JP2002184995A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
い半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板上に半導体層を形成し、半導体層に
イオンをドーピングし、イオンがドーピングした半導体
層を加熱して、イオンを活性化し、活性化の後、半導体
層を水素化する。活性化は、トランスファチャンバ20を
介して複数のチャンバを接続した処理装置の第1チャン
バ15,16,17,18内で行い、水素化は処理装置の第2チ
ャンバ21内で行う。
Description
に用いられる半導体装置の製造方法に関する。
スタは、多結晶シリコンなどの半導体層にチャネル領
域、ソース領域、及びドレイン領域を有しており、この
ソース領域及びドレイン領域にはIII族もしくはV族の
元素を主とするイオンがドーピングされている。そし
て、このドーピングされたイオンは熱により活性化され
る必要があるが、従来は、イオンドーピング工程の後、
洗浄を行い、活性化用の炉に被処理基板を移して活性化
を行っていた。そして、活性化の後に、半導体層内に存
存するダングリングボンドを終端するための水素化工程
が必要なのだが、この水素化工程は通常プラズマCVD
(Chemical Vapor Deposition)装置で行うため、被処理
基板を活性化用の炉から一旦外部に出し、AGV(Autom
ated Guided Vehicle)等で被処理基板をプラズマCVD
装置に移動して水素化を行っていた。
た半導体装置の製造方法においては、活性化用の炉から
被処置基板が大気に晒されてプラズマCVD装置に移動
していたため、移動中にパーティクルなどが付着する可
能性があり、このパーティクルによる不良のために製造
歩留まりを上げることが困難であった。
時間がかかりその間に被処理基板の温度が下がってしま
うため、水素化を開始する時には再度基板温度を上げる
時間が必要となり、製造時間を長く取らざるを得なかっ
た。
で、製造時間を短縮可能で製造歩留まりのよい半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
体層を形成する工程と、半導体層にイオンをドーピング
する工程と、イオンがドーピングされた半導体層を加熱
して、イオンを活性化する工程と、活性化する工程の
後、半導体層を水素化する工程と、を有する半導体装置
の製造方法において、活性化する工程は、トランスファ
チャンバを介して複数のチャンバが接続された処理装置
の第1チャンバ内で行われ、水素化する工程は、処理装
置の第2チャンバ内で行われることを特徴とする半導体
装置の製造方法である。
を参照して詳細に説明する。
置としてのプラズマCVD装置であり、図2はこのプラ
ズマCVD装置内の加熱チャンバ21の構造を詳しく示し
たものである。
プラズマCVD装置は、ガラス基板などの被処理基板が
複数枚載置されるカセットステーション11と、このカセ
ットステーション11に対して90°ずれた位置に連結し
て配置された洗浄室14と、カセットステーション11に対
向する位置に連結して配置されたロードロック室12,13
とを有し、さらに、このロードロック室12,13に接続さ
れたトランスファチャンバ20を介し複数のチャンバが接
続されている。この複数のチャンバは、第1チャンバと
して被処理基板加熱用の加熱チャンバ21と、第2チャン
バとして実際にプラズマ処理により水素化及び成膜等を
行うための4つのプロセスチャンバ15,16,17,18とで
構成されている。
に、内部に被処理基板が設置される略直方体状の加熱空
間22を有しており、この加熱空間22の一側面には、開閉
可能なゲートバルブ23が取り付けられている。このゲー
トバルブ23の内側面には、反射板としてリフレクタ24が
取り付けられており、また、加熱空間22内には複数の水
冷ブロック25が取り付けられている。さらに、加熱空間
22には、上下方向に沿って離間された状態で例えば7校
のホットプレート4がそれぞれ水平に配置されている。
しての薄膜トランジスタの構造を図3を用いて説明す
る。
形成され、このアンダーコート層101上に薄膜トランジ
スタが形成されている。
半導体層102がアンダーコート層101上に形成されてお
り、さらにこの半導体層102を覆ってゲート絶縁膜103が
形成されている。さらに、ゲート絶縁膜103を介して半
導体層102と対向する位置にゲート電極104が形成されて
いる。さらに、このゲート電極104を覆って層間絶縁膜1
05が形成されており、この層間絶縁膜105及びゲート絶
縁膜103にはコンタクトホールが設けられている。そし
て、このコンタクトホールを介してソース電極106S及び
ドレイン電極106Dが半導体層102にコンタクトしてい
る。なお、ソース電極106S及びドレイン電極106Dがコン
タクトしている半導体層102の領域はリンが高濃度にド
ーピングされたソース領域102S及びドレイン領域102Dで
あり、このソース領域102S及びドレイン領域102Dに挟ま
れた半導体層102の領域はチヤネル領域102Cとなる。
説明する。
基板100にプラズマCVD法により、アンダーコート層1
01としてのシリコン窒化膜と、後に半導体層102となる
アモルファスシリコン(a−Si)膜をそれぞれ50nm
の厚さで連続して成膜する。
nmのエキシマレーザを照射し、ポリシリコン(p−S
i)膜とする。
l Dry Etching)法により島状にパターニングし、薄膜ト
ランジスタの半導体層102とする。
原料としたプラズマCVD法を用いて、この半導体層10
2を覆うように全面にシリコン酸化膜を150nmの厚
さで成膜し、ゲート絶縁膜103とする。
デン・タングステン(MoW)合金膜をスパッタ法を用い
て300nmの厚さに成膜し、フォトリソグラフィ法を
用いてパターニングしゲート電極104とする。
したときのレジストマスクを残したまま、半導体層102
にリンイオンをドーピングする。このドーピングは、ホ
スフィンガスをプラズマによりイオン化したものをドー
ズ量3×1015/cm2、加速電圧80keVで行
う。このドーピングにより半導体層102にソース領域102
S及びドレイン領域102Dが形成され、ゲート電極104下の
領域はチャネル領域102Cとなる。
被処理基板としてのガラス基板100を図1に示すプラズ
マCVD装置に移動させる。ガラス基板100は、まずカ
セットステーション11に載置され、このカセットステー
ション11から洗浄室14へ移動される。洗浄室14で洗浄さ
れたガラス基板100は、ロードロック室12へ移される。
そしてロードロック室12からトランスファチャンバ20を
介して加熱チャンバ21へ移動されて、この加熱チャンバ
21内でソース領域102S及びドレイン領域102Dにドーピン
グされたイオンの活性化を行う。具体的には、ガラス基
板100を加熱チャンバ21内のホットプレート4上に載置
し、450℃〜550℃の温度で300秒〜420秒間
加熱する。このとき、加熱チャンバ21内は零素雰囲気と
し、150Pa〜1500Paの圧力に調整する。ここ
で、活性化の温度は、450℃未満の場合には、ソース
領域102S及びドレイン領域102Dにドーピングされたイオ
ンが充分に活性化されず、また、550℃より高い場合
には、ガラス基板100がシュリンクしてしまうという不
具合が起きるため、450℃以上550℃化の範囲が好
ましく、500℃以上530℃以下の範囲がより好まし
い。また、活性化時の圧力は、150Pa未満の場合、
加熱チャンバ21内の温度が均一になりづらく、大型基板
の場合には活性化率の面内ムラが発生する可能性があ
り、また1500Paより高くなると、加熱チャンバ21
がその高圧に耐えられなくなる可能性があり、高価な装
置を使用せざるを得なくなる。従って、活性化時の圧力
は150Pa以上1500Pa以下が好ましい。
を加熱チャンバ21からトランスファチャンバ20を介して
プロセスチャンバ15に移動する。そして半導体層102内
に存在するダングリングボンドを終端するため水素化を
行う。水素化時の条件としては、水素ガスの流量を10
00sccm、電力を2000W、チャンバ内温度を3
50℃、としてプラズマを発生させ、これをガラス基板
100に50秒間晒すことにより、半導体層102内に水素を
導入する。
ャンバと同じプロセスチャンバ15内でシリコン酸化膜か
らなる層間絶縁膜105を成膜する。このときの条件とし
ては、SiH4ガス、N2Oガス、Arガスをそれぞれ
160sccm、3000sccm、5000sccm
の流量でプロセスチャンバ15内に導入し、チャンバ内圧
力160Pa、電力700W、チャンバ内温度350℃
とする。そして、層間絶縁膜105の成膜終了後、ガラス
基板100はトランスファチャンバ20を介してロードロッ
ク室13に移され、さらにカセットステーション11に載置
されて、AGVによりプラズマCVD装置から排出され
る。
の層間絶縁膜105及びゲート絶縁膜103にコンタクトホー
ルを形成する。
用いて、Mо/Al/Mоの3層をそれぞれ50nm、
300nm、50nmの厚さに堆積し、これをフォトリ
ソグラフィ法を用いてパターニングし、ソース電極106S
及びドレイン電極106Dを形成する。
得ることができる。
のチャンバ内温度を350℃としたが、実際には、上述
した活性化を終えた高温状態のガラス基板100がタイム
ラグなくプロセスチャンバ15に移動されるので、ガラス
基板100は高温の状態で水素化されることになり、冷え
た状態のガラス基板をプロセスチャンバに移動してから
水素化を始めるプロセスに比べて、水素化効率が向上
し、より短時間で所望量の水素化を終えることが可能と
なる。さらには、活性化を終えた後のガラス基板100が
装置間で搬送されることなく、即ち一度も大気に晒され
ずに水素化を開始することできるので、パーティクル等
の付着がなく、水素化前に洗浄をする必要がなく清潔な
状態とすることができ、洗浄工程の削減とともに、製造
歩留まりの向上にもつながることになる。また、活性化
をホットプレート4による直接加熱としているため、活
性化時間をより短縮することが可能となる。また、活性
化時間の短縮に伴い、ガラス基板100として、従来使用
していた高価なアニールガラスではなく、安価なノンア
ニールガラスを利用することが可能となる。
において、活性化と水素化を同じ処理装置で行うため、
製造時間の短縮、歩留まりの向上を図ることが可能とな
る。
置の概略図である。
チャンバの概略図である。
スタの断面概略図である。
ンバ 20 トランスファチャンバ 21 第1チャンバとしての加熱チャンバ 100 ガラス基板 102 半導体層 103 ゲート絶縁膜
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層にイオンをドーピングする工程と、 前記イオンがドーピングされた半導体層を加熱して、前
記イオンを活性化する工程と、 前記活性化する工程の後、前記半導体層を水素化する工
程と、を有する半導体装置の製造方法において、 前記活性化する工程は、トランスファチャンバを介して
複数のチャンバが接続された処理装置の第1チャンバ内
で行われ、 前記水素化する工程は、前記処理装置の第2チャンバ内
で行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記水素化された半導体層を覆って絶縁
膜を成膜する工程をさらに有し、前記絶縁膜を成膜する
工程は、前記第2のチャンバ内で行われることを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記処理装置はプラズマCVD装置であ
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項4】 前記活性化する工程は、前記第1チャン
バ内に設置されたホットプレート上に前記基板を載置し
て行われることを特徴とする請求項1記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項5】 前記活性化する工程は、150Pa以上
1500Pa以下の圧力で行われることを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記活性化する工程は、450℃以上5
50℃以下の温度で行われることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記半導体層は、多結晶シリコンからな
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000378100A JP2002184995A (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000378100A JP2002184995A (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 半導体装置の製造方法 |
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JP2002184995A true JP2002184995A (ja) | 2002-06-28 |
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JP2000378100A Pending JP2002184995A (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 半導体装置の製造方法 |
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JP (1) | JP2002184995A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 2000-12-12 JP JP2000378100A patent/JP2002184995A/ja active Pending
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