JPS62213114A - Recrystalizing method for active region in high withstand voltage transistor - Google Patents
Recrystalizing method for active region in high withstand voltage transistorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は駆動能力を大きくできる高耐圧トランジスタの
活性領域の再結晶化法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for recrystallizing the active region of a high voltage transistor that can increase the driving capability.
〔従来の技術:1
近年、ディスプレイ装置は情報化社会においてますます
重要な位置を占めてきている。同時にディスプレイ装置
の薄型化への要求も高まってきている。[Background Art: 1 In recent years, display devices have been occupying an increasingly important position in the information society. At the same time, there is an increasing demand for thinner display devices.
そこで、種々のT F T (Th1n rift T
ransistor)構造が研究されており、その中で
も非晶質シ゛リコン及び多結晶シリコンを用いる方法が
主流となってきている。Therefore, various T F T (Th1n rift T
(transistor) structures have been studied, and methods using amorphous silicon and polycrystalline silicon are becoming mainstream.
ここで、液晶を駆動するTPTの研究は、駆動電圧の低
いことから比較的さがんに行なわれている。しかしEL
の場合においては、高い駆動電圧のTPTが必要とされ
る。このような高い駆動電圧のTPTを製造した例がプ
ロシーディング・オプ・ザ・ソサイアティ・フォー・イ
ンホメーション・ディスプレイ(Proceeding
of the 5ocietyfor Infor
mation Display)、VoL、 2
5 / 2 、 1 984に報告されている。この構
造を第2図に示す、第2図において1は石英基板、2は
ドレイン領域、3はソース領域、4はゲート電極、15
はレーザアニールされた多結晶シリコン、16はゲート
絶縁膜である。この構造においては図に示されているよ
うに電圧を高くする為にオフセットゲート構造を採用し
ている。このオフセットゲート長を長くすることにより
ドレイン耐圧を高くできる。Here, research on TPT for driving liquid crystals has been relatively intensive since the driving voltage is low. But EL
In this case, a TPT with a high driving voltage is required. An example of manufacturing TPT with such high driving voltage is Proceedings of the Society for Information Displays.
of the 5ocietyfor Infor
tion Display), VoL, 2
Reported on May 2, 1984. This structure is shown in FIG. 2, in which 1 is a quartz substrate, 2 is a drain region, 3 is a source region, 4 is a gate electrode, 15
1 is laser annealed polycrystalline silicon, and 16 is a gate insulating film. As shown in the figure, this structure employs an offset gate structure to increase the voltage. By increasing the offset gate length, the drain breakdown voltage can be increased.
しかし、この構造の場合にはオフセットゲート部の抵抗
が高く、オン抵抗が高くなる。そこで例えばこの部分に
不純物をイオン注入して抵抗を下げることが考えられる
。第3図にその構造図を示す。第3図において8がドレ
イン領域と同じ導電型不純物をイオン注入して抵抗を下
げたドリフト領域である。However, in this structure, the resistance of the offset gate portion is high, resulting in a high on-resistance. Therefore, it may be possible to lower the resistance by, for example, implanting impurity ions into this portion. Figure 3 shows its structural diagram. In FIG. 3, reference numeral 8 denotes a drift region in which impurities of the same conductivity type as the drain region are ion-implanted to lower the resistance.
第2図、及び第3図に示されている高耐圧トランジスタ
において駆動電圧を高くする為にはオフセットゲート領
域を長くする必要がある。その為活性領域(オフセット
ゲート領域+チャネル領域)の大きいトランジスタとな
る。ここでトランジスタの駆動能力を大きくする為には
多結晶シリコン層で形成された活性領域のモビリティ−
を大きくすること等が考えられる。そこでモビリティ−
を大きくする為に多結晶シリコン層を単結晶化させるこ
とが必要である。In order to increase the drive voltage in the high voltage transistors shown in FIGS. 2 and 3, it is necessary to lengthen the offset gate region. Therefore, the transistor has a large active region (offset gate region + channel region). Here, in order to increase the driving ability of the transistor, the mobility of the active region formed by the polycrystalline silicon layer is
It is conceivable to increase . So mobility-
In order to increase the size, it is necessary to make the polycrystalline silicon layer into a single crystal.
例えば多結晶シリコンを単結晶化する技術としては、シ
ードなしのレーザーアニール、電子ビームアニール技術
等が考えられるが、現状では一般に幅数μrn 、長さ
数十μmの大きさ程度の単結晶膜しか得られていない。For example, techniques for converting polycrystalline silicon into a single crystal include seedless laser annealing and electron beam annealing, but currently only single crystal films with a width of several μrn and a length of several tens of μm are available. Not obtained.
その為、第2図、3図に示されたような活性領域の大き
いトランジスタでは、活性領域全体を均一にアニールす
ることができない為、チャネル抵抗あるいは、ドリフト
層の抵抗が大きくなり、駆動能力を十分に得ることがで
きなかった。さらに所望の駆動能力を得ようとしてゲー
ト幅を大きくした場合には、トランジスタの占有面積が
大きくなり、トランジスタの歩留まりが低下する等の問
題が生じていた。Therefore, in transistors with large active regions such as those shown in FIGS. 2 and 3, it is not possible to uniformly anneal the entire active region, which increases the channel resistance or drift layer resistance, reducing drive capability. Couldn't get enough. Furthermore, when the gate width is increased in an attempt to obtain a desired driving capability, the area occupied by the transistor increases, resulting in problems such as a decrease in the yield of the transistor.
本発明の目的は、従来の欠点を軽減し、幅数子μm以上
の再結晶化を容易にした駆動能力の高い高耐圧トランジ
スタの活性領域の再結晶化法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for recrystallizing the active region of a high voltage transistor with high driving ability, which alleviates the drawbacks of the conventional method and facilitates recrystallization with a width of several microns or more.
本発明の高耐圧トランジスタの活性領域の再結晶化法は
、多結晶シリコンよりなる高耐圧トランジスタにおいて
核となる結晶粒子を有するドレイン領域を形成し、該ド
レイン領域の周辺に多結晶シリコン層を形成し、該多結
晶シリコン層をビームアニール、あるいは他のアニール
法を用いてアニールし、前記様となる結晶粒子を有する
ドレイン領域を核として結晶成長を行なうことにより構
成される。The recrystallization method of the active region of a high voltage transistor of the present invention involves forming a drain region having crystal grains serving as a nucleus in a high voltage transistor made of polycrystalline silicon, and forming a polycrystalline silicon layer around the drain region. Then, the polycrystalline silicon layer is annealed using beam annealing or other annealing method, and crystal growth is performed using the drain region having crystal grains as described above as a nucleus.
高耐圧トランジスタのドレイン部となる高濃度層を結晶
成長を行なわせる為の核となるように例えばレーザーア
ニール法等を用いて再結晶化させる。従って、この周辺
に形成した多結晶シリコンからなるドリフト層は別のビ
ームアニール等のアニールを行なうことにより、高濃度
ドレイン領域をシード(5eed)として結晶成長が行
なわれる。The highly concentrated layer, which will become the drain portion of the high voltage transistor, is recrystallized using, for example, a laser annealing method so as to serve as a nucleus for crystal growth. Therefore, the drift layer made of polycrystalline silicon formed around this region is subjected to another beam annealing or the like, whereby crystal growth is performed using the highly doped drain region as a seed (5eed).
この為、ドリフト層の長いトランジスタやゲート幅の大
きいトランジスタにおいてら、再結晶化が容易になる。Therefore, recrystallization becomes easier in a transistor with a long drift layer or a transistor with a large gate width.
さらにドリフト層を含む多結晶シリコンの周辺に酸化膜
を設け、熱が放出されないようにしているので大きな多
結晶シリコン領域の再結晶化が容易である。Furthermore, since an oxide film is provided around the polycrystalline silicon including the drift layer to prevent heat from being released, recrystallization of a large polycrystalline silicon region is facilitated.
これは、酸1ヒ膜の熱導電率がシリコンに比べ著しく小
さいことにより、その結果、シリコンの周辺部の温度が
中央部の温度よりも高く保持されることになり、温度の
低い中央部から再結晶化され、粒径の大きい結晶が得ら
れる。This is because the thermal conductivity of the arsenic acid film is significantly lower than that of silicon, and as a result, the temperature at the periphery of the silicon is maintained higher than the temperature at the center. It is recrystallized to obtain crystals with a large grain size.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例を説明する
ために工程順に示したベレ・ソトの断面図である。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1(a) to 1(f) are cross-sectional views of a bere-soto shown in the order of steps for explaining an embodiment of the present invention.
まず、第1図(a>に示すように石英基板1上に厚さ約
1μmの多結晶シリコン層6を形成する。First, as shown in FIG. 1(a), a polycrystalline silicon layer 6 with a thickness of about 1 μm is formed on a quartz substrate 1.
次に、第1図(b)に示すようにフォトリソグラフィー
法によりドレイン領域2となる多結晶シリコン層を島状
に形成した後に、例えばCVD法により酸化シリコン層
7を形成する0次に、この多結晶シリコン層よりなるド
レイン領域2をレーザーアニール等のアニール法を用い
て再結晶化させる。Next, as shown in FIG. 1(b), after forming an island-shaped polycrystalline silicon layer that will become the drain region 2 by photolithography, a silicon oxide layer 7 is formed by, for example, CVD. Drain region 2 made of a polycrystalline silicon layer is recrystallized using an annealing method such as laser annealing.
次に、第1図(c)に示すようにドリフト領域+チャネ
ル領域十ソース領域となる部分の酸化シリコン層7をエ
ツチングし、厚さ1μmの多結晶シリコン層を形成する
。次に、この段差のついた多結晶シリコン層上にフォト
レジスト等を塗布し平坦にする。そしてドライエツチン
グにより上側よりフォトレジストあるいは多結晶シリコ
ンの工・ソチングを行ない、多結晶シリコン層9を形成
する。ここでNチャネル高耐圧MOSトランジスタを形
成することを考えてI X 1012/cm2のドーズ
量のホウ素を多結晶シリコン層9に打ち込む(pチャネ
ルの場合はリンイオン)。次に、固相状態でアニールす
ることにより、ドレイン領域2の結晶粒子が核となり、
その周辺つまりこの実施例においては、多結晶シリコン
層9の多結晶シリコンがシード化結晶される。従って、
9の多結晶シリコン領域が大面積の場合でも再結晶化が
容易になる。Next, as shown in FIG. 1(c), the portions of the silicon oxide layer 7 that will become the drift region, channel region, and source region are etched to form a polycrystalline silicon layer with a thickness of 1 μm. Next, a photoresist or the like is applied onto the polycrystalline silicon layer with the steps to make it flat. A photoresist or polycrystalline silicon layer 9 is then etched and etched from above by dry etching to form a polycrystalline silicon layer 9. Considering the formation of an N-channel high-voltage MOS transistor, boron is implanted into the polycrystalline silicon layer 9 at a dose of I x 1012/cm2 (phosphorus ions in the case of a p-channel). Next, by annealing in a solid state, the crystal grains in the drain region 2 become nuclei,
Around it, in this embodiment, the polycrystalline silicon of the polycrystalline silicon layer 9 is seeded. Therefore,
Even if the polycrystalline silicon region 9 has a large area, recrystallization becomes easy.
又、7の酸化膜は、多結晶シリコンからの熱が逃げない
ように設けられており、多結晶シリコン層9からの熱を
均一に再結晶化させるのに有効に働く。Further, the oxide film 7 is provided to prevent the heat from the polycrystalline silicon from escaping, and is effective in recrystallizing the heat from the polycrystalline silicon layer 9 uniformly.
次に、第1図(d)に示すようにリンのイオン注入を行
ないドリフト領域8を形成する。Next, as shown in FIG. 1(d), phosphorus ions are implanted to form a drift region 8.
次に、第1図(e)に示すようにCVD法により、14
の酸化膜を5000人程度形成し、チャネル領域となる
部分の酸化膜14をエツチングし、熱酸化法等により薄
いゲート酸化膜11を形成する。その上に厚さ約500
0人の多結晶シリコン層を形成し、ゲート電極4とする
。次に、このゲート電極4をマスクとしてソース領域3
とドレイン領域2にヒ素あるいはリンのイオン注入を行
なう。Next, as shown in FIG. 1(e), 14
A thin gate oxide film 11 is formed by etching the oxide film 14 in the portion that will become the channel region, and by thermal oxidation or the like. On top of that, the thickness is about 500mm
A polycrystalline silicon layer with a thickness of 100 nm is formed to serve as a gate electrode 4. Next, using this gate electrode 4 as a mask, the source region 3 is
Then, arsenic or phosphorus ions are implanted into the drain region 2.
次に、第1図(f>に示すように、パッシベーション膜
12を形成し、コ°ンタクトホールを開孔し、ドレイン
電極5.ソース電極13を形成する。その結果、高耐圧
MOSFETが実現されることになり、活性領域のモビ
リティ−を大きくすることが容易になるので駆動能力の
大きい多結晶シリコン層よりなる高耐圧トランジスタが
得られる。Next, as shown in FIG. 1 (f>), a passivation film 12 is formed, contact holes are opened, and a drain electrode 5 and source electrode 13 are formed.As a result, a high voltage MOSFET is realized. As a result, it becomes easy to increase the mobility of the active region, and a high breakdown voltage transistor made of a polycrystalline silicon layer with high driving ability can be obtained.
以上説明したとおり、本発明においては、核となる結晶
粒子を有するドレイン領域を形成し、そのドレイン領域
の周辺に多結晶シリコン層を形成し、その多結晶シリコ
ン層をビームアニール等でアニールし、ドレイン領域を
核として結晶成長を行うため、幅数子μm以上の活性領
域の再結晶化を容易にし、その結果駆動能力の高い高耐
圧トランジスタを容易に得ることができる。As explained above, in the present invention, a drain region having core crystal grains is formed, a polycrystalline silicon layer is formed around the drain region, and the polycrystalline silicon layer is annealed by beam annealing or the like. Since crystal growth is performed using the drain region as a core, recrystallization of the active region with a width of several micrometers or more is facilitated, and as a result, a high breakdown voltage transistor with high driving ability can be easily obtained.
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例を説明するた
めに工程順に示したペレットの断面図、第2図及び第3
図は従来の高耐圧多結晶シリコントランジスタの断面図
である。
1・・・石英基板、2・・・ドレイン領域、3・・・ソ
ース領域、4・・・ゲート電極、5・・・ドレイン領域
、6・・・多結晶シリコン層、7・・・酸化シリコン層
、8・・・ドリフト領域、9・・・多結晶シリコン層、
1o・・・チャネル領域、11・・・ゲート酸化膜、1
2・・・パッシベーション膜、13・・−ソース電極、
14・・・酸化膜、15・・・レーザアニールされた多
結晶シリコン層、16・・・ゲート絶縁膜。FIGS. 1(a) to 3(f) are cross-sectional views of pellets shown in the order of steps to explain one embodiment of the present invention, and FIGS.
The figure is a cross-sectional view of a conventional high voltage polycrystalline silicon transistor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Quartz substrate, 2... Drain region, 3... Source region, 4... Gate electrode, 5... Drain region, 6... Polycrystalline silicon layer, 7... Silicon oxide layer, 8... drift region, 9... polycrystalline silicon layer,
1o... Channel region, 11... Gate oxide film, 1
2...passivation film, 13...-source electrode,
14... Oxide film, 15... Laser annealed polycrystalline silicon layer, 16... Gate insulating film.
Claims (1)
となる結晶粒子を有するドレイン領域を形成し、該ドレ
イン領域の周辺に多結晶シリコン層を形成し、該多結晶
シリコン層をビームアニール、あるいは他のアニール法
を用いてアニールし、前記核となる結晶粒子を有するド
レイン領域を核として結晶成長を行なうことを特徴とす
る高耐圧トランジスタの活性領域の再結晶化法。In a high-voltage transistor made of polycrystalline silicon, a drain region having core crystal grains is formed, a polycrystalline silicon layer is formed around the drain region, and the polycrystalline silicon layer is subjected to beam annealing or other annealing method. 1. A method for recrystallizing an active region of a high-voltage transistor, characterized in that crystal growth is performed using a drain region having crystal grains serving as a core as a core.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5617886A JPS62213114A (en) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | Recrystalizing method for active region in high withstand voltage transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5617886A JPS62213114A (en) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | Recrystalizing method for active region in high withstand voltage transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62213114A true JPS62213114A (en) | 1987-09-19 |
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ID=13019854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5617886A Pending JPS62213114A (en) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | Recrystalizing method for active region in high withstand voltage transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62213114A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01161823A (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Sony Corp | Forming method for single crystal thin film |
-
1986
- 1986-03-13 JP JP5617886A patent/JPS62213114A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01161823A (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Sony Corp | Forming method for single crystal thin film |
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