JP3431033B2 - Semiconductor fabrication method - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は結晶性を有する半導体の
作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a crystalline semiconductor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】薄膜半導体を用いた薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴ等）が知られている。このＴＦＴは、基板
上に薄膜半導体を形成し、この薄膜半導体を用いて構成
されるものである。このＴＦＴは、各種集積回路に利用
されているが、特にアクティブマトリックス型の液晶表
示装置の各画素の設けられたスイッチング素子、周辺回
路部分に形成されるドライバー素子として注目されてい
る。2. Description of the Related Art A thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) using a thin film semiconductor is known. This TFT is formed by forming a thin film semiconductor on a substrate and using this thin film semiconductor. This TFT is used in various integrated circuits, and is particularly attracting attention as a switching element provided in each pixel of an active matrix type liquid crystal display device and a driver element formed in a peripheral circuit portion.

【０００３】ＴＦＴに利用される薄膜半導体としては、
非晶質珪素膜を用いることが簡便であるが、その電気的
特性が低いという問題がある。ＴＦＴの特性向上を得る
ためには、結晶性を有するシリコン薄膜を利用するばよ
い。結晶性を有するシリコン膜は、多結晶シリコン、ポ
リシリコン、微結晶シリコン等と称されている。この結
晶性を有するシリコン膜を得るためには、まず非晶質珪
素膜を形成し、しかる後に加熱によって結晶化さればよ
い。As a thin film semiconductor used for TFT,
Although it is easy to use an amorphous silicon film, there is a problem in that its electrical characteristics are low. In order to improve the characteristics of the TFT, a crystalline silicon thin film may be used. A crystalline silicon film is referred to as polycrystalline silicon, polysilicon, microcrystalline silicon, or the like. In order to obtain this crystalline silicon film, an amorphous silicon film may first be formed and then crystallized by heating.

【０００４】しかしながら、加熱による結晶化は、加熱
温度が６００℃以上の温度で１０時間以上の時間を掛け
ることが必要であり、基板としてガラス基板を用いるこ
とが困難であるという問題がある。例えばアクティブ型
の液晶表示装置に用いられるコーニング７０５９ガラス
はガラス歪点が５９３℃であり、基板の大面積化を考慮
した場合、６００℃以上の加熱には問題がある。However, crystallization by heating requires heating at a temperature of 600 ° C. or higher for 10 hours or longer, which makes it difficult to use a glass substrate as a substrate. For example, Corning 7059 glass used in an active type liquid crystal display device has a glass strain point of 593 ° C., and there is a problem in heating at 600 ° C. or higher in consideration of increasing the area of a substrate.

【０００５】〔発明の背景〕本発明者らの研究によれ
ば、非晶質珪素膜の表面にニッケルやパラジウム、さら
には鉛等の元素を微量に堆積させ、しかる後に加熱する
ことで、５５０℃、４時間程度の処理時間で結晶化を行
なえることが判明している。BACKGROUND OF THE INVENTION According to the research conducted by the present inventors, a small amount of elements such as nickel, palladium, and lead are deposited on the surface of an amorphous silicon film, and then heated to 550. It has been found that crystallization can be performed in a treatment time of about 4 hours at ℃.

【０００６】上記のような微量な元素（結晶化を助長す
る触媒元素）を導入するには、プラズマ処理や蒸着、さ
らにはイオン注入を利用すればよい。プラズマ処理と
は、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置において、電極と
して触媒元素を含んだ材料を用い、水素等の雰囲気でプ
ラズマを生じさせることによって非晶質珪素膜に触媒元
素の添加を行なう方法である。In order to introduce such a trace amount of elements (catalyst elements that promote crystallization), plasma treatment, vapor deposition, or ion implantation may be used. Plasma treatment is a method of adding a catalytic element to an amorphous silicon film by generating plasma in an atmosphere of hydrogen or the like using a material containing a catalytic element as an electrode in a parallel plate plasma CVD apparatus. is there.

【０００７】しかしながら、上記のような元素が半導体
中に多量に存在していることは、これら半導体を用いた
装置の信頼性や電気的安定性を阻害するものであり好ま
しいことではない。However, the presence of a large amount of the above-mentioned elements in the semiconductor impairs the reliability and electrical stability of the device using these semiconductors and is not preferable.

【０００８】即ち、上記のニッケル等の結晶化を助長す
る元素（触媒元素）は、非晶質珪素を結晶化させる際に
は必要であるが、結晶化した珪素中には極力含まれない
ようにすることが望ましい。この目的を達成するには、
触媒元素として結晶性珪素中で不活性な傾向が強いもの
を選ぶと同時に、結晶化に必要な触媒元素の量を極力少
なくし、最低限の量で結晶化を行なう必要がある。そし
てそのためには、上記触媒元素の添加量を精密に制御し
て導入する必要がある。That is, the above-mentioned element (catalyst element) that promotes crystallization, such as nickel, is necessary when crystallizing amorphous silicon, but the crystallized silicon should not be included as much as possible. Is desirable. To achieve this goal,
It is necessary to select a catalyst element that has a strong tendency to be inactive in crystalline silicon, at the same time reduce the amount of the catalyst element necessary for crystallization as much as possible, and perform crystallization with the minimum amount. For that purpose, it is necessary to precisely control the amount of the catalyst element added and to introduce it.

【０００９】また、ニッケルを触媒元素とした場合、非
晶質珪素膜を成膜し、ニッケル添加をプラズマ処理法に
よって行ない結晶性珪素膜を作製し、その結晶化過程等
を詳細に検討したところ以下の事項が判明した。（１）プラズマ処理によってニッケルを非晶質珪素膜上
に導入した場合、熱処理を行なう以前に既に、ニッケル
は非晶質珪素膜中のかなりの深さの部分まで侵入してい
る。（２）結晶の初期核発生は、ニッケルを導入した表面か
ら発生している。（３）蒸着法でニッケルを非晶質珪素膜上に成膜した場
合であっても、プラズマ処理を行なった場合と同様に結
晶化が起こる。When nickel is used as a catalyst element, an amorphous silicon film is formed, nickel is added by a plasma treatment method to form a crystalline silicon film, and the crystallization process and the like are examined in detail. The following matters were found. (1) When nickel is introduced into the amorphous silicon film by the plasma treatment, nickel has already penetrated to a considerable depth in the amorphous silicon film before the heat treatment. (2) The initial nucleation of crystals occurs from the surface into which nickel is introduced. (3) Even when nickel is formed on the amorphous silicon film by the vapor deposition method, crystallization occurs as in the case of performing the plasma treatment.

【００１０】上記事項から、プラズマ処理によって導入
されたニッケルが全て効果的に機能していないというこ
とが結論される。そして、「必要なのは非晶質珪素膜の
表面近傍に極微量のニッケルが導入されればよい」とい
うことが結論される。From the above it is concluded that all the nickel introduced by the plasma treatment is not functioning effectively. Then, it is concluded that "what is necessary is to introduce a very small amount of nickel into the vicinity of the surface of the amorphous silicon film."

【００１１】非晶質珪素膜の表面近傍のみに極微量のニ
ッケルを導入する方法、言い換えるならば、非晶質珪素
膜の表面近傍のみ結晶化を助長する触媒元素を極微量導
入する方法としては、蒸着法を挙げることができるが、
蒸着法は制御性が悪く、触媒元素の導入量を厳密に制御
することが困難であるという問題がある。As a method of introducing a very small amount of nickel only in the vicinity of the surface of the amorphous silicon film, in other words, a very small amount of a catalyst element that promotes crystallization only in the vicinity of the surface of the amorphous silicon film is introduced. , Vapor deposition method can be mentioned,
The vapor deposition method has poor controllability and has a problem that it is difficult to strictly control the introduction amount of the catalyst element.

【発明が解決しようとする課題】本発明は、触媒元素を
用いた６００℃以下の熱処理による結晶性を有する薄膜
珪素半導体の作製において、（１）触媒元素の量を制御して導入する。（２）生産性の高い方法とする。といった要求を満たすことを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, in the production of a thin film silicon semiconductor having crystallinity by heat treatment using a catalytic element at 600 ° C. or lower, (1) the catalytic element is introduced while controlling its amount. (2) Use a method with high productivity. The purpose is to meet such requirements.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を満
足するために以下の構成を用いることを主要な構成とす
る。「触媒元素を含む溶液を非晶質珪素膜表面に塗布し、こ
のことによって、触媒元素の導入を行なう」SUMMARY OF THE INVENTION The present invention mainly uses the following constitution in order to satisfy the above object. "A solution containing a catalytic element is applied to the surface of the amorphous silicon film, and thereby the catalytic element is introduced."

【００１３】上記構成は以下の基本的な有意性を有す
る。（ａ）溶液中における触媒元素濃度は、予め厳密に制御
することが可能である。（ｂ）溶液と非晶質珪素膜の表面とが接触していれば、
触媒元素の非晶質珪素への導入量は、溶液中における触
媒元素の濃度によって決まる。（ｃ）非晶質珪素膜の表面に吸着する触媒元素が主に結
晶化に寄与することとなるので、必要最小限度の濃度で
触媒元素を導入できる。The above configuration has the following basic significance. (A) The concentration of the catalyst element in the solution can be strictly controlled beforehand. (B) If the solution is in contact with the surface of the amorphous silicon film,
The amount of the catalytic element introduced into the amorphous silicon depends on the concentration of the catalytic element in the solution. (C) Since the catalytic element adsorbed on the surface of the amorphous silicon film mainly contributes to crystallization, the catalytic element can be introduced at the required minimum concentration.

【００１４】非晶質珪素膜上に結晶化を助長する元素を
含有させた溶液を塗布する方法としては、溶液として硝
酸塩、酢酸塩、硫酸塩の水溶液を用いる方法を挙げるこ
とができる。この場合、非晶質珪素膜に直接上記溶液を
塗布すると、溶液が弾かれてしまうので、１００Å以下
の薄い酸化膜をまず形成し、その上に触媒元素を含有さ
せた溶液を塗布することで、均一に溶液を塗布すること
ができる。また、界面活性剤の如き材料を溶液中に添加
する方法により濡れを改善する方法も有効である。As a method of applying a solution containing an element which promotes crystallization to the amorphous silicon film, a method of using an aqueous solution of nitrate, acetate or sulfate as the solution can be mentioned. In this case, if the above solution is applied directly to the amorphous silicon film, the solution will be repelled, so by forming a thin oxide film of 100 Å or less first and applying the solution containing the catalytic element on it. The solution can be applied uniformly. A method of improving wetting by adding a material such as a surfactant to the solution is also effective.

【００１５】また、溶液としてオクチル酸塩やトルエン
溶液を用いることで、非晶質珪素膜表面に直接塗布する
ことができる。この場合にはレジスト塗布の際に使用さ
れている密着剤の如き材料を予め塗布することは有効で
ある。しかし塗布量が多過ぎる場合には逆に非晶質珪素
中への触媒元素の添加を妨害してしまうために注意が必
要である。Further, by using an octylate or toluene solution as the solution, the solution can be directly applied to the surface of the amorphous silicon film. In this case, it is effective to pre-apply a material such as an adhesive used when applying the resist. However, if the coating amount is too large, the addition of the catalytic element into the amorphous silicon will be hindered, and therefore caution must be exercised.

【００１６】溶液に含ませる触媒元素の量は、その溶液
の種類にも依存するが、概略の傾向としてはニッケル量
として溶液に対して２００ｐｐｍ以下、好ましくは５０
ｐｐｍ以下（重量換算）とすることが望ましい。これ
は、結晶化終了後における膜中のニッケル濃度や耐フッ
酸性に鑑みて決められる値である。The amount of the catalytic element contained in the solution depends on the type of the solution, but the general tendency is that the amount of nickel is 200 ppm or less, preferably 50, with respect to the solution.
It is desirable to set it to ppm or less (weight conversion). This is a value determined in consideration of the nickel concentration in the film and the hydrofluoric acid resistance after completion of crystallization.

【００１７】また、触媒元素を含んだ溶液を選択的に塗
布することにより、結晶成長を選択的に行なうことがで
きる。特にこの場合、溶液が塗布されなかった領域に向
かって、溶液が塗布された領域から珪素膜の面に平行な
方向に結晶成長を行なすことができる。この珪素膜の面
に平行な方向に結晶成長が行なわれた領域を本明細書中
においては横方向に結晶成長した領域ということとす
る。Further, the crystal growth can be selectively carried out by selectively applying the solution containing the catalytic element. Particularly, in this case, crystal growth can be performed in the direction parallel to the surface of the silicon film from the area where the solution is applied, toward the area where the solution is not applied. In the present specification, a region in which crystal growth is performed in a direction parallel to the surface of the silicon film is referred to as a lateral crystal growth region.

【００１８】またこの横方向に結晶成長が行なわれた領
域は、触媒元素の濃度を低いことが確かめられている。
半導体装置の活性層領域として、結晶性珪素膜を利用す
ることは有用であるが、活性層領域中における不純物の
濃度は一般に低い方が好ましい。従って、上記横方向に
結晶成長が行なわれた領域を用いて半導体装置の活性層
領域を形成することはデバイス作製上有用である。It has been confirmed that the concentration of the catalytic element is low in the region where the crystal growth is carried out in the lateral direction.
Although it is useful to use a crystalline silicon film as the active layer region of the semiconductor device, it is generally preferable that the concentration of impurities in the active layer region is low. Therefore, forming the active layer region of the semiconductor device by using the region in which the crystal growth is performed in the lateral direction is useful for device fabrication.

【００１９】本発明においては、触媒元素としてニッケ
ルを用いた場合に最も顕著な効果を得ることができる
が、その他利用できる触媒元素の種類としては、好まし
くはＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓ
ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂを利用することができる。また、VI
II族元素、IIIb、IVｂ、Vb元素から選ばれた一種または
複数種類の元素を利用することもできる。In the present invention, the most prominent effect can be obtained when nickel is used as the catalyst element, but other types of catalyst element that can be used are preferably Ni, Pd, Pt, Cu and Ag. Au, In, S
n, P , As, and Sb can be used. Also, VI
It is also possible to use one or more kinds of elements selected from the group II elements, IIIb, IVb, and Vb elements.

【００２０】[0020]

【実施例】〔実施例１〕[Example] [Example 1]

【００２１】本実施例では、ガラス基板上の結晶性を有
する珪素膜を形成する例を示す。まず図１を用いて、触
媒元素（ここではニッケルを用いる）を導入するところ
までを説明する。本実施例においては、基板としてコー
ニング７０５９ガラスを用いる。またその大きさは１０
０ｍｍ×１００ｍｍとする。This embodiment shows an example of forming a crystalline silicon film on a glass substrate. First, referring to FIG. 1, description will be made up to the point where a catalyst element (here, nickel is used) is introduced. In this embodiment, Corning 7059 glass is used as the substrate. The size is 10
The size is 0 mm × 100 mm.

【００２２】まず、非晶質珪素膜をプラズマＣＶＤ法や
ＬＰＣＶＤ法によってアモルファス状のシリコン膜を１
００〜１５００Å形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ
法によって非晶質珪素膜１２を１０００Åの厚さに成膜
する。（図１（Ａ））First, an amorphous silicon film is formed into an amorphous silicon film by plasma CVD or LPCVD.
It forms from 00 to 1500Å. Here, plasma CVD
The amorphous silicon film 12 is formed to a thickness of 1000 Å by the method. (Fig. 1 (A))

【００２３】そして、汚れ及び自然酸化膜を取り除くた
めにフッ酸処理を行い、その後酸化膜１３を１０〜５０
Åに成膜する。汚れが無視できる場合には、この工程を
省略しても良いことは言うまでもなく、酸化膜１３の代
わりに自然酸化膜をそのまま用いれば良い。なお、この
酸化膜１３は極薄のため正確な膜厚は不明であるが、２
０Å程度であると考えられる。ここでは酸素雰囲気中で
のＵＶ光の照射により酸化膜１３を成膜する。成膜条件
は、酸素雰囲気中においてＵＶを５分間照射することに
おって行なった。この酸化膜１３の成膜方法としては、
熱酸化法を用いるのでもよい。また過酸化水素による処
理によるものでもよい。Then, a hydrofluoric acid treatment is performed to remove dirt and a natural oxide film, and then the oxide film 13 is removed by 10 to 50.
Deposit on Å. Needless to say, this step may be omitted if the stain can be ignored, and a natural oxide film may be used as it is instead of the oxide film 13. Since the oxide film 13 is extremely thin, the exact film thickness is unknown.
It is considered to be about 0Å. Here, the oxide film 13 is formed by irradiation with UV light in an oxygen atmosphere. The film formation was performed by irradiating UV for 5 minutes in an oxygen atmosphere. As a method of forming the oxide film 13,
A thermal oxidation method may be used. Alternatively, treatment with hydrogen peroxide may be used.

【００２４】この酸化膜１３は、後のニッケルを含んだ
酢酸塩溶液を塗布する工程で、非晶質珪素膜の表面全体
に酢酸塩溶液を行き渡らせるため、即ち濡れ性の改善の
為のものである。例えば、非晶質珪素膜の表面に直接酢
酸塩溶液を塗布した場合、非晶質珪素が酢酸塩溶液を弾
いてしまうので、非晶質珪素膜の表面全体にニッケルを
導入することができない。即ち、均一な結晶化を行うこ
とができない。The oxide film 13 is provided to spread the acetate solution over the entire surface of the amorphous silicon film in the later step of applying the acetate solution containing nickel, that is, for improving the wettability. Is. For example, when the acetate solution is directly applied to the surface of the amorphous silicon film, the amorphous silicon repels the acetate solution, so that nickel cannot be introduced to the entire surface of the amorphous silicon film. That is, uniform crystallization cannot be performed.

【００２５】つぎに、酢酸塩溶液中にニッケルを添加し
た酢酸塩溶液を作る。ニッケルの濃度は１００ｐｐｍと
する。そしてこの酢酸塩溶液を非晶質珪素膜１２上の酸
化膜１３の表面に２ｍｌ滴下し、この状態を５分間保持
する。そしてスピナーを用いてスピンドライ（２０００
ｒｐｍ、６０秒）を行う。（図１（Ｃ）、（Ｄ））Next, an acetate solution is prepared by adding nickel to the acetate solution. The concentration of nickel is 100 ppm. Then, 2 ml of this acetate solution is dropped on the surface of the oxide film 13 on the amorphous silicon film 12, and this state is maintained for 5 minutes. Then spin dry (2000
rpm, 60 seconds). (Fig. 1 (C), (D))

【００２６】酢酸溶液中におけるニッケルの濃度は、１
０ｐｐｍ以上であれば実用になる。また溶液としては、
塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩を用いることができる。また、
有機系のオクチル酸塩やトルエン溶液を用いることもで
きる。この場合は、酸化膜１３は不要であり、直接非晶
質珪素膜上に触媒元素を導入することができる。The concentration of nickel in the acetic acid solution is 1
When it is 0 ppm or more, it becomes practical. As a solution,
Hydrochloride, nitrate and sulfate can be used. Also,
It is also possible to use an organic octylate or toluene solution. In this case, the oxide film 13 is unnecessary and the catalyst element can be directly introduced onto the amorphous silicon film.

【００２７】上記溶液の塗布の後、５分間その状態を保
持させる。この保持させる時間によっても、最終的に珪
素膜１２中に含まれるニッケルの濃度を制御することが
できるが、最も大きな制御因子は溶液の濃度である。After the application of the above solution, the state is maintained for 5 minutes. The concentration of nickel contained in the silicon film 12 can be finally controlled also by the holding time, but the largest control factor is the concentration of the solution.

【００２８】そして、加熱炉において、窒素雰囲気中に
おいて５５０度、４時間の加熱処理を行う。この結果、
基板１１上に形成された結晶性を有する珪素薄膜１２を
得ることができる。Then, in a heating furnace, heat treatment is performed at 550 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere. As a result,
It is possible to obtain the crystalline silicon thin film 12 formed on the substrate 11.

【００２９】上記の加熱処理は４５０度以上の温度で行
うことができるが、温度が低いと加熱時間を長くしなけ
らばならず、生産効率が低下する。また、５５０度以上
とすると基板として用いるガラス基板の耐熱性の問題が
表面化してしまう。The above heat treatment can be performed at a temperature of 450 ° C. or higher, but if the temperature is low, the heating time must be lengthened and the production efficiency will be reduced. Further, if the temperature is 550 ° C. or more, the problem of heat resistance of the glass substrate used as the substrate is exposed.

【００３０】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示す
作製方法において、１２００Åの酸化珪素膜を選択的に
設け、この酸化珪素膜をマスクとして選択的にニッケル
を導入する例である。[Embodiment 2] This embodiment is an example in which a 1200 Å silicon oxide film is selectively provided in the manufacturing method shown in Embodiment 1 and nickel is selectively introduced using this silicon oxide film as a mask. .

【００３１】図２に本実施例における作製工程の概略を
示す。まず、ガラス基板（コーニング７０５９、１０ｃ
ｍ角）上にマスクとなる酸化珪素膜２１を１０００Å以
上、ここでは１２００Åの厚さに成膜する。この酸化珪
素膜２１の膜厚については、発明者等の実験によると５
００Åでも問題がないことを確認しており、膜質が緻密
であれば更に薄くても良いと思われる。FIG. 2 shows an outline of the manufacturing process in this embodiment. First, the glass substrate (Corning 7059, 10c
A silicon oxide film 21 serving as a mask is formed on the (m square) to a thickness of 1000 Å or more, here 1200 Å. The film thickness of the silicon oxide film 21 is 5 according to experiments by the inventors.
It has been confirmed that there is no problem even with 00Å, and if the film quality is dense, it may be possible to make it thinner.

【００３２】そして通常のフォトリソパターニング工程
によって、必要とするパターンに酸化珪素膜２１をパー
ニングする。そして、酸素雰囲気中における紫外線の照
射で薄い酸化珪素膜２０を成膜する。この酸化珪素膜２
０の作製は、酸素雰囲気中でＵＶ光を５分間照射するこ
とによって行なわれる。なおこの酸化珪素膜２０の厚さ
は２０〜５０Å程度と考えられる（図２（Ｂ））。尚、
この濡れ性を改善するための酸化珪素膜については、溶
液とパターンのサイズが合致した場合には、マスクの酸
化珪素膜の親水性のみによっても丁度よく添加される場
合がある。しかしながらこの様な例は特殊であり、一般
的には酸化珪素膜２０を使用したほうが安全である。Then, the silicon oxide film 21 is patterned into a required pattern by a normal photolithographic patterning process. Then, a thin silicon oxide film 20 is formed by irradiation of ultraviolet rays in an oxygen atmosphere. This silicon oxide film 2
Production of 0 is performed by irradiating UV light for 5 minutes in an oxygen atmosphere. The thickness of the silicon oxide film 20 is considered to be about 20 to 50Å (FIG. 2 (B)). still,
The silicon oxide film for improving the wettability may be added just by the hydrophilicity of the silicon oxide film of the mask only when the size of the solution and the pattern match. However, such an example is special, and it is generally safer to use the silicon oxide film 20.

【００３３】この状態において、実施例１と同様に１０
０ｐｐｍのニッケルを含有した酢酸塩溶液を５ｍｌ滴下
（１０ｃｍ角基板の場合）する。またこの際、スピナー
で５０ｒｐｍで１０秒のスピンコートを行い、基板表面
全体に均一な水膜を形成させる。さらにこの状態で、５
分間保持した後スピナーを用いて２０００ｒｐｍ、６０
秒のスピンドライを行う。なおこの保持は、スピナー上
において０〜１００ｒｐｍの回転をさせながら行なって
もよい。（図２（Ｃ））In this state, as in the first embodiment, 10
5 ml of an acetate solution containing 0 ppm of nickel is dropped (in the case of a 10 cm square substrate). At this time, spin coating is performed with a spinner at 50 rpm for 10 seconds to form a uniform water film on the entire surface of the substrate. In this state, 5
After holding for 2 minutes, using a spinner, 2000 rpm, 60
Perform a second spin dry. This holding may be performed while rotating the spinner at 0 to 100 rpm. (Fig. 2 (C))

【００３４】そして５５０度（窒素雰囲気）、４時間の
加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜１２の結晶化
を行う。この際、ニッケルが導入された部分２２の領域
から２３で示されるように、ニッケルが導入されなった
領域へと横方向に結晶成長が行われる。Then, the amorphous silicon film 12 is crystallized by performing heat treatment at 550 ° C. (nitrogen atmosphere) for 4 hours. At this time, crystal growth is performed in the lateral direction from the region of the portion 22 into which nickel has been introduced to the region into which nickel has not been introduced, as indicated by 23.

【００３５】この２３で示される横方向への結晶成長の
距離（μｍ）と、酢酸塩溶液中に含有されるニッケル濃
度（ｐｐｍ）との関係を図３に示す。なお、図３に示さ
れるデータにおいては、ニッケルを含有する酢酸塩を塗
布した後の保持時間を５分間とした。The relationship between the lateral crystal growth distance (μm) indicated by 23 and the nickel concentration (ppm) contained in the acetate solution is shown in FIG. In the data shown in FIG. 3, the holding time after applying the nickel-containing acetate was set to 5 minutes.

【００３６】図３を見れば分かるように、ニッケル濃度
を１００ｐｐｍ以上とすることによって、２５μｍ以上
の成長距離を得ることができる。As can be seen from FIG. 3, the growth distance of 25 μm or more can be obtained by setting the nickel concentration to 100 ppm or more.

【００３７】また、酢酸溶液中に含まれるニッケルの濃
度が１０ｐｐｍであっても、１０μｍ程度の横方向成長
を得られることが予想される。Further, it is expected that lateral growth of about 10 μm can be obtained even when the concentration of nickel contained in the acetic acid solution is 10 ppm.

【００３８】図３に示すのは、ニッケルを含有する酢酸
塩を塗布した後の保持時間を５分間とした場合である
が、この保持時間によっても横成長距離は変化する。FIG. 3 shows the case where the holding time after applying the nickel-containing acetate is set to 5 minutes, and the lateral growth distance also changes depending on this holding time.

【００３９】例えば、ニッケル濃度が１００ｐｐｍの場
合において、保持時間を１分以下とした場合には、保持
時間が長い程、横方向への結晶成長を長くすることがで
きる。しかし、保持時間を１分以上とした場合には、僅
かづつ成長距離が長くなるだけで、顕著な違いを得るこ
とができない。For example, when the nickel concentration is 100 ppm and the holding time is 1 minute or less, the longer the holding time is, the longer the crystal growth in the lateral direction can be. However, if the holding time is set to 1 minute or more, the growth distance is gradually increased, and a remarkable difference cannot be obtained.

【００４０】また、ニッケル濃度を５０ｐｐｍとした場
合においては、保持時間が５分までは、その時間が横方
向への結晶成長距離に比例するが、５分以上では飽和す
る傾向が見られる。When the nickel concentration is 50 ppm, the holding time is up to 5 minutes, which time is proportional to the crystal growth distance in the lateral direction, but tends to be saturated at 5 minutes or more.

【００４１】なお以上の条件において保持時間をさらに
長くすると僅かづつであるが、さらに横方向への結晶成
長距離を大きくすることができる。尚、これらの保持時
間は温度が変化するとその平衡に到達する時間が大きく
変わるため、温度を管理する必要があることを付加して
おく。また、熱処理時間の温度を高くする、あるいは熱
処理時間を長くすることによっても全体として横方向へ
の結晶成長を大きくすることができる。Under the above-mentioned conditions, if the holding time is further lengthened, the crystal growth distance in the lateral direction can be further increased, although it slightly increases. It should be added that these holding times need to be controlled because the time required to reach the equilibrium changes greatly when the temperature changes. Further, the crystal growth in the lateral direction can be increased as a whole by increasing the temperature of the heat treatment time or lengthening the heat treatment time.

【００４２】図４と図５は、ニッケルを１００ｐｐｍ含
有した酢酸塩溶液を用いてニッケルを導入し、５５０
℃、４時間の熱処理において、結晶化を行った場合の結
晶化後における珪素膜中のニッケル濃度をＳＩＭＳ（２
次イオン質量分析）によって調べたデータである。FIG. 4 and FIG. 5 show that 550 is obtained by introducing nickel using an acetate solution containing 100 ppm of nickel.
In the case where crystallization is performed by heat treatment at 4 ° C. for 4 hours, the nickel concentration in the silicon film after crystallization is measured by SIMS (2
These are the data examined by secondary ion mass spectrometry).

【００４３】図４は、図２の２２の領域、即ちニッケル
が直接導入された領域におけるニッケルの濃度を示す。
また図５は、図２の２３で示されるように２２の領域か
ら横方向に結晶成長した領域におけるニッケルの濃度で
ある。FIG. 4 shows the concentration of nickel in the region 22 of FIG. 2, that is, the region where nickel was directly introduced.
Further, FIG. 5 shows the concentration of nickel in the region where the crystal is grown laterally from the region 22 as shown by 23 in FIG.

【００４４】図４と図５を見れば分かるように、横方向
成長した領域のニッケル濃度は、直接ニッケルを導入し
た領域に比較してその濃度が約１桁小さいことが分か
る。As can be seen from FIGS. 4 and 5, the nickel concentration in the laterally grown region is about one digit lower than that in the region into which nickel is directly introduced.

【００４５】また、直接ニッケルを導入した領域であっ
ても、酢酸塩溶液中におけるニッケルの濃度を１０ｐｐ
ｍとすれば、結晶化させた珪素膜中におけるニッケル濃
度を１０¹⁸ｃｍ^-3レベルに抑えられることが分かるEven in the region where nickel is directly introduced, the nickel concentration in the acetate solution is 10 pp.
It can be seen that, when m, the nickel concentration in the crystallized silicon film can be suppressed to the level of 10¹⁸ cm^-3.

【００４６】そしてこのことから、酢酸溶液中における
ニッケル濃度を１０ｐｐｍとし、加熱処理温度を５５０
℃以上、加熱処理時間を４時間以上とした場合における
結晶性珪素膜の横成長領域のニッケル濃度は１０¹⁷ｃｍ
^-3レベル以下に抑えられることが結論される。From this fact, the nickel concentration in the acetic acid solution was set to 10 ppm, and the heat treatment temperature was set to 550
The nickel concentration in the lateral growth region of the crystalline silicon film is 10¹⁷ cm when the heat treatment time is 4 ° C. or higher and the heat treatment time is 4 hours or longer.
^-It is concluded that it can be suppressed below the^-3 level.

【００４７】本実施例で示したような方法によって形成
された結晶珪素膜は、耐フッ酸性が良好であるという特
徴がある。本発明者らによる知見によれば、ニッケルを
プラズマ処理で導入し、結晶化させた結晶性珪素膜は、
耐フッ酸性が低い。The crystalline silicon film formed by the method shown in this embodiment is characterized in that it has good hydrofluoric acid resistance. According to the findings by the present inventors, a crystalline silicon film obtained by crystallizing nickel by plasma treatment is
Low hydrofluoric acid resistance.

【００４８】例えば、結晶性珪素膜上にゲイト絶縁膜や
層間絶縁膜として機能する酸化珪素膜を形成し、しかる
後に電極の形成のために穴開け工程を経て、電極を形成
をする作業が必要とされる場合がある。このような場
合、酸化珪素膜をバッファフッ酸によって除去する工程
が普通採用される。しかしながら、結晶性珪素膜の耐フ
ッ酸性が低い場合、酸化珪素膜のみを取り除くことは困
難であり、結晶性珪素膜をもエッチングしてしまうとい
う問題がある。For example, it is necessary to form a silicon oxide film functioning as a gate insulating film or an interlayer insulating film on a crystalline silicon film, and then perform a hole forming process to form an electrode and then form an electrode. It may be said that. In such a case, a process of removing the silicon oxide film with buffer hydrofluoric acid is usually adopted. However, when the hydrofluoric acid resistance of the crystalline silicon film is low, it is difficult to remove only the silicon oxide film, and there is a problem that the crystalline silicon film is also etched.

【００４９】しかしながら、結晶性珪素膜が耐フッ酸性
を有している場合、酸化珪素膜と結晶性珪素膜のエンチ
ッングレートの違い（選択比）を大きくとることができ
るので、酸化珪素膜のみを選択的の除去でき、作製工程
上極めて有意なものとなる。However, when the crystalline silicon film has a hydrofluoric acid resistance, a large difference (selection ratio) between the etching rates of the silicon oxide film and the crystalline silicon film can be obtained, so that the silicon oxide film. Only this can be selectively removed, which is extremely significant in the manufacturing process.

【００５０】〔実施例３〕本実施例は、本発明の方法を
利用して作製した結晶性珪素膜を用いて、アクティブマ
トリックス型の液晶表示装置の各画素部分に設けられる
ＴＦＴを作製する例を示す。なお、ＴＦＴの応用範囲と
しては、液晶表示装置のみではなく、一般に言われる薄
膜集積回路に利用できることはいうまでもない。[Embodiment 3] This embodiment is an example of manufacturing a TFT provided in each pixel portion of an active matrix type liquid crystal display device by using a crystalline silicon film manufactured by using the method of the present invention. Indicates. It is needless to say that the application range of the TFT is not limited to the liquid crystal display device but can be applied to a generally-known thin film integrated circuit.

【００５１】図６に本実施例の作製工程の概要を示す。
まずガラス基板上に下地の酸化珪素膜（図示せず）を２
０００Åの厚さに成膜する。この酸化珪素膜は、ガラス
基板からの不純物の拡散を防ぐために設けられる。FIG. 6 shows an outline of the manufacturing process of this embodiment.
First, an underlying silicon oxide film (not shown) is formed on the glass substrate by 2
Form a film with a thickness of 000Å. This silicon oxide film is provided to prevent the diffusion of impurities from the glass substrate.

【００５２】そして、非晶質珪素膜を実施例１と同様な
方法で１０００Åの厚さに成膜する。そして、自然酸化
膜を取り除くためのフッ酸処理の後、薄い酸化膜２０を
２０Å程度の厚さに酸素雰囲気でのＵＶ光の照射によっ
て成膜する。Then, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 1000 Å by the same method as in the first embodiment. After the hydrofluoric acid treatment for removing the natural oxide film, a thin oxide film 20 is formed to a thickness of about 20Å by UV light irradiation in an oxygen atmosphere.

【００５３】そして１０ｐｐｍのニッケルを含有した酢
酸塩溶液を塗布し、５分間保持し、スピナーを用いてス
ピンドライを行う。その後バッファフッ酸によって酸化
珪素膜２０と２１を取り除き、５５０度、４時間の加熱
によって、珪素膜１００を結晶化させる。（ここまでは
実施例１に示した作製方法と同じ）Then, an acetate solution containing 10 ppm of nickel is applied, held for 5 minutes, and spin-dried using a spinner. After that, the silicon oxide films 20 and 21 are removed by buffer hydrofluoric acid, and the silicon film 100 is crystallized by heating at 550 ° C. for 4 hours. (Up to this point, it is the same as the manufacturing method shown in Example 1)

【００５４】次に、結晶化した珪素膜をパターニングし
て、島状の領域１０４を形成する。この島状の領域１０
４はＴＦＴの活性層を構成する。そして、厚さ２００〜
１５００Å、ここでは１０００Åの酸化珪素１０５を形
成する。この酸化珪素膜はゲイト絶縁膜としても機能す
る。（図６（Ａ））Next, the crystallized silicon film is patterned to form island regions 104. This island area 10
Reference numeral 4 constitutes an active layer of the TFT. And thickness 200 ~
The silicon oxide 105 of 1500 Å, here 1000 Å, is formed. This silicon oxide film also functions as a gate insulating film. (Fig. 6 (A))

【００５５】上記酸化珪素膜１０５の作製には注意が必
要である。ここでは、ＴＥＯＳを原料とし、酸素ととも
に基板温度１５０〜６００℃、好ましくは３００〜４５
０℃で、ＲＦプラズマＣＶＤ法で分解・堆積した。ＴＥ
ＯＳと酸素の圧力比は１：１〜１：３、また、圧力は
０．０５〜０．５ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは１００〜２５
０Ｗとした。あるいはＴＥＯＳを原料としてオゾンガス
とともに減圧ＣＶＤ法もしくは常圧ＣＶＤ法によって、
基板温度を３５０〜６００℃、好ましくは４００〜５５
０℃として形成した。成膜後、酸素もしくはオゾンの雰
囲気で４００〜６００℃で３０〜６０分アニールした。Attention must be paid to the production of the silicon oxide film 105. Here, TEOS is used as a raw material, and the substrate temperature is 150 to 600 ° C., preferably 300 to 45, together with oxygen.
It was decomposed and deposited at 0 ° C. by the RF plasma CVD method. TE
The pressure ratio of OS and oxygen is 1: 1 to 1: 3, the pressure is 0.05 to 0.5 torr, and the RF power is 100 to 25.
It was set to 0W. Alternatively, by using TEOS as a raw material together with ozone gas by a low pressure CVD method or a normal pressure CVD method,
The substrate temperature is 350 to 600 ° C., preferably 400 to 55
It was formed as 0 ° C. After the film formation, annealing was performed at 400 to 600 ° C. for 30 to 60 minutes in an atmosphere of oxygen or ozone.

【００５６】この状態でＫｒＦエキシマーレーザー（波
長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）あるいはそれと
同等な強光を照射することで、シリコン領域１０４の結
晶化を助長さえてもよい。特に、赤外光を用いたＲＴＡ
（ラピットサーマルアニール）は、ガラス基板を加熱せ
ずに、珪素のみを選択的に加熱することができ、しかも
珪素と酸化珪素膜との界面における界面準位を減少させ
ることができるので、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置
の作製においては有用である。In this state, the KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) or strong light equivalent thereto may be irradiated to promote crystallization of the silicon region 104. In particular, RTA using infrared light
(Rapid thermal annealing) can selectively heat only silicon without heating the glass substrate, and can reduce the interface state at the interface between the silicon and the silicon oxide film. It is useful in the fabrication of a field effect semiconductor device.

【００５７】その後、厚さ２０００Å〜１μｍのアルミ
ニウム膜を電子ビーム蒸着法によって形成して、これを
パターニングし、ゲイト電極１０６を形成する。アルミ
ニウムにはスカンジウム（Ｓｃ）を０．１５〜０．２重
量％ドーピングしておいてもよい。次に基板をｐＨ≒
７、１〜３％の酒石酸のエチレングリコール溶液に浸
し、白金を陰極、このアルミニウムのゲイト電極を陽極
として、陽極酸化を行う。陽極酸化は、最初一定電流で
２２０Ｖまで電圧を上げ、その状態で１時間保持して終
了させる。本実施例では定電流状態では、電圧の上昇速
度は２〜５Ｖ／分が適当である。このようにして、厚さ
１５００〜３５００Å、例えば、２０００Åの陽極酸化
物１０９を形成する。（図６（Ｂ））After that, an aluminum film having a thickness of 2000 Å to 1 μm is formed by electron beam evaporation, and this is patterned to form a gate electrode 106. The aluminum may be doped with scandium (Sc) in an amount of 0.15 to 0.2% by weight. Next, set the substrate pH
It is immersed in an ethylene glycol solution of 7 to 1 to 3% tartaric acid, and anodization is performed using platinum as a cathode and this aluminum gate electrode as an anode. The anodization is completed by first raising the voltage to 220 V with a constant current and then maintaining that state for 1 hour. In the present embodiment, in the constant current state, it is appropriate that the voltage rising rate is 2 to 5 V / min. In this way, the anodic oxide 109 having a thickness of 1500 to 3500Å, for example 2000Å, is formed. (Fig. 6 (B))

【００５８】その後、イオンドーピング法（プラズマド
ーピング法ともいう）によって、各ＴＦＴの島状シリコ
ン膜中に、ゲイト電極部をマスクとして自己整合的に不
純物（燐）を注入した。ドーピングガスとしてはフォス
フィン（ＰＨ₃ ）を用いた。ドーズ量は、１〜４×１０
¹⁵ｃｍ^-2とする。After that, an impurity (phosphorus) was self-alignedly injected into the island-shaped silicon film of each TFT by an ion doping method (also referred to as a plasma doping method) using the gate electrode portion as a mask. Phosphine (PH₃ ) was used as the doping gas. The dose amount is 1 to 4 × 10
¹⁵ cm^-2 .

【００５９】さらに、図６（Ｃ）に示すようにＫｒＦエ
キシマーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓ
ｅｃ）を照射して、上記不純物領域の導入によって結晶
性の劣化した部分の結晶性を改善させる。レーザーのエ
ネルギー密度は１５０〜４００ｍＪ／ｃｍ² 、好ましく
は２００〜２５０ｍＪ／ｃｍ² である。こうして、Ｎ型
不純物（燐）領域１０８、１０９を形成する。これらの
領域のシート抵抗は２００〜８００Ω／□であった。Further, as shown in FIG. 6C, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 ns) is used.
ec) is applied to improve the crystallinity of the portion where the crystallinity is deteriorated by the introduction of the impurity region. The energy density of the laser is 150 to 400 mJ / cm² , preferably 200 to 250 mJ / cm² . Thus, the N-type impurity (phosphorus) regions 108 and 109 are formed. The sheet resistance in these regions was 200 to 800 Ω / □.

【００６０】この工程において、レーザーを用いるかわ
りに、フラッシュランプを使用して短時間に１０００〜
１２００℃（シリコンモニターの温度）まで上昇させ、
試料を加熱する、いわゆるＲＴＡ（ラピッド・サーマル
・アニール）（ＲＴＰ、ラピット・サーマル・プロセス
ともいう）を用いてもよい。In this step, instead of using a laser, a flash lamp is used, and 1000 to
Raise it to 1200 ° C (silicon monitor temperature),
So-called RTA (Rapid Thermal Annealing) (RTP, also called rapid thermal process) for heating the sample may be used.

【００６１】その後、全面に層間絶縁物１１０として、
ＴＥＯＳを原料として、これと酸素とのプラズマＣＶＤ
法、もしくはオゾンとの減圧ＣＶＤ法あるいは常圧ＣＶ
Ｄ法によって酸化珪素膜を厚さ３０００Å形成する。基
板温度は２５０〜４５０℃、例えば、３５０℃とする。
成膜後、表面の平坦性を得るため、この酸化珪素膜を機
械的に研磨する。さらに、スパッタ法によってＩＴＯ被
膜を堆積し、これをパターニングして画素電極１１１と
する。（図６（Ｄ））After that, an interlayer insulator 110 is formed on the entire surface.
Plasma CVD with TEOS as raw material and oxygen
Method, low pressure CVD method with ozone, or atmospheric pressure CV
A silicon oxide film having a thickness of 3000 Å is formed by the D method. The substrate temperature is 250 to 450 ° C., for example 350 ° C.
After the film formation, this silicon oxide film is mechanically polished to obtain the flatness of the surface. Further, an ITO film is deposited by the sputtering method and patterned to form the pixel electrode 111. (Figure 6 (D))

【００６２】そして、層間絶縁物１１０をエッチングし
て、図１（Ｅ）に示すようにＴＦＴのソース／ドレイン
にコンタクトホールを形成し、クロムもしくは窒化チタ
ンの配線１１２、１１３を形成し、配線１１３は画素電
極１１１に接続させる。Then, the inter-layer insulator 110 is etched to form contact holes in the source / drain of the TFT as shown in FIG. 1E, wirings 112 and 113 of chromium or titanium nitride are formed, and the wiring 113 is formed. Is connected to the pixel electrode 111.

【００６３】プラズマ処理を用いてニッケルを導入した
結晶性珪素膜は、酸化珪素膜に比較してバッファフッ酸
に対する選択性が低いので、上記コンタクトホールの形
成工程において、エッチングされてしまうことが多かっ
た。Since the crystalline silicon film into which nickel is introduced by the plasma treatment has a lower selectivity for buffer hydrofluoric acid than the silicon oxide film, it is often etched in the contact hole forming step. It was

【００６４】しかし、本実施例のように１０ｐｐｍの低
濃度で水溶液を用いてニッケルを導入した場合には、耐
フッ酸性が高いので、上記コンタクトホールの形成が安
定して再現性よく行なうことができる。However, when nickel is introduced using an aqueous solution at a low concentration of 10 ppm as in the present embodiment, the hydrofluoric acid resistance is high, so that the formation of the contact hole can be performed stably and with good reproducibility. it can.

【００６５】最後に、水素中で３００〜４００℃で０．
１〜２時間アニールして、シリコンの水素化を完了す
る。このようにして、ＴＦＴが完成する。そして、同時
に作製した多数のＴＦＴをマトリクス状に配列せしめて
アクティブマトリクス型液晶表示装置として完成する。Finally, in hydrogen at 300 to 400 ° C.
Anneal for 1-2 hours to complete hydrogenation of silicon. In this way, the TFT is completed. Then, a large number of TFTs manufactured at the same time are arranged in a matrix to complete an active matrix liquid crystal display device.

【００６６】本実施例の構成を採用した場合、活性層中
に存在するニッケルの濃度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度あ
るいはそれ以下であると考えられる。When the structure of this embodiment is adopted, the concentration of nickel present in the active layer is considered to be about 1 × 10¹⁸ cm^-3 or less.

【００６７】本実施例においては、ニッケルを導入した
部分を結晶化させた例を示したが、実施例２に示すよう
にニッケルを選択的に導入し、その部分から横方向（基
板に平行な方向）に結晶成長した領域を用いて電子デバ
イスを形成してもよい。この場合、デバイスの活性層領
域におけるニッケル濃度をさらに低くすることができ、
デバイスの電気的安定性や信頼性の上から極めて好まし
い構成とすることができる。In this embodiment, an example was shown in which the portion into which nickel was introduced was crystallized. However, as shown in Example 2, nickel was introduced selectively, and from that portion in the lateral direction (parallel to the substrate). The electronic device may be formed by using the region in which the crystal is grown in the (direction). In this case, the nickel concentration in the active layer region of the device can be further reduced,
An extremely preferable configuration can be obtained from the viewpoint of electrical stability and reliability of the device.

【００６８】[0068]

【効果】ニッケルの導入方法として、溶液を用いること
によって、ニッケルの濃度を精密に制御して添加できる
ようになり、結晶性珪素膜を用いた信頼性の高い電子デ
バイスを提供できる。[Effect] By using a solution as a method for introducing nickel, the nickel concentration can be precisely controlled and added, and a highly reliable electronic device using a crystalline silicon film can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 実施例の工程を示すFIG. 1 shows a process of an example.

【図２】 実施例の工程を示す。FIG. 2 shows a process of an example.

【図３】 溶液中のニッケル濃度と横方向への結晶成長
距離との関係を示す。FIG. 3 shows the relationship between the nickel concentration in the solution and the crystal growth distance in the lateral direction.

【図４】 ニッケルが導入された領域のニッケル濃度を
示す。FIG. 4 shows nickel concentration in a region where nickel is introduced.

【図５】 ニッケルが導入された領域から横方向に結晶
した領域におけるニッケル濃度を示す。FIG. 5 shows a nickel concentration in a region crystallized in a lateral direction from a region into which nickel is introduced.

【図６】 実施例の作製工程を示す。FIG. 6 shows a manufacturing process of an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１・・・・ガラス基板１２・・・・非晶質珪素膜１３・・・・酸化珪素膜１４・・・・ニッケルを含有した酢酸溶液膜１５・・・・ズピナー２１・・・・マスク用酸化珪素膜２０・・・・酸化珪素膜１１・・・・ガラス基板１０４・・・活性層１０５・・・酸化珪素膜１０６・・・ゲイト電極１０９・・・酸化物層１０８・・・ソース／ドレイン領域１０９・・・ドレイン／ソース領域１１０・・・層間絶縁膜（酸化珪素膜）１１１・・・画素電極（ＩＴＯ）１１２・・・電極１１３・・・電極11 ... Glass substrate12 ... Amorphous silicon film13 ··· Silicon oxide film14 ... Acetic acid solution film containing nickel15 ... Zpiner21..Silicon oxide film for mask20 ... Silicon oxide film11 ... Glass substrate104 ... Active layer105 ... Silicon oxide film106 ... Gate electrode109 ... Oxide layer108 ... Source / drain region109 ... Drain / source region110 ... Interlayer insulating film (silicon oxide film)111 ... Pixel electrode (ITO)112 ... Electrode113 ... Electrode

─────────────────────────────────────────────────────フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−280420（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−140915（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−142807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−74754（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20059（ＪＰ，Ａ) 米国特許5147826（ＵＳ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，55 （７），ｐ．660−662 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/20─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-3-280420 (JP, A) JP-A-2-140915 (JP, A) JP-A-5-67635 (JP, A) JP-A-63- 142807 (JP, A) JP 64-74754 (JP, A) JP 2-20059 (JP, A) US Pat. No. 5147826 (US, A) Appl. Phys. Lett. , 55 (7), p. 660-662 (58) Fields investigated (Int.Cl.⁷ , DB name) H01L 21/20

Claims (20)

Translated fromJapanese

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]【請求項１】 非晶質珪素膜上に酸化膜を形成し、前記酸化膜上に、非晶質珪素の結晶化を助長する元素を
含有させた溶液を塗布し、前記非晶質珪素膜を加熱処理することにより結晶化させ
ることを特徴とする半導体作製方法。1. An amorphous silicon film is formed on the amorphous silicon film, and a solution containing an element that promotes crystallization of the amorphous silicon is applied on the oxide film. A method for manufacturing a semiconductor, which comprises crystallizing by heat treatment.【請求項２】 非晶質珪素膜上に厚さ１０ｎｍ以下の酸
化膜を形成し、前記酸化膜上に、非晶質珪素の結晶化を助長する元素を
含む溶液を塗布し、前記非晶質珪素膜を加熱処理することにより結晶化させ
ることを特徴とする半導体作製方法。2. An oxide film having a thickness of 10nm or less is formed on the amorphous silicon film, and a solution containing an element that promotes crystallization of the amorphous silicon is applied onto the oxide film. A method for manufacturing a semiconductor, comprising crystallizing a crystalline silicon film by heat treatment.【請求項３】 非晶質珪素膜上に酸化膜を形成し、前記酸化膜上に非晶質珪素の結晶化を助長する元素を含
む溶液を滴下し、スピナーを用いて不要な前記溶液を除去し、前記非晶質珪素膜を加熱処理することにより結晶化させ
ることを特徴とする半導体作製方法。3. An oxide film is formed on an amorphous silicon film, a solution containing an element that promotes crystallization of amorphous silicon is dropped on the oxide film, and the unnecessary solution is removed by using a spinner. A method of manufacturing a semiconductor, which comprises removing the amorphous silicon film and crystallizing the amorphous silicon film by heat treatment.【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項におい
て、前記非晶質珪素膜表面をフッ酸で洗浄した後、前記
酸化膜を形成することを特徴とする半導体作製方法。4. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the oxide film is formed after cleaning the surface of the amorphous silicon film with hydrofluoric acid.【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項におい
て、前記非晶質珪素膜表面へ紫外光を照射することで、前記
酸化膜を形成することを特徴とする半導体作製方法。5. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the oxide film is formed by irradiating the surface of the amorphous silicon film with ultraviolet light.【請求項６】 請求項１乃至４のいずれか１項におい
て、前記非晶質珪素の表面を過酸化水素水で処理すること
で、前記酸化膜を形成することを特徴とする半導体作製
方法。6. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the oxide film is formed by treating the surface of the amorphous silicon with a hydrogen peroxide solution.【請求項７】 非晶質珪素膜上に、開口を有するマスク
を形成し、前記マスクが存在する状態で、前記マスクの開口部分の
前記非晶質珪素膜表面に、酸化膜を形成し、前記マスク膜を介して、前記酸化膜表面に非晶質珪素の
結晶化を助長する元素を含む溶液を塗布し、前記非晶質珪素膜を加熱処理することにより、前記非晶
質珪素膜を結晶化させることを特徴とする半導体作製方
法。7. A mask having an opening is formed on the amorphous silicon film, and an oxide film is formed on the surface of the amorphous silicon film in the opening portion of the mask in the state where the mask exists. A solution containing an element that promotes crystallization of amorphous silicon is applied to the surface of the oxide film through the mask film, and the amorphous silicon film is heat-treated to form the amorphous silicon film. A method for manufacturing a semiconductor, which comprises crystallizing.【請求項８】 請求項７において、前記マスクは酸化珪
素でなることを特徴とする半導体作製方法。8. The method for manufacturing a semiconductor according to claim7 , wherein the mask is made of silicon oxide.【請求項９】 請求項７又は８において、前記マスクを介して前記非晶質珪素膜表面へ紫外光を照
射することで、前記酸化膜を形成することを特徴とする
半導体作製方法。9. The method of claim7 or8, by irradiating ultraviolet light to the amorphous silicon film surface through the mask, the semiconductor manufacturing method characterized by forming the oxide film.【請求項１０】 請求項７乃至９のいずれか１項におい
て、スピナーを用いて、前記溶液を塗布することを特徴とす
る半導体作製方法。10. A any one of claims7 to9, using a spinner, a semiconductor manufacturing method characterized by applying the solution.【請求項１１】 請求項７乃至１０のいずれか１項にお
いて、前記溶液を塗布し所定の時間経過した後、不要な前記溶
液を除去し、前記非晶質珪素膜を加熱処理して結晶化す
ることを特徴とする半導体作製方法。11. The any one of claims7 to10, wherein after the solution has passed the coated predetermined time, removing unnecessary the solution, crystallization by heat treating the amorphous silicon film A method for manufacturing a semiconductor, comprising:【請求項１２】 請求項１１において、前記所定の時間を変化させることによって、結晶化され
た珪素膜に含まれる前記元素の濃度を制御することを特
徴とする半導体作製方法。12. The method of claim 11, by varying the predetermined time, the semiconductor manufacturing method characterized by controlling the concentration of the element contained in the crystallized silicon film.【請求項１３】 請求項１１又は１２において、スピナーを用いて、不要な前記溶液を除去することを特
徴とする半導体作製方法。13. The method of claim 11 or 12, a semiconductor manufacturing method characterized by using a spinner, removing unnecessary the solution.【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれか１項にお
いて、前記溶液中の前記元素の濃度は５０ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴とする半導体作製方法。14. The any one of claims 1 to 13, a semiconductor manufacturing method, wherein the concentration of the element in the solution is 50ppm or less.【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれか１項にお
いて、前記溶液中の前記元素の濃度は１０ｐｐｍ以上であるこ
とを特徴とする半導体作製方法。15. The any one of claims 1 to 14, the semiconductor manufacturing method, wherein the concentration of the element in the solution is 10ppm or more.【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれか１項にお
いて、前記溶液中の前記元素の濃度を変化させることによっ
て、結晶化された珪素膜に含まれる前記元素の濃度を制
御することを特徴とする半導体作製方法。16. The any one of claims 1 to 15, by varying the concentration of the element in the solution, to control the concentration of the element contained in the crystallized silicon film A characteristic semiconductor manufacturing method.【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれか１項にお
いて、前記溶液は、前記元素としてＮｉを含む溶液であること
を特徴とする半導体作製方法。17. any one of claims 1 to 16, wherein the solution is a semiconductor manufacturing method which is a solution containing Ni as the element.【請求項１８】 請求項１乃至１６のいずれか１項にお
いて、前記溶液は、前記元素としてＮｉを含むニッケル酢酸塩
の水溶液であることを特徴とする半導体作製方法。18. The any one of claims 1 to 16, wherein the solution is a semiconductor manufacturing method is characterized in that an aqueous solution of nickel acetate containing Ni as the element.【請求項１９】 請求項１乃至１６のいずれか１項にお
いて、前記溶液は、前記元素としてＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔから選ば
れた一種または複数種類の元素を含む溶液であることを
特徴とする半導体作製方法。19. any one of claims 1 to 16, wherein the solution is characterized in that as the element Ni, Pd, a solution containing one or more kinds of elements selected from Pt Semiconductor manufacturing method.【請求項２０】 請求項１９において、前記溶液は、前記元素の酢酸塩、硝酸塩又は硫酸塩の水
溶液であることを特徴とする半導体作製方法。20. Themethod for manufacturing a semiconductor according to claim19 , wherein the solution is an aqueous solution of acetate, nitrate or sulfate of the element.