JPH03194937A

JPH03194937A - 薄膜トランジスタの製造方法

Info

Publication number: JPH03194937A
Application number: JP33343189A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Samejima; 俊之鮫島; Masateru Hara; 昌輝原; Setsuo Usui; 碓井　節夫
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-08-26

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〕本発明は薄膜トランジスタの製造方法、例えば薄膜半導
体層に絶縁ゲート型電界効果トランジスタＦＥＴが形成
される薄膜トランジスタの製造方法に係わる。

〔発明の概要〕

本発明は薄膜トランジスタの製造方法、特に非晶質半導
体層に対する結晶化、或いは（及び）微細多結晶半導体
層に対する再結晶化を行う光ビームアニーリング工程を
有する薄膜トランジスタの製造方法において、最終的に
ソースおよびドレインを形成する部分に不純物原子を含
有する第１の非晶質半導体層或いは（及び）多結晶半導
体層を形成し、これの上に不純物原子を含まない第２の
非晶質半導体層或いは（及び）多結晶半導体層を形成し
、その後光ビームアニーリング工程をゲート部の形成側
或いはゲート部の形成側とは反対側から行って非晶質半
導体層に対する結晶化或いは（及び）微細多結晶半導体
層に対する再結晶化を行うと同時に不純物を第２の非晶
質半導体層或いは（及び）多結晶半導体層中に拡散して
ソース及びドレイン領域の形成を行うものであり、１回
の光ビームアニーリング工程によって非晶質或いは微細
多結晶半導体層に対する結晶化ないしは再結晶化の作業
とソースおよびドレイン形成の不純物の拡散ないしは活
性化処理のアニールを同時に確実に行って製造の簡易化
及び信頼性の向上をはかる。

〔従来の技術〕

非晶質の水素化シリコン（以下ａ　−５ｉ　：　Ｈと記
す）膜をプラズマＣＶＤ　（化学的気相成長法）によっ
て形成し、このａ　−５ｉ　：　Ｈ膜をパルスレーザ−
照射によって常温雰囲気下で結晶化することにより、キ
ャリアの移動度の大きい良質の多結晶シリコン膜を比較
的低温で作製することができる。

このような技術の適用により多結晶シリコン薄膜による
例えばＦＥＴによるいわゆる薄膜トランジスタ（ＴＰＴ
）が３００°Ｃ以下の低温工程で実現できることが、マ
テリアルズ・リサーチ・ソサエティ・シンポジウム・プ
ロシーディングズ（Ｔ、Ｓａｍｅｓｈｉｍａ　ａｎｄ　
Ｓ、　ＵｓｕｉＨＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃ
ｈＳｏｃｉｅｔｙ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇｓ）Ｖｏｌ、７１（１９８６）Ｐ、４３５〜４
４０に報告されている。

上述したパルスレーザ−照射によるレーザーアニール法
を用いた多結晶シリコンによるＴＦＴ製造工程において
は、通常その結晶化と、ソース及びドレイン形成のため
のイオン注入によるドーパント即ち不純物原子の活性化
のためのレーザー処理とを別工程によって行っているた
め、その作業が繁雑となることや、ゲート部等の表面の
突出部によりレーザー光の干渉が生じてアニールの不均
一性を来し、特性の不安定性を招来するという課題があ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような課題を解決するために、１回の光ビームアニ
ーリング工程によって非晶質或いは微細多結晶半導体層
に対する結晶化ないしは再結晶化の作業とソースおよび
ドレイン形成の不純物の拡散ないしは活性化処理のアニ
ールを同時に行う方法を特願昭６３−３３１３３７号「
薄膜トランジスタの製造方法」で提案した。このような
方法をＴＰＴの製造に適用した一例を、第６図を参照し
て説明する。

この場合、まず第６図Ａに示すように、後述する光ビー
ムアニールに用いられる光に対し光透過性のガラス板等
よりなる基板（３１）を設ける。そしてその−主面上に
例えばＭ層を全面的に被着して後、選択的エツチング等
によるパターニングによってゲート電極（３２）を形成
する。

次に第６図Ｂに示すように、ゲート電極（３２）上を含
んで全面的に例えば５ｊＯｔより成るゲート絶縁Ｎ　（
３３）をＣＶＤ等により被着形成し、さらにこれの上に
プラズマＣＶＤ等により非晶質半導体層（２１）例えば
水素を含むａ　−Ｓｔ　：　Ｈを形成する。

第６図Ｃに示すように全面的にフォトレジスト層（３４
）を形成し、基板（３１）の、ゲート電極（３２）等が
被着形成された側とは反対側から、全面的にフォトレジ
スト層（３４）に対する露光用の光Ｌｓを照射し、ゲー
ト電極（３２）を光学的マスクとして、これの直上以外
のフォトレジスト層（３４）を露光して可溶性とする。

次に現像処理を行って、第６図りに示すように、フォト
レジスト層（３４）を、ゲート電極（３２）のパターン
に対応するパターンにパターニングを行い、続いて全面
的にプラズマＣＶＤ等によってドーパント、例えばｎ型
の不純物の燐Ｐを含むガス例えばフォスフインＰＨ３と
、シリコンの原料ガス例えばモノシランＳｉＨ４のガス
とを用いて、Ｐを含むａＳｉ：Ｈ（以下ａ−Ｓｔ：Ｈ，
Ｐと記す）より成る不純物含有層（２２）を、フォトレ
ジスト層（３４）が変質することのない程度の温度をも
って形成する。

次に第６図Ｅに示すように、フォトレジスト層（３４）
を除去して、これの上の不純物含有層（２２）を選択的
に除去し、光ビームＬ例えばＸｅαエキシマレーザ−光
を不純物含有層（２２）上から全面的にパルス照射して
アニール処理する。

二のようにして第６図Ｆに示すように、非晶質半導体層
（２１）が結晶化された多結晶半導体層（２３）を形成
すると共に、これに不純物含有層（２２）中の不純物原
子を拡散して、低比抵抗のｎ型ソース及びドレイン領域
（２４）及び（２５）を形成し、ゲート電極（３２）の
直上にはこれら領域（２４）および（２５）に挟まれた
高比抵抗のチャンネル形成領域（２６）を形成する。

第６図Ｇに示すように、多結晶半導体層（２３）を周知
の選択的エツチングによって除去するバターニングを行
って、最終的にＴＰＴを形成する部分を残して他部を除
去する。

次に第６図Ｈに示すように、ソース及びドレイン領域（
２４）及び（２５）上に、例えばＭを全面蒸着した後こ
れを選択的にエツチング等によってパターニングを行い
、ソース及びドレイン各電極（２７）及び（２８）を形
成する。このようにすれば、基板（３１）にゲート電極
（３２）とゲート絶縁層（３３）によるゲート部が形成
された、多結晶半導体１ｇ　（２３）によるいわゆる逆
スタガード型のＴ　Ｐ　Ｔ　（５５）が形成される。

しかしながらこのような方法による場合、第６図Ｅで説
明したように、レーザー光りを照射するときに不純物含
有層（２２）が上層にあるため、不純物の例えばＰが外
部に蒸発してしまい、さらにチャネル形成領域（２６）
を形成する部分である、ゲート電極（３２）の直上の非
晶質半導体層（２１）中に、蒸発した不純物Ｐが再導入
されて拡散してしまい、これによりチャネル形成領域（
２６）が汚染され、特性の劣化や不良品の発生を招来す
る。

本発明は、上述した課題の解決、すなわちレーザー光照
射のアニール処理工程において不純物含有層から不純物
が所要の部分以外に拡散することを回避し、良好な特性
を有するＴＰＴを確実に得ることができるようにした、
薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）の製造方法を提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による薄膜トランジスタの製造方法の一例の工程
図を第１図に示す。

本発明においては、非晶質半導体層に対する結晶化、或
いは（及び）微細多結晶半導体層に対する再結晶化を行
う光ビームアニーリング工程を有する薄膜トランジスタ
の製造方法において、例えば第１図Ｂに示すように、最
終的にソースおよびドレインを形成する部分に、不純物
原子を含有する第１の非晶質半導体層（２）或いは（及
び）多結晶半導体層を形成し、これの上に不純物原子を
含まない第２の非晶質半導体層（３）或いは（及び）多
結晶半導体層を形成し、その後光ビームアニーリング工
程をゲート部の形成側或いはゲート部の形成側とは反対
側から行って非晶質半導体層（２）及び（３）に対する
結晶化或いは（及び）微細多結晶半導体層に対する再結
晶化を行うと同時に上記不純物を第２の非晶質半導体層
（３）或いは（及び）多結晶半導体層中に拡散してソー
ス及びドレイン領域（２４）及び（２５）の形成を行う
。

〔作用〕

上述した本発明製造方法では、不純物を含有する非晶質
半導体層或いは（及び）多結晶半導体層を下層に形成し
、不純物を含有しない非晶質半導体層あるいは（及び）
多結晶半導体層を上層に形成する。このため、１回の光
ビームアニーリング例えばパルスエキシマレーザ−照射
によって、結晶化ないしは再結晶化のアニールと、不純
物原子の拡散ないしは注入のアニールとを行う、という
第６図で説明した製造方法の利点を保持しつつ、本発明
においては上層に不純物を含有しない第２の非晶質半導
体層（３）を設けたことにより、このようなレーザー照
射に際して不純物原子が蒸発して半導体層の外部へ放出
されたり、この蒸発した不純物原子が所要部以外、例え
ば後の工程でチャネル形成層を形成する部分となる非晶
質半導体層或いは（及び）多結晶半導体層中に再導入さ
れ拡散してしまうことを効果的に回避することができる
。

このように不純物のチャネル形成領域（２６）に対する
導入が回避されたことによってチャネル形成領域（２６
）にリーク電流が生じにくくなる。また、本発明では光
ビームアニーリングをゲート電極の形成前に行うため、
ゲート電極の存在によるレーザ−光の干渉によってレー
ザー光照射の不充分な部分がゲート電極近傍のソースお
よびドレイン領域に生じることを回避するので、これに
よって特性の不安定性の招来をを回避することができ、
信転性の向上をはかることができる。

［実施例］本発明によるＴＰＴの製造方法の一例を、各工程の路線
的拡大断面図を示す第１図Ａ−Ｅを参照して説明する。

まず第１図Ａに示すように、絶縁性基板（１）例えばガ
ラス基板を設けその一主面上に、例えばプラズマＣＶＤ
等によって例えばｎ型の不純物のＰ（燐）を含むガス例
えばフォスフインＰＨｚと、シリコンの原料ガス例えば
モノシランＳｉＨ４のガスとを用いて、例えば基板温度
２８０°Ｃで２００人の厚さに不純物を含有する第１の
非晶質半導体層（２）例えばａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｐ層を形成
する。

次に第１図Ｂに示すように、ソース及びドレイン領域を
残すように、この第１の非晶質半導体層（２）に対して
フォトリソグラフィ等の適用によりバターニングを行っ
た後、全面的に例えばＳｉＨ＜ガスを用いてプラズマＣ
ＶＤ等により、不純物を含有しない第２の非晶質半導体
層（３）例えばａ　−３ｉ　：　Ｈ層を、例えば基板温
度２８０°Ｃで２００人の厚さに形成し、光ビームＬ例
えば波長３０８ｎｍのＸｅ（Ｊエキシマレーザ−光をパ
ルス幅３０ｎＳで第２の非晶質半導体層（３）上から全
面的にパルス照射してアニール処理をする。

このとき、下層のａ−５ｉ：Ｈ，Ｐよりなるパターン化
された第１の非晶質半導体層（２）中の不純物Ｐは、こ
れの上のａ　−５ｉ　：　Ｈよりなる第２の非晶質半導
体層（３）中に選択的に拡散されて第１図Ｃに示すよう
に低比抵抗のソース及びドレイン領域（２４）及び（２
５）が形成されると共に、これら第１及び第２の非晶質
半導体層（２）及び（３）が結晶化された多結晶半導体
層（２３）が形成される。そして、フォトリソグラフィ
等の適用により所要のパターンにパターニングを行い、
ソース領域（２４）及びドレイン領域（２５）と、低比
抵抗化されていない第２の非晶質半導体層（３）より成
るチャネル形成領域（２６）を形成する。

次に、全面的に例えばＭを蒸着し、これを選択的にリフ
トオフ法等によってバターニングを行い、第１図りに示
すようにソース及びドレイン電極（２７）及び（２８）
を形成する。

第１図Ｅに示すように、全面的に例えばＳｉＮより成る
ゲート絶縁層（４）を、例えば２０００人の厚さにＣＶ
Ｄ等により被着形成した後、全面的に例えばＭを蒸着し
、選択的にエツチング等によって所要のパターンにパタ
ーニングを行い、ゲート電極（５）を形成する。このよ
うにすれば、基板（３１）上にゲート電極（５）とゲー
ト絶縁層（４）によるゲート部で形成された多結晶半導
体層（２３）より成るＴ　Ｐ　Ｔ　（１５）が形成され
る。

この方法によれば、１回の光ビームアニール、即ちレー
ザー光りの照射によって不純物の拡散と、第１及び第２
の非晶質半導体層（２）及び（３）に対する結晶化とを
同時に行うという、従来第６回で説明した方法の利点を
保持すると共に、不純物を含有する第１の非晶質半導体
層（２）が下層にあるため、不純物が外部に蒸発して、
所要部以外の例えばチャネル形成層（２６）となる第２
の非晶質半導体層（３）中に再導入されて拡散してしま
うことを回避でき、特性の安定性を得ることができる。

第２図中実線曲線ａは本発明製造方法によって得たＴＰ
Ｔの、ドレイン電圧■。を５■としたときのドレイン電
流■、とゲート電圧■、の特性曲線である。

この場合第６図の比較例によって得た、特性の良いＴＰ
Ｔと同等の１．−Ｖ、特性であり、この特性を安定して
得ることができた。これに対して、第６図で示した比較
例の方法による場合、時としては第２図中破線曲線すで
示す■。−■。を示すＴＰＴが得られる。

本発明方法では、上層の不純物を含有しない層（３）を
光ビームアニーリングを行って加熱することにより、下
層の不純物含有層（２）の不純物を上層に拡散して電極
とのオーミックコンタク、トをとることになる。このた
め、上層の不純物を含有しない層（３）が厚い場合、十
分上層まで不純物が拡散しないことが考えられる。そこ
で、不純物を含有しない層（３）の厚みによる抵抗の変
化を調べた。

この場合、不純物含有層としてａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｐを４０
０人とし、その上に不純物を含有しない層（２）として
ａ　−５ｉ　：　Ｈを、膜厚を変えて連続堆積して、２
１０ｍＪ／ｃ＋１１のＸｅＣ１１！エキシマレーザ−を
、２０個のパルス波として照射した。そして、対のＭ電
極を両者間の間隔を１０μｍ、各電極の幅及び長さをそ
れぞれ３０μｍとしてパターニングを行い、積層したア
モルファスシリコン層（２）及び（３）の抵抗変化を調
べた。このａ　−３ｉ　：　８層の膜厚とシリコン層の
抵抗の関係を第３図に示す。

第３図において実線Ｃはレーザー・アニールを行わない
場合、実線ｄは上述したレーザー・アニールのみ行った
場合、実線ｅはレーザー・アニルを行った後、３００°
Ｃのファーネス・アニールを行った場合を示す。実線ｄ
かられかるように、ａＳｉ：Ｈの膜厚が、３００人なか
んずり２５０Å以下のとき１にΩオーダー以下の十分な
低抵抗値が得られた。すなわち不純物Ｐの拡散は２５０
Å以下すなわち不純物含有層ａ　−Ｓｉ　：　Ｈ，Ｐ（
２）の上面から２５０人の厚さに渡る領域と思われる。

膜厚が３００Å以上のとき抵抗値は急激に上昇する傾向
が見られるが、これはＭ電極の直下にＰの拡散が達して
いない部分が残っているためと思われる。実線ｅかられ
かるように、レーザー照射後にファーネスアニールを行
う場合、特にａ　−５ｉ　：　Ｈの膜厚が大であるとき
に抵抗を減少させることができる。これはファーネスア
ニールによってＭがＰの拡散しない層に拡散したためと
思われる。従って、上述した本発明製造方法によるＴＰ
Ｔにおいて不純物を含有しない層（３）を厚くする場合
は、ファーネスアニールを行うことが望ましい。

なお上述したＴＰＴの製造工程において、第１図りで示
したようにソース及びドレイン電極（２７）及び（２８
）はリフトオフ法によるパターニングで形成し得る。こ
のリフトオフ法によって電極（２７）及び（２８）を形
成する場合の一例を第４・図Ａ−Ｅの工程図を参照して
説明する。

第４図Ａに示すように、第１図Ａ−Ｃに示すと同様の工
程をとって、絶縁性の基板（１）上に、ソース及びドレ
イン領域（２４）及び（２５）、そしてこれらに挾まれ
たチャネル形成領域（２６）より成る多結晶半導体層（
２３）が形成される。

次に第４図Ｂに示すように、この多結晶半導体層（２３
）を覆うように全面的に、例えばシブレイ社のマイクロ
ボジッ目４００−３１　（商品名）より成る第１のポジ
型フォトレジストＦｆ　（４２）を被着形成して、これ
に対して全面的に、例えば紫外線Ｌｕを照射して感光可
溶化露光を行う。

次に第４図Ｃに示すようにこの第１のポジ型フォトレジ
スト層（４２）上にこれと同一材料の第２のポジ型フォ
トレジスト層（４３）を全面的に被着形成して、露光マ
スク（４４）を通じてソース及びドレイン各電極形成部
に選択的に例えば紫外線Ｌｕの照射によるパターン露光
を行う。

次に第４図りに示すように、例えば有機溶剤による現像
を行って第２のポジ型フォトレジスト層（４３）をパタ
ーン化する。すなわち、ソース及びドレイン電極形成部
に開口部（４８）及び（４９）を形成する。続いて、開
口部（４８）及び（４９）を通じて、全面的に現像液に
対して可溶性をなす第１のポジ型フォトレジスト層（４
２）のエツチングを行う。このときその現像時間を、適
当に選定してオーバーエツチングを行うことによって、
開口部（４８）及び（４９）の周縁下に所要の幅をもっ
て入り込むアンダーカット（５１）を生ぜしめて、第１
及び第２のポジ型フォトレジスト層（４２）及び（４３
）より成るマスクパターン（４６）を形成する。

その後、ソース及びドレイン電極を形成するための例え
ばＭよりなる電極材料層（５０）をマスクパターン（４
６）上を含んで全面的にスパッタ、蒸着等により被着形
成する。

次に第４図已に示すようにアセトン等の溶剤によりマス
クパターン（４６）を除去し、このマスクパターン（４
６）と共に、これの上の材料層（５σ）をリフトオフし
て、所要のパターンをなすソース及びドレイン電極（２
７）及び（２８）を得る。

また、第５図は本発明製造方法の他の例の工程図を示す
もので、ドレイン／チャネルのｐｎ接合において高電界
時のホットエレクトロン注入を防ぎ、リーク電流の減少
をはかるＬ　Ｄ　Ｄ　（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄ　Ｄ
ｒａｉｎ）構造を、多結晶シリコンＴＰＴに適用した製
造方法である。

まず第５図Ａに示すように、ガラス基板等の絶縁性基板
（１）の−主面上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、
例えばｎ型の不純物Ｐを含むガス例えばＰｌｌ、と、シ
リコンの原料ガス例えばＳ　ｉ　ｔｌ　ａとの流量比Ｐ
１１ｉ：５ｉＨａを、例えばＰ）１ｉ：５ｉＨａ＝１０
−”〜１０−’：１で導入してＰＨ１とＳｉＨ４の混合
ガスを分解し、高濃度に不純物Ｐを含有する、すなわち
ａ　−５ｉ　：　Ｈ。

Ｐよりなる第１の非晶質半導体層（２）を形成する。

そして、この非晶質半導体層（２）に対してフォトリソ
グラフィ等の適用により、所要のソース及びドレイン領
域を残すようにバターニングを行う。

次に、第５図Ｂに示すように、プラズマＣＶＤ等により
、例えばｎ型の不純物Ｐを含む例えばＰＨ３ガスとシリ
コンの原料例えば５ｉＨｎガスとを、ＰＨ：＋：５ｉＨ
４＝１０−’：１の流量比で導入してＰｌｂと５ｉＨｓ
の混合ガスを分解して、低濃度に不純物Ｐを有する、す
なわちａ−５ｔ：Ｈ，Ｐよりなる低濃度不純物含有層（
２Ｌ）を形成する。

次に周知の選択的エツチングによってソース及びドレイ
ン領域を残すように第５図Ｃに示すようにバターニング
を行う。

第５図りに示すようにプラズマＣＶＤ等により不純物を
含有しない例えば５ｉＨｎを用いて、すなわちａ　−３
ｉ　：　Ｈよりなる第２の非晶質半導体層（３）を全面
的に形成し、例えばχｅＣｊ’エキシマレーザー照射に
よる光ビームアニーリングを行う。

次に第５図Ｅに示すように、フォトリソグラフィ等の適
用により最終的にＴＰＴを形成する部分を残して他の部
分を除去する。このようにして非晶質半導体層（２）、
（２Ｌ）及び（３）が結晶化された多結晶半導体層（２
３）を形成すると共に、下層のａ　−Ｓｉ：Ｈ，Ｐより
なる不純物を含有する非晶質半導体層（２）及び（２Ｌ
）中の不純物Ｐは、これの上のａ　−Ｓｉ：Ｈよりなる
第２の非晶質半導体層（３）中に選択的に拡散される。

そして、第５図Ｂ及びＣにおいて不純物含有層（２）及
び（２Ｌ）を除去して、不純物導入がなされていない第
２の非晶質半導体層（３）よりなる部分を、高比抵抗の
チャネル形成領域（２６）とし、その両側にそれぞれ低
濃度に不純物を導入した、低濃度ソース及びドレイン領
域（２４Ｌ）及び（２５Ｌ）を配置し、さらにこれをは
さんで、低比抵抗のｎ型のソース及びドレイン領域（２
４）及び（２５）が配置されたＬＤＤ構造を成す。

次に第５図Ｆに示すように、全面的に例えばシリコン窒
化物ＳｉＮより成る絶縁層をＣＶＤ等により被着した後
、ソース及びドレイン領域（２４）及び（２５）上にコ
ンタクト窓（２９）を穿設し、ゲート絶縁層（４）を形
成する。

次に第５図Ｇに示すように、例えばＭより成る金属層を
全面的にスパッタリング等により被着した後、リフトオ
フ法等の適用によって所要のパターンにバターニングを
行って、ソース及びドレイン領域（２４）及び（２５）
にオーミックにコンタクトするソース電極（２７）及び
ドレイン電極（２８）を形成すると同時に、両者間のチ
ャネル形成領域（２６）上のゲート絶縁層（４）上にゲ
ート電極（５）を形成する。このようにしてＬＤＤ構造
を有するＴ　Ｐ　Ｔ　（４５）が形成される。

なお上述した例においては、ソース及びドレイン各領域
（２４）及び（２５）の形成を、不純物含有層（２）及
び（２Ｌ）からの拡散によって形成した場合であるが、
ある場合はイオン注入によってソース及びドレイン各領
域の形成を行って、その後非晶質半導体層（２）、（２
Ｌ）及び（３）の多結晶化のアニール処理と、イオン注
入された不純物イオンの活性化処理とを同時に行うよう
にすることもできる。

また上述した例では、非晶質半導体層（２）、（２Ｌ）
及び（３）を光ビーム照射によるアニールによって結晶
化して多結晶半導体層（２３）を形成した場合であるが
、成る場合は微細多結晶層を光ビームアニルによって再
結晶化して、結晶成長させて多結晶半導体１！　（２３
）を形成する場合に適用することもできる。

上述した例においては、また絶縁性基板（１）はガラス
基板に限らずいわゆる半絶縁性化合物半導体等各種基板
を用いることができる。しかしながら光透過性の絶縁性
基板例えばガラス板より成る基板を用いる場合は、光ビ
ームアニールを基板（１）の下側から照射することもで
きる。

［発明の効果］上述した本発明製造方法では、不純物を含有する非晶質
半導体層或いは（及び）多結晶半導体層を下層に形成し
、不純物を含有しない非晶質半導体層あるいは（及び）
多結晶半導体層を上層に形成する。このため、１回の光
ビームアニーリング例えばパルスエキシマレーザ−照射
によって結晶化ないしは再結晶化のアニールと、不純物
原子の拡散ないしは注入のアニールとを行うという第６
図で説明した製造方法の利点を保持しつつ、本発明にお
いては上層に不純物を含有しない第２の非晶質半導体層
（３）を設けたことにより、このようなレーザー照射に
際して不純物原子が蒸発して半導体層の外部へ放出され
たり、この蒸発した不純物原子が所要部以外、例えば後
の工程でチャネル形成層を形成する部分となる非晶質半
導体層或いは（及び）多結晶半導体層中に再導入され拡
散してしまうことを効果的に回避することができる。こ
のように不純物のチャネル形成領域（２６）に対する導
入が回避されたことによってチャネル形成領域（２６）
にリーク電流が生じにくくなる。また、本発明では光ビ
ームアニーリングをゲート電極の形成前に行うため、ゲ
ート電極の存在によるレーザー光の干渉によって、レー
ザー光照射の不充分な部分がゲート電極近傍のソースお
よびドレイン領域に生じることを回避するので、これに
よって特性の不安定性を回避することができ、信顛性の
向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｅは本発明製造方法の一例の工程図、第２図
は薄膜トランジスタのＩｎＶｃ特性曲線図、第３図はア
モルファスシリコン膜の膜厚と抵抗の関係の測定曲線図
、第４図Ａ−Ｅはリフトオフ法の工程図、第５図Ａ−Ｇ
は本発明製造方法の他の例の工程図、第６図Ａ−Ｈは比
較例の工程図である。（１）は基板、（２）及び（３）は第１及び第２の非晶
質半導体層、（２Ｌ）は低濃度不純物含有層、（２３）
は多結晶半導体層、（２４）及び（２５）はソース及び
ドレイン領域、（２４Ｌ）及び（２５Ｌ）は低濃度ソー
ス及びドレイン領域、（２６）はチャネル形成領域、（
２７）及び（２８）はソース及びドレイン電極、（２９
）はコンタクト窓、（４）はゲート絶縁層、（５）はゲ
ート電極、（４１）は第１のポジ型フォトレジスト層、
（４２）は第２のポジ型フォトレジスト層、（４４）は
露光マスク、（４６）はマスクパターン、（４８）及び
（４９）は開口部、（５１）はアンダーカット、（５０
）は電極材料層、（３１）は基板、（３２）はゲート電
極、（３３）はゲート絶縁層、（３４）はフォトレジス
ト層、（２１）は非晶質半導体層、（２２）は不純物含
有層、（１５）　、　（４５）及び（５５）はＴＰＴ、
Ｌｓは露光用光、Ｌはレーザー光、Ｌｕは紫外線である
。

Claims

【特許請求の範囲】　非晶質半導体層に対する結晶化、或いは（及び）微細
多結晶半導体層に対する再結晶化を行う光ビームアニー
リング工程を有する薄膜トランジスタの製造方法におい
て、最終的にソースおよびドレインを形成する部分に、不純
物原子を含有する第１の非晶質半導体層或いは（及び）
多結晶半導体層を形成し、これの上に不純物原子を含ま
ない第２の非晶質半導体層或いは（及び）多結晶半導体
層を形成し、その後上記光ビームアニーリング工程をゲ
ート部の形成側或いはゲート部の形成側とは反対側から
行って上記非晶質半導体層に対する結晶化或いは（及び
）微細多結晶半導体層に対する再結晶化を行うと同時に
上記不純物を第２の非晶質半導体層或いは（及び）多結
晶半導体層中に拡散してソース及びドレイン領域の形成
を行うこと、を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法
。