JP2648980B2 - 薄膜トランジスタ作製方法 - Google Patents
薄膜トランジスタ作製方法Info
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Description
ある。
ランジスタの作製法においては、チャンネル形成領域と
なる多結晶シリコン層をレーザー再結晶化によって形成
し、ソース,ドレイン領域となる不純物が添加された一
導電型を有する半導体層は、不純物イオン注入またはレ
ーザードーピングによって形成される。
のレーザー再結晶化工程と、ソース,ドレイン領域とな
る不純物が添加された一導電型を有する半導体層の形成
の工程である不純物イオン注入またはレーザードーピン
グは、別工程によって行われていた。
物が添加された一導電型を有する半導体層を形成する場
合、注入した不純物を活性化するために試料を約800℃
の温度で熱処理することが必要である。
与えることが避けられない。
領域となる不純物が添加された一導電型を有する半導体
層の形成をする場合、レーザー再結晶化工程によって形
成されたチャンネル部をカバーする必要があって、製造
工程の複雑化をもたらすことになるという問題があっ
た。
コン薄膜トランジスタの作製法において、製造工程の複
雑化をもたらすことなく高い導電率を有する一導電型を
有する半導体層を形成し、高性能な薄膜トランジスタを
得る作製工程を発明することをその目的とする。
ャンネル形成領域となる半導体層を結晶化させる工程
と、ソース,ドレイン領域となる不純物が添加された一
導電型を有する半導体層を活性化させる工程を同一工程
のレーザー照射によって行うことを特徴とする薄膜トラ
ンジスタ作製方法であって、前記ソース,ドレイン領域
となる不純物が添加された一導電型を有する半導体層
は、レーザー照射を行う工程において、直接レーザー照
射を受けないように薄膜層によってマスクされているこ
とを特徴とする薄膜トランジスタ作製方法である。
電型を有する半導体層をレーザー照射することによっ
て、100s/cm以上の高伝導率を有する一導電型を有する
半導体層を得ることができる。
照射によって多結晶化させる技術は、高性能なp−SiTF
Tを得る方法として最良な方法として知られている。
再結晶化工程と、ソース,ドレイン領域となる不純物が
添加された一導電型を有する半導体層の形成の工程であ
るレーザードーピング工程を同一工程によって行うこと
を特徴とするものである。
要な場所以外にレーザーが照射されないようにマスクを
設けなければならなかった。
ける必要がなく、しかも必要な工程は最小限度の一回の
レーザー照射でよい。
を作製することが出来るので、安価なガラス基板を用い
ることができ工業的に有用である。
Tの作成工程を示す。
りCr(2)を50nmの厚さに成膜し、ソース,ドレイン領
域となる不純物が添加された一導電型を有する半導体層
であるn+a−Si層(3)を50nmの厚さにPCVD法により以
下の条件により成膜した。
第1図(a)の状態を得、ソース領域、ドレイン領域を
となるn+a−Si層(3)を形成せしめた。
nm〜100nm本実施例においては100nmの厚さにマグネトロ
ン型RFスパッタ法により以下の条件で成膜し、第1図
(b)の状態を得た。
物が添加された一導電型を有する半導体層であるn+a−S
i層(3)は、薄膜層であるa−Si層(4)によってマ
スクされている状態になる。
照射してチャンネル形成領域の再結晶化とn+a−Si層
(3)の活性化を行った。
−Si層(4)は再結晶化が促進され、それと共にある程
度の厚さがあるため下部層であるn+層(3)には強度の
落ちたレーザーが照射されるようになる。すなわち、a
−Si層(4)を効果的な半透過性マスクとして用いるこ
とによって、n+層(3)に照射されるレーザーを、活性
化には十分な強度であるが、n+(3)層から不純物が拡
散する程の強度は持たないようにするのである。
化することによって、最小の照射回数で良好な性能を持
つデバイスを作製することが可能である。この工程の
後、ゲート酸化膜(5)を100nmの厚さにマグネトロン
型RFスパッタ法によって以下の条件によって形成した。
後、Al電極(6)形成とパターニングをし、最後に水素
熱アニール(300℃,30min)を行い多結晶シリコン薄膜
トランジスタ(第1図(C))を完成させた。
成した例である。
法によりa−Si膜(2)を100nmの厚さに形成した。
た一導電型を有する半導体層であるn+a−Si層(3)を
以下の条件で50nmの厚さに成膜した。
(b)の形状を得た。
0nmの厚さに成膜し、ゲート領域パターニングを行い第
2図(c)の形状を得た。
ネル形成領域(2)の再結晶化とn+a−Si層(3)の活
性化を行った。
過性のマスクとなるので、レーザーが直接照射される表
面層にあたるa−Si層(2)は再結晶化が促進されるの
に対して、フィールド酸化膜(4)にマスクされたn+a
−Si層(3)には強度の落ちたレーザーが照射されるこ
とになり、不純物が拡散しない程度の範囲で活性化され
る。
は薄膜層(3))をa−Si層としてフィールド酸化膜
(4)に一導電型を有する不純物をあらかじめ添加する
ことよって、このレーザー照射の際に一導電型を有する
不純物がa−Si層(3)に拡散してn+a−Si層を形成す
る方法もある。
件で成膜した。
(6)形成とパターニング、水素アニール(300℃,30mi
n)を行いプレーナ型の多結晶シリコン薄膜トランジス
タ(第2図(d))を完成させた。
結晶薄膜トランジスタを作成する方法として、チャンネ
ル形成領域の再結晶化と一導電型をゆうする半導体層を
活性化する高真空雰囲中でのレーザー照射の後、不活性
雰囲気中において500mJ/cm2以上の高出力レーザーを少
なくとも1shot以上行なうことによって半導体層の極表
面にSiO2膜を形成し良好なSiO2/Si界面特性を得ること
は有効であった。これは半導体層極表面に存在する酸素
の存在と薄膜表面層のみを瞬間的に加熱するエキシマレ
ーザーの特性を利用したものである。
ことによって水素熱アニールの効果を高めることも有効
であった。
型RFスパッタ法にによって以下の条件で20nmの厚さに成
膜する。
ン型RFスパッタ法にによって以下の条件で100nmの厚さ
に成膜する。
素を混入させることができる。
ポテンシャルを低減させ、デバイス特性を向上させるの
である。
0%に限らず10〜100%の範囲で最適化してもよく、上記
ゲート酸化膜を複数多層に重ねてもよい。
による多結晶シリコン薄膜トランジスタの作製法におい
て、製造工程の複雑化をもたらすことなくレーザー再結
晶化工程と同時に高い導電率を有する一導電型を有する
半導体層を形成することができ、高性能な薄膜トタンジ
スタを得ることができた。
Claims (2)
- 【請求項1】基板上に、導電膜とソース、ドレイン領域
となる不純物が添加された一導電型を有する半導体層の
積層体を形成する工程と、 前記一導電型を有する半導体層を覆ってチャネル形成領
域となる半導体層を形成する工程と、 前記チャネル形成領域となる半導体層にレーザー光を照
射すると共に前記チャネル形成領域となる半導体層を介
して前記一導電型を有する半導体層にレーザー光を照射
することにより、チャネル形成領域となる半導体層を結
晶化させると共に、前記一導電型を有する半導体層を活
性化させる工程と を有することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方
法。 - 【請求項2】基板上にチャネル形成領域となる半導体層
を形成する工程と、 チャネル形成領域となる半導体層上に、ソース、ドレイ
ン領域となる不純物が添加された一導電型を有する半導
体層を形成する工程と、 前記一導電型の半導体層上にフィールド酸化膜を形成す
る工程と、 前記一導電型の半導体層および前記フィールド酸化膜を
パターニングする工程と、 前記パターニングする工程により露出したチャネル形成
領域となる半導体層にレーザー光を照射すると共に前記
フィールド酸化膜を介して前記一導電型を有する半導体
層にレーザー光を照射することにより、前記パターニン
グする工程により露出したチャネル形成領域となる半導
体層を結晶化させると共に前記一導電型を有する半導体
層を活性化させる工程と を有することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方
法。
Priority Applications (1)
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JP2241783A JP2648980B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 薄膜トランジスタ作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2241783A JP2648980B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 薄膜トランジスタ作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=17079454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2241783A Expired - Lifetime JP2648980B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 薄膜トランジスタ作製方法 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (7)
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JPH02189935A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜トランジスタの製造方法 |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP2241783A patent/JP2648980B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH04120738A (ja) | 1992-04-21 |
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