JP2005183774A - 半導体装置及びその作製方法 - Google Patents

半導体装置及びその作製方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005183774A
JP2005183774A JP2003424370A JP2003424370A JP2005183774A JP 2005183774 A JP2005183774 A JP 2005183774A JP 2003424370 A JP2003424370 A JP 2003424370A JP 2003424370 A JP2003424370 A JP 2003424370A JP 2005183774 A JP2005183774 A JP 2005183774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
insulating film
conductive film
film
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003424370A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4447305B2 (ja
Inventor
Tatsuya Arao
達也 荒尾
Hideto Kitakado
英人 北角
Takuya Matsuo
拓哉 松尾
Masanori Kiyouho
昌則 享保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Sharp Corp
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd, Sharp Corp filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2003424370A priority Critical patent/JP4447305B2/ja
Publication of JP2005183774A publication Critical patent/JP2005183774A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4447305B2 publication Critical patent/JP4447305B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

【課題】 半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる半導体装置及びその作製方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜2上に半導体層3a,3bを形成し、前記半導体層3a,3bの上に第1の絶縁膜4を形成し、低電圧駆動側の半導体層3aのチャネル形成領域上に位置する前記第1の絶縁膜4を、半導体層3aをエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、半導体層3aのソース領域及びドレイン領域上、半導体層3b上に前記第1の絶縁膜4を残し、半導体層3aのチャネル形成領域及び前記第1の絶縁膜4の上に第2の絶縁膜6を形成することを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、同一基板上に異なる膜厚のゲート絶縁膜を有するトランジスタを形成する半導体装置及びその作製方法に関する。特には、半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる半導体装置及びその作製方法に関する。
図6は、従来の半導体装置の作製方法を説明するための断面図である。この半導体装置は、同一基板上に異なった膜厚のゲート絶縁膜を持つTFT(thin film transistor)を作製したもの、即ち低電圧駆動側に作製したTFTと異なる膜厚のゲート絶縁膜を持つTFTを高電圧駆動側に作製したものである。
まず、図示せぬガラス基板上に下地絶縁膜101を形成し、この下地絶縁膜101上に島状の半導体層(活性層)102,103を形成する。次いで、半導体層102,103及び下地絶縁膜101の上に第1のゲート絶縁膜104を形成し、第1のゲート絶縁膜をエッチングする。これにより、低電圧駆動側の半導体層102上の第1のゲート絶縁膜104が除去され、高電圧駆動側の半導体層103上には第1のゲート絶縁膜104が残される。
次いで、半導体層102及び第1のゲート絶縁膜104の上に第2のゲート絶縁膜105を形成する。次いで、低電圧駆動側の半導体層102上に第2のゲート絶縁膜105を介してゲート電極108を形成すると共に、高電圧駆動側の半導体層103上に第1及び第2のゲート絶縁膜104,105を介してゲート電極109を形成する。ゲート電極108,109は、第1の導電膜106と第2の導電膜107を積層した構造となっている。
次に、低電圧駆動側の半導体層102に不純物をドーピングすることにより、半導体層102にはLDD(lightly doped drain)領域110,111、ソース及びドレイン領域112,113が形成される。
次いで、高電圧駆動側の半導体層103に不純物をドーピングすることにより、半導体層103にはLDD領域114,115、ソース及びドレイン領域116,117が形成される。
上記従来の半導体装置の作製方法では、上述したように異なった膜厚のゲート絶縁膜を作製する場合、一層目のゲート絶縁膜をエッチングして第1のゲート絶縁膜104を高電圧駆動側の半導体層103上に残す際、低電圧駆動側の半導体層102上にエッチングストッパーとなる層が無いため、ゲート絶縁膜と一緒に半導体層102下の下地絶縁膜101がエッチングされ、半導体層102の下にザグリが入ることがある。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる半導体装置及びその作製方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に絶縁膜を形成し、
前記第1の半導体層のチャネル形成領域上に位置する前記絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することを特徴とする。
上記半導体装置の作製方法によれば、絶縁膜をエッチングする際、第1の半導体層をエッチングストッパーとしているため、絶縁膜と一緒に第1の半導体層下の下地絶縁膜がエッチングされるのを防止でき、第1の半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる。
本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成することを特徴とする。
上記半導体装置の作製方法によれば、第1の絶縁膜をエッチングする際、第1の半導体層をエッチングストッパーとしているため、第1の絶縁膜と一緒に第1の半導体層下の下地絶縁膜がエッチングされるのを防止でき、第1の半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる。
本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に導電膜を形成し、
前記導電膜を加工することにより、前記導電膜からなる第1のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成すると共に、前記導電膜からなる第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
上記半導体装置の作製方法によれば、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上に第1の絶縁膜を残している。このため、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚を、第2の半導体層のソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚とほぼ等しくすることができる。
本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に第1の導電膜を形成し、
前記第1の導電膜上に第2の導電膜を形成し、
前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜を加工することにより、前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜からなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成すると共に、前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜からなる第2のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極における前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
上記半導体装置の作製方法によれば、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上に第1の絶縁膜を残している。このため、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚を、第2の半導体層のソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚とほぼ等しくすることができる。
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることも可能である。
上記半導体装置の作製方法では、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚を、第2の半導体層のソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚とほぼ等しくなっているため、第1及び第2の絶縁膜を介してスルードープを行って第1及び第2の半導体層に形成されるソース及びドレイン領域をほぼ等しい不純物濃度とすることができる。
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることも可能である。
本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜上に第1の導電膜を形成し、
前記第1の導電膜を加工することにより、前記第1の導電膜からなる第1のゲート電極を前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部、前記第1の絶縁膜及び前記第1のゲート電極の上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に第2の導電膜を形成し、
前記第2の導電膜を加工することにより、前記第2の導電膜からなる第2のゲート電極を前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
前記第2のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置の作製方法は、下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜上に第1の導電膜を形成し、
前記第1の導電膜上に第2の導電膜を形成し、
前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜を加工することにより、前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜からなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部、前記第1の絶縁膜及び前記第1のゲート電極の上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に第3の導電膜を形成し、
前記第3の導電膜上に第4の導電膜を形成し、
前記第4の導電膜及び前記第3の導電膜を加工することにより、前記第4の導電膜及び前記第3の導電膜からなる第2のゲート電極であって前記第3の導電膜の一部が前記第4の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
前記第2のゲート電極における前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
上記半導体装置の作製方法によれば、第1の絶縁膜をエッチングする際、第1の半導体層をエッチングストッパーとしているため、第1の絶縁膜と一緒に第1の半導体層下の下地絶縁膜がエッチングされるのを防止でき、第1の半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる。また、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上に第1の絶縁膜を残している。このため、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚を、第2の半導体層のソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚とほぼ等しくすることができる。
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記第2のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることも可能である。
上記半導体装置の作製方法では、第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚を、第2の半導体層のソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜)の膜厚とほぼ等しくなっているため、第1及び第2の絶縁膜を介してスルードープを行って第1及び第2の半導体層に形成されるソース及びドレイン領域をほぼ等しい不純物濃度とすることができる。
また、本発明に係る半導体装置の作製方法においては、前記第2のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることも可能である。
本発明に係る半導体装置は、下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された絶縁膜と、
を具備することを特徴とする。
本発明に係る半導体装置は、下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
を具備することを特徴とする。
本発明に係る半導体装置は、下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成された導電膜からなる第1のゲート電極と、
前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成された導電膜からなる第2のゲート電極と、
を具備し、
前記第1のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置は、下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成され、第1の導電膜と該第1の導電膜上に配置された第2の導電膜とからなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極と、
前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成され、第1の導電膜と該第1の導電膜上に配置された第2の導電膜とからなる第2のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極と、
を具備し、
前記第1のゲート電極における前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物を一括でドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成されたソース領域及びドレイン領域を具備することも可能である。
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成された低濃度不純物領域を具備することも可能である。
本発明に係る半導体装置は、下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜からなる第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極、前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成された第2の導電膜からなる第2のゲート電極と、
を具備し、
前記第2のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置は、下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成され、第1の導電膜と該第1の導電膜上に形成された第2の導電膜とからなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極、前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成され、第3の導電膜と該第3の導電膜上に形成された第4の導電膜とからなる第2のゲート電極であって前記第3の導電膜の一部が前記第4の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極と、
を具備し、
前記第2のゲート電極における前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物を一括でドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成されたソース領域及びドレイン領域を具備することも可能である。
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成された低濃度不純物領域を具備することも可能である。
また、本発明に係る半導体装置においては、前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成された低濃度不純物領域、ソース領域及びドレイン領域を具備することも可能である。
以上説明したように本発明によれば、半導体層下の下地絶縁膜にザグリが入ることを防止できる半導体装置及びその作製方法を提供することができる。
発明を実施するための形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1乃至図3は、本発明の実施の形態1による半導体装置の作製方法を示す断面図、平面図である。
まず、図1(A)に示すように、基板(図示せず)上に下地絶縁膜2を形成する。基板1としては、ガラス基板や石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いても良い。
また、下地絶縁膜2としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜からなる下地膜を用いる。ここでは、下地絶縁膜2として1層の単層構造を用いた例を示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造を用いても良い。尚、下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
次いで、下地絶縁膜2上に島状の半導体層(活性層)3a,3bを形成する。半導体層3a,3bは、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜した後、公知の結晶化処理(レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等)を行って得られた結晶質半導体膜を第1のフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層3a,3bは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。
次いで、半導体層3a,3bおよび下地絶縁膜2の上に第1の絶縁膜4を形成する。第1の絶縁膜4はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、シリコンを含む絶縁膜(例えばSiON、SiO)の単層または積層構造で形成する。本実施の形態では、第1の絶縁膜4にSiO膜を用い、その膜厚を60nmとする。
次に、第1の絶縁膜4上に第2のフォトマスクを用いてレジストマスク5を形成する。次いで、レジストマスク5をマスクとし半導体層3aをエッチングストッパーとして第1の絶縁膜4をウエットエッチングする。これにより、低電圧駆動側の半導体層3aの少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する第1の絶縁膜4が除去され、半導体層3aの少なくともチャネル形成領域の一部以外の領域(半導体層3aのソース及びドレイン領域を含む)上に位置する第1の絶縁膜4が残される。この際、第1の絶縁膜4を半導体層3aの少なくともチャネル形成領域の一部以外の部分に残しているため、半導体層3aがエッチングストッパーとして作用し、半導体層3a下の下地絶縁膜2がエッチングされることを防止できる。これにより、半導体層3a下の下地絶縁膜2にザグリが入ることを防止できる。また、高電圧駆動側の半導体層3b上には第1の絶縁膜4が残される。
この後、図1(B)に示すように、レジストマスク5を除去し、第1の絶縁膜4及び低電圧駆動側の半導体層3aの少なくともチャネル形成領域の一部上に膜厚が50nm程度の第2の絶縁膜6を形成する。第2の絶縁膜5はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、単層のSiN膜を用いる。第1及び第2の絶縁膜4,6は高電圧駆動側のゲート絶縁膜となり、第2の絶縁膜6は低電圧駆動側のゲート絶縁膜となる。
次いで、第2の絶縁膜6の上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜7と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜8とを積層形成する。ここでは、スパッタ法を用い、TaN膜からなる第1の導電膜7と、W膜からなる第2の導電膜8を積層形成し、第1の導電膜7の膜厚を30nmとし、第2の導電膜8の膜厚を370nmとした。尚、ここでは、第1の導電膜7をTaN膜、第2の導電膜8をW膜としたが、これらの材料には特に限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成しても良い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。
次に、図1(C)に示すように、第3のフォトマスクを用いてレジストマスク9を第2の導電膜8上に形成し、誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)を用いたエッチング装置を使用して第1のエッチング工程を行う。この第1のエッチング工程によって、第2の導電膜8をエッチングして、端部においてテーパー形状を有する部分(テーパー部)を備えた第2の導電膜8aを得る。
次いで、レジストマスク9をそのまま用い、ICPエッチング装置を用いて第2のエッチング工程を行う。この第2のエッチング工程によって第1の導電膜7をエッチングして図1(C)に示すような第1の導電膜7aを形成する。即ち、第1の導電膜7a及び第2の導電膜8aは、半導体層3a上に第2の絶縁膜6を介して形成されると共に半導体層3b上に第1及び第2の絶縁膜4,6を介して形成される。尚、この第2のエッチング工程の際、レジストマスク、第2の導電膜、及び第1の絶縁膜もわずかにエッチングされる。
また、ここでは、第2の絶縁膜6の膜減りを抑えるために、2回のエッチング(第1のエッチング工程と第2のエッチング工程)を行ったが、図1(C)に示すような電極構造(第2の導電膜8aと第1の導電膜7aの積層)が形成できるのであれば、特に限定されず、1回のエッチング工程で行っても良い。
次いで、レジストマスク9を用いて、ICPエッチング装置により第3のエッチング工程を行う。この第3のエッチング工程によって、第2の導電膜8aをエッチングして図1(D)に示すような第2の導電膜8bを形成する。これにより、低電圧駆動側の半導体層3a上には第2の絶縁膜6を介して第1及び第2の導電膜7a,8bからなる第1のゲート電極10が形成され、高電圧駆動側の半導体層3b上には第1及び第2の絶縁膜4,6を介して第1及び第2の導電膜8b,7aからなる第2のゲート電極11が形成される。第1の導電膜7aの一部は第2の導電膜8bから露出している。尚、この第3のエッチング工程の際、レジストマスク、第1の導電膜、及び第1の絶縁膜もわずかにエッチングされる。
この後、レジストマスク9を除去することにより、図2(C)に示す状態の半導体装置が得られる。図2(C)に示す低電圧駆動側の半導体装置の平面図は図2(A)に示されている。即ち、図2(C)の低電圧駆動側の部分は、図2(A)に示すB−B’線に沿った断面図である。また、図2(B)は、図2(A)に示すA−A’線に沿った断面図である。
図2(A)に示すように、第1の絶縁膜の端12は低電圧駆動側の半導体層3a上に位置している。つまり、第1の絶縁膜4は半導体層3aのチャネル形成領域上を開口している。
図2(B)に示すように、下地絶縁膜2上には半導体層3aが形成され、半導体層3a及び下地絶縁膜2の上には第1の絶縁膜4が形成されている。第1の絶縁膜4は半導体層3aのチャネル形成領域上が開口されている。この開口部内及び第1の絶縁膜4上に第2の絶縁膜6が形成され、第2の絶縁膜上には第1のゲート電極10が形成されている。第1のゲート電極10は第1の導電膜7a及び第2の導電膜8bにより構成されている。
次に、第1のドーピング工程を行う。この第1のドーピング工程によって、第1及び第2のゲート電極10,11をマスクとして第1及び第2の絶縁膜4,6を介してスルードープを行う。これにより、図3に示すように、半導体層3a,3bには自己整合的に高濃度不純物が導入されて高濃度不純物領域(ソース及びドレイン領域)13〜16が形成される。この際、低電圧駆動側の半導体層3aのソース及びドレイン領域13,14上に第1の絶縁膜4を残しているため、半導体層3aのソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚は、高電圧駆動側の半導体層3bのソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚とほぼ同じになっている。従って、上記ドーピング工程によって低電圧駆動側及び高電圧駆動側それぞれのソース及びドレイン領域に不純物を一括ドープすることにより、低電圧駆動側のソース及びドレイン領域13,14の不純物濃度を高電圧駆動側のソース及びドレイン領域15,16の不純物濃度とほぼ同じにすることができる。
次いで、第2のドーピング工程を行う。この第2のドーピング工程によって、第2の導電膜8bをマスクとして第1の導電膜7a、第1及び第2の絶縁膜4,6を介してスルードープを行う。これにより、図3に示すように、半導体層3a,3bには自己整合的に低濃度不純物が導入されて低濃度不純物領域(LDD領域)17〜20が形成される。尚、第2の導電膜8bから露出した第1の導電膜7a下のゲート絶縁膜に膜厚差がある場合は、低濃度不純物領域17,18の濃度が2段階になる。
また、第1のドーピング工程と第2のドーピング工程は順序を逆にしても良い。
また、本実施の形態では、第1のドーピング工程と第2のドーピング工程を行っているが、適切なドーピング条件を選択すれば1回のドーピング工程によって半導体層3a,3bに自己整合的に高濃度不純物領域と低濃度不純物領域の両方を形成することも可能である。
上記実施の形態1によれば、第1の絶縁膜4をエッチングして高電圧駆動側の半導体層3b上に第1の絶縁膜4を残す際、第1の絶縁膜4を半導体層3aの少なくともチャネル形成領域の一部以外の部分に残しているため、低電圧駆動側の半導体層3aがエッチングストッパーとして作用する。従って、第1の絶縁膜4と一緒に半導体層3a下の下地絶縁膜2がエッチングされるのを防止でき、半導体層3aの下にザグリが入ることを防止できる。
また、本実施の形態では、低電圧駆動側の第1のゲート電極10における第1の導電膜7aの下まで第1の絶縁膜4を半導体層3a上にオーバーラップさせている。即ち、低電圧駆動側の半導体層3aのソース及びドレイン領域13,14上に第1の絶縁膜4を残している。このため、半導体層3aのソース及びドレイン領域13,14上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚を、高電圧駆動側の半導体層3bのソース及びドレイン領域15,16上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚とほぼ等しくすることができる。従って、第1のドーピング工程による一括ドープによって、第1及び第2の絶縁膜4,6を介してスルードープを行って半導体層3a,3bに形成されるソース及びドレイン領域13〜16を低電圧駆動側と高電圧駆動側でほぼ等しい不純物濃度とすることができる。言い換えると、ソース及びドレイン領域13〜16を形成するためのドーピングを一括で行うことが可能となる。これにより、工程を簡略化することができる。
(実施の形態2)
図4(A)〜(D)は、本発明の実施の形態2による半導体装置の作製方法を示す断面図であり、図1乃至図3と同一部分には同一符号を付し、同一部分の説明は省略する。
図4(A)に示すように、第1の絶縁膜4の上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜とを積層形成する。ここでは、スパッタ法を用い、TaN膜からなる第1の導電膜と、W膜からなる第2の導電膜を積層形成し、第1の導電膜の膜厚を30nmとし、第2の導電膜の膜厚を370nmとした。尚、ここでは、第1の導電膜をTaN膜、第2の導電膜をW膜としたが、これらの材料には特に限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成しても良い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。
次に、第2のフォトマスクを用いてレジストマスク5を第2の導電膜上に形成し、ICPエッチング装置を使用して第1のエッチング工程を行う。この第1のエッチング工程によって、第2の導電膜をエッチングして、端部においてテーパー形状を有する部分(テーパー部)を備えた第2の導電膜22aを得る。
次いで、レジストマスク5をそのまま用い、ICPエッチング装置を用いて第2のエッチング工程を行う。この第2のエッチング工程によって第1の導電膜をエッチングして図4(A)に示すような第1の導電膜21aを形成する。即ち、第1の導電膜21a及び第2の導電膜22aは、半導体層3a上に第1の絶縁膜4を介して形成される。尚、この第2のエッチング工程の際、レジストマスク、第2の導電膜、及び第1の絶縁膜もわずかにエッチングされる。
また、ここでは、第1の絶縁膜4の膜減りを抑えるために、2回のエッチング(第1のエッチング工程と第2のエッチング工程)を行ったが、図4(A)に示すような電極構造(第2の導電膜22aと第1の導電膜21aの積層)が形成できるのであれば、特に限定されず、1回のエッチング工程で行っても良い。
次いで、レジストマスク5を用いて、ICPエッチング装置により第3のエッチング工程を行う。この第3のエッチング工程によって、第2の導電22aをエッチングして図4(B)に示すような第2の導電膜22bを形成する。これにより、低電圧駆動側の半導体層3a上には第1の絶縁膜4を介して第1及び第2の導電膜21a,22bからなる第1のゲート電極10が形成される。第1の導電膜21aの一部は第2の導電膜22bから露出している。尚、この第3のエッチング工程の際、レジストマスク、第1の導電膜、及び第1の絶縁膜もわずかにエッチングされる。また、第1の絶縁膜4は低電圧駆動側のゲート絶縁膜となる。
この後、図4(B)に示すように、第1の絶縁膜4及び第1のゲート電極10の上に第3のフォトマスクを用いてレジストマスク9を形成する。次いで、レジストマスク9をマスクとし半導体層3bをエッチングストッパーとして第1の絶縁膜4をウエットエッチングする。これにより、高電圧駆動側の半導体層3bの少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する第1の絶縁膜4が除去され、半導体層3bの少なくともチャネル形成領域の一部以外の領域(半導体層3aのソース及びドレイン領域を含む)上に位置する第1の絶縁膜4が残される。この際、第1の絶縁膜4を半導体層3bの少なくともチャネル形成領域の一部以外の部分に残しているため、半導体層3bがエッチングストッパーとして作用し、半導体層3b下の下地絶縁膜2がエッチングされることを防止できる。これにより、半導体層3b下の下地絶縁膜2にザグリが入ることを防止できる。また、低電圧駆動側の半導体層3a上には第1の絶縁膜4が残される。
次に、図4(C)に示すように、前記レジストマスク9を除去し、第1のゲート電極10、第1の絶縁膜4及び高電圧駆動側の半導体層3bの少なくともチャネル形成領域の一部上に膜厚が50nm程度の第2の絶縁膜6を形成する。第2の絶縁膜6はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、単層のSiN膜を用いる。第2の絶縁膜6は高電圧駆動側のゲート絶縁膜となる。
次いで、第2の絶縁膜6の上に膜厚20〜100nmの第3の導電膜と、膜厚100〜400nmの第4の導電膜とを積層形成する。ここでは、スパッタ法を用い、TaN膜からなる第3の導電膜と、W膜からなる第4の導電膜を積層形成し、第3の導電膜の膜厚を30nmとし、第4の導電膜の膜厚を370nmとした。尚、ここでは、第3の導電膜をTaN膜、第4の導電膜をW膜としたが、これらの材料には特に限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成しても良い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。
次に、第4のフォトマスクを用いてレジストマスク23を第4の導電膜上に形成し、ICPエッチング装置を使用して第1のエッチング工程を行う。この第1のエッチング工程によって、第4の導電膜をエッチングして、端部においてテーパー形状を有する部分(テーパー部)を備えた第4の導電膜25aを得る。
次いで、レジストマスク23をそのまま用い、ICPエッチング装置を用いて第2のエッチング工程を行う。この第2のエッチング工程によって第3の導電膜をエッチングして図4(C)に示すような第3の導電膜24aを形成する。即ち、第3の導電膜24a及び第4の導電膜25aは、半導体層3b上に第2の絶縁膜6を介して形成される。尚、この第2のエッチング工程の際、レジストマスク、第2の導電膜、及び第2の絶縁膜もわずかにエッチングされる。
また、ここでは、第2の絶縁膜6の膜減りを抑えるために、2回のエッチング(第1のエッチング工程と第2のエッチング工程)を行ったが、図4(C)に示すような電極構造(第2の導電膜25aと第1の導電膜24aの積層)が形成できるのであれば、特に限定されず、1回のエッチング工程で行っても良い。
次いで、レジストマスク23を用いて、ICPエッチング装置により第3のエッチング工程を行う。この第3のエッチング工程によって、第2の導電膜25aをエッチングして図4(D)に示すような第4の導電膜25bを形成する。これにより、高電圧駆動側の半導体層3b上には第2の絶縁膜6を介して第3及び第4の導電膜24a,25bからなる第2のゲート電極11が形成される。第3の導電膜24aの一部は第4の導電膜25bから露出している。尚、この第3のエッチング工程の際、レジストマスク、第3の導電膜、及び第2の絶縁膜もわずかにエッチングされる。
次に、第1のドーピング工程を行う。この第1のドーピング工程によって、第1及び第2のゲート電極10,11をマスクとして第1及び第2の絶縁膜4,6を介してスルードープを行う。これにより、図4(D)に示すように、半導体層3a,3bには自己整合的に高濃度不純物が導入されて高濃度不純物領域(ソース及びドレイン領域)13〜16が形成される。この際、高電圧駆動側の半導体層3bのソース及びドレイン領域15,16上に第1の絶縁膜4を残しているため、半導体層3bのソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚は、低電圧駆動側の半導体層3aのソース及びドレイン領域上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚とほぼ同じになっている。従って、上記ドーピング工程によって低電圧駆動側及び高電圧駆動側それぞれのソース及びドレイン領域に不純物を一括ドープすることにより、低電圧駆動側のソース及びドレイン領域13,14の不純物濃度を高電圧駆動側のソース及びドレイン領域15,16の不純物濃度とほぼ同じにすることができる。
次いで、第2のドーピング工程を行う。この第2のドーピング工程によって、第2及び第4の導電膜22b,25bをマスクとして第1及び第3の導電膜21a,24a、第1及び第2の絶縁膜4,6を介してスルードープを行う。これにより、図4(D)に示すように、半導体層3a,3bには自己整合的に低濃度不純物が導入されて低濃度不純物領域(LDD領域)17〜20が形成される。尚、第4の導電膜25bから露出した第3の導電膜24a下のゲート絶縁膜に膜厚差がある場合は、低濃度不純物領域19,20の濃度が2段階になる。
また、第1のドーピング工程と第2のドーピング工程は順序を逆にしても良い。
また、本実施の形態では、第1のドーピング工程と第2のドーピング工程を行っているが、適切なドーピング条件を選択すれば1回のドーピング工程によって半導体層3a,3bに自己整合的に高濃度不純物領域と低濃度不純物領域の両方を形成することも可能である。
上記実施の形態2においても実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第1の絶縁膜4をエッチングして低電圧駆動側の半導体層3a上に第1の絶縁膜4を残す際、第1の絶縁膜4を半導体層3bの少なくともチャネル形成領域の一部以外の部分に残しているため、高電圧駆動側の半導体層3bがエッチングストッパーとして作用する。従って、第1の絶縁膜4と一緒に半導体層3b下の下地絶縁膜2がエッチングされるのを防止でき、半導体層3aの下にザグリが入ることを防止できる。
また、本実施の形態では、高電圧駆動側の第2のゲート電極11における第3の導電膜24aの下まで第1の絶縁膜4を半導体層3b上にオーバーラップさせている。即ち、高電圧駆動側の半導体層3bのソース及びドレイン領域15,16上に第1の絶縁膜4を残している。このため、半導体層3bのソース及びドレイン領域15,16上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚を、低電圧駆動側の半導体層3aのソース及びドレイン領域13,14上の絶縁膜(第1及び第2の絶縁膜4,6)の膜厚とほぼ等しくすることができる。従って、第1のドーピング工程による一括ドープによって、第1及び第2の絶縁膜4,6を介してスルードープを行って半導体層3a,3bに形成されるソース及びドレイン領域13〜16を低電圧駆動側と高電圧駆動側でほぼ等しい不純物濃度とすることができる。言い換えると、ソース及びドレイン領域13〜16を形成するためのドーピングを一括で行うことが可能となる。これにより、工程を簡略化することができる。
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3による半導体装置の作製方法を説明する断面図であり、図4と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
半導体層3aをエッチングストッパーとして第1の絶縁膜4をウエットエッチングする。これにより、低電圧駆動側の半導体層3aのチャネル形成領域上に位置する第1の絶縁膜4が除去され、半導体層3aのチャネル形成領域以外の領域(半導体層3aのソース及びドレイン領域を含む)上に位置する第1の絶縁膜4が残される。この際、半導体層3a下の下地絶縁膜2がエッチングされることを防止でき、それにより、半導体層3a下の下地絶縁膜2にザグリが入ることを防止できる。また、高電圧駆動側の半導体層3b上には第1の絶縁膜4が残される。第1の絶縁膜4は高電圧駆動側のゲート絶縁膜となる。
この後、第1の絶縁膜4及び低電圧駆動側の半導体層3aのチャネル形成領域の上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜とを積層形成する。
次に、実施の形態2の第1のゲート電極を形成する場合と同様の方法により、高電圧駆動側の半導体層3b上に第1の絶縁膜4を介して第1及び第2の導電膜21a,22bからなる第1のゲート電極10を形成する。
この後、第1のゲート電極10、第1の絶縁膜4及び低電圧駆動側の半導体層3aのチャネル形成領域の上に膜厚が50nm程度の第2の絶縁膜6を形成する。第2の絶縁膜6は低電圧駆動側のゲート絶縁膜となる。
次いで、実施の形態2の第2のゲート電極を形成する場合と同様の方法により、低電圧駆動側の半導体層3a上に第2の絶縁膜6を介して第3及び第4の導電膜24a,25bからなる第2のゲート電極11を形成する。
次に、実施の形態2と同様の方法により、半導体層3a,3bに自己整合的に高濃度不純物が導入されて高濃度不純物領域(ソース及びドレイン領域)13〜16を形成する。
次いで、実施の形態2と同様の方法により、半導体層3a,3bに自己整合的に低濃度不純物が導入されて低濃度不純物領域(LDD領域)17〜20を形成する。
上記実施の形態3においても実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、低電圧駆動側に形成する薄膜トランジスタ及び高電圧駆動側に形成する薄膜トランジスタに本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、低電圧駆動及び高電圧駆動以外のものに形成する薄膜トランジスタに本発明を適用することも可能である。
また、上記実施の形態では、第1及び第2の導電膜からなる2層構造のゲート電極を用いているが、これに限定されるものではなく、1層構造のゲート電極を用いることも可能である。
(A)〜(D)は、本発明の実施の形態1による半導体装置の作製方法を示す断面図である。 本発明の実施の形態1による半導体装置の作製方法を示すもので図1(D)の次の工程を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)に示すB−B’線に沿った断面図、(C)は、(A)に示すA−A’線に沿った部分を含む断面図である。 本発明の実施の形態1による半導体装置の作製方法を示すものであり、図2(C)の次の工程を示す断面図である。 (A)〜(D)は、本発明の実施の形態2による半導体装置の作製方法を示す断面図である。 本発明の実施の形態3による半導体装置の作製方法を説明する断面図である。 従来の半導体装置の作製方法を説明するための断面図である。
符号の説明
2,101…下地絶縁膜
3a,3b,102,103…半導体層(活性層)
4,104…第1の絶縁膜
5…レジストマスク
6,105…第2の絶縁膜
7,7a,106…第1の導電膜
8,8a,8b,107…第2の導電膜
9…レジストマスク
10,108…第1のゲート電極
11,109…第2のゲート電極
12…第1の絶縁膜の端
13〜16…高濃度不純物領域(ソース及びドレイン領域)
17〜20…低濃度不純物領域(LDD領域)
21a…第1の導電膜
22a,22b…第2の導電膜
23…レジストマスク
24a…第3の導電膜
25a,25b…第4の導電膜

Claims (21)

  1. 下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
    前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に絶縁膜を形成し、
    前記第1の半導体層のチャネル形成領域上に位置する前記絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  2. 下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
    前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
  3. 下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
    前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成し、
    前記第2の絶縁膜上に導電膜を形成し、
    前記導電膜を加工することにより、前記導電膜からなる第1のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成すると共に、前記導電膜からなる第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
    前記第1のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  4. 下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
    前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成し、
    前記第2の絶縁膜上に第1の導電膜を形成し、
    前記第1の導電膜上に第2の導電膜を形成し、
    前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜を加工することにより、前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜からなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成すると共に、前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜からなる第2のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
    前記第1のゲート電極における前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  5. 請求項4において、前記第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  6. 請求項4又は5において、前記第2のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  7. 下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
    前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
    前記第1の絶縁膜上に第1の導電膜を形成し、
    前記第1の導電膜を加工することにより、前記第1の導電膜からなる第1のゲート電極を前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部、前記第1の絶縁膜及び前記第1のゲート電極の上に第2の絶縁膜を形成し、
    前記第2の絶縁膜上に第2の導電膜を形成し、
    前記第2の導電膜を加工することにより、前記第2の導電膜からなる第2のゲート電極を前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
    前記第2のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  8. 下地絶縁膜上に第1の半導体層及び第2の半導体層を形成し、
    前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層の上に第1の絶縁膜を形成し、
    前記第1の絶縁膜上に第1の導電膜を形成し、
    前記第1の導電膜上に第2の導電膜を形成し、
    前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜を加工することにより、前記第2の導電膜及び前記第1の導電膜からなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極を、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部上に位置する前記第1の絶縁膜を、前記第1の半導体層をエッチングストッパーとしてエッチング除去することにより、前記第1の半導体層のソース領域及びドレイン領域上、前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を残し、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部、前記第1の絶縁膜及び前記第1のゲート電極の上に第2の絶縁膜を形成し、
    前記第2の絶縁膜上に第3の導電膜を形成し、
    前記第3の導電膜上に第4の導電膜を形成し、
    前記第4の導電膜及び前記第3の導電膜を加工することにより、前記第4の導電膜及び前記第3の導電膜からなる第2のゲート電極であって前記第3の導電膜の一部が前記第4の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成する半導体装置の作製方法であって、
    前記第2のゲート電極における前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  9. 請求項8において、前記第2のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  10. 請求項8又は9において、前記第2のゲート電極を、前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成した後に、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  11. 下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
    前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
    前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された絶縁膜と、
    を具備することを特徴とする半導体装置。
  12. 下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
    前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
    前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
    を具備することを特徴とする半導体装置。
  13. 下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
    前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
    前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成された導電膜からなる第1のゲート電極と、
    前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成された導電膜からなる第2のゲート電極と、
    を具備し、
    前記第1のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置。
  14. 下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
    前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
    前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成され、第1の導電膜と該第1の導電膜上に配置された第2の導電膜とからなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極と、
    前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して形成され、第1の導電膜と該第1の導電膜上に配置された第2の導電膜とからなる第2のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極と、
    を具備し、
    前記第1のゲート電極における前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置。
  15. 請求項14において、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物を一括でドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成されたソース領域及びドレイン領域を具備することを特徴とする半導体装置。
  16. 請求項14又は15において、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成された低濃度不純物領域を具備することを特徴とする半導体装置。
  17. 下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
    前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
    前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
    前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜からなる第1のゲート電極と、
    前記第1のゲート電極、前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成された第2の導電膜からなる第2のゲート電極と、
    を具備し、
    前記第2のゲート電極の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置。
  18. 下地絶縁膜上に形成された第1の半導体層と、
    前記下地絶縁膜上に形成された第2の半導体層と、
    前記第1の半導体層のソース領域、ドレイン領域及び前記第2の半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、
    前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を介して形成され、第1の導電膜と該第1の導電膜上に形成された第2の導電膜とからなる第1のゲート電極であって前記第1の導電膜の一部が前記第2の導電膜から露出した形状を有する第1のゲート電極と、
    前記第1のゲート電極、前記第1の半導体層の少なくともチャネル形成領域の一部及び前記第1の絶縁膜の上に形成された第2の絶縁膜と、
    前記第1の半導体層上に前記第2の絶縁膜を介して形成され、第3の導電膜と該第3の導電膜上に形成された第4の導電膜とからなる第2のゲート電極であって前記第3の導電膜の一部が前記第4の導電膜から露出した形状を有する第2のゲート電極と、
    を具備し、
    前記第2のゲート電極における前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜の一部と前記第1の半導体層との間に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜が配置されていることを特徴とする半導体装置。
  19. 請求項18において、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物を一括でドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成されたソース領域及びドレイン領域を具備することを特徴とする半導体装置。
  20. 請求項18又は19において、前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成された低濃度不純物領域を具備することを特徴とする半導体装置。
  21. 請求項18又は19において、前記第4の導電膜から露出した前記第3の導電膜、前記第2の導電膜から露出した前記第1の導電膜、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を介して前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層に不純物をドーピングすることにより、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層それぞれに形成された低濃度不純物領域、ソース領域及びドレイン領域を具備することを特徴とする半導体装置。
JP2003424370A 2003-12-22 2003-12-22 半導体装置及びその作製方法 Expired - Fee Related JP4447305B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003424370A JP4447305B2 (ja) 2003-12-22 2003-12-22 半導体装置及びその作製方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003424370A JP4447305B2 (ja) 2003-12-22 2003-12-22 半導体装置及びその作製方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005183774A true JP2005183774A (ja) 2005-07-07
JP4447305B2 JP4447305B2 (ja) 2010-04-07

Family

ID=34784586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003424370A Expired - Fee Related JP4447305B2 (ja) 2003-12-22 2003-12-22 半導体装置及びその作製方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4447305B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142873A1 (ja) 2007-05-21 2008-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha 半導体装置及びその製造方法
JP2009260069A (ja) * 2008-04-17 2009-11-05 Sharp Corp 半導体装置、tft基板、表示装置、携帯機器
JP2010021482A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Sharp Corp 半導体装置、tft基板、表示装置、携帯機器
US7821002B2 (en) 2006-04-28 2010-10-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8575608B2 (en) 2009-12-21 2013-11-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor and manufacturing method thereof
KR101334177B1 (ko) * 2007-02-15 2013-11-28 재단법인서울대학교산학협력재단 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법
US8704230B2 (en) 2010-08-26 2014-04-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8829522B2 (en) 2009-12-21 2014-09-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor
US9230826B2 (en) 2010-08-26 2016-01-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Etching method using mixed gas and method for manufacturing semiconductor device
WO2019244636A1 (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 株式会社ジャパンディスプレイ 半導体装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222387A (ja) * 1993-01-21 1994-08-12 Sharp Corp 半導体装置
JP2001345453A (ja) * 2000-03-27 2001-12-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置及びその作製方法
JP2003188183A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Fujitsu Display Technologies Corp 薄膜トランジスタ装置、その製造方法及び液晶表示装置
JP2003332581A (ja) * 2002-05-10 2003-11-21 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ基板の製造方法及び薄膜トランジスタ基板

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222387A (ja) * 1993-01-21 1994-08-12 Sharp Corp 半導体装置
JP2001345453A (ja) * 2000-03-27 2001-12-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置及びその作製方法
JP2003188183A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Fujitsu Display Technologies Corp 薄膜トランジスタ装置、その製造方法及び液晶表示装置
JP2003332581A (ja) * 2002-05-10 2003-11-21 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ基板の製造方法及び薄膜トランジスタ基板

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8980733B2 (en) 2006-04-28 2015-03-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7821002B2 (en) 2006-04-28 2010-10-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR101334177B1 (ko) * 2007-02-15 2013-11-28 재단법인서울대학교산학협력재단 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법
JP5243414B2 (ja) * 2007-05-21 2013-07-24 シャープ株式会社 半導体装置及びその製造方法
WO2008142873A1 (ja) 2007-05-21 2008-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha 半導体装置及びその製造方法
JP2009260069A (ja) * 2008-04-17 2009-11-05 Sharp Corp 半導体装置、tft基板、表示装置、携帯機器
JP2010021482A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Sharp Corp 半導体装置、tft基板、表示装置、携帯機器
US8575608B2 (en) 2009-12-21 2013-11-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor and manufacturing method thereof
US8829522B2 (en) 2009-12-21 2014-09-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor
US8704230B2 (en) 2010-08-26 2014-04-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9230826B2 (en) 2010-08-26 2016-01-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Etching method using mixed gas and method for manufacturing semiconductor device
US9257561B2 (en) 2010-08-26 2016-02-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2019244636A1 (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 株式会社ジャパンディスプレイ 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4447305B2 (ja) 2010-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3543117B2 (ja) 二重ゲート電界効果トランジスタ
JPH0792500A (ja) 半導体装置
US7211475B2 (en) CMOS thin film transistor
JPH0519830B2 (ja)
JPH09153625A (ja) 薄膜加工方法と薄膜半導体装置の製造方法
JPH10135475A (ja) 半導体装置およびその作製方法
JP2007241237A (ja) 二層金属ラインを有する薄膜トランジスタディスプレイアレイを製造するための方法
US7309625B2 (en) Method for fabricating metal oxide semiconductor with lightly doped drain
JP4447305B2 (ja) 半導体装置及びその作製方法
KR20040083353A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
JP2008147516A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
US20090162981A1 (en) Thin film transistor and method of manufacturing the same
JPH10256554A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP2006345003A (ja) 半導体装置およびその作製方法
JP4413573B2 (ja) 半導体装置及びその作製方法
TWI227362B (en) Liquid crystal display manufacturing process and polysilicon layer forming process
JP4441299B2 (ja) 表示装置の製造方法
JP4447308B2 (ja) 半導体装置及びその作製方法
JP2007157986A (ja) トランジスタを備えた装置
JPH11340474A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP3013628B2 (ja) 半導体装置
JP4447304B2 (ja) 半導体装置及びその作製方法
JPH10144803A (ja) Cmos素子の構造及びその製造方法
US20040266075A1 (en) Method for fabricating a low temperature polysilicon thin film transistor
JPH10242471A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091020

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100112

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100120

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees