JPH0391932A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0391932A JPH0391932A JP1229085A JP22908589A JPH0391932A JP H0391932 A JPH0391932 A JP H0391932A JP 1229085 A JP1229085 A JP 1229085A JP 22908589 A JP22908589 A JP 22908589A JP H0391932 A JPH0391932 A JP H0391932A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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-
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- H01L21/2258—Diffusion into or out of AIIIBV compounds
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- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
- H01L29/6675—Amorphous silicon or polysilicon transistors
- H01L29/66765—Lateral single gate single channel transistors with inverted structure, i.e. the channel layer is formed after the gate
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。
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し、特にS O
r (Silicon on Insulation
)技術を用いた半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
r (Silicon on Insulation
)技術を用いた半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
[従来技術]
従来、広義のSOIとしては、主に高速または3次元I
Cにおいて用いられる!#結晶SOIと、主に密着読み
取りセンサーあるいは液晶ディスプレイの駆動用トラン
ジスタ等として用いられるa−SiなどのT F T
(Thin Film Transister)とがあ
る。
Cにおいて用いられる!#結晶SOIと、主に密着読み
取りセンサーあるいは液晶ディスプレイの駆動用トラン
ジスタ等として用いられるa−SiなどのT F T
(Thin Film Transister)とがあ
る。
これらの技術のうち、TPTにおいては、従来コストが
安いことが長所であるとされていたが、最近では密着読
み取りセンサー等においても高性能、高精細の要求があ
るため、より優れた特性を要求されるようになっている
。
安いことが長所であるとされていたが、最近では密着読
み取りセンサー等においても高性能、高精細の要求があ
るため、より優れた特性を要求されるようになっている
。
TPTにおいて、このような高特性を達成する方法の1
つとしては、TPTの半導体層の品質を上げて単1結晶
に近づける方法があり、最近、移動度がa−Siより大
きいpoly−Siを用いたTPTが実現されている。
つとしては、TPTの半導体層の品質を上げて単1結晶
に近づける方法があり、最近、移動度がa−Siより大
きいpoly−Siを用いたTPTが実現されている。
[発明が解決しようとする課題]
このように、従来のTPTの性能を高度化しようとする
努力はなされているが、現在の半導体層がPoly−S
iで形成されたTPTでは、ゲイン特性およびリーク電
流特性で単結晶SOIにおよばない。しかし、上記単結
晶S○■においてはSEGやLSPEといった単結晶基
板からSeeds(fi!結晶)が得られるのに対し、
TPTにおいてはガラス基板全面に.I1.結晶層を成
長させることは困難である。このため、TPTの特性を
高める方法としては、プロセス工程をふまえたデバイス
構造の改良が注目されている。
努力はなされているが、現在の半導体層がPoly−S
iで形成されたTPTでは、ゲイン特性およびリーク電
流特性で単結晶SOIにおよばない。しかし、上記単結
晶S○■においてはSEGやLSPEといった単結晶基
板からSeeds(fi!結晶)が得られるのに対し、
TPTにおいてはガラス基板全面に.I1.結晶層を成
長させることは困難である。このため、TPTの特性を
高める方法としては、プロセス工程をふまえたデバイス
構造の改良が注目されている。
たとえば、従来の積層プロセスでは、第5図に示したよ
うに、絶縁膜上に予めソース領域2aおよびドレイン領
域2bを形成しておき、その上層に半導体層3およびゲ
ート絶縁膜4を形成し、更にその上層にゲート電8i5
を形成していた。
うに、絶縁膜上に予めソース領域2aおよびドレイン領
域2bを形成しておき、その上層に半導体層3およびゲ
ート絶縁膜4を形成し、更にその上層にゲート電8i5
を形成していた。
しかし、このような構成には、実効的なゲート長のバラ
ツキが大きく、また、ゲート/ドレイン間の重なり容量
が大きくなるという欠点かった。そのため、能動素子お
よび駆動素子が一体となった半導体装置においては、第
5図に示したTPT構造のようにプロセス上どうしても
半導体層3とゲート電極5の間に重なり部分が生じる場
合には、当該重なり部分が素子駆動の際の寄生容量とな
り、駆動速度の高速化の妨げとなっていた。
ツキが大きく、また、ゲート/ドレイン間の重なり容量
が大きくなるという欠点かった。そのため、能動素子お
よび駆動素子が一体となった半導体装置においては、第
5図に示したTPT構造のようにプロセス上どうしても
半導体層3とゲート電極5の間に重なり部分が生じる場
合には、当該重なり部分が素子駆動の際の寄生容量とな
り、駆動速度の高速化の妨げとなっていた。
このような課題を改善するためには、通常のICプロセ
スで用いられているセルファライン(自己整合)等の工
程を取り入れることが考えられる。このとき、半導体装
置の構成は、例えば、第6図に示したようになる。しか
し、従来のセルファライン等のICプロセスをそのまま
取り入れると、工程が複雑となり、また高温プロセスが
ガラス基板に適さないためコストがアップするという最
大の課題があった。さらに、第6図に示すように、ソー
ス領域2aおよびドレイン領域2bを形成するために半
導体層3に対してイオン打ち込みおよび熱拡散を行なう
ため、横方向の拡散が起こり、重なりの寄生容量をなく
すことはできないという課題もあった。
スで用いられているセルファライン(自己整合)等の工
程を取り入れることが考えられる。このとき、半導体装
置の構成は、例えば、第6図に示したようになる。しか
し、従来のセルファライン等のICプロセスをそのまま
取り入れると、工程が複雑となり、また高温プロセスが
ガラス基板に適さないためコストがアップするという最
大の課題があった。さらに、第6図に示すように、ソー
ス領域2aおよびドレイン領域2bを形成するために半
導体層3に対してイオン打ち込みおよび熱拡散を行なう
ため、横方向の拡散が起こり、重なりの寄生容量をなく
すことはできないという課題もあった。
本発明は、以上説明したような従来の技術の課題に鑑み
て成されたものであり、高速動作が可能なTPTを安価
に提供することができるような半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
て成されたものであり、高速動作が可能なTPTを安価
に提供することができるような半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
[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、
透明基体上に遮光性を有する材料を用いてゲート電極を
形成する工程と、 該ゲート電極上および該透明基体上の前記ゲート電極を
形威しない部分にゲート絶縁膜を形成する工程と、 該ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、 前記透明基体には吸収されず且つ前記半導体層には吸収
されるような波長の光を当該透明基板の裏面より照射す
ると同時に前記半導体表面から不純物を供給することに
よりソース領域およびドレイン領域を形成する工程と
1 を少なくとも有することを特徴とする。
形成する工程と、 該ゲート電極上および該透明基体上の前記ゲート電極を
形威しない部分にゲート絶縁膜を形成する工程と、 該ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、 前記透明基体には吸収されず且つ前記半導体層には吸収
されるような波長の光を当該透明基板の裏面より照射す
ると同時に前記半導体表面から不純物を供給することに
よりソース領域およびドレイン領域を形成する工程と
1 を少なくとも有することを特徴とする。
上記特徴においては、前記半導体表面側から不純物を供
給するための手段は、不純物源として不純物を含むガス
を光照射と同時に導入することであることが望ましい。
給するための手段は、不純物源として不純物を含むガス
を光照射と同時に導入することであることが望ましい。
または、上記特徴において前記半導体表面側から不純物
を供給するための手段は、不純物源として予め半導体層
上に不純物あるいは不純物を含む物質を堆積させておく
ことであることが望ましい。
を供給するための手段は、不純物源として予め半導体層
上に不純物あるいは不純物を含む物質を堆積させておく
ことであることが望ましい。
[作用]
本発明によれば、上述のように、透明基板には吸収され
ず且つ前記半導体層には吸収されるような波長の光を当
該透明基板の裏面より照射すると同時に前記半導体表面
から不純物を供給することによりソース領域およびドレ
イン領域を形成するので、高温プロセスを伴なわずにセ
ルファラインによりTPTを形成することが可能となる
。
ず且つ前記半導体層には吸収されるような波長の光を当
該透明基板の裏面より照射すると同時に前記半導体表面
から不純物を供給することによりソース領域およびドレ
イン領域を形成するので、高温プロセスを伴なわずにセ
ルファラインによりTPTを形成することが可能となる
。
従って、本発明によれば、寄生容量・の発生を排除する
ことができるので、駆動速度の高速化を図ることができ
る。
ことができるので、駆動速度の高速化を図ることができ
る。
また、高温プロセスがないので、ガラス基板を用いても
低コストで半導体装置を製造することが可能である。
低コストで半導体装置を製造することが可能である。
[実施例]
以下、本発明の実施例について、図を用いて説明する。
(実施例1)
本発明の第1の実施例として、半導体表面側から不純物
を供給するための手段として不純物を含むガスを光照射
と同時に導入する方法を用いた場合について説明する。
を供給するための手段として不純物を含むガスを光照射
と同時に導入する方法を用いた場合について説明する。
以下、本実施例について、第1図〜第3図を用いて、製
造工程に従って説明する。
造工程に従って説明する。
■まず、第1図に示すように、石英基板1上にスパッタ
法によりWSi2を1 000人堆積させ、その後、通
常のフ才トリソ、エッチングによってパターニングする
ことにより、ゲート電極5を形成した。
法によりWSi2を1 000人堆積させ、その後、通
常のフ才トリソ、エッチングによってパターニングする
ことにより、ゲート電極5を形成した。
■次に、プラズマCVD法を用いてSiH4とN20を
反応させ、ゲート絶縁膜4となるSiO2膜500入を
堆積させた。
反応させ、ゲート絶縁膜4となるSiO2膜500入を
堆積させた。
■半導体層3を、減圧CVD法によりSiH4とPH3
を650℃で反応させて不純物濃度が1 x 1 0l
5a tms/am3の多結晶シリコンを厚さ1 00
0人で堆積させることにより形成した。
を650℃で反応させて不純物濃度が1 x 1 0l
5a tms/am3の多結晶シリコンを厚さ1 00
0人で堆積させることにより形成した。
■前記基板1を、B2H,を導入して圧力を5Torr
に調整した真空容器内に設置し、ArFガスを用いたエ
キシマレーザ(波長193nm)の光を10X10mm
に集光して、これを真空容器の石英窓を通して前記基板
1の裏面より照射した。この光照射は、基板全面に渡っ
て光を走査することにより行った。これにより、ソース
領域2aおよびドレイン領域2bにのみボロン(B)を
不純物拡散させた。この状態を第2図に示す。
に調整した真空容器内に設置し、ArFガスを用いたエ
キシマレーザ(波長193nm)の光を10X10mm
に集光して、これを真空容器の石英窓を通して前記基板
1の裏面より照射した。この光照射は、基板全面に渡っ
て光を走査することにより行った。これにより、ソース
領域2aおよびドレイン領域2bにのみボロン(B)を
不純物拡散させた。この状態を第2図に示す。
■第3図に示すように、通常のI.C.プロセスにより
膚間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜のソース領域およ
びドレイン領域上にコンタクトホールを形成した。
膚間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜のソース領域およ
びドレイン領域上にコンタクトホールを形成した。
■All−Stをスパッタ法により1 0000人堆積
させた後パターニングして、ソース、ドレイン電$4!
9を形成した。
させた後パターニングして、ソース、ドレイン電$4!
9を形成した。
■最後に保護膜10としてP S G (phosph
silicate glass)を7000人を堆積し
、TPTを完成した。
silicate glass)を7000人を堆積し
、TPTを完成した。
このようにして形成したTPTのソース領域、ドレイン
領域は不純物濃度がI X 1 0”a tms/ c
m ”であり、シート抵抗が30Ω/口であった。ま
た電極を形成するAJ2−Siとも良好なオーミック接
合特性を示した。
領域は不純物濃度がI X 1 0”a tms/ c
m ”であり、シート抵抗が30Ω/口であった。ま
た電極を形成するAJ2−Siとも良好なオーミック接
合特性を示した。
(実施例2)
本発明の第2の実施例として、半導体表面側から不純物
を供給するための手段として不純物源として予め半導体
層上に不純物あるいは不純物を含む物質を堆積させてお
く方法を用いた場合について説明する。
を供給するための手段として不純物源として予め半導体
層上に不純物あるいは不純物を含む物質を堆積させてお
く方法を用いた場合について説明する。
以下、本実施例について、第4図を用い、製造工程に従
って説明する。
って説明する。
■石英基板1 上に、WF6とSiH4を用い、WSi
2を1000人の厚さで堆積させ、通常のフ才トリソ、
エッチング工程を行なうことにより、ゲート電極5″を
形成した。
2を1000人の厚さで堆積させ、通常のフ才トリソ、
エッチング工程を行なうことにより、ゲート電極5″を
形成した。
■光CVD法によりS i H4とN20を反応させて
Sin2を500人を堆積させることにより、ゲート絶
縁膜4゜を形成した。
Sin2を500人を堆積させることにより、ゲート絶
縁膜4゜を形成した。
■減圧CVD法によりS i H4とH2とPH,を6
50℃で反応させることによって不純物濃度1 x 1
0”atms/cm’の多結晶シリコンを厚さ100
0人となるように堆積させ、その後、当該多結晶シリコ
ン層をSi“を用いたイオン打ち込み法により非品質化
させ、さらに、600℃で熱処理することにより同相結
晶成長を行って粒径1〜3μmの樹枝状結晶とし、半導
体層3゜を形成した。
50℃で反応させることによって不純物濃度1 x 1
0”atms/cm’の多結晶シリコンを厚さ100
0人となるように堆積させ、その後、当該多結晶シリコ
ン層をSi“を用いたイオン打ち込み法により非品質化
させ、さらに、600℃で熱処理することにより同相結
晶成長を行って粒径1〜3μmの樹枝状結晶とし、半導
体層3゜を形成した。
■真空容器内において82 HaとArの混合ガスをプ
ラズマ放電分解することにより、ボロン(B)膜7を形
成した。
ラズマ放電分解することにより、ボロン(B)膜7を形
成した。
■同一真空容器内において、XeCjZガスを用いたエ
キシマレーザ(波長308nm)を前記基板の裏面より
照射した。これにより、前記ソース領域およびドレイン
領域となる部分にのみボロンを不純物拡散させた。
キシマレーザ(波長308nm)を前記基板の裏面より
照射した。これにより、前記ソース領域およびドレイン
領域となる部分にのみボロンを不純物拡散させた。
■その後、実施例1と同様にして眉間絶縁膜、ソース電
極、ドレイン電極、保護膜を堆積し、TPTを完成させ
た。
極、ドレイン電極、保護膜を堆積し、TPTを完成させ
た。
このようにして形威したTPTのソース領域、ドレイン
領域の表面の不純物濃度は2X10”a t m /
c m以上、シート抵抗は40Ω/口であった。また電
極となるAI!.−Stとも良好なオーミンク・コンタ
クトを形成した。
領域の表面の不純物濃度は2X10”a t m /
c m以上、シート抵抗は40Ω/口であった。また電
極となるAI!.−Stとも良好なオーミンク・コンタ
クトを形成した。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、TPTのソース
、ドレイン領域を、例えば基板の裏面から光をあてると
いったレーザ・ドーピングで形成することにより、セル
フ・アラインにより形成することが可能となり、また横
方向の拡散が無いために、寄生容量の無い、すなわち高
速動作可能なTPTを製造することが可能となる。
、ドレイン領域を、例えば基板の裏面から光をあてると
いったレーザ・ドーピングで形成することにより、セル
フ・アラインにより形成することが可能となり、また横
方向の拡散が無いために、寄生容量の無い、すなわち高
速動作可能なTPTを製造することが可能となる。
また、イオン打ち込み法を用いる場合と比べて、不純物
注入後の活性化のための熱処理が不要となるために、プ
ロセスの低温化および簡略化が可能となる. ざらに、基板表面から入射するレーザ・ドーピングに比
べて、ゲート絶mWAのエッチングが不要となるために
、工程の簡略化が可能となる。
注入後の活性化のための熱処理が不要となるために、プ
ロセスの低温化および簡略化が可能となる. ざらに、基板表面から入射するレーザ・ドーピングに比
べて、ゲート絶mWAのエッチングが不要となるために
、工程の簡略化が可能となる。
第1図〜第3図は本発明の1実施例に係わる半導体装置
の製造工程について説明するための図、第4図は本発明
の第2の実施例に係わる半導体装置の製造工程について
説明するための図、第5図および第6図は従来のSOI
による半導体装置を示す概略的断面図である。 (符号の説明) 1,1゜・・・透明基板、2a・・・ソース電極、2b
・・・ドレイン領域、4.4”・・・ゲート絶縁膜、3
,3゛・・・半導体層、5,5゜・・・ゲート電極、7
・・・固体の不純物源。8・・・層間絶縁膜、9a・・
・ソース電極、9b・・・ドレイン電極。10・・・保
護膜。 第 I 図 第 3 図 7 第 5 図 第 6 図 5
の製造工程について説明するための図、第4図は本発明
の第2の実施例に係わる半導体装置の製造工程について
説明するための図、第5図および第6図は従来のSOI
による半導体装置を示す概略的断面図である。 (符号の説明) 1,1゜・・・透明基板、2a・・・ソース電極、2b
・・・ドレイン領域、4.4”・・・ゲート絶縁膜、3
,3゛・・・半導体層、5,5゜・・・ゲート電極、7
・・・固体の不純物源。8・・・層間絶縁膜、9a・・
・ソース電極、9b・・・ドレイン電極。10・・・保
護膜。 第 I 図 第 3 図 7 第 5 図 第 6 図 5
Claims (3)
- (1)透明基体上に遮光性を有する材料を用いてゲート
電極を形成する工程と、 該ゲート電極上および該透明基体上の前記ゲート電極を
形成しない部分にゲート絶縁膜を形成する工程と、 該ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、 前記透明基体には吸収されず且つ前記半導体層には吸収
されるような波長の光を当該透明基板の裏面より照射す
ると同時に前記半導体表面から不純物を供給することに
より、ソース領域およびドレイン領域を形成する工程と 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。 - (2)前記半導体表面側から不純物を供給するための手
段が、不純物源として不純物を含むガスを光照射と同時
に導入すること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。 - (3)前記半導体表面側から不純物を供給するための手
段が、不純物源として予め半導体層上に不純物あるいは
不純物を含む物質を堆積させておくことであることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1229085A JPH0391932A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 半導体装置の製造方法 |
DE69006434T DE69006434T2 (de) | 1989-09-04 | 1990-08-28 | Herstellungsverfahren einer Halbleiteranordnung. |
EP90309415A EP0416798B1 (en) | 1989-09-04 | 1990-08-29 | Manufacturing method for semiconductor device |
US08/400,009 US5656511A (en) | 1989-09-04 | 1995-03-06 | Manufacturing method for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1229085A JPH0391932A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0391932A true JPH0391932A (ja) | 1991-04-17 |
Family
ID=16886519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1229085A Pending JPH0391932A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 半導体装置の製造方法 |
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---|---|
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EP (1) | EP0416798B1 (ja) |
JP (1) | JPH0391932A (ja) |
DE (1) | DE69006434T2 (ja) |
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- 1990-08-28 DE DE69006434T patent/DE69006434T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1995-03-06 US US08/400,009 patent/US5656511A/en not_active Expired - Fee Related
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