【手続補正書】
【提出日】平成19年7月25日(2007.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】半導体装置の作製方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪素を主成分とする非晶質半導体膜を、間欠放電によるプラズマＣＶＤ法で形成し、
前記非晶質半導体膜に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加して加熱処理を行い、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
前記結晶構造を有する半導体膜は、反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１０１｝面が占める割合が１０％以上であって、前記結晶構造を有する半導体膜でチャネル形成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２】
珪素を主成分とし、珪素以外の周期律表第１４族元素の濃度は１×１０１８／ｃｍ３以下である非晶質半導体膜を、間欠放電によるプラズマＣＶＤ法で形成し、
前記非晶質半導体膜に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加して加熱処理を行い、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
前記結晶構造を有する半導体膜は、反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１０１｝面が占める割合が１０％以上であって、前記結晶構造を有する半導体膜でチャネル形成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３】
珪素を主成分とし、窒素及び炭素の濃度が５×１０１８／ｃｍ３未満であり、酸素の濃度が１×１０１９／ｃｍ３未満である非晶質半導体膜を、間欠放電によるプラズマＣＶＤ法で形成し、
前記非晶質半導体膜に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加して加熱処理を行い、結晶構造を有する半導体膜を形成し、
前記結晶構造を有する半導体膜は、反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１０１｝面が占める割合が１０％以上であって、前記結晶構造を有する半導体膜でチャネル形成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４】
繰り返し周波数１０ｋＨｚ以下でデューティー比５０％以下の間欠放電により、珪素を主成分とする非晶質半導体膜をプラズマＣＶＤ法で形成し、
前記非晶質半導体膜に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加して加熱処理を行い結晶構造を有する半導体膜を形成し、
前記結晶構造を有する半導体膜は、反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１０１｝面が占める割合が１０％以上であって、前記結晶構造を有する半導体膜でチャネル形成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５】
繰り返し周波数１０ｋＨｚ以下でデューティー比５０％以下の間欠放電により、珪素を主成分とし、珪素以外の周期律表第１４族元素の濃度は１×１０１８／ｃｍ３以下である非晶質半導体膜をプラズマＣＶＤ法で形成し、
前記非晶質半導体膜に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加して加熱処理を行い結晶構造を有する半導体膜を形成し、
前記結晶構造を有する半導体膜は、反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１０１｝面が占める割合が１０％以上であって、前記結晶構造を有する半導体膜でチャネル形成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６】
繰り返し周波数１０ｋＨｚ以下でデューティー比５０％以下の間欠放電により、窒素及び炭素の濃度が５×１０１８／ｃｍ３未満であり、酸素の濃度が１×１０１９／ｃｍ３未満である非晶質半導体膜をプラズマＣＶＤ法で形成し、
前記非晶質半導体膜に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加して加熱処理を行い結晶構造を有する半導体膜を形成し、
前記結晶構造を有する半導体膜は、反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１０１｝面が占める割合が１０％以上であって、前記結晶構造を有する半導体膜でチャネル形成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７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記反射電子回折パターン法で検出される格子面のうち、｛１１１｝面が占める割合が１０％未満であ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１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記非晶質半導体膜の厚さは１０ｎｍ乃至１００ｎｍで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９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記結晶構造を有する半導体膜上に配線を形成し、
前記配線上に有機樹脂層を形成し、
前記有機樹脂層をマスクとして前記配線をエッチングし、
前記有機樹脂層および前記配線を覆うように配向膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図４はプラズマＣＶＤ装置の一例であり、共通室１１２０は、ロード・アンロード（Ｌ／ＵＬ）室１１１０、１１１５、反応室（１）〜反応室（３）１１１１〜１１１３、予備室１１１４とゲート弁１１２２〜１１２７を介して連結されている。基板は、ロード・アンロード（Ｌ／ＵＬ）室１１１０、１１１５のカセット１１２８、１１２９に装填され、共通室１１２０の搬送手段１１２１により各反応室または予備室に搬送される。予備室１１１４では主に基板の予備加熱のみを行い、反応室（１）では窒化珪素膜や酸化珪素膜などの絶縁膜の形成、反応室（２）では非晶質半導体膜の成膜の形成を行い、反応室（３）では珪素の結晶化を助長する元素をプラズマ処理により添加するように分離されている。このプラズマ処理は、不活性ガスのグロー放電により、ニッケルなどの上記結晶化を助長する元素で形成された陰極からスパッタされる元素を非晶質半導体膜に付着させる処理である。このような構成のプラズマＣＶＤ装置を用いれば、基板に密接して形成するブロッキング層から非晶質半導体膜、及び非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素の添加までを、大気に曝すことなく連続して形成することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
この測定方法は、結晶構造を持った試料に電子線が入射すると、後方にも非弾性散乱が起こり、その中には試料中でブラッグ回折による結晶方位に特有の線状パターン（一般に菊地像と呼ばれる）も合わせて観察される。ＥＢＳＰ法は検出器スクリーンに映った菊地像を解析することにより試料の結晶方位を求めている。試料の電子線の当たる位置を移動させつつ方位解析を繰り返す（マッピング測定）ことで、面状の試料について結晶方位または配向の情報を得ることができる。入射電子線の太さは、走査型電子顕微鏡の電子銃のタイプにより異なるが、ショットキー電界放射型の場合、１０〜２０ｎｍの非常に細い電子線が照射される。マッピング測定では、測定点数が多いほど、また測定領域が広いほど、結晶配向のより平均化した情報を得ることができる。実際には、１００×１００μｍ２の領域で、１００００点（１μｍ間隔）〜４００００点（０．５μｍ間隔）の程度の測定を行っている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
マッピング測定により各結晶粒の結晶方位がすべて求まると、膜に対する結晶配向の状態を統計的に表示できる。図６（Ａ）にＥＢＳＰ法により求められる逆極点図の例を示す。逆極点図は多結晶体の優先配向を表示する際によく用いられるもので、試料のある特定の面（ここでは膜表面）が、どの格子面に一致しているかを集合的に表示したものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図６（Ａ）の扇形状の枠は一般に標準三角形と呼ばれるもので、この中に立方晶系における全ての指数が含まれている。またこの図中における長さは、結晶方位における角度に対応している。たとえば｛００１｝と｛１０１｝の間は４５度、｛１０１｝と｛１１１｝の間は３５．２６度、｛１１１｝と｛００１｝の間は５４．７４度である。また、白抜きの点線は｛１０１｝からのずれ角５度及び１０度の範囲を示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
そして図７（Ｂ）で示すように、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布してニッケル含有層１０４を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、珪素を主成分とする非晶質半導体膜１０３の表面処理として、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形成しておく。珪素の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
次に、５００℃にて１時間の加熱処理を行い、珪素を主成分とする非晶質半導体膜中の水素を放出させる。そして、５８０℃にて４時間に加熱処理を行い結晶化を行う。こうして、図７（Ｃ）に示す結晶質半導体膜２０５が形成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
珪素を主成分とする非晶質半導体膜１２１は、実施例１と同様に間欠放電またはパルス放電を用いたプラズマＣＶＤ法で形成する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
次に、酸化珪素膜１２２に開孔部１２３を形成し、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布する。これにより、ニッケル含有層１２４が形成され、ニッケル含有層１２４は開孔部１２３の底部のみで非晶質半導体膜１２１と接触する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
その後、プラズマＣＶＤ法により作製される窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜により第１の層間絶縁膜８１７を形成する。第１の層間絶縁膜８１７はプラズマＣＶＤ法で２００〜３００℃の基板温度で形成し、その後、窒素雰囲気中３５０〜４５０℃、好ましくは４１０℃の温度で加熱処理を行う。この温度で第１の層間絶縁膜中の水素を放出させ、その後２５０〜３５０℃にて０．１〜１時間程度保持する加熱処理を行い、結晶質半導体膜の水素化を行う。このような二段階の加熱処理により結晶質半導体膜の水素化を行うことで、特に３５０℃以上の温度ではダングリングボンド（未結合手）を水素化し、補償することができる。さらに、ソース及びドレイン電極２１８を形成しＴＦＴを得ることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
［実施例５］
図１０は本発明の結晶質半導体膜を用いて作製される逆スタガ型のＴＦＴの断面図である。逆スタガ型ＴＦＴは、ガラスまたは石英などの基板２０１上にゲート電極２６０、２６１が形成されており、珪素を主成分とする結晶質半導体膜２６３、２６４は、ゲート絶縁膜２６２上に形成されている。結晶質半導体膜２６３、２６４は実施例１〜３の方法により作製されるいずれの結晶質半導体膜であっても適用可能である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
さらに、窒化珪素膜３５９を形成し、３５０〜４５０℃、好ましくは４１０℃の加熱処理を行う。この温度で第１の層間絶縁膜中の水素を放出させ、その後２５０〜３５０℃にて０．１〜１時間程度保持する加熱処理を行い、結晶質半導体膜の水素化を行う。このような二段階の加熱処理により結晶質半導体膜の水素化を行うことで、特に３５０℃以上の温度ではダングリングボンド（未結合手）を水素化し、補償することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
［実施例７］
本実施例は、画素部と駆動回路が同一基板上に形成されたモノシリック型の液晶表示装置の構成例を図１３、１４を用いて説明する。画素部におけるスイッチング用のＴＦＴと駆動回路のｎチャネル型及びｐチャネル型のＴＦＴは、いずれも本発明の珪素を主成分とする結晶質珪素膜を用いて活性領域を形成している。珪素を主成分とする結晶質半導体膜は実施例１〜３で示す方法により作製されるいずれのものを適用することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
有機樹脂６１１〜６１９は、配線を形成するための導電膜上に当該有機樹脂材料を全面に塗布し、光露光プロセスにより図１５に示すようにパターン形成されている。その後、オフセット印刷により５〜２０ｍＰａ・ｓの粘度のポリイミド樹脂層を形成し、２００℃にて焼成して配向膜を形成している。オフセット印刷により塗布したポリイミド樹脂は、焼成の段階で有機樹脂６１１〜６１９とその下層の配線または電極の段差部にうまく回り込み、その端部を覆うことができる。その後、液晶を配向させるためラビングを行う。