JPH06236894A - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの製造方法Info
- Publication number
- JPH06236894A JPH06236894A JP12136891A JP12136891A JPH06236894A JP H06236894 A JPH06236894 A JP H06236894A JP 12136891 A JP12136891 A JP 12136891A JP 12136891 A JP12136891 A JP 12136891A JP H06236894 A JPH06236894 A JP H06236894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polysilicon
- film
- amorphous silicon
- thin film
- ions
- 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
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリシリコン薄膜トランジスタのキャリアの
移動度を向上する。 【構成】 絶縁性基板１上にアモルファスシリコン膜２
を堆積し、該アモルファスシリコン膜２にリン（Ｐ+ ）
イオンを注入し、さらにアニールを施すことにより、前
記アモルファスシリコン膜２をグレイン径の大きなポリ
シリコン膜３となし、さらに該ポリシリコン膜３を活性
層としてポリシリコン薄膜トランジスタを形成する。
移動度を向上する。 【構成】 絶縁性基板１上にアモルファスシリコン膜２
を堆積し、該アモルファスシリコン膜２にリン（Ｐ+ ）
イオンを注入し、さらにアニールを施すことにより、前
記アモルファスシリコン膜２をグレイン径の大きなポリ
シリコン膜３となし、さらに該ポリシリコン膜３を活性
層としてポリシリコン薄膜トランジスタを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリシリコン薄膜トラ
ンジスタの製造方法に関するものである。
ンジスタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ポリシリコン薄膜トランジス
タ（以下、ポリシリコンＴＦＴと称す。）において、活
性層を構成するポリシリコン膜のグレイン径（結晶の大
きさ）を大きくすることにより、キャリアの移動度を向
上できることが知られている。出願人は、既に、特願平
２−７８８７４号（名称：薄膜半導体装置の製造方法）
において、アモルファスシリコン膜へシリコン（Ｓｉ）
イオンを注入することによりグレイン径を大きくし、キ
ャリアの移動度を向上させたポリシリコンＴＦＴの製造
方法を提案した。
タ（以下、ポリシリコンＴＦＴと称す。）において、活
性層を構成するポリシリコン膜のグレイン径（結晶の大
きさ）を大きくすることにより、キャリアの移動度を向
上できることが知られている。出願人は、既に、特願平
２−７８８７４号（名称：薄膜半導体装置の製造方法）
において、アモルファスシリコン膜へシリコン（Ｓｉ）
イオンを注入することによりグレイン径を大きくし、キ
ャリアの移動度を向上させたポリシリコンＴＦＴの製造
方法を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
の技術をさらに発展させたもので、ポリシリコン膜のグ
レイン径をさらに増大し、キャリアの移動度をさらに向
上し得る薄膜トランジスタの製造方法を提供することを
目的とする。
の技術をさらに発展させたもので、ポリシリコン膜のグ
レイン径をさらに増大し、キャリアの移動度をさらに向
上し得る薄膜トランジスタの製造方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、絶縁性基板上にアモルファスシリコン膜を
堆積し、該アモルファスシリコン膜にリン（Ｐ+ ）イオ
ンを注入し、これにアニールを施してポリシリコン膜と
した後、該ポリシリコン膜を活性層として薄膜トランジ
スタを形成するようになした薄膜トランジスタの製造方
法を提案する。
成するため、絶縁性基板上にアモルファスシリコン膜を
堆積し、該アモルファスシリコン膜にリン（Ｐ+ ）イオ
ンを注入し、これにアニールを施してポリシリコン膜と
した後、該ポリシリコン膜を活性層として薄膜トランジ
スタを形成するようになした薄膜トランジスタの製造方
法を提案する。
【０００５】
【作用】本発明によれば、アモルファスシリコン膜にリ
ンイオンを注入することにより、ポリシリコン膜のグレ
イン径がシリコンイオンを注入した場合よりもさらに大
きくなり、従って、キャリアの移動度がさらに向上す
る。
ンイオンを注入することにより、ポリシリコン膜のグレ
イン径がシリコンイオンを注入した場合よりもさらに大
きくなり、従って、キャリアの移動度がさらに向上す
る。
【０００６】
【実施例】図１は本発明のポリシリコンＴＦＴの製造方
法の一実施例を示すものである。まず、図１(a) に示す
ように石英やガラス等からなる絶縁性基板１上にＬＰＣ
ＶＤ法により、ヘリウム（Ｈｅ）で希釈したＳｉＨ4 雰
囲気（温度５５０℃、気圧１Torr）中で、アモルファス
シリコン膜２を１０００オングストローム堆積する。次
に、図１(b) に示すようにアモルファスシリコン膜２に
リン（Ｐ+ ）イオンを加速電圧８０ｋｅＶ、ドーズ量２
×１０15ions／cm2 、ビーム電流１５０μＡ／cm2 で注
入する。最後に、６００℃の窒素（Ｎ2 ）雰囲気中で３
２時間のアニールを行うことにより、アモルファスシリ
コン膜２は完全に結晶化してポリシリコン膜３となる。
なお、以降のポリシリコンＴＦＴの製造工程は従来と同
様であるから省略する。
法の一実施例を示すものである。まず、図１(a) に示す
ように石英やガラス等からなる絶縁性基板１上にＬＰＣ
ＶＤ法により、ヘリウム（Ｈｅ）で希釈したＳｉＨ4 雰
囲気（温度５５０℃、気圧１Torr）中で、アモルファス
シリコン膜２を１０００オングストローム堆積する。次
に、図１(b) に示すようにアモルファスシリコン膜２に
リン（Ｐ+ ）イオンを加速電圧８０ｋｅＶ、ドーズ量２
×１０15ions／cm2 、ビーム電流１５０μＡ／cm2 で注
入する。最後に、６００℃の窒素（Ｎ2 ）雰囲気中で３
２時間のアニールを行うことにより、アモルファスシリ
コン膜２は完全に結晶化してポリシリコン膜３となる。
なお、以降のポリシリコンＴＦＴの製造工程は従来と同
様であるから省略する。
【０００７】前述した如くして製造したポリシリコンＴ
ＦＴにおけるキャリアの移動度は５０cm2 ／Ｖ・Ｓであ
り、従来のシリコンイオンを注入したポリシリコンＴＦ
Ｔに比べて１．５倍程度の改善が得られた。この原因は
リンイオン注入によりポリシリコン膜３のグレイン径が
大きくなったためと考えられる。
ＦＴにおけるキャリアの移動度は５０cm2 ／Ｖ・Ｓであ
り、従来のシリコンイオンを注入したポリシリコンＴＦ
Ｔに比べて１．５倍程度の改善が得られた。この原因は
リンイオン注入によりポリシリコン膜３のグレイン径が
大きくなったためと考えられる。
【０００８】図２はアモルファスシリコン膜へシリコン
イオン又はリンイオンを注入した場合のそれぞれにおけ
る（１１１）面からのＸ線回折強度のアニール時間に対
する依存性を示すもので、図中、４はシリコンイオンを
注入した場合を、また、５はリンイオンを注入した場合
をそれぞれ示す（但し、目盛は任意値）。ここで、アモ
ルファスシリコン膜の厚さはｔα＝１０００オングスト
ロームであり、イオン注入はその飛程距離（打込み深
さ）がｔα＋ 1/2ｔαとなるようなエネルギー（加速電
圧）及び２×１０15ions／cm2 のドーズ量で行った。
イオン又はリンイオンを注入した場合のそれぞれにおけ
る（１１１）面からのＸ線回折強度のアニール時間に対
する依存性を示すもので、図中、４はシリコンイオンを
注入した場合を、また、５はリンイオンを注入した場合
をそれぞれ示す（但し、目盛は任意値）。ここで、アモ
ルファスシリコン膜の厚さはｔα＝１０００オングスト
ロームであり、イオン注入はその飛程距離（打込み深
さ）がｔα＋ 1/2ｔαとなるようなエネルギー（加速電
圧）及び２×１０15ions／cm2 のドーズ量で行った。
【０００９】図２によれば、シリコンイオンを注入した
場合のＸ線回折強度４は時間Ｔi1経過後、傾き、即ちグ
レイン成長速度Δ1 で増加し始め、その後、時間Ｔs1経
過後、飽和する。また、リンイオンを注入した場合のＸ
線回折強度５は時間Ｔi2経過後、グレイン成長速度Δ2
で増加し始め、その後、時間Ｔs2経過後、飽和する。こ
こで、時間Ｔi1及びＴi2を比較するとＴi2、即ちリンイ
オンを注入した場合の方が短く、また、グレイン成長速
度もΔ2 、即ちリンイオンを注入した場合の方が大きい
ため、結果としてＸ線回折強度が飽和するまでの時間、
即ち結晶化が終了するまでの時間もリンイオンを注入し
た場合の時間Ｔs2の方が短くなる。また、飽和した時の
Ｘ線回折強度もリンイオンを注入した場合の方が大きい
が、該飽和した時のＸ線回折強度はグレイン径に対応す
るので、リンイオンを注入した場合の方がシリコンイオ
ンを注入した場合より大きなグレイン径が得られ、これ
によって、キャリアの移動度が高くなる。
場合のＸ線回折強度４は時間Ｔi1経過後、傾き、即ちグ
レイン成長速度Δ1 で増加し始め、その後、時間Ｔs1経
過後、飽和する。また、リンイオンを注入した場合のＸ
線回折強度５は時間Ｔi2経過後、グレイン成長速度Δ2
で増加し始め、その後、時間Ｔs2経過後、飽和する。こ
こで、時間Ｔi1及びＴi2を比較するとＴi2、即ちリンイ
オンを注入した場合の方が短く、また、グレイン成長速
度もΔ2 、即ちリンイオンを注入した場合の方が大きい
ため、結果としてＸ線回折強度が飽和するまでの時間、
即ち結晶化が終了するまでの時間もリンイオンを注入し
た場合の時間Ｔs2の方が短くなる。また、飽和した時の
Ｘ線回折強度もリンイオンを注入した場合の方が大きい
が、該飽和した時のＸ線回折強度はグレイン径に対応す
るので、リンイオンを注入した場合の方がシリコンイオ
ンを注入した場合より大きなグレイン径が得られ、これ
によって、キャリアの移動度が高くなる。
【００１０】前述した如くリンイオンを注入することに
より、アニール時間を短縮できるとともにキャリアの移
動度を高くすることができる半面、このポリシリコン膜
を活性層としてポリシリコンＴＦＴを形成するためには
膜中の不純物濃度を考える必要がある。
より、アニール時間を短縮できるとともにキャリアの移
動度を高くすることができる半面、このポリシリコン膜
を活性層としてポリシリコンＴＦＴを形成するためには
膜中の不純物濃度を考える必要がある。
【００１１】図３は前記実施例におけるリン濃度の深さ
方向の分布を示すもので、リン原子の大部分は絶縁性基
板１内に打込まれ、ポリシリコン膜３中のリン濃度はそ
の表面で１０18atoms/cm3 以下となるため、ポリシリコ
ンＴＦＴの形成上、特に問題とはならない。なお、ポリ
シリコンＴＦＴの製造工程中の熱処理工程において絶縁
性基板１からのリンの拡散によるリン濃度の上昇が心配
される場合には、大グレイン径のポリシリコン形成後、
ボロン（Ｂ）イオンを注入することにより濃度補償を行
っても良い。
方向の分布を示すもので、リン原子の大部分は絶縁性基
板１内に打込まれ、ポリシリコン膜３中のリン濃度はそ
の表面で１０18atoms/cm3 以下となるため、ポリシリコ
ンＴＦＴの形成上、特に問題とはならない。なお、ポリ
シリコンＴＦＴの製造工程中の熱処理工程において絶縁
性基板１からのリンの拡散によるリン濃度の上昇が心配
される場合には、大グレイン径のポリシリコン形成後、
ボロン（Ｂ）イオンを注入することにより濃度補償を行
っても良い。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
モルファスシリコン膜にリンイオンを注入することによ
り、ポリシリコン膜のグレイン径をシリコンイオンを注
入した場合よりもさらに大きくでき、従って、キャリア
の移動度をさらに向上した薄膜トランジスタを製造でき
る。
モルファスシリコン膜にリンイオンを注入することによ
り、ポリシリコン膜のグレイン径をシリコンイオンを注
入した場合よりもさらに大きくでき、従って、キャリア
の移動度をさらに向上した薄膜トランジスタを製造でき
る。
【図１】 本発明の一実施例を示す製造工程図
【図２】 （１１１）面からのＸ線回折強度のアニール
時間に対する依存性を示すグラフ
時間に対する依存性を示すグラフ
【図３】 リン濃度の深さ方向の分布を示すグラフ
１…絶縁性基板、２…アモルファスシリコン膜、３…ポ
リシリコン膜。
リシリコン膜。
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁性基板上にアモルファスシリコン膜
を堆積し、 該アモルファスシリコン膜にリン（Ｐ+ ）イオンを注入
し、 これにアニールを施してポリシリコン膜とした後、 該ポリシリコン膜を活性層として薄膜トランジスタを形
成するようになしたことを特徴とする薄膜トランジスタ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12136891A JPH06236894A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12136891A JPH06236894A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06236894A true JPH06236894A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=14809515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12136891A Pending JPH06236894A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06236894A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410850B2 (en) | 1997-03-11 | 2008-08-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
-
1991
- 1991-05-27 JP JP12136891A patent/JPH06236894A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410850B2 (en) | 1997-03-11 | 2008-08-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4749660A (en) | Method of making an article comprising a buried SiO2 layer | |
| JP3182893B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH0377329A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3103385B2 (ja) | ポリシリコン薄膜半導体装置 | |
| JPH0824184B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP3203746B2 (ja) | 半導体結晶の成長方法 | |
| JPS62104021A (ja) | シリコン半導体層の形成方法 | |
| JPH06236894A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP2000294793A (ja) | 薄膜トランジスターの製法 | |
| KR930010093B1 (ko) | 반도체박막의 형성방법 | |
| JP2696818B2 (ja) | 半導体層の結晶成長方法 | |
| JPH0555142A (ja) | 非晶質半導体層の結晶化方法 | |
| KR100255155B1 (ko) | 반도체 소자의 다결정 실리콘막 형성 방법 | |
| JP2554055B2 (ja) | 低抵抗多結晶シリコン薄膜の形成方法 | |
| JP3141909B2 (ja) | 半導体装置作製方法 | |
| JPH0272669A (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2536472B2 (ja) | 多結晶半導体膜の固相成長方法 | |
| JPH03200319A (ja) | 多結晶シリコンの形成方法 | |
| KR100293263B1 (ko) | 박막트랜지스터의제조방법 | |
| JPS5999713A (ja) | 薄膜トランジスタ用基板の製造方法 | |
| JPH0571193B2 (ja) | ||
| JPH07288228A (ja) | 多結晶シリコン薄膜の形成方法 | |
| JPH0824103B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH0396223A (ja) | Ｓｏｉ構造の形成方法 | |
| JPH0396279A (ja) | 半導体装置の製造方法 |