JPH1197696A - Thin-film semiconductor device - Google Patents

Thin-film semiconductor device

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Publication number
JPH1197696A
JPH1197696A JP25735897A JP25735897A JPH1197696A JP H1197696 A JPH1197696 A JP H1197696A JP 25735897 A JP25735897 A JP 25735897A JP 25735897 A JP25735897 A JP 25735897A JP H1197696 A JPH1197696 A JP H1197696A
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JP
Japan
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region
source
drain
channel region
semiconductor device
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Application number
JP25735897A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Yoshihashi
英生 吉橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin-film semiconductor device which avoids poor activation of an Si layer after implanting ions, without deteriorating characteristics or reducing the throughput. SOLUTION: Si semiconductor layers 14 (14a, 14b, 14c) are formed in trenches 12 formed in the surface of an insulation substrate 10. Each trench 12 has a first part 12a having a channel region 13a and second part 12b having a source and drain regions 14a, 14b, the latter part being deeper than the former. The top surfaces of all the semiconductor layers 14 are located being flush with the surface of the insulation substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等に
用いられる薄膜半導体装置に関する。
The present invention relates to a thin-film semiconductor device used for a liquid crystal display device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示装置等に用いられる薄
膜半導体装置は、ガラス基板をはじめとする透明絶縁性
基板上に形成され、半導体層には、アモルファスシリコ
ンやそれを結晶化させたポリシリコンが用いられてい
る。特に、ポリシリコンを用いる場合には、その移動度
が大きいため駆動回路まで同時に形成できるという特徴
を有している。
2. Description of the Related Art Generally, a thin film semiconductor device used for a liquid crystal display device or the like is formed on a transparent insulating substrate such as a glass substrate, and the semiconductor layer is made of amorphous silicon or polysilicon obtained by crystallizing the same. Is used. In particular, when polysilicon is used, it has a feature that a driving circuit can be formed at the same time because of its high mobility.

【0003】しかしながら、駆動回路を作成する場合、
消費電力を考慮して相補型MOSを作成する必要があ
る。この場合、同一基板上にn型MOSとp型MOSと
を作り分けなければならないため、薄膜トランジスタ
(以下TFTと称する)のソース領域およびドレイン領
域の作成には、イオンドーピング法もしくはイオンイン
プラ法等のイオン打ち込み法が用いられている。
However, when a drive circuit is created,
It is necessary to create a complementary MOS in consideration of power consumption. In this case, an n-type MOS and a p-type MOS must be separately formed on the same substrate. An ion implantation method is used.

【0004】イオン打ち込みを行った場合、イオンが打
ち込まれる領域では結晶がアモルファス化してしまい、
そのままでは所要の特性が得られない。そのため、活性
化工程と呼ばれるアニール工程によってイオンを活性化
し、ソース・ドレイン領域の低抵抗化を図っている。
When ion implantation is performed, the crystal becomes amorphous in a region where the ion is implanted,
The required characteristics cannot be obtained as it is. Therefore, ions are activated by an annealing step called an activation step, and the resistance of the source / drain regions is reduced.

【0005】通常、半導体デバイスプロセスにおいて、
活性化は800℃以上の高温で行われる。しかし、液晶
表示装置の場合、基板としてガラス板を用いるため、最
大600℃程度の温度までしか加熱することができず、
半導体デバイスに比べて低温でシリコン層を活性化する
必要がある。そして、低温で活性化を行う場合、プロセ
スとして現実的な時間内で活性化が生じるためには、再
結晶の核となる領域が必要となる。このため、イオンが
打ち込まれるソース・ドレイン領域の底部に核が残るよ
うにイオン打ち込みの注入プロファイルを制御すること
が重要となる。
Generally, in a semiconductor device process,
Activation is performed at a high temperature of 800 ° C. or more. However, in the case of a liquid crystal display device, since a glass plate is used as a substrate, it can be heated only up to a temperature of about 600 ° C.
It is necessary to activate a silicon layer at a lower temperature than a semiconductor device. When the activation is performed at a low temperature, a region serving as a nucleus of recrystallization is required in order to cause activation within a realistic time as a process. For this reason, it is important to control the implantation profile of ion implantation so that nuclei remain at the bottom of the source / drain regions into which ions are implanted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、ソース・ドレイン領域の半導体層の膜厚や、半導体
層上に形成されるゲート酸化膜の膜厚の管理が重要とな
り、ソース・ドレイン領域の抵抗値はその膜厚のバラツ
キに大きな影響を受ける。
However, in this case, it is important to control the thickness of the semiconductor layer in the source / drain region and the thickness of the gate oxide film formed on the semiconductor layer. The resistance value is greatly affected by the variation in the film thickness.

【0007】また、半導体層の膜厚がある限界を越えて
薄くなってしまうと活性化不良となり、所望のTFT特
性を得ることが困難となる。このような活性化不良に対
するマージンを増やすためには、ソース領域およびドレ
イン領域となるシリコン層の膜厚を増大させることで対
応可能であるが、単にシリコン層の膜厚を増大させただ
けでは、オフリークの増大、シリコン層の段差の増大に
起因する断線の確率増加等の問題が生じる。
Further, when the thickness of the semiconductor layer is reduced beyond a certain limit, activation failure occurs, and it becomes difficult to obtain desired TFT characteristics. In order to increase the margin for such activation failure, it is possible to cope with the problem by increasing the thickness of the silicon layer serving as the source region and the drain region. Problems such as an increase in off-leakage and an increase in disconnection probability due to an increase in the level difference of the silicon layer occur.

【0008】チャネル領域をポリシリコンとする場合に
は、レーザ照射による結晶化時に必要なパワーの増大に
よるスループットの低下、ポリシリコン表面の凹凸の増
大等の問題が生じる。このような問題を回避するために
は、シリコン層の内、チャネル領域の膜厚を薄く、ソー
ス・ドレイン領域の膜厚を厚くする等の方策が考えられ
るが、この方法によると、却って下地となるシリコン層
の凹凸が大きくなり、断線の確率が増加してしまう。
When the channel region is made of polysilicon, problems such as a decrease in throughput due to an increase in power required for crystallization by laser irradiation and an increase in unevenness of the polysilicon surface occur. In order to avoid such a problem, it is conceivable to reduce the thickness of the channel region and increase the thickness of the source / drain region in the silicon layer. The unevenness of the silicon layer becomes large, and the probability of disconnection increases.

【0009】そこで、この発明は以上の点に鑑みなされ
たもので、その目的は、特性劣化、スループットの低下
を生じることなく、イオン注入後のシリコン層の活性化
不良を防止できる薄膜半導体装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a thin film semiconductor device capable of preventing a failure in activation of a silicon layer after ion implantation without deteriorating characteristics and decreasing throughput. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る薄膜半導体装置は、絶縁基板上に設
けられているとともに、チャネル領域と、チャネル領域
の両側にそれぞれ位置したソース領域およびドレイン領
域とを有する半導体層と、上記半導体層上に形成された
ゲート絶縁膜と、上記チャネル領域に対向してゲート絶
縁膜上に形成されたゲート電極と、を備え、上記チャネ
ル領域、ソース領域、ドレイン領域の各々の上面は同一
平面上に位置し、上記ソース領域およびドレイン領域
は、チャネル領域よりも厚い膜厚を有していることを特
徴としている。
In order to achieve the above object, a thin film semiconductor device according to the present invention is provided on an insulating substrate and has a channel region, a source region and a source region located on both sides of the channel region. A semiconductor layer having a drain region, a gate insulating film formed on the semiconductor layer, and a gate electrode formed on the gate insulating film so as to face the channel region; , The upper surface of each of the drain regions is located on the same plane, and the source region and the drain region have a larger thickness than the channel region.

【0011】また、この発明に係る薄膜半導体装置によ
れば、半導体層の少なくともソース領域およびドレイン
領域は、その一部がそれぞれ絶縁基板表面に形成された
溝内に設けられ、上記ソース領域およびドレイン領域は
上記チャネル領域よりも厚い膜厚に形成されているとと
もに、上記チャネル領域、ソース領域、ドレイン領域の
各々の上面は同一平面上に位置していることを特徴とし
ている。
According to the thin film semiconductor device of the present invention, at least the source region and the drain region of the semiconductor layer are partially provided in the grooves formed on the surface of the insulating substrate, respectively. The region is formed to be thicker than the channel region, and the upper surfaces of the channel region, the source region, and the drain region are located on the same plane.

【0012】更に、この発明に係る薄膜半導体装置によ
れば、半導体層は絶縁基板表面に形成された溝内に設け
られ、この溝は、チャネル領域が設けられた第1部分
と、ソース領域およびドレイン領域が設けられた第2部
分とを有し、上記第2部分は第1部分よりも深く形成さ
れている。また、上記チャネル領域、ソース領域、およ
びドレイン領域の各々の上面は、上記絶縁基板表面と同
一平面上に並んで位置している。
Further, according to the thin-film semiconductor device of the present invention, the semiconductor layer is provided in the groove formed on the surface of the insulating substrate, and the groove has the first portion provided with the channel region, the source region, and the source region. A second portion provided with a drain region, wherein the second portion is formed deeper than the first portion. The upper surfaces of the channel region, the source region, and the drain region are located on the same plane as the surface of the insulating substrate.

【0013】上記ように構成されたいわゆるコプラナ型
の薄膜半導体装置によれば、チャネル領域よりもソース
領域およびドレイン領域の膜厚を厚くすることによりオ
フリークの増大、およびレーザ照射による結晶化時の必
要パワーの増大によるスループットの低下、ポリシリコ
ン表面の凹凸の増大等の問題を生じることなく、イオン
注入工程後の活性化不良の確率が激減する。
According to the so-called coplanar thin film semiconductor device configured as described above, the thickness of the source region and the drain region is made larger than that of the channel region to increase off-leakage. The probability of activation failure after the ion implantation step is drastically reduced without problems such as a decrease in throughput due to an increase in power and an increase in unevenness of the polysilicon surface.

【0014】また、チャネル、ソース、ドレイン領域全
体の上面と、これらが形成された絶縁基板表面とが同一
平面上に位置し平坦となっているため、それより上層に
形成される配線の断線、交差部での短絡の確率が低減す
る。
Further, since the upper surface of the entire channel, source, and drain regions and the surface of the insulating substrate on which they are formed are located on the same plane and are flat, disconnection of the wiring formed thereabove, The probability of a short circuit at the intersection is reduced.

【0015】更に、絶縁基板表面に溝を形成し、少なく
ともソース領域およびドレイン領域の一部を上記溝内に
設けることにより、チャネル領域に比較して、ソース領
域およびドレイン領域の膜厚が厚い薄膜半導体装置を比
較的容易に得ることが可能となる。
Further, by forming a groove on the surface of the insulating substrate and providing at least a part of the source region and the drain region in the groove, the thin film of the source region and the drain region is thicker than the channel region. A semiconductor device can be obtained relatively easily.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係るコプラナ型の薄膜半導体装置につ
いて詳細に説明する。図1に示すように、薄膜半導体装
置は、例えば透明なガラスからなる絶縁基板10を備
え、この絶縁基板10の表面には溝12が形成されてい
る。溝12は、第1部分12aと第1部分の両側に連続
して位置した一対の第2部分12bとを有し、第2部分
は第1部分よりも深く形成されている。例えば、第1部
分12aは深さ50nm、第2部分は深さ80nmにそ
れぞれ形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a coplanar thin film semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the thin-film semiconductor device includes an insulating substrate 10 made of, for example, transparent glass, and a groove 12 is formed on the surface of the insulating substrate 10. The groove 12 has a first portion 12a and a pair of second portions 12b located continuously on both sides of the first portion, and the second portion is formed deeper than the first portion. For example, the first portion 12a is formed at a depth of 50 nm, and the second portion is formed at a depth of 80 nm.

【0017】溝10内には、ポリシリコンからなる半導
体層14が形成されている。この半導体層14は、チャ
ネル領域14a、並びにチャネル領域の両側にそれぞれ
位置したソース領域14bおよびドレイン領域14cを
有している。そして、チャネル領域14aは溝12の第
1部分12a内に形成され、ソース領域14aおよびド
レイン領域14bは溝12の第2部分12b内にそれぞ
れ形成されている。
In the trench 10, a semiconductor layer 14 made of polysilicon is formed. The semiconductor layer 14 has a channel region 14a, and a source region 14b and a drain region 14c located on both sides of the channel region. The channel region 14a is formed in the first portion 12a of the groove 12, and the source region 14a and the drain region 14b are formed in the second portion 12b of the groove 12, respectively.

【0018】また、チャネル領域14a、ソース領域1
4b、およびドレイン領域14cは、その上面が絶縁基
板10の表面と同一平面上に位置するように形成されて
いる。従って、チャネル領域14aは膜厚50nm、ソ
ース領域14bおよびドレイン領域14cは膜厚80n
mに形成され、チャネル領域14aよりもソース領域1
4bおよびドレイン領域14cの方が厚く形成されてい
る。
The channel region 14a and the source region 1
4b and the drain region 14c are formed such that their upper surfaces are located on the same plane as the surface of the insulating substrate 10. Therefore, the channel region 14a has a thickness of 50 nm, and the source region 14b and the drain region 14c have a thickness of 80n.
m and the source region 1 is larger than the channel region 14a.
4b and the drain region 14c are formed thicker.

【0019】半導体層14および絶縁基板10の表面上
にはゲート絶縁膜16が形成され、更に、ゲート絶縁膜
16上には、チャネル領域14aと対向してゲート電極
18が形成されている。また、このゲート電極18に重
ねて層間絶縁膜20が形成されている。
A gate insulating film 16 is formed on the surfaces of the semiconductor layer 14 and the insulating substrate 10, and a gate electrode 18 is formed on the gate insulating film 16 so as to face the channel region 14a. Further, an interlayer insulating film 20 is formed on the gate electrode 18.

【0020】層間絶縁膜20上には、ソース領域14b
およびドレイン領域14cにそれぞれ対向してソース電
極22およびドレイン電極24が形成されている。そし
て、ソース電極22およびドレイン電極24は、コンタ
クトホール26、27を介してソース領域14bおよび
ドレイン領域14cにそれぞれ接続されている。また、
ドレイン電極24は、層間絶縁膜20上に形成されたI
TOからなる画素電極28に接続されているとともに、
ソース電極22およびドレイン電極24を覆ってパシベ
ーション30が形成されている。
On the interlayer insulating film 20, a source region 14b
A source electrode 22 and a drain electrode 24 are formed to face the drain region 14c, respectively. The source electrode 22 and the drain electrode 24 are connected to the source region 14b and the drain region 14c via contact holes 26 and 27, respectively. Also,
The drain electrode 24 is formed on the I
While being connected to the pixel electrode 28 made of TO,
A passivation 30 is formed to cover the source electrode 22 and the drain electrode 24.

【0021】上記構成の薄膜半導体装置は、以下の工程
により製造される。まず、図2(a)に示すように、透
明なガラスからなる絶縁基板10の表面の内、半導体層
14が形成される部分に、溝12を形成する。この場
合、写真食刻法によって、絶縁基板10表面の内、ソー
スおよびドレイン領域となる部分に溝を形成し、更に、
チャネル、ソース、およびドレイン領域となる部分を再
度写真食刻法によって食刻することにより、溝12を形
成する。この際、チャネル領域となる第1部分12aの
深さが50nm、ソース領域およびドレイン領域となる
第2部分12bの深さが80nmとなるように溝12を
形成する。
The thin film semiconductor device having the above structure is manufactured by the following steps. First, as shown in FIG. 2A, a groove 12 is formed in a portion of the surface of an insulating substrate 10 made of transparent glass where a semiconductor layer 14 is formed. In this case, grooves are formed by photolithography in portions of the surface of the insulating substrate 10 that will be the source and drain regions.
The channel 12, the source, and the drain region are etched again by the photo-etching method to form the groove 12. At this time, the trench 12 is formed so that the depth of the first portion 12a serving as a channel region is 50 nm and the depth of the second portion 12b serving as a source region and a drain region is 80 nm.

【0022】また、溝12はフォトレジストを用いたエ
ッチバックにより形成してもよい。すなわち、チャネル
領域に対応する部分が開口し、かつ、ソースおよびドレ
イン領域に対応する部分の膜厚が、半導体層の存在しな
い周囲の部分よりも薄くなっているフォトレジストを絶
縁基板表面に形成し、絶縁基板全面をエッチバックする
ことにより、チャネル、ソース、ドレイン領域全体を含
み、かつ、ソースおよびドレイン領域部分がチャネル領
域部分よりも深い溝を形成してもよい。なお、このよう
な構造のフォトレジストは、チャネル領域部分を通常の
条件で露光し、続けてソースおよびドレイン領域部分
を、露光量を減らして露光、現像を行うことにより作成
される。
The groove 12 may be formed by etch back using a photoresist. That is, a photoresist is formed on the surface of the insulating substrate in which a portion corresponding to the channel region is opened and a film thickness of a portion corresponding to the source and drain regions is smaller than that of a peripheral portion where the semiconductor layer is not present. By etching back the entire surface of the insulating substrate, a groove may be formed that includes the entire channel, source, and drain regions, and that has a source and drain region portion deeper than the channel region portion. A photoresist having such a structure is prepared by exposing the channel region under normal conditions, and then exposing and developing the source and drain regions with reduced exposure.

【0023】続いて、図2(b)に示すように、絶縁基
板10の表面上にアモルファスシリコン薄膜50をプラ
ズマCVD法を用いて100nmの厚さに形成する。そ
して、このアモルファスシリコン薄膜50をエキシマレ
ーザーなどにより結晶化させポリシリコン膜50を得
る。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, an amorphous silicon thin film 50 is formed on the surface of the insulating substrate 10 to a thickness of 100 nm by using the plasma CVD method. Then, the amorphous silicon thin film 50 is crystallized by an excimer laser or the like to obtain a polysilicon film 50.

【0024】次に、図2(c)に示すように、ポリシリ
コン膜50上にフォトレジストを塗布し、エッチバック
を行うことにより、チャネル領域14a、ソース領域1
4b、およびドレイン領域14cとなる島状のポリシリ
コン層52を得る。
Next, as shown in FIG. 2C, a photoresist is applied on the polysilicon film 50, and is etched back, so that the channel region 14a and the source region 1 are formed.
4b and an island-shaped polysilicon layer 52 to be the drain region 14c.

【0025】図2(d)に示すように、ポリシリコン層
52および絶縁基板10の表面に、ゲート絶縁膜16と
なる酸化シリコン膜をプラズマCVD法により100n
mの厚さに形成する。続いて、ゲート絶縁膜16上に金
属薄膜をスパッタリング法により200nmの厚さに形
成した後、ゲート配線部等の必要部位以外を写真食刻法
により除去し、ゲート電極18を形成する。
As shown in FIG. 2D, a silicon oxide film to be the gate insulating film 16 is formed on the surface of the polysilicon layer 52 and the insulating substrate 10 by a plasma CVD method for 100 nm.
m. Subsequently, after a metal thin film is formed on the gate insulating film 16 to a thickness of 200 nm by a sputtering method, portions other than necessary portions such as a gate wiring portion are removed by a photolithography method to form a gate electrode 18.

【0026】続いて、図3(a)に示すように、ゲート
電極18をマスクに用いて自己整合的にリンなどのイオ
ンをポリシリコン層52に注入し、ソース領域14bお
よびドレイン領域14cを形成する。その後、ポリシリ
コン層52に対して600℃、3時間の熱処理を行うこ
とにより活性化を行う。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, ions such as phosphorus are implanted into the polysilicon layer 52 in a self-aligned manner using the gate electrode 18 as a mask to form a source region 14b and a drain region 14c. I do. Thereafter, the polysilicon layer 52 is activated by performing a heat treatment at 600 ° C. for 3 hours.

【0027】次に、図3(b)に示すように、プラズマ
CVD法により層間絶縁膜20となる酸化シリコン膜を
ゲート電極18およびゲート絶縁層16上に形成する。
更に、この層間絶縁膜20上にITO膜を100nmの
厚さに形成し、写真食刻法を用いて必要部以外のITO
を除去することにより画素電極28を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a silicon oxide film to be an interlayer insulating film 20 is formed on the gate electrode 18 and the gate insulating layer 16 by a plasma CVD method.
Further, an ITO film having a thickness of 100 nm is formed on the interlayer insulating film 20, and the ITO film other than the necessary portions is formed by photolithography.
Is removed to form the pixel electrode 28.

【0028】続いて、図3(c)に示すように、写真食
刻法を用いてゲート絶縁膜16および層間絶縁膜20
に、ポリシリコン層52のソース領域14b、ドレイン
領域14cに開口するコンタクトホール26、27を形
成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3C, the gate insulating film 16 and the interlayer insulating film 20 are formed by photolithography.
Then, contact holes 26 and 27 which are opened in the source region 14b and the drain region 14c of the polysilicon layer 52 are formed.

【0029】その後、スパッタリング法により、層間絶
縁膜20に重ねてアルミニウムもしくはその合金膜を4
00nmの厚さに形成し、写真食刻法によってソース、
ドレイン部以外を除去することにより、ソース電極22
およびドレイン電極24を含む配線を完成させる。続い
て、プラズマCVD法によりパシベーション30となる
窒化シリコン膜を100nmの厚さに形成し、写真食刻
法によって必要部以外を除去することにより薄膜半導体
装置が完成する。
After that, aluminum or an alloy thereof is deposited on the interlayer insulating film 20 by sputtering.
Formed to a thickness of 00 nm, source by photo engraving,
By removing portions other than the drain portion, the source electrode 22 is removed.
And a wiring including the drain electrode 24 is completed. Subsequently, a silicon nitride film serving as a passivation 30 is formed to a thickness of 100 nm by a plasma CVD method, and portions other than necessary portions are removed by a photolithography method, thereby completing a thin film semiconductor device.

【0030】以上のように構成された薄膜半導体装置に
よれば、ポリシリコンからなる半導体層14は絶縁基板
10表面に形成された溝12内に設けられ、かつソース
領域14bおよびドレイン領域14cをなす部分の溝の
深さをチャネル領域14aの溝の深さより深く形成して
いる。これにより、チャネル領域14aに比較して、ソ
ース領域14bおよびドレイン領域14cの膜厚が厚い
薄膜半導体装置を比較的容易に得ることができる。
According to the thin film semiconductor device configured as described above, the semiconductor layer 14 made of polysilicon is provided in the groove 12 formed on the surface of the insulating substrate 10 and forms the source region 14b and the drain region 14c. The depth of the groove in the portion is formed deeper than the depth of the groove in the channel region 14a. This makes it possible to relatively easily obtain a thin-film semiconductor device in which the source region 14b and the drain region 14c are thicker than the channel region 14a.

【0031】従って、オフリークの増大を防止できると
ともに、イオン注入工程後の活性化不良の確率を激減さ
せることができる。同時に、レーザ照射によるアモルフ
ァスシリコン層の結晶化時に必要なパワーを低減し、か
つ、スループットの低下を防止することができる。
Therefore, it is possible to prevent an increase in off-leakage and to drastically reduce the probability of activation failure after the ion implantation step. At the same time, the power required for crystallization of the amorphous silicon layer by laser irradiation can be reduced, and a decrease in throughput can be prevented.

【0032】更に、上記薄膜半導体装置によれば、半導
体層14のチャネル、ソース、ドレイン領域全体の上面
は、これらが形成された絶縁基板10表面と同一平面上
に位置し平坦となっている。そのため、半導体層表面が
凹凸になることがなく、半導体層14より上層に形成さ
れる配線の断線、交差部での短絡の確率を低減すること
ができる。
Further, according to the thin film semiconductor device, the upper surfaces of the entire channel, source, and drain regions of the semiconductor layer 14 are located on the same plane as the surface of the insulating substrate 10 on which these are formed, and are flat. For this reason, the surface of the semiconductor layer does not become uneven, and the probability of disconnection of a wiring formed above the semiconductor layer 14 and a short circuit at an intersection can be reduced.

【0033】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、上記実施の形態においては、絶縁基板に
形成された溝12内に半導体層14全体を形成する構成
としたが、少なくともソース領域およびドレイン領域の
一部が溝内に位置するように形成されていてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the entire semiconductor layer 14 is formed in the groove 12 formed in the insulating substrate. However, at least a part of the source region and the drain region is formed so as to be located in the groove. May be.

【0034】すなわち、図4に示す他の実施の形態によ
れば、絶縁基板10表面の内、ソース領域およびドレイ
ン領域が形成される部位のみにそれぞれ溝12が形成さ
れ、これらの溝に重ねて半導体層14が設けられてい
る。そして、ソース領域14bおよびドレイン領域14
cの下端部分のみがそれぞれ溝12内に収容されてい
る。但し、チャネル領域14a、ソース領域14b、ド
レイン領域14cの上面は同一平面上に位置し平坦とな
っている。
In other words, according to another embodiment shown in FIG. 4, grooves 12 are formed only in the portions of the surface of insulating substrate 10 where the source region and the drain region are to be formed. A semiconductor layer 14 is provided. Then, the source region 14b and the drain region 14
Only the lower end portion of c is accommodated in the groove 12. However, the upper surfaces of the channel region 14a, the source region 14b, and the drain region 14c are located on the same plane and are flat.

【0035】このような構成とした場合でも、ソース領
域14bおよびドレイン領域14cの膜厚をチャネル領
域14aの膜厚よりも容易に厚くすることができ、上述
した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、他の構成は上記実施の形態と同一であり、同一の
部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略
する。
Even in such a configuration, the thickness of the source region 14b and the drain region 14c can be easily made larger than the thickness of the channel region 14a, and the same operation and effect as in the above-described embodiment can be obtained. Obtainable.
Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0036】上述した実施の形態においては、絶縁基板
上に半導体層を直接設ける構成としたが、絶縁基板と半
導体層との間にアンダーコートが設けられていてもよ
く、また、このアンダーコートのみに溝を設ける構成と
してもよい。
In the above embodiment, the semiconductor layer is provided directly on the insulating substrate. However, an undercoat may be provided between the insulating substrate and the semiconductor layer. The groove may be provided in the groove.

【0037】その他、上述した実施の形態では、半導体
層をなす多結晶シリコン薄膜をレーザーアニール法によ
り作成したが、非晶質シリコンを固相成長させて半導体
層を得ても良い。また、チャネル領域、ソース領域、お
よびドレイン領域を作成する工程には、フォトレジスト
を用いたエッチバック法を用いたが、表面を機械的に研
磨する方法を用いても良い。
In the above-described embodiment, the polycrystalline silicon thin film forming the semiconductor layer is formed by the laser annealing method. However, the semiconductor layer may be obtained by solid-phase growing amorphous silicon. In the step of forming the channel region, the source region, and the drain region, an etch-back method using a photoresist is used, but a method of mechanically polishing the surface may be used.

【0038】ゲート電極としては、スパッタリング法に
よって作成した金属薄膜に限らず、不純物を添加したシ
リコン薄膜を用いても良い。また、ポリシリコン層に注
入する不純物としてリンを用いたn型薄膜半導体装置に
ついて説明したが、p型薄膜半導体装置の場合にも、n
型p型を同一基板上に形成した相補型MOS半導体装置
としてもよい。
The gate electrode is not limited to a metal thin film formed by a sputtering method, but may be a silicon thin film to which impurities are added. Further, the n-type thin film semiconductor device using phosphorus as an impurity to be implanted into the polysilicon layer has been described.
A complementary MOS semiconductor device in which the p-type is formed on the same substrate may be used.

【0039】層間絶縁膜は、プラズマCVD法により作
成した酸化シリコン膜に限らず、熱CVD法あるいはス
パッタリング法によって作成した酸化シリコン膜として
もよい。この場合、絶縁性を有する膜であれば酸化シリ
コン膜に代わって他の膜を使用することもできる。更
に、ソース電極およびドレイン電極は、アルミニウム、
その合金薄膜に限らず、他の導電性を有する物質で形成
してもよい。
The interlayer insulating film is not limited to a silicon oxide film formed by a plasma CVD method, but may be a silicon oxide film formed by a thermal CVD method or a sputtering method. In this case, another film can be used instead of the silicon oxide film as long as the film has an insulating property. Further, the source electrode and the drain electrode are made of aluminum,
Not only the alloy thin film but also other conductive materials may be used.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、絶縁基板表面に形成された溝に少なくともソース領
域およびドレイン領域の一部が収容された状態で半導体
層を設けることにより、ソース領域およびドレイン領域
の膜厚をチャネル領域の膜厚よりも容易に厚くすること
ができ、特性劣化、スループットの低下を生じることな
く、イオン注入後のシリコン層の活性化不良を防止可能
な薄膜半導体装置を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the semiconductor layer is provided in a state where at least a part of the source region and the drain region is accommodated in the groove formed on the surface of the insulating substrate. A thin film semiconductor in which the thickness of the region and the drain region can be easily made larger than the thickness of the channel region, and the activation failure of the silicon layer after ion implantation can be prevented without causing characteristic deterioration and throughput reduction. An apparatus can be provided.

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

【図1】この発明の実施の形態に係る薄膜半導体装置の
断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a thin film semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記薄膜半導体装置の製造工程をそれぞれ示す
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the thin-film semiconductor device.

【図3】上記薄膜半導体装置の製造工程をそれぞれ示す
断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the thin film semiconductor device.

【図4】この発明の他の実施の形態に係る薄膜半導体装
置の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a thin film semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…絶縁基板 12…溝 12a…第1部分 12b…第2部分 14…半導体層 14a…チャネル領域 14b…ソース領域 14c…ドレイン領域 16…ゲート絶縁膜 18…ゲート電極 20…層間絶縁膜 22…ソース電極 24…ドレイン電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Insulating substrate 12 ... Groove 12a ... 1st part 12b ... 2nd part 14 ... Semiconductor layer 14a ... Channel region 14b ... Source region 14c ... Drain region 16 ... Gate insulating film 18 ... Gate electrode 20 ... Interlayer insulating film 22 ... Source Electrode 24 ... Drain electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板上に設けられているとともに、チ
ャネル領域と、チャネル領域の両側にそれぞれ位置した
ソース領域およびドレイン領域とを有する半導体層と、 上記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、 上記チャネル領域に対向してゲート絶縁膜上に形成され
たゲート電極と、を備え、 上記チャネル領域、ソース領域、ドレイン領域の各々の
上面は同一平面上に位置し、上記ソース領域およびドレ
イン領域は、チャネル領域よりも厚い膜厚を有している
ことを特徴とする薄膜半導体装置。
A semiconductor layer provided on an insulating substrate and having a channel region and source and drain regions located on both sides of the channel region; and a gate insulating film formed on the semiconductor layer. And a gate electrode formed on a gate insulating film so as to face the channel region. The upper surfaces of the channel region, the source region, and the drain region are located on the same plane, and the source region and the drain The thin film semiconductor device, wherein the region has a larger thickness than the channel region.
【請求項2】絶縁基板上に設けられているとともに、チ
ャネル領域と、チャネル領域の両側にそれぞれ位置した
ソース領域およびドレイン領域とを有する半導体層と、 上記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、 上記チャネル領域に対向してゲート絶縁膜上に形成され
たゲート電極と、 上記ゲート絶縁膜およびゲート電極上に形成された層間
絶縁層と、 上記層間絶縁層上に形成されているとともに上記ソース
領域およびドレイン領域にそれぞれ接続されたソース電
極およびドレイン電極と、を備え、 上記半導体層のソース領域およびドレイン領域の少なく
とも一部は、それぞれ上記絶縁基板表面に形成された溝
内に設けられ、上記ソース領域およびドレイン領域は上
記チャネル領域よりも厚い膜厚に形成されているととも
に、上記チャネル領域、ソース領域、ドレイン領域の各
々の上面は同一平面上に位置していることを特徴とする
薄膜半導体装置。
2. A semiconductor layer provided on an insulating substrate and having a channel region and source and drain regions located on both sides of the channel region, and a gate insulating film formed on the semiconductor layer. A gate electrode formed on a gate insulating film facing the channel region; an interlayer insulating layer formed on the gate insulating film and the gate electrode; and a gate electrode formed on the interlayer insulating layer. A source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region, respectively, at least a part of the source region and the drain region of the semiconductor layer are provided in grooves formed on the surface of the insulating substrate, The source region and the drain region are formed to be thicker than the channel region, and Le area, thin film semiconductor device each of the upper surface of the source region, the drain region, characterized in that the are located on the same plane.
【請求項3】表面に溝が形成された絶縁基板と、 チャネル領域と、チャネル領域の両側に並んで位置した
ソース領域およびドレイン領域とを有し、上記絶縁基板
の溝内に設けられた半導体層と、 上記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、 上記チャネル領域に対向してゲート絶縁膜上に形成され
たゲート電極と、 上記ゲート絶縁膜およびゲート電極上に形成された層間
絶縁層と、 上記層間絶縁層上に形成されているとともに上記ソース
領域およびドレイン領域にそれぞれ接続されたソース電
極およびドレイン電極と、を備え、 上記絶縁基板の溝は、上記チャネル領域が設けられた第
1部分と、上記ソース領域およびドレイン領域が設けら
れた第2部分とを有し、上記第2部分は第1部分よりも
深く形成され、 上記チャネル領域、ソース領域、およびドレイン領域の
各々の上面は、上記絶縁基板表面と同一平面上に並んで
位置していることを特徴とする薄膜半導体装置。
3. An insulating substrate having a groove formed on a surface thereof, a channel region, and a source region and a drain region located on both sides of the channel region, the semiconductor being provided in the groove of the insulating substrate. A layer, a gate insulating film formed on the semiconductor layer, a gate electrode formed on the gate insulating film facing the channel region, and an interlayer insulating layer formed on the gate insulating film and the gate electrode And a source electrode and a drain electrode formed on the interlayer insulating layer and connected to the source region and the drain region, respectively, wherein the groove of the insulating substrate has a first surface provided with the channel region. A second portion provided with the source region and the drain region, wherein the second portion is formed deeper than the first portion; A thin film semiconductor device, wherein upper surfaces of the region and the drain region are located on the same plane as the surface of the insulating substrate.
【請求項4】上記溝の第1部分は深さ30nmないし1
00nmに形成され、上記第2部分は深さ80nmない
し150nmに形成されていることを特徴とする請求項
3に記載の薄膜半導体装置。
4. The first portion of the groove has a depth of 30 nm to 1 nm.
4. The thin film semiconductor device according to claim 3, wherein the second portion is formed to a thickness of 80 nm to 150 nm.
JP25735897A 1997-09-22 1997-09-22 Thin-film semiconductor device Pending JPH1197696A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100419514C (en) * 2006-10-13 2008-09-17 友达光电股份有限公司 Method for producing liquid crystal display device substrate
JP2008252083A (en) * 2007-03-08 2008-10-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
KR101002341B1 (en) * 2003-12-30 2010-12-17 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device and method for manufacturing thereof
CN103295905A (en) * 2012-06-29 2013-09-11 上海天马微电子有限公司 Semiconductor device and forming method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101002341B1 (en) * 2003-12-30 2010-12-17 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device and method for manufacturing thereof
CN100419514C (en) * 2006-10-13 2008-09-17 友达光电股份有限公司 Method for producing liquid crystal display device substrate
JP2008252083A (en) * 2007-03-08 2008-10-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
CN103295905A (en) * 2012-06-29 2013-09-11 上海天马微电子有限公司 Semiconductor device and forming method thereof

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