JP2797498B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2797498B2 JP21104489A JP21104489A JP2797498B2 JP 2797498 B2 JP2797498 B2 JP 2797498B2 JP 21104489 A JP21104489 A JP 21104489A JP 21104489 A JP21104489 A JP 21104489A JP 2797498 B2 JP2797498 B2 JP 2797498B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜トランジスタ等の半導体装置の製造方法
に関し、特に、薄いシリコン半導体層に対してこれを損
傷することなくコンタクトを形成する方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as a thin film transistor and, more particularly, to a method for forming a thin silicon semiconductor layer without damaging the same.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、薄膜トランジスタのように極めて薄いシリ
コン半導体層(以下、薄膜シリコン半導体層と称す
る。)に形成される半導体装置の製造方法において、薄
膜シリコン半導体層上にゲート電極を形成する際にソー
ス・ドレイン領域上にも同じ材料層からなるパターン部
を残してから絶縁層を形成し、上記パターン部に対する
絶縁層の選択比を大とした該絶縁層のエッチングを少な
くとも行うことにより、オーバーエッチングによる損傷
を招くことなく薄膜シリコン半導体層に形成されたソー
ス・ドレイン領域に対してコンタクトを形成しようとす
るものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device formed on an extremely thin silicon semiconductor layer (hereinafter, referred to as a thin film silicon semiconductor layer) such as a thin film transistor, when a gate electrode is formed on the thin film silicon semiconductor layer. Damage due to over-etching is obtained by forming an insulating layer after leaving a pattern portion made of the same material layer also on the drain region and performing etching at least on the insulating layer with a high selectivity of the insulating layer to the pattern portion. It is intended to form a contact with a source / drain region formed in a thin film silicon semiconductor layer without inducing.

〔従来の技術〕 次世代SRAMの実現には、待機時(チップ非選択時)の
消費電流の低減と動作の高速化が必須である。SRAMのメ
モリセルは、情報を保持するために電流供給用の負荷素
子を有しており、この負荷素子としては多結晶シリコン
からなる抵抗負荷が主として用いられている。しかし、
多結晶シリコンの抵抗負荷は、近年のSRAMの高集積化,
高速化に対応できなくなってきている。それは、メモリ
ー容量が増えるにつれて待機時の消費電流を低く抑える
ことが難しくなっているからである。メモリセルの負荷
抵抗の値を高くして記憶ノードに供給する電流を小さく
すれば待機時の消費電流は低減させることができるが、
これでは蓄積された電荷がメモリセルからの漏洩電流に
よって消失する虞れがある。多結晶シリコンでは、この
漏洩電流に対するセル電流の大きさを2桁程度しか確保
することができない。さらに、SRAMの集積度が上がると
高速動作時のα線によるソフトエラーも重大な問題とな
る。すなわち、高速動作時には記憶ノードへの電流供給
が大きな時定数を有しているために記憶ノードにおいて
電圧降下が生ずるからである。
[Prior Art] In order to realize a next-generation SRAM, it is essential to reduce current consumption during standby (when a chip is not selected) and to speed up operation. The memory cell of the SRAM has a load element for supplying current to hold information, and a resistance load made of polycrystalline silicon is mainly used as the load element. But,
The resistance load of polycrystalline silicon is due to the recent high integration of SRAM,
It is becoming impossible to cope with speeding up. This is because it has become more difficult to keep the standby current consumption low as the memory capacity increases. If the current supplied to the storage node is reduced by increasing the value of the load resistance of the memory cell, the current consumption during standby can be reduced.
In this case, the accumulated charges may be lost due to leakage current from the memory cells. In polycrystalline silicon, the magnitude of the cell current with respect to this leakage current can be secured only about two digits. Further, when the integration degree of the SRAM increases, a soft error due to α rays at the time of high-speed operation becomes a serious problem. That is, at the time of high-speed operation, a voltage drop occurs in the storage node because current supply to the storage node has a large time constant.

そこで、次世代以降のSRAMの負荷素子として、薄膜PM
OSトランジスタが提案されている。薄膜PMOSトランジス
タは、オフ時には多結晶シリコン以上の抵抗値を持ち、
オン時には漏洩電流よりも5〜6桁大きい電流を流すこ
とができるという利点を有する。たとえば、アメリカ電
気電子通信学会(IEEE)1988年度インターナショナル・
エレクトロン・デバイセス・ミーティング(IEDM)抄録
集第48〜59ページには、NMOSドライバ・トランジスタの
上に多結晶シリコンからなる薄膜PMOSトランジスタを負
荷素子として積層し、しかも該薄膜PMOSトランジスタの
ゲート電極を両トランジスタの間に絶縁膜を介して形成
することによりスタックト・キャパシタを同時に形成し
たSRAMセルが報告されている。
Therefore, the thin-film PM
OS transistors have been proposed. When turned off, the thin-film PMOS transistor has a higher resistance than polycrystalline silicon,
When turned on, there is an advantage that a current that is 5 to 6 orders of magnitude larger than the leakage current can flow. For example, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Electron Device Meeting (IEDM) Abstracts, pp. 48-59, describe that a thin-film PMOS transistor made of polycrystalline silicon is stacked as a load element on an NMOS driver transistor, and that the gate electrode of the thin-film PMOS transistor is connected to both ends. An SRAM cell in which a stacked capacitor is simultaneously formed by forming an insulating film between transistors has been reported.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述のように極めて薄い多結晶シリコン層
に形成されたPMOSのソース・ドレイン領域にコンタクト
を形成しようとする場合、エッチング量の制御が極めて
難しくなる。オーバーエッチングが進行すると多結晶シ
リコン層の厚みが減少するためにコンタクト抵抗が増大
し、また極端な場合には多結晶シリコン層自身が除去さ
れる虞れもある。
By the way, when a contact is to be formed in a source / drain region of a PMOS formed in an extremely thin polycrystalline silicon layer as described above, it is extremely difficult to control an etching amount. As overetching proceeds, the contact resistance increases because the thickness of the polycrystalline silicon layer decreases, and in extreme cases, the polycrystalline silicon layer itself may be removed.

そこで本発明は、薄膜トランジスタの形成領域のよう
に極めて薄いシリコン半導体層に対しても、これをオー
バーエッチングすることなくコンタクトを形成する方法
を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming a contact even in an extremely thin silicon semiconductor layer such as a thin film transistor formation region without overetching the silicon semiconductor layer.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明にかかる半導体装置の製造方法は上述の目的を
達成するために提案されるものであり、基体上に形成さ
れた薄膜シリコン半導体層上にシリコン半導体を含む材
料層を形成する工程と、上記材料層のパターニングによ
りゲート電極,およびソース・ドレイン領域に臨むパタ
ーン部を形成する工程と、少なくとも上記薄膜シリコン
半導体層を覆って絶縁層を形成する工程と、上記パター
ン部に対する上記絶縁層の選択比を大とした該絶縁層の
エッチングを少なくとも行うことにより上記ソース・ド
レイン領域へのコンタクトを形成する工程を具備するこ
とを特徴とするものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is proposed to achieve the above-described object, and includes a step of forming a material layer containing a silicon semiconductor on a thin-film silicon semiconductor layer formed on a base; Forming a pattern portion facing the gate electrode and the source / drain region by patterning the material layer; forming an insulating layer covering at least the thin-film silicon semiconductor layer; and selecting a ratio of the insulating layer to the pattern portion Forming a contact to the source / drain region by performing at least etching of the insulating layer.

〔作用〕[Action]

本発明の半導体装置の製造方法では、まずシリコン半
導体を含む材料層をパターニングして薄膜シリコン半導
体層の上にゲート電極を形成する際に、将来コンタクト
をとろうとするソース・ドレイン領域の上にも同時にパ
ターン部を残した後、絶縁層を形成する。この状態で、
上記パターン部に対する絶縁層の選択比を大として該絶
縁層のエッチングを開始すると、パターン部の表面が露
出した時点で急速にエッチング速度が低下する。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, when a material layer containing a silicon semiconductor is first patterned to form a gate electrode on a thin-film silicon semiconductor layer, a source electrode and a drain region to be contacted in the future are also formed. At the same time, after leaving the pattern portion, an insulating layer is formed. In this state,
When the etching of the insulating layer is started with a large selection ratio of the insulating layer to the pattern portion, the etching rate is rapidly reduced when the surface of the pattern portion is exposed.

ここで、上記パターン部がソース・ドレイン領域と接
続している場合には、パターン部の表面が露出した時点
でエッチングを終了し、導電材料による配線層を形成す
る。このときの上記パターン部は、ソース・ドレイン領
域と配線層との接続部分として機能すると共に、ソース
・ドレイン領域の薄さをカバーすることにより該ソース
・ドレイン領域をオーバーエッチングから保護したこと
になる。
Here, when the pattern portion is connected to the source / drain regions, the etching is terminated when the surface of the pattern portion is exposed, and a wiring layer made of a conductive material is formed. At this time, the pattern portion functions as a connection portion between the source / drain region and the wiring layer, and protects the source / drain region from overetching by covering the thickness of the source / drain region. .

また、上記パターン部がゲート酸化膜を介して形成さ
れている場合には、パターン部の表面が露出した軸点
で、さらにゲート酸化膜に対するパターン部の選択比を
大として該パターン部のエッチングを行い、最後にゲー
ト酸化膜をエッチングにより除去する。この最後のゲー
ト酸化膜のエッチング量は極めて少ないため、ソース・
ドレイン領域のオーバーエッチングは無視できる。この
場合の上記パターン部は、絶縁層のエッチングがソース
・ドレイン領域まで急速に及ばないようにするための緩
衝領域として機能したことになる。
Further, when the pattern portion is formed via a gate oxide film, the etching of the pattern portion is further performed by increasing the selectivity of the pattern portion to the gate oxide film at an axial point where the surface of the pattern portion is exposed. Then, the gate oxide film is finally removed by etching. Since the amount of etching of this last gate oxide film is extremely small,
Over-etching of the drain region can be ignored. In this case, the pattern portion functions as a buffer region for preventing the etching of the insulating layer from reaching the source / drain regions rapidly.

いずれにしても、上記パターン部が存在することによ
り、薄膜シリコン半導体層のオーバーエッチングが効果
的に防止される。
In any case, the presence of the pattern portion effectively prevents overetching of the thin film silicon semiconductor layer.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しな
がら説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1 本実施例は、本発明の製造方法を薄膜PMOSトランジス
タの製造に適用した例である。上記製造方法の一例を、
第1図(A)ないし第1図(D)を参照しながら説明す
る。
Embodiment 1 This embodiment is an example in which the manufacturing method of the present invention is applied to the manufacture of a thin-film PMOS transistor. One example of the above manufacturing method,
This will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 1 (D).

まず第1図(A)に示すように、酸化シリコン等の絶
縁性材料からなる基体(1)の上にたとえば多結晶シリ
コンを400Å程度の厚さに被着し、n型不純物を導入し
て島状にパターニングし、n型の薄膜シリコン半導体層
(2)を形成する。続いて、表面酸化によりゲート酸化
膜(3)を形成し、さらに後述のソース・ドレイン領域
〔第1図(B)の(7a),(7b)参照。〕の形成される
領域に臨んで上記ゲート酸化膜(3)に開口部(4a),
(4b)を形成する。
First, as shown in FIG. 1 (A), for example, polycrystalline silicon is applied to a thickness of about 400 ° on a substrate (1) made of an insulating material such as silicon oxide, and n-type impurities are introduced. An n-type thin film silicon semiconductor layer (2) is formed by patterning in an island shape. Subsequently, a gate oxide film (3) is formed by surface oxidation, and a source / drain region described later [see (7a) and (7b) in FIG. 1 (B)]. The opening (4a),
(4b) is formed.

次に、第1図(B)に示すように、シリコン半導体を
含む材料層を全面に500〜1000Å程度の厚さに被着した
後、パターニングを行って上記ゲート酸化膜(3)上に
ゲート電極(5)、少なくとも上記開口部(4a),
(4)bを覆う位置にパターン部(6a),(6b)を形成
し、さらにp+型のソース・ドレイン領域(7a),(7b)
を形成する。ここで、上記材料層を形成するためのシリ
コン半導体を含む材料としては、多結晶シリコン,シリ
サイド,ポリサイド等が適用可能である。また、ソース
・ドレイン領域(7a),(7b)の形成方法は特に限定さ
れるものではないが、たとえばゲート電極(5)および
パターン部(6a),(6b)を形成した後にp型不純物の
イオン注入を行い、さらにアニールを行えば良い。この
ような工程によれば、まずイオン注入によりn型の薄膜
シリコン半導体層(2)のうちゲート電極(5)および
パターン部(6a),(6b)によりマスクされなかった領
域にp型不純物が導入されて不純物領域が形成される。
続いて、アニールによりパターン部(6a),(6b)に導
入されたp型不純物が開口部(4a),(4b)を通じて薄
膜シリコン半導体層(2)内に拡散し、先のイオン注入
による不純物領域と接続して、ソース・ドレイン領域
(7a),(7b)が形成される。
Next, as shown in FIG. 1 (B), after a material layer containing a silicon semiconductor is deposited on the entire surface to a thickness of about 500 to 1000 °, patterning is performed to form a gate on the gate oxide film (3). An electrode (5), at least the opening (4a),
(4) Pattern portions (6a) and (6b) are formed at positions covering b, and p + -type source / drain regions (7a) and (7b)
To form Here, as a material containing a silicon semiconductor for forming the material layer, polycrystalline silicon, silicide, polycide, or the like can be applied. The method of forming the source / drain regions (7a) and (7b) is not particularly limited. For example, after forming the gate electrode (5) and the pattern portions (6a) and (6b), the p-type impurity is removed. It suffices to perform ion implantation and further anneal. According to such a process, p-type impurities are first implanted into regions of the n-type thin film silicon semiconductor layer (2) which are not masked by the gate electrode (5) and the pattern portions (6a) and (6b) by ion implantation. The impurity is introduced to form an impurity region.
Subsequently, the p-type impurity introduced into the pattern portions (6a) and (6b) by the annealing diffuses into the thin film silicon semiconductor layer (2) through the openings (4a) and (4b), and the impurity by the previous ion implantation. Source / drain regions (7a) and (7b) are formed in connection with the regions.

次に、第1図(C)に示すように、全体にたとえば酸
化シリコンからなる絶縁層(8)を形成し、続いてパタ
ーン部(6a),(6b)の形成位置に臨んで該絶縁層
(8)を異方性エッチングにより開口し、コンタクトホ
ール(9a),(9b)を形成する。ここで、上記異方性エ
ッチングは、パターン部(6a),(6b)に対する絶縁層
(8)の選択比を十分に大きく設定して行われるため、
パターン部(6a),(6b)の表面が露出した時点でエッ
チング速度は急速に低下する。また、上述のような選択
比の設定に加えて、上記パターン部(6a),(6b)は特
にソース・ドレイン領域(7a),(7b)に比べて十分に
厚く形成されているので、終点判定が多少遅れたとして
も、ソース・ドレイン領域(7a),(7b)までがオーバ
ーエッチングされる虞れはほとんどない。
Next, as shown in FIG. 1 (C), an insulating layer (8) made of, for example, silicon oxide is formed entirely, and subsequently, the insulating layer (8) is formed facing the formation positions of the pattern portions (6a) and (6b). (8) is opened by anisotropic etching to form contact holes (9a) and (9b). Here, the anisotropic etching is performed by setting the selectivity of the insulating layer (8) to the pattern portions (6a) and (6b) sufficiently large.
When the surfaces of the pattern portions (6a) and (6b) are exposed, the etching rate rapidly decreases. In addition to the above-described setting of the selection ratio, the pattern portions (6a) and (6b) are formed sufficiently thicker than the source / drain regions (7a) and (7b). Even if the determination is slightly delayed, there is almost no risk that the source / drain regions (7a) and (7b) will be over-etched.

最後に、第1図(D)に示すように、全面に導電材料
を被着した後、パターニングにより少なくとも上記コン
タクトホール(9a),(9b)を覆って配線層(10a),
(10b)を形成する。
Finally, as shown in FIG. 1 (D), after a conductive material is applied to the entire surface, at least the contact holes (9a) and (9b) are covered by patterning to form a wiring layer (10a),
(10b) is formed.

従来の一般的な製造方法では、上述のようなパターン
部が存在しないために、コンタクトホールを形成するた
めの絶縁層の異方性エッチングを該絶縁層の厚さ全体に
わたって行わねばならず、さらに薄膜シリコン半導体層
の表面が現れた時点での終点判定が極めて高精度に行わ
れないとオーバーエッチングにより重大な損傷が生ずる
か、あるいは極端な場合には薄膜シリコン半導体層の一
部が失われる虞れがあった。
In the conventional general manufacturing method, since the pattern portion as described above does not exist, anisotropic etching of the insulating layer for forming a contact hole must be performed over the entire thickness of the insulating layer. If the end point determination at the time when the surface of the thin film silicon semiconductor layer appears is not performed with extremely high accuracy, serious damage may occur due to overetching, or in an extreme case, a part of the thin film silicon semiconductor layer may be lost. There was.

しかし、本実施例の方法によれば、絶縁層(8)の形
成に先立ってソース・ドレイン領域(7a),(7b)と接
続するパターン部(6a),(6b)が形成されるため、コ
ンタクトホール(9a),(9b)を形成するためのエッチ
ングはパターン部(9a),(9b)の表面が露出したとこ
ろで終了すれば良く、ソース・ドレイン領域(7a),
(7b)の表面が現れるまで行う必要はない。しかも、上
記パターン部(9a),(9b)は十分に厚く形成されるた
め、仮に終点判定が多少遅れたとしても、ソース・ドレ
イン領域(7a),(7b)がオーバーエッチングによる損
傷を受ける虞れはほとんどない。
However, according to the method of this embodiment, the pattern portions (6a) and (6b) connected to the source / drain regions (7a) and (7b) are formed prior to the formation of the insulating layer (8). The etching for forming the contact holes (9a) and (9b) may be completed when the surfaces of the pattern portions (9a) and (9b) are exposed, and the source / drain regions (7a),
It is not necessary to perform until the surface of (7b) appears. Moreover, since the pattern portions (9a) and (9b) are formed sufficiently thick, the source / drain regions (7a) and (7b) may be damaged by over-etching even if the end point determination is slightly delayed. Hardly any.

実施例2 本実施例は、実施例1において上述したような薄膜PM
OSトランジスタの製造方法の他の例である。上記製造方
法を、第2図(A)ないし第2図(E)を参照しながら
説明する。
Embodiment 2 In this embodiment, a thin film PM as described above in Embodiment 1 is used.
14 is another example of a method for manufacturing an OS transistor. The above manufacturing method will be described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (E).

まず第2図(A)に示すように、酸化シリコン等の絶
縁性材料からなる基体(11)の上にたとえば多結晶シリ
コンを400Å程度の厚さに被着し、n型不純物を導入し
て島状にパターニングし、n型の薄膜シリコン半導体層
(12)を形成する。続いて、表面酸化によりゲート酸化
膜(13)を形成する。
First, as shown in FIG. 2 (A), for example, polycrystalline silicon is applied to a thickness of about 400 ° on a substrate (11) made of an insulating material such as silicon oxide, and n-type impurities are introduced. An n-type thin film silicon semiconductor layer (12) is formed by patterning in an island shape. Subsequently, a gate oxide film (13) is formed by surface oxidation.

次に、第2図(B)に示すように、シリコン半導体を
含む材料層を全面に500〜1000Å程度の厚さに被着し、
パターニングを行ってゲート電極(15)、および後述の
ソース・ドレイン領域〔第2図(E)の(17a),(17
b)参照。〕が形成される部分に臨んでパターン部(16
a),(16b)を形成する。この状態でp型不純物のイオ
ン注入を行い、薄膜シリコン半導体層(12)のうち上記
ゲート電極(15)およびパターン部(16a),(16b)に
よりマスクされない部分をp+型の不純物領域とする。こ
れらの不連続なp+型の不純物領域は、後述のソース・ド
レイン領域の一部となるものである。
Next, as shown in FIG. 2 (B), a material layer containing a silicon semiconductor is deposited on the entire surface to a thickness of about 500 to 1000 °,
Patterning is performed to form a gate electrode (15) and source / drain regions described later ((17a) and (17a) in FIG. 2 (E)).
b) See. ] Pattern portion (16
a) and (16b) are formed. In this state, ion implantation of a p-type impurity is performed, and a portion of the thin film silicon semiconductor layer (12) that is not masked by the gate electrode (15) and the pattern portions (16a) and (16b) is set as ap + -type impurity region. . These discontinuous p + -type impurity regions become a part of source / drain regions described later.

次に、第2図(C)に示すように、全体に酸化シリコ
ン等からなる絶縁層(18)を形成し、続いてパターン部
(16a),(16b)の形成位置に臨んで該絶縁層(18)を
異方性エッチングにより開口し、コンタクトホール(19
a),(19b)を形成する。ここで、上記異方性エッチン
グは、パターン部(16a),(16b)に対する絶縁層(1
8)の選択比を十分に大きく設定して行われるため、パ
ターン部(16a),(16b)の表面が露出した時点でエッ
チング速度は急速に低下する。また、上述のような選択
比の設定に加えて、上記パターン部(16a),(16b)は
薄膜シリコン半導体層(12)(特に、後のソース・ドレ
イン領域)に比べて十分に厚く形成されているので、終
点判定が多少遅れたとしても、薄膜シリコン半導体層
(12)までがオーバーエッチングされる虞れはほとんど
ない。
Next, as shown in FIG. 2 (C), an insulating layer (18) made entirely of silicon oxide or the like is formed, and then the insulating layer (18) is formed facing the formation positions of the pattern portions (16a) and (16b). Open (18) by anisotropic etching and contact hole (19
a) and (19b) are formed. Here, the anisotropic etching is performed on the insulating layer (1) for the pattern portions (16a) and (16b).
Since the selection ratio of 8) is set to be sufficiently large, the etching rate rapidly decreases when the surfaces of the pattern portions (16a) and (16b) are exposed. Further, in addition to the setting of the selection ratio as described above, the pattern portions (16a) and (16b) are formed sufficiently thicker than the thin-film silicon semiconductor layer (12) (particularly, the source / drain regions later). Therefore, even if the end point determination is slightly delayed, there is almost no risk that the thin film silicon semiconductor layer (12) will be over-etched.

次に、第2図(D)に示すように、多結晶シリコンの
異方性エッチングを行う条件にて、上記パターン部(16
a),(16b)のエッチングを行い、さらにコンタクトホ
ール(19a),(19b)を深く開口する。このエッチング
はゲート酸化膜(13)の表面で停止する。
Next, as shown in FIG. 2 (D), the pattern portion (16
a) and (16b) are etched, and contact holes (19a) and (19b) are deeply opened. This etching stops at the surface of the gate oxide film (13).

さらに、第2図(E)に示すように、酸化シリコンの
異方性エッチングを行う条件にて、上記ゲート酸化膜
(13)のエッチングを行い、コンタクトホール(19
a),(19b)を完成する。ここでは、極めて薄いゲート
酸化膜(13)を除去するのみであり、エッチング量が少
ないため、薄膜シリコン半導体層(12)のオーバーエッ
チングは無視できる程度である。この状態で再びp型不
純物のイオン注入を行うと、該p型不純物はコンタクト
ホール(19a),(19b)を通って薄膜シリコン半導体層
(12)内に導入され、パターン部(16a),(16b)の直
下近傍もp+型の不純物領域となる。続いてアニールを行
うと、これらの不連続な不純物領域が拡散により接続
し、p+型のソース・ドレイン領域(17a),(17b)が形
成される。最後に全面に導電材料を被着した後、パター
ニングにより少なくとも上記コンタクトホール(19
a),(19b)を覆って配線層(20a),(20b)を形成す
る。
Further, as shown in FIG. 2 (E), the gate oxide film (13) is etched under the condition of performing anisotropic etching of silicon oxide, and the contact hole (19) is etched.
Complete a) and (19b). Here, only the extremely thin gate oxide film (13) is removed, and since the etching amount is small, over-etching of the thin silicon semiconductor layer (12) is negligible. When ion implantation of a p-type impurity is performed again in this state, the p-type impurity is introduced into the thin-film silicon semiconductor layer (12) through the contact holes (19a) and (19b), and the pattern portions (16a) and ( The region immediately below 16b) is also ap + -type impurity region. Subsequently, when annealing is performed, these discontinuous impurity regions are connected by diffusion, and p + -type source / drain regions (17a) and (17b) are formed. Finally, after a conductive material is applied to the entire surface, at least the contact holes (19
Wiring layers (20a) and (20b) are formed to cover a) and (19b).

本実施例の方法では、パターン部(16a),(16b)は
絶縁層(18)のエッチングが薄膜シリコン半導体層
(2)まで急速に及ばないようにするための緩衝領域と
して機能したわけである。
In the method of this embodiment, the pattern portions (16a) and (16b) function as buffer regions for preventing the etching of the insulating layer (18) from reaching the thin film silicon semiconductor layer (2) rapidly. .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明からも明らかなように、本発明を適用すれ
ば、従来は形成が極めて困難であった薄膜シリコン半導
体層へのコンタクト形成が可能となり、信頼性の高い薄
膜トランジスタ等の半導体装置の製造が可能となる。本
発明の製造方法は、そのポイントなるパターン部の形成
がゲート電極の形成と同時に行われるため、従来のマス
クパターンを変更すれば容易に実施することができ、経
済性にも極めて優れるものである。
As is clear from the above description, by applying the present invention, it is possible to form a contact with a thin-film silicon semiconductor layer, which was conventionally extremely difficult to form, and to manufacture a highly reliable semiconductor device such as a thin film transistor. It becomes possible. In the manufacturing method of the present invention, since the formation of the pattern portion which is the point is performed simultaneously with the formation of the gate electrode, it can be easily carried out by changing the conventional mask pattern, and is extremely excellent in economical efficiency. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(A)ないし第1図(D)は本発明の半導体装置
の製造方法の一例をその工程順にしたがって示す概略断
面図であり、第1図(A)は薄膜シリコン半導体層,ゲ
ート酸化膜および開口部の形成工程、第1図(B)はゲ
ート電極,パターン部,およびソース・ドレイン領域の
形成工程、第1図(C)は絶縁層およびコンタクトホー
ルの形成工程、第1図(D)は配線層の形成工程をそれ
ぞれ示すものである。第2図(A)ないし第2図(E)
は本発明の半導体装置の製造方法の他の例をその工程順
にしたがって示す概略断面図であり、第2図(A)は薄
膜シリコン半導体層およびゲート酸化膜の形成工程、第
2図(B)はゲート電極,パターン部および不純物領域
の形成工程、第2図(C)は絶縁層の形成工程および該
絶縁層のエッチングによるコンタクトホールの形成工
程、第2図(D)はパターン部のエッチングによるコン
タクトホールの形成工程、第2図(E)はゲート酸化膜
のエッチングによるコンタクトホールの形成工程および
ソース・ドレイン領域,配線層の形成工程をそれぞれ示
すものである。 1,11……基体 2,12……薄膜シリコン半導体層 5,15……ゲート電極 6a,6b,16a,16b……パターン部 7a,7b,17a,17b……ソース・ドレイン領域 8,18……絶縁層 9a,9b,19a,19b……コンタクトホール
1 (A) to 1 (D) are schematic sectional views showing an example of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, and FIG. 1 (A) shows a thin film silicon semiconductor layer and a gate oxide. FIG. 1 (B) is a process for forming a gate electrode, a pattern portion, and a source / drain region, FIG. 1 (C) is a process for forming an insulating layer and a contact hole, FIG. 1 ( D) shows the steps of forming the wiring layer, respectively. FIG. 2 (A) to FIG. 2 (E)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, and FIG. 2A is a step of forming a thin silicon semiconductor layer and a gate oxide film, and FIG. FIG. 2C shows a step of forming a gate electrode, a pattern section and an impurity region, FIG. 2C shows a step of forming an insulating layer and a step of forming a contact hole by etching the insulating layer, and FIG. FIG. 2E shows a step of forming a contact hole by etching a gate oxide film and a step of forming a source / drain region and a wiring layer, respectively. 1,11 Base 2,12 Thin-film silicon semiconductor layer 5,15 Gate electrode 6a, 6b, 16a, 16b Pattern part 7a, 7b, 17a, 17b Source / drain region 8,18 … Insulating layer 9a, 9b, 19a, 19b …… Contact hole

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基体上に形成された薄膜シリコン半導体層
上にシリコン半導体を含む材料層を形成する工程と、 上記材料層のパターニングによりゲート電極,およびソ
ース・ドレイン領域に臨むパターン部を形成する工程
と、 少なくとも上記薄膜シリコン半導体層を覆って絶縁層を
形成する工程と、 上記パターン部に対する上記絶縁層の選択比を大とした
該絶縁層のエッチングを少なくとも行うことにより上記
ソース・ドレイン領域へのコンタクトを形成する工程を
具備する半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a material layer containing a silicon semiconductor on a thin film silicon semiconductor layer formed on a substrate, and forming a pattern portion facing a gate electrode and source / drain regions by patterning the material layer. A step of forming an insulating layer covering at least the thin-film silicon semiconductor layer; and performing at least etching of the insulating layer with a high selectivity of the insulating layer with respect to the pattern portion, to the source / drain region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a contact.
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