JP2001326364A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP2001326364A
JP2001326364A JP2001065813A JP2001065813A JP2001326364A JP 2001326364 A JP2001326364 A JP 2001326364A JP 2001065813 A JP2001065813 A JP 2001065813A JP 2001065813 A JP2001065813 A JP 2001065813A JP 2001326364 A JP2001326364 A JP 2001326364A
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silicon film
film
insulating film
forming
impurity element
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Setsuo Nakajima
節男 中嶋
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the productivity by effectively removing metal elements which accelerate the crystallization of an amorphous silicon film in a thin film transistor. SOLUTION: The metal elements which accelerate the crystallization of amorphous silicon are effectively removed, or reduced, using a silicon film containing a XV group element such as phosphorus through a contact hole reaching the source and drain regions, to increase the productivity.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質シリコン膜
の結晶化を助長する金属元素を効果的に除去する方法を
用いた薄膜トランジスタ(以下TFTという)で構成され
た回路を有する半導体装置の作製方法に関する。例え
ば、画素部と駆動回路を同一の基板に設けたアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置に代表される電気光学装置
およびそのような電気光学装置を部品として搭載した電
子機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a circuit comprising a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) using a method for effectively removing a metal element which promotes crystallization of an amorphous silicon film. It relates to a manufacturing method. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by an active matrix type liquid crystal display device in which a pixel portion and a driver circuit are provided on the same substrate, and an electronic device including such an electro-optical device as a component.

【0002】なお、本明細書中において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、TFTとしての単体素子のみならずTFTを用いて形成
される電気光学装置、そのような電気光学装置を部品と
して搭載した電子機器、半導体回路は全て半導体装置で
ある。
[0002] In this specification, a semiconductor device generally refers to a device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and includes not only a single element as a TFT but also an electro-optical device formed using a TFT. Electronic devices and semiconductor circuits on which such electro-optical devices are mounted as components are all semiconductor devices.

【0003】[0003]

【従来の技術】各種集積回路に利用されているものとし
て、半導体薄膜を用いたTFTがある。半導体薄膜には非
晶質シリコン膜や結晶性シリコン膜があるが、非晶質シ
リコン膜は形成が容易であるため生産性に優れているも
ののTFTの電気的特性が低いため動作速度が遅く、周辺
の駆動回路を一体化したアクティブマトリクス型液晶表
示装置に利用したり、各種集積回路を構成したりするこ
とができない。そのため、より特性の良い結晶性シリコ
ン膜が用いられる。
2. Description of the Related Art A TFT using a semiconductor thin film is used for various integrated circuits. Semiconductor thin films include amorphous silicon films and crystalline silicon films.Amorphous silicon films are easy to form and have excellent productivity, but the operating speed is slow due to the low electrical characteristics of TFTs. It cannot be used for an active matrix type liquid crystal display device in which peripheral driving circuits are integrated, or various integrated circuits cannot be formed. Therefore, a crystalline silicon film having better characteristics is used.

【0004】結晶性シリコン膜を作製する方法として、
熱アニール法とレーザーアニール法がある。しかし、熱
アニール法は600℃以上の高温プロセスが必要とされる
ために安価で大面積化が可能なガラス基板に適用でき
ず、かつ処理時間が長いという問題点がある。また、レ
ーザーアニール法は基板に熱的ダメージを与えることが
ないプロセスを実現できるものの結晶性の均一性や再現
性さらには結晶化度など満足できるものが得られないと
いう問題点がある。このような問題点を解決するための
1つの手段として、所定の金属元素を用いて結晶化を助
長させる方法がある。
[0004] As a method of manufacturing a crystalline silicon film,
There are a thermal annealing method and a laser annealing method. However, since the thermal annealing method requires a high-temperature process of 600 ° C. or higher, it cannot be applied to an inexpensive and large-sized glass substrate and has a problem that the processing time is long. In addition, although the laser annealing method can realize a process that does not cause thermal damage to the substrate, there is a problem that satisfactory ones such as uniformity of crystallinity, reproducibility, and crystallinity cannot be obtained. As one means for solving such a problem, there is a method of promoting crystallization using a predetermined metal element.

【0005】上記の方法には、熱アニールを用いつつ結
晶化温度をガラス基板に適用可能な600℃以下に低温化
した技術として本出願人により特開平7−130652
号公報などに開示されている方法がある。この方法は、
非晶質シリコン膜にNiに代表される金属元素を導入して
熱アニールする方法で、良好な結晶性を有する結晶性シ
リコン膜が得られている。
The above-mentioned method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652 by the present applicant as a technique for lowering the crystallization temperature to 600 ° C. or less which is applicable to a glass substrate while using thermal annealing.
There is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. This method
A crystalline silicon film having good crystallinity has been obtained by a method of introducing a metal element represented by Ni into an amorphous silicon film and performing thermal annealing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】所定の金属元素を用い
て結晶化を助長する方法を用いた場合、結晶化はこの金
属元素の拡散、移動に伴って進行するため、結晶化を助
長する金属元素が結晶性シリコン膜中に残留する。その
結果、結晶性シリコン膜表面近傍に析出して接合リーク
を生じさせる他、深い準位を形成してキャリアの再結
合、生成中心となるためTFTの電気的特性の安定性や信
頼性を損なうという問題が生じる。そのため、この金属
元素を除去あるいは低減させる技術としてゲッタリング
による種々の技術が開発されている。
When a method of promoting crystallization using a predetermined metal element is used, the crystallization proceeds with the diffusion and movement of the metal element. The element remains in the crystalline silicon film. As a result, it precipitates near the surface of the crystalline silicon film, causing junction leakage, and also forms a deep level and becomes the center of recombination and generation of carriers, which impairs the stability and reliability of the electrical characteristics of the TFT The problem arises. Therefore, various techniques using gettering have been developed as techniques for removing or reducing this metal element.

【0007】ゲッタリングの方法には、例えば、非晶質
シリコン膜を金属元素により結晶化させて結晶性シリコ
ン膜とさせた後デバイス領域となる場所を酸化膜などの
マスク層で覆い、デバイス領域以外にゲッタリングに効
果的なPなどの15族元素を高濃度にドーピングしてゲッ
タリングを促す領域(以下、ゲッタリングサイトと示
す)とする方法や、同様にデバイス領域となる場所をマ
スキングし、その上にPなどの15族元素を高濃度含んだ
シリコン膜を形成しゲッタリングサイトとする方法があ
る。しかし、これらの方法はマスク層となる膜の形成、
パターニング工程を必要とするため、マスク数が増加し
製造コストの増加を招くとともに生産性が低下する。
In the gettering method, for example, after the amorphous silicon film is crystallized with a metal element to form a crystalline silicon film, a portion to be a device region is covered with a mask layer such as an oxide film. In addition to this, a method of doping a group 15 element such as P, which is effective for gettering, at a high concentration so as to promote gettering (hereinafter referred to as a gettering site), or masking a location to be a device region similarly There is a method of forming a gettering site by forming a silicon film containing a high concentration of a group 15 element such as P thereon. However, these methods form a film to be a mask layer,
Since a patterning step is required, the number of masks increases, leading to an increase in manufacturing cost and a decrease in productivity.

【0008】また別な方法として、例えばデバイスのソ
ース、ドレイン領域をゲッタリングサイトとする方法が
ある。この方法では、ゲッタリングのためのパターニン
グが不要であるためマスク数を削減できるが、ゲッタリ
ングサイトが容積的に限られてしまうためややゲッタリ
ング効率が落ち、また、p-ch TFTにもドナーとなるPな
どの15族元素をドーピングするため、アクセプターとな
るイオンを過剰にドーピングしなけらばならず、製造コ
ストの増加及び生産性の低下の原因となる。
As another method, for example, there is a method in which the source and drain regions of a device are used as gettering sites. In this method, the number of masks can be reduced because patterning for gettering is unnecessary, but the gettering efficiency is slightly reduced because the gettering site is limited in volume, and the donor is also used for p-ch TFTs. In order to dope a group 15 element such as P, which is to be used, ions serving as acceptors must be excessively doped, which causes an increase in manufacturing cost and a decrease in productivity.

【0009】本明細書で開示する発明は、非晶質シリコ
ン膜の結晶化を助長する金属元素を利用して得られる結
晶性シリコン膜を用いて作製されるTFTにおいて、その
特性に当該金属元素の悪影響が及ぶことを抑制するとと
もに、製造コストの低下と生産性の増加が得られる技術
を提供することを課題とする。
The invention disclosed in the present specification is directed to a TFT manufactured using a crystalline silicon film obtained by utilizing a metal element which promotes crystallization of an amorphous silicon film. It is an object of the present invention to provide a technique capable of suppressing the adverse effect of the method and reducing the manufacturing cost and increasing the productivity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、絶縁表面上にソース領域、ドレイン領域およ
び前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に挟まれる
チャネル形成領域を有する結晶性シリコン膜と、前記結
晶性シリコン膜上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜
上にゲート電極と、前記ゲート電極上に層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上にリンを含有したシリコン膜と、前記
周期表の15族に属する不純物元素を含有したシリコン
膜上に導電層とを有する半導体装置において、前記周期
表の15族に属する不純物元素を含有するシリコン膜は
前記層間絶縁膜につくられたコンタクトホールで結晶性
シリコン膜のソース領域またはドレイン領域と接し、か
つ前記周期表の15族に属する不純物元素を含有するシ
リコン膜は前記結晶性シリコン膜の形成に要した金属元
素が偏析していることを特徴とする半導体装置である。
One of the inventions disclosed in this specification is a crystal having a source region, a drain region, and a channel formation region sandwiched between the source region and the drain region on an insulating surface. Crystalline silicon film, a gate insulating film on the crystalline silicon film, a gate electrode on the gate insulating film, an interlayer insulating film on the gate electrode,
In a semiconductor device having a silicon film containing phosphorus on the interlayer insulating film and a conductive layer on a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table Is in contact with a source region or a drain region of the crystalline silicon film at a contact hole formed in the interlayer insulating film, and the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is the crystalline silicon film. A semiconductor device in which a metal element required for forming a silicon film is segregated.

【0011】他の発明の構成は、絶縁表面上にゲート電
極と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜と、前記ゲート
絶縁膜上にソース領域及びドレイン領域と前記ソース領
域と前記ドレイン領域との間に挟まれるチャネル形成領
域を有する結晶性シリコン膜と、前記結晶性シリコン膜
上に保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜上に層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に周期表の15族に属する不純物元素
を含有したシリコン膜と、前記周期表の15族に属する
不純物元素を含有したシリコン膜上に導電層とを有する
半導体装置において、前記周期表の15族に属する不純
物元素を含有するシリコン膜は前記層間絶縁膜につくら
れたコンタクトホールで結晶性シリコン膜のソース領域
またはドレイン領域と接し、かつ前記周期表の15族に
属する不純物元素を含有するシリコン膜は前記結晶性シ
リコン膜の形成に要した金属元素が偏析していることを
特徴とする半導体装置である。
According to another aspect of the present invention, a gate electrode is provided on an insulating surface, a gate insulating film is provided on the gate electrode, and a source region and a drain region are provided on the gate insulating film. A crystalline silicon film having a channel formation region sandwiched between, a protective insulating film over the crystalline silicon film, an interlayer insulating film over the protective insulating film,
In a semiconductor device having a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the interlayer insulating film and a conductive layer on a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, The silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the Table is in contact with a source region or a drain region of the crystalline silicon film through a contact hole formed in the interlayer insulating film. The semiconductor device according to the present invention is characterized in that the contained silicon film has a metal element required for forming the crystalline silicon film segregated.

【0012】他の発明の構成は、絶縁表面上に非晶質シ
リコン膜を形成する第1の工程と、前記非晶質シリコン
膜の結晶化を助長する金属元素を添加し前記非晶質シリ
コン膜を結晶成長させ結晶性シリコン膜を形成する第2
の工程と、前記結晶性シリコン膜上にゲート絶縁膜を形
成する第3の工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
を形成する第4の工程と、前記結晶性シリコン膜の選択
された領域に不純物元素を添加してソース領域およびド
レイン領域を形成する第5の工程と、前記ゲート電極上
に層間絶縁膜を形成する第6の工程と、前記層間絶縁膜
にソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホ
ールを形成する第7の工程と、前記コンタクトホール及
び前記層間絶縁膜上に周期表の15族に属する不純物元
素を含有したシリコン膜を形成する第8の工程と、熱ア
ニールにより前記結晶性シリコン膜中に含まれる前記金
属元素のゲッタリングを行う第9の工程と前記周期表の
15族に属する不純物元素を含有したシリコン膜上に導
電膜を形成する第10の工程と、を有する半導体装置の
作製方法である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a first step of forming an amorphous silicon film on an insulating surface, and adding a metal element which promotes crystallization of the amorphous silicon film. The second step is to form a crystalline silicon film by growing a crystal on the film.
A third step of forming a gate insulating film on the crystalline silicon film, a fourth step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a selected region of the crystalline silicon film A fifth step of forming a source region and a drain region by adding an impurity element to the gate electrode, a sixth step of forming an interlayer insulating film on the gate electrode, and reaching the source region or the drain region in the interlayer insulating film. A seventh step of forming a contact hole; an eighth step of forming a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the contact hole and the interlayer insulating film; A ninth step of gettering the metal element contained in the silicon film and a step of forming a conductive film on the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table. 0 and steps, a method for manufacturing a semiconductor device having a.

【0013】他の発明の構成は、前記絶縁表面上にゲー
ト電極を形成する第1の工程と、前記ゲート電極上にゲ
ート絶縁膜を形成する第2の工程と、前記ゲート絶縁膜
上に非晶質シリコン膜を形成する第3の工程と、前記非
晶質シリコン膜の結晶化を助長する金属元素を添加し前
記非晶質シリコン膜を結晶成長させ結晶性シリコン膜を
形成する第4の工程と、前記結晶性シリコン膜上に保護
絶縁膜を形成する第5の工程と、前記結晶性シリコン膜
の選択された領域に不純物元素を添加してソース領域お
よびドレイン領域を形成する第6の工程と、前記保護絶
縁膜上に層間絶縁膜を形成する第7の工程と、前記保護
絶縁膜及び前記層間絶縁膜にソース領域またはドレイン
領域に達するコンタクトホールを形成する第8の工程
と、前記ソース領域またはドレイン領域に達するコンタ
クトホール及び前記層間絶縁膜上に周期表の15族に属
する不純物元素を含有したシリコン膜を形成する第9の
工程と、熱アニールより前記結晶性シリコン膜中に含ま
れる前記金属元素のゲッタリングを行う第10の工程と
前記周期表の15族に属する不純物元素を含有したシリ
コン膜上に導電膜を形成する第11の工程と、を有する
半導体装置の作製方法である。
According to another aspect of the invention, there is provided a first step of forming a gate electrode on the insulating surface, a second step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and a step of forming a non-conductive layer on the gate insulating film. A third step of forming a crystalline silicon film, and a fourth step of adding a metal element for promoting crystallization of the amorphous silicon film and growing the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film. A fifth step of forming a protective insulating film on the crystalline silicon film, and a sixth step of forming a source region and a drain region by adding an impurity element to a selected region of the crystalline silicon film. A step of forming an interlayer insulating film on the protective insulating film, an eighth step of forming a contact hole reaching the source region or the drain region in the protective insulating film and the interlayer insulating film, Source area A ninth step of forming a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the contact hole reaching the drain region and the interlayer insulating film, and including the silicon film in the crystalline silicon film by thermal annealing. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a tenth step of performing gettering of the metal element; and an eleventh step of forming a conductive film on a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table. .

【0014】上記4つの発明の構成において、周期表の
15族に属する不純物元素を含有したシリコン膜は、ソ
ース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホール
を通じて熱アニールにより非晶質シリコン膜の結晶化を
助長する金属元素のゲッタリングサイトとして機能す
る。
In the structure of the above four inventions, the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table promotes crystallization of the amorphous silicon film by thermal annealing through a contact hole reaching a source region or a drain region. Function as a gettering site for the metallic element to be formed.

【0015】上記4つの発明の構成において、非晶質シ
リコン膜の結晶化を助長する金属元素としてNiを用いる
ことが好ましいことが本出願人による発明で判明してい
る。一般に、非晶質シリコン膜の結晶化を助長する金属
元素としてFe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、
Au、Ge、Pb、Inから選ばれた一種類または複数種類の元
素を用いることができる。
It has been found from the invention by the present applicant that in the above four aspects of the present invention, it is preferable to use Ni as a metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film. In general, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, as metal elements that promote crystallization of an amorphous silicon film,
One or more elements selected from Au, Ge, Pb, and In can be used.

【0016】上記4つの発明の構成において、周期表の
15族に属する不純物元素は、非晶質シリコン膜の結晶
化を助長する金属元素をゲッタリングするための元素で
ある。非晶質シリコン膜の結晶化を助長する金属元素と
してニッケル(Ni)を選択し、ゲッタリング元素として
リン(P)を選択した場合、ゲッタリングを効果的に行
うことができる。
In the above four inventions, the impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is an element for gettering a metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film. When nickel (Ni) is selected as a metal element that promotes crystallization of an amorphous silicon film and phosphorus (P) is selected as a gettering element, gettering can be performed effectively.

【0017】また、周期表の15族に属する不純物元素
としてリンを選択した場合、このリンを含有したシリコ
ン膜中のリン濃度は1×1019atoms/cm3以上である。p-c
hTFTにおいては、半導体層の不純物領域と前記シリ
コン膜とはPN接合を形成するが、前記不純物領域およ
び前記シリコン中に含まれる不純物元素濃度が高いた
め、また、多結晶珪素膜中に内在する多数の結晶欠陥の
ために、半導体層の不純物領域とこのリンを含有したシ
リコン膜が接するコンタクトホール部でトンネル接合が
形成され、十分低いコンタクト抵抗を得ることが出来
る。
When phosphorus is selected as an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, the phosphorus concentration in the phosphorus-containing silicon film is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more. pc
In an hTFT, a PN junction is formed between an impurity region of a semiconductor layer and the silicon film. However, since the impurity region contained in the impurity region and the silicon has a high concentration, a large number of impurities existing in the polycrystalline silicon film are formed. Because of the crystal defect, a tunnel junction is formed at the contact hole where the impurity region of the semiconductor layer and the phosphorus-containing silicon film are in contact, and a sufficiently low contact resistance can be obtained.

【0018】結晶化を助長するための金属元素の導入
は、イオン注入法、溶液を用いた拡散法、固体を用いた
拡散法、スパッタ法やCVD法で成膜した膜から拡散させ
る方法、プラズマ処理法、ガス吸着法などの方法を用い
ることができる。また、ゲッタリング元素であるリンを
含んだシリコン膜には、プラズマCVD(P-CVD)装置、減
圧CVD(LP-CVD)装置、スパッタ装置などで成膜される
ものが適用できる。
The metal element for promoting crystallization is introduced by ion implantation, diffusion using a solution, diffusion using a solid, diffusion from a film formed by sputtering or CVD, plasma Methods such as a treatment method and a gas adsorption method can be used. As the silicon film containing phosphorus as a gettering element, a film formed by a plasma CVD (P-CVD) device, a low-pressure CVD (LP-CVD) device, a sputtering device, or the like can be used.

【0019】また、上記4つの発明の構成において、熱
アニールは非晶質シリコン膜の結晶化を助長する金属元
素のゲッタリングを進行させると同時に、ソース、ドレ
イン領域を形成するためにドーピングされた不純物元素
を活性化させることができ、ゲッタリングの進行及び不
純物元素の活性化に要する熱処理工程を一括で行える。
In the above four aspects of the present invention, the thermal annealing promotes the gettering of the metal element which promotes the crystallization of the amorphous silicon film, and at the same time, is doped to form the source and drain regions. The impurity element can be activated, and heat treatment steps required for the progress of gettering and activation of the impurity element can be performed at once.

【0020】また、上記4つの発明の構成において、リ
ンを含有したシリコン膜はリンを含有したシリコン膜上
に導電膜を形成した後、導電膜によりセルフアラインで
パターニングして、配線として機能させる。
In the above four aspects of the present invention, the phosphorus-containing silicon film is formed by forming a conductive film on the phosphorus-containing silicon film and then patterning the conductive film by self-alignment to function as a wiring.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1に発明の具体的な構成例を示
す。すなわち、基板101上に下地絶縁膜102が形成
され、下地絶縁膜102上に結晶性シリコン膜103が
形成され、チャネル形成領域103a、ソース領域また
はドレイン領域103bを有する結晶性シリコン膜10
3、および下地絶縁膜102上にゲート絶縁膜104が
形成され、ゲート絶縁膜104上にゲート電極105が
形成され、ゲート電極105およびゲート絶縁膜104
上に層間絶縁膜107が形成され、層間絶縁膜107お
よびゲート絶縁膜104に結晶性シリコン膜のソース領
域またはドレイン領域103bに達するコンタクトホー
ルが形成され、ソース領域またはドレイン領域に達する
コンタクトホール及び層間絶縁膜107上に周期表の1
5族に属する不純物元素を含むシリコン膜106が形成
され、周期表の15族に属する不純物元素を含むシリコ
ン膜106上に導電膜108が形成され、最終的に周期
表の15族に属する不純物元素を含むシリコン膜106
を下層にもつソース電極あるいはドレイン電極109が
形成される構成となっている。なお、本明細書におい
て、基板表面と基板上に形成された絶縁膜の表面とを絶
縁表面と称することとする。
FIG. 1 shows a specific configuration example of the present invention. That is, a base insulating film 102 is formed over a substrate 101, a crystalline silicon film 103 is formed over the base insulating film 102, and a crystalline silicon film 10 having a channel formation region 103a and a source or drain region 103b.
3, a gate insulating film 104 is formed on the base insulating film 102, a gate electrode 105 is formed on the gate insulating film 104, and the gate electrode 105 and the gate insulating film 104 are formed.
An interlayer insulating film 107 is formed thereon, a contact hole reaching the source or drain region 103b of the crystalline silicon film is formed in the interlayer insulating film 107 and the gate insulating film 104, and a contact hole and an interlayer reaching the source or drain region are formed. 1 of the periodic table on the insulating film 107
A silicon film 106 containing an impurity element belonging to Group V is formed, a conductive film 108 is formed on the silicon film 106 containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, and finally an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table. Containing silicon film 106
Is formed as a source or drain electrode 109 having a lower layer. In this specification, the surface of a substrate and the surface of an insulating film formed over the substrate are referred to as an insulating surface.

【0022】結晶性シリコン膜は下地絶縁膜102上に
非晶質シリコン膜を形成し、結晶化を助長する金属元素
を前記非晶質シリコン膜中に導入し熱アニールすること
によって形成される。そのため、結晶性シリコン膜には
結晶化を助長した金属元素が含まれている。また、シリ
コン膜106に含まれる周期表の15族に属する不純物
元素は、熱アニールにより結晶化を助長した金属元素を
ゲッタリングする作用を持つ。
The crystalline silicon film is formed by forming an amorphous silicon film on the base insulating film 102, introducing a metal element which promotes crystallization into the amorphous silicon film, and performing thermal annealing. Therefore, the crystalline silicon film contains a metal element that promotes crystallization. Further, the impurity element belonging to Group 15 of the periodic table contained in the silicon film 106 has an action of gettering a metal element that has promoted crystallization by thermal annealing.

【0023】そこで、周期表の15族に属する不純物元
素を含むシリコン膜106を形成後に熱アニールを行う
と、結晶性シリコン膜のソース領域又はドレイン領域1
03bに達するコンタクトホール(以下、それぞれソー
スコンタクト、ドレインコンタクトと示す)を通して、
結晶化を助長する金属元素はシリコン膜106中のゲッ
タリング作用のあるリンにより、効果的に結晶性シリコ
ン膜から除去される。また、周期表の15族に属する不
純物元素を含むシリコン膜106形成後に熱アニールを
行うことにより、基板全体にシリコン膜106が存在す
るため基板全体がゲッタリングサイトとなり、ソース、
ドレイン領域をゲッタリングサイトとする方法と比較し
てゲッタリング効率が高くなる。その後、周期表の15
族に属する不純物元素を含むシリコン膜106は導電膜
108と共にソース電極またはドレイン電極109とし
て機能する。
Therefore, when thermal annealing is performed after forming the silicon film 106 containing the impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, the source region or the drain region 1 of the crystalline silicon film is formed.
Through a contact hole reaching 03b (hereinafter referred to as a source contact and a drain contact, respectively)
The metal element that promotes crystallization is effectively removed from the crystalline silicon film by phosphorus having a gettering action in the silicon film 106. Further, by performing thermal annealing after forming the silicon film 106 containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, the entire substrate becomes a gettering site because the silicon film 106 is present over the entire substrate,
Gettering efficiency is higher than in the method of using the drain region as a gettering site. After that, 15 of the periodic table
The silicon film 106 containing an impurity element belonging to the group functions as a source electrode or a drain electrode 109 together with the conductive film 108.

【0024】本構成の特徴はソースコンタクト及びドレ
インコンタクトに接して周期表の15族に属する不純物
元素を含有したシリコン膜を形成しこれをゲッタリング
サイトとするため、従来用いられてきた酸化膜などのマ
スク層の形成工程やパターニング工程が不要となること
にある。それにより、製造コストの低下や生産性の向上
を図ることができる。
The feature of this structure is that a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is formed in contact with the source contact and the drain contact, and this is used as a gettering site. This eliminates the need for the mask layer forming step and the patterning step. Thereby, a reduction in manufacturing cost and an improvement in productivity can be achieved.

【0025】なお、本構成は一例であり、この構成のみ
に限定されるものではなく、ソースコンタクト及びドレ
インコンタクトを通じて周期表の15族に属する不純物
元素を含有したシリコン膜をゲッタリングサイトにし、
非晶質シリコン膜の結晶化を助長した金属元素をゲッタ
リングするということが本発明の意図するところであ
る。
This configuration is an example, and is not limited to this configuration. A silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is used as a gettering site through a source contact and a drain contact.
It is the intention of the present invention to getter the metal element that promoted the crystallization of the amorphous silicon film.

【0026】[0026]

【実施例】[実施例1]本実施例では、TFTの活性層と
する結晶性シリコン膜の作製方法として特開平7−13
0652号公報で開示されている金属元素を用いる結晶
化法を応用し、CMOS回路を形成するのに必要なnチャネ
ル型TFT(n-ch TFT)とpチャネル型TFT(p-ch TFT)を
同一基板上に作製する方法について、工程に従って図2
〜図5を用いて説明する
[Embodiment 1] In this embodiment, a method of manufacturing a crystalline silicon film as an active layer of a TFT is disclosed in
By applying a crystallization method using a metal element disclosed in Japanese Patent No. 0652, an n-channel TFT (n-ch TFT) and a p-channel TFT (p-ch TFT) required for forming a CMOS circuit are obtained. For the method of manufacturing on the same substrate, FIG.
Explanation will be made with reference to FIG.

【0027】図2(A)で示すように、基板201上に
下地絶縁膜202a、202bを成膜して下地絶縁層を
形成する。基板201にはバリウムホウケイ酸ガラスや
アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いる。
このようなガラス基板は熱処理時の温度により数ppm〜
数十ppm程度収縮するため、ガラス歪み点よりも10〜20
℃低い温度であらかじめ熱処理しておいても良い。ま
た、このようなガラス基板には微量にナトリウムなどの
アルカリ金属元素といった不純物元素が含まれ、このよ
うな元素が活性層内に侵入してTFTの電気的特性に影響
を及ぼすことがあるため、このような元素に対するブロ
ッキング層として下地絶縁膜202a、202bを設け
る。下地絶縁膜としては、窒化シリコン膜、酸化シリコ
ン膜が適用されるが、窒化シリコン膜は不純物元素のブ
ロッキング効果が高いという利点があるがトラップ準位
が多いという欠点があり、酸化シリコン膜はバンドギャ
ップが広く絶縁性が高くトラップ準位が低いという利点
があるが不純物元素のブロッキング性が低い。そのた
め、窒化シリコン膜を基板側、酸化シリコン膜を活性層
側に設けることによって両者の利点を活かした下地絶縁
層を形成することができる。ここでは例えば、下地絶縁
膜202aに窒素成分の高い酸化窒化シリコン膜を、下
地絶縁膜202bに酸素成分の高い酸化窒化シリコン膜
を配置する構成にする。下地絶縁膜202aはSiH4、NH
3、N2Oから10〜100nm(好ましくは20〜60nm)の厚さで
形成し、下地絶縁膜202bはSiH4、N2Oから10〜200nm
(好ましくは20〜100nm)の厚さで形成する。
As shown in FIG. 2A, base insulating films 202a and 202b are formed on a substrate 201 to form a base insulating layer. As the substrate 201, a glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass is used.
Such a glass substrate has several ppm or more depending on the temperature during the heat treatment.
Shrinks by several tens of ppm, so it is 10 to 20 more than the glass strain point.
The heat treatment may be performed in advance at a temperature lower by ° C. In addition, such glass substrates contain trace amounts of impurity elements such as alkali metal elements such as sodium, which may penetrate into the active layer and affect the electrical characteristics of the TFT. The base insulating films 202a and 202b are provided as blocking layers for such elements. As a base insulating film, a silicon nitride film or a silicon oxide film is applied. The silicon nitride film has an advantage of a high blocking effect of an impurity element, but has a drawback of many trap levels. There is an advantage that the gap is wide, the insulating property is high, and the trap level is low, but the blocking property of the impurity element is low. Therefore, by providing the silicon nitride film on the substrate side and the silicon oxide film on the active layer side, it is possible to form a base insulating layer utilizing both advantages. Here, for example, a structure in which a silicon oxynitride film with a high nitrogen component is provided for the base insulating film 202a and a silicon oxynitride film with a high oxygen component is provided for the base insulating film 202b is used. The base insulating film 202a is made of SiH 4 , NH
3 , formed from N 2 O to a thickness of 10 to 100 nm (preferably 20 to 60 nm), and the base insulating film 202 b is formed to a thickness of 10 to 200 nm from SiH 4 and N 2 O.
(Preferably 20 to 100 nm).

【0028】なお、本実施例では、ガラス基板を用いて
いるため下地絶縁膜を形成しているが、石英基板やセラ
ミック基板もしくは金属基板を用いてもよい。なお、半
導体膜に不純物元素が拡散することのない基板を用いる
場合には、下地絶縁膜を形成する必要はない。
Although a base insulating film is formed in this embodiment because a glass substrate is used, a quartz substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate may be used. Note that when a substrate in which an impurity element is not diffused is used for a semiconductor film, it is not necessary to form a base insulating film.

【0029】これらの膜は従来の平行平板型のプラズマ
CVD法を用いて形成する。酸化窒化シリコン膜202a
はSiH4を10SCCM、NH3を100SCCM、N2Oを20SCCM反応室に
導入し、基板温度400℃、反応圧力0.3Torr、放電電力密
度0.41W/cm2、放電周波数60MHzという条件で成膜した。
この酸化窒化シリコン膜202aを成膜した後、ゴミ対
策など膜を安定して供給するためにチャンバーをクリー
ニングしてもよい。その間、酸化窒化シリコン膜202
aを成膜した基板はチャンバー外に出されるため、クリ
ーンルーム環境の影響をうけ、汚染元素であるリンや炭
素が202a表面に付着することがある。そこで、N2O
プラズマ処理を行い202a表面に付着したリンや炭素
を効果的に除去してもよい。これにより、汚染元素の活
性層への移動に伴うTFTの電気的特性の変動を低減させ
ることができる。一方、酸化窒化シリコン膜202bは
SiH4を4SCCM、N2Oを400SCCM反応室に導入し、基板温度4
00℃、反応圧力0.3Torr、放電電力密度0.41W/cm2、放電
周波数60MHzという条件で成膜した。
These films are made of a conventional parallel plate type plasma.
It is formed using a CVD method. Silicon oxynitride film 202a
Introduced the SiH 4 10 SCCM, the NH 3 100 SCCM, the N 2 O to 20SCCM reaction chamber, a substrate temperature of 400 ° C., a reaction pressure 0.3 Torr, the discharge power density 0.41W / cm 2, was formed on condition that the discharge frequency 60MHz .
After the silicon oxynitride film 202a is formed, the chamber may be cleaned to stably supply the film, for example, as a measure against dust. Meanwhile, the silicon oxynitride film 202
Since the substrate on which the film a is formed is taken out of the chamber, the substrate may be affected by a clean room environment, and contaminant elements such as phosphorus and carbon may adhere to the surface of the surface 202a. So, N 2 O
Plasma treatment may be performed to effectively remove phosphorus and carbon attached to the surface of the 202a. Thereby, it is possible to reduce the change in the electrical characteristics of the TFT due to the transfer of the contaminant element to the active layer. On the other hand, the silicon oxynitride film 202b
SiH 4 was introduced into the reaction chamber at 4 SCCM and N 2 O was introduced into the reaction chamber at 400 SCCM.
The film was formed under the conditions of 00 ° C., a reaction pressure of 0.3 Torr, a discharge power density of 0.41 W / cm 2 , and a discharge frequency of 60 MHz.

【0030】ここで成膜した酸化窒化シリコン膜202
aは、密度が9.28×1022/cm3であり、フッ化水素アンモ
ニウム(NH4HF2)を7.13%とフッ化アンモニウム(NH
4F)を15.4%含む混合溶液(ステラケミファ社製、商品
名LAL500)の20℃におけるエッチング速度が63nm/minと
遅く、緻密で硬い膜である。このような膜を下地絶縁膜
として用いることにより、アルカリ金属が活性層へ拡散
するのを防ぐことができる。
The silicon oxynitride film 202 formed here
a has a density of 9.28 × 10 22 / cm 3 , 7.13% of ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ) and ammonium fluoride (NH
4 F) of 15.4% comprising mixed solution (Stella Chemifa Co., Ltd., trade name LAL500) slower etch rate at 20 ° C. is between 63 nm / min of a hard film is dense. By using such a film as the base insulating film, diffusion of the alkali metal into the active layer can be prevented.

【0031】そしてプラズマCVD法やスパッタ法など公
知の方法で非晶質シリコン膜203aを25〜80 nm(好
ましくは30〜60nm)の厚さで成膜して、非晶質半導体層
を形成する。ここでは例えば、非晶質シリコン膜を55 n
mの厚さで形成した。また、下地膜202bと非晶質シ
リコン膜203aは両者を連続して成膜しても良い。例
えば前述のように酸化窒化シリコン膜202aと酸化窒
化シリコン膜202bをプラズマCVD法で成膜後、反応
ガスをSiH4、N2OからSiH4とH2あるいはSiH4のみに切り
替えれば一旦大気雰囲気に晒すことなく連続成膜でき
る。その結果、酸化窒化シリコン膜202bの表面汚染
を防ぐことが可能となり、作製するTFTの特性ばらつき
やVthの変動を低減させることができる。
Then, an amorphous silicon film 203a is formed to a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm) by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method to form an amorphous semiconductor layer. . Here, for example, an amorphous silicon film is 55 n
m. The base film 202b and the amorphous silicon film 203a may be formed continuously. Oxide, for example after the deposition silicon nitride film 202a and a silicon oxynitride film 202b by plasma CVD, once the atmosphere be switched reactive gas from SiH 4, N 2 O only SiH 4 and H 2 or SiH 4 as described above Continuous film formation without exposure to water. As a result, surface contamination of the silicon oxynitride film 202b can be prevented, and variation in characteristics of a TFT to be manufactured and variation in Vth can be reduced.

【0032】そして金属元素による結晶化を行うため、
重量換算で10 ppmの金属元素を含む水溶液をスピンコー
ト法で塗布して金属元素を含有する層204を形成す
る。金属元素にはFe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、P
t、Cu、Au、Ge、Pb、Inなどを用いる。この金属元素を
含有する層204は、スピンコート法の他にスパッタ法
や真空蒸着法によって上記金属元素の層を1〜5 nmの厚
さに形成しても良い。
Then, in order to perform crystallization by a metal element,
An aqueous solution containing 10 ppm by weight of a metal element is applied by a spin coating method to form a layer 204 containing a metal element. Metal elements include Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, P
t, Cu, Au, Ge, Pb, In, or the like is used. The layer 204 containing the metal element may be formed in a thickness of 1 to 5 nm by a sputtering method or a vacuum evaporation method other than the spin coating method.

【0033】そして、図2(B)に示す結晶化の工程で
は、まず400〜500℃で1時間程度の熱処理を行い、非晶
質シリコン膜の含有水素量を5 atomic%以下にする。そ
して、ファーネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中550
〜600℃で1〜8時間の熱アニールを行う。以上の工程に
より結晶性シリコン膜203bを得ることができる。し
かし、ここまでの工程で熱アニールによって作製された
結晶性シリコン膜203bは、透過型電子顕微鏡などで
微視的に観察すると複数の結晶粒から成り、その結晶粒
の大きさとその配置は一様ではなくランダムなものであ
る。また、ラマン分光法からスペクトルや、光学顕微鏡
観察により巨視的に観察すると局所的に非晶質領域が残
存していることが観察されることがある。
Then, in the crystallization step shown in FIG. 2B, first, a heat treatment is performed at 400 to 500 ° C. for about 1 hour to reduce the hydrogen content of the amorphous silicon film to 5 atomic% or less. Then, using a furnace annealing furnace, 550 in a nitrogen atmosphere.
Perform thermal annealing at ~ 600 ° C for 1-8 hours. Through the above steps, the crystalline silicon film 203b can be obtained. However, the crystalline silicon film 203b formed by the thermal annealing in the steps up to here is composed of a plurality of crystal grains when microscopically observed with a transmission electron microscope or the like, and the size and the arrangement of the crystal grains are uniform. Not random. Further, when the spectrum is obtained by Raman spectroscopy or macroscopically observed by optical microscope observation, it may be observed that an amorphous region locally remains.

【0034】このような結晶性シリコン膜203bの結
晶性をより高めるために、レーザーアニール法をこの段
階で実施すると有効である。レーザーアニール法では結
晶性シリコン膜203bを一旦溶融状態にしてから再結
晶化させるため、上記目的を達成することができる。例
えば、XeClエキシマレーザー(波長308 nm)を用い、光
学系で線状ビームを形成して、発振周波数5〜50Hz、エ
ネルギー密度100〜500mJ/cm2として線状ビームのオー
バーラップ割合を80〜98%として照射する。このように
して、結晶性シリコン膜203bの結晶性をより高める
ことができる。
In order to further enhance the crystallinity of the crystalline silicon film 203b, it is effective to perform the laser annealing at this stage. In the laser annealing method, the crystalline silicon film 203b is once melted and then recrystallized, so that the above object can be achieved. For example, using a XeCl excimer laser (wavelength 308 nm), a linear beam is formed by an optical system, and an oscillation frequency of 5 to 50 Hz, an energy density of 100 to 500 mJ / cm 2 and an overlap ratio of the linear beam of 80 to 98 are used. Irradiate as%. Thus, the crystallinity of the crystalline silicon film 203b can be further improved.

【0035】そして、結晶性シリコン膜203b上にフ
ォトレジストパターンを形成し、ドライエッチングによ
って結晶性シリコン膜を島状に分割して島状半導体層2
05a、206を形成し活性層とする。ドライエッチン
グにはCF4とO2の混合ガスを用いた。その後、プラズマC
VD法や減圧CVD法、またはスパッタ法により50〜130 nm
の厚さの酸化シリコン膜によるマスク層207を形成す
る。ここでは、減圧CVD法によって、SiH4を40SCCM、NO2
を400SCCM反応室に導入し、基板温度400℃、反応圧力2T
orrという条件で130nmの厚さに形成した。
Then, a photoresist pattern is formed on the crystalline silicon film 203b, and the crystalline silicon film is divided into islands by dry etching so that the island-like semiconductor layer 2 is formed.
The active layers 05a and 206 are formed. For dry etching, a mixed gas of CF 4 and O 2 was used. After that, plasma C
50 to 130 nm by VD method, low pressure CVD method, or sputtering method
A mask layer 207 of a silicon oxide film having a thickness of is formed. Here, 40 SCCM of SiH 4 and NO 2 were
Into the 400SCCM reaction chamber, substrate temperature 400 ° C, reaction pressure 2T
It was formed to a thickness of 130 nm under the condition of orr.

【0036】そしてフォトレジストマスク208を設
け、n-ch TFTを形成する島状半導体層205aにVthを
制御する目的で1×1016〜5×1017 atoms/cm3程度の濃
度でp型を付与する不純物元素を添加する。半導体に対
してp型を付与する不純物元素には、ホウ素(B)、アル
ミニウム(Al)、ガリウム(Ga)など周期律表第13族の
元素が知られている。ここではイオンドープ法でジボラ
ン(B2H6)を用いホウ素(B)を添加した。ホウ素(B)
添加は必ずしも必要でなく省略しても差し支えないが、
ホウ素(B)を添加した半導体層205bはn-ch TFTの
しきい値電圧を所定の範囲内に収めるために形成するこ
とができた。
Then, a photoresist mask 208 is provided, and the p-type is formed at a concentration of about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 for the purpose of controlling Vth in the island-like semiconductor layer 205a forming the n-ch TFT. An impurity element to be added is added. As an impurity element that imparts p-type to a semiconductor, an element belonging to Group 13 of the periodic table such as boron (B), aluminum (Al), or gallium (Ga) is known. Here, boron (B) was added using diborane (B 2 H 6 ) by an ion doping method. Boron (B)
Although the addition is not always necessary and may be omitted,
The semiconductor layer 205b to which boron (B) was added could be formed to keep the threshold voltage of the n-ch TFT within a predetermined range.

【0037】n-ch TFTのLDD領域を形成するために、n型
を付与する不純物元素を島状半導体層205bに選択的
に添加する。半導体に対してn型を付与する不純物元素
には、リン(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)など
周期律表第15族の元素が知られている。フォトレジス
トマスク209を形成し、ここではリン(P)を添加す
べく、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ法を
適用した。形成される不純物領域210におけるリン
(P)濃度は2×1016〜5×1019 atoms/cm3の範囲とす
る。本明細書中では、不純物領域210に含まれるn型
を付与する不純物元素の濃度を(n-)と表す。
In order to form an LDD region of an n-ch TFT, an impurity element imparting n-type is selectively added to the island-shaped semiconductor layer 205b. Elements belonging to Group 15 of the periodic table, such as phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb), are known as impurity elements that impart n-type to a semiconductor. A photoresist mask 209 was formed. Here, an ion doping method using phosphine (PH 3 ) was applied to add phosphorus (P). The concentration of phosphorus (P) in the impurity region 210 to be formed is in the range of 2 × 10 16 to 5 × 10 19 atoms / cm 3 . In this specification, the concentration of the impurity element imparting n-type contained in the impurity region 210 is represented by (n−).

【0038】次に、マスク層207を純水で希釈したフ
ッ酸などのエッチング液により除去する。そして、図3
(B)と図3(C)で島状半導体層205bに添加した不
純物元素を活性化させる工程を行う。活性化は窒素雰囲
気中500〜600℃で1〜4時間の熱アニールや、レーザーア
ニールなどの方法により行うことができる。また、両方
の方法を併用して行っても良い。本実施例では、レーザ
ー活性化の方法を用い、KrFエキシマレーザー光(波長2
48 nm)を用い、線状ビームを形成して、発振周波数5〜
50 Hz、エネルギー密度100〜500 mJ/cm2として線状ビ
ームのオーバーラップ割合を80〜98%として走査して、
島状半導体層が形成された基板全面を処理した。尚、レ
ーザー光の照射条件には何ら限定される事項はなく、実
施者が適宣決定すれば良い。
Next, the mask layer 207 is removed with an etching solution such as hydrofluoric acid diluted with pure water. And FIG.
In FIG. 3B and FIG. 3C, a step of activating the impurity element added to the island-shaped semiconductor layer 205b is performed. Activation can be performed by a method such as thermal annealing in a nitrogen atmosphere at 500 to 600 ° C. for 1 to 4 hours or laser annealing. Further, both methods may be used in combination. In this embodiment, a KrF excimer laser beam (wavelength 2
48 nm) to form a linear beam and generate an oscillation frequency of 5 to
Scanning at 50 Hz, energy density of 100-500 mJ / cm 2 and overlapping ratio of linear beam of 80-98%,
The entire surface of the substrate on which the island-shaped semiconductor layer was formed was processed. There are no particular restrictions on the laser light irradiation conditions, and the conditions may be determined appropriately by the practitioner.

【0039】次に、ゲート絶縁膜211をプラズマCVD
法により40〜150 nmの厚さでシリコンを含む絶縁膜で形
成する。まず、ゲート絶縁膜の成膜に先立って、プラズ
マクリーニング処理を行う。プラズマクリーニング処理
は、H2を200 SCCM導入し、反応圧力0.15 Torr、放電電
力密度0.2 W/cm2、放電周波数60 MHzという条件でプラ
ズマを生成して2分間処理する。あるいは、H2を100 SCC
M、酸素を100 SCCM導入し、反応圧力0.3 Torrで同様に
プラズマを生成して処理してもよい。基板温度は300〜4
50℃好ましくは400℃とする。これにより、島状半導体
層205b、206の表面に吸着しているボロンやリ
ン、及び有機物などの汚染物質を取り除くことができ
る。また、酸素やN2Oを同時に導入することにより、被
堆積表面の最表面およびその近傍が酸化され、ゲート絶
縁膜との界面準位密度を低減させるなどの好ましい作用
がある。ゲート絶縁膜211の成膜はこのプラズマクリ
ーニング処理と連続して、前述の酸化窒化シリコン膜2
02bと同様に、SiH4を4SCCM、N2Oを400SCCM反応室に
導入し、基板温度400℃、反応圧力0.3Torr、放電電力密
度0.41W/cm2、放電周波数60MHzという条件で成膜した。
Next, the gate insulating film 211 is formed by plasma CVD.
It is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by a method. First, a plasma cleaning process is performed before forming a gate insulating film. In the plasma cleaning process, H 2 is introduced at 200 SCCM, plasma is generated under the conditions of a reaction pressure of 0.15 Torr, a discharge power density of 0.2 W / cm 2 , and a discharge frequency of 60 MHz, and the process is performed for 2 minutes. Alternatively, H 2 is 100 SCC
M and oxygen may be introduced at 100 SCCM, and plasma may be similarly generated and processed at a reaction pressure of 0.3 Torr. Substrate temperature is 300 ~ 4
50 ° C, preferably 400 ° C. Thus, contaminants such as boron, phosphorus, and organic substances adsorbed on the surfaces of the island-shaped semiconductor layers 205b and 206 can be removed. In addition, simultaneous introduction of oxygen and N 2 O oxidizes the outermost surface of the surface to be deposited and the vicinity thereof, and has a favorable effect of reducing the interface state density with the gate insulating film. The formation of the gate insulating film 211 is performed continuously with the plasma cleaning process, and the above-described silicon oxynitride film 2 is formed.
Similar to 02b, introducing SiH 4 4 sccm, the N 2 O to 400SCCM reaction chamber, a substrate temperature of 400 ° C., a reaction pressure 0.3 Torr, the discharge power density 0.41W / cm 2, was formed on condition that the discharge frequency 60 MHz.

【0040】ゲート絶縁膜211上には、ゲート電極を
形成するために導電層を成膜する。この導電層は単層で
形成しても良いが、必要に応じて二層あるいは三層とい
った積層構造とすることもできる。本実施例では、導電
性の窒化物金属膜から成る導電層(A)212と金属膜
から成る導電層(B)213とを積層させた。導電層
(B)213はタンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブ
デン(Mo)、タングステン(W)から選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合
わせた合金膜(代表的にはMo−W合金膜、Mo−Ta合金
膜)で形成すれば良く、導電層(A)212は窒化タン
タル(TaN)、窒化タングステン(WN)、窒化チタン(T
iN)膜、窒化モリブデン(MoN)などで形成する。ま
た、導電層(A)212はタングステンシリサイド、チ
タンシリサイド、モリブデンシリサイドを適用しても良
い。導電層(B)213は低抵抗化を図るために含有す
る不純物濃度を低減させると良く、特に酸素濃度に関し
ては30 ppm以下とすると良かった。例えば、タングステ
ン(W)は酸素濃度を30 ppm以下とすることで20μΩcm
以下の比抵抗値を実現することができた。
On the gate insulating film 211, a conductive layer is formed to form a gate electrode. This conductive layer may be formed as a single layer, but may have a laminated structure such as two layers or three layers as necessary. In this embodiment, a conductive layer (A) 212 made of a conductive nitride metal film and a conductive layer (B) 213 made of a metal film are stacked. The conductive layer (B) 213 is an element selected from tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), and tungsten (W), an alloy containing the above elements as a main component, or an alloy film combining the above elements. (Typically, a Mo—W alloy film or a Mo—Ta alloy film), and the conductive layer (A) 212 is formed of tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or titanium nitride (TN).
iN) film, molybdenum nitride (MoN) or the like. Further, as the conductive layer (A) 212, tungsten silicide, titanium silicide, or molybdenum silicide may be used. The conductive layer (B) 213 preferably has a low impurity concentration in order to achieve low resistance, and particularly preferably has an oxygen concentration of 30 ppm or less. For example, tungsten (W) has an oxygen concentration of 30 ppm
The following specific resistance values could be realized.

【0041】導電層(A)212は10〜50 nm(好ましく
は20〜30 nm)とし、導電層(B)213は200〜400 nm
(好ましくは250〜350 nm)とすれば良い。本実施例で
は、導電層(A)212に30 nmの厚さのTaN膜を、導電
層(B)213には350 nmのTa膜を用い、いずれもスパ
ッタ法で形成した。TaN膜はTaをターゲットとしてスパ
ッタガスにArと窒素との混合ガスを用いて成膜した。Ta
はスパッタガスにArを用いた。また、これらのスパッタ
ガス中に適量のXeやKrを加えておくと、膜の内部応力を
緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のTa膜
の抵抗率は20μΩcm程度でありゲート電極に使用するの
に適しているが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度
でありゲート電極とするには不向きであった。TaN膜は
α相に近い結晶構造を持つので、この上にTa膜を形成す
ればα相のTa膜が容易に得ることができる。尚、図示し
ないが、導電層(A)212の下に2〜20 nm程度の厚さ
でリン(P)をドープしたシリコン膜を形成しておくこ
とは有効である。これにより、その上に形成される導電
膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、導電層
(A)または導電層(B)が微量に含有するアルカリ金属
元素がゲート絶縁膜211に拡散するのを防ぐことがで
きる。いずれにしても、導電層(B)は抵抗率を10〜500
μΩcmの範囲ですることが好ましい。
The conductive layer (A) 212 has a thickness of 10 to 50 nm (preferably 20 to 30 nm), and the conductive layer (B) 213 has a thickness of 200 to 400 nm.
(Preferably 250 to 350 nm). In this embodiment, a TaN film having a thickness of 30 nm is used for the conductive layer (A) 212, and a Ta film having a thickness of 350 nm is used for the conductive layer (B) 213. The TaN film was formed using Ta as a target and a mixed gas of Ar and nitrogen as a sputtering gas. Ta
Used Ar as a sputtering gas. In addition, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to these sputter gases, the internal stress of the film can be relaxed and peeling of the film can be prevented. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm, which is suitable for use as a gate electrode. However, the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm, which is not suitable for use as a gate electrode. Since the TaN film has a crystal structure close to the α-phase, if a Ta film is formed thereon, an α-phase Ta film can be easily obtained. Although not shown, it is effective to form a silicon film doped with phosphorus (P) with a thickness of about 2 to 20 nm under the conductive layer (A) 212. Thereby, the adhesion of the conductive film formed thereon is improved and oxidation is prevented, and at the same time, a small amount of the alkali metal element contained in the conductive layer (A) or the conductive layer (B) diffuses into the gate insulating film 211. Can be prevented. In any case, the conductive layer (B) has a resistivity of 10 to 500
It is preferable to set it in the range of μΩcm.

【0042】次に、フォトレジストマスク214を形成
し、導電層(A)212と導電層(B)213とを一括で
エッチングしてゲート電極215、216を形成する。
例えば、ドライエッチング法によりCF4とO2の混合ガ
ス、またはCl2を用いて1〜20 Paの反応圧力で行うこと
ができる。ゲート電極215、216は、導電層(A)
から成る215a、216aと、導電層(B)から成る
215b、216bとが一体として形成されている。こ
の時、n-ch TFTのゲート電極216は不純物領域210
の一部と、ゲート絶縁膜211を介して重なるように形
成する。また、ゲート電極は導電層(B)のみで形成す
ることも可能である(図3(D))。
Next, a photoresist mask 214 is formed, and the conductive layer (A) 212 and the conductive layer (B) 213 are collectively etched to form gate electrodes 215 and 216.
For example, the dry etching method can be used at a reaction pressure of 1 to 20 Pa using a mixed gas of CF 4 and O 2 or Cl 2 . The gate electrodes 215 and 216 are formed of a conductive layer (A).
And 215a and 216a made of the conductive layer (B) are integrally formed. At this time, the gate electrode 216 of the n-ch TFT is
Is formed so as to overlap a part of the gate insulating film 211 with the gate insulating film 211 interposed therebetween. Alternatively, the gate electrode can be formed using only the conductive layer (B) (FIG. 3D).

【0043】次いで、p-ch TFTのソース領域およびドレ
イン領域とする不純物領域218を形成する。ここで
は、ゲート電極215をマスクとしてp型を付与する不
純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する
(図4(A))。このとき、n-ch TFTを形成する島状半
導体層はフォトレジストマスク217で被覆しておく。
そして、不純物領域218はジボラン(B2H6)を用いた
イオンドープ法で形成する。この領域のボロン(B)濃
度は3×1020〜3×1021 atoms/cm3となるようにする。
本明細書中では、ここで形成された不純物領域218に
含まれるp型を付与する不純物元素の濃度を(p+)と表
す。
Next, an impurity region 218 to be a source region and a drain region of the p-ch TFT is formed. Here, an impurity element imparting p-type conductivity is added using the gate electrode 215 as a mask to form an impurity region in a self-aligned manner (FIG. 4A). At this time, the island-shaped semiconductor layer forming the n-ch TFT is covered with a photoresist mask 217.
Then, the impurity region 218 is formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). The boron (B) concentration in this region is set to 3 × 10 20 to 3 × 10 21 atoms / cm 3 .
In this specification, the concentration of the impurity element imparting p-type contained in the impurity region 218 formed here is expressed as (p +).

【0044】次に、n-ch TFTのソース領域またはドレイ
ン領域を形成する不純物領域219の形成を行った。こ
こでは、フォスフィン(PH3)を用いたイオンドープ法
で行い、この領域のリン(P)濃度を1×1020〜1×1021
atoms/cm3とした。本明細書中では、ここで形成された
不純物領域219に含まれるn型を付与する不純物元素
の濃度を(n+)と表す。不純物領域218にも同時にリ
ン(P)が添加されるが、既に前の工程で添加されたボ
ロン(B)濃度と比較して不純物領域218に添加され
たリン(P)濃度はその1/2〜1/3程度なのでp型の導電
性が確保され、TFTの特性に何ら影響を与えることはな
かった(図4(B))。
Next, an impurity region 219 for forming a source region or a drain region of the n-ch TFT was formed. Here, the ion doping method using phosphine (PH 3 ) is performed, and the phosphorus (P) concentration in this region is set to 1 × 10 20 to 1 × 10 21.
atoms / cm 3 . In this specification, the concentration of the impurity element imparting n-type contained in the impurity region 219 formed here is expressed as (n +). Phosphorus (P) is also added to the impurity region 218 at the same time, and the concentration of phosphorus (P) added to the impurity region 218 is 2 of that of boron (B) already added in the previous step. Since it was about 1/3, p-type conductivity was secured, and there was no effect on the TFT characteristics (FIG. 4B).

【0045】その後、酸化窒化シリコン膜を成膜して層
間絶縁層220を形成する(図4(C))。つまり、Si
H4を27 SCCM、N2Oを900 SCCM反応室に導入し、基板温度
を400℃、反応圧力1.2 Torr、放電電力密度0.14 W/c
m2、放電周波数13.56 MHzで、500〜1500nm(好ましくは
600〜800 nm)の厚さで形成する。
Thereafter, a silicon oxynitride film is formed to form an interlayer insulating layer 220 (FIG. 4C). In other words, Si
H 4 was introduced into the reaction chamber at 27 SCCM, N 2 O was introduced into the reaction chamber at 900 SCCM, the substrate temperature was 400 ° C, the reaction pressure was 1.2 Torr, and the discharge power density was 0.14 W / c.
m 2 , at a discharge frequency of 13.56 MHz, 500 to 1500 nm (preferably
(600-800 nm).

【0046】そして、層間絶縁層220にTFTのソース
領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形
成し、周期表の15族に属する不純物元素を含有したシ
リコン膜を成膜する。ここでは、周期表の15族に属す
る不純物元素としてリンを選択し、リンを1×1019 atom
s/cm3以上含んだシリコン膜を成膜して、ゲッタリング
層221を形成する。形成法には、プラズマCVD法、減
圧CVD法、スパッタ法のいずれを用いても良いし、非晶
質シリコン膜、微結晶シリコン膜、結晶性シリコン膜の
いずれでもよい。また、p-ch TFTでは半導体層とのコン
タクト部で半導体層の不純物領域とゲッタリング層22
1が接することによりpn接合が形成される。しかし、コ
ンタクト部での半導体層の不純物領域の不純物濃度が高
いことから、ゲッタリング層221に含有させるリン濃
度を高めることによりトンネル接合となり低いコンタク
ト抵抗が得られる。そのため、コンタクト部で支障が生
じるということはない(図4(D))。
Then, a contact hole reaching the source or drain region of the TFT is formed in the interlayer insulating layer 220, and a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is formed. Here, phosphorus is selected as an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, and phosphorus is 1 × 10 19 atom
A gettering layer 221 is formed by forming a silicon film containing s / cm 3 or more. As a forming method, any of a plasma CVD method, a low pressure CVD method, and a sputtering method may be used, and any of an amorphous silicon film, a microcrystalline silicon film, and a crystalline silicon film may be used. In a p-ch TFT, an impurity region of the semiconductor layer and a gettering layer 22 are formed at a contact portion with the semiconductor layer.
The pn junction is formed by the contact of 1. However, since the impurity concentration of the impurity region of the semiconductor layer in the contact portion is high, a tunnel junction is formed by increasing the phosphorus concentration contained in the gettering layer 221 to obtain a low contact resistance. Therefore, no trouble occurs in the contact portion (FIG. 4D).

【0047】その後、熱活性化を行う。熱活性化条件
は、400〜800℃(好ましくは500〜600℃)で行う。この
熱活性化により、ゲッタリング層221がソースコンタ
クト及びドレインコンタクトを通じてゲッタリングサイ
トとして機能し、半導体層205、206に残留する結
晶化を助長した金属元素をゲッタリングし半導体層中の
金属元素濃度を検出限界以下あるいはTFTの電気的特性
に影響を及ぼさない程度に低減することができる。この
ゲッタリング層221は基板表面全体に存在するため、
基板表面全体がゲッタリングサイトとして機能し、高い
ゲッタリング効率を得ることができる。また、この熱活
性化工程は、それぞれの濃度で添加されたn型またはp型
を付与する不純物元素を活性化する役割も担う。熱活性
化工程は具体的にはファーネスアニール炉を用いれば良
い。
Thereafter, thermal activation is performed. The heat activation is performed at 400 to 800 ° C (preferably 500 to 600 ° C). Due to this thermal activation, the gettering layer 221 functions as a gettering site through the source contact and the drain contact, and getters the metal element that has promoted crystallization remaining in the semiconductor layers 205 and 206 to obtain a metal element concentration in the semiconductor layer. Can be reduced below the detection limit or to such an extent that the electrical characteristics of the TFT are not affected. Since the gettering layer 221 exists on the entire substrate surface,
The entire substrate surface functions as a gettering site, and high gettering efficiency can be obtained. This thermal activation step also plays a role in activating the n-type or p-type impurity element added at each concentration. Specifically, a furnace annealing furnace may be used for the heat activation step.

【0048】活性化の工程の後、さらに、3〜100%の水
素を含む雰囲気中で、300〜500℃で1〜12時間の熱処理
を行い、島状半導体層を水素化する工程を行った。この
工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリ
ングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段と
して、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素
を用いる)を行っても良い。
After the activation step, a heat treatment was further performed at 300 to 500 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to hydrogenate the island-like semiconductor layer. . In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0049】その後、図5の(A)にあるように第2の
導電層222を形成する。この第2の導電層は、ヒロッ
クや酸化防止などのために積層膜としても良い。そし
て、図5の(B)のように、第2の導電層222をソース
配線223、226、ドレイン配線224、225の一
部として機能させるためにパターニングした後、これを
マスクとしてセルフアラインでゲッタリング層221を
エッチングし、第2の導電層222と共にゲッタリング
層221もソース配線223、226、ドレイン配線2
24、225の一部として機能させる。
Thereafter, as shown in FIG. 5A, a second conductive layer 222 is formed. This second conductive layer may be a laminated film for preventing hillocks and oxidation. Then, as shown in FIG. 5B, after patterning the second conductive layer 222 so as to function as a part of the source wirings 223 and 226 and part of the drain wirings 224 and 225, the getter is self-aligned using this as a mask. The ring layer 221 is etched, and the gettering layer 221 is formed together with the second conductive layer 222 by the source wirings 223 and 226 and the drain wiring 2.
24, 225.

【0050】次に、パッシベーション膜227として、
窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を50〜500 nm
(代表的には100〜300 nm)の厚さで形成する。この状
態で水素化処理を行うとTFTの特性向上に対して好まし
い結果が得られる。例えば、3〜100%の水素を含む雰囲
気中で、300〜500℃で1〜12時間の熱アニールを行うと
良い。
Next, as a passivation film 227,
50-500 nm silicon nitride or silicon oxynitride film
(Typically 100 to 300 nm). If hydrogenation is performed in this state, favorable results can be obtained for improving the characteristics of the TFT. For example, thermal annealing is preferably performed at 300 to 500 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen.

【0051】こうして基板201上に、n-ch TFT236
とp-ch TFT235とを完成させることができた。p-ch T
FT235には、島状半導体層206にチャネル形成領域
229、ソース領域228、ドレイン領域230を有し
ている。n-ch TFT236には、島状半導体層205にチ
ャネル形成領域233、ゲート電極216と重なるLDD
領域232(以降、このようなLDD領域をLovと記す)、
ソース領域234、ドレイン領域231を有している。
このLov領域のチャネル長方向の長さは、チャネル長3〜
8μmに対して、0.5〜3.0μm(好ましくは1.0〜1.5μm)
とした。本実施例ではそれぞれのTFTをシングルゲート
構造としたが、ダブルゲート構造でも良いし、複数のゲ
ート電極を設けたマルチゲート構造としても差し支えな
い。
Thus, the n-ch TFT 236 is formed on the substrate 201.
And the p-ch TFT 235 were completed. p-ch T
The FT 235 includes a channel formation region 229, a source region 228, and a drain region 230 in the island-shaped semiconductor layer 206. The n-ch TFT 236 has an LDD that overlaps the channel formation region 233 and the gate electrode 216 on the island-shaped semiconductor layer 205.
Region 232 (hereinafter, such an LDD region is referred to as Lov),
It has a source region 234 and a drain region 231.
The length of the Lov region in the channel length direction is from channel length 3 to
0.5 to 3.0 μm (preferably 1.0 to 1.5 μm) for 8 μm
And In this embodiment, each TFT has a single gate structure, but may have a double gate structure or a multi-gate structure provided with a plurality of gate electrodes.

【0052】上記の工程を経て、CMOS回路を形成するの
に必要なn-ch TFTとp-ch TFTを同一基板上に作製するこ
とができる。
Through the above steps, an n-ch TFT and a p-ch TFT required to form a CMOS circuit can be manufactured on the same substrate.

【0053】[実施例2]逆スタガー構造のTFTを作製
する際に本発明のゲッタリング法を適用した実施例につ
いて図6〜図9を用いて説明する。
[Embodiment 2] An embodiment in which the gettering method of the present invention is applied when fabricating a TFT having an inverted stagger structure will be described with reference to FIGS.

【0054】まず、基板301としてガラス基板、例え
ばコーニング社の#1737基板を用意した。そして、基板
301上にゲート電極302を形成した。ここでは、ス
パッタ法を用いて、タンタル(Ta)膜を200 nmの厚さに
形成した。また、ゲート電極302を、窒化タンタル
(TaN)膜(膜厚50 nm)とTa膜(膜厚250 nm)の2層構
造としても良い。Ta膜はスパッタ法でArガスを用い、Ta
をターゲットとして形成するが、ArガスにXeガスを加え
た混合ガスでスパッタすると内部応力の絶対値を2×108
Pa以下にすることができる(図6(A))。
First, a glass substrate such as a Corning # 1737 substrate was prepared as the substrate 301. Then, a gate electrode 302 was formed over the substrate 301. Here, a tantalum (Ta) film was formed to a thickness of 200 nm by a sputtering method. Further, the gate electrode 302 may have a two-layer structure of a tantalum nitride (TaN) film (50 nm in thickness) and a Ta film (250 nm in thickness). The Ta film is sputtered using Ar gas.
Is formed as a target, but when sputtered with a mixed gas obtained by adding Xe gas to Ar gas, the absolute value of the internal stress becomes 2 × 10 8
Pa or less (FIG. 6A).

【0055】そして、ゲート絶縁膜303、非晶質半導
体層として非晶質シリコン膜304を順次大気開放しな
いで連続形成した。ゲート絶縁膜303は、プラズマCV
D法を用い窒素リッチな酸化窒化シリコン膜303aを2
5 nmの厚さに形成し、その上に303aよりも酸素リッ
チな酸化窒化シリコン膜303bを125 nmの厚さに形成
する。また、非晶質シリコン膜304もプラズマCVD法
を用い、20〜100 nm、好ましくは40〜75 nmの厚さで形
成した。そして、実施例1で説明した結晶化と同様にし
て結晶化を助長する金属元素を用いることによって行
う。まず、スピンコート法、スパッタ法や真空蒸着法な
どにより金属元素を含有する層305を形成する(図6
(B))。
Then, a gate insulating film 303 and an amorphous silicon film 304 as an amorphous semiconductor layer were successively formed without being sequentially opened to the atmosphere. The gate insulating film 303 is a plasma CV
The nitrogen-rich silicon oxynitride film 303a is
A silicon oxynitride film 303b, which is richer in oxygen than 303a, is formed with a thickness of 5 nm. Also, the amorphous silicon film 304 was formed with a thickness of 20 to 100 nm, preferably 40 to 75 nm by using the plasma CVD method. Then, in the same manner as the crystallization described in Embodiment 1, the crystallization is performed by using a metal element that promotes crystallization. First, a layer 305 containing a metal element is formed by a spin coating method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like.
(B)).

【0056】その後、ファーネスアニール炉を用い450
〜550℃で1時間の熱アニールを行うことによって、非晶
質シリコン膜304から水素を放出させ、残存する水素
量を5 atomic%以下とさせる。そして、ファーネスアニ
ール炉を用い、窒素雰囲気中550〜600℃で1〜8時間の熱
アニールを行い、結晶性シリコン膜306を得ることが
できる(図6(C))。ここで、実施例1と同様、局所
的に残存している非晶質領域を低減させるためレーザー
アニール法を行うと有効に作用し結晶性を高めることが
できる。
After that, using an furnace annealing furnace, 450
By performing thermal annealing at 550550 ° C. for one hour, hydrogen is released from the amorphous silicon film 304, and the amount of remaining hydrogen is reduced to 5 atomic% or less. Then, thermal annealing is performed in a nitrogen atmosphere at 550 to 600 ° C. for 1 to 8 hours using a furnace annealing furnace, so that a crystalline silicon film 306 can be obtained (FIG. 6C). Here, similarly to the first embodiment, if a laser annealing method is performed to reduce the locally remaining amorphous region, it effectively works and crystallinity can be improved.

【0057】次に、こうして形成された結晶性シリコン
膜306に密接してチャネル保護絶縁膜とするための酸
化窒化シリコン膜307を200 nm形成した。その後、裏
面からの露光を用いたパターニング法により、酸化窒化
シリコン307に接したレジストマスク308を形成す
る。ここでは、ゲート電極302がマスクとなり、自己
整合的にレジストマスク308を形成することができ
る。これは図示したようにレジストマスクの大きさは、
光の回り込みによって、わずかにゲート電極の幅より小
さくなった(図6(D))。
Next, a 200-nm-thick silicon oxynitride film 307 was formed to be in close contact with the thus formed crystalline silicon film 306 and to serve as a channel protective insulating film. After that, a resist mask 308 in contact with the silicon oxynitride 307 is formed by a patterning method using exposure from the back. Here, the gate electrode 302 serves as a mask, so that the resist mask 308 can be formed in a self-aligned manner. This is because the size of the resist mask is
Due to the light wraparound, the width slightly became smaller than the width of the gate electrode (FIG. 6D).

【0058】このレジストマスク308を用いて酸化窒
化シリコン膜307をエッチングして、チャネル保護絶
縁膜309を形成した後、レジストマスク308は除去
した。この工程により、チャネル保護絶縁膜309と接
する領域以外の結晶性シリコン膜306の表面を露呈さ
せた。このチャネル保護絶縁膜309は、後の不純物添
加の工程でチャネル領域に不純物が添加されることを防
ぐ役目を果すと共に、結晶性シリコン膜の界面準位密度
を低減する効果があった(図7(A))。
After the silicon oxynitride film 307 was etched using this resist mask 308 to form a channel protective insulating film 309, the resist mask 308 was removed. Through this step, the surface of the crystalline silicon film 306 other than the region in contact with the channel protective insulating film 309 was exposed. The channel protective insulating film 309 has a function of preventing impurities from being added to the channel region in a later impurity adding step, and has an effect of reducing the interface state density of the crystalline silicon film (FIG. 7). (A)).

【0059】次いで、フォトマスクを用いたパターニン
グによって、n-ch TFTの一部とp-chTFTの領域を覆うレ
ジストマスク310を形成し、結晶性シリコン膜306
の表面が露呈している領域にn型を付与する不純物元素
を添加する工程を行った。そして、n+領域311aを形
成した。ここではイオンドープ法でフォスフィン(P
H 3)を用い、ドーズ量5×1014 atoms/cm2、加速電圧10
kVとしてリン(P)を添加した。また、上記レジストマ
スク310のパターンは実施者が適宣設定することによ
りn+領域の幅が決定され、所望の幅を有するn-型領域、
およびチャネル形成領域を形成することを可能としてい
る(図7(B))。
Next, patterning using a photomask
Layer that covers part of the n-ch TFT and the p-ch TFT area.
Forming a resist mask 310, and forming a crystalline silicon film 306;
Element that imparts n-type to the region where the surface of the surface is exposed
Was added. And n+Shape the area 311a
Done. Here, phosphine (P
H Three), Dose amount 5 × 1014atoms / cmTwo, Acceleration voltage 10
 Phosphorus (P) was added as kV. In addition, the above registrar
The pattern of the disc 310 is appropriately set by the practitioner.
R+The width of the region is determined and n having the desired width-Type area,
And channel formation region
(FIG. 7B).

【0060】レジストマスク310を除去した後、保護
絶縁膜312を形成した。この膜も酸化窒化シリコン膜
307と同様な条件で50 nmの厚さに形成した(図7
(C))。次いで、保護絶縁膜312が表面に設けられ
た結晶性シリコン膜にn型を付与する不純物元素を添加
する工程を行い、n-型領域313を形成した。但し、保
護絶縁膜312を介してその下の結晶性シリコン膜に不
純物を添加するために、保護絶縁膜312の厚さを考慮
に入れ、適宣条件を設定する必要があった。ここでは、
ドーズ量3×1013 atoms/cm2、加速電圧60 kVとした。
こうして形成されるn -領域313はLDD領域として機能
させる(図7(D))。
After removing the resist mask 310, the protection
An insulating film 312 was formed. This film is also a silicon oxynitride film
Under the same conditions as 307, it was formed to a thickness of 50 nm (FIG. 7).
(C)). Next, a protective insulating film 312 is provided on the surface.
Doped n-type impurity element to crystalline silicon film
Perform the process of n-A mold region 313 was formed. However,
Through the protective insulating film 312 to the underlying crystalline silicon film.
Consider the thickness of protective insulating film 312 to add pure substance
And set appropriate conditions. here,
Dose 3 × 1013 atoms / cmTwoAnd the accelerating voltage was 60 kV.
The n thus formed -Area 313 functions as LDD area
(FIG. 7D).

【0061】次いで、n-ch TFTを覆うレジストマスク3
15を形成し、p-ch TFTが形成される領域にp型を付与
する不純物元素を添加する工程を行った。ここでは、イ
オンドープ法でジボラン(B2H6)を用い、ボロン(B)
を添加した。ドーズ量は4×10 15 atoms/cm2、加速電圧
30 kVとしてp+領域を形成した(図8(A))。その後、
チャネル保護絶縁膜309と保護絶縁膜312をそのま
ま残し、公知のパターニング技術により結晶性シリコン
膜を所望の形状にエッチングした(図8(B))。
Next, a resist mask 3 covering the n-ch TFT
Form 15 and add p-type to the area where p-ch TFT is formed
A step of adding an impurity element to be performed was performed. Here,
Diborane (BTwoH6) And boron (B)
Was added. Dose amount is 4 × 10 Fifteen atoms / cmTwo, Acceleration voltage
P as 30 kV+A region was formed (FIG. 8A). afterwards,
The channel protective insulating film 309 and the protective insulating film 312 are left as they are.
The crystalline silicon is left by a well-known patterning technique.
The film was etched into a desired shape (FIG. 8B).

【0062】以上の工程を経て、n-ch TFTのソース領域
316、ドレイン領域317、LDD領域318、31
9、チャネル形成領域320が形成され、p-ch TFTのソ
ース領域322、ドレイン領域323、チャネル形成領
域321が形成された。次いで、n-ch TFTおよびp-ch T
FTを覆って第1の層間絶縁膜325を100〜500 nmの厚
さで形成した。(図8(C))。そして、さらに第2の
層間絶縁膜326も100〜500 nmの厚さに形成した(図
8(D))。
Through the above steps, the source region 316, the drain region 317, and the LDD regions 318, 31 of the n-ch TFT
9. A channel formation region 320 was formed, and a source region 322, a drain region 323, and a channel formation region 321 of the p-ch TFT were formed. Then, n-ch TFT and p-ch T
A first interlayer insulating film 325 having a thickness of 100 to 500 nm was formed to cover the FT. (FIG. 8 (C)). Then, a second interlayer insulating film 326 was further formed to a thickness of 100 to 500 nm (FIG. 8D).

【0063】第1の層間絶縁膜325と第2の層間絶縁
膜326はその後、所定のレジストマスクを形成して、
エッチング処理によりそれぞれのTFTのソース領域と、
ドレイン領域に達するコンタクトホールを形成した。そ
して、実施例1と同様、周期表の15族に属する不純物
元素としてリンを選択し、リンを1×1019 atoms/cm3
上含んだシリコン膜を成膜し、ゲッタリング層327を
形成する。形成法には、プラズマCVD法、減圧CVD法、ス
パッタ法のいずれを用いても良いし、非晶質シリコン
膜、微結晶シリコン膜、結晶性シリコン膜のいずれでも
良い。その後、実施例1と同様に熱活性化を行い結晶性
シリコン膜306中に残存する金属元素を高効率でゲッ
タリングする。熱活性化条件は、400〜800℃(好ましく
は500〜600℃)で行う。また、この熱活性化工程は、そ
れぞれの濃度で添加されたn型またはp型を付与する不純
物元素を活性化する役割を担い、ゲッタリング層327
を非晶質シリコン膜、微結晶シリコン膜として形成して
いた場合、ゲッタリング層327は結晶性シリコン膜と
なる。活性化の工程の後、さらに、3〜100%の水素を含
む雰囲気中で、300〜500℃で1〜12時間の熱処理を行
い、島状半導体層を水素化する工程を半導体層のダング
リングボンドを終端するために加えても良い。水素化の
他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起
された水素を用いる)を行っても良い(図9(A))。
The first interlayer insulating film 325 and the second interlayer insulating film 326 are then formed by forming a predetermined resist mask.
The source region of each TFT by the etching process,
A contact hole reaching the drain region was formed. Then, as in the first embodiment, phosphorus is selected as an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, a silicon film containing 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more of phosphorus is formed, and a gettering layer 327 is formed. . As a formation method, any of a plasma CVD method, a low pressure CVD method, and a sputtering method may be used, and any of an amorphous silicon film, a microcrystalline silicon film, and a crystalline silicon film may be used. Thereafter, thermal activation is performed in the same manner as in the first embodiment, and the metal element remaining in the crystalline silicon film 306 is gettered with high efficiency. The heat activation is performed at 400 to 800 ° C (preferably 500 to 600 ° C). The thermal activation step plays a role of activating the n-type or p-type impurity element added at each concentration, and the gettering layer 327.
Is formed as an amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film, the gettering layer 327 becomes a crystalline silicon film. After the activation step, a heat treatment is further performed at 300 to 500 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to hydrogenate the island-like semiconductor layer. It may be added to terminate the bond. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed as another means of hydrogenation (FIG. 9A).

【0064】その後、第2の導電層を形成する。この第
2の導電層はヒロックや酸化防止などのために積層膜と
して用いても良い。そして、第2の導電層をソース配線
328、330、ドレイン配線329の一部として機能
させるためにパターニングした後、これをマスクとして
セルフアラインでゲッタリング層327をエッチング
し、第2の導電層と共にゲッタリング層327もソース
配線328、330、ドレイン配線329の一部として
機能させる(図9(B))。
After that, a second conductive layer is formed. This second conductive layer may be used as a laminated film for preventing hillocks and oxidation. Then, after patterning the second conductive layer to function as a part of the source wirings 328 and 330 and the drain wiring 329, the gettering layer 327 is etched by self-alignment using the second conductive layer as a mask, and the second conductive layer is etched together with the second conductive layer. The gettering layer 327 also functions as part of the source wirings 328 and 330 and the drain wiring 329 (FIG. 9B).

【0065】さらに、パッシベーション膜331を形成
する工程を行った。パッシベーション膜はプラズマCVD
法でSiH4、N2O、NH3から形成される酸化窒化シリコン
膜、またはSiH4、N2、NH3から作製される窒化シリコン
膜で形成する。まず、膜の形成に先立ってN2O、N2、NH3
等を導入してプラズマ水素化処理を実施した。ここでプ
ラズマ化されることにより気相中で生成された水素は第
2の層間絶縁膜中にも供給され、基板を200〜500℃に加
熱しておけば、水素を第1の層間絶縁膜やさらにその下
層側にも拡散させることができ、2回目の水素化の工程
とすることができた。パッシベーション膜の作製条件は
特に限定されるものではないが、緻密な膜とすることが
望ましい。最後に3回目の水素化の工程を水素または窒
素を含む雰囲気中で300〜550℃の熱アニールを1〜12時
間行った。このとき水素は、パッシベーション膜331
から第2の層間絶縁膜326へ、第2の層間絶縁膜32
6から第1の層間絶縁膜325へ、そして第1の層間絶
縁膜325から結晶性シリコン膜へと水素が拡散して結
晶性シリコン膜の水素化を効果的に実現させることがで
きる。水素は膜中から気相中へも放出されるが、パッシ
ベーション膜を緻密な膜で形成しておけばある程度それ
を防止できたし、雰囲気中に水素を供給しておけばそれ
を補うこともできた。
Further, a step of forming a passivation film 331 was performed. Passivation film is plasma CVD
It is formed by a silicon oxynitride film formed from SiH 4 , N 2 O, and NH 3 by a method, or a silicon nitride film formed from SiH 4 , N 2 , and NH 3 . First, prior to film formation, N 2 O, N 2 , NH 3
And the like were introduced to perform a plasma hydrogenation treatment. Here, hydrogen generated in the gas phase by being converted into plasma is also supplied to the second interlayer insulating film, and if the substrate is heated to 200 to 500 ° C., the hydrogen is converted into the first interlayer insulating film. Further, it can be diffused to the lower layer side, and the second hydrogenation step can be performed. The conditions for forming the passivation film are not particularly limited, but a dense film is desirable. Finally, in the third hydrogenation step, thermal annealing at 300 to 550 ° C. was performed for 1 to 12 hours in an atmosphere containing hydrogen or nitrogen. At this time, hydrogen is supplied to the passivation film 331.
To the second interlayer insulating film 326 from the second interlayer insulating film 32
6 to the first interlayer insulating film 325 and from the first interlayer insulating film 325 to the crystalline silicon film, whereby hydrogenation of the crystalline silicon film can be effectively realized. Hydrogen is also released from the film into the gas phase, but if the passivation film was formed of a dense film, this could be prevented to some extent, and if hydrogen was supplied in the atmosphere, it could be compensated. did it.

【0066】以上の工程により、p-ch TFTとn-ch TFTを
同一基板上に逆スタガー型の構造で形成することができ
る。
Through the above steps, the p-ch TFT and the n-ch TFT can be formed on the same substrate in an inverted staggered structure.

【0067】[実施例3]画素部の画素TFTと画素部の
周辺に設けられる駆動回路のTFTを同一基板上に作製す
る方法について図10〜14を用いて説明する。但し、
説明の簡略化のため駆動回路においてはシフトレジスタ
回路、バッファ回路などの基本回路であるCMOS回路とサ
ンプリング回路を形成するn-ch TFTとを図示することに
する。
[Embodiment 3] A method of manufacturing a pixel TFT in a pixel portion and a TFT of a driving circuit provided around the pixel portion on the same substrate will be described with reference to FIGS. However,
For the sake of simplicity, in the driving circuit, a CMOS circuit, which is a basic circuit such as a shift register circuit and a buffer circuit, and an n-ch TFT forming a sampling circuit are shown.

【0068】図10(A)に示すように、401の絶縁
性基板上に下地絶縁膜を形成する。401には、例えば
コーニング社の1737ガラス基板を用いる。このガラ
ス基板上には、基板からの不純物拡散防止のために、Si
H4、N2O、NH3から作製される酸化窒化シリコン膜402
aを50nm、SiH4、N2Oから形成される酸化窒化シリコン
膜402bを100 nm成膜して下地絶縁膜402を形成し
た。
As shown in FIG. 10A, a base insulating film is formed on an insulating substrate 401. For example, a 1737 glass substrate manufactured by Corning Incorporated is used for 401. To prevent impurity diffusion from the substrate, Si
Silicon oxynitride film 402 manufactured from H 4 , N 2 O, and NH 3
a was formed to a thickness of 50 nm and a silicon oxynitride film 402b formed of SiH 4 and N 2 O was formed to a thickness of 100 nm to form a base insulating film 402.

【0069】次に、25〜80 nm(好ましくは30〜60 nm)
の厚さで非晶質半導体層として非晶質シリコン膜403
aを、プラズマCVD法やスパッタ法などの公知の方法で
形成する。本実施例では、プラズマCVD法で非晶質シリ
コン膜を55 nmの厚さに形成した。また、下地膜402
と非晶質シリコン膜403aとは同じ成膜法で形成する
ことが可能であるので、両者を連続形成しても良い。下
地膜402を形成した後、一旦大気雰囲気に晒さないこ
とでその表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製する
TFTの特性バラツキやVthの変動を低減させることができ
る。
Next, 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm)
Amorphous silicon film 403 as an amorphous semiconductor layer with a thickness of
a is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method. In this example, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 55 nm by a plasma CVD method. The base film 402
Since the amorphous silicon film 403a and the amorphous silicon film 403a can be formed by the same film forming method, both may be formed continuously. After the formation of the base film 402, the surface can be prevented from being contaminated by not once exposing it to the air atmosphere, so that the base film 402 is formed.
Variations in TFT characteristics and variations in Vth can be reduced.

【0070】そして、実施例1と同様、金属元素を用い
て結晶化するため、重量換算で10 ppmの金属元素を含む
水溶液をスピンコート法で塗布して金属元素を含有する
層(特に図示していない)を非晶質シリコン膜403a
上に形成した。金属元素にはFe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、
Os、Ir、Pt、Cu、Au、Ge、Pb、Inなどを用いる。結晶化
の工程では、まず400〜500℃で1時間程度の熱アニール
を行い、非晶質シリコン膜の含有水素量を5 atomic%以
下にする。これにより、膜表面の荒れを防ぐことができ
る。プラズマCVD法にて非晶質シリコン膜を形成する場
合、反応ガスにSiH4とArを用いて成膜時の基板温度を30
0〜400℃にして形成すると、非晶質シリコン膜の含有水
素濃度を5atomic%以下にすることもできるため、このよ
うな場合には脱水素処理は不要となる。そして、ファー
ネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中550〜600℃で1〜8
時間の熱アニールを行う以上の工程までで結晶性シリコ
ン膜を得ることができる。この状態で表面に残存する金
属元素の濃度は3×1010〜2×1011 atoms/cm2であっ
た。その後、結晶化率を高めるためにレーザーアニール
法を併用しても良い。こうして、結晶性シリコン膜から
なる結晶性半導体層403bを形成した。(図10
(B))。
Then, in the same manner as in Example 1, in order to crystallize using a metal element, an aqueous solution containing 10 ppm by weight of the metal element is applied by spin coating to form a layer containing the metal element (particularly as shown in FIG. (Not shown) for the amorphous silicon film 403a
Formed on top. Metal elements include Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd,
Os, Ir, Pt, Cu, Au, Ge, Pb, In and the like are used. In the crystallization step, first, thermal annealing is performed at 400 to 500 ° C. for about 1 hour to reduce the hydrogen content of the amorphous silicon film to 5 atomic% or less. This can prevent the film surface from being roughened. When forming an amorphous silicon film by the plasma CVD method, the substrate temperature during film formation is set to 30 by using SiH 4 and Ar as a reaction gas.
When the amorphous silicon film is formed at 0 to 400 ° C., the concentration of hydrogen contained in the amorphous silicon film can be reduced to 5 atomic% or less. In such a case, the dehydrogenation treatment becomes unnecessary. Then, using a furnace annealing furnace, in a nitrogen atmosphere at 550 to 600 ° C. for 1 to 8
A crystalline silicon film can be obtained up to the step of performing thermal annealing for a long time. In this state, the concentration of the metal element remaining on the surface was 3 × 10 10 to 2 × 10 11 atoms / cm 2 . Thereafter, a laser annealing method may be used in combination to increase the crystallization ratio. Thus, a crystalline semiconductor layer 403b made of a crystalline silicon film was formed. (FIG. 10
(B)).

【0071】こうして形成された結晶性シリコン膜を島
状にパターニングし、ドライエッチングによりCMOS回路
のp-ch TFTの活性層404、n-ch TFTの活性層405、
サンプリング回路を形成するn-ch TFTの活性層406、
画素部TFTの活性層407を形成した。その後、プラズ
マCVD法や減圧CVD法、またはスパッタ法により50〜100
nmの厚さの酸化シリコン膜によるマスク層408を形成
する。例えば、減圧CVD法でSiH4とO2との混合ガスを用
い、266 Paにおいて400℃に加熱して酸化シリコン膜を
形成する(図10(C))。
The crystalline silicon film thus formed is patterned into an island shape, and the active layer 404 of the p-ch TFT and the active layer 405 of the n-ch TFT of the CMOS circuit are formed by dry etching.
An active layer 406 of an n-ch TFT forming a sampling circuit,
The active layer 407 of the pixel portion TFT was formed. Then, 50 to 100 by plasma CVD, low pressure CVD, or sputtering
A mask layer 408 of a silicon oxide film having a thickness of nm is formed. For example, a silicon oxide film is formed by heating at 400 ° C. at 266 Pa using a mixed gas of SiH 4 and O 2 by a low pressure CVD method (FIG. 10C).

【0072】そしてチャネルドープ工程を行う。まず、
フォトレジストマスク409を設け、n-ch TFTを形成す
る島状半導体層405〜407の全面にVthを制御する
目的で1×1016〜5×1017atoms/cm3程度の濃度でp型を
付与する不純物元素としてボロン(B)を添加した。ボ
ロン(B)の添加はイオンドープ法で実施しても良い
し、非晶質シリコン膜を成膜するときに同時に添加して
おくこともできる。ここでのボロン(B)添加は必ずし
も必要でないが、ボロン(B)を添加した半導体層41
0〜412はn-ch TFTのVthを所定の範囲内に収めるた
めに形成することが好ましかった。(図10(D))。
Then, a channel doping step is performed. First,
A photoresist mask 409 is provided, and a p-type is formed at a concentration of about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 for the purpose of controlling Vth over the entire surface of the island-shaped semiconductor layers 405 to 407 forming the n-ch TFT. Boron (B) was added as an impurity element to be provided. Boron (B) may be added by an ion doping method, or may be added simultaneously with the formation of the amorphous silicon film. Although the addition of boron (B) here is not always necessary, the semiconductor layer 41 to which boron (B) is added is used.
0 to 412 are preferably formed to keep the Vth of the n-ch TFT within a predetermined range. (FIG. 10 (D)).

【0073】駆動回路のnチャネル型TFTのLDD領域を形
成するために、n型を付与する不純物元素を島状半導体
層410、411に選択的に添加する。そのため、あら
かじめフォトレジストマスク413〜416を形成し
た。ここではリン(P)を添加すべく、フォスフィン(P
H3)を用いたイオンドープ法を適用した。形成されたn-
不純物領域417、418のリン(P)濃度は1×1017
5×1018 atoms/cm3とする。また、不純物領域419
は、画素部の保持容量を形成するための半導体層であ
り、この領域にも同じ濃度でリン(P)を添加した。
(図11(A))
In order to form an LDD region of an n-channel TFT of a driver circuit, an impurity element imparting n-type conductivity is selectively added to the island-shaped semiconductor layers 410 and 411. Therefore, photoresist masks 413 to 416 were formed in advance. Here, phosphine (P) is added to add phosphorus (P).
An ion doping method using H 3 ) was applied. It formed n -
The phosphorus (P) concentration of the impurity regions 417 and 418 is 1 × 10 17 to
5 × 10 18 atoms / cm 3 . Further, the impurity region 419
Is a semiconductor layer for forming a storage capacitor in a pixel portion, and phosphorus (P) is added to this region at the same concentration.
(Fig. 11 (A))

【0074】次に、マスク層408をフッ酸などにより
除去して、図10(D)と図11(A)の工程で添加した
不純物元素を活性化させる工程を行う。活性化は、窒素
雰囲気中500〜600℃で1〜4時間の熱アニールや、レーザ
ーアニールの方法により行うことができる。また、両者
を併用して行っても良い。本実施例では、レーザー活性
化の方法を用い、KrFエキシマレーザー光(波長248 n
m)を用い、線状ビームを形成して、発振周波数5〜50 H
z、エネルギー密度100〜500 mJ/cm2として線状ビーム
のオーバーラップ割合を80〜98%として走査して、島状
半導体層が形成された基板全面を処理した。尚、レーザ
ー光の照射条件には何ら限定される事項はなく、実施者
が適宣決定すれば良い。
Next, a step of removing the mask layer 408 with hydrofluoric acid or the like to activate the impurity element added in the steps of FIGS. 10D and 11A is performed. Activation can be performed by thermal annealing at 500 to 600 ° C. for 1 to 4 hours in a nitrogen atmosphere or by laser annealing. Further, both may be performed in combination. In this embodiment, a KrF excimer laser beam (wavelength 248 n
m) to form a linear beam and generate an oscillation frequency of 5 to 50 H
z, scanning was performed with an energy density of 100 to 500 mJ / cm 2 and an overlap ratio of the linear beam of 80 to 98%, thereby treating the entire surface of the substrate on which the island-shaped semiconductor layer was formed. There are no particular restrictions on the laser light irradiation conditions, and the conditions may be determined appropriately by the practitioner.

【0075】そして、ゲート絶縁膜420をプラズマCV
D法で50〜150 nmの厚さで形成する。ゲート絶縁膜の成
膜前に例えば水素などを用いてプラズマクリーニングを
行うとゲート絶縁膜420と島状半導体層404、41
0〜412との界面が清浄に保たれ、TFTの電気的特性
に影響を及ぼす界面準位密度を低減させることができ
る。酸素やN2Oを加えても島状半導体層404、410
〜412の最表面やその近傍を酸化させることによって
界面準位密度をより低減させることができる。そして、
プラズマクリーニングと連続してゲート絶縁膜420を
成膜する(図11(B))。
Then, the gate insulating film 420 is plasma-CV
It is formed with a thickness of 50 to 150 nm by the D method. If plasma cleaning is performed using, for example, hydrogen before forming the gate insulating film, the gate insulating film 420 and the island-shaped semiconductor layers 404 and 41 are formed.
The interface with 0 to 412 is kept clean, and the interface state density affecting the electrical characteristics of the TFT can be reduced. Even if oxygen or N 2 O is added, the island-shaped semiconductor layers 404 and 410
By oxidizing the outermost surface of 412 and its vicinity, the interface state density can be further reduced. And
A gate insulating film 420 is formed continuously with the plasma cleaning (FIG. 11B).

【0076】次に、ゲート電極を形成するために第1の
導電層を成膜する。本実施例では導電性の窒化物金属膜
から成る導電層(A)421と金属膜から成る導電層
(B)422とを積層させた。ここでは、Taをターゲッ
トとしたスパッタ法で導電層(B)422をタンタル(T
a)で250 nmの厚さに形成し、導電層(A)421は窒化
タンタル(TaN)で50 nmの厚さに形成した(図11
(C))。
Next, a first conductive layer is formed to form a gate electrode. In this embodiment, a conductive layer (A) 421 made of a conductive nitride metal film and a conductive layer (B) 422 made of a metal film are laminated. Here, the conductive layer (B) 422 is tantalum (T
a) was formed to a thickness of 250 nm, and the conductive layer (A) 421 was formed to a thickness of 50 nm with tantalum nitride (TaN) (FIG. 11).
(C)).

【0077】次に、フォトレジストマスク423〜42
7を形成し、導電層(A)421と導電層(B)422と
を一括でエッチングしてゲート電極428〜431と容
量配線432を形成する。ゲート電極428〜431と
容量配線432は、導電層(A)から成る428a〜4
32aと、導電層(B)から成る428b〜432bと
が一体として形成されている。この時、駆動回路に形成
するゲート電極429、430は不純物領域417、4
18の一部と、ゲート絶縁膜420を介して重なるよう
に形成する(図11(D))。
Next, the photoresist masks 423-42
7 are formed, and the conductive layer (A) 421 and the conductive layer (B) 422 are collectively etched to form gate electrodes 428 to 431 and a capacitor wiring 432. The gate electrodes 428 to 431 and the capacitor wiring 432 are formed of conductive layers (A) 428 a to 428.
32a and 428b to 432b made of a conductive layer (B) are integrally formed. At this time, the gate electrodes 429 and 430 formed in the driving circuit are
18 is formed so as to overlap with part of the gate insulating film 18 with the gate insulating film 420 interposed therebetween (FIG. 11D).

【0078】次いで、駆動回路のpチャネル型TFTのソー
ス領域およびドレイン領域を形成するために、p型を付
与する不純物元素を添加する工程を行う。ここでは、ゲ
ート電極428をマスクとして、自己整合的に不純物領
域を形成する。nチャネル型TFTが形成される領域はフォ
トレジストマスク433で被覆しておく。そして、ジボ
ラン(B2H6)を用いたイオンドープ法でp+不純物領域4
34を1×1021 atoms/cm3の濃度で形成した(図12
(A))。
Next, in order to form a source region and a drain region of the p-channel TFT of the driving circuit, a step of adding an impurity element imparting p-type is performed. Here, the impurity region is formed in a self-aligned manner using the gate electrode 428 as a mask. A region where the n-channel TFT is to be formed is covered with a photoresist mask 433. Then, the p + impurity region 4 is formed by ion doping using diborane (B 2 H 6 ).
34 were formed at a concentration of 1 × 10 21 atoms / cm 3 (FIG. 12).
(A)).

【0079】次に、nチャネル型TFTにおいて、ソース領
域またはドレイン領域として機能する不純物領域の形成
を行った。レジストのマスク435〜437を形成し、
n型を付与する不純物元素を添加して不純物領域438
〜441を形成した。これは、フォスフィン(PH3)を
用いたイオンドープ法で行い、n+不純物領域438〜4
41の(P)濃度を5×1020 atoms/cm3とした(図12
(B))。
Next, in the n-channel TFT, an impurity region functioning as a source region or a drain region was formed. Forming resist masks 435 to 437,
The impurity region 438 is added by adding an impurity element imparting n-type.
~ 441 was formed. This is performed by an ion doping method using phosphine (PH 3 ), and n + impurity regions 438 to 4
The (P) concentration of 41 was set to 5 × 10 20 atoms / cm 3 (FIG. 12).
(B)).

【0080】そして、画素部のnチャネル型TFTのLDD領
域を形成するために、n型を付与する不純物添加の工程
を行った。ここではゲート電極431をマスクとして自
己整合的にn型を付与する不純物元素をイオンドープ法
で添加した。添加するリン(P)の濃度は5×1016 atoms
/cm3とし、図11(A)および図12(A)と図12
(B)で添加する不純物元素の濃度よりも低濃度で添加
することで、実質的にはn--不純物領域443、444
のみが形成される。また、不純物領域442にはすでに
前工程で添加されたボロン(B)が含まれているが、そ
れに比してかなりの低濃度でリン(P)が添加されるの
で、添加されたPの影響は考えなくて良く、TFTの特性に
何ら影響を与えることはなかった(図12(C))。
Then, in order to form the LDD region of the n-channel TFT in the pixel portion, a process of adding an impurity for imparting n-type was performed. Here, an impurity element imparting n-type in a self-aligned manner is added by an ion doping method using the gate electrode 431 as a mask. The concentration of phosphorus (P) to be added is 5 × 10 16 atoms
/ Cm 3 and FIGS. 11 (A), 12 (A) and 12
By adding at a concentration lower than the concentration of the impurity element added in (B), the n impurity regions 443 and 444 are substantially obtained.
Only are formed. Further, although the impurity region 442 already contains boron (B) added in the previous step, phosphorus (P) is added at a considerably lower concentration than that, so that the influence of the added P Need not be considered, and did not affect the characteristics of the TFT at all (FIG. 12C).

【0081】次に、ゲート配線とする第2の導電層を形
成する。この第2の導電層は低抵抗材料であるアルミニ
ウム(Al)や銅(Cu)を主成分とする導電層(D)で形
成する。いずれにしても、第2の導電層の抵抗率は0.1
〜10μΩcm程度とする。さらに、チタン(Ti)やタンタ
ル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)から
成る導電層(E)を積層形成すると良い。本実施例で
は、チタン(Ti)を0.1〜2重量%含むアルミニウム(A
l)膜を導電層(D)445とし、チタン(Ti)膜を導電
層(E)446として形成した。導電層(D)445は20
0〜400 nm(好ましくは250〜350 nm)とすれば良く、導
電層(E)446は50〜200 nm(好ましくは100〜150 n
m)で形成すれば良い(図12(D))。
Next, a second conductive layer serving as a gate wiring is formed. This second conductive layer is formed of a conductive layer (D) mainly containing aluminum (Al) or copper (Cu) as a low-resistance material. In any case, the resistivity of the second conductive layer is 0.1
About 10 μΩcm. Further, a conductive layer (E) made of titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), or molybdenum (Mo) is preferably formed by lamination. In this embodiment, aluminum (A) containing 0.1 to 2% by weight of titanium (Ti) is used.
l) The film was formed as a conductive layer (D) 445, and the titanium (Ti) film was formed as a conductive layer (E) 446. Conductive layer (D) 445 is 20
The conductive layer (E) 446 may have a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm).
m) (FIG. 12D).

【0082】そして、ゲート電極に接続するゲート配線
を形成するために導電層(E)446と導電層(D)44
5とをエッチング処理して、ゲート配線447、448
と容量配線449を形成した。エッチング処理は最初に
SiCl4とCl2とBCl3との混合ガスを用いたドライエッチン
グ法で導電層(E)の表面から導電層(D)の途中まで除
去し、その後リン酸系のエッチング溶液によるウエット
エッチングで導電層(D)を除去することにより、下地
との選択加工性を保ってゲート配線を形成することがで
きた(図13(A))。
Then, a conductive layer (E) 446 and a conductive layer (D) 44 are formed to form a gate wiring connected to the gate electrode.
5 is etched to form gate wirings 447 and 448.
And a capacitor wiring 449 were formed. Etching first
The conductive layer (E) is removed from the surface of the conductive layer (E) to the middle of the conductive layer (D) by dry etching using a mixed gas of SiCl 4 , Cl 2 and BCl 3, and then conductive by wet etching with a phosphoric acid-based etching solution. By removing the layer (D), the gate wiring could be formed while maintaining the selectivity with the base (FIG. 13A).

【0083】第1の層間絶縁膜450は酸化窒化シリコ
ン膜を500〜1500 nmの厚さで形成した。その後、それぞ
れの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイ
ン領域に達するコンタクトホールを形成し、実施例1、
2と同様、リンを1×1019 atoms/cm3以上含むシリコン
膜を成膜して、ゲッタリング層451を形成した。形成
法には、プラズマCVD法、減圧CVD法、スパッタ法のいず
れを用いても良いし、非晶質シリコン膜、微結晶シリコ
ン膜、結晶性シリコン膜のいずれでも良い。その後、熱
活性化を行い、ソースコンタクト及びドレインコンタク
トを通じて島状半導体層 404、410〜412中に
残存する金属元素をゲッタリングする。熱活性化条件
は、400〜800℃(好ましくは500〜600℃)で行う。この
熱活性化工程により、同時にn型またはp型を付与する
不純物元素を活性化することができる。そして次に島状
半導体層 404、410〜412中のダングリングボ
ンドを終端させる水素化工程を加えても良い(図13
(B))。
As the first interlayer insulating film 450, a silicon oxynitride film was formed with a thickness of 500 to 1500 nm. Thereafter, a contact hole reaching a source region or a drain region formed in each of the island-shaped semiconductor layers is formed.
Similarly to 2, a gettering layer 451 was formed by forming a silicon film containing 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more of phosphorus. As a formation method, any of a plasma CVD method, a low pressure CVD method, and a sputtering method may be used, and any of an amorphous silicon film, a microcrystalline silicon film, and a crystalline silicon film may be used. After that, thermal activation is performed to getter the metal elements remaining in the island-shaped semiconductor layers 404, 410 to 412 through the source contact and the drain contact. The heat activation is performed at 400 to 800 ° C (preferably 500 to 600 ° C). By this thermal activation step, the impurity element imparting n-type or p-type can be simultaneously activated. Then, a hydrogenation step for terminating dangling bonds in the island-shaped semiconductor layers 404, 410 to 412 may be added (FIG. 13).
(B)).

【0084】その後、ソース、ドレイン配線の一部を担
う第3の導電層を形成する。この第3の導電層はヒロッ
クや酸化防止のために積層膜としても良い。この導電層
をソース配線452〜455、ドレイン配線456〜4
59の一部として機能させるためにパターニングした
後、これをマスクとしてセルフアラインでゲッタリング
層451をエッチングし、第3の導電層と共にゲッタリ
ング層451もソース配線452〜455、ドレイン配
線456〜459の一部として機能させる。
Thereafter, a third conductive layer serving as a part of the source and drain wirings is formed. This third conductive layer may be a laminated film for preventing hillocks and oxidation. This conductive layer is formed by using source wirings 452 to 455 and drain wirings 456 to 4.
After patterning in order to function as a part of 59, the gettering layer 451 is etched in a self-aligned manner using this as a mask. Function as part of

【0085】次に、パッシベーション膜460として、
窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または酸化窒化シリ
コン膜を50〜500 nm代表的には100〜300 nm)の厚さで
形成する。いずれにしてもパッシベーション膜は緻密な
膜となるように形成して外部からの水分を遮断し、ま
た、この後行う2回目の水素化の工程においてキャップ
層としての機能を付加させておく。例えば、パッシベー
ション膜460を緻密な窒化シリコン膜で200 nmの厚さ
に形成し、この状態で水素化処理を行うとTFTの特性向
上に対して好ましい結果が得られる。これは、3〜100%
の水素を含む雰囲気中、或いは窒素雰囲気中で、300〜5
00℃で1〜12時間の熱処理を行うと良い。勿論、水素化
処理はこのような方法の他に、前述の窒化シリコン膜を
成膜する前に行うあるいはプラズマ水素化法を用いても
同様の効果が得られる。さらに、このプラズマ水素化
と、上述の水素化を併用しても良い。なお、ここで後に
画素電極とドレイン配線を接続するためのコンタクトホ
ールを形成する位置において、パッシベーション膜46
0に開口部を形成しておいても良い。(図13(C))
Next, as a passivation film 460,
A silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon oxynitride film is formed with a thickness of 50 to 500 nm (typically, 100 to 300 nm). In any case, the passivation film is formed to be a dense film to block moisture from the outside, and to add a function as a cap layer in a second hydrogenation step to be performed later. For example, if the passivation film 460 is formed of a dense silicon nitride film to a thickness of 200 nm and hydrogenation is performed in this state, favorable results can be obtained for improving the characteristics of the TFT. This is 3-100%
300 to 5 in an atmosphere containing hydrogen or in a nitrogen atmosphere
It is preferable to perform heat treatment at 00 ° C. for 1 to 12 hours. Of course, in addition to the above-described method, the same effect can be obtained by performing the hydrogenation before forming the above-described silicon nitride film or by using a plasma hydrogenation method. Further, the plasma hydrogenation and the above-described hydrogenation may be used in combination. Here, the passivation film 46 is formed at a position where a contact hole for connecting the pixel electrode and the drain wiring is formed later.
An opening may be formed at zero. (Fig. 13 (C))

【0086】その後、有機樹脂からなる第2の層間絶縁
膜461を1.0〜1.5μmの厚さに形成する。有機樹脂と
しては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミ
ドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)等を使用するこ
とができる。ここでは、基板に塗布後、熱重合するタイ
プのポリイミドを用い、300℃で焼成して形成した。そ
して、第2の層間絶縁膜461にドレイン配線459に
達するコンタクトホールを形成し、画素電極462、4
63を形成する。画素電極は、透過型液晶表示装置とす
る場合には透明導電膜を用いれば良く、反射型の液晶表
示装置とする場合には金属膜を用いれば良い。本実施例
では透過型の液晶表示装置とするために、酸化インジウ
ム、スズ(ITO)膜を100 nmの厚さにスパッタ法で形成
した。(図14)
Thereafter, a second interlayer insulating film 461 made of an organic resin is formed to a thickness of 1.0 to 1.5 μm. As the organic resin, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene), or the like can be used. Here, it is formed by baking at 300 ° C. using a polyimide of a type which is thermally polymerized after being applied to the substrate. Then, a contact hole reaching the drain wiring 459 is formed in the second interlayer insulating film 461, and the pixel electrodes 462, 4
63 is formed. As the pixel electrode, a transparent conductive film may be used for a transmission type liquid crystal display device, and a metal film may be used for a reflection type liquid crystal display device. In this embodiment, in order to form a transmission type liquid crystal display device, an indium oxide and tin (ITO) film is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. (FIG. 14)

【0087】以上のような工程を経て、ここでは画素部
の画素TFTと、画素部の周辺に設けられる駆動回路のTFT
を同一基板上に作製することができる。
Through the steps described above, here, the pixel TFT of the pixel portion and the TFT of the driving circuit provided around the pixel portion are provided.
Can be manufactured on the same substrate.

【0088】駆動回路のCMOS回路のpチャネル型TFT50
1には、島状半導体層404にチャネル形成領域50
6、ソース領域507、ドレイン領域508を有してい
る。同じくCMOS回路のnチャネル型TFT502には、島状
半導体層410にチャネル形成領域509、ゲート電極
429と重なるLDD領域(Lov)510、ソース領域51
1、ドレイン領域512を有している。このLov領域の
チャネル長方向の長さは0.5〜3.0μm、好ましくは1.0〜
1.5μmとした。サンプリング回路のnチャネル型TFT50
3には、島状半導体層411にチャネル形成領域51
3、Lov領域とLoff領域(ゲート電極と重ならないLDD領
域であり、以降Loff領域と記す)514、515、ソー
ス領域またはドレイン領域516、517とが形成さ
れ、このLoff領域のチャネル長方向の長さは0.3〜2.0μ
m、好ましくは0.5〜1.5μmである。画素TFT504に
は、島状半導体層412にチャネル形成領域518、5
19、Loff領域520〜523、ソースまたはドレイン
領域524〜526を有している。Loff領域のチャネル
長方向の長さは0.5〜3.0μm、好ましくは1.5〜2.5μmで
ある。さらに、容量配線432、449と、ゲート絶縁
膜と同じ材料から成る絶縁膜と、画素TFT504のドレ
イン領域526に接続し、n型を付与する不純物元素が
添加された半導体層527とから保持容量505が形成
されている。図14では画素TFT504をダブルゲート
構造としたが、シングルゲート構造でも良いし、複数の
ゲート電極を設けたマルチゲート構造としても差し支え
ない。
P-channel TFT 50 of CMOS circuit of drive circuit
1 includes a channel forming region 50 in the island-shaped semiconductor layer 404.
6, a source region 507 and a drain region 508. Similarly, in an n-channel TFT 502 of a CMOS circuit, a channel forming region 509, an LDD region (Lov) 510 overlapping with a gate electrode 429, a source region 51
1. It has a drain region 512. The length of the Lov region in the channel length direction is 0.5 to 3.0 μm, preferably 1.0 to 3.0 μm.
It was 1.5 μm. Sampling circuit n-channel TFT50
3 includes a channel forming region 51 in the island-shaped semiconductor layer 411.
3. Lov regions and Loff regions (LDD regions that do not overlap with the gate electrode, hereinafter referred to as Loff regions) 514 and 515, and source or drain regions 516 and 517 are formed, and the length of the Loff region in the channel length direction is formed. 0.3 ~ 2.0μ
m, preferably 0.5 to 1.5 μm. In the pixel TFT 504, channel formation regions 518, 5
19, Loff regions 520 to 523, and source or drain regions 524 to 526. The length of the Loff region in the channel length direction is 0.5 to 3.0 μm, preferably 1.5 to 2.5 μm. Further, a storage capacitor 505 is formed from the capacitor wirings 432 and 449, an insulating film made of the same material as the gate insulating film, and a semiconductor layer 527 to which an n-type impurity element is added and which is connected to the drain region 526 of the pixel TFT 504. Are formed. In FIG. 14, the pixel TFT 504 has a double gate structure, but may have a single gate structure or a multi-gate structure provided with a plurality of gate electrodes.

【0089】[実施例4]実施例1〜3で用いた非晶質
シリコン膜の結晶化を助長する金属元素の別な添加方法
について図15を用いて説明する。
[Embodiment 4] Another method of adding a metal element for promoting crystallization of the amorphous silicon film used in Embodiments 1 to 3 will be described with reference to FIG.

【0090】まず、図15(A)にあるように、実施例
1〜3と同様に基板601上に下地絶縁膜602、非晶
質シリコン膜603を形成する。次に、酸化シリコン膜
から成るマスク絶縁膜604を形成し、金属元素を選択
的に添加するための開口部605を形成する。
First, as shown in FIG. 15A, a base insulating film 602 and an amorphous silicon film 603 are formed on a substrate 601 as in the first to third embodiments. Next, a mask insulating film 604 made of a silicon oxide film is formed, and an opening 605 for selectively adding a metal element is formed.

【0091】この状態で酸素雰囲気中でUV光を照射して
非晶質シリコン膜603上に薄い酸化膜を形成する。次
にNiを100ppm含有したニッケル酢酸溶液をスピンコート
法により塗布し、開口部605で露出した非晶質シリコ
ン膜603の表面にごく薄いNi含有層606を形成する
ことができる(図15(A))。
In this state, a thin oxide film is formed on the amorphous silicon film 603 by irradiating UV light in an oxygen atmosphere. Next, a nickel acetic acid solution containing 100 ppm of Ni is applied by spin coating to form a very thin Ni-containing layer 606 on the surface of the amorphous silicon film 603 exposed at the opening 605 (FIG. 15A )).

【0092】そして、窒素雰囲気中で600℃、8hrsの熱
アニールを行い、非晶質シリコン膜603を結晶化す
る。結晶化はNiが選択的に添加されるマスク絶縁膜60
4の開口部605から開始し、Niが添加されたこの領域
から膜面と平行な方向(横方向)に進行する。これによ
って結晶化した領域を横成長領域という。非晶質シリコ
ン膜603には、Ni添加領域607、横成長領域(結晶
性シリコン膜)608、横成長が及ばなかった領域(非
晶質シリコン膜)609が存在する。TFTの活性層とす
る場合、横成長領域608の部分を島状にパターニング
して残すことにより適用する。
Then, thermal annealing is performed at 600 ° C. for 8 hours in a nitrogen atmosphere to crystallize the amorphous silicon film 603. The crystallization is performed by using a mask insulating film 60 to which Ni is selectively added.
Starting from the opening 605 of No. 4 and proceeding in a direction (lateral direction) parallel to the film surface from this region to which Ni has been added. The region crystallized by this is called a lateral growth region. The amorphous silicon film 603 includes a Ni-added region 607, a laterally grown region (crystalline silicon film) 608, and a region that has not been laterally grown (amorphous silicon film) 609. In the case of forming an active layer of a TFT, the present invention is applied by leaving a portion of the lateral growth region 608 in an island shape.

【0093】以上のようにして結晶性シリコン膜を得
た。その後は、実施例1〜3と同様にしてTFTに適用す
ることができる。
As described above, a crystalline silicon film was obtained. After that, it can be applied to the TFT in the same manner as in the first to third embodiments.

【0094】[実施例5]実施例3で作製したような基
板をアクティブマトリクス基板というが、本実施例で
は、このアクティブマトリクス基板からアクティブマト
リクス型液晶表示装置を作製する工程及びその回路配置
の例について図16、17を用いて説明する。アクティ
ブマトリクス基板の作製方法については既に実施例3で
説明したため、ここでは省略する。
Embodiment 5 The substrate manufactured in Embodiment 3 is called an active matrix substrate. In this embodiment, an example of a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device from this active matrix substrate and an example of a circuit arrangement thereof. Will be described with reference to FIGS. The method for manufacturing the active matrix substrate has already been described in Embodiment 3, and thus is omitted here.

【0095】図16に示したように、図14の状態のア
クティブマトリクス基板に対し、配向膜701を形成す
る。通常液晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂が多
く用いられている。対向側の対向基板702には、遮光
膜703、透明導電膜704および配向膜705を形成
した。配向膜を形成した後、ラビング処理を施して液晶
分子がある一定のプレチルト角を持って配向するように
した。そして、画素部と、CMOS回路が形成されたアクテ
ィブマトリクス基板と対向基板とを、公知のセル組み工
程によってシール材やスペーサ(共に図示せず)などを
介して貼りあわせる。その後、両基板の間に液晶材料7
06を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止
した。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。こ
のようにして図16に示すアクティブマトリクス型液晶
表示装置が完成する。
As shown in FIG. 16, an orientation film 701 is formed on the active matrix substrate in the state shown in FIG. Usually, a polyimide resin is often used for an alignment film of a liquid crystal display element. A light-shielding film 703, a transparent conductive film 704, and an alignment film 705 were formed on the opposite substrate 702 on the opposite side. After forming the alignment film, a rubbing treatment was performed so that the liquid crystal molecules were aligned with a certain pretilt angle. Then, the pixel portion, the active matrix substrate on which the CMOS circuit is formed, and the opposing substrate are attached to each other via a sealing material or a spacer (both not shown) by a known cell assembling process. Then, a liquid crystal material 7 is placed between the two substrates.
06 was injected and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 16 is completed.

【0096】図17に、図16で示したようなアクティ
ブマトリクス基板の回路配置について簡略化して示し
た。801は画素部を示し、ゲート配線806とソース
配線807がマトリクス状に交差している。その周辺の
802、803はそれぞれ走査信号駆動回路、画像信号
駆動回路を示している。
FIG. 17 shows a simplified circuit arrangement of the active matrix substrate as shown in FIG. Reference numeral 801 denotes a pixel portion, in which a gate wiring 806 and a source wiring 807 intersect in a matrix. Reference numerals 802 and 803 indicate a scanning signal driving circuit and an image signal driving circuit, respectively.

【0097】ここで示した回路配置は一例であり、これ
に限定するものではなく、実施者が適宣設定すれば良
い。
The circuit arrangement shown here is an example, and the present invention is not limited to this, and may be appropriately set by the practitioner.

【0098】[実施例6]本発明を実施して作製された
アクティブマトリクス基板は様々な電気光学装置、例え
ば、有機EL表示装置(電界を加えることで発光が得られ
る有機化合物を含む膜を含む発光装置)、液晶表示装置
にも適用可能である。そして、そのような電気光学装置
を表示媒体として組み込んだ電子機器全てに本発明を適
用することがでできる。電子機器としては、パーソナル
コンピューター、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、電子書籍
など)、ナビゲーションシステムなどが上げられる。そ
れらの一例を図18〜20に示す。
Example 6 An active matrix substrate manufactured by carrying out the present invention includes various electro-optical devices, for example, an organic EL display device (including a film containing an organic compound capable of emitting light by applying an electric field). Light-emitting devices) and liquid crystal display devices. The present invention can be applied to all electronic devices incorporating such an electro-optical device as a display medium. Examples of the electronic device include a personal computer, a digital camera, a video camera, a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, and the like), a navigation system, and the like. Examples of these are shown in FIGS.

【0099】図18(A)はパーソナルコンピューター
であり、マイクロプロセッサやメモリーなどを備えた本
体1001、画像入力部1002、表示装置1003、
キーボード1004で構成される。本発明の液晶表示装
置や有機EL表示装置は表示装置1003に適用できる。
FIG. 18A shows a personal computer, which includes a main body 1001 including a microprocessor and a memory, an image input unit 1002, a display device 1003, and the like.
A keyboard 1004 is provided. The liquid crystal display device and the organic EL display device of the present invention can be applied to the display device 1003.

【0100】図18(B)はビデオカメラであり、本体
1101、表示装置1102、音声入力部1103、操
作スイッチ1104、バッテリー1105、受像部11
06で構成される。本発明液晶表示装置や有機EL表示装
置は表示装置1102に適用することができる。
FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 1101, a display device 1102, an audio input unit 1103, an operation switch 1104, a battery 1105, and an image receiving unit 11.
06. The liquid crystal display device and the organic EL display device of the present invention can be applied to the display device 1102.

【0101】図18(C)は携帯情報端末であり、本体
1201、画像入力部1202、受像部1203、操作
スイッチ1204、表示装置1205で構成される。本
発明液晶表示装置や有機EL表示装置は表示装置1205
に適用することができる。
FIG. 18C shows a portable information terminal, which comprises a main body 1201, an image input section 1202, an image receiving section 1203, operation switches 1204, and a display device 1205. The liquid crystal display device or the organic EL display device of the present invention is a display device 1205.
Can be applied to

【0102】図18(D)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体1301、表示装置1302、スピーカー部1
303、記録媒体1304、操作スイッチ1305で構
成される。尚、記録媒体にはDVD(Digital Versatile
Disc)やコンパクトディスク(CD)などを用い、音楽
プログラムの再生や映像表示、ビデオゲーム(またはテ
レビゲーム)やインターネットを介した情報表示などを
行うことができる。本発明液晶表示装置や有機EL表示装
置は表示装置1302に好適に利用することができる。
FIG. 18D shows a player using a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 1301, a display device 1302, and a speaker unit 1.
303, a recording medium 1304, and operation switches 1305. The recording medium is DVD (Digital Versatile).
Discs and compact discs (CDs) can be used to play music programs, display images, display video games (or video games), and display information via the Internet. The liquid crystal display device and the organic EL display device of the present invention can be suitably used for the display device 1302.

【0103】図19(A)はデジタルカメラであり、本
体1401、表示装置1402、接眼部1403、操作
スイッチ1404、受像部(図示しない)で構成され
る。本発明液晶表示装置や有機EL表示装置は表示装置1
402に適用することができる。
FIG. 19A shows a digital camera, which comprises a main body 1401, a display device 1402, an eyepiece unit 1403, operation switches 1404, and an image receiving unit (not shown). The liquid crystal display device or the organic EL display device of the present invention is a display device 1
402 can be applied.

【0104】図19(B)は携帯電話であり、本体15
01、音声出力部1502、音声入力部1503、表示
部1504、操作スイッチ1505、アンテナ1506
等を含む。本願発明を音声出力部1502、音声入力部
1503、表示部1504やその他の信号制御回路に適
用することができる。
FIG. 19B shows a mobile phone, and the main body 15
01, audio output unit 1502, audio input unit 1503, display unit 1504, operation switch 1505, antenna 1506
And so on. The present invention can be applied to the audio output unit 1502, the audio input unit 1503, the display unit 1504, and other signal control circuits.

【0105】図19(C)はディスプレイであり、本体
1601、支持台1602、表示部1603等を含む。
本発明は表示部1603に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)のディ
スプレイには有利である。
FIG. 19C shows a display, which includes a main body 1601, a support 1602, a display portion 1603, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 1603. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly, 30 inches or more).

【0106】図20(A)はフロント型プロジェクター
であり、光源光学系および表示装置2001、スクリー
ン2002で構成される。本発明は表示装置やその他の
信号制御回路に適用することができる。図20(B)は
リア型プロジェクターであり、本体2101、光源光学
系および表示装置2102、ミラー2103、スクリー
ン2104で構成される。本発明は表示装置やその他の
信号制御回路に適用することができる。
FIG. 20A shows a front type projector, which comprises a light source optical system, a display device 2001, and a screen 2002. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits. FIG. 20B illustrates a rear projector, which includes a main body 2101, a light source optical system and a display device 2102, a mirror 2103, and a screen 2104. The present invention can be applied to a display device and other signal control circuits.

【0107】なお、図20(C)に、図20(A)および
図20(B)における光源光学系および表示装置200
1、2102の構造の一例を示す。光源光学系および表
示装置2001、2102は光源光学系2201、ミラ
ー2202、2204〜2206、ダイクロイックミラ
ー2203、ビームスプリッター2207、液晶表示装
置2208、位相差板2209、投射光学系2210で
構成される。投射光学系2210は複数の光学レンズで
構成される。図20(C)では液晶表示装置2208を
三つ使用する三板式の例を示したが、このような方式に
限定されず、単板式の光学系で構成しても良い。また、
図20(C)中、矢印で示した光路には適宣光学レンズ
や偏光機能を有するフィルムや位相を調節するためのフ
ィルムや、IRフィルムなどを設けても良い。また、図2
0(D)は図20(C)における光源光学系2201の構
造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系
2201はリフレクター2301、光源2302、レン
ズアレイ2303、2304、偏光変換素子2305、
集光レンズ2306で構成される。尚、図20(D)に
示した光源光学系は一例であって図示した構成に限定さ
れるものではない。
FIG. 20C shows the light source optical system and the display device 200 shown in FIGS. 20A and 20B.
1 and 2102 show an example of the structure. The light source optical system and display devices 2001 and 2102 include a light source optical system 2201, mirrors 2202 and 2204 to 2206, a dichroic mirror 2203, a beam splitter 2207, a liquid crystal display device 2208, a phase difference plate 2209, and a projection optical system 2210. The projection optical system 2210 includes a plurality of optical lenses. In FIG. 20C, an example of a three-panel system using three liquid crystal display devices 2208 is shown; however, the present invention is not limited to such a system, and a single-panel optical system may be used. Also,
In FIG. 20C, an optical path indicated by an arrow may be provided with a suitable optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase, an IR film, or the like. FIG.
FIG. 0 (D) is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2201 in FIG. 20 (C). In this embodiment, the light source optical system 2201 includes a reflector 2301, a light source 2302, lens arrays 2303 and 2304, a polarization conversion element 2305,
It is composed of a condenser lens 2306. The light source optical system shown in FIG. 20D is an example and is not limited to the illustrated configuration.

【0108】また、ここでは図示しなかったが、本発明
はその他にも、ナビゲーションシステムやイメージセン
サの読み取り回路などに適用することも可能である。こ
のように本願発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる
分野の電子機器に適用することが可能である。また、本
実施例の電子機器は実施形態1〜3の結晶化技術を用
い、実施例1〜6のどのような組み合わせから成る構成
を用いても実現することができる。
Although not shown here, the present invention is also applicable to a navigation system, a reading circuit of an image sensor, and the like. As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using the crystallization technology of Embodiments 1 to 3 and using the configuration of any combination of Embodiments 1 to 6.

【0109】[0109]

【発明の効果】ソースコンタクト及びドレインコンタク
ト部にリンを含有したシリコン膜を形成し、これをゲッ
タリングサイトとすることによって、非晶質シリコン膜
の結晶化を助長した金属元素を効果的に除去または低減
しTFTの電気的特性の安定性や信頼性を向上することが
できると共に、従来ゲッタリングに要した酸化膜などの
マスク層の形成工程及び酸化膜のパターニング工程を省
くことができるため、生産性の向上につながる。また、
ドーピングによるゲッタリングでは、ドーピングに付随
してデバイス領域の結晶構造が損傷を受けるとともにp-
ch TFTでソース、ドレイン抵抗を低下させるためにさら
なるドーピング工程を要するが、本発明による方法では
こういった損傷を被ることなく良好にゲッタリングを行
うことが可能となる。
According to the present invention, a silicon film containing phosphorus is formed at the source contact and drain contact portions, and this is used as a gettering site, thereby effectively removing the metal element which promoted the crystallization of the amorphous silicon film. In addition to reducing or improving the stability and reliability of the electrical characteristics of the TFT, the step of forming a mask layer such as an oxide film and the step of patterning the oxide film, which were conventionally required for gettering, can be omitted. It leads to improvement of productivity. Also,
In gettering by doping, the crystal structure of the device region is damaged and the p-
Although a further doping step is required to lower the source and drain resistance in the ch TFT, the gettering can be performed well without such damage by the method according to the present invention.

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

【図1】 本発明の構成例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the present invention.

【図2】 n-ch、p-ch TFTを同一基板上に作製する工
程を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a process for manufacturing n-ch and p-ch TFTs on the same substrate.

【図3】 n-ch、p-ch TFTを同一基板上に作製する工
程を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a process for manufacturing n-ch and p-ch TFTs on the same substrate.

【図4】 n-ch、p-ch TFTを同一基板上に作製する工
程を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a process for manufacturing n-ch and p-ch TFTs on the same substrate.

【図5】 n-ch、p-ch TFTを同一基板上に作製する工
程を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a process for manufacturing n-ch and p-ch TFTs on the same substrate.

【図6】 逆スタガー型のn-ch、p-ch TFTを同一基板
上に作製する工程を示す図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of manufacturing an inverted staggered n-ch and p-ch TFT on the same substrate.

【図7】 逆スタガー型のn-ch、p-ch TFTを同一基板
上に作製する工程を示す図。
FIG. 7 is a view showing a step of manufacturing an inverted staggered n-ch and p-ch TFT on the same substrate.

【図8】 逆スタガー型のn-ch、p-ch TFTを同一基板
上に作製する工程を示す図。
FIG. 8 is a view showing a process of manufacturing an inverted staggered n-ch and p-ch TFT on the same substrate.

【図9】 逆スタガー型のn-ch、p-ch TFTを同一基板
上に作製する工程を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a step of manufacturing an inverted staggered n-ch and p-ch TFT on the same substrate.

【図10】 画素TFT、駆動回路のTFTを同一基板上に作
製する工程を示す図。
FIG. 10 is a view showing a step of manufacturing a pixel TFT and a TFT of a driver circuit over the same substrate.

【図11】 画素TFT、駆動回路のTFTを同一基板上に作
製する工程を示す図。
FIG. 11 is a view showing a step of manufacturing a pixel TFT and a TFT of a driver circuit over the same substrate.

【図12】 画素TFT、駆動回路のTFTを同一基板上に作
製する工程を示す図。
FIG. 12 is a view showing a step of manufacturing a pixel TFT and a TFT of a driver circuit over the same substrate.

【図13】 画素TFT、駆動回路のTFTを同一基板上に作
製する工程を示す図。
FIG. 13 is a view showing a step of manufacturing a pixel TFT and a TFT of a driver circuit over the same substrate.

【図14】 画素TFT、駆動回路のTFTを同一基板上に作
製する工程を示す図。
FIG. 14 is a view showing a step of manufacturing a pixel TFT and a TFT of a driver circuit over the same substrate.

【図15】 結晶化を促進する金属元素の添加法を示す
図。
FIG. 15 illustrates a method for adding a metal element which promotes crystallization.

【図16】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の構
造を示す図。
FIG. 16 illustrates a structure of an active matrix liquid crystal display device.

【図17】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の回
路配置を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a circuit arrangement of an active matrix liquid crystal display device.

【図18】 半導体装置の一例を示す図FIG. 18 illustrates an example of a semiconductor device.

【図19】 半導体装置の一例を示す図FIG. 19 illustrates an example of a semiconductor device.

【図20】 プロジェクターの一例を示す図FIG. 20 illustrates an example of a projector.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面上にソース領域、ドレイン領域、
および前記ソース領域と前記ドレイン領域との間のチャ
ネル形成領域を有する結晶性シリコン膜と、前記結晶性
シリコン膜上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に
ゲート電極と、前記ゲート電極上に層間絶縁膜と、前記
層間絶縁膜上に周期表15族に属する不純物元素を含有
したシリコン膜と、前記周期表15族に属する不純物元
素を含有したシリコン膜上に導電層とを有する半導体装
置において、前記周期表15族に属する不純物元素を含
有するシリコン膜は前記層間絶縁膜につくられたコンタ
クトホールで前記ソース領域または前記ドレイン領域と
接し、かつ前記周期表15族に属する不純物元素を含有
するシリコン膜は前記結晶性シリコン膜の形成に要した
金属元素が偏析していることを特徴とする半導体装置。
A source region and a drain region on an insulating surface;
And a crystalline silicon film having a channel formation region between the source region and the drain region; a gate insulating film over the crystalline silicon film; a gate electrode over the gate insulating film; In a semiconductor device having an interlayer insulating film, a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the interlayer insulating film, and a conductive layer on a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table The silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is in contact with the source region or the drain region through a contact hole formed in the interlayer insulating film, and contains an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table. A semiconductor device, wherein a metal element required for forming the crystalline silicon film is segregated in the silicon film.
【請求項2】絶縁表面上にゲート電極と、前記ゲート電
極上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にソース領
域、ドレイン領域および前記ソース領域と前記ドレイン
領域との間のチャネル形成領域を有する結晶性シリコン
膜と、前記結晶性シリコン膜上に保護絶縁膜と、前記保
護絶縁膜上に層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に周期表
15族に属する不純物元素を含有したシリコン膜と、前
記周期表15族に属する不純物元素を含有したシリコン
膜上に導電層とを有する半導体装置において、前記周期
表15族に属する不純物元素を含有するシリコン膜は前
記層間絶縁膜につくられたコンタクトホールで前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域と接し、かつ前記周期表
15族に属する不純物元素を含有するシリコン膜は前記
結晶性シリコン膜の形成に要した金属元素が偏析してい
ることを特徴とする半導体装置。
A gate electrode on the insulating surface, a gate insulating film on the gate electrode, a source region, a drain region, and a channel forming region between the source region and the drain region on the gate insulating film. A crystalline silicon film, a protective insulating film on the crystalline silicon film, an interlayer insulating film on the protective insulating film, and a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the interlayer insulating film. In a semiconductor device having a conductive layer on a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table, the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table may be a contact layer formed on the interlayer insulating film. The silicon film which is in contact with the source region or the drain region by a hole and contains an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is the crystalline silicon film. The semiconductor device metal element required for formation is characterized by being segregated.
【請求項3】請求項1または請求項2のいずれか一項に
おいて、非晶質シリコン膜の結晶化を助長する金属元素
はFe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au、Ge、
Pb、Inから選ばれた一種類または複数種類の元素である
ことを特徴とする半導体装置。
3. The metal element according to claim 1, wherein the metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film is Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, or Pt. , Cu, Au, Ge,
A semiconductor device comprising one or more elements selected from Pb and In.
【請求項4】請求項1または請求項2のいずれか一項に
おいて、前記周期表の15族に属する不純物元素を含有
するシリコン膜中に含まれる不純物元素はリンであるこ
とを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the impurity element contained in the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is phosphorus. apparatus.
【請求項5】請求項1または請求項2または請求項4の
いずれか一項において、前記周期表の15族に属する不
純物元素を含有したシリコン膜中に含まれるリン濃度は
1×101 9atoms/cm3以上であることを特徴とする半導体
装置。
5. The method according to claim 1, wherein the concentration of phosphorus contained in the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is:
Wherein a is 1 × 10 1 9 atoms / cm 3 or more.
【請求項6】絶縁表面上に非晶質シリコン膜を形成する
第1の工程と、前記非晶質シリコン膜の結晶化を助長す
る金属元素を添加し前記非晶質シリコン膜を結晶成長さ
せ結晶性シリコン膜を形成する第2の工程と、前記結晶
性シリコン膜上にゲート絶縁膜を形成する第3の工程
と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する第4の
工程と、前記結晶性シリコン膜の選択された領域に不純
物元素を添加してソース領域およびドレイン領域を形成
する第5の工程と、前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形
成する第6の工程と、前記層間絶縁膜に前記ソース領域
または前記ドレイン領域に達するコンタクトホールを形
成する第7の工程と、前記コンタクトホール及び前記層
間絶縁膜上に周期表の15族に属する不純物元素を含有
したシリコン膜を形成する第8の工程と、熱アニールに
より前記結晶性シリコン膜中に含まれる前記金属元素の
ゲッタリングを行う第9の工程と前記周期表の15族に
属する不純物元素を含有したシリコン膜上に導電膜を形
成する第10の工程と、を有する半導体装置の作製方
法。
6. A first step of forming an amorphous silicon film on an insulating surface, and adding a metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film to cause the amorphous silicon film to grow. A second step of forming a crystalline silicon film, a third step of forming a gate insulating film on the crystalline silicon film, a fourth step of forming a gate electrode on the gate insulating film, A fifth step of forming a source region and a drain region by adding an impurity element to a selected region of the crystalline silicon film, a sixth step of forming an interlayer insulating film on the gate electrode, A seventh step of forming a contact hole reaching the source region or the drain region in the film; and forming a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the contact hole and the interlayer insulating film. An eighth step of performing gettering of the metal element contained in the crystalline silicon film by thermal annealing, and conducting a conductive treatment on the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table. And a tenth step of forming a film.
【請求項7】絶縁表面上にゲート電極を形成する第1の
工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する第
2の工程と、前記ゲート絶縁膜上に非晶質シリコン膜を
形成する第3の工程と、前記非晶質シリコン膜の結晶化
を助長する金属元素を添加し前記非晶質シリコン膜を結
晶成長させ結晶性シリコン膜を形成する第4の工程と、
前記結晶性シリコン膜上に保護絶縁膜を形成する第5の
工程と、前記結晶性シリコン膜の選択された領域に不純
物元素を添加してソース領域およびドレイン領域を形成
する第6の工程と、前記保護絶縁膜上に層間絶縁膜を形
成する第7の工程と、前記保護絶縁膜及び前記層間絶縁
膜に前記ソース領域または前記ドレイン領域に達するコ
ンタクトホールを形成する第8の工程と、前記コンタク
トホール及び前記層間絶縁膜上に周期表の15族に属す
る不純物元素を含有したシリコン膜を形成する第9の工
程と、熱アニールより前記結晶性シリコン膜中に含まれ
る前記金属元素のゲッタリングを行う第10の工程と前
記周期表の15族に属する不純物元素を含有したシリコ
ン膜上に導電膜を形成する第11の工程と、を有する半
導体装置の作製方法。
7. A first step of forming a gate electrode on an insulating surface, a second step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and forming an amorphous silicon film on the gate insulating film A third step of adding a metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film, and growing the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film;
A fifth step of forming a protective insulating film on the crystalline silicon film, a sixth step of adding an impurity element to a selected region of the crystalline silicon film to form a source region and a drain region, A seventh step of forming an interlayer insulating film on the protective insulating film, an eighth step of forming a contact hole reaching the source region or the drain region in the protective insulating film and the interlayer insulating film, A ninth step of forming a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table on the hole and the interlayer insulating film, and performing gettering of the metal element contained in the crystalline silicon film by thermal annealing. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a tenth step to be performed; and an eleventh step of forming a conductive film on a silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table. .
【請求項8】請求項6または請求項7のいずれか一項に
おいて、前記熱アニールは、前記非晶質シリコン膜の結
晶化を助長する金属元素のゲッタリングを進行させるこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. The semiconductor according to claim 6, wherein the thermal annealing advances gettering of a metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film. Method for manufacturing the device.
【請求項9】請求項6乃至8のいずれか一項において、
前記熱アニールは、前記非晶質シリコン膜の結晶化を助
長する金属元素のゲッタリングを進行させると共に、結
晶性シリコン膜に添加された不純物元素を活性化させる
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. The method according to claim 6, wherein:
The manufacturing of a semiconductor device, wherein the thermal annealing promotes gettering of a metal element which promotes crystallization of the amorphous silicon film and activates an impurity element added to the crystalline silicon film. Method.
【請求項10】請求項6または請求項7のいずれか一項
において、非晶質シリコン膜の結晶化を助長する金属元
素はFe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au、G
e、Pb、Inから選ばれた一種類または複数種類の元素で
ある半導体装置の作製方法。
10. The metal element according to claim 6, wherein the metal element that promotes crystallization of the amorphous silicon film is Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt. , Cu, Au, G
A method for manufacturing a semiconductor device which is one or more elements selected from e, Pb, and In.
【請求項11】請求項6または請求項7のいずれか一項
において、前記周期表の15族に属する不純物元素を含
有するシリコン膜中に含まれる不純物元素はリンである
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. The semiconductor according to claim 6, wherein the impurity element contained in the silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table is phosphorus. Method for manufacturing the device.
【請求項12】請求項6、請求項7、請求項11のいず
れか一項において、前記周期表の15族に属する不純物
元素を含有したシリコン膜中に含まれるリン濃度は1×1
019atoms/cm3以上であることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
12. The silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table according to claim 6, wherein the concentration of phosphorus contained in the silicon film is 1 × 1.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is at least 0 19 atoms / cm 3 .
【請求項13】請求項6、請求項7、請求項11、請求
項12のいずれか一項において、前記周期表の15族に
属する不純物元素を含有したシリコン膜は前記導電膜と
セルフアラインで配線形成することを特徴とする半導体
装置の作製方法。
13. The silicon film containing an impurity element belonging to Group 15 of the periodic table according to any one of claims 6, 7, 11, and 12, wherein the silicon film is self-aligned with the conductive film. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein wiring is formed.
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