JP3402380B2 - Semiconductor circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor circuit and manufacturing method thereof

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JP3402380B2
JP3402380B2 JP08674693A JP8674693A JP3402380B2 JP 3402380 B2 JP3402380 B2 JP 3402380B2 JP 08674693 A JP08674693 A JP 08674693A JP 8674693 A JP8674693 A JP 8674693A JP 3402380 B2 JP3402380 B2 JP 3402380B2
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amorphous silicon
film
region
silicon film
semiconductor circuit
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徹 高山
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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)および薄膜ダイオード(TFD)を有する半導体
回路(例えば、イメージセンサー)およびその作製方法
に関するものである。本発明によって作製される半導体
回路は、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、熱
アニールによる結晶化、活性化を経て作製されるTFT
を有する半導体回路に関する。
The present invention relates to a thin film transistor (T
The present invention relates to a semiconductor circuit (for example, an image sensor) having an FT) and a thin film diode (TFD) and a manufacturing method thereof. The semiconductor circuit manufactured by the present invention is formed on either an insulating substrate such as glass or a semiconductor substrate such as single crystal silicon. In particular, the present invention is a TFT manufactured through crystallization and activation by thermal annealing.
And a semiconductor circuit having.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード等の
薄膜半導体素子は、使用されるシリコンの種類によっ
て、アモルファス系素子と結晶系素子に分かれている。
アモルファスシリコンは作製温度が低く、量産性に優れ
ていたが、電界効果移動度や導電率等の物性で結晶性シ
リコンに劣るので、高速特性を得るには結晶系の半導体
素子が求められていた。一方、アモルファス半導体は、
一般に光導電率の変化が大きいので光センサー等に使用
できることが知られていた。そして、最近では、アモル
ファスシリコンダイオードを用いた光センサーを、高速
動作が可能な結晶系シリコンを用いた薄膜トランジスタ
によって駆動する回路(例えば、集積化イメージセンサ
ー回路)が提唱されている。
2. Description of the Related Art Thin film semiconductor devices such as thin film transistors and thin film diodes are classified into amorphous devices and crystalline devices depending on the type of silicon used.
Amorphous silicon had a low fabrication temperature and was excellent in mass productivity, but because it was inferior to crystalline silicon in physical properties such as field effect mobility and conductivity, a crystalline semiconductor element was required to obtain high-speed characteristics. . On the other hand, amorphous semiconductors
It has been generally known that it can be used for an optical sensor or the like because the change in photoconductivity is large. Recently, a circuit (for example, an integrated image sensor circuit) has been proposed in which an optical sensor using an amorphous silicon diode is driven by a thin film transistor using crystalline silicon that can operate at high speed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようする課題】従来のアモルファスシリ
コンダイオードと結晶シリコンTFTを組み合わせた回
路の作製手順の例を図4に示す。ガラス基板50上に下
地絶縁膜51を形成し、その上にアモルファスシリコン
膜を形成して、これを600℃以上の温度で長時間アニ
ールすることにより結晶化させ、パターニングして島状
シリコン領域52を得る。そして、ゲイト絶縁膜53を
形成し、さらに、ゲイト電極54N、54Pを形成す
る。(図4(A))
FIG. 4 shows an example of a procedure for producing a circuit in which a conventional amorphous silicon diode and a crystalline silicon TFT are combined. An underlying insulating film 51 is formed on a glass substrate 50, an amorphous silicon film is formed on the underlying insulating film 51, and this is annealed at a temperature of 600 ° C. or higher for a long time to be crystallized and patterned to form an island-shaped silicon region 52. To get Then, the gate insulating film 53 is formed, and further the gate electrodes 54N and 54P are formed. (Fig. 4 (A))

【0004】そして、公知のCMOS作製技術を使用し
てN型不純物領域55NとP型不純物領域55Pを形成
する。この不純物導入工程においてはゲイト電極に対し
て自己整合的に不純物が導入される。不純物注入後は、
レーザーアニール、熱アニール等の手段で不純物の活性
化がおこなわれる。(図4(B))
Then, the N-type impurity region 55N and the P-type impurity region 55P are formed by using a known CMOS fabrication technique. In this impurity introducing step, impurities are introduced in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. After implanting impurities,
The impurities are activated by means such as laser annealing and thermal annealing. (Fig. 4 (B))

【0005】次に、第1の層間絶縁物56を形成して、
これにコンタクトホールを形成し、TFTのソース、ド
レインに電極・配線57a、57b、57cおよびアモ
ルファスシリコンダイオードの電極57dが形成され
る。(図4(C)) 次に、P型、I型(真性)、N型のアモルファスシリコ
ン膜58P、58I、58Nを順次積層して、これをパ
ターニングし、ダイオードの接合部を形成する。(図4
(D)) 最後に、第2の層間絶縁物59を形成し、これにコンタ
クトホールを形成して、アモルファスシリコンダイオー
ドの電極60を形成して、回路が完成する。(図4
(E))
Next, a first interlayer insulator 56 is formed,
Contact holes are formed in this, and electrodes / wirings 57a, 57b, 57c and an electrode 57d of the amorphous silicon diode are formed in the source and drain of the TFT. (FIG. 4C) Next, P-type, I-type (intrinsic) and N-type amorphous silicon films 58P, 58I, and 58N are sequentially stacked and patterned to form a diode junction. (Fig. 4
(D) Finally, a second interlayer insulator 59 is formed, a contact hole is formed in the second interlayer insulator 59, and an electrode 60 of the amorphous silicon diode is formed, thereby completing the circuit. (Fig. 4
(E))

【0006】このような手順を要する従来の方法では、
長時間の成膜が要求されるシリコン膜および層間絶縁物
がそれぞれ2層と、それに加えてN層、P層の成膜も必
要であるので、スループットが低下するという問題点を
抱えていた。しかも、これらの成膜において使用される
プラズマCVD法、減圧CVD法では、メンテナンスの
ための装置のデッドタイムが大きく、これらの工程が余
分に存在することは一層のスループット低下をもたら
す。
In the conventional method which requires such a procedure,
Since it is necessary to form two layers each of a silicon film and an interlayer insulating film, which are required to be formed for a long time, and an N layer and a P layer in addition to the two layers, there is a problem that throughput is reduced. In addition, in the plasma CVD method and the low pressure CVD method used for forming these films, the dead time of the apparatus for maintenance is large, and the existence of these extra steps further lowers the throughput.

【0007】また、結晶シリコンTFTに用いるシリコ
ン膜の結晶化をおこなうにも600℃以上の温度が必要
であり、かつ、その結晶化に24時間以上の長い時間が
必要であったので、実際に量産する場合には、結晶化装
置の設備がいくつも必要とされ、巨額の設備投資がコス
トに跳ね返ってくるという問題を抱えていた。本発明
は、結晶シリコンTFTに用いるシリコン膜とアモルフ
ァスシリコンダイオードに用いるシリコン膜とを同時に
形成し、かつ、層間絶縁物も1層のみとすることによっ
て、上記の問題点を克服し、また、600℃以下の温度
で、かつ、実質的に問題にならない程度の短時間でシリ
コン膜の結晶化をおこなう技術を提供する。
In addition, a temperature of 600 ° C. or higher is required to crystallize the silicon film used for the crystalline silicon TFT, and a long time of 24 hours or more is required for the crystallization, so that it is actually necessary. When mass-producing, a number of crystallization equipment facilities were required, and there was the problem that a huge amount of equipment investment would rebound into costs. The present invention overcomes the above problems by forming a silicon film used for a crystalline silicon TFT and a silicon film used for an amorphous silicon diode at the same time, and using only one interlayer insulating film. Provided is a technique for crystallizing a silicon film at a temperature equal to or lower than 0 ° C. and for a short time that does not substantially cause a problem.

【0008】[0008]

【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(なお、本発明においてはア
モルファス状態および実質的にアモルファス状態とは、
いわゆる非晶質状態や、結晶性はあっても極めて劣悪な
ものを含める。)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。触媒元素としては、ニッケル(Ni)、鉄(F
e)、コバルト(Co)、白金(Pt)が適している。
具体的には、これらの触媒元素単体あるいは珪化物等の
化合物を有する膜、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 conducted by the present inventor,
Substantially amorphous state (In the present invention, the amorphous state and the substantially amorphous state are
A so-called amorphous state or a crystallinity which is extremely poor is included. It was revealed that the crystallization can be promoted, the crystallization temperature can be lowered, and the crystallization time can be shortened by adding a trace amount of the catalyst material to the silicon coating of (1). Nickel (Ni), iron (F
e), cobalt (Co) and platinum (Pt) are suitable.
Specifically, a film, particles, clusters, etc. containing these catalytic element simple substance or a compound such as a silicide are formed in intimate contact under or on the amorphous silicon film, or amorphous silicon is formed by a method such as ion implantation. These catalytic elements can be crystallized by introducing these catalytic elements into the film and then thermally annealing them at a suitable temperature, typically 580 ° C. or lower.

【0009】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、触媒元
素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、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。ま
た、アニール温度と時間によっては、10〜20μm程
度触媒元素が拡散し、横方向に結晶化が進行することも
明らかになった。。
As a matter of course, the higher the annealing temperature, the shorter the crystallization time. Further, there is a relationship that the higher the concentration of the catalyst element, the lower the crystallization temperature and the shorter the crystallization time. According to the research conducted by the present inventors, in order to promote crystallization, the concentration of at least one of these elements is 1 × 10 17 cm −3 , preferably 5 × 10 18 cm 3.
-It turns out that it is necessary to exist more than -3 . It was also clarified that depending on the annealing temperature and time, the catalyst element was diffused by about 10 to 20 μm and the crystallization proceeded in the lateral direction. .

【0010】一方、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、特に
活性領域として利用する場合には、十分な信頼性および
特性を得るためにこれらの触媒材料の濃度は合計して2
×1020cm-3を越えないことが望まれる。
On the other hand, all of the above catalyst materials are unfavorable materials for silicon, so it is desirable that the concentration thereof be as low as possible. In the present inventors' research, especially when used as an active region, the total concentration of these catalyst materials is 2 in order to obtain sufficient reliability and characteristics.
It is desired not to exceed × 10 20 cm -3 .

【0011】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アモルフ
ァスシリコンの結晶化は600℃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、30
0℃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、良好な光感度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 the amorphous state can be maintained in such a region where the catalyst material does not exist without any crystallization.
For example, crystallization of amorphous silicon without such a catalyst material usually starts at a temperature of 600 ° C. or higher, but does not proceed at 580 ° C. or lower. However, 30
Since hydrogen necessary for neutralizing dangling bonds in amorphous silicon is released in an atmosphere of 0 ° C. or higher, it is desirable that annealing be performed in a hydrogen atmosphere in order to obtain good photosensitivity.

【0012】本発明人は、この触媒元素の効果に着目
し、これを利用することによってより低温、短時間のア
ニールによって結晶シリコンを得て、これをTFTに使
用することを見出した。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、TFTのみを結晶化、活
性化させ、TFDはアモルファス状態のままとすること
によって素子の機能を高める。さらに本発明人は考察を
進め、上記の他の問題点であるプロセスの簡略化、すな
わち、成膜工程の削減を可能とする方法を見出した。そ
の概要を以下に示す。 アモルファスシリコン膜の成膜 ’触媒元素を有する物質のTFT領域のシリコン膜へ
の成膜 絶縁被膜(ゲイト絶縁膜)の成膜 TFTのゲイト電極、TFDのマスク材の形成 ドーピング不純物の導入(イオン注入もしくはイオ
ンドーピング法による) ドーピング不純物の活性化(600℃以下、8時間
以内) 層間絶縁物の形成 TFTのソース、ドレイン電極の形成
The present inventor has paid attention to the effect of this catalytic element and found that by utilizing this, crystalline silicon is obtained by annealing at a lower temperature for a shorter time and used for TFT. In the present invention, the function of the element is enhanced by utilizing the characteristics of crystallization by the above-mentioned catalyst material to crystallize and activate only the TFT and leave the TFD in the amorphous state. Further, the present inventor further studied and found a method that enables simplification of the process which is another problem described above, that is, reduction of the film forming step. The outline is shown below. Deposition of amorphous silicon film 'Deposition of a substance having a catalytic element on the silicon film in the TFT area Deposition of insulating film (gate insulating film) Formation of gate electrode of TFT, mask material of TFD Introducing doping impurities (ion implantation) Or by ion doping method) Activation of doping impurities (600 ° C or less, within 8 hours) Formation of interlayer insulator Formation of source and drain electrodes of TFT

【0013】あるいは、 アモルファスシリコン膜の成膜 ’触媒元素のTFT領域のシリコン膜への導入(イオ
ン注入もしくはイオンドーピング法による) 絶縁被膜(ゲイト絶縁膜)の成膜 TFTのゲイト電極、TFDのマスク材の形成 ドーピング不純物の導入(イオン注入もしくはイオ
ンドーピング法による) ドーピング不純物の活性化(600℃以下、8時間
以内) 層間絶縁物の形成 TFTのソース、ドレイン電極の形成
Film formation of amorphous silicon film'Introduction of catalytic element into silicon film of TFT area (by ion implantation or ion doping method) Film formation of insulating film (gate insulating film) Gate electrode of TFT, mask of TFD Material formation Doping impurity introduction (by ion implantation or ion doping method) Doping impurity activation (600 ° C or less, within 8 hours) Interlayer insulator formation TFT source / drain electrode formation

【0014】触媒元素の濃度を精密に制御するという意
味からは’の工程はイオン注入法等の手段が望まし
い。触媒元素の存在によって、結晶化、活性化のために
は、600℃以下、典型的には550℃以下の温度で十
分であり、また、アニール時間も8時間以内、典型的に
は4時間以内で十分である。特に、イオン注入法やイオ
ンドーピング法によって最初から均等に触媒元素が分布
している場合には、極めて結晶化が進行しやすかった。
From the viewpoint of precisely controlling the concentration of the catalytic element, it is desirable to use a means such as an ion implantation method for the step '. Due to the presence of the catalytic element, a temperature of 600 ° C or lower, typically 550 ° C or lower is sufficient for crystallization and activation, and the annealing time is 8 hours or less, typically 4 hours or less. Is enough. In particular, when the catalyst element was evenly distributed from the beginning by the ion implantation method or the ion doping method, the crystallization was extremely easy to proceed.

【0015】本発明において、TFDの構造について簡
単に述べると、従来のTFDが、層構造を有していたの
に対し、本発明のTFDは平面上(プレーナー)構造を
有することを特徴とする。本発明においては、TFTの
活性領域とTFDの真性領域は同じアモルファスシリコ
ン膜を出発点とする。しかし、TFD領域には触媒元素
が導入されないので、後のアニール工程によって結晶化
しない。これは、本発明におけるアニール温度が従来の
ものより50℃以上も低下させることが可能であるため
に実現したことである。このため、従来では、2層のシ
リコン膜の形成が必要とされていたのに対し、本発明で
は1層のシリコン膜の成膜で足りてしまう。そして、従
来必要であった、N層、P層に関してはTFTの不純物
ドーピングの際に同時に平面的に形成することによって
得られる。すなわち、TFTにN型不純物を注入すると
きにTFDのN型領域を形成し、TFTにP型不純物を
注入するときにTFDのP型領域を形成する。この結
果、層間絶縁物も1層となる。
In the present invention, the structure of the TFD will be briefly described. In contrast to the conventional TFD having a layered structure, the TFD of the present invention is characterized by having a planar (planar) structure. . In the present invention, the active region of the TFT and the intrinsic region of the TFD start from the same amorphous silicon film. However, since the catalytic element is not introduced into the TFD region, it does not crystallize in the subsequent annealing process. This is achieved because the annealing temperature in the present invention can be lowered by 50 ° C. or more compared to the conventional one. For this reason, conventionally, it was necessary to form a two-layer silicon film, whereas in the present invention, formation of a single-layer silicon film is sufficient. Then, the N layer and the P layer, which have been conventionally required, can be obtained by forming the N layer and the P layer in a plane at the same time as the impurity doping of the TFT. That is, the N-type region of the TFD is formed when the N-type impurity is injected into the TFT, and the P-type region of the TFD is formed when the P-type impurity is injected into the TFT. As a result, the interlayer insulator also becomes one layer.

【0016】このような平面的なTFDは従来にない特
色を有する。従来のTFD(図4に示されるような形状
を有する)を例えば光センサーとして使用する場合に
は、半導体内部に発生する電界のかかる方向と光照射面
が垂直となり、光照射強度が電界のかかる方向で一様で
なく、効率よく電子・ホールを発生させ、外部に取り出
すことができなかった。また、層間のピンホール等によ
りTFDがショートすることもあった。本発明において
は、TFDに生じる電界の方向が光照射面と平行である
ので、電界方向での光強度が一定となり、光電変換効率
が向上し、また、ショートも生じにくい。
Such a planar TFD has a feature not heretofore available. When a conventional TFD (having a shape as shown in FIG. 4) is used as an optical sensor, for example, the direction in which the electric field generated inside the semiconductor is applied is perpendicular to the light irradiation surface, and the light irradiation intensity is applied by the electric field. The direction was not uniform, and electrons / holes were efficiently generated and could not be taken out to the outside. In addition, the TFD may be short-circuited due to pinholes between layers. In the present invention, since the direction of the electric field generated in the TFD is parallel to the light irradiation surface, the light intensity in the electric field direction is constant, the photoelectric conversion efficiency is improved, and a short circuit hardly occurs.

【0017】本発明においては、触媒元素の作用のため
に、通常の熱アニールによっては結晶化しない1000
Å以下の薄いアモルファスシリコン膜も結晶化する。T
FTの段差部におけるゲイト絶縁膜のピンホールや絶縁
不良、ゲイト電極の断線等を防止する観点からは、結晶
シリコン膜の厚さは、1000Å以下、好ましくは50
0Å以下が要求されていた。従来はレーザー結晶化以外
の方法では実現できなかったが、本発明によって低温に
おいても熱アニールによって実現できた。このことが歩
留りのさらなる向上に寄与することは言うまでもない。
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, 1000 is not crystallized by the usual thermal annealing due to the action of the catalytic element.
Thin amorphous silicon film of Å or less also crystallizes. T
The thickness of the crystalline silicon film is 1000 Å or less, preferably 50, from the viewpoint of preventing pinholes and insulation defects in the gate insulating film and disconnection of the gate electrode in the step portion of the FT.
Less than 0Å was required. Conventionally, it could not be realized by a method other than laser crystallization, but according to the present invention, it could be realized by thermal annealing even at low temperature. It goes without saying that this contributes to further improvement in yield.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0018】[0018]

【実施例】〔実施例1〕 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。続いて、プラズマCVD法
によって、厚さ500〜1500Å、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5〜2
00Å、例えば20Åの珪化ニッケル膜(化学式NiS
x 、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] [Embodiment 1] FIG. 1 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of this embodiment. First, the substrate (Corning 7059) 10
An underlying film 11 of silicon oxide having a thickness of 2000 Å was formed on the upper surface by a sputtering method. Subsequently, the thickness is 500 to 1500 Å, for example, 1500 Å by the plasma CVD method.
Intrinsic (I-type) amorphous silicon film 12 was deposited. Continuously, the thickness is 5 to 2 by the sputtering method.
00Å, for example 20Å nickel silicide film (chemical formula NiS
i x , 0.4 ≦ x ≦ 2.5, for example, x = 2.0) 13
Were selectively formed as shown in the figure. (Fig. 1 (A))

【0019】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で
あった。
Then, this was annealed at 500 ° C. for 4 hours in a hydrogen reducing atmosphere (preferably, the partial pressure of hydrogen is 0.1 to 1 atm) to be crystallized. As a result, the amorphous silicon film below the nickel silicide film 13 was crystallized into a crystalline silicon film. On the other hand, the silicon film in the region where the nickel silicide film did not exist remained in the amorphous state.

【0020】次に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1
4a(TFT用)および14b(TFD用)を形成し
た。領域14aは先のアニールの工程で結晶化している
が、領域14bはアモルファスのままである。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300℃、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6000〜8000
Å、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、TFTのゲイト電
極16a、16bおよびTFDのマスク材16cを形成
した。(図1(B))
Next, the obtained silicon film is patterned by photolithography to form island-shaped silicon regions 1.
4a (for TFT) and 14b (for TFD) were formed. The region 14a is crystallized in the previous annealing process, but the region 14b remains amorphous. further,
A 1000 Å thick silicon oxide film 15 was deposited as a gate insulating film by a sputtering method. For sputtering, silicon oxide is used as a target, the substrate temperature during sputtering is 200 to 400 ° C., for example 300 ° C., the sputtering atmosphere is oxygen and argon, and argon / oxygen = 0 to 0.5, for example 0.1 or less. did. Subsequently, the thickness of 6000 to 8000 is obtained by the low pressure CVD method.
A Å, for example, 6000Å silicon film (containing 0.1 to 2% of phosphorus) was deposited. It is desirable that the steps of forming the silicon oxide and the silicon film are continuously performed. Then, the silicon film was patterned to form the gate electrodes 16a and 16b of the TFT and the mask material 16c of the TFD. (Fig. 1 (B))

【0021】次に、図1(C)に示すように、フォトレ
ジストのマスク17aを形成し、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)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60〜90kV、
例えば80kVとした。ドーズ量は1×1015〜8×1
15cm-2、例えば、2×1015cm-2とした。この結
果、TFTのN型の不純物領域18a、TFDのN型の
不純物領域19nが形成された。(図1(C))
Next, as shown in FIG. 1C, a photoresist mask 17a was formed, and impurities (phosphorus) were implanted into the silicon region by plasma doping using the gate electrode as a mask. Phosphine (PH 3 ) is used as the doping gas, the acceleration voltage is 60 to 90 kV,
For example, it is set to 80 kV. Dose amount is 1 × 10 15 to 8 × 1
It was set to 0 15 cm -2 , for example, 2 × 10 15 cm -2 . As a result, the N-type impurity region 18a of the TFT and the N-type impurity region 19n of the TFD were formed. (Fig. 1 (C))

【0022】次に、図1(D)に示すように、フォトレ
ジストのマスク17bを形成し、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(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40〜80k
V、例えば65kVとした。ドーズ量は1×1015〜8
×1015cm-2、例えば、5×1015とした。この結
果、TFTのP型の不純物領域18b、TFDのP型の
不純物領域19pが形成された。なお、このドーピング
不純物導入の際には、TFDのマスク材16cによっ
て、TFDのN型領域とP型領域に挟まれた領域には不
純物は注入されず、真性領域19iとなる。(図1
(D))
Next, as shown in FIG. 1D, a photoresist mask 17b was formed, and impurities (boron) were implanted into the silicon region by plasma doping using the gate electrode as a mask. Diborane (B 2 H 6 ) was used as a doping gas, and the acceleration voltage was 40 to 80 k.
V, for example, 65 kV. The dose amount is 1 × 10 15 to 8
It was set to × 10 15 cm -2 , for example, 5 × 10 15 . As a result, the P-type impurity region 18b of the TFT and the P-type impurity region 19p of the TFD were formed. When this doping impurity is introduced, no impurities are injected into the region between the N-type region and the P-type region of the TFD by the mask material 16c of TFD, and the region becomes the intrinsic region 19i. (Fig. 1
(D))

【0023】その後、0.1〜1気圧の水素還元雰囲気
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、先にニッケルの注入され
たTFTの領域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結晶化が容易に進行し、ドー
ピング不純物が活性化した。一方、TFDの領域14b
にはニッケルが存在しないのでアモルファスのままであ
った。アニール終了後、TFDのマスク材16cを除去
した。(図1(E))
Then, the impurities were activated by annealing at 500 ° C. for 4 hours in a hydrogen reducing atmosphere of 0.1 to 1 atm. At this time, since nickel has diffused into the region 14a of the TFT into which nickel has been implanted previously, crystallization is easily promoted by this annealing and the doping impurities are activated. On the other hand, the TFD area 14b
Since there was no nickel in the alloy, it remained amorphous. After the annealing was completed, the TFD mask material 16c was removed. (Fig. 1 (E))

【0024】続いて、層間絶縁物として厚さ6000Å
の酸化珪素膜20をプラズマ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TFT
の電極・配線21a、21b、21c、TFDの電極・
配線21d、21e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
(F))
Then, as an interlayer insulator, the thickness is 6000Å
A silicon oxide film 20 of
A contact hole is formed in this, and the TFT is made of a metal material, for example, a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
Electrode / wiring 21a, 21b, 21c, TFD electrode /
The wirings 21d and 21e are formed. Finally, annealing was performed at 350 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere of 1 atm. The semiconductor circuit is completed through the above steps. (Fig. 1
(F))

【0025】本工程では、図から明らかなようにシリコ
ン膜、層間絶縁物を共に1層とすることができた。その
結果、製膜プロセスは大きく削減された。また、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、TFTの領域14aにおいては、1×
1018〜5×1018cm-3のニッケルが検出された。一
方、TFDの領域14bでは測定限界(1×1016cm
-3)以下であった。これらの濃度は、シリコン膜の膜厚
方向における濃度分布の最小値である。本実施例の半導
体回路のうち、TFDの部分を図2(A)に示す。この
TFDは光センサーとして使用する場合には上方から光
が入射される。このTFDのA−A’に沿ったエネルギ
ーバンド図は、図2(B)のように示される。
In this step, as is clear from the figure, both the silicon film and the interlayer insulator could be formed as one layer. As a result, the film forming process was greatly reduced. Further, when the concentration of nickel was measured by the secondary ion mass spectrometry (SIMS) method, it was found to be 1 × in the area 14a of the TFT.
10 18 to 5 × 10 18 cm −3 of nickel was detected. On the other hand, in the TFD region 14b, the measurement limit (1 × 10 16 cm
-3 ) It was below. These concentrations are the film thickness of the silicon film.
It is the minimum value of the density distribution in the direction. The TFD portion of the semiconductor circuit of this embodiment is shown in FIG. When this TFD is used as an optical sensor, light is incident from above. The energy band diagram along AA ′ of this TFD is shown as in FIG. 2 (B).

【0026】〔実施例2〕 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7059)30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31を形成した。さらに、プラズマCVD法によ
って、厚さ500〜1500Å、例えば500Åのアモ
ルファスシリコン膜32、さらに厚さ200Åの酸化珪
素膜33を堆積した。そして、アモルファスシリコン膜
32をフォトレジスト34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、5×1018
-3だけ含まれるような領域35を作製した。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of this embodiment. A base film 31 of silicon oxide having a thickness of 2000 Å was formed on a substrate (Corning 7059) 30 by a sputtering method. Further, an amorphous silicon film 32 having a thickness of 500 to 1500 Å, for example, 500 Å, and a silicon oxide film 33 having a thickness of 200 Å were deposited by the plasma CVD method. Then, the amorphous silicon film 32 is masked with a photoresist 34, 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 c.
A region 35 was prepared so that only m −3 was included.

【0027】この領域35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、TFTにおいてチャネル形成領域となるべ
き領域およびTFDを作製する領域にはニッケルが注入
されないようにした。ただし、TFTのチャネル長は2
0μm以下、好ましくは10μm以下とした。これはア
ニールによってニッケルが拡散して、周囲を結晶化させ
ることができるためである。この作用を利用することに
よってTFTの活性領域のニッケルの濃度を低くしなが
らも、結晶化を促進することができる。(図3(A))
The depth of this region 35 was set to 200 to 500Å, and the optimum acceleration energy was selected accordingly. In addition, nickel was not injected into the region which should be the channel formation region and the region where the TFD is formed in the TFT. However, the channel length of TFT is 2
The thickness is 0 μm or less, preferably 10 μm or less. This is because nickel can be diffused by annealing and the surrounding can be crystallized. By utilizing this action, crystallization can be promoted while reducing the nickel concentration in the active region of the TFT. (Fig. 3 (A))

【0028】そして、アモルファスシリコン膜をパター
ニングして、島状シリコン領域36a(TFT用)およ
び36b(TFD用)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法によってゲイト絶
縁膜として、厚さ1000Åの酸化珪素37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5P
a、RFパワー150W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300S
CCM、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。
Then, the amorphous silicon film was patterned to form island-shaped silicon regions 36a (for TFT) and 36b (for TFD). Further, using tetra ethoxy silane (Si (OC 2 H 5 ) 4 , TEOS) and oxygen as raw materials, a 1000 Å-thick silicon oxide 37 was formed as a gate insulating film by the plasma CVD method. As the raw material, trichlorethylene (C 2 HCl 3 ) was used in addition to the above gas. Oxygen 400SCCM flow into the chamber before film formation, substrate temperature 300 ° C, total pressure 5P
a, plasma was generated with an RF power of 150 W, and this state was maintained for 10 minutes. After that, 300S oxygen is added to the chamber.
A silicon oxide film was formed by introducing 15 SCCM of CCM and TEOS and 2 SCCM of trichloroethylene. The substrate temperature, RF power, and total pressure are each 300
C., 75 W, 5 Pa. 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.

【0029】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のタンタ
ル膜を堆積した。なお、この酸化珪素37とタンタル膜
の成膜工程は連続的におこなうことが望ましい。タンタ
ルの代わりに、クロム、モリブテン、タングステン、チ
タン等を用いてもよいが、いずれも後のアニール工程に
耐えられることが必要である。そして、タンタル膜をパ
ターニングして、TFTのゲイト電極38a、38b、
TFDのマスク材38cを形成した。さらに、このタン
タル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20
00Åであった。(図3(B))
Subsequently, by the sputtering method,
A tantalum film having a thickness of 6000 to 8000Å, for example, 6000Å was deposited. It is desirable that the steps of forming the silicon oxide 37 and the tantalum film be continuously performed. Chromium, molybdenum, tungsten, titanium, or the like may be used instead of tantalum, but it is required that they can withstand the subsequent annealing step. Then, by patterning the tantalum film, the gate electrodes 38a, 38b of the TFT,
The TFD mask material 38c was formed. Further, the surface of this tantalum wiring was anodized to form an oxide layer on the surface. Anodization was performed in a 1-5% ethylene glycol solution of tartaric acid. The thickness of the obtained oxide layer is 20.
It was 00Å. (Fig. 3 (B))

【0030】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。ドーズ量は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39を形成し
た。(図3(C))
Next, impurities (phosphorus) were implanted into the silicon region by the plasma doping method. Phosphine (PH 3 ) was used as the doping gas, and the acceleration voltage was 6
It was set to 0 to 90 kV, for example, 80 kV. 1x dose
10 15 to 8 × 10 15 cm -2 , for example, 2 × 10 15 cm -2
And Thus, the N-type impurity region 39 was formed. (Fig. 3 (C))

【0031】さらに、左側のTFT(Nチャネル型TF
T)およびTFDの右側の領域(N型領域)をフォトレ
ジスト40でマスクして、再び、プラズマドーピング法
で右側のTFT(PチャネルTFT)のシリコン領域お
よびTFDの左側の領域(P型領域)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(B
2 6 )を用い、加速電圧を50〜80kV、例えば6
5kVとした。ドーズ量は1×1015〜8×1015cm
-2、例えば、先に注入された燐より多い5×1015cm
-2とした。この結果、TFTのN型の不純物領域41
a、同P型領域41bおよびTFDのN型領域42n、
P型領域42pを形成した。(図3(D))
Further, the left TFT (N-channel type TF
T) and the region on the right side of the TFD (N-type region) are masked with the photoresist 40, and again the silicon region of the TFT on the right side (P-channel TFT) and the region on the left side of the TFD (P-type region) are formed by the plasma doping method. Impurity (boron) was injected into. As a doping gas, diborane (B
2 H 6 ) and an acceleration voltage of 50 to 80 kV, for example 6
It was set to 5 kV. Dose amount is 1 × 10 15 to 8 × 10 15 cm
-2 , eg 5 × 10 15 cm more than the previously injected phosphorus
-2 . As a result, the N-type impurity region 41 of the TFT is
a, the same P-type region 41b and the N-type region 42n of the TFD,
A P-type region 42p was formed. (Fig. 3 (D))

【0032】その後、0.1〜1気圧の水素還元雰囲気
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、先にニッケルの注入され
た領域36aでは、このアニールによって結晶化が容易
に進行し、ドーピング不純物が活性化した。一方、TF
Dの領域36b(真性領域42iを含む)のシリコン中
にはニッケルが存在しないので結晶化しなかった。(図
3(E)) 続いて、厚さ2000Åの酸化珪素膜43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TFTの電極・配線4
4a、44b、44c、TFDの電極・配線44d、4
4e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3(F))
Then, the impurities were activated by annealing at 500 ° C. for 4 hours in a hydrogen reducing atmosphere of 0.1 to 1 atm. At this time, in the region 36a into which nickel was previously implanted, crystallization easily proceeded by this annealing, and the doping impurities were activated. On the other hand, TF
Nickel was not present in the silicon of the D region 36b (including the intrinsic region 42i), so that it was not crystallized. (FIG. 3E) Subsequently, a 2000 Å-thick silicon oxide film 43 is formed as an interlayer insulator by a plasma CVD method, and a contact hole is formed in the silicon oxide film 43 to form a metal material, for example, a multilayer of titanium nitride and aluminum. The electrodes of the TFT / wiring 4 depending on the film
4a, 44b, 44c, TFD electrodes / wirings 44d, 4
4e was formed. Finally, in a hydrogen atmosphere at 1 atm, 350
Annealing was performed at 30 ° C. for 30 minutes. The semiconductor circuit is completed through the above steps. (Fig. 3 (F))

【0033】本実施例では、TFDのマスク材38c
は、他のゲイト電極配線とは絶縁されており、浮遊電位
状態とした。しかし、この場合には何らかの電荷の蓄積
によってTFDの動作が妨げられることがある。もし、
安定な動作が要求されるのであれば、TFDのP型領域
もしくはN型領域と同電位とするとよい。また、本実施
例では、真性領域42i上にはマスク材38cが存在し
ているので、TFDを光センサーとして使用する場合に
は、基板側から光を入射させることが必要である。
In this embodiment, the TFD mask material 38c is used.
Is insulated from other gate electrode wirings and is in a floating potential state. However, in this case, the operation of the TFD may be hindered by the accumulation of some electric charge. if,
If stable operation is required, it may be set to the same potential as the P-type region or N-type region of the TFD. Further, in this embodiment, since the mask material 38c is present on the intrinsic region 42i, when the TFD is used as an optical sensor, it is necessary to make light incident from the substrate side.

【0034】作製されたTFTの特性は従来の600℃
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15
V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。
The characteristics of the manufactured TFT are 600 ° C. of the conventional one.
There was nothing inferior to the one produced by the step of crystallizing by annealing. For example, the shift register manufactured according to this embodiment has a drain voltage of 15
Operation at 11 MHz at V and 16 MHz at 17 V was confirmed. Also, in the reliability test, no difference from the conventional one was found.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によって、結晶性シリコンTFT
とアモルファスシリコンダイオードを有する半導体回路
を作製するプロセスを削減し、量産性を高めることがで
きた。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。
According to the present invention, a crystalline silicon TFT is provided.
The number of processes for manufacturing a semiconductor circuit having an amorphous silicon diode can be reduced and mass productivity can be improved. Further, the present invention can also improve the throughput by crystallization of silicon at a low temperature of 500 ° C. and a short time of 4 hours, for example. In addition, conventionally, when a process of 600 ° C. or higher is adopted, shrinkage or warpage of the glass substrate has been a problem as a cause of a decrease in yield, but by using the present invention, such a problem is solved at once. Resulting in.

【0036】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集積回
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 integrated circuits or the like can be cut out from one substrate, whereby 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 drawings]

【図1】 実施例1の作製工程断面図を示す。1A to 1C are cross-sectional views of a manufacturing process of Example 1.

【図2】 実施例1で得られたTFDおよびそのバン
ド図を示す。
FIG. 2 shows the TFD obtained in Example 1 and its band diagram.

【図3】 実施例2の作製工程断面図を示す。3A to 3C are sectional views showing a manufacturing process of the second embodiment.

【図4】 従来の作製工程例(断面図)を示す。FIG. 4 shows a conventional manufacturing process example (cross-sectional view).

【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・・・ゲイト電極およびマスク材(燐ドープされた
シリコン) 17・・・ドーピングマスク(フォトレジスト) 18・・・TFTのソース、ドレイン領域 19・・・TFDの不純物領域・真性領域 20・・・層間絶縁物(酸化珪素) 21・・・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 silicon region 15 ... Gate insulating film (silicon oxide) 16・ ・ ・ Gate electrode and mask material (phosphorus-doped silicon) 17 ・ ・ ・ Doping mask (photoresist) 18 ・ ・ ・ TFT source and drain regions 19 ・ ・ ・ TFD impurity region / intrinsic region 20 ・ ・ ・Interlayer insulator (silicon oxide) 21 ... Metal wiring / electrode (titanium nitride / aluminum)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/786 H01L 29/78 618G (56)参考文献 特開 平4−206969(JP,A) 特開 平5−63172(JP,A) 特開 昭63−142807(JP,A) 特開 平2−140915(JP,A) 特開 平5−41512(JP,A) 特開 平6−267988(JP,A) 特開 平6−267989(JP,A) 特開 平6−267980(JP,A) 特開 平6−267979(JP,A) 特開 平6−268212(JP,A) 特開 平6−268185(JP,A) 特開 平6−244104(JP,A) 特開 平6−260651(JP,A) 特開 平6−244105(JP,A) 特開 平6−244103(JP,A) 特開 平6−275806(JP,A) 特開 平6−275805(JP,A) 特開 平6−275808(JP,A) 特開2000−299454(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L27/146 H01L 21/20 H01L 21/336 H01L 21/8234 H01L 27/06 H01L 29/786 JICSTファイル(JOIS)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 29/786 H01L 29/78 618G (56) References JP-A-4-206969 (JP, A) JP-A-5-63172 ( JP, JP-A 63-142807 (JP, A) JP-A 2-140915 (JP, A) JP-A 5-41512 (JP, A) JP-A 6-267988 (JP, A) JP Japanese Patent Laid-Open No. 6-267989 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 6-267980 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 6-267979 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 6-268212 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 6-268185 (JP , A) JP-A-6-244104 (JP, A) JP-A-6-260651 (JP, A) JP-A-6-244105 (JP, A) JP-A-6-244103 (JP, A) JP-A-6-244103 (JP, A) 6-275806 (JP, A) JP 6-275805 (JP, A) JP 6-275808 (JP, A) JP 20 00-299454 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L27 / 146 H01L 21/20 H01L 21/336 H01L 21/8234 H01L 27/06 H01L 29/786 JISST file ( JOIS)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁表面上に薄膜トランジスタ及び薄膜ダ
イオードを有する半導体回路であって、 前記薄膜トランジスタのチャネル形成領域、ソース領域
及びドレイン領域が形成される半導体膜並びに前記薄膜
ダイオードのN型領域、P型領域及び真性領域が形成さ
れる半導体膜は同じ層であり、 前記チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域
は、アモルファスシリコンの結晶化を促進する元素を含
み、 前記チャネル形成領域は、結晶性シリコンを有し、 前記真性領域は、アモルファスシリコンを有することを
特徴とする半導体回路。
1. A semiconductor circuit having a thin film transistor and a thin film diode on an insulating surface, wherein a semiconductor film in which a channel forming region, a source region and a drain region of the thin film transistor are formed, and an N type region of the thin film diode, a P type The semiconductor film in which the region and the intrinsic region are formed is the same layer, the channel formation region, the source region, and the drain region include an element that promotes crystallization of amorphous silicon, and the channel formation region is formed of crystalline silicon. And a semiconductor circuit in which the intrinsic region includes amorphous silicon.
【請求項2】請求項において、前記アモルファスシリ
コンの結晶化を促進する元素は、ニッケル、鉄、コバル
ト又は白金であることを特徴とする半導体回路。
2. The semiconductor circuit according to claim 1 , wherein the element that promotes crystallization of the amorphous silicon is nickel, iron, cobalt or platinum.
【請求項3】請求項又はにおいて、前記ソース領域
及びドレイン領域に含まれる前記アモルファスシリコン
の結晶化を促進する元素の濃度は、1×1018cm-3〜2
×1019cm-3であることを特徴とする半導体回路。
3. The concentration of an element which promotes crystallization of the amorphous silicon contained in the source region and the drain region according to claim 1 or 2 , is 1 × 10 18 cm −3 to 2
A semiconductor circuit having a size of × 10 19 cm -3 .
【請求項4】請求項において、前記アモルファスシリ
コンの結晶化を促進する元素の濃度は、2次イオン質量
分析法によって測定された値であって、膜厚方向におけ
る濃度分布の最小値であることを特徴とする半導体回
路。
4. The concentration of an element that promotes crystallization of amorphous silicon according to claim 3 , is a value measured by secondary ion mass spectrometry, and is a minimum value of the concentration distribution in the film thickness direction. A semiconductor circuit characterized by the above.
【請求項5】絶縁表面上に第1のアモルファスシリコン
膜を形成し、 前記第1のアモルファスシリコン膜に選択的にアモルフ
ァスシリコンの結晶化を促進する元素を添加し、 前記第1の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する元素
が添加された領域を結晶化し、 前記第1のアモルファスシリコン膜をパターニングし
て、薄膜トランジスタとなる結晶性シリコン膜及び薄膜
ダイオードとなる第2のアモルファスシリコン膜を形成
し、 前記結晶性シリコン膜上にゲイト電極を形成するととも
に、前記第2のアモルファスシリコン膜上にマスク材を
形成し、 前記結晶性シリコン膜及び前記第2のアモルファスシリ
コン膜に不純物を添加することを特徴とする半導体回路
の作製方法。
5. A first amorphous silicon film is formed on an insulating surface, and an element that selectively promotes crystallization of amorphous silicon is added to the first amorphous silicon film. Is heated to crystallize a region to which an element that promotes crystallization of the amorphous silicon is crystallized, and the first amorphous silicon film is patterned to form a crystalline silicon film to be a thin film transistor and a thin film diode to be a thin film diode. A second amorphous silicon film is formed, a gate electrode is formed on the crystalline silicon film, and a mask material is formed on the second amorphous silicon film, and the crystalline silicon film and the second amorphous silicon film are formed. A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises adding an impurity to a film.
【請求項6】絶縁表面上に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おいて薄膜トランジスタ
のソース領域及びドレイン領域となる領域にアモルファ
スシリコンの結晶化を促進する元素を添加し、 前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、前記
薄膜トランジスタとなる第1のアモルファスシリコン膜
及び薄膜ダイオードとなる第2のアモルファスシリコン
膜を形成し、 前記第1のアモルファスシリコン膜上にゲイト電極を形
成するとともに、前記第2のアモルファスシリコン膜上
にマスク材を形成し、 前記第1のアモルファスシリコン膜及び前記第2のアモ
ルファスシリコン膜に不純物を添加し、 前記第1のアモルファスシリコン膜及び前記第2のアモ
ルファスシリコン膜を加熱することにより、前記第1の
アモルファスシリコン膜のみを結晶化することを特徴と
する半導体回路の作製方法。
6. An amorphous silicon film is formed on an insulating surface, and an element that promotes crystallization of amorphous silicon is added to regions of the amorphous silicon film that will be a source region and a drain region of a thin film transistor. By patterning, a first amorphous silicon film to be the thin film transistor and a second amorphous silicon film to be the thin film diode are formed, a gate electrode is formed on the first amorphous silicon film, and the second amorphous film is formed. A mask material is formed on the silicon film, impurities are added to the first amorphous silicon film and the second amorphous silicon film, and the first amorphous silicon film and the second amorphous silicon film are heated. By the above The method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises crystallizing only amorphous silicon film.
【請求項7】請求項又はにおいて、前記アモルファ
スシリコンの結晶化を促進する元素は、ニッケル、鉄、
コバルト又は白金であることを特徴とする半導体回路の
作製方法。
7. The element according to claim 5 or 6 , wherein the element promoting crystallization of the amorphous silicon is nickel, iron,
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which is cobalt or platinum.
【請求項8】請求項乃至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する元素の濃度
は、1×1018cm-3〜2×1019cm-3であることを
特徴とする半導体回路の作製方法。
8. The concentration of the element that promotes crystallization of the amorphous silicon according to any one of claims 5 to 7 , which is 1 × 10 18 cm −3 to 2 × 10 19 cm −3. And a method for manufacturing a semiconductor circuit.
【請求項9】請求項において、前記アモルファスシリ
コンの結晶化を促進する元素の濃度は、2次イオン質量
分析法によって測定された値であって、膜厚方向におけ
る濃度分布の最小値であることを特徴とする半導体回路
の作製方法。
9. The concentration of an element that promotes crystallization of amorphous silicon according to claim 8 , which is a value measured by secondary ion mass spectrometry and is a minimum value of the concentration distribution in the film thickness direction. A method for manufacturing a semiconductor circuit, comprising:
【請求項10】請求項乃至のいずれか一において、
前記加熱は、水素雰囲気下で行われることを特徴とする
半導体回路の作製方法。
10. The method according to any one of claims 5 to 9 ,
The method for manufacturing a semiconductor circuit, wherein the heating is performed in a hydrogen atmosphere.
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