JP3901903B2 - Method for manufacturing thin film transistor - Google Patents

Method for manufacturing thin film transistor Download PDF

Info

Publication number
JP3901903B2
JP3901903B2 JP2000034524A JP2000034524A JP3901903B2 JP 3901903 B2 JP3901903 B2 JP 3901903B2 JP 2000034524 A JP2000034524 A JP 2000034524A JP 2000034524 A JP2000034524 A JP 2000034524A JP 3901903 B2 JP3901903 B2 JP 3901903B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon film
thin film
film
film transistor
amorphous silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000034524A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000183361A (en
Inventor
舜平 山崎
聡 寺本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2000034524A priority Critical patent/JP3901903B2/en
Publication of JP2000183361A publication Critical patent/JP2000183361A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3901903B2 publication Critical patent/JP3901903B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本明細書で開示する発明は、絶縁表面を有する基板上に結晶性珪素膜を形成する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ガラス基板上に形成された珪素薄膜を用いて薄膜トランジスタを構成する技術が注目されている。この薄膜トランジスタは、主にアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置に利用されている。また、この薄膜トランジスタは、各種薄膜集積回路に利用されている。
【0003】
液晶電気光学装置は、一対のガラス基板間に液晶を封入し、液晶に電界を加えることによって、液晶の光学特性を変化させ、画像表示を行わせるものである。
【0004】
薄膜トランジスタが用いられるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、各画素に薄膜トランジスタを配置し、画素電極に保持される電荷を薄膜トランジスタをスイッチとして制御することを特徴とする。アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、微細な画像を高速で表示できるため、各種電子機器(例えば携帯型のワードプロセッサーや携帯型のコンピュータ、さらには携帯型のビデオカメラ)のディスプレーに利用されている。
【0005】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置に利用される薄膜トランジスタとしては、非晶質珪素薄膜(アモルファスシリコン薄膜)を利用したものが一般的である。しかし、非晶質珪素薄膜を用いた薄膜トランジスタでは、
(1)特性が低く、より高品質な画像表示を行うことができない。
(2)画素に配置された薄膜トランジスタを駆動するための周辺回路を構成することができない。
といった問題がある。
【0006】
上記(2)の問題は、非晶質珪素薄膜を用いた薄膜トランジスタではPチャネル型の薄膜トランジスタが実用にならないので、CMOS回路が構成できないという問題と、非晶質珪素薄膜を用いた薄膜トランジスタでは高速動作ができず、また大電流を流すことができないので、周辺駆動回路を組むことができないという問題とに分けて考えることができる。
【0007】
上記のような問題を解決する方法としては、結晶性珪素薄膜を用いて薄膜トランジスタを形成する技術を挙げることができる。結晶性珪素薄膜を得る方法としては、非晶質珪素膜に対して加熱処理を加える方法と非晶質珪素膜に対してレーザー光を照射する方法とを挙げることができる。
【0008】
しかしながら、現状においては、優れた結晶性を有する結晶性薄膜が得られていないのが現状である。
【0009】
この問題を解決する方法として、特開平6─232069号公報に記載された構成が公知である。この方法は、ニッケル等で代表される珪素の結晶化を助長する金属元素を利用することによって、550℃、4時間というような加熱処理条件でもって結晶性珪素膜を得るものである。
【0010】
しかしながら、上記公報に記載された技術では、得られる結晶性珪素膜の結晶性に不満足な点がある。即ち、得られる結晶性珪素膜は結晶性が低く、非晶質成分が多く残存したものとなってしまう。また、用いられる金属元素が局所的に集中して存在してしまうという現象が観察される。このような現象は、デバイスを構成した時に動作不良を招く要因となる。またこのことは、生産歩留りを低下させることになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本明細書で開示する発明は、絶縁表面を有する基板上に高い結晶性を有する結晶性珪素膜を得る技術を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するために手段】
本明細書で開示する発明の一つは、
石英基板上に成膜された珪素膜上に珪素の結晶化を助長する金属元素を接して保持させる工程と、
800℃〜1100℃の温度で加熱処理を施し、前記珪素膜を結晶性珪素膜に変成するまたは前記珪素膜の結晶性を助長する工程と、
を有することを特徴とする。
【0013】
他の発明の構成は、
石英基板上に成膜された珪素膜上に珪素の結晶化を助長する金属元素を含んだ溶液を塗布する工程と、
800℃〜1100℃の温度で加熱処理を施し、前記珪素膜を結晶性珪素膜に変成するまたは前記珪素膜の結晶性を助長する工程と、
を有することを特徴とする。
【0014】
他の発明の構成は、
石英基板上に成膜された非晶質珪素膜上に珪素の結晶化を助長する金属元素を接して保持させる工程と、
前記非晶質珪素膜の結晶化温度より200℃以上高い温度で加熱処理を行い、前記非晶質珪素膜を結晶性珪素膜に変成する工程と、
を有することを特徴とする。
【0015】
他の発明の構成は、
石英基板上に成膜された非晶質珪素膜をパターニングし、直径が200μm以下の島状の領域を形成する工程と、
前記島状の領域の表面に珪素の結晶化を助長する金属元素を接して保持させる工程と、
800℃〜1100℃の温度で加熱処理を行い、前記島状の領域を結晶化させる工程と、
を有することを特徴とする。
【0016】
基板とては、石英基板の代わりに、単結晶珪素ウエハーに代表される半導体基板を用いることができる。ただし半導体基板を用いた場合、光の透過性が確保できないという問題と、半導体基板の表面に絶縁膜を形成する必要があるという問題がある。
【0017】
また本明細書で開示する発明においては、石英基板上に酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜から選ばれた単層膜やそれらの多層膜が形成されているものも基板と称する。一般的に石英基板と半導体膜との間に働く応力を緩和するために、酸化珪素膜等の下地膜を形成することが好ましい。
【0018】
また、本明細書で開示する発明は、珪素ウエハーを用いた集積回路(一般にIC回路と総称される)上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜を下地膜としてその上に薄膜トランジスタを形成する技術に応用することができる。即ち、基板として必要とする集積回路が形成された珪素ウエハー(または単結晶珪素珪素の基体)を基体として利用することができる。
【0019】
珪素膜としては、非晶質珪素膜、微結晶珪素膜を用いることができる。特に、水素の含有量を極力減らした非晶質珪素膜を用いることは有効である。また、非晶質珪素膜中の水素を人為的に減らすために、非晶質珪素膜に対して300〜500℃の温度で30分〜2時間程度の加熱処理を施し、膜中からの水素の離脱を促進させることは非常に有効である。結晶化の加熱処理は、この水素出しの加熱処理の後に行えばよい。
【0020】
珪素の結晶化を助長する金属元素としては、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Auから選ばれた一種または複数種類の元素を用いることができる。
【0021】
上記金属元素の中で特にNi(ニッケル)を用いることがその効果の大きさと再現性の高さから好ましい。
【0022】
本明細書で開示する発明においては、珪素膜を結晶化またはその結晶性を助長させる加熱処理の温度として、800℃〜1100℃の温度を用いることが好ましい。また、出発膜として非晶質珪素膜を用いた場合には、この加熱処理の温度を、出発膜である非晶質珪素膜の結晶化温度の200℃以上とすることが好ましい。
【0023】
非晶質珪素膜の結晶化温度は、珪素膜の成膜方法や成膜条件によって異なる。なお、低い温度でも加熱時間を長くすれば結晶化するので、この結晶化の始まる温度の明確な境界が存在する訳でない。例えば、600℃、24時間の加熱によってようやく結晶化する非晶質珪素膜でも、590℃、96時間の加熱処理を行えば、完全な結晶性珪素膜に変成することができる。
【0024】
そこで、本明細書においては、12時間の加熱処理において全体が結晶化する温度を結晶化温度と定義するものとする。またここでいう全体が結晶化するとは、全体の80%以上が結晶成分に変成した状態のことをいう。また、この全体が結晶化した状態として、ラマン分光法による計測で、非晶質成分のスペクトルがほとんど見られなくなり、結晶成分のスペクトルが顕著になった状態を挙げることもできる。
【0025】
成膜法や成膜条件にもよるが、一般的には、非晶質珪素膜の結晶化温度は580℃〜620℃となる。
【0026】
本明細書で開示する発明において、珪素の結晶化を助長する金属元素を非晶質珪素膜に接して保持させる方法としては、この金属元素を含んだ溶液を非晶質珪素膜の表面に塗布する方法が最適である。
【0027】
この方法を用いると、溶液中における金属元素の濃度を調整することで、最終的に珪素膜中に存在する金属元素の濃度を調整することができる。珪素膜中に存在する金属元素の濃度は、1×1015〜5×1019原子cm-3、好ましくは、1×1016〜5×1017原子cm-3程度の濃度にすることが必要である。このためには、上記溶液を用いた方法は非常に有用なものとなる。なお、金属元素の濃度は、SIMS(2次イオン分析方法)で計測された最小値として定義される。
【0028】
また、この溶液を用いた方法を用いると、非晶質珪素膜の表面に均一に金属元素を接して保持させ得ることが判明している。これは、金属元素の層または金属元素を含んだ層を均一に非晶質珪素膜に接して存在させることができることを意味する。このことは、局部的に金属元素が集中して存在することを防ぐ意味で非常に重要なこととなる。
【0029】
金属元素としてニッケルを利用する場合は、ニッケル化合物である臭化ニッケル、酢酸ニッケル、蓚酸ニッケル、炭酸ニッケル、塩化ニッケル、沃化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、蟻酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトネ−ト、4−シクロヘキシル酪酸ニッケル、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケルからから選ばれた少なくとも1種類のものを主成分とする溶液を用いることができる。
【0030】
また、ニッケルを無極性溶媒である、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム、エ−テル、トリクロロエチレン、フロンに含ませたものを用いることもできる。
【0031】
また金属元素としてFe(鉄)を用いる場合、鉄塩として知られている材料、例えば臭化第1鉄(FeBr2 6H2 O)、臭化第2鉄(FeBr3 6H2 O)、酢酸第2鉄(Fe(C2 3 2)3xH2 O)、塩化第1鉄(FeCl2 4H2 O)、塩化第2鉄(FeCl3 6H2 O)、フッ化第2鉄(FeF3 3H2 O)、硝酸第2鉄(Fe(NO3)3 9H2 O)、リン酸第1鉄(Fe3 (PO4)2 8H2 O)、リン酸第2鉄(FePO4 2H2 O)から選ばれた少なくとも一種類のものを主成分として用いることができる。
【0032】
また金属元素としてCo(コバルト)を用いる場合、その化合物としてコバルト塩として知られている材料、例えば臭化コバルト(CoBr6H2 O)、酢酸コバルト(Co(C2 3 2)2 4H2 O)、塩化コバルト(CoCl2 6H2 O)、フッ化コバルト(CoF2 xH2 O)、硝酸コバルト(Co(No3)2 6H2 O)から選ばれたものを主成分として用いることができる。
【0033】
金属元素としてRu(ルテニウム)を用いる場合、その化合物としてルテニウム塩として知られている材料、例えば塩化ルテニウム(RuCl3 2 O)を用いることができる。
【0034】
金属元素してRh(ロジウム)を用いる場合、その化合物としてロジウム塩として知られている材料、例えば塩化ロジウム(RhCl3 3H2 O)を用いることができる。
【0035】
金属元素としてPd(パラジウム)を用いる場合、その化合物としてパラジウム塩として知られている材料、例えば塩化パラジウム(PdCl2 2H2 O)を用いることができる。
【0036】
金属元素としてOs(オスニウム)を用いる場合、その化合物としてオスニウム塩として知られている材料、例えば塩化オスニウム(OsCl3 )を用いることができる。
【0037】
金属元素としてIr(イリジウム)を用いる場合、その化合物としてイリジウム塩として知られている材料、例えば三塩化イリジウム(IrCl3 3H2 O)、四塩化イリジウム(IrCl4 )から選ばれた材料を主成分としたものを用いることができる。
【0038】
金属元素としてPt(白金)を用いる場合、その化合物として白金塩として知られている材料、例えば塩化第二白金(PtCl4 5H2 O)を用いることができる。
【0039】
金属元素としてCu(銅)を用いる場合、その化合物として酢酸第二銅(Cu(CH3 COO)2 )、塩化第二銅(CuCl2 2H2 O)、硝酸第二銅(Cu(NO3)2 3H2 O)から選ばれた材料を用いることができる。
【0040】
金属元素として金を用いる場合、その化合物として三塩化金(AuCl3 xH2 O)、塩化金塩(AuHCl4 4H2 O)から選ばれた材料を用いることができる。
【0041】
またこれら金属元素の濃度を調整するために、以上示した材料を適当な溶媒で希釈することは有効である。また以上のような溶液に界面活性剤を含ませることは有効である。界面活性剤を利用すると非晶質珪素膜の表面に金属元素を分散させて存在させる効果を高めることができる。
【0042】
【作用】
珪素の結晶化を助長する金属元素を用い、さらに結晶性珪素膜を得るための加熱処理を800℃〜1100℃という高温で行うことで、短い加熱処理において、高い結晶性を有した結晶性珪素膜を得ることができる。また、このような高温で加熱処理を行うことで、金属元素が珪素膜中において局部的に集中して存在してしまうことを防ぐことができる。
【0043】
【実施例】
〔実施例1〕
図1に本実施例の作製工程を示す。本実施例は、石英基板上に結晶性珪素膜を形成するものである。まず、石英基板101上に下地膜として酸化珪素膜102を3000Åの厚さに成膜する。この酸化珪素膜102は、後に石英基板中から珪素膜中に不純物が拡散しないようにするために成膜される。次に減圧熱CVD法により、非晶質珪素膜103を500Åの厚さに成膜する。(図1(A))
【0044】
次に非晶質珪素膜の表面に所定の濃度に調整したニッケル酢酸塩溶液を塗布する。そしてニッケル酢酸塩溶液の水膜105を形成する。(図1(B))
【0045】
その後スピナー104を用いてスピンコートを行う。また同時に余分なニッケル酢酸塩溶液を吹き飛ばす。こうして、非晶質珪素膜103の表面にニッケル元素が接して保持された状態とする。なお、ニッケル酢酸塩溶液中におけるニッケル元素の濃度は、最終的に珪素膜中に存在するニッケル元素の濃度が1×1015〜5×1019原子cm-3以下となるようにする必要がある。
【0046】
こうして図1(C)に示す状態を得る。この状態において、非晶質珪素膜103の表面には、ニッケル元素が接して保持された状態となっている。そして950℃の温度で4時間の加熱処理を行う。加熱処理の終了後、700℃の温度まで0.5℃/分の冷却速度で徐冷する。ここで徐冷を行うのは、珪素膜中に応力が残留することを抑制するためである。
【0047】
この加熱処理を行うことによって、非晶質珪素膜103を結晶性珪素膜106に変成することができる。(図1(D))
【0048】
ここで行われる加熱処理温度は、非晶質珪素膜103の結晶化温度よりもはるかに高い温度であることが重要である。このような高い温度とすることで、4時間程度の短い時間で結晶性珪素膜を得ることができ、またその結晶性を極めて高いものとすることができる。また、結晶化の助長に寄与したニッケル元素を膜中に分散させることができ、局部的に高密度のトラップ準位が形成されることを防ぐことができる。なお、実験によれば、本実施例に示す非晶質珪素膜の結晶化温度は約590度であることが判明している。
【0049】
このような高い温度で加熱処理を加えることによって、非常に高い結晶性を有する結晶性珪素膜を得ることができる。一般に石英基板上に形成された非晶質珪素膜を900℃程度の加熱によって結晶化する技術が知られている。本実施例において得られる結晶性珪素膜106は、上記公知の石英基板を用いる技術によって得られる結晶性珪素膜に比較して高い結晶性を有している。これは、珪素の結晶化を助長する金属元素を利用することの効果である。
【0050】
〔実施例2〕
本実施例は、実施例1に示す工程において、ニッケル元素の代わりに銅元素を用いた場合の例である。ここでは、酢酸第二銅(Cu(CH3 COO)2 )を用いて非晶質珪素膜の表面にニッケル元素を接して保持させた状態とする。実施例1と同様の加熱処理を行い結晶性珪素膜を得る。なお、溶液中における銅元素の濃度は、実施例1のニッケル元素の場合と同様なものとすればよい。
【0051】
〔実施例3〕
本実施例では、本明細書に開示する発明を利用してNチャネル型の薄膜トンジスタを作製する例を示す。まず実施例1に示す工程に従って、ガラス基板上に結晶性珪素膜を形成する。そして、この結晶性珪素膜をパターニングすることにより、図2(A)に示すような状態を得る。
【0052】
図2(A)に示す状態においては、石英基板201上に下地膜202として酸化珪素膜が3000Åの厚さに成膜されており、さらに薄膜トランジスタの活性層を構成する結晶性珪素膜でなる島状の半導体層203が形成されている。
【0053】
図2(A)に示す状態を得たら、ゲイト絶縁膜を構成する酸化珪素膜204を1000Åの厚さに成膜する。成膜方法は、プラズマCVD法による方法を用いればよい。そして、P(リン)を含んだN型の微結晶珪素膜を減圧熱CVD法で成膜する。そしてこのN型の微結晶珪素膜をパターニングすることにより、ゲイト電極205を形成する。こうして図2(B)に示す状態を得る。
【0054】
ここでは珪素を用いてゲイト電極205を構成したが、耐熱性の高い金属材料やそのシリサイドを用いてもよい。また金属と半導体の多層構造を採用してもよい。
【0055】
次に活性層中にソース領域とドレイン領域とを形成するために、図2(C)に示すようにP(リン)イオンの注入を行う。ここでは、Pイオンを注入するが、Pチャネル型の薄膜トランジスタを得るのであれば、B(ボロン)イオンを注入すればよい。
【0056】
ここでは、Pイオンをプラズマドーピング法で注入する。この工程において、ゲイト電極がマスクとなって、206と208に示される領域にPイオンが注入される。またチャネル形成領域207が自己整合的に形成される。その後、注入されたイオンの衝撃で非晶質化した206と208に示される領域の結晶化と注入されたPイオンの活性化のために950℃、2時間の加熱処理を行う。
【0057】
この加熱処理の代わりにレーザー光の照射を行ってもよい。また800〜110℃の温度で加熱しながらのレーザー光の照射を行ってもよい。またレーザー光を照射する代わりに強光(例えば赤外光)を照射するのでもよい。
【0058】
次に図2(D)に示すように、層間絶縁膜として酸化珪素膜209をプラズマCVD法で成膜する。そして、コンタクトホールの形成を行い、ソース電極210とドレイン電極211を形成する。この電極はチタンで構成される。こうして、Nチャネル型の薄膜トランジスタが完成される。
【0059】
本実施例で作製される薄膜トランジスタは、ガラス基板上に600℃程度の温度で形成される結晶性珪素膜を用いた薄膜トランジスタに比較して、大きな移動度と小さなOFF電流特性を有している。
【0060】
移動度が大きいのは、高い結晶性を得られることによって、キャリアの移動度が高くなるからである。また、小さなOFF電流特性が得られるのは、トラップ準位の密度が小さくなることによって、トラップ準位を経由して移動するキャリアの数が少なくなることによる。
【0061】
薄膜トランジスタにおけるOFF電流は、薄膜トランジスタのOFF動作時(ゲイト電極に逆バイアスが加えられた状態)において、ソース/ドレイン間に流れてしまう電流のことをいう。
【0062】
OFF電流が流れてしまう原因は、特公平3─38755号公報に記載されているように、チャネル形成領域とドレイン領域の界面近傍において、トラップ準位を介して、キャリアが移動してしまうことに起因する。従って、活性層を構成する結晶性珪素膜の結晶性を高め、トラップ準位密度を下げることによって、OFF電流の値を小さくすることができる。
【0063】
〔比較例〕
ここで示す比較例の作製工程は、実施例1に示す工程において、基板としてガラス基板を用い、結晶化のための加熱処理を550℃の温度で行うことにより結晶性珪素膜を得、さらにこの結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタを作製する例である。
【0064】
図1及び図2を用いて本比較例の作製工程を説明する。ここでは、基板101としてガラス基板を用いる。そしてまずこのガラス基板101上に下地膜として酸化珪素膜102を3000Åの厚さに成膜する。さらに非晶質珪素膜103を減圧熱CVD法で500Åの厚さに成膜する。こうして図1(A)に示す状態を得る。
【0065】
次に実施例1と同様の条件で酢酸ニケッル塩溶液を塗布し、スピナー104を用いてスピンコートを行う。(図1(B))
【0066】
こうして図1(C)に示す状態を得る。この状態において、非晶質珪素膜103の表面に接してニッケル元素が保持された状態となる。
【0067】
図1(C)に示す状態で、550℃、4時間の加熱処理を行う。この工程におおて、ニッケル元素の作用によって、結晶性珪素膜106を得ることができる。(図1(D))
【0068】
次に結晶性珪素膜をパターニングすることにより、薄膜トランジスタの活性層を構成する。この状態を図2(A)に示す。図2(A)に示す状態において、201がガラス基板であり、202が下地膜の酸化珪素膜であり、203が薄膜トランジスタの活性層である。
【0069】
次にゲイト絶縁膜を構成するN型の微結晶珪素膜を成膜し、パターニングを施すことにより、ゲイト電極205を形成する。こうして図2(B)に示す状態を得る。
【0070】
次にP(リン)イオンの注入をプラズマドーピング法でもって行い、ソース領域206とドレイン領域208、さらにチャネル形成領域207を自己整合的に形成する。さらにレーザー光の照射を行うことにより、ソース領域とドレイン領域の再結晶化と活性化とを行う。(図2(C))
【0071】
さらに層間絶縁膜209をプラズマCVD法で成膜し、コンタクトホールの形成を行った後にソース電極210とドレイン電極211とを形成し、薄膜トランジスタを完成させる。
【0072】
この比較例の薄膜トランジスタの移動度は、実施例1に示す薄膜トランジスタの60〜70%程度を有している。しかし、OFF電流特性に関しては、実施例1に示す薄膜トランジスタに対して問題とならない程度に悪いものとなる。このOFF電流特性を改善するためには、オフセットゲイト構造やLDD構造といった特殊な構造が必要とされる。
【0073】
また、本比較例に示す薄膜トランジスタは、素子毎の特性のバラツキが著しく大きいという問題がある。この原因は以下のような理由によるものであると考えられる。本実施例に示す薄膜トランジスタの活性層をTEM(透過型電子顕微鏡)で観察すると、ニッケル元素が集中して存在していることが確認される。周知のように、半導体中に金属元素が局所的に集中して存在していれば、そこで高密度のトラップ準位を形成する。そしてこのような高密度のトラップ準位の存在は、デバイスの劣化や動作の不安定さの要因となる。このような理由で本実施例に示す薄膜トランジスタは、素子間の特性に大きなバラツキがあるものとなってします。
【0074】
これに対して、実施例1に示す工程で作製された薄膜トランジスタは、素子毎のバラツキが非常に小さいという特徴を有している。また、実施例1に示す工程で作製された薄膜トランジスタの活性層をTEM(透過型電子顕微鏡)によって観察すると、ニッケル元素の局所的な集中がほとんど見られない。このことは、素子毎のバラツキが小さいことを裏付ける。このニッケル元素の局所的な集中がほとんど見られないのは、950℃という高い加熱によって、ニッケル元素が珪素膜中において分散してしまうためであると考えられる。
【0075】
〔実施例4〕
本実施例は実施例1に示す工程によって、図1(D)に示す結晶性珪素膜106を得、さらにレーザー光の照射を行い、その結晶性を高める構成に関する。図1(D)に示す状態における結晶性珪素膜107は、その膜中に少しではあるが非晶質成分を含んでいる。
【0076】
この非晶質成分は、さらに加熱処理を加えることにより消滅させることができる。即ち、さらに加熱処理を加えることで、より結晶性を高めたものとすることができる。しかし、この加熱処理はさらに数時間を要するものでり、生産性を考慮した場合、好ましい手段とはいえない。
【0077】
そこで本実施例においては、実施例1に示す工程において、図1(D)に示す状態を得た後、さらにレーザー光の照射を行い、その結晶性を高めることを特徴とする。
【0078】
照射するレーザー光としては、紫外領域の波長を有するエキシマレーザー光を用いることが好ましい。ここでは、波長248nmのKrFエキシマレーザーを用いる。また照射エネルギー密度は300〜400mJ/cm2 とする。
【0079】
本実施例に示すように、加熱によって一端結晶化された結晶性珪素膜に対して、レーザー光を照射することで、その結晶性を高めることができる。そしてその効果は、高い再現性でもって得ることができる。
【0080】
ここでは、レーザー光を用いる例を示したが、赤外光等の強光を照射するのでもよい。
【0081】
〔実施例5〕
本実施例は、1枚の石英基板上に周辺回路をも一体化した構造を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。以下、本実施例のアクティブマトリクス回路を得る作製工程について、図3を用いて説明する。
【0082】
図において、左側に周辺論理回路の薄膜トランジスタ(周辺回路TFTと記す)の作製工程を、右側にアクティブマトリクス回路の薄膜トランジスタ(画素TFTと記す)の作製工程を、それぞれ示す。
【0083】
まず、石英基板301上に下地酸化膜302として厚さ1000〜3000Åの酸化珪素膜を形成する。この酸化珪素膜の形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法やプラズマCVD法を用いればよい。
【0084】
その後、プラズマCVD法や減圧熱CVD法によって非晶質珪素膜を500Åの厚さに成膜する。さらに実施例1に示した方法と同様の方法により、非晶質珪素膜の表面に珪素の結晶化を助長する金属元素であるニッケルを接して保持させる。
【0085】
次に900℃、4時間の加熱処理を行うことにより、非晶質珪素膜を結晶性珪素膜に変成する。この加熱処理の後に、レーザー光の照射や強光の照射によって、さらに結晶性を高めてもよい。
【0086】
次に得られた結晶性珪素膜をエッチングして、島状の周辺駆動回路の薄膜トランジスタ(図では周辺回路TFTと記す)の活性層303(Pチャネル型TFT用)、304(Nチャネル型TFT用)と、マトリクス回路の薄膜トランジスタ(図では画素TFTと記す)の活性層305を形成する。
【0087】
さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法によって、厚さ500〜2000Åの酸化珪素膜でなるゲイト絶縁膜306を形成する。ゲイト絶縁膜の形成方法としては、プラズマCVD法を用いてもよい。プラズマCVD法によって酸化珪素膜を形成する場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素(N2 O)もしくは酸素(O2 )とモンシラン(SiH4 )を用いることが好ましい。
【0088】
その後、厚さ2000Å〜5μm、好ましくは2000〜6000Åの多結晶シリコン膜(導電性を高めるためP(リン)を含有する)を減圧熱CVD法によって基板全面に形成する。そして、これをエッチングして、ゲイト電極307、308、309を形成する。(図3(A))
【0089】
その後、イオンドーピング法によって、全ての島状活性層に、ゲイト電極をマスクとして自己整合的にフォスフィン(PH3 )をドーピングガスとしてP(リン)を注入する。ドーズ量は1×1012〜5×1013原子/cm2 とする。この結果、弱いN型領域310、311、312が形成される。(図3(B))
【0090】
次に、Pチャネル型薄膜トランジスタの活性層303を覆うフォトレジストのマスク313を形成する。また同時に画素薄膜トランジスタの活性層305のうち、ゲイト電極に平行にゲイト電極309の端から3μm離れた部分までを覆うフォトレジストのマスク314を形成する。
【0091】
そして、再び、イオンドーピング法によって、フォスフィンをドーピングガスとしてP(リン)イオンを注入する。この時、レジストマスク313と314の下にはP(リン)イオンは注入されない。
【0092】
この結果、強いN型領域(ソース/ドレイン)315、316が形成される。この工程において、画素薄膜トランジスタの活性層305の弱いN型領域312のうち、マスク314に覆われていた領域317(図3(D)参照)はP(リン)が注入されず、弱いN型のままとなる。(図3(C))
【0093】
次に、Nチャネル型薄膜トランジスタの活性層304、305をフォトレジストのマスク318で覆い、ジボラン(B2 6 )をドーピングガスとして、イオンドーピング法により、島状領域103にB(ボロン)を注入する。ドーズ量は5×1014〜8×1015原子/cm2 とする。このドーピングでは、Bのドーズ量が図3(C)におけるPのドーズ量を上回るため、先に形成されていた弱いN型領域310は強いP型領域319に反転する。
【0094】
以上のドーピングにより、強いN型領域(ソース/ドレイン)315、316、強いP型領域(ソース/ドレイン)319、弱いN型領域(低濃度不純物領域)317が形成される。本実施例では、低濃度不純物領域317の幅xは、フォトレジストのマスク114の大きさより約3μmとなる。この低濃度不純物領域317のドレイン領域側はLDD領域として機能する。(図3(D))
【0095】
その後、900℃の温度で2時間の加熱処理を施すことにより、ドーピングによるダメージを回復させる。また同時にドーピング不純物を活性化させる。その後、全面に層間絶縁物320として、プラズマCVD法によって酸化珪素膜を厚さ5000Åの厚さに成膜する。これは、窒化珪素膜あるいは酸化珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、層間絶縁物320をウェットエッチング法によってエッチングして、ソース/ドレインにコンタクトホールを形成する。
【0096】
そして、スパッタ法によって、厚さ4000Åのチタン膜を形成し、これをエッチングして、周辺回路の電極・配線321、322、323を形成する。また同時に画素薄膜トランジスタの電極・配線324、325を形成する。さらに、プラズマCVD法によって、厚さ2000Åの窒化珪素膜326をパッシベーション膜として形成する。そしてこれをエッチングして、画素薄膜トランジスタの電極325に達するコンタクトホールを形成する。最後に、スパッタ法で成膜した厚さ1500ÅのITO(インディウム錫酸化物)膜をエッチングして、画素電極327を形成する。このようにして、周辺回路とアクティブマトリクス回路を一体化して形成することができる。(図3(E))
【0097】
〔実施例6〕
本実施例は、実施例1に示す工程において、非晶質珪素膜103の代わりに微結晶珪素膜を用いることを特徴とする。微結晶珪素膜を成膜するには、原料ガスとしてジシランを用いた減圧熱CVD法を用いればよい。本実施例の場合、加熱処理によって非晶質珪素膜を結晶性珪素膜に変成するのではなく、加熱処理によって、微結晶珪素膜の結晶性を助長させ、さらに結晶性の高い結晶性珪素膜を得ることになる。
【0098】
〔実施例7〕
本実施例は、オフセットゲイト領域を設けることによって低OFF電流特性を実現した実用性の高いNチャネル型の薄膜トランジスタに関する。図4に本実施例の薄膜トランジスタの概略の作製工程を示す。
【0099】
まず、石英ガラス基板401上に下地膜として酸化珪素膜402を5000Åの厚さに成膜する。この酸化珪素膜は石英基板とその上に形成される珪素膜との間に働く応力を緩和させる機能を有する。またその厚さは少なくとも3000Å以上の厚さに形成することが好ましい。
【0100】
そして酸化珪素膜402上に後に薄膜トランジスタの活性層を構成する珪素膜の出発膜となる非晶質珪素膜を減圧熱CVD法で形成する。ここでは成膜ガスとしてジシランを用い、1000Åの厚さに成膜する。なお、本実施例においては、得られる薄膜トランジスタのVthの値を制御するために、ジシラン中にジボランを微量に含有させる。(図4(A))
【0101】
非晶質珪素膜403を形成したら、スピンコート法により、ニッケル酢酸塩溶液を塗布する。この工程でニッケル元素が非晶質珪素膜403の表面に接して保持された状態が実現される。
【0102】
そして800℃、4時間の加熱処理を行い、非晶質珪素膜403を結晶化させる。加熱処理の後は2℃/分以下温度で行い珪素膜中の応力の緩和を行わせる。
【0103】
この加熱処理はより高い温度で行う法が効果的であるが、徐冷時間や装置への負担等を考えると800〜900℃程度で行うことが好ましい。
【0104】
次にパターニングを行い、薄膜トランジスタの活性層404を形成する。(図4(B))
【0105】
さらに熱酸化法を用いて500Åの酸化珪素膜406を形成する。この際、加熱温度は950℃とする。熱酸化法によって酸化珪素膜406を500Åの厚さに形成することによって、活性層404の厚さは約750Åとなる。(図4(C))
【0106】
次にゲイト電極を構成するためのモリブデンシリサイドを5000Åの厚さに形成する。この電極を構成するための材料は極力低抵抗を有するものを用いることが好ましい。モリブデンシリサイドの他には例えばタングステンシリサイド等を用いることができる。
【0107】
そしてレジストマスク408を配置し、このモリブデンシリサイドでなる5000Å厚の膜をパターニングする。こうしてゲイト電極となる領域407を形成する。(図4(D))
【0108】
次にモリブデンシリサイドを選択的にエッチングできる等方性のエッチング方法を用いて、エッチング処理を行う。このエッチング処理において、図4(E)の矢印で示されるようなエッチングが進行し、モリブデンシリサイドでなるゲイト電極となる領域407の大きさが目減りする。ここではエッチングされる幅を5000Åとする。こうしてゲイト電極409が形成される。(図4(E))
【0109】
そしてこの状態で図5(A)に示すようにP(リン)イオンの注入をプラズマドーピング法を用いて行う。このドーピングの結果、410と413の領域にPイオンの注入が行われる。この410と413の領域がソース領域とドレイン領域となる。そして、ゲイト電極409の直下の活性層の領域がチャネル形成領域412となる。そして、Pイオンの注入されなかった領域411がオフセットゲイト領域となる。なお、オフセットゲイト領域411の幅は5000Åとなる。(図5(A))
【0110】
図5(A)に示すPイオンの注入の終了後、800℃、2時間の加熱処理を行う。この工程でソース/ドレイン領域の活性化とイオンの注入より生じた損傷のアニールを行う。
【0111】
次に層間絶縁膜として酸化珪素膜414をプラズマCVD法により6000Åの厚さに形成する。そしてコンタクトホールの形成後、チタン膜とアルミニウム膜との積層でなる層を形成する。そしてこれをパターニングすることにより、ソース電極415とゲイト電極416を形成する。このアルミニウムには、ヒロックの発生を防止するためにスカンジスムを0.2wt %含有させる。さらに図示しないがゲイト電極409にコンタクトする電極を形成する。さらに400℃の水素雰囲気中において、水素熱処理を行い、活性層中の不対結合手を中和させ薄膜トランジスタを完成させる。このようにして図5(B)に示す薄膜トランジスタを完成させる。
【0112】
図6に図5(B)にその断面の概要を示す薄膜トランジスタの特性の一例を示す。(特性には少なからずバラツキがある)
【0113】
図6にその特性を示す薄膜トランジスタは、移動度が247.57cm2 /Vsであり、Vthが0.11Vであり、S値が0.09V/Dec である。得られた薄膜トランジスタの特性のバラツキは、移動度が180 〜250 cm2 /Vs程度の範囲内であり、S値が0.09〜0.12V/Dec 程度の範囲内である。
【0114】
このような特性を有する薄膜トランジスタは数十MHzの高速動作を行わすことができる。従って、そのバラツキを抑制すれば、石英基板上に画像信号を扱えるような集積回路を形成することができる。
【0115】
図7に比較のために作製した薄膜トランジスタの特徴とする作製方法および特性についてまとめたもの示す。
【0116】
図7に示す比較例1及び比較例2は、基本的に図4及び図5に示す作製工程に従って作製される。
【0117】
比較例1は珪素の結晶化を助長する金属元素を利用しないで、結晶性珪素膜を得ることを特徴とする。この比較例1は一般の高温ポリシリコンTFTと呼ばれる薄膜トランジスタに相当する。従って、本実施例と比較例1とを比較することによって、金属元素を利用したことによる効果を確認することができる。
【0118】
比較例2は珪素の結晶化を助長する金属元素は利用するが、図4(A)に示す工程で行われる非晶質珪素膜403の結晶化のための加熱処理を550℃、4時間の条件で行うことを特徴とする。従って、本実施例と比較例2とを比較することによって、非晶質珪素膜の結晶化のための加熱の温度の違いに起因する薄膜トランジスタの特性に与える影響を確認することができる。
【0119】
なお比較例2は、ソース/ドレイン領域の活性化を加熱ではなく、レーザー光の照射によって行う。
【0120】
図7を見れば明らかなように、本実施例の作製工程を採用することにより、比較例1のニッケルを用いない場合、さらには比較例2に示すニッケルは用いたが結晶化のための加熱の温度を550℃に下げた場合に比較して顕著に有意な特性を有する薄膜トランジスタが得られることが分かる。
【0121】
なお比較例1及び比較例2に示すような薄膜トランジスタは数MHzの範囲でしか動作させることができない。即ち、本実施例に示す薄膜トランジスタの1/10程度の速度でしか動作させることができない。
【0122】
〔実施例8〕
本実施例は、図4に示す薄膜トランジスタの作製工程の一部を工夫したものである。図4(A)に示すように非晶質珪素膜403を成膜した後にニッケルを用いた結晶化を行った場合、見かけ上数百μmの粒径を有する結晶粒が多数形成された結晶性珪素膜が得られる。
【0123】
この結晶性珪素膜を用いると、実施例7に示すように顕著に高い特性を有する薄膜トランジスタを得ることができる。しかし、石英基板上に形成された結晶性珪素膜を用いて多数の薄膜トランジスタを形成した場合、一定の割合で活性層中に結晶粒界が位置してしまうような状況が実現されてしまう。
【0124】
結晶粒界には、結晶化の助長に寄与した金属元素や不純物が析出している。このような存在はキャリの移動を阻害する要因となる。従って、活性層の特にチャネル形成領域に結晶粒界が存在してしまう場合、得られる薄膜トランジスタの特性は低いものとなってしまう。そして、このことが得られる薄膜トランジスタの特性のバラツキを招いてしまう。
【0125】
このような問題を解決するには、活性層内に結晶粒界が存在しないようにすればよい。活性層の大きさは小さくて10μm角程度、大きくて100μm角程度である。前述したように得られる結晶粒の大きさは数百μm(実験によれば300μm程度のものは得られる)である。
【0126】
そこで、本実施例に示す構成においては、非晶質珪素膜をパターニングすることによって、非晶質珪素膜でなる活性層をまず得て、それからニッケル元素を用いた結晶化を行う。即ち、図4(B)に示す状態を得た後にニッケル元素の導入を行い、その後に800℃、4時間の加熱処理を行い、活性層の形状を有する非晶質珪素膜を結晶化させる。
【0127】
前述のように活性層の大きさは大きくて100μm程度であるので、その程度の大きさにパターニングされた島状の非晶質珪素膜はほぼ一つの結晶粒となる。
【0128】
このような構成とすることによって、活性層内に結晶粒界が存在してしまうことを抑制することができる。そして得られる薄膜トランジスタの特性のバラツキを抑えることができる。即ち、実施例7で示したような移動度が250 cm2 /Vs近く得られ、さらにS値が0.1 V/Dec を切るような顕著に高い特性を有した薄膜トランジスタを特性のバラツキを抑えて得ることができる。
【0129】
〔実施例9〕
本実施例は実施例8に示す構成において、珪素の結晶化を助長する金属元素の影響を抑制する構成に関する。実施例8に示すように出発膜である非晶質珪素膜を活性層の形状にパーニングし、しかる後にニッケルを利用した加熱処理により結晶状態を有する活性層を得る場合、以下に示すような問題が生じる。
【0130】
即ち、非晶質珪素膜でなるパターン(活性層のパターン)を形成した後に結晶化を行った場合、活性層のパターンの周辺部、即ちパターンの縁に結晶化に寄与した金属元素が偏在してしまう。この金属元素の偏在は、活性層の側面や縁部分にトラップ準位が形成されてしまう要因となる。そしてこのような状態は、薄膜トランジスタの動作に悪影響を与えることが懸念される。
【0131】
本実施例は、上記のような金属元素の偏在した領域が存在しない活性層を得る技術を提供するものである。図8に本実施例に示す活性層の作製工程を示す。
【0132】
図8(A)において801で示されるのは、石英基板上に下地の酸化珪素膜を介して形成された非晶質珪素膜の特定の領域である。まずこの領域において802〜804で示される3つの矩形パターンを形成する。即ち、非晶質珪素膜でなる802〜804で示される3つの島状の領域を形成する。
【0133】
このパターンの大きさは10μm角〜200μm角、好ましくは20μm角〜100μm角とする。即ち、得られる結晶粒の面積の7割程度以下の面積となるようにする。またその形状は正方形でも長方形でも多角形形状でも円形でも楕円形でもよい。即ち、利用しやすい任意の形状とすればよい。ただし複雑な形状は結晶化の進行を阻害するので好ましくない。
【0134】
またこのパターンの大きさは、円形に換算して概略200μm以下の大きさとすることが好ましい。これは、ニッケルを用いた加熱よる結晶化によって形成される結晶粒の大きさが200μm〜300μmとなることに起因する。
【0135】
図8(A)に示すような非晶質珪素膜のパターンを形成したら、ニッケル酢酸塩溶液をスピンコート法で塗布し、矩形状に形成された非晶質珪素膜のパターン802〜804の露呈した表面にニッケル元素が接して保持された状態とする。
【0136】
ニッケル酢酸塩溶液中におけるニッケル元素の濃度は、最終的に膜中に残留するニッケル濃度が1×1015cm-3〜5×1019cm-3の範囲に収まるように調整する必要がある。これは、この濃度以上の濃度であると、ニッケル元素の影響で半導体としての性質が阻害されてしまうからである。またこの濃度以下の濃度であると、ニッケル元素の結晶化に際する助長作用が得られないからである。なお、ニッケル以外に金属元素を利用する場合も上記濃度範囲を目安とすることができる。
【0137】
ニッケル酢酸塩溶液の塗布を行った後、800℃、4時間の加熱処理を行い、図8(A)の802〜804で示されるパターンの結晶化を行う。その結果、図8(B)の805〜807で示される結晶性を有する矩形状のパターンを得ることができる。このパターンは実質的に単一の結晶粒で構成されたものとなる。
【0138】
この805〜807で示されるパターンの縁には、ニッケル元素が偏在した状態となっている。そこで、さらに805〜807で示されるパターンに対してパターニングを施す。そして808〜810で示される薄膜トランジスタの活性層のパターンを形成する。(図8(C))
【0139】
この活性層のパターンは実質的に単一の結晶粒で構成されたものとすることができる。またニッケル元素の偏在している部分が除去されるので、活性層中にニッケル元素の偏在がない状態とすることができる。
【0140】
ここでは、805で示される矩形状のパターンから808で示される薄膜トランジスタの活性層のパターンを一つ得る構成を示した。しかし、2つまたはそれ以上の活性層のパターンを得るのでもよい。
【0141】
このようにして、結晶粒界や結晶化を助長する金属元素の影響を抑制した状態で活性層を得ることができる。
【0142】
【発明の効果】
本明細書で開示する発明を利用することで、非常に結晶性の優れた結晶性珪素膜を得ることができる。特に、
・珪素の結晶化を助長する金属元素を利用することで、高い結晶性を得ることができる。
・珪素の結晶化を助長する金属元素を利用することで、結晶化の時間を短いものとすることができる。
・800℃〜1100℃という高温で加熱処理を行うことによって、金属元素が局部的に集中して存在してしまうことを防ぐことができる。
・高い結晶性を有しているが故に高い移動度を有する薄膜トランジスタを構成することができる。
・高い結晶性を有しており、かつ金属元素の集中がないので、OFF電流値の低い薄膜トランジスタを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例における結晶性珪素膜の作製工程を示す。
【図2】 実施例における薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図3】 実施例における薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図4】 実施例における薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図5】 実施例における薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図6】 実施例における薄膜トランジスタの特性の一例を示す。
【図7】 実施例と比較例の作製条件と特性の一覧を示す。
【図8】 実施例の作製工程を示す。
【符号の説明】
101、201 石英基板(またはガラス基板)
301 石英基板
102、202、302 下地膜(酸化珪素膜)
103 非晶質珪素膜
104 スピナー
105 ニッケル酢酸塩溶液の水膜
107 結晶性珪素膜
203、303、304、305 活性層
204、306 ゲイト絶縁膜
205、307、308、309 ゲイト電極
206 ソース領域
207 チャネル形成領域
208 ドレイン領域
209、320 層間絶縁膜
210 ソース電極
211 ドレイン電極
31 実施例の薄膜トランジスタの特性
32 比較例た薄膜トランジスタの特性
310、315、316 ソース/ドレイン領域
317 低濃度不純物領域
313 レジストマスク
314 レジストマスク
318 レジストマスク
321、322、323、324 電極
325 電極
326 パッシベーション膜
327 ITO電極(画素電極)
[0001]
[Industrial application fields]
The invention disclosed in this specification relates to a technique for forming a crystalline silicon film over a substrate having an insulating surface.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a technique for forming a thin film transistor using a silicon thin film formed on a glass substrate has attracted attention. This thin film transistor is mainly used in an active matrix type liquid crystal electro-optical device. The thin film transistor is used in various thin film integrated circuits.
[0003]
In the liquid crystal electro-optical device, liquid crystal is sealed between a pair of glass substrates, and an electric field is applied to the liquid crystal to change the optical characteristics of the liquid crystal and display an image.
[0004]
An active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor is characterized in that a thin film transistor is disposed in each pixel and charges held in the pixel electrode are controlled using the thin film transistor as a switch. Active matrix liquid crystal display devices can display fine images at high speed, and are therefore used for displays of various electronic devices (for example, portable word processors, portable computers, and portable video cameras).
[0005]
As a thin film transistor used for an active matrix type liquid crystal display device, a thin film transistor using an amorphous silicon thin film (amorphous silicon thin film) is generally used. However, in a thin film transistor using an amorphous silicon thin film,
(1) The characteristics are low, and higher quality image display cannot be performed.
(2) A peripheral circuit for driving a thin film transistor arranged in a pixel cannot be configured.
There is a problem.
[0006]
The above problem (2) is that a thin film transistor using an amorphous silicon thin film cannot make a P-channel type thin film transistor practical, so that a CMOS circuit cannot be constructed, and a thin film transistor using an amorphous silicon thin film operates at high speed. In addition, since a large current cannot flow, it can be considered that the peripheral drive circuit cannot be assembled.
[0007]
As a method for solving the above problems, a technique of forming a thin film transistor using a crystalline silicon thin film can be mentioned. Examples of a method for obtaining a crystalline silicon thin film include a method in which heat treatment is performed on an amorphous silicon film and a method in which laser light is irradiated on an amorphous silicon film.
[0008]
However, at present, a crystalline thin film having excellent crystallinity has not been obtained.
[0009]
As a method for solving this problem, a configuration described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-232069 is known. In this method, a crystalline silicon film is obtained under a heat treatment condition of 550 ° C. for 4 hours by utilizing a metal element that promotes crystallization of silicon, such as nickel.
[0010]
However, the technique described in the above publication is unsatisfactory in the crystallinity of the obtained crystalline silicon film. That is, the obtained crystalline silicon film has low crystallinity and a large amount of amorphous component remains. In addition, a phenomenon is observed in which the metal elements used are concentrated locally. Such a phenomenon causes a malfunction when a device is configured. This also reduces the production yield.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the invention disclosed in this specification is to provide a technique for obtaining a crystalline silicon film having high crystallinity over a substrate having an insulating surface.
[0012]
[Means for solving the problems]
One of the inventions disclosed in this specification is:
A step of contacting and holding a metal element that promotes crystallization of silicon on a silicon film formed on a quartz substrate;
Performing a heat treatment at a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. to transform the silicon film into a crystalline silicon film or promoting the crystallinity of the silicon film;
It is characterized by having.
[0013]
Other aspects of the invention are:
Applying a solution containing a metal element that promotes crystallization of silicon onto a silicon film formed on a quartz substrate;
Performing a heat treatment at a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. to transform the silicon film into a crystalline silicon film or promoting the crystallinity of the silicon film;
It is characterized by having.
[0014]
Other aspects of the invention are:
A step of contacting and holding a metal element that promotes crystallization of silicon on an amorphous silicon film formed on a quartz substrate;
Performing a heat treatment at a temperature higher than the crystallization temperature of the amorphous silicon film by 200 ° C. or more to transform the amorphous silicon film into a crystalline silicon film;
It is characterized by having.
[0015]
Other aspects of the invention are:
Patterning an amorphous silicon film formed on a quartz substrate to form an island-shaped region having a diameter of 200 μm or less;
A step of contacting and holding a metal element that promotes crystallization of silicon on the surface of the island-shaped region;
Performing a heat treatment at a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. to crystallize the island-shaped region;
It is characterized by having.
[0016]
As the substrate, a semiconductor substrate typified by a single crystal silicon wafer can be used instead of the quartz substrate. However, when a semiconductor substrate is used, there are a problem that light transmittance cannot be secured and an insulating film needs to be formed on the surface of the semiconductor substrate.
[0017]
In the invention disclosed in this specification, a substrate in which a single layer film selected from a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film or a multilayer film thereof is formed over a quartz substrate is also referred to as a substrate. In general, it is preferable to form a base film such as a silicon oxide film in order to relieve stress acting between the quartz substrate and the semiconductor film.
[0018]
The invention disclosed in this specification is a technique in which an insulating film is formed on an integrated circuit (generally referred to as an IC circuit) using a silicon wafer, and a thin film transistor is formed thereon using the insulating film as a base film. It can be applied to. That is, a silicon wafer (or a single crystal silicon silicon substrate) on which an integrated circuit required as a substrate is formed can be used as the substrate.
[0019]
As the silicon film, an amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film can be used. In particular, it is effective to use an amorphous silicon film in which the hydrogen content is reduced as much as possible. Further, in order to artificially reduce hydrogen in the amorphous silicon film, the amorphous silicon film is subjected to a heat treatment at a temperature of 300 to 500 ° C. for about 30 minutes to 2 hours, so that the hydrogen from the film is removed. It is very effective to promote the withdrawal. The heat treatment for crystallization may be performed after the heat treatment for removing hydrogen.
[0020]
As the metal element for promoting the crystallization of silicon, one or more kinds of elements selected from Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au can be used.
[0021]
Among the above metal elements, Ni (nickel) is particularly preferable because of its large effect and high reproducibility.
[0022]
In the invention disclosed in this specification, a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. is preferably used as the temperature of the heat treatment for crystallizing the silicon film or promoting its crystallinity. In the case where an amorphous silicon film is used as the starting film, the temperature of this heat treatment is preferably set to 200 ° C. or more of the crystallization temperature of the amorphous silicon film that is the starting film.
[0023]
The crystallization temperature of the amorphous silicon film varies depending on the silicon film formation method and conditions. Note that since the crystallization occurs at a low temperature if the heating time is extended, there is no clear boundary between the temperatures at which the crystallization starts. For example, an amorphous silicon film that is finally crystallized by heating at 600 ° C. for 24 hours can be transformed into a completely crystalline silicon film by performing a heat treatment at 590 ° C. for 96 hours.
[0024]
Therefore, in this specification, the temperature at which the whole crystallizes in the heat treatment for 12 hours is defined as the crystallization temperature. The term “total crystallization” as used herein means that 80% or more of the whole has been transformed into a crystal component. In addition, as a state in which the entirety is crystallized, a state in which the spectrum of the amorphous component is hardly observed and the spectrum of the crystal component becomes remarkable by measurement by Raman spectroscopy can be cited.
[0025]
In general, the crystallization temperature of the amorphous silicon film is 580 ° C. to 620 ° C., although it depends on the film forming method and the film forming conditions.
[0026]
In the invention disclosed in this specification, as a method for holding a metal element that promotes crystallization of silicon in contact with the amorphous silicon film, a solution containing the metal element is applied to the surface of the amorphous silicon film. The method to do is the best.
[0027]
When this method is used, the concentration of the metal element in the silicon film can be finally adjusted by adjusting the concentration of the metal element in the solution. The concentration of the metal element present in the silicon film is 1 × 10 15 ~ 5x10 19 Atom cm -3 , Preferably 1 × 10 16 ~ 5x10 17 Atom cm -3 It is necessary to make the concentration to the extent. For this purpose, the method using the above solution is very useful. In addition, the density | concentration of a metal element is defined as the minimum value measured by SIMS (secondary ion analysis method).
[0028]
Further, it has been found that when a method using this solution is used, a metal element can be uniformly contacted and held on the surface of the amorphous silicon film. This means that the metal element layer or the layer containing the metal element can be present in contact with the amorphous silicon film uniformly. This is very important in terms of preventing local concentration of metal elements.
[0029]
When using nickel as the metal element, nickel bromide, nickel acetate, nickel oxalate, nickel carbonate, nickel chloride, nickel iodide, nickel nitrate, nickel sulfate, nickel formate, nickel acetylacetonate, A solution mainly containing at least one selected from nickel 4-cyclohexylbutyrate, nickel oxide, nickel hydroxide, and nickel 2-ethylhexanoate can be used.
[0030]
Further, nickel containing nonpolar solvents such as benzene, toluene, xylene, carbon tetrachloride, chloroform, ether, trichloroethylene, and chlorofluorocarbon can also be used.
[0031]
When Fe (iron) is used as the metal element, a material known as an iron salt, for example, ferrous bromide (FeBr) 2 6H 2 O), ferric bromide (FeBr) Three 6H 2 O), ferric acetate (Fe (C 2 H Three O 2 ) Three xH 2 O), ferrous chloride (FeCl 2 4H 2 O), ferric chloride (FeCl Three 6H 2 O), ferric fluoride (FeF) Three 3H 2 O), ferric nitrate (Fe (NO Three ) Three 9H 2 O), ferrous phosphate (Fe Three (PO Four ) 2 8H 2 O), ferric phosphate (FePO Four 2H 2 At least one selected from O) can be used as the main component.
[0032]
When Co (cobalt) is used as the metal element, a material known as a cobalt salt as the compound, such as cobalt bromide (CoBr6H) 2 O), cobalt acetate (Co (C 2 H Three O 2 ) 2 4H 2 O), cobalt chloride (CoCl 2 6H 2 O), cobalt fluoride (CoF) 2 xH 2 O), cobalt nitrate (Co (No Three ) 2 6H 2 Those selected from O) can be used as the main component.
[0033]
When Ru (ruthenium) is used as the metal element, the compound is known as a ruthenium salt, such as ruthenium chloride (RuCl). Three H 2 O) can be used.
[0034]
When Rh (rhodium) is used as the metal element, the compound is known as a rhodium salt, such as rhodium chloride (RhCl). Three 3H 2 O) can be used.
[0035]
When Pd (palladium) is used as the metal element, a material known as a palladium salt as the compound, for example, palladium chloride (PdCl 2 2H 2 O) can be used.
[0036]
When Os (osnium) is used as the metal element, the compound is known as an osnium salt, such as osmium chloride (OsCl). Three ) Can be used.
[0037]
When Ir (iridium) is used as the metal element, a material known as an iridium salt as the compound, for example, iridium trichloride (IrCl Three 3H 2 O), iridium tetrachloride (IrCl Four A material mainly composed of a material selected from (1) can be used.
[0038]
When Pt (platinum) is used as the metal element, a material known as a platinum salt as the compound, such as platinous chloride (PtCl Four 5H 2 O) can be used.
[0039]
When Cu (copper) is used as the metal element, cupric acetate (Cu (CH Three COO) 2 ), Cupric chloride (CuCl 2 2H 2 O), cupric nitrate (Cu (NO Three ) 2 3H 2 Materials selected from O) can be used.
[0040]
When gold is used as the metal element, the compound is gold trichloride (AuCl Three xH 2 O), gold chloride (AuHCl) Four 4H 2 Materials selected from O) can be used.
[0041]
In order to adjust the concentration of these metal elements, it is effective to dilute the above materials with an appropriate solvent. It is also effective to include a surfactant in the above solution. Use of a surfactant can enhance the effect of dispersing and presenting a metal element on the surface of the amorphous silicon film.
[0042]
[Action]
Crystalline silicon having high crystallinity in a short heat treatment by using a metal element for promoting crystallization of silicon and further performing a heat treatment for obtaining a crystalline silicon film at a high temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. A membrane can be obtained. Further, by performing the heat treatment at such a high temperature, it is possible to prevent the metal elements from being concentrated locally in the silicon film.
[0043]
【Example】
[Example 1]
FIG. 1 shows a manufacturing process of this embodiment. In this embodiment, a crystalline silicon film is formed on a quartz substrate. First, a silicon oxide film 102 having a thickness of 3000 mm is formed on a quartz substrate 101 as a base film. This silicon oxide film 102 is formed in order to prevent impurities from diffusing from the quartz substrate into the silicon film later. Next, an amorphous silicon film 103 is formed to a thickness of 500 mm by low pressure thermal CVD. (Fig. 1 (A))
[0044]
Next, a nickel acetate solution adjusted to a predetermined concentration is applied to the surface of the amorphous silicon film. Then, a water film 105 of a nickel acetate solution is formed. (Fig. 1 (B))
[0045]
Thereafter, spin coating is performed using the spinner 104. At the same time, the excess nickel acetate solution is blown off. In this way, the nickel element is held in contact with the surface of the amorphous silicon film 103. The concentration of nickel element in the nickel acetate solution is such that the concentration of nickel element finally present in the silicon film is 1 × 10. 15 ~ 5x10 19 Atom cm -3 It needs to be as follows.
[0046]
In this way, the state shown in FIG. In this state, the surface of the amorphous silicon film 103 is held in contact with the nickel element. And the heat processing for 4 hours are performed at the temperature of 950 degreeC. After completion of the heat treatment, it is gradually cooled to a temperature of 700 ° C. at a cooling rate of 0.5 ° C./min. The slow cooling is performed here in order to suppress the stress from remaining in the silicon film.
[0047]
By performing this heat treatment, the amorphous silicon film 103 can be transformed into the crystalline silicon film 106. (Figure 1 (D))
[0048]
It is important that the heat treatment temperature performed here is much higher than the crystallization temperature of the amorphous silicon film 103. By setting such a high temperature, a crystalline silicon film can be obtained in a short time of about 4 hours, and the crystallinity can be made extremely high. In addition, the nickel element that contributes to the promotion of crystallization can be dispersed in the film, and local high-density trap levels can be prevented from being formed. According to the experiment, it has been found that the crystallization temperature of the amorphous silicon film shown in this embodiment is about 590 degrees.
[0049]
By applying heat treatment at such a high temperature, a crystalline silicon film having very high crystallinity can be obtained. In general, a technique for crystallizing an amorphous silicon film formed on a quartz substrate by heating at about 900 ° C. is known. The crystalline silicon film 106 obtained in this embodiment has higher crystallinity than the crystalline silicon film obtained by the technique using the known quartz substrate. This is an effect of using a metal element that promotes crystallization of silicon.
[0050]
[Example 2]
This example is an example in the case of using a copper element instead of a nickel element in the process shown in Example 1. Here, cupric acetate (Cu (CH Three COO) 2 ) To keep the nickel element in contact with the surface of the amorphous silicon film. The same heat treatment as in Example 1 is performed to obtain a crystalline silicon film. In addition, what is necessary is just to make the density | concentration of the copper element in a solution the same thing as the case of the nickel element of Example 1.
[0051]
Example 3
In this embodiment, an example of manufacturing an N-channel thin film transistor using the invention disclosed in this specification will be described. First, according to the process shown in Example 1, a crystalline silicon film is formed on a glass substrate. Then, the crystalline silicon film is patterned to obtain a state as shown in FIG.
[0052]
In the state shown in FIG. 2A, a silicon oxide film having a thickness of 3000 mm is formed as a base film 202 on a quartz substrate 201, and an island made of a crystalline silicon film constituting an active layer of a thin film transistor. A semiconductor layer 203 is formed.
[0053]
When the state shown in FIG. 2A is obtained, a silicon oxide film 204 constituting a gate insulating film is formed to a thickness of 1000 mm. As a film forming method, a plasma CVD method may be used. Then, an N-type microcrystalline silicon film containing P (phosphorus) is formed by a low pressure thermal CVD method. Then, the gate electrode 205 is formed by patterning the N-type microcrystalline silicon film. In this way, the state shown in FIG.
[0054]
Here, the gate electrode 205 is formed using silicon, but a metal material having high heat resistance or a silicide thereof may be used. A multilayer structure of metal and semiconductor may be employed.
[0055]
Next, in order to form a source region and a drain region in the active layer, P (phosphorus) ions are implanted as shown in FIG. Here, P ions are implanted. However, if a P channel thin film transistor is obtained, B (boron) ions may be implanted.
[0056]
Here, P ions are implanted by a plasma doping method. In this step, P ions are implanted into the regions 206 and 208 using the gate electrode as a mask. Further, the channel formation region 207 is formed in a self-aligned manner. Thereafter, heat treatment is performed at 950 ° C. for 2 hours in order to crystallize the regions 206 and 208 that have become amorphous by the impact of the implanted ions and to activate the implanted P ions.
[0057]
Laser light irradiation may be performed instead of this heat treatment. Moreover, you may perform irradiation of a laser beam, heating at the temperature of 800-110 degreeC. Further, strong light (for example, infrared light) may be irradiated instead of laser light irradiation.
[0058]
Next, as shown in FIG. 2D, a silicon oxide film 209 is formed as an interlayer insulating film by a plasma CVD method. Then, contact holes are formed, and the source electrode 210 and the drain electrode 211 are formed. This electrode is made of titanium. Thus, an N-channel thin film transistor is completed.
[0059]
The thin film transistor manufactured in this embodiment has large mobility and small OFF current characteristics as compared with a thin film transistor using a crystalline silicon film formed on a glass substrate at a temperature of about 600 ° C.
[0060]
The reason why the mobility is large is that the carrier mobility is increased by obtaining high crystallinity. Further, the small OFF current characteristics can be obtained because the number of carriers moving through the trap level is reduced due to the decrease in the trap level density.
[0061]
The OFF current in the thin film transistor refers to a current that flows between the source / drain during the OFF operation of the thin film transistor (a state in which a reverse bias is applied to the gate electrode).
[0062]
The cause of the flow of the OFF current is that carriers move through the trap level in the vicinity of the interface between the channel formation region and the drain region, as described in Japanese Patent Publication No. 3-38755. to cause. Therefore, the OFF current value can be reduced by increasing the crystallinity of the crystalline silicon film constituting the active layer and decreasing the trap level density.
[0063]
[Comparative Example]
In the manufacturing process of the comparative example shown here, a crystalline silicon film is obtained by performing a heat treatment for crystallization at a temperature of 550 ° C. using a glass substrate as the substrate in the process shown in Example 1. In this example, a thin film transistor is manufactured using a crystalline silicon film.
[0064]
A manufacturing process of this comparative example will be described with reference to FIGS. Here, a glass substrate is used as the substrate 101. First, a silicon oxide film 102 is formed on the glass substrate 101 as a base film to a thickness of 3000 mm. Further, an amorphous silicon film 103 is formed to a thickness of 500 mm by a low pressure thermal CVD method. In this way, the state shown in FIG.
[0065]
Next, the nickel acetate salt solution is applied under the same conditions as in Example 1, and spin coating is performed using the spinner 104. (Fig. 1 (B))
[0066]
In this way, the state shown in FIG. In this state, the nickel element is held in contact with the surface of the amorphous silicon film 103.
[0067]
In the state shown in FIG. 1C, heat treatment is performed at 550 ° C. for 4 hours. In this step, the crystalline silicon film 106 can be obtained by the action of nickel element. (Figure 1 (D))
[0068]
Next, an active layer of the thin film transistor is formed by patterning the crystalline silicon film. This state is shown in FIG. In the state shown in FIG. 2A, 201 is a glass substrate, 202 is a silicon oxide film as a base film, and 203 is an active layer of a thin film transistor.
[0069]
Next, an N-type microcrystalline silicon film constituting the gate insulating film is formed and patterned to form the gate electrode 205. In this way, the state shown in FIG.
[0070]
Next, P (phosphorus) ions are implanted by a plasma doping method to form a source region 206, a drain region 208, and a channel formation region 207 in a self-aligning manner. Further, the source region and the drain region are recrystallized and activated by laser irradiation. (Fig. 2 (C))
[0071]
Further, an interlayer insulating film 209 is formed by a plasma CVD method, and after forming contact holes, a source electrode 210 and a drain electrode 211 are formed to complete a thin film transistor.
[0072]
The mobility of the thin film transistor of this comparative example is about 60 to 70% of that of the thin film transistor shown in Example 1. However, the OFF current characteristics are not so bad as to cause a problem with respect to the thin film transistor shown in the first embodiment. In order to improve this OFF current characteristic, a special structure such as an offset gate structure or an LDD structure is required.
[0073]
In addition, the thin film transistor shown in this comparative example has a problem that the variation in characteristics of each element is remarkably large. The cause is considered to be as follows. When the active layer of the thin film transistor shown in this example is observed with a TEM (transmission electron microscope), it is confirmed that nickel elements are concentrated. As is well known, if metal elements are locally concentrated in a semiconductor, a high-density trap level is formed there. The existence of such high-density trap levels causes device degradation and operational instability. For these reasons, the thin film transistor shown in this example has large variations in the characteristics between elements.
[0074]
On the other hand, the thin film transistor manufactured by the process shown in Embodiment 1 has a feature that variation among elements is very small. Further, when the active layer of the thin film transistor manufactured in the process shown in Example 1 is observed with a TEM (transmission electron microscope), there is almost no local concentration of nickel element. This confirms that the variation from element to element is small. It is considered that the local concentration of the nickel element is hardly observed because the nickel element is dispersed in the silicon film by heating as high as 950 ° C.
[0075]
Example 4
This embodiment relates to a structure in which the crystalline silicon film 106 shown in FIG. 1D is obtained by the steps shown in Embodiment 1, and further laser light irradiation is performed to increase the crystallinity. The crystalline silicon film 107 in the state shown in FIG. 1D contains an amorphous component, albeit slightly.
[0076]
This amorphous component can be eliminated by further heat treatment. That is, the crystallinity can be further improved by further heat treatment. However, this heat treatment requires several hours, and is not a preferable means in consideration of productivity.
[0077]
Therefore, in this embodiment, after obtaining the state shown in FIG. 1D in the step shown in Embodiment 1, laser light irradiation is further performed to increase the crystallinity.
[0078]
As the laser light to be irradiated, excimer laser light having a wavelength in the ultraviolet region is preferably used. Here, a KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm is used. The irradiation energy density is 300 to 400 mJ / cm. 2 And
[0079]
As shown in this embodiment, the crystallinity can be enhanced by irradiating a crystalline silicon film which is once crystallized by heating with laser light. The effect can be obtained with high reproducibility.
[0080]
Although an example using laser light is shown here, strong light such as infrared light may be irradiated.
[0081]
Example 5
This embodiment relates to an active matrix liquid crystal display device having a structure in which peripheral circuits are integrated on a single quartz substrate. Hereinafter, a manufacturing process for obtaining the active matrix circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS.
[0082]
In the drawing, a manufacturing process of a thin film transistor (denoted as a peripheral circuit TFT) of a peripheral logic circuit is shown on the left side, and a manufacturing process of a thin film transistor (denoted as a pixel TFT) of an active matrix circuit is shown on the right side.
[0083]
First, a silicon oxide film having a thickness of 1000 to 3000 mm is formed as a base oxide film 302 on a quartz substrate 301. As a method for forming this silicon oxide film, a sputtering method or a plasma CVD method in an oxygen atmosphere may be used.
[0084]
Thereafter, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 500 mm by plasma CVD or low pressure thermal CVD. Further, nickel, which is a metal element for promoting crystallization of silicon, is held in contact with the surface of the amorphous silicon film by a method similar to the method shown in the first embodiment.
[0085]
Next, the amorphous silicon film is transformed into a crystalline silicon film by performing a heat treatment at 900 ° C. for 4 hours. After this heat treatment, crystallinity may be further enhanced by laser light irradiation or strong light irradiation.
[0086]
Next, the obtained crystalline silicon film is etched, and active layers 303 (for P-channel TFTs) and 304 (for N-channel TFTs) of thin film transistors (indicated as peripheral circuit TFTs in the figure) of island-shaped peripheral drive circuits And an active layer 305 of a thin film transistor (denoted as a pixel TFT in the figure) of a matrix circuit.
[0087]
Further, a gate insulating film 306 made of a silicon oxide film having a thickness of 500 to 2000 mm is formed by sputtering in an oxygen atmosphere. As a method for forming the gate insulating film, a plasma CVD method may be used. In the case of forming a silicon oxide film by a plasma CVD method, dinitrogen monoxide (N 2 O) or oxygen (O 2 ) And Monsilane (SiH) Four ) Is preferably used.
[0088]
Thereafter, a polycrystalline silicon film (containing P (phosphorus) for increasing conductivity) having a thickness of 2000 to 5 μm, preferably 2000 to 6000 mm, is formed on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method. Then, this is etched to form gate electrodes 307, 308, and 309. (Fig. 3 (A))
[0089]
Thereafter, phosphine (PH) is formed on all island-like active layers by ion doping in a self-aligning manner using the gate electrode as a mask. Three ) Is doped as a doping gas. The dose is 1 × 10 12 ~ 5x10 13 Atom / cm 2 And As a result, weak N-type regions 310, 311 and 312 are formed. (Fig. 3 (B))
[0090]
Next, a photoresist mask 313 is formed to cover the active layer 303 of the P-channel thin film transistor. At the same time, a photoresist mask 314 is formed covering the active layer 305 of the pixel thin film transistor so as to be parallel to the gate electrode and to a portion 3 μm away from the end of the gate electrode 309.
[0091]
Then, again by ion doping, P (phosphorus) ions are implanted using phosphine as a doping gas. At this time, P (phosphorus) ions are not implanted under the resist masks 313 and 314.
[0092]
As a result, strong N-type regions (source / drain) 315 and 316 are formed. In this step, among the weak N-type region 312 of the active layer 305 of the pixel thin film transistor, the region 317 (see FIG. 3D) covered with the mask 314 is not injected with P (phosphorus) and is weak N-type. Will remain. (Figure 3 (C))
[0093]
Next, the active layers 304 and 305 of the N-channel thin film transistor are covered with a photoresist mask 318, and diborane (B 2 H 6 ) As a doping gas, B (boron) is implanted into the island-like region 103 by ion doping. Dose amount is 5 × 10 14 ~ 8x10 15 Atom / cm 2 And In this doping, since the dose amount of B exceeds the dose amount of P in FIG. 3C, the weak N-type region 310 formed previously is inverted to the strong P-type region 319.
[0094]
By the above doping, strong N-type regions (source / drain) 315 and 316, strong P-type regions (source / drain) 319, and weak N-type regions (low-concentration impurity regions) 317 are formed. In this embodiment, the width x of the low concentration impurity region 317 is about 3 μm from the size of the photoresist mask 114. The drain region side of the low concentration impurity region 317 functions as an LDD region. (Fig. 3 (D))
[0095]
Then, the damage by doping is recovered by performing a heat treatment at a temperature of 900 ° C. for 2 hours. At the same time, the doping impurities are activated. Thereafter, a silicon oxide film having a thickness of 5000 mm is formed as an interlayer insulator 320 over the entire surface by plasma CVD. This may be a silicon nitride film or a multilayer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. Then, the interlayer insulator 320 is etched by a wet etching method to form contact holes in the source / drain.
[0096]
Then, a titanium film having a thickness of 4000 mm is formed by sputtering, and this is etched to form electrodes / wirings 321, 322, and 323 for peripheral circuits. At the same time, electrodes / wirings 324 and 325 of the pixel thin film transistor are formed. Further, a silicon nitride film 326 having a thickness of 2000 mm is formed as a passivation film by plasma CVD. Then, this is etched to form a contact hole reaching the electrode 325 of the pixel thin film transistor. Finally, an ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 1500 mm formed by sputtering is etched to form a pixel electrode 327. In this way, the peripheral circuit and the active matrix circuit can be formed integrally. (Figure 3 (E))
[0097]
Example 6
This embodiment is characterized in that a microcrystalline silicon film is used instead of the amorphous silicon film 103 in the step shown in Embodiment 1. In order to form a microcrystalline silicon film, a low pressure thermal CVD method using disilane as a source gas may be used. In the case of this embodiment, the amorphous silicon film is not transformed into the crystalline silicon film by the heat treatment, but the crystallinity of the microcrystalline silicon film is promoted by the heat treatment, and the crystalline silicon film having higher crystallinity is further obtained. Will get.
[0098]
Example 7
The present embodiment relates to a highly practical N-channel type thin film transistor that realizes a low OFF current characteristic by providing an offset gate region. FIG. 4 shows a schematic manufacturing process of the thin film transistor of this example.
[0099]
First, a silicon oxide film 402 is formed as a base film on a quartz glass substrate 401 to a thickness of 5000 mm. This silicon oxide film has a function of relieving stress acting between the quartz substrate and the silicon film formed thereon. The thickness is preferably at least 3000 mm.
[0100]
Then, an amorphous silicon film to be a starting film of a silicon film that will later constitute an active layer of the thin film transistor is formed on the silicon oxide film 402 by a low pressure CVD method. Here, disilane is used as a film forming gas, and a film having a thickness of 1000 mm is formed. In this example, V of the obtained thin film transistor th In order to control the value of diborane, a small amount of diborane is contained in disilane. (Fig. 4 (A))
[0101]
After the amorphous silicon film 403 is formed, a nickel acetate solution is applied by spin coating. In this step, a state in which the nickel element is held in contact with the surface of the amorphous silicon film 403 is realized.
[0102]
Then, a heat treatment is performed at 800 ° C. for 4 hours to crystallize the amorphous silicon film 403. After the heat treatment, the stress in the silicon film is relaxed at a temperature of 2 ° C./min or less.
[0103]
A method of performing this heat treatment at a higher temperature is effective, but it is preferable to perform the heat treatment at about 800 to 900 ° C. in consideration of the slow cooling time and the burden on the apparatus.
[0104]
Next, patterning is performed to form an active layer 404 of the thin film transistor. (Fig. 4 (B))
[0105]
Further, a 500-nm silicon oxide film 406 is formed by thermal oxidation. At this time, the heating temperature is 950 ° C. By forming the silicon oxide film 406 to a thickness of 500 mm by the thermal oxidation method, the thickness of the active layer 404 becomes about 750 mm. (Fig. 4 (C))
[0106]
Next, molybdenum silicide for forming the gate electrode is formed to a thickness of 5000 mm. It is preferable to use a material having a low resistance as much as possible as a material for constituting this electrode. For example, tungsten silicide can be used in addition to molybdenum silicide.
[0107]
Then, a resist mask 408 is disposed, and this 5000-thick film made of molybdenum silicide is patterned. Thus, a region 407 to be a gate electrode is formed. (Fig. 4 (D))
[0108]
Next, an etching process is performed using an isotropic etching method capable of selectively etching molybdenum silicide. In this etching process, etching as indicated by an arrow in FIG. 4E progresses, and the size of the region 407 to be a gate electrode made of molybdenum silicide is reduced. Here, the width to be etched is 5000 mm. Thus, the gate electrode 409 is formed. (Fig. 4 (E))
[0109]
In this state, as shown in FIG. 5A, P (phosphorus) ions are implanted by plasma doping. As a result of this doping, P ions are implanted into the regions 410 and 413. The regions 410 and 413 become a source region and a drain region. A region of the active layer immediately below the gate electrode 409 becomes a channel formation region 412. The region 411 where P ions are not implanted becomes the offset gate region. The width of the offset gate region 411 is 5000 mm. (Fig. 5 (A))
[0110]
After the completion of the P ion implantation shown in FIG. 5A, heat treatment is performed at 800 ° C. for 2 hours. In this step, annealing of damage caused by activation of the source / drain regions and ion implantation is performed.
[0111]
Next, a silicon oxide film 414 is formed as an interlayer insulating film to a thickness of 6000 mm by plasma CVD. Then, after the contact hole is formed, a layer composed of a titanium film and an aluminum film is formed. Then, the source electrode 415 and the gate electrode 416 are formed by patterning this. This aluminum contains 0.2 wt% of scandissum to prevent the generation of hillocks. Further, although not shown, an electrode that contacts the gate electrode 409 is formed. Further, hydrogen heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere at 400 ° C. to neutralize dangling bonds in the active layer, thereby completing the thin film transistor. In this manner, the thin film transistor shown in FIG. 5B is completed.
[0112]
FIG. 6B shows an example of characteristics of the thin film transistor whose outline is shown in FIG. (Characteristics vary widely)
[0113]
The thin film transistor whose characteristics are shown in FIG. 6 has a mobility of 247.57 cm. 2 / Vs, V th Is 0.11 V, and the S value is 0.09 V / Dec. The variation in characteristics of the obtained thin film transistor is that the mobility is 180 to 250 cm. 2 The S value is in the range of about 0.09 to 0.12 V / Dec.
[0114]
A thin film transistor having such characteristics can operate at a high speed of several tens of MHz. Therefore, if the variation is suppressed, an integrated circuit that can handle image signals can be formed on the quartz substrate.
[0115]
FIG. 7 shows a summary of a manufacturing method and characteristics that are characteristic of a thin film transistor manufactured for comparison.
[0116]
Comparative Example 1 and Comparative Example 2 shown in FIG. 7 are basically manufactured according to the manufacturing steps shown in FIGS.
[0117]
Comparative Example 1 is characterized in that a crystalline silicon film is obtained without using a metal element that promotes crystallization of silicon. The comparative example 1 corresponds to a thin film transistor called a general high-temperature polysilicon TFT. Therefore, by comparing this example with Comparative Example 1, it is possible to confirm the effect of using the metal element.
[0118]
Although Comparative Example 2 uses a metal element that promotes crystallization of silicon, heat treatment for crystallization of the amorphous silicon film 403 performed in the step shown in FIG. It is characterized by being performed under conditions. Therefore, by comparing this example with Comparative Example 2, it is possible to confirm the influence on the characteristics of the thin film transistor due to the difference in the temperature of heating for crystallization of the amorphous silicon film.
[0119]
In Comparative Example 2, the activation of the source / drain regions is performed not by heating but by laser light irradiation.
[0120]
As is apparent from FIG. 7, by employing the manufacturing process of this example, when the nickel of Comparative Example 1 is not used, the nickel shown in Comparative Example 2 is used, but heating for crystallization is performed. It can be seen that a thin film transistor having significantly significant characteristics can be obtained as compared with the case where the temperature is lowered to 550 ° C.
[0121]
Note that the thin film transistors as shown in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 can be operated only in the range of several MHz. That is, it can be operated only at a speed about 1/10 of the thin film transistor shown in this embodiment.
[0122]
Example 8
In this embodiment, a part of the manufacturing process of the thin film transistor shown in FIG. 4 is devised. As shown in FIG. 4A, when crystallization using nickel is performed after forming an amorphous silicon film 403, crystallinity in which a large number of crystal grains having an apparent grain size of several hundred μm are formed. A silicon film is obtained.
[0123]
When this crystalline silicon film is used, a thin film transistor having remarkably high characteristics can be obtained as shown in Example 7. However, when a large number of thin film transistors are formed using a crystalline silicon film formed on a quartz substrate, a situation in which crystal grain boundaries are located in the active layer at a certain rate is realized.
[0124]
Metal elements and impurities that contribute to the promotion of crystallization are precipitated at the grain boundaries. Such existence becomes a factor that inhibits the movement of the carry. Therefore, when a crystal grain boundary exists in the channel formation region of the active layer, the characteristics of the obtained thin film transistor are low. This leads to variations in characteristics of the thin film transistor obtained.
[0125]
In order to solve such a problem, it is sufficient that no crystal grain boundary exists in the active layer. The size of the active layer is as small as about 10 μm square and as large as about 100 μm square. As described above, the size of the crystal grains obtained is several hundreds μm (according to the experiment, those having a size of about 300 μm can be obtained).
[0126]
Therefore, in the configuration shown in this embodiment, an amorphous silicon film is patterned to obtain an active layer made of an amorphous silicon film, and then crystallization using nickel element is performed. That is, after obtaining the state shown in FIG. 4B, nickel element is introduced, and then heat treatment is performed at 800 ° C. for 4 hours to crystallize the amorphous silicon film having the shape of the active layer.
[0127]
As described above, the size of the active layer is as large as about 100 μm. Therefore, the island-shaped amorphous silicon film patterned to such a size becomes almost one crystal grain.
[0128]
By adopting such a configuration, it is possible to suppress the presence of crystal grain boundaries in the active layer. And the variation in the characteristic of the thin-film transistor obtained can be suppressed. That is, the mobility as shown in Example 7 is 250 cm. 2 A thin film transistor having a remarkably high characteristic that can be obtained near / Vs and has an S value of less than 0.1 V / Dec can be obtained while suppressing variation in characteristics.
[0129]
Example 9
The present embodiment relates to a configuration that suppresses the influence of a metal element that promotes crystallization of silicon in the configuration shown in the eighth embodiment. When the amorphous silicon film as a starting film is panned to the shape of the active layer as shown in Example 8 and then an active layer having a crystalline state is obtained by heat treatment using nickel, the following problems are caused: Occurs.
[0130]
That is, when crystallization is performed after forming a pattern (active layer pattern) made of an amorphous silicon film, metal elements contributing to crystallization are unevenly distributed in the periphery of the active layer pattern, that is, at the edge of the pattern. End up. This uneven distribution of the metal element causes a trap level to be formed on the side surface or edge portion of the active layer. There is a concern that such a state may adversely affect the operation of the thin film transistor.
[0131]
The present embodiment provides a technique for obtaining an active layer that does not have a region in which metal elements are unevenly distributed as described above. FIG. 8 shows a manufacturing process of the active layer shown in this embodiment.
[0132]
In FIG. 8A, reference numeral 801 denotes a specific region of the amorphous silicon film formed on the quartz substrate through the underlying silicon oxide film. First, three rectangular patterns indicated by 802 to 804 are formed in this region. That is, three island-like regions indicated by 802 to 804 made of an amorphous silicon film are formed.
[0133]
The size of this pattern is 10 μm square to 200 μm square, preferably 20 μm square to 100 μm square. That is, the area is about 70% or less of the area of the obtained crystal grain. The shape may be square, rectangular, polygonal, circular or elliptical. That is, any shape that can be easily used may be used. However, a complicated shape is not preferable because it inhibits the progress of crystallization.
[0134]
Further, the size of this pattern is preferably about 200 μm or less in terms of a circle. This is due to the fact that the size of crystal grains formed by crystallization by heating using nickel is 200 μm to 300 μm.
[0135]
After the amorphous silicon film pattern as shown in FIG. 8A is formed, a nickel acetate solution is applied by spin coating to expose the rectangular amorphous silicon film patterns 802 to 804. The nickel element is in contact with and held on the surface.
[0136]
The concentration of nickel element in the nickel acetate solution is such that the nickel concentration finally remaining in the film is 1 × 10 15 cm -3 ~ 5x10 19 cm -3 It is necessary to adjust so as to be within the range. This is because when the concentration is higher than this concentration, the properties as a semiconductor are hindered by the influence of nickel element. In addition, if the concentration is lower than this concentration, the promoting action in crystallization of nickel element cannot be obtained. In addition, when using a metal element other than nickel, the said density | concentration range can be used as a standard.
[0137]
After the nickel acetate solution is applied, heat treatment is performed at 800 ° C. for 4 hours to crystallize the pattern indicated by 802 to 804 in FIG. As a result, a rectangular pattern having crystallinity indicated by 805 to 807 in FIG. 8B can be obtained. This pattern is substantially composed of a single crystal grain.
[0138]
Nickel elements are unevenly distributed on the edges of the patterns indicated by 805 to 807. Therefore, patterning is further performed on the patterns indicated by 805 to 807. Then, an active layer pattern of the thin film transistor indicated by 808 to 810 is formed. (Fig. 8 (C))
[0139]
The pattern of the active layer can be substantially composed of a single crystal grain. Further, since the portion where the nickel element is unevenly distributed is removed, the active layer can be in a state where the nickel element is not unevenly distributed.
[0140]
Here, a configuration in which one active layer pattern of a thin film transistor indicated by 808 is obtained from a rectangular pattern indicated by 805 is shown. However, it is also possible to obtain a pattern of two or more active layers.
[0141]
In this way, the active layer can be obtained in a state where the influence of the crystal grain boundary and the metal element that promotes crystallization is suppressed.
[0142]
【The invention's effect】
By utilizing the invention disclosed in this specification, a crystalline silicon film with extremely excellent crystallinity can be obtained. In particular,
High crystallinity can be obtained by using a metal element that promotes crystallization of silicon.
-By using a metal element that promotes crystallization of silicon, the crystallization time can be shortened.
-By performing heat treatment at a high temperature of 800 ° C. to 1100 ° C., it is possible to prevent the metal elements from being concentrated locally.
A thin film transistor having high mobility can be formed because of high crystallinity.
A thin film transistor having a low OFF current value can be formed because it has high crystallinity and no concentration of metal elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a manufacturing process of a crystalline silicon film in an example.
FIG. 2 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor in an example.
FIG. 3 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor in an example.
FIG. 4 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor in an example.
FIG. 5 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor in an example.
FIG. 6 illustrates an example of characteristics of a thin film transistor in an example.
FIG. 7 shows a list of manufacturing conditions and characteristics of examples and comparative examples.
FIG. 8 shows a manufacturing process of the example.
[Explanation of symbols]
101, 201 Quartz substrate (or glass substrate)
301 quartz substrate
102, 202, 302 Base film (silicon oxide film)
103 Amorphous silicon film
104 spinner
105 Water film of nickel acetate solution
107 crystalline silicon film
203, 303, 304, 305 Active layer
204, 306 Gate insulation film
205, 307, 308, 309 Gate electrode
206 Source area
207 Channel formation region
208 Drain region
209, 320 Interlayer insulating film
210 Source electrode
211 Drain electrode
31 Thin film transistor characteristics of the example
32 Characteristics of Thin Film Transistors as Comparative Examples
310, 315, 316 Source / drain regions
317 Low concentration impurity region
313 resist mask
314 resist mask
318 resist mask
321,322,323,324 electrodes
325 electrode
326 Passivation film
327 ITO electrode (pixel electrode)

Claims (4)

非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜をパターニングして島状の非晶質珪素膜を形成し、
前記島状の非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を接して保持させ、800〜1100℃の温度で加熱処理を行って島状の結晶質珪素膜を形成し、
前記島状の結晶質珪素膜をパターニングして、薄膜トランジスタの活性層を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
Forming an amorphous silicon film;
Patterning the amorphous silicon film to form an island-shaped amorphous silicon film;
The island-shaped amorphous silicon film is held in contact with a metal element that promotes crystallization of silicon, and heat treatment is performed at a temperature of 800 to 1100 ° C. to form an island-shaped crystalline silicon film,
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising patterning the island-shaped crystalline silicon film to form an active layer of the thin film transistor.
下地膜を形成し、
前記下地膜上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜をパターニングして島状の非晶質珪素膜を形成し、
前記島状の非晶質珪素膜に珪素の結晶化を助長する金属元素を接して保持させ、800〜1100℃の温度で加熱処理を行って島状の結晶質珪素膜を形成し、
前記島状の結晶質珪素膜をパターニングして、薄膜トランジスタの活性層を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
Forming a base film,
Forming an amorphous silicon film on the base film;
Patterning the amorphous silicon film to form an island-shaped amorphous silicon film;
The island-shaped amorphous silicon film is held in contact with a metal element that promotes crystallization of silicon, and heat treatment is performed at a temperature of 800 to 1100 ° C. to form an island-shaped crystalline silicon film,
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising patterning the island-shaped crystalline silicon film to form an active layer of the thin film transistor.
請求項1又は請求項2において、前記島状の非晶質珪素膜は、正方形、長方形、多角形、円形または楕円形のいずれかであることを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。Oite to claim 1 or claim 2, wherein the island-shaped amorphous silicon film can be square, rectangular, polygonal, a method for manufacturing a thin film transistor which is characterized in that either circular or elliptical. 請求項1乃至請求項のいずれか一項において、前記金属元素は、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Auから選ばれた一種または複数種類の元素であることを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。In any one of claims 1 to 3, wherein the metal element, Fe, Co, Ni, Ru , Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, one or plural kinds selected from Au element A method for manufacturing a thin film transistor, wherein:
JP2000034524A 1995-07-12 2000-02-14 Method for manufacturing thin film transistor Expired - Fee Related JP3901903B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000034524A JP3901903B2 (en) 1995-07-12 2000-02-14 Method for manufacturing thin film transistor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7199079A JPH0927452A (en) 1995-07-12 1995-07-12 Manufacture of semiconductor device
JP2000034524A JP3901903B2 (en) 1995-07-12 2000-02-14 Method for manufacturing thin film transistor

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7199079A Division JPH0927452A (en) 1995-01-12 1995-07-12 Manufacture of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000183361A JP2000183361A (en) 2000-06-30
JP3901903B2 true JP3901903B2 (en) 2007-04-04

Family

ID=16401767

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7199079A Pending JPH0927452A (en) 1995-01-12 1995-07-12 Manufacture of semiconductor device
JP28626598A Pending JPH11191629A (en) 1995-07-12 1998-10-08 Semiconductor device
JP30263198A Expired - Fee Related JP3472160B2 (en) 1995-07-12 1998-10-23 Method for manufacturing semiconductor device
JP2000034524A Expired - Fee Related JP3901903B2 (en) 1995-07-12 2000-02-14 Method for manufacturing thin film transistor

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7199079A Pending JPH0927452A (en) 1995-01-12 1995-07-12 Manufacture of semiconductor device
JP28626598A Pending JPH11191629A (en) 1995-07-12 1998-10-08 Semiconductor device
JP30263198A Expired - Fee Related JP3472160B2 (en) 1995-07-12 1998-10-23 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (4) JPH0927452A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW383502B (en) 1995-06-01 2000-03-01 Seniconductor Energy Lab Kk Method of manufacturing semiconductor device
JP2000331932A (en) 1999-05-18 2000-11-30 Hitachi Ltd Polycrystalline semiconductor thin film, manufacture thereof, semiconductor device, manufacture of the semiconductor device and electron device
US7807520B2 (en) * 2007-06-29 2010-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP5213421B2 (en) 2007-12-04 2013-06-19 キヤノン株式会社 Oxide semiconductor thin film transistor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3203652B2 (en) * 1990-10-29 2001-08-27 セイコーエプソン株式会社 Semiconductor thin film manufacturing method
JP3562588B2 (en) * 1993-02-15 2004-09-08 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP3535205B2 (en) * 1993-03-22 2004-06-07 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing thin film transistor
JP2860877B2 (en) * 1993-06-22 1999-02-24 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor and manufacturing method thereof
JP2649325B2 (en) * 1993-07-30 1997-09-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP2762215B2 (en) * 1993-08-12 1998-06-04 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing thin film transistor and semiconductor device
JPH0766424A (en) * 1993-08-20 1995-03-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and its manufacture
JP3411408B2 (en) * 1993-09-07 2003-06-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3472160B2 (en) 2003-12-02
JPH11214308A (en) 1999-08-06
JPH0927452A (en) 1997-01-28
JPH11191629A (en) 1999-07-13
JP2000183361A (en) 2000-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6210997B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP3621151B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US5612250A (en) Method for manufacturing a semiconductor device using a catalyst
US6589824B2 (en) Process for fabricating semiconductor device
JP2860869B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4802364B2 (en) Semiconductor layer doping method, thin film semiconductor device manufacturing method, and semiconductor layer resistance control method
JPH0758339A (en) Semiconductor device and its production
US6090646A (en) Method for producing semiconductor device
JP2004165185A (en) Semiconductor film and its manufacturing method, and semiconductor device and its manufacturing method
KR100433359B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP3901903B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
US6331475B1 (en) Method and manufacturing semiconductor device
JP2005532685A (en) TFT electronic device and its manufacture
JP3768260B2 (en) Transfer gate circuit
KR100504538B1 (en) Method For Crystallizing Amorphous Layer And Method For Fabricating Liquid Crystal Display Device By Using Said Method
JP4322969B2 (en) Method for producing crystalline silicon film
US20050037550A1 (en) Thin film transistor using polysilicon and a method for manufacturing the same
KR20070043393A (en) Method for crystalizing armophous silicon and method of manufacturing thin film transistor using the same
JP3973960B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH08204200A (en) Thin film transistor
JP4675294B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2004006917A (en) Semiconductor device
JPH07211635A (en) Fabrication of semiconductor device
JPH0974066A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061010

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061227

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100112

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140112

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees