JPH08228005A - Semiconductor device, thin film transistor, complementary thin film transistor, liquid crystal display device and manufacture of them - Google Patents

Semiconductor device, thin film transistor, complementary thin film transistor, liquid crystal display device and manufacture of them

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JPH08228005A
JPH08228005A JP3102995A JP3102995A JPH08228005A JP H08228005 A JPH08228005 A JP H08228005A JP 3102995 A JP3102995 A JP 3102995A JP 3102995 A JP3102995 A JP 3102995A JP H08228005 A JPH08228005 A JP H08228005A
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thin film
film transistor
polycrystalline silicon
impurity
substrate
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Minoru Matsuo
稔 松尾
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to activate impurity ions, which are implanted using an ion implantation device, at a low temperature and to make it possible to prevent the ions from being implanted in the channel part of a thin film transistor without making thick the gate electrode of the thin film transistor by a method wherein an impurity ion implantation in a polycrystaline silicon film is made on a specified condition and the like. CONSTITUTION: A polycrystalline silicon film 7 is formed on an insulating substrate 5 and an insulating film 8 is formed on the film 7. Then, ions 14, which are produced from Kr-base gas containing less than 20% impurity, are implanted in the film 7 via the film 8 while the substrate 5 is heated at 200 deg.C or higher. After that, the substrate 5 is heated to 200 deg.C or higher to activate the impurity gas. For example, all ions 14, which are produced from Kr-base gas containing 0.01-5%pH3 gas, are implanted in source and drain regions 10 at an energy of 80kV using an ion implantation device which does not use a mass spectrometry.

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、多結晶シリコン薄膜中
に含まれる不純物を活性化する方法に関するものであ
る。また、そのように不純物が活性化された多結晶シリ
コン薄膜を有する半導体装置、薄膜トランジスタ、相補
型薄膜トランジスタ、液晶表示装置及びそれらの製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for activating impurities contained in a polycrystalline silicon thin film. Further, the present invention relates to a semiconductor device, a thin film transistor, a complementary thin film transistor, a liquid crystal display device, and a manufacturing method thereof, each having a polycrystalline silicon thin film in which impurities are activated.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置に用いられる薄膜トランジ
スタのソース領域及びドレイン領域を形成することを目
的として、質量分析を用いないイオン注入技術が開発さ
れている。図2は、質量分離を用いないイオン注入装置
の一例の断面図である。プラズマ源1から不純物イオン
2を引き出し電極3により引き出し、加速電極4により
不純物イオン2を所定のエネルギーになるように加速
し、ガラス基板5に形成された薄膜トランジスタに打ち
込み、ソース領域及びドレイン領域を形成する。前記の
不純物イオン2に与えられるエネルギ−は、引き出し電
極3の電圧と加速電極4の電圧の総和で決まる。プラズ
マの生成には、本例のように13.56MHzの高周波
を用いて生成する方法以外に、フィラメント等を用いた
アーク放電方式がある。このような質量分離を用いない
イオン注入装置を用いて、ドーピングガスに不純物ガス
を含み、水素で希釈された混合ガスを用いて不純物イオ
ンの注入を行うと、注入された不純物が300℃程度の
熱処理により活性化されることが、M. Matsuo et al. :
Jpn. J. Appl. Phys. 31(1992) 4567や特開平4−37
0937に報告されている。また、ソース領域及びドレ
イン領域に含まれる微量な不純物を600℃未満の低温
で活性化するための方法として、不純物の注入後に薄膜
トランジスタのソース・ドレイン領域にのみ特定量の水
素を追加して注入する方法が、M. Matsuo et al. : Ext
end Abstract of the Conference on Solid State Devi
ces and Materials, Makuhari, 1993 pp.437-439に報告
されている。いずれの方法も、不純物のソース・ドレイ
ン領域の注入と同時に、希釈ガスから電離される水素イ
オンがチャネル部のシリコン膜に注入されてしまい、薄
膜トランジスタの特性を変動させてしまう不都合があっ
た。これを解決するために、質量分離を用いないイオン
注入装置に用いる混合ガスの希釈ガスとしてヘリウムを
用いる方法が特開平2−202028に提案されてい
る。また、特開平4−39967には、保護膜を水素の
投影飛程よりも厚くする方法が提案されている。しか
し、このような従来の方法では、薄膜トランジスタの段
差を大きくし、配線切れや液晶配向の欠陥などを生じる
という新たな問題が生じる。
2. Description of the Related Art An ion implantation technique without mass spectrometry has been developed for the purpose of forming a source region and a drain region of a thin film transistor used in a liquid crystal display device. FIG. 2 is a sectional view of an example of an ion implantation apparatus that does not use mass separation. Impurity ions 2 are extracted from the plasma source 1 by the extraction electrode 3, the impurity ions 2 are accelerated by the acceleration electrode 4 to have a predetermined energy, and the thin film transistor formed on the glass substrate 5 is implanted to form a source region and a drain region. To do. The energy given to the impurity ions 2 is determined by the sum of the voltage of the extraction electrode 3 and the voltage of the acceleration electrode 4. For plasma generation, there is an arc discharge method using a filament or the like in addition to the method of generating using high frequency of 13.56 MHz as in this example. When an ion implantation apparatus that does not use such mass separation is used and impurity ions are included in a doping gas and a mixed gas diluted with hydrogen is used to inject the impurity ions, the injected impurities have a temperature of about 300 ° C. Activated by heat treatment, M. Matsuo et al .:
Jpn. J. Appl. Phys. 31 (1992) 4567 and JP-A-4-37.
0937. Further, as a method for activating a trace amount of impurities contained in the source region and the drain region at a low temperature of less than 600 ° C., a specific amount of hydrogen is additionally implanted only into the source / drain regions of the thin film transistor after the implantation of the impurities. Method is M. Matsuo et al.: Ext
end Abstract of the Conference on Solid State Devi
ces and Materials, Makuhari, 1993 pp.437-439. Both methods have the disadvantage that hydrogen ions ionized from the diluent gas are injected into the silicon film of the channel portion at the same time as the impurity source / drain regions are injected, and the characteristics of the thin film transistor are changed. In order to solve this, a method of using helium as a diluent gas of a mixed gas used in an ion implantation apparatus that does not use mass separation has been proposed in JP-A-2-202028. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 4-39967 proposes a method of making the protective film thicker than the projected range of hydrogen. However, such a conventional method causes a new problem that the step difference of the thin film transistor is increased, and wiring breaks and liquid crystal alignment defects occur.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、前記の質量分析を用いないイオン注入装置
を用いて打ち込まれた不純物を低温で活性化でき、かつ
薄膜トランジスタのゲート電極を厚くせずにチャネル部
へのイオンの注入を防止できる方法を提供し、薄膜トラ
ンジスタを安価なガラス基板上に安定して形成すること
にある。
The problem to be solved by the present invention is that impurities implanted by using the above-mentioned ion implantation apparatus which does not use mass spectrometry can be activated at a low temperature, and the gate electrode of a thin film transistor is thickened. It is to provide a method capable of preventing the implantation of ions into the channel portion without doing so and stably form a thin film transistor on an inexpensive glass substrate.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の問題点
を解決するためのものであり、絶縁基板上に形成された
多結晶シリコン膜と前記の多結晶シリコン膜上に堆積さ
れた絶縁膜に、質量分離を用いないイオン注入装置を用
いて、ドナーあるいはアクセプターとなるガスを含み、
残部がKrからなる混合ガスから生成する全てのイオン
を、前記の絶縁基板を加熱しながら、前記の絶縁膜を通
して前記の多結晶シリコン膜中に打ち込み、次に前記の
質量分離を用いないイオン注入装置を用いて、純水素ガ
スから生成される水素イオンを前記の絶縁膜を通して前
記の多結晶シリコン膜中に打ち込み、次に前記の絶縁基
板を加熱して前記の多結晶シリコン膜中に打ち込まれた
不純物を活性化することを特徴とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems, and a polycrystalline silicon film formed on an insulating substrate and an insulating film deposited on the polycrystalline silicon film. The film contains a gas serving as a donor or an acceptor by using an ion implanter without mass separation,
All the ions generated from the mixed gas, the balance of which is Kr, are implanted into the polycrystalline silicon film through the insulating film while heating the insulating substrate, and then ion implantation is performed without using the mass separation. Using the apparatus, hydrogen ions generated from pure hydrogen gas are implanted into the polycrystalline silicon film through the insulating film, and then the insulating substrate is heated and implanted into the polycrystalline silicon film. It is characterized by activating the impurities.

【0005】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、(1)絶縁基板上に多結晶シリコン膜を形成する多
結晶シリコン膜形成工程と、(2)前記多結晶シリコン
膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、(3)不純
物を0%を越え20%以下で含み残部がKrからなる混
合ガスから生成するイオンを、前記絶縁基板を200℃
以上に加熱しながら、前記絶縁膜を介して前記多結晶シ
リコン膜中に打ち込む不純物イオン打込工程と、(4)
前記不純物イオン打込工程の後に前記絶縁基板を200
℃以上に加熱する不純物活性化工程を有することを特徴
とする。
That is, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises: (1) a step of forming a polycrystalline silicon film on an insulating substrate; and (2) forming an insulating film on the polycrystalline silicon film. Insulating film forming step for forming, and (3) ions generated from a mixed gas containing impurities of more than 0% and 20% or less and the balance of Kr at 200 ° C. for the insulating substrate.
Impurity ion implantation step of implanting into the polycrystalline silicon film via the insulating film while heating as described above, (4)
After the step of implanting the impurity ions, the insulating substrate 200 is formed.
It is characterized in that it has an impurity activation step of heating to a temperature of not less than ° C.

【0006】また、そのような半導体装置の製造方法に
おいて、前記不純物イオン打込工程と前記不純物活性化
工程との間に、水素ガスから生成される水素イオンを前
記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に打ち込む水
素イオン打込工程を有することを特徴とする。
Further, in such a method of manufacturing a semiconductor device, hydrogen ions generated from hydrogen gas are made to pass through the insulating film and the polycrystal is formed between the impurity ion implantation step and the impurity activation step. It is characterized by having a hydrogen ion implantation step of implanting into a silicon film.

【0007】また、n型半導体装置を製造する場合に
は、前記不純物がPH3であることを特徴とし、p型半
導体装置を製造する場合には、前記不純物がB26であ
ることを特徴とする。
Further, when the n-type semiconductor device is manufactured, the impurity is PH 3 , and when the p-type semiconductor device is manufactured, the impurity is B 2 H 6. Characterize.

【0008】本発明の半導体装置は、請求項1〜請求項
4のいずれかの請求項に記載の半導体装置の製造方法に
よって製造されたことを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4.

【0009】また、本発明の半導体装置は、絶縁基板
と、前記絶縁基板上に形成された多結晶シリコン薄膜
と、前記多結晶シリコン薄膜上に形成された絶縁膜とを
有し、前記多結晶シリコンと前記絶縁膜にはKrが含ま
れてなることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention has an insulating substrate, a polycrystalline silicon thin film formed on the insulating substrate, and an insulating film formed on the polycrystalline silicon thin film. It is characterized in that the silicon and the insulating film contain Kr.

【0010】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
(1)絶縁基板上に多結晶シリコン膜を形成する多結晶
シリコン膜形成工程と、(2)前記多結晶シリコン膜上
に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、(3)前記絶縁
膜上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
(4)不純物を0%を越え20%以下で含み残部がKr
からなる混合ガスから生成するイオンを、前記絶縁基板
を200℃以上に加熱しながら、前記ゲート電極をマス
クとして前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に
打ち込み、自己整合的に薄膜トランジスタのソース領域
とドレイン領域とを形成する不純物イオン打込工程と、
(5)前記不純物イオン打込工程の後に前記絶縁基板を
200℃以上に加熱して不純物を活性化する不純物活性
化工程とを有することを特徴とする。
The method of manufacturing a thin film transistor of the present invention is
(1) a polycrystalline silicon film forming step of forming a polycrystalline silicon film on an insulating substrate; (2) an insulating film forming step of forming an insulating film on the polycrystalline silicon film; and (3) an insulating film. A gate electrode forming step of forming a gate electrode on
(4) Impurities exceeding 0% and 20% or less and the balance Kr
Ions generated from a mixed gas consisting of are implanted into the polycrystalline silicon film through the insulating film using the gate electrode as a mask while heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher, and the source of the thin film transistor is self-aligned. Impurity ion implantation step for forming a region and a drain region,
(5) An impurity activation step of activating the impurities by heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher after the impurity ion implantation step.

【0011】また、そのような薄膜トランジスタの製造
方法において、前記不純物イオン打込工程と前記不純物
活性化工程との間に、水素ガスから生成される水素イオ
ンを前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に打ち
込む水素イオン打込工程を有することを特徴とする。
Further, in such a method of manufacturing a thin film transistor, hydrogen ions generated from hydrogen gas are passed through the insulating film and the polycrystalline silicon between the impurity ion implantation step and the impurity activation step. It is characterized by having a step of implanting hydrogen ions into the film.

【0012】また、n型半導体装置を製造する場合に
は、前記不純物がPH3であることを特徴とし、p型半
導体装置を製造する場合には、前記不純物がB26であ
ることを特徴とする。
Further, in manufacturing an n-type semiconductor device, the impurity is PH 3 , and in manufacturing a p-type semiconductor device, the impurity is B 2 H 6. Characterize.

【0013】本発明の薄膜トランジスタは、請求項7〜
請求項10のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造
方法で製造されたことを特徴とする。
The thin film transistor of the present invention has the following features.
It is manufactured by the method for manufacturing a thin film transistor according to claim 10.

【0014】また、本発明の薄膜トランジスタは、絶縁
基板上に形成されたプレーナ型トップゲート構造の薄膜
トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜のうちソース領域
若しくはドレイン領域に接する領域、ソース領域及びド
レイン領域にKrが含まれてなることを特徴とする。
The thin film transistor of the present invention is a planar type top gate thin film transistor formed on an insulating substrate. In the gate insulating film, a region in contact with the source region or the drain region, the source region and the drain region contain Kr. It is characterized by becoming.

【0015】また、薄膜トランジスタがn型の場合に
は、前記ソース領域及び前記ドレイン領域には不純物と
して燐が含まれてなることを特徴とし、薄膜トランジス
タがp型の場合には、前記ソース領域及び前記ドレイン
領域には不純物としてボロンが含まれてなることを特徴
とする。
When the thin film transistor is n-type, phosphorus is contained as an impurity in the source region and the drain region. When the thin film transistor is p-type, the source region and the drain region are formed. It is characterized in that the drain region contains boron as an impurity.

【0016】本発明の相補型薄膜トランジスタの製造方
法は、(1)絶縁基板上に多結晶シリコン膜を形成する
多結晶シリコン膜形成工程と、(2)前記多結晶シリコ
ン膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、(3)前
記絶縁膜上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程
と、(4)n型となる第1の不純物を0%を越え20%
以下で含み残部が希釈ガスからなる混合ガスから生成す
るイオンを、前記絶縁基板を200℃以上に加熱しなが
ら、前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に打ち
込み、自己整合的にn型のソース領域及びドレイン領域
を形成するn型不純物イオン打込工程と、(5)p型と
なる第2の不純物を0%を越え20%以下で含み残部が
希釈ガスからなる混合ガスから生成するイオンを、前記
絶縁基板を200℃以上に加熱しながら、前記絶縁膜を
介して前記多結晶シリコン膜中に打ち込み、自己整合的
にp型のソース領域及びドレイン領域を形成するp型不
純物イオン打込工程と、(6)前記の絶縁基板を200
℃以上に加熱してn型の不純物及びp型の不純物を活性
化する不純物活性化工程とを有することを特徴とする。
The method of manufacturing a complementary thin film transistor according to the present invention comprises (1) a step of forming a polycrystalline silicon film on an insulating substrate, and (2) forming an insulating film on the polycrystalline silicon film. And (3) a gate electrode forming step of forming a gate electrode on the insulating film, and (4) a first impurity of n-type exceeding 0% to 20%.
Ions generated from a mixed gas containing the following, the balance being a diluent gas, are implanted into the polycrystalline silicon film through the insulating film while heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher, and self-aligned to n-type. N-type impurity ion implantation step of forming the source region and the drain region of (5), and (5) the second impurity of p-type is produced from a mixed gas containing more than 0% and 20% or less and the balance being a diluent gas. Ions are implanted into the polycrystalline silicon film through the insulating film while heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher, and p-type impurity ion implantation is performed to form p-type source and drain regions in a self-aligned manner. Step (6) 200 of the insulating substrate
And an impurity activation step of activating the n-type impurities and the p-type impurities by heating at a temperature equal to or higher than ° C.

【0017】また、そのような相補型薄膜トランジスタ
の製造方法において、前記n型不純物イオン打込工程及
び前記p型不純物イオン打込工程の後であって、前記不
純物活性化工程の前に、水素ガスから生成される水素イ
オンを前記絶縁膜を介して、前記薄膜トランジスタのソ
ース領域及びドレイン領域に打ち込む水素イオン打込工
程を有することを特徴とする。
In the method of manufacturing such a complementary thin film transistor, hydrogen gas may be used after the n-type impurity ion implantation step and the p-type impurity ion implantation step and before the impurity activation step. And a hydrogen ion implantation step of implanting hydrogen ions generated from the above into the source region and the drain region of the thin film transistor through the insulating film.

【0018】また、そのような相補型薄膜トランジスタ
の製造方法において、前記第1の不純物がPH3であ
り、前記第2の不純物がB26であることを特徴とす
る。
Further, in the method of manufacturing such a complementary thin film transistor, the first impurity is PH 3 and the second impurity is B 2 H 6 .

【0019】本発明の相補型薄膜トランジスタは、その
ような相補型薄膜トランジスタの製造方法によって製造
されたことを特徴とする。
The complementary thin film transistor of the present invention is characterized by being manufactured by such a method of manufacturing a complementary thin film transistor.

【0020】また、本発明の相補型薄膜トランジスタ
は、n型薄膜トランジスタ及びp型薄膜トランジスタか
らなる相補型(CMOS)薄膜トランジスタにおいて、
n型薄膜トランジスタ及びp型薄膜トランジスタのうち
少なくとも一方は上記した薄膜トランジスタであること
を特徴とする。
The complementary thin film transistor of the invention is a complementary (CMOS) thin film transistor comprising an n-type thin film transistor and a p-type thin film transistor,
At least one of the n-type thin film transistor and the p-type thin film transistor is the above-described thin film transistor.

【0021】本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記
した薄膜トランジスタの製造方法を有することを特徴と
する。
A method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention is characterized by having the above-described method of manufacturing a thin film transistor.

【0022】また、本発明の液晶表示装置は、上記した
薄膜トランジスタが形成された第1の基板と透明共通電
極が形成された第2の基板と、前記第1の基板と前記第
2の基板との間に挟まれた液晶層を有することを特徴と
する。
Further, the liquid crystal display device of the present invention comprises: a first substrate on which the above-mentioned thin film transistor is formed, a second substrate on which a transparent common electrode is formed, the first substrate and the second substrate. It has a liquid crystal layer sandwiched between.

【0023】[0023]

【実施例】 (実施例1) 図1は、図2に示された質量分離を用い
ないイオン注入装置を用いて、PH3を0%を越えて2
0%以下、好ましくは0.01%を越え5%以下で含
み、残部がKrからなる混合ガスから生成する全てのイ
オンを、80kVのエネルギーでP+イオン換算で5×
1015個/cm2と成るように、シリコン単結晶基板に打
ち込んだときの燐、Kr、水素の分布を示す図である。
図1において、Krの投影飛程は、おおよそ燐の半分程
度である。水素は、PH3イオンが注入される際の分解
物であるため、投影飛程は短い。図3は、絶縁基板上に
形成された多結晶シリコン膜および前記の多結晶シリコ
ン膜に、前記の絶縁基板を、イオンビーム電流を調整し
て照射熱量を適時調整する方法や、ヒーター等の熱源を
用いて加熱する方法などを用いて、200℃以上、好ま
しくは200℃以上で350℃以下、更に好ましくは2
00℃以上で300℃以下に加熱しながら、図2に示さ
れた質量分離を用いないイオン注入装置を用いて、PH
3を0%を越えて20%以下、好ましくは0.01%を
越え5%以下で含み、残部がKrからなる混合ガスから
生成する全てのイオンを、80kVのエネルギーでP+
イオン換算で1×1013個/cm2から5×1015個/cm2
と成るように注入し、好ましくは200℃以上で600
℃以下、さらに好ましくは300℃以上で450℃以
下、さらに特に好ましくは300℃以上で350℃以下
で一時間の熱処理を施したときのP+イオン注入量に対
するシート抵抗値を示す一実施例である。図4は、絶縁
基板上に形成された多結晶シリコン膜および前記の多結
晶シリコン膜に、前記の絶縁基板を、イオンビーム電流
を調整して照射熱量を適時調整する方法や、ヒーター等
の熱源を用いて加熱する方法などを用いて、200℃以
上、好ましくは200℃以上で350℃以下、更に好ま
しくは200℃以上で300℃以下に加熱しながら、図
2に示された質量分離を用いないイオン注入装置を用い
て、PH3を0%を越えて20%以下、好ましくは0.
01%を越え5%以下で含み、残部がKrからなる混合
ガスから生成する全てのイオンを、80kVのエネルギ
ーでP+イオン換算で1×1013個/cm2から5×1015
個/cm2と成るように注入し、次に図2に示された質量
分離を用いないイオン注入装置を用いて、100%水素
ガスから生成する全てのイオンを20kVで注入し、好
ましくは200℃以上で600℃以下、さらに好ましく
は300℃以上で450℃以下、さらに特に好ましくは
300℃以上で350℃以下で一時間の熱処理を施した
ときのH+イオン打ち込み量に対するシート抵抗値を示
す一実施例である。活性化の温度が低下すれば、使用で
き得るガラス基板の選択肢が増え、より安価な基板を使
用することができる。また、基板の膨張収縮は小さくな
り、薄膜トランジスタの製造におけるアライメント誤差
を小さくできる利点を有する。また、基板を加熱する理
由は、イオン注入時に生じる多結晶シリコン膜の欠陥を
少なくし、多結晶シリコン膜の結晶性を保持する為であ
る。図3および図4において、前記の多結晶シリコン膜
は、結晶化率が75%以上、好ましくは90%以上の膜
を用いる。前期の多結晶シリコン膜の製造方法は特に限
定されないが、レーザー照射による方法や減圧化学気相
堆積法(LPCVD法)、プラズマ化学気相堆積法(P
CVD法)などを用いることが可能である。本実施例に
於いては、図2の質量分離を用いないイオン注入装置を
用いて、連続して100%水素ガスより生成する水素イ
オンを20kVのエネルギーで打ち込んでいるが、前記
の打ち込み時のエネルギ−は、半導体装置の製造に一般
的に用いられるイオン注入装置と同様に、ゲート絶縁膜
の厚さおよび種類、打ち込みイオン種によって適時調整
することが可能であり、本実施例に限定されるのもので
はない。例えば、図2に示された質量分離を用いないイ
オン注入装置を用いた場合、100%水素ガスから電離
されるイオンのほとんどがH2 +であり、水素化を効率よ
く実施するために、H2 +の深さ方向の最大濃度が前記の
多結晶シリコン膜と前期のSiO2膜との界面にくるよ
うに20kVの打ち込みエネルギーを設定している。し
かし、H+が主なイオンとして生成するような場合に
は、打ち込み時のエネルギーを10kV程度にすれば同
等の効果が得られる。また、前記のSiO2膜の膜厚が
800Åの場合には、図2の質量分離を用いないイオン
注入装置を用いて、PH3を0%を越え20%以下、好
ましくは0.01%を越え5%以下で含み、残部がKr
からなる混合ガスから生成するイオンを50kVのエネ
ルギーでP+イオン換算で、1×1013個/cm2から5×
1015個/cm2と成るように前記の多結晶シリコン膜に
前記の多結晶シリコン膜上に堆積された800Åの厚さ
を有したSiO2膜を通して打ち込み、連続して図2の
質量分離を用いないイオン注入装置を用いて、100%
水素ガスより生成する水素イオンを12kVのエネルギ
ーで打ち込めばよい。本実施例では、前記の不純物イオ
ンならびに水素イオンを打ち込む場合に、前記の打ち込
まれたイオンのピーク濃度が最大濃度となるように打ち
込みのエネルギーを設定しているが、必ずしも前記の最
大濃度が打ち込まれたピーク濃度と一致している必要も
ない。打ち込まれたイオンの分布は、正規分布を示すた
め、例えば、前記のSiO2膜中に打ち込まれたイオン
のピーク濃度がくるように打ち込みエネルギーを設定
し、広がった分布の裾を用いることも可能であり、容易
に類推できる方法である。すなわち、本発明が打ち込み
エネルギーを限定するものではないことは明らかであ
る。本実施例から判るように、不純物を打ち込まれた多
結晶シリコン膜は、打ち込まれたH+イオン量が1×1
14個/cm2以上で1×1016個/cm2以下の打ち込み量
の時、更に好ましくは1×1015個/cm2以上で5×1
15個/cm2以下の打ち込み量の時、即ち、前記の多結
晶シリコン膜中の最大濃度が6×1018個/cm3以上で
1×1021個/cm3以下の範囲、更に好ましくは6×1
19個/cm3以上で3×1020個/cm3以下の範囲にある
時に低抵抗化する。これは、打ち込まれた水素イオンに
よる多結晶シリコン膜中の不整結合の終端化の効果と打
ち込まれた前記の水素イオンによって生じる欠陥との競
合によるためである。なお、前記の水素の注入工程に水
素プラズマ法を用いることも可能である。また、絶縁基
板を加熱しながら不純物イオンを注入する理由は、多結
晶シリコン膜の結晶性を保持するためであり、絶縁基板
の材質に問題がなければ、前記の絶縁基板の温度は高い
ほど好ましい。
EXAMPLES Example 1 FIG. 1 shows a case where PH 3 exceeds 0% by using the ion implantation apparatus without mass separation shown in FIG.
All ions generated from a mixed gas containing 0% or less, preferably more than 0.01% and 5% or less, and the balance being Kr, are 5 × in terms of P + ions at an energy of 80 kV.
It is a figure which shows distribution of phosphorus, Kr, and hydrogen when it implants in a silicon single crystal substrate so that it may become 10 15 pieces / cm 2 .
In FIG. 1, the projected range of Kr is about half that of phosphorus. Since hydrogen is a decomposition product when PH 3 ions are implanted, the projection range is short. FIG. 3 shows a method of adjusting the ion beam current of the insulating substrate to the polycrystalline silicon film formed on the insulating substrate and the polycrystalline silicon film to adjust the irradiation heat amount in a timely manner, and a heat source such as a heater. By using a method such as heating using 200 ° C or higher, preferably 200 ° C or higher and 350 ° C or lower, more preferably 2 ° C or higher.
Using the ion implantation apparatus without mass separation shown in FIG.
3 more than 20% over 0%, preferably comprises 5% or less than 0.01% for all ions generated from a mixed gas and the balance of Kr, at an energy of 80 kV P +
Ion conversion 1 × 10 13 pieces / cm 2 to 5 × 10 15 pieces / cm 2
So that it is injected at 600 ° C, preferably above 200 ° C.
In one embodiment, the sheet resistance value with respect to the P + ion implantation amount is shown when the heat treatment is performed at a temperature of ≦ ° C., more preferably 300 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, and particularly preferably 300 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. is there. FIG. 4 shows a method of adjusting the ion beam current of the above-mentioned insulating substrate to the polycrystalline silicon film formed on the insulating substrate and the above-mentioned polycrystalline silicon film to adjust the irradiation heat amount at a proper time, and a heat source such as a heater. 2 is used while heating to 200 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, using the mass separation shown in FIG. PH 3 is more than 0% and 20% or less, preferably 0.
All ions generated from the mixed gas containing more than 01% and 5% or less and the balance of Kr are 1 × 10 13 ions / cm 2 to 5 × 10 15 in terms of P + ions at an energy of 80 kV.
Injected in such a way that pieces / cm 2, then using an ion implantation apparatus that does not use the mass separation shown in Figure 2, is injected all ions generated from a 100% hydrogen gas at 20 kV, preferably 200 Shows a sheet resistance value with respect to the H + ion implantation amount when a heat treatment is performed at a temperature of 600 ° C or higher and 600 ° C or lower, more preferably 300 ° C or higher and 450 ° C or lower, and particularly preferably 300 ° C or higher and 350 ° C or lower. This is an example. If the activation temperature decreases, the number of glass substrates that can be used increases, and a cheaper substrate can be used. In addition, the expansion and contraction of the substrate are reduced, and there is an advantage that an alignment error in manufacturing a thin film transistor can be reduced. Further, the reason for heating the substrate is to reduce defects in the polycrystalline silicon film generated during ion implantation and maintain the crystallinity of the polycrystalline silicon film. In FIGS. 3 and 4, the polycrystalline silicon film has a crystallization rate of 75% or more, preferably 90% or more. The method for producing the polycrystalline silicon film in the first half is not particularly limited, but a method by laser irradiation, a low pressure chemical vapor deposition method (LPCVD method), a plasma chemical vapor deposition method (P
CVD method) or the like can be used. In this embodiment, hydrogen ions generated from 100% hydrogen gas are continuously implanted with an energy of 20 kV by using the ion implantation apparatus shown in FIG. 2 which does not use mass separation. The energy can be adjusted in a timely manner by the thickness and type of the gate insulating film and the implanted ion species, like the ion implantation apparatus generally used for manufacturing semiconductor devices, and is limited to this embodiment. Not the one. For example, in the case of using the ion implantation apparatus that does not use mass separation shown in FIG. 2, most of the ions ionized from 100% hydrogen gas are H 2 + , and in order to carry out hydrogenation efficiently, The implantation energy of 20 kV is set so that the maximum concentration of 2 + in the depth direction comes to the interface between the polycrystalline silicon film and the SiO 2 film of the previous period. However, in the case where H + is generated as the main ion, the same effect can be obtained by setting the energy at the time of implantation to about 10 kV. When the thickness of the SiO 2 film is 800 Å, PH 3 is set to more than 0% and 20% or less, preferably 0.01% by using the ion implantation apparatus which does not use mass separation. Includes less than 5% and balance is Kr
Ions produced from a mixed gas consisting of 1 x 10 13 ions / cm 2 to 5 x in terms of P + ions at an energy of 50 kV
The polycrystal silicon film is implanted through the SiO 2 film having a thickness of 800 Å deposited on the polycrystal silicon film so as to obtain 10 15 pieces / cm 2, and the mass separation of FIG. 2 is continuously performed. 100% using an ion implanter not used
Hydrogen ions generated from hydrogen gas may be implanted with an energy of 12 kV. In the present embodiment, when the impurity ions and hydrogen ions are implanted, the implantation energy is set so that the peak concentration of the implanted ions becomes the maximum concentration, but the maximum concentration is not necessarily implanted. It does not have to match the peak concentration determined. Since the distribution of the implanted ions shows a normal distribution, for example, the implantation energy can be set so that the peak concentration of the implanted ions in the SiO 2 film comes and the tail of the broadened distribution can be used. Is a method that can be easily analogized. That is, it is clear that the present invention does not limit the implantation energy. As can be seen from the present embodiment, the impurity-implanted polycrystalline silicon film has an implanted H + ion amount of 1 × 1.
0 × 14 pieces / cm 2 or more and 1 × 10 16 pieces / cm 2 or less, more preferably 1 × 10 15 pieces / cm 2 or more, 5 × 1
When the implantation amount is 0 15 pieces / cm 2 or less, that is, the maximum concentration in the polycrystalline silicon film is 6 × 10 18 pieces / cm 3 or more and 1 × 10 21 pieces / cm 3 or less, more preferably Is 6 × 1
When it is in the range of 0 19 pieces / cm 3 or more and 3 × 10 20 pieces / cm 3 or less, the resistance is lowered. This is because the effect of terminating asymmetric bonds in the polycrystalline silicon film by the implanted hydrogen ions and the defect caused by the implanted hydrogen ions. It is also possible to use a hydrogen plasma method in the hydrogen injection step. Further, the reason for implanting the impurity ions while heating the insulating substrate is to maintain the crystallinity of the polycrystalline silicon film. If there is no problem with the material of the insulating substrate, the higher temperature of the insulating substrate is preferable. .

【0024】(実施例2) 図5は、本発明を用いて製
造された薄膜トランジスタの一実施例の断面図である。
ガラス基板5からの重金属類の拡散を防止するSiO2
膜6、薄膜トランジスタのチャネル部となる膜厚500
Å程度の多結晶シリコン膜7、ゲート絶縁膜8として形
成された1200Åの膜厚を有するSiO2膜、Taや
Al、Crからなるゲート電極9、薄膜トランジスタの
n型のソース・ドレイン領域10、SiO2で形成され
た層間絶縁膜11、Alで形成されるソース電極12、
AlあるいはITOで形成されるドレイン電極13を示
す。図6の工程図を用いて、図5の実施例を説明する。
先ず図6(a)に示すように、ガラス基板5上に絶縁膜
としてSiO2膜6を2000Åの厚さで堆積する。前
記のSiO2膜6は基板に含まれている重金属などが、
熱処理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目的であり、
基板の純度が十分高ければなくてもよい。次に不純物を
含まない多結晶シリコン膜7を500Å程度の厚さで堆
積し、パタンニングする。前記多結晶シリコンの結晶化
率は75%以上、好ましくは90%以上の膜を用いる。
次にSiO2膜を1200Å程度の厚さで堆積しゲート
絶縁膜8を形成する。次にAl、CrやTaなどの低抵
抗の金属をスパッタ法などで3500Å程度の厚さで堆
積し、パタンニングしてゲ−ト電極9を形成する。次に
図6(b)に示すように、前記の絶縁基板の温度が20
0℃以上になるようにビ−ム電流を調整しながら、図2
に示す質量分析を用いないイオン注入装置を用いて、P
3を0%を越え20%以下、好ましくは0.01%を
越え5%以下の濃度で含み、残部がKrから成るドーピ
ングガスから生成する全てのイオン14を、P+イオン
の打ち込み量が5×1014個/cm2以上で5×1015
/cm2以下の範囲となるように80kVのエネルギー
で、ソース・ドレイン領域10に打ち込む。また、この
時同時に打ち込まれたKrは、前記のゲート絶縁膜およ
びゲート電極中に止まり、薄膜トランジスタの電気的特
性に何の影響ももたらさない。次に図6(C)に示すよ
うに、ソ−ス・ドレイン領域の不純物を300℃、1時
間の熱処理をおこなって活性化し、層間絶縁膜11とし
てSiO2膜を5000Å以上の厚さで堆積し、ソ−ス
・ドレイン領域10にコンタクトホ−ルを形成し、ソ−
ス・ドレイン領域にAlやITOなどで電極16を形成
する。本発明により、ゲート電極の薄い、平坦な構造を
有した薄膜トランジスタを、300℃程度の低温で、安
定的に製造することが可能である。
Example 2 FIG. 5 is a sectional view of an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.
SiO 2 for preventing diffusion of heavy metals from the glass substrate 5
Film 6, film thickness 500 to be a channel portion of a thin film transistor
A polycrystalline silicon film 7 having a thickness of about Å, a SiO 2 film having a film thickness of 1200 Å formed as a gate insulating film 8, a gate electrode 9 made of Ta, Al, or Cr, an n-type source / drain region 10 of a thin film transistor, and SiO 2. 2 , the interlayer insulating film 11 formed of 2 , the source electrode 12 formed of Al,
A drain electrode 13 made of Al or ITO is shown. The embodiment of FIG. 5 will be described with reference to the process chart of FIG.
First, as shown in FIG. 6A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited on the glass substrate 5 to a thickness of 2000 Å. The SiO 2 film 6 is made of a heavy metal contained in the substrate,
The purpose is to prevent diffusion to the element part during heat treatment,
The substrate need not be sufficiently high in purity. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. A film having a crystallization rate of the polycrystalline silicon of 75% or more, preferably 90% or more is used.
Next, a SiO 2 film is deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, a low resistance metal such as Al, Cr or Ta is deposited by a sputtering method to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9. Next, as shown in FIG. 6B, the temperature of the insulating substrate is 20
As shown in FIG.
P using the ion implantation apparatus shown in FIG.
All the ions 14 generated from the doping gas containing H 3 in a concentration of more than 0% and 20% or less, preferably more than 0.01% and 5% or less and the balance of Kr are P + ion implantation amount. The source / drain region 10 is implanted with energy of 80 kV so that the range is 5 × 10 14 pieces / cm 2 or more and 5 × 10 15 pieces / cm 2 or less. Further, Kr simultaneously implanted at this time remains in the gate insulating film and the gate electrode, and does not affect the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG. 6C, impurities in the source / drain region are activated by heat treatment at 300 ° C. for 1 hour, and an SiO 2 film is deposited as an interlayer insulating film 11 to a thickness of 5000 Å or more. Then, a contact hole is formed in the source / drain region 10,
The electrode 16 is formed of Al, ITO or the like in the drain region. According to the present invention, a thin film transistor having a thin gate electrode and a flat structure can be stably manufactured at a low temperature of about 300 ° C.

【0025】(実施例3) 図7の工程図を用いて、図
5の薄膜トランジスタの別の製造方法を説明する。先ず
図7(a)に示すように、ガラス基板5上に絶縁膜とし
てSiO2膜6を2000Åの厚さで堆積する。前記の
SiO2膜6は基板に含まれている重金属などが、熱処
理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目的であり、基板
の純度が十分高ければなくてもよい。次に不純物を含ま
ない多結晶シリコン膜7を500Å程度の厚さで堆積
し、パタンニングする。前記多結晶シリコンの結晶化率
は75%以上、好ましくは90%以上の膜を用いる。次
にSiO2膜を1200Å程度の厚さで堆積しゲート絶
縁膜8を形成する。次にAl、CrやTaなどの低抵抗
の金属をスパッタ法などで3500Å程度の厚さで堆積
し、パタンニングしてゲ−ト電極9を形成する。次に図
7(b)に示すように、前記の絶縁基板の温度が200
℃以上になるようにビ−ム電流を調整しながら、図2に
示す質量分析を用いないイオン注入装置を用いて、PH
3を0%を越え20%以下、好ましくは0.01%を越
え5%以下の濃度で含み、残部がKrから成るドーピン
グガスから生成する全てのイオン14を、P+イオンの
打ち込み量が1×1013個/cm2以上で5×1015個/c
m2以下の範囲となるように80kVのエネルギーで、ソ
ース・ドレイン領域10に打ち込む。また、この時同時
に打ち込まれたKrは、前記のゲート絶縁膜およびゲー
ト電極中に止まり、薄膜トランジスタの電気的特性に何
の影響ももたらさない。次に図7(c)に示すように、
図2の質量分析を用いないイオン注入装置を用いて、1
00%H2をドーピングガスとして生成する全てのイオ
ン15を、20kVのエネルギ−で1×1014個/cm2
以上で1×1016個/cm2以下の範囲、更に好ましくは
1×1015個/cm2以上で5×1015個/cm2以下の範囲
でn型のソース・ドレイン領域10に注入する。打ち込
み時のエネルギ−は、ゲート絶縁膜の厚さによって適時
調整すればよく、本実施例に限定されるのもではない。
本方法により、不純物が打ち込まれた多結晶シリコン膜
の結晶性は保持されると同時に、水素によって多結晶シ
リコン膜中の欠陥が埋められる。次に図7(d)に示す
ように、ソ−ス・ドレイン領域の不純物を300℃、1
時間の熱処理をおこなって活性化し、層間絶縁膜11と
してSiO2膜を5000Å以上の厚さで堆積し、ソ−
ス・ドレイン領域10にコンタクトホ−ルを形成し、ソ
−ス・ドレイン領域にAlやITOなどで電極16を形
成する。本発明により、ゲート電極の薄い、平坦な構造
を有した薄膜トランジスタを、300℃程度の低温で、
安定的に製造することが可能である。
Example 3 Another method of manufacturing the thin film transistor of FIG. 5 will be described with reference to the process chart of FIG. First, as shown in FIG. 7A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited on the glass substrate 5 to a thickness of 2000 Å. The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. A film having a crystallization rate of the polycrystalline silicon of 75% or more, preferably 90% or more is used. Next, a SiO 2 film is deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, a low resistance metal such as Al, Cr or Ta is deposited by a sputtering method to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9. Next, as shown in FIG. 7B, the temperature of the insulating substrate is 200
While adjusting the beam current so as to be not lower than ℃, using an ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG.
3 20% or less than 0%, preferably at a concentration of 5% or less than 0.01% for all ions 14 generated from a doping gas balance being Kr, applying amount P + ions 1 × 10 13 pieces / cm 2 or more 5 × 10 15 pieces / c
Implantation is performed on the source / drain region 10 with an energy of 80 kV so as to be in the range of m 2 or less. Further, Kr simultaneously implanted at this time remains in the gate insulating film and the gate electrode, and does not affect the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG.
Using the ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG.
All ions 15 generated by using 00% H 2 as a doping gas are 1 × 10 14 ions / cm 2 at an energy of 20 kV.
Thus, the n-type source / drain region 10 is implanted in the range of 1 × 10 16 pieces / cm 2 or less, and more preferably in the range of 1 × 10 15 pieces / cm 2 or more and 5 × 10 15 pieces / cm 2 or less. . The energy at the time of implantation may be appropriately adjusted depending on the thickness of the gate insulating film, and is not limited to this embodiment.
According to this method, the crystallinity of the polycrystalline silicon film in which impurities are implanted is maintained, and at the same time, the defects in the polycrystalline silicon film are filled with hydrogen. Next, as shown in FIG. 7 (d), impurities in the source / drain region are heated to 300 ° C.
After heat treatment for a long time to activate, an SiO 2 film is deposited as the interlayer insulating film 11 to a thickness of 5000 Å or more, and
A contact hole is formed in the source / drain region 10, and an electrode 16 is formed in the source / drain region with Al or ITO. According to the present invention, a thin film transistor having a thin gate electrode and a flat structure can be formed at a low temperature of about 300 ° C.
It is possible to manufacture stably.

【0026】(実施例4) 図8は、本発明を用いて製
造された薄膜トランジスタの別の実施例の断面図であ
る。ガラス基板5からの重金属類の拡散を防止するSi
2膜6、薄膜トランジスタのn型のソース・ドレイン
の一部となる膜厚1000Å程度の多結晶シリコン膜1
7、薄膜トランジスタのチャネル部となる膜厚500Å
程度の多結晶シリコン膜7、ゲート絶縁膜として形成さ
れた1200Åの膜厚を有するSiO2膜8、TaやA
l、Crからなるゲート電極9、薄膜トランジスタのn
型のソース・ドレイン領域10、SiO2で形成された
層間絶縁膜11、Alで形成されるソース電極12、A
lあるいはITOで形成されるドレイン電極13を示
す。図9の工程図を用いて、図8の実施例を説明する。
先ず図9(a)に示すように、ガラス基板5上に絶縁膜
としてSiO2膜6を2000Åの厚さで堆積し、次に
多結晶シリコン膜17を1000Åの厚さで堆積し、パ
タンニングする。前記のSiO2膜6は基板に含まれて
いる重金属などが、熱処理時に素子部に拡散するのを防
ぐのが目的であり、基板の純度が十分高ければなくても
よい。次に不純物を含まない多結晶シリコン膜7を50
0Å程度の厚さで堆積し、パタンニングする。前記多結
晶シリコン膜7および17の結晶化率は75%以上、好
ましくは90%以上の膜を用いる。次にSiO2膜を1
200Å程度の厚さで堆積しゲート絶縁膜8を形成す
る。次にAl、CrやTaなどの低抵抗の金属をスパッ
タ法などで3500Å程度の厚さで堆積し、パタンニン
グしてゲ−ト電極9を形成する。次に図9(b)に示す
ように、前記の絶縁基板の温度が200℃以上となるよ
うにビ−ム電流を調整しながら、図2に示す質量分析を
用いないイオン注入装置を用いて、PH3を0%を越え
20%以下、好ましくは0.01%を越え5%以下の濃
度で含み、残部がKrから成るドーピングガスから生成
する全てのイオン14を、P+イオンの打ち込み量が1
×1013個/cm2以上で5×1015個/cm2以下の範囲と
なるように80kVのエネルギーで、ソース・ドレイン
領域10に打ち込む。また、この時同時に打ち込まれた
Krは、前記のゲート絶縁膜およびゲート電極中に止ま
り、薄膜トランジスタの電気的特性に何の影響ももたら
さない。次に図9(C)に示すように、ソ−ス・ドレイ
ン領域の不純物を窒素雰囲気中で300℃、1時間の熱
処理をおこなって活性化し、層間絶縁膜11としてSi
2膜を5000Å以上の厚さで堆積し、ソ−ス・ドレ
イン領域10にコンタクトホ−ルを形成し、ソ−ス・ド
レイン領域にAlやITOなどで電極16を形成する。
本実施例では、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領
域の多結晶シリコン膜の膜厚が厚く、従って、前記のソ
ース・ドレイン領域の抵抗値を低減することができる。
また、コンタクトホールをドライエッチング法で形成す
る場合には、十分なオーバーエッチングを行うことが可
能となり、プロセスの安定性が向上するという利点を有
する。
Example 4 FIG. 8 is a sectional view of another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention. Si for preventing diffusion of heavy metals from the glass substrate 5
O 2 film 6, polycrystalline silicon film 1 having a film thickness of about 1000 Å which becomes a part of n-type source / drain of a thin film transistor
7. The thickness of the thin film transistor channel is 500Å
Polycrystalline silicon film 7 and SiO 2 film 8 having a film thickness of 1200Å formed as a gate insulating film, Ta and A
1, a gate electrode 9 made of Cr, n of a thin film transistor
Type source / drain region 10, interlayer insulating film 11 made of SiO 2 , source electrode 12 made of Al, A
1 shows the drain electrode 13 made of ITO. The embodiment of FIG. 8 will be described with reference to the process chart of FIG.
First, as shown in FIG. 9A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited to a thickness of 2000 Å on a glass substrate 5, and then a polycrystalline silicon film 17 is deposited to a thickness of 1000 Å and then patterned. To do. The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, the polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is formed into 50
Deposit and pattern with a thickness of 0Å. The polycrystalline silicon films 7 and 17 have a crystallization ratio of 75% or more, preferably 90% or more. Next, the SiO 2 film 1
The gate insulating film 8 is formed by depositing it with a thickness of about 200Å. Next, a low resistance metal such as Al, Cr or Ta is deposited by a sputtering method to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9. Next, as shown in FIG. 9B, while adjusting the beam current so that the temperature of the insulating substrate becomes 200 ° C. or higher, the ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG. 2 is used. , PH 3 is contained in a concentration of more than 0% and less than 20%, preferably more than 0.01% and less than 5%, and the balance of all ions 14 generated from the doping gas consisting of Kr is the implantation amount of P + ions. Is 1
× 10 13 / cm 2 or more at 5 × 10 15 pieces / cm 2 Energy of 80kV to be equal to or less than the range, implanted into the source and drain regions 10. Further, Kr simultaneously implanted at this time remains in the gate insulating film and the gate electrode, and does not affect the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG. 9C, the impurities in the source / drain regions are heat-treated in a nitrogen atmosphere at 300 ° C. for 1 hour to be activated, and Si is used as an interlayer insulating film 11.
An O 2 film is deposited to a thickness of 5000 Å or more, a contact hole is formed in the source / drain region 10, and an electrode 16 is formed in the source / drain region with Al or ITO.
In this embodiment, the polycrystalline silicon film in the source / drain region of the thin film transistor is thick, and therefore the resistance value of the source / drain region can be reduced.
Further, when the contact hole is formed by the dry etching method, it is possible to perform sufficient over-etching, and there is an advantage that the process stability is improved.

【0027】(実施例5) 図10の工程図を用いて、
図8の別の製造方法を説明する。先ず図10(a)に示
すように、ガラス基板5上に絶縁膜としてSiO2膜6
を2000Åの厚さで堆積し、次に多結晶シリコン膜1
7を1000Åの厚さで堆積し、パタンニングする。前
記のSiO2膜6は基板に含まれている重金属などが、
熱処理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目的であり、
基板の純度が十分高ければなくてもよい。次に不純物を
含まない多結晶シリコン膜7を500Å程度の厚さで堆
積し、パタンニングする。前記多結晶シリコン膜7およ
び17の結晶化率は75%以上、好ましくは90%以上
の膜を用いる。次にSiO2膜を1200Å程度の厚さ
で堆積しゲート絶縁膜8を形成する。次にAl、Crや
Taなどの低抵抗の金属をスパッタ法などで3500Å
程度の厚さで堆積し、パタンニングしてゲ−ト電極9を
形成する。次に図10(b)に示すように、前記の絶縁
基板の温度が200℃以上となるようにビ−ム電流を調
整しながら、図2に示す質量分析を用いないイオン注入
装置を用いて、PH3を0%を越え20%以下、好まし
くは0.01%を越え5%以下の濃度で含み、残部がK
rから成るドーピングガスから生成する全てのイオン1
4を、P+イオンの打ち込み量が1×1013個/cm2以上
で5×1015個/cm2以下の範囲となるように80kV
のエネルギーで、ソース・ドレイン領域10に打ち込
む。また、この時同時に打ち込まれたKrは、前記のゲ
ート絶縁膜およびゲート電極中に止まり、薄膜トランジ
スタの電気的特性に何の影響ももたらさない。次に図1
0(c)に示すように、図2の質量分析を用いないイオ
ン注入装置を用いて、純水素をドーピングガスとして生
成する全てのイオン15を、20keV程度のエネルギ
−で1×1014個/cm2以上で1×1016個/cm2以下の
範囲、更に好ましくは1×1015個/cm2以上で5×1
15個/cm2以下の範囲でn型のソース・ドレイン領域
10に注入する。打ち込み時のエネルギ−は、ゲート絶
縁膜の厚さによって適時調整すればよく、本実施例に限
定されるのもではない。本方法により、不純物が打ち込
まれた多結晶シリコン膜の結晶性は保持されると同時
に、水素によって多結晶シリコン膜中の欠陥が埋められ
る。次に図10(d)に示すように、ソ−ス・ドレイン
領域の不純物を窒素雰囲気中で300℃、1時間の熱処
理をおこなって活性化し、層間絶縁膜11としてSiO
2膜を5000Å以上の厚さで堆積し、ソ−ス・ドレイ
ン領域10にコンタクトホ−ルを形成し、ソ−ス・ドレ
イン領域にAlやITOなどで電極16を形成する。本
実施例では、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域
の多結晶シリコン膜の膜厚が厚く、従って、前記のソー
ス・ドレイン領域の抵抗値を低減することができる。ま
た、コンタクトホールをドライエッチング法で形成する
場合には、十分なオーバーエッチングを行うことが可能
となり、プロセスの安定性が向上するという利点を有す
る。
(Embodiment 5) Using the process diagram of FIG.
Another manufacturing method of FIG. 8 will be described. First, as shown in FIG. 10A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is formed on the glass substrate 5.
Is deposited to a thickness of 2000Å, then polycrystalline silicon film 1
7 is deposited to a thickness of 1000Å and patterned. The SiO 2 film 6 is made of a heavy metal contained in the substrate,
The purpose is to prevent diffusion to the element part during heat treatment,
The substrate need not be sufficiently high in purity. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. The polycrystalline silicon films 7 and 17 have a crystallization ratio of 75% or more, preferably 90% or more. Next, a SiO 2 film is deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, use a low resistance metal such as Al, Cr or Ta for 3500Å by the sputtering method.
The gate electrode 9 is formed by depositing with a certain thickness and patterning. Next, as shown in FIG. 10 (b), while adjusting the beam current so that the temperature of the insulating substrate becomes 200 ° C. or higher, the ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG. 2 is used. , PH 3 in a concentration of more than 0% and less than 20%, preferably more than 0.01% and less than 5%, and the balance K.
All ions produced from a doping gas consisting of r 1
4, as applying amount P + ions is 5 × 10 15 / cm 2 or less in the range 1 × 10 13 / cm 2 or more 80kV
The source / drain region 10 is implanted with the energy of. Further, Kr simultaneously implanted at this time remains in the gate insulating film and the gate electrode, and does not affect the electrical characteristics of the thin film transistor. Next in FIG.
As shown in FIG. 0 (c), by using the ion implantation apparatus of FIG. 2 which does not use mass spectrometry, all the ions 15 generated as pure hydrogen as a doping gas are 1 × 10 14 / energy at an energy of about 20 keV. cm 2 or more and 1 × 10 16 pieces / cm 2 or less, more preferably 1 × 10 15 pieces / cm 2 or more and 5 × 1
It is implanted into the n-type source / drain region 10 within a range of 0 15 pieces / cm 2 or less. The energy at the time of implantation may be appropriately adjusted depending on the thickness of the gate insulating film, and is not limited to this embodiment. According to this method, the crystallinity of the polycrystalline silicon film in which impurities are implanted is maintained, and at the same time, the defects in the polycrystalline silicon film are filled with hydrogen. Next, as shown in FIG. 10D, the impurities in the source / drain regions are activated by performing heat treatment at 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, and SiO 2 is used as the interlayer insulating film 11.
Two films are deposited to a thickness of 5000 Å or more, a contact hole is formed in the source / drain region 10, and an electrode 16 is formed in the source / drain region with Al or ITO. In this embodiment, the polycrystalline silicon film in the source / drain region of the thin film transistor is thick, and therefore the resistance value of the source / drain region can be reduced. Further, when the contact hole is formed by the dry etching method, it is possible to perform sufficient over-etching, and there is an advantage that the process stability is improved.

【0028】(実施例6) 図11は、図2に示された
質量分離を用いないイオン注入装置を用いて、B26
0%を越えて20%以下、好ましくは0.01%を越え
5%以下で含み、残部がKrからなる混合ガスから生成
する全てのイオンを、80kVのエネルギーでB+イオ
ン換算で5×1015個/cm2と成るように、シリコン単
結晶基板に打ち込んだときのボロン、Kr、水素の分布
を示す図である。図11において、Krの投影飛程は、
おおよそボロンの3分の1程度である。水素は、B26
イオンが注入される際の分解物であり、投影飛程が短
い。図12は、絶縁基板上に形成された多結晶シリコン
膜および前記の多結晶シリコン膜に、前記の絶縁基板
を、イオンビーム電流を調整して照射熱量を適時調整す
る方法や、ヒーター等の熱源を用いて加熱する方法など
を用いて200℃以上、好ましくは200℃以上で35
0℃以下、更に好ましくは200℃以上で300℃以下
に加熱しながら、図2に示された質量分離を用いないイ
オン注入装置を用いて、B26を0%を越えて20%以
下、好ましくは0.01%を越え5%以下で含み、残部
がKrからなる混合ガスから生成する全てのイオンを、
80kVのエネルギーでB+イオン換算で1×1013
/cm2から5×1015個/cm2と成るように注入し、好ま
しくは300℃以上で600℃以下、さらに好ましくは
300℃以上で450℃以下、さらに特に好ましくは3
00℃以上で350℃以下で一時間の熱処理を施したと
きのB+イオン注入量に対するシート抵抗値を示す一実
施例である。図13は、絶縁基板上に形成された多結晶
シリコン膜および前記の多結晶シリコン膜に、前記の絶
縁基板を、イオンビーム電流を調整して照射熱量を適時
調整する方法や、ヒーター等の熱源を用いて加熱する方
法などを用いて、200℃以上、好ましくは200℃以
上で350℃以下、更に好ましくは200℃以上で30
0℃以下に加熱しながら、図2に示された質量分離を用
いないイオン注入装置を用いて、B26を0%を越えて
20%以下、好ましくは0.01%を越え5%以下で含
み、残部がKrからなる混合ガスから生成する全てのイ
オンを、80kVのエネルギーでB+イオン換算で1×
1013個/cm2から5×1015個/cm2と成るように注入
し、次に100%水素ガスから生成する全てのイオンを
20kVで注入し、好ましくは200℃以上で600℃
以下、さらに好ましくは300℃以上で450℃以下、
さらに特に好ましくは300℃以上で350℃以下で一
時間の熱処理を施したときのH+イオン打ち込み量に対
するシート抵抗値を示す一実施例である。活性化の温度
が低下すれば、使用でき得るガラス基板の選択肢が増
え、より安価な基板を使用することができる。また、基
板の膨張収縮は小さくなり、薄膜トランジスタの製造に
おけるアライメント誤差を小さくできる利点を有する。
また、基板を加熱する理由は、イオン注入時に生じる多
結晶シリコン膜の欠陥を少なくし、多結晶シリコン膜の
結晶性を保持する為である。図12および図13におい
て、前記の多結晶シリコン膜は、結晶化率が75%以
上、好ましくは90%以上の膜を用いる。前期の多結晶
シリコン膜の製造方法は特に限定されないが、レーザー
照射による方法や減圧化学気相堆積法(LPCVD
法)、プラズマ化学気相堆積法(PCVD法)などを用
いることが可能である。本実施例に於いては、図2の質
量分離を用いないイオン注入装置を用いて、連続して1
00%水素ガスより生成する水素イオンを20kVのエ
ネルギーで打ち込んでいるが、前記の打ち込み時のエネ
ルギ−は、半導体装置の製造に一般的に用いられるイオ
ン注入装置と同様に、ゲート絶縁膜の厚さおよび種類、
打ち込みイオン種によって適時調整することが可能であ
り、本実施例に限定されるのものではない。例えば、図
2に示された質量分離を用いないイオン注入装置を用い
た場合、100%水素ガスから電離されるイオンのほと
んどがH2 +であり、水素化を効率よく実施するために、
2 +の深さ方向の最大濃度が前記の多結晶シリコン膜と
前期のSiO2膜との界面にくるように20kVの打ち
込みエネルギーを設定している。しかし、H+が主なイ
オンとして生成するような場合には、打ち込み時のエネ
ルギーを10kV程度にすれば同等の効果が得られる。
同様に、図2の質量分離を用いないイオン注入装置を用
いた場合、B26を0%を越えて20%以下、好ましく
は0.01%を越え5%以下で含み、残部がKrからな
る混合ガスから生成するイオンは、B2x +イオンが主
であるために80kVのエネルギーで、打ち込んでい
る。しかし、B+イオンが主して生成される場合は、4
0kVのエネルギーでよい。また、前記のSiO2膜の
膜厚が800Åの場合には、図2の質量分離を用いない
イオン注入装置を用いて、B26を0%を越え20%以
下、好ましくは0.01%を越え5%以下で含み、残部
がKrからなる混合ガスから生成するイオンを50kV
のエネルギーでB+イオン換算で、1×1013個/cm2
ら5×1015個/cm2と成るように前記の多結晶シリコ
ン膜に前記の多結晶シリコン膜上に堆積された800Å
の厚さを有したSiO2膜を通して打ち込み、連続して
前記の質量分離を用いないイオン注入装置を用いて、1
00%水素ガスより生成する水素イオンを12kVのエ
ネルギーで打ち込めばよい。本実施例では、前記の不純
物イオンならびに水素イオンを打ち込む場合に、前記の
打ち込まれたイオンのピーク濃度が最大濃度となるよう
に打ち込みのエネルギーを設定しているが、必ずしも前
記の最大濃度が打ち込まれたピーク濃度と一致している
必要はない。打ち込まれたイオンの分布は、正規分布を
示すため、例えば、前記のSiO2膜中に打ち込まれた
イオンのピーク濃度がくるように打ち込みエネルギーを
設定し、広がった分布の裾を用いることも可能であり、
容易に類推できる方法である。すなわち、本発明が打ち
込みエネルギーを限定するものではないことは明らかで
ある。本実施例から判るように、不純物を打ち込まれた
多結晶シリコン膜は、打ち込まれたH+イオン量が1×
1014個/cm2以上で1×1016個/cm2以下の打ち込み
量の時、更に好ましくは1×1015個/cm2以上で5×
1015個/cm2以下の打ち込み量の時、即ち、前記の多
結晶シリコン膜中の最大濃度が6×1018個/cm3以上
で1×1021個/cm3以下の範囲、更に好ましくは6×
1019個/cm3以上で3×1020個/cm3以下の範囲にあ
る時に低抵抗化する。これは、打ち込まれた水素イオン
による多結晶シリコン膜中の不整結合の終端化の効果と
打ち込まれた前記の水素イオンによって生じる欠陥との
競合によるためである。なお、前記の水素の注入工程に
水素プラズマ法を用いることも可能である。また、絶縁
基板を加熱しながら不純物イオンを注入する理由は、多
結晶シリコン膜の結晶性を保持するためであり、絶縁基
板の材質に問題がなければ、前記の絶縁基板の温度は高
いほど好ましい。
(Example 6) FIG. 11 shows a case where B 2 H 6 is more than 0% and 20% or less, preferably 0.01% by using the ion implantation apparatus without mass separation shown in FIG. 2. To a silicon single crystal substrate so that all ions generated from a mixed gas containing more than 5% and less than 5% and the balance being Kr become 5 × 10 15 ions / cm 2 in terms of B + ions at an energy of 80 kV. It is a figure which shows distribution of boron, Kr, and hydrogen when it implants. In FIG. 11, the projected range of Kr is
It is about one-third of boron. Hydrogen is B 2 H 6
It is a decomposed product when ions are implanted and has a short projection range. FIG. 12 shows a method of adjusting the ion beam current of the above-mentioned insulating substrate to the polycrystalline silicon film formed on the insulating substrate and the above-mentioned polycrystalline silicon film to adjust the irradiation heat amount at a time, and a heat source such as a heater. Is heated to 200 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher for 35
Using an ion implanter without mass separation shown in FIG. 2 while heating to 0 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, B 2 H 6 exceeds 0% and 20% or less. , Preferably more than 0.01% and 5% or less, with all the ions generated from the mixed gas of which the balance is Kr,
1 × 10 13 pieces in energy B + ions in terms of 80kV from / cm 2 5 × 10 15 atoms / cm 2 and injected as made, preferably 600 ° C. at 300 ° C. or higher or less, more preferably 300 ° C. or higher 450 ° C or lower, more preferably 3
6 is an example showing a sheet resistance value with respect to a B + ion implantation amount when a heat treatment is performed at a temperature of 00 ° C. or higher and 350 ° C. or lower for one hour. FIG. 13 shows a method of adjusting the ion beam current to the polycrystalline silicon film formed on the insulating substrate and the polycrystalline silicon film to adjust the irradiation heat amount in a timely manner, and a heat source such as a heater. By using a method such as heating at 200 ° C or higher, preferably 200 ° C or higher and 350 ° C or lower, and more preferably 200 ° C or higher and 30
While heating to 0 ° C. or lower, using an ion implantation apparatus without mass separation shown in FIG. 2, B 2 H 6 exceeds 0% and 20% or less, preferably 0.01% and 5%. All of the ions that are included below and that are generated from the mixed gas of which the balance is Kr are 1 × in terms of B + ions at an energy of 80 kV.
Implantation is performed at 10 13 ions / cm 2 to 5 × 10 15 ions / cm 2, and then all ions generated from 100% hydrogen gas are injected at 20 kV, preferably at 200 ° C. or higher and 600 ° C.
Or less, more preferably 300 ° C or higher and 450 ° C or lower,
More preferably, it is an example showing the sheet resistance value with respect to the H + ion implantation amount when the heat treatment is performed at 300 ° C. or higher and 350 ° C. or lower for one hour. If the activation temperature decreases, the number of glass substrates that can be used increases, and a cheaper substrate can be used. In addition, the expansion and contraction of the substrate are reduced, and there is an advantage that an alignment error in manufacturing a thin film transistor can be reduced.
Further, the reason for heating the substrate is to reduce defects in the polycrystalline silicon film generated during ion implantation and maintain the crystallinity of the polycrystalline silicon film. 12 and 13, the polycrystalline silicon film has a crystallization rate of 75% or more, preferably 90% or more. The method for producing the polycrystalline silicon film in the first half is not particularly limited, but a method by laser irradiation or a low pressure chemical vapor deposition method (LPCVD
Method), a plasma chemical vapor deposition method (PCVD method), or the like. In this embodiment, the ion implantation apparatus without mass separation shown in FIG.
Hydrogen ions generated from 00% hydrogen gas are implanted at an energy of 20 kV. The energy at the time of implantation is the same as that of an ion implantation apparatus generally used for manufacturing a semiconductor device, which is the thickness of the gate insulating film. Size and type,
It is possible to make timely adjustments depending on the implanted ion species, and the present invention is not limited to this example. For example, in the case of using the ion implanter without mass separation shown in FIG. 2, most of the ions ionized from 100% hydrogen gas are H 2 + , and in order to carry out hydrogenation efficiently,
The implantation energy of 20 kV is set so that the maximum concentration of H 2 + in the depth direction comes to the interface between the polycrystalline silicon film and the SiO 2 film of the previous period. However, in the case where H + is generated as the main ion, the same effect can be obtained by setting the energy at the time of implantation to about 10 kV.
Similarly, in the case of using the ion implantation apparatus of FIG. 2 which does not use mass separation, B 2 H 6 is contained in an amount of more than 0% and 20% or less, preferably more than 0.01% and 5% or less and the balance Kr. ions generated from a mixed gas of the energy of 80kV for B 2 H x + ions is the primary, and devote myself. However, when B + ions are mainly produced, 4
Energy of 0 kV is sufficient. When the SiO 2 film has a thickness of 800 Å, B 2 H 6 is more than 0% and not more than 20%, preferably 0.01% or less by using the ion implantation apparatus without mass separation shown in FIG. % And 5% or less, with the balance being 50 kV of ions generated from a mixed gas containing Kr.
800 Å deposited on the polycrystalline silicon film on the polycrystalline silicon film so as to be 1 × 10 13 pieces / cm 2 to 5 × 10 15 pieces / cm 2 in terms of B + ions at the energy of
By implanting through a SiO 2 film having the thickness of
Hydrogen ions generated from 00% hydrogen gas may be implanted with an energy of 12 kV. In the present embodiment, when the impurity ions and hydrogen ions are implanted, the implantation energy is set so that the peak concentration of the implanted ions becomes the maximum concentration, but the maximum concentration is not necessarily implanted. It does not have to match the peak concentration determined. Since the distribution of the implanted ions shows a normal distribution, for example, the implantation energy can be set so that the peak concentration of the implanted ions in the SiO 2 film comes and the tail of the broadened distribution can be used. And
This is an easy analogy. That is, it is clear that the present invention does not limit the implantation energy. As can be seen from the present embodiment, the impurity-implanted polycrystalline silicon film has an implanted H + ion amount of 1 ×.
When the implantation amount is 10 14 pieces / cm 2 or more and 1 × 10 16 pieces / cm 2 or less, more preferably 1 × 10 15 pieces / cm 2 or more and 5 ×
When the implantation amount is 10 15 pieces / cm 2 or less, that is, the maximum concentration in the polycrystalline silicon film is 6 × 10 18 pieces / cm 3 or more and 1 × 10 21 pieces / cm 3 or less, more preferably Is 6 ×
When it is in the range of 10 19 pieces / cm 3 or more and 3 × 10 20 pieces / cm 3 or less, the resistance is lowered. This is due to the effect of termination of asymmetric bonds in the polycrystalline silicon film by the implanted hydrogen ions and competition with the defects caused by the implanted hydrogen ions. It is also possible to use a hydrogen plasma method in the hydrogen injection step. Further, the reason for implanting the impurity ions while heating the insulating substrate is to maintain the crystallinity of the polycrystalline silicon film. If there is no problem with the material of the insulating substrate, the higher temperature of the insulating substrate is preferable. .

【0029】(実施例7) 図14は、本発明を用いて
製造された薄膜トランジスタの一実施例の断面図であ
る。ガラス基板5からの重金属類の拡散を防止するSi
2膜6、薄膜トランジスタのチャネル部となる膜厚5
00Å程度の多結晶シリコン膜7、ゲート絶縁膜8とし
て形成された1200Åの膜厚を有するSiO2膜、T
aやAl、Crからなるゲート電極9、薄膜トランジス
タのp型のソース・ドレイン領域18、SiO2で形成
された層間絶縁膜11、Alで形成されるソース電極1
2、AlあるいはITOで形成されるドレイン電極13
を示す。図15の工程図を用いて、図14の実施例を説
明する。先ず図15(a)に示すように、ガラス基板5
上に絶縁膜としてSiO2膜6を2000Åの厚さで堆
積する。前記のSiO2膜6は基板に含まれている重金
属などが、熱処理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目
的であり、基板の純度が十分高ければなくてもよい。次
に不純物を含まない多結晶シリコン膜7を500Å程度
の厚さで堆積し、パタンニングする。前記多結晶シリコ
ンの結晶化率は75%以上、好ましくは90%以上の膜
を用いる。次にSiO2膜を1200Å程度の厚さで堆
積しゲート絶縁膜8を形成する。次にAl、CrやTa
などの低抵抗の金属をスパッタ法などで3500Å程度
の厚さで堆積し、パタンニングしてゲ−ト電極9を形成
する。次に図15(b)に示すように、前記の絶縁基板
の温度が200℃以上になるようにビ−ム電流を調整し
ながら、図2に示す質量分析を用いないイオン注入装置
を用いて、B26を0%を越え20%以下、好ましくは
0.01%を越え5%以下の濃度で含み、残部がKrか
ら成るドーピングガスから生成する全てのイオン19
を、B+イオンの打ち込み量が5×1014個/cm2以上で
5×1015個/cm2以下の範囲となるように80kVの
エネルギーで、ソース・ドレイン領域18に打ち込む。
また、この時同時に打ち込まれたKrは、前記のゲート
絶縁膜およびゲート電極中に止まり、薄膜トランジスタ
の電気的特性に何の影響ももたらさない。次に図15
(C)に示すように、ソ−ス・ドレイン領域の不純物を
300℃、1時間の熱処理をおこなって活性化し、層間
絶縁膜11としてSiO2膜を5000Å以上の厚さで
堆積し、ソ−ス・ドレイン領域18にコンタクトホ−ル
を形成し、ソ−ス・ドレイン領域にAlやITOなどで
電極16を形成する。本発明により、ゲート電極の薄
い、平坦な構造を有した薄膜トランジスタを、300℃
程度の低温で、安定的に製造することが可能である。
Example 7 FIG. 14 is a sectional view of an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention. Si for preventing diffusion of heavy metals from the glass substrate 5
O 2 film 6, film thickness 5 to be the channel part of the thin film transistor
Polycrystalline silicon film 7 of about 00Å, SiO 2 film having a film thickness of 1200Å formed as the gate insulating film 8, T
a, a gate electrode 9 made of Al, Cr, a p-type source / drain region 18 of a thin film transistor, an interlayer insulating film 11 made of SiO 2 , a source electrode 1 made of Al
2. Drain electrode 13 made of Al or ITO
Indicates. The embodiment of FIG. 14 will be described with reference to the process chart of FIG. First, as shown in FIG. 15A, the glass substrate 5
A SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited thereon with a thickness of 2000 Å. The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. A film having a crystallization rate of the polycrystalline silicon of 75% or more, preferably 90% or more is used. Next, a SiO 2 film is deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, Al, Cr and Ta
A low resistance metal such as is deposited by sputtering to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9. Next, as shown in FIG. 15B, while adjusting the beam current so that the temperature of the insulating substrate becomes 200 ° C. or higher, the ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG. 2 is used. , B 2 H 6 in a concentration of more than 0% and less than 20%, preferably more than 0.01% and less than 5% and the balance being Kr, all ions generated from the doping gas 19
Is implanted into the source / drain region 18 with an energy of 80 kV so that the implantation amount of B + ions is in the range of 5 × 10 14 / cm 2 or more and 5 × 10 15 / cm 2 or less.
Further, Kr simultaneously implanted at this time remains in the gate insulating film and the gate electrode, and does not affect the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, FIG.
As shown in (C), impurities in the source / drain region are activated by heat treatment at 300 ° C. for 1 hour, and an SiO 2 film is deposited as the interlayer insulating film 11 to a thickness of 5000 Å or more. A contact hole is formed in the source / drain region 18, and an electrode 16 is formed in the source / drain region with Al or ITO. According to the present invention, a thin film transistor having a thin gate electrode and a flat structure is provided at 300 ° C.
It is possible to stably manufacture at a low temperature.

【0030】(実施例8) 図16の工程図を用いて、
図14の薄膜トランジスタの別の製造方法を説明する。
先ず図16(a)に示すように、ガラス基板5上に絶縁
膜としてSiO2膜6を2000Åの厚さで堆積する。
前記のSiO2膜6は基板に含まれている重金属など
が、熱処理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目的であ
り、基板の純度が十分高ければなくてもよい。次に不純
物を含まない多結晶シリコン膜7を500Å程度の厚さ
で堆積し、パタンニングする。前記多結晶シリコンの結
晶化率は75%以上、好ましくは90%以上の膜を用い
る。次にSiO2膜を1200Å程度の厚さで堆積しゲ
ート絶縁膜8を形成する。次にAl、CrやTaなどの
低抵抗の金属をスパッタ法などで3500Å程度の厚さ
で堆積し、パタンニングしてゲ−ト電極9を形成する。
次に図16(b)に示すように、前記の絶縁基板の温度
が200℃以上になるようにビ−ム電流を調整しなが
ら、図2に示す質量分析を用いないイオン注入装置を用
いて、B26を0%を越え20%以下、好ましくは0.
01%を越え5%以下の濃度で含み、残部がKrから成
るドーピングガスから生成する全てのイオン19を、B
+イオンの打ち込み量が1×1013個/cm2以上で5×1
15個/cm2以下の範囲となるように80kVのエネル
ギーで、ソース・ドレイン領域18に打ち込む。また、
この時同時に打ち込まれたKrは、前記のゲート絶縁膜
およびゲート電極中に止まり、薄膜トランジスタの電気
的特性に何の影響ももたらさない。次に図16(c)に
示すように、図2の質量分析を用いないイオン注入装置
を用いて、100%H2をドーピングガスとして生成す
る全てのイオン15を、20kVのエネルギ−で1×1
14個/cm2以上で1×1016個/cm2以下の範囲、更に
好ましくは1×1015個/cm2以上で5×1015個/cm2
以下の範囲でp型のソース・ドレイン領域18に注入す
る。打ち込み時のエネルギ−は、ゲート絶縁膜の厚さに
よって適時調整すればよく、本実施例に限定されるのも
ではない。本方法により、不純物が打ち込まれた多結晶
シリコン膜の結晶性は保持されると同時に、水素によっ
て多結晶シリコン膜中の欠陥が埋められる。次に図16
(d)に示すように、ソ−ス・ドレイン領域の不純物を
300℃、1時間の熱処理をおこなって活性化し、層間
絶縁膜11としてSiO2膜を5000Å以上の厚さで
堆積し、ソ−ス・ドレイン領域18にコンタクトホ−ル
を形成し、ソ−ス・ドレイン領域にAlやITOなどで
電極16を形成する。本発明により、ゲート電極の薄
い、平坦な構造を有した薄膜トランジスタを、300℃
程度の低温で、安定的に製造することが可能である。
(Embodiment 8) Using the process chart of FIG.
Another method of manufacturing the thin film transistor of FIG. 14 will be described.
First, as shown in FIG. 16A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited on the glass substrate 5 to a thickness of 2000 Å.
The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. A film having a crystallization rate of the polycrystalline silicon of 75% or more, preferably 90% or more is used. Next, a SiO 2 film is deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, a low resistance metal such as Al, Cr or Ta is deposited by a sputtering method to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9.
Next, as shown in FIG. 16 (b), while adjusting the beam current so that the temperature of the insulating substrate becomes 200 [deg.] C. or higher, an ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG. 2 is used. , B 2 H 6 is more than 0% and 20% or less, preferably 0.
All the ions 19 generated from the doping gas containing more than 01% and less than 5% and the balance of Kr are B,
+ 5 × 1 when the ion implantation amount is 1 × 10 13 / cm 2 or more
The source / drain region 18 is implanted with energy of 80 kV so as to be in the range of 0 15 pieces / cm 2 or less. Also,
The Kr implanted at this time stops in the gate insulating film and the gate electrode, and has no effect on the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG. 16 (c), using the ion implantation apparatus of FIG. 2 which does not use mass spectrometry, all the ions 15 generated with 100% H 2 as a doping gas are 1 × at an energy of 20 kV. 1
0 14 pieces / cm 2 or more and 1 × 10 16 pieces / cm 2 or less, more preferably 1 × 10 15 pieces / cm 2 or more and 5 × 10 15 pieces / cm 2
The p-type source / drain regions 18 are implanted in the following range. The energy at the time of implantation may be appropriately adjusted depending on the thickness of the gate insulating film, and is not limited to this embodiment. According to this method, the crystallinity of the polycrystalline silicon film in which impurities are implanted is maintained, and at the same time, the defects in the polycrystalline silicon film are filled with hydrogen. Next, in FIG.
As shown in (d), impurities in the source / drain region are activated by heat treatment at 300 ° C. for 1 hour, and a SiO 2 film is deposited as the interlayer insulating film 11 to a thickness of 5000 Å or more. A contact hole is formed in the source / drain region 18, and an electrode 16 is formed in the source / drain region with Al or ITO. According to the present invention, a thin film transistor having a thin gate electrode and a flat structure is provided at 300 ° C.
It is possible to stably manufacture at a low temperature.

【0031】(実施例9) 図17は、本発明を用いて
製造された薄膜トランジスタの別の実施例の断面図であ
る。ガラス基板5からの重金属類の拡散を防止するSi
2膜6、薄膜トランジスタのp型のソース・ドレイン
の一部となる膜厚1000Å程度の多結晶シリコン膜2
0、薄膜トランジスタのチャネル部となる膜厚500Å
程度の多結晶シリコン膜7、ゲート絶縁膜として形成さ
れた1200Åの膜厚を有するSiO2膜8、TaやA
l、Crからなるゲート電極9、薄膜トランジスタのp
型のソース・ドレイン領域18、SiO2で形成された
層間絶縁膜11、Alで形成されるソース電極12、A
lあるいはITOで形成されるドレイン電極13を示
す。図18の工程図を用いて、図17の実施例を説明す
る。先ず図18(a)に示すように、ガラス基板5上に
絶縁膜としてSiO2膜6を2000Åの厚さで堆積
し、次に多結晶シリコン膜20を1000Åの厚さで堆
積し、パタンニングする。前記のSiO2膜6は基板に
含まれている重金属などが、熱処理時に素子部に拡散す
るのを防ぐのが目的であり、基板の純度が十分高ければ
なくてもよい。次に不純物を含まない多結晶シリコン膜
7を500Å程度の厚さで堆積し、パタンニングする。
前記多結晶シリコン膜7および20の結晶化率は75%
以上、好ましくは90%以上の膜を用いる。次にSiO
2膜を1200Å程度の厚さで堆積しゲート絶縁膜8を
形成する。次にAl、CrやTaなどの低抵抗の金属を
スパッタ法などで3500Å程度の厚さで堆積し、パタ
ンニングしてゲ−ト電極9を形成する。次に図18
(b)に示すように、前記の絶縁基板の温度が200℃
以上となるようにビ−ム電流を調整しながら、図2に示
す質量分析を用いないイオン注入装置を用いて、B26
を0%を越え20%以下、好ましくは0.01%を越え
5%以下の濃度で含み、残部がKrから成るドーピング
ガスから生成する全てのイオン19を、B+イオンの打
ち込み量が1×1013個/cm2以上で5×1015個/cm2
以下の範囲となるように80kVのエネルギーで、ソー
ス・ドレイン領域18に打ち込む。また、この時同時に
打ち込まれたKrは、前記のゲート絶縁膜およびゲート
電極中に止まり、薄膜トランジスタの電気的特性に何の
影響ももたらさない。次に図18(C)に示すように、
ソ−ス・ドレイン領域の不純物を窒素雰囲気中で300
℃、1時間の熱処理をおこなって活性化し、層間絶縁膜
11としてSiO2膜を5000Å以上の厚さで堆積
し、ソ−ス・ドレイン領域18にコンタクトホ−ルを形
成し、ソ−ス・ドレイン領域にAlやITOなどで電極
16を形成する。本実施例では、薄膜トランジスタのソ
ース・ドレイン領域の多結晶シリコン膜の膜厚が厚く、
従って、前記のソース・ドレイン領域の抵抗値を低減す
ることができる。また、コンタクトホールをドライエッ
チング法で形成する場合には、十分なオーバーエッチン
グを行うことが可能となり、プロセスの安定性が向上す
るという利点を有する。
Example 9 FIG. 17 is a sectional view of another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention. Si for preventing diffusion of heavy metals from the glass substrate 5
O 2 film 6, polycrystalline silicon film 2 having a film thickness of about 1000 Å which becomes a part of p-type source / drain of a thin film transistor
0, thickness of the thin film transistor channel 500 Å
Polycrystalline silicon film 7 and SiO 2 film 8 having a film thickness of 1200Å formed as a gate insulating film, Ta and A
l, a gate electrode 9 made of Cr, p of a thin film transistor
Type source / drain region 18, interlayer insulating film 11 made of SiO 2 , source electrode 12 made of Al, A
1 shows the drain electrode 13 made of ITO. The embodiment of FIG. 17 will be described with reference to the process chart of FIG. First, as shown in FIG. 18A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited on the glass substrate 5 to a thickness of 2000 Å, and then a polycrystalline silicon film 20 is deposited to a thickness of 1000 Å and then patterned. To do. The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned.
The crystallization rate of the polycrystalline silicon films 7 and 20 is 75%.
Above, preferably 90% or more of the film is used. Then SiO
Two films are deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, a low resistance metal such as Al, Cr or Ta is deposited by a sputtering method to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9. Next, in FIG.
As shown in (b), the temperature of the insulating substrate is 200 ° C.
While adjusting the beam current as described above, B 2 H 6 was used by using the ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG.
The 20% or less than 0%, preferably at a concentration of 5% or less than 0.01% for all ions 19 generated from a doping gas balance being Kr, applying amount B + ions 1 × 10 13 / cm 2 or more at 5 × 10 15 pieces / cm 2
The source / drain region 18 is implanted with an energy of 80 kV so as to be in the following range. Further, Kr simultaneously implanted at this time remains in the gate insulating film and the gate electrode, and does not affect the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG.
Impurities in the source / drain region are removed in a nitrogen atmosphere to 300
After heat treatment at 1 ° C. for 1 hour to activate, an SiO 2 film is deposited as the interlayer insulating film 11 to a thickness of 5000 Å or more, a contact hole is formed in the source / drain region 18, and the source / drain region 18 is formed. The electrode 16 is formed of Al, ITO or the like in the drain region. In this embodiment, the polycrystalline silicon film in the source / drain region of the thin film transistor is thick,
Therefore, the resistance value of the source / drain region can be reduced. Further, when the contact hole is formed by the dry etching method, it is possible to perform sufficient over-etching, and there is an advantage that the process stability is improved.

【0032】(実施例10) 図19の工程図を用い
て、図17の別の製造方法を説明する。先ず図19
(a)に示すように、ガラス基板5上に絶縁膜としてS
iO2膜6を2000Åの厚さで堆積し、次に多結晶シ
リコン膜20を1000Åの厚さで堆積し、パタンニン
グする。前記のSiO2膜6は基板に含まれている重金
属などが、熱処理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目
的であり、基板の純度が十分高ければなくてもよい。次
に不純物を含まない多結晶シリコン膜7を500Å程度
の厚さで堆積し、パタンニングする。前記多結晶シリコ
ン膜7および20の結晶化率は75%以上、好ましくは
90%以上の膜を用いる。次にSiO2膜を1200Å
程度の厚さで堆積しゲート絶縁膜8を形成する。次にA
l、CrやTaなどの低抵抗の金属をスパッタ法などで
3500Å程度の厚さで堆積し、パタンニングしてゲ−
ト電極9を形成する。次に図19(b)に示すように、
前記の絶縁基板の温度が200℃以上となるようにビ−
ム電流を調整しながら、図2に示す質量分析を用いない
イオン注入装置を用いて、B26を0%を越え20%以
下、好ましくは0.01%を越え5%以下の濃度で含
み、残部がKrから成るドーピングガスから生成する全
てのイオン19を、B+イオンの打ち込み量が1×10
13個/cm2以上で5×1015個/cm2以下の範囲となるよ
うに80kVのエネルギーで、ソース・ドレイン領域1
8に打ち込む。また、この時同時に打ち込まれたKr
は、前記のゲート絶縁膜およびゲート電極中に止まり、
薄膜トランジスタの電気的特性に何の影響ももたらさな
い。次に図19(c)に示すように、図2の質量分析を
用いないイオン注入装置を用いて、純水素をドーピング
ガスとして生成する全てのイオン15を、20keV程
度のエネルギ−で1×1014個/cm2以上で1×1016
個/cm2以下の範囲、更に好ましくは1×1015個/cm2
以上で5×1015個/cm2以下の範囲でp型のソース・
ドレイン領域18に注入する。打ち込み時のエネルギ−
は、ゲート絶縁膜の厚さによって適時調整すればよく、
本実施例に限定されるのもではない。本方法により、不
純物が打ち込まれた多結晶シリコン膜の結晶性は保持さ
れると同時に、水素によって多結晶シリコン膜中の欠陥
が埋められる。次に図19(d)に示すように、ソ−ス
・ドレイン領域の不純物を窒素雰囲気中で300℃、1
時間の熱処理をおこなって活性化し、層間絶縁膜11と
してSiO2膜を5000Å以上の厚さで堆積し、ソ−
ス・ドレイン領域18にコンタクトホ−ルを形成し、ソ
−ス・ドレイン領域にAlやITOなどで電極16を形
成する。本実施例では、薄膜トランジスタのソース・ド
レイン領域の多結晶シリコン膜の膜厚が厚く、従って、
前記のソース・ドレイン領域の抵抗値を低減することが
できる。また、コンタクトホールをドライエッチング法
で形成する場合には、十分なオーバーエッチングを行う
ことが可能となり、プロセスの安定性が向上するという
利点を有する。
(Embodiment 10) Another manufacturing method of FIG. 17 will be described with reference to the process chart of FIG. First, FIG.
As shown in (a), S is used as an insulating film on the glass substrate 5.
The iO 2 film 6 is deposited to a thickness of 2000Å, and then the polycrystalline silicon film 20 is deposited to a thickness of 1000Å and patterned. The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. The polycrystalline silicon films 7 and 20 have a crystallization rate of 75% or more, preferably 90% or more. Next, put a SiO 2 film on 1200 Å
A gate insulating film 8 is formed by depositing the gate insulating film 8 with a certain thickness. Then A
l, Cr, Ta or other low resistance metal is deposited by sputtering or the like to a thickness of about 3500Å, and patterned to obtain a target.
The electrode 9 is formed. Next, as shown in FIG.
The temperature of the insulating substrate should be 200 ° C or higher.
B 2 H 6 at a concentration of more than 0% and 20% or less, preferably more than 0.01% and 5% or less by using the ion implantation apparatus shown in FIG. 2 without adjusting the mass current. wherein, all of the ions 19 generated from a doping gas balance being Kr, applying amount B + ions of 1 × 10
With the energy of 80 kV, the source / drain region 1 should be in the range of 13 / cm 2 or more and 5 × 10 15 / cm 2 or less.
Type in 8. Also, at this time, Kr
Stops in the gate insulating film and the gate electrode,
It has no effect on the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG. 19 (c), using the ion implantation apparatus without mass spectrometry shown in FIG. 2, all the ions 15 generated as pure hydrogen as a doping gas are 1 × 10 at an energy of about 20 keV. 1 x 10 16 with 14 pieces / cm 2 or more
Pieces / cm 2 or less in the range of, more preferably 1 × 10 15 pieces / cm 2
With the above, p-type source within the range of 5 × 10 15 pieces / cm 2 or less
Implant into the drain region 18. Energy when driving
Can be adjusted according to the thickness of the gate insulating film,
The present invention is not limited to this embodiment. According to this method, the crystallinity of the polycrystalline silicon film in which impurities are implanted is maintained, and at the same time, the defects in the polycrystalline silicon film are filled with hydrogen. Next, as shown in FIG. 19 (d), impurities in the source / drain region are heated to 300 ° C. in a nitrogen atmosphere at 1 ° C.
After heat treatment for a long time to activate, an SiO 2 film is deposited as the interlayer insulating film 11 to a thickness of 5000 Å or more, and
A contact hole is formed in the source / drain region 18, and an electrode 16 is formed in the source / drain region with Al or ITO. In this embodiment, the polycrystalline silicon film in the source / drain region of the thin film transistor is thick, and
The resistance value of the source / drain regions can be reduced. Further, when the contact hole is formed by the dry etching method, it is possible to perform sufficient over-etching, and there is an advantage that the process stability is improved.

【0033】(実施例11) 図20は、本発明を用い
て形成される相補型(CMOS)薄膜トランジスタの一
実施例である。ガラス基板5からの重金属類の拡散を防
止するSiO2膜6、薄膜トランジスタのチャネル部と
なる膜厚500Å程度の多結晶シリコン膜7、ゲート絶
縁膜8として形成された1200Åの膜厚を有するSi
2膜、TaやAl、Crからなるゲート電極9、薄膜
トランジスタのn型のソース・ドレイン領域10とp型
のソース・ドレイン領域18、SiO2で形成された層
間絶縁膜11、AlあるいはITOで形成される電極1
6を示す。図20の実施例を、工程図21を用いて説明
する。先ず図21(a)に示すように、ガラス基板5上
に絶縁膜としてSiO2膜6を2000Åの厚さで堆積
する。前記のSiO2膜6は基板に含まれている重金属
などが、熱処理時に素子部に拡散するのを防ぐのが目的
であり、基板の純度が十分高ければなくてもよい。次に
不純物を含まない多結晶シリコン膜7を500Å程度の
厚さで堆積し、パタンニングする。前記多結晶シリコン
の結晶化率は75%以上、好ましくは90%以上の膜を
用いる。次にSiO2膜を1200Å程度の厚さで堆積
しゲート絶縁膜8を形成する。次にAl、CrやTaな
どの低抵抗の金属をスパッタ法などで3500Å程度の
厚さで堆積し、パタンニングしてゲ−ト電極9を形成す
る。次に図21(b)に示すように、n型ソース・ドレ
イン領域10を含むn型の薄膜トランジスタとなる領域
を、前記のゲート電極と選択的に除去することのできる
材質、例えばゲート電極がCrやTaの場合にはAl、
前記の逆の組み合わせおよび耐熱性の有機材料であるポ
リイミド等を使用して、p型の不純物の注入を防止でき
る厚さでマスクをする。前記の絶縁基板の温度が200
℃以上になるようにビ−ム電流を調整しながら、図2に
示す質量分析を用いないイオン注入装置を用いて、B2
6を0%を越え20%以下、好ましくは0.01%を
越え5%以下の濃度で含み、残部がKrから成るドーピ
ングガスから生成する全てのイオン19を、B+イオン
の打ち込み量が1×1013個/cm2以上で5×1015
/cm2以下の範囲となるように80kVのエネルギー
で、p型のソース・ドレイン領域18に打ち込む。この
時同時に打ち込まれたKrは、前記のゲート絶縁膜およ
びゲート電極中に止まり、薄膜トランジスタの電気的特
性に何の影響ももたらさない。次に図21(c)に示す
ように、p型のソース・ドレイン領域18を含むp型の
薄膜トランジスタとなる領域を、前記のゲート電極と選
択的に除去することのできる材質、例えばゲート電極が
CrやTaの場合にはAl、前記の逆の組み合わせおよ
び耐熱性の有機材料であるポリイミド等を使用して、n
型の不純物の注入を防止できる厚さでマスクをする。次
に、前記の絶縁基板の温度が200℃以上になるように
ビ−ム電流を調整しながら、図2に示す質量分析を用い
ないイオン注入装置を用いて、PH3を0%を越え20
%以下、好ましくは0.01%を越え5%以下の濃度で
含み、残部がKrから成るドーピングガスから生成する
全てのイオン14を、P+イオンの打ち込み量が1×1
13個/cm2以上で5×1015個/cm2以下の範囲となる
ように80kVのエネルギーで、n型のソース・ドレイ
ン領域10に打ち込む。この時同時に打ち込まれたKr
は、前記のゲート絶縁膜およびゲート電極中に止まり、
薄膜トランジスタの電気的特性に何の影響ももたらさな
い。次に図21(d)に示すように、図2の質量分析を
用いないイオン注入装置を用いて、100%H2をドー
ピングガスとして生成する全てのイオン15を、20k
Vのエネルギ−で1×1014個/cm2以上で1×1016
個/cm2以下の範囲、更に好ましくは1×1015個/cm2
以上で5×1015個/cm2以下の範囲でソース・ドレイ
ン領域10ならびに18に注入する。打ち込み時のエネ
ルギ−は、ゲート絶縁膜の厚さによって適時調整すれば
よく、本実施例に限定されるのもではない。本方法によ
り、不純物が打ち込まれた多結晶シリコン膜の結晶性は
保持されると同時に、水素によって多結晶シリコン膜中
の欠陥が埋められる。次に図21(e)に示すように、
ソ−ス・ドレイン領域の不純物を300℃、1時間の熱
処理をおこなって活性化し、層間絶縁膜11としてSi
2膜を5000Å以上の厚さで堆積し、ソ−ス・ドレ
イン領域10と18にコンタクトホ−ルを形成し、ソ−
ス・ドレイン領域にAlやITOなどで電極16を形成
する。本実施例においては、始めにp型の不純物を注入
し、次にn型の不純物を注入したが、特に注入の順番に
規制はなく、いずれの不純物を先に注入しても良い。ま
た同様に、本実施例においては、p型の不純物を注入
し、次にn型の不純物を注入した後、まとめて水素をソ
ース・ドレイン領域10ならびに18に注入している
が、勿論個別に注入することも可能である。また、不純
物注入量が5×1014個/cm以上であれば、水素注
入工程を省くことも可能である。さらに加えて、本実施
例のソース・ドレイン領域10および18を、実施例4
ならびに実施例9に示すような構造に変更することも可
能である。
(Embodiment 11) FIG. 20 shows an embodiment of a complementary (CMOS) thin film transistor formed by using the present invention. A SiO 2 film 6 for preventing the diffusion of heavy metals from the glass substrate 5, a polycrystalline silicon film 7 having a film thickness of about 500Å to be a channel portion of a thin film transistor, and a Si film having a film thickness of 1200Å formed as a gate insulating film 8.
O 2 film, gate electrode 9 made of Ta, Al, Cr, n-type source / drain region 10 and p-type source / drain region 18 of thin film transistor, interlayer insulating film 11 made of SiO 2 , Al or ITO Formed electrode 1
6 is shown. The embodiment of FIG. 20 will be described with reference to the process drawing 21. First, as shown in FIG. 21A, a SiO 2 film 6 as an insulating film is deposited on the glass substrate 5 to a thickness of 2000 Å. The purpose of the SiO 2 film 6 is to prevent heavy metals contained in the substrate from diffusing into the element portion during the heat treatment, and it is not necessary if the purity of the substrate is sufficiently high. Next, a polycrystalline silicon film 7 containing no impurities is deposited to a thickness of about 500Å and patterned. A film having a crystallization rate of the polycrystalline silicon of 75% or more, preferably 90% or more is used. Next, a SiO 2 film is deposited to a thickness of about 1200Å to form the gate insulating film 8. Next, a low resistance metal such as Al, Cr or Ta is deposited by a sputtering method to a thickness of about 3500 Å and patterned to form the gate electrode 9. Next, as shown in FIG. 21B, a material which can be selectively removed from the gate electrode in a region to be an n-type thin film transistor including the n-type source / drain region 10, for example, the gate electrode is made of Cr. Or Ta in the case of Al,
Using a reverse combination of the above and polyimide, which is a heat-resistant organic material, a mask is formed with a thickness that can prevent implantation of p-type impurities. The temperature of the insulating substrate is 200
℃ Tsugumi so that the above - while adjusting the beam current, using an ion implantation apparatus that does not use the mass spectrometer shown in FIG. 2, B 2
All the ions 19 generated from the doping gas containing H 6 in a concentration of more than 0% and 20% or less, preferably more than 0.01% and 5% or less and the balance of Kr are B + ion implantation amount. The p-type source / drain region 18 is implanted with energy of 80 kV so as to be in the range of 1 × 10 13 pieces / cm 2 or more and 5 × 10 15 pieces / cm 2 or less. The Kr implanted at this time stops in the gate insulating film and the gate electrode, and has no effect on the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG. 21C, a region, which includes the p-type source / drain region 18 and becomes the p-type thin film transistor, is made of a material that can be selectively removed from the gate electrode, such as a gate electrode. In the case of Cr or Ta, Al, a reverse combination of the above and polyimide, which is a heat-resistant organic material, are used.
The mask is formed with a thickness that can prevent the implantation of mold impurities. Next, while adjusting the beam current so that the temperature of the insulating substrate becomes 200 ° C. or higher, PH 3 exceeds 0% and exceeds 20% by using the ion implantation apparatus shown in FIG.
% Or less, preferably more than 0.01% and 5% or less, and the P + ion implantation amount of all ions 14 generated from the doping gas with the balance being Kr is 1 × 1.
The n-type source / drain region 10 is implanted with an energy of 80 kV so as to be in a range of 0 13 pieces / cm 2 or more and 5 × 10 15 pieces / cm 2 or less. Kr was driven in at the same time
Stops in the gate insulating film and the gate electrode,
It has no effect on the electrical characteristics of the thin film transistor. Next, as shown in FIG. 21D, all ions 15 generated by using 100% H 2 as a doping gas are converted to 20 k
The energy of V is 1 × 10 14 pieces / cm 2 and 1 × 10 16
Pieces / cm 2 or less in the range of, more preferably 1 × 10 15 pieces / cm 2
As described above, the implantation is performed in the source / drain regions 10 and 18 in a range of 5 × 10 15 pieces / cm 2 or less. The energy at the time of implantation may be appropriately adjusted depending on the thickness of the gate insulating film, and is not limited to this embodiment. According to this method, the crystallinity of the polycrystalline silicon film in which impurities are implanted is maintained, and at the same time, the defects in the polycrystalline silicon film are filled with hydrogen. Next, as shown in FIG.
Impurities in the source / drain regions are activated by heat treatment at 300 ° C. for 1 hour to form Si as the interlayer insulating film 11.
An O 2 film is deposited to a thickness of 5000 Å or more to form contact holes in the source / drain regions 10 and 18, and
The electrode 16 is formed of Al, ITO or the like in the drain region. In the present embodiment, p-type impurities are first implanted, and then n-type impurities are implanted, but there is no particular restriction on the order of implantation, and any impurity may be implanted first. Similarly, in the present embodiment, p-type impurities are implanted, then n-type impurities are implanted, and then hydrogen is collectively implanted into the source / drain regions 10 and 18, but of course individually. It is also possible to inject. Further, if the impurity implantation amount is 5 × 10 14 / cm 2 or more, the hydrogen implantation step can be omitted. In addition, the source / drain regions 10 and 18 of this embodiment are replaced with those of the fourth embodiment.
Also, it is possible to change to the structure as shown in the ninth embodiment.

【0034】(実施例12) 図22は、本発明を用い
て形成されたn型ないしはp型薄膜トランジスタを、液
晶表示装置の画素駆動用薄膜トランジスタに用いた場合
の液晶表示装置の断面図である。21は薄膜トランジス
タが形成された絶縁基板、22は対向基板、23は液晶
を示す。図18において用いられる薄膜トランジスタ
は、本明細書に記載の薄膜トランジスタ、あるいは容易
に類推される同様の薄膜トランジスタが用いられる。図
23に等価回路図を示す。図23における補助容量は、
容量線を設ける方法や駆動する一段前のゲート線との間
に容量を設ける方法などで作り込むことが可能である。
また、図22に示された液晶表示装置の外部ドライバー
回路を、実施例11に示した相補型(CMOS)薄膜ト
ランジスタで形成することも可能である。
(Embodiment 12) FIG. 22 is a sectional view of a liquid crystal display device when an n-type or p-type thin film transistor formed by using the present invention is used as a pixel driving thin film transistor of a liquid crystal display device. Reference numeral 21 is an insulating substrate on which thin film transistors are formed, 22 is a counter substrate, and 23 is a liquid crystal. As the thin film transistor used in FIG. 18, the thin film transistor described in this specification or a similar thin film transistor which can be easily analogized is used. FIG. 23 shows an equivalent circuit diagram. The auxiliary capacitance in FIG. 23 is
It can be built by a method of providing a capacitance line or a method of providing a capacitance between the gate line and the gate line one stage before driving.
Also, the external driver circuit of the liquid crystal display device shown in FIG. 22 can be formed by the complementary (CMOS) thin film transistor described in the eleventh embodiment.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明により、以下の効果がある。The present invention has the following effects.

【0036】(1).質量分析を用いないイオン注入装
置における問題点である希釈ガスの薄膜トランジスタの
チャネル部の多結晶シリコン膜への注入を、ゲート電極
を厚くせずに防止でき、平坦な薄膜トランジスタが作製
できる。
(1). Injection of a diluent gas into the polycrystalline silicon film in the channel portion of the thin film transistor, which is a problem in the ion implantation apparatus that does not use mass spectrometry, can be prevented without thickening the gate electrode, and a flat thin film transistor can be manufactured.

【0037】(2).300℃程度の低温で薄膜トラン
ジスタの製造が可能であり、ガラス基板の使用ができ
る。
(2). A thin film transistor can be manufactured at a low temperature of about 300 ° C., and a glass substrate can be used.

【0038】(3).薄膜トランジスタの特性への影響
の少ない注入方法のため、特性の安定化が達成される。
(3). Stabilization of the characteristics is achieved due to the implantation method, which has less influence on the characteristics of the thin film transistor.

【0039】(4).安価なガラス基板を用いることが
できる。
(4). An inexpensive glass substrate can be used.

【0040】(5).ゲート配線に低抵抗な金属を用い
ることが可能になり、ゲート信号の遅延を少なくでき
る。従って、画質が向上する。
(5). It is possible to use a metal having a low resistance for the gate wiring, and the delay of the gate signal can be reduced. Therefore, the image quality is improved.

【0041】(6).n型あるいはp型領域の形成に不
純物をKrで希釈したガスを用いることにより、n型あ
るいはp型領域の形成の為に必要な水素量の制御が容易
になる。
(6). By using a gas obtained by diluting impurities with Kr for forming the n-type or p-type region, it becomes easy to control the amount of hydrogen required for forming the n-type or p-type region.

【0042】(7).Krイオンは不活性であり、薄膜
トランジスタの特性への影響はほとんどない。
(7). Kr ions are inactive and have almost no influence on the characteristics of the thin film transistor.

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

【図1】 質量分析を用いないイオン注入装置を用いて
注入された燐、Kr、水素の分布の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of distributions of phosphorus, Kr, and hydrogen implanted by using an ion implantation apparatus that does not use mass spectrometry.

【図2】 質量分析を用いないイオン注入装置の一例を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an ion implantation apparatus that does not use mass spectrometry.

【図3】 P+イオンの打ち込み量に対するシート抵抗
値を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a sheet resistance value with respect to an implantation amount of P + ions.

【図4】 H+イオン打ち込み量に対する燐を打ち込ま
れた多結晶シリコン膜のシート抵抗値を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a sheet resistance value of a polycrystalline silicon film in which phosphorus is implanted with respect to the amount of H + ion implantation.

【図5】 本発明を用いて製造された薄膜トランジスタ
の一例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図6】 本発明を用いて製造される薄膜トランジスタ
の一例を示す工程図である。
FIG. 6 is a process drawing showing an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図7】 本発明を用いて製造される薄膜トランジスタ
の一例を示す工程図である。
FIG. 7 is a process drawing showing an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図8】 本発明を用いて製造される薄膜トランジスタ
の別の例を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図9】 本発明を用いて製造される薄膜トランジスタ
の別の例を示す工程図である。
FIG. 9 is a process drawing showing another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図10】 本発明を用いて製造される薄膜トランジス
タの別の例を示す工程図である。
FIG. 10 is a process drawing showing another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図11】 質量分析を用いないイオン注入装置を用い
て注入されたボロン、Kr、水素の分布の一例を示す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of distributions of boron, Kr, and hydrogen implanted by using an ion implanter that does not use mass spectrometry.

【図12】 B+イオンの打ち込み量に対するシート抵
抗値を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the sheet resistance value with respect to the implantation amount of B + ions.

【図13】 H+イオン打ち込み量に対するボロンを打
ち込まれた多結晶シリコン膜のシート抵抗値を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a sheet resistance value of a polycrystalline silicon film in which boron is implanted, with respect to an amount of H + ions implanted.

【図14】 本発明を用いて製造された薄膜トランジス
タの一例を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図15】 本発明を用いて製造される薄膜トランジス
タの一例を示す工程図である。
FIG. 15 is a process drawing showing an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図16】 本発明を用いて製造される薄膜トランジス
タの一例を示す工程図である。
FIG. 16 is a process drawing showing an example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図17】 本発明を用いて製造される薄膜トランジス
タの別の例を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図18】 本発明を用いて製造される薄膜トランジス
タの別の例を示す工程図である。
FIG. 18 is a process drawing showing another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図19】 本発明を用いて製造される薄膜トランジス
タの別の例を示す工程図である。
FIG. 19 is a process drawing showing another example of a thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図20】 本発明を用いて製造される相補型薄膜トラ
ンジスタの一実施例を示す断面図である。
FIG. 20 is a sectional view showing an example of a complementary thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図21】 本発明を用いて製造される相補型薄膜トラ
ンジスタの一実施例を示す工程図である。
FIG. 21 is a process drawing showing an example of a complementary thin film transistor manufactured by using the present invention.

【図22】 本発明の薄膜トランジスタを用いて作られ
た液晶表示装置の一例を示す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal display device manufactured using the thin film transistor of the present invention.

【図23】 本発明の薄膜トランジスタを用いて作られ
た液晶表示装置の一例を示す等価回路図である。
FIG. 23 is an equivalent circuit diagram showing an example of a liquid crystal display device manufactured using the thin film transistor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ源 2 不純物イオン 3 引き出し電極 4 加速電極 5 ガラス基板 6 SiO2膜 7 多結晶シリコン膜 8 ゲート絶縁膜 9 ゲート電極 10 n型のソース・ドレイン領域 11 層間絶縁膜 12 ソース電極 13 ドレイン電極 14 PH3を含み、残部がKrから成るドーピングガ
スから生成する全てのイオン 15 純水素をドーピングガスとして生成する全てのイ
オン 16 電極 17 薄膜トランジスタのn型のソース・ドレインの一
部となる膜厚1000Å程度の多結晶シリコン膜 18 p型のソース・ドレイン領域 19 B26を含み、残部がKrから成るドーピングガ
スから生成する全てのイオン 20 薄膜トランジスタのp型のソース・ドレインの一
部となる膜厚1000Å程度の多結晶シリコン膜 21 薄膜トランジスタが形成された絶縁基板 22 対向基板 23 液晶
1 Plasma Source 2 Impurity Ion 3 Extraction Electrode 4 Acceleration Electrode 5 Glass Substrate 6 SiO 2 Film 7 Polycrystalline Silicon Film 8 Gate Insulation Film 9 Gate Electrode 10 n-Type Source / Drain Region 11 Interlayer Insulation Film 12 Source Electrode 13 Drain Electrode 14 All ions containing PH 3 and the rest being Kr made from the doping gas 15 All ions producing pure hydrogen as the doping gas 16 Electrodes 17 Part of the n-type source / drain of the thin film transistor About 1000Å Polycrystalline silicon film 18 p-type source / drain regions 19 B 2 H 6 and the rest are all ions generated from a doping gas consisting of Kr 20 A film thickness which is a part of p-type source / drain of a thin film transistor Polycrystalline silicon film of about 1000Å 21 Thin film transistor And an insulating substrate 22 counter substrate 23 liquid crystal

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 27/08 331 H01L 27/08 321B 27/12 29/78 627F 21/336 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 27/08 331 H01L 27/08 321B 27/12 29/78 627F 21/336

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)絶縁基板上に多結晶シリコン膜を
形成する多結晶シリコン膜形成工程と、(2)前記多結
晶シリコン膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
(3)不純物を0%を越え20%以下で含み残部がKr
からなる混合ガスから生成するイオンを、前記絶縁基板
を200℃以上に加熱しながら、前記絶縁膜を介して前
記多結晶シリコン膜中に打ち込む不純物イオン打込工程
と、(4)前記不純物イオン打込工程の後に前記絶縁基
板を200℃以上に加熱する不純物活性化工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A polycrystalline silicon film forming step of forming a polycrystalline silicon film on an insulating substrate, and an insulating film forming step of forming an insulating film on the polycrystalline silicon film.
(3) Impurities exceeding 0% and 20% or less and the balance Kr
An impurity ion implantation step of implanting ions generated from a mixed gas consisting of the above into the polycrystalline silicon film through the insulating film while heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher; and (4) the impurity ion implantation. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising an impurity activation step of heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher after the implantation step.
【請求項2】 前記不純物イオン打込工程と前記不純物
活性化工程との間に、水素ガスから生成される水素イオ
ンを前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に打ち
込む水素イオン打込工程を有することを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. A hydrogen ion implanting step of implanting hydrogen ions generated from hydrogen gas into the polycrystalline silicon film through the insulating film between the impurity ion implanting step and the impurity activating step. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記不純物がPH3であることを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方
法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity is PH 3 .
【請求項4】 前記不純物がB26であることを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方
法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity is B 2 H 6 .
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかの請求項
に記載の半導体装置の製造方法によって製造されたこと
を特徴とする半導体装置。
5. A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成され
た多結晶シリコン薄膜と、前記多結晶シリコン薄膜上に
形成された絶縁膜とを有し、前記多結晶シリコンと前記
絶縁膜にはKrが含まれてなることを特徴とする半導体
装置。
6. An insulating substrate, a polycrystalline silicon thin film formed on the insulating substrate, and an insulating film formed on the polycrystalline silicon thin film, wherein the polycrystalline silicon and the insulating film are A semiconductor device comprising Kr.
【請求項7】 (1)絶縁基板上に多結晶シリコン膜を
形成する多結晶シリコン膜形成工程と、(2)前記多結
晶シリコン膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
(3)前記絶縁膜上にゲート電極を形成するゲート電極
形成工程と、(4)不純物を0%を越え20%以下で含
み残部がKrからなる混合ガスから生成するイオンを、
前記絶縁基板を200℃以上に加熱しながら、前記ゲー
ト電極をマスクとして前記絶縁膜を介して前記多結晶シ
リコン膜中に打ち込み、自己整合的に薄膜トランジスタ
のソース領域とドレイン領域とを形成する不純物イオン
打込工程と、(5)前記不純物イオン打込工程の後に前
記絶縁基板を200℃以上に加熱して不純物を活性化す
る不純物活性化工程とを有することを特徴とする薄膜ト
ランジスタの製造方法。
7. A polycrystalline silicon film forming step of forming a polycrystalline silicon film on an insulating substrate, and an insulating film forming step of forming an insulating film on the polycrystalline silicon film.
(3) A gate electrode forming step of forming a gate electrode on the insulating film, and (4) ions generated from a mixed gas containing impurities in an amount of more than 0% and 20% or less and the balance of Kr,
Impurity ions for implanting into the polycrystalline silicon film through the insulating film using the gate electrode as a mask while heating the insulating substrate to 200 ° C. or more to form the source region and the drain region of the thin film transistor in a self-aligned manner. A method of manufacturing a thin film transistor, comprising: an implanting step; and (5) an impurity activating step of activating the impurities by heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher after the impurity ion implanting step.
【請求項8】 前記不純物イオン打込工程と前記不純物
活性化工程との間に、水素ガスから生成される水素イオ
ンを前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に打ち
込む水素イオン打込工程を有することを特徴とする請求
項7に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
8. A hydrogen ion implanting step of implanting hydrogen ions generated from hydrogen gas into the polycrystalline silicon film through the insulating film between the impurity ion implanting step and the impurity activating step. The method for producing a thin film transistor according to claim 7, further comprising:
【請求項9】 前記不純物がPH3であることを特徴と
する請求項7又は請求項8に記載の薄膜トランジスタの
製造方法。
9. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 7, wherein the impurity is PH 3 .
【請求項10】 前記不純物がB26であることを特徴
とする請求項7又は請求項8に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法。
10. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 7, wherein the impurity is B 2 H 6 .
【請求項11】 請求項7〜請求項10のいずれかに記
載の薄膜トランジスタの製造方法で製造されたことを特
徴とする薄膜トランジスタ。
11. A thin film transistor manufactured by the method of manufacturing a thin film transistor according to claim 7.
【請求項12】 絶縁基板上に形成されたプレーナ型ト
ップゲート構造の薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶
縁膜のうちソース領域若しくはドレイン領域に接する領
域、ソース領域及びドレイン領域にKrが含まれてなる
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
12. A thin film transistor having a planar top gate structure formed on an insulating substrate, wherein Kr is contained in a region of the gate insulating film, which is in contact with the source region or the drain region, the source region and the drain region. And a thin film transistor.
【請求項13】 前記ソース領域及び前記ドレイン領域
には不純物として燐が含まれてなることを特徴とする請
求項11又は請求項12に記載の薄膜トランジスタ。
13. The thin film transistor according to claim 11, wherein the source region and the drain region contain phosphorus as an impurity.
【請求項14】 前記ソース領域及び前記ドレイン領域
には不純物としてボロンが含まれてなることを特徴とす
る請求項11又は請求項12に記載の薄膜トランジス
タ。
14. The thin film transistor according to claim 11, wherein the source region and the drain region contain boron as an impurity.
【請求項15】 (1)絶縁基板上に多結晶シリコン膜
を形成する多結晶シリコン膜形成工程と、(2)前記多
結晶シリコン膜上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程
と、(3)前記絶縁膜上にゲート電極を形成するゲート
電極形成工程と、(4)n型となる第1の不純物を0%
を越え20%以下で含み残部が希釈ガスからなる混合ガ
スから生成するイオンを、前記絶縁基板を200℃以上
に加熱しながら、前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコ
ン膜中に打ち込み、自己整合的にn型のソース領域及び
ドレイン領域を形成するn型不純物イオン打込工程と、
(5)p型となる第2の不純物を0%を越え20%以下
で含み残部が希釈ガスからなる混合ガスから生成するイ
オンを、前記絶縁基板を200℃以上に加熱しながら、
前記絶縁膜を介して前記多結晶シリコン膜中に打ち込
み、自己整合的にp型のソース領域及びドレイン領域を
形成するp型不純物イオン打込工程と、(6)前記の絶
縁基板を200℃以上に加熱してn型の不純物及びp型
の不純物を活性化する不純物活性化工程とを有すること
を特徴とする相補型薄膜トランジスタの製造方法。
15. (1) A polycrystalline silicon film forming step of forming a polycrystalline silicon film on an insulating substrate; (2) An insulating film forming step of forming an insulating film on the polycrystalline silicon film; ) A gate electrode forming step of forming a gate electrode on the insulating film, and (4) 0% of a first impurity to be an n-type
Ions generated from a mixed gas containing more than 20% but less than 20% and the remainder being a diluent gas are implanted into the polycrystalline silicon film through the insulating film while heating the insulating substrate to 200 ° C. or more, and self-aligned. N-type impurity ion implantation step for forming an n-type source region and a drain region,
(5) While heating the insulating substrate to 200 ° C. or higher, the ions generated from the mixed gas containing the p-type second impurity in the range of more than 0% and 20% or less and the balance of the dilution gas are
P-type impurity ion implantation step of implanting into the polycrystalline silicon film through the insulating film to form p-type source and drain regions in a self-aligned manner, (6) the insulating substrate at 200 ° C. or higher And a step of activating the impurities to activate the n-type impurities and the p-type impurities.
【請求項16】 前記n型不純物イオン打込工程及び前
記p型不純物イオン打込工程の後であって、前記不純物
活性化工程の前に、水素ガスから生成される水素イオン
を前記絶縁膜を介して、前記薄膜トランジスタのソース
領域及びドレイン領域に打ち込む水素イオン打込工程を
有することを特徴とする請求項15の相補型薄膜トラン
ジスタの製造方法。
16. Hydrogen ions generated from hydrogen gas are passed through the insulating film after the n-type impurity ion implantation step and the p-type impurity ion implantation step and before the impurity activation step. 16. The method of manufacturing a complementary thin film transistor according to claim 15, further comprising a step of implanting hydrogen ions into the source region and the drain region of the thin film transistor via the above.
【請求項17】 前記第1の不純物がPH3であり、前
記第2の不純物がB26であることを特徴とする請求項
15又は請求項16に記載の相補型薄膜トランジスタの
製造方法。
17. The method of manufacturing a complementary thin film transistor according to claim 15, wherein the first impurity is PH 3 and the second impurity is B 2 H 6 .
【請求項18】 請求項15〜請求項17に記載の相補
型薄膜トランジスタの製造方法によって製造されたこと
を特徴とする相補型薄膜トランジスタ。
18. A complementary thin film transistor manufactured by the method for manufacturing a complementary thin film transistor according to claim 15. Description:
【請求項19】 n型薄膜トランジスタ及びp型薄膜ト
ランジスタからなる相補型(CMOS)薄膜トランジス
タにおいて、n型薄膜トランジスタ及びp型薄膜トラン
ジスタのうち少なくとも一方は請求項11〜請求項14
のいずれかに記載の薄膜トランジスタであることを特徴
とする相補型薄膜トランジスタ。
19. A complementary (CMOS) thin film transistor comprising an n-type thin film transistor and a p-type thin film transistor, wherein at least one of the n-type thin film transistor and the p-type thin film transistor is included.
9. A complementary thin film transistor, which is the thin film transistor according to any one of items 1.
【請求項20】 請求項7〜請求項10のいずれかに記
載の薄膜トランジスタの製造方法を有することを特徴と
する液晶表示装置の製造方法。
20. A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising the method of manufacturing a thin film transistor according to claim 7.
【請求項21】 請求項11〜請求項14のいずれかに
記載の薄膜トランジスタが形成された第1の基板と透明
共通電極が形成された第2の基板と、前記第1の基板と
前記第2の基板との間に挟まれた液晶層を有することを
特徴とする液晶表示装置。
21. A first substrate on which the thin film transistor according to claim 11 is formed, a second substrate on which a transparent common electrode is formed, the first substrate and the second substrate. A liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between the substrate and the substrate.
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