JP3512547B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非単結晶半導体薄膜を
有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびその製造方法
と、その製造装置に関するものであり、特に、ソース／
ドレイン等を作製するためのＮ型もしくはＰ型の導電型
を付与する不純物のドーピング方法及び、ドーピング装
置に関するものである。

【０００２】なお、本発明によって作製される薄膜トラ
ンジスタは、ガラス等の絶縁基板上、又は単結晶シリコ
ン等の半導体基板上、いずれに形成されるものをも対象
とする。

【０００３】

【従来の技術】最近、絶縁基板上に、薄膜状の活性層
（活性領域ともいう）を有する絶縁ゲイト型の半導体装
置の研究がなされている。特に、薄膜状の絶縁ゲイト型
トランジスタ、いわゆる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が
熱心に研究されている。これらは、利用する半導体の材
料・結晶状態によって、アモルファスシリコンＴＦＴや
結晶性シリコンＴＦＴというように区別されている。結
晶性シリコンとは言っても、単結晶ではない非単結晶の
ものである。

【０００４】一般にアモルファス状態の半導体の電界移
動度は小さく、したがって、高速動作が要求されるＴＦ
Ｔには利用できない。また、アモルファスシリコンで
は、Ｐ型の電界移動度は著しく小さいので、Ｐチャネル
型のＴＦＴ（ＰＭＯＳのＴＦＴ）を作製することができ
ない。したがって、Ｎチャネル型ＴＦＴ（ＮＭＯＳのＴ
ＦＴ）と組み合わせて、相補型のＭＯＳ回路（ＣＭＯ
Ｓ）を作製することができない。

【０００５】他方、結晶半導体はアモルファス半導体よ
りも電界移動度が大きく、このため、高速動作が可能で
ある。したがって、結晶性シリコンではＮＭＯＳのＴＦ
Ｔのみでなく、ＰＭＯＳのＴＦＴも同様に得られるの
で、ＣＭＯＳ回路を作製することが可能である。また、
より良い特性を得るには、単結晶半導体のＭＯＳＩＣで
おこなわれているようなＬＤＤ（低濃度ドレイン）構造
を設けることが好ましいと指摘されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、結晶性
シリコン半導体を得るには、アモルファスシリコンを熱
アニールすることが必要で、そのためには６００℃以上
の高温で長時間の加熱処理が必要である。そのため、耐
熱温度の高い基板を使用する必要があり、一般に高価な
石英が使用されている。

【０００７】これに対し、本発明人らは、ニッケル、
鉄、コバルト、白金、パラジウム等の金属元素がアモル
ファスシリコンの結晶化を促進する触媒効果を有するこ
とを見出した。以下、シリコンの結晶化を促進させるこ
れらの金属元素を結晶化触媒元素、または、単に触媒元
素という。このような触媒元素をアモルファスシリコン
に添加することにより、従来よりも低温・短時間の熱ア
ニールにより結晶性シリコン膜を得ることができた。即
ち、この結晶化方法を採用することにより、耐熱温度の
低い、安価なガラス基板を使用することが可能になる。

【０００８】さらに、結晶化触媒元素を有するシリコン
膜においては、その後にイオンドーピング法等の手段に
よってＮ型やＰ型の不純物イオンを照射・注入すること
により、ソース／ドレイン等の不純物領域を形成した後
の不純物元素の活性化も、従来に比較してより低温の熱
アニールによっておこなうことができることが明らかに
なった。このような目的には、触媒元素の濃度は１×１
０¹⁵〜１×１０¹⁹原子／ｃｍ³ が好ましかった。

【０００９】この範囲に達しない低濃度では、結晶化が
促進されず、また、この範囲を越える高濃度ではシリコ
ン半導体特性に悪影響をもたらした。なお、この場合の
触媒元素の濃度は、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）
によって、分析された値であり、多くの場合、触媒元素
は膜中において分布を示すが、上記の値はシリコン膜に
おける触媒元素の最低値を意味する。

【００１０】従来は、ドーピング不純物の活性化を低温
でおこなうにはレーザー等の強光の照射（光アニール）
によらざるを得なかったが、光アニールは再現性・制御
性において重大な問題を有しており、量産化が困難であ
った。結晶化触媒元素を用いることにより、光アニール
に匹敵する低温での活性化が可能となったことの意味は
大きい。

【００１１】しかしながら、結晶化触媒元素の使用によ
り、新たな問題が生ずる。これはドーピング不純物を熱
アニールによって活性化する際に、結晶化触媒元素が移
動して、不純物領域（ソース／ドレイン等）とチャネル
との境界付近に凝集してまうという問題である。チャネ
ルとソース／ドレインとの境界はＴＦＴにおいては極め
て微妙な部分であり、この部分の欠陥はＴＦＴ特性を著
しく悪化させる。

【００１２】即ち、このような部分に結晶化触媒元素
（これらはいずれもシリコン半導体にとっては好ましい
材料ではない）の濃度が高まることにより、ＴＦＴ特性
の悪化（特に、ゲイト電圧をゼロもしくは逆バイアスと
したときのソース／ドレイン間のリーク電流（オフ電流
という）が増大すること）、信頼性の低下（長時間の使
用によってＴＦＴ特性が劣化すること）がもたらされ
る。

【００１３】結晶化触媒元素の移動メカニズムについて
図４を用いて説明する。図４（Ａ）はゲイト電極を作製
した段階を示す。基板１（もしくはその上に適当な下地
膜（バッファー層ともいう）を形成してもよい）上に、
島状のシリコン領域（活性層ともいう）２を形成し、さ
らにゲイト絶縁膜３、ゲイト電極４を形成する。この段
階では、特開平６−２４４１０４で開示された技術にし
たがい、島状シリコン領域２中には結晶化触媒元素がほ
ぼ均等に分布している。（図４（Ａ））

【００１４】次に、不純物として、例えば、燐をドーピ
ングする。これはイオンドーピング法等によっておこな
えばよい。この結果、ソース５、ドレイン６が形成され
るが、ソース５、ドレイン６には、イオン照射の結果と
して、多くの欠陥や歪みが生じている。（図４（Ｂ））

【００１５】その後、特開平６−２６７９８９、同６−
３３３９５１に開示される技術にしたがって熱アニール
をおこない、ドーピングされた不純物の活性化をおこな
うと、触媒元素は、欠陥等に選択的に捕獲される性質が
あるので、チャネル７部分に存在していた触媒元素がソ
ース／ドレイン５、６の方向に移動する。このような触
媒元素の移動は４００℃以上の熱アニールによって顕著
に観察される。（図４（Ｃ））

【００１６】特に、チャネル７とソース／ドレイン５、
６の境界部（図における矢印の部分）で、移動してきた
触媒元素が集中し、チャネル７部分の触媒元素の濃度が
低下するものの、チャネルとソース／ドレイン５、６の
境界で非常に濃度の高い部分が発生することとなる。

【００１７】図４（Ｄ）は島状シリコン領域２中の触媒
元素の濃度分布のグラフ図であり、点線は図４（Ａ）の
状態を模式的に示したもので、島状シリコン領域２には
均一に触媒元素が添加されている。他方、実線は図４
（Ｃ）の状態を模式的に示したものであり、熱アニール
することにより、矢印で示すように、ソース／ドレイン
５、６とチャネル７の境界部において、部分的に初期の
濃度よりも１桁も高い濃度で触媒元素が凝集してしま
う。このように、高密度に触媒元素が存在すると、薄膜
トランジスタの特性や信頼性を低下させてしまう。

【００１８】本発明の目的は、上述の問題点を解消し
て、触媒元素により結晶化されたシリコン膜を使用し
て、特性、信頼性の優れた薄膜トランジスタを製造する
方法、及びその製造装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述したように触媒元素
が偏在するのは、明らかに、不純物ドーピングの際に、
島状シリコン領域に欠陥・歪み等が発生するためであ
る。したがって、欠陥や歪み発生させないようなドーピ
ング方法を採用すればよい。イオンドーピング工程にお
いて、基板を２００℃に加熱しておこなうと、その後に
熱アニール等による活性化が不要であるという報告があ
る（Ｙ．Ｍｉｓｈｉｍａ他：Ｊ．Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ．
７４（１９３）７１１４）。

【００２０】本発明人はこの研究を詳細に検討した結
果、イオン照射による欠陥はただちに（その場で）修復
されるため、イオンドーピング後に欠陥が残らないこと
を見出した。さらに、本発明人は、温度範囲についても
考察を進め、基板温度を１００〜４００℃、より好まし
くは２００〜３５０℃にして、イオンドーピングをおこ
なうと、シリコン膜に欠陥が生じないことを見出した。

【００２１】本発明は以下の構成を有する。すなわち、
特開平６−２４４１０４、同６−２６７９８９、同６−
３３３９５１に開示される技術にしたがって、結晶化触
媒元素の添加された島状の結晶性シリコン領域を形成す
る。触媒元素の濃度は、１×１０¹⁵〜１×１０¹⁹原子／
ｃｍ³ であると好ましい。１×１０¹⁹原子／ｃｍ³ 以上
の高濃度ではシリコンに金属的性質がもたらされ、半導
体特性が消滅してしまう。

【００２２】なお、触媒元素の濃度は、２次イオン質量
分析法（ＳＩＭＳ）によって、分析された値であり、多
くの場合、触媒元素は膜中において分布を示すが、上記
の値はシリコン膜における触媒元素の最低値を意味す
る。

【００２３】その後、基板を１００〜４００℃、より好
ましくは２００〜３５０℃に加熱した状態で、イオンド
ーピング法等の方法により、Ｎ型もしくはＰ型の導電型
を付与する不純物イオンを照射する。不純物イオンに加
えて、水素イオンもしくはハロゲンのイオンも照射する
と、活性化をより効果的におこなうことができる。

【００２４】また、基板の加熱は不純物イオンを照射し
ている最中におこなってもよいが、或いは、直前まで加
熱して、不純物イオン照射時には意図的には加熱しなく
ても良い。この場合には、時間の経過とともに基板温度
が低下するが、断熱を十分におこなうことにより、通常
のドーピング作業の間、１００〜４００℃の温度を保持
できる。

【００２５】このような方式のドーピング装置では、基
板を加熱する手段を有するチャンバーと、基板を実効的
に加熱する手段を有しないチャンバーという少なくとも
２つのチャンバーが必要である。

【００２６】本発明に係るドーピング装置の概念図を図
５に示す。ドーピング装置は大きく３つのチャンバーに
より構成されている。すなわち、第１の予備室（基板投
入室）５０１、ドーピング室５０２、第２の予備室（基
板取り出し室）５０３で構成されている。いずれのチャ
ンバーも内部の圧力を適切に調節するための機構が設け
られている。

【００２７】第１の予備室５０１には、ヒーターを有す
るサセプター５０４が設けられており、これによって基
板５０５を適切な温度に加熱する。ドーピング室５０２
は、通常のイオンドーピング装置と同じ構成を有し、ド
ーピングガス導入系５１０、排気系５１１、基板ホルダ
ー５０６、プラズマ室５０８、加速等のための制御電極
５０９がそれぞれ設けられている。基板５０７はホルダ
ー５０６上に設置される。第２の予備室人５０３から処
理された基板５１２を取り出す。

【００２８】第１の予備室５０１において、基板５０５
の投入と取り出しを兼務させれば、第２の予備室５０３
は設けなくても構わない。第１の予備室５０１では基板
は適当な温度に加熱される。重要なことは、第１の予備
室５０１で、基板が加熱される温度ではなく、ドーピン
グ室５０２におけるドーピングの間の基板５０７の温度
であり、特にドーピングされる半導体領域の温度が１０
０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃の温度に保
持されることにある。

【００２９】

【作用】もとより、本発明ではイオン照射によって、シ
リコン膜中に欠陥や歪みが生じることがなく、Ｍｉｓｈ
ｉｍａ他の開示するとおり、ドーピング工程後に、熱ア
ニールによる活性化工程が不要もしくは極めて短時間で
済むので、触媒元素が凝集することを回避することがで
きる。

【００３０】仮に、何らかの目的により、ドーピング後
に４００℃以上の温度で熱アニールをおこなう必要があ
ったとしても、ドーピングにおいて、シリコン中に欠陥
や歪みが残らないために、チャネル中に存在する触媒元
素が移動して、ソース／ドレインとチャネルの境界に凝
集することがなく、触媒元素の濃度分布は初期の状態が
保たれる。

【００３１】

【実施例】

〔実施例１〕図１に本実施例を示す。まず、基板（コー
ニング７０５９）１０１上にスパッタリング法によって
厚さ２０００Åの酸化珪素の下地膜１０２を形成した。
さらに、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ２００〜１５
００Å、例えば５００Åの真性（Ｉ型、すなわち、III
価またはＶ価の不純物が、１×１０¹⁵〜１×１０¹⁸原子
／ｃｍ³ の濃度である。または、チャネルが発生しない
条件を満たすことを意味する）のアモルファスシリコン
膜１０３を形成する。

【００３２】そして、アモルファスシリコン膜１０３表
面を酸化処理する。そして、１〜１００ｐｐｍの酢酸ニ
ッケル水溶液を塗布して、乾燥させて、酢酸ニッケル層
１０４を形成する。酢酸ニッケル層１０４は極めて薄い
ので、膜状となっているとは限らない。（図１（Ａ））

【００３３】そして、このアモルファスシリコン膜１０
３を窒素雰囲気中、５５０℃、４時間熱アニールして結
晶化させる。熱アニール後にエキマーレーザー等を用い
て光アニールをおこなってもよい。熱アニール後、シリ
コン膜をエッチングして、島状シリコン領域１０５を形
成する。さらに、プラズマＣＶＤ法によって厚さ１２０
０Åの酸化珪素膜１０６をゲイト絶縁膜として堆積す
る。酸化珪素膜１０６を作製するには、プラズマＣＶＤ
法の代わりに熱ＣＶＤ法を採用してもよい。（図１
（Ｂ））

【００３４】引き続いて、減圧ＣＶＤ法によって、厚さ
３０００〜８０００Å、例えば６０００Åの多結晶シリ
コン膜（０．１〜２％の燐を含む）を堆積する。この多
結晶シリコン膜をエッチングして、ゲイト電極１０７を
形成する。（図１（Ｃ））

【００３５】次に、イオンドーピング法によって、島状
シリコン領域１０５にゲイト電極１０７をマスクとして
不純物（燐）を注入する。ドーピングガスとして、水素
で１〜１０％に希釈したフォスフィン（ＰＨ₃ ）を用い
る。加速電圧は６０〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶとし、
ドーズ量は１×１０¹³〜８×１０¹⁵原子／ｃｍ² 、例え
ば、２×１０¹⁴原子／ｃｍ² とする。イオンドーピング
時にはヒーター１１０によって、基板を２５０℃に加熱
する。この結果、Ｎ型の不純物領域１０８（ソース）、
１０９（ドレイン）がそれぞれ形成される。（図１
（Ｄ））

【００３６】続いて、厚さ６０００Åの酸化珪素膜１１
１を層間絶縁物としてプラズマＣＶＤ法によって形成
し、これにコンタクトホールを形成する。そして、金属
材料、例えば、チタンとアルミニウムの多層膜によって
ＴＦＴのソース、ドレインの電極・配線１１２，１１３
を形成した。（図１（Ｅ））

【００３７】２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）法によっ
てニッケルの濃度を調べたところ、ＴＦＴの不純物領
域、チャネルとも、１×１０¹⁸〜５×１０¹⁸原子／ｃｍ
³ の濃度であり、特に、チャネルの部分の触媒元素の濃
度が低下している様子は観察されなかった。

【００３８】従来例では、活性化工程の後に、水素雰囲
気等で２００〜３５０℃の熱アニールもしくはプラズマ
処理が必要であったが、本発明では不要であった。ま
た、本発明によって得られたＴＦＴ（チャネル長×チャ
ネル幅＝８μｍ×８μｍ）では、オフ電流（ゲイト電圧
が−１７Ｖ、ドレイン電圧が＋１Ｖの状態で）は０．２
〜０．５ｐＡ程度である。他方、ドーピング工程では基
板温度を室温とし、活性化工程では基板温度をを５００
℃とし、加熱時間を１時間とした以外は、本実施例と全
く同じ条件で、同じ大きさで作製したＴＦＴでは、オフ
電流は５〜２０ｐＡであった。

【００３９】〔実施例２〕図２に本実施例を示す。ま
ず、基板（コーニング７０５９）２０１上にプラズマＣ
ＶＤ法によって厚さ４０００Åの酸化珪素の下地膜２０
２を形成する。さらに、プラズマＣＶＤ法によって、厚
さ２００〜１５００Å、例えば５００Åの真性（Ｉ型）
のアモルファスシリコン膜２０３を形成する。そして、
アモルファスシリコン膜２０３の表面を酸化処理して、
図示しない酸化膜を形成する。そして、１〜１００ｐｐ
ｍの酢酸ニッケル水溶液を塗布して、乾燥させて、酢酸
ニッケル層２０４を形成する。

【００４０】そして、特開平６−３１８７０１に開示さ
れている技術にしたがって、アモルファスシリコン膜２
０３にＫｒＦエキシマーレーザー光（波長２４８ｎｍ）
を照射し、結晶化せしめた。レーザー光の照射前に、２
５０〜５００℃で予備的に熱アニールを施してもよい。
また、レーザー照射の際に、基板２０１を２５０〜４０
０℃に加熱してもよい。さらに、レーザー照射後に４０
０〜５５０℃で熱アニールを１〜４時間施すと、結晶の
歪みを除去するうえで有効である。（図２（Ａ））

【００４１】その後、結晶化されたシリコン膜２０３を
エッチングして、島状シリコン領域を形成する。さら
に、プラズマＣＶＤ法によって厚さ１２００Åの酸化珪
素膜２０５を堆積する。そして、その上に厚さ４０００
Åの多結晶シリコン膜（０．１〜２％の燐を含む）を堆
積して、エッチングして、ゲイト電極２０６を形成す
る。

【００４２】次に、基板を加熱しながら、ゲイト電極２
０６をマスクにして、イオンドーピング法によって、島
状シリコン領域に不純物（硼素）を注入する。ドーピン
グガスとして、水素で１〜１０％に希釈したジボラン
（Ｂ₂ Ｈ₆ ）を用いる。加速電圧は６０〜９０ｋＶ、例
えば８０ｋＶとし、ドーズ量は１×１０¹²〜１×１０¹⁴
原子／ｃｍ² 、例えば、１×１０¹³原子／ｃｍ² とす
る。また、イオンドーピング時には、ヒーター２０９に
よって、基板を３５０℃に加熱する。この結果、Ｐ型の
低濃度不純物領域２０７、２０８が形成される。（図２
（Ｂ））

【００４３】次に、プラズマＣＶＤ法によって堆積した
酸化珪素膜を異方性エッチングして、サイドウォール２
１０を形成する。サイドウォール２１０の形成方法につ
いては公知のＬＤＤ（低濃度ドレイン）形成技術を用い
ればよい。本実施例では、サイドウォール２１０形成時
に酸化珪素膜２０５をもエッチングする。このため、ゲ
イト電極２０６およびサイドウォール２１０の下部には
酸化珪素のゲイト絶縁膜２１１が残る。（図２（Ｃ））

【００４４】そして、再び、基板を加熱しながら、イオ
ンドーピング法により、Ｐ型不純物を導入する。ドーピ
ングガスとして、水素で１〜１０％に希釈したジボラン
（Ｂ₂ Ｈ₆ ）を用いた。加速電圧は１０〜３０ｋＶ、例
えば２０ｋＶ、ドーズ量は１×１０¹⁴〜８×１０¹⁶原子
／ｃｍ² 、例えば、１×１０¹⁵原子／ｃｍ² とした。イ
オンドーピング時にはヒーター２１４によって、基板を
３５０℃に加熱した。この結果、Ｐ型の高濃度不純物領
域２１２（ソース）、２１３（ドレイン）がそれぞれ形
成される。

【００４５】一方、サイドウォール２１０の下の低濃度
不純物領域２０７、２０８には、ドーピングされず、低
濃度ソース２１５、低濃度ドレイン２１６が形成され
る。（図２（Ｄ）） 続いて、プラズマＣＶＤ法によって厚さ４０００Åの酸
化珪素膜２１７を層間絶縁物として堆積し、これにコン
タクトホールを形成して、アルミニウムのソース、ドレ
イン電極・配線２１８，２１９を形成する。（図２
（Ｅ））

【００４６】本実施例では、ドーピング工程後には、熱
アニールによる活性化を行わないので、工程を短縮する
うえで極めて有効であった。従来の方法（特開平６−２
６７９８９）では、高濃度の不純物が存在する領域は比
較的低温の熱アニールによって活性化できたが、低濃度
不純物領域では、熱アニール温度を高めにすることが必
要であった。しかしながら、本実施例では、そもそも活
性化のために熱アニールをおこなう必要がないので、そ
のような問題は一切生じなかった。

【００４７】〔実施例３〕図３に本実施例を示す。ま
ず、基板（コーニング１７３７）３０１上にプラズマＣ
ＶＤ法によって厚さ３０００Åの酸化珪素の下地膜３０
２を堆積する。さらに、プラズマＣＶＤ法によって、厚
さ２００〜１５００Å、例えば５００Åの真性（Ｉ型）
のアモルファスシリコン膜３０３を堆積する。さらに、
プラズマＣＶＤ法によって、厚さ３００Åの酸化珪素膜
３０４を堆積する。これらの成膜は連続的におこなう。

【００４８】そして、酸化珪素膜３０４を選択的にエッ
チングして、その一部に開孔部３０５を形成し、さら
に、実施例１および２と同様に酢酸ニッケル層３０６を
形成する。その後、基板３０１を４５０〜５８０℃、例
えば、５５０℃で８時間の熱アニール処理をおこなうこ
とによりアモルファスシリコン膜３０３を結晶化させ
る。結晶化は、特開平６−２４４１０４にも記述されて
いるように、開孔部３０５から周囲に図の矢印に沿って
進行した。上記の熱アニール工程の後に、レーザー光等
を用いて光アニールをおこなってもよかった。（図３
（Ａ））

【００４９】その後、結晶化されたシリコン膜をエッチ
ングして、島状シリコン領域３０８を形成し、さらに、
プラズマＣＶＤ法によって厚さ１２００Åの酸化珪素膜
３０９を堆積する。（図３（Ｂ））

【００５０】そして、その上に厚さ６０００Åのアルミ
ニウム膜（０．１〜０．３％のスカンジウムを含む）の
ゲイト電極３１０を形成する。ゲイト電極３１０を形成
するには、特開平５−２６７６６７に示されるゲイト電
極の陽極酸化技術によって、ゲイト電極３１０の側面お
よび上面をバリヤ型陽極酸化物被膜３１１で被覆すれば
よい。本実施例ではバリヤ型陽極酸化物被膜３１１の厚
さは１５００〜２０００Åとする。また、酸化珪素膜３
０９をエッチングして、ゲイト絶縁膜３１２を形成す
る。その際、ゲイト電極部（ゲイト電極３１０とその周
囲のバリヤ型陽極酸化物被膜３１１を含む）の端面とゲ
イト絶縁膜３１２の端面をｘだけずらした構造とする。
（図３（Ｃ））

【００５１】次に、ゲイト電極部およびゲイト絶縁膜３
１２をマスクにして、イオンドーピング法によって、島
状シリコン領域３０８に不純物（燐）を注入する。ドー
ピングガスとして、水素で１〜１０％に希釈したフォス
フィン（ＰＨ₃ ）を用いる。ドーピングは２段階に分け
ておこなう。最初は、加速電圧は６０〜９０ｋＶ、例え
ば８０ｋＶとし、ドーズ量は１×１０¹²〜１×１０¹⁴原
子／ｃｍ² 、例えば、１×１０¹³原子／ｃｍ² とする。
２度目は、加速電圧は１０〜３０ｋＶ、例えば２０ｋ
Ｖ、ドーズ量は１×１０¹⁴〜８×１０¹⁵原子／ｃｍ² 、
例えば、１×１０¹⁵原子／ｃｍ² とする。

【００５２】いずれのドーピングにおいても、ヒーター
３１５によって、基板３０１を３００℃に加熱する。高
い加速電圧の低濃度ドーピング（最初のドーピング）の
結果、低濃度ソース３１６、低濃度ドレイン３１７がそ
れぞれ形成され、次に、低い加速電圧の高濃度ドーピン
グ（後のドーピング）の結果、ソース３１３、ドレイン
３１４がそれぞれ形成される。（図３（Ｄ））

【００５３】続いて、プラズマＣＶＤ法によって厚さ５
０００Åの酸化珪素膜３１８を層間絶縁物として堆積
し、これにコンタクトホールを形成して、チタンのソー
ス、ドレイン電極・配線３１９，３２０を形成する。
（図３（Ｅ））

【００５４】実施例２においては、同様なＬＤＤ構造を
得るために、低濃度ドーピング工程後、成膜工程等をお
こない、その後、再び、高濃度ドーピング工程をおこな
うようにしたため、ドーピング工程が不連続であるが、
本実施例は実施例２と異なり、低濃度および高濃度のド
ーピングを連続的におなうことができるため、極めて量
産性が高い。

【００５５】〔実施例４〕実施例３ではＬＤＤ構造を得
るために、ゲイト電極の周囲に緻密な陽極酸化物を形成
するようにしたが、本実施例は緻密な陽極酸化物を形成
しないで、ＬＤＤ構造を形成するようにしたものであ
る。

【００５６】図６、７は本実施例の薄膜トランジスタの
作製工程を示す断面図であり、図６（Ａ）に示すよう
に、ガラス基板（コーニング７０５９）６０１上に、ス
パッタリング法により厚さ２０００Åの酸化珪素を下地
膜６０２として形成する。さらに、プラズマＣＶＤ法に
よって、真性（Ｉ型）のアモルファスシリコン膜５０３
を５００Åの厚さに形成する。

【００５７】アモルファスシリコン膜６０３表面を酸化
して、図示しない酸化膜を極薄く形成する。この酸化膜
の表面に、１〜１００ｐｐｍの酢酸ニッケル水溶液を塗
布して、乾燥して、酢酸ニッケル層６０４を形成する。
（図６（Ａ））

【００５８】次に、窒素雰囲気中、５５０℃、４時間熱
アニールする。加熱により、酢酸ニッケル層６０４がニ
ッケルに分解して、アモルファスシリコン膜６０３中に
均一に拡散するのに伴って、アモルファスシリコン膜６
０３が結晶化される。熱アニールの後に、エキマーレー
ザー等を用いて光アニールを行ってもよい。

【００５９】次に、結晶化されたシリコン膜をエッチン
グして、島状シリコン領域６０５を形成する。さらに、
プラズマＣＶＤ法によって厚さ１０００Åに酸化珪素膜
６０６を堆積する。（図６（Ｂ））

【００６０】次に、スパッタ法によって、アルミニウム
膜を５０００Åの厚さに堆積する。このアルミニウム膜
は後にゲイト電極６０７になるものであり、アルミニウ
ムには、予めスカンジウムを０．２ｗｔ含有させて、ヒ
ロックやウィスカーが発生するのを抑制する。

【００６１】そして、アルミニウム膜を電解液中で陽極
酸化して、表面に緻密な陽極酸化膜６０８を１００Å程
度の厚さに形成する。この場合には、電解液には、酒石
酸、ほう酸、又は硝酸が３〜１０％含有されたエチレン
グリコール溶液を、ＰＨを７程度に調整した溶液を使用
する。緻密な陽極酸化膜６０８の厚さはアルミニウム膜
に印加する電圧で制御することができる。緻密な陽極酸
化膜６０８は、レジストの密着度を高める作用を有す
る。この後、フォトレジスタストのマスク６０９を形成
して、このマスク６０９を利用して、アルミニウム膜を
エッチングして、ゲイト電極６０７を形成する。（図６
（Ｃ））

【００６２】更に、フォトレジスタストのマスク６０９
を着けたままで、ゲイト電極６０７を陽極にして、再び
陽極酸化する。電解溶液には、クエン酸、シュウ酸、ク
ロム酸又は硫酸を３〜２０％含有した酸性溶液を使用す
る。この場合には、ゲイト電極６０７の表面にフォトレ
ジスタストのマスク６０９と、緻密な陽極酸化膜６０８
が存在するために、ゲイト電極６０７の側面のみに多孔
質の陽極酸化物６１０が形成される。

【００６３】この多孔質の陽極酸化物６１０の成長距離
は、ゲイト電極６０７に電流を流す時間で制御すること
ができ、この成長距離により、低濃度不純物領域の長さ
が決定される。本実施例では、多孔質の陽極酸化物６１
０を５０００Åの厚さに成長させる。（図６（Ｄ））

【００６４】次に、フォトレジスタストのマスク６０９
を使用して、酸化珪素膜６０６をエッチングして、ゲイ
ト絶縁膜６１１を形成する。（図６（Ｅ））

【００６５】そして、図７（Ａ）に示すように、フォト
レジスタストのマスク６０９、緻密な陽極酸化膜６０
８、多孔質の陽極酸化物６１０を順次に除去して、ゲイ
ト電極６０７を露出させる。

【００６６】次に、フォトレジスタストのマスク６０９
を専用の剥離液により除去する。緻密な陽極酸化膜６０
８はバッファーフッ酸を用いて、エッチングする。緻密
な陽極酸化膜６０８は極めて薄いため、選択的に除去す
ることが可能である。多孔質の陽極酸化物６１０は、燐
酸、酢酸及び硝酸を混合した混酸を用いて、エッチング
する。多孔質の陽極酸化物６１０は容易に除去できるた
め、ゲイト電極６０７がエッチングされることがない。

【００６７】そして、ヒロックやウィスカーの発生を抑
制するために、露出されたゲイト電極６０７の表面をオ
ゾン水で洗浄して、図示しない酸化膜を形成する。な
お、後の工程で、ヒロックやウィスカーの発生を抑制で
きるならば、酸化膜を形成しなくてもよい。

【００６８】次に、ゲイト電極６０７ををマスクにし
て、イオンドーピング法によって、島状シリコン領域６
０５に不純物を注入する。本実施例では、燐を注入する
ために、ドーピングガスとして、水素で１〜１０％に希
釈したフォスフィン（ＰＨ₃ ）を用いる。ドーピングは
２段階に分けておこなう。また、ドーピングの間には、
ヒーター６１２によって、基板６０１を３００℃に加熱
する。

【００６９】１度目のドーピングは、加速電圧は６０〜
９０ｋＶとし、ドーズ量は１×１０¹²〜１×１０¹⁴原子
／ｃｍ² とする。本実施例では、加速電圧を８０ｋＶと
して、ドーズ量を１×１０¹³原子／ｃｍ² とする。この
際には、加速電圧が比較的大きいため、燐イオンはゲイ
ト電極６０７は透過しないが、ゲイト絶縁膜６１１を透
過して、島状シリコン領域６０５にドープされるが、ド
ーズ量が小さいために、低濃度不純物領域６１３、６１
４が形成される。また、ゲイト電極６０７の直下には燐
イオンがドープされないため、チャネル形成領域６１５
となる。（図７（Ａ））

【００７０】２度目のドーピングは、１度目よりも、加
速電圧を小さくして、１０〜３０ｋＶとし、ドーズ量は
大きくして、１×１０¹⁴〜８×１０¹⁵原子／ｃｍ² す
る。本実施例では、加速電圧を２０ｋＶとし、ドーズ量
を１×１０¹⁵原子／ｃｍ² とする。このため、燐イオン
はゲイト絶縁膜６１２を透過できず、主に、島状シリコ
ン領域６０５の露出された部分に高濃度にドープされ、
ソース／ドレイン領域６１６、６１７が形成される。ま
た、ゲイト絶縁膜６１２の下部は低濃度不純物領域６１
３、６１４、チャネル形成領域６１５のまま残存する。
（図７（Ｂ））

【００７１】本実施例では、イオンドーピイングを２度
に分けて行うようにしたが、１度のドーピング工程で、
図７（Ｂ）に示すような、低濃度不純物領域６１３、６
１４と、高濃度不純物であるソース／ドレイン領域６１
６、６１７とをそれぞれ形成することもできる。この場
合には、ゲイト絶縁膜６１２が半透過なマスクとして機
能するように、加速電圧、ドーズ量等の条件を適宜に設
定すればよい。

【００７２】イオンドーピングの後に、プラズマＣＶＤ
法により窒化珪素膜６１８を３００Åの厚さに形成す
る。後に実施される水素化工程等において、ゲイト電極
６０７が加熱されるために、アルミニウムが異常成長し
て、クラックやヒロックが発生するおそれがある。本実
施例では、ゲイト電極６０７を窒化珪素膜６１８で覆う
ことにより、クラックやヒロックの発生を防止する。

【００７３】続いて、厚さ６０００Åの酸化珪素膜を層
間絶縁物６１９としてプラズマＣＶＤ法によって形成
し、これにコンタクトホールを形成する。そして、この
コンタクトホールに、金属材料、例えば、チタンとアル
ミニウムの多層膜によってＴＦＴのソース、ドレインの
電極・配線６２０、６２１を形成する。最後に、３５０
℃の水素雰囲気中において、１時間の加熱処理する。以
上の工程を経て、薄膜トランジスタが完成される。（図
７（Ｃ））

【００７４】本実施例の薄膜トランジスタは、チャネル
形成領域６１５とドレイン領域６１７の間に低濃度不純
物領域６１４を配置する構成としたため、チャネル形成
領域６１５とドレイン領域６１７の間に高電圧が印加さ
れることを防ぐことができる。更に、オフ電流を小さく
することもできる。

【００７５】本実施例では、ドーピング工程後に、熱ア
ニール、レーザーアニールによる活性化を行わないの
で、工程の短縮化が図れる。また、高濃度の不純物が存
在する領域は比較的低温の熱アニールによって活性化で
きるが、低濃度不純物領域は熱アニール温度を高めにす
ることが必要である。しかしながら、本実施例では、そ
もそも活性化のために熱アニールをおこなう必要がない
ので、プロセスの低温化が推進される。

【００７６】なお、本実施例では、窒化珪素膜６１８を
形成して、ゲイト電極６０７を保護するようにしたが、
熱アニール、レーザーアニールを行なう必要がないの
で、クラックやヒロックが発生することがなければ、窒
化珪素膜６１８を形成しなくてもよい。

【００７７】〔実施例５〕本実施例では、Ｎ型薄膜トラ
ンジスタとＰ型薄膜トランジスタとを相補的に組み合わ
せたＣＭＯＳ薄膜トランジスタを形成する例を示す。図
８に本実施例を示す。

【００７８】まず、上面に下地膜を形成したガラス基板
（コ−ニング７０５９又は１７３７）８０１上に、プラ
ズマＣＶＤ法により真性（Ｉ型）のアモルファスシリコ
ン膜を５００Åの厚さに形成する。下地膜としては、例
えば２０００Åの厚さの酸化珪素膜を用いる。次に、ア
モルファスシリコン膜を適当な結晶化方法によって結晶
化し、結晶化されたシリコン膜をエッチングして、島状
シリコン領域８０２、８０３を形成する。さらに、プラ
ズマＣＶＤ法により厚さ１５００Åの酸化珪素膜８０４
を堆積する。

【００７９】次に、スパッタ法によりアルミニウム膜を
４０００Åの厚さに堆積する。このアルミニウム膜はの
ちにゲイト電極８０５、８０６になるものである。この
アルミニウム膜には、予めスカンジウムを０．２ｗｔ含
有させてヒロックやウィスカ−が発生するのを抑制す
る。

【００８０】次に、アルミニウム膜を電解液中で陽極酸
化して、図示しないが表面に１００Å程度の緻密な陽極
酸化膜を形成し、その上にフォトレジストのマスクを形
成してパタ−ニングを行う。このフォトレジストのマス
クを利用して、アルミニウム膜をエッチングして、ゲイ
ト電極８０５、８０６を形成する。

【００８１】更に、フォトレジストのマスクを着けたま
まで、ゲイト電極８０５、８０６を再度陽極酸化する。
電解溶液には、クエン酸、シュウ酸、クロム酸又は硫酸
を３〜２０％含有した酸性溶液、例えば３％シュウ酸水
溶液を使用する。この場合には、ゲイト電極８０５、８
０６の表面にはフォトレジストのマスクと緻密な陽極酸
化膜が存在するため、ゲイト電極８０５、８０６の側面
のみに多孔質の陽極酸化物８０７、８０８が形成され
る。この多孔質の陽極酸化物８０７、８０８の成長距離
は、陽極酸化の処理時間で制御することができる。この
成長距離は、後に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）の長
さを決定する。本実施例では、多孔質の陽極酸化物８０
７、８０８を７０００Åの長さに成長させる。

【００８２】再びゲイト電極８０５、８０６を陽極酸化
して、緻密で強固な陽極酸化膜８０９、８１０を形成す
る。本実施例では、電解溶液として３％酒石酸のエチレ
ングリコ−ル溶液を、アンモニア水でＰＨ６．９に中和
して使用する。（図８（Ａ））

【００８３】次に、陽極酸化物８０７、８０８、８０
９、８１０をマスクとして、酸化珪素膜８０４をエッチ
ングする。エッチングは陽極酸化物８０７、８０８、８
０９、８１０をエッチングせず、酸化珪素膜８０４のみ
をエッチング可能であれば、ウェットエッチングでも、
ドライエッチングでも構わない。本実施例では、ＣｌＦ
₃ ガスを用いたドライエッチングによって、酸化珪素膜
８０４をエッチングして、ゲイト絶縁膜８１１、８１２
を形成する。（図８（Ｂ））

【００８４】次に、図示しない緻密な陽極酸化物、多孔
質な陽極酸化物８０７、８０８を順次除去する。図示し
ない緻密な陽極酸化物はバッファ−フッ酸で除去し、多
孔質の陽極酸化物８０７、８０８は、燐酸、酢酸及び硝
酸を混合した混酸を用いて除去する。多孔質の陽極酸化
物８０７、８０８は容易に除去できるため、緻密で強固
な陽極酸化物８０９、８１０がエッチングされることは
ない。

【００８５】次に、ゲイト電極８０５、８０６をマスク
にして、イオンド−ピング法により、島状シリコン８０
２、８０３に不純物を注入する。本実施例では、まず燐
を注入するために、ド−ピングガスとして、水素で１〜
１０％に希釈したフォスフィン（ＰＨ３）を用いる。ド
−ピングは２段階に分けて行う。また、ド−ピングの間
は、ヒ−タ−により、基板８０１を２５０℃〜３５０℃
に加熱する。

【００８６】１度目のド−ピングは、加速電圧を１０〜
３０ｋＶとし、ド−ズ量は１×１０¹⁴〜８×１０¹⁵原子
／ｃｍ² とする。本実施例では、加速電圧を１０ｋＶと
し、ド−ズ量を１×１０¹⁵原子／ｃｍ² とする。この際
には、加速電圧が比較的小さいため、燐イオンはゲイト
絶縁膜８１１、８１２を透過できず、主に、島状シリコ
ン８０２、８０３の露出された部分に注入され、ソ−ス
領域８１３、８１６、ドレイン領域８１４、８１５が形
成される。その際、燐はソ−ス／ドレイン領域の比較的
浅い領域にピ−クを有するように注入される。

【００８７】２度目のド−ピングは、１度目のド−ピン
グよりも加速電圧を大きくして、６０〜９０ｋＶとし、
ド−ズ量は１×１０¹²〜５×１０¹³原子／ｃｍ² とす
る。本実施例では、加速電圧を８０ｋＶとし、ド−ズ量
を１．5 ×１０¹³原子／ｃｍ²とする。この際には、加
速電圧が比較的大きいため、燐イオンはゲイト電極８０
５、８０６を透過しないが、ゲイト絶縁膜８１１、８１
２を透過して、島状シリコン８０２、８０３に注入され
る。しかし、ゲイト絶縁膜直下はゲイト絶縁膜に遮られ
て燐の注入量が小さいために、低濃度不純物領域（ＬＤ
Ｄ領域）８１７、８１８が形成される。また、ゲイト電
極８０５、８０６の直下は燐が注入されないため、チャ
ネル形成領域８１９、８２０となる。この場合、燐はソ
−ス／ドレイン領域の比較的深い領域にピ−クを有する
ように注入される。このため、１度目と２度目のド−ピ
ングにより、燐はソ−ス／ドレイン領域に一様に存在す
る様になる。（図８（Ｃ））

【００８８】次に、ポリイミド又は耐熱性レジスト８２
１で被覆し、パタ−ニングにより、Ｐ型トランジスタと
なる部分のみのレジストを除去する。（図８（Ｄ））

【００８９】続いて、Ｎ型をＰ型に反転させるための不
純物として、硼素をイオンド−ピング法により注入す
る。本実施例では、１度目のド−ピングを、加速電圧を
６５ｋＶとし、ド−ズ量を１〜５×１０¹⁴原子／ｃｍ²
となるようにする。次いで、２度目のド−ピングを、加
速電圧を１０ｋＶとし、ド−ズ量を２×１０¹⁵原子／ｃ
ｍ² となるようにする。ポリイミド又は耐熱性レジスト
８２１で被覆された領域は、硼素が注入されないためＮ
型のまま残存する。

【００９０】イオンド−ピング終了後、レジスト８２１
を除去する。そして、厚さ１μｍの酸化珪素膜を層間絶
縁膜８２２としてプラズマＣＶＤ法により形成し、これ
にコンタクトホ−ルを形成する。そして、このコンタク
トホ−ルに、金属材料、例えばチタンとアルミニウムの
多層膜により、ソ−ス／ドレインの電極、配線８２３、
８２４、８２５を形成する。最後に、３５０℃の水素雰
囲気中において、２時間の加熱処理を行う。以上の工程
を経て、ＣＭＯＳ薄膜トランジスタが完成される。（図
８（Ｅ））

【００９１】本実施例の薄膜トランジスタは、Ｎ型トラ
ンジスタとＰ型トランジスタを相補的に組み合わせたＣ
ＭＯＳ構造を形成するため、トランジスタを駆動する際
に、低電力化が図れる。また、チャネル形成領域８１
９、８２０とドレイン領域８１４、８１５の間に低濃度
不純物領域８１７、８１８を配置する構成としたため、
チャネル形成領域８１９、８２０とドレイン領域８１
４、８１５の間に高電界が形成されることを防ぐことが
出来る。また、ド−ピング工程後に熱アニ−ル、レ−ザ
−アニ−ルによる活性化を行わないので、工程の短縮化
が図れる。

【００９２】〔実施例６〕本実施例では、Ｎ型薄膜トラ
ンジスタとＰ型薄膜トランジスタとを相補的に組み合わ
せたＣＭＯＳ薄膜トランジスタを形成する例を示す。図
９に本実施例を示す。

【００９３】図９（Ａ）に示すように、上面に下地膜を
形成したガラス基板（コ−ニング７０５９又は１７３
７）９０１上に、プラズマＣＶＤ法により真性（Ｉ型）
のアモルファスシリコン膜を５００Åの厚さに形成す
る。下地膜としては、例えば２０００Åの厚さの酸化珪
素膜を用いる。次に、アモルファスシリコン膜を適当な
結晶化方法によって結晶化し、結晶化されたシリコン膜
をエッチングして、島状シリコン領域９０２、９０３を
形成する。さらに、ゲイト絶縁膜として、プラズマＣＶ
Ｄ法により厚さ１５００Åの酸化珪素膜９０４を堆積す
る。

【００９４】次に、スパッタ法によりアルミニウム膜を
４０００Åの厚さに堆積する。このアルミニウム膜はの
ちにゲイト電極９０５、９０６になるものである。アル
ミニウム膜には、予めスカンジウムを０．２ｗｔ含有さ
せてヒロックやウィスカ−が発生するのを抑制する。

【００９５】次に、アルミニウム膜を電解液中で陽極酸
化して、図示しないが表面に１００Å程度の緻密な陽極
酸化膜を形成し、その上にフォトレジストのマスクを形
成してパタ−ニングを行う。このフォトレジストのマス
クを利用して、アルミニウム膜をエッチングして、ゲイ
ト電極９０５、９０６を形成する。

【００９６】更に、フォトレジストのマスクを着けたま
まで、ゲイト電極９０５、９０６を再度陽極酸化する。
電解溶液には、クエン酸、シュウ酸、クロム酸又は硫酸
を３〜２０％含有した酸性溶液、例えば３％シュウ酸水
溶液を使用する。この場合には、ゲイト電極９０５、９
０６の表面にはフォトレジストのマスクと緻密な陽極酸
化膜が存在するため、ゲイト電極９０５、９０６の側面
のみに多孔質の陽極酸化物９０９、９１０が形成され
る。この多孔質の陽極酸化物９０９、９１０の成長距離
は、陽極酸化の処理時間で制御することができ、この成
長距離は、後に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）の長さ
を決定する。本実施例では、多孔質の陽極酸化物９０
９、９１０を７０００Åの長さに成長させる。

【００９７】さらに、再びゲイト電極９０５、９０６を
陽極酸化して、緻密で強固な陽極酸化膜９１１、９１２
を形成する。本実施例では、電解溶液として、３％酒石
酸のエチレングリコ−ル溶液を、アンモニア水でＰＨ
６．９に中和して使用する。（図９（Ａ））

【００９８】次に、ゲイト電極９０５、９０６及び多孔
質の陽極酸化物９０９、９１０をマスクにして、イオン
ド−ピング法により、島状シリコン９０２、９０３に不
純物を注入する。本実施例では、まず燐を注入するため
に、ド−ピングガスとして、水素で１〜１０％に希釈し
たフォスフィン（ＰＨ３）を用いる。また、ド−ピング
の間は、ヒ−タ−により、基板９０１を２５０℃〜３５
０℃に加熱する。ド−ピングは、加速電圧を６０〜９０
ｋＶとし、ド−ズ量を１×１０¹⁴〜８×１０¹⁵原子／ｃ
ｍ² となるようにする。本実施例では、加速電圧を８０
ｋＶとし、ド−ズ量を１×１０¹⁵原子／ｃｍ² とする。

【００９９】この際には、加速電圧が比較的大きいた
め、燐イオンはゲイト電極９０５、９０６及び多孔質の
陽極酸化物９０９、９１０を透過しないが、ゲイト絶縁
膜９０４を透過して、島状シリコン９０２、９０３に注
入され、ソ−ス領域９１３、９１６及びドレイン領域９
１４、９１５を形成する。その際、ゲイト電極９０５、
９０６の直下は燐が注入されないため、チャネル形成領
域９１７、９１８となる。（図９（Ｂ））

【０１００】次に、図示しない緻密な陽極酸化物をバッ
ファ−フッ酸で除去し、次いで、燐酸、酢酸及び硝酸を
混合した混酸で、多孔質の陽極酸化物９０９、９１０を
除去する。多孔質の陽極酸化物９０９、９１０は容易に
除去できるため、緻密で強固な陽極酸化物９１１、９１
２がエッチングされることはない。

【０１０１】次に、再び燐のド−ピングを行う。加速電
圧は６０〜９０ｋＶとし、ド−ズ量は１×１０¹²〜１×
１０¹⁴原子／ｃｍ² とする。本実施例では、加速電圧を
８０ｋＶとし、ド−ズ量を１×１０¹⁴原子／ｃｍ² とす
る。この際には、加速電圧が比較的大きいため、燐イオ
ンはゲイト電極９０５、９０６を透過しないが、ゲイト
絶縁膜９０４を透過して、島状シリコン９０２、９０３
に注入される。また、チャネル形成領域９１７、９１８
と、ソ−ス領域９１３、９１６及びドレイン領域９１
４、９１５との間は燐の注入量が少ないため、低濃度不
純物領域（ＬＤＤ領域）９１９、９２０が形成される。
（図９（Ｃ））

【０１０２】次に、ポリイミド又は耐熱性レジスト９２
１で被覆し、パタ−ニングにより、Ｐ型トランジスタと
なる部分のみのレジストを除去する。（図９（Ｄ））

【０１０３】続いて、Ｎ型をＰ型に反転させるための不
純物として、硼素をイオンド−ピング法により注入す
る。本実施例では、加速電圧を８０ｋＶとし、硼素のド
−ズ量は２×１０¹⁵原子／ｃｍ² とする。ポリイミド又
は耐熱性レジスト９２１で被覆された領域は、硼素が注
入されないためＮ型のまま残存する。

【０１０４】この際、硼素の注入量が多いため、ドレイ
ン領域９１５、チャネル領域９１８の間に低濃度不純物
領域（ＬＤＤ領域）は形成されない。続いて、レジスト
９２１を除去する。そして、厚さ１μｍの酸化珪素膜を
層間絶縁膜９２２としてプラズマＣＶＤ法により形成
し、これにコンタクトホ−ルを形成する。そして、この
コンタクトホ−ルに、金属材料、例えばチタンとアルミ
ニウムの多層膜により、ソ−ス／ドレインの電極、配線
９２３、９２４、９２５を形成する。最後に、３５０℃
の水素雰囲気中において、２時間の加熱処理を行う。
（図９（Ｅ））

【０１０５】以上の工程を経て、ＣＭＯＳ薄膜トランジ
スタが完成される。本実施例の薄膜トランジスタは、Ｎ
型トランジスタとＰ型トランジスタを相補的に組み合わ
せたＣＭＯＳ構造を形成するため、トランジスタを駆動
する際に、低電力化が図れる。また、チャネル形成領域
９１７とドレイン領域９１４の間に低濃度不純物領域９
１９を配置する構成としたため、チャネル形成領域９１
７とドレイン領域９１４の間に高電界が形成されること
を防ぐことが出来る。また、ド−ピング工程後に熱アニ
−ル、レ−ザ−アニ−ルによる活性化を行わないので、
工程の短縮化が図れる。

【０１０６】

【発明の効果】本発明により、結晶化触媒元素を用いて
も、低いオフ電流に代表されるような高いＴＦＴ特性と
信頼性を得ることができ、したがって、特開平６２４４
１０４、同６−２６７９８９、同６−３１８４０１、同
６−３３３９５１に示されるような、触媒元素を用いた
低温結晶化技術を発展させることが可能となった。この
ように本発明は工業上有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の作製工程断面図を示す。

【図２】 実施例２の作製工程断面図を示す。

【図３】 実施例３の作製工程断面図を示す。

【図４】 触媒元素の移動原理について説明する。

【図５】 本発明を実施するためのドーピング装置の
概念図を示す。

【図６】 実施例４の作製工程断面図を示す。

【図７】 実施例４の作製工程断面図を示す。

【図８】 実施例５の作製工程断面図を示す。

【図９】 実施例６の作製工程断面図を示す。

【符号の説明】

１０１・・・ガラス基板 １０２・・・下地絶縁膜（酸化珪素） １０３・・・アモルファスシリコン膜 １０４・・・酢酸ニッケル層 １０５・・・島状シリコン領域 １０６・・・ゲイト絶縁膜（酸化珪素） １０７・・・ゲイト電極（燐ドープされたシリコン） １０８・・・ソース １０９・・・ドレイン １１０・・・ドーピング時の加熱用ヒーター １１１・・・層間絶縁物（酸化珪素） １１２・・・ソース電極（チタン／アルミニウム） １１３・・・ドレイン電極（チタン／アルミニウム）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に１×１０¹⁵〜１×１０¹⁹原子／ｃ
   ｍ³の濃度のシリコンの結晶化を促進させる金属元素を
   有する結晶性シリコン膜を形成し、 前記基板を２００〜３５０℃に加熱した状態で前記結晶
   性シリコン膜にＮ型又 はＰ型の導電型を付与する不純
   物イオンと共にハロゲンのイオンを照射するこ とを特
   徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
2. 【請求項２】基板上に１×１０¹⁵〜１×１０¹⁹原子／ｃ
   ｍ³の濃度のシリコンの結晶化を促進させる金属元素を
   有する結晶性シリコン膜を形成し、前記基板を加熱する手段を有する第１のチャンバーで 前
   記基板を２００〜３５０℃に加熱した後、前記基板を加熱する手段を有しない第２のチャンバーで
   前記結晶性シリコン膜にＮ型又はＰ型の導電型を付与す
   る不純物イオンを照射する際、前記結晶性シリコン膜の
   温度は２００〜３５０℃であることを特徴とする薄膜ト
   ランジスタの製造方法。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記不純
   物イオンはイオンドーピング法によって照射されること
   を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一におい
   て、前記金属元素は、ニッケル、鉄、コバルト、白金、
   パラジウムの少なくとも１つであることを特徴とする薄
   膜トランジスタの製造方法。