JPH0661491A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0661491A
JPH0661491A JP4237764A JP23776492A JPH0661491A JP H0661491 A JPH0661491 A JP H0661491A JP 4237764 A JP4237764 A JP 4237764A JP 23776492 A JP23776492 A JP 23776492A JP H0661491 A JPH0661491 A JP H0661491A
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JP
Japan
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plasma
wiring
substrate
gate
tft
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Pending
Application number
JP4237764A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/117,709 priority patent/US5716871A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain superior characteristics with improved reproducibility using the anode oxidation method without any contact of an electrolyte etc. CONSTITUTION:Island-shaped semiconductor regions 3 for N channel TFT and 4 for P channel TFT are formed. Further, gate electrodes/wirings 6 and 7 are formed. Furthermore, aluminum oxide films 8 and 9 are formed by the anode oxidation method in plasma. Namely, the electric fields of DC or AC containing high frequencies or microwaves are applied to an atmosphere containing oxygen atoms, oxygen molecules, ozone molecules, and their activated species for generating plasma, a substrate is exposed to the plasma, and at the same time a positive bias is applied to a lead wire such as a gate wiring on the substrate, thus obtaining superior characteristics with improved reproducibility.

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、信頼性および量産性に
優れ、歩留りの高い絶縁ゲイト型半導体装置を絶縁基板
上に形成する方法に関する。本発明による半導体装置
は、液晶ディスプレー等のアクティブマトリクスやイメ
ージセンサー等の駆動回路、あるいはSOI集積回路や
従来の半導体集積回路(マイクロプロセッサーやマイク
ロコントローラ、マイクロコンピュータ、あるいは半導
体メモリー等)における薄膜トランジスタとして使用さ
れるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an insulating gate type semiconductor device which is excellent in reliability and mass productivity and has a high yield on an insulating substrate. The semiconductor device according to the present invention is used as a drive circuit such as an active matrix such as a liquid crystal display or an image sensor, or as a thin film transistor in an SOI integrated circuit or a conventional semiconductor integrated circuit (microprocessor, microcontroller, microcomputer, semiconductor memory, etc.). It is what is done.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化、高集積化、高速化
に関して、多くの研究開発が進められている。特に、M
OSFETと呼ばれる絶縁ゲイト電界効果型半導体素子
の微細化技術の進歩はめざましい。MOSとは、金属
(Metal)−酸化物(Oxide) −半導体(Semi-conductor)の
頭文字を取ったものである。金属は、純粋な金属でなく
とも、十分に導電率の大きな半導体材料や、半導体と金
属の合金なども含めた広い意味で使用される。また、金
属と半導体の間の酸化物のかわりに、純粋な酸化物だけ
ではなく、窒化物等の十分に抵抗の大きな絶縁性材料が
用いられることもあり、そのような場合には、厳密には
MOSという用語は正しくないが、以下、本明細書では
窒化物その他の絶縁物をも含めて、このような構造を有
する電界効果型素子をMOSFET、あるいはMOSト
ランジスタと称することとする。
2. Description of the Related Art Many researches and developments have been conducted on miniaturization, high integration and high speed of semiconductor elements. In particular, M
The progress of miniaturization technology of an insulating gate field effect semiconductor element called OSFET is remarkable. MOS is an acronym for Metal-Oxide-Semi-conductor. The metal is used in a broad sense including not only a pure metal but also a semiconductor material having a sufficiently large electric conductivity and an alloy of a semiconductor and a metal. Further, instead of an oxide between a metal and a semiconductor, not only a pure oxide but also an insulating material having a sufficiently large resistance such as a nitride may be used. In such a case, strictly, Although the term "MOS" is incorrect, the field-effect element having such a structure, including nitride and other insulators, will be hereinafter referred to as MOSFET or MOS transistor.

【0003】MOSFETの高速化は、ゲイト電極の幅
を小さく、また、ソース領域やドレイン領域における配
線のコンタクト部分(電極部分)の抵抗を小さくするこ
とによっておこなわれる。ゲイト電極の幅が小さくなる
ということは、その下のチャネル領域の長さ、すなわ
ち、チャネル長が小さくなるということであり、このこ
とは、チャネル長をキャリヤが通過するに要する時間を
小さくすることとなり、結果的には高集積化とともに高
速化ももたらされる。
The speeding up of the MOSFET is performed by reducing the width of the gate electrode and reducing the resistance of the contact portion (electrode portion) of the wiring in the source region and the drain region. A decrease in the width of the gate electrode means a decrease in the length of the channel region below the gate electrode, that is, a decrease in the channel length, which reduces the time required for carriers to pass through the channel length. As a result, high integration as well as high speed are brought about.

【0004】また、絶縁基板上にMOSFETを形成す
ることによっても大幅に動作速度を向上せしめることが
可能である。これは、従来の半導体集積回路の速度が主
として配線と基板との容量(浮遊容量)によって制限さ
れていたのに対し、絶縁基板上ではこのような浮遊容量
が存在しないからである。このように絶縁基板上に形成
され、薄膜状の活性層を有するMOSFETを薄膜トラ
ンジスタ(TFT)という。従来の半導体集積回路にお
いても、例えばSRAMの負荷トランジスタとしてTF
Tが使用されている。
Further, the operation speed can be greatly improved by forming the MOSFET on the insulating substrate. This is because the speed of the conventional semiconductor integrated circuit is limited mainly by the capacitance (stray capacitance) between the wiring and the substrate, but such stray capacitance does not exist on the insulating substrate. A MOSFET having a thin film-like active layer formed on an insulating substrate in this manner is called a thin film transistor (TFT). Even in the conventional semiconductor integrated circuit, for example, TF is used as a load transistor of SRAM.
T is used.

【0005】また、最近になって、透明な基板上に半導
体集積回路を形成する必要のある製品が出現した。例え
ば、液晶ディスプレーやイメージセンサーというような
光デバイスの駆動回路である。ここにもTFTが用いら
れている。これらの回路は大面積に形成することが要求
されるのでTFT作製プロセスの低温化が求められてい
る。
Further, recently, a product requiring the formation of a semiconductor integrated circuit on a transparent substrate has appeared. For example, it is a drive circuit for an optical device such as a liquid crystal display or an image sensor. A TFT is also used here. Since these circuits are required to be formed in a large area, it is required to lower the temperature of the TFT manufacturing process.

【0006】例えば、本発明人等の発明である特願平4
−30220や同4−38637には、ゲイト電極とし
て、アルミニウムやチタン、クロム、タンタル、シリコ
ンを使用し、その周囲を陽極酸化法によって形成した酸
化物で覆い、よって、ソース/ドレインとゲイト電極の
重なりを無くし、むしろオフセット状態とし、また、ソ
ース/ドレイン領域をレーザーアニールによって再結晶
化せしめる作製方法およびTFTが記述されている。
[0006] For example, Japanese Patent Application No. 4-4, which is an invention of the present inventors.
-30220 and 4-38637 use aluminum, titanium, chromium, tantalum, or silicon as a gate electrode, and cover the periphery thereof with an oxide formed by an anodic oxidation method. A manufacturing method and a TFT in which overlap is eliminated, rather an offset state is set, and the source / drain regions are recrystallized by laser annealing are described.

【0007】このようなTFTは、従来のオフセットを
有しないシリコンゲイトTFTやタンタルやクロムのよ
うな高融点金属をゲイト電極とし、熱アニールによって
活性化したTFTに比較して優れた特性を示した。これ
は、下部の配線が陽極酸化物で被覆されているので配線
間のショートが少なく、また、オフセットによってドレ
イン近傍の電界強度が弱まるためであると考えられる。
また、低抵抗のアルミニウムを使用できるので高速化に
はもってこいであった。
[0007] Such a TFT exhibits excellent characteristics as compared with a conventional silicon gate TFT having no offset or a TFT having a high melting point metal such as tantalum or chromium as a gate electrode and activated by thermal annealing. . It is considered that this is because the lower wiring is covered with anodic oxide, so that short-circuiting between the wirings is small, and the offset weakens the electric field strength near the drain.
In addition, since low resistance aluminum can be used, it was perfect for speeding up.

【0008】従来は、陽極酸化は以下のようにおこなわ
れた。すなわち、特願平4−30220や同4−386
37によれば、L−酒石酸をエチレングリコールに5%
の濃度で希釈し、アンモニアを用いてpHを7.0±
0.2に調整した。その溶液中に基板を浸し、定電流源
の+側をゲイト配線の一端に接続し、−側には白金の電
極を接続して20mAの定電流状態で電圧を印加し、1
50Vに到達するまで酸化を継続した。さらに、150
Vで定電圧状態で電流を流し続け、電流が0.1mA以
下になるまで酸化を継続した。
Conventionally, anodization has been carried out as follows. That is, Japanese Patent Application Nos. 4-30220 and 4-386.
37, 5% L-tartaric acid in ethylene glycol
Diluted with ammonia and adjusted to pH 7.0 ± with ammonia.
Adjusted to 0.2. The substrate was immersed in the solution, the + side of the constant current source was connected to one end of the gate wiring, the platinum electrode was connected to the − side, and a voltage was applied at a constant current of 20 mA.
Oxidation was continued until 50V was reached. In addition, 150
The current was kept flowing at a constant voltage of V, and the oxidation was continued until the current became 0.1 mA or less.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その特
性を再現性よく得ることは困難であった。一つには陽極
酸化法として、湿式の方式を採用したためである。この
ため、電解液から不純物が侵入し、素子の特性を劣化さ
せるためであると考えられる。また、このような方法で
は10μm程度のデザインルールでは問題が生じなかっ
たが、5μm以下のデザインルールでは、ばらつきが著
しく大きくなった。これらは溶液を用いるために生じた
ものと考えられた。そこで、本発明では電解液等の接触
のない方法での陽極酸化法を用いることによってこの問
題を解決する。
However, it was difficult to obtain the characteristics with good reproducibility. One reason is that a wet method is adopted as the anodizing method. It is considered that this is because impurities enter the electrolytic solution and deteriorate the characteristics of the device. In addition, such a method did not cause a problem in the design rule of about 10 μm, but the design rule of 5 μm or less caused a large variation. It was considered that these were caused by using the solution. Therefore, in the present invention, this problem is solved by using the anodic oxidation method which is a method without contact with an electrolytic solution or the like.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明では、プラズマ中
において、ゲイト配線に正のバイアスを印加することに
よって電解溶液中での陽極酸化と同じ品質の酸化膜を形
成することを提唱する。すなわち、酸素原子、酸素分
子、オゾン分子やそれらの活性種を含んだ雰囲気に直流
もしくは交流(高周波やマイクロ波を含む)の電界を印
加することによってプラズマを発生させ、そこに基板を
さらすとともに、基板上のリード線(ゲイト配線等)に
正のバイアスを印加するものである。
The present invention proposes to form an oxide film of the same quality as anodization in an electrolytic solution by applying a positive bias to the gate wiring in plasma. That is, by applying an electric field of direct current or alternating current (including high frequency and microwave) to an atmosphere containing oxygen atoms, oxygen molecules, ozone molecules and their active species, plasma is generated and the substrate is exposed to the plasma. A positive bias is applied to the lead wire (gate wiring or the like) on the substrate.

【0011】基板は室温から500℃の間、好ましくは
室温から300℃の間に保たれる。印加されるバイアス
はリード配線の表面に形成される酸化物の厚さによって
変化するが、最適な電圧はリード線に流れる電流をモニ
ターすることによって決定すればよい。もちろん過剰な
電圧の印加はリード線に異常な昇温やプラズマ衝撃をも
たらし、また、プラズマの分布に異常をもたらすので望
ましくない。
The substrate is kept between room temperature and 500 ° C, preferably between room temperature and 300 ° C. The applied bias varies depending on the thickness of the oxide formed on the surface of the lead wire, but the optimum voltage may be determined by monitoring the current flowing through the lead wire. Of course, application of an excessive voltage causes an abnormal temperature rise and plasma impact on the lead wire, and an abnormal plasma distribution, which is not desirable.

【0012】本発明の典型的な例を図1に示す。本発明
によって得られるTFTは図1(D)に示される。ゲイ
ト電極の材料としては、チタン(Ti)、アルミニウム
(Al)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)単独、あ
るいはそれらの合金が使用される。ゲイト電極を取り囲
んで設けられた酸化物は陽極酸化法によって選択的に形
成される。
A typical example of the present invention is shown in FIG. A TFT obtained by the present invention is shown in FIG. As the material of the gate electrode, titanium (Ti), aluminum (Al), tantalum (Ta), chromium (Cr) alone, or an alloy thereof is used. The oxide surrounding the gate electrode is selectively formed by the anodic oxidation method.

【0013】このようなTFTの作製方法を図1をもと
に以下に示す。まず、絶縁基板1上に直接、もしくは図
1に示すように下地絶縁膜2上に、半導体被膜3、4を
形成し、さらに、ゲイト酸化膜5を、10〜200nm
形成する。そして、上記のような材料を用いてゲイト電
極6、7を形成する。また、このときには、ゲイト電極
の一部が延びた配線として、あるいは、ゲイト電極とは
全く独立な配線として、ゲイト電極6、7と同一材料に
よって配線が、基板上に形成される。図1ではこの段階
でもゲイト酸化膜5が残存しているが、ゲイト電極形成
時に同時にエッチングしてしまってもよい。ここまでの
様子は図1(A)に示される。
A method of manufacturing such a TFT will be described below with reference to FIG. First, the semiconductor films 3 and 4 are formed directly on the insulating substrate 1 or on the base insulating film 2 as shown in FIG. 1, and the gate oxide film 5 is further formed to a thickness of 10 to 200 nm.
Form. Then, the gate electrodes 6 and 7 are formed using the above materials. At this time, a wiring is formed on the substrate as a wiring in which a part of the gate electrode extends or as a wiring completely independent of the gate electrode, using the same material as the gate electrodes 6 and 7. Although the gate oxide film 5 remains at this stage in FIG. 1, it may be etched at the same time when the gate electrode is formed. The state up to this point is shown in FIG.

【0014】その後、図1(B)に示すように、ゲイト
電極・配線の周囲に陽極酸化物8、9が形成される。こ
の工程は以下のようにおこなう。まず、基板を真空容器
に入れ、酸素や酸化窒素(N2 O、NO、NO2 等)等
の酸化性の気体雰囲気とし、適切な圧力状態で、ゲイト
電極・配線を電源に接続し、直流あるいは交流のプラズ
マを発生させて酸化をおこなう。陽極酸化膜の厚さは、
その目的に応じて決定されなければならない。通常は層
間絶縁膜として機能することが期待されるので、0.1
〜1.0μm、好ましくは0.2〜0.5μmとされ
る。しかしながら、層間絶縁膜として作用することがあ
まり期待されない場合には、それ以下であってもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, anodic oxides 8 and 9 are formed around the gate electrodes / wirings. This process is performed as follows. First, put the substrate in a vacuum container, make it an oxidizing gas atmosphere such as oxygen or nitrogen oxide (N 2 O, NO, NO 2, etc.), connect the gate electrode and wiring to a power supply under an appropriate pressure, Alternatively, alternating current plasma is generated to oxidize. The thickness of the anodic oxide film is
It must be decided according to its purpose. Since it is usually expected to function as an interlayer insulating film, 0.1
˜1.0 μm, preferably 0.2 to 0.5 μm. However, when it is not expected to act as an interlayer insulating film, it may be less than that.

【0015】その後、従来のように、ゲイト電極に対し
てセルフアライン的に、イオン注入法やプラズマドーピ
ング法によって不純物領域10〜13が形成される。そ
の様子を図1(C)に示す。最後に、層間絶縁物14を
退席して、不純物領域にコンタクトホールを形成し、電
極・配線15〜17を形成する。
After that, the impurity regions 10 to 13 are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode by the ion implantation method or the plasma doping method as in the prior art. This is shown in FIG. 1 (C). Finally, the interlayer insulator 14 is left, a contact hole is formed in the impurity region, and electrodes / wirings 15 to 17 are formed.

【0016】本発明によれば、オフセットの幅を極めて
微妙に制御できる。例えば、10nmから0.1μmま
で、任意に変化させることができる。また、このときの
チャネル長としては0.5μm以下が可能である。本発
明を利用すれば、オフセットの幅を10〜100nmに
おいて、10%程度の誤差で作製することが可能であ
る。
According to the present invention, the offset width can be controlled extremely finely. For example, it can be arbitrarily changed from 10 nm to 0.1 μm. The channel length at this time can be 0.5 μm or less. By using the present invention, it is possible to manufacture with an error of about 10% when the offset width is 10 to 100 nm.

【0017】[0017]

【実施例】図1には本実施例の作製工程断面図を示す。
なお、本実施例の詳細な条件は、本発明人らの出願した
特願平4−30220、あるいは同4−38637とほ
とんど同じであるので、特別には詳述しない。まず、基
板1としてコーニング社製の7059ガラスを使用し
た。そして、下地の酸化珪素皮膜2を厚さ100〜80
0nmだけ、スパッタ法によって形成した。その上にア
モルファスシリコン被膜をプラズマCVD法によって2
0〜100nmだけ形成し、600℃で12〜72時
間、窒素雰囲気中でアニールし、結晶化させた。さら
に、これをフォトリソグラフィー法と反応性イオンエッ
チング(RIE)法によってパターニングして、図1
(A)に示すように島状の半導体領域3(NチャネルT
FT用)と4(PチャネルTFT用)とを形成した。
EXAMPLE FIG. 1 shows a sectional view of a manufacturing process of this example.
The detailed conditions of this embodiment are almost the same as those in Japanese Patent Application No. 4-30220 or 4-38637 filed by the present inventors, and thus will not be described in detail. First, as the substrate 1, 7059 glass manufactured by Corning was used. Then, the underlying silicon oxide film 2 is formed to a thickness of 100 to 80.
Only 0 nm was formed by the sputtering method. Amorphous silicon film is formed on it by plasma CVD method 2
A film having a thickness of 0 to 100 nm was formed and annealed at 600 ° C. for 12 to 72 hours in a nitrogen atmosphere for crystallization. Further, this is patterned by a photolithography method and a reactive ion etching (RIE) method, and the pattern shown in FIG.
As shown in (A), the island-shaped semiconductor region 3 (N channel T
FT) and 4 (P-channel TFT) were formed.

【0018】さらに、酸化珪素をターゲットとする酸素
雰囲気中でのスパッタ法によって、ゲイト酸化膜5を厚
さ50〜200nmだけ堆積した。次に、スパッタリン
グ法もしくは電子ビーム蒸着法によってアルミニウム被
膜を形成して、これを混酸(5%の硝酸を添加した燐酸
溶液)によってパターニングし、ゲイト電極・配線6、
7を形成した。このようにして、TFTの外形を整え
た。ここまでの様子を図1(A)に示す。
Further, a gate oxide film 5 was deposited to a thickness of 50 to 200 nm by a sputtering method in an oxygen atmosphere targeting silicon oxide. Next, an aluminum film is formed by a sputtering method or an electron beam evaporation method, and the aluminum film is patterned by a mixed acid (phosphoric acid solution containing 5% nitric acid).
Formed 7. In this way, the outer shape of the TFT was adjusted. The state so far is shown in FIG.

【0019】さらに、プラズマ中での陽極酸化法によっ
て、酸化アルミニウム膜8、9を形成した。プラズマ陽
極酸化装置は、図2に示すような構造を有する。すなわ
ち、チャンバー201には、酸化ガス導入バルブ202
と排気バルブ203が設けられ、酸化ガスがバルブ20
2から導入され、また、これらの酸化ガスはバルブ20
3から排気される。一方、チャンバー201には、電極
204、205が設けられ、これらのうち、電極204
はRF電源207に接続されている。また、電極205
は接地されている。電極205の上には試料が置かれて
いる。試料は絶縁基板208上にTFT209を多数有
する。そして、各TFTのゲイト電極は配線210によ
って一体となって直流電源206に接続されている。
Further, aluminum oxide films 8 and 9 were formed by the anodic oxidation method in plasma. The plasma anodizing device has a structure as shown in FIG. That is, the chamber 201 has an oxidizing gas introduction valve 202.
And an exhaust valve 203 are provided, and the oxidizing gas is supplied to the valve 20.
2 is introduced, and these oxidizing gases are introduced into the valve 20.
Exhausted from 3. On the other hand, the chamber 201 is provided with electrodes 204 and 205.
Is connected to an RF power source 207. Also, the electrode 205
Is grounded. A sample is placed on the electrode 205. The sample has many TFTs 209 on the insulating substrate 208. The gate electrode of each TFT is integrally connected to the DC power source 206 by the wiring 210.

【0020】陽極酸化をおこなう場合には、以下のよう
な手順でおこなえばよい。まず、チャンバー201に酸
素を流量50SCCM導入し、圧力を50mTorrと
する。そして、RF電源207によって、高周波プラズ
マ(1kHz〜100MHz、代表的には13.56M
Hz)を発生させる。高周波プラズマのかわりに、直流
プラズマや交流プラズマ(5〜1000Hz)、あるい
はマイクロ波プラズマ(100MHz〜100GHz)
でもよい。このとき、基板208はプラズマの近傍にあ
るようにプラズマの分布を調節し、ゲイト電極・配線に
は、接地電位である電極205との間に直流電源206
によって数V〜数百Vの正のバイアス電圧を印加する。
The anodic oxidation may be carried out by the following procedure. First, oxygen is introduced into the chamber 201 at a flow rate of 50 SCCM and the pressure is set to 50 mTorr. Then, a high frequency plasma (1 kHz to 100 MHz, typically 13.56 M is generated by the RF power source 207.
Hz) is generated. DC plasma or AC plasma (5 to 1000 Hz) or microwave plasma (100 MHz to 100 GHz) instead of high frequency plasma
But it's okay. At this time, the substrate 208 adjusts the plasma distribution so that it is near the plasma, and the gate electrode / wiring has a DC power supply 206 between the electrode 205 and the electrode 205 which is at the ground potential.
To apply a positive bias voltage of several V to several hundred V.

【0021】このような条件で陽極酸化(プラズマ陽極
酸化)をおこなえば、酸化速度は約10nm/分であ
る。このようにして、厚さ0.1〜0.5μmの酸化ア
ルミニウム膜を得ることが出来た。この酸化アルミニウ
ム膜は、電子顕微鏡による観察でも、特別な構造が見ら
れないほど平坦且つ緻密で、従来のような湿式法の場合
のように熱水処理をおこなわずとも、10MV/cm以
上の耐圧を示した。以上のような方法で図1(B)に示
すように陽極酸化膜を形成した。
When anodic oxidation (plasma anodic oxidation) is performed under such conditions, the oxidation rate is about 10 nm / min. In this way, an aluminum oxide film having a thickness of 0.1 to 0.5 μm could be obtained. This aluminum oxide film is so flat and dense that no special structure is observed even when observed with an electron microscope, and the aluminum oxide film has a withstand voltage of 10 MV / cm or more without hot water treatment as in the conventional wet method. showed that. An anodic oxide film was formed as shown in FIG. 1B by the method described above.

【0022】次に、公知のイオン注入法によって、半導
体領域3にはN型の不純物を、半導体領域4にはP型の
不純物を注入し、N型不純物領域(ソース、ドレイン)
10、11とP型不純物領域12、13を形成した。こ
の工程は公知のCMOS技術を使用した。
Next, an N-type impurity is injected into the semiconductor region 3 and a P-type impurity is injected into the semiconductor region 4 by a well-known ion implantation method, and an N-type impurity region (source, drain) is formed.
10 and 11 and P-type impurity regions 12 and 13 were formed. This process uses known CMOS technology.

【0023】このようにして、図1(C)に示されるよ
うな構造が得られた。なお、当然のことながら、先のイ
オン注入によって不純物の注入された部分の結晶性は著
しく劣化し、実質的に非結晶状態(アモルファス状態、
あるいはそれに近い多結晶状態)になっている。そこ
で、レーザーアニールによって結晶性を回復させた。レ
ーザーアニールの条件は、例えば、特願平4−3022
0に記述されたものを使用した。レーザーアニール後
は、250〜450℃の水素雰囲気(1〜700tor
r、このましくは500〜700torr)で30分〜
3時間、アニールをおこない、半導体領域に水素を添加
し、格子欠陥(ダングリングボンド等)を減らした。
Thus, a structure as shown in FIG. 1C was obtained. As a matter of course, the crystallinity of the portion into which the impurities have been implanted is significantly deteriorated by the previous ion implantation, and the substantially amorphous state (amorphous state,
Or a polycrystalline state close to it). Therefore, the crystallinity was restored by laser annealing. The conditions for laser annealing are, for example, Japanese Patent Application No. 4-3022.
The one described in 0 was used. After laser annealing, hydrogen atmosphere at 250-450 ° C (1-700 torr)
r, preferably 500-700 torr) for 30 minutes
Annealing was performed for 3 hours and hydrogen was added to the semiconductor region to reduce lattice defects (dangling bonds and the like).

【0024】このようにして、素子の形状を整えた。そ
の後は、通常のように、酸化珪素のスパッタ成膜によっ
て層間絶縁物14を形成し、公知のフォトリソグラフィ
ー技術によってコンタクトホールを形成して、半導体領
域あるいはゲイト電極・配線の表面を露出させ、最後
に、金属被膜(アルミニウムあるいはクロム)を選択的
に形成して、これを電極・配線15〜17とした。以上
のようにして、NMOSとPMOSのTFTを形成でき
た。
In this way, the shape of the device was adjusted. After that, as usual, an interlayer insulator 14 is formed by sputter deposition of silicon oxide, a contact hole is formed by a known photolithography technique, and the surface of the semiconductor region or the gate electrode / wiring is exposed. A metal coating (aluminum or chrome) was selectively formed on the electrodes and used as electrodes and wirings 15 to 17. As described above, NMOS and PMOS TFTs could be formed.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によって、極めて歩留りよくTF
Tを作製することが出来た。本発明によって得られたT
FTの活性層にはナトリウム等の汚染は皆無であった。
本明細書において指摘したように多層配線回路において
は、例えばゲイト配線のような下部配線と、ソース、ド
レイン配線のような上部配線との短絡による不良の発生
は大きな問題であった。これは、層間絶縁物として使用
される酸化珪素等の被膜の形成方法から、配線の起伏を
完全にカバーすることができず、厚いところや薄いとこ
ろが生じ、特に下部配線の側面において短絡がおこりや
すかっった。しかしながら、本発明によれば、下部配線
の側面も上面もほほ同じ厚さの、そして十分な耐圧を有
する陽極酸化膜が形成できるので、このような問題は解
決される。そして、陽極酸化膜を形成したのちに、従来
のように層間絶縁物を形成すれば、配線間の絶縁効果は
一層高められる。
According to the present invention, the TF has an extremely high yield.
It was possible to make T. T obtained by the present invention
The active layer of FT had no contamination such as sodium.
As pointed out in this specification, the occurrence of defects due to a short circuit between a lower wiring such as a gate wiring and an upper wiring such as a source and drain wiring has been a serious problem in a multilayer wiring circuit. This is because, due to the method of forming a film of silicon oxide or the like used as an interlayer insulator, it is impossible to completely cover the undulations of the wiring and thick or thin portions are generated, and a short circuit is likely to occur especially on the side surface of the lower wiring. It was. However, according to the present invention, since the anodic oxide film having substantially the same thickness on the side surface and the upper surface of the lower wiring and having a sufficient breakdown voltage can be formed, such a problem is solved. Then, after forming the anodized film, if an interlayer insulator is formed as in the conventional case, the insulating effect between the wirings can be further enhanced.

【0026】本発明は主として絶縁基板上の半導体装置
(TFT)について述べたが、半導体集積回路上のTF
Tにも本発明が適用されうることは明白である。
Although the present invention has been described mainly for the semiconductor device (TFT) on the insulating substrate, the TF on the semiconductor integrated circuit is used.
It is obvious that the present invention can be applied to T as well.

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

【図1】本発明によるTFTの作製方法を示す。FIG. 1 shows a method for manufacturing a TFT according to the present invention.

【図2】本発明によるプラズマ陽極酸化装置の例を示
す。
FIG. 2 shows an example of a plasma anodizing apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁基板 2 下地酸化膜 3、4 半導体領域 5 ゲイト絶縁膜 6、7 ゲイト電極 8、9 陽極酸化膜 10、11 N型不純物領域 12、13 P型不純物領域 14 層間絶縁物 15〜17 配線・電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Underlying oxide film 3, 4 Semiconductor region 5 Gate insulating film 6, 7 Gate electrode 8, 9 Anodic oxide film 10, 11 N-type impurity region 12, 13 P-type impurity region 14 Interlayer insulator 15-17 Wiring / wiring electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上に、半導体被膜を形成する工
程と、前記半導体被膜上にゲイト絶縁膜として機能する
絶縁被膜を形成する工程と、前記絶縁被膜上に金属元素
を主成分とする第1の配線を形成する工程と、減圧プラ
ズマ中において前記第1の配線に正電圧を印加し、前記
第1の配線の表面を陽極酸化法によって酸化する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
1. A step of forming a semiconductor film on an insulating substrate, a step of forming an insulating film functioning as a gate insulating film on the semiconductor film, and a step of forming a metal element as a main component on the insulating film. And a step of applying a positive voltage to the first wiring in a low-pressure plasma to oxidize the surface of the first wiring by an anodic oxidation method. Of manufacturing.
JP4237764A 1991-09-30 1992-08-12 Manufacture of semiconductor device Pending JPH0661491A (en)

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