JPH05226366A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH05226366A
JPH05226366A JP5710592A JP5710592A JPH05226366A JP H05226366 A JPH05226366 A JP H05226366A JP 5710592 A JP5710592 A JP 5710592A JP 5710592 A JP5710592 A JP 5710592A JP H05226366 A JPH05226366 A JP H05226366A
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JP
Japan
Prior art keywords
silicon film
film
insulating film
polycrystalline silicon
gate insulating
Prior art date
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Pending
Application number
JP5710592A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Yamazaki
靖 山崎
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH05226366A publication Critical patent/JPH05226366A/en
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Abstract

PURPOSE:To stabilize the threshold voltage while boosting the gate insulating film breakdown voltage by a method wherein the ion implantation for the threshold voltage control of an FET is eliminated for avoiding the penetration of impurities into a gate insulating film. CONSTITUTION:A gate electrode 3 is formed on a semiconductor substrate 1 through the intermediary of an interlayer insulating film 2 and then an n-type polycrystal silicon film 5 containing the impurities such as phosphorus, etc., is deposited on the gate electrode 3. Next, an n-type polycrystal silicon film 5 is patterned after specific shape to lead-in p-type impurities so that a n-type polycrystal silicon film 6 to be a source-drain region of an FET may be formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【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、特に薄膜トランジスタ(TFT)を有する半導
体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a thin film transistor (TFT).

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、この種従来の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。半導体基板1上に膜厚約
3000Åの層間絶縁膜2を形成した後、通常のCVD
技術により多結晶シリコン膜を約2000Åの膜厚に成
長させる。次に、イオン注入法により、ボロンをウェハ
全面に、ドーズ量:1×1015cm-2で導入し、続いて、
リソグラフィ技術とドライエッチング技術によってゲー
ト電極3を形成する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a process sectional view showing a method of manufacturing a conventional semiconductor device of this type. After forming the interlayer insulating film 2 having a film thickness of about 3000 Å on the semiconductor substrate 1, the ordinary CVD is performed.
A polycrystalline silicon film is grown to a thickness of about 2000Å by the technique. Next, boron is introduced into the entire surface of the wafer by an ion implantation method at a dose amount of 1 × 10 15 cm -2 , and then,
The gate electrode 3 is formed by the lithography technique and the dry etching technique.

【0003】その後高温減圧CVD法によりシリコン酸
化膜を膜厚約250Åに成長させてゲート絶縁膜4を形
成する。次に、減圧CVD法によりノンドープ多結晶シ
リコン膜8を膜厚約400Åに成長させる〔図3の
(a)〕。
Thereafter, a silicon oxide film is grown to a film thickness of about 250 Å by a high temperature low pressure CVD method to form a gate insulating film 4. Next, the non-doped polycrystalline silicon film 8 is grown to a film thickness of about 400Å by the low pressure CVD method [(a) of FIG. 3].

【0004】次に、トランジスタのしきい値電圧を制御
するために、リンを、加速エネルギー:約40keV、
ドーズ量:約1×1013cm-2でイオン注入し、n型多結
晶シリコン膜5を形成する〔図3の(b)〕。
Next, in order to control the threshold voltage of the transistor, phosphorus is added with an acceleration energy of about 40 keV.
Ion implantation is performed with a dose amount of about 1 × 10 13 cm -2 to form the n-type polycrystalline silicon film 5 (FIG. 3B).

【0005】その後、リソグラフィ法とイオン注入法と
により、ソース・ドレイン領域となるp型多結晶シリコ
ン膜6を形成する〔図3の(C)〕。然る後、図示され
てはいないが層間絶縁膜、配線用金属膜等を形成してT
FTの製造を完了する。
After that, the p-type polycrystalline silicon film 6 to be the source / drain regions is formed by the lithography method and the ion implantation method [(C) of FIG. 3]. Then, although not shown, an interlayer insulating film, a metal film for wiring, etc. are formed to form a T film.
Completed manufacturing of FT.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】TFTの集積回路につ
いても一般集積回路と同様に小型化、高集積化が進めら
れており、そのため、TFTのチャネルを構成する多結
晶シリコン膜も400Å以下と薄膜化されている。
Similar to general integrated circuits, the integrated circuits of TFTs are being miniaturized and highly integrated. Therefore, the polycrystalline silicon film forming the channels of TFTs is as thin as 400 Å or less. Has been converted.

【0007】上述した従来のTFTの製造方法では、特
に上記多結晶シリコン膜が300Å以下と薄膜化される
と、トランジスタのしきい値電圧を制御するためのn型
不純物のイオン注入工程において、注入イオンのエネル
ギーのばらつきや多結晶シリコン膜の膜厚のばらつきに
よって注入した一部のイオンが多結晶シリコン膜をつき
抜けてゲート絶縁膜に達してしまう。その結果、ゲート
絶縁膜の誘電率が変化し、所定のデバイス特性が得られ
なくなるという問題点が生じる。さらに、従来製法で
は、ゲート絶縁膜への不純物導入によって絶縁破壊耐圧
の低下という問題も起った。
In the above-described conventional method of manufacturing a TFT, particularly when the polycrystalline silicon film is thinned to 300 Å or less, in the ion implantation step of the n-type impurity for controlling the threshold voltage of the transistor, implantation is performed. Due to variations in ion energy and variations in the thickness of the polycrystalline silicon film, some of the implanted ions pass through the polycrystalline silicon film and reach the gate insulating film. As a result, the dielectric constant of the gate insulating film changes, and the problem that predetermined device characteristics cannot be obtained arises. Further, in the conventional manufacturing method, there is a problem that the breakdown voltage is lowered due to the introduction of impurities into the gate insulating film.

【0008】[0008]

【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、TFTのチャネル、ソース・ドレイン領域を
構成する半導体薄膜を成長させる際に、TFTのしきい
値電圧が所望の値となる濃度に不純物を含有せしめるよ
うにするものである。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the threshold voltage of a TFT becomes a desired value when a semiconductor thin film forming a channel and a source / drain region of the TFT is grown. The concentration is made to contain impurities.

【0009】[0009]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の実施例の製造工程
を示す工程断面図である。まず、半導体基板1上に酸化
シリコン等の層間絶縁膜2をCVD法により約3000
Åの膜厚に成長させる。次に、多結晶シリコン膜を減圧
CVD法により膜厚約2000Åに成長させた後、ウェ
ハ全面にボロンを、ドーズ量:1×1015cm-2でイオン
注入する。その後、リソグラフィ技術とドライエッチン
グ技術を用いてパターニングしゲート電極3を形成す
る。次に、高温減圧CVD法により、膜厚250Åの酸
化シリコン膜を成長させてゲート絶縁膜4とする〔図1
の(a)〕。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1A to 1D are process cross-sectional views showing a manufacturing process of a first embodiment of the present invention. First, the interlayer insulating film 2 of silicon oxide or the like is formed on the semiconductor substrate 1 by the CVD method to a thickness of about 3000.
Grow to a film thickness of Å. Next, a polycrystalline silicon film is grown to a film thickness of about 2000Å by a low pressure CVD method, and then boron is ion-implanted on the entire surface of the wafer at a dose of 1 × 10 15 cm -2 . Then, the gate electrode 3 is formed by patterning using the lithography technique and the dry etching technique. Next, a silicon oxide film having a thickness of 250 Å is grown by the high temperature reduced pressure CVD method to form the gate insulating film 4 [FIG.
(A)].

【0010】次に、減圧CVD装置を用いてシラン(S
iH4 )あるいはジシラン(Si26 )とホスフィン
(PH3 )を原料として濃度1×1019cm-3にリンがド
ープされたn型多結晶シリコン膜5を膜厚400Åに成
長させる〔図1の(b)〕。この時に多結晶シリコン膜
5中に含有されるリンの濃度は、上記工程におけるホス
フィンの流量で決定される。
Next, silane (S
iH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) and phosphine (PH 3 ) are used as raw materials to grow phosphorus-doped n-type polycrystalline silicon film 5 at a concentration of 1 × 10 19 cm −3 to a film thickness of 400 Å [Fig. 1 (b)]. At this time, the concentration of phosphorus contained in the polycrystalline silicon film 5 is determined by the flow rate of phosphine in the above process.

【0011】次に、リソグラフィ技術およびドライエッ
チング技術を用いてn型多結晶シリコン膜5をパターニ
ングする。続いて、リソグラフィ技術を用いてソース・
ドレイン領域形成個所に開口を有するマスクを形成し、
その後、ボロンをイオン注入して、ソース・ドレイン領
域となるp型多結晶シリコン膜6を形成する〔図1の
(c)〕。
Next, the n-type polycrystalline silicon film 5 is patterned by using the lithography technique and the dry etching technique. Then, using lithography technology,
Forming a mask having an opening at the drain region forming portion,
After that, boron is ion-implanted to form the p-type polycrystalline silicon film 6 to be the source / drain regions [(c) of FIG. 1].

【0012】然る後に、図には示されていないが層間絶
縁膜、配線用金属膜等を形成すればTFTが完成する。
このようにして作成された半導体装置では、チャネル領
域下のゲート絶縁膜4に不純物がつき抜けることがなく
ここにダメージを与えることがなくなるので、高耐圧
で、所期のしきい値特性を有するTFTを得ることがで
きる。
After that, although not shown in the figure, a TFT is completed by forming an interlayer insulating film, a wiring metal film, and the like.
In the semiconductor device manufactured in this manner, the gate insulating film 4 below the channel region is not impregnated with impurities and is not damaged. Therefore, the semiconductor device has high withstand voltage and desired threshold characteristics. A TFT can be obtained.

【0013】図2は、本発明の第2の実施例の製造工程
を示す工程断面図である。本実施例において、ゲート絶
縁膜4を形成するまでの工程は先の実施例と同様であ
る。その後、ジシランとホスフィンを原料として、不純
物濃度1×1018cm-3、膜厚300Åのn型アモルファ
スシリコン膜5aを成長させ〔図2の(a)〕、続いて
アニーリング処理によりアモルファスシリコン膜をn型
多結晶シリコン膜5に変換する〔図2の(b)〕。
2A to 2D are process sectional views showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the steps up to forming the gate insulating film 4 are the same as those in the previous embodiment. Then, an n-type amorphous silicon film 5a having an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 and a film thickness of 300 Å is grown from disilane and phosphine as raw materials [FIG. It is converted into the n-type polycrystalline silicon film 5 [(b) of FIG. 2].

【0014】次に、n型多結晶シリコン膜5をパターニ
ングし、続いて、チャネル部分を除いてボロンイオンを
注入してp- 型多結晶シリコン膜7を形成する。さら
に、チャネル部分と高抵抗素子形成個所をマスクした
後、ボロンのイオン注入によりソース・ドレイン領域お
よび配線となる部分をp型多結晶シリコン膜6とする
〔図2の(c)〕。
Next, the n-type polycrystalline silicon film 5 is patterned, and then boron ions are implanted except for the channel portion to form the p -- type polycrystalline silicon film 7. Further, after masking the channel portion and the high resistance element forming portion, the p-type polycrystalline silicon film 6 is formed by ion implantation of boron to form the source / drain region and the wiring [FIG. 2 (c)].

【0015】第2の実施例では、トランジスタと高抵抗
素子という2種類のデバイスを同一層上で形成している
ため、高抵抗素子のためのコンタクト等が不要であり、
高集積化が可能となる。
In the second embodiment, since two types of devices, a transistor and a high resistance element, are formed on the same layer, a contact or the like for the high resistance element is unnecessary,
High integration is possible.

【0016】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく各種改
変が可能である。例えば、多結晶シリコン膜のパターニ
ングは、ソース・ドレイン領域を形成するためのイオン
注入の後であってもよく、また、TFTはnチャネル型
やディプリーション型であってもよい。さらに、多結晶
シリコン膜をレーザアニール等により単結晶化すること
もできる。なお、半導体基板の表面領域内にはいかなる
素子が形成されていてもよい。
The preferred embodiment has been described above.
The present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made. For example, the patterning of the polycrystalline silicon film may be performed after the ion implantation for forming the source / drain regions, and the TFT may be an n-channel type or a depletion type. Further, the polycrystalline silicon film can be made into a single crystal by laser annealing or the like. Any element may be formed in the surface region of the semiconductor substrate.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置の製造方法は、薄膜トランジスタのチャネル領
域、ソース・ドレイン領域となる半導体薄膜を成長させ
る際に、所定のしきい値を得るのに必要な濃度の不純物
がその半導体薄膜にドープされるようにするものである
ので、本発明によれば、イオン注入法によるチャネルへ
の不純物の導入が不要となり、ゲート酸化膜への不純物
のつき抜けを防ぐことができる。その結果、トランジス
タにおけるしきい値電圧を安定化させることができ、ま
た、ゲート絶縁膜耐圧を高く維持することができるよう
になる。
As described above, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is necessary for obtaining a predetermined threshold value when growing a semiconductor thin film which will be a channel region and a source / drain region of a thin film transistor. Since the semiconductor thin film is doped with impurities of various concentrations, according to the present invention, it is not necessary to introduce the impurities into the channel by the ion implantation method, and it is possible to prevent the impurities from passing through the gate oxide film. Can be prevented. As a result, the threshold voltage of the transistor can be stabilized and the breakdown voltage of the gate insulating film can be maintained high.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す工程断面図。FIG. 1 is a process sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す工程断面図。FIG. 2 is a process sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例の工程断面図。FIG. 3 is a process sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 層間絶縁膜 3 ゲート電極 4 ゲート絶縁膜 5 n型多結晶シリコン膜 5a n型アモルファスシリコン膜 6 p型多結晶シリコン膜 7 p- 型多結晶シリコン膜 8 ノンドープ多結晶シリコン膜1 semiconductor substrate 2 interlayer insulating film 3 gate electrode 4 gate insulating film 5 n-type polycrystalline silicon film 5a n-type amorphous silicon film 6 p-type polycrystalline silicon film 7 p - type polycrystalline silicon film 8 non-doped polycrystalline silicon film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜
を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に、不純物を含
む雰囲気中で半導体層を成長させて不純物を含有した半
導体薄膜を形成する工程と、前記半導体薄膜を所定の形
状にパターニングする工程と、前記半導体薄膜に選択的
に不純物を導入してソース・ドレイン領域を形成する工
程と、を含む半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate via an insulating film, a step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and a semiconductor in an atmosphere containing impurities on the gate insulating film. A step of growing a layer to form a semiconductor thin film containing impurities, a step of patterning the semiconductor thin film into a predetermined shape, and a step of selectively introducing impurities into the semiconductor thin film to form source / drain regions And a method for manufacturing a semiconductor device, including:
【請求項2】 前記半導体薄膜が多結晶シリコン膜であ
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor thin film is a polycrystalline silicon film.
【請求項3】 半導体基板上に絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜
を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に不純物を含有
したアモルファスシリコン膜を成長させる工程と、アニ
ーリングにより前記アモルファスシリコン膜を多結晶シ
リコン膜に変換する工程と、前記アモルファスシリコン
膜または前記多結晶シリコン膜を所定の形状にパターニ
ングする工程と、前記アモルファスシリコン膜または前
記多結晶シリコン膜のソース・ドレイン領域となる領域
に選択的に不純物を導入する工程と、を含む半導体装置
の製造方法。
3. A step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate via an insulating film, a step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and an amorphous silicon film containing impurities on the gate insulating film. A step of growing, a step of converting the amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film by annealing, a step of patterning the amorphous silicon film or the polycrystalline silicon film into a predetermined shape, the amorphous silicon film or the polycrystalline film A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of selectively introducing an impurity into a region of a silicon film to be a source / drain region.
【請求項4】 半導体基板上に絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜
を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に不純物を含有
したアモルファスシリコン膜または多結晶シリコン膜を
成長させる工程と、前記アモルファスシリコン膜または
前記多結晶シリコン膜を単結晶シリコン膜に変換する工
程と、前記アモルファスシリコン膜、前記多結晶シリコ
ン膜または前記単結晶シリコン膜を所定の形状にパター
ニングする工程と、前記アモルファスシリコン膜、前記
多結晶シリコン膜または前記単結晶シリコン膜のソース
・ドレイン領域となる領域に選択的に不純物を導入する
工程と、を含む半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a gate electrode on a semiconductor substrate via an insulating film, a step of forming a gate insulating film on the gate electrode, an amorphous silicon film containing impurities on the gate insulating film, or A step of growing a polycrystalline silicon film, a step of converting the amorphous silicon film or the polycrystalline silicon film into a single crystal silicon film, and a step of converting the amorphous silicon film, the polycrystalline silicon film or the single crystal silicon film into a predetermined film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of patterning into a shape; and a step of selectively introducing an impurity into a region serving as a source / drain region of the amorphous silicon film, the polycrystalline silicon film or the single crystal silicon film.
JP5710592A 1992-02-07 1992-02-07 Manufacture of semiconductor device Pending JPH05226366A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006229082A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Sony Corp Semiconductor device and its fabrication process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006229082A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Sony Corp Semiconductor device and its fabrication process
JP4639839B2 (en) * 2005-02-18 2011-02-23 ソニー株式会社 Manufacturing method of semiconductor device

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