JP2003151994A - Method for manufacturing thin-film transistor, method for manufacturing active matrix substrate, and method for manufacturing liquid crystal display panel - Google Patents

Method for manufacturing thin-film transistor, method for manufacturing active matrix substrate, and method for manufacturing liquid crystal display panel

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JP2003151994A
JP2003151994A JP2002256851A JP2002256851A JP2003151994A JP 2003151994 A JP2003151994 A JP 2003151994A JP 2002256851 A JP2002256851 A JP 2002256851A JP 2002256851 A JP2002256851 A JP 2002256851A JP 2003151994 A JP2003151994 A JP 2003151994A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce connection resistance between a source/drain region and an electrode by forming a high concentration contact region in the source/drain region by the minimum number of masks for realizing a manufacturing method capable of restoring the deterioration of the crystalline of the source/drain region, after impurity introduction also by low-temperature heat treatment. SOLUTION: After forming contact holes 111a and 111b on an interlayer dielectric 111 formed on the surface side of a source area 162 and a drain area 163, a barrier layer 240 is formed on the surface side of the interlayer dielectric. After that, heavily-doped impurity is introduced from the contact holes 111a and 111b via the barrier layer 240 positioned at their bottoms to form high concentration contact regions 162a and 163a. After this, in a state to keep the contact holes 111a and 111b at the bottom, a source electrode and a drain electrode are formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
の製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法、お
よび液晶表示パネルの製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, a method of manufacturing an active matrix substrate, and a method of manufacturing a liquid crystal display panel.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示パネルのアクティブマトリクス
基板上に、画素スイッチング用に適した薄膜トランジス
タ(以下、TFTという。)を形成する場合には、従
来、まず、図13(a)に示すように、石英基板601
の表面に、シリコン酸化膜606を形成する。次に、シ
リコン酸化膜606の表面側にノンドープの多結晶シリ
コン膜を形成した後、それをパタンニングして、多結晶
シリコン膜604を形成する。次に、多結晶シリコン膜
604の表面側にシリコン酸化膜608(ゲート絶縁
膜)を形成した後、シリコン酸化膜608の表面側にゲ
ート電極609を形成する。
2. Description of the Related Art In the case of forming a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) suitable for pixel switching on an active matrix substrate of a liquid crystal display panel, conventionally, as shown in FIG. Quartz substrate 601
A silicon oxide film 606 is formed on the surface of the. Next, after forming a non-doped polycrystalline silicon film on the surface side of the silicon oxide film 606, it is patterned to form a polycrystalline silicon film 604. Next, a silicon oxide film 608 (gate insulating film) is formed on the surface side of the polycrystalline silicon film 604, and then a gate electrode 609 is formed on the surface side of the silicon oxide film 608.

【0003】次に、図13(b)に示すように、ゲート
電極609をマスクとして低濃度のリンイオンをイオン
注入し、多結晶シリコン膜604に低濃度のソース・ド
レイン領域604aを形成する。ここで、不純物が注入
されなかった部分がチャネル形成領域607となる。
Next, as shown in FIG. 13B, low concentration phosphorus ions are ion-implanted using the gate electrode 609 as a mask to form low concentration source / drain regions 604a in the polycrystalline silicon film 604. Here, the portion where the impurities are not implanted becomes the channel formation region 607.

【0004】次に、図13(c)に示すように、ゲート
電極609の周囲をマスク645で覆い、この状態で、
高濃度のリンイオンをイオン注入する。その結果、低濃
度のソース・ドレイン領域604aのうち、マスク64
5で覆われていなかった部分は、高濃度コンタクト領域
642a、643aとなる一方、マスク645で覆われ
ていた部分は、低濃度ソース・ドレイン領域642b、
643bとなる。
Next, as shown in FIG. 13C, the periphery of the gate electrode 609 is covered with a mask 645, and in this state,
Ion implantation of high concentration phosphorus ions. As a result, of the low concentration source / drain regions 604a, the mask 64
The portions not covered with 5 become the high-concentration contact regions 642a and 643a, while the portions covered with the mask 645 show the low-concentration source / drain regions 642b, 642b.
It becomes 643b.

【0005】次に、図13(d)に示すように、ゲート
電極609の表面側に層間絶縁膜611を形成した後、
コンタクトホール611a、611bを形成し、これら
のコンタクトホールを介して、高濃度コンタクト領域6
42a、643aにソース電極613およびドレイン電
極612をそれぞれ導電接続させると、LDD構造のT
FTが製造される。
Next, as shown in FIG. 13D, after forming an interlayer insulating film 611 on the surface side of the gate electrode 609,
Contact holes 611a and 611b are formed, and the high concentration contact region 6 is formed through these contact holes.
When the source electrode 613 and the drain electrode 612 are conductively connected to 42a and 643a, respectively, the LDD structure T
The FT is manufactured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
TFTの製造方法では、図13(c)に示す工程におい
て、高濃度コンタクト領域642a、643aだけを形
成する目的のために、ゲート電極609の周囲を覆うマ
スク645を形成する必要があるため、マスクの枚数が
増えるという問題点がある。
However, in the conventional method of manufacturing a TFT, in the step shown in FIG. 13C, the periphery of the gate electrode 609 is formed for the purpose of forming only the high-concentration contact regions 642a and 643a. Since it is necessary to form the mask 645 that covers the mask, there is a problem that the number of masks increases.

【0007】そこで、以下に説明するように、層間絶縁
膜に形成したコンタクトホールを利用して高濃度コンタ
クト領域を形成する方法が案出されている。かかる方法
では、まず、図14(a)に示すように、石英基板60
1の表面にシリコン酸化膜606を形成した後、多結晶
シリコン膜604を形成する。また、多結晶シリコン膜
604の表面側にシリコン酸化膜608(ゲート絶縁
膜)を形成する。次に、シリコン酸化膜608の表面側
にゲート電極609を形成する。
Therefore, as described below, a method of forming a high-concentration contact region by utilizing a contact hole formed in an interlayer insulating film has been devised. In this method, first, as shown in FIG.
After forming a silicon oxide film 606 on the surface of No. 1, a polycrystalline silicon film 604 is formed. Further, a silicon oxide film 608 (gate insulating film) is formed on the surface side of the polycrystalline silicon film 604. Next, a gate electrode 609 is formed on the surface side of the silicon oxide film 608.

【0008】次に、図14(b)に示すように、ゲート
電極609をマスクとして低濃度のリンイオンをイオン
注入し、低濃度のソース・ドレイン領域604aを形成
する。不純物が注入されなかった部分がチャネル形成領
域607となる。
Next, as shown in FIG. 14B, low concentration phosphorus ions are ion-implanted using the gate electrode 609 as a mask to form low concentration source / drain regions 604a. The portion where the impurities are not implanted becomes the channel formation region 607.

【0009】次に、図14(c)に示すように、ゲート
電極609の表面側に層間絶縁膜611を形成した後、
それにコンタクトホール611a、611bを形成す
る。この状態で、コンタクトホール611a、611b
を介して、低濃度のソース・ドレイン領域604aに高
濃度のリンイオンを注入し、高濃度コンタクト領域63
2a、633aを形成する。高濃度のリンイオンが注入
されなかった部分が低濃度ソース・ドレイン領域632
b、633bとなる。
Next, as shown in FIG. 14C, after forming an interlayer insulating film 611 on the surface side of the gate electrode 609,
Contact holes 611a and 611b are formed therein. In this state, the contact holes 611a and 611b
High concentration phosphorus ions are implanted into the low concentration source / drain region 604a via the
2a and 633a are formed. The low concentration source / drain region 632 is a portion where high concentration phosphorus ions are not implanted.
b, 633b.

【0010】このようにして、LDD構造のTFTを形
成すると、高濃度コンタクト領域632a、633aを
形成することだけを目的とするマスクを省略できるとい
う利点がある。しかながら、この方法では、コンタクト
ホール611a、611bを介して高濃度の不純物イオ
ンを注入する際に、多結晶シリコン膜604に不純物イ
オンを直接打ち込むため、イオン注入時の打ち込みエネ
ルギーを小さくする必要がある。ここで、イオン注入時
の打ち込みエネルギーを小さくすると、イオン注入時の
ビーム電流が小さくなり、不純物イオンを高濃度に注入
するのに長時間を要し、生産性が低下するという問題点
がある。加えて、イオン注入後の不純物濃度のピーク
は、低濃度のソース・ドレイン領域604aの内部にあ
って、かかる部分では、結晶性が大きく劣化してしま
う。このため、高温で熱処理を行なわなければ、結晶性
を回復させることができず、低温プロセスに不向きであ
るという問題点がある。
Forming the LDD-structured TFT in this manner has the advantage that a mask whose purpose is only to form the high-concentration contact regions 632a and 633a can be omitted. However, in this method, since the impurity ions are directly implanted into the polycrystalline silicon film 604 when the high concentration impurity ions are implanted through the contact holes 611a and 611b, it is necessary to reduce the implantation energy during the ion implantation. is there. Here, if the implantation energy at the time of ion implantation is made small, the beam current at the time of ion implantation becomes small, it takes a long time to implant impurity ions at a high concentration, and there is a problem that productivity is reduced. In addition, the peak of the impurity concentration after the ion implantation is inside the low-concentration source / drain region 604a, and the crystallinity is greatly deteriorated in such a portion. Therefore, unless heat treatment is performed at a high temperature, the crystallinity cannot be recovered, which is not suitable for a low temperature process.

【0011】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
高濃度コンタクト領域を形成するだけを目的とするマス
クを用いずに、ソース・ドレイン領域に高濃度コンタク
ト領域を形成するとともに、その不純物導入工程では、
生産性が高いTFTの製造方法、および液晶表示パネル
用アクティブマトリクス基板の製造方法を実現すること
にある。
In view of the above problems, the object of the present invention is to
The high-concentration contact regions are formed in the source / drain regions without using a mask for the purpose of forming the high-concentration contact regions, and in the impurity introduction step,
It is to realize a method of manufacturing a TFT having high productivity and a method of manufacturing an active matrix substrate for a liquid crystal display panel.

【0012】また、本発明の課題は、不純物を導入した
後のソース・ドレイン領域における結晶性の劣化を低温
熱処理でも回復することが可能なTFTの製造方法、お
よび液晶表示パネル用アクティブマトリクス基板の製造
方法を実現することにある。さらに、本発明の課題は、
高濃度コンタクト領域を形成する際に用いた障壁層を利
用して、ソース・ドレイン領域とソース・ドレイン電極
との接続抵抗を低減したTFT、およびその製造方法を
実現することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a TFT capable of recovering the deterioration of crystallinity in the source / drain regions after introducing impurities even by low temperature heat treatment, and an active matrix substrate for a liquid crystal display panel. It is to realize the manufacturing method. Furthermore, the subject of the present invention is
A barrier layer used when forming a high-concentration contact region is used to realize a TFT in which the connection resistance between a source / drain region and a source / drain electrode is reduced, and a manufacturing method thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ソース領域およびドレイン領域との間に
チャネルを形成可能なチャネル形成領域と、該チャネル
形成領域にゲート絶縁膜を介して対峙するゲート電極と
を有し、少なくとも前記ドレイン領域にはドレイン電極
が導電接続する薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ドレイン領域上に障壁層を形成する工程と、前記障
壁層を介して前記ドレイン領域に高濃度の不純物を導入
する高濃度不純物導入工程と、を有し、前記高濃度不純
物導入工程において導入される不純物の分布のピーク
を、前記障壁層の側に位置させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a channel forming region in which a channel can be formed between a source region and a drain region and a gate insulating film in the channel forming region. And a gate electrode facing each other, and a method of manufacturing a thin film transistor in which a drain electrode is conductively connected to at least the drain region,
The method includes a step of forming a barrier layer on the drain region and a high-concentration impurity introducing step of introducing a high-concentration impurity into the drain region through the barrier layer. The peak of the impurity distribution is located on the side of the barrier layer.

【0014】さらに、前記障壁層は、窒化チタン層、イ
ンジウム錫酸化物層、アルミニウム層、アルミニウム合
金層、モリブデンそう、タングステン層、およびクロム
層のうちいずれかの層を備えることを特徴とする。
Further, the barrier layer is characterized by comprising any one of a titanium nitride layer, an indium tin oxide layer, an aluminum layer, an aluminum alloy layer, a molybdenum layer, a tungsten layer, and a chromium layer.

【0015】さらに、前記高濃度不純物導入工程の後
に、前記ドレイン領域上の前記障壁層を除去し、しかる
後に、前記ドレイン電極を形成することを特徴とする。
Furthermore, the barrier layer on the drain region is removed after the step of introducing the high-concentration impurity, and then the drain electrode is formed.

【0016】さらに、前記ドレイン領域上に、前記障壁
層を介して前記ドレイン電極を配置することを特徴とす
る。
Further, the drain electrode is arranged on the drain region via the barrier layer.

【0017】また、本発明のアクティブマトリクス基板
の製造方法は、上記のいずれかの薄膜トランジスタの製
造方法を用いて製造された薄膜トランジスタのドレイン
電極を、画素電極として形成することを特徴とする。
Further, the method for manufacturing an active matrix substrate of the present invention is characterized in that the drain electrode of the thin film transistor manufactured by any one of the above methods for manufacturing a thin film transistor is formed as a pixel electrode.

【0018】また、本発明の液晶表示パネルの製造方法
は、上記のいずれかの薄膜トランジスタの製造方法を用
いて製造された薄膜トランジスタのドレイン電極を、画
素電極として形成することを特徴とする。
The method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention is characterized in that the drain electrode of the thin film transistor manufactured by any one of the above methods for manufacturing a thin film transistor is formed as a pixel electrode.

【0019】さらに、本発明では、ソース領域およびド
レイン領域との間でチャネルを形成可能なチャネル形成
領域と、このチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対峙
するゲート電極とを有し、ソース領域およびドレイン領
域には、これらの領域の表面側に形成された層間絶縁膜
のコンタクトホールを介してソース電極およびドレイン
電極が導電接続する高濃度コンタクト領域を備えるTF
Tの製造方法において、ソース領域およびドレイン領域
の表面側に形成した層間絶縁膜にコンタクトホールを形
成した後、層間絶縁膜の表面側に障壁層を形成する障壁
層形成工程と、コンタクトホールからその底部に位置す
る障壁層を介してソース領域およびドレイン領域に高濃
度の不純物を導入して高濃度コンタクト領域を形成する
高濃度不純物導入工程とを行なうことに特徴を有する。
Further, according to the present invention, a channel forming region capable of forming a channel between the source region and the drain region and a gate electrode facing the channel region with a gate insulating film interposed therebetween are provided. The drain region has a high-concentration contact region in which the source electrode and the drain electrode are conductively connected through a contact hole of an interlayer insulating film formed on the surface side of these regions.
In the manufacturing method of T, a barrier layer forming step of forming a contact hole in the interlayer insulating film formed on the surface side of the source region and the drain region and then forming a barrier layer on the surface side of the interlayer insulating film; It is characterized by performing a high-concentration impurity introduction step of forming a high-concentration contact region by introducing a high-concentration impurity into the source region and the drain region through the barrier layer located at the bottom.

【0020】すなわち、高濃度コンタクト領域を形成す
るための高濃度不純物導入工程では、層間絶縁膜のコン
タクトホールから不純物を打ち込むとともに、この不純
物を打ち込む前に、少なくともコンタクトホールの底面
に障壁層を形成しておくことに特徴を有する。
That is, in the high-concentration impurity introduction step for forming the high-concentration contact region, an impurity is implanted from the contact hole of the interlayer insulating film, and a barrier layer is formed at least on the bottom surface of the contact hole before implanting the impurity. It has a feature in it.

【0021】本発明において、ソース領域およびドレイ
ン領域に高濃度コンタクト領域を備える構造とは、ソー
ス領域およびドレイン領域の一部が高濃度コンタクト領
域になっている構造だけでなく、ソース領域およびドレ
イン領域全体が高濃度領域として形成されて、ソース領
域およびドレイン領域自身が高濃度コンタクト領域にな
っている構造をも意味する。
In the present invention, the structure having the high-concentration contact regions in the source region and the drain region means not only the structure in which a part of the source region and the drain region is the high-concentration contact region but also the source region and the drain region. It also means a structure in which the whole is formed as a high concentration region, and the source region and the drain region themselves are high concentration contact regions.

【0022】本発明に係るTFTは、チャネル形成領域
に対して、その上層側でゲート絶縁膜を介してゲート電
極が対峙するトップゲート型のTFTとして構成でき
る。逆に、本発明に係るTFTは、チャネル形成領域に
対して、その下層側でゲート絶縁膜を介してゲート電極
が対峙するボトムゲート型のTFTとして構成すること
もできる。
The TFT according to the present invention can be constructed as a top gate type TFT in which the gate electrode faces the channel formation region via the gate insulating film on the upper side thereof. On the contrary, the TFT according to the present invention can also be configured as a bottom gate type TFT in which the gate electrode faces the channel formation region on the lower layer side via the gate insulating film.

【0023】本発明では、窒化チタン層(以下、TiN
x 層という。)、インジウム錫酸化物層(以下、ITO
層という。)、アルミニウム層、アルミニウム合金層、
モリブデン層、タングステン層、またはクロム層を単層
のままで、またはそれらを複層構造にして障壁層として
用いることができる。
In the present invention, a titanium nitride layer (hereinafter referred to as TiN
It is called x layer. ), Indium tin oxide layer (hereinafter referred to as ITO
It is called a layer. ), Aluminum layer, aluminum alloy layer,
The molybdenum layer, the tungsten layer, or the chromium layer can be used as a barrier layer as a single layer or in a multilayer structure.

【0024】本発明では、高濃度不純物導入工程を行な
った後に障壁層を除去し、しかる後に、ソース電極およ
びドレイン電極を形成する場合がある。
In the present invention, the barrier layer may be removed after the high-concentration impurity introduction step, and then the source electrode and the drain electrode may be formed.

【0025】これに対して、ソース電極またはドレイン
電極と、高濃度コンタクト領域との間における接続抵抗
を小さくするという観点からは、高濃度不純物導入工程
を行なった以降、障壁層をコンクタクトホールの底部に
残し、この底部に残った障壁層を介して、ソース電極ま
たはドレイン電極を高濃度コンタクト層に導電接続させ
ることもできる。かかる方法により製造されたTFTで
は、ソース領域およびドレイン領域との間にチャネルを
形成可能なチャネル形成領域と、このチャネル領域にゲ
ート絶縁膜を介して対峙するゲート電極とを有し、ソー
ス領域およびドレイン領域には、これらの領域の表面側
に形成された層間絶縁膜のコンタクトホールを介してソ
ース電極およびドレイン電極が導電接続する高濃度コン
タクト領域を備えるとともに、コンタクトホールの底部
には、障壁層を有する。従って、ソース電極およびドレ
イン電極は、障壁層を介してソース領域およびドレイン
領域に導電接続している構造となる。
On the other hand, from the viewpoint of reducing the connection resistance between the source or drain electrode and the high-concentration contact region, after the high-concentration impurity introduction step is performed, the barrier layer is formed into a contact hole. The source electrode or the drain electrode can be conductively connected to the high-concentration contact layer through the barrier layer left at the bottom and left at the bottom. A TFT manufactured by such a method has a channel forming region capable of forming a channel between a source region and a drain region, and a gate electrode facing the channel region with a gate insulating film interposed therebetween. The drain region is provided with a high-concentration contact region in which the source electrode and the drain electrode are conductively connected through the contact hole of the interlayer insulating film formed on the surface side of these regions, and the barrier layer is formed at the bottom of the contact hole. Have. Therefore, the source electrode and the drain electrode have a structure in which they are conductively connected to the source region and the drain region through the barrier layer.

【0026】また、ドレイン電極(ITO層)と、高濃
度コンタクト領域(シリコン膜)との間における接続抵
抗を小さくするという観点からは、高濃度不純物導入工
程を行なった以降、障壁層を少なくともドレイン領域側
のコンクタクトホールの底部に残し、この底部に残った
障壁層を介して、ITO層からなるドレイン電極をドレ
イン領域の高濃度コンタクト層に導電接続させることも
できる。かかる方法により製造したTFTでは、障壁層
を介してインジウム錫酸化物層からなるドレイン電極が
ドレイン領域の高濃度コンタクト層に導電接続している
構造となる。
From the viewpoint of reducing the connection resistance between the drain electrode (ITO layer) and the high-concentration contact region (silicon film), after the high-concentration impurity introduction step is performed, at least the barrier layer is drained. It is also possible to leave it at the bottom of the contact hole on the region side, and conductively connect the drain electrode made of the ITO layer to the high-concentration contact layer in the drain region through the barrier layer remaining at this bottom. The TFT manufactured by such a method has a structure in which the drain electrode made of the indium tin oxide layer is conductively connected to the high-concentration contact layer in the drain region via the barrier layer.

【0027】本発明に係るTFTの製造方法は、液晶表
示パネルのアクティブマトリクス基板上に画素用TFT
を形成するのに適している。
According to the method of manufacturing a TFT of the present invention, a pixel TFT is formed on an active matrix substrate of a liquid crystal display panel.
Suitable for forming.

【0028】[0028]

【作用】本発明において、高濃度コンタクト領域を形成
するための高濃度不純物導入工程では、層間絶縁膜のコ
ンタクトホールから不純物を打ち込むとともに、この不
純物を打ち込む前に、少なくともコンタクトホールの底
面に障壁層を形成しておく。従って、マスクを形成しな
くても、ソース領域およびドレイン領域のうち、所定の
領域のみに高濃度の不純物を導入することができる。ま
た、障壁層を介して不純物を打ち込むため、打ち込みエ
ネルギーを大きく設定することができるので、不純物の
導入速度を高めることができる。さらに、障壁層を介し
てソース・ドレイン領域に不純物を打ち込むため、不純
物分布のピークが、ソース・ドレイン領域の内部ではな
く、ソース・ドレイン領域と障壁層との境界部分に対し
て障壁層の側に位置するように打ち込みエネルギーを設
定できる。このため、不純物分布のピーク部分では、結
晶性が劣化するが、ソース・ドレイン領域では結晶性が
大きく劣化しないので、低温の熱処理を行なうことで、
ソース・ドレイン領域の結晶性を回復させることができ
る。よって、本発明によれば、低温プロセスで高性能の
TFTを製造することができる。
In the present invention, in the high-concentration impurity introduction step for forming the high-concentration contact region, the impurity is implanted from the contact hole of the interlayer insulating film, and the barrier layer is formed at least on the bottom surface of the contact hole before implanting the impurity. Is formed. Therefore, it is possible to introduce a high concentration impurity into only a predetermined region of the source region and the drain region without forming a mask. Further, since the impurities are implanted through the barrier layer, the implantation energy can be set to be large, so that the introduction rate of the impurities can be increased. Furthermore, since the impurities are implanted into the source / drain region through the barrier layer, the peak of the impurity distribution does not occur inside the source / drain region but on the side of the barrier layer with respect to the boundary between the source / drain region and the barrier layer. The implantation energy can be set so that it is located at. Therefore, the crystallinity deteriorates at the peak portion of the impurity distribution, but the crystallinity does not significantly deteriorate in the source / drain regions.
The crystallinity of the source / drain regions can be recovered. Therefore, according to the present invention, a high performance TFT can be manufactured by a low temperature process.

【0029】また、高濃度不純物導入工程を行なった以
降、障壁層をコンクタクトホールの底部に残し、この底
部に残った障壁層を介して、ソース電極またはドレイン
電極を高濃度コンタクト層に導電接続させると、障壁層
を介してソース・ドレイン領域に高濃度の不純物を打ち
込むときに、シリコン膜と障壁層との間で境界部分を通
して原子の相互移動が起こる。従って、障壁層とソース
・ドレイン領域との間で生じる原子のミキシングにより
接続抵抗が小さくなる。一方、これらの金属材料からな
る障壁層と、ソース電極またはドレイン電極を構成する
材料との間では、もとより接続抵抗が小さい。それ故、
ソース電極またはドレイン電極を障壁層を介して高濃度
コンタクト領域(シリコン膜)に接続すれば、この接続
部分における接続抵抗を低減することができる。
After the high-concentration impurity introduction step, the barrier layer is left at the bottom of the contact hole, and the source electrode or the drain electrode is conductively connected to the high-concentration contact layer through the barrier layer remaining at the bottom. Then, when a high-concentration impurity is implanted into the source / drain regions through the barrier layer, mutual migration of atoms occurs between the silicon film and the barrier layer through the boundary portion. Therefore, the connection resistance is reduced due to the mixing of atoms generated between the barrier layer and the source / drain regions. On the other hand, the connection resistance between the barrier layer made of these metal materials and the material forming the source electrode or the drain electrode is small. Therefore,
By connecting the source electrode or the drain electrode to the high-concentration contact region (silicon film) via the barrier layer, the connection resistance at this connection portion can be reduced.

【0030】さらに、高濃度不純物導入工程を行なった
以降、障壁層を少なくともドレイン領域側のコンクタク
トホールの底部に残し、この底部に残った障壁層を介し
て、ITO層からなるドレイン電極をドレイン領域の高
濃度コンタクト層に導電接続させると、ドレイン電極
(ITO層)と高濃度コンタクト領域(シリコン膜)と
は障壁層を介して導電接続する。このため、ドレイン電
極(ITO層)と高濃度コンタクト領域(シリコン膜)
とが直接には導電接続しないので、それらの間における
接続抵抗を大幅に低減することができる。
After the high-concentration impurity introduction step, the barrier layer is left at least at the bottom of the contact hole on the drain region side, and the drain electrode made of the ITO layer is drained through the barrier layer remaining at this bottom. When conductively connected to the high-concentration contact layer in the region, the drain electrode (ITO layer) and the high-concentration contact region (silicon film) are conductively connected via the barrier layer. Therefore, the drain electrode (ITO layer) and the high-concentration contact region (silicon film)
Since and are not directly conductively connected, the connection resistance between them can be greatly reduced.

【0031】[0031]

【実施例】添付図面を参照して、本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0032】〔実施例1〕なお、以下に説明するいずれ
のTFT(薄膜トランジスタ)も、液晶表示パネルのア
クティブマトリクス基板上に画素用TFTとして製造す
る。そこで、図1を参照して、実施例1、2、3で説明
するトップゲート型の薄膜トランジスタを用いたアクテ
ィブマトリクス基板の構成を説明しておく。
Example 1 Any TFT (thin film transistor) described below is manufactured as a pixel TFT on an active matrix substrate of a liquid crystal display panel. Therefore, the configuration of an active matrix substrate using the top gate type thin film transistor described in the first, second and third embodiments will be described with reference to FIG.

【0033】図1には、液晶表示パネル用のアクティブ
マトリクス基板において、信号線と走査線とが区画する
画素領域の一つを拡大して示してある。この図におい
て、液晶表示パネル用のアクティブマトリクス基板1で
は、信号線2と走査線3とによって画素領域4が区画さ
れており、この画素領域4には、信号線2から延設され
たソース電極Sが導電接続するソース領域と、走査線3
から延設されたゲート電極Gとを備える画素用薄膜トラ
ンジスタ(TFT)が形成されている。ここで、画素領
域4を覆うITO電極6は、その一部がTFTのドレイ
ン電極Dになっている。なお、以下の実施例1、2の説
明に用いるTFTの各断面は、図1におけるX−X′断
面に相当する。
FIG. 1 is an enlarged view of one of the pixel regions defined by signal lines and scanning lines in an active matrix substrate for a liquid crystal display panel. In the figure, in an active matrix substrate 1 for a liquid crystal display panel, a pixel area 4 is divided by a signal line 2 and a scanning line 3, and in this pixel area 4, a source electrode extended from the signal line 2 is formed. The scan line 3 and the source region where S is conductively connected
A pixel thin film transistor (TFT) including a gate electrode G extending from Here, a part of the ITO electrode 6 covering the pixel region 4 is the drain electrode D of the TFT. Each cross section of the TFT used in the description of Examples 1 and 2 below corresponds to the XX 'cross section in FIG.

【0034】図2は、実施例1に係るTFTの構成を示
す縦断面図であり、このTFTは、図1に示す画素用薄
膜トランジスタに相当する。
FIG. 2 is a vertical sectional view showing the structure of the TFT according to the first embodiment, and this TFT corresponds to the pixel thin film transistor shown in FIG.

【0035】図2において、透明な絶縁基板であるガラ
ス基板101の表面側には、タンタル、アルミニウム、
またはクロムからなるゲート電極109と、ゲート絶縁
膜108と、ゲート電極109に対してセルフアライン
的に形成されたソース領域132およびドレイン領域1
33と、これらのソース領域132とドレイン領域13
3との間にチャネルを形成するためのチャネル形成領域
107とを有する。TFT100は、チャネル形成領域
107に対して、その上層側でゲート絶縁膜108を介
してゲート電極109が対峙するトップゲート型になっ
ている。また、TFT100は、ソース領域132およ
びドレイン領域133にN型の不純物が導入されたNチ
ャネル型になっている。
In FIG. 2, on the surface side of the glass substrate 101 which is a transparent insulating substrate, tantalum, aluminum,
Alternatively, the gate electrode 109 made of chromium, the gate insulating film 108, and the source region 132 and the drain region 1 formed in self-alignment with the gate electrode 109.
33, these source region 132 and drain region 13
3 and a channel formation region 107 for forming a channel between them. The TFT 100 is of a top gate type in which the gate electrode 109 faces the channel formation region 107 on the upper layer side thereof via the gate insulating film 108. The TFT 100 is an N-channel type in which N-type impurities are introduced into the source region 132 and the drain region 133.

【0036】TFT100は、LDD構造を有してお
り、ソース領域132およびドレイン領域133には、
層間絶縁膜111のコンタクトホール111a、111
bに対応する領域に高濃度コンタクト領域132a、1
33aを備え、ゲート電極109の端部に対峙する位置
には、低濃度ソース領域132bおよび低濃度ドレイン
領域133bを備えている。低濃度ソース領域132b
および低濃度ドレイン領域133bのリンイオンのピー
ク濃度は、約1×1018cm-3から約1×1019cm-3
までの範囲にあり、高濃度コンタクト領域132a、1
33aにおけるリンイオン濃度は、約1×1020cm-3
である。
The TFT 100 has an LDD structure, and the source region 132 and the drain region 133 have:
Contact holes 111a and 111 of the interlayer insulating film 111
High-concentration contact regions 132a, 1 are formed in regions corresponding to b.
33a, and a low-concentration source region 132b and a low-concentration drain region 133b at a position facing the end of the gate electrode 109. Low concentration source region 132b
The peak concentration of phosphorus ions in the low-concentration drain region 133b is about 1 × 10 18 cm −3 to about 1 × 10 19 cm −3.
Up to the high concentration contact regions 132a, 1
The phosphorus ion concentration in 33a is about 1 × 10 20 cm -3.
Is.

【0037】ITO層からなるドレイン電極112(画
素電極)、およびアルミニウム合金層からなるソース電
極113は、コンタクトホール111a、111bを介
して高濃度コンタクト領域132a、133aに導電接
続されている。
The drain electrode 112 (pixel electrode) made of the ITO layer and the source electrode 113 made of the aluminum alloy layer are conductively connected to the high-concentration contact regions 132a, 133a through the contact holes 111a, 111b.

【0038】このような構造のTFT100では、以下
に説明する製造方法によって形成されているため、生産
性が高いとともに、ソース領域132およびドレイン領
域133への不純物の導入時に発生した結晶性の劣化
は、低温熱処理で充分に修復されている。
Since the TFT 100 having such a structure is formed by the manufacturing method described below, the productivity is high and the deterioration of the crystallinity caused when the impurities are introduced into the source region 132 and the drain region 133 is not generated. It has been fully restored by low temperature heat treatment.

【0039】本例のTFT100の製造方法を説明する
前に、その不純物導入工程で用いるイオン注入装置の構
造を説明しておく。
Before describing the method of manufacturing the TFT 100 of this example, the structure of the ion implantation apparatus used in the impurity introducing step will be described.

【0040】図3は、本例のTFTの製造方法に用いた
イオン注入装置の概略構成図である。イオン注入装置5
0には、プラズマ源51から不純物イオン52を引き出
すための引出し電極53と、不純物イオン52を所定の
エネルギーになるように加速するための加速電極54と
が設けられている。引出し電極53および加速電極54
には、それぞれ所定の電圧が印加されるようになってお
り、プラズマ源51から引き出された不純物イオン52
をガラス基板55の表面側に形成された多結晶シリコン
膜に打ち込めるようになっている。イオン注入装置50
には、ドーパントガスから発生したイオンに対して質量
分離を行なうための質量分離部が構成されておらず、ド
ーパントガスから発生した全てのイオンを質量分離する
ことなく、多結晶シリコン膜に打ち込むようになってい
る。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ion implantation apparatus used in the method of manufacturing the TFT of this example. Ion implanter 5
At 0, an extraction electrode 53 for extracting impurity ions 52 from the plasma source 51 and an acceleration electrode 54 for accelerating the impurity ions 52 to have a predetermined energy are provided. Extraction electrode 53 and acceleration electrode 54
A predetermined voltage is applied to each of the source and the impurity ions 52 extracted from the plasma source 51.
Can be implanted into the polycrystalline silicon film formed on the surface side of the glass substrate 55. Ion implanter 50
Does not include a mass separation part for performing mass separation on ions generated from the dopant gas, and it is possible to implant all ions generated from the dopant gas into the polycrystalline silicon film without mass separation. It has become.

【0041】図4(a)〜(f)は、本例のTFTの製
造方法を示す工程断面図である。
4A to 4F are process cross-sectional views showing a method of manufacturing the TFT of this example.

【0042】まず、図4(a)に示すように、ガラス基
板101の表面に、膜厚が約2000オングストローム
のシリコン酸化膜106を形成する。ガラス基板101
に含まれる金属イオンなどの影響を防止するためであ
る。次に、シリコン酸化膜106の表面側に、膜厚が約
500オングストロームのノンドープの多結晶シリコン
膜を形成した後、それをパタンニングして、多結晶シリ
コン膜104を形成する。かかる多結晶シリコン膜10
4は、たとえば、固相成長法や低温低圧CVD法(LP
CVD法)などの低温成膜法により形成される。また、
多結晶シリコン膜104は、非晶質シリコン膜をレーザ
ーアニール法で多結晶化することにより形成する場合も
ある。
First, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film 106 having a film thickness of about 2000 angstrom is formed on the surface of the glass substrate 101. Glass substrate 101
This is to prevent the influence of metal ions contained in. Next, after forming a non-doped polycrystalline silicon film having a film thickness of about 500 angstroms on the surface side of the silicon oxide film 106, it is patterned to form a polycrystalline silicon film 104. Such polycrystalline silicon film 10
4 is, for example, a solid phase growth method or a low temperature low pressure CVD method (LP
It is formed by a low temperature film forming method such as a CVD method. Also,
The polycrystalline silicon film 104 may be formed by polycrystallizing an amorphous silicon film by a laser annealing method.

【0043】次に、多結晶シリコン膜104の表面側
に、膜厚が約1200オングストロームのシリコン酸化
膜108(ゲート絶縁膜)を形成する。次に、シリコン
酸化膜108の表面側に、アルミニウム、クロム、タン
タルなどの電気的抵抗の小さな金属層をスパッタ法など
により形成した後に、それをパタンニングして、膜厚が
約6000オングストロームのゲート電極109を形成
する。
Next, a silicon oxide film 108 (gate insulating film) having a film thickness of about 1200 angstrom is formed on the surface side of the polycrystalline silicon film 104. Next, a metal layer having a small electric resistance, such as aluminum, chromium, or tantalum, is formed on the surface side of the silicon oxide film 108 by a sputtering method or the like, and then patterned to form a gate having a film thickness of about 6000 angstroms. The electrode 109 is formed.

【0044】次に、図4(b)に示すように、図3に示
したイオン注入装置50を用いて、PH3 を5%含み、
残部が水素ガスである混合ガスから発生する全てのイオ
ンを、質量分離することなく、約80keVのエネルギ
ーでゲート電極109をマスクとしながら多結晶シリコ
ン膜104にイオン注入する。なお、水素ガスに代え
て、ヘリウムガスを用いる場合もある。ここで、不純物
の導入量は、リンイオンのドーズ量に換算して1×10
13/cm2 から1×1014/cm2 までの範囲である。
その結果、多結晶シリコン膜104には、リンイオンの
濃度ピークが1×1018cm-3から1×1019cm-3
での範囲にある低濃度のソース・ドレイン領域104a
が形成される。続いて、図3に示したイオン注入装置5
0を用いて、純水素ガスからなるドーピングガスから発
生する全てのイオンを打ち込んで、低濃度ソース・ドレ
イン領域104aに含まれる欠陥を水素によって除去す
る。水素イオンの打ち込みによって、シリコン膜中の不
整結合を終端化して、低濃度領域についても低温熱処理
で活性化できるようにするためである。この場合には、
水素イオンの濃度ピークは、6×1018cm-3から1×
1020cm-3までの範囲とする。なお、不純物が注入さ
れなかった部分がチャネル形成領域107となる。
Next, as shown in FIG. 4 (b), by using the ion implantation apparatus 50 shown in FIG. 3, comprises a PH 3 5%,
All the ions generated from the mixed gas, the balance of which is hydrogen gas, are ion-implanted into the polycrystalline silicon film 104 with energy of about 80 keV using the gate electrode 109 as a mask without mass separation. Note that helium gas may be used instead of hydrogen gas. Here, the amount of impurities introduced is 1 × 10 in terms of the phosphorus ion dose.
The range is from 13 / cm 2 to 1 × 10 14 / cm 2 .
As a result, the polycrystalline silicon film 104 has a low concentration source / drain region 104a having a phosphorus ion concentration peak in the range of 1 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3.
Is formed. Then, the ion implanter 5 shown in FIG.
0 is used to implant all the ions generated from the doping gas made of pure hydrogen gas, and the defects contained in the low concentration source / drain region 104a are removed by hydrogen. This is because the implantation of hydrogen ions terminates the asymmetric bonds in the silicon film so that the low concentration region can be activated by the low temperature heat treatment. In this case,
Hydrogen ion concentration peak is from 6 × 10 18 cm -3 to 1 ×
The range is up to 10 20 cm -3 . The portion where the impurities are not implanted becomes the channel formation region 107.

【0045】次に、図4(c)に示すように、ゲート電
極109の表面側に層間絶縁膜111を形成した後に、
それにコンタクトホール111a、111bを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 4C, after forming an interlayer insulating film 111 on the surface side of the gate electrode 109,
Contact holes 111a and 111b are formed therein.

【0046】さらに、本例では、図4(d)に示すよう
に、層間絶縁膜111の表面側(ガラス基板101の表
面全体)にTiNx 層からなる薄い障壁層140(たと
えば、膜厚が約1000オングストロームの障壁層)を
形成する。その結果、障壁層140は、層間絶縁膜11
1の表面側だけでなく、コンタクトホール111a、1
11bの底部にも形成される(障壁層形成工程)。
Further, in this example, as shown in FIG. 4D, a thin barrier layer 140 (for example, having a film thickness of about TiNx) is formed on the surface side of the interlayer insulating film 111 (the entire surface of the glass substrate 101). 1000 Å barrier layer) is formed. As a result, the barrier layer 140 becomes the interlayer insulating film 11
1 as well as the contact holes 111a, 1
It is also formed on the bottom of 11b (barrier layer forming step).

【0047】次に、図4(e)に示すように、コンタク
トホール111a、111bの内部に障壁層140を形
成した状態のままで、高濃度の不純物を導入する。この
際には、マスクを用いずに、ガラス基板101の表面全
体に不純物を注入する(高濃度不純物導入工程)。
Next, as shown in FIG. 4E, high-concentration impurities are introduced with the barrier layer 140 being formed inside the contact holes 111a and 111b. At this time, impurities are implanted into the entire surface of the glass substrate 101 without using a mask (high-concentration impurity introduction step).

【0048】この高濃度不純物導入工程においても、図
3に示したイオン注入装置50を用いる。すなわち、P
3 を5%含み、残部が水素ガスである混合ガスから発
生する全てのイオンを、質量分離することなく、約80
keVのエネルギーでイオン注入する。このときのイオ
ンの加速電圧などの条件は、不純物濃度のピーク部分
が、ソース領域132およびドレイン領域133と障壁
層140との境界部分に対して障壁層140の側に位置
するように設定する。また、不純物導入量は、リンイオ
ンのドーズ量に換算して約1×1015/cm2 である。
The ion implantation apparatus 50 shown in FIG. 3 is also used in this high-concentration impurity introduction step. That is, P
Approximately 80% of all ions generated from a mixed gas containing 5% of H 3 and the balance being hydrogen gas without mass separation.
Ion implantation is performed with an energy of keV. Conditions such as the ion acceleration voltage at this time are set so that the peak portion of the impurity concentration is located on the barrier layer 140 side with respect to the boundary portion between the source region 132 and the drain region 133 and the barrier layer 140. The amount of impurities introduced is about 1 × 10 15 / cm 2 in terms of phosphorus ion dose.

【0049】その結果、コンタクトホール111a、1
11bからは、その底部に位置する障壁層140を介し
て高濃度の不純物が選択的に打ち込まれる。従って、ソ
ース領域132およびドレイン領域133のうち、コン
タクトホール111a、111bに対応する領域には、
高濃度コンタクト領域132a、133aが形成され
る。その他の部分は、低濃度ソース領域132bおよび
低濃度ドレイン領域133bとなる。
As a result, the contact holes 111a, 1
From 11b, a high-concentration impurity is selectively implanted through the barrier layer 140 located at the bottom thereof. Therefore, in the source region 132 and the drain region 133, the regions corresponding to the contact holes 111a and 111b are
High concentration contact regions 132a and 133a are formed. The other portions become the low concentration source region 132b and the low concentration drain region 133b.

【0050】次に、打ち込んだ不純物に対して、窒素雰
囲気中で約300℃、1時間の低温熱処理を施す。
Next, the implanted impurities are subjected to a low temperature heat treatment at about 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

【0051】しかる後に、図4(f)に示すように、障
壁層140を完全に除去した後、ITO層(画素電極)
からなるドレイン電極112、およびアルミニウム合金
層からなるソース電極113を順次形成する。
Then, as shown in FIG. 4F, after the barrier layer 140 is completely removed, the ITO layer (pixel electrode) is formed.
And a source electrode 113 made of an aluminum alloy layer are sequentially formed.

【0052】このように、本例のTFT100の製造方
法では、高濃度不純物導入工程において、層間絶縁膜1
11に形成したコンタクトホール111a、111bか
ら不純物を選択的に打ち込むため、それだけを目的とし
たマスクを形成してなくても、所定の領域のみに不純物
を導入することができる。
As described above, in the method of manufacturing the TFT 100 of this example, the interlayer insulating film 1 is formed in the high-concentration impurity introduction step.
Since the impurities are selectively implanted through the contact holes 111a and 111b formed in 11, the impurities can be introduced only into a predetermined region without forming a mask for that purpose.

【0053】また、かかる高濃度不純物導入工程では、
低濃度のソース・ドレイン領域104aに不純物を直接
打ち込むのでなく、障壁層140を介して打ち込む。こ
こで、イオンの加速電圧などは、不純物分布のピークが
障壁層140の内部に位置するように設定してあるの
で、不純物濃度のピーク部分では、結晶性が低下する
が、かかる部分は、障壁層140の内部に存在する。従
って、ソース領域132およびドレイン領域133で
は、結晶性が大きく劣化しない。それ故、高温で熱処理
を行なわなくても、比較的低温(たとえば、約300
℃)で熱処理を行なうことにより、ソース領域132お
よびドレイン領域133の結晶性を回復させることがで
きるので、製造工程全体を低温プロセスで行なうことが
できる。
Further, in the high concentration impurity introducing step,
Impurities are not directly implanted into the low concentration source / drain regions 104a, but are implanted through the barrier layer 140. Here, since the ion acceleration voltage and the like are set so that the peak of the impurity distribution is located inside the barrier layer 140, the crystallinity is lowered at the peak portion of the impurity concentration, but such a portion is a barrier. It exists inside the layer 140. Therefore, the crystallinity of the source region 132 and the drain region 133 is not significantly deteriorated. Therefore, even if heat treatment is not performed at a high temperature, a relatively low temperature (for example, about 300
By performing the heat treatment at (.degree. C.), the crystallinity of the source region 132 and the drain region 133 can be recovered, so that the entire manufacturing process can be performed in a low temperature process.

【0054】さらに、低濃度のソース・ドレイン領域1
04aには、障壁層140を介して不純物を打ち込むた
め、打ち込みエネルギーを大きく設定することができ
る。従って、ビーム電流値を大きく設定できるので、不
純物の導入速度を高めることができる。それ故、本例の
製造方法によれば、高濃度の不純物を短時間で導入でき
るので、生産性が高いという利点もある。
Furthermore, the low concentration source / drain region 1
Impurities are implanted into 04a through the barrier layer 140, so that the implantation energy can be set large. Therefore, since the beam current value can be set to a large value, the introduction speed of impurities can be increased. Therefore, according to the manufacturing method of this example, high-concentration impurities can be introduced in a short time, which is also advantageous in high productivity.

【0055】しかも、障壁層140は、あくまで層間絶
縁膜111の表面全体に形成すればよく、それをパタン
ニングする必要がないので、マスク枚数が増えるという
欠点もない。
Moreover, since the barrier layer 140 need only be formed on the entire surface of the interlayer insulating film 111 and it is not necessary to pattern it, there is no disadvantage that the number of masks increases.

【0056】〔実施例2〕図5は、実施例2に係るTF
Tの構成を示す縦断面図である。なお、本例のTFT
は、実施例1のTFTと基本的には同じ構成になってい
るので、対応する部分には、同じ符号を付してある。こ
こで、実施例1は、コプレーナ型であり、実施例2は、
スタガード型であるが、本発明の目的の範囲では、いず
れの構造をも同じように用いることができる。
[Second Embodiment] FIG. 5 shows a TF according to a second embodiment.
It is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of T. The TFT of this example
Since the TFT has basically the same configuration as the TFT of the first embodiment, the corresponding portions are denoted by the same reference numerals. Here, Example 1 is a coplanar type, and Example 2 is
Although staggered, any structure may be used as well within the scope of the present invention.

【0057】図5において、透明な絶縁基板であるガラ
ス基板101の表面側には、タンタル、アルミニウム、
またはクロムからなるゲート電極109と、ゲート電極
109に対してセルフアライン的に形成されたソース領
域162およびドレイン領域163と、これらのソース
領域162とドレイン領域163との間にチャネルを形
成するためのチャネル形成領域107とを有する。ここ
で、TFT200は、チャネル形成領域107に対し
て、その上層側でゲート絶縁膜108を介してゲート電
極109が対峙するトップゲート型になっている。ま
た、TFT200は、ソース領域162およびドレイン
領域163にN型の不純物が導入されたNチャネル型に
なっている。
In FIG. 5, on the surface side of the glass substrate 101 which is a transparent insulating substrate, tantalum, aluminum,
Alternatively, for forming a channel between the gate electrode 109 made of chromium, the source region 162 and the drain region 163 formed in self-alignment with the gate electrode 109, and the source region 162 and the drain region 163. And a channel formation region 107. Here, the TFT 200 is of a top gate type in which the gate electrode 109 faces the channel formation region 107 with the gate insulating film 108 on the upper side thereof. Further, the TFT 200 is an N-channel type in which an N-type impurity is introduced into the source region 162 and the drain region 163.

【0058】ソース領域162およびドレイン領域16
3には、層間絶縁膜111のコンタクトホール111
a、111bに対応する領域に高濃度コンタクト領域1
62a、163aを備え、これらの高濃度コンタクト領
域162a、163aにおけるリンイオン濃度は、約1
×1020cm-3である。
Source region 162 and drain region 16
3 is the contact hole 111 of the interlayer insulating film 111.
a high-concentration contact region 1 in the region corresponding to a and 111b
62a, 163a, and the phosphorus ion concentration in these high-concentration contact regions 162a, 163a is about 1
It is × 10 20 cm -3 .

【0059】ITO層からなるドレイン電極112(画
素電極)、およびアルミニウム合金層からなるソース電
極113は、コンタクトホール111a、111bを介
して高濃度コンタクト領域162a、163aに導電接
続しているが、コンタクトホール111a、111bの
底部には、TiNx 層からなる薄い障壁層240a、2
40b(たとえば、膜厚が約1000オングストローム
の障壁層)がある。従って、ソース電極113およびド
レイン電極112は、障壁層240a、240bを介し
て高濃度コンタクト領域162a、163aに導電接続
している。
The drain electrode 112 (pixel electrode) made of the ITO layer and the source electrode 113 made of the aluminum alloy layer are conductively connected to the high concentration contact regions 162a, 163a through the contact holes 111a, 111b. At the bottoms of the holes 111a and 111b, thin barrier layers 240a and 2a made of a TiNx layer are formed.
40b (eg, a barrier layer having a thickness of about 1000 Å). Therefore, the source electrode 113 and the drain electrode 112 are conductively connected to the high-concentration contact regions 162a and 163a via the barrier layers 240a and 240b.

【0060】なお、ゲート電極109の端部に対峙する
位置には、膜厚が約500オングストロームの低濃度ソ
ース領域162b、および膜厚が約500オングストロ
ームの低濃度ドレイン領域163bを備えており、TF
T200は、LDD構造を有している。低濃度ソース領
域162bおよび低濃度ドレイン領域163bのリンイ
オンのピーク濃度は、約1×1018cm-3から約1×1
19cm-3までの範囲にある。ここで、低濃度ソース領
域162bおよび低濃度ドレイン領域163bの下層側
には、膜厚が約1000オングストロームの下層側ソー
ス領域162c、および下層側ドレイン領域163cが
形成されている。
A low-concentration source region 162b having a film thickness of about 500 Å and a low-concentration drain region 163b having a film thickness of about 500 Å are provided at a position facing the end of the gate electrode 109, and TF is provided.
T200 has an LDD structure. The peak concentration of phosphorus ions in the low concentration source region 162b and the low concentration drain region 163b is about 1 × 10 18 cm −3 to about 1 × 1.
It is in the range of up to 0 19 cm -3 . Here, a lower layer side source region 162c and a lower layer side drain region 163c having a film thickness of about 1000 Å are formed on the lower layer side of the low concentration source region 162b and the low concentration drain region 163b.

【0061】このように構成したトップゲート型のTF
T200は、以下の製造方法によって製造されているた
め、実施例1と同様に、生産性が高いとともに、ソース
領域162およびドレイン領域163への不純物の導入
時に発生した結晶性の劣化は、低温熱処理で充分に修復
されている。また、ソース電極113およびドレイン電
極112と、高濃度コンタクト領域162a、163a
との間における接続抵抗が小さい。
The top gate type TF having the above structure
Since T200 is manufactured by the following manufacturing method, it has high productivity as in the first embodiment, and the crystallinity deterioration that occurs when impurities are introduced into the source region 162 and the drain region 163 is low temperature heat treatment. It has been fully repaired. In addition, the source electrode 113 and the drain electrode 112, and the high-concentration contact regions 162a and 163a.
The connection resistance between and is small.

【0062】図6は、TFT200の製造方法を示す工
程断面図である。
6A to 6D are process sectional views showing a method of manufacturing the TFT 200.

【0063】まず、図6(a)に示すように、ガラス基
板101の表面に、膜厚が約2000オングストローム
のシリコン酸化膜106を形成する。
First, as shown in FIG. 6A, a silicon oxide film 106 having a thickness of about 2000 angstrom is formed on the surface of the glass substrate 101.

【0064】次に、膜厚が約1000オングストローム
のノンドープの多結晶シリコン膜を形成した後、それを
パタンニングして、下層側の多結晶シリコン膜105を
形成する。
Next, after forming a non-doped polycrystalline silicon film having a film thickness of about 1000 angstrom, the undoped polycrystalline silicon film is patterned to form a lower polycrystalline silicon film 105.

【0065】次に、膜厚が約500オングストロームの
ノンドープの多結晶シリコン膜を形成した後、それをパ
タンニングして、上層側の多結晶シリコン膜104を形
成する。かかる多結晶シリコン膜104、105は、た
とえば、固相成長法や低温低圧CVD法(LPCVD
法)などにより形成される。また、多結晶シリコン膜1
04、105は、非晶質シリコン膜をレーザーアニール
法で多結晶化することにより形成する場合もある。
Next, after forming a non-doped polycrystalline silicon film having a film thickness of about 500 angstrom, it is patterned to form an upper polycrystalline silicon film 104. The polycrystalline silicon films 104 and 105 are formed, for example, by a solid phase growth method or a low temperature low pressure CVD method (LPCVD).
Method) etc. In addition, the polycrystalline silicon film 1
04 and 105 may be formed by polycrystallizing an amorphous silicon film by a laser annealing method.

【0066】次に、多結晶シリコン膜104の表面側
に、膜厚が約1200オングストロームのシリコン酸化
膜108(ゲート絶縁膜)を形成する。次に、シリコン
酸化膜108の表面側に、アルミニウム、クロム、タン
タルなどの電気的抵抗の小さな金属層をスパッタ法など
により形成した後に、それをパタンニングして、膜厚が
約6000オングストロームのゲート電極109を形成
する。
Next, a silicon oxide film 108 (gate insulating film) having a film thickness of about 1200 Å is formed on the surface side of the polycrystalline silicon film 104. Next, a metal layer having a small electric resistance, such as aluminum, chromium, or tantalum, is formed on the surface side of the silicon oxide film 108 by a sputtering method or the like, and then patterned to form a gate having a film thickness of about 6000 angstroms. The electrode 109 is formed.

【0067】次に、図6(b)に示すように、図3に示
したイオン注入装置50を用いて、PH3 を5%含み、
残部が水素ガスである混合ガスから発生する全てのイオ
ンを、質量分離することなく、約80keVのエネルギ
ーでゲート電極109をマスクとしながら多結晶シリコ
ン膜104、105にイオン注入する。なお、水素ガス
に代えて、ヘリウムガスを用いる場合もある。ここで、
不純物の導入量は、リンイオンのドーズ量に換算して1
×1013/cm2 から1×1014/cm2 までの範囲で
ある。その結果、多結晶シリコン膜104、105に
は、リンイオンの濃度ピークが1×1018cm-3から1
×1019cm-3までの範囲にある低濃度のソース・ドレ
イン領域104a、105aが形成される。続いて、図
2に示したイオン注入装置50を用いて、純水素ガスか
らなるドーピングガスから発生する全てのイオンを打ち
込んで、低濃度のソース・ドレイン領域104a、10
5aに含まれる欠陥を水素によって除去する。この場合
には、水素イオンの濃度ピークは、6×1018cm-3
ら1×1020cm-3までの範囲とする。なお、不純物が
注入されなかった部分がチャネル形成領域107とな
る。
Next, as shown in FIG. 6 (b), by using the ion implantation apparatus 50 shown in FIG. 3, comprises a PH 3 5%,
All the ions generated from the mixed gas, the balance of which is hydrogen gas, are ion-implanted into the polycrystalline silicon films 104 and 105 with energy of about 80 keV using the gate electrode 109 as a mask without mass separation. Note that helium gas may be used instead of hydrogen gas. here,
The amount of impurities introduced is 1 converted to the phosphorus ion dose.
It is in the range of × 10 13 / cm 2 to 1 × 10 14 / cm 2 . As a result, the polycrystalline silicon films 104 and 105 have phosphorus ion concentration peaks of 1 × 10 18 cm −3 to 1
Low-concentration source / drain regions 104a and 105a are formed in the range of up to × 10 19 cm -3 . Then, using the ion implantation apparatus 50 shown in FIG. 2, all the ions generated from the doping gas composed of pure hydrogen gas are implanted, and the low concentration source / drain regions 104a, 10a
The defects contained in 5a are removed by hydrogen. In this case, the concentration peak of hydrogen ions is in the range of 6 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 20 cm −3 . The portion where the impurities are not implanted becomes the channel formation region 107.

【0068】次に、図6(c)に示すように、ゲート電
極109の表面側に層間絶縁膜111を形成した後に、
それにコンタクトホール111a、111bを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 6C, after forming an interlayer insulating film 111 on the surface side of the gate electrode 109,
Contact holes 111a and 111b are formed therein.

【0069】さらに、本例では、層間絶縁膜111の表
面側(ガラス基板101の表面全体)にTiNx 層から
なる薄い障壁層240(たとえば、膜厚が約1000オ
ングストロームの障壁層)を形成する。ここで、障壁層
240は、層間絶縁膜111の表面側だけでなく、コン
タクトホール111a、111bの底部にも形成される
(障壁層形成工程)。
Further, in this example, a thin barrier layer 240 (for example, a barrier layer having a film thickness of about 1000 Å) made of a TiNx layer is formed on the surface side of the interlayer insulating film 111 (the entire surface of the glass substrate 101). Here, the barrier layer 240 is formed not only on the surface side of the interlayer insulating film 111 but also on the bottoms of the contact holes 111a and 111b (barrier layer forming step).

【0070】次に、図6(d)に示すように、コンタク
トホール111a、111bの底部に障壁層240を形
成した状態のままで、高濃度の不純物を導入する。この
際には、マスクを用いずに、ガラス基板101の表面全
体に不純物を注入する(高濃度不純物導入工程)。
Next, as shown in FIG. 6D, a high-concentration impurity is introduced with the barrier layer 240 formed in the bottoms of the contact holes 111a and 111b. At this time, impurities are implanted into the entire surface of the glass substrate 101 without using a mask (high-concentration impurity introduction step).

【0071】この高濃度不純物導入工程においても、図
3に示したイオン注入装置50を用いる。すなわち、P
3 を5%含み、残部が水素ガスである混合ガスから発
生する全てのイオンを、質量分離することなく、約80
keVのエネルギーでイオン注入する。このときのイオ
ンの加速電圧などの条件は、不純物分布のピークが障壁
層240の側に位置するように設定する。また、不純物
導入量は、リンイオンのドーズ量に換算して約1×10
15/cm2 である。
The ion implantation apparatus 50 shown in FIG. 3 is also used in this high-concentration impurity introduction step. That is, P
Approximately 80% of all ions generated from a mixed gas containing 5% of H 3 and the balance being hydrogen gas without mass separation.
Ion implantation is performed with an energy of keV. The conditions such as the acceleration voltage of the ions at this time are set so that the peak of the impurity distribution is located on the barrier layer 240 side. The amount of impurities introduced is approximately 1 × 10 6 in terms of phosphorus ion dose.
It is 15 / cm 2 .

【0072】その結果、低濃度のソース・ドレイン領域
104a、105aのうち、コンタクトホール111
a、111bに対応する領域には、マスクを用いなくて
も、高濃度の不純物が選択的に導入され、高濃度コンタ
クト領域162a、163aが形成される。その他の部
分は、低濃度ソース領域162bおよび低濃度ドレイン
領域163bとなる。
As a result, of the low concentration source / drain regions 104a and 105a, the contact hole 111 is formed.
High-concentration impurities are selectively introduced into the regions corresponding to a and 111b without using a mask to form high-concentration contact regions 162a and 163a. The other portions become the low concentration source region 162b and the low concentration drain region 163b.

【0073】次に、打ち込んだ不純物に対して、窒素雰
囲気中で約300℃、1時間の低温熱処理を施す。
Next, the implanted impurities are subjected to a low temperature heat treatment at about 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

【0074】次に、図6(e)に示すように、障壁層2
40をパタンニングして、コンタクトホール11a、1
11bの底部、およびその周囲に障壁層240a、24
0bを残す。
Next, as shown in FIG. 6E, the barrier layer 2
40 is patterned to contact holes 11a, 1
Barrier layers 240a, 24 around the bottom of 11b and around it.
Leave 0b.

【0075】しかる後に、図5に示すように、ITO層
(画素電極)からなるドレイン電極112、およびアル
ミニウム合金層からなるソース電極113を順次形成す
る。その結果、ドレイン電極112は、障壁層240b
を介して高濃度コンタクト領域163aに導電接続し、
ソース電極113は、障壁層240aを介して高濃度コ
ンタクト領域162aに導電接続する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a drain electrode 112 made of an ITO layer (pixel electrode) and a source electrode 113 made of an aluminum alloy layer are sequentially formed. As a result, the drain electrode 112 becomes the barrier layer 240b.
Conductively connected to the high concentration contact region 163a via
The source electrode 113 is conductively connected to the high concentration contact region 162a via the barrier layer 240a.

【0076】このように、本例のTFT200の製造方
法では、高濃度不純物導入工程において、層間絶縁膜1
11に形成したコンタクトホール111a、111bか
ら不純物を打ち込むため、マスクを形成してなくても、
所定の範囲のみに不純物を導入することができる。
As described above, in the method of manufacturing the TFT 200 of this example, the interlayer insulating film 1 is formed in the high-concentration impurity introduction step.
Since the impurities are implanted through the contact holes 111a and 111b formed in No. 11, even if a mask is not formed,
Impurities can be introduced only in a predetermined range.

【0077】また、高濃度不純物導入工程では、低濃度
のソース・ドレイン領域104a、105aに不純物を
直接打ち込むのでなく、障壁層140を介して打ち込
む。ここで、イオンの加速電圧などは、不純物分布のピ
ークが障壁層140の内部に位置するように設定してあ
る。従って、不純物分布のピーク部分では、結晶性が劣
化するが、かかる部分は、障壁層240(障壁層240
a、240b)の内部に存在する。従って、ソース領域
162およびドレイン領域163では、結晶性が大きく
劣化しない。それ故、高温で熱処理を行なわなくても、
比較的低温(たとえば、約300℃)で熱処理を行なう
ことにより、ソース領域162およびドレイン領域16
3の結晶性を回復させることができるので、製造工程全
体を低温プロセスで行なうことができるなど、実施例1
と同様な効果を奏する。
In the high-concentration impurity introduction step, the impurity is not directly implanted into the low-concentration source / drain regions 104a and 105a, but is implanted through the barrier layer 140. Here, the acceleration voltage of the ions and the like are set so that the peak of the impurity distribution is located inside the barrier layer 140. Therefore, the crystallinity is deteriorated at the peak portion of the impurity distribution, but at such a portion, the barrier layer 240 (the barrier layer 240
a, 240b). Therefore, the crystallinity of the source region 162 and the drain region 163 is not significantly deteriorated. Therefore, without heat treatment at high temperature,
By performing heat treatment at a relatively low temperature (eg, about 300 ° C.), the source region 162 and the drain region 16 are
Since the crystallinity of No. 3 can be recovered, the whole manufacturing process can be performed in a low temperature process.
Has the same effect as.

【0078】それに加えて、本例では、高濃度不純物導
入工程において、低濃度のソース・ドレイン領域104
a、105aに障壁層240を介して不純物イオンを打
ち込んだ後、障壁層240(障壁層240a、240
b)をコンタクトホール111a、111bの底部に残
して利用する。すなわち、高濃度不純物の導入時には、
ソース・ドレイン領域104a、105a(シリコン
膜)と障壁層240との間で境界部分を通して原子の相
互移動が起こり、原子のミキシングが生じるので、高濃
度コンタクト領域162a、163a(シリコン膜)と
障壁層240との間における接続抵抗が小さい。ここ
で、障壁層240を構成するTiNx 層と、ソース電極
113を構成するアルミニウム合金層とは、もとより接
続抵抗が小さい。従って、ソース領域162の側での接
続抵抗が低減される。かかる効果は、障壁層240とし
て、アルミニウム層、アルミニウム合金層、モリブデン
層、タングステン層、またはクロム層を用いた場合にも
得ることができる。
In addition to this, in this example, in the high concentration impurity introduction step, the low concentration source / drain regions 104 are formed.
a and 105a are implanted with impurity ions through the barrier layer 240, and then the barrier layer 240 (the barrier layers 240a and 240a
b) is used by leaving it at the bottoms of the contact holes 111a and 111b. That is, when introducing high-concentration impurities,
Mutual migration of atoms occurs between the source / drain regions 104a and 105a (silicon film) and the barrier layer 240, and mixing of atoms occurs, so that the high-concentration contact regions 162a and 163a (silicon film) and the barrier layer are formed. The connection resistance with 240 is small. Here, the connection resistance between the TiNx layer forming the barrier layer 240 and the aluminum alloy layer forming the source electrode 113 is originally small. Therefore, the connection resistance on the source region 162 side is reduced. Such an effect can be obtained even when an aluminum layer, an aluminum alloy layer, a molybdenum layer, a tungsten layer, or a chromium layer is used as the barrier layer 240.

【0079】また、ITO層からなるドレイン電極11
2と、高濃度コンタクト領域163a(シリコン膜)と
の接続抵抗は、従来より大きいという問題があったが、
本例では、コタクトホール111bの底部に残した障壁
層240bを介して、ドレイン電極112(ITO層)
と高濃度コンタクト領域163a(シリコン膜)とを導
電接続させているので、ドレイン領域163の側でも、
接続抵抗が小さい。
In addition, the drain electrode 11 made of the ITO layer
2 has a problem that the connection resistance between the high concentration contact region 163a (silicon film) is larger than that of the conventional one.
In this example, the drain electrode 112 (ITO layer) is formed via the barrier layer 240b left at the bottom of the contact hole 111b.
And the high-concentration contact region 163a (silicon film) are conductively connected to each other, so that even on the drain region 163 side,
Small connection resistance.

【0080】〔実施例3〕図7は、実施例3に係るTF
Tの構成を示す縦断面図である。なお、本例のTFT
は、実施例1、2のTFTと相違して、オフセットゲー
ト構造になっている。
[Third Embodiment] FIG. 7 shows a TF according to a third embodiment.
It is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of T. The TFT of this example
Differs from the TFTs of Examples 1 and 2 in that it has an offset gate structure.

【0081】図7において、透明な絶縁基板であるガラ
ス基板301の表面側には、タンタル、アルミニウム、
またはクロムからなるゲート電極309と、ゲート電極
309の端部に対して横方向にずれた領域に位置するソ
ース領域362およびドレイン領域363と、これらの
ソース領域362とドレイン領域363との間にチャネ
ルを形成するためのチャネル形成領域307とを有す
る。ここで、TFT300は、チャネル形成領域307
に対して、その上層側でゲート絶縁膜308を介してゲ
ート電極309が対峙するトップゲート型になってい
る。また、TFT300は、ソース領域362およびド
レイン領域363にN型の不純物が導入されたNチャネ
ル型になっている。
In FIG. 7, on the surface side of a glass substrate 301 which is a transparent insulating substrate, tantalum, aluminum,
Alternatively, a gate electrode 309 made of chromium, a source region 362 and a drain region 363 located in a region laterally displaced from an end portion of the gate electrode 309, and a channel between the source region 362 and the drain region 363. And a channel formation region 307 for forming Here, the TFT 300 has a channel formation region 307.
On the other hand, it is of a top gate type in which the gate electrode 309 faces the gate insulating film 308 on the upper layer side. Further, the TFT 300 is an N-channel type in which an N-type impurity is introduced into the source region 362 and the drain region 363.

【0082】ソース領域362およびドレイン領域36
3は、層間絶縁膜311のコンタクトホール311a、
311bが対応する領域のみに形成され、ソース領域3
62およびドレイン領域363自身が、アルミニウム合
金層からなるソース電極313、およびITO層からな
るドレイン電極312が導電接続する高濃度コンタクト
領域になっている。ここで、コンタクトホール311
a、311bの底部には、TiNx 層からなる薄い障壁
層340a、340b(たとえば、膜厚が約1000オ
ングストロームの障壁層)がある。従って、ソース電極
313およびドレイン電極312は、障壁層340a、
340bを介してソース領域362およびドレイン領域
363に導電接続されている。
Source region 362 and drain region 36
3 is a contact hole 311a of the interlayer insulating film 311,
311b is formed only in the corresponding region, and the source region 3
62 and the drain region 363 itself are high-concentration contact regions to which the source electrode 313 made of an aluminum alloy layer and the drain electrode 312 made of an ITO layer are conductively connected. Here, the contact hole 311
At the bottom of a, 311b is a thin barrier layer 340a, 340b (eg, a barrier layer having a thickness of about 1000 Å) made of a TiNx layer. Therefore, the source electrode 313 and the drain electrode 312 are the barrier layer 340a,
It is conductively connected to the source region 362 and the drain region 363 via 340b.

【0083】このように構成したトップゲート型のTF
T300は、以下の製造方法によって製造されているた
め、実施例1と同様に、生産性が高いとともに、ソース
領域362およびドレイン領域363への不純物の導入
時に発生した結晶性の劣化は、低温熱処理で充分に修復
されている。また、ソース電極313およびドレイン電
極312と、ソース領域362およびドレイン領域36
3との間における接続抵抗が小さい。
The top-gate type TF configured as described above
Since T300 is manufactured by the following manufacturing method, it has high productivity as in the first embodiment, and the crystallinity deterioration that occurs when impurities are introduced into the source region 362 and the drain region 363 is low temperature heat treatment. It has been fully repaired. In addition, the source electrode 313 and the drain electrode 312, and the source region 362 and the drain region 36.
The connection resistance with 3 is small.

【0084】図8は、TFT300の製造方法を示す工
程断面図である。
FIGS. 8A to 8C are process sectional views showing a method of manufacturing the TFT 300.

【0085】まず、図8(a)に示すように、ガラス基
板301の表面に、膜厚が約2000オングストローム
のシリコン酸化膜306を形成する。
First, as shown in FIG. 8A, a silicon oxide film 306 having a film thickness of about 2000 angstrom is formed on the surface of the glass substrate 301.

【0086】次に、膜厚が約500オングストロームの
ノンドープの多結晶シリコン膜を形成した後、それをパ
タンニングして、多結晶シリコン膜304を形成する。
かかる多結晶シリコン膜は、たとえば、固相成長法や低
温低圧CVD法(LPCVD法)などにより形成され
る。また、多結晶シリコン膜304は、非晶質シリコン
膜をレーザーアニール法で多結晶化することにより形成
する場合もある。
Next, after forming a non-doped polycrystalline silicon film having a film thickness of about 500 angstrom, it is patterned to form a polycrystalline silicon film 304.
Such a polycrystalline silicon film is formed by, for example, a solid phase growth method or a low temperature low pressure CVD method (LPCVD method). Further, the polycrystalline silicon film 304 may be formed by polycrystallizing an amorphous silicon film by a laser annealing method.

【0087】次に、多結晶シリコン膜304の表面側
に、膜厚が約1200オングストロームのシリコン酸化
膜308(ゲート絶縁膜)を形成する。次に、シリコン
酸化膜308の表面側に、アルミニウム、クロム、タン
タルなどの電気的抵抗の小さな金属層をスパッタ法など
により形成した後に、それをパタンニングして、膜厚が
約6000オングストロームのゲート電極309を形成
する。
Next, a silicon oxide film 308 (gate insulating film) having a film thickness of about 1200 Å is formed on the surface side of the polycrystalline silicon film 304. Next, a metal layer having a small electric resistance, such as aluminum, chromium, or tantalum, is formed on the surface side of the silicon oxide film 308 by a sputtering method or the like, and then patterned to form a gate having a film thickness of about 6000 angstroms. The electrode 309 is formed.

【0088】次に、図8(b)に示すように、ゲート電
極309の表面側に層間絶縁膜311を形成した後に、
それにコンタクトホール311a、311bを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 8B, after forming an interlayer insulating film 311 on the surface side of the gate electrode 309,
Contact holes 311a and 311b are formed therein.

【0089】さらに、本例では、層間絶縁膜311の表
面側(ガラス基板301の表面全体)にTiNx 層から
なる薄い障壁層340(たとえば、膜厚が約1000オ
ングストロームの障壁層)を形成する。ここで、障壁層
340は、層間絶縁膜311の表面側だけでなく、コン
タクトホール311a、311bの底部にも形成される
(障壁層形成工程)。
Further, in this example, a thin barrier layer 340 (for example, a barrier layer having a film thickness of about 1000 Å) made of a TiNx layer is formed on the surface side of the interlayer insulating film 311 (the entire surface of the glass substrate 301). Here, the barrier layer 340 is formed not only on the surface side of the interlayer insulating film 311, but also on the bottoms of the contact holes 311a and 311b (barrier layer forming step).

【0090】次に、図8(c)に示すように、コンタク
トホール311a、311bの底部に障壁層340を形
成した状態のままで、高濃度の不純物を導入する。この
際には、マスクを用いずに、ガラス基板301の表面全
体に不純物を注入する(高濃度不純物導入工程)。
Next, as shown in FIG. 8C, a high concentration impurity is introduced with the barrier layer 340 formed in the bottoms of the contact holes 311a and 311b. At this time, impurities are implanted into the entire surface of the glass substrate 301 without using a mask (high-concentration impurity introduction step).

【0091】この高濃度不純物導入工程においても、図
3に示したイオン注入装置50を用いる。すなわち、P
3 を5%含み、残部が水素ガスである混合ガスから発
生する全てのイオンを、質量分離することなく、約80
keVのエネルギーでイオン注入する。なお、水素ガス
に代えて、ヘリウムガスを用いる場合もある。このとき
のイオンの加速電圧などの条件は、不純物濃度のピーク
部分が障壁層340の側に位置するように設定する。ま
た、不純物導入量は、リンイオンのドーズ量に換算して
約1×1015/cm2 である。
The ion implantation apparatus 50 shown in FIG. 3 is also used in this high-concentration impurity introduction step. That is, P
Approximately 80% of all ions generated from a mixed gas containing 5% of H 3 and the balance being hydrogen gas without mass separation.
Ion implantation is performed with an energy of keV. Note that helium gas may be used instead of hydrogen gas. Conditions such as the ion acceleration voltage at this time are set so that the peak portion of the impurity concentration is located on the barrier layer 340 side. The amount of impurities introduced is about 1 × 10 15 / cm 2 in terms of phosphorus ion dose.

【0092】その結果、多結晶シリコン膜304のう
ち、コンタクトホール311a、311bに対応する領
域には、マスクを用いなくても、高濃度の不純物が選択
的に導入され、ソース領域162およびドレイン領域1
63(高濃度コンタクト領域)が形成される。
As a result, high concentration impurities are selectively introduced into the regions of the polycrystalline silicon film 304 corresponding to the contact holes 311a and 311b without using a mask, and the source region 162 and the drain region are formed. 1
63 (high concentration contact region) is formed.

【0093】次に、打ち込んだ不純物に対して、窒素雰
囲気中で約300℃、1時間の低温熱処理を施す。
Next, the implanted impurities are subjected to a low temperature heat treatment at about 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

【0094】次に、図8(d)に示すように、障壁層3
40をパタンニングして、コンタクトホール311a、
311bの底部、およびその周囲に障壁層340a、3
40bを残す。
Next, as shown in FIG. 8D, the barrier layer 3
40 for contact holes 311a,
Barrier layers 340a, 3a around the bottom of 311b and around it.
Leave 40b.

【0095】しかる後に、図7に示すように、ITO層
(画素電極)からなるドレイン電極312、およびアル
ミニウム合金層からなるソース電極313を順次形成す
る。その結果、ドレイン電極312は、障壁層340b
を介してドレイン領域363に導電接続し、ソース電極
313は、障壁層340aを介してソース領域362に
導電接続する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a drain electrode 312 made of an ITO layer (pixel electrode) and a source electrode 313 made of an aluminum alloy layer are sequentially formed. As a result, the drain electrode 312 becomes the barrier layer 340b.
The source electrode 313 is conductively connected to the drain region 363 via the barrier layer 340a.

【0096】このように、本例のTFT300の製造方
法では、高濃度不純物導入工程において、層間絶縁膜3
11に形成したコンタクトホール311a、311bか
ら不純物を打ち込むため、マスクを形成してなくても、
所定の範囲のみに不純物を導入することができる。
As described above, in the method of manufacturing the TFT 300 of this example, the interlayer insulating film 3 is formed in the high-concentration impurity introduction step.
Since impurities are implanted from the contact holes 311a and 311b formed in No. 11, even if a mask is not formed,
Impurities can be introduced only in a predetermined range.

【0097】また、高濃度不純物導入工程では、多結晶
シリコン膜304に不純物を直接打ち込むのでなく、障
壁層340を介して打ち込む。ここで、イオンの加速電
圧などは、不純物分布のピークが障壁層340の内部に
位置するように設定してある。従って、不純物濃度のピ
ーク部分では、結晶性が低下するが、かかる部分は、障
壁層340(障壁層340a、340b)の内部に存在
する。従って、ソース領域362およびドレイン領域3
63では、結晶性が大きく劣化しない。それ故、高温で
熱処理を行なわなくても、比較的低温(たとえば、約3
00℃)で熱処理を行なうことにより、ソース領域36
2およびドレイン領域363の結晶性を回復させること
ができるので、製造工程全体を低温プロセスで行なうこ
とができるなど、実施例1と同様な効果を奏する。
In the high-concentration impurity introduction step, the impurity is not directly implanted into the polycrystalline silicon film 304, but is implanted through the barrier layer 340. Here, the ion accelerating voltage and the like are set so that the peak of the impurity distribution is located inside the barrier layer 340. Therefore, although the crystallinity is lowered at the peak portion of the impurity concentration, such a portion exists inside the barrier layer 340 (the barrier layers 340a and 340b). Therefore, the source region 362 and the drain region 3
In 63, the crystallinity does not significantly deteriorate. Therefore, even if heat treatment is not performed at a high temperature, a relatively low temperature (for example, about 3
By performing heat treatment at 00 ° C., the source region 36
Since the crystallinity of the drain region 363 and the drain region 363 can be recovered, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such that the entire manufacturing process can be performed by a low temperature process.

【0098】それに加えて、本例では、高濃度不純物導
入工程において、多結晶シリコン膜304に障壁層34
0を介して不純物イオンを打ち込んだ後、障壁層340
(障壁層340a、340b)をコンタクトホール31
1a、311bの底部に残して利用する。すなわち、高
濃度不純物の導入時には、多結晶シリコン膜304と障
壁層340との間で境界部分を通して原子の相互移動が
起こり、原子のミキシングが生じるので、ソース領域3
62およびドレイン領域363(シリコン膜)と障壁層
340との間における接続抵抗が小さい。ここで、障壁
層340を構成するTiNx 層と、ソース電極313を
構成するアルミニウム合金層とは、もとより接続抵抗が
小さい。従って、ソース領域362の側での接続抵抗が
低減される。かかる効果は、障壁層340として、アル
ミニウム層、アルミニウム合金層、モリブデン層、タン
グステン層、またはクロム層を用いた場合にも得ること
ができる。
In addition to this, in this example, the barrier layer 34 is formed on the polycrystalline silicon film 304 in the high-concentration impurity introduction step.
After implanting the impurity ions through 0, the barrier layer 340
The (barrier layers 340a and 340b) are formed in the contact holes 31.
It is used by leaving it on the bottom of 1a and 311b. That is, when the high-concentration impurities are introduced, mutual movement of atoms occurs between the polycrystalline silicon film 304 and the barrier layer 340 through the boundary portion, and mixing of the atoms occurs.
62, the connection resistance between the drain region 363 (silicon film) and the barrier layer 340 is small. Here, the TiNx layer forming the barrier layer 340 and the aluminum alloy layer forming the source electrode 313 have small connection resistance. Therefore, the connection resistance on the source region 362 side is reduced. Such an effect can be obtained even when an aluminum layer, an aluminum alloy layer, a molybdenum layer, a tungsten layer, or a chromium layer is used as the barrier layer 340.

【0099】また、ITO層からなるドレイン電極31
2と、ドレイン領域363(シリコン膜)との接続抵抗
は、従来より大きいという問題があったが、本例では、
コタクトホール311bの底部に残った障壁層340a
を介して、ドレイン電極312(ITO層)と、ドレイ
ン領域363(シリコン膜)とを導電接続させているの
で、ドレイン領域363の側でも、接続抵抗が小さい。
In addition, the drain electrode 31 made of the ITO layer
2 has a problem that the connection resistance between the drain region 363 and the drain region 363 (silicon film) is larger than the conventional one, but in this example,
Barrier layer 340a remaining at the bottom of the contact hole 311b
Since the drain electrode 312 (ITO layer) and the drain region 363 (silicon film) are conductively connected via the, the connection resistance is small even on the drain region 363 side.

【0100】〔実施例4〕図9には、本例のボトムゲー
ト型の薄膜トランジスタを用いた液晶表示パネル用のア
クティブマトリクス基板において、信号線と走査線とが
区画する画素領域の一つを拡大して示してある。なお、
このアクティブマトリクス基板は、機能的には図1に示
したアクティブマトリクス基板と同様であるため、共通
する機能を有する部分には同じ符号を付してある。この
図において、液晶表示パネル用のアクティブマトリクス
基板1には、信号線2と走査線3とによって画素領域4
が区画されており、この画素領域4には、信号線2から
延設されたソース電極Sが導電接続するソース領域と、
走査線3から延設されたゲート電極Gとを備える画素用
薄膜トランジスタ(TFT)が形成されている。ここ
で、画素領域4を覆うITO電極6は、その一部がTF
Tのドレイン電極Dになっている。なお、本例のTFT
の各断面は、図9におけるY−Y′断面に相当する。
[Embodiment 4] FIG. 9 is an enlarged view of one of pixel regions defined by signal lines and scanning lines in an active matrix substrate for a liquid crystal display panel using a bottom gate type thin film transistor of this embodiment. Is shown. In addition,
Since this active matrix substrate is functionally similar to the active matrix substrate shown in FIG. 1, parts having common functions are denoted by the same reference numerals. In this figure, a pixel area 4 is formed by a signal line 2 and a scanning line 3 on an active matrix substrate 1 for a liquid crystal display panel.
In the pixel region 4, a source region to which the source electrode S extending from the signal line 2 is conductively connected is formed in the pixel region 4.
A pixel thin film transistor (TFT) including a gate electrode G extending from the scanning line 3 is formed. Here, a part of the ITO electrode 6 covering the pixel region 4 is TF.
It is the drain electrode D of T. The TFT of this example
9 corresponds to the YY 'section in FIG.

【0101】図10は、実施例4に係るTFTの構成を
示す縦断面図である。
FIG. 10 is a vertical sectional view showing the structure of the TFT according to the fourth embodiment.

【0102】図10において、本例のTFT400で
は、ガラス基板401の表面側にゲート電極402が形
成され、このゲート電極402の表面側にゲート絶縁膜
403が形成されている。ゲート絶縁膜403の表面側
には、ゲート電極402に対峙する領域にチャネル形成
領域404を構成するシリコン膜406が形成されてい
る。ここで、シリコン膜406のうち、チャネル形成領
域404の両側は、ソース領域411およびドレイン領
域412になっている。シリコン膜406の表面側に
は、層間絶縁膜405が形成されており、それには、コ
ンタクトホール405a、405bが形成されている。
また、コンタクトホール405a、405bの間には、
チャネル保護膜405cが形成されている。コンタクト
ホール405a、405bの底部に対応するソース領域
411およびドレイン領域412には、高濃度コンタク
ト領域411a、412aが形成されている。
In FIG. 10, in the TFT 400 of this example, the gate electrode 402 is formed on the front surface side of the glass substrate 401, and the gate insulating film 403 is formed on the front surface side of the gate electrode 402. On the surface side of the gate insulating film 403, a silicon film 406 that forms a channel formation region 404 is formed in a region facing the gate electrode 402. Here, the silicon film 406 has a source region 411 and a drain region 412 on both sides of the channel formation region 404. An interlayer insulating film 405 is formed on the surface side of the silicon film 406, and contact holes 405a and 405b are formed therein.
Further, between the contact holes 405a and 405b,
A channel protective film 405c is formed. High-concentration contact regions 411a and 412a are formed in the source region 411 and the drain region 412 corresponding to the bottoms of the contact holes 405a and 405b.

【0103】ソース電極422およびドレイン電極42
1は、コンタクトホール405a、405bを介してソ
ース領域411およびドレイン領域412の高濃度コン
タクト領域411a、411bに導電接続している。
Source electrode 422 and drain electrode 42
1 is conductively connected to the high concentration contact regions 411a and 411b of the source region 411 and the drain region 412 through the contact holes 405a and 405b.

【0104】本例では、コンタクトホール405a、4
05bのうち、コンタクトホール405bの底部には、
クロム層からなる薄い障壁層440b(たとえば、膜厚
が約1000オングストロームの障壁層)がある。従っ
て、ドレイン電極421は、障壁層440bを介して高
濃度コンタクト領域412aに導電接続している。ま
た、障壁層440bは、コンタクトホール411bの底
部だけでなく、ドレイン電極421の下層全体に形成さ
れているので、反射型の液晶表示装置用として用いるこ
とができる。ここで、障壁層440bの材料や膜厚を、
光透過率が犠牲にならない条件に設定すると、ドレイン
電極421の下層全体に障壁層440bを形成する本例
のような構造も、透過型の液晶表示装置に適用すること
ができる。このように構成したボトムゲート型のTFT
400は、以下の製造方法によって製造されているた
め、生産性が高いとともに、ドレイン電極421と高濃
度コンタクト領域412aとの間における接続抵抗が小
さい。
In this example, the contact holes 405a, 4
Of the 05b, the bottom of the contact hole 405b,
There is a thin barrier layer 440b made of a chromium layer (eg, a barrier layer having a thickness of about 1000 Å). Therefore, the drain electrode 421 is conductively connected to the high concentration contact region 412a via the barrier layer 440b. Since the barrier layer 440b is formed not only on the bottom of the contact hole 411b but also on the entire lower layer of the drain electrode 421, it can be used for a reflective liquid crystal display device. Here, the material and film thickness of the barrier layer 440b are
The structure like this example in which the barrier layer 440b is formed over the entire lower layer of the drain electrode 421 can be applied to the transmissive liquid crystal display device if the light transmittance is not sacrificed. Bottom gate type TFT configured in this way
Since 400 is manufactured by the following manufacturing method, the productivity is high and the connection resistance between the drain electrode 421 and the high-concentration contact region 412a is small.

【0105】図11(a)〜(e)を参照して、本例の
TFTの製造方法を説明する。
A method of manufacturing the TFT of this example will be described with reference to FIGS.

【0106】まず、図11(a)に示すように、ガラス
基板401の表面にゲート電極402を形成する。ゲー
ト電極402は、スパッタ法などにより膜厚が3000
オングストローム程のタンタル層を形成した後、それを
パタンニングすることにより形成する。
First, as shown in FIG. 11A, a gate electrode 402 is formed on the surface of a glass substrate 401. The gate electrode 402 has a film thickness of 3000 by a sputtering method or the like.
It is formed by forming a tantalum layer having a thickness of about angstrom and then patterning it.

【0107】次に、ゲート電極402を形成したガラス
基板401の表面側にゲート絶縁膜403を形成する。
このゲート絶縁膜403は、プラズマCVD法などによ
って膜厚が約3000オングストロームの窒化シリコン
膜(SiNx )を形成し、それをパタンニングすること
によって形成する。
Next, a gate insulating film 403 is formed on the surface side of the glass substrate 401 on which the gate electrode 402 is formed.
The gate insulating film 403 is formed by forming a silicon nitride film (SiNx) having a film thickness of about 3000 angstrom by the plasma CVD method or the like and patterning it.

【0108】次に、ゲート絶縁膜403の表面側にプラ
ズマCVD法などによりアモルファスのシリコン膜40
6を形成する。このシリコン膜406は、ゲート絶縁膜
403を形成した後、基板表面全体に対して、アモルフ
ァスのシリコン膜406を形成した後、それをパタンニ
ングすることによって形成する。
Next, the amorphous silicon film 40 is formed on the surface side of the gate insulating film 403 by the plasma CVD method or the like.
6 is formed. The silicon film 406 is formed by forming the gate insulating film 403, forming an amorphous silicon film 406 on the entire surface of the substrate, and then patterning the amorphous silicon film 406.

【0109】次に、図11(b)に示すように、シリコ
ン膜406の表面側に対して、層間絶縁膜405を形成
する。この層間絶縁膜405は、基板表面の全体に窒化
シリコン膜(SiNx )を形成した後、パタンニングす
ることによって形成する。このパタンニング工程では、
コンタクトホール405a、405bも形成する。その
結果、コンタクトホール405a、405bの間には、
チャネル保護膜405cが形成される。
Next, as shown in FIG. 11B, an interlayer insulating film 405 is formed on the surface side of the silicon film 406. The interlayer insulating film 405 is formed by forming a silicon nitride film (SiNx) on the entire surface of the substrate and then patterning it. In this patterning process,
Contact holes 405a and 405b are also formed. As a result, between the contact holes 405a and 405b,
The channel protective film 405c is formed.

【0110】次に、図11(c)に示すように、基板表
面の全体にクロム膜からなる薄い障壁層440(たとえ
ば、膜厚が約1000オングストロームの障壁層)を形
成する。その結果、層間絶縁膜406およびチャネル保
護膜405cの表面に障壁層440が形成されるととも
に、コンタクトホール405a、405bの底部にも、
障壁層440が形成される(障壁層形成工程)。
Next, as shown in FIG. 11C, a thin barrier layer 440 made of a chromium film (for example, a barrier layer having a film thickness of about 1000 Å) is formed on the entire surface of the substrate. As a result, the barrier layer 440 is formed on the surfaces of the interlayer insulating film 406 and the channel protective film 405c, and also at the bottoms of the contact holes 405a and 405b.
The barrier layer 440 is formed (barrier layer forming step).

【0111】本例では、この状態で不純物の導入を行な
う。すなわち、図11(d)に示すように、基板表面の
全体にリンイオンをイオン注入すると、シリコン膜40
6のうち、コンタクトホール405a、405bに対応
する部分のみに不純物が選択的に導入される。この際に
は、基板の温度を約200℃以上にまで高めた状態での
イオン注入、いわゆる高温イオン注入を行う。その結
果、シリコン膜406の表面には、所定の深さをもつ高
濃度コンタクト領域411a、411bが形成される
(高濃度不純物導入工程)。
In this example, impurities are introduced in this state. That is, as shown in FIG. 11D, when phosphorus ions are implanted into the entire surface of the substrate, the silicon film 40
Of 6, the impurities are selectively introduced only into the portions corresponding to the contact holes 405a and 405b. At this time, so-called high temperature ion implantation is performed with the substrate temperature raised to about 200 ° C. or higher. As a result, high-concentration contact regions 411a and 411b having a predetermined depth are formed on the surface of the silicon film 406 (high-concentration impurity introduction step).

【0112】次に、打ち込んだ不純物に対して、窒素雰
囲気中で約300℃、1時間の低温熱処理を施す。
Next, the implanted impurities are subjected to a low temperature heat treatment at about 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

【0113】しかる後に、図11(e)に示すように、
基板表面の全体にITO層421aを形成した後、図1
0に示すように、それを所定のマスクによってパタンニ
ングし、ドレイン電極421を形成する。続いて、同じ
パターンで障壁層440もパタンニングし、ドレイン電
極421の下層に障壁層440bを残す。その結果、I
TO層からなるドレイン電極421は、クロム膜からな
る障壁層440bを下層にもつ画素電極となる。また、
図示を省略するが、基板表面の全体にTi層を形成した
後、それをパタンニングして、ソース電極422を形成
する。
Then, as shown in FIG. 11 (e),
After forming the ITO layer 421a on the entire surface of the substrate, as shown in FIG.
As shown in 0, it is patterned by a predetermined mask to form a drain electrode 421. Subsequently, the barrier layer 440 is also patterned in the same pattern to leave the barrier layer 440b under the drain electrode 421. As a result, I
The drain electrode 421 made of the TO layer becomes a pixel electrode having a barrier layer 440b made of a chromium film as a lower layer. Also,
Although not shown, a Ti layer is formed on the entire surface of the substrate and then patterned to form a source electrode 422.

【0114】以上説明したとおり、本例のTFT400
の製造方法においても、高濃度コンクタクト領域411
a、412aを形成するための高濃度不純物導入工程に
おいて、層間絶縁膜411に形成したコンタクトホール
405a、405bから不純物を打ち込むため、マスク
を形成しなくても、所定の領域のみに不純物を導入する
ことができる。
As described above, the TFT 400 of this example
Also in the manufacturing method of the high concentration contact region 411
In the high-concentration impurity introduction step for forming a and 412a, the impurities are implanted through the contact holes 405a and 405b formed in the interlayer insulating film 411, so that the impurities are introduced only into a predetermined region without forming a mask. be able to.

【0115】また、高濃度不純物導入工程では、不純物
をシリコン膜に直接打ち込むのでなく、障壁層440を
介して打ち込む。このため、注入エネルギーを大きく設
定することができるので、導入速度を高めることができ
る。それ故、本例の製造方法によれば、高濃度の不純物
を導入する場合でも、所要時間が短くて済む。
In the high-concentration impurity introduction step, the impurities are not directly implanted into the silicon film, but are implanted through the barrier layer 440. Therefore, the implantation energy can be set to be large, and the introduction speed can be increased. Therefore, according to the manufacturing method of the present example, the required time can be shortened even when introducing a high concentration of impurities.

【0116】さらに、不純物導入時には、不純物濃度の
ピーク部分が障壁層440の内部に位置するように、加
速電圧などを設定する。従って、不純物濃度のピーク部
分では、結晶性の劣化が大きくても、かかる部分は、ソ
ース領域411およびドレイン領域412に無い。それ
故、熱処理を低温で行なっても、ソース領域411およ
びドレイン領域412の結晶性を回復することができる
ので、製造工程全体を低温プロセスで行なうことができ
る。
Further, at the time of introducing the impurities, the acceleration voltage and the like are set so that the peak portion of the impurity concentration is located inside the barrier layer 440. Therefore, in the peak portion of the impurity concentration, even if the crystallinity is largely deteriorated, such a portion is not present in the source region 411 and the drain region 412. Therefore, even if the heat treatment is performed at a low temperature, the crystallinity of the source region 411 and the drain region 412 can be restored, so that the entire manufacturing process can be performed at a low temperature process.

【0117】しかも、障壁層440は、あくまで層間絶
縁膜405の表面全体に形成すればよいとともに、高濃
度の不純物を導入した後に障壁層440bとして残す際
には、ドレイン電極421と同じパターンでパタンニン
グするので、マスク枚数が増えるという欠点もない。
Moreover, the barrier layer 440 may be formed only on the entire surface of the interlayer insulating film 405, and when it remains as the barrier layer 440b after introducing a high concentration of impurities, it has the same pattern as the drain electrode 421. Since tanning is performed, there is no disadvantage that the number of masks increases.

【0118】それに加えて、本例では、高濃度の不純物
を導入した後の障壁層440をパタンニングして、ドレ
イン電極421の下層と利用しているため、ドレイン電
極421(ITO)と高濃度コンタクト領域412a
(シリコン膜)との間における接続抵抗を低減すること
ができる。 〔その他の実施例〕なお、実施例1ないし4において、
代表的な構造を備える2つのタイプ(トップゲート型お
よびボトムゲート型)のTFTを用いて、高濃度不純物
導入後の障壁層の形態が異なる4つの例を説明したが、
たとえば、トップゲート型のTFTにおいて、ドレイン
電極の下層全体に障壁層を残してもよいなど、各種の組
合せが可能である。すなわち、実施例1ないし実施例4
で説明したような障壁層を残す構造、および障壁層を不
純物の導入後に除去する構造は、表1に示すように、L
DD構造のTFTにおいて、トップゲート型、およびボ
トムゲート型のいずれにも適用できる。
In addition to this, in this example, since the barrier layer 440 after the high-concentration impurities are introduced is used as the lower layer of the drain electrode 421, the barrier layer 440 and the drain electrode 421 (ITO) and the high-concentration pattern are used. Contact region 412a
The connection resistance with the (silicon film) can be reduced. [Other Examples] In Examples 1 to 4,
Four types of barrier layers after introduction of high-concentration impurities have been described using two types of TFTs (top gate type and bottom gate type) having typical structures.
For example, in a top gate type TFT, various combinations are possible, such that a barrier layer may be left entirely under the drain electrode. That is, Examples 1 to 4
As shown in Table 1, the structure that leaves the barrier layer and the structure that removes the barrier layer after the introduction of impurities are
The TFT having the DD structure can be applied to both the top gate type and the bottom gate type.

【0119】[0119]

【表1】 [Table 1]

【0120】同様に、実施例1ないし実施例4で説明し
たような障壁層を残す構造、および障壁層を不純物の導
入後に除去する構造は、表2に示すように、オフセット
ゲート構造のTFTにおいて、トップゲート型、および
ボトムゲート型のいずれにも適用できる。
Similarly, as shown in Table 2, the structure of leaving the barrier layer and the structure of removing the barrier layer after the introduction of impurities are the same as those described in Embodiments 1 to 4 in the TFT having the offset gate structure. It can be applied to any of a top gate type and a bottom gate type.

【0121】[0121]

【表2】 [Table 2]

【0122】また、実施例1ないし実施例4で説明した
ような障壁層を残す構造、および障壁層を不純物の導入
後に除去する構造は、表3に示すように、ソース領域お
よびドレイン領域が、ゲート電極の端部が対峙する部分
にオフセット領域や低濃度領域を有しない通常の構造の
TFTにも適用できる。この場合に、ボトムゲート型で
は、その効果が大であるが、トップゲート型では、その
効果が限られている。その理由は、トップゲート型のT
FTにおいて、セルフアライン構造のソース・ドレイン
領域を形成する場合には、層間絶縁膜、およびそのコン
タクトホールを形成する以前の工程で、ゲート電極をマ
スクとしながら高濃度の不純物を導入し終えているた
め、ソース・ドレイン電極と高濃度のソース・ドレイン
領域との接続抵抗を低減することなどを目的として障壁
層を形成する場合に限られるからである。
Further, as shown in Table 3, the structure in which the barrier layer is left and the structure in which the barrier layer is removed after the introduction of the impurity as described in Embodiments 1 to 4 are as follows. The present invention can also be applied to a TFT having a normal structure that does not have an offset region or a low concentration region in the portion where the ends of the gate electrode face each other. In this case, the bottom gate type has a large effect, but the top gate type has a limited effect. The reason is the top gate type T
In the case of forming a source / drain region having a self-aligned structure in FT, high-concentration impurities have been introduced while using the gate electrode as a mask in the process before forming the interlayer insulating film and its contact hole. Therefore, it is limited to the case where the barrier layer is formed for the purpose of reducing the connection resistance between the source / drain electrodes and the high concentration source / drain regions.

【0123】[0123]

【表3】 [Table 3]

【0124】なお、表1ないし表3に示すいずれの組合
せにおいても、Nチャネル型TFT、またはPチャネル
型TFTとして形成することができる。
Note that any combination shown in Tables 1 to 3 can be formed as an N-channel TFT or a P-channel TFT.

【0125】また、アクティブマトリクス基板は、透過
型の液晶表示装置用だけでなく、反射型の液晶表示装置
用に構成してもよい。
The active matrix substrate may be configured not only for the transmissive liquid crystal display device but also for the reflective liquid crystal display device.

【0126】さらに、各実施例では、障壁層としてTi
Nx 層やクロム層を用いたが、その他の障壁層として
は、たとえば、ITO層、アルミニウム層、アルミニウ
ム合金層、モリブデン層、またはタングステン層を単層
のままで、またはそれらを積層した状態で用いることが
できる。これらの障壁層の材料のうち、ITO層は、透
過型の液晶表示装置に適している。また、透過型の液晶
表示装置において、図12にアクティブマトリクス基板
の一つの画素領域を拡大して示すように、画素領域の周
りに、モリブデン層やクロム層で構成した障壁層540
を画素電極6の下地層として残した場合には、障壁層5
40が遮光層として機能する。従って、障壁層540を
利用して、ソース・ドレイン電極とソース・ドレイン領
域との接続抵抗を下げるとともに、ブラックマトリクス
を形成できるので、透過型の液晶表示装置としては最適
である。また、モリブデン層やクロム層で構成した障壁
層を画素領域全体に残した場合には、障壁層自身が反射
層として機能するので、反射型の液晶表示装置にも最適
である。
Further, in each embodiment, Ti is used as the barrier layer.
Although an Nx layer or a chromium layer is used, other barrier layers, for example, an ITO layer, an aluminum layer, an aluminum alloy layer, a molybdenum layer, or a tungsten layer are used as a single layer or in a state where they are laminated. be able to. Among these barrier layer materials, the ITO layer is suitable for a transmissive liquid crystal display device. Further, in the transmissive liquid crystal display device, as shown in FIG. 12 in which one pixel region of the active matrix substrate is enlarged, a barrier layer 540 formed of a molybdenum layer or a chromium layer is provided around the pixel region.
Is left as the underlying layer of the pixel electrode 6, the barrier layer 5
40 functions as a light shielding layer. Therefore, the barrier layer 540 can be used to reduce the connection resistance between the source / drain electrodes and the source / drain regions and form a black matrix, which is optimal for a transmissive liquid crystal display device. Further, when the barrier layer composed of a molybdenum layer or a chrome layer is left in the entire pixel region, the barrier layer itself functions as a reflective layer, which is also suitable for a reflective liquid crystal display device.

【0127】以上説明したとおり、本例のTFTの製造
方法では、高濃度コンクタクト領域を形成するための不
純物導入工程において、層間絶縁膜に形成したコンタク
トホールから不純物を打ち込むとともに、この不純物を
打ち込む前に、少なくともコンタクトホールの底面に障
壁層を形成しておくことに特徴を有する。従って、本発
明によれば、マスクを形成しなくても、所定の領域に高
濃度のコンタクト領域を形成することができる。
As described above, in the TFT manufacturing method of this example, in the impurity introduction step for forming the high-concentration contact region, the impurity is implanted through the contact hole formed in the interlayer insulating film, and before the impurity is implanted. In addition, a barrier layer is formed on at least the bottom surface of the contact hole. Therefore, according to the present invention, a high-concentration contact region can be formed in a predetermined region without forming a mask.

【0128】また、障壁層を介してソース・ドレイン領
域に不純物を打ち込むため、打ち込みエネルギーを大き
く設定することができる。それ故、ビーム電流を大きく
設定して不純物の導入速度を高めることができので、高
濃度の不純物を導入する場合でも、所要時間が短くて済
む。さらに、不純物分布のピークが障壁層の側に位置す
るように、打ち込みエネルギーを設定できる。従って、
不純物分布のピーク部分では、結晶性の劣化が大きくて
も、かかる部分は、ソース・ドレイン領域の側に無いの
で、導入した不純物を活性化するための熱処理を低温で
行なっても、ソース・ドレイン領域では、結晶性が充分
に回復する。それ故、製造工程全体を低温プロセスで行
なうことができる。
Further, since the impurities are implanted into the source / drain regions via the barrier layer, the implantation energy can be set large. Therefore, the beam current can be set to a large value to increase the impurity introduction speed, and the required time can be shortened even when a high concentration impurity is introduced. Furthermore, the implantation energy can be set so that the peak of the impurity distribution is located on the barrier layer side. Therefore,
Even if the crystallinity is significantly deteriorated at the peak of the impurity distribution, such a part does not exist on the source / drain region side. Therefore, even if the heat treatment for activating the introduced impurities is performed at a low temperature, In the region, the crystallinity is sufficiently restored. Therefore, the entire manufacturing process can be performed in a low temperature process.

【0129】また、障壁層を介してソース・ドレイン領
域に不純物を打ち込むと、障壁層とソース・ドレイン領
域との間で生じる原子のミキシングにより接続抵抗が小
さくなる。従って、高濃度の不純物を導入した後に、障
壁層をコンタクトホールの底部に残すことによって、ソ
ース・ドレイン電極とソース・ドレイン領域との接続抵
抗を低減することができる。
When impurities are implanted into the source / drain regions through the barrier layer, the connection resistance is reduced due to the mixing of atoms generated between the barrier layer and the source / drain regions. Therefore, the connection resistance between the source / drain electrode and the source / drain region can be reduced by leaving the barrier layer at the bottom of the contact hole after introducing the high concentration impurity.

【0130】特に、高濃度の不純物を導入した後の障壁
層をドレイン電極たるITO層の下層に残した場合に
は、ITOとシリコン膜とを障壁層を介して導電接続す
るため、それらの間における接続抵抗を大幅に低減する
ことができる。
In particular, when the barrier layer after introducing a high concentration of impurities is left below the ITO layer as the drain electrode, the ITO and the silicon film are conductively connected through the barrier layer, so that they are electrically connected. It is possible to significantly reduce the connection resistance in.

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

【図1】本発明の実施例1、2、3に係るTFTを用い
た液晶表示装置において、アクティブマトリクス基板上
の画素領域を拡大して示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an enlarged pixel region on an active matrix substrate in a liquid crystal display device using a TFT according to Examples 1, 2, and 3 of the present invention.

【図2】本発明の実施例1に係るTFTの構造を模式的
に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the TFT according to the first embodiment of the invention.

【図3】図2に示すTFTの製造方法において、不純物
の導入に用いたイオン注入装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ion implantation apparatus used for introducing impurities in the method of manufacturing the TFT shown in FIG.

【図4】図2に示すTFTの製造方法を示す工程断面図
である。
4A to 4C are process cross-sectional views showing a method of manufacturing the TFT shown in FIG.

【図5】本発明の実施例2に係るTFTの構造を模式的
に示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a structure of a TFT according to a second embodiment of the invention.

【図6】図5に示すTFTの製造方法を示す工程断面図
である。
6A to 6D are process cross-sectional views showing a method of manufacturing the TFT shown in FIG.

【図7】本発明の実施例3に係るTFTの構造を模式的
に示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view schematically showing a structure of a TFT according to a third embodiment of the invention.

【図8】図7に示すTFTの製造方法を示す工程断面図
である。
8A to 8D are process cross-sectional views showing a method of manufacturing the TFT shown in FIG.

【図9】本発明の実施例4に係るTFTを用いた液晶表
示パネルにおいて、アクティブマトリクス基板上の画素
領域を拡大して示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an enlarged pixel region on an active matrix substrate in a liquid crystal display panel using a TFT according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例4に係るTFTの構造を模式
的に示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a TFT according to Example 4 of the present invention.

【図11】図10に示すTFTの製造方法を示す工程断
面図である。
FIG. 11 is a process cross-sectional view showing the method of manufacturing the TFT shown in FIG.

【図12】本発明の別の実施例において、障壁層を遮光
層として利用したブラックマトリクの説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a black matrix in which a barrier layer is used as a light shielding layer in another example of the present invention.

【図13】従来のTFTの製造方法を示す工程断面図で
ある。
FIG. 13 is a process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a TFT.

【図14】別の従来のTFTの製造方法を示す工程断面
図である。
FIG. 14 is a process cross-sectional view showing another conventional method for manufacturing a TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・液晶表示パネル用のアクティブマトリクス基板 2・・・信号線 3・・・走査線 4・・・画素領域 6・・・ITO電極(画素電極) 100、200、300、400・・・TFT 101、301、401・・・ガラス基板 107、304、404・・・チャネル形成領域 108、303、403・・・ゲート絶縁膜 109、309、402・・・ゲート電極 111、311、405・・・層間絶縁膜 111a、111b、311a、311b、405a、
405b・・・コンタクトホール 112、312、421・・・ドレイン電極 113、313、422・・・ソース電極 132、162、362、411・・・ソース領域 133、163、363、412・・・ドレイン領域 132a、133a、162a、163a、411a、
412a・・・高濃度コンタクト領域 140、240、340、440・・・障壁層 240a、240b、340a、340b、441b・
・・パタンニングした後の障壁層
1 ... Active matrix substrate for liquid crystal display panel 2 ... Signal line 3 ... Scan line 4 ... Pixel region 6 ... ITO electrode (pixel electrode) 100, 200, 300, 400 ... TFT 101, 301, 401 ... Glass substrate 107, 304, 404 ... Channel formation region 108, 303, 403 ... Gate insulating film 109, 309, 402 ... Gate electrode 111, 311, 405 ... -Interlayer insulating films 111a, 111b, 311a, 311b, 405a,
405b ... Contact holes 112, 312, 421 ... Drain electrodes 113, 313, 422 ... Source electrodes 132, 162, 362, 411 ... Source regions 133, 163, 363, 412 ... Drain regions 132a, 133a, 162a, 163a, 411a,
412a ... High-concentration contact regions 140, 240, 340, 440 ... Barrier layers 240a, 240b, 340a, 340b, 441b.
..Barrier layer after patterning

フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA09 BB02 BB13 BB16 BB17 BB30 BB36 CC01 CC05 DD82 GG08 HH15 5F110 AA03 AA16 AA17 BB01 CC02 CC08 DD02 DD13 EE03 EE04 EE44 FF02 FF03 FF30 GG02 GG13 GG15 GG25 GG42 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ06 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL03 HL04 HL06 HL07 HL11 HL12 HL27 HM15 NN02 NN24 NN72 PP03 QQ11 QQ26 Continued front page    F-term (reference) 4M104 AA09 BB02 BB13 BB16 BB17                       BB30 BB36 CC01 CC05 DD82                       GG08 HH15                 5F110 AA03 AA16 AA17 BB01 CC02                       CC08 DD02 DD13 EE03 EE04                       EE44 FF02 FF03 FF30 GG02                       GG13 GG15 GG25 GG42 GG45                       GG47 HJ01 HJ04 HJ06 HJ12                       HJ13 HJ23 HL01 HL03 HL04                       HL06 HL07 HL11 HL12 HL27                       HM15 NN02 NN24 NN72 PP03                       QQ11 QQ26

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソース領域およびドレイン領域との間に
チャネルを形成可能なチャネル形成領域と、該チャネル
形成領域にゲート絶縁膜を介して対峙するゲート電極と
を有し、少なくとも前記ドレイン領域にはドレイン電極
が導電接続する薄膜トランジスタの製造方法であって、 前記ドレイン領域上に障壁層を形成する工程と、 前記障壁層を介して前記ドレイン領域に高濃度の不純物
を導入する高濃度不純物導入工程と、を有し、前記高濃
度不純物導入工程において導入される不純物の分布のピ
ークを、前記障壁層の側に位置させることを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。
1. A channel formation region capable of forming a channel between a source region and a drain region, and a gate electrode facing the channel formation region with a gate insulating film interposed therebetween, and at least the drain region. A method of manufacturing a thin film transistor in which a drain electrode is conductively connected, a step of forming a barrier layer on the drain region, and a high concentration impurity introduction step of introducing a high concentration impurity into the drain region through the barrier layer. And a peak of distribution of impurities introduced in the high-concentration impurity introduction step is located on the side of the barrier layer.
【請求項2】 請求項1において、 前記障壁層は、窒化チタン層、インジウム錫酸化物層、
アルミニウム層、アルミニウム合金層、モリブデンそ
う、タングステン層、およびクロム層のうちいずれかの
層を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。
2. The barrier layer according to claim 1, wherein the barrier layer is a titanium nitride layer, an indium tin oxide layer,
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising any one of an aluminum layer, an aluminum alloy layer, a molybdenum layer, a tungsten layer, and a chromium layer.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記高濃度不純物導入工程の後に、前記ドレイン領域上
の前記障壁層を除去し、しかる後に、前記ドレイン電極
を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。
3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the barrier layer on the drain region is removed after the high-concentration impurity introduction step, and then the drain electrode is formed. Method.
【請求項4】 請求項1または2において、 前記ドレイン領域上に、前記障壁層を介して前記ドレイ
ン電極を配置することを特徴とする薄膜トランジスタの
製造方法。
4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the drain electrode is arranged on the drain region with the barrier layer interposed therebetween.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかの薄膜トラン
ジスタの製造方法を用いて製造された薄膜トランジスタ
のドレイン電極を、画素電極として形成することを特徴
とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
5. A method of manufacturing an active matrix substrate, wherein a drain electrode of a thin film transistor manufactured by using the method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1 is formed as a pixel electrode.
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれかの薄膜トラン
ジスタの製造方法を用いて製造された薄膜トランジスタ
のドレイン電極を、画素電極として形成することを特徴
とする液晶表示パネルの製造方法。
6. A method of manufacturing a liquid crystal display panel, wherein a drain electrode of a thin film transistor manufactured by using the method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1 is formed as a pixel electrode.
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