JPH04152626A - 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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- JPH04152626A JPH04152626A JP27814690A JP27814690A JPH04152626A JP H04152626 A JPH04152626 A JP H04152626A JP 27814690 A JP27814690 A JP 27814690A JP 27814690 A JP27814690 A JP 27814690A JP H04152626 A JPH04152626 A JP H04152626A
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Landscapes
- 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。
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］
多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−３ｉ）薄膜は、ＩＣ，ＬＳ
Ｉ等のＳｉウェハ上の集積回路、大面積の液晶デイスプ
レィやイメージセンサに応用が可能なので、近年注目を
集めている。中でもドープトｐｏｌｙ−３ｉはＭＯ９型
トランジスタのゲート配線等の集積回路内の配線材とし
て用いられている。ドープトｐｏｌｙ−３ｉは従来から
ノンドープｐｏｌｙ−３ｉに不純物を熱拡散法で導入す
る方法や、減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）でＳ ｉ
Ｈ４／ Ｐ Ｈ３／ Ｈ２混合ガスの熱分°解で形成
する方法が一般的だった。
Ｉ等のＳｉウェハ上の集積回路、大面積の液晶デイスプ
レィやイメージセンサに応用が可能なので、近年注目を
集めている。中でもドープトｐｏｌｙ−３ｉはＭＯ９型
トランジスタのゲート配線等の集積回路内の配線材とし
て用いられている。ドープトｐｏｌｙ−３ｉは従来から
ノンドープｐｏｌｙ−３ｉに不純物を熱拡散法で導入す
る方法や、減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）でＳ ｉ
Ｈ４／ Ｐ Ｈ３／ Ｈ２混合ガスの熱分°解で形成
する方法が一般的だった。
［発明が解決しようとする課Ｍ］
しかしこの方法ではいずれも６００℃以上の基板温度を
必要とするので、低融点のガラス基板上に成膜すること
ができなかった。そこでＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｖｏｌ
、２６． Ｎｏ、１０ Ｌ１６７８ （１９８７）等に
示すように、ノンドープの非晶質シリコン（ａ−３ｉ）
上にプラズマ化学気相成良法（ＰＣＶＤ）で不純物層を
堆積し、レーザー照射によりドーピングする方法が開発
されている。
必要とするので、低融点のガラス基板上に成膜すること
ができなかった。そこでＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｖｏｌ
、２６． Ｎｏ、１０ Ｌ１６７８ （１９８７）等に
示すように、ノンドープの非晶質シリコン（ａ−３ｉ）
上にプラズマ化学気相成良法（ＰＣＶＤ）で不純物層を
堆積し、レーザー照射によりドーピングする方法が開発
されている。
しかしこの方法では大面積に均一なドープトｐＯ１ｙ−
３ｉを成膜することが難しいという問題点があった。
３ｉを成膜することが難しい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、その目的は融
点６００℃以下の低融点ガラス基板上に、大面積にドー
プトｐｏｌｙ−３ｉを成膜する方法を提供することにあ
る。
点６００℃以下の低融点ガラス基板上に、大面積にドー
プトｐｏｌｙ−３ｉを成膜する方法を提供することにあ
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）不純物が導入された半導体薄膜をプラズマ化学気
相成長法で基板上に堆積させる方法において、微結晶ま
たは多結晶薄膜が成膜される条件で前記薄膜を堆積する
ことを特徴とする。
相成長法で基板上に堆積させる方法において、微結晶ま
たは多結晶薄膜が成膜される条件で前記薄膜を堆積する
ことを特徴とする。
（２）Ｓｉ）（４，５ｉＨｎＦ４−ｎ（ｎ＝０．１．２
．３）、Ｈ２、ＰＨ３、Ｂ ２ Ｈ６、ＡｓＨ３等のガ
スまたはこれらの混合ガスを用いて前記半導体薄膜を成
膜することを特徴とする。
．３）、Ｈ２、ＰＨ３、Ｂ ２ Ｈ６、ＡｓＨ３等のガ
スまたはこれらの混合ガスを用いて前記半導体薄膜を成
膜することを特徴とする。
（３）プロセス温度が全製造工程において６００℃以下
であることを特徴とする。
であることを特徴とする。
［実施例］
以下、第１図をもとに本発明の半導体装置の製造方法を
説明する。実施例には薄膜トランジスタ（Ｔ ＰＴ ）
を取り上げるが、適用例はＴＰＴに限ることはなく単結
晶Ｓｉ上に形成した集積回路素子（ＩＣ，ＬＳＩ）等に
ももちろん同様に適用できる。
説明する。実施例には薄膜トランジスタ（Ｔ ＰＴ ）
を取り上げるが、適用例はＴＰＴに限ることはなく単結
晶Ｓｉ上に形成した集積回路素子（ＩＣ，ＬＳＩ）等に
ももちろん同様に適用できる。
まず、コーニング社製７０５９ガラス基板上にドープト
ｐｏｌｙ−３ｉを成膜する。基板はガラスに限らず、石
英基板でも、Ｍ ｇ Ｏ−Ａ ｌ ２０３、ＣａＦ２、
ＢＰ等の結晶性絶縁基板でも良いし、Ｓｉウェハ上に形
成した酸化膜でも良い。次にソース、ドレイン領域を形
成する。ｎチャネルの場合はｎ型、ｐチャネルの場合は
ｐ型ｐｏｌｙ−８ｉを堆積する。ドープトｐｏｌｙ−３
ｉの成膜にはＰＣＶＤ法を用いた。成膜ガスにはＳｉＦ
４／Ｈ２／ＰＨ３の混合ガスを用いた。ＰＨ３はＨ２ガ
ス希釈で２０００ｐｐｍの温度のガスを用いた。基板温
度は３５０℃、ガス流量は、ＳｉＦ４＝２０ｓｃｃｍ、
ＰＨ３／Ｈ２＝３０ ｓ ｅ ｃｍである。内圧＝
０゜２Ｔｏｒｒ とした。成膜装置を第１図に示す。
ｐｏｌｙ−３ｉを成膜する。基板はガラスに限らず、石
英基板でも、Ｍ ｇ Ｏ−Ａ ｌ ２０３、ＣａＦ２、
ＢＰ等の結晶性絶縁基板でも良いし、Ｓｉウェハ上に形
成した酸化膜でも良い。次にソース、ドレイン領域を形
成する。ｎチャネルの場合はｎ型、ｐチャネルの場合は
ｐ型ｐｏｌｙ−８ｉを堆積する。ドープトｐｏｌｙ−３
ｉの成膜にはＰＣＶＤ法を用いた。成膜ガスにはＳｉＦ
４／Ｈ２／ＰＨ３の混合ガスを用いた。ＰＨ３はＨ２ガ
ス希釈で２０００ｐｐｍの温度のガスを用いた。基板温
度は３５０℃、ガス流量は、ＳｉＦ４＝２０ｓｃｃｍ、
ＰＨ３／Ｈ２＝３０ ｓ ｅ ｃｍである。内圧＝
０゜２Ｔｏｒｒ とした。成膜装置を第１図に示す。
第１図に示すインレット１００から水素ガスを導入し、
μ波で原子状水素に分解、励起する。μ波のｐ Ｑ Ｗ
ｅ ｒは３００から８００Ｗである。インレット１０
１から導入したＳｉＦ＜をＲＦ放電でラジカルに分解さ
せ、ここに前述の原子状水素をノズル１０９から導入す
る。１０６は排気管で、１０７は真空ポンプ、１０８は
ガス噴出口である。
μ波で原子状水素に分解、励起する。μ波のｐ Ｑ Ｗ
ｅ ｒは３００から８００Ｗである。インレット１０
１から導入したＳｉＦ＜をＲＦ放電でラジカルに分解さ
せ、ここに前述の原子状水素をノズル１０９から導入す
る。１０６は排気管で、１０７は真空ポンプ、１０８は
ガス噴出口である。
このような反応系では５ｉ−Ｈの弱い結合はＨＦとなっ
てエツチングされ除かれるので、基板１０３上にはａｓ
−ｄｅｐｏｓ ｉ ｔｅｄでドープトｐｏｌｙ−３ｉが
堆積する。ＳｉＦ、ガスの代わりにＳｉＨＦ３、ＳｉＨ
２Ｆ２、ＳｉＨ３Ｆガス等でも良い。膜厚２５００Ａで
シート抵抗約５０Ω／口のドープトｐＯ１ｙ−３ｉが得
られた。ｎ型のｐｏｌｙ−３ｉの場合、ドーピングガス
はＰＨ３の他、ＡｓＨ３でも良い。ｐ型の場合はドーピ
ングガスをＢ２Ｈ６にすれば良い。以上のような方法で
、ドープトｐｏｌｙ−３ｉを３５０℃という低温で堆積
できる。ドープトｐｏｌｙ−３ｉ成膜後、ハロゲンラン
プアニールなどの方法によるラビッドサーマルアニリン
グ（ＲＴＡ）を施すと、ドープトｐｏｌｙ−３ｉの抵抗
を更に下げることができる。
てエツチングされ除かれるので、基板１０３上にはａｓ
−ｄｅｐｏｓ ｉ ｔｅｄでドープトｐｏｌｙ−３ｉが
堆積する。ＳｉＦ、ガスの代わりにＳｉＨＦ３、ＳｉＨ
２Ｆ２、ＳｉＨ３Ｆガス等でも良い。膜厚２５００Ａで
シート抵抗約５０Ω／口のドープトｐＯ１ｙ−３ｉが得
られた。ｎ型のｐｏｌｙ−３ｉの場合、ドーピングガス
はＰＨ３の他、ＡｓＨ３でも良い。ｐ型の場合はドーピ
ングガスをＢ２Ｈ６にすれば良い。以上のような方法で
、ドープトｐｏｌｙ−３ｉを３５０℃という低温で堆積
できる。ドープトｐｏｌｙ−３ｉ成膜後、ハロゲンラン
プアニールなどの方法によるラビッドサーマルアニリン
グ（ＲＴＡ）を施すと、ドープトｐｏｌｙ−３ｉの抵抗
を更に下げることができる。
このドープトｐｏｌｙ−３ｉをソース・ドレイン領域の
形状にパタニングする（第２図（ａ））。
形状にパタニングする（第２図（ａ））。
次いでこの上にＰＣＶＤ法、またはＬＰＣＶＤ法により
、チャネル領域の徴晶貿または多結晶Ｓｉ薄膜を約１０
００〜１５００人成膜する。−例としてＰＣＶＤ法を用
いる場合は、成膜ガスにＳｉＨ４、Ｓ ｉＨ＊Ｆ ｎ−
４（ｎ ＝ ０．１．２．３）、Ｈ２ガスの混合ガスを
用い、基板温度３００℃、内圧０．８Ｔｏｒｒで微結晶
、または多結晶Ｓｉを堆積させる。非晶質Ｓｉを堆積し
た場合はこの段階で６００℃以下の温度でアニールする
ことにより非晶質Ｓｉを大粒径多結晶Ｓｉに転移させる
ことが好マシイ０次に常圧ＣＶＤ法、ＥＣＲＣＶＤ法ま
たはスパッタ法等により、Ｓｉ薄膜上にゲート絶縁膜の
５ｉ０２を基板温度１５０〜４００℃で約１００〜１５
００Ａ成膜する（第２図（ｂ））。
、チャネル領域の徴晶貿または多結晶Ｓｉ薄膜を約１０
００〜１５００人成膜する。−例としてＰＣＶＤ法を用
いる場合は、成膜ガスにＳｉＨ４、Ｓ ｉＨ＊Ｆ ｎ−
４（ｎ ＝ ０．１．２．３）、Ｈ２ガスの混合ガスを
用い、基板温度３００℃、内圧０．８Ｔｏｒｒで微結晶
、または多結晶Ｓｉを堆積させる。非晶質Ｓｉを堆積し
た場合はこの段階で６００℃以下の温度でアニールする
ことにより非晶質Ｓｉを大粒径多結晶Ｓｉに転移させる
ことが好マシイ０次に常圧ＣＶＤ法、ＥＣＲＣＶＤ法ま
たはスパッタ法等により、Ｓｉ薄膜上にゲート絶縁膜の
５ｉ０２を基板温度１５０〜４００℃で約１００〜１５
００Ａ成膜する（第２図（ｂ））。
ゲート絶縁膜はチャネルｐｏｌｙ−３ｉ成膜後、連続し
てＰＣＶＤ装置内で形成することもできる。
てＰＣＶＤ装置内で形成することもできる。
ゲート絶縁膜とチャネルｐｏｌｙ−３ｉを同一マスクで
パタニングする（第２図（Ｃ））。次いでゲート電極と
なるドープトｐｏｌｙ−３ｉを成膜する。成膜方法はソ
ース・ドレイン領域と同様で、成膜ガスにはＳｉＦ４／
Ｈ２／ＰＨ３の混合ガスを用いた。この場合はｎ型のゲ
ート電極となる。成膜ガスにＳ ｉ Ｆ４／Ｈ２／Ｂ２
Ｈ６混合ガスを用いれば、ｐ型ゲート電極を作成できる
。成膜条件はソース・ドレイン領域と同様である。膜厚
４０００Ａでシート抵抗約３０Ω／口のドープトｐｏｌ
ｙ−３ｉ薄腹が得られた（第２図（ｄ））、ｐｏｌｙ−
３ｉをゲート電極の形にパタニングする（第２図（ｅ）
）。
パタニングする（第２図（Ｃ））。次いでゲート電極と
なるドープトｐｏｌｙ−３ｉを成膜する。成膜方法はソ
ース・ドレイン領域と同様で、成膜ガスにはＳｉＦ４／
Ｈ２／ＰＨ３の混合ガスを用いた。この場合はｎ型のゲ
ート電極となる。成膜ガスにＳ ｉ Ｆ４／Ｈ２／Ｂ２
Ｈ６混合ガスを用いれば、ｐ型ゲート電極を作成できる
。成膜条件はソース・ドレイン領域と同様である。膜厚
４０００Ａでシート抵抗約３０Ω／口のドープトｐｏｌ
ｙ−３ｉ薄腹が得られた（第２図（ｄ））、ｐｏｌｙ−
３ｉをゲート電極の形にパタニングする（第２図（ｅ）
）。
次いでこの上部にＬＰＣＶＤ法で眉間絶縁膜のＳｉＯ２
膜を基板温度４００℃で約８０００人成膜する。眉間絶
縁膜は窒化シリコン膜等でも良い。
膜を基板温度４００℃で約８０００人成膜する。眉間絶
縁膜は窒化シリコン膜等でも良い。
この段階で水素プラズマ法、水素イオン注入法、或いは
窒化膜からの水素拡散法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／Ｓｉ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。
窒化膜からの水素拡散法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／Ｓｉ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、層間絶縁膜を積層する前に行
っても良いし、ソース・ドレイン電極の配線後でも良い
。
っても良いし、ソース・ドレイン電極の配線後でも良い
。
最後にソース・ドレインのコンタクトホールを空けて配
線材のＡＩを約８００ＯＡスパツタ法で成膜し、ソース
電極、ドレイン電極をパタニングで形成し、ＴＰＴの完
成となる（第２図（ｆ））。
線材のＡＩを約８００ＯＡスパツタ法で成膜し、ソース
電極、ドレイン電極をパタニングで形成し、ＴＰＴの完
成となる（第２図（ｆ））。
［発明の効果］
本発明の半導体装置の製造方法によれば、融点６００℃
以下の低融点のガラス基板上に大面積にわたって低抵抗
のドープトｐｏｌｙ−３ｉを成膜できる。ｐｏｌｙ−３
ｉ ＴＦＴのソース・ドレイン部、ゲート電極等に応
用できる。このため、ドライバ内蔵型液晶パネル、走査
回路集積型密着イメージセンサ、或いは高集積度のＳＲ
ＡＭの負荷回路用ＴＰＴ等に応用が可能である。同様に
、ＴＰＴ駆動液晶シャッタアレイ、ＴＰＴ駆動サーマル
ヘッド等への応用もまた可能である。
以下の低融点のガラス基板上に大面積にわたって低抵抗
のドープトｐｏｌｙ−３ｉを成膜できる。ｐｏｌｙ−３
ｉ ＴＦＴのソース・ドレイン部、ゲート電極等に応
用できる。このため、ドライバ内蔵型液晶パネル、走査
回路集積型密着イメージセンサ、或いは高集積度のＳＲ
ＡＭの負荷回路用ＴＰＴ等に応用が可能である。同様に
、ＴＰＴ駆動液晶シャッタアレイ、ＴＰＴ駆動サーマル
ヘッド等への応用もまた可能である。
【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に用いるＰＣＶ
Ｄの装置図。 第２図は本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図。 １００、、、ＳｉＨゎＦ４．／ドーパント混合ガス用イ
ンレット １０１、、、Ｈ２ガス用インレット １０２ 、、、反応容器 １０３ 、、、試料 １０４ 、、、μ波発生装置 １０５、、、高周波（ｒｆ）電源 １０６、、、排気管 １０７ 、、、真空ポンプ １０８、、、ガス噴出口 １０９、、、ノズル ２００ 、、、ガラス基板 ２０１ 、、、ソース領域 ２０２ 、、、ドレイン領域 ２０３ 、、、チャネル領域 ２０４ 、、、ゲート絶縁膜 ２０５ 、、、ドープトｐｏｌｙ−３ ２０６、、、ゲート電極 ２０７ 、、、層間絶縁膜 ２０８ 、、、ソース電極 ２０９、、、ドレイン電極 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部（化１名） 第２図（・） 第２図（ｃ） 第２図（ｄ）
Ｄの装置図。 第２図は本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図。 １００、、、ＳｉＨゎＦ４．／ドーパント混合ガス用イ
ンレット １０１、、、Ｈ２ガス用インレット １０２ 、、、反応容器 １０３ 、、、試料 １０４ 、、、μ波発生装置 １０５、、、高周波（ｒｆ）電源 １０６、、、排気管 １０７ 、、、真空ポンプ １０８、、、ガス噴出口 １０９、、、ノズル ２００ 、、、ガラス基板 ２０１ 、、、ソース領域 ２０２ 、、、ドレイン領域 ２０３ 、、、チャネル領域 ２０４ 、、、ゲート絶縁膜 ２０５ 、、、ドープトｐｏｌｙ−３ ２０６、、、ゲート電極 ２０７ 、、、層間絶縁膜 ２０８ 、、、ソース電極 ２０９、、、ドレイン電極 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 鈴木喜三部（化１名） 第２図（・） 第２図（ｃ） 第２図（ｄ）
Claims (3)
- （１）不純物が導入された半導体薄膜をプラズマ化学気
相成長法で基板上に堆積させる方法において、微結晶ま
たは多結晶薄膜が成膜される条件で前記薄膜を堆積する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）ＳｉＨ＿４、ＳｉＨ＿ｎＦ＿４＿−＿ｎ（ｎ＝０
、１、２、３）、Ｈ＿２、ＰＨ＿３、Ｂ＿２Ｈ＿６、Ａ
ｓＨ＿３等のガスまたはこれらの混合ガスを用いて前記
半導体薄膜を成膜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）プロセス温度が全製造工程において６００℃以下
であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27814690A JPH04152626A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27814690A JPH04152626A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152626A true JPH04152626A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17593232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27814690A Pending JPH04152626A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152626A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009034963A1 (ja) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Tokyo Electron Limited | 半導体製造方法、半導体製造装置および表示装置 |
| JP2013047388A (ja) * | 2012-09-18 | 2013-03-07 | Tokyo Electron Ltd | 微結晶シリコン膜形成方法、微結晶シリコン膜成膜装置および表示装置 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP27814690A patent/JPH04152626A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009034963A1 (ja) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Tokyo Electron Limited | 半導体製造方法、半導体製造装置および表示装置 |
| JP2009071163A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Tokyo Electron Ltd | 半導体製造方法、半導体製造装置および表示装置 |
| JP2013047388A (ja) * | 2012-09-18 | 2013-03-07 | Tokyo Electron Ltd | 微結晶シリコン膜形成方法、微結晶シリコン膜成膜装置および表示装置 |
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