JP2000216395A - Method and apparatus for manufacture of thin-film transistor - Google Patents

Method and apparatus for manufacture of thin-film transistor

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JP2000216395A
JP2000216395A JP11312090A JP31209099A JP2000216395A JP 2000216395 A JP2000216395 A JP 2000216395A JP 11312090 A JP11312090 A JP 11312090A JP 31209099 A JP31209099 A JP 31209099A JP 2000216395 A JP2000216395 A JP 2000216395A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high throughput in the manufacturing process of a reverse staggered thin-film transistor for realizing low cost of a liquid crystal display. SOLUTION: A phosphine plasma treatment is executed to a transparent insulating substrate 1, on which an amorphous silicon film 4 is formed (c). Then, a metal film is formed (d). Thereby, without separately forming an n-type amorphous silicon film 8, the n-type amorphous silicon film 8 is automatically formed in a source/drain region. Thereby, the yield and the process throughput in the formation of a thin-film transistor can be improved.

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、薄膜トランジスタ
の製造方法及びその製造方法を実現するための製造装置
に関し、特に、アクティブマトリックス型液晶ディスプ
レイに使用される薄膜トランジスタの製造方法及びその
製造方法を実現するための製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor and a manufacturing apparatus for realizing the method, and more particularly, to a method for manufacturing a thin film transistor used for an active matrix type liquid crystal display and a method for manufacturing the same. Related to a manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、液晶フラットパネルディスプレイの
各画素の駆動用デバイスとして用いられる薄膜トランジ
スタの研究開発が盛んに行われている。ノート型パソコ
ンの普及に伴い液晶ディスプレイの需要が急増し、更に
大型モニター用ディスプレイとしての需要も相まって、
その生産性の向上・高性能化等が要求されている。液晶
ディスプレイ製造の生産性を律速しているのは薄膜トラ
ンジスタ基板製造工程であり、また液晶ディスプレイの
性能(精細度等)を決定する重要な要素の一つが薄膜ト
ランジスタの素子性能である。従って、高性能薄膜トラ
ンジスタをいかに生産性良く製造するかが今後重要にな
ってくる。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of a thin film transistor used as a device for driving each pixel of a liquid crystal flat panel display have been actively conducted. With the spread of notebook computers, the demand for liquid crystal displays has rapidly increased, and the demand for displays for large monitors has also been combined.
There is a demand for improved productivity and higher performance. It is the thin film transistor substrate manufacturing process that limits the productivity of the liquid crystal display manufacturing, and one of the important factors that determines the performance (definition and the like) of the liquid crystal display is the element performance of the thin film transistor. Therefore, it will become important in the future how to manufacture high performance thin film transistors with high productivity.

【0003】逆スタガード型薄膜トランジスタでは、ソ
ース・ドレイン領域でオーミックコンタクトを形成する
ために、ソース・ドレイン電極と活性層となる非晶質シ
リコン膜との間にn型化した非晶質シリコン膜が形成さ
れていることが必要である。従来の逆スタガード型薄膜
トランジスタの製造方法においては、主に、プラズマC
VD法を用いて、n型化した非晶質シリコン膜を成膜し
ていた。例えば、特開平5−304171号公報、特開
平9−223800号公報、特開平10−12882号
公報には、n型化した非晶質シリコン膜をプラズマCV
D法を用いて成膜する方法が記述されている。
In an inverted staggered thin film transistor, an n-type amorphous silicon film is formed between a source / drain electrode and an amorphous silicon film serving as an active layer in order to form an ohmic contact in a source / drain region. It must be formed. In the conventional method of manufacturing an inverted staggered thin film transistor, the plasma C
An n-type amorphous silicon film is formed by using the VD method. For example, JP-A-5-304171, JP-A-9-223800 and JP-A-10-12882 disclose that an n-type amorphous silicon film is formed by plasma CV.
A method for forming a film using the D method is described.

【0004】以下、従来の一般的な逆スタガード型薄膜
トランジスタの製造方法として、上記の特開平5−30
4171号公報に開示されている方法を図5を参照して
説明する。
[0004] A conventional method of manufacturing a general inverted staggered thin film transistor will be described below with reference to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-30.
The method disclosed in Japanese Patent No. 4171 will be described with reference to FIG.

【0005】まず、図5(a)に示すように、透明絶縁
性基板1上にゲート電極用金属膜を形成し、この金属膜
を所望の形状にパターニングすることにより、ゲート電
極2を形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a gate electrode metal film is formed on a transparent insulating substrate 1, and the metal film is patterned into a desired shape to form a gate electrode 2. .

【0006】その後、図5(b)に示すように、ゲート
電極2の上にゲート絶縁膜である窒化シリコン膜3、非
晶質シリコン膜4、n型化した非晶質シリコン膜8をプ
ラズマCVD法等で順次成膜する。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, a silicon nitride film 3, an amorphous silicon film 4, and an n-type amorphous silicon film 8 as a gate insulating film are formed on the gate electrode 2 by plasma. Films are sequentially formed by a CVD method or the like.

【0007】続いて、図5(c)に示すように、n型化
した非晶質シリコン膜8及び非晶質シリコン膜4を所望
のアイランド形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 5C, the n-type amorphous silicon film 8 and the amorphous silicon film 4 are patterned into a desired island shape.

【0008】更に、ソースドレイン電極用金属膜を成膜
した後、図5(d)に示すように、この金属膜を所望の
形状にパターニングすることにより、ソース・ドレイン
電極7を形成する。
After a metal film for a source / drain electrode is formed, the source / drain electrode 7 is formed by patterning the metal film into a desired shape as shown in FIG.

【0009】最後に、チャネル上のn型化した非晶質シ
リコン膜8をエッチング除去することにより、図5
(e)に示すような薄膜トランジスタが完成する。
Finally, the n-type amorphous silicon film 8 on the channel is removed by etching to obtain a structure shown in FIG.
A thin film transistor as shown in (e) is completed.

【0010】薄膜トランジスタを歩留まり良く製造する
ためには、できる限り成膜工程を減らすことが望まし
く、n型化した非晶質シリコン膜を個別に成膜すること
なく薄膜トランジスタが実現できれば、工程数削減効果
により、歩留まり向上と製造コストの低減化とを図るこ
とが可能になる。
In order to manufacture a thin film transistor with high yield, it is desirable to reduce the number of film forming steps as much as possible. If a thin film transistor can be realized without individually forming an n-type amorphous silicon film, the number of steps can be reduced. Thereby, it is possible to improve the yield and reduce the manufacturing cost.

【0011】n型化した非晶質シリコン膜を個別に成膜
することなく、逆スタガード型薄膜トランジスタを実現
する方法が特開平2―163971号公報に開示されて
いる。この方法によれば、ソース・ドレイン電極にリン
化ニッケルを含む金属を用いることにより、n型化した
非晶質シリコン膜の成膜が不要になるとしている。ま
た、ソース・ドレイン電極は、リン化ニッケルと他の金
属又はそれらの混合物をターゲット材とし、スパッタ法
により形成される。このような方法を用いて作成した薄
膜トランジスタの特性を測定したところ、n型化した非
晶質シリコン膜を個別に成膜して作成した薄膜トランジ
スタと同等な特性が得られることが述べられている。
A method for realizing an inverted staggered thin film transistor without individually forming an n-type amorphous silicon film is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-163971. According to this method, the use of a metal containing nickel phosphide for the source / drain electrodes makes it unnecessary to form an n-type amorphous silicon film. The source / drain electrodes are formed by a sputtering method using nickel phosphide and another metal or a mixture thereof as a target material. When characteristics of a thin film transistor formed by using such a method are measured, it is described that characteristics equivalent to those of a thin film transistor formed by individually forming an n-type amorphous silicon film are obtained.

【0012】また、特開平9−331067号公報に
は、基板上に非晶質シリコン膜、ゲート絶縁膜及びゲー
ト配線形成用のアルミニウム膜を真空中において連続的
に成膜する方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-331067 discloses a method of continuously forming an amorphous silicon film, a gate insulating film and an aluminum film for forming a gate wiring on a substrate in a vacuum. I have.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−163971号公報に記載された方法によれば、ソ
ース・ドレイン電極金属内にリンが不純物として存在す
るため、ソース・ドレイン電極の抵抗値が増大してしま
うという問題が新たに発生する。
However, according to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-163971, since the phosphorus is present as an impurity in the source / drain electrode metal, the resistance of the source / drain electrode is reduced. A new problem of increase occurs.

【0014】これは、特に、大型液晶ディスプレイを実
現する際に、ソース・ドレイン配線抵抗の増大に伴う信
号遅延の原因となり、ディスプレイ表示に悪影響を及ぼ
す。
This causes a signal delay due to an increase in source / drain wiring resistance particularly when a large-sized liquid crystal display is realized, and adversely affects display.

【0015】また、特開平9−331067号公報に記
載の方法によれば、非晶質シリコン膜が一番下に形成さ
れているため、この非晶質シリコン膜をn型化するため
に、最初に非晶質シリコン膜にリンを打ち込まなければ
ならず、n型化した非晶質シリコン膜を個別に成膜する
必要性をなくすことは困難である。
According to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-331067, since the amorphous silicon film is formed at the bottom, the amorphous silicon film must be formed into an n-type. First, phosphorus must be implanted into the amorphous silicon film, and it is difficult to eliminate the necessity of individually forming an n-type amorphous silicon film.

【0016】本発明は、以上のような従来技術の問題点
に鑑みてなされたものであり、ソース・ドレイン電極金
属内にリンが不純物として存在することなく、かつ、n
型化した非晶質シリコン膜を個別に成膜する必要がない
型薄膜トランジスタの製造方法及び製造装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it has been found that phosphorus does not exist as an impurity in the source / drain electrode metal and n
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing a type thin film transistor in which it is not necessary to individually form a shaped amorphous silicon film.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のうち、請求項1は、基板上に非晶質シリコ
ン膜を形成する第一の工程と、非晶質シリコン膜が形成
された基板に少なくともV族の元素を含むプラズマ処理
を施す第二の工程と、プラズマ処理を施した非晶質シリ
コン膜上に金属膜を成膜する第三の工程と、を備える半
導体装置の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a first step of forming an amorphous silicon film on a substrate and a step of forming the amorphous silicon film are described. A second step of subjecting the processed substrate to a plasma treatment including at least a group V element, and a third step of depositing a metal film on the plasma-treated amorphous silicon film. A manufacturing method is provided.

【0018】本方法によれば、第一の工程において、非
晶質シリコン膜が基板上に形成される。この後、第二の
工程におけるプラズマ処理時に、V族の元素が非晶質シ
リコン膜の表層部に拡散し又は非晶質シリコン膜の表面
上に堆積する。更に、第三の工程における金属膜成膜時
において、非晶質シリコン膜の表面上に堆積していたV
族の元素が非晶質シリコン膜の表層部に拡散し、これら
第二及び第三の工程において、非晶質シリコン膜と金属
膜との間にn型化した非晶質シリコン膜が自動的に形成
される。即ち、本方法によれば、ソース・ドレイン電極
となる金属内にV族の元素が不純物として存在すること
がなくなり、かつ、n型化した非晶質シリコン膜を個別
に形成する必要もなくなる。
According to the method, in the first step, an amorphous silicon film is formed on a substrate. Thereafter, at the time of the plasma treatment in the second step, the group V element diffuses into the surface portion of the amorphous silicon film or deposits on the surface of the amorphous silicon film. Further, at the time of forming the metal film in the third step, the V deposited on the surface of the amorphous silicon film
Group element diffuses into the surface layer of the amorphous silicon film, and in these second and third steps, an n-type amorphous silicon film is automatically formed between the amorphous silicon film and the metal film. Formed. That is, according to the present method, the group V element does not exist as an impurity in the metal serving as the source / drain electrodes, and there is no need to separately form an n-type amorphous silicon film.

【0019】請求項2及び3は、請求項1に記載の第一
乃至第三の工程に関して、それぞれ、第一の工程と第二
の工程を、真空を破ることなく、すなわち、半導体装置
が酸化雰囲気中に曝されることなく、行う製造方法、第
二の工程と第三の工程を、半導体装置が酸化雰囲気中に
曝されることなく、行う製造方法、第一の工程と第二の
工程と第三の工程を、半導体装置が酸化雰囲気中に曝さ
れることなく、行う製造方法を提供する。
Claims 2 and 3 relate to the first to third steps according to claim 1, respectively, in which the first step and the second step are performed without breaking the vacuum, that is, the semiconductor device is oxidized. A manufacturing method, the first step and the second step, wherein the manufacturing method is performed without being exposed to the atmosphere, and the second step and the third step are performed without exposing the semiconductor device to the oxidizing atmosphere. And a third step of providing the semiconductor device without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere.

【0020】これらの方法によっても、請求項1に係る
方法と同様の効果を得ることができる。特に、各工程
を、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることなく、行
うことによって、より清浄な界面を形成することができ
る。
According to these methods, the same effect as the method according to claim 1 can be obtained. In particular, by performing each step without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere, a cleaner interface can be formed.

【0021】なお、酸化雰囲気には大気も含まれる。The oxidizing atmosphere includes the air.

【0022】請求項4は、請求項1乃至3におけるV族
の元素を含むプラズマ処理として、ホスフィンプラズマ
処理を用いる製造方法を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method using a phosphine plasma treatment as the plasma treatment including the group V element according to the first to third aspects.

【0023】本方法によっても、請求項1乃至3に係る
方法と同様の効果を得ることができる。
According to this method, the same effects as those of the first to third aspects can be obtained.

【0024】請求項5は、基板上に形成されたゲート電
極を覆って、絶縁膜及び非晶質シリコン膜を順次形成す
る第一の工程と、減圧下において、前記絶縁膜及び非晶
質シリコン膜を順次形成した基板にホスフィンプラズマ
処理を施す第二の工程と、前記ホスフィンプラズマ処理
を施した非晶質シリコン膜上に金属膜を成膜し、この金
属膜をソース電極及びドレイン電極の形状にパターニン
グする第三の工程と、前記非晶質シリコン膜をパターニ
ングする第四の工程と、を備える半導体装置の製造方法
を提供する。
A first step of sequentially forming an insulating film and an amorphous silicon film over the gate electrode formed on the substrate, and the step of forming the insulating film and the amorphous silicon film under reduced pressure. A second step of performing a phosphine plasma treatment on the substrate on which the film is sequentially formed, and forming a metal film on the amorphous silicon film subjected to the phosphine plasma treatment, and forming the metal film on a source electrode and a drain electrode. A third step of patterning the amorphous silicon film; and a fourth step of patterning the amorphous silicon film.

【0025】本方法によっても、請求項1乃至4に係る
方法と同様の効果を得ることができる。
According to this method, the same effects as those of the first to fourth aspects can be obtained.

【0026】請求項6は、基板上に形成されたゲート電
極を覆って、絶縁膜及び非晶質シリコン膜を順次形成す
る第一の工程と、前記非晶質シリコン膜をパターニング
する第二の工程と、前記非晶質シリコン膜をパターニン
グした基板に、減圧下において、ホスフィンプラズマ処
理を施す第三の工程と、前記ホスフィンプラズマ処理を
施した基板上に金属膜を成膜し、この金属膜をソース電
極及びドレイン電極の形状にパターニングする第四の工
程と、を備える半導体装置の製造方法を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a first step of sequentially forming an insulating film and an amorphous silicon film so as to cover a gate electrode formed on a substrate, and a second step of patterning the amorphous silicon film. A step of performing a phosphine plasma treatment under reduced pressure on the substrate on which the amorphous silicon film has been patterned, and forming a metal film on the substrate having been subjected to the phosphine plasma treatment. And a fourth step of patterning the semiconductor device into a shape of a source electrode and a drain electrode.

【0027】本方法によっても、請求項1、3、4に係
る方法と同様の効果を得ることができる。
According to this method, the same effects as those of the first, third, and fourth aspects can be obtained.

【0028】請求項5又は6に記載した半導体装置の製
造方法は、さらに、請求項7に記載されているように、
ソース電極及びドレイン電極間におけるホスフィンプラ
ズマ処理を施した非晶質シリコン膜の不要部分を除去す
る第五の工程を備えることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device further comprises the steps of:
A fifth step of removing an unnecessary portion of the amorphous silicon film subjected to the phosphine plasma treatment between the source electrode and the drain electrode can be provided.

【0029】また、請求項8に記載されているように、
ソース電極及びドレイン電極用金属膜をドライエッチン
グ法又はウエットエッチング法でパターニングすること
によって、第五の工程を同時に実行することも可能であ
る。
Further, as described in claim 8,
The fifth step can be performed simultaneously by patterning the metal film for the source electrode and the drain electrode by a dry etching method or a wet etching method.

【0030】すなわち、ソース・ドレイン電極となる金
属膜をドライエッチングまたはウエットエッチングする
ことにより、それと同時に、非常に薄いn型化した非晶
質シリコン膜の不要部分を除去することができる。これ
により、n型化した非晶質シリコン膜の不要部分を除去
又は改質するための工程、例えば、エッチング工程又は
プラズマ処理工程を削減することができる。
That is, by performing dry etching or wet etching on the metal film serving as the source / drain electrodes, an unnecessary portion of the extremely thin n-type amorphous silicon film can be removed at the same time. Accordingly, a step for removing or modifying an unnecessary portion of the n-type amorphous silicon film, for example, an etching step or a plasma processing step can be reduced.

【0031】請求項7又は8に記載した方法に代えて、
請求項9に記載したように、ソース電極及びドレイン電
極間における非晶質シリコン膜の不要部分にプラズマ処
理を施すことにより、不要部分を絶縁膜に改質すること
もできる。
Instead of the method described in claim 7 or 8,
As described in claim 9, by performing a plasma treatment on an unnecessary portion of the amorphous silicon film between the source electrode and the drain electrode, the unnecessary portion can be modified into an insulating film.

【0032】請求項10は、基板上に形成されている非
晶質シリコン膜をホスフィンプラズマに曝す処理と、ホ
スフィンプラズマ処理を施した非晶質シリコン膜上に金
属膜を成膜する処理とを、半導体装置が酸化雰囲気中に
曝されることなく、連続して行うことが可能な半導体製
造装置を提供する。
According to a tenth aspect of the present invention, a process of exposing the amorphous silicon film formed on the substrate to phosphine plasma and a process of forming a metal film on the amorphous silicon film subjected to the phosphine plasma process are performed. Another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of continuously performing a semiconductor device without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere.

【0033】この半導体製造装置によって、請求項1、
2又は3に記載した半導体装置の製造方法を実施するこ
とができる。
According to this semiconductor manufacturing apparatus,
The method of manufacturing a semiconductor device described in 2 or 3 can be performed.

【0034】請求項11は、基板上に非晶質シリコン膜
を成膜する処理と、非晶質シリコン膜をホスフィンプラ
ズマ処理に曝す処理と、非晶質シリコン膜上に金属膜を
成膜する処理とを、半導体装置が酸化雰囲気中に曝され
ることなく、連続して行うことが可能な半導体製造装置
を提供する。
In another embodiment, a process for forming an amorphous silicon film on a substrate, a process for exposing the amorphous silicon film to a phosphine plasma process, and a process for forming a metal film on the amorphous silicon film are provided. A semiconductor manufacturing apparatus capable of continuously performing processing without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere.

【0035】この半導体製造装置によって、請求項1又
は3に記載した半導体装置の製造方法を実施することが
できる。
With this semiconductor manufacturing apparatus, the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 3 can be implemented.

【0036】請求項12は、基板をホスフィンプラズマ
に曝すための第一のチャンバーと、基板上に金属膜を成
膜するための第二のチャンバーと、第一のチャンバーと
第二のチャンバーとの間に真空を維持しつつ接続するゲ
ートバルブと、からなる半導体製造装置を提供する。
In a twelfth aspect of the present invention, a first chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a second chamber for forming a metal film on the substrate, and a first chamber and a second chamber are provided. A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a gate valve connected between the gate valves while maintaining a vacuum.

【0037】この半導体製造装置によって、請求項1、
2又は3に記載した半導体装置の製造方法を実施するこ
とができる。
According to this semiconductor manufacturing apparatus,
The method of manufacturing a semiconductor device described in 2 or 3 can be performed.

【0038】請求項13は、基板を加熱するための第一
のチャンバーと、基板をホスフィンプラズマに曝すため
の第二のチャンバーと、基板上に金属膜を成膜するため
の第三のチャンバーと、第一のチャンバーと前記第二の
チャンバーとの間を真空を維持しつつ接続する第一のゲ
ートバルブと、第二のチャンバーと前記第三のチャンバ
ーとの間を真空を維持しつつ接続する第二のゲートバル
ブと、からなる半導体製造装置を提供する。
A thirteenth aspect includes a first chamber for heating the substrate, a second chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, and a third chamber for forming a metal film on the substrate. A first gate valve that connects the first chamber and the second chamber while maintaining a vacuum, and a connection that maintains the second chamber and the third chamber while maintaining a vacuum And a second gate valve.

【0039】この半導体製造装置によって、請求項1、
2又は3に記載した半導体装置の製造方法を実施するこ
とができる。
According to this semiconductor manufacturing apparatus,
The method of manufacturing a semiconductor device described in 2 or 3 can be performed.

【0040】請求項14は、基板を加熱するための第一
のチャンバーと、基板をホスフィンプラズマに曝すため
の第二のチャンバーと、基板上に金属膜を成膜するため
の第三のチャンバーと、基板を搬送するための空間とし
ての第四のチャンバーと、第一のチャンバーと第四のチ
ャンバーとの間を真空を維持しつつ接続する第一のゲー
トバルブと、第二のチャンバーと第四のチャンバーとの
間を真空を維持しつつ接続する第二のゲートバルブと、
第三のチャンバーと第四のチャンバーとの間を真空を維
持しつつ接続する第三のゲートバルブと、からなる半導
体製造装置を提供する。
[0040] Claim 14 includes a first chamber for heating the substrate, a second chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, and a third chamber for forming a metal film on the substrate. A fourth chamber as a space for transporting a substrate, a first gate valve for connecting the first chamber and the fourth chamber while maintaining a vacuum, a second chamber and a fourth A second gate valve that connects to the chamber while maintaining a vacuum,
There is provided a semiconductor manufacturing apparatus comprising: a third gate valve that connects a third chamber and a fourth chamber while maintaining a vacuum.

【0041】この半導体製造装置によって、請求項1、
2又は3に記載した半導体装置の製造方法を実施するこ
とができる。
According to this semiconductor manufacturing apparatus,
The method of manufacturing a semiconductor device described in 2 or 3 can be performed.

【0042】請求項15は、基板を加熱するための第一
のチャンバーと、基板上にゲート絶縁膜を成膜するため
の第二のチャンバーと、基板上に非晶質シリコン膜を成
膜するための第三のチャンバーと、基板上をホスフィン
プラズマに曝すための第四のチャンバーと、基板上に金
属膜を成膜するための第五のチャンバーと、第一のチャ
ンバーと第二のチャンバーとの間を真空を維持しつつ接
続する第一のゲートバルブと、第二のチャンバーと第三
のチャンバーとの間を真空を維持しつつ接続する第二の
ゲートバルブと、第三のチャンバーと第四のチャンバー
との間を真空を維持しつつ接続する第三のゲートバルブ
と、第四のチャンバーと第五のチャンバーとの間を真空
を維持しつつ接続する第四のゲートバルブと、からなる
半導体製造装置を提供する。
According to a fifteenth aspect, a first chamber for heating a substrate, a second chamber for forming a gate insulating film on the substrate, and an amorphous silicon film on the substrate are formed. A third chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a fifth chamber for forming a metal film on the substrate, a first chamber and a second chamber. A first gate valve that connects while maintaining a vacuum, a second gate valve that connects between the second and third chambers while maintaining a vacuum, a third chamber and a third A third gate valve that connects the fourth chamber while maintaining a vacuum, and a fourth gate valve that connects the fourth chamber and the fifth chamber while maintaining a vacuum. Semiconductor manufacturing equipment Subjected to.

【0043】この半導体製造装置によって、請求項1、
2又は3に記載した半導体装置の製造方法を実施するこ
とができる。
According to this semiconductor manufacturing apparatus,
The method of manufacturing a semiconductor device described in 2 or 3 can be performed.

【0044】請求項16は、基板を加熱するための第一
のチャンバーと、基板上にゲート絶縁膜を成膜するため
の第二のチャンバーと、基板上に非晶質シリコン膜を成
膜するための第三のチャンバーと、基板上をホスフィン
プラズマに曝すための第四のチャンバーと、基板上に金
属膜を成膜するための第五のチャンバーと、基板を搬送
するための空間としての第六のチャンバーと、第一のチ
ャンバーと第六のチャンバーとの間を真空を維持しつつ
接続する第一のゲートバルブと、第二のチャンバーと第
六のチャンバーとの間を真空を維持しつつ接続する第二
のゲートバルブと、第三のチャンバーと第六のチャンバ
ーとの間を真空を維持しつつ接続する第三のゲートバル
ブと、第四のチャンバーと第六のチャンバーとの間を真
空を維持しつつ接続する第四のゲートバルブと、第五の
チャンバーと第六のチャンバーとの間を真空を維持しつ
つ接続する第五のゲートバルブと、からなる半導体製造
装置を提供する。
According to a sixteenth aspect, a first chamber for heating a substrate, a second chamber for forming a gate insulating film on the substrate, and an amorphous silicon film are formed on the substrate. A third chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a fifth chamber for forming a metal film on the substrate, and a fourth chamber for transferring the substrate. Sixth chamber, a first gate valve that connects the first chamber and the sixth chamber while maintaining a vacuum, and while maintaining a vacuum between the second chamber and the sixth chamber A second gate valve to connect, a third gate valve to connect while maintaining a vacuum between the third chamber and the sixth chamber, and a vacuum between the fourth chamber and the sixth chamber Maintain while contacting Providing a fourth gate valve, a fifth gate valve connecting while maintaining a vacuum between the fifth chamber and sixth chamber, a semiconductor manufacturing apparatus comprising a to.

【0045】この半導体製造装置によって、請求項1、
2又は3に記載した半導体装置の製造方法を実施するこ
とができる。
According to this semiconductor manufacturing apparatus,
The method of manufacturing a semiconductor device described in 2 or 3 can be performed.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0047】図1は本発明の第一の実施の形態に係る半
導体装置の製造方法の各工程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【0048】まず、図1(a)に示すように、透明絶縁
性基板1上に形成したゲート電極用金属を所望の形状に
パターニングしてゲート電極2を形成し、その後、プラ
ズマCVD法等を用いて、透明絶縁性基板1上にゲート
絶縁膜3、非晶質シリコン膜4を順次形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a gate electrode 2 is formed by patterning a metal for a gate electrode formed on a transparent insulating substrate 1 into a desired shape, and then a plasma CVD method or the like is performed. The gate insulating film 3 and the amorphous silicon film 4 are sequentially formed on the transparent insulating substrate 1 by using.

【0049】続いて、図1(b)に示すように、非晶質
シリコン膜4を所望のアイランド形状にパターニングす
る。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, the amorphous silicon film 4 is patterned into a desired island shape.

【0050】次に、図1(c)に示すように、透明絶縁
性基板1をホスフィンプラズマ5に曝すことにより非晶
質シリコン膜4の表面部にリン6を堆積させる。この
時、非晶質シリコン膜4の表層部にリンが拡散すること
もある。
Next, as shown in FIG. 1C, phosphorus 6 is deposited on the surface of the amorphous silicon film 4 by exposing the transparent insulating substrate 1 to phosphine plasma 5. At this time, phosphorus may diffuse into the surface layer of the amorphous silicon film 4.

【0051】その後、ソース・ドレイン電極用金属膜を
スパッタ法等で形成し、図1(d)に示すように、所望
の形状にパターニングしてソース・ドレイン電極7を得
る。
Thereafter, a source / drain electrode metal film is formed by a sputtering method or the like, and is patterned into a desired shape to obtain a source / drain electrode 7 as shown in FIG.

【0052】このスパッタ成膜時においても、リン6が
非晶質シリコン膜4の表層部に拡散して、n型化した非
晶質シリコン層8が自動的に形成される。
Also during this sputter deposition, the phosphorus 6 diffuses into the surface layer of the amorphous silicon film 4 and the n-type amorphous silicon layer 8 is automatically formed.

【0053】ここで、ホスフィンプラズマ処理(図1
(c))とソース・ドレイン電極用金属スパッタ成膜
(図1(d))とを、真空を破ることなく、すなわち、
半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることなく、連続し
て行うプロセスも可能であるし、両処理の間で真空を破
って透明絶縁性基板1を一旦酸化雰囲気又は大気に曝し
て行うプロセスも可能である。両処理を連続で行う前者
のプロセスによれば、プロセスのスループットを向上さ
せることができる。ただし、いずれのプロセスで作成し
た場合でも、完成した薄膜トランジスタの特性はほぼ同
じである。
Here, the phosphine plasma treatment (FIG. 1)
(C)) and the metal sputter deposition for the source / drain electrodes (FIG. 1 (d)) are performed without breaking the vacuum,
A process in which the semiconductor device is continuously exposed without being exposed to the oxidizing atmosphere is also possible, and a process in which the transparent insulating substrate 1 is exposed to the oxidizing atmosphere or the atmosphere by breaking the vacuum between the two processes is also available. It is possible. According to the former process in which both processes are continuously performed, the throughput of the process can be improved. However, no matter which process is used, the characteristics of the completed thin film transistor are almost the same.

【0054】最後に、図1(e)に示すように、ソース
・ドレイン電極間の不要なn型化した非晶質シリコン膜
8をエッチング除去することにより、薄膜トランジスタ
が完成する。
Finally, as shown in FIG. 1E, the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes is removed by etching to complete the thin film transistor.

【0055】この第一の実施の形態においては、最後
に、ソース・ドレイン電極間の不要なn型化した非晶質
シリコン膜8をエッチング除去する工程(図1(e))
を行うが、図1(d)に示した工程において、金属膜の
エッチング時に、同時に、ソース・ドレイン電極間の不
要なn型化した非晶質シリコン膜8をエッチング除去す
ることも可能である。すなわち、図1(d)と図1
(e)とに示した二工程を一工程で行うことができる。
これは、自動的に形成されたn型化した非晶質シリコン
層8の膜厚が非常に薄いためである。この場合には、ソ
ース・ドレイン電極間の不要なn型化した非晶質シリコ
ン膜8をエッチング除去するための個別の工程は必要な
い。
In the first embodiment, finally, a step of etching and removing the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes (FIG. 1E).
In the step shown in FIG. 1D, the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes can be removed by etching simultaneously with the etching of the metal film. . That is, FIG. 1D and FIG.
The two steps shown in (e) can be performed in one step.
This is because the automatically formed n-type amorphous silicon layer 8 has a very small thickness. In this case, there is no need for a separate step for etching and removing the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes.

【0056】以上のように、本実施形態に係る半導体装
置の製造方法によれば、n型化した非晶質シリコン膜を
個別に成膜することなく、逆スタガード型薄膜トランジ
スタを製造することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, an inverted staggered thin film transistor can be manufactured without individually forming an n-type amorphous silicon film. .

【0057】上記の第一の実施形態においては、非晶質
シリコン膜4を所望のアイランド形状に形成後(図1
(b))、ホスフィンプラズマ処理(図1(c))、金
属スパッタ成膜とそのパターニング(図1(d))の順
でプロセスを行っていたが、以下に示す第二の実施形態
のように、非晶質シリコン膜4の成膜、ホスフィンプラ
ズマ処理、金属スパッタ成膜とそのパターニング及び非
晶質シリコン膜のアイランド化の順でプロセスを行うこ
ともできる。
In the first embodiment, after the amorphous silicon film 4 is formed into a desired island shape (FIG. 1)
(B)), phosphine plasma treatment (FIG. 1 (c)), metal sputter deposition and patterning thereof (FIG. 1 (d)) were performed in this order, but as in the second embodiment described below. Alternatively, the processes can be performed in the order of film formation of the amorphous silicon film 4, phosphine plasma treatment, metal sputter film formation and patterning, and island formation of the amorphous silicon film.

【0058】以下、本発明の第二の実施形態に係る半導
体装置の製造方法を説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described.

【0059】まず、図2(a)に示すように、透明絶縁
性基板1上に形成したゲート電極用金属膜を所望の形状
にパターニングしてゲート電極2を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a gate electrode 2 is formed by patterning a gate electrode metal film formed on a transparent insulating substrate 1 into a desired shape.

【0060】その後、プラズマCVD法等を用いて、透
明絶縁性基板1上にゲート絶縁膜3、非晶質シリコン膜
4を成膜する。
Thereafter, a gate insulating film 3 and an amorphous silicon film 4 are formed on the transparent insulating substrate 1 by using a plasma CVD method or the like.

【0061】その後、図2(b)に示すように、透明絶
縁性基板1をホスフィンプラズマ5に曝すホスフィンプ
ラズマ処理を行い、非晶質シリコン膜4の表面にリン6
を堆積させる。この時、非晶質シリコン膜4の表層部に
リンが拡散することもある。
After that, as shown in FIG. 2B, a phosphine plasma treatment for exposing the transparent insulating substrate 1 to the phosphine plasma 5 is performed, and
Is deposited. At this time, phosphorus may diffuse into the surface layer of the amorphous silicon film 4.

【0062】ホスフィンプラズマ処理後、更に、図2
(c)に示すように、非晶質シリコン膜4上にソース・
ドレイン電極用金属膜7をスパッタ法等で形成する。
After the phosphine plasma treatment, FIG.
As shown in (c), a source film is formed on the amorphous silicon film 4.
The drain electrode metal film 7 is formed by a sputtering method or the like.

【0063】このスパッタ成膜時においても、リン6が
非晶質シリコン膜4の表層部に拡散し、n型化した非晶
質シリコン層8が自動的に形成される。
Also during this sputtering film formation, the phosphorus 6 diffuses into the surface layer of the amorphous silicon film 4 and the n-type amorphous silicon layer 8 is automatically formed.

【0064】ここで、ゲート絶縁膜3の成膜、非晶質シ
リコン膜4の成膜、ホスフィンプラズマ処理、ソース・
ドレイン電極用金属膜7のスパッタ成膜の四工程を真空
を、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることなく、連
続して行うプロセスも可能であるし、また、いずれかの
工程間において透明絶縁性基板1を一旦大気に曝すプロ
セスでも可能である。四工程を連続で行うプロセスの場
合には、プロセスのスループットを向上させることがで
きる。ただし、いずれのプロセスで作成した場合でも、
完成した薄膜トランジスタの特性はほぼ同じである。
Here, the formation of the gate insulating film 3, the formation of the amorphous silicon film 4, phosphine plasma treatment,
It is possible to perform a process in which the four steps of sputtering film formation of the drain electrode metal film 7 are continuously performed without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere, and the process is transparent between any of the steps. A process in which the insulating substrate 1 is once exposed to the atmosphere is also possible. In the case of a process in which four steps are continuously performed, the throughput of the process can be improved. However, no matter which process you create,
The characteristics of the completed thin film transistor are almost the same.

【0065】この後、図2(d)に示すように、スパッ
タ法により成膜した金属膜を所望のソース・ドレイン電
極形状にパターニングし、ソース・ドレイン電極7を形
成するとともに、n型化した非晶質シリコン膜8及び非
晶質シリコン膜4を所望のアイランド形状にパターニン
グする。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, the metal film formed by the sputtering method was patterned into a desired source / drain electrode shape to form the source / drain electrode 7 and to make it n-type. The amorphous silicon film 8 and the amorphous silicon film 4 are patterned into a desired island shape.

【0066】最後に、不要なn型化した非晶質シリコン
膜8をエッチング除去することにより、図2(e)に示
すような薄膜トランジスタが完成する。
Finally, the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 is removed by etching to complete a thin film transistor as shown in FIG.

【0067】この第二の実施の形態においても、最後
に、ソース・ドレイン電極間の不要なn型化した非晶質
シリコン膜8をエッチング除去する工程を行うが、図2
(d)の工程において、金属膜のエッチング時に、同時
に、ソース・ドレイン電極間の不要なn型化した非晶質
シリコン膜8をエッチング除去することも可能である。
すなわちち、図2(d)と図2(e)との二工程を一工
程で行うことができる。これは、自動的に形成されたn
型化した非晶質シリコン層8の膜厚が非常に薄いためで
ある。この場合には、ソース・ドレイン電極間の不要な
n型化した非晶質シリコン膜8をエッチング除去するた
めの個別の工程は必要ない。
In the second embodiment, the step of etching and removing the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes is finally performed.
In the step (d), when the metal film is etched, the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes can be simultaneously removed by etching.
That is, the two steps of FIG. 2D and FIG. 2E can be performed in one step. This is the automatically formed n
This is because the thickness of the formed amorphous silicon layer 8 is very small. In this case, there is no need for a separate step for etching and removing the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes.

【0068】このように本実施形態に係る半導体装置の
製造方法により、n型化した非晶質シリコン膜を個別に
成膜することなく、逆スタガード型薄膜トランジスタを
製造することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, an inverted staggered thin film transistor can be manufactured without individually forming an n-type amorphous silicon film.

【0069】上記第一の実施形態においては、ホスフィ
ンプラズマ処理と金属スパッタ成膜とを真空を破ること
なく、すなわち、半導体装置が酸化雰囲気中に曝される
ことなく、行うことも可能である。以下、本発明の第三
の実施形態として、このような第一の実施形態に係る半
導体装置の製造方法を実施するための半導体製造装置に
ついて説明する。
In the first embodiment, the phosphine plasma treatment and the metal sputtering film formation can be performed without breaking the vacuum, that is, without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere. Hereinafter, as a third embodiment of the present invention, a semiconductor manufacturing apparatus for performing the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment will be described.

【0070】第三の実施形態に係る半導体装置の製造装
置の第一の例を図3(a)に示す。
FIG. 3A shows a first example of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the third embodiment.

【0071】第一の例における半導体装置の製造装置
は、基板を加熱するための第一のチャンバーとしての基
板加熱室10と、基板をホスフィンプラズマに曝すホス
フィンプラズマ処理を実施するための第二のチャンバー
としてのホスフィンプラズマ処理チャンバー11と、基
板上にソース・ドレイン電極用金属膜を成膜するための
第三のチャンバーとしての金属成膜チャンバー12と、
基板加熱室10とホスフィンプラズマ処理チャンバー1
1との間を真空を維持しつつ接続する第一のゲートバル
ブ9aと、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11と金
属成膜チャンバー12の間を真空を維持しつつ接続する
第二のゲートバルブ9bと、からなる。
The semiconductor device manufacturing apparatus in the first example includes a substrate heating chamber 10 as a first chamber for heating a substrate and a second phosphine plasma treatment for exposing the substrate to phosphine plasma. A phosphine plasma processing chamber 11 as a chamber, a metal deposition chamber 12 as a third chamber for depositing a source / drain electrode metal film on a substrate,
Substrate heating chamber 10 and phosphine plasma processing chamber 1
1 and a second gate valve 9b that connects the phosphine plasma processing chamber 11 and the metal film formation chamber 12 while maintaining a vacuum. Become.

【0072】本製造装置においては、先ず、基板加熱室
10において基板を加熱し、その後、ホスフィンプラズ
マ処理チャンバー11に基板を搬送し、ホスフィンプラ
ズマ処理チャンバー11内においてホスフィンプラズマ
処理を行う。更に、金属成膜チャンバー12に基板を搬
送し、金属成膜チャンバー12内においてソース・ドレ
イン電極用金属を成膜する。
In this manufacturing apparatus, first, the substrate is heated in the substrate heating chamber 10, and thereafter, the substrate is transferred to the phosphine plasma processing chamber 11, and the phosphine plasma processing is performed in the phosphine plasma processing chamber 11. Further, the substrate is transferred to the metal film forming chamber 12, and a metal for source / drain electrodes is formed in the metal film forming chamber 12.

【0073】基板加熱室10、ホスフィンプラズマ処理
チャンバー11及び金属成膜チャンバー12の間を基板
を搬送する間においては、第一のゲートバルブ9a及び
第二のゲートバルブ9bによって、真空状態が破られる
ことなく維持されている。
During the transfer of the substrate between the substrate heating chamber 10, the phosphine plasma processing chamber 11, and the metal film formation chamber 12, the vacuum state is broken by the first gate valve 9a and the second gate valve 9b. Has been maintained without.

【0074】なお、上記第一の例における半導体装置の
製造装置は必ずしも基板加熱室10を有している必要は
ない。基板加熱室10とは個別の手段により基板を加熱
し、その後、その加熱した基板をホスフィンプラズマ処
理チャンバー11内に搬送してもよい。
Note that the semiconductor device manufacturing apparatus in the first example need not necessarily have the substrate heating chamber 10. The substrate may be heated by means separate from the substrate heating chamber 10, and then the heated substrate may be transferred into the phosphine plasma processing chamber 11.

【0075】図3(a)に示した第一の例の半導体装置
の製造装置はインライン式装置の一例である。これに対
して、枚葉式装置の例として、図3(b)に第三の実施
形態の第二の例における半導体装置の製造装置を示す。
The semiconductor device manufacturing apparatus of the first example shown in FIG. 3A is an example of an in-line type apparatus. On the other hand, as an example of a single-wafer apparatus, FIG. 3B shows an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to a second example of the third embodiment.

【0076】第二の例の半導体装置の製造装置は、基板
を加熱するための第一のチャンバーとしての基板加熱室
10と、基板をホスフィンプラズマに曝すホスフィンプ
ラズマ処理を実施するための第二のチャンバーとしての
ホスフィンプラズマ処理チャンバー11と、基板上にソ
ース・ドレイン電極用金属膜を成膜するための第三のチ
ャンバーとしての金属成膜チャンバー12と、基板を基
板加熱室10、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11
及び金属成膜チャンバー12の間で搬送するための空間
としての第四のチャンバーとしての基板搬送用チャンバ
ー13と、基板加熱室10と基板搬送用チャンバー13
との間を真空を維持しつつ接続する第一のゲートバルブ
16aと、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11と基
板搬送用チャンバー13との間を真空を維持しつつ接続
する第二のゲートバルブ16bと、金属成膜チャンバー
12と基板搬送用チャンバー13との間を真空を維持し
つつ接続する第三のゲートバルブ16cと、からなる。
The semiconductor device manufacturing apparatus of the second example includes a substrate heating chamber 10 as a first chamber for heating a substrate and a second phosphine plasma treatment for exposing the substrate to phosphine plasma. A phosphine plasma processing chamber 11 as a chamber, a metal film forming chamber 12 as a third chamber for forming a metal film for source / drain electrodes on a substrate, a substrate heating chamber 10, a phosphine plasma processing chamber 11
And a substrate transfer chamber 13 as a fourth chamber as a space for transfer between the metal film formation chambers 12, the substrate heating chamber 10, and the substrate transfer chamber 13.
A first gate valve 16a connecting the phosphine plasma processing chamber 11 and the substrate transfer chamber 13 while maintaining a vacuum, a first gate valve 16a connecting the phosphine plasma processing chamber 11 and the substrate transfer chamber 13 while maintaining a vacuum, A third gate valve 16c that connects the film forming chamber 12 and the substrate transfer chamber 13 while maintaining a vacuum.

【0077】本製造装置は次のようにして用いられる。This manufacturing apparatus is used as follows.

【0078】先ず、基板加熱室10で基板を加熱し、基
板搬送用チャンバー13を介してホスフィンプラズマ処
理チャンバー11に基板を搬送し、ホスフィンプラズマ
処理チャンバー11内においてホスフィンプラズマ処理
を行う。
First, the substrate is heated in the substrate heating chamber 10, the substrate is transferred to the phosphine plasma processing chamber 11 through the substrate transfer chamber 13, and phosphine plasma processing is performed in the phosphine plasma processing chamber 11.

【0079】この後、再び、基板搬送用チャンバー13
を介して、半導体装置が酸化雰囲気又は大気中に曝され
ることなく、金属成膜チャンバー12に基板を搬送し、
金属成膜チャンバー12内においてソース・ドレイン電
極用金属膜を成膜する。
Thereafter, the substrate transfer chamber 13 is again
Transports the substrate to the metal film formation chamber 12 without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere or the atmosphere through
A metal film for source / drain electrodes is formed in the metal film forming chamber 12.

【0080】基板加熱室10、ホスフィンプラズマ処理
チャンバー11、金属成膜チャンバー12及び基板搬送
用チャンバー13の間を基板を搬送する間においては、
第一のゲートバルブ16a、第二のゲートバルブ16
b、第三のゲートバルブ16cによって、真空状態が破
られることなく維持されている。
During the transfer of the substrate between the substrate heating chamber 10, the phosphine plasma processing chamber 11, the metal film forming chamber 12, and the substrate transfer chamber 13,
First gate valve 16a, second gate valve 16
b, The third gate valve 16c maintains the vacuum state without breaking.

【0081】図3(a)及び図3(b)に示す各製造装
置における基板加熱室10は、基板を加熱するための通
常の構造を有しており、例えば、ヒーター、真空ポンプ
などから構成されている。
The substrate heating chamber 10 in each of the manufacturing apparatuses shown in FIGS. 3A and 3B has a normal structure for heating the substrate, and includes, for example, a heater, a vacuum pump, and the like. Have been.

【0082】基板搬送用チャンバー13は、基板を各チ
ャンバー間で搬送するための通常の構造を有しており、
例えば、基板搬送用アーム、真空ポンプなどから構成さ
れている。
The substrate transfer chamber 13 has a normal structure for transferring a substrate between the chambers.
For example, it includes a substrate transfer arm, a vacuum pump, and the like.

【0083】ホスフィンプラズマ処理チャンバー11
は、図1(c)に示したホスフィンプラズマ処理を行う
ための構造を有しており、例えば、真空ポンプ、ホスフ
ィンガスの導入口、基板加熱用ヒーター、RF電圧が印
加できるような電極板などから形成されている。ホスフ
ィンプラズマ処理チャンバー11は、従来のプラズマC
VDチャンバーとほぼ同じ装置構成を有するものとして
構成することができる。
The phosphine plasma processing chamber 11
Has a structure for performing the phosphine plasma treatment shown in FIG. 1C, such as a vacuum pump, a phosphine gas inlet, a heater for heating a substrate, an electrode plate to which an RF voltage can be applied, and the like. Is formed from. The phosphine plasma processing chamber 11 uses a conventional plasma C
It can be configured as having substantially the same device configuration as the VD chamber.

【0084】金属成膜チャンバー12は、図1(d)に
示したソース・ドレイン電極用の金属膜成膜を行うため
の構造を有しており、例えば、真空ポンプ、スパッタ用
ガス(アルゴン等)の導入口、基板加熱用ヒーター、D
C電圧を印加できる金属ターゲット等から形成されてい
る。金属成膜チャンバー12は従来のDCスパッタ装置
とほぼ同じ装置構成を有するものとして構成することが
できる。また、スパッタ装置に限らず、一般的な蒸着装
置とほぼ同じ装置構成を有するものとしても構成するこ
とができる。
The metal film forming chamber 12 has a structure for forming a metal film for the source / drain electrodes shown in FIG. 1D, and includes, for example, a vacuum pump, a sputtering gas (such as argon). ) Inlet, substrate heater, D
It is formed from a metal target or the like to which a C voltage can be applied. The metal film forming chamber 12 can be configured to have almost the same apparatus configuration as a conventional DC sputtering apparatus. Further, the present invention is not limited to the sputtering apparatus, and may be configured to have a device configuration substantially the same as a general vapor deposition device.

【0085】上記第二の実施形態に係る半導体装置の製
造方法においては、ゲート絶縁膜、非晶質シリコン膜、
ホスフィンプラズマ処理、金属スパッタ成膜の四工程
を、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることなく、行
うことも可能である。以下、本発明の第四の実施形態と
して、このような第二の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を実施するための半導体製造装置について説明す
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, the gate insulating film, the amorphous silicon film,
The four steps of phosphine plasma treatment and metal sputter film formation can be performed without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere. Hereinafter, as a fourth embodiment of the present invention, a semiconductor manufacturing apparatus for performing the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment will be described.

【0086】第四の実施形態に係る半導体装置の製造装
置の第一の例を図4(a)に示す。
FIG. 4A shows a first example of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the fourth embodiment.

【0087】第一の例における半導体装置の製造装置
は、基板を加熱するための第一のチャンバーとしての基
板加熱室10と、基板上にゲート絶縁膜を成膜するため
の第二のチャンバーとしてのゲート絶縁膜成膜チャンバ
ー14と、基板上に非晶質シリコン膜を成膜するための
第三のチャンバーとしての非晶質シリコン膜成膜チャン
バー15と、基板をホスフィンプラズマに曝すホスフィ
ンプラズマ処理を行うための第四のチャンバーとしての
ホスフィンプラズマ処理チャンバー11と、基板上にソ
ース・ドレイン電極用金属膜を成膜するための第五のチ
ャンバーとしての金属成膜チャンバー12と、基板加熱
室10とゲート絶縁膜成膜チャンバー14との間を真空
を維持しつつ接続する第一のゲートバルブ17aと、ゲ
ート絶縁膜成膜チャンバー14と非晶質シリコン膜成膜
チャンバー15との間を真空を維持しつつ接続する第二
のゲートバルブ17bと、非晶質シリコン膜成膜チャン
バー15とホスフィンプラズマ処理チャンバー11との
間を真空を維持しつつ接続する第三のゲートバルブ17
cと、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11と金属成
膜チャンバー12との間を真空を維持しつつ接続する第
四のゲートバルブ17dと、からなる。
The semiconductor device manufacturing apparatus in the first example has a substrate heating chamber 10 as a first chamber for heating a substrate and a second chamber for forming a gate insulating film on the substrate. Gate insulating film forming chamber 14, an amorphous silicon film forming chamber 15 as a third chamber for forming an amorphous silicon film on a substrate, and phosphine plasma treatment for exposing the substrate to phosphine plasma. A phosphine plasma processing chamber 11 as a fourth chamber for carrying out the process, a metal film forming chamber 12 as a fifth chamber for forming a metal film for source / drain electrodes on a substrate, and a substrate heating chamber 10 A first gate valve 17a for connecting the chamber and the gate insulating film forming chamber 14 while maintaining a vacuum, and a gate insulating film forming chamber. A second gate valve 17b connects the bar 14 and the amorphous silicon film formation chamber 15 while maintaining a vacuum, and connects the second gate valve 17b between the amorphous silicon film formation chamber 15 and the phosphine plasma processing chamber 11. Third gate valve 17 connected while maintaining vacuum
and a fourth gate valve 17d for connecting the phosphine plasma processing chamber 11 and the metal film forming chamber 12 while maintaining a vacuum.

【0088】本製造装置は次のようにして用いられる。The present manufacturing apparatus is used as follows.

【0089】本製造装置においては、先ず、基板加熱室
10において基板を加熱し、その後、ゲート絶縁膜製膜
チャンバー14内に基板を搬送し、ゲート絶縁膜製膜チ
ャンバー14内において基板上にゲート絶縁膜を形成す
る。次いで、基板を非晶質シリコン膜成膜チャンバー1
5内に搬送し、非晶質シリコン膜成膜チャンバー15内
においてゲート絶縁膜上に非晶質シリコン膜を形成す
る。その後、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11内
に基板を搬送し、ホスフィンプラズマ処理チャンバー1
1内においてホスフィンプラズマ処理を行う。更に、金
属成膜チャンバー12内に基板を搬送し、金属成膜チャ
ンバー12内においてソース・ドレイン電極用金属膜を
成膜する。
In this manufacturing apparatus, first, the substrate is heated in the substrate heating chamber 10, and thereafter, the substrate is transferred into the gate insulating film forming chamber 14, and the gate is placed on the substrate in the gate insulating film forming chamber 14. An insulating film is formed. Next, the substrate is placed in an amorphous silicon film formation chamber 1.
5, and an amorphous silicon film is formed on the gate insulating film in the amorphous silicon film forming chamber 15. After that, the substrate is transferred into the phosphine plasma processing chamber 11 and
A phosphine plasma treatment is performed within 1. Further, the substrate is transferred into the metal film forming chamber 12, and a metal film for source / drain electrodes is formed in the metal film forming chamber 12.

【0090】基板加熱室10、ゲート絶縁膜成膜チャン
バー14、非晶質シリコン膜成膜チャンバー15、ホス
フィンプラズマ処理チャンバー11及び金属成膜チャン
バー12の間を基板を搬送する間においては、第一乃至
第四のゲートバルブ17a乃至17dによって、真空状
態が破られることなく維持されている。
During the transfer of the substrate between the substrate heating chamber 10, the gate insulating film deposition chamber 14, the amorphous silicon film deposition chamber 15, the phosphine plasma processing chamber 11, and the metal deposition chamber 12, the first The vacuum state is maintained without being broken by the fourth to fourth gate valves 17a to 17d.

【0091】なお、上記第一の例における半導体装置の
製造装置は必ずしも基板加熱室10を有している必要は
ない。基板加熱室10とは個別の手段により基板を加熱
し、その後、その基板をゲート絶縁膜成膜チャンバー1
4内に搬送してもよい。
Note that the semiconductor device manufacturing apparatus in the first example need not necessarily have the substrate heating chamber 10. The substrate is heated by means different from the substrate heating chamber 10 and then the substrate is heated in the gate insulating film forming chamber 1.
4 may be conveyed.

【0092】図4(a)に示した第一の例の半導体装置
の製造装置はインライン式装置の一例である。これに対
して、枚葉式装置の例として、図4(b)に第四の実施
形態の第二の例における半導体装置の製造装置を示す。
The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the first example shown in FIG. 4A is an example of an in-line type apparatus. On the other hand, as an example of a single-wafer apparatus, FIG. 4B shows an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to a second example of the fourth embodiment.

【0093】第二の例の半導体装置の製造装置は、基板
を加熱するための第一のチャンバーとしての基板加熱室
10と、基板上にゲート絶縁膜を成膜するための第二の
チャンバーとしてのゲート絶縁膜成膜チャンバー14
と、基板上に非晶質シリコン膜を成膜するための第三の
チャンバーとしての非晶質シリコン膜成膜チャンバー1
5と、基板をホスフィンプラズマに曝すホスフィンプラ
ズマ処理を実施するための第四のチャンバーとしてのホ
スフィンプラズマ処理チャンバー11と、基板上にソー
ス・ドレイン電極用金属膜を成膜するための第五のチャ
ンバーとしての金属成膜チャンバー12と、基板を各チ
ャンバー10、14、15、11、12間で搬送するた
めの空間としての第六のチャンバーとしての基板搬送用
チャンバー13と、基板加熱室10と基板搬送用チャン
バー13との間を真空を維持しつつ接続する第一のゲー
トバルブ18aと、ゲート絶縁膜成膜チャンバー14と
基板搬送用チャンバー13との間を真空を維持しつつ接
続する第二のゲートバルブ18bと、非晶質シリコン膜
成膜チャンバー15と基板搬送用チャンバー13との間
を真空を維持しつつ接続する第三のゲートバルブ18c
と、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11と基板搬送
用チャンバー13との間を真空を維持しつつ接続する第
四のゲートバルブ18dと、金属成膜チャンバー12と
基板搬送用チャンバー13との間を真空を維持しつつ接
続する第五のゲートバルブ18eと、からなる。
The semiconductor device manufacturing apparatus of the second example has a substrate heating chamber 10 as a first chamber for heating a substrate and a second chamber for forming a gate insulating film on the substrate. Gate insulating film deposition chamber 14
And an amorphous silicon film formation chamber 1 as a third chamber for forming an amorphous silicon film on a substrate
5, a phosphine plasma processing chamber 11 as a fourth chamber for performing phosphine plasma processing for exposing the substrate to phosphine plasma, and a fifth chamber for forming a metal film for source / drain electrodes on the substrate A metal film forming chamber 12, a substrate transfer chamber 13 as a sixth chamber as a space for transferring a substrate between the chambers 10, 14, 15, 11, 12, a substrate heating chamber 10, A first gate valve 18a for connecting the transfer chamber 13 while maintaining a vacuum, and a second gate valve for connecting the gate insulating film deposition chamber 14 and the substrate transfer chamber 13 while maintaining a vacuum. A vacuum is maintained between the gate valve 18b, the amorphous silicon film deposition chamber 15, and the substrate transfer chamber 13. Third gate valve 18c to be connected
And a fourth gate valve 18d for connecting the phosphine plasma processing chamber 11 and the substrate transfer chamber 13 while maintaining a vacuum, and maintaining a vacuum between the metal film forming chamber 12 and the substrate transfer chamber 13. And a fifth gate valve 18e that is connected to the fifth gate valve 18e.

【0094】本製造装置は次のようにして用いられる。The present manufacturing apparatus is used as follows.

【0095】先ず、基板加熱室10で基板を加熱し、基
板搬送用チャンバー13を介してゲート絶縁膜成膜チャ
ンバー14に基板を搬送し、基板上にゲート絶縁膜を形
成する。
First, the substrate is heated in the substrate heating chamber 10, the substrate is transferred to the gate insulating film forming chamber 14 via the substrate transfer chamber 13, and a gate insulating film is formed on the substrate.

【0096】この後、再び、基板搬送用チャンバー13
を介して、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることな
く、非晶質シリコン膜成膜チャンバー15内に基板を搬
送し、基板上に非晶質シリコン膜を成膜する。
Thereafter, the substrate transfer chamber 13 is again
The substrate is transported into the amorphous silicon film formation chamber 15 without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere via, and an amorphous silicon film is formed on the substrate.

【0097】次いで、再び、基板搬送用チャンバー13
を介して、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることな
く、ホスフィンプラズマ処理チャンバー11に基板を搬
送し、ホスフィンプラズマ処理を施す。
Next, the substrate transfer chamber 13 is again
The substrate is transferred to the phosphine plasma processing chamber 11 without subjecting the semiconductor device to an oxidizing atmosphere through the, and subjected to phosphine plasma processing.

【0098】最後に、再び、基板搬送用チャンバー13
を介して、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることな
く、金属成膜チャンバー12に基板を搬送し、ソース・
ドレイン電極用金属膜を成膜する。
Finally, again, the substrate transfer chamber 13
The substrate is transferred to the metal film forming chamber 12 without exposing the semiconductor device to the oxidizing atmosphere through the
A metal film for a drain electrode is formed.

【0099】基板加熱室10、ゲート絶縁膜成膜チャン
バー14、非晶質シリコン膜成膜チャンバー15、ホス
フィンプラズマ処理チャンバー11、金属成膜チャンバ
ー12及び基板搬送用チャンバー13の間を基板を搬送
する間においては、第一乃至第五のゲートバルブ18a
乃至18eによって、真空状態が破られることなく維持
されている。
The substrate is transported between the substrate heating chamber 10, the gate insulating film deposition chamber 14, the amorphous silicon film deposition chamber 15, the phosphine plasma processing chamber 11, the metal deposition chamber 12, and the substrate transport chamber 13. In between, the first to fifth gate valves 18a
Through 18e, the vacuum state is maintained without breaking.

【0100】図4(a)及び図4(b)に示す各製造装
置における基板加熱室10は、基板を加熱するための通
常の構造を有しており、例えば、ヒーター、真空ポンプ
などから構成されている。
The substrate heating chamber 10 in each of the manufacturing apparatuses shown in FIGS. 4A and 4B has an ordinary structure for heating a substrate, and includes, for example, a heater, a vacuum pump, and the like. Have been.

【0101】基板搬送用チャンバー13は、基板を各チ
ャンバー間で搬送するための通常の構造を有しており、
例えば、基板搬送用アーム、真空ポンプなどから構成さ
れている。
The substrate transfer chamber 13 has a normal structure for transferring a substrate between the chambers.
For example, it includes a substrate transfer arm, a vacuum pump, and the like.

【0102】ホスフィンプラズマ処理チャンバー11
は、図1(c)に示したホスフィンプラズマ処理を行う
ための構造を有しており、例えば、真空ポンプ、ホスフ
ィンガスの導入口、基板加熱用ヒーター、RF電圧が印
加できるような電極板などから形成されている。ホスフ
ィンプラズマ処理チャンバー11は、従来のプラズマC
VDチャンバーとほぼ同じ装置構成を有するものとして
構成することができる。
The phosphine plasma processing chamber 11
Has a structure for performing the phosphine plasma treatment shown in FIG. 1C, such as a vacuum pump, a phosphine gas inlet, a heater for heating a substrate, an electrode plate to which an RF voltage can be applied, and the like. Is formed from. The phosphine plasma processing chamber 11 uses a conventional plasma C
It can be configured as having substantially the same device configuration as the VD chamber.

【0103】金属成膜チャンバー12は、図1(d)に
示したソース・ドレイン電極用の金属膜成膜を行うため
の構造を有しており、例えば、真空ポンプ、スパッタ用
ガス(アルゴン等)の導入口、基板加熱用ヒーター、D
C電圧が印加できる金属ターゲット等から形成されてい
る。金属成膜チャンバー12は従来のDCスパッタ装置
とほぼ同じ装置構成を有するものとして構成することが
できる。また、スパッタ装置に限らず、一般的な蒸着装
置とほぼ同じ装置構成を有するものとして構成すること
もできる。
The metal film forming chamber 12 has a structure for forming a metal film for the source / drain electrodes shown in FIG. 1D, and includes, for example, a vacuum pump, a sputtering gas (such as argon). ) Inlet, substrate heater, D
It is formed from a metal target or the like to which a C voltage can be applied. The metal film forming chamber 12 can be configured to have almost the same apparatus configuration as a conventional DC sputtering apparatus. Further, the present invention is not limited to the sputtering apparatus, and may be configured to have substantially the same apparatus configuration as a general vapor deposition apparatus.

【0104】また、ゲート絶縁膜成膜チャンバー14及
び非晶質シリコン膜成膜チャンバー15は、例えば、従
来のプラズマCVDチャンバーと同じ構造を有するもの
として構成することができる。
Further, the gate insulating film formation chamber 14 and the amorphous silicon film formation chamber 15 can be configured to have the same structure as a conventional plasma CVD chamber, for example.

【0105】[0105]

【実施例】以下、実施例を参照して本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。
The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0106】図1に示す工程順により、本発明の一実施
例として逆スタガード型薄膜トランジスタの製造方法を
説明する。
A method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor will be described as an embodiment of the present invention in the order of steps shown in FIG.

【0107】まず、透明絶縁性基板であるガラス基板1
上にゲート電極用金属としてクロミウムをスパッタ法に
より100nm成膜し、ウェットエッチング法により所
望の形状にパターニングし、ゲート電極2を形成した。
First, a glass substrate 1 which is a transparent insulating substrate
A chromium film as a gate electrode metal was formed thereon to a thickness of 100 nm by a sputtering method, and was patterned into a desired shape by a wet etching method to form a gate electrode 2.

【0108】その後、図1(a)に示すように、プラズ
マCVD法を用いて、基板温度300℃において、シラ
ン、アンモニア及び窒素の混合ガスを原料としてゲート
絶縁膜である窒化シリコン膜3を400nm、シラン及
び水素の混合ガスを原料として活性層である非晶質シリ
コン膜4を100nm形成した。
Thereafter, as shown in FIG. 1A, a silicon nitride film 3 as a gate insulating film is formed to a thickness of 400 nm by a plasma CVD method at a substrate temperature of 300 ° C. using a mixed gas of silane, ammonia and nitrogen as a raw material. An amorphous silicon film 4 as an active layer was formed to a thickness of 100 nm using a mixed gas of silane and hydrogen as a raw material.

【0109】その後、図1(b)に示すように、非晶質
シリコン膜4をドライエッチング法によりエッチング
し、所望のアイランド形状にパターニングした。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, the amorphous silicon film 4 was etched by a dry etching method and patterned into a desired island shape.

【0110】続いて、図3(a)又は図3(b)に示し
た製造装置におけるホスフィンプラズマ処理チャンバー
11を用いて、基板温度250℃において、非晶質シリ
コン膜4にホスフィンプラズマ処理を行い、図1(c)
に示すように、非晶質シリコン膜4の表面部にリン6を
堆積させた。この時、非晶質シリコン膜4の表層部にリ
ンが拡散する場合もあった。ホスフィンプラズマ処理の
原料ガスとしては水素ベース0.5%ホスフィンガスを
用いた。
Subsequently, the amorphous silicon film 4 is subjected to phosphine plasma processing at a substrate temperature of 250 ° C. using the phosphine plasma processing chamber 11 in the manufacturing apparatus shown in FIG. 3A or 3B. , FIG. 1 (c)
As shown in FIG. 6, phosphorus 6 was deposited on the surface of the amorphous silicon film 4. At this time, phosphorus may diffuse into the surface layer of the amorphous silicon film 4 in some cases. As a source gas for the phosphine plasma treatment, a 0.5% phosphine gas based on hydrogen was used.

【0111】更に、真空を破ることなく、すなわち、半
導体装置が酸化雰囲気中に曝されることなく、金属成膜
チャンバー12内へガラス基板1を搬送し、基板温度2
50℃で、ソース・ドレイン電極用金属としてクロミウ
ムをスパッタ法により100nm成膜した。
Further, the glass substrate 1 is transported into the metal film formation chamber 12 without breaking the vacuum, that is, without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere, and
At 50 ° C., chromium as a metal for source / drain electrodes was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method.

【0112】その後、図1(d)に示すように、クロミ
ウム膜を所望の形状にパターニングし、ソース・ドレイ
ン電極7を形成した。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, the chromium film was patterned into a desired shape to form source / drain electrodes 7.

【0113】最後にソース・ドレイン電極間の不要なn
型化した非晶質シリコン膜8をエッチング除去すること
により、図1(e)に示すような薄膜トランジスタが完
成した。
Finally, unnecessary n between the source and drain electrodes
By etching and removing the shaped amorphous silicon film 8, a thin film transistor as shown in FIG. 1E was completed.

【0114】本実施例において形成されるn型化した非
晶質シリコン膜8の厚さは数nm程度であり、非常に薄
い。このため、ソース・ドレイン電極間の不要なn型化
した非晶質シリコン膜8をエッチング除去することに代
えて、ソース・ドレイン電極間の不要なn型化した非晶
質シリコン膜8をプラズマ処理で絶縁膜に改質する方法
によっても薄膜トランジスタを作成することができる。
The thickness of the n-type amorphous silicon film 8 formed in this embodiment is about several nm, which is very thin. For this reason, the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes is removed by etching instead of etching away the unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between the source and drain electrodes. A thin film transistor can also be formed by a method of modifying an insulating film by a treatment.

【0115】あるいは、図1(d)に示す工程におい
て、ソース・ドレイン電極をドライエッチング法又はウ
エットエッチング法でパターニングすることにより、こ
の非常に薄い、不要なn型化した非晶質シリコン膜8を
も同時に除去することも可能である。これによって、上
述した最終工程であるn型化した非晶質シリコン膜8の
エッチング除去又はプラズマ処理等のプロセスが不要と
なり、工程数の削減を図ることができる。
Alternatively, in the step shown in FIG. 1D, the source and drain electrodes are patterned by a dry etching method or a wet etching method, so that this extremely thin, unnecessary n-type amorphous silicon film 8 is formed. Can also be removed at the same time. This eliminates the need for a process such as the etching removal of the n-type amorphous silicon film 8 or the plasma treatment, which is the final process described above, and the number of processes can be reduced.

【0116】本実施例により作成された本発明の薄膜ト
ランジスタにおいては、オン・オフ比6桁以上、電界効
果移動度0.7cm2-1-1程度の良好なスイッチン
グ特性が得られた。
In the thin film transistor of the present invention produced according to this example, good switching characteristics with an on / off ratio of 6 digits or more and a field effect mobility of about 0.7 cm 2 V −1 s −1 were obtained.

【0117】これは、本発明に係る製造方法及び製造装
置を用いることにより、n型化した非晶質シリコン膜8
を個別に成膜することなく、ソース・ドレイン領域にお
いて良好なオーミックコンタクトが得られ、その結果、
液晶ディスプレイのスイッチング素子として十分な特性
を有する薄膜トランジスタの作成が可能であることを示
している。
This is because an n-type amorphous silicon film 8 is formed by using the manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the present invention.
Good ohmic contact is obtained in the source / drain region without forming
This shows that a thin film transistor having sufficient characteristics as a switching element of a liquid crystal display can be manufactured.

【0118】図2に示す工程順により、本発明の第二の
実施例における逆スタガード型薄膜トランジスタの製造
方法を以下に説明する。
A method of manufacturing an inverted staggered type thin film transistor according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the steps shown in FIG.

【0119】まず、透明絶縁性基板であるガラス基板1
上にゲート電極用金属としてクロミウムをスパッタ法に
より100nm成膜した後、ウェットエッチング法によ
りクロミウムを所望の形状にパターニングし、ゲート電
極2を形成した。
First, a glass substrate 1 as a transparent insulating substrate was used.
After forming a film of chromium as a metal for a gate electrode to a thickness of 100 nm by sputtering, chromium was patterned into a desired shape by wet etching to form a gate electrode 2.

【0120】その後、プラズマCVD法を用いて、基板
温度300℃において、図2(a)に示すように、シラ
ン、アンモニア及び窒素の混合ガスを原料としてゲート
絶縁膜である窒化シリコン膜3を400nm形成した。
Then, at a substrate temperature of 300 ° C., a silicon nitride film 3 as a gate insulating film was formed to a thickness of 400 nm by using a mixed gas of silane, ammonia and nitrogen as a raw material at a substrate temperature of 300 ° C. Formed.

【0121】以上の窒化シリコン膜3の形成は、図4
(a)又は図4(b)に示した製造装置におけるゲート
絶縁膜成膜チャンバー14において行った。
The above-described formation of the silicon nitride film 3 is described in FIG.
(A) or in the gate insulating film forming chamber 14 in the manufacturing apparatus shown in FIG.

【0122】次いで、ガラス基板1を非晶質シリコン膜
成膜チャンバー15内に搬送し、シラン及び水素の混合
ガスを原料として活性層である非晶質シリコン膜4を1
00nm形成した。
Next, the glass substrate 1 is transported into the amorphous silicon film forming chamber 15, and the amorphous silicon film 4 as an active layer is formed using a mixed gas of silane and hydrogen as a raw material.
00 nm was formed.

【0123】更に、半導体装置が酸化雰囲気中に曝され
ることなく、ガラス基板1をホスフィンプラズマ処理チ
ャンバー11内に搬送し、非晶質シリコン膜4に対して
ホスフィンプラズマ処理を行い、図2(b)に示すよう
に、非晶質シリコン膜4の表面部にリン6を堆積させ
た。この時、非晶質シリコン膜4の表層部にリンが拡散
する場合もあった。ホスフィンプラズマ処理時の基板温
度は250℃であり、原料ガスには水素ベース0.5%
ホスフィンガスを用いた。
Further, the glass substrate 1 is transferred into the phosphine plasma processing chamber 11 without subjecting the semiconductor device to the oxidizing atmosphere, and the amorphous silicon film 4 is subjected to the phosphine plasma processing. As shown in b), phosphorus 6 was deposited on the surface of the amorphous silicon film 4. At this time, phosphorus may diffuse into the surface layer of the amorphous silicon film 4 in some cases. The substrate temperature at the time of the phosphine plasma treatment is 250 ° C.
Phosphine gas was used.

【0124】この後、ガラス基板1を大気に曝し、次い
で、ガラス基板1を金属成膜チャンバー12内に搬送
し、基板温度250℃において、図2(c)に示すよう
に、ソース・ドレイン電極用金属としてクロミウムをア
ルゴンガスを用いてスパッタ法により100nm成膜し
た。この時、非晶質シリコン膜4とクロミウム膜との間
に、数nm程度の薄いn型化した非晶質シリコン膜8が
自動的に形成された。
Thereafter, the glass substrate 1 is exposed to the atmosphere, and then the glass substrate 1 is transferred into the metal film forming chamber 12, and at a substrate temperature of 250 ° C., as shown in FIG. Chromium as a metal for use was deposited to a thickness of 100 nm by a sputtering method using an argon gas. At this time, a thin n-type amorphous silicon film 8 of about several nm was automatically formed between the amorphous silicon film 4 and the chromium film.

【0125】その後、スパッタ成膜したクロミウム膜を
所望の形状にパターニングし、ソース・ドレイン電極7
を形成した。更に、図2(d)に示すように、n型化し
た非晶質シリコン膜8及び非晶質シリコン膜4を所望の
アイランド形状にパターニングした。
Thereafter, the chromium film formed by sputtering is patterned into a desired shape, and the source / drain electrodes 7 are formed.
Was formed. Further, as shown in FIG. 2D, the n-type amorphous silicon film 8 and the amorphous silicon film 4 were patterned into a desired island shape.

【0126】最後にソース・ドレイン電極間の不要なn
型化した非晶質シリコン膜8をエッチング除去すること
により、図2(e)に示すような薄膜トランジスタが完
成した。
Finally, unnecessary n between the source and drain electrodes
By etching and removing the shaped amorphous silicon film 8, a thin film transistor as shown in FIG. 2E was completed.

【0127】第一の実施例の場合と同様に、本実施例に
おいて形成されるn型化した非晶質シリコン膜8の厚さ
は数nm程度であり、非常に薄い。このため、ソース・
ドレイン電極間の不要なn型化した非晶質シリコン膜8
をプラズマ処理で絶縁膜に改質する方法によっても、薄
膜トランジスタを作成することができる。
As in the case of the first embodiment, the thickness of the n-type amorphous silicon film 8 formed in this embodiment is about several nm, which is very thin. For this reason, the source
Unnecessary n-type amorphous silicon film 8 between drain electrodes
A thin film transistor can also be formed by a method in which is converted into an insulating film by plasma treatment.

【0128】あるいは、本実施例においても、図2
(d)に示した工程においてソース・ドレイン電極をド
ライエッチング法又はウエットエッチング法でパターニ
ングすることにより、この非常に薄い、不要なn型化し
た非晶質シリコン膜8も同時に除去することができた。
これにより、上述した最終工程であるn型化した非晶質
シリコン膜8のエッチング除去・プラズマ処理等のプロ
セスが不要となった。
Alternatively, also in this embodiment, FIG.
By patterning the source / drain electrodes by a dry etching method or a wet etching method in the step shown in (d), this extremely thin and unnecessary n-type amorphous silicon film 8 can be removed at the same time. Was.
This eliminates the need for the above-described final processes such as the etching removal of the n-type amorphous silicon film 8 and the plasma treatment.

【0129】このようにして作成された本実施例の薄膜
トランジスタにおいては、第一の実施例の場合と同様
に、オン・オフ比6桁以上、電界効果移動度0.8cm
2-1-1程度の良好なスイッチング特性が得られた。
In the thin film transistor of the present embodiment fabricated as described above, the on / off ratio is 6 digits or more and the field effect mobility is 0.8 cm, as in the first embodiment.
Good switching characteristics of about 2 V -1 s -1 were obtained.

【0130】また、本実施例においては、非晶質シリコ
ン膜4に対するホスフィンプラズマ処理後に、基板1を
大気に曝し、次いで、金属成膜を行ったが、ホスフィン
プラズマ処理後に、真空を破ることなく連続して金属成
膜を行った場合においても、同様なトランジスタ特性が
得られた。
In this embodiment, the substrate 1 is exposed to the air after the phosphine plasma treatment on the amorphous silicon film 4, and then the metal film is formed. After the phosphine plasma treatment, the vacuum is not broken. Similar transistor characteristics were obtained even when metal films were continuously formed.

【0131】これは、本発明に係る製造方法・製造装置
を用いることにより、n型化した非晶質シリコン膜を個
別に成膜することなく、ソース・ドレイン領域において
良好なオーミックコンタクトが得られ、その結果、液晶
ディスプレイのスイッチング素子として十分な特性を有
する薄膜トランジスタの作成が可能であることを示して
いる。
By using the manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the present invention, a good ohmic contact can be obtained in the source / drain regions without forming an n-type amorphous silicon film individually. As a result, it is shown that a thin film transistor having sufficient characteristics as a switching element of a liquid crystal display can be manufactured.

【0132】上述の実施例以外にも、本発明に係る半導
体製造方法及び製造装置が、構造の異なる各種の逆スタ
ガード型薄膜トランジスタ構造、更には、非晶質シリコ
ン膜以外の多結晶シリコン膜等を用いた薄膜トランジス
タにも適用できることは明らかである。
In addition to the above-described embodiments, the semiconductor manufacturing method and the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention can be applied to various inverted staggered thin film transistor structures having different structures, and also to a polycrystalline silicon film other than an amorphous silicon film. Obviously, the present invention can be applied to the thin film transistor used.

【0133】あるいは、薄膜トランジスタに限らず、非
晶質シリコン/n型化した非晶質シリコン/金属接合を
有するあらゆる半導体装置にも適用可能である。
The present invention is not limited to a thin film transistor, but is applicable to any semiconductor device having an amorphous silicon / n-type amorphous silicon / metal junction.

【0134】また、ホスフィンプラズマ処理時には、水
素ガス以外の様々なガス(例えば、アルゴンガスやヘリ
ウムガス等)をベースとしたホスフィンガスを用いるこ
とも可能である。
In the phosphine plasma treatment, it is also possible to use a phosphine gas based on various gases other than hydrogen gas (eg, argon gas, helium gas, etc.).

【0135】また、ホスフィンプラズマ処理後の金属成
膜に関しては、スパッタ成膜のみについて説明したが、
スパッタリング以外の蒸着法等の様々な成膜方法を適用
することができる。
As for metal film formation after phosphine plasma treatment, only sputter film formation has been described.
Various film formation methods such as an evaporation method other than sputtering can be applied.

【0136】上記の実施例では、ゲート電極、ソース・
ドレイン電極としてクロミウムを使用した例について説
明したが、その他公知のモリブデン、アルミニウム、タ
ンタル等の金属やこれらの合金、あるいは、これらの金
属の積層構造など、いずれの形態に対しても本発明に係
る半導体製造方法及び製造装置を適用することが可能で
ある。
In the above embodiment, the gate electrode, the source
Although an example in which chromium is used as the drain electrode has been described, other known metals such as molybdenum, aluminum, and tantalum and their alloys, or a laminated structure of these metals, the present invention is applicable to any form. A semiconductor manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus can be applied.

【0137】[0137]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
逆スタガード型薄膜トランジスタにおいて、n型化した
非晶質シリコン膜を個別に成膜することなく、非晶質シ
リコン膜成膜後にホスフィンプラズマ処理を行うことに
より、ソース・ドレイン領域にn型化した非晶質シリコ
ン膜を自動的に形成することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
In the inverted staggered thin film transistor, the phosphine plasma treatment is performed after forming the amorphous silicon film without individually forming the n-type amorphous silicon film, so that the n-type amorphous silicon film is formed in the source / drain regions. A crystalline silicon film can be automatically formed.

【0138】また、本発明を用いることにより、成膜工
程数を減少させることができるので、薄膜トランジスタ
作成の歩留まりの改善を実現することができる。
In addition, by using the present invention, the number of film formation steps can be reduced, so that the yield of thin film transistors can be improved.

【0139】更に、本発明のようにプラズマCVD装置
とスパッタ等の金属成膜装置とを連結することにより、
これらのプロセスを連続して行い、薄膜トランジスタの
作成が可能となるため、作成工程のスループットの向上
を実現することができる。
Furthermore, by connecting a plasma CVD apparatus and a metal film forming apparatus such as sputtering as in the present invention,
These processes are continuously performed to form a thin film transistor, so that the throughput of the manufacturing process can be improved.

【0140】また、本発明により形成されるn型化した
非晶質シリコン膜厚は非常に薄いので、ソース・ドレイ
ン電極間の不要なn型化した非晶質シリコン膜をプラズ
マ処理で絶縁膜に改質する方法によっても、薄膜トラン
ジスタを作成することができる。
Further, since the thickness of the n-type amorphous silicon film formed by the present invention is very small, unnecessary n-type amorphous silicon film between the source and drain electrodes is subjected to plasma treatment to form an insulating film. The thin film transistor can also be manufactured by a method of modifying the thickness of the thin film transistor.

【0141】また、ソース・ドレイン電極をドライエッ
チング法又はウエットエッチング法でパターニングする
ことにより、ソース・ドレイン電極間の不要なn型化し
た非晶質シリコン膜も同時に除去することができる。こ
れにより、最終工程であるn型化した非晶質シリコン膜
のエッチング除去・プラズマ処理等のプロセスが不要と
なり、工程数の削減を実現することができる。
By patterning the source / drain electrodes by dry etching or wet etching, unnecessary n-type amorphous silicon films between the source / drain electrodes can be removed at the same time. This eliminates the need for processes such as etching and plasma treatment of the n-type amorphous silicon film, which are the final steps, and can reduce the number of steps.

【0142】以上のように、本発明を用いることによ
り、逆スタガード型薄膜トランジスタ作成の歩留まり・
工程スループットが大幅に改善され、液晶ディスプレイ
製造工程の低コスト化を実現することができる。
As described above, by using the present invention, the yield of the reverse staggered thin film transistor can be reduced.
The process throughput is greatly improved, and the cost of the liquid crystal display manufacturing process can be reduced.

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

【図1】図1(a)乃至(e)は、本発明に係る薄膜ト
ランジスタの製造方法の第一の実施形態における各工程
を示す半導体装置の断面図である。
FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views of a semiconductor device showing respective steps in a first embodiment of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.

【図2】図2(a)乃至(e)は、本発明に係る薄膜ト
ランジスタの製造方法の第二の実施形態における各工程
を示す半導体装置の断面図である。
FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views of a semiconductor device showing respective steps in a second embodiment of the method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.

【図3】図3(a)乃至(b)は、本発明に係る半導体
製造装置の一実施形態を示す概略図である。
FIGS. 3A and 3B are schematic views showing one embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.

【図4】図4(a)乃至(b)は、本発明に係る半導体
製造装置の他の実施形態を示す概略図である。
FIGS. 4A and 4B are schematic views showing another embodiment of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.

【図5】図5(a)乃至(e)は、従来の逆スタガード
型薄膜トランジスタの製造方法における各工程を示す半
導体装置の断面図である。
5 (a) to 5 (e) are cross-sectional views of a semiconductor device showing respective steps in a conventional method for manufacturing an inverted staggered thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明絶縁性基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 非晶質シリコン膜 5 ホスフィンプラズマ 6 リン 7 ソース・ドレイン電極 8 n型化した非晶質シリコン膜 9a、9b ゲートバルブ 10 基板加熱室 11 ホスフィンプラズマ処理チャンバー 12 金属成膜チャンバー 13 基板搬送用チャンバー 14 ゲート絶縁膜成膜チャンバー 15 非晶質シリコン膜成膜チャンバー 16a、16b、16c ゲートバルブ 17a、17b、17c、17d ゲートバルブ 18a、18b、18c、18d、18e ゲートバル
Reference Signs List 1 transparent insulating substrate 2 gate electrode 3 gate insulating film 4 amorphous silicon film 5 phosphine plasma 6 phosphorus 7 source / drain electrode 8 n-type amorphous silicon film 9a, 9b gate valve 10 substrate heating chamber 11 phosphine plasma Processing chamber 12 Metal film forming chamber 13 Substrate transport chamber 14 Gate insulating film forming chamber 15 Amorphous silicon film forming chamber 16a, 16b, 16c Gate valve 17a, 17b, 17c, 17d Gate valve 18a, 18b, 18c, 18d, 18e Gate valve

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に非晶質シリコン膜を形成する第
一の工程と、 前記非晶質シリコン膜が形成された基板に少なくともV
族の元素を含むプラズマ処理を施す第二の工程と、 前記プラズマ処理を施した非晶質シリコン膜上に金属膜
を成膜する第三の工程と、 を備える半導体装置の製造方法。
A first step of forming an amorphous silicon film on a substrate; and a step of forming at least V on the substrate on which the amorphous silicon film is formed.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a second step of performing a plasma treatment including a group III element; and a third step of forming a metal film on the amorphous silicon film subjected to the plasma treatment.
【請求項2】 前記第一の工程に続いて、前記第二の工
程が、前記半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることな
く、行われることを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein, following the first step, the second step is performed without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere. Manufacturing method.
【請求項3】 前記第二の工程に続いて、前記第三の工
程が、前記半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることな
く、行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の
半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein, after the second step, the third step is performed without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】 前記V族の元素を含むプラズマ処理が少
なくともホスフィンガスを用いたプラズマ処理であるこ
とを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の半
導体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the plasma treatment including the group V element is a plasma treatment using at least a phosphine gas.
【請求項5】 基板上に形成されたゲート電極を覆っ
て、絶縁膜及び非晶質シリコン膜を順次形成する第一の
工程と、 減圧下において、前記絶縁膜及び非晶質シリコン膜を順
次形成した基板にホスフィンプラズマ処理を施す第二の
工程と、 前記ホスフィンプラズマ処理を施した非晶質シリコン膜
上に金属膜を成膜し、該金属膜をソース電極及びドレイ
ン電極の形状にパターニングする第三の工程と、 前記非晶質シリコン膜をパターニングする第四の工程
と、 を備える半導体装置の製造方法。
5. A first step of sequentially forming an insulating film and an amorphous silicon film over a gate electrode formed on a substrate, and sequentially forming the insulating film and the amorphous silicon film under reduced pressure. A second step of performing a phosphine plasma treatment on the formed substrate; and forming a metal film on the amorphous silicon film subjected to the phosphine plasma treatment, and patterning the metal film into a shape of a source electrode and a drain electrode. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a third step; and a fourth step of patterning the amorphous silicon film.
【請求項6】 基板上に形成されたゲート電極を覆っ
て、絶縁膜及び非晶質シリコン膜を順次形成する第一の
工程と、 前記非晶質シリコン膜をパターニングする第二の工程
と、 減圧下において、前記非晶質シリコン膜をパターニング
した基板にホスフィンプラズマ処理を施す第三の工程
と、 前記ホスフィンプラズマ処理を施した基板上に金属膜を
成膜し、該金属膜をソース電極及びドレイン電極の形状
にパターニングする第四の工程と、 を備える半導体装置の製造方法。
6. A first step of sequentially forming an insulating film and an amorphous silicon film over a gate electrode formed on a substrate; and a second step of patterning the amorphous silicon film. Under a reduced pressure, a third step of performing a phosphine plasma treatment on the substrate on which the amorphous silicon film has been patterned, and forming a metal film on the substrate on which the phosphine plasma treatment has been performed, using the metal film as a source electrode and A fourth step of patterning into a shape of a drain electrode.
【請求項7】 前記ソース電極及びドレイン電極間にお
ける前記ホスフィンプラズマ処理を施した非晶質シリコ
ン膜の不要部分を除去する第五の工程を備えることを特
徴とする請求項5又は6に記載の半導体装置の製造方
法。
7. The method according to claim 5, further comprising a fifth step of removing an unnecessary portion of the amorphous silicon film subjected to the phosphine plasma treatment between the source electrode and the drain electrode. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項8】 前記金属膜をドライエッチング法または
ウエットエッチング法でソース電極及びドレイン電極の
形状にパターニングすることによって、前記第五の工程
を同時に実行する工程を備えることを特徴とする請求項
7に記載の半導体装置の製造方法。
8. The method according to claim 7, further comprising a step of simultaneously executing the fifth step by patterning the metal film into a shape of a source electrode and a drain electrode by a dry etching method or a wet etching method. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項9】 前記ソース電極及びドレイン電極間にお
ける前記ホスフィンプラズマ処理を施した非晶質シリコ
ン膜の不要部分を、少なくとも酸素ガス又は窒素ガスを
用いたプラズマ処理を施すことによって、絶縁膜に改質
する工程を備えることを特徴とする請求項7又は8に記
載の半導体装置の製造方法。
9. An unnecessary portion of the amorphous silicon film subjected to the phosphine plasma treatment between the source electrode and the drain electrode is converted into an insulating film by performing a plasma treatment using at least an oxygen gas or a nitrogen gas. 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising the step of:
【請求項10】 基板上に形成されている非晶質シリコ
ン膜をホスフィンプラズマに曝す処理と、前記プラズマ
処理を施した非晶質シリコン膜上に金属膜を成膜する処
理とを、半導体装置が酸化雰囲気中に曝されることな
く、連続して行うことが可能な半導体製造装置。
10. A semiconductor device comprising: a process of exposing an amorphous silicon film formed on a substrate to phosphine plasma; and a process of forming a metal film on the amorphous silicon film subjected to the plasma processing. Is a semiconductor manufacturing apparatus that can be continuously performed without being exposed to an oxidizing atmosphere.
【請求項11】 基板上に非晶質シリコン膜を成膜する
処理と、前記非晶質シリコン膜をホスフィンプラズマに
曝す処理と、前記プラズマ処理を施した非晶質シリコン
膜上に金属膜を成膜する処理とを、半導体装置が酸化雰
囲気中に曝されることなく、連続して行うことが可能な
半導体製造装置。
11. A process for forming an amorphous silicon film on a substrate, a process for exposing the amorphous silicon film to phosphine plasma, and a process for forming a metal film on the amorphous silicon film subjected to the plasma process. A semiconductor manufacturing apparatus capable of continuously performing a film forming process without exposing the semiconductor device to an oxidizing atmosphere.
【請求項12】 前記基板をホスフィンプラズマに曝す
ための第一のチャンバーと、 前記基板上に金属膜を成膜するための第二のチャンバー
と、 前記第一のチャンバーと前記第二のチャンバーとの間に
真空を維持しつつ接続するゲートバルブと、 からなる半導体製造装置。
12. A first chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a second chamber for forming a metal film on the substrate, the first chamber and the second chamber. And a gate valve connected while maintaining a vacuum between the semiconductor manufacturing apparatus.
【請求項13】 基板を加熱するための第一のチャンバ
ーと、 前記基板をホスフィンプラズマに曝すための第二のチャ
ンバーと、 前記基板上に金属膜を成膜するための第三のチャンバー
と、 前記第一のチャンバーと前記第二のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第一のゲートバルブと、 前記第二のチャンバーと前記第三のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第二のゲートバルブと、 からなる半導体製造装置。
13. A first chamber for heating a substrate, a second chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a third chamber for forming a metal film on the substrate, A first gate valve that connects the first chamber and the second chamber while maintaining a vacuum; and a connection that maintains a vacuum between the second chamber and the third chamber. And a second gate valve to be manufactured.
【請求項14】 基板を加熱するための第一のチャンバ
ーと、 前記基板をホスフィンプラズマに曝すための第二のチャ
ンバーと、 前記基板上に金属膜を成膜するための第三のチャンバー
と、 前記基板を搬送するための空間としての第四のチャンバ
ーと、 前記第一のチャンバーと前記第四のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第一のゲートバルブと、 前記第二のチャンバーと前記第四のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第二のゲートバルブと、 前記第三のチャンバーと前記第四のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第三のゲートバルブと、 からなる半導体製造装置。
14. A first chamber for heating a substrate, a second chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a third chamber for forming a metal film on the substrate, A fourth chamber as a space for transporting the substrate, a first gate valve for connecting the first chamber and the fourth chamber while maintaining a vacuum, and the second chamber And a second gate valve for connecting the fourth chamber while maintaining a vacuum, and a third gate for connecting the third chamber and the fourth chamber while maintaining a vacuum A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a valve;
【請求項15】 基板を加熱するための第一のチャンバ
ーと、 前記基板上にゲート絶縁膜を成膜するための第二のチャ
ンバーと、 前記基板上に非晶質シリコン膜を成膜するための第三の
チャンバーと、 前記基板上をホスフィンプラズマに曝すための第四のチ
ャンバーと、 前記基板上に金属膜を成膜するための第五のチャンバー
と、 前記第一のチャンバーと前記第二のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第一のゲートバルブと、 前記第二のチャンバーと前記第三のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第二のゲートバルブと、 前記第三のチャンバーと前記第四のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第三のゲートバルブと、 前記第四のチャンバーと前記第五のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第四のゲートバルブと、 からなる半導体製造装置。
15. A first chamber for heating a substrate, a second chamber for forming a gate insulating film on the substrate, and forming an amorphous silicon film on the substrate. A third chamber, a fourth chamber for exposing the substrate to phosphine plasma, a fifth chamber for forming a metal film on the substrate, the first chamber and the second A first gate valve that connects between the chambers while maintaining a vacuum; a second gate valve that connects between the second chamber and the third chamber while maintaining a vacuum; A third gate valve that connects the third chamber and the fourth chamber while maintaining a vacuum; and a connection that maintains the vacuum between the fourth chamber and the fifth chamber. Fourth A gate valve, a semiconductor manufacturing apparatus comprising a.
【請求項16】 基板を加熱するための第一のチャンバ
ーと、 前記基板上にゲート絶縁膜を成膜するための第二のチャ
ンバーと、 前記基板上に非晶質シリコン膜を成膜するための第三の
チャンバーと、 前記基板上をホスフィンプラズマに曝すための第四のチ
ャンバーと、 前記基板上に金属膜を成膜するための第五のチャンバー
と、 前記基板を搬送するための空間としての第六のチャンバ
ーと、 前記第一のチャンバーと前記第六のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第一のゲートバルブと、 前記第二のチャンバーと前記第六のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第二のゲートバルブと、 前記第三のチャンバーと前記第六のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第三のゲートバルブと、 前記第四のチャンバーと前記第六のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第四のゲートバルブと、 前記第五のチャンバーと前記第六のチャンバーとの間を
真空を維持しつつ接続する第五のゲートバルブと、 からなる半導体製造装置。
16. A first chamber for heating a substrate, a second chamber for forming a gate insulating film on the substrate, and forming an amorphous silicon film on the substrate. A third chamber for exposing the substrate to phosphine plasma; a fifth chamber for forming a metal film on the substrate; and a space for transporting the substrate. A sixth chamber, a first gate valve for connecting the first chamber and the sixth chamber while maintaining a vacuum, and between the second chamber and the sixth chamber. A second gate valve that connects while maintaining a vacuum, a third gate valve that connects between the third chamber and the sixth chamber while maintaining a vacuum, and the fourth chamber A fourth gate valve that connects the sixth chamber while maintaining a vacuum; and a fifth gate valve that connects the fifth chamber and the sixth chamber while maintaining a vacuum. And a semiconductor manufacturing apparatus comprising:
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