JPH03257819A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03257819A
JPH03257819A JP5556590A JP5556590A JPH03257819A JP H03257819 A JPH03257819 A JP H03257819A JP 5556590 A JP5556590 A JP 5556590A JP 5556590 A JP5556590 A JP 5556590A JP H03257819 A JPH03257819 A JP H03257819A
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JP
Japan
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amorphous silicon
silicon layer
forming
amorphous
added
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Application number
JP5556590A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Machida
町田 佳彦
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH03257819A publication Critical patent/JPH03257819A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable a sufficiently large crystal grain to be formed in a short time by performing plasma treatment within an environment where an inactive gas is added to an insulation amorphous material or either PH3 or B2H6 or both is added to hydrogen as a pre-treatment when forming an amorphous silicon. CONSTITUTION:An amorphous silicon layer 102 is formed on an insulation amorphous material 101. The amorphous silicon layer 102 is formed by a parallel plane type plasma CVD device, etc. In this case, plasma treatment is performed within an environment where either PH3 or B2H6 or both is added to an inactive gas or hydrogen. Then, heat treatment is performed to an amorphous silicon layer and crystallization is made, thus forming a polycrystal silicon layer 103. Further, a pattern is formed at the polycrystal silicon layer 103 and it is subjected to heat oxidation, thus forming a gate insulation film 104. Finally, a semiconductor element (TFT) is formed by using a normal self-alignment process.

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係わり、特に絶縁性非
晶質材料上に半導体素子を形成する製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method of manufacturing a semiconductor element on an insulating amorphous material.

[従来の技術] 近年、大型で高解像度の液晶表示パネルや高速で高解像
度の密着型イメージセンサ、三次元IC等へのニーズか
ら、ガラスや石英等の絶縁性非晶質基板やS i 02
等の絶縁性非晶質材料上に高性能な半導体素子を形成す
る技術が求められている。
[Prior Art] In recent years, insulating amorphous substrates such as glass and quartz and SiO2 have been developed due to the need for large, high-resolution liquid crystal display panels, high-speed, high-resolution contact image sensors, three-dimensional ICs, etc.
There is a need for a technology for forming high-performance semiconductor elements on insulating amorphous materials such as.

絶縁性非晶質材料上に薄膜トランジスタ(TPT)を形
成した場合を例にとると、 (1)プラズマCVD法等
で形成した非晶質シリコンを素子材としたもの、 (2
)CVD法等で形成した多結晶シリコンを素子材とした
もの、 (3)溶融再結晶化法等で形成した単結晶シリ
コンを素子材としたものが検討されている。   これ
らのTPTのうち、レーザビーム等を利用した溶融再結
晶化法は、未だ充分に完成された技術とは言えず、各素
子の特性のばらつきが大きいとか、歩留まりが低いった
問題を抱えている。このため液晶表示パネルの様に、大
面積に素子を形成する必要のある用途に対しては、特に
技術的に離しいものとなっている。
Taking the case of forming a thin film transistor (TPT) on an insulating amorphous material as an example, (1) the element material is amorphous silicon formed by plasma CVD method, etc.; (2)
) A device using polycrystalline silicon formed by a CVD method or the like as an element material, and (3) A device using a single crystal silicon formed by a melt recrystallization method or the like as an element material are being considered. Among these TPT methods, the melt recrystallization method using a laser beam, etc. is still not a fully developed technology, and has problems such as large variations in the characteristics of each element and low yield. There is. For this reason, it is technically difficult to use, particularly in applications where elements need to be formed over a large area, such as liquid crystal display panels.

一方、非晶質シリコンもしくは多結晶シリコンを素子材
としたものは、各素子の特性のばらつきや、歩留まりと
いった点では良好な結果が得られているが、単結晶シリ
コンを素子材としたものに比べて電界効果移動度が大幅
に低く(非晶質シリコンを素子材とするTPTの移動度
< 1cm2/ V−SEC1多結晶シリコンを素子材
とするTPTの移動度〜10cm2/ V、5EC)、
高い性能を要求される駆動回路等への応用が可能であっ
た。
On the other hand, devices using amorphous silicon or polycrystalline silicon as the element material have achieved good results in terms of variation in characteristics of each element and yield, but The field effect mobility is significantly lower than that (the mobility of TPT using amorphous silicon as the element material < 1 cm2/V-SEC1 The mobility of TPT using polycrystalline silicon as the element material ~10 cm2/V, 5EC),
It was possible to apply this to drive circuits that require high performance.

近年この様な問題を解決することのできる簡便かつ実用
的な方法として、非晶質シリコンを固相成長させること
により大粒径の多結晶シリコンを形成し、TPTの特性
を向上させる方法が注目され、研究が進められている。
In recent years, a method that improves the properties of TPT by forming large-grain polycrystalline silicon by solid-phase growth of amorphous silicon has attracted attention as a simple and practical method that can solve these problems. and research is underway.

 (シンソリッドフィルムズ100 (1983) p
p、227、ジャバニイズジャーナルオブアプライド 
フィジックスVo1.25 No、2 (1986) 
pp、L121)[発明が解決しようとする課題] しかし、従来の方法では大粒径の多結晶シリコン膜を得
るためには、非晶質シリコン膜を形成した後非常に長い
時間のアニールを必要とし、量産する際に問題となって
いた0例えばプラズマCVD法で非晶質シリコン膜を成
膜し、600°Cでアニールを行なった場合には、充分
な結晶成長が起こるためには100時間近い時間が必要
となっている。
(Synsolid Films 100 (1983) p.
p, 227, Javanese Journal of Applied
Physics Vo1.25 No. 2 (1986)
pp, L121) [Problem to be solved by the invention] However, in order to obtain a polycrystalline silicon film with large grain size, the conventional method requires a very long annealing time after forming an amorphous silicon film. For example, when an amorphous silicon film is formed by plasma CVD and annealed at 600°C, it takes 100 hours for sufficient crystal growth to occur. Close time is required.

固相成長法による結晶成長の速度はアニールの温度を高
くすることにより増加させることが可能であるが、その
場合には結晶核が多量に発生し易く、個々の結晶を充分
な大きさに成長させることが離しくなってしまう。例え
ば上述した例と同様にプラズマCVD法で成膜した非晶
質シリコン膜を650℃でアニールした場合には、20
時間以下で結晶の成長はほぼ終了するものの、600℃
でアニールしたものに比べて1/10程度の粒径しか得
られていない。
The speed of crystal growth using solid-phase growth can be increased by increasing the annealing temperature, but in that case, a large number of crystal nuclei are likely to occur, making it difficult to grow individual crystals to a sufficient size. It becomes difficult to do so. For example, when an amorphous silicon film formed by the plasma CVD method is annealed at 650°C as in the above example,
Although the crystal growth is almost completed in less than 600℃
The particle size was only about 1/10 that of the one annealed.

そこで本発明はこの様なこの様な課題を解決するための
もので、短い時間のアニールで充分な大きさの結晶粒を
形成する製造方法を提供するものである。
The present invention is intended to solve these problems, and provides a manufacturing method that forms crystal grains of sufficient size with short annealing time.

[課題を解決するための手段] 以上の様な課題を解決するために本発明の半導体装置の
製造方法は、 (a)絶縁性非晶質材料に不活性気体或は水素にP H
sとB 2 Hsの何れか、或は両方を添加した雰囲気
中でプラズマ処理を行う工程、 (b)シリコンを主体とする半導体層を形成する工程、 (c)熱処理により該半導体層を結晶化させる工程 を少なくとも有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes: (a) injecting an inert gas or hydrogen into an insulating amorphous material;
(b) forming a semiconductor layer mainly composed of silicon; (c) crystallizing the semiconductor layer by heat treatment. The method is characterized in that it has at least a step of causing.

[実施例] 第1図(a)〜(d)は本発明の実施例における半導体
装置の製造行程の一例を示すものである。尚この例は半
導体素子として薄膜トランジスタ(TPT)を形成する
場合を示すものである。
[Embodiment] FIGS. 1(a) to 1(d) show an example of the manufacturing process of a semiconductor device in an embodiment of the present invention. Note that this example shows a case where a thin film transistor (TPT) is formed as a semiconductor element.

第1図(a)は絶縁性非晶質材料101上に非晶質シリ
コン層102を形成する工程を示すものである。ここで
言う絶縁性非晶質材料102としては、ガラス、石英、
アルミナ、セラミック等の基板やシリコン基板上に形成
されたS i 02層等を考えることができるが、本実
施例では石英基板上に常圧CVD法により5i02層を
形成したものを用いている。
FIG. 1(a) shows a process of forming an amorphous silicon layer 102 on an insulating amorphous material 101. Examples of the insulating amorphous material 102 mentioned here include glass, quartz,
Although an Si02 layer formed on a substrate such as alumina or ceramic or a silicon substrate can be considered, in this embodiment, a 5i02 layer formed on a quartz substrate by atmospheric pressure CVD is used.

非晶質シリコン層102は平行平板型のプラズマCVD
装置により成膜を行なったが、その際に■水素にPH3
を添加した雰囲気中でのプラズマ処理 ■水素にB p Hsを添加した雰囲気中でのプラズマ
処理 ■ArにPH3を添加した雰囲気中でのプラズマ処理 ■ArにB 2Heを添加した雰囲気中でのプラズマ処
理 の4種類の前処理を導入したサンプルを作製した。
The amorphous silicon layer 102 is formed by parallel plate plasma CVD.
The film was formed using a device, but at that time ■ PH3 was added to the hydrogen.
■Plasma treatment in an atmosphere in which B p Hs is added to hydrogen ■Plasma treatment in an atmosphere in which PH3 is added to Ar ■Plasma in an atmosphere in which B 2He is added to Ar Samples were prepared in which four types of pretreatment were introduced.

■、■、■、■の処理は何れも基板温度を220℃、内
圧をI Torrとし、10分間行なった。また添加す
るガス(PHsとB 2 Ha )の温度は水素或はA
rに対して11000ppとした。比較のために、前処
理を行なわずに非晶質シリコンを成膜したサンプルも作
製し、以後に示す工程を行いその効果を調べた。
Processes (1), (2), (2), and (3) were all carried out for 10 minutes at a substrate temperature of 220° C. and an internal pressure of I Torr. Also, the temperature of the added gas (PHs and B 2 Ha) is hydrogen or A
It was set to 11000pp with respect to r. For comparison, a sample in which amorphous silicon was deposited without any pretreatment was also prepared, and the following steps were performed to examine the effects.

上述した該非晶質シリコン膜成膜時の前処理は、プラズ
マCVD装置内で行い連続的に成膜を行なったが、専用
のプラズマ処理装置例えば枚葉式のプラズマ処理装置や
バレル型のプラズマ処理装置を用いて処理を行なっても
同様な結果が得られるものと考えられる。また非晶質シ
リコン膜の成膜方法としてプラズマCVD法法を用いて
いるが、他の成膜方法、例えば熱CVD法、真空蒸着法
、EB蒸着法、MBE法、スパッタ法及び多結晶シリコ
ン膜にシリコンイオンを打ち込む等の方法で成膜された
非晶質シリコン膜に関しても同様な結果が得られるもの
と考えられる。
The above-mentioned pretreatment for forming the amorphous silicon film was carried out in a plasma CVD apparatus and the film was formed continuously, but a dedicated plasma processing apparatus such as a single-wafer plasma processing apparatus or a barrel-type plasma processing It is thought that similar results can be obtained even if the treatment is performed using a device. Although plasma CVD is used as a method for forming an amorphous silicon film, other film forming methods may be used, such as thermal CVD, vacuum evaporation, EB evaporation, MBE, sputtering, and polycrystalline silicon film. It is thought that similar results can be obtained with respect to an amorphous silicon film formed by a method such as implanting silicon ions into the film.

第1図(b)は前記非晶質シリコン層に熱処理を行ない
、結晶化させて多結晶シリコン層103を形成する工程
を示すものである。この様な工程を固相成長工程と呼ぶ
ことにする。熱処理はN2雰囲気中で600℃と650
℃の2水準で行い、6時間、17時間、72時間に於て
その結晶化の様子を調べた。尚この固相成長を行なう前
に各サンプルは400℃で1時間アニールを行い、膜中
の水素を抜いて膜をち密化させる処理を行なっている。
FIG. 1(b) shows a step of heat-treating the amorphous silicon layer and crystallizing it to form a polycrystalline silicon layer 103. Such a process will be referred to as a solid phase growth process. Heat treatment was performed at 600℃ and 650℃ in N2 atmosphere.
The crystallization was conducted at two levels of °C, and the state of crystallization was examined at 6 hours, 17 hours, and 72 hours. Before this solid phase growth, each sample was annealed at 400° C. for 1 hour to remove hydrogen from the film and densify the film.

前処理を行なわなかったサンプルは600 ’Cのアニ
ールした場合には17時間で非晶質シリコン中に結晶の
核が生成され始め、72時間でほぼ結晶化が終了した。
When a sample that was not pretreated was annealed at 600'C, crystal nuclei began to be generated in the amorphous silicon in 17 hours, and crystallization was almost completed in 72 hours.

650℃でアニールした場合には6時間ですでに多数の
結晶の核が生成されており、17時間でほぼ結晶化が終
了した。この場合多数の核が発生したために最終的に得
られた多結晶シリコンの結晶粒の大きさは、600 ”
Cでアニールした場合に比べて非常にtJlさくなって
いた。
In the case of annealing at 650° C., many crystal nuclei were already generated in 6 hours, and crystallization was almost completed in 17 hours. In this case, because a large number of nuclei were generated, the size of the final polycrystalline silicon crystal grains was 600".
Compared to the case of annealing at C, tJl was much smaller.

非晶質シリコン成膜時に前処理を行なった■、■、■、
■のサンプルは何れも、600℃でアニールした場合に
は17時間では前処理を行なゎなかったサンプルに比べ
て小数の結晶の核しか生成されていなかった。しかし、
72時間ではほぼ前処理を行なわなかったものと同レベ
ルまで結晶化が進んでいた。650℃でアニールした場
合には6時間で何れのサンプルも結晶の核の発生が見ら
れたが、その密度は前処理を行なわないものに比べて小
さかった。このときの結晶の核の発生密度には非晶質シ
リコン成膜時の前処理に対する依存性が見られ、■、■
〉■、■(■、■よりも■、■の方が結晶の核の発生密
度が低く、また■と■、■と■の結晶の核の発生密度は
ほぼ同程度、)の様になった。17時間では何れのサン
プルもほぼ結晶化が終了していたが、結晶粒の大きさは
前処理を行なわなかったサンプルに比べ大きなものとな
っていた。
■,■,■, where pretreatment was performed during amorphous silicon film formation.
In all of the samples (2), when annealed at 600° C., only a small number of crystal nuclei were generated within 17 hours compared to the samples that were not pretreated. but,
At 72 hours, crystallization had progressed to almost the same level as that without pretreatment. When annealing at 650° C., crystal nuclei were observed to occur in all samples after 6 hours, but their density was lower than that without pretreatment. At this time, the density of crystal nuclei generated depends on the pretreatment during amorphous silicon film formation, and
〉■,■ (The density of crystal nuclei generated in ■, ■ is lower than that of ■, ■, and the density of crystal nuclei generated in ■ and ■, and ■ and ■ are almost the same.) Ta. At 17 hours, crystallization of all samples was almost completed, but the size of crystal grains was larger than that of samples that were not pretreated.

第1図(c)は、該多結晶シリコン層103にパターン
形成後熱酸化法し、ゲート絶縁膜104を形成する工程
を示すものである。ゲート酸化の温度は1150℃であ
る。1o3は、工程(b)で固相成長法で結晶化させて
いるがその結晶化率は必ずしも充分でなく、結晶粒の間
には未結晶化の領域がかなり残されており急速にゲート
酸化の温度まで昇温させた場合にはこの部分の結晶性が
損なわれ、作製した素子の特性が低下してしまう、この
ためN2雰囲気中で800℃から徐々に昇温させた後、
所定の温度で熱酸化を行なった。
FIG. 1(c) shows a step of forming a gate insulating film 104 by thermally oxidizing the polycrystalline silicon layer 103 after patterning. The gate oxidation temperature is 1150°C. 1o3 is crystallized by the solid phase growth method in step (b), but the crystallization rate is not necessarily sufficient, and there are considerable uncrystallized regions left between the crystal grains, resulting in rapid gate oxidation. If the temperature is raised to a temperature of
Thermal oxidation was performed at a predetermined temperature.

第1図(d)は第1図(c)の状態から通常のセルファ
ラインの工程を用いて半導体素子(TPT)を形成した
状態を示すものである。この工程は第1図(c)の状態
から、減圧CVD法による多結晶シリコンによりゲート
電極105を形成し、Pイオン打ち込みを行ってソース
・ドレイン領域106を形成し、更に層間絶縁膜107
を成膜したのち、コンタクトホールを開は配線109を
形成するものである0層間絶縁膜には減圧CVD法によ
るSio2膜を、配線層にはスパッタ法によるAl−3
i−Cu膜を用いた。
FIG. 1(d) shows a state in which a semiconductor element (TPT) is formed from the state of FIG. 1(c) using a normal self-line process. In this step, starting from the state shown in FIG. 1(c), a gate electrode 105 is formed using polycrystalline silicon by low pressure CVD, a source/drain region 106 is formed by implanting P ions, and an interlayer insulating film 107 is formed.
After forming a film, a contact hole is opened to form a wiring 109. An Sio2 film is deposited by low pressure CVD on the interlayer insulating film, and an Al-3 film is deposited on the wiring layer by sputtering.
An i-Cu film was used.

第1図(b)の工程で17時間アニールしたサンプルと
72時間アニールしたサンプルを用いて、上述したプロ
セスを用いてTPTを作製し、その特性を比較すること
により、該非晶質シリコン成膜時の前処理の効果を比較
した。
By fabricating TPT using the process described above using a sample annealed for 17 hours and a sample annealing for 72 hours in the process shown in FIG. 1(b), and comparing the characteristics, it was found that The effects of pretreatment were compared.

600℃でアニールを行なった場合には、非晶質シリコ
ン成膜時の前処理による差はほとんど認められなかった
。これに対し、アニール時間による差が見られ、72時
間アニールを行なったサンプルは、17時間アニールを
行なったサンプルに比べて特性が大幅に向上しているこ
とが確認された。
When annealing was performed at 600° C., almost no difference was observed due to the pretreatment during the formation of the amorphous silicon film. On the other hand, it was confirmed that there were differences depending on the annealing time, and the characteristics of the sample annealed for 72 hours were significantly improved compared to the sample annealed for 17 hours.

650℃でアニールを行なった場合には、該非晶質シリ
コン膜成膜時の前処理に対する大きな依存性が見られた
。すなわち■、■、■、■の前処理を行なったサンプル
は、何れも前処理を行なわなかったサンプルに比べて特
性が向上していることが確認された。向上の度合は■、
■〈■、■(■、■よりも、■、■の方が向上の度合が
大きい。
When annealing was performed at 650° C., a large dependence on the pretreatment during the formation of the amorphous silicon film was observed. That is, it was confirmed that the samples subjected to the pretreatments (■, ■, ■, ■) had improved characteristics compared to the samples that were not subjected to any pretreatment. The degree of improvement is ■,
■〈■,■ (The degree of improvement is greater for ■, ■ than for ■, ■.

また■と■、■と■は特性の向上の度合が同程度。Also, ■ and ■, and ■ and ■ have the same degree of improvement in characteristics.

)の様な関係になっており、(b)の工程で確認された
多結晶シリコンの結晶粒の大きさとの対応が見られた。
), and there was a correspondence with the size of the polycrystalline silicon crystal grains confirmed in the step (b).

特に■、■の処理を行なったものは、600℃で72時
間アニールした場合とほぼ同様な非常に良好な特性が得
られている。これに対してアニール時間に対する依存性
はほとんど認められなかった。このことは17時間アニ
ールした段階で固相成長による結晶化がほぼ終了してい
ることを意味すると考えることができる。
In particular, those subjected to the treatments (1) and (2) obtained very good characteristics almost the same as those obtained by annealing at 600° C. for 72 hours. On the other hand, almost no dependence on annealing time was observed. This can be considered to mean that the crystallization by solid phase growth was almost completed at the stage of annealing for 17 hours.

このように該非晶質シリコン膜成膜時の前処理として■
、■、■、■の様な処理を導入することにより、固相成
長時の温度を650°Cに上げて固相成長の進む速度を
早めた場合でも、600°Cで長時間アニールした場合
と同程度の特性が得られるようになった。このため、こ
れらの前処理を行なわなかった場合に比べ、固相成長の
ためのアニールに要する時間をほぼ1/4に短縮するこ
とができるようになった。
In this way, as a pretreatment for forming the amorphous silicon film,
By introducing treatments such as , ■, ■, and ■, even if the temperature during solid phase growth is increased to 650 °C and the speed of solid phase growth is accelerated, if annealing is performed at 600 °C for a long time. It has become possible to obtain properties similar to those of Therefore, the time required for annealing for solid phase growth can be reduced to approximately 1/4 compared to the case where these pretreatments are not performed.

上述した例では該前処理時の内圧、基板温度、添加する
ガスの割合、更に固相成長時の温度等、特定の値を用い
たもので説明したが、実施例中で確認された効果は必ず
しもこれらの値に拘束されるものではない。該前処理時
の内圧としては0゜01〜10Torr程度、基板温度
としては室温〜400℃程度、添加するガスの割合とし
ては数十〜4000ppmの範囲で効果が認められてい
る。
In the above example, specific values were used for the internal pressure during the pretreatment, the substrate temperature, the ratio of added gas, and the temperature during solid phase growth, but the effects confirmed in the examples were It is not necessarily restricted to these values. Effects have been recognized when the internal pressure during the pretreatment is about 0.01 to 10 Torr, the substrate temperature is from room temperature to about 400°C, and the ratio of gas added is in the range of several tens to 4000 ppm.

特に内圧としては0.5〜5 Torr、基板温度とし
ては180℃以上、添加するガスの割合としては500
〜3000ppmの範囲で良好な結果が得られている。
In particular, the internal pressure is 0.5 to 5 Torr, the substrate temperature is 180°C or more, and the ratio of gas added is 500°C.
Good results have been obtained in the range of ~3000 ppm.

該固相成長工程におけるアニール温度としては、650
〜750℃の範囲で特に顕著な効果が認められている。
The annealing temperature in the solid phase growth step is 650
Particularly remarkable effects have been observed in the range of ~750°C.

また、用いる不活性気体の種類としてArを用いて説明
したが、N2やNe、He等他の不活性気体を用いても
同様の効果が確認されている。但しこれらの不活性気体
の中ではArを用いた場合に最も良好な結果が得られて
いる。
Further, although the description has been made using Ar as the type of inert gas used, similar effects have been confirmed using other inert gases such as N2, Ne, and He. However, among these inert gases, the best results have been obtained when Ar is used.

なお、実施例中では該前処理の効果を該固相成長工程の
アニール温度を600℃から上の温度に上げた時の効果
として説明したが、該前処理は固相成長の工程に於ける
結晶の核の発生の制御手段として広く利用できることは
言うまでもない。つまり、低い温度(例えば600°C
以下の温度。)で長時間のアニールを行い素子特性の向
上を図ろうとする場合等にも有用である。
In addition, in the examples, the effect of the pretreatment was explained as the effect when the annealing temperature of the solid phase growth step was increased from 600°C, but the pretreatment was Needless to say, it can be widely used as a means for controlling the generation of crystal nuclei. That is, lower temperatures (e.g. 600°C)
temperature below. ) is also useful when attempting to improve device characteristics by performing long-term annealing.

[発明の効果] 以上述べたように本発明のよれば、固相成長法により大
粒径の多結晶シリコンを作製しようとする場合に、作製
時間の大幅な短縮を図ることができる。その結果、固相
成長法を用いて半導体装置を作製しようとする場合のス
ルーブツトの偉さを解消することが可能となり、該固相
成長プロセスを量産に適用することが可能となった。こ
のため絶縁性非晶質材料上に低コストで高性能な半導体
素子を形成することが可能となり、大型で高解像度の液
晶表示パネルや高速で高解像度の密着型イメージセンサ
や三次元IC等を実用的なコストで作製することが可能
となった。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when attempting to produce polycrystalline silicon with a large grain size by solid phase growth, the production time can be significantly shortened. As a result, it has become possible to eliminate the large throughput required when manufacturing a semiconductor device using the solid phase growth method, and it has become possible to apply the solid phase growth process to mass production. This makes it possible to form low-cost, high-performance semiconductor elements on insulating amorphous materials, making it possible to form large, high-resolution liquid crystal display panels, high-speed, high-resolution contact image sensors, three-dimensional ICs, etc. It has become possible to produce it at a practical cost.

また、本発明は実施例中に示したTPT以外にも絶縁ゲ
ート型半導体素子全般に応用できるほか、バイポーラト
ランジスタ、静電誘導型トランジスタ、太陽電池、光セ
ンサをはじめとする光電変換素子等を多結晶半導体を素
子材として形成する場合にきわめて有用な製造方法とな
る。
In addition to the TPT shown in the examples, the present invention can be applied to insulated gate semiconductor devices in general, as well as photoelectric conversion devices such as bipolar transistors, static induction transistors, solar cells, and optical sensors. This is an extremely useful manufacturing method when forming a crystalline semiconductor as an element material.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)〜(d)は本発明の実施例における半導体
装置の製造工程を示す断面図である。  01 02 03 04 05 06 07 08 09 絶縁性非晶質材料 非晶質シリコン層 多結晶化されたシリコン層 ゲート絶縁膜 ゲート電極 ソース・ドレイン領域 層間絶縁膜 コンタクトホール 配線 以上。
FIGS. 1(a) to 1(d) are cross-sectional views showing the manufacturing process of a semiconductor device in an embodiment of the present invention. 01 02 03 04 05 06 07 08 09 Insulating amorphous material Amorphous silicon layer Polycrystalline silicon layer Gate insulating film Gate electrode Source/drain region Interlayer insulating film Contact hole Wiring and above.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1) (a)絶縁性非晶質材料に不活性気体或は水素にPH_
3とB_2H_8の何れか、或は両方を添加した雰囲気
中でプラズマ処理を行う工程、 (b)シリコンを主体とする半導体層を形成する工程、 (c)熱処理により該半導体層を結晶化させる工程 を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
[Claims] 1) (a) Insulating amorphous material with inert gas or hydrogen with PH_
(b) forming a semiconductor layer mainly composed of silicon; (c) crystallizing the semiconductor layer by heat treatment. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising at least the following.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333447C (en) * 2003-08-29 2007-08-22 友达光电股份有限公司 Method for forming polysilicon layer and polysilicon film transistor

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