JPH06317811A - Semiconductor device and its production - Google Patents

Semiconductor device and its production

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JPH06317811A
JPH06317811A JP10706593A JP10706593A JPH06317811A JP H06317811 A JPH06317811 A JP H06317811A JP 10706593 A JP10706593 A JP 10706593A JP 10706593 A JP10706593 A JP 10706593A JP H06317811 A JPH06317811 A JP H06317811A
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thin film
channel tft
film
crystal silicon
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Abstract

PURPOSE:To improve the characteristic of a p channel TFT and to form a high-speed circuit by oxidizing a non-single crystal silicon thin film on an insulat ing substrate to form the channel region of the (p) channel and (n) channel thin-film transistors. CONSTITUTION:Non-single crystal silicon thin films 4P and 4N are heat-treated in an oxidizing atmosphere to reduce the defects in a polycrystal silicon thin film to form the channel region of a TFT. In this case, the (n) channel TFT has an optimum content of oxide, and the TFT characteristic is conversely deteriorated above that content. Meanwhile, the characteristic of the (p) channel TFT is further improved even if the (n) channel TFT is oxidized in the larger amt. than optimum. Further, the oxide content of the non-single crystal silicon thin film 4P constituting the (p) channel is made higher than that of the non- single crystal silicon thin film constituting the (p)channel TFT. Consequently, the defects of the non-single crystal silicon thin films 4N and 4P are reduced in the (p) channel TFT and (u)channel TFT.

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、nチャネル薄膜トラン
ジスタおよびpチャネル薄膜トランジスタを備えたドラ
イバモノリシック型の液晶表示パネル、イメージセンサ
ー、三次元ICなどの半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as a driver monolithic liquid crystal display panel, an image sensor, and a three-dimensional IC, which includes an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述のpチャネル薄膜トランジスタ(以
下TFTと称する)およびnチャネルTFTを備えた半
導体装置からなるCMOS回路を高性能化するために
は、nチャネルTFTおよびpチャネルTFTの双方に
おいて、移動度(μ)が高く、スレショルド電圧(Vt
h)の絶対値が小さいことが要求される。ところが、一
般にpチャネルTFTの法がnチャネルTFTに比べ
て、移動度(μ)が低く、またスレショルド電圧(Vt
h)の絶対値が大きい。このことは、例えば、Processin
gand Device Performance of Low-Temperature CMOS Po
ly-TFTs on 18.4-in.-Diagonal Substrater for AMLCD
Application I.-W. Wu et.al.,SID 92 DIGEST, p-615-p
-618に示されている。
2. Description of the Related Art In order to improve the performance of a CMOS circuit comprising a semiconductor device having the above-mentioned p-channel thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and n-channel TFT, both the n-channel TFT and the p-channel TFT are moved. The degree (μ) is high and the threshold voltage (Vt
It is required that the absolute value of h) be small. However, in general, the p-channel TFT method has a lower mobility (μ) than the n-channel TFT, and the threshold voltage (Vt
The absolute value of h) is large. This means, for example, Processin
gand Device Performance of Low-Temperature CMOS Po
ly-TFTs on 18.4-in.-Diagonal Substrater for AMLCD
Application I.-W. Wu et.al., SID 92 DIGEST, p-615-p
-618.

【0003】図4に、上記文献に示されているCMOS
回路の構造を示す。このCMOS回路は、絶縁性基板1
上に形成されたpチャネルTFTおよびnチャネルTF
Tを備えている。pチャネルTFTは、絶縁性基板1上
にソース領域・ドレイン領域7Pおよびチャネル領域4
Pを有する半導体層15Pが形成され、その上に基板1
のほぼ全面を覆うように絶縁膜が形成されてゲート絶縁
膜5となっている。その上に活性領域4Pと対向するよ
うにゲート電極6Pが形成され、ゲート電極6Pを覆っ
て層間絶縁膜9が形成されている。さらに、ソース電極
・ドレイン電極11が形成されて、ゲート絶縁膜5およ
び層間絶縁膜9に形成されたコンタクトホール10Pに
よりソース領域・ドレイン領域7Pと電気的に接続され
ている。また、nチャネルTFTにおいては、絶縁性基
板1上にソース領域・ドレイン領域7Nおよび活性領域
4Nを有する半導体層15Nが形成されている。その上
を覆って上記ゲート絶縁膜5が形成されている。その
上、に活性領域4Nと対向するようにゲート電極6Nが
形成され、ゲート電極6Nを覆って上記層間絶縁膜9が
形成されている。さらに、ソース電極・ドレイン電極1
1が形成されて、ゲート絶縁膜5および層間絶縁膜9に
形成されたコンタクトホール10Nによりソース領域・
ドレイン領域7Nと電気的に接続されている。
FIG. 4 shows the CMOS disclosed in the above document.
The circuit structure is shown. This CMOS circuit has an insulating substrate 1
P-channel TFT and n-channel TF formed on top
It has T. The p-channel TFT includes a source region / drain region 7P and a channel region 4 on the insulating substrate 1.
A semiconductor layer 15P having P is formed, and the substrate 1 is formed thereon.
An insulating film is formed so as to cover almost the entire surface of the gate insulating film to form the gate insulating film 5. A gate electrode 6P is formed thereon so as to face the active region 4P, and an interlayer insulating film 9 is formed so as to cover the gate electrode 6P. Further, a source electrode / drain electrode 11 is formed and electrically connected to the source region / drain region 7P through a contact hole 10P formed in the gate insulating film 5 and the interlayer insulating film 9. Further, in the n-channel TFT, a semiconductor layer 15N having a source / drain region 7N and an active region 4N is formed on the insulating substrate 1. The gate insulating film 5 is formed so as to cover it. A gate electrode 6N is formed thereon so as to face the active region 4N, and the interlayer insulating film 9 is formed so as to cover the gate electrode 6N. Furthermore, the source electrode / drain electrode 1
1 is formed, and the contact hole 10N formed in the gate insulating film 5 and the interlayer insulating film 9 forms the source region.
It is electrically connected to the drain region 7N.

【0004】このCMOS回路は、以下のようにして製
造される。まず、絶縁性基板1上に、LPCVD(Low
pressure chemical vapor deposition)により、厚み1
000オングストロームの非晶質シリコン膜を厚み10
00オングストロームに堆積し、これに熱処理を施して
固相結晶化することにより多結晶シリコン膜とする。次
に、この多結晶シリコン膜をpチャネル領域TFT領域
およびnチャネルTFT領域が残るようにパターニング
して半導体層15P、15Nを形成し、その上を覆うよ
うに、基板のほぼ全面に厚み1000オングストローム
のゲート絶縁膜(酸化膜)5を形成する。さらに、その
上に、多結晶シリコン膜からなるゲート電極6P、6N
を形成し、このゲート電極6P、6Nをマスクとして、
pチャネル半導体層15Pにはホウ素(B)イオン、n
チャネル半導体層15Nにはリン(P)イオンを注入す
る。このことにより、ホウ素イオンが注入されたソース
領域・ドレイン領域7Pおよびリンイオンが注入された
ソース領域・ドレイン領域7Nが形成され、ゲート電極
6P、6N下の半導体層6P、6N部分には不純物イオ
ンが注入されずにチャネル領域4P、4Nとなる。続い
て、SiO2からなる厚み7000オングストロームの
層間絶縁膜9を堆積する。その状態の基板に熱処理を行
って、注入された不純物を活性化させる。その後、ゲー
ト絶縁膜5および層間絶縁膜の所定部分を除去して、ソ
ース領域7P、7Nに達するようにコンタクトホール1
0P、10Nを開口させ、ソース電極・ドレイン電極1
1をそれぞれ形成する。
This CMOS circuit is manufactured as follows. First, LPCVD (Low
thickness 1 by pressure chemical vapor deposition)
000 angstrom amorphous silicon film with a thickness of 10
A polycrystal silicon film is obtained by depositing it to a thickness of 00 angstrom and subjecting it to heat treatment for solid-phase crystallization. Next, this polycrystalline silicon film is patterned so that the p-channel region TFT region and the n-channel TFT region are left to form semiconductor layers 15P and 15N, and a thickness of 1000 angstrom is formed on almost the entire surface of the substrate so as to cover the semiconductor layers 15P and 15N. A gate insulating film (oxide film) 5 is formed. Further thereon, gate electrodes 6P and 6N made of a polycrystalline silicon film are formed.
Is formed, and using the gate electrodes 6P and 6N as a mask,
The p-channel semiconductor layer 15P has boron (B) ions, n
Phosphorus (P) ions are implanted into the channel semiconductor layer 15N. As a result, a source region / drain region 7P in which boron ions are implanted and a source region / drain region 7N in which phosphorus ions are implanted are formed, and impurity ions are introduced into the semiconductor layers 6P and 6N below the gate electrodes 6P and 6N. The channel regions 4P and 4N are formed without being implanted. Then, an interlayer insulating film 9 made of SiO 2 and having a thickness of 7,000 Å is deposited. The substrate in that state is subjected to heat treatment to activate the implanted impurities. Then, the gate insulating film 5 and a predetermined portion of the interlayer insulating film are removed, and the contact hole 1 is formed so as to reach the source regions 7P and 7N.
Source electrode / drain electrode 1 with openings 0P and 10N
1 are formed respectively.

【0005】上記のようにして作製されるCMOS回路
におけるpチャネルTFTおよびnチャネルTFTの特
性を以下の表1に示す。
The characteristics of the p-channel TFT and the n-channel TFT in the CMOS circuit manufactured as described above are shown in Table 1 below.

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】上記表1からも理解されるように、pチャ
ネルTFTの方がnチャネルTFTに比べて、移動度が
低く、スレショルド電圧の絶対値が大きい。
As can be seen from Table 1 above, the p-channel TFT has a lower mobility and a larger absolute value of the threshold voltage than the n-channel TFT.

【0008】ところで、TFTの特性を改善するために
は、TFTのチャネル領域となる多結晶シリコン薄膜の
高品質化が要求され、薄膜中の欠陥の低減が不可欠とな
る。従来、この欠陥を低減するために、非単結晶シリコ
ン薄膜を酸化性雰囲気中で熱処理して酸化する方法が用
いられている。その方法については、例えば、A POLYSI
LICON TRANSISTOR TECHNOLOGY FOR LARGE CAPACITY SRA
Ms S. Ikeda et. al.,IEDM 90, p.469-p.472に示されて
いる。
In order to improve the characteristics of the TFT, it is necessary to improve the quality of the polycrystalline silicon thin film that becomes the channel region of the TFT, and it is essential to reduce the defects in the thin film. Conventionally, in order to reduce this defect, a method of heat-treating a non-single crystal silicon thin film in an oxidizing atmosphere to oxidize it is used. For the method, see, for example, A POLYSI
LICON TRANSISTOR TECHNOLOGY FOR LARGE CAPACITY SRA
Ms S. Ikeda et. Al., IEDM 90, p.469-p.472.

【0009】図5に、上記文献に示されているTFTの
構成を示す。このTFTはpチャネルTFTであり、絶
縁性基板1上の一部に、ゲート電極6Pが形成され、そ
の上を覆ってシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜5が
形成されている。その上に、ソース領域・ドレイン領域
7Pおよびチャネル領域4Pを有する多結晶シリコン半
導体層15Pが形成されている。
FIG. 5 shows the structure of the TFT shown in the above document. This TFT is a p-channel TFT, a gate electrode 6P is formed on a part of the insulating substrate 1, and a gate insulating film 5 made of a silicon oxide film is formed so as to cover the gate electrode 6P. A polycrystalline silicon semiconductor layer 15P having a source / drain region 7P and a channel region 4P is formed thereon.

【0010】このpチャネルTFTは、以下のようにし
て製造される。まず、絶縁性基板1上の一部に、ゲート
電極6Pを形成し、その上を覆って、LPCVD法によ
りシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜5を形成する。
次に、ゲート絶縁膜4上に、モノシラン(SiH4)を
原料ガスとし、520℃の条件で、LPCVD法により
非晶質シリコン膜を厚み400オングストロームに形成
する。この非晶質シリコン膜を、酸素(O2)雰囲気
中、800℃で10分間熱処理することにより多結晶化
させて、多結晶シリコン膜とする。この多結晶シリコン
膜の表層部を酸化してシリコン酸化膜を形成し、また、
適当なマスクを用いてホウ素(B)イオンを注入してp
+のソース領域7Pおよびドレイン領域7Pを形成す
る。この状態の基板を、窒素ガス雰囲気中、850℃で
20分間熱処理を行うことにより、不純物の活性化とを
行う。上記酸素ガス雰囲気中での熱処理により、多結晶
シリコン膜中の欠陥が低減されて、良好な特性のpチャ
ネルTFTが得られる。
This p-channel TFT is manufactured as follows. First, a gate electrode 6P is formed on a part of the insulating substrate 1, and a gate insulating film 5 made of a silicon oxide film is formed by LPCVD to cover the gate electrode 6P.
Next, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 400 angstroms on the gate insulating film 4 by LPCVD using monosilane (SiH 4 ) as a source gas and at 520 ° C. This amorphous silicon film is polycrystallized by heat treatment at 800 ° C. for 10 minutes in an oxygen (O 2 ) atmosphere to form a polycrystalline silicon film. The surface layer of this polycrystalline silicon film is oxidized to form a silicon oxide film, and
Boron (B) ions are implanted using an appropriate mask and p
A + source region 7P and a drain region 7P are formed. The substrate in this state is heat-treated at 850 ° C. for 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere to activate the impurities. By the heat treatment in the oxygen gas atmosphere, defects in the polycrystalline silicon film are reduced, and a p-channel TFT having good characteristics can be obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、pチャ
ネルTFTとnチャネルTFTとを備えたCMOS回路
においては、一般に、pチャネルTFTの方がnチャネ
ルTFTに比べてTFT特性が著しく悪い。よって、C
MOS回路の性能(応答速度やリーク電流等)は、pチ
ャネルTFTの特性に左右されることになる。また、p
チャネルTFTの特性がnチャネルTFTの特性に比べ
て著しく悪い場合には、CMOS回路の特性の対称性
(CMOS回路の立ち上がり等)が、損なわれることに
なる。
As described above, in the CMOS circuit including the p-channel TFT and the n-channel TFT, the p-channel TFT generally has a significantly worse TFT characteristic than the n-channel TFT. Therefore, C
The performance of the MOS circuit (response speed, leak current, etc.) depends on the characteristics of the p-channel TFT. Also, p
When the characteristics of the channel TFT are significantly worse than the characteristics of the n-channel TFT, the symmetry of the characteristics of the CMOS circuit (rise of the CMOS circuit, etc.) is impaired.

【0012】本発明は上記問題を解決するために成され
たものであり、その目的はpチャネルTFTおよびnチ
ャネルTFTを備えた半導体装置において、pチャネル
TFTの特性を改善することにより、CMOS回路の高
性能化および高速化を実現することができる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the characteristics of a p-channel TFT in a semiconductor device having a p-channel TFT and an n-channel TFT to improve the characteristics of the CMOS circuit. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of achieving higher performance and higher speed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
絶縁性基板上に、nチャネル薄膜トランジスタおよびp
チャネル薄膜トランジスタが形成されてなる半導体装置
であって、該pチャネル薄膜トランジスタのチャネル領
域および該nチャネル薄膜トランジスタのチャネル領域
が、それぞれ絶縁性基板上に形成された非単結晶シリコ
ン薄膜を酸化したものからなり、該pチャネル薄膜トラ
ンジスタを構成する非単結晶シリコン薄膜の酸化量が、
nチャネル薄膜トランジスタを構成する非単結晶シリコ
ン薄膜の酸化量よりも多くされており、そのことにより
上記目的が達成される。
The semiconductor device of the present invention comprises:
An n-channel thin film transistor and p on an insulating substrate
A semiconductor device in which a channel thin film transistor is formed, wherein the channel region of the p-channel thin film transistor and the channel region of the n-channel thin film transistor are formed by oxidizing a non-single crystal silicon thin film formed on an insulating substrate. , The oxidation amount of the non-single-crystal silicon thin film forming the p-channel thin film transistor is
The amount of oxidation is larger than that of the non-single-crystal silicon thin film forming the n-channel thin film transistor, and thereby the above object is achieved.

【0014】本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁性
基板上に、nチャネル薄膜トランジスタおよびpチャネ
ル薄膜トランジスタが形成されてなる半導体装置の製造
方法であって、絶縁性基板上のpチャネル薄膜トランジ
スタの形成部分に、第1の非単結晶シリコン薄膜を形成
し、該第1の非単結晶シリコン薄膜に対して酸化性雰囲
気中で第1の熱処理を行う工程と、該第1の熱処理が行
われた基板上のnチャネル薄膜トランジスタの形成部分
に、第2の非単結晶シリコン薄膜を形成し、該第1およ
び第2の非単結晶シリコン薄膜に対して酸化性雰囲気中
で第2の熱処理を行う工程とを含み、そのことにより上
記目的が達成される。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device in which an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor are formed on an insulating substrate, and a p-channel thin film transistor is formed on the insulating substrate. A step of forming a first non-single-crystal silicon thin film on the portion, performing a first heat treatment on the first non-single-crystal silicon thin film in an oxidizing atmosphere, and performing the first heat treatment. A step of forming a second non-single-crystal silicon thin film on a portion where an n-channel thin film transistor is formed on a substrate, and subjecting the first and second non-single-crystal silicon thin films to a second heat treatment in an oxidizing atmosphere. The above object is achieved thereby.

【0015】[0015]

【作用】TFTのチャネル領域となる多結晶シリコン薄
膜中の欠陥を低減するために、非単結晶シリコン薄膜を
酸化性雰囲気中で熱処理して酸化する。この際、nチャ
ネルTFTには最適酸化量が存在し、これを超えるとT
FT特性が逆に劣化していく。他方、pチャネルTFT
は、nチャネルTFTの最適酸化量より多量に酸化して
も、さらに特性が改善される。
In order to reduce the defects in the polycrystalline silicon thin film which becomes the channel region of the TFT, the non-single crystal silicon thin film is heat-treated and oxidized in an oxidizing atmosphere. At this time, there is an optimum amount of oxidation in the n-channel TFT.
Conversely, the FT characteristic deteriorates. On the other hand, p-channel TFT
The characteristics are further improved even when oxidized in a larger amount than the optimum amount of oxidation of the n-channel TFT.

【0016】本発明においては、pチャネルTFTを構
成する非単結晶シリコン薄膜の酸化量を、nチャネルT
FTを構成する非単結晶シリコン薄膜の酸化量よりも多
くしてある。よって、pチャネルTFTとnチャネルT
FTとにおいて、各非単結晶シリコン膜の欠陥を低減さ
せて、両TFTの特性を最適にすることができる。
In the present invention, the amount of oxidation of the non-single crystal silicon thin film forming the p-channel TFT is determined by the n-channel T
The amount of oxidation is larger than that of the non-single-crystal silicon thin film forming the FT. Therefore, p-channel TFT and n-channel T
In FT, the defects of each non-single crystal silicon film can be reduced, and the characteristics of both TFTs can be optimized.

【0017】pチャネルTFTの形成部分に第1の非単
結晶シリコン薄膜を形成して、該第1の非単結晶シリコ
ン薄膜に対して酸化性雰囲気中で第1の熱処理を行い、
その後、nチャネルTFTの形成部分に、第2の非単結
晶シリコン薄膜を形成し、該第1および第2の非単結晶
シリコン薄膜に対して酸化性雰囲気中で第2の熱処理を
行う。このことにより、nチャネルTFTは第2の熱処
理工程で最適酸化量となるように形成され、pチャネル
TFTは第1の熱処理工程に加えて、さらに第2の工程
により酸化されるので、nチャネルTFTよりもさらに
酸化量が多くなって、両TFTの特性改善を最大限に行
うことができる。
A first non-single-crystal silicon thin film is formed on a portion where the p-channel TFT is formed, and the first non-single-crystal silicon thin film is subjected to a first heat treatment in an oxidizing atmosphere,
After that, a second non-single-crystal silicon thin film is formed in a portion where the n-channel TFT is formed, and a second heat treatment is performed on the first and second non-single-crystal silicon thin films in an oxidizing atmosphere. As a result, the n-channel TFT is formed so as to have the optimum amount of oxidation in the second heat treatment step, and the p-channel TFT is further oxidized in the second step in addition to the first heat treatment step. Since the amount of oxidation is larger than that of the TFT, the characteristics of both TFTs can be maximally improved.

【0018】尚、本発明において、非単結晶シリコンと
は、単結晶シリコン以外のシリコンを示し、非晶質、多
結晶および微結晶のいずれも用いることができる。
In the present invention, non-single-crystal silicon refers to silicon other than single-crystal silicon, and any of amorphous, polycrystal and microcrystal can be used.

【0019】[0019]

【実施例】本発明において、半導体装置の特性向上のた
めに、チャネル領域を構成する非単結晶シリコン薄膜を
酸化性雰囲気中で熱処理して酸化する。その際、pチャ
ネルTFTを構成する非単結晶シリコン薄膜の酸化量
(非単結晶シリコン薄膜の表面に形成される酸化膜の膜
厚)を、nチャネルTFTを構成する非単結晶シリコン
薄膜の酸化量よりも多くするのは、以下の理由による。
In the present invention, in order to improve the characteristics of a semiconductor device, a non-single crystal silicon thin film forming a channel region is heat-treated in an oxidizing atmosphere to be oxidized. At that time, the oxidation amount of the non-single-crystal silicon thin film forming the p-channel TFT (film thickness of the oxide film formed on the surface of the non-single-crystal silicon thin film) is determined by the oxidation amount of the non-single-crystal silicon thin film forming the n-channel TFT. The reason for making it larger than the amount is as follows.

【0020】図3に、酸化量を変化させて作成したnチ
ャネルTFTとpチャネルTFTとの特性(移動度およ
びスレショルド電圧の絶対値)を示す。
FIG. 3 shows the characteristics (mobility and absolute value of threshold voltage) of an n-channel TFT and a p-channel TFT produced by changing the amount of oxidation.

【0021】この図から、nチャネルTFTの場合に
は、移動度に最適酸化量が存在することがわかる。この
最適酸化量を超えると、nチャネルTFTの移動度は低
下して、特性が劣化する。他方、pチャネルTFTの場
合には、酸化量が多いほど、特性が向上される。よっ
て、nチャネルTFTを構成する単結晶シリコン薄膜を
nチャネルTFTの最適酸化量で酸化し、pチャネルT
FTを構成する非単結晶シリコン薄膜をnチャネルTF
Tよりも多く酸化することにより、nチャネルTFTお
よびpチャネルTFTの両方の特性を最大限に改善する
ことができる。
From this figure, it can be seen that in the case of the n-channel TFT, there is an optimum amount of oxidation in the mobility. If the amount of oxidation exceeds the optimum value, the mobility of the n-channel TFT decreases and the characteristics deteriorate. On the other hand, in the case of a p-channel TFT, the larger the amount of oxidation, the better the characteristics. Therefore, the single crystal silicon thin film forming the n-channel TFT is oxidized by the optimum oxidation amount of the n-channel TFT, and the p-channel T
The non-single crystal silicon thin film that constitutes the FT is an n-channel TF.
By oxidizing more than T, the characteristics of both the n-channel TFT and the p-channel TFT can be maximized.

【0022】以下、図面を参照しながら本発明の実施例
について説明する。尚、以下の図において、同様の機能
を有するものは従来例と同じ番号を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following figures, those having the same function will be described using the same numbers as in the conventional example.

【0023】(実施例1)図1(k)に、本発明の半導
体装置の一実施例を示す。この半導体装置は、絶縁性基
板1上に形成されたpチャネルTFTおよびnチャネル
TFTを備えている。pチャネルTFTにおいては、絶
縁性基板1上にソース領域・ドレイン領域7Pおよびチ
ャネル領域4Pを有する半導体層15Pが形成され、そ
の上に基板1のほぼ全面を覆うように酸化膜が形成され
てゲート絶縁膜5となっている。その上にチャネル領域
4Pと対向するようにゲート電極6Pが形成され、ゲー
ト電極6Pを覆って層間絶縁膜9が形成されている。さ
らに、ソース電極・ドレイン電極11が形成されて、ゲ
ート絶縁膜5および層間絶縁膜9に形成されたコンタク
トホール10Pによりソース領域・ドレイン領域7Pと
電気的に接続されている。また、nチャネルTFTにお
いては、絶縁性基板1上にソース領域・ドレイン領域7
Nおよびチャネル領域4Nを有する半導体層15Nが形
成されている。その上を覆って上記ゲート絶縁膜5が形
成されている。その上にチャネル領域4Nと対向するよ
うにゲート電極6Nが形成され、ゲート電極6Nを覆っ
て上記層間絶縁膜9が形成されている。さらに、ソース
電極・ドレイン電極11が形成されて、ゲート絶縁膜5
および層間絶縁膜9に形成されたコンタクトホール10
Nによりソース領域・ドレイン領域7Nと電気的に接続
されている。pチャネルTFTを構成する半導体層15
Pは、nチャネルTFTを構成する半導体層15Nより
も多量に酸化されている。
(Embodiment 1) FIG. 1K shows an embodiment of the semiconductor device of the present invention. This semiconductor device includes a p-channel TFT and an n-channel TFT formed on an insulating substrate 1. In the p-channel TFT, a semiconductor layer 15P having a source / drain region 7P and a channel region 4P is formed on an insulating substrate 1, and an oxide film is formed thereon so as to cover almost the entire surface of the substrate 1 and a gate is formed. It is the insulating film 5. A gate electrode 6P is formed thereon so as to face the channel region 4P, and an interlayer insulating film 9 is formed so as to cover the gate electrode 6P. Further, a source electrode / drain electrode 11 is formed and electrically connected to the source region / drain region 7P through a contact hole 10P formed in the gate insulating film 5 and the interlayer insulating film 9. In the n-channel TFT, the source / drain regions 7 are formed on the insulating substrate 1.
A semiconductor layer 15N having N and a channel region 4N is formed. The gate insulating film 5 is formed so as to cover it. A gate electrode 6N is formed thereon so as to face the channel region 4N, and the interlayer insulating film 9 is formed so as to cover the gate electrode 6N. Further, the source / drain electrodes 11 are formed, and the gate insulating film 5 is formed.
And contact hole 10 formed in the interlayer insulating film 9
It is electrically connected to the source / drain region 7N by N. Semiconductor layer 15 forming a p-channel TFT
P is oxidized in a larger amount than the semiconductor layer 15N forming the n-channel TFT.

【0024】このような構成の半導体装置は、例えば、
図1(a)〜(k)に示すような製造工程により作製す
ることができる。
A semiconductor device having such a configuration is, for example,
It can be manufactured by the manufacturing process as shown in FIGS.

【0025】まず、図1(a)に示すように、石英や酸
化膜で覆われた絶縁性基板1の上に、LPCVD法によ
り厚み1100オングストロームの非晶質シリコン膜2
Pを堆積する。この際、温度は450℃とし、原料ガス
としてはジシラン(Si26)100sccmと窒素ガス4
00sccmを用い、圧力は50Paとする。
First, as shown in FIG. 1A, an amorphous silicon film 2 having a thickness of 1100 angstroms is formed on an insulating substrate 1 covered with quartz or an oxide film by LPCVD.
Deposit P. At this time, the temperature was set to 450 ° C., the raw material gas was disilane (Si 2 H 6 ) 100 sccm and nitrogen gas 4
00 sccm is used and the pressure is 50 Pa.

【0026】次に、窒素ガス雰囲気中、600℃で24
時間の熱処理を行い、非晶質シリコン膜2Pを固相結晶
化して、第1の多結晶シリコン膜2Pとする。尚、非晶
質シリコン膜を固相結晶化して多結晶シリコン膜とする
方法は、一般的に用いられている。熱処理は電気炉中で
行ってもよく、ランプ加熱やレーザ光照射により行って
もよい。また、上記非晶質シリコン膜2Pの堆積は、L
PCVD法以外に光CVD法、プラズマCVD法、スパ
ッタ法等により行ってもよく、初めから多結晶状態で形
成してもよい。
Next, in a nitrogen gas atmosphere, at 24 ° C. at 24 ° C.
The amorphous silicon film 2P is solid-phase crystallized by performing heat treatment for a time to form the first polycrystalline silicon film 2P. A method of solid-phase crystallization of an amorphous silicon film to obtain a polycrystalline silicon film is generally used. The heat treatment may be performed in an electric furnace, or may be performed by lamp heating or laser light irradiation. Further, the deposition of the amorphous silicon film 2P is
Other than the PCVD method, it may be performed by a photo CVD method, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like, or may be formed in a polycrystalline state from the beginning.

【0027】この多結晶シリコン膜2PをpチャネルT
FT領域のみ残してパターニングし、図1(b)に示す
ような多結晶シリコン膜4P(第1の非単結晶シリコン
膜)とする。
This polycrystalline silicon film 2P is a p-channel T
Patterning is performed leaving only the FT region to form a polycrystalline silicon film 4P (first non-single-crystal silicon film) as shown in FIG.

【0028】そして、酸素雰囲気中、温度1050℃
で、多結晶シリコン膜4Pを酸化して、図1(c)に示
すように、多結晶シリコン膜4Pの表面に、酸化膜31
を厚み1000オングストローム程度に形成する(第1
の熱処理工程)。この時、多結晶シリコン膜4Pの厚み
は、600オングストローム程度になる。
Then, in an oxygen atmosphere, the temperature is 1050 ° C.
Then, the polycrystalline silicon film 4P is oxidized to form an oxide film 31 on the surface of the polycrystalline silicon film 4P as shown in FIG.
To a thickness of about 1000 angstroms (first
Heat treatment step). At this time, the thickness of the polycrystalline silicon film 4P is about 600 Å.

【0029】次に、図1(d)に示すように、その状態
の基板1の上に、LPCVD法により厚み1100オン
グストロームの非晶質シリコン膜2Nを堆積する。この
際、温度は450℃とし、原料ガスとしてはジシラン
(Si26)100sccmと窒素ガス400sccmを用い、
圧力は50Paとする。
Next, as shown in FIG. 1D, an amorphous silicon film 2N having a thickness of 1100 angstrom is deposited on the substrate 1 in that state by the LPCVD method. At this time, the temperature was set to 450 ° C., disilane (Si 2 H 6 ) 100 sccm and nitrogen gas 400 sccm were used as source gases,
The pressure is 50 Pa.

【0030】次に、上記と同様にして非晶質シリコン膜
2Nを固相結晶化して、第2の多結晶シリコン膜2Nと
する。尚、非晶質シリコン膜2Nの堆積は、LPCVD
法以外に光CVD法、プラズマCVD法、スパッタ法等
により行ってもよく、初めから多結晶状態で形成しても
よい。
Then, the amorphous silicon film 2N is solid-phase crystallized in the same manner as described above to form the second polycrystalline silicon film 2N. The amorphous silicon film 2N is deposited by LPCVD.
Other than the above method, it may be performed by an optical CVD method, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like, or may be formed in a polycrystalline state from the beginning.

【0031】この多結晶シリコン膜2NをnチャネルT
FT領域のみ残してパターニングし、図1(e)に示す
ような多結晶シリコン膜4N(第2の非単結晶シリコン
膜)とする。
This polycrystalline silicon film 2N is formed into an n-channel T
Patterning is performed leaving only the FT region to form a polycrystalline silicon film 4N (second non-single-crystal silicon film) as shown in FIG.

【0032】そして、酸素雰囲気中、温度1050℃
で、多結晶シリコン膜4Nを酸化して、図1(f)に示
すように、多結晶シリコン膜4Nの表面に、酸化膜32
を厚み600オングストローム程度に形成する(第2の
熱処理工程)。この時、多結晶シリコン膜4Nの厚み
は、800オングストローム程度になる。また、この
時、同時にpチャネルTFT領域でも多結晶シリコン膜
4Pが酸化されて、多結晶シリコン膜4Pの表面に、酸
化膜32が形成される。尚、多結晶シリコン膜4Pの表
面には既に酸化膜31が形成されているので、同じ条件
で酸化しても200オングストロームの酸化膜32が形
成されるのみである。このことにより、多結晶シリコン
膜4Pの表面には合計1200オングストロームの酸化
膜31、32が形成され、多結晶シリコン膜4Pの厚み
は、500オングストローム程度になる。
Then, in an oxygen atmosphere, the temperature is 1050 ° C.
Then, the polycrystalline silicon film 4N is oxidized to form an oxide film 32 on the surface of the polycrystalline silicon film 4N as shown in FIG. 1 (f).
To have a thickness of about 600 Å (second heat treatment step). At this time, the thickness of the polycrystalline silicon film 4N is about 800 Å. At this time, the polycrystalline silicon film 4P is simultaneously oxidized in the p-channel TFT region, and the oxide film 32 is formed on the surface of the polycrystalline silicon film 4P. Since the oxide film 31 has already been formed on the surface of the polycrystalline silicon film 4P, even if the oxide film 31 is oxidized under the same conditions, the oxide film 32 of 200 angstroms is only formed. As a result, a total of 1200 angstroms of oxide films 31 and 32 are formed on the surface of the polycrystalline silicon film 4P, and the thickness of the polycrystalline silicon film 4P becomes about 500 angstroms.

【0033】次に、図1(g)に示すように、第1およ
び第2の熱処理工程で形成した酸化膜31、32を全て
除去する。
Next, as shown in FIG. 1G, all the oxide films 31 and 32 formed in the first and second heat treatment steps are removed.

【0034】その後、図1(h)に示すように、LPC
VD法により、基板1のほぼ全面に厚み850オングス
トロームのSiO2からなるゲート絶縁膜5を形成す
る。
After that, as shown in FIG.
A gate insulating film 5 made of SiO 2 and having a thickness of 850 Å is formed on almost the entire surface of the substrate 1 by the VD method.

【0035】次に、図1(i)に示すように、厚み45
00オングストロームのPドープSi膜からなるゲート
電極6Pおよび6Nを、それぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (i), a thickness of 45
Gate electrodes 6P and 6N made of a P-doped Si film of 00 angstrom are formed, respectively.

【0036】その後、図1(j)に示すように、ゲート
電極6Nをマスクとして、nチャネルTFTのソース領
域・ドレイン領域7Nに、加速電圧80keV、不純物
密度1×1015cm-2の条件でリン(P)をイオン注入
し、ゲート電極6Pをマスクとして、pチャネルTFT
のソース領域・ドレイン領域7Pに、加速電圧30ke
V、不純物密度1×1015cm-2の条件でホウ素(B)
をイオン注入する。この時、ゲート電極6N、6Pの遮
へい効果によって、ゲート電極6N、6Pの下の部分に
は不純物がイオン注入がされず、TFTのチャネル領域
4N、4Pが形成される。この実施例では、pチャネル
TFTをゲート長5μm、ゲート幅20μmとし、nチ
ャネルTFTをゲート長7μm、ゲート幅20μmとし
て形成した。尚、pチャネルTFT領域およびnチャネ
ルTFT領域への不純物注入順序は入れ換えてもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (j), the gate electrode 6N is used as a mask in the source / drain region 7N of the n-channel TFT under conditions of an acceleration voltage of 80 keV and an impurity density of 1 × 10 15 cm -2 . Phosphorus (P) is ion-implanted and the gate electrode 6P is used as a mask to p-channel TFT
In the source / drain region 7P of the
Boron (B) under the conditions of V and impurity density of 1 × 10 15 cm -2
Is ion-implanted. At this time, due to the shielding effect of the gate electrodes 6N and 6P, impurities are not ion-implanted into the portions below the gate electrodes 6N and 6P, and the channel regions 4N and 4P of the TFT are formed. In this embodiment, the p-channel TFT has a gate length of 5 μm and a gate width of 20 μm, and the n-channel TFT has a gate length of 7 μm and a gate width of 20 μm. The order of implanting impurities into the p-channel TFT region and the n-channel TFT region may be exchanged.

【0037】次に、CVD法により、厚み5000オン
グストロームのSiO2からなる層間絶縁膜9をゲート
電極6Pおよび6Nを覆うようにして形成し、N2雰囲
気下、温度950℃で30分間熱処理を行って、注入不
純物を不活性化する。
Next, an interlayer insulating film 9 made of SiO 2 and having a thickness of 5000 Å is formed by CVD so as to cover the gate electrodes 6P and 6N, and heat treatment is performed at 950 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere. Then, the implanted impurities are inactivated.

【0038】さらに、図1(k)に示すように、ゲート
絶縁膜5および層間絶縁膜9の所定部分を除去して、ソ
ース領域・ドレイン領域7P、7Nに達するようにコン
タクトホール10Pおよび10Nをそれぞれ形成する。
次に、Alを用いて、ソース領域・ドレイン領域7P、
7Nに達するソース電極・ドレイン電極11をそれぞれ
形成する。
Further, as shown in FIG. 1 (k), predetermined portions of the gate insulating film 5 and the interlayer insulating film 9 are removed, and contact holes 10P and 10N are formed so as to reach the source / drain regions 7P and 7N. Form each.
Next, using Al, the source / drain regions 7P,
The source electrode / drain electrode 11 reaching 7N is formed.

【0039】以上の工程により、pチャネルTFTおよ
びnチャネルTFTを備えた半導体装置が得られる。
Through the above steps, a semiconductor device having a p-channel TFT and an n-channel TFT can be obtained.

【0040】上記のようにして得られた半導体装置にお
けるpチャネルTFTおよびnチャネルTFTの特性
を、以下の表2に示す。
The characteristics of the p-channel TFT and the n-channel TFT in the semiconductor device obtained as described above are shown in Table 2 below.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】また、比較例として、以下のようにしてp
チャネルTFTとnチャネルTFTとを同時に形成した
半導体装置におけるpチャネルTFTの特性を同時に示
す。比較例の半導体装置の製造は、以下のようにして行
った。まず、石英や酸化膜で覆われた絶縁性基板の上
に、実施例と同様にして非晶質シリコン膜を堆積し、実
施例と同様にして多結晶シリコン膜とする。
As a comparative example, p
The characteristics of a p-channel TFT in a semiconductor device in which a channel TFT and an n-channel TFT are simultaneously formed are shown. The semiconductor device of the comparative example was manufactured as follows. First, an amorphous silicon film is deposited on an insulating substrate covered with quartz or an oxide film in the same manner as in the embodiment, and a polycrystalline silicon film is formed in the same manner as in the embodiment.

【0043】この多結晶シリコン膜をpチャネル領域お
よびnチャネル領域のみ残してパターニングする。そし
て、酸素雰囲気中、温度1050℃で、多結晶シリコン
膜を酸化して、多結晶シリコン膜の表面に、酸化膜を厚
み600オングストローム程度に形成する。このとき、
nチャネル領域およびpチャネル領域の両方で酸化膜の
厚みが600オングストローム程度になる。
This polycrystalline silicon film is patterned, leaving only the p-channel region and the n-channel region. Then, the polycrystalline silicon film is oxidized in an oxygen atmosphere at a temperature of 1050 ° C. to form an oxide film on the surface of the polycrystalline silicon film with a thickness of about 600 Å. At this time,
The oxide film has a thickness of about 600 Å in both the n-channel region and the p-channel region.

【0044】その後、形成された酸化膜を全て除去し、
以下の工程は実施例と同様にして半導体装置を作成す
る。
After that, all the oxide film formed is removed,
The subsequent steps are the same as those in the example to manufacture a semiconductor device.

【0045】上記表2から理解されるように、実施例の
半導体装置のpチャネルTFTは、酸化膜を厚み600
オングストロームに形成した比較例の半導体装置のpチ
ャネルTFTに比べて、特性を非常に改善することがで
きた。
As can be understood from Table 2 above, the p-channel TFT of the semiconductor device of the example has an oxide film with a thickness of 600.
The characteristics could be greatly improved as compared with the p-channel TFT of the semiconductor device of the comparative example formed in angstrom.

【0046】(実施例2)図2に、本発明の半導体装置
の他の実施例を示す。この半導体装置は、絶縁性基板1
上に形成されたpチャネルTFTおよびnチャネルTF
Tを備えている。pチャネルTFTにおいては、絶縁性
基板1上にゲート電極6Pが形成され、その上に基板1
のほぼ全面を覆うように酸化膜が形成されてゲート絶縁
膜5となっている。その上に、ソース領域・ドレイン領
域7Pおよびチャネル領域4Pを有する半導体層15P
がゲート電極6Pと対向するように形成され、半導体層
15Pを覆って層間絶縁膜9が形成されている。さら
に、ソース電極・ドレイン電極11が形成されて、ゲー
ト絶縁膜5および層間絶縁膜9に形成されたコンタクト
ホール10Pによりソース領域・ドレイン領域7Pと電
気的に接続されている。また、nチャネルTFTにおい
ては、絶縁性基板1上にゲート電極6Nが形成され、そ
の上に基板1のほぼ全面を覆うように酸化膜が形成され
てゲート絶縁膜5となっている。その上に、ソース領域
・ドレイン領域7Nおよびチャネル領域4Nを有する半
導体層15Nがゲート電極6Nと対向するように形成さ
れ、半導体層15Nを覆って層間絶縁膜9が形成されて
いる。さらに、ソース電極・ドレイン電極11が形成さ
れて、層間絶縁膜9に形成されたコンタクトホール10
Nによりソース領域・ドレイン領域7Nと電気的に接続
されている。pチャネルTFTを構成する半導体層15
Pは、nチャネルTFTを構成する半導体層15Nより
も多量に酸化されている。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows another embodiment of the semiconductor device of the present invention. This semiconductor device has an insulating substrate 1.
P-channel TFT and n-channel TF formed on top
It has T. In the p-channel TFT, the gate electrode 6P is formed on the insulating substrate 1, and the substrate 1 is formed thereon.
An oxide film is formed so as to cover almost the entire surface of the gate insulating film 5 to form the gate insulating film 5. A semiconductor layer 15P having a source / drain region 7P and a channel region 4P thereon
Is formed so as to face the gate electrode 6P, and the interlayer insulating film 9 is formed so as to cover the semiconductor layer 15P. Further, a source electrode / drain electrode 11 is formed and electrically connected to the source region / drain region 7P through a contact hole 10P formed in the gate insulating film 5 and the interlayer insulating film 9. In the n-channel TFT, the gate electrode 6N is formed on the insulating substrate 1, and an oxide film is formed thereon so as to cover almost the entire surface of the substrate 1 to form the gate insulating film 5. A semiconductor layer 15N having a source region / drain region 7N and a channel region 4N is formed thereon so as to face the gate electrode 6N, and an interlayer insulating film 9 is formed so as to cover the semiconductor layer 15N. Further, the source electrode / drain electrode 11 is formed, and the contact hole 10 formed in the interlayer insulating film 9 is formed.
It is electrically connected to the source / drain region 7N by N. Semiconductor layer 15 forming a p-channel TFT
P is oxidized in a larger amount than the semiconductor layer 15N forming the n-channel TFT.

【0047】このような構成の半導体装置は、以下のよ
うにして作製することができる。
The semiconductor device having such a structure can be manufactured as follows.

【0048】まず、絶縁性基板1の上の一部に、ゲート
電極6P、6Nを形成する。次に、基板1のほぼ全面を
覆って、LPCVD法により、厚み850オングストロ
ームのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜5を形成す
る。
First, the gate electrodes 6P and 6N are formed on a part of the insulating substrate 1. Next, a gate insulating film 5 made of a silicon oxide film having a thickness of 850 angstrom is formed by LPCVD method so as to cover almost the entire surface of the substrate 1.

【0049】次に、実施例1と同様にして、Pチャネル
TFT領域に多結晶シリコン膜(第1の非単結晶シリコ
ン膜)を形成し、酸素雰囲気中、温度1050℃で酸化
して、該多結晶シリコン膜の表面に、酸化膜を厚み10
00オングストローム程度に形成する(第1の熱処理工
程)。
Next, in the same manner as in Example 1, a polycrystalline silicon film (first non-single-crystal silicon film) is formed in the P-channel TFT region and is oxidized in an oxygen atmosphere at a temperature of 1050 ° C. An oxide film with a thickness of 10 is formed on the surface of the polycrystalline silicon film.
It is formed to have a thickness of about 00 Å (first heat treatment step).

【0050】その後、実施例1と同様にして、nチャネ
ル領域に多結晶シリコン膜(第2の非単結晶シリコン
膜)を形成し、酸素雰囲気中、温度1050℃で酸化し
て、該多結晶シリコン膜の表面に、酸化膜を厚み600
オングストローム程度に形成する(第2の熱処理工
程)。この時、同時に第1の非単結晶シリコン膜も酸化
されて、該多結晶シリコン膜の表面に、酸化膜が厚み2
00オングストローム程度に形成される。このことによ
り、第1の非単結晶シリコン膜(pチャネルTFT領
域)の表面に形成される酸化膜の厚みは合計1200オ
ングストローム程度になり、第2の非単結晶シリコン膜
(nチャネルTFT領域)の表面に形成される酸化膜の
厚みは600オングストローム程度になる。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, a polycrystalline silicon film (second non-single-crystal silicon film) is formed in the n-channel region and is oxidized at a temperature of 1050 ° C. in an oxygen atmosphere to give the polycrystalline film. An oxide film with a thickness of 600 is formed on the surface of the silicon film.
It is formed to have a thickness of about angstrom (second heat treatment step). At this time, the first non-single-crystal silicon film is also oxidized at the same time, and an oxide film with a thickness of 2 is formed on the surface of the polycrystalline silicon film.
It is formed to about 00 angstrom. As a result, the thickness of the oxide film formed on the surface of the first non-single-crystal silicon film (p-channel TFT region) becomes about 1200 Å in total, and the second non-single-crystal silicon film (n-channel TFT region) is formed. The thickness of the oxide film formed on the surface of the is about 600 Å.

【0051】次に、第1および第2の熱処理工程で形成
した酸化膜を全て除去する。
Next, all the oxide film formed in the first and second heat treatment steps is removed.

【0052】その後、第1および第2の多結晶シリコン
膜15P、15Nの上にフォトレジスト膜を所定のパタ
ーンで形成し、このフォトレジスト膜をマスクとして、
nチャネルTFTのソース領域・ドレイン領域7Nに、
加速電圧15keV、不純物密度1×1015cm-2の条
件でリン(P)をイオン注入し、また、pチャネルTF
Tのソース領域・ドレイン領域7Pに、加速電圧15k
eV、不純物密度1×1015cm-2の条件でホウ素
(B)をイオン注入する。この時、フォトレジスト膜の
下の部分には、不純物イオンが注入されず、TFTのチ
ャネル領域4N、4Pが形成される。
After that, a photoresist film is formed in a predetermined pattern on the first and second polycrystalline silicon films 15P and 15N, and the photoresist film is used as a mask.
In the source / drain region 7N of the n-channel TFT,
Phosphorus (P) is ion-implanted under the conditions of an acceleration voltage of 15 keV and an impurity density of 1 × 10 15 cm -2 , and a p-channel TF is used.
Acceleration voltage 15k applied to the source / drain region 7P of T
Boron (B) is ion-implanted under the conditions of eV and impurity density of 1 × 10 15 cm −2 . At this time, the impurity ions are not implanted into the portion below the photoresist film, and the channel regions 4N and 4P of the TFT are formed.

【0053】次に、CVD法により、厚み5000オン
グストロームのSiO2からなる層間絶縁膜9を多結晶
シリコン膜15P、15Nを覆うようにして形成し、N
2雰囲気下、温度950℃で30分間熱処理を行って、
注入不純物を不活性化する。
Next, an interlayer insulating film 9 made of SiO 2 and having a thickness of 5000 angstrom is formed by the CVD method so as to cover the polycrystalline silicon films 15P and 15N.
2 In atmosphere, heat treatment at 950 ℃ for 30 minutes,
Deactivate implanted impurities.

【0054】さらに、層間絶縁膜9の所定部分を除去し
て、ソース領域・ドレイン領域7P、7Nに達するよう
にコンタクトホール10Pおよび10Nをそれぞれ形成
する。次に、Alを用いて、ソース領域・ドレイン領域
7P、7Nに達するソース電極・ドレイン電極11をそ
れぞれ形成する。
Further, a predetermined portion of the interlayer insulating film 9 is removed, and contact holes 10P and 10N are formed so as to reach the source / drain regions 7P and 7N, respectively. Next, Al is used to form the source electrode / drain electrode 11 reaching the source / drain regions 7P and 7N, respectively.

【0055】以上の工程により、pチャネルTFTおよ
びnチャネルTFTを備えた半導体装置が得られる。
Through the above steps, a semiconductor device having a p-channel TFT and an n-channel TFT can be obtained.

【0056】この実施例の半導体装置においても、pチ
ャネルTFTの特性を非常に改善することができた。
Also in the semiconductor device of this example, the characteristics of the p-channel TFT could be greatly improved.

【0057】尚、上記実施例1および2では、非晶質シ
リコン膜を一旦多結晶化した後で、特性改善のための酸
化を行ったが、非晶質シリコン膜の状態で酸化してもよ
い。酸化性雰囲気としては、酸素以外に、塩化水素/酸
素(塩酸酸化)、水蒸気、亜酸化窒素などを用いること
ができる。また、大気圧よりも高い圧力で高圧酸化を行
ってもよい。
In Examples 1 and 2, the amorphous silicon film was once polycrystallized and then oxidized to improve the characteristics. However, even if the amorphous silicon film is oxidized in the state. Good. As the oxidizing atmosphere, hydrogen chloride / oxygen (hydrochloric acid oxidation), water vapor, nitrous oxide, or the like can be used in addition to oxygen. Further, the high pressure oxidation may be performed at a pressure higher than the atmospheric pressure.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、移動度が高くスレショルド電圧の低いnチャ
ネルTFTおよびpチャネルTETを備えた高性能な半
導体装置を得ることができる。従って、高解像度の液晶
表示パネル、高速で高解像度のイメージセンサーおよび
3次元ICなどを実現させることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a high-performance semiconductor device including an n-channel TFT and a p-channel TET having high mobility and low threshold voltage can be obtained. Therefore, it is possible to realize a high-resolution liquid crystal display panel, a high-speed and high-resolution image sensor, a three-dimensional IC, and the like.

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

【図1】本発明の実施例1の半導体装置の製造工程を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2の半導体装置を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】酸化量を変化させて作成したpチャネルTFT
およびnチャネルTFTの特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a p-channel TFT manufactured by changing the amount of oxidation.
5 is a graph showing characteristics of an n-channel TFT.

【図4】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図5】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2P、2N 非晶質シリコン膜 31、32 酸化膜 4P、4N 多結晶シリコン膜 5 ゲート絶縁膜 6P、6N ゲート電極 7P、7N ソース領域・ドレイン領域 9 層間絶縁膜 10P、10N コンタクトホール 11 ソース電極・ドレイン電極 1 Insulating substrate 2P, 2N Amorphous silicon film 31, 32 Oxide film 4P, 4N Polycrystalline silicon film 5 Gate insulating film 6P, 6N Gate electrode 7P, 7N Source region / drain region 9 Interlayer insulating film 10P, 10N Contact hole 11 Source and drain electrodes

───────────────────────────────────────────────────── 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 9056−4M H01L 29/78 311 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location 9056-4M H01L 29/78 311 G

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に、nチャネル薄膜トラン
ジスタおよびpチャネル薄膜トランジスタが形成されて
なる半導体装置であって、 該pチャネル薄膜トランジスタのチャネル領域および該
nチャネル薄膜トランジスタのチャネル領域が、それぞ
れ絶縁性基板上に形成された非単結晶シリコン薄膜を酸
化したものからなり、該pチャネル薄膜トランジスタを
構成する非単結晶シリコン薄膜の酸化量が、nチャネル
薄膜トランジスタを構成する非単結晶シリコン薄膜の酸
化量よりも多くされている半導体装置。
1. A semiconductor device in which an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor are formed on an insulating substrate, wherein the channel region of the p-channel thin film transistor and the channel region of the n-channel thin film transistor are each an insulating substrate. The non-single-crystal silicon thin film formed above is oxidized, and the oxidation amount of the non-single-crystal silicon thin film forming the p-channel thin film transistor is larger than that of the non-single-crystal silicon thin film forming the n-channel thin film transistor. Many semiconductor devices.
【請求項2】 絶縁性基板上に、nチャネル薄膜トラン
ジスタおよびpチャネル薄膜トランジスタが形成されて
なる半導体装置の製造方法であって、 絶縁性基板上のpチャネル薄膜トランジスタの形成部分
に、第1の非単結晶シリコン薄膜を形成し、該第1の非
単結晶シリコン薄膜に対して酸化性雰囲気中で第1の熱
処理を行う工程と、 該第1の熱処理が行われた基板上のnチャネル薄膜トラ
ンジスタの形成部分に、第2の非単結晶シリコン薄膜を
形成し、該第1および第2の非単結晶シリコン薄膜に対
して酸化性雰囲気中で第2の熱処理を行う工程と、 を含む半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device comprising an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor formed on an insulating substrate, wherein a first non-single film is formed on a portion of the insulating substrate where the p-channel thin film transistor is formed. Forming a crystalline silicon thin film, performing a first heat treatment on the first non-single-crystal silicon thin film in an oxidizing atmosphere, and forming an n-channel thin film transistor on the substrate subjected to the first heat treatment Forming a second non-single-crystal silicon thin film on a portion of the first non-single-crystal silicon thin film and subjecting the first and second non-single-crystal silicon thin films to a second heat treatment in an oxidizing atmosphere; Method.
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