JP3169309B2 - Method for manufacturing thin film semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing thin film semiconductor device

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JP3169309B2
JP3169309B2 JP21396394A JP21396394A JP3169309B2 JP 3169309 B2 JP3169309 B2 JP 3169309B2 JP 21396394 A JP21396394 A JP 21396394A JP 21396394 A JP21396394 A JP 21396394A JP 3169309 B2 JP3169309 B2 JP 3169309B2
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insulating film
gate insulating
semiconductor layer
annealing
tft
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成浩 諸沢
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイやイメー
ジセンサ等に用いられ、薄膜トランジスタなどを備えた
薄膜半導体装置の製造方法に関し、特に、低温プロセス
で製造することができる薄膜半導体装置の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film semiconductor device having a thin film transistor and the like used for a display or an image sensor, and more particularly to a method of manufacturing a thin film semiconductor device which can be manufactured by a low temperature process. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、薄膜半導体装置においては、ガラ
ス基板を用いることにより、薄膜トランジスタ(以下T
FTと略する)が大面積な部分に形成されたものが作製
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a thin film semiconductor device, a thin film transistor (hereinafter referred to as T
FT) (abbreviated as FT) is formed in a large area.

【0003】このTFT部分の断面図を図3に示す。こ
のTFTは、絶縁性基板11の上に半導体層12が形成
されており、この半導体層12の表面を覆ってゲート絶
縁膜13が形成されている。ゲート絶縁膜13上には、
半導体層12の中央部と重畳するようにゲート電極13
が形成され、ゲート電極13直下の半導体層12部分が
チャネル部となっている。チャネル部両側の半導体層部
分の一方はソース部であり、他方はドレイン部である。
ゲート電極14の上には層間絶縁膜15および引き出し
電極16が形成され、引き出し電極16は、ゲート絶縁
膜13および層間絶縁膜15に設けられたコンタクトホ
ールを介して半導体層12のソース部およびドレイン部
に接続されている。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the TFT portion. In this TFT, a semiconductor layer 12 is formed on an insulating substrate 11, and a gate insulating film 13 is formed so as to cover the surface of the semiconductor layer 12. On the gate insulating film 13,
The gate electrode 13 is overlapped with the center of the semiconductor layer 12.
Is formed, and the portion of the semiconductor layer 12 immediately below the gate electrode 13 serves as a channel portion. One of the semiconductor layer portions on both sides of the channel portion is a source portion, and the other is a drain portion.
An interlayer insulating film 15 and a lead electrode 16 are formed on the gate electrode 14, and the lead electrode 16 is connected to a source portion and a drain of the semiconductor layer 12 through contact holes provided in the gate insulating film 13 and the interlayer insulating film 15. Connected to the unit.

【0004】上記TFTにおいて、絶縁性基板11とし
てガラス基板を用いた場合、熱歪み等を防ぐためにTF
Tの製造は約600℃以下の低温プロセスで行われるの
が好ましい。このため、ゲート絶縁膜13を作製する
際、プラズマCVD(Chemical Vapour
Deposition)法、リモートプラズマCVD
法、AP(Atomosupheric Pressu
re)CVD法、LP(Low Pressure)C
VD法、スパッタリング法等の低温成膜が可能な堆積法
によりSiO2膜等の絶縁膜を成膜している。しかし、
これらの方法により得られるSiO2膜は緻密なもので
はないので、TFTの信頼性が低下する等の問題が生じ
ていた。これを防ぐため、例えば特公平5−46105
号公報には600℃程度の温度で絶縁膜をアニールする
方法が開示されているが、この方法では膜を十分に緻密
化させることはできない。
In the above TFT, when a glass substrate is used as the insulating substrate 11, TF is used to prevent thermal distortion and the like.
Preferably, the production of T is performed in a low temperature process at about 600 ° C. or less. For this reason, when manufacturing the gate insulating film 13, plasma CVD (Chemical Vapor) is used.
Deposition method, remote plasma CVD
Law, AP (Atomospheric Pressu)
re) CVD method, LP (Low Pressure) C
An insulating film such as a SiO 2 film is formed by a deposition method capable of forming a film at a low temperature such as a VD method or a sputtering method. But,
Since the SiO 2 films obtained by these methods are not dense, problems such as a decrease in the reliability of the TFT have occurred. To prevent this, for example, Japanese Patent Publication No. 5-46105
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873 discloses a method of annealing an insulating film at a temperature of about 600 ° C., but this method cannot sufficiently densify the film.

【0005】絶縁性基板11として石英基板やシリコン
ウェハー等のガラス基板以外の基板を用いた場合には、
2雰囲気中、900℃程度の高温アニールやランプア
ニール等によりSiO2膜を緻密化させる方法が考えら
れる。しかし、いずれの場合も600℃程度では不十分
であり、高品質のゲート絶縁膜は600℃以上の高温熱
処理を行わないと得られない。
When a substrate other than a glass substrate such as a quartz substrate or a silicon wafer is used as the insulating substrate 11,
A method of densifying the SiO 2 film by high-temperature annealing at about 900 ° C. or lamp annealing in an N 2 atmosphere is considered. However, in any case, about 600 ° C. is insufficient, and a high quality gate insulating film cannot be obtained unless high-temperature heat treatment at 600 ° C. or higher is performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ゲート
絶縁膜を600℃以下の低温で作製すると緻密で高品質
なものが得られず、SiO2膜中に多数のトラップを含
んだものとなるので、TFT特性に悪影響を及ぼす。こ
れらのトラップはホットエレクトロン注入の原因になる
ので、素子の信頼性の点からも問題となる。また、ゲー
ト絶縁膜を低温形成しているために、界面準位密度も高
くなり、良好な界面が形成されにくい。
As described above [0006], not dense and high quality ones obtained when the gate insulating film is prepared at a low temperature of 600 ° C. or less, and those containing a large number of traps in the SiO 2 film Therefore, the TFT characteristics are adversely affected. Since these traps cause hot electron injection, they also pose a problem in terms of device reliability. In addition, since the gate insulating film is formed at a low temperature, the interface state density is increased, and a favorable interface is not easily formed.

【0007】一方、比較的高温で作製されたゲート絶縁
膜は高品質なものとすることができるが、熱歪み等の点
から低温プロセスでのTFT作製が強く要望されてい
る。
On the other hand, a gate insulating film formed at a relatively high temperature can be of high quality, but there is a strong demand for TFT manufacturing by a low-temperature process from the viewpoint of thermal distortion and the like.

【0008】本発明はこのような従来技術の課題を解決
すべくなされたものであり、チャネル半導体層とゲート
絶縁膜との界面近傍が緻密であり、素子特性の信頼性に
優れた薄膜半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and a thin film semiconductor device in which the vicinity of an interface between a channel semiconductor layer and a gate insulating film is dense and which has excellent reliability in element characteristics. It is an object of the present invention to provide a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜半導体装置
の製造方法は、チャネル半導体層とゲート絶縁膜とが接
する構造を有する薄膜半導体装置の製造方法であって、
該チャネル半導体層と該ゲート絶縁膜とを順次成膜し、
その後、前記チャネル半導体層と前記ゲート絶縁膜との
界面が800℃〜1000℃となるようなエネルギー密
度でレーザーアニールを行い、さらに、このレーザーア
ニールの後、550℃〜650℃の温度の熱処理による
アニールを行うものであり、そのことにより上記目的が
達成される。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film semiconductor device having a structure in which a channel semiconductor layer and a gate insulating film are in contact with each other.
Forming sequentially the channel semiconductor layer and the gate insulating film;
Then, the channel semiconductor layer and the gate insulating film
Energy density such that the interface is 800 ° C to 1000 ° C
Laser annealing, and
After Neil, by heat treatment at a temperature of 550 ° C to 650 ° C
Annealing is performed, thereby achieving the above object.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、半導体層上にゲート絶縁膜
を成膜した後、レーザーアニールを行っている。このレ
ーザーアニールにより、半導体層とゲート絶縁膜との界
面近傍におけるゲート絶縁膜の緻密化と、界面原子のネ
ットワークの再構成とが行われる。このため、界面準位
密度が減少すると共に良好な界面が形成されることとな
る。よって、高移動度で、閾値電圧VthおよびS係数
(トランジスタのドレイン部より引き出される電流が一
桁上がるのに必要なゲート電圧を示す値)が低いTFT
特性を得ることができる。
According to the present invention, laser annealing is performed after forming a gate insulating film on a semiconductor layer. By this laser annealing, densification of the gate insulating film near the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film and reconstruction of the network of interface atoms are performed. For this reason, the interface state density decreases and a good interface is formed. Accordingly, a TFT having a high mobility and a low threshold voltage Vth and a low S coefficient (a value indicating a gate voltage necessary for increasing the current drawn from the drain portion of the transistor by one digit)
Properties can be obtained.

【0013】また、ゲート絶縁膜を緻密で高品質にする
ことができるので、界面近傍のトラップが少なく、ホッ
トエレクトロン注入に対して強くすることができる。よ
って、信頼性に優れたTFTを得ることができる。ゲー
ト絶縁膜の成膜は低温で行うことができるので、低温プ
ロセスでTFTを作製することができ、熱歪み等の問題
も生じない。
Further, since the gate insulating film can be made dense and high quality, there are few traps near the interface, and the gate insulating film can be made strong against hot electron injection. Therefore, a TFT having excellent reliability can be obtained. Since the gate insulating film can be formed at a low temperature, a TFT can be manufactured by a low-temperature process, and there is no problem such as thermal distortion.

【0014】更に、レーザーアニールの後に、従来より
行われている熱処理によるアニールを施すと、半導体層
とゲート絶縁膜との界面近傍における前記緻密化と再構
成とをより効果的に行うことが可能となる。加えて、ゲ
ート絶縁膜の緻密化がなされる領域を界面近傍からもっ
と広い範囲にすることが可能となる。
Further, if annealing is performed by a conventional heat treatment after the laser annealing, the densification and the reconfiguration near the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film can be performed more effectively. Becomes In addition, the region where the densification of the gate insulating film is performed can be made wider from the vicinity of the interface.

【0015】レーザーアニールは、エネルギー密度が低
すぎると効果が小さく、高すぎるとゲート絶縁膜へのダ
メージ等の問題が生じるので、半導体層とゲート絶縁膜
との界面が800℃〜1000℃となるようなエネルギ
ー密度で行うのが望ましい。特に、界面が約1000℃
となるようなエネルギー密度で行うのが最適である。
The effect of the laser annealing is too small when the energy density is too low, and a problem such as damage to the gate insulating film occurs when the energy density is too high. Therefore, the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film is 800 ° C. to 1000 ° C. It is desirable to carry out at such an energy density. In particular, the interface is about 1000 ° C
It is optimal to carry out at an energy density such that

【0016】上記熱処理によるアニールは、ガラス基板
を使用する場合、600℃程度、具体的には550℃〜
650℃で行うとよい。このような温度範囲でアニール
を行うのは、温度が低すぎると効果が小さく、高すぎる
と基板に熱歪み等の問題が生じるからである。
In the case of using a glass substrate, the annealing by the heat treatment is performed at about 600 ° C., specifically, 550 ° C.
It is good to carry out at 650 ° C. Annealing is performed in such a temperature range because if the temperature is too low, the effect is small, and if the temperature is too high, problems such as thermal distortion occur in the substrate.

【0017】なお、レーザーアニールより後に熱処理に
よるアニールを施すのは、レーザーアニールでは周りに
悪影響を余り及ぼさずに局部的に600℃より高い温度
にでき、界面近傍の水素などの原子を切り離すことが可
能となり、その後の熱処理によるアニールにて界面近傍
から水素などの原子を分散させ得るからである。よっ
て、界面近傍における品質が向上することとなる。
The reason for performing the annealing by heat treatment after the laser annealing is that the laser annealing can locally raise the temperature to higher than 600 ° C. without significantly affecting the surroundings, and can cut off atoms such as hydrogen near the interface. This is because it becomes possible, and atoms such as hydrogen can be dispersed from the vicinity of the interface by annealing by the subsequent heat treatment. Therefore, the quality near the interface is improved.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1(e)は、本発明を適用したTFTを
示す断面図である。このTFTは、絶縁性基板1上に半
導体層2が形成され、その上を覆ってゲート絶縁膜3が
形成されている。ゲート絶縁膜3上には、半導体層2の
中央部に重畳するようにゲート電極3が形成され、ゲー
ト電極3直下の半導体層2部分がチャネル部となってい
る。チャネル部両側の半導体層部分の一方はソース部で
あり、他方はドレイン部である。ゲート電極4の上には
層間絶縁膜5および引き出し電極6が形成され、引き出
し電極6は、ゲート絶縁膜3および層間絶縁膜5に設け
られたコンタクトホールを介して半導体層2のソース部
およびドレイン部に接続されている。
FIG. 1E is a sectional view showing a TFT to which the present invention is applied. In this TFT, a semiconductor layer 2 is formed on an insulating substrate 1, and a gate insulating film 3 is formed so as to cover the semiconductor layer 2. A gate electrode 3 is formed on the gate insulating film 3 so as to overlap a central portion of the semiconductor layer 2, and a portion of the semiconductor layer 2 immediately below the gate electrode 3 serves as a channel portion. One of the semiconductor layer portions on both sides of the channel portion is a source portion, and the other is a drain portion. An interlayer insulating film 5 and a lead electrode 6 are formed on the gate electrode 4, and the lead electrode 6 is connected to a source portion and a drain of the semiconductor layer 2 through contact holes provided in the gate insulating film 3 and the interlayer insulating film 5. Connected to the unit.

【0020】このTFTは、以下のようにして作製する
ことができる。
This TFT can be manufactured as follows.

【0021】まず、図1(a)に示すように、絶縁性基
板1上に半導体層2を形成する。この実施例では、約6
00℃の熱処理に耐え得るような歪み点温度の高いガラ
ス基板1上に、Si26ガスを用いたLPCVD法によ
り約450℃の基板温度でアモルファスSi膜を成膜し
た。このアモルファスSi膜をN2雰囲気中、600℃
で約2時間アニールして固相成長させることによりpo
ly−Si膜とし、これをエキシマレーザーアニールす
ることにより再結晶化させた。得られたpoly−Si
膜をエッチングにより所望の形状にアイランド化し、半
導体層2を形成した。
First, as shown in FIG. 1A, a semiconductor layer 2 is formed on an insulating substrate 1. In this embodiment, about 6
An amorphous Si film was formed on a glass substrate 1 having a high strain point temperature capable of withstanding a heat treatment at 00 ° C. at a substrate temperature of about 450 ° C. by an LPCVD method using Si 2 H 6 gas. This amorphous Si film is placed in an N 2 atmosphere at 600 ° C.
Annealing for about 2 hours in solid phase growth
The ly-Si film was recrystallized by excimer laser annealing. The obtained poly-Si
The film was islanded into a desired shape by etching, and the semiconductor layer 2 was formed.

【0022】次に、図1(b)に示すように、半導体層
2を覆うようにゲート絶縁膜3を成膜する。この実施例
では、プラズマCVD法により厚み200nm程度のS
iO2膜を成膜してゲート絶縁膜3とした。
Next, as shown in FIG. 1B, a gate insulating film 3 is formed so as to cover the semiconductor layer 2. In this embodiment, an S layer having a thickness of about 200 nm is formed by a plasma CVD method.
An iO 2 film was formed to form a gate insulating film 3.

【0023】続いて、図1(c)に示すように、ゲート
絶縁膜3上からレーザーアニールを行う。この実施例で
はエキシマレーザーを用い、poly−Siからなる半
導体層2とSiO2からなるゲート絶縁膜3との界面が
約800〜1000℃となるようにレーザーのPOWE
R密度を200〜300mJ/cm2に設定した。引き
続いて600℃で約12時間の熱処理によるアニールを
行ってゲート絶縁膜3を緻密化させた。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, laser annealing is performed on the gate insulating film 3. In this embodiment, an excimer laser is used, and the laser power is set so that the interface between the semiconductor layer 2 made of poly-Si and the gate insulating film 3 made of SiO 2 is about 800 to 1000 ° C.
The R density was set to 200 to 300 mJ / cm 2 . Subsequently, annealing was performed by heat treatment at 600 ° C. for about 12 hours to densify the gate insulating film 3.

【0024】次に、図1(d)に示すように、ゲート絶
縁膜3上にゲート電極4を形成する。この実施例では、
厚み250nm程度のpoly−Si膜を成膜し、所望
の形状にパターニングしてゲート電極4を形成した。
Next, as shown in FIG. 1D, a gate electrode 4 is formed on the gate insulating film 3. In this example,
A poly-Si film having a thickness of about 250 nm was formed and patterned into a desired shape to form the gate electrode 4.

【0025】その後、このゲート電極4をマスクとし
て、ゲート絶縁膜3上から半導体層2に不純物元素(N
chの場合にはリン、Pchの場合にはボロン)を自己
整合的にドーピングしてソース部(図示せず)およびド
レイン部(図示せず)を形成する。この実施例では、不
純物元素を1×1015ion/cm2、40ke程度で
イオン注入し、不純物を活性化することによりソース部
およびドレイン部を形成した。この時、同時にゲート電
極4にも不純物元素が注入されて低抵抗化された。
Then, using the gate electrode 4 as a mask, an impurity element (N
A source portion (not shown) and a drain portion (not shown) are formed by doping in a self-alignment manner phosphorus (phosphorus for ch) and boron (Pch for Pch). In this embodiment, a source portion and a drain portion were formed by ion-implanting an impurity element at about 1 × 10 15 ions / cm 2 and about 40 ke to activate the impurities. At this time, an impurity element was simultaneously implanted into the gate electrode 4 to lower the resistance.

【0026】次に、ゲート電極4を覆うように層間絶縁
膜5を形成する。この実施例では、厚み500nm程度
のSiO2膜を成膜して層間絶縁膜5とした。
Next, an interlayer insulating film 5 is formed so as to cover the gate electrode 4. In this embodiment, an interlayer insulating film 5 was formed by forming a SiO 2 film having a thickness of about 500 nm.

【0027】最後に、図1(e)に示すように、ゲート
絶縁膜3および層間絶縁膜5にコンタクトホールを形成
し、層間絶縁膜5上に引き出し電極6を形成する。この
実施例では、アルミニウムを用いて引き出し電極6を形
成した。
Finally, as shown in FIG. 1E, a contact hole is formed in the gate insulating film 3 and the interlayer insulating film 5, and a lead electrode 6 is formed on the interlayer insulating film 5. In this embodiment, the extraction electrode 6 was formed using aluminum.

【0028】表1は、以上のようにして得られたTFT
の特性(実施例)を示す。なお、比較例としてレーザー
アニールを行わず(但し、熱処理によるアニールは行っ
た。)、それ以外は実施例と同様にして作製したTFT
の特性を併せて示す。
Table 1 shows the TFTs obtained as described above.
(Example) is shown. As a comparative example, a TFT manufactured in the same manner as in the example except that laser annealing was not performed (however, annealing by heat treatment was performed).
Are also shown.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】表1から理解されるように、実施例のTF
Tは比較例のTFTに比べて高移動度で、Vthおよび
S係数が低くなっている。このことは、ゲート絶縁膜を
レーザーアニールすることにより半導体層とゲート絶縁
膜との界面が改善されたことを示している。
As can be seen from Table 1, the TF of the embodiment
T has higher mobility and lower Vth and S coefficient than the TFT of the comparative example. This indicates that the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film was improved by laser annealing the gate insulating film.

【0031】図2は、実施例および比較例のTFTにつ
き、ゲート印加電界強度を8MW/cmとし、温度15
0℃の大気中で行った場合における、ストレス時間(横
軸)と累積故障率(縦軸)との関係(TDDB特性)を
示す。なお、図中の○印は実施例の場合であり、△印は
比較例の場合である。
FIG. 2 shows that the gate applied electric field strength was 8 MW / cm and the temperature was 15
The relationship (TDDB characteristic) between the stress time (horizontal axis) and the cumulative failure rate (vertical axis) when performed in the air at 0 ° C. is shown. In the drawings, the mark ○ indicates the case of the example, and the mark △ indicates the case of the comparative example.

【0032】この図2から理解されるように、レーザー
アニールを行った実施例のTFTにおけるゲート絶縁膜
のTDDB特性は、レーザーアニールを行わなかった比
較例のTFTにおけるTDDB特性に比べて優れた値を
示しており、電子の注入の起こりにくい信頼性の高い絶
縁膜となっている。このことは、レーザーアニールする
ことによりTFT特性および素子の信頼性に優れたTF
Tが得られることを示している。
As can be understood from FIG. 2, the TDDB characteristic of the gate insulating film in the TFT of the embodiment subjected to laser annealing is superior to the TDDB characteristic of the TFT of the comparative example without laser annealing. , And a highly reliable insulating film in which electron injection hardly occurs. This is because TF which is excellent in TFT characteristics and device reliability by laser annealing
This shows that T is obtained.

【0033】上記実施例ではレーザーアニールと熱処理
によるアニールとを行った場合を説明しているが、本発
明はこれに限らず、レーザーアニールのみを単独で行う
ようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where laser annealing and annealing by heat treatment are performed is described. However, the present invention is not limited to this, and only laser annealing may be performed alone.

【0034】また、上記実施例ではレーザーアニールに
エキシマレーザーを用いたが、他のレーザーを使用でき
ることはもちろんである。
In the above embodiment, an excimer laser is used for laser annealing, but it is a matter of course that another laser can be used.

【0035】尚、上記実施例では、TFTの構成を半導
体層、ゲート絶縁膜およびゲート電極の順に積層したト
ップゲート構成としたが、この積層順を逆にしたボトム
ゲート構成であってもよい。
In the above embodiment, the TFT has a top gate configuration in which a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode are stacked in this order. However, a bottom gate configuration in which the stacking order is reversed may be adopted.

【0036】ゲート絶縁膜としてはSiO2膜を用いた
が、他の絶縁材料であるSiN等を用いてもよい。ま
た、チャネル半導体層としてはポリシリコンを用いた
が、他の半導体材料である結晶Si等を用いてもよい。
いずれの場合も、レーザーアニールのPOWER密度を
半導体層とゲート絶縁膜との界面が800〜1000℃
になるように設定するのが望ましい。
Although the SiO 2 film is used as the gate insulating film, another insulating material such as SiN may be used. Although polysilicon is used as the channel semiconductor layer, other semiconductor materials such as crystalline Si may be used.
In any case, the power density of the laser annealing is set at 800 to 1000 ° C. at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film.
It is desirable to set so that

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ゲート絶縁膜の成膜後にレーザーアニールを
行うことにより、半導体層とゲート絶縁膜との界面近傍
におけるゲート絶縁膜の緻密化と界面原子のネットワー
クの再構成を行うことができる。よって、界面準位密度
を減少させると共に良好な界面を形成することができ、
移動度、VthおよびS係数等のTFT特性を良好にす
ることができる。また、ゲート絶縁膜を緻密で高品質に
することができるので、界面近傍のトラップを減少させ
て、ホットエレクトロン注入に対して強くすることがで
きる。よって、信頼性に優れたTFTを得ることができ
る。更に、これらの効果は、レーザーアニールを行った
後に熱処理によるアニールを施すことにより、より向上
させることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the density of the gate insulating film near the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film can be improved by performing laser annealing after forming the gate insulating film. And reconstruct the network of interfacial atoms. Therefore, it is possible to reduce the interface state density and to form a good interface,
TFT characteristics such as mobility, Vth, and S coefficient can be improved. In addition, since the gate insulating film can be made dense and high quality, traps near the interface can be reduced, and the resistance to hot electron injection can be increased. Therefore, a TFT having excellent reliability can be obtained. Furthermore, these effects can be further improved by performing annealing by heat treatment after performing laser annealing.

【0038】また、本発明によれば、ゲート絶縁膜の成
膜は低温で行うことができるので、低温プロセスでTF
Tを作製することができる。よって、熱歪み等の問題も
生じず、ガラス基板等を用いて薄膜半導体装置の大面積
部分にTFTを作製することができる。
Further, according to the present invention, the gate insulating film can be formed at a low temperature.
T can be made. Therefore, a problem such as thermal distortion does not occur, and a TFT can be manufactured over a large area of a thin film semiconductor device using a glass substrate or the like.

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

【図1】(a)〜(e)は、本発明を適用したTFTの
製造工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a TFT to which the present invention is applied.

【図2】実施例および比較例のTFTにおけるTDDB
特性を示すグラフである。
FIG. 2 shows TDDB in TFTs of an example and a comparative example.
It is a graph which shows a characteristic.

【図3】従来のTFTを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2 半導体層 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 5 層間絶縁膜 6 引き出し電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Semiconductor layer 3 Gate insulating film 4 Gate electrode 5 Interlayer insulating film 6 Leader electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/268 H01L 21/324 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/268 H01L 21/324 H01L 21/336

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チャネル半導体層とゲート絶縁膜とが接
する構造を有する薄膜半導体装置の製造方法であって、 該チャネル半導体層と該ゲート絶縁膜とを順次成膜し、
その後、前記チャネル半導体層と前記ゲート絶縁膜との
界面が800℃〜1000℃となるようなエネルギー密
度でレーザーアニールを行い、さらに、このレーザーア
ニールの後、550℃〜650℃の温度の熱処理による
アニールを行う、薄膜半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a thin film semiconductor device having a structure in which a channel semiconductor layer and a gate insulating film are in contact with each other, comprising: sequentially forming the channel semiconductor layer and the gate insulating film;
Then, the channel semiconductor layer and the gate insulating film
Energy density such that the interface is 800 ° C to 1000 ° C
Laser annealing, and
After Neil, by heat treatment at a temperature of 550 ° C to 650 ° C
A method for manufacturing a thin film semiconductor device, wherein annealing is performed .
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