して反射光１５２の強度が変化することになる。例えば、半導体層１１６ａが非常に薄い場合（半導体層１１６の表面のごく一部のみが溶融状態となっている場合）には、半導体層１１６ａが厚い場合（半導体層の多くの部分が溶融状態となっている場合）と比較して半導体層１１６ｂにおける参照光１５０の吸収が大きくなるため、反射光１５２の強度は小さいものとなる。これは、半導体層１１６の溶融状態に依存して反射光１５２の強度が変化することを意味している。
【００２８】
上記の性質を利用することにより、部分溶融状態の詳細な評価が可能になる。この場合、参照光１５０の波長の選択が問題となるが、少なくとも一部が半導体層１１６ｂに吸収される波長であれば良いため、例えば、半導体層として単結晶シリコン半導体層を用いる場合には、８００ｎｍ以下の波長を選択することができる。波長の下限は、光の侵入長と半導体層との膜厚を考慮して決定すればよいが、例えば、半導体層１１６の厚みが１００ｎｍ程度であるならば、少なくとも３００ｎｍ以上の波長を選択することが好ましいと言える。また、参照光１５０を用いて溶融状態を評価するのであるから、参照光１５０の強度は溶融状態に大きな影響を与えない（溶融状態を実質的に変化させない）程度とすることが重要である。
【００２９】
図２（Ａ）には、レーザー光１４０の照射強度が十分に大きく、半導体層１１６全体が溶融状態となっている場合（完全溶融状態となっている場合）を示す。この場合には、図１（Ｂ）の場合のように、溶融していない半導体層（固体の半導体層）による吸収が存在しないため、反射光１５２の強度は図１（Ａ）、（Ｂ）の場合と比較して大きくなる。なお、この状態においては、レーザー光１４０の照射強度の変化に対して、反射光１５２の強度の変化は極めて小さいと言える。
【００３０】
図２（Ｂ）に、レーザー光１４０の照射強度と、参照光１５０及び反射光１５２から算出した反射率との関係を模式的に示す。ここで、グラフの横軸はレーザー光１４０の照射強度であり、縦軸は反射率である。上述のように、レーザー光１４０の照射強度が小さい場合には、半導体層１１６は非溶融状態であるため、反射率は他の状態と比較して小さい（反射率：Ｒ０）。なお、非溶融状態では、反射率は、レーザー光１４０の照射強度にかかわらず概ね一定である。
【００３１】
レーザー光１４０の照射強度が徐々に大きくなり、Ｉ１で示される値に達した場合には、半導体層１１６の表面が溶融する。この際、溶融状態の半導体層１１６ａ表面（界面）での反射が生じるため、反射率は急激に増大する（反射率：Ｒ１）。さらに、レーザー光１４０の照射強度を大きくすると、半導体層１１６が溶融状態となる領域が大きくなり、非溶融状態である領域が小さくなるため、レーザー光１４０の照射強度に依存して反射率が増大することになる。そして、さらにレーザー光１４０の照射強度を大きくしていくと、Ｉ２で示される値において、反射率の増大が飽和する。
【００３２】
以上、まとめると次のようになる。
・半導体層のレーザー光が照射される面とは反対の面に参照光を照射して、その反射率を観測する。
・第１の反射率（Ｒ１）と第２の反射率（Ｒ２）を基準とする。
・第１の反射率（Ｒ１）：レーザー光の照射強度と反射率との関係を示すグラフにおいて、反射率が急激に増大する反射率である。すなわち、半導体層の表面のみが溶融状態にある場合の反射率である。
・第２の反射率（Ｒ２）：レーザー光の照射強度と反射率との関係を示すグラフにおいて、反射率の増大が飽和する反射率である。すなわち、半導体層の略全体（表面から裏面まで）が溶融状態にある場合の反射率である。
・反射率が第１の反射率未満である場合：半導体層が非溶融状態にあると判断される。
・反射率が第１の反射率以上、第２の反射率未満である場合：半導体層が部分溶融状態にあると判断される。
・反射率が第２の反射率以上である場合：半導体層が完全溶融状態にあると判断される。
【００３３】
このように、反射率を観測することにより、半導体層の溶融状態を評価することができる。本発明では反射率のみを観測すればよいため、きわめて簡便に半導体層の溶融状態を評価することができる。
【００３４】
次に、図３を用いて、パルス発振レーザー光により半導体層を溶融させる場合における溶融状態の評価方法を説明する。なお、ここでは説明の便宜上、パルス発振の発振周波数が極めて高く、パルス発振レーザー光を照射している間の半導体層の冷却について、実質的に無視することができる状況を想定して説明することとする。また、本実施の形態においてはパルス発振レーザー光を照射する場合の一例について説明するが、パルス発振レーザー光に代えて連続発振レーザー光を用いても良いことは言うまでもない。連続発振レーザー光を用いる場合には、パルス発振レーザー光のパルス幅を十分に長くした場合と同様に考えればよい。
【００３５】
図３（Ａ）は、パルス発振レーザー光の強度と時間の関係を示す図である。図３（Ｂ）は、参照光の反射率と時間の関係を示す図である。図３（Ａ）の時間軸と、図３（Ｂ）の時間軸は対応しており、時間ｔ１、時間ｔ２、時間ｔ３、時間ｔ４、時間ｔ５においてパルス発振レーザー光の強度がピークを有している。
【００３６】
図３において、一パルスの強度は、部分溶融となる強度Ｉ１を僅かに下回っており、最初のパルスが照射される時間ｔ１において、半導体層は溶融しない。このため、時間ｔ１においては、反射率はＲ０から変化しない。その後、２番目のパルスが照射される時間ｔ２において半導体層は溶融（部分溶融）し、反射率がＲ１を超えることになる。そして３番目のパルスが照射される時間ｔ３において、さらに溶融が進行し、残存する非溶融状態の半導体層が減少する。
【００３７】
４番目のパルスが照射される時間ｔ４において、半導体層は完全溶融し、反射率がＲ２に達する。その後、５番目のパルスが照射される時間ｔ５においては反射率の増加は飽和しており、反射率はＲ２から変化しない。なお、ここでは冷却（固化）による反射率の変化については示していないが、これはあくまで模式図であり、実際には冷却による反射率の変化を伴う。
【００３８】
なお、図３において、パルス発振レーザー光の強度はＩ１を僅かに下回っているが、これは説明の便宜のためであり、パルス発振レーザー光の強度は任意で構わない。例えば、パルス発振レーザー光の強度をＩ１以上としても全く問題はない。パルス発振レーザー光の強度はその目的にあわせて適宜設定することができる。
【００３９】
以上、まとめると次のようになる。
・半導体層のレーザー光が照射される面とは反対の面に参照光を照射して、その反射率の経時変化を観測する。
・反射率が変化しない段階：半導体層が非溶融状態にあると判断される。
・反射率が変化する段階：半導体層が部分溶融状態にあると判断される。
・反射率の変化が飽和した段階：半導体層が完全溶融状態にあると判断される。
【００４０】
なお、パルス発振レーザー光の強度をＩ１より大きく設定した場合には、最初のパルスが照射された段階で半導体層が部分溶融状態となるため、上記の「反射率が変化しない段階」は存在しないことになる。また、パルス発振レーザー光の強度をＩ２より大きく設定した場合には、最初のパルスが照射された段階で半導体層が完全溶融状態となるため、上記の「反射率が変化しない段階」及び「反射率が変化する段階」は存在しないことになる。したがって、これらの場合を考慮して半導体層の溶融状態を評価すればよい。
【００４１】
このように、反射率を観測することにより、半導体層の溶融状態を評価することができる。本発明では反射率のみを観測すればよいため、きわめて簡便に半導体層の溶融状態を評価することができる。
【００４２】
なお、現実には、図３（Ａ）のように一定の強度を安定してパルス発振させることは難しい。したがって、パルス発振レーザー光を照射しながら、半導体層が所望の溶融状態であるか否かによって照射パルス数、照射時間、照射強度などを適宜調節することが好ましいと言える。
【００４３】
次に、図４を用いて、パルス発振レーザー光により半導体層を溶融させる場合における評価方法の別の例について説明する。なお、ここではパルス発振の発振周波数が低く、一パルスの照射により加熱された半導体層が、次の一パルスを照射するまでの間に冷却されてしまう状況、すなわち、熱の蓄積がない状況を想定して説明することとする。
【００４４】
図４（Ａ）は、パルス発振レーザー光の強度と時間の関係を示す図である。図４（Ｂ）は、参照光の反射率と時間の関係を示す図である。図４（Ａ）の時間軸と、図４（Ｂ）の時間軸は対応しており、時間ｔ１’、時間ｔ２’においてパルス発振レーザー光の強度がピークを有している。
【００４５】
図４（Ａ）において、目的のパルス発振レーザー光の強度をＩ’にて示す。上述のように、現実のパルス発振レーザー光ではその強度を安定させることは困難であるから、目的のパルス発振レーザー光の強度Ｉ’が決定している場合であっても、目的のパルス発振レーザー光の強度Ｉ’に対して現実のパルス発振レーザー光の強度が小さくなる場合や大きくなる場合が生じ得る。例えば、時間ｔ１’においては、現実のパルスレーザー光の強度は目的のパルス発振レーザー光の強度Ｉ’を下回っている。
【００４６】
このように、所望の強度が得られていない場合には、半導体層も所望の溶融状態には達していないと考えられるから、このままでは欠陥の低減が不十分であり、半導体層の特性は低いものとなってしまう。この問題を解消するための一例としては、多数のパルス発振レーザー光を半導体層に照射して、パルス毎の強度ぶれの影響を低減する方法がある。しかしながら、この方法は最初の一パルスにて所望の溶融状態が得られた場合であっても一律に多数のパルス発振レーザー光を照射することになるから、スループットの面で問題がある。また、多数のパルスを無駄に発振することになるから、レーザー発振器の寿命という点からも好ましくない。
【００４７】
ここでは、上記の問題を解消するために、半導体層の溶融状態を評価する。より具体的には、パルス発振レーザー光の照射毎に所望の溶融状態に達したか否かを評価する。これにより、半導体層の溶融状態の評価にあわせてレーザー光の照射処理の継続の要否を決定することができるため、スループットを向上させることができる。また、レーザー発振器の寿命を延ばすことにもつながる。
【００４８】
具体的な評価方法は以下の通りである。
【００４９】
はじめに、目的の溶融状態を決定し、目的の溶融状態に対応する「目的の反射率（Ｒ’）」を決定する。当該決定の際には、上述した評価方法を用いることもできる。
【００５０】
次に、パルス発振レーザー光を照射した際の反射率の経時変化を測定する。例えば、図４において、最初のパルスが照射される時間ｔ１’における反射率（最大値）は、目的の反射率（Ｒ’）未満となっている。この場合には、所望の溶融状態には達していないものと判断する。その後、２番目のパルスが照射される時間ｔ１’における反射率（最大値）が目的の反射率（Ｒ’）に達している、この場合には所望の溶融状態に達していると判断する。なお、目的の反射率（Ｒ’）以上となる一定範囲では、所望の溶融状態に達していると判断しても構わない。一定範囲の具体例としては、例えば、「目的の反射率（Ｒ’）以上第２の反射率（Ｒ２）以下」とすることができる。
【００５１】
なお、図４においては示していないが、反射率が上記の一定範囲を超えた場合には、所望の溶融状態を超えたものと判断することができる。例えば、一定範囲を「目的の反射率（Ｒ’）以上第２の反射率（Ｒ２）以下」とした場合には、所望の溶融状態を超えたものと判断することができる。なお、第２の反射率（Ｒ２）を超える状況では微結晶化が進行し、単結晶半導体としては好ましくない。
【００５２】
以上、まとめると次のようになる。
・半導体層のレーザー光が照射される面とは反対の面に参照光を照射して、その反射率の経時変化を観測する。
・目的の反射率（Ｒ’）を基準とする。
・目的の反射率（Ｒ’）：目的の強度のレーザー光が照射された場合の反射率（の最大値）である。
・反射率の最大値が目的の反射率未満である場合：半導体層が所望の溶融状態に達していないと判断される。
・反射率の最大値が目的の反射率以上の一定範囲にある場合：半導体層が所望の溶融状態に達したと判断される。
・反射率の最大値が一定範囲を超えた場合：半導体層が所望の溶融状態を超える溶融状態に達したと判断される。
【００５３】
なお、所望の溶融状態に達したと判断された場合には、該当する照射領域におけるレーザー光の照射処理は完了したものとみなすことができる。したがって、その後、基板又は光学系を移動させて別の領域に対してレーザー光を照射しても良いし、他にレーザー光の照射処理を施す必要がない場合などにはレーザー光の発振を停止しても良い。また、所望の溶融状態を超える溶融状態に達したと判断された場合には、該当する領域の半導体層を半導体素子等に使用しない構成とすると良い。なお、該当する領域を修復する手段がある場合には、修復させて利用する構成としても良い。
【００５４】
このように、反射率を観測することにより、半導体層の溶融状態を評価することができる。本発明では反射率のみを観測すればよいため、きわめて簡便に半導体層の溶融状態を評価することができる。また、半導体層の評価にあわせてレーザー光の照射処理の継続の要否を決定することができるため、半導体層の特性を向上しつつ、スループットを向上させることができる。また、レーザー発振器の寿命を延ばすことにつながるため、結果として良好な半導体層を低いコストで作製することができるようになる。
【００５５】
なお、本実施の形態においては、評価の目的やレーザー光の照射条件が異なる場合などにあわせていくつかの評価方法を提案したが、本発明の評価方法はこれに限定されない。上記評価方法を適宜組み合わせて用いることもできる。
【００５６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の評価方法を用いた半導体基板の作製方法について、図５及び６を参照して説明する。具体的には、図５を用いてＳＯＩ基板の製造方法について説明し、図６を用いて半導体基板の作製方法に用いることができる装置について説明する。
【００５７】
まず、ＳＯＩ基板の作製方法について図５を参照して説明する。
【００５８】
はじめに、ベース基板１００を用意する（図５（Ａ）参照）。ベース基板１００には、液晶表示装置などに使用されている透光性を有するガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、歪み点が５８０℃以上６８０℃以下（好ましくは、６００℃以上６８０℃以下）であるものを用いると良い。また、ガラス基板は無アルカリガラス基板であることが好ましい。無アルカリガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。
【００５９】
なお、ベース基板１００としては、ガラス基板の他、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板、珪素などの半導体でなる基板、金属やステンレスなどの導電体でなる基板などを用いることもできる。
【００６０】
本実施の形態においては示さないが、ベース基板１００の表面に絶縁層を形成しても良い。該絶縁層を設けることにより、ベース基板１００に不純物（アルカリ金属やアルカリ土類金属など）が含まれている場合には、当該不純物が半導体層へ拡散することを防止できる。絶縁層は単層構造でも良いし積層構造でも良い。絶縁層を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などを挙げることができる。
【００６１】
なお、本明細書において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、また、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質をいう。例えば、酸化窒化珪素とは、酸素が５５原子％以上６５原子％以下、窒素が１原子％以上２０原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれる物質とする。また、窒化酸化珪素とは、酸素が１５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上３５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１５原子％以上２５原子％以下の範囲で含まれる物質とする。
【００６２】
次に、半導体基板１１０を用意する。半導体基板１１０としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコンなどの第４属元素でなる単結晶半導体基板を用いることができる。もちろん、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体でなる基板を用いてもよい。本実施の形態においては、半導体基板１１０として、単結晶シリコン基板を用いることとする。半導体基板１１０の形状やサイズに制限は無いが、例えば、８インチ（２００ｍｍ）、１２インチ（３００ｍｍ）、１８インチ（４５０ｍｍ）といった円形の半導体基板を、矩形に加工して用いることができる。なお、本明細書において、単結晶とは、結晶構造が一定の規則性を持って形成されており、どの部分においても結晶軸が同じ方向を向いているものをいう。つまり、欠陥の多少については問わないものとする。
【００６３】
半導体基板１１０を洗浄した後、半導体基板１１０表面に絶縁層を形成する。絶縁層を設けない構成とすることもできるが、後のイオン打ち込みの際の半導体基板１１０の汚染及び表面の損傷を防ぐためには、絶縁層を設けることが好ましい。
【００６４】
次に、上記絶縁層を介して、電界で加速されたイオンでなるイオンビームを半導体基板１１０に照射し、半導体基板１１０の表面から所定の深さの領域に、損傷領域１１４を形成する。損傷領域１１４が形成される領域の深さは、イオンビームの加速エネルギーとイオンビームの入射角によって制御することができる。ここで、損傷領域１１４は、イオンの平均侵入深さと同程度の深さの領域に形成されることになる。
【００６５】
上述の損傷領域１１４が形成される深さにより、半導体基板１１０から分離される半導体層の厚さが決定される。損傷領域１１４が形成される深さは、半導体基板１１０の表面から５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００６６】
イオンを半導体基板１１０に打ち込む際には、イオン注入装置又はイオンドーピング装置を用いることができる。イオン注入装置では、ソースガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離して、所定の質量を有するイオン種を被処理物に注入する。イオンドーピング装置は、プロセスガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離せずに被処理物に打ち込む。なお、質量分離装置を備えているイオンドーピング装置では、イオン注入装置と同様に、質量分離を伴うイオンの注入を行うこともできる。本明細書において、イオン注入装置又はイオンドーピング装置のいずれか一方を特に用いる必要がある場合にのみそれを明記し、特に明記しないときは、いずれの装置を用いてイオンの打ち込みを行っても良いこととする。
【００６７】
イオンドーピング装置を用いる場合のイオンの打ち込み工程は、例えば、以下の条件で行うことができる。
・加速電圧  １０ｋＶ以上１００ｋＶ以下（好ましくは３０ｋＶ以上８０ｋＶ以下）
・ドーズ量  １×１０１６／ｃｍ２以上４×１０１６／ｃｍ２以下
・ビーム電流密度  ２μＡ／ｃｍ２以上（好ましくは５μＡ／ｃｍ２以上、より好ましくは１０μＡ／ｃｍ２以上）
【００６８】
イオンドーピング装置を用いる場合、イオンの打ち込み工程のソースガスには水素を含むガスを用いることができる。該ガスを用いることによりイオン種としてＨ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋を生成することができる。該ガスをソースガスとして用いる場合には、Ｈ３＋を多く打ち込むことが好ましい。具体的には、イオンビームに、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋の総量に対してＨ３＋イオンが７０％以上含まれるようにすることが好ましい。また、Ｈ３＋イオンの割合を８０％以上とすることがより好ましい。このようにＨ３＋の割合を高めておくことで、損傷領域１１４に１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度で水素を含ませることが可能である。これにより、損傷領域１１４からの剥離が容易になる。また、Ｈ３＋イオンを多く打ち込むことで、Ｈ＋、Ｈ２＋を打ち込むよりもイオンの打ち込み効率が向上する。つまり、打ち込みにかかる時間を短縮することができる。
【００６９】
イオン注入装置を用いる場合には、質量分離により、Ｈ３＋イオンが注入されるようにすることが好ましい。もちろん、Ｈ２＋を注入してもよい。ただし、イオン注入装置を用いる場合には、イオン種を選択して注入するため、イオンドーピング装置を用いる場合と比較して、イオン打ち込みの効率が低下する場合がある。
【００７０】
上記の損傷領域１１４を形成した後、絶縁層を除去し、新たに絶縁層１１２を形成する（図５（Ｂ）参照）。ここで、絶縁層を除去するのは、上記のイオン打ち込みの際に、絶縁層が損傷している可能性が高いためである。なお、絶縁層の損傷が問題とならない場合には絶縁層を除去する必要はない。
【００７１】
絶縁層１１２は、貼り合わせにおけるボンディングを形成する層であるから、その表面は、高い平坦性を有していることが好ましい。このような絶縁層１１２としては、例えば、有機シランガスを用いて化学気相成長法により形成される酸化珪素膜を用いることができる。なお、本実施の形態においては絶縁層１１２を単層構造としたが、２層以上の積層構造としても良い。
【００７２】
その後、上記のベース基板１００と半導体基板１１０とを貼り合わせる（図５（Ｃ）参照）。具体的には、ベース基板１００及び絶縁層１１２の表面を超音波洗浄などの方法で洗浄した後、ベース基板１００の表面と絶縁層１１２の表面とが接触するように配置し、ベース基板１００の表面と絶縁層１１２の表面とでボンディングが形成されるように加圧処理を施す。ボンディングの形成には、ファン・デル・ワールス力や水素結合が関与しているもの考えられている。
【００７３】
なお、ボンディングを形成する前に、ベース基板１００又は絶縁層１１２の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、ベース基板１００又は絶縁層１１２の表面に水酸基が付加されるため、水素結合を効率よく形成することができる。
【００７４】
次に、貼り合わせられたベース基板１００及び半導体基板１１０に対して加熱処理を施して、貼り合わせを強固なものとする。この際の加熱温度は、損傷領域１１４における分離が進行しない温度とする必要がある。例えば、４００℃未満、好ましくは３００℃以下とすることができる。加熱処理時間については特に限定されず、処理速度と貼り合わせ強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。ここで、貼り合わせに係る領域のみにマイクロ波を照射して、局所的に加熱することも可能である。なお、貼り合わせ強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。
【００７５】
次に、半導体基板１１０を、損傷領域１１４にて、半導体層１１６と半導体基板１１８とに分離する（図５（Ｄ）参照）。半導体基板１１０の分離は、加熱処理により行う。該加熱処理の温度は、ベース基板１００の耐熱温度を目安にすることができる。例えば、ベース基板１００としてガラス基板を用いる場合には、加熱温度は４００℃以上６５０℃以下とすることが好ましい。ただし、短時間であれば、４００℃以上７００℃以下の加熱処理を行っても良い。なお、本実施の形態においては、６００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００７６】
上述のような加熱処理を行うことにより、損傷領域１１４に形成された微小な空孔の体積変化が生じ、損傷領域１１４に亀裂が生ずる。その結果、損傷領域１１４に沿って半導体基板１１０が劈開する。絶縁層１１２はベース基板１００と貼り合わせられているので、ベース基板１００上には半導体基板１１０から分離された半導体層１１６が残存することになる。また、この加熱処理で、ベース基板１００と絶縁層１１２の貼り合わせに係る界面が加熱されるため、貼り合わせに係る界面に共有結合が形成され、ベース基板１００と絶縁層１１２の結合力が一層向上する。
【００７７】
その後、半導体層１１６の欠陥の低減などを目的として、半導体層１１６にレーザー光１４０を照射する（図５（Ｅ）参照）。ここで、レーザー光１４０の照射条件を最適化するために、本発明の評価方法を用いることができる。詳細については後に説明する。
【００７８】
上記レーザー光１４０の照射には、パルス発振レーザーを用いることが好ましい。これは、瞬間的に高エネルギーのパルスレーザー光を発振することができ、部分溶融状態を作り出すことが容易となるためである。発振周波数は、１Ｈｚ以上１０ＭＨｚ以下程度とすることが好ましい。より好ましくは、１０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下である。上述のパルス発振レーザーとしては、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、エキシマ（ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ）レーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、銅蒸気レーザー、金蒸気レーザー等を用いることができる。なお、上記レーザー光１４０の照射にはパルス発振レーザーを用いることが好ましいが、これに限定して解釈されるものではない。すなわち、連続発振レーザーの使用を除外するものではない。なお、連続発振レーザーとしては、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー等がある。
【００７９】
レーザー光１４０の波長は、半導体層１１６に吸収される波長とする必要がある。その波長は、レーザー光の侵入長などを考慮して決定すればよい。例えば、半導体層１１６が単結晶シリコン層である場合には、２００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲とすることができる。また、レーザー光１４０のエネルギー密度は、レーザー光１４０の波長、半導体層１１６の材料、半導体層１１６の膜厚などを考慮して決定することができる。レーザー光１４０のエネルギー密度は、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲とすることができる。これらの条件についても、本発明の評価方法を用いて最適化することができる。
【００８０】
レーザー光１４０の照射は、大気雰囲気のような酸素を含む雰囲気、または窒素雰囲気のような不活性雰囲気で行うことができる。不活性雰囲気中でレーザー光１４０を照射するには、気密性のあるチャンバー内でレーザー光１４０を照射し、このチャンバー内の雰囲気を制御すればよい。チャンバーを用いない場合は、レーザー光１４０の被照射面に窒素ガスなどの不活性ガスを吹き付けることで、窒素雰囲気を形成することもできる。その他、レーザー光１４０の照射は真空中で行っても良い。
【００８１】
上述のようにレーザー光１４０を照射した後には、半導体層１１６の膜厚を小さくする薄膜化工程を行っても良い。半導体層１１６の薄膜化には、ドライエッチングまたはウエットエッチングの一方、または双方を組み合わせたエッチング処理（エッチバック処理）を適用すればよい。例えば、半導体層１１６がシリコン材料からなる層である場合、ＳＦ６と０２をプロセスガスに用いたドライエッチング処理で、半導体層１１６を薄くすることができる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、レーザー光の照射により平坦化等した後でエッチング処理を行う例を挙げたが、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。例えば、レーザー光の照射前にエッチング処理を行ってもよい。この場合には、エッチング処理により半導体層表面の凹凸や欠陥をある程度低減することができる。また、レーザー光の照射前及び照射後の両方に上記処理を適用しても良い。また、レーザー光の照射と上記処理を交互に繰り返しても良い。このように、レーザー光の照射とエッチング処理を組み合わせて用いることにより、半導体層表面の凹凸、欠陥等を著しく低減することができる。もちろん、上述のエッチング処理や加熱処理などを常に用いる必要はない。
【００８３】
以上により、表面の平坦性が向上し、欠陥が低減された半導体層１２０（単結晶シリコン半導体層）を有するＳＯＩ基板を作製することができる（図５（Ｆ）参照）。
【００８４】
次に、上記レーザー光を照射する際の詳細について、図６を参照して説明する。図６には、半導体層が設けられた基板６００に照射するレーザー光の照射条件を最適化するための装置を示す。該装置は、基板６００を配置するステージ６０２、ステージ６０２の位置を制御する駆動部６０４、レーザー発振器６０６、光学系６０８（ミラー等）、光学系６１０（レンズ等）、参照光の光源６１２、光学系６１４（ハーフミラー等）、光学系６１６（レンズ等）、検出器６１８、検出器６２０、検出器６１８及び検出器６２０からのデータをもとに各種演算、各種制御を行う演算制御装置６２２などを有している。
【００８５】
上述の装置を用いる場合、レーザー発振器６０６から発振されたレーザー光が、光学系６０８、光学系６１０を介して基板６００の上部に照射される。このとき、光源６１２からの光は、光学系６１４、光学系６１６を介して基板６００の下部に照射され、その反射光が検出器６２０に入射する。同時に、光源６１２からの光は、その一部が光学系６１４によって反射され、検出器６１８に入射する。検出器６１８及び検出器６２０によって得られたデータは演算制御装置６２２に送られ、演算制御装置６２２はこのデータをもとに半導体層の溶融状態を評価する。なお、該評価方法には、基準となる反射率と実際の反射率の比較を行う方法や、反射率の経時変化を評価する方法などがある。詳細については実施の形態１において説明した評価方法を参照すればよい。
【００８６】
演算制御装置６２２は、上述の評価を行った後、評価結果をフィードバックする。例えば、レーザー光の強度が最適になるようにレーザー発振器６０６を制御することができる。また、レーザー光の照射パルス数が最適になるようにレーザー発振器６０６及び駆動部６０４を制御しても良い。
【００８７】
なお、半導体層にレーザー光を照射する際には基板６００を加熱する構成としても良い。基板６００を加熱することにより、比較的低い強度のレーザー光を用いる場合であっても、欠陥の低減を効果的に進めることができる。この場合、上述の装置には加熱手段が設けられることになる。
【００８８】
レーザー光の照射により単結晶半導体層の欠陥を低減させる場合には、部分溶融状態、又は、部分溶融状態と完全溶融状態の境界付近の状態（以下、「初期の完全溶融状態」と呼ぶ。）とすることが好ましい。「初期の完全溶融状態」以外の完全溶融状態とした場合には、液相となった後の無秩序な核発生により微結晶化し、結晶性が低下する可能性が高いためである。
【００８９】
一方で、部分溶融状態とした場合には、溶融されていない固体の領域から結晶成長が進行するため、結晶性を保ったまま欠陥を低減することができる。また、「初期の完全溶融状態」とした場合には、下方への熱の拡散により、単結晶半導体層と下部絶縁層との界面付近から固化し、これを種結晶として、再度の単結晶化を進行させることができる。「初期の完全溶融状態」においては、原子の配列が完全にランダムになっているわけではなく、特に、温度上昇が小さい下部絶縁層との界面付近においては、原子配列は固体状態の単結晶半導体層のものと相違がない。このため、下部絶縁層との界面付近からの固化により、結晶性を低下させることなく欠陥を低減することができるものと考えられる。または、下部絶縁層との界面付近において、溶融していない固体が、わずかに残存しており、これを種結晶として結晶成長が進行している可能性もある。
【００９０】
以上を鑑みれば、上述のＳＯＩ基板における単結晶半導体層の欠陥を低減させるという目的においては、パルス発振レーザー光の強度はＩ２以下とすることが好ましい（図２（Ｂ）参照）。Ｉ２を大きく上回る場合には、一パルスで完全溶融状態となってしまい、微結晶化してしまう可能性が高いためである。
【００９１】
また、パルス発振レーザー光の強度が小さすぎる場合や、発振周波数が低い場合には、次のパルスが照射されるまでに半導体層が冷却されてしまい、部分溶融状態を形成することができない。したがって、パルス発振レーザー光の強度はＩ１以上、すなわち一パルスで部分溶融状態を形成することができる強度とすることが好ましいと言える（図２（Ｂ）参照）。
【００９２】
本実施の形態は、実施の形態１と適宜組み合わせて用いることができる。
【００９３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、図７乃至９を参照して、上述の半導体基板を用いた半導体装置の作製方法について説明する。ここでは、半導体装置の一例として複数のトランジスタからなる半導体装置の作製方法について説明することとする。なお、以下において示すトランジスタを組み合わせて用いることで、様々な半導体装置を形成することができる。
【００９４】
図７（Ａ）は、実施の形態２により作製した半導体基板の断面図である。ただし、本実施の形態においては、実施の形態２における絶縁層１１２を２層構造とした場合について示すこととする。
【００９５】
半導体層１２０には、ＴＦＴのしきい値電圧を制御するために、硼素、アルミニウム、ガリウムなどのｐ型不純物、若しくはリン、砒素などのｎ型不純物を添加しても良い。不純物を添加する領域、および添加する不純物の種類は、適宜変更することができる。例えば、ｎチャネル型ＴＦＴの形成領域にはｐ型不純物を添加し、ｐチャネル型ＴＦＴの形成領域にｎ型不純物を添加することができる。上述の不純物を添加する際には、ドーズ量が１×１０１５／ｃｍ２以上１×１０１７／ｃｍ２以下程度となるように行えばよい。その後、半導体層１２０を島状に分離して、半導体層７０２、及び半導体層７０４を形成する（図７（Ｂ）参照）。
【００９６】
次に、半導体層７０２と半導体層７０４を覆うように、ゲート絶縁層７０６を形成する（図７（Ｃ）参照）。ここでは、プラズマＣＶＤ法を用いて、酸化珪素膜を単層で形成することとする。その他にも、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル等を含む膜を、単層構造又は積層構造で形成することによりゲート絶縁層７０６としても良い。
【００９７】
プラズマＣＶＤ法以外の作製方法としては、スパッタリング法や、高密度プラズマ処理による酸化または窒化による方法が挙げられる。高密度プラズマ処理は、例えば、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガスと、酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素などガスの混合ガスを用いて行う。この場合、プラズマの励起をマイクロ波の導入により行うことで、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。このような高密度のプラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体層の表面を酸化または窒化することにより、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下、望ましくは２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の絶縁層を半導体層に接するように形成する。
【００９８】
上述した高密度プラズマ処理による半導体層の酸化または窒化は固相反応であるため、ゲート絶縁層７０６と半導体層７０２及び半導体層７０４との界面準位密度をきわめて低くすることができる。また、高密度プラズマ処理により半導体層を直接酸化または窒化することで、形成される絶縁層の厚さのばらつきを抑えることが出来る。また、半導体層が結晶性を有するため、高密度プラズマ処理を用いて半導体層の表面を固相反応で酸化させる場合であっても、結晶粒界における不均一な酸化を抑え、均一性が良く、界面準位密度の低いゲート絶縁層を形成することができる。このように、高密度プラズマ処理により形成された絶縁層をトランジスタのゲート絶縁層の一部または全部に用いることで、特性のばらつきを抑制することができる。
【００９９】
プラズマ処理による絶縁層の作製方法のより具体的な一例について説明する。亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を、アルゴン（Ａｒ）を用いて１倍以上３倍以下（流量比）に希釈し、１０Ｐａ以上３０Ｐａ以下の圧力下で３ｋＷ以上５ｋＷ以下のマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）電力を印加して、半導体層７０２と半導体層７０４の表面を酸化または窒化させる。この処理により１ｎｍ以上１０ｎｍ以下（好ましくは２ｎｍ以上６ｎｍ以下）のゲート絶縁層７０６の下層を形成する。さらに、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）とシラン（ＳｉＨ４）を導入し、１０Ｐａ以上３０Ｐａ以下の圧力下で３ｋＷ以上５ｋＷ以下のマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）電力を印加して気相成長法により酸化窒化シリコン膜を形成し、ゲート絶縁層７０６の上層とする。このように、固相反応と気相成長法を組み合わせてゲート絶縁層７０６を形成することにより界面準位密度が低く絶縁耐圧の優れたゲート絶縁層７０６を形成することができる。なお、この場合においてゲート絶縁層７０６は２層構造となる。
【０１００】
或いは、半導体層７０２と半導体層７０４を熱酸化させることで、ゲート絶縁層７０６を形成するようにしても良い。このような熱酸化を用いる場合には、耐熱性の比較的高いベース基板を用いることが好ましい。
【０１０１】
なお、水素を含むゲート絶縁層７０６を形成し、その後、３５０℃以上４５０℃以下の温度による加熱処理を行うことで、ゲート絶縁層７０６中に含まれる水素を半導体層７０２及び半導体層７０４中に拡散させるようにしても良い。この場合、ゲート絶縁層７０６として、プラズマＣＶＤ法を用いた窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを用いることができる。なお、プロセス温度は３５０℃以下とすると良い。このように、半導体層７０２及び半導体層７０４に水素を供給することで、半導体層７０２中、半導体層７０４中、ゲート絶縁層７０６と半導体層７０２の界面、及びゲート絶縁層７０６と半導体層７０４の界面における欠陥を効果的に低減することができる。
【０１０２】
次に、ゲート絶縁層７０６上に導電層を形成した後、該導電層を所定の形状に加工（パターニング）することで、半導体層７０２と半導体層７０４の上方に電極７０８を形成する（図７（Ｄ）参照）。導電層の形成にはＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いることができる。導電層は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等の材料を用いて形成することができる。また、上記金属を主成分とする合金材料を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体に導電性を付与する不純物元素をドーピングした多結晶珪素など、半導体材料を用いて形成しても良い。
【０１０３】
本実施の形態では電極７０８を単層の導電層で形成しているが、本発明の半導体装置は該構成に限定されない。電極７０８は積層された複数の導電層で形成されていても良い。２層構造とする場合には、例えば、モリブデン膜、チタン膜、窒化チタン膜等を下層に用い、上層にはアルミニウム膜などを用いればよい。３層構造の場合には、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造や、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜の積層構造などを採用するとよい。
【０１０４】
なお、電極７０８を形成する際に用いるマスクは、酸化珪素や窒化酸化珪素等の材料を用いて形成してもよい。この場合、酸化珪素膜や窒化酸化珪素膜等をパターニングしてマスクを形成する工程が加わるが、レジスト材料と比較して、エッチング時におけるマスクの膜減りが少ないため、より正確な形状の電極７０８を形成することができる。また、マスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的に電極７０８を形成しても良い。ここで、液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を吐出または噴出することで所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【０１０５】
また、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節し、所望のテーパー形状を有するように導電層をエッチングすることで、電極７０８を形成することもできる。また、テーパー形状は、マスクの形状によって制御することもできる。なお、エッチング用ガスとしては、塩素、塩化硼素、塩化珪素もしくは四塩化炭素などの塩素系ガス、四弗化炭素、弗化硫黄もしくは弗化窒素などのフッ素系ガス又は酸素などを適宜用いることができる。
【０１０６】
次に、電極７０８をマスクとして、一導電型を付与する不純物元素を半導体層７０２、半導体層７０４に添加する（図８（Ａ）参照）。本実施の形態では、半導体層７０２にｎ型を付与する不純物元素（例えばリンまたはヒ素）を、半導体層７０４にｐ型を付与する不純物元素（例えばボロン）を添加する。なお、ｎ型を付与する不純物元素を半導体層７０２に添加する際には、ｐ型の不純物が添加される半導体層７０４はマスク等で覆い、ｎ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。また、ｐ型を付与する不純物元素を半導体層７０４に添加する際には、ｎ型の不純物が添加される半導体層７０２はマスク等で覆い、ｐ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。又は、半導体層７０２及び半導体層７０４に、ｐ型を付与する不純物元素又はｎ型を付与する不純物元素の一方を添加した後、一方の半導体層のみに、より高い濃度でｐ型を付与する不純物元素又はｎ型を付与する不純物元素の他方を添加するようにしても良い。上記不純物の添加により、半導体層７０２に不純物領域７１０、半導体層７０４に不純物領域７１２が形成される。
【０１０７】
次に、電極７０８の側面にサイドウォール７１４を形成する（図８（Ｂ）参照）。サイドウォール７１４は、例えば、ゲート絶縁層７０６及び電極７０８を覆うように新たに絶縁層を形成し、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより、該絶縁層を部分的にエッチングすることで形成することができる。なお、上記の異方性エッチングにより、ゲート絶縁層７０６を部分的にエッチングしても良い。サイドウォール７１４を形成するための絶縁層としては、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、有機材料などを含む膜を、単層構造又は積層構造で形成すれば良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって形成する。また、エッチングガスとしては、ＣＨＦ３とヘリウムの混合ガスを用いることができる。なお、サイドウォール７１４を形成する工程は、これらに限定されるものではない。
【０１０８】
次に、ゲート絶縁層７０６、電極７０８及びサイドウォール７１４をマスクとして、半導体層７０２、半導体層７０４に一導電型を付与する不純物元素を添加する（図８（Ｃ）参照）。なお、半導体層７０２、半導体層７０４には、それぞれ先の工程で添加した不純物元素と同じ導電型の不純物元素をより高い濃度で添加する。なお、ｎ型を付与する不純物元素を半導体層７０２に添加する際には、ｐ型の不純物が添加される半導体層７０４はマスク等で覆い、ｎ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。また、ｐ型を付与する不純物元素を半導体層７０４に添加する際には、ｎ型の不純物が添加される半導体層７０２はマスク等で覆い、ｐ型を付与する不純物元素の添加が選択的に行われるようにする。
【０１０９】
上記不純物元素の添加により、半導体層７０２に、一対の高濃度不純物領域７１６と、一対の低濃度不純物領域７１８と、チャネル形成領域７２０とが形成される。また、上記不純物元素の添加により、半導体層７０４に、一対の高濃度不純物領域７２２と、一対の低濃度不純物領域７２４と、チャネル形成領域７２６とが形成される。高濃度不純物領域７１６、高濃度不純物領域７２２はソース又はドレインとして機能し、低濃度不純物領域７１８、低濃度不純物領域７２４はＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域として機能する。
【０１１０】
なお、半導体層７０２上に形成されたサイドウォール７１４と、半導体層７０４上に形成されたサイドウォール７１４は、キャリアが移動する方向（いわゆるチャネル長に平行な方向）の長さが同じになるように形成しても良いが、異なるように形成しても良い。ｐチャネル型トランジスタとなる半導体層７０４上のサイドウォール７１４の長さは、ｎチャネル型トランジスタとなる半導体層７０２上のサイドウォール７１４の長さよりも大きくすると良い。なぜならば、ｐチャネル型トランジスタにおいてソース及びドレインを形成するために注入されるボロンは拡散しやすく、短チャネル効果を誘起しやすいためである。ｐチャネル型トランジスタにおいて、サイドウォール７１４の長さをより大きくすることで、ソース及びドレインに高濃度のボロンを添加することが可能となり、ソース及びドレインを低抵抗化することができる。
【０１１１】
ソース及びドレインをさらに低抵抗化するために、半導体層７０２及び半導体層７０４の一部をシリサイド化したシリサイド層を形成しても良い。シリサイド化は、半導体層に金属を接触させ、加熱処理（例えば、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等）により、半導体層中の珪素と金属とを反応させて行う。シリサイド層としては、コバルトシリサイド又はニッケルシリサイドを用いれば良い。半導体層７０２や半導体層７０４が薄い場合には、半導体層７０２、半導体層７０４の底部までシリサイド反応を進めても良い。シリサイド化に用いることができる金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、Ｈａ（ハフニウム）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、ネオジム（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられる。また、レーザー光の照射などによってもシリサイド層を形成することができる。
【０１１２】
上述の工程により、ｎチャネル型トランジスタ７２８及びｐチャネル型トランジスタ７３０が形成される。なお、図８（Ｃ）に示す段階では、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層は形成されていないが、これらのソース電極又はドレイン電極として機能する導電層を含めてトランジスタと呼ぶこともある。
【０１１３】
次に、ｎチャネル型トランジスタ７２８、ｐチャネル型トランジスタ７３０を覆うように絶縁層７３２を形成する（図８（Ｄ）参照）。絶縁層７３２は必ずしも設ける必要はないが、絶縁層７３２を形成することで、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がｎチャネル型トランジスタ７２８、ｐチャネル型トランジスタ７３０に侵入することを防止できる。具体的には、絶縁層７３２を、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどの材料を用いて形成するのが望ましい。本実施の形態では、膜厚６００ｎｍ程度の窒化酸化珪素膜を、絶縁層７３２として用いる。この場合、上述の水素化の工程は、該窒化酸化珪素膜形成後に行っても良い。なお、本実施の形態においては、絶縁層７３２を単層構造としているが、積層構造としても良いことはいうまでもない。例えば、２層構造とする場合には、酸化窒化珪素膜と窒化酸化珪素膜との積層構造とすることができる。
【０１１４】
次に、ｎチャネル型トランジスタ７２８、ｐチャネル型トランジスタ７３０を覆うように、絶縁層７３２上に絶縁層７３４を形成する。絶縁層７３４は、ポリイミド、アクリル、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いて形成するとよい。また、上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ等を用いることもできる。ここで、シロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、芳香族炭化水素から選ばれる一を有していても良い。なお、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層させることで、絶縁層７３４を形成しても良い。
【０１１５】
絶縁層７３４の形成には、その材料に応じて、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
【０１１６】
次に、半導体層７０２と半導体層７０４の一部が露出するように絶縁層７３２及び絶縁層７３４にコンタクトホールを形成する。そして、該コンタクトホールを介して半導体層７０２と半導体層７０４に接する導電層７３６、導電層７３８を形成する（図９（Ａ）参照）。導電層７３６及び導電層７３８は、トランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する。なお、本実施の形態においては、コンタクトホール開口時のエッチングに用いるガスとしてＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いたが、これに限定されるものではない。
【０１１７】
導電層７３６、導電層７３８は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。具体的には、導電層７３６、導電層７３８として、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）等を用いることができる。また、上記材料を主成分とする合金を用いても良いし、上記材料を含む化合物を用いても良い。また、導電層７３６、導電層７３８は、単層構造としても良いし、積層構造としても良い。
【０１１８】
アルミニウムを主成分とする合金の例としては、アルミニウムを主成分として、ニッケルを含むものを挙げることができる。また、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素または珪素の一方または両方を含むものを挙げることができる。アルミニウムやアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）は抵抗値が低く、安価であるため、導電層７３６、導電層７３８を形成する材料として適している。特に、アルミニウムシリコンは、パターニングの際のレジストベークによるヒロックの発生を抑制することができるため好ましい。また、珪素の代わりに、アルミニウムに０．５％程度のＣｕを混入させた材料を用いても良い。
【０１１９】
導電層７３６、導電層７３８を積層構造とする場合には、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン膜と窒化チタン膜とバリア膜の積層構造などを採用するとよい。なお、バリア膜とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデンまたはモリブデンの窒化物などを用いて形成された膜である。バリア膜の間にアルミニウムシリコン膜を挟むように導電層を形成すると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生をより一層防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンを用いてバリア膜を形成すると、半導体層７０２と半導体層７０４上に薄い酸化膜が形成されていたとしても、バリア膜に含まれるチタンが該酸化膜を還元し、導電層７３６と半導体層７０２、及び導電層７３８と半導体層７０４のコンタクトを良好なものとすることができる。また、バリア膜を複数積層するようにして用いても良い。その場合、例えば、導電層７３６、導電層７３８を、下層からチタン、窒化チタン、アルミニウムシリコン、チタン、窒化チタンのように、５層構造又はそれ以上の積層構造とすることもできる。
【０１２０】
また、導電層７３６、導電層７３８として、ＷＦ６ガスとＳｉＨ４ガスから化学気相成長法で形成したタングステンシリサイドを用いても良い。また、ＷＦ６を水素還元して形成したタングステンを、導電層７３６、導電層７３８として用いても良い。
【０１２１】
なお、導電層７３６はｎチャネル型トランジスタ７２８の高濃度不純物領域７１６に接続されている。導電層７３８はｐチャネル型トランジスタ７３０の高濃度不純物領域７２２に接続されている。
【０１２２】
図９（Ｂ）に、図９（Ａ）に示したｎチャネル型トランジスタ７２８及びｐチャネル型トランジスタ７３０の平面図を示す。ここで、図９（Ｂ）のＡ−Ｂにおける断面が図９（Ａ）に対応している。ただし、図９（Ｂ）においては、簡単のため、導電層７３６、導電層７３８、絶縁層７３２、絶縁層７３４等を省略している。
【０１２３】
なお、本実施の形態においては、ｎチャネル型トランジスタ７２８とｐチャネル型トランジスタ７３０が、それぞれゲート電極として機能する電極７０８を１つずつ有する場合を例示しているが、本発明は該構成に限定されない。本発明で作製されるトランジスタは、ゲート電極として機能する電極を複数有し、なおかつ該複数の電極が電気的に接続されているマルチゲート構造を有していても良い。
【０１２４】
本実施の形態では、機械的な研磨処理などを行う代わりに、レーザー光を照射して、単結晶半導体層の欠陥や表面凹凸を低減している。さらに、本発明の評価方法を用いることにより、極めて簡便な方法によりレーザー光照射条件の最適化を実現している。これにより、欠陥が十分に低減された平坦性の高いＳＯＩ基板を提供することができ、且つ、その提供にかかるコストを抑えることができる。また、該ＳＯＩ基板を用いることにより、高速動作が可能で、サブスレッショルド値が低く、電界効果移動度が高く、低電圧で駆動可能なトランジスタを低いコストで作製することができる。
【０１２５】
本実施の形態は、実施の形態１又は２と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１２６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３において作製した半導体装置、特に表示装置を用いた電子機器について、図１０及び１１を参照して説明する。
【０１２７】
半導体装置（特に表示装置）を用いて作製される電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
【０１２８】
図１０（Ａ）はテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタである。筺体１００１、支持台１００２、表示部１００３、スピーカー部１００４、ビデオ入力端子１００５等を含む。表示部１００３には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能なテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタを低価格で提供することができる。
【０１２９】
図１０（Ｂ）はデジタルカメラである。本体１０１１の正面部分には受像部１０１３が設けられており、本体１０１１の上面部分にはシャッターボタン１０１６が設けられている。また、本体１０１１の背面部分には、表示部１０１２、操作キー１０１４、及び外部接続ポート１０１５が設けられている。表示部１０１２には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能なデジタルカメラを低価格で提供することができる。
【０１３０】
図１０（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータである。本体１０２１には、キーボード１０２４、外部接続ポート１０２５、ポインティングデバイス１０２６が設けられている。また、本体１０２１には、表示部１０２３を有する筐体１０２２が取り付けられている。表示部１０２３には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能なノート型パーソナルコンピュータを低価格で提供することができる。
【０１３１】
図１０（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１０３１、表示部１０３２、スイッチ１０３３、操作キー１０３４、赤外線ポート１０３５等を含む。表示部１０３２にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部１０３２には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能なモバイルコンピュータを低価格で提供することができる。
【０１３２】
図１０（Ｅ）は画像再生装置である。本体１０４１には、表示部Ｂ１０４４、記録媒体読み込み部１０４５及び操作キー１０４６が設けられている。また、本体１０４１には、スピーカー部１０４７及び表示部Ａ１０４３それぞれを有する筐体１０４２が取り付けられている。表示部Ａ１０４３及び表示部Ｂ１０４４それぞれには、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能な画像再生装置を低価格で提供することができる。
【０１３３】
図１０（Ｆ）は電子書籍である。本体１０５１には操作キー１０５３が設けられている。また、本体１０５１には複数の表示部１０５２が取り付けられている。表示部１０５２には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能な電子書籍を低価格で提供することができる。
【０１３４】
図１０（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１０６１には外部接続ポート１０６４、リモコン受信部１０６５、受像部１０６６、バッテリー１０６７、音声入力部１０６８、操作キー１０６９が設けられている、また、本体１０６１には、表示部１０６２を有する筐体１０６３が取り付けられている。表示部１０６２には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能なビデオカメラを低価格で提供することができる。
【０１３５】
図１０（Ｈ）は携帯電話であり、本体１０７１、筐体１０７２、表示部１０７３、音声入力部１０７４、音声出力部１０７５、操作キー１０７６、外部接続ポート１０７７、アンテナ１０７８等を含む。表示部１０７３には、本発明の半導体装置が用いられている。本発明により、信頼性が高く高性能な携帯電話を低価格で提供することができる。
【０１３６】
図１１は、電話としての機能と、情報端末としての機能を併せ持った携帯電子機器１１００の構成の一例である。ここで、図１１（Ａ）は正面図、図１１（Ｂ）は背面図、図１１（Ｃ）は展開図である。携帯電子機器１１００は、電話と情報端末の双方の機能を備えており、音声通話以外にも様々なデータ処理が可能な、いわゆるスマートフォンと呼ばれる電子機器である。
【０１３７】
携帯電子機器１１００は、筐体１１０１及び筐体１１０２で構成されている。筐体１１０１は、表示部１１１１、スピーカー１１１２、マイクロフォン１１１３、操作キー１１１４、ポインティングデバイス１１１５、カメラ用レンズ１１１６、外部接続端子１１１７等を備え、筐体１１０２は、キーボード１１２１、外部メモリスロット１１２２、カメラ用レンズ１１２３、ライト１１２４、イヤフォン端子１１２５等を備えている。また、アンテナは筐体１１０１内部に内蔵されている。上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。
【０１３８】
表示部１１１１には、本発明の半導体装置が組み込まれている。なお、表示部１１１１に表示される映像（及びその表示方向）は、携帯電子機器１１００の使用形態に応じて様々に変化する。また、表示部１１１１と同一面にカメラ用レンズ１１１６を備えているため、映像を伴う音声通話（いわゆるテレビ電話）が可能である。なお、スピーカー１１１２及びマイクロフォン１１１３は音声通話に限らず、録音、再生等に用いることが可能である。カメラ用レンズ１１２３（及び、ライト１１２４）を用いて静止画及び動画の撮影を行う場合には、表示部１１１１はファインダーとして用いられることになる。操作キー１１１４は、電話の発信・着信、電子メール等の簡単な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等に用いられる。
【０１３９】
重なり合った筐体１１０１と筐体１１０２（図１１（Ａ））は、スライドし、図１１（Ｃ）のように展開し、情報端末として使用できる。この場合には、キーボード１１２１、ポインティングデバイス１１１５を用いた円滑な操作が可能である。外部接続端子１１１７はＡＣアダプタやＵＳＢケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電やコンピュータ等とのデータ通信を可能にしている。また、外部メモリスロット１１２２に記録媒体を挿入し、より大容量のデータの保存及び移動に対応できる。上記機能に加えて、赤外線などの電磁波を用いた無線通信機能や、テレビ受信機能等を有していても良い。本発明により、信頼性が高く高性能な携帯電子機器を低価格で提供することができる。
【０１４０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至３と適宜組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】評価方法の原理を示す図である。
【図２】評価方法の原理及び評価方法の一例について示す図である。
【図３】評価方法の一例について示す図である。
【図４】評価方法の一例について示す図である。
【図５】半導体基板の作製工程を示す図である。
【図６】評価に用いる装置を示す図である。
【図７】半導体装置の作製工程を示す図である。
【図８】半導体装置の作製工程を示す図である。
【図９】半導体装置の平面図及び断面図である。
【図１０】半導体装置を用いた電子機器を示す図である。
【図１１】半導体装置を用いた電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１００    ベース基板
１１０    半導体基板
１１２    絶縁層
１１４    損傷領域
１１６    半導体層
１１６ａ    半導体層
１１６ｂ    半導体層
１１８    半導体基板
１２０    半導体層
１４０    レーザー光
１５０    参照光
１５２    反射光
６００    基板
６０２    ステージ
６０４    駆動部
６０６    レーザー発振器
６０８    光学系
６１０    光学系
６１２    光源
６１４    光学系
６１６    光学系
６１８    検出器
６２０    検出器
６２２    制御装置
６２２    演算制御装置
７０２    半導体層
７０４    半導体層
７０６    ゲート絶縁層
７０８    電極
７１０    不純物領域
７１２    不純物領域
７１４    サイドウォール
７１６    高濃度不純物領域
７１８    低濃度不純物領域
７２０    チャネル形成領域
７２２    高濃度不純物領域
７２４    低濃度不純物領域
７２６    チャネル形成領域
７２８    ｎチャネル型トランジスタ
７３０    ｐチャネル型トランジスタ
７３２    絶縁層
７３４    絶縁層
７３６    導電層
７３８    導電層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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