JPH07193246A - Cmos thin-film transistor and its manufacture - Google Patents

Cmos thin-film transistor and its manufacture

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JPH07193246A
JPH07193246A JP5331175A JP33117593A JPH07193246A JP H07193246 A JPH07193246 A JP H07193246A JP 5331175 A JP5331175 A JP 5331175A JP 33117593 A JP33117593 A JP 33117593A JP H07193246 A JPH07193246 A JP H07193246A
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active layer
thin film
film transistor
drain region
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Kenichi Nakamura
健一 中村
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To realize concurrently both the high withstanding voltage and high- speed operation of a CMOS thin-film circuit, by giving to its n-channel TFT a stagger structure capable of achieving a high withstanding voltage, and by giving to its p-channel TFT a planar structure capable of accomplishing a high-speed operation. CONSTITUTION:On a glass substrate 101, n<+> source and drain regions 102, 102 are formed, and then, a polycrystal silicon film 104 is formed. Subsequently, the polycrystal silicon film 104 is patterned, and both such an n-channel TFT active layer 105 having an island it and such a p-channel TFT active layer 106 having an island structure that the n<+> source and drain regions 102, 102 convered with it and such a p-channel TFT active layer 106 having an island structure as not to overlap with the n<+> source and drain regions 102, 102 are formed respectively. Then, on both the active layer 105 and the glass substrate 101, both a gate insulation film 107 and a gate electrode 108 are formed respectively. Subsequently, an ion implantation mask 109 is formed both on the gate electrode 108 present on the p-channel IFT active layer 106 and so as to cover the n-channel TFT active layer 105. Thereafter, an ion implantation is performed, and p<+> source and drain regions 111, 111 are formed respectively.

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、CMOS薄膜トランジ
スタおよびその製造方法に関し、特に少ない工程数で作
製することができるCMOS薄膜トランジスタおよびの
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS thin film transistor and its manufacturing method, and more particularly to a CMOS thin film transistor which can be manufactured by a small number of steps and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】高度情報化時代の進展に伴い、入出力デ
バイスの重要性が増しており、装置の低コスト化や信頼
性の向上が要求されている。このような背景のもとで、
液晶表示素子(LCD)や密着型イメージセンサ(CI
S)等の入出力デバイスと同一基板上に周辺駆動回路を
一体形成する研究が活発に行われている。駆動回路一体
化により、周辺駆動回路とデバイスとの接続コストを削
減できると共に接続部での接触不良等による信頼性の低
下を抑制できるからである。この駆動回路を薄膜回路で
構成する方法としては消費電力や動作の安定性の点で優
れているCMOS回路構成が有利と考えられる。一方、
デバイスのコストをさらに低減するために、工程数を削
減しスループットを上げることが要求されている。以上
の点から、少ない工程数でCMOS回路構成を形成する
技術が重要となっていると言える。
2. Description of the Related Art With the progress of the advanced information age, the importance of input / output devices is increasing, and it is required to reduce the cost and improve the reliability of the devices. Against this background,
Liquid crystal display (LCD) and contact image sensor (CI
Research into integrally forming a peripheral drive circuit on the same substrate as an input / output device such as S) has been actively conducted. This is because by integrating the drive circuit, it is possible to reduce the connection cost between the peripheral drive circuit and the device, and it is possible to suppress a decrease in reliability due to a contact failure or the like at the connection portion. A CMOS circuit configuration, which is excellent in terms of power consumption and operational stability, is considered to be advantageous as a method of configuring this drive circuit with a thin film circuit. on the other hand,
In order to further reduce the cost of the device, it is required to reduce the number of steps and increase the throughput. From the above points, it can be said that the technology for forming a CMOS circuit configuration with a small number of steps is important.

【0003】従来のCMOS薄膜トランジスタ及びその
作製プロセスについて図5を用いて説明する。まず、図
5(a)に示すようにガラス基板301上に、LPCV
D法によりアモルファスシリコン(a−Si)膜を堆積
したのち、固相成長法やエキシマレーザアニール法等に
よりアニールを行い多結晶シリコン(poly−Si)
膜を形成する。次に、島状構造にパターニングを行いn
−ch TFT用活性層302とp−ch TFT用活
性層303を形成する。次に、図5(b)に示すよう
に、LPCVD法によりSiO2 膜を堆積し、さらにL
PCVD法によりリンを高濃度に含有するn+poly
−Si膜を堆積した後、パターニングを行いゲート絶縁
膜304およびゲート電極305を形成する。次に図5
(c)に示すように、レジストを塗布した後パターニン
グを行いp−ch TFT用活性層303上に第1イオ
ン注入用マスク306を形成したのち、イオン注入法に
よりリンイオン307を注入しn−ch TFT用活性
層の一部にリンを高濃度に含有するn+ソース・ドレイン
領域308を形成する。次に図6(a)に示すように、
第1イオン注入用マスク306を除去した後、レジスト
を塗布し、パターニングを行いp−ch TFT活性層
上のゲート電極305上と、n−ch TFT用活性層
302及びn+ ソース・ドレイン領域308を覆うよう
に第2イオン注入用マスク309を形成する。次に、イ
オン注入法によりホウ素イオン310を注入しp−ch
TFT用活性層303の一部にホウ素を高濃度に含有
するp+ソース・ドレイン領域311を形成する。次に
図6(b)に示すように、第2イオン注入用マスク30
9を除去した後、層間絶縁膜312を形成した後、コン
タクトホールを形成する。さらに、スパッタ法によりア
ルミニウム膜を堆積したのち、パターニングを行い、ソ
ース・ドレイン電極313を形成する。
A conventional CMOS thin film transistor and its manufacturing process will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, the LPCV is formed on the glass substrate 301.
After depositing an amorphous silicon (a-Si) film by the D method, it is annealed by a solid phase growth method, an excimer laser annealing method, or the like to make polycrystalline silicon (poly-Si).
Form a film. Next, patterning is performed on the island-shaped structure.
The -ch TFT active layer 302 and the p-ch TFT active layer 303 are formed. Next, as shown in FIG. 5B, a SiO 2 film is deposited by the LPCVD method, and then L
N + poly containing a high concentration of phosphorus by the PCVD method
After depositing the -Si film, patterning is performed to form the gate insulating film 304 and the gate electrode 305. Next in FIG.
As shown in (c), after applying a resist and patterning to form a first ion implantation mask 306 on the p-ch TFT active layer 303, phosphorus ions 307 are implanted by an ion implantation method to n-ch. An n + source / drain region 308 containing a high concentration of phosphorus is formed in a part of the active layer for TFT. Next, as shown in FIG.
After removing the first ion implantation mask 306, a resist is applied and patterning is performed on the gate electrode 305 on the p-ch TFT active layer, the n-ch TFT active layer 302, and the n + source / drain regions 308. A second ion implantation mask 309 is formed so as to cover the. Next, boron ions 310 are implanted by an ion implantation method to p-ch.
A p + source / drain region 311 containing a high concentration of boron is formed on a part of the TFT active layer 303. Next, as shown in FIG. 6B, the second ion implantation mask 30.
9 is removed, an interlayer insulating film 312 is formed, and then a contact hole is formed. Further, after depositing an aluminum film by sputtering, patterning is performed to form source / drain electrodes 313.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般的に、n−ch
TFTはp−ch TFTに比べて耐圧が低い。このた
め、CMOS薄膜回路の耐圧はn−ch TFTの耐圧
で制限されることになるため、n−ch TFTの高耐
圧化が重要となっている。また、デバイスの高性能化の
ためには、リーク電流を低く抑えることも要求されてい
る。poly−Si TFTは、ミッドギャップ付近の
準位を介した電界エミッション電流によりバルクシリコ
ンに形成したMOSFETに比べて大きなリーク電流が
流れる。(文献アイイーイーイー トランザクション
オン エレクトロン デバイスイズ(IEEE Tra
ns.on Electron Devices),V
ol.ED−32 No.9 pp.1878)この耐
圧の向上及びリーク電流の低減のためには、ドレイン端
での電界を緩和することが効果的であり、これまでにL
DD(Lightly Doped Drain)構造
(文献電子通信学会総合全国大会,2−20,pp.2
71 1978)やオフセット構造(文献アイイーイー
イー エレクトロン デバイス レターズ(IEEE
Electron Device Letters)V
ol.EDL−8,No.9,pp.434,198
7)が提案され実用化されているが、工程の増加は避け
られない。比較的簡便な方法で高耐圧化およびリーク電
流の低減を行う手段としては、TFTを順スタガ構造で
形成することが考えられる。順スタガ構造ではチャネル
表面とソース・ドレイン領域表面が活性層の膜厚だけ分
離された構造となっているため、微少なオフセット構造
が形成されるため、耐圧の向上及びリーク電流の低減が
達成できる。しかし、順スタガ構造では、ゲートとソー
ス・ドレイン領域をオーバラップさせるために寄生容量
がプレーナ型TFTに比べて大きくなり、動作速度がプ
レーナ型TFTに比べて低下するという問題が生じる。
Generally speaking, n-ch
The TFT has a lower breakdown voltage than the p-ch TFT. For this reason, the breakdown voltage of the CMOS thin film circuit is limited by the breakdown voltage of the n-ch TFT, and it is important to increase the breakdown voltage of the n-ch TFT. Further, in order to improve the performance of the device, it is required to keep the leak current low. In the poly-Si TFT, a large leak current flows as compared with a MOSFET formed in bulk silicon due to an electric field emission current passing through a level near the midgap. (Literature IEE transaction
ON ELECTRON DEVICES (IEEE Tra
ns. on Electron Devices), V
ol. ED-32 No. 9 pp. 1878) In order to improve the breakdown voltage and reduce the leakage current, it is effective to relax the electric field at the drain end.
DD (Lightly Doped Drain) structure (Japan Society of Electronic Communication, 2-20, pp. 2)
71 1978) and offset structure (reference IEE Electron Device Letters (IEEE)
Electron Device Letters) V
ol. EDL-8, No. 9, pp. 434,198
7) has been proposed and put to practical use, but an increase in the number of processes is inevitable. As a means for increasing the breakdown voltage and reducing the leak current by a relatively simple method, it is conceivable to form the TFT with a forward stagger structure. In the forward staggered structure, the surface of the channel and the surface of the source / drain region are separated by the thickness of the active layer, so a minute offset structure is formed, so that the breakdown voltage can be improved and the leakage current can be reduced. . However, in the forward stagger structure, since the gate and the source / drain regions overlap each other, the parasitic capacitance becomes larger than that of the planar TFT, and the operation speed becomes lower than that of the planar TFT.

【0005】また、従来の薄膜トランジスタのイオン注
入によって形成されるソース・ドレイン領域の注入直後
の不純物濃度は、深さ方向には不均一となる。注入後に
不純物の活性化を1000℃程度の高温で行う場合には
拡散によって深さ方向の濃度の均一性は改善されるが、
600℃以下の低温プロセスでは拡散係数が非常に小さ
く、深さ方向の濃度は均一化されにくい。この不純物濃
度の深さ方向の不均一性は、コンタクト不良やリーク電
流の増大等を引き起こし易いという問題があった。特に
リンを注入した場合の濃度プロファイルは、ホウ素に比
べて急峻となり、深さ方向に不均一性が生じ易く、n−
ch TFTの特性の向上が困難であるという問題があ
った。
Immediately after the implantation of the source / drain regions formed by ion implantation of the conventional thin film transistor, the impurity concentration becomes nonuniform in the depth direction. When impurities are activated at a high temperature of about 1000 ° C. after implantation, the uniformity of concentration in the depth direction is improved by diffusion,
In the low temperature process of 600 ° C. or lower, the diffusion coefficient is very small, and it is difficult to make the concentration in the depth direction uniform. This non-uniformity of the impurity concentration in the depth direction has a problem that a contact failure, an increase in leak current, and the like are likely to occur. In particular, the concentration profile when phosphorus is implanted becomes steeper than that of boron, and non-uniformity easily occurs in the depth direction.
There is a problem that it is difficult to improve the characteristics of the ch TFT.

【0006】また従来のCMOS薄膜回路の製造方法で
はn+ 層、p+ 層を形成するために2回のイオン注入を
行う必要があった。このため、工程数を低減することが
難しく、デバイスのコスト低減が困難であるという問題
が生じていた。
Further, in the conventional method of manufacturing a CMOS thin film circuit, it is necessary to perform ion implantation twice in order to form the n + layer and the p + layer. For this reason, it has been difficult to reduce the number of steps, and it has been difficult to reduce the cost of the device.

【0007】本発明の目的は、少ない工程数で作製する
ことができ、高耐圧かつ高速動作が可能なCMOS薄膜
トランジスタとその製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a CMOS thin film transistor which can be manufactured by a small number of steps, has a high breakdown voltage and can operate at high speed, and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、絶縁性基板上に形成された、n型不純
物を高濃度に含有するn型半導体からなるn型ソース・
ドレイン領域と、p型不純物を高濃度に含有するp型半
導体からなるp型ソース・ドレイン領域と、前記ソース
・ドレイン領域と接するように形成された半導体からな
る活性層と、前記活性層を覆うように形成されたゲート
絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の一部を覆うように形成さ
れたゲート電極と、前記ゲート電極及び前記ゲート絶縁
膜を覆うように形成された層間絶縁膜と、前記ソース・
ドレイン領域と電気的に接続されたソース・ドレイン電
極からなるnチャネル薄膜トランジスタ及びpチャネル
薄膜トランジスタを有するCMOS薄膜トランジスタに
おいて、前記nチャネル薄膜トランジスタがn型ソース
・ドレイン領域として前記活性層下部に島状のn型半導
体層を有するスタガ構造薄膜トランジスタからなり、前
記pチャネル薄膜トランジスタが前記活性層と同一層内
に形成された前記p型ソース・ドレイン領域を有するプ
レーナ構造薄膜トランジスタからなることを特徴とする
CMOS薄膜トランジスタを提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an n-type source / electrode formed of an n-type semiconductor containing a high concentration of n-type impurities formed on an insulating substrate.
The drain region, a p-type source / drain region made of a p-type semiconductor containing a high concentration of p-type impurities, an active layer made of a semiconductor formed in contact with the source / drain region, and the active layer are covered. A gate insulating film formed as described above, a gate electrode formed so as to cover a part of the gate insulating film, an interlayer insulating film formed so as to cover the gate electrode and the gate insulating film, and the source・
In a CMOS thin film transistor having an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, each of which has a source / drain electrode electrically connected to a drain region, the n-channel thin film transistor serves as an n-type source / drain region and has an island-shaped n-type under the active layer. A CMOS thin film transistor comprising a staggered thin film transistor having a semiconductor layer, wherein the p-channel thin film transistor comprises a planar thin film transistor having the p-type source / drain regions formed in the same layer as the active layer. .

【0009】また、絶縁性基板上にn型不純物を高濃度
に含有するn型半導体からなるn型ソース・ドレイン領
域を形成する工程と、前記n型ソース・ドレイン領域お
よび絶縁性基板上に半導体層を堆積する工程と、前記半
導体層をパターニングして、前記n型ソース・ドレイン
領域を覆い、島状構造を有するnチャネル薄膜トランジ
スタ用活性層と、前記n型ソース・ドレイン領域が形成
されていない前記絶縁性基板上に島状構造を有するpチ
ャネル薄膜トランジスタ用活性層を形成する工程と、前
記活性層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の一部を覆うようにゲート電極を形成
する工程と、前記pチャネル薄膜トランジスタのp型ソ
ース・ドレイン領域を自己整合的に形成する工程と、前
記ゲート電極及び前記ゲート絶縁膜を覆うように、層間
絶縁膜を形成する工程と、前記ソース・ドレイン領域と
電気的に接続されたソース・ドレイン電極を形成する工
程とからなるCMOS薄膜トランジスタの製造方法を提
供する。
Further, a step of forming an n-type source / drain region made of an n-type semiconductor containing a high concentration of n-type impurities on the insulating substrate, and a semiconductor on the n-type source / drain region and the insulating substrate. A step of depositing a layer, patterning the semiconductor layer to cover the n-type source / drain region, and an n-channel thin film transistor active layer having an island structure, and the n-type source / drain region not formed Forming an island-shaped active layer for a p-channel thin film transistor on the insulating substrate; forming a gate insulating film to cover the active layer;
Forming a gate electrode so as to cover a part of the gate insulating film, forming a p-type source / drain region of the p-channel thin film transistor in a self-aligned manner, and covering the gate electrode and the gate insulating film. Thus, there is provided a method for manufacturing a CMOS thin film transistor, which comprises a step of forming an interlayer insulating film and a step of forming source / drain electrodes electrically connected to the source / drain regions.

【0010】[0010]

【実施例】次に本発明の第1の実施例について図面を参
照して説明する。まず図1(a)に示すように、ガラス
基板101上にLPCVD法により、シランとフォスフ
ィンを用いて600℃で、リンを1021cm−3以上
含有するn+ poly−Si薄膜を1000オングス
トローム堆積した後、パターニングを行いn+ ソース・
ドレイン領域102を形成する。次に図1(b)に示す
ようにLPCVD法によりジシランを用いて、500℃
でa−Si膜を1000オングストローム堆積した後、
エキシマレーザビーム103を照射して結晶化を行い多
結晶シリコン膜104を形成する。次に、図1(c)に
示すように、多結晶シリコン膜104をパターニング
し、n+ ソース・ドレイン領域102を覆うような島状
構造のn−ch TFT用活性層105と、n+ ソース
・ドレイン領域102と重ならないような島状構造のp
−ch TFT用活性層106を形成する。次に図2
(a)に示すように、活性層105およびガラス基板1
01上に、LPCVD法によりシランと酸素を用いて4
00℃でSiO2 膜を2000オングストローム堆積
し、さらにLPCVD法によりシランとフォスフィンを
用いて600℃でリンを1021cm- 3 以上含有する
+ 膜を1000オングストローム堆積した後、パター
ニングを行い、ゲート絶縁膜107及びゲート電極10
8を形成する。次に図2(b)に示すように、レジスト
を塗布した後パターニングを行い、p−ch TFT用
活性層上のゲート電極108上と、n−ch TFT用
活性層105を覆うようにイオン注入用マスク109を
形成した後、イオン注入法によりホウ素イオン110を
加速電圧、15keVドーズ量5×101 5 mc- 2
注入し、p−ch TFT用活性層106のうちゲート
電極108が形成されていない領域にホウ素を1021
cm- 3 以上含有するp+ ソース・ドレイン領域111
を形成する。さらに、窒素雰囲気中で600℃24時間
アニールを行い、ソース・ドレイン領域の不純物の活性
化を行う。次に図2(c)に示すように、イオン注入用
マスク109を除去した後、プラズマCVD法によりS
iNX 膜を堆積して層間絶縁膜112を形成する。さら
に、パターニングを行い層間絶縁膜112およびn−c
h TFT用活性層105にコンタクトホールを形成し
た後、スパッタ法によりアルミニウムを3000オング
ストローム堆積し、パターニングを行いソース・ドレイ
ン領域電極及113を形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1A, an n + poly-Si thin film containing phosphorus of 1021 cm −3 or more was deposited to 1000 angstroms on a glass substrate 101 by LPCVD at 600 ° C. using silane and phosphine. , Patterning the n + source
The drain region 102 is formed. Next, as shown in FIG. 1 (b), disilane is used by the LPCVD method at 500 ° C.
After depositing 1000 angstrom of a-Si film by
Irradiation with an excimer laser beam 103 is carried out to form a polycrystalline silicon film 104. Next, as shown in FIG. 1C, the polycrystalline silicon film 104 is patterned to form an island-shaped n-ch TFT active layer 105 that covers the n + source / drain regions 102 and an n + source. -The island-shaped p that does not overlap the drain region 102
The -ch TFT active layer 106 is formed. Next in FIG.
As shown in (a), the active layer 105 and the glass substrate 1
01 on top of the silane and oxygen using silane and oxygen 4
A SiO 2 film is deposited to 2000 angstroms at 00 ° C., and an n + film containing 1021 cm −3 or more of phosphorus is deposited to 1000 angstroms at 600 ° C. by LPCVD using silane and phosphine, followed by patterning to form a gate insulating film. 107 and gate electrode 10
8 is formed. Next, as shown in FIG. 2B, patterning is performed after applying a resist, and ion implantation is performed so as to cover the gate electrode 108 on the p-ch TFT active layer and the n-ch TFT active layer 105. after forming the use mask 109, an acceleration voltage, boron ions 110 by ion implantation, 15 keV dose of 5 × 10 1 5 mc - injected at 2, the gate electrode 108 of the p-ch TFT for active layer 106 is formed 1021 Boron in the unfilled area
cm + 3 or more p + source / drain region 111
To form. Further, annealing is performed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 24 hours to activate the impurities in the source / drain regions. Next, as shown in FIG. 2C, after removing the ion implantation mask 109, S is formed by plasma CVD.
An iN X film is deposited to form an interlayer insulating film 112. Further, patterning is performed to form the interlayer insulating film 112 and n-c.
h After forming a contact hole in the TFT active layer 105, aluminum is deposited to a thickness of 3000 angstrom by a sputtering method and patterned to form the source / drain region electrodes 113.

【0011】次に、第2の実施例について図面を参照し
て説明する。まず、図3(a)に示す様に、ガラス基板
201上にスパッタ法によりタングステンシリサイド膜
を1000オングストローム堆積した後、パターニング
を行いパッド202を形成する。次に、図3(b)に示
すように、パッド202を覆うように、LPCVD法に
よりシランとフォスフィンを用いて600℃でリンを1
021cm- 3 以上程度含有するn+ poly−Si
薄膜を1000オングストローム堆積した後、パターニ
ングを行いn+ ソース・ドレイン領域203を形成す
る。次に図3(c)に示すようにLPCVD法によりジ
シランを用いて500℃でa−Si膜を1000オング
ストローム堆積した後、エキシマレーザビーム204を
照射して結晶化を行い、poly−Si膜205を形成
する。次に図4(a)に示すように、poly−Si膜
205を島状構造にパターニングしてn+ ソース・ドレ
イン領域203を覆うように活性層206を形成する。
さらに、活性層205及びガラス基板201上に、LP
CVD法によりシランと酸素を用いて400℃でSiO
2 膜を2000オングストローム堆積し、さらに、LP
CVD法によりシランとフォスフィンを用いて600℃
でリンを1021cm- 3 以上含有するn+ poly−
Si膜を2000オングストローム堆積した後、パター
ニングを行い、ゲート絶縁膜207及びゲート電極20
8を形成する。次に図4(b)に示すように、レジスト
を塗布した後パターニングを行い、ゲート電極208上
と、パッド202上の一部を除いてn+ ソース・ドレイ
ン領域203を覆うようにイオン注入用マスク209を
形成した後、イオン注入法によりホウ素イオン210を
加速電圧15keV、ドーズ量5×101 5 cm- 2
注入し、活性層206のうちゲート電極208及びイオ
ン注入用マスク209が形成されていない領域にホウ素
を021cm- 3 以上含有するp+ ソース・ドレイン領
域211を形成する。次に図4(c)に示すように、イ
オン注入用マスク209を除去した後、プラズマCVD
法によりSiNx 膜を2000オングストローム堆積し
て層間絶縁膜212を形成し、パターニングを行い層間
絶縁膜212及び活性層206にコンタクトホールを形
成する。次に、スパッタ法によりアルミニウムを300
0オングストローム堆積し、パターニングを行いソース
・ドレイン電極213を形成する。
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 3A, a tungsten silicide film is deposited on the glass substrate 201 by a sputtering method to have a thickness of 1000 Å, and then patterning is performed to form a pad 202. Next, as shown in FIG. 3 (b), phosphorus is added to the pad 202 at 600 ° C. by LPCVD using silane and phosphine.
021 cm-n + poly-Si containing about 3 or more
After depositing a thin film of 1000 angstrom, patterning is performed to form n + source / drain regions 203. Next, as shown in FIG. 3C, after depositing an a-Si film of 1000 angstrom at 500 ° C. using disilane by the LPCVD method, the excimer laser beam 204 is irradiated to crystallize the poly-Si film 205. To form. Next, as shown in FIG. 4A, the poly-Si film 205 is patterned into an island structure to form an active layer 206 so as to cover the n + source / drain regions 203.
Further, LP is formed on the active layer 205 and the glass substrate 201.
SiO at 400 ° C. using silane and oxygen by the CVD method
Deposition of 2 films at 2000 angstrom and LP
600 ° C using silane and phosphine by the CVD method
And n + poly- containing phosphorus of 1021 cm -3 or more
After depositing a Si film at 2000 angstroms, patterning is performed to form a gate insulating film 207 and a gate electrode 20.
8 is formed. Next, as shown in FIG. 4B, after applying a resist, patterning is performed to perform ion implantation so as to cover the n + source / drain regions 203 on the gate electrode 208 and a part of the pad 202. after forming the mask 209, boron ions 210 accelerating voltage 15 keV, a dose of 5 × 10 1 5 cm by ion implantation - injected at 2, the gate electrode 208 and the ion implantation mask 209 of the active layer 206 is formed A p + source / drain region 211 containing 021 cm −3 or more of boron is formed in the non-doped region. Next, as shown in FIG. 4C, after removing the ion implantation mask 209, plasma CVD is performed.
A SiN x film is deposited to a thickness of 2000 Å by the method to form an interlayer insulating film 212, and patterning is performed to form contact holes in the interlayer insulating film 212 and the active layer 206. Next, 300 aluminum is sputtered.
A source / drain electrode 213 is formed by depositing 0 angstrom and patterning.

【0012】以上のようにイオン注入を1回のみとして
も、CMOS薄膜回路を作製することができる。 本実
施例では、n−ch TFTを順スタガ構造とし、p−
chTFTをプレーナ構造とする作製プロセスについて
述べたが、n−ch TFTをプレーナ構造とし、p−
ch TFTを順スタガ構造として作製することも可能
である。
As described above, a CMOS thin film circuit can be manufactured even if the ion implantation is performed only once. In this embodiment, the n-ch TFT has a forward stagger structure, and p-
Although the fabrication process of making the chTFT a planar structure has been described, the n-ch TFT has a planar structure and a p-
It is also possible to fabricate the ch TFT as a staggered structure.

【0013】また、第2の実施例では、p+ ソース・ド
レイン領域下部にエッチングレートが遅いタングステン
シリサイドからなるパッドを形成することにより、ソー
ス・ドレイン領域のコンタクトホール形成時のエッチン
グをパッドで止めることができる。このため、n+ ある
いはp+ ソース・ドレイン領域とソース・ドレイン電極
間のコンタクト特性を向上させることができる。
Further, in the second embodiment, a pad made of tungsten silicide having a slow etching rate is formed below the p + source / drain region, so that the etching at the time of forming the contact hole in the source / drain region is stopped by the pad. be able to. Therefore, the contact characteristics between the n + or p + source / drain region and the source / drain electrode can be improved.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による薄膜
トランジスタは、n−ch TFTを高耐圧化が可能な
スタガ構造とし、p−ch TFTを高速化が可能なプ
レーナ構造としているため、CMOS薄膜回路の高耐圧
化と高速動作を同時に実現できるという効果を有する。
As described above, in the thin film transistor according to the present invention, the n-ch TFT has the stagger structure capable of increasing the breakdown voltage, and the p-ch TFT has the planar structure capable of increasing the speed. It has an effect that the high breakdown voltage of the circuit and the high speed operation can be realized at the same time.

【0015】さらに、n−ch TFTをスタガ構造と
することによりリーク電流を低減できるため、消費電力
を低減できるという効果を有する。
Further, since the n-ch TFT has a staggered structure, the leak current can be reduced, so that the power consumption can be reduced.

【0016】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、n−ch TFTのソース・ドレイン領域の不純
物導入をLPCVD法によるin−situドーピング
により行う工程を有するため、不純物プロファイルが均
一になり、コンタクト特性が向上するために歩留まりが
向上すると共にリーク電流が減少し、さらに基板面内で
のTFT特性の均一性が向上するという効果を有する。
さらに、1回のイオン注入プロセスでn−ch TFT
およびp−ch TFTの両タイプのTFTを作製する
ことができるため、CMOS薄膜回路の工程数を削減す
ることができ、CMOS駆動回路を一体化した入出力デ
バイスのコストを低減することができるという特徴を有
する。
Further, since the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention has a step of introducing impurities into the source / drain regions of the n-ch TFT by in-situ doping by the LPCVD method, the impurity profile becomes uniform and contact characteristics are improved. Yields an improved yield, a reduced leakage current, and further improved uniformity of TFT characteristics within the substrate surface.
Furthermore, the n-ch TFT can be formed by one ion implantation process.
Since both types of TFTs, that is, p-ch TFTs and p-ch TFTs can be manufactured, the number of steps of the CMOS thin film circuit can be reduced, and the cost of the input / output device integrated with the CMOS drive circuit can be reduced. It has characteristics.

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

【図1】本発明の第1の実施例の構造及び工程図。FIG. 1 is a structure and process diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の構造及び工程図。FIG. 2 is a structure and process diagram of a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の構造及び工程図。FIG. 3 is a structure and process diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の構造及び工程図。FIG. 4 is a structure and process diagram of a second embodiment of the present invention.

【図5】従来技術の実施例の工程図。FIG. 5 is a process chart of an example of the prior art.

【図6】従来技術の実施例の工程図。FIG. 6 is a process diagram of an example of the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 ガラス基板 102 n+ソース・ドレイン領域 103 エキシマレーザビーム 104 多結晶シリコン膜 105 n−ch TFT用活性層 106 p−ch TFT用活性層 107 ゲート絶縁膜 108 ゲート電極 109 イオン注入用マスク 110 ホウ素イオン 111 p+ ソース・ドレイン領域 112 層間絶縁膜 113 ソース・ドレイン電極 201 ガラス基板 202 パッド 203 n+ ソース・ドレイン領域 204 エキシマレーザビーム 205 poly−Si膜 206 活性層 207 ゲート絶縁膜 208 ゲート電極 209 イオン注入用マスク 210 ホウ素イオン 211 p+ ソース・ドレイン領域 212 層間絶縁膜 213 ソース・ドレイン電極 301 ガラス基板 302 n−ch TFT用活性層 303 p−ch TFT用活性層 304 ゲート絶縁膜 305 ゲート電極 306 第1イオン注入用マスク 307 リンイオン 308 n+ ソース・ドレイン領域 309 第2イオン注入用マスク 310 ホウ素イオン 311 p+ ソース・ドレイン領域 312 層間絶縁膜 313 ソース・ドレイン電極101 glass substrate 102 n + source / drain region 103 excimer laser beam 104 polycrystalline silicon film 105 n-ch TFT active layer 106 p-ch TFT active layer 107 gate insulating film 108 gate electrode 109 ion implantation mask 110 boron ion 111 p + source / drain region 112 interlayer insulating film 113 source / drain electrode 201 glass substrate 202 pad 203 n + source / drain region 204 excimer laser beam 205 poly-Si film 206 active layer 207 gate insulating film 208 gate electrode 209 for ion implantation mask 210 boron ions 211 p + source and drain regions 212 interlayer insulating film 213 drain electrode 301 for the glass substrate 302 n-ch active layer 303 p-ch TFT for TFT Sexual layer 304 gate insulating film 305 gate electrode 306 first ion implantation mask 307 phosphorus ions 308 n + source and drain regions 309 a second ion implantation mask 310, boron ions 311 p + source and drain regions 312 interlayer insulating film 313 drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9170−4M H01L 27/08 321 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location 9170-4M H01L 27/08 321 E

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に形成された、n型不純物
を高濃度に含有するn型半導体からなるn型ソース・ド
レイン領域と、p型不純物を高濃度に含有するp型半導
体からなるp型ソース・ドレイン領域と、前記ソース・
ドレイン領域と接するように形成された半導体からなる
活性層と、前記活性層を覆うように形成されたゲート絶
縁膜と、前記ゲート絶縁膜の一部を覆うように形成され
たゲート電極と、前記ゲート電極及び前記ゲート絶縁膜
を覆うように形成された層間絶縁膜と、前記ソース・ド
レイン領域と電気的に接続されたソース・ドレイン電極
からなるnチャネル薄膜トランジスタ及びpチャネル薄
膜トランジスタを有するCMOS薄膜トランジスタにお
いて、 前記nチャネル薄膜トランジスタがn型ソース・ドレイ
ン領域として前記活性層下部に島状のn型半導体層を有
するスタガ構造薄膜トランジスタからなり、前記pチャ
ネル薄膜トランジスタが前記活性層と同一層内に形成さ
れた前記p型ソース・ドレイン領域を有するプレーナ構
造薄膜トランジスタからなることを特徴とするCMOS
薄膜トランジスタ。
1. An n-type source / drain region formed on an insulating substrate, which is made of an n-type semiconductor containing a high concentration of an n-type impurity, and a p-type semiconductor containing a high concentration of a p-type impurity. p-type source / drain regions and the source / drain regions
An active layer made of a semiconductor formed in contact with the drain region; a gate insulating film formed to cover the active layer; a gate electrode formed to cover a part of the gate insulating film; A CMOS thin film transistor having an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor, each of which includes a gate electrode and an interlayer insulating film formed to cover the gate insulating film, and a source / drain electrode electrically connected to the source / drain region, The n-channel thin film transistor is a staggered thin film transistor having an island-shaped n-type semiconductor layer below the active layer as an n-type source / drain region, and the p-channel thin film transistor is formed in the same layer as the active layer. Planar thin film transistor having a p-type source / drain region CMOS characterized by comprising a transistor
Thin film transistor.
【請求項2】 絶縁性基板上にn型不純物を高濃度に含
有するn型半導体からなるn型ソース・ドレイン領域を
形成する工程と、 前記n型ソース・ドレイン領域および絶縁性基板上に半
導体層を堆積する工程と、 前記半導体層をパターニングして、前記n型ソース・ド
レイン領域を覆い、島状構造を有するnチャネル薄膜ト
ランジスタ用活性層と、前記n型ソース・ドレイン領域
が形成されていない前記絶縁性基板上に島状構造を有す
るpチャネル薄膜トランジスタ用活性層を形成する工程
と、 前記活性層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程
と、 前記ゲート絶縁膜の一部を覆うようにゲート電極を形成
する工程と、 前記pチャネル薄膜トランジスタのp型ソース・ドレイ
ン領域を自己整合的に形成する工程と、 前記ゲート電極及び前記ゲート絶縁膜を覆うように、層
間絶縁膜を形成する工程と、 前記ソース・ドレイン領域と電気的に接続されたソース
・ドレイン電極を形成する工程とからなるCMOS薄膜
トランジスタの製造方法。
2. A step of forming an n-type source / drain region made of an n-type semiconductor containing an n-type impurity at a high concentration on an insulating substrate, and a semiconductor on the n-type source / drain region and the insulating substrate. A step of depositing a layer, patterning the semiconductor layer to cover the n-type source / drain regions, and an n-channel thin film transistor active layer having an island structure and the n-type source / drain regions are not formed. Forming an active layer for a p-channel thin film transistor having an island structure on the insulating substrate; forming a gate insulating film so as to cover the active layer; and covering a part of the gate insulating film. Forming a gate electrode; forming a p-type source / drain region of the p-channel thin film transistor in a self-aligned manner; A method of manufacturing a CMOS thin film transistor, comprising: forming an interlayer insulating film so as to cover the gate insulating film; and forming a source / drain electrode electrically connected to the source / drain region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100290170B1 (en) * 1998-10-07 2001-06-01 구본준 X-ray detector and manufacturing method
US6509602B2 (en) * 1997-09-20 2003-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and manufacturing method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509602B2 (en) * 1997-09-20 2003-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and manufacturing method thereof
US6756640B2 (en) 1997-09-20 2004-06-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and manufacturing method thereof
US7078769B2 (en) 1997-09-20 2006-07-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and manufacturing method thereof
US7368338B2 (en) 1997-09-20 2008-05-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and manufacturing method thereof
US7989873B2 (en) 1997-09-20 2011-08-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and manufacturing method thereof
KR100290170B1 (en) * 1998-10-07 2001-06-01 구본준 X-ray detector and manufacturing method

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