JPH06244418A - Semiconductor device and its production - Google Patents

Semiconductor device and its production

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Publication number
JPH06244418A
JPH06244418A JP2671893A JP2671893A JPH06244418A JP H06244418 A JPH06244418 A JP H06244418A JP 2671893 A JP2671893 A JP 2671893A JP 2671893 A JP2671893 A JP 2671893A JP H06244418 A JPH06244418 A JP H06244418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
active layer
layer
channel region
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2671893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahito Kenmochi
雅人 劒持
Michiya Kobayashi
道哉 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2671893A priority Critical patent/JPH06244418A/en
Publication of JPH06244418A publication Critical patent/JPH06244418A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device such as a TFT whose durability and reliability are improved through the improvement of gate breakdown strength characteristics and its production method. CONSTITUTION:After an oxidized film 19 is applied with an oxidization barrier film 25 thereon in order to prevent its oxidization, the part facing a channel area 15 of an active layer 3 is covered and reoxidized, then the oxidized film 19 of the part which has not been covered with the film 25 is reoxidized so that an insulation film 5 may be formed thicker than the part covered with the film 25. Thus, the film 5 in the channel edge part of the semiconductor device can be thickened, thereby improving the gate breakdown strength. Furthermore, since the film 5 of the part corresponding to the area 15 is covered with the film 25, the film thickness of the film 5 can be kept as it is.

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およびその製
造方法に係り、特にゲート耐圧を改良して耐久性およひ
信頼性を向上させた半導体装置およびその製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having improved durability and reliability by improving a gate breakdown voltage and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、非晶質シリコン膜または多結晶シ
リコン膜を活性層として用いて絶縁膜または絶縁基板上
に形成された半導体装置およびその製造技術が盛んに研
究されている。
2. Description of the Related Art Recently, a semiconductor device formed on an insulating film or an insulating substrate using an amorphous silicon film or a polycrystalline silicon film as an active layer and a manufacturing technique thereof have been actively researched.

【0003】このような半導体装置は、特に高集積化を
追及するために、薄膜トランジスタ(Thin Film Transi
stor;以下TFTと略称)として形成することが検討さ
れ、一部では既に実用に供されている。このようなTF
Tはアクティブマトリックス型液晶表示装置などのスイ
ッチング素子をはじめ駆動回路としても好適に用いられ
るものとして注目されている。
Such a semiconductor device is a thin film transistor (Thin Film Transistor) in order to pursue particularly high integration.
Stor; abbreviated as TFT hereinafter) has been studied, and some have already put it to practical use. TF like this
Attention has been paid to T, which is preferably used as a driving circuit including a switching element of an active matrix liquid crystal display device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなTFTは、単結晶シリコン基板上に直接形成される
集積回路などのトランジスタ素子などとは異なり、ゲー
ト耐圧が低く、信頼性が必ずしも十分ではないという問
題がある。そしてこれはTFTを比較的高い電圧をゲー
ト電極に掛けるアクティブマトリックス型液晶表示装置
に用いるような場合に解決すべき技術的課題の一つとな
っている。
However, unlike a transistor element such as an integrated circuit formed directly on a single crystal silicon substrate, such a TFT has a low gate breakdown voltage and is not always reliable. There is a problem. This is one of the technical problems to be solved when the TFT is used in an active matrix type liquid crystal display device in which a relatively high voltage is applied to the gate electrode.

【0005】このようなTFTのゲート耐圧が低い原因
としては、TFTの活性層のチャネルエッジ部分近傍に
おけるゲート電極とチャネル領域との間の絶縁耐圧が低
いためと考えられる。すなわち、TFTにおいては活性
層およびそれを被覆する絶縁膜をほぼ矩形状にパターニ
ングして島状に素子分離しており、その端部のエッジ部
分に電界が集中しやすく、またそのエッジ部分に着設さ
れる絶縁膜の膜厚が従来の技術ではどうしても薄くなる
ために、その部分近傍での絶縁耐圧が低くなるためと考
えられる。
It is considered that the reason why the gate breakdown voltage of the TFT is low is that the breakdown voltage between the gate electrode and the channel region in the vicinity of the channel edge portion of the active layer of the TFT is low. That is, in the TFT, the active layer and the insulating film that covers the active layer are patterned into a substantially rectangular shape to isolate the elements into islands. It is considered that the film thickness of the insulating film to be provided is inevitably thin in the conventional technique, and the withstand voltage near that portion is low.

【0006】このことは、例えば単結晶シリコン基板上
に直接形成される集積回路などのトランジスタ素子など
の場合では、前記の絶縁膜はLOCOS(Local Oxidat
ionof Silicon)と呼ばれる方法により素子分離される
ので、上記のようなチャネルエッジ部分がむしろ厚く形
成されるので比較的ゲート耐圧が高くできることや、実
際にTFTにゲート絶縁耐圧試験を行ない、絶縁破壊さ
れた時点でそのTFT素子を検証してみると、上記のエ
ッジ部分が破壊されていることが確認された実験結果な
どから証明される。
This means that in the case of a transistor element such as an integrated circuit formed directly on a single crystal silicon substrate, the insulating film is LOCOS (Local Oxidat).
Since the element is separated by a method called ion of silicon), the above-mentioned channel edge portion is formed rather thick, so that the gate withstand voltage can be relatively high, and the gate withstand voltage test is actually performed on the TFT to cause dielectric breakdown. At that time, when the TFT element is verified, it is proved from the experimental results and the like that it is confirmed that the above-mentioned edge portion is destroyed.

【0007】図4に従来の順スタガ型のTFTの平面的
構造を示す。また、図5(a)はそのA−A´断面図、
図5(b)はそのB−B´断面図である。
FIG. 4 shows a planar structure of a conventional forward stagger type TFT. Further, FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line AA ′,
FIG. 5B is a sectional view taken along the line BB ′.

【0008】従来のTFTは、絶縁基板401上に活性
層403が形成され、その上を覆うように絶縁膜405
が形成され、その上に活性層403のチャネル領域40
7を覆うようにゲート電極409が形成され、また活性
層403のドレイン領域411にドレイン電極413が
接続されソース領域415にソース電極417が接続さ
れ、ゲート電極409上および活性層403上等を覆う
ように層間絶縁膜419が形成されている。
In the conventional TFT, an active layer 403 is formed on an insulating substrate 401, and an insulating film 405 is formed so as to cover the active layer 403.
Is formed, and the channel region 40 of the active layer 403 is formed thereon.
7, the gate electrode 409 is formed so as to cover the gate electrode 409, the drain electrode 413 is connected to the drain region 411 of the active layer 403, the source electrode 417 is connected to the source region 415, and the gate electrode 409 and the active layer 403 are covered. Thus, the interlayer insulating film 419 is formed.

【0009】従来のTFTでは、図5(a)に示すよう
にチャネルエッジ部421近傍の絶縁膜405が薄く形
成されてしまう。これは絶縁膜405を堆積して形成す
る場合でも、活性層403やゲート電極409の表面を
熱酸化することで形成する場合でも、薄く形成されてし
まう。あるいは、チャネルエッジ部近傍421や活性層
403の側壁部だけに別体で絶縁膜を追加して付着させ
る方策も考えられるが、その方法では製造工程が煩雑に
なりTFTの歩留まりがさらに低下するという問題があ
る。
In the conventional TFT, the insulating film 405 near the channel edge portion 421 is thinly formed as shown in FIG. This is thinly formed both when the insulating film 405 is deposited and formed and when the surfaces of the active layer 403 and the gate electrode 409 are thermally oxidized. Alternatively, a method may be considered in which an insulating film is separately attached and attached only to the vicinity of the channel edge portion 421 and the side wall portion of the active layer 403, but this method complicates the manufacturing process and further reduces the yield of TFTs. There's a problem.

【0010】一方、図5(b)に示すようなチャネル領
域407とドレイン領域411との境界部分近傍423
等には、ゲート電極409に電圧を印加した際に電界が
集中するために、この部分から破壊されてしまうという
問題がある。この問題の解決を企図した方策として、い
わゆるLDD(Lightly Doped Drain )構造が試みられ
ている。これは、チャネル領域407とドレイン領域4
11との間に低濃度に不純物をドープした領域を設け
て、電界の集中を緩和させようという技術である。しか
しこの方法においては、チャネル領域とLDD領域とオ
ーミックコンタクト領域とを形成するためにそれぞれの
領域に対して異なった濃度で不純物をドープする必要が
あり、工程が煩雑なものとなるという問題がある。例え
ばCMOS構造のTFTのようにn、p両タイプのドー
プ領域があるような場合には、n、p両ドープ領域に対
応してそれぞれ 2枚ずつマスクを用意し、イオン打ち込
みを2度ずつ行なう必要があり、製造プロセスのさらな
る煩雑化につながるという問題がある。
On the other hand, the vicinity 423 of the boundary between the channel region 407 and the drain region 411 as shown in FIG.
Etc., there is a problem that the electric field is concentrated when a voltage is applied to the gate electrode 409, and the electric field is destroyed from this portion. A so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure has been attempted as a measure for solving this problem. This is the channel region 407 and the drain region 4.
This is a technique for reducing the concentration of an electric field by providing a region doped with an impurity at a low concentration between the region 11 and 11. However, in this method, in order to form the channel region, the LDD region, and the ohmic contact region, it is necessary to dope the respective regions with impurities at different concentrations, and there is a problem that the process becomes complicated. . For example, when there are n and p type doped regions such as a CMOS structure TFT, two masks are prepared for each of the n and p type doped regions, and ion implantation is performed twice. Therefore, there is a problem that the manufacturing process is further complicated.

【0011】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたもので、その目的は、ゲート耐圧特性を向上
させて、耐久性および信頼性を向上させたTFTのよう
な半導体装置およびその製造方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object thereof is to improve the gate breakdown voltage characteristics and to improve the durability and reliability of a semiconductor device such as a TFT. It is to provide the manufacturing method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第1の絶縁層上または絶縁基板上に島状に素子分離され
て略矩形に形成され、かつチャネル領域が中央部に配置
され該チャネル領域の両脇にソース領域およびドレイン
領域がそれぞれ配置された活性層と、該活性層を被覆す
る第2の絶縁層と、該第2の絶縁層を介して前記活性層
の前記チャネル領域に対向し、かつ前記第2の絶縁層を
介して前記活性層のキャリア移動方向に沿った側端面の
少なくとも一部を被覆するゲート電極と、前記活性層の
前記チャネル領域の両脇の前記ソース領域および前記ド
レイン領域にそれぞれ電気的に接続されるソース電極お
よびドレイン電極とを備えた半導体装置において、前記
第2の絶縁層は、前記活性層のキャリア移動方向に沿っ
た少なくとも一方の側端部の部位の層厚を前記ゲート電
極と前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持される
部位の層厚に比較して厚く形成された単層であることを
特徴としている。あるいは、第1の絶縁層上または絶縁
基板上に島状に素子分離されて略矩形に形成され、かつ
チャネル領域が中央部に配置され該チャネル領域の両脇
にソース領域およびドレイン領域がそれぞれ配置された
活性層と、該活性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2
の絶縁層を介して前記活性層の前記チャネル領域の少な
くとも一部を被覆するゲート電極と、前記活性層の前記
チャネル領域の両脇の前記ソース領域および前記ドレイ
ン領域にそれぞれ電気的に接続されるソース電極および
ドレイン電極とを備えた半導体装置において、前記第2
の絶縁層は、前記活性層のチャネル領域とソース領域と
の境界部分およびチャネル領域とドレイン領域との境界
部分のうち少なくとも一方境界部分に対応する部位の層
厚を前記ゲート電極と前記活性層の前記チャネル領域と
の間に挟持される部位の層厚に比較して厚く形成された
単層であることを特徴としている。
The semiconductor device of the present invention comprises:
An island-shaped element isolation was formed on the first insulating layer or the insulating substrate to form a substantially rectangular shape, and the channel region was arranged in the central portion, and the source region and the drain region were arranged on both sides of the channel region. An active layer, a second insulating layer covering the active layer, the active layer facing the channel region of the active layer via the second insulating layer, and the active layer via the second insulating layer A gate electrode covering at least a part of a side end face along the carrier movement direction, and a source electrode and a drain electrically connected to the source region and the drain region on both sides of the channel region of the active layer, respectively. In the semiconductor device having an electrode, the second insulating layer has a layer thickness of at least one side end portion along the carrier movement direction of the active layer, the layer thickness of the gate electrode and the active layer. It is characterized in that the serial is a single layer which is to thicker compared to the layer thickness of the portion which is sandwiched between the channel region. Alternatively, island-shaped element isolations are formed on the first insulating layer or the insulating substrate to form a substantially rectangular shape, and the channel region is disposed in the central portion, and the source region and the drain region are disposed on both sides of the channel region. The active layer, a second insulating layer covering the active layer, and a second insulating layer
Is electrically connected to the gate electrode covering at least a part of the channel region of the active layer through the insulating layer, and the source region and the drain region on both sides of the channel region of the active layer. In the semiconductor device having a source electrode and a drain electrode, the second
The insulating layer has a layer thickness of a portion corresponding to at least one of the boundary portion between the channel region and the source region of the active layer and the boundary portion between the channel region and the drain region of the gate electrode and the active layer. It is characterized in that it is a single layer formed thicker than the layer thickness of the portion sandwiched between the channel region and the region.

【0013】あるいは、第1の絶縁層上または絶縁基板
上に島状に素子分離されて略矩形に形成され、かつチャ
ネル領域が中央部に配置され該チャネル領域の両脇にソ
ース領域およびドレイン領域がそれぞれ配置された活性
層と、該活性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2の絶
縁層を介して前記活性層の前記チャネル領域に対向し、
かつ前記第2の絶縁層を介して前記活性層のキャリア移
動方向に沿った側端面の少なくとも一部を被覆するゲー
ト電極と、前記活性層の前記チャネル領域の両脇の前記
ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ電気的に
接続されるソース電極およびドレイン電極とを備えた半
導体装置において、前記第2の絶縁層は、前記活性層の
キャリア移動方向に沿った少なくとも一方の側端部の部
位の層厚を前記ゲート電極と前記活性層の前記チャネル
領域との間に挟持される部位の層厚に比較して厚く形成
され、かつ前記活性層のチャネル領域とソース領域との
境界部分およびチャネル領域とドレイン領域との境界部
分のうち少なくとも一方境界部分に対応する部位の層厚
を前記ゲート電極と前記活性層の前記チャネル領域との
間に挟持される部位の層厚に比較して厚く形成された単
層であることを特徴としている。
Alternatively, the source region and the drain region are formed on the first insulating layer or the insulating substrate in the shape of an island, which is formed into a substantially rectangular shape, and the channel region is arranged in the central portion. An active layer each of which is disposed, a second insulating layer that covers the active layer, and a channel region of the active layer that faces the second insulating layer,
And a gate electrode covering at least a part of a side end face of the active layer along the carrier movement direction via the second insulating layer, and the source region and the drain on both sides of the channel region of the active layer. In a semiconductor device including a source electrode and a drain electrode electrically connected to the region, the second insulating layer is a layer at a side end portion of at least one side along a carrier movement direction of the active layer. A thickness is formed thicker than a layer thickness of a portion sandwiched between the gate electrode and the channel region of the active layer, and a boundary portion between the channel region and the source region of the active layer and a channel region. A portion in which a layer thickness of a portion corresponding to at least one of the boundary portions with the drain region is sandwiched between the gate electrode and the channel region of the active layer. It is characterized by a single layer which is to thicker compared layer thickness of the.

【0014】あるいは、第1の絶縁層上または絶縁基板
上に島状に素子分離されて略矩形に形成され、かつチャ
ネル領域が中央部に配置され該チャネル領域の両脇にソ
ース領域およびドレイン領域がそれぞれ配置された活性
層と、該活性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2の絶
縁層を介して前記活性層の前記チャネル領域に対向し、
かつ前記第2の絶縁層を介して前記活性層のキャリア移
動方向に対して斜め方向に交差するように前記活性層の
少なくとも一部を被覆するゲート電極と、前記活性層の
前記チャネル領域の両脇の前記ソース領域および前記ド
レイン領域にそれぞれ電気的に接続されるソース電極お
よびドレイン電極とを備えた半導体装置において、前記
第2の絶縁層は、前記活性層のキャリア移動方向に沿っ
た少なくとも一方の側端部の部位の層厚を前記ゲート電
極と前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持される
部位の層厚に比較して厚く形成され、かつ前記活性層の
チャネル領域とソース領域との境界部分およびチャネル
領域とドレイン領域との境界部分のうち少なくとも一方
境界部分に対応する部位の層厚を前記ゲート電極と前記
活性層の前記チャネル領域との間に挟持される部位の層
厚に比較して厚く形成された単層であることを特徴とし
ている。
Alternatively, the source region and the drain region are formed on the first insulating layer or the insulating substrate in island-like element-isolated and formed in a substantially rectangular shape, and the channel region is arranged in the central portion. An active layer each of which is disposed, a second insulating layer that covers the active layer, and a channel region of the active layer that faces the second insulating layer,
Further, both the gate electrode covering at least a part of the active layer so as to intersect the carrier moving direction of the active layer through the second insulating layer in an oblique direction and the channel region of the active layer. In a semiconductor device including a source electrode and a drain electrode electrically connected to the source region and the drain region, respectively, the second insulating layer includes at least one of the second insulating layers along the carrier movement direction of the active layer. Is formed thicker than the layer thickness of a portion sandwiched between the gate electrode and the channel region of the active layer, and the channel region and the source region of the active layer are formed. Of the gate electrode and the active layer, the layer thickness of a portion corresponding to at least one of the boundary portion between the gate electrode and the channel region and the drain region is defined as It is characterized by a single layer which is to thicker compared to the layer thickness of the portion which is sandwiched between the Le region.

【0015】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
絶縁膜上または絶縁基板上に半導体膜を成膜し島状に素
子分離して略矩形に活性層を形成する工程と、前記活性
層を被覆するように酸化膜からなる絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜上に該絶縁膜の酸化を妨げる酸化バリ
ア膜を形成して前記活性層のチャネル領域に対応する部
分を被覆し、該絶縁膜に再酸化処理を施して前記酸化バ
リア膜で被覆することを避けた部分を選択的に再酸化し
て、該再酸化した部分の膜厚を前記酸化バリア膜で被覆
した部分の膜厚よりも厚く形成する工程と、前記再酸化
処理後に前記酸化バリア膜を除去する工程と、前記絶縁
膜を介して前記活性層のチャネル領域に対面するととも
に前記絶縁膜を介して前記活性層のキャリア移動方向に
沿った側端面の少なくとも一部を被覆するゲート電極を
形成する工程とを具備することを特徴としている。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
A step of forming a semiconductor film on an insulating film or an insulating substrate and separating island-shaped elements to form an approximately rectangular active layer; and a step of forming an insulating film made of an oxide film so as to cover the active layer. And forming an oxidation barrier film on the insulation film to prevent oxidation of the insulation film to cover a portion of the active layer corresponding to the channel region, and subjecting the insulation film to reoxidation treatment to form the oxidation barrier film. A step of selectively reoxidizing a portion avoiding coating to form a film thickness of the reoxidized portion larger than that of the portion covered with the oxidation barrier film; Removing the oxidation barrier film, and facing at least a channel region of the active layer through the insulating film and covering at least a part of a side end face of the active layer along the carrier moving direction through the insulating film. The step of forming the gate electrode It is characterized in that Bei.

【0016】あるいは、絶縁膜上または絶縁基板上にゲ
ート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を被覆する
ように酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、前記絶
縁膜上に該絶縁膜の酸化を妨げる酸化バリア膜を形成し
て、前記絶縁膜の後工程で形成される活性層のチャネル
領域と対面する部分を被覆し、前記絶縁膜に再酸化処理
を施して前記酸化バリア膜で被覆することを避けた部分
の絶縁膜を選択的に酸化して前記酸化バリア膜で被覆し
た部分の膜厚よりも厚く形成する工程と、前記再酸化処
理後に前記酸化バリア膜を除去する工程と、半導体膜を
形成し略矩形の島状に素子分離して、該半導体膜の中央
に前記絶縁膜を介して前記ゲート電極と対面するチャネ
ル領域を形成し該チャネル領域の両脇にソース領域およ
びドレイン領域を形成して活性層を形成する工程とを具
備することを特徴としている。
Alternatively, a step of forming a gate electrode on the insulating film or the insulating substrate, a step of forming an insulating film made of an oxide film so as to cover the gate electrode, and a step of forming the insulating film on the insulating film. An oxidation barrier film that prevents oxidation is formed to cover a portion of the active layer, which is formed in a later step of the insulation film, facing the channel region, and the insulation film is subjected to reoxidation treatment to be covered with the oxidation barrier film. A step of selectively oxidizing the insulating film in a portion avoiding the above to form a film thicker than a film thickness of a portion covered with the oxidation barrier film; and a step of removing the oxidation barrier film after the reoxidation treatment, A semiconductor film is formed and elements are separated into substantially rectangular islands, a channel region facing the gate electrode is formed in the center of the semiconductor film with the insulating film interposed therebetween, and a source region and a drain are provided on both sides of the channel region. Area It is characterized by comprising the step of forming the active layer form.

【0017】なお、いわゆるゲート絶縁膜としては、上
記の絶縁膜上にさらに別層でSiNx 膜のような絶縁膜
を被着させて形成してもよい。ただしこの場合はいわゆ
るゲート絶縁膜として好適な膜厚となるように上記絶縁
膜および別層のSiNx 膜のような絶縁膜の膜厚を設定
することが望ましいことは言うまでもない。
The so-called gate insulating film may be formed by further depositing an insulating film such as a SiN x film on the above-mentioned insulating film as another layer. However, in this case, it goes without saying that it is desirable to set the film thickness of the above-mentioned insulating film and the insulating film such as the SiN x film of another layer so as to have a suitable film thickness as a so-called gate insulating film.

【0018】[0018]

【作用】本発明の半導体装置の製造方法によれば、絶縁
膜のチャネル領域と対面する部分を酸化バリア膜で被覆
して絶縁膜に再酸化処理を施すことで、酸化バリア膜で
被覆することを避けた部分の絶縁膜だけを選択的に酸化
して、酸化バリア膜で被覆した部分の膜厚よりも厚く形
成しているので、これにより得られる半導体装置のチャ
ネルエッジ部での絶縁膜の膜厚が厚くなり、ゲート耐圧
が向上する。しかもチャネル領域に対応する部分の絶縁
膜は再酸化時には酸化バリア膜で被覆されているので、
その部分の膜厚はいわゆるゲート絶縁膜としての好まし
い厚さに保つことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the portion of the insulating film that faces the channel region is covered with the oxidation barrier film, and the insulating film is reoxidized to cover the portion with the oxidation barrier film. Since only the insulating film in the portion avoiding the above is selectively oxidized to form a film thicker than the film covered with the oxide barrier film, the insulating film in the channel edge portion of the semiconductor device obtained by this is formed. The film thickness increases, and the gate breakdown voltage improves. Moreover, since the insulating film in the portion corresponding to the channel region is covered with the oxidation barrier film during reoxidation,
The film thickness of that portion can be maintained at a preferable thickness as a so-called gate insulating film.

【0019】そしてこれは順スタガー型のTFTにおい
ても、あるいは逆スタガー型のTFTにおいても、いず
れの場合にも絶縁膜を酸化膜で形成し、該絶縁膜に再酸
化を施す際にチャネル領域に対応する部分を酸化バリア
膜で被覆することにより実現できることは言うまでもな
い。
In both the forward stagger type TFT and the reverse stagger type TFT, the insulating film is formed of an oxide film, and the channel region is formed when the insulating film is reoxidized. It goes without saying that it can be realized by covering the corresponding portion with an oxidation barrier film.

【0020】また、絶縁膜の厚くする部分としては、ゲ
ート耐圧の弱い部分の膜厚を厚くすればよいので、前記
活性層のチャネル領域とソース領域との境界部分および
チャネル領域とドレイン領域との境界部分および活性層
のキャリア移動方向に沿った側端面近傍部分のうち、少
なくとも一つの部分だけを厚くしてもよく、あるいはそ
れらの全部を厚くしてもよいことは言うまでもない。
Further, as the thickened portion of the insulating film, the thin portion having a low gate breakdown voltage may be thickened, so that the boundary portion between the channel region and the source region of the active layer and the channel region and the drain region are formed. It goes without saying that at least one of the boundary portion and the portion of the active layer near the side end surface along the carrier movement direction may be thickened, or all of them may be thickened.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明に係る半導体装置およびその製
造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1
は、本実施例の半導体装置の構造を示す平面図、図2は
その構造および製造工程を示す断面図である。
Embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 2 is a plan view showing the structure of the semiconductor device of this embodiment, and FIG. 2 is a sectional view showing the structure and manufacturing process.

【0022】(実施例1)この第1の実施例の半導体装
置は、図1および図2の左に示すように、石英基板1
と、活性層3と、ゲート絶縁膜である絶縁膜5と、ゲー
ト電極7と、層間絶縁膜9と、配線11(a)、(b)
と、パシベーション膜13とからその主要部が形成され
ているTFTである。
(Embodiment 1) As shown in the left side of FIGS. 1 and 2, the semiconductor device of the first embodiment has a quartz substrate 1
An active layer 3, an insulating film 5 which is a gate insulating film, a gate electrode 7, an interlayer insulating film 9, and wirings 11 (a) and (b).
And the passivation film 13 is the main part of the TFT.

【0023】絶縁膜5は、活性層3の表面を熱酸化して
形成された後、チャネル領域15の側端部の膜厚のみ厚
くなるように再酸化して形成されたものである。この絶
縁膜5は、ゲート電極7と活性層3のチャネル領域15
とに挟持される部分の膜厚が約 700オングストローム、
その他の部分、すなわち活性層3のキャリア移動方向に
沿った側端部17近傍に対応する絶縁膜5の膜厚および
活性層3のチャネル領域15とソース領域21との境界
部分およびチャネル領域15とドレイン領域23との境
界部分に対応する絶縁膜5の膜厚が約1300オングストロ
ームの単層の膜である。
The insulating film 5 is formed by thermally oxidizing the surface of the active layer 3 and then re-oxidizing so that only the film thickness at the side end of the channel region 15 becomes thick. The insulating film 5 serves as a gate electrode 7 and a channel region 15 of the active layer 3.
The thickness of the part sandwiched between and is about 700 Å,
Other portions, that is, the film thickness of the insulating film 5 and the boundary portion between the channel region 15 and the source region 21 of the active layer 3 corresponding to the vicinity of the side end portion 17 along the carrier movement direction of the active layer 3 and the channel region 15. The insulating film 5 corresponding to the boundary with the drain region 23 is a single-layer film having a film thickness of about 1300 angstroms.

【0024】このように、活性層3のチャネル側端部で
の絶縁膜5の膜厚が1300オングストロームと厚く形成さ
れているので、この部分のゲート耐圧が向上し、耐久性
および信頼性が向上している。しかもチャネル領域15
に対応する部分の絶縁膜5の膜厚はいわゆるゲート絶縁
膜としての好ましい厚さに形成されているので、TFT
の動作特性は所定の最適な特性を実現している。
As described above, since the thickness of the insulating film 5 at the end of the active layer 3 on the channel side is as thick as 1300 angstroms, the gate breakdown voltage of this portion is improved, and the durability and reliability are improved. is doing. Moreover, the channel region 15
Since the film thickness of the insulating film 5 in the portion corresponding to is formed to a preferable thickness as a so-called gate insulating film,
The operating characteristics of (1) realize a predetermined optimum characteristic.

【0025】次に、このような本発明の第1の実施例の
半導体装置の製造方法を説明する。図2(a)左に示す
ように、石英基板1上に非晶質シリコン膜をLPCVD
法により1300オングストロームの膜厚に成膜し 600℃の
窒素雰囲気中で15時間の固相成長を行なった後、これを
ドライエッチングにより島状に素子分離してほぼ矩形に
形成し活性層3を得る。そして酸化炉にて950 ℃の熱酸
化を活性層3の表面に施して、その表面に 700オングス
トロームのSiO2 からなる酸化膜19を形成する。こ
の酸化膜19が後の再酸化工程を経て最終的にゲート絶
縁膜としての絶縁膜5となる。そしてレジスト24でチ
ャネル領域15を覆ってAsのイオン注入を行ないソー
ス領域21、ドレイン領域23を形成する。そしてレジ
スト24を剥離する。このイオン注入は後述のSiNx
膜からなる酸化バリア膜25形成後に行なってもよい。
Next, a method of manufacturing such a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described. As shown in the left of FIG. 2A, an amorphous silicon film is LPCVD-coated on the quartz substrate 1.
Method to form a film with a film thickness of 1300 angstroms and perform solid phase growth for 15 hours in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. Then, dry etching is performed to separate the elements into islands to form an almost rectangular active layer 3. obtain. Then, thermal oxidation at 950 ° C. is applied to the surface of the active layer 3 in an oxidation furnace to form an oxide film 19 made of SiO 2 having a thickness of 700 Å on the surface. This oxide film 19 finally becomes the insulating film 5 as a gate insulating film through a re-oxidation process later. Then, As is ion-implanted to cover the channel region 15 with a resist 24, a source region 21 and a drain region 23 are formed. Then, the resist 24 is peeled off. This ion implantation is performed with SiN x described later.
It may be performed after the oxidation barrier film 25 made of a film is formed.

【0026】そして酸化剤であるドライ酸素によるSi
2 の酸化を防ぐために、図2(b)左に示すように酸
化膜19上に、SiNx 膜をLPCVD法により1500オ
ングストロームの膜厚に成膜し、これを例えばCF4
2 のプラズマエッチングによりパターニングして酸化
バリア膜25を形成して活性層3のチャネル領域15に
対応する部分を被覆する。
And Si by dry oxygen which is an oxidant
To prevent oxidation of O 2, on the oxide film 19 as shown in FIG. 2 (b) left and the SiN x film was deposited to a thickness of 1500 Å by LPCVD, which for example CF 4 /
The oxide barrier film 25 is formed by patterning by plasma etching of O 2 to cover the portion of the active layer 3 corresponding to the channel region 15.

【0027】その後、図2(c)左に示すように、酸化
剤としてドライ酸素を用いて、酸化炉にて1100℃のドラ
イ酸素雰囲気中で酸化膜19に再酸化処理を施して、前
記の酸化バリア膜25で被覆することを避けた部分を選
択的に再酸化することにより、その膜厚を約1300オング
ストロームまで成長させる。その一方で酸化バリア膜2
5で被覆された部分は再酸化されないので膜厚はこれ以
上ほとんど成長することなく、ゲート絶縁膜としての好
適な厚さを保つことができる。あるいはさらに酸化を早
くしたい場合は水蒸気雰囲気中で再酸化処理を行なって
もよい。こうして絶縁膜5を得る。
Then, as shown on the left side of FIG. 2C, the dry oxide is used as an oxidant, and the oxide film 19 is subjected to a reoxidation process in a dry oxygen atmosphere at 1100 ° C. in an oxidizing furnace to carry out the above-mentioned process. By selectively reoxidizing the portion which is not covered with the oxidation barrier film 25, the film thickness is grown to about 1300 angstrom. On the other hand, the oxidation barrier film 2
Since the portion covered with 5 is not reoxidized, the film thickness hardly grows any more, and the thickness suitable for the gate insulating film can be maintained. Alternatively, if it is desired to further accelerate the oxidation, the reoxidation treatment may be performed in a steam atmosphere. In this way, the insulating film 5 is obtained.

【0028】そして図2(d)左に示すように、再酸化
処理後に前記の酸化バリア膜25を除去する。このと
き、酸化バリア膜25の除去に際してそれに接触してい
た絶縁膜5の表面が荒れるような場合には、一旦その部
分の絶縁膜5を部分的に剥離して再度酸化し直すなどし
て修復してもよい。もちろんプロセス条件を好適に設定
して絶縁膜5の表面が荒れないようにすれば、そのよう
な修復の必要はない。
Then, as shown in the left side of FIG. 2D, the oxidation barrier film 25 is removed after the reoxidation process. At this time, when the surface of the insulating film 5 that is in contact with the oxide barrier film 25 is roughened when the oxide barrier film 25 is removed, the insulating film 5 in that portion is temporarily peeled off and re-oxidized to be repaired. You may. Of course, if the process conditions are appropriately set so that the surface of the insulating film 5 is not roughened, such repair is not necessary.

【0029】その後、図2(e)左に示すように、絶縁
膜5を介して活性層3のチャネル領域15に対面すると
ともに絶縁膜5を介して活性層3のキャリア移動方向に
沿った側端面17近傍の少なくとも一部分を覆うゲート
電極7を形成する。本実施例では両端を覆うようにし
た。このゲート電極7は、本実施例のようなTFTの構
造上、必ず活性層3上をオーバーハングするので、活性
層3のキャリア移動方向に沿った少なくとも一方の側端
部17近傍を覆うことになる。
After that, as shown in the left side of FIG. 2E, the side facing the channel region 15 of the active layer 3 through the insulating film 5 and along the carrier moving direction of the active layer 3 through the insulating film 5. The gate electrode 7 is formed to cover at least a part of the vicinity of the end face 17. In this embodiment, both ends are covered. Since the gate electrode 7 always overhangs on the active layer 3 due to the structure of the TFT as in the present embodiment, it is necessary to cover at least one side end portion 17 along the carrier moving direction of the active layer 3. Become.

【0030】そして、層間絶縁膜9としてCVDにより
低温酸化膜を形成しソース領域21、ドレイン領域23
と配線11との接続をとるためのコンタクトホール(図
示省略)を穿設した後、Siを0.5 %添加したAl膜を
スパッタ法により成膜しパターニングして配線11a、
bを形成する。そしてパシベーション膜13としてPS
G膜を形成し、ポリシリコンプロセスでよく行なわれる
水素プラズマ照射による水素パシベーションも行なっ
て、本発明に係る第1の実施例の半導体装置を完成す
る。
Then, a low temperature oxide film is formed as the interlayer insulating film 9 by CVD to form a source region 21 and a drain region 23.
After forming a contact hole (not shown) for making a connection between the wiring 11 and the wiring 11, an Al film containing 0.5% Si is formed by sputtering and patterned to form the wiring 11a,
b is formed. Then, PS is used as the passivation film 13.
A G film is formed, and hydrogen passivation by hydrogen plasma irradiation, which is often performed in a polysilicon process, is also performed to complete the semiconductor device of the first embodiment according to the present invention.

【0031】このような本発明に係る半導体装置として
の第1の実施例のTFTのゲート耐圧を評価する実験を
行なった。このTFTのゲート寸法はW/L=10μm/
10μmとした。
An experiment was conducted to evaluate the gate breakdown voltage of the TFT of the first embodiment as the semiconductor device according to the present invention. The gate size of this TFT is W / L = 10 μm /
It was set to 10 μm.

【0032】比較のために、絶縁膜5の膜厚がチャネル
エッジ部もチャネル領域部分も同じく700 オングストロ
ームの従来のnチャンネルMOS構造のTFTにも同様
のゲート耐圧試験を施したところ、ゲート電圧約22Vで
ゲートの破壊が起きた。従ってゲート絶縁膜の膜厚が上
記のように700 オングストロームであり、このときのゲ
ート耐圧は約3.1 MV/cmとなる。
For comparison, when a similar gate breakdown voltage test was conducted on a conventional n-channel MOS structure TFT in which the film thickness of the insulating film 5 is 700 angstroms at both the channel edge portion and the channel region portion, a gate voltage of about The gate was destroyed at 22V. Therefore, the film thickness of the gate insulating film is 700 Å as described above, and the gate breakdown voltage at this time is about 3.1 MV / cm.

【0033】一方、本発明に係るTFTでは、ゲート電
圧を従来のTFTと比較して 8Vも高い電圧である40V
まで上昇させても破壊は起きなかった。したがってゲー
ト耐圧は約5.7 MV/cm以上であり、本発明のTFT
のゲート耐圧は従来のTFTと比べて飛躍的に向上して
いることが確認された。
On the other hand, in the TFT according to the present invention, the gate voltage is 40 V which is as high as 8 V as compared with the conventional TFT.
No damage occurred even when raised to. Therefore, the gate breakdown voltage is about 5.7 MV / cm or more, and the TFT of the present invention is
It was confirmed that the gate breakdown voltage of the device was dramatically improved as compared with the conventional TFT.

【0034】(実施例2)図1は、本実施例の半導体装
置の構造を示す平面図、図2の右はその層構造および製
造工程を示す断面図である。この第2の実施例の半導体
装置は、その主要部の平面的な構造は上記実施例1と同
様のTFTであるが、その断面構造をB−B´断面図で
ある図2の右に示すごとく、ソース領域21とチャネル
領域15との境界線およびドレイン領域23とチャネル
領域15との境界線のうち少なくとも後者において、そ
のゲート電極7に被覆されていない部位の絶縁膜5を、
チャネル領域15上における絶縁膜5の膜厚よりも厚く
形成したことを特徴としている。
(Embodiment 2) FIG. 1 is a plan view showing the structure of a semiconductor device of this embodiment, and the right side of FIG. 2 is a sectional view showing its layer structure and manufacturing process. The semiconductor device of the second embodiment is a TFT whose main part has a planar structure similar to that of the above-mentioned first embodiment, but its cross-sectional structure is shown on the right side of FIG. 2 which is a BB ′ cross-sectional view. As described above, in at least the latter of the boundary line between the source region 21 and the channel region 15 and the boundary line between the drain region 23 and the channel region 15, the insulating film 5 at a portion not covered by the gate electrode 7 is
It is characterized in that it is formed thicker than the film thickness of the insulating film 5 on the channel region 15.

【0035】絶縁膜5は、活性層3の表面を熱酸化して
酸化膜19を形成し、その酸化膜19のドレイン領域2
3上およびソース領域21上の部位を再酸化することに
よってチャネル領域15上の部位と比較して厚く形成し
たものであり、ゲート電極7とチャネル領域15とに挟
持される部分の膜厚を約 700オングストローム、その他
ドレイン領域23上およびソース領域21上の膜厚を最
大1200オングストロームとした単層膜である。
The insulating film 5 thermally oxidizes the surface of the active layer 3 to form an oxide film 19, and the drain region 2 of the oxide film 19 is formed.
3 and the source region 21 are reoxidized to be formed thicker than the region on the channel region 15, and the thickness of the portion sandwiched between the gate electrode 7 and the channel region 15 is about It is a single layer film having a thickness of 700 angstroms and a maximum film thickness of 1200 angstroms on the drain region 23 and the source region 21.

【0036】このように活性層3のチャネル領域15の
側端部における絶縁膜5の膜厚が最大1200オングストロ
ームに厚く形成されているので、ゲート電極7に電圧を
かけた場合、チャネル/ドレイン境界近傍におけるゲー
ト電界強度が緩和する。これにより結晶欠陥等に起因し
たブレークダウンの発生を抑えることができる。その結
果、ゲート耐圧が向上し信頼性が向上する。しかもチャ
ネルおよびゲート絶縁膜界面を膜厚、寸法ともにゲート
絶縁膜としての適性値に形成できることから、製作され
たTFTは設計通りの特性を実現できる。
Since the thickness of the insulating film 5 at the side edge of the channel region 15 of the active layer 3 is formed to be as thick as 1200 angstroms at maximum in this way, when a voltage is applied to the gate electrode 7, a channel / drain boundary is formed. The gate electric field strength in the vicinity is relaxed. This makes it possible to suppress the occurrence of breakdown due to crystal defects or the like. As a result, the gate breakdown voltage is improved and the reliability is improved. Moreover, since the interface between the channel and the gate insulating film can be formed to have an appropriate value for the gate insulating film in terms of film thickness and dimensions, the manufactured TFT can realize the characteristics as designed.

【0037】次に、このような第2の実施例の半導体装
置の製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing such a semiconductor device of the second embodiment will be described.

【0038】図2(a)右に示すように、石英基板1上
に非晶質シリコン膜をLPCVD法により1300オングス
トロームの膜厚に成膜し 600℃の窒素雰囲気中で15時間
の固相成長を行なった後、これをドライエッチングによ
り島状に素子分離してほぼ矩形に形成し活性層3を得
る。そして酸化炉にて950 ℃の熱酸化を活性層3の表面
に施して、その表面に 700オングストロームのSiO2
からなる酸化膜19を形成する。この酸化膜19が後の
再酸化工程を経て最終的にゲート絶縁膜としての絶縁膜
5となる。そしてレジスト24でチャネル領域15を覆
ってAsのイオン注入を行ないソース領域21、ドレイ
ン領域23を形成する。そしてレジスト24を剥離す
る。このイオン注入は後述のSiNx 膜からなる酸化バ
リア膜25形成後に行なってもよい。
As shown in the right part of FIG. 2 (a), an amorphous silicon film is formed on the quartz substrate 1 by LPCVD to a film thickness of 1300 angstroms, and solid phase growth is performed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 15 hours. After that, the element is separated into islands by dry etching to form a substantially rectangular shape, and the active layer 3 is obtained. Then, the surface of the active layer 3 is subjected to thermal oxidation at 950 ° C. in an oxidation furnace, and 700 Å of SiO 2 is formed on the surface.
An oxide film 19 made of is formed. This oxide film 19 finally becomes the insulating film 5 as a gate insulating film through a re-oxidation process later. Then, As is ion-implanted to cover the channel region 15 with a resist 24, a source region 21 and a drain region 23 are formed. Then, the resist 24 is peeled off. This ion implantation may be performed after the oxide barrier film 25 made of the SiN x film described later is formed.

【0039】そして、図2(b)右に示すように、酸化
膜19上に、酸化剤であるドライ酸素によるSiO2
再酸化を防ぐためにSiNx 膜をLPCVD法により15
00オングストロームの膜厚に成膜し、これを例えばCF
4 /O2 のプラズマエッチングによりパターニングして
酸化バリア膜25を形成して、活性層3のチャネル領域
15に対応する部分を被覆する。このとき酸化バリア膜
25を覆う領域が実施例1とは異なり、ゲート電極(後
に形成する)と同方向すなわちチャネル領域15と交差
するように酸化バリア膜25をパターニングする。この
ようにソース領域21およびドレイン領域23のうち少
なくともドレイン領域23上には酸化バリア膜25が残
らないようにエッチング除去して少なくともドレイン領
域23を露出させ、再酸化の際にその部分には酸化剤が
浸透できるようにして、その部分を再酸化して酸化膜厚
を増大させることができるようにする。
Then, as shown in the right side of FIG. 2B, a SiN x film is formed on the oxide film 19 by LPCVD in order to prevent re-oxidation of SiO 2 by dry oxygen as an oxidant.
The film is formed to a film thickness of 00 angstrom,
The oxide barrier film 25 is formed by patterning by 4 / O 2 plasma etching to cover the portion of the active layer 3 corresponding to the channel region 15. At this time, unlike the first embodiment, the oxide barrier film 25 is patterned so that the region covering the oxide barrier film 25 is in the same direction as the gate electrode (which will be formed later), that is, the channel region 15. As described above, at least the drain region 23 of the source region 21 and the drain region 23 is removed by etching so that the oxidation barrier film 25 does not remain on the drain region 23, and at least the drain region 23 is exposed. Allow the agent to penetrate and re-oxidize the part to increase the oxide film thickness.

【0040】その後、図2(c)右に示すように、酸化
剤としてドライ酸素を用いて、酸化炉にて1100℃のドラ
イ酸素雰囲気中で酸化膜19に再酸化処理を施して、前
記の酸化バリア膜25で被覆することを避けた部分を選
択的に再酸化することにより、その膜厚を約1200オング
ストロームまで成長させる。その一方で酸化バリア膜2
5で被覆された部分は再酸化されないので膜厚はこれ以
上ほとんど成長することなく、ゲート絶縁膜としての好
適な厚さを保つことができる。あるいはさらに酸化を早
くしたい場合は水蒸気雰囲気中で再酸化処理を行なって
もよい。こうして絶縁膜5を得る。
Thereafter, as shown in the right side of FIG. 2C, dry oxygen is used as an oxidant, and the oxide film 19 is subjected to reoxidation treatment in a dry oxygen atmosphere at 1100 ° C. in an oxidizing furnace to carry out the above-mentioned process. By selectively reoxidizing the portion which is not covered with the oxidation barrier film 25, the film thickness is grown to about 1200 angstrom. On the other hand, the oxidation barrier film 2
Since the portion covered with 5 is not reoxidized, the film thickness hardly grows any more, and the thickness suitable for the gate insulating film can be maintained. Alternatively, if it is desired to further accelerate the oxidation, the reoxidation treatment may be performed in a steam atmosphere. In this way, the insulating film 5 is obtained.

【0041】そして図2(d)右に示すように、再酸化
処理後に前記の酸化バリア膜25を除去する。このと
き、酸化バリア膜25の除去に際してそれに接触してい
た絶縁膜5の表面が荒れたり汚染されるような場合に
は、一旦その部分の絶縁膜5を部分的に剥離して再度酸
化し直すなどして修復してもよい。もちろんプロセス条
件を好適に設定して絶縁膜5の表面が荒れないようにす
れば、そのような修復の必要はない。
Then, as shown on the right side of FIG. 2D, the oxidation barrier film 25 is removed after the reoxidation process. At this time, when the surface of the insulating film 5 that is in contact with the oxide barrier film 25 is roughened or contaminated when the oxide barrier film 25 is removed, the insulating film 5 at that portion is once partially peeled and redone again. You may repair by doing. Of course, if the process conditions are appropriately set so that the surface of the insulating film 5 is not roughened, such repair is not necessary.

【0042】その後、図2(e)右に示すように、絶縁
膜5を介して活性層3のチャネル領域15に対面すると
ともに絶縁膜5を介して活性層3のキャリア移動方向に
沿った側端面17近傍の少なくとも一部分を覆うゲート
電極7を形成する。このゲート電極7は、本実施例のよ
うなTFTの構造上、必ず活性層3上をオーバーハング
するので、活性層3のキャリア移動方向に沿った少なく
とも一方の側端部17近傍を覆うことになる。
After that, as shown in the right side of FIG. 2E, the side facing the channel region 15 of the active layer 3 through the insulating film 5 and along the carrier moving direction of the active layer 3 through the insulating film 5. The gate electrode 7 is formed to cover at least a part of the vicinity of the end face 17. Since the gate electrode 7 always overhangs on the active layer 3 due to the structure of the TFT as in the present embodiment, it is necessary to cover at least one side end portion 17 along the carrier moving direction of the active layer 3. Become.

【0043】この後、一般のTFT素子形成とほぼ同様
に、層間絶縁膜9としてCVDにより低温酸化膜を形成
しソース領域21、ドレイン領域23と配線11a、b
との接続をとるためのコンタクトホールを穿設した後、
Siを0.5 %添加したAl膜をスパッタ法により成膜し
パターニングして配線11a、bを形成する。そしてパ
シベーション膜13としてPSG膜を形成し、ポリシリ
コンプロセスでよく行なわれる水素プラズマ照射による
水素パシベーションも行なって、本発明に係る第1の実
施例の半導体装置を完成する。
After that, a low temperature oxide film is formed by CVD as the interlayer insulating film 9 and the source region 21, the drain region 23 and the wirings 11a and 11b are formed in the same manner as in the general TFT element formation.
After making a contact hole for connecting with
An Al film added with 0.5% of Si is formed by a sputtering method and patterned to form wirings 11a and 11b. Then, a PSG film is formed as the passivation film 13, and hydrogen passivation by hydrogen plasma irradiation which is often performed in a polysilicon process is also performed to complete the semiconductor device of the first embodiment according to the present invention.

【0044】このような本発明に係る半導体装置として
の第1の実施例のTFTのゲート耐圧を評価する実験を
行なった。このTFTのゲート寸法はW/L=10μm/
10μmとした。その結果、本発明に係る第2の実施例の
半導体装置においては、ゲート電圧を従来のTFTと比
較して 8Vも高い電圧である40Vまで上昇させても破壊
は起きなかった。したがってゲート耐圧は約5.7 MV/
cm以上であり、本発明のTFTのゲート耐圧は従来の
TFTと比べて飛躍的に向上していることが確認され
た。
An experiment was conducted to evaluate the gate breakdown voltage of the TFT of the first embodiment as such a semiconductor device according to the present invention. The gate size of this TFT is W / L = 10 μm /
It was set to 10 μm. As a result, in the semiconductor device of the second embodiment according to the present invention, destruction did not occur even when the gate voltage was raised to 40V, which is 8V higher than that of the conventional TFT. Therefore, the gate breakdown voltage is approximately 5.7 MV /
It was confirmed that the gate withstand voltage of the TFT of the present invention was drastically improved as compared with the conventional TFT.

【0045】(実施例3)この第3の実施例の半導体装
置は、その主要部の平面的構成は上記の第1および第2
の実施例とほぼ同様のTFTであるが、層構造として図
1のA−A´における断面が図2の左に示すような構成
であり、かつ図1の図B−B´における断面が図2の右
に示すような構成であることを特徴としている。すなわ
ち、チャネル領域15とゲート電極7との交差部を酸化
バリア膜25で被覆することにより、チャネル領域15
とゲート電極との交差部近傍およびソース領域21およ
びドレイン23領域に対応する各部位の酸化膜19を選
択的に再酸化してその膜厚を厚く形成したことを特徴と
している。したがって、この第3の実施例の半導体装置
の製造方法は基本的には上記実施例とほぼ同様であって
特に酸化バリア膜25のパターンを変更するだけでよ
い。そこで本実施例ではプロセスフローの詳述は上記実
施例を参照するものとして説明の簡潔化のために省略す
る。
(Embodiment 3) In the semiconductor device of the third embodiment, the planar structure of the main part is the same as the above first and second embodiments.
2 is similar to that of the embodiment described above, except that the layer structure has a cross section taken along line AA ′ in FIG. 1 as shown on the left side of FIG. 2, and the cross section taken along line BB ′ in FIG. It is characterized by having a configuration as shown on the right of 2. That is, by covering the intersection of the channel region 15 and the gate electrode 7 with the oxidation barrier film 25, the channel region 15
The oxide film 19 in the vicinity of the intersection of the gate electrode and the source region 21 and the drain 23 region is selectively reoxidized to be thickened. Therefore, the method of manufacturing the semiconductor device of the third embodiment is basically the same as that of the above embodiment, and in particular, the pattern of the oxidation barrier film 25 may be changed. Therefore, in this embodiment, the detailed description of the process flow will be made with reference to the above embodiment, and will be omitted for the sake of brevity.

【0046】このような本発明に係る第3の実施例のT
FTのゲート耐圧を評価する実験を行なった。このTF
Tのゲート寸法はW/L=10μm/10μmとした。その
結果、本発明に係るTFTにおいては、ゲート電圧を従
来のTFTと比較して 8Vも高い電圧である40Vまで上
昇させても破壊は起きなかった。したがってゲート耐圧
は約5.7 MV/cm以上であり、本発明のTFTのゲー
ト耐圧は従来のTFTと比べて飛躍的に向上しているこ
とが確認された。この実験では最大40Vまでしかゲート
電圧をかけることができなかったために、各実施例ごと
の差を定量的には確認できなかったものの、いずれも上
述のごとくゲート耐圧が従来のものと比べて飛躍的に向
上していることが確認された。
The T of the third embodiment according to the present invention as described above.
An experiment was conducted to evaluate the gate breakdown voltage of the FT. This TF
The gate size of T was W / L = 10 μm / 10 μm. As a result, in the TFT according to the present invention, destruction did not occur even when the gate voltage was raised to 40V, which is a voltage as high as 8V as compared with the conventional TFT. Therefore, the gate breakdown voltage was about 5.7 MV / cm or more, and it was confirmed that the gate breakdown voltage of the TFT of the present invention was dramatically improved as compared with the conventional TFT. In this experiment, the gate voltage could be applied only up to 40 V, so the difference between the examples could not be confirmed quantitatively, but in all cases, the gate breakdown voltage jumped as compared with the conventional one. It was confirmed that it has improved.

【0047】(実施例4)第1の実施例のTFTを用い
てアクティブマトリックス型液晶表示装置を形成した。
すなわち、液晶表示装置の画素部のスイッチング素子と
してnチャネルのTFTを、またTFT基板の周囲に配
設するいわゆる一体型駆動回路としてn、p両チャネル
のTFTを用いた。これらのTFTの活性層や絶縁膜等
主要部の構成は第1の実施例のTFTと同様である。そ
してそのスイッチング素子としてのTFTのソース領域
21には配線11bとして表示信号電圧が印加される信
号線を接続し、またドレイン領域23には配線11aと
してITO(酸化インジウム錫)膜からなる画素電極を
接続した。また液晶表示装置として必要な補助容量やブ
ラックマトリックスなども形成した。
Example 4 An active matrix type liquid crystal display device was formed by using the TFT of the first example.
That is, n-channel TFTs were used as switching elements in the pixel portion of the liquid crystal display device, and n- and p-channel TFTs were used as so-called integrated drive circuits arranged around the TFT substrate. The structure of the main parts such as the active layer and insulating film of these TFTs is the same as that of the TFT of the first embodiment. Then, a signal line to which a display signal voltage is applied is connected as a wiring 11b to the source region 21 of the TFT as the switching element, and a pixel electrode made of an ITO (indium tin oxide) film is connected as a wiring 11a to the drain region 23. Connected In addition, auxiliary capacitors and a black matrix necessary for a liquid crystal display device were also formed.

【0048】このようにして本発明に係るTFTを用い
て形成されたアクティブマトリックス型液晶表示装置
は、ゲート耐圧が40V以上で液晶印加電圧の上限に余裕
があるため、従来よりも高い電圧で駆動することができ
るので、コントラストが高い表示画像を実現することが
できた。
In the active matrix type liquid crystal display device formed by using the TFT according to the present invention as described above, since the gate breakdown voltage is 40 V or more and there is a margin in the upper limit of the liquid crystal applied voltage, it is driven at a voltage higher than the conventional one. Therefore, it is possible to realize a display image with high contrast.

【0049】(実施例5)上記第1の実施例等では、順
スタガー型のTFTに本発明を適用した場合を示した
が、この第5の実施例では逆スタガー型のTFTに本発
明を適用した場合を説明する。図3は、この第5の実施
例の半導体装置の構造を示す断面図である。この第5の
実施例の半導体装置は、石英基板301と、ゲート電極
303と、ゲート絶縁膜である絶縁膜305と、非晶質
シリコンから形成した活性層307と、層間絶縁膜30
9と、配線311a、bと、パシベーション膜313と
からその主要部が形成されているTFTである。
(Embodiment 5) In the above first embodiment and the like, the case where the present invention is applied to the forward stagger type TFT is shown. In the fifth embodiment, the present invention is applied to the reverse stagger type TFT. The case where it is applied will be described. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the fifth embodiment. The semiconductor device of the fifth embodiment includes a quartz substrate 301, a gate electrode 303, an insulating film 305 which is a gate insulating film, an active layer 307 made of amorphous silicon, and an interlayer insulating film 30.
9, the wirings 311a and 311b, and the passivation film 313 are the main parts of the TFT.

【0050】絶縁膜305は、ゲート電極303と活性
層307のチャネル領域315とに挟持される部分の膜
厚が約 700オングストロームであり、その他の部分すな
わちゲート電極303のエッジ部317近傍(側端面近
傍)の膜厚が1300オングストロームの単層の膜である。
そしてその部分の膜厚が厚いことは、このTFTの構造
上、活性層307のチャネルエッジ部318に対応する
部分の膜厚が厚いということをも意味する。
The insulating film 305 has a film thickness of about 700 angstroms at a portion sandwiched between the gate electrode 303 and the channel region 315 of the active layer 307, and the other portion, that is, near the edge portion 317 of the gate electrode 303 (side end surface). The vicinity) is a single layer film with a film thickness of 1300 angstroms.
The fact that the film thickness of that portion is thick also means that the thickness of the portion of the active layer 307 corresponding to the channel edge portion 318 is thick due to the structure of the TFT.

【0051】このように、ゲート電極303のエッジ部
317近傍および活性層307のチャネルエッジ部31
8での絶縁膜305の膜厚が1300オングストロームと厚
く形成されているので、この部分のゲート耐圧が向上
し、耐久性および信頼性が向上している。しかもチャネ
ル領域315に対応する部分の絶縁膜305の膜厚はい
わゆるゲート絶縁膜としての好ましい厚さに形成されて
いるので、TFTの動作特性は所定の最適な特性が実現
されている。
As described above, the vicinity of the edge portion 317 of the gate electrode 303 and the channel edge portion 31 of the active layer 307 are formed.
Since the insulating film 305 in FIG. 8 is formed as thick as 1300 angstroms, the gate breakdown voltage of this portion is improved, and the durability and reliability are improved. Moreover, since the thickness of the insulating film 305 in the portion corresponding to the channel region 315 is formed to be a preferable thickness as a so-called gate insulating film, a predetermined optimum operating characteristic of the TFT is realized.

【0052】次に、この第5の実施例の半導体装置の製
造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device of the fifth embodiment will be described.

【0053】石英基板301上に、P(燐)をドーピン
グした多結晶シリコン膜をLPCVD法により成膜し、
パターニングしてゲート電極303を形成する。
A polycrystalline silicon film doped with P (phosphorus) is formed on the quartz substrate 301 by the LPCVD method,
Patterning is performed to form the gate electrode 303.

【0054】そしてゲート電極303を被覆するように
LPCVD法によりSiOx からなる膜厚700 オングス
トロームの酸化膜を堆積する。
Then, a 700 Å-thick oxide film of SiO x is deposited by LPCVD so as to cover the gate electrode 303.

【0055】そしてその酸化膜上に酸化を妨げるSiN
x からなる酸化バリア膜を成膜しパターニングして、後
工程で形成される活性層307のチャネル領域315と
対面する部分を被覆した後、再酸化処理を施して前記の
酸化バリア膜で被覆することを避けた部分の酸化膜を選
択的に再酸化しその部分の膜厚を酸化バリア膜で被覆し
た部分の膜厚 700オングストロームよりも厚い約1300オ
ングストロームに形成する。こうして再酸化処理を行っ
た後、CDE(ケミカルドライエッチング)により酸化
バリア膜を剥離する。こうして絶縁膜305を得る。
Then, SiN that prevents oxidation on the oxide film
An oxide barrier film made of x is formed and patterned to cover a portion of the active layer 307 formed in a later step, which faces the channel region 315, and then a reoxidation process is performed to cover the oxide barrier film. By selectively re-oxidizing the oxide film in the part avoiding the above, the film thickness of that part is formed to about 1300 angstroms which is thicker than 700 angstroms of the film covered with the oxidation barrier film. After performing the reoxidation process in this way, the oxidation barrier film is peeled off by CDE (chemical dry etching). Thus, the insulating film 305 is obtained.

【0056】続いて、ウェット前処理を施した後、LP
CVD法で非晶質シリコン膜を1500オングストローム堆
積し固相成長させる。そしてこれを島状に素子分離して
ほぼ矩形の活性層307を形成し、その中央に絶縁膜3
05を介してゲート電極303と対面するチャネル領域
315を形成し該チャネル領域315の両脇にソース領
域319およびドレイン領域321を形成する。
Then, after wet pretreatment, LP
An amorphous silicon film is deposited to 1500 angstrom by the CVD method and solid phase growth is performed. Then, this is separated into islands to form a substantially rectangular active layer 307, and the insulating film 3 is formed in the center thereof.
A channel region 315 facing the gate electrode 303 is formed via the channel 05, and a source region 319 and a drain region 321 are formed on both sides of the channel region 315.

【0057】そして、ソース領域319およびドレイン
領域321にAsのイオン注入を行なう。このとき、ソ
ース領域319およびドレイン領域321はオフセット
構造とし、イオン注入を 2段階に分けて行ない、ソース
領域319およびドレイン領域321の端部での電界集
中の緩和を図るためのLDD323を形成する。
Then, As ions are implanted into the source region 319 and the drain region 321. At this time, the source region 319 and the drain region 321 have an offset structure, ion implantation is performed in two steps, and the LDD 323 for relaxing electric field concentration at the ends of the source region 319 and the drain region 321 is formed.

【0058】そしてソース領域319、ドレイン領域3
21それぞれを配線311a、配線311bと各々接続
し、第1の実施例と同様にパシベーション膜313を形
成して、本発明に係る第5の実施例のTFT(半導体装
置)を得た。
Then, the source region 319 and the drain region 3
21 are connected to the wiring 311a and the wiring 311b, respectively, and the passivation film 313 is formed in the same manner as in the first embodiment to obtain the TFT (semiconductor device) of the fifth embodiment according to the present invention.

【0059】このようにして完成した第5の実施例のT
FTのゲート耐圧を測定したところ、ゲート電圧を50V
にまで上昇させても素子の破壊を起こさなかった。
The T of the fifth embodiment completed in this way
When the gate breakdown voltage of FT was measured, the gate voltage was 50V.
The device was not destroyed even when the temperature was raised to.

【0060】なお、本発明は、nチャネルのTFTにお
いてもpチャネルのTFTにおいても有効であることは
言うまでもない。
Needless to say, the present invention is effective for both n-channel TFTs and p-channel TFTs.

【0061】また、上記実施例では、酸化バリア膜とし
てLPCVD法により堆積してなるSiNx 膜を用いた
が、酸化バリア膜としてはこの他にも、酸化剤に対して
バリアとして機能し、かつその酸化バリア膜から放出さ
れる不純物汚染の問題のない材料を好適に用いることが
できる。あるいは、導電性の材料を用いれば、再酸化後
にも剥離することなくそのままゲート電極の一部のよう
にして用いることもできる。この場合には酸化バリア膜
の剥離工程を省略することができる。
Further, in the above embodiment, the SiN x film deposited by the LPCVD method was used as the oxidation barrier film, but besides this, the oxidation barrier film also functions as a barrier against the oxidant, and A material having no problem of contamination of impurities released from the oxidation barrier film can be preferably used. Alternatively, if a conductive material is used, it can be used as it is as a part of the gate electrode without peeling even after reoxidation. In this case, the step of removing the oxidation barrier film can be omitted.

【0062】また、酸化バリア膜を除去した際に、酸化
バリア膜に接触していた絶縁膜の表面が荒れるような場
合には、一旦その荒れた部分の絶縁膜を部分的に剥離し
て再度酸化し直すなどして修復してもよい。ただし、チ
ャネルエッジ部近傍の絶縁膜の厚い膜厚の部分は削り取
ることを避けておく。そして修復のために再度付着させ
る部分の膜の材料としては、酸化膜に限らず窒化膜やこ
れらの積層構造としてもよい。あるいは修復の必要がな
ければ、上記実施例のように酸化バリア膜を除去するだ
けでもよいことは言うまでもない。
In addition, when the surface of the insulating film that was in contact with the oxidation barrier film is roughened when the oxidation barrier film is removed, the insulating film in the roughened portion is once peeled off and then removed again. You may repair by oxidizing again. However, avoid cutting away the thick film portion of the insulating film near the channel edge portion. The material of the film to be attached again for repair is not limited to the oxide film, but may be a nitride film or a laminated structure of these. Needless to say, if there is no need for repair, the oxide barrier film may be simply removed as in the above-mentioned embodiment.

【0063】また、例えば逆スタガー型のTFTの場合
では、本発明の絶縁膜の上にSiNx のような絶縁膜を
さらに別層として被着させてゲート絶縁膜を形成しても
よい。またこのような別層の絶縁膜を付加してなるゲー
ト絶縁膜としては、単層のSiNx 膜のみならず、ON
膜のような 2層積層膜、あるいはONO膜のような 3層
積層膜などの積層構造の絶縁膜を用いてもよい。
For example, in the case of an inverted stagger type TFT, a gate insulating film may be formed by depositing an insulating film such as SiN x as another layer on the insulating film of the present invention. Further, as a gate insulating film formed by adding such a separate layer insulating film, not only a single-layer SiN x film but also an ON
An insulating film having a laminated structure such as a two-layer laminated film such as a film or a three-layer laminated film such as an ONO film may be used.

【0064】また、本実施例では多結晶シリコン膜や非
晶質シリコン膜を活性層に用いたMOS型のTFTにつ
いて例示したが、この他にも貼り合わせ法による単結晶
膜やエピタキシャル成長による単結晶膜やエネルギービ
ームによる非晶質膜の再結晶化膜などを用いることがで
きる。
Further, in this embodiment, the MOS type TFT using the polycrystalline silicon film or the amorphous silicon film as the active layer is exemplified, but in addition to this, a single crystal film by a bonding method or a single crystal by epitaxial growth. A film or a recrystallized film of an amorphous film formed by an energy beam can be used.

【0065】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、本発明の半導体装置の各部位の形成材料などの変更
が種々可能であることは言うまでもない。
In addition, it goes without saying that various changes can be made to the material for forming each part of the semiconductor device of the present invention without departing from the scope of the present invention.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、ゲート耐圧特性を向上させて、耐久性お
よび信頼性を向上させたTFTのような半導体装置およ
びその製造方法を提供することができる。
As is clear from the detailed description above, according to the present invention, a semiconductor device such as a TFT having improved gate withstand voltage characteristics and improved durability and reliability, and a method for manufacturing the same. Can be provided.

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

【図1】第1の実施例の半導体装置の構造を示す平面
図。
FIG. 1 is a plan view showing the structure of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例の半導体装置の構造および製造工
程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment.

【図3】第3の実施例の半導体装置の構造を示す断面
図。
FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a third embodiment.

【図4】従来の半導体装置の構造を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing the structure of a conventional semiconductor device.

【図5】従来の半導体装置の構造を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…石英基板、3…活性層、5…絶縁膜、7…ゲート電
極、9…層間絶縁膜、11a、b…配線、13…パシベ
ーション膜、25…酸化バリア膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz substrate, 3 ... Active layer, 5 ... Insulating film, 7 ... Gate electrode, 9 ... Interlayer insulating film, 11a, b ... Wiring, 13 ... Passivation film, 25 ... Oxidation barrier film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の絶縁層上または絶縁基板上に島状
に素子分離されて略矩形に形成され、かつチャネル領域
が中央部に配置され該チャネル領域の両脇にソース領域
およびドレイン領域がそれぞれ配置された活性層と、該
活性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2の絶縁層を介
して前記活性層の前記チャネル領域に対向し、かつ前記
第2の絶縁層を介して前記活性層のキャリア移動方向に
沿った側端面の少なくとも一部を被覆するゲート電極
と、前記活性層の前記チャネル領域の両脇の前記ソース
領域および前記ドレイン領域にそれぞれ電気的に接続さ
れるソース電極およびドレイン電極とを備えた半導体装
置において、 前記第2の絶縁層は、前記活性層のキャリア移動方向に
沿った少なくとも一方の側端部の部位の層厚を前記ゲー
ト電極と前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持さ
れる部位の層厚に比較して厚く形成された単層であるこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A source region and a drain region are formed on a first insulating layer or an insulating substrate by island-shaped element isolation and are formed in a substantially rectangular shape, and a channel region is arranged at a central portion. Are disposed respectively, a second insulating layer that covers the active layer, a second insulating layer that faces the channel region of the active layer through the second insulating layer, and Is electrically connected to the gate electrode that covers at least a part of the side end face of the active layer along the carrier movement direction, and the source region and the drain region on both sides of the channel region of the active layer. In the semiconductor device having a source electrode and a drain electrode, the second insulating layer has a layer thickness of at least one side end portion along the carrier movement direction of the active layer, the gate electrode Wherein a is a single layer which is to thicker compared to the layer thickness of the portion to be sandwiched between the channel region of the active layer.
【請求項2】第1の絶縁層上または絶縁基板上に島状に
素子分離されて略矩形に形成され、かつチャネル領域が
中央部に配置され該チャネル領域の両脇にソース領域お
よびドレイン領域がそれぞれ配置された活性層と、該活
性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2の絶縁層を介し
て前記活性層の前記チャネル領域の少なくとも一部を被
覆するゲート電極と、前記活性層の前記チャネル領域の
両脇の前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞ
れ電気的に接続されるソース電極およびドレイン電極と
を備えた半導体装置において、 前記第2の絶縁層は、前記活性層のチャネル領域とソー
ス領域との境界部分およびチャネル領域とドレイン領域
との境界部分のうち少なくとも一方境界部分に対応する
部位の層厚を前記ゲート電極と前記活性層の前記チャネ
ル領域との間に挟持される部位の層厚に比較して厚く形
成された単層であることを特徴とする半導体装置。
2. A source region and a drain region are formed on a first insulating layer or an insulating substrate by island-shaped element isolation and are formed into a substantially rectangular shape, and a channel region is arranged at a central portion. A second insulating layer that covers the active layer, a gate electrode that covers at least a part of the channel region of the active layer through the second insulating layer, In a semiconductor device including a source electrode and a drain electrode electrically connected to the source region and the drain region on both sides of the channel region of the active layer, the second insulating layer is At least one of a boundary portion between the channel region and the source region and a boundary portion between the channel region and the drain region has a layer thickness corresponding to the gate electrode and the active layer. The semiconductor device is characterized in that it is a single layer thicker than the layer thickness of the portion sandwiched between the channel region and the channel region.
【請求項3】 第1の絶縁層上または絶縁基板上に島状
に素子分離されて略矩形に形成され、かつチャネル領域
が中央部に配置され該チャネル領域の両脇にソース領域
およびドレイン領域がそれぞれ配置された活性層と、該
活性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2の絶縁層を介
して前記活性層の前記チャネル領域に対向し、かつ前記
第2の絶縁層を介して前記活性層のキャリア移動方向に
沿った側端面の少なくとも一部を被覆するゲート電極
と、前記活性層の前記チャネル領域の両脇の前記ソース
領域および前記ドレイン領域にそれぞれ電気的に接続さ
れるソース電極およびドレイン電極とを備えた半導体装
置において、 前記第2の絶縁層は、前記活性層のキャリア移動方向に
沿った少なくとも一方の側端部の部位の層厚を前記ゲー
ト電極と前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持さ
れる部位の層厚に比較して厚く形成され、かつ前記活性
層のチャネル領域とソース領域との境界部分およびチャ
ネル領域とドレイン領域との境界部分のうち少なくとも
一方境界部分に対応する部位の層厚を前記ゲート電極と
前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持される部位
の層厚に比較して厚く形成された単層であることを特徴
とする半導体装置。
3. A source region and a drain region are formed on the first insulating layer or the insulating substrate in island-like element-isolated and formed in a substantially rectangular shape, and a channel region is arranged at a central portion. Are disposed respectively, a second insulating layer that covers the active layer, a second insulating layer that faces the channel region of the active layer through the second insulating layer, and Is electrically connected to the gate electrode that covers at least a part of the side end face of the active layer along the carrier movement direction, and the source region and the drain region on both sides of the channel region of the active layer. In the semiconductor device having a source electrode and a drain electrode, the second insulating layer has a layer thickness of at least one side end portion along the carrier movement direction of the active layer, the gate electrode The active layer is formed thicker than the layer sandwiched between the channel region and the channel region, and the boundary between the channel region and the source region and the boundary between the channel region and the drain region of the active layer. Of the single layer, the layer thickness of a portion corresponding to at least one of the boundary portions is thicker than the layer thickness of a portion sandwiched between the gate electrode and the channel region of the active layer. Characteristic semiconductor device.
【請求項4】 第1の絶縁層上または絶縁基板上に島状
に素子分離されて略矩形に形成され、かつチャネル領域
が中央部に配置され該チャネル領域の両脇にソース領域
およびドレイン領域がそれぞれ配置された活性層と、該
活性層を被覆する第2の絶縁層と、該第2の絶縁層を介
して前記活性層の前記チャネル領域に対向し、かつ前記
第2の絶縁層を介して前記活性層のキャリア移動方向に
対して斜め方向に交差するように前記活性層の少なくと
も一部を被覆するゲート電極と、前記活性層の前記チャ
ネル領域の両脇の前記ソース領域および前記ドレイン領
域にそれぞれ電気的に接続されるソース電極およびドレ
イン電極とを備えた半導体装置において、 前記第2の絶縁層は、前記活性層のキャリア移動方向に
沿った少なくとも一方の側端部の部位の層厚を前記ゲー
ト電極と前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持さ
れる部位の層厚に比較して厚く形成され、かつ前記活性
層のチャネル領域とソース領域との境界部分およびチャ
ネル領域とドレイン領域との境界部分のうち少なくとも
一方境界部分に対応する部位の層厚を前記ゲート電極と
前記活性層の前記チャネル領域との間に挟持される部位
の層厚に比較して厚く形成された単層であることを特徴
とする半導体装置。
4. A source region and a drain region are formed on the first insulating layer or on the insulating substrate in island-like element-isolated and formed in a substantially rectangular shape, and a channel region is arranged at a central portion. Are disposed respectively, a second insulating layer that covers the active layer, a second insulating layer that faces the channel region of the active layer through the second insulating layer, and A gate electrode covering at least a part of the active layer so as to intersect the carrier movement direction of the active layer in an oblique direction, and the source region and the drain on both sides of the channel region of the active layer. In a semiconductor device including a source electrode and a drain electrode electrically connected to the region, the second insulating layer has at least one side end portion along a carrier movement direction of the active layer. The layer thickness of the portion is formed thicker than the layer thickness of the portion sandwiched between the gate electrode and the channel region of the active layer, and the boundary portion between the channel region and the source region of the active layer and At least one of the boundary portions between the channel region and the drain region is thicker than the portion corresponding to the boundary portion as compared with the layer thickness sandwiched between the gate electrode and the channel region of the active layer. A semiconductor device having a formed single layer.
【請求項5】 絶縁膜上または絶縁基板上に半導体膜を
成膜し島状に素子分離して略矩形に活性層を形成する工
程と、 前記活性層を被覆するように酸化膜からなる絶縁膜を形
成する工程と、 前記絶縁膜上に該絶縁膜の酸化を妨げる酸化バリア膜を
形成して前記活性層のチャネル領域に対応する部分を被
覆し、該絶縁膜に再酸化処理を施して前記酸化バリア膜
で被覆することを避けた部分を選択的に再酸化して、該
再酸化した部分の膜厚を前記酸化バリア膜で被覆した部
分の膜厚よりも厚く形成する工程と、 前記再酸化処理後に前記酸化バリア膜を除去する工程
と、 前記絶縁膜を介して前記活性層のチャネル領域に対面す
るとともに前記絶縁膜を介して前記活性層のキャリア移
動方向に沿った側端面の少なくとも一部を被覆するゲー
ト電極を形成する工程とを具備することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
5. A step of forming a semiconductor film on an insulating film or an insulating substrate to separate island-shaped elements to form an active layer in a substantially rectangular shape, and an insulating film made of an oxide film so as to cover the active layer. A step of forming a film, and forming an oxidation barrier film on the insulating film to prevent oxidation of the insulating film to cover a portion of the active layer corresponding to a channel region, and subjecting the insulating film to reoxidation treatment. Selectively reoxidizing a portion that is not covered with the oxidation barrier film to form a film thickness of the reoxidized portion larger than a film thickness of the portion covered with the oxidation barrier film; A step of removing the oxidation barrier film after the reoxidation process, and at least a side end face of the active layer facing the channel region of the active layer via the insulating film and along the carrier movement direction of the active layer via the insulating film. Gate electrode to cover a part The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of forming.
【請求項6】 絶縁膜上または絶縁基板上にゲート電極
を形成する工程と、 前記ゲート電極を被覆するように酸化膜からなる絶縁膜
を形成する工程と、 前記絶縁膜上に該絶縁膜の酸化を妨げる酸化バリア膜を
形成して、前記絶縁膜の後工程で形成される活性層のチ
ャネル領域と対面する部分を被覆し、前記絶縁膜に再酸
化処理を施して前記酸化バリア膜で被覆することを避け
た部分の絶縁膜を選択的に酸化して前記酸化バリア膜で
被覆した部分の膜厚よりも厚く形成する工程と、 前記再酸化処理後に前記酸化バリア膜を除去する工程
と、 半導体膜を形成し略矩形の島状に素子分離して、該半導
体膜の中央に前記絶縁膜を介して前記ゲート電極と対面
するチャネル領域を形成し該チャネル領域の両脇にソー
ス領域およびドレイン領域を形成して活性層を形成する
工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
6. A step of forming a gate electrode on an insulating film or an insulating substrate, a step of forming an insulating film made of an oxide film so as to cover the gate electrode, and a step of forming the insulating film on the insulating film. An oxidation barrier film that prevents oxidation is formed to cover a portion of the active layer, which is formed in a later step of the insulation film, facing the channel region, and the insulation film is subjected to reoxidation treatment to be covered with the oxidation barrier film. A step of selectively oxidizing the insulating film in a portion which is avoided to form a film thicker than a film thickness of a portion covered with the oxidation barrier film; and a step of removing the oxidation barrier film after the reoxidation treatment, A semiconductor film is formed and elements are separated into substantially rectangular islands, a channel region facing the gate electrode is formed in the center of the semiconductor film with the insulating film interposed therebetween, and a source region and a drain are provided on both sides of the channel region. Forming a region The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of forming the active layer.
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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