JP3120372B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
るアクティブマトリクスあるいはイメージセンサーの画
素のスイッチング素子あるいは駆動用回路に用いられる
薄膜トランジスタの製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】多結晶シリコンにおいては、結晶粒界に
存在するダングリングボンドなどの欠陥が、キャリアに
対するトラップ準位あるいは障壁として働くと一般的に
考えられており(John Y.W.Seto,J,A
ppl.Phys.,46,5247(1975)参
照)、従って多結晶シリコン薄膜トランジスタの性能を
向上させる為には、前記欠陥を低減させる必要がある。
(J.Appl.Phys.,53(2),1193
(1982)参照)その目的で、水素による前記欠陥の
終端化が行なわれており、その中でも代表的な方法が、
水素プラズマ処理(応用物理学会,1986年秋季大会
予稿集,講演番号27pーQー5 あるいは、Mate
r1sーReseahーSociety Symp.P
roc.Vol.53,419(1986)参照)ある
いは水素イオン打込み法(IEEE EIctronー
Device-Letters,Vol.EDLー7,N
o.11,November(1986),597べー
ジ参照)あるいはプラズマ窒化膜の形成(電子通信学会
技術研究報告SSD83ー75,23ぺージ参照)など
である。これらの方法を用いると、トランジスタ特性の
大幅な特性改善がなされる。しかしながら、特性が向上
する反面、Nチャネルトランジスタがデプレッション方
向に大きくシフトし、Pチャネルトランジスタがエンハ
ンスメント方向にわずかながらシフトするというVth
の異常シフトの問題が生じる。この原因は、トランジス
タがプラズマ中にさらされる事により、ゲート酸化膜中
に正の固定電荷が形成されチャネル部が常に負に誘起さ
れている為だと考えられている。(電子通信学会技術研
究報告SSD83ー75,23べージ参照)一方、水素
プラズマ処理によるVthのシフト量がNチャネルトラ
ンジスタについてはマイナス1Vからマイナス2Vであ
るのに対し、Pチャネルトランジスタについては、マイ
ナス0.1V程度であり(発明者による実験結果)この
現象についての原因は、まだわかっていない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ゲート
電極形成前に、ウエハ全面にわたってイオン打込み法に
より、ボロンをチャネルドーピングする方法と、多結晶
シリコン薄膜として、ボロンドープされた多結晶シリコ
ン薄膜を推積させて用いるという2つの方法がある。し
かしながら、前述のように水素プラズマあるいは水素イ
オン打込み法、あるいは、プラズマ窒化膜形成工程によ
るVthのシフト量がNチャネルとPチャネルとで異な
る為に、従来技術では、Pチャネルトランジスタが、エ
ンハンスメント方向にシフトしすぎてしまい、両チャネ
ルのVthの絶対値の値を等しくできなくなってしま
う。 【0004】本発明は、このような水素プラズマ処理あ
るいは水素イオン打込み法あるいはプラズマ窒化膜形成
工程によるCMOS型多結晶シリコン薄膜トランジスタ
のVthの制御に関して、従来方法により生じたPチャ
ネル多結晶シリコン薄膜トランジスタが、エンハンスメ
ント方向へ大きくシフトするという問題点を解決し、V
thの絶対値が小さくてサブスレッシュホルド領域の立
ち上がりが急しゅんで、さらにPチャネル及びNチャネ
ル共にそのVthの絶対値がほぼ等しいCMOS型多結
晶シリコン薄膜トランジスタを実現することを目的とし
ている。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に薄膜
トランジスタを形成する薄膜トランジスタの製造方法に
おいて、 前記基板上に多結晶シリコン薄膜を形成する
工程と、下記水素プラズマ処理あるいは水素イオン打込
み処理あるいはプラズマ窒化膜形成により前記多結晶シ
リコン薄膜トランジスタの閾値電圧の移動を低減するた
めに前記多結晶シリコン薄膜のチャネルとなる領域にP
型不純物を低濃度にドーピングする工程と、前記多結晶
シリコン薄膜の上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を
形成する工程と、前記多結晶シリコン薄膜に選択的にN
型不純物を高濃度にドーピングしてソース・ドレイン領
域を形成する工程と、前記ソース・ドレイン領域を熱処
理により活性化する工程と、前記ソース・ドレイン領域
を形成した後に、前記多結晶シリコン薄膜を前記水素プ
ラズマ処理あるいは水素イオン打込み処理あるいはプラ
ズマ窒化膜形成を行う工程とを有し、前記多結晶シリコ
ン薄膜のチャネルとなる領域に前記P型不純物を低濃度
にドーピングする工程は、前記ゲート絶縁膜を形成する
前であることを特徴とする。本発明は、前記P型不純物
を低濃度にドーピングするドーピング量は1012cm-2
から1013cm-2に制御することを特徴とする。 【0006】 【発明の実施の形態】実施例1を、図1により、工程図
に従って説明する。同図(a)において、絶縁性透明基
板1一1上に無添加多結晶シリコン薄膜の島1ー2と1
ー3を形成する。前記無添加多結晶シリコン薄膜の島
は、減圧CVDなどで堆積させられ、続いてフォトエッ
チングで形成される。次に同図(b)に示すように、レ
ジストマスク1ー4を形成し、島1ー3のみにボロンを
チャネルドーピングする。このようにしてNチャネル薄
膜トランジスタにするべき島1ー3のみを低濃度のボロ
ンドープされたP型多結晶シリコンにする。1ー5はボ
ロンビームを示す。ただしVthのシフト量が1ボルト
程度で、抵抗率が低下しないくらいのチャネルドープ打
込み量に設定する必要があり、およそ1012cmー2から
1013cmー2程度が適当である。その後レジストマスタ
1ー4は剥離される。続いて同図(c)で示すように熱
酸によりゲート酸化膜1一6を形成する。同図(d)と
(e)は一般的なCMOS工程である。1ー7はゲート
電極であり、n型多結晶シリコンが使われる。該ゲート
電極1ー7をマスクとしてボロンあるいはリンを必要な
ところにイオン打込みして、ボロンドープ領域1一8及
び、リンドープ領域1ー9を形成する。このようにし
て、Pチャネル多結晶シリコン薄膜トランジスタ1ー1
0及び、低濃度にボロンをチャネルドーピングされたN
チャネル多結晶シリコン薄膜トランジスタ1ー11が作
製される。次に層間絶縁膜1ー12を形成する。該層間
絶縁膜はCVD法(減圧CVDあるいは常圧CVD)に
よるSiO2 を用いて形成される。続いて前記ボロンド
ープ領域1ー8及びリンドープ領域1ー9の活性化熱処
理を約1000℃で行なう。この段階でのTFT特性
は、Pチャネル多結晶シリコン薄膜トランジスタ1ー1
0は通常の特性であるが、低濃度にボロンをチャネルド
ーピングされたNチャネル多結晶シリコン薄膜トランジ
スタ1ー11は、エンハンスメント方向にシフトしてい
る。ここで水素プラズマ処埋あるいは水素イオン打込み
処理が行なわれる。同図1ー13は、水素プラズマによ
り発生した反応性の高い水素ラジカル、あるいは水素イ
オンピームを示している。水素プラズマは平行平板型の
一般的なプラズマ装置と水素ガスを用いることにより簡
単に得ることができる。その後、コンタクトホール形成
工程、続いて電極形成工程などそれれのデバイスに必要
な工程へと続いてゆく。前記電極材料として、金属(ア
ルミニウムあるいはクロムなど)を用いる場合には、電
極形成後に水素プラズマ処理あるいは水素イオン打込み
処理を行なっても何ら問題はない。ただし、ITO(I
ndium Tin Oxide)あるいはSnO2 な
どの透明導電膜を前記電極材料に用いる場合は、該透明
導電膜が還元作用を受けるため、水素プラズマ処理ある
いは水素イオン打込み処理は電極形成前に行なわなけれ
ばならない。 【0007】実施例1では、ゲート酸化膜形成前に選択
チャネルドーピングする方法について説明したが、参考
例では、ゲート酸化膜形成後に選択チャネルドーピング
する方法について説明する。同図(a)に示すように実
施例1と同様な方法で絶縁性透明基板2ー1上に無添加
多結晶シリコン薄膜の島2ー2と2ー3を形成する。次
に同図(b)で示すように熱酸化によりゲート酸化膜2
ー4を形成する。続いて同図(c)レジストマスタ2ー
5を形成し、無添加多結晶シリコン薄膜の島2ー3のみ
に、ボロンをチャネルドーピングする。このようにゲー
ト酸化膜2ー4を通して、Nチャネル多結晶シリコン薄
膜トランジスタにするべき島2一3のみを低濃度にボロ
ンドープされたP型多結晶シリコンにする。2一6はボ
ロンビームを示す。チャネルドーピング打込み量につい
ては実施例1のところで述べたのでここでは省略する。
その後、レジストマスク2ー5は剥離される。以後同図
(d),(e),(f)で示す工程は、実施例1のとこ
ろで図1(d),(e),(f)に従って説明した事と
同様なので、ここでは省略する。 【0008】以上述べたように本発明によれば、従来の
水素プラズマ処理で生じた、Nチャネル多結晶シリコン
薄膜トランジスタがデプレッション方向へ1Vから2V
程度シフトするという異常シフトの問題を、Nチャネル
多結晶シリコン薄膜トランジズタのみのチャネル部にボ
ロンを低濃度(1012cmー2から1013cmー2程度)に
選択チャネルドーピングしたので、エンハンスメント方
向へ制御して解決することができる。従って、水素プラ
ズマ処理あるいは水素イオン打込み処理あるいはプラズ
マ窒化膜形成による多結晶シリコンの欠陥の低減という
長所を最大限に利用することが可能となった。つまり、
サブスレッシュホルド領域の立ち上がりが急しゅんとな
り、Vthの絶対値が低減され、しかもNチャネル,P
チャネル共にそのVthの絶対値の大きさが一致すると
いう優れた特性を有する。CMOS型多結晶シリコン薄
膜トランジスタの実現が可能となる。図3にCMOS型
多結晶シリコン薄膜トランジスタに対する本発明の効果
な示す。図3(a)にNチャネル多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタに対する本発明の効果を示す。同図は発明者
が実験して得たデータである。横柚はゲートとソース間
電圧VGSであり、縦軸はドレイン電IDSの対数である。
測定はドレインとソース間の電圧VDSを5V一定にして
行なった。同図において破線3ー1の曲線が従来方法に
よる結果であり、実線3ー2の曲線が、ボロンを選択チ
ャネルドーピングされた薄膜トランジスタのトランジス
タ特性である。図3(b)には同様にPチャネル多結晶
シリコン薄膜トランジスタのトランジスタ特性を示す。
VDSはー5Vである。Pチャネル多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタは、チャネルドーピングはされていないの
で、Vthのシフト量は、問題とならない。これらの結
果からわかるように、従来方法では、水素プラズマ処理
あるいは水素イオン打込み処理あるいはプラズマ窒化膜
形成など(以下まとめて水素処理と呼ぶ)によるNチャ
ネルのデプレッション方向への異常シフトを全面にボロ
ンなチャネルドーピングという方向で行なっていたの
で、前記水素処理による異常シフトの小さいPチャネル
多結晶シリコン薄膜トランジスタはエンハンスメント方
向へ異常シフトしてしまった。本発明ではNチャネル多
結晶シリコン薄膜トランジスタのみにボロンを選択チャ
ネルドーピングするので、NチャネルのみVthがエン
ハンスメント方向に制御されることとなり、前記水素処
理後には両チャネルのVthの絶対値のほとんど一致し
た、優れたCMOS型多結晶シリコン薄膜トランジスタ
を実現することが可能となった。 【0009】 【発明の効果】本発明は、以下に述べる如き顕著な効果
を奏することができる。 (a)ソース・ドレイン領域を形成した後に、多結晶シ
リコン薄膜を水素処理することにより、シリコン薄膜中
のダングリングボンドなどの欠陥が削減され、トランジ
スタ特性を改善することができる。 (b)また、多結晶シリコン薄膜を水素処理することに
よるしきい値の異常シフトを第1不純物を低濃度にドー
ピングすることにより、コントロールすることができ、
オフ電流を小さくすることができる。 (c)また多結晶シリコン薄膜のチャネルとなる領域に
第1不純物を低濃度にドーピングする工程は、前記ゲー
ト絶縁膜を形成する前であることにより、ドーピングに
よるゲート絶縁膜へのダメージを低減することができ
る。 【0010】このように、アクティブマトリクス基板あ
るいはイメージセンサーなどのデバイスの高速動作、低
消費電力、低駆動電圧化、及び高信頼化などの要求項目
に対し。本発明の効果は非常に大きい。
るアクティブマトリクスあるいはイメージセンサーの画
素のスイッチング素子あるいは駆動用回路に用いられる
薄膜トランジスタの製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】多結晶シリコンにおいては、結晶粒界に
存在するダングリングボンドなどの欠陥が、キャリアに
対するトラップ準位あるいは障壁として働くと一般的に
考えられており(John Y.W.Seto,J,A
ppl.Phys.,46,5247(1975)参
照)、従って多結晶シリコン薄膜トランジスタの性能を
向上させる為には、前記欠陥を低減させる必要がある。
(J.Appl.Phys.,53(2),1193
(1982)参照)その目的で、水素による前記欠陥の
終端化が行なわれており、その中でも代表的な方法が、
水素プラズマ処理(応用物理学会,1986年秋季大会
予稿集,講演番号27pーQー5 あるいは、Mate
r1sーReseahーSociety Symp.P
roc.Vol.53,419(1986)参照)ある
いは水素イオン打込み法(IEEE EIctronー
Device-Letters,Vol.EDLー7,N
o.11,November(1986),597べー
ジ参照)あるいはプラズマ窒化膜の形成(電子通信学会
技術研究報告SSD83ー75,23ぺージ参照)など
である。これらの方法を用いると、トランジスタ特性の
大幅な特性改善がなされる。しかしながら、特性が向上
する反面、Nチャネルトランジスタがデプレッション方
向に大きくシフトし、Pチャネルトランジスタがエンハ
ンスメント方向にわずかながらシフトするというVth
の異常シフトの問題が生じる。この原因は、トランジス
タがプラズマ中にさらされる事により、ゲート酸化膜中
に正の固定電荷が形成されチャネル部が常に負に誘起さ
れている為だと考えられている。(電子通信学会技術研
究報告SSD83ー75,23べージ参照)一方、水素
プラズマ処理によるVthのシフト量がNチャネルトラ
ンジスタについてはマイナス1Vからマイナス2Vであ
るのに対し、Pチャネルトランジスタについては、マイ
ナス0.1V程度であり(発明者による実験結果)この
現象についての原因は、まだわかっていない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ゲート
電極形成前に、ウエハ全面にわたってイオン打込み法に
より、ボロンをチャネルドーピングする方法と、多結晶
シリコン薄膜として、ボロンドープされた多結晶シリコ
ン薄膜を推積させて用いるという2つの方法がある。し
かしながら、前述のように水素プラズマあるいは水素イ
オン打込み法、あるいは、プラズマ窒化膜形成工程によ
るVthのシフト量がNチャネルとPチャネルとで異な
る為に、従来技術では、Pチャネルトランジスタが、エ
ンハンスメント方向にシフトしすぎてしまい、両チャネ
ルのVthの絶対値の値を等しくできなくなってしま
う。 【0004】本発明は、このような水素プラズマ処理あ
るいは水素イオン打込み法あるいはプラズマ窒化膜形成
工程によるCMOS型多結晶シリコン薄膜トランジスタ
のVthの制御に関して、従来方法により生じたPチャ
ネル多結晶シリコン薄膜トランジスタが、エンハンスメ
ント方向へ大きくシフトするという問題点を解決し、V
thの絶対値が小さくてサブスレッシュホルド領域の立
ち上がりが急しゅんで、さらにPチャネル及びNチャネ
ル共にそのVthの絶対値がほぼ等しいCMOS型多結
晶シリコン薄膜トランジスタを実現することを目的とし
ている。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に薄膜
トランジスタを形成する薄膜トランジスタの製造方法に
おいて、 前記基板上に多結晶シリコン薄膜を形成する
工程と、下記水素プラズマ処理あるいは水素イオン打込
み処理あるいはプラズマ窒化膜形成により前記多結晶シ
リコン薄膜トランジスタの閾値電圧の移動を低減するた
めに前記多結晶シリコン薄膜のチャネルとなる領域にP
型不純物を低濃度にドーピングする工程と、前記多結晶
シリコン薄膜の上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を
形成する工程と、前記多結晶シリコン薄膜に選択的にN
型不純物を高濃度にドーピングしてソース・ドレイン領
域を形成する工程と、前記ソース・ドレイン領域を熱処
理により活性化する工程と、前記ソース・ドレイン領域
を形成した後に、前記多結晶シリコン薄膜を前記水素プ
ラズマ処理あるいは水素イオン打込み処理あるいはプラ
ズマ窒化膜形成を行う工程とを有し、前記多結晶シリコ
ン薄膜のチャネルとなる領域に前記P型不純物を低濃度
にドーピングする工程は、前記ゲート絶縁膜を形成する
前であることを特徴とする。本発明は、前記P型不純物
を低濃度にドーピングするドーピング量は1012cm-2
から1013cm-2に制御することを特徴とする。 【0006】 【発明の実施の形態】実施例1を、図1により、工程図
に従って説明する。同図(a)において、絶縁性透明基
板1一1上に無添加多結晶シリコン薄膜の島1ー2と1
ー3を形成する。前記無添加多結晶シリコン薄膜の島
は、減圧CVDなどで堆積させられ、続いてフォトエッ
チングで形成される。次に同図(b)に示すように、レ
ジストマスク1ー4を形成し、島1ー3のみにボロンを
チャネルドーピングする。このようにしてNチャネル薄
膜トランジスタにするべき島1ー3のみを低濃度のボロ
ンドープされたP型多結晶シリコンにする。1ー5はボ
ロンビームを示す。ただしVthのシフト量が1ボルト
程度で、抵抗率が低下しないくらいのチャネルドープ打
込み量に設定する必要があり、およそ1012cmー2から
1013cmー2程度が適当である。その後レジストマスタ
1ー4は剥離される。続いて同図(c)で示すように熱
酸によりゲート酸化膜1一6を形成する。同図(d)と
(e)は一般的なCMOS工程である。1ー7はゲート
電極であり、n型多結晶シリコンが使われる。該ゲート
電極1ー7をマスクとしてボロンあるいはリンを必要な
ところにイオン打込みして、ボロンドープ領域1一8及
び、リンドープ領域1ー9を形成する。このようにし
て、Pチャネル多結晶シリコン薄膜トランジスタ1ー1
0及び、低濃度にボロンをチャネルドーピングされたN
チャネル多結晶シリコン薄膜トランジスタ1ー11が作
製される。次に層間絶縁膜1ー12を形成する。該層間
絶縁膜はCVD法(減圧CVDあるいは常圧CVD)に
よるSiO2 を用いて形成される。続いて前記ボロンド
ープ領域1ー8及びリンドープ領域1ー9の活性化熱処
理を約1000℃で行なう。この段階でのTFT特性
は、Pチャネル多結晶シリコン薄膜トランジスタ1ー1
0は通常の特性であるが、低濃度にボロンをチャネルド
ーピングされたNチャネル多結晶シリコン薄膜トランジ
スタ1ー11は、エンハンスメント方向にシフトしてい
る。ここで水素プラズマ処埋あるいは水素イオン打込み
処理が行なわれる。同図1ー13は、水素プラズマによ
り発生した反応性の高い水素ラジカル、あるいは水素イ
オンピームを示している。水素プラズマは平行平板型の
一般的なプラズマ装置と水素ガスを用いることにより簡
単に得ることができる。その後、コンタクトホール形成
工程、続いて電極形成工程などそれれのデバイスに必要
な工程へと続いてゆく。前記電極材料として、金属(ア
ルミニウムあるいはクロムなど)を用いる場合には、電
極形成後に水素プラズマ処理あるいは水素イオン打込み
処理を行なっても何ら問題はない。ただし、ITO(I
ndium Tin Oxide)あるいはSnO2 な
どの透明導電膜を前記電極材料に用いる場合は、該透明
導電膜が還元作用を受けるため、水素プラズマ処理ある
いは水素イオン打込み処理は電極形成前に行なわなけれ
ばならない。 【0007】実施例1では、ゲート酸化膜形成前に選択
チャネルドーピングする方法について説明したが、参考
例では、ゲート酸化膜形成後に選択チャネルドーピング
する方法について説明する。同図(a)に示すように実
施例1と同様な方法で絶縁性透明基板2ー1上に無添加
多結晶シリコン薄膜の島2ー2と2ー3を形成する。次
に同図(b)で示すように熱酸化によりゲート酸化膜2
ー4を形成する。続いて同図(c)レジストマスタ2ー
5を形成し、無添加多結晶シリコン薄膜の島2ー3のみ
に、ボロンをチャネルドーピングする。このようにゲー
ト酸化膜2ー4を通して、Nチャネル多結晶シリコン薄
膜トランジスタにするべき島2一3のみを低濃度にボロ
ンドープされたP型多結晶シリコンにする。2一6はボ
ロンビームを示す。チャネルドーピング打込み量につい
ては実施例1のところで述べたのでここでは省略する。
その後、レジストマスク2ー5は剥離される。以後同図
(d),(e),(f)で示す工程は、実施例1のとこ
ろで図1(d),(e),(f)に従って説明した事と
同様なので、ここでは省略する。 【0008】以上述べたように本発明によれば、従来の
水素プラズマ処理で生じた、Nチャネル多結晶シリコン
薄膜トランジスタがデプレッション方向へ1Vから2V
程度シフトするという異常シフトの問題を、Nチャネル
多結晶シリコン薄膜トランジズタのみのチャネル部にボ
ロンを低濃度(1012cmー2から1013cmー2程度)に
選択チャネルドーピングしたので、エンハンスメント方
向へ制御して解決することができる。従って、水素プラ
ズマ処理あるいは水素イオン打込み処理あるいはプラズ
マ窒化膜形成による多結晶シリコンの欠陥の低減という
長所を最大限に利用することが可能となった。つまり、
サブスレッシュホルド領域の立ち上がりが急しゅんとな
り、Vthの絶対値が低減され、しかもNチャネル,P
チャネル共にそのVthの絶対値の大きさが一致すると
いう優れた特性を有する。CMOS型多結晶シリコン薄
膜トランジスタの実現が可能となる。図3にCMOS型
多結晶シリコン薄膜トランジスタに対する本発明の効果
な示す。図3(a)にNチャネル多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタに対する本発明の効果を示す。同図は発明者
が実験して得たデータである。横柚はゲートとソース間
電圧VGSであり、縦軸はドレイン電IDSの対数である。
測定はドレインとソース間の電圧VDSを5V一定にして
行なった。同図において破線3ー1の曲線が従来方法に
よる結果であり、実線3ー2の曲線が、ボロンを選択チ
ャネルドーピングされた薄膜トランジスタのトランジス
タ特性である。図3(b)には同様にPチャネル多結晶
シリコン薄膜トランジスタのトランジスタ特性を示す。
VDSはー5Vである。Pチャネル多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタは、チャネルドーピングはされていないの
で、Vthのシフト量は、問題とならない。これらの結
果からわかるように、従来方法では、水素プラズマ処理
あるいは水素イオン打込み処理あるいはプラズマ窒化膜
形成など(以下まとめて水素処理と呼ぶ)によるNチャ
ネルのデプレッション方向への異常シフトを全面にボロ
ンなチャネルドーピングという方向で行なっていたの
で、前記水素処理による異常シフトの小さいPチャネル
多結晶シリコン薄膜トランジスタはエンハンスメント方
向へ異常シフトしてしまった。本発明ではNチャネル多
結晶シリコン薄膜トランジスタのみにボロンを選択チャ
ネルドーピングするので、NチャネルのみVthがエン
ハンスメント方向に制御されることとなり、前記水素処
理後には両チャネルのVthの絶対値のほとんど一致し
た、優れたCMOS型多結晶シリコン薄膜トランジスタ
を実現することが可能となった。 【0009】 【発明の効果】本発明は、以下に述べる如き顕著な効果
を奏することができる。 (a)ソース・ドレイン領域を形成した後に、多結晶シ
リコン薄膜を水素処理することにより、シリコン薄膜中
のダングリングボンドなどの欠陥が削減され、トランジ
スタ特性を改善することができる。 (b)また、多結晶シリコン薄膜を水素処理することに
よるしきい値の異常シフトを第1不純物を低濃度にドー
ピングすることにより、コントロールすることができ、
オフ電流を小さくすることができる。 (c)また多結晶シリコン薄膜のチャネルとなる領域に
第1不純物を低濃度にドーピングする工程は、前記ゲー
ト絶縁膜を形成する前であることにより、ドーピングに
よるゲート絶縁膜へのダメージを低減することができ
る。 【0010】このように、アクティブマトリクス基板あ
るいはイメージセンサーなどのデバイスの高速動作、低
消費電力、低駆動電圧化、及び高信頼化などの要求項目
に対し。本発明の効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)から(f)は、本発明におけるCMOS
型多結晶シリコン薄膜トランジスタの工程図であり、実
施例1である。 【図2】(a)から(f)は、同じく本発明の参考例を
示す図である。 【図3】(a)、(b)は、CMOS型多結晶シリコン
薄膜トランジスタに対する本発明の効果を示すトランジ
スタ特性図である。 【符号の説明】 1−4と2−5;選択チャネルドーピングのためのレジ
ストマスク 1−5と2−6;ボロンビーム 1−13と2−11;水素ラジカル 3−1;従来例によるNチャネルのトランジスタカーブ 3−2;本発明によるNチャネルのトランジスタカーブ 3−3;本発明によるPチャネルのトランジスタカーブ
型多結晶シリコン薄膜トランジスタの工程図であり、実
施例1である。 【図2】(a)から(f)は、同じく本発明の参考例を
示す図である。 【図3】(a)、(b)は、CMOS型多結晶シリコン
薄膜トランジスタに対する本発明の効果を示すトランジ
スタ特性図である。 【符号の説明】 1−4と2−5;選択チャネルドーピングのためのレジ
ストマスク 1−5と2−6;ボロンビーム 1−13と2−11;水素ラジカル 3−1;従来例によるNチャネルのトランジスタカーブ 3−2;本発明によるNチャネルのトランジスタカーブ 3−3;本発明によるPチャネルのトランジスタカーブ
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(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 29/786
H01L 21/336
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.基板上に薄膜トランジスタを形成する薄膜トランジ
スタの製造方法において、 前記基板上に多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、 下記水素プラズマ処理あるいは水素イオン打込み処理あ
るいはプラズマ窒化膜形成により前記多結晶シリコン薄
膜トランジスタの閾値電圧の移動を低減するために前記
多結晶シリコン薄膜のチャネルとなる領域にP型不純物
を低濃度にドーピングする工程と、 前記多結晶シリコン薄膜の上にゲート絶縁膜を介してゲ
ート電極を形成する工程と前記多結晶シリコン薄膜に選
択的にN型不純物を高濃度にドーピングしてソース・ド
レイン領域を形成する工程と、 前記ソース・ドレイン領域を熱処理により活性化する工
程と、 前記ソース・ドレイン領域を形成した後に、前記多結晶
シリコン薄膜を前記水素プラズマ処理あるいは水素イオ
ン打込み処理あるいはプラズマ窒化膜形成を行う工程と
を有し、 前記多結晶シリコン薄膜のチャネルとなる領域に前記P
型不純物を低濃度にドーピングする工程は、前記ゲート
絶縁膜を形成する前であることを特徴とする薄膜トラン
ジスタの製造方法。 2. 前記P型不純物を低濃度にドーピングするドーピン
グ量は1012cm-2から1013cm-2に制御することを
特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方
法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10126440A JP3120372B2 (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10126440A JP3120372B2 (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8328111A Division JP2899960B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP13579198A Division JP3183256B2 (ja) | 1998-11-06 | 1998-05-18 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10308517A JPH10308517A (ja) | 1998-11-17 |
JP3120372B2 true JP3120372B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=14935269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10126440A Expired - Lifetime JP3120372B2 (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
1998
- 1998-05-08 JP JP10126440A patent/JP3120372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10308517A (ja) | 1998-11-17 |
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