JP2007088432A - Transistor and display device using the same, electronic equipment, and semiconductor device - Google Patents

Transistor and display device using the same, electronic equipment, and semiconductor device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transistor having a low contact resistance. <P>SOLUTION: This transistor comprises: a semiconductor film containing impurity elements imparting P-type or N-type; an insulating film disposed thereon; and an electrode or a wiring electrically connected to the semiconductor film through at least a contact hole formed in the insulating film, wherein in the semiconductor film, the concentration of the impurity elements contained in a deeper region than a predetermined depth is in a first range (1×10<SP>20</SP>/cm<SP>3</SP>or less) and the concentration of the impurity elements contained in a shallower region than a predetermined depth is in a second range (more than 1×10<SP>20</SP>/cm<SP>3</SP>); and in a deeper region than a portion of the semiconductor film which is contacted with the electrode or the wiring, the concentration of the impurity elements is in a first range. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本明細書に開示する発明は、半導体素子であるトランジスタ(例えば薄膜トランジスタ)、及びそれを用いた表示装置等に関する。また、そのトランジスタの作製に関する。   The invention disclosed in this specification relates to a transistor (eg, a thin film transistor) which is a semiconductor element, a display device using the transistor, and the like. Further, the present invention relates to manufacture of the transistor.

薄膜トランジスタを作製する際、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜などの絶縁膜に覆われた半導体膜又は導電膜と配線又は電極とを接続させるためのコンタクトホールは、その絶縁膜に対しドライエッチングをおこなって所定の形状に形成される(例えば特許文献1の34段落参照)。   When a thin film transistor is manufactured, a contact hole for connecting a wiring or an electrode with a semiconductor film or a conductive film covered with an insulating film such as an interlayer insulating film or a gate insulating film is dry-etched with respect to the insulating film. It is formed in a predetermined shape (see, for example, paragraph 34 of Patent Document 1).

ドライエッチングとは、酸性又はアルカリ性の液体を用いるのではなく、気体を用いてエッチングする方法で、レジストマスクなどのマスクとほぼ同じ寸法のパターンを形成することができる。このエッチングを異方性エッチングといい、微細加工に適している。
特開平10−189481号公報
Dry etching is a method of etching using a gas instead of using an acidic or alkaline liquid, and a pattern having almost the same dimensions as a mask such as a resist mask can be formed. This etching is called anisotropic etching and is suitable for fine processing.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-189481

コンタクトホールの形成時、そのコンタクトホールの底部において、上記絶縁膜の下に接して(真下に)存在する半導体膜又は導電膜がわずかにエッチングされる条件でドライエッチングをおこなうことによって、その絶縁膜を完全に除去することができる。しかし、その半導体膜又は導電膜が、エッチングされる前の厚さの半分に満たない厚さまで薄くなるような、又は消失してしまうような過剰なエッチングは、意図するものではない。エッチング対象物(本明細書では絶縁膜に相当する)の厚さよりも深くエッチングすることで、そのエッチング対象物の下に接して存在する膜、基板などがエッチングされることを、オーバーエッチングという。   At the time of forming the contact hole, the insulating film is obtained by performing dry etching on the bottom of the contact hole under the condition that the semiconductor film or the conductive film existing in contact with (underneath) the insulating film is slightly etched. Can be completely removed. However, excessive etching that causes the semiconductor film or the conductive film to be thinned to a thickness less than half the thickness before etching or disappears is not intended. Overetching refers to etching of a film, a substrate, or the like existing in contact with an etching target deeper than the thickness of the etching target (corresponding to an insulating film in this specification).

コンタクトホールの底部において、半導体膜又は導電膜が消失した場合、そのコンタクトホールに配線又は電極を形成しても、コンタクト抵抗が極めて高く、作製されるトランジスタは正常に動作しないという問題がある。この問題は、半導体膜又は導電膜のコンタクトホールが形成される直前の膜厚が薄いほど重大になる。   When the semiconductor film or the conductive film disappears at the bottom of the contact hole, there is a problem that even when a wiring or an electrode is formed in the contact hole, the contact resistance is extremely high and the manufactured transistor does not operate normally. This problem becomes more serious as the film thickness immediately before the contact hole of the semiconductor film or conductive film is formed is thinner.

もし、コンタクトホールの底部において半導体膜又は導電膜が完全に消失してしまうと、後にそのコンタクトホールに形成される配線又は電極は、半導体膜又は導電膜の側面のみと接触する状態となる。薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域が形成される半導体膜の厚さは一般に100nm以下である。例えば厚さが30nm〜40nmである薄い半導体膜の場合、配線又は電極と半導体膜との接触面積が極めて小さく、コンタクト抵抗が高くなる原因となる。   If the semiconductor film or the conductive film disappears completely at the bottom of the contact hole, a wiring or an electrode formed later in the contact hole comes into contact with only the side surface of the semiconductor film or the conductive film. The thickness of the semiconductor film in which the source region or drain region of the thin film transistor is formed is generally 100 nm or less. For example, in the case of a thin semiconductor film having a thickness of 30 nm to 40 nm, the contact area between the wiring or electrode and the semiconductor film is extremely small, which causes the contact resistance to increase.

上記問題を解決するため、ドライエッチングをおこなう際の条件を工夫して、意図しない過剰なエッチングを防止しようと試みたが、適当な条件を得ることは困難であった。   In order to solve the above problem, the inventors tried to prevent unintentional excessive etching by devising conditions for dry etching, but it was difficult to obtain appropriate conditions.

前述した過剰なエッチングが生じる場合について追究したところ、トランジスタの半導体膜にリンなどの所定の導電型を付与する不純物元素が高濃度で含まれる場合において、過剰なエッチングが生じることが判明した。しかも、半導体膜中のその不純物元素の濃度分布を変化させるドーピング条件に依存して、その半導体膜のエッチングされる深さが変化することが判明した。   When the above-described case where excessive etching occurs is investigated, it has been found that excessive etching occurs when an impurity element imparting a predetermined conductivity type such as phosphorus is contained in a high concentration in the semiconductor film of the transistor. Moreover, it has been found that the etching depth of the semiconductor film changes depending on the doping condition that changes the concentration distribution of the impurity element in the semiconductor film.

不純物元素をドーピングする際の条件の一つである加速電圧が変化すると、その不純物元素の濃度の深さ方向分布も変化することが知られている。通常は、加速電圧を大きくすることによって、不純物元素の濃度の深さ方向分布において、その不純物元素の濃度の最大値はより深い部分に現れる。そして注目されるべきは、半導体膜に含まれる所定の導電型を付与する不純物元素の濃度によって、その半導体膜のエッチングレートが変化することである。エッチングレートは、エッチング対象物がエッチングされた厚さ又は深さをエッチング時間で除して求められる。   It is known that when the acceleration voltage, which is one of the conditions for doping an impurity element, changes, the depth direction distribution of the concentration of the impurity element also changes. Usually, by increasing the acceleration voltage, the maximum value of the concentration of the impurity element appears in a deeper portion in the distribution of the concentration of the impurity element in the depth direction. It should be noted that the etching rate of the semiconductor film changes depending on the concentration of the impurity element imparting a predetermined conductivity type contained in the semiconductor film. The etching rate is obtained by dividing the thickness or depth of the etching target by the etching time.

半導体膜上に形成された絶縁膜にコンタクトホールを形成するためのドライエッチングに用いる気体は、その絶縁膜を選択的にエッチングするものとして、CHF、CFなど(さらにヘリウム、アルゴンなどの希ガスを含んでいてもよい)が挙げられる。その気体を用いることによって、絶縁膜に対するエッチングレートの方が半導体膜に対するエッチングレートよりも大きくなるが、その半導体膜が全くエッチングされないわけではない。エッチング対象物のエッチングレート”a”と、エッチング対象物の下に接する材料(本明細書では例えば半導体膜に相当する)のエッチングレート”b”との比、a/bを、エッチング選択比という。但し、”a”及び”b”は正数とする。 A gas used for dry etching for forming a contact hole in an insulating film formed over a semiconductor film is CHF 3 , CF 4, or the like (and rare gas such as helium and argon) that selectively etches the insulating film. Gas may be included). By using the gas, the etching rate for the insulating film is larger than the etching rate for the semiconductor film, but the semiconductor film is not completely etched. The ratio between the etching rate “a” of the etching object and the etching rate “b” of the material (e.g., corresponding to a semiconductor film in this specification) in contact with the etching object, and a / b is referred to as an etching selectivity. . However, “a” and “b” are positive numbers.

本明細書に開示する発明は、P型又はN型を付与する不純物元素を含む半導体膜と、前記半導体膜上に形成された絶縁膜と、少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記半導体膜と電気的に接続された電極又は配線とを有し、前記半導体膜は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第1の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第1の範囲よりも高い第2の範囲であり、前記半導体膜の、前記電極又は配線と接する部分(前記コンタクトホールの底部)よりも深い領域(第1の領域)は、前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲である。例えば、第1の範囲は1×1020/cm以下、第2の範囲は1×1020/cmを超え1×1021/cm以下とする。上記半導体膜は、トランジスタのソース、ドレイン、ゲート電極等として用いられる。 The invention disclosed in this specification includes a semiconductor film including an impurity element imparting P-type or N-type, an insulating film formed over the semiconductor film, and at least a contact hole formed in the insulating film. An electrode or a wiring electrically connected to the semiconductor film, wherein the semiconductor film has a concentration of the impurity element contained in a region deeper than a predetermined depth in a first range, and the predetermined film The concentration of the impurity element contained in the region shallower than the depth is a second range higher than the first range, and is deeper than the portion of the semiconductor film that is in contact with the electrode or the wiring (the bottom of the contact hole) In the region (first region), the concentration of the impurity element is in the first range. For example, the first range is 1 × 10 20 / cm 3 or less, and the second range is more than 1 × 10 20 / cm 3 and 1 × 10 21 / cm 3 or less. The semiconductor film is used as a source, drain, gate electrode, or the like of a transistor.

本明細書に開示する他の発明は、P型又はN型を付与する不純物元素を含むソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上に形成された絶縁膜と、少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続された電極又は配線とを有し、前記ソース領域及びドレイン領域は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第1の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲よりも高い第2の範囲であり、前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方の、前記電極又は配線と接する部分(前記コンタクトホールの底部)よりも深い領域(第1の領域)は、前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲である。例えば、第1の範囲は1×1020/cm以下、第2の範囲は1×1020/cmを超え1×1021/cm以下とする。上記ソース領域及びドレイン領域は、半導体膜の一部の領域に上記不純物元素を導入して形成される。 Another invention disclosed in this specification includes a source region and a drain region containing an impurity element imparting P-type or N-type, an insulating film formed over the source region and the drain region, and at least the insulating film. An electrode or a wiring electrically connected to one of the source region and the drain region through the formed contact hole, and the source region and the drain region are included in a region deeper than a predetermined depth The concentration of the impurity element in the first range and the concentration of the impurity element contained in the region shallower than the predetermined depth is a second range higher than the first range, and the source region A region (first region) deeper than a portion (bottom portion of the contact hole) in contact with the electrode or wiring in either one of the drain region and the drain region is a concentration of the impurity element. Wherein a first range. For example, the first range is 1 × 10 20 / cm 3 or less, and the second range is more than 1 × 10 20 / cm 3 and 1 × 10 21 / cm 3 or less. The source region and the drain region are formed by introducing the impurity element into a partial region of the semiconductor film.

上記第1の領域の厚さは、当該第1の領域を除く上記半導体膜(又は上記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方)の第2の領域の厚さより薄く(例えば1nm以上薄く)、当該第2の領域の厚さの50%、好ましくは60%、さらに好ましくは65%を下限とする。これは、上記コンタクトホールの底部において上記絶縁膜が残存しないようにすると共に、上記半導体膜と上記電極又は配線とのコンタクト抵抗が上昇しないようにするためである。上記半導体膜の厚さが45nm以下で30nmの厚さを下限とする場合であっても、上記コンタクトホールの底部においてその半導体膜が消失することがない。   The thickness of the first region is thinner than the second region of the semiconductor film (or one of the source region and the drain region) excluding the first region (for example, 1 nm or more thinner), The lower limit is 50%, preferably 60%, and more preferably 65% of the thickness of the second region. This is to prevent the insulating film from remaining at the bottom of the contact hole and to prevent the contact resistance between the semiconductor film and the electrode or wiring from increasing. Even when the thickness of the semiconductor film is 45 nm or less and the lower limit is 30 nm, the semiconductor film does not disappear at the bottom of the contact hole.

上記所定の深さは、1nm以上の深さが必要で、上記半導体膜の第2の領域の厚さの50%以下、好ましくは40%以下、さらに好ましくは35%以下の深さとする。本明細書において深さとは、物体(半導体膜、ソース領域、ドレイン領域等)のオーバーエッチングされていない表面における任意の地点を基準、即ち0nmの深さとしたときの値である。   The predetermined depth needs to be 1 nm or more, and is 50% or less, preferably 40% or less, more preferably 35% or less of the thickness of the second region of the semiconductor film. In this specification, the depth is a value when an arbitrary point on the surface of the object (semiconductor film, source region, drain region, etc.) that is not over-etched is a reference, that is, a depth of 0 nm.

上記半導体膜として、シリコンを主成分とする膜、シリコン及びゲルマニウムを含む膜などを用いることができる。上記半導体膜には、水素が含まれていてもよい。また、上記半導体膜は、多結晶半導体膜、単結晶半導体膜、微結晶半導体膜、非晶質半導体膜いずれでもよい。上記半導体膜にかえて、単結晶又は多結晶の半導体基板、代表的にはシリコン基板を用い、本明細書に開示する発明を適用して電界効果型トランジスタを作製してもよい。この場合、前記半導体基板に形成されたソース領域(ドレイン領域)の深さが、上記半導体膜の厚さに相当する。   As the semiconductor film, a film containing silicon as its main component, a film containing silicon and germanium, or the like can be used. The semiconductor film may contain hydrogen. The semiconductor film may be any of a polycrystalline semiconductor film, a single crystal semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and an amorphous semiconductor film. Instead of the semiconductor film, a single crystal or polycrystalline semiconductor substrate, typically a silicon substrate, may be used, and a field effect transistor may be manufactured by applying the invention disclosed in this specification. In this case, the depth of the source region (drain region) formed in the semiconductor substrate corresponds to the thickness of the semiconductor film.

上記不純物元素は、導電型がN型の場合、代表的にはリンであるがヒ素などリン以外の他の不純物元素でもよく、導電型がP型の場合、代表的にはボロンであるがボロン以外の他の不純物元素でもよい。   The impurity element is typically phosphorus when the conductivity type is N-type, but may be an impurity element other than phosphorus such as arsenic. When the conductivity type is P-type, it is typically boron but boron. Other impurity elements may be used.

半導体膜の厚さが薄い場合であっても、コンタクトホールの底部において、その半導体膜が消失しないようにすることができる。さらには、コンタクトホールの底部において、その半導体膜はコンタクトホールが形成されていない部分の厚さの50%以上残存するようにできる。したがって、コンタクトホールを介して接続する半導体膜と配線又は電極とのコンタクト抵抗の上昇が抑制される。   Even when the semiconductor film is thin, the semiconductor film can be prevented from disappearing at the bottom of the contact hole. Furthermore, at the bottom of the contact hole, the semiconductor film can remain 50% or more of the thickness of the portion where the contact hole is not formed. Therefore, an increase in contact resistance between the semiconductor film connected via the contact hole and the wiring or electrode is suppressed.

絶縁膜をドライエッチングしてコンタクトホールを形成する際に、所望の深さでオーバーエッチングを停止させることができる。したがって、コンタクトホールの底部において絶縁膜が完全に除去された、コンタクト不良のないトランジスタが得られる。   When the contact hole is formed by dry etching the insulating film, overetching can be stopped at a desired depth. Therefore, a transistor free from contact failure is obtained in which the insulating film is completely removed at the bottom of the contact hole.

(実施の形態1)
薄膜トランジスタ(以下、本明細書ではTFTと称する)を作製する例を、以下に説明する。
(Embodiment 1)
An example of manufacturing a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT in this specification) will be described below.

まず、図1(A)に示すように、基板111上に下地絶縁膜112を100nm〜300nm形成する。基板111としてはガラス基板、石英基板、プラスチック基板、セラミックス基板等の絶縁基板、金属基板、半導体基板などを用いることができる。   First, as illustrated in FIG. 1A, a base insulating film 112 is formed with a thickness of 100 nm to 300 nm over a substrate 111. As the substrate 111, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, an insulating substrate such as a ceramic substrate, a metal substrate, a semiconductor substrate, or the like can be used.

下地絶縁膜112は、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、窒素を含む酸化珪素(SiO)(x>y>0)(酸化窒化珪素とも言う)、酸素を含む窒化珪素(SiN)(x>y>0)(窒化酸化珪素とも言う)などの酸素又は窒素を含む絶縁膜の単層構造、又はこれらの積層構造を用いることができる。特に、アルカリ金属などの基板111に含まれる不純物、又は基板111に付着した汚染物質が拡散することが問題になる場合には、下地絶縁膜112を形成するのが好ましい。 The base insulating film 112 includes silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), silicon oxide containing nitrogen (SiO x N y ) (x>y> 0) (also referred to as silicon oxynitride), and nitride containing oxygen A single-layer structure of an insulating film containing oxygen or nitrogen such as silicon (SiN x O y ) (x>y> 0) (also referred to as silicon nitride oxide) or a stacked structure thereof can be used. In particular, in the case where impurities contained in the substrate 111 such as alkali metal or contaminants attached to the substrate 111 become a problem, the base insulating film 112 is preferably formed.

基板111としてガラス基板を用い、マイクロ波で励起され、電子温度が0.5eV以上1.5eV以下、イオンエネルギーが5eV以下、電子密度が1×1011/cm以上1×1013/cm以下である高電子密度かつ低電子温度のプラズマで、そのガラス基板の表面を直接プラズマ処理しても良い。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いたマイクロ波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。このとき、窒素(N)、又はアンモニア(NH)、亜酸化窒素(NO)などの窒化物気体を導入すると、ガラス基板の表面を窒化することができる。このガラス基板の表面に形成された窒化物層は、窒化珪素を主成分とするので、ガラス基板から拡散する不純物のブロッキング層として利用することができる。この窒化物層の上に酸化珪素膜又は窒素を含む酸化珪素膜をプラズマCVD法で形成して下地絶縁膜112としても良い。 A glass substrate is used as the substrate 111 and is excited by microwaves. The electron temperature is 0.5 eV or more and 1.5 eV or less, the ion energy is 5 eV or less, and the electron density is 1 × 10 11 / cm 3 or more and 1 × 10 13 / cm 3. The surface of the glass substrate may be directly plasma-treated with the following plasma having a high electron density and a low electron temperature. Plasma generation can be performed using a microwave-excited plasma processing apparatus using a radial slot antenna. At this time, when a nitride gas such as nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), or nitrous oxide (N 2 O) is introduced, the surface of the glass substrate can be nitrided. Since the nitride layer formed on the surface of the glass substrate is mainly composed of silicon nitride, it can be used as a blocking layer for impurities diffusing from the glass substrate. A silicon oxide film or a silicon oxide film containing nitrogen may be formed over the nitride layer by a plasma CVD method to form the base insulating film 112.

他にも、酸化珪素又は窒素を含む酸化珪素で形成された下地絶縁膜112の表面に対し上記プラズマ処理を行うことにより、その表面及び表面から1nm〜10nmまでの深さを窒化処理をすることができる。このきわめて薄い窒化された層により、下地絶縁膜112の上に後に形成される半導体膜へ応力の影響を与えることなく、下地絶縁膜112をブロッキング層とすることができる。   In addition, by performing the above plasma treatment on the surface of the base insulating film 112 formed of silicon oxide or silicon oxide containing nitrogen, the surface and the depth from the surface to 1 nm to 10 nm can be nitrided. Can do. By this extremely thin nitrided layer, the base insulating film 112 can be used as a blocking layer without affecting the semiconductor film formed later on the base insulating film 112.

半導体膜の下に接する下地絶縁膜112は、膜厚0.01nm〜10nm、好ましくは1nm〜5nmの窒化珪素膜又は酸素を含む窒化珪素膜とすると好ましい。半導体膜に対し結晶化する際、金属元素を用いて結晶化する方法を用いた場合、その金属元素をゲッタリングする必要がある。このときに、下地絶縁膜112が酸化珪素膜であると、酸化珪素膜と半導体膜との界面において、半導体膜中の金属元素と酸化珪素膜中の酸素とが反応して金属酸化物になり、金属元素がゲッタリングされにくくなる場合がある。よって、下地絶縁膜112の半導体膜に接する部分は、酸化珪素膜を用いないことが好ましい。   The base insulating film 112 in contact with the semiconductor film is preferably a silicon nitride film or a silicon nitride film containing oxygen having a thickness of 0.01 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 5 nm. When crystallizing a semiconductor film using a metal element, it is necessary to getter the metal element. At this time, if the base insulating film 112 is a silicon oxide film, a metal element in the semiconductor film reacts with oxygen in the silicon oxide film at the interface between the silicon oxide film and the semiconductor film to become a metal oxide. In some cases, the metal element is difficult to getter. Therefore, a silicon oxide film is preferably not used for a portion of the base insulating film 112 that is in contact with the semiconductor film.

続いて、本実施の形態では、半導体膜としてシリコンを主成分とする膜を60nm〜70nm形成する。半導体膜としては、非晶質半導体膜または微結晶半導体膜をCVD法で成膜し、エキシマレーザーなどを用いたレーザー結晶化法により結晶化した結晶性半導体膜を用いることができる。微結晶半導体膜は、SiH等の珪素の化合物でなる気体をグロー放電分解することにより得ることができる。珪素の化合物でなる気体を希釈して用いることにより、微結晶半導体膜の形成を容易なものとすることができる。CVD法で成膜した半導体膜には、水素が多量に含まれているため、結晶化をおこなう前に、脱水素化のための熱処理を必要に応じておこなう。レーザー結晶化をおこなう場合は、あらかじめ脱水素化のための熱処理をおこなうことが好ましい。結晶性半導体膜にかえて、非晶質半導体膜を用いても構わない。 Subsequently, in this embodiment, a film containing silicon as a main component is formed as a semiconductor film with a thickness of 60 nm to 70 nm. As the semiconductor film, a crystalline semiconductor film in which an amorphous semiconductor film or a microcrystalline semiconductor film is formed by a CVD method and crystallized by a laser crystallization method using an excimer laser or the like can be used. The microcrystalline semiconductor film can be obtained by glow discharge decomposition of a gas composed of a silicon compound such as SiH 4 . By diluting and using a gas composed of a silicon compound, the microcrystalline semiconductor film can be easily formed. Since a semiconductor film formed by a CVD method contains a large amount of hydrogen, heat treatment for dehydrogenation is performed as necessary before crystallization. When laser crystallization is performed, it is preferable to perform heat treatment for dehydrogenation in advance. An amorphous semiconductor film may be used instead of the crystalline semiconductor film.

また、結晶化技術としてはハロゲンランプを用いたラピッドサーマルアニール法(RTA法)や、加熱炉を使用して結晶化する技術を適用することも可能である。さらに、ニッケル等の金属元素を用い、それを結晶核として非晶質半導体膜を固相成長させる方法を用いても良い。   Further, as a crystallization technique, a rapid thermal annealing method (RTA method) using a halogen lamp or a technique for crystallization using a heating furnace can be applied. Further, a method may be used in which a metal element such as nickel is used and the amorphous semiconductor film is solid-phase grown using the element as a crystal nucleus.

次にシリコンを主成分とする膜を、フォトリソグラフィー工程を経て、所定の形状に形成する。本実施の形態では、所定の形状とは島状であり、島状のシリコンを主成分とする膜113が形成される。その島状のシリコンを主成分とする膜113に、不純物元素としてボロン(B)の添加を行ってもよい。その際、島状のシリコンを主成分とする膜113中のボロンの濃度は、1×1015/cm〜1×1018/cm(好ましくは1×1016/cm〜5×1017/cm)とする。 Next, a film containing silicon as a main component is formed into a predetermined shape through a photolithography process. In this embodiment mode, the predetermined shape is an island shape, and the film 113 containing island-shaped silicon as a main component is formed. Boron (B) may be added as an impurity element to the island-shaped silicon 113 film. At that time, the concentration of boron in the film 113 containing island-shaped silicon as a main component is 1 × 10 15 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 (preferably 1 × 10 16 / cm 3 to 5 × 10 17 / cm 3 ).

島状のシリコンを主成分とする膜113を覆うように、第1の絶縁膜114をCVD法又はスパッタ法により5nm〜50nm形成する。第1の絶縁膜114は、島状のシリコンを主成分とする膜113に接しており、ゲート絶縁膜として機能する。   A first insulating film 114 is formed to a thickness of 5 to 50 nm by a CVD method or a sputtering method so as to cover the film 113 containing island-shaped silicon as a main component. The first insulating film 114 is in contact with the film 113 containing island-shaped silicon as a main component and functions as a gate insulating film.

第1の絶縁膜114としては、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、窒素を含む酸化珪素(SiO)(x>y>0)、酸素を含む窒化珪素(SiN)(x>y>0)などのいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。本実施の形態では、第1の絶縁膜114は、SiN膜及びSiO膜の積層構造とする。第1の絶縁膜114の表面を、前述した高電子密度かつ低電子温度のプラズマにより、酸化又は窒化処理して緻密化しても良い。この処理は第1の絶縁膜114の成膜に先立って行っても良い。すなわち、島状のシリコンを主成分とする膜113の表面に対してプラズマ処理を行う。このとき、基板温度を300℃〜450℃とし、酸化雰囲気(O、NOなど)又は窒化雰囲気(N、NHなど)でプラズマ処理することにより、島状のシリコンを主成分とする膜113の上に堆積する絶縁膜と良好な界面を形成することができる。 As the first insulating film 114, silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), silicon oxide containing nitrogen (SiO x N y ) (x>y> 0), silicon nitride containing oxygen (SiN x) Any structure such as O y ) (x>y> 0) may be appropriately combined to form a stacked structure. In this embodiment mode, the first insulating film 114 has a stacked structure of a SiN x O y film and a SiO x N y film. The surface of the first insulating film 114 may be densified by oxidation or nitridation treatment with the above-described plasma having a high electron density and a low electron temperature. This treatment may be performed prior to the formation of the first insulating film 114. That is, plasma treatment is performed on the surface of the film 113 containing island-shaped silicon as a main component. At this time, the substrate temperature is set to 300 ° C. to 450 ° C., and plasma treatment is performed in an oxidizing atmosphere (O 2 , N 2 O, etc.) or a nitriding atmosphere (N 2 , NH 3, etc.), so that island-like silicon is a main component A favorable interface can be formed with the insulating film deposited on the film 113 to be formed.

続いて、第1の絶縁膜114上にゲート電極となる導電膜を形成する。その導電膜としては、アルミニウム(Al)膜、銅(Cu)膜、アルミニウム又は銅を主成分とする膜、クロム(Cr)膜、タンタル(Ta)膜、窒化タンタル(TaN)(x>0)膜、チタン(Ti)膜、タングステン(W)膜、窒化タングステン(WN)(x>0)膜、モリブデン(Mo)膜、前記膜のいずれか2種以上を積層させた積層膜、例えば、Al膜とTa膜との積層、Al膜とTi膜との積層、TaN膜とW膜との積層などを用いることができる。本実施の形態では、上記導電膜を、窒化タンタル(TaN)約30nmとタングステン(W)約370nmの積層膜とする。 Subsequently, a conductive film to be a gate electrode is formed over the first insulating film 114. As the conductive film, an aluminum (Al) film, a copper (Cu) film, a film containing aluminum or copper as a main component, a chromium (Cr) film, a tantalum (Ta) film, tantalum nitride (TaN x ) (x> 0) ) Film, titanium (Ti) film, tungsten (W) film, tungsten nitride (WN x ) (x> 0) film, molybdenum (Mo) film, a laminated film in which any two or more of the above films are laminated, for example, A laminate of an Al film and a Ta film, a laminate of an Al film and a Ti film, a laminate of a TaN x film and a W film, or the like can be used. In this embodiment mode, the conductive film is a stacked film of about 30 nm of tantalum nitride (TaN x ) and about 370 nm of tungsten (W).

続いて、上記導電膜から、フォトリソグラフィー工程を経て、所定の形状の電極116を形成する(図1(A))。本実施の形態では、導電膜を構成する積層膜のタングステン(W)に対し、選択的に第1のエッチングをおこなう。その際、窒化タンタル(TaN)をエッチングしないように、窒化タンタル(TaN)に対するタングステン(W)のエッチング選択比の高い条件でエッチングすることが好ましい。第1のエッチングの条件の一例は次のとおりである。CF、Cl、Oの混合ガスを用い、混合比はCF/Cl/O=60sccm/50sccm/45sccmとし、0.67Paの圧力でコイル型の電極に2000Wの電力を供給してプラズマを生成させる。基板側(試料ステージ)には150Wの電力を投入する。試料ステージの温度は−10℃にする。 Subsequently, an electrode 116 having a predetermined shape is formed from the conductive film through a photolithography process (FIG. 1A). In this embodiment mode, first etching is selectively performed on tungsten (W) in the stacked film included in the conductive film. At that time, it is preferable to perform etching under a condition where the etching selectivity of tungsten (W) to tantalum nitride (TaN x ) is high so that tantalum nitride (TaN x ) is not etched. An example of the first etching condition is as follows. A mixed gas of CF 4 , Cl 2 , and O 2 is used, and the mixing ratio is CF 4 / Cl 2 / O 2 = 60 sccm / 50 sccm / 45 sccm, and power of 2000 W is supplied to the coil-type electrode at a pressure of 0.67 Pa. To generate plasma. A power of 150 W is applied to the substrate side (sample stage). The temperature of the sample stage is −10 ° C.

フォトリソグラフィー工程に用いるレジストマスクは、垂直な形状を有するものを用いることができる。第1のエッチングをおこなった後、レジストマスクを剥離すると、得られたタングステン(W)のパターン116aの側壁にエッチングによる反応生成物が付着している。その反応生成物は、シュウ酸を主成分とする薬液(商品名:SPR301)に60℃で10分間浸漬することで、除去される。   As the resist mask used in the photolithography process, a resist mask having a vertical shape can be used. When the resist mask is removed after the first etching, the reaction product by etching is attached to the side wall of the obtained tungsten (W) pattern 116a. The reaction product is removed by immersing in a chemical solution (trade name: SPR301) containing oxalic acid as a main component at 60 ° C. for 10 minutes.

続いて、タングステン(W)のパターン116aをマスクにして、窒化タンタル(TaN)(x>0)に対し、選択的に第2のエッチングをおこなう。このとき、第1の絶縁膜114をエッチングしないように、窒化タンタル(TaN)と第1の絶縁膜114とのエッチング選択比の高い条件でエッチングすることが好ましい。さらに、タングステン(W)をエッチングしないように、窒化タンタル(TaN)とタングステン(W)とのエッチング選択比の高いエッチング条件でエッチングすることが好ましい。第2のエッチングの条件の一例は次のとおりである。Clガスを用い、2.00Paの圧力でコイル型の電極に1000Wの電力を供給してプラズマを生成させる。基板側(試料ステージ)には50Wの電力を投入する。試料ステージの温度は−10℃にする。 Subsequently, second etching is selectively performed on tantalum nitride (TaN x ) (x> 0) using the tungsten (W) pattern 116 a as a mask. At this time, it is preferable to perform etching under a condition where the etching selectivity between tantalum nitride (TaN x ) and the first insulating film 114 is high so that the first insulating film 114 is not etched. Furthermore, it is preferable to perform etching under an etching condition having a high etching selectivity between tantalum nitride (TaN x ) and tungsten (W) so as not to etch tungsten (W). An example of the second etching condition is as follows. Using Cl 2 gas, a power of 1000 W is supplied to the coil-type electrode at a pressure of 2.00 Pa to generate plasma. A power of 50 W is applied to the substrate side (sample stage). The temperature of the sample stage is −10 ° C.

第2のエッチングにより、窒化タンタル(TaN)のパターン116bが得られ、そのパターン116bとタングステン(W)のパターン116aとを併せて、ほぼ垂直な形状の電極116が形成される。この電極116はゲート電極又はゲート配線として機能する。電極116の形状は、後にサイドウォールを形成しない場合は垂直な形状に限定されるものではなく、タングステン(W)のパターン116aと窒化タンタル(TaN)のパターン116bの一方又は両方をテーパー形状に形成してもよい。 By the second etching, a tantalum nitride (TaN x ) pattern 116 b is obtained, and the pattern 116 b and the tungsten (W) pattern 116 a are combined to form an electrode 116 having a substantially vertical shape. The electrode 116 functions as a gate electrode or a gate wiring. The shape of the electrode 116 is not limited to a vertical shape when a sidewall is not formed later, and one or both of a tungsten (W) pattern 116a and a tantalum nitride (TaN x ) pattern 116b are tapered. It may be formed.

本実施の形態のエッチングは、ドライエッチングでおこなわれ、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用いて行うことが出来る。   The etching in this embodiment mode is performed by dry etching, and can be performed using an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method.

次に、島状のシリコンを主成分とする膜113にP型又はN型を付与する不純物元素のドーピングをおこなう(図1(B))。本実施の形態では、第1の絶縁膜114を透過させて島状のシリコンを主成分とする膜113にN型を付与する不純物元素であるリン(P)を添加し、低濃度不純物領域113aを形成する。低濃度不純物領域113a中のN型を付与する不純物元素の濃度は、1×1015/cm〜1×1018/cm(好ましくは1×1016/cm〜5×1017/cm)とする。不純物元素のドーピング方法としては、イオンドーピング法又はイオン注入法を用いることができる。リン(P)にかえて、砒素(As)を用いてもよい。 Next, doping with an impurity element imparting P-type or N-type is performed on the island-shaped silicon 113 film (FIG. 1B). In this embodiment mode, phosphorus (P), which is an impurity element imparting N-type conductivity, is added to the film 113 containing island-shaped silicon as a main component through the first insulating film 114, so that the low-concentration impurity region 113a is added. Form. The concentration of the impurity element imparting N-type in the low-concentration impurity region 113a is 1 × 10 15 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 (preferably 1 × 10 16 / cm 3 to 5 × 10 17 / cm. 3 ). As a doping method of the impurity element, an ion doping method or an ion implantation method can be used. Arsenic (As) may be used instead of phosphorus (P).

次に、第1の絶縁膜114及び電極116を覆うように、第2の絶縁膜を形成する。第2の絶縁膜は、本実施の形態では、プラズマCVD法により窒素を含む酸化珪素膜(SiO)(x>y>0)を約100nm成膜し、その後、熱CVD法により酸化珪素膜(SiO)(x>0)を約200nm成膜して形成する。 Next, a second insulating film is formed so as to cover the first insulating film 114 and the electrode 116. In this embodiment, as the second insulating film, a silicon oxide film containing nitrogen (SiO x N y ) (x>y> 0) is formed to a thickness of about 100 nm by plasma CVD, and then oxidized by thermal CVD. A silicon film (SiO x ) (x> 0) is formed to a thickness of about 200 nm.

次に第2の絶縁膜を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、電極116の側面に接する絶縁物117を形成する(図1(C))。絶縁物117を形成する工程において、電極116の上面は露出される。ただし、電極116上にマスクとして用いた絶縁膜が形成されている場合は、電極116の上面は露出されないことがある。電極116の側面の絶縁物117は、サイドウォールとなり、その幅は10nm〜300nmで形成可能である。   Next, the second insulating film is selectively etched by anisotropic etching mainly in the vertical direction to form an insulator 117 in contact with the side surface of the electrode 116 (FIG. 1C). In the step of forming the insulator 117, the upper surface of the electrode 116 is exposed. However, in the case where an insulating film used as a mask is formed over the electrode 116, the upper surface of the electrode 116 may not be exposed. The insulator 117 on the side surface of the electrode 116 serves as a sidewall and can be formed with a width of 10 nm to 300 nm.

この絶縁物117は、島状のシリコンを主成分とする膜113に、低濃度不純物領域113aと後述する高濃度不純物領域の両方を設けるために形成される。この絶縁物117は、必ず形成しなければならないものではなく、必要に応じて形成すればよく、低濃度不純物領域113aを形成しない場合は、絶縁物117は不要である。   This insulator 117 is formed in order to provide both a low-concentration impurity region 113a and a high-concentration impurity region, which will be described later, in the film 113 containing island-shaped silicon as a main component. The insulator 117 is not necessarily formed, and may be formed as necessary. If the low-concentration impurity region 113a is not formed, the insulator 117 is unnecessary.

絶縁物117を形成する工程によって、第1の絶縁膜114も一部除去され、図1(C)に示すような絶縁膜118となり、島状のシリコンを主成分とする膜113の一部(低濃度不純物領域113aの一部)が露出される。この露出された部分が、後にソース領域及びドレイン領域となる。絶縁膜118はゲート絶縁膜として機能する。第1の絶縁膜114と低濃度不純物領域113aとのエッチング選択比が低い場合は、露出された部分の低濃度不純物領域113aは、オーバーエッチングによって膜厚が薄くなる。   Through the step of forming the insulator 117, the first insulating film 114 is also partially removed, so that the insulating film 118 as illustrated in FIG. 1C is formed, and a part of the film 113 containing island-shaped silicon as a main component ( A part of the low concentration impurity region 113a) is exposed. This exposed portion will later become a source region and a drain region. The insulating film 118 functions as a gate insulating film. When the etching selectivity between the first insulating film 114 and the low-concentration impurity region 113a is low, the exposed portion of the low-concentration impurity region 113a is thinned by overetching.

それから、図1(D)に示すように、電極116、絶縁物117及び絶縁膜118をマスクとして、島状のシリコンを主成分とする膜113(低濃度不純物領域113a)中にP型又はN型を付与する不純物元素のドーピングを行い、高濃度不純物領域113bを形成する。この高濃度不純物領域113bが、ソース領域及びドレイン領域に対応する。本実施の形態では、上記不純物元素としてリンを用いる。   Then, as shown in FIG. 1D, using the electrode 116, the insulator 117, and the insulating film 118 as a mask, a film 113 (low-concentration impurity region 113a) containing island-shaped silicon as a main component has a P-type or N-type. Doping of an impurity element imparting a mold is performed to form a high concentration impurity region 113b. This high concentration impurity region 113b corresponds to a source region and a drain region. In this embodiment mode, phosphorus is used as the impurity element.

図2は、横軸にドーピングされたシリコンの表面からの深さを表し、縦軸にリンの濃度を表した、シリコン中のリンの深さ方向における濃度分布(デプスプロファイル)を示す。図2を得るためのドーピングの条件は、使用ガス:PH(フォスフィン)を5%の濃度に希釈したもの、ガス流量:40sccm、加速電圧:10kV、電流密度:5.0μA、ドーズ量:3.0×1015/cm(以下、本明細書では「条件A」という)、及び使用ガス:PH(フォスフィン)を5%の濃度に希釈したもの、ガス流量:40sccm、加速電圧:20kV、電流密度:5.0μA、ドーズ量:3.0×1015/cm(以下、本明細書では「条件B」という)である。 FIG. 2 shows the concentration distribution (depth profile) in the depth direction of phosphorus in silicon, where the horizontal axis represents the depth from the surface of the doped silicon and the vertical axis represents the concentration of phosphorus. The doping conditions for obtaining FIG. 2 are as follows: gas used: PH 3 (phosphine) diluted to a concentration of 5%, gas flow rate: 40 sccm, acceleration voltage: 10 kV, current density: 5.0 μA, dose amount: 3 0.0 × 10 15 / cm 2 (hereinafter referred to as “condition A” in the present specification) and gas used: PH 3 (phosphine) diluted to a concentration of 5%, gas flow rate: 40 sccm, acceleration voltage: 20 kV , Current density: 5.0 μA, dose amount: 3.0 × 10 15 / cm 2 (hereinafter referred to as “condition B” in this specification).

図2では、加速電圧が10kVである「条件A」を実線で表し、加速電圧が20kVである「条件B」を破線で表している。深さが20nmよりも深くなるほど、「条件A」の場合の方が「条件B」の場合よりもリンの濃度が低くなることが顕著である。そして、「条件A」の場合、深さが30nmよりも深い領域ではリンの濃度は1×1020/cm以下である。一方、「条件B」の場合、深さが45nmよりも浅い領域で、リンの濃度は1×1020/cmを超える。 In FIG. 2, “Condition A” where the acceleration voltage is 10 kV is represented by a solid line, and “Condition B” where the acceleration voltage is 20 kV is represented by a broken line. As the depth becomes deeper than 20 nm, the concentration of phosphorus is markedly lower in the case of “Condition A” than in the case of “Condition B”. In the case of “Condition A”, the phosphorus concentration is 1 × 10 20 / cm 3 or less in a region where the depth is deeper than 30 nm. On the other hand, in the case of “Condition B”, the phosphorus concentration exceeds 1 × 10 20 / cm 3 in a region where the depth is shallower than 45 nm.

本実施の形態において、高濃度不純物領域113bを形成するためにリンをドーピングする条件として、加速電圧が10kVである「条件A」を採用する。   In the present embodiment, “Condition A” where the acceleration voltage is 10 kV is adopted as the condition for doping phosphorus to form the high concentration impurity region 113b.

その後、熱処理などをおこなうことによって、ドーピングした不純物元素の活性化を行う。後述する単層構造の層間絶縁膜120を形成後、又は積層構造の層間絶縁膜120の第1層又は第2層を形成後に、活性化をおこなってもよい。活性化の方法として、レーザー光の照射、RTA、炉を用いた550℃以下で4時間以下の加熱処理などが用いられる。なお、この活性化は、高濃度不純物領域113bに含まれるリンの深さ方向における濃度分布が、均一化しないような条件でおこなう必要がある。   Thereafter, the doped impurity element is activated by heat treatment or the like. Activation may be performed after forming an interlayer insulating film 120 having a single layer structure, which will be described later, or after forming a first layer or a second layer of the interlayer insulating film 120 having a laminated structure. As the activation method, laser light irradiation, RTA, heat treatment using a furnace at 550 ° C. or lower for 4 hours or shorter, and the like are used. This activation needs to be performed under the condition that the concentration distribution of phosphorus contained in the high concentration impurity region 113b in the depth direction is not uniform.

島状のシリコンを主成分とする膜113の一部である高濃度不純物領域113b、及び電極116を少なくとも覆うように、層間絶縁膜120を600nm以上形成する(図3(A))。層間絶縁膜120は有機材料又は無機材料を用いて形成される。層間絶縁膜120は単層構造でも良いし、2層又は3層の積層構造でも良い。本実施の形態では、窒化珪素膜を窒素を含む酸化珪素膜(SiO)(x>y>0)で挟んだ3層の積層構造を層間絶縁膜120に用いる。 An interlayer insulating film 120 is formed to have a thickness of 600 nm or more so as to cover at least the high-concentration impurity regions 113b, which are part of the film 113 containing island-shaped silicon as a main component, and the electrode 116 (FIG. 3A). The interlayer insulating film 120 is formed using an organic material or an inorganic material. The interlayer insulating film 120 may have a single layer structure, or may have a two-layer or three-layer structure. In this embodiment mode, a three-layer structure in which a silicon nitride film is sandwiched between silicon oxide films containing nitrogen (SiO x N y ) (x>y> 0) is used for the interlayer insulating film 120.

層間絶縁膜120に、高濃度不純物領域113bの少なくとも一部を露出させるためのコンタクトホール121をドライエッチングにより形成する(図3(B))。コンタクトホール121の形成と同時に、電極116の少なくとも一部を露出させるための図示していないコンタクトホールを、層間絶縁膜120に形成してもよい。ただし、電極116に対するオーバーエッチングの深さに注意しなければならない。   A contact hole 121 for exposing at least a part of the high concentration impurity region 113b is formed in the interlayer insulating film 120 by dry etching (FIG. 3B). Simultaneously with the formation of the contact hole 121, a contact hole (not shown) for exposing at least a part of the electrode 116 may be formed in the interlayer insulating film 120. However, attention must be paid to the depth of overetching on the electrode 116.

本実施の形態では、コンタクトホール121を形成するためのドライエッチングを3つのステップを通じておこなう。本実施の形態でドライエッチングに用いるガスは、ヘリウム(He)とCHFの混合ガスであるが、各ステップでは混合比(流量比)が異なる。第1のステップでは、混合比はCHF/He=50sccm/100sccmとし、5.5Paの圧力でプラズマを生成させる。第2のステップでは、混合比はCHF/He=7.5sccm/142.5sccmとし、第1のステップと同じ圧力で、層間絶縁膜120の残りの膜厚が約200nmになるまでエッチングする。第3のステップでは層間絶縁膜120と高濃度不純物領域113bのエッチング選択比が高い条件を採用するため、混合比はCHF/He=48sccm/152sccmとし、第1のステップ及び第2のステップと同じ圧力で最終的にコンタクトホール121を形成する。 In this embodiment mode, dry etching for forming the contact hole 121 is performed through three steps. The gas used for dry etching in this embodiment is a mixed gas of helium (He) and CHF 3 , but the mixing ratio (flow rate ratio) differs in each step. In the first step, the mixing ratio is CHF 3 / He = 50 sccm / 100 sccm, and plasma is generated at a pressure of 5.5 Pa. In the second step, the mixing ratio is CHF 3 /He=7.5 sccm / 142.5 sccm, and etching is performed at the same pressure as in the first step until the remaining film thickness of the interlayer insulating film 120 reaches about 200 nm. In the third step, a condition in which the etching selectivity between the interlayer insulating film 120 and the high-concentration impurity region 113b is high is adopted. Therefore, the mixing ratio is set to CHF 3 / He = 48 sccm / 152 sccm, and the first step and the second step A contact hole 121 is finally formed under the same pressure.

本実施の形態では、第3のステップの所要時間は、第1のステップ及び第2のステップの所要時間よりも長く設定され、第3のステップにおいてオーバーエッチングはおこなわれる。以下、本明細書では、上記3つのステップを「条件C」という。この「条件C」で用いるガスは、CHFにかえて他のガスC(X、Yは正の整数)例えばCFを用いることができ、ヘリウムにかえて他の希ガス例えばアルゴン(Ar)を用いることができる。 In the present embodiment, the time required for the third step is set longer than the time required for the first step and the second step, and overetching is performed in the third step. Hereinafter, in the present specification, the above three steps are referred to as “condition C”. As the gas used in the “condition C”, another gas C X F Y (X and Y are positive integers) such as CF 4 can be used instead of CHF 3 , and another rare gas such as argon can be used instead of helium. (Ar) can be used.

次に、コンタクトホール121に導電層、本実施の形態ではチタン(Ti)を主成分とする層と、その上にアルミニウム(Al)を主成分とする層とを有する積層構造をスパッタ法により形成し、フォトリソグラフィー工程を経て配線又は電極122を形成する(図3(C))。このようにして、TFTが作製される。チタンにかえて、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などのアルミニウムよりも高融点の金属を用いることができる。さらに、その積層構造は、導電性の金属窒化物を有してもよく、アルミニウムを主成分とする層を用いずに形成されてもよい。配線又は電極122は、高濃度不純物領域113bと電気的に接続するものである。高濃度不純物領域113bは、第1の領域113c及び第2の領域113dからなる。第1の領域113cは、高濃度不純物領域113bが配線又は電極122と接する部分(コンタクトホール121の底部)の真下の領域である。第1の領域113cは、高濃度不純物領域113bが配線又は電極122と接する部分(コンタクトホール121の底部)よりも深い領域である、と表現することもできる。電極116の少なくとも一部を露出するための図示していないコンタクトホールが形成されている場合、そのコンタクトホールにも上記導電層を同時に形成することで、電極116と電気的に接続される配線が形成される。   Next, a stacked structure including a conductive layer in the contact hole 121, a layer mainly containing titanium (Ti) in this embodiment, and a layer mainly containing aluminum (Al) is formed thereon by a sputtering method. Then, a wiring or an electrode 122 is formed through a photolithography process (FIG. 3C). In this way, a TFT is manufactured. Instead of titanium, a metal having a melting point higher than that of aluminum such as copper (Cu), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), or the like can be used. Further, the stacked structure may include a conductive metal nitride, and may be formed without using a layer containing aluminum as a main component. The wiring or electrode 122 is electrically connected to the high concentration impurity region 113b. The high concentration impurity region 113b includes a first region 113c and a second region 113d. The first region 113 c is a region immediately below a portion where the high concentration impurity region 113 b is in contact with the wiring or the electrode 122 (the bottom portion of the contact hole 121). The first region 113 c can also be expressed as a region deeper than a portion where the high-concentration impurity region 113 b is in contact with the wiring or the electrode 122 (the bottom portion of the contact hole 121). In the case where a contact hole (not shown) for exposing at least a part of the electrode 116 is formed, by simultaneously forming the conductive layer in the contact hole, a wiring electrically connected to the electrode 116 is formed. It is formed.

図4(A)に、「条件A」でシリコンを主成分とする膜にリンをドーピングして形成された高濃度不純物領域113bと、配線又は電極122とが、層間絶縁膜120に「条件C」で形成されたコンタクトホール121を介して接続された部分の断面を、電子顕微鏡で観察し、撮影した写真を示す。高濃度不純物領域113bは、コンタクトホール121の形成時にオーバーエッチングされた結果、配線又は電極122と接する部分(コンタクトホール121の底部)の真下である第1の領域113cにおいて、約40nmの厚さになっている。高濃度不純物領域113bの、第1の領域113cを除く第2の領域113dの厚さは、約62nmであるので、高濃度不純物領域113bは約22nmの深さまでオーバーエッチングされたことになる。この高濃度不純物領域113bがオーバーエッチングされた深さ約22nmは、高濃度不純物領域113bの上記厚さ約62nmの40%以下である。高濃度不純物領域113bのシート抵抗は、320Ω/□〜340Ω/□である。   In FIG. 4A, a high-concentration impurity region 113b formed by doping phosphorus into a film containing silicon as a main component under “Condition A” and a wiring or electrode 122 are connected to the interlayer insulating film 120 under “Condition C”. The cross section of the part connected through the contact hole 121 formed in the above is observed with an electron microscope, and a photograph taken is shown. The high-concentration impurity region 113b is over-etched when the contact hole 121 is formed. As a result, the thickness of the high-concentration impurity region 113b is about 40 nm in the first region 113c that is directly below the portion in contact with the wiring or electrode 122 (bottom portion of the contact hole 121). It has become. Since the thickness of the second region 113d excluding the first region 113c in the high concentration impurity region 113b is about 62 nm, the high concentration impurity region 113b is over-etched to a depth of about 22 nm. The depth of about 22 nm where the high concentration impurity region 113b is over-etched is 40% or less of the thickness of about 62 nm of the high concentration impurity region 113b. The sheet resistance of the high-concentration impurity region 113b is 320Ω / □ to 340Ω / □.

「条件A」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜と、配線又は電極122と同じ材料からなる積層構造の配線又は電極とのコンタクト構造を有する素子の、コンタクトチェーン抵抗を測定した結果を、図4(B)に示す。本明細書において、コンタクトチェーン抵抗とは、導電体と半導体、導電体同士、又は半導体同士のコンタクト構造が1000個直列接続した素子(コンタクトチェーン)の抵抗値のことである。したがって、図4(B)に示すコンタクトチェーン抵抗の値の1000分の1が、「条件A」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜と配線又は電極とのコンタクトチェーン1個当たりの抵抗であり、140Ω以上170Ω以下であることが計算される。この結果は、低抵抗で、しかもばらつきが小さいことを示している。図4(B)において、横軸はコンタクトチェーンが形成された互いに異なる基板を表し、縦軸はその基板それぞれに形成されたコンタクトチェーンに対してコンタクトチェーン抵抗を複数箇所測定した結果である。   The result of measuring the contact chain resistance of an element having a contact structure between a film mainly composed of silicon doped with phosphorus under “condition A” and a wiring or electrode having a laminated structure made of the same material as the wiring or electrode 122 Is shown in FIG. In this specification, the contact chain resistance is a resistance value of an element (contact chain) in which 1000 contact structures of a conductor and a semiconductor, between conductors, or between semiconductors are connected in series. Therefore, 1/1000 of the value of the contact chain resistance shown in FIG. 4B corresponds to one contact chain of a film mainly composed of silicon doped with phosphorus under “condition A” and a wiring or an electrode. The resistance is calculated to be 140Ω or more and 170Ω or less. This result shows that the resistance is low and the variation is small. In FIG. 4B, the horizontal axis represents different substrates on which contact chains are formed, and the vertical axis represents the result of measuring the contact chain resistance at a plurality of locations for the contact chains formed on the respective substrates.

図4(A)に示す、高濃度不純物領域113bに含まれるリンの濃度分布は、図2を参照すると次のように推定される。オーバーエッチングされていない表面から22nmの深さまでの領域(22nmの深さよりも浅い領域)のリン濃度は、4×1020/cm以上1×1021/cm以下であり、オーバーエッチングされた表面(配線又は電極122と接する部分)のリン濃度は、約4×1020/cmであり、22nmの深さよりも深い領域のリン濃度は、4×1020/cmより低い。 The concentration distribution of phosphorus contained in the high concentration impurity region 113b shown in FIG. 4A is estimated as follows with reference to FIG. The phosphorus concentration in the region from the surface not over-etched to a depth of 22 nm (region shallower than the depth of 22 nm) was 4 × 10 20 / cm 3 or more and 1 × 10 21 / cm 3 or less, and was over-etched. The phosphorus concentration on the surface (the portion in contact with the wiring or electrode 122) is about 4 × 10 20 / cm 3 , and the phosphorus concentration in a region deeper than 22 nm is lower than 4 × 10 20 / cm 3 .

したがって、リン濃度が4×1020/cm以上1×1021/cm以下の領域の高濃度不純物領域113bはドライエッチングの際オーバーエッチングされ消失しやすいが、リン濃度が4×1020/cmより低い領域、特に1×1020/cm以下(0/cmを下限とする)の領域の高濃度不純物領域113bはドライエッチングの際オーバーエッチングされにくいと考えられる。 Therefore, the high concentration impurity region 113b of the phosphorus concentration 4 × 10 20 / cm 3 or more 1 × 10 21 / cm 3 or less of the area is over-etched during the dry etching easily lost, but the phosphorus concentration of 4 × 10 20 / It is considered that the high-concentration impurity region 113b in a region lower than cm 3 , particularly in a region of 1 × 10 20 / cm 3 or less (with 0 / cm 3 as a lower limit) is not easily over-etched during dry etching.

このように、半導体膜中に含まれるリンのような不純物元素の濃度の深さ方向分布を制御することによって、オーバーエッチングの深さを制御することができる。   As described above, the depth of overetching can be controlled by controlling the depth direction distribution of the concentration of an impurity element such as phosphorus contained in the semiconductor film.

ドライエッチングによる半導体膜のエッチングレートが、その半導体膜中のリン濃度及びその半導体膜にリンをドーピングする際のドーズ量によって変化することを実験により確かめた結果を示す。なお、エッチングレートが小さいということはエッチングされにくいことを意味している。   The result of having confirmed by experiment that the etching rate of the semiconductor film by dry etching changes with the phosphorus density | concentration in the semiconductor film and the dose amount at the time of doping phosphorus into the semiconductor film is shown. A low etching rate means that etching is difficult.

ドライエッチングを行う試料は、リンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜が基板上に形成されたものと、ドーピングされないシリコンを主成分とする膜が基板上に形成されたものである。リンがドーピングされた試料は、シリコンを主成分とする膜中の特に深さ方向におけるリンの濃度分布を均一にするため、ドーピング後に850℃、2時間の熱処理を行ったものである。リンのドーピングは、ドーズ量のみ異なる3通りの条件のもと行われ、そのドーズ量は7×1013/cm、7×1014/cm、7×1015/cmである。熱処理後のシリコンを主成分とする膜中のリンの濃度を、SIMS(二次イオン質量分析法)で測定した。その結果、リンの濃度は、ドーズ量7×1013/cmでドーピングされた試料では約1×1019/cm、ドーズ量7×1014/cmでドーピングされた試料では約1×1020/cm、ドーズ量7×1015/cmでドーピングされた試料では約1×1021/cmであった。 Samples to be dry-etched are ones in which a film mainly composed of silicon doped with phosphorus is formed on the substrate, and ones in which a film mainly composed of silicon not doped is formed on the substrate. The sample doped with phosphorus is obtained by performing a heat treatment at 850 ° C. for 2 hours after doping in order to make the concentration distribution of phosphorus in the film containing silicon as a main component, particularly in the depth direction, uniform. Phosphorus doping is performed under three conditions that differ only in dose, and the dose is 7 × 10 13 / cm 2 , 7 × 10 14 / cm 2 , and 7 × 10 15 / cm 2 . The phosphorus concentration in the film containing silicon as a main component after the heat treatment was measured by SIMS (secondary ion mass spectrometry). As a result, the concentration of phosphorus is about 1 × 10 19 / cm 3 in the sample doped with a dose amount of 7 × 10 13 / cm 2 and about 1 × in the sample doped with a dose amount of 7 × 10 14 / cm 2. In the sample doped with 10 20 / cm 3 and a dose of 7 × 10 15 / cm 2 , it was about 1 × 10 21 / cm 3 .

上記試料に対し、ヘリウムとCHFの混合ガスを用いたドライエッチングを2分間行い、コンタクトホールを形成した。形成されたコンタクトホールの深さは、ドーピングされなかった試料では約10nm、ドーズ量7×1013/cmでリンがドーピングされた試料では約17.4nm、ドーズ量7×1014/cmでリンがドーピングされた試料では約20.9nm、ドーズ量7×1015/cmでリンがドーピングされた試料では約25.5nmであった。この結果は、シリコンを主成分とする膜中のリン濃度が低いほどエッチングレートが小さく、ドーピングされなかった試料が最もエッチングレートが小さいことを示している。 The sample was subjected to dry etching using a mixed gas of helium and CHF 3 for 2 minutes to form a contact hole. The depth of the formed contact hole is about 10 nm for the undoped sample, about 17.4 nm for the sample doped with phosphorus at a dose amount of 7 × 10 13 / cm 2 , and a dose amount of 7 × 10 14 / cm 2. In the sample doped with phosphorus at about 20.9 nm, the sample doped with phosphorus at a dose of 7 × 10 15 / cm 2 was about 25.5 nm. This result shows that the lower the phosphorus concentration in the film containing silicon as the main component, the lower the etching rate, and the undoped sample has the lowest etching rate.

以上、本実施の形態ではTFTを作製する例を述べたが、本明細書に開示する発明は、TFT以外の半導体素子にも適用可能である。例えば、シリコン基板を用いた電界効果型トランジスタを作製することができる。その場合、下地絶縁膜112及び島状のシリコンを主成分とする膜113を設けない。基板111としてP型のシリコン基板を用いた場合、そのシリコン基板にN型を付与する不純物元素をドーピングして、高濃度不純物領域113b(ソース領域及びドレイン領域)を形成する。さらに、高濃度不純物領域113bに隣接して、低濃度不純物領域113aを形成してもよい。高濃度不純物領域113bを形成する際、その高濃度不純物領域113bの所定の深さよりも深い領域に含まれるN型を付与する不純物元素の濃度を1×1020/cm以下とする。 As described above, although an example of manufacturing a TFT has been described in this embodiment, the invention disclosed in this specification can be applied to semiconductor elements other than the TFT. For example, a field effect transistor using a silicon substrate can be manufactured. In that case, the base insulating film 112 and the film 113 mainly containing island-shaped silicon are not provided. When a P-type silicon substrate is used as the substrate 111, the silicon substrate is doped with an impurity element imparting N-type to form a high concentration impurity region 113b (a source region and a drain region). Further, the low concentration impurity region 113a may be formed adjacent to the high concentration impurity region 113b. When the high-concentration impurity region 113b is formed, the concentration of the impurity element imparting N-type contained in a region deeper than a predetermined depth of the high-concentration impurity region 113b is set to 1 × 10 20 / cm 3 or less.

(比較例)
リンのドーピングを、実施の形態1に記載した加速電圧が20kVである「条件B」でおこなった場合を示す。図5(A)に示す写真は、シリコンを主成分とする膜に「条件B」でリンがドーピングされた高濃度不純物領域513bと、配線又は電極522とが、層間絶縁膜520に形成されたコンタクトホールを介して接続された部分の断面を、電子顕微鏡で観察し、撮影したものである。本比較例は、リンのドーピングを、実施の形態1に記載した加速電圧が10kVである「条件A」にかえて「条件B」でおこなった点でのみ、実施の形態1と相違する。
(Comparative example)
A case where phosphorus doping is performed under “condition B” in which the acceleration voltage described in the first embodiment is 20 kV is shown. In the photograph shown in FIG. 5A, a high-concentration impurity region 513b in which a film containing silicon as a main component is doped with phosphorus under “Condition B” and a wiring or an electrode 522 are formed in the interlayer insulating film 520. A cross section of a portion connected through a contact hole is observed with an electron microscope and photographed. This comparative example is different from the first embodiment only in that phosphorus doping is performed under “condition B” in place of “condition A” in which the acceleration voltage described in the first embodiment is 10 kV.

高濃度不純物領域513bは、コンタクトホール形成時に過剰にエッチングされた結果、配線又は電極522と接する部分の真下である第1の領域において極めて薄く、コンタクトホール形成前の膜厚の50%に満たない厚さになっている。高濃度不純物領域513bの、第1の領域を除く第2の領域の厚さは、約60nmである。その高濃度不純物領域513bのシート抵抗は、190Ω/□〜210Ω/□であり、実施の形態1における高濃度不純物領域113bのシート抵抗よりも低い。この結果は、リンの濃度分布の違いに起因する。   As a result of excessive etching at the time of forming the contact hole, the high-concentration impurity region 513b is extremely thin in the first region immediately below the portion in contact with the wiring or the electrode 522, and is less than 50% of the film thickness before the contact hole is formed. It is thick. The thickness of the second region of the high concentration impurity region 513b excluding the first region is about 60 nm. The sheet resistance of the high concentration impurity region 513b is 190Ω / □ to 210Ω / □, which is lower than the sheet resistance of the high concentration impurity region 113b in the first embodiment. This result is due to the difference in the phosphorus concentration distribution.

「条件B」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜と配線又は電極522とのコンタクト構造を有する素子の、コンタクトチェーン抵抗を測定した結果を、図5(B)に示す。図4(B)に示すコンタクトチェーン抵抗よりも、図5(B)に示すコンタクトチェーン抵抗の方がはるかに高い値を示しており、しかもばらつきが大きい。この結果は、前述のように高濃度不純物領域513bのシート抵抗が小さいという利点を有していても、実用に供するには不適当であることを意味している。図5(B)において、横軸はコンタクトチェーンが形成された互いに異なる基板を表し、縦軸はその基板それぞれに形成されたコンタクトチェーンに対してコンタクトチェーン抵抗を複数箇所測定した結果である。   FIG. 5B shows the result of measuring the contact chain resistance of an element having a contact structure between a film mainly composed of silicon doped with phosphorus and wiring or an electrode 522 under “Condition B”. The contact chain resistance shown in FIG. 5B is much higher than the contact chain resistance shown in FIG. 4B, and the variation is large. This result means that even if the sheet resistance of the high concentration impurity region 513b is small as described above, it is not suitable for practical use. In FIG. 5B, the horizontal axis represents different substrates on which contact chains are formed, and the vertical axis represents the result of measuring the contact chain resistance at a plurality of locations with respect to the contact chains formed on the respective substrates.

図5(A)に示す、高濃度不純物領域513bに含まれるリンの濃度分布は、図2を参照すると次のように推定される。オーバーエッチングされていない表面から45nmの深さまでの領域(45nmの深さよりも浅い領域)のリン濃度は、1×1020/cmを超え1×1021/cm以下、オーバーエッチングされた表面(配線又は電極522と接する部分)のリン濃度は、1×1020/cm〜2×1020/cmである。 The concentration distribution of phosphorus contained in the high concentration impurity region 513b shown in FIG. 5A is estimated as follows with reference to FIG. The phosphorus concentration in the region from the surface not over-etched to a depth of 45 nm (region shallower than the depth of 45 nm) exceeds 1 × 10 20 / cm 3 and is 1 × 10 21 / cm 3 or less. The phosphorus concentration of (the portion in contact with the wiring or electrode 522) is 1 × 10 20 / cm 3 to 2 × 10 20 / cm 3 .

したがって、リン濃度が1×1020/cmを超え1×1021/cm以下の領域の高濃度不純物領域513bは、ドライエッチングの際オーバーエッチングされ消失しやすいが、リン濃度が1×1020/cm以下(0/cmを下限とする)の領域の高濃度不純物領域513bはドライエッチングの際オーバーエッチングされにくいと考えられる。 Therefore, the high concentration impurity region 513b in the region where the phosphorus concentration is higher than 1 × 10 20 / cm 3 and lower than or equal to 1 × 10 21 / cm 3 is easily over-etched and lost during dry etching, but the phosphorus concentration is 1 × 10 6. It is considered that the high concentration impurity region 513b in the region of 20 / cm 3 or less (with 0 / cm 3 being the lower limit) is hardly over-etched during dry etching.

本比較例の結果は、「条件B」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜の厚さが45nm以下の場合、その膜はオーバーエッチングされた結果消失してしまう可能性が高いことを示している。このように消失してしまう場合、コンタクトチェーン抵抗は図5(B)に示す値よりもさらに大きくなる。   As a result of this comparative example, when the thickness of the film mainly composed of silicon doped with phosphorus under “Condition B” is 45 nm or less, the film is highly likely to disappear as a result of overetching. Is shown. When disappearing in this way, the contact chain resistance becomes larger than the value shown in FIG.

実施の形態1と本比較例とで、オーバーエッチングの深さが異なる理由について考察する。両者の工程上の相違は、リンをドーピングする際の加速電圧の相違のみである。しかし、そのことによって、図2に示すようにリンの濃度分布が相違する。   The reason why the depth of overetching is different between the first embodiment and this comparative example will be considered. The only difference between the two processes is the difference in acceleration voltage when doping phosphorus. However, the phosphorus concentration distribution differs as shown in FIG.

実施の形態1の場合、高濃度不純物領域113bは10nmの深さ付近においてリンの濃度が最大となる。10nmより深くなるとリンの濃度は低下し、20nmの深さ付近ではリンの濃度は約5×1020/cmとなり、30nmより深くなるとリンの濃度は1×1020/cm以下となる。この場合、リンの濃度が低下する10nmよりも深くなるにつれて、層間絶縁膜120と高濃度不純物領域113bとのエッチング選択比は高くなる。すなわち、高濃度不純物領域113bのエッチングレートが小さくなるため、エッチングは抑制される。したがって、図4(A)に示すように、高濃度不純物領域113bは約22nmの深さでオーバーエッチングを停止する。 In the case of the first embodiment, the high concentration impurity region 113b has a maximum phosphorus concentration in the vicinity of a depth of 10 nm. When it is deeper than 10 nm, the concentration of phosphorus decreases. At a depth of 20 nm, the concentration of phosphorus is about 5 × 10 20 / cm 3 , and when it is deeper than 30 nm, the concentration of phosphorus is 1 × 10 20 / cm 3 or less. In this case, the etching selectivity between the interlayer insulating film 120 and the high-concentration impurity region 113b becomes higher as the phosphorus concentration becomes deeper than 10 nm. That is, since the etching rate of the high concentration impurity region 113b is reduced, the etching is suppressed. Therefore, as shown in FIG. 4A, over-etching of the high concentration impurity region 113b is stopped at a depth of about 22 nm.

一方、本比較例の場合、高濃度不純物領域513bは20nmの深さ付近においてリンの濃度が最大となり、20nmより深い領域でようやくリンの濃度は低下し始めるが、実施の形態1の場合よりもずっと緩やかな低下である。したがって、実施の形態1の場合とは異なり、層間絶縁膜520と高濃度不純物領域513bとのエッチング選択比は低く、高濃度不純物領域513bのエッチングは抑制されない。したがって、図5(A)に示すように、高濃度不純物領域513bは22nmの深さよりもはるかに深くまでオーバーエッチングされてしまう、という問題が生じる。   On the other hand, in the case of this comparative example, the high concentration impurity region 513b has the maximum phosphorus concentration near the depth of 20 nm, and finally the phosphorus concentration starts to decrease in the region deeper than 20 nm. A much slower decline. Therefore, unlike the case of Embodiment 1, the etching selectivity between interlayer insulating film 520 and high concentration impurity region 513b is low, and the etching of high concentration impurity region 513b is not suppressed. Therefore, as shown in FIG. 5A, there is a problem that the high concentration impurity region 513b is over-etched to a depth much deeper than 22 nm.

(実施の形態2)
本実施の形態は、実施の形態1とは異なる方法で、TFTを作製する例である。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example in which a TFT is manufactured by a method different from that in Embodiment 1.

コンタクトホールによって開口される半導体膜の領域に、高濃度不純物領域(ソース領域及びドレイン領域)が形成されるドーピングを、コンタクトホールを形成する前におこなわず、コンタクトホールを形成した後におこなう。そうすると、層間絶縁膜と半導体膜とのエッチング選択比が高く、それらの界面でエッチングを停止させることが容易になる。つまり、コンタクトホールを形成する際に、その半導体膜をオーバーエッチングすることなく、その層間絶縁膜を完全に除去することが可能になる。以下に、具体例を説明する。   Doping for forming a high concentration impurity region (source region and drain region) in the region of the semiconductor film opened by the contact hole is not performed before the contact hole is formed, but is performed after the contact hole is formed. If it does so, the etching selectivity of an interlayer insulation film and a semiconductor film is high, and it becomes easy to stop etching at those interfaces. That is, when the contact hole is formed, the interlayer insulating film can be completely removed without overetching the semiconductor film. A specific example will be described below.

実施の形態1にしたがって、図1(C)に示す島状のシリコンを主成分とする膜113の一部(低濃度不純物領域113aの一部)を露出させる工程までおこなう。その露出した部分のさらに一部、すなわち後にコンタクトホールによって開口される領域を、レジストマスクなどのマスクで覆う。それから、比較例で採用した「条件B」で島状のシリコンを主成分とする膜113にリンのドーピングをおこなうことによって、高濃度不純物領域613bが形成される(図6(A))。一方、レジストマスクなどのマスクで覆われた領域には、高濃度不純物領域613bは形成されない。「条件B」でリンのドーピングをおこなうのは、高濃度不純物領域613bのシート抵抗を低くするためである。「条件B」でなく実施の形態1で採用した「条件A」でドーピングをおこなってもよい。その後、使用したレジストマスクなどのマスクを除去し、実施の形態1に記載した層間絶縁膜120を形成する。   In accordance with Embodiment Mode 1, the process up to the step of exposing part of the film 113 mainly including island-shaped silicon (part of the low-concentration impurity region 113a) shown in FIG. A further part of the exposed part, that is, a region to be opened later by a contact hole is covered with a mask such as a resist mask. Then, phosphorus doping is performed on the film 113 containing island-like silicon as a main component under “Condition B” employed in the comparative example, whereby a high concentration impurity region 613b is formed (FIG. 6A). On the other hand, the high concentration impurity region 613b is not formed in a region covered with a mask such as a resist mask. The reason for doping phosphorus under “Condition B” is to reduce the sheet resistance of the high concentration impurity region 613b. Doping may be performed not on “Condition B” but on “Condition A” employed in the first embodiment. After that, the used resist mask or the like is removed, and the interlayer insulating film 120 described in Embodiment 1 is formed.

層間絶縁膜120にドライエッチングをおこなってコンタクトホール621を形成する(図6(B))。このとき、コンタクトホール621の底部には、高濃度不純物領域613bが形成されていない。本実施の形態では、層間絶縁膜120と島状のシリコンを主成分とする膜113(低濃度不純物領域113a)のエッチング選択比が高い条件、例えば、ヘリウム(He)とCHFの混合ガスを用い、その混合比はCHF/He=56sccm/144sccmとし、7.5Paの圧力でドライエッチングをおこなう。実施の形態1に記載した「条件C」の第3のステップの所要時間を短縮して、島状のシリコンを主成分とする膜113(低濃度不純物領域113a)がオーバーエッチングされないようにドライエッチングをおこなってもよい。このコンタクトホール621を、図6(C)に示す高濃度不純物領域613bが形成されるすべての領域を露出させる大きさに形成する場合は、前述した、レジストマスクなどのマスクで覆ってリンのドーピングをおこなう工程は必要ない。 The interlayer insulating film 120 is dry-etched to form a contact hole 621 (FIG. 6B). At this time, the high concentration impurity region 613 b is not formed at the bottom of the contact hole 621. In this embodiment mode, a condition where the etching selectivity of the interlayer insulating film 120 and the film 113 (low-concentration impurity region 113a) mainly containing island-like silicon is high, for example, a mixed gas of helium (He) and CHF 3 is used. The mixture ratio is CHF 3 / He = 56 sccm / 144 sccm, and dry etching is performed at a pressure of 7.5 Pa. Dry etching is performed so that the time required for the third step of “Condition C” described in Embodiment 1 is shortened so that the island-shaped silicon-based film 113 (low-concentration impurity region 113a) is not over-etched. You may do. In the case where the contact hole 621 is formed to have a size that exposes all the regions where the high-concentration impurity regions 613b shown in FIG. 6C are exposed, it is covered with a mask such as a resist mask as described above and doped with phosphorus. There is no need for a process to perform the above.

さらに、このコンタクトホール621を通じて、島状のシリコンを主成分とする膜113(低濃度不純物領域113a)に高濃度不純物領域613bを形成するために、「条件B」でリンのドーピングをおこなう(図6(C))。「条件B」にかえて「条件A」でドーピングをおこなってもよい。その後、ドーピングした不純物元素の活性化をおこなう。   Further, in order to form a high-concentration impurity region 613b in the film 113 (low-concentration impurity region 113a) containing island-shaped silicon as a main component through this contact hole 621, phosphorus doping is performed under “condition B” (FIG. 6 (C)). Doping may be performed under “condition A” instead of “condition B”. Thereafter, the doped impurity element is activated.

その後、コンタクトホール621に、実施の形態1に記載したように配線又は電極122を形成する(図6(D))。   After that, a wiring or an electrode 122 is formed in the contact hole 621 as described in Embodiment Mode 1 (FIG. 6D).

本実施の形態は、実施の形態1と比べて工程が複雑であるが、リンのドーピングを「条件B」でおこなえるので高濃度不純物領域613bのシート抵抗を低くできると共に、高濃度不純物領域613bがオーバーエッチングされにくい又はされない点が特徴である。しかし、本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、高濃度不純物領域613bがオーバーエッチングされるようにコンタクトホール621を形成してもよい。   Although the process of this embodiment is more complicated than that of Embodiment 1, since phosphorus doping can be performed under “condition B”, the sheet resistance of the high-concentration impurity region 613b can be lowered and the high-concentration impurity region 613b can be reduced. It is characterized in that it is difficult or not overetched. However, also in this embodiment, the contact hole 621 may be formed so that the high-concentration impurity region 613b is over-etched as in the first embodiment.

本明細書に開示する発明によるTFTを用いて作製される表示装置として、液晶表示装置とエレクトロルミネッセンス表示装置の例を示す。以下、本明細書では、エレクトロルミネッセンス表示装置のことを、EL表示装置と称する。   Examples of a liquid crystal display device and an electroluminescence display device are shown as display devices manufactured using the TFT according to the invention disclosed in this specification. Hereinafter, in this specification, the electroluminescence display device is referred to as an EL display device.

図7は液晶表示装置の断面の一例を示す。第1の基板701と第2の基板702との間に液晶層704を有し、これらの基板同士はシール材700により接着されている。第1の基板701には少なくとも画素部703が形成され、第2の基板702には少なくとも着色層705が、印刷法などにより形成されている。着色層705は、カラー表示を行う際に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が、各画素に対応して設けられている。第1の基板701及び第2の基板702の外側には、それぞれ偏光板706、707が設けられている。また、偏光板707の表面には、保護膜716が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。   FIG. 7 shows an example of a cross section of a liquid crystal display device. A liquid crystal layer 704 is provided between the first substrate 701 and the second substrate 702, and these substrates are bonded to each other with a sealant 700. At least a pixel portion 703 is formed on the first substrate 701, and at least a coloring layer 705 is formed on the second substrate 702 by a printing method or the like. The colored layer 705 is necessary when performing color display. In the case of the RGB method, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel. Polarizers 706 and 707 are provided outside the first substrate 701 and the second substrate 702, respectively. In addition, a protective film 716 is formed on the surface of the polarizing plate 707 to reduce external impact.

画素部703には各画素に対応して半導体素子であるTFTが形成され、本明細書に開示する発明によるTFTを適用することができる。そうすることによって、各画素のTFTは動作不良がなく正常に動作するため、点欠陥、線欠陥などの表示画像の欠陥を低減することができる。   A TFT which is a semiconductor element is formed in the pixel portion 703 corresponding to each pixel, and the TFT according to the invention disclosed in this specification can be applied. By doing so, since the TFT of each pixel operates normally without malfunction, defects in the display image such as point defects and line defects can be reduced.

第1の基板701に設けられた接続端子708には、FPC709を介して配線基板710が接続されている。FPC709又は接続配線には駆動回路711(ICチップなど)が設けられ、配線基板710には、コントロール回路や電源回路などの外部回路712が設けられている。   A wiring substrate 710 is connected to a connection terminal 708 provided on the first substrate 701 through an FPC 709. A driver circuit 711 (IC chip or the like) is provided in the FPC 709 or the connection wiring, and an external circuit 712 such as a control circuit or a power supply circuit is provided in the wiring substrate 710.

冷陰極管713、反射板714及び光学フィルム715はバックライトユニットであり、これらが光源となる。第1の基板701、第2の基板702、上記光源、配線基板710、及びFPC709は、ベゼル717で保持及び保護されている。   The cold cathode tube 713, the reflection plate 714, and the optical film 715 are a backlight unit, and these serve as a light source. The first substrate 701, the second substrate 702, the light source, the wiring substrate 710, and the FPC 709 are held and protected by a bezel 717.

図8(A)、図8(B)及び図8(C)は、液晶表示装置、EL表示装置などの表示装置を上面からみた概略図である。   8A, 8B, and 8C are schematic views of a display device such as a liquid crystal display device or an EL display device as viewed from above.

図8(A)において、基板800上に、複数の画素802がマトリクス状に配列した画素部801、走査線側入力端子803、信号線側入力端子804が形成されている。画素802は、走査線側入力端子803から延在する走査線と、信号線側入力端子804から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配列している。複数の画素802それぞれは、スイッチング素子であるTFTと画素電極を備えている。図8(A)は、走査線及び信号線へ入力する信号を、走査線側入力端子803及び信号線側入力端子804を介して基板外部に接続される駆動回路により制御する例であるが、基板上に駆動回路を形成するCOG方式でもよい。   In FIG. 8A, a pixel portion 801 in which a plurality of pixels 802 are arranged in a matrix, a scanning line side input terminal 803, and a signal line side input terminal 804 are formed over a substrate 800. The pixels 802 are arranged in a matrix form by intersecting a scanning line extending from the scanning line side input terminal 803 and a signal line extending from the signal line side input terminal 804. Each of the plurality of pixels 802 includes a TFT as a switching element and a pixel electrode. FIG. 8A illustrates an example in which signals input to the scan line and the signal line are controlled by a driver circuit connected to the outside of the substrate through the scan line side input terminal 803 and the signal line side input terminal 804. A COG method in which a driving circuit is formed on a substrate may be used.

図8(B)は、画素部811及び走査線駆動回路812が基板810上に形成された例である。814は、図8(A)と同様の信号線側入力端子である。また図8(C)は、画素部821、走査線駆動回路822及び信号線駆動回路824が基板820上に形成された例である。   FIG. 8B illustrates an example in which the pixel portion 811 and the scan line driver circuit 812 are formed over the substrate 810. Reference numeral 814 denotes a signal line side input terminal similar to that shown in FIG. FIG. 8C illustrates an example in which the pixel portion 821, the scan line driver circuit 822, and the signal line driver circuit 824 are formed over the substrate 820.

図8(B)に示す走査線駆動回路812、図8(C)に示す走査線駆動回路822及び信号線駆動回路824は、TFTにより形成され、画素部に設けられるTFTと同時に形成することができる。ただし、走査線駆動回路及び信号線駆動回路は高速動作が求められるため、これらに使用するTFTには、非晶質半導体膜でなく、結晶性半導体膜をチャネル形成領域に用いたTFTを採用するとよい。   The scan line driver circuit 812 illustrated in FIG. 8B and the scan line driver circuit 822 and the signal line driver circuit 824 illustrated in FIG. 8C are formed of TFTs and may be formed at the same time as the TFTs provided in the pixel portion. it can. However, since the scanning line driver circuit and the signal line driver circuit are required to operate at high speed, a TFT using a crystalline semiconductor film as a channel formation region instead of an amorphous semiconductor film is used as a TFT used for these. Good.

本明細書に開示する発明によるTFTを、図8(A)、図8(B)及び図8(C)に示す画素部のみならず、図8(B)に示す走査線駆動回路812、図8(C)に示す走査線駆動回路822及び信号線駆動回路824にも採用することによって、歩留まりを向上させることができる。   The TFT according to the invention disclosed in this specification includes a scan line driver circuit 812 illustrated in FIG. 8B as well as the pixel portion illustrated in FIG. 8A, FIG. 8B, and FIG. The yield can be improved by employing the scan line driver circuit 822 and the signal line driver circuit 824 shown in FIG.

図9は、EL表示装置の断面の一例を示す。このEL表示装置は、端子部900、駆動回路部901及び画素部902を有し、駆動回路部901はPチャネル型TFT910及びNチャネル型TFT911を有し、画素部902はスイッチング用TFT912及び駆動用TFT913を有する。駆動回路部901及び画素部902は、いずれも同一基板上に形成されている。   FIG. 9 shows an example of a cross section of an EL display device. This EL display device includes a terminal portion 900, a driver circuit portion 901, and a pixel portion 902. The driver circuit portion 901 includes a P-channel TFT 910 and an N-channel TFT 911. The pixel portion 902 includes a switching TFT 912 and a driving TFT. A TFT 913 is included. The driver circuit portion 901 and the pixel portion 902 are both formed over the same substrate.

図9には、スイッチング用TFT912及び駆動用TFT913として、いわゆるマルチゲート構造を記載したが、これはTFTのオフ電流を低減させることが目的である。スイッチング用TFT912は例えばNチャネル型TFT、駆動用TFT913は例えばPチャネル型TFTとすることができる。スイッチング用TFT912のゲート電極は走査線に電気的に接続され、スイッチング用TFT912のソース領域又はドレイン領域とコンタクトホールを介して接続された電極又は配線は信号線に電気的に接続されている。   FIG. 9 shows a so-called multi-gate structure as the switching TFT 912 and the driving TFT 913, which is intended to reduce the off-current of the TFT. The switching TFT 912 can be an N-channel TFT, for example, and the driving TFT 913 can be a P-channel TFT, for example. The gate electrode of the switching TFT 912 is electrically connected to the scanning line, and the electrode or wiring connected to the source region or drain region of the switching TFT 912 through the contact hole is electrically connected to the signal line.

駆動用TFT913のソース領域又はドレイン領域と層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して接続された電極又は配線は、陽極と陰極とそれらの間に発光層とが積層された発光素子914に電気的に接続されている。図9は、層間絶縁膜上にその電極又は配線が設けられ、その上に別の層間絶縁膜が設けられ、その上に発光素子914が形成された構成を示しているが、必ずしもこの構成に限定されない。発光素子914の陰極と陽極の一方又は両方に、ITO(Indium Tin Oxide)膜のような、スパッタ法又は印刷法(インクジェットなどの液滴吐出法、スクリーン印刷法など)によって形成される透明導電膜を用いることができる。透明導電膜を構成する材料は、上記ITOに限らず、透光性を有し且つ導電性を有する他の材料でもよい。陰極と陽極の両方に透明導電膜を用いることによって、発光層からの光を上方向及び下方向へ射出させることができるため、EL表示装置の表面と裏面の両方向から画像を見ることができる。   The electrode or wiring connected to the source region or drain region of the driving TFT 913 through a contact hole provided in the interlayer insulating film is electrically connected to the light emitting element 914 in which the anode, the cathode, and the light emitting layer are stacked therebetween. Connected. FIG. 9 shows a configuration in which the electrode or wiring is provided on the interlayer insulating film, another interlayer insulating film is provided thereon, and the light-emitting element 914 is formed thereon. It is not limited. A transparent conductive film formed on one or both of the cathode and the anode of the light-emitting element 914 by a sputtering method or a printing method (a droplet discharge method such as an inkjet, a screen printing method, etc.) such as an ITO (Indium Tin Oxide) film. Can be used. The material constituting the transparent conductive film is not limited to the ITO, but may be another material having translucency and conductivity. By using a transparent conductive film for both the cathode and the anode, light from the light emitting layer can be emitted upward and downward, so that images can be viewed from both the front and back surfaces of the EL display device.

本明細書に開示する発明によるTFTは、画素部902に適用することができる。そうすることによって、液晶表示装置の場合と同様に、点欠陥、線欠陥などの表示画像の欠陥を低減することができる。また、画素部902のみならず、駆動回路部901にも適用することによって、歩留まりを向上させることができる。   The TFT according to the invention disclosed in this specification can be applied to the pixel portion 902. By doing so, display image defects such as point defects and line defects can be reduced as in the case of the liquid crystal display device. Further, by applying not only to the pixel portion 902 but also the driver circuit portion 901, the yield can be improved.

本実施例に示した表示装置は、様々な電子機器に搭載される。そのような電子機器の例として、テレビ受像機、カメラ(ビデオカメラ、デジタルカメラなど)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。本実施例に示した表示装置は、これらの電子機器の表示部などに搭載される。   The display device described in this embodiment is mounted on various electronic devices. Examples of such electronic devices include television receivers, cameras (video cameras, digital cameras, etc.), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), personal computers, game devices, portable information terminals (mobile computers). A display device capable of playing back a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) and displaying the image. And the like). The display device described in this embodiment is mounted on a display portion of these electronic devices.

図10(A)はテレビ受像機の一例であり、筐体1001、表示部1002、スピーカー1003、操作部1004、ビデオ入力端子1005等を含む。本明細書に開示する発明によるTFTを用いて作製された液晶表示装置、EL表示装置などの表示装置は、表示部1002に適用される。   FIG. 10A illustrates an example of a television receiver, which includes a housing 1001, a display portion 1002, a speaker 1003, an operation portion 1004, a video input terminal 1005, and the like. A display device such as a liquid crystal display device or an EL display device manufactured using a TFT according to the invention disclosed in this specification is applied to the display portion 1002.

図10(B)及び図10(C)に、デジタルカメラの一例を示す。図10(B)はデジタルカメラを前面からみた図であり、1011はレリーズボタン、1012はメインスイッチ、1013はファインダー窓、1014はストロボ、1015はレンズ、1016は筐体を示す。図10(C)は上記デジタルカメラを後方からみた図であり、1017はファインダー接眼窓、1018は表示部、1019及び1020は操作ボタンを示す。本明細書に開示する発明によるTFTを用いて作製された液晶表示装置、EL表示装置などの表示装置は、表示部1018に適用される。   10B and 10C illustrate an example of a digital camera. FIG. 10B is a front view of the digital camera. 1011 is a release button, 1012 is a main switch, 1013 is a finder window, 1014 is a strobe, 1015 is a lens, and 1016 is a housing. FIG. 10C is a view of the digital camera as viewed from the rear. Reference numeral 1017 denotes a viewfinder eyepiece window, 1018 denotes a display portion, and 1019 and 1020 denote operation buttons. A display device such as a liquid crystal display device or an EL display device manufactured using the TFT according to the invention disclosed in this specification is applied to the display portion 1018.

図10(D)に携帯電話機の一例を示す。この携帯電話機は、操作スイッチ類1024、マイクロフォン1025などが備えられた本体(A)1021と、表示パネル(A)1028、表示パネル(B)1029、スピーカ1026などが備えられた本体(B)1022とを有し、本体(A)1021と本体(B)1022は蝶番1030で開閉可能に連結されている。表示パネル(A)1028と表示パネル(B)1029は、回路基板1027と共に本体(B)1022の筐体1023の中に収納される。表示パネル(A)1028及び表示パネル(B)1029の画素部は筐体1023に形成された開口窓から視認できように配置される。本明細書に開示する発明によるTFTを用いて作製された液晶表示装置、EL表示装置などの表示装置は、表示パネル(A)1028及び表示パネル(B)1029に適用される。   FIG. 10D illustrates an example of a mobile phone. This cellular phone includes a main body (A) 1021 provided with operation switches 1024, a microphone 1025, and the like, and a main body (B) 1022 provided with a display panel (A) 1028, a display panel (B) 1029, a speaker 1026, and the like. The main body (A) 1021 and the main body (B) 1022 are connected to each other by a hinge 1030 so as to be opened and closed. The display panel (A) 1028 and the display panel (B) 1029 are housed in the housing 1023 of the main body (B) 1022 together with the circuit board 1027. The pixel portions of the display panel (A) 1028 and the display panel (B) 1029 are arranged so as to be seen from an opening window formed in the housing 1023. Display devices such as a liquid crystal display device and an EL display device manufactured using the TFT according to the invention disclosed in this specification are applied to the display panel (A) 1028 and the display panel (B) 1029.

表示パネル(A)1028と表示パネル(B)1029は、この携帯電話機の機能に応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル(A)1028を主画面とし、表示パネル(B)1029を副画面として組み合わせることができる。   In the display panel (A) 1028 and the display panel (B) 1029, specifications such as the number of pixels can be set as appropriate in accordance with the function of the cellular phone. For example, the display panel (A) 1028 can be combined as a main screen and the display panel (B) 1029 can be combined as a sub-screen.

このような表示パネルを用いることにより、表示パネル(A)1028を文字や画像を表示する高精細のカラー表示画面とし、表示パネル(B)1029を文字情報を表示する単色の情報表示画面とすることができる。特に表示パネル(B)1029をアクティブマトリクス型として、高精細化をすることにより、さまざまな文字情報を表示して、一画面当たりの情報表示密度を向上させることができる。例えば、表示パネル(A)1028を、2〜2.5インチで64階調、26万色のQVGA(320ドット×240ドット)とし、表示パネル(B)1029を、単色で2〜8階調、180〜220ppiの高精細パネルとして、ローマ字、ひらがな、カタカナ、数字、漢字などを表示することができる。   By using such a display panel, the display panel (A) 1028 is a high-definition color display screen for displaying characters and images, and the display panel (B) 1029 is a single-color information display screen for displaying character information. be able to. In particular, by increasing the definition of the display panel (B) 1029 as an active matrix type, various character information can be displayed and the information display density per screen can be improved. For example, the display panel (A) 1028 is 2 to 2.5 inches with 64 gradations and 260,000 colors of QVGA (320 dots × 240 dots), and the display panel (B) 1029 is 2 to 8 gradations with a single color. Romaji, Hiragana, Katakana, numbers, kanji, etc. can be displayed as a high-definition panel of 180 to 220 ppi.

本実施例に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、蝶番1030などの部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としてもよい。また、操作スイッチ類1024、表示パネル(A)1028及び表示パネル(B)1029を一つの筐体内に納めた構成としてもよい。   The mobile phone according to the present embodiment can be transformed into various modes according to the function and application. For example, an imaging element may be incorporated in a part such as a hinge 1030 to form a mobile phone with a camera. Alternatively, the operation switches 1024, the display panel (A) 1028, and the display panel (B) 1029 may be housed in one housing.

本実施例は、実施の形態1、実施の形態2と組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in combination with Embodiment Mode 1 and Embodiment Mode 2.

本明細書に開示する発明によるトランジスタは、集積回路、非接触型集積回路装置(無線ICタグ、RFID(Radio Frequency Identification)タグと称することがある)などの半導体装置に用いることができる。この非接触型集積回路装置(以下、本明細書では無線ICタグと称する)は、実施例1に示したような様々な電子機器に貼り付けられることにより、その電子機器の流通経路などを明確にすることができる。   The transistor according to the invention disclosed in this specification can be used for a semiconductor device such as an integrated circuit or a non-contact type integrated circuit device (also referred to as a wireless IC tag or an RFID (Radio Frequency Identification) tag). This non-contact type integrated circuit device (hereinafter referred to as a wireless IC tag in this specification) is affixed to various electronic devices as shown in the first embodiment, thereby clarifying the distribution route of the electronic device. Can be.

図11(A)及び図11(B)に無線ICタグの一例をブロック図で示す。無線ICタグ1100は、非接触でデータを交信することができ、電源回路1101、クロック発生回路1102、データ復調/変調回路1103、制御回路1104、インタフェイス回路1105、記憶回路1106、バス1107、及びアンテナ1108を有する。図11(B)は、図11(A)にさらにCPU1121を備えた場合を示している。   FIG. 11A and FIG. 11B are block diagrams illustrating an example of a wireless IC tag. The wireless IC tag 1100 can exchange data without contact, and includes a power supply circuit 1101, a clock generation circuit 1102, a data demodulation / modulation circuit 1103, a control circuit 1104, an interface circuit 1105, a storage circuit 1106, a bus 1107, and An antenna 1108 is included. FIG. 11B illustrates a case where the CPU 1121 is further provided in FIG.

電源回路1101は、アンテナ1108から入力された交流信号をもとに電源を生成する。クロック発生回路1102は、アンテナ1108から入力された信号をもとにクロック信号を生成する。データ復調/変調回路1103は、リーダライタ1109と交信するデータを復調/変調する。制御回路1104は、記憶回路1106を制御する。アンテナ1108は、信号の受信とデータの送信をおこなう。   The power supply circuit 1101 generates a power supply based on the AC signal input from the antenna 1108. The clock generation circuit 1102 generates a clock signal based on the signal input from the antenna 1108. The data demodulation / modulation circuit 1103 demodulates / modulates data communicated with the reader / writer 1109. The control circuit 1104 controls the memory circuit 1106. The antenna 1108 performs signal reception and data transmission.

アンテナ1108を構成する材料は、例えば金、銀、銅、アルミニウム、フェライト、セラミックスなどを使用することができる。アンテナ1108の形状は、例えばダイポール型、輪状のループ型、らせん状のスパイラル型、平坦な直方体状のパッチ型とすることができる。   As a material constituting the antenna 1108, for example, gold, silver, copper, aluminum, ferrite, ceramics, or the like can be used. The shape of the antenna 1108 can be, for example, a dipole type, a ring-shaped loop type, a spiral spiral type, or a flat rectangular parallelepiped patch type.

無線ICタグ1100を構成する回路は、本明細書に開示する発明によるトランジスタを用いて作製することができる。アンテナ1108は、そのトランジスタと電気的に接続するように設けられる。アンテナ1108は、スパッタ法又はCVD法とフォトリソグラフィー工程の組み合わせ、フォトリソグラフィー工程を必要としないスクリーン印刷法又は液滴吐出法などにより、基板上にトランジスタと共に作製することができる。また、アンテナ1108として既製の部品を用い、それとトランジスタが形成された基板とを導電性ペーストなどを介して接着することにより、アンテナ1108とトランジスタとを電気的に接続させることができる。   A circuit included in the wireless IC tag 1100 can be manufactured using a transistor according to the invention disclosed in this specification. The antenna 1108 is provided so as to be electrically connected to the transistor. The antenna 1108 can be manufactured together with a transistor over a substrate by a combination of a sputtering method, a CVD method, and a photolithography process, a screen printing method that does not require a photolithography process, a droplet discharge method, or the like. Further, an antenna 1108 can be electrically connected to the transistor by using an off-the-shelf component as the antenna 1108 and bonding the substrate to which the transistor is formed with a conductive paste or the like.

記憶回路1106として、DRAM、SRAM、マスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ、有機メモリなどを用いることができる。有機メモリとは、有機化合物層を一対の電極間に設けた構造、又は有機化合物と無機化合物を有する層を一対の電極間に設けた構造であり、無線ICタグの記憶回路1106に採用することで、無線ICタグの小型化、薄型化、軽量化に寄与する。   As the memory circuit 1106, DRAM, SRAM, mask ROM, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), flash memory, organic memory, or the like can be used. An organic memory has a structure in which an organic compound layer is provided between a pair of electrodes, or a layer in which an organic compound and an inorganic compound are provided between a pair of electrodes. The organic memory is used for the memory circuit 1106 of the wireless IC tag. Therefore, it contributes to miniaturization, thinning, and weight reduction of the wireless IC tag.

無線ICタグは、従来のバーコードより作製コストが高いため、コスト低減を図る必要がある。本明細書に開示する発明を用いて無線ICタグを作製することにより、歩留まりが向上し、低価格で供給できると共に、高品質で性能のばらつきを小さくすることができる。   Since the manufacturing cost of a wireless IC tag is higher than that of a conventional barcode, it is necessary to reduce the cost. By manufacturing a wireless IC tag using the invention disclosed in this specification, a yield can be improved and supply can be performed at a low price, and variation in performance can be reduced with high quality.

図12(A)乃至図12(E)に、無線ICタグの使用例を示す。情報が記録された記録媒体1201自体又は記録媒体1201が収納されるケース、書籍1202、商品のパッケージ1203、衣類1204、ガラス又はプラスチック製のボトル1205などの物品に取り付けて、無線ICタグが取り付けられた物品の、売り上げ、在庫、貸し出し及び返却の管理、紛失又は盗難の防止、回収、その他の用途に利用することができる。図12(A)乃至図12(E)の各図において、無線ICタグの取り付け位置1200の例を示す。   FIGS. 12A to 12E show usage examples of wireless IC tags. A wireless IC tag is attached to the recording medium 1201 itself on which information is recorded or a case in which the recording medium 1201 is stored, a book 1202, a product package 1203, clothing 1204, a glass or plastic bottle 1205, and the like. It can be used for sales, inventory, lending and return management, prevention of loss or theft, collection, and other purposes. In each of FIGS. 12A to 12E, an example of a wireless IC tag attachment position 1200 is shown.

本実施例は、実施の形態1、実施の形態2、実施例1と組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in combination with Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, or Example 1.

TFTの作製過程を示す断面図。Sectional drawing which shows the preparation process of TFT. リンの深さ方向における濃度分布を示すグラフ。The graph which shows concentration distribution in the depth direction of phosphorus. TFTの作製過程を示す断面図。Sectional drawing which shows the preparation process of TFT. コンタクト部分の断面図、及びコンタクトチェーン抵抗を示すグラフ。Sectional drawing of a contact part, and the graph which shows contact chain resistance. コンタクト部分の断面図、及びコンタクトチェーン抵抗を示すグラフ。Sectional drawing of a contact part, and the graph which shows contact chain resistance. TFTの作製過程を示す断面図。Sectional drawing which shows the preparation process of TFT. 液晶表示装置を示す断面図。Sectional drawing which shows a liquid crystal display device. 表示装置を上面からみた概略図。The schematic diagram which looked at the display from the upper surface. エレクトロルミネッセンス表示装置を示す断面図。Sectional drawing which shows an electroluminescent display apparatus. 電子機器を示す図。FIG. 9 illustrates an electronic device. 無線ICタグを示すブロック図。The block diagram which shows a radio | wireless IC tag. 無線ICタグの使用例を示す図。The figure which shows the usage example of a radio | wireless IC tag.

符号の説明Explanation of symbols

111 基板
112 下地絶縁膜
113 島状のシリコンを主成分とする膜
113a 低濃度不純物領域
113b 高濃度不純物領域
113c 第1の領域
113d 第2の領域
114 第1の絶縁膜
116 電極
116a パターン
116b パターン
117 絶縁物
118 絶縁膜
120 層間絶縁膜
121 コンタクトホール
122 配線又は電極
513b 高濃度不純物領域
520 層間絶縁膜
522 配線又は電極
613b 高濃度不純物領域
621 コンタクトホール
701 第1の基板
702 第2の基板
703 画素部
704 液晶層
705 着色層
706 偏光板
707 偏光板
708 接続端子
709 FPC
710 配線基板
711 駆動回路
712 外部回路
713 冷陰極管
714 反射板
715 光学フィルム
716 保護膜
717 ベゼル
800 基板
801 画素部
802 画素
803 走査線側入力端子
804 信号線側入力端子
810 基板
811 画素部
812 走査線駆動回路
814 信号線側入力端子
820 基板
821 画素部
822 走査線駆動回路
824 信号線駆動回路
900 端子部
901 駆動回路部
902 画素部
910 Pチャネル型TFT
911 Nチャネル型TFT
912 スイッチング用TFT
913 駆動用TFT
914 発光素子
111 Substrate 112 Underlying insulating film 113 Film 113a mainly composed of island-like silicon Low concentration impurity region 113b High concentration impurity region 113c First region 113d Second region 114 First insulating film 116 Electrode 116a Pattern 116b Pattern 117 Insulator 118 Insulating film 120 Interlayer insulating film 121 Contact hole 122 Wiring or electrode 513b High concentration impurity region 520 Interlayer insulating film 522 Wiring or electrode 613b High concentration impurity region 621 Contact hole 701 First substrate 702 Second substrate 703 Pixel portion 704 Liquid crystal layer 705 Colored layer 706 Polarizing plate 707 Polarizing plate 708 Connection terminal 709 FPC
710 Wiring board 711 Drive circuit 712 External circuit 713 Cold cathode tube 714 Reflector 715 Optical film 716 Protective film 717 Bezel 800 Substrate 801 Pixel portion 802 Pixel 803 Scan line side input terminal 804 Signal line side input terminal 810 Substrate 811 Pixel portion 812 Scan Line driver circuit 814 Signal line input terminal 820 Substrate 821 Pixel unit 822 Scan line driver circuit 824 Signal line driver circuit 900 Terminal unit 901 Driver circuit unit 902 Pixel unit 910 P-channel TFT
911 N-channel TFT
912 TFT for switching
913 Driving TFT
914 Light emitting element

Claims (12)

P型又はN型を付与する不純物元素を含む半導体膜と、
前記半導体膜上に形成された絶縁膜と、
少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記半導体膜と電気的に接続された電極又は配線とを有し、
前記半導体膜は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第1の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲よりも高い第2の範囲であり、
前記半導体膜の、前記電極又は配線と接する部分よりも深い領域は、前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲であることを特徴とするトランジスタ。
A semiconductor film containing an impurity element imparting P-type or N-type;
An insulating film formed on the semiconductor film;
Having at least an electrode or a wiring electrically connected to the semiconductor film through a contact hole formed in the insulating film;
In the semiconductor film, the concentration of the impurity element contained in a region deeper than a predetermined depth is in the first range, and the concentration of the impurity element contained in a region shallower than the predetermined depth is the first concentration. A second range higher than the range,
The transistor characterized in that the concentration of the impurity element is in the first range in a region deeper than a portion of the semiconductor film in contact with the electrode or the wiring.
P型又はN型を付与する不純物元素を含むソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域及びドレイン領域上に形成された絶縁膜と、
少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続された電極又は配線とを有し、
前記ソース領域及びドレイン領域は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第1の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲よりも高い第2の範囲であり、
前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方の、前記電極又は配線と接する部分よりも深い領域は、前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲であることを特徴とするトランジスタ。
A source region and a drain region containing an impurity element imparting P-type or N-type;
An insulating film formed on the source region and the drain region;
An electrode or a wiring electrically connected to at least one of the source region and the drain region through a contact hole formed in the insulating film;
In the source region and the drain region, the concentration of the impurity element contained in a region deeper than a predetermined depth is a first range, and the concentration of the impurity element contained in a region shallower than the predetermined depth is A second range higher than the first range;
The transistor characterized in that the concentration of the impurity element is in the first range in a region deeper than a portion in contact with the electrode or the wiring in one of the source region and the drain region.
P型又はN型を付与する不純物元素を含むソース領域及びドレイン領域が形成された半導体膜と、
前記半導体膜上に形成された絶縁膜と、
少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続された電極又は配線とを有し、
前記ソース領域及びドレイン領域は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第1の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲よりも高い第2の範囲であり、
前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方の、前記電極又は配線と接する部分の真下である第1の領域は、前記不純物元素の濃度が前記第1の範囲であり、
前記第1の領域の厚さは、前記第1の領域を除く前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方の第2の領域の厚さより薄く、前記第2の領域の厚さの50%を下限とすることを特徴とするトランジスタ。
A semiconductor film in which a source region and a drain region containing an impurity element imparting P-type or N-type are formed;
An insulating film formed on the semiconductor film;
An electrode or a wiring electrically connected to at least one of the source region and the drain region through a contact hole formed in the insulating film;
In the source region and the drain region, the concentration of the impurity element contained in a region deeper than a predetermined depth is a first range, and the concentration of the impurity element contained in a region shallower than the predetermined depth is A second range higher than the first range;
The concentration of the impurity element is the first range in the first region, which is directly below the portion in contact with the electrode or the wiring, in any one of the source region and the drain region,
The thickness of the first region is thinner than the thickness of the second region of either the source region or the drain region excluding the first region, and the lower limit is 50% of the thickness of the second region. A transistor characterized by comprising:
請求項1又は請求項3において、前記不純物元素はリンであり、前記半導体膜はシリコンを主成分とする膜であることを特徴とするトランジスタ。   4. The transistor according to claim 1, wherein the impurity element is phosphorus, and the semiconductor film is a film containing silicon as a main component. 請求項2において、前記不純物元素はリンであり、前記ソース領域及びドレイン領域はシリコン基板に形成されていることを特徴とするトランジスタ。   3. The transistor according to claim 2, wherein the impurity element is phosphorus, and the source region and the drain region are formed in a silicon substrate. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、前記第1の範囲は1×1020/cm以下、前記第2の範囲は1×1020/cmを超え1×1021/cm以下であることを特徴とするトランジスタ。 5. The first range is 1 × 10 20 / cm 3 or less, and the second range is more than 1 × 10 20 / cm 3 and 1 × 10 21 / cm according to claim 1. A transistor having 3 or less. 請求項1乃至請求項4、請求項6のいずれか一項に記載のトランジスタは薄膜トランジスタであり、前記薄膜トランジスタを少なくとも画素に用いた液晶表示装置。   The transistor according to any one of claims 1 to 4 and claim 6 is a thin film transistor, and a liquid crystal display device using the thin film transistor in at least a pixel. 請求項1乃至請求項4、請求項6のいずれか一項に記載のトランジスタは薄膜トランジスタであり、前記薄膜トランジスタを少なくとも画素に用いたエレクトロルミネッセンス表示装置。   The transistor according to any one of claims 1 to 4 and claim 6 is a thin film transistor, and an electroluminescence display device using the thin film transistor in at least a pixel. 請求項1乃至請求項4、請求項6のいずれか一項に記載のトランジスタは薄膜トランジスタであり、前記薄膜トランジスタを少なくとも画素に用いた液晶表示装置が搭載された電子機器。   The transistor according to any one of claims 1 to 4 and claim 6 is a thin film transistor, and an electronic device on which a liquid crystal display device using the thin film transistor for at least a pixel is mounted. 請求項1乃至請求項4、請求項6のいずれか一項に記載のトランジスタは薄膜トランジスタであり、前記薄膜トランジスタを少なくとも画素に用いたエレクトロルミネッセンス表示装置が搭載された電子機器。   The transistor according to any one of claims 1 to 4 and claim 6 is a thin film transistor, and an electronic device on which an electroluminescence display device using the thin film transistor for at least a pixel is mounted. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のトランジスタを用いた半導体装置。   A semiconductor device using the transistor according to claim 1. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のトランジスタを用いた無線ICタグ。   A wireless IC tag using the transistor according to any one of claims 1 to 6.
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