JPH05275449A - 薄膜半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
薄膜半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH05275449A JPH05275449A JP6832892A JP6832892A JPH05275449A JP H05275449 A JPH05275449 A JP H05275449A JP 6832892 A JP6832892 A JP 6832892A JP 6832892 A JP6832892 A JP 6832892A JP H05275449 A JPH05275449 A JP H05275449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- semiconductor layer
- insulating film
- gate
- forming
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegallium Chemical compound [Te]=[Ga] OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 gate electrode Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001810 electrochemical catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
- H01L29/78621—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure with LDD structure or an extension or an offset region or characterised by the doping profile
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォト工程を増やすことなく薄膜トランジス
タのリーク電流を低減することを目的とする。 【構成】 コンタクトホールを開けてからイオン注入す
ることによってソース、ドレイン領域を形成する。この
時、ゲート電極端とコンタクトホール端との距離を1μ
m以上3μm以下とすることによって、オフセットゲー
ト構造を形成する。 【効果】 SiO2膜を通さずにイオン注入するのでノ
ックオン効果が防止され、酸素原子あるいは窒素原子が
ソース、ドレイン領域へ押し出されなくなる。その結
果、欠陥密度が低減されリーク電流が従来に比べて低減
する。また、簡単な工程でオフセットゲート構造が形成
される。
タのリーク電流を低減することを目的とする。 【構成】 コンタクトホールを開けてからイオン注入す
ることによってソース、ドレイン領域を形成する。この
時、ゲート電極端とコンタクトホール端との距離を1μ
m以上3μm以下とすることによって、オフセットゲー
ト構造を形成する。 【効果】 SiO2膜を通さずにイオン注入するのでノ
ックオン効果が防止され、酸素原子あるいは窒素原子が
ソース、ドレイン領域へ押し出されなくなる。その結
果、欠陥密度が低減されリーク電流が従来に比べて低減
する。また、簡単な工程でオフセットゲート構造が形成
される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石英基板あるいはガラ
ス基板のような絶縁性非晶質材料上にオフ電流の極めて
少ない薄膜半導体装置の製造方法に関する。
ス基板のような絶縁性非晶質材料上にオフ電流の極めて
少ない薄膜半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の絶縁ゲート型薄膜トランジスタの
ソース領域およびドレイン領域形成方法を図5に示す。
第1の半導体層5−1、ゲート絶縁膜5−2の上にゲー
ト電極5−3を形成した後、該ゲート電極5−3をマス
クとしてドナー型あるいはアクセプター型の不純物元素
をイオン注入することによってソース領域5−4および
ドレイン領域5−5を形成していた。つまり、不純物元
素は前記ゲート絶縁膜5−2を通して第1の半導体層に
注入されていたことになる。なお、5−6の矢印は不純
物のイオンビームを示している。
ソース領域およびドレイン領域形成方法を図5に示す。
第1の半導体層5−1、ゲート絶縁膜5−2の上にゲー
ト電極5−3を形成した後、該ゲート電極5−3をマス
クとしてドナー型あるいはアクセプター型の不純物元素
をイオン注入することによってソース領域5−4および
ドレイン領域5−5を形成していた。つまり、不純物元
素は前記ゲート絶縁膜5−2を通して第1の半導体層に
注入されていたことになる。なお、5−6の矢印は不純
物のイオンビームを示している。
【0003】また、LDD(Lightly dope
d drain)のようなオフセットゲート構造を形成
するには、異方性エッチングを利用してゲート電極側壁
を設けるなどの複雑な工程が必要であった。
d drain)のようなオフセットゲート構造を形成
するには、異方性エッチングを利用してゲート電極側壁
を設けるなどの複雑な工程が必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の方法によれば、ゲート絶縁膜を構成している
元素、例えば酸素(O)あるいは窒素(N)等がノック
オン効果によって入射イオンと共にソース領域及びドレ
イン領域まで導入されてしまう。{イオンインプランテ
ーション、昭晃堂} そして、ソース領域及びドレイン
領域に取り込まれた酸素や窒素は格子間原子等のような
欠陥準位を形成する。この欠陥準位は薄膜トランジスタ
のリーク電流増大の要因となる。{Extended
Abstracts of the 22th Con
ference on SolidState Dev
ices and Materials,Senda
i,1990,pp.135ー137}本発明は、以上
述べたようなリーク電流増大の主要因となる欠陥準位の
発生を防止すると同時に、簡単な工程でオフセットゲー
ト構造をつくり込むことによって、きわめてリーク電流
の低い優れた薄膜トランジスタを実現することを目的と
している。
うな従来の方法によれば、ゲート絶縁膜を構成している
元素、例えば酸素(O)あるいは窒素(N)等がノック
オン効果によって入射イオンと共にソース領域及びドレ
イン領域まで導入されてしまう。{イオンインプランテ
ーション、昭晃堂} そして、ソース領域及びドレイン
領域に取り込まれた酸素や窒素は格子間原子等のような
欠陥準位を形成する。この欠陥準位は薄膜トランジスタ
のリーク電流増大の要因となる。{Extended
Abstracts of the 22th Con
ference on SolidState Dev
ices and Materials,Senda
i,1990,pp.135ー137}本発明は、以上
述べたようなリーク電流増大の主要因となる欠陥準位の
発生を防止すると同時に、簡単な工程でオフセットゲー
ト構造をつくり込むことによって、きわめてリーク電流
の低い優れた薄膜トランジスタを実現することを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性非晶質
材料上に形成されたソース、ドレイン領域を有する絶縁
ゲート型薄膜半導体装置の製造方法に於て、[a] 絶
縁性非晶質材料上に第1の半導体層を形成し、該半導体
層上にゲート絶縁膜を成膜する工程、[b] 前記ゲー
ト絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、[c] 層間
絶縁膜を積層する工程、[d] 前記第1の半導体層と
のコンタクトを形成するために、フォト工程により、前
記層間絶縁膜およびゲート絶縁膜にコンタクトホールを
形成する工程、[e] 前記第1の半導体層にリン
(P)、ヒ素(As)等のドナー型不純物、あるいはボ
ロン(B)等のアクセプター型の不純物をイオン注入す
ることにより、ソース領域、およびドレイン領域を形成
する工程を少なくとも有することを特徴とする。
材料上に形成されたソース、ドレイン領域を有する絶縁
ゲート型薄膜半導体装置の製造方法に於て、[a] 絶
縁性非晶質材料上に第1の半導体層を形成し、該半導体
層上にゲート絶縁膜を成膜する工程、[b] 前記ゲー
ト絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、[c] 層間
絶縁膜を積層する工程、[d] 前記第1の半導体層と
のコンタクトを形成するために、フォト工程により、前
記層間絶縁膜およびゲート絶縁膜にコンタクトホールを
形成する工程、[e] 前記第1の半導体層にリン
(P)、ヒ素(As)等のドナー型不純物、あるいはボ
ロン(B)等のアクセプター型の不純物をイオン注入す
ることにより、ソース領域、およびドレイン領域を形成
する工程を少なくとも有することを特徴とする。
【0006】また、ゲート電極パターン端とコンタクト
ホールパターン端との距離Lは、1.5μm以上および
3μm以下であることを特徴とする。
ホールパターン端との距離Lは、1.5μm以上および
3μm以下であることを特徴とする。
【0007】
【実施例】本発明のイオン注入方法を用いて薄膜トラン
ジスタを作成する工程に沿って本発明の実施例1を説明
する。
ジスタを作成する工程に沿って本発明の実施例1を説明
する。
【0008】絶縁性非晶質材料上に、非単結晶半導体薄
膜を成膜する。前記絶縁性非晶質材料としては、石英基
板、ガラス基板、窒化膜あるいはSiO2膜等が用いら
れる。石英基板を用いる場合はプロセス温度は1200
℃程度まで許容されるが、ガラス基板を用いる場合は、
600℃以下の低温プロセスに制限される。以下では、
石英基板を用い、前記非単結晶半導体薄膜として固相成
長Si薄膜を用いた場合を実施例として説明する。固相
成長Si薄膜ばかりでなく、多結晶Si薄膜やSOI
(Silicon on Insulator)にも本
発明を応用することができる。
膜を成膜する。前記絶縁性非晶質材料としては、石英基
板、ガラス基板、窒化膜あるいはSiO2膜等が用いら
れる。石英基板を用いる場合はプロセス温度は1200
℃程度まで許容されるが、ガラス基板を用いる場合は、
600℃以下の低温プロセスに制限される。以下では、
石英基板を用い、前記非単結晶半導体薄膜として固相成
長Si薄膜を用いた場合を実施例として説明する。固相
成長Si薄膜ばかりでなく、多結晶Si薄膜やSOI
(Silicon on Insulator)にも本
発明を応用することができる。
【0009】プラズマCVD装置を用い、図1(a)に
示すように石英基板1ー1上に、SiH4とH2の混合ガ
スを、13.56MHzの高周波グロー放電により分解
させて非晶質Si膜1ー2を堆積させる。前記混合ガス
のSiH4分圧は10〜20%、デポ中の内圧は0.5
〜1.5torr程度である。基板温度は250℃以
下、180℃程度が適している。赤外吸収測定より結合
水素量を求めたところ約8atomic%であった。前
記非晶質Si膜1−2の堆積前のチェンバーをフレオン
洗浄し、続いて堆積させられた非晶質Si膜は2×10
18cm-3の弗素を含んでいる。従って、本発明において
は、前記フレオン洗浄後、ダミーの堆積を行ってから、
実際の堆積を行う。あるいは、フレオン洗浄を廃止し、
ビーズ処理等の別の方法でチェンバーの洗浄を行う。
示すように石英基板1ー1上に、SiH4とH2の混合ガ
スを、13.56MHzの高周波グロー放電により分解
させて非晶質Si膜1ー2を堆積させる。前記混合ガス
のSiH4分圧は10〜20%、デポ中の内圧は0.5
〜1.5torr程度である。基板温度は250℃以
下、180℃程度が適している。赤外吸収測定より結合
水素量を求めたところ約8atomic%であった。前
記非晶質Si膜1−2の堆積前のチェンバーをフレオン
洗浄し、続いて堆積させられた非晶質Si膜は2×10
18cm-3の弗素を含んでいる。従って、本発明において
は、前記フレオン洗浄後、ダミーの堆積を行ってから、
実際の堆積を行う。あるいは、フレオン洗浄を廃止し、
ビーズ処理等の別の方法でチェンバーの洗浄を行う。
【0010】続いて、該非晶質Si膜を、400℃〜5
00℃で熱処理して水素を放出させる。この工程は、水
素の爆発的な脱離を防ぐことを目的としている。
00℃で熱処理して水素を放出させる。この工程は、水
素の爆発的な脱離を防ぐことを目的としている。
【0011】次に、前記非晶質薄膜1−2を固相成長さ
せる。固相成長方法は、石英管による炉アニールが便利
である。アニール雰囲気としては、窒素ガス、水素ガ
ス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどを用いる。1×1
0-6から1×10-10Torrの高真空雰囲気でアニー
ルを行ってもよい。固相成長アニール温度は500℃〜
700℃とする。この様な低温アニールでは選択的に、
結晶成長の活性化エネルギーの小さな結晶方位を持つ結
晶粒のみが成長し、しかもゆっくりと大きく成長する。
発明者の実験において、アニール温度600℃、アニー
ル時間16時間で固相成長させることにより2μm以上
の大粒径シリコン薄膜が得られている。図1(b)にお
いて、1−3は固相成長シリコン薄膜を示している。
せる。固相成長方法は、石英管による炉アニールが便利
である。アニール雰囲気としては、窒素ガス、水素ガ
ス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどを用いる。1×1
0-6から1×10-10Torrの高真空雰囲気でアニー
ルを行ってもよい。固相成長アニール温度は500℃〜
700℃とする。この様な低温アニールでは選択的に、
結晶成長の活性化エネルギーの小さな結晶方位を持つ結
晶粒のみが成長し、しかもゆっくりと大きく成長する。
発明者の実験において、アニール温度600℃、アニー
ル時間16時間で固相成長させることにより2μm以上
の大粒径シリコン薄膜が得られている。図1(b)にお
いて、1−3は固相成長シリコン薄膜を示している。
【0012】以上は、固相成長法によるシリコン薄膜の
作製方法について説明したが、そのほかに、LPCVD
法あるいはスパッタ法や蒸着法等の方法でシリコン薄膜
を作製してもよい。
作製方法について説明したが、そのほかに、LPCVD
法あるいはスパッタ法や蒸着法等の方法でシリコン薄膜
を作製してもよい。
【0013】次に、前記固相成長シリコン薄膜をフォト
リソグラフィ法によって図1(c)に示されているよう
に島状にパターニングする。
リソグラフィ法によって図1(c)に示されているよう
に島状にパターニングする。
【0014】次に図1(d)に示されているように、ゲ
ート酸化膜1−4を形成する。該ゲート酸化膜の形成方
法としてはLPCVD法、あるいは光励起CVD法、あ
るいはプラズマCVD法、ECRプラズマCVD法、あ
るいは高真空蒸着法、あるいはプラズマ酸化法、あるい
は高圧酸化法などのような500℃以下の低温方法があ
る。該低温方法で成膜されたゲート酸化膜は、熱処理す
ることによってより緻密で界面準位の少ない優れた膜と
なる。非晶質絶縁基板1−1として石英基板を用いる場
合は、熱酸化法によることができる。該熱酸化法にはd
ry酸化法とwet酸化法とがあるが、酸化温度は10
00℃以上と高いが膜質が優れていることからdry酸
化法の方が適している。
ート酸化膜1−4を形成する。該ゲート酸化膜の形成方
法としてはLPCVD法、あるいは光励起CVD法、あ
るいはプラズマCVD法、ECRプラズマCVD法、あ
るいは高真空蒸着法、あるいはプラズマ酸化法、あるい
は高圧酸化法などのような500℃以下の低温方法があ
る。該低温方法で成膜されたゲート酸化膜は、熱処理す
ることによってより緻密で界面準位の少ない優れた膜と
なる。非晶質絶縁基板1−1として石英基板を用いる場
合は、熱酸化法によることができる。該熱酸化法にはd
ry酸化法とwet酸化法とがあるが、酸化温度は10
00℃以上と高いが膜質が優れていることからdry酸
化法の方が適している。
【0015】酸化膜形成後、ボロンをチャネルイオン注
入してもよい。これは、Nch薄膜トランジスタのスレ
ッシュホルド電圧がマイナス側にシフトすることを防ぐ
ことを目的としている。前記非晶質シリコン膜のデポ膜
厚が500〜1500Å程度の場合は、ボロンのドーズ
量は1×1012〜5×1012cm-2程度が適している。
入してもよい。これは、Nch薄膜トランジスタのスレ
ッシュホルド電圧がマイナス側にシフトすることを防ぐ
ことを目的としている。前記非晶質シリコン膜のデポ膜
厚が500〜1500Å程度の場合は、ボロンのドーズ
量は1×1012〜5×1012cm-2程度が適している。
【0016】前記非晶質シリコン膜の膜厚が500Å以
下の薄い場合にはボロンドーズ量を少なくし、目安とし
ては1×1012cm-2以下にする。また、前記膜厚が1
500Å以上の厚い場合にはボロンドーズ量を多くし、
目安としては5×1012cm-2以上にする。
下の薄い場合にはボロンドーズ量を少なくし、目安とし
ては1×1012cm-2以下にする。また、前記膜厚が1
500Å以上の厚い場合にはボロンドーズ量を多くし、
目安としては5×1012cm-2以上にする。
【0017】次に図1(e)に示されるように、ゲート
電極1−5を形成する。該ゲート電極材料としては多結
晶シリコン薄膜、あるいはモリブデンシリサイドやタン
グステンシリサイドやチタンシリサイドなどのようなシ
リサイド膜、あるいはアルミニュウムやクロムなどのよ
うな金属膜、あるいはITOやSnO2 などのような透
明性導電膜などを用いることができる。成膜方法として
は、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法、プラズマCV
D法等の方法があるが、ここでの詳しい説明は省略す
る。
電極1−5を形成する。該ゲート電極材料としては多結
晶シリコン薄膜、あるいはモリブデンシリサイドやタン
グステンシリサイドやチタンシリサイドなどのようなシ
リサイド膜、あるいはアルミニュウムやクロムなどのよ
うな金属膜、あるいはITOやSnO2 などのような透
明性導電膜などを用いることができる。成膜方法として
は、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法、プラズマCV
D法等の方法があるが、ここでの詳しい説明は省略す
る。
【0018】続いて図2(a)に示すように、層間絶縁
膜1−6を積層する。該層間絶縁膜材料としては、酸化
膜あるいは窒化膜などを用いる。絶縁性が良好ならば膜
厚はいくらでもよいが、数千Åから数μm程度が普通で
ある。窒化膜の形成方法としては、LPCVD法あるい
はプラズマCVD法などが簡単である。反応には、アン
モニアガス(NH3)とシランガスと窒素ガスとの混合
ガス、あるいはシランガスと窒素ガスとの混合ガスなど
を用いる。
膜1−6を積層する。該層間絶縁膜材料としては、酸化
膜あるいは窒化膜などを用いる。絶縁性が良好ならば膜
厚はいくらでもよいが、数千Åから数μm程度が普通で
ある。窒化膜の形成方法としては、LPCVD法あるい
はプラズマCVD法などが簡単である。反応には、アン
モニアガス(NH3)とシランガスと窒素ガスとの混合
ガス、あるいはシランガスと窒素ガスとの混合ガスなど
を用いる。
【0019】続いて図2(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ法によりコンタクトホールを形成し、前記第
1の半導体層の1部を露出させる。この時、前記ゲート
電極1−5のパターン端と前記コンタクタホールのパタ
ーン端との距離Lは、1.5μm以上かつ3μm以下と
なるようにパターニングする。同図において前記Lを1
−7で表している。図中ではゲート電極の両側にLが等
しくなるように示しているが、これは必ずしも等しくな
らなくてもよい。
ソグラフィ法によりコンタクトホールを形成し、前記第
1の半導体層の1部を露出させる。この時、前記ゲート
電極1−5のパターン端と前記コンタクタホールのパタ
ーン端との距離Lは、1.5μm以上かつ3μm以下と
なるようにパターニングする。同図において前記Lを1
−7で表している。図中ではゲート電極の両側にLが等
しくなるように示しているが、これは必ずしも等しくな
らなくてもよい。
【0020】次にイオン注入法により、前記第1の半導
体層にアクセプター型またはドナー型の不純物をイオン
注入し、自己整合的にソース領域およびドレイン領域を
形成する。この時図2(c)に示すように、コンタクト
ホールによって半導体層表面が露出している部分は半導
体層に直接イオンが注入されるので高濃度不純物領域N
+あるいはP+となる。直接半導体層にイオン注入するの
で注入エネルギーは小さくてよい。50keV以下で充
分である。一方、ゲート電極パターン端とコンタクトホ
ールパターン端との間の領域1−7(Lの領域)は、ゲ
ート絶縁膜1−4および層間絶縁膜1−6を通してイオ
ンが注入されるので、イオンは少なくとも1μm以上も
あるSiO2層を通して注入されることとなる。従っ
て、LSS理論(Lindhard,Scharff
and Schiott theory)より、注入イ
オンは通り抜けることができないので、半導体層の領域
1−7は不純物のないオフセット領域となる。図2
(c)において、1−8は高濃度にイオン注入されたソ
ース領域、および1−9はドレイン領域を示し、1−1
0は不純物のないオフセット領域を示している。
体層にアクセプター型またはドナー型の不純物をイオン
注入し、自己整合的にソース領域およびドレイン領域を
形成する。この時図2(c)に示すように、コンタクト
ホールによって半導体層表面が露出している部分は半導
体層に直接イオンが注入されるので高濃度不純物領域N
+あるいはP+となる。直接半導体層にイオン注入するの
で注入エネルギーは小さくてよい。50keV以下で充
分である。一方、ゲート電極パターン端とコンタクトホ
ールパターン端との間の領域1−7(Lの領域)は、ゲ
ート絶縁膜1−4および層間絶縁膜1−6を通してイオ
ンが注入されるので、イオンは少なくとも1μm以上も
あるSiO2層を通して注入されることとなる。従っ
て、LSS理論(Lindhard,Scharff
and Schiott theory)より、注入イ
オンは通り抜けることができないので、半導体層の領域
1−7は不純物のないオフセット領域となる。図2
(c)において、1−8は高濃度にイオン注入されたソ
ース領域、および1−9はドレイン領域を示し、1−1
0は不純物のないオフセット領域を示している。
【0021】前記アクセプター型の不純物としては、ボ
ロン(B)等を用いる。前記ドナー型の不純物として
は、リン(P)あるいはひ素(As)等を用いる。不純
物添加方法としては、イオン注入法の他に、レーザード
ーピング法あるいはプラズマドーピング法などの方法が
ある。1−11で示される矢印は不純物のイオンビーム
を表している。前記絶縁性非晶質材料1−1として石英
基板を用いた場合には熱拡散法を使うことができる。不
純物ドーズ量は、1×1014から1×1017cm-2程度
とする。不純物濃度に換算すると、ソース1−8および
ドレイン領域1−9で約1×1019から1×1022cm
-3程度、オフセット領域1−10で約1×1015から1
×1018cm-3程度である。また、注入エネルギーは前
述したように、50keV以下でも充分である。
ロン(B)等を用いる。前記ドナー型の不純物として
は、リン(P)あるいはひ素(As)等を用いる。不純
物添加方法としては、イオン注入法の他に、レーザード
ーピング法あるいはプラズマドーピング法などの方法が
ある。1−11で示される矢印は不純物のイオンビーム
を表している。前記絶縁性非晶質材料1−1として石英
基板を用いた場合には熱拡散法を使うことができる。不
純物ドーズ量は、1×1014から1×1017cm-2程度
とする。不純物濃度に換算すると、ソース1−8および
ドレイン領域1−9で約1×1019から1×1022cm
-3程度、オフセット領域1−10で約1×1015から1
×1018cm-3程度である。また、注入エネルギーは前
述したように、50keV以下でも充分である。
【0022】続いて、前記層間絶縁膜の緻密化と前記ソ
−ス領域及びドレイン領域の活性化と結晶性の回復を目
的として活性化アニールを行う。活性化アニールの条件
としては、N2ガス雰囲気中で800〜1000℃程度
に低温化し、アニール時間を20分〜1時間程度とす
る。900〜1000℃では20分程度のアニールで不
純物はかなり活性化される。800〜900℃では20
分から1時間のアニールをする。一方、はじめに500
〜800℃で1〜20時間程度のアニールにより結晶性
を充分に回復させた後、900〜1000℃の高温で活
性化させるという2段階活性化アニール法も効果があ
る。また、赤外線ランプやハロゲンランプを用いたRT
A(Rapid Thermal Annealin
g)法も効果がある。さらには、レーザービーム等を用
いたレーザー活性化法を利用することも効果がある。
−ス領域及びドレイン領域の活性化と結晶性の回復を目
的として活性化アニールを行う。活性化アニールの条件
としては、N2ガス雰囲気中で800〜1000℃程度
に低温化し、アニール時間を20分〜1時間程度とす
る。900〜1000℃では20分程度のアニールで不
純物はかなり活性化される。800〜900℃では20
分から1時間のアニールをする。一方、はじめに500
〜800℃で1〜20時間程度のアニールにより結晶性
を充分に回復させた後、900〜1000℃の高温で活
性化させるという2段階活性化アニール法も効果があ
る。また、赤外線ランプやハロゲンランプを用いたRT
A(Rapid Thermal Annealin
g)法も効果がある。さらには、レーザービーム等を用
いたレーザー活性化法を利用することも効果がある。
【0023】次に、水素プラズマ法、あるいは水素イオ
ン注入法、あるいはプラズマ窒化膜からの水素の拡散法
などの方法で水素イオンを導入すると,結晶粒界に存在
するダングリングボンドや、ゲート酸化膜界面などに存
在する欠陥や、ソース、ドレイン部とチャネル部との接
合部に存在する欠陥が不活性化される。この様な水素化
工程は、層間絶縁膜1−17を積層する前におこなって
もよい。または、後に述べる、ソ−ス電極とドレイン電
極を形成してから前記水素化工程を行ってもよい。
ン注入法、あるいはプラズマ窒化膜からの水素の拡散法
などの方法で水素イオンを導入すると,結晶粒界に存在
するダングリングボンドや、ゲート酸化膜界面などに存
在する欠陥や、ソース、ドレイン部とチャネル部との接
合部に存在する欠陥が不活性化される。この様な水素化
工程は、層間絶縁膜1−17を積層する前におこなって
もよい。または、後に述べる、ソ−ス電極とドレイン電
極を形成してから前記水素化工程を行ってもよい。
【0024】次に図2(d)に示すように、ソース電極
1−12よびドレイン電極1−13を形成する。該ソー
ス電極及びドレイン電極は、アルミニュウムあるいはク
ロムなどの金属材料で形成する。この様にして薄膜トラ
ンジスタが形成される。
1−12よびドレイン電極1−13を形成する。該ソー
ス電極及びドレイン電極は、アルミニュウムあるいはク
ロムなどの金属材料で形成する。この様にして薄膜トラ
ンジスタが形成される。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、SiO2膜を通さ
ないで不純物イオンをイオン注入するので注入不純物に
よるノックオン効果が防止される。そのために、ソー
ス、ドレイン領域への酸素、あるいは窒素等の押し出し
が防止される。従って、イオン注入によるSi膜への損
傷や欠陥準位の生成が低減される。このために、薄膜ト
ランジスタ等の薄膜半導体デバイスにおいて、そのリー
ク電流を大きく低減することが実現できる。さらに、今
述べたようにソース、ドレイン領域の欠陥が低減するこ
とからその比抵抗が減少することになる。このために薄
膜トランジスタのオン時の抵抗値が低減することとな
り、その結果、オン電流が増大する。本発明によれば、
このように大きな効果が得られる。
ないで不純物イオンをイオン注入するので注入不純物に
よるノックオン効果が防止される。そのために、ソー
ス、ドレイン領域への酸素、あるいは窒素等の押し出し
が防止される。従って、イオン注入によるSi膜への損
傷や欠陥準位の生成が低減される。このために、薄膜ト
ランジスタ等の薄膜半導体デバイスにおいて、そのリー
ク電流を大きく低減することが実現できる。さらに、今
述べたようにソース、ドレイン領域の欠陥が低減するこ
とからその比抵抗が減少することになる。このために薄
膜トランジスタのオン時の抵抗値が低減することとな
り、その結果、オン電流が増大する。本発明によれば、
このように大きな効果が得られる。
【0026】さらに、1回のイオン注入工程により、オ
フセット領域が形成されるためにドレイン端での電界集
中が緩和される。従ってリーク電流が低減する。従来異
方性エッチングによりゲート電極側壁をもうけてLDD
領域を形成していたが、このような複雑な工程を省略す
ることが可能となった。
フセット領域が形成されるためにドレイン端での電界集
中が緩和される。従ってリーク電流が低減する。従来異
方性エッチングによりゲート電極側壁をもうけてLDD
領域を形成していたが、このような複雑な工程を省略す
ることが可能となった。
【0027】以上述べたように、ソース、ドレイン領域
に欠陥準位を生成することなく、非常に簡単な工程でオ
フセット構造を作製することができるので、リーク電流
の極めて低い薄膜トランジスタを形成する上で、本発明
は非常に大きな効果をもたらすものである。
に欠陥準位を生成することなく、非常に簡単な工程でオ
フセット構造を作製することができるので、リーク電流
の極めて低い薄膜トランジスタを形成する上で、本発明
は非常に大きな効果をもたらすものである。
【0028】図3に、トランジスタ特性に対する本発明
の効果を図示して説明する。図3は、Nch薄膜トラン
ジスタの特性を示す図である。横軸はゲート電圧、縦軸
はドレイン電流を表している。3−1は従来のトランジ
スタカーブである。これに対して本発明により作製した
薄膜トランジスタのトランジスタカーブは3−2に示す
曲線で示されている。本発明により、リーク電流の低減
が実現される。
の効果を図示して説明する。図3は、Nch薄膜トラン
ジスタの特性を示す図である。横軸はゲート電圧、縦軸
はドレイン電流を表している。3−1は従来のトランジ
スタカーブである。これに対して本発明により作製した
薄膜トランジスタのトランジスタカーブは3−2に示す
曲線で示されている。本発明により、リーク電流の低減
が実現される。
【0029】図4は本発明において、ゲート電極パター
ン端とコンタクトホールパターン端との距離Lの効果を
説明する図である。これまでの実験の結果、多結晶シリ
コン膜に不純物原子をイオン注入し1000℃程度で活
性化アニールを行うと、注入された不純物原子は約1μ
m横方向に拡散することがわかっている。この結果がこ
の図に反映されている。同図において、4−1はL=1
μmの時のトランジスタカーブを示し、4ー2はL=
1.5μmの時のトランジスタカーブを示している。不
純物の横方向拡散長が約1μmあるために、L=1μm
の場合はソース、ドレイン領域がゲート電極の下まで入
り込んでくる。従って4ー1のカーブで示したようにゲ
ート電圧負の場合のドレイン電流すなわちリーク電流
は、ゲート電圧に依存して大きくはね上がる。これに対
して本発明においては、L≧1.5μmとしたので不純
物が横方向に拡散してもソース、ドレイン領域がゲート
電極の下までは入り込んでくることはない。L=1.5
μmの場合、片側で約0.5μmのオフセット領域が形
成されることとなる。従って4−2のカーブで示したよ
うにリーク電流のゲート電圧に依存した跳ね上がりがま
ったくなくなる。ただし、オフセット領域の影響でチャ
ネル抵抗が大きくなり、オン電流が低下することとな
る。従ってLを大きくし過ぎるとオン電流が極めて小さ
くなってしまう。L=3.5μmの場合のカーブを4−
3に示した。オフセット領域は片側で約2.5μmにも
なり、チャネル抵抗が大きすぎて極端にオン電流が低下
してしまう。従って本発明においては、L≦3μmと規
定した。
ン端とコンタクトホールパターン端との距離Lの効果を
説明する図である。これまでの実験の結果、多結晶シリ
コン膜に不純物原子をイオン注入し1000℃程度で活
性化アニールを行うと、注入された不純物原子は約1μ
m横方向に拡散することがわかっている。この結果がこ
の図に反映されている。同図において、4−1はL=1
μmの時のトランジスタカーブを示し、4ー2はL=
1.5μmの時のトランジスタカーブを示している。不
純物の横方向拡散長が約1μmあるために、L=1μm
の場合はソース、ドレイン領域がゲート電極の下まで入
り込んでくる。従って4ー1のカーブで示したようにゲ
ート電圧負の場合のドレイン電流すなわちリーク電流
は、ゲート電圧に依存して大きくはね上がる。これに対
して本発明においては、L≧1.5μmとしたので不純
物が横方向に拡散してもソース、ドレイン領域がゲート
電極の下までは入り込んでくることはない。L=1.5
μmの場合、片側で約0.5μmのオフセット領域が形
成されることとなる。従って4−2のカーブで示したよ
うにリーク電流のゲート電圧に依存した跳ね上がりがま
ったくなくなる。ただし、オフセット領域の影響でチャ
ネル抵抗が大きくなり、オン電流が低下することとな
る。従ってLを大きくし過ぎるとオン電流が極めて小さ
くなってしまう。L=3.5μmの場合のカーブを4−
3に示した。オフセット領域は片側で約2.5μmにも
なり、チャネル抵抗が大きすぎて極端にオン電流が低下
してしまう。従って本発明においては、L≦3μmと規
定した。
【0030】固相成長法を用いることによって、非晶質
絶縁基板上に結晶性の優れたシリコン薄膜を作製するこ
とが可能になったのでSOI技術の発展に大きく寄与す
るものである。フォト工程はまったく増えないので、優
れたシリコン薄膜が得られるのにかかわらずコストアッ
プとはならない。
絶縁基板上に結晶性の優れたシリコン薄膜を作製するこ
とが可能になったのでSOI技術の発展に大きく寄与す
るものである。フォト工程はまったく増えないので、優
れたシリコン薄膜が得られるのにかかわらずコストアッ
プとはならない。
【0031】本発明によって作製された薄膜トランジス
タは優れた特性を有する。従来に比べて、薄膜トランジ
スタのリーク電流は小さくなる。またスレッシュホルド
電圧も小さくなりトランジスタ特性が大きく改善され
る。
タは優れた特性を有する。従来に比べて、薄膜トランジ
スタのリーク電流は小さくなる。またスレッシュホルド
電圧も小さくなりトランジスタ特性が大きく改善され
る。
【0032】非晶質絶縁基板上に優れた特性の薄膜トラ
ンジスタを作製することが可能となるので、ドライバー
回路を同一基板上に集積したアクティブマトリクス基板
に応用した場合にも十分な高速動作が実現される。リー
ク電流が非常に小さいことから保持特性も向上する。さ
らに、電源電圧の低減、消費電流の低減、信頼性の向上
に対して大きな効果がある。また、600℃以下の低温
プロセスによる作製も可能なので、アクティブマトリク
ス基板の低価格化及び大面積化に対してもその効果は大
きい。
ンジスタを作製することが可能となるので、ドライバー
回路を同一基板上に集積したアクティブマトリクス基板
に応用した場合にも十分な高速動作が実現される。リー
ク電流が非常に小さいことから保持特性も向上する。さ
らに、電源電圧の低減、消費電流の低減、信頼性の向上
に対して大きな効果がある。また、600℃以下の低温
プロセスによる作製も可能なので、アクティブマトリク
ス基板の低価格化及び大面積化に対してもその効果は大
きい。
【0033】本発明を、光電変換素子とその走査回路を
同一チップ内に集積した密着型イメージセンサーに応用
した場合には、読み取り速度の高速化、高解像度化、さ
らに階調をとる場合に非常に大きな効果をうみだす。高
解像度化が達成されるとカラー読み取り用密着型イメー
ジセンサーへの応用も容易となる。もちろん電源電圧の
低減、消費電流の低減、信頼性の向上に対してもその効
果は大きい。また低温プロセスによって作製することが
できるので、密着型イメージセンサーチップの長尺化が
可能となり、一本のチップでA4サイズあるいはA3サ
イズの様な大型ファクシミリ用の読み取り装置を実現で
きる。従って、センサーチップの二本継ぎのような手数
がかかり信頼性の悪い技術を回避することができ、実装
歩留りも向上される。
同一チップ内に集積した密着型イメージセンサーに応用
した場合には、読み取り速度の高速化、高解像度化、さ
らに階調をとる場合に非常に大きな効果をうみだす。高
解像度化が達成されるとカラー読み取り用密着型イメー
ジセンサーへの応用も容易となる。もちろん電源電圧の
低減、消費電流の低減、信頼性の向上に対してもその効
果は大きい。また低温プロセスによって作製することが
できるので、密着型イメージセンサーチップの長尺化が
可能となり、一本のチップでA4サイズあるいはA3サ
イズの様な大型ファクシミリ用の読み取り装置を実現で
きる。従って、センサーチップの二本継ぎのような手数
がかかり信頼性の悪い技術を回避することができ、実装
歩留りも向上される。
【0034】石英基板やガラス基板だけではなく、サフ
ァイア基板あるいはMgO・Al2O3,BP,CaF2
等の結晶性絶縁基板も用いることができる。
ァイア基板あるいはMgO・Al2O3,BP,CaF2
等の結晶性絶縁基板も用いることができる。
【0035】以上薄膜トランジスタを例として説明した
が、バイポーラトランジスタあるいはヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタなど薄膜を利用した素子に対しても、
本発明を応用することができる。また、三次元デバイス
のようなSOI技術を利用した素子に対しても、本発明
を応用することができる。
が、バイポーラトランジスタあるいはヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタなど薄膜を利用した素子に対しても、
本発明を応用することができる。また、三次元デバイス
のようなSOI技術を利用した素子に対しても、本発明
を応用することができる。
【0036】固相成長法を例にとって本発明について説
明したが、本発明は固相成長法ばかりではなく、LPC
VD法やその他の方法、例えばEB蒸着法やスパッタ法
やMBE法で成膜したpoly−Si薄膜を利用して薄
膜半導体装置を作成する場合にも応用することができ
る。また、一般的なMOS型半導体装置にも応用するこ
とができる。
明したが、本発明は固相成長法ばかりではなく、LPC
VD法やその他の方法、例えばEB蒸着法やスパッタ法
やMBE法で成膜したpoly−Si薄膜を利用して薄
膜半導体装置を作成する場合にも応用することができ
る。また、一般的なMOS型半導体装置にも応用するこ
とができる。
【図1】 (a)から(e)は、本発明の実施例を示す
薄膜トランジスタの工程断面図である。
薄膜トランジスタの工程断面図である。
【図2】 (a)から(d)は、本発明の実施例を示す
薄膜トランジスタの工程断面図である。ただし、(a)
は、図1(e)から続いている。
薄膜トランジスタの工程断面図である。ただし、(a)
は、図1(e)から続いている。
【図3】 本発明の効果を示すNch薄膜トランジスタ
の特性図である。
の特性図である。
【図4】 本発明において、Lの効果を示すNch薄膜
トランジスタの特性図である。
トランジスタの特性図である。
【図5】 従来の製造方法を説明するための薄膜トラン
ジスタ断面図である。
ジスタ断面図である。
1− 4 ゲ−ト絶縁膜 1− 5 ゲ−ト電極 1− 7 ゲ−ト電極パタ−ン端とコンタクトホ−ルパ
タ−ン端との距離L 1− 8 ソース領域 1− 9 ドレイン領域 1−10 オフセット領域 1−11 イオンビーム 3− 1 従来方法により作製したNch薄膜トランジ
スタの特性 3− 2 本発明により作製したNch薄膜トランジス
タの特性 4− 1 L=1μmの場合のNch薄膜トランジスタ
の特性 4− 2 L=1.5μmの場合のNch薄膜トランジ
スタの特性 4− 3 L=3.5μmの場合のNch薄膜トランジ
スタの特性
タ−ン端との距離L 1− 8 ソース領域 1− 9 ドレイン領域 1−10 オフセット領域 1−11 イオンビーム 3− 1 従来方法により作製したNch薄膜トランジ
スタの特性 3− 2 本発明により作製したNch薄膜トランジス
タの特性 4− 1 L=1μmの場合のNch薄膜トランジスタ
の特性 4− 2 L=1.5μmの場合のNch薄膜トランジ
スタの特性 4− 3 L=3.5μmの場合のNch薄膜トランジ
スタの特性
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 Z
Claims (2)
- 【請求項1】 絶縁性非晶質材料上に形成されたソー
ス、ドレイン領域を有する絶縁ゲート型薄膜半導体装置
の製造方法に於て、 [a] 絶縁性非晶質材料上に第1の半導体層を形成
し、該半導体層上にゲート絶縁膜を成膜する工程、 [b] 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工
程、 [c] 層間絶縁膜を積層する工程、 [d] 前記第1の半導体層とのコンタクトを形成する
ために、フォト工程により、前記層間絶縁膜およびゲー
ト絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程、 [e] 前記第1の半導体層にリン(P)、ヒ素(A
s)等のドナー型不純物、あるいはボロン(B)等のア
クセプター型の不純物をイオン注入することにより、ソ
ース領域、およびドレイン領域を形成する工程を少なく
とも有することを特徴とする薄膜半導体装置の製造方
法。 - 【請求項2】 請求項1のゲート電極パターン端とコン
タクトホールパターン端との距離Lは、1.5μm以上
および3μm以下であることを特徴とする薄膜半導体装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6832892A JPH05275449A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 薄膜半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6832892A JPH05275449A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 薄膜半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05275449A true JPH05275449A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13370658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6832892A Pending JPH05275449A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 薄膜半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05275449A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6049092A (en) * | 1993-09-20 | 2000-04-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US6709906B2 (en) | 1994-02-28 | 2004-03-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing semiconductor device |
WO2011043183A1 (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法、ならびに半導体装置を備えた表示装置 |
CN104362125A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-02-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置 |
CN104952933A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-09-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置 |
CN110504164A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制造方法和显示装置 |
CN110600369A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-12-20 | 长江存储科技有限责任公司 | 半导体器件的制备方法及半导体器件 |
CN110718454A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 半导体器件及其形成方法 |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP6832892A patent/JPH05275449A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6049092A (en) * | 1993-09-20 | 2000-04-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US6709906B2 (en) | 1994-02-28 | 2004-03-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing semiconductor device |
WO2011043183A1 (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法、ならびに半導体装置を備えた表示装置 |
US8975637B2 (en) | 2009-10-07 | 2015-03-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device, process for production of the semiconductor device, and display device equipped with the semiconductor device |
CN104362125A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-02-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置 |
US9627461B2 (en) | 2014-09-25 | 2017-04-18 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Array substrate, its manufacturing method and display device |
CN104952933A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-09-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置 |
CN110718454A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 半导体器件及其形成方法 |
CN110600369A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-12-20 | 长江存储科技有限责任公司 | 半导体器件的制备方法及半导体器件 |
CN110504164A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制造方法和显示装置 |
CN110504164B (zh) * | 2019-08-27 | 2022-04-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制造方法和显示装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0935292A2 (en) | Method of manufacturing a MOSFET | |
JP3173135B2 (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法 | |
JP2917392B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3178715B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JPH05275449A (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法 | |
JP3186182B2 (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法 | |
JPH06301056A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JP2917388B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3362467B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JPH06112222A (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法 | |
JP2707654B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
JP3307021B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JPH034564A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3333187B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JP3049806B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JP3387510B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
JP2864623B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH05218368A (ja) | 薄膜半導体装置 | |
JP3049807B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JPH0458564A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JPH05243271A (ja) | 薄膜半導体装置およびその製造方法 | |
JPH04286320A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JP3065528B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH04286321A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 | |
JP3185790B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 |