JP2000349297A - Thin film transistor, panel and manufacture thereof - Google Patents

Thin film transistor, panel and manufacture thereof

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JP2000349297A
JP2000349297A JP2000064305A JP2000064305A JP2000349297A JP 2000349297 A JP2000349297 A JP 2000349297A JP 2000064305 A JP2000064305 A JP 2000064305A JP 2000064305 A JP2000064305 A JP 2000064305A JP 2000349297 A JP2000349297 A JP 2000349297A
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JP
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gate electrode
electrode
forming
gate
mask
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JP2000064305A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuitsu Takehashi
信逸 竹橋
Shigeo Ikuta
茂雄 生田
Mayumi Inoue
真弓 井上
Tetsuo Kawakita
哲郎 河北
Keizaburo Kuramasu
敬三郎 倉増
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen TFTs, pixels on a substrate, a reflecting plate or the other elements in the number of fabricating processes by a method wherein impurity ions are implanted into a semiconductor laser using a gate electrode of multilayered structure as a mask for the formation of an LDD region. SOLUTION: An a-Si layer is deposited on a glass substrate 10 and then crystallized into a polycrystalline silicon layer. The polycrystalline silicon layer is patterned, and an SiO2 layer 2 is formed on the glass substrate 10 so as to cover the patterned polycrystalline silicon layer. Furthermore, an aluminum layer is formed on the substrate 10 and patterned into a lower gate electrode 42. A channel region 170 is positioned under the gate electrode 42, a region out of lateral regions is covered with an upper gate electrode 43 excluding the region 170, an LDD region 152 is formed between a source region 150 and a channel region 170, and an LDD region 162 is formed between the drain region 160 and the channel region 170.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
に関し、特に液晶表示装置の画素スイッチング素子やそ
の駆動回路等に使用されるLDD型の薄膜トランジスタ
及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor, and more particularly to an LDD type thin film transistor used for a pixel switching element of a liquid crystal display device and a driving circuit thereof, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画素電極毎に薄膜トランジスタ
(「TFT」、Thin Film Transist
orの略、とも記す)を備えたアクティブマトリックス
型表示基板を用いた液晶表示装置やELディスプレイ等
が、単純マトリックス型表示装置と比較して高い画質が
得られるため盛んに研究されている。更に、ポリシリコ
ン(「p−Si」とも記す)TFTの電子移動度が、非
晶質シリコン(「a−Si」とも記す)TFTと比較し
て1桁から2桁以上高いことに着目して、画素スイッチ
ング素子としてのTFTと駆動回路を同一ガラス基板上
に形成した、いわゆる駆動回路内蔵型の液晶表示装置が
提案、研究されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a thin film transistor ("TFT", Thin Film Transistor) is provided for each pixel electrode.
Liquid crystal display devices, EL displays, and the like using an active matrix type display substrate provided with (or, abbreviated as or) have been actively studied because higher image quality can be obtained as compared with a simple matrix type display device. Further, it is noted that the electron mobility of a polysilicon (also referred to as “p-Si”) TFT is higher by one to two or more digits than that of an amorphous silicon (also referred to as “a-Si”) TFT. A so-called drive circuit built-in type liquid crystal display device in which a TFT as a pixel switching element and a drive circuit are formed on the same glass substrate has been proposed and studied.

【0003】ところでこの場合、駆動回路に使用する半
導体素子そのものとしてのTFTの性質や性能と、液晶
表示装置等に使用するという用途の面からのTFTの性
質や性能には、幾つかの技術的課題がある。
[0003] In this case, the technical properties and performance of the TFT as a semiconductor element itself used in the driving circuit and the properties and performance of the TFT in terms of application to a liquid crystal display device and the like are some technical factors. There are issues.

【0004】先ず、どちらかというと前者の面からの課
題であるが、半導体素子の性能という面からは、p−S
iTFTはa−SiTFTやMOS型電解効果トランジ
スタと比較してOFF電流が大きいため、これを低減す
るべく、TFTのソース領域またはドレイン領域の少な
くとも一方に隣接して、低濃度不純物領域(以下「LD
D」、Lightly Doped Drainの略、
とも記す)を設けた構造の薄膜トランジスタが、特開平
5−136417号公報に開示、提案されている。
[0004] First, although it is rather a problem from the former aspect, in terms of the performance of a semiconductor device, p-S
Since an iTFT has a larger OFF current than an a-Si TFT or a MOS type field effect transistor, in order to reduce the OFF current, a low concentration impurity region (hereinafter referred to as “LD”) is provided adjacent to at least one of a source region and a drain region of the TFT.
D ", an abbreviation for Lightly Doped Drain,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-136417 discloses and proposes a thin film transistor having a structure provided with the above.

【0005】しかしながら、単に、LDD構造としたT
FTでは、OFF電流を低減することは可能であるが、
TFTのゲート電極下のチャネルが反転するON状態時
において、比較的高抵抗層である低濃度不純物領域がチ
ャネル領域に直列に挿入されることによりON電流が低
下する。
[0005] However, simply having a LDD structure T
With FT, it is possible to reduce the OFF current, but
In the ON state in which the channel below the gate electrode of the TFT is inverted, the ON current is reduced by inserting a low-concentration impurity region, which is a relatively high-resistance layer, in series with the channel region.

【0006】そこで、ON電流の低下を抑えた種々のL
DD構造のTFTが提案されている。〔SID96 D
IGEST pp25:Samsung電子(以下、第
1の従来例と称する)、Euro Display’9
6 pp555、ASIADisplay’95 pp
335:Philips( 以下、第2の従来例と称す
る) 〕。
Therefore, various L values that suppress the decrease in the ON current are considered.
A TFT having a DD structure has been proposed. [SID96 D
IGEST pp25: Samsung electron (hereinafter, referred to as a first conventional example), Euro Display '9
6 pp555, ASIA Display '95 pp
335: Philips (hereinafter, referred to as a second conventional example)].

【0007】第1の従来例の構成を図1に示す。本図に
おいて、10はガラス基板である。150は、p−Si
からなる半導体層のソース領域(n+ 層)である。16
0は、同じくドレイン領域(n+ 層)である。170
は、同じくチャネル領域である。
FIG. 1 shows a configuration of a first conventional example. In this figure, reference numeral 10 denotes a glass substrate. 150 is p-Si
Is a source region (n + layer) of a semiconductor layer composed of 16
0 is the drain region (n + layer). 170
Is also a channel region.

【0008】本図において、ゲート電極4を覆うように
サブゲート電極41を設け、その下方のソース側とドレ
イン側の半導体層にLDD領域(低濃度不純物領域:n
- 層)151,161を形成した構造となっている。こ
のような構造とすることにより、OFF時には、サブゲ
ート電極41下のLDD領域の半導体層151,161
がキャリアの枯渇する高抵抗層となるため、OFF電流
は低く抑えられる反面、ON時には、LDD領域15
1,161はキャリアとなる電子が蓄積して低抵抗領域
となるため、ON電流の減少は起こらない。
In FIG. 1, a sub-gate electrode 41 is provided so as to cover a gate electrode 4, and an LDD region (low-concentration impurity region: n)
- it has a form a layer) 151 and 161 structures. With such a structure, at the time of OFF, the semiconductor layers 151 and 161 in the LDD region below the sub-gate electrode 41 are formed.
Becomes a high resistance layer in which carriers are depleted, so that the OFF current can be suppressed low.
In No. 1,161, electrons serving as carriers are accumulated to form a low-resistance region, so that the ON current does not decrease.

【0009】なお、実際には基板上には各画素や画素部
周辺の駆動回路に相応する位置に、画素の規格等に対応
して、縦横方向に、幾行、幾列にもわたってこのTFT
が形成されている。またこのため、ゲート電極、ソース
電極及びドレイン電極は層間絶縁膜を介して多層配線構
造となっている。ただし、これらは自明の事項であるの
で、その様子のわざわざの図示は省略し、また以降の実
施の形態の説明や図でも個々のその旨の記載も必要最小
限とする。
[0009] Actually, on the substrate, at a position corresponding to each pixel and a driving circuit around the pixel portion, the number of rows and columns are increased in the vertical and horizontal directions in accordance with the pixel standard and the like. TFT
Are formed. For this reason, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode have a multilayer wiring structure via an interlayer insulating film. However, since these are self-evident matters, the illustration of the operation is omitted, and the description of each of them in the description and drawings of the following embodiments is also minimized.

【0010】次に、第2の従来例を図2に示す。本図に
おいて、10はガラス基板である。150は、p−Si
からなる半導体層のソース領域(n+ 層)、160は、
同じくドレイン領域(n+ 層)、170は、同じくチャ
ネル領域である。本図はいわゆるGOLD(gate−
drain oerlapped lightly−d
oped drain、ゲートオーバトラップ)構造の
TFTであり、具体的にはゲート電極4が、チャネル領
域170両側の、すなわソース側とドレイン側のLDD
領域(n- 層)152,162を覆う構造となってい
る。この構造でも、第1の従来例と同様に、OFF時に
は、ゲート電極4下の低濃度不純物領域152,162
がキャリアの枯渇する高抵抗層となるため、OFF電流
は低く抑えられる。一方、ON時には、低濃度不純物領
域152,162は、ゲート電極下にあることもあり、
キャリアとなる電子が蓄積して低抵抗領域となるため、
ON電流の減少は起こらない。
Next, FIG. 2 shows a second conventional example. In this figure, reference numeral 10 denotes a glass substrate. 150 is p-Si
The source region (n + layer) 160 of the semiconductor layer made of
Similarly, a drain region (n + layer) 170 is a channel region. This figure shows the so-called GOLD (gate-
drain oerlapped lightly-d
The gate electrode 4 is composed of LDDs on both sides of the channel region 170, that is, LDDs on the source side and the drain side.
The structure covers regions (n layers) 152 and 162. Also in this structure, similarly to the first conventional example, at the time of OFF, the low concentration impurity regions 152 and 162 below the gate electrode 4 are formed.
Becomes a high resistance layer in which carriers are depleted, so that the OFF current can be suppressed low. On the other hand, at the time of ON, the low-concentration impurity regions 152 and 162 may be below the gate electrode,
Since electrons serving as carriers are accumulated and become a low resistance region,
No reduction in ON current occurs.

【0011】しかしながら、このようなTFT構造を実
現するプロセス課程においてON電流の減少を抑えるた
め多結晶シリコン半導体層領域に形成するLDD領域は
イオンドーピング法を用いて特定の不純物を注入して形
成され、この際特定の不純物(他の技術分野の「不純
物」と異なり、半導体素子の機能発揮のため多結晶シリ
コン中に積極的に打ち込まれる物質。すなわち「汚染物
質」ではない。)を打ち込む(「ドーピング(す
る)」、「注入」とも言う)時に必要な不純物以外の物
質、例えば水素原子等も同時にドーピングされる。そし
て、特にゲート電極直下の多結晶シリコンのチャネル部
に水素がドーピングされると、相互に結合している多結
晶シリコン原子間に水素が介在することとなり、電子が
トラップされるためTFTのしきい値電圧を高め、更に
は信頼性を著しく低下させる。
However, in order to suppress the decrease in the ON current in the process of realizing such a TFT structure, the LDD region formed in the polycrystalline silicon semiconductor layer region is formed by implanting a specific impurity by using an ion doping method. At this time, specific impurities (in contrast to “impurities” in other technical fields) are implanted into polycrystalline silicon to exert the function of a semiconductor element, ie, not “contaminants”. Substances other than impurities necessary at the time of "doping" and "implantation", such as hydrogen atoms, are simultaneously doped. In particular, when hydrogen is doped into the channel portion of polycrystalline silicon immediately below the gate electrode, hydrogen intervenes between the polycrystalline silicon atoms bonded to each other, and electrons are trapped, so that the threshold of the TFT is reduced. The value voltage is increased, and the reliability is significantly reduced.

【0012】このため、p−Si型TFTでは電気的特
性課題を解決するためTFTのソース領域またはドレイ
ン領域の少なくとも一方の領域に隣接して、微小な領域
のLDD領域(Lightly Doped Drai
n)を設けることが必要不可欠である。しかし反面、こ
れら低濃度不純物領域を形成するためには、以下の困難
が生じる。
Therefore, in the p-Si type TFT, a minute LDD region (Lightly Doped Drain) is provided adjacent to at least one of the source region and the drain region of the TFT in order to solve the problem of electrical characteristics.
It is essential to provide n). However, on the other hand, the following difficulties arise in forming these low-concentration impurity regions.

【0013】1)液晶表示装置等の高精細化を実現する
ためには画素トランジスタを微細にして表示密度を高め
る必要がある。しかしながら通常、液晶表示装置製造に
用いられる露光機は等倍露光方式が主流で画素トランジ
スタの微細化には自ずと限界が生じる。従って画素トラ
ンジスタのチャネル幅(おおよそ1〜数μm)と同等ま
たはそれ以下(おおよそ0.1〜2、3μm)の微小な
領域の低濃度不純物領域は、その形成がきわめて困難で
ある。
1) In order to realize high definition of a liquid crystal display device or the like, it is necessary to increase the display density by making the pixel transistor fine. However, in general, an exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal display device is of the same-size exposure type, and the miniaturization of pixel transistors naturally has a limit. Therefore, it is extremely difficult to form a low-concentration impurity region as a minute region which is equal to or less than the channel width (approximately 1 to several μm) of the pixel transistor (approximately 0.1 to 2, 3 μm).

【0014】2)サブゲート電極と低濃度不純物領域と
の重ね合わせはマスク合わせにより行っているため、そ
れらの重ね合わせを自己整合的に(不純物の注入方向か
ら見て、必然的に精度よく重なって)形成することがで
きず、マスク合わせ精度のズレでその低濃度不純物領域
の寸法が変動する。ひいては、短時間で製造する等の工
程の管理のため、マスク合わせにはマージンが必要であ
るため、画素TFTの微細化に限界が生じる。結果的
に、マージンを確保する分だけ画素TFTの占有面積が
大きくなる。
2) Since the sub-gate electrode and the low-concentration impurity region are superimposed by mask alignment, the superposition is performed in a self-aligned manner (inevitably with high accuracy when viewed from the direction of impurity implantation). ) Cannot be formed, and the size of the low-concentration impurity region fluctuates due to deviation of mask alignment accuracy. In addition, a margin is required for mask alignment in order to control processes such as manufacturing in a short time, so that there is a limit to miniaturization of the pixel TFT. As a result, the area occupied by the pixel TFT is increased by the amount of securing the margin.

【0015】3)画素TFTの占有面積が大きくなり、
それに伴いソース領域、ドレイン領域間の寄生容量が増
大し、その結果、動作波形の遅延が生じ、このため液晶
表示装置の表示特性が低下する。
3) The area occupied by the pixel TFT increases,
Accordingly, the parasitic capacitance between the source region and the drain region increases, and as a result, the operation waveform is delayed, and the display characteristics of the liquid crystal display device deteriorate.

【0016】4)サブゲート電極形成の際にはゲート電
極とは別に電極である金属膜の形成工程、フォトリソグ
ラフィー工程、エッチング工程等が必要となり、更には
フォトリソグラフィーを行うためのフォトマスクが必要
となる。すなわち、このGOLD構造では、単にイオン
注入が2回必要なだけでなく、斜め回転イオン注入等の
複雑な製造工程を必要とする。従って、TFT製造プロ
セスは多岐となり、プロセスの長期化、製造コストの上
昇、保留まりの低下により液晶表示装置のコストが著し
く高価となる。
4) When forming a sub-gate electrode, a step of forming a metal film which is an electrode, a photolithography step, an etching step, and the like are required separately from the gate electrode, and a photomask for performing photolithography is required. Become. That is, the GOLD structure requires not only two ion implantations but also a complicated manufacturing process such as oblique rotation ion implantation. Accordingly, the TFT manufacturing process becomes diversified, and the cost of the liquid crystal display device becomes extremely high due to a prolonged process, an increase in manufacturing cost, and a decrease in suspension.

【0017】次に、どちらかというと液晶表示装置に使
用するという用途の面からの課題は、先の課題と多少重
複する面もあるが、以下の通りである。
Next, the problem in terms of application to use in a liquid crystal display device is somewhat as follows, though there are some overlaps with the above problem.

【0018】液晶表示装置に使用されるTFTにおいて
は、ゲート線の抵抗が高いと、15インチ、20インチ
と大画面になるに従って第1に、ゲート線の電気抵抗が
問題となる。
In a TFT used in a liquid crystal display device, if the resistance of the gate line is high, the electric resistance of the gate line first becomes a problem as the screen becomes larger, such as 15 inches or 20 inches.

【0019】すなわち、ゲート信号の遅延が無視できな
くなり、画素の応答の遅れが目立つようになる。また、
フリッカや画面の表示むら等も生じる。
That is, the delay of the gate signal cannot be ignored and the response delay of the pixel becomes conspicuous. Also,
Flicker and uneven display on the screen also occur.

【0020】第2に、TFT特性が問題となる。Second, TFT characteristics become a problem.

【0021】TFT特性では、移動度の向上とオン電流
の向上、しきい値電圧の低下と安定化が重要である。そ
して、これらの特性を向上させるためには、界面の制御
が最も重要である。特に、半導体層とゲート絶縁膜の界
面が大きく影響を及ぼす。従って、この界面を良好にす
れば、特性が向上することとなる。
In the TFT characteristics, it is important to improve the mobility and the on-current, and to lower and stabilize the threshold voltage. In order to improve these characteristics, control of the interface is most important. In particular, the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film has a significant effect. Therefore, if this interface is improved, the characteristics will be improved.

【0022】さて、この界面を良好なものにする手段の
1つに熱処理がある。この熱処理を行う事によって界面
欠陥が低減し、各層中に蓄積された電荷が除去され、ひ
いては界面が向上する。ところで、この熱処理の温度で
あるが、これは半導体層を形成するシリコンが再結晶化
する800〜900℃に近いのが望ましい。
One of the means for improving the interface is a heat treatment. By performing this heat treatment, interface defects are reduced, charges accumulated in each layer are removed, and the interface is improved. Incidentally, the temperature of the heat treatment is preferably close to 800 to 900 ° C. at which silicon forming the semiconductor layer is recrystallized.

【0023】しかしながら、表示装置に経済性の面から
ガラス基板を採用しているため、この面から制限を受け
る。すなわち、熱収縮等から定まるガラスの耐熱性よ
り、最高でも600℃程度までしか昇温しえない。
However, since a glass substrate is used for the display device from the viewpoint of economy, there is a limitation from this viewpoint. That is, the temperature can be raised only up to about 600 ° C. due to the heat resistance of the glass determined by heat shrinkage or the like.

【0024】更に都合の悪いことに、ゲート電極を上記
第1の問題点の解決のために低抵抗化する手段としてA
lやAl合金系の低抵抗金属を用いると、この600℃
という、いわば不本意な温度でもヒロックや断線、ショ
ート等が生じかねない。といって、W、Mo、Ta等の
高融点金属を用いると、これらの高融点金属は抵抗が高
いため、上述の不都合が増大する。
Further, it is more inconvenient to use A as a means for reducing the resistance of the gate electrode in order to solve the first problem.
When low resistance metal such as l or Al alloy is used,
That is, hillocks, disconnections, short circuits, etc. may occur even at undesired temperatures. However, when high melting point metals such as W, Mo, and Ta are used, the above-mentioned disadvantages increase because these high melting point metals have high resistance.

【0025】第3に、リーク電流が問題となる。Third, leakage current is a problem.

【0026】すなわち、薄膜トランジスタにおいては、
オフ領域におけるリーク電流が大きくなると画素の保持
特性が劣化する。このため、高精細で優れた画素を得る
ためには、オフのリーク電流を低減させることがきわめ
て重要である。さて、従来の薄膜トランジスタにおいて
は、ドレイン領域近傍における電界強度によってオフの
リーク電流が生じる。このため、ゲート電圧をオフ側に
大きくしていくと電界強度が大きくなり、ひいてはオフ
リーク電流も大きくなる。その対策として、従来よりL
DD(Lightly Doped Drain)構造
やオフセット構造が採用されている。しかしながら、寸
法の面から丁度適当なLDD領域を形成するのが困難で
ある。
That is, in a thin film transistor,
When the leak current in the off region increases, the retention characteristics of the pixel deteriorate. For this reason, in order to obtain a high-definition and excellent pixel, it is extremely important to reduce the off-state leak current. By the way, in the conventional thin film transistor, an off-state leak current occurs due to the electric field intensity near the drain region. For this reason, when the gate voltage is increased toward the off side, the electric field intensity increases, and the off-leak current also increases. As a countermeasure, L
A DD (Lightly Doped Drain) structure and an offset structure are employed. However, it is difficult to form an appropriate LDD region just in terms of dimensions.

【0027】第4に、1枚の基板上に画素部とその駆動
回路部等役割が相違する部分を形成するが、これら各部
に要求されるTFTの特性が相違する。さてこの場合、
素子の形状、チャネル領域やドレイン領域やソース領域
の寸法等はフォトリソグラフィでのマスクの設計にて対
応する等成しえるものの微細なLDD部は困難である。
Fourth, portions having different roles such as a pixel portion and a drive circuit portion are formed on one substrate, but the TFT characteristics required for these portions are different. Well, in this case,
Although the shape of the element and the dimensions of the channel region, the drain region, and the source region can be determined by designing a mask by photolithography, it is difficult to form a fine LDD portion.

【0028】第5に、1枚の基板上に画素、画素用TF
T、駆動回路用TFTその他反射板等役割が相違する部
分を形成すると、どうしても工程が増加するが、これら
の形成を極力共通化しないとコストアップとなりかねな
い。
Fifth, pixels and TFs for pixels are formed on one substrate.
Forming portions having different roles, such as T, TFTs for driving circuits, and other reflectors, inevitably increases the number of steps. However, if these components are not formed as much as possible, costs may increase.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】以上の説明で判るよう
に、電気抵抗が小さくしかも耐熱性の優れたゲート電極
の材料を使用し、その結果TFT特性が優れリーク電流
も少ない、更にLDD構造を有するのにもかかわらず、
製造容易でコスト高とならない半導体素子の実用化が望
まれていた。
As can be seen from the above description, a gate electrode material having low electric resistance and excellent heat resistance is used, and as a result, TFT characteristics are excellent, leakage current is small, and furthermore, an LDD structure is used. Despite having
Practical use of a semiconductor element that is easy to manufacture and does not increase the cost has been desired.

【0030】また、LDD構造を微細かつ高精度で形成
し、しかも寄生容量が少ない薄膜トランジスタやその極
めて簡単、容易な製造の開発が望まれていた。
Further, there has been a demand for the development of a thin film transistor in which the LDD structure is formed finely and with high precision and which has a small parasitic capacitance and an extremely simple and easy manufacturing thereof.

【0031】また、トップゲート型、ボトムゲート型を
問わず、かかる要望を充たすLDD型TFTの開発が望
まれていた。
There has been a demand for development of an LDD type TFT which satisfies such demands regardless of whether it is a top gate type or a bottom gate type.

【0032】また、1枚の基板上の各部に、当該部に要
求される特性を有するLDD型TFTが形成された基板
の開発、その結果液晶表示装置ならば画素の応答性が迅
速でフリッカ等がない大画面の液晶表示装置の開発が望
まれていた。
Further, development of a substrate in which an LDD type TFT having characteristics required for the portion is formed in each portion on one substrate, and as a result, in the case of a liquid crystal display device, the response of the pixel is quick and the flicker etc. The development of a large-screen liquid crystal display device without the need has been desired.

【0033】また、LDD型でなくても、pーSiのT
FTにおいては、不純物打ち込み時に稀釈のため使用さ
れる水素が、ゲート電極下部のチャネル領域に侵入し、
シリコン結晶を傷め、これがpーSiのTFTの特性を
大きく損なうため、その解決も望まれていた。
Also, even if the LDD type is not used, the T-
In the FT, hydrogen used for dilution at the time of impurity implantation penetrates a channel region below the gate electrode,
Since the silicon crystal is damaged, which greatly impairs the characteristics of the p-Si TFT, a solution has been desired.

【0034】また、1枚の基板上の各部に異なる特性を
有するLDD型TFTを形成し、この際TFTや基板上
の画素や反射板等の他の要素の形成工程を極力削減しう
る技術の開発、あるいはその要求にそえるLDD型TF
Tの開発が望まれていた。
In addition, an LDD type TFT having different characteristics is formed in each part on one substrate, and at this time, a technology of forming a TFT and other elements such as a pixel and a reflection plate on the substrate can be reduced as much as possible. LDD type TF that meets development or its requirements
The development of T was desired.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決することを目的としてなされたものであり、このた
め特に電気抵抗、不純物の打ち込み等種々の面からゲー
ト電極の材料や構造に工夫を凝らしたものとしている。
その他、ソース電極やドレーン電極の製作や構造にも工
夫を凝らしている。また、パネルの製作にも工夫を凝ら
している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and therefore, the material and structure of the gate electrode can be reduced from various aspects such as electric resistance and implantation of impurities. The device is elaborate.
In addition, the production and structure of the source and drain electrodes are also devised. In addition, the panel is also devised.

【0036】具体的には以下の着想をなしている。Specifically, the following idea is provided.

【0037】{第1の発明群}本発明群は、ゲート電極
の改良及びLDD領域形成のためにソース電極側、ドレ
イン電極側の端部に不純物注入時に中央部に比較してマ
スク能力の弱いしかもチャネル方向長さが短い、微小な
部分を形成するのにシリサイドを利用するものである。
{First Invention Group} The present invention group has a weaker masking capability than the central portion when impurities are implanted into the ends on the source electrode side and the drain electrode side for improving the gate electrode and forming the LDD region. In addition, silicide is used to form minute portions having a short length in the channel direction.

【0038】本発明群の1の発明においては、基板上に
形成されたソース領域、ドレイン領域、ゲート領域を有
する半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形
成されたソース電極とドレイン電極とゲート電極とを有
する{その他、トランジスタ(素子)としての機能の発
揮に必要な層間絶縁膜等の他部も勿論有する}半導体素
子において、ゲート電極はシリサイド薄膜と金属薄膜か
らなる上下の2層からなり、更に上方の層は下方の層を
注入される不純物イオンの飛来方向から見て完全に被覆
するように形成されてなり、半導体層は、この多層構造
のゲート電極を注入マスクにして不純物イオンを注入す
ることによって形成されたLDD領域を有している。
In one aspect of the present invention, a semiconductor layer having a source region, a drain region, and a gate region formed on a substrate, a gate insulating film, a source electrode and a drain formed on the gate insulating film are provided. It has an electrode and a gate electrode. In addition, it also has other parts such as an interlayer insulating film necessary for exhibiting the function as a transistor (element). In a semiconductor device, the gate electrode is composed of a top and bottom made of a silicide thin film and a metal thin film. The upper layer is formed so as to completely cover the lower layer when viewed from the direction of the impurity ions to be implanted, and the semiconductor layer is formed by using the gate electrode of the multilayer structure as an implantation mask. It has an LDD region formed by implanting impurity ions.

【0039】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0040】半導体素子のゲート電極は、1層がシリサ
イド薄膜であり(未反応等何等かの理由で原料シリコン
等他の物質をも多少含んでいる場合もあり得る)他層は
金属薄膜である上下の2層からなり、更に上方の層は下
方(ゲート絶縁膜側)の層を不純物の飛来する方向(原
則として基板上面)から見た場合には完全に被覆するよ
うに、そして多くの場合ドレイン電極側若しくはソース
電極側の少なくも一方へLDD構造形成に適切な1〜4
μm程度(素子の大きさ等条件によりケースバイケース
で定まる)食み出して形成されている。
One layer of the gate electrode of the semiconductor element is a silicide thin film (it may contain some other material such as raw material silicon for some reason such as unreacted) and the other layer is a metal thin film. The upper layer is composed of upper and lower layers, and the upper layer completely covers the lower layer (the gate insulating film side) when viewed from the direction in which the impurities fly (in principle, the upper surface of the substrate), and in many cases, 1 to 4 suitable for forming the LDD structure to at least one of the drain electrode side and the source electrode side
It is formed to protrude by about μm (determined on a case-by-case basis depending on conditions such as the size of the element).

【0041】半導体層は、この上層が食み出したり、全
体の断面が末拡がりの台形等の構造のゲート電極を注入
マスクにして上方より不純物イオンを注入することによ
って、自然とドレイン電極側若しくはソース電極側の少
なくも一方に注入不純物量がチャネル領域より少ないL
DD領域を有する。
The semiconductor layer is naturally exposed to the drain electrode side or by implanting impurity ions from above using the gate electrode having a trapezoidal structure or the like in which the upper layer protrudes or the entire cross section of the semiconductor layer widens. At least one of the L at the source electrode side has a smaller amount of implanted impurities than the channel region.
It has a DD region.

【0042】またこのため、ソース領域、ドレイン領域
及び狭いLDD領域が、シリサイド薄膜及び金属薄膜の
半導体層に占める位置と不純物イオンの注入方向から定
まる領域に自然に形成されている。
For this reason, the source region, the drain region, and the narrow LDD region are naturally formed in a region determined by the positions of the silicide thin film and the metal thin film in the semiconductor layer and the direction of impurity ion implantation.

【0043】なおまた念のため記すならば、その後の熱
処理のため不純物が拡散し、境界が多少不明瞭となって
いる場合もある。また、不純物イオンの注入方向も多少
斜め上の場合もある。しかし、それらもこの発明に含ま
れる。
It should be noted that the impurity may diffuse due to the subsequent heat treatment, and the boundary may be slightly unclear in some cases. Further, the direction of impurity ion implantation may be slightly oblique. However, they are also included in the present invention.

【0044】そして、この上部側の第2層の食み出した
部分のイオン飛来方向下流側にLDD領域が形成される
こととなる。なおこの場合、一方向側へのみ食み出して
いるならば、浮遊容量が小さくなる。
Then, an LDD region is formed downstream of the protruding portion of the second layer on the upper side with respect to the ion flight direction. In this case, the stray capacitance becomes smaller if it protrudes only in one direction.

【0045】他の発明においては、シリサイド薄膜と金
属薄膜からなる上下の2層に換えて、同一厚さか否かは
別として、シリコン薄膜と金属薄膜とが化学反応する等
して、ともかくシリサイド薄膜とシリサイド薄膜からな
る(含む、多少の未反応層部の存在)上下の2層を有し
ている。
In another invention, the upper and lower layers of a silicide thin film and a metal thin film are replaced with a silicon thin film and a metal thin film, regardless of whether they have the same thickness or not. And two upper and lower layers composed of a silicide thin film (including some unreacted layer portions).

【0046】上記構成により、LDD領域形成について
先の発明と同様な作用がなされる。(なお念のため記載
するならば、レーザーアニールで形成された多結晶シリ
コンは、粒子寸法のずっと大きい、いわば完全な結晶シ
リコンと異なり、ガラス基板が耐える程度の温度でも短
時間でシリサイドを形成する。)他の発明においては、
ゲート電極は、少くもシリサイド薄膜と金属薄膜と反応
し易いアモルファス状等のシリコン薄膜を有する多層か
らなり、更に不純物注入時のマスクとしては中央部が最
も厚く、両端部が最も薄く、その中間部は中間の厚さ若
しくは更に両側より中央側へ向かって除々に厚くなる多
段LDD形成マスク兼用ゲート電極である。
With the above configuration, the same operation as that of the above-described invention is performed for forming the LDD region. (Note that polycrystalline silicon formed by laser annealing forms silicide in a short time, even at temperatures that glass substrates can withstand, unlike crystalline silicon, which is much larger in particle size, so to speak. )) In other inventions,
The gate electrode is composed of a multilayer having an amorphous silicon thin film that easily reacts with at least the silicide thin film and the metal thin film. Further, as a mask for impurity implantation, the center is the thickest, the ends are the thinnest, and the middle is the middle. Is a multi-stage LDD formation mask / gate electrode which has an intermediate thickness or gradually increases from both sides toward the center.

【0047】上記構成により、多段LDD領域を有する
ことなる。
With the above configuration, a multi-stage LDD region is provided.

【0048】他の発明においては、ゲート電極は、モリ
ブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、TZM、T
ZC等の高融点金属(含む、合金)薄膜からなる層と、
シリサイド薄膜からなる層と、高融点金属薄膜層とシリ
サイド薄膜層に囲まれたアルミニウム薄膜からなる層と
を有している含中間アルミ層ゲート電極であり、半導体
層は、含中間アルミ層ゲート電極を注入マスクにして上
方より不純物イオンを注入することによって形成された
単段若しくは多段のLDD領域を有するLDD半導体素
子である。
In another invention, the gate electrode is made of molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, TZM, T
A layer made of a refractory metal (including alloy) thin film such as ZC;
An intermediate aluminum-containing gate electrode having a layer made of a silicide thin film and a layer made of an aluminum thin film surrounded by a refractory metal thin film layer and a silicide thin film layer, and the semiconductor layer is made of an intermediate aluminum-containing gate electrode. Is an LDD semiconductor device having a single-stage or multi-stage LDD region formed by implanting impurity ions from above using an as an implantation mask.

【0049】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0050】ゲート電極は、含中間アルミ層ゲート電極
であり、このため、基板の熱処理温度ではアルミニウム
と事実上反応し難く、変形等しない高融点金属薄膜から
なる層と、同様の性質を有するシリサイド薄膜からなる
層と、高融点金属薄膜層とシリサイド薄膜層に囲まれ
た、そして基板の熱処理時には両層から保護される電気
抵抗の低いアルミニウム薄膜からなる層とを有している
こととなり、電気抵抗が低く耐熱性も良好となる。
The gate electrode is a gate electrode containing an intermediate aluminum layer. Therefore, it is hardly reacted with aluminum at the heat treatment temperature of the substrate, and a silicide layer having the same properties as a layer made of a high melting point metal thin film that does not deform. It has a layer composed of a thin film and a layer composed of an aluminum thin film having a low electric resistance surrounded by the refractory metal thin film layer and the silicide thin film layer and protected from both layers during the heat treatment of the substrate. Low resistance and good heat resistance.

【0051】他の発明においては、シリサイド層は、チ
タンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサ
イド、ジルコニウムシリサイド、モリブデンシリサイ
ド、パラジウムシリサイド、白金シリサイドの群より選
択された特定材料シリサイド層である。
In another embodiment, the silicide layer is a specific material silicide layer selected from the group consisting of titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide, zirconium silicide, molybdenum silicide, palladium silicide, and platinum silicide.

【0052】上記構成により、シリサイド層は、電気抵
抗の低いチタンシリサイド(TiSi2 、TiSi、T
5 Si3 )、コバルトシリサイド(CoSi2 、Co
2 Si、CoSi、CoSi3 )、ニッケルシリサイド
(NI2 Si、NiSi、NiSi2 )、ジルコニウム
シリサイド(ZrSi2 、ZrSi、Zr2 Si)、モ
リブデンシリサイド(MoSi2 、Mo3 Si、Mo5
Si3 )、パラジウムシリサイド(Pd2 Si、PdS
i)、白金シリサイド(Pt2 Si、PtSi)の群よ
り選択される。
With the above structure, the silicide layer is made of titanium silicide (TiSi 2 , TiSi, TSi) having a low electric resistance.
i 5 Si 3 ), cobalt silicide (CoSi 2 , Co
2 Si, CoSi, CoSi 3) , nickel silicide (NI 2 Si, NiSi, NiSi 2), zirconium silicide (ZrSi 2, ZrSi, Zr 2 Si), molybdenum silicide (MoSi 2, Mo 3 Si, Mo 5
Si 3 ), palladium silicide (Pd 2 Si, PdS
i), platinum silicide (Pt 2 Si, PtSi).

【0053】なお、各金属シリサイドの分子式は、例示
列挙である。
The molecular formula of each metal silicide is listed as an example.

【0054】他の発明においては、少くも1の金属薄膜
は、構成する金属元素がシリサイドを構成する金属元素
と同一の同一材料金属薄膜である。
In another invention, at least one metal thin film is a metal thin film of the same material whose constituent metal element is the same as the metal element forming silicide.

【0055】上記構成により、第1層のシリサイドがパ
ラジウムシリサイドならばパラジウム薄膜である等第1
層と同一の金属元素が材料として使用されることとな
り、シリサイド層形成や材料の手配が便利となる。
According to the above structure, if the silicide of the first layer is palladium silicide, the first layer is a palladium thin film.
Since the same metal element as that of the layer is used as the material, formation of the silicide layer and arrangement of the material are convenient.

【0056】他の発明においては、以上のLDD型TF
Tの製造方法である。
In another invention, the above-mentioned LDD type TF
This is a manufacturing method of T.

【0057】{第2の発明群}本発明群は、LDD型T
FT製造のために、不純物注入時のマスクを兼ねるため
その厚さが複数段に変化するゲート電極を形成するの
に、ゲート絶縁膜上に既に形成されたゲート電極構成材
層を基にしてのメッキ、酸化、陽極酸化等の処理、その
他フォットソングラフィとエッチング等を使用するもの
である。
{Second Invention Group} The present invention group is an LDD type T
In order to form a gate electrode whose thickness changes in a plurality of steps to serve as a mask at the time of impurity implantation for FT production, a gate electrode component material layer already formed on a gate insulating film is used as a base. Processing such as plating, oxidation, and anodic oxidation, and Photsonography and etching are used.

【0058】本発明群の1の発明においては、第1の発
明群の第1の発明と同様に、ゲート電極を不純物注入時
のマスクに兼用してLDD構造とするため、下部電極を
利用してその上部に上部電極を形成したりするが、この
際、ソース電極側若しくはドレイン電極側の少くも一方
側は、上部電極か下部電極の一方が他方より多少食み出
し、かつ当該食み出し部のマスク能力は、完全でないよ
うにしている。
In the first invention of the present invention group, similarly to the first invention of the first invention group, the lower electrode is used because the gate electrode also serves as a mask at the time of impurity implantation and has an LDD structure. In this case, at least one side of the source electrode side or the drain electrode side protrudes slightly from one side of the upper electrode or the lower electrode and the other protrudes from the other side. The masking ability of the section is not perfect.

【0059】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0060】半導体層は、ゲート電極の中央部の直下に
チャネル領域が、その少なくも一方の側の食み出し部直
下にはLDD領域が、更にそれら以外の領域には、各々
ソース領域とドレイン領域が形成される。
The semiconductor layer has a channel region immediately below the central portion of the gate electrode, an LDD region immediately below at least one protruding portion thereof, and a source region and a drain region respectively in the other regions. An area is formed.

【0061】他の発明においては、上部ゲート電極は既
に形成された原則として密度の大な材料からなる下部ゲ
ート電極に原則として密度の小な材料からなる金属薄い
膜をめっきして形成される。(勿論、下部ゲート電極膜
厚さ或いは遮蔽、マスク能力とめっき厚さその他材料の
以下によっては、密度が常にそうとは限らない。)上記
構成により、以下の作用がなされる。
In another invention, the upper gate electrode is formed by plating a thin metal film made of a material having a low density on the lower gate electrode made of a material having a high density already formed. (Of course, the density is not always the same depending on the thickness of the lower gate electrode or the thickness of the shielding and masking ability and the plating thickness and other materials.) With the above configuration, the following operation is performed.

【0062】めっきであるため、非常に薄く、厚さの精
度も良く、更に下部ゲート電極に対して位置も正確に上
部ゲート電極が形成される。
Since the plating is performed, the upper gate electrode is formed to be very thin, to have a high thickness accuracy, and to be accurately positioned with respect to the lower gate electrode.

【0063】他の発明においては、めっきは電界めっき
若しくは無電界めっきである。
In another embodiment, the plating is electrolytic plating or electroless plating.

【0064】これにより、材料選択等の幅が拡がり、廃
棄物処理等に都合がよい。
As a result, the range of material selection and the like can be expanded, which is convenient for waste disposal.

【0065】なお、めっきで上部ゲート電極を形成する
場合には、事前に何らかの処理を施さない限り、下部電
極側部への食み出し部はソース電極側とドレイン電極側
の両方に形成され、また下部電極の上面にもめっきがな
されるのは勿論である。
When the upper gate electrode is formed by plating, the protruding portions to the lower electrode side are formed on both the source electrode side and the drain electrode side unless some processing is performed in advance. Of course, the upper surface of the lower electrode is also plated.

【0066】他の発明においては、上部ゲート電極材料
を陽極酸化させてLDD形成用マスクが形成される。
In another invention, an LDD forming mask is formed by anodizing the upper gate electrode material.

【0067】他の発明においては、Mo、Fe等の下部
ゲート電極を所定の物体、例えば酸素等の気体と反応さ
せ、酸化物をその上面、側面に形成する等の化学反応を
利用して上部のLDD形成用マスクが形成される。
In another invention, a lower gate electrode made of Mo, Fe, or the like is reacted with a predetermined object, for example, a gas such as oxygen, and an oxide is formed on the upper surface and side surfaces thereof by utilizing a chemical reaction. Is formed.

【0068】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0069】この場合も、反応開始時の温度、流体圧等
を制御して、位置決め、厚さ等も正確な上部ゲート電極
が形成される。
Also in this case, the temperature and the fluid pressure at the start of the reaction are controlled to form the upper gate electrode whose positioning, thickness and the like are accurate.

【0070】なおこの場合、下部ゲート電極材料と反応
物体の組合せ如何によっては、電気抵抗が高いため、事
実上上部ゲート電極としては作用せず、単にマスクの機
能を有するだけのこともある。このときには、不純物注
入後、反応結果物としての上部ゲート電極はエッチング
等にて除去されたり、絶縁膜の役を担ったりするのが原
則である。
In this case, depending on the combination of the lower gate electrode material and the reactant, since the electric resistance is high, the lower gate electrode does not actually function as the upper gate electrode, but may simply have the function of a mask. At this time, after the impurity is implanted, the upper gate electrode as a reaction product is basically removed by etching or the like or plays a role of an insulating film.

【0071】他の発明においては、先ずしっかりしたマ
スク機能のある下部ゲート電極を形成し、最初軽く不純
物を打ち込み、この後、下部ゲート電極上部にそのソー
ス電極側、ドレイン電極側の少くも一方に食み出したそ
してしっかりしたマスク機能のある上部ゲート電極をめ
っき等で形成し、更にこの下で不純物を本格的に打ち込
む。
In another aspect of the invention, a lower gate electrode having a firm mask function is formed first, lightly doped with impurities, and then, at least on one of the source electrode side and the drain electrode side above the lower gate electrode. The exposed upper gate electrode having a firm mask function is formed by plating or the like, and impurities are implanted under the upper portion in earnest.

【0072】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0073】これにより、2度の不純物打ち込みが必要
ではあるが、食み出した上部ゲート電極の下部にLDD
領域を有するTFTが製造される。
As a result, although it is necessary to perform impurity implantation twice, the LDD is formed under the exposed upper gate electrode.
A TFT having a region is manufactured.

【0074】他の発明においては、上部ゲート電極の下
部ゲート電極側端部の食み出しは、少くもフォットソン
グラフィとエッチングを使用することにより形成され
る。
In another aspect of the invention, the protrusion of the end of the upper gate electrode on the side of the lower gate electrode is formed at least by using Photsonography and etching.

【0075】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0076】下部ゲート電極と上部ゲート電極の位置の
ずれが少ないLDD構造形成のためのマスクを兼ねたゲ
ート電極が形成される。
A gate electrode which also serves as a mask for forming an LDD structure with a small displacement between the lower gate electrode and the upper gate electrode is formed.

【0077】なお、ケースによりこれらに併せて陽極酸
化等他の手段も採用される。更に、レジストがマスクの
一部を構成することも有りえる。
Incidentally, depending on the case, other means such as anodic oxidation may be employed in addition to these. Further, the resist may constitute a part of the mask.

【0078】他の発明においては、上下2段かつ上部が
下部に対して食み出した構造のマスク兼ゲート電極の食
み出し部を不純物注入後除去することとしている。
In another invention, the protruding portion of the mask / gate electrode having the structure in which the upper and lower portions and the upper portion protrude from the lower portion is removed after impurity implantation.

【0079】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0080】一枚の基板上に、相互に別の特性を有する
LDD−TFTを形成可能となる。特に、同一基板上で
素子の担う役割、要求される性能に対応しての一部領域
にのみ、このLDD型TFTを形成することにより、各
種用途に最適な基板となる。
An LDD-TFT having different characteristics can be formed on one substrate. In particular, by forming this LDD type TFT only in a partial region corresponding to the role of the element and the required performance on the same substrate, a substrate optimal for various uses can be obtained.

【0081】以上の他、第1の発明群、第2の発明群
共、その幾つかの発明は上下のゲート電極材料として、
密度が8以上、好ましくは10以上、更に好ましくは1
3以上、具体的にはTa、W等の密度が大若しくは特に
Tiやそれを主成分とする合金等の水素の吸着力の大な
金属等(その他、シリサイド)あるいはこれらの合金や
混合物(例えば、WとTi)からなるため不純物打ち込
み時水素が透過しにくいこととなる材料と電気抵抗の低
い材料とを使用している。
In addition to the above, in the first invention group and the second invention group, some inventions are used as upper and lower gate electrode materials.
Density is 8 or more, preferably 10 or more, more preferably 1
3 or more, specifically, metals and the like having high density of hydrogen such as Ta or W (especially, silicide) such as Ti and alloys mainly containing the same, and alloys or mixtures thereof (for example, , W and Ti), a material that makes it difficult for hydrogen to penetrate during the implantation of impurities and a material that has a low electric resistance are used.

【0082】{第3の発明群}本発明群は、先の第1の
発明群及び第2の発明群に加えて更に不純物打ち込み時
には、それに先立ってマスク兼ゲート電極直下部以外の
領域のゲート絶縁膜を一旦除去しておき、当該の領域の
ゲート絶縁膜を不純物注入後に再度形成するものであ
る。
{Third Invention Group} The present invention group includes, in addition to the first invention group and the second invention group, a gate in a region other than immediately below the mask / gate electrode prior to the impurity implantation. The insulating film is once removed, and the gate insulating film in the region is formed again after the impurity implantation.

【0083】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0084】ゲート絶縁膜が存在しないため、不純物打
ち込み時の加速電圧がその分少なくて済み、ひいてはチ
ャネル領域、ソース領域、ドレイン領域、LDD領域を
問わず、不純物の稀釈に使用される水素が高速で打ち込
まることによる多結晶半導体の損傷がその分少なくな
る。
Since the gate insulating film does not exist, the accelerating voltage at the time of impurity implantation can be reduced by that much, and hydrogen used for diluting impurities can be supplied at high speed regardless of the channel region, source region, drain region and LDD region. The damage of the polycrystalline semiconductor due to the implantation is reduced accordingly.

【0085】なお、ゲート絶縁膜除去に伴う多結晶半導
体の損傷の極限、回復のための熱処理等が必要に応じて
なされるのは勿論である。
It is needless to say that heat treatment for limiting the damage of the polycrystalline semiconductor accompanying the removal of the gate insulating film and for recovery is performed as necessary.

【0086】{第4の発明群}本発明群は、特に先の第
3の発明群に加えて更に、不純物打ち込み時に不純物稀
釈用の水素が多結晶半導体内に侵入するのを極力防止す
るため、一旦ゲート絶縁膜を除去した多結晶半導体上表
面に水素吸収能力の優れたTiやZiの膜を形成してお
くものである。
{Fourth Invention Group} The present invention group, in addition to the third invention group, further prevents hydrogen for diluting impurities from entering the polycrystalline semiconductor as much as possible when implanting impurities. In addition, a film of Ti or Zi having excellent hydrogen absorbing ability is formed on the surface of the polycrystalline semiconductor from which the gate insulating film has been once removed.

【0087】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operations are performed.

【0088】Ti等、更にはTi等に吸収された水素が
不純物に併せて打ち込まれてくる水素を物理的、化学的
に吸着し、減速し、水素が高速で多結晶半導体内へ侵入
するのを防止する。なお、これらの金属は、特にTi
は、密度が小さいため不純物の打ち込みに対しては、そ
う障害にならないのは勿論である。
The hydrogen absorbed by Ti or the like, or even the Ti or the like, physically and chemically adsorbs the hydrogen implanted in conjunction with the impurities, decelerates, and the hydrogen enters the polycrystalline semiconductor at a high speed. To prevent Incidentally, these metals are particularly Ti
Of course, does not hinder the implantation of impurities due to its low density.

【0089】このため、LDD−TFTの性能が一層向
上する。
Therefore, the performance of the LDD-TFT is further improved.

【0090】他の発明においては、不純物注入時の水素
ストッパーのTi等を、ソース電極とドレイン電極形成
部には残しておき、後の熱処理で多結晶シリコンと反応
させてシリサイド膜を形成する。
In another embodiment, Ti or the like as a hydrogen stopper at the time of impurity implantation is left in the source electrode and drain electrode formation portions, and is reacted with polycrystalline silicon by a subsequent heat treatment to form a silicide film.

【0091】上記構成により、以下の作用がなされる。With the above configuration, the following operation is performed.

【0092】ソース電極、ドレイン電極と多結晶シリコ
ンとの電気的接触がシリサイド層を介して大きく改善さ
れる。
The electrical contact between the source and drain electrodes and the polysilicon is greatly improved through the silicide layer.

【0093】更に、ソース電極、ドレイン電極形成のた
めにコンタクトホールを穿ける際、シリサイド膜若しく
はその上面に残った未反応のTi等の層がエッチングス
トッパーの役を担う。
Further, when a contact hole is formed for forming a source electrode and a drain electrode, a silicide film or a layer of unreacted Ti or the like remaining on the upper surface thereof serves as an etching stopper.

【0094】{第5の発明群}本発明群は、以上の第1
から第4の発明群がトップゲート型であるのに対して、
ボトムゲート型であるのが相違し、他は大凡同じであ
る。
{Fifth invention group} The present invention group is the first invention group described above.
While the fourth invention group is of a top gate type,
The difference is that it is a bottom gate type, and the others are almost the same.

【0095】但し、ゲート電極に正確に対応した位置に
マスクを形成するため、基板側から光やX線を照射して
樹脂を露光する等特有の構成もある。
However, in order to form a mask at a position exactly corresponding to the gate electrode, there is also a specific configuration such as exposing the resin by irradiating light or X-rays from the substrate side.

【0096】{第6の発明群}本発明群は、以上の第1
から第4の発明群がLDD型であるのに対して、非LD
D型であるのが相違する。本発明の目的は、チャネル領
域下部への水素の侵入防止を図りつつ抵抗の低いゲート
電極を得ることにある。
{Sixth Invention Group} The present invention group is the first invention group described above.
To the fourth invention group are of the LDD type, whereas the non-LD
D type is different. An object of the present invention is to obtain a gate electrode having a low resistance while preventing intrusion of hydrogen into a lower portion of a channel region.

【0097】このため、1の発明では、ゲート電極を2
層とし、一層は電気抵抗の小さい材料で形成し、多層は
高密度金属や水素吸着性金属等としている。
For this reason, in the first invention, the gate electrode is connected to 2
The layers are made of a material having a small electric resistance, and the multilayer is made of a high-density metal, a hydrogen-adsorbing metal, or the like.

【0098】また、他の発明では、不純物打ち込み時に
ゲート絶縁膜を一旦除去する。
In another invention, the gate insulating film is temporarily removed at the time of impurity implantation.

【0099】また、他の発明では、水素侵入防止のた
め、ゲート絶縁膜を一旦除去した後Ti膜を形成する。
なお、この膜は、不純物打ち込み後原則として除去され
る。
In another invention, a Ti film is formed after the gate insulating film is once removed to prevent hydrogen from entering.
Note that this film is removed in principle after the impurity is implanted.

【0100】{第7の発明群}本発明群は、以上の発明
群が特にLDD型のTFTを対象としているのに対し
て、それらを使用した基板に関するものである。
{Seventh Invention Group} The present invention group relates to a substrate using the above-described invention group, particularly to LDD type TFTs.

【0101】1の発明においては、一枚の基板上各部に
当該部の役割に応じた特性のLDD型TFTが形成され
ている。
According to the first aspect of the invention, an LDD type TFT having characteristics according to the role of the part is formed on each part of one substrate.

【0102】他の発明においては、一枚の基板上各部に
当該部の役割に応じた様々の部品、膜、層が形成される
が、それらの形成と上記各発明群のLDD型TFTの形
成が可能な限り共通化されている。
In other inventions, various parts, films, and layers are formed on each part of a single substrate according to the role of the parts. The formation of these parts and the formation of the LDD TFTs of the above-described invention groups are performed. Is as common as possible.

【0103】 〔発明の詳細な説明〕以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention will be described below based on its embodiments.

【0104】{第1の発明群} (第1−1の実施の形態、構造面)(注、第1−1の実
施の形態とは、特に第1の発明群の第1の実施の形態と
いう意味である。またこのため、他の発明群の構成が入
っている場合もある。)本実施の形態は、シリサイドを
利用するものである。
<< First Invention Group >> (1-1st Embodiment, Structural Aspect) (Note that the 1-1st embodiment is particularly the first embodiment of the first invention group.) For this reason, there is a case where a configuration of another invention group is included.) In this embodiment, silicide is used.

【0105】図3は、本第1の発明群の第1の実施の形
態としてのTFTの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a TFT as a first embodiment of the first invention group.

【0106】本図に示すように、このTFTは絶縁性基
板10上に半導体層1が形成され、ゲート絶縁膜2上に
ゲート電極4が形成され、更にこのゲート電極を注入マ
スクとして半導体層に不純物イオンを注入することによ
り、図でその下部の左右両側の部分の半導体層にソース
領域150とドレイン領域160が形成されている。
As shown in this figure, in this TFT, a semiconductor layer 1 is formed on an insulating substrate 10, a gate electrode 4 is formed on a gate insulating film 2, and the TFT is formed on the semiconductor layer using the gate electrode as an implantation mask. By implanting impurity ions, a source region 150 and a drain region 160 are formed in the semiconductor layer in the lower left and right portions in the figure.

【0107】更にまた、層間絶縁膜3が形成され、ソー
ス領域とドレイン領域の上部の層間絶縁膜に形成された
コンタクトホール内の接続部を利用してソース電極5と
ドレイン電極6が形成されている。このため、基本的な
構成は、図1に示す従来のものと同じである。
Further, an interlayer insulating film 3 is formed, and a source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed using a connection portion in a contact hole formed in the interlayer insulating film above the source region and the drain region. I have. For this reason, the basic configuration is the same as the conventional one shown in FIG.

【0108】ただし、ゲート電極は、ゲート絶縁膜上に
形成されたシリサイド層を含む下部のシリコン層413
とその層を上部より覆うように形成された金属層414
よりなる多層(略2層)構造であり、更にそのソース電
極及びドレイン電極側の端部4141の構造に工夫を凝
らすと共に、図でその下部のチャネル領域の半導体層が
LDD構造となっているのが相違する。以下、これらの
相違点を中心に説明する。
However, the gate electrode is formed of the lower silicon layer 413 including the silicide layer formed on the gate insulating film.
And a metal layer 414 formed so as to cover the layer from above
It has a multi-layered (substantially two-layered) structure. Further, the structure of the end portion 4141 on the source electrode and drain electrode side is devised, and the semiconductor layer in the lower channel region in the drawing has an LDD structure. Are different. Hereinafter, these differences will be mainly described.

【0109】まず、ゲート電極部シリコン層のシリサイ
ドは、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケ
ルシリサイド、ジルコニウムシリサイド、パラジウムシ
リサイド、白金シリサイド等を用いて形成されている。
そして、これらのシリサイド層を用いることによってゲ
ート電極の抵抗を低下させることが可能となっている。
First, the silicide of the gate electrode portion silicon layer is formed using titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide, zirconium silicide, palladium silicide, platinum silicide, or the like.
By using these silicide layers, the resistance of the gate electrode can be reduced.

【0110】例えば、チタンシリサイドを用いた場合に
は、電極のシート抵抗は13μΩ/□、コバルトシリサ
イドであれば20μΩ/ □、ニッケルシリサイドで40
μΩ/ □、ジルコニウムシリサイドで35μΩ/ □、パ
ラジウムシリサイドで35μΩ/ □、白金シリサイドで
30μΩ/ □と従来の高融点金属を用いる場合より抵抗
を小さくすることができる。
For example, when titanium silicide is used, the sheet resistance of the electrode is 13 μΩ / □, that of cobalt silicide is 20 μΩ / □, and that of nickel silicide is 40 μΩ / □.
μΩ / □, 35 μΩ / □ for zirconium silicide, 35 μΩ / □ for palladium silicide, and 30 μΩ / □ for platinum silicide can reduce the resistance as compared with the case of using a conventional high melting point metal.

【0111】次に、金属層414がこのシリコン層を完
全に覆い被って形成され、更にゲート絶縁膜2上ではシ
リサイド層より金属層414の方がソース電極側、ドレ
イン電極側へ片側で数μm程度食み出した構造4141
となっている。
Next, a metal layer 414 is formed so as to completely cover this silicon layer. Further, on the gate insulating film 2, the metal layer 414 is several μm on one side to the source electrode side and the drain electrode side than the silicide layer. Extrusion structure 4141
It has become.

【0112】なお、この金属層は電気抵抗が小さいとい
う面からはアルミやその合金が好ましく、熱処理時の耐
熱性からはタングステン、モリブデン等の高融点金属が
好ましい。ただし、必ずしもこれらの金属に限定される
わけではなく、マスクを兼ねたゲート電極としての作用
を適切になし、高さ等、他の要求をも充たすならば、基
本的にはどのような金属でもよい。
The metal layer is preferably made of aluminum or an alloy thereof from the viewpoint of low electrical resistance, and is preferably a high melting point metal such as tungsten or molybdenum from the viewpoint of heat resistance during heat treatment. However, it is not necessarily limited to these metals. Basically, any metal can be used as long as it properly functions as a gate electrode also serving as a mask and satisfies other requirements such as height. Good.

【0113】そしてその厚さは金属の種類、特に不純物
イオン注入時の遮蔽効果に影響する密度と原子量、によ
って異なるが大凡数100Å〜数千Å程度である。例え
ばTi(チタン)を用いた場合には、その厚さは加速電
圧、注入イオン種によっても異なるが約500〜100
0Å程度が適当である。
The thickness varies depending on the kind of metal, particularly the density and the atomic weight which affect the shielding effect at the time of impurity ion implantation, but is about several hundreds to several thousand degrees. For example, when Ti (titanium) is used, its thickness varies depending on the acceleration voltage and the type of ion to be implanted.
About 0 ° is appropriate.

【0114】そして、この様な構造をとるゲート電極を
注入マスク(遮蔽)としてその上方よりP、B等の不純
物イオンの注入を行うことが可能となる。
The gate electrode having such a structure can be used as an implantation mask (shield) to implant impurity ions such as P and B from above.

【0115】従って、電極下部の半導体層が自然とLD
D構造となるようになっているのも従来のものと異なる
ことになる。以下、これについて少し詳しく説明する。
Therefore, the semiconductor layer below the electrode naturally forms the LD.
The D structure is also different from the conventional one. Hereinafter, this will be described in some detail.

【0116】この場合のイオンの注入条件であるが、加
速電圧は50〜70KeVが、注入量は1.0E15
(10の15乗)〜8.0E15/cm2 が適当であ
る。このときゲート絶縁膜2の厚みは800〜1200
Å程度である。
The conditions for the ion implantation in this case are as follows: the acceleration voltage is 50 to 70 KeV, and the implantation amount is 1.0E15.
(10 to the 15th power) to 8.0E15 / cm 2 is appropriate. At this time, the thickness of the gate insulating film 2 is 800 to 1200.
About Å.

【0117】この注入の結果、例えばnチャネルのトラ
ンジスタの場合にはPイオンが注入される。そして、不
純物イオンの飛来する方向(原則、上方)にゲート電極
がない領域にはPイオンが充分に注入されてn+層が形
成され、ソース領域150とドレイン領域160を形成
する。
As a result of this implantation, for example, in the case of an n-channel transistor, P ions are implanted. Then, P ions are sufficiently implanted into a region where there is no gate electrode in the direction in which the impurity ions fly (in principle, upward) to form an n + layer, thereby forming a source region 150 and a drain region 160.

【0118】一方、シリサイド層と金属層が積層されて
いる部分は、これらの層がPイオンの遮蔽膜となって全
くPイオンは注入されることがない。従って、この領域
が本来のチャネル領域170となる。
On the other hand, in the portion where the silicide layer and the metal layer are stacked, these layers serve as a P ion shielding film, so that no P ions are implanted at all. Therefore, this region becomes the original channel region 170.

【0119】ゲート絶縁膜2上にシリコン層を食み出し
て金属層のみが形成されている部分4141のイオン飛
来方向直下部の領域では、金属層の厚みでは完全には注
入イオンを遮蔽する事はできないため、不純物イオンが
少し注入される。例えば上述のTi膜を金属層に用い、
上述のイオン注入条件で注入を行うと、1.0E14〜
5.0E14/cm2 程度のイオンが注入される。
In the region immediately below the portion 4141 in which only the metal layer is formed by protruding the silicon layer on the gate insulating film 2, the thickness of the metal layer completely blocks the implanted ions. Therefore, impurity ions are slightly implanted. For example, using the above-mentioned Ti film as a metal layer,
When implantation is performed under the above-described ion implantation conditions, 1.0E14 to
Ions of about 5.0E14 / cm 2 are implanted.

【0120】以上の結果、この部分はn- 層151、1
52を形成することとなる。この結果、全体として精度
の高いLDD構造を1回の注入で容易に形成することが
可能となる。
As a result of the above, this portion becomes the n layer 151, 1
52 will be formed. As a result, it is possible to easily form a high-precision LDD structure as a whole with a single implantation.

【0121】なお、本実施の形態の変形例として、上部
の金属薄膜に換えて、再度シリサイド薄膜を、下方のシ
リサイド薄膜のチャネル方向に多少食み出す様にして形
成しても良いのは勿論である。
As a modification of the present embodiment, the silicide thin film may be formed again so as to slightly protrude in the channel direction of the lower silicide thin film in place of the upper metal thin film. It is.

【0122】(第1−1の実施の形態、製造方法面)次
に、図4及び図5を参照しつつ図3に示す構造のLDD
型TFTの製造方法について説明する。
(1-1st Embodiment, Manufacturing Method) Next, referring to FIGS. 4 and 5, the LDD having the structure shown in FIG. 3 will be described.
The method for manufacturing the type TFT will be described.

【0123】まず、図4を用いて説明する。なお、図4
と図5は、本来一の図面(図番)とすべきものである
が、用紙への記載スペースの都合で2葉(図面)とした
ものである。
First, a description will be given with reference to FIG. FIG.
FIG. 5 and FIG. 5 should be originally one drawing (drawing number), but have two leaves (drawing) for convenience of writing space on paper.

【0124】(a)無アルカリガラス基板10上に下地
(アンダーコート)膜12としてSiO2 膜を形成す
る。
(A) A SiO 2 film is formed as a base (undercoat) film 12 on a non-alkali glass substrate 10.

【0125】(b)SiO2 膜全面にアモルファスシリ
コン(a−Si)100を形成し、更にこのアモルファ
スシリコンをエキシマレーザーの照射によるアニール
(溶融、再結晶化)によって多結晶(ポリ)シリコン
(単一や大きな粒子からなるシリコン)化する。しかる
後、基板上の画素部やその周辺の駆動回路部の配置から
定まるトランジスタ(素子)を形成する領域のみにこの
ポリシリコン膜100を残し、他の部分のものは除去す
る。すなわち、いわゆる孤立化、パターンニングをす
る。なお、上述の理由により、本図4、図5では、この
孤立化されたポリシリコン膜を、ひいては1個の半導体
素子についての各部等を示している。
(B) Amorphous silicon (a-Si) 100 is formed on the entire surface of the SiO 2 film, and this amorphous silicon is annealed (melted and recrystallized) by irradiation with excimer laser to form polycrystalline (poly) silicon (mono). (Silicon composed of one or more large particles). Thereafter, the polysilicon film 100 is left only in a region for forming a transistor (element) determined by the arrangement of the pixel portion on the substrate and the peripheral drive circuit portion, and the other portions are removed. That is, so-called isolation and patterning are performed. For the above-described reason, FIGS. 4 and 5 show the isolated polysilicon film, and furthermore, each part of one semiconductor element and the like.

【0126】(c)全面にゲート絶縁膜2を形成する。
この場合のゲート絶縁膜の厚みは膜質、トランジスタの
大きさに依存するが、ここではAPCVD法またはTE
OSプラズマCVD法によって形成した800〜120
0Å程度のSiO2 を用いた。
(C) A gate insulating film 2 is formed on the entire surface.
In this case, the thickness of the gate insulating film depends on the film quality and the size of the transistor.
800 to 120 formed by OS plasma CVD
SiO 2 of about 0 ° was used.

【0127】(d)パターニングした各ゲート絶縁膜上
全面にゲート電極形成用のシリサイド膜を形成し、ゲー
ト電極に対応した位置にのみこの形成したシリサイド膜
を残し413、他の部分のシリサイド膜は除去する。な
お、本実施の形態ではチタンシリサイド膜を用いたが、
他のシリサイドを用いても良いのは勿論である。なおま
た、形成方法はスパッタ法を用いた。
(D) A silicide film for forming a gate electrode is formed on the entire surface of each patterned gate insulating film, and the formed silicide film is left only at a position corresponding to the gate electrode 413, and the other portions of the silicide film are Remove. In this embodiment, the titanium silicide film is used.
Of course, other silicides may be used. In addition, a sputtering method was used as a forming method.

【0128】(e)次の図4に示す形状のゲート電極を
形成するため、パターニングしたシリサイド膜上全面に
金属膜414を形成し、更にソース電極側及びドレイン
電極側の端部がシリサイド膜より約1〜4μm程度食み
出すようにする。すなわち、パターンニングする。
(E) In order to form a gate electrode having the shape shown in FIG. 4, a metal film 414 is formed on the entire surface of the patterned silicide film, and the ends on the source electrode side and the drain electrode side are formed of the silicide film. It protrudes about 1-4 μm. That is, patterning is performed.

【0129】その結果、下方のシリサイド層は上方の金
属層で完全に覆い被さる構造となる。この場合の、金属
膜としてはTi膜を用いた。そして、厚さは約500〜
1000Å程度とした。
As a result, the lower silicide layer is completely covered with the upper metal layer. In this case, a Ti film was used as the metal film. And the thickness is about 500 ~
It was about 1000 °.

【0130】次に、図5に移る。Next, the description moves to FIG.

【0131】(f)この状態で、nチャネルの薄膜トラ
ンジスタを形成するため、Pイオンを基板上面より注入
する。注入条件は、加速電圧が60〜70KeV、注入
量は1.0E15〜5.0E15/cm2 である。この
とき2層構造のゲート電極が形成されていない領域の多
結晶シリコンは、上記の量のpが注入されてn+ 層が形
成され、ソース領域150及びドレイン領域160が形
成される。
(F) In this state, P ions are implanted from the upper surface of the substrate to form an n-channel thin film transistor. The injection conditions are an acceleration voltage of 60 to 70 KeV and an injection amount of 1.0E15 to 5.0E15 / cm 2 . At this time, the above-mentioned amount of p is implanted into the polycrystalline silicon in the region where the gate electrode of the two-layer structure is not formed to form an n + layer, and the source region 150 and the drain region 160 are formed.

【0132】一方、ゲート電極下で金属層のみがゲート
絶縁膜上に形成されている領域、すなわち金属層のドレ
イン電極側及びソース電極側の端部4141では、注入
されたPイオンが一部この金属層の端部で遮蔽される
が、残りの一部は下層のポリシリコン層に注入される。
これによって、この領域にはn- 層152、162が形
成される。これによって、一回のイオン注入で自然に精
度の高いLDD構造が容易に形成されたことになる。
On the other hand, in the region where only the metal layer is formed on the gate insulating film under the gate electrode, that is, at the end 4141 on the drain electrode side and the source electrode side of the metal layer, some of the implanted P ions are Shielded at the edge of the metal layer, the remainder is implanted into the underlying polysilicon layer.
Thus, n layers 152 and 162 are formed in this region. As a result, a naturally high-precision LDD structure is easily formed by one ion implantation.

【0133】(g)次に、基板全面に層間絶縁膜3を形
成する。この膜は、例えばAPCVDやTEOSプラズ
マCVDによるSiO2 膜を用い、厚さは約6000〜
9000Å程度とした。
(G) Next, an interlayer insulating film 3 is formed on the entire surface of the substrate. This film uses, for example, an SiO 2 film formed by APCVD or TEOS plasma CVD, and has a thickness of about 6,000 to 6,000.
It was about 9000 °.

【0134】(h)最後に、ソース領域とドレイン領域
に相当する部分にコンタクトホールを形成し、更に、金
属膜を形成して金属を埋め込み、不必要な部分を除去し
てソース電極5とドレイン電極6を、更には必要な接続
配線(図示せず)等を形成した。これにより薄膜トラン
ジスタが完成した。
(H) Finally, a contact hole is formed in a portion corresponding to the source region and the drain region, a metal film is formed and a metal is buried, and unnecessary portions are removed to remove the source electrode 5 and the drain. The electrode 6 was further formed with necessary connection wiring (not shown) and the like. Thus, a thin film transistor was completed.

【0135】(第1−2の実施の形態)次に、本発明群
の第2の実施の形態(製造方法)を図6を用いて説明す
る。
(Embodiment 1-2) Next, a second embodiment (manufacturing method) of the present invention will be described with reference to FIG.

【0136】本実施の形態の薄膜トランジスタは、ゲー
ト絶縁膜形成第1実施例と(図4の(c))までは、先
の第1の実施の形態と同様である。そしてゲート電極の
形成から相違する。このため、この部分から図6を用い
て説明する。
The thin film transistor of this embodiment is the same as that of the first embodiment up to the first embodiment of forming the gate insulating film (FIG. 4C). This is different from the formation of the gate electrode. Therefore, this part will be described with reference to FIG.

【0137】(a)まず、ゲート電極形成に使用するた
め、アモルファスシリコンの層を基板10全面に形成
し、更に不必要な部分を除去することにより、本来のゲ
ート電極の位置に中心を合わせてのパターン化されたア
モルファスシリコン層4130形成する。
(A) First, for use in forming a gate electrode, an amorphous silicon layer is formed on the entire surface of the substrate 10 and unnecessary portions are removed, so that the center is aligned with the original position of the gate electrode. Is formed in a patterned amorphous silicon layer 4130.

【0138】(b)アモルファスシリコン層の形成され
た基板全面に金属膜414を形成し、その後パターン化
されたアモルファスシリコン層上面及びこの層のソース
電極側、ドレイン電極側の端部より約1〜4μm程度食
み出た部分4141(その他、厳密にはパターン化され
たポリシリコン上部外の半導体素子の電気的接続に必要
な部分)のみ残すようにして、他の部分は除去する。す
なわち、いわゆるパターンニングをする。
(B) A metal film 414 is formed on the entire surface of the substrate on which the amorphous silicon layer is formed, and then about 1 to 1 m from the upper surface of the patterned amorphous silicon layer and the ends of the layer on the source electrode side and the drain electrode side. The remaining portion is removed while leaving only the portion 4141 that protrudes by about 4 μm (otherwise, strictly, a portion necessary for electrical connection of the semiconductor element outside the upper portion of the patterned polysilicon). That is, so-called patterning is performed.

【0139】その結果アモルファスシリコン層4130
上に完全に金属層414が積層される構造となる。なお
この場合、例えばアモルファスシリコン層はプラズマC
VD法またスパッタ法で形成し、厚みは約500〜20
00Åとする。金属膜にはTi膜を用いる。そして、そ
の厚さは約2000〜5000Å程度とする。
As a result, the amorphous silicon layer 4130
A structure in which the metal layer 414 is completely stacked thereon is obtained. In this case, for example, the amorphous silicon layer
It is formed by a VD method or a sputtering method, and has a thickness of about 500 to 20
00 °. A Ti film is used as the metal film. And, the thickness is about 2000-5000 °.

【0140】(c)そしてこの状態で、アモルファスシ
リコン層と金属膜であるTiを反応させて中間にシリサ
イド膜415を形成するための熱処理を行う。この熱処
理であるが、550〜650℃で約30分程度行う。
(C) In this state, a heat treatment for forming a silicide film 415 in the middle by reacting the amorphous silicon layer with the metal film Ti is performed. This heat treatment is performed at 550 to 650 ° C. for about 30 minutes.

【0141】なお、この金属シリサイドの形成は、他の
金属を用いてもよいのは勿論である。
It is needless to say that another metal may be used for the formation of the metal silicide.

【0142】なおまた、図では金属の未反応部が存在し
ているが、全て反応していても良いのは勿論である。
Although the unreacted portion of the metal exists in the figure, it is needless to say that all of the metal may be reacted.

【0143】更にまた、アモルファスシリコンと金属と
が、上層が下層のソース電極側、ドレイン電極側の端部
より約1〜4μm程度食み出すという形状を維持しつつ
全て反応しても良いのは勿論である。
Further, the amorphous silicon and the metal may all react while maintaining the shape in which the upper layer protrudes about 1 to 4 μm from the end portions of the lower layer on the source electrode side and the drain electrode side. Of course.

【0144】以下、トランジスタ素子を形成する工程が
続くが、ここからはまた先の第1実施の形態(図5の
(f)以下に示す)のと同様の処理がなされる。
Thereafter, the process of forming the transistor element continues, and thereafter, the same processing as that of the first embodiment (shown in FIG. 5F and thereafter) is performed.

【0145】以上の様にして、第1の実施の形態と同様
高精度なLDD構造を有した薄膜トランジスタを形成し
た。
As described above, a thin film transistor having a high-precision LDD structure was formed as in the first embodiment.

【0146】(第1−3の実施の形態)図7に、本発明
群の第3の実施の形態を示す。
(Embodiment 1-3) FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.

【0147】本実施の形態は図3に示す第1の実施の形
態の変形例であり、浮遊容量の減少のため、ドレイン電
極側のみLDD構造162としたものである。
This embodiment is a modification of the first embodiment shown in FIG. 3, in which the LDD structure 162 is provided only on the drain electrode side to reduce stray capacitance.

【0148】(第1−4の実施の形態)図8に、本発明
群の第4の実施の形態を示す。
(Embodiment 1-4) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.

【0149】本実施の形態は、図6を参照しつつ説明し
た第1−2の実施の形態の発展例である。
This embodiment is a development of the 1-2 embodiment described with reference to FIG.

【0150】本実施の形態においては、図8の(c)に
示すごとく、金属膜とシリサイド膜とアモルファスシリ
コン膜を、下からこの順にゲート絶縁膜上に形成して3
層とし、更にこの上部より不純物を打ち込むことにより
2段構造のLDDとしている。
In this embodiment, as shown in FIG. 8C, a metal film, a silicide film, and an amorphous silicon film are formed on the gate insulating film in this order from the bottom.
A layer is formed, and an impurity is implanted from above to form an LDD having a two-stage structure.

【0151】以下、この半導体素子の製造方法につい
て、本図を参照しつつ説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to this drawing.

【0152】(a)基板10のゲート絶縁膜2上にパタ
ーン化した金属薄膜416を形成する。
(A) A patterned metal thin film 416 is formed on the gate insulating film 2 of the substrate 10.

【0153】(b)この金属薄膜を完全に覆うようにし
てアモルファスシリコン膜4130をパターン化して形
成する。なおこの場合、このアモルファスシリコン膜は
金属薄膜のソース電極側及びドレイン電極側へ多少食み
出して形成する。従って、ここまでは、上下の膜層の材
質が逆なのを除いて、第1−2の実施の形態と同じであ
る。
(B) The amorphous silicon film 4130 is formed by patterning so as to completely cover the metal thin film. In this case, the amorphous silicon film is formed so as to slightly protrude toward the source electrode side and the drain electrode side of the metal thin film. Therefore, up to this point, it is the same as the 1-2 embodiment except that the materials of the upper and lower film layers are reversed.

【0154】(c)第1−2の実施の形態と同様に加熱
によりこの金属薄膜とアモルファスシリコンとを反応さ
せて両層の中間にシリサイド層415を形成する。とこ
ろでこの際、加熱温度と時間を調整して金属薄膜がチャ
ネル領域方向へ所定の長さ、そして勿論一定の厚さだけ
残るようにする。
(C) The metal thin film and the amorphous silicon are reacted by heating to form a silicide layer 415 in the middle of both layers as in the case of the 1-2 embodiment. By the way, at this time, the heating temperature and time are adjusted so that the metal thin film remains in the channel region direction by a predetermined length and, of course, a constant thickness.

【0155】また、同じくアモルファスシリコンの少く
も食み出した部分も未反応の状態となるようにする。
Also, at least a portion of the amorphous silicon that has protruded is also set to an unreacted state.

【0156】これにより、チャネル領域上部のゲート電
極は、ゲート電極両端のアモルファスシリコンのみから
なる薄肉部41301と、ゲート電極中央部の上下層の
未反応の金属薄膜416とその上層のシリサイド層41
5若しくは更にこれらに加えてのその上層の未反応のア
モルファスシリコン層4130からなる肉厚部との中間
に、シリサイド層若しくは更にこれに加えてのその上層
の未反応のアモルファスシリコン層からなる中間部とが
形成されたことになる。
As a result, the gate electrode above the channel region has a thin portion 41301 made of only amorphous silicon at both ends of the gate electrode, an unreacted metal thin film 416 in the upper and lower layers at the center of the gate electrode, and a silicide layer 41 above it.
5 or further in between the thick portion made of the unreacted amorphous silicon layer 4130 of the upper layer and the intermediate portion made of the silicide layer or the unreacted amorphous silicon layer of the upper layer in addition thereto Is formed.

【0157】さて、一般にシリサイドの密度はそれを構
成する金属とシリコンの密度の中間の値(ただし、中央
の値とは限らない)となる。このため、この中間部にお
いてはチャネル領域中央の肉厚部と厚さそのものは等し
くても(勿論、等しくないときもある)、不純物イオン
注入時のマスク(遮断)としての能力は劣ることとな
る。
In general, the density of silicide is an intermediate value (however, not necessarily the center value) between the densities of the metal and silicon constituting the silicide. For this reason, in this intermediate portion, even if the thickness itself is equal to the thick portion at the center of the channel region (of course, sometimes the thickness is not equal), the ability as a mask (interruption) at the time of impurity ion implantation is inferior. .

【0158】従って、この状態で基板上方より不純物を
注入すれば、本図(c)の161、162で示すよう
に、自然と2段構造のLDDが形成されることとなる。
Therefore, if impurities are implanted from above the substrate in this state, an LDD having a two-stage structure is naturally formed as shown by 161 and 162 in FIG.

【0159】さて、平板(基板)上への膜厚形成時にそ
の厚さや平面寸法は容易に制御しうる。また、金属とシ
リコンの化学反応の速度も温度と時間のみ注意すればよ
いため、これまた容易である。ひいては、基板上に多数
配列された小さい半導体素子の2段構造のLDDという
本来極めて細かい寸法制御が必要な処理が極めて容易に
なしうることとなる。
Now, when forming a film thickness on a flat plate (substrate), its thickness and plane dimensions can be easily controlled. In addition, the rate of the chemical reaction between the metal and silicon is also easy because only the temperature and the time need to be considered. As a result, it is possible to extremely easily perform a process that originally requires extremely fine dimensional control, such as an LDD having a two-stage structure of a small number of small semiconductor elements arranged on a substrate.

【0160】(第1−5の実施の形態)本実施の形態も
図6に示す第1−2の実施の形態の発展例である。
(Embodiment 1-5) This embodiment is also a development of the embodiment 1-2 shown in FIG.

【0161】本実施の形態においては、図9の(c)に
示すようにゲート電極を3層構造とし、更にこれをマス
クとして不純物を注入することにより2段構造のLDD
とするものである。
In this embodiment, as shown in FIG. 9C, the gate electrode has a three-layer structure, and the gate electrode is used as a mask to inject impurities to form a two-stage LDD.
It is assumed that.

【0162】以下、図9を参照しつつ本実施の形態を説
明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0163】(a)基板10のゲート絶縁膜2上にパタ
ーン化されたシリサイド層413を形成する。
(A) A patterned silicide layer 413 is formed on the gate insulating film 2 of the substrate 10.

【0164】(b)そのソース電極、ドレイン電極側へ
多少はみ出た形状でシリサイド層413を完全に覆う、
そしてパターン化されたアルミ薄膜層417を形成す
る。
(B) completely cover the silicide layer 413 in a shape slightly protruding toward the source electrode and the drain electrode.
Then, a patterned aluminum thin film layer 417 is formed.

【0165】(c)このアルミ薄膜層417を完全に覆
い、更にソース電極、ドレイン電極側へ多少はみ出た形
状でパターン化されたタングステン若しくはモリブデン
の薄膜414を形成する。
(C) The aluminum thin film layer 417 is completely covered, and a tungsten or molybdenum thin film 414 is formed in a shape slightly protruding toward the source electrode and the drain electrode.

【0166】以上のもとで、上部より不純物を注入す
る。このため、本図の(c)に示すように2段構造16
1、162のLDDが形成される。
Based on the above, impurities are implanted from above. For this reason, as shown in FIG.
1,162 LDDs are formed.

【0167】さて、次にpーSiの熱処理を行なうこと
となるが、中央のアルミニウム膜417はその上部の高
融点金属たるタングステン等からなる膜414とその下
部の高温で安定な化合物たるシリサイド413に囲まれ
ているため、その融点に近い温度まで昇温しても変形、
ヒロックの発生等の不都合が生じない。また、たとえ生
じたとしても、当該部の上下に導電体層が存在し、当該
不都合発生部の長さ自体が短いため、この部分が全体の
電気抵抗に及ぼす悪影響も少ない。
Next, heat treatment of p-Si is performed. The aluminum film 417 at the center is formed of a film 414 of a high melting point metal such as tungsten at the upper part thereof and a silicide 413 of a high temperature stable compound at the lower part thereof. Is deformed even if the temperature rises to a temperature close to its melting point.
No inconvenience such as generation of hillocks occurs. Even if it occurs, the conductive layers are present above and below the portion, and the length of the inconvenience portion itself is short, so that this portion has less adverse effect on the overall electric resistance.

【0168】従って、この半導体素子はシリサイドのみ
ならず電気抵抗の低いアルミのためゲート電極の電気抵
抗が大幅に低下することとなる。
Therefore, since the semiconductor element is made of aluminum having a low electric resistance as well as silicide, the electric resistance of the gate electrode is greatly reduced.

【0169】(第1−6の実施の形態)本実施の形態
は、先の第1−4の実施の形態を更に発展させたもので
ある。
(Embodiment 1-6) This embodiment is a further development of the above-described Embodiment 1-4.

【0170】図10の(a)に示すように、本実施の形
態では、ゲート絶縁膜上に下方より順にパターン化され
た下部の金属膜416、アモルファスシリコン膜413
0、上部の金属膜414を形成し、しかもこの際、上部
の膜は下部の膜を完全に覆うだけでなくソース電極方向
及びドレイン電極方向へ多少食み出すように形成されて
いる。 このもとで、基板毎550℃〜660℃の温度
に10〜20分晒す。そしてこれによりゲート電極は図
22の(b)に示すように下方より未反応の第1の金属
層4160、第1の金属のシリサイド層、未反応のアモ
ルファスシリコン層4130、第2の金属のシリサイド
層、未反応の第2の金属層4140の5層となる。ひい
ては、このゲート電極をマスクとして不純物を注入した
場合には、幾何学的な厚さと密度の変化が相まって、L
DD構造の不純物濃度がいわば多段156となり、優れ
た性能が発揮されることとなる。
As shown in FIG. 10A, in the present embodiment, a lower metal film 416 and an amorphous silicon film 413 patterned on the gate insulating film in this order from below.
0, an upper metal film 414 is formed, and at this time, the upper film is formed so as to not only completely cover the lower film but also slightly protrude in the direction of the source electrode and the drain electrode. Under this condition, each substrate is exposed to a temperature of 550 ° C. to 660 ° C. for 10 to 20 minutes. As a result, the gate electrode becomes unreacted first metal layer 4160, first metal silicide layer, unreacted amorphous silicon layer 4130, and second metal silicide layer from below, as shown in FIG. And five unreacted second metal layers 4140. Eventually, when impurities are implanted using this gate electrode as a mask, the change in geometrical thickness and density results in L
The impurity concentration of the DD structure is multi-stage 156 so to speak, and excellent performance is exhibited.

【0171】{第2の発明群} (第2−1の実施の形態)本実施の形態は、マスク兼2
段構造のゲート電極として、めっき等を使用するもので
ある。
{Second Invention Group} (2-1st Embodiment) In the present embodiment, the mask 2
Plating or the like is used as a gate electrode having a stepped structure.

【0172】図11に、本実施の形態の薄膜トランジス
タの断面示す。本図において、10は、ガラス基板であ
る。150、152、170、162、160は、LD
D構造を有する多結晶シリコン層である。2は、ゲート
絶縁膜である。42は、下部のゲート電極である。43
は、上部のゲート電極である。3は、層間絶縁膜であ
る。5は、ソース電極である。6は、ドレイン電極であ
る。
FIG. 11 shows a cross section of the thin film transistor of this embodiment. In this figure, reference numeral 10 denotes a glass substrate. 150, 152, 170, 162, 160 are LD
It is a polycrystalline silicon layer having a D structure. 2 is a gate insulating film. 42 is a lower gate electrode. 43
Is an upper gate electrode. 3 is an interlayer insulating film. 5 is a source electrode. 6 is a drain electrode.

【0173】TFTの基板であるガラス基板10上に
は、膜厚が500から1000Åの多結晶シリコン層1
が形成され、その上には膜厚が数百から1000ÅのS
iO2(2酸化硅素)から成るゲート絶縁膜2が形成さ
れ、さらにはアルミニウム等の金属材料から成る2段構
造のゲート電極42、43及びSiO2 から成る層間絶
縁膜3が、順次に積層構成されている。
On a glass substrate 10 serving as a TFT substrate, a polycrystalline silicon layer 1 having a thickness of 500 to 1000 ° is formed.
Is formed, and a few hundreds to 1000 ° of S is formed thereon.
A gate insulating film 2 made of iO 2 (silicon dioxide) is formed, and a two-stage gate electrodes 42 and 43 made of a metal material such as aluminum and an interlayer insulating film 3 made of SiO 2 are sequentially laminated. Have been.

【0174】そして、このゲート電極は、下部のゲート
電極42と、該ゲート電極の上面を覆って形成された上
部のゲート電極43とからなる。更に、上部のゲート電
極43は、そのソース電極側及びドレイン電極側の端部
が下部のゲート電極42より多少食み出している。
The gate electrode comprises a lower gate electrode 42 and an upper gate electrode 43 formed so as to cover the upper surface of the gate electrode. Further, the upper gate electrode 43 has its source electrode side and drain electrode side ends slightly protruding from the lower gate electrode 42.

【0175】次に、この2段のゲート電極の材料である
が、上部のゲート電極42が下部のゲート電極43より
密度が高い材料であるのがゲート電極の高さ(あまり高
いと、ゲート絶縁膜の必要厚さが大きくなる等の不都合
が生じうる。)やマスク効果の面から好ましい。具体的
には、例えば、下部のゲート電極42はAl、Al/T
i、Al/Zr/Ti等であり、上部のゲート電極43
としてはTa、Cr、Mo等である。
Next, regarding the material of the two-stage gate electrode, the material of the upper gate electrode 42 having a higher density than the lower gate electrode 43 is the height of the gate electrode. Problems such as an increase in the required thickness of the film may occur.) And a mask effect. Specifically, for example, the lower gate electrode 42 is made of Al, Al / T
i, Al / Zr / Ti, etc., and the upper gate electrode 43
Is Ta, Cr, Mo or the like.

【0176】このゲート電極をマスクとして不純物を打
ち込むことにより、多結晶シリコン層は、本図に示すご
とく、下部のゲート電極42の直下に位置するチャネル
領域170と、そのソース電極側とドレイン電極側かつ
上部のゲート電極が下部のゲート電極から食み出した部
分435、436の直下の不純物濃度が低いLDD領域
152、162及びさらにそれらのソース電極側とドレ
イン電極側かつ上部にゲート電極が存在しない部分の不
純物濃度が高い領域150、160が形成されている。
By implanting impurities using this gate electrode as a mask, the polycrystalline silicon layer has a channel region 170 located immediately below the lower gate electrode 42 and a source electrode side and a drain electrode side thereof, as shown in FIG. LDD regions 152 and 162 having a low impurity concentration immediately below portions 435 and 436 where the upper gate electrode protrudes from the lower gate electrode, and furthermore, there is no gate electrode on the source and drain electrode sides and on the upper side. Regions 150 and 160 having high impurity concentrations are formed.

【0177】更に、ソース電極側のLDD領域とソース
領域150との接合面は、上部のゲート電極43の端面
とほぼ一致しており、LDD領域152とチャネル領域
170との接合面は、下部のゲート電極42の端面とほ
ぼ一致している。また、ドレイン電極側のLDD領域1
62とドレイン領域160との接合面は上部のゲート電
極43の端面とほぼ一致しており、LDD領域162と
チャネル領域170との接合面は、下部のゲート電極4
2の端面とほぼ一致している。(注:実際には、不純物
打ち込み時のゲート絶縁膜による散乱、熱処理時の拡散
のため、多少の不一致が生じうる。) 以上の他、TFTには、例えば上部がアルミニウム、下
部がチタンから成るソース電極51、52及びドレイン
電極61、62が設けられている。そして、このソース
電極5は、ゲート絶縁層2及び層間絶縁層3に形成され
ているコンタクトホール95を介して、半導体のソース
領域150に接続され、同じくドレイン電極6はコンタ
クトホール96を介してドレイン領域160に接続され
ている。
Furthermore, the junction surface between the LDD region on the source electrode side and the source region 150 substantially coincides with the end surface of the upper gate electrode 43, and the junction surface between the LDD region 152 and the channel region 170 is the lower surface. It almost coincides with the end face of the gate electrode 42. Also, the LDD region 1 on the drain electrode side
The junction surface between the drain region 160 and the drain region 160 substantially coincides with the end surface of the upper gate electrode 43, and the junction surface between the LDD region 162 and the channel region 170 is
2 almost coincides with the end face. (Note: Actually, some mismatch may occur due to scattering by the gate insulating film at the time of impurity implantation and diffusion at the time of heat treatment.) In addition to the above, for example, the upper portion of the TFT is made of aluminum, and the lower portion is made of titanium. Source electrodes 51 and 52 and drain electrodes 61 and 62 are provided. The source electrode 5 is connected to a semiconductor source region 150 via a contact hole 95 formed in the gate insulating layer 2 and the interlayer insulating layer 3, and the drain electrode 6 is also connected to the drain via a contact hole 96. It is connected to the area 160.

【0178】次に、このTFTの製造方法を、図12と
図13を用いて説明する。なお、両図は本来1図となる
べきであるが、スペースの都合で2図としたものであ
る。
Next, a method of manufacturing the TFT will be described with reference to FIGS. Although both figures should be originally one figure, they are two figures for reasons of space.

【0179】先ず、図12に基づいて説明する。First, description will be made with reference to FIG.

【0180】(a)ガラス基板10上にプラズマCVD
法あるいは減圧CVD法により500から1000Åの
膜厚のa−Si層1を堆積させ、後のレーザー照射によ
る多結晶化の際に内部の水素の離脱によってa−Si膜
100にアブレーションが発生するのを防止するため、
400℃で脱水素処理を行う。
(A) Plasma CVD on glass substrate 10
The a-Si layer 1 having a thickness of 500 to 1000 ° is deposited by the CVD method or the low pressure CVD method, and ablation occurs in the a-Si film 100 due to release of internal hydrogen during polycrystallization by laser irradiation. To prevent
A dehydrogenation treatment is performed at 400 ° C.

【0181】(b)波長308nmのエキシマレーザー
を用いたレーザーアニールによりa−Si層1を一旦溶
融させ、そのまま結晶化(p−Si化)を行なって、多
結晶シリコン層1を形成する。
(B) The a-Si layer 1 is once melted by laser annealing using an excimer laser having a wavelength of 308 nm, and is crystallized (p-Si) as it is to form the polycrystalline silicon layer 1.

【0182】(c)いわゆるホトリソグラフィーによ
り、多結晶シリコン層を基板上の半導体素子の配列に従
っての形状にする。いわゆる孤立化、パターニングであ
る。
(C) The polycrystalline silicon layer is formed into a shape according to the arrangement of the semiconductor elements on the substrate by so-called photolithography. This is so-called isolation and patterning.

【0183】(d)パターニングされた多結晶シリコン
1を完全に覆うように、ガラス基板上に、厚さが100
0ÅのSiO2 (2酸化硅素) 層2を形成する。なお、
この層が半導体素子のゲート絶縁層となる。
(D) Thickness of 100 on a glass substrate so as to completely cover patterned polysilicon 1
A 0 ° SiO 2 (silicon dioxide) layer 2 is formed. In addition,
This layer becomes the gate insulating layer of the semiconductor element.

【0184】(e)基板上全面にアルミニウム層420
を製膜する。なお、この層が半導体素子の下部のゲート
電極となる。
(E) An aluminum layer 420 is formed on the entire surface of the substrate.
To form a film. This layer becomes a gate electrode below the semiconductor element.

【0185】(f)アルミニウム層420をホトリソグ
ラフィーにより所定形状にパターニングして下部のゲー
ト電極42を形成する。
(F) The lower layer gate electrode 42 is formed by patterning the aluminum layer 420 into a predetermined shape by photolithography.

【0186】(g)このゲート電極42をマスクとし
て、上部よりH2 ガスで稀釈した第1の不純物イオンを
電圧で加速して打ち込む、すなわち、いわゆるドーピン
グを行なう。なおこの際、不純物としてリンを用い、打
ち込む濃度は低濃度とする。これにより、下部のゲート
電極42の直下に位置するチャネル領域170は、不純
物が全くドープされない領域となり、その領域を除く左
右の領域175、176は、不純物が軽くドープされた
- 層となる。
(G) Using this gate electrode 42 as a mask, first impurity ions diluted with H 2 gas are accelerated and implanted with a voltage from above, that is, so-called doping is performed. At this time, phosphorus is used as an impurity, and the implantation concentration is set to a low concentration. As a result, the channel region 170 located immediately below the lower gate electrode 42 becomes a region in which impurities are not doped at all, and the left and right regions 175 and 176 excluding that region become n layers lightly doped with impurities.

【0187】(h)下部のゲート電極42を完全に覆う
ように、Mo層430を製膜する。なお、この層が半導
体素子の上部ゲート電極となる。
(H) A Mo layer 430 is formed so as to completely cover the lower gate electrode 42. This layer becomes the upper gate electrode of the semiconductor element.

【0188】この際、前述のごとく、上部のゲート電極
として用いる材料は下部のゲート電極として用いる材料
より密度の高いものを用いる。これは、第2回目のドー
ピング時の完全なマスク能力の必要性を考慮したもので
ある。
At this time, as described above, the material used for the upper gate electrode has a higher density than the material used for the lower gate electrode. This takes into account the need for complete masking capability during the second doping.

【0189】次に、図13を用いて説明する。Next, description will be made with reference to FIG.

【0190】(i)上部の金属層をパターニングして上
部のゲート電極43を形成する。
(I) The upper metal layer is patterned to form the upper gate electrode 43.

【0191】(j)主に上部のゲート電極43をマスク
として、第2回目の不純物の打ち込みを行う。この際、
不純物としてリンイオンを用いた。なおこの場合のドー
ピング量は、第1回目よりもずっと多いのは勿論であ
る。
(J) A second impurity implantation is performed mainly using the upper gate electrode 43 as a mask. On this occasion,
Phosphorus ions were used as impurities. The doping amount in this case is, of course, much larger than in the first time.

【0192】これにより、多結晶シリコン層のうち、上
部のゲート電極43の直下に位置する領域を除く領域に
イオンが高濃度にドープされる。ひいては、先のドーピ
ングにより不純物が軽くドープされている領域175、
176のうち、上部のゲート電極43に覆われていない
部分は、さらに不純物がドープされることになり、不純
物高濃度領域(n+ 層)すなわちソース領域150、ド
レイン領域160となる。
As a result, ions are heavily doped into a region of the polycrystalline silicon layer except for a region located immediately below the upper gate electrode 43. As a result, the region 175 in which the impurity is lightly doped by the previous doping,
Of the 176, the portion not covered by the upper gate electrode 43 is further doped with impurities, and becomes a high impurity concentration region (n + layer), that is, a source region 150 and a drain region 160.

【0193】一方、これらの領域175、176のう
ち、上部のゲート電極43に覆われている領域では、こ
の第2回目のイオンドーピングによっては、不純物がド
ープされず、低濃度で不純物が打ち込まれたまま、結果
的にLDD領域(n- 層)となる。
On the other hand, among the regions 175 and 176, the region covered with the upper gate electrode 43 is not doped with impurities by the second ion doping, but is implanted at a low concentration. As a result, an LDD region (n layer) results.

【0194】こうして、ソース領域150(n+ 層)と
チャネル領域170の間に、LDD領域152(n
- 層)を形成し、また、ドレイン領域160(n+ 層)
とチャネル領域170の間にLDD領域(n- 層)が形
成される。しかもこの際、下部のゲート電極42をマス
クとして第1回目のイオンドーピングを行ない、更に、
その上部に形成された第2のゲート電極43をマスクと
して第2回目のイオンドーピングを行なうので、ソース
領域、ドレイン領域及び2つの低濃度不純物領域を自己
整合的に(必然的に位置の精度を良好に)形成すること
ができる。しかも、上部のゲート電極43とソース領域
150の重なり部分及び上部のゲート電極43とドレイ
ン領域160の重なり部分は、小さくしえる。これによ
って、寄生容量を小さく抑え、OFF電流を低くすると
共に、ON電流の低下を可及的に抑えることとなる。
Thus, between the source region 150 (n + layer) and the channel region 170, the LDD region 152 (n
- forming a layer) The drain region 160 (n + layer)
An LDD region (n layer) is formed between the semiconductor device and the channel region 170. Moreover, at this time, the first ion doping is performed using the lower gate electrode 42 as a mask.
Since the second ion doping is performed using the second gate electrode 43 formed thereon as a mask, the source region, the drain region, and the two low-concentration impurity regions are self-aligned (necessarily to improve the positional accuracy). Good) can be formed. Moreover, the overlapping portion between the upper gate electrode 43 and the source region 150 and the overlapping portion between the upper gate electrode 43 and the drain region 160 can be reduced. As a result, the parasitic capacitance is reduced, the OFF current is reduced, and the decrease in the ON current is suppressed as much as possible.

【0195】(k)層間絶縁層(SiOx )3を製膜す
る。
(K) An interlayer insulating layer (SiOx) 3 is formed.

【0196】(l)層間絶縁層3及びゲート絶縁層2の
ソース電極、ドレイン電極の形成される位置にコンタク
トホール95、96を開孔する。
(L) Contact holes 95 and 96 are formed in the interlayer insulating layer 3 and the gate insulating layer 2 at positions where the source electrode and the drain electrode are to be formed.

【0197】(e)Al等の金属層をスパッタ法にて形
成し、形成した金属層の上部を所定形状にパターニング
してソース電極5及びドレイン電極6を形成する。更
に、最終的にはSiN等の保護膜(図示せず)を形成し
てTFTが製作される。
(E) A metal layer of Al or the like is formed by a sputtering method, and an upper portion of the formed metal layer is patterned into a predetermined shape to form a source electrode 5 and a drain electrode 6. Further, a protective film (not shown) such as SiN is finally formed to manufacture a TFT.

【0198】以上は、nチャネルTFTの場合である
が、pチャネルTFTについても同様のプロセスにより
製造可能であるのは勿論である。
Although the above is the case of the n-channel TFT, it is needless to say that the p-channel TFT can be manufactured by the same process.

【0199】(第2−2の実施の形態)以下、本発明群
の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態
は、下部のゲート電極にめっき処理を行って上部のゲー
ト電極を形成するものである。
(2-2nd Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment mode, a lower gate electrode is plated to form an upper gate electrode.

【0200】図14に、本実施の形態の薄膜トランジス
タの製造方法を示す。以下、本図を参照しつつ、この製
造方法を説明する。
FIG. 14 shows a method for manufacturing a thin film transistor according to the present embodiment. Hereinafter, this manufacturing method will be described with reference to FIG.

【0201】(a)から(e)までの手順、処理は図1
2の(a)から(g)までと同じである。このため、具
体的内容の記載は省略する。
The procedures and processing from (a) to (e) are shown in FIG.
This is the same as (a) to (g) of No. 2. Therefore, description of specific contents is omitted.

【0202】(h)ガラス基板全体をAuメッキ液(図
示せず)に侵漬し、下部のゲート電極42が負極となる
ように電界を印可して上部のゲート電極となるよう、A
u層43をメッキにより形成する。これにより、当然下
部のゲート電極42の側面にもメッキ条件にともなった
Au膜43が形成される。なおこの際、メッキ用に電圧
が加える電線としては、ゲート電極線(図示せず)を流
用する。
(H) The entire glass substrate is immersed in an Au plating solution (not shown), and an electric field is applied so that the lower gate electrode 42 becomes a negative electrode.
The u layer 43 is formed by plating. Accordingly, the Au film 43 is formed on the side surface of the lower gate electrode 42 according to the plating conditions. At this time, a gate electrode wire (not shown) is used as an electric wire to which a voltage is applied for plating.

【0203】ところで、このAu膜厚は、加える電圧や
電流、メッキ時間、メッキ液の濃度等を制御することに
より、正確な厚さに形成可能である。しかも、電圧や電
流、メッキ時間、メッキ液濃度等の制御は、これまた容
易である。このため、このAu膜厚は、形成位置も厚さ
も極めて正確である。このメッキの際の様子を(h’)
に示す。
Incidentally, the Au film thickness can be formed to an accurate thickness by controlling the applied voltage and current, the plating time, the concentration of the plating solution, and the like. Moreover, it is easy to control the voltage, current, plating time, plating solution concentration, and the like. For this reason, the Au film thickness is extremely accurate in both the formation position and the thickness. The state of this plating (h ')
Shown in

【0204】(j)下部のゲート電極42とこのゲート
電極にメッキされたAu膜をマスクとして、第2回目の
不純物の打ち込みを行なう。なおこの際、ドープする不
純物はリンイオンであり、また、ドープ濃度は先の第1
回目より高濃度である。これにより、先の実施の形態と
同じく、多結晶シリコン層は、下部のゲート電極42直
下のチャネル領域170と、下部のゲート電極側面にメ
ッキされたAu膜の直下に位置する不純物低濃度領域1
52、162と、それら2種の領域を除く領域に高濃度
に不純物がドープされたソース領域150とドレイン領
域160が形成される。
(J) A second impurity implantation is performed using the lower gate electrode 42 and the Au film plated on the gate electrode as a mask. At this time, the impurity to be doped is phosphorus ions, and the doping concentration is the first concentration.
Higher concentration than the second time. Thus, as in the previous embodiment, the polycrystalline silicon layer includes the channel region 170 immediately below the lower gate electrode 42 and the impurity-doped region 1 immediately below the Au film plated on the side surface of the lower gate electrode.
A source region 150 and a drain region 160 doped with a high concentration of impurities are formed in regions 52 and 162 and regions other than those two regions.

【0205】以降は、図13の(k)〜(m)の処理が
なされることとなる。
Thereafter, the processing of (k) to (m) in FIG. 13 is performed.

【0206】本実施の形態において、上部のゲート電極
のメッキ材料としては、何もAuメッキに限定するもの
ではないのは勿論である。すなわち、精度良い電界メッ
キが可能かつ不純物のドープに対してイオン遮蔽効果が
あるものであればよい。また、メッキは何も電界メッキ
法に限定されるものではなく、メッキ液、メッキ材料を
選択して無電解メッキ法を使用して良いのも勿論であ
る。
In this embodiment, the plating material for the upper gate electrode is not limited to Au plating. In other words, it is only necessary that the electroplating can be performed with high accuracy and that it has an ion shielding effect against impurity doping. Further, the plating is not limited to the electroplating method at all, and it goes without saying that the electroless plating method may be used by selecting a plating solution and a plating material.

【0207】(第2−3の実施の形態)本実施の形態
は、先の第2の実施の形態のGOLD(gate−dr
ainoerlapped lightly−dope
d drain)構造の薄膜トランジスタの下部ゲート
電極にメッキされた金属膜を除去したものである。
(Embodiment 2-3) This embodiment is directed to the GOLD (gate-dr) of the second embodiment.
ainoerlapped lightly-dope
The metal film plated on the lower gate electrode of the thin film transistor having the d drain structure is removed.

【0208】以下、本実施の形態のLDD(Light
ly Doped Drain)構造の薄膜トランジス
タの製造方法を図15を参照しつつ説明する。
Hereinafter, the LDD (Light) of the present embodiment will be described.
A method of manufacturing a thin film transistor having a (ly Doped Drain) structure will be described with reference to FIG.

【0209】本図の(j)は、図14の(j)と同じで
ある。ただし、下部のゲート電極はAuであり、上部は
Wである。
(J) of this figure is the same as (j) of FIG. However, the lower gate electrode is made of Au and the upper part is made of W.

【0210】(j’)不純物の打ち込み後、下部のゲー
ト電極42の上部と側面にメッキされたW43を除去す
る。
(J ′) After the implantation of impurities, the W43 plated on the upper and side surfaces of the lower gate electrode 42 is removed.

【0211】その後、図13の(k)から(m)に示す
工程がさなれ、LDD(Lightly Doped
Drain)を設けた薄膜トランジスタを製作する。
Thereafter, the steps shown in FIGS. 13 (k) to 13 (m) are separated, and the LDD (Lightly Doped) is removed.
(Drain) is manufactured.

【0212】この薄膜トランジスタにおいては、残った
下部電極42のみがゲート電極となり、その直下の多結
晶シリコン層は、チャネル領域170のみであり、その
両側には低濃度不純物領域(n- 層)151、161が
形成され、更にその両側にそれぞれソース領域150と
ドレイン領域160が形成されるる。
In this thin film transistor, only the remaining lower electrode 42 serves as a gate electrode, and the polycrystalline silicon layer immediately below the lower electrode 42 is only the channel region 170, and the low concentration impurity region (n layer) 151 A source region 150 and a drain region 160 are formed on both sides thereof.

【0213】(第2−4の実施の形態)本実施の形態
は、先の3つの実施の形態の薄膜トランジスタを使用し
た画素電極に関する。
(Embodiment 2-4) The present embodiment relates to a pixel electrode using the thin film transistor of the above three embodiments.

【0214】図16に、本実施の形態の液晶表示装置の
画素を示す。本図の(a)は平面図であり、(b)は
(a)のA−A断面である。両図において、10は、ガ
ラス基板である。2は、ゲート絶縁膜である。421は
第1の下部ゲート電極である。422は第2の下部ゲー
ト電極である。3は、層間絶縁膜である。5は、ソース
電極である。6は、ドレイン電極である。11は、画素
電極である。
FIG. 16 shows a pixel of the liquid crystal display device of the present embodiment. (A) of this figure is a plan view, and (b) is an AA cross section of (a). In both figures, reference numeral 10 denotes a glass substrate. 2 is a gate insulating film. 421 is a first lower gate electrode. 422 is a second lower gate electrode. 3 is an interlayer insulating film. 5 is a source electrode. 6 is a drain electrode. 11 is a pixel electrode.

【0215】下部のゲート電極は、多結晶シリコン層上
複数領域にわたって形成され、この下部のゲート電極4
21、422の上面すべては上部のゲート電極43にて
覆われている。
The lower gate electrode is formed over a plurality of regions on the polycrystalline silicon layer.
21 and 422 are all covered with the upper gate electrode 43.

【0216】このゲート電極構造により、多結晶シリコ
ン層は、図上2つの下部のゲート電極421、422の
直下に位置する2つのチャネル領域170と、不純物濃
度が高いソース領域150(n+ 層)及びドレイン領域
(n+ 層)160が構成され、更に2つの下部のゲート
電極の側部そして上部のゲート電極43が食み出した部
分435の直下には不純物濃度が低い領域(LDD領
域:n- 層)152、162、1562が形成されてい
る。
With this gate electrode structure, the polycrystalline silicon layer includes two channel regions 170 located immediately below two lower gate electrodes 421 and 422 in the figure and a source region 150 (n + layer) having a high impurity concentration. And a drain region (n + layer) 160, and a region with a low impurity concentration (LDD region: n <b> 4) immediately below the side portion of the two lower gate electrodes and the portion 435 where the upper gate electrode 43 protrudes. - layer) 152,162,1562 is formed.

【0217】以上の構造により、画素TFT11の寄生
容量を小さく抑え、OFF電流を低くすると共に、ON
電流の低下を可及的に抑えている。
With the above structure, the parasitic capacitance of the pixel TFT 11 is kept small, the OFF current is reduced, and the ON
The reduction of the current is suppressed as much as possible.

【0218】図17に、また別の構造の画素TFTを示
す。
FIG. 17 shows a pixel TFT having another structure.

【0219】本図においても(a)は、画素TFTの平
面図であり、(b)はそのA−A断面図である。
[0219] Also in this figure, (a) is a plan view of a pixel TFT, and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA.

【0220】この画素TFTでは、上部のゲート電極4
31、432は多結晶シリコン層を複数領域横断する下
部の2つのゲート電極42それぞれに対して個別に上面
を覆う状態で形成されている。
In this pixel TFT, the upper gate electrode 4
Reference numerals 31 and 432 are formed so as to individually cover the upper surfaces of the two lower gate electrodes 42 crossing a plurality of regions of the polycrystalline silicon layer.

【0221】このような構造でも同様に画素TFTの寄
生容量を小さく抑え、OFF電流を低くすることができ
ると共に、ON電流の低下を可及的に抑えることができ
るものである。
With such a structure, the parasitic capacitance of the pixel TFT can be similarly reduced, the OFF current can be reduced, and the decrease in ON current can be suppressed as much as possible.

【0222】(第2−5の実施の形態)本実施の形態
は、上部ゲート電極より下部ゲート電極がチャネル方向
長さが大きいものである。
(Embodiment 2-5) In this embodiment, the length of the lower gate electrode in the channel direction is larger than that of the upper gate electrode.

【0223】図18に、本実施の形態の薄膜トランジス
タの平面(a)とその断面(b)を模式的に示す。な
お、(b)は、(a)のA−A線断面である。
FIG. 18 schematically shows a plane (a) and a cross section (b) of the thin film transistor of this embodiment. (B) is a cross section taken along line AA of (a).

【0224】このTFTにおいても、基本的な構造は図
13等に示す先の第2−1の実施の形態のTFTと同じ
である。ただし、ゲート電極4は下部42のもののチャ
ネル方向長さが上部のもののそれよりも長いのが異な
る。このため、下部のゲート電極42は、上部のゲート
電極41の両端ソース電極5側及びドレイン電極6側に
食み出し部425、426を有している。そして、この
ゲート電極をマスクとして、基板上面より不純物を打ち
込まれているため、その下部にLDD構造を有したp−
Si膜が形成されている。
The basic structure of this TFT is the same as that of the TFT of the above-described embodiment 2-1 shown in FIG. 13 and the like. However, the gate electrode 4 is different in that the length of the lower electrode 42 in the channel direction is longer than that of the upper electrode. Therefore, the lower gate electrode 42 has protrusions 425 and 426 on both ends of the upper gate electrode 41 on the source electrode 5 side and the drain electrode 6 side. Since the gate electrode is used as a mask and impurities are implanted from the upper surface of the substrate, a p-
An Si film is formed.

【0225】本図で170は、上下の電極の下方に位置
するため不純物が全く打ち込まれていないチャネル領域
である。152と162は、下部のゲート電極の食み出
し部425、426のみがマスクとなるため、不純物が
少し打ち込まれたLDD領域である。150と160
は、マスクがないため不純物が多く打ち込まれたソース
領域及びドレイン領域である。
In this drawing, reference numeral 170 denotes a channel region which is located below the upper and lower electrodes and has no impurities implanted therein. 152 and 162 are LDD regions into which impurities are implanted a little because only the protruding portions 425 and 426 of the lower gate electrode serve as a mask. 150 and 160
Are a source region and a drain region where many impurities are implanted because there is no mask.

【0226】以下、この薄膜トランジスタの製造方法に
ついて、図19を参照しつつ説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the thin film transistor will be described with reference to FIG.

【0227】(a)ガラス基板10上に、a−Siのア
ニール時等にガラス基板中の物質が半導体層に拡散して
くるのを防止するためのアンダーコートSiO2 膜12
を4000Å程度の厚みに堆積させた。その上にプラズ
マCVD法あるいは減圧CVD法により、膜厚が500
Åの非晶質シリコン膜1を堆積させた。
(A) On the glass substrate 10, an undercoat SiO 2 film 12 for preventing a substance in the glass substrate from diffusing into the semiconductor layer during annealing of a-Si or the like.
Was deposited to a thickness of about 4000 °. On top of this, a film thickness of 500
An amorphous silicon film 1 was deposited.

【0228】次いで、波長308nmのエキシマレーザ
を用いたレーザーアニールにより、a−Si膜の溶融再
結晶化(多結晶化)を行ない、ポリシリコン膜とした。
Next, the a-Si film was melted and recrystallized (polycrystallized) by laser annealing using an excimer laser having a wavelength of 308 nm to obtain a polysilicon film.

【0229】その後、TFTを形成させるべくp−Si
膜の所定領域を島状に加工した。いわゆるパターニング
である。
Then, to form a TFT, the p-Si
A predetermined region of the film was processed into an island shape. This is so-called patterning.

【0230】基板上全面にパターン化したp−Si膜を
覆うようにゲート絶縁膜2を形成した。具体的には、T
EOSを原料ガスとしたプラズマCVD法によって、S
iO2 膜を約1000Åの厚さに堆積したものを用い
た。従って、ここまでは今までの実施の形態と同じであ
る。
A gate insulating film 2 was formed so as to cover the patterned p-Si film over the entire surface of the substrate. Specifically, T
By plasma CVD using EOS as a source gas, S
An iO2 film having a thickness of about 1000 DEG was used. Therefore, the operation up to this point is the same as that of the previous embodiment.

【0231】(b)SiO2 膜の上に上部ゲート電極膜
420を堆積した。本実施の形態では、スパッタリング
法で成膜したITO膜を用い、その膜厚を約500Åと
したが、その他、アルミニウム、タンタル、チタン、モ
リブデン、タングステン、ジルコニウム等の各種メタル
膜やそれらの合金系膜、ITO等の導電性酸化物膜を用
いても良い。ただし、これらの場合には、後工程におい
て、この下部電極をマスクとしてLDD領域のドーピン
グをおこなうため、最適な膜厚はこれを考慮して個々に
決めることとなる。また、膜材料によってドーピングさ
れるイオンの阻止能(加速されたイオンの通過を妨げる
能力)が異なるため、当然ながら膜の材料組成によって
もその最適な膜厚は異なる。
(B) An upper gate electrode film 420 was deposited on the SiO 2 film. In this embodiment, an ITO film formed by a sputtering method is used, and the film thickness is set to about 500 mm. A film or a conductive oxide film such as ITO may be used. However, in these cases, the doping of the LDD region is performed in a later step using the lower electrode as a mask, so that the optimum film thickness is determined individually in consideration of this. In addition, since the stopping power of ions doped by the film material (the ability to prevent the passage of accelerated ions) is different, the optimum film thickness naturally depends on the material composition of the film.

【0232】(c)下部ゲート電極膜420の上部に、
上部電極膜410として、厚さ2000Åのタンタル膜
をスパッタリング法で成膜した。
(C) On the lower gate electrode film 420,
As the upper electrode film 410, a tantalum film having a thickness of 2000 ° was formed by a sputtering method.

【0233】なおこの上部電極膜の材料であるが、後工
程で下部電極膜との選択エッチングができることを考慮
して選定する必要がある。
The material of the upper electrode film must be selected in consideration of the fact that the lower electrode film can be selectively etched in a later step.

【0234】(d)上部ゲート電極のタンタル膜410
を所定の形状にパターニングして、上部ゲート電極41
を形成した。なお、パターニングは感光性樹脂を使用
し、タンタル膜を残しておく部分上にのみレジスト13
が存在するようにし、不必要な部分のタンタル膜をドラ
イエッチングで除去した。
(D) Tantalum film 410 of upper gate electrode
Is patterned into a predetermined shape, and the upper gate electrode 41 is patterned.
Was formed. The patterning is performed using a photosensitive resin, and the resist 13 is formed only on the portion where the tantalum film is left.
And unnecessary portions of the tantalum film were removed by dry etching.

【0235】(e)下部ゲート電極42を形成するべ
く、ITO膜を所定の形状にパターニングして、下部ゲ
ート電極42を形成した。
(E) In order to form the lower gate electrode 42, the ITO film was patterned into a predetermined shape to form the lower gate electrode 42.

【0236】(f)上下に段のあるゲート電極4をマス
クとし、その上部より不純物としてリンイオンをドーピ
ングした。これにより、図18に示すような構造のLD
DTFTを得た。
(F) Using the gate electrode 4 having the upper and lower steps as a mask, phosphorus ions were doped as an impurity from above. Thereby, the LD having the structure as shown in FIG.
DTFT was obtained.

【0237】なお、以降の工程は、第2ー1の実施の形
態等と同様であるので、わざわざの記載は省略する。
Since the subsequent steps are the same as those of the embodiment 2-1 and the like, the description thereof is omitted.

【0238】また、上記例では、nチャネル型TFTで
あったが、pチャネル型TFTについても同様に製造可
能である。
In the above-described example, the n-channel TFT is used. However, a p-channel TFT can be manufactured in the same manner.

【0239】図20に、以上の方法で製造したTFTの
電圧/電流特性を示す。本図において、ラインL1は従
来構造(LDD構造でない)のTFTの特性であり、ラ
インL2は従来のLDD構造の特性を示す。ラインL3
は本実施の形態で作製されたTFTの電圧/電流特性を
示している。ラインL1、L2から明らかなように、従
来構造のTFTでは、LDD構造にすることにより、オ
フ電流を低減させることはできる。しかしながら、LD
D構造にすることにより、オン電流が低下してしまう。
一方、本実施の形態では、オフ電流を低減することがで
きて、しかもオン電流を低下させることがないことがわ
かる。すなわち、本実施の形態のTFTにおいては、高
抵抗であるLDD領域がゲート電極下に位置するため、
飽和領域並びに不飽和領域において、LDD領域とチャ
ネル領域ともに、キャリアである電子が蓄積するため、
オン電流が低下しない。
FIG. 20 shows the voltage / current characteristics of the TFT manufactured by the above method. In this figure, line L1 shows the characteristics of the TFT having the conventional structure (not the LDD structure), and line L2 shows the characteristics of the conventional LDD structure. Line L3
Shows the voltage / current characteristics of the TFT manufactured in this embodiment. As is clear from the lines L1 and L2, in the TFT having the conventional structure, the off current can be reduced by using the LDD structure. However, LD
With the D structure, the on-current is reduced.
On the other hand, in this embodiment, it can be seen that the off-state current can be reduced and the on-state current is not reduced. That is, in the TFT of the present embodiment, since the LDD region having high resistance is located below the gate electrode,
In the saturated region and the unsaturated region, electrons serving as carriers are accumulated in both the LDD region and the channel region.
ON current does not decrease.

【0240】(第2ー6の実施の形態) (TFTアレイの構成)図21に、本実施の形態のTF
Tアレイを液晶表示装置の画素スイッチング用TFTと
して使用した画素電極エリアの断面を模式的に示す。実
際には、これらがガラス基板上に縦横幾列、幾段にも、
いわゆるマトリックス状に配列されている。本図は、ス
イッチング用TFTをnチャネル型で製作している。
(Twenty-sixth Embodiment) (Configuration of TFT Array) FIG. 21 shows a TF of this embodiment.
A cross section of a pixel electrode area using a T array as a pixel switching TFT of a liquid crystal display device is schematically shown. In fact, these are arranged on a glass substrate in rows and columns,
They are arranged in a so-called matrix. In this drawing, the switching TFT is manufactured in an n-channel type.

【0241】このスイッチング用TFTは、基本的構造
は、図16、図17に示すものと同じであり、ガラス基
板10上に、ポリシリコンからなる多結晶半導体膜1、
SiO2 からなるゲート絶縁膜2、ゲート電極4及びS
iO2 からなる層間絶縁膜3が順に積層されている。
The basic structure of the switching TFT is the same as that shown in FIGS. 16 and 17, and a polycrystalline semiconductor film 1 made of polysilicon is formed on a glass substrate 10.
Gate insulating film 2 made of SiO 2 , gate electrode 4 and S
An interlayer insulating film 3 made of iO 2 is sequentially stacked.

【0242】ここに、ゲート電極4は、透明導電膜から
なる下部電極42と、それより狭い幅でこの電極42上
面に固着されたメタルからなる上部電極41とからな
る。また、層間絶縁膜2を介してその下部にある多結晶
半導体膜1は、上部ゲート電極41直下に位置するチャ
ネル領域170と、その両側下部でゲート電極の食み出
し部425、426直下の不純物濃度が低いLDD領域
(N- 層)152、162と、不純物濃度が高いソース
領域(N+ 層)150及びドレイン領域(N+ 層)16
0とからなる。
Here, the gate electrode 4 comprises a lower electrode 42 made of a transparent conductive film and an upper electrode 41 made of a metal having a narrower width and fixed to the upper surface of the electrode 42. The polycrystalline semiconductor film 1 under the interlayer insulating film 2 has a channel region 170 located immediately below the upper gate electrode 41 and an impurity under the gate electrode protrusions 425 and 426 below both sides thereof. LDD regions (N layers) 152 and 162 having a low concentration, a source region (N + layer) 150 and a drain region (N + layer) 16 having a high impurity concentration
It consists of 0.

【0243】更に、画素エリアには、所定の形状にパタ
ーニングされた透明導電膜からなる画素電極11が設け
られており、これはコンタクトホールを介してドレイン
電極6に接続されている。
Further, a pixel electrode 11 made of a transparent conductive film patterned in a predetermined shape is provided in the pixel area, and is connected to the drain electrode 6 via a contact hole.

【0244】ところで、下部の電極42と画素電極11
とは同一の透明導電膜よりなる。すなわち、同一層の透
明導電膜をパターニングして、その一部を下部のゲート
電極として、一部を画素電極11として用いている。こ
のため、両膜を個別に成膜するのと比較して、工程が一
回少なくすむ。
Incidentally, the lower electrode 42 and the pixel electrode 11
Are made of the same transparent conductive film. That is, the transparent conductive film of the same layer is patterned, and a part thereof is used as a lower gate electrode and a part is used as a pixel electrode 11. For this reason, the number of processes is reduced by one compared with the case where both films are formed individually.

【0245】以下、この薄膜トランジスタの製造方法
を、図22を参照しつつ説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the thin film transistor will be described with reference to FIG.

【0246】本図は、このTFTアレイの製造工程を模
式的に示した図であり、基本的には、図11と同じであ
る。なお、右側は画素部である。
This drawing is a diagram schematically showing the manufacturing process of this TFT array, and is basically the same as FIG. The right side is a pixel portion.

【0247】以下、図19と異なる部分について説明す
る。
Hereinafter, portions different from FIG. 19 will be described.

【0248】(c’)下部電極膜及び画素電極膜を同時
に形成する。
(C ′) A lower electrode film and a pixel electrode film are simultaneously formed.

【0249】ゲート絶縁膜2の上部に下部ゲート電極及
び画素電極膜形成用の透明導電膜420を堆積した。こ
れをスパッタリング法で成膜した。ITO膜は、その厚
さは約500Åである。なお、この透明導電膜として
は、ITO以外の導電性酸化物膜を用いても良い。更
に、その上部に上部ゲート電極膜410を形成した。
A transparent conductive film 420 for forming a lower gate electrode and a pixel electrode film was deposited on the gate insulating film 2. This was formed by a sputtering method. The ITO film has a thickness of about 500 °. Note that a conductive oxide film other than ITO may be used as the transparent conductive film. Further, an upper gate electrode film 410 was formed thereon.

【0250】(d’)パターニングにて、上部ゲート電
極41を形成した。
(D ′) The upper gate electrode 41 was formed by patterning.

【0251】(e’)下部ゲート電極42及び画素電極
11をパターニングで形成した。
(E ′) The lower gate electrode 42 and the pixel electrode 11 were formed by patterning.

【0252】以下、他の実施の形態と同様の工程でLD
D型TFTを製造した。
Hereinafter, the same steps as those of the other embodiments are performed.
A D-type TFT was manufactured.

【0253】なお、本実施の形態では、画素スイッチン
グ用TFTをガラス基板上に作製したが、同様のTFT
で構成されるC−MOSインバータ回路等を作製して液
晶パネル駆動回路をガラス基板上に作製することもでき
る。その際には、pチャネル型TFTを作製するため、
例えばボロンイオンを不純物として注入すれば良い。
In this embodiment, the pixel switching TFT is formed on a glass substrate.
And a liquid crystal panel drive circuit can be manufactured on a glass substrate. At that time, in order to manufacture a p-channel TFT,
For example, boron ions may be implanted as impurities.

【0254】(第2ー7の実施の形態)本実施の形態の
薄膜トランジスタそのものは、基本的には図18の
(a)及び(b)に示すものと同じである。
(2-7th Embodiment) The thin film transistor itself of this embodiment is basically the same as those shown in FIGS. 18A and 18B.

【0255】図23に、本実施の形態の薄膜トランジス
タの製造方法を模式的に示す。以下、本図を参照しつ
つ、本実施の形態のTFTの製造方法を説明する。
FIG. 23 schematically shows a method of manufacturing a thin film transistor according to the present embodiment. Hereinafter, the method of manufacturing the TFT according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0256】(a)最初に、ガラス基板10上にガラス
からの不純物溶出を防ぐアンダーコートSiO2 膜12
を3000〜7000Å程度の厚みに堆積させた。その
上に非晶質シリコン膜を形成し、薄膜トランジスタを形
成させるべく島状に加工した。
(A) First, an undercoat SiO 2 film 12 for preventing impurities from being eluted from glass on a glass substrate 10
Was deposited to a thickness of about 3000-7000 °. An amorphous silicon film was formed thereon and processed into an island shape to form a thin film transistor.

【0257】更に、エキシマレーザ照射によるアニール
処理にて、非晶質シリコン膜を多結晶化してポリシリコ
ン膜1を得た。更に、原料ガスとしてTEOSを用いた
プラズマCVD法によって、ゲート絶縁膜2として、S
iO2 膜を約1000Åの厚さに成膜した。本図の
(a)は、この状態である。従って、ここまでは、従来
の実施の形態と同様である。
Further, the polysilicon film 1 was obtained by polycrystallizing the amorphous silicon film by annealing treatment by excimer laser irradiation. Further, by a plasma CVD method using TEOS as a source gas, S
An iO 2 film was formed to a thickness of about 1000 °. FIG. 7A shows this state. Therefore, the operation up to this point is the same as in the conventional embodiment.

【0258】(b)下部のゲート電極形成用膜420と
してタンタルを200nm成膜した後、上部のゲート電
極形成用膜410としてアルミ合金を150nm成膜し
た。
(B) Tantalum was formed to a thickness of 200 nm as the lower gate electrode forming film 420, and an aluminum alloy was formed to a thickness of 150 nm as the upper gate electrode forming film 410.

【0259】(c)上部のゲート電極形成のための光硬
化性樹脂のレジスト膜13をアルミ合金膜410上に形
成し、マスク14を介して紫外線(UV)を照射した。
(C) A resist film 13 of a photo-curable resin for forming an upper gate electrode was formed on the aluminum alloy film 410 and irradiated with ultraviolet rays (UV) through a mask 14.

【0260】(d)上部ゲート電極41の上面にのみレ
ジスト膜13を残した状態とした。
(D) The resist film 13 is left only on the upper surface of the upper gate electrode 41.

【0261】(e)上部ゲート電極膜の不必要な部分を
エッチングして上部のゲート電極41を形成した。な
お、このエッチングは、ウェットに比較して精度の出る
塩素系のガスを使用してのドライエッチングによって行
った。
(E) An unnecessary portion of the upper gate electrode film was etched to form an upper gate electrode 41. Note that this etching was performed by dry etching using a chlorine-based gas that has higher precision than wet etching.

【0262】(f)上部ゲート電極41の上面に、レジ
スト13を残したまま上部ゲート電極膜のアルミ合金の
側面のみを陽極酸化して、側面に陽極酸化膜4105、
4106を形成した。陽極酸化液としては0.1M蓚酸
水溶液等が用いられた。酸化電圧としては15V30分
程度で幅約500nmの酸化膜がゲート両端から形成さ
れる。また下層ゲート電極膜表面にも30〜50nmの
酸化膜が形成された。
(F) On the upper surface of the upper gate electrode 41, only the side surface of the aluminum alloy of the upper gate electrode film is anodized while the resist 13 is left.
4106 was formed. As the anodizing solution, a 0.1 M oxalic acid aqueous solution or the like was used. An oxidation film having a width of about 500 nm is formed at both ends of the gate at an oxidation voltage of 15 V for about 30 minutes. Also, an oxide film of 30 to 50 nm was formed on the surface of the lower gate electrode film.

【0263】(g)レジストを除去した後、陽極酸化膜
をマスクに、自己整合的に下部のゲート電極膜の不必要
部分とその上表面の陽極酸化膜をケミカルドライエッチ
ングによりエッチング除去した。続いて上層のゲート電
極側面を覆った陽極酸化膜をエチレングリコールを含む
フッ硝酸液にて陽極酸化膜のみを除去した。これによ
り、下部がソース電極とドレイン電極側に少し食み出し
た2段構造のゲート電極が形成された。
(G) After removing the resist, unnecessary portions of the lower gate electrode film and the anodic oxide film on the upper surface thereof were removed by chemical dry etching in a self-aligned manner using the anodic oxide film as a mask. Subsequently, only the anodic oxide film covering the side surface of the upper gate electrode was removed with a hydrofluoric nitric acid solution containing ethylene glycol. As a result, a two-stage gate electrode was formed in which the lower portion slightly protruded toward the source electrode and the drain electrode.

【0264】(h)上部のゲート電極41及び下部のゲ
ート電極42をマスクとして、その上部よりイオンドー
ピング法により、不純物としてリンイオンを注入した。
これにより、下部のゲート電極42に覆われた領域15
2、162では、下部のゲート電極にリンイオンの大半
が捕獲されるため、リンイオンには、低濃度しか注入さ
れず、このためLDD領域(N- 層)となる。下部のゲ
ート電極42に覆われていない領域150、160はリ
ンイオンが高濃度に注入されたN+ 層となる。また、上
部のゲート電極41と下部のゲート電極に覆われた領域
170は、リンイオンが全く注入されず、チャネル領域
となる。その結果、自然とLDD型のTFTが形成され
た。
(H) Using the upper gate electrode 41 and the lower gate electrode 42 as a mask, phosphorus ions were implanted as impurities from the upper portion by ion doping.
As a result, the region 15 covered by the lower gate electrode 42
In Nos. 2 and 162, most of the phosphorus ions are captured by the lower gate electrode, so that only a low concentration is implanted into the phosphorus ions, thereby forming an LDD region (N layer). The regions 150 and 160 that are not covered by the lower gate electrode 42 become N + layers in which phosphorus ions are implanted at a high concentration. In addition, the region 170 covered with the upper gate electrode 41 and the lower gate electrode is not implanted with phosphorus ions at all and becomes a channel region. As a result, an LDD type TFT was naturally formed.

【0265】以下、膜厚400nmのSiO2 膜2を層
間絶縁膜として堆積した。続いて、層間絶縁膜とゲート
絶縁膜にコンタクトホールを開口した。続いて、スパッ
タリング法によりAl膜をコンタクトホール領域をカバ
レッジよく堆積したあと、所定の形状にパターニングし
てソース電極とドレイン電極を形成した。ただし、これ
らは先の実施の形態と同じなので図示等は省略する。
Thereafter, an SiO 2 film 2 having a thickness of 400 nm was deposited as an interlayer insulating film. Subsequently, contact holes were opened in the interlayer insulating film and the gate insulating film. Subsequently, an Al film was deposited by sputtering with good coverage of the contact hole region, and then patterned into a predetermined shape to form a source electrode and a drain electrode. However, these are the same as in the previous embodiment, so illustrations and the like are omitted.

【0266】(第2ー8の実施の形態)本実施の形態
は、先の実施の形態のゲート電極の形成方法をより簡略
化したものである。
(Embodiment 2-8) This embodiment is a further simplification of the method for forming a gate electrode of the above embodiment.

【0267】以下、図24を参照しつつ本実施の形態を
説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0268】(d’)基板上への半導体層ゲート絶縁
膜、上下のゲート電極膜410、420の堆積と、その
上部へのレジスト13の塗布、更にこのレジストの露光
によるパターン化までは、先の実施の形態と同じであ
る。なお、下部のゲート電極形成用膜420は200n
mのタンタルであり、上部のゲート電極形成用膜は15
0nmのアルミ合金である。
(D ') Deposition of a semiconductor layer gate insulating film and upper and lower gate electrode films 410 and 420 on a substrate, application of a resist 13 thereon, and further patterning by exposure of the resist. This is the same as the embodiment. The lower gate electrode forming film 420 is 200 n
m of tantalum, and the upper gate electrode forming film is 15
It is an aluminum alloy of 0 nm.

【0269】(e’)上下のゲート電極膜をフッ素系の
ガスを使用するエッチングにより上部のゲート電極41
と下部のゲート電極42を形成した。なお、この状態で
は、上下のゲート電極間に食み出し部はない。
(E ′) The upper and lower gate electrode films are etched by using a fluorine-based gas to form the upper gate electrode 41.
And a lower gate electrode 42 were formed. In this state, there is no protrusion between the upper and lower gate electrodes.

【0270】(f)レジスト13を残した状態で、上部
のゲート電極と下部のゲート電極の側面のみを陽極酸化
し、陽極酸化膜4105、4106を形成した。陽極酸
化液としては、0.1Mしゅう酸水溶液等を用いた。電
圧は15Vであり、1時間程度で下部のゲート電極側面
には30nmの酸化膜が形成され、上部のゲート電極側
面には1μm程度の酸化膜が形成された。
(F) With the resist 13 left, only the side surfaces of the upper gate electrode and the lower gate electrode were anodized to form anodic oxide films 4105 and 4106. As an anodizing solution, a 0.1 M oxalic acid aqueous solution or the like was used. The voltage was 15 V, and in about one hour, a 30 nm oxide film was formed on the side surface of the lower gate electrode, and an oxide film of about 1 μm was formed on the side surface of the upper gate electrode.

【0271】(g)上部のゲート電極側面のみを0.1
M酒石酸エチレングリコール液等で酸化電圧15Vで5
分くらい酸化してゲート電極幅を整えた。
(G) Only the side surface of the upper gate electrode is 0.1
M with ethylene glycol tartrate solution, etc.
Oxidized for about a minute to adjust the gate electrode width.

【0272】以後、先の実施の形態と同様の方法でLD
D−TFTを形成した。
Thereafter, the LD is produced in the same manner as in the previous embodiment.
A D-TFT was formed.

【0273】図25に以上の方法で製作したTFTの電
圧/電流特性を示す。本図において、ラインL1は従来
構造のLDDのTFTの特性であり、ラインL2は従来
構造(nonLDD構造)の特性である。ラインL3は
本実施の形態のTFTの電圧/電流特性である。ライン
L1とL2から明らかなように、従来構造のTFTで
は、LDD構造にすることによりオフ電流を低減するこ
とはできる。しかしながら、LDD構造にすることでオ
ン電流が低下してしまっている。
FIG. 25 shows the voltage / current characteristics of the TFT manufactured by the above method. In the figure, a line L1 shows the characteristics of the conventional LDD TFT, and a line L2 shows the characteristics of the conventional structure (nonLDD structure). Line L3 is the voltage / current characteristic of the TFT of the present embodiment. As is clear from the lines L1 and L2, in the TFT having the conventional structure, the off current can be reduced by using the LDD structure. However, with the LDD structure, the on-current is reduced.

【0274】一方、本実施例の場合にはオフ電流を低減
することができ且つオン電流を低下させることがない。
即ち、本実施の形態のTFTにおいては高抵抗のLDD
領域がゲート電極直下にあるため、飽和領域並びに不飽
和領域において、LDD領域とチャネル領域ともにキャ
リアである電子が蓄積するため、オン電流が低下しな
い。
On the other hand, in the case of this embodiment, the off current can be reduced and the on current is not reduced.
That is, in the TFT of the present embodiment, a high-resistance LDD
Since the region is immediately below the gate electrode, in the saturated region and the unsaturated region, electrons serving as carriers are accumulated in both the LDD region and the channel region, so that the on-state current does not decrease.

【0275】(第2ー9の実施の形態)図26に、本実
施の形態のTFTを使用した液晶表示装置を示す。画素
スイッチング用TFTと画素電極エリアの部分の断面、
本実施の形態のスイッチング用TFT及び画素は基本的
には、図21に示すものと同じである。
(2-9th Embodiment) FIG. 26 shows a liquid crystal display device using the TFT of this embodiment. Cross section of the pixel switching TFT and the pixel electrode area,
The switching TFTs and pixels of this embodiment are basically the same as those shown in FIG.

【0276】ただし、ソース電極とドレイン電極の下部
52、62はシリコンとシリサイドを形成するため界面
の電気抵抗が減少するTiであり、上部51、61は、
電気抵抗の小さいアルミであり、更に反射型の表示装置
であるため、画素電極11は、アルミ製なのが相違す
る。更に、実際の使用状態では、ソース電極5、ドレイ
ン電極6及び画素電極11の絶縁と液晶の配向を兼ねた
配向膜がそれらの上部に形成される。
However, the lower portions 52 and 62 of the source electrode and the drain electrode are made of Ti which forms the silicide with silicon and the electric resistance at the interface is reduced.
The pixel electrode 11 is made of aluminum because it is made of aluminum having a small electric resistance and is a reflective display device. Further, in an actual use state, an alignment film serving both as insulation of the source electrode 5, the drain electrode 6, and the pixel electrode 11 and for aligning the liquid crystal is formed thereon.

【0277】図27を参照しつつ、この液晶表示装置の
製造方法を説明する。なお、基本的には図23等に示す
のと同じであるため、要部のみ説明する。
A method for manufacturing this liquid crystal display device will be described with reference to FIG. Note that, since it is basically the same as that shown in FIG. 23 and the like, only the main part will be described.

【0278】下部ゲート電極膜420と上部ゲート電極
膜410を形成する(c)までは、同じである。
The steps up to (c) forming the lower gate electrode film 420 and the upper gate electrode film 410 are the same.

【0279】(dー1)上部ゲート電極41を、レジス
ト13を使用してのパターニングで形成する。
(D-1) The upper gate electrode 41 is formed by patterning using the resist 13.

【0280】(dー2)上部ゲート電極41の側部を、
レジスト13をも使用して陽極酸化する。
(D-2) The side of the upper gate electrode 41 is
Anodizing is also performed using the resist 13.

【0281】(dー3)陽極酸化部4105、4106
を有する上部ゲート電極41とレジスト13をエッチン
グストッパーと使用して、食み出し部を有する下部ゲー
ト電極42を形成する。
(D-3) Anodizing portions 4105 and 4106
Using the upper gate electrode 41 having the pattern 13 and the resist 13 as an etching stopper, the lower gate electrode 42 having a protruding portion is formed.

【0282】(e)上下のゲート電極を注入マスクとし
て、不純物を打ち込む。
(E) Impurities are implanted using the upper and lower gate electrodes as an implantation mask.

【0283】本実施の形態においても、同様のTFTで
構成されるC−MOSインバータ回路等を作製して液晶
パネル駆動回路をガラス基板上に製作しても良い。その
際、pチャネル型TFTを作製する必要があるが、上記
製造方法と同様の工程でボロンイオンを注入するなどし
てpチャネル型TFTを作製することができる。
Also in the present embodiment, a liquid crystal panel drive circuit may be manufactured on a glass substrate by manufacturing a C-MOS inverter circuit or the like constituted by similar TFTs. At this time, a p-channel TFT needs to be manufactured. However, a p-channel TFT can be manufactured by implanting boron ions in the same process as the above manufacturing method.

【0284】(第2ー10の実施の形態)本実施の形態
は、ソース領域側若しくはドレイン領域側の一方のみL
DD構造としたものである。
(Embodiment 2-10) In this embodiment, only one of the source region side and the drain region side has the L level.
It has a DD structure.

【0285】さて、液晶表示装置の画素部の半導体素子
としては、何も両側ともLDD構造でなくても良い場合
がある。また、一方のみLDDとすると、半導体素子の
浮遊容量が減少するため、用途によっては、その方が好
ましい場合もある。そこで、本実施の形態では、図28
の(a)に示すように、フォトリソグラフィにて下部4
2のゲート電極のソース電極側へのみ1〜2μm程度上
部のゲート電極43が食み出した構造とする。そして、
図28の(b)に示すように、この下で不純物イオンを
基板上面より打ち込む。これにより、片側のみLDDの
半導体素子が得られる。
Now, in some cases, the semiconductor element in the pixel portion of the liquid crystal display device does not need to have the LDD structure on both sides. In addition, if only one of the LDDs is used, the stray capacitance of the semiconductor element is reduced, so that it may be preferable in some applications. Therefore, in the present embodiment, FIG.
As shown in (a) of FIG.
The gate electrode 43 of about 1 to 2 μm protrudes only toward the source electrode side of the second gate electrode. And
As shown in FIG. 28B, impurity ions are implanted from below the substrate from below. Thereby, an LDD semiconductor element is obtained on only one side.

【0286】(第2ー11の実施の形態)本実施の形態
は、ゲート電極金属の酸化を利用するものである。
(Embodiment 2-11) This embodiment utilizes the oxidation of the gate electrode metal.

【0287】さて、ケースにより爆発的に燃焼するマグ
ネシウムや不働態となる金属を除き、鉄等多くの金属
は、通常は、温度、圧力等一定の下では一定の速度で酸
化する(例えば、使い捨てカイロ等は、この現象あるい
は法則を利用したものである)。また、一般に金属は酸
化すると密度が低くなり、更にその分、体積が増加す
る。
Many metals such as iron oxidize at a constant rate under a constant temperature, pressure and the like, except for magnesium and passive metals which explosively burn depending on the case (for example, disposable). Cairo and others make use of this phenomenon or law). In general, when a metal is oxidized, its density decreases, and its volume further increases.

【0288】このため、ゲート電極が金属酸化でチャネ
ル方向に膨張した部分は、打ち込まれる不純物イオンへ
のマスクとしての効果が低下する。本実施の形態は、こ
のことを利用したものである。
For this reason, the portion where the gate electrode expands in the channel direction due to metal oxidation is less effective as a mask for implanted impurity ions. The present embodiment utilizes this.

【0289】以下、図29を参照しつつ本実施の形態を
説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0290】(a)鉄等を材料としてゲート電極4を形
成する。
(A) The gate electrode 4 is formed using iron or the like as a material.

【0291】(b)基板全体を真空下で一定温度に昇温
する。
(B) The entire substrate is heated to a constant temperature under vacuum.

【0292】(c)ゲート電極として使用している鉄の
酸化量から定まる酸素を含有する低圧の空気を供給す
る。ここに低圧としたのは、局部的な酸化を防止するた
めであり、アルゴン等で稀釈した酸素でも良い。
(C) Supply low-pressure air containing oxygen determined from the oxidation amount of iron used as the gate electrode. The low pressure is used here to prevent local oxidation, and may be oxygen diluted with argon or the like.

【0293】(d)ゲート電極の上面、側面が一定量酸
化され、0.5μm厚さ程度の酸化金属膜が上部ゲート
電極43として(正確には、上部打ち込み用マスクのみ
として)形成される。この酸化金属膜の形成に伴い、ゲ
ート電極のソースー電極側及びドレイン電極側へ酸化金
属膜が食み出す。
(D) The upper and side surfaces of the gate electrode are oxidized by a certain amount, and a metal oxide film having a thickness of about 0.5 μm is formed as the upper gate electrode 43 (more precisely, only as an upper implantation mask). With the formation of the metal oxide film, the metal oxide film protrudes toward the source electrode side and the drain electrode side of the gate electrode.

【0294】(e)この状態で基板上面より不純物を打
ち込む。
(E) In this state, impurities are implanted from the upper surface of the substrate.

【0295】(f)必要に応じての酸化膜の除去、その
他水素の追い出しやダングリングボンドの結合等を兼ね
ての熱処理で酸化金属粒子の不揃い等に基づくLDD領
域の不純物注入の不揃いを補償する。
(F) Compensation for irregularities in impurity implantation in the LDD region due to irregularities in metal oxide particles and the like by removing the oxide film as necessary and performing a heat treatment for purging hydrogen and bonding dangling bonds. I do.

【0296】以下、先の実施の形態と同様の手順でLD
D型−TFTが製造される。
Hereinafter, the LD is performed in the same procedure as in the previous embodiment.
A D-type TFT is manufactured.

【0297】本実施の形態では、ゲート金属材料は鉄と
したが、これはアルミやクロムあるいはそれらの合金で
も良い。これらの場合には不働態を形成するものが多い
が、この場合には酸化膜厚さは自ずと一定となる。ま
た、ケースに依っては酸化物の除去も不必要なことが多
いであろう。
In the present embodiment, the gate metal material is iron, but may be aluminum, chromium, or an alloy thereof. In many of these cases, a passive state is formed, but in this case, the oxide film thickness is naturally constant. Also, in some cases, oxide removal will often be unnecessary.

【0298】更に、鉄を使用した場合、不純物注入後、
更にその上面にアルミ層を設ける等しても良い。
Further, when iron is used, after implantation of impurities,
Further, an aluminum layer may be provided on the upper surface.

【0299】更にまた、ゲート電極は上部がW等の高密
度金属、下部がアルミ等の低抵抗金属で形成し、両者を
液や電気で同時あるいは別個に酸化させても良い。この
場合には、上部のW等の高密度金属が水素の透過を阻止
し、下部のアルミ等の低抵抗金属により低抵抗が得られ
る。なおこの場合、酸化膜を不純物打ち込み後に除去す
れば、GOLD構造でないLDD型TFTが得られる。
Furthermore, the upper portion of the gate electrode may be formed of a high-density metal such as W, and the lower portion may be formed of a low-resistance metal such as aluminum, and both may be oxidized simultaneously or separately by liquid or electricity. In this case, a high-density metal such as W at the upper portion blocks the permeation of hydrogen, and a low-resistance metal such as aluminum at the lower portion provides low resistance. In this case, if the oxide film is removed after the implantation of the impurity, an LDD TFT having no GOLD structure can be obtained.

【0300】{第3の発明群} (第3ー1の実施の形態)本実施の形態は、先の第1の
発明群及び第2の発明群のLDD型TFT形成のための
不純物打ち込みに先立って、ゲート電極下部を除くゲー
ト絶縁膜を一旦取り去るものである。
<< Third Invention Group >> (Third Embodiment) This embodiment is directed to the implantation of impurities for forming the LDD type TFTs of the first invention group and the second invention group. Prior to this, the gate insulating film except for the lower part of the gate electrode is once removed.

【0301】すなわち、ゲート絶縁膜が存在すれば、そ
の分不純物打ち込み時の加速電圧を上げねばならない
が、これにより、不純物稀釈用の水素が過度に加速さ
れ、マスクとして重厚なゲート電極まで透過し、その下
部のチャネル領域の半導体にまで悪影響を及ぼす。
That is, if the gate insulating film is present, the accelerating voltage at the time of impurity implantation must be increased by that amount. However, hydrogen for diluting impurities is excessively accelerated and penetrates to a heavy gate electrode as a mask. This adversely affects the semiconductor in the channel region thereunder.

【0302】また、ゲート絶縁膜内で不純物が横方向に
散乱され、このため特に、チャネル領域とLDD領域の
境界が不明瞭となる。ひいては、チャネル領域1μm、
LDD領域が0.2μm程度の小さな半導体素子では、
用途によっては不都合が生じかねない。
Further, impurities are scattered in the gate insulating film in the horizontal direction, and therefore, particularly, the boundary between the channel region and the LDD region becomes unclear. As a result, the channel region is 1 μm,
In a small semiconductor device having an LDD region of about 0.2 μm,
Problems may occur depending on the application.

【0303】また、ゲート絶縁膜を完全に均一な厚さと
するのは困難であり、これも高濃度領域、LDD領域を
問わず、不純物の均一な注入の妨げになる。
Further, it is difficult to make the gate insulating film completely uniform in thickness, which also hinders uniform implantation of impurities regardless of the high concentration region or the LDD region.

【0304】そこで、本実施の形態では、不純物打ち込
み時にゲート電極直下部を除くゲート絶縁膜を予め除去
しておくものである。以下、図30を参照しつつ本実施
の形態を説明する。
Therefore, in this embodiment, the gate insulating film excluding the portion immediately below the gate electrode is removed in advance when the impurity is implanted. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0305】(a)上部の電極が下部電極のソース電極
側とドレイン電極側へ僅かに食み出すか、逆に図に示す
様に下部電極42が上部電極43の両側より僅かに食み
出すかしたゲート電極を形成する。
(A) The upper electrode slightly protrudes toward the source electrode side and the drain electrode side of the lower electrode, or conversely, the lower electrode 42 protrudes slightly from both sides of the upper electrode 43 as shown in the figure. A clean gate electrode is formed.

【0306】(b)ゲート電極直下部を除くゲート絶縁
膜25、26を除去する。更に、必要に応じて、エッチ
ングで痛んだp−Si膜表面を回復させるための熱処理
や、表面への極く薄い絶縁膜の形成を行う。
(B) The gate insulating films 25 and 26 except the portion immediately below the gate electrode are removed. Further, if necessary, heat treatment for recovering the surface of the p-Si film damaged by etching and formation of an extremely thin insulating film on the surface are performed.

【0307】(c)上部より不純物を打ち込む。(C) Impurities are implanted from above.

【0308】(d)除去した部分のゲート絶縁膜を再度
形成する。
(D) The gate insulating film in the removed portion is formed again.

【0309】以下、他の実施の形態と同様の手順でLD
D型TFTが製造される。
Hereinafter, the LD is performed in the same procedure as in the other embodiments.
A D-type TFT is manufactured.

【0310】これにより、手数はかかるものの非常に優
れたLDD型TFTが得られた。
As a result, an extremely excellent LDD type TFT was obtained, although it was troublesome.

【0311】(第3ー2の実施の形態)本実施の形態
は、先の第3ー2の実施の形態に似るが、LDD領域の
形成にゲート絶縁膜を利用するものである。
(Third Embodiment) This embodiment is similar to the above-mentioned third embodiment, but uses a gate insulating film for forming an LDD region.

【0312】以下、図31を参照しつつ本実施の形態を
説明する。
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG.

【0313】(a)ゲート絶縁膜2上にゲート電極4を
形成する。
(A) The gate electrode 4 is formed on the gate insulating film 2.

【0314】(b)ゲート電極のソース電極側及びドレ
イン電極側に、素子の寸法にもよるが、0.3〜1μm
程度食み出した部分を除くゲート絶縁膜254、264
を除去する。更に、必要に応じて、露出したp−Si膜
の熱処理等を行う。
(B) On the side of the source electrode and the side of the drain electrode of the gate electrode, 0.3 to 1 μm depending on the size of the element.
Gate insulating films 254 and 264 excluding portions that have protruded to a degree
Is removed. Further, if necessary, the exposed p-Si film is subjected to a heat treatment or the like.

【0315】なおこの際の、0.3〜1μm程度食み出
した部分を除くゲート絶縁膜の除去であるが、これはゲ
ート電極4を酸化させたり、金属めっきしたりして例え
ば図29の(d)や図23の(f)に示す状態にし、こ
の状態のゲート電極をエッチングマスクとして絶縁膜を
エッチング除去し、更にゲート電極に付着している酸化
物やめっき膜を除去することにより得られる。
At this time, the removal of the gate insulating film excluding the portion that protrudes by about 0.3 to 1 μm is performed by oxidizing the gate electrode 4 or performing metal plating, for example, as shown in FIG. (D) and the state shown in FIG. 23 (f), the insulating film is removed by etching using the gate electrode in this state as an etching mask, and furthermore, the oxide or plating film adhering to the gate electrode is removed. Can be

【0316】(c)上部より不純物を打ち込む。(C) Impurities are implanted from above.

【0317】(d)ゲート絶縁膜2を再度形成する。(D) The gate insulating film 2 is formed again.

【0318】以下、他の実施の形態と同様の手順でLD
D型TFTが製造される。
Hereinafter, the LD is performed in the same procedure as in the other embodiments.
A D-type TFT is manufactured.

【0319】これにより、手数はかかるものの非常に優
れたLDD型TFTが得られた。
As a result, an extremely excellent LDD-type TFT was obtained, although it was troublesome.

【0320】{第4の発明群} (第4ー1の実施の形態)本実施の形態は、先の第3ー
1の実施の形態における不純物の打ち込みに先立って、
水素の侵入防止のため裸のp−Si膜上に予めTi膜を
形成しておくものである。
{Fourth Invention Group} (Embodiment 4-1) In this embodiment, prior to the implantation of impurities in the aforementioned Embodiment 3-1,
In order to prevent the intrusion of hydrogen, a Ti film is previously formed on the bare p-Si film.

【0321】すなわち、不純物の注入に際しては、その
稀釈のためH2 が使用される。このため、質量が小さい
ため高度に加速された水素イオンが、その直径が小さい
こともあり半導体層へ高速で深く打ち込まれることとな
り、これが半導体の性能へ悪影響を及ぼす。その対策と
して、ゲート絶縁膜を取り去った状態で、半導体上面へ
水素を吸蔵する性質に優れ、しかも密度が小さいため不
純物の打ち込みの障害にならないTi層を形成して水素
の半導体層への侵入を極力防止し、併せてソース電極及
びドレイン電極形成時に共に半導体層と同じシリコン系
材料であるため正確な深さでエッチングするのが非常に
困難なゲート絶縁膜と層間絶縁膜の穿孔時にエッチング
ストッパーの役を担せ、更にソース電極、ドレイン電極
と半導体層の良好な電気的接触を確保するのに寄与させ
るものである。
That is, when implanting impurities, H 2 is used to dilute the impurities. For this reason, the highly accelerated hydrogen ions due to their small mass may be deeply implanted into the semiconductor layer at a high speed due to their small diameter, which adversely affects the performance of the semiconductor. As a countermeasure, with the gate insulating film removed, a Ti layer that is excellent in absorbing hydrogen into the upper surface of the semiconductor and has a low density that does not hinder the implantation of impurities is formed to prevent hydrogen from entering the semiconductor layer. In addition, it is very difficult to etch at the correct depth because it is the same silicon-based material as the semiconductor layer when forming the source and drain electrodes. It plays a role and further contributes to ensuring good electrical contact between the source and drain electrodes and the semiconductor layer.

【0322】以下、図32を参照しつつ本実施の形態を
説明する。
The present embodiment will be described below with reference to FIG.

【0323】(a)上部若しくは下部の一方のゲート電
極のソース電極側及びドレイン電極側の端部が、他部の
ゲート電極の端部より食み出したゲート電極42、43
を形成する。
(A) The gate electrodes 42 and 43 in which one end of the upper or lower gate electrode on the source electrode side and the drain electrode side protrudes from the end of the other gate electrode.
To form

【0324】(b)ゲート電極下部を除くゲート絶縁膜
25、26を一旦除去する。
(B) The gate insulating films 25 and 26 except for the lower part of the gate electrode are once removed.

【0325】(c)全面に、Ti膜18を形成する。(C) A Ti film 18 is formed on the entire surface.

【0326】(d)不純物イオンを上部より打ち込む。(D) Impurity ions are implanted from above.

【0327】(e)ソース電極及びドレイン電極の下部
(含む、多少の周辺部)となる部分52、62を除き、
Ti膜を除去する。
(E) Except for the portions 52 and 62 which are the lower portions (including some peripheral portions) of the source electrode and the drain electrode,
The Ti film is removed.

【0328】(f)ゲート絶縁膜2を再度形成し、更
に、層間絶縁膜3を形成する。
(F) The gate insulating film 2 is formed again, and further the interlayer insulating film 3 is formed.

【0329】(g)ソース電極、ドレイン電極を形成す
る位置にコンタクトホール9を形成する。この際、
(e)で残したTi膜或いはこのTiが打ち込み後の熱
処理でシリコンと反応して形成されたpーSi表面部の
チタンシリサイド膜やその上部の未反応のTiがエッチ
ングストッパーとなる。
(G) A contact hole 9 is formed at a position where a source electrode and a drain electrode are to be formed. On this occasion,
The Ti film left in (e) or the titanium silicide film on the p-Si surface formed by the reaction of the Ti with the silicon in the heat treatment after implantation and the unreacted Ti on the Ti film serve as an etching stopper.

【0330】(h)コンタクトホールにAlを充たし、
ソース電極5とドレイン電極6を形成する。
(H) A contact hole is filled with Al,
A source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed.

【0331】本実施の形態においては、ソース電極とド
レイン電極はその下端にp−Siとの反応によりTiシ
リサイドが形成され、シリコン層とTiシリサイド層の
界面の電気接触が良好となる。更に、Tiシリサイドと
Tiも界面の電気接触が良好であり、Ti層上部とアル
ミとの界面も同じ金属同士なので、電気的接触が良好で
ある。また、ゲート絶縁膜がない分加速電圧が低く、こ
の一方でTi層が水素を吸収するため、高速の水素イオ
ンによるp−Si層の痛み、p−Si層への水素の侵入
も少ない。
In the present embodiment, Ti silicide is formed at the lower ends of the source electrode and the drain electrode by the reaction with p-Si, and the electrical contact at the interface between the silicon layer and the Ti silicide layer is improved. Furthermore, the electrical contact at the interface between Ti silicide and Ti is also good, and the interface between the upper part of the Ti layer and aluminum is also the same metal, so that the electrical contact is good. Further, the acceleration voltage is low due to the absence of the gate insulating film. On the other hand, since the Ti layer absorbs hydrogen, the pain of the p-Si layer due to high-speed hydrogen ions and the penetration of hydrogen into the p-Si layer are small.

【0332】その上、Tiやそのシリサイドはシリコン
系物質と化学的性質が異なるため、絶縁膜にエッチング
でコンタクトホールを穿ける際特に注意をしなくてもそ
こで穿孔が停止するので正確な深さとなる。ひいては、
pーSi層の厚さにエッチング深さに対する余裕が不要
となり、ソース電極等とのpーSi層の接触もばらつき
がなくなる。このため、非常に優れたLDD型TFTと
なった。
In addition, since Ti and its silicide have different chemical properties from silicon-based materials, the drilling stops at the insulating film without any special care when drilling a contact hole in the insulating film. Become. In turn,
A margin for the etching depth is not required for the thickness of the p-Si layer, and the contact of the p-Si layer with the source electrode and the like does not vary. For this reason, a very excellent LDD type TFT was obtained.

【0333】{第5の発明群} (第5ー1の実施の形態)本実施の形態は、ボトムゲー
ト型のLDD構造の半導体素子に関する。
<< Fifth Invention Group >> (5-1-1th Embodiment) The present embodiment relates to a semiconductor device having a bottom gate type LDD structure.

【0334】ボトムゲート型のLDD構造の半導体素子
についても、トップゲート型との構造の相違にもとずく
制約は有るものの、上述の各発明群の思想を適用しう
る。
Although the semiconductor device having the LDD structure of the bottom gate type has restrictions based on the difference in structure from the top gate type, the ideas of the above-described inventions can be applied.

【0335】以下、図33を参照しつつ本実施の形態を
説明する。
The present embodiment will be described below with reference to FIG.

【0336】(a)基板上10にゲート電極4、ゲート
絶縁膜2、p−Si層1を形成する。
(A) A gate electrode 4, a gate insulating film 2, and a p-Si layer 1 are formed on a substrate 10.

【0337】(b)p−Si層に直接若しくは層間絶縁
膜を形成後、更にそれらの上部かつゲート電極直上に、
密度の大な金属からなるパターン化した下部金属マスク
47を形成する。
(B) After forming an interlayer insulating film directly on the p-Si layer, and further above them and directly above the gate electrode,
A patterned lower metal mask 47 made of high density metal is formed.

【0338】(c)下部金属マスク47の上に、ソース
電極側、ドレイン電極側に端部が多少食み出した上部金
属マスク48をめっきや酸化で形成する。
(C) On the lower metal mask 47, an upper metal mask 48 whose ends slightly protrude toward the source electrode side and the drain electrode side is formed by plating or oxidation.

【0339】(d)基板上面より不純物を打ち込む。(D) Impurities are implanted from the upper surface of the substrate.

【0340】(e)上部と下部の金属マスクを除去す
る。
(E) The upper and lower metal masks are removed.

【0341】以下、必要の応じての層間絶縁膜の形成
後、コンタクトホールの形成、ソース電極とドレイン電
極の形成を行う。
After forming an interlayer insulating film as necessary, a contact hole is formed, and a source electrode and a drain electrode are formed.

【0342】なお、本実施の形態においても、層間絶縁
膜を形成せずに上部と下部のマスクを形成した状態で更
にTi膜を形成し、不純物打ち込み後にソース電極とド
レイン電極の下端部はTi膜を除去せず、これをコンタ
クトホール形成時のエッチングストッパーとして使用も
良い。これにより、先の4ー1の実施の形態と同じく両
電極部での良好な電気的接触の確保も可能となる。
In this embodiment, a Ti film is further formed in a state where the upper and lower masks are formed without forming the interlayer insulating film, and the lower ends of the source electrode and the drain electrode are formed after the impurity is implanted. The film may be used as an etching stopper when forming a contact hole without removing the film. As a result, it is also possible to ensure good electrical contact between the two electrode portions, as in the embodiment 4-1.

【0343】(第5ー2実施の形態)本実施の形態は、
先の5ー1の実施の形態において、マスクを精度良く形
成するため、ガラス基板に既に形成されているゲート電
極を利用するものである。
(Embodiment 5-2) The present embodiment is directed to
In the embodiment 5-1 described above, in order to form a mask with high accuracy, a gate electrode already formed on a glass substrate is used.

【0344】以下、図34を参照しつつ本実施の形態を
説明する (a)基板上に、TaやAg等の高密度金属からなるゲ
ート電極4、ゲート絶縁膜2、p−Si層を順に形成す
る。
The present embodiment will be described below with reference to FIG. 34. (a) A gate electrode 4, a gate insulating film 2, and a p-Si layer made of a high-density metal such as Ta or Ag are sequentially formed on a substrate. Form.

【0345】(b)基板上に、感光性樹脂層49を形成
する。
(B) A photosensitive resin layer 49 is formed on the substrate.

【0346】(c)基板の背面よりゲート電極をマスク
として光や紫外線あるいはX線を照射し、感光性樹脂を
露光させる。
(C) Light, ultraviolet rays or X-rays are irradiated from the back surface of the substrate using the gate electrode as a mask to expose the photosensitive resin.

【0347】なおこの際、pーSiであるため光や紫外
線は散乱されることなくそのまま透過し易い。またX線
の照射の場合には、現時点では、レンズの製作等が困難
なので、紫外線に比較して基板から多少距離を置いて照
射する(X線源を設ける)のが好ましい。なおまた、各
電磁波の強度や波長は、吸収により減衰に大きく影響す
る基板の材質や厚さ、樹脂の感光性等を考慮するのは勿
論である。
At this time, since it is p-Si, light and ultraviolet light are easily transmitted without being scattered. In addition, in the case of X-ray irradiation, at present, it is difficult to manufacture a lens or the like. Therefore, it is preferable to irradiate X-rays at some distance from the substrate (provided with an X-ray source) as compared with ultraviolet rays. In addition, the intensity and wavelength of each electromagnetic wave, of course, take into account the material and thickness of the substrate, which greatly affects the attenuation by absorption, and the photosensitivity of the resin.

【0348】さて、この状態の基板は、48cm角程
度、その厚さはせいぜい1mmである。このため、基板
上のゲート電極の位置に無関係に、基板上ゲート電極直
上にある部分の樹脂のみ露光される。
By the way, the substrate in this state is about 48 cm square and its thickness is at most 1 mm. Therefore, irrespective of the position of the gate electrode on the substrate, only the portion of the resin immediately above the gate electrode on the substrate is exposed.

【0349】(d)加熱による現像等の後、露光した部
分の樹脂491を除去して、基板上面に下部マスク金属
膜470を形成する。
(D) After development by heating or the like, the exposed portion of the resin 491 is removed, and a lower mask metal film 470 is formed on the upper surface of the substrate.

【0350】(e)露光しなかった部分の樹脂膜49を
その上部の下部マスク金属膜470ともども除去する。
これにより、露光した部分の樹脂が有った部分のみ、下
部マスク金属膜47が残ることとなる。
(E) The unexposed portion of the resin film 49 is removed together with the upper portion of the lower mask metal film 470.
As a result, the lower mask metal film 47 remains only in the exposed portion where the resin is present.

【0351】(f)電気メッキにより、露光した部分の
樹脂後の下部マスク金属膜47の側面と上面に所定の材
料、厚さの上部マスク金属膜48を形成する。
(F) By electroplating, an upper mask metal film 48 of a predetermined material and thickness is formed on the side and upper surfaces of the exposed lower portion of the lower mask metal film 47 after the resin.

【0352】(g)不純物を基板上面より打ち込む。(G) Impurities are implanted from the upper surface of the substrate.

【0353】(h)上部と下部の金属マスクを除去す
る。
(H) The upper and lower metal masks are removed.

【0354】以降、層間絶縁膜の形成、コンタクトホー
ルの形成、ソース電極とドレイン電極の形成がなされ
る。
After that, formation of an interlayer insulating film, formation of a contact hole, and formation of a source electrode and a drain electrode are performed.

【0355】なお、本実施の形態の変形例として、導電
性感光性樹脂(現時点では、両樹脂の混合物)を使用し
て、ゲート電極上部の感光しなかった部分の樹脂のみ打
ち込みマスクとして残し、更にその側部に多少時間はか
かるであろうが金属をめっきしてLDD形成用のマスク
としても良い。
As a modification of this embodiment, using a conductive photosensitive resin (currently a mixture of both resins), only the unexposed portion of the resin above the gate electrode is left as an implantation mask. Further, although it may take some time on the side, a metal may be plated to be used as a mask for LDD formation.

【0356】(第5ー3実施の形態)本実施の形態は、
ゲート電極をシリサイドや少くも1層のシリサイド層を
有する多層で形成するものである。
(Embodiment 5-3) This embodiment is directed to
The gate electrode is formed of silicide or a multilayer having at least one silicide layer.

【0357】ただし、製造方法自体は既に説明したもの
と基本的には異ならないので、その説明は省略する。ま
た構造も特に複雑でないので、専用の図は省略し、他の
実施の形態の図を流用して示す。図33の(a)はシリ
サイドのゲート電極の場合であり、同(e)は上部に金
属電極414と下部のシリサイド電極413の場合であ
る。
However, since the manufacturing method itself is basically not different from that already described, the description is omitted. In addition, since the structure is not particularly complicated, dedicated drawings are omitted, and drawings of other embodiments are shown. FIG. 33A shows the case of a silicide gate electrode, and FIG. 33E shows the case of a metal electrode 414 on the upper side and a silicide electrode 413 on the lower side.

【0358】なお、この変形例として、ヒロック発生防
止のために、下向きに凹の上部シリサイド電極とガラス
基板とで下部アルミ電極を包む様にしても良いであろ
う。
As a modification, in order to prevent the occurrence of hillocks, the lower aluminum electrode may be wrapped with a lower concave upper silicide electrode and a glass substrate.

【0359】{第6の発明群}本発明群は、LDDでな
い、従って上下のゲート電極の一方が他方に対して食み
出し部を有さないのを除けば、第1から第4での発明群
と同じである。このため、わざわざの専用の図面を使用
しての説明は省略する。
{Sixth Invention Group} The invention groups are the same as those of the first to fourth embodiments except that they are not LDD, and therefore one of the upper and lower gate electrodes does not have a protruding portion with respect to the other. Same as the invention group. For this reason, the description using the dedicated drawings is omitted.

【0360】(第6ー1の実施の形態)図30の(a)
〜(e)における上部のゲート金属43と下部のゲート
金属42が、本図と異なりチャネル方向長さが等しく、
ひいては食み出し部がない様に、丁度図23の(b)に
おける13と41の様に、ドライエッチングで一度に形
成される。この際、上部のゲート金属43と下部のゲー
ト金属42の一方は電気抵抗の小さいアルミ合金であ
り、他方は水素へのマスク効果の大きいタングステンで
ある。
(Embodiment 6-1) FIG. 30 (a)
(E), the upper gate metal 43 and the lower gate metal 42 have the same length in the channel direction, unlike FIG.
As a result, just like 13 and 41 in FIG. 23B, they are formed at once by dry etching so that there is no protrusion. At this time, one of the upper gate metal 43 and the lower gate metal 42 is an aluminum alloy having a small electric resistance, and the other is tungsten having a large masking effect on hydrogen.

【0361】本実施の形態では、ゲート絶縁膜がないた
め打ち込み電圧がその分低いこともあり、優れたTFT
となった。
In this embodiment mode, since there is no gate insulating film, the driving voltage may be lower by that amount.
It became.

【0362】{第7の発明群} (第7ー1の実施の形態)本実施の形態は、基板上に特
性の異なる複数の種類のLDD型TFTを形成するもの
である。
{Seventh Invention Group} (Embodiment 7-1) In this embodiment, a plurality of types of LDD TFTs having different characteristics are formed on a substrate.

【0363】液晶表示装置の駆動回路部と画素等では、
LDD型TFTに要求される特性が相違する等のため、
用途によっては基板上の特定の位置に特定の性質を有す
るLDD型TFTの形成が必要となる。この場合、半導
体素子の寸法、チャネル領域の長さ等は、フォットソン
グラフィにおけるマスクの孔の寸法を場所に応じたもの
とすれば良い。
In the driving circuit portion and the pixels of the liquid crystal display device,
Because the characteristics required for the LDD type TFT are different,
Depending on the application, it is necessary to form an LDD type TFT having a specific property at a specific position on the substrate. In this case, the size of the semiconductor element, the length of the channel region, and the like may be determined according to the size of the hole of the mask in the Photsonography.

【0364】次に、LDD部であるが、本実施の形態で
は、下部のゲート電極にメッキにより上部のゲート電極
を形成する場合、メッキの時間や電圧、メッキする金属
の種類を基板上の場所に応じて変化させるものである。
Next, regarding the LDD section, in the present embodiment, when the upper gate electrode is formed by plating on the lower gate electrode, the plating time, voltage, and type of metal to be plated are determined on the substrate. It is changed according to.

【0365】本実施の形態では、制御の容易性のもと、
上部のゲート電極形成の厚さが大きな場合、メッキ時間
を長くすることにより所望のLDD領域長さのTFTを
得た。
According to the present embodiment, under the easiness of control,
When the thickness of the upper gate electrode was large, a TFT having a desired LDD region length was obtained by extending the plating time.

【0366】これらの様子の一部を概念的に図35に示
す。本図の(a)は場所により電圧を変える場合であ
り、(b)はタイマースイッチを使用して場所により時
間を変える場合である。
FIG. 35 conceptually shows a part of these states. (A) of this figure is a case where the voltage is changed depending on the place, and (b) is a case where the time is changed depending on the place using the timer switch.

【0367】なお、本実施の形態の変形例として、多少
手間がかかるが、場所毎にメッキ液の濃度や金属の種類
を変えて行っても良い。この場合、LDD部の長さは、
異なるが、不純物打ち込み時のマスクとしての能力は、
ほぼ同じとすることも可能である。
[0367] As a modification of the present embodiment, although it takes some time, the concentration of the plating solution and the type of metal may be changed for each location. In this case, the length of the LDD part is
Although different, the ability as a mask when implanting impurities is
It is possible that they are almost the same.

【0368】(第7ー2の実施の形態)本実施の形態
は、基板上の形成位置に応じた特性のLDD型TFTを
形成するのは、先の実施の形態と同じであるが、その手
段として不純物打ち込み後にLDD部直上の部分のゲー
ト電極を除去するものである。
(Embodiment 7-2) In this embodiment, an LDD type TFT having characteristics according to the formation position on the substrate is formed in the same manner as in the previous embodiment. As a means, after the impurity is implanted, a portion of the gate electrode immediately above the LDD portion is removed.

【0369】以下、図36を参照しつつ、本実施の形態
を説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0370】(a)一応、基板10上にLDD半導体T
FTが形成される。
(A) First, an LDD semiconductor T
An FT is formed.

【0371】(b)不純物打ち込み後、食み出し部を除
去しない部分にのみレジスト層1310を形成する。
(B) After the impurity is implanted, a resist layer 1310 is formed only on portions where the protruding portions are not removed.

【0372】(c)食み出し部を形成する金属を酸素、
フッ素等を使用するドライエッチングで除去する。従っ
て、この部分では下部のゲート電極が食み出しているな
らば、上部のゲート電極がその下部のゲート電極をエッ
チングガスから保護する。
(C) The metal forming the protruding portion is oxygen,
It is removed by dry etching using fluorine or the like. Therefore, in this portion, if the lower gate electrode protrudes, the upper gate electrode protects the lower gate electrode from the etching gas.

【0373】また、上部のゲート電極が下部のゲート電
極に対して食み出しているならば、上部のゲート電極は
全て除去されることとなる。本図では、液晶表示装置の
画素部のみが、ゲート電極の一部が除去されることとな
る。
If the upper gate electrode protrudes from the lower gate electrode, the entire upper gate electrode is removed. In this figure, only the pixel portion of the liquid crystal display device has part of the gate electrode removed.

【0374】以下層間絶縁膜の形成、コンタクトホール
の形成、ソース電極とドレイン電極の形成がなされる。
The formation of an interlayer insulating film, the formation of a contact hole, and the formation of a source electrode and a drain electrode are performed below.

【0375】(第7ー3の実施の形態)本実施の形態
は、上部もしくは下部のゲート電極の所定量の食み出し
量を場所に応じて変化させるため上部又は下部の電極
を、他方の電極に対して食み出して形成するのに使用す
るフォットソングラフィ用のマスクの孔の寸法を場所に
よりかえているものである。
(Embodiment 7.3) In this embodiment, an upper or lower electrode is used to change the amount of protrusion of a predetermined amount of the upper or lower gate electrode in accordance with the location, and the other is replaced with the other electrode. The size of the hole of a Photsonography mask used to protrude from the electrode is changed from place to place.

【0376】このため、フォトリソグラフィのマスクの
孔は最初から基板上の場所に応じたLDD型TFTの形
成にあわせたものとなっている。ただし、その様なマス
クやその様なマスクを使用しての素子の製造方法自体は
既に説明したものと基本的には異ならないので、その説
明は省略する。また構造も特に複雑でないので、図示は
省略する。
For this reason, the holes in the photolithography mask are adapted from the beginning to the formation of the LDD TFT corresponding to the location on the substrate. However, such a mask and a method of manufacturing an element using such a mask are basically the same as those already described, and thus the description thereof is omitted. The structure is not particularly complicated, so that the illustration is omitted.

【0377】以上、本発明を幾つかのその実施の形態に
基づいて説明してきたが、本発明は何もこれらに限定さ
れないのは勿論である。すなわち、例えば以下のように
してもよい。
Although the present invention has been described based on some embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments. That is, for example, the following may be performed.

【0378】1)用途は、液晶型テレビジョン受像機、
ワードプロセッサー等の液晶表示装置以外、例えばEL
ディスプレイである。
1) Uses include liquid crystal television receivers,
Other than liquid crystal display devices such as word processors, for example, EL
It is a display.

【0379】2)半導体材料として、Si以外に、Si
−Ge、Si−Ge−C等を使用している。
2) As a semiconductor material, besides Si, Si
-Ge, Si-Ge-C or the like is used.

【0380】3)第1ー3の実施の形態において、
(b)のパターン化されたアモルファスシリコン層の上
部に金属薄膜をチャネル領域方向の長さが長いように形
成した段階で、不純物イオンを打ち込み、しかる後アモ
ルファスシリコンと金属薄膜との化学反応によるシリサ
イド層の形成とポリシリコンの熱処理とを兼ねて基板毎
550℃〜650℃で約20分程度の加熱を行なうよう
にしている。
3) In the first to third embodiments,
At the stage where the metal thin film is formed so as to have a longer length in the channel region direction on the patterned amorphous silicon layer of (b), impurity ions are implanted, and then silicide due to a chemical reaction between the amorphous silicon and the metal thin film The substrate is heated at 550 ° C. to 650 ° C. for about 20 minutes for both the formation of the layer and the heat treatment of the polysilicon.

【0381】4)第1ー3の実施の形態において(a)
のアモルファスシリコンに換えてシリサイド膜を形成
し、更に(b)と同じくパターン化し、この上に金属膜
をシリサイドを完全に覆うように多少食み出して形成す
る。しかる後、(c)の工程を経ることなく不純物の注
入を行なうようにしている。
4) In the first to third embodiments, (a)
A silicide film is formed in place of the amorphous silicon, and a pattern is formed in the same manner as in (b), and a metal film is formed on the silicide film so as to slightly cover the silicide. Thereafter, the impurity is implanted without going through the step (c).

【0382】5)図3や図4に示すゲート電極のチャネ
ル方向断面は、末(下)拡がりの台形でなく、長方形と
している。
5) The cross section in the channel direction of the gate electrode shown in FIGS. 3 and 4 is not a trapezoid that spreads out (downward) but a rectangle.

【0383】6)パネルの形成において、いずれかのゲ
ート電極用膜の形成は、反射板、画素電極等の形成をも
兼ねている。
6) In forming a panel, formation of any gate electrode film also serves as formation of a reflector, a pixel electrode, and the like.

【0384】7)ボトムゲートの場合、基板側からの樹
脂の露光の際に、半導体層は極力薄くし、また絶縁膜を
透光性樹脂とし、これらに併せてあまり短波長の電磁波
を使用しないようにしている。
7) In the case of a bottom gate, when exposing the resin from the substrate side, the semiconductor layer is made as thin as possible, and the insulating film is made of a light-transmitting resin. Like that.

【0385】8)LDD型のTFTは、その特性を変え
る等のため、上下の電極はチャネル方向に同じ長さとし
ており、またこのためGOLD構造でなくなっている。
8) In order to change the characteristics of the LDD type TFT, the upper and lower electrodes have the same length in the channel direction, and thus have no GOLD structure.

【0386】[0386]

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明によれ
ば、LDD構造を有し、かつ、ソース領域、低濃度不純
物領域、チャネル領域、ドレイン領域を自己整合的に形
成することができる薄膜トランジスタを実現できる。よ
って、OFF電流の低減を図り、且つON電流の低下を
抑えることができる。また、自己整合的構造であるた
め、寄生容量を小さくすることができ、そのため微細化
が可能となる。
As can be seen from the above description, according to the present invention, a thin film transistor having an LDD structure and capable of forming a source region, a low concentration impurity region, a channel region, and a drain region in a self-aligned manner. Can be realized. Therefore, it is possible to reduce the OFF current and suppress the decrease in the ON current. In addition, since it has a self-aligned structure, the parasitic capacitance can be reduced, and thus miniaturization is possible.

【0387】また、ボトムゲート型の半導体素子にも適
用しうる。
Further, the present invention can be applied to a bottom gate type semiconductor element.

【0388】また、一枚の基板の各部に場所に応じた特
性を有するLDD型TFTを形成可能となる。
Further, it becomes possible to form an LDD type TFT having a characteristic corresponding to a place on each part of one substrate.

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

【図1】 従来技術のLDD構造の薄膜トランジスタの
断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a thin film transistor having a conventional LDD structure.

【図2】 従来技術のGLD型のLDD構造の薄膜トラ
ンジスタの断面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a thin film transistor having a GLD type LDD structure according to the related art.

【図3】 本発明の第1−1の実施の形態の半導体素子
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to Embodiment 1-1 of the present invention;

【図4】 上記実施の形態の半導体素子の形成工程に伴
う断面の変化を示す図の前半である。
FIG. 4 is a first half of a diagram showing a change in a cross section in a process of forming the semiconductor element of the above embodiment.

【図5】 上記図4の後に続く形成工程に伴う断面の変
化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in a cross section in a forming process following FIG. 4;

【図6】 本発明の第1−2の実施の形態の半導体素子
の形成工程に伴う断面の変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change in a cross section accompanying a process of forming a semiconductor element according to a first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第1−3の実施の形態の半導体素子
の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor device according to a first to third embodiments of the present invention;

【図8】 本発明の第1−4の実施の形態の半導体素子
の断面とその原理を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a cross section of a semiconductor device according to a first to fourth embodiments of the present invention and the principle thereof.

【図9】 本発明の第1−5の実施の形態の半導体素子
の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor device according to a first to fifth embodiments of the present invention.

【図10】 本発明の第1−6の実施の形態の半導体素
子の原理と断面を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a principle and a cross section of a semiconductor device according to a first to sixth embodiments of the present invention.

【図11】 本発明の第2−1の実施の形態の薄膜トラ
ンジスタの断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a thin film transistor according to Embodiment 2-1 of the present invention;

【図12】 上記実施の形態の薄膜トランジスタの製造
工程の前半を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating the first half of the manufacturing process of the thin film transistor of the above embodiment.

【図13】 上記実施の形態の薄膜トランジスタの製造
工程の後半を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the latter half of the manufacturing process of the thin film transistor of the above embodiment.

【図14】 本発明の第2−2の実施の形態の薄膜トラ
ンジスタの製造工程の要部を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a main part of a manufacturing process of the thin film transistor according to the second embodiment of the present invention;

【図15】 本発明の第2−3の実施の形態の薄膜トラ
ンジスタの製造工程の要部を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a main part of a manufacturing process of the thin film transistor according to the second to third embodiments of the present invention;

【図16】 本発明の薄膜トランジスタを使用した液晶
パネルの画素TFTの平面と断面を示した図である。
FIG. 16 is a diagram showing a plane and a cross section of a pixel TFT of a liquid crystal panel using the thin film transistor of the present invention.

【図17】 本発明の薄膜トランジスタを使用した液晶
パネルの他の画素TFTを示した平面と断面の図であ
る。
FIG. 17 is a plan view and a sectional view showing another pixel TFT of a liquid crystal panel using the thin film transistor of the present invention.

【図18】 本発明の第2−5の実施の形態のTFTの
断面を模式的に示した図である。
FIG. 18 is a diagram schematically showing a cross section of a TFT according to a second to fifth embodiments of the present invention.

【図19】 上記実施の形態のTFT製造方法を模式的
に示した図である。
FIG. 19 is a view schematically showing the TFT manufacturing method of the above embodiment.

【図20】 上記実施の形態のTFTの電圧/電流特性
を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing voltage / current characteristics of the TFT of the above embodiment.

【図21】 上記実施の形態のTFTアレイを使用した
画素電極を模式的に示した図である。
FIG. 21 is a diagram schematically illustrating a pixel electrode using the TFT array of the above embodiment.

【図22】 上記実施の形態のTFTアレイを使用した
画素電極の製造方法の要部を模式的に示した図である。
FIG. 22 is a diagram schematically illustrating a main part of a method for manufacturing a pixel electrode using the TFT array according to the above embodiment.

【図23】 本発明の第2ー7の実施の形態のTFTの
製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 23 is a view schematically showing a method of manufacturing a TFT according to a second to seventh embodiments of the present invention.

【図24】 本発明の第2ー8の実施の形態のTFTの
製造方法を示した図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a method of manufacturing a TFT according to a second to eighth embodiments of the present invention.

【図25】 上記実施の形態のTFT電圧/電流特性を
示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing TFT voltage / current characteristics of the above embodiment.

【図26】 本発明の第2ー9の実施の形態のTFTア
レイを模式的に示した図である。
FIG. 26 is a view schematically showing a TFT array according to a second to ninth embodiments of the present invention.

【図27】 上記実施の形態のTFTアレイの製造方法
を模式的に示した図である。
FIG. 27 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing the TFT array according to the above embodiment.

【図28】 本発明の第2ー10の実施の形態のTFT
アレイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 28 shows a TFT according to a second to tenth embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an array manufacturing method.

【図29】 本発明の第2ー11の実施の形態のTFT
アレイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 29 shows a TFT according to a second to eleventh embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an array manufacturing method.

【図30】 本発明の第3ー1の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 30 is a view schematically showing a method of manufacturing the TFT array according to the embodiment 3-1 of the present invention;

【図31】 本発明の第3ー2の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 31 is a view schematically showing a method of manufacturing the TFT array according to the third to third embodiments of the present invention.

【図32】 本発明の第4ー1の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 32 is a view schematically showing a method of manufacturing the TFT array according to the fourth embodiment of the present invention.

【図33】 本発明の第5ー1の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 33 is a drawing schematically showing a manufacturing method of the TFT array according to the 5-1 embodiment of the present invention;

【図34】 本発明の第5ー2の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 34 is a view schematically showing a method of manufacturing a TFT array according to a fifth to second embodiments of the present invention.

【図35】 本発明の第7ー1の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 35 is a view schematically showing a method for manufacturing a TFT array according to the seventh to seventh embodiments of the present invention.

【図36】 本発明の第7ー2の実施の形態のTFTア
レイの製造方法を模式的に示した図である。
FIG. 36 is a view schematically showing a manufacturing method of the TFT array according to the seventh to second embodiments of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p−Si半導体(層) 100 a−Si半導体(層) 150 同上 (ソース領域) 151、152 同上 (ソース側LDD
部) 156 同上 (多段LDD部) 1562 同上 (LDD部) 160 同上 (ドレイン領域) 161、162 同上 (ドレイン側LDD
部) 170 同上 (チャネル領域) 175 同上 (ソース電極側) 176 同上 (ドレイン電極側) 2 ゲート絶縁膜 25 ゲート絶縁膜(ソース電極側) 26 ゲート絶縁膜(ドレイン電極側) 3 層間絶縁膜 4 ゲート電極 41 サブゲート電極、上部ゲート電極 413 下部シリサイドゲート電極 4130 アモルファスシリコンゲート電極 414 上部金属ゲート電極 4141 上部金属ゲート電極の食み出し部 415 シリサイドゲート電極 416 下部金属ゲート電極 417 中部金属ゲート電極材料 42 下部ゲート電極 421 第1の下部ゲート電極 422 第2の下部ゲート電極 43 上部ゲート電極 431 第1の上部ゲート電極 432 第2の上部ゲート電極 435 上部ゲート電極ソース側食み出し部 436 サブゲート電極ドレイン側食み出し部 47 下部打ち込みマスク 48 上部打ち込みマスク 49 感光性樹脂 5 ソース電極 51 ソース電極上部 52 ソース電極下部(シリサイド) 6 ドレイン電極 61 ドレイン電極上部 62 ドレイン電極下部(シリサイド) 9 コンタクトホール 95 コンタクトホール(ソース電極側) 96 コンタクトホール(ドレイン電極側) 10 ガラス基板 11 画素電極 12 アンダーコート膜 13 レジスト膜 14 配向膜 18 チタン膜 19 露光用マスク
1 p-Si semiconductor (layer) 100 a-Si semiconductor (layer) 150 Same as above (source region) 151, 152 Same as above (source side LDD
156 Same as above (multi-stage LDD section) 1562 Same as above (LDD section) 160 Same as above (drain region) 161 and 162 Same as above (Drain side LDD)
170 Same as above (Channel region) 175 Same as above (Source electrode side) 176 Same as above (Drain electrode side) 2 Gate insulating film 25 Gate insulating film (Source electrode side) 26 Gate insulating film (Drain electrode side) 3 Interlayer insulating film 4 Gate Electrode 41 Sub-gate electrode, upper gate electrode 413 Lower silicide gate electrode 4130 Amorphous silicon gate electrode 414 Upper metal gate electrode 4141 Overhanging portion of upper metal gate electrode 415 Silicide gate electrode 416 Lower metal gate electrode 417 Middle metal gate electrode material 42 Lower Gate electrode 421 First lower gate electrode 422 Second lower gate electrode 43 Upper gate electrode 431 First upper gate electrode 432 Second upper gate electrode 435 Upper gate electrode source side protrusion 436 Sub gate electrode drain Exposed portion 47 Lower implantation mask 48 Upper implantation mask 49 Photosensitive resin 5 Source electrode 51 Source electrode upper 52 Source electrode lower (silicide) 6 Drain electrode 61 Drain electrode upper 62 Drain electrode lower (silicide) 9 Contact hole 95 Contact hole (source electrode side) 96 Contact hole (drain electrode side) 10 Glass substrate 11 Pixel electrode 12 Undercoat film 13 Resist film 14 Alignment film 18 Titanium film 19 Exposure mask

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 617K 617L 617M (31)優先権主張番号 特願平11−83314 (32)優先日 平成11年3月26日(1999.3.26) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平11−83316 (32)優先日 平成11年3月26日(1999.3.26) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 井上 真弓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 河北 哲郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 倉増 敬三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H092 JA25 JA26 JA28 JA34 JA38 JA40 JA44 JB22 JB31 JB56 KA04 KA18 MA01 MA05 MA08 MA11 MA14 MA15 MA17 MA25 MA27 MA30 MA41 NA01 NA11 NA22 NA23 NA24 NA29 PA01 PA12 5C094 AA13 AA43 BA03 BA45 CA19 EB05 GB10 5F110 AA02 AA03 AA06 AA16 BB02 BB04 CC02 CC08 DD02 DD13 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE07 EE08 EE09 EE14 EE15 EE22 EE23 EE24 EE28 EE33 EE34 EE41 EE44 EE45 FF02 FF29 FF30 GG01 GG02 GG13 GG23 GG25 GG45 GG47 HJ04 HJ07 HJ12 HJ13 HJ30 HK04 HK05 HK21 HK40 HL02 HL03 HL23 HM12 HM15 NN02 NN04 NN23 NN24 NN35 NN72 PP03 PP04 PP35 QQ01 QQ03 QQ04 QQ05 QQ08 QQ11 QQ12 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) H01L 29/78 617K 617L 617M (31) Priority Claim Number Japanese Patent Application No. 11-83314 (32) Priority Date March 1999 26 (1999. 3.26) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 11-83316 (32) Priority date March 26, 1999 (March. 1999) 26) (33) Priority Country Japan (JP) (72) Inventor Mayumi Inoue 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuro Kawakita 1006 Kadoma Kadoma Kadoma, Osaka Matsushita Inside Electric Industrial Co., Ltd. MA17 MA25 MA27 MA30 MA41 NA01 NA11 NA22 NA23 NA24 NA29 PA01 PA12 5C094 AA13 AA43 BA03 BA45 CA19 EB05 GB10 5F110 AA02 AA03 AA06 AA16 BB02 BB04 CC02 CC08 DD02 DD13 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE07 EE08 EE09 EE14 EE15 EE22 EE23 EE24 EE28 EE33 EE34 EE41 EE44 EE45 FF12 HL29 HK30 GG30 H12 GG30 NN04 NN23 NN24 NN35 NN72 PP03 PP04 PP35 QQ01 QQ03 QQ04 QQ05 QQ08 QQ11 QQ12

Claims (71)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成されたソース領域、ドレイ
ン領域、ゲート領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜
と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜上に
形成されたゲート電極とを有する半導体素子において、 上記ゲート電極は、 シリサイド薄膜と金属薄膜からなる上下の2層からな
り、更に一方の薄膜は他方の薄膜のソース電極側、ドレ
イン電極側の少くも一方に少し食み出して形成されたL
DD形成マスク兼用ゲート電極であり、 上記半導体層は、 前記LDD形成マスク兼用ゲート電極を注入マスクにし
て不純物イオンを打ち込まれため、上記シリサイド薄膜
及び上記金属薄膜の位置と不純物イオンの打ち込み方向
から定まるゲート電極位置対応領域に形成されたLDD
領域を有していることを特徴とする半導体素子。
A semiconductor layer having a source region, a drain region, and a gate region formed on a substrate, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode formed on the gate insulating film. In the semiconductor device having the above-mentioned structure, the gate electrode is composed of upper and lower layers composed of a silicide thin film and a metal thin film, and one thin film slightly protrudes into at least one of the other thin film on the source electrode side and the drain electrode side. L formed
Since the semiconductor layer is implanted with impurity ions using the LDD formation mask / gate electrode as an implantation mask, the semiconductor layer is determined from the positions of the silicide thin film and the metal thin film and the direction of implantation of the impurity ions. LDD formed in the region corresponding to gate electrode position
A semiconductor element having a region.
【請求項2】 基板上に形成されたソース領域、ドレイ
ン領域、ゲート領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜
と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜上に
形成されたゲート電極とを有する半導体素子において、 上記ゲート電極は、 上下のシリサイド薄膜からなり、更に一方の薄膜は他方
の薄膜のソース電極側、ドレイン電極側の少くも一方に
少し食み出して形成されたLDD形成マスク兼用ゲート
電極であり、 上記半導体層は、 前記LDD形成マスク兼用ゲート電極を注入マスクにし
て不純物イオンを打ち込まれため、上記シリサイド薄膜
及び上記金属薄膜の位置と不純物イオンの打ち込み方向
から定まるゲート電極位置対応領域に形成されたLDD
領域を有していることを特徴とする半導体素子。
2. A semiconductor layer having a source region, a drain region, and a gate region formed on a substrate, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode formed on the gate insulating film. In the semiconductor device, the gate electrode is composed of upper and lower silicide thin films, and one of the thin films is also used as an LDD forming mask formed by slightly protruding into at least one of the source and drain electrodes of the other thin film. A gate electrode, wherein the semiconductor layer is implanted with impurity ions using the LDD formation mask / gate electrode as an implantation mask, and corresponds to a gate electrode position determined from the positions of the silicide thin film and the metal thin film and the direction of impurity ion implantation. LDD formed in the region
A semiconductor element having a region.
【請求項3】 基板上に形成されたソース領域、ドレイ
ン領域、ゲート領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜
と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜上に
形成されたゲート電極とを有する半導体素子において、 上記ゲート電極は、 少くもシリサイド薄膜と金属薄膜とシリコン薄膜を有す
る多層からなり、更に不純物注入時のマスクとしては中
央部が最も厚く、両端部が最も薄く、その中間部は中間
の厚さ若しくは更に両側より中央側へ向かって除々に厚
くなる多段LDD形成マスク兼用ゲート電極であり、 上記半導体層は、 前記多段LDD形成マスク兼用ゲート電極を注入マスク
にして上方より不純物イオンを打ち込まれため、上記マ
スク厚さと不純物イオンの打ち込み方向から定まる位置
に形成された多段のLDD領域を有することを特徴とす
る半導体素子。
3. A semiconductor layer having a source region, a drain region, and a gate region formed on a substrate, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode formed on the gate insulating film. In the semiconductor device having the gate electrode, the gate electrode is composed of a multilayer having at least a silicide thin film, a metal thin film, and a silicon thin film. Further, as a mask at the time of impurity implantation, the center is the thickest, the ends are the thinnest, and the middle is the middle. A multi-stage LDD formation mask / gate electrode that gradually increases in thickness from the middle to the center side from both sides, and the semiconductor layer is configured to implant impurity ions from above using the multi-stage LDD formation mask / gate electrode as an implantation mask. Since it is implanted, it has a multi-stage LDD region formed at a position determined by the mask thickness and the direction of implanting impurity ions. The semiconductor device characterized Rukoto.
【請求項4】 基板上に形成されたソース領域、ドレイ
ン領域、ゲート領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜
と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜上に
形成されたゲート電極とを有する半導体素子において、 上記ゲート電極は、 高融点金属薄膜からなる層と、 シリサイド薄膜からなる層と、 前記高融点金属薄膜層と前記シリサイド薄膜層に囲まれ
たアルミニウム薄膜からなる層とを有し、更にマスク厚
さとしては、中央部が最も厚く、両端部が最も薄くなる
LDDマスク兼用含中間アルミ層ゲート電極であり、 上記半導体層は、 前記LDDマスク兼用含中間アルミ層ゲート電極を注入
マスクにして上方より不純物イオンを打ち込まれため、
上記マスク厚さと不純物の打ち込み方向から定まる位置
に形成された単段若しくは多段のLDD領域を有するL
DD半導体素子であることを特徴とする半導体素子。
4. A semiconductor layer having a source region, a drain region, and a gate region formed on a substrate, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode formed on the gate insulating film. In the semiconductor device having the above, the gate electrode has a layer made of a high melting point metal thin film, a layer made of a silicide thin film, and a layer made of an aluminum thin film surrounded by the high melting point metal thin film layer and the silicide thin film layer. Further, as the mask thickness, an LDD mask / intermediate aluminum layer-containing gate electrode having the largest thickness at the center portion and the thinnest at both end portions is provided. To implant impurity ions from above,
L having a single-stage or multi-stage LDD region formed at a position determined from the mask thickness and the direction of impurity implantation
A semiconductor device, which is a DD semiconductor device.
【請求項5】 前記シリサイド薄膜は、 チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリ
サイド、ジルコニウムシリサイド、モリブデンシリサイ
ド、パラジウムシリサイド、白金シリサイドの群より選
択された特定材料シリサイド薄膜であることを特徴とす
る請求項1、請求項2、請求項3若しくは請求項4記載
の半導体素子。
5. The silicide thin film according to claim 1, wherein the silicide thin film is a specific material silicide thin film selected from the group consisting of titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide, zirconium silicide, molybdenum silicide, palladium silicide, and platinum silicide. 5. The semiconductor device according to claim 2, 3 or 4.
【請求項6】 前記少くも1の金属薄膜若しくは高融点
金属薄膜は、 構成する金属元素が、前記シリサイドを構成する金属元
素と同一の同一材料金属薄膜であることを特徴とする請
求項5記載の半導体素子。
6. The thin film of at least one metal or the thin film of high melting point metal, wherein the constituent metal element is a metal thin film of the same material as the metal element forming the silicide. Semiconductor element.
【請求項7】 前記半導体素子は、 上記ソース電極と上記ソース領域の接触部及び上記ドレ
イン電極と上記ドレイン領域の接触部とに、前記ゲート
電極のシリサイド薄膜と同じ材質のシリサイド薄膜層を
有していることを特徴とする請求項1、請求項2、請求
項3若しくは請求項4記載の半導体素子。
7. The semiconductor element has a silicide thin film layer of the same material as a silicide thin film of the gate electrode at a contact portion between the source electrode and the source region and a contact portion between the drain electrode and the drain region. The semiconductor device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein
【請求項8】 前記半導体素子は、 上記ソース電極と上記ソース領域の接触部及び上記ドレ
イン電極と上記ドレイン領域の接触部とに、前記ゲート
電極のシリサイド薄膜と同じ材質のシリサイド薄膜層を
有していることを特徴とする請求項5記載の半導体素
子。
8. The semiconductor element has a silicide thin film layer of the same material as a silicide thin film of the gate electrode at a contact portion between the source electrode and the source region and a contact portion between the drain electrode and the drain region. The semiconductor device according to claim 5, wherein
【請求項9】 前記半導体素子は、 上記ソース電極と上記ソース領域の接触部及び上記ドレ
イン電極と上記ドレイン領域の接触部とに、前記ゲート
電極のシリサイド薄膜と同じ材質のシリサイド薄膜層を
有していることを特徴とする請求項6記載の半導体素
子。
9. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a silicide thin film of the same material as the silicide thin film of the gate electrode at a contact portion between the source electrode and the source region and a contact portion between the drain electrode and the drain region. 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein:
【請求項10】 基板上所定位置に半導体層を形成し更
に形成されたこの半導体層上にゲート絶縁膜を形成する
基本形成ステップと、 上記形成されたゲート絶縁膜上に少くもシリサイド薄膜
層を一層含む複数層を有し、更に少くも1の層は他の層
のソース電極、ドレイン電極の少なくも1の方向に食み
出しこのため不純物打ち込み時のマスクとして中央部が
最も厚く、ソース電極、ドレイン電極の少なくも1の方
向には食み出した方向の順に薄くなる構造の不純物打ち
込み時のマスクを兼ねたゲート電極を形成するゲート電
極形成ステップと、 上記形成されたゲート電極を注入マスクとして上記半導
体層に不純物イオンの打ち込みを行って、マスクが全く
存在しないため不純物イオンの打ち込み量の多いソース
領域及びドレイン領域、食み出し部のみがマスクとなる
ため不純物イオンの注入が少ないLDD領域並びに全薄
膜層がマスクとなるため不純物イオンの打ち込みがなさ
れないチャネル領域とからなるLDD構造を有する半導
体層を形成する打ち込みステップとを有していることを
特徴とする半導体素子の製造方法。
10. A basic forming step of forming a semiconductor layer at a predetermined position on a substrate, further forming a gate insulating film on the formed semiconductor layer, and forming at least a silicide thin film layer on the formed gate insulating film. It has a plurality of layers including at least one layer, and at least one layer protrudes in at least one direction of the source electrode and the drain electrode of the other layer. A gate electrode forming step of forming a gate electrode also serving as a mask at the time of implanting an impurity having a structure that becomes thinner in at least one direction of the drain electrode in the direction in which the drain electrode protrudes; The semiconductor layer is implanted with impurity ions, and since there is no mask at all, the source and drain regions with a large amount of impurity ions implanted, And forming a semiconductor layer having an LDD structure including an LDD region in which impurity ions are less implanted because only the portion serves as a mask, and a channel region in which impurity ions are not implanted because the entire thin film layer serves as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項11】 基板上所定位置に半導体層を形成し、
更に形成されたこの半導体層上にゲート絶縁膜を形成す
る基本形成ステップと、 上記形成されたゲート絶縁膜上部に多層構造のゲート電
極の下部層としてのシリコン薄膜若しくは金属薄膜を形
成する下部薄膜形成ステップと、 上記形成された下部薄膜を完全に覆うだけでなくチャネ
ル領域方向に食み出し部を有するように上部層としての
金属薄膜若しくはシリコン薄膜を形成して、上下層で材
料の異なるゲート電極を一応形成するゲート電極形成ス
テップと、 上記ゲート電極の形成された基板を所定の温度に晒し
て、上記シリコン薄膜と上記金属薄膜とを反応させるこ
とにより、両層の界面部にシリサイド層を形成するシリ
サイド層形成ステップと、 上記ゲート電極形成ステップにて一応形成されたゲート
電極若しくは上記シリサイド層形成ステップにて形成さ
れたシリサイド層を含むゲート電極をマスクとして不純
物イオンの打ち込みを行って、マスクが全く存在しない
ため不純物イオンの打ち込み量の多いソース領域及びド
レイン領域、上記食み出し部のみがマスクとなるため不
純物イオンの打ち込み量の少ないLDD領域並びに上記
上下の2層が重なるため不純物イオンの打ち込みがなさ
れないチャネル領域とからなるLDD構造の半導体層を
形成する打ち込みステップとを有していることを特徴と
する半導体素子の製造方法。
11. A semiconductor layer is formed at a predetermined position on a substrate,
A basic forming step for forming a gate insulating film on the formed semiconductor layer; and forming a lower thin film for forming a silicon thin film or a metal thin film as a lower layer of a gate electrode having a multilayer structure on the formed gate insulating film. Forming a metal thin film or a silicon thin film as an upper layer so as to not only completely cover the lower thin film formed above but also have a protrusion in the channel region direction, and to form gate electrodes of different materials in the upper and lower layers Forming a silicide layer at the interface between the two layers by exposing the substrate on which the gate electrode is formed to a predetermined temperature to cause the silicon thin film and the metal thin film to react with each other. Forming a silicide layer, and forming the gate electrode or the silicide layer formed in the gate electrode forming step. Impurity ions are implanted using the gate electrode including the silicide layer formed in the formation step as a mask, and since there is no mask at all, only the source and drain regions with a large amount of implanted impurity ions, A step of forming a semiconductor layer having an LDD structure including an LDD region having a small amount of impurity ions to be implanted as a mask and a channel region in which the upper and lower layers are overlapped and the impurity ions are not implanted because they overlap. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項12】 前記打ち込みステップに先立って上記
ゲート電極下部に位置する部分を除く上記ゲート絶縁膜
を一旦除去するゲート絶縁膜一部除去ステップと、 前記打ち込みステップ終了後に、一旦ゲート絶縁膜を除
去した部分にゲート絶縁膜を再度形成するゲート絶縁膜
再形成ステップとを有していることを特徴とする請求項
10若しくは請求項11記載の半導体素子の製造方法。
12. A gate insulating film partially removing step of temporarily removing the gate insulating film except for a portion located below the gate electrode prior to the implanting step; and after the implanting step is completed, the gate insulating film is temporarily removed. 12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, further comprising: a step of re-forming the gate insulating film in the portion where the gate insulating film is formed.
【請求項13】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上のパターン化された半導体層の上部に形成された
ゲート絶縁膜上に所定形状の下部のゲート電極を形成す
る下部ゲート電極形成ステップと、 上記形成された下部ゲート電極を利用して、ゲート電極
がそのソース電極側とドレイン電極側の少くも一方端に
中央に比較して不純物打ち込み時にマスク能力の劣る側
部を有することとなる形状になる様に上部のゲート電極
を下部のゲート電極に密接して形成する上部ゲート電極
形成ステップと、 前記両ステップにより上記ソース電極側、ドレイン電極
側の少くも一方の側に中央部に比較してマスク能力の劣
る側部を有することとなるゲート電極をマスクとして使
用して、上記半導体層に不純物を打ち込む不純物打ち込
みステップとを有していることを特徴とするトップゲー
ト型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
13. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a top-gate type LDD structure, which is patterned and arranged on a substrate, comprising: a gate insulating film formed on a patterned semiconductor layer on the substrate; A lower gate electrode forming step of forming a lower gate electrode of a predetermined shape on the upper side, and using the lower gate electrode formed above, the gate electrode is centered at least on one end on the source electrode side and the drain electrode side. An upper gate electrode forming step of forming an upper gate electrode in close contact with the lower gate electrode so as to have a shape having a side part having a poor masking ability at the time of impurity implantation, At least one of the electrode side and the drain electrode side has a side part that has poor masking ability compared to the center part. And a step of implanting impurities into the semiconductor layer. A method of manufacturing a thin film semiconductor element having a top gate type LDD structure, comprising the steps of:
【請求項14】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上のパターン化された半導体層の上部に形成された
ゲート絶縁膜上に所定形状の下部のゲート電極を形成す
る下部ゲート電極形成ステップと、 上記形成された下部ゲート電極をマスクとして、上記半
導体層に不純物を軽く打ち込む不純物軽打ち込みステッ
プと、 前記不純物軽打ち込みステップの終了後、上記下部ゲー
ト電極を利用してその上部に、そのソース電極側及びド
レイン電極側の少くも一方の側に食み出した部分を有す
る上部ゲート電極を密接して形成する上部ゲート電極形
成ステップと、 前記下部ゲート電極形成ステップと上部ゲート電極形成
ステップにて形成された、上下2段構造のゲート電極を
マスクとして使用して、上記半導体層に不純物を打ち込
む不純物打ち込みステップとを有していることを特徴と
するトップゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製
造方法。
14. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a top-gate type LDD structure which is patterned and arranged on a substrate, comprising: a gate insulating film formed on a patterned semiconductor layer on the substrate; A lower gate electrode forming step of forming a lower gate electrode of a predetermined shape thereon; an impurity light implanting step of lightly implanting impurities into the semiconductor layer using the formed lower gate electrode as a mask; After the completion, an upper gate electrode is formed by using the lower gate electrode and closely forming an upper gate electrode having a protruding portion on at least one of the source electrode side and the drain electrode side on the upper side thereof. A gate electrode having an upper and lower two-stage structure formed in the lower gate electrode forming step and the upper gate electrode forming step. The use as a mask, the method of manufacturing a thin film semiconductor device of the LDD structure of a top gate type, characterized in that it has an impurity implantation step for implanting impurities into the semiconductor layer.
【請求項15】 前記上部ゲート電極形成ステップは、 下部ゲート電極を一方の電極として所定の金属をメッキ
により付着させるメッキ利用LDD部用マスク形成ステ
ップであることを特徴とする請求項13若しくは請求項
14記載のトップゲート型のLDD構造の薄膜半導体素
子の製造方法。
15. The method according to claim 13, wherein the step of forming the upper gate electrode is a step of forming a plating-use LDD portion mask using a lower gate electrode as one electrode and depositing a predetermined metal by plating. 15. The method for manufacturing a thin film semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 14.
【請求項16】 前記メッキ利用LDD部用マスク形成
ステップは、 めっきとして、電界めっき若しくは無電界めっきで行う
所定めっき利用LDD部用マスク形成ステップであるこ
とを特徴とする請求項15記載のトップゲート型のLD
D構造の薄膜半導体素子の製造方法。
16. The top gate according to claim 15, wherein the step of forming a mask for an LDD portion using plating is a step of forming a mask for an LDD portion using predetermined plating performed by electroplating or electroless plating as plating. Type LD
A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a D structure.
【請求項17】 前記上部ゲート電極形成ステップは、 上下の密接して形成された上部ゲート電極形成用膜と下
部ゲート電極形成用膜とを下部ゲート電極の形状に同時
にエッチングするエッチング小ステップと、 エッチングされた上部のゲート電極形成用膜を陽極酸化
する陽極酸化小ステップとを有していることを特徴とす
る請求項13記載のトップゲート型のLDD構造の薄膜
半導体素子の製造方法。
17. An etching step for simultaneously etching an upper gate electrode forming film and a lower gate electrode forming film formed closely above and below in the shape of a lower gate electrode; 14. The method for manufacturing a thin film semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 13, further comprising: anodizing a small step of anodizing the etched upper gate electrode forming film.
【請求項18】 前記上部ゲート電極形成ステップは、 下部ゲート電極を所定の物体に晒して反応させ、そのソ
ース電極側、ドレイン電極側の少くも一方に、反応によ
り生じた密度の低い化合物からなる側部を形成する反応
利用LDD部用マスク形成ステップであることを特徴と
する請求項13若しくは請求項14記載のトップゲート
型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
18. The step of forming an upper gate electrode, wherein the lower gate electrode is exposed to a predetermined object to cause a reaction, and at least one of a source electrode side and a drain electrode side is made of a low-density compound generated by the reaction. 15. The method for manufacturing a thin film semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 13 or 14, wherein the step is a step of forming a mask for a reaction utilizing LDD portion for forming a side portion.
【請求項19】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上のパターン化された半導体層の上部に形成された
ゲート絶縁膜上に所定形状の下部のゲート電極を形成す
る下部ゲート電極形成ステップと、 上記形成された下部ゲート電極上に、少くもフォットソ
ングラフィとエッチングを使用することにより、下部ゲ
ート電極のソース電極側とドレイン電極側の少くも一方
の端部が食み出ることとなる上部ゲート電極を密接して
形成する上部ゲート電極形成ステップと、 前記両ステップにより上記ソース電極側、ドレイン電極
側の少くも一方の側に中央部に比較してマスク能力の劣
る側部を有することとなるゲート電極をマスクとして使
用して、上記半導体層に不純物を打ち込む不純物打ち込
みステップとを有していることを特徴とするトップゲー
ト型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
19. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a top-gate type LDD structure which is patterned and arranged on a substrate, comprising: a gate insulating film formed on a patterned semiconductor layer on the substrate; A lower gate electrode forming step of forming a lower gate electrode having a predetermined shape on the lower gate electrode; and forming a lower gate electrode on the source electrode side of the lower gate electrode by using at least Photsonography and etching. An upper gate electrode forming step of closely forming an upper gate electrode at which at least one end on the drain electrode side protrudes, and at least one of the source electrode side and the drain electrode side Impurity is added to the semiconductor layer by using a gate electrode, which has a side part having a lower masking ability than the center part on the side, as a mask. And a step of implanting impurities. A method of manufacturing a thin film semiconductor element having a top gate type LDD structure, comprising:
【請求項20】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上のパターン化された半導体層の上部に形成された
ゲート絶縁膜上に所定形状の下部のゲート電極を形成す
る下部ゲート電極形成ステップと、 上記形成された下部ゲート電極をマスクとして、上記半
導体層に不純物を軽く打ち込む不純物軽打ち込みステッ
プと、 前記不純物軽打ち込みステップの終了後、上記下部ゲー
ト電極上に、少くもフォットソングラフィとエッチング
を使用することにより、下部ゲート電極のソース電極側
及びドレイン電極側の少くも一方の端部が食み出ること
となる上部ゲート電極を密接して形成する上部ゲート電
極形成ステップと、 前記下部ゲート電極形成ステップと上部ゲート電極形成
ステップにて形成された、上下2段構造のゲート電極を
マスクとして使用して、上記半導体層に不純物を打ち込
む不純物打ち込みステップとを有していることを特徴と
するトップゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製
造方法。
20. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a top gate type LDD structure which is patterned and arranged on a substrate, comprising: a gate insulating film formed on a patterned semiconductor layer on the substrate; A lower gate electrode forming step of forming a lower gate electrode of a predetermined shape thereon; an impurity light implanting step of lightly implanting impurities into the semiconductor layer using the formed lower gate electrode as a mask; After the end, at least one end on the source electrode side and the drain electrode side of the lower gate electrode protrudes by using at least Photsonography and etching on the lower gate electrode. An upper gate electrode forming step of forming electrodes in close contact with each other; the lower gate electrode forming step and an upper gate An impurity implantation step of implanting impurities into the semiconductor layer using the upper and lower two-stage gate electrodes formed as masks in the pole formation step as a mask. A method for manufacturing a thin film semiconductor device.
【請求項21】 前記上部ゲート電極形成ステップの終
了後、前記不純物打ち込みステップに先立って、マスク
として使用する2段構造のゲート電極下部のゲート絶縁
膜を一旦除去するゲート絶縁膜除去ステップと、 前記不純物打ち込みステップの後に、上記ゲート絶縁膜
を除去した部分の半導体層上部に再度ゲート絶縁膜を形
成するゲート絶縁膜再形成ステップとを有していること
を特徴とする請求項13、請求項14、請求項19若し
くは請求項20記載のトップゲート型のLDD構造の薄
膜半導体素子の製造方法。
21. After the upper gate electrode forming step is completed, prior to the impurity implanting step, a gate insulating film removing step of once removing a gate insulating film below a two-stage gate electrode used as a mask; 15. A gate insulating film re-forming step of forming a gate insulating film again on the portion of the semiconductor layer where the gate insulating film has been removed after the impurity implanting step. 21. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 19 or 20.
【請求項22】 前記上部ゲート電極形成ステップの終
了後、前記不純物打ち込みステップに先立って、マスク
として使用する2段構造のゲート電極下部のゲート絶縁
膜を一旦除去するゲート絶縁膜除去ステップと、 前記不純物打ち込みステップの後に、上記ゲート絶縁膜
を除去した部分の半導体層上部に再度ゲート絶縁膜を形
成するゲート絶縁膜再形成ステップとを有していること
を特徴とする請求項15記載のトップゲート型のLDD
構造の薄膜半導体素子の製造方法。
22. After the upper gate electrode forming step is completed, prior to the impurity implanting step, a gate insulating film removing step of once removing a gate insulating film below the two-stage gate electrode used as a mask; 16. The top gate according to claim 15, further comprising, after the impurity implanting step, a gate insulating film re-forming step of forming a gate insulating film again above the semiconductor layer in a portion where the gate insulating film has been removed. Type LDD
A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a structure.
【請求項23】 前記ゲート絶縁膜除去ステップ後に、
半導体層上に所定の厚さの水素吸着性金属膜を形成する
水素吸着性金属膜形成ステップと、 前記不純物注入ステップの後、前記ゲート絶縁膜再形成
ステップに先立って、前記半導体上に形成した水素吸着
性金属膜をソース電極部とコンタクト電極部を残して除
去する水素吸着性金属膜除去ステップと、 ソース電極、ドレイン電極形成のため、上記再度形成さ
れたゲート絶縁膜上両電極形成部にコンタクトホールを
形成する際に、上記残した水素吸着性金属膜をエッチン
グストッパーとして利用する水素吸着性金属膜利用コン
タクトホール形成ステップとを有していることを特徴と
する請求項21記載のトップゲート型のLDD構造の薄
膜半導体素子の製造方法。
23. After the step of removing the gate insulating film,
Forming a hydrogen-adsorbing metal film having a predetermined thickness on the semiconductor layer; forming a hydrogen-adsorbing metal film on the semiconductor after the impurity implanting step and before the gate insulating film re-forming step. A hydrogen-adsorbing metal film removing step of removing the hydrogen-adsorbing metal film while leaving the source electrode portion and the contact electrode portion; and forming the source electrode and the drain electrode on both of the electrode formation portions on the re-formed gate insulating film. 22. The top gate according to claim 21, further comprising: a step of forming a contact hole using a hydrogen-adsorbing metal film using the remaining hydrogen-adsorbing metal film as an etching stopper when forming the contact hole. Of manufacturing a thin-film semiconductor device having an LDD structure.
【請求項24】 前記不純物注入ステップ終了後に、前
記LDD部用マスク形成ステップ若しくは前記下部ゲー
ト電極形成ステップと上部電極形成ステップにより、上
部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方の側部が他
方の電極に対してソース電極側、ドレイン電極側に対し
て食み出した部分を除去することとなる電極不必要除去
ステップを有していることを特徴とする請求項13、請
求項14、請求項19若しくは請求項20記載のトップ
ゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
24. After the impurity implantation step, one side of the upper gate electrode or the lower gate electrode becomes the other electrode by the LDD part mask forming step or the lower gate electrode forming step and the upper electrode forming step. 20. An electrode unnecessary removing step for removing a portion protruding from the source electrode side and the drain electrode side with respect to the source electrode side and the drain electrode side. 21. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 20.
【請求項25】 前記不純物注入ステップ終了後に、前
記LDD部用マスク形成ステップ若しくは前記下部ゲー
ト電極形成ステップと上部電極形成ステップにより、上
部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方の側部が他
方の電極に対してソース電極側、ドレイン電極側に対し
て食み出した部分を除去することとなる電極不必要除去
ステップを有していることを特徴とする請求項15記載
のトップゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造
方法。
25. After the impurity implantation step, one side of the upper gate electrode or the lower gate electrode is connected to the other electrode by the LDD part mask forming step or the lower gate electrode forming step and the upper electrode forming step. 16. The top gate type LDD structure according to claim 15, further comprising an electrode unnecessary removing step for removing a portion protruding from the source electrode side and the drain electrode side. A method for manufacturing a thin film semiconductor device.
【請求項26】 前記不純物注入ステップ終了後に、前
記LDD部用マスク形成ステップ若しくは前記下部ゲー
ト電極形成ステップと胸部電極形成ステップにより、上
部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方の側部が他
方の電極に対してソース電極側、ドレイン電極側に対し
て食み出した部分を除去することとなる電極不必要除去
ステップを有していることを特徴とする請求項21記載
のトップゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造
方法。
26. After the impurity implantation step, one side of the upper gate electrode or the lower gate electrode is connected to the other electrode by the LDD part mask forming step or the lower gate electrode forming step and the chest electrode forming step. 22. The top gate type LDD structure according to claim 21, further comprising an electrode unnecessary removing step of removing a portion protruding from the source electrode side and the drain electrode side. A method for manufacturing a thin film semiconductor device.
【請求項27】 前記不純物注入ステップ終了後に、前
記LDD部用マスク形成ステップ若しくは前記下部ゲー
ト電極形成ステップと胸部電極形成ステップにより、上
部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方の側部が他
方の電極に対してソース電極側、ドレイン電極側に対し
て食み出した部分を除去することとなる電極不必要除去
ステップを有していることを特徴とする請求項23記載
のトップゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造
方法。
27. After the impurity implantation step, one side of the upper gate electrode or the lower gate electrode is connected to the other electrode by the LDD part mask forming step or the lower gate electrode forming step and the chest electrode forming step. 24. The top gate type LDD structure according to claim 23, further comprising an electrode unnecessary removing step for removing a portion protruding from the source electrode side and the drain electrode side. A method for manufacturing a thin film semiconductor device.
【請求項28】 基板上にパターン化して配列されたボ
トムゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上にパターン化された所定のゲート電極を形成する
ゲート電極形成ステップと、 上記形成されたゲート電極上部に、順にゲート絶縁膜、
パターン化された半導体層若しくはこれらに加えての層
間絶縁膜層を形成する上部素子構成層形成ステップと、 前記上部素子構成層形成ステップにて形成された最上部
の層の上記ゲート電極の直上部に主マスクを形成する主
マスク形成ステップと、 上記形成された主マスクを利用して、そのソース電極側
とドレイン電極側の少なくも一方端に中央部に比較して
不純物打ち込み時にマスク能力の劣る側部を、上部形成
された主マスクを利用して密接して形成する上部マスク
形成ステップと、 上記形成された主マスクと上部マスクをマスクとして、
上部より上記半導体層に不純物を打ち込む不純物打ち込
みステップとを有していることを特徴とするボトムゲー
ト型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
28. A method of manufacturing a thin-film semiconductor device having a bottom-gate type LDD structure, which is patterned and arranged on a substrate, the method comprising: forming a predetermined gate electrode patterned on the substrate. A gate insulating film in order on the gate electrode formed above,
An upper element forming layer forming step of forming a patterned semiconductor layer or an interlayer insulating film layer in addition thereto, and directly above the gate electrode of the uppermost layer formed in the upper element forming layer forming step A main mask forming step of forming a main mask, and using the formed main mask, at least one end of the source electrode side and the drain electrode side has poor masking ability at the time of impurity implantation as compared with the central portion. An upper mask forming step of forming side portions in close contact with each other using the upper formed main mask, and using the formed main mask and the upper mask as masks,
A step of implanting impurities into the semiconductor layer from above. A method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure, the method comprising:
【請求項29】 基板上にパターン化して配列されたボ
トムゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上にパターン化された所定のゲート電極を形成する
ゲート電極形成ステップと、 上記形成されたゲート電極上部に、順にゲート絶縁膜、
パターン化された半導体層若しくはこれらに加えての層
間絶縁膜層を形成する上部素子構成層形成ステップと、 前記上部素子構成層形成ステップにて形成された最上部
の層の上記ゲート電極の直上部に主マスクを形成する主
マスク形成ステップと、 上記形成された主マスクをマスクとして、上記半導体層
に不純物を軽く打ち込む、不純物軽打ち込みステップ
と、 前記不純物軽打ち込みステップ終了後上記形成された主
マスクを利用して、そのソース電極側とドレイン電極側
の少なくも一方端に食み出した部分を有する上部マスク
を上記主マスクに密接して形成する上部マスク形成ステ
ップと、 上記主マスクと上部マスクをマスクとして使用して、上
記半導体層に不純物を打ち込む不純物打ち込みステップ
とを有していることを特徴とするボトムゲート型のLD
D構造の薄膜半導体素子の製造方法。
29. A method of manufacturing a thin-film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure, which is patterned and arranged on a substrate, comprising: forming a predetermined gate electrode patterned on the substrate; A gate insulating film in order on the gate electrode formed above,
An upper element forming layer forming step of forming a patterned semiconductor layer or an interlayer insulating film layer in addition thereto, and directly above the gate electrode of the uppermost layer formed in the upper element forming layer forming step A main mask forming step of forming a main mask, lightly implanting impurities into the semiconductor layer using the formed main mask as a mask, and a main mask formed after the lightly implanted impurity step is completed. An upper mask forming step of forming an upper mask having a protruding portion at least at one end of the source electrode side and the drain electrode side in close contact with the main mask, and the main mask and the upper mask Implanting an impurity into the semiconductor layer using the mask as a mask. Tom gate type LD
A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a D structure.
【請求項30】 前記主マスク形成ステップは、 前記上部素子構成層形成ステップにて形成された最上部
の層の更に上部に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層
形成小ステップと、 上記感光性樹脂層の形成された基板の基板側より上記ゲ
ート電極をマスクとして短波長の電磁波を照射して、上
記ゲート電極に対応した部分の感光性樹脂のみ露光させ
ないゲート電極対応露光小ステップと、 前記ゲート電極対応露光小ステップにて、露光しなかっ
た部分の上記感光性樹脂をそのまま使用するか、他の材
料で形成するかを問わず、ともかく露光しなかった部分
の感光性樹脂を利用して、前記主マスクを形成する感光
性樹脂非露光部利用主マスク形成小ステップとを有して
いることを特徴とする請求項28若しくは請求項29記
載のボトムゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製
造方法。
30. The main mask forming step includes: a photosensitive resin layer forming small step of forming a photosensitive resin layer further above the uppermost layer formed in the upper element forming layer forming step; Irradiating a short-wavelength electromagnetic wave with the gate electrode as a mask from the substrate side of the substrate on which the conductive resin layer is formed, a gate electrode corresponding exposure small step of exposing only the photosensitive resin corresponding to the gate electrode, In the gate electrode corresponding exposure small step, use the photosensitive resin of the unexposed portion as it is, regardless of whether it is formed of another material, using the photosensitive resin of the unexposed portion anyway 30. The bottom gate type according to claim 28, further comprising: a main mask forming small step using a photosensitive resin non-exposed portion for forming the main mask. Manufacturing method of a thin film semiconductor device having an LDD structure.
【請求項31】 前記主マスク形成ステップは主マスク
として金属を使用するものであり、更に、 前記上部マスク形成ステップは、 主マスクを一方の電極として所定の金属をメッキにより
付着させるメッキ利用上部マスク形成ステップであるこ
とを特徴とする請求項28若しくは請求項29記載のボ
トムゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方
法。
31. The step of forming a main mask, wherein a metal is used as a main mask, and the step of forming an upper mask, wherein the upper mask using plating is a method in which a predetermined metal is adhered by plating using the main mask as one electrode. 30. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 28, wherein the method is a forming step.
【請求項32】 前記主マスク形成ステップは主マスク
として金属を使用するものであり、更に、 前記上部マスク形成ステップは、 主マスクを一方の電極として所定の金属をメッキにより
付着させるメッキ利用上部マスク形成ステップであるこ
とを特徴とする請求項30記載のボトムゲート型のLD
D構造の薄膜半導体素子の製造方法。
32. The step of forming a main mask, wherein a metal is used as a main mask, and the step of forming an upper mask, wherein the upper mask is formed by plating a predetermined metal using the main mask as one electrode. 31. The bottom gate type LD according to claim 30, which is a forming step.
A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a D structure.
【請求項33】 前記上部マスク形成ステップは、 主マスクを所定の物体に晒して反応させ、そのソース電
極側、ドレイン電極側の少くも一方に、反応により生じ
た密度の低い化合物からなる側部を形成する反応利用上
部マスク形成ステップであることを特徴とする請求項2
8若しくは請求項29記載のボトムゲート型のLDD構
造の薄膜半導体素子の製造方法。
33. The upper mask forming step, wherein the main mask is exposed to a predetermined object to cause a reaction, and at least one of a source electrode side and a drain electrode side is formed of a side portion made of a low-density compound generated by the reaction. 3. A reaction utilizing upper mask forming step for forming a mask.
30. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 8 or 29.
【請求項34】 前記主マスク形成ステップは、 前記上部マスク形成ステップは主マスクを所定の物体に
晒して反応させ、そのソース電極側、ドレイン電極側の
少くも一方に、反応により生じた密度の低い化合物から
なる側部を形成する反応利用上部マスク形成ステップで
あることを特徴とする請求項30記載のボトムゲート型
のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
34. In the main mask forming step, in the upper mask forming step, the main mask is exposed to a predetermined object to cause a reaction, and at least one of a source electrode side and a drain electrode side has a density generated by the reaction. 31. The method as claimed in claim 30, further comprising a step of forming a reaction-based upper mask for forming a side portion made of a low compound.
【請求項35】 基板上にパターン化して配列されたボ
トムゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上にパターン化された所定のゲート電極を形成する
ゲート電極形成ステップと、 上記形成されたゲート電極上部に、順にゲート絶縁膜、
パターン化された半導体層若しくはこれらに加えての層
間絶縁膜層を形成する上部素子構成層形成ステップと、 前記上部素子構成層形成ステップにて形成された最上部
の層の上記ゲート電極の直上部に主マスクを形成する主
マスク形成ステップと、 上記形成された主マスクを利用して、そのソース電極側
とドレイン電極側の少なくも一方端に中央部に比較して
不純物打ち込み時にマスク能力の劣る側部を有する上部
マスクを少くもフォットソングラフィとエッチングを使
用する方法にて形成する上部マスク形成ステップと、 上記形成された主マスクと上部マスクをマスクとして、
上部より上記半導体層に不純物を打ち込む不純物打ち込
みステップとを有していることを特徴とするボトムゲー
ト型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
35. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure which is patterned and arranged on a substrate, comprising: forming a predetermined gate electrode patterned on the substrate; A gate insulating film in order on the gate electrode formed above,
An upper element forming layer forming step of forming a patterned semiconductor layer or an interlayer insulating film layer in addition thereto, and directly above the gate electrode of the uppermost layer formed in the upper element forming layer forming step A main mask forming step of forming a main mask, and using the formed main mask, at least one end of the source electrode side and the drain electrode side has poor masking ability at the time of impurity implantation as compared with the central portion. Forming an upper mask having side portions by at least a method using Photsonography and etching; and using the formed main mask and upper mask as masks,
A step of implanting impurities into the semiconductor layer from above. A method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure, the method comprising:
【請求項36】 基板上にパターン化して配列されたボ
トムゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上にパターン化された所定のゲート電極を形成する
ゲート電極形成ステップと、 上記形成されたゲート電極上部に、順にゲート絶縁膜、
パターン化された半導体層若しくはこれらに加えての層
間絶縁膜層を形成する上部素子構成層形成ステップと、 前記上部素子構成層形成ステップにて形成された最上部
の層の上記ゲート電極の直上部に主マスクを形成する主
マスク形成ステップと、 上記形成された主マスクをマスクとして、上記半導体層
に不純物を軽く打ち込む不純物軽打ち込みステップと、 前記不純物軽打ち込みステップ終了後、上記形成された
主マスクの上部に、主マスクのソース電極側とドレイン
電極側の少なくも一方端に食み出した部分を有する上部
マスクを少くもフォットソングラフィとエッチングを使
用する方法にて形成する上部マスク形成ステップと、 上記主マスクと上部マスクをマスクとして使用して、上
記半導体層に不純物を打ち込む不純物打ち込みステップ
とを有していることを特徴とするボトムゲート型のLD
D構造の薄膜半導体素子の製造方法。
36. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure, which is patterned and arranged on a substrate, comprising the steps of: forming a predetermined gate electrode patterned on the substrate; A gate insulating film in order on the gate electrode formed above,
An upper element forming layer forming step of forming a patterned semiconductor layer or an interlayer insulating film layer in addition thereto, and directly above the gate electrode of the uppermost layer formed in the upper element forming layer forming step A main mask forming step of forming a main mask, an impurity light implantation step of lightly implanting impurities into the semiconductor layer using the formed main mask as a mask, and after the impurity light implantation step is completed, the formed main mask An upper mask forming step of forming at least an upper mask having a protruding portion on at least one end on the source electrode side and the drain electrode side of the main mask by a method using Photsonography and etching; An impurity implantation step for implanting impurities into the semiconductor layer using the main mask and the upper mask as masks. Characterized by having a tip and a bottom gate type LD
A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a D structure.
【請求項37】 前記主マスク形成ステップは、 前記上部素子構成層形成ステップにて形成された最上部
の層の更に上部に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層
形成小ステップと、 上記感光性樹脂層の形成された基板の基板側より上記ゲ
ート電極をマスクとして可視光やより短波長の電磁波を
照射して、上記ゲート電極に対応した部分の感光性樹脂
のみ露光させないゲート電極対応露光小ステップと、 前記ゲート電極対応露光小ステップにて、露光しなかっ
た部分の上記感光性樹脂をそのまま使用するか、他の材
料で形成するかを問わず、ともかく露光しなかった部分
の感光性樹脂を利用して、前記主マスクを形成する感光
性樹脂非露光部利用主マスク形成小ステップとを有して
いることを特徴とする請求項35若しくは請求項36記
載のボトムゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製
造方法。
37. The step of forming a main mask, the step of forming a photosensitive resin layer further above the uppermost layer formed in the step of forming the upper element constituent layer, the step of forming a photosensitive resin layer further comprising: Irradiating visible light or an electromagnetic wave of a shorter wavelength from the substrate side of the substrate on which the conductive resin layer is formed with the gate electrode as a mask, and exposing only the photosensitive resin corresponding to the gate electrode to a portion corresponding to the gate electrode; Step, In the gate electrode corresponding exposure small step, regardless of whether the photosensitive resin of the unexposed portion is used as it is or formed of another material, the photosensitive resin of the unexposed portion anyway 37. The method according to claim 35, further comprising the step of: forming a main mask using a photosensitive resin non-exposed portion for forming the main mask by using the main mask. A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a tomgate type LDD structure.
【請求項38】 前記不純物打ち込みステップは、上記
半導体層の上面に層間絶縁膜が存在しない状態で不純物
を打ち込む裸半導体層不純物打ち込みステップであり、 更に、該不純物打ち込みステップ終了後、上記主マスク
及びLDD部用マスクを除去後、上記半導体層上部に層
間絶縁膜を形成する層間絶縁膜再形成ステップとを有し
ていることを特徴とする請求項28、請求項29、請求
項30、請求項31、請求項32、請求項33、請求項
34、請求項35若しくは請求項36記載のボトムゲー
ト型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
38. The impurity implanting step is a bare semiconductor layer impurity implanting step in which an impurity is implanted in a state where no interlayer insulating film exists on the upper surface of the semiconductor layer. 31. An interlayer insulating film re-forming step of forming an interlayer insulating film on the semiconductor layer after removing the LDD portion mask. 37. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 31, claim 32, claim 33, claim 34, claim 35 or claim 36.
【請求項39】 前記不純物打ち込みステップは、 上記半導体層の上面に層間絶縁膜が存在しない状態で不
純物を打ち込む裸半導体層不純物打ち込みステップであ
り、 更に、該不純物打ち込みステップ終了後、上記主マスク
及びLDD部用マスクを除去後、上記半導体層上部に層
間絶縁膜を形成する層間絶縁膜再形成ステップとを有し
ていることを特徴とする請求項30記載のボトムゲート
型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
39. The impurity implanting step is a bare semiconductor layer impurity implanting step in which an impurity is implanted in a state where no interlayer insulating film is present on the upper surface of the semiconductor layer. 31. A thin film semiconductor having a bottom gate type LDD structure according to claim 30, further comprising a step of forming an interlayer insulating film on the semiconductor layer after removing the LDD portion mask. Device manufacturing method.
【請求項40】 前記不純物打ち込みステップは、 上記半導体層の上面に層間絶縁膜が存在しない状態で不
純物を打ち込む裸半導体層不純物打ち込みステップであ
り、 更に、該不純物打ち込みステップ終了後、上記主マスク
及びLDD部用マスクを除去後、上記半導体層上部に層
間絶縁膜を形成する層間絶縁膜再形成ステップとを有し
ていることを特徴とする請求項31記載のボトムゲート
型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
40. The impurity implanting step is a bare semiconductor layer impurity implanting step in which an impurity is implanted in a state where no interlayer insulating film exists on the upper surface of the semiconductor layer. 32. A thin film semiconductor having a bottom gate type LDD structure according to claim 31, further comprising a step of re-forming an interlayer insulating film above the semiconductor layer after removing the LDD portion mask. Device manufacturing method.
【請求項41】 前記上部素子層形成ステップ後前記不
純物打ち込みステップ前に、半導体層上に所定の厚さの
水素吸着性金属膜を形成する水素吸着性金属膜形成ステ
ップと、 前記不純物打ち込みステップの後、前記層間絶縁膜再形
成ステップに先立って、前記半導体上に形成した水素吸
着性金属膜をソース電極部とコンタクト電極部を残して
除去する水素吸着性金属膜除去ステップと、 ソース電極、ドレイン電極形成のため、上記再度形成さ
れた層間絶縁膜上両電極形成部にコンタクトホールを形
成する際に、上記残した水素吸着性金属膜をエッチング
ストッパーとして利用する水素吸着性金属膜利用コンタ
クトホール形成ステップとを有していることを特徴とす
る請求項38記載のボトムゲート型のLDD構造の薄膜
半導体素子の製造方法。
41. A hydrogen-adsorbing metal film forming step of forming a hydrogen-adsorbing metal film having a predetermined thickness on a semiconductor layer after the upper element layer forming step and before the impurity implanting step, Then, prior to the interlayer insulating film re-forming step, a hydrogen-adsorbing metal film removing step of removing the hydrogen-adsorbing metal film formed on the semiconductor while leaving a source electrode portion and a contact electrode portion, a source electrode and a drain When forming contact holes in both electrode forming portions on the re-formed interlayer insulating film for forming electrodes, use the remaining hydrogen-adsorbing metal film as an etching stopper to form a contact hole using a hydrogen-adsorbing metal film. 39. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 38, comprising: .
【請求項42】 前記上部素子層形成ステップ後前記不
純物打ち込みステップ前に、半導体に所定の厚さの水素
吸着性金属膜を形成する水素吸着性金属膜形成ステップ
と、 前記不純物打ち込みステップの後、前記層間絶縁膜再形
成ステップに先立って、前記半導体上に形成した水素吸
着性金属膜をソース電極部とコンタクト電極部を残して
除去する水素吸着性金属膜除去ステップと、 ソース電極、ドレイン電極形成のため、上記再度形成さ
れた層間絶縁膜上両電極形成部にコンタクトホールを形
成する際に、上記残した水素吸着性金属膜をエッチング
ストッパーとして利用する水素吸着性金属膜利用コンタ
クトホール形成ステップとを有していることを特徴とす
る請求項39記載のボトムゲート型のLDD構造の薄膜
半導体素子の製造方法。
42. After the upper element layer forming step and before the impurity implanting step, a hydrogen absorbing metal film forming step of forming a hydrogen absorbing metal film having a predetermined thickness on the semiconductor; Prior to the step of re-forming the interlayer insulating film, a step of removing the hydrogen-adsorbing metal film formed on the semiconductor while leaving the source electrode portion and the contact electrode portion, and forming a source electrode and a drain electrode. Therefore, when forming contact holes in both electrode formation portions on the re-formed interlayer insulating film, a hydrogen-adsorbing metal film utilizing contact hole forming step using the remaining hydrogen-adsorbing metal film as an etching stopper. 40. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 39, wherein:
【請求項43】 前記上部素子層形成ステップ後前記不
純物打ち込みステップ前に、半導体に所定の厚さの水素
吸着性金属膜を形成する水素吸着性金属膜形成ステップ
と、 前記不純物打ち込みステップの後、前記層間絶縁膜再形
成ステップに先立って、前記半導体上に形成した水素吸
着性金属膜をソース電極部とコンタクト電極部を残して
除去する水素吸着性金属膜除去ステップと、 ソース電極、ドレイン電極形成のため、上記再度形成さ
れた層間絶縁膜上両電極形成部にコンタクトホールを形
成する際に、上記残した水素吸着性金属膜をエッチング
ストッパーとして利用する水素吸着性金属膜利用コンタ
クトホール形成ステップとを有していることを特徴とす
る請求項40記載のボトムゲート型のLDD構造の薄膜
半導体素子の製造方法。
43. After the upper element layer forming step and before the impurity implanting step, a hydrogen absorbing metal film forming step of forming a hydrogen absorbing metal film of a predetermined thickness on a semiconductor; Prior to the step of re-forming the interlayer insulating film, a step of removing the hydrogen-adsorbing metal film formed on the semiconductor while leaving the source electrode portion and the contact electrode portion, and forming a source electrode and a drain electrode. Therefore, when forming contact holes in both electrode formation portions on the re-formed interlayer insulating film, a hydrogen-adsorbing metal film utilizing contact hole forming step using the remaining hydrogen-adsorbing metal film as an etching stopper. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 40, comprising:
【請求項44】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造の半導体素子であって、 上部ゲート電極と、 ソース電極側、ドレイン電極側の少くも一方の側部が前
記上部ゲート電極より食み出し、かつ前記上部ゲート電
極に密接して形成された下部ゲート電極と、 前記上部ゲート電極と下部電極の直下のチャンネル領域
と前記下部電極の食み出し部の直下のLDD領域と前記
上部ゲート電極及び下部電極に覆われていないソース領
域及びドレイン領域を有する半導体部とを有しているこ
とを特徴とするトップゲート型のLDD構造の半導体素
子。
44. A semiconductor device having a top gate type LDD structure which is patterned and arranged on a substrate, wherein an upper gate electrode and at least one side on a source electrode side and a drain electrode side are formed on the upper gate. A lower gate electrode protruding from the electrode and formed in close contact with the upper gate electrode; a channel region immediately below the upper gate electrode and the lower electrode; and an LDD region immediately below the protruding portion of the lower electrode. A semiconductor device having a top gate type LDD structure, comprising: a semiconductor portion having a source region and a drain region which are not covered by the upper gate electrode and the lower electrode.
【請求項45】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造の半導体素子であって、 下部ゲート電極と、 ソース電極側、ドレイン電極側の少くも一方の側部が前
記下部ゲート電極より食み出し、かつ前記上部ゲート電
極に密接して形成された上部ゲート電極と、 前記上部ゲート電極と下部電極の直下のチャンネル領域
と前記上部電極の食み出し部の直下のLDD領域と前記
上部ゲート電極及び下部電極に覆われていないソース領
域及びドレイン領域を有する半導体部とを有しているこ
とを特徴とするトップゲート型のLDD構造の半導体素
子。
45. A semiconductor device having a top gate type LDD structure, which is patterned and arranged on a substrate, wherein a lower gate electrode and at least one side on a source electrode side or a drain electrode side are provided with the lower gate. An upper gate electrode protruding from the electrode and formed in close contact with the upper gate electrode; a channel region immediately below the upper gate electrode and the lower electrode; and an LDD region immediately below the protruding portion of the upper electrode. A semiconductor device having a top gate type LDD structure, comprising: a semiconductor portion having a source region and a drain region which are not covered by the upper gate electrode and the lower electrode.
【請求項46】 前記上部ゲート電極は、 前記下部ゲート電極外表面に金属をメッキすることによ
り形成されたメッキ型上部ゲート電極であることを特徴
とする請求項45記載のトップゲート型のLDD構造の
半導体素子。
46. The top gate type LDD structure according to claim 45, wherein the upper gate electrode is a plated upper gate electrode formed by plating a metal on an outer surface of the lower gate electrode. Semiconductor element.
【請求項47】 ソース電極及びドレイン電極は、 その半導体層との接触部にシリサイド層と、 該シリサイド層上部のシリサイド形成金属層とを有して
いることを特徴とする請求項44、請求項45若しくは
請求項46記載のトップゲート型のLDD構造の半導体
素子。
47. The source electrode and the drain electrode each having a silicide layer at a contact portion with the semiconductor layer, and a silicide-forming metal layer on the silicide layer. 47. A semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 45 or 46.
【請求項48】 ゲート絶縁層は、 上記上部及び下部のゲート電極直下若しくはこれに加え
てのその近傍とその他の部分とで異なった時期に形成さ
れたものであることを特徴とする請求項44、請求項4
5若しくは請求項46記載のトップゲート型のLDD構
造の半導体素子。
48. The gate insulating layer according to claim 44, wherein the gate insulating layer is formed immediately below the upper and lower gate electrodes, or in addition to the gate electrode, and in the vicinity thereof and at a different time. , Claim 4
47. A semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 5 or 46.
【請求項49】 ゲート絶縁層は、 上記上部及び下部のゲート電極直下若しくはこれに加え
てのその近傍とその他の部分とで異なった時期に形成さ
れたものであることを特徴とする請求項48記載のトッ
プゲート型のLDD構造の半導体素子。
49. The gate insulating layer according to claim 48, wherein the gate insulating layer is formed at a different timing immediately under the upper and lower gate electrodes or in the vicinity thereof and other portions. A semiconductor element having a top gate type LDD structure as described in the above.
【請求項50】 前記上部ゲート電極若しくは下部ゲー
ト電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくはZrやTiやTi系
金属等の水素吸着性金属を使用しているため、不純物打
ち込み時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い
高マスク電極であることを特徴とする請求項44、請求
項45若しくは請求項46記載のトップゲート型のLD
D構造の半導体素子。
50. One of the upper gate electrode and the lower gate electrode is made of a low-resistance metal material such as Cu, Al, Ag, Au or the like. The other lower gate electrode or the gate electrode is made of a high-density metal material having a density of 8 or more such as W, Mo, Co, Ta, Au, Nb, and Ag, or a material such as Zr, Ti, or a Ti-based metal. 47. A top gate type electrode according to claim 44, wherein the high mask electrode has a high masking ability for hydrogen ions implanted at the time of impurity implantation since the hydrogen absorbing metal is used. LD
D-shaped semiconductor element.
【請求項51】 前記上部ゲート電極若しくは下部ゲー
ト電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくはZrやTiやTi系
金属等の水素吸着性金属を使用しているため、不純物打
ち込み時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い
高マスク電極であることを特徴とする請求項47記載の
トップゲート型のLDD構造の半導体素子。
51. One of the upper gate electrode and the lower gate electrode is made of a low-resistance metal material such as Cu, Al, Ag, Au or the like. The other lower gate electrode or the gate electrode is made of a high-density metal material having a density of 8 or more such as W, Mo, Co, Ta, Au, Nb, and Ag, or a material such as Zr, Ti, or a Ti-based metal. 48. The semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 47, wherein the high gate electrode has a high masking ability for a hydrogen ion implanted at the time of impurity implantation since the hydrogen absorbing metal is used.
【請求項52】 前記上部ゲート電極若しくは下部ゲー
ト電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくはZrやTiやTi系
金属等の水素吸着性金属を使用しているため、不純物打
ち込み時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い
高マスク電極であることを特徴とする請求項48記載の
トップゲート型のLDD構造の半導体素子。
52. One of the upper gate electrode and the lower gate electrode is made of a low-resistance metal material such as Cu, Al, Ag, Au or the like. The other lower gate electrode or the gate electrode is made of a high-density metal material having a density of 8 or more such as W, Mo, Co, Ta, Au, Nb, and Ag, or a material such as Zr, Ti, or a Ti-based metal. 49. The top gate type LDD semiconductor device according to claim 48, wherein the high gate electrode has a high masking ability for masking hydrogen ions implanted at the time of impurity implantation because the hydrogen absorbing metal is used.
【請求項53】 前記上部ゲート電極若しくは下部ゲー
ト電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくはZrやTiやTi系
金属等の水素吸着性金属を使用しているため、不純物打
ち込み時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い
高マスク電極であることを特徴とする請求項49記載の
トップゲート型のLDD構造の半導体素子。
53. One of the upper gate electrode and the lower gate electrode is made of a low-resistance metal material such as Cu, Al, Ag, Au or the like. The other lower gate electrode or the gate electrode is made of a high-density metal material having a density of 8 or more such as W, Mo, Co, Ta, Au, Nb, and Ag, or a material such as Zr, Ti, or a Ti-based metal. 50. The semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 49, wherein the high gate electrode has a high masking ability for hydrogen ions implanted at the time of impurity implantation because the hydrogen absorbing metal is used.
【請求項54】 上記基板は、 液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の透明導電膜と同一工程で形成されたため透明導
電膜製であることを特徴とする請求項44、請求項45
若しくは請求項46記載のボトムゲート型のLDD構造
の薄膜半導体素子の製造方法。
54. The substrate is a TFT array substrate of a liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is formed of the transparent conductive film because it is formed in the same step as the transparent conductive film of the pixel portion. 44 and 45.
47. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 46.
【請求項55】 上記基板は、 液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の透明導電膜と同一工程で形成されたため透明導
電膜製であることを特徴とする請求項47記載のボトム
ゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
55. The substrate is a TFT array substrate of a liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is made of a transparent conductive film because it is formed in the same step as the transparent conductive film of the pixel portion. 48. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 47.
【請求項56】 上記基板は、 液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の透明導電膜と同一工程で形成されたため透明導
電膜製であることを特徴とする請求項48記載のボトム
ゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
56. The substrate is a TFT array substrate of a liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is made of a transparent conductive film because it is formed in the same step as the transparent conductive film of the pixel portion. 49. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 48.
【請求項57】 上記基板は、 液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の透明導電膜と同一工程で形成されたため透明導
電膜製であることを特徴とする請求項49記載のボトム
ゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
57. The substrate is a TFT array substrate of a liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is formed of the transparent conductive film because it is formed in the same step as the transparent conductive film of the pixel portion. 50. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 49.
【請求項58】 上記基板は、 反射型液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の反射膜と同一工程で形成されたため良好反射性
金属膜製であることを特徴とする請求項44、請求項4
5若しくは請求項46記載のボトムゲート型のLDD構
造の薄膜半導体素子の製造方法。
58. The substrate is a TFT array substrate of a reflection type liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is formed in the same step as the reflection film of the pixel portion, so that a good reflection metal film is formed. 44. The device according to claim 44, wherein
47. The method of manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 5 or 46.
【請求項59】 上記基板は、 反射型液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の反射膜と同一工程で形成されたため良好反射性
金属膜製であることを特徴とする請求項47記載のボト
ムゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
59. The substrate is a TFT array substrate of a reflection type liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is formed in the same step as the reflection film of the pixel portion, so that a good reflection metal film is formed. 48. The method according to claim 47, wherein the thin-film semiconductor device has a bottom-gate LDD structure.
【請求項60】 上記基板は、 反射型液晶表示装置のTFTアレイ基板であり、 前記下部ゲート電極若しくは上部ゲート電極の一方は、 画素部の反射膜と同一工程で形成されたため良好反射性
金属膜製であることを特徴とする請求項50記載のボト
ムゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
60. The above-mentioned substrate is a TFT array substrate of a reflection type liquid crystal display device, and one of the lower gate electrode and the upper gate electrode is formed in the same step as the reflection film of the pixel portion, so that a good reflective metal film is formed. The method for manufacturing a thin film semiconductor device having a bottom gate type LDD structure according to claim 50, wherein the semiconductor device is manufactured.
【請求項61】 基板上にパターン化して配列された、
そしてゲート絶縁膜上に上下に密接して形成された上部
ゲート電極と下部ゲート電極からなるゲート電極を有す
るトップゲート型の半導体素子であって、 上記上部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくはZrやTiやTi系
金属等の水素吸着性金属を使用しているため、不純物打
ち込み時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い
高マスク電極であることを特徴とするトップゲート型の
半導体素子。
61. A patterned arrangement on a substrate,
A top-gate semiconductor element including a gate electrode including an upper gate electrode and a lower gate electrode which are formed closely above and below a gate insulating film, and one of the upper gate electrode and the lower gate electrode is, for example, Since a low-resistance metal material such as Cu, Al, Ag, or Au is used, the low-resistance electrode has an electric resistivity of 5 Ω · cm or less. The other lower gate electrode or the gate electrode is, for example, W , Mo, Co, Ta, Au, Nb, Ag, etc., because a high-density metal material having a density of 8 or more or a hydrogen-adsorbing metal such as Zr, Ti, or a Ti-based metal is used, hydrogen ions are implanted when impurities are implanted. A top gate type semiconductor device characterized by a high mask electrode having a high masking ability.
【請求項62】 ソース電極及びドレイン電極は、 その半導体層との接触部にシリサイド層と、 該シリサイド層上部のシリサイド形成金属層とを有して
いることを特徴とする請求項61記載のトップゲート型
の半導体素子。
62. The top electrode according to claim 61, wherein the source electrode and the drain electrode have a silicide layer at a contact portion with the semiconductor layer, and a silicide forming metal layer on the silicide layer. Gate type semiconductor element.
【請求項63】 上記ゲート絶縁層は、 上記上部及び下部のゲート電極直下若しくはこれに加え
てのその近傍とその他の部分とで異なった時期に形成さ
れたものであることを特徴とする請求項61若しくは請
求項62記載のトップゲート型の半導体素子。
63. The gate insulating layer is formed at different times immediately under the upper and lower gate electrodes or in addition to the vicinity thereof and other portions. 63. A top gate type semiconductor device according to claim 61 or 62.
【請求項64】 基板上にパターン化して配列された、
そしてゲート絶縁膜上に上下に密接して形成された上部
ゲート電極と下部ゲート電極からなるゲート電極を有す
るトップゲート型のLDD構造の半導体素子であって、 上記上部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくはZrやTiやTi系
金属等の水素吸着性金属を使用しているため、不純物打
ち込み時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い
高マスク電極であることを特徴とするトップゲート型の
LDD構造の半導体素子。
64. Patterned arrangement on a substrate,
A top-gate type semiconductor device having an LDD structure having a gate electrode including an upper gate electrode and a lower gate electrode which are formed closely above and below a gate insulating film, wherein one of the upper gate electrode and the lower gate electrode is provided. Is a low-resistance electrode having an electric resistivity of 5 Ω · cm or less, for example, because a low-resistance metal material such as Cu, Al, Ag, or Au is used. The other lower gate electrode or the gate electrode is Since a high-density metal material having a density of 8 or more, such as W, Mo, Co, Ta, Au, Nb, and Ag, or a hydrogen-adsorbing metal such as Zr, Ti, or a Ti-based metal is used, it is implanted at the time of impurity implantation. A top gate type LDD structure semiconductor device, which is a high mask electrode having a high masking ability for hydrogen ions.
【請求項65】 ソース電極及びドレイン電極は、 その半導体層との接触部にシリサイド層と、 該シリサイド層上部のシリサイド形成金属層とを有して
いることを特徴とする請求項64記載のトップゲート型
のLDD構造の半導体素子。
65. The top electrode according to claim 64, wherein the source electrode and the drain electrode have a silicide layer at a contact portion with the semiconductor layer, and a silicide-forming metal layer on the silicide layer. A semiconductor element having a gate type LDD structure.
【請求項66】 上記ゲート絶縁層は、 上記上部及び下部のゲート電極直下若しくはこれに加え
てのその近傍とその他の部分とで異なった時期に形成さ
れたものであることを特徴とする請求項64若しくは請
求項65記載のトップゲート型のLDD構造の半導体素
子。
66. The gate insulating layer is formed at different times immediately under or in addition to the upper and lower gate electrodes or in the vicinity thereof and other portions. 64. A semiconductor device having a top gate type LDD structure according to claim 64 or claim 65.
【請求項67】 画素部とその周辺の駆動回路部が一体
に形成された基板の如く、基板上の位置によりLDD型
TFTに要求される特性が異なるため、該要求され特性
に応じたLDD型TFTを装備するため、 基板上の一部領域は、上部ゲート電極と、ソース電極
側、ドレイン電極側の少くも一方の側部が前記上部ゲー
ト電極より食み出し、かつ前記上部ゲート電極に密接し
て形成された下部ゲート電極とからなるか、逆に、下部
ゲート電極と、ソース電極側、ドレイン電極側の少くも
一方の側部が前記下部ゲート電極より食み出し、かつ前
記上部ゲート電極に密接して形成された上部ゲート電極
とからなる2段構造ゲート電極と、 前記上部ゲート電極と下部電極の直下のチャンネル領域
と前記上部電極若しくは下部電極の食み出し部の直下の
LDD領域と前記上部ゲート電極及び下部電極に覆われ
ていないソース領域及びドレイン領域を有する半導体部
とを有し、 基板上の他の領域若しくは他の一部領域は、 上部のゲート電極と該上部ゲート電極に密接して形成さ
れた下部ゲート電極とからなる、そして上下いずれのゲ
ート電極も食み出し部を有さない2段の柱状のゲート電
極からなるか、単一のゲート電極からなる不純物注入時
完全マスク兼用ゲート電極と、 前記不純物注入時完全マスク兼用ゲート電極直下のチャ
ネル領域と、該チャネル領域のソース電極側、ドレイン
電極側の少なくも一方の側部のLDD領域と、それら両
領域両端のソース領域及びドレイン領域を有する半導体
部を有していることを特徴とする基板。
67. Since a characteristic required for an LDD type TFT differs depending on a position on a substrate, such as a substrate in which a pixel portion and a peripheral drive circuit portion are integrally formed, an LDD type TFT according to the required characteristic is provided. In order to equip the TFT, a part of the substrate has an upper gate electrode and at least one of the source electrode side and the drain electrode side protrudes from the upper gate electrode and is in close contact with the upper gate electrode. Or, conversely, the lower gate electrode and at least one of the source electrode side and the drain electrode side protrude from the lower gate electrode, and the upper gate electrode A two-stage structure gate electrode comprising an upper gate electrode formed in close contact with a channel region, a channel region immediately below the upper gate electrode and the lower electrode, and immediately below a protrusion of the upper electrode or the lower electrode. An LDD region and a semiconductor portion having a source region and a drain region that are not covered by the upper gate electrode and the lower electrode; and another region or another partial region on the substrate includes an upper gate electrode and the upper gate electrode. A lower gate electrode formed in close contact with the gate electrode, and both upper and lower gate electrodes are formed of a two-stage columnar gate electrode having no protruding portion, or an impurity formed of a single gate electrode. A gate electrode also serving as a complete mask during implantation, a channel region directly below the gate electrode also serving as a complete mask during impurity implantation, an LDD region on at least one side of the source and drain electrodes of the channel region, and both regions. A substrate having a semiconductor portion having source and drain regions at both ends.
【請求項68】 前記基板は、 液晶表示装置用のTFTアレイ基板であり、 上記画素部に形成されたLDD型TFTは、 前記上部ゲート電極若しくは下部ゲート電極の一方は、 例えばCu、Al、Ag、Au等の低抵抗金属材料を使
用している等のため電気比抵抗が5Ω・cm以下の低抵
抗電極であり、 前記他方の下部ゲート電極若しくは上記ゲート電極は、 例えばW、Mo、Co、Ta、Au、Nb、Ag等の密
度8以上の高密度金属材料若しくは水素との結合力の強
いZrやTiやTi系金属を使用しているため、不純物
注入時に打ち込まれる水素イオンのマスク能力の高い高
マスク電極であることを特徴とする請求項67記載の基
板。
68. The substrate is a TFT array substrate for a liquid crystal display device, and the LDD type TFT formed in the pixel portion has one of the upper gate electrode and the lower gate electrode made of, for example, Cu, Al, Ag , Au, etc., is a low-resistance electrode having an electric resistivity of 5 Ω · cm or less because of using a low-resistance metal material or the like. The other lower gate electrode or the gate electrode is, for example, W, Mo, Co, Since a high-density metal material having a density of 8 or more, such as Ta, Au, Nb, and Ag, or Zr, Ti, or a Ti-based metal having a strong bonding force with hydrogen is used, the masking ability of hydrogen ions implanted during impurity implantation is reduced. 68. The substrate according to claim 67, wherein the substrate is a high high mask electrode.
【請求項69】 シリサイド若しくはシリサイド層を有
する多層構造からなるゲート電極を有するボトムゲート
型半導体。
69. A bottom-gate semiconductor having a gate electrode having a silicide or a multilayer structure having a silicide layer.
【請求項70】 基板上にパターン化して配列されたト
ップゲート型のLDD構造を有する薄膜半導体素子の製
造方法であって、 基板上のパターン化された半導体層の上部に形成された
ゲート絶縁膜上に所定形状のゲート電極を形成するゲー
ト電極形成ステップと、 上記形成されたゲート電極を利用して、そのソース電極
側とドレイン電極側の少くも一方端に上記ゲート絶縁膜
除去時にエッチングマスクとなる側部をゲート電極に密
接して形成するエッチングマスク形成ステップと、 上記形成されたゲート電極とその側部エッチングマスク
をエッチングマスクとして使用してそれらの直下部を除
くゲート絶縁膜を一旦除去するゲート絶縁膜除去ステッ
プと、 上記ゲート電極とその下方部に存在するゲート絶縁膜若
しくはそれらに加えてゲート電極の側部のエッチングマ
スクをマスクとして不純物を打ち込む打ち込みステップ
と、 除去した部分のゲート絶縁膜を再度形成するゲート絶縁
膜再生ステップとをゆうしていることを特徴とするトッ
プゲート型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
70. A method for manufacturing a thin-film semiconductor device having a top-gate type LDD structure which is patterned and arranged on a substrate, comprising: a gate insulating film formed on a patterned semiconductor layer on the substrate; A gate electrode forming step of forming a gate electrode of a predetermined shape thereon; and using the formed gate electrode, at least one end on the source electrode side and the drain electrode side thereof with an etching mask when removing the gate insulating film. An etching mask forming step of forming a side portion in close contact with the gate electrode, and once removing the gate insulating film except the portion immediately below the formed gate electrode and the side portion etching mask as an etching mask. Removing the gate insulating film; and removing the gate electrode and the gate insulating film existing thereunder or the gate electrode in addition thereto. A top-gate type LDD structure characterized by performing an implantation step of implanting impurities using an etching mask on the side of the electrode as a mask, and a gate insulation film regeneration step of re-forming the gate insulation film in the removed portion. A method for manufacturing a thin film semiconductor device.
【請求項71】 前記エッチングマスク形成ステップ
は、 ゲート電極を一方の電極として所定の金属をメッキによ
り付着させるメッキ利用エッチングマスク形成ステップ
であることを特徴とする請求項70記載のトップゲート
型のLDD構造の薄膜半導体素子の製造方法。
71. A top gate type LDD according to claim 70, wherein said etching mask forming step is a plating utilizing etching mask forming step of depositing a predetermined metal by plating using a gate electrode as one electrode. A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a structure.
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