JPH03108319A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH03108319A
JPH03108319A JP24558189A JP24558189A JPH03108319A JP H03108319 A JPH03108319 A JP H03108319A JP 24558189 A JP24558189 A JP 24558189A JP 24558189 A JP24558189 A JP 24558189A JP H03108319 A JPH03108319 A JP H03108319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
film
amorphous
substrate
sih4
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.)
Pending
Application number
JP24558189A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Kunii
正文 国井
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP24558189A priority Critical patent/JPH03108319A/ja
Publication of JPH03108319A publication Critical patent/JPH03108319A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
[従来の技術] 近年、大型で高解像度の液晶表示パネル、高速で高解像
度の密着型イメージセンサ、三次元IC等への実現に向
けて、ガラス、石英等の絶縁性非晶質基板や、5iOa
等の絶縁性非晶質層上に、高性能な半導体素子を形成す
る試みが成されている。特に大型の液晶表示パネル等に
於いては、低コストの要求を満たすため、安価な低融点
ガラス上に薄膜トランジスタ(TPT)を形成すること
が必須の要求になりつつある。従来は、低融点ガラス基
板上に形成するTPTの活性層に、例えばJourna
l of Applied Physics vol、
85(10) p、3951 (1989)等にみられ
るように非晶質5i(a−8i)を用いたものがあり、
ゲート絶縁膜には、IEBE Electron De
vice Letters、 Vol、10(6) p
、245 (1989)  等に見られるようにプラズ
マ化学気相成長法(PCVD)を用いたもの、   A
ppl fedPhysics Letters Vo
l、50(17) p、1167 (1987)等にみ
られるように減圧化学気相成長法(LPGVD)を用い
たもの、Electronics Letters V
ol、24(3)9.172 (1988)、等にみら
れるように光化学気相成長法を用いたものがあり、いず
れも低温成膜法で作製したSiO2薄膜を用いてきた。
[発明が解決しようとする課題] しかし、TPTの活性層をa−8iで作成すると、a−
3i中の電界効果電子移動度が小さく、かつTPTのゲ
ート酸化膜の形成を低温(<600°C)で行なうので
、高温酸化法で形成したゲート絶縁膜と比較すると膜質
が劣り、高性能のTPTが実現できないという問題点が
あった。
この問題を解決するため例えば)Iydrogenat
edAmorphous 5ilicon Devic
es and Technology。
IBM、 p、275 (1988)  等にみられる
ように、活性層のa−8iをアニールによる固相成長で
大粒径多結晶Siを形成し、高性能化を図る試みもある
しかしこの場合もゲート絶縁膜の形成を@00℃という
比較的低温の湿式酸化法で形成するため、1100℃以
上の高温熱酸化法による酸化膜と比較すると膜質は劣る
という問題点があった。
本発明は以上の問題点を解決するもので、その目的は低
温プロセスを用いて高性能のTPTを作成することにあ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体装置の製造方法は、 (1)絶縁基板上に第1の非晶質半導体薄膜を堆積させ
る工程、該非晶質半導体薄膜上に絶縁性非晶質薄膜を積
層する工程、該絶縁性非晶質薄膜上に第2の非晶質半導
体薄膜を積層する工程を有し、前記第1の非晶質半導体
、前記絶縁性非晶質薄膜、前記第2の非晶質半導体薄膜
を堆積する工程をすべて同一チェンバー内で行うことを
特徴とする。
(2)前記第1の非晶質半導体薄膜と、前記第2の非晶
質半導体薄膜をアニールして固相成長させる工程を有す
ることを特徴とする。
(3)前記絶縁性非晶質薄膜はMOS型電界効果トラン
ジスタのゲート絶縁膜であることを特徴とする。
[実施例] 以下、第1図を基に本発明の半導体装置の製造方法を説
明する0本実施例では非晶質半導体の例に非晶質5i(
a−8i)を用いて説明する。まず石英基板或はガラス
基板等の絶縁基板100上に減圧CVD法、またはプラ
ズマCVD法等により、n9型多結晶S1を約3000
〜5000A成膜する。尚、基板には5in2で覆われ
たSiウェハを用いることもある。この時の成膜ガスに
はSiH4、H2の混合ガスを用い、ドーピングガスに
PH3等を用いる。前記不純物としてはPch )ラン
ジスタを作成するときはBo等を用い、Nchトランジ
スタを作成するときは Po、As”等を用いる。不純
物添加方法としては、イオン注入法の他に、レーザード
ーピング法や、プラズマドーピング法等を用いてもよい
、高耐熱性基板を使用しているときは、不純物の活性化
に熱拡散法を用いることができるが、低融点ガラスを基
板に使用しているときは、レーザードーピング法やE、
CRプラズマドーピング法などのような低温でもイオン
活性化が可能な方法を通常は用いる。しかし、本実施例
ではa−3i堆積後に固相成長工程を通るので、a−8
i中の不純物は固相成長工程によって活性化さ熟る。こ
のため、レーザードーピングのような不純物活性化工程
の必要はない、ドーピング濃度は1 x 1015〜1
 x 10”cm−’程度とする。このn゛多結晶Si
をパタニングし、ソース領域101及びドレイン領域1
02を作製する(第1図(a))。
続いてこの上に非晶質半導体/絶縁体/非晶質半導体の
3層積層構造を形成する0石英基板或はSiO2で覆わ
れたSiウェハを用いる場合は1200℃の高温プロセ
スにも耐えられるが、ガラス基板を用いる場合は軟化温
度が低いために約600℃以下の低温プロセスに制限さ
れる。まず始めに絶縁基板100上にノンドープミー3
if4膜103を約150OA堆積させる。a−3i薄
膜は、−様で微小な結晶核は含まれていないことが望ま
しい、ECRプラズマ装置によるa−3iの成膜には、
S i Haガスを用いる。続いて成膜ガスを5iHa
とN 20の混合ガスに切り換え、ECRプラズマCV
Dにより a−Si表面上に連続して5i()+膜10
4を500〜800人成膜する。ゲート絶縁膜に窒化S
iを用いる場合には、 成膜ガスにS i HaとN2
、 またはNH3の混合ガスを用いる0次にガスをSi
H4、PH3の混合ガスに切り替え、n′″a−8i1
05を約8000人成膜して前記3層構造を作る(第1
図(b))、ECRプラズマで成膜したSi、5iOp
、SiNx薄膜は、膜中の水素含有量が通常のプラズマ
CVDで成膜した膜に比べ、小さいという特徴がある。
このため、固相成長アニール時に膜中から水素が抜ける
ことによる膜のポーラス化を防げるという利点がある。
S i / S i O2/ S i  3層構造の作
成は、通常のPCVD法でも行うことができる。通常の
PCVDを用いる場合は、成膜ガスは基本的にはECR
プラズマの場合と同様だが、Si、5iOzのいずれを
成膜する場合でも成膜ガスをHeガスで希釈したガスを
用いる。He希釈ガスを用いると、膜中の水素含有量を
減らせるので、通常のPCVDを用いてもECRプラズ
マCVDを用いたときと同様の効果が得られるからであ
る。または、JOurnal of Non−Crys
talline 5olids vol、10? p、
295、 (1989)等にみられるように、遠隔プラ
ズマCVD法を用いて基板温度370℃以上で81.5
102を成膜してもよい、この方法によれば、a−3i
中に含まれる水素をほぼ完全に0にできる。
続いて該3層構造最上部のa−3iをゲート電極107
のパタンにパタニングする。
このようにして作成した半導体/絶縁体/半導体3層構
造をアニールして半導体層を固相成長させる。固相成長
方法は石英管による炉アニールがよい、アニール雰囲気
としては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を
用いる。  または、I X 10−”〜i x 10
−”To rr程度の高真空雰囲気中でアニールを行っ
てもよい、  固相成長温度は500〜700℃とする
。低温アニールでは選択的に、結晶成長の活性化エネル
ギーが小さい結晶方位を持つ結晶粒のみがゆっくりと成
長し、粒径約1μmの大粒径多結晶Si薄膜106がで
きる(第1図(c))。
統いて第1rM(d)に示すように、眉間絶縁膜108
を積層する0層間絶縁膜にはLPCVD法等によるSi
O2膜を数千A〜数μm積層するのが最も一般的である
。また層間絶縁膜には 窒化Si膜等でもよい、この段
階で、水素プラズマ法、水素イオン注入法、或はプラズ
マ窒化膜からの水素の拡散等の方法で、水素イオンを活
性層中に導入すると、ゲート絶縁膜/ S i界面や、
結晶粒界等に存在するダングリングボンドが終端化され
、欠陥準位密度が減る効果がある。このような水素化工
程は、層間絶縁膜108を積層する前に行ってもよい。
最後に眉間絶縁膜108及びゲート絶縁膜にコンタクト
ホールを空け、ソース電極109及びドレイン電極11
0を形成する。ソース及びドレイン電極は、A1などの
金属材料で形成する(第1図−(e))、  以上本発
明は石英基板、あるいはガラス基板の様な非晶質基板を
例に取って説明してきだが、基板はサファイア、CaF
2等の結晶性基板でももちろん良い。
[発明の効果] 本発明の半導体装置の製造方法によれば、活性層のSi
と、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を同一チャンバー内
で連続的に積層しているので、良好なSi/絶縁膜界面
が実現できる。更に、固相成長工程を取り入れることに
よってTPTのON電流は増大し、OFF電流は低くな
る。また全工程を600℃以下の比較的低温で行うこと
ができるので、低コストのガラス基板が使用できること
によるTPTアクティブマトリクス基板の低コスト化、
大面積化や、TPTの高性能化による電源電圧、゛消費
電流の低減にも寄与するところは太きい。
走査回路と充電変換素子とを同一基板上に集積化した密
着型イメージセンサに本発明を応用した場合には、読み
取り速度の高速化、高解像化、高階調化に大きな効果が
ある。高解像化の達成により密着型イメージセンサのフ
ルカラー化も容易になる、また、低温プロセスによって
作成が可能なので、密着型イメージセンサの長尺化が可
能となり、1本のセンサでA4あるいはA3サイズのよ
うな大型ファクシミリ用のセンサを実現できる。
以上MO8型薄膜トランジスタを例に取って説明したが
、バイポーラトランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ等の薄膜を応用した素子や、3次元SOI素子
等に対しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図。 100・・・・・・・・・絶縁基板 101・・・・・・・・・ソース領域 102・・・・・・・・・ドレイン領域103・・・・
・・・・・ノンドープミー3i薄膜104・・・・・・
・・・ゲート絶縁膜105・・・・・・・・・n″a−
3i薄膜106・・・・・・・・・n9多結晶Si薄膜
07・・・・・・・・・ゲート電極 08・・・・・・・・・層間絶縁膜 09・・・・・・・・・ソース電極 10・・・・・・・・・ドレイン電極 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板上に第1の非晶質半導体薄膜を堆積させ
    る工程、該非晶質半導体薄膜上に絶縁性非晶質薄膜を積
    層する工程、該絶縁性非晶質薄膜上に第2の非晶質半導
    体薄膜を積層する工程を有し、前記非晶質半導体、前記
    絶縁性非晶質薄膜、前記第2の非晶質半導体薄膜を堆積
    する工程をすべて同一チェンバー内で行うことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記第1の非晶質半導体薄膜と、前記第2の非晶
    質半導体薄膜をアニールして固相成長させる工程を有す
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. (3)前記絶縁性非晶質薄膜はMOS型電界効果トラン
    ジスタのゲート絶縁膜であることを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置の製造方法。
JP24558189A 1989-09-21 1989-09-21 半導体装置の製造方法 Pending JPH03108319A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24558189A JPH03108319A (ja) 1989-09-21 1989-09-21 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24558189A JPH03108319A (ja) 1989-09-21 1989-09-21 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03108319A true JPH03108319A (ja) 1991-05-08

Family

ID=17135857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24558189A Pending JPH03108319A (ja) 1989-09-21 1989-09-21 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03108319A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561075A (en) * 1991-05-08 1996-10-01 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an active matrix panel
US5998838A (en) * 1997-03-03 1999-12-07 Nec Corporation Thin film transistor
KR19990088504A (ko) * 1998-05-26 1999-12-27 모리시타 요이찌 박막트랜지스터및그제조방법

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561075A (en) * 1991-05-08 1996-10-01 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an active matrix panel
US5583366A (en) * 1991-05-08 1996-12-10 Seiko Epson Corporation Active matrix panel
US5814539A (en) * 1991-05-08 1998-09-29 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an active matrix panel
US6136625A (en) * 1991-05-08 2000-10-24 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an active matrix panel
US5998838A (en) * 1997-03-03 1999-12-07 Nec Corporation Thin film transistor
US6258638B1 (en) 1997-03-03 2001-07-10 Nec Corporation Method of manufacturing thin film transistor
US6444508B1 (en) 1997-03-03 2002-09-03 Nec Corporation Method of manufacturing thin film transistor
US6703267B2 (en) 1997-03-03 2004-03-09 Nec Corporation Method of manufacturing thin film transistor
KR19990088504A (ko) * 1998-05-26 1999-12-27 모리시타 요이찌 박막트랜지스터및그제조방법
US6331476B1 (en) 1998-05-26 2001-12-18 Mausushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin film transistor and producing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03292741A (ja) 半導体装置の製造方法
US20060145158A1 (en) Poly-crystalline silicon thin film transistor
JP3163822B2 (ja) トランジスタ及びその製造方法
JPH0422120A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JPH03108319A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03104209A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03289140A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04152624A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JPH034564A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6336574A (ja) 薄膜トランジスタ
JP2751420B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000183351A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JPH0393273A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JP2001036078A (ja) Mos型トランジスタ及びその製造方法
JP2794833B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
KR101201316B1 (ko) 버퍼절연막과 이를 구비한 반도체소자 및 반도체소자의제조방법
JPH09181324A (ja) 多結晶シリコン薄膜トランジスターの製造方法
JPH04163910A (ja) 半導体薄膜の製造方法
JPH04186634A (ja) 薄膜半導体装置の製造方法
JP2805830B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0284716A (ja) 半導体素子とその製造方法
JPH03120872A (ja) 半導体装置及びその製造方法
TW502450B (en) Method for fabricating a low temperature polysilicon thin film transistor incorporating channel passivation step
JPH11150277A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JPH0563195A (ja) 超薄膜トランジスタ及びその製造方法