JP2000216387A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000216387A
JP2000216387A JP11012667A JP1266799A JP2000216387A JP 2000216387 A JP2000216387 A JP 2000216387A JP 11012667 A JP11012667 A JP 11012667A JP 1266799 A JP1266799 A JP 1266799A JP 2000216387 A JP2000216387 A JP 2000216387A
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thin film
silicon thin
region
film
forming
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JP11012667A
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Japanese (ja)
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Yoshiro Okawa
善郎 大川
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction and a manufacturing method, wherein an etching margin is assured when a connection hole is formed in an active layer of a thin-film transistor, the controllability of ion implantation is improved in the depth direction, and further the crystal defects and distortion are eliminated in a channel region. SOLUTION: In a semiconductor device, having a thin-film transistor 1 wherein an active layer is formed in a silicon film, a source region 12S and a drain region 12D of the thin-film transistor 1 formed in a first silicon film 12 are formed thicker than the thickness of a second silicon film 13 constructing a channel region CH formed between them.

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】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、詳しくは薄膜トランジスタの活性
領域に特徴を有する半導体装置およびその製造方法に関
する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a characteristic in an active region of a thin film transistor and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、液晶表示装置等に用いられる
薄膜トランジスタの活性層はシリコン薄膜(例えば非晶
質シリコン薄膜もしくは多結晶シリコン薄膜)で形成さ
れている。これらのシリコン薄膜には、多くの結晶欠陥
や歪みが含まれているため、リーク電流の増加やオン電
流の減少が生じ易い。その対策として、高温アニーリン
グ、長時間低温アニーリングもしくはレーザアニーリン
グ等により結晶欠陥や歪みを解消しようとしている。
2. Description of the Related Art Generally, an active layer of a thin film transistor used for a liquid crystal display device or the like is formed of a silicon thin film (for example, an amorphous silicon thin film or a polycrystalline silicon thin film). Since these silicon thin films contain many crystal defects and distortions, an increase in leakage current and a decrease in on-current are likely to occur. As a countermeasure, crystal defects and distortions are eliminated by high-temperature annealing, long-time low-temperature annealing, laser annealing, or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ニーリングによって非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコ
ン薄膜中の結晶欠陥や歪みを完全に解消することは難し
い。また、薄膜トランジスタは、活性層の厚さが薄いた
め、活性層上に形成した層間絶縁膜に接続孔(例えばコ
ンタクトホール)をエッチングにより形成する場合、エ
ッチングマージンが少ない。そのため、接続孔のエッチ
ングにより活性層が過剰にエッチングされる場合があ
る。また、シリコン薄膜をトランジスタのチャネル層以
外で使用する場合には、薄膜のために電気的抵抗が大き
くなる。さらに、不純物拡散層をイオン注入により形成
する場合には、イオン注入の深さ方向のマージンが少な
いために、イオン注入深さの制御が難しい。
However, it is difficult to completely eliminate crystal defects and distortion in the amorphous silicon thin film and the polycrystalline silicon thin film by the above-mentioned annealing. Further, since the thin film transistor has a thin active layer, an etching margin is small when a connection hole (for example, a contact hole) is formed in an interlayer insulating film formed on the active layer by etching. Therefore, the active layer may be excessively etched by the etching of the connection hole. Further, when a silicon thin film is used for a layer other than the channel layer of a transistor, the electrical resistance increases due to the thin film. Further, when the impurity diffusion layer is formed by ion implantation, it is difficult to control the ion implantation depth because the margin in the depth direction of ion implantation is small.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた半導体装置およびその製造方法で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a semiconductor device and a method of manufacturing the same to solve the above-mentioned problems.

【0005】本発明の半導体装置は、シリコン薄膜に活
性層が形成される薄膜トランジスタからなる半導体装置
において、その活性層に形成される薄膜トランジスタの
ソース領域およびドレイン領域は、その活性層に形成さ
れる薄膜トランジスタのチャネル領域よりも厚く形成さ
れているものである。
A semiconductor device according to the present invention comprises a thin film transistor having an active layer formed on a silicon thin film. In the semiconductor device, a source region and a drain region of the thin film transistor formed on the active layer are thin film transistors formed on the active layer. Is formed to be thicker than the channel region.

【0006】上記半導体装置では、薄膜トランジスタの
ソース領域およびドレイン領域は、薄膜トランジスタの
チャネル領域よりも厚く形成されている、言い換えれ
ば、チャネル領域はソース領域およびドレイン領域より
も薄く形成されていることから、チャネル領域の単位面
積当たりの結晶欠陥をソース領域およびドレイン領域よ
りも少なくすることが可能になる。また、ソース領域お
よびドレイン領域が十分な厚さを有するので、接続孔
(例えばコンタクトホール)を形成する際に過剰なエッ
チングが行われても十分にソース領域およびドレイン領
域が残るので、ソース領域上およびドレイン領域上に接
続孔を形成することが可能になる。
In the above semiconductor device, the source region and the drain region of the thin film transistor are formed thicker than the channel region of the thin film transistor. In other words, the channel region is formed thinner than the source region and the drain region. Crystal defects per unit area of the channel region can be made smaller than those of the source region and the drain region. Further, since the source region and the drain region have a sufficient thickness, the source region and the drain region remain sufficiently even if excessive etching is performed when forming a connection hole (for example, a contact hole). In addition, a connection hole can be formed on the drain region.

【0007】半導体装置の第1の製造方法は、ソース領
域とドレイン領域とを形成するための第1のシリコン薄
膜を基板上に形成し、該第1のシリコン薄膜をソース領
域とドレイン領域とに加工するする工程と、少なくとも
第1のシリコン薄膜からなるソース領域とドレイン領域
との間にチャネル領域となる第2のシリコン薄膜を形成
する工程と、第2のシリコン薄膜のチャネル形成領域上
にゲート絶縁膜を形成する工程と、第2のシリコン薄膜
のチャネル領域となる領域上にゲート絶縁膜を介してゲ
ート電極を形成する工程とを備えている。
In a first method of manufacturing a semiconductor device, a first silicon thin film for forming a source region and a drain region is formed on a substrate, and the first silicon thin film is formed on the source region and the drain region. Processing, forming a second silicon thin film to be a channel region between at least a source region and a drain region made of the first silicon thin film, and forming a gate on the channel formation region of the second silicon thin film Forming an insulating film; and forming a gate electrode on a region of the second silicon thin film to be a channel region via a gate insulating film.

【0008】上記半導体装置の第1の製造方法では、ソ
ース領域とドレイン領域とを形成するための第1のシリ
コン薄膜を基板上に形成し加工する工程と、第1のシリ
コン薄膜からなるソース領域とドレイン領域との間にチ
ャネル領域となる第2のシリコン薄膜を形成する工程と
を備えていることから、第1のシリコン薄膜と第2のシ
リコン薄膜とは別々に形成される。そこで、第1のシリ
コン薄膜を厚く形成し、第2のシリコン薄膜を薄く形成
することが可能になる。そのため、ソース領域上および
ドレイン領域上に接続孔(例えばコンタクトホール)を
形成する際に、ソース領域およびドレイン領域のシリコ
ン薄膜が過剰にエッチングされても、そのシリコン薄膜
は十分な厚さを有しているので十分に残る。よって、ソ
ース領域上およびドレイン領域上に接続孔を形成するこ
とが可能になる。さらに、ソース領域およびドレイン領
域のような不純物拡散層をイオン注入により形成する場
合には、第1のシリコン薄膜を厚く形成できるため、イ
オン注入の深さ方向のマージンが大きくなる。そのた
め、イオン注入深さの制御が容易になる。
In the first method of manufacturing a semiconductor device, a first silicon thin film for forming a source region and a drain region is formed on a substrate and processed, and a source region made of the first silicon thin film is formed. Forming a second silicon thin film to be a channel region between the first silicon thin film and the second silicon thin film. Therefore, it is possible to form the first silicon thin film thickly and the second silicon thin film thinly. Therefore, when forming a connection hole (for example, a contact hole) on the source region and the drain region, even if the silicon thin film in the source region and the drain region is excessively etched, the silicon thin film has a sufficient thickness. So it remains enough. Therefore, it becomes possible to form a connection hole on the source region and the drain region. Further, in the case where the impurity diffusion layers such as the source region and the drain region are formed by ion implantation, the first silicon thin film can be formed thick, so that the margin in the depth direction of ion implantation becomes large. Therefore, control of the ion implantation depth becomes easy.

【0009】半導体装置の第2の製造方法は、基板上に
シリコン薄膜を形成する工程と、チャネルが形成される
領域となるシリコン薄膜の上層を選択的に酸化させて酸
化膜を形成する工程と、酸化膜を選択的に除去してシリ
コン薄膜に膜厚の薄い領域と膜厚の厚い領域とを形成す
る工程と、シリコン薄膜の膜厚の薄い領域上にゲート絶
縁膜を形成する工程と、シリコン薄膜の膜厚の薄い領域
上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程
と、ゲート電極の一方側のシリコン薄膜にソース領域を
形成するとともにゲート電極の他方側のシリコン薄膜に
ドレイン領域を形成する工程とを備えている。
A second method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a silicon thin film on a substrate, and a step of selectively oxidizing an upper layer of the silicon thin film to be a region where a channel is formed, to form an oxide film. Forming a thin film region and a thick film region on the silicon thin film by selectively removing the oxide film, and forming a gate insulating film on the thin film region of the silicon thin film; A step of forming a gate electrode on a thin region of the silicon thin film via a gate insulating film, forming a source region on the silicon thin film on one side of the gate electrode, and forming a drain region on the other side of the gate electrode; Forming a step.

【0010】上記半導体装置の第2の製造方法では、シ
リコン薄膜の上層を選択的に酸化させて酸化膜を形成し
た後、その酸化膜を選択的に除去してシリコン薄膜に膜
厚の薄い領域と膜厚の厚い領域とを形成することから、
シリコン薄膜の膜厚の薄い領域をチャネル領域とし、シ
リコン薄膜の膜厚の厚い領域にソース領域およびドレイ
ン領域を形成することが可能になる。そのため、ソース
領域上およびドレイン領域上に接続孔(例えばコンタク
トホール)を形成する際に、ソース領域およびドレイン
領域のシリコン薄膜が過剰にエッチングされても、その
シリコン薄膜は十分な厚さを有しているので十分に残
る。よって、ソース領域上およびドレイン領域上に接続
孔を形成することが可能になる。さらに、ソース領域お
よびドレイン領域のような不純物拡散層をイオン注入に
より形成する場合には、シリコン薄膜を厚く形成できる
ため、イオン注入の深さ方向のマージンが大きくなる。
そのため、イオン注入深さの制御が容易になる。
In the second method of manufacturing a semiconductor device, an upper layer of the silicon thin film is selectively oxidized to form an oxide film, and then the oxide film is selectively removed to form a thin film region on the silicon thin film. And the formation of a thick region,
The region where the thickness of the silicon thin film is small is used as the channel region, and the source region and the drain region can be formed in the region where the thickness of the silicon thin film is large. Therefore, when forming a connection hole (for example, a contact hole) on the source region and the drain region, even if the silicon thin film in the source region and the drain region is excessively etched, the silicon thin film has a sufficient thickness. So it remains enough. Therefore, it becomes possible to form a connection hole on the source region and the drain region. Further, when an impurity diffusion layer such as a source region and a drain region is formed by ion implantation, a thick silicon thin film can be formed, so that a margin in the depth direction of ion implantation is increased.
Therefore, control of the ion implantation depth becomes easy.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置に係わる実施
の形態の第1例を、図1の概略構成断面図によって説明
する。図1では、ガラス基板上に形成したシリコン薄膜
にMIS型の薄膜トランジスタとキャパシタとを搭載し
た半導体装置を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the schematic sectional view of FIG. FIG. 1 shows a semiconductor device in which an MIS thin film transistor and a capacitor are mounted on a silicon thin film formed on a glass substrate.

【0012】図1に示すように、基板(例えばガラス基
板)11上にはMIS型の薄膜トランジスタのソース領
域12S、ドレイン領域12Dおよびキャパシタの下部
電極12Cとなる第1のシリコン薄膜12が例えば第1
導電型(ここではN+ 型とする)の多結晶シリコン薄膜
で形成されている。したがって、ソース領域12Sとド
レイン領域12Dとの間、すなわち後に説明するチャネ
ル領域となる部分には第1のシリコン薄膜12は形成さ
れておらず、ソース領域12Sとドレイン領域12Dと
は離間されている。一方、ソース領域12Sと下部電極
12Cとは連続した状態に形成されている。
As shown in FIG. 1, a first silicon thin film 12 serving as a source region 12S and a drain region 12D of a MIS type thin film transistor and a lower electrode 12C of a capacitor is formed on a substrate (for example, a glass substrate) 11, for example.
It is formed of a conductive type (here, N + type) polycrystalline silicon thin film. Therefore, the first silicon thin film 12 is not formed between the source region 12S and the drain region 12D, that is, in a portion to be a channel region described later, and the source region 12S and the drain region 12D are separated. . On the other hand, the source region 12S and the lower electrode 12C are formed in a continuous state.

【0013】ソース領域12Sとドレイン領域12Dと
の間には、上記第1のシリコン薄膜12よりも薄い第2
のシリコン薄膜13が、例えば第2導電型(ここではP
- 型とする)の多結晶シリコン薄膜で形成され、チャネ
ル領域CHを構成している。なお、チャネル領域CHを
形成する第2のシリコン薄膜13の一部は、ソース領域
12Sおよびドレイン領域12Dの各チャネル領域CH
側上にもオーバラップする状態に形成されている。また
第2のシリコン薄膜13は、キャパシタの下部電極12
C上にも形成されている。
Between the source region 12S and the drain region 12D, a second thinner than the first silicon thin film 12 is formed.
Of the second conductivity type (here, P
- is formed of a polycrystalline silicon thin film of a mold), constitutes a channel region CH. Note that a part of the second silicon thin film 13 forming the channel region CH is formed by each channel region CH of the source region 12S and the drain region 12D.
The side is also formed to overlap. Further, the second silicon thin film 13 is formed on the lower electrode 12 of the capacitor.
It is also formed on C.

【0014】上記第2のシリコン薄膜13上には薄膜ト
ランジスタのゲート絶縁膜14およびキャパシタ絶縁膜
15が例えば同一層からなる酸化シリコン膜で形成され
ている。これらの絶縁膜は酸化シリコン膜/窒化シリコ
ン膜/酸化シリコン膜からなる3層構造に形成されてい
るものであってもよい。
On the second silicon thin film 13, a gate insulating film 14 and a capacitor insulating film 15 of the thin film transistor are formed by, for example, a silicon oxide film of the same layer. These insulating films may be formed in a three-layer structure including a silicon oxide film / a silicon nitride film / a silicon oxide film.

【0015】上記ゲート絶縁膜14上にはゲート電極1
6が例えば多結晶シリコン膜で形成され、上記キャパシ
タ絶縁膜15上にはキャパシタの上部電極17が例えば
多結晶シリコン膜で形成されている。これらの多結晶シ
リコン膜は、例えば同一層のもので形成されている。
The gate electrode 1 is formed on the gate insulating film 14.
6 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. On the capacitor insulating film 15, an upper electrode 17 of the capacitor is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. These polycrystalline silicon films are formed, for example, of the same layer.

【0016】したがって、ゲート電極16、ゲート絶縁
膜14、チャネル領域CHを形成する第2のシリコン薄
膜13、ソース領域12Sおよびドレイン領域12Dよ
りMIS型の薄膜トランジスタ1が構成され、上部電極
17、キャパシタ絶縁膜15および下部電極12Cによ
りキャパシタ2が構成されている。
Therefore, the MIS type thin film transistor 1 is constituted by the gate electrode 16, the gate insulating film 14, the second silicon thin film 13 forming the channel region CH, the source region 12S and the drain region 12D, and the upper electrode 17 and the capacitor insulation The capacitor 2 is formed by the film 15 and the lower electrode 12C.

【0017】さらに、上記MIS型の薄膜トランジスタ
1およびキャパシタ2を覆う状態に第1の層間絶縁膜2
1が形成されている。上記第1の層間絶縁膜21にはド
レイン領域12Dに通じる接続孔22が形成されてい
て、この第1の層間絶縁膜21にはドレイン領域12D
に接続する配線23が形成されている。また第1の層間
絶縁膜21上には配線23を覆う第2の層間絶縁膜24
が形成されている。上記第2の層間絶縁膜24および第
1の層間絶縁膜21にはソース領域12Sに通じる接続
孔25が形成されていて、この第2の層間絶縁膜21上
にはソース領域12Dに接続する透明電極26が形成さ
れている。
Further, a first interlayer insulating film 2 is formed so as to cover the MIS type thin film transistor 1 and the capacitor 2.
1 is formed. A connection hole 22 is formed in the first interlayer insulating film 21 so as to communicate with the drain region 12D.
Is formed. A second interlayer insulating film 24 covering the wiring 23 is formed on the first interlayer insulating film 21.
Are formed. The second interlayer insulating film 24 and the first interlayer insulating film 21 are formed with a connection hole 25 communicating with the source region 12S. On the second interlayer insulating film 21, a transparent hole connected to the source region 12D is formed. An electrode 26 is formed.

【0018】上記説明したような構成は、液晶表示装置
のTFT(Thin Film Toransistor)およびキャパシタ
の構成に採用することが可能である。
The configuration as described above can be adopted for the configuration of a TFT (Thin Film Toransistor) and a capacitor of a liquid crystal display device.

【0019】上記MIS型の薄膜トランジスタ1および
キャパシタ2で構成された半導体装置では、薄膜トラン
ジスタ1のソース領域12Sおよびドレイン領域12D
は、薄膜トランジスタ1のチャネル領域CHよりも厚く
形成されている、言い換えれば、チャネル領域CHはソ
ース領域12Sおよびドレイン領域12Dよりも薄く形
成されていることから、チャネル領域CHの単位面積当
たりの結晶欠陥をソース領域12Dおよびドレイン領域
12Dよりも少なくすることが可能になる。また、ソー
ス領域12Sおよびドレイン領域12Dが十分な厚さを
有するので、接続孔(コンタクトホール)22,25を
形成する際に過剰なエッチングが行われても十分にソー
ス領域12Sおよびドレイン領域12Dが残るので、ソ
ース領域12S上およびドレイン領域12D上に接続孔
22,25を形成することが可能になる。また、基板
(ガラス基板)11上の多結晶シリコンからなる第1の
シリコン薄膜を厚い膜で形成できるので、基板側からの
光の透過率を低減することができる。
In the semiconductor device composed of the MIS type thin film transistor 1 and the capacitor 2, the source region 12S and the drain region 12D of the thin film transistor 1
Is formed thicker than the channel region CH of the thin film transistor 1, in other words, since the channel region CH is formed thinner than the source region 12S and the drain region 12D, crystal defects per unit area of the channel region CH Can be made smaller than the source region 12D and the drain region 12D. In addition, since the source region 12S and the drain region 12D have a sufficient thickness, the source region 12S and the drain region 12D are sufficiently formed even when excessive etching is performed when forming the contact holes (contact holes) 22 and 25. Since the connection holes 22 and 25 remain, the connection holes 22 and 25 can be formed on the source region 12S and the drain region 12D. In addition, since the first silicon thin film made of polycrystalline silicon on the substrate (glass substrate) 11 can be formed as a thick film, the transmittance of light from the substrate side can be reduced.

【0020】次に、LDD構造を形成した場合のMOS
トランジスタの一例を、図2の概略構成断面図によって
説明する。図2では、前記図1によって説明した構成部
品と同様のものには同一の符号を付与して示す。
Next, when the LDD structure is formed, the MOS
An example of a transistor will be described with reference to a schematic cross-sectional view of FIG. 2, the same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0021】図2に示すように、基板(例えばガラス基
板)11上にはMIS型の薄膜トランジスタのソース領
域12S、ドレイン領域12Dとなる第1のシリコン薄
膜12が例えばN+ 型の多結晶シリコン薄膜で形成され
ている。したがって、ソース領域12Sとドレイン領域
12Dとの間、すなわちチャネル領域CHには第1のシ
リコン薄膜12は形成されておらず、ソース領域12S
とドレイン領域12Dとは離間されている。
As shown in FIG. 2, a first silicon thin film 12 serving as a source region 12S and a drain region 12D of an MIS thin film transistor is formed on a substrate (eg, a glass substrate) 11 by, for example, an N + type polycrystalline silicon thin film. It is formed with. Therefore, the first silicon thin film 12 is not formed between the source region 12S and the drain region 12D, that is, in the channel region CH.
And the drain region 12D are separated from each other.

【0022】上記チャネル領域CHには第2のシリコン
薄膜13が例えばP- 型の多結晶シリコン膜で形成され
ている。なお、チャネル領域CHに形成された第2のシ
リコン薄膜13の一部は、ソース領域12Sおよびドレ
イン領域12Dのチャネル領域CH側上にもオーバラッ
プしている状態に形成されている。そして、例えば第2
のシリコン薄膜13がオーバラップしている部分の第1
のシリコン薄膜12は、その他の第1のシリコン薄膜1
2よりも濃度が薄いN- 型に形成されていて、いわゆる
LDD(Lightly Doped Drain )構造となっている。
In the channel region CH, a second silicon thin film 13 is formed of, for example, a P - type polycrystalline silicon film. Note that a part of the second silicon thin film 13 formed in the channel region CH is formed so as to overlap also on the channel region CH side of the source region 12S and the drain region 12D. And, for example, the second
Of the portion where the silicon thin film 13 overlaps
Of the first silicon thin film 1
It is formed in an N type having a concentration lower than 2, and has a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure.

【0023】上記第2のシリコン薄膜13上にはMIS
型の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜14が例えば酸化
シリコン膜で形成されている。ゲート絶縁膜14は酸化
シリコン膜/窒化シリコン膜/酸化シリコン膜からなる
3層構造に形成されているものであってもよい。上記ゲ
ート絶縁膜14上にはゲート電極16が例えば多結晶シ
リコン膜で形成されている。
The MIS is formed on the second silicon thin film 13.
The gate insulating film 14 of the type thin film transistor is formed of, for example, a silicon oxide film. The gate insulating film 14 may be formed in a three-layer structure including a silicon oxide film / a silicon nitride film / a silicon oxide film. On the gate insulating film 14, a gate electrode 16 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film.

【0024】したがって、ゲート電極16、ゲート絶縁
膜14、チャネル領域CHを形成する第2のシリコン薄
膜13、ソース領域12Sおよびドレイン領域12Dよ
り、LDD構造のMIS型の薄膜トランジスタ3が構成
されている。
Therefore, the gate electrode 16, the gate insulating film 14, the second silicon thin film 13 forming the channel region CH, the source region 12S and the drain region 12D constitute the MIS type thin film transistor 3 having the LDD structure.

【0025】上記説明したように、LDD構造とするこ
とにより、薄膜トランジスタ3では、ドレイン近傍の電
界が緩和されるため、ホットキャリアによるMOSトラ
ンジスタの特性劣化が緩和される。
As described above, by adopting the LDD structure, in the thin film transistor 3, the electric field in the vicinity of the drain is reduced, so that the characteristic deterioration of the MOS transistor due to hot carriers is reduced.

【0026】また、上記図1によって説明したMIS型
の薄膜トランジスタ1においては、図3の(1)のレイ
アウト図に示すように、ゲート電極16のゲート幅wが
ソース領域12Sやドレイン領域12Dの幅Wよりも長
い構成となっている。それを図3の(2)のレイアウト
図に示すように、ゲート電極16のゲート幅wをソース
領域12Sやドレイン領域12Dの幅Wよりも短くした
構成にすることで、リーク電流を低減することが可能に
なる。
In the MIS type thin film transistor 1 described with reference to FIG. 1, as shown in the layout diagram of FIG. 3A, the gate width w of the gate electrode 16 is limited to the width of the source region 12S or the drain region 12D. The configuration is longer than W. As shown in the layout diagram of FIG. 3B, the leakage current can be reduced by making the gate width w of the gate electrode 16 shorter than the width W of the source region 12S or the drain region 12D. Becomes possible.

【0027】次に、本発明の半導体装置に係わる実施の
形態の第2例を、図4の概略構成断面図によって説明す
る。前記図1によって説明したのと同様なる構成部品に
は同一符号を付与する。
Next, a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the schematic sectional view of FIG. The same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0028】図4に示すように、基板(例えばガラス基
板)11上にはシリコン薄膜41が例えば多結晶シリコ
ン膜で形成されている。そのシリコン薄膜41は、MI
S型の薄膜トランジスタのソース領域41S、チャネル
領域41CH、ドレイン領域41Dおよびキャパシタの
下部電極41Cとなっていて、ソース領域41S、ドレ
イン領域41Dおよびキャパシタの下部電極41Cが第
1導電型(ここではN+ 型とする)に形成され、チャネ
ル領域41CHの部分が第2導電型(ここではP- 型と
する)に形成され、しかもチャネル領域41CHの部分
のみが他の部分よりも薄く形成されている。
As shown in FIG. 4, a silicon thin film 41 is formed on a substrate (eg, a glass substrate) 11 by, for example, a polycrystalline silicon film. The silicon thin film 41 is made of MI
The source region 41S, the channel region 41CH, the drain region 41D, and the lower electrode 41C of the capacitor of the S-type thin film transistor are provided. The source region 41S, the drain region 41D, and the lower electrode 41C of the capacitor are of the first conductivity type (here, N + And the channel region 41CH is formed of the second conductivity type (here, P type), and only the channel region 41CH is formed thinner than the other portions.

【0029】上記チャネル領域41CH上にはMIS型
の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜14が形成され、上
記キャパシタの下部電極41C上にはキャパシタ絶縁膜
15が形成されている。これらの絶縁膜は、例えば同一
層からなる酸化シリコン膜で形成されている。または酸
化シリコン膜/窒化シリコン膜/酸化シリコン膜からな
る3層構造に形成されているものであってもよい。
The gate insulating film 14 of the MIS type thin film transistor is formed on the channel region 41CH, and the capacitor insulating film 15 is formed on the lower electrode 41C of the capacitor. These insulating films are formed, for example, of a silicon oxide film having the same layer. Alternatively, a three-layer structure including a silicon oxide film / a silicon nitride film / a silicon oxide film may be used.

【0030】上記ゲート絶縁膜14上にはゲート電極1
6が例えば多結晶シリコン膜で形成され、上記キャパシ
タ絶縁膜15上にはキャパシタの上部電極17が例えば
多結晶シリコン膜で形成されている。これらの多結晶シ
リコン膜は、例えば同一層のもので形成されている。
The gate electrode 1 is formed on the gate insulating film 14.
6 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. On the capacitor insulating film 15, an upper electrode 17 of the capacitor is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. These polycrystalline silicon films are formed, for example, of the same layer.

【0031】したがって、ゲート電極16、ゲート絶縁
膜14、チャネル領域41CHに形成されたシリコン薄
膜41、ソース領域41Sおよびドレイン領域41Dよ
りMIS型の薄膜トランジスタ5が構成され、上部電極
17、キャパシタ絶縁膜15および下部電極41Cによ
りキャパシタ6が構成されている。
Therefore, the MIS type thin film transistor 5 is composed of the gate electrode 16, the gate insulating film 14, the silicon thin film 41 formed in the channel region 41CH, the source region 41S and the drain region 41D, and the upper electrode 17, the capacitor insulating film 15 And the lower electrode 41C constitute the capacitor 6.

【0032】さらに、上記MIS型の薄膜トランジスタ
5およびキャパシタ6を覆う状態に第1の層間絶縁膜2
1が形成されている。上記第1の層間絶縁膜21にはド
レイン領域41Dに通じる接続孔22が形成されてい
て、この第1の層間絶縁膜21にはドレイン領域41D
に接続する配線23が形成されている。また第1の層間
絶縁膜21上には配線23を覆う第2の層間絶縁膜24
が形成されている。上記第2の層間絶縁膜24および第
1の層間絶縁膜21にはソース領域41Sに通じる接続
孔25が形成されていて、この第2の層間絶縁膜21上
にはソース領域41Dに接続する透明電極26が形成さ
れている。
Further, the first interlayer insulating film 2 is formed so as to cover the MIS type thin film transistor 5 and the capacitor 6.
1 is formed. A connection hole 22 is formed in the first interlayer insulating film 21 so as to communicate with the drain region 41D, and the drain region 41D is formed in the first interlayer insulating film 21.
Is formed. A second interlayer insulating film 24 covering the wiring 23 is formed on the first interlayer insulating film 21.
Are formed. The second interlayer insulating film 24 and the first interlayer insulating film 21 are formed with a connection hole 25 communicating with the source region 41S. On the second interlayer insulating film 21, a transparent hole connected to the source region 41D is formed. An electrode 26 is formed.

【0033】上記MIS型の薄膜トランジスタ5および
キャパシタ6で構成された半導体装置では、薄膜トラン
ジスタ5のソース領域41Sおよびドレイン領域41D
は、薄膜トランジスタ5のチャネル領域41CHよりも
厚く形成されている、言い換えれば、チャネル領域41
CHはソース領域41Sおよびドレイン領域41Dより
も薄く形成されていることから、チャネル領域41CH
の単位面積当たりの結晶欠陥をソース領域41Dおよび
ドレイン領域41Dよりも少なくすることが可能にな
る。また、ソース領域41Sおよびドレイン領域41D
が十分な厚さを有するので、接続孔(コンタクトホー
ル)22,25を形成する際に過剰なエッチングが行わ
れても十分にソース領域41Sおよびドレイン領域41
Dが残るので、ソース領域41S上およびドレイン領域
41D上に接続孔22,25を形成することが可能にな
る。また、基板(ガラス基板)11上の多結晶シリコン
からなる第1のシリコン薄膜を厚い膜で形成できるの
で、基板側からの光の透過率を低減することができる。
In the semiconductor device composed of the MIS type thin film transistor 5 and the capacitor 6, the source region 41S and the drain region 41D of the thin film transistor 5
Are formed thicker than the channel region 41CH of the thin film transistor 5, in other words, the channel region 41CH is formed.
Since CH is formed thinner than the source region 41S and the drain region 41D, the channel region 41CH is formed.
Can be smaller than the source region 41D and the drain region 41D. Further, the source region 41S and the drain region 41D
Has a sufficient thickness, so that the source region 41S and the drain region 41 are sufficiently formed even when excessive etching is performed when forming the contact holes (contact holes) 22 and 25.
Since D remains, connection holes 22 and 25 can be formed on source region 41S and drain region 41D. In addition, since the first silicon thin film made of polycrystalline silicon on the substrate (glass substrate) 11 can be formed as a thick film, the transmittance of light from the substrate side can be reduced.

【0034】次に、上記説明した構成の半導体装置のレ
イアウト例を、図5によって説明する。図5では、一例
として、図1に示した半導体装置のレイアウト例を示
し、図1に示した構成部品と同様のものには、同一の符
号を付与して示す。
Next, a layout example of the semiconductor device having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a layout example of the semiconductor device shown in FIG. 1 as an example, and the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0035】図5に示すように、ガラス基板からなる基
板11上には、第1のシリコン薄膜12からなるドレイ
ン領域12D、それと離間した所定の位置に第1のシリ
コン薄膜12からなるソース領域12Sとそれに連続し
てなるキャパシタの下部電極12Cが形成されている。
上記ソース領域12Sとドレイン領域12Dとの間に
は、上記第1のシリコン薄膜12よりも薄い第2のシリ
コン薄膜13からなるチャネル領域CHが形成されてい
る。このチャネル領域CHを形成する第2のシリコン薄
膜13の一部は、ソース領域12Sおよびドレイン領域
12Dの各チャネル領域CH側上にもオーバラップする
状態に形成されている。また第2のシリコン薄膜13
は、キャパシタの下部電極12C上にも形成されてい
る。
As shown in FIG. 5, on a substrate 11 composed of a glass substrate, a drain region 12D composed of a first silicon thin film 12, and a source region 12S composed of the first silicon thin film 12 at a predetermined position separated therefrom. And a lower electrode 12C of the capacitor which is continuous therewith.
A channel region CH made of a second silicon thin film 13 thinner than the first silicon thin film 12 is formed between the source region 12S and the drain region 12D. A part of the second silicon thin film 13 forming the channel region CH is formed so as to overlap also on the respective channel region CH sides of the source region 12S and the drain region 12D. The second silicon thin film 13
Are also formed on the lower electrode 12C of the capacitor.

【0036】上記第2のシリコン薄膜13のチャネル領
域CH上には、ゲート絶縁膜14を介してゲート電極1
6が形成され、キャパシタの下部電極12C上には第2
のシリコン薄膜13、キャパシタ絶縁膜15を介してキ
ャパシタの上部電極17が形成されている。このよう
に、ゲート電極16、ゲート絶縁膜14、チャネル領域
CHを形成する第2のシリコン薄膜13、ソース領域1
2Sおよびドレイン領域12DよりMIS型の薄膜トラ
ンジスタ1が構成され、上部電極17、キャパシタ絶縁
膜15および下部電極12Cによりキャパシタ2が構成
されている。
The gate electrode 1 is formed on the channel region CH of the second silicon thin film 13 with a gate insulating film 14 interposed therebetween.
6 is formed on the lower electrode 12C of the capacitor.
The upper electrode 17 of the capacitor is formed via the silicon thin film 13 and the capacitor insulating film 15. Thus, the gate electrode 16, the gate insulating film 14, the second silicon thin film 13 forming the channel region CH, and the source region 1
The MIS type thin film transistor 1 is constituted by the 2S and the drain region 12D, and the capacitor 2 is constituted by the upper electrode 17, the capacitor insulating film 15, and the lower electrode 12C.

【0037】さらに、上記MIS型の薄膜トランジスタ
1およびキャパシタ2を覆う状態に第1の層間絶縁膜
(図示省略)が形成されている。上記第1の層間絶縁膜
にはドレイン領域12Dに通じる接続孔22が形成され
ていて、この第1の層間絶縁膜にはドレイン領域12D
に接続する配線23が第1のシリコン薄膜12の上方を
徹状態に形成されている。また、第1の層間絶縁膜には
ゲート電極16に通じる接続孔27が形成されていて、
この第1の層間絶縁膜にはゲート電極16に接続しかつ
別のゲート電極16に接続する配線28が形成されてい
る。
Further, a first interlayer insulating film (not shown) is formed so as to cover the MIS type thin film transistor 1 and the capacitor 2. A connection hole 22 communicating with the drain region 12D is formed in the first interlayer insulating film, and the drain region 12D is formed in the first interlayer insulating film.
The wiring 23 connected to the first silicon thin film 12 is formed in a transparent state. A connection hole 27 communicating with the gate electrode 16 is formed in the first interlayer insulating film.
A wiring 28 connected to the gate electrode 16 and connected to another gate electrode 16 is formed in the first interlayer insulating film.

【0038】上記構成では、ゲート電極16となる多結
晶シリコン層とチャネル領域CHとなる第2のシリコン
薄膜13とが同一形状にパターニングされているため、
各ゲート電極14は配線28によって接続していること
が特徴となっている。なお、キャパシタ2においても、
キャパシタの上部電極17となる多結晶シリコン層と第
2のシリコン薄膜13とが同一形状にパターニングされ
ているため、各キャパシタの上部電極17は第1の層間
絶縁膜に形成した接続孔29を通じて配線30によって
接続されている。
In the above configuration, the polycrystalline silicon layer serving as the gate electrode 16 and the second silicon thin film 13 serving as the channel region CH are patterned in the same shape.
Each gate electrode 14 is characterized by being connected by a wiring 28. In addition, also in the capacitor 2,
Since the polycrystalline silicon layer serving as the upper electrode 17 of the capacitor and the second silicon thin film 13 are patterned in the same shape, the upper electrode 17 of each capacitor is connected through the connection hole 29 formed in the first interlayer insulating film. 30 are connected.

【0039】次に、半導体装置の第1の製造方法に係わ
る実施の形態を、図6および図7の製造工程図によって
説明する。図6および図7では、一例として、図1によ
って説明した薄膜トランジスタとキャパシタとからなる
半導体装置の製造方法を示し、図1によって説明した構
成部品と同様のものには同一符号を付与する。
Next, an embodiment of the first method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 show, as an example, a method of manufacturing a semiconductor device including the thin film transistor and the capacitor described with reference to FIG. 1, and the same components as those described with reference to FIG.

【0040】図6の(1)に示すように、例えば化学的
気相成長法によって、基板11上に第1のシリコン薄膜
12を、例えば200nmの厚さに成膜する。上記基板
11は、例えばガラス基板からなり、上記第1のシリコ
ン薄膜12は例えば多結晶シリコン薄膜からなる。その
後、例えば塗布によりマスクに用いるレジスト膜(図示
省略)を形成した後、リソグラフィー技術により上記レ
ジスト膜をMOSトランジスタのドレイン、ソースおよ
びキャパシタの形成領域の形状にパターニングする。次
いで、このレジスト膜をエッチングマスクに用いて、上
記第1のシリコン薄膜12をパターニングする。その
後、上記レジスト膜を除去する。
As shown in FIG. 6A, a first silicon thin film 12 is formed to a thickness of, for example, 200 nm on a substrate 11 by, for example, a chemical vapor deposition method. The substrate 11 is made of, for example, a glass substrate, and the first silicon thin film 12 is made of, for example, a polycrystalline silicon thin film. After that, a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, application, and the resist film is patterned into a shape of a drain, source and capacitor formation region of the MOS transistor by a lithography technique. Next, using the resist film as an etching mask, the first silicon thin film 12 is patterned. After that, the resist film is removed.

【0041】さらに、イオン注入技術によって、上記第
1のシリコン薄膜12にN型の不純物として例えばヒ素
(As+ )またはリン(P+ )をドーピングする。例え
ばヒ素イオンの場合には、一例として、注入エネルギー
を200keVに設定し、ドーズ量を1.0×1016
cm2 に設定した。また、リンイオンの場合には、一例
として、注入エネルギーを70keVに設定し、ドーズ
量を8.0×1015/cm2 に設定した。これにより、
キャパシタの下部電極12C、ソース領域12S、ドレ
イン領域12Dが形成される。なお、下部電極12Cと
ソース領域12Sとは連続した状態に形成される。
Further, the first silicon thin film 12 is doped with, for example, arsenic (As + ) or phosphorus (P + ) as an N-type impurity by an ion implantation technique. For example, in the case of arsenic ions, for example, the implantation energy is set to 200 keV, and the dose is set to 1.0 × 10 16 /
cm 2 . In the case of phosphorus ions, for example, the implantation energy was set to 70 keV, and the dose was set to 8.0 × 10 15 / cm 2 . This allows
A lower electrode 12C, a source region 12S, and a drain region 12D of the capacitor are formed. Note that the lower electrode 12C and the source region 12S are formed in a continuous state.

【0042】次いで図6の(2)に示すように、例えば
化学的気相成長法によって、基板11上にかつ上記第1
のシリコン薄膜12を覆う状態に、第2のシリコン薄膜
13を、例えば50nmの厚さに成膜する。上記第2の
シリコン薄膜13は例えば多結晶シリコン薄膜からな
る。
Next, as shown in FIG. 6 (2), the first substrate is formed on the substrate 11 by, for example, a chemical vapor deposition method.
The second silicon thin film 13 is formed to a thickness of, for example, 50 nm so as to cover the silicon thin film 12. The second silicon thin film 13 is made of, for example, a polycrystalline silicon thin film.

【0043】次いでアニーリング(例えば低温アニーリ
ング:550℃〜700℃)を行って、上記第1のシリ
コン薄膜12および第2のシリコン薄膜13の結晶欠陥
や歪みを低減させる。次いで、イオン注入法により、チ
ャネル形成領域にP型の不純物として例えばホウ素(B
+ )を所定の濃度にドーピングする。一例として、この
ときの注入エネルギーを30keVに設定し、ドーズ量
を2.0×1012/cm2 に設定した。その後、イオン
注入のマスクに用いたレジスト膜を除去する。これによ
り第2のシリコン薄膜13にチャネル領域13Cが形成
される。
Next, annealing (for example, low-temperature annealing: 550 ° C. to 700 ° C.) is performed to reduce crystal defects and distortion of the first silicon thin film 12 and the second silicon thin film 13. Next, boron (B) as a P-type impurity is
+ ) To a predetermined concentration. As an example, the implantation energy at this time was set to 30 keV, and the dose was set to 2.0 × 10 12 / cm 2 . After that, the resist film used as a mask for ion implantation is removed. As a result, a channel region 13C is formed in the second silicon thin film 13.

【0044】次に図6の(3)に示すように、上記第2
のシリコン薄膜13上にゲート絶縁膜14およびキャパ
シタ絶縁膜15を形成する。このゲート絶縁膜14およ
びキャパシタ絶縁膜15は、例えば同一層の絶縁膜で形
成し、その材質は、例えば酸化シリコン膜の1層で形成
する、または酸化シリコン膜/窒化シリコン膜/酸化シ
リコン膜の3層で形成してもよい。
Next, as shown in (3) of FIG.
A gate insulating film 14 and a capacitor insulating film 15 are formed on the silicon thin film 13 of FIG. The gate insulating film 14 and the capacitor insulating film 15 are formed of, for example, the same insulating film, and are formed of, for example, one layer of a silicon oxide film or a silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film. It may be formed in three layers.

【0045】次いで電極形成膜を例えば多結晶シリコン
膜で形成する。続いて、マスクに用いるレジスト膜(図
示省略)を例えば塗布により形成した後、通常のリソグ
ラフィー技術によりトランジスタの形成領域の上記レジ
スト膜を上記ゲート電極の形状にパターニングするとと
もにキャパシタ形成領域上の上記レジスト膜を上記キャ
パシタ電極の形状にパターニングする。次いで、パター
ニングしたレジスト膜をエッチングマスクに用いて、上
記電極形成膜をパターニングし、ゲート電極(例えばゲ
ート配線も含む)16を形成するとともにキャパシタの
上部電極17を形成する。その後、レジスト膜を除去す
る。
Next, an electrode forming film is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. Subsequently, a resist film (not shown) used as a mask is formed, for example, by coating, and then the resist film in the transistor formation region is patterned into the shape of the gate electrode by ordinary lithography, and the resist on the capacitor formation region is formed. The film is patterned into the shape of the capacitor electrode. Next, the electrode forming film is patterned using the patterned resist film as an etching mask to form a gate electrode (including, for example, a gate wiring) 16 and an upper electrode 17 of the capacitor. After that, the resist film is removed.

【0046】このようにして、ゲート電極16、ゲート
絶縁膜14、チャネル領域CHを形成する第2のシリコ
ン薄膜13、ソース領域12Sおよびドレイン領域12
DよりMIS型トランジスタ1が形成され、上部電極1
7、キャパシタ絶縁膜15および下部電極12Cにより
キャパシタ2が形成される。
As described above, the gate electrode 16, the gate insulating film 14, the second silicon thin film 13 forming the channel region CH, the source region 12S and the drain region 12
D forms the MIS transistor 1 and the upper electrode 1
7. The capacitor 2 is formed by the capacitor insulating film 15 and the lower electrode 12C.

【0047】その後、図7の(4)に示すように、上記
薄膜トランジスタ1およびキャパシタ2を覆う状態に、
第1の層間絶縁膜21を形成する。その後、マスクに用
いるレジスト膜(図示省略)を例えば塗布により形成し
た後、通常のリソグラフィー技術により接続孔22を形
成する領域上のレジスト膜に開口部を形成する。そのレ
ジスト膜をエッチングマスクに用いて、上記第1の層間
絶縁膜21をエッチングして接続孔22を形成する。そ
の後、上記レジスト膜を除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 7D, the thin film transistor 1 and the capacitor 2 are
A first interlayer insulating film 21 is formed. Thereafter, a resist film (not shown) used as a mask is formed, for example, by coating, and then an opening is formed in the resist film on a region where the connection hole 22 is to be formed by a normal lithography technique. Using the resist film as an etching mask, the first interlayer insulating film 21 is etched to form a connection hole 22. After that, the resist film is removed.

【0048】次いで、通常の配線形成の成膜技術(例え
ば、スパッタリング、化学的気相成長法もしくは蒸着
法)により、上記第1の層間絶縁膜21上にかつ上記接
続孔22を埋め込む状態に、配線を形成するための導電
膜を形成する。次いで、マスクに用いるレジスト膜(図
示省略)を例えば塗布により形成した後、通常のリソグ
ラフィー技術によりレジスト膜を所定の配線の形状にパ
ターニングする。次いで、パターニングしたレジスト膜
をエッチングマスクに用いて、上記導電膜をパターニン
グし、配線23を形成する。その後、レジスト膜を除去
する。
Next, the film is formed on the first interlayer insulating film 21 and in a state in which the connection holes 22 are buried by a usual film forming technique for forming a wiring (for example, sputtering, chemical vapor deposition or vapor deposition). A conductive film for forming a wiring is formed. Next, after a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, application, the resist film is patterned into a predetermined wiring shape by a normal lithography technique. Next, the conductive film is patterned using the patterned resist film as an etching mask to form the wiring 23. After that, the resist film is removed.

【0049】その後、図7の(5)に示すように、上記
配線23を覆う状態に、第2の層間絶縁膜24を形成す
る。その後、マスクに用いるレジスト膜(図示省略)を
例えば塗布により形成した後、通常のリソグラフィー技
術によりレジスト膜の所定の接続孔を形成する領域に開
口を形成する。パターニングしたレジスト膜をエッチン
グマスクに用いて、上記第1,第2の層間絶縁膜21,
24に接続孔25を形成する。その後、上記レジスト膜
を除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 7 (5), a second interlayer insulating film 24 is formed so as to cover the wiring 23. After that, a resist film (not shown) used as a mask is formed, for example, by coating, and then an opening is formed in a region of the resist film where a predetermined connection hole is formed by ordinary lithography. Using the patterned resist film as an etching mask, the first and second interlayer insulating films 21 and
A connection hole 25 is formed in 24. After that, the resist film is removed.

【0050】次いで、通常の成膜技術(例えばスパッタ
リング、化学的気相成長法もしくは蒸気法)により、上
記第2の層間絶縁膜24上にかつ上記接続孔25の内壁
に、透明電極膜を形成する。次いで、マスクに用いるレ
ジスト膜(図示省略)を例えば塗布により形成した後、
通常のリソグラフィー技術によりレジスト膜を所定の形
状にパターニングする。次いで、パターニングしたレジ
スト膜をエッチングマスクに用いて、上記透明電極膜を
パターニングし、透明電極26を形成する。その後、レ
ジスト膜を除去する。
Next, a transparent electrode film is formed on the second interlayer insulating film 24 and on the inner wall of the connection hole 25 by a normal film forming technique (for example, sputtering, chemical vapor deposition or vapor method). I do. Next, after forming a resist film (not shown) used for the mask by, for example, coating,
The resist film is patterned into a predetermined shape by a usual lithography technique. Next, the transparent electrode film is patterned using the patterned resist film as an etching mask to form a transparent electrode 26. After that, the resist film is removed.

【0051】上記半導体装置の第1の製造方法では、ソ
ース領域12Sとドレイン領域12Dとを形成するため
の第1のシリコン薄膜12を基板11上に形成し加工す
る工程と、少なくとも第1のシリコン薄膜12からなる
ソース領域1Sとドレイン領域12Dとの間にチャネル
領域CHとなる第2のシリコン薄膜13を形成する工程
とを備えていることから、第1のシリコン薄膜12と第
2のシリコン薄膜13とは別々に形成される。そこで、
第1のシリコン薄膜12を厚く形成し、第2のシリコン
薄膜13を薄く形成することが可能になる。そのため、
アニーリングによって、チャネル領域13Cの単位面積
当たりの結晶欠陥や歪み数はソース領域12Sおよびド
レイン領域12Dよりも少なくなる。
In the first method of manufacturing a semiconductor device, a step of forming and processing a first silicon thin film 12 for forming a source region 12S and a drain region 12D on a substrate 11; Forming a second silicon thin film 13 to be a channel region CH between the source region 1S and the drain region 12D made of the thin film 12, so that the first silicon thin film 12 and the second silicon thin film are formed. 13 is formed separately. Therefore,
It is possible to form the first silicon thin film 12 thick and the second silicon thin film 13 thin. for that reason,
Due to the annealing, the number of crystal defects and strains per unit area of the channel region 13C becomes smaller than those of the source region 12S and the drain region 12D.

【0052】そのため、ソース領域12S上およびドレ
イン領域12D上に接続孔22,25を形成する際に、
ソース領域12Sおよびドレイン領域12Dを形成する
第1のシリコン薄膜12が過剰にエッチングされても、
その第1のシリコン薄膜12は十分な厚さを有している
ので十分に残る。よって、ソース領域12S上およびド
レイン領域12D上に接続孔22,25を形成すること
が可能になる。
Therefore, when forming the connection holes 22 and 25 on the source region 12S and the drain region 12D,
Even if the first silicon thin film 12 forming the source region 12S and the drain region 12D is excessively etched,
The first silicon thin film 12 has a sufficient thickness and remains sufficiently. Therefore, it is possible to form the connection holes 22 and 25 on the source region 12S and the drain region 12D.

【0053】さらに、ソース領域12Sおよびドレイン
領域12Dのような不純物拡散層をイオン注入により形
成する場合には、第1のシリコン薄膜12を厚く形成で
きるため、イオン注入の深さ方向のマージンが大きくな
る。そのため、イオン注入深さの制御が容易になる。ま
た、第1のシリコン薄膜12には、ヒ素またはリンを高
濃度にドーピングしているので、キャパシタ2の下部電
極12Cのの抵抗が高抵抗になるのを防げる。
Further, when the impurity diffusion layers such as the source region 12S and the drain region 12D are formed by ion implantation, the first silicon thin film 12 can be formed thick, so that the margin in the depth direction of ion implantation is large. Become. Therefore, control of the ion implantation depth becomes easy. Further, since the first silicon thin film 12 is doped with arsenic or phosphorus at a high concentration, the resistance of the lower electrode 12C of the capacitor 2 can be prevented from becoming high.

【0054】上記製造方法において、薄膜トランジスタ
1をLDD構造に形成する場合を以下に説明する。
The case where the thin film transistor 1 is formed in the LDD structure in the above manufacturing method will be described below.

【0055】前記図6の(1)において、エッチング等
の技術を用いて第1のシリコン薄膜12をパターニング
した後、まずLDD構造を形成するためのイオン注入を
第1のシリコン薄膜12の全面に行う。このときのイオ
ン注入条件は、一例として、ドーパントにホスフィン
(PH3 )を用い、注入エネルギーを90keVに設定
し、ドーズ量を3.0×1013/cm2 に設定した。さ
らに、薄膜トランジスタの形成領域にレジストマスクを
形成して被覆した後、キャパシタの下部電極を形成する
ためのイオン注入を行う。このときのイオン注入条件
は、一例として、ドーパントにヒ素(As)を用い、注
入エネルギーを50keVに設定し、ドーズ量を6.0
×1013/cm2 に設定した。その後、上記レジストマ
スクを除去する。
In FIG. 6A, after patterning the first silicon thin film 12 using a technique such as etching, first, ion implantation for forming an LDD structure is performed on the entire surface of the first silicon thin film 12. Do. As an example of the ion implantation conditions at this time, phosphine (PH 3 ) was used as a dopant, the implantation energy was set to 90 keV, and the dose was set to 3.0 × 10 13 / cm 2 . Further, after forming and covering a resist mask in a region where the thin film transistor is to be formed, ion implantation for forming a lower electrode of the capacitor is performed. As an example of ion implantation conditions at this time, arsenic (As) is used as a dopant, the implantation energy is set to 50 keV, and the dose is 6.0.
× 10 13 / cm 2 was set. After that, the resist mask is removed.

【0056】さらに、前記図6の(3)により説明した
ように、ゲート電極14を形成した後、ソース領域およ
びドレイン領域を形成するためのイオン注入を行う。こ
のイオン注入条件は、一例として、ドーパントにヒ素
(As)を用い、注入エネルギーを220keVに設定
し、ドーズ量を1.0×1016/cm2 に設定した。こ
のようにして、薄膜トランジスタはLDD構造に形成さ
れる。
Further, as described with reference to FIG. 6C, after the gate electrode 14 is formed, ion implantation for forming a source region and a drain region is performed. As an example of the ion implantation conditions, arsenic (As) is used as a dopant, the implantation energy is set to 220 keV, and the dose is set to 1.0 × 10 16 / cm 2 . Thus, the thin film transistor is formed in an LDD structure.

【0057】次に半導体装置の第2の製造方法に係わる
実施の形態を、図8および図9の製造工程図によって説
明する。図8および図9では、一例として、図3によっ
て説明した半導体装置の製造方法を示し、図3によって
説明した構成部品と同様のものには同一符号を付与す
る。
Next, an embodiment relating to a second method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 8 and 9 show, by way of example, the method of manufacturing the semiconductor device described with reference to FIG. 3, and the same components as those described with reference to FIG.

【0058】図8の(1)に示すように、例えば化学的
気相成長法によって、基板11上にシリコン薄膜41を
成膜する。上記基板11は、例えばガラス基板からな
り、上記シリコン薄膜41は例えば多結晶シリコン薄膜
からなる。さらに、パッド酸化膜51を例えば熱酸化膜
で10nm〜50nmの厚さに形成した後、酸化マスク
となる窒化シリコン膜52を100nm程度もしくはそ
れ以上の厚さに形成する。その後、マスクに用いるレジ
スト膜(図示省略)を例えば塗布により形成した後、通
常のリソグラフィー技術によりMOSトランジスタのチ
ャネルの形成領域上やシリコン薄膜41を除去する領域
上のレジスト膜を除去する。次いで、残したレジスト膜
をエッチングマスクに用いて、上記窒化シリコン膜52
をパターニングする。また、この状態でイオン注入を行
うことによって、上記窒化シリコン膜52をイオン注入
マスクとし、チャネル形成領域にP型の不純物として例
えばホウ素を所定の濃度にドーピングすることが可能で
ある。その際のイオン注入条件としては、一例として、
注入エネルギーを60keVに設定し、ドーズ量を1.
0×1012/cm2 に設定する。
As shown in FIG. 8A, a silicon thin film 41 is formed on the substrate 11 by, for example, a chemical vapor deposition method. The substrate 11 is made of, for example, a glass substrate, and the silicon thin film 41 is made of, for example, a polycrystalline silicon thin film. Further, after the pad oxide film 51 is formed of, for example, a thermal oxide film to a thickness of 10 to 50 nm, a silicon nitride film 52 serving as an oxidation mask is formed to a thickness of about 100 nm or more. Thereafter, a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, coating, and then the resist film on the channel formation region of the MOS transistor and the region where the silicon thin film 41 is removed is removed by a normal lithography technique. Next, using the remaining resist film as an etching mask, the silicon nitride film 52 is used.
Is patterned. By performing ion implantation in this state, the silicon nitride film 52 can be used as an ion implantation mask and the channel formation region can be doped with a P-type impurity such as boron at a predetermined concentration. As an ion implantation condition at that time, for example,
The implantation energy was set to 60 keV and the dose was 1.
Set to 0 × 10 12 / cm 2 .

【0059】そして図8の(2)に示すように、窒化シ
リコン膜52〔前記図8の(1)参照〕をマスクにした
熱酸化法によって、シリコン薄膜41の上層を酸化し、
酸化シリコン膜53を形成する。その酸化シリコン膜5
3の生成の際には、酸化シリコン膜53にシリコン薄膜
41のシリコンが供給されるため、酸化された部分のシ
リコン薄膜41の膜厚は薄くなる。その後、例えば熱リ
ン酸等のエッチング液を用いて窒化シリコン膜42を選
択的に除去する。この状態で、酸化シリコン膜53をマ
スクにしたイオン注入により、例えばN型不純物として
ヒ素を所定の濃度にドーピングすることも可能である。
その際のイオン注入条件としては、一例として、注入エ
ネルギーを220keVに設定し、ドーズ量を6.0×
1015/cm2 に設定する。この結果、シリコン薄膜4
1にキャパシタの下部電極41Cとソース領域41Sの
一部とドレイン領域41Dの一部が形成される。
Then, as shown in FIG. 8 (2), the upper layer of the silicon thin film 41 is oxidized by a thermal oxidation method using the silicon nitride film 52 (see FIG. 8 (1)) as a mask.
A silicon oxide film 53 is formed. The silicon oxide film 5
Since the silicon thin film 41 is supplied with silicon to the silicon oxide film 53 at the time of formation of the silicon oxide film 3, the thickness of the oxidized portion of the silicon thin film 41 is reduced. Thereafter, the silicon nitride film 42 is selectively removed using an etching solution such as hot phosphoric acid. In this state, for example, arsenic can be doped to a predetermined concentration as an N-type impurity by ion implantation using the silicon oxide film 53 as a mask.
As an example of the ion implantation conditions at this time, the implantation energy is set to 220 keV, and the dose is set to 6.0 ×
Set to 10 15 / cm 2 . As a result, the silicon thin film 4
1, a lower electrode 41C of the capacitor, a part of the source region 41S, and a part of the drain region 41D are formed.

【0060】次い図8の(3)に示すように、上記酸化
シリコン膜53〔前記図8の(2)参照〕をエッチング
により選択的に除去する。この結果、シリコン薄膜41
はチャネル形成領域が薄く形成される。ここで、シリコ
ンイオン注入を行い、シリコン薄膜をアモルファス化す
る。このイオン注入条件としては、一例として、ドーパ
ントに四フッ化シラン(SiF4 )を用い、注入エネル
ギーを60keVに設定し、ドーズ量を3.0×1013
/cm2 に設定した。なお、先にチャネルイオン注入を
行っていない場合には、ここでチャネル形成領域に例え
ばP型不純物としてホウ素を所定の濃度にドーピングす
る。このイオン注入条件としては、一例として、ドーパ
ントに二フッ化ホウ素(BF2 )を用い、注入エネルギ
ーを60keVに設定し、ドーズ量を1.0×1012
cm2 に設定した。
Next, as shown in FIG. 8 (3), the silicon oxide film 53 (see FIG. 8 (2)) is selectively removed by etching. As a result, the silicon thin film 41
The channel formation region is formed thin. Here, silicon ions are implanted to make the silicon thin film amorphous. As an example of the ion implantation conditions, as an example, silane tetrafluoride (SiF 4 ) is used as a dopant, the implantation energy is set to 60 keV, and the dose is 3.0 × 10 13.
/ Cm 2 . If channel ion implantation has not been performed first, boron is doped into the channel formation region at a predetermined concentration, for example, as a P-type impurity. As an example of the ion implantation conditions, boron difluoride (BF 2 ) is used as a dopant, the implantation energy is set to 60 keV, and the dose is 1.0 × 10 12 /
cm 2 .

【0061】次いでアニーリング(例えば低温アニーリ
ング)を行って、上記シリコン薄膜41の結晶欠陥や歪
みを低減させる。
Next, annealing (for example, low-temperature annealing) is performed to reduce crystal defects and distortion of the silicon thin film 41.

【0062】次に図8の(4)に示すように、マスクに
用いるレジスト膜(図示省略)を例えば塗布により形成
した後、通常のリソグラフィー技術により上記レジスト
膜をトランジスタの形成領域とキャパシタの形成領域の
形状にパターニングする。次いで、パターニングしたレ
ジスト膜をエッチングマスクに用いて、上記シリコン薄
膜41をエッチングし、キャパシタの下部電極領域を形
成するとともに、それに連続した状態にトランジスタの
ソース領域、チャネル領域、ドレイン領域となる活性層
領域を形成する。その後、上記レジスト膜を除去する。
Next, as shown in FIG. 8D, after a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, application, the resist film is formed by a normal lithography technique to form a transistor formation region and a capacitor. Pattern in the shape of the region. Next, using the patterned resist film as an etching mask, the silicon thin film 41 is etched to form a lower electrode region of the capacitor, and an active layer which becomes a source region, a channel region, and a drain region of the transistor in a continuous state. Form an area. After that, the resist film is removed.

【0063】なお、上記チャネル領域を形成するための
イオン注入、アモルファス化のためのイオン注入は、シ
リコン薄膜41をパターニングした後に行ってもよい、
その場合には、上記アニーリングは、これらのイオン注
入を行った後に実施する。
The ion implantation for forming the channel region and the ion implantation for amorphization may be performed after patterning the silicon thin film 41.
In that case, the above-mentioned annealing is performed after performing these ion implantations.

【0064】次に図9の(5)に示すように、上記シリ
コン薄膜41上にゲート絶縁膜14およびキャパシタ絶
縁膜15を形成する。このゲート絶縁膜14およびキャ
パシタ絶縁膜15は、例えば同一層の絶縁膜で形成し、
その材質は、例えば酸化シリコン膜の1層で形成する、
または酸化シリコン膜/窒化シリコン膜/酸化シリコン
膜の3層で形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 9 (5), a gate insulating film 14 and a capacitor insulating film 15 are formed on the silicon thin film 41. The gate insulating film 14 and the capacitor insulating film 15 are formed of, for example, the same insulating film.
The material is formed of, for example, one layer of a silicon oxide film.
Alternatively, a three-layer structure of a silicon oxide film / a silicon nitride film / a silicon oxide film may be used.

【0065】次いで電極形成膜を例えば多結晶シリコン
膜で形成する。続いて、マスクに用いるレジスト膜(図
示省略)を例えば塗布により形成した後、通常のリソグ
ラフィー技術によりトランジスタの形成領域の上記レジ
スト膜を上記ゲート電極の形状にパターニングするとと
もにキャパシタ形成領域上の上記レジスト膜を上記キャ
パシタ電極の形状にパターニングする。次いで、パター
ニングしたレジスト膜をエッチングマスクに用いて、上
記電極形成膜をパターニングし、ゲート電極(例えばゲ
ート配線も含む)16を形成するとともにキャパシタの
上部電極17を形成する。その際、ゲート絶縁膜14や
キャパシタ絶縁膜15を形成した絶縁膜の不要な部分も
このエッチングにより除去される。その後、上記レジス
ト膜を除去する。
Next, an electrode forming film is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. Subsequently, a resist film (not shown) used as a mask is formed, for example, by coating, and then the resist film in the transistor formation region is patterned into the shape of the gate electrode by ordinary lithography, and the resist on the capacitor formation region is formed. The film is patterned into the shape of the capacitor electrode. Next, the electrode forming film is patterned using the patterned resist film as an etching mask to form a gate electrode (including, for example, a gate wiring) 16 and an upper electrode 17 of the capacitor. At this time, unnecessary portions of the insulating film on which the gate insulating film 14 and the capacitor insulating film 15 are formed are also removed by this etching. After that, the resist film is removed.

【0066】次いで、マスクに用いるレジスト膜(図示
省略)を例えば塗布により形成した後、通常のリソグラ
フィー技術によりレジスト膜の所定の領域に開口を形成
する。そしてイオン注入法によりゲート電極16の両側
におけるシリコン薄膜41にN型不純物のヒ素を所定量
の濃度にイオン注入して、N+ 型のソース領域41Sと
ドレイン領域41Dとを形成する。その後、上記イオン
注入で用いたレジストマスクを除去する。このようにし
て、シリコン薄膜41にMOSトランジスタ5とキャパ
シタ6とを形成する。
Next, after a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, application, an opening is formed in a predetermined region of the resist film by ordinary lithography. Then, arsenic, an N-type impurity, is ion-implanted into the silicon thin film 41 on both sides of the gate electrode 16 to a predetermined concentration by ion implantation to form N + -type source and drain regions 41S and 41D. After that, the resist mask used in the ion implantation is removed. Thus, the MOS transistor 5 and the capacitor 6 are formed on the silicon thin film 41.

【0067】その後、図9の(6)に示すように、上記
MOSトランジスタ5およびキャパシタ6を覆う状態
に、第1の層間絶縁膜21を形成する。その後、マスク
に用いるレジスト膜(図示省略)を例えば塗布により形
成した後、通常のリソグラフィー技術により接続孔を形
成する領域上のレジスト膜に開口部を形成する。そのレ
ジスト膜をエッチングマスクに用いて、上記第1の層間
絶縁膜21をエッチングしてドレイン領域41Dに通じ
る接続孔22を形成する。その後、上記レジスト膜を除
去する。
Thereafter, as shown in FIG. 9 (6), a first interlayer insulating film 21 is formed so as to cover the MOS transistor 5 and the capacitor 6. Thereafter, a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, coating, and then an opening is formed in the resist film on a region where a connection hole is to be formed by ordinary lithography. By using the resist film as an etching mask, the first interlayer insulating film 21 is etched to form a connection hole 22 communicating with the drain region 41D. After that, the resist film is removed.

【0068】次いで、通常の配線形成の成膜技術(例え
ばスパッタリング、化学的気相成長法もしくは蒸気法)
により、上記第1の層間絶縁膜21上にかつ上記接続孔
22を埋め込む状態に、配線を形成するための導電膜を
形成する。次いで、マスクに用いるレジスト膜(図示省
略)を例えば塗布により形成した後、通常のリソグラフ
ィー技術によりレジスト膜を所定の配線の形状にパター
ニングする。次いで、パターニングしたレジスト膜をエ
ッチングマスクに用いて、上記導電膜をパターニング
し、配線23を形成する。その後、レジスト膜を除去す
る。
Next, a film forming technique for forming a normal wiring (eg, sputtering, chemical vapor deposition, or vapor method)
Accordingly, a conductive film for forming a wiring is formed on the first interlayer insulating film 21 and in a state where the connection hole 22 is buried. Next, after a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, application, the resist film is patterned into a predetermined wiring shape by a normal lithography technique. Next, the conductive film is patterned using the patterned resist film as an etching mask to form the wiring 23. After that, the resist film is removed.

【0069】その後、上記配線23を覆う状態に、第2
の層間絶縁膜24を形成する。次いで、マスクに用いる
レジスト膜(図示省略)を例えば塗布により形成した
後、通常のリソグラフィー技術により接続孔を形成する
領域上のレジスト膜に開口部を形成する。そのレジスト
膜をエッチングマスクに用いて、上記第1,第2の層間
絶縁膜21,24にソース領域41Sに通じる接続孔2
5を形成する。その後、上記レジスト膜を除去する。
Thereafter, the second wiring 23 is covered with the second wiring.
Is formed. Next, after a resist film (not shown) used as a mask is formed by, for example, coating, an opening is formed in the resist film on a region where a connection hole is to be formed by ordinary lithography. Using the resist film as an etching mask, the first and second interlayer insulating films 21 and 24 are provided with connection holes 2 communicating with the source region 41S.
5 is formed. After that, the resist film is removed.

【0070】次いで、通常の成膜技術(例えばスパッタ
リング、化学的気相成長法もしくは蒸気法)により、上
記第2の層間絶縁膜24上にかつ上記接続孔25の内壁
に、透明電極膜を形成する。次いで、マスクに用いるレ
ジスト膜(図示省略)を例えば塗布により形成した後、
通常のリソグラフィー技術によりレジスト膜を所定の形
状にパターニングする。次いで、パターニングしたレジ
スト膜をエッチングマスクに用いて、上記透明電極膜を
パターニングし、透明電極26を形成する。その後、レ
ジスト膜を除去する。
Next, a transparent electrode film is formed on the second interlayer insulating film 24 and on the inner wall of the connection hole 25 by a normal film forming technique (for example, sputtering, chemical vapor deposition or vapor method). I do. Next, after forming a resist film (not shown) used for the mask by, for example, coating,
The resist film is patterned into a predetermined shape by a usual lithography technique. Next, the transparent electrode film is patterned using the patterned resist film as an etching mask to form a transparent electrode 26. After that, the resist film is removed.

【0071】上記半導体装置の第2の製造方法では、シ
リコン薄膜41の上層を選択的に酸化させて酸化シリコ
ン膜53を形成した後、その酸化シリコン膜53を選択
的に除去してシリコン薄膜41に膜厚の薄い領域と膜厚
の厚い領域とを形成することから、シリコン薄膜41の
膜厚の薄い領域をチャネル領域41CHとし、シリコン
薄膜の膜厚の厚い領域にソース領域41Sおよびドレイ
ン領域41Dを形成することが可能になる。そのため、
アニーリングによって、チャネル領域41CHの単位面
積当たりの結晶欠陥や歪み数は、ソース領域41Sおよ
びドレイン領域41Dよりも少なくなる。
In the second method of manufacturing a semiconductor device, the silicon oxide film 53 is formed by selectively oxidizing the upper layer of the silicon thin film 41 and then selectively removing the silicon oxide film 53. Since a thin film region and a thick film region are formed in the silicon thin film 41, the thin film region of the silicon thin film 41 is defined as a channel region 41CH, and the source region 41S and the drain region 41D are formed in the thick silicon thin film region. Can be formed. for that reason,
Due to the annealing, the number of crystal defects and the number of strains per unit area of the channel region 41CH are smaller than those of the source region 41S and the drain region 41D.

【0072】そのため、ソース領域41S上およびドレ
イン領域41D上に接続孔22,25を形成する際に、
ソース領域41Sおよびドレイン領域41Dを形成する
シリコン薄膜41が過剰にエッチングされても、そのシ
リコン薄膜41は十分な厚さを有しているので十分に残
る。よって、ソース領域41S上およびドレイン領域4
1D上に接続孔22,25を形成することが可能にな
る。
Therefore, when forming the connection holes 22 and 25 on the source region 41S and the drain region 41D,
Even if the silicon thin film 41 forming the source region 41S and the drain region 41D is excessively etched, the silicon thin film 41 has a sufficient thickness and remains sufficiently. Therefore, the source region 41S and the drain region 4
It becomes possible to form the connection holes 22 and 25 on 1D.

【0073】さらに、ソース領域41Sおよびドレイン
領域41Dのような不純物拡散層をイオン注入により形
成する場合には、シリコン薄膜41を厚く形成できるた
め、イオン注入の深さ方向のマージンが大きくなる。そ
のため、イオン注入深さの制御が容易になる。また、シ
リコン薄膜41には、ヒ素またはリンを高濃度にドーピ
ングしているので、キャパシタ6の下部電極41Cのの
抵抗が高抵抗になるのを防げる。
Further, when the impurity diffusion layers such as the source region 41S and the drain region 41D are formed by ion implantation, the silicon thin film 41 can be formed to be thick, so that the margin in the depth direction of ion implantation becomes large. Therefore, control of the ion implantation depth becomes easy. Since the silicon thin film 41 is doped with arsenic or phosphorus at a high concentration, the resistance of the lower electrode 41C of the capacitor 6 can be prevented from becoming high.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の半導体装
置によれば、薄膜トランジスタのソース領域およびドレ
イン領域は、薄膜トランジスタのチャネル領域よりも厚
く形成されている、言い換えれば、チャネル領域はソー
ス領域およびドレイン領域よりも薄く形成されているの
で、チャネル領域の単位面積当たりの結晶欠陥や歪み数
をソース領域およびドレイン領域よりも少なくすること
が可能になり、トランジスタ特性の向上、信頼性の向上
が図れる。また、ソース領域およびドレイン領域が十分
な厚さを有するので、接続孔を形成する際に過剰なエッ
チングが行われてもソース領域およびドレイン領域が十
分に残る。すなわち、エッチングマージンが確保され
る。そのため、ソース領域上およびドレイン領域上に接
続孔を形成しても、信頼性が損なわれることはない。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the source region and the drain region of the thin film transistor are formed thicker than the channel region of the thin film transistor. Since the channel region is formed thinner than the drain region, the number of crystal defects and the number of strains per unit area of the channel region can be made smaller than those of the source region and the drain region, so that transistor characteristics and reliability can be improved. . Further, since the source region and the drain region have a sufficient thickness, the source region and the drain region sufficiently remain even if excessive etching is performed when forming the connection hole. That is, an etching margin is secured. Therefore, even if the connection holes are formed on the source region and the drain region, the reliability is not impaired.

【0075】本発明の半導体装置の第1の製造方法によ
れば、ソース領域とドレイン領域とを形成するための第
1のシリコン薄膜を基板上に形成し加工する工程と、第
1のシリコン薄膜からなるソース領域とドレイン領域と
の間にチャネル領域となる第2のシリコン薄膜を形成す
る工程とを備えているので、第1のシリコン薄膜と第2
のシリコン薄膜とは別々に形成することができる。その
ため、第1のシリコン薄膜を厚く形成し、第2のシリコ
ン薄膜を薄く形成することが可能になるので、ソース領
域上およびドレイン領域上に接続孔を形成する際に、ソ
ース領域およびドレイン領域のシリコン薄膜が過剰にエ
ッチングされても、そのシリコン薄膜は十分な厚さを有
しているので十分に残すことができる。すなわち、エッ
チングマージンを確保することができる。さらに、ソー
ス領域およびドレイン領域のような不純物拡散層をイオ
ン注入により形成する場合には、第1のシリコン薄膜を
厚く形成できるため、イオン注入の深さ方向のマージン
を大きくなり、イオン注入深さの制御が容易に行うこと
ができる。すなわち、イオン注入のおける深さ方向の制
御性を向上することができる。よって、信頼性の高い特
性に優れた薄膜トランジスタを形成することができる。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming and processing a first silicon thin film for forming a source region and a drain region on a substrate; Forming a second silicon thin film serving as a channel region between the source region and the drain region comprising the first silicon thin film and the second silicon thin film.
Can be formed separately from the silicon thin film. Therefore, the first silicon thin film can be formed to be thick and the second silicon thin film can be formed to be thin. Therefore, when the connection holes are formed on the source region and the drain region, the thickness of the source region and the drain region is reduced. Even if the silicon thin film is excessively etched, the silicon thin film has a sufficient thickness and can be sufficiently left. That is, an etching margin can be secured. Further, when the impurity diffusion layers such as the source region and the drain region are formed by ion implantation, the first silicon thin film can be formed thick, so that the margin in the depth direction of ion implantation is increased, and the ion implantation depth is increased. Can be easily controlled. That is, it is possible to improve the controllability in the depth direction in the ion implantation. Therefore, a thin film transistor having excellent reliability can be formed.

【0076】本発明の半導体装置の第2の製造方法によ
れば、シリコン薄膜の上層を選択的に酸化させて酸化膜
を形成した後、その酸化膜を選択的に除去してシリコン
薄膜に膜厚の薄い領域と膜厚の厚い領域とを形成するの
で、シリコン薄膜の膜厚の薄い領域をチャネル領域と
し、シリコン薄膜の膜厚の厚い領域にソース領域および
ドレイン領域を形成することができる。そのため、ソー
ス領域上およびドレイン領域上に接続孔を形成する際
に、ソース領域およびドレイン領域のシリコン薄膜が過
剰にエッチングされても、そのシリコン薄膜は十分な厚
さを有しているので十分に残すことができる。すなわ
ち、エッチングマージンを確保することができる。さら
に、ソース領域およびドレイン領域のような不純物拡散
層をイオン注入により形成する場合には、シリコン薄膜
を厚く形成できるため、イオン注入の深さ方向のマージ
ンが大きくなり、イオン注入深さの制御が容易に行うこ
とができる。すなわち、イオン注入のおける深さ方向の
制御性を向上することができる。よって、信頼性の高い
特性に優れた薄膜トランジスタを形成することができ
る。
According to the second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an oxide film is formed by selectively oxidizing an upper layer of a silicon thin film, and then the oxide film is selectively removed to form a film on the silicon thin film. Since the thin region and the thick region are formed, the thin region of the silicon thin film can be used as the channel region, and the source region and the drain region can be formed in the thick region of the silicon thin film. Therefore, when the connection holes are formed on the source region and the drain region, even if the silicon thin film in the source region and the drain region is excessively etched, the silicon thin film has a sufficient thickness. Can be left. That is, an etching margin can be secured. Further, when impurity diffusion layers such as a source region and a drain region are formed by ion implantation, a thick silicon thin film can be formed, so that a margin in the depth direction of ion implantation is increased, and the ion implantation depth can be controlled. It can be done easily. That is, it is possible to improve the controllability in the depth direction in the ion implantation. Therefore, a thin film transistor having excellent reliability can be formed.

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

【図1】本発明の半導体装置に係わる実施の形態の第1
例を示す概略構成断面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.
It is a schematic structure sectional view showing an example.

【図2】LDD構造を形成した場合のMOSトランジス
タの一例を示す概略構成断面図である。
FIG. 2 is a schematic configuration sectional view showing an example of a MOS transistor when an LDD structure is formed.

【図3】薄膜トランジスタのゲート幅を説明するレイア
ウト図である。
FIG. 3 is a layout diagram illustrating a gate width of a thin film transistor.

【図4】本発明の半導体装置に係わる実施の形態の第2
例を示す概略構成断面図である。
FIG. 4 shows a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
It is a schematic structure sectional view showing an example.

【図5】半導体装置のレイアウト例を示すレイアウト図
である。
FIG. 5 is a layout diagram illustrating a layout example of a semiconductor device.

【図6】本発明の第1の製造方法に係わる実施の形態を
示す製造工程図である。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram showing an embodiment according to a first manufacturing method of the present invention.

【図7】本発明の第1の製造方法に係わる実施の形態を
示す製造工程図(続き)である。
FIG. 7 is a manufacturing step diagram (continued) showing an embodiment according to the first manufacturing method of the present invention.

【図8】本発明の第2の製造方法に係わる実施の形態を
示す製造工程図である。
FIG. 8 is a manufacturing process diagram showing an embodiment according to a second manufacturing method of the present invention.

【図9】本発明の第2の製造方法に係わる実施の形態を
示す製造工程図(続き)である。
FIG. 9 is a manufacturing step diagram (continued) showing an embodiment according to the second manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…薄膜トランジスタ、12…第1のシリコン薄膜、1
2S…ソース領域、12D…ドレイン領域、13…第2
のシリコン薄膜、CH…チャネル領域
1: thin film transistor, 12: first silicon thin film, 1
2S: source region, 12D: drain region, 13: second
Silicon thin film, CH ... channel region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F110 BB01 CC02 CC05 DD02 EE09 EE25 FF02 FF03 FF10 GG02 GG13 GG19 GG22 GG24 GG25 GG26 GG32 GG42 GG44 GG52 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HK09 HK14 HK25 HK27 HK34 HK39 HL07 HL22 HL23 HL24 HM02 HM05 HM07 HM15 NN02 NN03 NN72 PP10 PP33 QQ08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F110 BB01 CC02 CC05 DD02 EE09 EE25 FF02 FF03 FF10 GG02 GG13 GG19 GG22 GG24 GG25 GG26 GG32 GG42 GG44 GG52 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HK09 HK14 HK24 HK24 HK24 HM15 NN02 NN03 NN72 PP10 PP33 QQ08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン薄膜に活性層が形成される薄膜
トランジスタからなる半導体装置において、 前記活性層に形成される前記薄膜トランジスタのソース
領域およびドレイン領域は、前記活性層に形成される前
記薄膜トランジスタのチャネル領域よりも厚く形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising a thin film transistor having an active layer formed on a silicon thin film, wherein a source region and a drain region of the thin film transistor formed on the active layer are channel regions of the thin film transistor formed on the active layer. A semiconductor device characterized by being formed thicker than a semiconductor device.
【請求項2】 前記チャネル領域と、前記ソース領域お
よびドレイン領域とは異なる層のシリコン薄膜で形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said channel region, said source region and said drain region are formed of different layers of silicon thin film.
【請求項3】 前記チャネル領域と、前記ソース領域お
よびドレイン領域とは同一層のシリコン薄膜で形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said channel region, said source region and said drain region are formed of the same layer of silicon thin film.
【請求項4】 ソース領域とドレイン領域とを形成する
ための第1のシリコン薄膜を基板上に形成し、該第1の
シリコン薄膜をソース領域とドレイン領域とに加工する
する工程と、 少なくとも前記第1のシリコン薄膜からなるソース領域
とドレイン領域との間にチャネル領域となる第2のシリ
コン薄膜を形成する工程と、 前記第2のシリコン薄膜のチャネル形成領域上にゲート
絶縁膜を形成する工程と、 前記第2のシリコン薄膜のチャネル領域となる領域上に
前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first silicon thin film for forming a source region and a drain region on a substrate, and processing the first silicon thin film into a source region and a drain region; Forming a second silicon thin film serving as a channel region between the source region and the drain region made of the first silicon thin film; and forming a gate insulating film on the channel formation region of the second silicon thin film And a step of forming a gate electrode on a region of the second silicon thin film to be a channel region via the gate insulating film.
【請求項5】 基板上にシリコン薄膜を形成する工程
と、 チャネルが形成される領域となる前記シリコン薄膜の上
層を選択的に酸化させて酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜を選択的に除去して前記シリコン薄膜に膜厚
の薄い領域と膜厚の厚い領域とを形成する工程と、 前記シリコン薄膜の膜厚の薄い領域上にゲート絶縁膜を
形成する工程と、 前記シリコン薄膜の膜厚の薄い領域上に前記ゲート絶縁
膜を介してゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極の一方側の前記シリコン薄膜にソース領
域を形成するとともに前記ゲート電極の他方側の前記シ
リコン薄膜にドレイン領域を形成する工程とを備えたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a silicon thin film on a substrate, a step of selectively oxidizing an upper layer of the silicon thin film to be a region where a channel is formed, to form an oxide film, and selectively forming the oxide film. Forming a thin film region and a thick film region in the silicon thin film by removing the silicon thin film; forming a gate insulating film on the thin film region of the silicon thin film; Forming a gate electrode on the thin film region via the gate insulating film; and forming a source region on the silicon thin film on one side of the gate electrode and forming the source region on the silicon thin film on the other side of the gate electrode. Forming a drain region.
【請求項6】 前記シリコン薄膜の上層を選択的に酸化
させて酸化膜を形成する際に、前記シリコン薄膜上に酸
化マスクを形成して、前記シリコン薄膜の酸化を行うこ
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 1, wherein an oxide mask is formed on the silicon thin film to oxidize the silicon thin film when an oxide film is formed by selectively oxidizing an upper layer of the silicon thin film. Item 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to Item 5.
【請求項7】 前記酸化膜をマスクにして前記シリコン
薄膜に不純物をドーピングす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。
7. The method according to claim 5, wherein the silicon thin film is doped with impurities using the oxide film as a mask.
【請求項8】 前記酸化マスクを用いて前記シリコン薄
膜に不純物をドーピングすることを特徴とする請求項6
記載の半導体装置の製造方法。
8. The silicon thin film is doped with impurities using the oxidation mask.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184517A (en) * 2006-01-09 2007-07-19 Jiaotong Univ Interleaved source/drain and thin-channel tft structure, and fabrication method thereof
JP2008153329A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Renesas Technology Corp Method for manufacturing semiconductor device

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