JP2543911B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JP2543911B2 JP2543911B2 JP62244973A JP24497387A JP2543911B2 JP 2543911 B2 JP2543911 B2 JP 2543911B2 JP 62244973 A JP62244973 A JP 62244973A JP 24497387 A JP24497387 A JP 24497387A JP 2543911 B2 JP2543911 B2 JP 2543911B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polysilicon
- metal
- polycrystalline semiconductor
- semiconductor
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 24
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 7
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 4
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は等倍イメージセンサーの駆動回路等に使用さ
れ、駆動周波数を向上し得る半導体装置に関する。
れ、駆動周波数を向上し得る半導体装置に関する。
従来、等倍イメージセンサーあるいはLCD（液晶駆動
素子）用スイッチングマトリックス部の駆動部等に使用
されている集積型駆動回路は、絶縁基板上に設けられた
第１の多結晶半導体あるいは非晶質層や単結晶層と、そ
の上に設けられた絶縁酸化物と、さらにその上に設けら
れた第２の多結晶半導体からなる薄膜トランジスタ（以
下、TFTという）で構成され、ゲート電極となる第２の
多結晶半導体には低抵抗化のために不純物がドーピング
されたドープトポリシリコンが用いられることが多かっ
た。この低抵抗化はLPCVD法、APCVD法で高抵抗ポリシリ
コンを形成後、インプラ、気相拡散あるいは塗布拡散に
より不純物をドーピングすることにより、あるいはま
た、LPCVD法、APCVD法で例えばPH3＋SiH4（あるいはSi2
H6、SiCl4）等を用いてＰ−ドープトポリシリコンを製
膜時点で作成することにより行われる方法とが知られて
いる。しかしながら、これら方法による場合、拡散にと
もなう不純物の固溶限界からシート抵抗で１〜10Ω／□
以下にすることが困難であった。
素子）用スイッチングマトリックス部の駆動部等に使用
されている集積型駆動回路は、絶縁基板上に設けられた
第１の多結晶半導体あるいは非晶質層や単結晶層と、そ
の上に設けられた絶縁酸化物と、さらにその上に設けら
れた第２の多結晶半導体からなる薄膜トランジスタ（以
下、TFTという）で構成され、ゲート電極となる第２の
多結晶半導体には低抵抗化のために不純物がドーピング
されたドープトポリシリコンが用いられることが多かっ
た。この低抵抗化はLPCVD法、APCVD法で高抵抗ポリシリ
コンを形成後、インプラ、気相拡散あるいは塗布拡散に
より不純物をドーピングすることにより、あるいはま
た、LPCVD法、APCVD法で例えばPH3＋SiH4（あるいはSi2
H6、SiCl4）等を用いてＰ−ドープトポリシリコンを製
膜時点で作成することにより行われる方法とが知られて
いる。しかしながら、これら方法による場合、拡散にと
もなう不純物の固溶限界からシート抵抗で１〜10Ω／□
以下にすることが困難であった。
また、低抵抗化のための材料としてSiとPt,Mo,Ta等の
高融点金属とのシリサイド化材料も最近注目を集めてい
る。この作製方法としては、例えばノンドープのポリシ
リコン上にAl/SiターゲットでRFスパッタする方法、あ
るいはE.B.蒸着による方法がある。これらの欠点はスパ
ッタあるいはE.B.蒸着そのものの不均一性と、ターゲッ
ト材あるいは蒸着用ペレット内での不均一性が重なりあ
うため、大面積にわたって良好かつ均一なシリサイド膜
の形成は困難であった。
高融点金属とのシリサイド化材料も最近注目を集めてい
る。この作製方法としては、例えばノンドープのポリシ
リコン上にAl/SiターゲットでRFスパッタする方法、あ
るいはE.B.蒸着による方法がある。これらの欠点はスパ
ッタあるいはE.B.蒸着そのものの不均一性と、ターゲッ
ト材あるいは蒸着用ペレット内での不均一性が重なりあ
うため、大面積にわたって良好かつ均一なシリサイド膜
の形成は困難であった。
本発明は上記したノンドープのポリシリコン上に良好
かつ均一な高融点金属シリサイド膜が形成された半導体
装置を提供することを目的とするものである。
かつ均一な高融点金属シリサイド膜が形成された半導体
装置を提供することを目的とするものである。
本発明における半導体装置はその半導体装置をなす各
TFTが、絶縁基板上に設けられた第１の多結晶半導体あ
るいは非晶質層や単結晶層と、その上に設けられた絶縁
酸化物と、さらにその上に設けられたゲート電極となる
第２の多結晶半導体とを有し、この第２の多結晶半導体
上にAl,Pt,Mo,Ta,W,Ti,Ni,Cr,Auのうちから選ばれる少
なくとも一種のシリサイド化可能な金属が第２の多結晶
半導体層のゲート電極幅より狭い幅をもって堆積され、
この金属が、その後のTFT形成途中、すなわち拡散工程
（インプラの場合にはインプラ後の活性化工程）によ
り、シリサイドされ、その後は常法に従って、層間絶縁
膜、メタル配線によって完成されるものである。
TFTが、絶縁基板上に設けられた第１の多結晶半導体あ
るいは非晶質層や単結晶層と、その上に設けられた絶縁
酸化物と、さらにその上に設けられたゲート電極となる
第２の多結晶半導体とを有し、この第２の多結晶半導体
上にAl,Pt,Mo,Ta,W,Ti,Ni,Cr,Auのうちから選ばれる少
なくとも一種のシリサイド化可能な金属が第２の多結晶
半導体層のゲート電極幅より狭い幅をもって堆積され、
この金属が、その後のTFT形成途中、すなわち拡散工程
（インプラの場合にはインプラ後の活性化工程）によ
り、シリサイドされ、その後は常法に従って、層間絶縁
膜、メタル配線によって完成されるものである。
従って、最終的に得られる各TFTはゲート電極が第２
の多結晶半導体、通常はポリシリコンとその上に形成さ
れた金属シリサイドとの積層体がゲート電極を構成する
ものである。
の多結晶半導体、通常はポリシリコンとその上に形成さ
れた金属シリサイドとの積層体がゲート電極を構成する
ものである。
なお、ここでいう第２の多結晶半導体とは、活性層を
なす絶縁基板上の薄膜が多結晶半導体である場合に、そ
れを第１の多結晶半導体と称し、ゲート電極をなす多結
晶半導体と区別するために用いたものであり、活性層を
なす薄膜が多結晶半導体以外のもの、例えば非晶質半導
体、単結晶半導体であれば、「第２の」なる限定は不要
となるものである。このことからもわかるように、本発
明のトランジスタはその活性層が多結晶半導体（ポリシ
リコン）、非晶質半導体（アモルファスシリコン）もし
くは単結晶半導体である場合のすべてを含むものであ
る。そして、単結晶Siのみならず、IV族半導体、III−
Ｖ族、II−IV族カルコゲナイド系材料等も含まれる。
なす絶縁基板上の薄膜が多結晶半導体である場合に、そ
れを第１の多結晶半導体と称し、ゲート電極をなす多結
晶半導体と区別するために用いたものであり、活性層を
なす薄膜が多結晶半導体以外のもの、例えば非晶質半導
体、単結晶半導体であれば、「第２の」なる限定は不要
となるものである。このことからもわかるように、本発
明のトランジスタはその活性層が多結晶半導体（ポリシ
リコン）、非晶質半導体（アモルファスシリコン）もし
くは単結晶半導体である場合のすべてを含むものであ
る。そして、単結晶Siのみならず、IV族半導体、III−
Ｖ族、II−IV族カルコゲナイド系材料等も含まれる。
以下に活性層としてポリシリコンを、すなわち第１の
多結晶半導体を用いた場合の本発明に係るプロセスフロ
ー（第１図）を参照しながら実施例について説明する。
多結晶半導体を用いた場合の本発明に係るプロセスフロ
ー（第１図）を参照しながら実施例について説明する。
第１図において、LPCVD法にて620℃、0.1torrで100％
SiH4の分解により、1000〜5000Åの第１のポリシリコン
を絶縁基板10上に形成し、パターニングしてポリシリコ
ン活性層11となす。…（工程１） 次いで、熱酸化によりゲート酸化膜12を形成し、その
上にゲート電極用の第２のポリシリコン13を第１のポリ
シリコンと同様にして形成する。この際の膜厚としては
2000Å〜２μｍ程形成するのが好ましい。…（工程２） ゲート酸化膜12および第２のポリシリコンをパターニ
ングし、次いで全面にAl,Pt,Mo,Ta,W,Ti,Ni,Cr,Auのう
ちから選ばれる少なくとも一種の金属14を真空蒸着法等
により膜厚100〜3000Å程度製膜する。…（工程３） 次いで、上記金属14をパターニングする。この際、金
属14の幅を第２のポリシリコンゲートの幅より狭くなる
ようにパターニングすることが肝要である。通常第２の
ポリシリコン13の幅をＡとし、金属14の幅をＢとした場
合B/Aは0.5〜0999程度とすることが好ましい。…（工程
４） その後、TFT作製の常法に従ってソース・ドレインを
形成し、層間絶縁膜を形成し、これに開孔部を形成した
後、メタル配線を形成する。
SiH4の分解により、1000〜5000Åの第１のポリシリコン
を絶縁基板10上に形成し、パターニングしてポリシリコ
ン活性層11となす。…（工程１） 次いで、熱酸化によりゲート酸化膜12を形成し、その
上にゲート電極用の第２のポリシリコン13を第１のポリ
シリコンと同様にして形成する。この際の膜厚としては
2000Å〜２μｍ程形成するのが好ましい。…（工程２） ゲート酸化膜12および第２のポリシリコンをパターニ
ングし、次いで全面にAl,Pt,Mo,Ta,W,Ti,Ni,Cr,Auのう
ちから選ばれる少なくとも一種の金属14を真空蒸着法等
により膜厚100〜3000Å程度製膜する。…（工程３） 次いで、上記金属14をパターニングする。この際、金
属14の幅を第２のポリシリコンゲートの幅より狭くなる
ようにパターニングすることが肝要である。通常第２の
ポリシリコン13の幅をＡとし、金属14の幅をＢとした場
合B/Aは0.5〜0999程度とすることが好ましい。…（工程
４） その後、TFT作製の常法に従ってソース・ドレインを
形成し、層間絶縁膜を形成し、これに開孔部を形成した
後、メタル配線を形成する。
このTFTの形成途中におけるソース・ドレインへの不
純物拡散工程の際、すなわち拡散を塗布型拡散剤による
場合にはその熱拡散時、また拡散をインプラで行う場合
にはインプラ後の活性化の加熱時に、金属14がその下層
のポリシリコン13とを反応し、シリサイド化する。従っ
て、金属14はシリサイド化可能な高融点金属であること
が必要である。そのためには前記に例示した金属元素が
好ましく使用できるが、より好ましくはPt,Mo,W,Ti等で
ある。そして、本発明ではゲートとなる第２のポリシリ
コン13上に形成する金属14の幅をポリシリコン13の幅よ
り狭くしているため、シリサイド化が進行する際、第２
のポリシリコン13の端面に沿って金属成分の異常拡散が
防止されるとともにポリシリコンの粒界に沿って不純物
等が拡散することが確認され、効率的な低抵抗ゲート電
極が安定して形成でき、高い周波数での駆動が可能とな
る。
純物拡散工程の際、すなわち拡散を塗布型拡散剤による
場合にはその熱拡散時、また拡散をインプラで行う場合
にはインプラ後の活性化の加熱時に、金属14がその下層
のポリシリコン13とを反応し、シリサイド化する。従っ
て、金属14はシリサイド化可能な高融点金属であること
が必要である。そのためには前記に例示した金属元素が
好ましく使用できるが、より好ましくはPt,Mo,W,Ti等で
ある。そして、本発明ではゲートとなる第２のポリシリ
コン13上に形成する金属14の幅をポリシリコン13の幅よ
り狭くしているため、シリサイド化が進行する際、第２
のポリシリコン13の端面に沿って金属成分の異常拡散が
防止されるとともにポリシリコンの粒界に沿って不純物
等が拡散することが確認され、効率的な低抵抗ゲート電
極が安定して形成でき、高い周波数での駆動が可能とな
る。
以上のような本発明によれば、ゲートポリシリコン上
に形成される高融点金属シリサイドが蒸着により堆積し
た金属そのものが加熱時に金属シリサイドとされてなる
ものであるため、従来のように金属シリサイドを直接ゲ
ートポリシリコン上に形成したものと比較して大面積に
わたって良好で均一なシリサイド膜となり、より低抵抗
化が可能となり、高い周波数での駆動が可能となる半導
体装置が得られるという効果を有する。
に形成される高融点金属シリサイドが蒸着により堆積し
た金属そのものが加熱時に金属シリサイドとされてなる
ものであるため、従来のように金属シリサイドを直接ゲ
ートポリシリコン上に形成したものと比較して大面積に
わたって良好で均一なシリサイド膜となり、より低抵抗
化が可能となり、高い周波数での駆動が可能となる半導
体装置が得られるという効果を有する。
第１図は本発明に係る半導体装置の一実施例を作製する
場合の工程の一部を示す説明図である。 10……絶縁基板、11……ポリシリコン活性層 12……ゲート酸化膜、13……第２のポリシリコン 14……金属
場合の工程の一部を示す説明図である。 10……絶縁基板、11……ポリシリコン活性層 12……ゲート酸化膜、13……第２のポリシリコン 14……金属
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁基板上に設けられた第１の多結晶半導
体、あるいは非晶質層、単結晶層と、その上に設けられ
た絶縁酸化物と、さらにその上に設けられた第２の多結
晶半導体を有する薄膜トランジスタを集積した半導体装
置において、第２の多結晶半導体上にAl,Pt,Mo,Ta,W,T
i,Ni,Cr,Auのうちから選ばれる少なくとも一種からなる
金属が第２の多結晶半導体層のゲート電極幅より狭い幅
をもって堆積され、この金属が薄膜トランジスタの形成
途中でシリサイド化されていることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244973A JP2543911B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244973A JP2543911B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6484751A JPS6484751A (en) | 1989-03-30 |
| JP2543911B2 true JP2543911B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17126703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62244973A Expired - Lifetime JP2543911B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543911B2 (ja) |
-
1987
- 1987-09-28 JP JP62244973A patent/JP2543911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6484751A (en) | 1989-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2551724B2 (ja) | 薄膜半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH1093102A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH07321323A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
| JP3137797B2 (ja) | 薄膜トランジスタおよびその作製方法 | |
| US6278130B1 (en) | Liquid crystal display and fabricating method thereof | |
| US20020086469A1 (en) | Method for fabricating polysilicon thin film transistor | |
| JPH0282571A (ja) | アクティブマトリクス基板の製造方法 | |
| JP3352191B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP3163822B2 (ja) | トランジスタ及びその製造方法 | |
| JP3349356B2 (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
| JPH06196703A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
| JP2543911B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0546106B2 (ja) | ||
| JPS6370576A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
| JP2659976B2 (ja) | 薄膜トランジスタとその製造方法 | |
| JPH08172195A (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| JPH0616556B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0147012B2 (ja) | ||
| JPH0550129B2 (ja) | ||
| JPS62172761A (ja) | 非晶質シリコン薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
| JP2001284600A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
| JPH06275645A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH061774B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03120872A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0936370A (ja) | コプラナ型薄膜トランジスタの製造方法 |