JPH04250617A - 半導体における不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体における不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH04250617A JPH04250617A JP804291A JP804291A JPH04250617A JP H04250617 A JPH04250617 A JP H04250617A JP 804291 A JP804291 A JP 804291A JP 804291 A JP804291 A JP 804291A JP H04250617 A JPH04250617 A JP H04250617A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- impurity
- photosensitive
- dopant film
- film
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 14
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 3
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- IYUOYLLVOZNGKW-UHFFFAOYSA-N 2-azidonaphthalene-1,4-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(N=[N+]=[N-])=CC(=O)C2=C1 IYUOYLLVOZNGKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003949 trap density measurement Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体における不純物の
ドーピング方法および半導体装置の製造方法に関するも
のであり、特に三次元集積回路装置や半導体メモリー装
置、あるいは、薄膜トランジスタをマトリクス状に集積
化したアクティブマトリックスアレイを用いた液晶表示
素子やイメージセンサなどに応用可能な、半導体におけ
る不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法
に関する。
ドーピング方法および半導体装置の製造方法に関するも
のであり、特に三次元集積回路装置や半導体メモリー装
置、あるいは、薄膜トランジスタをマトリクス状に集積
化したアクティブマトリックスアレイを用いた液晶表示
素子やイメージセンサなどに応用可能な、半導体におけ
る不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜トランジスタをマトリクス状に集積
化した液晶ディスプレイ用半導体装置の製造方法を例に
とって、従来の技術を説明する。
化した液晶ディスプレイ用半導体装置の製造方法を例に
とって、従来の技術を説明する。
【０００３】液晶ディスプレイ用半導体装置に用いる薄
膜トランジスタの半導体活性層には、従来、約３００℃
以下の比較的低温において大面積にわたり成膜が可能な
非晶質シリコンが、主に用いられてきた。しかし、この
非晶質シリコンを用いた薄膜トランジスタは、電界効果
移動度が小さいので、薄膜トランジスタの駆動回路を同
一基板上へ作成することが困難である。そのため、近年
、非晶質シリコンに比べ電界効果移動度が大きく、駆動
回路を同一基板上に作成可能な多結晶シリコンを半導体
活性層に用いた薄膜トランジスタの研究が活発に行われ
ている。
膜トランジスタの半導体活性層には、従来、約３００℃
以下の比較的低温において大面積にわたり成膜が可能な
非晶質シリコンが、主に用いられてきた。しかし、この
非晶質シリコンを用いた薄膜トランジスタは、電界効果
移動度が小さいので、薄膜トランジスタの駆動回路を同
一基板上へ作成することが困難である。そのため、近年
、非晶質シリコンに比べ電界効果移動度が大きく、駆動
回路を同一基板上に作成可能な多結晶シリコンを半導体
活性層に用いた薄膜トランジスタの研究が活発に行われ
ている。
【０００４】たとえば、応用物理学会・応用電子物性分
科会・研究報告，Ｎｏ．４３２（１９９０），ｐ．ｐ．
２５〜３０には、ｎチャネル多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタについて記載されている。
科会・研究報告，Ｎｏ．４３２（１９９０），ｐ．ｐ．
２５〜３０には、ｎチャネル多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタについて記載されている。
【０００５】図１１に、このｎチャンネル多結晶シリコ
ン薄膜トランジスタの構造断面図を示す。以下、その製
造方法について説明すると、まず、石英基板１上にプラ
ズマＣＶＤ法により１５００Åの非晶質シリコンを堆積
し、４５０℃でプリアニール後、６００℃で７２時間窒
素雰囲気中でアニールする。これにより、多結晶シリコ
ンを固相成長させ、半導体活性層となる多結晶シリコン
層２を得る。次に１１５０℃で熱酸化膜３を形成後、ゲ
ート電極４を多結晶シリコンなどで形成する。ゲート電
極４をマスクとして自己整合的にリンをイオン注入法に
よりドープし、不純物半導体からなるソース領域５およ
びドレイン領域６を形成する。最後に層間絶縁層７を介
してソース電極８およびドレイン電極９を形成すること
で、ｎチャンネル多結晶シリコン薄膜トランジスタが完
成する。
ン薄膜トランジスタの構造断面図を示す。以下、その製
造方法について説明すると、まず、石英基板１上にプラ
ズマＣＶＤ法により１５００Åの非晶質シリコンを堆積
し、４５０℃でプリアニール後、６００℃で７２時間窒
素雰囲気中でアニールする。これにより、多結晶シリコ
ンを固相成長させ、半導体活性層となる多結晶シリコン
層２を得る。次に１１５０℃で熱酸化膜３を形成後、ゲ
ート電極４を多結晶シリコンなどで形成する。ゲート電
極４をマスクとして自己整合的にリンをイオン注入法に
よりドープし、不純物半導体からなるソース領域５およ
びドレイン領域６を形成する。最後に層間絶縁層７を介
してソース電極８およびドレイン電極９を形成すること
で、ｎチャンネル多結晶シリコン薄膜トランジスタが完
成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の多結晶シリコン
薄膜トランジスタからなる半導体装置の製造方法におい
ては、ソース・ドレイン領域となる不純物半導体層をイ
オン注入装置を用いて形成するために、イオン注入法を
用いてリンをドーピングしている。イオン注入法により
ドーピングを行うためには、まず熱酸化膜などを形成し
、不純物を導入したい部分の酸化膜にフォトエッチング
法で選択的に開口を設け、不純物原子のイオンを打ち込
み後、８００〜９００℃の高温でアニールを行う必要が
ある。しかし、この場合は、製造プロセスが非常に複雑
で、かつコストが高く、しかも高温でアニールを行うた
め、基板材料が限定されたり、３次元集積回路装置の場
合は下層の回路に悪影響を与えるといった問題点を有し
ていた。
薄膜トランジスタからなる半導体装置の製造方法におい
ては、ソース・ドレイン領域となる不純物半導体層をイ
オン注入装置を用いて形成するために、イオン注入法を
用いてリンをドーピングしている。イオン注入法により
ドーピングを行うためには、まず熱酸化膜などを形成し
、不純物を導入したい部分の酸化膜にフォトエッチング
法で選択的に開口を設け、不純物原子のイオンを打ち込
み後、８００〜９００℃の高温でアニールを行う必要が
ある。しかし、この場合は、製造プロセスが非常に複雑
で、かつコストが高く、しかも高温でアニールを行うた
め、基板材料が限定されたり、３次元集積回路装置の場
合は下層の回路に悪影響を与えるといった問題点を有し
ていた。
【０００７】また上述の例では、半導体活性層である多
結晶シリコン層２を得るために、まずプラズマＣＶＤ法
により非晶質シリコン層を堆積後、２段階にわたるアニ
ールにより多結晶シリコンを形成しているが、このアニ
ールは６００℃で７２時間行われる。したがって通常の
ガラス基板が使用できず、かつ、アニールが長時間にわ
たるためスループットにも問題を有していた。
結晶シリコン層２を得るために、まずプラズマＣＶＤ法
により非晶質シリコン層を堆積後、２段階にわたるアニ
ールにより多結晶シリコンを形成しているが、このアニ
ールは６００℃で７２時間行われる。したがって通常の
ガラス基板が使用できず、かつ、アニールが長時間にわ
たるためスループットにも問題を有していた。
【０００８】本発明はかかる点にかんがみ、半導体不純
物層の製造が容易で低コストの不純物のドーピング方法
を提供するとともに、不純物のドーピングと半導体活性
層のアニールを一括して行う半導体装置の製造方法を提
供する。
物層の製造が容易で低コストの不純物のドーピング方法
を提供するとともに、不純物のドーピングと半導体活性
層のアニールを一括して行う半導体装置の製造方法を提
供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の不純物のドーピン
グに関する問題点を解決するため本発明は、半導体上に
、この半導体のドナーまたはアクセプタとなる不純物と
、感光性樹脂と、有機溶剤とを少なくとも含む感光性ド
ーパント溶液を塗布するとともに、これを乾燥して感光
性ドーパント膜を形成し、この感光性ドーパント膜に選
択的に露光して感光性樹脂を感光させ、前記感光性ドー
パント膜を現像して半導体上に選択的に感光性ドーパン
ト膜を形成し、この選択的に形成した感光性ドーパント
膜にレーザー光などのエネルギービームを照射して局所
的に融解し、感光性ドーパント膜中の不純物を融解した
半導体中へ拡散後、結晶化させることにより、不純物を
半導体中にドーピングする。
グに関する問題点を解決するため本発明は、半導体上に
、この半導体のドナーまたはアクセプタとなる不純物と
、感光性樹脂と、有機溶剤とを少なくとも含む感光性ド
ーパント溶液を塗布するとともに、これを乾燥して感光
性ドーパント膜を形成し、この感光性ドーパント膜に選
択的に露光して感光性樹脂を感光させ、前記感光性ドー
パント膜を現像して半導体上に選択的に感光性ドーパン
ト膜を形成し、この選択的に形成した感光性ドーパント
膜にレーザー光などのエネルギービームを照射して局所
的に融解し、感光性ドーパント膜中の不純物を融解した
半導体中へ拡散後、結晶化させることにより、不純物を
半導体中にドーピングする。
【００１０】また本発明は、半導体活性層を得るための
熱処理も、レーザー光などのエネルギービームの照射に
より、不純物のドーピングとの一括処理とする。
熱処理も、レーザー光などのエネルギービームの照射に
より、不純物のドーピングとの一括処理とする。
【００１１】
【作用】本発明は前記の工程でドーピングを行うことに
よって、ドナーあるいはアクセプタを含んだ不純物半導
体層の形成が容易となるとともに、コストの低減を図る
ことが可能となる。
よって、ドナーあるいはアクセプタを含んだ不純物半導
体層の形成が容易となるとともに、コストの低減を図る
ことが可能となる。
【００１２】また、本発明により半導体装置を製造する
ことによって、ドナーあるいはアクセプタを含んだ不純
物半導体層の形成と同時に、半導体活性層のアニールを
一括して行うことができるため、半導体装置の製造が簡
単になるとともに、コストの低減を図ることが可能とな
る。
ことによって、ドナーあるいはアクセプタを含んだ不純
物半導体層の形成と同時に、半導体活性層のアニールを
一括して行うことができるため、半導体装置の製造が簡
単になるとともに、コストの低減を図ることが可能とな
る。
【００１３】
【実施例】図１〜図４は、本発明の第一の実施例のドー
ピング方法の各プロセスごとの断面を示す。以下、これ
らの図面を用いて説明する。
ピング方法の各プロセスごとの断面を示す。以下、これ
らの図面を用いて説明する。
【００１４】まず、図１に示すように、Ｓｉ半導体１０
上に、たとえば、Ｓｉに対してアクセプタとなる不純物
であるボロン（Ｂ）の酸化物であるＢ２Ｏ３と、感光性
樹脂であるノボラック樹脂（たとえばクレゾールノボラ
ック樹脂）およびナフトキノンアジドの混合物と、有機
溶剤としてのエチルセロソルブアセテートとを混合して
なる溶液を塗布し、これを乾燥して感光性ドーパント膜
１１を形成する。
上に、たとえば、Ｓｉに対してアクセプタとなる不純物
であるボロン（Ｂ）の酸化物であるＢ２Ｏ３と、感光性
樹脂であるノボラック樹脂（たとえばクレゾールノボラ
ック樹脂）およびナフトキノンアジドの混合物と、有機
溶剤としてのエチルセロソルブアセテートとを混合して
なる溶液を塗布し、これを乾燥して感光性ドーパント膜
１１を形成する。
【００１５】次に図２に示すように、感光性ドーパント
膜１１にフォトマスク１２を用いて選択的に露光し、感
光性樹脂を感光させる。この感光性ドーパント膜１１を
アルカリ系水溶液にて現像すると、露光された部分の感
光性ドーパント膜１１が溶解し、図３に示すように、半
導体上に選択的に感光性ドーパント膜１１ａが形成され
る。この選択的に形成された感光性ドーパント膜１１ａ
に、図４に示すようにエネルギービームとしてたとえば
Ａｒレーザー光１３を、パワー密度１０４〜１０５Ｗ／
ｃｍ２、走査速度１〜１０ｃｍ／秒でスキャンしながら
照射すると、Ｓｉ半導体が融解し、不純物であるＢが感
光性ドーパント膜１１ａからＳｉ半導体１０中に拡散す
る。融解したＳｉが照射後に冷却され結晶化すると、ド
ーピングされた領域１４が形成される。
膜１１にフォトマスク１２を用いて選択的に露光し、感
光性樹脂を感光させる。この感光性ドーパント膜１１を
アルカリ系水溶液にて現像すると、露光された部分の感
光性ドーパント膜１１が溶解し、図３に示すように、半
導体上に選択的に感光性ドーパント膜１１ａが形成され
る。この選択的に形成された感光性ドーパント膜１１ａ
に、図４に示すようにエネルギービームとしてたとえば
Ａｒレーザー光１３を、パワー密度１０４〜１０５Ｗ／
ｃｍ２、走査速度１〜１０ｃｍ／秒でスキャンしながら
照射すると、Ｓｉ半導体が融解し、不純物であるＢが感
光性ドーパント膜１１ａからＳｉ半導体１０中に拡散す
る。融解したＳｉが照射後に冷却され結晶化すると、ド
ーピングされた領域１４が形成される。
【００１６】このとき、Ｂの濃度は１０１９〜１０２２
ｃｍ−３であり、１０２〜１０３Ｓ／ｃｍの導電率が得
られた。 なお、上記実施例では、ドーパントとの不純物としてア
クセプタとなるＢを用いたが、ドナーとなる不純物とし
てたとえばリン（Ｐ）を用いたい場合には、Ｐの酸化物
であるＰ２Ｏ５をＢ２Ｏ３の代わりに用いればよい。さ
らに、バインダとして珪素化合物ＲｎＳｉ（ＯＨ）４−
ｎなどを感光性ドーパント膜１１に混合してもよい。
ｃｍ−３であり、１０２〜１０３Ｓ／ｃｍの導電率が得
られた。 なお、上記実施例では、ドーパントとの不純物としてア
クセプタとなるＢを用いたが、ドナーとなる不純物とし
てたとえばリン（Ｐ）を用いたい場合には、Ｐの酸化物
であるＰ２Ｏ５をＢ２Ｏ３の代わりに用いればよい。さ
らに、バインダとして珪素化合物ＲｎＳｉ（ＯＨ）４−
ｎなどを感光性ドーパント膜１１に混合してもよい。
【００１７】また、エネルギービームとしてＡｒレーザ
ー光１３を用いたが、他のエネルギービームとして、た
とえばＸｅＣｌやＡｒＦを用いるエキシマレーザーや、
赤外線ランプなどを用いてもよい。さらに基板あるいは
下地が高温に耐え得るものならば、不活性雰囲気または
真空中でファーネス・アニールを行ってもよい。
ー光１３を用いたが、他のエネルギービームとして、た
とえばＸｅＣｌやＡｒＦを用いるエキシマレーザーや、
赤外線ランプなどを用いてもよい。さらに基板あるいは
下地が高温に耐え得るものならば、不活性雰囲気または
真空中でファーネス・アニールを行ってもよい。
【００１８】図５〜図１０は、本発明の第二の実施例と
して、ｎ型多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる半
導体装置の製造方法の各プロセスごとの断面図を示す。 以下、この図面を用いて説明する。
して、ｎ型多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる半
導体装置の製造方法の各プロセスごとの断面図を示す。 以下、この図面を用いて説明する。
【００１９】図５に示すように、ガラス基板１５上に、
たとえばスパッタ法でＣｒ膜を形成し、フォトエッチン
グにより加工してゲート電極１６を形成する。次に、プ
ラズマＣＶＤ法により、ゲート絶縁層としての窒化シリ
コン層１７と半導体層としての非晶質シリコン層とを連
続成膜する。そして、非晶質シリコン層をフォトエッチ
ング処理して、半導体活性層とソース・ドレイン領域と
なる部分だけを残し、非晶質シリコン半導体層１８を形
成する。
たとえばスパッタ法でＣｒ膜を形成し、フォトエッチン
グにより加工してゲート電極１６を形成する。次に、プ
ラズマＣＶＤ法により、ゲート絶縁層としての窒化シリ
コン層１７と半導体層としての非晶質シリコン層とを連
続成膜する。そして、非晶質シリコン層をフォトエッチ
ング処理して、半導体活性層とソース・ドレイン領域と
なる部分だけを残し、非晶質シリコン半導体層１８を形
成する。
【００２０】次に、Ｓｉに対してドナーとなる不純物で
あるリン（Ｐ）の酸化物であるＰ２Ｏ５と、感光性樹脂
であるノボラック樹脂（たとえばクレゾールノボラック
樹脂）およびナフトキノンアジドの混合物と、有機溶剤
としてのエチルセロソルブアセテートとを混合してなる
溶液を塗布し、これを乾燥して、図６に示すように感光
性ドーパント膜１９を形成する。また、この感光性ドー
パント膜１９にフォトマスク２０を用いて選択的に露光
し、感光性樹脂を感光させる。この感光性ドーパント膜
１９をアルカリ系水溶液にて現像すると、露光された部
分の感光性ドーパント膜１９が溶解し、図７に示すよう
に、半導体上に選択的に感光性ドーパント膜１９ａが形
成される。
あるリン（Ｐ）の酸化物であるＰ２Ｏ５と、感光性樹脂
であるノボラック樹脂（たとえばクレゾールノボラック
樹脂）およびナフトキノンアジドの混合物と、有機溶剤
としてのエチルセロソルブアセテートとを混合してなる
溶液を塗布し、これを乾燥して、図６に示すように感光
性ドーパント膜１９を形成する。また、この感光性ドー
パント膜１９にフォトマスク２０を用いて選択的に露光
し、感光性樹脂を感光させる。この感光性ドーパント膜
１９をアルカリ系水溶液にて現像すると、露光された部
分の感光性ドーパント膜１９が溶解し、図７に示すよう
に、半導体上に選択的に感光性ドーパント膜１９ａが形
成される。
【００２１】この選択的に形成された感光性ドーパント
膜１９ａおよび非晶質シリコン１８に対し、図８に示す
ように、エネルギービームとして、たとえばＸｅＣｌを
用いたエキシマレーザー光２１（波長３０８ｎｍ）を、
パワー密度１００〜５００ｍＪ／ｃｍ２、パルス幅３０
〜４０ｎｓｅｃで同時に照射する。すると、非晶質シリ
コンは融解し、不純物であるＰが感光性ドーパント膜１
９ａから融解したシリコン中に拡散する。融解したＳｉ
が照射後に冷却され固化すると、高濃度に不純物がドー
ピングされたソース領域２２およびドレイン領域２３が
できる。そして、同時に半導体活性層２４となる部分に
は、非晶質シリコンが融解結晶化して多結晶シリコンが
形成される。
膜１９ａおよび非晶質シリコン１８に対し、図８に示す
ように、エネルギービームとして、たとえばＸｅＣｌを
用いたエキシマレーザー光２１（波長３０８ｎｍ）を、
パワー密度１００〜５００ｍＪ／ｃｍ２、パルス幅３０
〜４０ｎｓｅｃで同時に照射する。すると、非晶質シリ
コンは融解し、不純物であるＰが感光性ドーパント膜１
９ａから融解したシリコン中に拡散する。融解したＳｉ
が照射後に冷却され固化すると、高濃度に不純物がドー
ピングされたソース領域２２およびドレイン領域２３が
できる。そして、同時に半導体活性層２４となる部分に
は、非晶質シリコンが融解結晶化して多結晶シリコンが
形成される。
【００２２】次に、たとえばフッ酸または発煙硝酸にて
ドーピング領域上の残存物をエッチングあるいは酸化除
去すると、図９に示すように、ソース領域２２と、ドレ
イン領域２３と、半導体活性層２４からなる多結晶シリ
コンとが形成された状態になる。
ドーピング領域上の残存物をエッチングあるいは酸化除
去すると、図９に示すように、ソース領域２２と、ドレ
イン領域２３と、半導体活性層２４からなる多結晶シリ
コンとが形成された状態になる。
【００２３】次に、多結晶シリコンの粒界のトラップ密
度を下げるため水素プラズマ処理を行い、また、図示は
しないがゲート電極を取り出すためのスルーホールを形
成する。 最後に、図１０に示すように、たとえばＡ
ｌを用いてソース電極２５およびドレイン電極２６を形
成すれば、ｎチャンネル多結晶シリコン薄膜トランジス
タからなる半導体装置が完成する。
度を下げるため水素プラズマ処理を行い、また、図示は
しないがゲート電極を取り出すためのスルーホールを形
成する。 最後に、図１０に示すように、たとえばＡ
ｌを用いてソース電極２５およびドレイン電極２６を形
成すれば、ｎチャンネル多結晶シリコン薄膜トランジス
タからなる半導体装置が完成する。
【００２４】この薄膜トランジスタの電界効果移動度は
約１００ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであり、またＯＮ／ＯＦＦ
電流比は１０６が得られた。図示はしないが、感光性ド
ーパント膜にＢ２Ｏ３を含ませることにより、同様の方
法でｐチャンネル多結晶シリコン薄膜トランジスタも同
一基板上につくり込み、Ｃ−ＭＯＳからなる半導体装置
が製造できた。
約１００ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであり、またＯＮ／ＯＦＦ
電流比は１０６が得られた。図示はしないが、感光性ド
ーパント膜にＢ２Ｏ３を含ませることにより、同様の方
法でｐチャンネル多結晶シリコン薄膜トランジスタも同
一基板上につくり込み、Ｃ−ＭＯＳからなる半導体装置
が製造できた。
【００２５】また、上記実施例の感光性ドーパント膜に
は、バインダとして珪素化合物ＲｎＳｉ（ＯＨ）４−ｎ
などを混合することもできる。また、上記実施例ではト
ランジスタ構造が逆スタガ型であったが、順スタガ型や
コプラナ型などの構造のトランジスタも同様に製造でき
る。
は、バインダとして珪素化合物ＲｎＳｉ（ＯＨ）４−ｎ
などを混合することもできる。また、上記実施例ではト
ランジスタ構造が逆スタガ型であったが、順スタガ型や
コプラナ型などの構造のトランジスタも同様に製造でき
る。
【００２６】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その範囲内で様々な変更が可能である。
のではなく、その範囲内で様々な変更が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
オン注入装置やフォトエッチングが不要な、簡単で低コ
ストのドーピング方法が提供することができる。また、
半導体活性層のアニールとドーピングとが一括して行え
、簡単で低コストの半導体装置が製造できるため、その
産業上の効果は大きい。
オン注入装置やフォトエッチングが不要な、簡単で低コ
ストのドーピング方法が提供することができる。また、
半導体活性層のアニールとドーピングとが一括して行え
、簡単で低コストの半導体装置が製造できるため、その
産業上の効果は大きい。
【図１】本発明にもとづくドーピング方法の実施例にお
ける初期のプロセスを説明する概略断面図である。
ける初期のプロセスを説明する概略断面図である。
【図２】図１のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図３】図２のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図４】図３のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明にもとづく半導体装置の製造方法の実施
例における初期のプロセスを説明する概略断面図である
。
例における初期のプロセスを説明する概略断面図である
。
【図６】図５のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図７】図６のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図８】図７のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図９】図８のプロセスに続くプロセスを説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図１０】図９のプロセスに続くプロセスを説明する概
略断面図である。
略断面図である。
【図１１】従来の半導体装置の概略断面図である。
１０ Ｓｉ半導体
１１ 感光性ドーパント膜
１１ａ 選択的に形成された感光性ドーパント膜
１３ Ａｒレーザー光 １４ ドーピングされた領域１８
非晶質シリコン １９ 感光性ドーパント膜 １９ａ 選択的に形成された感光性ドーパント膜
２１ エキシマレーザー光
１３ Ａｒレーザー光 １４ ドーピングされた領域１８
非晶質シリコン １９ 感光性ドーパント膜 １９ａ 選択的に形成された感光性ドーパント膜
２１ エキシマレーザー光
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体上に、この半導体のドナーまた
はアクセプタとなる不純物と、感光性樹脂と、有機溶剤
とを少なくとも含む溶液を塗布する工程と、この塗布し
た溶液を乾燥して感光性ドーパント膜を形成する工程と
、この感光性ドーパント膜に選択的に露光して感光性樹
脂を感光させる工程と、前記感光性ドーパント膜を現像
して半導体上に選択的に感光性ドーパント膜を形成する
工程と、この選択的に形成した感光性ドーパント膜にエ
ネルギービームの照射または加熱を行うことにより前記
不純物を半導体中にドーピングさせる工程とを含むこと
を特徴とする半導体における不純物のドーピング方法。 - 【請求項２】 前記選択的に形成した感光性ドーパン
ト膜中の前記感光性樹脂を酸化して、前記感光した樹脂
を選択的に除去する工程を含むことを特徴とする請求項
１記載の半導体における不純物のドーピング方法。 - 【請求項３】 前記エネルギービームとしてレーザー
光を用いることを特徴とする請求項１記載の半導体にお
ける不純物のドーピング方法。 - 【請求項４】 前記半導体が珪素を主成分とする半導
体であることを特徴とする請求項１記載の半導体におけ
る不純物のドーピング方法。 - 【請求項５】 半導体上に、この半導体のドナーまた
はアクセプタとなる不純物と、感光性樹脂と、有機溶剤
とを少なくとも含む溶液を塗布する工程と、この塗布し
た溶液を乾燥して感光性ドーパント膜を形成する工程と
、この感光性ドーパント膜に選択的に露光して感光性樹
脂を感光させる工程と、前記感光性ドーパント膜を現像
して半導体上に選択的に感光性ドーパント膜を形成する
工程と、この選択的に形成した感光性ドーパント膜と前
記半導体における半導体活性層として用いる領域とにエ
ネルギービームを照射して、前記不純物を半導体中にド
ーピングさせるとともに、これと一括して前記半導体活
性層をアニールする工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記選択的に形成した感光性ドーパン
ト膜中の前記感光性樹脂を酸化して、前記感光した樹脂
を選択的に除去する工程を含むことを特徴とする請求項
５記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記エネルギービームとしてレーザー
光を用いることを特徴とする請求項５記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項８】 前記半導体が珪素を主成分とする非単
結晶半導体であることを特徴とする請求項５記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008042A JP3027013B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 半導体における不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008042A JP3027013B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 半導体における不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250617A true JPH04250617A (ja) | 1992-09-07 |
| JP3027013B2 JP3027013B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=11682294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008042A Expired - Fee Related JP3027013B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 半導体における不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027013B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7605064B2 (en) | 2000-02-29 | 2009-10-20 | Agere Systems Inc. | Selective laser annealing of semiconductor material |
| RU2476955C2 (ru) * | 2011-05-06 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" | Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора |
| CN106067415A (zh) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 富士电机株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
| US9659775B2 (en) | 2015-02-25 | 2017-05-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for doping impurities, method for manufacturing semiconductor device |
| CN112756798A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-07 | 中南大学 | 一种材料表面元素注入的方法 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008042A patent/JP3027013B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7605064B2 (en) | 2000-02-29 | 2009-10-20 | Agere Systems Inc. | Selective laser annealing of semiconductor material |
| RU2476955C2 (ru) * | 2011-05-06 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" | Способ формирования легированных областей полупроводникового прибора |
| US9659775B2 (en) | 2015-02-25 | 2017-05-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for doping impurities, method for manufacturing semiconductor device |
| CN106067415A (zh) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 富士电机株式会社 | 碳化硅半导体装置的制造方法 |
| JP2016207881A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 富士電機株式会社 | 炭化ケイ素半導体装置の製造方法 |
| CN112756798A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-07 | 中南大学 | 一种材料表面元素注入的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3027013B2 (ja) | 2000-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3378078B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
| US5646424A (en) | Transistor device employing crystallization catalyst | |
| US7749819B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US6541313B2 (en) | Transistor and process for fabricating the same | |
| JPS6246989B2 (ja) | ||
| JPH07221017A (ja) | 半導体装置およびその作製方法 | |
| JPH05198739A (ja) | 積層型半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH114001A (ja) | 半導体装置およびその作製方法 | |
| JPS622531A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04250617A (ja) | 半導体における不純物のドーピング方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2961375B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3890270B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP3347340B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH07202209A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 | |
| JPH04340725A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP3465772B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3460962B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2006080482A (ja) | 多結晶シリコン薄膜トランジスタの形成方法 | |
| JPH08316487A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
| JPH11261078A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0335551A (ja) | 半導体膜及びその形成方法 | |
| JP2789168B2 (ja) | 液晶表示パネル用絶縁ゲート型電界効果半導体装置の作製方法 | |
| JP3291845B2 (ja) | 結晶成長方法およびｍｏｓトランジスタのチャネル形成方法 | |
| JP3467571B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH10340855A (ja) | 半導体薄膜の結晶化方法およびそれを用いた薄膜トランジスタの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |