JP3374504B2 - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents

Method for manufacturing thin film transistor

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JP3374504B2 JP03082494A JP3082494A JP3374504B2 JP 3374504 B2 JP3374504 B2 JP 3374504B2 JP 03082494 A JP03082494 A JP 03082494A JP 3082494 A JP3082494 A JP 3082494A JP 3374504 B2 JP3374504 B2 JP 3374504B2
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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】この発明は薄膜トランジスタの製
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 transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタには、シート抵抗を減
少させてオン電流の増大を図るために、シリサイド配線
を備えたものがある。従来のこのような薄膜トランジス
タを製造する場合には、一例として、まず図2(A)に
示すように、ガラス基板1の上面の所定の個所にゲート
電極2を形成し、その全上面にゲート絶縁膜3を形成
し、その上面にアモルファスシリコンやポリシリコン等
の非単結晶半導体からなる半導体層4を形成し、その上
面の所定の個所にフォトレジストからなるイオン注入マ
スク5を形成する。次に、イオン注入マスク5をマスク
としてリンイオンやボロンイオン等のイオンを注入し、
イオン注入マスク5下以外の領域における半導体層4に
ソース・ドレイン領域となるイオン注入領域4aを形成
する。次に、図2(B)に示すように、全上面にクロム
等からなるシリサイド形成用金属層6を形成すると、イ
オン注入マスク5によって被われていない領域における
半導体層4の表面部つまりイオン注入領域4aの表面部
にシリサイド層7が形成される。次に、シリサイド層7
の形成に寄与しないシリサイド形成用金属層6をウェッ
トエッチングにより除去すると、図2(C)に示すよう
になる。この後、イオン注入マスク5を除去するが、こ
の場合、フォトレジストからなるイオン注入マスク5の
上層部がイオン注入により変質して硬化しているので、
TW液等の有機アルカリ系のエッチング液によるウェッ
トエッチングでは除去が困難となり、このためO2プラ
ズマによるドライエッチングによって除去している。以
下、図示していないが、素子分離等の所定の工程を経る
と、シリサイド層7つまりシリサイド配線を備えた薄膜
トランジスタが完成する。
2. Description of the Related Art Some thin film transistors are provided with a silicide wiring in order to reduce the sheet resistance and increase the on-current. In the case of manufacturing such a conventional thin film transistor, as an example, as shown in FIG. 2A, first, a gate electrode 2 is formed at a predetermined position on the upper surface of a glass substrate 1, and a gate insulating film is formed on the entire upper surface. A film 3 is formed, a semiconductor layer 4 made of a non-single crystal semiconductor such as amorphous silicon or polysilicon is formed on the upper surface of the film 3, and an ion implantation mask 5 made of a photoresist is formed on a predetermined portion of the upper surface. Next, ions such as phosphorus ions and boron ions are implanted using the ion implantation mask 5 as a mask,
Ion implantation regions 4a to be source / drain regions are formed in the semiconductor layer 4 in regions other than under the ion implantation mask 5. Next, as shown in FIG. 2B, when the silicide forming metal layer 6 made of chromium or the like is formed on the entire upper surface, the surface portion of the semiconductor layer 4 in a region not covered by the ion implantation mask 5, that is, the ion implantation is performed. The silicide layer 7 is formed on the surface of the region 4a. Next, the silicide layer 7
2C is obtained by removing the silicide forming metal layer 6 that does not contribute to the formation of Al by wet etching. After that, the ion implantation mask 5 is removed. In this case, since the upper layer portion of the ion implantation mask 5 made of a photoresist is denatured and hardened by the ion implantation,
It is difficult to remove it by wet etching using an organic alkaline etching solution such as TW solution, and therefore it is removed by dry etching using O 2 plasma. Although not shown, a thin film transistor having the silicide layer 7, that is, the silicide wiring is completed after a predetermined process such as element isolation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような薄膜トランジスタの製造方法では、フォトレ
ジストからなるイオン注入マスク5をO2プラズマによ
るドライエッチングにより除去する際に、シリサイド層
7の表面が酸化され、この結果シリサイド層7の抵抗値
が上昇し、シリサイド配線とした効果が薄れるという問
題があった。この発明の目的は、シリサイド層の抵抗値
が上昇しないようにすることのできる薄膜トランジスタ
の製造方法を提供することにある。
However, in the conventional method of manufacturing such a thin film transistor, the surface of the silicide layer 7 is oxidized when the ion implantation mask 5 made of photoresist is removed by dry etching using O 2 plasma. As a result, there is a problem that the resistance value of the silicide layer 7 increases and the effect of forming the silicide wiring is weakened. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor that can prevent the resistance value of a silicide layer from rising.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、非単結晶半
導体層上の所定の箇所にフォトレジストからなるイオン
注入マスクを形成し、このイオン注入マスクをマスクと
してイオンを前記非単結晶半導体層に注入し、次いで前
記イオン注入マスクの上層部をドライエッチングにより
取り除き、次いで前記非単結晶半導体層のイオン注入領
域の表面にシリサイド層を形成し、次いで前記イオン注
入マスクをウェットエッチングにより除去するようにし
たものである。
According to the present invention, an ion implantation mask made of a photoresist is formed at a predetermined position on a non-single-crystal semiconductor layer, and the ion implantation mask is used as a mask to introduce ions into the non-single-crystal semiconductor layer. Then, the upper layer portion of the ion implantation mask is removed by dry etching, a silicide layer is formed on the surface of the ion implantation region of the non-single crystal semiconductor layer, and then the ion implantation mask is removed by wet etching. It is the one.

【0005】[0005]

【作用】この発明によれば、フォトレジストからなる
オン注入マスクの上層部がイオン注入により変質して硬
化しても、この上層部をドライエッチングにより取り除
き、この後非単結晶半導体層のイオン注入領域の表面に
シリサイド層を形成しているので、イオン注入マスクを
ウェットエッチングにより容易に除去することができる
上、シリサイド層の表面が酸化されないようにすること
ができ、したがってシリサイド層の抵抗値が上昇しない
ようにすることができる。
According to the present invention, even if the upper layer portion of the ion implantation mask made of a photoresist is deteriorated by ion implantation and hardened, the upper layer portion is removed by dry etching, and then the non-single crystal. Since the silicide layer is formed on the surface of the ion implantation region of the semiconductor layer, the ion implantation mask can be easily removed by wet etching, and the surface of the silicide layer can be prevented from being oxidized. The resistance value of the layer can be prevented from increasing.

【0006】[0006]

【実施例】図1(A)〜(E)はそれぞれこの発明の一
実施例における薄膜トランジスタの各製造工程を示した
ものである。そこで、これらの図を順に参照しながら、
この実施例の薄膜トランジスタの製造方法について説明
する。
1 (A) to 1 (E) show respective steps of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. So, referring to these figures in order,
A method of manufacturing the thin film transistor of this example will be described.

【0007】まず、図1(A)に示すように、ガラス基
板11の上面の所定の個所にクロムやアルミニウム等の
導電材料をからなるゲート電極12をスパッタ等により
1000Å程度の膜厚に成膜した後パターニングするこ
とにより形成する。次に、ゲート電極12を含むガラス
基板11の上面全体にシリコンの酸化物や窒化物等から
なるゲート絶縁膜13をスパッタやプラズマCVD等に
より4000Å程度の膜厚に成膜する。次に、ゲート絶
縁膜13の上面にアモルファスシリコンやポリシリコン
等の非単結晶半導体からなる半導体層14をプラズマC
VD等により500Å程度の膜厚に成膜する。次に、ゲ
ート電極12に対応する部分の半導体層14の上面にフ
ォトレジストからなるイオン注入マスク15をスピンコ
ート等により10000Å程度の膜厚に塗布した後パタ
ーニングすることにより形成する。次に、イオン注入マ
スク15をマスクとしてリンイオンやボロンイオン等の
イオンを注入し、イオン注入マスク15下以外の領域に
おける半導体層14にソース・ドレイン領域となるイオ
ン注入領域14aを形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a gate electrode 12 made of a conductive material such as chromium or aluminum is formed on a predetermined portion of the upper surface of a glass substrate 11 by sputtering or the like to a film thickness of about 1000 Å. After that, it is formed by patterning. Next, a gate insulating film 13 made of silicon oxide or nitride is formed on the entire upper surface of the glass substrate 11 including the gate electrode 12 by sputtering, plasma CVD, or the like to a film thickness of about 4000 Å. Next, a semiconductor layer 14 made of a non-single crystal semiconductor such as amorphous silicon or polysilicon is formed on the upper surface of the gate insulating film 13 by plasma C.
A film having a film thickness of about 500 Å is formed by VD or the like. Next, an ion implantation mask 15 made of photoresist is formed on the upper surface of the semiconductor layer 14 corresponding to the gate electrode 12 by spin coating or the like to a film thickness of about 10000Å, and then patterned. Next, ions such as phosphorus ions and boron ions are implanted using the ion implantation mask 15 as a mask to form the ion implantation regions 14a to be the source / drain regions in the semiconductor layer 14 in regions other than under the ion implantation mask 15.

【0008】この状態では、フォトレジストからなるイ
オン注入マスク15の上層部がイオン注入により変質し
て硬化する。そこで、次に、この変質硬化部分つまりイ
オン注入マスク15の膜厚2000Å程度の上層部を、
図1(B)に示すように、O2プラズマによるドライエ
ッチングにより除去する。次に、図1(C)に示すよう
に、イオン注入マスク15を含む半導体層14の上面全
体にクロム等からなるシリサイド形成用金属層16をス
パッタ等により100Å程度の膜厚に成膜すると、イオ
ン注入マスク15によって被われていない領域における
半導体層14の表面部つまりイオン注入領域14aの表
面部に膜厚50Å程度のシリサイド層17が形成され
る。次に、シリサイド層7の形成に寄与しないシリサイ
ド形成用金属層16をウェットエッチングにより除去
し、次いでイオン注入マスク15を除去するが、この場
合、イオン注入マスク5のイオン注入により変質して硬
化した上層部が既に除去されているので、TW液等の有
機アルカリ系のエッチング液によるウェットエッチング
により容易に除去することができる(図1(D)参
照)。しかも、この場合、O2プラズマによるドライエ
ッチングではないので、シリサイド層17の表面が酸化
されることがなく、したがってシリサイド層17の抵抗
値が上昇しないようにすることができる。
In this state, the upper layer portion of the ion implantation mask 15 made of photoresist is altered and hardened by the ion implantation. Therefore, next, this alteration hardening portion, that is, the upper layer portion of the ion implantation mask 15 having a film thickness of about 2000 Å,
As shown in FIG. 1B, it is removed by dry etching using O 2 plasma. Next, as shown in FIG. 1C, a silicide forming metal layer 16 made of chromium or the like is formed to a film thickness of about 100 Å on the entire upper surface of the semiconductor layer 14 including the ion implantation mask 15 by sputtering or the like. A silicide layer 17 having a film thickness of about 50Å is formed on the surface of the semiconductor layer 14 in the region not covered by the ion implantation mask 15, that is, the surface of the ion implantation region 14a. Next, the metal layer 16 for forming a silicide that does not contribute to the formation of the silicide layer 7 is removed by wet etching, and then the ion implantation mask 15 is removed. Since the upper layer portion has already been removed, it can be easily removed by wet etching with an organic alkaline etching solution such as a TW solution (see FIG. 1D). Moreover, in this case, since the dry etching is not performed by O 2 plasma, the surface of the silicide layer 17 is not oxidized, so that the resistance value of the silicide layer 17 can be prevented from increasing.

【0009】次に、シリサイド層17を含む半導体層1
4をパターニングすると、図1(E)に示すように、真
性領域からなるチャネル領域14bおよび上面にシリサ
イド層17を有するイオン注入領域からなるソース・ド
レイン領域14cを備えた半導体層14がデバイス領域
に形成される。次に、全上面にシリコンの酸化物や窒化
物等からなる層間絶縁膜18をプラズマCVDにより2
000Å程度の膜厚に成膜し、これと同時に、注入イオ
ンを活性化する。なお、注入イオンの活性化は、200
〜300℃程度の温度で1時間以上の熱処理により行う
ようにしてもよい。次に、両シリサイド層17に対応す
る部分の層間絶縁膜18にコンタクトホール19を形成
し、次いでこれらコンタクトホール19の部分における
層間絶縁膜18上にアルミニウムやクロム等の導電材料
からなる膜厚5000Å程度のソース・ドレイン電極2
0を形成する。かくして、シリサイド層17つまりシリ
サイド配線を備えた薄膜トランジスタが完成する。
Next, the semiconductor layer 1 including the silicide layer 17
4 is patterned, the semiconductor layer 14 having the channel region 14b made of the intrinsic region and the source / drain region 14c made of the ion-implanted region having the silicide layer 17 on the upper surface becomes the device region as shown in FIG. It is formed. Next, an interlayer insulating film 18 made of silicon oxide, nitride, etc. is formed on the entire upper surface by plasma CVD.
A film is formed to a film thickness of about 000Å, and at the same time, implanted ions are activated. The activation of implanted ions is 200
You may make it heat-process at the temperature of about -300 degreeC for 1 hour or more. Next, contact holes 19 are formed in the interlayer insulating film 18 at the portions corresponding to both silicide layers 17, and then a film thickness of 5000 Å made of a conductive material such as aluminum or chromium is formed on the interlayer insulating film 18 at the portions of these contact holes 19. Source / drain electrode 2
Form 0. Thus, the thin film transistor including the silicide layer 17, that is, the silicide wiring is completed.

【0010】なお、上述の実施例ではボトムゲート型の
薄膜トランジスタについて説明したが、これに限らず、
トップゲート型の薄膜トランジスタ等、種々、変形して
適用することが可能である。
Although the bottom gate type thin film transistor has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this.
It is possible to apply various modifications such as a top gate type thin film transistor.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、フォトレジストからなるイオン注入マスクの上層部
がイオン注入により変質して硬化しても、この上層部を
ドライエッチングにより取り除き、この後非単結晶半導
体層のソース・ドレイン領域となる領域の表面にシリサ
イド層を形成し、次いでイオン注入マスクをウェットエ
ッチングにより除去しているので、シリサイド層の表面
が酸化されることがなく、したがってシリサイド層の抵
抗値が上昇しないようにすることができる。
As described above, according to the present invention, even if the upper layer portion of the ion implantation mask made of a photoresist is deteriorated by ion implantation and hardened, the upper layer portion is removed by dry etching, and thereafter, Since the silicide layer is formed on the surface of the source / drain region of the non-single-crystal semiconductor layer and the ion implantation mask is removed by wet etching, the surface of the silicide layer is oxidized. Therefore, it is possible to prevent the resistance value of the silicide layer from increasing.

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

【図1】(A)〜(E)はそれぞれこの発明の一実施例
における薄膜トランジスタの各製造工程を示す断面図。
1A to 1E are cross-sectional views showing respective manufacturing steps of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】(A)〜(C)はそれぞれ従来の薄膜トランジ
スタの各製造工程を示す断面図。
2A to 2C are cross-sectional views showing respective manufacturing steps of a conventional thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 半導体層 14a イオン注入領域 14c ソース・ドレイン領域 15 イオン注入マスク 17 シリサイド層 20 ソース・ドレイン電極 14 Semiconductor layer 14a ion implantation region 14c Source / drain region 15 Ion implantation mask 17 Silicide layer 20 Source / drain electrodes

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 非単結晶半導体層上の所定の箇所にフォ
トレジストからなるイオン注入マスクを形成し、このイ
オン注入マスクをマスクとしてイオンを前記非単結晶
導体層に注入し、次いで前記イオン注入マスクの上層部
をドライエッチングにより取り除き、次いで前記非単結
半導体層のイオン注入領域の表面にシリサイド層を形
成し、次いで前記イオン注入マスクをウェットエッチン
グにより除去することを特徴とする薄膜トランジスタの
製造方法。
1. A photomask is formed at a predetermined position on the non-single crystal semiconductor layer.
An ion implantation mask made of a photoresist is formed, ions are implanted into the non-single-crystal semiconductor layer using the ion implantation mask as a mask, the upper layer of the ion implantation mask is removed by dry etching, and then the above-mentioned ion implantation mask is removed. Non-single
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising forming a silicide layer on a surface of an ion implantation region of a crystalline semiconductor layer, and then removing the ion implantation mask by wet etching.
【請求項2】 前記非単結晶半導体層のイオン注入領域
によりソース・ドレイン領域を形成し、前記シリサイド
層上にソース・ドレイン電極を形成することを特徴とす
る請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法。
2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the source / drain regions are formed by the ion-implanted regions of the non-single-crystal semiconductor layer, and the source / drain electrodes are formed on the silicide layer. .
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