JP2005229123A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明によると、基板上に形成された島状のシリコン膜に、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
【選択図】 図9
Description
る。
前記アニールの後、結晶性シリコン膜をパターニングして、島状結晶性シリコン領域を形成し、この島状領域を用いてTFT、ダイオードまたは抵抗を形成することができる。
℃程度の温度で数分、もしくは600℃程度の温度では数10時間が必要であり、時間は温度(=エネルギー)に指数関数的に依存するので、600℃以下、例えば、550℃では、結晶化反応が進行することはほとんど観測できなかった。従来の固相エピタキシャル結晶化の考えも、この問題に対する解答を与えたものではなかった。
アモルファスシリコン(シリコンA)+珪化ニッケル(シリコンB)
→珪化ニッケル(シリコンA)+結晶シリコン(シリコンB)
(シリコンA、Bはシリコンの位置を示す)
という反応が生じることが明らかになった。この反応のポテンシャル障壁は十分に低く、反応の温度も低い。この反応式は、ニッケルがアモルファスシリコンを結晶シリコンに造り変えながら進行してゆくことを示している。実際には、580℃以下で、反応が開始され、450℃でも反応が観測されることが明らかになった。当然のことであるが、温度が高いほど反応の進行する速度が速い。また、同様な効果は、上記に示した他の金属元素でも認められた。
一般的にはこれらのマスク材料を用いて、被膜を形成した後、パターニングを施して、選択的にアモルファスシリコンの表面を露出させる。そして、結晶化を促進する金属膜等を成膜する。
また、本発明は、従来の結晶性シリコンTFTの作製プロセスにおいて、TFTの活性層の結晶化の条件をカバー膜の有無という最小の変更によって、課題を解決するものである。
以上の工程によってTFT(図ではNチャネル型)が作製された。得られたTFTの電界効果移動度はNチャネル型で40〜60cm2 /Vs、Pチャネル型で30〜50cm2 /Vsであった。
得られたTFTの電界効果移動度はNチャネル型で60〜120cm2 /Vs、Pチャネル型で50〜90cm2 /Vsであった。また、このTFTを用いて作製されたシフトレジスタではドレイン電圧17Vで6MHz、20Vで11MHzでの動作が確認された。
その後、図5(C)に示すようにゲイト絶縁膜37として窒化珪素、酸化珪素等の材料で被膜を形成し、ゲイト電極38をアルミニウムによって形成し、図4の場合と同様に陽極酸化をおこない、イオンドーピング法によって不純物を拡散させて不純物領域39A、39Bを形成する。さらに、層間絶縁物40を堆積し、コンタクトホールを形成し、金属電極41A、41Bをソース、ドレインに形成してTFTが完成する。このTFTでは活性層の厚さに比べて、ソース、ドレインの部分の半導体膜が厚く、また、抵抗率が小さいことが特徴で、この結果、ソース、ドレイン領域の抵抗が減少し、TFTの特性が向上する。また、コンタクトの形成も容易である。
そして、窒素雰囲気中で250〜450℃で10〜60分アニールした(プレアニール工程)。例えば、450℃で20分アニールした。この結果、アモルファスシリコン中に珪化ニッケル層706が形成された。この層の厚さは、プレアニールの温度と時間によって決定され、ニッケル膜705の厚さはほとんど関与しなかった。(図7(B))
s、画素TFT(NMOS)で5〜30cm2 /Vsであった。
Claims (21)
- 基板上に形成された島状のシリコン膜に、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された島状のシリコン膜に、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された島状のシリコン膜に、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、共通の配線により電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された島状のシリコン膜に、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、共通の配線により電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された島状のシリコン膜に、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とが接している前記島状シリコン膜は配線と接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、前記配線により電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された島状のシリコン膜と、
前記島状のシリコン膜上に形成されたゲイト絶縁膜と、
前記ゲイト絶縁膜上に形成された層間絶縁物と、
前記層間絶縁物上に形成された配線とを有し、
前記島状のシリコン膜には、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記配線は、前記層間絶縁物及び前記ゲイト絶縁膜に形成されたコンタクトホールにおいて、前記第1のN型不純物領域及び前記第2のP型不純物領域と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された島状のシリコン膜と、
前記島状のシリコン膜上に形成されたゲイト絶縁膜と、
前記ゲイト絶縁膜上に形成された層間絶縁物と、
前記層間絶縁物上に形成された配線とを有し、
前記島状のシリコン膜には、Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記配線は、前記層間絶縁物及び前記ゲイト絶縁膜に形成されたコンタクトホールにおいて、前記第1のN型不純物領域及び前記第2のP型不純物領域と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、共通の配線により電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、共通の配線により電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とが接している前記島状シリコン膜は配線と接しており、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは、前記配線により電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記島状のシリコン膜上には、ゲイト絶縁膜が形成され、
前記ゲイト絶縁膜上には、層間絶縁物が形成され、
前記層間絶縁物上には配線が形成され、
前記配線は、前記層間絶縁物及び前記ゲイト絶縁膜に形成されたコンタクトホールにおいて、前記第1のN型不純物領域及び前記第2のP型不純物領域と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 同一基板上に周辺回路領域及び画素領域を有し、
前記周辺回路領域はNチャネル型TFT及びPチャネル型TFTを有し、
前記基板上に形成された島状のシリコン膜に、前記Nチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Nチャネル型TFTの第1及び第2のN型不純物領域と、前記Pチャネル型TFTのチャネル形成領域と、前記Pチャネル型TFTの第1及び第2のP型不純物領域とが形成され、
前記第1のN型不純物領域と前記第2のP型不純物領域とは接しており、
前記島状のシリコン膜上には、ゲイト絶縁膜が形成され、
前記ゲイト絶縁膜上には、層間絶縁物が形成され、
前記層間絶縁物上には配線が形成され、
前記配線は、前記層間絶縁物及び前記ゲイト絶縁膜に形成されたコンタクトホールにおいて、前記第1のN型不純物領域及び前記第2のP型不純物領域と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至14のいずれか一項において、
前記第1及び第2のP型不純物領域には、P型の不純物及びN型の不純物が含まれることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至14のいずれか一項において、
前記第1及び第2のP型不純物領域には、燐及び硼素が含まれることを特徴とする半導体装置。 - 請求項3乃至7及び10乃至14のいずれか一項において、
前記配線は、クロムとアルミニウムとの多層配線であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項3乃至7及び10乃至14のいずれか一項において、
前記配線は、窒化チタンとアルミニウムとの多層配線であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項6、7、13、14のいずれか一項において、
前記層間絶縁物は、酸化珪素膜であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項6、7、13、14のいずれか一項において、
前記層間絶縁物の厚さは、300〜1000nmであることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至20のいずれか一項において、
前記Nチャネル型TFT及び前記Pチャネル型TFTによって、インバータ回路が形成されていることを特徴とする半導体装置。
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