JP2000349036A - Semiconductor treatment method and manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜半導体の処理
方法に関し、特に薄膜半導体内部に不純物元素の濃度勾
配を形成する半導体処理方法及び、その濃度勾配を利用
した半導体素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for processing a thin film semiconductor, and more particularly to a semiconductor processing method for forming a concentration gradient of an impurity element in a thin film semiconductor and a semiconductor device utilizing the concentration gradient.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ(MOSFET)の信頼性を確保するためには、ドレイン端
の電界を緩和することが有効である。2. Description of the Related Art Generally, in order to ensure the reliability of an insulated gate field effect transistor (MOSFET), it is effective to reduce the electric field at the drain end.
【0003】従来から、ドレイン端に低濃度の不純物領
域を設けることにより電界緩和を実現する、Lightly-Do
ped Drain (LDD)構造のMOSFETが知られている。[0003] Conventionally, a lightly-doped type which realizes electric field relaxation by providing a low-concentration impurity region at a drain end has been known.
A MOSFET having a ped drain (LDD) structure is known.
【0004】アモルファスシリコン(a-Si)等をレーザー
アニール処理して得られる多結晶シリコン( poly-Si)
を用いた薄膜トランジスタ(TFT)においても同様
に、様々なLDD構造が提案されている。Polycrystalline silicon (poly-Si) obtained by laser annealing amorphous silicon (a-Si) or the like
Similarly, various thin film transistors (TFTs) have been proposed for various LDD structures.
【0005】更に、J.R. Ayresらによる論文、 "Analys
is of drain field and hot carrier stability of pol
y-Si Thin film transistors," (Jpn. J. Appl. Phys.,
vol. 37, Pt. 1 No. 4A, pp.1801-1807, 1998.)に解説
されているように、ドレイン領域とLDD領域の境界で
の不純物濃度の空間分布が緩やかに変化する方が電界緩
和の効果が大きい。ここで、不純物濃度の空間分布を変
化させる薄膜半導体の処理方法が必要になる。Further, a paper by JR Ayres et al., "Analys
is of drain field and hot carrier stability of pol
y-Si Thin film transistors, "(Jpn. J. Appl. Phys.,
vol. 37, Pt. 1 No. 4A, pp. 1801-1807, 1998.), it is the electric field that the spatial distribution of the impurity concentration at the boundary between the drain region and the LDD region gradually changes. The effect of relaxation is great. Here, a method of processing a thin film semiconductor that changes the spatial distribution of the impurity concentration is required.
【0006】従来のこのような薄膜半導体の処理方法に
ついては、例えば上記の論文等に解説されている。[0006] A conventional method for processing such a thin film semiconductor is described in the above-mentioned papers, for example.
【0007】ここでは、LDD構造のn型poly−S
i TFTの作成方法を例として挙げ、図7を参照しな
がら説明する。Here, an n-type poly-S having an LDD structure is used.
An example of a method of manufacturing an iTFT will be described with reference to FIG.
【0008】第1に、プラズマCVD法等により、ガラ
ス等の絶縁性基板110の上に酸化膜(SiO2)を堆
積して、絶縁性基板110からの不純物の拡散を防止す
るためのバリア層120とする。First, an oxide film (SiO 2 ) is deposited on an insulating substrate 110 made of glass or the like by a plasma CVD method or the like to prevent diffusion of impurities from the insulating substrate 110. 120.
【0009】第2に、例えば減圧化学気相成膜( LPC
VD)法により、a−Si等の薄膜半導体をバリア層1
20の上に全面に形成し、通常のフォトリソグラフィ工
程により、TFTに必要な場所を除いてa−Siを除去
する。Second, for example, low pressure chemical vapor deposition (LPC)
VD) method to form a thin film semiconductor such as a-Si into a barrier layer 1
Then, a-Si is formed on the entire surface of the substrate 20 and a-Si is removed by a normal photolithography process except for a portion necessary for the TFT.
【0010】第3に、フォトリソグラフィにより領域を
制限して、イオン注入法、またはイオンドーピング法に
より、この領域に選択的に高濃度の不純物(n型の場合
はリン等)を導入する。Third, a region is limited by photolithography, and a high concentration impurity (such as phosphorus in the case of n-type) is selectively introduced into this region by ion implantation or ion doping.
【0011】更に、同様のプロセスを用いて、別の領域
に低濃度で不純物を選択的に導入する。Further, by using a similar process, impurities are selectively introduced into another region at a low concentration.
【0012】こうして、不純物が導入されない領域13
0、低濃度の不純物が導入された領域140、高濃度の
不純物が導入された領域150が図示した位置に形成さ
れる。Thus, the region 13 into which the impurity is not introduced.
0, a region 140 into which a low concentration impurity is introduced, and a region 150 into which a high concentration impurity is introduced are formed at the positions shown in the figure.
【0013】ここまでに必要なフォトリソグラフィ工程
は3回である。第4に、例えばXeCl等のエキシマレ
ーザーからのパルス状の紫外光160を適度な強度で全
面に照射すると、上記の半導体領域130、140、1
50のアモルファスシリコン(a−Si)は殆ど瞬間的
に溶融される。The photolithography steps required so far are three times. Fourth, when the entire surface is irradiated with pulsed ultraviolet light 160 from an excimer laser such as XeCl or the like at an appropriate intensity, the above-described semiconductor regions 130, 140, 1
Fifty amorphous silicon (a-Si) melts almost instantaneously.
【0014】溶融した領域の半導体層は、蓄えられた熱
が周囲へ逃げて冷却されるときに結晶化されてpoly
−Siに改質される。このとき、半導体領域140、1
50においては、導入されたリン等の不純物がSiの格子
に取り込まれて電子的に活性化される、即ち、低濃度、
高濃度のn型poly−Si領域がそれぞれ形成され
る。The semiconductor layer in the melted region is crystallized when the stored heat escapes to the surroundings and is cooled, so that the semiconductor layer is poly.
-Si is modified. At this time, the semiconductor regions 140, 1
At 50, the introduced impurities such as phosphorus are taken into the lattice of Si and activated electronically, that is, at a low concentration,
High-concentration n-type poly-Si regions are respectively formed.
【0015】ここで、レーザー光160のエネルギーは
a−Siに殆ど全て吸収され、また、レーザー光のパル
ス幅も数10nsecと非常に短いために、熱による基
板110の損傷は無い。Here, almost all of the energy of the laser beam 160 is absorbed by the a-Si, and the pulse width of the laser beam is very short, several tens of nanoseconds, so that the substrate 110 is not damaged by heat.
【0016】また、バリア層120の存在により、基板
110からこれらの半導体領域130、140、150
への不純物の拡散も無い。最後に、このような構造の上
にゲート絶縁膜となる絶縁層170をプラズマCVD法
等により堆積し、更にその上にゲート電極となる金属層
をスパッタ等の方法で形成してフォトリソグラフィ法に
よりパターニングする。Further, due to the presence of the barrier layer 120, the semiconductor regions 130, 140, 150
There is no diffusion of impurities into the semiconductor. Finally, an insulating layer 170 serving as a gate insulating film is deposited on such a structure by a plasma CVD method or the like, and a metal layer serving as a gate electrode is further formed thereon by a method such as sputtering and the like. Perform patterning.
【0017】この上に層間絶縁膜を形成した後にコンタ
クトホールをフォトリソグラフィ工程により形成し、金
属薄膜を形成してフォトグラフィ工程によりパターニン
グして、LDD構造のn型poly−Si TFTが形
成される。After forming an interlayer insulating film thereon, a contact hole is formed by a photolithography process, a metal thin film is formed and patterned by a photolithography process to form an n-type poly-Si TFT having an LDD structure. .
【0018】ここで、不純物濃度の分布について考察す
る。イオン注入、あるいはイオンドーピングの工程が終
了した段階では、薄膜半導体内部の不純物分布はほぼ階
段状になる。Here, the distribution of the impurity concentration will be considered. At the stage where the ion implantation or ion doping process is completed, the impurity distribution inside the thin film semiconductor becomes almost step-like.
【0019】次に、レーザー光を吸収して半導体層が溶
融した時には、半導体領域130と140との境界領域
で不純物濃度の差が大きいため、不純物原子が高濃度領
域から低濃度領域へ拡散する。冷却されて固化した後
は、不純物原子はSi格子に取り込まれて拡散すること
は殆ど無い。Next, when the semiconductor layer is melted by absorbing the laser beam, the impurity concentration is large in the boundary region between the semiconductor regions 130 and 140, so that the impurity atoms diffuse from the high concentration region to the low concentration region. . After being cooled and solidified, the impurity atoms are hardly taken into the Si lattice and diffused.
【0020】領域140と150の境界においても同様
である。この結果、レーザー光照射後の不純物濃度は、
各領域の境界でなだらかに変化して、図7(D)のよう
な分布になる。The same applies to the boundary between the regions 140 and 150. As a result, the impurity concentration after laser light irradiation is
The distribution gradually changes at the boundary of each region, and becomes a distribution as shown in FIG.
【0021】また、以上に説明したLDD構造のn型T
FTのみで回路を形成する場合、必要なフォトグラフィ
工程の数は6回である。仮にCMOS回路を形成したい
場合には、レーザー照射の前にp型不純物の導入を追加
する必要があるため、必要なフォトリソグラフィ工程は
合計8回である。Further, the n-type T of the LDD structure described above is used.
When a circuit is formed only by FT, the number of necessary photography steps is six. If a CMOS circuit is to be formed, it is necessary to add a p-type impurity before laser irradiation, so that a total of eight photolithography steps are required.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザー光照射
による薄膜半導体の処理方法は、レーザー光が瞬間的に
照射されて半導体が溶融している短い時間に不純物元素
が拡散する現象を利用している。A conventional method for treating a thin film semiconductor by laser light irradiation utilizes a phenomenon in which an impurity element is diffused in a short time during which the laser light is instantaneously irradiated and the semiconductor is melted. I have.
【0023】拡散現象は材料、濃度分布、時間に依存す
る。実験により拡散係数を抽出して、拡散方程式を解く
ことにより、不純物の空間分布を設計することは原理的
には可能だが、時間の要素はレーザーパルスの形状で決
まる、材料の選択余地は少ない、等の制約要因が多く、
事実上このような制御は困難である。ところが、例えば
LDD構造のTFTにおいて不純物濃度分布はドレイン
端の電界緩和の効果を出すための重要な設計パラメータ
であり、できるだけ自由に制御可能であることが望まし
い。The diffusion phenomenon depends on the material, concentration distribution, and time. It is possible in principle to design the spatial distribution of impurities by extracting the diffusion coefficient by experiments and solving the diffusion equation, but the time factor is determined by the shape of the laser pulse, and there is little room for material selection. There are many limiting factors such as
In practice, such control is difficult. However, for example, in a TFT having an LDD structure, the impurity concentration distribution is an important design parameter for exhibiting the effect of relaxing the electric field at the drain end, and it is desirable that the TFT can be controlled as freely as possible.
【0024】また、上記のような従来のLDD構造のT
FTの形成方法においては、ソース・ドレイン領域とL
DD領域に異なる濃度で不純物を導入するために、2回
の不純物イオンの導入工程と、それに付随した2回のフ
ォトリソグラフィ工程(フォトレジストの塗布、露光、
エッチング)が必要である。Further, the T of the conventional LDD structure as described above
In the method of forming the FT, the source / drain region and the L
In order to introduce impurities at different concentrations into the DD region, two impurity ion introduction steps and two accompanying photolithography steps (photoresist coating, exposure,
Etching) is required.
【0025】これらの工程数の増加は、単に手間が増加
するという問題だけではなく、例えば、ゴミによるパタ
ーン欠陥、不均一なエッチングに起因するフォトレジス
ト残り、等の問題を引き起こす可能性がある。The increase in the number of steps may cause not only a problem of an increase in labor but also problems such as a pattern defect due to dust and a photoresist residue due to uneven etching.
【0026】従って、TFTの信頼性を確保し製造コス
トの増加を抑えるためには、工程数の増加は必要最小限
に抑えるべきである。Therefore, in order to secure the reliability of the TFT and suppress the increase in the manufacturing cost, the increase in the number of steps should be minimized.
【0027】尚、特開平4−254335号公報には、
半導体装置及びその製造方法に関して記載されている
が、イオン注入操作によって、第1導電型のチャネル領
域と第2導電型のドレイン領域の間にのみLDD構造を
形成し、ソース領域とチャネル領域間にはLDD構造を
形成しない様にしたトランジスタ構造が示されているの
みであり、光エネルギーを使用した半導体装置の製造技
術に関しては開示がない。Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-254335 discloses that
Although a semiconductor device and a method for manufacturing the same are described, an LDD structure is formed only between a channel region of the first conductivity type and a drain region of the second conductivity type by an ion implantation operation, and an LDD structure is formed between the source region and the channel region. Discloses only a transistor structure in which an LDD structure is not formed, and does not disclose a technique for manufacturing a semiconductor device using light energy.
【0028】又、特開平9−27624号公報には、2
重側壁構造をマスクとして利用してLDD構造を形成す
る技術に関して記載されているが、イオン注入操作のみ
を使用するものであり、光エネルギーを使用した半導体
装置の製造技術に関しては開示がない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-27624 discloses that
Although a technique for forming an LDD structure using a heavy sidewall structure as a mask is described, only an ion implantation operation is used, and there is no disclosure of a technique for manufacturing a semiconductor device using light energy.
【0029】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の欠点を改良し、薄膜半導体内部の不純物濃度の空間
分布を高い自由度で制御して、高性能の薄膜半導体素子
を提供するものである。また、本発明の別の目的は、L
DD構造のTFTの製造工程数の削減を目的としするも
のである。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high-performance thin-film semiconductor device in which the above-mentioned disadvantages of the prior art are improved and the spatial distribution of the impurity concentration inside the thin-film semiconductor is controlled with a high degree of freedom. is there. Another object of the present invention is to
It is intended to reduce the number of manufacturing steps of a TFT having a DD structure.
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。The present invention employs the following technical configuration to achieve the above object.
【0031】即ち、本発明に係る第1の態様としては、
光エネルギーを半導体へ供給して該半導体を改質する半
導体処理方法において,所定の不純物濃度を有する少な
くとも一つの半導体領域に、前記光エネルギーを選択的
に供給することにより,該光エネルギーの供給前とは異
なる不純物濃度を持つ半導体領域を形成する半導体処理
方法であり、より具体的には、光エネルギーを半導体へ
供給して該半導体を改質する半導体の処理方法であっ
て、不純物濃度が互いに異なる複数種の半導体領域が互
いに隣接して配置されている半導体に於ける当該複数種
の半導体領域群の接合部近傍に、光エネルギーを供給す
ることにより,該光エネルギーの供給前に当該互いに隣
接する半導体領域が持つ不純物濃度とは異なる不純物濃
度を持つ新たな半導体領域を当該隣接して配置されてい
る当該半導体領域群の間に形成する様に構成されている
半導体の処理方法である。That is, as a first aspect according to the present invention,
In a semiconductor processing method for supplying light energy to a semiconductor to modify the semiconductor, the light energy is selectively supplied to at least one semiconductor region having a predetermined impurity concentration, so that the light energy is supplied before the light energy is supplied. A semiconductor processing method for forming a semiconductor region having an impurity concentration different from that of the semiconductor region. More specifically, a semiconductor processing method for supplying light energy to the semiconductor to modify the semiconductor, wherein the impurity concentrations are different from each other. By supplying light energy to the vicinity of the junction of the plurality of types of semiconductor regions in a semiconductor in which a plurality of different types of semiconductor regions are disposed adjacent to each other, the plurality of types of semiconductor regions are adjacent to each other before the supply of the light energy. Semiconductor region group in which a new semiconductor region having an impurity concentration different from the impurity concentration of the semiconductor region A semiconductor processing method which is configured so as to form between.
【0032】又、本発明に係る第2の態様としては、基
板上に、不純物を殆ど含まない第1の半導体領域と、所
定の不純物濃度を持つ不純物を含む第2及び第3の半導
体領域とを、該第1の半導体領域の相接しない2つの境
界に該第2の半導体領域と該第3の半導体領域がそれぞ
れ接するように配置して形成する工程と、該第2の半導
体領域と該第1の半導体領域が接する境界領域の近傍部
分に、光エネルギーを選択的に供給して該境界領域を挟
んだ所定の範囲を形成する半導体領域の半導体を改質す
る工程と、該光エネルギーの供給領域を、当該第3の半
導体領域の方向へ移動して、当該境界領域を含む半導体
領域部分までも改質する工程、とを含む半導体装置の製
造方法である。According to a second aspect of the present invention, a first semiconductor region containing almost no impurities, and second and third semiconductor regions containing impurities having a predetermined impurity concentration are formed on a substrate. Forming the second semiconductor region and the third semiconductor region on two non-adjoining boundaries of the first semiconductor region, respectively, and forming the second semiconductor region and the third semiconductor region. Selectively supplying light energy to a portion near the boundary region where the first semiconductor region is in contact with the first semiconductor region to modify a semiconductor in a semiconductor region forming a predetermined range sandwiching the boundary region; Moving the supply region in the direction of the third semiconductor region to modify even the semiconductor region portion including the boundary region.
【0033】[0033]
【本発明の実施の形態】本発明に係る当該半導体の処理
方法及び半導体装置の製造方法は、上記した様な技術構
成を採用しているので、半導体内の不純物濃度の空間分
布を高い自由度で制御することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method for processing a semiconductor and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention employ the above-mentioned technical configuration, so that the spatial distribution of the impurity concentration in the semiconductor can be increased with a high degree of freedom. Can be controlled by
【0034】即ち、急峻な不純物濃度分布が望ましい領
域では、レーザー光の照射幅や重なり幅を小さくするこ
とにより、或いは逆になだらかな分布が望ましい領域で
は、照射幅や重なり幅を大きく設定することにより、そ
れぞれ、所望の不純物濃度分布を形成することができ
る。That is, in a region where a steep impurity concentration distribution is desired, the irradiation width or the overlap width of the laser beam is reduced, or conversely, in a region where a gentle distribution is desired, the irradiation width or the overlap width is set large. Thereby, a desired impurity concentration distribution can be formed.
【0035】従って、本発明では、薄膜半導体内部の不
純物濃度分布の制御の自由度が高いので、そのような薄
膜半導体で形成される半導体素子の種類や目的に応じ
て、薄膜半導体内部の電界を制御高い自由度で制御でき
るという効果がある。Therefore, in the present invention, since the degree of freedom in controlling the impurity concentration distribution inside the thin film semiconductor is high, the electric field inside the thin film semiconductor is reduced according to the type and purpose of the semiconductor element formed of such a thin film semiconductor. There is an effect that control can be performed with a high degree of freedom.
【0036】[0036]
【実施例】以下に、本発明に係る半導体の処理方法及び
半導体装置の製造方法の一具体例の構成を図面を参照し
ながら詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of one embodiment of a semiconductor processing method and a semiconductor device manufacturing method according to the present invention.
【0037】即ち、図1は、本発明に係る半導体の処理
方法の一具体例の構成手順を説明する図であり、図中、
光エネルギーを半導体1へ供給して該半導体1を改質す
る半導体処理方法において,所定の不純物濃度を有する
少なくとも一つの半導体領域10又は20若しくはその
双方に、前記光エネルギー30を選択的に供給すること
により,該光エネルギー30の供給前とは異なる不純物
濃度を持つ半導体領域40を形成する半導体処理方法が
示されている。That is, FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration procedure of a specific example of a semiconductor processing method according to the present invention.
In the semiconductor processing method for modifying the semiconductor 1 by supplying light energy to the semiconductor 1, the light energy 30 is selectively supplied to at least one semiconductor region 10 or 20 or both having a predetermined impurity concentration. Accordingly, a semiconductor processing method for forming a semiconductor region 40 having an impurity concentration different from that before supply of the light energy 30 is shown.
【0038】本発明に係る当該半導体の処理方法のより
詳細な構成を説明するならば、例えば、光エネルギー3
0を半導体1へ供給して該半導体1を改質する半導体の
処理方法に於て、不純物濃度が互いに異なる複数種の半
導体領域10、20が互いに隣接して配置されている半
導体1に於ける当該複数種の半導体領域群10、20の
接合部2近傍3、3’に、光エネルギー30を供給する
ことにより,該光エネルギー30の供給前に当該互いに
隣接する半導体領域10、20が持つ不純物濃度N1、
N2とは異なる不純物濃度N3を持つ新たな半導体領域
40を当該隣接して配置されている当該半導体領域群1
0、20の間に形成する様に処理するものである。A more detailed configuration of the semiconductor processing method according to the present invention will be described below.
In the semiconductor processing method for supplying 0 to the semiconductor 1 and modifying the semiconductor 1, the semiconductor 1 in which a plurality of types of semiconductor regions 10 and 20 having different impurity concentrations are arranged adjacent to each other. By supplying light energy 30 to the vicinity 3, 3 ′ of the junction 2 between the plurality of types of semiconductor region groups 10, 20, the impurities contained in the adjacent semiconductor regions 10, 20 before the supply of the light energy 30 are provided. Concentration N1,
A new semiconductor region 40 having an impurity concentration N3 different from N2 is added to the adjacent semiconductor region group 1
Processing is performed so as to form between 0 and 20.
【0039】本発明に於ける当該半導体の処理方法に於
いては、当該新たな半導体領域40が持つ不純物濃度N
3は、当該隣接して接合されている当該複数種の半導体
領域群10、20のそれぞれの領域が、当該光エネルギ
ー30の供給以前に個別に持っていた不純物濃度N1、
N2の上限と下限とで決定される濃度範囲内のある値N
3を示す様に処理する事が望ましい。In the semiconductor processing method according to the present invention, the impurity concentration N of the new semiconductor region 40 is
Reference numeral 3 denotes an impurity concentration N1 that each of the plurality of types of semiconductor region groups 10 and 20 that are adjacent to each other has individually before the supply of the light energy 30;
A certain value N within a concentration range determined by the upper and lower limits of N2
It is desirable to process as shown in FIG.
【0040】更に、本発明に於いては、当該光エネルギ
ー30が供給される以前に互いに隣接して配置されてい
る複数種の半導体領域10、20と当該光エネルギー3
0が供給された後に当該複数種の半導体領域10、20
間に形成された新たな半導体領域40とからなる半導体
に、イオン注入方式を使用することなく、所定の方向に
不純物濃度勾配が形成される様に処理する事が可能とな
る。Further, in the present invention, before the light energy 30 is supplied, the plurality of types of semiconductor regions 10 and 20 arranged adjacent to each other and the light energy
0, the plurality of types of semiconductor regions 10, 20
It is possible to process a semiconductor including the new semiconductor region 40 formed therebetween so that an impurity concentration gradient is formed in a predetermined direction without using an ion implantation method.
【0041】従って、本発明に係る当該半導体の処理方
法に於いては、ある一定の不純物濃度である第1の不純
物濃度N1を持つ第1の半導体領域10と,それとは異
なる一定の不純物濃度である第2の不純物濃度N2を持
つ第2の半導体領域20とが接する境界領域2の近傍
3、3’に,光エネルギー30を選択的に供給すること
により,該第1と第2の半導体領域10、20同志の接
合境界領域2の近傍3、3’に於いて当該光エネルギー
30が供給された後に形成される第3の半導体領域40
が持つ第3の不純物濃度N3を,該第1と第2の半導体
領域10、20のそれぞれが持つ第1と第2の不純物濃
度N1、N2で限定される範囲の中のある値にすること
が可能となる。Therefore, in the semiconductor processing method according to the present invention, the first semiconductor region 10 having the first impurity concentration N1 which is a certain impurity concentration and the first semiconductor region 10 having a certain impurity concentration different from the first semiconductor region 10 are used. By selectively supplying light energy 30 to the vicinity 3, 3 'of the boundary region 2 where the second semiconductor region 20 having a certain second impurity concentration N2 is in contact with the first and second semiconductor regions 20, A third semiconductor region 40 formed after the light energy 30 is supplied in the vicinity 3, 3 ′ of the junction boundary region 2 between the 10, 20 junctions.
The third impurity concentration N3 of the first and second semiconductor regions 10 and 20 is set to a certain value within a range limited by the first and second impurity concentrations N1 and N2 of the first and second semiconductor regions 10 and 20, respectively. Becomes possible.
【0042】更に、本発明に於いては、当該半導体の処
理方法に於て、当該新たに形成される当該半導体領域4
0が持つ不純物濃度N3は、当該隣接して接合されてい
る当該複数種の半導体領域10、20群のそれぞれの領
域が、当該光エネルギーの供給以前に個別に持っていた
不純物濃度N1、N2の平均値とする事も望ましい。Further, according to the present invention, in the semiconductor processing method, the newly formed semiconductor region 4 may be used.
0 has an impurity concentration N3 of the impurity concentration N1 or N2 that the respective regions of the plurality of types of semiconductor regions 10 and 20 that are adjacently joined individually have before the supply of the light energy. It is also desirable to use an average value.
【0043】上記した本発明に係る当該半導体の処理方
法の他の具体例の手順の例を示すならば、例えば、基板
上に、不純物を殆ど含まない第1の半導体領域80と、
所定の不純物濃度を持つ不純物を含む第2及び第3の半
導体領域70、70’とを、該第1の半導体領域80の
相接しない2つの境界4、5に該第2の半導体領域70
と該第3の半導体領域70’がそれぞれ接するように配
置して形成する工程と、該第2の半導体領域70と該第
1の半導体領域80が接する境界領域の近傍部分に、光
エネルギー30を選択的に供給して該境界領域を挟んだ
所定の範囲を形成する半導体領域の半導体を改質する工
程と、該第3の半導体領域70’と該第1の半導体領域
80が接する境界領域の近傍部分に、光エネルギー30
を選択的に供給して該境界領域を挟んだ所定の範囲を形
成する半導体領域の半導体を改質する工程と、を含む様
に構成された半導体素子の処理方法であっても良い。An example of the procedure of another specific example of the semiconductor processing method according to the present invention will be described. For example, a first semiconductor region 80 containing almost no impurities is formed on a substrate.
The second and third semiconductor regions 70 and 70 ′ containing impurities having a predetermined impurity concentration are placed on two non-adjoining boundaries 4 and 5 of the first semiconductor region 80.
And forming the third semiconductor region 70 ′ so as to be in contact with each other, and applying the light energy 30 to a portion near a boundary region where the second semiconductor region 70 and the first semiconductor region 80 are in contact with each other. Selectively reforming the semiconductor in the semiconductor region forming a predetermined range sandwiching the boundary region, and modifying the semiconductor region in the boundary region where the third semiconductor region 70 ′ and the first semiconductor region 80 are in contact with each other. In the vicinity, light energy 30
And selectively reforming the semiconductor in a semiconductor region forming a predetermined range sandwiching the boundary region.
【0044】又、本発明に係る当該半導体の処理方法に
於いては、当該光エネルギー30は、所定の幅を有する
スリット状のレーザー光により得られるものである事が
望ましい。In the semiconductor processing method according to the present invention, it is desirable that the light energy 30 is obtained by a slit-shaped laser beam having a predetermined width.
【0045】更に、本発明に係る当該半導体の処理方法
に於いては、当該スリット状のレーザー光30を連続し
て互いに接続配置されている複数種の不純物濃度が異な
る半導体領域を予め定められた所定のピッチで順次に移
動走査する様に構成する事が望ましい。Further, in the semiconductor processing method according to the present invention, a plurality of semiconductor regions having different impurity concentrations in which the slit-shaped laser beams 30 are continuously connected to each other are predetermined. It is desirable that the scanning is performed sequentially at a predetermined pitch.
【0046】一方、本発明に係る当該半導体の処理方法
に於いては、当該スリット状のレーザー光30は、予め
定められた走査量移動した後、所定の半導体領域の所定
の部位に照射されると言う走査、照射操作が間欠的に繰
り返される様に構成されている事が望ましい。On the other hand, in the semiconductor processing method according to the present invention, the slit-shaped laser light 30 is irradiated on a predetermined portion of a predetermined semiconductor region after moving by a predetermined scanning amount. It is preferable that the scanning and irradiation operations are intermittently repeated.
【0047】又、本発明に於いては、上記した走査、照
射操作を実行するに当たり、1の照射操作に於ける当該
半導体領域の所定の部位に照射される当該スリット状の
レーザー光の照射範囲の少なくとも一部が、別の照射操
作に於ける当該半導体領域の所定の部位に照射される当
該スリット状のレーザー光の照射範囲の少なくとも一部
とオーバーラップするように処理する事も好ましい。In the present invention, when the above-described scanning and irradiation operations are performed, the irradiation range of the slit-shaped laser light irradiated to a predetermined portion of the semiconductor region in one irradiation operation It is also preferable that at least a part of the laser beam is overlapped with at least a part of the irradiation range of the slit-shaped laser beam irradiated to a predetermined portion of the semiconductor region in another irradiation operation.
【0048】更に、本発明に係る当該半導体の処理方法
に於いては、一つの半導体領域を照射するレーザー光の
幅と他の半導体領域を照射するレーザー光の幅とを互い
に異ならせる事も可能である。Further, in the semiconductor processing method according to the present invention, the width of the laser beam for irradiating one semiconductor region may be different from the width of the laser beam for irradiating another semiconductor region. It is.
【0049】つまり、本発明に於ける上記した半導体処
理方法は、不純物濃度の異なる複数の半導体領域に同時
に光エネルギーを選択的に供給して改質することによ
り、光エネルギーの供給前とは異なる不純物濃度を持つ
領域を形成することを特徴とするものである。That is, the above-described semiconductor processing method according to the present invention is different from before the supply of light energy by selectively supplying light energy to a plurality of semiconductor regions having different impurity concentrations at the same time for reforming. It is characterized in that a region having an impurity concentration is formed.
【0050】更に、本発明に於ける上記した半導体の処
理方法に於いては、ある一定の不純物濃度を持つ第1の
半導体領域と、それとは異なる一定の不純物濃度を持つ
第2の半導体領域とが接する境界領域に、光エネルギー
を選択的に供給することにより、該境界領域の不純物濃
度を、該第1と第2の半導体領域のそれぞれの不純物濃
度で限定される範囲の中のある値にすることを特徴とす
るものである。Further, in the above-described semiconductor processing method according to the present invention, the first semiconductor region having a certain impurity concentration and the second semiconductor region having a certain impurity concentration different from the first semiconductor region are provided. Selectively supplies light energy to the boundary region where the first and second semiconductor regions are in contact with each other, so that the impurity concentration in the boundary region becomes a certain value within a range limited by the respective impurity concentrations of the first and second semiconductor regions. It is characterized by doing.
【0051】次に、本発明に於ける上記した半導体の処
理方法のより詳細な具体例を実施例の形で以下に説明す
る。Next, more specific examples of the above-described semiconductor processing method according to the present invention will be described in the form of embodiments.
【0052】(第1の具体例)図1は、本発明の半導体
処理方法の第1の具体例に於ける操作手順を説明するた
めの、半導体1の断面図である。(First Specific Example) FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor 1 for explaining an operation procedure in a first specific example of a semiconductor processing method of the present invention.
【0053】図1を参照しながら本発明の半導体形成方
法の動作原理を以下に説明する。The principle of operation of the semiconductor forming method of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0054】つまり、図1には示してはしていないが、
先ず、ガラス等の絶縁性基板にバリア層となる酸化膜を
形成し、その上面に全面に半導体1、例えば薄膜半導体
1を形成するところまでは従来の技術と同じである。That is, although not shown in FIG. 1,
First, an oxide film to be a barrier layer is formed on an insulating substrate such as glass, and the semiconductor 1, for example, the thin film semiconductor 1 is formed on the entire upper surface of the oxide film.
【0055】この薄膜半導体1は不純物を含まないか、
或いは、LPCVD法で成膜中に不純物ガスを導入する
等して、意図的にある濃度N1の不純物を含有するよう
に形成する。This thin film semiconductor 1 contains no impurities,
Alternatively, the film is formed so as to intentionally contain an impurity of a certain concentration N1, for example, by introducing an impurity gas during film formation by the LPCVD method.
【0056】つまり、上記不純物濃度N1は、不純物濃
度0の場合も当然含んでいる。That is, the impurity concentration N1 naturally includes the case where the impurity concentration is zero.
【0057】これに、1回のフォトリソグラフィ工程と
イオン注入工程またはイオンドーピング工程により、リ
ン等の不純物を薄膜半導体1の特定の領域、例えば20
を選択して導入する。In addition, by one photolithography step and an ion implantation step or an ion doping step, an impurity such as phosphorus is added to a specific region of the thin film semiconductor 1, for example, 20 nm.
Select and introduce.
【0058】このようにして、図1(A)に示すよう
に、ある濃度N1の不純物を含有する1の領域10 と、
それとは異なる不純物濃度N2を含有する第2の領域2
0とが形成される。As described above, as shown in FIG. 1A, one region 10 containing an impurity of a certain concentration N1 is formed.
Second region 2 containing impurity concentration N2 different from that
0 is formed.
【0059】第2に、図1(B)に示すように、第1の
領域10と第2の領域20とが接する部分2とその近傍
部位3、3’に、第1のレーザー光30を照射して溶
融、結晶化する。溶融中には領域10内の不純物が領域
20へ拡散する。その結果、この図のように、第1の領
域10と第2の領域20とで溶融される薄膜半導体の体
積が等しい場合には、図1(C)に示すように、当該両
領域の接する部分2とその近傍部位3、3’を構成する
領域、つまり第3の領域40の不純物濃度N3は、第
1、第2の領域の平均値になる。Second, as shown in FIG. 1B, the first laser beam 30 is applied to the portion 2 where the first region 10 and the second region 20 are in contact with each other and the nearby portions 3 and 3 '. Irradiation causes melting and crystallization. During melting, impurities in the region 10 diffuse into the region 20. As a result, as shown in FIG. 1, when the volume of the thin film semiconductor melted in the first region 10 and the volume of the thin film semiconductor melted in the second region 20 are equal, as shown in FIG. The impurity concentration N3 of the region constituting the portion 2 and the neighboring portions 3, 3 ′, that is, the impurity concentration N3 of the third region 40 is an average value of the first and second regions.
【0060】一般的には、V1、V2を、それぞれ溶融
される第1、第2の領域の体積とすると、第3の領域4
0の不純物濃度N3は次式で与えられる。Generally, if V1 and V2 are the volumes of the first and second regions to be melted, respectively, the third region 4
The impurity concentration N3 of 0 is given by the following equation.
【0061】 N3=(N1・V1+N2・V2)/(V1+V2) (1) 次に、図1(D)に示すように、この第3の領域40
と、第2の領域20とが接する領域(第4の領域60と
呼ぶ)に第2のレーザー光50を照射することにより、
この領域を溶融、結晶化する。N3 = (N1 · V1 + N2 · V2) / (V1 + V2) (1) Next, as shown in FIG. 1D, the third region 40
And by irradiating the second laser beam 50 to a region (referred to as a fourth region 60) in contact with the second region 20,
This region is melted and crystallized.
【0062】その結果、図1(E)に示すように、第4
の領域60の不純物濃度は、上述の理由により、第2、
第3の領域の中間値になる。As a result, as shown in FIG.
The impurity concentration of the region 60 is set at the second,
It is an intermediate value in the third area.
【0063】この過程を繰り返すことにより、レーザー
光照射を繰り返す方向に沿って不純物濃度が単調に減少
する分布を形成できる。このようにして図1(F)に示
すような階段状の不純物分布が形成できる。By repeating this process, it is possible to form a distribution in which the impurity concentration monotonously decreases along the direction in which the laser beam irradiation is repeated. Thus, a stepwise impurity distribution as shown in FIG. 1F can be formed.
【0064】以上の説明に用いた図では、説明の便宜
上、レーザー光の照射を一定の照射幅と移動量とで繰り
返すように図示したが、本発明の半導体処理方法はこれ
らのパラメータ設定に制限を加えるものではない。In the drawings used in the above description, for convenience of explanation, the irradiation of the laser beam is shown to be repeated with a fixed irradiation width and a fixed moving amount, but the semiconductor processing method of the present invention is limited to these parameter settings. It does not add.
【0065】例えば、5μmの長さのLDD構造を作成
する場合はレーザー光30、50の照射幅は1μm、連
続した2回のレーザー光照射の重なり幅は0.5μmと
する、というように、所望の不純物分布に応じてレーザ
ー光の照射幅を適宜設定すればよい。For example, when forming an LDD structure having a length of 5 μm, the irradiation width of the laser beams 30 and 50 is 1 μm, and the overlap width of two consecutive laser beam irradiations is 0.5 μm. The irradiation width of the laser beam may be set as appropriate according to a desired impurity distribution.
【0066】また、基板上の領域に応じて、レーザー光
30、50の照射幅や重なり幅を変えることも可能であ
る。例えば、急峻な不純物濃度分布が望ましい領域で
は、照射幅や重なり幅を小さくすればよい。It is also possible to change the irradiation width and the overlap width of the laser beams 30 and 50 according to the region on the substrate. For example, in a region where a steep impurity concentration distribution is desired, the irradiation width and the overlap width may be reduced.
【0067】逆に、なだらかな分布が望ましい領域で
は、照射幅や重なり幅を大きく設定すればよい。このよ
うに、レーザー光30、50の照射領域の幅と連続した
2回若しくは、それ以上の回数のの照射領域の重なり幅
とを制御することにより、この図1(F)に示す“階
段”の幅や高さを調整することができる。Conversely, in a region where a gentle distribution is desired, the irradiation width and the overlap width may be set large. As described above, by controlling the width of the irradiation region of the laser beams 30 and 50 and the overlapping width of the irradiation region two or more times consecutively, the “stair” shown in FIG. Width and height can be adjusted.
【0068】即ち、薄膜半導体の内部の不純物濃度分布
を高い自由度で制御することができる。That is, the impurity concentration distribution inside the thin film semiconductor can be controlled with a high degree of freedom.
【0069】(第2の具体例)第1の具体例では、不純
物濃度の高い領域から低い領域に向けてレーザー光の照
射と移動を繰り返したが、本具体例に於いては、これと
は逆に、不純物濃度が低い領域から高い領域に向かって
レーザー光30、50の照射と移動を繰り返したもので
あっても良い。(Second Specific Example) In the first specific example, irradiation and movement of laser light were repeated from a region having a high impurity concentration to a region having a low impurity concentration. Conversely, irradiation and movement of the laser beams 30, 50 may be repeated from a region having a low impurity concentration to a region having a high impurity concentration.
【0070】本発明の第2の具体例として、このような
例を模式的に図2に示す。図2で図1と対応する構成要
素については1番違いの番号を付している。この具体例
の動作は、濃度の変化が逆である点を除いて、第1の具
体例と全く同じである。As a second specific example of the present invention, such an example is schematically shown in FIG. In FIG. 2, the components corresponding to those in FIG. The operation of this example is exactly the same as that of the first example, except that the change in density is reversed.
【0071】(第3の具体例)本発明の第3の具体例と
して、2次元配列したLDD構造のTFTを形成すると
きに本発明の半導体処理方法を適用した例を示すもので
あって、その詳細を図3に示す。(Third Specific Example) As a third specific example of the present invention, an example in which the semiconductor processing method of the present invention is applied when forming a two-dimensionally arrayed TFT having an LDD structure is shown. The details are shown in FIG.
【0072】即ち、図3は、基板100上にTFTを形
成すべき領域と、第1回目のレーザー光90の照射領域
とを模式的に示した平面図である。That is, FIG. 3 is a plan view schematically showing a region where a TFT is to be formed on the substrate 100 and a region irradiated with the first laser light 90.
【0073】基板100上に、不純物を高濃度で含む半
導体領域70と、低濃度の不純物を含むか、または意図
的には不純物を全く導入しない領域80とが形成されて
いる。On a substrate 100, a semiconductor region 70 containing a high concentration of impurities and a region 80 containing a low concentration of an impurity or intentionally not introducing an impurity are formed.
【0074】半導体領域70はTFTのソースあるいは
ドレインとなる領域で、不純物濃度は一定であればよ
い。後に、このTFTを外部回路に接続するためにコン
タクトホールがこの領域の一部に形成されるので、矢印
方向の距離は数μm程度である。The semiconductor region 70 is a region that becomes a source or a drain of the TFT, and the impurity concentration may be constant. Later, since a contact hole is formed in a part of this region to connect this TFT to an external circuit, the distance in the direction of the arrow is about several μm.
【0075】また、半導体領域80はTFTのチャネル
になる領域で、不純物を含まないか、或いは一定の低濃
度の不純物を含む。また、この矢印方向の幅はチャネル
幅となり、通常、数μm程度であることが多い。The semiconductor region 80 is a region that becomes a channel of the TFT and does not contain impurities or contains a certain low concentration of impurities. The width in the direction of the arrow is the channel width, which is usually about several μm in many cases.
【0076】次に、図3を参照しながら本発明の第3の
具体例の動作を説明する。Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0077】ここで第1に、図3に示す様に、スリット
状で所定の幅を持つ線状に成型したレーザー光90を半
導体領域70の一端に重ねて照射する。この際、当該レ
ーザー光は、当該半導体領域70内にのみ照射されるも
のであり、係る構成によって、当該半導体領域70が非
晶質(アモルファス)シリコンを使用する場合には、当
該レーザー光による光エネルギーを選択的に当該半導体
領域70に供給される事によって、当該半導体領域70
をポリシリコンに変質させ、電気的に活性化させる事に
なる。First, as shown in FIG. 3, a linearly shaped laser beam 90 having a slit shape and a predetermined width is irradiated onto one end of the semiconductor region 70 in an overlapping manner. At this time, the laser light is applied only to the inside of the semiconductor region 70, and when the semiconductor region 70 uses amorphous silicon, the light by the laser light is used. By selectively supplying energy to the semiconductor region 70, the semiconductor region 70
Is transformed into polysilicon and electrically activated.
【0078】つまり、本具体例に於て、当該半導体領域
70内を当該レーザー光90が走査されながらレーザー
光を照射する事によって、当該半導体領域70のアモル
ファスシリコンがポリシリコンに変質し活性化される事
になる。That is, in this specific example, the semiconductor region 70 is irradiated with the laser beam while being scanned by the laser beam 90, whereby the amorphous silicon in the semiconductor region 70 is transformed into polysilicon and activated. Will be.
【0079】又、当該半導体領域70と当該半導体領域
80との境界に跨がって当該レーザー光が照射されると
共に、引続き当該レーザー光90が当該半導体領域80
内を順次に走査しながら、当該レーザー光を照射する事
によって、当該半導体領域70から当該半導体領域80
の所定の領域まで、又当該半導体領域80の所定の領域
から当該半導体領域70までの部位に、当該不純物濃度
が段階的に変化する半導体領域が連続的に形成される事
になり、半導体装置に於けるLDD構造が形成される。In addition, the laser light is applied across the boundary between the semiconductor region 70 and the semiconductor region 80, and the laser light 90 continues to be applied to the semiconductor region 80.
By irradiating the laser light while sequentially scanning the inside, the semiconductor region 70 to the semiconductor region 80 are irradiated.
The semiconductor region in which the impurity concentration changes stepwise is continuously formed up to a predetermined region of the semiconductor region 80 and from the predetermined region of the semiconductor region 80 to the semiconductor region 70. An LDD structure is formed.
【0080】本具体例に於て使用される当該レーザー光
90のレーザー照射領域の幅は1μmとした。次に、第
1回目の当該レーザー光の照射領域と一部が重なり合う
ように、当該レーザー光90を走査して照射位置を調整
した後に、同一の照射幅で2回目の照射を行う。The width of the laser irradiation area of the laser beam 90 used in this example was 1 μm. Next, after the laser beam 90 is scanned and the irradiation position is adjusted so that the first irradiation region of the laser beam partially overlaps, the second irradiation is performed with the same irradiation width.
【0081】この際の、当該レーザー光の互いの重なり
幅は0.5μmとした。これを矢印で示した方向へ繰り
返して行うことにより、TFTを形成すべき場所の特に
チャネル領域の端部に、単調減少と単調増加からなる所
望の不純物濃度分布を持つ半導体領域を形成することが
できる。At this time, the overlapping width of the laser beams was set to 0.5 μm. By repeating this in the direction indicated by the arrow, it is possible to form a semiconductor region having a desired impurity concentration distribution consisting of monotonically decreasing and monotonically increasing, especially at the end of the channel region where the TFT is to be formed. it can.
【0082】ここで図示したような横方向に長い形状の
レーザー光を用いれば、このような一連のレーザー光照
射により、複数のTFTとなる領域の半導体を同時に改
質することができる。If a laser beam having a long shape in the horizontal direction as shown here is used, a semiconductor in a region to be a plurality of TFTs can be simultaneously modified by such a series of laser beam irradiations.
【0083】本具体例では横1行に配列したTFTに相
当する全ての半導体領域の改質に必要なレーザー光の照
射の回数は、15/0.5=30となる。但し、半導体
領域70、80の矢印方向の幅をそれぞれ5μmとし
た。In this specific example, the number of laser light irradiations necessary for modifying all the semiconductor regions corresponding to the TFTs arranged in one horizontal row is 15 / 0.5 = 30. However, the width of each of the semiconductor regions 70 and 80 in the direction of the arrow was 5 μm.
【0084】このようにして形成される複数のLDD構
造のTFTの応用例としては、例えば、液晶ディスプレ
イのTFT基板のように、2次元配列した複数の画素の
アナログスイッチ、或いは、液晶ディスプレイ、プラズ
マ・ディスプレイ、プリンタ・エンジン等の機器を駆動
するための駆動用集積回路、等が挙げられる。As an application example of the TFT having a plurality of LDD structures formed in this way, for example, an analog switch of a plurality of pixels arranged two-dimensionally, such as a TFT substrate of a liquid crystal display, a liquid crystal display, a plasma display, or the like. A driving integrated circuit for driving a device such as a display and a printer engine;
【0085】(第4の具体例)図3の具体例において、
当該レーザー光90は、同一の照射幅を有するものを使
用したが、当該レーザー光90の照射幅は、必ずしも同
じ照射幅で、基板の端からもう一方の端まで、矢印方向
にレーザー光照射を繰り返す必要はない。(Fourth Specific Example) In the specific example of FIG.
The laser light 90 used had the same irradiation width, but the irradiation width of the laser light 90 was not necessarily the same irradiation width, and the laser light irradiation was performed in the direction of the arrow from one end of the substrate to the other end. No need to repeat.
【0086】本発明の第4の具体例は、レーザー光の照
射幅の異なる少なくとも2種類のレーザー光91、92
で半導体を処理する例を示すもので、図4は、はその手
順を示す説明図である。The fourth embodiment of the present invention relates to at least two types of laser beams 91 and 92 having different laser beam irradiation widths.
FIG. 4 is an explanatory view showing the procedure for processing a semiconductor.
【0087】図3と同じ構成要素には同じ番号を付して
いる。The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
【0088】以下に第4の具体例の動作を説明する。The operation of the fourth example will be described below.
【0089】即ち、第1に、図4(A)に示すように、
数μm程度の広い幅のレーザー光91を用いて基板10
0上の全ての半導体領域70及び半導体領域80を照射
する。That is, first, as shown in FIG.
The substrate 10 is formed using a laser beam 91 having a wide width of about several μm.
Irradiate all semiconductor regions 70 and semiconductor regions 80 above zero.
【0090】但しここでは、両領域70と80の境界
で、且つ当該半導体領域80側の所定の幅の部分95に
はレーザー光が照射されないものとする。However, here, it is assumed that the laser beam is not irradiated on the boundary 95 between the two regions 70 and 80 and on the semiconductor region 80 with a predetermined width.
【0091】つまり、本具体例に於いては、当該トラン
ジスタに於けるドレイン領域及びソース領域を形成する
当該半導体領域70、及びチャネル領域を構成する当該
半導体領域80をそれぞれ一回のレーザー光91の照射
によって、活性化処理を行うものである。That is, in this specific example, the semiconductor region 70 forming the drain region and the source region and the semiconductor region 80 forming the channel region in the transistor are each irradiated with one laser beam 91. An activation process is performed by irradiation.
【0092】従って、本具体例に於ける当該レーザー光
91の照射幅は、当該半導体領域70の幅と一致する様
に設定されると共に、当該半導体領域80の幅よりも狭
い幅を有する様に設定される事が望ましい。Therefore, the irradiation width of the laser beam 91 in this specific example is set so as to coincide with the width of the semiconductor region 70 and has a width smaller than the width of the semiconductor region 80. It is desirable to be set.
【0093】つまり、当該半導体領域70と当該半導体
領域80との境界部と、当該境界部から半導体領域80
内部に延在する半導体領域95には、当該レーザー光9
1が照射されない様に構成する事が望ましい。That is, the boundary between the semiconductor region 70 and the semiconductor region 80, and the semiconductor region 80
The laser light 9 is applied to the semiconductor region 95 extending inside.
It is desirable to configure so that 1 is not irradiated.
【0094】又、当該トランジスタに於ける上記第2
に、図4(B)に示すように、レーザー光92の照射幅
を1μm程度に狭めて、半導体領域70と半導体領域8
0の境界を跨いで照射すると共に当該境界部から半導体
領域80内部に延在する半導体領域部分95を照射する
事によって、第1の具体例のときと同じ理由により、こ
の領域の不純物濃度は両領域の不純物濃度の間で段階的
に変化した構成を採る様になる。In the transistor, the second
Next, as shown in FIG. 4B, the irradiation width of the laser light 92 is reduced to about 1 μm, and the semiconductor region 70 and the semiconductor region 8 are formed.
By irradiating over the boundary of zero and irradiating the semiconductor region portion 95 extending from the boundary to the inside of the semiconductor region 80, for the same reason as in the first specific example, the impurity concentration of this region becomes lower. A configuration that changes stepwise between the impurity concentrations of the regions is adopted.
【0095】更にその値は、式(1)により、即ち、ど
ちらの領域をより広くレーザー光の照射領域に含めるか
により制御できる。Further, the value can be controlled by equation (1), that is, which area is included in the laser beam irradiation area more widely.
【0096】この具体例では、第3の具体例のように同
じ狭い照射幅で繰り返しレーザー光を照射した場合に比
較して、照射回数を減らすことができる。この例では、
横1行に配列したTFTに相当する全ての半導体領域の
改質に必要なレーザー光の照射の回数は、3+2=5で
ある。In this example, the number of times of irradiation can be reduced as compared with the case where laser light is repeatedly irradiated with the same narrow irradiation width as in the third example. In this example,
The number of laser light irradiations necessary for modifying all the semiconductor regions corresponding to the TFTs arranged in one horizontal row is 3 + 2 = 5.
【0097】但し、半導体領域70、80の矢印方向の
幅をそれぞれ5μmとした。また、レーザー光の照射幅
を変更するためには光学系の変更が必要で、通常はこれ
に時間がかかり、大量生産に適さない。However, the width of the semiconductor regions 70 and 80 in the direction of the arrow was 5 μm. Further, in order to change the irradiation width of the laser beam, it is necessary to change the optical system, which usually takes time and is not suitable for mass production.
【0098】しかし、この具体例では、レーザー光の照
射幅の変更を最小限に留めることができる。このよう
に、この具体例の手順によれば、半導体素子製造工程の
スループットが向上し、製造コストを低減できる。However, in this specific example, the change in the irradiation width of the laser beam can be minimized. Thus, according to the procedure of this specific example, the throughput of the semiconductor element manufacturing process is improved, and the manufacturing cost can be reduced.
【0099】(第5の具体例)本発明の第5の具体例
も、幅の異なる2種類のレーザー光91、92で半導体
1を処理するもので、図5はその手順を示す説明図であ
る。(Fifth Embodiment) The fifth embodiment of the present invention also processes the semiconductor 1 with two types of laser beams 91 and 92 having different widths. FIG. 5 is an explanatory view showing the procedure. is there.
【0100】図3と同じ構成要素には同じ番号を付して
いる。以下に第5の具体例の動作を説明する。The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. The operation of the fifth specific example will be described below.
【0101】第1に、図5(A)に示すように、数μm
程度の広い幅のレーザー光91を用いて基板上の全ての
半導体領域70を照射する。但しここでは、半導体領域
80との境界にはレーザー光91が照射されないものと
する。First, as shown in FIG. 5A, several μm
All the semiconductor regions 70 on the substrate are irradiated by using a laser beam 91 having a wide width. However, here, it is assumed that the laser light 91 is not irradiated on the boundary with the semiconductor region 80.
【0102】第2に、図5(B)に示すように、レーザ
ー光92の照射幅を1μm程度に狭めて、半導体領域7
0と半導体領域80の境界を跨いで照射する。第3に、
同じ狭い照射幅でのレーザー光92の照射を半導体領域
80の全ての領域で繰り返して、半導体領域80との境
界まで到達して完了する。Second, as shown in FIG. 5B, the irradiation width of the laser light 92 is reduced to about 1 μm to
Irradiation is performed over the boundary between 0 and the semiconductor region 80. Third,
The irradiation of the laser beam 92 with the same narrow irradiation width is repeated in all the regions of the semiconductor region 80, and reaches the boundary with the semiconductor region 80 and is completed.
【0103】レーザー光の照射領域の重なり幅は0.5
μmである。ここで、この領域の不純物濃度が単調減少
した後に単調増加になる理由は、第3の具体例のときと
同様である。The overlap width of the laser light irradiation area is 0.5
μm. Here, the reason why the impurity concentration in this region monotonously decreases and then increases monotonically is the same as in the third specific example.
【0104】この具体例では、幅の狭いレーザー光を一
部重ねながら半導体領域80を照射する。最初の照射で
形成された結晶を種として次の結晶がレーザーの走査方
向に成長するので、第4の具体例と比較すると、粒径の
大きい結晶を得ることができる。In this specific example, the semiconductor region 80 is irradiated while partially overlapping a narrow laser beam. Since the next crystal grows in the laser scanning direction using the crystal formed by the first irradiation as a seed, a crystal having a larger grain size can be obtained as compared with the fourth specific example.
【0105】但し、レーザー光の照射回数は、第3の具
体例より少ないが第4の具体例よりは多い。この例で
は、横1行に配列したTFTに相当する全ての半導体領
域の改質に必要なレーザー光の照射の回数は、2+5/
0.5=12である。However, the number of times of laser beam irradiation is smaller than in the third specific example, but larger than in the fourth specific example. In this example, the number of laser light irradiations necessary for modifying all the semiconductor regions corresponding to the TFTs arranged in one horizontal row is 2 + 5 /
0.5 = 12.
【0106】但し、半導体領域70、80の矢印方向の
幅をそれぞれ5μmとした。However, the width of the semiconductor regions 70 and 80 in the direction of the arrow was 5 μm.
【0107】(第6の具体例)以上に述べた第1から第
5の具体例においては、レーザー光照射の前に予め不純
物濃度の異なる2つの領域を形成していた。(Sixth Specific Example) In the first to fifth specific examples described above, two regions having different impurity concentrations are formed in advance before laser light irradiation.
【0108】選択的に不純物を導入するためには最低1
回のフォトリソグラフィ工程が必要である。n型TFT
とp型TFTを同一基板上に形成してCMOS回路を構
成する場合は、異なる種類の不純物を別々の領域に導入
するので、2回のフォトリソグラフィ工程が必要にな
る。In order to selectively introduce impurities, at least 1
One photolithography step is required. n-type TFT
When a CMOS circuit is formed by forming a TFT and a p-type TFT on the same substrate, different types of impurities are introduced into different regions, so that two photolithography steps are required.
【0109】これに対し、本発明の第6の具体例は、気
相からのレーザードーピング技術を用いて、工程数の削
減を可能とする例である。On the other hand, the sixth specific example of the present invention is an example in which the number of steps can be reduced by using a laser doping technique from a gas phase.
【0110】つまり、気相からのレーザードーピングは
従来から知られており、例えばM.A.Crowderらによる論
文、"Low-te mperature single-crystal Si−TF
T's fabricated on Si films processed via sequenti
al lateral solidification,"( IEEE Electron Device
Letters vol. EDL−19, No. 8, August 1998, pp.
306-308 )に解説されている。That is, laser doping from the gas phase is conventionally known, and is described in, for example, a paper by MACrowder et al., "Low-temperature single-crystal Si-TF.
T's fabricated on Si films processed via sequenti
al lateral solidification, "(IEEE Electron Device
Letters vol. EDL-19, No. 8, August 1998, pp.
306-308).
【0111】即ち、薄膜半導体を形成した基板を真空容
器に入れてレーザー光を照射するときに、例えばフォス
フィン(PH3)、ジボラン(B2H6) のように不純物
を含むガスを導入し、気相中から溶融した半導体内に不
純物を導入する技術である。That is, when the substrate on which the thin film semiconductor is formed is placed in a vacuum vessel and irradiated with laser light, a gas containing impurities such as phosphine (PH 3 ) or diborane (B 2 H 6 ) is introduced. This is a technique for introducing impurities into the semiconductor melted from the gas phase.
【0112】図6は、本発明の第6の具体例の手順を示
す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the procedure of the sixth specific example of the present invention.
【0113】図5と同じ構成要素には同じ番号を付して
いる。The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
【0114】以下に第6の具体例の動作を説明する。第
1に、不純物を含まないか意図的に定量の不純物を導入
した領域80が全面に形成された基板100を真空容器
に入れ、フォスフィン(PH3)を気相に導入する。The operation of the sixth example will be described below. First, the substrate 100 in which the region 80 which does not contain impurities or into which a certain amount of impurities is intentionally introduced is formed on the entire surface is placed in a vacuum vessel, and phosphine (PH 3 ) is introduced into the gas phase.
【0115】ここで、図6(A)に示すように、数μm
程度の広い幅のレーザー光91を用いて基板100上の
特定の半導体領域70を照射すると、溶融、固化した領
域は高濃度のn型半導体領域75となる。Here, as shown in FIG.
When a specific semiconductor region 70 on the substrate 100 is irradiated with the laser beam 91 having a width as large as possible, the melted and solidified region becomes a high-concentration n-type semiconductor region 75.
【0116】第2に、フォスフィン(PH3)の代わり
にジボラン(B2H6) を真空容器中に導入して、図6
(B)に示すように、基板100上の別の領域85に広
い照射幅のレーザー光91を照射する。Second, diborane (B 2 H 6 ) was introduced into the vacuum vessel instead of phosphine (PH 3 ), and FIG.
As shown in (B), another area 85 on the substrate 100 is irradiated with a laser beam 91 having a wide irradiation width.
【0117】当該レーザー光91が照射された領域85
は高濃度のp型半導体領域76になる。第3に、図6
(C)に示すように、レーザー光91の照射幅を1μm
程度に狭めて、半導体領域75、または半導体領域76
とで挟まれた半導体領域80の全ての領域で、第5の具
体例と同じ狭い照射幅でのレーザー光92の照射を繰り
返す。The area 85 irradiated with the laser beam 91
Becomes a high concentration p-type semiconductor region 76. Third, FIG.
As shown in (C), the irradiation width of the laser light 91 is 1 μm.
The semiconductor region 75 or the semiconductor region 76
The irradiation of the laser beam 92 with the same narrow irradiation width as in the fifth specific example is repeated in all the regions of the semiconductor region 80 sandwiched between.
【0118】最後にTFTとなるべき領域を残してその
他の領域の薄膜半導体をフォトリソグラフィ工程により
除去することにより、基板100上にn型TFT、p型
TFTのソース、ドレイン、チャネルとなる半導体領域
を形成することができる。Finally, by removing the thin film semiconductor in other regions except for the region to be the TFT by a photolithography process, the semiconductor region serving as the source, drain and channel of the n-type TFT and the p-type TFT is formed on the substrate 100. Can be formed.
【0119】更に、ゲート酸化膜をこの上に形成した後
に、ゲート電極を2回目のフォトリソグラフィ工程によ
り形成する。その後、層間絶縁膜を形成した後にコンタ
クトホールを3回目のフォトリソグラフィ工程により形
成し、最後に金属薄膜で配線を施す。After a gate oxide film is formed thereon, a gate electrode is formed by a second photolithography step. Then, after forming an interlayer insulating film, a contact hole is formed by a third photolithography step, and finally, a wiring is formed with a metal thin film.
【0120】従って、4回のフォトリソグラフィ工程で
CMOS回路を構成できる。Therefore, a CMOS circuit can be formed by four photolithography steps.
【0121】尚、以上に説明した本発明の具体例では、
薄膜半導体としてガラス基板上に形成したアモルファス
シリコン(a−Si)をポリシリコン(poly−S
i)に改質する場合を取り上げたが、基板や半導体の種
類はこれらに限るものではない。In the specific example of the present invention described above,
Amorphous silicon (a-Si) formed on a glass substrate as a thin film semiconductor is replaced with polysilicon (poly-S).
Although the case of reforming is described in i), the types of the substrate and the semiconductor are not limited to these.
【0122】例えば、熱酸化したシリコンウェハー上に
ポリシリコン(poly−Si)を形成してレーザー照
射により改質する場合にも、本発明を適用してその不純
物分布を高い自由度で制御することができる。従って、
このような具体例も本発明の変形具体例と見なす。For example, in the case where polysilicon (poly-Si) is formed on a thermally oxidized silicon wafer and modified by laser irradiation, the present invention is applied to control the impurity distribution with a high degree of freedom. Can be. Therefore,
Such a specific example is also regarded as a modified specific example of the present invention.
【0123】上記した具体例から明らかな様に、本発明
に係る当該半導体の処理方法を使用する事によって、従
来とは全く異なった方法により、トランジスタ等を含む
半導体装置を効率的に製造する事が可能となるのであ
る。As is clear from the above-described specific examples, by using the semiconductor processing method according to the present invention, a semiconductor device including a transistor or the like can be efficiently manufactured by a method completely different from the conventional one. It becomes possible.
【0124】つまり、具体的には、例えば、上記した各
方法を使用して、トランジスタに於けるソース若しくは
ドレイン拡散層領域を形成する事により、当該半導体装
置を製造する事が可能となる。That is, specifically, for example, by forming a source or drain diffusion layer region in a transistor by using each of the above-described methods, it becomes possible to manufacture the semiconductor device.
【0125】更に、本発明を使用した半導体素子の製造
の具体的な手順としては、例えば、基板上に、不純物を
殆ど含まない第1の半導体領域と、所定の不純物濃度を
持つ不純物を含む第2及び第3の半導体領域とを、該第
1の半導体領域の相接しない2つの境界に該第2の半導
体領域と該第3の半導体領域がそれぞれ接するように配
置して形成する第1の工程と、該第2の半導体領域と該
第1の半導体領域が接する境界領域の近傍部分に、光エ
ネルギーを選択的に供給して該境界領域を挟んだ所定の
範囲を形成する半導体領域の半導体を改質する第2の工
程と、該光エネルギーの供給領域を、当該第3の半導体
領域の方向へ移動して、当該境界領域を含む半導体領域
部分までも改質する第3の工程、とを含む半導体装置の
製造方法が可能である。Further, as a specific procedure for manufacturing a semiconductor device using the present invention, for example, a first semiconductor region containing almost no impurities and a second semiconductor region containing impurities having a predetermined impurity concentration are formed on a substrate. A first semiconductor region formed by arranging a second semiconductor region and a third semiconductor region such that the second semiconductor region and the third semiconductor region are respectively in contact with two boundaries that do not contact each other of the first semiconductor region; A step of selectively supplying light energy to a portion near a boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other to form a predetermined region sandwiching the boundary region; And a third step of moving the light energy supply region in the direction of the third semiconductor region to modify even the semiconductor region portion including the boundary region. Semiconductor device manufacturing method including That.
【0126】同様に、本発明に係る当該半導体装置の製
造方法の他の具体例としては、基板上に、不純物を殆ど
含まない第1の半導体領域と、高い濃度の不純物を含む
第2、第3の半導体領域とを、該第1の半導体領域の相
接しない2つの境界に該第2の半導体領域と該第3の半
導体領域がそれぞれ接するように配置して形成する第1
の工程と、該第2の半導体領域に、光エネルギーを選択
的に供給して該第2の半導体領域の半導体を改質する第
2の工程と、該第3の半導体領域に、光エネルギーを選
択的に供給して該第3の半導体領域の半導体を改質する
第3の工程と、該第2の半導体領域と該第1の半導体領
域が接する境界領域の近傍に、光エネルギーを選択的に
供給して該境界領域の近傍を構成する半導体を改質する
第4の工程と、該第3の半導体領域と該第1の半導体領
域が接する境界領域の近傍に、光エネルギーを選択的に
供給して該境界領域の近傍を構成する半導体を改質する
第5の工程とを含む半導体素子の製造方法が可能であ
る。Similarly, as another specific example of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first semiconductor region containing almost no impurities and a second and a second semiconductor regions containing high concentration of impurities are formed on a substrate. And a third semiconductor region formed by arranging the second semiconductor region and the third semiconductor region so as to be in contact with two boundaries that are not in contact with each other of the first semiconductor region.
A second step of selectively supplying light energy to the second semiconductor region to modify a semiconductor in the second semiconductor region; and applying a light energy to the third semiconductor region. A third step of selectively supplying and modifying the semiconductor in the third semiconductor region; and selectively applying light energy to a vicinity of a boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other. A fourth step of reforming the semiconductor constituting the vicinity of the boundary region by supplying light energy to the semiconductor region, and selectively applying light energy to the vicinity of the boundary region where the third semiconductor region and the first semiconductor region are in contact. A fifth step of supplying and reforming the semiconductor constituting the vicinity of the boundary region.
【0127】本発明に係る当該半導体装置の製造方法と
更に他の具体例としては、例えば、基板上に、不純物元
素を殆ど含まない第1の半導体を形成する成膜工程と、
不純物元素を含む気体を該基板上に供給した状態で、光
エネルギーを選択的に供給し、該第1の半導体の一部を
改質することにより、該不純物元素を含む第2の半導体
を形成する工程と、該第2の半導体領域と該第1の半導
体領域が接する境界領域の近傍に、光エネルギーを選択
的に供給して該境界領域を含む近傍の半導体を改質する
ことにより、第3の半導体領域を形成する工程とを含ん
だ半導体装置の製造方法。As a method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention and still another specific example, for example, a film forming step of forming a first semiconductor containing almost no impurity element on a substrate;
A second semiconductor containing the impurity element is formed by selectively supplying light energy and reforming a part of the first semiconductor while a gas containing the impurity element is supplied onto the substrate. And selectively supplying light energy to the vicinity of the boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other to modify the semiconductor in the vicinity including the boundary region. Forming a semiconductor region according to (3).
【0128】又、本発明に係る当該半導体装置の製造方
法の別の具体例としては、複数の前記第1、第2、第3
の半導体領域が前記基板上に規則正しく配列されて形成
され、前記光エネルギーが供給される領域に複数の前記
第1、或いは第2、或いは第3の半導体領域が含まれる
様に構成したものである。As another specific example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a plurality of the first, second, and third
Are formed so as to be regularly arranged on the substrate, and the region to which the light energy is supplied includes a plurality of the first, second, or third semiconductor regions. .
【0129】[0129]
【発明の効果】本発明に係る半導体の処理方法及び半導
体装置の製造方法は、上記した様な技術構成を採用して
いるので、半導体内の不純物濃度の空間分布を高い自由
度で制御することができる。The method for processing a semiconductor and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention employ the above-described technical configuration, so that the spatial distribution of the impurity concentration in the semiconductor can be controlled with a high degree of freedom. Can be.
【0130】即ち、急峻な不純物濃度分布が望ましい領
域では、レーザー光の照射幅や重なり幅を小さくするこ
とにより、或いは逆になだらかな分布が望ましい領域で
は、照射幅や重なり幅を大きく設定することにより、そ
れぞれ、所望の不純物濃度分布を形成することができ
る。That is, in a region where a steep impurity concentration distribution is desired, the irradiation width or overlap width of the laser beam is reduced, or conversely, in a region where a gentle distribution is desired, the irradiation width or overlap width is set large. Thereby, a desired impurity concentration distribution can be formed.
【0131】従って、本発明では、薄膜半導体内部の不
純物濃度分布の制御の自由度が高いので、そのような薄
膜半導体で形成される半導体素子の種類や目的に応じ
て、薄膜半導体内部の電界を制御高い自由度で制御でき
るという効果がある。Therefore, in the present invention, since the degree of freedom in controlling the impurity concentration distribution inside the thin film semiconductor is high, the electric field inside the thin film semiconductor is reduced according to the type and purpose of the semiconductor element formed of such a thin film semiconductor. There is an effect that control can be performed with a high degree of freedom.
【0132】次に、本発明に於いては、不純物濃度が一
定でよい領域は幅の広いレーザー光で照射することによ
り、照射回数を低減できる。その結果、製造プロセスの
スループットが向上するという効果がある。Next, in the present invention, the number of times of irradiation can be reduced by irradiating a region where the impurity concentration may be constant with a wide laser beam. As a result, there is an effect that the throughput of the manufacturing process is improved.
【0133】更に、本発明に於いては、チャネルとなる
領域のポリシリコンを大粒径化することができるので、
高性能のTFTを形成できるという効果がある。Further, according to the present invention, the polysilicon in the region serving as the channel can be made large in grain size.
There is an effect that a high-performance TFT can be formed.
【0134】又、本発明に於いては、CMOS回路を4
回のフォトリソグラフィ工程で形成することができるの
で、工程数の削減により製造コストも低く抑えられ、ま
た、TFT回路の信頼性を確保できるという効果があ
る。Further, in the present invention, the CMOS circuit has four
Since it can be formed in one photolithography step, there is an effect that the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of steps, and the reliability of the TFT circuit can be ensured.
【図1】図1は、本発明の半導体処理方法の第1の具体
例の構成を示す説明図であり、不純物濃度の高い領域か
ら低い領域へ向かって、幅の狭いレーザー光の照射によ
り溶融、結晶化することにより、単調に減少する不純物
濃度分布を形成する状態が示されている。FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a first specific example of a semiconductor processing method according to the present invention, in which a region from a region with a high impurity concentration to a region with a low impurity concentration is melted by irradiation with a narrow laser beam; 1 shows a state in which crystallization forms a monotonously decreasing impurity concentration distribution.
【図2】図2は、本発明の半導体処理方法の第2の具体
例の構成を示す説明図であり、不純物濃度の低い領域か
ら高い領域へ向かって、幅の狭いレーザー光の照射によ
り溶融、結晶化することにより、単調に増加する不純物
濃度分布を形成する状態が示されている。FIG. 2 is an explanatory view showing a configuration of a second specific example of the semiconductor processing method according to the present invention. 1 shows a state in which crystallization forms a monotonically increasing impurity concentration distribution.
【図3】図3は、本発明の半導体処理方法の第3の具体
例の構成を示す説明図であり、同一ライン上に配列した
複数の領域を、幅が狭くて長いレーザー光を用いて同時
に照射して溶融、結晶化することにより、基板上に複数
のLDD構造のTFTの半導体領域を形成する状態が示
されている。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a third specific example of the semiconductor processing method of the present invention, in which a plurality of regions arranged on the same line are formed by using a narrow and long laser beam; The state where a plurality of semiconductor regions of a TFT having an LDD structure are formed on a substrate by simultaneous irradiation and melting and crystallization is shown.
【図4】図4は、本発明の半導体処理方法の第4の具体
例の構成を示す説明図であり、一定の不純物濃度の領域
は幅の広いレーザー光で一括して照射し、不純物濃度に
勾配を持たせる必要のある領域を幅の狭いレーザー光で
照射することにより、基板上に複数のLDD構造のTF
Tの半導体領域を形成するときのレーザー光の照射回数
を大幅に低減させる状態がが示されている。FIG. 4 is an explanatory view showing the configuration of a fourth specific example of the semiconductor processing method of the present invention. A region having a constant impurity concentration is collectively irradiated with a wide laser beam, By irradiating a region where it is necessary to have a gradient with a narrow laser beam, a plurality of TFs having an LDD structure
A state is shown in which the number of laser light irradiations when forming a semiconductor region of T is significantly reduced.
【図5】図5は、本発明の半導体処理方法の第5の具体
例の構成を示す説明図であり、ソース・ドレインになる
領域は幅の広いレーザー光で一括して照射し、チャネル
になる領域は幅の狭いレーザー光を一部の領域で重ね合
せながら照射することにより、基板上に複数のLDD構
造のTFTの半導体領域を形成するときのレーザー光の
照射回数を或程度低減しながら、チャネル領域の半導体
の品質を高める方法が示されている。FIG. 5 is an explanatory view showing a configuration of a fifth embodiment of the semiconductor processing method of the present invention. A region serving as a source / drain is collectively irradiated with a wide laser beam, and a channel is irradiated to the channel. By irradiating a narrow area of the laser beam while overlapping a part of the area, the number of laser beam irradiations when forming a plurality of semiconductor regions of the LDD structure TFT on the substrate is reduced to some extent. And a method for improving the quality of the semiconductor in the channel region.
【図6】図6は、本発明の半導体処理方法の第6の実施
の形態を示す説明図であり、不純物を含むガスを基板上
に導入してレーザー光で照射することにより半導体内に
不純物を導入し、LDD構造のTFTを多数配列して形
成する状態が示されている。FIG. 6 is an explanatory view showing a sixth embodiment of the semiconductor processing method of the present invention, in which a gas containing an impurity is introduced into a substrate and irradiated with a laser beam, whereby the impurity is introduced into the semiconductor. Is introduced, and a large number of LDD-structured TFTs are arranged and formed.
【図7】図7は、従来の半導体形成方法の一具体例の手
順を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a procedure of one specific example of a conventional semiconductor forming method.
1…半導体膜 2…接合境界領域 3、3’…境界領域の近傍部分 4、5…接合境界 10…第1の半導体領域 20…第2の半導体領域 30、50…光エネルギー、レーザー光 40、60…半導体領域 70…高濃度の不純物を含む薄膜半導体領域 70’…第3の半導体領域 80、85…低濃度の不純物を含む、あるいは意図的に
は不純物を導入していない薄膜半導体領域 75…高濃度の不純物を含むn型薄膜半導体領域 76…高濃度の不純物を含むp型薄膜半導体領域 90、91、92…レーザー光 100…基板 110…基板 120…バリア層 130…薄膜半導体(真性領域) 140…薄膜半導体(低濃度n型領域) 150…薄膜半導体(高濃度n型領域) 160…レーザー光 170…絶縁膜 180…ゲート電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor film 2 ... Junction boundary area 3, 3 '... Around the boundary area 4, 5 ... Junction boundary 10 ... First semiconductor area 20 ... Second semiconductor area 30, 50 ... Light energy, laser light 40, Reference numeral 60: a semiconductor region 70: a thin-film semiconductor region 70 containing a high-concentration impurity 70 ': a third semiconductor region 80, 85 ... a thin-film semiconductor region 75 containing a low-concentration impurity or not intentionally introducing an impurity 75 N-type thin film semiconductor region containing high-concentration impurities 76 p-type thin film semiconductor regions containing high-concentration impurities 90, 91, 92 laser light 100 substrate 110 substrate 120 barrier layer 130 thin film semiconductor (intrinsic region) 140: thin-film semiconductor (low-concentration n-type region) 150: thin-film semiconductor (high-concentration n-type region) 160: laser beam 170: insulating film 180: gate electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 627G ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 627G
Claims (18)
体を改質する半導体処理方法において,所定の不純物濃
度を有する少なくとも一つの半導体領域に、前記光エネ
ルギーを選択的に供給することにより,該光エネルギー
の供給前とは異なる不純物濃度を持つ半導体領域を形成
することを特徴とする半導体処理方法。In a semiconductor processing method for modifying a semiconductor by supplying light energy to a semiconductor, the light energy is selectively supplied to at least one semiconductor region having a predetermined impurity concentration. A semiconductor processing method comprising forming a semiconductor region having an impurity concentration different from that before supply of light energy.
体を改質する半導体の処理方法であって、不純物濃度が
互いに異なる複数種の半導体領域が互いに隣接して配置
されている半導体に於ける当該複数種の半導体領域群の
接合部近傍に、光エネルギーを供給することにより,該
光エネルギーの供給前に当該互いに隣接する半導体領域
が持つ不純物濃度とは異なる不純物濃度を持つ新たな半
導体領域を当該隣接して配置されている当該半導体領域
群の間に形成することを特徴とする半導体の処理方法。2. A method for treating a semiconductor in which light energy is supplied to the semiconductor to modify the semiconductor, wherein a plurality of types of semiconductor regions having different impurity concentrations are arranged adjacent to each other. By supplying light energy to the vicinity of the junction of the plurality of types of semiconductor regions, a new semiconductor region having an impurity concentration different from the impurity concentration of the adjacent semiconductor regions is provided before the supply of the light energy. A method for processing a semiconductor, wherein the semiconductor is formed between the adjacent semiconductor region groups.
は、当該隣接して接合されている当該複数種の半導体領
域群のそれぞれの領域が、当該光エネルギーの供給以前
に個別に持っていた不純物濃度の上限と下限とで決定さ
れる濃度範囲内のある値を示す様に処理する事を特徴と
する請求項2記載の半導体の処理方法。3. The impurity concentration of the new semiconductor region is such that the respective regions of the plurality of types of semiconductor regions that are adjacent to each other have individual impurities before supply of the light energy. 3. The semiconductor processing method according to claim 2, wherein the processing is performed so as to show a certain value within a concentration range determined by an upper limit and a lower limit of the concentration.
いに隣接して配置されている複数種の半導体領域と当該
光エネルギーが供給された後に当該複数種の半導体領域
間に形成された新たな半導体領域とからなる半導体に、
所定の方向に不純物濃度勾配が形成される様に処理する
事を特徴とする請求項2記載の半導体の処理方法。4. A plurality of semiconductor regions arranged adjacent to each other before the light energy is supplied, and a new semiconductor formed between the plurality of semiconductor regions after the light energy is supplied. Semiconductors consisting of
3. The semiconductor processing method according to claim 2, wherein the processing is performed so that an impurity concentration gradient is formed in a predetermined direction.
物濃度を持つ第1の半導体領域と,それとは異なる一定
の不純物濃度である第2の不純物濃度を持つ第2の半導
体領域とが接する境界領域近傍に,光エネルギーを選択
的に供給することにより,該第1と第2の半導体領域同
志の接合境界領域近傍に於いて当該光エネルギーが供給
された後に形成される第3の半導体領域が持つ第3の不
純物濃度を,該第1と第2の半導体領域のそれぞれが持
つ第1と第2の不純物濃度で限定される範囲の中のある
値にすることを特徴とする請求項2乃至第4項の何れか
に記載の半導体の処理方法。5. A first semiconductor region having a first impurity concentration, which is a certain impurity concentration, and a second semiconductor region having a second impurity concentration, which is a different constant impurity concentration, are in contact with each other. By selectively supplying light energy near the boundary region, a third semiconductor region formed after the light energy is supplied near the junction boundary region between the first and second semiconductor regions. 3. The method according to claim 2, wherein the third impurity concentration of the first and second semiconductor regions is set to a certain value within a range limited by the first and second impurity concentrations of the first and second semiconductor regions. A method for processing a semiconductor according to any one of claims 4 to 4.
持つ不純物濃度は、当該隣接して接合されている当該複
数種の半導体領域群のそれぞれの領域が、当該光エネル
ギーの供給以前に個別に持っていた不純物濃度の平均値
である事を特徴とする請求項2乃至5の何れかに記載の
半導体の処理方法。6. The impurity concentration of the newly formed semiconductor region is such that each of the plurality of types of semiconductor regions that are adjacently joined to each other is individually set before the supply of the light energy. 6. The method for processing a semiconductor according to claim 2, wherein the average value of the impurity concentrations has been used.
半導体領域と,所定の不純物濃度を持つ不純物を含む第
2及び第3の半導体領域とを,該第1の半導体領域の相
接しない2つの境界に該第2の半導体領域と該第3の半
導体領域がそれぞれ接するように配置して形成する工程
と,該第2の半導体領域と該第1の半導体領域が接する
境界領域の近傍部分に,光エネルギーを選択的に供給し
て該境界領域を挟んだ所定の範囲を形成する半導体領域
の半導体を改質する工程と,該第3の半導体領域と該第
1の半導体領域が接する境界領域の近傍部分に,光エネ
ルギーを選択的に供給して該境界領域を挟んだ所定の範
囲を形成する半導体領域の半導体を改質する工程とを含
むことを特徴とする半導体の処理方法。7. A semiconductor device comprising: a first semiconductor region containing substantially no impurities; and second and third semiconductor regions containing impurities having a predetermined impurity concentration on a substrate. Forming the second semiconductor region and the third semiconductor region so as to be in contact with each other at two boundaries, and the vicinity of the boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other. Selectively supplying light energy to the portion to modify a semiconductor in a semiconductor region forming a predetermined range sandwiching the boundary region; and contacting the third semiconductor region with the first semiconductor region. Selectively supplying light energy to a portion near the boundary region to modify a semiconductor in a semiconductor region forming a predetermined range sandwiching the boundary region.
スリット状のレーザー光により得られる事を特徴とする
請求項1乃至7の何れかに記載の半導体の処理方法。8. The semiconductor processing method according to claim 1, wherein said light energy is obtained by a slit-shaped laser beam having a predetermined width.
互いに接続配置されている複数種の不純物濃度が異なる
半導体領域を予め定められた所定のピッチで順次に移動
走査する事を特徴とする請求項8記載の半導体の処理方
法。9. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said slit-shaped laser light is sequentially moved and scanned at a predetermined pitch at a plurality of semiconductor regions having different impurity concentrations continuously connected and arranged. Item 9. A method for processing a semiconductor according to Item 8.
定められた走査量移動した後、所定の半導体領域の所定
の部位に照射される走査が繰り返される様に構成されて
いる事を特徴とする請求項9記載の半導体の処理方法。10. The scanning device according to claim 1, wherein the slit-shaped laser light is moved by a predetermined scanning amount, and thereafter, a scan applied to a predetermined portion of a predetermined semiconductor region is repeated. The method for processing a semiconductor according to claim 9.
の所定の部位に照射される当該スリット状のレーザー光
の照射範囲の少なくとも一部が、別の照射操作に於ける
当該半導体領域の所定の部位に照射される当該スリット
状のレーザー光の照射範囲の少なくとも一部とオーバー
ラップするように処理する事を特徴とする請求項9又は
10に記載の半導体の処理方法。11. A method according to claim 1, wherein at least a part of the irradiation range of the slit-shaped laser light applied to a predetermined portion of the semiconductor region in one irradiation operation is different from a predetermined range of the semiconductor region in another irradiation operation. 11. The semiconductor processing method according to claim 9, wherein the processing is performed so as to overlap at least a part of the irradiation range of the slit-shaped laser light applied to the part.
射される当該スリット状のレーザー光の幅と当該他の半
導体領域の所定の部位に照射される当該スリット状のレ
ーザー光の幅とが異なっている事を特徴とする請求項1
乃至11のいずれかに記載の半導体の処理方法。12. A width of the slit-shaped laser light applied to a predetermined portion of the one semiconductor region and a width of the slit-shaped laser light applied to a predetermined portion of the other semiconductor region. Claim 1 characterized by being different
12. The method for processing a semiconductor according to any one of claims to 11.
ルファスシリコン)で構成されたものであり、当該半導
体は、当該光エネルギーが照射される事によって多結晶
シリコンあるいは単結晶シリコンに変質せしめられるも
のである事を特徴とする請求項1乃至12の何れかに記
載の半導体の処理方法。13. The semiconductor is made of amorphous silicon (amorphous silicon), and the semiconductor is transformed into polycrystalline silicon or single crystal silicon by being irradiated with the light energy. 13. The method for processing a semiconductor according to claim 1, wherein:
半導体素子の処理方法を使用して、トランジスタに於け
るソース若しくはドレイン拡散層領域を形成する事を特
徴とする半導体装置の製造方法。14. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a source or drain diffusion layer region in a transistor by using the method for processing a semiconductor element according to claim 1.
の半導体領域と、所定の不純物濃度を持つ不純物を含む
第2及び第3の半導体領域とを、該第1の半導体領域の
相接しない2つの境界に該第2の半導体領域と該第3の
半導体領域がそれぞれ接するように配置して形成する工
程と、 該第2の半導体領域と該第1の半導体領域が接する境界
領域の近傍部分に、光エネルギーを選択的に供給して該
境界領域を挟んだ所定の範囲を形成する半導体領域の半
導体を改質する工程と、 該光エネルギーの供給領域を、当該第3の半導体領域の
方向へ移動して、該第3の半導体領域と該第1の半導体
領域が接する境界領域の近傍部分に、光エネルギーを選
択的に供給して該境界領域を挟んだ所定の範囲を形成す
る半導体領域の半導体を改質する工程と、とを含む事を
特徴とする半導体装置の製造方法。15. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
The second semiconductor region and the third and third semiconductor regions containing impurities having a predetermined impurity concentration are formed on two non-adjacent boundaries of the first semiconductor region by the second semiconductor region and the third semiconductor region. Forming a semiconductor region so as to be in contact with each other; and selectively supplying light energy to a portion near a boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other to form the boundary region. Modifying the semiconductor in the semiconductor region forming the sandwiched predetermined range; and moving the light energy supply region in the direction of the third semiconductor region so that the third semiconductor region and the first Selectively supplying light energy to a portion near the boundary region where the semiconductor region is in contact with the semiconductor region to reform the semiconductor in the semiconductor region forming a predetermined range sandwiching the boundary region. Manufacturing method of a semiconductor device.
の半導体領域と、高い濃度の不純物を含む第2、第3の
半導体領域とを、該第1の半導体領域の相接しない2つ
の境界に該第2の半導体領域と該第3の半導体領域がそ
れぞれ接するように配置して形成する工程と、 該第2の半導体領域に、光エネルギーを選択的に供給し
て該第2の半導体領域の半導体を改質する工程と、 該第3の半導体領域に、光エネルギーを選択的に供給し
て該第3の半導体領域の半導体を改質する工程と、 該第2の半導体領域と該第1の半導体領域が接する境界
領域の近傍に、光エネルギーを選択的に供給して該境界
領域の近傍を構成する半導体を改質する工程と、 該第3の半導体領域と該第1の半導体領域が接する境界
領域の近傍に、光エネルギーを選択的に供給して該境界
領域の近傍を構成する半導体を改質する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。16. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
The second semiconductor region and the third semiconductor region containing high-concentration impurities are formed on two non-adjacent boundaries of the first semiconductor region by the second semiconductor region and the third semiconductor region. A step of forming the second semiconductor region so as to be in contact therewith; a step of selectively supplying light energy to the second semiconductor region to modify a semiconductor in the second semiconductor region; and a step of forming the third semiconductor region. Modifying the semiconductor in the third semiconductor region by selectively supplying light energy; and applying light energy to the vicinity of a boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other. Selectively supplying and modifying a semiconductor constituting the vicinity of the boundary region; and selectively supplying light energy to the vicinity of the boundary region where the third semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other. To reform the semiconductor constituting the vicinity of the boundary region And a method of manufacturing a semiconductor device.
第1の半導体を形成する成膜工程と、 不純物元素を含む気体を該基板上に供給した状態で、光
エネルギーを選択的に供給し、該第1の半導体の一部を
改質することにより、該不純物元素を含む第2の半導体
を形成する工程と、 該第2の半導体領域と該第1の半導体領域が接する境界
領域の近傍に、光エネルギーを選択的に供給して該境界
領域を含む近傍の半導体を改質することにより、第3の
半導体領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。17. A film formation step of forming a first semiconductor containing almost no impurity element on a substrate, and selectively supplying light energy while supplying a gas containing an impurity element onto the substrate. Forming a second semiconductor containing the impurity element by modifying a part of the first semiconductor; and near a boundary region where the second semiconductor region and the first semiconductor region are in contact with each other. Forming a third semiconductor region by selectively supplying light energy to modify a semiconductor in the vicinity including the boundary region.
領域が前記基板上に規則正しく配列されて形成され、前
記光エネルギーが供給される方向の領域に複数の前記第
1、或いは第2、或いは第3の半導体領域が含まれるこ
とを特徴とする請求項15乃至17の何れかに記載の半
導体装置の製造方法。18. A plurality of the first, second, and third semiconductor regions are formed on the substrate so as to be regularly arranged, and the plurality of first, second, and third semiconductor regions are arranged in a direction in which the light energy is supplied. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 15 to 17, wherein a second or third semiconductor region is included.
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