JP3347340B2 - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents

Method for manufacturing thin film transistor

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JP3347340B2 JP11332591A JP11332591A JP3347340B2 JP 3347340 B2 JP3347340 B2 JP 3347340B2 JP 11332591 A JP11332591 A JP 11332591A JP 11332591 A JP11332591 A JP 11332591A JP 3347340 B2 JP3347340 B2 JP 3347340B2
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Abstract

PURPOSE:To obtain a transistor which has large mobility and is excellent in electric characteristics by using a superior polycrystalline silicon thin film having no defects at a process temperature capable or using a grass substrate, by a method wherein, after a silicon layer stuck and formed on an insulative substrate is irradiated with an energetic beam, said layer is patterned. CONSTITUTION:After a silicon layer 103 is stuck and formed on an insulative substrate 101, the silicon layer 103 is irradiated with an energetic beam 104, and heat treatment is performed, the silicon layer 103 is patterned. An insulative thin film is stuck and formed so as to cover the silicon layer 103. A gate electrode is stuck and formed on the insulative thin film. After impurities are implanted in the silicon thin film 103 through the insulative thin film, a laser beam is applied, thereby activating the impurities. For example, a silicon dioxide film 102 is formed on a glass substrate 101, and the silicon layer 103 is formed on the film 102 by a low pressure CVD method. Next excimer laser is projected and heat treatment is performed.

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、アクティブマトリック
ス方式の液晶ディスプレイや、イメージセンサや、液晶
シャッターアレイや、3次元集積素子などに応用される
薄膜トランジスタの製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor applied to an active matrix type liquid crystal display, an image sensor, a liquid crystal shutter array, a three-dimensional integrated device, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、絶縁基板上の半導体薄膜は、アク
ティブマトリクス型の液晶表示体の絵素に応用されてい
るように、次のような利点を有することが知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that a semiconductor thin film on an insulating substrate has the following advantages as applied to a picture element of an active matrix type liquid crystal display.

【0003】シリコン基板では実現が困難な可視光線
を透過するような透明の基板上に均一な特性のトランジ
スタを形成できる。P−N接合面積を小さくすること
により、浮遊容量を小さくできる。
A transistor having uniform characteristics can be formed on a transparent substrate that transmits visible light, which is difficult to realize with a silicon substrate. The stray capacitance can be reduced by reducing the PN junction area.

【0004】また、バルク半導体の技術を応用して石英
基板上に薄膜トランジスタを形成して、同じ基板上に絵
素トランジスタや、同じ基板上にこの絵素を駆動するた
めの薄膜トランジスタによるC−MOS回路を構成して
いる例もある。ところが、このC−MOS回路は100
0℃以上の温度で形成したゲート絶縁膜や、イオン注入
後の不純物の活性化を行っているため、歪点が800℃
以下の安価な大面積のガラス基板が使えない欠点があっ
た。
Further, a thin film transistor is formed on a quartz substrate by applying a bulk semiconductor technique, and a pixel transistor is formed on the same substrate, or a C-MOS circuit using the thin film transistor for driving the pixel on the same substrate. There is also an example that constitutes. However, this C-MOS circuit has 100
Since the gate insulating film formed at a temperature of 0 ° C. or higher and the impurity after ion implantation are activated, the strain point is 800 ° C.
There is a disadvantage that the following inexpensive large-area glass substrates cannot be used.

【0005】また、サファイア等の単結晶絶縁基板が高
価であることから、これに代わるものとして、溶融水晶
板や、Si基板を1000℃以上温度で酸化して形成し
た非晶質SiO2膜やSi基板上に堆積した非晶質Si
2膜あるいは非晶質SiN膜を用い、これらの上に半
導体薄体を形成する方法が提案されている。ところが、
これらSiO2膜やSiN膜は単結晶でないため、その
上シリコン層を被着形成し1000℃以上の温度のプロ
セスで結晶化すると基板上には多結晶が成長する。この
多結晶の粒径は数10nmであり、このうえにMOSト
ランジスタを形成しても、そのキャリア移動度はバルク
シリコン上のMOSトランジスタの数分の1程度であ
る。
[0005] In addition, since a single crystal insulating substrate such as sapphire is expensive, an alternative is to use a fused quartz plate or an amorphous SiO 2 film formed by oxidizing a Si substrate at a temperature of 1000 ° C. or higher. Amorphous Si deposited on Si substrate
A method has been proposed in which an O 2 film or an amorphous SiN film is used and a semiconductor thin body is formed thereon. However,
Since these SiO 2 films and SiN films are not single crystals, if a silicon layer is formed thereon and crystallized by a process at a temperature of 1000 ° C. or more, polycrystals grow on the substrate. The grain size of this polycrystal is several tens of nanometers, and even if a MOS transistor is formed thereon, the carrier mobility is about one-seventh of that of a MOS transistor on bulk silicon.

【0006】また、液晶表示体のアクティブマトリック
ス基板用に、歪点が850℃以下の安価なガラス基板上
のMOSトランジスタでは、1000℃以上のプロセス
を利用することが出来ないので、減圧化学気相成長法で
シリコン層を堆積しても、多結晶の粒径は高々数nmで
あるため、この上にMOSトランジスタを形成しても、
そのキャリア移動度は、バルクシリコン上のMOSトラ
ンジスタの数十分の1程度である。
Further, a MOS transistor on an inexpensive glass substrate having a strain point of 850 ° C. or less for an active matrix substrate of a liquid crystal display cannot use a process of 1000 ° C. or more. Even if a silicon layer is deposited by a growth method, since the grain size of the polycrystal is at most several nm, even if a MOS transistor is formed thereon,
The carrier mobility is about one-tenth of the MOS transistor on bulk silicon.

【0007】そこで最近、レーザービームや電子ビーム
等をシリコン薄膜上に走査し、該薄膜の溶融再固化を行
うことにより、結晶粒径を増大させ単結晶化する方法が
検討されている。この方法によれば、絶縁基板上に高品
質シリコン単結晶相を、または高品質多結晶を形成で
き、それを用いて作成した素子の特性も向上し、バルク
シリコンに作成した素子の特性と同程度まで改善され
る。さらにこの方法では、素子を積層化することが可能
となりいわゆる3次元ICの実現が可能となる。そして
高密度、高速、多機能などの特徴を持つ回路が得られる
ようになる。
Therefore, recently, a method of scanning a laser thin film, an electron beam or the like on a silicon thin film and melting and re-solidifying the thin film to increase the crystal grain size and to form a single crystal has been studied. According to this method, a high-quality silicon single crystal phase or a high-quality polycrystal can be formed on an insulating substrate, and the characteristics of a device manufactured using the same can be improved, and the characteristics of a device manufactured on bulk silicon can be improved. Improve to a degree. Further, according to this method, the elements can be stacked, and a so-called three-dimensional IC can be realized. Then, a circuit having characteristics such as high density, high speed, and multiple functions can be obtained.

【0008】レーザービームをMOSトランジスタの能
動領域のシリコン層の結晶化に応用し、MOSトランジ
スタの高性能化を試みた第1の従来例として公開特許公
報昭61−78119、「半導体の製造方法」が挙げら
れる。
As a first conventional example of applying a laser beam to crystallization of a silicon layer in an active region of a MOS transistor to improve the performance of the MOS transistor, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-78119, "Method of Manufacturing Semiconductor" Is mentioned.

【0009】また、3次元素子や液晶表示体の薄膜トラ
ンジスタの形成のために、自己整合型の構造を得るため
に、イオン注入法により不純物を注入し、レーザービー
ムの照射によって薄膜トランジスタのソース領域および
ドレイン領域を形成する試みがなされている。この方法
によれば、600℃以下の低温プロセスにより、自己整
合型の薄膜トランジスタを形成できる。
Further, in order to obtain a self-aligned structure for forming a thin film transistor of a three-dimensional element or a liquid crystal display, an impurity is implanted by an ion implantation method, and a source region and a drain of the thin film transistor are irradiated by a laser beam. Attempts have been made to form regions. According to this method, a self-aligned thin film transistor can be formed by a low-temperature process at 600 ° C. or lower.

【0010】レーザービームをMOSトランジスタのソ
ース・ドレイン領域に注入された不純物の活性化に応用
した第2の従来例として、Extended Abstracts of the
22nd(1990 International) Conference on Solid State
Devices and Materials,Sendai,1990,pp.971-974 「La
rge Area Doping Process for Fabricating of p-SiTF
T's Using Bucket Ion Source and XeCl Excimer Laser
Annealing」が挙げられる。
As a second conventional example in which a laser beam is applied to the activation of impurities implanted in the source / drain regions of a MOS transistor, Extended Abstracts of the
22nd (1990 International) Conference on Solid State
Devices and Materials, Sendai, 1990, pp. 971-974 `` La
rge Area Doping Process for Fabricating of p-SiTF
T's Using Bucket Ion Source and XeCl Excimer Laser
Annealing ".

【0011】上記に挙げた第1の従来例を図6に示しな
がら説明する。CVD法により多結晶シリコン層を石英
よりも低融点の耐熱性ガラス601に形成し、図6aの
ように短波長のレーザー604を照射して多結晶シリコ
ン層の表面部を結晶化し、次に、図6bのようにシリコ
ンイオン注入605して上記レーザー照射したシリコン
層の下部領域607を非晶質化し、次にこのシリコン層
を600℃で15時間程度の熱処理を施して非晶質部を
固相成長させて結晶粒子の粒径の増大608を試みてい
る。薄膜トランジスタの能動領域の膜厚が100nm以
下、特に20〜50nmの膜厚であるときに実効移動度
が大きな良好な電気的特性が得られることは周知の事実
である。従来例では膜厚が数十nm程度の薄膜シリコン
層を得るために、図6eのように上記に示した固相成長
工程が終了した多結晶シリコン層に対し、表面を燐酸に
てエッチング処理を施している。一般に、固相成長を施
した多結晶シリコン層は、TEM(電子透過顕微鏡)に
よる観察では粒径数μm程度の大きな結晶粒が得られる
ことは知られているが、結晶粒界(グレンバウンダリ)
ばかりでなく結晶粒内部には極めて多数の微細な欠陥が
存在している。このため、薄膜トランジスタの電気的特
性、例えば実行移動度の増加のために従来例では上記の
固相成長後の多結晶シリコン層を水素化処理を試みてい
る。従来例ではこの水素化処理を図6dあるいは図6e
の工程が終了した段階で施し、上記多結晶シリコン層の
良質化を実現する試みをしている。
The above-mentioned first conventional example will be described with reference to FIG. A polycrystalline silicon layer is formed on a heat-resistant glass 601 having a lower melting point than quartz by a CVD method, and is irradiated with a short-wavelength laser 604 as shown in FIG. 6A to crystallize the surface of the polycrystalline silicon layer. As shown in FIG. 6B, the lower region 607 of the laser-irradiated silicon layer is made amorphous by implanting silicon ions 605, and then this silicon layer is subjected to a heat treatment at 600 ° C. for about 15 hours to solidify the amorphous portion. Attempts are made to increase the size 608 of the crystal grains by phase growth. It is a well-known fact that good electrical characteristics with a large effective mobility can be obtained when the thickness of the active region of the thin film transistor is 100 nm or less, particularly 20 to 50 nm. In the conventional example, in order to obtain a thin film silicon layer having a thickness of about several tens nm, the surface of the polycrystalline silicon layer after the solid phase growth step shown above is etched with phosphoric acid as shown in FIG. I am giving. In general, it is known that a polycrystalline silicon layer subjected to solid phase growth can have large crystal grains having a grain size of about several μm when observed by a TEM (electron transmission microscope), but a crystal grain boundary (Glen boundary)
Not only that, there are a very large number of fine defects inside the crystal grains. For this reason, in order to increase the electrical characteristics of the thin film transistor, for example, the effective mobility, the conventional example attempts to hydrogenate the polycrystalline silicon layer after the solid phase growth. In the conventional example, this hydrogenation treatment is carried out in FIG.
At the stage when the above process is completed, an attempt is made to realize a high quality polycrystalline silicon layer.

【0012】さらに、従来例では上記のように製造され
た多結晶シリコン層を薄膜トランジスタの形成に応用し
ているが、不純物ドープ多結晶シリコン層により形成さ
れたゲート電極をマスクとしたセルフアライン法により
ソース領域とドレイン領域を形成して図6gのように薄
膜トランジスタを形成している。
Further, in the conventional example, the polycrystalline silicon layer manufactured as described above is applied to the formation of a thin film transistor. However, the polycrystalline silicon layer is formed by a self-alignment method using a gate electrode formed of the impurity-doped polycrystalline silicon layer as a mask. A source region and a drain region are formed to form a thin film transistor as shown in FIG. 6G.

【0013】しかしながら、上記の従来例では次のよう
な問題点があった。すなわち、CVD法により形成した
多結晶シリコン層に短波長のレーザー光を照射して表面
部のみを結晶化させ、シリコンイオンの注入により、上
記シリコン層の下部領域を非晶質化した後に固相成長処
理して大粒径の結晶粒を得ようと試みている。しかしな
がら、エキシマレーザーのビームアニールによるアニー
ルされたシリコン層606の結晶粒の大きさは100n
m程度であり、イオン注入後の固相成長の工程では、シ
リコン層606の一つ一つの結晶が核となって非晶質層
607が結晶化するため、従来例の固相成長により得ら
れる結晶の粒径は、シリコン層606の大きさに制限さ
れて、結局固相成長により得られる結晶の粒径は高々1
00nmとなり、従来例が目的とする大粒径の結晶は得
られない。また、固相成長による結晶は、その内部に微
細な欠陥が多数発生するので、従来例による方法では内
部に結晶欠陥を多数存在する、粒径が100nmの結晶
が得られるに過ぎない。
However, the above conventional example has the following problems. That is, a short-wavelength laser beam is applied to the polycrystalline silicon layer formed by the CVD method to crystallize only the surface portion, and the lower region of the silicon layer is made amorphous by implantation of silicon ions, and then solid-phased. Attempts have been made to obtain large crystal grains by growth treatment. However, the size of crystal grains of the silicon layer 606 annealed by excimer laser beam annealing is 100 n.
m, and in the step of solid phase growth after ion implantation, since each crystal of the silicon layer 606 becomes a nucleus and the amorphous layer 607 is crystallized, it can be obtained by the conventional solid phase growth. The grain size of the crystal is limited by the size of the silicon layer 606, and the grain size of the crystal obtained by solid phase growth is at most 1
In this case, a crystal having a large grain size, which is intended in the conventional example, cannot be obtained. In addition, since crystals formed by solid phase growth have many fine defects inside, the method according to the conventional example can only provide crystals having a large number of crystal defects inside and having a grain size of 100 nm.

【0014】また、薄膜トランジスタの電気的特性の向
上を図るために、上記の方法で結晶化されたシリコン層
を燐酸でエッチングして薄膜化しているが、燐酸による
エッチング速度がわずか0.2〜0.3Å/分であるた
め、100nmの初期の膜厚を20nm〜50nmにす
るためには160分から400分も時間がかかる。17
0℃の燐酸溶液の状態の時経変化に対する管理が困難な
ばかりでなく、いわゆるスループットが極めて低くなる
欠点がある。
In order to improve the electrical characteristics of the thin film transistor, the silicon layer crystallized by the above-described method is etched with phosphoric acid to be thin, but the etching rate by phosphoric acid is only 0.2 to 0. Therefore, it takes 160 to 400 minutes to set the initial film thickness of 100 nm to 20 nm to 50 nm. 17
Not only is it difficult to control the aging of the state of the phosphoric acid solution at 0 ° C., but also the drawback is that the so-called throughput is extremely low.

【0015】また、170℃の燐酸液にガラス基板をさ
らすため、多結晶シリコン膜が形成されていない裏面か
ら、ガラスの構成成分、例えばアルミニウムイオン、カ
ルシウムイオン、ナトリウムイオンなどが燐酸液中に溶
解し、上記燐酸でエッチングされた多結晶シリコン膜表
面に上記のイオンが付着し、多結晶シリコン層の品質を
著しく低下させる問題点がある。よって、この方法を応
用して作製された薄膜トランジスタのサブスレッショル
ド特性は低下してしまう。
Further, since the glass substrate is exposed to a phosphoric acid solution at 170 ° C., constituents of glass, for example, aluminum ions, calcium ions, sodium ions, etc., are dissolved in the phosphoric acid solution from the back surface where the polycrystalline silicon film is not formed. However, there is a problem that the above-mentioned ions adhere to the surface of the polycrystalline silicon film etched with the phosphoric acid, thereby significantly deteriorating the quality of the polycrystalline silicon layer. Therefore, the subthreshold characteristic of the thin film transistor manufactured by applying this method is deteriorated.

【0016】また、図6dの固相成長工程終了後、ある
いは図6eの燐酸による多結晶シリコン層の薄膜工程終
了後に、結晶粒界に生じている結晶欠陥、シリコン原子
の未結合手、いわゆるトラップを減少させるため水素化
処理を施し、この工程の終了の後、不純物ドーピング多
結晶によりゲート電極を形成している。不純物ドーピン
グ多結晶シリコンの形成には600℃程度の温度が必要
であるが、450℃以上の温度の熱処理で水素原子はシ
リコン原子から解離してしまう。よって、従来例の方法
による薄膜トランジスタの形成方法では、多結晶シリコ
ン膜中の水素原子が抜けるため、固相成長によって結晶
の粒径の増大を試みているのにもかかわらず、電気的特
性が極めて低い薄膜トランジスタとなる問題があった。
After the solid phase growth step shown in FIG. 6D or the polycrystalline silicon layer thinning step with phosphoric acid shown in FIG. 6E is completed, crystal defects occurring at crystal grain boundaries, dangling bonds of silicon atoms, so-called traps After the completion of this step, a gate electrode is formed by impurity-doped polycrystal. The formation of impurity-doped polycrystalline silicon requires a temperature of about 600 ° C., but the heat treatment at a temperature of 450 ° C. or more dissociates hydrogen atoms from silicon atoms. Therefore, in the method of forming a thin film transistor according to the conventional example, since hydrogen atoms in the polycrystalline silicon film escape, the electrical characteristics are extremely high despite attempting to increase the crystal grain size by solid phase growth. There was a problem that the thin film transistor was obtained.

【0017】上記第2の従来例では、絶縁膜を剥離して
露出したソース・ドレイン領域のシリコン薄膜にバケッ
トイオンソース装置を用いて不純物をイオン注入し、ア
ルゴンレーザーのビームアニールによりこの不純物を活
性化して、ゲート電極に対して自己整合的にソース・ド
レイン領域を形成している。イオン注入法ではシリコン
薄膜の深さy方向に注入されたイオンが、y軸とは傾い
た方向にチャネリングするいわゆる2次元的なチャネリ
ングをするために、図7aに示すようにゲート電極下
の、ソース領域とチャンネル領域の境界部、およびドレ
イン領域とチャンネル領域の境界部にも不純物が注入さ
れるが、第2の実施例のようにレーザービームを照射す
ることによりシリコン層に注入された不純物を活性化す
ると、上記に述べた境界領域の不純物が活性化されず、
図7bに示すように不純物が活性化されず欠陥が存在す
る領域710が残ることになる。よって、第2の従来例
により製作された薄膜トランジスタは、ゲート電極下の
ドレイン領域とチャンネル領域の境界部分の欠陥のため
に、ゲート電圧がオフ状態において、ソース・ドレイン
間のリーク電流が大きくなる問題点があった。
In the second conventional example, an impurity is ion-implanted into the silicon thin film in the source / drain region exposed by stripping the insulating film using a bucket ion source apparatus, and the impurity is activated by beam annealing with an argon laser. To form source / drain regions in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. In the ion implantation method, ions implanted in the depth y direction of the silicon thin film perform so-called two-dimensional channeling in which the ions are channeled in a direction inclined with respect to the y-axis. Therefore, as shown in FIG. Impurities are also implanted at the boundary between the source region and the channel region, and also at the boundary between the drain region and the channel region. However, as in the second embodiment, the impurity implanted into the silicon layer is irradiated with a laser beam. When activated, the impurities in the boundary region described above are not activated,
As shown in FIG. 7B, the impurity is not activated, and a region 710 having a defect remains. Therefore, the thin film transistor manufactured according to the second conventional example has a problem that the leak current between the source and the drain becomes large when the gate voltage is off due to a defect at the boundary between the drain region and the channel region below the gate electrode. There was a point.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に
鑑み安価なガラス基板が使用できるプロセス温度で、ゲ
ート電極に対して、ソース領域およびドレイン領域を自
己整合的に形成する薄膜トランジスタの製造方法を提供
するものである。また、本発明は、基板全面に渡って均
一に、ソース領域およびドレイン領域を自己整合的に形
成する薄膜トランジスタの製造方法を提供するものであ
る。また、本発明は、欠陥を有しない良質な多結晶シリ
コン薄膜により、移動度の大きい電気的特性の優れた薄
膜トランジスタの製造方法を提供するものである。ま
た、本発明は、安価なガラス基板が使用できるプロセス
温度で、ソース・ドレイン間のリーク電流の発生が少な
い自己整合型の薄膜トランジスタの製造方法を提供する
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention provides a method of manufacturing a thin film transistor in which a source region and a drain region are formed in a self-aligned manner with respect to a gate electrode at a process temperature at which an inexpensive glass substrate can be used. It provides a method. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor in which a source region and a drain region are uniformly formed over the entire surface of a substrate in a self-aligned manner. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor having high mobility and excellent electrical characteristics by using a high-quality polycrystalline silicon thin film having no defect. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a self-aligned thin film transistor which has a small generation of a leak current between a source and a drain at a process temperature at which an inexpensive glass substrate can be used.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タの製造方法は、基板上にシリコン層を形成する工程
と、前記シリコン層にエネルギービームを照射して結晶
化する工程と、前記エネルギービームを照射する工程の
後に前記シリコン層を熱処理する工程とを有し、前記エ
ネルギービームを照射する工程は、酸素の分圧が10
−5mmHg以下で行われることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of: forming a silicon layer on a substrate; irradiating the silicon layer with an energy beam to crystallize the silicon layer; Performing a heat treatment of the silicon layer after the step of performing the energy beam irradiation.
It is characterized by being carried out at -5 mmHg or less.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図1および図2は本発明の実施例の中核とな
る部分の説明を、図3、図4および図5は、図1および
図2の方法を応用した第1、第2および第3の薄膜トラ
ンジスタの製造方法の実施例をそれぞれ示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIGS. 1 and 2 explain the core part of the embodiment of the present invention. FIGS. 3, 4 and 5 show first, second and third thin film transistors to which the method of FIGS. 1 and 2 is applied. Examples of the production method of the present invention will be shown.

【0021】図1は本発明に関わる薄膜トランジスタの
多結晶シリコン層の製造工程を示す断面図である。図1
aに示すが如くあらかじめ洗浄した絶縁性基板上101
に例えば透明なガラス基板上に常圧化学気層成長法によ
って二酸化珪素膜102を基板温度200〜350℃の
温度で200nmの厚さで被着形成する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a polycrystalline silicon layer of a thin film transistor according to the present invention. FIG.
As shown in FIG.
For example, a silicon dioxide film 102 is formed on a transparent glass substrate by atmospheric pressure chemical vapor deposition at a substrate temperature of 200 to 350 ° C. to a thickness of 200 nm.

【0022】次に、例えば減圧化学気層成長法によって
基板温度550〜650℃で膜厚10nm〜50nmの
シリコン層103を被着形成する。薄膜トランジスタの
閾値を制御するために、不純物をイオン注入法などで該
シリコン層103中に導入してもよい。
Next, a silicon layer 103 having a film thickness of 10 nm to 50 nm is formed at a substrate temperature of 550 to 650 ° C. by, for example, a low pressure chemical vapor deposition method. In order to control the threshold value of the thin film transistor, an impurity may be introduced into the silicon layer 103 by an ion implantation method or the like.

【0023】次に図1bに示すようにエネルギービーム
を該シリコン層に照射する。エネルギービームとして
は、例えば波長308nmのXeClエキシマレーザー
が挙げられる。減圧化学気相成長法により形成されたシ
リコン層の場合のビームアニール条件は、パルスレーザ
ーのパルス幅は50nsecであり、該シリコン層10
3の直前のパルスレーザーの個々のパルスのエネルギー
強度は200〜700mJcm-2であり、より適当な強
度としては300〜600mJcm-2である。該シリコ
ン層103の同一箇所に照射されるパルスの回数は複数
回であっても構わない。ビームアニールしているとき、
該シリコン層103の周辺の酸素の分圧は10-5mmH
g以下である。
Next, as shown in FIG. 1b, the silicon layer is irradiated with an energy beam. An example of the energy beam is a XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm. The beam annealing conditions for the silicon layer formed by the low pressure chemical vapor deposition method are as follows. The pulse width of the pulse laser is 50 nsec.
Energy intensity of the individual pulses of the pulse laser immediately preceding 3 is 200~700mJcm -2, a more appropriate strength is 300~600mJcm -2. The number of pulses applied to the same portion of the silicon layer 103 may be plural. When performing beam annealing,
The partial pressure of oxygen around the silicon layer 103 is 10 −5 mmH
g or less.

【0024】なぜなら、該シリコン層103の表面ある
いはその近傍に酸素が存在すると、ビームアニールによ
って該シリコン層103の温度が上昇したとき、酸素あ
るいは窒素が反応し不純物として該シリコン層中に取り
込まれ良好なシリコン層が得られない。よって、シリコ
ン層をアニールするときには、できる限り真空中あるい
は不活性ガス雰囲気でアニールするとよい。ただし、レ
ーザーアニール後フッ酸などで結晶化したシリコン層の
表面を除去する場合には、酸素雰囲気あるいは窒素雰囲
気あるいは大気中でもビームアニール可能である。
This is because, if oxygen exists on the surface of the silicon layer 103 or in the vicinity thereof, when the temperature of the silicon layer 103 is increased by beam annealing, oxygen or nitrogen reacts and is taken into the silicon layer as an impurity. No silicon layer can be obtained. Therefore, when annealing the silicon layer, it is preferable to anneal in a vacuum or an inert gas atmosphere as much as possible. However, when the surface of the silicon layer crystallized with hydrofluoric acid or the like after laser annealing is removed, beam annealing can be performed in an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere, or the air.

【0025】該レーザービーム104はXeClエキシ
マレーザーに限ることはなく、ArFエキシマレーザ
ー、KrFエキシマレーザー、YAGレーザーなども利
用することができる。
The laser beam 104 is not limited to the XeCl excimer laser, but may be an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, a YAG laser, or the like.

【0026】該ビームアニールにより、図1cに示す様
にシリコン層は、結晶形態がシェブロン構造の多結晶シ
リコン層105になる。
By the beam annealing, the silicon layer becomes a polycrystalline silicon layer 105 having a chevron structure as shown in FIG. 1C.

【0027】シリコン層と二酸化珪素の界面における電
位障壁は約3.1eVであるので,ビームアニールする
ときのエネルギービームが例えば波長が308nmのエ
キシマレーザーのような紫外光の場合、シリコン層の電
子が二酸化珪素膜102に注入されて、シリコン層の二
酸化珪素の界面と反対側の界面には正の電荷を保持する
ようになる。このため、この正電荷を消滅させない限
り、できあがった薄膜トランジスタのゲート電圧に対す
るドレイン電流の特性はデプレションの傾向を示してし
まう。よって、エネルギービームとして特に紫外光を用
いる場合には、このシリコン中の正孔を消滅させること
が必要になる。二酸化珪素ではなく窒化珪素や窒化酸化
珪素に被着形成されたシリコン層に、あるいはガラス基
板上に直接被着形成されたシリコン層に紫外光を照射し
ても同様な現象が生じるので、上記の理由でシリコン中
に発生した正孔を消滅することが必要になる。
Since the potential barrier at the interface between the silicon layer and the silicon dioxide is about 3.1 eV, when the energy beam at the time of beam annealing is ultraviolet light such as an excimer laser having a wavelength of 308 nm, electrons in the silicon layer are Injected into the silicon dioxide film 102, a positive charge is held at the interface of the silicon layer opposite to the silicon dioxide interface. Therefore, as long as the positive charges are not eliminated, the characteristics of the drain current with respect to the gate voltage of the completed thin film transistor tend to be depleted. Therefore, when ultraviolet light is used as the energy beam, it is necessary to eliminate the holes in the silicon. Irradiation of ultraviolet light to a silicon layer deposited on silicon nitride or silicon nitride oxide instead of silicon dioxide, or a silicon layer deposited directly on a glass substrate causes the same phenomenon. For this reason, it is necessary to eliminate holes generated in silicon.

【0028】次に、多結晶シリコン層中に残存する応力
と、および多結晶シリコン層105と二酸化珪素膜10
2の間に存在する多数の不整合、および多結晶シリコン
層を構成する結晶粒子の粒界に存在する不整合、および
多結晶シリコン粒子中に存在する点欠陥および正孔を減
少または消滅させるため、熱処理を施す。該熱処理の条
件としては、例えば300〜650℃の温度で、時間は
10分から20時間、試料周囲の雰囲気は窒素ガス中あ
るいは不活性ガス中あるいは水素を含んだ不活性ガス中
である。基板に伸縮や反りなどの問題がなければ20時
間を超える時間でも構わない。または、700〜800
℃の温度で5〜10分のラピッドサーマルアニーリング
法でも十分な効果があり、しかも、前記の条件では安価
なガラス基板を使用できる。この熱処理により、多結晶
シリコン層105は、結晶欠陥がほとんどなく、結晶粒
界や、シリコン層と二酸化珪素の不整合性が少ない電気
的特性に優れた良質な多結晶シリコン層106を得るこ
とができる。
Next, the stress remaining in the polycrystalline silicon layer, the polycrystalline silicon layer 105 and the silicon dioxide film 10
In order to reduce or eliminate a large number of mismatches existing between the two, and mismatches existing at grain boundaries of crystal grains constituting the polysilicon layer, and point defects and holes existing in the polysilicon grains. And heat treatment. The conditions of the heat treatment are, for example, a temperature of 300 to 650 ° C., a time of 10 minutes to 20 hours, and an atmosphere around the sample is in a nitrogen gas, an inert gas, or an inert gas containing hydrogen. If the substrate has no problem such as expansion and contraction or warpage, the time may be longer than 20 hours. Or 700-800
The rapid thermal annealing method at a temperature of 5 ° C. for 5 to 10 minutes has a sufficient effect, and an inexpensive glass substrate can be used under the above conditions. By this heat treatment, the polycrystalline silicon layer 105 has almost no crystal defects, and a high-quality polycrystalline silicon layer 106 having excellent crystal grain boundaries and electrical characteristics with little inconsistency between the silicon layer and silicon dioxide can be obtained. it can.

【0029】つぎに、ゲート電極に対して自己整合的に
不純物をシリコン層中にイオン注入する工程が終了した
後にレーザービームによりシリコン層中の不純物を活性
化し、2次元にチャネルした不純物を熱処理により活性
化する工程に関する本特許の第2の発明について、図2
で示しながら説明する。
Next, after the step of implanting impurities into the silicon layer in a self-aligned manner with respect to the gate electrode is completed, the impurities in the silicon layer are activated by a laser beam, and the two-dimensionally channeled impurities are removed by heat treatment. FIG. 2 shows the second invention of this patent relating to the activation step.
This will be described with reference to FIG.

【0030】図2aに示すように、シリコン層203中
に絶縁膜204を通してゲート電極205に対して自己
整合的に不純物をイオン注入する。例えばシリコン層2
03の膜厚が50nmであり絶縁膜204の膜厚150
nmであり不純物がリンである場合のイオン注入する条
件は、イオン打ち込み量が3×1015cm-2であり、加
速電圧は120KeVである。
As shown in FIG. 2A, impurities are ion-implanted into the silicon layer 203 through the insulating film 204 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 205. For example, silicon layer 2
03 has a thickness of 50 nm and the insulating film 204 has a thickness of 150 nm.
In the case of nm and the impurity is phosphorus, ion implantation conditions are as follows: ion implantation amount is 3 × 10 15 cm −2 , and acceleration voltage is 120 KeV.

【0031】上記イオン注入により、図2bに示すよう
に不純物が注入された領域207および208が形成さ
れる。領域208は不純物が斜め方向にチャネルを起こ
してゲート電極下部にイオン注入された領域である。
By the above-described ion implantation, regions 207 and 208 into which impurities are implanted are formed as shown in FIG. 2B. The region 208 is a region in which an impurity causes a channel in an oblique direction and is ion-implanted below the gate electrode.

【0032】次に、イオン注入された不純物を活性化す
るためにレーザービーム209を図5cのように基板の
ゲート電極が形成されている側から照射する。レーザー
ビームの照射により領域207の不純物は活性化され不
純物ドーピング多結晶シリコン210が形成されるが、
ゲート電極下の領域208の不純物はレーザービームが
照射されず、また領域207で発生した熱の領域208
への熱伝導も不十分なので領域208の不純物は活性化
されないか不十分な活性化状態である。不純物が活性化
されない領域208が存在すると、この領域208が抵
抗となるため薄膜トランジスタのオン電流が減少し、ま
た、ドレイン領域をチャンネル領域の境界部に多数の欠
陥が存在することになるので、ゲート電圧のオフ領域で
ソース・ドレインのリーク電流が極めて大きくなる問題
が生じてしまう。
Next, a laser beam 209 is irradiated from the side of the substrate on which the gate electrode is formed as shown in FIG. 5C to activate the ion-implanted impurities. Irradiation of the laser beam activates the impurities in the region 207 and forms impurity-doped polycrystalline silicon 210.
The impurity in the region 208 below the gate electrode is not irradiated with a laser beam, and the region 208
Since the heat conduction to the region 208 is also insufficient, the impurities in the region 208 are not activated or are in an insufficiently activated state. When the region 208 where the impurity is not activated is present, the region 208 becomes a resistor, so that the on-state current of the thin film transistor is reduced. In addition, since the drain region has a large number of defects at the boundary of the channel region, the gate region is formed. There is a problem in that the source / drain leakage current becomes extremely large in the voltage off region.

【0033】そこで、次に該領域208の不純物を活性
化するために、熱処理工程を施す。熱処理工程の条件と
しては、300〜650℃の温度で、時間は10分から
20時間、試料周囲の雰囲気は窒素ガス中あるいは不活
性ガス中あるいは水素を含んだ不活性ガス中である。基
板に伸縮や反りなどの問題がなければ20時間を超える
時間で熱処理しても構わない。または、700〜800
℃の温度で5〜10分のラピッドサーマルアニーリング
法でも十分な効果があり、しかも、前記の条件では安価
なガラス基板を使用できる。この熱処理により、該領域
208の不純物は活性化され結晶欠陥の極めて少ない良
質なシリコン層が得られる。この結果本発明によってオ
ン電流が大きく、ゲート電圧のオフ領域でソース・ドレ
インのリーク電流が少ない電気的特性に優れた薄膜トラ
ンジスタを製造することができる。
Then, a heat treatment step is performed to activate the impurities in the region 208. The conditions of the heat treatment step are a temperature of 300 to 650 ° C., a time of 10 minutes to 20 hours, and an atmosphere around the sample is in a nitrogen gas, an inert gas, or an inert gas containing hydrogen. If there is no problem such as expansion and contraction or warpage of the substrate, the heat treatment may be performed for a time longer than 20 hours. Or 700-800
The rapid thermal annealing method at a temperature of 5 ° C. for 5 to 10 minutes has a sufficient effect, and an inexpensive glass substrate can be used under the above conditions. By this heat treatment, impurities in the region 208 are activated, and a high-quality silicon layer with extremely few crystal defects can be obtained. As a result, according to the present invention, it is possible to manufacture a thin film transistor which has a high on-current and a small leak current of a source / drain in an off region of a gate voltage and has excellent electric characteristics.

【0034】レーザービームによって結晶化された領域
210の結晶が結晶化の成長核となるので、事実上30
0〜650℃の温度で、時間は10分から数時間の熱処
理でも十分である。
Since the crystal in the region 210 crystallized by the laser beam becomes a nucleus for crystallization, it is practically 30 nuclei.
At a temperature of 0 to 650 ° C., a time of 10 minutes to several hours is sufficient.

【0035】次に、上記に述べた工程を応用した薄膜ト
ランジスタの製造方法について述べる。
Next, a method of manufacturing a thin film transistor using the above-described steps will be described.

【0036】図3は薄膜トランジスタの第1の製造方法
の実施例である。図4は薄膜トランジスタの第2の製造
方法の実施例である。図5は薄膜トランジスタの第3の
製造方法の実施例である。
FIG. 3 shows an embodiment of the first method of manufacturing a thin film transistor. FIG. 4 shows an embodiment of the second manufacturing method of the thin film transistor. FIG. 5 shows an embodiment of the third manufacturing method of the thin film transistor.

【0037】図3a〜iは本発明に関わる薄膜トランジ
スタの製造工程を示す断面図である。図3aに示すが如
くあらかじめ洗浄した絶縁性基板上301に例えば透明
なガラス基板上に常圧化学気層成長法によって二酸化珪
素膜302を基板温度200〜350℃の温度で200
nmの厚さで被着形成する。
FIGS. 3A to 3I are sectional views showing the steps of manufacturing a thin film transistor according to the present invention. As shown in FIG. 3A, a silicon dioxide film 302 is formed on a pre-cleaned insulating substrate 301, for example, on a transparent glass substrate by a normal pressure chemical vapor deposition method at a substrate temperature of 200 to 350 ° C.
It is deposited to a thickness of nm.

【0038】次に、例えば減圧化学気層成長法によって
基板温度550〜650℃で膜厚150nmのn型のシ
リコン層を被着形成する。該n型のシリコン層に含まれ
る不純物としては、リン、ヒ素、アンチモンが挙げられ
る。ついで該n型のシリコン層をパターニングして、薄
膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域となる島
上の領域303及び304を形成する。
Next, an n-type silicon layer having a film thickness of 150 nm is deposited at a substrate temperature of 550 to 650 ° C. by, for example, a low pressure chemical vapor deposition method. Examples of the impurities contained in the n-type silicon layer include phosphorus, arsenic, and antimony. Then, the n-type silicon layer is patterned to form regions 303 and 304 on the islands which will be the source and drain regions of the thin film transistor.

【0039】上記ソース領域303及びドレイン領域3
04の形成法は上記に限られるものでなく、例えば、該
二酸化珪素膜302上に、i型のシリコン層を減圧化学
気層成長法で例えば基板温度450〜650℃で、膜厚
150nmの厚さで被着形成する。上記i−型のシリコ
ン層を形成する原料ガスとして、SiH4もしくはSi2
4もしくは、SiH4とSi24の混合ガスが使用でき
る。ついで該i型のシリコン層中に、イオン注入法によ
って例えば、加速電圧120keVで、10 15〜1016
cm-2の濃度で不純物を導入する。ついで、上記シリコ
ン中にイオン注入された不純物を活性化するために、基
板温度600℃で窒素雰囲気中で2時間の熱アニールを
する。前記i型シリコン中に注入された不純物を、レー
ザービームなどのエネルギービームによって活性化する
こともできる。ついで、該シリコン層をパターニングし
てソース領域303及びドレイン領域304を形成す
る。p型の薄膜トランジスタを形成する場合には、前記
のイオン注入の工程に於いて、n型の不純物の代わりに
p型の不純物例えばホウ素をイオン注入してソース領域
303及びドレイン領域304を形成すればよい。
The source region 303 and the drain region 3
The method for forming 04 is not limited to the above.
Decompress the i-type silicon layer on silicon dioxide film 302
For example, at a substrate temperature of 450 to 650 ° C.,
It is deposited to a thickness of 150 nm. The above-mentioned i-type silico
SiH as the source gas for forming theFourOr SiTwo
HFourOr SiHFourAnd SiTwoHFourMixed gas can be used
You. Then, ion implantation is performed in the i-type silicon layer.
For example, at an acceleration voltage of 120 keV, 10 Fifteen-1016
cm-2Impurities are introduced at a concentration of. Then, the above silico
In order to activate impurities implanted during implantation,
Thermal annealing for 2 hours in a nitrogen atmosphere at a plate temperature of 600 ° C
I do. The impurities implanted into the i-type silicon are
Activated by energy beam such as laser beam
You can also. Then, pattern the silicon layer
To form a source region 303 and a drain region 304
You. When forming a p-type thin film transistor,
In the process of ion implantation, instead of n-type impurities,
P-type impurities such as boron are ion-implanted into the source region.
303 and the drain region 304 may be formed.

【0040】次に、純水で希釈された例えば重量濃度3
%のHF溶液で該ソース領域及びドレイン領域の表面に
形成された自然酸化膜を除去する。
Next, for example, a weight concentration of 3 diluted with pure water
The native oxide film formed on the surfaces of the source region and the drain region is removed by using a HF solution of%.

【0041】つぎに、薄膜トランジスタの能動領域とな
るシリコン層を例えば減圧化学気層成長法で例えば基板
温度600℃で例えば膜厚15nm〜70nmで前記ソ
ース領域303及びドレイン領域304が形成された基
板を覆うように被着形成する。該シリコン層を形成する
ための原料ガスとして、SiH4、もしくはSi24
もしくはSiH4とSi24の混合ガスが使用できる。
Next, a silicon layer to be an active region of the thin film transistor is formed by, for example, a low pressure chemical vapor deposition method at a substrate temperature of 600 ° C. and a thickness of, for example, 15 nm to 70 nm on which the source region 303 and the drain region 304 are formed. It is formed so as to cover. As a source gas for forming the silicon layer, SiH 4 , Si 2 H 4 ,
Alternatively, a mixed gas of SiH 4 and Si 2 H 4 can be used.

【0042】該シリコン層305の形成方法は上記の減
圧化学気相成長法に限られることなく、グロー放電によ
るモノシランの分解により形成された水素を含有する非
晶質のシリコン層や、スパッタ法によるシリコン層でも
本発明は適用できる。
The method of forming the silicon layer 305 is not limited to the above-described low pressure chemical vapor deposition method, but includes a hydrogen-containing amorphous silicon layer formed by decomposition of monosilane by glow discharge, or a sputtering method. The present invention can be applied to a silicon layer.

【0043】本実施例で製作する薄膜トランジスタの閾
値を制御するために、該シリコン層を形成後、例えばイ
オン打ち込み法により必要量の不純物を注入する。
In order to control the threshold value of the thin film transistor manufactured in this embodiment, after forming the silicon layer, a necessary amount of impurity is implanted by, for example, ion implantation.

【0044】次に該シリコン層を、該ソース領域303
と該ドレイン領域304の架け橋となるように図3bの
如く島上にパターニングし、シリコン層305を形成す
る。次に、図3cに示すように、該シリコン層305に
レーザービーム306を照射して結晶化する。該レーザ
ービーム306には、波長308nmのXeClエキシ
マパルスレーザーを用いる。減圧化学気相成長法により
形成されたシリコン層の場合のビームアニール条件は、
パルスレーザーのパルス幅は50nsecであり、該シ
リコン層305の直前のパルスレーザーの個々のパルス
のエネルギー強度は200〜600mJcm-2であり、
より適当な強度としては300〜500mJcm-2であ
る。該シリコン層305の同一箇所に照射されるパルス
の回数は複数回であっても構わない。ビームアニールし
ているとき、該シリコン層305の周辺の酸素の分圧は
10-5mmHg以下である。
Next, the silicon layer is added to the source region 303.
Then, a silicon layer 305 is formed by patterning on the island as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 3C, the silicon layer 305 is irradiated with a laser beam 306 to be crystallized. As the laser beam 306, a XeCl excimer pulse laser having a wavelength of 308 nm is used. The beam annealing conditions for a silicon layer formed by low pressure chemical vapor deposition are as follows:
The pulse width of the pulse laser is 50 nsec, the energy intensity of each pulse of the pulse laser immediately before the silicon layer 305 is 200 to 600 mJcm −2 ,
A more appropriate strength is 300 to 500 mJcm -2 . The number of pulses applied to the same portion of the silicon layer 305 may be plural. During the beam annealing, the partial pressure of oxygen around the silicon layer 305 is 10 −5 mmHg or less.

【0045】なぜなら、該シリコン層305の表面ある
いはその近傍に酸素が存在すると、ビームアニールによ
って該シリコン層305の温度が上昇したとき、酸素あ
るいは窒素が反応し不純物として該シリコン層305中
に取り込まれ良好なシリコン層が得られない。よって、
シリコン層をアニールするときには、できる限り真空中
あるいは不活性ガス雰囲気でアニールするとよい。ただ
し、レーザーアニール後フッ酸などで結晶化したシリコ
ン層305の表面を除去する場合には、酸素雰囲気、窒
素雰囲気あるいは大気中でもビームアニール可能であ
る。
This is because if oxygen exists on the surface of the silicon layer 305 or in the vicinity thereof, when the temperature of the silicon layer 305 is increased by beam annealing, oxygen or nitrogen reacts and is taken into the silicon layer 305 as an impurity. A good silicon layer cannot be obtained. Therefore,
When annealing the silicon layer, it is preferable to anneal in a vacuum or an inert gas atmosphere as much as possible. However, when removing the surface of the silicon layer 305 crystallized with hydrofluoric acid or the like after laser annealing, beam annealing can be performed in an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere, or even in the air.

【0046】該レーザービーム306はXeClエキシ
マレーザーに限ることはなく、ArFエキシマレーザ
ー、KrFエキシマレーザー、YAGレーザーなども利
用することができる。
The laser beam 306 is not limited to a XeCl excimer laser, but may be an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, a YAG laser, or the like.

【0047】該ビームアニールにより、図3dに示す様
にシリコン層307は多結晶シリコン層306になる。
By the beam annealing, the silicon layer 307 becomes the polycrystalline silicon layer 306 as shown in FIG. 3D.

【0048】次に、多結晶シリコン層306中に残存す
る応力と、および多結晶シリコン層306と二酸化珪素
膜302の間に存在する多数の不整合、および多結晶シ
リコン層を構成する結晶粒子の粒界に存在する不整合、
および多結晶シリコン粒子中に存在する点欠陥および正
孔を減少または消滅させるため、熱処理を施す。該熱処
理の条件としては、実施例図1で示しながら説明した条
件で行えばよい。
Next, the stress remaining in polycrystalline silicon layer 306, the number of mismatches existing between polycrystalline silicon layer 306 and silicon dioxide film 302, and the crystal grains forming polycrystalline silicon layer Inconsistency existing at grain boundaries,
In addition, heat treatment is performed to reduce or eliminate point defects and holes present in the polycrystalline silicon particles. The heat treatment may be performed under the conditions described with reference to FIG.

【0049】次に、図3eに示すように、該ソース領域
303および該ドレイン領域304および該多結晶シリ
コン層307を覆うようにゲート絶縁膜308を、例え
ば常圧化学気相成長法によって、例えば基板温度300
℃で例えば膜厚150nmの二酸化珪素膜を被着形成す
る。該ゲート絶縁膜308の形成方法および形成材料は
上記に限られるものではない。たとえば、電子サイクロ
トロン共鳴CVD法によってSiO2を被着形成しても
ゲート絶縁膜308として使用可能である。さらに、ま
ず電子サイクロトロン共鳴法(ECR法)によるSiO
2を該ソース領域303および該ドレイン領域304お
よび該多結晶シリコン膜307を覆うように被着形成
し、さらに常圧化学気相成長法によってSiO2を被着
形成した、2層構造のゲート絶縁膜でも良い。また、E
CR法によるSiO2の1層をゲート絶縁膜308とし
てもよい。次に、図3fに示すようにゲート電極309
を形成する。例えば不純物を導入したシリコン薄膜を該
ゲート絶縁膜308を覆うように被着形成し、続いてパ
ターニングする。該不純物が導入されたシリコン層とし
ては、リンを不純物として減圧化学気相成長法により形
成されたシリコン層や、PECVD法により形成された
リンを含む非晶質のシリコン層あるいは微結晶シリコン
層などがある。該ゲート電極の厚みは300〜400n
mである。図3fに示すように、該ゲート電極309と
該ソース領域303が、薄膜の積層方向について重なり
がないいわゆるオフセット構造にする。同様に該ゲート
電極とがiドレイン領域304についてもオフセット構
造とする。
Next, as shown in FIG. 3E, a gate insulating film 308 is formed to cover the source region 303, the drain region 304 and the polycrystalline silicon layer 307 by, for example, a normal pressure chemical vapor deposition method. Substrate temperature 300
At 150 ° C., a silicon dioxide film having a thickness of, for example, 150 nm is deposited. The method and material for forming the gate insulating film 308 are not limited to the above. For example, even if SiO 2 is deposited and formed by the electron cyclotron resonance CVD method, it can be used as the gate insulating film 308. Further, first, the SiO by the electron cyclotron resonance method (ECR method) is used.
2 is formed so as to cover the source region 303, the drain region 304, and the polycrystalline silicon film 307, and SiO 2 is formed by atmospheric pressure chemical vapor deposition. A film may be used. Also, E
One layer of SiO 2 by the CR method may be used as the gate insulating film 308. Next, as shown in FIG.
To form For example, a silicon thin film into which an impurity has been introduced is formed so as to cover the gate insulating film 308, and then patterned. Examples of the silicon layer into which the impurities are introduced include a silicon layer formed by a low-pressure chemical vapor deposition method using phosphorus as an impurity, an amorphous silicon layer containing phosphorus, and a microcrystalline silicon layer formed by a PECVD method. There is. The thickness of the gate electrode is 300 to 400 n
m. As shown in FIG. 3F, the gate electrode 309 and the source region 303 have a so-called offset structure that does not overlap in the laminating direction of the thin film. Similarly, the gate electrode and the i-drain region 304 have an offset structure.

【0050】次に、図3gの様に、該多結晶シリコン層
307のオフセット構造部分に、該ゲート電極309に
対して自己整合的に該ゲート絶縁膜308を貫いてイオ
ン注入330する。製作する薄膜トランジスタがn型の
場合には、イオン種としてリンなどがある。例えば、リ
ンの場合、該ゲート絶縁膜306の厚さが150nmの
場合、イオン注入する条件は加速電圧120keVでイ
オン注入量が1×1015〜1×1016cm-3である。
また、製作する薄膜トランジスタがp型の場合には、イ
オン注入するイオン種として、ホウ素などがある。例え
ばホウ素の場合には、イオン注入する条件は加速電圧4
0keVで、イオン注入量が1×1015〜1×1016
-3である。図3gに示すように、ゲート電極309に
対して自己整合的に不純物が注入された領域311及び
312が形成される。
Next, as shown in FIG. 3G, ions are implanted 330 into the offset structure portion of the polycrystalline silicon layer 307 through the gate insulating film 308 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 309. When the thin film transistor to be manufactured is an n-type, there is phosphorus or the like as an ion species. For example, in the case of phosphorus, when the thickness of the gate insulating film 306 is 150 nm, the conditions for ion implantation are an acceleration voltage of 120 keV and an ion implantation amount of 1 × 10 15 to 1 × 10 16 cm −3 .
When the thin film transistor to be manufactured is a p-type, boron or the like is used as an ion species to be ion-implanted. For example, in the case of boron, the conditions for ion implantation are acceleration voltage 4
At 0 keV, the ion implantation amount is 1 × 10 15 to 1 × 10 16 c
m -3 . As shown in FIG. 3G, regions 311 and 312 in which impurities are implanted in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 309 are formed.

【0051】次に、該領域311及び312に含まれて
いる不純物を活性化する。
Next, the impurities contained in the regions 311 and 312 are activated.

【0052】該オフセットの領域である311および3
12シリコン層の厚みが25nm程度であると、イオン
注入にされた不純物を熱アニールによる活性化は、例え
ば前記の様なイオン注入条件で、窒素雰囲気中で600
℃で60時間以上もしくは700℃で2時間のアニール
条件が必要である。このアニール条件では、不純物をゲ
ート電極に対して自己整合的に注入したとしても不純物
のチャンネルの横方向の拡散が大きくなり、結局ゲート
電極とソース電極の間、およびゲート電極をドレイン電
極の間で寄生容量が発生してしまう。歪点が600℃前
後の安価なガラス基板上に薄膜トランジスタを製作する
には、前記熱アニールによる活性化条件は適当ではな
い。
The offset regions 311 and 311
When the thickness of the 12 silicon layer is about 25 nm, activation of the implanted impurities by thermal annealing is performed, for example, in a nitrogen atmosphere under the above-described ion implantation conditions.
Annealing conditions of 60 ° C. or more at 700 ° C. or 2 hours at 700 ° C. are required. Under these annealing conditions, even if the impurity is implanted in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, the diffusion of the impurity in the lateral direction of the channel becomes large, and eventually, between the gate electrode and the source electrode and between the gate electrode and the drain electrode. Parasitic capacitance occurs. In order to fabricate a thin film transistor on an inexpensive glass substrate having a strain point of around 600 ° C., the activation conditions by the thermal annealing are not appropriate.

【0053】図3hに示すように、レーザービームによ
り該領域311および312に注入された不純物を活性
化する。レーザービーム条件は、波長308nm、半値
幅50nsのXeClエキシマレーザーを、300〜6
00mJcm-2のビームエネルギー強度で、大気中で基
板上に照射する。薄膜トランジスタに照射されるレーザ
ービームのパルスの数は適当に複数回であってもよい。
レーザービームによって活性化された該309および3
10のシート抵抗は0.01〜0.05Ωcm-1であり、薄膜ト
ランジスタとして十分使用可能な抵抗値である。レーザ
ービームには前記のXeClエキシマレーザーに限るこ
となく、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレー
ザー、紫外線と同じ領域に波長を持つYAGレーザーの
高調波などを不純物の活性化に用いることができる。前
記レーザービームの照射により、領域311および31
2は不純物を含む多結晶シリコン膜314および315
になる。
As shown in FIG. 3H, the impurities implanted in the regions 311 and 312 are activated by a laser beam. The laser beam conditions are as follows: a XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm and a half width of 50 ns is 300 to 6
The substrate is irradiated in the air with a beam energy intensity of 00 mJcm -2 . The number of laser beam pulses applied to the thin film transistor may be appropriately plural.
The 309 and 3 activated by a laser beam
The sheet resistance of No. 10 is 0.01 to 0.05 Ωcm −1, which is a resistance value that can be sufficiently used as a thin film transistor. The laser beam is not limited to the above-described XeCl excimer laser, but may be an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, or a harmonic of a YAG laser having a wavelength in the same region as ultraviolet rays, for example, for activating impurities. By the irradiation of the laser beam, the regions 311 and 31
2 denotes polycrystalline silicon films 314 and 315 containing impurities.
become.

【0054】また、前記不純物の活性化のためのレーザ
ービームの照射により、不純物を含んだシリコン層によ
って形成されたゲート電極も同時にアニールされ、抵抗
が減少する。シリコン層で形成されたゲート電極の厚み
は300nm程度なのでレーザービームエネルギーは活
性領域のシリコン層には到達しない。
Further, by the irradiation of the laser beam for activating the impurity, the gate electrode formed by the silicon layer containing the impurity is also annealed at the same time, and the resistance is reduced. Since the thickness of the gate electrode formed of the silicon layer is about 300 nm, the laser beam energy does not reach the silicon layer in the active region.

【0055】次に、図2に示した方法により、熱処理を
施す。この熱処理により、ゲート電極下の斜め方向にチ
ャネルした不純物も活性化され結晶欠陥の極めて少ない
良質なシリコン層が得られる。この結果本発明によって
オン電流が大きく、ゲート電圧のオフ領域でソース・ド
レインのリーク電流が少ない電気的特性に優れた薄膜ト
ランジスタを製造することができる。
Next, heat treatment is performed by the method shown in FIG. By this heat treatment, impurities channeled obliquely below the gate electrode are also activated, and a high-quality silicon layer with extremely few crystal defects can be obtained. As a result, according to the present invention, it is possible to manufacture a thin film transistor which has a high on-current and a small leak current of a source / drain in an off region of a gate voltage and has excellent electric characteristics.

【0056】レーザービームによってソース・ドレイン
領域が既に結晶化されているのでこれが結晶の成長核と
なるので、事実上300〜650℃の温度で、時間は1
0分から数時間の熱処理でも十分である。
Since the source / drain region has already been crystallized by the laser beam, and this becomes a crystal growth nucleus, the temperature is practically 300 to 650 ° C. and the time is 1 hour.
A heat treatment of 0 minutes to several hours is sufficient.

【0057】次に、層間絶縁膜316をゲート電極30
9が形成された基板上に被着形成する。層間絶縁膜の材
料として、例えば、常圧化学気相成長法で形成された例
えば膜厚500nmのSiO2がある。さらに、電子サ
イクロトロン共鳴法、スパッタ法、減圧化学気相成長法
などにより形成されたSiO2や、PSG、SiNxを層
間絶縁膜316としても良い。
Next, an interlayer insulating film 316 is formed on the gate electrode 30.
9 is formed on the substrate on which is formed. As a material for the interlayer insulating film, for example, there is SiO 2 having a thickness of, for example, 500 nm formed by a normal pressure chemical vapor deposition method. Further, SiO 2 , PSG, or SiN x formed by an electron cyclotron resonance method, a sputtering method, a low pressure chemical vapor deposition method, or the like may be used as the interlayer insulating film 316.

【0058】次に、図3iに示すように該ソース領域3
03および該ドレイン領域304に該層間絶縁膜316
と該ゲート絶縁膜308を貫くようにコンタクト用の窓
部を設けた後、電極となる金属薄膜例えばアルミニウム
薄膜を被着形成し、パターニングしてソース電極317
およびドレイン電極318をそれぞれ形成する。薄膜ト
ランジスタを、アクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いる場合には、該ドレイン電極318の構
成材料として例えば、インジウム−スズの酸化物(IT
O)を材料にした透明電極を用いることができる。該I
TO薄膜をスパッタ法により被着形成し、パターンエッ
チングし、ついでソース電極材料であるアルミニウム薄
膜をスパッタ法により被着形成しパターンエッチングに
よりソース電極を形成する。
Next, as shown in FIG.
03 and the interlayer insulating film 316 in the drain region 304.
Then, a contact window portion is provided so as to penetrate the gate insulating film 308, and then a metal thin film serving as an electrode, for example, an aluminum thin film is deposited and patterned, and the source electrode
And a drain electrode 318 are formed. In the case where the thin film transistor is used as a picture element of an active matrix type liquid crystal display, a constituent material of the drain electrode 318 is, for example, indium-tin oxide (IT
A transparent electrode made of O) can be used. The I
A TO thin film is formed by sputtering and pattern etching is performed, and then an aluminum thin film as a source electrode material is formed by sputtering and a source electrode is formed by pattern etching.

【0059】次に、該ソース電極317および該ドレイ
ン電極318が形成された基板を覆うように、パッシベ
ーション膜319を例えば窒化膜を50nmを被着形成
する。該パッシベーション膜は一層に限ることはなく材
料が異なった薄膜を重ねた複数の層が積み重なったもの
でも良い。たとえば、まずスパッタ法によって厚さ20
0nmのSiO2を該ソース電極317及びドレイン電
極312を覆うように被着形成し、続いて有機高分子膜
を被着形成してパッシベーション膜として用いることも
できる。該パッシベーション膜313は薄膜トランジス
タの外界からの汚染を防止するために、さらにこの薄膜
トランジスタがアクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いられる場合には、液晶分子に薄膜トラン
ジスタが発生する直流電圧の印加を低減する目的があ
る。
Next, a passivation film 319, for example, a 50 nm-thick nitride film is formed so as to cover the substrate on which the source electrode 317 and the drain electrode 318 are formed. The passivation film is not limited to a single layer, and may be formed by stacking a plurality of layers of thin films made of different materials. For example, first, a thickness of 20
It is also possible to deposit 0 nm of SiO 2 so as to cover the source electrode 317 and the drain electrode 312, and then deposit an organic polymer film and use it as a passivation film. In order to prevent contamination of the thin film transistor from the outside, the passivation film 313 further applies a DC voltage generated by the thin film transistor to the liquid crystal molecules when the thin film transistor is used as a picture element of an active matrix type liquid crystal display. There is a purpose to reduce.

【0060】さらにこの次に、水素を含んだ気体中で例
えば300℃で1時間の熱処理を施して図3iの様に目
的とする薄膜トランジスタを得る。ただし、パッシベー
ション膜に300℃で分解する有機高分子膜を使用する
場合には、該有機高分子膜を形成する前に上記の水素処
理をすることが必要である。
Next, a heat treatment is performed in a gas containing hydrogen at, for example, 300 ° C. for 1 hour to obtain a target thin film transistor as shown in FIG. 3I. However, when an organic polymer film that decomposes at 300 ° C. is used as the passivation film, it is necessary to perform the above-described hydrogen treatment before forming the organic polymer film.

【0061】上記の実施例では自己整合型の薄膜トラン
ジスタの製造例であるが、n型の薄膜トランジスタとp
型の薄膜トランジスタを同一基板上に形成し、各々の薄
膜トランジスタのゲート電極とソース電極あるいはドレ
イン電極を適当な配線材料で配線および接続することに
よって、C−MOS回路を構成することができる。
The above embodiment is an example of manufacturing a self-aligned thin film transistor.
A C-MOS circuit can be formed by forming thin film transistors of the same type on the same substrate and wiring and connecting the gate electrode and the source electrode or the drain electrode of each thin film transistor with an appropriate wiring material.

【0062】図4a〜iは本発明に関わる薄膜トランジ
スタの第2の製造方法の工程を示す断面図である。図4
aに示すが如くあらかじめ洗浄した絶縁性基板上401
に例えば透明なガラス基板上に例えば常圧化学気層成長
法によって二酸化珪素膜402を例えば基板温度200
〜350℃の温度で例えば200nmの厚さで被着形成
する。
FIGS. 4A to 4I are sectional views showing steps of a second method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention. FIG.
On the insulating substrate 401 previously cleaned as shown in FIG.
For example, a silicon dioxide film 402 is formed on a transparent glass substrate by, for example, an atmospheric pressure chemical vapor deposition method, for example, at a substrate temperature of 200.
It is deposited at a temperature of about 350 ° C. and a thickness of, for example, 200 nm.

【0063】つぎに、シリコン層403を例えば減圧化
学気層成長法で例えば基板温度450〜650℃で例え
ば膜厚15nm〜70nmで該二酸化珪素膜402覆う
ように被着形成する。該シリコン層403を形成するた
めの原料ガスとして、SiH4、もしくはSi24、も
しくはSiH4とSi24の混合ガスが使用できる。
Next, a silicon layer 403 is formed, for example, by a low pressure chemical vapor deposition method so as to cover the silicon dioxide film 402 at a substrate temperature of 450 to 650 ° C. and a film thickness of, for example, 15 nm to 70 nm. As a source gas for forming the silicon layer 403, SiH 4 , Si 2 H 4 , or a mixed gas of SiH 4 and Si 2 H 4 can be used.

【0064】該シリコン層403の形成方法は上記の減
圧化学気相成長法に限られることなく、グロー放電によ
るモノシランの分解により形成された水素を含有する非
晶質のシリコン層や、スパッタ法によるシリコン層でも
本発明は適用できる。
The method of forming the silicon layer 403 is not limited to the above-described low pressure chemical vapor deposition method, but includes a hydrogen-containing amorphous silicon layer formed by decomposition of monosilane by glow discharge, or a sputtering method. The present invention can be applied to a silicon layer.

【0065】次に、該シリコン層403に、図4bに示
すようにレーザービーム404を照射して結晶化する。
該レーザービーム404には、波長308nmのXe−
Clエキシマパルスレーザーを用いる。減圧化学気相成
長法により形成されたシリコン層の場合のビームアニー
ル条件は、パルスレーザーのパルス幅は50nsecで
あり、該シリコン層403の直前のパルスレーザーの個
々のパルスのエネルギー強度は200〜600mJcm
-2であり、より適当な強度としては300〜500mJ
cm-2である。該シリコン層403の同一箇所に照射さ
れるパルスの回数は複数回であっても構わない。実施例
1と同じ理由で、ビームアニールしているとき、該シリ
コン層403の周辺の酸素の分圧は10-5mmHg以下
である。ビームアニールしているとき該シリコン層40
3の表面及びその周辺の酸素の分圧は10-5mmHg以
下である。
Next, as shown in FIG. 4B, the silicon layer 403 is irradiated with a laser beam 404 to be crystallized.
The laser beam 404 has Xe-
A Cl excimer pulse laser is used. The beam annealing conditions for the silicon layer formed by the low pressure chemical vapor deposition method are as follows: the pulse width of the pulse laser is 50 nsec, and the energy intensity of each pulse of the pulse laser immediately before the silicon layer 403 is 200 to 600 mJcm.
-2 , more suitable strength is 300-500mJ
cm -2 . The number of pulses applied to the same portion of the silicon layer 403 may be plural. For the same reason as in the first embodiment, during beam annealing, the partial pressure of oxygen around the silicon layer 403 is 10 −5 mmHg or less. The silicon layer 40 during the beam annealing
The partial pressure of oxygen on and around the surface of No. 3 is 10 −5 mmHg or less.

【0066】該レーザービーム404はXeClエキシ
マレーザーに限ることはなく、ArFエキシマレーザ
ー、KrFエキシマレーザー、YAGレーザーなども利
用することができる。
The laser beam 404 is not limited to the XeCl excimer laser, but may be an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, a YAG laser, or the like.

【0067】ビームアニール後島状にパターニングして
図4cに示すような多結晶シリコン層405となる。本
実施例では、該シリコン層403をビームアニールした
後にパターニングしているが、あらかじめ該シリコン層
を島状にパターニングしたのちに、前記のようにビーム
アニールして多結晶シリコン層405を形成することも
できる。
After the beam annealing, patterning is performed in an island shape to form a polycrystalline silicon layer 405 as shown in FIG. 4C. In this embodiment, the silicon layer 403 is patterned after being subjected to the beam annealing. However, after the silicon layer is patterned in an island shape in advance, the polycrystalline silicon layer 405 is formed by performing the beam annealing as described above. Can also.

【0068】次に、図1で示した方法により、熱処理を
施して該シリコン層405を良質化する。
Next, heat treatment is performed by the method shown in FIG. 1 to improve the quality of the silicon layer 405.

【0069】つぎに、図4cに示すように、該多結晶シ
リコン層405を覆うようにゲート絶縁膜406を、例
えば常圧化学気相成長法によって、例えば基板温度30
0℃で例えば膜厚150nmの二酸化珪素膜を被着形成
する。該ゲート絶縁膜406の形成方法および形成材料
は上記に限られるものではない。たとえば、電子サイク
ロトロン共鳴CVD法によってSiO2を被着形成して
もゲート絶縁膜408として使用可能である。ECR法
により形成された二酸化珪素膜1層でゲート絶縁膜40
8を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 4C, a gate insulating film 406 is formed so as to cover the polycrystalline silicon layer 405 by, for example, normal pressure chemical vapor deposition, for example, at a substrate temperature of 30 ° C.
At 0 ° C., a silicon dioxide film having a thickness of, for example, 150 nm is deposited. The method and material for forming the gate insulating film 406 are not limited to the above. For example, even if SiO 2 is formed by electron cyclotron resonance CVD, it can be used as the gate insulating film 408. The gate insulating film 40 is composed of one layer of silicon dioxide film formed by the ECR method.
8 may be formed.

【0070】次に、図4eに示すようにゲート電極40
7を形成する。例えば不純物を導入したシリコン薄膜を
該ゲート絶縁膜408を覆うように被着形成し、続いて
パターニングする。該不純物が導入されたシリコン層と
しては、リンを不純物として減圧化学気相成長法により
形成されたシリコン層や、PECVD法により形成され
たリンを含む非晶質のシリコン層などがある。該ゲート
電極の厚みは300〜400nmである。
Next, as shown in FIG.
7 is formed. For example, a silicon thin film into which an impurity has been introduced is deposited so as to cover the gate insulating film 408, and then patterned. Examples of the silicon layer into which the impurity is introduced include a silicon layer formed by a low-pressure chemical vapor deposition method using phosphorus as an impurity and an amorphous silicon layer containing phosphorus formed by a PECVD method. The thickness of the gate electrode is 300 to 400 nm.

【0071】次に、図4fの様に、該ゲート電極407
に対して自己整合的に該ゲート絶縁膜406を貫いてイ
オン注入408する。製作する薄膜トランジスタがn型
の場合には、イオン種としてリンなどがある。例えば、
リンの場合、該ゲート絶縁膜406の厚さが150nm
の場合、イオン注入する条件は加速電圧120keVで
イオン注入量が1×1015〜1×1016cm-3である。
また、製作する薄膜トランジスタがp型の場合には、
イオン注入するイオン種として、ホウ素などがある。例
えばホウ素の場合には、イオン注入する条件は加速電圧
40keVで、イオン注入量が1×1015〜1×1016
cm-3である。図4fに示すように、ゲート電極407
に対して自己整合的に不純物が注入された領域409及
び410が形成される。
Next, as shown in FIG.
Is ion-implanted 408 through the gate insulating film 406 in a self-aligned manner. When the thin film transistor to be manufactured is an n-type, there is phosphorus or the like as an ion species. For example,
In the case of phosphorus, the thickness of the gate insulating film 406 is 150 nm.
In this case, the conditions for ion implantation are as follows: the acceleration voltage is 120 keV and the ion implantation amount is 1 × 10 15 to 1 × 10 16 cm −3 .
When the thin film transistor to be manufactured is a p-type,
Examples of ion species to be ion-implanted include boron. For example, in the case of boron, the conditions for ion implantation are an acceleration voltage of 40 keV and an ion implantation amount of 1 × 10 15 to 1 × 10 16.
cm -3 . As shown in FIG.
Then, regions 409 and 410 into which impurities are implanted in a self-aligning manner are formed.

【0072】次に、該領域409及び410に含まれて
いる不純物を活性化する。
Next, the impurities contained in the regions 409 and 410 are activated.

【0073】該イオン注入された領域である409およ
び410のシリコン層の厚みが25nm程度であると、
イオン注入にされた不純物を熱アニールによって活性化
するには、例えば前記の様なイオン注入条件で、窒素雰
囲気中で600℃で60時間以上、もしくは700℃で
2時間のアニールが必要である。歪点が600℃前後の
安価なガラス基板上に薄膜トランジスタを製作するに
は、この熱アニールによる活性化は適当ではない。
When the thickness of the silicon layers of the ion-implanted regions 409 and 410 is about 25 nm,
In order to activate the implanted impurities by thermal annealing, it is necessary to perform annealing at 600 ° C. for 60 hours or more or 700 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere under the above-described ion implantation conditions, for example. In order to manufacture a thin film transistor on an inexpensive glass substrate having a strain point of about 600 ° C., activation by thermal annealing is not appropriate.

【0074】図4gに示すように、レーザービームによ
り該領域409および410に注入された不純物を活性
化する。レーザービーム条件は、波長308nm、半値
幅50nsのXeClエキシマレーザーを、300〜6
00mJcm-2のビームエネルギー強度で、大気中で基
板上に照射する。薄膜トランジスタに照射されるレーザ
ービームのパルスの数は適当に複数回であってもよい。
レーザービームによって活性化された該409および4
10のシート抵抗は0.01〜0.05Ωcm-1であり、薄膜ト
ランジスタとして十分使用可能な抵抗値である。レーザ
ービームには前記のXeClエキシマレーザーに限るこ
となく、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレー
ザー、紫外線と同じ領域に波長を持つYAGレーザーの
高調波などを不純物の活性化に用いることができる。前
記レーザービームの照射により、領域409および41
0は、不純物を含む多結晶シリコン膜で構成されたソー
ス領域412およびドレイン領域413となる。
As shown in FIG. 4G, the impurities implanted in the regions 409 and 410 are activated by the laser beam. The laser beam conditions were as follows: a XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm and a half-value width of 50 ns,
The substrate is irradiated in the air with a beam energy intensity of 00 mJcm -2 . The number of laser beam pulses applied to the thin film transistor may be appropriately plural.
The 409 and 4 activated by a laser beam
The sheet resistance of No. 10 is 0.01 to 0.05 Ωcm −1, which is a resistance value that can be sufficiently used as a thin film transistor. The laser beam is not limited to the above-described XeCl excimer laser, but may be an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, or a harmonic of a YAG laser having a wavelength in the same region as ultraviolet rays, for example, for activating impurities. By the irradiation of the laser beam, regions 409 and 41
0 becomes a source region 412 and a drain region 413 formed of a polycrystalline silicon film containing impurities.

【0075】次に、該ゲート電極下の活性領域のシリコ
ン層中に、斜め方向にチャネルして注入された不純物を
活性化するために、図2で示しながら説明した方法で熱
処理を施す。
Next, a heat treatment is performed by the method described with reference to FIG. 2 in order to activate the impurities implanted in the silicon layer in the active region below the gate electrode by obliquely channeling.

【0076】また、前記不純物の活性化のためのレーザ
ービームの照射により、不純物を含んだシリコン層によ
って形成されたゲート電極も同時にアニールされ、抵抗
が減少する。シリコン層で形成されたゲート電極の厚み
は300nm程度なのでレーザービームエネルギーは活
性シリコン層には到達しない。
Further, by the irradiation of the laser beam for activating the impurity, the gate electrode formed by the silicon layer containing the impurity is also annealed at the same time, and the resistance is reduced. Since the thickness of the gate electrode formed of the silicon layer is about 300 nm, the laser beam energy does not reach the active silicon layer.

【0077】次に、層間絶縁膜414をゲート電極40
7が形成された基板上に被着形成する。層間絶縁膜の材
料として、例えば、常圧化学気相成長法で形成された例
えば膜厚500nmのSiO2がある。さらに、電子サ
イクロトロン共鳴法、スパッタ法、減圧化学気相成長法
などにより形成されたSiO2や、PSG、SiNxを層
間絶縁膜414としても良い。
Next, an interlayer insulating film 414 is formed on the gate electrode 40.
7 is formed on the substrate on which is formed. As a material for the interlayer insulating film, for example, there is SiO 2 having a thickness of, for example, 500 nm formed by a normal pressure chemical vapor deposition method. Further, the interlayer insulating film 414 may be formed of SiO 2 , PSG, or SiN x formed by an electron cyclotron resonance method, a sputtering method, a low pressure chemical vapor deposition method, or the like.

【0078】次に、図4hに示すように該ソース領域4
12および該ドレイン領域413に該層間絶縁膜414
と該ゲート絶縁膜405を貫くようにコンタクト用の窓
部を設けた後、電極となる金属薄膜例えばアルミニウム
薄膜を被着形成し、パターニングしてソース電極415
およびドレイン電極416をそれぞれ形成する。薄膜ト
ランジスタを、アクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いる場合には、該ドレイン電極416の構
成材料として例えば、インジウム−スズの酸化物(IT
O)を材料にした透明電極を用いることができる。該I
TO薄膜をスパッタ法により被着形成し、パターンエッ
チングし、ついでソース電極材料であるアルミニウム薄
膜をスパッタ法により被着形成しパターンエッチングに
よりソース電極を形成する。
Next, as shown in FIG.
12 and the interlayer insulating film 414 on the drain region 413.
Then, a contact window is provided so as to penetrate the gate insulating film 405, and then a metal thin film serving as an electrode, for example, an aluminum thin film is deposited and patterned, and the source electrode 415 is formed.
And a drain electrode 416 are formed. In the case where the thin film transistor is used as a picture element of an active matrix type liquid crystal display, a constituent material of the drain electrode 416 is, for example, indium-tin oxide (IT
A transparent electrode made of O) can be used. The I
A TO thin film is formed by sputtering and pattern etching is performed, and then an aluminum thin film as a source electrode material is formed by sputtering and a source electrode is formed by pattern etching.

【0079】次に、該ソース電極415および該ドレイ
ン電極416が形成された基板を覆うように、パッシベ
ーション膜417を例えば窒化膜を50nmを被着形成
する。該パッシベーション膜は一層に限ることはなく材
料が異なった薄膜を重ねた複数の層が積み重なったもの
でも良い。たとえば、まずスパッタ法によって厚さ20
0nmのSiO2を該ソース電極415及びドレイン電
極416を覆うように被着形成し、続いて有機高分子膜
を被着形成してパッシベーション膜として用いることも
できる。該パッシベーション膜417は薄膜トランジス
タの外界からの汚染を防止するために、さらにこの薄膜
トランジスタがアクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いられる場合には、液晶分子に薄膜トラン
ジスタが発生する直流電圧の印加を低減する目的があ
る。
Next, a passivation film 417, for example, a 50 nm nitride film is formed so as to cover the substrate on which the source electrode 415 and the drain electrode 416 are formed. The passivation film is not limited to a single layer, and may be formed by stacking a plurality of layers of thin films made of different materials. For example, first, a thickness of 20
0 nm of SiO 2 may be formed so as to cover the source electrode 415 and the drain electrode 416, and then an organic polymer film may be formed and used as a passivation film. In order to prevent contamination of the thin film transistor from outside, the passivation film 417 further applies a DC voltage generated by the thin film transistor to the liquid crystal molecules when the thin film transistor is used as a picture element of an active matrix type liquid crystal display. There is a purpose to reduce.

【0080】さらにこの次に、水素を含んだ気体中で例
えば300℃で1時間の熱処理を施して図4hの様に目
的とする薄膜トランジスタを得る。ただし、パッシベー
ション膜に300℃で分解する有機高分子膜を使用する
場合には、該有機高分子膜を形成する前に上記の水素処
理をすることが必要である。
Next, a heat treatment is performed in a gas containing hydrogen at, for example, 300 ° C. for 1 hour to obtain a target thin film transistor as shown in FIG. 4H. However, when an organic polymer film that decomposes at 300 ° C. is used as the passivation film, it is necessary to perform the above-described hydrogen treatment before forming the organic polymer film.

【0081】上記の実施例では自己整合型の薄膜トラン
ジスタの製造例であるが、n型の薄膜トランジスタとp
型の薄膜トランジスタを同一基板上に形成し、各々の薄
膜トランジスタのゲート電極とソース電極あるいはドレ
イン電極を適当な配線材料で配線および接続することに
よって、C−MOS回路を構成することができる。
The above embodiment is an example of manufacturing a self-aligned thin film transistor.
A C-MOS circuit can be formed by forming thin film transistors of the same type on the same substrate and wiring and connecting the gate electrode and the source electrode or the drain electrode of each thin film transistor with an appropriate wiring material.

【0082】図5a〜hは本発明に関わる薄膜トランジ
スタの第3の製造方法の工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5H are sectional views showing steps of a third method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.

【0083】本発明の薄膜トランジスタの製造工程の第
3の実施例の図5aから図5dまでは薄膜トランジスタ
の製造工程の第2の実施例の図4aから図4dまでと同
じである。
FIGS. 5A to 5D of the third embodiment of the manufacturing process of the thin film transistor of the present invention are the same as FIGS. 4A to 4D of the second embodiment of the manufacturing process of the thin film transistor.

【0084】以下に本発明の第3の実施例の図5eから
説明する。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5E.

【0085】図5eに示すようにゲート電極507を形
成する。例えばCrの様な金属薄膜をスパッタ法あるい
は蒸着法により該ゲート絶縁膜を覆うように被着形成
し、続いてパターニングする。金属薄膜の引っ張り内部
用力が大きいときには、例えばCrの場合には厚みが3
00nmの薄膜では引っ張り応力が大きく、段差部での
断線などの問題を生じる。そこでこのようなゲート電極
の場合は適宜厚みを薄くする必要がある。例えばCrに
よるゲート電極では厚みを150nm程度にするとよ
い。しかしながら次の図5fのイオン打ち込みの工程で
十分イオンを阻止できなくなる。この理由で、該ゲート
電極上のレジスト508をパターニングの後に残してお
く。残ったレジストの厚みは500nm以上でありイオ
ン注入の十分なマスクとなる。
As shown in FIG. 5E, a gate electrode 507 is formed. For example, a metal thin film such as Cr is formed by sputtering or vapor deposition so as to cover the gate insulating film, and then patterned. When the tensile internal force of the metal thin film is large, for example, in the case of Cr, the thickness is 3
A thin film having a thickness of 00 nm has a large tensile stress and causes problems such as disconnection at a step portion. Therefore, in the case of such a gate electrode, it is necessary to appropriately reduce the thickness. For example, in the case of a gate electrode made of Cr, the thickness may be set to about 150 nm. However, ions cannot be sufficiently prevented in the next ion implantation step of FIG. 5F. For this reason, the resist 508 on the gate electrode is left after patterning. The thickness of the remaining resist is 500 nm or more, which is a sufficient mask for ion implantation.

【0086】次に、図5fの様に、該ゲート電極507
に対して自己整合的に該ゲート絶縁膜506を貫いてイ
オン注入509する。製作する薄膜トランジスタがn型
の場合には、イオン種としてリンなどがある。例えば、
リンの場合、該ゲート絶縁膜506の厚さが150nm
の場合、イオン注入する条件は加速電圧120keVで
イオン注入量が1×1015〜1×1016cm-3である。
また、製作する薄膜トランジスタがp型の場合には、
イオン注入するイオン種として、ホウ素などがある。例
えばホウ素の場合には、イオン注入する条件は加速電圧
40keVで、イオン注入量が1×1015〜1×1016
cm-3である。図5fに示すように、ゲート電極507
に対して自己整合的に不純物が注入された領域510及
び511が形成される。
Next, as shown in FIG.
Is ion-implanted 509 through the gate insulating film 506 in a self-aligned manner. When the thin film transistor to be manufactured is an n-type, there is phosphorus or the like as an ion species. For example,
In the case of phosphorus, the thickness of the gate insulating film 506 is 150 nm.
In this case, the conditions for ion implantation are as follows: the acceleration voltage is 120 keV and the ion implantation amount is 1 × 10 15 to 1 × 10 16 cm −3 .
When the thin film transistor to be manufactured is a p-type,
Examples of ion species to be ion-implanted include boron. For example, in the case of boron, the conditions for ion implantation are an acceleration voltage of 40 keV and an ion implantation amount of 1 × 10 15 to 1 × 10 16.
cm -3 . As shown in FIG.
Then, regions 510 and 511 in which impurities are implanted in a self-aligning manner are formed.

【0087】次に、該ゲート電極507上のレジスト5
08を剥離する。次に、該領域510および511に注
入された不純物を活性化する。
Next, a resist 5 on the gate electrode 507 is formed.
08 is peeled off. Next, the impurities implanted into the regions 510 and 511 are activated.

【0088】該イオン注入された領域である510およ
び511のシリコン層の厚みが25nm程度であると、
イオン注入にされた不純物を熱アニールによって活性化
するには、例えば前記の様なイオン注入条件で、窒素雰
囲気中で600℃で60時間以上、もしくは700℃で
2時間のアニールが必要である。歪点が600℃前後の
安価なガラス基板上に薄膜トランジスタを製作するに
は、前記熱アニールによる活性化は適当ではない。
When the thickness of the silicon layers of the ion-implanted regions 510 and 511 is about 25 nm,
In order to activate the implanted impurities by thermal annealing, it is necessary to perform annealing at 600 ° C. for 60 hours or more or 700 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere under the above-described ion implantation conditions, for example. In order to manufacture a thin film transistor on an inexpensive glass substrate having a strain point of about 600 ° C., the activation by the thermal annealing is not appropriate.

【0089】図5gに示すように、レーザービーム51
2により該領域510および511に注入された不純物
を活性化する。ビームアニール条件は、波長308n
m、半値幅50nsのXeClエキシマレーザーを、3
00〜600mJcm-2のビームエネルギー強度で、基
板上に照射する。該レーザービーム512の照射によっ
て大気中の気体分子と反応する材料で、ゲート電極が構
成されている場合には、真空中あるいは不活性ガス中で
レーザービームを基板に照射する。薄膜トランジスタに
照射される該レーザービーム512のパルスの数は適当
に複数回であってもよい。該レーザービーム512によ
って活性化された該510および511のシート抵抗は
0.01〜0.05Ωcm-1であり、薄膜トランジスタとして十
分使用可能な抵抗値である。レーザービームには前記の
XeClエキシマレーザーに限ることなく、ArFエキ
シマレーザー、KrFエキシマレーザー、紫外線と同じ
領域に波長を持つYAGレーザーなどを不純物の活性化
に用いることができる。前記レーザービームの照射によ
り、領域510および511は、不純物を含む多結晶シ
リコン膜で構成されたソース領域313およびドレイン
領域514となる。
As shown in FIG.
2 activates the impurities implanted in the regions 510 and 511. The beam annealing conditions are 308 n wavelength.
m, XeCl excimer laser with half width at 50 ns
The substrate is irradiated with a beam energy intensity of 00 to 600 mJcm −2 . When a gate electrode is made of a material that reacts with gas molecules in the atmosphere by irradiation with the laser beam 512, the substrate is irradiated with the laser beam in a vacuum or in an inert gas. The number of pulses of the laser beam 512 applied to the thin film transistor may be appropriately plural. The sheet resistance of the 510 and 511 activated by the laser beam 512 is
It is 0.01 to 0.05 Ωcm −1, which is a resistance value that can be sufficiently used as a thin film transistor. The laser beam is not limited to the XeCl excimer laser described above, but an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, a YAG laser having a wavelength in the same region as ultraviolet rays, or the like can be used for activating impurities. By the irradiation of the laser beam, the regions 510 and 511 become a source region 313 and a drain region 514 formed of a polycrystalline silicon film containing impurities.

【0090】次に、図2に示した熱処理の方法でゲート
電極下のシリコン層に斜め方向にチャネルした不純物を
活性化し、ゲート電極下のシリコン層中の結晶欠陥を消
滅させる。。
Next, the impurities which are obliquely channeled in the silicon layer below the gate electrode are activated by the heat treatment method shown in FIG. 2 to eliminate crystal defects in the silicon layer below the gate electrode. .

【0091】次に、層間絶縁膜515をゲート電極50
7が形成された基板上に被着形成する。層間絶縁膜の材
料として、例えば、常圧化学気相成長法で形成された例
えば膜厚500nmのSiO2がある。さらに、電子サ
イクロトロン共鳴法、スパッタ法、減圧化学気相成長法
などにより形成されたSiO2や、PSG、SiNxを層
間絶縁膜515としても良い。
Next, an interlayer insulating film 515 is formed on the gate electrode 50.
7 is formed on the substrate on which is formed. As a material for the interlayer insulating film, for example, there is SiO 2 having a thickness of, for example, 500 nm formed by a normal pressure chemical vapor deposition method. Further, the interlayer insulating film 515 may be formed of SiO 2 , PSG, or SiN x formed by an electron cyclotron resonance method, a sputtering method, a low pressure chemical vapor deposition method, or the like.

【0092】次に、図5hに示すように該ソース領域5
13および該ドレイン領域514に該層間絶縁膜515
と該ゲート絶縁膜507を貫くようにコンタクト用の窓
部を設けた後、電極となる金属薄膜例えばアルミニウム
薄膜を被着形成し、パターニングしてソース電極515
およびドレイン電極516をそれぞれ形成する。薄膜ト
ランジスタを、アクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いる場合には、該ドレイン電極517の構
成材料として例えば、インジウム−スズの酸化物(IT
O)を材料にした透明電極を用いることができる。該I
TO薄膜をスパッタ法により被着形成し、パターンエッ
チングし、ついでソース電極材料であるアルミニウム薄
膜をスパッタ法により被着形成しパターンエッチングに
よりソース電極を形成する。
Next, as shown in FIG.
13 and the interlayer insulating film 515 in the drain region 514.
Then, a contact window is provided so as to penetrate the gate insulating film 507, and then a metal thin film serving as an electrode, for example, an aluminum thin film is formed and patterned, and the source electrode 515 is formed.
And a drain electrode 516 are formed. When the thin film transistor is used as a picture element of an active matrix type liquid crystal display, a constituent material of the drain electrode 517 is, for example, indium-tin oxide (IT
A transparent electrode made of O) can be used. The I
A TO thin film is formed by sputtering and pattern etching is performed, and then an aluminum thin film as a source electrode material is formed by sputtering and a source electrode is formed by pattern etching.

【0093】次に、該ソース電極516および該ドレイ
ン電極517が形成された基板を覆うように、パッシベ
ーション膜518を例えば窒化膜を50nmを被着形成
する。該パッシベーション膜は一層に限ることはなく材
料が異なった薄膜を重ねた複数の層が積み重なったもの
でも良い。たとえば、まずスパッタ法によって厚さ20
0nmのSiO2を該ソース電極516及びドレイン電
極517を覆うように被着形成し、続いて有機高分子膜
を被着形成してパッシベーション膜として用いることも
できる。該パッシベーション膜518は薄膜トランジス
タの外界からの汚染を防止するために、さらにこの薄膜
トランジスタがアクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いられる場合には、液晶分子に薄膜トラン
ジスタが発生する直流電圧の印加を低減する目的があ
る。
Next, a passivation film 518, for example, a 50-nm nitride film is formed so as to cover the substrate on which the source electrode 516 and the drain electrode 517 are formed. The passivation film is not limited to a single layer, and may be formed by stacking a plurality of layers of thin films made of different materials. For example, first, a thickness of 20
It is also possible to deposit 0 nm of SiO 2 so as to cover the source electrode 516 and the drain electrode 517, and then deposit an organic polymer film to use as a passivation film. In order to prevent contamination of the thin film transistor from the outside, the passivation film 518 further applies a DC voltage generated by the thin film transistor to the liquid crystal molecules when the thin film transistor is used for a picture element of an active matrix type liquid crystal display. There is a purpose to reduce.

【0094】さらに、この次に水素を含んだ気体中で例
えば300℃で1時間の熱処理を施して図5hの様に目
的とする薄膜トランジスタを得る。ただし、パッシベー
ション膜に300℃で分解する有機高分子膜を使用する
場合には、該有機高分子膜を形成する前に水素処理をす
る必要がある。
Next, a heat treatment is performed in a hydrogen-containing gas at, for example, 300 ° C. for 1 hour to obtain a target thin film transistor as shown in FIG. 5H. However, when an organic polymer film that decomposes at 300 ° C. is used as the passivation film, it is necessary to perform hydrogen treatment before forming the organic polymer film.

【0095】上記第3の実施例では自己整合型の薄膜ト
ランジスタの製造例であるが、n型の薄膜トランジスタ
とp型の薄膜トランジスタを同一基板上に形成し、各々
の薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極あるいは
ドレイン電極を適当な配線材料で配線および接続するこ
とによって、C−MOS回路を構成することができる。
Although the third embodiment is an example of manufacturing a self-aligned thin film transistor, an n-type thin film transistor and a p-type thin film transistor are formed on the same substrate, and a gate electrode and a source electrode or a drain electrode of each thin film transistor are formed. By wiring and connecting the electrodes with an appropriate wiring material, a C-MOS circuit can be formed.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜トラ
ンジスタの製造方法は、エネルギービームの照射により
シリコン層を結晶化した後に熱処理工程を施すことによ
り、シリコン層中の欠陥を消滅することができるため、
サブスレッショルド特性が優れた薄膜トランジスタが製
造することができるので、この薄膜トランジスタにより
高速動作のC−MOS回路を構成することができる。こ
の結果、アクティブマトリクス型の液晶表示体の駆動回
路を絵素と同じ安価なガラス基板に形成することができ
るので、高精細の液晶表示体を安価に製造することがで
きる。また、エネルギービームを照射する工程は、酸素
の分圧が10-5mmHg以下で行われるため、ビームアニ
ールによってシリコン層の温度が上昇しても、酸素ある
いは窒素が反応し不純物としてシリコン層に取り込まれ
ることを防ぐことができる。
As described above, in the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, defects in the silicon layer can be eliminated by performing a heat treatment after crystallization of the silicon layer by irradiation with an energy beam. For,
Since a thin film transistor having excellent subthreshold characteristics can be manufactured, a high-speed C-MOS circuit can be formed using the thin film transistor. As a result, the drive circuit of the active matrix type liquid crystal display can be formed on the same inexpensive glass substrate as the picture element, so that a high definition liquid crystal display can be manufactured at low cost. In addition, since the step of irradiating the energy beam is performed at a partial pressure of oxygen of 10 −5 mmHg or less, even if the temperature of the silicon layer is increased by beam annealing, oxygen or nitrogen reacts and is taken into the silicon layer as impurities. Can be prevented.

【0097】[0097]

【0098】[0098]

【0099】[0099]

【0100】[0100]

【0101】[0101]

【0102】さらに、本発明は高性能の三次元素子の製
造にも適用可能である。
Further, the present invention is applicable to the production of high-performance three-dimensional elements.

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

【図1】本発明のエネルギービームの照射によりシリコ
ン層を結晶化した後に熱処理工程によってシリコン層の
良質化に関する発明を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an invention relating to improving the quality of a silicon layer by a heat treatment process after crystallization of the silicon layer by irradiation with an energy beam according to the present invention.

【図2】本発明のレーザービームの照射によりシリコン
層中の不純物を活性化した後に熱処理工程によって斜め
方向にチャネルした不純物の活性化に関する発明を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing an invention relating to activation of an impurity channeled in an oblique direction by a heat treatment step after activating an impurity in a silicon layer by laser beam irradiation according to the present invention.

【図3】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を実現す
る第1の実施例の工程図。
FIG. 3 is a process chart of a first embodiment for realizing the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.

【図4】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を実現す
る第2の実施例の工程図。
FIG. 4 is a process chart of a second embodiment for realizing the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.

【図5】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を実現す
る第3の実施例の工程図。
FIG. 5 is a process chart of a third embodiment for realizing the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.

【図6】従来例の薄膜トランジスタの製造方法を示す断
面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a conventional thin film transistor.

【図7】従来例のイオン注入後のレーザービームによる
不純物の活性化の問題点を示す図。
FIG. 7 is a view showing a problem of activation of impurities by a laser beam after ion implantation in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301、401、501 絶縁基板 102、202、302、402、502 二酸化珪素膜 103、305、403、503 シリコン層 104、206、209、306、313、404、411、504、512 レーザービー
ム 105、203、307、405、505 多結晶シリコ
ン層 106 良質化した多
結晶シリコン層 204、308、406、506 ゲート絶縁膜 205、309、407、507 ゲート電極 207、311、312、409、410、510、511 不純物が注入
された領域 208 不純物が斜め方向に
チャネル注入した領域 210 不純物が活性化
した領域 211 不純物が活性化
した領域 303、412、513 ソース領域 304、413、514 ドレイン領域 314、315 不純物を含む
多結晶シリコン膜 316、414、518 層間絶縁膜 317、415、516 ソース電極 318、416、516 ドレイン電極 319、417、518 パッシベーシ
ョン膜
101, 201, 301, 401, 501 Insulating substrate 102, 202, 302, 402, 502 Silicon dioxide film 103, 305, 403, 503 Silicon layer 104, 206, 209, 306, 313, 404, 411, 504, 512 Laser Beam 105, 203, 307, 405, 505 Polycrystalline silicon layer 106 Improved polycrystalline silicon layer 204, 308, 406, 506 Gate insulating film 205, 309, 407, 507 Gate electrode 207, 311, 312, 409, 410 510, 511 Impurity-implanted region 208 Impurity-implanted channel in the oblique direction 210 Impurity-activated region 211 Impurity-activated region 303, 412, 513 Source region 304, 413, 514 Drain region 314, 315 Polycrystalline silicon film containing impurities 316, 414, 518 Interlayer insulating film 317, 415, 516 Source electrode 318, 416, 516 Drain electrode 319, 417, 518 Passivation film

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上にシリコン層を形成する工程
と、前記シリコン層にエネルギービームを照射して結晶
化する工程と、前記エネルギービームを照射する工程の
後に前記シリコン層を熱処理する工程とを有し、前記エ
ネルギービームを照射する工程は、酸素の分圧が10
−5mmHg以下で行われることを特徴とする薄膜トラン
ジスタの製造方法。
A step of forming a silicon layer on a substrate, a step of irradiating the silicon layer with an energy beam to crystallize the silicon layer, and a step of heat-treating the silicon layer after the step of irradiating the energy beam. And irradiating the energy beam with a partial pressure of oxygen of 10%.
A method for producing a thin film transistor, wherein the method is performed at -5 mmHg or less.
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