JP2002237596A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JP2002237596A
JP2002237596A JP2001031749A JP2001031749A JP2002237596A JP 2002237596 A JP2002237596 A JP 2002237596A JP 2001031749 A JP2001031749 A JP 2001031749A JP 2001031749 A JP2001031749 A JP 2001031749A JP 2002237596 A JP2002237596 A JP 2002237596A
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Etsuko Fujimoto
悦子 藤本
Takuya Matsuo
拓哉 松尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve yield by employing the optimum processes of the TFT in the active matrix type liquid crystal display fabricated by using the TFT, in order to reduce the production cost, while forming a GOLD structure. SOLUTION: A first impurity region 104 is formed in a region, where only TaN 103 is formed on a gate insulating layer 102 and a second impurity region 105 is formed outside of the region 104 in a semiconductor layer 101. A channel region 107 is formed in a region where the TaN 103 and a W106 are formed. This method provides the conditions with which the first impurity region 104 and the second impurity region 105 can be formed at the same time, in the step of impurity doping.

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】本発明は絶縁表面を有する基
板上にチャネル領域が形成される活性層をポリシリコン
層で形成された薄膜トランジスタ(以下、TFTと記
す)及び画素部を有するアクティブマトリクス型液晶表
示装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal having a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) in which an active layer in which a channel region is formed on a substrate having an insulating surface is formed of a polysilicon layer, and a pixel portion. The present invention relates to a method for manufacturing a display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ディスプレイ(液晶テレビ)の認知
度は、近年飛躍的に向上している。10型級以上の大型テ
レビが始めて登場したのは1995年である。その後の5年
間で、液晶ディスプレイは多くの消費者が知る所となっ
た。しかしながら市場に向けての認知度を向上させる為
には、「1型=1万円」を実現させることが前提となる。
2. Description of the Related Art The recognition of liquid crystal displays (liquid crystal televisions) has been dramatically improved in recent years. It was in 1995 that large TVs of the 10-inch class and above appeared for the first time. In the next five years, LCDs have become a place where many consumers know. However, in order to raise awareness of the market, it is premised that "type 1 = 10,000 yen" is realized.

【0003】そしてこの液晶ディスプレイは、動作速度
の違いからアクティブマトリクス駆動方式のものが主流
となりつつある。その中でも結晶構造を含む半導体(以
下、結晶質半導体と記す)膜(代表的には、結晶質シリ
コン或いは多結晶シリコン)を活性層としたTFTが好
適に用いられるようになっている。なぜなら、前記結晶
質半導体を用いたTFTは高い電界効果移動度が得られ
ることから各種の機能回路を同一のガラス基板上に形成
することが可能となり、画素領域の周辺へTAB(Tape
Automated Bonding)方式やCOG(Chip on Glass)
方式を使ってドライバICなどを実装せずに済むからで
ある。
The liquid crystal display of the active matrix drive type is becoming mainstream due to the difference in operation speed. Among them, TFTs having an active layer of a semiconductor film having a crystal structure (hereinafter, referred to as a crystalline semiconductor) (typically, crystalline silicon or polycrystalline silicon) are preferably used. This is because the TFT using the crystalline semiconductor has high field-effect mobility, so that various functional circuits can be formed on the same glass substrate, and a TAB (Tape) is formed around the pixel region.
Automated bonding (COM) method and COG (Chip on Glass)
This is because it is not necessary to mount a driver IC or the like using the method.

【0004】このように前記結晶質半導体を用いたTF
Tの利点は大きいものの、前記機能回路はnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTとから成るCMOS回路を
基本として形成するため、その工程が多くなるという短
所がある。工程が多くなることは、製造コストの増加要
因になるばかりか、製造歩留まりを低下させる原因とな
ることは明らかである。そのなかでも工程増加に伴う、
基板の装置から装置への移動は少ない方が良い。例えば
一装置に一度基板を投入し、基板を処理したのち大気解
放後に別の一装置で処理をすることとなれば、作業量と
基板の移動距離とが増えることにより、時間的ロスが増
加し製造歩留まりを低下させる。そして基板が大型にな
れば、前記に示したような負担が大きくなることは明白
である。
As described above, the TF using the crystalline semiconductor
Although the advantage of T is great, the functional circuit is formed on the basis of a CMOS circuit composed of an n-channel TFT and a p-channel TFT, and thus has the disadvantage of increasing the number of steps. Obviously, the increase in the number of steps not only causes an increase in the manufacturing cost but also lowers the manufacturing yield. Among them, with the increase in processes,
It is better that the movement of the substrate from device to device is small. For example, if a substrate is put into one device once, the substrate is processed, and then processed by another device after being released to the atmosphere, the amount of work and the moving distance of the substrate increase, resulting in an increase in time loss. Decrease manufacturing yield. Obviously, the larger the substrate, the greater the burden as described above.

【0005】一方、TFTの信頼性を向上させるために
は、オフ電流を低減すること、もしくは劣化を防ぐこと
が大きな課題となる。オフ電流値を低減するためのTF
T構造として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly Dope
d Drain)構造が知られている。この構造はチャネル形
成領域と、高濃度に不純物元素を添加して形成するソー
ス領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素
を添加した領域を設けたものであり、この領域をLDD
領域と呼んでいる。また、ホットキャリアによるオン電
流値の劣化を防ぐための手段として、LDD領域を上記
に加え、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と重ねて配置
させた部分にも形成する、いわゆるGOLD(Gate-dra
in Overlapped LDD)構造が知られている。このような
構造とすることで、ドレイン近傍の高電界が緩和されて
ホットキャリア注入を防ぎ、劣化現象の防止に有効であ
ることが知られている。
[0005] On the other hand, in order to improve the reliability of a TFT, it is a major problem to reduce off-current or prevent deterioration. TF for reducing off-current value
Low-concentration drain (LDD: Lightly Dope
d Drain) structure is known. In this structure, a region to which an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source or drain region formed by adding an impurity element at a high concentration.
We call it an area. As means for preventing deterioration of the on-current value due to hot carriers, in addition to the above, an LDD region is formed in a portion which is arranged so as to overlap with a gate electrode via a gate insulating film, that is, a so-called GOLD (Gate-dragging).
In Overlapped LDD) structures are known. With such a structure, it is known that a high electric field near the drain is relieved, hot carrier injection is prevented, and deterioration is effectively prevented.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上示した通り、結晶
質半導体を用いたTFTを大型の基板に形成し、且つ生
産コストを下げることが要求されている。同時に上述の
ように、GOLD(Gate-drain Overlapped LDD)構造
を成し、信頼性を上げることが望まれている。ところ
が、このGOLD構造を形成しようとすると、LDD領
域と、ソース及びドレイン形成と、の間にパターニング
工程もしくはエッチング工程を入れるなどの必要があ
る。本発明は上記GOLD構造を形成しつつも、生産コ
ストを下げるための技術である。すなわちTFTを用い
て作製するアクティブマトリクス型液晶ディスプレイに
おいて、TFTのプロセスを適当なものとすることによ
り、歩留まりの向上を実現することを目的としている。
As described above, it is required to form a TFT using a crystalline semiconductor on a large-sized substrate and to reduce the production cost. At the same time, as described above, it is desired to form a GOLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure to increase reliability. However, in order to form this GOLD structure, it is necessary to insert a patterning step or an etching step between the LDD region and the formation of the source and drain. The present invention is a technique for reducing the production cost while forming the GOLD structure. That is, in an active matrix type liquid crystal display manufactured using a TFT, an object is to realize an improvement in yield by making a TFT process appropriate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、トップゲート
型TFTにおける、TaNとWの2層構造としたゲート
電極を形成し、前記GOLD構造を形成する方法を検討
し、エッチング工程及びドーピング工程を最適化するこ
とで、上記目的を達成する。なお、前記ゲート電極がT
aNとWの2層構造を挙げた理由は、下層のTaNにつ
いては、耐酸化性と加工性、上層のWについては、導電
性と加工性を考慮したためである。導電性と加工性が良
好であり図1のゲート電極の形状を成すことの出来る他
の導電材料でゲート電極を形成しても、本発明は適用さ
れる。図1のゲート電極の形状は二つの導電材料の、エ
ッチレートの違いにより形成されるものである(膜が特
定のエッチング条件でエッチングされる速度を本明細書
中ではエッチレートと記す)。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a method of forming a gate electrode having a two-layer structure of TaN and W in a top gate type TFT and examining a method of forming the GOLD structure is studied. The above object is achieved by optimizing. Note that the gate electrode is T
The reason why the two-layer structure of aN and W is used is that oxidation resistance and workability of the lower layer TaN and conductivity and workability of the upper layer W are considered. The present invention is applicable even if the gate electrode is formed of another conductive material having good conductivity and workability and capable of forming the shape of the gate electrode in FIG. The shape of the gate electrode in FIG. 1 is formed by a difference in etch rate between two conductive materials (the rate at which a film is etched under specific etching conditions is referred to as an etch rate in this specification).

【0008】本発明によって形成される、前記TaNと
Wの2層構造としたゲート電極の形状と、前記ゲート絶
縁膜と、半導体層と、前記半導体層における第一の不純
物領域と、前記半導体層における第二の不純物領域と、
を図1に示す(以下不純物領域とは、半導体層における
ものを示す)。半導体層101において、ゲート絶縁膜102
の上層に、TaN103のみが形成されている領域には第
一の不純物領域104が形成され、その外側には第二の不
純物領域105が形成されている。半導体層101において、
TaN103とW106とが形成されている領域には、チャネ
ル領域107が形成されている。
[0008] The shape of the gate electrode having the two-layer structure of TaN and W formed according to the present invention, the gate insulating film, the semiconductor layer, the first impurity region in the semiconductor layer, and the semiconductor layer A second impurity region in
1 (hereinafter, an impurity region indicates a region in a semiconductor layer). In the semiconductor layer 101, the gate insulating film 102
In the upper layer, a first impurity region 104 is formed in a region where only TaN 103 is formed, and a second impurity region 105 is formed outside the first impurity region 104. In the semiconductor layer 101,
A channel region 107 is formed in a region where TaN103 and W106 are formed.

【0009】本発明は、ドライエッチングによって前記
ゲート電極の形状を形成した後、不純物を添加し、前記
第一の不純物領域及び前記第二の不純物領域を形成する
ことを特徴とする。
The present invention is characterized in that after forming the shape of the gate electrode by dry etching, an impurity is added to form the first impurity region and the second impurity region.

【0010】本発明者は、図1の構造を形成する為に基
板をドライエッチングと、ドーピングを交互に複数回行
っていた工程が、本発明を適用することでそれぞれ一度
ずつ行うのみで済むことに気がついた。すなわち基板の
装置から装置への移動を少なくできることを意味し、工
程削減に大きく寄与すると考えた。
The inventor of the present invention has found that the step of alternately performing dry etching and doping a plurality of times on a substrate to form the structure of FIG. 1 can be performed only once by applying the present invention. I noticed. That is, it means that the movement of the substrate from one apparatus to another can be reduced, and it is considered that this greatly contributes to the reduction in the number of steps.

【0011】本発明は、前記不純物添加について、三つ
の方法を提案する。以下にその3つを示す。
The present invention proposes three methods for adding the impurities. The three are shown below.

【0012】第一の不純物添加方法は、ドーピングにお
いて第一の不純物添加条件で、不純物を半導体層に添加
するものである。
In the first impurity doping method, an impurity is added to a semiconductor layer under the first impurity doping condition in doping.

【0013】第二の不純物添加方法は、ドーピングにお
いて第二の不純物添加条件で、不純物を半導体層に添加
し、続いて前記第二の不純物添加条件とは異なる第三の
不純物添加条件で、不純物を半導体層に添加するもので
ある。
In a second impurity doping method, doping is performed by adding an impurity to a semiconductor layer under a second impurity doping condition, and then by adding a third impurity doping condition different from the second impurity doping condition. Is added to the semiconductor layer.

【0014】なお、前記第一の不純物添加条件及び前記
第二の不純物添加条件、もしくは前記第三の不純物添加
条件、は、前記ゲート絶縁膜の材料もしくは、膜厚、デ
バイスの動作条件等に応じて適当な範囲を決める。また
不純物を添加する際の加速電圧及びドーズ量も、それに
応じて決める必要がある。
The first and second impurity doping conditions or the third impurity doping condition depend on the material or thickness of the gate insulating film, device operating conditions, and the like. To determine an appropriate range. In addition, the acceleration voltage and the dose at the time of adding the impurities need to be determined accordingly.

【0015】このような手段を用い、本発明は、結晶性
半導体層を形成する第一の工程と、前記結晶性半導体層
の上に、ゲート絶縁膜を形成する第二の工程と、前記ゲ
ート絶縁膜の上に、ゲート電極を形成する第三の工程
と、前記結晶性半導体層に、不純物を添加する第四の工
程と、を有する半導体装置の作製方法において、前記第
四の工程において、前記結晶性半導体層に第一の不純物
領域および第二の不純物領域が同時に形成されることを
特徴とする。
Using such means, the present invention provides a first step of forming a crystalline semiconductor layer, a second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, A third step of forming a gate electrode over the insulating film, and a fourth step of adding an impurity to the crystalline semiconductor layer, in the method for manufacturing a semiconductor device, wherein in the fourth step, A first impurity region and a second impurity region are simultaneously formed in the crystalline semiconductor layer.

【0016】また、他の発明の構成は、結晶性半導体層
を形成する第一の工程と、前記結晶性半導体層の上に、
ゲート絶縁膜を形成する第二の工程と、前記ゲート絶縁
膜の上に、ゲート電極を形成する第三の工程と、前記結
晶性半導体層に、不純物を添加する第四の工程と、を有
する半導体装置の作製方法において、前記第四の工程に
おいて、前記結晶性半導体層に第一の不純物領域および
第二の不純物領域が連続して形成されることを特徴とす
る。
In another aspect of the invention, a first step of forming a crystalline semiconductor layer, and
A second step of forming a gate insulating film, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a fourth step of adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. In the method for manufacturing a semiconductor device, in the fourth step, a first impurity region and a second impurity region are continuously formed in the crystalline semiconductor layer.

【0017】また、他の発明の構成は、結晶性半導体層
を形成する第一の工程と、前記結晶性半導体層の上に、
ゲート絶縁膜を形成する第二の工程と、前記ゲート絶縁
膜の上に、ゲート電極を形成する第三の工程と、前記結
晶性半導体層に、不純物を添加する第四の工程と、を有
する半導体装置の作製方法において、前記ゲート電極
は、第一の導電層および第二の導電層からなり、前記第
四の工程において、前記結晶性半導体層に第一の不純物
領域および第二の不純物領域が同時に形成されることを
特徴とする。
In another aspect of the invention, a first step of forming a crystalline semiconductor layer, and
A second step of forming a gate insulating film, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a fourth step of adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. In the method for manufacturing a semiconductor device, the gate electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, a first impurity region and a second impurity region are formed in the crystalline semiconductor layer. Are simultaneously formed.

【0018】また、他の発明の構成は、結晶性半導体層
を形成する第一の工程と、前記結晶性半導体層の上に、
ゲート絶縁膜を形成する第二の工程と、前記ゲート絶縁
膜の上に、ゲート電極を形成する第三の工程と、前記結
晶性半導体層に、不純物を添加する第四の工程と、を有
する半導体装置の作製方法において、前記ゲート電極
は、第一の導電層および第二の導電層からなり、前記第
四の工程において、前記結晶性半導体層に第一の不純物
領域および第二の不純物領域が連続して形成されること
を特徴とする。
In another aspect of the present invention, a first step of forming a crystalline semiconductor layer, and
A second step of forming a gate insulating film, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a fourth step of adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. In the method for manufacturing a semiconductor device, the gate electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, a first impurity region and a second impurity region are formed in the crystalline semiconductor layer. Are continuously formed.

【0019】また、他の発明の構成は、結晶性半導体層
を形成する第一の工程と、前記結晶性半導体層の上に、
ゲート絶縁膜を形成する第二の工程と、前記ゲート絶縁
膜の上に、ゲート電極を形成する第三の工程と、前記結
晶性半導体層に、不純物を添加する第四の工程と、を有
する半導体装置の作製方法において、前記ゲート電極
は、第一の導電層および第二の導電層からなり、前記第
四の工程において、前記半導体層に第一の不純物領域お
よび第二の不純物領域が同時に形成され、前記第一の不
純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して、前記第一の導
電層と重なる領域に形成されることを特徴とする。
In another aspect of the present invention, a first step of forming a crystalline semiconductor layer, and
A second step of forming a gate insulating film, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a fourth step of adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. In the method for manufacturing a semiconductor device, the gate electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, a first impurity region and a second impurity region are simultaneously formed in the semiconductor layer. The first impurity region is formed in a region overlapping with the first conductive layer via the gate insulating film.

【0020】また、他の発明の構成は、結晶性半導体層
を形成する第一の工程と、前記結晶性半導体層の上に、
ゲート絶縁膜を形成する第二の工程と、前記ゲート絶縁
膜の上に、ゲート電極を形成する第三の工程と、前記結
晶性半導体層に、不純物を添加する第四の工程と、を有
する半導体装置の作製方法において、前記ゲート電極
は、第一の導電層および第二の導電層からなり、前記第
四の工程において、前記半導体層に第一の不純物領域お
よび第二の不純物領域が連続して形成され、前記第一の
不純物領域は、前記ゲート絶縁膜を介して、前記第一の
導電層と重なる領域に形成されることを特徴とする。
In another aspect of the present invention, a first step of forming a crystalline semiconductor layer, and
A second step of forming a gate insulating film, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and a fourth step of adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. In the method for manufacturing a semiconductor device, the gate electrode includes a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, a first impurity region and a second impurity region are continuous with the semiconductor layer. The first impurity region is formed in a region overlapping with the first conductive layer via the gate insulating film.

【0021】前記第一の導電層と、前記二の導電層とに
おいては、それぞれ例としてTaNとWが挙げられる。
導電性と加工性が良好であり、図1のゲート電極の形状
を成すことのできる他の導電材料でゲート電極を形成し
ても、本発明は適用される。
The first conductive layer and the second conductive layer include, for example, TaN and W, respectively.
The present invention is applicable even if the gate electrode is formed of another conductive material having good conductivity and workability and capable of forming the shape of the gate electrode in FIG.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0023】本発明のTFTの工程において、ゲート電
極が形成されるまでのTFTの形状を図1に示す。図1
の形状のTFTを例に、不純物としてPを添加する工程
を説明する。以下前記第一の導電層と、前記二の導電層
とは、それぞれTaNとWであるものを例とする。
FIG. 1 shows the shape of the TFT until the gate electrode is formed in the TFT process of the present invention. Figure 1
The step of adding P as an impurity will be described with reference to a TFT having the above-mentioned shape as an example. Hereinafter, the first conductive layer and the second conductive layer are TaN and W, respectively, as an example.

【0024】Pを添加する為の、前記第一の不純物添加
条件と、第二の不純物添加条件と、第三の不純物添加条
件とは、前記TaNと、前記Wと、前記ゲート絶縁膜と
の膜厚によって決める。なぜならドーピングにおいて加
速されたPは、前記半導体層の上層に形成された膜を通
過する際に減速され、加速電圧と前記膜厚に依存した濃
度分布をなして半導体層に達するからである。加速電圧
が大きければ、半導体層を通過し、小さければ半導体層
に達しない。
The first impurity doping condition, the second impurity doping condition, and the third impurity doping condition for adding P are as follows: the TaN, the W, and the gate insulating film Determined by film thickness. This is because P accelerated in doping is decelerated when passing through a film formed above the semiconductor layer, and reaches the semiconductor layer with an acceleration voltage and a concentration distribution depending on the film thickness. If the accelerating voltage is high, it passes through the semiconductor layer, and if it is low, it does not reach the semiconductor layer.

【0025】この濃度分布特性を評価する為、Siウエ
ハに400℃の熱CVDでSiO2膜を300nm形成し、加速
電圧を何種類か変えて、膜中に添加されたPの、厚さ方
向の分布を調べた。図2は、Pの加速電圧を60eV〜90eV
まで変え、1.5×1015atomic/ cm2のドーズ量とし
たときのSiO2中に添加されるPの濃度分布を、前記
実験より求めたものである。横軸には表面からの深さ方
向を示し、縦軸には添加されるPの濃度を示す。このよ
うに、各加速電圧において、表面からの深さをますにつ
れ添加されるPの濃度は小さくなる傾向がある。
In order to evaluate this concentration distribution characteristic, an SiO 2 film was formed on a Si wafer by thermal CVD at 400 ° C. to a thickness of 300 nm, and several kinds of acceleration voltages were changed. Was examined. FIG. 2 shows that the acceleration voltage of P is 60 eV to 90 eV.
The concentration distribution of P added to SiO 2 at a dose of 1.5 × 10 15 atomic / cm 2 was obtained from the above experiment. The horizontal axis indicates the depth direction from the surface, and the vertical axis indicates the concentration of added P. Thus, at each acceleration voltage, the concentration of P added tends to decrease as the depth from the surface increases.

【0026】この結果を元に、素子特性として良好且つ
工程上都合の良い、前記ゲート絶縁膜の膜厚と、前記T
aNの膜厚と、第一の不純物濃度と、第二の不純物濃度
と、における第一の不純物添加条件と、第二の不純物添
加条件と、第三の不純物添加条件とを決めた。
Based on this result, the film thickness of the gate insulating film and the T
The first impurity addition condition, the second impurity addition condition, and the third impurity addition condition were determined for the aN film thickness, the first impurity concentration, and the second impurity concentration.

【0027】前記TaNの形成されている領域の下のゲ
ート絶縁膜が110nmの膜厚であるとき、第一の不純物
濃度はオフ電流値を低減するために1×1018〜4×1
18atomic/cm3とし、第二の不純物濃度を3×1019
1×1021atomic/cm3であれば素子特性として良好なも
のが得られることが、これまでの実験より判っている。
When the thickness of the gate insulating film below the region where the TaN is formed is 110 nm, the first impurity concentration is 1 × 10 18 to 4 × 1 in order to reduce the off-current value.
0 18 atomic / cm 3 and the second impurity concentration is 3 × 10 19 to
It has been known from experiments so far that 1 × 10 21 atomic / cm 3 can provide good device characteristics.

【0028】以下に、上記各不純物添加方法における各
不純物添加条件を決める一例を示す。
The following is an example of determining the conditions for adding each impurity in each of the above-described methods for adding impurities.

【0029】第一の不純物添加方法について以下に説明
する。第二の不純物領域に添加されるPの濃度は、オフ
電流値を低減するために適当である1.7×1020atom
ic/cm3とした。このとき、第二の不純物領域の上方に
は、90nmのゲート絶縁膜が形成されている。表1に
は、ゲート絶縁膜が90nm形成されており、半導体層
が50nm形成されているとして、深さ90〜140nm
において平均したP濃度を、図2から計算した結果を示
している。
The first impurity doping method will be described below. The concentration of P added to the second impurity region is 1.7 × 10 20 atoms, which is appropriate for reducing the off-current value.
ic / cm 3 . At this time, a 90-nm gate insulating film is formed above the second impurity region. In Table 1, it is assumed that the gate insulating film is formed to have a thickness of 90 nm and the semiconductor layer is formed to have a thickness of 50 nm.
2 shows the result of calculating the averaged P concentration from FIG.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】すなわち、表1より80kVの加速電圧、
及び1.5×1015atomic/ cm2のドーズ量で1.7×
1020atomic/cm3が添加されることとなる。そこで前記
80kVを第一の不純物添加条件とする。
That is, according to Table 1, the accelerating voltage of 80 kV,
And 1.7 × at a dose of 1.5 × 10 15 atomic / cm 2.
10 20 atomic / cm 3 will be added. Therefore, 80 kV is set as a first impurity addition condition.

【0032】一方、図3はゲート電極及びゲート絶縁膜
が図1の構造を成した場合に、Pを1.5×1015atomic/cm
2のドーズ量で添加したときの、第一の不純物領域に添
加されるPの濃度の、TaN膜厚依存性を計算した結果
を示している。なお、図3の計算においては、各TaN
膜厚条件と各加速電圧条件に応じたサンプルを用意し分
析することは大がかりなことから、図3の計算では、P
がTaNを通過する時のTaNのPに対する阻止能(通
過を阻止する能力を阻止能と記す)を見積もりその値を
用いた。図9はSiO2の上層に数種類の膜厚でTaN
を形成し、Pを添加したときの、SiO2中の深さ方向
の濃度分布を示したものである。図9の横軸はSiO2
における表面からの深さであるが、深さ100nm以上に
おいてTaN膜厚による濃度分布の横方向への移動を見
ると、SiO2のPに対する阻止能は2倍〜3倍である
と見積もることができる。本明細書においては、前記S
iO2のPに対する阻止能は2倍とした。また同様に、
PがSiを通過する時のSiのPに対する阻止能と、S
iO2のPに対する阻止能と、を等しいとものとして見
積もった。
On the other hand, FIG. 3 shows that when the gate electrode and the gate insulating film have the structure shown in FIG. 1, P is 1.5 × 10 15 atomic / cm 2.
4 shows the result of calculating the dependency of the concentration of P added to the first impurity region on the thickness of the TaN film when adding at a dose of 2 . In addition, in the calculation of FIG.
Since it is enormous to prepare and analyze samples corresponding to the film thickness condition and each accelerating voltage condition, the calculation in FIG.
Was estimated for the stopping power of TaN against P when passing through TaN (the ability to block passage is referred to as stopping power), and the value was used. FIG. 9 shows TaN with several thicknesses on the upper layer of SiO 2 .
5 shows the concentration distribution in the depth direction in SiO 2 when P is added and P is added. The horizontal axis in FIG. 9 is SiO 2
In the depth direction from the surface, when looking at the lateral movement of the concentration distribution due to the TaN film thickness at a depth of 100 nm or more, it can be estimated that the stopping power of SiO 2 against P is 2 to 3 times. it can. In the present specification, the S
The stopping power of iO 2 for P was doubled. Similarly,
The stopping power of Si against P when P passes through Si and S
The stopping power of iO 2 for P was estimated as equal.

【0033】この図3の結果から、ゲート絶縁膜が11
0nmであるときの、TaN膜厚と第一の不純物領域に
添加されるPの濃度を見積もり、表2に示した。
From the results shown in FIG.
Table 2 shows the thickness of the TaN film and the concentration of P added to the first impurity region when the thickness was 0 nm.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】図1においては、第一の不純物領域の上方
には30nmのTaNが形成されている。表1を見る
と、80kVで2.1×1018atomic/cm3が添加される
こととなる。すなわち前記80kVで不純物を添加する
と、半導体層に同一工程で第一の不純物領域及び第二の
不純物領域が同時に形成されることとなる。
In FIG. 1, TaN of 30 nm is formed above the first impurity region. Referring to Table 1, 2.1 × 10 18 atomic / cm 3 is added at 80 kV. That is, when the impurity is added at 80 kV, the first impurity region and the second impurity region are simultaneously formed in the semiconductor layer in the same step.

【0036】続いて、第二の不純物添加方法について以
下に説明する。第一の不純物領域に添加するべきPの濃
度を、ここでは例えば2.0×1018atomic/cm3とし、
第二の不純物領域に添加するべきPの濃度を、1.2×
1020atomic/cm3とする。
Subsequently, the second impurity doping method will be described below. Here, the concentration of P to be added to the first impurity region is, for example, 2.0 × 10 18 atomic / cm 3 ,
The concentration of P to be added to the second impurity region is 1.2 ×
It is set to 10 20 atomic / cm 3 .

【0037】図1に示す構造では第一の不純物領域の上
方には30nmのTaNが形成されており、発明者らの
これまでの実験などにより、90kVの加速電圧、及び
5×1013atomic/cm2のドーズ量でPを添加すれば、
2.0×1018atomic/cm3の密度で添加されることがわ
かった。そこで前記90kVの加速電圧、及び5×10
13atomic/cm2のドーズ量を第二の不純物添加条件とす
る。
In the structure shown in FIG.
On the other hand, TaN of 30 nm is formed.
According to the previous experiments, the accelerating voltage of 90 kV, and
5 × 1013atomic / cmTwoIf P is added at a dose of
2.0 × 1018atomic / cmThreeIs added at a density of
won. Therefore, the acceleration voltage of 90 kV and 5 × 10
13atomic / cmTwoDose as the second impurity addition condition.
You.

【0038】このとき、第二の不純物領域の上方には、
90nmのゲート絶縁膜が形成されている。前記90k
Vの加速電圧、及び5×1013atomic/cm2のドーズ量で
添加された不純物は、第二の不純物領域中には、1×1
18〜1×1019atomic/cm3程度が添加される。この濃
度は、第二の不純物領域に添加するべきPの濃度である
1.2×1020atomic/cm3より充分小さい。
At this time, above the second impurity region,
A 90-nm gate insulating film is formed. 90k
The impurity added at an acceleration voltage of V and a dose of 5 × 10 13 atomic / cm 2 has 1 × 1 in the second impurity region.
Approximately 0 18 to 1 × 10 19 atomic / cm 3 is added. This concentration is sufficiently smaller than 1.2 × 10 20 atomic / cm 3 which is the concentration of P to be added to the second impurity region.

【0039】そこで、60kVの加速電圧、及び3×1
15atomic/cm2のドーズ量でPを添加すれば、第二の不
純物領域中に1×1020atomic/cm3〜1×1021atomic
/cm3の密度で添加されることとなる。前記60kVの加
速電圧、及び3×1015atomic/cm2のドーズ量を第三の
不純物添加条件とする。
Therefore, an accelerating voltage of 60 kV and 3 × 1
If P is added at a dose of 0 15 atomic / cm 2 , 1 × 10 20 atomic / cm 3 to 1 × 10 21 atomic is added to the second impurity region.
/ cm 3 . The acceleration voltage of 60 kV and the dose of 3 × 10 15 atomic / cm 2 are the third impurity addition conditions.

【0040】第三の不純物添加条件で、第一の不純物領
域に添加されるPは、1.2×101 7atomic/cm3程度で
あり、前記第一の不純物領域に添加するべきPの濃度よ
り充分小さくなる。したがって、この第二の不純物添加
方法では、結晶性半導体層に第一の不純物領域および第
二の不純物領域の不純物濃度を個々に設定して、連続し
て形成することが容易である。
[0040] In a third doping conditions, P is added to the first impurity region is 1.2 × 10 1 7 atomic / cm 3 or so, the P should be added to the first impurity region It is much smaller than the concentration. Therefore, according to the second impurity doping method, it is easy to individually set the impurity concentrations of the first impurity region and the second impurity region in the crystalline semiconductor layer and to form them continuously.

【0041】第三の不純物添加条件における加速電圧
を、前記90kVの加速電圧より小さく設定する程、第
三の不純物添加条件で第一の不純物領域に添加されるP
は小さい量となり、前記不純物濃度を個々に設定するこ
とがより容易となる。しかし、不純物濃度の深さ方向に
対する変化が急峻となるため、不純物濃度のTaN膜及
びゲート絶縁膜の膜厚の面内分布による依存性が出やす
くなる。従って、適当な加速電圧を設定するべきであ
る。
As the acceleration voltage under the third impurity addition condition is set to be lower than the acceleration voltage of 90 kV, the P added to the first impurity region under the third impurity addition condition is increased.
Is small, and it becomes easier to individually set the impurity concentrations. However, since the change in the impurity concentration in the depth direction becomes sharp, the dependence of the impurity concentration on the thickness of the TaN film and the gate insulating film due to the in-plane distribution is likely to occur. Therefore, an appropriate acceleration voltage should be set.

【0042】また、Pの添加前後でゲート絶縁膜とTa
N膜厚が変化していないことから、第二の不純物添加条
件と、第三の不純物添加条件と、の順番を変えても、第
一の不純物領域と、第二の不純物領域とに添加される不
純物濃度は同じである。したがって、第二の不純物添加
条件を60kVの加速電圧、及び3×1015atomic/cm2
のドーズ量とし、第三の不純物添加条件を前記90kV
の加速電圧、及び5×1013atomic/cm2のドーズ量とし
ても同じ結果が得られる。
Before and after the addition of P, the gate insulating film and the Ta
Since the N film thickness does not change, even if the order of the second impurity addition condition and the third impurity addition condition is changed, the N impurity is added to the first impurity region and the second impurity region. Impurity concentrations are the same. Therefore, the second impurity doping condition is set to an acceleration voltage of 60 kV and 3 × 10 15 atomic / cm 2.
And the third impurity doping condition is 90 kV
The same result can be obtained with an acceleration voltage of 5 × and a dose of 5 × 10 13 atomic / cm 2 .

【0043】第一の不純物添加方法の利点は、一回の添
加で、第一の不純物領域と、第二の不純物領域とにPを
添加することができることにある。これに対しデメリッ
トは、TaN膜厚及びゲート絶縁膜厚が基板面内で偏り
がある場合、第一の不純物領域と、第二の不純物領域と
に添加される不純物量にも偏りが大きく出ることにあ
る。したがって、TaN膜厚及びゲート絶縁膜厚が、面
内において均一である場合に好適に用いることができ
る。
The advantage of the first impurity doping method is that P can be added to the first impurity region and the second impurity region in a single addition. On the other hand, a disadvantage is that when the TaN film thickness and the gate insulating film thickness are uneven in the substrate surface, the amount of impurities added to the first impurity region and the second impurity region is also largely uneven. It is in. Therefore, it can be suitably used when the TaN film thickness and the gate insulating film thickness are uniform in the plane.

【0044】第二の不純物添加方法の利点は、第一の不
純物領域と、第二の不純物領域とのPの添加量をそれぞ
れ制御することができる点に有る。なぜならこの添加方
法では、第二の不純物添加条件と第三の不純物添加条件
とで添加される不純物領域が異なるからである。また、
例えば図3において判るように、不純物が添加された層
において表面から深くなるにつれ、加速電圧が大きい方
が不純物濃度の深さ方向に対する変化が緩やかになる。
この特性を利用し、面内のTaN膜厚及びゲート絶縁膜
厚が基板面内で偏りがあっても、ドーズ量もしくは加速
電圧を変えることで、面内の不純物領域における不純物
量を均一にしやすい。これに対しデメリットは、各不純
物領域に不純物を添加するのに、計二回の添加が必要で
あるところにある。したがって、TaN膜厚及びゲート
絶縁膜厚が均一でない場合と、もしくは第一の不純物添
加方法では第一の不純物領域もしくは第二の不純物領域
への不純物の添加量が不充分である場合と、に好適に用
いることができる。
The advantage of the second impurity doping method is that the amount of P added to the first impurity region and the second impurity region can be controlled respectively. This is because, in this addition method, the impurity region to be added is different depending on the second impurity addition condition and the third impurity addition condition. Also,
For example, as can be seen from FIG. 3, as the depth of the layer to which the impurity is added becomes deeper from the surface, the change in the impurity concentration in the depth direction becomes gentler as the acceleration voltage increases.
By utilizing this characteristic, even if the in-plane TaN film thickness and the gate insulating film thickness are uneven in the substrate surface, it is easy to make the impurity amount in the in-plane impurity region uniform by changing the dose amount or the acceleration voltage. . On the other hand, a disadvantage is that a total of two additions are required to add an impurity to each impurity region. Therefore, when the TaN film thickness and the gate insulating film thickness are not uniform, or when the amount of impurity added to the first impurity region or the second impurity region is insufficient by the first impurity adding method, It can be suitably used.

【0045】前記第二の不純物領域の上層に形成される
ゲート絶縁膜の膜厚は、前記TaNとWの2層構造とし
たゲート電極を形成するドライエッチングの条件により
変わる。これにより、ゲート絶縁膜の膜厚が小さくなっ
た場合、ドーズ量を減らすことが出来、生産性が向上す
る。
The thickness of the gate insulating film formed above the second impurity region varies depending on the dry etching conditions for forming the gate electrode having the two-layer structure of TaN and W. Thus, when the thickness of the gate insulating film is reduced, the dose can be reduced, and the productivity is improved.

【0046】但し上記のごとくゲート絶縁膜の膜厚が異
なった場合、前記不純物添加方法において、加速電圧は
その都度適当に設定するべきである。例えば前記ゲート
絶縁膜の膜厚が小さい場合、第三の不純物添加条件とし
ては、より低い加速電圧であることが好ましい。なぜな
ら前記ゲート絶縁膜の膜厚が薄い構造に高い加速電圧で
第二の不純物領域の不純物添加を行うと、第二の不純物
領域の非晶質化が進み、再結晶化が容易でなくなる。
However, when the thickness of the gate insulating film is different as described above, the accelerating voltage should be appropriately set each time in the above-described impurity doping method. For example, when the thickness of the gate insulating film is small, it is preferable that the third impurity addition condition be a lower acceleration voltage. This is because, when the structure in which the thickness of the gate insulating film is small is doped with an impurity in the second impurity region at a high accelerating voltage, the second impurity region is amorphized and recrystallization becomes difficult.

【0047】以上示した二つの不純物添加方法で、第一
の不純物領域に第一の不純物濃度を、そして第二の不純
物領域に第二の不純物濃度を、それぞれ添加することが
出来る。
With the two impurity doping methods described above, the first impurity concentration can be added to the first impurity region, and the second impurity concentration can be added to the second impurity region.

【0048】[0048]

【実施例】[実施例1]以下に示す実施例により詳細な説
明を行う。ここでは、絶縁表面にTFTを形成するまで
の一例を図4に示す。ここでは、基板面内のTaN及び
ゲート絶縁膜の膜厚及び膜質は均一であり、第一の不純
物添加方法でPを添加する例を示す。
[Embodiment 1] A detailed description will be given by the following embodiment. Here, an example until a TFT is formed on an insulating surface is shown in FIG. Here, an example is shown in which the thickness and film quality of TaN and the gate insulating film in the substrate surface are uniform, and P is added by the first impurity addition method.

【0049】図4(A)において、基板401にはガラス
基板もしくは石英基板を用いる。ガラス基板を用いる場
合、基板表面に、基板からの不純物拡散を防ぐために、
絶縁膜から成る下地膜402を形成する。
In FIG. 4A, a glass substrate or a quartz substrate is used for a substrate 401. When using a glass substrate, to prevent impurity diffusion from the substrate on the substrate surface,
A base film 402 made of an insulating film is formed.

【0050】次に、25〜80nm(好ましくは30〜
60nm)の厚さで非晶質構造を有する半導体層403
を、プラズマCVD法やスパッタ法などの公知の方法で
形成し、結晶化の工程を行い非晶質半導体層から結晶質
半導体層を作製する。結晶化の方法としてレーザーアニ
ール法や熱アニール法(固相成長法)、またはラピット
サーマルアニール法(RTA法)を適用することができ
る。レーザーアニール法を用いる場合、前記半導体層の
膜厚が厚ければレーザー照射時の熱容量が増加して、基
板に与えるダメージも増加するため、薄い方が好まし
い。
Next, 25 to 80 nm (preferably 30 to 80 nm)
Semiconductor layer 403 having a thickness of 60 nm) and having an amorphous structure.
Is formed by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method, and a crystallization step is performed to produce a crystalline semiconductor layer from an amorphous semiconductor layer. As a crystallization method, a laser annealing method, a thermal annealing method (solid phase growth method), or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the case of using the laser annealing method, if the thickness of the semiconductor layer is large, the heat capacity at the time of laser irradiation increases and damage to the substrate also increases.

【0051】そして、結晶質半導体層上に、フォトリソ
グラフィーの技術を用いて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質半導体層を島状に分割
し、図4(B)に示すように島状半導体層404を形成す
る。島状半導体層404に対しては、TFTのしきい値電
圧(Vth)を制御する目的でp型を付与する不純物元素
を1×1016〜5×1017atomic/cm3程度の濃度で島
状半導体層の全面に添加しても良い。
Then, a resist pattern is formed on the crystalline semiconductor layer by using a photolithography technique,
The crystalline semiconductor layer is divided into islands by dry etching, and an island-shaped semiconductor layer 404 is formed as illustrated in FIG. For the purpose of controlling the threshold voltage (Vth) of the TFT, an impurity element imparting p-type is added to the island-shaped semiconductor layer 404 at a concentration of about 1 × 10 16 to 5 × 10 17 atomic / cm 3. May be added to the entire surface of the semiconductor layer.

【0052】ゲート絶縁膜405はプラズマCVD法また
はスパッタ法を用い、膜厚を40〜150nmとしてシ
リコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例としてプラズ
マCVD法やスパッタ法を用いるとき、成膜前にH2
囲気で半導体層表面を処理すると、良好な特性が得られ
る。
The gate insulating film 405 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. When a plasma CVD method or a sputtering method is used in this embodiment, good characteristics can be obtained by treating the surface of the semiconductor layer in an H 2 atmosphere before film formation.

【0053】そして、図4(C)に示す様に、ゲート絶
縁膜上にゲート電極を形成するためのTaN膜406とW
膜407とを形成する。本実施例では、TaNを30nmの
厚さに形成し、Wを300〜400nmの厚さに形成す
る。TaN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲット
をAr及びN2でスパッタする。W膜を形成する場合
は、Wをターゲットとしたスパッタ法で形成する。
Then, as shown in FIG. 4C, a TaN film 406 for forming a gate electrode on the gate insulating film and a W
A film 407 is formed. In this embodiment, TaN is formed to a thickness of 30 nm, and W is formed to a thickness of 300 to 400 nm. The TaN film is formed by a sputtering method, and a Ta target is sputtered with Ar and N 2 . When a W film is formed, it is formed by a sputtering method using W as a target.

【0054】次にレジストによるマスクを形成し、ゲー
ト電極を形成するための第1のエッチング処理を行う。
この処理を、図5を用いて示す。エッチング方法に限定
はないが、好適にはICP(Inductively Coupled Plas
ma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチ
ング用ガスにCF4とCl2を混合し、0.5〜2Pa、好
ましくは1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF
(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して行う。
基板側(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MH
z)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加する。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa
N膜とも同程度にエッチングされる。
Next, a resist mask is formed, and a first etching process for forming a gate electrode is performed.
This process will be described with reference to FIG. There is no limitation on the etching method, but preferably, ICP (Inductively Coupled Plas) is used.
ma: Inductively coupled plasma) Using an etching method, CF 4 and Cl 2 are mixed as an etching gas, and RF of 500 W is applied to a coil-type electrode at a pressure of 0.5 to 2 Pa, preferably 1 Pa.
(13.56 MHz) Power is supplied to generate plasma.
100W RF (13.56MH) also on the substrate side (sample stage)
z) Turn on the power and apply a substantially negative self-bias voltage. When CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and Ta
The N film is etched to the same extent.

【0055】上記エッチング条件では、レジストによる
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果によりTaN膜502及びW
膜503の端部が15〜45°の角度となるテーパー形状
となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチン
グするためには、10〜20%程度の割合でエッチング
時間を増加させると良い。
Under the above etching conditions, the TaN film 502 and the WN film are formed by the effect of the bias voltage applied to the substrate side by making the shape of the resist mask appropriate.
The end of the film 503 has a tapered shape having an angle of 15 to 45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased by about 10 to 20%.

【0056】次に第2のエッチング処理を行う。同様に
ICPエッチング法を用い、エッチングガスにCF4
Cl2とO2を混合して、1Paの圧力でコイル型の電極に
500WのRF電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生
成して行う。基板側(試料ステージ)には50WのRF
(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比
べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件に
よりW膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエ
ッチング速度で第1の導電層であるTaN膜を異方性エ
ッチングすれば、図5(B)で示される様に、第2の形
状のゲート電極が形成される。ゲート絶縁膜であり、T
aN膜504で覆われない領域505はさらに20〜50nm程
度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Next, a second etching process is performed. Similarly, using an ICP etching method, CF 4 , Cl 2 and O 2 are mixed as an etching gas, and RF power (13.56 MHz) of 500 W is supplied to the coil type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. Do. 50W RF on substrate side (sample stage)
(13.56 MHz) power is applied, and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. When the W film is anisotropically etched under such conditions and the TaN film as the first conductive layer is anisotropically etched at a lower etching rate, as shown in FIG. A second shape gate electrode is formed. Gate insulating film, T
The region 505 which is not covered with the aN film 504 is further etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.

【0057】本実施例では、ゲート電極材料として、T
aNとWを挙げたが、図5(B)のような形状が形成さ
れれば他の導電性材料でもよい。例えば、Ta,Mo,
WN、結晶性シリコン、Ti、Nb、あるいは4A〜6
A族の中から、エッチレートの異なる適当な二種類の金
属又は合金を使用してもよい。
In this embodiment, as the gate electrode material, T
Although aN and W have been described, other conductive materials may be used as long as the shape as shown in FIG. 5B is formed. For example, Ta, Mo,
WN, crystalline silicon, Ti, Nb, or 4A-6
From Group A, two suitable metals or alloys having different etch rates may be used.

【0058】そして、図5(C)で示される様に第一の
不純物添加方法でPを添加する。ドーピングの方法はイ
オンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。本実
施例においては、ゲート絶縁膜の膜厚が90nmである
から、表1よりイオンドープ法の条件は、加速電圧を8
0kVとし、1.5×1015atomic/cm2のドーズ量とす
る。すると、第一の不純物領域506及び第二の不純物領
域507が自己整合的に形成される。第一の不純物領域506
には2.0×1018atomic/cm3程度のPが添加される。
第二の不純物領域507には1.7×1020atomic/cm3
度のPが添加される。
Then, as shown in FIG. 5C, P is added by the first impurity addition method. The doping may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. In the present embodiment, since the thickness of the gate insulating film is 90 nm, the conditions of the ion doping method shown in Table 1 indicate that the accelerating voltage is 8
0 kV and a dose of 1.5 × 10 15 atomic / cm 2 . Then, the first impurity region 506 and the second impurity region 507 are formed in a self-aligned manner. First impurity region 506
To about 2.0 × 10 18 atomic / cm 3 .
P of about 1.7 × 10 20 atomic / cm 3 is added to the second impurity region 507.

【0059】このように形成された、第一の不純物領域
506はLDD領域であり、信頼性を上げることとなる。
ゲート絶縁膜の厚さ、及び第一の不純物領域におけるソ
ース-ドレイン方向の長さによって、TFTが駆動する
際の電界を緩和し、且つ半導体層のキャリアの電子温度
を下げる最適値があるので、濃度はそのTFTに合わせ
て検討するべきである。
The first impurity region thus formed
Reference numeral 506 denotes an LDD region, which increases reliability.
Depending on the thickness of the gate insulating film and the length of the first impurity region in the source-drain direction, there is an optimum value for reducing the electric field when the TFT is driven and lowering the electron temperature of the carriers in the semiconductor layer. The concentration should be considered according to the TFT.

【0060】前記LDD領域601が形成されたTFTの
断面を図6(a)に示す。その後、図6(b)に示すよ
うに、スパッタ法もしくはプラズマCVD法により、ゲ
ート電極およびゲート絶縁膜上から第1の層間絶縁膜60
2を形成する。第1の層間絶縁膜602は酸化シリコン膜、
酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを
組み合わせた積層膜で形成すれば良い。ここではプラズ
マCVDで酸化窒化シリコン膜を500nm形成した。
FIG. 6A shows a cross section of the TFT in which the LDD region 601 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 6B, the first interlayer insulating film 60 is formed on the gate electrode and the gate insulating film by sputtering or plasma CVD.
Form 2. The first interlayer insulating film 602 is a silicon oxide film,
The insulating film may be formed using a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or a stacked film combining these. Here, a 500-nm-thick silicon oxynitride film was formed by plasma CVD.

【0061】その後、適当な濃度で添加されたn型を付
与する不純物元素を活性化する工程を行う。本実施例で
は550℃で4時間の熱処理を行ったが、基板に耐熱性
が無い場合、レーザーアニール法、またはラピッドサー
マルアニール法(RTA法)を適用することができる。
Thereafter, a step of activating the impurity element imparting n-type added at an appropriate concentration is performed. In this embodiment, the heat treatment is performed at 550 ° C. for 4 hours. However, when the substrate does not have heat resistance, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied.

【0062】活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化
させ、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜
450℃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う。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。
Subsequent to the activation step, the atmosphere gas is changed, and the atmosphere gas is changed to 300 to 100% in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen.
A heat treatment is performed at 450 ° C. for 1 to 12 hours to hydrogenate the island-shaped semiconductor layer. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0063】活性化および水素化の工程が終了したら、
図6(c)のように、有機絶縁物材料からなる第2の層
間絶縁膜603を1.0〜2.0μmの平均厚を有して形
成する。有機樹脂材料としては、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。
When the activation and hydrogenation steps are completed,
As shown in FIG. 6C, a second interlayer insulating film 603 made of an organic insulating material is formed with an average thickness of 1.0 to 2.0 μm. As the organic resin material, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, BCB (benzocyclobutene), or the like can be used.

【0064】このように、第2の層間絶縁膜603を有機
絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化
させることができる。また、有機樹脂材料603は一般に
誘電率が低いので、寄生容量を低減することができる。
しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本
実施例のように、第1の層間絶縁膜602として形成した
酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜
などと組み合わせて用いると良い。
As described above, by forming the second interlayer insulating film 603 from an organic insulating material, the surface can be satisfactorily planarized. Further, since the organic resin material 603 generally has a low dielectric constant, the parasitic capacitance can be reduced.
However, since it is hygroscopic and is not suitable as a protective film, it may be used in combination with a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or the like formed as the first interlayer insulating film 602 as in this embodiment. .

【0065】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
ホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエ
ッチング法により行う。この場合、エッチングガスにC
4、O2、Heの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る
第2の層間絶縁膜603をまずエッチングし、その後、続
いてエッチングガスをCF4、O2として第1の層間絶縁
膜602をエッチングする。
Thereafter, a contact hole reaching the source region or the drain region formed in each island-like semiconductor layer is formed. The formation of the contact hole is performed by a dry etching method. In this case, the etching gas is C
First, the second interlayer insulating film 603 made of an organic resin material is etched using a mixed gas of F 4 , O 2 , and He, and then the first interlayer insulating film 602 is formed by using CF 4 and O 2 as the etching gas. Etch.

【0066】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真
空蒸着法で形成し、レジストマスクパターンを形成しエ
ッチングによって、ソース配線及びドレイン配線604を
形成する。本実施例では、Ti膜を形成し、その上に窒
化チタン(TiN)膜を形成し、さらにAlを形成し、
さらにTi膜またはW膜を形成して4層構造とし、全体
を500nmとした。
Then, a conductive metal film is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method, a resist mask pattern is formed, and a source wiring and a drain wiring 604 are formed by etching. In this embodiment, a Ti film is formed, a titanium nitride (TiN) film is formed thereon, and Al is further formed.
Further, a Ti film or a W film was formed to have a four-layer structure, and the entire thickness was 500 nm.

【0067】その後、レジストマスクパターンを形成
し、エッチングによってソース配線及びドレイン配線60
4を形成する。
Thereafter, a resist mask pattern is formed, and the source wiring and the drain wiring 60 are formed by etching.
Form 4.

【0068】その後、透明導電膜605を全面に形成し、
パターニング処理およびエッチング処理により画素電極
を形成する。画素電極は、有機樹脂材料から成る第2の
層間絶縁膜上605に形成され、画素TFTのドレイン配
線と重なる部分を設け電気的な接続を形成している。
Thereafter, a transparent conductive film 605 is formed on the entire surface,
A pixel electrode is formed by a patterning process and an etching process. The pixel electrode is formed on the second interlayer insulating film 605 made of an organic resin material, and has a portion overlapping with the drain wiring of the pixel TFT to form an electrical connection.

【0069】透明導電膜605の材料は、酸化インジウム
(In23)や酸化インジウム酸化スズ合金(In23
―SnO2;ITO)などをスパッタ法や真空蒸着法な
どを用いて形成して用いることができる。このような材
料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。ITO
を形成時、基板を室温としスパッタガスとして水素もし
くは水を流すなどで結晶化させない場合には、エッチン
グ処理をフッ酸など酸系の溶液で行うことができる。こ
の場合、後の工程で基板を160−300℃で一時間以
上熱処理し、ITOを結晶化させ、透過率を上げること
ができる。
The material of the transparent conductive film 605 is indium oxide (In 2 O 3 ) or indium oxide tin oxide alloy (In 2 O 3).
—SnO 2 ; ITO) or the like can be formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. The etching of such a material is performed using a hydrochloric acid-based solution. ITO
When forming the substrate, if the substrate is kept at room temperature and crystallization is not performed by flowing hydrogen or water as a sputtering gas, the etching treatment can be performed with an acid-based solution such as hydrofluoric acid. In this case, in a later step, the substrate can be heat-treated at 160 to 300 ° C. for one hour or more to crystallize the ITO and increase the transmittance.

【0070】以上の工程により、nチャネル型TFTを
有した基板を完成させることができる。
Through the above steps, a substrate having an n-channel TFT can be completed.

【0071】[実施例2]実施例1では、nチャネル型T
FTを形成する例を示したが、本実施例では同じ基板に
pチャネル型TFTを形成する例を示す。p型不純物に
は、ボロン(B)、As等があるが、本実施例ではボロ
ンをp型不純物として添加する例を示す。
[Embodiment 2] In Embodiment 1, the n-channel type T
Although an example in which an FT is formed has been described, this embodiment shows an example in which a p-channel TFT is formed on the same substrate. Examples of the p-type impurity include boron (B) and As. In this embodiment, an example in which boron is added as a p-type impurity will be described.

【0072】図6は、nチャネル型TFTになる部分と
nチャネル型TFTになる部分とを、実施例1で示した
とおりゲート電極の形成まで行った段階での基板の断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the substrate at the stage when the portion to be an n-channel TFT and the portion to be an n-channel TFT have been formed up to the formation of the gate electrode as shown in the first embodiment.

【0073】ここで、実施例1で示された第一の不純物
添加方法でPを添加する。すると、nチャネル型TFT
を形成する島状半導体層と、pチャネル型TFTを形成
する島状半導体層とにPが添加される。すなわち実施例
1同様に、第一の不純物領域には2.0×1018atomic
/cm3程度のPが添加され、第二の不純物領域には1.7
×1020atomic/cm3程度のPが添加される。
Here, P is added by the first impurity addition method shown in the first embodiment. Then, an n-channel TFT
Is added to the island-shaped semiconductor layer forming the p-type TFT and the island-shaped semiconductor layer forming the p-channel TFT. That is, as in the first embodiment, the first impurity region contains 2.0 × 10 18 atomic atoms.
/ cm 3 of P is added, and 1.7 is added to the second impurity region.
P of about × 10 20 atomic / cm 3 is added.

【0074】次いで、図7のようにnチャネル型TFT
を形成する島状半導体層は、レジストマスクを形成し全
面を被覆しておく。レジストは500nmの厚さで形成
されていれば、不純物を添加する際、素子に到達する量
は第一の不純物領域に添加する量に比べ小さい。本実施
例では、1000nmの厚さで形成する。
Next, as shown in FIG.
Is formed by forming a resist mask and covering the entire surface. If the resist is formed with a thickness of 500 nm, the amount reaching the element when adding impurities is smaller than the amount added to the first impurity region. In this embodiment, it is formed with a thickness of 1000 nm.

【0075】そして、pチャネル型TFTを形成する島
状半導体層にソース領域およびドレイン領域とする高濃
度p型不純物領域を形成する。ここでは、ゲート電極マ
スクとしてp型を付与する不純物元素を添加し、自己整
合的に高濃度p型不純物領域を形成する。ここで形成さ
れる不純物領域はジボラン(B26)を用いたイオンド
ープ法で形成する。そして、ゲート電極と重ならない高
濃度p型不純物領域のボロン濃度は、3×1020〜3×
1021atomic/cm3となるようにする。また、第一のゲ
ート電極と重なる不純物領域は、ゲート絶縁膜と第一の
ゲート電極を介して不純物元素が添加されるので、実質
的に低濃度p型不純物領域として形成され、少なくとも
1.5×1019atomic/cm3以上の濃度とする。
Then, a high-concentration p-type impurity region serving as a source region and a drain region is formed in the island-shaped semiconductor layer forming the p-channel TFT. Here, an impurity element imparting p-type is added as a gate electrode mask, and a high-concentration p-type impurity region is formed in a self-aligned manner. The impurity region formed here is formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). The boron concentration of the high concentration p-type impurity region that does not overlap with the gate electrode is 3 × 10 20 to 3 × 10 20.
It is adjusted to 10 21 atomic / cm 3 . In addition, the impurity region overlapping with the first gate electrode is formed as a low-concentration p-type impurity region substantially because the impurity element is added through the gate insulating film and the first gate electrode. × 10 19 atomic / cm 3 or more.

【0076】この高濃度p型不純物領域および低濃度p
型不純物領域には、前工程においてPが添加されてい
て、高濃度p型不純物領域には1×1020〜1×1021
atomic/cm3の濃度で、低濃度p型不純物領域には1×
1016〜1×1019atomic/cm3の濃度で含有している
が、この工程で添加するボロン(B)の濃度をP濃度の
1.5〜3倍となるようにすることにより、pチャネル
型TFTのソース領域およびドレイン領域として機能す
るために何ら問題は生じなかった。
The high concentration p-type impurity region and the low concentration p
P is added to the p-type impurity region in the previous step, and 1 × 10 20 to 1 × 10 21 is added to the high-concentration p-type impurity region.
At a concentration of atomic / cm 3 , 1 ×
Although it is contained at a concentration of 10 16 to 1 × 10 19 atomic / cm 3 , by adjusting the concentration of boron (B) added in this step to 1.5 to 3 times the P concentration, p No problem occurred because the channel type TFT functions as a source region and a drain region.

【0077】その後、実施例1における不純物添加後の
工程の如く処理をすれば、CMOSを成した回路を形成
することができる。実施例2においては、実施例1に比
べ、前記nチャネル型TFTへのレジスト形成と、pチ
ャネル型TFTへのドーピング工程が増えることにな
る。
Thereafter, by performing processing as in the step after the impurity addition in the first embodiment, it is possible to form a CMOS circuit. In the second embodiment, as compared with the first embodiment, the number of steps of forming a resist on the n-channel TFT and doping the p-channel TFT is increased.

【0078】[実施例3]本実施例では、実施例1〜2
で示したアクティブマトリクス基板のTFTの活性層を
形成する結晶質半導体層の他の作製方法について示す。
前記結晶質半導体層は特開平7−130652号公報で
開示されている触媒元素を用いる結晶化法を適用するこ
ともできる。
[Embodiment 3] In this embodiment, Embodiments 1 and 2
Another method for manufacturing a crystalline semiconductor layer for forming an active layer of a TFT of the active matrix substrate shown in FIG.
For the crystalline semiconductor layer, a crystallization method using a catalytic element disclosed in JP-A-7-130652 can be applied.

【0079】このとき、実施例1と同様にして、ガラス
基板上に下地膜、非晶質構造を有する半導体層を25〜
80nmの厚さで形成する。本実施例では、非晶質シリコ
ン膜を55nmの厚さで形成する。そして、重量換算で1
0ppmの触媒元素を含む水溶液をスピナーで基板を回
転させて塗布するスピンコート法で触媒元素を含有する
層を形成する。本実施例では、触媒元素にはニッケル
(Ni)を用いる。
At this time, in the same manner as in the first embodiment, a base film and a semiconductor layer having an amorphous structure
It is formed with a thickness of 80 nm. In this embodiment, the amorphous silicon film is formed with a thickness of 55 nm. And 1 in weight conversion
A layer containing a catalyst element is formed by spin coating in which an aqueous solution containing 0 ppm of a catalyst element is applied by rotating a substrate with a spinner. In this embodiment, nickel (Ni) is used as the catalyst element.

【0080】そして、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5atomic%以下にする。非晶質シリコ
ン膜の含有水素量が成膜後において最初からこの値であ
る場合にはこの熱処理は必ずしも必要でない。そして、
ファーネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中にいおいて
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質シリコン膜から成る結晶質半導体
層を得ることができる。
In the crystallization step, first,
Heat treatment is performed at 500 ° C. for about 1 hour to reduce the hydrogen content of the amorphous silicon film to 5 atomic% or less. If the hydrogen content of the amorphous silicon film has this value from the beginning after film formation, this heat treatment is not always necessary. And
Using a furnace annealing furnace, thermal annealing is performed at 550 to 600 ° C. for 1 to 8 hours in a nitrogen atmosphere. Through the above steps, a crystalline semiconductor layer made of a crystalline silicon film can be obtained.

【0081】しかし、結晶化の工程においてシリコンの
結晶化を助長する触媒元素を使用した場合、島状半導体
層中には微量(1×1017〜1×1019atomic/cm3
度)の触媒元素が残留する。勿論、そのような状態でも
TFTを完成させることが可能であるが、残留する触媒
元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がよ
り好ましかった。この触媒元素を除去する手段の一つに
リン(P)によるゲッタリング作用を利用する手段があ
る。
However, when a catalyst element that promotes silicon crystallization is used in the crystallization step, a very small amount (about 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atomic / cm 3 ) of catalyst is contained in the island-shaped semiconductor layer. Element remains. Of course, the TFT can be completed in such a state, but it is more preferable to remove the remaining catalyst element from at least the channel formation region. One of the means for removing the catalytic element is a means utilizing a gettering action by phosphorus (P).

【0082】ソース、ドレイン領域として機能させるた
めにはP濃度が3×1019atomic/cm 3程度あれば良い
が、Pでゲッタリングを良好に行う為には1.5×10
20atomic/cm3以上が好ましい。そこで実施例1、実施例
2において第二の不純物領域に、この濃度以上でPを添
加する。
For functioning as source and drain regions
P concentration is 3 × 1019atomic / cm ThreeJust enough
However, for good gettering at P, 1.5 × 10
20atomic / cmThreeThe above is preferred. Therefore, Embodiment 1 and Embodiment
In Step 2, P is added to the second impurity region at this concentration or more.
Add.

【0083】この目的におけるリン(P)によるゲッタ
リング処理は、実施例1で説明された活性化工程で同時
に行うことができる。ゲッタリングに必要なリン(P)
の濃度は高濃度n型不純物領域の不純物濃度と同程度で
よく、活性化工程の熱アニールにより、nチャネル型T
FTおよびpチャネル型TFTのチャネル形成領域から
触媒元素をその濃度でリン(P)を含有する不純物領域
へ偏析させることができる。その結果その不純物領域に
は1×1017〜1×1019atomic/cm3程度の触媒元素
が偏析した。このようにして作製したTFTはオフ電流
値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度
が得られ、良好な特性を達成することができる。
The gettering process using phosphorus (P) for this purpose can be performed simultaneously with the activation process described in the first embodiment. Phosphorus required for gettering (P)
May be substantially the same as the impurity concentration of the high-concentration n-type impurity region.
The catalyst element can be segregated from the channel formation region of the FT and the p-channel TFT to the impurity region containing phosphorus (P) at the concentration. As a result, a catalyst element of about 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atomic / cm 3 segregated in the impurity region. The TFT thus manufactured has a low off-current value and high crystallinity, so that a high field-effect mobility can be obtained and good characteristics can be achieved.

【0084】[実施例4]実施例1〜3で示したTFT
を、大型化した液晶ディスプレイに適用した場合、基板
面内のTaN及びゲート絶縁膜の膜厚及び膜質の均一性
が低くなり、面内の表示にムラが出ることがある。この
とき前記第一の不純物添加方法より、第一の不純物領域
及び第二の不純物領域の不純物濃度を制御しやすい、前
記第二の不純物添加方法で不純物を添加してもよい。
[Embodiment 4] TFT shown in Embodiments 1-3
When this is applied to a large-sized liquid crystal display, the uniformity of the thickness and film quality of TaN and the gate insulating film in the substrate surface is reduced, and the in-plane display may be uneven. At this time, the impurity may be added by the second impurity adding method, in which the impurity concentrations of the first impurity region and the second impurity region are more easily controlled than by the first impurity adding method.

【0085】この場合、ゲート電極が形成された後のP
添加工程において、90kVの加速電圧、及び5×10
13atomic/cm2のドーズ量でPを添加し、その後前記90
kVの加速電圧より小さい60kVの加速電圧、及び3
×1015atomic/cm2のドーズ量でPを添加する。この条
件により第一の不純物領域には2.0×1018atomic/c
m3の濃度でPが添加され、第二の不純物領域には1.2
×1020atomic/cm3の濃度でPが添加される。
In this case, P after the gate electrode is formed
In the addition step, an accelerating voltage of 90 kV and 5 × 10
P was added at a dose of 13 atomic / cm 2 ,
an accelerating voltage of 60 kV smaller than an accelerating voltage of kV, and 3
P is added at a dose of × 10 15 atomic / cm 2 . Under these conditions, the first impurity region has a density of 2.0 × 10 18 atomic / c.
P is added at a concentration of m 3 , and 1.2 P is added to the second impurity region.
P is added at a concentration of × 10 20 atomic / cm 3 .

【0086】前記90kVの加速電圧で加速され、適当
なドーズ量において添加されたPは、より低い加速電圧
において加速され、適当なドーズ量において添加された
Pに比べ、不純物濃度の深さ方向に対する変化が緩やか
になる。従って膜厚及び膜質の均一性が低くても比較的
良好な不純物濃度が得られる。
P added at an appropriate dose at the acceleration voltage of 90 kV is accelerated at a lower accelerating voltage and compared with P added at an appropriate dose in the depth direction of the impurity concentration. Changes slow down. Therefore, a relatively good impurity concentration can be obtained even when the uniformity of the film thickness and film quality is low.

【0087】また、前記P添加工程においては、前記6
0kVの加速電圧の条件で添加した後に前記90kVの
加速電圧の条件で添加しても同じ結果が得られることに
なる。
In the P addition step, the above-mentioned 6
The same result can be obtained by adding under the condition of the acceleration voltage of 90 kV after adding under the condition of the acceleration voltage of 0 kV.

【0088】なお、前記第一の不純物添加方法で、90
kVのような高い加速電圧でPを添加した場合、第一の
不純物領域の不純物濃度を適当にするドーズ量とすれ
ば、実施例3で示すようなNiを例とする触媒元素をゲ
ッタリングために充分な、ソース及びドレイン領域に添
加されるPの量は得られない。
In the first impurity doping method, 90
In the case where P is added at a high accelerating voltage such as kV, if the dose is set so that the impurity concentration of the first impurity region is appropriate, it is possible to getter a catalytic element such as Ni as shown in the third embodiment. Of P added to the source and drain regions is not sufficient.

【0089】[実施例5]本実施例では実施例1〜4で
作製した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成した例を示す。
[Embodiment 5] In this embodiment, an example in which an active matrix type liquid crystal display device is manufactured from the active matrix substrates manufactured in Embodiments 1 to 4 will be described.

【0090】本実施例のアクティブマトリクス型液晶表
示装置を図8に示す。これは一対のガラス基板を互いに
対向配置させ、その隙間800に配向膜を形成し液晶層を
封入した構成になっている。実施例1、もしくは実施例
2で作成したTFT基板801上には、マトリクス状に配
置された画像信号配線802と、走査信号配線803と、前記
2つの配線の間に配置されたTFT804とが画素部とし
て形成され、その周辺に駆動回路が形成されている。T
FTは実施例1もしくは実施例2で作成されたものであ
り、画素信号を画素電極に書きこむためのスイッチング
素子の働きをしている。
FIG. 8 shows an active matrix type liquid crystal display device of this embodiment. In this configuration, a pair of glass substrates are arranged to face each other, an alignment film is formed in a gap 800, and a liquid crystal layer is sealed. An image signal wiring 802, a scanning signal wiring 803, and a TFT 804 disposed between the two wirings are arranged on the TFT substrate 801 formed in the first or second embodiment. And a drive circuit is formed around it. T
The FT is created in the first embodiment or the second embodiment, and functions as a switching element for writing a pixel signal to a pixel electrode.

【0091】また周辺駆動回路はTFTを組み合わせる
ことで形成したMOSインバータで構成され、ドライバ
ー回路として同一基板上に内蔵されている。画像信号駆
動回路805は、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回
路、バッファ回路、サンプリング回路から成り、走査信
号駆動回路806は、シフトレジスタ回路、レベルシフタ
回路、バッファ回路からなる。これらの回路を形成する
際、nチャネル型TFTとpチャネル型TFTを組み合
わせた、いわゆるCMOSを用いた場合、回路の面積を
小さくし、且つ特性を向上させることが出来る。例えば
サンプリング回路は、極性が交互に反転して駆動される
上、オフ電流値を低減させる必要があるため、pチャネ
ル型TFTとnチャネル型TFTとで形成することが望
ましい。
The peripheral drive circuit is constituted by a MOS inverter formed by combining TFTs, and is built on the same substrate as a driver circuit. The image signal driving circuit 805 includes a shift register circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, and a sampling circuit. The scanning signal driving circuit 806 includes a shift register circuit, a level shifter circuit, and a buffer circuit. In forming these circuits, when a so-called CMOS in which an n-channel TFT and a p-channel TFT are combined is used, the area of the circuit can be reduced and the characteristics can be improved. For example, the sampling circuit is driven by alternately inverting the polarity and needs to reduce the off-state current value. Therefore, the sampling circuit is preferably formed using a p-channel TFT and an n-channel TFT.

【0092】一方、対向基板となるガラス基板807に
は、液晶層側に対向電極及びカラーフィルター808が形
成されており、カラーフィルターは各画素電極に対応し
た赤、緑、及び青のセグメントに分割されている。上記
構成のアクティブマトリクス型液晶表示装置を二枚の偏
向板809で挟み、光を入射させることで、画像表示を成
すことができる。
On the other hand, a glass substrate 807 serving as a counter substrate has a counter electrode and a color filter 808 formed on the liquid crystal layer side. The color filter is divided into red, green, and blue segments corresponding to each pixel electrode. Have been. An image can be displayed by sandwiching the active matrix type liquid crystal display device having the above structure between the two polarizing plates 809 and allowing light to enter.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上の説明で明らかな様に、本発明を用
いることで、GOLD構造を成した半導体装置の製造に
おいて、その歩留まりを向上させ、工程を削減すること
ができる。
As is clear from the above description, by using the present invention, the yield can be improved and the number of steps can be reduced in the manufacture of a semiconductor device having a GOLD structure.

【0094】本発明は工程における基板の移動距離を短
縮したものであり、上記の効果は特に大型基板において
大きなものとなる。
According to the present invention, the moving distance of the substrate in the process is shortened, and the above-mentioned effect is particularly large for a large substrate.

【0095】[0095]

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

【図1】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図2】 PをSiO2中に添加したときのPの濃度分
布を示す図
FIG. 2 is a diagram showing the concentration distribution of P when P is added to SiO 2 .

【図3】 PをSiO2\TaN中に添加したときのP
の濃度分布を示す図
FIG. 3 shows P when P is added to SiO 2 \TaN.
Diagram showing the concentration distribution of

【図4】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図5】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図6】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図7】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図8】 本発明のTFTをアクティブマトリクス型液
晶ディスプレイに適用したことを示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing that the TFT of the present invention is applied to an active matrix liquid crystal display.

【図9】 PをSiO2\TaN中に添加したときのP
の濃度分布を示す図。
FIG. 9 shows P when P is added to SiO 2 \TaN.
FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/28 301 H01L 29/78 616A 21/768 21/90 C 29/40 J 29/78 617L (72)発明者 松尾 拓哉 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 2H092 HA06 JA24 JA34 JA37 KA05 KA07 KA12 KA13 KB04 KB25 MA05 MA19 MA27 MA29 MA30 NA29 PA01 PA06 4M104 AA09 BB01 BB04 BB14 BB16 BB17 BB18 BB32 BB33 BB39 CC05 DD08 DD37 EE03 EE16 FF13 GG20 HH18 5F033 HH07 HH18 HH38 JJ01 JJ07 JJ08 JJ18 JJ19 JJ33 KK06 MM08 PP15 PP19 QQ11 RR04 RR06 RR08 RR22 SS08 SS15 TT04 XX01 5F052 AA02 AA11 AA17 DA02 JA10 JB10 5F110 AA06 AA16 BB02 BB04 CC02 DD02 DD03 EE01 EE04 EE09 EE14 EE23 EE44 FF12 FF28 FF30 FF35 GG02 GG13 GG25 GG32 GG34 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ07 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL03 HL04 HL12 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN34 NN35 NN72 PP02 PP03 PP34 PP35 QQ04 QQ11 QQ24 QQ25 QQ28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01L 21/28 301 H01L 29/78 616A 21/768 21/90 C 29/40 J 29/78 617L (72 ) Inventor Takuya Matsuo 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi F-term in Sharp Co., Ltd. (reference) BB16 BB17 BB18 BB32. DD02 DD03 EE01 EE04 EE09 EE14 EE23 EE44 FF12 FF28 FF30 FF35 GG02 GG13 GG25 GG32 GG34 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ07 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL 03 HL04 HL12 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN34 NN35 NN72 PP02 PP03 PP34 PP35 QQ04 QQ11 QQ24 QQ25 QQ28

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】結晶性半導体層を形成する第一の工程と、
前記結晶性半導体層の上に、ゲート絶縁膜を形成する第
二の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極を形
成する第三の工程と、前記結晶性半導体層に、不純物を
添加する第四の工程と、を有する半導体装置の作製方法
において、前記第四の工程において、前記結晶性半導体
層に第一の不純物領域および第二の不純物領域が同時に
形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
A first step of forming a crystalline semiconductor layer;
A second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. And a fourth step in which the first impurity region and the second impurity region are simultaneously formed in the crystalline semiconductor layer in the fourth step. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】結晶性半導体層を形成する第一の工程と、
前記結晶性半導体層の上に、ゲート絶縁膜を形成する第
二の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極を形
成する第三の工程と、前記結晶性半導体層に、不純物を
添加する第四の工程と、を有する半導体装置の作製方法
において、前記第四の工程において、前記結晶性半導体
層に第一の不純物領域および第二の不純物領域が連続し
て形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. A first step of forming a crystalline semiconductor layer,
A second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. And a fourth step in which the first impurity region and the second impurity region are continuously formed in the crystalline semiconductor layer in the fourth step. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】結晶性半導体層を形成する第一の工程と、
前記結晶性半導体層の上に、ゲート絶縁膜を形成する第
二の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極を形
成する第三の工程と、前記結晶性半導体層に、不純物を
添加する第四の工程と、を有する半導体装置の作製方法
において、前記ゲート電極は、第一の導電層および第二
の導電層からなり、前記第四の工程において、前記結晶
性半導体層に第一の不純物領域および第二の不純物領域
が同時に形成されることを特徴とする半導体装置の作製
方法。
3. A first step of forming a crystalline semiconductor layer,
A second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. And a fourth step of fabricating the semiconductor device, wherein the gate electrode comprises a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, the first Wherein the impurity region and the second impurity region are simultaneously formed.
【請求項4】結晶性半導体層を形成する第一の工程と、
前記結晶性半導体層の上に、ゲート絶縁膜を形成する第
二の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極を形
成する第三の工程と、前記結晶性半導体層に、不純物を
添加する第四の工程と、を有する半導体装置の作製方法
において、前記ゲート電極は、第一の導電層および第二
の導電層からなり、前記第四の工程において、前記結晶
性半導体層に第一の不純物領域および第二の不純物領域
が連続して形成されることを特徴とする半導体装置の作
製方法。
4. A first step of forming a crystalline semiconductor layer,
A second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. And a fourth step of fabricating the semiconductor device, wherein the gate electrode comprises a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, the first A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an impurity region and a second impurity region are continuously formed.
【請求項5】結晶性半導体層を形成する第一の工程と、
前記結晶性半導体層の上に、ゲート絶縁膜を形成する第
二の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極を形
成する第三の工程と、前記結晶性半導体層に、不純物を
添加する第四の工程と、を有する半導体装置の作製方法
において、前記ゲート電極は、第一の導電層および第二
の導電層からなり、前記第四の工程において、前記半導
体層に第一の不純物領域および第二の不純物領域が同時
に形成され、前記第一の不純物領域は、前記ゲート絶縁
膜を介して、前記第一の導電層と重なる領域に形成され
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. A first step of forming a crystalline semiconductor layer,
A second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. And a fourth step, wherein the gate electrode comprises a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, the first impurity is added to the semiconductor layer. A region and a second impurity region are formed simultaneously, and the first impurity region is formed in a region overlapping with the first conductive layer via the gate insulating film. Method.
【請求項6】結晶性半導体層を形成する第一の工程と、
前記結晶性半導体層の上に、ゲート絶縁膜を形成する第
二の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極を形
成する第三の工程と、前記結晶性半導体層に、不純物を
添加する第四の工程と、を有する半導体装置の作製方法
において、前記ゲート電極は、第一の導電層および第二
の導電層からなり、前記第四の工程において、前記半導
体層に第一の不純物領域および第二の不純物領域が連続
して形成され、前記第一の不純物領域は、前記ゲート絶
縁膜を介して、前記第一の導電層と重なる領域に形成さ
れることを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. A first step of forming a crystalline semiconductor layer,
A second step of forming a gate insulating film on the crystalline semiconductor layer, a third step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and adding an impurity to the crystalline semiconductor layer. And a fourth step, wherein the gate electrode comprises a first conductive layer and a second conductive layer, and in the fourth step, the first impurity is added to the semiconductor layer. A semiconductor device, wherein a region and a second impurity region are continuously formed, and the first impurity region is formed in a region overlapping with the first conductive layer via the gate insulating film. Method of manufacturing.
【請求項7】請求項3乃至請求項6のいずれか一項にお
いて、前記第一の導電層はTaNであり、前記第二の導
電層はWであることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the first conductive layer is TaN, and the second conductive layer is W. .
【請求項8】請求項1乃至請求項6のいずれか一項にお
いて、前記半導体装置は、液晶表示装置であることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device.
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WO2015137022A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 ソニー株式会社 Electronic device and method for manufacturing same

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