JPH07302911A - Manufacture of thin film semiconductor device - Google Patents

Manufacture of thin film semiconductor device

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JPH07302911A
JPH07302911A JP11188294A JP11188294A JPH07302911A JP H07302911 A JPH07302911 A JP H07302911A JP 11188294 A JP11188294 A JP 11188294A JP 11188294 A JP11188294 A JP 11188294A JP H07302911 A JPH07302911 A JP H07302911A
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thin film
film
blocking layer
semiconductor thin
ion
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晴夫 若井
Hiroyasu Sadabetto
裕康 定別当
Hiroshi Matsumoto
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of processes when a thin film transistor, provided with a silicide layer on a source region and a drain region, is manufactured. CONSTITUTION:A thin insulating film, with which silicification can be prevented and ions can be passed through, and a metal film 27, which is as thin as to let ions to pass through and can be silicified, are formed on a semiconductor thin film 25, and ions are implanted into the semiconductor thin film 25 using a photoresist ion-blocking layer 28, formed on the metal film 27, as a mask. At this time, a silicide layer 29 is formed on the surface of the semiconductor thin film 25 in the region other than the ion-blocking layer 28 using ion- implanting energy. In this case, it is unnecessary to perform a surface treatment before formation of the metal film 27, and accordingly, the number of process can be reduced. Also, as the ion-blocking layer 28 is formed by photoresist, the ion-blocking layer 27 can be formed by performing few number of processes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は薄膜半導体装置の製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜半導体装置には、例えばアクティブ
マトリックス型の液晶表示装置のスイッチング素子とし
て使用される薄膜トランジスタが知られている。このよ
うな薄膜トランジスタには、シート抵抗を下げてオン電
流の増大を図るために、ソース領域およびドレイン領域
上にシリサイド層を備えたものがある。次に、従来のこ
のような薄膜トランジスタを製造する場合の一例につい
て、図7〜図10を順に参照しながら説明する。まず、
図7(A)、(B)に示すように、ガラス等からなる透
明基板1の上面の所定の個所にクロムからなるゲート電
極2およびゲートライン3を形成し、その上面に窒化シ
リコンからなるゲート絶縁膜4を成膜し、その上面に短
決しようシリコン、アモルファスシリコン、ポリシリコ
ン等からなる半導体薄膜5を成膜し、その上面であって
ゲート電極2上の所定の個所に窒化シリコンからなるイ
オン遮断層6を形成する。次に、リンやボロン等のイオ
ンを打込むと、イオン遮断層6下以外の領域における半
導体薄膜5にイオン注入領域5aが形成される。
2. Description of the Related Art As a thin film semiconductor device, for example, a thin film transistor used as a switching element of an active matrix type liquid crystal display device is known. Some of such thin film transistors have a silicide layer on the source region and the drain region in order to reduce the sheet resistance and increase the on-current. Next, an example of manufacturing such a conventional thin film transistor will be described with reference to FIGS. First,
As shown in FIGS. 7A and 7B, a gate electrode 2 made of chromium and a gate line 3 are formed on a predetermined portion of the upper surface of a transparent substrate 1 made of glass or the like, and a gate made of silicon nitride is formed on the upper surface. An insulating film 4 is formed, and a semiconductor thin film 5 made of silicon, amorphous silicon, polysilicon or the like is formed on the upper surface of the insulating film 4, and silicon nitride is formed at a predetermined portion on the upper surface of the gate electrode 2. The ion blocking layer 6 is formed. Next, when ions such as phosphorus and boron are implanted, ion implantation regions 5a are formed in the semiconductor thin film 5 in regions other than under the ion blocking layer 6.

【0003】次に、図8(A)、(B)に示すように、
上面にクロム等からなるシリサイド化可能な金属膜7を
プラズマCVDにより成膜し、その上面の所定の個所に
フォトレジストパターン8を形成する。この場合、フォ
トレジストパターン8は、イオン遮断層6を股いでイオ
ン遮断層6とでほぼ十字形を形成するように形成されて
いる。また、金属膜7と半導体薄膜5との間にはシリサ
イド層9が形成される。次に、フォトレジストパターン
8をマスクとして金属膜7、シリサイド層9および半導
体薄膜5をエッチングすると、図9(A)、(B)に示
すようになる。すなわち、フォトレジストパターン8下
にのみ金属膜7が残存され、その下にのみシリサイド層
9が残存され、その下およびイオン遮断層6下にのみ半
導体薄膜5が残存される。この状態では、金属膜7はイ
オン遮断層6を股いでイオン遮断層6とでほぼ十字形を
形成するように形成され、金属膜7下およびイオン遮断
層6下にほぼ十字状の半導体薄膜5が形成されている。
また、半導体薄膜5のイオン遮断層6下の部分は真性領
域からなるチャネル領域5bとされ、その両側はそれぞ
れイオン注入領域5aからなるソース領域5cおよびド
レイン領域5dとされている。この後、フォトレジスト
パターン8を除去し、次いで金属膜7を除去する。
Next, as shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B),
A silicidable metal film 7 made of chromium or the like is formed on the upper surface by plasma CVD, and a photoresist pattern 8 is formed on a predetermined portion of the upper surface. In this case, the photoresist pattern 8 is formed so that the ion blocking layer 6 and the ion blocking layer 6 form a substantially cross shape. A silicide layer 9 is formed between the metal film 7 and the semiconductor thin film 5. Next, the metal film 7, the silicide layer 9 and the semiconductor thin film 5 are etched by using the photoresist pattern 8 as a mask, as shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B). That is, the metal film 7 remains only under the photoresist pattern 8, the silicide layer 9 remains only therebelow, and the semiconductor thin film 5 remains only thereunder and below the ion blocking layer 6. In this state, the metal film 7 is formed so as to cross the ion blocking layer 6 and form a substantially cross shape with the ion blocking layer 6, and the semiconductor thin film 5 having a substantially cross shape under the metal film 7 and under the ion blocking layer 6. Are formed.
A portion of the semiconductor thin film 5 below the ion blocking layer 6 is a channel region 5b made of an intrinsic region, and both sides thereof are a source region 5c and a drain region 5d made of an ion implantation region 5a. After that, the photoresist pattern 8 is removed, and then the metal film 7 is removed.

【0004】次に、図10(A)、(B)に示すよう
に、上面の所定の個所にITOからなる画素電極10を
形成する。次に、上面の所定の個所にアルミニウム−チ
タン合金からなるソース電極11、ドレイン電極12お
よびドレインライン13を形成する。この状態では、半
導体薄膜5のソース領域5cにシリサイド層9、および
ソース電極11を介して画素電極10が接続され、ドレ
イン領域5dにはシリサイド層9を介してドレイン電極
12が接続されている。かくして、ソース領域5cおよ
びドレイン領域5d上にシリサイド層9を備えた薄膜ト
ランジスタが製造される。
Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, a pixel electrode 10 made of ITO is formed at a predetermined position on the upper surface. Next, the source electrode 11, the drain electrode 12, and the drain line 13 made of an aluminum-titanium alloy are formed at predetermined locations on the upper surface. In this state, the source region 5c of the semiconductor thin film 5 is connected to the pixel electrode 10 via the silicide layer 9 and the source electrode 11, and the drain region 5d is connected to the drain electrode 12 via the silicide layer 9. Thus, a thin film transistor having the silicide layer 9 on the source region 5c and the drain region 5d is manufactured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような薄膜トランジスタの製造方法では、第1に、
図8(A)、(B)に示す工程において金属膜7を成膜
する前に、半導体薄膜5の表面をきれいにしておく必要
がある。すなわち、半導体薄膜5の表面には自然酸化膜
が形成されているので、その上に金属膜7を成膜しても
シリサイド層9を形成することができない。そこで、フ
ッ化アンモン等による表面処理を行ってこの自然酸化膜
を除去する必要があり、したがってその分だけ工程数が
多くなるという問題があった。第2に、図7(A)、
(B)に示す工程においてイオンを打込むときに、窒化
シリコンからなるイオン遮断層6下の半導体薄膜5にイ
オンが打込まれないようにするために、イオン遮断層6
の膜厚を例えば2000Å程度と比較的厚くしなければ
ならず、このためイオン遮断層6の元となる窒化シリコ
ン層を成膜するのに時間がかかり、しかもこの成膜した
窒化シリコン層をフォトリソグラフィによってパターン
化することとなり、これまた工程数が多くなるという問
題があった。なお、イオン遮断層6をフォトレジストに
よって形成することが考えられるが、この場合、半導体
薄膜5上にフォトレジストを直接形成することとなり、
この結果不要な部分のフォトレジストの除去が困難にな
るという別の問題がある。この発明の目的は、工程数を
少なくすることのできるシリサイド層を備えた薄膜半導
体装置の製造方法を提供することにある。
However, in the conventional method of manufacturing such a thin film transistor, firstly,
Before forming the metal film 7 in the steps shown in FIGS. 8A and 8B, it is necessary to clean the surface of the semiconductor thin film 5. That is, since the natural oxide film is formed on the surface of the semiconductor thin film 5, the silicide layer 9 cannot be formed even if the metal film 7 is formed thereon. Therefore, there is a problem in that it is necessary to perform a surface treatment with ammonium fluoride or the like to remove the natural oxide film, so that the number of steps is increased accordingly. Second, FIG. 7 (A),
In order to prevent ions from being implanted into the semiconductor thin film 5 below the ion shielding layer 6 made of silicon nitride when the ions are implanted in the step shown in FIG.
Has to be relatively thick, for example, about 2000 Å, and therefore it takes time to form a silicon nitride layer which is a source of the ion blocking layer 6, and the formed silicon nitride layer is photolithographically formed. There is a problem in that the patterning is performed by lithography and the number of steps is also increased. Although it is conceivable to form the ion blocking layer 6 with a photoresist, in this case, the photoresist is directly formed on the semiconductor thin film 5,
As a result, there is another problem that it becomes difficult to remove the photoresist in an unnecessary portion. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film semiconductor device having a silicide layer, which can reduce the number of steps.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
基板上に半導体薄膜を形成した上、この半導体薄膜上に
薄い絶縁膜およびシリサイド化可能な金属膜を形成し、
該金属膜上の所定の個所にイオン遮断層を形成し、該イ
オン遮断層をマスクとして前記半導体薄膜にイオンを打
込み、このときのイオン打込みエネルギにより前記イオ
ン遮断層下以外の領域における前記半導体薄膜の表面に
シリサイド層を形成するようにしたものである。請求項
3記載の発明は、前記イオン遮断層をフォトレジストに
よって形成したものである。
The invention according to claim 1 is
After forming a semiconductor thin film on the substrate, a thin insulating film and a silicidable metal film are formed on the semiconductor thin film,
An ion blocking layer is formed at a predetermined location on the metal film, ions are implanted into the semiconductor thin film using the ion blocking layer as a mask, and the ion implantation energy at this time causes the semiconductor thin film in a region other than under the ion blocking layer. A silicide layer is formed on the surface of the. According to a third aspect of the present invention, the ion blocking layer is formed of a photoresist.

【0007】[0007]

【作用】請求項1記載の発明によれば、半導体薄膜と金
属膜との間に絶縁膜が形成されていても、イオン打込み
エネルギによりイオン遮断層下以外の領域における半導
体薄膜の表面にシリサイド層を形成することができるの
で、金属膜を成膜する前に表面処理を行う必要がなく、
したがってその分だけ工程数を少なくすることができ
る。また、請求項3記載の発明によれば、イオン遮断層
をフォトレジストによって形成しても、このフォトレジ
ストを金属膜上に形成することになるので、不要な部分
のフォトレジストを容易に除去することができ、したが
ってイオン遮断層を短い時間でかつ少ない工程数で形成
することができる。
According to the first aspect of the invention, even if the insulating film is formed between the semiconductor thin film and the metal film, the silicide layer is formed on the surface of the semiconductor thin film in the region other than under the ion blocking layer due to the ion implantation energy. Since it is possible to form, it is not necessary to perform surface treatment before forming a metal film,
Therefore, the number of steps can be reduced accordingly. According to the third aspect of the present invention, even if the ion blocking layer is formed of a photoresist, the photoresist is formed on the metal film, so that the photoresist in unnecessary portions can be easily removed. Therefore, the ion barrier layer can be formed in a short time and with a small number of steps.

【0008】[0008]

【実施例】図1〜図6はそれぞれこの発明の一実施例を
適用した薄膜トランジスタの各製造工程を示したもので
ある。そこで、これらの図を順に参照しながら、この実
施例の薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
1 to 6 show respective manufacturing steps of a thin film transistor to which an embodiment of the present invention is applied. Therefore, a method of manufacturing the thin film transistor of this embodiment will be described with reference to these drawings in order.

【0009】まず、図1(A)、(B)に示すように、
ガラス等からなる透明基板21の上面の所定の個所にク
ロム等からなるゲート電極22およびゲートライン23
を膜厚1000Å程度に形成する。次に、その上面に窒
化シリコンからなるゲート絶縁膜24を膜厚4000Å
程度に成膜し、その上面に単結晶シリコン、アモルファ
スシリコン、ポリシリコン等からなる半導体薄膜25を
膜厚500Å程度に成膜する。次に、半導体薄膜25の
表面をO2プラズマ処理等により酸化処理することによ
り、シリコン酸化膜からなる絶縁膜26を形成する。次
に、その上面にクロム等からなるシリサイド化可能な金
属膜27をプラズマCVDにより成膜する。
First, as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B),
A gate electrode 22 and a gate line 23 made of chrome or the like are provided at predetermined places on the upper surface of a transparent substrate 21 made of glass or the like.
Is formed to a film thickness of about 1000Å. Next, a gate insulating film 24 made of silicon nitride is formed on the upper surface of the film with a thickness of 4000 Å.
And a semiconductor thin film 25 made of single crystal silicon, amorphous silicon, polysilicon, or the like is formed on the upper surface to a film thickness of about 500 Å. Next, the surface of the semiconductor thin film 25 is oxidized by O 2 plasma treatment or the like to form the insulating film 26 made of a silicon oxide film. Next, a silicidable metal film 27 made of chromium or the like is formed on the upper surface by plasma CVD.

【0010】ところで、絶縁膜26の膜厚は、通常シリ
サイド化を阻止するとともにイオン通過を許容する程度
に薄くなっていて、10〜50Å程度となっている。し
たがって、この状態では、金属膜27と半導体薄膜25
とによるシリサイド層の形成が阻止されている。金属膜
27の膜厚は、イオン通過を許容する程度に薄くなって
いるとともに、後で説明する裏面露光のときにフォトレ
ジストを十分に感光させる程度の透過率を確保できる程
度に薄くなっていて、50〜200Å程度となってい
る。
By the way, the film thickness of the insulating film 26 is normally thin enough to prevent silicidation and allow ions to pass therethrough, and is about 10 to 50 Å. Therefore, in this state, the metal film 27 and the semiconductor thin film 25 are
The formation of a silicide layer due to is prevented. The film thickness of the metal film 27 is thin enough to allow the passage of ions, and thin enough to ensure a transmittance sufficient to expose the photoresist to the back surface exposure described later. , 50 to 200Å.

【0011】次に、図2(A)、(B)に示すように、
上面の所定の個所にフォトレジストからなるイオン遮断
層28を形成する。この場合、イオン遮断層28は、ゲ
ート電極22およびゲートライン23をマスクとした裏
面露光(透明基板21の下面側からの露光)により形成
されているので、ゲート電極22およびゲートライン2
3上の全体にわたって形成されている。したがって、ゲ
ート電極22上のイオン遮断層28のチャネル長方向の
長さLはゲート電極22の幅と同じとなっている。この
ように、イオン遮断層28をフォトレジストによって形
成しても、このフォトレジストを金属膜27上に形成し
ているので、不要な部分のフォトレジストを容易に除去
することができ、したがってイオン遮断層27を短い時
間でかつ少ない工程数で形成することができる。
Next, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B),
An ion blocking layer 28 made of photoresist is formed at a predetermined position on the upper surface. In this case, since the ion blocking layer 28 is formed by back surface exposure (exposure from the lower surface side of the transparent substrate 21) using the gate electrode 22 and the gate line 23 as a mask, the gate electrode 22 and the gate line 2 are formed.
3 is formed over the entire area. Therefore, the length L of the ion blocking layer 28 on the gate electrode 22 in the channel length direction is the same as the width of the gate electrode 22. As described above, even if the ion blocking layer 28 is formed by the photoresist, since the photoresist is formed on the metal film 27, it is possible to easily remove the unnecessary portion of the photoresist, and thus the ion blocking layer is formed. The layer 27 can be formed in a short time and with a small number of steps.

【0012】次に、図3(A)、(B)に示すように、
イオン遮断層28をマスクとして半導体薄膜25をn型
またはp型にするリンやボロンを含むイオンを打込む。
打込まれたイオンは、金属膜27および絶縁膜26を貫
通して、イオン遮断層28下以外の領域における半導体
薄膜25に注入され、イオン注入領域25aが形成され
る。また、このときのイオン打込みエネルギにより、金
属膜27から金属(クロム)がイオン遮断層28下以外
の領域における絶縁膜26を貫通して、イオン遮断層下
28以外の領域における半導体薄膜25中に注入され、
該半導体薄膜25の表面および金属膜27の下面にシリ
サイド層29、30が形成される。この後、イオン遮断
層28を除去する。
Next, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B),
Using the ion blocking layer 28 as a mask, ions containing phosphorus or boron that make the semiconductor thin film 25 n-type or p-type are implanted.
The implanted ions pass through the metal film 27 and the insulating film 26 and are injected into the semiconductor thin film 25 in a region other than below the ion blocking layer 28 to form an ion-implanted region 25a. Further, due to the ion implantation energy at this time, the metal (chromium) from the metal film 27 penetrates the insulating film 26 in the region other than under the ion blocking layer 28 and enters the semiconductor thin film 25 in the region other than under the ion blocking layer 28. Injected,
Silicide layers 29 and 30 are formed on the surface of the semiconductor thin film 25 and the lower surface of the metal film 27. After that, the ion blocking layer 28 is removed.

【0013】ここで、一例として、リン1%、水素99
%からなるイオンをパワー100W、加速電圧1kV、
打込量1×1016/cm2で打込んだ後に、イオン遮断
層28、金属膜27、上側のシリサイド層30および絶
縁膜26を除去し、そしてこの状態においてイオン遮断
層28の無かった所と有った所とでシート抵抗を測定し
たところ、次のような結果が得られた。すなわち、イオ
ン遮断層28の無かった所のシート抵抗は140Ω/□
程度と極めて小さかったのに対し、有った所のシート抵
抗は1010Ω/□以上と極めて大きかった。この測定結
果から明らかなように、イオン打込みエネルギによりイ
オン遮断層28下以外の領域における半導体薄膜25の
表面に低抵抗のシリサイド層29が形成され、イオン遮
断層28下のチャネル領域となる部分が高抵抗領域とな
ることが理解される。
Here, as an example, phosphorus 1%, hydrogen 99
% Ion for power 100 W, acceleration voltage 1 kV,
After implanting at a dose of 1 × 10 16 / cm 2 , the ion blocking layer 28, the metal film 27, the upper silicide layer 30 and the insulating film 26 are removed, and the ion blocking layer 28 is absent in this state. The following results were obtained when the sheet resistance was measured at each of the following locations. That is, the sheet resistance without the ion blocking layer 28 is 140 Ω / □.
While the sheet resistance was extremely small, the sheet resistance at the place where it was was extremely high at 10 10 Ω / □ or more. As is clear from this measurement result, the low-resistance silicide layer 29 is formed on the surface of the semiconductor thin film 25 in the region other than under the ion blocking layer 28 due to the ion implantation energy, and the portion which becomes the channel region under the ion blocking layer 28 is formed. It is understood that this is a high resistance region.

【0014】次に、図4(A)、(B)に示すように、
上面の所定の個所にフォトレジストパターン31を形成
する。この場合、フォトレジストパターン31は、ゲー
ト電極22を股いで該ゲート電極22とでほぼ十字形を
形成するように形成され、その幅Dが所期のチャネル幅
と同じとなっている。次に、フォトレジストパターン3
1をマスクとして金属膜27、上側のシリサイド層3
0、絶縁膜26、下側のシリサイド層29および半導体
薄膜25をエッチングすると、図5(A)、(B)に示
すようになる。
Next, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B),
A photoresist pattern 31 is formed at a predetermined position on the upper surface. In this case, the photoresist pattern 31 is formed so that the gate electrode 22 is formed in a crotch shape and forms a substantially cross shape with the gate electrode 22, and the width D thereof is the same as the desired channel width. Next, photoresist pattern 3
1 as a mask, the metal film 27, the upper silicide layer 3
0, the insulating film 26, the lower silicide layer 29, and the semiconductor thin film 25 are etched, as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B).

【0015】すなわち、フォトレジストパターン31下
にのみ金属膜27、上側のシリサイド層30、絶縁膜2
6、下側のシリサイド層29および半導体薄膜25が残
存される。したがって、この状態では、半導体薄膜25
はゲート電極22を股いでゲート電極22とでほぼ十字
形を形成するように形成されている。また、絶縁膜26
のクロムが注入されていない部分の下側の半導体薄膜2
5は真性領域からなるチャネル領域25bとされ、その
両側はそれぞれイオン注入領域25aからなるソース領
域25cおよびドレイン領域25dとされている。この
結果、半導体薄膜25は、ゲート電極22の幅と同じ長
さLに形成されたチャネル領域25bを有するとともに
該チャネル領域25bの両側にそれぞれ該チャネル領域
25bの幅Dと同じ幅に形成されたソース領域25cお
よびドレイン領域25dを有する構造となる。この後、
フォトレジストパターン31を除去し、次いで金属膜2
7を除去する。この場合、金属膜27を硝酸セリウムア
ンモン(SIS、TW液)でエッチングすると、上側の
シリサイド層30およびクロムの入り込んだ絶縁膜27
が同時にエッチングされて除去される(図6(B)参
照)。
That is, the metal film 27, the silicide layer 30 on the upper side, the insulating film 2 only under the photoresist pattern 31.
6, the lower silicide layer 29 and the semiconductor thin film 25 remain. Therefore, in this state, the semiconductor thin film 25
Is formed so that the gate electrode 22 is crotch-shaped and forms a substantially cross shape with the gate electrode 22. In addition, the insulating film 26
Semiconductor thin film 2 on the lower side of the non-chromium-implanted portion of
Reference numeral 5 is a channel region 25b made of an intrinsic region, and both sides thereof are a source region 25c and a drain region 25d made of an ion implantation region 25a. As a result, the semiconductor thin film 25 has the channel region 25b formed to have the same length L as the width of the gate electrode 22, and is formed on both sides of the channel region 25b to have the same width D as the channel region 25b. The structure has the source region 25c and the drain region 25d. After this,
The photoresist pattern 31 is removed, and then the metal film 2 is removed.
Remove 7. In this case, when the metal film 27 is etched with cerium ammonium nitrate (SIS, TW solution), the upper silicide layer 30 and the insulating film 27 having chromium intruded therein.
Are simultaneously etched and removed (see FIG. 6B).

【0016】次に、図6(A)、(B)に示すように、
上面の所定の個所にITOからなる画素電極32を膜厚
500Å程度に形成する。次に、上面の所定の個所にア
ルミニウム−チタン合金からなるソース電極33、ドレ
イン電極34およびドレインライン35を膜厚3000
Å程度に形成する。この状態では、半導体薄膜25のソ
ース領域25cにシリサイド層29およびソース電極3
3を介して画素電極32が接続され、ドレイン領域25
dにはシリサイド層29を介してドレイン電極33が接
続されている。かくして、この実施例の薄膜トランジス
タが製造される。
Next, as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B),
The pixel electrode 32 made of ITO is formed at a predetermined position on the upper surface so as to have a film thickness of about 500 Å. Next, a source electrode 33, a drain electrode 34, and a drain line 35 made of an aluminum-titanium alloy are formed in a predetermined thickness on the upper surface with a film thickness of 3000.
Å Form to about. In this state, the silicide layer 29 and the source electrode 3 are formed in the source region 25c of the semiconductor thin film 25.
3 is connected to the pixel electrode 32 through the drain region 25.
The drain electrode 33 is connected to d via the silicide layer 29. Thus, the thin film transistor of this embodiment is manufactured.

【0017】このように、この実施例の製造方法では、
半導体薄膜25と金属膜27との間に絶縁膜26が形成
されていても、イオン打込みエネルギによりイオン遮断
層28下以外の領域における半導体薄膜25の表面にシ
リサイド層29を形成することができるので、金属膜2
7を成膜する前に表面処理を行う必要がなく、したがっ
てその分だけ工程数を少なくすることができる。また、
既に説明したように、イオン遮断層28をフォトレジス
トによって形成しても、このフォトレジストを金属膜2
7上に形成しているので、不要な部分のフォトレジスト
を容易に除去することができ、したがってイオン遮断層
27を短い時間でかつ少ない工程数で形成することがで
きる。さらに、金属膜27の膜厚が50〜200Å程度
と薄く、また絶縁膜26の膜厚も10〜50Å程度と薄
いので、エッチング精度つまり図6(A)、(B)に示
す状態において残存する絶縁膜26のゲート電極22に
対する加工精度を向上することができる。
As described above, in the manufacturing method of this embodiment,
Even if the insulating film 26 is formed between the semiconductor thin film 25 and the metal film 27, the silicide layer 29 can be formed on the surface of the semiconductor thin film 25 in the region other than under the ion blocking layer 28 by the ion implantation energy. , Metal film 2
It is not necessary to perform a surface treatment before depositing 7 and therefore the number of steps can be reduced accordingly. Also,
As described above, even if the ion blocking layer 28 is formed by the photoresist, this photoresist is used as the metal film 2.
Since it is formed on the photoresist 7, the unnecessary portion of the photoresist can be easily removed, so that the ion blocking layer 27 can be formed in a short time and with a small number of steps. Furthermore, since the film thickness of the metal film 27 is as thin as about 50 to 200Å and the film thickness of the insulating film 26 is as thin as about 10 to 50Å, the etching accuracy, that is, the state remaining in the state shown in FIGS. The processing accuracy of the insulating film 26 with respect to the gate electrode 22 can be improved.

【0018】また、この実施例の製造方法では、イオン
遮断層28をフォトレジストによって形成しているの
で、従来の場合と比較して次のような効果がある。すな
わち、第1に、従来の場合には、イオン遮断層の元とな
る窒化シリコン層をCVDにより2000Å程度と比較
的厚く成膜しているので、成膜材のCVD装置内壁への
付着量がかなり多くなり、このためCVD装置内壁の清
浄に手間がかかるという問題がある。この実施例の製造
方法では、そのような問題はない。第2に、従来の場合
には、窒化シリコンからなるイオン遮断層をパターニン
グする際にフッ酸によるエッチングを行っているので、
フッ酸によるゲート絶縁膜へのダメージが大きく、ゲー
ト絶縁膜の耐圧が低下するという問題がある。この実施
例の製造方法では、そのような問題はない。
Further, in the manufacturing method of this embodiment, since the ion blocking layer 28 is formed of photoresist, the following effects are obtained as compared with the conventional case. That is, first, in the conventional case, since the silicon nitride layer that is the source of the ion blocking layer is formed by CVD to a relatively large thickness of about 2000 Å, the amount of the film-forming material deposited on the inner wall of the CVD apparatus is small. There is a problem that the number of cleaning chambers becomes considerably large, and therefore it takes time to clean the inner wall of the CVD apparatus. The manufacturing method of this embodiment does not have such a problem. Secondly, in the conventional case, since etching with hydrofluoric acid is performed when patterning the ion blocking layer made of silicon nitride,
There is a problem that the gate insulating film is largely damaged by hydrofluoric acid and the breakdown voltage of the gate insulating film is lowered. The manufacturing method of this embodiment does not have such a problem.

【0019】また、この実施例の製造方法によって得ら
れた薄膜トランジスタの半導体薄膜25は、ゲート電極
22の幅と同じ長さLに形成されたチャネル領域25b
を有するとともに該チャネル領域25bの両側にそれぞ
れ該チャネル領域25bの幅Dと同じ幅に形成されたソ
ース領域25cおよびドレイン領域25dを有する構造
であって、チャネル領域25bの幅Dが所期の幅となっ
ている。したがって、実効的なチャネル幅が増大するこ
とがなく、実質的なCGS(ゲート電極とソース電極間の
容量)を低減することができるとともに、オフ電流I
offも低減することができ、ひいては液晶表示装置の表
示特性を向上させることができる。ちなみに、図10
(A)、(B)に示す従来の薄膜トランジスタの場合に
は、金属膜7がイオン遮断層6を股いでイオン遮断層6
とでほぼ十字形を形成するように形成され、金属膜7下
およびイオン遮断層6下にほぼ十字状の半導体薄膜5が
形成されているので、半導体薄膜5の実効的なチャネル
幅が増大し、実質的なCGSが増大するとともに、オフ電
流Ioffも増大してしまい、液晶表示装置の表示特性の
低下の原因となっている。
Further, the semiconductor thin film 25 of the thin film transistor obtained by the manufacturing method of this embodiment has a channel region 25b formed in the same length L as the width of the gate electrode 22.
And the source region 25c and the drain region 25d are formed on both sides of the channel region 25b and have the same width D as the width D of the channel region 25b, and the width D of the channel region 25b is the desired width. Has become. Therefore, the effective channel width does not increase, the substantial C GS (capacitance between the gate electrode and the source electrode) can be reduced, and the off current I
The off can also be reduced, and the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved. By the way, Figure 10
In the case of the conventional thin film transistor shown in (A) and (B), the metal film 7 extends across the ion blocking layer 6 and the ion blocking layer 6 is formed.
Are formed so as to form a substantially cross shape, and the substantially cross-shaped semiconductor thin film 5 is formed under the metal film 7 and the ion blocking layer 6, so that the effective channel width of the semiconductor thin film 5 increases. In addition, the C GS substantially increases and the off current I off also increases, which causes deterioration of display characteristics of the liquid crystal display device.

【0020】なお、上記実施例では絶縁膜26を半導体
薄膜25の表面を酸化処理することにより形成されたシ
リコン酸化膜によって形成しているが、半導体薄膜25
上にCVDにより成膜した窒化シリコン層によって形成
するようにしてもよい。この場合、窒化シリコン層の膜
厚は数十〜数百Å程度、望ましくは100Å程度とす
る。このように、膜厚が薄いと、短い時間で成膜するこ
とができ、またCVD装置内壁の清浄にかかる手間を軽
減することができる。また、この場合の窒化シリコンか
らなるイオン遮断層をパターニングする際にフッ酸によ
るエッチングを行っても、エッチング時間を短くするこ
とができ、したがってフッ酸によるゲート絶縁膜へのダ
メージが小さく、ゲート絶縁膜の耐圧を向上することが
できる。
In the above embodiment, the insulating film 26 is formed of the silicon oxide film formed by oxidizing the surface of the semiconductor thin film 25.
It may be formed by a silicon nitride layer formed by CVD on the above. In this case, the film thickness of the silicon nitride layer is about several tens to several hundreds Å, preferably about 100Å. As described above, when the film thickness is thin, it is possible to form the film in a short time, and the labor for cleaning the inner wall of the CVD apparatus can be reduced. In addition, in this case, even when etching with hydrofluoric acid is performed when patterning the ion blocking layer made of silicon nitride, the etching time can be shortened, and therefore, the gate insulating film is less damaged by hydrofluoric acid, so that The breakdown voltage of the film can be improved.

【0021】また、上記実施例ではイオン遮断層28を
裏面露光により形成しているが、表面露光により形成す
るようにしてもよい。また、上記実施例ではイオン遮断
層28をフォトレジストによって形成しているが、アル
ミニウム−チタン合金等のシリサイド化しない金属によ
って形成してもよい。この場合には、アルミニウム−チ
タン合金等のシリサイド化しない金属層を成膜した後、
その上にフォトレジストパターンを形成し、このフォト
レジストパターンをマスクとしてしてエッチングするこ
とにより、シリサイド化しない金属からなるイオン遮断
層を形成することになる。
Although the ion blocking layer 28 is formed by backside exposure in the above embodiment, it may be formed by frontside exposure. Further, although the ion blocking layer 28 is formed of a photoresist in the above-mentioned embodiments, it may be formed of a metal that does not become silicidized, such as an aluminum-titanium alloy. In this case, after forming a metal layer such as an aluminum-titanium alloy that does not form a silicide,
A photoresist pattern is formed thereon, and the photoresist pattern is used as a mask for etching to form an ion blocking layer made of a metal that is not silicidized.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、半導体薄膜と金属膜との間に絶縁膜が形成
されていても、イオン打込みエネルギによりイオン遮断
層下以外の領域における半導体薄膜の表面にシリサイド
層を形成することができるので、金属膜を成膜する前に
表面処理を行う必要がなく、したがってその分だけ工程
数を少なくすることができる。また、請求項3記載の発
明によれば、イオン遮断層をフォトレジストによって形
成しても、このフォトレジストを金属膜上に形成するこ
とになるので、不要な部分のフォトレジストを容易に除
去することができ、したがってイオン遮断層を短い時間
でかつ少ない工程数で形成することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, even if the insulating film is formed between the semiconductor thin film and the metal film, the region other than the region below the ion blocking layer is caused by the ion implantation energy. Since the silicide layer can be formed on the surface of the semiconductor thin film in, there is no need to perform surface treatment before forming the metal film, and therefore the number of steps can be reduced accordingly. According to the third aspect of the present invention, even if the ion blocking layer is formed of a photoresist, the photoresist is formed on the metal film, so that the photoresist in unnecessary portions can be easily removed. Therefore, the ion barrier layer can be formed in a short time and with a small number of steps.

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

【図1】(A)はこの発明の一実施例を適用した薄膜ト
ランジスタの製造に際し、透明基板上にゲート電極、ゲ
ート絶縁膜、半導体薄膜、絶縁膜および金属膜を形成し
た状態の平面図、(B)はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 1A is a plan view showing a state in which a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor thin film, an insulating film, and a metal film are formed on a transparent substrate in manufacturing a thin film transistor to which an embodiment of the present invention is applied, B) is a sectional view taken along the line BB.

【図2】(A)は同製造に際し、イオン遮断層を形成し
た状態の平面図、(B)はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 2A is a plan view showing a state in which an ion blocking layer is formed in the same manufacturing process, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line BB.

【図3】(A)は同製造に際し、イオン遮断層をマスク
としてイオンを打込むとともにこのときのイオン打込み
エネルギによりシリサイド層を形成した状態の平面図、
(B)はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 3A is a plan view of a state in which ions are implanted using the ion blocking layer as a mask and a silicide layer is formed by the ion implantation energy at this time in the manufacturing,
(B) is sectional drawing which follows the BB line.

【図4】(A)は同製造に際し、イオン遮断層を除去し
た後フォトレジストパターンを形成した状態の平面図、
(B)はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 4A is a plan view showing a state where a photoresist pattern is formed after removing the ion blocking layer in the same manufacturing process;
(B) is sectional drawing which follows the BB line.

【図5】(A)は同製造に際し、素子形成した状態の平
面図、(B)はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 5A is a plan view showing a state in which an element is formed in the same manufacturing process, and FIG. 5B is a sectional view taken along line BB thereof.

【図6】(A)は同製造に際し、ソース電極およびドレ
イン電極等を形成した状態の平面図、(B)はそのB−
B線に沿う断面図。
FIG. 6A is a plan view showing a state where a source electrode, a drain electrode and the like are formed in the same manufacturing process, and FIG.
Sectional drawing which follows the B line.

【図7】(A)は従来の薄膜トランジスタの製造に際
し、透明基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体薄
膜およびイオン遮断層を形成した状態の平面図、(B)
はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 7A is a plan view showing a state in which a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor thin film, and an ion blocking layer are formed on a transparent substrate in manufacturing a conventional thin film transistor;
Is a sectional view taken along the line BB.

【図8】(A)は同製造に際し、金属膜およびフォトレ
ジストパターンを形成した状態の平面図、(B)はその
B−B線に沿う断面図。
FIG. 8A is a plan view showing a state where a metal film and a photoresist pattern are formed in the same manufacturing process, and FIG. 8B is a sectional view taken along the line BB.

【図9】(A)は同製造に際し、素子形成した状態の平
面図、(B)はそのB−B線に沿う断面図。
FIG. 9A is a plan view showing a state in which an element is formed in the same manufacturing process, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line BB.

【図10】(A)は同製造に際し、ソース電極およびド
レイン電極等を形成した状態の平面図、(B)はそのB
−B線に沿う断面図。
FIG. 10A is a plan view showing a state where a source electrode, a drain electrode, and the like are formed in the same manufacturing process, and FIG.
-A sectional view taken along line B.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 透明基板 25 半導体薄膜 26 絶縁膜 27 金属膜 28 イオン遮断層 29 シリサイド層 21 transparent substrate 25 semiconductor thin film 26 insulating film 27 metal film 28 ion blocking layer 29 silicide layer

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年7月1日[Submission date] July 1, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】まず、図1(A)、(B)に示すように、
ガラス等からなる透明基板21の上面の所定の個所にク
ロム等からなるゲート電極22およびゲートライン23
を膜厚1000Å程度に形成する、次に、その上面に窒
化シリコンからなるゲート絶縁膜24を膜厚4000Å
程度に成膜し、その上面に単結晶シリコン、アモルファ
スシリコン、ポリシリコン等からなる半導体薄膜25を
膜厚500Å程度に成膜する。次に、半導体薄膜25の
表面をOプラズマ処理等により酸化処理することによ
り、シリコン酸化膜からなる絶縁膜26を形成する。次
に、その上面にクロム等からなるシリサイド化可能な金
属膜27をプラズマCVDまたはスパッタ等により成膜
する。
First, as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B),
A gate electrode 22 and a gate line 23 made of chrome or the like are provided at predetermined places on the upper surface of a transparent substrate 21 made of glass or the like.
Is formed to a film thickness of about 1000Å, and then a gate insulating film 24 made of silicon nitride is formed on the upper surface thereof to a film thickness of 4000Å.
And a semiconductor thin film 25 made of single crystal silicon, amorphous silicon, polysilicon, or the like is formed on the upper surface to a film thickness of about 500 Å. Next, the surface of the semiconductor thin film 25 is oxidized by O 2 plasma treatment or the like to form the insulating film 26 made of a silicon oxide film. Next, a silicidable metal film 27 made of chromium or the like is formed on the upper surface by plasma CVD or sputtering.

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 21/316 X 29/40 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/316 X 29/40 A

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に半導体薄膜を形成した上、この
半導体薄膜上に薄い絶縁膜およびシリサイド化可能な金
属膜を形成し、該金属膜上の所定の個所にイオン遮断層
を形成し、該イオン遮断層をマスクとして前記半導体薄
膜にイオンを打込み、このときのイオン打込みエネルギ
により前記イオン遮断層下以外の領域における前記半導
体薄膜の表面にシリサイド層を形成することを特徴とす
る薄膜半導体装置の製造方法。
1. A semiconductor thin film is formed on a substrate, a thin insulating film and a silicidable metal film are formed on the semiconductor thin film, and an ion blocking layer is formed at a predetermined position on the metal film. Ions are implanted into the semiconductor thin film using the ion blocking layer as a mask, and a silicide layer is formed on the surface of the semiconductor thin film in a region other than under the ion blocking layer by ion implantation energy at this time. Manufacturing method.
【請求項2】 前記半導体薄膜に打込むイオンには、前
記半導体薄膜をn型またはp型にするイオンが含まれる
ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体装置の製造
方法。
2. The method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the ions implanted into the semiconductor thin film include ions that make the semiconductor thin film n-type or p-type.
【請求項3】 前記イオン遮断層はフォトレジストから
なることを特徴とする請求項1または2記載の薄膜半導
体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the ion blocking layer is made of photoresist.
【請求項4】 前記金属膜の膜厚をフォトレジストを十
分に感光させる程度の透過率を確保できる程度に薄く
し、前記イオン遮断層を裏面露光により形成したことを
特徴とする請求項3記載の薄膜半導体装置の製造方法。
4. The ion blocking layer is formed by backside exposure, wherein the film thickness of the metal film is thin enough to ensure a transmittance enough to expose a photoresist to light. Of manufacturing a thin film semiconductor device of.
【請求項5】 前記絶縁膜は前記半導体薄膜の表面を酸
化処理することにより形成されたシリコン酸化膜からな
ることを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体装置の製
造方法。
5. The method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of the semiconductor thin film.
【請求項6】 前記絶縁膜は前記半導体薄膜上に成膜し
た窒化シリコンからなることを特徴とする請求項1記載
の薄膜半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is made of silicon nitride formed on the semiconductor thin film.
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