JP2000101086A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents

Fabrication of semiconductor device

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JP2000101086A
JP2000101086A JP26381198A JP26381198A JP2000101086A JP 2000101086 A JP2000101086 A JP 2000101086A JP 26381198 A JP26381198 A JP 26381198A JP 26381198 A JP26381198 A JP 26381198A JP 2000101086 A JP2000101086 A JP 2000101086A
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JP
Japan
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thin film
forming
mask pattern
semiconductor device
manufacturing
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JP26381198A
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Japanese (ja)
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Yasuhisa Oana
保久 小穴
Kaichi Fukuda
加一 福田
Takayoshi Doi
孝好 土肥
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fabrication method of semiconductor device in which fabrication time can be shortened while ensuring high fabrication yield. SOLUTION: The fabrication method of semiconductor device comprises a step of forming a first thin film 27 of non single crystal silicon on an insulating substrate 10, a step for forming a second thin film on the first thin film 27, a step for forming mask patterns 30, 31 by etching the second thin film, and a step for forming an ohmic contact region 28 by implanting impurity ions into the first thin film 27 through the mask patterns 30, 31 wherein the step of forming mask patterns 30, 31 and the step of implanting ions are carried out continuously without being exposed to the atmosphere.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁性基板上に
形成される薄膜トランジスタ等の半導体装置の製造方法
に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as a thin film transistor formed on an insulating substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラスや石英等の絶縁性基板上に薄膜ト
ランジスタ(TFT)等の半導体装置を形成する技術
は、アクティブマトリクス型液晶表示装置をはじめ、各
種分野で利用され、注目を集めている。
2. Description of the Related Art A technique for forming a semiconductor device such as a thin film transistor (TFT) on an insulating substrate such as glass or quartz has been used in various fields including an active matrix type liquid crystal display device, and has attracted attention.

【0003】従来のTFTは、活性層に非晶質シリコン
(a−Si:H)等が用いられ、このa−Si:Hにn
+a−Si:H等のオーミックコンタクト層を介してソ
ース及びドレイン電極が配置されて構成される。
In a conventional TFT, amorphous silicon (a-Si: H) or the like is used for an active layer.
+ A-Si: Source and drain electrodes are arranged via an ohmic contact layer such as H.

【0004】図3(a)、(b)及び(c)は、典型的
なTFTの概略断面図である。図3(a)及び(b)
は、逆スタガ構造のTFTであり、基板上1にゲート電
極2、ゲート電極2を覆うゲート絶縁膜3、ゲート絶縁
膜3上のa−Si:H膜4、a−Si:H膜4に電気的
に接続されるソース及びドレイン電極8a,8b、a−
Si:H膜4とソース及びドレイン電極8a,8bとの
間に介挿されるn+a−Si:Hから成るオーミックコ
ンタクト層7a,7bとを含む。そして、図3(a)に
示すTFTはa−Si:H膜4上にチャネル保護膜6が
配置される点が図3(b)のTFTとは異なりチャネル
保護膜型TFTと呼ばれ、また図3(b)に示すTFT
はバックチャネルカット型TFTと呼ばれる。
FIGS. 3A, 3B and 3C are schematic sectional views of a typical TFT. FIG. 3 (a) and (b)
Is a TFT having an inverted staggered structure, in which a gate electrode 2 on a substrate 1, a gate insulating film 3 covering the gate electrode 2, an a-Si: H film 4, and an a-Si: H film 4 on the gate insulating film 3 Source and drain electrodes 8a, 8b, a-
Ohmic contact layers 7a and 7b made of n + a-Si: H interposed between the Si: H film 4 and the source and drain electrodes 8a and 8b. The TFT shown in FIG. 3A is called a channel protective film type TFT unlike the TFT of FIG. 3B in that the channel protective film 6 is disposed on the a-Si: H film 4. TFT shown in FIG. 3 (b)
Is called a back channel cut type TFT.

【0005】図3(c)は、スタガ構造あるいはコプラ
ナ構造のTFTであり、基板上1にソース及びドレイン
電極8a,8b、a−Si:H膜4、a−Si:H膜4
上に配置されるゲート絶縁膜3、ゲート絶縁膜3上に配
置されるゲート電極2、更にa−Si:H膜4とソース
及びドレイン電極8a,8bとの間に介挿されるn+a
−Si:Hから成るオーミックコンタクト層7a,7b
とを含む。
FIG. 3C shows a TFT having a staggered structure or a coplanar structure. The source and drain electrodes 8a and 8b, a-Si: H film 4, and a-Si: H film 4 are formed on a substrate 1.
A gate insulating film 3 disposed thereon, a gate electrode 2 disposed on the gate insulating film 3, and n + a interposed between the a-Si: H film 4 and the source and drain electrodes 8a and 8b.
-Si: H ohmic contact layers 7a, 7b
And

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したTFTはいず
れもn+a−Si:H等から成るオーミックコンタクト
層を個別に堆積する方法が採られるが、不所望な寄生容
量を低減するために、a−Si:H膜等の半導体膜中に
ゲート電極あるいは対応するマスクを介して不純物イオ
ンをドーピングしてオーミックコンタクト領域を形成す
る試みが成されている。
In each of the above-described TFTs, a method of individually depositing an ohmic contact layer made of n + a-Si: H or the like is employed. Attempts have been made to form an ohmic contact region by doping impurity ions into a semiconductor film such as a Si: H film via a gate electrode or a corresponding mask.

【0007】しかしながら、従来では、それぞれのパタ
ーニング工程、イオン注入工程は個別の製造装置で行わ
れる。このため、TFTに代表される半導体装置の製造
に高額な個別装置と長い製造時間を要し、製造コストを
十分に低廉化することが困難であった。また、製造装置
間で半完成品の滞留が生じ、この不所望な滞留が基板上
の素子領域表面に大気中の微小粒子の付着や水分の吸着
を引き起こし製造歩留を低下させる原因となることが解
ってきた。
However, conventionally, each of the patterning step and the ion implantation step is performed by a separate manufacturing apparatus. For this reason, manufacturing of a semiconductor device represented by a TFT requires an expensive individual device and a long manufacturing time, and it has been difficult to sufficiently reduce the manufacturing cost. In addition, semi-finished products may accumulate between manufacturing apparatuses, and this undesired accumulation may cause adhesion of fine particles in the air and adsorption of moisture on the surface of the element region on the substrate, thereby lowering the production yield. I understand.

【0008】本発明は、上記した技術課題に対処して成
されたのであって、製造に要する時間と高額装置の台数
を大幅に削減できる半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的としている。また、この発明は、製造途中での
不所望な半完成品の滞留を低減し、これにより高い製造
歩留りが達成される半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above technical problems, and has as its object to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of greatly reducing the time required for manufacturing and the number of expensive devices. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which the retention of undesired semi-finished products during manufacturing is reduced, thereby achieving a high manufacturing yield.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
絶縁性基板上に非単結晶シリコン薄膜から成る第1薄膜
を形成する工程と、前記第1薄膜上に第2薄膜を形成す
る工程と、前記第2薄膜をエッチングしマスクパターン
を形成する工程と、前記マスクパターンを介して前記第
1薄膜に不純物イオンを注入しオーミックコンタクト領
域を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であ
って、前記マスクパターン形成工程と前記イオン注入工
程とを、大気に晒されることなく連続して行なうことを
特徴とする半導体装置の製造方法にある。
According to the first aspect of the present invention,
Forming a first thin film made of a non-single-crystal silicon thin film on an insulating substrate, forming a second thin film on the first thin film, and forming a mask pattern by etching the second thin film; Implanting impurity ions into the first thin film through the mask pattern to form an ohmic contact region, wherein the mask pattern forming step and the ion implantation step are performed by: A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed continuously without being exposed to the air.

【0010】請求項7記載の発明は、絶縁性基板上に非
単結晶シリコン薄膜から成る第1薄膜を形成する工程
と、前記第1薄膜上に第2薄膜を形成する工程と、前記
第2薄膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記
レジストパターンに基づいて前記第2薄膜をエッチング
しマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパター
ンを介して前記第1薄膜に不純物イオンを注入しオーミ
ックコンタクト領域を形成する工程とを備えた半導体装
置の製造方法であって、前記マスクパターン形成工程の
後又は前記イオン注入工程の後に、前記レジストパター
ンを除去する工程を含み、前記マスクパターン形成工
程、前記イオン注入工程、及び前記除去工程とを、大気
に晒されることなく連続して行なうことを特徴とする半
導体装置の製造方法にある。
The invention according to claim 7 is a step of forming a first thin film made of a non-single-crystal silicon thin film on an insulating substrate, a step of forming a second thin film on the first thin film, Forming a resist pattern on the thin film; etching the second thin film based on the resist pattern to form a mask pattern; implanting impurity ions into the first thin film through the mask pattern to form an ohmic contact Forming a region, after the mask pattern forming step or after the ion implantation step, including a step of removing the resist pattern, the mask pattern forming step, The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the ion implantation step and the removing step are performed continuously without being exposed to the air. That.

【0011】また、請求項8記載の発明は、絶縁性基板
上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上
にゲート絶縁膜を堆積する工程と、前記ゲート絶縁膜上
に非単結晶シリコン薄膜から成る第1薄膜を堆積する工
程と、前記第1薄膜上に第2薄膜を堆積する工程と、前
記第2薄膜上に前記ゲート電極に対応したレジストパタ
ーンを形成する工程と、前記レジストパターンに基づい
て前記第2薄膜をエッチングしマスクパターンを形成す
る工程と、前記マスクパターンを介して前記第1薄膜に
不純物イオンを注入しオーミックコンタクト領域を形成
する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、前
記マスクパターン形成工程の後又は前記イオン注入工程
の後に、前記レジストパターンを除去する工程を含み、
前記マスクパターン形成工程、前記イオン注入工程、及
び前記除去工程とを、大気に晒されることなく連続して
行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法にある。
The invention according to claim 8 provides a step of forming a gate electrode on an insulating substrate, a step of depositing a gate insulating film on the gate insulating film, and a step of forming a non-single crystal on the gate insulating film. Depositing a first thin film made of a silicon thin film, depositing a second thin film on the first thin film, forming a resist pattern corresponding to the gate electrode on the second thin film, Manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a mask pattern by etching the second thin film based on a pattern; and a step of forming an ohmic contact region by implanting impurity ions into the first thin film through the mask pattern. A method, after the mask pattern forming step or after the ion implantation step, including a step of removing the resist pattern,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the mask pattern forming step, the ion implantation step, and the removing step are performed continuously without being exposed to the air.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法として、TFT−LCD用のアレイ基板の作製を
例にとり、図面を参照して詳細に説明する。まず、図1
(a)に示すように、外形寸法が500mm×600m
mで、0.7mm厚の透明なガラス基板10を用意し、
その主表面上に300nm厚のAl−Nd合金膜及び5
0nm厚のMo膜を順次スパッタリング法により堆積
し、所定形状にパターニングしてゲート電極20a,2
0b、ゲート電極と一体の走査線(図示せず)、走査線
から引出される斜め配線部(図示せず)及び斜め配線部
に接続されるOLBパッド部21a,21bを形成す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking an example of manufacturing an array substrate for a TFT-LCD. First, FIG.
As shown in (a), the outer dimensions are 500 mm x 600 m
m, a transparent glass substrate 10 having a thickness of 0.7 mm is prepared,
A 300 nm thick Al-Nd alloy film and 5
A Mo film having a thickness of 0 nm is sequentially deposited by a sputtering method, and is patterned into a predetermined shape to form a gate electrode 20a, 2
0b, a scanning line (not shown) integrated with the gate electrode, an oblique wiring portion (not shown) extending from the scanning line, and OLB pad portions 21a and 21b connected to the oblique wiring portion are formed.

【0013】次に、同図(b)に示すように、ゲート絶
縁膜として厚さ150nmの酸化シリコン(SiOx)
膜23及び厚さ150nmの窒化シリコン(SiNx)
膜25、活性層として寄与する半導体層として厚さ50
nmの非晶質シリコン(a−Si:H)薄膜27、更に
厚さ300nm厚の窒化シリコン(SiNx)膜29
を、基板温度300℃としたプラズマCVD法により連
続して堆積する。ここでは、半導体層として大面積にわ
たり比較的均質な膜質が確保できるa−Si:H薄膜を
用いたが、この他にも多結晶シリコン薄膜等、各種半導
体膜が利用できる。
Next, as shown in FIG. 1B, a 150 nm thick silicon oxide (SiOx) is used as a gate insulating film.
Film 23 and 150 nm thick silicon nitride (SiNx)
The film 25 has a thickness of 50 as a semiconductor layer serving as an active layer.
nm-thick amorphous silicon (a-Si: H) thin film 27 and a silicon nitride (SiNx) film 29 having a thickness of 300 nm
Is continuously deposited by a plasma CVD method at a substrate temperature of 300 ° C. Here, an a-Si: H thin film capable of ensuring relatively uniform film quality over a large area is used as the semiconductor layer, but various other semiconductor films such as a polycrystalline silicon thin film can be used.

【0014】この上にフォトレジストを塗布し、ゲート
電極20a,20bをマスクとした裏面露光を用い、同
図(c)に示すように、ゲート電極20a,20bに対
応する領域に選択的にレジストパターン31を形成す
る。尚、この実施例ではフォトレジストの現像を薬液で
行なっているが、後述するプラズマ処理装置100内で
ドライ現像することもできる。
A photoresist is applied thereon, and the resist is selectively applied to the regions corresponding to the gate electrodes 20a and 20b by back exposure using the gate electrodes 20a and 20b as a mask, as shown in FIG. The pattern 31 is formed. In this embodiment, the photoresist is developed with a chemical solution, but dry development can also be performed in a plasma processing apparatus 100 described later.

【0015】そして、このような基板10を、図2に示
すプラズマ処理装置100に搬入する。ここで、図2を
参照してプラズマ処理装置100について説明する。こ
のプラズマ処理装置100は、基板10を支持するサセ
プタ110と、このサセプタ110を収納する真空チャ
ンバ120と、真空チャンバ120に連通されチャンバ
120内を真空維持するポンプ130と、真空チャンバ
120に連通されチャンバ120内に所望のガスを供給
するガス供給系140と、真空チャンバ120のサセプ
タ110と対向する上面に気密配置されるセラミック等
から構成される誘電体150と、この誘電体150上に
配置される高周波印加用のアンテナ160と、アンテナ
160に高周波を印加する第1高周波源170と、サセ
プタ110に接続される第2高周波源180と、この第
2高周波源180を制御する制御部190とを備えて構
成される。
Then, such a substrate 10 is carried into the plasma processing apparatus 100 shown in FIG. Here, the plasma processing apparatus 100 will be described with reference to FIG. The plasma processing apparatus 100 includes a susceptor 110 that supports the substrate 10, a vacuum chamber 120 that houses the susceptor 110, a pump 130 that communicates with the vacuum chamber 120 and maintains a vacuum in the chamber 120, and a plasma chamber 120 that communicates with the vacuum chamber 120. A gas supply system 140 for supplying a desired gas into the chamber 120, a dielectric 150 made of ceramic or the like, which is hermetically disposed on the upper surface of the vacuum chamber 120 facing the susceptor 110, and disposed on the dielectric 150 An antenna 160 for applying a high frequency, a first high frequency source 170 for applying a high frequency to the antenna 160, a second high frequency source 180 connected to the susceptor 110, and a control unit 190 for controlling the second high frequency source 180. It is configured with.

【0016】このプラズマ処理装置100のサセプタ1
10上に上記の基板10を配置し、チャンバ120内を
50〜100mTorrの真空に維持する。そして、第
1高周波源170に3000W で13.56MHzの高
周波を印加すると共に、ガス供給系140から250s
ccmのCHF3と50sccmのO2とを供給し、プ
ラズマ放電を安定させた後、制御部190の制御に基づ
いて第2高周波源190から500W で6.0MHzの
高周波をサセプタ110に印加する。
The susceptor 1 of the plasma processing apparatus 100
The substrate 10 is placed on the substrate 10 and the inside of the chamber 120 is maintained at a vacuum of 50 to 100 mTorr. Then, while applying a high frequency of 13.56 MHz at 3000 W to the first high frequency source 170, the gas supply system 140 supplies the high frequency of 250 seconds.
After supplying CHF3 of ccm3 and O2 of 50 sccm to stabilize the plasma discharge, a high frequency of 6.0 MHz and 500 W is applied to the susceptor 110 from the second high frequency source 190 under the control of the control unit 190.

【0017】プラズマによりイオン又はラジカル化され
たCHF3及びO2ガスは基板10の−10V程度のセ
ルフバイアスにより基板10側に引込まれ、SiNx膜
29はレジストパターン31に基づいて略垂直にパター
ニングされ、同図(e)に示すようにエッチング保護膜
30を形成する。
The CHF3 and O2 gases ionized or radicalized by the plasma are drawn into the substrate 10 by a self-bias of about -10 V of the substrate 10, and the SiNx film 29 is patterned substantially vertically based on the resist pattern 31. An etching protection film 30 is formed as shown in FIG.

【0018】そして、チャンバ120内の残留ガスを排
気した後、第1高周波源170に2000W で13.5
6MHzの高周波を印加すると共に、ガス供給系140
から20sccmのPH3を供給し、プラズマ放電を安
定させた後、制御部190の制御に基づいて第2高周波
源190から1500W で2MHzの高周波をサセプタ
110に印加する。プラズマによりイオン又はラジカル
化されたPH3ガスは基板10の−200V程度のセル
フバイアスにより基板10側に引込まれ、イオン注入が
達成される。尚、この実施例では、時間を制御してリン
(P)イオンのドーズ量を1×1016ions/cm2 に制
御した。これにより、a−Si薄膜27内にオーミック
コンタクト領域31,33を形成した。
Then, after exhausting the residual gas in the chamber 120, the first high-frequency source 170 is supplied with a power of 13.5 at 2000 W.
While applying a high frequency of 6 MHz, the gas supply system 140
After supplying a PH3 of 20 sccm from the above and stabilizing the plasma discharge, a 2 MHz high frequency of 1500 W is applied to the susceptor 110 from the second high frequency source 190 under the control of the control unit 190. The PH3 gas ionized or radicalized by the plasma is drawn into the substrate 10 by a self-bias of about -200 V of the substrate 10, and the ion implantation is achieved. In this embodiment, the time was controlled to control the dose of phosphorus (P) ions to 1.times.10@16 ions / cm @ 2. Thus, ohmic contact regions 31 and 33 were formed in the a-Si thin film 27.

【0019】このオーミックコンタクト領域31,33
はa−Si薄膜27の厚さ方向全体にわたり形成される
ものであっても、また表層近傍のみに形成されるもので
あってもかまわない。この実施例では、a−Si薄膜2
7の表層から厚さ方向に8nmの領域でPイオンの注入
量を1×1016ions/cm2 に設定した。これは、a−
Si薄膜27がイオン注入によって受けるダメージを軽
減するためである。
The ohmic contact regions 31, 33
May be formed over the entire thickness direction of the a-Si thin film 27, or may be formed only near the surface layer. In this embodiment, the a-Si thin film 2
The implantation amount of P ions was set to 1 × 10 16 ions / cm 2 in a region of 8 nm in the thickness direction from the surface layer of No. 7. This is a-
This is to reduce the damage that the Si thin film 27 receives by ion implantation.

【0020】しかる後に、チャンバ120内の残留ガス
を排気し、第1高周波源170に2000W で13.5
6MHzの高周波を印加すると共に、ガス供給系140
からCF4を50sccm、O2を950sccmを供
給し、プラズマ放電を安定させる。この際の基板10の
セルフバイアスは略零であり、プラズマによりイオン又
はラジカル化されたCF4及びO2ガスに基づくCDE
モードでレジストマスク31はアッシング除去される。
After that, the residual gas in the chamber 120 is exhausted, and the first high-frequency source 170 is supplied with a power of 13.5 at 2000 W.
While applying a high frequency of 6 MHz, the gas supply system 140
Supply 50 sccm of CF4 and 950 sccm of O2 from the above to stabilize the plasma discharge. At this time, the self-bias of the substrate 10 is substantially zero, and the CDE based on CF4 and O2 gas ionized or radicalized by the plasma.
In the mode, the resist mask 31 is removed by ashing.

【0021】この後、他の処理装置に上記の基板を移載
し、窒素雰囲気中で約250℃の温度で1時間熱処理
し、不純物の活性化を行なった。次に、300nm厚の
Al−Nd合金膜をスパッタリング法により堆積し、こ
の上にレジストを塗布し、露光、現像してレジストパタ
ーンを形成する。そして、上記したと同様のプラズマ処
理装置100のサセプタ110上に基板10を配置し、
チャンバ120内を10mTorrの真空に維持する。
しかる後に、第1高周波源170に1000W で13.
56MHzの高周波を印加すると共に、ガス供給系14
0から500sccmのCl2と500sccmのBC
l3とを供給し、プラズマ放電を安定させた後、制御部
190の制御に基づいて第2高周波源190から200
W で6MHzの高周波をサセプタ110に印加する。
After that, the above substrate was transferred to another processing apparatus and heat-treated at a temperature of about 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to activate the impurities. Next, an Al-Nd alloy film having a thickness of 300 nm is deposited by a sputtering method, a resist is applied thereon, and exposure and development are performed to form a resist pattern. Then, the substrate 10 is placed on the susceptor 110 of the same plasma processing apparatus 100 as described above,
The inside of the chamber 120 is maintained at a vacuum of 10 mTorr.
Thereafter, the first high-frequency source 170 is supplied with 1000 W at 13W.
While applying a high frequency of 56 MHz, the gas supply system 14
0 to 500 sccm Cl2 and 500 sccm BC
13 to stabilize the plasma discharge, and then control the second high-frequency sources 190 to 200 under the control of the control unit 190.
A high frequency of 6 MHz is applied to the susceptor 110 at W.

【0022】プラズマによりイオン及びラジカル化され
たCl2及びBCl3ガスは基板10の−10V程度の
セルフバイアスにより基板側に急速に引込まれ、RIE
モードでAl−Nd合金膜はレジストパターンに基づい
て略垂直にパターニングされ、同図(f)に示すよう
に、ソース及びドレイン電極33,35、ドレイン電極
33と一体の信号線(図示せず)、信号線から引出され
る斜め配線部(図示せず)及び斜め配線部に接続される
OLBパッド部37を形成する。
The Cl2 and BCl3 gases ionized and radicalized by the plasma are rapidly drawn into the substrate side by a self-bias of about -10 V of the substrate 10, and RIE is performed.
In the mode, the Al—Nd alloy film is patterned substantially vertically based on the resist pattern, and as shown in FIG. 3F, the signal lines (not shown) integrated with the source and drain electrodes 33 and 35 and the drain electrode 33. Then, an oblique wiring portion (not shown) extending from the signal line and an OLB pad portion 37 connected to the oblique wiring portion are formed.

【0023】しかる後に、チャンバ120内の残留ガス
を排気した後、第1高周波源170に3000W で1
3.56MHzの高周波を印加すると共に、ガス供給系
140からCF4を250sccm、O2を50scc
mを供給し、プラズマ放電を安定させる。この際の基板
10のセルフバイアスは略零であり、プラズマによりイ
オン又はラジカル化されたCF4及びO2ガスに基づく
CDEモードでソース及びドレイン電極33,35、信
号線、斜め配線部及びOLBパッド部37に対応してa
−Si薄膜27、SiNx膜25を選択的に除去する。
Thereafter, after the residual gas in the chamber 120 is exhausted, the first high-frequency source 170 is supplied with 3000 W at 1 W.
A high frequency of 3.56 MHz was applied, and CF4 was 250 sccm and O2 was 50 scc from the gas supply system 140.
m to stabilize the plasma discharge. At this time, the self-bias of the substrate 10 is substantially zero, and the CDE mode based on CF4 and O2 gas ionized or radicalized by plasma causes source and drain electrodes 33, 35, signal lines, oblique wiring portions, and OLB pad portions 37. Corresponding to a
-The Si thin film 27 and the SiNx film 25 are selectively removed.

【0024】しかる後に、チャンバ120内の残留ガス
を排気した後、第1高周波源170に2000W で1
3.56MHzの高周波を印加すると共に、ガス供給系
140からCF4を50sccm、O2を950scc
mを供給し、プラズマ放電を安定させる。この際の基板
10のセルフバイアスは略零であり、プラズマによりイ
オン又はラジカル化されたCF4及びO2ガスに基づく
CDEモードでレジストマスク31はアッシング除去さ
れる。
Thereafter, after the residual gas in the chamber 120 is exhausted, the first high-frequency source 170 is supplied with 1 W at 2000 W.
A high frequency of 3.56 MHz was applied and 50 sccm of CF4 and 950 scc of O2 were supplied from the gas supply system 140.
m to stabilize the plasma discharge. At this time, the self-bias of the substrate 10 is substantially zero, and the resist mask 31 is removed by ashing in the CDE mode based on CF4 and O2 gas ionized or radicalized by the plasma.

【0025】しかる後に、同図(g)に示すように、基
板全面にポリイミドやアクリル系等の有機樹脂を3ミク
ロン厚で塗布し、乾燥、硬化させて層間絶縁膜39を形
成する。この層間絶縁膜39は、層間絶縁としての機能
に加え、平滑化の機能を有する。そして、OLBパッド
部21a,21b上の層間絶縁膜39及びSiOx膜2
3、OLBパッド部37上の層間絶縁間膜39、ソース
電極35上の層間絶縁膜39をそれぞれ選択的に除去し
てコンタクトホール41,43,45を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2G, an organic resin such as polyimide or acrylic is applied in a thickness of 3 μm on the entire surface of the substrate, dried and cured to form an interlayer insulating film 39. This interlayer insulating film 39 has a function of smoothing in addition to a function as interlayer insulation. Then, the interlayer insulating film 39 and the SiOx film 2 on the OLB pad portions 21a and 21b
3. The contact holes 41, 43, and 45 are formed by selectively removing the interlayer insulating film 39 on the OLB pad portion 37 and the interlayer insulating film 39 on the source electrode 35, respectively.

【0026】そして、ITO(Indium Tin Oxide)等の
透明導電膜をスパッタリング法により堆積し、所望形状
にパターニングして画素電極51、OLBパッド電極5
3,55をそれぞれ形成する。
Then, a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) is deposited by a sputtering method, and is patterned into a desired shape to form a pixel electrode 51 and an OLB pad electrode 5.
3 and 55 are respectively formed.

【0027】この後、必要に応じて窒化シリコン膜等で
保護膜を形成する。上説明したように、この実施例によ
れば、SiNx膜29のパターニング、リン(P)イオ
ンのイオン注入、レジストマスク31のアッシングを同
一チャンバ120内で連続して行なうことにより、製造
時間を従来に比べて大幅に短縮することができた。
Thereafter, a protective film is formed with a silicon nitride film or the like as necessary. As described above, according to this embodiment, the patterning of the SiNx film 29, the ion implantation of phosphorus (P) ions, and the ashing of the resist mask 31 are continuously performed in the same chamber 120, thereby reducing the manufacturing time. Was significantly reduced compared to

【0028】しかも、工程途中で半完成品の不所望な滞
留がないためか、従来に比べて製造歩留りを大幅に向上
することができた。また、上述したように、RIE装
置、CDE装置、イオン注入装置及びアッシング装置を
一つの製造装置にまとめることができるので、装置にか
ける投資を大幅に削減でき、また装置占有面積を大幅に
削減できた。
In addition, the production yield was significantly improved as compared with the prior art, probably because there was no undesired stagnation of the semi-finished product during the process. Further, as described above, the RIE device, the CDE device, the ion implantation device, and the ashing device can be combined into one manufacturing device, so that the investment for the device can be significantly reduced and the occupied area of the device can be significantly reduced. Was.

【0029】この実施例では、プラズマ処理装置とし
て、最も簡略なバッチ式のシングルチャンバタイプを例
示したが、ロードロック室、アンロードロック室を真空
チャンバに気密連結させるもの、更に共通真空室に複数
の真空チャンバを気密連結させたクラスタタイプ等、各
種使用することができることは言うまでもない。また、
マルチチャンバタイプでは、それぞれの工程を専用のチ
ャンバで処理しても良い。具体的には、RIEチャン
バ、イオン注入チャンバ(ボロン及びリン用)、CDE
チャンバ及びアッシングチャンバの5プロセスチャンバ
と、2ロードロック室とが共通真空室で連結されたクラ
スタタイプが実用的である。
In this embodiment, as the plasma processing apparatus, the simplest batch type single chamber type is exemplified, but a plasma lock apparatus in which a load lock chamber and an unload lock chamber are air-tightly connected to a vacuum chamber, and a plurality of plasma processing apparatuses are provided in a common vacuum chamber. Needless to say, various types such as a cluster type in which the vacuum chambers are hermetically connected can be used. Also,
In the multi-chamber type, each step may be processed in a dedicated chamber. Specifically, RIE chamber, ion implantation chamber (for boron and phosphorus), CDE
It is practical to use a cluster type in which five process chambers of a chamber and an ashing chamber and two load lock chambers are connected by a common vacuum chamber.

【0030】上述した実施例では、逆スタガ構造のTF
Tを例にとり説明したが、コプラナ構造のTFTであっ
ても構わない。また、エッチングガスとしてCl2、B
Cl3、CF4、CHF3、O2や、この他にもSF6
やC2F6、C3F8等、使用することができる。
In the above embodiment, the inverted staggered TF
Although T has been described as an example, a TFT having a coplanar structure may be used. Also, Cl2, B as etching gas
Cl3, CF4, CHF3, O2 and also SF6
And C2F6, C3F8, and the like.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、パターニング及びイオン注入が大気に晒されること
なく連続して行なわれるため、製造時間を大幅に短縮す
ることができる。また、本発明によれば、工程間での不
所望な半完成品の滞留を低減でき、これにより高い製造
歩留りを達成することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the patterning and ion implantation are performed continuously without being exposed to the atmosphere, so that the manufacturing time can be greatly reduced. Further, according to the present invention, it is possible to reduce undesired stagnation of semi-finished products between processes, thereby achieving a high production yield.

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

【図1】図1は、本発明の一実施例の薄膜トランジスタ
の製造プロセスを説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a manufacturing process of a thin film transistor according to one embodiment of the present invention.

【図2】図2は、この発明の一実施例の製造プロセスで
使用されるプラズマ処理装置の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus used in a manufacturing process according to one embodiment of the present invention.

【図3】図3は、従来の薄膜トランジスタの概略構成図
である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ガラス基板 27…a−Si:H薄膜 28…オーミックコンタクト領域 30…ドレイン電極 33…ソース電極 39…層間絶縁膜 51…画素電極 100…プラズマ処理装置 110…サセプタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Glass substrate 27 ... a-Si: H thin film 28 ... Ohmic contact region 30 ... Drain electrode 33 ... Source electrode 39 ... Interlayer insulating film 51 ... Pixel electrode 100 ... Plasma processing apparatus 110 ... Susceptor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 孝好 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2号 株 式会社東芝深谷電子工場内 Fターム(参考) 2H092 JA26 JA35 JA36 JA39 JA40 JA44 JA47 KA05 KA12 KA18 KB22 KB25 MA05 MA08 MA17 MA27 MA35 MA37 NA27 NA29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takayoshi Toi 1-9-2, Hara-cho, Fukaya-shi, Saitama F-term in Fukaya Electronics Factory, Toshiba Corporation (reference) 2H092 JA26 JA35 JA36 JA39 JA40 JA44 JA47 KA05 KA12 KA18 KB22 KB25 MA05 MA08 MA17 MA27 MA35 MA37 NA27 NA29

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に非単結晶シリコン薄膜か
ら成る第1薄膜を形成する工程と、前記第1薄膜上に第
2薄膜を形成する工程と、前記第2薄膜をエッチングし
マスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターン
を介して前記第1薄膜に不純物イオンを注入しオーミッ
クコンタクト領域を形成する工程とを備えた半導体装置
の製造方法であって、 前記マスクパターン形成工程と前記イオン注入工程と
を、大気に晒されることなく連続して行なうことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a first thin film made of a non-single-crystal silicon thin film on an insulating substrate; a step of forming a second thin film on the first thin film; and etching the second thin film to form a mask pattern. Forming a ohmic contact region by implanting impurity ions into the first thin film through the mask pattern, wherein the mask pattern forming step and the ion A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: performing an implantation step continuously without being exposed to the atmosphere.
【請求項2】 前記マスクパターン形成工程と前記イオ
ン注入工程とは、同一のチャンバ内でガス種を異ならし
めることにより行なうことを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said mask pattern forming step and said ion implantation step are performed by using different gas species in the same chamber.
【請求項3】 前記マスクパターン形成工程と前記イオ
ン注入工程とは、それぞれの前記ガスをプラズマ化する
工程と、前記プラズマ化工程により生成されるイオン又
はラジカルを前記絶縁基板に生じる電位差により前記絶
縁基板に引込む工程とを含むことを特徴とする請求項2
記載の半導体装置の製造方法。
3. The step of forming a mask pattern and the step of implanting an ion, wherein the step of converting the gas into plasma and the step of isolating the ions or radicals generated by the plasma conversion step are performed by a potential difference generated on the insulating substrate. 3. The step of drawing into a substrate.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項4】 前記イオン注入工程に使用される前記ガ
スは少なくともリンを含むことを特徴とする請求項3記
載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the gas used in the ion implantation step contains at least phosphorus.
【請求項5】 前記絶縁基板に生じる電位差はセルフバ
イアスに基づいて生起されることを特徴とする請求項3
記載の半導体装置の製造方法。
5. The device according to claim 3, wherein the potential difference generated in the insulating substrate is generated based on a self-bias.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項6】 前記セルフバイアスは前記絶縁基板に印
加される高周波源の電圧又は周波数制御に基づいて調整
されることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製
造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the self-bias is adjusted based on voltage control or frequency control of a high-frequency source applied to the insulating substrate.
【請求項7】 絶縁性基板上に非単結晶シリコン薄膜か
ら成る第1薄膜を形成する工程と、前記第1薄膜上に第
2薄膜を形成する工程と、前記第2薄膜上にレジストパ
ターンを形成する工程と、前記レジストパターンに基づ
いて前記第2薄膜をエッチングしマスクパターンを形成
する工程と、前記マスクパターンを介して前記第1薄膜
に不純物イオンを注入しオーミックコンタクト領域を形
成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、 前記マスクパターン形成工程の後又は前記イオン注入工
程の後に、前記レジストパターンを除去する工程を含
み、 前記マスクパターン形成工程、前記イオン注入工程、及
び前記除去工程とを、大気に晒されることなく連続して
行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming a first thin film made of a non-single-crystal silicon thin film on an insulating substrate, a step of forming a second thin film on the first thin film, and forming a resist pattern on the second thin film. Forming, forming a mask pattern by etching the second thin film based on the resist pattern, and forming an ohmic contact region by implanting impurity ions into the first thin film through the mask pattern. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: after the mask pattern forming step or after the ion implantation step, removing the resist pattern; the mask pattern forming step, the ion implantation step, and A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the removing step is performed continuously without being exposed to the atmosphere.
【請求項8】 絶縁性基板上にゲート電極を形成する工
程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート絶縁膜を堆積する工
程と、前記ゲート絶縁膜上に非単結晶シリコン薄膜から
成る第1薄膜を堆積する工程と、前記第1薄膜上に第2
薄膜を堆積する工程と、前記第2薄膜上に前記ゲート電
極に対応したレジストパターンを形成する工程と、前記
レジストパターンに基づいて前記第2薄膜をエッチング
しマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパター
ンを介して前記第1薄膜に不純物イオンを注入しオーミ
ックコンタクト領域を形成する工程とを備えた半導体装
置の製造方法であって、 前記マスクパターン形成工程の後又は前記イオン注入工
程の後に、前記レジストパターンを除去する工程を含
み、 前記マスクパターン形成工程、前記イオン注入工程、及
び前記除去工程とを、大気に晒されることなく連続して
行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. A step of forming a gate electrode on an insulating substrate, a step of depositing a gate insulating film on the gate insulating film, and forming a first thin film made of a non-single-crystal silicon thin film on the gate insulating film. Depositing a second thin film on the first thin film;
Depositing a thin film, forming a resist pattern corresponding to the gate electrode on the second thin film, etching the second thin film based on the resist pattern to form a mask pattern, Forming an ohmic contact region by implanting impurity ions into the first thin film via a pattern, wherein after the mask pattern forming step or after the ion implanting step, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of removing a resist pattern, wherein the mask pattern forming step, the ion implantation step, and the removing step are performed continuously without being exposed to the air.
【請求項9】 前記第1薄膜は非晶質シリコンであるこ
とを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the first thin film is made of amorphous silicon.
【請求項10】 前記イオン注入工程に引き続いて前記
オーミックコンタクト領域に接するソース及びドレイン
電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項8記
載の半導体装置の製造方法。
10. The method according to claim 8, further comprising a step of forming source and drain electrodes in contact with the ohmic contact region following the ion implantation step.
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