JP3359689B2 - Semiconductor circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor circuit and manufacturing method thereof

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JP3359689B2
JP3359689B2 JP07900093A JP7900093A JP3359689B2 JP 3359689 B2 JP3359689 B2 JP 3359689B2 JP 07900093 A JP07900093 A JP 07900093A JP 7900093 A JP7900093 A JP 7900093A JP 3359689 B2 JP3359689 B2 JP 3359689B2
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Description

【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、薄膜トランジスタ(T
FT)を複数個有する半導体回路および作製方法に関す
るものである。本発明によって作製される薄膜トランジ
スタは、ガラス等の絶縁基板上、単結晶シリコン等の半
導体基板上、いずれにも形成される。特に本発明は、モ
ノリシック型アクティブマトリクス回路(液晶ディスプ
レー等に使用される)のように、低速動作のマトリクス
回路と、それを駆動する高速動作の周辺回路を有する半
導体回路に関する。
The present invention relates to a thin film transistor (T
FT) and a method of manufacturing the same. The thin film transistor manufactured by the present invention is formed on an insulating substrate such as glass and a semiconductor substrate such as single crystal silicon. In particular, the present invention relates to a semiconductor circuit having a low-speed operation matrix circuit and a high-speed operation peripheral circuit for driving the same, such as a monolithic active matrix circuit (used for a liquid crystal display or the like).

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、絶縁基板上に、薄膜状の活性層
(活性領域ともいう)を有する絶縁ゲイト型の半導体装
置の研究がなされている。特に、薄膜状の絶縁ゲイトト
ランジスタ、いわゆる薄膜トランジスタ(TFT)が熱
心に研究されている。これらは、透明な絶縁基板上に形
成され、マトリクス構造を有する液晶等の表示装置にお
いて、各画素の制御用に利用することや駆動回路に利用
することが目的であり、利用する半導体の材料・結晶状
態によって、アモルファスシリコンTFTや結晶性シリ
コンTFTというように区別されている。
2. Description of the Related Art In recent years, studies have been made on an insulating gate type semiconductor device having a thin-film active layer (also called an active region) on an insulating substrate. In particular, a thin film insulated gate transistor, a so-called thin film transistor (TFT), has been enthusiastically studied. These are formed on a transparent insulating substrate and are used for controlling each pixel or for a driving circuit in a display device such as a liquid crystal having a matrix structure. The amorphous silicon TFT and the crystalline silicon TFT are distinguished according to the crystalline state.

【0003】一般にアモルファス状態の半導体の電界移
動度は小さく、したがって、高速動作が要求されるTF
Tには利用できない。また、アモルファスシリコンで
は、P型の電界移動度は著しく小さいので、Pチャネル
型のTFT(PMOSのTFT)を作製することができ
ず、したがって、Nチャネル型TFT(NMOSのTF
T)と組み合わせて、相補型のMOS回路(CMOS)
を形成することができない。
Generally, the electric field mobility of a semiconductor in an amorphous state is small, and therefore, a TF which requires high-speed operation is required.
Not available for T. Further, in the case of amorphous silicon, the P-type electric field mobility is extremely small, so that a P-channel TFT (PMOS TFT) cannot be manufactured.
T) and complementary MOS circuit (CMOS)
Cannot be formed.

【0004】しかしながら、アモルファス半導体によっ
て形成したTFTはOFF電流が小さいという特徴を持
つ。そこで、液晶ディスプレーのアクティブマトリクス
の画素回路のトランジスタのように、それほどの高速動
作が要求されず、一方の導電型だけで十分であり、か
つ、電荷保持能力の高いTFTが必要とされる用途に利
用されている。しかしながら、高速動作が要求される周
辺回路には利用できなかった。
[0004] However, a TFT formed of an amorphous semiconductor is characterized by a small OFF current. Therefore, as in the case of a transistor in a pixel circuit of an active matrix of a liquid crystal display, such a high-speed operation is not required, and only one conductivity type is sufficient and a TFT having a high charge retention capability is required. It's being used. However, it cannot be used for peripheral circuits that require high-speed operation.

【0005】一方、結晶半導体は、アモルファス半導体
よりも電界移動度が大きく、したがって、高速動作が可
能である。結晶性シリコンでは、NMOSのTFTだけ
でなく、PMOSのTFTも同様に得られるのでCMO
S回路を形成することが可能で、例えば、アクティブマ
トリクス方式の液晶表示装置においては、アクティブマ
トリクス部分のみならず、周辺回路(ドライバー等)を
もCMOSの結晶性TFTで構成する、いわゆるモノリ
シック構造を有するものが知られている。
On the other hand, a crystalline semiconductor has a higher electric field mobility than an amorphous semiconductor, and therefore can operate at high speed. In crystalline silicon, not only NMOS TFTs but also PMOS TFTs can be obtained in the same manner.
An S circuit can be formed. For example, in an active matrix type liquid crystal display device, a so-called monolithic structure in which not only the active matrix portion but also peripheral circuits (drivers and the like) are formed of CMOS crystalline TFTs is used. Are known.

【0006】しかしながら、結晶性シリコンTFTはゲ
イトに電圧が印加されていないとき(非選択時)のリー
ク電流がアモルファスシリコンTFTに比べて大きく、
液晶ディスプレーで使用するには、このリーク電流を補
うための補助容量を設け、さらにTFTを2段直列にし
てリーク電流を減じるという手段が講じられた。
However, the crystalline silicon TFT has a larger leakage current when no voltage is applied to the gate (when not selected) than the amorphous silicon TFT.
For use in a liquid crystal display, a measure has been taken to provide an auxiliary capacitor for compensating for the leak current, and to further reduce the leak current by connecting two TFTs in series.

【0007】図3には、液晶ディスプレーに用いられる
アクティブマトリクス回路のブロック図を示す。基板7
上には周辺ドライバー回路として、列デコーダー1、行
デコーダー2が設けられ、また、マトリクス領域3には
トランジスタとキャパシタからなる画素回路4が形成さ
れ、マトリクス領域と周辺回路とは、配線5、6によっ
て接続される。周辺回路に用いるTFTは高速動作が、
また、画素回路に用いるTFTは低リーク電流が要求さ
れたが、それらの特性は物理的に矛盾するものである
が、同一基板上に同一プロセスで形成することが求めら
れていた。
FIG. 3 shows a block diagram of an active matrix circuit used for a liquid crystal display. Substrate 7
A column decoder 1 and a row decoder 2 are provided on the upper side as a peripheral driver circuit, and a pixel circuit 4 composed of a transistor and a capacitor is formed in a matrix region 3. Connected by The TFT used for the peripheral circuit operates at high speed,
In addition, a TFT used for a pixel circuit is required to have a low leakage current, but their characteristics are physically inconsistent, but they need to be formed on the same substrate by the same process.

【0008】通常、結晶性シリコンを得るには600℃
程度の温度での長時間のアニールか、もしくは1000
℃以上の高温でのアニールが必要であった。例えば、ア
モルファスシリコンTFTの高いOFF抵抗を利用し、
なおかつ、同一基板上にモノリシックに高い移動度を有
するポリシリコンTFTの周辺回路を形成しようとする
ことは上記のアニール工程においてアモルファスシリコ
ンが結晶化してしまうため不可能であった。
[0008] Usually, to obtain crystalline silicon, 600 ° C
Long annealing at a temperature of about
Annealing at a high temperature of not less than ° C was necessary. For example, utilizing the high OFF resistance of amorphous silicon TFT,
Further, it was impossible to monolithically form a peripheral circuit of a polysilicon TFT having a high mobility on the same substrate because amorphous silicon was crystallized in the above annealing step.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような困
難な課題に対して解答を与えんとするものであるが、そ
のためにプロセスが複雑化し、歩留り低下やコスト上昇
を招くことは望ましくない。本発明の主旨とするところ
は、高移動度が要求されるTFTと低リーク電流が要求
されるTFTという2種類のTFTを最小限のプロセス
の変更によって、量産性を維持しつつ、容易に作り分け
ることにある。
Although the present invention seeks to provide an answer to such a difficult problem, it is not desirable that the process becomes complicated, resulting in a decrease in yield and an increase in cost. . The gist of the present invention is to easily fabricate two types of TFTs, TFTs requiring high mobility and TFTs requiring low leakage current, while maintaining mass productivity by minimizing process changes. Is to divide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者の研究の結果、
実質的にアモルファス状態のシリコン被膜に微量の触媒
材料を添加することによって結晶化を促進させ、結晶化
温度を低下させ、結晶化時間を短縮できることが明らか
になった。触媒材料としては、ニッケル(Ni)、鉄
(Fe)、コバルト(Co)、白金(Pt)の単体、も
しくはそれらの珪化物等の化合物が適している。具体的
には、これらの触媒元素を有する膜、粒子、クラスター
等をアモルファスシリコン膜の下、もしくは上に密着し
て形成し、あるいはイオン注入法等の方法によってアモ
ルファスシリコン膜中にこれらの触媒元素を導入し、そ
の後、これを適当な温度、典型的には580℃以下の温
度で熱アニールすることによって結晶化させることがで
きる。
As a result of the research by the present inventors,
It has been found that the crystallization can be promoted by adding a small amount of a catalyst material to the silicon film in a substantially amorphous state, the crystallization temperature can be reduced, and the crystallization time can be shortened. As the catalyst material, a simple substance of nickel (Ni), iron (Fe), cobalt (Co), platinum (Pt), or a compound such as a silicide thereof is suitable. Specifically, films, particles, clusters, and the like having these catalyst elements are formed in close contact with or below the amorphous silicon film, or these catalyst elements are formed in the amorphous silicon film by a method such as ion implantation. And then crystallized by thermal annealing at a suitable temperature, typically at or below 580 ° C.

【0011】さらに化学的気相成長法(CVD法)によ
ってアモルファスシリコン膜を形成する際には原料ガス
中に、また、スパッタリング等の物理的気相法でアモル
ファスシリコン膜を形成する際には、ターゲットや蒸着
源等の成膜材料中に、これらの触媒材料を添加しておい
てもよい。当然のことであるが、アニール温度が高いほ
ど結晶化時間は短いという関係がある。また、ニッケ
ル、鉄、コバルト、白金の濃度が大きいほど結晶化温度
が低く、結晶化時間が短いという関係がある。本発明人
の研究では、結晶化を進行させるには、これらのうちの
少なくとも1つの元素の濃度が1×1017cm-3以上、
好ましくは5×1018cm-3以上存在することが必要で
あることがわかった。
Further, when an amorphous silicon film is formed by a chemical vapor deposition method (CVD method), the amorphous silicon film is formed in a raw material gas. When an amorphous silicon film is formed by a physical vapor method such as sputtering, These catalyst materials may be added to a film-forming material such as a target or an evaporation source. As a matter of course, the higher the annealing temperature, the shorter the crystallization time. In addition, the higher the concentration of nickel, iron, cobalt and platinum, the lower the crystallization temperature and the shorter the crystallization time. According to the study of the present inventor, in order to promote crystallization, the concentration of at least one of these elements should be 1 × 10 17 cm −3 or more,
It has been found that it is necessary to preferably exist at 5 × 10 18 cm −3 or more.

【0012】なお、上記触媒材料はいずれもシリコンに
とっては好ましくない材料であるので、できるだけその
濃度が低いことが望まれる。本発明人の研究では、これ
らの触媒材料の濃度は合計して1×1020cm-3を越え
ないことが望まれる。
Since the above-mentioned catalyst materials are all unfavorable materials for silicon, it is desirable that their concentrations be as low as possible. In the present inventors' research, it is desirable that the total concentration of these catalyst materials does not exceed 1 × 10 20 cm −3 .

【0013】さらに、注目すべき事柄は、このような触
媒材料の存在しない領域では全く結晶化を進行させるこ
となく、アモルファス状態を維持できることである。例
えば、通常、このような触媒材料を有しない、典型的に
はその濃度が1×1017cm-3以下、好ましくは1×1
16cm-3以下のアモルファスシリコンの結晶化は60
0℃以上の温度で開始されるが、580℃以下では全く
進行しない。ただし、300℃以上の雰囲気ではアモル
ファスシリコン中のダングリングボンドを中和するのに
必要な水素が離脱するので、良好な半導体特性を得るに
はアニールは水素雰囲気でおこなわれることが望まれ
る。
Further, it should be noted that an amorphous state can be maintained without crystallization at all in a region where such a catalyst material is not present. For example, it usually does not have such a catalyst material, typically its concentration is 1 × 10 17 cm −3 or less, preferably 1 × 1 17 cm −3.
Crystallization of amorphous silicon of 0 16 cm -3 or less is 60
It starts at a temperature of 0 ° C. or higher, but does not progress at a temperature of 580 ° C. or lower. However, in an atmosphere of 300 ° C. or more, hydrogen necessary for neutralizing dangling bonds in amorphous silicon is released, so that it is desirable that annealing be performed in a hydrogen atmosphere to obtain good semiconductor characteristics.

【0014】本発明では、上記の触媒材料による結晶化
の特徴を生かして、アモルファスシリコン膜を形成し
て、一部を選択的に結晶化させて、アクティブマトリク
ス回路の周辺回路の結晶シリコンTFTに用い、他のア
モルファス状態の部分をマトリクス領域(画素回路)の
アモルファスシリコンTFTとして用いることを特徴と
する。この結果、低リーク電流と高速動作という矛盾す
るトランジスタを有する回路を同一基板上に同時に形成
することができる。以下に実施例を用いて、より詳細に
本発明を説明する。
In the present invention, an amorphous silicon film is formed by utilizing the characteristics of crystallization by the above-mentioned catalyst material, and a part thereof is selectively crystallized to form a crystalline silicon TFT in a peripheral circuit of an active matrix circuit. And the other amorphous portion is used as an amorphous silicon TFT in a matrix region (pixel circuit). As a result, circuits having inconsistent transistors having low leakage current and high-speed operation can be simultaneously formed on the same substrate. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0015】[0015]

【実施例】〔実施例1〕 本実施例は同一基板上に実質
的に同一プロセスによって、結晶シリコンTFTとアモ
ルファスシリコンTFTを形成する例を示す。図1に本
実施例の作製工程の断面図を示す。まず、基板(コーニ
ング7059)10上にスパッタリング法によって厚さ
2000Åの酸化珪素の下地膜11を形成した。さら
に、プラズマCVD法によって、厚さ500〜1500
Å、例えば1500Åの真性(I型)のアモルファスシ
リコン膜12を堆積した。連続して、スパッタリング法
によって、厚さ5〜200Å、例えば20Åの珪化ニッ
ケル膜(化学式NiSix 、0.4≦x≦2.5、例え
ば、x=2.0)13を図に示すように選択的に形成し
た。(図1(A))
[Embodiment 1] This embodiment shows an example in which a crystalline silicon TFT and an amorphous silicon TFT are formed on the same substrate by substantially the same process. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of this embodiment. First, a 2000-nm-thick silicon oxide base film 11 was formed on a substrate (Corning 7059) 10 by a sputtering method. Further, the thickness is 500 to 1500 by a plasma CVD method.
An intrinsic (I-type) amorphous silicon film 12 having a thickness of, for example, 1500 ° is deposited. Continuously, by sputtering, the thickness 5~200A, e.g. 20Å of nickel silicide film (chemical formula NiSi x, 0.4 ≦ x ≦ 2.5 , for example, x = 2.0) 13 as shown in FIG. Selectively formed. (Fig. 1 (A))

【0016】そして、これを水素還元雰囲気下(好まし
くは、水素の分圧が0.1〜1気圧)、500℃で4時
間アニールして結晶化させた。この結果、珪化ニッケル
膜13の下方のアモルファスシリコン膜は結晶化して結
晶シリコン膜12aとなった。一方、珪化ニッケル膜の
存在しなかった領域のシリコン膜はアモルファス状態の
まま(12b)であった。(図1(B))
Then, this was annealed at 500 ° C. for 4 hours in a hydrogen reducing atmosphere (preferably, the partial pressure of hydrogen was 0.1 to 1 atm) to be crystallized. As a result, the amorphous silicon film below the nickel silicide film 13 crystallized to become the crystalline silicon film 12a. On the other hand, the silicon film in the region where the nickel silicide film did not exist was in the amorphous state (12b). (FIG. 1 (B))

【0017】得られたシリコン膜をフォトリソグラフィ
ー法によってパターニングし、島状シリコン領域14a
(結晶シリコン領域)および14b(アモルファスシリ
コン領域)を形成した。さらに、スパッタリング法によ
って厚さ1000Åの酸化珪素膜15をゲイト絶縁膜と
して堆積した。スパッタリングには、ターゲットとして
酸化珪素を用い、スパッタリング時の基板温度は200
〜400℃、例えば350℃、スパッタリング雰囲気は
酸素とアルゴンで、アルゴン/酸素=0〜0.5、例え
ば0.1以下とした。引き続いて、減圧CVD法によっ
て、厚さ6000〜8000Å、例えば6000Åのシ
リコン膜(0.1〜2%の燐を含む)を堆積した。な
お、この酸化珪素とシリコン膜の成膜工程は連続的にお
こなうことが望ましい。そして、シリコン膜をパターニ
ングして、ゲイト電極16a、16b、16cを形成し
た。(図1(C))
The obtained silicon film is patterned by photolithography to form an island-like silicon region 14a.
(Crystalline silicon region) and 14b (amorphous silicon region). Further, a silicon oxide film 15 having a thickness of 1000 ° was deposited as a gate insulating film by a sputtering method. For sputtering, silicon oxide was used as a target, and the substrate temperature during sputtering was 200.
The sputtering atmosphere was oxygen and argon, and argon / oxygen = 0 to 0.5, for example, 0.1 or less. Subsequently, a silicon film (containing 0.1 to 2% of phosphorus) having a thickness of 6000 to 8000, for example, 6000, was deposited by a low pressure CVD method. It is desirable that the step of forming the silicon oxide and the silicon film be performed continuously. Then, the silicon film was patterned to form gate electrodes 16a, 16b and 16c. (Fig. 1 (C))

【0018】次に、プラズマドーピング法によって、シ
リコン領域にゲイト電極をマスクとして不純物(燐およ
びホウ素)を注入した。ドーピングガスとして、フォス
フィン(PH3 )およびジボラン(B2 6 )を用い、
前者の場合は、加速電圧を60〜90kV、例えば80
kV、後者の場合は、40〜80kV、例えば65kV
とした。ドース量は1×1015〜8×1015cm-2、例
えば、燐を2×1015cm-2、ホウ素を5×1015とし
た。この結果、P型の不純物領域17a、N型の不純物
領域17bおよび17cが形成された。なお、この際に
は、燐のドーピングの後に、ニッケルを1×1013〜1
×1015cm-2、例えば5×1014cm-2ドーピングし
た。(図1(D))
Next, impurities (phosphorus and boron) were implanted into the silicon region by a plasma doping method using the gate electrode as a mask. Phosphine (PH 3 ) and diborane (B 2 H 6 ) were used as doping gases.
In the former case, the acceleration voltage is 60 to 90 kV, for example, 80 kV.
kV, in the latter case 40-80 kV, for example 65 kV
And The dose was 1 × 10 15 to 8 × 10 15 cm −2 , for example, phosphorus was 2 × 10 15 cm −2 and boron was 5 × 10 15 . As a result, P-type impurity regions 17a and N-type impurity regions 17b and 17c were formed. In this case, after doping with phosphorus, nickel is added in an amount of 1 × 10 13 to 1
× 10 15 cm -2, for example 5 to × 10 14 cm -2 doping. (Fig. 1 (D))

【0019】その後、水素還元雰囲気中、500℃で4
時間アニールすることによって、不純物を活性化させ
た。このとき、先に結晶化された領域14aにはニッケ
ルが拡散しているので、このアニールによって再結晶化
が容易に進行し、また、島状半導体領域14bにおいて
も、燐のドーピングされた領域17cにはニッケルも同
時にドーピングされているので、この程度のアニールで
も十分に結晶化した。こうして不純物領域17a〜17
cが活性化した。なお、アモルファスシリコンTFTの
活性領域にはニッケルが存在しないので結晶化しなかっ
た。続いて、厚さ6000Åの酸化珪素膜18を層間絶
縁物としてプラズマCVD法によって形成し、これにコ
ンタクトホールを形成して、金属材料、例えば、窒化チ
タンとアルミニウムの多層膜によって結晶シリコンTF
Tの電極・配線19a、19b、19c、アモルファス
シリコンTFTの電極・配線19d、19eを形成し
た。最後に、1気圧の水素雰囲気で350℃、30分の
アニールをおこなった。以上の工程によって半導体回路
が完成した。(図1(E)) 得られたTFTの活性領域に含まれるニッケルの濃度を
2次イオン質量分析(SIMS)法によって測定したと
ころ、結晶シリコンTFTでは、1×1018〜5×10
18cm-3のニッケルが観測されたが、アモルファスシリ
コンではニッケルは測定限界(1×1016cm-3)以下
であった。
Then, at 500 ° C. in a hydrogen reducing atmosphere,
The impurities were activated by annealing for a time. At this time, since nickel is diffused in the previously crystallized region 14a, recrystallization is easily progressed by this annealing, and the phosphorus-doped region 17c is also formed in the island-like semiconductor region 14b. Since nickel was also doped at the same time, it was sufficiently crystallized even with this degree of annealing. Thus, impurity regions 17a to 17a
c was activated. It should be noted that no nickel was present in the active region of the amorphous silicon TFT, so that it was not crystallized. Subsequently, a silicon oxide film 18 having a thickness of 6000.degree. Is formed as an interlayer insulator by a plasma CVD method, a contact hole is formed in the silicon oxide film 18, and a crystalline silicon TF is formed by a metal material such as a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
T electrode / wiring 19a, 19b, 19c and amorphous silicon TFT electrode / wiring 19d, 19e were formed. Finally, annealing was performed at 350 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere at 1 atm. The semiconductor circuit was completed by the above steps. (FIG. 1 (E)) When the concentration of nickel contained in the active region of the obtained TFT was measured by a secondary ion mass spectrometry (SIMS) method, the crystal silicon TFT showed a concentration of 1 × 10 18 to 5 × 10 5
Nickel of 18 cm −3 was observed, but nickel was less than the measurement limit (1 × 10 16 cm −3 ) in amorphous silicon.

【0020】〔実施例2〕 本実施例は、結晶シリコン
TFTを周辺ドライバー回路に、また、アモルファスシ
リコンTFTを画素回路に用いたものである。図2に本
実施例の作製工程の断面図を示す。基板(コーニング7
059)20上にスパッタリングによって厚さ500〜
2000Å、例えば1000Åのタンタル被膜を形成
し、これをパターニングしてアモルファスシリコンTF
Tのゲイト電極配線21を形成した。タンタルの配線の
周囲には、陽極酸化によって厚さ1000〜3000
Å、例えば1500Åの陽極酸化膜22を設けた。
[Embodiment 2] In this embodiment, a crystalline silicon TFT is used for a peripheral driver circuit, and an amorphous silicon TFT is used for a pixel circuit. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the manufacturing process of this embodiment. Substrate (Corning 7
059) Sputtering on 20 with thickness of 500-
A tantalum film of 2000 °, for example, 1000 ° is formed, and is patterned to form amorphous silicon TF.
A gate electrode wiring 21 of T was formed. The thickness of the tantalum wiring is 1000 to 3000 by anodic oxidation.
The anodic oxide film 22 is provided, for example, 1500 °.

【0021】そして、スパッタリング法によって、厚さ
2000Åの酸化珪素膜23を形成した。この酸化珪素
膜23は、アモルファスシリコンTFTのゲイト絶縁膜
として機能すると同時に、結晶シリコンTFTの下地絶
縁膜としても機能する。その後、プラズマCVD法によ
って、厚さ200〜1500Å、例えば500Åのアモ
ルファスシリコン膜24を堆積した。そして、アモルフ
ァスシリコン膜24をフォトレジスト25でマスクし
て、イオン注入法によって選択的にニッケルイオンを注
入し、ニッケルが1×1018〜2×1019cm-3、例え
ば、5×1018cm-3だけ含まれるような領域26を作
製した。
Then, a silicon oxide film 23 having a thickness of 2000 ° was formed by a sputtering method. This silicon oxide film 23 functions not only as a gate insulating film of the amorphous silicon TFT but also as a base insulating film of the crystalline silicon TFT. Thereafter, an amorphous silicon film 24 having a thickness of 200 to 1500 °, for example, 500 ° was deposited by a plasma CVD method. Then, the amorphous silicon film 24 is masked with a photoresist 25, and nickel ions are selectively implanted by an ion implantation method, so that nickel is 1 × 10 18 to 2 × 10 19 cm −3 , for example, 5 × 10 18 cm −3 . A region 26 containing only -3 was prepared.

【0022】この領域26の深さは200〜500Åと
し、加速エネルギーはそれに合わせて最適なものを選択
した。また、結晶性シリコンTFTにおいて活性領域と
なるべき領域にはニッケルが注入されないようにした。
ただし、チャネル長は20μm以下、好ましくは10μ
m以下とした。それ以上のチャネル長では活性領域全体
を結晶化させることができなかった。(図2(A))
The depth of the region 26 was set at 200 to 500 °, and the optimum acceleration energy was selected in accordance with the depth. Further, nickel is not injected into a region to be an active region in the crystalline silicon TFT.
However, the channel length is 20 μm or less, preferably 10 μm.
m or less. With a longer channel length, the entire active region could not be crystallized. (Fig. 2 (A))

【0023】そして、0.1〜1気圧の水素雰囲気下、
550℃で8時間アニールして結晶化させた。この結晶
化工程によって、ニッケルの注入された領域はもちろ
ん、その領域に挟まれた領域やその周囲(図2(B)に
おいて24aで示す)も結晶化した。550℃、8時間
のアニールでは横方向に約10μmの結晶化が進行し
た。一方、ニッケルが注入されなかった領域24bはア
モルファス状態のままであった。(図2(B))
Then, under a hydrogen atmosphere of 0.1 to 1 atm.
Annealing was performed at 550 ° C. for 8 hours for crystallization. By this crystallization step, not only the region into which nickel was implanted, but also the region sandwiched between the regions and the periphery thereof (indicated by 24a in FIG. 2B) were crystallized. By annealing at 550 ° C. for 8 hours, crystallization of about 10 μm progressed in the lateral direction. On the other hand, the region 24b where nickel was not implanted remained in an amorphous state. (FIG. 2 (B))

【0024】その後、このシリコン膜をパターニングし
て、島状シリコン領域27a(結晶シリコン領域)およ
び27b(アモルファスシリコン領域)を形成した。さ
らに、テトラ・エトキシ・シラン(Si(OC2 5
4 、TEOS)と酸素を原料として、プラズマCVD法
によって結晶シリコンTFTのゲイト絶縁膜として、厚
さ1000Åの酸化珪素28を形成した。原料には、上
記ガスに加えて、トリクロロエチレン(C2 HCl3
を用いた。成膜前にチャンバーに酸素を400SCCM
流し、基板温度300℃、全圧5Pa、RFパワー15
0Wでプラズマを発生させ、この状態を10分保った。
その後、チャンバーに酸素300SCCM、TEOSを
15SCCM、トリクロロエチレンを2SCCMを導入
して、酸化珪素膜の成膜をおこなった。基板温度、RF
パワー、全圧は、それぞれ300℃、75W、5Paで
あった。成膜完了後、チャンバーに100Torrの水
素を導入し、350℃で35分の水素アニールをおこな
った。
Thereafter, the silicon film was patterned to form island-like silicon regions 27a (crystalline silicon regions) and 27b (amorphous silicon regions). Further, tetraethoxysilane (Si (OC 2 H 5 )
4 , TEOS) and oxygen were used as raw materials, and a silicon oxide 28 having a thickness of 1000 Å was formed as a gate insulating film of a crystalline silicon TFT by a plasma CVD method. The raw materials include, in addition to the above gases, trichloroethylene (C 2 HCl 3 )
Was used. 400 SCCM oxygen in chamber before film formation
Flow, substrate temperature 300 ° C, total pressure 5Pa, RF power 15
Plasma was generated at 0 W, and this state was maintained for 10 minutes.
Then, a silicon oxide film was formed by introducing 300 SCCM of oxygen, 15 SCCM of TEOS, and 2 SCCM of trichloroethylene into the chamber. Substrate temperature, RF
The power and total pressure were 300 ° C., 75 W, and 5 Pa, respectively. After the film formation was completed, 100 Torr of hydrogen was introduced into the chamber, and hydrogen annealing was performed at 350 ° C. for 35 minutes.

【0025】引き続いて、スパッタリング法によって、
厚さ6000〜8000Å、例えば6000Åのアルミ
ニウム膜(2%のシリコンを含む)を堆積した。アルミ
ニウムの代わりにタンタル、チタン、タングステン、モ
リブテンでもよい。なお、この酸化珪素28とアルミニ
ウム膜の成膜工程は連続的におこなうことが望ましい。
そして、アルミニウム膜をパターニングして、TFTの
ゲイト電極29a、29bを形成した。さらに、このア
ルミニウム配線の表面を陽極酸化して、表面に酸化物層
を形成した。陽極酸化は、酒石酸の1〜5%エチレング
リコール溶液中でおこなった。得られた酸化物層の厚さ
は2000Åであった。また、裏面からの露光によっ
て、アモルファスシリコンTFTのシリコン上にゲイト
電極21に自己整合的にフォトレジストのマスク30を
形成した。(図2(C))
Subsequently, by a sputtering method,
An aluminum film (containing 2% silicon) having a thickness of 6000 to 8000, for example, 6000, was deposited. Tantalum, titanium, tungsten, or molybdenum may be used instead of aluminum. It is desirable that the step of forming the silicon oxide 28 and the aluminum film be performed continuously.
Then, the aluminum film was patterned to form gate electrodes 29a and 29b of the TFT. Further, the surface of the aluminum wiring was anodized to form an oxide layer on the surface. Anodization was performed in a 1-5% solution of tartaric acid in ethylene glycol. The thickness of the obtained oxide layer was 2000 °. In addition, a photoresist mask 30 was formed on the silicon of the amorphous silicon TFT in self-alignment with the gate electrode 21 by exposure from the back surface. (Fig. 2 (C))

【0026】次に、プラズマドーピング法によって、シ
リコン領域に不純物(燐)を注入した。ドーピングガス
として、フォスフィン(PH3 )を用い、加速電圧を6
0〜90kV、例えば80kVとした。ドース量は1×
1015〜8×1015cm-2、例えば、2×1015cm-2
とした。このようにしてN型の不純物領域31aおよび
31cを形成した。さらに、今度は左側の結晶シリコン
TFT(Nチャネル型TFT)およびアモルファスシリ
コンTFT(マトリクス領域)をフォトレジストでマス
クして、再び、プラズマドーピング法で右側の結晶シリ
コンTFT(PチャネルTFT)のシリコン領域に不純
物(ホウ素)を注入した。ドーピングガスとして、ジボ
ラン(B2 6 )を用い、加速電圧を50〜80kV、
例えば65kVとした。ドース量は1×1015〜8×1
15cm-2、例えば、先に注入された燐より多い5×1
15cm-2とした。このようにしてP型の不純物領域3
1bを形成した。
Next, an impurity (phosphorus) was implanted into the silicon region by a plasma doping method. Phosphine (PH 3 ) was used as the doping gas, and the accelerating voltage was 6
0 to 90 kV, for example, 80 kV. Dose amount is 1 ×
10 15 to 8 × 10 15 cm −2 , for example, 2 × 10 15 cm −2
And Thus, N-type impurity regions 31a and 31c were formed. Further, this time, the left crystalline silicon TFT (N-channel TFT) and the amorphous silicon TFT (matrix region) are masked with a photoresist, and the silicon region of the right crystalline silicon TFT (P-channel TFT) is again formed by the plasma doping method. (Boron) was implanted. As a doping gas, diborane (B 2 H 6 ) was used, the acceleration voltage was 50 to 80 kV,
For example, it was set to 65 kV. Dose amount is 1 × 10 15 to 8 × 1
0 15 cm -2 , for example 5 × 1 more than the previously implanted phosphorus
It was set to 0 15 cm -2 . Thus, the P-type impurity region 3
1b was formed.

【0027】その後、レーザーアニール法によって不純
物の活性化をおこなった。レーザーとしてはKrFエキ
シマーレーザー(波長248nm、パルス幅20nse
c)を用いたが、その他のレーザー、例えば、XeFエ
キシマーレーザー(波長353nm)、XeClエキシ
マーレーザー(波長308nm)、ArFエキシマーレ
ーザー(波長193nm)等を用いてもよい。レーザー
のエネルギー密度は、200〜400mJ/cm2 、例
えば250mJ/cm2 とし、1か所につき2〜10シ
ョット、例えば2ショット照射した。レーザー照射時
に、基板を200〜450℃程度に加熱してもよい。基
板を加熱した場合には最適なレーザーエネルギー密度が
温度によって変わることに注意しなければならない。な
お、アモルファスシリコンTFTの活性領域は、その上
にマスク30が存在するため結晶化しなかった。この結
果、結晶シリコンTFTの不純物領域31a、31bお
よびアモルファスシリコンTFTの不純物領域31cが
活性化された。(図2(D))
Thereafter, the impurities were activated by laser annealing. As a laser, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 ns)
Although c) was used, other lasers, for example, XeF excimer laser (wavelength 353 nm), XeCl excimer laser (wavelength 308 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), and the like may be used. The energy density of the laser was 200 to 400 mJ / cm 2 , for example, 250 mJ / cm 2, and 2 to 10 shots, for example, 2 shots were irradiated at one location. During laser irradiation, the substrate may be heated to about 200 to 450 ° C. It should be noted that when the substrate is heated, the optimum laser energy density changes with temperature. The active region of the amorphous silicon TFT was not crystallized because the mask 30 was present thereon. As a result, the impurity regions 31a and 31b of the crystalline silicon TFT and the impurity region 31c of the amorphous silicon TFT were activated. (FIG. 2 (D))

【0028】続いて、層間絶縁物として厚さ2000Å
の酸化珪素膜32をTEOSを原料とするプラズマCV
D法によって形成し、さらに、スパッタリング法によっ
て、厚さ500〜1000Å、例えば800Åのインジ
ウム錫酸化膜(ITO)を堆積した。そして、これをエ
ッチングして画素電極33を形成した。さらに、層間絶
縁物32ににコンタクトホールを形成して、金属材料、
例えば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によって結
晶シリコンTFT(周辺ドライバー回路)のソース、ド
レイン電極・配線34a、34b、34cおよびアモル
ファスシリコンTFT(画素回路)の電極・配線34
d、34eを形成した。以上の工程によって半導体回路
が完成した。(図2(E))
Subsequently, as an interlayer insulating material, a thickness of 2000
CV using TEOS as a raw material for silicon oxide film 32
The indium tin oxide film (ITO) having a thickness of 500 to 1000 Å, for example, 800 に よ っ て was deposited by a sputtering method. Then, this was etched to form the pixel electrode 33. Further, a contact hole is formed in the interlayer insulator 32, and a metal material,
For example, the source and drain electrodes / wirings 34a, 34b, 34c of the crystalline silicon TFT (peripheral driver circuit) and the electrodes / wiring 34 of the amorphous silicon TFT (pixel circuit) are formed of a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
d, 34e were formed. The semiconductor circuit was completed by the above steps. (FIG. 2 (E))

【0029】作製された半導体回路において、結晶シリ
コンTFT(周辺ドライバー回路)の特性は従来の60
0℃のアニールによって結晶化する工程によって作製さ
れたものとは何ら劣るところはなかった。例えば、本実
施例によって作成したシフトレジスタは、ドレイン電圧
15Vで11MHz、17Vで16MHzの動作を確認
できた。また、信頼性の試験においても従来のものとの
差を見出せなかった。さらに、アモルファスシリコンT
FT(画素回路)の特性に関しては、リーク電流は10
-13 A以下であった。
In the manufactured semiconductor circuit, the characteristics of the crystalline silicon TFT (peripheral driver circuit) are 60
There was nothing inferior to those produced by the step of crystallization by annealing at 0 ° C. For example, it was confirmed that the shift register manufactured according to this embodiment operates at 11 MHz at a drain voltage of 15 V and at 16 MHz at 17 V. No difference was found in the reliability test from the conventional one. Furthermore, amorphous silicon T
Regarding the characteristics of the FT (pixel circuit), the leakage current is 10
-13 A or less.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によって、同一基板上に、同一プ
ロセスによって、高速動作が可能な結晶性シリコンTF
Tと低リーク電流を特徴とするアモルファスシリコンT
FTを形成することができた。これを液晶ディスプレー
に応用した場合には、量産性の向上と特性の改善が図ら
れる。
According to the present invention, crystalline silicon TF capable of operating at high speed on the same substrate by the same process
Amorphous silicon T featuring T and low leakage current
FT could be formed. When this is applied to a liquid crystal display, improvement of mass productivity and improvement of characteristics can be achieved.

【0031】また、本発明は、例えば、500℃という
ような低温、かつ、4時間という短時間でシリコンの結
晶化をおこなうことによっても、スループットを向上さ
せることができる。加えて、従来、600℃以上のプロ
セスを採用した場合にはガラス基板の縮みやソリが歩留
り低下の原因として問題となっていたが、本発明を利用
することによってそのような問題点は一気に解消してし
まう。
The present invention can also improve the throughput by crystallizing silicon at a low temperature of, for example, 500 ° C. and a short time of 4 hours. In addition, conventionally, when a process at 600 ° C. or higher was employed, shrinkage or warpage of a glass substrate had been a problem as a cause of a decrease in yield. However, such a problem can be solved at a stretch by using the present invention. Resulting in.

【0032】このことは、大面積の基板を一度に処理で
きることを意味するものである。すなわち、大面積基板
を処理することによって、1枚の基板から多くの半導体
回路(的理楠回路等)を切りだすことによって単価を大
幅に低下させることができる。このように本発明は工業
上有益な発明である。
This means that a large area substrate can be processed at one time. That is, by processing a large-area substrate, a large number of semiconductor circuits (such as a target circuit) can be cut out from one substrate, so that the unit price can be significantly reduced. Thus, the present invention is an industrially useful invention.

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

【図1】 実施例1の作製工程断面図を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a manufacturing process in Example 1.

【図2】 実施例2の作製工程断面図を示す。FIG. 2 shows a cross-sectional view of a manufacturing process in Example 2.

【図3】 モノリシック型アクティブマトリクス回路
の構成例を示す。
FIG. 3 shows a configuration example of a monolithic active matrix circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・基板 11・・・下地絶縁膜(酸化珪素) 12・・・アモルファスシリコン膜 13・・・珪化ニッケル膜 14・・・島状シリコン領域 15・・・ゲイト絶縁膜(酸化珪素) 16・・・ゲイト電極(燐ドープされたシリコン) 17・・・ソース、ドレイン領域 18・・・層間絶縁物 19・・・金属配線・電極(窒化チタン/アルミニウ
ム)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate 11 ... Base insulating film (silicon oxide) 12 ... Amorphous silicon film 13 ... Nickel silicide film 14 ... Island-shaped silicon region 15 ... Gate insulating film (silicon oxide) 16 ... Gate electrode (phosphorus-doped silicon) 17 ... Source / drain region 18 ... Interlayer insulator 19 ... Metal wiring / electrode (Titanium nitride / aluminum)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−268212(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/336 G02F 1/1368 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (56) References JP-A-6-268212 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21 / 336 G02F 1/1368

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アモルファスシリコン膜でなる活性領域
を有する第1の薄膜トランジスタと、結晶性シリコン膜
でなる活性領域を有する第2の薄膜トランジスタとを有
する半導体回路であって、 前記アモルファスシリコン膜中のアモルファスシリコン
の結晶化を促進させる金属元素の濃度は1017cm-3
満であり、 前記結晶性シリコン膜中のアモルファスシリコンの結晶
化を促進させる金属元素の濃度は1×1017〜1×10
20cm-3であることを特徴とする半導体回路。
1. A semiconductor circuit comprising: a first thin film transistor having an active region made of an amorphous silicon film; and a second thin film transistor having an active region made of a crystalline silicon film. The concentration of a metal element that promotes crystallization of silicon is less than 10 17 cm −3 , and the concentration of a metal element that promotes crystallization of amorphous silicon in the crystalline silicon film is 1 × 10 17 to 1 × 10 7
A semiconductor circuit having a size of 20 cm -3 .
【請求項2】 アモルファスシリコン膜でなる活性領域
を有する第1の薄膜トランジスタと、結晶性シリコン膜
でなる活性領域を有する第2の薄膜トランジスタとを有
する半導体回路であって、 前記結晶性シリコン膜及び前記アモルファスシリコン膜
は同一絶縁膜に接して設けられ、 前記アモルファスシリコン膜中のアモルファスシリコン
の結晶化を促進させる金属元素の濃度は1017cm-3
満であり、 前記結晶性シリコン膜中のアモルファスシリコンの結晶
化を促進させる金属元素の濃度は1×1017〜1×10
20cm-3であることを特徴とする半導体回路。
2. A semiconductor circuit comprising: a first thin film transistor having an active region formed of an amorphous silicon film; and a second thin film transistor having an active region formed of a crystalline silicon film. The amorphous silicon film is provided in contact with the same insulating film, a concentration of a metal element for promoting crystallization of the amorphous silicon in the amorphous silicon film is less than 10 17 cm −3 , and an amorphous silicon in the crystalline silicon film is The concentration of the metal element that promotes crystallization of 1 × 10 17 to 1 × 10
A semiconductor circuit having a size of 20 cm -3 .
【請求項3】 アモルファスシリコン膜でなる活性領域
を有する第1の薄膜トランジスタと、結晶性シリコン膜
でなる活性領域を有する第2の薄膜トランジスタとを有
する半導体回路であって、 前記第1の薄膜トランジスタは、ゲイト電極と、前記ゲ
イト電極上に設けられた前記絶縁膜と、前記絶縁膜上に
設けられた前記アモルファスシリコン膜とを有し、 前記第2の薄膜トランジスタは、前記絶縁膜と、前記絶
縁膜上に接して設けられた前記結晶性シリコン膜と、前
記結晶性シリコン膜上に設けられたゲイト電極とを有
し、 前記アモルファスシリコン膜中のアモルファスシリコン
の結晶化を促進させる金属元素の濃度は1017cm-3
満であり、 前記結晶性シリコン膜中のアモルファスシリコンの結晶
化を促進させる金属元素の濃度は1×1017〜1×10
20cm-3であることを特徴とする半導体回路。
3. A semiconductor circuit comprising: a first thin film transistor having an active region made of an amorphous silicon film; and a second thin film transistor having an active region made of a crystalline silicon film, wherein the first thin film transistor is: A gate electrode, the insulating film provided on the gate electrode, and the amorphous silicon film provided on the insulating film, wherein the second thin film transistor is provided on the insulating film and on the insulating film. The crystalline silicon film provided in contact with the substrate, and a gate electrode provided on the crystalline silicon film. The concentration of the metal element for promoting crystallization of amorphous silicon in the amorphous silicon film is 10%. 17 is less than cm -3, the concentration of the metal element for promoting crystallization of amorphous silicon of the crystalline silicon film is 1 10 17 ~1 × 10
A semiconductor circuit having a size of 20 cm -3 .
【請求項4】 請求項2または3において、前記絶縁膜
は酸化珪素膜であることを特徴とする半導体回路。
4. The semiconductor circuit according to claim 2, wherein the insulating film is a silicon oxide film .
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一において、
前記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元
素の濃度は2次イオン質量分析法によって測定された最
小値によって定義されることを特徴とする半導体回路。
5. The method according to claim 1, wherein:
A semiconductor circuit, wherein the concentration of a metal element that promotes crystallization of amorphous silicon is defined by a minimum value measured by a secondary ion mass spectrometry.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
前記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元
素は、ニッケル、鉄、コバルト、白金の少なくとも1つ
であることを特徴とする半導体回路。
6. The method according to claim 1, wherein
A semiconductor circuit, wherein the metal element that promotes crystallization of amorphous silicon is at least one of nickel, iron, cobalt, and platinum.
【請求項7】 アモルファスシリコン膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜にアモルファスシリコンの
結晶化を促進させる金属元素を有する物質を選択的に密
着させ、 前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前
記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元素
を密着させた部分のアモルファスシリコン膜を結晶化さ
せ、 前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、アモ
ルファスシリコンでなる領域と、結晶化されたシリコン
でなる領域と、を形成し、 前記アモルファスシリコンでなる領域及び前記結晶化さ
れたシリコン領域に、それぞれ、薄膜トランジスタを形
することを特徴とする半導体回路の作製方法。
7. An amorphous silicon film is formed by selectively adhering a substance having a metal element that promotes crystallization of amorphous silicon to the amorphous silicon film, and heating the amorphous silicon film. Crystallizing the amorphous silicon film at a portion where a metal element for promoting crystallization is adhered, and patterning the amorphous silicon film to form a region made of amorphous silicon and a region made of crystallized silicon; The region made of amorphous silicon and the crystallized region
A thin-film transistor on each of the
A method for manufacturing a semiconductor circuit, comprising:
【請求項8】 アモルファスシリコン膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜上にアモルファスシリコン
の結晶化を促進させる金属元素を有する膜を選択的に形
成し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前
記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元素
を形成した部分のアモルファスシリコン膜を結晶化さ
せ、 前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、アモ
ルファスシリコンでなる領域と、結晶化されたシリコン
でなる領域と、を形成し、 前記アモルファスシリコンでなる領域及び前記結晶化さ
れたシリコン領域に、 それぞれ、薄膜トランジスタを形
することを特徴とする半導体回路の作製方法。
8. An amorphous silicon film is formed, a film containing a metal element for promoting crystallization of amorphous silicon is selectively formed on the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is heated to form the amorphous silicon film. Crystallizing the amorphous silicon film in a portion where a metal element for promoting crystallization of silicon is formed, and patterning the amorphous silicon film to form a region made of amorphous silicon and a region made of crystallized silicon The region made of amorphous silicon and the crystallized region
A thin-film transistor on each of the
A method for manufacturing a semiconductor circuit, comprising:
【請求項9】 請求項8において、前記アモルファスシ
リコンの結晶化を促進させる金属元素を有する膜は、前
記金属元素と珪素との化合物でなる膜であることを特徴
とする半導体回路の作製方法。
9. The method of claim 8, a film having a metal element for promoting crystallization of the amorphous silicon, a method for manufacturing a semiconductor circuit, wherein the a film of a compound of a metal element and silicon.
【請求項10】 アモルファスシリコン膜を形成し、 前記アモルファスシリコン膜にアモルファスシリコンの
結晶化を促進させる金属元素を選択的に添加し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前
記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元素
を添加した部分のアモルファスシリコン膜を結晶化さ
せ、 前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、アモ
ルファスシリコンでなる領域と、結晶化されたシリコン
でなる領域と、を形成し、 前記アモルファスシリコンでなる領域及び前記結晶化さ
れたシリコン領域に、それぞれ、薄膜トランジスタを形
することを特徴とする半導体回路の作製方法。
10. An amorphous silicon film is formed, a metal element for promoting crystallization of amorphous silicon is selectively added to the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is heated by heating the amorphous silicon film. to crystallize the amorphous silicon film portion adding a metal element for promoting the amorphous silicon film is patterned to form a region made of amorphous silicon, a region made of crystallized silicon, said amorphous Silicon region and said crystallized region
A thin-film transistor on each of the
A method for manufacturing a semiconductor circuit, comprising:
【請求項11】 第1及び第2の領域に薄膜トランジス
タが形成された半導体回路の作製方法であって、 前記第1の領域において、第1のゲイト電極を形成し、 前記第1及び第2の領域において、前記第1のゲイト電
極上方を覆うように絶縁膜を形成し、 前記第1及び第2の領域において、前記絶縁膜上にアモ
ルファスシリコン膜を形成し、 前記第2の領域における前記アモルファスシリコン膜
に、アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金属元
素を選択的に添加し、 前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより前記
金属元素が添加された領域を結晶化させ、 前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、アモ
ルファスシリコンでなる領域と、結晶化されたシリコン
でなる領域と、を形成し、 前記結晶化されたシリコンでなる領域上に第2のゲイト
電極を形成することを特徴とする半導体回路の作製方
法。
11. A method for manufacturing a semiconductor circuit in which a thin film transistor is formed in first and second regions, wherein a first gate electrode is formed in the first region, and the first and second regions are formed. Forming an insulating film so as to cover above the first gate electrode in the region; forming an amorphous silicon film on the insulating film in the first and second regions; and forming the amorphous silicon film in the second region. A silicon element is selectively added with a metal element that promotes crystallization of amorphous silicon, and the region to which the metal element is added is crystallized by heating the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is patterned. Forming a region made of amorphous silicon and a region made of crystallized silicon, The method for manufacturing a semiconductor circuit and forming a second gate electrode on that region.
【請求項12】 請求項7乃至11のいずれか一におい
て、前記アモルファスシリコンの結晶化を促進させる金
属元素は、ニッケル、鉄、コバルト、白金の少なくとも
1つであることを特徴とする半導体回路の作製方法。
12. The semiconductor circuit according to claim 7, wherein the metal element for promoting crystallization of the amorphous silicon is at least one of nickel, iron, cobalt, and platinum. Production method.
【請求項13】 請求項7乃至12のいずれか一におい
て、前記アモルファスシリコンでなる領域のアモルファ
スシリコンの結晶化を促進させる金属元素の濃度は10
17cm-3未満であり、 前記結晶化されたシリコンでなる領域のアモルファスシ
リコンの結晶化を促進させる金属元素の濃度は1×10
17〜1×1020cm-3であることを特徴とする半導体回
路の作製方法。
13. The concentration of a metal element which promotes crystallization of amorphous silicon in a region made of amorphous silicon according to claim 7,
Less than 17 cm -3 , and the concentration of the metal element that promotes crystallization of amorphous silicon in the crystallized silicon region is 1 × 10
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which is 17 to 1 × 10 20 cm −3 .
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