JP2000269513A - Semiconductor device and its forming method - Google Patents

Semiconductor device and its forming method

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JP2000269513A
JP2000269513A JP2000005580A JP2000005580A JP2000269513A JP 2000269513 A JP2000269513 A JP 2000269513A JP 2000005580 A JP2000005580 A JP 2000005580A JP 2000005580 A JP2000005580 A JP 2000005580A JP 2000269513 A JP2000269513 A JP 2000269513A
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舜平 山崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a semiconductor device using TFT(thin film transistor) structure of high reliability. SOLUTION: As an insulating film to be used in a TFT, such as a gate insulating film, a protective film, an underlying film and an interlayer insulating film, a silicon oxinitride film containing boron (SiNxByOz) is formed by a sputtering method. As a result, the internal stress of the film becomes representatively -5×1010 dyn/cm2 to 5×1010 dyn/cm2, preferably -1010 dyn/cm2 to 1010 dyn/cm2, and high thermal conductivity is obtained. Thereby deterioration, due to heat generated when the TFT turns on, can be prevented.

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、非晶質半導体薄膜
を結晶化して形成された結晶質半導体膜を利用した半導
体装置の作製方法に関するものであり、特に半導体装置
の信頼性を向上させる方法に関する。本発明の半導体装
置は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TF
T)やMOSトランジスタ等の素子だけでなく、これら
絶縁ゲート型トランジスタで構成された半導体回路を有
する表示装置やイメージセンサ等の電気光学装置をも含
むものである。加えて、本発明の半導体装置は、これら
の表示装置および電気光学装置を搭載した電子機器をも
含むものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a crystalline semiconductor film formed by crystallizing an amorphous semiconductor thin film, and more particularly to a method for improving the reliability of a semiconductor device. About. The semiconductor device of the present invention includes a thin film transistor (TF).
This includes not only elements such as T) and MOS transistors, but also electro-optical devices such as display devices and image sensors having a semiconductor circuit composed of these insulated gate transistors. In addition, the semiconductor device of the present invention includes an electronic device equipped with the display device and the electro-optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラス基板等に上にTFTを形成
して半導体回路を構成する技術が急速に進んでいる。そ
のような半導体回路としてはアクティブマトリクス型液
晶表示装置のような電気光学装置が代表的である。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for forming a TFT on a glass substrate or the like to form a semiconductor circuit has been rapidly advanced. As such a semiconductor circuit, an electro-optical device such as an active matrix type liquid crystal display device is typical.

【0003】アクティブマトリクス型液晶表示装置と
は、同一基板上に画素マトリクス回路とドライバー回路
とを設けたモノシリック型表示装置である。さらにメモ
リ回路やクロック発生回路等のロジック回路を内蔵した
システムオンパネルの開発も進められている。
An active matrix type liquid crystal display device is a monolithic type display device in which a pixel matrix circuit and a driver circuit are provided on the same substrate. Further, development of a system-on-panel having a built-in logic circuit such as a memory circuit and a clock generation circuit is also in progress.

【0004】アクティブマトリクス型液晶表示装置のド
ライバー回路やロジック回路は高速動作を行う必要があ
るので、活性層として非晶質シリコン膜(アモルファス
シリコン膜)を用いることは不適当である。そのため、
現状では結晶質シリコン膜(ポリシリコン膜)を活性層
としたTFTが主流になりつつある。
Since a driver circuit and a logic circuit of an active matrix type liquid crystal display device need to operate at a high speed, it is inappropriate to use an amorphous silicon film (amorphous silicon film) as an active layer. for that reason,
At present, TFTs using a crystalline silicon film (polysilicon film) as an active layer are becoming mainstream.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】TFTは透明なガラス
基板に形成することができるので、アクティブマトリク
ス型表示装置への応用開発が積極的に進められてきた。
ポリシリコン膜を利用したTFTは高移動度が得られる
ので、同一基板上に機能回路を集積させて高精細な画像
表示を実現することが可能とされている。
Since the TFT can be formed on a transparent glass substrate, its application to an active matrix type display device has been actively developed.
Since a TFT using a polysilicon film has high mobility, it is possible to realize a high-definition image display by integrating functional circuits on the same substrate.

【0006】アクティブマトリクス型表示装置は画面の
解像度が高精細になるに従い、画素だけでも100万個
のTFTが必要になってくる。さらに機能回路を付加す
ると、それ以上の数のTFTが必要となり、液晶表示装
置を安定に動作させるためには、個々のTFTの信頼性
を確保して安定に動作させる必要があった。
In an active matrix display device, as the resolution of a screen becomes higher and higher, 1 million TFTs are required even for pixels alone. If a functional circuit is further added, a larger number of TFTs are required, and in order to operate the liquid crystal display device stably, it is necessary to secure the reliability of each TFT and to operate it stably.

【0007】このようなアクティブマトリクス型表示装
置において、特に、熱伝導性が悪く保温性がよい基板
(例えばガラス基板)上にTFTを設けた場合、周辺駆
動回路のTFTには大きな電圧及び電流が印加されるた
め、半導体層が発熱してTFTの信頼性を著しく低下さ
せていた。
In such an active matrix type display device, particularly when TFTs are provided on a substrate (eg, a glass substrate) having poor heat conductivity and good heat insulation, large voltages and currents are applied to the TFTs of the peripheral driving circuit. Since the voltage is applied, the semiconductor layer generates heat and significantly reduces the reliability of the TFT.

【0008】本発明は上記問題点を鑑みて成されたもの
であり、絶縁表面上に設けられたTFTを駆動させる際
に発生する熱を迅速に拡散して、半導体装置全体を均熱
化させる技術を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and quickly diffuses the heat generated when driving a TFT provided on an insulating surface, so as to make the entire semiconductor device uniform. The task is to provide technology.

【0009】また、CVD法やスパッタ法等により形成
された薄膜を積層してTFTを形成する場合において、
膜の内部応力の大きさがある程度異なる膜を積層する
と、各々の膜が有する内部応力の相互作用により膜剥が
れが生じていた。本発明はこの内部応力の問題をも解決
する技術を提供することを課題とする。
In the case of forming a TFT by laminating thin films formed by a CVD method, a sputtering method or the like,
When films having different internal stresses are stacked to some extent, the films are peeled off due to the interaction between the internal stresses of the respective films. An object of the present invention is to provide a technique for solving the problem of the internal stress.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、低温で成膜でき、生産性にも優れたス
パッタ法を用いて熱伝導性の優れた絶縁膜(SiNX
Y Z :ただし、X、Y、及びZは、組成比を表す値で
あって、X>0、Y>0、Z>0である。)を半導体素
子または半導体装置の絶縁膜として用いることを特徴と
している。本発明の絶縁膜(SiNX Y Z )は、ボ
ロン元素を0.1〜50atoms %または1〜50atoms
%、望ましくは0.1〜10atoms %含有しているため
高い熱伝導性を有しており、半導体装置の熱による特性
劣化を防止する効果を有している。さらに、本発明の絶
縁膜(SiNX Y Z )はナトリウム等の可動イオン
に対してブロッキング効果を有するので、基板等からこ
れらのイオンが半導体装置中、特にチャネル形成領域に
侵入することを防止する効果も有している。加えて、本
発明の絶縁膜(SiNX Y Z )に、酸素を1〜30
atoms %含有しているため、膜の内部応力を、代表的に
は−5×1010dyn/cm2 〜5×1010dyn/c
2 、好ましくは−1010dyn/cm2 〜1010dy
n/cm2 とすることができ、各々の膜の間の応力が低
減されて膜剥がれ等が生じにくくすることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an insulating film (SiN x) having excellent thermal conductivity by using a sputtering method capable of forming a film at a low temperature and excellent in productivity. B
Y O Z : Here, X, Y, and Z are values representing the composition ratio, and X> 0, Y> 0, and Z> 0. ) Is used as an insulating film of a semiconductor element or a semiconductor device. Insulating film of the present invention (SiN X B Y O Z) is, 0.1~50atoms% or 1~50atoms the boron element
%, Preferably 0.1 to 10 atoms%, has high thermal conductivity, and has an effect of preventing deterioration of characteristics of the semiconductor device due to heat. Further, since the insulating film of the present invention (SiN X B Y O Z) has a blocking effect against mobile ions such as sodium, that these ions from the substrate or the like in a semiconductor device, penetrates especially the channel formation region It also has the effect of preventing. In addition, the insulating film of the present invention (SiN X B Y O Z) , oxygen 30
atoms%, the internal stress of the film is typically -5 × 10 10 dyn / cm 2 to 5 × 10 10 dyn / c.
m 2 , preferably −10 10 dyn / cm 2 to 10 10 dy
n / cm 2 , the stress between the films is reduced, and film peeling or the like can be suppressed.

【0011】本明細書で開示する本発明の構成は、絶縁
表面上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極上に
ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に接して、ソース
領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域とドレイン領
域の間に形成されたチャネル形成領域と、を有する半導
体装置において、前記ゲート絶縁膜は、ボロン元素を含
む窒化酸化シリコン膜を一層有することを特徴とする半
導体装置である。
[0011] The structure of the present invention disclosed in this specification includes a gate electrode formed on an insulating surface, a gate insulating film on the gate electrode, a source region in contact with the gate insulating film, and a drain region. In a semiconductor device having a region and a channel formation region formed between the source region and the drain region, the gate insulating film further includes a silicon nitride oxide film containing a boron element. It is.

【0012】また、他の本発明の構成は、絶縁表面上に
接して、ソース領域と、ドレイン領域と、前記ソース領
域とドレイン領域の間に形成されたチャネル形成領域
と、前記チャネル形成領域上にゲート絶縁膜と、前記ゲ
ート絶縁膜上に接してゲート電極と、を有する半導体装
置において、前記ゲート絶縁膜は、ボロン元素を含む窒
化酸化シリコン膜を一層有することを特徴とする半導体
装置である。
Another structure of the present invention includes a source region, a drain region, a channel forming region formed between the source region and the drain region, and A gate insulating film, and a gate electrode in contact with the gate insulating film, wherein the gate insulating film further includes a silicon nitride oxide film containing a boron element. .

【0013】また、他の本発明の構成は、絶縁表面上に
形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された半導体
素子とを備えた半導体装置において、前記絶縁膜はボロ
ン元素を含む窒化酸化シリコン膜であることを特徴とす
る半導体装置である。
According to another aspect of the present invention, in a semiconductor device having an insulating film formed on an insulating surface and a semiconductor element formed on the insulating film, the insulating film contains a boron element. A semiconductor device is a silicon nitride oxide film.

【0014】また、他の本発明の構成は、絶縁表面上に
形成された半導体素子と、半導体素子を保護する絶縁膜
とを備えた半導体装置において、前記絶縁膜はボロン元
素を含む窒化酸化シリコン膜であることを特徴とする半
導体装置である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a semiconductor element formed on an insulating surface and an insulating film for protecting the semiconductor element, wherein the insulating film is a silicon nitride oxide containing a boron element. A semiconductor device, which is a film.

【0015】また、本願発明を実施する上での作製方法
に関する本発明の構成は、酸化窒素ガスを含む雰囲気中
において、ボロン元素が添加された半導体ターゲットを
用いたスパッタリングを行ない、窒化酸化シリコン膜を
形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の作
製方法である。
Further, the structure of the present invention relating to a manufacturing method for carrying out the present invention is that a silicon nitride oxide film is formed by performing sputtering using a semiconductor target to which boron element is added in an atmosphere containing a nitrogen oxide gas. Forming a semiconductor device.

【0016】また、上記構成において、前記酸化窒素ガ
スとは、一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化
窒素ガス及び三酸化窒素ガスのうちの一種または複数
種、またはこれらのガスを不活性ガスや酸素ガスで希釈
したガスであることを特徴としている。
In the above structure, the nitrogen oxide gas may be one or more of nitrogen monoxide gas, nitrous oxide gas, nitrogen dioxide gas, and nitrogen trioxide gas, or a mixture of these gases. It is characterized by being a gas diluted with an active gas or an oxygen gas.

【0017】また、作製方法に関する他の本発明の構成
は、ボロン元素を含むガスと酸化窒素ガスとからなる雰
囲気中において、半導体ターゲットを用いたスパッタリ
ングを行ない、ボロン元素を含む窒化酸化シリコン膜を
形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の作
製方法である。
Another structure of the present invention relating to the manufacturing method is that a silicon nitride oxide film containing a boron element is formed by performing sputtering using a semiconductor target in an atmosphere containing a gas containing a boron element and a nitrogen oxide gas. A method for manufacturing a semiconductor device, including a step of forming the semiconductor device.

【0018】上記構成において、前記酸化窒素ガスと
は、一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化窒素
ガス及び三酸化窒素ガスのうちの一種または複数種、ま
たはこれらのガスを不活性ガスや酸素ガスで希釈したガ
スであることを特徴としている。
In the above structure, the nitrogen oxide gas may be one or more of nitrogen monoxide gas, nitrous oxide gas, nitrogen dioxide gas, and nitrogen trioxide gas, or an inert gas. It is characterized by being a gas diluted with oxygen gas.

【0019】上記構成において、前記雰囲気中のボロン
元素の含有比率を連続的または段階的に変化させてスパ
ッタリングを行うことを特徴としている。
The above structure is characterized in that sputtering is performed while changing the content ratio of the boron element in the atmosphere continuously or stepwise.

【0020】また、作製方法に関する他の本発明の構成
は、絶縁表面上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲ
ート電極上にボロン元素を含む窒化酸化シリコン膜から
なるゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜
上に半導体薄膜を形成する工程とを有する半導体装置の
作製方法である。
Another structure of the present invention relating to a manufacturing method includes a step of forming a gate electrode on an insulating surface and a step of forming a gate insulating film made of a silicon nitride oxide film containing a boron element on the gate electrode. And a step of forming a semiconductor thin film on the gate insulating film.

【0021】また、作製方法に関する他の本発明の構成
は、絶縁表面上に半導体薄膜を形成する工程と、前記半
導体薄膜上にボロン元素を含む窒化酸化シリコン膜から
なるゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜
上にゲート電極を形成する工程とを有する半導体装置の
作製方法である。
In another aspect of the present invention relating to a manufacturing method, a step of forming a semiconductor thin film on an insulating surface and a step of forming a gate insulating film made of a silicon nitride oxide film containing a boron element on the semiconductor thin film And a step of forming a gate electrode on the gate insulating film.

【0022】[0022]

【本発明の実施の形態】本実施の形態を図1を用いて説
明する。ここでは、スパッタ法による絶縁膜(SiNX
Y Z )からなるゲート絶縁膜を備えたボトムゲート
型TFTおよびその作製方法について説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. Here, an insulating film (SiN x
A bottom gate type TFT having a gate insulating film made of (B Y O Z ) and a manufacturing method thereof will be described.

【0023】まず、基板101を用意する。基板101
としては、ガラス基板、石英基板、結晶性ガラスなどの
絶縁性基板、セラミックス基板、半導体基板、プラスチ
ック基板(ポリエチレンテレフラレート基板)等を用い
ることができる。
First, a substrate 101 is prepared. Substrate 101
For example, a glass substrate, a quartz substrate, an insulating substrate such as crystalline glass, a ceramic substrate, a semiconductor substrate, a plastic substrate (polyethylene terephthalate substrate), or the like can be used.

【0024】次いで、基板101上にスパッタ法を用い
て形成した導電材料からなる導電膜をパターニングして
ゲート配線(ゲート電極を含む)102を形成する。ゲ
ート配線102の材料としては、導電性材料または半導
体材料を主成分とする材料、例えばTa(タンタル)、
Mo(モリブデン)、Ti(チタン)、W(タングステ
ン)、クロム(Cr)等の金属材料、これら金属材料と
シリコンとの化合物であるシリサイド、N型又はP型の
導電性を有するポリシリコン等の材料、低抵抗金属材料
Cu(銅)、Al(アルミニウム)等を主成分とする材
料層を少なくとも一層有する構造であれば特に限定され
ることなく用いることができる。
Next, a conductive film made of a conductive material formed on the substrate 101 by a sputtering method is patterned to form a gate wiring (including a gate electrode) 102. As a material of the gate wiring 102, a material mainly composed of a conductive material or a semiconductor material, for example, Ta (tantalum),
Metal materials such as Mo (molybdenum), Ti (titanium), W (tungsten), and chromium (Cr); silicide which is a compound of these metal materials and silicon; polysilicon having N-type or P-type conductivity; Any structure can be used without particular limitation as long as the structure has at least one material layer mainly composed of a material, a low-resistance metal material Cu (copper), Al (aluminum), or the like.

【0025】次いで、基板101及びゲート電極102
上に窒化酸化シリコン膜(SiNXY Z )103a
をスパッタ法により形成する。
Next, the substrate 101 and the gate electrode 102
Silicon nitride oxide film on (SiN X B Y O Z) 103a
Is formed by a sputtering method.

【0026】本発明の実施に用いられるスパッタ装置は
基本的に、チャンバーと、チャンバー内を真空にする排
気系と、スパッタ用のガスをチャンバーに導入するガス
導入系と、ターゲットやRF電極からなる電極系と、電
極系に接続されたスパッタリング電源とから構成されて
いる。なお、スパッタ用のガスとしては、酸化窒素ガス
を用いる。この酸化窒素ガスとは、一酸化一窒素ガス、
一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガス及び三酸化窒素ガス
のうちの一種または複数種、またはこれらのガスを不活
性ガス(Ar、He、Ne、N2 )や酸素ガスやアンモ
ニア(NH3 )で希釈したガスである。また、スパッタ
の条件(スパッタ用のガス、ガス流量、成膜圧力、基板
の温度、成膜電力等)は、ターゲットの大きさ、基板の
寸法、窒化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )の膜
厚、窒化酸化シリコン膜(SiNXY Z )の膜質等
を考慮して実施者が適宜決定すればよい。また、RF電
力に代えてDC電力を使用することも可能である。
The sputtering apparatus used in the embodiment of the present invention basically includes a chamber, an exhaust system for evacuating the chamber, a gas introduction system for introducing a gas for sputtering into the chamber, a target and an RF electrode. It comprises an electrode system and a sputtering power supply connected to the electrode system. Note that a nitrogen oxide gas is used as a sputtering gas. This nitric oxide gas refers to nitric oxide gas,
One or more of nitrous oxide gas, nitrogen dioxide gas, and nitric oxide gas, or these gases with an inert gas (Ar, He, Ne, N 2 ), oxygen gas, or ammonia (NH 3 ) It is a diluted gas. The sputtering conditions (gas for sputtering, gas flow rate, film forming pressure, substrate temperature, film forming power, etc.) are as follows: target size, substrate size, silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z ) of thickness, a practitioner in consideration of the film quality of the silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z) may be determined as appropriate. It is also possible to use DC power instead of RF power.

【0027】本発明は、この窒化酸化シリコン膜(Si
X Y Z )103aの形成方法を特徴の一つとして
おり、その形成方法としては以下に示すように2つの方
法がある。
According to the present invention, the silicon nitride oxide film (Si
One of the features is a method of forming the (N X B Y O Z ) 103a, and there are two methods as described below.

【0028】本発明の第1の形成方法は、上記酸化窒素
ガスを含む雰囲気中において、単結晶シリコンにボロン
元素を添加したターゲットを用いたスパッタリング方法
である。なお、本発明においては、ボロン元素が好まし
くは1×1017cm-3以上添加された単結晶または多結
晶の半導体ターゲットを用いる。また、このターゲット
のボロン元素含有量を変えることで、窒化酸化シリコン
膜(SiNX Y Z)中におけるボロン元素の組成比
を変えることができる。また、同時に複数のターゲッ
ト、例えば、ボロン元素を添加したターゲットと、他の
一導電型を付与する不純物(例えばガリウム(Ga))
を添加したターゲットとを用いることで、さらに複雑な
組成比を有する絶縁膜を得ることができる。
The first forming method of the present invention is a sputtering method using a target obtained by adding a boron element to single crystal silicon in an atmosphere containing the above-mentioned nitrogen oxide gas. Note that in the present invention, a single crystal or polycrystalline semiconductor target to which boron element is preferably added at 1 × 10 17 cm −3 or more is used. By changing the boron element content of the target, it is possible to change the composition ratio of the boron element in a silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z) . Further, a plurality of targets, for example, a target to which a boron element is added at the same time, and another impurity (for example, gallium (Ga)) which imparts one conductivity type
By using a target to which is added, an insulating film having a more complicated composition ratio can be obtained.

【0029】また、本発明の第2の形成方法は、酸化窒
素ガスとボロン元素を含有したガス(例えばジボラン:
2 6 )とを含んだ雰囲気中において、単結晶シリコ
ンからなるターゲットを用いたスパッタリング方法であ
る。また、ボロン元素を含有したガス量を変えること
で、窒化酸化シリコンを主成分とする絶縁膜(SiNX
Y Z )の組成比を変えることができる。また、雰囲
気中のボロン元素含有比率を連続的または段階的に変化
させて、ボロン元素の濃度勾配を膜中に持たせる構成と
してもよい。
The second formation method of the present invention is a method of forming a gas containing a nitrogen oxide gas and a boron element (for example, diborane:
B 2 H 6 ) and a sputtering method using a target made of single crystal silicon. In addition, by changing the amount of gas containing boron element, an insulating film (SiN x
The composition ratio of B Y O Z) can be varied. Further, the boron element content ratio in the atmosphere may be changed continuously or stepwise so as to have a boron element concentration gradient in the film.

【0030】上記第1の形成方法または第2の形成方法
を用いることによって、膜中にボロン元素を0.1〜5
0atoms %又は1〜50atoms %、望ましくは0.1〜
10atoms %含有させて熱伝導性を高め、膜中に酸素を
1〜30atoms %含有させて、密着性を高めた窒化酸化
シリコン膜(SiNX Y Z )103aを形成するこ
とができる。この窒化酸化シリコン膜(SiNX Y
Z )103aは、ボロン元素を含んでいるため、従来の
窒化シリコン膜(SiN)と比較して、高い熱伝導性を
有している。また、この窒化酸化シリコン膜(SiNX
Y Z )103aは、酸素を1〜30atoms %含んで
いるため、従来の窒化シリコン膜(SiN)と比較して
高い密着性を有しており、膜剥がれが生じにくい。この
窒化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )103aの内
部応力は、代表的には−5×10 10dyn/cm2 〜5
×1010dyn/cm2 、好ましくは−1010dyn/
cm2 〜1010dyn/cm2 (Ionic System社製のMo
del-30114 による応力測定での値)であることが好まし
い。勿論、この窒化酸化シリコン膜(SiNX
YZ )は、十分な絶縁性を有していることは言うまで
もない。特に、窒化酸化シリコン膜(SiNX
Y Z )をゲート電極に接して形成すると、TFTを駆
動させる際に発生する熱を迅速に拡散しやすいため、半
導体装置全体を均熱化させることを効果的に行うことが
できる。
The above-mentioned first forming method or second forming method
Is used so that the boron element is contained in the film by 0.1 to 5
0 atoms% or 1 to 50 atoms%, preferably 0.1 to
Increasing thermal conductivity by containing 10 atoms%, oxygen in the film
Nitriding oxidation with improved adhesion by containing 1-30 atoms%
Silicon film (SiNXBYOZ) Forming 103a
Can be. This silicon nitride oxide film (SiNXBYO
Z) 103a contains the elemental boron, so that
Higher thermal conductivity than silicon nitride film (SiN)
Have. The silicon nitride oxide film (SiNX
BYOZ) 103a contains 1-30 atoms% of oxygen
Therefore, compared with the conventional silicon nitride film (SiN)
It has high adhesion, and film peeling hardly occurs. this
Silicon nitride oxide film (SiNXBYOZ) Of 103a
Partial stress is typically −5 × 10 Tendyn / cmTwo~ 5
× 10Tendyn / cmTwo, Preferably -10Tendyn /
cmTwo-10Tendyn / cmTwo(Mo from Ionic System
is the value obtained by measuring the stress with del-30114).
No. Of course, this silicon nitride oxide film (SiNXB
YOZ) Needless to say that it has enough insulation
Nor. In particular, a silicon nitride oxide film (SiNXB
YOZ) Is formed in contact with the gate electrode.
The heat generated when moving is easily diffused quickly,
Efficiently soaking the entire conductor device
it can.

【0031】次いで、絶縁膜103b、非晶質半導体膜
104を順次大気開放しないで積層形成した。(図1
(B))こうすることにより、界面の汚染を防ぐことが
できる。ここでは、絶縁膜103aと絶縁膜103bと
の二層の絶縁膜をゲート絶縁膜として採用しているが、
単層または三層以上の積層構造としてもよい。
Next, the insulating film 103b and the amorphous semiconductor film 104 were sequentially formed without being exposed to the atmosphere. (Figure 1
(B) By doing so, the contamination of the interface can be prevented. Here, a two-layer insulating film of the insulating film 103a and the insulating film 103b is used as the gate insulating film.
It may have a single-layer structure or a stacked structure of three or more layers.

【0032】非晶質半導体膜104としては、珪素を含
む非晶質半導体膜、例えば非晶質シリコン膜、微結晶を
有する非晶質半導体膜、微結晶シリコン膜、非晶質ゲル
マニウム膜、Six Ge1-x (0<X<1)で示される
非晶質シリコンゲルマニウム膜またはこれらの積層膜を
10〜80nm、より好ましくは15〜60nmの膜厚
範囲で用いることができる。絶縁膜103b及び非晶質
半導体膜104の形成手段としては熱CVD法、プラズ
マCVD法、減圧熱CVD法、蒸着法、スパッタ法等の
形成方法を用いることができる。
As the amorphous semiconductor film 104, an amorphous semiconductor film containing silicon, for example, an amorphous silicon film, an amorphous semiconductor film having microcrystals, a microcrystalline silicon film, an amorphous germanium film, Six An amorphous silicon germanium film represented by Ge 1 -x (0 <X <1) or a stacked film thereof can be used in a thickness range of 10 to 80 nm, more preferably 15 to 60 nm. As a method for forming the insulating film 103b and the amorphous semiconductor film 104, a formation method such as a thermal CVD method, a plasma CVD method, a low-pressure thermal CVD method, an evaporation method, or a sputtering method can be used.

【0033】次いで、非晶質半導体膜104の結晶化処
理を行い、結晶質半導体膜105を形成する。(図1
(C))結晶化処理としては、公知の如何なる手段、例
えば熱結晶化処理、赤外光または紫外光の照射による結
晶化処理(以下レーザー結晶化と呼ぶ)、触媒元素を用
いた熱結晶化処理等、またはこれらの結晶化処理を組み
合わせた処理を用いることができる。
Next, the amorphous semiconductor film 104 is crystallized to form a crystalline semiconductor film 105. (Figure 1
(C) The crystallization treatment includes any known means such as thermal crystallization treatment, crystallization treatment by irradiation with infrared light or ultraviolet light (hereinafter referred to as laser crystallization), and thermal crystallization using a catalytic element. A treatment or the like or a combination of these crystallization treatments can be used.

【0034】こうして得られた結晶質半導体膜105を
活性層として利用して、ボトムゲート型TFTを作製す
る。なお、ここでは、結晶質半導体膜105を活性層と
して利用したが、結晶化を行わずに非晶質半導体膜を活
性層として利用して、ボトムゲート型TFTを作製して
もよい。また、以降の工程は、公知の作製方法に従い作
製すればよいので詳細な説明は省略する。
Using the crystalline semiconductor film 105 thus obtained as an active layer, a bottom gate type TFT is manufactured. Although the crystalline semiconductor film 105 is used here as an active layer, a bottom gate type TFT may be manufactured using an amorphous semiconductor film as an active layer without performing crystallization. Further, since the subsequent steps may be manufactured according to a known manufacturing method, detailed description will be omitted.

【0035】ここでは、膜中にボロン元素を0.1〜5
0atoms %又は1〜50atoms %、望ましくは0.1〜
10atoms %含有し、酸素を1〜30atoms %含有した
絶縁膜(SiNX Y Z )をボトムゲート型TFTの
ゲート絶縁膜の一層として用いた例を示したが、絶縁膜
であれば特に限定されず、例えば、下地膜、層間絶縁
膜、マスク絶縁膜、チャネル保護膜、保護膜等に用いる
ことができる。加えて、トップゲート型TFTに利用さ
れる絶縁膜、例えば、下地膜、ゲート絶縁膜、マスク絶
縁膜、層間絶縁膜、保護膜等に用いることも可能であ
る。また、順スタガ型TFTに利用される絶縁膜にも適
用することが可能である。このように、本発明はTFT
構造に関係なく適用することができる。
Here, the film contains boron element in an amount of 0.1 to 5%.
0 atoms% or 1 to 50 atoms%, preferably 0.1 to
Containing 10atoms%, but oxygen the example of using an insulating film containing 1~30Atoms% of (SiN X B Y O Z) as one layer of the gate insulating film of the bottom gate type TFT, and particularly limited as long as it is an insulating film Instead, for example, it can be used for a base film, an interlayer insulating film, a mask insulating film, a channel protective film, a protective film, and the like. In addition, it can be used for an insulating film used for a top gate type TFT, for example, a base film, a gate insulating film, a mask insulating film, an interlayer insulating film, a protective film, and the like. Further, the present invention can be applied to an insulating film used for a forward stagger type TFT. Thus, the present invention provides a TFT
It can be applied regardless of the structure.

【0036】こうして、膜中にボロン元素を0.1〜5
0atoms %または1〜50atoms %、望ましくは0.1
〜10atoms %含有し、酸素を1〜30atoms %含有し
た窒化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )を絶縁膜と
して利用した半導体装置は、TFTを駆動させる際に発
生する熱を迅速に拡散して、半導体装置全体を均熱化さ
せることができるため、従来と比較して高い信頼性を備
えることができる。
Thus, the elemental boron is contained in the film in an amount of 0.1 to 5%.
0 atoms% or 1 to 50 atoms%, preferably 0.1
Containing ~10Atoms%, the semiconductor device of oxygen 1~30Atoms% containing the silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z) was used as the insulating film, and rapidly diffuse the heat generated when driving the TFT As a result, the entire semiconductor device can be soaked, so that higher reliability can be provided as compared with the related art.

【0037】勿論、膜中に酸素を1〜30atoms %含有
させて、密着性を高めた窒化酸化シリコン膜(SiN1-
x Ox (0<X<1):ただし、Xは、組成比を表す値
である。)をTFTに利用される絶縁膜に用いることも
可能である。
Of course, a silicon oxynitride film (SiN 1 −) containing 1-30 atoms% of oxygen in the film to improve the adhesion.
x Ox (0 <X <1): where X is a value representing a composition ratio. Can be used for an insulating film used for a TFT.

【0038】[0038]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、特にこ
れらの実施例に限定されないことは勿論である。
Embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments.

【0039】[実施例1] 以下、図1〜3を用いて、
本発明の実施例を詳細に説明する。
Example 1 Hereinafter, referring to FIGS.
Embodiments of the present invention will be described in detail.

【0040】まず、基板101としてガラス基板(コー
ニング1737;歪点667℃)を用意した。次いで、
基板101上に積層構造(簡略化のため図示しない)の
ゲート配線(ゲート電極を含む)102を形成した。本
実施例では、スパッタ法を用いて窒化タンタル膜(膜厚
50nm)とタンタル膜(膜厚250nm)を積層形成
し、公知のパターニング技術であるフォトリソグラフィ
ー法を用いて積層構造を有するゲート配線(ゲート電極
を含む)102を形成した。
First, a glass substrate (Corning 1737; strain point 667 ° C.) was prepared as the substrate 101. Then
A gate wiring (including a gate electrode) 102 having a laminated structure (not shown for simplicity) was formed on a substrate 101. In this embodiment, a tantalum nitride film (thickness: 50 nm) and a tantalum film (thickness: 250 nm) are stacked by sputtering, and a gate wiring having a stacked structure is formed by photolithography, which is a known patterning technique. 102 (including a gate electrode).

【0041】次いで、スパッタ法により膜厚範囲が1〜
1000nm、好ましくは10〜100nmであるボロン元
素を含む窒化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )10
3aを形成する。(図1(A))本実施例では、酸化窒
素ガス(ここでは一酸化二窒素ガス)を含む雰囲気中に
おいて、ボロン元素が添加された単結晶シリコンのター
ゲットを用いたスパッタリングを行い、膜厚50nmの窒
化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )を形成した。ま
た、酸化窒素ガスとジボラン(B2 6 )を用いた雰囲
気中において、単結晶シリコンからなるターゲットを用
いたスパッタリング方法を用いて窒化酸化シリコン膜
(SiNX Y Z )を形成してもよい。こうして得ら
れた窒化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )は、ボロ
ン元素を0.1〜50atoms %含有しているため高い熱
伝導性を有しており、半導体装置の熱による特性劣化を
防止する効果を有している。さらに、この窒化酸化シリ
コン膜はナトリウム等の可動イオンに対してブロッキン
グ効果を有するので、基板等からこれらのイオンが半導
体装置中、特にチャネル形成領域に侵入することを防止
する効果も有している。
Next, the film thickness range is set to 1 to 3 by the sputtering method.
1000 nm, preferably silicon nitride oxide film containing boron element is 10~100nm (SiN X B Y O Z ) 10
3a is formed. (FIG. 1A) In this embodiment, sputtering is performed using a single crystal silicon target to which boron element is added in an atmosphere containing a nitrogen oxide gas (here, to form a 50nm silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z) . Further, in an atmosphere using nitrogen oxide gas and diborane (B 2 H 6 ), a silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z ) is formed by a sputtering method using a target made of single crystal silicon. Is also good. Thus obtained silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z) has a high thermal conductivity because they boron element contained 0.1~50Atoms%, characteristic deterioration due to heat of the semiconductor device It has the effect of preventing. Further, since the silicon nitride oxide film has a blocking effect on mobile ions such as sodium, the silicon nitride oxide film also has an effect of preventing these ions from entering a semiconductor device, particularly, a channel formation region from a substrate or the like. .

【0042】次いで、絶縁膜103b、非晶質半導体膜
104を順次大気開放しないで積層形成した。(図1
(B))本実施例では酸化シリコン膜103b(膜厚1
25nm)をプラズマCVD法により積層形成し、積層
構造のゲート絶縁膜とした。本実施例では二層の絶縁膜
をゲート絶縁膜として採用しているが、単層または三層
以上の積層構造としてもよい。また、本実施例ではゲー
ト絶縁膜上に非晶質半導体膜104として、膜厚54n
mの非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜)をプ
ラズマCVD法により形成した。なお、いずれの層の界
面にも大気からの汚染物質が付着しないようにするため
順次大気開放せずに積層形成した。その後、半導体膜の
結晶化を妨げる非晶質シリコン膜中の水素濃度を低減す
るための加熱処理(500℃、1時間)を行った。
Next, the insulating film 103b and the amorphous semiconductor film 104 were sequentially formed without opening to the atmosphere. (Figure 1
(B)) In this embodiment, the silicon oxide film 103b (film thickness 1)
(25 nm) by plasma CVD to form a gate insulating film having a laminated structure. In this embodiment, a two-layer insulating film is used as the gate insulating film, but a single layer or a stacked structure of three or more layers may be used. In this embodiment, the amorphous semiconductor film 104 is formed on the gate insulating film to a thickness of 54 n.
m amorphous silicon film (amorphous silicon film) was formed by a plasma CVD method. Note that, in order to prevent contaminants from the atmosphere from adhering to the interfaces of any of the layers, the layers were sequentially formed without opening to the atmosphere. After that, heat treatment (at 500 ° C. for one hour) was performed to reduce the concentration of hydrogen in the amorphous silicon film which prevented crystallization of the semiconductor film.

【0043】こうして図1(B)の状態が得られたら、
非晶質半導体膜104に対して赤外光または紫外光の照
射による結晶化(レーザー結晶化)を行い結晶質半導体
膜(結晶を含む半導体膜)105を形成した。(図1
(C))結晶化技術として紫外光を用いる場合はエキシ
マレーザー光または紫外光ランプから発生する強光を用
いればよく、赤外光を用いる場合は赤外線レーザー光ま
たは赤外線ランプから発生する強光を用いればよい。本
実施例ではKrFエキシマレーザー光を線状にビーム形
成して照射した。なお、照射条件としては、パルス周波
数が30Hz、オーバーラップ率は96%、レーザーエ
ネルギー密度は100〜500mJ/cm2であり本実施例で
は360mJ/cm2とした。なお、レーザー結晶化の条件
(レーザー光の波長、オーバーラップ率、照射強度、パ
ルス幅、繰り返し周波数、照射時間等)は、非晶質半導
体膜104の膜厚、基板温度等を考慮して実施者が適宜
決定すればよい。なお、レーザー結晶化の条件によって
は、初期半導体膜が溶融状態を経過して結晶化する場合
や、初期半導体膜が溶融せずに固相状態、もしくは固相
と液相の中間状態で結晶化する場合がある。この工程に
より非晶質半導体膜104は結晶化され、結晶質半導体
膜105に変化する。本実施例において結晶質半導体膜
とは多結晶シリコン膜(ポリシリコン膜)である。
When the state shown in FIG. 1B is obtained,
The amorphous semiconductor film 104 was crystallized by irradiation with infrared light or ultraviolet light (laser crystallization) to form a crystalline semiconductor film (semiconductor film containing crystals) 105. (Figure 1
(C) When ultraviolet light is used as a crystallization technique, excimer laser light or strong light generated from an ultraviolet lamp may be used. When infrared light is used, strong light generated from an infrared laser light or an infrared lamp may be used. It may be used. In this embodiment, a KrF excimer laser beam is formed into a linear beam for irradiation. As the irradiation condition, the pulse frequency is 30 Hz, an overlap ratio is 96%, the laser energy density in this example be 100 to 500 mJ / cm 2 was 360 mJ / cm 2. Note that conditions for laser crystallization (wavelength of laser light, overlap ratio, irradiation intensity, pulse width, repetition frequency, irradiation time, etc.) are determined in consideration of the thickness of the amorphous semiconductor film 104, the substrate temperature, and the like. May be determined as appropriate. Depending on the laser crystallization conditions, the initial semiconductor film may be crystallized after passing through a molten state, or the initial semiconductor film may be crystallized in a solid state without melting or in an intermediate state between a solid phase and a liquid phase. May be. In this step, the amorphous semiconductor film 104 is crystallized and changes to a crystalline semiconductor film 105. In this embodiment, the crystalline semiconductor film is a polycrystalline silicon film (polysilicon film).

【0044】次に、こうして形成された結晶質半導体1
05上にチャネル形成領域を保護する絶縁膜(後にチャ
ネル保護膜となる)106を形成した。本実施例では酸
化シリコン膜(膜厚200nm)を形成した。次いで、
裏面からの露光を用いたパターニング(レジスト膜の成
膜、露光、現像)によって、絶縁膜106に接してレジ
ストマスク107を形成した。(図1(D))裏面から
の露光によるレジストマスクの形成はマスクを必要とし
ないため、製造マスク数を低減することができる。図示
したようにレジストマスクの大きさは光の回り込みによ
って、わずかにゲート配線の幅より小さくなった。
Next, the thus-formed crystalline semiconductor 1
An insulating film (which will later become a channel protective film) 106 for protecting a channel formation region is formed on the substrate 05. In this embodiment, a silicon oxide film (200 nm thick) was formed. Then
A resist mask 107 was formed in contact with the insulating film 106 by patterning using a backside exposure (film formation, exposure, and development of a resist film). (FIG. 1D) The formation of a resist mask by exposure from the back does not require a mask, so that the number of manufacturing masks can be reduced. As shown in the figure, the size of the resist mask became slightly smaller than the width of the gate wiring due to light wraparound.

【0045】次いで、レジストマスク107をマスクに
用いて絶縁膜106をエッチングして、チャネル保護膜
108を形成した後、レジストマスク107を除去し
た。(図1(E))この工程により、チャネル保護膜1
08と接する領域以外の結晶質シリコン膜の表面を露呈
させた。このチャネル保護膜108は、後のドーピング
工程でチャネル形成領域となる領域にドーパントが添加
されることを防ぐ役目を果たす。また、本実施例ではチ
ャネル保護膜108として酸化シリコン膜を用いたが、
酸化シリコン膜に代えて本発明のボロン元素を含む窒化
酸化シリコン膜(SiNX Y Z )を用いて半導体装
置の熱による特性劣化を防止する構成としてもよい。
Next, the insulating film 106 was etched using the resist mask 107 as a mask to form a channel protective film 108, and then the resist mask 107 was removed. (FIG. 1E) By this step, the channel protective film 1 is formed.
The surface of the crystalline silicon film other than the region in contact with 08 was exposed. The channel protective film 108 serves to prevent a dopant from being added to a region to be a channel formation region in a later doping step. In this embodiment, a silicon oxide film is used as the channel protective film 108,
It may be configured to prevent the characteristic degradation due to heat of the semiconductor device using a silicon nitride oxide film containing boron element of the present invention in place of the silicon oxide film (SiN X B Y O Z) .

【0046】次いで、フォトマスクを用いたパターニン
グによってnチャネル型TFTの一部またはpチャネル
型TFTを覆うレジストマスク109を形成し、表面が
露呈された結晶質半導体膜にn型を付与する不純物元素
を添加する工程を行ない、第1の不純物領域(n+
域)110aを形成した。(図2(A))本実施例で
は、n型の導電性を付与する不純物としてリン元素を用
いた。ドーピングガスとして水素で1〜10%(本実施
例では5%)に希釈したフォスフィン(PH3 )を用
い、ドーズ量5×1014atoms /cm2 、加速電圧は1
0kVとした。また、上記レジストマスク109のパタ
ーンを実施者が適宜設定することによりn+ 型領域の幅
が決定され、所望の幅を有するn- 型領域、及びチャネ
ル形成領域を得ることが比較的容易にできる。
Next, a resist mask 109 covering a part of the n-channel TFT or the p-channel TFT is formed by patterning using a photomask, and an impurity element for imparting n-type to the crystalline semiconductor film whose surface is exposed is provided. Was performed to form a first impurity region (n + region) 110a. (FIG. 2A) In this example, phosphorus element was used as an impurity for imparting n-type conductivity. Phosphine (PH 3 ) diluted to 1 to 10% (5% in this embodiment) with hydrogen is used as the doping gas, the dose is 5 × 10 14 atoms / cm 2 , and the acceleration voltage is 1
0 kV. In addition, the width of the n + -type region is determined by the practitioner appropriately setting the pattern of the resist mask 109, and it is relatively easy to obtain the n -type region and the channel formation region having the desired width. .

【0047】次いで、レジストマスク109を除去した
後、LDD領域を形成するための絶縁膜111を形成し
た。(図2(B))本実施例では、絶縁膜111とし
て、酸化シリコン膜(膜厚50nm)をプラズマCVD
法により形成した。また、本実施例では絶縁膜111と
して酸化シリコン膜を用いたが、酸化シリコン膜に代え
て本発明のボロン元素を含む窒化酸化シリコン(SiN
X Y Z )を用いて半導体装置の熱による特性劣化を
防止する構成としてもよい。
Next, after removing the resist mask 109, an insulating film 111 for forming an LDD region was formed. (FIG. 2B) In this embodiment, a silicon oxide film (50 nm thick) is used as the insulating film 111 by plasma CVD.
It was formed by a method. In this embodiment, a silicon oxide film is used as the insulating film 111. However, instead of the silicon oxide film, a silicon nitride oxide (SiN
X B Y O Z) may be configured to prevent the characteristic degradation due to heat of the semiconductor device used.

【0048】次いで、絶縁膜111が表面に設けられた
結晶質半導体膜にn型を付与する不純物元素を添加する
工程を行ない、第2の不純物領域(n- 領域)112を
形成した。(図2(C))ただし、絶縁膜111を介し
てその下の結晶質半導体膜に不純物を添加するために、
絶縁膜111の膜厚を考慮に入れ、適宜ドーピング条件
を設定することが重要である。本実施例ではドーピング
ガスとして水素で1〜10%(本実施例では5%)に希
釈したフォスフィンを用い、ドーズ量3×10 13atoms
/cm2 、加速電圧は60kVとした。この絶縁膜11
1を介して不純物元素を添加することにより所望の濃度
(SIMS分析で1×1018〜1×10 19atoms /cm
3 )の不純物領域を形成することができた。また、こう
して形成される第2の不純物領域112はLDD領域と
して機能する。なお、この時、さらに不純物が添加され
て第1の不純物領域110bが形成され、チャネル保護
膜の直下には真性な結晶質半導体領域が残った。ただ
し、図示しないが実際には多少チャネル保護膜の内側に
回り込んで不純物元素が添加される。
Next, an insulating film 111 was provided on the surface.
Adding an impurity element imparting n-type to the crystalline semiconductor film
The process is performed, and the second impurity region (n-Region) 112
Formed. (FIG. 2 (C)) However, through the insulating film 111,
In order to add impurities to the crystalline semiconductor film below
Considering the thickness of the insulating film 111, doping conditions as appropriate
It is important to set. In this embodiment, doping is performed.
Dilute to 1 to 10% (5% in this example) with hydrogen as gas
Using phosphine, which has been released, with a dose of 3 × 10 13atoms
/ CmTwoAnd the acceleration voltage was 60 kV. This insulating film 11
1 by adding an impurity element through
(1 × 10 by SIMS analysis)18~ 1 × 10 19atoms / cm
Three) Could be formed. Also,
The second impurity region 112 formed by
Function. At this time, impurities are further added.
To form first impurity region 110b, thereby protecting the channel.
An intrinsic crystalline semiconductor region remained immediately below the film. However
Although not shown in the figure, actually, it is slightly inside the channel protective film.
The impurity element is added around.

【0049】次いで、フォトマスクを用いてnチャネル
型TFTを覆うレジストマスク114を形成し、結晶質
半導体膜にp型を付与する不純物元素を添加する工程を
行ない、第3の不純物領域(p+ 領域)113を形成し
た。(図2(D))本実施例ではp型を付与する不純物
元素としてB(ボロン元素)を用いた。ドーピングガス
には水素で1〜10%に希釈されたジボラン(B
2 6 )を用い、ドーズ量4×1015atoms /cm2
加速電圧は30kVとした。
[0049] Next, a resist mask 114 covering the n-channel type TFT using a photomask, subjected to the step of adding an impurity element imparting p-type crystalline semiconductor film, a third impurity region (p + (Region) 113 was formed. (FIG. 2D) In this example, B (boron element) was used as an impurity element imparting p-type. The doping gas is diborane (B) diluted to 1 to 10% with hydrogen.
2 H 6 ) at a dose of 4 × 10 15 atoms / cm 2 ,
The acceleration voltage was 30 kV.

【0050】次いで、レジストマスク114を除去して
レーザーアニールまたは熱アニールによる不純物の活性
化処理を行なった後、水素雰囲気中で熱処理(350
℃、1時間)を行い、全体を水素化した。(図3
(A))その後、公知のパターニング技術により所望の
形状を有する活性層を形成し、活性層を覆うチャネル保
護膜108、及び絶縁膜111を除去した。(図3
(B))
Next, after removing the resist mask 114 and performing an impurity activation treatment by laser annealing or thermal annealing, a heat treatment (350
C., 1 hour), and the whole was hydrogenated. (FIG. 3
(A)) Thereafter, an active layer having a desired shape was formed by a known patterning technique, and the channel protective film 108 and the insulating film 111 covering the active layer were removed. (FIG. 3
(B))

【0051】以上の工程を経て、nチャネル型TFTの
ソース領域115、ドレイン領域116、低濃度不純物
領域117、118、チャネル形成領域119が形成さ
れ、pチャネル型TFTのソース領域121、ドレイン
領域122、チャネル形成領域120が形成された。
Through the above steps, the source region 115, drain region 116, low concentration impurity regions 117 and 118, and channel formation region 119 of the n-channel TFT are formed, and the source region 121 and drain region 122 of the p-channel TFT are formed. Thus, a channel forming region 120 was formed.

【0052】次いで、nチャネル型TFT及びpチャネ
ル型TFTを覆って、プラズマCVD法により膜厚10
0nmの酸化シリコン膜と、TEOSと酸素(O2 )を
原料ガスに用いた膜厚940nmの酸化シリコン膜との
積層構造の層間絶縁膜123を形成した。(図3
(C))また、本実施例では層間絶縁膜123として酸
化シリコン膜を用いたが、酸化シリコン膜に代えて本発
明のボロン元素を含む窒化酸化シリコン(SiNX Y
Z )を用いて半導体装置の熱による特性劣化を防止す
る構成としてもよい。
Next, the n-channel TFT and the p-channel TFT are covered with a film thickness of 10 by plasma CVD.
An interlayer insulating film 123 having a stacked structure of a 0-nm-thick silicon oxide film and a 940-nm-thick silicon oxide film using TEOS and oxygen (O 2 ) as a source gas was formed. (FIG. 3
(C)) In this embodiment, a silicon oxide film is used as the interlayer insulating film 123. However, instead of the silicon oxide film, silicon nitride oxide containing a boron element of the present invention (SiN X BY)
O Z ) may be used to prevent the characteristic deterioration of the semiconductor device due to heat.

【0053】そして、コンタクトホールを形成してソー
ス配線124、126、ドレイン配線125、127を
形成して、図3(D)に示す状態を得た。最後に水素雰
囲気中で熱処理を行い、全体を水素化してnチャネル型
TFT及びpチャネル型TFTが完成した。
Then, contact holes were formed to form source wirings 124 and 126 and drain wirings 125 and 127, and the state shown in FIG. 3D was obtained. Finally, heat treatment was performed in a hydrogen atmosphere, and the whole was hydrogenated to complete an n-channel TFT and a p-channel TFT.

【0054】なお、本実施例においては、工程順序を変
更し非晶質半導体膜のパターニング後に結晶化処理を行
ってもよい。また、本実施例の不純物の添加工程の順序
に限定されず、実施者は適宜、不純物の添加工程の順序
を変更して不純物領域を形成すればよい。
In this embodiment, the crystallization process may be performed after patterning the amorphous semiconductor film by changing the process order. In addition, the order of the impurity adding step in this embodiment is not limited, and the practitioner may appropriately change the order of the impurity adding step to form the impurity region.

【0055】[実施例2] 実施例1では、レーザー光
によって非晶質シリコン膜を結晶化させたが、本実施例
では、実施例1と異なる方法で非晶質半導体膜の結晶化
を行う例を示す。以下、図4〜6を用いて本実施例を説
明する。
Second Embodiment In the first embodiment, the amorphous silicon film is crystallized by the laser beam. In the second embodiment, the amorphous semiconductor film is crystallized by a method different from that in the first embodiment. Here is an example. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0056】まず、実施例1と同様に基板101上に、
ゲート電極102、ゲート絶縁膜103a、103bを
形成した。(図4(A))ここまでの工程は実施例1と
同一であるため、符号は図1と同じものを用いた。な
お、ゲート絶縁膜103aは、ボロン元素を含む窒化酸
化シリコン膜(SiNX Y Z )である。
First, as in the first embodiment,
A gate electrode 102 and gate insulating films 103a and 103b were formed. (FIG. 4A) Since the steps up to this point are the same as those in Example 1, the same reference numerals are used as in FIG. Note that the gate insulating film 103a is a silicon nitride oxide film containing boron element (SiN X B Y O Z) .

【0057】次いで、実施例1に従い非晶質シリコン膜
104aを形成した。次に、酸素雰囲気中においてUV
光を照射することにより非晶質シリコン膜104aの表
面に図示しない極薄い酸化膜を形成する。この酸化膜は
後に塗布されるニッケルを含んだ溶液の濡れ性を向上さ
せる機能を有する。
Next, an amorphous silicon film 104a was formed according to the first embodiment. Next, in an oxygen atmosphere, UV
By irradiating light, an extremely thin oxide film (not shown) is formed on the surface of the amorphous silicon film 104a. This oxide film has a function of improving the wettability of a solution containing nickel to be applied later.

【0058】次にニッケルを含有する溶液を非晶質シリ
コン膜104a表面に塗布する。ニッケル含有量(重量
換算)は0.1〜50ppm、より好ましくは1ppm
〜30ppmとすればよい。これは、非晶質シリコン膜
104a中のニッケル濃度を1015〜1019atoms/cm3
のオーダとするためである。1015atoms/cm3 以下であ
るとニッケルの触媒作用を得ることができない。1019
atoms/cm3 程度の濃度であれば、ゲッタリングを実施し
ない場合でも動作可能なTFTを作製可能であり、ゲッ
タリング工程を効率良く行うためでもある。なお、上記
のニッケルの濃度はSIMSによる測定値の最大値で定
義される。
Next, a solution containing nickel is applied to the surface of the amorphous silicon film 104a. Nickel content (weight conversion) is 0.1 to 50 ppm, more preferably 1 ppm
What is necessary is just to 30 ppm. This is because the nickel concentration in the amorphous silicon film 104a is 10 15 to 10 19 atoms / cm 3.
This is for order. If it is less than 10 15 atoms / cm 3 , the catalytic action of nickel cannot be obtained. 10 19
With a concentration of about atoms / cm 3, a TFT that can operate even without performing gettering can be manufactured, and this is also for efficiently performing the gettering process. Note that the nickel concentration is defined by the maximum value measured by SIMS.

【0059】本実施例では、ニッケルを10ppm含有
するニッケル酢酸塩溶液を塗布した。そして、スピンコ
ーターにより基板101を回転して、余分なニッケル酢
酸塩溶液を吹き飛ばして除去し、非晶質シリコン膜10
4aの表面に極薄いニッケル含有層205を形成する。
(図4(B))
In this embodiment, a nickel acetate solution containing 10 ppm of nickel was applied. Then, the substrate 101 is rotated by a spin coater, and excess nickel acetate solution is blown off to remove the amorphous nickel film 10.
An extremely thin nickel-containing layer 205 is formed on the surface of 4a.
(FIG. 4 (B))

【0060】図4(B)に示す状態を得たら、窒素雰囲
気中で温度550℃、4時間加熱して、非晶質シリコン
膜104aを結晶化した。この結晶化工程により結晶質
シリコン膜204bが得られた。この結晶成長はニッケ
ルを添加した非晶質シリコン膜104a表面から基板1
01の方(縦方向)へ進行するため、本明細書では縦成
長と呼ぶことにする(図4(C))。なお、本実施例で
は全面にニッケル含有層を形成する構成としたが、レジ
スト等を用い選択的にニッケル含有層を形成して基板表
面と平行な方向(横方向)へ結晶化を進行させる構成と
してもよい。
When the state shown in FIG. 4B was obtained, the amorphous silicon film 104a was crystallized by heating at 550 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere. Through this crystallization step, a crystalline silicon film 204b was obtained. This crystal growth is performed from the surface of the amorphous silicon film 104a to which nickel is added.
01 (vertical direction), this is referred to as vertical growth in this specification (FIG. 4C). In this embodiment, the nickel-containing layer is formed on the entire surface. However, the nickel-containing layer is selectively formed using a resist or the like, and the crystallization proceeds in a direction (lateral direction) parallel to the substrate surface. It may be.

【0061】なお、この結晶化工程に従えば粒界を含む
多結晶シリコン膜が形成されるが、異なる条件で微結晶
状態のシリコン膜を形成することができる。
Although a polycrystalline silicon film including grain boundaries is formed according to this crystallization step, a microcrystalline silicon film can be formed under different conditions.

【0062】また、上記加熱処理は電熱炉において50
0〜700℃、より好ましくは550〜650℃の温度
で行うことができる。この時、加熱温度の上限は耐熱性
を考慮して、使用するガラス基板101のガラス歪点よ
り低くすることが必要である。ガラス歪点を超えるとガ
ラス基板の反り、縮み等が顕在化してしまう。また、加
熱時間は1〜12時間程度とすればよい。この加熱処理
はファーネスアニール(電熱炉内での加熱処理)によっ
て行われる。なお、ランプアニール等の加熱手段を用い
ることも可能である。
The above heat treatment is carried out in an electric furnace for 50 hours.
It can be performed at a temperature of 0 to 700 ° C, more preferably 550 to 650 ° C. At this time, the upper limit of the heating temperature needs to be lower than the glass strain point of the glass substrate 101 used in consideration of heat resistance. If the glass strain point is exceeded, warpage and shrinkage of the glass substrate become apparent. The heating time may be about 1 to 12 hours. This heat treatment is performed by furnace annealing (heat treatment in an electric furnace). Note that it is also possible to use heating means such as lamp annealing.

【0063】次に、得られた結晶質シリコン膜204b
に対してレーザー光の照射を行い、結晶性の改善された
結晶質シリコン膜204cを得る。本実施例では、パル
ス発振型のKrFエキシマレーザー(波長248nm)
を用いた(図4(D))。なお、レ─ザー光の照射前
に、溶液の濡れ性を向上させるために形成された極薄い
酸化膜を除去してもよい。
Next, the obtained crystalline silicon film 204b
Is irradiated with laser light to obtain a crystalline silicon film 204c with improved crystallinity. In this embodiment, a pulse oscillation type KrF excimer laser (wavelength: 248 nm)
Was used (FIG. 4 (D)). Note that an ultrathin oxide film formed to improve the wettability of the solution may be removed before laser light irradiation.

【0064】パルス発振型のレーザとして、短波長(紫
外線領域)のXeClエキシマレーザーや、長波長のY
AGレーザー等を用いる。本実施例で用いたエキシマレ
ーザーは紫外光を発振するので、被照射領域において瞬
間的に溶融固化が繰り返される。そのため、エキシマレ
ーザー光を照射することにより、一種の非平衡状態が形
成され、ニッケルが非常に動きやすい状態となる。
As a pulse oscillation type laser, a short wavelength (ultraviolet region) XeCl excimer laser or a long wavelength Y
An AG laser or the like is used. Since the excimer laser used in this embodiment oscillates ultraviolet light, melting and solidification are repeated instantaneously in the irradiated area. Therefore, by irradiating the excimer laser beam, a kind of non-equilibrium state is formed, and nickel becomes very mobile.

【0065】また、図4(C)に示す結晶化工程で得ら
れる結晶質シリコン膜204bは非晶質成分が不規則に
残存する。しかし、図4(D)に示すレーザー光の照射
によってそのような非晶質成分を完全に結晶化すること
ができるので、結晶質シリコン膜204cの結晶性は大
幅に改善されている。
In the crystalline silicon film 204b obtained in the crystallization step shown in FIG. 4C, amorphous components remain irregularly. However, since such an amorphous component can be completely crystallized by irradiation with a laser beam shown in FIG. 4D, the crystallinity of the crystalline silicon film 204c is greatly improved.

【0066】なお、このレーザー照射工程を省略するこ
とは可能であるが、レーザー照射することによって、結
晶性の改善の他に、後のゲッタリング工程の効率を向上
させるという効果が得られる。レーザー照射後では、結
晶性シリコン膜204c中の残留ニッケル濃度のSIM
Sの最高値は、1×1019〜2×1019atoms/cm3 程度
である。
Although the laser irradiation step can be omitted, the laser irradiation has the effect of improving the efficiency of the later gettering step in addition to improving the crystallinity. After the laser irradiation, the SIM of the residual nickel concentration in the crystalline silicon film 204c
The maximum value of S is about 1 × 10 19 to 2 × 10 19 atoms / cm 3 .

【0067】上記結晶化工程の後に、結晶質シリコン膜
中に残存する触媒元素を除去または低減するゲッタリン
グ技術(特開平10-270363 号公報)を用いてもよい。な
お、同公報には、リン元素を全面または選択的に添加し
た後に加熱処理(300〜700℃、1〜12時間)を
行う技術が記載されている。また、高温の硫酸を用いた
液相による方法やハロゲン元素を含む気相による方法や
ボロン元素を添加して加熱する方法を用いる方法を用い
てもよい。
After the crystallization step, a gettering technique (Japanese Patent Laid-Open No. 10-270363) for removing or reducing the catalytic element remaining in the crystalline silicon film may be used. This publication describes a technique of performing a heat treatment (300 to 700 ° C., 1 to 12 hours) after the entire or selective addition of the phosphorus element. Further, a method using a liquid phase using high-temperature sulfuric acid, a method using a gas phase containing a halogen element, or a method using a method in which a boron element is added and heated may be used.

【0068】次いで、実施例1の図1(D)に示した工
程と同様に結晶質半導体204c上に膜厚200nmの
チャネル形成領域を保護する絶縁膜(後にチャネル保護
膜となる)206を形成した。また、本実施例では絶縁
膜206として酸化シリコン膜を用いたが、酸化シリコ
ン膜に代えて本発明のボロン元素を含む窒化酸化シリコ
ン(SiNX Y Z )を用いて半導体装置の熱による
特性劣化を防止する構成としてもよい。次いで、裏面か
らの露光を用いたパターニングによって、絶縁膜206
に接してレジストマスク207を形成した。(図4
(E))
Next, in the same manner as in the step shown in FIG. 1D of the first embodiment, an insulating film (to be a channel protective film later) 206 for protecting a channel formation region having a thickness of 200 nm is formed on the crystalline semiconductor 204c. did. In this embodiment, a silicon oxide film is used as the insulating film 206. However, instead of the silicon oxide film, silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z ) of the present invention is used and heat generated by a semiconductor device is used. A configuration for preventing characteristic deterioration may be adopted. Next, the insulating film 206 is patterned by patterning using exposure from the back side.
Then, a resist mask 207 was formed. (FIG. 4
(E))

【0069】次いで、レジストマスク207をマスクに
用いて絶縁膜206をエッチングして、チャネル保護膜
208を形成した後、レジストマスク207を除去し
た。(図4(F))
Next, the insulating film 206 was etched using the resist mask 207 as a mask to form a channel protective film 208, and then the resist mask 207 was removed. (FIG. 4 (F))

【0070】次いで、フォトマスクを用いたパターニン
グによってnチャネル型TFTの一部またはpチャネル
型TFTを覆うレジストマスク209を形成し、表面が
露呈された結晶質半導体膜にn型を付与する不純物元素
(リン)を添加する工程を行ない、第1の不純物領域
(n+ 領域)210aを形成した。(図5(A))本実
施例では、ドーピングガスとして水素で1〜10%(本
実施例では5%)に希釈したフォスフィン(PH3 )を
用い、ドーズ量5×1014atoms /cm2 、加速電圧は
10kVとした。
Next, a resist mask 209 covering a part of the n-channel TFT or the p-channel TFT is formed by patterning using a photomask, and an impurity element for imparting n-type to the crystalline semiconductor film whose surface is exposed is provided. A step of adding (phosphorus) was performed to form a first impurity region (n + region) 210a. (FIG. 5A) In this embodiment, phosphine (PH 3 ) diluted to 1% to 10% (5% in this embodiment) with hydrogen is used as a doping gas, and the dose amount is 5 × 10 14 atoms / cm 2. The accelerating voltage was 10 kV.

【0071】次いで、レジストマスク209を除去した
後、LDD領域を形成するための制御絶縁膜(本実施例
では、膜厚50nmの酸化シリコン膜)211を形成し
た。(図5(B))本実施例では制御絶縁膜211とし
て酸化シリコン膜を用いたが、酸化シリコン膜に代えて
本発明のボロン元素を含む窒化酸化シリコン(SiN X
Y Z )を用いて半導体装置の熱による特性劣化を防
止する構成としてもよい。
Next, the resist mask 209 was removed.
Then, a control insulating film for forming an LDD region (this embodiment)
Now, a 50 nm-thick silicon oxide film) 211 is formed.
Was. (FIG. 5B) In this embodiment, the control insulating film 211 is used.
Used a silicon oxide film, but instead of a silicon oxide film
The silicon nitride oxide (SiN) containing boron element of the present invention X
BYOZ) To prevent deterioration of characteristics of semiconductor devices due to heat
It may be configured to stop.

【0072】次いで、制御絶縁膜211が表面に設けら
れた結晶質半導体膜にn型を付与する不純物元素を添加
する工程を行ない、第2の不純物領域(n- 領域)21
2を形成した。(図5(C))本実施例ではドーピング
ガスとして水素で1〜10%(本実施例では5%)に希
釈したフォスフィンを用い、ドーズ量3×1013atoms
/cm2 、加速電圧は60kVとした。この制御絶縁膜
211を介して不純物元素を添加することにより所望の
濃度(SIMS分析で1×1018〜1×1019atoms /
cm3 )の不純物領域を形成することができた。また、
こうして形成される第2の不純物領域212はLDD領
域として機能する。なお、この時、さらに不純物が添加
されて第1の不純物領域210bが形成され、チャネル
保護膜の直下には真性な結晶質半導体領域が残った。
Next, a step of adding an impurity element imparting n-type to the crystalline semiconductor film provided with the control insulating film 211 on the surface is performed, and the second impurity region (n region) 21 is formed.
2 was formed. (FIG. 5C) In this embodiment, a phosphine diluted to 1 to 10% (5% in this embodiment) with hydrogen is used as a doping gas, and a dose amount is 3 × 10 13 atoms.
/ Cm 2 , and the acceleration voltage was 60 kV. A desired concentration (1 × 10 18 to 1 × 10 19 atoms / SIMS by SIMS analysis) can be obtained by adding an impurity element through the control insulating film 211.
cm 3 ) of the impurity region could be formed. Also,
The second impurity region 212 thus formed functions as an LDD region. At this time, the first impurity region 210b was further formed by adding an impurity, and an intrinsic crystalline semiconductor region remained immediately below the channel protective film.

【0073】次いで、フォトマスクを用いてnチャネル
型TFTを覆うレジストマスク214を形成し、結晶質
半導体膜にp型を付与する不純物元素を添加する工程を
行ない、第3の不純物領域(p+ 領域)213を形成し
た。(図5(D))本実施例ではドーピングガスには水
素で1〜10%に希釈されたジボラン(B2 6 )を用
い、ドーズ量4×1015atoms /cm2 、加速電圧は3
0kVとした。
[0073] Next, a resist mask 214 covering the n-channel type TFT using a photomask, subjected to the step of adding an impurity element imparting p-type crystalline semiconductor film, a third impurity region (p + Region 213 was formed. (FIG. 5 (D)) In this embodiment, diborane (B 2 H 6 ) diluted to 1 to 10% with hydrogen is used as the doping gas, the dose amount is 4 × 10 15 atoms / cm 2 , and the acceleration voltage is 3
0 kV.

【0074】次いで、レジストマスク214を除去し
て、300〜700℃、1〜12時間の加熱処理を行な
い、ニッケル濃度を低減する技術(特開平8-330602号公
報)を本実施例に適用した。本実施例では600℃、8
時間の加熱処理を行ない、LDD領域およびチャネル形
成領域の内部に残存するニッケルを高濃度不純物領域
(ソース領域及びドレイン領域)の方に移動させる。
(図6(A))こうしてニッケル濃度が低減されたチャ
ネル形成領域(SIMS分析で1×1018atoms /cm
3 以下、好ましくは1×1016atoms /cm3 以下)が
得られる。この加熱処理による触媒元素の低減と同時
に、ドーピング時の結晶性の損傷の回復、熱アニールに
よる不純物の活性化処理が行なわれる。加えてファーネ
スアニール、レーザーアニールまたはランプアニールを
行ってもよい。その後、水素雰囲気中で熱処理(350
℃、1時間)を行い、全体を水素化した。
Then, the resist mask 214 is removed, and a heat treatment at 300 to 700 ° C. for 1 to 12 hours is performed to reduce the nickel concentration (JP-A-8-330602). . In the present embodiment, 600 ° C., 8
Heat treatment is performed for a long time to move nickel remaining inside the LDD region and the channel formation region toward the high-concentration impurity regions (source region and drain region).
(FIG. 6A) The channel formation region in which the nickel concentration is reduced (1 × 10 18 atoms / cm by SIMS analysis)
3 or less, preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 or less). At the same time as the reduction of the catalytic element by this heat treatment, recovery of crystallinity damage during doping and activation treatment of impurities by thermal annealing are performed. In addition, furnace annealing, laser annealing or lamp annealing may be performed. Then, heat treatment (350
C., 1 hour), and the whole was hydrogenated.

【0075】その後、公知のパターニング技術により所
望の形状を有する活性層を形成し、絶縁膜211及びチ
ャネル保護膜208を除去した。(図6(B))
Thereafter, an active layer having a desired shape was formed by a known patterning technique, and the insulating film 211 and the channel protective film 208 were removed. (FIG. 6 (B))

【0076】以上の工程を経て、nチャネル型TFTの
ソース領域215、ドレイン領域216、低濃度不純物
領域217、218、チャネル形成領域219が形成さ
れ、pチャネル型TFTのソース領域221、ドレイン
領域222、チャネル形成領域220が形成された。
Through the above steps, a source region 215, a drain region 216, low-concentration impurity regions 217 and 218, and a channel formation region 219 of the n-channel TFT are formed, and a source region 221 and a drain region 222 of the p-channel TFT are formed. Thus, a channel forming region 220 was formed.

【0077】次いで、nチャネル型TFT及びpチャネ
ル型TFTを覆って、プラズマCVD法により膜厚10
0nmの酸化シリコン膜と、TEOSと酸素(O2 )を
原料ガスに用いた膜厚940nmの酸化シリコン膜との
積層構造の層間絶縁膜223を形成した。(図6
(C))本実施例では層間絶縁膜223として酸化シリ
コン膜を用いたが、酸化シリコン膜に代えて本発明のボ
ロン元素を含む窒化酸化シリコン膜(SiNX
Y Z )を用いて半導体装置の熱による特性劣化を防止
する構成としてもよい。
Next, the n-channel TFT and the p-channel TFT are covered with a film thickness of 10 by plasma CVD.
An interlayer insulating film 223 having a stacked structure of a 0-nm-thick silicon oxide film and a 940-nm-thick silicon oxide film using TEOS and oxygen (O 2 ) as a source gas was formed. (FIG. 6
(C) In this embodiment, a silicon oxide film is used as the interlayer insulating film 223. However, instead of the silicon oxide film, a silicon nitride oxide film containing a boron element of the present invention (SiN x B)
(Y O Z ) may be used to prevent deterioration of characteristics of the semiconductor device due to heat.

【0078】そして、コンタクトホールを形成してソー
ス配線224、226、ドレイン配線225、227を
形成して、図6(D)に示す状態を得た。最後に水素雰
囲気中で熱処理を行い、全体を水素化してnチャネル型
TFT及びpチャネル型TFTが完成した。
Then, contact holes were formed to form source wirings 224 and 226 and drain wirings 225 and 227, and the state shown in FIG. 6D was obtained. Finally, heat treatment was performed in a hydrogen atmosphere, and the whole was hydrogenated to complete an n-channel TFT and a p-channel TFT.

【0079】[実施例3] 上記実施例1または実施例
2の作製工程を用いたnチャネル型TFT及びpチャネ
ル型TFTを備えた半導体装置について、図7(A)〜
(C)及び図8(A)〜(C)を用いてその構造の一例
を説明する。
[Embodiment 3] FIGS. 7A to 7C show a semiconductor device provided with an n-channel TFT and a p-channel TFT using the manufacturing process of Embodiment 1 or 2.
An example of the structure will be described with reference to FIG. 8C and FIGS.

【0080】なお、本発明にかかる半導体装置は、同一
基板上に周辺駆動回路部と画素マトリクス回路部とを備
えている。本実施例では図示を容易にするため、周辺駆
動回路部の一部を構成するCMOS回路を図7に示し、
画素マトリクス回路部の一部を構成する画素TFT(N
チャネル型TFT)とを図8に示した。なお、実施例1
及び2の作製工程に加え、0.2〜0.4μmのパッシ
ベーション膜(保護膜)319を形成した。パッシベー
ション膜319としては窒素シリコン膜、例えばボロン
元素を含む窒化酸化シリコン膜(SiNX Y Z )を
用いて半導体装置の熱による特性劣化を防止する構成と
することが好ましい。
The semiconductor device according to the present invention includes a peripheral drive circuit section and a pixel matrix circuit section on the same substrate. In this embodiment, for the sake of simplicity of illustration, FIG. 7 shows a CMOS circuit constituting a part of the peripheral drive circuit section.
A pixel TFT (N
FIG. 8 shows a channel type TFT). Example 1
2 and 2, a passivation film (protective film) 319 having a thickness of 0.2 to 0.4 μm was formed. As the passivation film 319, it is preferable to use a nitrogen silicon film, for example, a silicon nitride oxide film containing a boron element (SiN X B Y O Z ), so as to prevent deterioration of characteristics of the semiconductor device due to heat.

【0081】図7で示すCMOS回路はインバータ回路
とも呼ばれ、半導体回路を構成する基本回路である。こ
のようなインバータ回路を組み合わせたりすることでN
AND回路、NOR回路のような基本論理回路を構成し
たり、さらに複雑なロジック回路をも構成することがで
きる。
The CMOS circuit shown in FIG. 7 is also called an inverter circuit and is a basic circuit constituting a semiconductor circuit. By combining such inverter circuits, N
A basic logic circuit such as an AND circuit or a NOR circuit can be formed, or a more complicated logic circuit can be formed.

【0082】図7(A)は図7(B)の上面図に相当す
る図であり、図7(A)において、点線A−A’で切断
した部分が、図7(B)のCMOS回路の断面構造に相
当する。また、図7(C)は、図7(A)及び図7
(B)に対応するインバータ回路の回路図である。
FIG. 7A is a diagram corresponding to the top view of FIG. 7B. In FIG. 7A, a portion cut along a dotted line AA ′ is a CMOS circuit of FIG. 7B. Corresponding to the cross-sectional structure. Further, FIG. 7 (C) shows FIGS. 7 (A) and 7
It is a circuit diagram of an inverter circuit corresponding to (B).

【0083】図7(B)において、いずれのTFT(薄
膜トランジスタ)も基板301上に形成されている。C
MOS回路のPチャネル型TFTの場合には、ゲート電
極302が形成され、その上にボロン元素を含む窒化酸
化シリコン膜(SiNX YZ )からなる第1絶縁膜
303、酸化珪素からなる第2絶縁膜304が設けられ
ている。第2絶縁膜上には、活性層としてp+ 領域31
2(ドレイン領域)、315(ソース領域)とチャネル
形成領域314とが形成される。上記実施例1及び2で
は工程数を低減するため、Pチャネル型TFTに前記高
濃度不純物領域と前記チャネル形成領域の間に低濃度不
純物領域(LDD領域)を設けていないが、作製しても
よい。活性層の上を覆う第1の層間絶縁膜317にコン
タクトホールが形成され、p+ 領域312、315に配
線318、320が接続され、さらにその上にパッシベ
ーション膜319が形成される。簡略化のため図示しな
いがさらにその上に第2の層間絶縁膜が形成され、配線
320に引き出し配線が接続されて、その上を覆って第
3の層間絶縁膜が形成される。
In FIG. 7B, all TFTs (thin film transistors) are formed on a substrate 301. C
In the case of a P-channel type TFT of the MOS circuit, the gate electrode 302 is formed, the first insulating film 303 made of a silicon nitride oxide film (SiN X B Y O Z) containing the boron element thereon, composed of silicon oxide A second insulating film 304 is provided. On the second insulating film, ap + region 31 is formed as an active layer.
2 (drain region), 315 (source region) and a channel formation region 314 are formed. In the first and second embodiments, in order to reduce the number of steps, a low-concentration impurity region (LDD region) is not provided between the high-concentration impurity region and the channel formation region in the P-channel TFT. Good. A contact hole is formed in first interlayer insulating film 317 covering the active layer, wirings 318 and 320 are connected to p + regions 312 and 315, and a passivation film 319 is formed thereon. Although not shown for the sake of simplicity, a second interlayer insulating film is further formed thereon, a lead wiring is connected to the wiring 320, and a third interlayer insulating film is formed so as to cover the second interlayer insulating film.

【0084】一方、Nチャネル型のTFTは、活性層と
してn+ 領域(ソース領域)305、n+ 領域311
(ドレイン領域)と、チャネル形成領域309と、前記
+ 型領域とチャネル形成領域の間にn- 型領域30
6、310が形成される。なお、ドレイン領域に接する
- 型領域310はn- 型領域306より幅を大きく形
成して信頼性を向上させた。活性層の上を覆う第1の層
間絶縁膜317にコンタクトホールが形成され、n+
領域305、311には配線316、318が形成さ
れ、さらにその上にパッシベーション膜319が形成さ
れる。簡略化のため図示しないがさらにその上に第2の
層間絶縁膜が形成され、配線320に引き出し配線が接
続されて、その上を覆って第3の層間絶縁膜が形成され
る。なお、活性層以外の部分は、上記Pチャネル型TF
Tと概略同一構造であり簡略化のため説明を省略する。
On the other hand, in an N-channel type TFT, an n + region (source region) 305 and an n + region 311 are used as active layers.
(Drain region), a channel forming region 309, and an n type region 30 between the n + type region and the channel forming region.
6, 310 are formed. Note that the n -type region 310 in contact with the drain region is formed wider than the n -type region 306 to improve reliability. A contact hole is formed in first interlayer insulating film 317 covering the active layer, wirings 316 and 318 are formed in n + -type regions 305 and 311, and a passivation film 319 is formed thereon. Although not shown for the sake of simplicity, a second interlayer insulating film is further formed thereon, a lead wiring is connected to the wiring 320, and a third interlayer insulating film is formed so as to cover the second interlayer insulating film. The portion other than the active layer is the same as the P-channel type TF.
The structure is substantially the same as T, and the description is omitted for simplification.

【0085】また、図8(A)は図8(B)の上面図に
相当する図であり、図8(A)において、点線A−A’
で切断した部分が、図8(B)の画素マトリクス回路の
断面構造に相当する。また、図8(C)は、図8(A)
及び図8(B)に対応する回路図である。
FIG. 8A is a diagram corresponding to the top view of FIG. 8B, and in FIG. 8A, a dotted line AA ′ is shown.
The portion cut by corresponds to the cross-sectional structure of the pixel matrix circuit in FIG. FIG. 8C is a view similar to FIG.
FIG. 9 is a circuit diagram corresponding to FIG.

【0086】画素マトリクス回路に形成されたNチャネ
ル型TFTについては、基本的に、CMOS回路のNチ
ャネル型TFTと同一構造である。基板上401にゲー
ト電極403が形成され、その上にボロン元素を含む窒
化酸化シリコン(SiNX Y Z )からなる第1絶縁
膜402、酸化珪素からなる第2絶縁膜404が設けら
れている。第2絶縁膜上には、活性層としてn+ 領域4
05、409、414と、チャネル形成領域407、4
11と、前記n+ 型領域とチャネル形成領域の間にn-
型領域406、413が形成される。活性層の上を覆う
第1の層間絶縁膜419にコンタクトホールが形成さ
れ、n+ 領域405に配線416が接続され、n+ 領域
414に配線417が接続され、さらにその上にパッシ
ベーション膜418が形成される。そして、その上に第
2の層間絶縁膜420が形成される。さらに、その上に
第3の層間絶縁膜422が形成され、ITO、SnO2
等の透明導電膜からなる画素電極423が接続される。
また、421は画素電極423と隣接する画素電極であ
る。
N channels formed in the pixel matrix circuit
Basically, the CMOS type N-channel TFT
It has the same structure as the channel type TFT. Game on the substrate 401
Electrode 403 is formed thereon, and a nitride electrode containing boron element is formed thereon.
Silicon oxide (SiN)XB YOZThe first insulation consisting of
A film 402 and a second insulating film 404 made of silicon oxide are provided.
Have been. On the second insulating film, n is formed as an active layer.+Area 4
05, 409 and 414, and channel formation regions 407 and 4
11 and n+N between the mold region and the channel formation region-
Mold regions 406 and 413 are formed. Over the active layer
A contact hole is formed in first interlayer insulating film 419.
And n+A wiring 416 is connected to the region 405, and n+region
A wiring 417 is connected to 414, and a passivation
The activation film 418 is formed. And on top of it
Two interlayer insulating films 420 are formed. And on top of that
A third interlayer insulating film 422 is formed, and ITO, SnOTwo
The pixel electrode 423 made of a transparent conductive film is connected.
Reference numeral 421 denotes a pixel electrode adjacent to the pixel electrode 423.
You.

【0087】なお、画素マトリクス回路の容量部は、第
1絶縁膜及び第2絶縁膜を誘電体として、容量配線41
5と、n+ 領域414とで形成されている。
The capacitance portion of the pixel matrix circuit is formed by using the first insulating film and the second insulating film as dielectrics,
5 and an n + region 414.

【0088】本実施例では一例として透過型のLCDを
作製したが特に限定されない。例えば、画素電極の材料
として反射性を有する金属材料を用い、画素電極のパタ
ーニングの変更、または幾つかの工程の追加/削除を適
宜行えば反射型のLCDを作製することが可能である。
In this embodiment, a transmissive LCD is manufactured as an example, but there is no particular limitation. For example, a reflective LCD can be manufactured by using a reflective metal material as the material of the pixel electrode and changing the patterning of the pixel electrode or adding / deleting some steps as appropriate.

【0089】なお、本実施例では、画素マトリクス回路
の画素TFTのゲート配線をダブルゲート構造としてい
るが、オフ電流のバラツキを低減するために、トリプル
ゲート構造等のマルチゲート構造としても構わない。ま
た、開口率を向上させるためにシングルゲート構造とし
てもよい。
In this embodiment, the gate wiring of the pixel TFT of the pixel matrix circuit has a double gate structure. However, a multi-gate structure such as a triple gate structure may be used in order to reduce variation in off current. Further, a single gate structure may be used to improve the aperture ratio.

【0090】本実施例を実施して作製されたTFTは、
よりばらつきの少ない電気特性を示す。また、本実施例
を実施例1、実施例2と組み合わせることは可能であ
る。
The TFT manufactured according to this embodiment is
It shows electrical characteristics with less variation. This embodiment can be combined with the first and second embodiments.

【0091】〔実施例4〕 本実施例を図9と図10に
より説明する。実施例1及び2においては、ボトムゲー
ト型TFTのゲート絶縁膜の一層として、ボロン元素を
含む窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )を用いた例
を示したが、本実施例では、トップゲート型TFTの下
地膜の一層として、ボロン元素を含む窒化酸化シリコン
(SiNX Y Z )を用いた例を示す。
[Embodiment 4] This embodiment will be described with reference to FIGS. In Examples 1 and 2, to further the gate insulating film of the bottom gate type TFT, and an example is shown of using a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) , in this embodiment, the top and further the base film gate type TFT, and an example of using a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) .

【0092】ここでは、nチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTを同一基板上に作製し、CMOS回路の基本
構成であるインバータ回路を形成する例について説明す
る。
Here, an example in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are formed over the same substrate to form an inverter circuit which is a basic configuration of a CMOS circuit will be described.

【0093】基板501はガラス基板、プラスチック基
板、セラミックス基板などを用いることができる。ま
た、酸化シリコン膜や窒化酸化シリコンなどの絶縁膜を
表面に形成したシリコン基板やステンレスに代表される
金属基板を用いても良い。勿論、石英基板を用いること
も可能である。
As the substrate 501, a glass substrate, a plastic substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. Alternatively, a silicon substrate having a surface over which an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride oxide film is formed, or a metal substrate represented by stainless steel may be used. Of course, a quartz substrate can be used.

【0094】そして、基板501のTFTが形成される
主表面には、ボロン元素を含む窒化酸化シリコン(Si
X Y Z )から成る下地膜502と、窒化酸化シリ
コン膜から成る下地膜503が形成される。本実施例で
は、アルゴン(Ar)とジボラン(B2 6 )を含む雰
囲気中において、単結晶シリコンからなるターゲットを
用いたスパッタリングにより窒化酸化シリコン(SiN
X Y Z )502を形成した。また、窒素(N2 )ま
たはアンモニア(NH3 )を含む雰囲気中において、ボ
ロン元素が添加された単結晶シリコンのターゲットを用
いたスパッタリング方法を用いて、窒化酸化シリコン
(SiNX Y Z )を形成してもよい。こうして得ら
れた窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )502は、
ボロン元素を1〜50atoms %含有しているため高い熱
伝導性を有しており、半導体装置の熱による特性劣化を
防止する効果を有している。下地膜503はプラズマC
VD法やスパッタ法で形成すれば良く、基板501から
TFTに有害な不純物が半導体層へ拡散することを防ぐ
ために設けるものである。従って、ボロン元素を含む窒
化酸化シリコン(SiNX Y Z )からなる下地膜5
02を20〜100nm、代表的には50nmの厚さに
形成し、さらに窒化酸化シリコン膜からなる下地膜50
3を50〜500nm、代表的には150〜200nm
の厚さに積層形成すれば良かった。
Then, on the main surface of the substrate 501 where the TFT is to be formed, silicon nitride oxide (Si
And N X B Y O Z) base film 502 made of a base film 503 made of a silicon nitride oxide film is formed. In this embodiment, in an atmosphere containing argon (Ar) and diborane (B 2 H 6 ), silicon nitride oxide (SiN) is formed by sputtering using a target made of single crystal silicon.
To form X B Y O Z) 502. Further, in an atmosphere containing nitrogen (N 2 ) or ammonia (NH 3 ), a silicon nitride oxide (SiN X B Y O Z ) is formed by a sputtering method using a target of single crystal silicon to which a boron element is added. May be formed. Silicon nitride oxide thus obtained (SiN X B Y O Z) 502 is
Since it contains 1 to 50 atoms% of boron element, it has high thermal conductivity and has an effect of preventing deterioration of characteristics of the semiconductor device due to heat. The base film 503 is made of plasma C
It may be formed by a VD method or a sputtering method, and is provided to prevent impurities harmful to the TFT from the substrate 501 from diffusing into the semiconductor layer. Therefore, the base film 5 consisting of a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z)
02 is formed to a thickness of 20 to 100 nm, typically 50 nm, and a base film 50 made of a silicon nitride oxide film is further formed.
3, 50 to 500 nm, typically 150 to 200 nm
It should have laminated | stacked to thickness of.

【0095】勿論、下地膜をボロン元素を含む窒化酸化
シリコン(SiNX Y Z )からなる下地膜502、
または、窒化酸化シリコン膜からなる下地膜503のど
ちらか一方のみで形成しても良いが、TFTの信頼性を
考慮すると2層構造とすることが最も望ましかった。
[0095] Of course, the base film 502 made a base film from a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) ,
Alternatively, it may be formed using only one of the base films 503 made of a silicon nitride oxide film. However, in consideration of the reliability of the TFT, a two-layer structure is most desirable.

【0096】下地膜503に接して形成される半導体層
は、プラズマCVD法、減圧CVD法、スパッタ法など
の成膜法で形成される非晶質半導体を、レーザー結晶化
法や熱処理による固相成長法で結晶化された、結晶質半
導体を用いることが望ましい。また、前記成膜法で形成
される微結晶半導体を適用することも可能である。ここ
で適用できる半導体材料は、シリコン(Si)、ゲルマ
ニウム(Ge)、またシリコンゲルマニウム合金、炭化
シリコンがあり、その他にガリウム砒素などの化合物半
導体材料を用いることもできる。
The semiconductor layer formed in contact with the base film 503 is formed by converting an amorphous semiconductor formed by a film forming method such as a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method to a solid phase formed by a laser crystallization method or heat treatment. It is desirable to use a crystalline semiconductor crystallized by a growth method. Further, a microcrystalline semiconductor formed by the above film formation method can be used. The semiconductor material applicable here includes silicon (Si), germanium (Ge), a silicon germanium alloy, and silicon carbide. In addition, a compound semiconductor material such as gallium arsenide can be used.

【0097】半導体層は10〜100nm、代表的には
50nmの厚さとして形成されるものである。プラズマ
CVD法で作製される非晶質半導体膜には10〜40at
om%の割合で膜中に水素が含まれているが、結晶化の工
程に先立って400〜500℃の熱処理の工程を行い水
素を膜中から脱離させて含有水素量を5atom%以下とし
ておくことが望ましい。また、非晶質シリコン膜をスパ
ッタ法や蒸着法などの他の作製方法で形成しても良い
が、膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物元素を十分
低減させておくことが望ましい。
The semiconductor layer is formed to have a thickness of 10 to 100 nm, typically 50 nm. 10 to 40 at for an amorphous semiconductor film formed by a plasma CVD method.
Although hydrogen is contained in the film at a ratio of om%, a heat treatment process at 400 to 500 ° C. is performed prior to the crystallization process to desorb hydrogen from the film to reduce the hydrogen content to 5 atom% or less. It is desirable to keep. Although an amorphous silicon film may be formed by another manufacturing method such as a sputtering method or an evaporation method, it is preferable that impurity elements such as oxygen and nitrogen contained in the film be sufficiently reduced.

【0098】また、下地膜と非晶質半導体膜とは同じ成
膜法で形成可能であるので、下地膜503と、半導体層
を連続形成すると良い。それぞれの膜が形成された後、
その表面が大気雰囲気に触れないことにより、その表面
の汚染を防ぐことができる。その結果、TFTの特性バ
ラツキを発生させる要因の一つをなくすことができた。
Since the base film and the amorphous semiconductor film can be formed by the same film formation method, the base film 503 and the semiconductor layer are preferably formed continuously. After each film is formed,
Since the surface does not come into contact with the atmosphere, contamination of the surface can be prevented. As a result, it was possible to eliminate one of the factors that cause variations in TFT characteristics.

【0099】非晶質半導体膜を結晶化する工程は、公知
のレーザー結晶化技術または熱結晶化の技術を用いれば
良い。また、触媒元素を用いた熱結晶化の技術により結
晶質半導体膜を形成すると優れたTFT特性を得ること
ができる。
For the step of crystallizing the amorphous semiconductor film, a known laser crystallization technique or thermal crystallization technique may be used. Further, when a crystalline semiconductor film is formed by a thermal crystallization technique using a catalytic element, excellent TFT characteristics can be obtained.

【0100】こうして形成された結晶質半導体膜を、第
1のフォトマスクを使用して、公知のパターニング法に
よりレジストマスクを形成し、ドライエッチング法によ
り島状の半導体層504、505を形成した。
Using the first photomask, a resist mask was formed on the thus formed crystalline semiconductor film by a known patterning method, and island-like semiconductor layers 504 and 505 were formed by dry etching.

【0101】次に、島状の半導体層504、505の表
面に、酸化シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする
ゲート絶縁膜506を形成する。また、ゲート絶縁膜5
06としてボロン元素を含む窒化酸化シリコン(SiN
X Y Z )を用いて半導体装置の熱による特性劣化を
防止する構成としてもよい。ゲート絶縁膜506は、プ
ラズマCVD法やスパッタ法で形成し、その厚さを10
〜200nm、好ましくは50〜150nmとして形成
すれば良い。
Next, a gate insulating film 506 containing silicon oxide or silicon nitride as a main component is formed on the surfaces of the island-shaped semiconductor layers 504 and 505. Also, the gate insulating film 5
06, silicon nitride oxide containing boron element (SiN
X B Y O Z) may be configured to prevent the characteristic degradation due to heat of the semiconductor device used. The gate insulating film 506 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method, and has a thickness of 10
The thickness may be set to 200 nm, preferably 50 to 150 nm.

【0102】そして、ゲート絶縁膜506の表面に第1
の導電層507と、第3の導電層508とを形成した。
第1の導電層507は、Ta、Ti、Mo、Wから選ば
れた元素を主成分とする導電性材料を用いる。そして、
第1の導電層507の厚さは5〜50nm、好ましくは
10〜25nmで形成すれば良い。
Then, the first surface of the gate insulating film 506 is
Of the conductive layer 507 and the third conductive layer 508 were formed.
For the first conductive layer 507, a conductive material mainly containing an element selected from Ta, Ti, Mo, and W is used. And
The thickness of the first conductive layer 507 may be 5 to 50 nm, preferably 10 to 25 nm.

【0103】ゲート絶縁膜506と第1の導電層507
の厚さは重要であった。これは、後に実施される第1の
不純物添加の工程において、n型を付与する不純物をゲ
ート絶縁膜506と第1の導電層507を通過させて、
半導体層504、505に添加するためであった。実際
には、ゲート絶縁膜506と第1の導電層507の厚さ
を考慮して、第1の不純物添加の工程の条件が決定され
た。ここで、ゲート絶縁膜506や第1の導電層507
の厚さが予め決められた値よりも10%以上変動する
と、添加される不純物濃度が減少してしまうためであっ
た。
The gate insulating film 506 and the first conductive layer 507
The thickness was important. This is because an impurity imparting n-type is passed through the gate insulating film 506 and the first conductive layer 507 in a first impurity doping step performed later,
This is for adding to the semiconductor layers 504 and 505. Actually, the conditions of the first impurity doping step were determined in consideration of the thicknesses of the gate insulating film 506 and the first conductive layer 507. Here, the gate insulating film 506 and the first conductive layer 507
This is because if the thickness of the layer fluctuates by 10% or more from a predetermined value, the concentration of the added impurity decreases.

【0104】第3の導電層508はAlまたはCuを主
成分とする導電性材料を用いる。例えば、Alを用いる
場合には、Ti、Si、Scから選ばれた元素が0.1
〜5atom% 添加されたAl合金を用いても良い。第3の
導電層は100〜1000nm、好ましくは200〜4
00nmで形成すれば良い。これは、ゲート配線または
ゲートバスラインの配線抵抗を下げるための配線材料と
して形成されるものである。(図9(A))
For the third conductive layer 508, a conductive material containing Al or Cu as a main component is used. For example, when Al is used, the element selected from Ti, Si, and Sc is 0.1%.
An Al alloy to which about 5 atom% is added may be used. The third conductive layer has a thickness of 100 to 1000 nm, preferably 200 to 4 nm.
It may be formed with a thickness of 00 nm. This is formed as a wiring material for reducing the wiring resistance of the gate wiring or the gate bus line. (FIG. 9A)

【0105】本発明において、ゲート配線とは、ゲート
絶縁膜506上に、ゲート電極と同じ材料から形成さ
れ、ゲート電極に接続する配線であり、ゲート電極に接
続する構成においてゲートバスラインもゲート配線の一
部であると見なす。
In the present invention, the gate wiring is a wiring formed on the gate insulating film 506 from the same material as the gate electrode and connected to the gate electrode. Is considered part of.

【0106】次に第2のフォトマスクを使用してレジス
トマスクを形成し、第3の導電層の不要な部分を除去し
て、ゲートバスラインの一部を形成した(図9(B)の
509)。第3の導電層がAlである場合、リン酸溶液
によるウエットエッチング法により、下地にある第1の
導電層と選択性良く除去することができた。
Next, a resist mask was formed using a second photomask, and an unnecessary portion of the third conductive layer was removed to form a part of a gate bus line (FIG. 9B). 509). When the third conductive layer was Al, it could be removed with good selectivity from the underlying first conductive layer by a wet etching method using a phosphoric acid solution.

【0107】そして、第3のフォトマスクにより、半導
体層504と、半導体層505のチャネル形成領域を覆
うレジストマスク510、511を形成した。このと
き、配線を形成する領域にもレジストマスク512を形
成しておいても良い。
Then, resist masks 510 and 511 which cover the semiconductor layer 504 and a channel formation region of the semiconductor layer 505 were formed using a third photomask. At this time, a resist mask 512 may be formed in a region where a wiring is to be formed.

【0108】そして、n型を付与する第1の不純物元素
を添加する工程を行った。結晶質半導体材料に対してn
型を付与する不純物元素としては、リン(P)、砒素
(As)、アンチモン(Sb)などが知られているが、
ここでは、リンを用い、フォスフィン(PH3 )を用い
たイオンドープ法で行った。この工程では、ゲート絶縁
膜506と第1の導電膜507を通してその下の半導体
層にリンを添加するために、加速電圧は80keVと高
めに設定した。半導体層に添加されるリンの濃度は、1
×1016〜1×1019atoms/cm3 の範囲にするのが好ま
しく、ここでは1×1018atoms/cm3 とした。そして、
半導体層にリンが添加された領域513、514が形成
された。ここで形成されたリンが添加された領域の一部
は、LDD領域として機能する第2の不純物領域とされ
るものである。( 図9(B))
Then, a step of adding a first impurity element imparting n-type was performed. N for crystalline semiconductor material
As an impurity element for imparting a mold, phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb) and the like are known.
Here, ion doping was performed using phosphorus and phosphine (PH 3 ). In this step, the acceleration voltage was set to be as high as 80 keV in order to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 506 and the first conductive film 507. The concentration of phosphorus added to the semiconductor layer is 1
It is preferable to set the range of × 10 16 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , and here, it is set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 . And
Regions 513 and 514 in which phosphorus was added to the semiconductor layer were formed. A part of the region to which phosphorus is formed is a second impurity region which functions as an LDD region. (Fig. 9 (B))

【0109】その後、レジストマスク510、511、
512を除去して、第2の導電層515を前面に形成し
た。第2の導電層515は第1の導電層507と同じ材
料で形成されても良く、Ta、Ti、Mo、Wから選ば
れた元素を主成分とする導電性材料を用いる。そして、
第2の導電層515の厚さは100〜1000nm、好
ましくは200〜500nmで形成しておけば良い。
(図9(C))
Thereafter, the resist masks 510, 511,
512 was removed to form a second conductive layer 515 on the front surface. The second conductive layer 515 may be formed using the same material as the first conductive layer 507, and uses a conductive material mainly containing an element selected from Ta, Ti, Mo, and W. And
The thickness of the second conductive layer 515 may be 100 to 1000 nm, preferably 200 to 500 nm.
(FIG. 9 (C))

【0110】次に、第4のフォトマスクによりレジスト
マスク516、517、518、519を形成した。第
4のフォトマスクは、pチャネル型TFTのゲート電極
と、ゲート配線、ゲートバスラインを形成するためのも
のであった。nチャネル型TFTのゲート電極は後の工
程で形成するため、第1の導電層522と第2の導電層
523が半導体層505上で残るようにレジストマスク
517を形成した。
Next, resist masks 516, 517, 518, and 519 were formed using a fourth photomask. The fourth photomask was for forming a gate electrode of a p-channel TFT, a gate wiring, and a gate bus line. Since a gate electrode of the n-channel TFT was formed in a later step, a resist mask 517 was formed so that the first conductive layer 522 and the second conductive layer 523 remained on the semiconductor layer 505.

【0111】第1の導電層と第2の導電層はドライエッ
チング法により不要な部分を除去した。そして、ゲート
電極520、521と、ゲート配線524、525と、
ゲートバスライン526、527が形成された。
Unnecessary portions of the first conductive layer and the second conductive layer were removed by dry etching. Then, the gate electrodes 520 and 521, the gate wirings 524 and 525,
Gate bus lines 526 and 527 were formed.

【0112】ゲートバスラインは、第3の導電層509
が第1の導電層526と第2の導電層527とで覆われ
たクラッド型の構造として形成された。第3の導電層は
AlやCuを主成分とした低抵抗材料であり、配線抵抗
を下げることができた。
The gate bus line is connected to the third conductive layer 509
Was formed as a clad-type structure covered with the first conductive layer 526 and the second conductive layer 527. The third conductive layer was a low-resistance material containing Al or Cu as a main component, and was able to reduce wiring resistance.

【0113】そして、レジストマスク516、517、
518、519をそのまま残して、pチャネル型TFT
が形成される半導体層504の一部に、p型を付与する
第3の不純物元素を添加するの工程を行った。p型を付
与する不純物元素としては、ボロン(B)、ガリウム
(Ga)等が知られているが、ここではボロン元素をそ
の不純物元素として、ジボラン(B2 6 )を用いてイ
オンドープ法で添加した。ここでも加速電圧を80ke
Vとして、2×1020atoms/cm3 の濃度にボロン元素を
添加した。そして、図9(D)に示すようにボロン元素
が高濃度に添加された第3の不純物領域552、553
が形成された。
Then, the resist masks 516, 517,
518, 519, p-channel TFT
Was added to a part of the semiconductor layer 504 in which is formed a third impurity element imparting p-type. As the impurity element imparting the p-type, boron (B), gallium (Ga), or the like is known, but here, the boron element is used as an impurity element, and diborane (B 2 H 6 ) is used for the ion doping method. Was added. Again, the acceleration voltage is 80 ke
As V, a boron element was added at a concentration of 2 × 10 20 atoms / cm 3 . Then, as shown in FIG. 9D, the third impurity regions 552 and 553 to which the boron element is added at a high concentration.
Was formed.

【0114】図9(D)設けられたレジストマスクを除
去した後、新たに第5のフォトマスクによりレジストマ
スク528、529、530を形成した。第5のフォト
マスクはnチャネル型TFTのゲート電極を形成するた
めのものであり、ドライエッチング法によりゲート電極
531、532が形成された。このときゲート電極53
1、532は第2の不純物領域513、514の一部と
重なるように形成された。(図9(E))
After removing the resist mask provided in FIG. 9D, resist masks 528, 529, and 530 were newly formed using a fifth photomask. The fifth photomask is for forming a gate electrode of an n-channel TFT, and the gate electrodes 531 and 532 are formed by a dry etching method. At this time, the gate electrode 53
1 and 532 are formed so as to overlap a part of the second impurity regions 513 and 514. (FIG. 9E)

【0115】そして、レジストマスク528、529、
530を完全に除去した後、レジストマスク533、5
34、535を形成した。レジストマスク534はnチ
ャネル型TFTのゲート電極531、532と、第2の
不純物領域の一部を覆う形で形成されるものであった。
レジストマスク534は、LDD領域のオフセット量を
決めるものであった。
Then, resist masks 528, 529,
After completely removing 530, the resist masks 533, 5
34, 535 were formed. The resist mask 534 was formed so as to cover the gate electrodes 531 and 532 of the n-channel TFT and part of the second impurity region.
The resist mask 534 determines the offset amount of the LDD region.

【0116】そして、n型を付与する第2の不純物元素
を添加する工程を行った。そして、ソース領域となる第
1の不純物領域537とドレイン領域となる第1の不純
物領域536が形成された。ここでは、フォスフィンを
用いたイオンドープ法で行った。この工程でも、ゲート
絶縁膜506を通してその下の半導体層にリンを添加す
るために、加速電圧は80keVと高めに設定した。こ
の領域のリンの濃度はn型を付与する第1の不純物元素
を添加する工程と比較して高濃度であり、1×1019
1×1021atoms/cm3 とするのが好ましく、ここでは1
×1020atoms/cm3 とした。(図10(A))
Then, a step of adding a second impurity element imparting n-type was performed. Then, a first impurity region 537 serving as a source region and a first impurity region 536 serving as a drain region were formed. Here, the ion doping method using phosphine was performed. Also in this step, the acceleration voltage was set as high as 80 keV in order to add phosphorus to the underlying semiconductor layer through the gate insulating film 506. The concentration of phosphorus in this region is higher than that in the step of adding the first impurity element imparting n-type, and is 1 × 10 19 to
It is preferably 1 × 10 21 atoms / cm 3.
× 10 20 atoms / cm 3 . (FIG. 10A)

【0117】そして、ゲート絶縁膜506、ゲート電極
520、521、531、532、ゲート配線524、
525、ゲートバスライン526、527の表面に第1
の層間絶縁膜538、550を形成した。第1の層間絶
縁膜550は窒化酸化シリコンであり、50nmの厚さ
で形成された。また第1の層間絶縁膜538は酸化シリ
コン膜であり、950nmの厚さに形成された。また、
第1の層間絶縁膜550としてボロン元素を含む窒化酸
化シリコン(SiNX Y Z )を用いて半導体装置の
熱による特性劣化を防止する構成としてもよい。
Then, the gate insulating film 506, the gate electrodes 520, 521, 531, 532, the gate wiring 524,
525, the first on the surfaces of the gate bus lines 526 and 527.
Are formed. The first interlayer insulating film 550 is made of silicon nitride oxide and has a thickness of 50 nm. The first interlayer insulating film 538 is a silicon oxide film and has a thickness of 950 nm. Also,
It may be configured to prevent the characteristic degradation due to heat of the semiconductor device using a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) as the first interlayer insulating film 550.

【0118】ここで形成された窒化酸化シリコンから成
る第1の層間絶縁膜550は次の熱処理の工程を行うた
めに必要なものであった。これはゲート電極520、5
21、531、532、ゲート配線524、525、ゲ
ートバスライン526、527の表面が酸化することを
防ぐために効果的であった。
The first interlayer insulating film 550 made of silicon nitride oxide formed here was necessary for performing the next heat treatment step. These are the gate electrodes 520, 5
21, 531, 532, the gate wirings 524, 525, and the gate bus lines 526, 527 are effective for preventing the surface from being oxidized.

【0119】熱処理の工程は、それぞれの濃度で添加さ
れたn型またはp型を付与する不純物元素を活性化する
ために行う必要があった。この工程は、電気加熱炉を用
いた熱アニール法や、前述のエキシマレーザーを用いた
レーザーアニール法や、ハロゲンランプを用いたラピッ
トサーマルアニール法(RTA法)で行えば良い。しか
し、レーザーアニール法は低い基板加熱温度で活性をす
ることができるが、ゲート電極の下にかくれる領域まで
活性化させることは困難であった。従って、ここでは熱
アニール法で活性化の工程を行った。加熱処理は、窒素
雰囲気中において300〜700℃、好ましくは350
〜550℃、ここでは450℃、2時間の処理を行っ
た。
The heat treatment step had to be performed in order to activate the n-type or p-type imparting impurity element added at each concentration. This step may be performed by a thermal annealing method using an electric heating furnace, a laser annealing method using the above-described excimer laser, or a rapid thermal annealing method (RTA method) using a halogen lamp. However, although the laser annealing method can be activated at a low substrate heating temperature, it has been difficult to activate a region under the gate electrode. Therefore, the activation step was performed here by the thermal annealing method. The heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 300 to 700 ° C., preferably at 350
The treatment was performed at ℃ 550 ° C., here 450 ° C., for 2 hours.

【0120】第1の層間絶縁膜538、550はその
後、第7のフォトマスクを用い、所定のレジストマスク
を形成した後、エッチング処理によりそれぞれのTFT
のソース領域と、ドレイン領域に達するコンタクトホー
ルが形成された。そして、ソース電極539、540と
ドレイン電極541を形成した。図示していないが、本
実施例ではこの電極を、Ti膜を100nm、Tiを含
むAl膜300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で
連続して形成した3層構造の電極として用いた。
After the first interlayer insulating films 538 and 550 are formed using a seventh photomask, a predetermined resist mask is formed, and the respective TFTs are etched by etching.
A contact hole reaching the source region and the drain region was formed. Then, source electrodes 539 and 540 and a drain electrode 541 were formed. Although not shown, in this embodiment, this electrode was used as an electrode having a three-layer structure in which a 100 nm thick Ti film, a 300 nm thick Al film containing Ti, and a 150 nm thick Ti film were continuously formed by sputtering.

【0121】以上の工程で、CMOS回路のnチャネル
型TFTにはチャネル形成領域545、第1の不純物領
域548、549、第2の不純物領域546、547が
形成された。ここで、第2の不純物領域は、ゲート電極
と重なる領域(GOLD領域)536a、547aと、
ゲート電極と重ならない領域(LDD領域)546b、
547bがそれぞれ形成された。そして、第1の不純物
領域548はソース領域として、第1の不純物領域54
9はドレイン領域となった。
Through the above steps, a channel formation region 545, first impurity regions 548 and 549, and second impurity regions 546 and 547 were formed in the n-channel TFT of the CMOS circuit. Here, the second impurity region includes regions (GOLD region) 536a and 547a overlapping with the gate electrode,
A region (LDD region) 546b not overlapping with the gate electrode,
547b were each formed. Then, the first impurity region 548 serves as a source region,
9 became the drain region.

【0122】一方、pチャネル型TFTは、チャネル形
成領域542、第3の不純物領域543、544が形成
された。そして、第3の不純物領域543はソース領域
として、第3の不純物領域544はドレイン領域となっ
た。(図10(B))
On the other hand, in the p-channel TFT, a channel formation region 542 and third impurity regions 543 and 544 were formed. Then, the third impurity region 543 became a source region, and the third impurity region 544 became a drain region. (FIG. 10B)

【0123】また、図10(C)はインバータ回路の上
面図を示し、TFT部分のA−A'断面構造、ゲート配
線部分のB−B' 断面構造,ゲートバスライン部分の
C−C' 断面構造は、図10(B)と対応している。
本発明において、ゲート電極とゲート配線は、第1の導
電層と第2の導電層とから形成され、ゲートバスライン
は、第1の導電層と第2の導電層と第3の導電層とから
形成されたクラッド構造を有している。
FIG. 10C is a top view of the inverter circuit, which shows a cross-sectional structure taken along line AA ′ of the TFT portion, a cross-sectional structure taken along line BB ′ of the gate wiring portion, and a cross-sectional view taken along line CC ′ of the gate bus line portion. The structure corresponds to FIG.
In the present invention, a gate electrode and a gate wiring are formed of a first conductive layer and a second conductive layer, and a gate bus line is formed of a first conductive layer, a second conductive layer, and a third conductive layer. It has a clad structure formed from.

【0124】図9と図10では、nチャネル型TFTと
pチャネル型TFTとを相補的組み合わせて成るCMO
S回路を例にして示したが、nチャネル型TFTを用い
たNMOS回路や、液晶表示装置の画素マトリクス回路
に本願発明を適用することもできる。
FIGS. 9 and 10 show a CMO comprising a complementary combination of an n-channel TFT and a p-channel TFT.
Although the S circuit has been described as an example, the present invention can also be applied to an NMOS circuit using an n-channel TFT or a pixel matrix circuit of a liquid crystal display device.

【0125】〔実施例5〕 本実施例では、実施例4に
おいて半導体層504、505として用いる結晶質半導
体膜を、触媒元素を用いた熱結晶化法により形成する例
を示す。触媒元素を用いる場合、特開平7−13065
2号公報、特開平8−78329号公報で開示された技
術を用いることが望ましい。
[Embodiment 5] In this embodiment, an example will be described in which the crystalline semiconductor films used as the semiconductor layers 504 and 505 in Embodiment 4 are formed by a thermal crystallization method using a catalytic element. When a catalyst element is used, see JP-A-7-13065.
It is desirable to use the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-78329 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329.

【0126】ここで、特開平7−130652号公報に
開示されている技術を本願発明に適用する場合の例を図
11に示す。まず基板601に下地膜602を設け、そ
の上に非晶質シリコン膜(アモルファスシリコンとも呼
ぶ)603を形成した。本実施例では、下地膜602の
上層として酸化シリコン膜を用い、下層として、ボロン
元素を含む窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )を用
いて半導体装置の熱による特性劣化を防止した。なお、
膜剥がれが生じないなら窒化酸化シリコン(SiNX
Y Z )に接して非晶質シリコン膜を形成してもよい。
さらに、重量換算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニ
ッケル塩溶液を塗布してニッケル含有層604を形成し
た。(図11(A))
FIG. 11 shows an example in which the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652 is applied to the present invention. First, a base film 602 was provided over a substrate 601, and an amorphous silicon film (also referred to as amorphous silicon) 603 was formed thereon. In this embodiment, a silicon oxide film is used as an upper layer of the base film 602, and silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z ) is used as a lower layer to prevent deterioration of characteristics of the semiconductor device due to heat. In addition,
If film peeling does not occur, silicon nitride oxide (SiN X B
Y O Z) in contact with the amorphous silicon film may be formed.
Further, a nickel acetate solution containing 10 ppm by weight of nickel was applied to form a nickel-containing layer 604. (FIG. 11A)

【0127】次に、500℃、1時間の脱水素工程の
後、500〜650℃で4〜24時間(本実施例では5
50℃、14時間)の熱処理を行い、結晶質シリコン膜
605を形成した。こうして得られた結晶質シリコン膜
(ポリシリコンとも呼ぶ)605は非常に優れた結晶性
を有した。(図11(B))
Next, after the dehydrogenation step at 500 ° C. for 1 hour, the temperature is set at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours (in this embodiment, 5 to 24 hours)
Heat treatment (50 ° C., 14 hours) was performed to form a crystalline silicon film 605. The crystalline silicon film (also referred to as polysilicon) 605 thus obtained had extremely excellent crystallinity. (FIG. 11B)

【0128】また、特開平8−78329号公報で開示
された技術は、触媒元素を選択的に添加することによっ
て、非晶質半導体膜の選択的な結晶化を可能としたもの
である。同技術を本願発明に適用した場合について、図
12で説明する。
Further, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78329 allows selective crystallization of an amorphous semiconductor film by selectively adding a catalytic element. FIG. 12 illustrates a case where the same technology is applied to the present invention.

【0129】まず、ガラス基板701に下地膜702を
設け、その上に非晶質シリコン膜703、酸化シリコン
膜704を連続的に形成した。下地膜702の上層とし
て酸化シリコン膜を用い、下層として、ボロン元素を含
む窒化酸化シリコン(SiN X Y Z )を用いて半導
体装置の熱による特性劣化を防止した。なお、膜剥がれ
が生じないなら窒化酸化シリコン(SiNX Y Z
に接して非晶質シリコン膜を形成してもよい。
First, a base film 702 is formed on a glass substrate 701.
And an amorphous silicon film 703 and a silicon oxide
The film 704 was formed continuously. As the upper layer of the base film 702
Using a silicon oxide film and containing boron element as a lower layer.
Silicon nitride oxide (SiN XBYOZ) Using semi-conduct
The characteristic deterioration of the body device due to heat was prevented. In addition, film peeling
If silicon nitride oxide (SiNXBYOZ)
, An amorphous silicon film may be formed.

【0130】次に酸化シリコン膜704をパターニング
して、選択的に開孔部705を形成し、その後、重量換
算で10ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を
塗布した。これにより、ニッケル含有層706が形成さ
れ、ニッケル含有層706は開孔部705の底部のみで
非晶質シリコン膜702と接触した。(図12(A))
Next, the silicon oxide film 704 was patterned to selectively form openings 705, and then a nickel acetate solution containing 10 ppm by weight of nickel was applied. As a result, a nickel-containing layer 706 was formed, and the nickel-containing layer 706 was in contact with the amorphous silicon film 702 only at the bottom of the opening 705. (FIG. 12 (A))

【0131】次に、500〜650℃で4〜24時間
(本実施例では580℃、14時間)の熱処理を行い、
結晶質シリコン膜707を形成した。この結晶化の過程
では、ニッケルが接した非晶質シリコン膜の部分が最初
に結晶化し、そこから横方向へと結晶化が進行する。こ
うして形成された結晶質シリコン膜707は棒状または
針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に
はある特定の方向性をもって成長しているため、結晶性
が揃っているという利点がある。
Next, heat treatment is performed at 500 to 650 ° C. for 4 to 24 hours (in this embodiment, 580 ° C., 14 hours).
A crystalline silicon film 707 was formed. In this crystallization process, the portion of the amorphous silicon film in contact with nickel is first crystallized, and the crystallization proceeds laterally from there. The crystalline silicon film 707 thus formed is made up of a collection of rod-shaped or needle-shaped crystals, each of which is macroscopically grown in a specific direction, and therefore has a uniform crystallinity. There are advantages.

【0132】尚、上記2つの技術において使用可能な触
媒元素は、ニッケル(Ni)の以外にも、ゲルマニウム
(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(S
n)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、
銅(Cu)、金(Au)、といった元素を用いても良
い。
The catalyst elements that can be used in the above two technologies are not only nickel (Ni) but also germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (S
n), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt),
Elements such as copper (Cu) and gold (Au) may be used.

【0133】以上のような技術を用いて結晶質半導体膜
(結晶質シリコン膜や結晶質シリコンゲルマニウム膜な
どを含む)を形成し、パターニングを行えば、TFTの
半導体層を形成することができる。本実施例の技術を用
いて、結晶質半導体膜から作製されたTFTは、優れた
特性が得られるが、そのため高い信頼性を要求されてい
た。しかしながら、本願発明の絶縁膜およびTFT構造
を採用することで、本実施例の技術を最大限に生かした
TFTを作製することが可能となった。
A semiconductor layer of a TFT can be formed by forming a crystalline semiconductor film (including a crystalline silicon film, a crystalline silicon germanium film, and the like) using the above-described techniques and performing patterning. The TFT manufactured from the crystalline semiconductor film by using the technique of this embodiment can obtain excellent characteristics, but is required to have high reliability. However, by adopting the insulating film and the TFT structure of the present invention, it is possible to manufacture a TFT that makes the most of the technology of the present embodiment.

【0134】[実施例6] 本実施例は、実施例4で用
いられる半導体層504、505を形成する方法とし
て、実施例5のように非晶質半導体膜を初期膜として前
記触媒元素を用いて結晶質半導体膜を形成した後で、そ
の触媒元素を結晶質半導体膜から除去する工程を行った
例を示す。本実施例ではその方法として、特開平10−
135468号公報または特開平10−135469号
公報に記載された技術を用いた。
[Embodiment 6] In this embodiment, as a method of forming the semiconductor layers 504 and 505 used in the embodiment 4, the catalyst element is used as an initial film using an amorphous semiconductor film as in the embodiment 5. An example in which a step of removing the catalytic element from the crystalline semiconductor film after forming the crystalline semiconductor film by the method will be described. In this embodiment, the method is described in
The technique described in JP-A-135468 or JP-A-10-135469 was used.

【0135】同公報に記載された技術は、非晶質半導体
膜の結晶化に用いた触媒元素を結晶化後にリンのゲッタ
リング作用を用いて除去する技術である。同技術を用い
ることで、結晶質半導体膜中の触媒元素の濃度を1×1
17atoms/cm3 以下、好ましくは1×1016atoms/cm3
にまで低減することができる。
The technique described in the publication is a technique for removing the catalytic element used for crystallization of the amorphous semiconductor film by using the gettering action of phosphorus after crystallization. By using this technique, the concentration of the catalytic element in the crystalline semiconductor film can be reduced to 1 × 1
0 17 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3
Can be reduced to

【0136】本実施例の構成について図13を用いて説
明する。ここではコーニング社の1737基板に代表さ
れる無アルカリガラス基板を用いた。図13(A)で
は、実施例2で示した結晶化の技術を用いて、下地膜8
02、結晶質シリコン膜803が形成された状態を示し
ている。本実施例では、下地膜802の上層として窒化
酸化シリコン膜を用い、下層として、ボロン元素を含む
窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )を用いて半導体
装置の熱による特性劣化を防止した。なお、膜剥がれが
生じないなら窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )に
接して非晶質シリコン膜を形成してもよい。そして、結
晶質シリコン膜803の表面にマスク用の酸化シリコン
膜804が150nmの厚さに形成され、パターニング
により開孔部が設けられ、結晶質シリコン膜を露出させ
た領域を設けてある。そして、リンを添加する工程を実
施して、結晶質シリコン膜にリンが添加された領域80
5が設けられた。
The structure of this embodiment will be described with reference to FIG. Here, an alkali-free glass substrate typified by a Corning 1737 substrate was used. In FIG. 13A, the underlying film 8 is formed using the crystallization technique described in the second embodiment.
02 shows a state where the crystalline silicon film 803 is formed. In this embodiment, using a silicon nitride oxide film as the upper layer of the base film 802, as the lower layer, to prevent characteristic degradation due to heat of the semiconductor device using a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) . Incidentally, the amorphous silicon film may be formed in contact with the silicon nitride oxide if film peeling does not occur (SiN X B Y O Z) . Then, a silicon oxide film 804 for a mask is formed on the surface of the crystalline silicon film 803 to a thickness of 150 nm, an opening is provided by patterning, and a region where the crystalline silicon film is exposed is provided. Then, a step of adding phosphorus is performed, and the region 80 where phosphorus is added to the crystalline silicon film is formed.
5 were provided.

【0137】この状態で、窒素雰囲気中で550〜80
0℃、5〜24時間(本実施例では600℃、12時
間)の熱処理を行うと、結晶質シリコン膜にリンが添加
された領域805がゲッタリングサイトとして働き、結
晶質シリコン膜803に残存していた触媒元素はリンが
添加された領域805に移動させることができた。
In this state, 550 to 80
When heat treatment is performed at 0 ° C. for 5 to 24 hours (600 ° C. for 12 hours in this embodiment), the region 805 in which phosphorus is added to the crystalline silicon film functions as a gettering site and remains in the crystalline silicon film 803. The catalyst element was able to move to the region 805 to which phosphorus was added.

【0138】そして、マスク用の酸化シリコン膜804
と、リンが添加された領域805とをエッチングして除
去することにより、結晶化の工程で使用した触媒元素の
濃度を1×1017atoms/cm3 以下にまで低減された結晶
質シリコン膜を得ることができた。この結晶質シリコン
膜はそのまま実施例4で示した本願発明のTFTの半導
体層として使用することができた。
Then, a silicon oxide film 804 for a mask is used.
And the region 805 to which phosphorus is added by etching to remove the crystalline silicon film in which the concentration of the catalytic element used in the crystallization step is reduced to 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less. I got it. This crystalline silicon film could be used as it is as the semiconductor layer of the TFT of the present invention shown in Example 4.

【0139】[実施例7] 本実施例では、実施例4で
示した本願発明のTFTを作製する工程において、半導
体層504、505とゲート絶縁膜506を形成する他
の実施形態を示す。
[Embodiment 7] In this embodiment, another embodiment in which the semiconductor layers 504 and 505 and the gate insulating film 506 are formed in the step of manufacturing the TFT of the present invention shown in Embodiment 4 will be described.

【0140】ここでは、少なくとも700〜1100℃
程度の耐熱性を有する基板が必要であり、石英基板90
0が用いられた。下地膜901の上層として酸化シリコ
ン膜を用い、下層として、ボロン元素を含む窒化酸化シ
リコン(SiNX Y Z )を用いて半導体装置の熱に
よる特性劣化を防止した。なお、膜剥がれが生じないな
ら窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )に接して非晶
質シリコン膜を形成してもよい。そして実施例5で示し
た技術を用い、結晶質半導体膜が形成され、これをTF
Tの活性層にするために、島状にパターニングして半導
体層902、903を形成した。そして、半導体層90
2、903を覆って、ゲート絶縁膜904を、酸化珪素
を主成分とする膜で形成した。本実施例では、プラズマ
CVD法で窒化酸化シリコン膜を70nmの厚さで形成
した。(図14(A))
Here, at least 700 to 1100 ° C.
A substrate having a high degree of heat resistance is required.
0 was used. The silicon oxide film used as the upper layer of the base film 901, as the lower layer, to prevent characteristic degradation due to heat of the semiconductor device using a silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) . Incidentally, the amorphous silicon film may be formed in contact with the silicon nitride oxide if film peeling does not occur (SiN X B Y O Z) . Then, a crystalline semiconductor film is formed using the technique described in the fifth embodiment.
In order to form a T active layer, semiconductor layers 902 and 903 were formed by patterning in an island shape. Then, the semiconductor layer 90
2, 903, a gate insulating film 904 was formed with a film containing silicon oxide as a main component. In this embodiment, a silicon nitride oxide film is formed with a thickness of 70 nm by a plasma CVD method. (FIG. 14A)

【0141】そして、ハロゲン(代表的には塩素)と酸
素を含む雰囲気中で熱処理を行った。本実施例では、9
50℃、30分とした。尚、処理温度は700〜110
0℃の範囲で選択すれば良く、処理時間も10分から8
時間の間で選択すれば良かった。(図14(B))
Then, heat treatment was performed in an atmosphere containing halogen (typically chlorine) and oxygen. In this embodiment, 9
50 ° C., 30 minutes. The processing temperature is 700 to 110.
The temperature may be selected within the range of 0 ° C.
I wish I had to choose between the hours. (FIG. 14 (B))

【0142】その結果、本実施例の条件では、半導体層
902、903とゲート絶縁膜904との界面で熱酸化
膜が形成され、ゲート絶縁膜907が形成された。
As a result, under the conditions of this embodiment, a thermal oxide film was formed at the interface between the semiconductor layers 902 and 903 and the gate insulating film 904, and a gate insulating film 907 was formed.

【0143】以上の工程で作製されたゲート絶縁膜90
7は、絶縁耐圧が高く半導体層905、906とゲート
絶縁膜907の界面は非常に良好なものであった。以降
の工程は実施例4に従えばTFTを作製できる。
The gate insulating film 90 manufactured by the above steps
In No. 7, the withstand voltage was high and the interface between the semiconductor layers 905 and 906 and the gate insulating film 907 was very good. In the subsequent steps, a TFT can be manufactured according to the fourth embodiment.

【0144】勿論、本実施例に実施例5や実施例6を組
み合わせることは実施者が適宜決定すれば良い。
Of course, the combination of the fifth embodiment and the sixth embodiment with this embodiment may be determined by the practitioner as appropriate.

【0145】[実施例8] 本実施例では、実施例4と
異なる工程で結晶質シリコン膜を作製する例を示す。具
体的には実施例5で示したリンによるゲッタリング工程
とは異なるゲッタリング工程について説明する。なお、
基本的な工程は図9または図10に従うものであるの
で、相違点のみに着目して説明する。
[Embodiment 8] In this embodiment, an example will be described in which a crystalline silicon film is formed by a process different from that of the embodiment 4. Specifically, a gettering step different from the phosphorus gettering step described in the fifth embodiment will be described. In addition,
Since the basic steps follow those shown in FIG. 9 or FIG. 10, only the differences will be described.

【0146】まず、実施例5の工程に従って図15
(A)の状態を得た。ただし、TFTの活性層となる結
晶質シリコン膜1005の形成には実施例5に示した熱
結晶化技術を用いている。
First, FIG.
The state of (A) was obtained. However, the thermal crystallization technique described in the fifth embodiment is used to form the crystalline silicon film 1005 which becomes the active layer of the TFT.

【0147】次いで、基板1001ごと300℃に加熱
した液相中(本実施例では硫酸溶液中)に浸し、結晶化
に用いたニッケルを除去または低減する。本実施例では
活性層をパターニングする前にゲッタリングを行うが、
活性層をパターニングした後に行っても良い。また、硫
酸と接触させる他の手段として、加熱した硫酸溶液を基
板上に均一に滴下する方法を用いてもよい。
Next, the substrate 1001 is immersed in a liquid phase heated at 300 ° C. (in this embodiment, in a sulfuric acid solution) to remove or reduce nickel used for crystallization. In this embodiment, gettering is performed before patterning the active layer.
It may be performed after patterning the active layer. Further, as another means for contacting with sulfuric acid, a method of uniformly dropping a heated sulfuric acid solution on a substrate may be used.

【0148】本工程において、加熱した硫酸中でニッケ
ルは溶解して溶け出し、表面近傍から容易に除去され
る。すると内部のニッケルは濃度の低い表面近傍に拡散
してきてさらに多くのニッケルが溶けだす。この現象を
繰り返して、結晶化に用いたニッケルを結晶質シリコン
膜から除去または低減する。このようにして、液相によ
る触媒元素の低減処理を行うことで、結晶質シリコン膜
1106中の触媒元素の濃度を1×1017atoms/cm3
下、好ましくは1×1016atoms/cm3 にまで低減するこ
とができる。(図15(B))
In this step, nickel is dissolved and dissolved in the heated sulfuric acid, and is easily removed from the vicinity of the surface. Then, the nickel inside diffuses into the vicinity of the low concentration surface, and more nickel is melted. By repeating this phenomenon, nickel used for crystallization is removed or reduced from the crystalline silicon film. In this manner, by performing the treatment for reducing the catalytic element by the liquid phase, the concentration of the catalytic element in the crystalline silicon film 1106 is 1 × 10 17 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 Can be reduced to (FIG. 15 (B))

【0149】なお、硫酸溶液と結晶質半導体膜との接触
性を高めるために、予め結晶質半導体膜の表面の自然酸
化膜等をフッ酸を含むエッチャント等により除去して清
浄化することが望ましい。こうすることでゲッタリング
効率を高めることができる。
In order to increase the contact between the sulfuric acid solution and the crystalline semiconductor film, it is desirable to remove and clean the natural oxide film and the like on the surface of the crystalline semiconductor film in advance using an etchant containing hydrofluoric acid. . By doing so, gettering efficiency can be increased.

【0150】また、本実施例ではニッケルを例にとって
説明しているが、前述した他の触媒元素でも同様の現象
によってゲッタリングされる。
In this embodiment, nickel is described as an example, but gettering is also performed by the same phenomenon with other catalyst elements described above.

【0151】以上の工程を経て得られた結晶質シリコン
膜1006を用いて、実施例5で説明したプロセスを用
いれば、図10に示したTFTが得られる。
By using the crystalline silicon film 1006 obtained through the above steps and using the process described in the fifth embodiment, the TFT shown in FIG. 10 can be obtained.

【0152】なお、本実施例の構成は実施例4〜実施例
7のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能で
ある。
The structure of this embodiment can be freely combined with any of the structures of Embodiments 4 to 7.

【0153】[実施例9] 実施例1では、膜中にボロ
ン元素を0.1〜50atoms %含有し、高い熱伝導性を
有する絶縁膜(SiNX Y Z )をボトムゲート型T
FTのゲート絶縁膜の一層として用いた例を示したが、
本実施例では、本発明のボロン元素を含む窒化酸化シリ
コン(SiNX Y Z )を順スタガ型TFTに利用す
る絶縁膜に適用した例を図16に示す。
[0153] In Example 9 Example 1, the boron element contained 0.1~50Atoms% in the film, a high dielectric film having thermal conductivity (SiN X B Y O Z) a bottom gate type T
An example in which the FT is used as a single layer of a gate insulating film has been described.
In this embodiment, an example of applying the insulating film to use silicon nitride oxide containing a boron element a (SiN X B Y O Z) in staggered TFT of the present invention shown in FIG. 16.

【0154】図16に典型的な順スタガ型TFTを示し
た。まず、下地膜1100が設けられた基板上にソース
層及びドレイン層を形成する。次いで、ソース層及びド
レイン層を覆う非晶質シリコン膜を成膜し、レーザー光
により結晶化させて半導体層1101を形成する。その
後、絶縁膜を形成し、ゲート電極及び配線電極を形成し
て、順スタガ型TFTを形成した。本実施例において、
下地膜1100または絶縁膜1102にボロン元素を含
む窒化酸化シリコン(SiNX Y Z )を適用した。
FIG. 16 shows a typical forward stagger type TFT. First, a source layer and a drain layer are formed over a substrate provided with a base film 1100. Next, an amorphous silicon film which covers the source layer and the drain layer is formed and crystallized with a laser beam, so that the semiconductor layer 1101 is formed. Thereafter, an insulating film was formed, a gate electrode and a wiring electrode were formed, and a staggered TFT was formed. In this embodiment,
Applying the silicon nitride oxide containing a boron element (SiN X B Y O Z) on the base film 1100 or the insulating film 1102.

【0155】このように、本発明はTFT構造に関係な
く適用することができる。
As described above, the present invention can be applied regardless of the TFT structure.

【0156】[実施例10] 本実施例では、本願発明
によって作製された液晶表示装置の例を図17に示す。
画素TFT(画素スイッチング素子)の作製方法やセル
組工程は公知の手段を用いれば良いので詳細な説明は省
略する。
Embodiment 10 In this embodiment, FIG. 17 shows an example of a liquid crystal display device manufactured according to the present invention.
A well-known means may be used for a method of manufacturing a pixel TFT (pixel switching element) and a cell assembling step, and a detailed description thereof will be omitted.

【0157】図17は、本実施例のアクティブマトリク
ス型液晶パネルの概略図である。図17に示すようにア
クティブマトリクス基板と対向基板とが対向し、これら
の基板間に液晶が挟まれている。アクティブマトリクス
基板はガラス基板1200上に形成された画素マトリク
ス回路1201、走査線駆動回路1202、信号線駆動
回路1203を有する。
FIG. 17 is a schematic view of the active matrix type liquid crystal panel of this embodiment. As shown in FIG. 17, an active matrix substrate and a counter substrate face each other, and a liquid crystal is sandwiched between these substrates. The active matrix substrate includes a pixel matrix circuit 1201, a scan line driver circuit 1202, and a signal line driver circuit 1203 formed over a glass substrate 1200.

【0158】走査線駆動回路1202、信号線駆動回路
1203はそれぞれ走査線1230、信号線1240に
よって画素マトリクス回路1201に接続されている。
これら駆動回路1202、1203はCMOS回路で主
に構成されている。
The scanning line driving circuit 1202 and the signal line driving circuit 1203 are connected to the pixel matrix circuit 1201 by the scanning line 1230 and the signal line 1240, respectively.
These drive circuits 1202 and 1203 are mainly constituted by CMOS circuits.

【0159】画素マトリクス回路1201の行ごとに走
査線1230が形成され、列ごとに信号線1240が形
成されている。走査線1230、信号線1240の交差
部近傍には、画素TFT1210が形成されている。画
素TFT1210のゲート電極は走査線1230に接続
され、ソースは信号線1240に接続されている。更
に、ドレインには画素電極1260、保持容量1270
が接続されている。
A scanning line 1230 is formed for each row of the pixel matrix circuit 1201, and a signal line 1240 is formed for each column. A pixel TFT 1210 is formed near the intersection of the scanning line 1230 and the signal line 1240. The gate electrode of the pixel TFT 1210 is connected to the scanning line 1230, and the source is connected to the signal line 1240. Furthermore, the drain has a pixel electrode 1260 and a storage capacitor 1270.
Is connected.

【0160】対向基板1280はガラス基板全面にIT
O膜等の透明導電膜が形成されている。透明導電膜は画
素マトリクス回路1201の画素電極1260に対する
対向電極であり、画素電極、対向電極間に形成された電
界によって液晶材料が駆動される。対向基板1280に
は必要であれば配向膜や、ブラックマトリクスや、カラ
ーフィルタが形成されている。
The opposing substrate 1280 has an IT
A transparent conductive film such as an O film is formed. The transparent conductive film is a counter electrode for the pixel electrode 1260 of the pixel matrix circuit 1201, and the liquid crystal material is driven by an electric field formed between the pixel electrode and the counter electrode. If necessary, an alignment film, a black matrix, and a color filter are formed on the counter substrate 1280.

【0161】アクティブマトリクス基板側のガラス基板
にはFPC1231を取り付ける面を利用してICチッ
プ1232、1233が取り付けられている。これらの
ICチップ1232、1233はビデオ信号の処理回
路、タイミングパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回
路、演算回路などの回路をシリコン基板上に形成して構
成される。
IC chips 1232 and 1233 are mounted on the glass substrate on the active matrix substrate side by using the surface on which the FPC 1231 is mounted. These IC chips 1232 and 1233 are configured by forming circuits such as a video signal processing circuit, a timing pulse generating circuit, a gamma correction circuit, a memory circuit, and an arithmetic circuit on a silicon substrate.

【0162】さらに、本実施例では液晶表示装置を例に
挙げて説明しているが、アクティブマトリクス型の表示
装置であればEL(エレクトロルミネッセンス)表示装
置やEC(エレクトロクロミックス)表示装置に本願発
明を適用することも可能であることは言うまでもない。
Further, in this embodiment, a liquid crystal display device is described as an example, but an active matrix type display device may be applied to an EL (electroluminescence) display device or an EC (electrochromics) display device. It goes without saying that the invention can be applied.

【0163】また、本願発明を用いて作製できる液晶表
示装置は透過型か反射型かは問わない。どちらを選択す
るのも実施者の自由である。この様に本願発明はあらゆ
るアクティブマトリクス型の電気光学装置(半導体装
置)に対して適用することが可能である。
The liquid crystal display device which can be manufactured by using the present invention is not limited to a transmission type or a reflection type. It is up to the implementer to choose either. As described above, the present invention can be applied to any active matrix type electro-optical device (semiconductor device).

【0164】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例1〜実施例9のどの構成を採用
しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いるこ
とが可能である。
In manufacturing the semiconductor device shown in this embodiment, any one of the first to ninth embodiments may be employed, or each embodiment may be freely combined and used. .

【0165】〔実施例11〕 本願発明は従来のIC技
術全般に適用することが可能である。即ち、現在市場に
流通している全ての半導体回路に適用できる。例えば、
ワンチップ上に集積化されたRISCプロセッサ、AS
ICプロセッサ等のマイクロプロセッサに適用しても良
いし、液晶用ドライバー回路(D/Aコンバータ、γ補
正回路、信号分割回路等)に代表される信号処理回路や
携帯機器(携帯電話、PHS、モバイルコンピュータ)
用の高周波回路に適用しても良い。
[Embodiment 11] The present invention can be applied to all conventional IC technologies. That is, the present invention can be applied to all semiconductor circuits currently on the market. For example,
AS integrated RISC processor on one chip
The present invention may be applied to a microprocessor such as an IC processor, a signal processing circuit represented by a liquid crystal driver circuit (D / A converter, a gamma correction circuit, a signal dividing circuit, and the like), and a portable device (mobile phone, PHS, mobile). Computer)
May be applied to a high-frequency circuit for use.

【0166】さらに、従来のMOSFET上に層間絶縁
膜を形成し、その上に本願発明を用いて半導体回路を作
製したような三次元構造の半導体装置を実現することも
可能である。このように本願発明は現在LSIが用いら
れている全ての半導体装置に適用することが可能であ
る。即ち、SIMOX、Smart−Cut(SOITEC社
の登録商標)、ELTRAN(キャノン株式会社の登録
商標)などのSOI構造(単結晶半導体薄膜を用いたT
FT構造)に本願発明を適用してもよい。
Furthermore, it is also possible to realize a semiconductor device having a three-dimensional structure in which an interlayer insulating film is formed on a conventional MOSFET and a semiconductor circuit is formed thereon using the present invention. As described above, the present invention can be applied to all semiconductor devices using LSIs at present. That is, a SOI structure (such as SIMOX, Smart-Cut (registered trademark of SOITEC), and ELTRAN (registered trademark of Canon Inc.)) (T
The present invention may be applied to an FT structure.

【0167】また、マイクロプロセッサ等の半導体回路
は様々な電子機器に搭載されて中枢回路として機能す
る。代表的な電子機器としてはパーソナルコンピュー
タ、携帯型情報端末機器、その他あらゆる家電製品が挙
げられる。また、車両(自動車や電車等)の制御用コン
ピュータなども挙げられる。本願発明はその様な半導体
装置に対しても適用可能である。
A semiconductor circuit such as a microprocessor is mounted on various electronic devices and functions as a central circuit. Representative electronic devices include personal computers, portable information terminal devices, and all other home appliances. Further, a computer for controlling a vehicle (an automobile, a train, or the like) is also included. The present invention is also applicable to such a semiconductor device.

【0168】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例1〜実施例9のどの構成を採用
しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いるこ
とが可能である。
In manufacturing the semiconductor device shown in this embodiment, any of the structures of the first to ninth embodiments may be adopted, and the embodiments can be freely combined and used. .

【0169】〔実施例12〕実施例1では、TFTの活
性層として結晶質珪素膜を用いた例を示したが、本実施
例では、活性層として非晶質珪素膜を用いた例を示す。
[Embodiment 12] In Embodiment 1, an example in which a crystalline silicon film is used as an active layer of a TFT has been described. In this embodiment, an example in which an amorphous silicon film is used as an active layer is shown. .

【0170】本発明のボロンを含む絶縁膜は、活性層と
して結晶質珪素膜を用いたポリシリコンTFTよりもむ
しろ、活性層として非晶質珪素膜を用いたアモルファス
シリコンTFTに適している。
The boron-containing insulating film of the present invention is suitable for an amorphous silicon TFT using an amorphous silicon film as an active layer, rather than a polysilicon TFT using a crystalline silicon film as an active layer.

【0171】実施例1に従って、基板上にゲート電極を
形成した。
According to Example 1, a gate electrode was formed on a substrate.

【0172】次いで、ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜
と非晶質珪素膜を連続的に成膜する。アモルファスシリ
コンTFTの場合は、上記実施例1と同様にゲート絶縁
膜を多層にしてもよいが、アモルファスシリコンからな
る活性層にボロンが混入しても活性化せず導電型に影響
しないため、本実施例ではボロンを添加した窒化酸化珪
素膜と非晶質珪素膜を同一チャンバーで連続的に成膜し
た。酸素を含んでいるため、ボロンを添加した窒化酸化
珪素膜の内部応力は、代表的には−5×1010dyn/
cm2 〜5×1010dyn/cm2 、好ましくは−10
10dyn/cm 2 〜1010dyn/cm2 となり、非晶
質珪素膜との密着性において好ましい応力範囲である。
Next, a gate insulating film covering the gate electrode is formed.
And an amorphous silicon film are continuously formed. Amorphous silicon
In the case of a con-TFT, the gate insulation is performed in the same manner as in the first embodiment.
The film may be multi-layered,
Even if boron is mixed in the active layer, it is not activated and affects the conductivity type
Therefore, in this embodiment, silicon nitride oxide
A silicon film and an amorphous silicon film are continuously formed in the same chamber.
Was. Oxygen-containing oxynitride with boron added
The internal stress of the silicon film is typically -5 × 10Tendyn /
cmTwo~ 5 × 10Tendyn / cmTwo, Preferably -10
Tendyn / cm Two-10Tendyn / cmTwoBecomes amorphous
This is a preferable stress range in the adhesiveness with the porous silicon film.

【0173】次いで、実施例1と同様にして非晶質半導
体膜上にチャネル形成領域を保護する絶縁膜(後にチャ
ネル保護膜となる)を形成した。なお、この絶縁膜も非
晶質珪素膜と連続的に成膜してもよい。
Next, an insulating film (which will later become a channel protective film) for protecting the channel formation region was formed on the amorphous semiconductor film in the same manner as in Example 1. Note that this insulating film may also be formed continuously with the amorphous silicon film.

【0174】以降の工程は実施例1に従いボトムゲート
型TFTを完成させた。
In the subsequent steps, a bottom gate type TFT was completed according to the first embodiment.

【0175】本実施例では、ボロンを含む窒化酸化珪素
膜をボトムゲート型TFTのゲート絶縁膜の一層として
用いた例を示したが、絶縁膜であれば特に限定されず、
例えば、下地膜、層間絶縁膜、マスク絶縁膜、チャネル
保護膜、保護膜等に用いることができる。
In this embodiment, an example is shown in which a silicon nitride oxide film containing boron is used as one layer of a gate insulating film of a bottom gate type TFT.
For example, it can be used for a base film, an interlayer insulating film, a mask insulating film, a channel protective film, a protective film, and the like.

【0176】例えば、ゲート絶縁膜としてボロンを含む
窒化酸化珪素膜を用い、チャネル保護膜としてボロンを
含む窒化酸化珪素膜を用いてチャネル形成領域をボロン
を含む窒化珪素膜で挟む構成とすると、さらに効果的に
放熱効果が得られる。また、ゲート絶縁膜としてボロン
を含む窒化珪素膜を用い、チャネル保護膜としてボロン
を含む窒化酸化珪素膜を用いてもよい。また、ゲート絶
縁膜として窒化珪素膜を用い、チャネル保護膜としてボ
ロンを含む窒化酸化珪素膜を用いてもよい。
For example, when a silicon nitride oxide film containing boron is used as a gate insulating film, a silicon nitride oxide film containing boron is used as a channel protective film, and a channel formation region is sandwiched between silicon nitride films containing boron. The heat radiation effect can be obtained effectively. Alternatively, a silicon nitride film containing boron may be used as a gate insulating film, and a silicon nitride oxide film containing boron may be used as a channel protective film. Alternatively, a silicon nitride film may be used as a gate insulating film and a silicon nitride oxide film containing boron may be used as a channel protective film.

【0177】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例1〜実施例3のどの構成を採用
しても良いし、各実施例10、11と自由に組み合わせ
て用いることが可能である。
In manufacturing the semiconductor device shown in this embodiment, any of the structures of Embodiments 1 to 3 may be employed, or the semiconductor device may be used in any combination with Embodiments 10 and 11. It is possible.

【0178】〔実施例13〕本実施例では、本願発明を
用いてEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を作
製した例について説明する。
[Embodiment 13] In this embodiment, an example in which an EL (electroluminescence) display device is manufactured by using the present invention will be described.

【0179】図21(A)は本願発明を用いたEL表示
装置の上面図である。図21(A)において、10は基
板、11は画素部、12はソース側駆動回路、13はゲ
ート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線14
〜16を経てFPC17に至り、外部機器へと接続され
る。
FIG. 21A is a top view of an EL display device using the present invention. In FIG. 21A, 10 is a substrate, 11 is a pixel portion, 12 is a source side drive circuit, 13 is a gate side drive circuit, and each drive circuit is a wiring 14.
〜16 to the FPC 17 and connected to an external device.

【0180】このとき少なくとも画素部、好ましくは駆
動回路及び画素部を囲むようにしてシーリング材(ハウ
ジング材ともいう)18を設ける。なお、シーリング材
18は素子部を囲めるような凹部を持つ金属板やガラス
板を用いても良いし、紫外線硬化樹脂を用いても良い。
シーリング材18として素子部を囲めるような凹部を持
つ金属板を用いた場合、接着剤19によって基板10に
固着させ、基板10との間に密閉空間を形成する。この
とき、EL素子は完全に前記密閉空間に封入された状態
となり、外気から完全に遮断される。
At this time, a sealing material (also referred to as a housing material) 18 is provided so as to surround at least the pixel portion, preferably the driving circuit and the pixel portion. Note that the sealing material 18 may be a metal plate or a glass plate having a concave portion surrounding the element portion, or may be an ultraviolet curable resin.
When a metal plate having a concave portion surrounding the element portion is used as the sealing material 18, the sealing member 18 is fixed to the substrate 10 with an adhesive 19 to form a sealed space with the substrate 10. At this time, the EL element is completely sealed in the closed space, and is completely shut off from the outside air.

【0181】さらに、シーリング材18と基板10との
間の空隙20には不活性ガス(アルゴン、ヘリウム、窒
素等)を充填しておいたり、酸化バリウム等の乾燥剤を
設けておくことが望ましい。これによりEL素子の水分
等による劣化を抑制することが可能である。
Further, it is desirable to fill the gap 20 between the sealing material 18 and the substrate 10 with an inert gas (argon, helium, nitrogen, etc.) or to provide a desiccant such as barium oxide. . This makes it possible to suppress the deterioration of the EL element due to moisture or the like.

【0182】また、図21(B)は本実施例のEL表示
装置の断面構造であり、基板10、下地膜21の上に駆
動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型TFTと
pチャネル型TFTを組み合わせたCMOS回路を図示
している。)22及び画素部用TFT23(但し、ここ
ではEL素子への電流を制御するTFTだけ図示してい
る。)が形成されている。
FIG. 21B shows a cross-sectional structure of the EL display device of this embodiment, in which a TFT for a driving circuit (here, an n-channel TFT and a p-channel TFT) is formed on the substrate 10 and the base film 21. A CMOS circuit combining TFTs is shown) 22 and a TFT 23 for a pixel portion (however, only a TFT for controlling current to an EL element is shown here).

【0183】本願発明は、駆動回路用TFT22及び画
素部用TFT23の絶縁層の形成に際して用いることが
できる。また、絶縁層の形成以外のプロセスについては
公知の技術を用いれば良い。駆動用TFT22として
は、図7に示したNTFT及びPTFTを用いればよ
い。また、画素部用TFT23には図8に示したNTF
TまたはPTFTを用いればよい。
The present invention can be used when forming the insulating layers of the driving circuit TFT 22 and the pixel portion TFT 23. In addition, a known technique may be used for processes other than the formation of the insulating layer. The NTFT and PTFT shown in FIG. 7 may be used as the driving TFT 22. Further, the NTF shown in FIG.
T or PTFT may be used.

【0184】本願発明を用いて絶縁層を形成し、それを
ゲート絶縁膜とする駆動回路用TFT22、画素部用T
FT23が完成したら、樹脂材料でなる層間絶縁膜(平
坦化膜)26の上に画素部用TFT23のドレインと電
気的に接続する透明導電膜でなる画素電極27を形成す
る。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズと
の化合物(ITOと呼ばれる)または酸化インジウムと
酸化亜鉛との化合物を用いることができる。そして、画
素電極27を形成したら、絶縁膜28を形成し、画素電
極27上に開口部を形成する。
A TFT 22 for a driving circuit and a TFT for a pixel portion are formed by using the present invention to form an insulating layer and use it as a gate insulating film.
When the FT 23 is completed, a pixel electrode 27 made of a transparent conductive film electrically connected to the drain of the pixel portion TFT 23 is formed on an interlayer insulating film (flattening film) 26 made of a resin material. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used. After the pixel electrode 27 is formed, an insulating film 28 is formed, and an opening is formed on the pixel electrode 27.

【0185】次に、EL層29を形成する。EL層29
は公知のEL材料(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、
電子輸送層または電子注入層)を自由に組み合わせて積
層構造または単層構造とすれば良い。どのような構造と
するかは公知の技術を用いれば良い。また、EL材料に
は低分子系材料と高分子系(ポリマー系)材料がある。
低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いるが、高分子
系材料を用いる場合には、スピンコート法、印刷法また
はインクジェット法等の簡易な方法を用いることが可能
である。
Next, the EL layer 29 is formed. EL layer 29
Are known EL materials (a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer,
An electron transport layer or an electron injection layer) may be freely combined to form a stacked structure or a single-layer structure. A known technique may be used to determine the structure. EL materials include low molecular weight materials and high molecular weight (polymer) materials.
When a low molecular material is used, an evaporation method is used. When a high molecular material is used, a simple method such as a spin coating method, a printing method, or an ink jet method can be used.

【0186】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりEL層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層(赤色発光
層、緑色発光層及び青色発光層)を形成することで、カ
ラー表示が可能となる。その他にも、色変換層(CC
M)とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のEL表示装
置とすることもできる。
[0186] In this embodiment, an EL layer is formed by an evaporation method using a shadow mask. By forming a light-emitting layer (a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer) capable of emitting light having different wavelengths for each pixel using a shadow mask, color display becomes possible. In addition, the color conversion layer (CC
M) and a color filter are combined, and a white light-emitting layer and a color filter are combined. Either method may be used. Needless to say, a monochromatic EL display device can be used.

【0187】EL層29を形成したら、その上に陰極3
0を形成する。陰極30とEL層29の界面に存在する
水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従っ
て、真空中でEL層29と陰極30を連続成膜するか、
EL層29を不活性雰囲気で形成し、大気解放しないで
陰極30を形成するといった工夫が必要である。本実施
例ではマルチチャンバー方式(クラスターツール方式)
の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とす
る。
After forming the EL layer 29, the cathode 3
0 is formed. It is desirable to remove moisture and oxygen existing at the interface between the cathode 30 and the EL layer 29 as much as possible. Therefore, the EL layer 29 and the cathode 30 are continuously formed in a vacuum,
It is necessary to devise that the EL layer 29 is formed in an inert atmosphere and the cathode 30 is formed without opening to the atmosphere. In this embodiment, a multi-chamber method (cluster tool method)
By using the film forming apparatus described above, the film forming as described above can be performed.

【0188】なお、本実施例では陰極30として、Li
F(フッ化リチウム)膜とAl(アルミニウム)膜の積
層構造を用いる。具体的にはEL層29上に蒸着法で1
nm厚のLiF(フッ化リチウム)膜を形成し、その上
に300nm厚のアルミニウム膜を形成する。勿論、公
知の陰極材料であるMgAg電極を用いても良い。そし
て陰極30は31で示される領域において配線16に接
続される。配線16は陰極30に所定の電圧を与えるた
めの電源供給線であり、導電性ペースト材料32を介し
てFPC17に接続される。
In this embodiment, the cathode 30 is made of Li
A laminated structure of an F (lithium fluoride) film and an Al (aluminum) film is used. Specifically, one layer is formed on the EL layer 29 by vapor deposition.
A LiF (lithium fluoride) film having a thickness of 300 nm is formed, and an aluminum film having a thickness of 300 nm is formed thereon. Of course, a MgAg electrode which is a known cathode material may be used. The cathode 30 is connected to the wiring 16 in a region indicated by 31. The wiring 16 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the cathode 30, and is connected to the FPC 17 via a conductive paste material 32.

【0189】31に示された領域において陰極30と配
線16とを電気的に接続するために、層間絶縁膜26及
び絶縁膜28にコンタクトホールを形成する必要があ
る。これらは層間絶縁膜26のエッチング時(画素電極
用コンタクトホールの形成時)や絶縁膜28のエッチン
グ時(EL層形成前の開口部の形成時)に形成しておけ
ば良い。また、絶縁膜28をエッチングする際に、層間
絶縁膜26まで一括でエッチングしても良い。この場
合、層間絶縁膜26と絶縁膜28が同じ樹脂材料であれ
ば、コンタクトホールの形状を良好なものとすることが
できる。
In order to electrically connect the cathode 30 and the wiring 16 in the region indicated by 31, it is necessary to form contact holes in the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28. These may be formed at the time of etching the interlayer insulating film 26 (at the time of forming a contact hole for a pixel electrode) or at the time of etching the insulating film 28 (at the time of forming an opening before forming an EL layer). Further, when etching the insulating film 28, the etching may be performed all at once up to the interlayer insulating film 26. In this case, if the interlayer insulating film 26 and the insulating film 28 are the same resin material, the shape of the contact hole can be made good.

【0190】また、配線16はシーリング材18と基板
10との間を隙間(但し接着剤19で塞がれている。)
を通ってFPC17に電気的に接続される。なお、ここ
では配線16について説明したが、他の配線14、15
も同様にしてシーリング材18の下を通ってFPC17
に電気的に接続される。
The wiring 16 has a gap between the sealing material 18 and the substrate 10 (however, the wiring 16 is closed with the adhesive 19).
And is electrically connected to the FPC 17. Although the wiring 16 has been described here, the other wirings 14, 15
In the same manner, pass under the sealing material 18 and pass through the FPC 17
Is electrically connected to

【0191】以上のような構成でなるEL表示装置にお
いて、本願発明を用いることができる。本願発明を用い
ることで、TFTの電気特性の向上ができる。そのた
め、表示された画質を良好なものとすることができる。
The present invention can be used in the EL display device having the above-described structure. By using the present invention, the electrical characteristics of the TFT can be improved. Therefore, the displayed image quality can be improved.

【0192】〔実施例14〕 本願発明を実施して形成
されたCMOS回路や画素部は様々な電気光学装置(ア
クティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマ
トリクス型ELディスプレイ、アクティブマトリクス型
ECディスプレイ)に用いることができる。即ち、それ
ら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本
願発明を実施できる。
[Embodiment 14] A CMOS circuit and a pixel portion formed by carrying out the present invention are used for various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display, active matrix EL display, active matrix EC display). Can be. That is, the invention of the present application can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.

【0193】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコン
ピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられ
る。それらの一例を図18、図19及び図20に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector (rear or front type), a head mounted display (goggle type display), a car navigation, a car stereo,
Examples include a personal computer and a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, or the like). Examples of these are shown in FIGS. 18, 19 and 20.

【0194】図18(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。本発明を画像入力
部2002、表示部2003やその他の信号制御回路に
適用することができる。
FIG. 18A shows a personal computer, which includes a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004 and the like. The present invention can be applied to the image input unit 2002, the display unit 2003, and other signal control circuits.

【0195】図18(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。本発明を表示部2102やその他の信号制
御回路に適用することができる。
FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2102 and other signal control circuits.

【0196】図18(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。本発明は表示部2205やその
他の信号制御回路に適用できる。
FIG. 18C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, a display section 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205 and other signal control circuits.

【0197】図18(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。本発明は表示部2302やその他の信号制
御回路に適用することができる。
FIG. 18D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, and an arm portion 230.
3 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2302 and other signal control circuits.

【0198】図18(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部2402やその
他の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 18E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402 and other signal control circuits.

【0199】図18(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本願
発明を表示部2502やその他の信号制御回路に適用す
ることができる。
FIG. 18F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502 and other signal control circuits.

【0200】図19(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602等を含
む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶表
示装置2808やその他の信号制御回路に適用すること
ができる。
FIG. 19A shows a front type projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the projection device 2601 and other signal control circuits.

【0201】図19(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2
702の一部を構成する液晶表示装置2808やその他
の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 19B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3, including a screen 2704 and the like. The present invention relates to a projection device 2
The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the signal control circuit 702 and other signal control circuits.

【0202】なお、図19(C)は、図19(A)及び
図19(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図19(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
FIG. 19C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 19A and 19B. Projection devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in an optical path indicated by an arrow in FIG. Good.

【0203】また、図19(D)は、図19(C)中に
おける光源光学系2801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図19(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。
FIG. 19D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 19C. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 19D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.

【0204】ただし、図19に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及びEL表示装置での適用
例は図示していない。
However, in the projector shown in FIG. 19, a case where a transmissive electro-optical device is used is shown, and examples of application to a reflective electro-optical device and an EL display device are not shown.

【0205】図20(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906
等を含む。本願発明を音声出力部2902、音声入力部
2903、表示部2904やその他の信号制御回路に適
用することができる。
FIG. 20A shows a mobile phone,
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 2906
And so on. The present invention can be applied to the audio output unit 2902, the audio input unit 2903, the display unit 2904, and other signal control circuits.

【0206】図20(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003記憶媒体
3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006等
を含む。本発明は表示部3002、3003やその他の
信号回路に適用することができる。
FIG. 20B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, a display portion 3002, a 3003 storage medium 3004, operation switches 3005, an antenna 3006, and the like. The present invention can be applied to the display units 3002 and 3003 and other signal circuits.

【0207】図20(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
本発明は表示部3103に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。
FIG. 20C shows a display, which includes a main body 3101, a support 3102, a display portion 3103, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 3103. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

【0208】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in various fields.

【0209】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例1〜実施例9のどの構成を採用
しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いるこ
とが可能である。また、実施例10、11に示した電気
光学装置や半導体回路をその様に組み合わせて用いても
良い。
In manufacturing the semiconductor device shown in this embodiment, any of the structures of Embodiments 1 to 9 may be employed, or the embodiments may be freely combined and used. . Further, the electro-optical devices and the semiconductor circuits described in the tenth and eleventh embodiments may be used in such a combination.

【0210】[0210]

【発明の効果】以上のように、本発明の窒化珪素を主成
分とする膜(SiNX Y Z )は、ボロン元素を0.
1〜50atoms %または1〜50atoms %、望ましくは
0.1〜10atoms %含有しているため高い熱伝導性を
有しており、半導体装置の熱による特性劣化を防止する
効果を有している。さらに、本発明の窒化珪素を主成分
とする膜はナトリウム等の可動イオンに対してブロッキ
ング効果を有するので、基板等からこれらのイオンが半
導体装置中、特にチャネル形成領域に侵入することを防
止する効果も有している。加えて、本発明の窒化珪素を
主成分とする膜(SiNX Y Z )は、酸素を1〜3
0atoms %含んでいるため、内部応力は、代表的には−
5×1010dyn/cm2 〜5×1010dyn/c
2 、好ましくは−1010dyn/cm2 〜1010dy
n/cm2 となり、従来の窒化シリコン膜(SiN)と
比較して高い密着性(結晶質半導体膜とSiNX Y
Z 膜との密着性、または非晶質半導体膜とSiNX Y
Z 膜との密着性)を有し、膜剥がれが生じにくい。
As it is evident from the foregoing description, a film of silicon nitride of the present invention as a main component (SiN X B Y O Z) is a boron element 0.
Since it contains 1 to 50 atoms% or 1 to 50 atoms%, and preferably 0.1 to 10 atoms%, it has high thermal conductivity and has an effect of preventing deterioration of characteristics of the semiconductor device due to heat. Further, since the film of the present invention containing silicon nitride as a main component has a blocking effect on mobile ions such as sodium, it is possible to prevent these ions from entering a semiconductor device, particularly a channel formation region, from a substrate or the like. It also has an effect. In addition, films of silicon nitride of the present invention as a main component (SiN X B Y O Z) is oxygen 1-3
Since it contains 0 atoms%, the internal stress is typically-
5 × 10 10 dyn / cm 2 to 5 × 10 10 dyn / c
m 2 , preferably −10 10 dyn / cm 2 to 10 10 dy
n / cm 2 , which is higher in adhesion than a conventional silicon nitride film (SiN) (a crystalline semiconductor film and SiN X B Y O).
Adhesion with Z film or amorphous semiconductor film with SiN X BY
O Z film has adhesion) between, film peeling is unlikely to occur.

【0211】本発明を用いることで、TFTで作製され
たCMOS回路を含む半導体装置、また、具体的には液
晶表示装置の画素マトリクス回路や、その周辺に設けら
れる駆動回路の信頼性を高めることができた。延いて
は、TFTを回路に含む半導体回路や上記液晶表示装置
を部品として組み込んだ電子機器の信頼性も向上した。
[0211] By using the present invention, the reliability of a semiconductor device including a CMOS circuit made of a TFT, specifically, a pixel matrix circuit of a liquid crystal display device and a drive circuit provided therearound can be improved. Was completed. As a result, the reliability of a semiconductor circuit including a TFT in a circuit and an electronic device in which the liquid crystal display device is incorporated as a component have been improved.

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

【図1】 実施例1のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a TFT of Example 1.

【図2】 実施例1のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the TFT of Example 1.

【図3】 実施例1のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the TFT of Example 1.

【図4】 実施例2のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a TFT of Example 2.

【図5】 実施例2のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a TFT of Example 2.

【図6】 実施例2のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the TFT of Example 2.

【図7】 実施例3のCMOS回路の上面図及び断面図
の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a top view and a cross-sectional view of a CMOS circuit according to a third embodiment.

【図8】 実施例3の画素マトリクス回路の上面図及び
断面図の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a top view and a cross-sectional view of a pixel matrix circuit according to a third embodiment.

【図9】 実施例4のTFTの作製工程の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a TFT of Example 4.

【図10】 実施例4のTFTの作製工程の説明図及び
上面図である。
FIGS. 10A and 10B are an explanatory diagram and a top view of a manufacturing process of a TFT of Example 4. FIGS.

【図11】 実施例5の結晶化工程の説明図であり、基
板断面図である。
FIG. 11 is an explanatory view of a crystallization step of Example 5, which is a cross-sectional view of the substrate.

【図12】 実施例5の結晶化工程の説明図であり、基
板断面図である。
FIG. 12 is an explanatory view of a crystallization step of Example 5, which is a cross-sectional view of the substrate.

【図13】 実施例6のゲッタリング工程の説明図であ
り、基板断面図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a gettering step in Example 6, which is a cross-sectional view of the substrate.

【図14】 実施例7のゲッタリング工程の説明図であ
り、基板断面図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a gettering step in Example 7, which is a cross-sectional view of the substrate.

【図15】 実施例8のゲッタリング工程の説明図であ
り、基板断面図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a gettering step in Example 8, which is a cross-sectional view of the substrate.

【図16】 実施例9の説明図であり、基板断面図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory view of Example 9 and is a cross-sectional view of the substrate.

【図17】 アクティブマトリクス基板の構成を示す図
である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of an active matrix substrate.

【図18】 電子機器の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of an electronic device.

【図19】 電子機器の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of an electronic device.

【図20】 電子機器の説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of an electronic device.

【図21】 EL表示装置の説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of an EL display device.

【図22】 アモルファスシリコンを用いたボトムゲー
ト型TFTの構造を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a structure of a bottom gate type TFT using amorphous silicon.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁表面上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極上にゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に接して、ソース領域と、ドレイン
領域と、前記ソース領域とドレイン領域の間に形成され
たチャネル形成領域と、を有する半導体装置において、 前記ゲート絶縁膜は、ボロン元素を含む窒化酸化シリコ
ン膜を一層有することを特徴とする半導体装置。
A gate electrode formed on an insulating surface; a gate insulating film on the gate electrode; and a source region, a drain region, and a source region and a drain region in contact with the gate insulating film. A semiconductor device having a channel formation region formed therebetween, wherein the gate insulating film further includes a silicon nitride oxide film containing a boron element.
【請求項2】 絶縁表面上に接して、ソース領域と、ド
レイン領域と、前記ソース領域とドレイン領域の間に形
成されたチャネル形成領域と、 前記チャネル形成領域上にゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に接してゲート電極と、を有する半
導体装置において、 前記ゲート絶縁膜は、ボロン元素を含む窒化酸化シリコ
ン膜を一層有することを特徴とする半導体装置。
2. A source region, a drain region, a channel forming region formed between the source region and the drain region in contact with an insulating surface, a gate insulating film on the channel forming region, A semiconductor device having a gate electrode in contact with an insulating film, wherein the gate insulating film further includes a silicon nitride oxide film containing a boron element.
【請求項3】 絶縁表面上に形成された絶縁膜と、前記
絶縁膜上に形成された半導体素子とを備えた半導体装置
において、 前記絶縁膜はボロン元素を含む窒化酸化シリコン膜であ
ることを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device comprising an insulating film formed on an insulating surface and a semiconductor element formed on the insulating film, wherein the insulating film is a silicon nitride oxide film containing a boron element. Characteristic semiconductor device.
【請求項4】 絶縁表面上に形成された半導体素子と、
半導体素子を保護する絶縁膜とを備えた半導体装置にお
いて、 前記絶縁膜はボロン元素を含む窒化酸化シリコン膜であ
ることを特徴とする半導体装置。
4. A semiconductor device formed on an insulating surface,
A semiconductor device including an insulating film for protecting a semiconductor element, wherein the insulating film is a silicon nitride oxide film containing a boron element.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一において、
前記窒化酸化シリコン膜中のボロン元素の組成比率は
0.1〜50atoms %であることを特徴とする半導体装
置。
5. The method according to claim 1, wherein:
A semiconductor device, wherein a composition ratio of a boron element in the silicon oxynitride film is 0.1 to 50 atoms%.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
前記窒化酸化シリコン膜中の酸素の組成比率は1〜30
atoms %であることを特徴とする半導体装置。
6. The method according to claim 1, wherein
The composition ratio of oxygen in the silicon nitride oxide film is 1 to 30.
A semiconductor device characterized in that the content is atoms%.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一において、
前記半導体装置は電気光学装置又は電子機器であること
を特徴とする半導体装置。
7. The method according to claim 1, wherein
The semiconductor device is an electro-optical device or an electronic device.
【請求項8】 請求項7において、前記電気光学装置と
は液晶表示装置、EL表示装置、EC表示装置又はイメ
ージセンサであることを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the electro-optical device is a liquid crystal display, an EL display, an EC display, or an image sensor.
【請求項9】 請求項7において、前記電子機器とは、
ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ゴー
グルディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコ
ンピュータ又は携帯情報端末であることを特徴とする半
導体装置。
9. The electronic device according to claim 7, wherein:
A semiconductor device, which is a video camera, a digital camera, a projector, a goggle display, a car navigation, a personal computer, or a personal digital assistant.
【請求項10】 酸化窒素ガスを含む雰囲気中におい
て、ボロン元素が添加された半導体ターゲットを用いた
スパッタリングを行ない、窒化酸化シリコン膜を形成す
る工程を有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。
10. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a silicon nitride oxide film by performing sputtering using a semiconductor target to which a boron element is added in an atmosphere containing a nitrogen oxide gas.
【請求項11】 請求項10において、前記酸化窒素ガ
スとは、一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化
窒素ガス及び三酸化窒素ガスのうちの一種または複数
種、またはこれらのガスを不活性ガスや酸素ガスで希釈
したガスであることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
11. The method according to claim 10, wherein the nitrogen oxide gas is one or more of nitrogen monoxide gas, nitrous oxide gas, nitrogen dioxide gas, and nitrogen trioxide gas, or these gases. A method for manufacturing a semiconductor device, which is a gas diluted with an inert gas or an oxygen gas.
【請求項12】 ボロン元素を含むガスと酸化窒素ガス
とからなる雰囲気中において、半導体ターゲットを用い
たスパッタリングを行ない、ボロン元素を含む窒化酸化
シリコン膜を形成する工程を有することを特徴とする半
導体装置の作製方法。
12. A semiconductor, which includes a step of forming a silicon nitride oxide film containing a boron element by performing sputtering using a semiconductor target in an atmosphere containing a gas containing a boron element and a nitrogen oxide gas. Method for manufacturing the device.
【請求項13】 請求項12において、前記酸化窒素ガ
スとは、一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化
窒素ガス及び三酸化窒素ガスのうちの一種または複数
種、またはこれらのガスを不活性ガスや酸素ガスで希釈
したガスであることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
13. The method according to claim 12, wherein the nitrogen oxide gas is one or more of nitrogen monoxide gas, nitrous oxide gas, nitrogen dioxide gas, and nitrogen trioxide gas, or a mixture thereof. A method for manufacturing a semiconductor device, which is a gas diluted with an inert gas or an oxygen gas.
【請求項14】 請求項12において、前記雰囲気中の
ボロン元素の含有比率を連続的または段階的に変化させ
てスパッタリングを行うことを特徴とする半導体装置の
作製方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein sputtering is performed by changing the content ratio of the boron element in the atmosphere continuously or stepwise.
【請求項15】 絶縁表面上にゲート電極を形成する工
程と、 前記ゲート電極上にボロン元素を含む窒化酸化シリコン
膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に半導体薄膜を形成する工程とを有
する半導体装置の作製方法。
15. A step of forming a gate electrode on an insulating surface, a step of forming a gate insulating film made of a silicon nitride oxide film containing a boron element on the gate electrode, and forming a semiconductor thin film on the gate insulating film. Forming a semiconductor device.
【請求項16】 絶縁表面上に半導体薄膜を形成する工
程と、 前記半導体薄膜上にボロン元素を含む窒化酸化シリコン
膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程とを有
する半導体装置の作製方法。
16. A step of forming a semiconductor thin film on an insulating surface, a step of forming a gate insulating film made of a silicon nitride oxide film containing a boron element on the semiconductor thin film, and forming a gate electrode on the gate insulating film. Forming a semiconductor device.
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