JP2014033231A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート電極と重畳し、該重畳領域の外側に不純物領域が形成された半導体層
と、半導体層のゲート電極が設けられた側と同じ側の面に設けられ、不純物領域と一部が
接する第1導電層と、ゲート電極及び第1導電層の上に設けられた絶縁層と、該絶縁層に
形成され、第1導電層と少なくとも一部が重畳する開口を介して第1導電層と接する第2
導電層と、を有する。
【選択図】図1
Description
置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を示す。
機器の高速化、大容量化、小型化、軽量化等の要求が高まっている。このような時代の流
れで、LSI(Large Scale Integration)は高集積化、高速化
、低消費電力化が求められ、結果的にLSIを構成する個々のトランジスタの高性能化、
微細化が必須となっている。
検討されている。例えば、薄膜トランジスタの高性能化、微細化を実現するため、半導体
層の薄膜化が進められている。
用いることを提案している。具体的には、40nm以上の厚さの非晶質半導体膜を結晶化
した後、当該結晶化した半導体膜を全面的若しくは選択的にエッチングして30nm以下
の厚さの領域を形成し、該30nm以下に薄膜化された領域をチャネル形成領域として用
いる技術が開示されている(特許文献1参照)。
その作製方法を提供することを課題とする。また、歩留まりを低下させない構造の半導体
装置及びその作製方法を提供することを課題とする。
Insulator)構造の半導体装置であり、半導体層と、ソース電極又はドレイン
電極として機能する導電層と、を、接続配線として機能する導電層を間に介して電気的に
接続させることを特徴とする。
。また、半導体層の不純物領域に接して、接続配線として機能する導電層が設けられてい
る。導電層は半導体層上(半導体層のゲート電極が設けられた側と同じ側の面)に設けら
れていてもよいし、半導体層下(半導体層のゲート電極が設けられた側と反対側の面)に
設けられていてもよい。接続配線として機能する導電層は、ソース電極又はドレイン電極
として機能する導電層と接することにより、ソース電極又はドレイン電極として機能する
導電層と半導体層とを電気的に接続させる。好ましくは、半導体層と重ならない領域で、
接続配線として機能する導電層と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と
、が接するとよい。
された半導体層と、該半導体層のゲート電極と同じ側の面に設けられ、不純物領域と一部
が接する第1導電層と、ゲート電極及び第1導電層の上に設けられた絶縁層と、該絶縁層
に形成され、第1導電層と少なくとも一部が重畳する開口を介して第1導電層と接する第
2導電層と、を有する。
成された半導体層と、該半導体層のゲート電極と反対側の面に設けられ、不純物領域と一
部が接する第1導電層と、ゲート電極及び半導体層の上に設けられた絶縁層と、該絶縁層
に形成され、第1導電層と少なくとも一部が重畳する開口を介して第1導電層と接する第
2導電層と、を有する。
導電層は、不純物領域のシリサイド化された領域と接することが好ましい。このとき、シ
リサイド化された領域は、ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド
、又は白金シリサイドのいずれかを含む領域であることが好ましい。
好ましい。
領域と、該チャネル形成領域と不純物領域の間に、不純物領域と同じ導電型を付与する不
純物元素が添加され、且つ不純物領域と比較して低い濃度で不純物元素が添加された低濃
度不純物領域を含んでいてもよい。
。よって、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
明に限定されず、本発明の主旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を
様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。したがって、以下に示す実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構
成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
図1は、本発明に係る半導体装置の主要な構成を説明するための上面図及び断面図であ
る。図1は、特に薄膜トランジスタの構成を示しており、図1(A)は上面図、図1(B
)は図1(A)における破線xy間の断面図、図1(C)は図1(A)における破線op
間の断面図を示している。図1(A)では、一部薄膜等を省略している。なお、ここで示
す図面は一例であり、所望のレイアウトにより適宜変更されうるものとする。
ジスタを有している。薄膜トランジスタは、島状に設けられた半導体層104と、半導体
層104上に設けられた絶縁層112と、当該絶縁層112を介して半導体層104上に
設けられた導電層114及び導電層116で形成されるゲート電極118と、導電層11
4及び導電層116の側面と接して設けられた絶縁層120と、を有している。また、半
導体層104の端部に接して導電層122が設けられ、該導電層122上には絶縁層12
4を介して導電層126が設けられている。導電層122及び導電層126は、絶縁層1
24に形成された開口を介して接続されている。導電層126及び半導体層104は、導
電層122を介して電気的に接続されている。
能する一対の不純物領域108と、ソース領域又はドレイン領域として機能する一対の不
純物領域110と、を有する。以下、本明細書ではLDD領域として機能する不純物領域
を低濃度不純物領域ともいう。また、ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物
領域を高濃度不純物領域ともいう。本実施の形態では、低濃度不純物領域108、高濃度
不純物領域110とする。
れている。好ましくは半導体層104の端部に接して形成されるとよい。また、導電層1
22は、半導体層104のゲート電極118が設けられた側と同じ側の面に設けられてい
る。
る。絶縁層124に形成される開口は、少なくともその一部が導電層122と重畳する。
導電層126は、ソース電極又はドレイン電極として機能する。よって、導電層122は
、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層126と、ソース領域又はドレイン
領域として機能する高濃度不純物領域110と、を電気的に接続させるための接続配線と
して機能している。本発明は、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層を半導
体層に直接接して接続させず、接続配線として機能する導電層を間に介する構成とするこ
とを特徴の1つとしている。このような構成とすることで、ソース電極又はドレイン電極
として機能する導電層を形成するための開口を絶縁層に形成する際、形成する開口近傍の
半導体層(高濃度不純物領域)までエッチングされてしまうのを防止することができる。
特に、素子の微細化を図り、半導体層を薄膜化する場合は、本発明の構成は非常に効果的
である。また、ソース電極又はドレイン電極と半導体層との電気的接続(以下、コンタク
トともいう)を確実に取ることが可能となる。よって、完成する半導体装置の信頼性を向
上させることができる。また、歩留まり良く半導体装置を製造することが可能になる。
ではゲート電極118は、島状の半導体層104を横断するように設けられている。また
、図1ではゲート電極を導電層114、116の2層の積層構造で形成する例を示すが、
本発明は特に限定されない。例えば、単層構造でもよいし、3層以上の積層構造としても
よい。また、ゲート電極として形成される導電層の側面をテーパ形状にしてもよいし、2
層以上の導電層の積層構造として各層でテーパ角度が異なるようにしてもよい。また、導
電層の積層構造でゲート電極を形成する場合、各層の幅(キャリアがチャネル形成領域を
流れる方向(ソース領域とドレイン領域を結ぶ方向)に平行な方向の長さ)が概略一致す
るように形成してもよいし、上層と比較して下層の導電層の幅が大きくなるように形成し
てもよい。また、本実施の形態では、ゲート電極118を形成する導電層114、116
の側面に接して、サイドウォールといわれる絶縁層120(以下、サイドウォール絶縁層
120ともいう)を形成しているが、特に限定されず、必要に応じて形成すればよい。
純物領域110の間に位置しており、低濃度不純物領域108はチャネル形成領域106
と高濃度不純物領域110の間にそれぞれ位置している。つまり、チャネル形成領域10
6は、一対の高濃度不純物領域110の間及び一対の低濃度不純物領域108の間に位置
しており、且つ一対の低濃度不純物領域108に接している。なお、高濃度不純物領域1
10は、低濃度不純物領域108と比較して、高い濃度で一導電型を付与する不純物元素
が添加されている。半導体層104において、チャネル形成領域106と高濃度不純物領
域110の間に低濃度不純物領域108を形成することで、ドレイン領域近傍の電界を緩
和することができ、その結果ホットキャリアの発生を抑制することができる。ホットキャ
リアの発生は、閾値電圧を不安定に変化させる要因になり、動作特性や信頼性を著しく低
下させる恐れがある。特に、素子を微細化する、例えばチャネル長(チャネル形成領域に
おいて、キャリアが流れる方向(ソース領域とドレイン領域を結ぶ方向)に平行な方向の
長さ)を短くすると、ドレイン領域近傍が高電界化する問題が顕著となるため、LDD領
域として機能する低濃度不純物領域を形成することは、非常に効果的である。
する。本実施の形態では、半導体層104は膜厚20nmとする。
45°以上95°未満、好ましくは60°以上95°未満となるような形状としてもよい
し、テーパ角が45°未満の緩やかな形状とすることもできる。なお、テーパ角とはテー
パ形状を有する層において、当該層の側面と底面がなす傾斜角を示す。本実施の形態では
、90°に近いテーパ角を有するテーパ形状とする。
4、116と重畳する領域に形成されている。ゲート電極118はチャネル形成領域10
6上に絶縁層112を介して設けられている。なお、チャネル形成領域106は、トラン
ジスタの閾値電圧を制御するための一導電型を付与する不純物元素が添加されていてもよ
い。高濃度不純物領域110は、半導体層104がゲート電極118を形成する導電層1
14、116及びサイドウォール絶縁層120と重畳しない領域に形成されている。低濃
度不純物領域108は、半導体層104がサイドウォール絶縁層120と重畳する領域に
形成されている。つまり、半導体層104は、ゲート電極118と重畳する領域にチャネ
ル形成領域106が形成され、該重畳領域の外側に不純物領域(ここでは低濃度不純物領
域108、高濃度不純物領域110)が形成されている。
る。ソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域をシリサイド化することで、
半導体層及び導電層の接触抵抗(以下、コンタクト抵抗ともいう)を低減することができ
る。素子を微細化していくにつれコンタクト抵抗増大の問題は顕著となる。よって、不純
物領域をシリサイド化してコンタクト抵抗の低減を図ることは、完成する半導体装置の信
号遅延防止や低消費電力化を実現するのにも非常に効果的である。また、ソース領域又は
ドレイン領域として機能する不純物領域をシリサイド化することで、該不純物領域を低抵
抗化することができる。その結果、オン電流の低下を抑えることができ、動作特性の劣化
を防止することができる。
ド化する例を示すが、本発明は特に限定されない。例えば、図13(A)に示すようにシ
リサイド化していない高濃度不純物領域150を形成してもよい。また、図13(B)に
示すように、高濃度不純物領域180の一部をシリサイド化する構成としてもよい。
る例を示すが、本発明は特に限定されず、LDD領域は形成しなくともよい。LDD領域
を形成しない場合は、半導体層はソース領域又はドレイン領域として機能する一対の不純
物領域の間に接してチャネル形成領域を有する構成となればよい。このとき、ゲート電極
を単層構造、又は図1に示すようにゲート電極を各層の幅が略一致する導電層の積層構造
とする場合は、ゲート電極と略重なるようにチャネル形成領域を形成し、ゲート電極と略
重ならない領域にソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域を形成すればよ
い。また、ゲート電極を積層構造とし、且つ下層の導電層の幅を大きくする場合は、上層
の幅が小さい導電層と略重なるようにチャネル形成領域を形成し、上層の導電層と略重な
らない領域にソース領域又はドレイン領域として機能する不純物領域を形成すればよい。
また、LDD領域は、ゲート電極を形成する導電層と重なる領域の半導体層に形成しても
よいし、ゲート電極を形成する導電層と一部が重なり一部が重ならない領域の半導体層に
形成してもよい。
れている。絶縁層112はゲート絶縁層として機能し、その膜厚は1nm乃至110nm
、好ましくは2nm乃至20nmとする。ゲート絶縁層を薄膜化すると、トランジスタを
低電圧で高速に動作させることが可能になるため好ましい。本実施の形態では、絶縁層1
12は膜厚20nmで形成する。
る。
図4(A)参照)。
絶縁層が形成された金属基板或いはシリコン基板等の半導体基板などを用いることができ
る。
化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を用いて形成する。絶縁層102は
、下地絶縁層として機能する。具体的には、基板100から半導体層へアルカリ金属等が
拡散し、半導体層が汚染することを防ぐブロッキング層として機能する。また、基板10
0の表面に凹凸がある場合、平坦化する層としても機能することができる。なお、絶縁層
102は、基板100からの不純物拡散や基板100表面の凹凸が問題とならなければ、
形成しなくともよい。また、ここでは下地絶縁層を単層構造としているが、積層構造とし
てもよい。例えば、下地絶縁層を2層の積層構造とする場合、1層目に窒化酸化シリコン
層、2層目に酸化窒化シリコン層を形成することができる。また、1層目に窒化シリコン
層を形成し、2層目に酸化シリコン層を形成してもよい。
ましい。また、半導体層104は膜厚5nm乃至150nmの範囲、好ましくは10nm
乃至25nmの範囲で形成する。
晶化した後、選択的にエッチングすることによって島状の半導体層104を形成すること
ができる。半導体層104を形成する半導体材料としてはシリコンを主成分とする材料を
用いるのが好ましく、具体的には、シリコン、シリコンゲルマニウム等を用いて形成する
ことができる。また、ゲルマニウムを用いて形成してもよい。半導体層の結晶化法として
は、レーザ結晶化法、瞬間熱アニール(RTA)又はファーネスアニール炉を用いる熱結
晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる結晶化法又はこれらの方法を組み合わせた方
法等により行うことができる。
やパルス発振型のレーザ(以下、パルスレーザともいう)から得られるレーザビームを用
いることができる。ここで用いることができるレーザの例としては、Arレーザ、Krレ
ーザ、エキシマレーザ、銅蒸気レーザ若しくは金蒸気レーザなどの気体レーザ、単結晶の
YAG、YVO4、フォルステライト(Mg2SiO4、YAlO3、GdVO4)、若
しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4に
、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または
複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、アレキサンドライトレー
ザ、ルビーレーザ若しくはTi:サファイアレーザなどの固体レーザ等が挙げられる。固
体レーザの場合は、発振されるレーザビームの基本波から第4高調波までを適宜選択して
照射することができる。例えば、Nd:YVO4レーザ(基本波1064nm)の第2高
調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いることができる。Nd:YVO4
レーザをCWレーザとして用いる場合は、レーザのパワー密度は0.01MW/cm2〜
100MW/cm2程度(好ましくは0.1MW/cm2〜10MW/cm2)必要であ
る。そして、走査速度を10cm/sec〜2000cm/sec程度として照射する。
なお、第2高調波はエネルギー効率の点で、さらに高次の高調波より優れているため、こ
こでは第2高調波(532nm)を用いることが好ましい。
ることができるため、一旦半導体層を溶融状態にすると、溶融状態を継続させることがで
きる。よって、CWレーザを走査することによって半導体層の固液界面を移動させ、この
移動の方向に沿って一方向に長い結晶粒を形成することができるため好ましい。また、こ
のとき固体レーザを用いると、気体レーザ等と比較して、出力の安定性が高く、安定した
処理が見込まれるため好ましい。なお、CWレーザに限らず、繰り返し周波数が10MH
z以上のパルスレーザを用いると、同様の効果を得られる。繰り返し周波数が高いパルス
レーザを用いると、半導体層が溶融してから固化するまでの時間よりもレーザのパルス発
振の間隔が短ければ、常に半導体層を溶融状態にとどめることができ、固液界面の移動に
より一方向に長い結晶粒で構成される半導体層を形成することができる。また、レーザビ
ームをTEM00(シングル横モード)で発振して射出すると、被照射面において得られ
る線状のビームスポットのエネルギー均一性を上げることができるので好ましい。
該レジストマスクに覆われていない半導体層をエッチングすることによって、島状に形成
することができる。半導体層をエッチングする方法は、ドライエッチング法やウェットエ
ッチング法を用いることができる。ドライエッチングを行う場合、エッチングガスは下地
絶縁層とのエッチング選択比が十分高いものを用いる。つまり、ここでは絶縁層102に
対するエッチングレートが低く、半導体層104に対するエッチングレートが高いものを
用いればよい。エッチングガスとしては、例えばCl2、BCl3、若しくはSiCl4
等の塩素系ガス、CF4、NF3、若しくはSF6等のフッ素系ガス、又はHBrガスを
用いることができる。さらにHe、Ar、Xeなどの不活性ガスを適宜加えてもよい。ま
た、フッ素系ガスにO2ガスを適宜加えてもよい。所望の形状に加工後、レジストマスク
は除去する。
、緩やかなテーパ形状となるように形成してもよい。例えば、テーパ角が45°以上95
°未満、好ましくは60°以上95°未満となるような形状としてもよいし、テーパ角が
45°未満の緩やかな形状としてもよい。半導体層104の端部の形状は、エッチング条
件等を変化させることにより、適宜選択することができる。
層を形成した後、該半導体層をエッチングして薄膜化してもよい。例えば、ドライエッチ
ング法を用いて半導体層を薄膜化する場合は、Cl2、BCl3、若しくはSiCl4等
の塩素系ガス、CF4、NF3、若しくはSF6等のフッ素系ガス、又はHBrガスを用
いることができる。さらにHe、Ar、Xeなどの不活性ガスを適宜加えてもよい。また
、フッ素系ガスにO2ガスを加えてもよい。また、半導体層を部分的に変質させて、該変
質した領域を選択的にエッチングすることもできる。半導体層の変質とは、例えば半導体
層の酸化処理、窒化処理等を示し、エッチングしたい領域を所望の処理をして変質させれ
ばよい。
る。
導体層を設けたSOI基板を用いてもよい。この場合、絶縁表面に設けられた単結晶半導
体層を用いて、半導体層104を形成することができる。
成する。ここでは、導電層として導電層113、導電層115の積層構造を形成する(図
2(B)参照)。
化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム等の材料を用いて
、単層構造又は積層構造で形成する。絶縁層111の膜厚は1nm乃至110nm、好ま
しくは2nm乃至20nmの範囲で形成する。なお、絶縁層111は、後に完成する薄膜
トランジスタにおいて、ゲート絶縁層として機能する。本実施の形態では、絶縁層111
として酸化窒化シリコン層を膜厚20nmで形成する。
もできる。例えば、半導体層104を、プラズマ処理により酸化又は窒化して、絶縁層1
11を形成することができる。半導体層104を、プラズマ処理により酸化又は窒化する
ことで、緻密で絶縁耐圧が高く信頼性に優れる絶縁層111を形成することができる。
は2.45GHz)等の高周波で励起され、電子密度が1×1011cm−3以上1×1
013cm−3以下、且つ電子温度が0.5eV以上1.5eV以下のプラズマを利用し
て行うことが好ましい。固相酸化処理若しくは固相窒化処理において、500℃以下の温
度において、緻密な絶縁層を形成すると共に実用的な反応速度を得るためである。
(例えば、酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素若しくは二酸化窒素、及び希ガス(ヘ
リウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(
Xe)の少なくとも1つを含む)を含む雰囲気下、又は酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸
化窒素若しくは二酸化窒素)と、水素と、希ガスと、を含む雰囲気下)で行う。また、プ
ラズマ処理により半導体層104の表面を窒化する場合には、窒素を含む雰囲気下(例え
ば、窒素と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含む雰囲
気下、窒素と水素と希ガスを含む雰囲気下、又はNH3と希ガスを含む雰囲気下)でプラ
ズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用いることが好ましい。また、ArとK
rを混合したガスを用いてもよい。
。当該プラズマ処理装置1080は、支持台1088と、ガスを供給するためのガス供給
部1084、ガスを排気するために真空ポンプに接続する排気口1086、アンテナ10
98、誘電体板1082、プラズマ発生用の高周波を入力する高周波供給部1092を有
している。被処理体1010は、支持台1088によって保持される。また、支持台10
88に温度制御部1090を設けることによって、被処理体1010の温度を制御するこ
とも可能である。被処理体1010は、プラズマ処理をする基体であり、本実施の形態で
は基板100上に絶縁層102、島状の半導体層104を順に積層形成したものに相当す
る。
る具体例を述べる。なお、プラズマ処理とは、基板、半導体層、絶縁層、導電層に対する
酸化処理、窒化処理、酸化窒化処理、水素化処理、表面改質処理を範疇に含んでいる。こ
れらの処理は、その目的に応じて、ガス供給部1084から供給するガスを選択すれば良
い。
供給部1084から希ガス、酸素又は窒素を含むガスを供給する。被処理体1010は室
温、若しくは温度制御部1090により100℃以上550℃以下の範囲で加熱する。被
処理体1010と誘電体板1082との間隔(以下、電極間隔ともいう)は、20mm以
上200mm以下(好ましくは20mm以上60mm以下)程度である。
周波としてマイクロ波(周波数2.45GHz)を入力する。そしてマイクロ波をアンテ
ナ1098から誘電体板1082を通して処理室内に入力することによって、プラズマ1
094を生成し、当該プラズマ1094によって酸素ラジカル(OHラジカルを含む場合
もある)又は窒素ラジカル(NHラジカルを含む場合もある)を生成する。このとき、プ
ラズマ1094は、供給されたガスによって生成される。
V以下、好ましくは1.5eV以下)で高電子密度(1×1011cm−3以上)のプラ
ズマを生成することができる。具体的には、電子温度が0.5eV以上1.5eV以下、
且つ電子密度が1×1011cm−3以上1×1013cm−3以下のプラズマを生成す
ることが好ましい。なお、本明細書では、マイクロ波の入力により生成された低電子温度
で高電子密度のプラズマを高密度プラズマともいう。また、高密度プラズマを利用してプ
ラズマ処理を行うことを高密度プラズマ処理ともいう。
は窒素ラジカル(NHラジカルを含む場合もある)によって、被処理体1010に形成さ
れた半導体層の表面が酸化又は窒化されて絶縁層が形成される。このとき、供給するガス
にアルゴンなどの希ガスを混合させると、希ガスの励起種により酸素ラジカルや窒素ラジ
カルを効率良く生成することができる。なお。供給ガスに希ガスを用いる場合、形成され
た絶縁層に希ガスが含まれる場合がある。この方法は、プラズマで励起した活性なラジカ
ルを有効に使うことにより、500℃以下の低温で固相反応による酸化、窒化を行うこと
ができる。
一例は、酸素を含む雰囲気下のプラズマ処理により半導体層104の一表面上に3nm乃
至6nmの厚さで酸化シリコン層を形成し、その後窒素を含む雰囲気下でその酸化シリコ
ン層の表面を窒化プラズマで処理した窒素プラズマ処理層(窒化シリコン層)を形成する
。具体的には、まず、酸素を含む雰囲気下でのプラズマ処理により半導体層104の一表
面上に3nm乃至6nmの厚さで酸化シリコン層を形成する。その後、続けて窒素を含む
雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより酸化シリコン層の表面又は表面近傍に窒素濃度
の高い窒素プラズマ処理層を設ける。なお、表面近傍とは、酸化シリコン層の表面から概
略0.5nm乃至1.5nmの範囲の深さをいう。例えば、窒素を含む雰囲気下でプラズ
マ処理を行うことによって、酸化シリコン層の表面から垂直方向に概略1nmの深さに窒
素を20原子%乃至50原子%の割合で含有した構造となる。また、高密度プラズマ処理
により絶縁層111の表面を酸化又は窒化することができる。
理で酸化することで、界面に歪みのない緻密な酸化層を形成することができる。また、当
該酸化層をプラズマ処理で窒化することで、表層部の酸素を窒素に置換して窒化層を形成
すると、さらに緻密化することができる。それにより絶縁耐圧が高い絶縁層を形成するこ
とができる。
を用いることで、耐熱温度が700℃以下のガラス基板を用いても、950℃乃至105
0℃の範囲で形成される熱酸化膜と同等な絶縁層を得ることができる。すなわち、半導体
素子、特に薄膜トランジスタや不揮発性記憶素子のゲート絶縁層として機能する絶縁層と
して信頼性の高い絶縁層を形成することができる。
率材料を用いることにより、リーク電流を低減することができる。高誘電率材料としては
、二酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、二酸化チタン、五酸化タンタルなどを用いるこ
とができる。また、高誘電率材料を用いて絶縁層を形成した後、プラズマ処理による固相
酸化により酸化シリコン層を積層形成しても良い。
する。導電材料としては、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モ
リブデン(Mo)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、又はニオブ(
Nb)等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いること
ができる。また、リン等の一導電型を付与する不純物元素が添加された多結晶シリコンに
代表される半導体材料を用いることもできる。なお、ここでは導電層113、115の積
層構造を形成している例を示すが、絶縁層111上に形成する導電層は単層構造でもよい
。導電層(導電層113及び導電層115の積層構造)は、膜厚50nm乃至1000n
m、好ましくは100nm乃至800nm、より好ましくは200nm乃至500nmの
範囲で形成する。
370nmのタングステン層の積層構造を形成する。
成する導電層114、導電層116を形成する(図2(C)参照)。また、ここでは絶縁
層111のうち導電層114、116と重ならない領域を選択的にエッチングして、絶縁
層112を形成する。絶縁層112は、ゲート絶縁層として機能する。
トマスクで覆い、当該レジストマスクに覆われていない導電層113、115をエッチン
グすることによって所望の形状に加工することができる。加工後、レジストマスクは除去
する。
添加し、一対の低濃度不純物領域107と、チャネル形成領域106を形成する(図2(
D)、図4(C)参照)。ここでは導電層114、116をマスクとして不純物元素を添
加し、自己整合的に一対の低濃度不純物領域107と、当該一対の低濃度不純物領域10
7の間に位置するチャネル形成領域106を形成する。ここで形成される低濃度不純物領
域107の一部は、後にLDD領域を形成する。一導電型を付与する不純物元素としては
、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)等のp型を付与する元素、リ
ン(P)、ヒ素(As)等のn型を付与する元素を用いることができる。本実施の形態で
は、不純物元素としてn型を付与する元素であるリンをピーク濃度で約1×1018cm
−3程度となるように添加する。
縁層120を形成する(図2(E)、図4(D)参照)。
構造が埋め込まれるように絶縁層を形成し、当該絶縁層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形成することができる。具体的には、CVD法や
スパッタリング法により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シ
リコン等の無機材料、有機樹脂などの有機材料を用いて単層構造又は積層構造の絶縁層を
形成し、当該絶縁層を選択的にエッチングして形成することができる。サイドウォール絶
縁層120は、後にLDD領域を形成する際にドーピング用マスクとして用いることがで
きる。また、後にシリサイド領域を形成する際にシリサイド用マスクとして用いることも
できる。
ない面を湾曲状に形成する例を示している。なお、サイドウォール絶縁層120の形状は
特に限定されないが、ゲート電極118を形成する導電層114及び導電層116の側面
を完全に覆うように形成する。また、ここではゲート絶縁層として機能する絶縁層112
の側面も完全に覆うように形成する。なお、エッチング条件によっては半導体層104上
層の一部もエッチングされて膜厚が減少する(膜減りといわれる)場合がある。
添加し、一対の高濃度不純物領域109と、一対の低濃度不純物領域108を形成する(
図2(E)、図4(D)参照)。ここでは、導電層114、116及びその側面に接して
形成されたサイドウォール絶縁層120をマスクとして不純物元素を添加し、自己整合的
に一対の高濃度不純物領域109と、一対の低濃度不純物領域108を形成する。ここで
形成される高濃度不純物領域109はソース領域又はドレイン領域として機能し、低濃度
不純物領域108はLDD領域として機能する。一導電型を付与する不純物元素は、前述
の低濃度不純物領域107を形成する際に添加する元素と同じ導電型の不純物元素を用い
ることができる。なお、第1の濃度と比較して、第2の濃度を高くして不純物元素を添加
する。よって、高濃度不純物領域109には、低濃度不純物領域108と比較して高い濃
度の不純物元素が添加される。本実施の形態では、不純物元素としてn型を付与する元素
であるリンをピーク濃度で約1×1021cm−3程度となるように添加する。
130を形成する前までに、ゲート電極118及びサイドウォール絶縁層120と重なら
ない領域の半導体層104を露出させておく。露出させた半導体層104上に自然酸化膜
が形成されている場合は、自然酸化膜を除去してから金属層130を形成する。
シリサイド化する材料、例えばニッケル、チタン、コバルト、白金等の金属元素、又は当
該金属元素を含む合金材料を用いて形成する。金属層130は、膜厚1nm乃至50nm
、好ましくは3nm乃至10nmの範囲で形成する。本実施の形態では、金属層130と
してニッケル層を膜厚10nmで形成する。
の上面から下面までの全体をシリサイド化した高濃度不純物領域110を形成する(図3
(B)、図5(A)参照)。なお、上面とは半導体層104においてシリサイド化のため
の金属層130が形成される面側であり、下面とは絶縁層102と接する面側である。
領域が反応して起きる。例えば、金属層130としてニッケルを形成した場合は高濃度不
純物領域110にニッケルシリサイドが形成される。同様に、金属層130としてチタン
、コバルト、又は白金を形成した場合は、それぞれ高濃度不純物領域110にチタンシリ
サイド、コバルトシリサイド、白金シリサイドが形成される。
300℃乃至700℃の温度範囲で、10秒乃至1時間、好ましくは20秒乃至30分の
範囲で行うとよい。本実施の形態では、500℃30秒の熱処理を行って、ニッケルシリ
サイドでなる高濃度不純物領域110を形成する。
理の温度、熱処理の時間等を適宜制御することにより、選択することができる。図1(図
3(B))では全体をシリサイド化した高濃度不純物領域110の例を示したが、例えば
、図13(B)に示すように高濃度不純物領域180の一部をシリサイド化する構成とし
てもよい。図13(B)では、高濃度不純物領域180の上面側にシリサイド化されたシ
リサイド領域184が形成され、下面側にシリサイド化されていない非シリサイド領域1
82が位置する。また、図1ではサイドウォール絶縁層120下はシリサイド化されてい
ない例を示すが、本発明は特に限定されず、サイドウォール絶縁層120下の半導体層1
04(但し、チャネル形成領域106は除く)がシリサイド化されてもよい。
具体的には、サイドウォール絶縁層120、ゲート電極118及び絶縁層102上に形成
された金属層130を除去する。また、シリサイド化された高濃度不純物領域110上に
未反応の金属層が残存する場合は、その残存する金属層も除去する。未反応の金属層除去
は、ウェットエッチング法やドライエッチング法を用いることができる。このとき、エッ
チングガス又はエッチング溶液としては、未反応の金属層と他の層(例えば、サイドウォ
ール絶縁層120、導電層116、絶縁層102及びシリサイド化された高濃度不純物領
域110)とのエッチング選択比が十分にとれるものを用いる。つまり、金属層に対する
エッチングレートが高く、他の層に対するエッチングレートが低いものを用いればよい。
例えば、金属層130としてニッケル層を形成した場合、硫酸、硝酸等の溶液を用いたウ
ェットエッチングにより除去することができる。
一対の高濃度不純物領域110が形成される。一対の高濃度不純物領域110の間にチャ
ネル形成領域106が位置し、高濃度不純物領域110とチャネル形成領域106の間に
、それぞれ接して低濃度不純物領域108が形成されている。チャネル形成領域106は
、半導体層104がゲート電極118(導電層114、116)と重畳する領域に形成さ
れる。低濃度不純物領域108は、半導体層104がサイドウォール絶縁層120と重畳
し、ゲート電極118と重畳しない領域に形成される。高濃度不純物領域110は、半導
体層104がゲート電極118及びサイドウォール絶縁層120と重畳しない領域に形成
される。
を付与する不純物元素を添加してもよい。チャネル形成領域106に所定の濃度の不純物
元素を添加することで、強制的にトランジスタの閾値電圧をシフトさせ、所望の閾値電圧
とすることが可能である。一導電型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)、アル
ミニウム(Al)、ガリウム(Ga)等のp型を付与する元素、リン(P)、ヒ素(As
)等のn型を付与する元素を用いることができる。本実施の形態の場合は、p型を付与す
る元素を用いることができ、例えばボロンを約1×1016cm−3以上1×1018c
m−3以下の濃度で添加することができる。なお、チャネル形成領域106に対する不純
物元素の添加は、ゲート電極118を形成する前に行えばよい。
添加した不純物元素を活性化することが好ましい。熱処理は、レーザビームの照射、又は
RTA若しくはファーネスアニール炉を用いて行うことができる。具体的には、400℃
乃至700℃、好ましくは500℃乃至650℃の温度範囲で行うとよい。また、熱処理
は窒素雰囲気下で行うことが好ましい。例えば、550℃4時間の加熱を行うことにより
、活性化を行うことができる。
B)参照)。導電層122は、半導体層104のゲート電極118が設けられた側の面に
形成される。なお、導電層122は、半導体層104端部の一部を覆うように形成するの
が好ましい。また、導電層122は半導体層104(高濃度不純物領域110)と重なる
領域と重ならない領域を有することが好ましい。
積層構造で導電層を形成した後、当該導電層を選択的にエッチングして形成する。導電材
料としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、又はモリブデン
(Mo)等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いるこ
とができる。好ましくは、融点が600℃以上で、抵抗値が低い導電材料を用いるとよい
。導電層122は、膜厚10nm乃至200nmの範囲で形成する。
レジストマスクに覆われていない導電層をエッチングすることによって、所望の形状に加
工することができる。導電層をエッチングする方法は、ドライエッチング法やウェットエ
ッチング法を用いることができる。エッチングガス又はエッチング溶液は、導電層122
と他の層(例えばシリサイド化された高濃度不純物領域110、絶縁層120、ゲート電
極118、絶縁層102)とのエッチング選択比が十分高いものを用いる。つまり、導電
層に対するエッチングレートが高く、他の層に対するエッチングレートが低いものを用い
ればよい。例えば、高濃度不純物領域110をニッケルシリサイドとし、導電層122を
チタン層とする場合は、フッ酸等の溶液を用いたウェットエッチングを用いることができ
る。本実施の形態では、導電層122として膜厚100nmのチタン層を形成する。
る。次に、導電層122に達する開口を絶縁層124に形成した後、当該開口及び絶縁層
124上に導電層126を形成する(図3(D)、図5(C)参照)。
層124に形成された開口を介して導電層122と接して接続される。導電層122は、
高濃度不純物領域110と接している。よって、ソース電極又はドレイン電極として機能
する導電層126及びソース領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域11
0は、接続配線として機能する導電層122を間に介して電気的に接続される。
を用いて形成した絶縁層を組み合わせて、単層構造又は積層構造で形成する。例えば、絶
縁層124は、CVD法、スパッタリング法、又はALD法により、酸化シリコン、窒化
シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料や、DLC(ダイヤモ
ンドライクカーボン)等の炭素を含む絶縁材料を用いて形成する。また、絶縁層124は
、塗布法により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシ
クロブテン、アクリル等の有機絶縁材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料を用い
て形成することもできる。なお、シロキサン材料とは、Si−O−Si結合を含む材料に
相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され
る。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)
が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、
少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、絶縁層124は、
CVD法やスパッタリング法、ALD法等を用いて絶縁層を形成した後、当該絶縁層に酸
素雰囲気下又は窒素雰囲気下で高密度プラズマ処理を行ってもよい。なお、ここでは、ゲ
ート電極118等の上層に単層構造の絶縁層124を形成しているが、2層以上の積層構
造としてもよい。絶縁層を積層構造にする場合、下層の絶縁層(ゲート電極等と接する側
)は無機絶縁材料を用いて形成するのが好ましい。
形成する。例えば絶縁層124を選択的にレジストマスクで覆い、該レジストマスクに覆
われていない領域をエッチングすることによって形成することができる。開口はウェット
エッチング法を用いて形成することもできるが、好ましくはドライエッチング法を用いる
とよい。また、ドライエッチングを行って開口を形成した後、ウェットエッチングを行っ
て反応生成物の除去等を行ってもよい。開口形成後、レジストマスクは除去する。また、
アブレーション現象を利用して、レーザビームを選択的に照射することにより直接開口を
形成してもよい。
に形成する。このとき、導電層122の一部がエッチングされる場合もあるが、少なくと
も開口底面には導電層122が残存するようにする。好ましくは、導電層122が半導体
層104と重ならない領域に開口が達するように形成するとよい。このような構成とする
ことで、導電層126を形成するための開口を絶縁層124に形成する際に、形成する開
口近傍の半導体層(特に、ソース領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域
)まで除去されてしまうことを防止することができる。よって、製造工程において歩留ま
りの向上につながる。
により、導電材料を用いて単層構造又は積層構造で形成する。導電材料としては、アルミ
ニウム(Al)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン
(Mo)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、マ
ンガン(Mn)又はネオジム(Nd)から選ばれる金属元素、又は当該金属元素を含む合
金材料若しくは化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。アルミニウムを
含む合金材料としては、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、
アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素とシリコンの一方又は両方とを含む合金材
料があげられる。導電層126は、例えば、バリア層とアルミニウムシリコン(Al−S
i)層とバリア層の積層構造、バリア層とアルミニウムシリコン(Al−Si)層と窒化
チタン層とバリア層の積層構造を採用することができる。なお、バリア層とは、チタン、
チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミ
ニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電層126を形成す
る材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアル
ミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができるため好ましい。導電層126
は、膜厚200nm乃至1000nmの範囲で形成するのが好ましい。なお、絶縁層12
4に形成された開口の底面に自然酸化膜が形成されている場合は、自然酸化膜を除去して
から導電層126を形成する。
化チタン層、膜厚300nmのアルミニウム層、膜厚100nmのチタン層の積層構造を
形成する。
れた開口の底面には導電層122が露出しており、導電層126は露出された導電層12
2に達する。導電層122は高濃度不純物領域110と接している。したがって、導電層
126及び高濃度不純物領域110は、導電層122を介して電気的に接続される。この
ような構成とすることで、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層とソース領
域又はドレイン領域として機能する不純物領域のコンタクトを良好に取ることができる。
よって、完成する半導体装置の信頼性向上が実現できる。
サイド化された高濃度不純物領域110に接して導電層122が形成されている。よって
、導電層及び半導体層のコンタクト抵抗を低減することができる。その結果、オン電流の
低下による半導体装置の動作特性の劣化を防止することができる。
トランジスタの構造は一例であり、図示した構造に限定されるものではない。
A)に示す薄膜トランジスタは、半導体層104に形成された高濃度不純物領域150が
シリサイド化されていないものとする。ここで示すトランジスタは、上述の図2乃至図5
に示した作製方法において、半導体層104をシリサイド化することなく、導電層122
、絶縁層124、導電層126を形成すればよい。また、半導体層をシリサイド化しない
場合には、ゲート電極の側面に接するサイドウォール絶縁層は設けなくともよい。
不純物領域180がシリサイド領域と非シリサイド領域を有するものとする。ここで示す
トランジスタは、上述の図2乃至図5に示した作製方法において、シリサイド化を行う際
に、形成する金属層の膜厚、熱処理の温度、時間等を適宜選択することによって形成する
ことができる。導電層122、絶縁層124、導電層126は、上述と同様に形成すれば
よい。
ため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、開口を形成する際に半導体
層にダメージを与えることを防止することができるため、半導体装置を歩留まり良く製造
することが可能になる。
る。
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成の半導体装置の例について、図面を用
いて説明する。なお、上記実施の形態1と重複する構成は、簡略化及び一部省略して説明
する。
図を示す。図6は、特に薄膜トランジスタの構成を示しており、図6(A)は上面図、図
6(B)は図6(A)における破線xy間の断面図、図6(C)は図6(A)における破
線op間の断面図を示している。図6(A)では一部薄膜等を省略している。なお、ここ
で示す図面は一例であり、所望のレイアウトにより適宜変更されうるものとする。
ジスタを有している。薄膜トランジスタは、絶縁層202上に設けられた導電層222と
、島状に設けられ、一部が導電層222上に接して設けられた半導体層204と、半導体
層204上に設けられた絶縁層212と、当該絶縁層212を介して半導体層204上に
設けられた導電層214、導電層216が形成するゲート電極218と、導電層214、
216の側面と接して設けられた絶縁層220と、を有している。また、半導体層204
や導電層216等を覆うように絶縁層224が設けられ、該絶縁層224には導電層22
2に達する開口が形成されている。絶縁層224に形成された開口には導電層226が形
成されており、該導電層226は開口を通じて導電層222に接する。導電層226及び
半導体層204は、導電層222を間に介して電気的に接続されている。
能する一対の低濃度不純物領域208と、ソース領域又はドレイン領域として機能する一
対の高濃度不純物領域210と、を有する。
層222は、半導体層204のゲート電極218が設けられた側と反対側の面に設けられ
ている。また、導電層222の一部は、半導体層204に形成された高濃度不純物領域2
10に覆われている。好ましくは、導電層222の端部はテーパ形状とするとよい。例え
ば、テーパ角が20°乃至60°程度となるような緩やかな形状とすることが好ましい。
導電層222の端部を緩やかなテーパ形状とすることで、導電層222の一部を覆う半導
体層204の断切れ等の被覆不良を防止することができる。
絶縁層224に形成される開口は、少なくともその一部が導電層222と重畳する。導電
層226は、ソース電極又はドレイン電極として機能する。よって、導電層222は、ソ
ース電極又はドレイン電極として機能する導電層226と、ソース領域又はドレイン領域
として機能する高濃度不純物領域210と、を電気的に接続させるための接続配線として
機能している。本発明は、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層を半導体層
に直接接して接続させず、接続配線として機能する導電層を間に介する構成とすることを
特徴の1つとしている。このような構成にすることで、ソース電極又はドレイン電極と半
導体層とのコンタクトを良好に取ることが可能となる。よって、信頼性を向上させること
ができる。なお、導電層222は半導体層204と重なる領域と重ならない領域を有して
いるが、導電層226とはどちらの領域で接してもよい。
ではゲート電極218は、島状の半導体層204を横断するように設けられている。また
、図6ではゲート電極を導電層214、216の2層の積層構造で形成し、上層の導電層
216と比較して下層の導電層214の幅が大きくなるように形成する例を示すが、本発
明は特に限定されない。例えば、単層構造でも3層以上の積層構造でもよい。また、ゲー
ト電極を形成する導電層の側面をテーパ形状にしてもよいし、2層以上の導電層の積層構
造で各層のテーパ角度が異なるようにしてもよい。また、導電層の積層構造でゲート電極
を形成する場合、各層の幅(キャリアがチャネル形成領域を流れる方向(ソース領域とド
レイン領域を結ぶ方向)に平行な方向の長さ)が概略一致するように形成してもよい。ま
た、本実施の形態では、ゲート電極218を形成する導電層214、216の側面に接し
て、サイドウォール絶縁層220を形成しているが、特に限定されず、必要に応じて形成
すればよい。
純物領域210の間に位置しており、低濃度不純物領域208はチャネル形成領域206
と高濃度不純物領域210の間にそれぞれ位置している。つまり、チャネル形成領域20
6は、一対の高濃度不純物領域210の間及び一対の低濃度不純物領域208の間に位置
しており、且つ一対の低濃度不純物領域208に接している。なお、高濃度不純物領域2
10は、低濃度不純物領域208と比較して、高い濃度で一導電型を付与する不純物元素
が添加されている。半導体層204において、チャネル形成領域206と高濃度不純物領
域210の間に低濃度不純物領域208を形成することで、ドレイン領域近傍の電界を緩
和することができ、その結果ホットキャリアの発生を抑制することができる。ホットキャ
リアの発生は、閾値電圧を不安定に変化させる要因になり、動作特性や信頼性を著しく低
下させる恐れがある。特に、素子を微細化する、例えばチャネル長(チャネル形成領域に
おいて、キャリアが流れる方向(ソース領域とドレイン領域を結ぶ方向)に平行な方向の
長さ)を短くすると、ドレイン領域近傍が高電界化する問題が顕著となるため、LDD領
域として機能する低濃度不純物領域を形成することは、非常に効果的である。
する。本実施の形態では、半導体層204は膜厚20nmとする。
45°以上95°未満、好ましくは60°以上95°未満となるような形状としてもよい
し、テーパ角が45°未満の緩やかな形状とすることもできる。なお、テーパ角とはテー
パ形状を有する層において、当該層の側面と底面がなす傾斜角を示す。本実施の形態では
、90°に近いテーパ角を有するテーパ形状とする。
6と重畳する領域に形成されている。高濃度不純物領域210は、半導体層204がゲー
ト電極218を形成する導電層214、216と重畳しない領域に形成されている。低濃
度不純物領域208は、半導体層204がゲート電極218を形成する導電層214と重
畳する領域に形成されている。つまり、半導体層204は、ゲート電極を形成する導電層
216と重畳する領域にチャネル形成領域206が形成され、該重畳領域の外側に低濃度
不純物領域208と高濃度不純物領域210が形成されている。
する不純物元素が添加されていてもよい。また、ここでは半導体層204にLDD領域と
して機能する低濃度不純物領域を形成する例を示すが、本発明は特に限定されず、LDD
領域は形成しなくともよい。LDD領域を形成しない場合は、半導体層はソース領域又は
ドレイン領域として機能する一対の不純物領域の間に接してチャネル形成領域を有する構
成となればよい。このとき、図6に示すようにゲート電極を積層構造とし、且つ下層の導
電層の幅を大きくする場合は、上層の幅が小さい導電層と略重なるようにチャネル形成領
域を形成し、上層の導電層と略重ならない領域にソース領域又はドレイン領域として機能
する不純物領域を形成してもよいし、下層の導電層と略重なる領域にチャネル形成領域を
形成し、下層の導電層と略重ならない領域にソース領域又はドレイン領域として機能する
不純物領域を形成してもよい。また、ゲート電極を単層構造、又はゲート電極を各層の幅
が略一致する導電層の積層構造とする場合は、ゲート電極と略重なるようにチャネル形成
領域を形成し、ゲート電極と略重ならない領域にソース領域又はドレイン領域として機能
する不純物領域を形成すればよい。また、LDD領域は、サイドウォール絶縁層と重なり
ゲート電極と重ならない領域の半導体層に形成してもよいし、ゲート電極と一部が重なり
一部が重ならない領域の半導体層に形成してもよい。
シリサイド領域213ともいう)とシリサイド化されていない領域(以下、非シリサイド
領域209ともいう)とを有する。非シリサイド領域209は、サイドウォール絶縁層2
20と略重なる領域に位置する。シリサイド領域213は、全体がシリサイド化されてい
るものとする。高濃度不純物領域210において、少なくとも導電層222が接する領域
をシリサイド化することで、コンタクト抵抗を低減することができる。よって、完成する
半導体装置の信号遅延防止や低消費電力化が可能になる。また、ソース領域又はドレイン
領域として機能する不純物領域をシリサイド化することで、該不純物領域を低抵抗化する
ことができる。その結果、オン電流の低下を抑え、動作特性の劣化を防止することができ
る。
10全体をシリサイド化する例を示しているが、本発明は特に限定されない。高濃度不純
物領域はシリサイド化しなくともよいし、上面の一部のみシリサイド化する構成とするこ
ともできる。
れている。絶縁層212はゲート絶縁層として機能し、その膜厚は1nm乃至110nm
、好ましくは2nm乃至20nmとする。ゲート絶縁層を薄膜化すると、トランジスタを
低電圧で高速に動作させることが可能になるため好ましい。本実施の形態では、絶縁層2
12は膜厚20nmで形成する。
る。
板200、絶縁層202は、上述の実施の形態1で示した基板100、絶縁層102の説
明に準じるため、省略する。
積層構造で形成する。導電材料としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングス
テン(W)、又はモリブデン(Mo)等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若
しくは化合物材料を用いることができる。好ましくは、融点が1500℃以上で、抵抗値
が低い導電材料を用いるとよい。導電層221は、膜厚10nm乃至200nmの範囲で
形成する。本実施の形態では、導電層221として膜厚50nmのタングステン層を形成
する。
成する(図7(B)参照)。
覆い、レジストマスクに覆われていない導電層221をエッチングすることによって、所
望の形状に加工することができる。導電層をエッチングする方法は、ドライエッチング法
やウェットエッチング法を用いることができる。エッチングガス又はエッチング溶液は、
導電層222(導電層221)と絶縁層202とのエッチング選択比が十分高いものを用
いる。つまり、導電層222(導電層221)に対するエッチングレートが高く、絶縁層
202に対するエッチングレートが低いものを用いればよい。好ましくは、ドライエッチ
ングを用いて、導電層222の端部がテーパ形状となるように加工するのが望ましい。
る(図7(C)参照)。
ましい。半導体層204は膜厚5nm乃至150nmの範囲、好ましくは10nm乃至2
5nmの範囲で形成する。半導体層の結晶法等の詳細な説明は、上述の実施の形態1で示
した半導体層104に関する説明に準じる。好ましくはCWレーザや繰り返し周波数が1
0MHz以上のパルスレーザを用いたレーザ結晶化を適用すると、一方向に長い結晶粒を
形成できるためよい。
ように形成した半導体層を結晶化した後、選択的にエッチングすることによって島状の半
導体層204を形成することができる。島状の半導体層204は、導電層222の一部、
例えば導電層222の端部を覆うように形成する。このとき、導電層222の端部を緩や
かなテーパ形状としておくことで、上層に形成する半導体層204の断切れを防止できる
。なお、半導体層204の膜厚を50nm以下とする場合、50nm以上の膜厚で半導体
層を形成した後、該半導体層をエッチングして薄膜化してもよい。なお、半導体層として
、SOI基板の単結晶半導体層を用いてもよい。その場合、結晶化等の薄膜プロセスを省
略することができる。
218を形成する(図7(D)参照)。ここでは、ゲート電極218を導電層214、導
電層216の積層構造で形成し、且つ上層の導電層216の幅と比較して、下層の導電層
214の幅が大きくなるように形成する。
いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミ
ニウム等の材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。詳しくは上述の実施の形態
1で示した絶縁層111と同様に形成すればよく、説明は省略する。絶縁層211の膜厚
は1nm乃至110nm、好ましくは2nm乃至20nmの範囲で形成する。絶縁層21
1の一部は、後に完成する薄膜トランジスタのゲート絶縁層として機能する。本実施の形
態では、絶縁層211として酸化窒化シリコン層を膜厚20nmで形成する。
基板全面に導電層を形成した後、選択的にエッチングして所望の形状に加工することがで
きる。導電材料としては、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モ
リブデン(Mo)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、又はニオブ(
Nb)等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いること
ができる。また、リン等の一導電型を付与する不純物元素が添加された多結晶シリコンに
代表される半導体材料を用いることもできる。なお、ここでは導電層214、216の積
層構造を形成している例を示すが、絶縁層211上に形成する導電層は単層構造でもよい
。また、上層の導電層216と比較して下層の導電層214の幅を大きく形成している例
を示すが、両者の幅が略一致するように形成してもよい。本実施の形態では、下層の導電
層の幅が大きい領域が、後にLDD領域を形成する際のドーピング用マスクとして機能す
る。導電層(導電層214及び導電層216の積層構造)は、膜厚50nm乃至1000
nm、好ましくは100nm乃至800nm、より好ましくは200nm乃至500nm
の範囲で形成する。
添加し、一対の低濃度不純物領域207と、チャネル形成領域206を形成する(図8(
A)参照)。ここでは導電層216をマスクとして不純物元素を添加し、自己整合的に一
対の低濃度不純物領域207と、当該一対の低濃度不純物領域207の間に位置するチャ
ネル形成領域206を形成する。チャネル形成領域206の端部は導電層216の端部と
略一致する。ここで形成される低濃度不純物領域207の一部は、後にLDD領域を形成
する。一導電型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、
ガリウム(Ga)等のp型を付与する元素、リン(P)、ヒ素(As)等のn型を付与す
る元素を用いることができる。本実施の形態では、不純物元素としてn型を付与する元素
であるリンをピーク濃度で約1×1018cm−3程度となるように添加する。
添加し、一対の高濃度不純物領域205と、一対の低濃度不純物領域208を形成する(
図8(B)参照)。ここでは、導電層214をマスクとして不純物元素を添加し、自己整
合的に一対の高濃度不純物領域205と、一対の低濃度不純物領域208を形成する。こ
こで形成される高濃度不純物領域205はソース領域又はドレイン領域として機能し、低
濃度不純物領域208はLDD領域として機能する。一導電型を付与する不純物元素は、
前述の低濃度不純物領域207を形成する際に添加する元素と同じ導電型の不純物元素を
用いることができる。なお、第1の濃度と比較して、第2の濃度を高くして不純物元素を
添加する。よって、高濃度不純物領域205には、低濃度不純物領域208と比較して高
い濃度の不純物元素が添加される。本実施の形態では、不純物元素としてn型を付与する
元素であるリンをピーク濃度で約1×1021cm−3程度となるように添加する。
を付与する不純物元素を添加してもよい。チャネル形成領域206に所定の濃度の不純物
元素を添加することで、強制的にトランジスタの閾値電圧をシフトさせ、所望の閾値電圧
とすることが可能である。一導電型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)、アル
ミニウム(Al)、ガリウム(Ga)等のp型を付与する元素、リン(P)、ヒ素(As
)等のn型を付与する元素を用いることができる。本実施の形態の場合は、p型を付与す
る元素を用いることができ、例えばボロンを約1×1016cm−3以上1×1018c
m−3以下の濃度で添加することができる。なお、チャネル形成領域206に対する不純
物元素の添加は、ゲート電極218を形成する前に行えばよい。
添加した不純物元素を活性化することが好ましい。熱処理は、レーザビームの照射、又は
RTA若しくはファーネスアニール炉を用いて行うことができる。具体的には、400℃
乃至700℃、好ましくは500℃乃至650℃の温度範囲で行うとよい。また、熱処理
は窒素雰囲気下で行うことが好ましい。例えば、550℃4時間の加熱を行うことにより
、活性化を行うことができる。
する(図8(C)参照)。
るように絶縁層を形成し、当該絶縁層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形成することができる。具体的には、CVD法やスパッタリング法
により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機材
料、有機樹脂などの有機材料を用いて単層構造又は積層構造の絶縁層を形成し、当該絶縁
層を選択的にエッチングして形成することができる。サイドウォール絶縁層220は、シ
リサイド領域を形成する際にシリサイド用マスクとして用いる。
を湾曲状に形成する例を示している。なお、サイドウォール絶縁層220の形状は特に限
定されないが、少なくともゲート電極218を形成する導電層214、216の側面を完
全に覆うように形成する。また、ここではサイドウォール絶縁層220を形成する際のエ
ッチングにより下層の絶縁層211もエッチングして、半導体層204の一部を選択的に
露出させる。具体的にはサイドウォール絶縁層220と重ならない領域の高濃度不純物領
域205を露出させる。なお、エッチング条件によっては高濃度不純物領域205上層も
エッチングされて膜厚が減少する(膜減りといわれる)ことがある。
イド化した高濃度不純物領域210を形成する(図8(C)参照)。高濃度不純物領域2
10はシリサイド領域213及び非シリサイド領域209を有する。
成した後、熱処理することによってシリサイド化することができる。ここで金属層は半導
体層と反応してシリサイドを形成する材料、例えばニッケル、チタン、コバルト、白金等
の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料等を用いて、スパッタリング法、蒸着法、
めっき法等により形成する。なお、金属層を形成する際に、露出させた半導体層上に自然
酸化膜が形成されている場合は、自然酸化膜を除去してから金属層を形成する。本実施の
形態では、金属層として、膜厚10nmのニッケル層を形成する。
300℃乃至700℃の温度範囲で、10秒乃至1時間、好ましくは20秒乃至30分の
範囲で行うとよい。熱処理を行うことによって、半導体層204及び金属層が接する領域
が反応し、該領域の半導体層204の一部がシリサイド化してシリサイド領域213とな
る。ここでは、高濃度不純物領域210において、サイドウォール絶縁層220と重なら
ない領域は上面から下面までの全体をシリサイド化したシリサイド領域213とし、サイ
ドウォール絶縁層220と重なる領域はシリサイド化していない非シリサイド領域209
とする。本実施の形態では、500℃30秒の熱処理を行って、ニッケルシリサイド領域
213と非シリサイド領域とを含む高濃度不純物領域210を形成する。
度、熱処理の時間等を適宜制御することにより、選択することができる。図6(図8(C
))ではサイドウォール絶縁層220と重ならない領域の高濃度不純物領域210全体を
シリサイド化した例を示したが、本発明は特に限定されずシリサイド化しない構成として
もよい。また、サイドウォール絶縁層220と重なる領域の高濃度不純物領域210はシ
リサイド化されていない例を示したが、高濃度不純物領域210全体(但し、チャネル形
成領域206はシリサイド化されないようにする)がシリサイド化されてもよい。また、
高濃度不純物領域210の上面側のみシリサイド化してソース領域又はドレイン領域の低
抵抗化を図ることもできるが、コンタクト抵抗の低減も図るため、好ましくは導電層22
2と接する領域がシリサイド化されていることが望ましい。なお、シリサイド化後、未反
応の金属層はウェットエッチングやドライエッチングを用いて除去する。
一対の高濃度不純物領域210が形成される。一対の高濃度不純物領域210の間にチャ
ネル形成領域206が位置し、高濃度不純物領域210とチャネル形成領域206の間に
、それぞれ接して低濃度不純物領域208が形成されている。チャネル形成領域206は
、半導体層204が導電層216と重畳する領域に形成される。低濃度不純物領域208
は、半導体層204が導電層214と重畳し、導電層216と重畳しない領域に形成され
る。高濃度不純物領域210は、半導体層204がゲート電極218と重畳しない領域に
形成される。また、高濃度不純物領域210はシリサイド領域213及び非シリサイド領
域209を有する。シリサイド領域213はゲート電極218及びサイドウォール絶縁層
220と重ならない領域に位置し、非シリサイド領域209はサイドウォール絶縁層22
0と重なりゲート電極218と重ならない領域に位置する。
る。次に、導電層222に達する開口を絶縁層224に形成した後、当該開口及び絶縁層
224上に導電層226を形成する(図8(D)参照)。
層224に形成された開口を通じて導電層222に達する。導電層222は、高濃度不純
物領域210と接している。よって、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層
226及びソース領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域210は、接続
配線として機能する導電層222を間に介して電気的に接続される。
を用いて形成した絶縁層を組み合わせて、単層構造又は積層構造で形成する。例えば、絶
縁層224は、CVD法、スパッタリング法、又はALD法により、酸化シリコン、窒化
シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料や、DLC(ダイヤモ
ンドライクカーボン)等の炭素を含む絶縁材料を用いて形成する。また、絶縁層224は
、塗布法により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシ
クロブテン、アクリル等の有機絶縁材料またはシロキサン樹脂等のシロキサン材料を用い
て形成することもできる。なお、シロキサン材料とは、Si−O−Si結合を含む材料に
相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され
る。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)
が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、
少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、絶縁層224は、
CVD法やスパッタリング法、ALD法等を用いて絶縁層を形成した後、当該絶縁層に酸
素雰囲気下又は窒素雰囲気下で高密度プラズマ処理を行ってもよい。なお、ここでは、ゲ
ート電極218等の上層に単層構造の絶縁層224を形成しているが、2層以上の積層構
造としてもよい。絶縁層を積層構造にする場合、下層の絶縁層(ゲート電極等と接する側
)は無機絶縁材料を用いて形成するのが好ましい。
により、導電材料を用いて単層構造又は積層構造で形成する。導電材料としては、アルミ
ニウム(Al)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン
(Mo)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、マ
ンガン(Mn)又はネオジム(Nd)から選ばれる金属元素、又は当該金属元素を含む合
金材料若しくは化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で形成する。アルミニウムを
含む合金材料としては、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、
アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素とシリコンの一方又は両方とを含む合金材
料があげられる。導電層226は、例えば、バリア層とアルミニウムシリコン(Al−S
i)層とバリア層の積層構造、バリア層とアルミニウムシリコン(Al−Si)層と窒化
チタン層とバリア層の積層構造を採用することができる。なお、バリア層とは、チタン、
チタンの窒化物、モリブデン、又はモリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミ
ニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電層226を形成す
る材料として最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアル
ミニウムシリコンのヒロックの発生を防止することができるため好ましい。導電層226
は、膜厚50nm乃至1000nm、好ましくは100nm乃至800nm、より好まし
くは200nm乃至500nmの範囲で形成するとよい。なお、絶縁層224に形成され
た開口の底面に自然酸化膜が形成されている場合は、自然酸化膜を除去してから導電層2
26を形成する。
形成する。例えば絶縁層224を選択的にレジストマスクで覆い、該レジストマスクに覆
われていない領域をエッチングすることによって形成することができる。開口はウェット
エッチング法を用いて形成することもできるが、好ましくはドライエッチング法を用いる
と微細加工を行いやすい。また、ドライエッチングを行って開口を形成した後、ウェット
エッチングを行って反応生成物の除去等を行ってもよい。開口形成後、レジストマスクは
除去する。また、アブレーション現象を利用して、レーザビームを選択的に照射すること
により直接開口を形成してもよい。
に形成する。このとき、導電層222の一部がエッチングされる場合もあるが、少なくと
も開口底面には導電層222が残存するようにする。そして、絶縁層224に形成された
開口に導電層226を形成する。導電層222は開口を通じて導電層226と接する。ま
た、導電層222は高濃度不純物領域210と接している。よって、導電層226及び高
濃度不純物領域210は、導電層222を介して電気的に接続される。絶縁層224に開
口を形成する際のエッチングにより一部が消失するような半導体層の膜厚とする場合でも
、このような構成とすることで、導電層222を用いて良好にコンタクトを取ることがで
きる。よって、完成する半導体装置の信頼性向上を実現できる。また、好ましくは、導電
層222が半導体層204と重ならない領域に開口が達するように形成するとよい。この
ような構成とすることで、半導体層の消失も防ぐことができるためである。
おり、該シリサイド化された領域(シリサイド領域213)と導電層222が接している
。よって、導電層及び半導体層のコンタクト抵抗を低減することができる。その結果、オ
ン電流の低下による半導体装置の動作特性の劣化を防止することができる。
。よって、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、接続配線として機能す
る導電層上に半導体層を形成するため、エッチング等で半導体層にダメージを与えること
を防止することができる。
る。
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成の半導体装置の例について、図面を用
いて説明する。具体的には、上記実施の形態2の構成において、接続配線として機能する
導電層と半導体層の間に絶縁層を設け、該絶縁層に形成した開口を通じて接続配線として
機能する導電層及び半導体層を接して接続させる例を示す。なお、上記実施の形態1、2
と重複する構成は、簡略化及び一部省略して説明する。
図を示す。図9は、特に薄膜トランジスタの構成を示しており、図9(A)は上面図、図
9(B)は図9(A)における破線xy間の断面図、図9(C)は図9(A)における破
線op間の断面図を示している。図9(A)では一部薄膜等を省略している。なお、ここ
で示す図面は一例であり、所望のレイアウトにより適宜変更されうるものとする。
ジスタを有している。薄膜トランジスタは、絶縁層302上に設けられた導電層322と
、絶縁層302及び導電層322上に設けられた絶縁層328と、島状に設けられ、且つ
絶縁層328に形成された開口を通じて一部が導電層322に接して設けられた半導体層
304と、半導体層304上に設けられた絶縁層312と、当該絶縁層312を介して半
導体層304上に設けられた導電層314、導電層316と、導電層314、316の側
面と接して設けられた絶縁層320と、を有している。半導体層304に接して一対の導
電層322が設けられており、一対の導電層322は、それぞれ半導体層304が有する
一対の不純物領域310に接している。また、ここでは一対の導電層322の間に絶縁層
328が設けられ、該絶縁層328上に半導体層304が設けられている態様を示してい
る。半導体層304と導電層322とは、開口を通じて接する部分以外では、絶縁層32
8により分離されている。また、半導体層304や導電層316等を覆うように絶縁層3
24が設けられ、該絶縁層324および328には導電層322に達する開口が形成され
ている。絶縁層324および328に形成された開口には導電層326が形成されており
、該導電層326は開口を通じて導電層322に接する。導電層326及び半導体層30
4は、導電層322を間に介して電気的に接続されている。
的にエッチングして所望の形状に加工して導電層322を形成する。次に、絶縁層302
及び導電層322上を覆うように絶縁層327を形成する(図10(A)参照)。基板3
00、絶縁層302、導電層322は、上述の実施の形態2で示した基板200、絶縁層
202、導電層222の説明に準じるため、省略する。
、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料やDLC(ダイ
ヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む絶縁材料を用いて形成する。絶縁層327は、
膜厚1nm乃至200nmの範囲で形成する。このとき、導電層322の端部を緩やかな
テーパ形状としておくことで、上層に形成する絶縁層327の被覆不良を防止できる。本
実施の形態では、絶縁層327として膜厚100nmの酸化窒化シリコン層を形成する。
328を形成する(図10(B)参照)。
いない領域をエッチングすることで、導電層322の一部を露出させた絶縁層328を形
成することができる。エッチングは、ドライエッチング法を用いてもウェットエッチング
法を用いてもよい。また、アブレーション現象を利用して、レーザビームを選択的に照射
することにより直接開口を形成してもよい。
は、露出された導電層322上に接するように形成する(図10(C)参照)。
ましい。半導体層304は膜厚5nm乃至150nmの範囲、好ましくは10nm乃至2
5nmの範囲で形成する。半導体層の結晶法等の詳細な説明は、上述の実施の形態1で示
した半導体層104に関する説明に準じる。好ましくはCWレーザや繰り返し周波数が1
0MHz以上のパルスレーザを用いたレーザ結晶化を適用すると、一方向に長い結晶粒を
形成できるためよい。
結晶化した後、選択的にエッチングすることによって島状の半導体層304を形成するこ
とができる。なお、島状の半導体層304は、導電層322の露出部と接するように形成
する。なお、半導体層304の膜厚を50nm以下とする場合、50nm以上の膜厚で半
導体層を形成した後、該半導体層をエッチングして薄膜化してもよい。
。本形態では、導電層322を覆うように絶縁層328を設けており、半導体層304と
導電層322は、開口を除いて絶縁層328により分離されている。このような構成にす
ることで、導電層322を構成する導電材料が、半導体層304へ溶け出すなどの不良を
抑えることができる。また、導電層322は、露出させる部分を除いて絶縁層328で覆
われており、半導体層304を形成する際に受けるダメージを防ぐことができる。
318を形成する導電層314、導電層316の積層構造を形成する。次に、ゲート電極
318をマスクとして第1の濃度で一導電型を付与する不純物元素を添加した後、ゲート
電極318及び絶縁層312の側面と接するサイドウォール絶縁層320を形成し、該サ
イドウォール絶縁層320及びゲート電極318をマスクとして第2の濃度で一導電型を
付与する不純物元素の添加を行って、自己整合的に一対の高濃度不純物領域310と、一
対の低濃度不純物領域308と、チャネル形成領域306を形成する。ここで、第1の濃
度の不純物元素及び第2の濃度の不純物元素は、同じ導電型の不純物元素を添加し、例え
ばp型を付与する不純物元素であるボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(G
a)、n型を付与する不純物元素であるリン(P)、ヒ素(As)等を添加することがで
きる。なお、第1の濃度と比較して、第2の濃度を高くする。また、サイドウォール絶縁
層320を形成する際のエッチングにより、サイドウォール絶縁層320と重ならない領
域の半導体層304(ここでは高濃度不純物領域310)を露出させる。
、熱処理を行って金属層が接する領域の高濃度不純物領域310をシリサイド化させる。
ここでは、高濃度不純物領域310全体がシリサイド化される例を示す(図10(D)参
照)。島状の半導体層304を形成した後、半導体層304にチャネル形成領域306、
低濃度不純物領域308、シリサイド化した高濃度不純物領域310を形成するまでは、
上述の実施の形態1の絶縁層112、導電層114、導電層116、サイドウォール絶縁
層120、半導体層104等の説明に準じるため、省略する。
付与する不純物元素を添加してもよい。チャネル形成領域306に対する不純物元素の添
加は、ゲート電極318を形成する前に行えばよい。
素を活性化してもよい。熱処理は、レーザビームの照射、又はRTA若しくはファーネス
アニール炉を用いて行うことができ、400℃乃至700℃、好ましくは500℃乃至6
50℃の温度範囲で行えばよい。また、熱処理は窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
は特に限定されない。高濃度不純物領域310はシリサイド化しなくともよいし、一部を
シリサイド化する構成としてもよい。また、サイドウォール絶縁層320下(但し、チャ
ネル形成領域306は除く)までシリサイド化されていてもよい。
る。次に、導電層322に達する開口を絶縁層324及び絶縁層328に形成した後、当
該開口及び絶縁層324上に導電層326を形成する(図10(D)参照)。
層324及び絶縁層328に形成された開口を通じて導電層322に達する。導電層32
2は、高濃度不純物領域310と接している。よって、ソース電極又はドレイン電極とし
て機能する導電層326及びソース領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領
域310は、接続配線として機能する導電層322を間に介して電気的に接続される。
26に準じるため、説明は省略する。
重畳するように形成する。例えば絶縁層324を選択的にレジストマスクで覆い、該レジ
ストマスクに覆われていない領域をエッチングすることによって形成することができる。
開口はウェットエッチング法を用いて形成することもできるが、好ましくはドライエッチ
ング法を用いると微細加工を行いやすい。また、ドライエッチングを行って開口を形成し
た後、ウェットエッチングを行って反応生成物の除去等を行ってもよい。開口形成後、レ
ジストマスクは除去する。また、アブレーション現象を利用して、レーザビームを選択的
に照射することにより直接開口を形成してもよい。
露出されるように形成する。このとき、導電層322の一部がエッチングされる場合もあ
るが、少なくとも開口底面には導電層322が残存するようにする。そして、絶縁層32
4、絶縁層328に形成された開口に導電層326を形成する。導電層322は開口を通
じて導電層326と接する。また、導電層322は高濃度不純物領域310と接している
。よって、導電層326及び高濃度不純物領域310は、導電層322を間に介して電気
的に接続される。好ましくは、導電層322が半導体層304と重ならない領域で、導電
層322に開口が達するように形成するとよい。このような構成とすることで、半導体層
の消失を防ぎ、且つ導電層及び半導体層の良好なコンタクトを取ることができる。よって
、完成する半導体装置の信頼性を向上させることができる。
された開口を介して半導体層304と電気的に接続させることも可能である。この場合、
絶縁層324に開口を形成する際のエッチングにより半導体層の一部が消失するような半
導体層の膜厚とする場合でも、導電層322を用いて良好にコンタクトを取ることができ
る。
間に絶縁層328が設けられている。具体的には、導電層322を覆って開口を有する絶
縁層328が設けられており、前記開口で導電層322の一部が露出している。半導体層
304は、導電層322と当該導電層322を覆う絶縁層328上に設けられている。ま
た、絶縁層328の有する開口を通じて、半導体層304と導電層322が接している。
半導体層304と導電層322とは、開口を通じて接する部分以外では、絶縁層328に
より分離されている。なお、絶縁層328が存在することにより、導電層322を接する
ことなく半導体層304下を横断するように設けることも可能になり、多層配線として集
積化を図ることも可能になる。
度不純物領域310と導電層322が接している。よって、導電層及び半導体層のコンタ
クト抵抗を低減することができる。その結果、オン電流の低下による半導体装置の動作特
性の劣化を防止することができる。
。よって、信頼性の向上した半導体装置を提供できる。また、多層配線構造を可能とする
ため、より集積化することもできる。
る。
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる半導体装置及びその作製方法の例について
、図14乃至図18を用いて説明する。具体的には、異なる導電型の薄膜トランジスタを
複数具備する半導体装置の例を示す。
薄膜トランジスタ(以下、TFTともいう)を具備する半導体装置の例を示している。図
14は上面図、図15(A)は図14における破線A1B1間の断面図を示し、図15(
B)は図14における破線A2B2間の断面図を示している。なお、図14は、一部薄膜
等の構成要素を省略している。なお、ここで示す図面は一例であり、所望のレイアウトに
より適宜変更されうるものとする。
10、TFT720、TFT740、TFT750を有している。TFT710及びTF
T720は導電層854を介して電気的に接続されたCMOSトランジスタ730を形成
している。また、TFT740及びTFT750は導電層844を介して電気的に接続さ
れたCMOSトランジスタ760を形成している。
層852、導電層854、導電層856と、該導電層852、854、856上を覆うよ
うに設けられた絶縁層835と、絶縁層835に形成された開口を通じて導電層852、
854と接続されるTFT710と、絶縁層835に形成された開口を通じて導電層85
4、導電層856と接続されるTFT720と、を有している。また、TFT710、T
FT720上を覆うように絶縁層836、絶縁層838が設けられ、該絶縁層836、絶
縁層838には導電層852、854、856に達する開口が形成されている。導電層8
52に達する開口には導電層840が形成されており、該導電層840は開口を通じて導
電層852に接する。導電層854に達する開口には導電層841が形成されており、該
導電層841は開口を通じて導電層854に接する。また、導電層854に達する他の開
口には導電層842が形成されており、該導電層842は開口を通じて導電層854に接
する。導電層856に達する開口には導電層843が形成されており、該導電層843は
開口を通じて導電層856に接する。導電層840、841、842、843はソース電
極又はドレイン電極として機能する。
805上に絶縁層822を介して設けられたゲート電極を形成する導電層823、導電層
825と、当該導電層823及び導電層825の側面と接して設けられたサイドウォール
絶縁層827と、を有している。
能する一対の低濃度不純物領域808と、ソース領域又はドレイン領域として機能する一
対の高濃度不純物領域810と、を有する。チャネル形成領域806は、絶縁層822を
介して導電層823、825と重畳する領域の半導体層805に形成されている。低濃度
不純物領域808は、絶縁層822を介してサイドウォール絶縁層827と重畳する領域
の半導体層805に形成されている。高濃度不純物領域810は、絶縁層822を介して
導電層823、導電層825及びサイドウォール絶縁層827と重畳しない領域の半導体
層805に形成されている。つまり、半導体層805は、導電層823、825と重畳す
る領域にチャネル形成領域806が形成され、該重畳領域の外側に不純物領域(ここでは
低濃度不純物領域808、高濃度不純物領域810)が形成されている。また、ここで示
す高濃度不純物領域810は、全体がシリサイド化されているものとする。
不純物領域808はチャネル形成領域806と高濃度不純物領域810の間にそれぞれ位
置している。つまり、チャネル形成領域806は、一対の高濃度不純物領域810の間、
及び一対の低濃度不純物領域808の間に位置しており、且つ一対の低濃度不純物領域8
08に接して形成されている。また、高濃度不純物領域810は、低濃度不純物領域80
8と比較して、高い濃度で一導電型を付与する不純物元素が添加されている。
ル絶縁層827及びゲート電極を形成する導電層823、825が重なる領域のみに形成
されている。なお、半導体層をシリサイド化しない場合には、ゲート絶縁層として機能す
る絶縁層822は、半導体層全体を覆うように形成してもよい。また、半導体層805に
形成された高濃度不純物領域810の一部は、絶縁層835に形成された開口を通じて導
電層852、導電層854と接している。よって、半導体層805に形成された高濃度不
純物領域810は、導電層852を間に介して導電層840と電気的に接続され、導電層
854を間に介して導電層841と電気的に接続される。導電層852、導電層854は
接続配線として機能する。
813上に絶縁層822を介して設けられたゲート電極を形成する導電層824、導電層
826と、当該導電層824及び導電層826の側面と接して設けられたサイドウォール
絶縁層828と、を有している。
能する一対の低濃度不純物領域816と、ソース領域又はドレイン領域として機能する一
対の高濃度不純物領域818と、を有する。チャネル形成領域814は、絶縁層822を
介して導電層824、826と重畳する領域の半導体層813に形成されている。低濃度
不純物領域816は、絶縁層822を介してサイドウォール絶縁層828と重畳する領域
の半導体層813に形成されている。高濃度不純物領域818は、絶縁層822を介して
導電層824、導電層826及びサイドウォール絶縁層828と重畳しない領域の半導体
層813に形成されている。つまり、半導体層813は、導電層824、826と重畳す
る領域にチャネル形成領域814が形成され、該重畳領域の外側に不純物領域(ここでは
低濃度不純物領域816、高濃度不純物領域818)が形成されている。また、ここで示
す高濃度不純物領域818は、全体がシリサイド化されているものとする。
不純物領域816はチャネル形成領域814と高濃度不純物領域818の間にそれぞれ位
置している。つまり、チャネル形成領域814は、一対の高濃度不純物領域818の間、
及び一対の低濃度不純物領域816の間に位置しており、且つ一対の低濃度不純物領域8
16に接して形成されている。また、高濃度不純物領域818は、低濃度不純物領域81
6と比較して、高い濃度で一導電型を付与する不純物元素が添加されている。
ル絶縁層828及びゲート電極を形成する導電層824、826が重なる領域のみに形成
されている。なお、半導体層をシリサイド化しない場合には、ゲート絶縁層として機能す
る絶縁層822は、半導体層全体を覆うように形成してもよい。また、半導体層813に
形成された高濃度不純物領域818の一部は、絶縁層835に形成された開口を通じて導
電層854、導電層856と接している。よって、半導体層813に形成された高濃度不
純物領域818は、導電層854を間に介して導電層842と電気的に接続され、導電層
856を間に介して導電層843と電気的に接続される。導電層854、導電層856は
接続配線として機能する。
には、相異なる導電型の不純物元素が添加されているものとする。つまり、低濃度不純物
領域808及び高濃度不純物領域810は、低濃度不純物領域816及び高濃度不純物領
域818と異なる導電型を付与する不純物元素が添加されているものとする。
T710を構成する半導体層805に形成された高濃度不純物領域810と、接続配線と
して機能する導電層854を間に介して電気的に接続され、CMOSトランジスタ730
を形成している。
層858、導電層860、導電層862と、導電層864と、導電層858、860、8
62、864上を覆うように設けられた絶縁層835と、絶縁層835に形成された開口
を通じて導電層858、860と接続されるTFT740と、絶縁層835に形成された
開口を通じて導電層862、導電層864と接続されるTFT750と、を有している。
また、TFT740、TFT750上を覆うように絶縁層836、絶縁層838が設けら
れ、該絶縁層836、絶縁層838には導電層858、860、862、864に達する
開口が形成されている。導電層858に達する開口には導電層846が形成されており、
該導電層846は開口を通じて導電層858に接する。導電層860に達する開口と導電
層862に達する開口には導電層844が形成されており、該導電層844は開口を通じ
て導電層860と導電層862に接する。導電層864に達する開口には導電層845が
形成されており、該導電層845は開口を通じて導電層864に接する。導電層844、
845、846はソース電極又はドレイン電極として機能する。
905上に絶縁層822を介して設けられたゲート電極を形成する導電層823、導電層
825と、当該導電層823及び導電層825の側面と接して設けられたサイドウォール
絶縁層827と、を有している。
能する一対の低濃度不純物領域908と、ソース領域又はドレイン領域として機能する一
対の高濃度不純物領域910と、を有する。チャネル形成領域906は、絶縁層822を
介して導電層823、825と重畳する領域の半導体層905に形成されている。低濃度
不純物領域908は、絶縁層822を介してサイドウォール絶縁層827と重畳する領域
の半導体層905に形成されている。高濃度不純物領域910は、絶縁層822を介して
導電層823、導電層825及びサイドウォール絶縁層827と重畳しない領域の半導体
層905に形成されている。つまり、半導体層905は、導電層823、825と重畳す
る領域にチャネル形成領域906が形成され、該重畳領域の外側に不純物領域(ここでは
低濃度不純物領域908、高濃度不純物領域910)が形成されている。また、ここで示
す高濃度不純物領域910は、全体がシリサイド化されているものとする。
不純物領域908はチャネル形成領域906と高濃度不純物領域910の間にそれぞれ位
置している。つまり、チャネル形成領域906は、一対の高濃度不純物領域910の間、
及び一対の低濃度不純物領域908の間に位置しており、且つ一対の低濃度不純物領域9
08に接して形成されている。また、高濃度不純物領域910は、低濃度不純物領域90
8と比較して、高い濃度で一導電型を付与する不純物元素が添加されている。
ル絶縁層827及びゲート電極を形成する導電層823、825が重なる領域のみに形成
されている。なお、半導体層をシリサイド化しない場合には、ゲート絶縁層として機能す
る絶縁層822は、半導体層全体を覆うように形成してもよい。また、半導体層905に
形成された高濃度不純物領域910の一部は、絶縁層835に形成された開口を通じて導
電層858、導電層860と接している。よって、半導体層905に形成された高濃度不
純物領域910は、導電層858を間に介して導電層846と電気的に接続され、導電層
860を間に介して導電層844と電気的に接続される。導電層858、導電層860は
接続配線として機能する。
913上に絶縁層822を介して設けられたゲート電極を形成する導電層824、導電層
826と、当該導電層824及び導電層826の側面と接して設けられたサイドウォール
絶縁層828と、を有している。
能する一対の低濃度不純物領域916と、ソース領域又はドレイン領域として機能する一
対の高濃度不純物領域918と、を有する。チャネル形成領域914は、絶縁層822を
介して導電層824、826と重畳する領域の半導体層913に形成されている。低濃度
不純物領域916は、絶縁層822を介してサイドウォール絶縁層828と重畳する領域
の半導体層913に形成されている。高濃度不純物領域918は、絶縁層822を介して
導電層824、導電層826及びサイドウォール絶縁層828と重畳しない領域の半導体
層913に形成されている。つまり、半導体層913は、導電層824、826と重畳す
る領域にチャネル形成領域914が形成され、該重畳領域の外側に不純物領域(ここでは
低濃度不純物領域916、高濃度不純物領域918)が形成されている。また、ここで示
す高濃度不純物領域918は、全体がシリサイド化されているものとする。
不純物領域916はチャネル形成領域914と高濃度不純物領域918の間にそれぞれ位
置している。つまり、チャネル形成領域914は、一対の高濃度不純物領域918の間、
及び一対の低濃度不純物領域916の間に位置しており、且つ一対の低濃度不純物領域9
16に接して形成されている。また、高濃度不純物領域918は、低濃度不純物領域91
6と比較して、高い濃度で一導電型を付与する不純物元素が添加されている。
ル絶縁層828及びゲート電極を形成する導電層824、826が重なる領域のみに形成
されている。なお、半導体層をシリサイド化しない場合には、ゲート絶縁層として機能す
る絶縁層822は、半導体層全体を覆うように形成してもよい。また、半導体層913に
形成された高濃度不純物領域918の一部は、絶縁層835に形成された開口を通じて導
電層862、導電層864と接している。よって、半導体層913に形成された高濃度不
純物領域918は、導電層862を間に介して導電層844と電気的に接続され、導電層
864を間に介して導電層845と電気的に接続される。導電層862、導電層864は
接続配線として機能する。
には、相異なる導電型の不純物元素が添加されているものとする。つまり、低濃度不純物
領域908及び高濃度不純物領域910は、低濃度不純物領域916及び高濃度不純物領
域918と異なる導電型を付与する不純物元素が添加されているものとする。
T740を構成する半導体層905に形成された高濃度不純物領域910と、ソース電極
又はドレイン電極として機能する導電層844を間に介して電気的に接続され、CMOS
トランジスタ760を形成している。
05、905をそれぞれ横断するように設けられている。また、導電層823及び導電層
825の側面に接してサイドウォール絶縁層827が設けられている。同様に、導電層8
24及び導電層826の積層構造が形成するゲート電極は、島状の半導体層813、91
3をそれぞれ横断するように設けられている。また、導電層824及び導電層826の側
面に接してサイドウォール絶縁層828が設けられている。なお、ここではゲート電極を
2層の導電層の積層構造で形成する例を示したが、本発明は特に限定されず、ゲート電極
は単層構造でもよいし、3層以上の積層構造でもよい。また、ゲート電極を積層構造にす
る場合、下層の導電層の幅が大きくなるようにしてもよい。さらに、ゲート電極として形
成される導電層の側面をテーパ形状にしてもよいし、2層以上の導電層の積層構造として
各層でテーパ角度が異なるようにしてもよい。また、後にシリサイド化を行わない場合に
は、サイドウォール絶縁層827、828を形成しなくともよい。
する。ここでは、図15(A)に示したCMOSトランジスタ730の作製方法の一例に
関して説明する。
(図16(A)参照)。
サファイア基板、セラミック基板、表面に絶縁層が形成された金属基板などを用いること
ができる。
化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の材料を用いて形成する。絶縁層8
02は、基板800から半導体層へアルカリ金属等が拡散し、半導体層が汚染することを
防ぐブロッキング層として機能する。また、基板800の表面に凹凸がある場合、平坦化
する層としても機能することができる。なお、絶縁層802は、基板800からの不純物
拡散や基板800表面の凹凸が問題とならなければ、形成しなくともよい。また、ここで
は下地絶縁層を単層構造としているが、2層以上の積層構造としてもよい。
)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、又はモリブデン(Mo)等の金属元素、又
は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料等の導電材料を用いて基板全面に導電
層を形成した後、該導電層を選択的にエッチングして所望の形状に加工する。好ましくは
、導電層852、854、856の端部がテーパ形状となるように加工する。
形成する。該絶縁層835を選択的にエッチングして導電層852、854、856の一
部を露出させた後、島状の半導体層805、島状の半導体層813を形成する(図16(
B)参照)。このとき、半導体層805の一部は、露出させた導電層852、導電層85
4と接するように形成する。つまり、半導体層805は絶縁層835に形成された開口を
通じて導電層852、導電層854とそれぞれ接するように形成する。また、半導体層8
13の一部は、露出させた導電層854、導電層856と接するように形成する。つまり
、半導体層813は絶縁層835に形成された開口を通じて導電層854、導電層856
とそれぞれ接するように形成する。
、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料や、DLC(ダ
イヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む絶縁材料を用いて形成する。
ニウム、シリコンゲルマニウム等のシリコンを主成分とする材料を用いて形成するのが好
ましい。例えば、半導体層805、813は、シリコンを主成分とする材料を用いて非晶
質半導体層を形成し、当該非晶質半導体層を結晶化させた後に選択的にエッチングするこ
とによって、島状の半導体層を形成することができる。非晶質半導体層を結晶化する場合
は、レーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助
長する金属元素を用いる熱結晶化法、又はこれらの方法を組み合わせて行うことができる
。なお、レーザ結晶化法を行う場合、CWレーザや繰り返し周波数が10MHz以上のパ
ルスレーザを用いると、一方向に長い結晶粒を形成することができるため好ましい。
25nmの範囲で形成する。なお、半導体層の膜厚を50nm以下とする場合、50nm
以上の膜厚で半導体層を形成した後、該半導体層をエッチングして薄膜化してもよい。
垂直形状となるように形成してもよい。半導体層の端部の形状は、エッチング条件を適宜
選択することにより制御することができる。
参照)。
シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム等の材料を用いて形
成する。絶縁層822は、上述した材料のうち1つ又は複数を用いて単層構造又は積層構
造で形成する。また、絶縁層822は、高密度プラズマ処理による半導体層805、81
3の固相酸化若しくは固相窒化で形成してもよい。絶縁層822はゲート絶縁層として機
能する。
13に低濃度の一導電型を付与する不純物元素を添加してもよい。この場合は、完成する
薄膜トランジスタのチャネル形成領域にも不純物元素が添加されることになる。一導電型
を付与する不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等のn型を付与する不純物元
素、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等のp型を付与する不純物
元素を用いることができる。例えば、不純物元素として、ボロンを1×1016cm−3
乃至1×1018cm−3の濃度で半導体層805、813に含まれるように添加するこ
とが可能である。このとき、半導体層805、813には、異なる濃度の不純物元素を添
加してもよいし、異なる導電型の不純物元素を添加してもよい。
機能する導電層823及び導電層825、並びに導電層824及び導電層826を、それ
ぞれ積層形成する(図16(D)参照)。
)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、アル
ミニウム(Al)、銅(Cu)、又はニオブ(Nb)等の金属元素、又は当該金属元素を
含む合金材料若しくは化合物材料を用いて基板全面に導電層を形成した後、当該導電層を
選択的にエッチングして形成することができる。また、リン等の一導電型を付与する不純
物元素が添加された多結晶シリコンに代表される半導体材料を用いて形成することもでき
る。なお、ゲート電極を形成する導電層は単層構造でも3層以上の積層構造でもよい。ま
た、導電層の側面をテーパ形状としてもよい。ゲート電極を導電層の積層構造とする場合
、下層の導電層の幅を大きくしてもよいし、各層の側面を異なる角度のテーパ形状として
もよい。
エッチングして所望の形状に加工して導電層823及び導電層825の積層構造、並びに
導電層824及び導電層826の積層構造を形成している。
ジストマスク870、導電層823及び導電層825をマスクとして、半導体層805に
第1の濃度の一導電型を付与する不純物元素851を添加して、不純物領域807を形成
する(図17(A)参照)。ここでは、導電層823、825をマスクとして不純物元素
851を添加し、自己整合的に一対の不純物領域807と、当該一対の不純物領域807
の間に位置するチャネル形成領域806を形成する。不純物領域807は、半導体層80
5が導電層823、825と重ならない領域に形成される。また、導電層823、825
下の半導体層805には、チャネル形成領域806が形成される。不純物元素851とし
ては、リンやヒ素等のn型を付与する不純物元素、ボロンやアルミニウム、ガリウム等の
p型を付与する不純物元素等を用いることができる。ここでは、不純物元素851として
、リン(P)を添加する。なお、不純物領域807は、後のLDD領域として機能する低
濃度不純物領域の一部を形成する。
ジストマスク872、導電層824、導電層826をマスクとして、半導体層813に第
2の濃度の一導電型を付与する不純物元素853を添加して、不純物領域815を形成す
る(図17(B)参照)。ここでは、導電層824、826をマスクとして不純物元素を
添加し、自己整合的に一対の不純物領域815と、当該一対の不純物領域815の間に位
置するチャネル形成領域814を形成する。不純物領域815は、半導体層813が導電
層824、826と重ならない領域に形成される。導電層824、826下の半導体層8
13には、チャネル形成領域814が形成される。
導電型の元素を添加するものとする。本実施の形態では、ボロン(B)を添加する。なお
、不純物領域815は、後のLDD領域として機能する低濃度不純物領域の一部を形成す
る。
成する。また、導電層824及び導電層826の側面と接するサイドウォール絶縁層82
8を形成する。(図17(C)参照)。サイドウォール絶縁層827、828は、CVD
法やスパッタリング法により、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸
化シリコン等の無機材料、有機樹脂などの有機材料を用いて、単層構造又は積層構造の絶
縁層を形成し、当該絶縁層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、導電層823及び導電層825、導電層824及び導電層826の側面に形
成することができる。ここでは、サイドウォール絶縁層827、828は、それぞれ導電
層823、825又は導電層824、826の側面と接しない面を湾曲状に形成する。具
体的には、任意の曲率を有し、接する導電層823、825又は導電層824、826の
側面に対して凸形状に湾曲するように形成する。もちろん、本発明は特に限定されず、サ
イドウォール絶縁層827、828は丸みを帯びた形状でなく、角を有する形状としてよ
い。なお、サイドウォール絶縁層827、828は、LDD領域として機能する低濃度不
純物領域を形成する際のドーピング用マスクとして用いることができる。
縁層822もエッチングして、半導体層805及び半導体層813の一部を選択的に露出
させる。詳しくは導電層823、825及びサイドウォール絶縁層827と重ならない領
域の半導体層805、並びに導電層824、826及びサイドウォール絶縁層828と重
ならない領域の半導体層813を選択的に露出させる。また、サイドウォール絶縁層82
7、828を形成する際のエッチング条件によっては、半導体層805、813上層もエ
ッチングされて膜厚が減少する場合もある。
レジストマスク874、導電層823、825及びその側面に接するサイドウォール絶縁
層827をマスクとして、半導体層805に第3の濃度の一導電型を付与する不純物元素
855を添加する(図17(C)参照)。ここでは、導電層823、825及びその側面
に接するサイドウォール絶縁層827をマスクとして半導体層805に不純物元素855
を添加し、自己整合的に一対の高濃度不純物領域809、一対の低濃度不純物領域808
を形成する。高濃度不純物領域809はソース領域又はドレイン領域として機能し、低濃
度不純物領域808はLDD領域として機能する。不純物元素855は、先に半導体層8
05に添加した不純物元素851と同じ導電型の不純物元素を添加するものとする。本実
施の形態ではリン(P)を添加する。また、第1の濃度と比較して、第3の濃度を高くし
て不純物元素を添加する。よって、高濃度不純物領域809には、低濃度不純物領域80
8と比較して高い濃度の不純物元素が添加される。
レジストマスク876、導電層824、826及びその側面と接するサイドウォール絶縁
層828をマスクとして、半導体層813に第4の濃度の一導電型を付与する不純物元素
857を添加する(図17(D)参照)。ここでは、導電層824、826及びその側面
に接するサイドウォール絶縁層828をマスクとして半導体層813に不純物元素857
を添加し、自己整合的に一対の高濃度不純物領域817、一対の低濃度不純物領域816
を形成する。高濃度不純物領域817はソース領域又はドレイン領域として機能し、低濃
度不純物領域816はLDD領域として機能する。不純物元素857は、先に半導体層8
13に添加した不純物元素853と同じ導電型の不純物元素を添加するものとする。本実
施の形態では、ボロン(B)を添加する。また、第2の濃度と比較して、第4の濃度を高
くして不純物元素を添加する。よって、高濃度不純物領域817には、低濃度不純物領域
816と比較して高い濃度の不純物元素が添加される。
物領域809と、LDD領域として機能する低濃度不純物領域808と、チャネル形成領
域806が形成される。また、半導体層813にソース領域又はドレイン領域として機能
する高濃度不純物領域817と、LDD領域として機能する低濃度不純物領域816と、
チャネル形成領域814が形成される。本実施の形態では、チャネル形成領域806、8
14は、導電層823及び導電層825の積層構造、並びに導電層824及び導電層82
6の積層構造を用いて自己整合的に形成することができる。また、低濃度不純物領域80
8、816は、導電層823、825及びその側面と接するサイドウォール絶縁層827
、並びに導電層824、826及びその側面と接するサイドウォール絶縁層828を用い
て自己整合的に形成することができる。
参照)。
は、基板全面に金属層880を形成する。金属層880は、半導体層と反応してシリサイ
ドを形成する材料を用いて形成すればよく、例えばニッケル、チタン、コバルト、白金等
の金属元素又は当該金属元素を含む合金材料を用いて、スパッタリング法等により形成す
ればよい。なお、金属層880の膜厚は、シリサイド化したい領域の形状、膜厚等により
、適宜選択すればよい。金属層880を形成する際に、露出させた半導体層上に自然酸化
膜が形成されている場合は、自然酸化膜を除去してから形成する。
リサイド化する。ここでは、半導体層805に形成された高濃度不純物領域809の上面
から下面までの全体をシリサイド化した高濃度不純物領域810を形成する。また、半導
体層813に形成された高濃度不純物領域817の上面から下面までの全体をシリサイド
化した高濃度不純物領域818を形成する(図18(B)参照)。
半導体層813及び金属層880が接する領域が反応して起きる。例えば、金属層880
としてニッケルを形成した場合は高濃度不純物領域810、818にニッケルシリサイド
が形成される。同様に、金属層880としてチタン、コバルト、又は白金を形成した場合
は、それぞれ高濃度不純物領域810、818にチタンシリサイド、コバルトシリサイド
、白金シリサイドが形成される。なお、熱処理は、RTA又はファーネスアニール炉を用
いればよい。
度等を適宜制御することによって選択できる。本実施の形態では、全体をシリサイド化し
た高濃度不純物領域810、818の例を示したが、高濃度不純物領域の一部をシリサイ
ド化する構成としてもよい。また、高濃度不純物領域をシリサイド化しない構成としても
よい。また、サイドウォール絶縁層827、828と重なる領域まで入り込んでシリサイ
ド領域が形成されてもよいが、チャネル形成領域まではシリサイド化されないようにする
。
では基板全面に金属層を形成しているので、絶縁層835、サイドウォール絶縁層827
、828、導電層825、826上に形成された金属層を除去する。また、高濃度不純物
領域810、818上に未反応の金属層が残存する場合は、その金属層も除去する。
838を形成する。そして、導電層852に達する開口を絶縁層835、836、838
に形成した後、当該開口に導電層840を形成する。同様に、導電層854、導電層85
6に達する開口を、絶縁層835、836、838にそれぞれ形成した後、それぞれの開
口に導電層841、導電層842、導電層843を形成する(図18(C)参照)。導電
層840、841、842、843はソース電極又はドレイン電極として機能する。
らの方法を用いて形成した絶縁層を組み合わせて、単層構造又は積層構造で形成する。例
えば、絶縁層836、838は、CVD法、スパッタリング法、又はALD法により、酸
化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁材料や、
DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む絶縁材料を用いて形成する。また
、絶縁層836、838は、塗布法により、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビ
ニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機絶縁材料またはシロキサン樹脂
等のシロキサン材料を用いて形成することもできる。なお、シロキサン材料とは、Si−
O−Si結合を含む材料に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との
結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアル
キル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもでき
る。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい
。また、絶縁層836、838は、CVD法やスパッタリング法、ALD法を用いて絶縁
層を形成した後、当該絶縁層に酸素雰囲気下又は窒素雰囲気下で高密度プラズマ処理を行
うことにより形成してもよい。ここでは、導電層825、826等の上層に絶縁層836
、838の2層の積層構造を形成しているが、単層構造としても3層以上の積層構造とし
てもよい。
ルミニウム(Al)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブ
デン(Mo)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)
、マンガン(Mn)、ネオジム(Nd)、炭素(C)、シリコン(Si)等の金属元素、
又は当該金属元素を含む合金材料若しくは化合物材料を用いて、単層構造又は積層構造で
形成する。アルミニウムを含む合金材料としては、例えば、アルミニウムを主成分としニ
ッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素とシリコンの一
方又は両方とを含む合金材料があげられる。導電層840、841、842、843は、
例えば、バリア層とアルミニウムシリコン(Al−Si)層とバリア層の積層構造、バリ
ア層とアルミニウムシリコン(Al−Si)層と窒化チタン層とバリア層の積層構造を採
用することができる。なお、バリア層とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン、又は
モリブデンの窒化物からなる薄膜に相当する。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵
抗値が低く、安価であるため、導電層840、841、842、843を形成する材料と
して最適である。また、上層と下層のバリア層を設けると、アルミニウムやアルミニウム
シリコンのヒロックの発生を防止することができるため好ましい。
、導電層854又は導電層856と重畳するように形成する。また、該開口の底面で導電
層852、導電層854又は導電層856が露出するように形成する。このとき、露出す
る導電層852、導電層854又は導電層856の一部がエッチングされる場合もあるが
、少なくとも開口底面には導電層852、導電層854又は導電層856が残存するよう
にする。
2に達する。導電層852は、高濃度不純物領域810と接している。よって、ソース電
極又はドレイン電極として機能する導電層840及びソース領域又はドレイン領域として
機能する高濃度不純物領域810は、接続配線として機能する導電層852を間に介して
電気的に接続される。同様に、導電層841は、絶縁層835、836、838に形成さ
れた開口を通じて導電層854に達する。導電層854は、高濃度不純物領域810と接
している。よって、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層841及びソース
領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域810は、接続配線として機能す
る導電層854を間に介して電気的に接続される。
4に達する。導電層854は、高濃度不純物領域818とも接している。よって、ソース
電極又はドレイン電極として機能する導電層842及びソース領域又はドレイン領域とし
て機能する高濃度不純物領域818は、接続配線として機能する導電層854を間に介し
て電気的に接続される。同様に、導電層843は、絶縁層835、836、838に形成
された開口を通じて導電層856に達する。導電層856は、高濃度不純物領域818と
接している。よって、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層843及びソー
ス領域又はドレイン領域として機能する高濃度不純物領域818は、接続配線として機能
する導電層856を間に介して電気的に接続される。
13と重ならない領域で、接続配線として機能する導電層852、854、856と接す
るように形成するとよい。このような構成にすることで、半導体層の消失を防ぎ、且つ導
電層及び半導体層の良好なコンタクトを取ることができる。よって、完成する半導体装置
の信頼性を向上させることができる。
43は、絶縁層835が形成されていない領域で、絶縁層836、838に形成された開
口を介して半導体層805又は半導体層813と電気的に接続させることも可能である。
この場合、絶縁層836、絶縁層838に開口を形成する際のエッチングにより一部が消
失するような半導体層の膜厚とする場合でも、接続配線として機能する導電層852、8
54、856を用いて良好にコンタクトを取ることができる。
れた高濃度不純物領域810、818と接続配線として機能する導電層が接している。よ
って、導電層及び半導体層のコンタクト抵抗を低減することができる。その結果、オン電
流の低下による半導体装置の動作特性の劣化を防止することができる。
813を用いて形成されたpチャネルTFT720を具備する半導体装置を作製すること
ができる。本実施の形態では、半導体層805に形成された高濃度不純物領域810及び
半導体層813に形成された高濃度不純物領域818を、接続配線として機能する導電層
854を介して電気的に接続させることによって、nチャネルTFT及びpチャネルTF
Tを有するCMOSトランジスタ730を形成している。なお、本発明は特に限定されず
、高濃度不純物領域810及び高濃度不純物領域818は、ソース電極又はドレイン電極
として機能する導電層を介して電気的に接続させてもよい。
できる。例えば、TFT740はTFT710と同様に作製することができる。また、T
FT750はTFT720と同様に作製できる。そして、nチャネルTFT740、pチ
ャネルTFT750を有するCMOSトランジスタ760を形成することができる。
05に形成された高濃度不純物領域910及びTFT750の半導体層913に形成され
た高濃度不純物領域918を、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層844
を介して電気的に接続させることによって、nチャネルTFT及びpチャネルTFTを有
するCMOSトランジスタ760を形成している。
のCMOSトランジスタは接続配線として機能する導電層を介して相異なる導電型を有す
るTFTを電気的に接続している。また、他方のCMOSトランジスタはソース電極又は
ドレイン電極として機能する導電層を介して相異なる導電型を有するTFTを電気的に接
続している。このような構成とすることで、多層配線構造が可能となり、集積度を向上さ
せることが可能になる。
設け、接続配線として機能する導電層及び半導体層が接する領域以外は絶縁層で分離する
構成としている。よって、接続配線として機能する導電層は半導体層下を横断するように
設けることも可能であり、その結果、より集積化を図ることもできる。
る半導体層905は、導電層823、825の積層構造で形成されるゲート電極が分岐し
、該分岐したゲート電極がそれぞれ横断するように形成されている。分岐したゲート電極
(導電層823、825の積層構造)は、半導体層805、905と重ならない領域で一
体となるように加工されている。つまり、連続するゲート電極から枝分かれした2本のゲ
ート電極が、それぞれ半導体層805、905を横断するように形成されている。同様に
、TFT720が有する半導体層813及びTFT750が有する半導体層913も、導
電層824、826の積層構造で形成されるゲート電極が分岐し、分岐したゲート電極が
それぞれ横断するように形成されている。分岐したゲート電極(導電層824、826の
積層構造)は、半導体層813、913と重ならない領域で一体となるように加工されて
いる。つまり、連続するゲート電極から枝分かれした2本のゲート電極が、それぞれ半導
体層813、913を横断するように形成されている(図14参照)。
MOSトランジスタを作製する例を示したが、本発明は特に限定されない。2つの薄膜ト
ランジスタとして相異なる導電型でなく、同一の導電型を有するトランジスタを作製して
もよい。例えば、2つの薄膜トランジスタは、両方ともnチャネル薄膜トランジスタ(n
MOSトランジスタ)を作製することもできるし、両方ともpチャネル薄膜トランジスタ
(pMOSトランジスタ)を作製することもできる。nMOSトランジスタ、pMOSト
ランジスタ等は、半導体層に添加する不純物元素を適宜選択すればよい。また、本発明に
係るCMOSトランジスタを構成する薄膜トランジスタは、本実施の形態に示す薄膜トラ
ンジスタの構成に限定されず、他の実施形態で示した薄膜トランジスタを、適宜適用する
ことができる。
でき、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、導電層及び半導体層のコン
タクト抵抗を低減することができるため、信号遅延防止や低消費電力化を実現することが
できる。よって、半導体装置の高性能化が可能となる。
きる。
本発明に係る半導体装置は、CPU(中央演算回路:Central Process
ing Unit)等の集積回路に適用することができる。本実施の形態では、上記実施
の形態に示した半導体装置を適用したCPUの例に関して、図面を用いて以下に説明する
。
tic logic unit)3601、演算回路用制御回路部(ALU Contr
oller)3602、命令解析部(Instruction Decoder)360
3、割り込み制御部(Interrupt Controller)3604、タイミン
グ制御部(Timing Controller)3605、レジスタ(Registe
r)3606、レジスタ制御部(Register Controller)3607、
バスインターフェース(Bus I/F)3608、書き換え可能なROM3609、R
OMインターフェース(ROM I/F)3620を主に有している。また、ROM36
09及びROMインターフェース3620は、別チップに設けても良い。これらCPU3
660を構成する様々な回路は、上記実施の形態1乃至4に示される薄膜トランジスタ、
当該薄膜トランジスタを組み合わせたCMOSトランジスタ、nMOSトランジスタ、p
MOSトランジスタ等を用いて構成することが可能である。
際のCPUはその用途によって多種多様な構成を有している。したがって、本発明を適用
するCPUの構成は、図19に示すものに限定されるものではない。
部3603に入力され、デコードされた後、演算回路用制御回路部3602、割り込み制
御部3604、レジスタ制御部3607、タイミング制御部3605に入力される。
タイミング制御部3605は、デコードされた命令に基づき、各種制御を行う。具体的に
演算回路用制御回路部3602は、演算回路3601の駆動を制御するための信号を生成
する。また、割り込み制御部3604は、CPU3660のプログラム実行中に、外部の
入出力装置や、周辺回路からの割り込み要求を、その優先度やマスク状態から判断し、処
理する。レジスタ制御部3607は、レジスタ3606のアドレスを生成し、CPUの状
態に応じてレジスタ3606の読み出しや書き込みを行う。
、命令解析部3603、割り込み制御部3604、レジスタ制御部3607の駆動のタイ
ミングを制御する信号を生成する。例えばタイミング制御部3605は、基準クロック信
号CLK1(3621)を元に、内部クロック信号CLK2(3622)を生成する内部
クロック生成部を備えており、クロック信号CLK2を上記各種回路に供給する。
、いわゆるシステムオンパネルを示す。基板3700上に画素部3701、当該画素部3
701が有する画素を選択する走査線駆動回路3702と、選択された画素にビデオ信号
を供給する信号線駆動回路3703とが設けられている。走査線駆動回路3702、及び
信号線駆動回路3703から引き回される配線によりCPU3704、その他の回路、例
えばコントロール回路3705とが接続されている。なおコントロール回路にはインター
フェースが含まれている。そして、基板の端部にFPC端子との接続部を設け、外部信号
とのやりとりを行う。
、階調電源回路、ビデオRAM、メモリ(DRAM、SRAM、PROM)等を設けるこ
とができる。またこれら回路は、ICチップにより形成し、基板上に実装してもよい。さ
らに必ずしも走査線駆動回路3702、及び信号線駆動回路3703を同一基板に形成す
る必要はなく、例えば走査線駆動回路3702のみを同一基板に形成し、信号線駆動回路
3703をICチップにより形成し、実装してもよい。
、本発明は特に限定されない。例えば、本発明に係る半導体装置は、有機発光素子、無機
発光素子、又は液晶素子等を備えた表示装置の画素部及び駆動回路部等に適用することが
できる。また、その他、本発明を適用して、デジタルカメラ、カーオーディオなどの音響
再生装置、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(携帯電話機、
携帯型ゲーム機等)、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置などを作製す
ることも可能である。
ができる。よって、信頼性を向上させることができる。
した場合、コンタクト抵抗を低減できるため、信号遅延等を防止できる。よって、高速で
の回路駆動を実現することも可能となる。
本実施の形態では、上記実施の形態で示した半導体装置の使用形態の一例について説明
する。具体的には、非接触でデータの入出力が可能である半導体装置の適用例に関して、
図面を用いて以下に説明する。非接触でデータの入出力が可能である半導体装置は利用の
形態によって、RFIDタグ、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ、無線タグ、
電子タグまたは無線チップとも呼ばれる。
明する。図21に示す半導体装置2180は、メモリ部やロジック部を構成する複数の薄
膜トランジスタ等の素子が設けられた薄膜集積回路2131と、アンテナとして機能する
導電層2132を含んでいる。アンテナとして機能する導電層2132は、薄膜集積回路
2131に電気的に接続されている。薄膜集積回路2131には、上記実施の形態1乃至
4で示した本発明に係る薄膜トランジスタを適用することができる。
能する導電層2132は、メモリ部及びロジック部を構成する素子の上方に設ければよく
、例えば、上記実施の形態4で示した構造の薄膜集積回路2131上方に、絶縁層213
0を介してアンテナとして機能する導電層2132を設けることができる(図21(B)
参照)。他にも、アンテナとして機能する導電層2132を基板2133に別に設けた後
、当該基板2133及び薄膜集積回路2131を、導電層2132が間に位置するように
貼り合わせて設けることができる(図21(C)参照)。図21(C)では、絶縁層21
30上に設けられた導電層2136とアンテナとして機能する導電層2132とが、接着
性を有する樹脂2135中に含まれる導電性粒子2134を介して電気的に接続されてい
る例を示す。
電磁誘導方式または電磁結合方式を適用する例を示すが、本発明の半導体装置はこれに限
られずマイクロ波方式を適用することも可能である。マイクロ波方式の場合は、用いる電
磁波の波長によりアンテナとして機能する導電層2132の形状を適宜決めればよい。
、UHF帯(860MHz帯乃至960MHz帯)、2.45GHz帯等)を適用する場
合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長
さ等の形状を適宜設定すればよい。例えば、アンテナとして機能する導電層を線状(例え
ば、ダイポールアンテナ(図22(A)参照))、平坦な形状(例えば、パッチアンテナ
(図22(B)参照)またはリボン型の形状(図22(C)、(D)参照))等に形成す
ることができる。また、アンテナとして機能する導電層2132の形状は直線状に限られ
ず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けて
もよい。
グラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材
料により形成する。導電性材料は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)
、銅(Cu)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、タ
ンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の金属元素、又は当該金属元素を含む合金材料若
しくは化合物材料で、単層構造又は積層構造で形成する。
場合には、粒径が数nmから数十μmの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導
電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子として
は、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、パラジウ
ム(Pd)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)等のいずれか
一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子を用いることができ
る。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤
および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる
。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層
の形成の際は、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。例えば、導
電性のペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子(例えば粒径1nm以上100n
m以下の微粒子)を用いる場合、150℃乃至300℃の温度範囲で焼成することにより
硬化させて導電層を形成することができる。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分と
する微粒子を用いてもよく、この場合は粒径20μm以下の微粒子を用いることが好まし
い。はんだや鉛フリーはんだは、低コストであるといった利点を有している。
回路82、リセット回路83、クロック発生回路84、データ復調回路85、データ変調
回路86、他の回路の制御を行う制御回路87、記憶回路88およびアンテナ89を有し
ている(図23(A)参照)。高周波回路81はアンテナ89より信号を受信して、デー
タ変調回路86より受信した信号をアンテナ89から出力する回路である。電源回路82
は受信信号から電源電位を生成する回路である。リセット回路83はリセット信号を生成
する回路である。クロック発生回路84はアンテナ89から入力された受信信号を基に各
種クロック信号を生成する回路である。データ復調回路85は受信信号を復調して制御回
路87に出力する回路である。データ変調回路86は制御回路87から受信した信号を変
調する回路である。また、制御回路87としては、例えばコード抽出回路91、コード判
定回路92、CRC判定回路93および出力ユニット回路94が設けられている。なお、
コード抽出回路91は制御回路87に送られてきた命令に含まれる複数のコードをそれぞ
れ抽出する回路であり、コード判定回路92は抽出されたコードとリファレンスに相当す
るコードとを比較して命令の内容を判定する回路であり、CRC判定回路93は判定され
たコードに基づいて送信エラー等の有無を検出する回路である。図23(A)では、制御
回路87の他に、アナログ回路である高周波回路81、電源回路82を含んでいる。
無線信号が受信される。無線信号は高周波回路81を介して電源回路82に送られ、高電
源電位(以下、VDDと記す)が生成される。VDDは半導体装置2180が有する各回
路に供給される。また、高周波回路81を介してデータ復調回路85に送られた信号は復
調される(以下、復調信号という)。さらに、高周波回路81を介してリセット回路83
およびクロック発生回路84を通った信号及び復調信号は制御回路87に送られる。制御
回路87に送られた信号は、コード抽出回路91、コード判定回路92およびCRC判定
回路93等によって解析される。そして、解析された信号にしたがって、記憶回路88内
に記憶されている半導体装置の情報が出力される。出力された半導体装置の情報は出力ユ
ニット回路94を通って符号化される。さらに、符号化された半導体装置2180の情報
はデータ変調回路86を通って、アンテナ89により無線信号に載せて送信される。なお
、半導体装置2180を構成する複数の回路においては、低電源電位(以下、VSSとい
う)は共通であり、VSSはGNDとすることができる。
能を有する手段)から半導体装置2180に信号を送り、当該半導体装置2180から送
られてきた信号をリーダ/ライタで受信することによって、半導体装置のデータを読み取
ることが可能となる。
せず電磁波により行うタイプとしてもよいし、電源(バッテリー)を搭載して電磁波と電
源(バッテリー)により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。
。表示部3210を含む携帯端末の側面には、通信手段3200が設けられ、品物322
0の側面には半導体装置3230が設けられる(図23(B)参照)。なお、通信手段3
200は、例えばリーダ/ライタのように信号を読み取る機能及び信号を送信する機能を
備えるもの、又は信号を読み取る機能或いは信号を送信するいずれかの機能のみを備える
ものである。品物3220が含む半導体装置3230に通信手段3200をかざすと、表
示部3210に品物の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、更
に商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また、商品3260をベルトコンベア
により搬送する際にリーダ/ライタ3240と、商品3260に設けられた半導体装置3
250を用いて、該商品3260の検品を行うことができる(図23(C)参照)。半導
体装置3230、半導体装置3250としては、上述した半導体装置2180を適用する
ことができる。このように、システムに本発明に係る半導体装置を活用することで、情報
の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、本発明に係
る半導体装置は信頼性が高いため、品物に設ける半導体装置の誤作動等を防止することが
できる。
物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも
適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装
用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用
品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図11
を用いて説明する。
もの(金券)、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す
(図11(A)参照)。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す(図11(B)参照)
。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す(図11(C)参照)。包
装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す(図11(D)参照)。書籍
類とは、書物、本等を指す(図11(E)参照)。記録媒体とは、DVDソフト、ビデオ
テープ等を指す(図11(F)参照)。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す(図
11(G)参照)。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す(図11(H))。食品類とは、
食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健
康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬
等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(テレビ受像
機、薄型テレビ受像機)、携帯電話機等を指す。
により、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の
回り品、食品類、生活用品類、電子機器等に半導体装置2180を設けることにより、検
品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品
類、薬品類等に半導体装置2180を設けることにより、偽造や盗難を防止することがで
きる。また、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。半導体装置21
80の設け方としては、物品の表面に貼る、或いは物品に埋め込んで設ける。例えば、本
の場合は紙に埋め込めばよく、有機樹脂からなるパッケージであれば有機樹脂に埋め込め
ばよい。
機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効
率化を図ることができる。また乗物類に半導体装置を設けることにより、偽造や盗難を防
止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識
別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサーを備えた半導体装置を
埋め込む又は取り付けることによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん現在の
体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。
102 絶縁層
104 半導体層
106 チャネル形成領域
107 低濃度不純物領域
108 低濃度不純物領域
109 高濃度不純物領域
110 高濃度不純物領域
Claims (1)
- ゲート電極と重畳し、前記重畳領域の外側に不純物領域が形成された半導体層と、
前記半導体層の前記ゲート電極と同じ側の面に設けられ、前記不純物領域と一部が接する第1導電層と、
前記ゲート電極及び前記第1導電層の上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層に形成され、且つ前記第1導電層と少なくとも一部が重畳する開口を介して、前記第1導電層と接する第2導電層と、
を有することを特徴とする半導体装置。
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