JP4377706B2 - Method for manufacturing thin film semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は薄膜半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、ソース・ドレイン形成工程に伴うチャネルエッジ部における注入欠陥をなくすための工程に特徴のある薄膜半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a thin film semiconductor device characterized by a process for eliminating an injection defect in a channel edge portion associated with a source / drain formation process.
近年、TFT等の薄膜半導体装置は、アクティブマトリクス型液晶表示装置等の駆動素子として広く利用されているが、pチャネル型TFTの特性がnチャネル型TFTの特性に比べて充分ではなく、CMOS回路を構成する場合に問題となっていた。 In recent years, thin film semiconductor devices such as TFTs have been widely used as drive elements for active matrix liquid crystal display devices and the like, but the characteristics of p-channel TFTs are not sufficient compared with those of n-channel TFTs, and CMOS circuits It was a problem when configuring.
この原因としては、ソース・ドレイン領域の抵抗値が高いことがあげられ、これは、注入したイオンの活性化が充分でないためである。
そこで、活性化を高めるために高温で活性化処理を行うと抵抗値は下がるものの、ガラス基板が高温に耐えられなくなるという問題がある。
The cause is that the resistance value of the source / drain region is high, because the implanted ions are not sufficiently activated.
Therefore, when the activation process is performed at a high temperature in order to increase the activation, the resistance value decreases, but there is a problem that the glass substrate cannot withstand the high temperature.
そこで、比較的低温処理により充分な活性化処理を行うために、ソース・ドレインの形成工程において、事前にソース・ドレイン形成領域にSi或いはGeを注入することによってアモルファス化しておき、次いで、導電型決定不純物をイオン注入したのち、活性化のためのアニール工程においてアモルファス層の固層成長を利用することによって、より良い結晶性、ドーパントの活性化率、ソース・ドレイン領域の低抵抗値化を実現している(例えば、非特許文献1,2参照)。
Therefore, in order to perform sufficient activation treatment at a relatively low temperature, in the source / drain formation step, Si or Ge is implanted into the source / drain formation region in advance, and then the conductivity type is formed. Improve crystallinity, dopant activation rate, and lower resistance of source / drain regions by utilizing solid layer growth of amorphous layer in the annealing process for activation after ion implantation of deterministic impurities (For example, see Non-Patent
ここで、図4及び図5を参照して、従来のTFTの製造工程を説明する。
図4参照
まず、ガラス基板31上にSiO2 バッファ層32をプラズマCVD(PCVD)法によって形成したのち、SiO2 バッファ層32上にα−シリコン膜33を同じくPCVD法によって形成する。
Here, a manufacturing process of a conventional TFT will be described with reference to FIGS.
See Figure 4
First, an SiO 2 buffer layer 32 is formed on the
次いで、エキシマレーザ等を用いてα−シリコン膜33にレーザアニールを施すことによってα−シリコン膜33を結晶化して多結晶シリコン膜34に変換する。
Next, laser annealing is performed on the α-
次いで、多結晶シリコン膜34をパターニングして島状シリコン領域35としたのち、島状シリコン領域35を覆うようにゲート絶縁膜36を形成する。
Next, after the
図5参照
次いで、ゲート絶縁膜36上にゲート電極37を設けたのち、ゲート絶縁膜36の周辺部を除去し、次いで、ゲート電極37をマスクとしてSiイオン或いはGeイオン38をイオン注入することによってソース・ドレイン形成領域をアモルファス化してアモルファス領域39とする。
See Figure 5
Next, after providing a
引き続いて、ゲート電極37をマスクとして導電型決定不純物40をイオン注入したのち、600℃以下でアニールを行うことによって、注入したイオンの活性化を行うとともに再結晶化してソース・ドレイン領域41を形成する。
この時、イオン注入領域は、予めアモルファス化されているので活性化効率が高まる。 なお、導電型決定不純物40としては、n型領域を形成する場合にはPまたはAsをもち、p型領域を形成する場合にはBを用いる。
Subsequently, the
At this time, since the ion implantation region is amorphized in advance, the activation efficiency is increased. As the
次いで、全面に層間絶縁膜42を堆積させた後、ゲート電極37及びソース・ドレイン領域41に対するコンタクトホールを設け、Al等の導電膜を堆積サセプタ、パターニングすることによって、ソース・ドレイン電極43とゲート引出電極(図示を省略)を形成することによってTFTの基本構成が完成する。
しかし、アモルファス化工程においては、ソース・ドレイン形成領域のみにSiイオン或いはGeイオンを注入しているので、チャネル領域との境界部分は注入が不完全なために、注入欠陥が回復せずにソース・ドレイン領域とチャネル領域との境界のチャネルエッジ部分に残ることになり、この注入欠陥がリーク電流の増加の原因になるという問題がある。 However, in the amorphization process, Si ions or Ge ions are implanted only in the source / drain formation region, so that the implantation portion is incomplete at the boundary with the channel region. There is a problem that it remains in the channel edge portion at the boundary between the drain region and the channel region, and this injection defect causes an increase in leakage current.
したがって、本発明は、イオン注入に伴うチャネルエッジ部分の注入欠陥の発生を回避することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to avoid the occurrence of implantation defects at the channel edge portion accompanying ion implantation.
図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号6,10は、夫々、結晶性IV族半導体層及びゲート電極である。
図1参照
上記課題を解決するために、本発明は、薄膜半導体装置の製造方法において、絶縁性基板1上に多結晶IV族半導体層2を堆積したのち、少なくともソース・ドレイン形成領域及びチャネル形成領域にIV族元素或いは希ガス元素3のいずれかをイオン注入して絶縁性基板1との界面から少なくとも0.5nmの厚さの多結晶IV族半導体層2の下部を多結晶状態のままに残してアモルファス化する工程と、アモルファス化したIV族半導体層4のソース・ドレイン形成領域に導電型決定不純物5をイオン注入する工程と、導電型決定不純物5を活性化するとともに、アモルファス化したIV族半導体層4を再結晶化するアニール工程とを有することを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
To solve the above-described problem, the present invention provides a thin film semiconductor device manufacturing method in which at least a source / drain formation region and a channel are formed after a polycrystalline group IV semiconductor layer 2 is deposited on an
この様に、多結晶IV族半導体層2の少なくともソース・ドレイン形成領域及びチャネル形成領域にアモルファス化のためのイオン注入を行うことによって、チャネルエッジに注入欠陥が発生することがなくなる。
この場合、アモルファス化工程において、絶縁性基板1との界面から0.5nm以上、例えば、0.5nm〜40nmの厚さ、より好適には5nm〜20nmの厚さの多結晶IV族半導体層2の下部を多結晶状態のままに残しており、残存した多結晶IV族半導体層2の下部が再結晶化における固相成長における種結晶となるので、良好な結晶性が得られる。
In this way, by performing ion implantation for amorphization in at least the source / drain formation region and the channel formation region of the polycrystalline group IV semiconductor layer 2, no implantation defects are generated at the channel edge.
In this case, in the amorphization step, the polycrystalline group IV semiconductor layer 2 having a thickness of 0.5 nm or more, for example, 0.5 nm to 40 nm, more preferably 5 nm to 20 nm, from the interface with the
また、この場合のIV族半導体としては、シリコン、ゲルマニウム、SiGe、SiC、SiGeC等のIV族半導体であれば良いが、シリコンが典型的なものであり、また、アモルファス化のために注入する元素はSi、Ge、C等のIV族元素或いはAr、Xe、Kr等の希ガス元素3等のIV族半導体に対する導電型決定不純物とならない元素であれば良いが、Si或いはGeのいずれかが典型的なものである。
In this case, the group IV semiconductor may be any group IV semiconductor such as silicon, germanium, SiGe, SiC, SiGeC, etc., but silicon is typical, and an element to be implanted for amorphization is used. The element may be any element that does not become a conductivity-type determining impurity for a group IV element such as Si, Ge, or C, or a group IV element such as a
また、アモルファス化工程は、ゲート絶縁膜9の形成工程の前であることが望ましく、注入量は1×1014cm-2〜1×1016cm-2の範囲が望ましい。
なお、注入量が臨界注入量である1×1014cm-2未満の場合にはアモルファス化が充分ではなく、一方、1×1016cm-2を越えるとアニール工程における結晶性の回復が充分ではなくなる。
The amorphization step is preferably performed before the step of forming the
When the injection amount is less than 1 × 10 14 cm −2 , which is the critical injection amount, amorphization is not sufficient. On the other hand, when it exceeds 1 × 10 16 cm −2 , crystallinity is sufficiently recovered in the annealing process. Is not.
なお、この場合のアニール温度は、絶縁性基板1として典型的な通常のガラス基板が歪まない750℃以下で行うことが望ましく、また、充分な結晶性を得るためには400℃以上の温度でアニールすることが望ましい。
In this case, the annealing temperature is preferably 750 ° C. or lower, which is not distorted by a typical glass substrate typical of the
また、ソース・ドレイン形成領域へのイオン注入工程においては、ソース・ドレイン領域7の接合がアニール後の残留欠陥8を納める深さとなるように、即ち、アモルファス化したIV族半導体層4と残存した多結晶IV族半導体層2との界面における導電型決定不純物5の濃度が1×10 17 cm -3 以上になるようにイオン注入することが望ましく、それによって、残留欠陥8は常に充電状態となるのでリーク電流に寄与することがなくなる。
Further, in the ion implantation process to the source / drain formation region, the junction of the source /
本発明においては、チャネル領域とソース・ドレイン領域の境界であるチャネルエッジ部分にアモルファス化によるダメージが無いので、リーク電流を小さくすることができる。 In the present invention, the channel edge portion, which is the boundary between the channel region and the source / drain region, is not damaged by amorphization, so that the leakage current can be reduced.
また、アモルファス化工程において、絶縁性基板1との界面から0.5nm以上、例えば、0.5nm〜40nmの厚さの多結晶IV族半導体層を残存させておくことによって、この残存させた多結晶IV族半導体層がアニールによる再結晶化工程における固層成長の種結晶として作用するため良好な結晶が得られ、ソース・ドレインシート抵抗を1/10に、寄生抵抗値を1/3へ低減することができる。
Further, in the amorphization step, a polycrystalline group IV semiconductor layer having a thickness of 0.5 nm or more, for example, 0.5 nm to 40 nm, is left from the interface with the
本発明は、ソース・ドレイン領域に注入した導電型決定不純物イオンの活性効率を高めるためのシリコン或いはゲルマニウムなどの元素の事前のイオン注入を、ソース・ドレイン領域及びチャネル領域を含めたシリコン膜に対して行ったのち、アモルファス化したシリコン膜に対して導電型決定不純物注入を行い、次いで、アニール処理を行って注入したイオンを活性化するとともに、アモルファス化層を再結晶化することによってソース・ドレイン領域を形成するものである。 In the present invention, prior ion implantation of an element such as silicon or germanium for enhancing the activation efficiency of conductivity-determining impurity ions implanted in the source / drain regions is performed on the silicon film including the source / drain regions and the channel region. Then, conductivity type determination impurity implantation is performed on the amorphous silicon film, and then annealing is performed to activate the implanted ions, and the amorphized layer is recrystallized to regenerate the source / drain. A region is formed.
また、アモルファス化工程においては、ガラス基板との界面から0.5nm〜40nmの厚さの部分を多結晶状態のまま残存させるものであり、それによって、アニールによる再結晶化工程において、ほぼ単結晶となる良好な結晶性を得ることができる。 Further, in the amorphization process, a portion having a thickness of 0.5 nm to 40 nm is left in a polycrystalline state from the interface with the glass substrate, so that in the recrystallization process by annealing, almost single crystal Good crystallinity can be obtained.
ここで、図2及び図3を参照して、本発明の実施例1のTFTの製造工程を説明する。 図2参照
まず、透明なガラス基板11上に、例えば、PCVD法によって厚さが、例えば、200nmのSiO2 バッファ層12を積層したのち、厚さが、例えば、50nmのα−シリコン膜13を順次堆積させる。
Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the manufacturing process of TFT of Example 1 of this invention is demonstrated. See Figure 2
First, an SiO 2 buffer layer 12 having a thickness of, for example, 200 nm is laminated on the
次いで、XeClエキシマレーザを用いてレーザアニールを行うことによってα−シリコン膜13を結晶化して多結晶シリコン膜14に変換する。
Next, the α-
次いで、多結晶シリコン膜14の全面にGeイオン15を1×1014cm-2〜1×1016cm-2、例えば、1×1015cm-2注入して多結晶シリコン膜14をアモルファス化シリコン膜16に変換する。
Next,
この時、ガラス基板11の界面から0.5nm〜40nm、例えば、10nmの範囲を多結晶シリコン膜14のままで残存させ、以後のアニール工程における固相成長工程における種結晶とする。
なお、注入条件に依存するが、Geイオン15が1×1014cm-2未満の場合には、臨界ドーズ量に達しないのでアモルファス化が不十分であり、1×1016cm-2を越えると注入量が多すぎて結晶性が回復しなくなるおそれがある。
At this time, a range of 0.5 nm to 40 nm, for example, 10 nm from the interface of the
Although depending on the implantation conditions, when the
次いで、ドライ・エッチングを施すことによってアモルファス化シリコン膜16/多結晶シリコン膜14をパターニングすることによって島状シリコン領域17を形成したのち、再び、PCVD法を用いて全面に厚さが、例えば、40nmのSiO2 膜18を堆積させる。
Next, after the island-
図3参照
次いで、スパッタリング法を用いて全面に厚さが、例えば、200nmのAl膜を堆積させたのち、通常のフォトエッチング工程を用いてパターニングすることによってゲート酸化膜19及びAlゲート電極20を形成する。
See Figure 3
Next, after depositing an Al film having a thickness of, for example, 200 nm on the entire surface by sputtering, patterning is performed using a normal photoetching process to form the
次いで、Alゲート電極20をマスクとしてBイオン21をイオン注入することによって、イオン注入領域22を形成する。
この場合、後述するアニール工程において、p+ 型ソース・ドレイン領域の接合が、アモルファス化シリコン膜16/多結晶シリコン膜14界面に形成される残留欠陥25を納める深さになるように、アモルファス化シリコン膜16/多結晶シリコン膜14界面より深くイオン注入を行う必要があり、具体的には、注入プロファイルにおけるアモルファス化シリコン膜16/多結晶シリコン膜14界面のB濃度が1×1017cm-3以上になるようにイオン注入する。
Next,
In this case, in the annealing process described later, the p + type source / drain region is amorphized so that the junction of the p + type source / drain region is deep enough to accommodate the
次いで、400℃〜750℃、例えば、550℃において4時間のランプアニールを施すことによって注入したPイオンを活性化してイオン注入領域22をp+ 型ソース・ドレイン領域23にするとともに、アモルファス化シリコン膜16の再結晶化を行って結晶性シリコン膜24に変換する。
Next, by performing lamp annealing at 400 ° C. to 750 ° C., for example, 550 ° C. for 4 hours, the implanted P ions are activated to make the
この場合のアニール条件は、ガラス基板11の歪みの発生を防止するために750℃以下の低温でなければならず、またアニール時間も固層成長が完了する時間で止めなければならない。
The annealing conditions in this case must be a low temperature of 750 ° C. or lower in order to prevent the
この時、チャネルエッジ部分にもGeイオンが注入されてアモルファス化しているので、アニール工程において注入欠陥が残存することはない。
また、ガラス基板11との界面側に多結晶シリコン膜14を薄く残存させているので、結晶性シリコン膜24の結晶性が良好になり、ほぼ単結晶となる。
At this time, Ge ions are also implanted into the channel edge portion to be amorphous, so that no implantation defects remain in the annealing process.
In addition, since the
次いで、全面に厚さが、例えば、30nmのSiO2 膜27と、厚さが、例えば、370nmのSi3 N4 膜28を順次堆積させて層間絶縁膜26とする。
Next, a SiO 2 film 27 having a thickness of, for example, 30 nm and a Si 3 N 4 film 28 having a thickness of, for example, 370 nm are sequentially deposited on the entire surface to form the
次いで、層間絶縁膜26に、Alゲート電極20とp+ 型ソース・ドレイン領域23に対するコンタクトホールを形成したのち、全面に厚さが、例えば、100nmのTi膜、200nmのAl膜、100nmのTi膜を順次堆積させ、次いで、パターニングすることによってTi/Al/Ti構造のソース・ドレイン電極29及び、上部ゲート引出電極・下部ゲート引出電極(いずれも図示を省略)を形成することによってTFTの基本構成が得られる。
Next, after forming contact holes for the
以上、説明したように、ソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入工程の前に、少なくともソース・ドレイン形成領域及びチャネル形成領域にGe等をイオン注入してアモルファス化しているので、アニール工程においてソース・ドレイン領域とチャネル領域の界面であるチャネルエッジ部分に注入欠陥が発生することがなく、注入欠陥に起因するリーク電流をなくすことができる。 As described above, Ge or the like is ion-implanted at least into the source / drain formation region and the channel formation region before the ion implantation step for forming the source / drain region, so that it is amorphized. An injection defect does not occur in the channel edge portion which is an interface between the source / drain region and the channel region, and a leakage current due to the injection defect can be eliminated.
また、アモルファス化工程において、ガラス基板側に多結晶シリコン膜を残存させてアニール工程における種結晶としているので、結晶化シリコン膜の結晶性を向上することができる。 Further, in the amorphization process, the polycrystalline silicon film is left on the glass substrate side to form a seed crystal in the annealing process, so that the crystallinity of the crystallized silicon film can be improved.
また、ソース・ドレイン領域がアニール工程に伴う残留欠陥を納める深さになるように形成しているので、残留欠陥は常に充電状態となり、残留欠陥に伴うリーク電流を低減することができる。 Further, since the source / drain regions are formed so as to have a depth that can accommodate the residual defects accompanying the annealing process, the residual defects are always in a charged state, and the leakage current accompanying the residual defects can be reduced.
これらの相乗効果によって、本発明においては、ソース・ドレインシート抵抗をGeを注入しない場合に比べて1/10に低減することができるとともに、TFT寄生抵抗値を1/3に低減することができた。 By these synergistic effects, in the present invention, the source / drain sheet resistance can be reduced to 1/10 compared to the case where Ge is not implanted, and the TFT parasitic resistance value can be reduced to 1/3. It was.
以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、実施例に記載した膜厚、注入量等の数値は記載した数値に限られるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the conditions and configurations described in the embodiments, and various modifications are possible. For example, the film thickness and the implantation described in the embodiments Numerical values such as quantities are not limited to the numerical values described.
また、本発明の実施例においては、最初の結晶化のレーザアニール工程において、エキシマレーザを用いているが、エキシマレーザに限られるものではなく、YAGレーザ等のCW(連続発振)レーザを用いても良いものである。 In the embodiment of the present invention, an excimer laser is used in the first crystallization laser annealing step. However, it is not limited to the excimer laser, and a CW (continuous oscillation) laser such as a YAG laser is used. Is also good.
また、本発明の実施例においては、注入イオンの活性化工程においてランプアニールを用いているが、ランプアニールに限られるものでなく、加熱炉を用いたファーネスアニールを用いても良いものである。 In the embodiment of the present invention, lamp annealing is used in the step of activating the implanted ions. However, the present invention is not limited to lamp annealing, and furnace annealing using a heating furnace may be used.
また、本発明の実施例においては、ゲート電極としてAlを用いているが、Alに限られるものではなく、Mo或いはTi等の高融点金属或いはそれらのシリサイドを用いても良いものである。 In the embodiments of the present invention, Al is used as the gate electrode. However, the present invention is not limited to Al, and a refractory metal such as Mo or Ti or a silicide thereof may be used.
また、本発明の実施例においては、アモルファス化のために注入する元素としてGeを用いているが、Geに限られるものではなくSi或いはCを用いても良く、或いは、Ar、Xe、Kr等の希ガス元素を用いても良いものである。 In the embodiments of the present invention, Ge is used as an element to be implanted for amorphization, but is not limited to Ge, Si or C may be used, or Ar, Xe, Kr, etc. The rare gas element may be used.
また、本発明の実施例においては、素子形成用半導体としてSiを用いているが、Siに限られるものではなく、SiGe混晶、SiC混晶、SiGeC混晶等の他のIV族半導体でも良いものであり、この場合もアモルファス化のための注入元素としてはGe等のIV族元素或いは希ガス元素を用いれば良いものである。 In the embodiment of the present invention, Si is used as the element forming semiconductor, but is not limited to Si, and may be other group IV semiconductors such as SiGe mixed crystal, SiC mixed crystal, and SiGeC mixed crystal. In this case as well, an IV group element such as Ge or a rare gas element may be used as an implantation element for amorphization.
また、本発明の実施例においては、素子形成用として薄い半導体膜を前提としているため、ソース・ドレイン領域がアニール工程に伴う残留欠陥を納める深さになるように形成しているが、半導体膜を厚くした場合には、アニール工程に伴う残留欠陥から離れた位置にソース・ドレイン領域を形成しても良く、この場合にも残留欠陥に起因するリーク電流を低減することができる。 Further, in the embodiments of the present invention, since a thin semiconductor film is premised on forming an element, the source / drain regions are formed so as to have a depth that can accommodate residual defects accompanying the annealing process. When the thickness of the source / drain region is increased, the source / drain region may be formed at a position away from the residual defect caused by the annealing process. In this case as well, the leakage current due to the residual defect can be reduced.
また、本発明の実施例においては、導電型決定不純物としてp+ 型ソース・ドレイン領域を形成するためにBを用いているが、Bに限られるものではなく、nチャネル型TFTの場合には、n+ 型ソース・ドレイン領域を形成するためにP或いはAsをイオン注入すれば良い。 In the embodiment of the present invention, B is used as the conductivity determining impurity for forming the p + type source / drain regions. However, the present invention is not limited to B. In the case of an n-channel TFT, In order to form the n + -type source / drain regions, P or As may be ion-implanted.
ここで再び図1を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図1参照
(付記1) 絶縁性基板1上に多結晶IV族半導体層2を堆積したのち、少なくともソース・ドレイン形成領域及びチャネル形成領域にIV族元素或いは希ガス元素3のいずれかをイオン注入して絶縁性基板1との界面から少なくとも0.5nmの厚さの多結晶IV族半導体層2の下部を多結晶状態のままに残してアモルファス化する工程と、アモルファス化したIV族半導体層4のソース・ドレイン形成領域に導電型決定不純物5をイオン注入する工程と、導電型決定不純物5を活性化するとともに、アモルファス化したIV族半導体層4を再結晶化するアニール工程とを有することを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
(付記2) 前記IV族半導体がシリコンであり、且つ、前記アモルファス化のために注入するIV族元素がシリコン或いはゲルマニウムのいずれかであることを特徴とする付記1記載の薄膜半導体装置の製造方法。
(付記3) 前記アモルファス化工程が、ゲート絶縁膜9の形成工程の前であることを特徴とする付記1または2に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
(付記4) 前記アモルファス化のために注入する元素の注入量が、1×1014cm-2〜1×1016cm-2であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
(付記5) 前記アニール工程における温度が、750℃以下であることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
(付記6) 上記ソース・ドレイン形成領域へのイオン注入工程において、前記アモルファス化したIV族半導体層4と前記残存した多結晶IV族半導体層2との界面における前記導電型決定不純物5の濃度が1×10 17 cm -3 以上になるようにイオン注入することを特徴とする付記1乃至付記5のいずれか1に記載の薄膜半導体装置の製造方法。
The detailed features of the present invention will be described again with reference to FIG. 1 again.
1 again (Appendix 1) After depositing the polycrystalline group IV semiconductor layer 2 on the insulating
(Supplementary Note 2) and the group IV semiconductor is silicon, and method of manufacturing a thin film semiconductor device according to
(Additional remark 3) The manufacturing method of the thin film semiconductor device of
(Appendix 4) Any one of
(Additional remark 5 ) The temperature in the said annealing process is 750 degrees C or less, The manufacturing method of the thin film semiconductor device of any one of
(Supplementary Note 6) Oite the ion implantation process into the source and drain formation regions, said conductivity determining impurity 5 at the interface between the polycrystalline Group IV semiconductor layer 2 described above remains the group
本発明の活用例としては、アクティブマトリクス型液晶表示装置に用いるTFTが典型的なものであるが、アクティブマトリクス型液晶表示装置に限られるものではなく、有機EL等の各種の表示装置用のアクティブマトリクス基板、或いは、ライン光センサ用の駆動素子として用いても良いものである。 As a practical example of the present invention, a TFT used in an active matrix liquid crystal display device is typical, but the present invention is not limited to an active matrix liquid crystal display device, and is active for various display devices such as an organic EL. It may be used as a driving element for a matrix substrate or a line light sensor.
1 絶縁性基板
2 多結晶IV族半導体層
3 IV族元素或いは希ガス元素
4 アモルファス化したIV族半導体層
5 導電型決定不純物
6 結晶性IV族半導体層
7 ソース・ドレイン領域
8 残留欠陥
9 ゲート絶縁膜
10 ゲート電極
11 ガラス基板
12 SiO2 バッファ層
13 α−シリコン膜
14 多結晶シリコン膜
15 Geイオン
16 アモルファス化シリコン膜
17 島状シリコン領域
18 SiO2 膜
19 ゲート酸化膜
20 Alゲート電極
21 Bイオン
22 イオン注入領域
23 p+ 型ソース・ドレイン領域
24 結晶性シリコン膜
25 残留欠陥
26 層間絶縁膜
27 SiO2 膜
28 Si3 N4 膜
29 ソース・ドレイン電極
31 ガラス基板
32 SiO2 バッファ層
33 α−シリコン膜
34 多結晶シリコン膜
35 島状シリコン領域
36 ゲート絶縁膜
37 ゲート電極
38 Siイオン或いはGeイオン
39 アモルファス化領域
40 導電型決定不純物
41 ソース・ドレイン領域
42 層間絶縁膜
43 ソース・ドレイン電極
1 Insulating substrate 2 Polycrystalline group
Claims (4)
前記アモルファス化したIV族半導体層のソース・ドレイン形成領域に導電型決定不純物をイオン注入する工程と、
前記導電型決定不純物を活性化するとともに、前記アモルファス化したIV族半導体層を再結晶化するアニール工程と
を有することを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。 After depositing the polycrystalline group IV semiconductor layer on the insulating substrate, at least one of the group IV element or the rare gas element is ion-implanted into the source / drain formation region and the channel formation region, from the interface with the insulating substrate. Amorphizing the lower part of the polycrystalline group IV semiconductor layer having a thickness of at least 0.5 nm while leaving the polycrystalline state ;
A step of ion-implanting a conductivity-determining impurity into a source / drain formation region of the amorphous group IV semiconductor layer ;
A method for manufacturing a thin film semiconductor device , comprising: an annealing step for activating the conductivity determining impurity and recrystallizing the amorphous group IV semiconductor layer .
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