WO2000060647A1 - Device having multi-layer structure, production device for the device, and production method for the device - Google Patents

Device having multi-layer structure, production device for the device, and production method for the device Download PDF

Info

Publication number
WO2000060647A1
WO2000060647A1 PCT/JP2000/002246 JP0002246W WO0060647A1 WO 2000060647 A1 WO2000060647 A1 WO 2000060647A1 JP 0002246 W JP0002246 W JP 0002246W WO 0060647 A1 WO0060647 A1 WO 0060647A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thin film
substrate
film
silicon
forming
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/002246
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Yamamoto
Mikihiko Nishitani
Hikaru Nishitani
Masahiro Sakai
Masashi Goto
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.
Publication of WO2000060647A1 publication Critical patent/WO2000060647A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating

Definitions

  • the present invention relates to an element having a multilayer structure, an apparatus for manufacturing the element, and a method for manufacturing the element.
  • a manufacturing apparatus and a manufacturing method that can be suitably used for reforming a thin film transistor using an excimer laser or the like.
  • a top-gate type thin film transistor applied to an active matrix type liquid crystal display device, a sensor array, a static random access memory (SRAM), and the like.
  • the present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method which can be suitably applied to a transistor, a manufacturing method thereof, and a top gate type thin film transistor array.
  • the present invention relates to a method for easily forming an amorphous silicon film having a low hydrogen concentration in the film by a plasma CVD method at a low temperature. Background technology
  • TFT thin film transistor
  • TFTs that use polycrystalline silicon instead of conventional amorphous silicon as semiconductor thin films have been developed. ing .
  • this polycrystalline silicon for example, strong light absorbed by a semiconductor thin film such as an excimer laser is used for a substrate. Irradiate the amorphous silicon film formed on the microcrystalline silicon film to once melt them and then crystallize or single-crystallize them. A silicon film consisting of a large or small crystal (polycrystalline silicon film), and furthermore, the defects of the formed crystal grains are removed to modify the silicon film. Quality technologies are being developed.
  • a semiconductor layer made of silicon is provided, and the semiconductor layer is isolated in accordance with the position of the pixels on the substrate and the driving circuit (so-called “Yuyu”). Patterning), and furthermore, at a predetermined region of the isolated semiconductor, for example, at or near a connection portion with a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode. Injecting specific impurities such as boron (boron, B) and phosphorus (phosphorus, P) directly or through an insulating film, etc., to convert n-type and p-type semiconductors. These devices are formed on the same substrate to create MOS type semiconductor devices.
  • an amorphous film is formed on the substrate by a plasma CVD method.
  • the amorphous silicon film is irradiated with laser light to convert the amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film. This crystallization occurs because the energy of the laser light absorbed by the amorphous silicon film is converted into heat, and the temperature inside the thin film rises. This is considered to be a process in which amorphous silicon melts and crystallizes when it is solidified again.
  • the characteristics (crystallinity, crystal grain size, and thus field-effect mobility, etc.) of the formed polycrystalline silicon film depend on the characteristics of the silicon film that absorbs light.
  • Properties The physical properties referred to here are the melting, solidification, and Properties that have an effect on the recrystallization of the material, and specifically depend on the film thickness, the atomic density, the concentration of impurities such as hydrogen contained, etc.) .
  • the film thickness and atomic density are directly related to the heat required for melting, and if the hydrogen content is high, silicon scattering may occur, but not partially. I will.
  • the physical properties of each amorphous silicon film are inspected and measured in advance, and the results are based on the results. It is necessary to take measures such as optimizing the energy density of the laser light to be illuminated.
  • the atomic density and the impurity concentration do not change so much if the deposition conditions are kept constant, but the film thickness directly related to melting varies within a range of several percent.
  • the energy density of the laser beam it is necessary to optimize the energy density of the laser beam to be irradiated according to the thickness of the amorphous silicon film.
  • the accuracy of the order of the microclone or on-strom is required, and the film is usually discharged from the vacuum to the atmosphere once after film formation.
  • the amorphous silicon film is once exposed to room air.
  • a natural oxide film is formed on the surface of the substrate, or a contaminant in the air, especially a strong acid is used in the manufacture of a substrate on which a TFT is formed.
  • the glass fiber in the field is eroded by the water, and the porosity in the glass fiber is contaminated.
  • the crystallization process due to laser irradiation becomes unstable, and the polycrystalline film is mixed with pol as an unintended impurity, and the performance of the device is reduced. Or it may be degraded.
  • the conventional manufacturing apparatus when forming a gate insulating film on the surface after forming a polycrystalline silicon film, the conventional manufacturing apparatus requires a plasma exposure after exposure to the outside air. Since the film is transferred to a CVD device to form an insulating film, an unstable natural oxide film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film during transfer, and contamination by atmospheric impurities may occur. It will be done. For this reason, the characteristics of the semiconductor / insulating film interface are also significantly reduced from this aspect, and this is one of the causes of degrading the performance of the thin film transistor. Was.
  • n-type and p-type MOS transistors on the same substrate, a drive circuit and the like are formed on the same substrate as the display portion.
  • This n-type or p-type semiconductor region is formed by injecting so-called impurities (additives for exhibiting the function of a semiconductor) such as lipo-polon into a predetermined semiconductor region. .
  • impurities additive for exhibiting the function of a semiconductor
  • the characteristics of the n-type or p-type semiconductor region strongly depend on the concentration of these implanted impurities and the profile in the thickness direction.
  • this impurity has been implanted through the gate insulating film of silicon as a semiconductor.
  • the insulating film formed by the plasma CVD method or the like varies in thickness between the substrates within a range of several percent. As a result, variations occur in the characteristics of the n-type or p-type semiconductor regions, causing variations in the characteristics of the transistor.
  • the factor that degrades the performance of such a transistor is, for example, that the TFT characteristics exceed 200 cm 2 / V'sec in the field-effect mobility. As they become more powerful, they become more critical. I came.
  • TFTs MOS thin film transistors
  • the structure of the TFT is such that a gate electrode is formed first according to the order of lamination of electrodes and semiconductor layers, and a polycrystalline silicon is formed via a gate insulating film.
  • a bottom gate type in which a film is formed on the upper surface, and conversely, a polycrystalline silicon film is formed first, and the upper surface is formed through a gate insulating film.
  • the gate electrode is classified into a top gate type which forms a gate electrode. When the two are compared, miniaturization and reduction of parasitic capacitance by the cell line structure can be easily achieved from the viewpoint of the device, and the manufacturing process can be easily performed.
  • the top-gate type which has few restrictions on, is advantageous.
  • the surface is not exposed to the air and is in a high vacuum.
  • FIGS. 29 and 30 A typical top gate type thin film transistor manufacturing process (referred to as the first conventional example) is shown in FIGS. 29 and 30. It is shown .
  • 500 is an insulating substrate
  • 501 is a semiconductor thin film
  • 502 is a gate oxide film
  • 503 is a gate electrode
  • 504 is a semiconductor.
  • Source region, 505 is a drain region
  • 506 is a channel region
  • 507 is an interlayer insulating film
  • 508 is a source electrode
  • 509 is a drain.
  • a gate insulating film is formed on a semiconductor thin film 501 from the state shown in FIG.
  • FIG. 29 (a) in which a semiconductor thin film 501 is formed on an insulating substrate 500.
  • the semiconductor thin film 501 is removed from the photolithographic graph by etching. There is a process for processing islands by means of ching.
  • the semiconductor thin film 501 and the gate insulating film 502 are formed. Since the interface is exposed to the atmosphere, the interface between the semiconductor film and the gate insulating film cannot be kept clean.
  • a second conventional example shown in Fig. 31 has been proposed.
  • a semiconductor thin film 501 and a gate insulating film 502 are formed continuously (FIG. 31 (a)), and then both are processed into an island shape.
  • a gate electrode 503 is formed (FIG. 31 (b)), whereby the interface between the semiconductor thin film 501 and the gate insulating film 502 is exposed to air.
  • the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film can be kept clean without being exposed to the heat.
  • the island-shaped slope 101a of the semiconductor thin film 501 is exposed.
  • FIG. 31 is a cross section perpendicular to the cross section including the source region, the channel region, and the drain region, and including the channel region (see FIG. 30 (b) as an example). Then, the channel Figure 30 (b) shows a cross section perpendicular to the plane of the figure including the region).
  • TFTs Thin-film transistors
  • the polysilicon film used is formed on the surface of the amorphous silicon film by a laser mask. It is formed by irradiating a laser beam by the Niel method and melting and crystallizing it.
  • the amorphous silicon film irradiated with the laser has a hydrogen concentration of 3 at% or less in the film.
  • the reason for this is that when an amorphous silicon film containing a large amount of hydrogen in the film is laser-annealed, the laser irradiation causes The temperature of the polysilicon film rises rapidly, causing the hydrogen in the film to boil and the film surface to become rough, making the film unsuitable for a TFT. That's it.
  • the method of forming the amorphous silicon film includes a normal pressure CVD method, a reduced pressure CVD method, a plasma CVD method, and the like.
  • the plasma CVD method is 40%. It is suitable in that processing at a low temperature of 0 ° C or less is possible.
  • an amorphous silicon film formed at a substrate temperature of about 250 "C by the plasma CVD method has a hydrogen content of 10 to 20 at%. Therefore, before the crystallization is performed by irradiating the amorphous silicon film with the laser by the laser annealing method, the laser annealing method is used.
  • Morphy Silicon A method for reducing the hydrogen content in a film by a plasma CVD method without performing a step of desorbing hydrogen in the film is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Heisei 9-1134. 8 Disclosed in 8.2. In this technique, the substrate is heated to 400 ° C., and thermal energy is used to desorb hydrogen in the film.
  • the amorphous silicon film is formed by a conventional plasma CVD method, when the substrate temperature, which is a general condition, is not more than 300, the amorphous silicon film is formed. Since the fluorine-containing silicon film may contain 10 to 20% of hydrogen, a step of desorbing hydrogen from the film is required.
  • the substrate temperature is heated to about 400 ° C to highly dilute the raw material gas.
  • an amorphous silicon film having a low hydrogen content is obtained, and the step of desorbing hydrogen in the film is not required.
  • the microcrystallized film must be remelted by a laser anneal, and accordingly, As a result, higher energy is required than when laser annealing a film in an amorphous state, and the manufacturing efficiency is reduced. Disclosure of the invention
  • the first purpose of the present invention is to make it possible to manufacture a thin film transistor having a MOS type structure in a clean atmosphere by adapting to the conditions for forming an amorphous semiconductor film. This is what we did.
  • the purpose of the second invention group is to overcome the above-mentioned problems of the prior art, to clean the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film, and to solve the problem of contact between the semiconductor thin film and the gate electrode.
  • An object of the present invention is to provide a top gate type thin film transistor which does not occur and a method for manufacturing the same.
  • Another object of the second invention group is to reduce the resistance of the wiring (especially, the signal line) and to carry out the thin film transistor suitably for a large liquid crystal panel or the like. This is to provide a language evening array.
  • the purpose of the third invention group is to make use of efficiently generated high energy particles so that even if the substrate temperature is low, the amorphous silicon is used.
  • An object of the present invention is to provide a method of forming an amorphous silicon film which can reduce the hydrogen content in the film.
  • the invention according to claim 1 of the present invention relates to a method for manufacturing an element having a multilayer structure by a plurality of film forming steps.
  • One of a plurality of film forming steps wherein at least one film is formed by a first film forming step and a first film forming step is obtained by the first film forming step.
  • the first step, the measuring step, and the second step are each performed in a predetermined clean atmosphere.
  • the processing in the second step in consideration of the variation is not performed. It will be done. Therefore, the second process is performed under optimal conditions, and in addition, the first process, the measurement process, and the second process are performed in a clean atmosphere. As a result, it is possible to manufacture a device having a multilayer structure with improved quality.
  • the element having a multilayer structure examples include a semiconductor element such as TFT, a semiconductor element having an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and an element having an optical multilayer film.
  • the first step is a process of forming an amorphous silicon film
  • the second step is a polysilicon process. This is applicable to the reforming treatment of the membrane.
  • the first step is a first ion implantation process for manufacturing an LDD structure
  • the second step is a process for manufacturing an LDD structure.
  • the second ion injection process is applicable.
  • the first step corresponds to the first film formation processing
  • the second step corresponds to the second film formation processing.
  • the invention according to claim 2 is the method for manufacturing a device having a multilayer structure according to claim 1, wherein the process in the second step is a film forming process.
  • the process in the second step is a film reforming process. It is characterized by
  • the invention according to claim 4 is an apparatus for manufacturing an element having a multilayer structure, and a film forming means for forming at least one of a plurality of films, Means for measuring predetermined physical properties of the film obtained by the film forming means, and processing of the film in accordance with measurement conditions determined based on the measurement results of the measuring means And a transport means for transporting the film forming means, the measuring means, and the processing means to each other, wherein the film forming means, the measuring means, and the processing means are provided. , And the transport means are characterized in that the respective processes are performed under a predetermined clean atmosphere.
  • the processing of the processing means is performed based on the measurement result of the measuring means, the processing can be performed with high accuracy. Furthermore, since the treatment by each means is performed in a clean atmosphere, a high-quality element can be obtained.
  • the processing in the processing means is a film forming processing.
  • the processing in the processing means is a film reforming processing.
  • the invention according to claim 7 or claim 8 is a method in which the substrate is placed in a predetermined clean atmosphere determined from the formation of the thin film, for example, at room temperature or under reduced pressure of hydrogen.
  • Semiconductors supplied from semiconductor supply means installed in a place outside the clean atmosphere or in a place with a clean atmosphere (more precisely, the raw material gas) are used on the substrate.
  • the substrate was placed in a predetermined clean atmosphere, for example, room temperature or vacuum, determined by a physical property measurement method using light (including ultraviolet rays and infrared rays).
  • a physical property measurement method using light including ultraviolet rays and infrared rays.
  • Sources including, Les laser light (source)
  • the property value measurement means you measured using the light receiving device measuring The physical properties of Jo Luo or Ru nature modifying et, channel ghee line, eg if 3 0 0 m J / cm 2 of d, channel ghee density 3 0 0 H z of d key sheet Ma les monodentate (1) an amorphous semi-conductor; an energy beam irradiating means for irradiating the conductor for its modification; and (3) receiving the substrate from the outside to form an amorphous semiconductor layer on its surface.
  • the substrate is not exposed to the external atmosphere at least in each of the processes of forming a thin film, measuring physical properties, and irradiating with energy rays, and the thin film forming means, the physical property measuring means, and the energy It is characterized in that it is properly mounted on the ruby ray irradiation means, and has a clean atmosphere holding type transfer means to be removed after the treatment.
  • the thin film forming means is, in a state where the substrate is horizontally set in a predetermined clean atmosphere determined by the thin film formation, and in principle, using a mask over the entire surface of the substrate, in some cases. Only at the predetermined position, the amorphous semiconductor thin film is formed by using a semiconductor supplied from a semiconductor supply means provided in a room kept in the clean atmosphere or a place outside the apparatus. It is formed by evening rings.
  • the physical property value measuring means measures physical property values such as density and film thickness related to modification of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate by irradiation with energy rays, and uses a laser beam.
  • the substrate is installed horizontally in a predetermined clean atmosphere, for example, at room temperature and in a vacuum, determined from the physical property measurement using the laser, the substrate is installed outside the measurement atmosphere. Measure using a laser source or L / E converter.
  • Enel ghee beam irradiation means E Ne-saving clear distinction of the measured physical property value or Jo Luo or Ru nature, if example embodiment 3 0 0 m J / cm: example d key sheet Ma, single
  • the first light of e For example, an optical system is used to form a beam, and an amorphous semiconductor patterned as necessary on a substrate held in a predetermined state in a predetermined atmosphere is used. Then, this beam is irradiated while scanning the substrate in order.
  • a so-called clean-atmosphere-holding transporting device having a so-called port arm, push-out machine, motor, etc., forms a thin-film polycrystalline semiconductor layer on its surface.
  • the substrate is received directly or indirectly from the outside via an intermediary means, and the substrate is contaminated at least in the subsequent processes of thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation.
  • the substrate is contaminated at least in the subsequent processes of thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation.
  • physical property values, measuring means, and energy beam irradiation means in order while maintaining an appropriate atmosphere without exposing to an external atmosphere. Install and remove after processing. (Of course, after the previous processing is completed, it may be installed in the equipment for the next processing.) Therefore, if necessary, the work room for these processings It will be transported inside and unloaded after processing.
  • each of the above-mentioned means performs necessary exhaust and decompression of the room or space where the substrate is installed, and fills with an inert gas or hydrogen gas.
  • the thin-film transistor manufacturing apparatus also has a means such as a silicon thin-film notating as necessary.
  • hydrogen is expelled from the amorphous semiconductor formed on the substrate, and the hydrogen is similarly expelled to the dangling ponds of the polycrystalline semiconductor.
  • a predetermined atmosphere determined by heat treatment to achieve good function as a transistor, such as hydrogen bonding, for example, in a nitrogen atmosphere at 1 atm.
  • a heat treatment method in which a semiconductor thin film is held for a certain period of time at a temperature of 0 ° C (in the case of the latter, at 350 ° C in H 2 ) for each substrate (including a plurality of substrates simultaneously).
  • the clean atmosphere holding type transfer means does not expose to the external atmosphere at least after the previous processing such as the formation of the amorphous semiconductor thin film, and further mounts the substrate on the heat treatment means. And heat treatment that can be removed (unloaded) after the heat treatment. That features a and this you are have a transport small means.
  • the heat treatment means has a heater, a predetermined atmosphere gas filling and exhaust means, etc., thereby purging hydrogen from the amorphous semiconductor formed on the substrate.
  • Predetermined atmosphere determined by heat treatment to achieve good function as a transistor element, such as bonding of hydrogen to the dangling band of a polycrystalline semiconductor.
  • the semiconductor thin film is heat-treated by holding the semiconductor thin film for each substrate for a predetermined time.
  • the transfer means for heat treatment of the clean atmosphere holding type transfer means should not be exposed to the external atmosphere at least, and at least one (including, if necessary, a plurality of) substrates to the heat treatment means. Installation and removal after heat treatment are possible.
  • a device for forming a thin film transistor on a given substrate for example, a device for cleaning a substrate or a device for manufacturing a thin film transistor. It has a loading / unloading means for receiving the substrate as a target of processing to form a semiconductor thin film and passing the processed substrate to the outside.
  • a thin film forming means At the outer periphery, at least a thin film forming means, a physical property measuring means, an energy beam irradiating means, a carrying-in / out means or a heat treatment means in addition to these are provided.
  • This is a clean atmosphere holding type transfer means, and holds the board to facilitate the installation and removal of the board to and from each means arranged on the outer periphery.
  • a rotatable-type conveying small means rotatable and rotatable, and the physical property value measuring means Is characterized in that it is a horizontal holding type physical property measuring means for accurately holding the board horizontally when measuring the physical property values of the above-mentioned board.
  • the loading / unloading means which has a gate valve and, if necessary, a vacuum pump, is used to receive a substrate for forming a semiconductor thin film on its surface from the outside of the device.
  • the clean atmosphere holding type transport means is a center-position type clean atmosphere holding type transport means.Thus, the thin film forming means and physical property value measurement are performed through a partition door or the like as necessary on the outer periphery of the conveyer. Means, energy beam irradiation means, loading / unloading means or, in addition to these, heat treatment means (and the room where the substrate is installed as a part of the means for that purpose) ).
  • a viewing window, a window through which light beams for processing pass, and other valves will be installed on the side walls that do not face the transfer chamber of each room. It will be easier to kick.
  • the rotatable transfer sub-means installs or removes a substrate in each means for each processing, or in a room for the processing.
  • the arm, push-out and pull-out mechanism and magic hand for this purpose are structured so that they rotate while holding the substrate.
  • the physical property value measuring means is a mechanism that holds the board horizontally and accurately when measuring the physical property value of the board, it is necessary to attach the device itself, mount the board, Furthermore, the measurement itself becomes easier.
  • Amorphous or ultrafine crystalline silicon formed in principle on a non-alkali glass substrate
  • the thin film forming means, the physical property measuring means, the energy beam irradiating means or the heat treatment means in addition thereto may be a silicon based thin film forming means, a silicon based physical property measuring means, a silicon based Energy irradiation means for the silicon system or heat treatment means for the silicon system in addition to these, each of which is made of silicon or silicon as a semiconductor 'Germanium, silicon' Exhibits functions such as forming at least one of germanium and carbon on a substrate.
  • the invention according to claim 23 of the second invention is formed on an insulating substrate, and includes a source region, a drain region, a source region, and a drain.
  • a semiconductor thin film composed of a channel region interposed between the regions, a gate electrode disposed immediately above the channel region, a channel region and the gate region;
  • a gate insulating film interposed between the source electrodes, a source electrode electrically connected to the source region, and a drain electrically connected to the drain region.
  • the gate electrode is made of a high melting point metal formed on the gate insulating film.
  • a second electrode made of a low-resistance metal formed on the first electrode; and a second electrode made of a low-resistance metal formed on the first electrode. It characterized and this that is whether we structure a gate electrode.
  • the gate electrode has a two-layer structure of the first sub-gate electrode and the second sub-gate electrode, so that the semiconductor thin film and the gate insulating film are formed. Continuous film formation is possible, and a top-gate type thin film transistor having high performance and high reliability is configured.
  • the first sub-gate electrode is made of a high melting point metal and the second sub-gate electrode is made of a low-resistance metal, so that the gate caused by heat treatment for activation or the like can be obtained. Since the electrode is prevented from being dissolved, the reliability of the top gate type thin film transistor is improved.
  • the invention according to claim 24 is the top gate thin film transistor according to claim 23, wherein the refractory metal is molybdenum or molybdenum. It is characterized by being an alloy containing iron.
  • the high melting point metal as molybdenum or an alloy containing molybdenum, good transistor performance can be obtained.
  • the refractory metal is a tungsten or a tan. It is characterized by being an alloy containing dust.
  • the refractory metal as a tungsten or an alloy containing a tungsten, good transistor performance can be obtained.
  • An invention according to claim 26 is the top gate thin film transistor according to claim 23, wherein a polycrystalline silicon having a high impurity concentration is used instead of the refractory metal. It is characterized by the use of
  • the invention according to claim 27 is the top gate type thin film transistor according to claim 23, wherein the low-resistance metal is made of aluminum or aluminum. It is characterized by being an alloy containing aluminum.
  • Good transistor performance can be obtained by using low-resistance metal as aluminum or an alloy containing aluminum.
  • the invention according to claim 28 is a method of manufacturing a top gate type thin film transistor, wherein a first step of forming a semiconductor thin film on an insulating substrate is provided. A second step of forming a gate insulating film on the semiconductor thin film and forming a first subgate electrode on the gate insulating film; and a first step of forming a first subgate electrode on the gate insulating film.
  • the first electrode, the gate insulating film, and the semiconductor thin film are subjected to a first notching process by photolithography and etching to form a first electrode.
  • the third step of processing into an island shape, and the first subgate electrode and the gate insulating film are formed by photographing and etching.
  • a source region, a drain region, and a channel region are formed in the semiconductor thin film.
  • the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film is manufactured continuously. Further, the island-shaped sloped surface of the semiconductor film and the second gate electrode are insulated from each other by the inter-layer insulating film, and thus do not come into contact with each other. Accordingly, it is possible to manufacture a top gate type thin film transistor having improved transistor characteristics.
  • An invention according to claim 29 is a method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the fourth step is replaced with a photo transistor instead of the fourth step. In the lithography and the etching, only the first subgate electrode is processed into a second island shape.
  • ion implantation is performed through the gate insulating film, so that the island-shaped sloped surface of the semiconductor thin film is not contaminated by impurities during ion implantation. It's good, it's good.
  • the invention according to claim 30 or 31 is directed to a method of manufacturing a top gate type thin film transistor according to claim 28 or 29, wherein the first step is performed. Forming an amorphous silicon thin film on an insulating substrate, crystallizing the amorphous silicon thin film, and insulating the crystalline silicon thin film as a semiconductor layer. It is characterized in that it is formed on a conductive substrate.
  • a TFT having good mobility and other characteristics can be manufactured.
  • An invention according to claim 32 is a method for manufacturing a top-gate thin film transistor according to claim 28, wherein the first subgate electrode is a high melting point metal. Wherein the second sub-gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are both made of a low-resistance metal.
  • the first subgate electrode functions as a metal mask at the time of ion implantation for impurity implantation.
  • the first subgate electrode is made of a high melting point metal, partial melting of the first subgate electrode due to heat generated at the time of ion implantation is prevented. As a result, no impurity contamination occurs in the channel region.
  • the temperature of the activation treatment after the implantation can be set high within a range not higher than the heat-resistant temperature of the glass substrate.
  • the invention according to claim 33 is the method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the refractory metal is molybdenum or molybdenum. It is characterized by being an alloy containing molybdenum.
  • the invention according to claim 34 in the method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the refractory metal is a tungsten. Is characterized by being an alloy containing tungsten.
  • the invention according to claim 35 provides a method of manufacturing a top gate type thin film transistor according to claim 28, wherein the high-melting-point metal is replaced by a metal. It is characterized by the use of polycrystalline silicon with a high purity.
  • the impurity concentration when the impurity concentration is high, the resistance becomes low, so that a thin-film transistor having excellent characteristics can be manufactured.
  • the impurities when impurities are implanted into the source / drain region, the impurities can be implanted into the polycrystalline silicon as the gate electrode at the same time. It will be easier.
  • the invention according to claim 36 is the method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the low-resistance metal is aluminum. Is characterized by being an alloy containing aluminum.
  • a plurality of signal lines and a plurality of control lines crossing the signal lines are wired, and each of the plurality of signal lines is arranged near each intersection of the signal lines and the control lines.
  • Each of the signal lines is connected to the corresponding thin-film transistor source electrode, and each control line is connected to the corresponding thin-film transistor.
  • a top gate type structure in which the control lines and signal lines are connected to the gate electrode of the transistor and the control line and the signal line are formed on the same insulating substrate together with the thin film transistor.
  • the control line is formed of a semiconductor layer, an insulating layer, a high melting point metal layer, and an inter-layer.
  • the signal line is made of a four-layer laminated film of an insulating layer, and the signal line is made of a low-resistance metal layer. It shall be the feature.
  • control lines are also wired with a low-resistance metal except at the intersections with the signal lines, they are preferable as a large-sized and high-definition TFT array.
  • the low-resistance metal is a material having a low melting point, it may be formed only after the activation of impurity ions after ion implantation, so that the heating temperature during activation is low. This is an optimal configuration that relaxes the upper limit.
  • An invention according to claim 38 is the top gate type thin film transistor array according to claim 37, wherein the refractory metal is molybdenum. Is characterized by being an alloy containing molybdenum.
  • the invention according to claim 39 is the top gate thin film transistor array according to claim 37, wherein the refractory metal is a tungsten or a tungsten alloy. It is characterized by being an alloy containing tungsten.
  • a top gate type thin film transistor transistor array according to the 37th aspect, wherein a polycrystalline material having a high impurity concentration is used in place of the refractory metal. It is characterized by the use of silicon.
  • the low-resistance metal is aluminum. Or an alloy containing aluminum.
  • the hydrogen on the outermost surface of the amorphous silicon film is not only absorbed by the thermal energy from the substrate, but also by the physicochemical energy from the high energy particles in the plasma. It has been newly found that desorption can be performed by energy.
  • the frequency of the high frequency power supply is higher than the normal 13.56 MHz (for example, 2 MHz). 7.12 MHz) or using low-pressure, high-density plasma (for example, inductively coupled plasmas or electron cyclotron resonance plasmas). . Therefore, even if the substrate temperature is low, the hydrogen content in the amorphous silicon film can be improved even if the substrate temperature is low by using the efficiently generated high energy particles. It is possible to reduce the amount.
  • a third invention group has been made.
  • the specific configuration is as follows.
  • a film forming gas containing at least Si element is introduced into a vacuum vessel of a plasma CVD apparatus, and the film forming gas is subjected to a plasma CVD method.
  • At least a film forming gas containing at least Si element is introduced into a vacuum vessel of a plasma CVD apparatus, and the film forming gas is subjected to a plasma CVD method.
  • the film forming gas is diluted with a gas that does not contribute to the film formation. It is characterized by reacting gas under supply rule conditions.
  • a polymerization reaction in the gas phase under a plasma atmosphere can be suppressed, and the film forming speed is restricted. Due to the regulated supply law condition (supply law region), the decomposition of the film forming gas is promoted and the high energy particles are increased in the plasma. . Therefore, the physical surface of the high-energy particles with respect to the film surface activates the film-forming outermost surface during the film formation and removes hydrogen from the film surface. Separation can be promoted. In this way, an amorphous silicon film having a low hydrogen concentration in the film can be formed, and the conventional amorphous silicon film can be formed. This eliminates the need for performing a step of desorbing hydrogen from the film, thereby improving production efficiency.
  • the invention according to claim 44 or 45 is characterized in that the temperature of the substrate forming the amorphous silicon film is 300 ° C. or less.
  • an amorphous silicon film is formed at a temperature of 300 ° C. or less, so that the amorphous silicon film is finely formed. It does not crystallize, does not reduce throughput, and therefore does not reduce production efficiency. Also, since an amorphous silicon film is formed on the substrate at 300 ° C or lower, it is possible to use a material with low heat resistance as the substrate. Wear .
  • the lower limit of the substrate temperature is room temperature (about 25 ° C.) in consideration of an actual manufacturing process.
  • the invention of claim 4 6-4 9 wherein, in Tsu Oh in A molar off ⁇ mortal Li co down film formation method, the film forming gas S i H 4 or the S i 2 H beta
  • the gas that does not contribute to the film formation contains at least Ar, and the ratio of the gas for film formation is 5% or less.
  • the S i H 4 or Ru Oh in the film forming gas is 5% or less concentration of S i 2 ⁇ ⁇ , and this you increase the concentration of Oh Ru A r gas you do not want to contribute to the film formation and One by the, reduces the deposition rate of the a molar off ⁇ mortal Li co-down film, or, excited in the bra's Ma a r and S i H 2 La di mosquito Lumpur and S i Since high energy particles such as H radicals increase, hydrogen present on the outermost surface during the formation of the amorphous silicon film is caused by the high energy particles.
  • the hydrogen concentration in the film is 3 at% or less.
  • a silicon film can be formed. Therefore, it is not necessary to perform a step of desorbing hydrogen in the amorphous silicon film as in the conventional case, and the production efficiency is improved.
  • the above-mentioned Ar is a gas in the inert gas, in particular, a gas in which the state of energy tends to become high in the plasma, and accordingly, the amorphous gas is used.
  • Hydrogen present on the outermost surface during the formation of the silicon film is desorbed by the physicochemical reaction by the Ar.
  • the invention according to claim 50 or 51 is characterized in that the gas that does not contribute to the film formation contains at least Ar and H 2.
  • the invention according to claim 52 or 53 uses a parallel plate type plasma CVD device in which a high frequency electrode and a ground electrode are arranged to face each other as a plasma CVD device, wherein the parallel plate type plasma CVD device is used.
  • the device is characterized in that the frequency of the high-frequency power supply of the device is set to 20 MHz or more and 100 MHz or less.
  • the frequency of the high-frequency power source is set higher than the normal 13.56 MHz in the vacuum vessel of the parallel plate type plasma CVD apparatus, so that plasma can be generated. Therefore, high energy particles can be efficiently generated, and the physicochemical reaction caused by the high energy particles can reduce the number of high-energy particles on the substrate. The hydrogen concentration in the silicon film can be reduced.
  • the frequency of the high-frequency power supply of the plasma CVD apparatus is set to be 20 MHz or more and 100 MHz or less, and the frequency of the high-frequency power supply is set to be higher than the normal 13.56 MHz.
  • the plasma density is increased, and high-energy particles in the plasma can be efficiently generated.
  • the frequency of the high-frequency power supply is lower than 20 MHz, high-energy particles are not efficiently generated, and the frequency of the high-frequency power supply is lower than 100 MHz.
  • the dischargeable range is narrow, and the device configuration Restrictions are increased. Therefore, the power supply frequency of the high-frequency power supply is not less than 20 MHz and not more than 100 MHz.
  • the high frequency power supply has a frequency of 27.12 MHz.
  • the invention according to claim 54 or 55 is characterized in that an inductively coupled plasma CVD device is used as the plasma CVD device.
  • the invention according to claim 56 or 57 is characterized in that an electron cyclotron resonance type plasma CVD device is used as the plasma CVD device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to Embodiment 11;
  • FIG. 2 is a block diagram showing an electric configuration of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to Embodiment 1-1.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration of a measurement chamber of the thin-film transistor manufacturing apparatus according to Embodiment 11-11.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the measurement chamber of the thin-film transistor manufacturing apparatus according to the embodiment 11;
  • FIG. 5 shows changes in the cross-section and configuration of the substrate and the transistor as the processing progresses in the thin-film transistor manufacturing apparatus and method according to Embodiment 11-11.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the measurement chamber of the thin-film transistor manufacturing apparatus according to the embodiment 11;
  • FIG. 5 shows changes in the cross-section and configuration of the substrate and the transistor as the processing progresses in the thin-film transistor manufacturing apparatus and method according to Embodiment 11-11.
  • FIG. 6 shows a change in a substrate, a cross-section of a transistor, and a configuration as the processing in the thin-film transistor manufacturing apparatus and method according to the embodiment 1-1 proceeds. It is a figure.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to the first to eleventh embodiments.
  • FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • FIG. 11 is a plan view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • FIG. 12 is a plan view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-2.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the top gate type TFT according to the embodiment 2-2.
  • Figure 15 is a cross-sectional view showing the end surfaces A and B of the gate electrode and the gate insulating film.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a CM0S-TFT using the thin-film transistor according to Embodiment 2-3.
  • FIG. 17 shows a CM using the thin-film transistor according to the second to third embodiments.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of OS—TFT.
  • FIG. 1.8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of CMSOTSFT using the thin-film transistor according to Embodiment 2-4.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of CMOS-TFT using the thin-film transistor according to Embodiments 2-5.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a TFT array composed of thin-film transistors according to Embodiments 2-5.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a signal line 15 5 (control line 15 6) in Embodiment 2-5.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of an intersection of a signal line 15 5 and a control line 15 6 in Embodiment 2-5.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the TFT array according to Embodiment 2-5.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the TFT array according to Embodiment 2-5.
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing the configuration of a parallel plate type plasma CVD apparatus used in the method according to Embodiment 3-1.
  • FIG. 26 is a graph showing the relationship between the concentration of SiH 4 and the concentration of hydrogen in the amorphous silicon film.
  • Figure 27 is a graph showing the relationship between the RF power and the deposition rate of the amorphous silicon film.
  • Figure 28 is a graph showing the relationship between the RF power and the hydrogen concentration in the amorphous silicon film.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the first conventional example.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the first conventional example.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the second conventional example.
  • the first invention relates to a thin film transistor manufacturing apparatus and manufacturing method, particularly to the reforming of a thin film transistor using an excimer laser or the like. About.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an apparatus for manufacturing a thin film transistor according to Embodiment 11;
  • FIG. 2 is a thin film transistor according to Embodiment 11;
  • FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the manufacturing apparatus of FIG.
  • the valve V for supplying and shutting off gas and the pump P for forced exhaust are shown only for the room 7;
  • the other chambers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 are also provided with similar valves, valves V and pumps P, respectively.
  • this manufacturing apparatus was equipped with a transport roller for transporting the substrate, a push-out device, and a mouth port 10 having a gripping hand at the center. Transport room 1 is installed.
  • the transfer chamber 1 has a structure in which six chambers 2 to 7 can be attached around the transfer chamber 1 via gates 92 to 97.
  • the mouth port 10 is on a motor-equipped base (not shown), and is rotated in the direction of the room for each processing by the rotation of the motor. It is capable of combing, that is, rotatable. As a result, it is possible to simultaneously process different substrates in each room, and to simultaneously process a plurality of substrates in the present manufacturing apparatus.
  • each of the chambers 2 to 7 has a function of exhausting at least the internal air to reduce the pressure, and the processing performed in that room depends on the processing. It has a function to introduce a specific gas from the outside of the room and exhaust it, and also to transfer the gas from the transfer room 1 to the gate 1 through the gate pulp 92-97.
  • the substrate (not shown) carried in by the processing unit 0 is processed under predetermined or unique conditions in each of the chambers 2 to 7, and is again transferred to the transfer chamber 1 in cooperation with the robot 10. It has a function to carry it out.
  • the loading / unloading chamber 2 takes in the substrate to be processed by this equipment from the outside and reduces its atmosphere from the atmosphere, or depressurizes the atmosphere of the substrate that has been processed by this equipment. It has the function of returning from the state to the indoor air and filling with nitrogen. For this purpose, it is connected to pump P, valve V, and various gas supply mechanisms.
  • the pump P, the valve V, and the various gas supply mechanisms are provided separately in the chambers 1, 3 to 7 other than the loading / unloading chamber 2.
  • the two film forming chambers 3 and 4 are connected to a source (gas) supply source outside of the room via a valve V, so that the chamber can be connected to the outside by a plasma CVD method. It functions as a facility and a room for forming an amorphous silicon-microcrystalline silicon film on a substrate or a silicon dioxide film or the like as an insulating film.
  • the deposition methods used in the deposition chambers 3 and 4 are not limited to the plasma CVD method, but must be connected to necessary equipment. It is also possible to use an ECR plasma CVD method, a remote plasma CVD method, or a snow ring ring method.
  • the laser chamber 5 has a quartz window (not shown) on the upper surface through which laser light from the outside can be introduced, and the reforming chamber brought into the room.
  • the substrate on which the amorphous semiconductor thin film is to be irradiated for this purpose is held horizontally, and is determined by the processing conditions such as the density of the laser-energy. It has a function to move at a predetermined speed.
  • the laser light is used for laser reforming (melting, crystallization) for outdoor use.
  • the specified energy density and beam shape is obtained by the optical system 12 having a lens, slit, etc. Is adjusted to As the board moves along a predetermined program, the beam sequentially scans the board surface installed in the laser annealing chamber. Each time the entire surface is illuminated.
  • the laser is irradiated only in a specific area without moving the substrate.
  • the heat treatment chamber 6 has a function to heat-treat the substrate, or more precisely, each thin film formed on its surface at a predetermined temperature and atmosphere. For this reason, the side wall surface is insulated.
  • the heat treatment chamber 6 has an electric heater for heat treatment.
  • the measurement chamber 7 measures predetermined physical properties such as the density of the substrate itself in order to increase the accuracy of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate.
  • predetermined physical properties such as the density of the substrate itself in order to increase the accuracy of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate.
  • the structure is matched to the laser-oscillator and the receiver installed outside the room, for example, quartz for laser light introduction and derivation. It has a window, etc., and has a function to hold the substrate accurately and horizontally to further improve the measurement accuracy. The details of the processing performed in each room when manufacturing a transistor are described.
  • FIG. 3 shows an example.
  • the thin glass (transparent by nature) substrate 21 to be inspected is held horizontally so as not to be distorted, and the substrate 21 in the direction perpendicular to the surface, That is, a light source 1 for film thickness measurement that irradiates a laser beam 34 of a predetermined wavelength such as 350 or 420 nm from directly above through a quartz window 31. 3 and a reflecting mirror 32 and a transmitted light detecting unit 14 provided on the wall surface facing the irradiation direction of the light source unit for film thickness measurement via a quartz window 33.
  • the substrate before and after the silicon thin film is formed and in the case of a large substrate such as 16 inches or 20 inches, the moving mechanism 71 is further used. It is possible to measure the change in the transmittance of each part by moving the substrate, and to accurately measure the thickness of the silicon thin film etc. formed on the substrate. It is possible to ask for it. Note that all the boards are mounted (always) at 7j flat, so there is no need to adjust or correct any changes in the thickness of each board. No.
  • the light source section 13 for film thickness measurement changes the wavelength of light to be irradiated within a certain range by changing the optical system, such as passing through a prism (not shown), or changing the light source. It is also possible to change the wavelength for accurate measurement, and it is also possible to measure physical properties other than film thickness.
  • irradiation with light of a wavelength that is absorbed by a special substance such as hydrogen or that excites a special substance is performed, and the concentration is determined from the absorption rate and the intensity of the excitation light. It is also possible.
  • reference numeral 70 denotes a control circuit.
  • the control circuit 70 includes a system program, a laser output, and other data relating to reforming.
  • Stored ROM 75 and RAM 72 are connected.
  • Ma An operation input means 73 and a light detection section 14 are connected to the control circuit 70. The input from the operation input means 73 and the input from the light detection section 14 are provided. Detected. Data is given.
  • the control circuit 70 includes a plurality of valves V,..., A plurality of pumps P,..., A light source unit 13 for irradiating a single laser beam for measurement, and an anneal Oscillator 11 that irradiates the laser for operation is connected, opens and closes each valve V, drives pump P, lasers the light source section 13 and the oscillator 11 One drive etc. is controlled.
  • Each of the gas supply sources is provided with an on-off valve (not shown), and the on-off valve is controlled by the control circuit 70. ing .
  • FIG. 2 mainly shows a control mechanism for reducing the pressure in the chambers 1 to 7 and a control mechanism for measuring the anneal. However, in a predetermined processing apparatus in each chamber, for example, in the film forming chambers 3 and 4, the operation of the film forming apparatus and the like is controlled by the control circuit 70. .
  • FIG. 4 shows a second example of measuring the physical properties of the main measuring chamber 7.
  • quartz windows 35 and 36 are provided on one pair of opposing side surfaces not facing the transfer room of the measurement room. With this, light of a predetermined wavelength is irradiated at a certain angle through a quartz window 35 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 21 accurately placed in a horizontal plane.
  • the physical property measurement light source section 15 that can be used and the physical property measurement light receiving section 16 that detects the irradiating light reflected on the substrate surface through the quartz window 36 are provided. It can be used to measure physical properties.
  • Figure 5 shows the cross-sectional structure of a thin film transistor (element) as it is manufactured. It is a figure showing a state of change.
  • the translucent substrate 21 is loaded into the loading / unloading chamber 2 from the outside.
  • the gas inside the transfer chamber 1 and each of the chambers 2 to 7 arranged around the transfer chamber 1 are exhausted so that the pressure becomes lower than the predetermined pressure in advance except for the transfer chamber 2. It has been done.
  • the substrate 21 cleaned in the room, which has been once cleaned by the HEPA filter, is opened, the gate valve is opened, and the transport port 10 is used. It is moved into the first film forming chamber 3.
  • a gas mixture of TEOS (Tetra Ethyl 0 rtho Si i icate) and oxygen is introduced into the film forming chamber 3, and an underlayer made of a silicon dioxide film is formed on the substrate surface by a plasma CVD method. After forming the coat film to a thickness of 40 O nm, the substrate is moved to the measurement chamber 7 and its transmittance is measured.
  • TEOS Tetra Ethyl 0 rtho Si i icate
  • the substrate 21 is moved to the second film forming chamber 4.
  • a mixed gas of silane and argon is introduced, and an amorphous silicon film is further formed on the undercoat film 22 formed on the substrate.
  • the film 23 is formed with a thickness of about 5 O nm.
  • the substrate is moved to the measurement chamber 7 again, and the transmittance of the substrate after the formation of the amorphous silicon film is measured. Thereafter, the transmittance after the formation of the amorphous silicon film is compared with the transmittance measured before the formation of the amorphous silicon film, and based on the difference between the two values, the formed amorphous silicon film is formed.
  • the thickness of the high-quality silicon film can be calculated with an accuracy of 1 nm or less.
  • the substrate is moved from the measurement chamber 7 to the laser annealing chamber 5, and the conditions most suitable for the previously determined thickness of the amorphous silicon film, particularly the energy density, are determined.
  • this film is converted to a polycrystalline silicon film.
  • the relationship between the film thickness and the laser irradiation conditions is stored in the ROM 75 in advance, and the thickness of the amorphous silicon film is reduced. Even if it is in the range of about 5 to 10%, the variation in silicon properties after melting and recrystallization by irradiation should be suppressed to about 2 to 3%. Is possible. (In the past, this variation could reach 10%.)
  • the substrate is transferred from the laser annealing chamber 5 to the second film forming chamber 4, and the first silicon nitride film of 30 nm thick is formed on the surface of the polycrystalline silicon film.
  • a second insulating film 25 is formed.
  • the gate valve 92 is closed, clean nitrogen gas is introduced into the loading / unloading chamber 2 until the pressure reaches atmospheric pressure, and then the substrate is taken out.
  • a resist of a predetermined pattern is formed on the substrate surface using photolithography technology, and then a mixed gas of carbon tetrafluoride and oxygen is used.
  • a predetermined transistor determined from a liquid crystal display panel using a polycrystalline silicon film and a first gate insulating film as a product. Isolate (form patterns 2337 and 38) so that they have a shape and an array according to the arrangement of the elements.
  • the reason that the etching is dry rather than dry is that the dimensions are accurately determined.
  • a second gate insulating film 26 made of a silicon dioxide film having a thickness of 60 nm is formed, followed by a gate made of an alloy of molybdenum and evening stainless steel. G. An electrode film 27 is formed.
  • this pattern is used as a mask (shield) to cover the entire surface of the substrate with a poly (B) ion. Is formed to form a P-type conductive region 40 in a part of the polycrystalline silicon film.
  • Lin (P) ions are implanted into the surface to form an n- type conductor region 42 in a part of the polycrystalline silicon film 24.
  • the source electrode 29 made of a laminated film of titanium and aluminum is connected to the source electrode 29.
  • the lane electrode 30 By forming the lane electrode 30, a thin-film transistor is completed.
  • the interface between the different layers is not so high.
  • the process is also not exposed to contaminated atmospheres or oxygen, which allows it to maintain a very clean interface during the process, which results in better transients. Evening characteristics were achieved.
  • Embodiments 12 and 13 of an apparatus and a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 12 Embodiments 12 and 13 of an apparatus and a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 12 Embodiments 12 and 13 of an apparatus and a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • Figure 6 shows the change in cross-sectional structure due to the progress of thin film transistor manufacturing. This is a diagram showing the situation.
  • FIG. 7 is an overall configuration diagram of the present manufacturing apparatus.
  • This equipment has two heat treatment chambers 61 and 62, and has a spare chamber 8, so that the arrangement of each chamber is circular with the transfer chamber 1 as the center.
  • Figure 1 shows that the mouth port 10 can not only rotate but also move linearly in the direction of the long axis of the ellipse. It is different from the one.
  • Each of the two heat treatment chambers has a side facing the air, which further insulates it from other chambers.
  • the hydrogen contained in the amorphous silicon film is removed in a nitrogen gas atmosphere at 450 to 500 ° C.
  • Heat treatment the heat treatment in nitrogen gas is performed in order to uniformly heat the substrate, and if vacuum is applied, vanadulous calcium adheres to the indoor wall surface. This is to prevent the substance that had been released from jumping out at high temperature and attaching to the amorphous silicon.
  • the heat treatment room can process multiple substrates at the same time because energy and work efficiency are improved, and installation accuracy is not a problem. What is it.
  • the heat-treated substrate was transferred to the measurement chamber 7 again, and the thickness of the amorphous silicon film was measured based on the transmittance measurement.Then, the substrate was transferred to the laser annealing chamber 5 and was most suitable.
  • a polycrystalline silicon film 24 is formed by irradiating the substrate surface with laser light under the conditions.
  • the first gate insulating film is formed in the first film forming chamber, the first gate insulating film is formed in the second heat treatment chamber 62 at 300 ° (in a hydrogen plasma atmosphere of up to 350 ° C.). Heat treatment with U. By this treatment, the defect dangling bond present in the polycrystalline silicon film is terminated by bonding of hydrogen atoms, and the defect in the subsequent treatment is reduced. Will be suppressed.
  • the substrate is taken out of the apparatus in the same manner as in Embodiment 11 and the first gate insulation is performed using the photolithographic branching technique.
  • a second gate insulating film 26 is formed, and subsequently, a gate electrode film is formed.
  • the gate electrode film thus formed is formed in a predetermined pattern 39.
  • a polysilicon film is implanted over the entire surface of the substrate to form a p-type conductive region 40 in a part of the polycrystalline silicon film.
  • ion implantation is performed on the entire surface of the substrate to form an n-type conductive region 42 in a part of the polycrystalline silicon film.
  • the n-type semiconductor had a thickness of 300 cm 2 / V-sec or more
  • the p-type semiconductor had an The inter-substrate variation of the thin film transistor having a field effect mobility of 50 cm 2 / V ⁇ sec or more was less than 3%.
  • the present invention has been described based on several embodiments. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments. That is, for example, the following may be performed.
  • Semiconductors are substances other than silicon, such as silicon 'germanium' and silicon 'germanium' carbon.
  • substrates are made of materials other than glass.
  • the energy used to melt and recrystallize silicon is something other than laser light, such as electron beams.
  • each thin film is another means.
  • Quartz windows (glass) can be replaced with objects of different thicknesses.
  • Rubber gloves are attached to the side of the vacuum chamber so that people can directly move the substrate.
  • the laser annealing chamber 5 is provided.
  • a room for lamp annealing may be used instead.
  • a laser anneal a carbon dioxide gas laser, an argon (Ar) laser, an excimer laser, or the like may be used.
  • the manufacturing apparatus according to the present invention can be widely used not only for TFT but also for other semiconductor elements.
  • the present invention can be suitably applied to a film forming process of an optical multilayer film and an ion implantation process in an element having an LDD (Lightly Doped Drain) structure.
  • LDD Lightly Doped Drain
  • the degree of crystal after laser anneal may be measured by a measuring means, and laser anneal may be performed again. No. Therefore, the laser annealing room 5 and the measuring room 7 may be configured to be the same room. In this case, the output of the laser should be changed depending on whether it is for measurement or for annealing.
  • the second invention group is applied to an active matrix type liquid crystal display device, a sensor array, an SRAM (Static Random Access Memory) and the like.
  • the present invention relates to a top gate type thin film transistor, a method of manufacturing the same, and a top gate type thin film transistor array.
  • the summary of the second invention group is as follows.
  • the second invention group is characterized in that a gate electrode can be continuously produced without exposing a semiconductor thin film surface to the atmosphere. (Embodiment 2 — 1)
  • FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • a top-gate TFT 130 is formed on an insulating substrate 101 such as a glass substrate, for example, on a polycrystalline silicon film having a film thickness of 50 nm, for example.
  • Li co down layer 1 0 2 the film if the thickness is eg 1 0 O nm of S i 0 2 (dioxide Shi Li co down) or Ru Naru Luo gate insulating film 1 0 3, gate electrodes 1 0 4, and 0 3 when example thickness example O nm of S i 0 2 or Ru Naru Luo interlayer insulation Enmaku 1 0 8, that is formed by laminating in this order.
  • the gate electrode 104 includes a first subgate electrode 114 made of a high melting point metal (for example, a molybdenum-tungsten alloy), and the first subgate electrode 104.
  • a second sub-electrode 115 made of a low-resistance metal (for example, aluminum) is formed on the electrode 114.
  • the semiconductor thin film 102 is composed of a source region 105, a drain region 106, and a channel region 107.
  • the channel region 107 is interposed between the source region 105 and the drain region 106 and the first subgate electrode is interposed via the gate insulating film 103. It is located directly below 1 1 4.
  • a contact hole 111a and 11 lb are formed in the interlayer insulating film 108, and the contact hole 111a is formed through the contact hole 111a. Then, the source electrode 109 is electrically connected to the source region 105, and the drain electrode 110 is connected via the contact hole 11 lb. Drain It is electrically connected to area 106.
  • the source electrode 109 and the drain electrode 110 are made of a low-resistance metal (for example, aluminum).
  • the gate electrode 104 is composed of a first sub-gate electrode 114 made of a high melting point metal and a second sub-gate electrode 115 made of a low-resistance metal.
  • the reason why such a laminated structure is adopted is as follows.
  • the gate electrode 104 is formed of a first sub-gate electrode 114 made of a high melting point metal and a second sub-gate electrode made of a low resistance metal.
  • a laminated structure of 1 and 15 was adopted.
  • the second sub-gate electrode 115 is formed, so that the resistance of the entire gate electrode can be reduced.
  • FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
  • FIGS. 11 and 12 are related to the embodiment 2-1.
  • FIG. 4 is a plan view showing a manufacturing process of a top-gate type TFT.
  • Fig. 11 (a) corresponds to Fig. 9 (a)
  • Fig. 11 (b) corresponds to Fig. 9 (b)
  • Fig. 11 (c) corresponds to Fig. 9 (c).
  • Fig. 12 (a) corresponds to Fig. 10 (a)
  • Fig. 12 (b) corresponds to Fig. 10 (b)
  • Fig. 12 (c) corresponds to Fig. 10 (c).
  • top gate type TFT 130 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 9 to 12.
  • an insulating substrate 101 such as a glass substrate on which an impurity diffusion preventing film (not shown) having a thickness of, for example, 400 nm is adhered, for example, a non-conductive film having a thickness of, for example, 5 O nm
  • a crystalline silicon thin film is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using a mixed gas such as silane, argon, and hydrogen. .
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • a mixed gas such as silane, argon, and hydrogen.
  • a high energy density such as excimer laser light is removed.
  • the polycrystalline silicon layer 120 is formed by crystallizing the amorphous silicon by irradiating ultraviolet rays or the like.
  • a silicon oxide film 121 serving as a gate insulating film 103 is formed by, for example, 1
  • the film is formed to a thickness of 100 nm.
  • a mixed gas such as TEOS (tetraethoxysilane) vapor and oxygen is used. It is preferable to form the film by PECVD, etc.
  • the first sub-gate electrode 114 is formed over the entire surface of the silicon oxide film 121.
  • a high melting point such as a molybdenum-tungsten alloy.
  • the metal thin film 122 is formed by a sputtering method or the like. Such a state is shown in FIGS. 9 (a) and 11 (a).
  • the polycrystalline silicon layer 120 and the silicon oxide film 122 are continuously formed on the insulating substrate 101.
  • the cleanliness of the polycrystalline silicon layer 120 and silicon oxide film 121 (accordingly, the polycrystalline silicon layer 102 and the gate insulating film Cleanliness) is maintained.
  • a specific method for forming a continuous film a cluster-type film forming apparatus using a mouth potchumper can be used as described later. You should.
  • the high melting point metal thin film 122 and the silicon oxide film 122 are formed into a second island shape again.
  • a first subgate electrode 114 and a gate insulating film 103 are formed.
  • the first sub-electrode 114 is used as a mask by the ion implantation technique, and the n-type is used as an impurity ion in a self-aligned manner. If phosphorus or p-type is used, boron is injected. In this case, the ion implantation can be performed by directly doping the polycrystalline silicon layer 120. Therefore, the ion implantation is performed at a low accelerating voltage. It is.
  • the impurity ions are activated by, for example, heat treatment, lamp heating, or laser irradiation, and the source region 105 and the drain region are activated.
  • Polycrystalline silicon with region 106 and channel region 107 A layer 102 is formed. Such a state is shown in Fig. 9 (c) and Fig. 1.
  • a silicon oxide film or the like is formed on the entire surface of the insulating substrate 101 so as to cover the polycrystalline silicon layer 102 and the first sub-gate electrode 114.
  • An interlayer insulating film 108 having a thickness of 300 nm is formed. Such a state is shown in FIGS. 10 (a) and 12 (a).
  • the interlayer insulating film 108 was processed again using photolithography and etching techniques, and the source region 105 was opened.
  • the interface between the polycrystalline silicon layer 102 and the gate insulating film 103 is formed continuously. High in nature. Also, since the island-shaped sloped surface of the polycrystalline silicon layer 102 and the first sub-gate electrode 114 are insulated by the inter-layer insulating film 108, contact is made. There is nothing to do. Therefore, it is possible to improve the TFT characteristics. .
  • the continuous deposition of the semiconductor thin film and the gate insulating film is performed by transporting a glass substrate between two PECVD channels and a laser channel by a transport robot. It can be realized by a so-called cluster type film forming apparatus that can perform the process in a vacuum.
  • FIGS. 13 and 14 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the top gate type TFT according to Embodiment 2-2.
  • the manufacturing method of the present embodiment 2-2 is almost the same as the manufacturing method of the above-mentioned embodiment 2-1. That is, each of the manufacturing processes shown in FIGS. 13 (a) to 14 (c) in Embodiment 2-2 is the same as that shown in FIG. 9 (a) in Embodiment 2-1. )-It corresponds to each manufacturing process of Fig. 10 (c).
  • each manufacturing process is basically the same as the embodiment 2-2 and the embodiment 2-1 and the detailed description is omitted.
  • the refractory metal thin film 1 2 2 (the first subgate electrode 1 1 4) is used in the second island processing (FIG. 9C).
  • FIG. 9 (c) See FIG. 9 (c)
  • silicon oxide film 12 1 corresponding to gate insulating film 103 (see FIG. 9 (c)
  • Fig. 13 (c) only the high melting point metal thin film 1 2 2 (corresponding to the first sub-gate electrode 1 14) is processed as shown in Fig. 13 (c).
  • Embodiment 2 is different from Embodiment 2-1. Therefore, in Embodiment 2-2, since ion implantation is performed through the gate insulating film, ion implantation can be performed at a high acceleration voltage.
  • Embodiment 2-2 Compared to Embodiment 2-1 in which ion injection is performed at a low accelerating voltage, in Embodiment 2-2, the linearity of flying ions is improved. This prevents the island-shaped slope of the polycrystalline silicon layer 102 from being contaminated with impurity ions and prevents leakage between the semiconductor thin film and the gate electrode. As a result of this, This has the advantage of making it easier to fabricate TFTs with good characteristics.
  • the first subgate electrode material is made of a high melting point metal
  • the concentration of impurities is high in place of the high melting point metal.
  • Polycrystalline silicon may be used as the first subgate electrode material.
  • an amorphous silicon is formed again on the gate insulating film 103. Then, polycrystallization by ultraviolet irradiation and low resistance by impurity implantation may be used as the first subgate electrode.
  • the source '' At the time of impurity injection into the drain, it is also possible to simultaneously implant impurities into the polycrystalline silicon that constitutes the first sub-gate electrode. Particularly preferred for ease of use.
  • Embodiment 2-1 and Embodiment 2-2 the amorphous silicon The case where the crystallization of the component is performed by ultraviolet irradiation has been described.
  • the present invention is not limited to this, and similar TFTs can be manufactured using other methods such as solid phase growth.
  • the present invention is not limited to this, and may be an amorphous silicon, a single crystal silicon, or a polycrystalline silicon.
  • Other semiconductor materials other than silicon, such as germanium, may be used.
  • the gate electrode and the gate insulating film are processed into islands by patterning, and then the doping is performed.
  • doping was done, and then there was no? You can use the tuning process.
  • the impurity ions can be reliably implanted into the semiconductor layer. This is for the following reasons. Immediately, if notning is performed first, as shown in FIG. 15, the end surfaces A and B of the gate electrode 114 and the gate insulating film 103 (FIG. 11 (c ) Is not a flat surface perpendicular to the substrate 101, but a slight, but inclined, protruding surface.
  • FIG. 1.6 and FIG. 17 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing CMOS-TFT using the thin film transistor according to the present invention.
  • this CMOS-TFT has an n-channel TFT 1332 with an LDD (Lightly Doped Drain) structure and a non-LDD (Lightly Doped Drain) structure. And a P-channel TFT 133.
  • the p-channel TFT 1313i and the TFT of the above-described embodiment 2-1 (corresponding to a TFT when boron is doped as an impurity ion). It has a similar configuration, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
  • the n-channel TFT 1332 is composed of a gate insulating film 103 composed of a polycrystalline silicon layer 140 and Si02 on an insulating substrate 101, and a gate electrode.
  • An interlayer insulating layer 108 made of 142 and Si 02 is laminated in this order.
  • the gate electrode 144 includes a first subgate electrode 144 made of a high melting point metal and a low resistance metal formed on the upper surface of the first subgate electrode 144. And a second sub-gate electrode 144 composed of the same.
  • the polycrystalline silicon layer 140 includes a channel region 144 directly below the first subgate electrode 144 and a source region (high impurity concentration).
  • n + layer 146 high impurity concentration drain region (n + layer) 147, low impurity concentration low concentration impurity region (LDD region: n-layer) 148, 14 It consists of nine.
  • the low-concentration impurity region 148 is interposed between the source region 146 and the channel region 145, and the low-concentration impurity region 149 is connected to the drain region 147. It is interposed between the channel regions 144.
  • the TFT 1332 is provided with a source electrode 150 and a drain electrode 151 made of a low-resistance metal, and the source electrode 150 is , Contact hole 15 2 a
  • the drain electrode 15 1 is connected to the source region 14 6 via the gate insulating film 14 1 and the interlayer insulating film 10 8. It is connected to the drain region 147 via a contact hole 152b.
  • CMOS—TFT having the above configuration was produced by the following method.
  • an insulating substrate 101 such as a glass substrate having an impurity diffusion preventing film (not shown) having a thickness of, for example, 400 nm, a surface of, for example, 5 nm thick.
  • An amorphous silicon thin film is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using a mixed gas of silane, argon and hydrogen. Then, after removing hydrogen in the amorphous silicon thin film to several at% or less by heat treatment or the like, ultraviolet rays of high energy density such as excimer laser light are irradiated. Irradiation is performed to crystallize the amorphous silicon to form a polycrystalline silicon layer 120.
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • a silicon oxide film 121 serving as a gate oxide film 103 is formed by, for example, 1
  • the film is formed to a thickness of 100 nm.
  • a high melting point such as a molybdenum-tantalum alloy serving as the first sub-gate electrodes 114, 144 is formed.
  • the metal thin film 122 is formed by a snout ring method or the like. Such a state is shown in FIG. 16 (a).
  • photolithography and etching techniques were used to separate the elements, and the polycrystalline silicon layer 122 from the surface of the refractory metal thin film 122
  • the first part is processed into the first island shape (Fig. 16 (b)).
  • the refractory metal thin film 122 on the P-channel TFT 133 side is formed into a second island shape.
  • a first sub-gate electrode 114 is formed (FIG. 16 (c)).
  • the refractory metal thin film 122- is used as a mask, and on the p-channel TFT 133 side, the first channel is used.
  • the sub-electrode 114 is a mask, the polon ion is doped (Fig. 16 (c)).
  • the polycrystalline silicon layer 120 is not covered by the refractory metal thin film 122. Impurities are not dropped.
  • the first sub-gate electrode 114 acts as a mask, it is located immediately below the first sub-gate electrode 114. The channel region 106 is a region where impurities are not dropped. Then, the polycrystalline silicon layer 1
  • Impurities are implanted in the region except for the channel region 106 of 20 and the source region (P + layer) 105 and the drain region (p + layer) 10 7 is formed.
  • the first sub-gate electrode 114 is used as a mask to dope the ion, the channel region 106, The source region 105 and the drain region 107 can be formed in a self-aligned manner. Such a state is shown in FIG. 16 (c).
  • the refractory metal thin film 122 on the n-channel TFT 32 side is processed into a second island shape. Then, a first sub-gate electrode 144 is formed (FIG. 16 (d)). Then, in this state, the high-melting point metal thin film 122 is used as a mask, and the ion is doped through the gate oxide film. As a result, the n channel T F T 1
  • the channel region 144 immediately below the first sub-electrode 144 is a region where impurities are not doped.
  • the regions C and D (see FIG. 16 (d)) except for the channel region 144 of the polycrystalline silicon layer 120 are doped with impurities.
  • n layer.
  • a line ion is implanted, and as a result, the boron ion and the line ion are formed by the previous and current ion implantations. Both are implanted, but because the boron ion is implanted so as to be relatively large, p It works without problems as a channel TFT.
  • ion implantation is performed at a high accelerating voltage for ion implantation through a gate oxide film.
  • an inter-layer insulating film 108 is formed to cover the p-channel TFT 13 and the n-channel relay TFT 13 (FIG. 16E).
  • the contact holes reaching the polycrystalline silicon layer 140 are provided on the interlayer insulation layer 108 on the n-channel TFT 1332 side, and the contact holes 15 2 a and 1 Form 5 2 b.
  • the opening of the contact hole 1552a faces the remaining part except for both sides of the area C (corresponding to the low-concentration area LDD).
  • the outline of the hole 152b faces the remaining part except for both sides of the region D (corresponding to the low concentration region LDD).
  • the inter-layer insulating film 108 is used as a mask, and the ion is again doped (FIG. 17 (a)).
  • the inter-layer insulating film 108 As a result, on the n-channel TFT 32 side, a region of the polycrystalline silicon layer 140 that is not covered by the inter-layer insulating film 108 (con The ion is doped in the area that faces the contact hole. Therefore, in the regions C and D where impurities have already been doped by the first ion implantation, the inter-layer insulating film 108 is formed. In the uncovered region (corresponding to the source region and the drain region), the impurity is further doped, and the region with a high impurity concentration (the n + layer) is removed. ).
  • the second line connection is performed.
  • the impurity is not doped, resulting in a low-concentration impurity region (n-layer).
  • the source area (n + layer) A low-concentration impurity region (n-layer) 148 is formed between 146 and the channel region 145, and a drain region (n + layer) 147 and the channel are formed.
  • a low-concentration impurity region (n-layer) 149 can be formed between the channel regions 145.
  • the contact holes reaching the polycrystalline silicon layer 102 are placed on the lanes 11 la and 11 lb. To form. Then, an aluminum low-resistance metal thin film is formed on the entire surface of both the n-channel TFT 13 and the p-channel TFT 13, and the photolithography is performed again. Using graphing and etching techniques, source electrodes 109, 150, drain electrodes 110, 151, and second subgate electrode 11 It is processed into 5, 14 4. In this way, as shown in FIG. 17 (b), a CMOS-TFT having an LDD structure on the n-channel TFT side is produced.
  • FIGS. 18 and 19 are cross-sectional views showing steps of another method for manufacturing a CMOS-TFT using the thin-film transistor according to the present invention.
  • This Embodiment 2-4 is basically similar to Embodiment 2-4.
  • n + doping is performed after the formation of the interlayer insulating film 108.
  • the LDD is not used. After etching for the gate oxide film, doping is performed. Then, they are different.
  • FIGS. 18 (a) to 18 (d) is performed in the same manner as in Embodiments 2 to 3 above, and P + doping and n—doping are performed. I do .
  • the processing in FIG. 18 (a) corresponds to FIG. 16 (a)
  • the processing in FIG. 18 (b) corresponds to FIG. 16 (b)
  • the processing in FIG. 18 (c) This corresponds to FIG. 16 (c)
  • the processing of FIG. 18 (d) corresponds to FIG. 16 (d).
  • the silicon oxide film 121 on the n-channel TFT 1332 side is processed into an island shape. Then, in this state, n + doping is performed. In addition, n channel T F T
  • the first line ion doping of the polycrystalline silicon layer 140 depends on the doping of the first line ion.
  • the region AB where impurities have already been doped and which are not covered with the gate insulating film 103 (corresponding to the source region and drain region). In this case, the impurities are further doped, which results in a high impurity concentration region (n + layer).
  • the regions C and D the regions covered with the gate insulating film 103 (low-concentration impurity regions 148,
  • the impurity is not doped by the second line ion doping, and the low-concentration impurity region (n-layer) is formed. It becomes.
  • a low-concentration impurity region (n-layer) 148 is formed between the source region (n + layer) 146 and the channel region 145, and A low-concentration impurity region (n-layer) 149 can be formed between the drain region (n + layer) 147 and the channel region 144.
  • FIG. 11 (d) Such a state is shown in FIG. 11 (d).
  • an interlayer insulating film 108 is formed (FIG. 19 (a)), and the contact is formed. Open the halls llla, 11 1b, 11 1c, 15 2a, 15 2b, 15 2c. Then, a low-resistance metal thin film such as aluminum is formed on the entire surface of both the n-channel TFT 13 and the p-channel TFT 13, and the photo is formed again. Using lithography and etching techniques, the source electrodes 109, 150, the drain electrodes 110, 151, and the second sub-electrode 1 Process into 15 and 14 4. Thus, as shown in FIG. 19 (b), a CMOS-TFT having an LDD structure on the n-channel TFT side is manufactured.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a TFT array composed of TFTs according to the present invention.
  • a TFT array a plurality of signal lines 155 and a plurality of control lines 156 are arranged in a matrix, and each intersection of the signal line 155 and the control line 156 is formed.
  • the top gate type TFT 130 according to the embodiment 2-1 is disposed.
  • the TFT of the embodiment 2-2 may be used.
  • the signal line 155 is connected to the source electrode 109 of the corresponding TFT, and the control line 156 is connected to the gate electrode 104 of the corresponding TFT.
  • the signal line 155 and the control line 156 are formed on the same insulating substrate 101 together with the TFT.
  • the signal line 155 and the control line 156 are composed of a semiconductor layer 157, an insulating film 121, a high melting point metal layer 122, and a low resistance metal layer. It consists of a four-layer laminated film of layers 158.
  • the control line 156 is composed of the semiconductor layer 157, the insulating layer 122, and the high layer.
  • the four-layer laminated film of the melting point metal layer 122 and the inter-layer insulating layer 108 is formed, and the signal line 155 is formed of the low-resistance metal layer 158 as a single layer film. Due to such a structure, all the signal lines 155 requiring low resistance are provided. In effect, the wiring is made of low-resistance metal 158, and the control line 156 is also wired with low-resistance metal 158 except at the intersection with the signal line 155. It is. Therefore, it is a preferable configuration for a large and high-definition TFT array in which it is important to reduce the wiring resistance.
  • FIGS. 23 and 24 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the TFT array.
  • FIGS. 23 and 24 for convenience of explanation, one TFT part and its TFT part are shown. Only the wiring structure related to the TFT part is shown.
  • a method for manufacturing a TFT array according to the present invention will be described with reference to the drawings.
  • a three-layer laminated film of a semiconductor layer 157, an insulating layer 122, and a refractory metal layer 122 is formed on an edge substrate 101. Formed (corresponding to Figs. 9 (a) and 11 (a)).
  • the TFT 130, the control line 156, and the control line 1 are formed by photolithography and etching.
  • the signal line 1555 is formed with the wire broken at the intersection so that it does not touch 56 (corresponding to Figs. 9 (b) and 11 (b)).
  • the TFT 130 is processed into islands, and impurities are implanted and activated (FIG. 9 (c) and FIG. 11 (c)). Corresponding).
  • an interlayer insulating layer 108 is formed on the entire surface (corresponding to FIGS. 10 (a) and 12 (a)).
  • contact holes are opened in the interlayer insulating film 108 (FIGS. 10 (b) and 12 (b)). Corresponding to). At this time, at least at a portion where the control line 156 and the signal line 155 intersect, leave the interlayer insulating layer 108 so that the two lines do not contact each other. In the other portions on the control line 156 and the portions on the signal line 155, the inter-layer insulating film 108 is removed.
  • FIG. 24 (c) the connection between the control line 1556 and the gate electrode 104 by a low-resistance metal such as aluminum is performed. Connect the signal line 155 to the source (drain) area (corresponding to Figures 10 (c) and 12 (c)).
  • the low-resistance metal 1558 is applied to the portion other than the intersection with the signal line 1555 on the control line 1556 and to all the portions including the intersection on the signal line 1555.
  • the control line 156 and the signal line 155 are basically composed of the semiconductor layer 157, the insulating film layer 121, the high melting point metal layer 122, and the low resistance.
  • the control line 156 is composed of the semiconductor layer 157, the insulating layer 122, the refractory metal layer 122, and the inter-layer.
  • the insulating layer 108 becomes a four-layer laminated film
  • the signal line 155 becomes a low-resistance metal layer 158 as a single-layer film.
  • the signal line is composed of a four-layer laminated film of a semiconductor layer, an insulating film layer, a high melting point metal layer and a low resistance metal layer.
  • the signal lines are formed of a low-resistance metal. You may do it. In this way, all the signal lines including the intersections of the signal lines and the control lines become one layer of a low-resistance metal layer, and the resistance of the signal lines is further reduced. I can do it.
  • the third invention relates to a method of forming an amorphous silicon film by a plasma CVD method. More specifically, the hydrogen concentration in the film is determined by a plasma CVD method.
  • the present invention relates to a method for easily forming a low-temperature amorphous silicon film at a low temperature.
  • the summary of the third invention group is as follows.
  • the third invention group makes it possible to easily form an amorphous silicon film having a hydrogen concentration of 3 at% or less at a low temperature by a plasma CVD method. It is characterized by the following.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a parallel plate type plasma CVD device 210.
  • An RF electrode 204 having a large number of holes on its lower surface is arranged at an upper position in a vacuum vessel 201 having a gas introduction system 203 and a vacuum evacuation system 202.
  • a ground electrode 205 is arranged at a lower position in the container 201 so as to face the electrode 204.
  • a heater 200 is provided in the ground electrode 205, and the substrate 200 arranged on the ground electrode 205 by the heater 210 is provided. 6 is heated, and a high-frequency electrode 208 for applying a high frequency voltage to the RF electrode 204 is provided.
  • the pressure inside the vacuum vessel 201 is adjusted by the vacuum exhaust system 202.
  • deposition gas raw material gas
  • deposition gas that contributes to film formation and does not contribute to film formation Gas
  • RF plasma is generated by applying high-frequency power of z, and an amorphous silicon film is formed on the substrate 206.
  • the substrate 206 was heated to 250 to 300 by a heater 107 provided in the ground electrode 205. This temperature is a value measured by a thermocouple (not shown) installed on the back surface of the substrate 206. The details are described below.
  • the substrate 206 is placed on the ground electrode 205, and the substrate 206 is heated by a heater 206 provided in the ground electrode 205 to 300 °. C
  • the pressure inside the vacuum vessel 201 is adjusted by the vacuum exhaust system 202 so as to be 133 Pa, and the pressure in the vacuum vessel 201 is changed from the gas introduction system 203 to the vacuum vessel 201.
  • SiH 4 a gas for film formation, and Ar, a gas not contributing to film formation, were introduced at a flow rate of 1500 sccm, and the SiH 4 and Ar While changing the mixing ratio, the discharge was performed at a discharge frequency of 27.12 MHz and RF power of 160 W from the high frequency power supply 208, and the substrate was placed on the substrate 206.
  • An amorphous silicon film was formed.
  • the thickness of the amorphous silicon film was adjusted to 300 nm by controlling the film formation time.
  • the hydrogen concentration in the amorphous silicon film was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Figure 26 shows the results.
  • FTIR Fourier transform infrared spectroscopy
  • Example 2 In the following, S i H 4 flow rate 4 5 sccm, and an A r flow 1 4 5 5 sccm were fixed with 3% S i H 4 concentration, vary the RF power range of 2 0 ⁇ 2 0 0 W is allowed by other film formation conditions c its depositing the Amo le full ⁇ mortal Li co down film on the substrate 2 0 6 Ru Oh pressure 1 3 3 P a, the substrate temperature 2 5 0 ° C .
  • Figure 27 shows the relationship between the RF power and the deposition rate of the amorphous silicon film.
  • Figure 28 shows the relationship between the RF power and the hydrogen content in the amorphous silicon film. Shows the relationship with concentration.
  • the hydrogen concentration in the film decreases with the increase in RF power, and the hydrogen concentration in the film becomes 3% or less per 100 W or more. This is because the increase in the electron and ion densities in the plasma along with the increase in RF power increases the Ar in the high energy state and increases the Ar This is thought to be due to the elimination of hydrogen on the film surface by the physicochemical reaction on the film surface. In the region where the hydrogen concentration in the film is 3 at% or less, the deposition rate is in the region of the supply rule, and in such a region, SiH 4 is almost decomposed.
  • Example 2 is had use the S i H 4 as a film formation gas, and RF the Re this as the S i 2 H 6 in the same manner as in Example 2 Power
  • the relationship of hydrogen concentration in the film was examined.
  • an amorphous silicon film was formed under the same conditions as in Example 2 except that the film forming gas (source gas) was Si 2 H 6 .
  • Figure 28 shows the results of examining the hydrogen concentration in the film of the amorphous silicon film.
  • the inert gas Ar argon
  • He helium
  • Ne neon
  • Kr cribton
  • Xe xenon
  • a parallel plate type plasma CVD apparatus as shown in FIG. 25 was used.
  • an induction method is used. Coupled plasma (ICP) and electron cyclotron resonance (ECR) Similar effects can be expected by using a plasma CVD system that uses high-density plasma such as plasma.
  • each subject of the present invention can be sufficiently achieved. Specifically, it is as follows.
  • the physical properties of the thin film formed on the substrate are improved. Can be measured and then irradiated with a reforming energy beam. Therefore, it becomes possible to modify the thin film by laser light under the most suitable conditions according to the physical properties such as the film thickness. In addition, it has excellent properties because it can perform film formation in the next process without exposing the surface of the modified thin film to indoor contaminated air or oxidizing air. Device creation becomes feasible. Exposure to vacuum in the transfer chamber also naturally removes contaminants that have adhered to the previous process.
  • a semiconductor thin film having excellent interface characteristics can be formed, a thin film transistor (element) having extremely excellent characteristics must be extremely small. It can be manufactured with good reproducibility in the following range. For the same reason, a threshold voltage of IV or lower can be realized with good reproducibility.
  • the laser oscillator since the laser oscillator is located outside the room where the circuit board is installed, it can be replaced or used as a lens system. By performing the actual replacement by switching the substrate, various types of measurement and processing can be performed while the substrate and the like are kept clean. Specifically, for example, measurement of the thickness of a substrate, inspection of a material, and the like are performed. In addition, it is possible to irradiate the laser using the window on the side wall of each clean room, and to perform various measurements.
  • the board will be installed for the original processing, such as laser annealing, and the equipment to be transported and the equipment to be installed and transported for measurement will also be used largely.
  • the gate insulating film is continuously formed without exposing the semiconductor thin film surface to the atmosphere, and the contact between the semiconductor thin film and the gate electrode at the slope of the gate electrode is made. It is possible to manufacture a top-gate type TFT without any problem. As a result, it is possible to obtain a top gate type thin film transistor having improved TFT characteristics. Also, by reducing the resistance of wiring (especially signal lines), a thin-film transistor array that can be suitably used for large-sized liquid crystal panels can be obtained. be able to .
  • a plasma CVD apparatus is used to keep a substrate temperature from being higher than 300 ° C. and a film concentration of hydrogen at 3 at% or less in a film.
  • a silicon film can be formed, thus reducing the number of hydrogen desorption steps before laser irradiation by the laser annealing method.
  • the manufacturing process can be simplified. Therefore, effects such as a reduction in the production cost of the low-temperature polysilicon TFT and an improvement in the throughput can be expected.

Abstract

Two targets to be achieved during a thin-film transistor production, namely, keeping a cleanliness of an interface of an amorphous semiconductor thin film to be laminated on a substrate, and crystallizing with a high reliability an amorphous semiconductor thin film which is likely to vary in thickness between substrates. An amorphous semiconductor thin film is formed on a substrate in a clean atmosphere, physical property values relating to the crystallization of the formed thin film are measured, laser beams having features based on the measured physical property values are applied to the thin film for melt-recrystallizing, and, at the same time, substrates are carried or mounted with a clean atmosphere maintained between devices and rooms for the substrates.

Description

明 細 書 多層構造 を 有 す る 素子、 そ の素子の製造装置、 及 びそ の素子の製 造方法 技 術 分 野  Description Element with multilayer structure, device for manufacturing the element, and method of manufacturing the element Technical field
本発 明は 、 多層構造 を 有 す る 素子、 そ の素子 の製造装置、 及び そ の素子 の製造方法 に 関す る 。  The present invention relates to an element having a multilayer structure, an apparatus for manufacturing the element, and a method for manufacturing the element.
詳 し く は 、 特 に 、 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の エ キ シ マ レ 一ザ一等 を 用 い て の改質 に 好適 に 実施す る こ と がで き る 製造装置、 及び製造方法 に 関 す る 。 ま た 、 ア ク テ ィ ブマ ト リ ッ ク ス 型液晶表示装置や、 セ ン サ ア レ イ 、 S R A M ( Static Random Access Memory)等 に適用 さ れ る ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 及びそ の製造方法並び に ト ッ ブゲ — ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ に 好適 に 実施す る こ と がで き る 製造 装置、 及び製造方法 に 関 す る 。 ま た、 プラ ズマ C V D 法 に よ り 膜 中 水素濃度 の低い ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 を低温で 容易 に形成す る こ と がで き る 方法 に 関 す る 。 背 景 技 術  In particular, in particular, a manufacturing apparatus and a manufacturing method that can be suitably used for reforming a thin film transistor using an excimer laser or the like. About. Also, a top-gate type thin film transistor applied to an active matrix type liquid crystal display device, a sensor array, a static random access memory (SRAM), and the like. The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method which can be suitably applied to a transistor, a manufacturing method thereof, and a top gate type thin film transistor array. Also, the present invention relates to a method for easily forming an amorphous silicon film having a low hydrogen concentration in the film by a plasma CVD method at a low temperature. Background technology
多層構造 を有 す る 素子の 一例 と して 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ( T F T , T h i n i l m T r a n s i s t o r ) に つ い て 、 そ の 背景 技術 に つ い て 説明す る 。  As an example of an element having a multilayer structure, a thin film transistor (TFT, ThinlmTransissort) will be described, and the background art thereof will be described.
( 第 1 の 背景技術及びそ の課題)  (First background technology and its issues)
M O S 型 の構造 を 有 す る 様 な 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ( T F T, T h i n f i l m T r a n s i s t o r )に お い て 特 に そ う で あ る が、 そ の性能 を左右 す る 大 き な 要素 と し て 、 CTJP00/02246This is especially true for thin film transistors (TFTs) with a MOS-type structure, but the major factors that affect their performance are: do it , CTJP00 / 02246
( 1 ) 半導体 ( 材料) 薄膜の 結晶性向上 ( ダメ ー ジ の 回復)、 (1) Improvement of crystallinity of semiconductor (material) thin film (recovery of damage),
( 2 ) 半導体薄膜 と 絶縁膜界面の欠陥低減、  (2) Reduction of defects at the interface between the semiconductor thin film and the insulating film,
( 3 ) 半導体薄膜 と 絶縁膜界面 の清浄度 の 向上、  (3) Improvement of cleanliness at the interface between the semiconductor thin film and the insulating film,
が挙げ ら れ る 。  Is mentioned.
単結晶 シ リ コ ン を 基板 に 用 い る よ う な L S I の製造工程 に お い て は、 基本的 に 1 0 0 0 て近 い高温プロ セ ス を 用 い る こ と がで き る た め、 ェ ピ タ キ シ ャ ル成長法 に よ る 多結晶 シ リ コ ン の形成や高温熱処 理 に よ る ダ メ ー ジ の 回復、 或い は熱酸化法 に よ る 絶縁膜の形成等 、 上記課題 を 解決 す る 手法 が確立 さ れて い る 。  In the process of manufacturing LSIs that use single crystal silicon for the substrate, it was basically possible to use a high-temperature process that is close to 100,000. To form polycrystalline silicon by epitaxial growth method, to recover damage by high-temperature heat treatment, or to form insulating film by thermal oxidation method. For example, methods to solve the above problems have been established.
—方、 液晶表示装置で は基板 に 透光性の ガ ラ ス を 用 い る た め、 T On the other hand, in a liquid crystal display device, since a translucent glass is used for the substrate, T
F T ア レ イ の作成 に 6 0 0 °C以上の高温の製造工程 を 用 い る こ と が で き な い。 そ こ で 、 半導体薄膜や絶縁膜の形成 に は低温で の薄膜形 成が可能な プラ ズマ C V D 法や常圧 C V D 法等の手法が用 い ら れ て い る o It is not possible to use a high-temperature manufacturing process of 600 ° C or more to create an FT array. Therefore, methods such as plasma CVD and atmospheric pressure CVD that can form thin films at low temperatures are used for forming semiconductor thin films and insulating films.o
と こ ろ で 、 近年 の T F T の高性能化の も と で 、 半導体薄膜 と し て 従来の非晶質 シ リ コ ン に 代え て 多 結晶 シ リ コ ン を 用 い た T F T が 開 発 さ れて い る 。  With the recent increase in the performance of TFTs, TFTs that use polycrystalline silicon instead of conventional amorphous silicon as semiconductor thin films have been developed. ing .
さ て 、 こ の多結 晶 シ リ コ ン の形成方法の 一つ と し て 、 例 え ばェ キ シ マ レ 一ザ一光 の よ う な 半導体薄膜に 吸収 さ れ る 強力 な光 を基板上 に形成 さ れ た 非晶質 シ リ コ ン膜ゃ微結晶 シ リ コ ン膜 に照射 して こ れ ら を 一旦溶融 さ せ 、 そ の後結 晶化 し た り あ る い は単 一若 し く は大 き な結晶 か ら な る シ リ コ ン膜 ( 多結晶 シ リ コ ン膜) と し た り 、 更 に は こ の形成 さ れた 結 晶粒子 の 欠陥 を 除去 して 改質 す る 技術が開発 さ れ て い る 。  As one of the methods for forming this polycrystalline silicon, for example, strong light absorbed by a semiconductor thin film such as an excimer laser is used for a substrate. Irradiate the amorphous silicon film formed on the microcrystalline silicon film to once melt them and then crystallize or single-crystallize them. A silicon film consisting of a large or small crystal (polycrystalline silicon film), and furthermore, the defects of the formed crystal grains are removed to modify the silicon film. Quality technologies are being developed.
ま た 、 従来 T F T ア レ イ を 駆動す る た め の L S I を T A B (粘着 テ ー プ上 に I C が あ り 、 テ 一 ブ を 基板 に 貼 り 付 け る ) や C O G ( I C を ガ ラ ス 基板 に 貼 り 付 け る ) の様な 技術 を 用 い て ガ ラ ス 基板の 周 辺 に実装 し て い た が、 L S I が高価で あ る 上 に 工程の 歩留 ま り が あ ま り 高 く な い た め、 こ の実装工程 に代 え て 、 ガ ラ ス 基板上 に 直接 画 素部等 の駆 動 回路部 を 作 り 込む 方法が試み ら れて い る 。 In addition, conventional LSIs for driving TFT arrays are called TAB (there is an IC on an adhesive tape, and the table is attached to a substrate) or COG (I (C is attached to the glass substrate) using a technology such as that described above, but the LSI is expensive and the process yield is high. As the height is not so high, instead of this mounting process, a method of directly forming a driving circuit portion such as a pixel portion on a glass substrate has been attempted.
具体的 に は 、 シ リ コ ン か ら な る 半導体層 を 設 け 、 更 に基板上の 画 素や そ の駆 動 回路の位置 に 対応 し て こ の半導体層 を 孤立化 し ( い わ ゆ る パ タ ー ニ ン グ)、 更 に こ の孤立化 し た 半導体の所定の領域、 例 え ば ソ ー ス 電極、 ド レ イ ン 電極、 ゲ一 ト 電極 と の接続部や そ の近傍 に 、 直接若 し く は絶縁膜等 を 介 し て ボ ロ ン (硼素、 B ). や リ ン (燐、 P ) 等特定の 不純物 .を 注入す る こ と で n 型及び p 型 の 半導体 を 同一基板 上 に 形成 し て M O S 型の半導体デバイ ス を 作成す る も ので あ る 。  Specifically, a semiconductor layer made of silicon is provided, and the semiconductor layer is isolated in accordance with the position of the pixels on the substrate and the driving circuit (so-called “Yuyu”). Patterning), and furthermore, at a predetermined region of the isolated semiconductor, for example, at or near a connection portion with a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode. Injecting specific impurities such as boron (boron, B) and phosphorus (phosphorus, P) directly or through an insulating film, etc., to convert n-type and p-type semiconductors. These devices are formed on the same substrate to create MOS type semiconductor devices.
と こ ろ で 、 高 い性能の ト ラ ン ジ ス タ (素子 ) あ る い は そ の た め の 半導体 (材料 ) を 得 る 上で は、 前述の ご と く 、 ( 1 ) 半導体薄膜の結 晶性向上、 ( 2 ) 半導体薄膜 と 絶縁膜界面 の 欠陥低減、 ( 3 ) 半導体 薄膜 と 絶縁膜界面の清浄度 の 向上、 等が重要で あ る が、 上記従来技 術で は、 以下 の よ う な 問題があ る 。  In order to obtain high-performance transistors (elements) or semiconductors (materials) therefor, as described above, it is necessary to (1) use semiconductor thin films. It is important to improve crystallinity, (2) reduce defects at the interface between the semiconductor thin film and the insulating film, and (3) improve cleanliness at the interface between the semiconductor thin film and the insulating film. There is such a problem.
基板上 に 多結晶 シ リ コ ン膜 を形成 し て 、 多数の 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 素子 を 製造 (形成) す る 場合 に は、 例 え ば プラ ズ マ C V D 法で基板 上 に非晶質 シ リ コ ン膜 を 一 旦形成 し た 後、 レ ーザ一 光 を 照射 して こ の非 晶質 シ リ コ ン膜を 多結晶 シ リ コ ン 膜 に す る 。 そ し て 、 こ の 結晶 化は、 非 晶 質 シ リ コ ン膜に 吸収 さ れた レ ーザ一光 の エ ネ ル ギーが熱 に 変換 さ れ る こ と で 薄膜内部の 温度が上昇 し 、 非 晶 質の シ リ コ ン が 一旦溶融 し、 再度 固化 す る 際 に 結晶化 す る 過程 と 考 え ら れ る 。  When a polycrystalline silicon film is formed on a substrate and a large number of thin-film transistor elements are manufactured (formed), for example, an amorphous film is formed on the substrate by a plasma CVD method. After the amorphous silicon film is formed once, the amorphous silicon film is irradiated with laser light to convert the amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film. This crystallization occurs because the energy of the laser light absorbed by the amorphous silicon film is converted into heat, and the temperature inside the thin film rises. This is considered to be a process in which amorphous silicon melts and crystallizes when it is solidified again.
そ の た め、 形成 さ れ る 多 結晶 シ リ コ ン 膜の 特性 ( 結晶性、 結晶粒 径、 ひ い て は電界効果移動度等 ) は、 光 を 吸収す る シ リ コ ン膜の 物 性 ( こ こ に 言 う 物性 と は、 レ ーザ一光 の 照射 に よ り 溶融、 固化 そ し て 再結晶 す る の に 影響 す る 性質 と い う 意味で あ り 、具体的 に は膜厚、 原子密度、 含有 さ れ る 水素等 の不純物の濃度等 を指す ) に大 き く 依 存 す る 。 具体的 に は、 例 え ば膜厚 や原子密度は溶融に 必要 な熱 に 直 接 関係 す る し 、 水素 の含有量が多 い と 一部 と は い え シ リ コ ン の 飛散 等が生 じ う る 。 Therefore, the characteristics (crystallinity, crystal grain size, and thus field-effect mobility, etc.) of the formed polycrystalline silicon film depend on the characteristics of the silicon film that absorbs light. Properties (The physical properties referred to here are the melting, solidification, and Properties that have an effect on the recrystallization of the material, and specifically depend on the film thickness, the atomic density, the concentration of impurities such as hydrogen contained, etc.) . Specifically, for example, the film thickness and atomic density are directly related to the heat required for melting, and if the hydrogen content is high, silicon scattering may occur, but not partially. I will.
従 っ て 、 レ ーザ一光 を 照射 す る 前 に 、 あ ら か じ めそ れそれの非 晶 質 シ リ コ ン 膜の物性値 を 検査、 測定 し て お き 、 そ の結果 を も と に 照 射す る レ ーザー光の エ ネ ル ギ ー密度等 を 最適化す る 等の措置 を 採 る 必要 が あ る 。  Therefore, before irradiating a laser beam, the physical properties of each amorphous silicon film are inspected and measured in advance, and the results are based on the results. It is necessary to take measures such as optimizing the energy density of the laser light to be illuminated.
さ て 、 多 く の場合、 成膜条件 を 一定 に すれば原子密度 や不純物濃 度は さ ほ ど大 き く 変化 し な い が、 溶融 に 直接関係す る 膜厚は数% の 範囲で 変動す る 。  In many cases, the atomic density and the impurity concentration do not change so much if the deposition conditions are kept constant, but the film thickness directly related to melting varies within a range of several percent. You
そ こ で 特 に 、 非晶質 シ リ コ ン 膜の膜厚 に応 じて 照射す る レ ーザ一 光の エ ネ ル ギー密度 を 最適化す る 必要 があ る が、 膜厚の測定は ミ ク ロ ン やオ ン グス ト ロ ー ム の オ ー ダ の精度 が必要 な こ と も あ り 、通常、 製膜後一旦真空 中 よ り 大気 中 へ 出 して 行 わ れ る 。  In particular, it is necessary to optimize the energy density of the laser beam to be irradiated according to the thickness of the amorphous silicon film. In some cases, the accuracy of the order of the microclone or on-strom is required, and the film is usually discharged from the vacuum to the atmosphere once after film formation.
し か し な が ら 、 測定室等 が い か に 高性能 ( H E P A ) フ ィ ル タ 一 で清浄化 さ れて い る と は い え 、 非 晶質 シ リ コ ン膜を 一旦室内空気 に 晒す と 、 そ の 表面 に 自 然酸化膜が形成 さ れた り 大気中 の汚染物質、 特に T F T の形成 さ れた 基板 の製造で は ど う して も 強酸を使用 す る が、 こ の強酸 に よ り フ ィ ル 夕 一 の ガ ラ ス 繊維が侵 さ れ、 そ の 中 の ポ ロ ン に 汚染 さ れた り し て し ま う 。 こ の た め、 レ ーザ一照射 に よ る 結 晶化過程 が不安定 に な っ た り 、 多 結晶膜 中 に意図せ ざ る 不純物 と し て の ポ ロ ン が混入 し て 素子 の性能 を 劣化 さ せ た り して し ま う 。  However, even though the measurement chamber is not cleaned with a high-performance (HEPA) filter, the amorphous silicon film is once exposed to room air. When exposed, a natural oxide film is formed on the surface of the substrate, or a contaminant in the air, especially a strong acid is used in the manufacture of a substrate on which a TFT is formed. The glass fiber in the field is eroded by the water, and the porosity in the glass fiber is contaminated. As a result, the crystallization process due to laser irradiation becomes unstable, and the polycrystalline film is mixed with pol as an unintended impurity, and the performance of the device is reduced. Or it may be degraded.
ま た 、 多結晶 シ リ コ ン膜 を 形成後、 そ の表面 に ゲー ト 絶縁膜 を 形 成す る 際 に も 、 従来の製造装 置 で は、 一 旦外気 に 晒 し た後 プラ ズマ C V D 装置 等 に 移 して 絶縁膜 を 形成す る た め、 移 す際 に 多結晶 シ リ コ ン膜表面 に 不安定な 自 然酸化膜が形成さ れた り 、 大気 中 の 不純物 に汚染さ れ た り して し ま う 。 こ の た め、 こ の面か ら も 半導体 /絶縁 膜界面 の 特性 を 著 し く 低下 さ せて し ま い 、 簿膜 ト ラ ン ジ ス タ の性能 を低下 さ せ る 一 因 と な っ て い た 。 In addition, when forming a gate insulating film on the surface after forming a polycrystalline silicon film, the conventional manufacturing apparatus requires a plasma exposure after exposure to the outside air. Since the film is transferred to a CVD device to form an insulating film, an unstable natural oxide film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film during transfer, and contamination by atmospheric impurities may occur. It will be done. For this reason, the characteristics of the semiconductor / insulating film interface are also significantly reduced from this aspect, and this is one of the causes of degrading the performance of the thin film transistor. Was.
一方、 上述 し た 様 に 、 液晶表示装置で は 同一基板上 に n 型及び p 型の M O S 型 ト ラ ン ジ ス タ を 形成す る こ と で表示部分 と 同 じ基板上 に駆動回路等 を 作 り 込む技術が開発 さ れて い る 。 こ の n 型或い は p 型の半導体領域は、 リ ン ゃ ポ ロ ン等の いわ ゆ る 不純物 (半導体の機 能発揮の た め の 添加物) を所定の半導体領域に 注入 し て形成す る 。 そ して 、 n 型或 い は p 型 の半導体領域の特性は、 こ れ ら 注入 さ れ た 不純物の濃度、 膜厚方 向 の プ ロ フ ァ イ ル に 強 く 依存 す る 。  On the other hand, as described above, in a liquid crystal display device, by forming n-type and p-type MOS transistors on the same substrate, a drive circuit and the like are formed on the same substrate as the display portion. The technology to make it is being developed. This n-type or p-type semiconductor region is formed by injecting so-called impurities (additives for exhibiting the function of a semiconductor) such as lipo-polon into a predetermined semiconductor region. . The characteristics of the n-type or p-type semiconductor region strongly depend on the concentration of these implanted impurities and the profile in the thickness direction.
そ して従来は 、 こ の不純物の注入は、 半導体た る シ リ コ ン の ゲー ト 絶縁膜越 し に 行わ れて い た 。 し か し、 上述の よ う に 、 プラ ズマ C V D 法等で形成 さ れた 絶縁膜に は、 基板間で 数% の範囲 の膜厚の ば ら つ き があ る 。 そ の結果、 n 型或い は p 型半導体領域の特性 に ば ら つ き が生 じ、 ト ラ ン ジ ス タ の 特性の ば ら つ き が生 じ る 原 因 と な っ て い る  Conventionally, this impurity has been implanted through the gate insulating film of silicon as a semiconductor. However, as described above, the insulating film formed by the plasma CVD method or the like varies in thickness between the substrates within a range of several percent. As a result, variations occur in the characteristics of the n-type or p-type semiconductor regions, causing variations in the characteristics of the transistor.
と こ ろ で、 近年 の液晶表示パ ネ ルの大型化、 高画素密度化等 に 伴 い、 ガ ラ ス 基板上 に形成 さ れ る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ は益 々 小型、 高精 細化 し、 そ の 多結晶 シ リ コ ン膜 も 数百 オ ン グス ト ロ 一 ム と よ り 薄 く な り つつ あ る 。 従 っ て 、 こ の 面 か ら も 更 に 表面 の 汚染、 劣化の悪影 響が大 き く な つ て い る 。  However, with the recent increase in the size of liquid crystal display panels and the increase in pixel density, thin-film transistors formed on glass substrates are becoming smaller and more precise. And the thickness of the polycrystalline silicon film is becoming thinner than several hundred Angstroms. Therefore, the adverse effects of surface contamination and deterioration are increasing from this aspect as well.
以上の た め、 こ の よ う な ト ラ ン ジ ス 夕 の性能を 低下 さ せ る 要因 が、 例 え ば T F T の 特性が電界効果移 動度 で 2 0 0 c m 2 / V ' s e c を越え る よ う な 高い性能 を 有 す る も の に な る に つ れて よ り 重大 と な つ て き た 。 For this reason, the factor that degrades the performance of such a transistor is, for example, that the TFT characteristics exceed 200 cm 2 / V'sec in the field-effect mobility. As they become more powerful, they become more critical. I came.
従 っ て レ ーザ一 ァ ニール にて 製造 さ れた M O S 型構造の薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 に お い て 特 に そ う で あ る が、 製造時の各段階 に お け る 処理 に 際 して 、 基板上 に形成 さ れた 薄膜への 不純物の付着等がな く 、 そ の結果結晶性が良好で あ り 、 界面の欠陥 が少な く 、 かつ特性の ば ら つ き も 少 な い も の を製造す る 装置や方法 の 開発が望 ま れて い た 。  Therefore, this is especially true in the case of MOS-type thin film transistors manufactured by laser annealing, but the processing at each stage of manufacturing is particularly important. In this case, no impurities adhere to the thin film formed on the substrate, and as a result, the crystallinity is good, the number of interface defects is small, and the variation in characteristics is small. There was a need for the development of equipment and methods for manufacturing things.
(第 2 の 背景技術及びそ の課題)  (Second background technology and its issues)
ガ ラ ス 基板上 に作製 さ れ る M O S 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ( T F T ) の特性向上 に は、 半導体薄膜 と ゲ一 ト 絶縁膜の界面特性 を 向上 さ せ る こ と が不 可欠で あ る 。  To improve the characteristics of MOS thin film transistors (TFTs) fabricated on glass substrates, it is essential to improve the interface characteristics between the semiconductor thin film and the gate insulating film. It is.
と こ ろ で 、 T F Tの構造は、 電極や半導体層 の積層 の順番 に よ つ て 、 ゲー ト 電極 を先 に 形成 し、 ゲー ト 絶縁膜を 介 し て 多結晶 シ リ コ ン ( Polycrystal 1 ine silicon ) 膜を そ の上面 に形成す る ボ ト ム ゲ — ト 型 と 、 そ の逆 に、 多結晶 シ リ コ ン膜 を 先 に形成 し、 ゲー ト 絶縁 膜 を 介 し て そ の上 面 に ゲ一 ト 電極 を形成す る ト ッ プゲ一 ト 型 と に 分 類 さ れ る 。 両者 を 比較 し た場合、 デバイ ス の観点か ら セ ル フ ァ ラ イ ン構造 に よ る 微細化や寄生容量の低減 を 容易 に 図 り 得 る こ と がで き 又、 製造 プ ロ セ ス へ の 制約 も 少 な い ト ッ ブゲ一 ト 型が有利で あ る。 かか る デバ イ ス の観点か ら 有利 で あ る ト ッ プゲ一 ト 型構成を考 え た 場合、 半導体薄膜形成後 に、 表面 を 大気 に さ ら す こ と な く 、 高真空 中 あ る い は高純度 ガス 雰囲気中 に保持 し 、 連続的 に ゲ一 ト 絶縁膜 を 形成す る こ と が望 ま し い。  At this point, the structure of the TFT is such that a gate electrode is formed first according to the order of lamination of electrodes and semiconductor layers, and a polycrystalline silicon is formed via a gate insulating film. A bottom gate type in which a film is formed on the upper surface, and conversely, a polycrystalline silicon film is formed first, and the upper surface is formed through a gate insulating film. The gate electrode is classified into a top gate type which forms a gate electrode. When the two are compared, miniaturization and reduction of parasitic capacitance by the cell line structure can be easily achieved from the viewpoint of the device, and the manufacturing process can be easily performed. The top-gate type, which has few restrictions on, is advantageous. Considering the top-gate type configuration, which is advantageous from the viewpoint of such devices, after the semiconductor thin film is formed, the surface is not exposed to the air and is in a high vacuum. Alternatively, it is desirable to maintain the gate insulating film in a high-purity gas atmosphere and form a gate insulating film continuously.
し か し、 従来の製造 プ ロ セ ス で は、 半導体薄膜 と ゲー ト 絶縁膜 と の界面 を 清浄 に保つ こ と がで き な い と レゝ ぅ 問題点があ っ た 。  However, in the conventional manufacturing process, there has been a problem that the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film cannot be kept clean.
以下 に 具体的 に 説明 す る 。 典型 的な ト ツ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造 プ ロ セ ス ( 第 1 従来例 と い う ) は、 図 2 9 及び図 3 0 に 示 さ れて い る 。 図 2 9 及び図 3 0 に お い て 、 5 0 0 は絶縁性基板、 5 0 1 は半導体簿膜、 5 0 2 は ゲー ト 酸化膜、 5 0 3 は ゲー ト 電極、 5 0 4は ソ ー ス 領域、 5 0 5 は ド レ イ ン領域、 5 0 6 はチ ャ ネ ル領 域、 5 0 7 は層 間絶縁膜、 5 0 8 は ソ ース 電極、 5 0 9 は ド レ イ ン 電極 を 示 す 。 こ の 第 1 従来例で は、 絶縁性基板 5 0 0 上 に半導体薄 膜 5 0 1 を 形成 し た 図 2 9 ( a ) に示 す状態か ら 、 半導体薄膜 5 0 1 上 に ゲー ト 絶縁膜 5 0 2 及びゲー ト 電極 5 0 3 を形成 した図 2 9 ( b ) に 示 す状態 に 至 る 間 に 、 半導体薄膜 5 0 1 を 、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一 と エ ッ チ ン グ に よ り 島状 に加工す る プ ロ セ ス が存在す る 。 こ の よ う に 、 半導体薄膜形成工程 と ゲー ト 絶縁膜工程の 間 に、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一工程 を 行 う と 、 半導体薄膜 5 0 1 と ゲー ト 絶縁膜 5 0 2 の界面が大気 に 曝さ れ る た め、 半導体簿膜 と ゲー ト 絶縁膜 と の界面の清浄性 を 保つ こ と がで き な い 。 This will be specifically described below. A typical top gate type thin film transistor manufacturing process (referred to as the first conventional example) is shown in FIGS. 29 and 30. It is shown . In FIGS. 29 and 30, 500 is an insulating substrate, 501 is a semiconductor thin film, 502 is a gate oxide film, 503 is a gate electrode, and 504 is a semiconductor. Source region, 505 is a drain region, 506 is a channel region, 507 is an interlayer insulating film, 508 is a source electrode, and 509 is a drain. Indicates an electrode. In the first conventional example, a gate insulating film is formed on a semiconductor thin film 501 from the state shown in FIG. 29 (a) in which a semiconductor thin film 501 is formed on an insulating substrate 500. In the state shown in FIG. 29 (b) where the film 502 and the gate electrode 503 are formed, the semiconductor thin film 501 is removed from the photolithographic graph by etching. There is a process for processing islands by means of ching. As described above, when a photolithography process is performed between the semiconductor thin film forming process and the gate insulating film process, the semiconductor thin film 501 and the gate insulating film 502 are formed. Since the interface is exposed to the atmosphere, the interface between the semiconductor film and the gate insulating film cannot be kept clean.
そ こ で 、 かか る 問題 を解決すべ く 、 図 3 1 に 示す第 2 従来例 が提 案 さ れて い る 。 こ の第 2 従来例 で は、 半導体薄膜 5 0 1 と ゲー ト 絶 縁膜 5 0 2 を連続的 に成膜 し ( 図 3 1 ( a ))、 そ の後 に 両者 を 島状 に加工 し、 そ の加工後 に ゲー ト 電極 5 0 3 を成膜す る ( 図 3 1 ( b )), こ れに よ り 、 半導体薄膜 5 0 1 と ゲー ト 絶縁膜 5 0 2 の界面が大 気 に 曝さ れ る こ と がな く 、 半導体薄膜 と ゲ一 ト 絶縁膜 と の界面の 清 浄性 を保つ こ と がで き る 。 し か し なが ら 、 こ の第 2 従来例で は、 図 3 1 ( b ) に 示す よ う に、 半導体薄膜 5 0 1 の 島状 に加工 さ れた 法 面 1 0 1 a が露出 し て い る た め 、 こ の 法面 1 0 1 a で の半導体薄膜 5 0 1 と ゲー ト 電極 5 0 3 の電気的接触 に よ り 、 希望す る ト ラ ン ジ ス タ 特性が得 ら れな い と い う 新 た な 問題が生 じ た 。 な お、 図 3 1 は ソ ー ス領域 と チ ャ ネ ル領域 と ド レ イ ン 領域 を 含む断面 に垂直で 、 且 つ チ ャ ネ ル領域 を 含む 断面 ( 図 3 0 ( b ) を 例 に す る と 、 チ ャ ネ ル 領域 を含み旦っ 図 3 0 ( b ) の紙面 に垂直 な断面 に相 当 ) を 示 し て い る 。 In order to solve such a problem, a second conventional example shown in Fig. 31 has been proposed. In the second conventional example, a semiconductor thin film 501 and a gate insulating film 502 are formed continuously (FIG. 31 (a)), and then both are processed into an island shape. After the processing, a gate electrode 503 is formed (FIG. 31 (b)), whereby the interface between the semiconductor thin film 501 and the gate insulating film 502 is exposed to air. Thus, the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film can be kept clean without being exposed to the heat. However, in this second conventional example, as shown in FIG. 31 (b), the island-shaped slope 101a of the semiconductor thin film 501 is exposed. As a result, the desired transistor characteristics can be obtained by the electrical contact between the semiconductor thin film 501 and the gate electrode 503 on the slope 101a. A new problem has arisen. FIG. 31 is a cross section perpendicular to the cross section including the source region, the channel region, and the drain region, and including the channel region (see FIG. 30 (b) as an example). Then, the channel Figure 30 (b) shows a cross section perpendicular to the plane of the figure including the region).
従 っ て 、 従来 よ り 、 半導体薄膜 と ゲー ト 絶縁膜 と の界面が清浄で あ り 、 且つ 半導体薄膜 と ゲ一 ト 電極の接触の問題が生 じ る こ と の な い ト ッ プゲ ー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ が所望 さ れて い た 。  Therefore, conventionally, a top gate in which the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film is clean and the problem of contact between the semiconductor thin film and the gate electrode does not occur. A type thin film transistor has been desired.
(第 3 の 背景技術及びそ の課題)  (Third background technology and its issues)
カ ーナ ビ ゲ一 シ ヨ ン やモ ノヽ' ィ ル ヅ 一ルのモ ニ タ 一への応用 を 目 的 と し た 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 一 (以下 「 T F T 」 と称す る ) に 用 い ら れ て い る ポ リ シ リ コ ン膜は 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン聘の形成後、 該 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜表面 に レ ーザ一ァニ ール法 に よ り レ ーザ一 を 照射 して 溶融結晶化 し て形成 さ れ る 。  Thin-film transistors (hereinafter referred to as “TFTs”) for the purpose of applying cannabis and monofilaments to monitors. After the formation of the amorphous silicon film, the polysilicon film used is formed on the surface of the amorphous silicon film by a laser mask. It is formed by irradiating a laser beam by the Niel method and melting and crystallizing it.
こ こ で 、 レ ーザ一 を 照射 さ れ る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜は、 膜中 水素濃度 が 3 a t % 以下で あ る こ と が望 ま れて い る 。 こ の理 由 は 、 膜中 に水素 を 多量に含有す る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を レ ーザ一 ァ ニール し た場合、 レ ーザ一の照射 に よ り ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の 温度が急激 に上昇 して 膜中 の水素 が突沸 し、膜表面が荒れて し ま い 、 T F T と して は不適 当 な膜 と な っ て し ま う た めで あ る 。  Here, it is desired that the amorphous silicon film irradiated with the laser has a hydrogen concentration of 3 at% or less in the film. The reason for this is that when an amorphous silicon film containing a large amount of hydrogen in the film is laser-annealed, the laser irradiation causes The temperature of the polysilicon film rises rapidly, causing the hydrogen in the film to boil and the film surface to become rough, making the film unsuitable for a TFT. That's it.
ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法 に は 、 常圧 C V D 法、 減圧 C V D 法、 プラ ズマ C V D 法等があ る が、 そ れ ら の 中 で も プラ ズマ C V D 法は 4 0 0 °C以下の低温で の プ ロ セ ス が可能な どの点で好適で あ る 。 し か し、 前記 プラ ズマ C V D 法 に よ り 基板温度が 2 5 0 "C程 度で形成 さ れ た ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 に は 1 0 〜 2 0 a t % の水 素が含ま れて お り 、 こ の た め、 レ ーザ一 ァ ニ ール法 に よ り レ ーザ一 を ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 に 照射 して 結晶化 を 行 う 前 に 、 該ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の水素 を脱離 さ せ る 工程が必要 と な っ て い る 。 そ こ で 、 製造工程 を 簡略化 す る た め に 、 前記ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の水素 を 脱離 さ せ る 工程 を 行 う こ と な し に 、 プラ ズマ C V D 法 に よ っ て 膜 中 の水素含有量 を 低減さ せ る 方法が、 特開平 9 一 1 3 4 8 8.2 に 開示 さ れて い る 。 該技術におい て は、 基板 を 4 0 0 °C に 加熱 し、 熱 エ ネ ル ギー に よ っ て 膜中 の水素 を脱離 さ せて い る ので あ つ た 。 The method of forming the amorphous silicon film includes a normal pressure CVD method, a reduced pressure CVD method, a plasma CVD method, and the like. Among them, the plasma CVD method is 40%. It is suitable in that processing at a low temperature of 0 ° C or less is possible. However, an amorphous silicon film formed at a substrate temperature of about 250 "C by the plasma CVD method has a hydrogen content of 10 to 20 at%. Therefore, before the crystallization is performed by irradiating the amorphous silicon film with the laser by the laser annealing method, the laser annealing method is used. In addition, a step of desorbing hydrogen from the amorphous silicon film is required, and thus, in order to simplify the manufacturing process, the above-mentioned step is required. Morphy Silicon A method for reducing the hydrogen content in a film by a plasma CVD method without performing a step of desorbing hydrogen in the film is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Heisei 9-1134. 8 Disclosed in 8.2. In this technique, the substrate is heated to 400 ° C., and thermal energy is used to desorb hydrogen in the film.
ま た、 通 常、 プラ ズマ C V D 法 に よ る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の 形成は、 S i H 4 ガス を 十分 に流 し高周波電力 を 1 3 . 5 6 M H z に低 く 抑 え る こ と に よ っ て 反応律則の条件で行わ れて い る 。 こ れ は 気相反応 に よ る パ ウ ダー発生 を 抑制す る と 同時 に S i H ラ ジ カ ル を選択的 に 生成す る こ と に よ っ て ダ ン グ リ ン グポ ン ド の 少 な い ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 を形成す る た めで あ る 。 Also, usually, formation of by that A molar off § mortal Li co down film plasmas CVD method, low-frequency power Shi sufficiently flow the S i H 4 gas to 1 3. 5 6 MH z It is carried out under the conditions of the reaction rule. This suppresses powder generation due to the gas phase reaction, and at the same time, selectively generates SiH radicals, thereby reducing dangling ponds. This is because a non-amorphous silicon film is formed.
こ の場合、 ダ ン グ リ ン グポ ン ド は水素 に よ っ て 終端 さ れ る た め 当 然な が ら 多量の水素が膜中 に含 ま れて い る 。 ま た 、 形成中 の ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の最表面は水素で覆わ れて い る が、 基板温度が 3 0 0 て以上 に な る と 最表面の水素 が熱エ ネ ル ギー に よ っ て 脱離 し 、 そ の結果ダ ン グ リ ン グポ ン ド が増加す る こ と も 知 ら れて い る 。  In this case, since the dangling ponds are terminated by hydrogen, a large amount of hydrogen is naturally contained in the film. Also, the outermost surface of the amorphous silicon film being formed is covered with hydrogen, but when the substrate temperature reaches 300 ° C or higher, the hydrogen on the outermost surface is converted to thermal energy. It is also known that desorption by energy leads to an increase in dangling ponds.
要約すれば、 従来で は 以下の よ う な課題 を 有 し て い た 。  In summary, the following problems have been encountered in the past.
( 1 ) 従来 の プラ ズマ C V D法 に よ っ て ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を形成 し た場合、一般的な条件で あ る 基板温度が 3 0 0 以下で は、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 に 1 0 〜 2 0 & % の水素 が含 ま れて し ま う ので 、 膜 中 の水素 を脱離す る 工程が必要 と な る 。  (1) When an amorphous silicon film is formed by a conventional plasma CVD method, when the substrate temperature, which is a general condition, is not more than 300, the amorphous silicon film is formed. Since the fluorine-containing silicon film may contain 10 to 20% of hydrogen, a step of desorbing hydrogen from the film is required.
( 2 ) ま た 、 特閧平 9 一 1 3 4 8 8 2 に 開示 さ れて い る 技術の よ う に、 基板温度 を 4 0 0 °C程度 に 加熱 し 、 原料 ガ ス を 高度 に希釈 し た場合に は、 水素含有量の 少 な い ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜が得 ら れ 膜中 の水素 を 脱離す る 工程は不要 と な る の で あ る が、 該ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜は微結晶化 し 、 ス ル ー ブ ヅ ト が低下 す る と い つ た 問題 があ る 。 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜が微結晶化す る と 、 そ の微結晶化 し た膜を レ ーザ一 ァ ニ ール に よ り 再溶融 し な ければな ら ず、従 っ て 、 ァモ ル フ ァ ス状態の膜 を レ ーザ一 ァ ニール す る 場合 よ り も 高いエ ネ ル ギ 一が 必要 と な り 、 製造効率が低下 す る の で あ る 。 発 明 の 開 示 (2) Also, as in the technology disclosed in Japanese Patent Application No. 9-1134882, the substrate temperature is heated to about 400 ° C to highly dilute the raw material gas. In this case, an amorphous silicon film having a low hydrogen content is obtained, and the step of desorbing hydrogen in the film is not required. The problem of low crystal silicon crystallinity and low slew rate There is. When the amorphous silicon film is microcrystallized, the microcrystallized film must be remelted by a laser anneal, and accordingly, As a result, higher energy is required than when laser annealing a film in an amorphous state, and the manufacturing efficiency is reduced. Disclosure of the invention
第 1 の 発 明群の 目 的は、 清浄な雰囲気中 で、 特 に M O S 型構造の 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 を 非晶質半導体膜の形成条件 に適合 して製造 を な し え る よ う に し た も の で あ る 。  The first purpose of the present invention is to make it possible to manufacture a thin film transistor having a MOS type structure in a clean atmosphere by adapting to the conditions for forming an amorphous semiconductor film. This is what we did.
第 2 の発明群の 目 的 は、 上記従来技術の課題を 克服 し、 半導体薄 膜 と ゲ一 ト 絶縁膜 と の界面が清浄で あ り 、 且つ半導体薄膜 と ゲ一 ト 電極の接触の 問題が生 じ る こ と の な い ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 及びそ の製造方法 を 提供す る こ と で あ る 。  The purpose of the second invention group is to overcome the above-mentioned problems of the prior art, to clean the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film, and to solve the problem of contact between the semiconductor thin film and the gate electrode. An object of the present invention is to provide a top gate type thin film transistor which does not occur and a method for manufacturing the same.
ま た 第 2 の発明群の他の 目 的は 、 配線 (特 に信号線) の低抵抗化 を 図 り 、 大型液晶パ ネ ル な ど に好適 に実施す る こ と がで き る 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 ア レ イ を提供 す る こ と で あ る 。  Another object of the second invention group is to reduce the resistance of the wiring (especially, the signal line) and to carry out the thin film transistor suitably for a large liquid crystal panel or the like. This is to provide a language evening array.
第 3 の 発明群の 目 的は、 効率的 に 生成 さ れ た 高エ ネ ルギー粒子 を 利用 す る こ と に よ っ て 基板温度が低温で あ っ て も ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の水素含有量 を低減す る こ と が可能 と な る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方 法 を 提供 す る こ と で あ る 。  The purpose of the third invention group is to make use of efficiently generated high energy particles so that even if the substrate temperature is low, the amorphous silicon is used. An object of the present invention is to provide a method of forming an amorphous silicon film which can reduce the hydrogen content in the film.
上記 目 的 を達成す る た め、 本発 明の う ち 請求項 1 記載の発明は 、 複数の成膜工程 に よ り 多層構造 を 有 す る 素子 を 製造す る 方法 に お い て 、 前記複数の成膜工程の う ち の 1 つ の工程で あ っ て 、 少な く と も 1 つ の膜 を成膜す る 第 1 の成膜工程 と 、 第 1 の成膜工程 に よ り 得 ら れた膜の所定の 物性値 を 測定 す る 測定工程 と 、 測定工程 にお け る 測 定結果 に基づ き 定 め ら れ る 測定条件 に応 じ て そ の膜 を 処理す る 第 2 の工程 と を 備 え 、 前記第 1 の工程、 前記測定工程、 及び前記第 2 の 工程は、そ れ それ所定の清浄雰囲気下で行わ れ る こ と を 特徴 と す る 。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention relates to a method for manufacturing an element having a multilayer structure by a plurality of film forming steps. One of a plurality of film forming steps, wherein at least one film is formed by a first film forming step and a first film forming step is obtained by the first film forming step. Measuring the specified physical properties of the film, and processing the film according to the measurement conditions determined based on the measurement results in the measurement process. And wherein the first step, the measuring step, and the second step are each performed in a predetermined clean atmosphere.
上記.構成 に よ り 、 第 1 の成膜工程に お い て膜厚等 にパ ラ ツ キ があ つ て も 、 そ のパ ラ ツ キ を 考慮 し た 第 2 の工程の処理がな さ れ る こ と に な る 。 従 っ て 、 最適な条件で第 2 の処理がな さ れ る こ と に な り 、 こ れに加 え て 、 第 1 の工程、 前記測定工程、 及び前記第 2 の工程が 清浄雰囲気下で行 わ れ る た め、 品質の 向上 し た 多層構造を 有 す る 素 子 を製造す る こ と が可能 と な る 。  According to the above configuration, even if there is a variation in the film thickness or the like in the first film forming step, the processing in the second step in consideration of the variation is not performed. It will be done. Therefore, the second process is performed under optimal conditions, and in addition, the first process, the measurement process, and the second process are performed in a clean atmosphere. As a result, it is possible to manufacture a device having a multilayer structure with improved quality.
多層構造 を 有 す る 素子 と し て は、 T F T等の半導体素子や L D D ( Lightly Doped D r a i n )構造の半導体素子や光学的多層膜を 有 す る 素子等が含 ま れ る 。 例 え ば、 T F Tの半導体素子 の場合 に は、 第 1 の工程 と し て は ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の成膜処理、 第 2 の工程 と して はポ リ シ リ コ ン膜への改質処理、 が該 当 す る 。 L D D構造の半 導体素子の場合に は、 第 1 の工程 と し て は L D D構造製造の た めの 第 1 の イ オ ン注入処理、 第 2 の工程 と し て は L D D構造製造の た め の第 2 の イ オ ン 注入処理、 が該当 す る 。 光学的多層膜を 有 す る 素子 の場合に は、 第 1 の工程 と し て は第 1 の膜の成膜処理、 第 2 の工程 と して は第 2 の膜の成膜処理、 が該当 す る 。  Examples of the element having a multilayer structure include a semiconductor element such as TFT, a semiconductor element having an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and an element having an optical multilayer film. For example, in the case of a TFT semiconductor device, the first step is a process of forming an amorphous silicon film, and the second step is a polysilicon process. This is applicable to the reforming treatment of the membrane. In the case of a semiconductor device having an LDD structure, the first step is a first ion implantation process for manufacturing an LDD structure, and the second step is a process for manufacturing an LDD structure. The second ion injection process is applicable. In the case of an element having an optical multilayer film, the first step corresponds to the first film formation processing, and the second step corresponds to the second film formation processing. You
請求項 2 記載の 発明 は、 請求項 1 記載の 多層構造 を 有 す る 素子 の 製造方法 に お い て 、 前記第 2 の工程 に お け る 処理が、 成膜処理で あ る こ と を 特徴 と す る 。  The invention according to claim 2 is the method for manufacturing a device having a multilayer structure according to claim 1, wherein the process in the second step is a film forming process. And
請求項 3 記載の 発明 は、 請求項 1 記載の 多層構造 を 有 す る 素子 の 製造方法 にお い て 、 前記第 2 の工程 に お け る 処理が、 膜の改質処理 で あ る こ と を 特徴 と す る 。  According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing an element having a multilayer structure according to the first aspect, the process in the second step is a film reforming process. It is characterized by
請求項 4 記載の 発 明 は、 多層構造 を 有 す る 素子 の製造装置で あ つ て 、 複数の膜の う ち の 少 な く と も 1 つ の膜 を 成膜す る 成膜手段 と 、 前記成膜手段で得 ら れた膜の所定 の物性値 を 測定す る 手段 と 、 測定 手段に お け る 測定結果 に基づ き 定 め ら れ る 測定条件 に応 じて そ の膜 の処理 を 行 う 処理手段 と 、 前記成膜手段、 前記測定手段、 及び前記 処理手段の 各相互間の搬送 を 行 う 搬送手段 と 、 を 備 え 、 前記成膜手 段、 前記測定手段、 前記処理手段、 及び搬送手段は 、 そ れそれの処 理 を 所定の 清浄雰囲気下で 行 う こ と を 特徴 と す る 。 The invention according to claim 4 is an apparatus for manufacturing an element having a multilayer structure, and a film forming means for forming at least one of a plurality of films, Means for measuring predetermined physical properties of the film obtained by the film forming means, and processing of the film in accordance with measurement conditions determined based on the measurement results of the measuring means And a transport means for transporting the film forming means, the measuring means, and the processing means to each other, wherein the film forming means, the measuring means, and the processing means are provided. , And the transport means are characterized in that the respective processes are performed under a predetermined clean atmosphere.
上記の 如 く 、 測定手段の測定結果に基づ いて 処理手段の処理が な さ れ る た め、 高精度で の処理が可能 と な る 。 更 に 、 各手段で の処理 が清浄雰 囲気下で 行わ れ る た め、 品質の高い素子が得 ら れ る 。  As described above, since the processing of the processing means is performed based on the measurement result of the measuring means, the processing can be performed with high accuracy. Furthermore, since the treatment by each means is performed in a clean atmosphere, a high-quality element can be obtained.
請求項 5 記載の発明は、 請求項 4 記載の 多層構造 を 有 す る 素子 の 製造装置 に お いて 、 前記処理手段 にお け る処理が、 成膜処理で あ る こ と を 特徴 と す る 。  According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus for manufacturing an element having a multilayer structure according to the fourth aspect, the processing in the processing means is a film forming processing. .
請求項 6 記載の発明は、 請求項 4 記載の 多層構造 を 有 す る 素子 の 製造装置 に お い て 、 前記処理手段 にお け る 処理が、 膜の改質処理で あ る こ と を 特徴 と す る 。  According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus for manufacturing an element having a multilayer structure according to the fourth aspect, the processing in the processing means is a film reforming processing. And
請求項 7 ま た は請求項 8 記載の発明は、 薄膜形成か ら 定 ま る 所定 の清浄雰 囲気下、 例 え ば室温、 又は減圧 し た水素等、 に基板を 設置 し た状態で 、 そ の清浄雰囲気外の 場所 ま た は清浄雰 囲気の場所 に 設 け ら れ た半導体供給手段か ら 供給 さ れ る 半導体 (正確 に は、 そ の 原 料ガ ス ) を 使用 して 基板上 に非 晶 質半導体薄膜を 形成す る 薄膜形成 手段 と 、 基板上 に形成 さ れた非晶質半導体薄膜の エネ ル ギ ー線照射 に よ る 改質 ( 溶融、 結晶化等) に 関係 す る 物性値、 例 え ば膜厚 さ 、 を 光 (含む、 紫外線、 赤外線) を 使用 し た 物性値測定方法か ら 定 ま る 所定 の清浄雰 囲気下、 例 え ば室温、 真空、 に 基板 を 設置 し た状態 で 、 そ の清浄雰 囲気外の場所 に 設 け ら れ た所定の 光源 (含む、 レ ー ザ光 (源)) と 受光機 を使用 し て 測定す る 物性値測定手段 と 、 測定 さ れ た 物性値 か ら 定 ま る 性質の改質用 エ ネ ル ギー線、 例 え ば 3 0 0 m J / c m 2 の エ ネ ル ギー密度 3 0 0 H z の エ キ シ マ レ 一ザ一、を 非 晶 質半.導体 に そ の改質の た め に 照射す る エ ネ ルギー線照射手段 と 、 基板 を そ の 表面 に 非 晶質半導体層 を形成す る た め外部か ら 受け り 、 以降薄膜形成、 物性値測定、 エネ ル ギー線照射の 各処理 に際 して 基 板 を 少 く も 外部雰囲気 に 晒す こ と な く 順 に前記薄膜形成手段、 物性 値測定手段、 エ ネ ル ギ ー線照射手段 に正 し く 据 え 付 け 、 処理後 に取 り は ずす清浄雰 囲気保持型搬送手段 と を 有 して い る こ と を 特徴 と し て い る 。 The invention according to claim 7 or claim 8 is a method in which the substrate is placed in a predetermined clean atmosphere determined from the formation of the thin film, for example, at room temperature or under reduced pressure of hydrogen. Semiconductors supplied from semiconductor supply means installed in a place outside the clean atmosphere or in a place with a clean atmosphere (more precisely, the raw material gas) are used on the substrate. Thin film forming means for forming a crystalline semiconductor thin film, and physical properties related to modification (melting, crystallization, etc.) of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate by irradiation with energy rays. For example, the substrate was placed in a predetermined clean atmosphere, for example, room temperature or vacuum, determined by a physical property measurement method using light (including ultraviolet rays and infrared rays). In a state where it is located outside the clean atmosphere, Sources (including, Les laser light (source)) and the property value measurement means you measured using the light receiving device, measuring The physical properties of Jo Luo or Ru nature modifying et, channel ghee line, eg if 3 0 0 m J / cm 2 of d, channel ghee density 3 0 0 H z of d key sheet Ma les monodentate (1) an amorphous semi-conductor; an energy beam irradiating means for irradiating the conductor for its modification; and (3) receiving the substrate from the outside to form an amorphous semiconductor layer on its surface. Thereafter, the substrate is not exposed to the external atmosphere at least in each of the processes of forming a thin film, measuring physical properties, and irradiating with energy rays, and the thin film forming means, the physical property measuring means, and the energy It is characterized in that it is properly mounted on the ruby ray irradiation means, and has a clean atmosphere holding type transfer means to be removed after the treatment.
上記構成 に よ り 、 以下の作用 がな さ れ る 。  According to the above configuration, the following operation is performed.
薄膜形成手段は、 薄膜形成か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を水平 に 設置 し た 状態で、 原則 と して基板上全面 に 、 場合に よ っ て は マ ス ク を 使用 し て そ の所定位置 のみ に 、 そ の清浄雰囲気 に保持 さ れた部屋や装置外の場所 に 設け ら れた半導体供給手段か ら 供給 さ れ る 半導体を使用 して 非晶質半導体薄膜を ス ノ ッ 夕 リ ン グ等 で形成す る 。  The thin film forming means is, in a state where the substrate is horizontally set in a predetermined clean atmosphere determined by the thin film formation, and in principle, using a mask over the entire surface of the substrate, in some cases. Only at the predetermined position, the amorphous semiconductor thin film is formed by using a semiconductor supplied from a semiconductor supply means provided in a room kept in the clean atmosphere or a place outside the apparatus. It is formed by evening rings.
物性値測定手段は、 基板上 に形成さ れた 非 晶質半導体薄膜の、 ェ ネ ル ギ一線照射 に よ る 改質 に 関係 す る 密度 や膜厚等 の物性値 を 、 レ —ザ一光 を 使用 す る 等物性値測定か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下、 例 え ば室温、 真空 中 で 、 基板 を 水平 に設置 し た状態で 、 測定用 雰 囲 気外に設置 さ れた レ ーザ一源や L / E 変換機等 を 用 いて 測定す る 。  The physical property value measuring means measures physical property values such as density and film thickness related to modification of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate by irradiation with energy rays, and uses a laser beam. When the substrate is installed horizontally in a predetermined clean atmosphere, for example, at room temperature and in a vacuum, determined from the physical property measurement using the laser, the substrate is installed outside the measurement atmosphere. Measure using a laser source or L / E converter.
エネ ル ギー線照射手段は、 測定 さ れた 物性値 か ら 定 ま る 性質 の ェ ネ ルギ一線、例 え ば 3 0 0 m J / c m : の エ キ シ マ レ 一ザ一光 を 例 え ば光学系 を 用 い て ビ ー ム状 と し 、 所定 の 雰 囲気で 所定の状態 に 保 持 さ れた基板上 の 必要 に 応 じ て パ タ ー ン 化 さ れ た 非 晶質半導体に 対 し て 、 こ の ビー ム を 基板上 を 順 に 走査 し つ つ 等 し て 照射す る 。 い わ ゆ る ロ ポ ッ ト ア ー ム や押 し 出 し機やモ ー タ 等 を 有す る 清浄雰 囲気保持型搬送手段は、 そ の 表面 に 薄膜多結晶半導体層 を形成す る た め基板 を 外部か ら 直接あ る い は媒介手段を 介 し て 間接的 に 受 け 取 り 、 以降薄膜形成、 物性値測定、 エネ ル ギー線照射の各処理に際 し て基板を 少 く も 汚れた 外部雰囲気 に晒す こ と な く 、 好 ま し く は適切 な雰囲気 を 維持 しつ つ順に前記薄膜形成手段、 物性値、 測定手段、 エネ ル ギ ー線照射手段で の各処理の た め に据 え付 け、 処理後に取 り は ずす。 (勿論、 先の処理終 了後、 次の処理の た め の装置 に据 え付 け た り す る 。) 従 っ て 、 必要 に応 じて 、 そ れ ら の処理の た め の作業室 内への搬送、 処理後の搬出 も 行 な う 。 Enel ghee beam irradiation means, E Ne-saving clear distinction of the measured physical property value or Jo Luo or Ru nature, if example embodiment 3 0 0 m J / cm: example d key sheet Ma, single The first light of e For example, an optical system is used to form a beam, and an amorphous semiconductor patterned as necessary on a substrate held in a predetermined state in a predetermined atmosphere is used. Then, this beam is irradiated while scanning the substrate in order. A so-called clean-atmosphere-holding transporting device having a so-called port arm, push-out machine, motor, etc., forms a thin-film polycrystalline semiconductor layer on its surface. The substrate is received directly or indirectly from the outside via an intermediary means, and the substrate is contaminated at least in the subsequent processes of thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation. In order to perform each of the treatments by the thin film forming means, physical property values, measuring means, and energy beam irradiation means in order while maintaining an appropriate atmosphere without exposing to an external atmosphere. Install and remove after processing. (Of course, after the previous processing is completed, it may be installed in the equipment for the next processing.) Therefore, if necessary, the work room for these processings It will be transported inside and unloaded after processing.
ま た 、 上記各手段は、 基板の設置 さ れた部屋や空間の必要な排気 や減圧化、 不活性ガス や水素 ガス 等の 充填等 を も な す。  In addition, each of the above-mentioned means performs necessary exhaust and decompression of the room or space where the substrate is installed, and fills with an inert gas or hydrogen gas.
更 に、 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置は、 必要 に応 じて シ リ コ ン 薄 膜のノ タ ー ン化等の手段 を も 有 して い る 。  Further, the thin-film transistor manufacturing apparatus also has a means such as a silicon thin-film notating as necessary.
請求項 9 記載の 発明 にお いて は、 基板上 に形成 さ れた非晶質半導 体か ら の水素の追い 出 し、 同 じ く 多結晶半導体の ダ ン グ リ ン グポ ン ド への水素の結合等 ト ラ ン ジ ス 夕 素子 と して の 良好な機能発揮の た めの熱処理か ら 定 ま る 所定の雰囲気、 例 え ば前者な ら ば 1 気圧の窒 素 ガス 中 で 5 0 0 °C、後者な ら ば H 2 中で 3 5 0 °C、で基板 ご と(含 む、 複数の基板 を 同時 に対象 と す る ) 半導体薄膜を 一定時間保持 し て熱処理す る 熱処理手段を 有 し、 清浄雰囲気保持型搬送手段は、 前 の非晶質半導体薄膜の形成等 の処理後少 く も 外部雰囲気 に 晒す こ と な く 、 更 に熱処理手段への基板の据 え 付 け (含む、 そ の た めの専用 室内への搬入) と 熱処理後の取 り は ず し (搬出 ) が可能な熱処理用 搬送小手段を 有 し て い る こ と を 特徴 と して い る 。 According to the ninth aspect of the present invention, hydrogen is expelled from the amorphous semiconductor formed on the substrate, and the hydrogen is similarly expelled to the dangling ponds of the polycrystalline semiconductor. A predetermined atmosphere determined by heat treatment to achieve good function as a transistor, such as hydrogen bonding, for example, in a nitrogen atmosphere at 1 atm. A heat treatment method in which a semiconductor thin film is held for a certain period of time at a temperature of 0 ° C (in the case of the latter, at 350 ° C in H 2 ) for each substrate (including a plurality of substrates simultaneously). The clean atmosphere holding type transfer means does not expose to the external atmosphere at least after the previous processing such as the formation of the amorphous semiconductor thin film, and further mounts the substrate on the heat treatment means. And heat treatment that can be removed (unloaded) after the heat treatment. That features a and this you are have a transport small means.
上記構成に よ り 、 以下の作用 がな さ れ る 。 熱処理手段は、 ヒ ー タ 一や所定の雰囲気ガス の充填、 排気手段等 を 有 し、 こ れ に よ り 基板上 に 形成 さ れた 非晶質半導体か ら の水素 の 追 い 出 し 、 同 じ く 多結晶半導体の ダ ン グ リ ン グボ ン ド への水素の 結 合等 ト ラ ン ジ ス タ 素子 と して の 良好な機能発揮の た め の熱処理か ら 定 ま る 所定の雰 囲気で基板毎半導体薄膜 を所定の時間保持す る 等 し て 熱処理す る 。 According to the above configuration, the following operation is performed. The heat treatment means has a heater, a predetermined atmosphere gas filling and exhaust means, etc., thereby purging hydrogen from the amorphous semiconductor formed on the substrate. Predetermined atmosphere determined by heat treatment to achieve good function as a transistor element, such as bonding of hydrogen to the dangling band of a polycrystalline semiconductor. The semiconductor thin film is heat-treated by holding the semiconductor thin film for each substrate for a predetermined time.
清浄雰囲気保持型搬送手段の 熱処理用搬送小手段は、 少 く も 外部 雰囲気 に 晒す こ と な く 、 更 に 熱処理手段への 少 く も 1 つ の (含む 、 必要 に応 じ て複数の ) 基板の据 え付け と 熱処理後の 取 り はず し を 可 能 と して い る 。  The transfer means for heat treatment of the clean atmosphere holding type transfer means should not be exposed to the external atmosphere at least, and at least one (including, if necessary, a plurality of) substrates to the heat treatment means. Installation and removal after heat treatment are possible.
請求項 1 0 又は 1 1 記載の 発明 におい て は、 与 え ら れた基板上 に 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を形成す る 装置の外部、 例 え ば基板の洗浄装置や 製造装置か ら の 半導体薄膜を形成す る と い う 処理の 対象 と して の 基 板の 受け取 り と 処理後の基板の外部への 渡 し を 行な う 搬出入手段 を 有 し、 清浄雰囲気保持型搬送手段は、 そ の外周部 に 少 く も 薄膜形成 手段、 物性値測定手段、 エネ ル ギー線照射手段、 搬出入手段若 し く は 更 に こ れ ら に加 え て の熱処理手段を 有 す る 構造の 中 心配置形式清 浄雰囲気保持型搬送手段で あ り 、 更 に外周部 に配置 さ れた各手段へ の基板の据 え付 け と 取 り 外 し を 円滑に行 な う た め基板を保持 して 回 転可能な 回転可能型搬送小手段 を 有 し 、 前記物性値測定手段は、 上 記基板の物性値測定時 に基板 を正確に水平 に保持す る 水平保持形物 性測定手段で あ る こ と を 特徴 と し て い る 。  According to the invention as set forth in claim 10 or 11, there is provided a device for forming a thin film transistor on a given substrate, for example, a device for cleaning a substrate or a device for manufacturing a thin film transistor. It has a loading / unloading means for receiving the substrate as a target of processing to form a semiconductor thin film and passing the processed substrate to the outside. At the outer periphery, at least a thin film forming means, a physical property measuring means, an energy beam irradiating means, a carrying-in / out means or a heat treatment means in addition to these are provided. This is a clean atmosphere holding type transfer means, and holds the board to facilitate the installation and removal of the board to and from each means arranged on the outer periphery. A rotatable-type conveying small means rotatable and rotatable, and the physical property value measuring means Is characterized in that it is a horizontal holding type physical property measuring means for accurately holding the board horizontally when measuring the physical property values of the above-mentioned board.
上記構成に よ り 、 以下の作用 がな さ れ る 。  According to the above configuration, the following operation is performed.
ゲ一 ト バル ブ、 必要 に応 じ て の真空ポ ン プ等 を 有 す る 搬出 入手段 は、 本装置の外部か ら の そ の 表面 に半導体薄膜を 形成す る た めの 基 板の受け取 り と 半導体薄膜の形成や そ れ に 伴 う 処理、 あ る い は 更 に 素子 と し て の ト ラ ン ジ ス タ 一 を 形成後の基板を外部へ渡す こ と を 行 な う 。 The loading / unloading means, which has a gate valve and, if necessary, a vacuum pump, is used to receive a substrate for forming a semiconductor thin film on its surface from the outside of the device. The formation of semiconductor thin films and the accompanying processing, or furthermore The substrate after forming a transistor as an element is transferred to the outside.
清浄雰囲気保持型搬送手段は 中 心配置形式清浄雰囲気保持型搬送 手段で あ り 、 こ の た めそ の外周 部 に 必要 に応 じて の仕切 り 扉等 を 介 し て 薄膜形成手段、 物性値測定手段、 エネ ルギー線照射手段、 搬 出 入手段若 し く は更 に こ れ ら に加 え て の熱処理手段 (や そ の た めの手 段の一部 と し て の基板 を設置す る 部屋) を有す る 。  The clean atmosphere holding type transport means is a center-position type clean atmosphere holding type transport means.Thus, the thin film forming means and physical property value measurement are performed through a partition door or the like as necessary on the outer periphery of the conveyer. Means, energy beam irradiation means, loading / unloading means or, in addition to these, heat treatment means (and the room where the substrate is installed as a part of the means for that purpose) ).
ま た 、 かか る 配置で あ る た め各室の搬送室に 面 し な い側壁面 に 目 視用 の 窓や処理用 の光線の通過す る 窓、 そ の他弁等 を 取 り 付 け る の が楽 と な る 。  In addition, due to such an arrangement, a viewing window, a window through which light beams for processing pass, and other valves will be installed on the side walls that do not face the transfer chamber of each room. It will be easier to kick.
更 に、 各室相互の 断熱 も 、 間 に空気が存在す る た め楽 に な る 。 次に、 そ の 回転可能型搬送小手段は、 各処理の た めの各手段、 あ る いは そ の処理の た めの室内へ基板 を据 え付け た り 、 取 り は ず し た り す る 際 に そ の た めのアー ム や押 出 し、 引 き去 り 機構や マ ジ ッ ク ハ ン ド が基板を保持 しつつ 回 転す る 構造 と な っ て い る 。 そ して こ れ に よ り 直線配置型 と 異 な り 複数の基板の各手段、 装置で の処理に際 し て の輻湊が少な く な る 。  Furthermore, insulation between the rooms is also facilitated by the presence of air between them. Next, the rotatable transfer sub-means installs or removes a substrate in each means for each processing, or in a room for the processing. The arm, push-out and pull-out mechanism and magic hand for this purpose are structured so that they rotate while holding the substrate. Thus, unlike the linear arrangement type, the convergence during processing by each means and apparatus of a plurality of substrates is reduced.
ま た、 物性値測定手段は、 基板の物性値測定時 に基板を水平 に 正 確に保持す る機構で あ る た め、 装置そ の も のの取 り 付 け、 基板の取 り 付け、 更 には測定そ の も の等が容易 と な る 。  Also, since the physical property value measuring means is a mechanism that holds the board horizontally and accurately when measuring the physical property value of the board, it is necessary to attach the device itself, mount the board, Furthermore, the measurement itself becomes easier.
請求項 1 2 〜 1 4 記載の 発明 に お いて は、 薄膜形成手段、 物性測 定手段、 エネ ル ギー線照射手段若 し く は こ れ ら に加え て の熱処理手 段は、 各 々 半導体 と し て (原則 と し て 無アル カ リ ガ ラ ス 製基板 に形 成さ れた ) 非晶質や超微細結晶 の シ リ コ ン 、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム · 炭素 の層 の少な く も 1 を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成手段、 シ リ コ ン 系統物性値測定手段、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギー線照射手段特 に溶融、 再結晶化手段若 し く は こ れ ら に加 え て の シ リ コ ン 系統用 熱処理手段で あ る こ と を 特徴 と し て い る 。 - 上記構成 に よ り 、 以下 の作用 がな さ れ る 。 In the invention according to claims 12 to 14, the thin film forming means, the physical property measuring means, the energy beam irradiating means or the heat treatment means in addition to the thin film forming means, the physical property measuring means, the energy beam irradiating means, etc. Amorphous or ultrafine crystalline silicon (formed in principle on a non-alkali glass substrate), silicon 'germanium, silicon '' Silicon-based thin film forming means, silicon-based physical property value measuring means, silicon, targeting at least one of the germanium-carbon layers It is characterized in that it is a means for irradiating energy rays for energy systems, particularly a means for melting and recrystallization, or a heat treatment means for silicon systems in addition to these. . -With the above configuration, the following operations are performed.
薄膜形成手段、 物性測定手段、 エネ ル ギー線照射手段若 し く は こ れ ら に加え て の 熱処理手段は、 シ リ コ ン 系統薄膜形成手段、 シ リ コ ン 系統物性値測定手段、 シ リ コ ン 系統用 エネ ル ギー線照射手段若 し く は こ れ ら に 加 え て の シ リ コ ン 系統用熱処理手段で あ り 、 各々 半導 体 と して シ リ コ ン 、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム、 シ リ コ ン ' ゲルマ 二 ゥ ム · 炭素 の 少 な く も 1 を 対象 と して基板上 に形成す る 等の機能 を 発揮す る 。  The thin film forming means, the physical property measuring means, the energy beam irradiating means or the heat treatment means in addition thereto may be a silicon based thin film forming means, a silicon based physical property measuring means, a silicon based Energy irradiation means for the silicon system or heat treatment means for the silicon system in addition to these, each of which is made of silicon or silicon as a semiconductor 'Germanium, silicon' Exhibits functions such as forming at least one of germanium and carbon on a substrate.
請求項 1 5 か ら 請求項 2 2 記載の発明 に おいて は、 各 々 請求項 7 か ら 請求項 1 4 記載の発明 と 同様の作用 がな さ れ、効果が得 ら れ る 。 第 2 の発 明群 に係 る 請求項 2 3 記載の発明は、 絶縁性基板上 に形 成さ れ、 ソ ー ス 領域 と 、 ド レ イ ン領域 と 、 ソ ース 領域 と ド レ イ ン 領 域間 に介在 さ れ る チ ャ ネ ル領域 と か ら構成さ れ る 半導体薄膜 と 、 チ ャ ネ ル領域の 直上 に 配置 さ れた ゲ一 ト 電極 と 、 チ ャ ネ ル領域 と 前記 ゲ一 ト 電極間 に 介在 す る ゲ一 ト 絶縁膜 と 、 ソ ー ス 領域 に電気的に 接 続さ れた ソ ース 電極 と 、 ド レ イ ン領域に電気的 に接続 さ れた ド レ イ ン電極 と を 具備 し た ト ツ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジス タ に おいて 、 前 記ゲー ト 電極が、 前記ゲ一 ト 絶縁膜上 に形成さ れ た 高融点金属 か ら 成 る 第 1 サ ブゲー ト 電極 と 、 前記第 1 サ ブゲー ト 電極上 に形成さ れ た低抵抗金属 か ら 成 る 第 2 サ ブゲー ト 電極 と か ら 構成 さ れて い る こ と を 特徴 と す る 。  In the inventions of claims 15 to 22, the same operations as those of the inventions of claims 7 to 14 are performed, and the effects are obtained. The invention according to claim 23 of the second invention is formed on an insulating substrate, and includes a source region, a drain region, a source region, and a drain. A semiconductor thin film composed of a channel region interposed between the regions, a gate electrode disposed immediately above the channel region, a channel region and the gate region; A gate insulating film interposed between the source electrodes, a source electrode electrically connected to the source region, and a drain electrically connected to the drain region. In a top gate type thin film transistor provided with a gate electrode, the gate electrode is made of a high melting point metal formed on the gate insulating film. A second electrode made of a low-resistance metal formed on the first electrode; and a second electrode made of a low-resistance metal formed on the first electrode. It characterized and this that is whether we structure a gate electrode.
上記の如 く 、 ゲー ト 電極 を 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 と 第 2 サ ブゲ ー ト 電極の 2 層構造 と す る こ と に よ り 、 半導体薄膜 と ゲー ト 絶縁膜の 連続成膜が 可能 と な り 、 高性能及び高信頼性 を 有 す る ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 が構成さ れ る 。 As described above, the gate electrode has a two-layer structure of the first sub-gate electrode and the second sub-gate electrode, so that the semiconductor thin film and the gate insulating film are formed. Continuous film formation is possible, and a top-gate type thin film transistor having high performance and high reliability is configured.
ま た 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 を 高融点金属 と し、 第 2 サ ブゲー ト 電 極 を 低抵抗金属 と す る こ と に よ り 、 活性化 の た め等 の熱処理に起因 し た ゲー ト 電極の溶解が防止 さ れ る た め、 ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の 信頼性が向上す る 。  In addition, the first sub-gate electrode is made of a high melting point metal and the second sub-gate electrode is made of a low-resistance metal, so that the gate caused by heat treatment for activation or the like can be obtained. Since the electrode is prevented from being dissolved, the reliability of the top gate type thin film transistor is improved.
請求項 2 4 記載の発明は、 請求項 2 3 に記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ に お い て 、 前記高融点金属 がモ リ ブデ ン あ る い は モ リ ブデ ン を 含ん だ合金で あ る こ と を特徴 と す る 。  The invention according to claim 24 is the top gate thin film transistor according to claim 23, wherein the refractory metal is molybdenum or molybdenum. It is characterized by being an alloy containing iron.
高融点金属 を モ リ ブデ ン あ る い はモ リ ブデ ン を 含んだ合金 と す る こ と に よ り 、 良好な ト ラ ン ジ ス タ 性能が得 ら れ る 。  By using the high melting point metal as molybdenum or an alloy containing molybdenum, good transistor performance can be obtained.
請求項 2 5 記載の発明は、 請求項 2 3 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ に お い て 、 前記高融点金属が タ ン グス テ ン あ る い は タ ン ダス テ ン を含んだ 合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。  According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the top gate thin film transistor according to the twenty-third aspect, the refractory metal is a tungsten or a tan. It is characterized by being an alloy containing dust.
高融点金属 を タ ン グス テ ン あ る いは タ ン グス テ ン を含んだ合金 と す る こ と に よ り 、 良好な ト ラ ン ジ ス タ 性能が得 ら れ る 。  By using the refractory metal as a tungsten or an alloy containing a tungsten, good transistor performance can be obtained.
請求項 2 6 記載の発明は、 請求項 2 3 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ に おい て 、 前記高融点金属 に代え て 、 不純物濃度 の 高い多結晶 シ リ コ ン を 用 い た こ と を特徴 と す る 。  An invention according to claim 26 is the top gate thin film transistor according to claim 23, wherein a polycrystalline silicon having a high impurity concentration is used instead of the refractory metal. It is characterized by the use of
請求項 2 7 記載の発 明 は、 請求項 2 3 に 記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス 夕 に お い て 、 前記低抵抗金属 がア ル ミ ニ ゥ ム あ る い は アル ミ ニ ウ ム を含ん だ 合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。  The invention according to claim 27 is the top gate type thin film transistor according to claim 23, wherein the low-resistance metal is made of aluminum or aluminum. It is characterized by being an alloy containing aluminum.
低抵抗金属 を ア ル ミ ニ ウ ム あ る い は ア ル ミ ニ ウ ム を含んだ合金 と す る こ と に よ り 、 良好な ト ラ ン ジ ス タ 性能が得 ら れ る 。  Good transistor performance can be obtained by using low-resistance metal as aluminum or an alloy containing aluminum.
請求項 2 8 記載の発明は 、 ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の 製 造方法で あ っ て 、 絶縁性基板上 に、 半導体薄膜 を 形成す る 第 1 ス テ ッ ブ と、 前記半導体薄膜上 に ゲー ト 絶縁膜を形成 し、 こ の ゲー ト 絶 縁膜上 に 第 1 サ ブゲー ト 電極 を形成す る 第 2 ス テ ッ プ と 、 前記第 1 サ ブゲ一 ト 電極、 前記ゲー ト 絶縁膜お よ び前記半導体薄膜を 、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ に よ る 第 1 の ノ タ ー ニ ン グ処理 に よ り 第 1 の 島状 に 加工 す る 第 3 ス テ ッ プ と 、 前記第 1 サ ブゲ ー ト 電極お よ び前記ゲー ト 絶縁膜を、 フ ォ ト グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ に よ る 第 2 のノ、' タ ー ニ ン グ処理に よ り 第 2 の島状 に加工 す る 第 4 ス テ ッ プ と 、 前記第 1 サ ブゲー ト 電極を マ ス ク と して 、 前記半導体薄膜に不純物 を 打ち 込む こ と に よ り 前記半導体薄膜に ソ ー ス 領域、 ド レ イ ン領域 お よ びチ ャ ネ ル領域を形成す る 第 5 ス テ ッ プ と 、 前記ソ ース 領域 に 電気的 に接続 さ れた ソ ー ス 電極、 前記 ド レ イ ン領域に 電気的 に接続 さ れた ド レ イ ン電極を形成 し、 前記第 1 サ ブゲ一 ト 電極 に電気的 に 接続 さ れた第 2 サ ブゲー ト 電極を形成す る 第 6 ス テ ッ プ と 、 を含む こ と を特徴 と す る 。 The invention according to claim 28 is a method of manufacturing a top gate type thin film transistor, wherein a first step of forming a semiconductor thin film on an insulating substrate is provided. A second step of forming a gate insulating film on the semiconductor thin film and forming a first subgate electrode on the gate insulating film; and a first step of forming a first subgate electrode on the gate insulating film. The first electrode, the gate insulating film, and the semiconductor thin film are subjected to a first notching process by photolithography and etching to form a first electrode. The third step of processing into an island shape, and the first subgate electrode and the gate insulating film are formed by photographing and etching. A fourth step for processing into a second island shape by a second, turning process, and the semiconductor thin film, wherein the first subgate electrode is used as a mask. By implanting impurities into the semiconductor thin film, a source region, a drain region, and a channel region are formed in the semiconductor thin film. Forming a fifth step, a source electrode electrically connected to the source region, and a drain electrode electrically connected to the drain region. And a sixth step of forming a second sub-gate electrode electrically connected to the first sub-gate electrode.
上記製造方法 に よ り 、 半導体薄膜 と ゲー ト 絶縁膜の界面は、 連続 的 に作製 さ れ る 。 ま た 、 半導体簿膜の 島状加工 さ れた法面 と 第 2 の ゲー ト 電極は、 層 間絶縁膜で絶縁さ れ る た め、 接触す る こ と がな い 。 従 っ て、 ト ラ ン ジ ス タ 特性 の 向上 し た ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 を製造す る こ と がで き る 。  According to the above manufacturing method, the interface between the semiconductor thin film and the gate insulating film is manufactured continuously. Further, the island-shaped sloped surface of the semiconductor film and the second gate electrode are insulated from each other by the inter-layer insulating film, and thus do not come into contact with each other. Accordingly, it is possible to manufacture a top gate type thin film transistor having improved transistor characteristics.
請求項 2 9 記載の発明は、 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法 に お いて 、 前記第 4 ス テ ッ プ に代え て 、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一 と エ ッ チ ン グ に お い て 、 前記第 1 サ ブゲー ト 電極のみ を 第 2 の 島状 に加工 す る こ と を 特徴 と す る 。  An invention according to claim 29 is a method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the fourth step is replaced with a photo transistor instead of the fourth step. In the lithography and the etching, only the first subgate electrode is processed into a second island shape.
上記製造方法 に よ り 、ゲ一 ト 絶縁膜越 し の イ オ ン 注入 と な る の で 、 イ オ ン 注入時 に 半導体薄膜 の 島状加工 さ れ た 法面 が不純物で 汚染 さ れに く く な り 、 好 ま し い 。 請求項 3 0 又は 3 1 記載の発明は、 請求項 2 8 又は 2 9 に記載の ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法に お いて 、 前記第 1 ス テ ツ ブが、 絶縁性基板上 に非晶質 シ リ コ ン 薄膜を形成 し、 こ の非 晶 質 シ リ コ ン 薄膜 を 結晶化 さ せて 半導体層 と して の結晶性 シ リ コ ン 薄 膜 を 絶縁性基板上 に形成す る こ と を特徴 と す る 。 According to the above-described manufacturing method, ion implantation is performed through the gate insulating film, so that the island-shaped sloped surface of the semiconductor thin film is not contaminated by impurities during ion implantation. It's good, it's good. The invention according to claim 30 or 31 is directed to a method of manufacturing a top gate type thin film transistor according to claim 28 or 29, wherein the first step is performed. Forming an amorphous silicon thin film on an insulating substrate, crystallizing the amorphous silicon thin film, and insulating the crystalline silicon thin film as a semiconductor layer. It is characterized in that it is formed on a conductive substrate.
上記の如 く 、 半導体層 と して 結晶性 シ リ コ ン薄膜 を 用 い る と 、 移 動度そ の他 の特性が良好な T F T を作製す る こ と がで き る 。  As described above, when a crystalline silicon thin film is used as a semiconductor layer, a TFT having good mobility and other characteristics can be manufactured.
請求項 3 2 記載の発明は、 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲ一 ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法 に お い て 、 前記第 1 サ ブゲー ト 電極が高 融点金属 か ら 成 り 、 前記第 2 サ ブゲー ト 電極、 前記 ソ ー ス 電極お よ び前記 ド レ イ ン 電極が共 に低抵抗金属か-ら 成 る こ と を 特徴 と す る 。  An invention according to claim 32 is a method for manufacturing a top-gate thin film transistor according to claim 28, wherein the first subgate electrode is a high melting point metal. Wherein the second sub-gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are both made of a low-resistance metal.
上記製造方法 に よ れば第 1 サ ブゲ一 ト 電極は、 不純物注入の た め の イ オ ン注入の 時 に メ タ ルマ ス ク と して機能す る 。 ま た、 第 1 サ ブ ゲー ト 電極 を 高融点金属 と す る こ と に よ り 、 ィ オ ン注入時 に 発生 す る 熱な ど に よ る 第 1 サ ブゲー ト 電極の部分溶解が防止 さ れ、 チ ヤ ネ ル領域への不純物汚染が発生 し な い。 さ ら に、 注入後 の活性化処理 の温度 を 、 ガ ラ ス 基板の耐熱温度 以下 の範囲で 高 く 設定で き る た め 好ま しい。  According to the above-described manufacturing method, the first subgate electrode functions as a metal mask at the time of ion implantation for impurity implantation. In addition, since the first subgate electrode is made of a high melting point metal, partial melting of the first subgate electrode due to heat generated at the time of ion implantation is prevented. As a result, no impurity contamination occurs in the channel region. Further, the temperature of the activation treatment after the implantation can be set high within a range not higher than the heat-resistant temperature of the glass substrate.
請求項 3 3 記載の発明は、 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法 に お い て 、 前記高融点金属がモ リ ブデ ン あ る い はモ リ ブデ ン を 含ん だ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。  The invention according to claim 33 is the method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the refractory metal is molybdenum or molybdenum. It is characterized by being an alloy containing molybdenum.
請求項 3 4 記載の 発明 は、 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法 に お い て 、 前記高融点金属 が タ ン グス テ ン あ る い は タ ン グス テ ン を含んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。 請求項 3 5 記載の 発明 は、 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造 方法 に お い て 、 前記高融点金属 に代 え て 、 不 純物濃度 の 高い 多結晶 シ リ コ ン を 用 い た こ と を 特徴 と す る 。 The invention according to claim 34, in the method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the refractory metal is a tungsten. Is characterized by being an alloy containing tungsten. The invention according to claim 35 provides a method of manufacturing a top gate type thin film transistor according to claim 28, wherein the high-melting-point metal is replaced by a metal. It is characterized by the use of polycrystalline silicon with a high purity.
上記の如 く 、 不純物濃度が高い と 、 低抵抗 と な る た め、 良好な 特 性の薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を作製す る こ と がで き 。 ま た 、 こ の構成の場 合、 ソ ー ス · ド レ イ ン領域の不純物注入の時に 、 ゲー ト 電極 と して の 多結晶 シ リ コ ン に 同時に 不純物 を 注入すれば よ く 、 製造が容易 と な る 。  As described above, when the impurity concentration is high, the resistance becomes low, so that a thin-film transistor having excellent characteristics can be manufactured. In addition, in the case of this configuration, when impurities are implanted into the source / drain region, the impurities can be implanted into the polycrystalline silicon as the gate electrode at the same time. It will be easier.
請求項 3 6 記載の発明は、 請求項 2 8 に記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法 に おいて 、 前記低抵抗金属がア ル ミ ニ ゥ ム あ る い は ア ル ミ ニ ウ ム を含んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。 請求項 3 7 記載の発明は、 複数の信号線 と 、 該信号線に交差す る 複数の制御線 と が配線 さ れ、 信号線 と 制御線の各交差部分付近 に そ れそれ請求項 1 記載の ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ が配置 さ れ 各信号線は対応す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の ソ ース 電極 に接続さ れ、 各 制御線は対応す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の ゲ一 ト 電極 に接続 さ れ、 制御 線及び信号線が、 薄膜 ト ラ ン ジス タ と 共 に 同一 の絶縁性基板上 に形 成 さ れた構造の ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ で あ っ て 、 少な く と も 前記制御線 と 前記信号線の 交差部分 に おいて 、 前記制御 線が半導体層、 絶縁層、 高融点金属層、 層 間絶縁層 の 4 層積層膜か ら な り 、 前記信号線が低抵抗金属層か ら な る こ と を 特徴 と す る 。 上記構成に よ り 、 T F T 部分の半導体層 と ゲー ト 絶縁層 の連続性 を 失わ な い ま ま に 、 よ り 低抵抗が要求 さ れ る 信号線は全て 実質的 に 低抵抗金属 に よ り 配線 さ れ、 ま た 、 制御線 も 、 信号線 と の 交差部以 外で は、 低抵抗金属 で配線 さ れ る た め、 大型高精細の T F T ア レ イ と して 好 ま し い。 そ して 、 こ の低抵抗金属 は、 融点が低い材料で あ つ て も 、 イ オ ン 注入後の不純物 イ オ ン の活性化後 に形成すれば良 い た め、 活性化時の加熱温度 の 上限 を 緩和 す る 最適な構成 と な る 。 請求項 3 8 記載の発 明は、 請求項 3 7 に 記載の ト ツ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ で あ っ て 、 前記高融点金属がモ リ ブデ ン あ る いは モ リ ブデ ン を含ん だ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。 The invention according to claim 36 is the method for manufacturing a top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the low-resistance metal is aluminum. Is characterized by being an alloy containing aluminum. In the invention according to claim 37, a plurality of signal lines and a plurality of control lines crossing the signal lines are wired, and each of the plurality of signal lines is arranged near each intersection of the signal lines and the control lines. Each of the signal lines is connected to the corresponding thin-film transistor source electrode, and each control line is connected to the corresponding thin-film transistor. A top gate type structure in which the control lines and signal lines are connected to the gate electrode of the transistor and the control line and the signal line are formed on the same insulating substrate together with the thin film transistor. In a thin film transistor array, at least at the intersection of the control line and the signal line, the control line is formed of a semiconductor layer, an insulating layer, a high melting point metal layer, and an inter-layer. The signal line is made of a four-layer laminated film of an insulating layer, and the signal line is made of a low-resistance metal layer. It shall be the feature. With the above structure, all signal lines requiring a lower resistance are substantially wired with a low-resistance metal without losing continuity between the semiconductor layer of the TFT portion and the gate insulating layer. In addition, since the control lines are also wired with a low-resistance metal except at the intersections with the signal lines, they are preferable as a large-sized and high-definition TFT array. Even if the low-resistance metal is a material having a low melting point, it may be formed only after the activation of impurity ions after ion implantation, so that the heating temperature during activation is low. This is an optimal configuration that relaxes the upper limit. An invention according to claim 38 is the top gate type thin film transistor array according to claim 37, wherein the refractory metal is molybdenum. Is characterized by being an alloy containing molybdenum.
請求項 3 9 記載の発明は、 請求項 3 7 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ に お いて 、 前記高融点金属 が タ ン グス テ ン あ る い は タ ン グス テ ン を含ん だ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。  The invention according to claim 39 is the top gate thin film transistor array according to claim 37, wherein the refractory metal is a tungsten or a tungsten alloy. It is characterized by being an alloy containing tungsten.
請求項 4 0 記載の発明は、 請求項 3 7 に記載の ト ッ プゲー ト 型 簿 膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ に お いて 、 前記高融点金属 に代え て 、 不純物 濃度 の高い 多結晶 シ リ コ ン を 用 い た こ と を 特徴 と す る 。  According to a 40th aspect of the present invention, there is provided a top gate type thin film transistor transistor array according to the 37th aspect, wherein a polycrystalline material having a high impurity concentration is used in place of the refractory metal. It is characterized by the use of silicon.
請求項 4 1 記載の発明は、 請求項 3 7 に 記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ に お い て 、 前記低抵抗金属がア ル ミ ニ ウ ム あ る い はアル ミ ニ ウ ム を含んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 。  In the invention according to claim 41, in the top gate thin film transistor array according to claim 37, the low-resistance metal is aluminum. Or an alloy containing aluminum.
第 3 の発 明群 に つ い て は、 本発 明者 ら の 以下の詳細な検討 に基づ き 完成さ れ た も ので あ る 。  The third group of inventions has been completed based on the following detailed examination by the present inventors.
即 ち 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜最表面の水素 は、 基板か ら の熱ェ ネ ルギ一以外で も 、 プラ ズマ 中 の 高エ ネ ル ギー粒子か ら の物理化学 的な エネ ル ギー に よ っ て 脱離 さ せ る こ と が可能で あ る こ と が新た に 見出 さ れた 。 な お、 プラ ズマ 中 で 高エネ ル ギー粒子 を 効率的 に生成 す る 手段 と し て は、 高周波電源の 周波数 を 通常の 1 3 . 5 6 M H z よ り も 高 く (例 え ば、 2 7 . 1 2 M H z ) し た り 、 低圧力 ' 高密度 プラ ズマ (例 え ば、 誘導結合プラ ズマ や電子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴 プ ラ ズマ ) を 用 い た り す る 方法があ る 。 従 っ て 、 効率 的 に 生成 さ れ た 高エ ネ ル ギー粒子 を利用 す る こ と に よ っ て 基板温度 が低温で あ っ て も アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の水素含有量 を 低減す る こ と が可能 と な る ので あ る 。 上記の考 え に基づ き 、 第 3 の 発明群が な さ れた 。 具 体的構成は、 以下 の と お り で あ る 。 請求項 4 2 記載の発明は、 プラ ズマ C V D 装置の真空容器内 に 少 な く と も S i 元素 を含有 す る 成膜用 ガス を 導入 し、 該成膜用 ガス を プラ ズマ C V D 法 に よ り 反応 さ せ基板上 に アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を 形成す る 方法 に お い て 、 前記成膜用 ガス を供給律則条件下で 反応 さ せ る こ と を 特徴 と す る 。 That is, the hydrogen on the outermost surface of the amorphous silicon film is not only absorbed by the thermal energy from the substrate, but also by the physicochemical energy from the high energy particles in the plasma. It has been newly found that desorption can be performed by energy. As a means for efficiently generating high energy particles in plasma, the frequency of the high frequency power supply is higher than the normal 13.56 MHz (for example, 2 MHz). 7.12 MHz) or using low-pressure, high-density plasma (for example, inductively coupled plasmas or electron cyclotron resonance plasmas). . Therefore, even if the substrate temperature is low, the hydrogen content in the amorphous silicon film can be improved even if the substrate temperature is low by using the efficiently generated high energy particles. It is possible to reduce the amount. Based on the above considerations, a third invention group has been made. The specific configuration is as follows. According to the invention of claim 42, a film forming gas containing at least Si element is introduced into a vacuum vessel of a plasma CVD apparatus, and the film forming gas is subjected to a plasma CVD method. A method of forming an amorphous silicon film on a substrate, wherein the film forming gas is reacted under supply rule conditions. .
請求項 4 3 記載の 発明は、 プラ ズマ C V D 装置の真空容器内 に 少 な く と も S i 元素 を含有 す る 成膜用 ガス を 導入 し、 該成膜用 ガス を プラ ズマ C V D 法 に よ り 反応 さ せ基板上 に アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を 形成す る 方法 に お い て 、 前記成膜用 ガス を成膜に寄与 し な い ガ ス で 希釈 し、 該成膜用 ガス を 供給律則条件下で反応 さ せ る こ と を 特徴 と す る 。  According to the invention of claim 43, at least a film forming gas containing at least Si element is introduced into a vacuum vessel of a plasma CVD apparatus, and the film forming gas is subjected to a plasma CVD method. In the method of forming an amorphous silicon film on a substrate by reacting with each other, the film forming gas is diluted with a gas that does not contribute to the film formation. It is characterized by reacting gas under supply rule conditions.
前記成膜用 ガス を 成膜 に寄与 し な い ガス で希釈す る こ と に よ っ て プラ ズマ雰囲気下で の 気相 中 の重合反応 を 抑制で き 、 ま た、 成膜速 度が律則 さ れ る 供給律則条件 (供給律則領域) と す る こ と に よ り 、 成膜用 ガス の分解が促進す る と 共 に、 プラ ズマ 中 に 高エネ ル ギー粒 子が増加す る 。 従 っ て 、 前記高工 ネ ルギ一粒子の膜表面 に 対す る 物 理化学的な エ ネ ル ギー に よ っ て 、 成膜時の膜形成最表面が活性化 し て膜表面か ら 水素 の脱離を促進 す る こ と が可能 と な る 。 こ の よ う に し て 、 膜中水素濃度の低い ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成す る こ と がで き 、 従来の よ う に 、 アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の水素 を 脱離 さ せ る 工程 を行 う 必要が な く な り 、 製造効率が向上す る 。  By diluting the film forming gas with a gas that does not contribute to the film formation, a polymerization reaction in the gas phase under a plasma atmosphere can be suppressed, and the film forming speed is restricted. Due to the regulated supply law condition (supply law region), the decomposition of the film forming gas is promoted and the high energy particles are increased in the plasma. . Therefore, the physical surface of the high-energy particles with respect to the film surface activates the film-forming outermost surface during the film formation and removes hydrogen from the film surface. Separation can be promoted. In this way, an amorphous silicon film having a low hydrogen concentration in the film can be formed, and the conventional amorphous silicon film can be formed. This eliminates the need for performing a step of desorbing hydrogen from the film, thereby improving production efficiency.
請求項 4 4 又は 4 5 記載の 発 明は、 アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 を 形 成す る 基板の温度 を 3 0 0 °C 以下 と す る こ と を 特徴 と して い る 。  The invention according to claim 44 or 45 is characterized in that the temperature of the substrate forming the amorphous silicon film is 300 ° C. or less.
基板温度が 3 0 0 °C よ り 高 く な る と 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜表 面の水素が熱エ ネ ル ギー に よ っ て 脱離 し、 膜中水素濃度 が低下 す る の で あ る が、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜は微結晶化 し 、 ス ルー プ ッ ト が低下す る 。 し か し、 前記方法 に よ る と 、 3 0 0 °C以下で ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 を 形成す る の で 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜は微結 晶 化 す る こ と は な く 、 ス ルー プ ッ ト は低下せ ず、 従 っ て 、 製造効率が 低下 す る こ と は な い。 ま た 、 3 0 0 °C以下で基板上 に ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 を 形成す る ので 、 耐熱性が低い材質の も の を 基板 と し て 用 い る こ と がで き る 。 尚、 前記基板温度 の下限は、 実際の製造工程 を 考慮 して 、 常温 (約 2 5 °C ) で あ る 。 When the substrate temperature becomes higher than 300 ° C, hydrogen on the surface of the amorphous silicon film is desorbed by the thermal energy, and the hydrogen concentration in the film is reduced. Although reduced, the amorphous silicon film is microcrystallized, and the throughput is reduced. Is reduced. However, according to the above method, an amorphous silicon film is formed at a temperature of 300 ° C. or less, so that the amorphous silicon film is finely formed. It does not crystallize, does not reduce throughput, and therefore does not reduce production efficiency. Also, since an amorphous silicon film is formed on the substrate at 300 ° C or lower, it is possible to use a material with low heat resistance as the substrate. Wear . The lower limit of the substrate temperature is room temperature (about 25 ° C.) in consideration of an actual manufacturing process.
請求項 4 6 ~ 4 9 記載の発明は、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成 方法で あ っ て 、前記成膜用 ガス は S i H 4 ま た は S i 2 H β を含み、 前記成膜に 寄与 し な い ガス は少な く と も A r を 含み、 前記成膜用 ガ ス の 比率 を 5 %以下 と す る こ と を 特徴 と して い る 。 The invention of claim 4 6-4 9 wherein, in Tsu Oh in A molar off § mortal Li co down film formation method, the film forming gas S i H 4 or the S i 2 H beta The gas that does not contribute to the film formation contains at least Ar, and the ratio of the gas for film formation is 5% or less.
前記成膜用 ガス で あ る S i H 4 ま た は S i 2 Η β の濃度 を 5 %以下 と し、 成膜 に 寄与 し な い ガス で あ る A r の濃度 を 増加 す る こ と に よ つ て、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の成膜速度が低下 し、 ま た、 ブラ ズ マ 中 で励起 さ れた A r や S i H 2 ラ ジ カ ルや S i H ラ ジ カ ル等の 高 エネ ル ギー粒子が増加す る ので、 ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜形成中 の 最表面 に 存在す る 水素が前記高エネ ル ギ ー粒子 に よ る 物理化学反応 (前記高エネ ル ギー粒子の も つ運動エネ ルギーや 内部エ ネ ル ギー を 膜表面に与 え る ) に よ っ て脱離 し、 膜中水素濃度が 3 at%以下の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成す る こ と がで き る 。 従 っ て 、 従来の よ う に、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の水素 を脱離 さ せ る 工程 を 行 う 必 要な く な り 、 製造効率が向上す る 。 Wherein the S i H 4 or Ru Oh in the film forming gas is 5% or less concentration of S i 2 Η β, and this you increase the concentration of Oh Ru A r gas you do not want to contribute to the film formation and One by the, reduces the deposition rate of the a molar off § mortal Li co-down film, or, excited in the bra's Ma a r and S i H 2 La di mosquito Lumpur and S i Since high energy particles such as H radicals increase, hydrogen present on the outermost surface during the formation of the amorphous silicon film is caused by the high energy particles. It is desorbed by a physicochemical reaction (providing the kinetic energy and internal energy of the high energy particles to the film surface), and the hydrogen concentration in the film is 3 at% or less. A silicon film can be formed. Therefore, it is not necessary to perform a step of desorbing hydrogen in the amorphous silicon film as in the conventional case, and the production efficiency is improved.
ま た 、 前記 A r は、 不活性 ガ ス の 中で特 に 、 プラ ズ マ 中 でエ ネ ル ギ 一状態が高 く な り 易 い ガス で あ り 、 従 っ て 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜形成中 の最表面 に存在 す る 水素が、 前記 A r に よ る 物理化学反応 に よ っ て 脱離す る 。 請求項 5 0 又は 5 1 記載の発 明は、 前記成膜に寄与 し な い ガ ス は 少な く と も A r と H 2 を含む こ と を 特徴 と し て い る 。 In addition, the above-mentioned Ar is a gas in the inert gas, in particular, a gas in which the state of energy tends to become high in the plasma, and accordingly, the amorphous gas is used. Hydrogen present on the outermost surface during the formation of the silicon film is desorbed by the physicochemical reaction by the Ar. The invention according to claim 50 or 51 is characterized in that the gas that does not contribute to the film formation contains at least Ar and H 2.
前記方法 と す る こ と に よ り 、 プラ ズマ 中 で高エ ネ ルギー粒子 と な つ た水素原 子や Η +が、 ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜表面へ到達 し 、 ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜形成中 の最表面に存在す る S i — Η結合が切断 さ れ、 水素分子 と な っ て 膜表面 よ り 脱離す る と考 え ら れ る 。 従 っ て 、 アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の膜 中水素濃度 を さ ら に低減す る こ と が 可能 と な る 。  According to the above method, hydrogen atoms and Η +, which have become high energy particles in the plasma, reach the surface of the amorphous silicon film, and It is thought that the Si—Η bond existing on the outermost surface during the formation of the ruf-silicon film is cleaved and becomes a hydrogen molecule and is desorbed from the film surface. Therefore, the hydrogen concentration in the amorphous silicon film can be further reduced.
請求項 5 2 又は 5 3 記載の発明は、 プラ ズマ C V D装置 と して 、 高周波電極 と 接地電極 と が対向配置さ れた 平行平板型 プラ ズマ C V D 装置 を 用 い、 該平行平板型 プラ ズマ C V D装置の高周波電源の周 波数 を 2 0 M H z 以上、 1 0 0 M H z 以下 と す る こ と を特徴 と して い る 。  The invention according to claim 52 or 53 uses a parallel plate type plasma CVD device in which a high frequency electrode and a ground electrode are arranged to face each other as a plasma CVD device, wherein the parallel plate type plasma CVD device is used. The device is characterized in that the frequency of the high-frequency power supply of the device is set to 20 MHz or more and 100 MHz or less.
前記方法の よ う に、 平行平板型 プラ ズマ C V D 装置の真空容器内 で 、 高周波電源の周波数を 通常の 1 3 . 5 6 M H z よ り も 高 く す る こ と に よ り 、 プラ ズマ 中 に高エ ネ ルギー粒子 を効率的 に生成す る こ と がで き 、 従 っ て 、 高工ネ ル ギ一粒子 に よ る 物理化学反応に よ っ て 、 基板上の ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜中水素濃度 を低減す る こ と が で き る 。  As in the above method, the frequency of the high-frequency power source is set higher than the normal 13.56 MHz in the vacuum vessel of the parallel plate type plasma CVD apparatus, so that plasma can be generated. Therefore, high energy particles can be efficiently generated, and the physicochemical reaction caused by the high energy particles can reduce the number of high-energy particles on the substrate. The hydrogen concentration in the silicon film can be reduced.
具体的 に は、 前記プラ ズマ C V D装置の高周波電源の周波数を 2 0 M H z 以上、 1 0 0 M H z 以下 と し、 高周波電源の周波数を 通常 の 1 3 . 5 6 M H z よ り も 高 く す る こ と に よ り 、 プラ ズマ 密度が上 が り 、 プラ ズマ 中 の高エ ネ ル ギー粒子 を 効率的 に生成す る こ と がで き る 。 な お、 高周 波電源の周 波数が 2 0 M H z よ り も 低い領域で は 高エ ネ ル ギー粒子は効率的 に 生成せず、 ま た 、 高周波電源の周波数 が 1 0 0 M H z よ り 高い領域で は放電可能 な 範囲 が狭 く 、 装置構成 に制約が多 く な る 。 よ っ て 、 高周波電源の電源周波数は 2 0 M H z 以上、 1 0 0 M H z 以下 と す る 。 ま た、 好 ま し く は、 前記高周 波電 源の周 波数 を 2 7 . 1 2 M H z と す る の が よ い。 Specifically, the frequency of the high-frequency power supply of the plasma CVD apparatus is set to be 20 MHz or more and 100 MHz or less, and the frequency of the high-frequency power supply is set to be higher than the normal 13.56 MHz. As a result, the plasma density is increased, and high-energy particles in the plasma can be efficiently generated. In the region where the frequency of the high-frequency power supply is lower than 20 MHz, high-energy particles are not efficiently generated, and the frequency of the high-frequency power supply is lower than 100 MHz. In a higher region, the dischargeable range is narrow, and the device configuration Restrictions are increased. Therefore, the power supply frequency of the high-frequency power supply is not less than 20 MHz and not more than 100 MHz. Preferably, the high frequency power supply has a frequency of 27.12 MHz.
請求項 5 4 又は 5 5 記載の 発明は、 プラ ズマ C V D 装置 と して 、 誘導結合型 プラ ズマ C V D装置 を 用 い る こ と を特徴 と し て い る 。  The invention according to claim 54 or 55 is characterized in that an inductively coupled plasma CVD device is used as the plasma CVD device.
前記誘導結合型 プラ ズマ C V D 装置 を 用 いて も 、 プラ ズマ 中 に 高 エネ ル ギー粒子 を効率的 に 生成す る こ と がで き 、 該高工 ネ ル ギ一粒 子の膜表面への 物理化学的エ ネ ル ギー に よ っ て 、 アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜 中水素濃度 を 低減す る こ と がで き る 。  Even with the use of the inductively coupled plasma CVD apparatus, high energy particles can be efficiently generated in plasma, and the physical properties of the high energy single particles on the film surface can be improved. The chemical energy can reduce the hydrogen concentration in the amorphous silicon film.
請求項 5 6 又は 5 7 記載の発明は、 プラ ズマ C V D 装置 と して 、 電子サイ ク ロ ト ロ ン 共鳴型 プラ ズマ C V D装置 を 用 い る こ と を 特徴 と して い る 。  The invention according to claim 56 or 57 is characterized in that an electron cyclotron resonance type plasma CVD device is used as the plasma CVD device.
前記電子サイ ク ロ ト ン共鳴型 プラ ズマ C V D装置 を 用 いて も 、 同 様に、 プラ ズマ 中 に 高エ ネ ル ギー粒子 を効率的 に 生成す る こ と がで き、 同様 に、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜中水素濃度 を 低減す る こ と がで き る 。 図 面 の 簡 単 な 説 明  Similarly, even when the electron cyclotron resonance type plasma CVD apparatus is used, high energy particles can be efficiently generated in the plasma. The hydrogen concentration in the silicon film can be reduced. Brief explanation of drawings
図 1 は実施の形態 1 一 1 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置の 概 略構成を示す図 で あ る 。  FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to Embodiment 11;
図 2 は実施の形態 1 ― 1 に 係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置 の 電 気的構成を 示 す プ ロ ッ ク 図で あ る 。  FIG. 2 is a block diagram showing an electric configuration of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to Embodiment 1-1.
図 3 は実施の形態 1 一 1 に 係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置の測 定室の構成の 一例 を 示 す図で あ る 。  FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration of a measurement chamber of the thin-film transistor manufacturing apparatus according to Embodiment 11-11.
図 4 は実施の形態 1 一 1 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置の測 定室の構成の他の例 を 示 す図 で あ る 。 図 5 は実施の形態 1 一 1 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置及び 方法で の処理の進展に伴 う 基板、 ト ラ ン ジ ス タ の断面、 構成の 変化 の様子.を 示 す図で あ る 。 FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the measurement chamber of the thin-film transistor manufacturing apparatus according to the embodiment 11; FIG. 5 shows changes in the cross-section and configuration of the substrate and the transistor as the processing progresses in the thin-film transistor manufacturing apparatus and method according to Embodiment 11-11. FIG.
図 6 は実施の形態 1 ― 1 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置及び 方法 で の処理の進展に伴 う 基板、 ト ラ ン ジ ス タ の 断面、 構成の 変化 の様子 を 示 す図で あ る 。  FIG. 6 shows a change in a substrate, a cross-section of a transistor, and a configuration as the processing in the thin-film transistor manufacturing apparatus and method according to the embodiment 1-1 proceeds. It is a figure.
図 7 は実施の形態 1 一 2 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置の 概 略構成を 示 す図で あ る 。  FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to the first to eleventh embodiments.
. 図 8 は実施の形態 2 — 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の構造 を 示 す断面図で あ る 。  FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
図 9 は実施の形態 2 — 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造工程 を 示 す断面図 で あ る 。  FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
図 1 0 は実施の形態 2 — 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造ェ 程 を 示す断面図で あ る 。  FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
図 1 1 は実施の形態 2 — 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造ェ 程 を 示す平面図で あ る 。  FIG. 11 is a plan view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
図 1 2 は実施の形態 2 — 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造ェ 程 を 示す平面図で あ る 。  FIG. 12 is a plan view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1.
図 1 3 は実施の形態 2 — 2 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造ェ 程 を 示す断面図で あ る 。  FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-2.
図 1 4 は実施の形態 2 — 2 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造ェ 程 を 示す断面図 で あ る 。  FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the top gate type TFT according to the embodiment 2-2.
図 1 5 は ゲ一 ト 電極及びゲー ト 絶縁膜の端面 A, B を 示す断面 図 で あ る 。  Figure 15 is a cross-sectional view showing the end surfaces A and B of the gate electrode and the gate insulating film.
図 1 6 は実施の形態 2 — 3 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を 用 い た C M 0 S 一 T F T の製造工程 を 示 す断面図 で あ る 。 図 1 7 は 実施の形態 2 — 3 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を 用 い た C MFIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a CM0S-TFT using the thin-film transistor according to Embodiment 2-3. FIG. 17 shows a CM using the thin-film transistor according to the second to third embodiments.
O S — T F T の製造工程を 示 す断面図で あ る 。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of OS—TFT.
図 1.8 は 実施の形態 2 — 4 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を 用 い た C M 0 S - T F T の製造工程 を 示す断面図で あ る 。  FIG. 1.8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of CMSOTSFT using the thin-film transistor according to Embodiment 2-4.
図 1 9 は実施の形態 2 — 5 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を 用 い た C M 0 S一 T F T の製造工程 を 示 す断面図で あ る 。  FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of CMOS-TFT using the thin-film transistor according to Embodiments 2-5.
図 2 0 は実施の形態 2 — 5 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ で構成 さ れた T F Tア レ イ の構成を 示す 回路図で あ る 。  FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a TFT array composed of thin-film transistors according to Embodiments 2-5.
図 2 1 は実施の形態 2 — 5 に お け る 信号線 1 5 5 (制御線 1 5 6 ) の 断面図で あ る 。  FIG. 21 is a cross-sectional view of a signal line 15 5 (control line 15 6) in Embodiment 2-5.
図 2 2 は実施の形態 2 — 5 に お け る 信号線 1 5 5 と 制御線 1 5 6 の交差部分の 断面図で あ る 。  FIG. 22 is a cross-sectional view of an intersection of a signal line 15 5 and a control line 15 6 in Embodiment 2-5.
図 2 3 は実施の形態 2 — 5 に係 る T F T ア レ イ の製造工程を 示 す 断面図で あ る 。  FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the TFT array according to Embodiment 2-5.
図 2 4 は実施の形態 2 — 5 に係 る T F T ア レ イ の製造工程を 示 す 断面図で あ る 。  FIG. 24 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the TFT array according to Embodiment 2-5.
図 2 5 は実施の形態 3 — 1 に係 る 方法 に使用 さ れ る 平行平板型 プ ラ ズマ C V D装置の構成を 示 す概略図で あ る 。  FIG. 25 is a schematic diagram showing the configuration of a parallel plate type plasma CVD apparatus used in the method according to Embodiment 3-1.
図 2 6 は S i H 4 濃度 と ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜の膜中水素濃度 と の関係 を 示す グ ラ フ で あ る 。  FIG. 26 is a graph showing the relationship between the concentration of SiH 4 and the concentration of hydrogen in the amorphous silicon film.
図 2 7 は R F 電力 と ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の成膜速度 と の 関係 を 示すグ ラ フ で あ る 。  Figure 27 is a graph showing the relationship between the RF power and the deposition rate of the amorphous silicon film.
図 2 8 は R F電力 と ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜中水素濃度 と の 関係 を 示 す グ ラ フ で あ る 。  Figure 28 is a graph showing the relationship between the RF power and the hydrogen concentration in the amorphous silicon film.
図 2 9 は第 1 従来例 の製造工程 を 示す 断面図 で あ る 。  FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the first conventional example.
図 3 0 は第 1 従来例 の製造工程 を 示 す断面図 で あ る 。 図 3 1 は第 2 従来例 の製造工程 を 示す断面図で あ る 。 FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the first conventional example. FIG. 31 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the second conventional example.
発明 を 実施す る た めの最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[第 1 の発明群 ]  [First invention group]
第 1 の 発 明群は、 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置及び製造方法 に 関 し、 特 に 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の エ キ シマ レ ーザ一等 を 用 いて の改質 に 関す る 。  The first invention relates to a thin film transistor manufacturing apparatus and manufacturing method, particularly to the reforming of a thin film transistor using an excimer laser or the like. About.
(実施の形態 1 一 1 )  (Embodiment 11)
図 1 は実施の形態 1 一 1 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置の全 体構成図で あ り 、 図 2 は実施の形態 1 一 1 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置 の電気的構成 を 示 す ブ ロ ッ ク 図で あ る 。 な お、 図 1 に お いて 、 室 7 に 関 して の み ガ ス の供給 · 遮断用 のバル ブ V及び強制排 気用 のポ ン プ P を 描い て い る が、 実際は、 室 7 以外の他の室 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 に も 同様なノ、'ル ブ V及びポ ン プ P が個別 に設け ら れ て い る 。  FIG. 1 is an overall configuration diagram of an apparatus for manufacturing a thin film transistor according to Embodiment 11; FIG. 2 is a thin film transistor according to Embodiment 11; FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the manufacturing apparatus of FIG. In addition, in Fig. 1, the valve V for supplying and shutting off gas and the pump P for forced exhaust are shown only for the room 7; The other chambers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 are also provided with similar valves, valves V and pumps P, respectively.
図 1 に 示す よ う に 、 本製造装置は、 中央 に基板 を搬送す る 搬送用 ロ ー ラ 、 押 し 出 し装置、 握み手等 を 有 す る 口 ポ ッ ト 1 0 を 備 え た搬 送室 1 が設置 さ れて い る 。  As shown in Fig. 1, this manufacturing apparatus was equipped with a transport roller for transporting the substrate, a push-out device, and a mouth port 10 having a gripping hand at the center. Transport room 1 is installed.
搬送室 1 は、 そ の周 囲 に ゲー ト ノ、'ル ブ 9 2 ~ 9 7 を 介 し て 6 つ の 室 2 〜 7 が取 り 付 け ら れ る 構造 と な っ て い る 。 ま た 、 口 ポ ッ ト 1 0 は図示 し な いモ ー タ 付 き 台 の上 に あ り 、 こ のモ ー タ の 回転 に よ り 各 処理に 際 して 当 該室の 方 向へ 向 く こ と が可能、 す な わ ち 回転可能で あ る 。 そ して こ れ に よ り 、 各室で別 々 の基板 を 同時 に、 そ し て 本製 造装置で は複数の基板 を 同 時 に処理す る こ と が可能 と な っ て い る 。  The transfer chamber 1 has a structure in which six chambers 2 to 7 can be attached around the transfer chamber 1 via gates 92 to 97. In addition, the mouth port 10 is on a motor-equipped base (not shown), and is rotated in the direction of the room for each processing by the rotation of the motor. It is capable of combing, that is, rotatable. As a result, it is possible to simultaneously process different substrates in each room, and to simultaneously process a plurality of substrates in the present manufacturing apparatus.
更 に 、 何れの室 2 ~ 7 も 、 少な く と も 内部の空気 を排気 して 減圧 す る 機能 と 、 そ の室内 で な さ れ る 処理 に よ っ て は そ の処理か ら 定 ま る 特定の ガ ス を 室外か ら 導入 し、 排気す る 機能を 備 え て お り 、 更 に ま た搬送室 1 か ら ゲー ト パル プ 9 2 - 9 7 を介 して ロ ポ ッ ト 1 0 に よ り 搬入 さ れ た基板 ( 図示せず ) を各室 2 ~ 7 の所定の若 し く は 固 有 の条件で 処理 し、 ロ ボ ッ ト 1 0 と協力 して 再度搬送室 1 へ搬出 す る 機能を 有 し て い る 。 In addition, each of the chambers 2 to 7 has a function of exhausting at least the internal air to reduce the pressure, and the processing performed in that room depends on the processing. It has a function to introduce a specific gas from the outside of the room and exhaust it, and also to transfer the gas from the transfer room 1 to the gate 1 through the gate pulp 92-97. The substrate (not shown) carried in by the processing unit 0 is processed under predetermined or unique conditions in each of the chambers 2 to 7, and is again transferred to the transfer chamber 1 in cooperation with the robot 10. It has a function to carry it out.
搬出入室 2 は、 本装置 に て処理す る 基板 を外部か ら 取 り 入れて そ の雰囲気 を 大気か ら 減圧 に す る 、 或い は本装置で処理の終了 し た基 板の雰囲気 を 減圧状態か ら 室内 の大気 に戻 し た り 、 窒素 を充填 し た り す る機能 を 有 し て い る 。 ま た こ の た め、 ポ ン プ P や弁 V や各種 ガ ス 供給機構 に接続 さ れて い る 。 な お、 ポ ン プ P や弁 V や各種ガス 供 給機構は、 搬 出入室 2 以外の そ の室 1 , 3 ~ 7 に も 個別 に設け ら れ て い る 。  The loading / unloading chamber 2 takes in the substrate to be processed by this equipment from the outside and reduces its atmosphere from the atmosphere, or depressurizes the atmosphere of the substrate that has been processed by this equipment. It has the function of returning from the state to the indoor air and filling with nitrogen. For this purpose, it is connected to pump P, valve V, and various gas supply mechanisms. The pump P, the valve V, and the various gas supply mechanisms are provided separately in the chambers 1, 3 to 7 other than the loading / unloading chamber 2.
2 つの成膜室 3 、 4 は、 室外の原料 ( ガス ) 供給源に弁 V を 介 し て接続さ れて お り 、 こ れ に よ り そ の室内 に て プラ ズ マ C V D 法 に よ り 基板上 に 非晶 質 シ リ コ ン ゃ微結晶 シ リ コ ン の膜、 或い は絶縁膜 と して の二酸化珪素膜等 を形成す る 設備、部屋 と して の機能 を 有す る 。 な お、 成膜室 3 、 4 で用 い る 成膜方 法は、 何 も プラ ズマ C V D 法 に限 ら れ る も の で は な く 、 必要な設備 と の接続 を 図 る こ と に よ り E C R プラ ズマ C V D 法、 リ モ ー ト プラ ズマ C V D 法、 或い はス ノ ヅ 夕 リ ン グ法等 々 を 用 い る こ と も 可能で あ る 。  The two film forming chambers 3 and 4 are connected to a source (gas) supply source outside of the room via a valve V, so that the chamber can be connected to the outside by a plasma CVD method. It functions as a facility and a room for forming an amorphous silicon-microcrystalline silicon film on a substrate or a silicon dioxide film or the like as an insulating film. The deposition methods used in the deposition chambers 3 and 4 are not limited to the plasma CVD method, but must be connected to necessary equipment. It is also possible to use an ECR plasma CVD method, a remote plasma CVD method, or a snow ring ring method.
レ ーザァ ニール室 5 は、 上面 に室外か ら の レ ーザ光 を 導入す る こ と ので き る 石英製の 窓 ( 図示せ ず) を 有 し 、 ま た 室内 に搬入 さ れた 改質の た め の照射の対象 と して の非晶質半導体薄膜の形成さ れた 基 板 を 、 水平 に保持 し た 状態で レ ーザ一エ ネ ル ギー の 密度等の処理条 件か ら 定 ま る 所定の速度で移動 さ せ る 機能 を 有 し て い る 。  The laser chamber 5 has a quartz window (not shown) on the upper surface through which laser light from the outside can be introduced, and the reforming chamber brought into the room. The substrate on which the amorphous semiconductor thin film is to be irradiated for this purpose is held horizontally, and is determined by the processing conditions such as the density of the laser-energy. It has a function to move at a predetermined speed.
そ して 、 レ ー ザ光は 、 室外の 改質 ( 溶融、 結晶化 ) 用 レ ーザ発振 装置 1 1 よ り 所定の強度及び発振条件で 出射 さ れ た後、 レ ン ズ、 ス リ ッ ト 等 を 有 す る 光学系 1 2 に よ り 所定の エ ネ ル ギー密度及び ビ ー ム形状 に調整 さ れる 。 そ して 基板が所定の プ ロ グ ラ ム に の っ と て 移 動す る こ と に よ り 、 こ の ビー ム が レ ーザァ ニール室内 に設置 さ れて い る 基板表面 を 順 に走査 し つ つ そ の全面 を 照射す る こ と と な る 。 The laser light is used for laser reforming (melting, crystallization) for outdoor use. After the light is emitted from the device 11 under the specified intensity and oscillation conditions, the specified energy density and beam shape is obtained by the optical system 12 having a lens, slit, etc. Is adjusted to As the board moves along a predetermined program, the beam sequentially scans the board surface installed in the laser annealing chamber. Each time the entire surface is illuminated.
ま た 、 場合に よ っ て は、 基板 を 動か さ ず に特定領域の み レ ーザ一 を 照射 し た り す る 。  Further, in some cases, the laser is irradiated only in a specific area without moving the substrate.
熱処理室 6 は、 基板、 よ り 正確 に は そ の 面 に形成さ れた各薄膜 を 所定の温度及び雰囲気で熱処理 す る 機能を 有 して い る 。 ま た こ の た め、 そ の側壁面は断熱 さ れて い る 。 な お、 熱処理室 6 は、 熱処理 の た め電気 ヒ ー タ 一 を有 して い る 。  The heat treatment chamber 6 has a function to heat-treat the substrate, or more precisely, each thin film formed on its surface at a predetermined temperature and atmosphere. For this reason, the side wall surface is insulated. The heat treatment chamber 6 has an electric heater for heat treatment.
ま た、 測定室 7 は、 基板上 に 形成 さ れた非晶質半導体薄膜は も と よ り 、 そ の正確性 を増す た め に基板そ の も のの密度等 の所定の物性 値等 を そ の 内容に応 じて 減圧 中若 し く は所定の雰囲気中 で測定す る 手段 を 有 して い る 。 ま た こ の た め、 整備保守等 を 考慮 して 室外 に 設 け ら れ た レ ーザ一発振器、 受光機等 に 整合 し た構造、 例 え ば レ ー ザ 光導入、 導出用 の石英製窓等 を 有 して い る 、 と な っ て お り 、 更 に 測 定精度 向上の た め基板を 正確 に水平 に保持 し う る 機能 を 有 して い る 以上の も と で、 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造 に 際 し、 各室で な さ れ る 処理の 内容に つ い て説明す る 。  In addition, the measurement chamber 7 measures predetermined physical properties such as the density of the substrate itself in order to increase the accuracy of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate. According to the contents, there is a means to measure during depressurization or in a predetermined atmosphere. For this reason, considering the maintenance and maintenance, etc., the structure is matched to the laser-oscillator and the receiver installed outside the room, for example, quartz for laser light introduction and derivation. It has a window, etc., and has a function to hold the substrate accurately and horizontally to further improve the measurement accuracy. The details of the processing performed in each room when manufacturing a transistor are described.
ま ず、 基板上への非晶質 シ リ コ ン か ら な る 薄膜の形成そ の も の 等 の い わ ゆ る 周知技術に つ い て は 、 そ の 内容の説明は省略 し、 本装 置 固有 の室内処理 に ついて 説明 す る 。  First, the description of the so-called well-known techniques such as the formation of a thin film made of amorphous silicon on a substrate is omitted, and the description of the content is omitted. Explains the indoor processing unique to the installation.
具体的 に は、 先ず測定室 7 で の 物性 の測定値 に つ いて 説明 す る 。 測定室 7 が備 え て い る 物性値 を 測定す る 手段は幾つ か あ る が、 そ の一例 を 図 3 に 示 す。 本装置で は、 検査対象の 薄 い ガ ラ ス製 ( 当 然透光性) 基板 2 1 を 歪 ま な い様 に水平 に保持 し、 こ れ に対 して 、 表面 に 垂直な 方 向、 す な わ ち真上 か ら 石英の 窓 3 1 を 通 して 3 5 0 あ る い は 4 2 0 n m 等 所定の波長の レ ーザ光 3 4 を 照射す る 膜厚測定用 光源部 1 3 と 反射 鏡 3 2 及び膜厚測定用 光源部の照射方 向 に 対向 す る 壁面側 に石英 の 窓 3 3 を 介 し て 設け ら れた透過光検出部 1 4 を備 え て い る 。 Specifically, first, the measured values of the physical properties in the measurement room 7 will be described. There are several methods for measuring the physical properties provided in the measurement chamber 7, and FIG. 3 shows an example. In this device, the thin glass (transparent by nature) substrate 21 to be inspected is held horizontally so as not to be distorted, and the substrate 21 in the direction perpendicular to the surface, That is, a light source 1 for film thickness measurement that irradiates a laser beam 34 of a predetermined wavelength such as 350 or 420 nm from directly above through a quartz window 31. 3 and a reflecting mirror 32 and a transmitted light detecting unit 14 provided on the wall surface facing the irradiation direction of the light source unit for film thickness measurement via a quartz window 33.
こ れに よ り 、 シ リ コ ン 薄膜形成前後で の基板、 そ して 1 6 イ ン チ や 2 0 イ ン チ等の大 き い基板の場合に は更 に移動機構 7 1 を使用 し て 基板を 移動 さ せて そ の各部 の透過率の変化 を 測定す る こ と が可能 で あ り 、 ひ い て は基板上 に形成 さ れた シ リ コ ン 薄膜等の厚 さ を 正確 に 求め る こ と が可能 と な っ て い る 。 なお、 基板は全て (何時 も ) 7j 平 に取 り 付 け ら れ る た め、 基板毎のそ の厚 さ の 変化 に つ いて は調整 や修正が不必要な の は い う ま で も な い。  As a result, the substrate before and after the silicon thin film is formed, and in the case of a large substrate such as 16 inches or 20 inches, the moving mechanism 71 is further used. It is possible to measure the change in the transmittance of each part by moving the substrate, and to accurately measure the thickness of the silicon thin film etc. formed on the substrate. It is possible to ask for it. Note that all the boards are mounted (always) at 7j flat, so there is no need to adjust or correct any changes in the thickness of each board. No.
ま た、 基板そ の も の が水平 に据 え付け ら れて い る か否か も 、 レ 一 ザ一光の干渉 を 利用 し て 正確 に確認す る こ と も 可能で あ る 。  In addition, it is possible to accurately check whether or not the substrate itself is mounted horizontally by utilizing the interference of laser light.
ま た、 膜厚測定用 光源部 1 3 は、 図示 し な い プ リ ズム を 通す等光 学系の 変更、 光源の 変更等 に よ り 照射す る 光の波長を 一定範囲で 変 ィ匕 さ せ る こ と も 可能で あ り 、 こ の た め正確な測定の た め波長を 変更 して 測定 し た り 、 膜厚以外の物性値 も 測定可能で あ る 。  Further, the light source section 13 for film thickness measurement changes the wavelength of light to be irradiated within a certain range by changing the optical system, such as passing through a prism (not shown), or changing the light source. It is also possible to change the wavelength for accurate measurement, and it is also possible to measure physical properties other than film thickness.
ま た、 水素等特別 な 物質 に 吸収 さ れた り 、 特別 な 物質 を励起さ せ た り す る 波長の 光 を 照射 し て 、 そ の吸収率や励起光 の強度 か ら そ の 濃度 を調べ る こ と も 可能で あ る 。  In addition, irradiation with light of a wavelength that is absorbed by a special substance such as hydrogen or that excites a special substance is performed, and the concentration is determined from the absorption rate and the intensity of the excitation light. It is also possible.
次い で、 図 2 を参照 し て 、 当 該製造装置の電気的構成 に つ い て 簡 単 に説明す る 。 図 2 に お い て 、 7 0 は制御 回路で あ り 、 こ の制御 回 路 7 0 に は シ ス テ ム プラ グ ラ ム ゃ 改質 に 関 す る レ ーザー 出 力等の デ — 夕 がス ト ア さ れた R O M 7 5 や R A M 7 2 が接続 さ れて い る 。 ま た 、 こ の 制御 回路 7 0 に は、 操作入力手段 7 3 及び光検出部 1 4 が 接続 さ れて .お り 、 操作入力手段 7 3 か ら の入力、 光検 出部 1 4 か ら の検出.デー タ が与 え ら れ る 。 ま た、 制御 回路 7 0 に は 、 複数の バ ル ブ V , …、 複数の ポ ン プ P , …、 測定用 の レ ーザ一光 を 照射す る 光 源部 1 3 、 ァ ニ ール用 の レ ーザ一 を照射す る 発振機 1 1 等が接続 さ れて お り 、 各バル ブ V の 開閉、 ポ ン プ P の駆動、 光源部 1 3 や発振 機 1 1 の レ ーザ一駆動等が制御 さ れて い る 。 なお、 各種の ガ ス 供給 源に は 開閉弁 ( 図示せず) がそ れそれ個別 に設け ら れて お り 、 当 該 開閉弁 の 開 閉は 、 前記制御回路 7 0 よ っ て 制御 さ れて い る 。 ま た 、 図 2 に お い て は、 主 と して 、 室 1 ~ 7 の減圧の た め の制御機構及び 測定 · ァ ニ ール の た めの制御機構に関 して 図示 して い る け れ ど も 、 各室の所定の処理装置、 例 え ば成膜室 3 , 4 で は成膜装置等 に 関 し て も 前記制御回路 7 0 よ っ て そ の動作が制御 さ れて い る 。 Next, with reference to FIG. 2, the electrical configuration of the manufacturing apparatus will be briefly described. In FIG. 2, reference numeral 70 denotes a control circuit. The control circuit 70 includes a system program, a laser output, and other data relating to reforming. Stored ROM 75 and RAM 72 are connected. Ma An operation input means 73 and a light detection section 14 are connected to the control circuit 70. The input from the operation input means 73 and the input from the light detection section 14 are provided. Detected. Data is given. The control circuit 70 includes a plurality of valves V,..., A plurality of pumps P,..., A light source unit 13 for irradiating a single laser beam for measurement, and an anneal Oscillator 11 that irradiates the laser for operation is connected, opens and closes each valve V, drives pump P, lasers the light source section 13 and the oscillator 11 One drive etc. is controlled. Each of the gas supply sources is provided with an on-off valve (not shown), and the on-off valve is controlled by the control circuit 70. ing . FIG. 2 mainly shows a control mechanism for reducing the pressure in the chambers 1 to 7 and a control mechanism for measuring the anneal. However, in a predetermined processing apparatus in each chamber, for example, in the film forming chambers 3 and 4, the operation of the film forming apparatus and the like is controlled by the control circuit 70. .
次 に、 本測定室 7 の物性値 を 測定す る 第 2 の例 を 図 4 に 示す。 本図で は、 測定室の搬送室 に 向 いて い な い 1 組の相対向 す る 側 面 に石英製窓 3 5 、 3 6 を 有 し て い る 。 そ して こ れ に よ り 、 正確 に水 平 に設置 さ れた基板 2 1 面の垂直方 向 に 対 し石英 の 窓 3 5 を 介 し て 一定の角 度で所定の波長の光 を 照射す る こ と の で き る 物性値測定用 光源部 1 5 及び基板表面で反射 さ れた そ の照射光 を 石英の窓 3 6 を 介 し て検出 す る 物性値測定用 受光部 1 6 を使用 し て 物性値 を 測定可 能 と し て い る 。  Next, FIG. 4 shows a second example of measuring the physical properties of the main measuring chamber 7. In this figure, quartz windows 35 and 36 are provided on one pair of opposing side surfaces not facing the transfer room of the measurement room. With this, light of a predetermined wavelength is irradiated at a certain angle through a quartz window 35 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 21 accurately placed in a horizontal plane. The physical property measurement light source section 15 that can be used and the physical property measurement light receiving section 16 that detects the irradiating light reflected on the substrate surface through the quartz window 36 are provided. It can be used to measure physical properties.
具体的 に は、 エ リ プソ メ ト リ 法 に よ り 基板表面 に 形成 さ れた 透光 性膜の厚 さ や屈折率 を 測定す る こ と が可能で あ る 。  Specifically, it is possible to measure the thickness and the refractive index of a light-transmitting film formed on the substrate surface by the ellipsometry method.
次い で、 上記構成の薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 製造の装 置 を 用 い た 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法 に つ い て 説明す る 。  Next, a method of manufacturing a thin-film transistor using the apparatus for manufacturing a thin-film transistor having the above configuration will be described.
図 5 は 簿膜 ト ラ ン ジ ス タ ( 素子) の製造 の進展 に 伴 う 断面構造 の 変化 の様子 を 示 す図で あ る 。 Figure 5 shows the cross-sectional structure of a thin film transistor (element) as it is manufactured. It is a figure showing a state of change.
先 ず、 搬 出入室 2 内 に 、 外部か ら 透光性基板 2 1 を搬入す る 。 こ の際、 搬送室 1 及びそ の周 囲 に配置 さ れた各室 2 〜 7 は、 搬 出 入室 2 以外は何れ も 予 め所定 の圧 力以下 に な る よ う に 内部の気体が 排出 さ れて い る 。  First, the translucent substrate 21 is loaded into the loading / unloading chamber 2 from the outside. At this time, the gas inside the transfer chamber 1 and each of the chambers 2 to 7 arranged around the transfer chamber 1 are exhausted so that the pressure becomes lower than the predetermined pressure in advance except for the transfer chamber 2. It has been done.
搬出入室 2 を 真空排気後、 H E P A フ ィ ル タ 一で 一応清浄化 さ れ た室内で 洗浄 さ れ た基板 2 1 を 、 ゲー ト バル ブを 開 け搬送用 ロ ポ ッ ト 1 0 に よ り 第 1 の成膜室 3 内 に移動 さ せ る 。  After evacuating the loading / unloading chamber 2, the substrate 21 cleaned in the room, which has been once cleaned by the HEPA filter, is opened, the gate valve is opened, and the transport port 10 is used. It is moved into the first film forming chamber 3.
こ の成膜室 3 に 、 T E O S ( T e t r a E t h y l 0 r t h o S i 1 i c a t e ) と 酸素の混合ガス を 導入 し、 基板表面に ブラ ズマ C V D 法 に よ り 二酸化珪素膜 よ り な る ア ン ダー コ ー ト 膜を 4 0 O n mの厚 さ で形成 し た後、 基板 を測定室 7 に移動 さ せ、 そ の透過 率を 測定す る 。  A gas mixture of TEOS (Tetra Ethyl 0 rtho Si i icate) and oxygen is introduced into the film forming chamber 3, and an underlayer made of a silicon dioxide film is formed on the substrate surface by a plasma CVD method. After forming the coat film to a thickness of 40 O nm, the substrate is moved to the measurement chamber 7 and its transmittance is measured.
次 に、 図 5 に 示 す各処理がな さ れる こ と と な る 。  Next, each processing shown in FIG. 5 is performed.
( a ) 基板 2 1 を 、 第 2 の成膜室 4 に移動す る 。 こ の成膜室で は 、 シ ラ ン と アル ゴ ン の混合ガス を 導入 し、 基板上 に形成 さ れた ア ン ダ — コ ー ト 膜 2 2 上 に 更 に非晶 質 シ リ コ ン膜 2 3 を概ね 5 O n mの厚 さ で形成す る 。  (a) The substrate 21 is moved to the second film forming chamber 4. In this film forming chamber, a mixed gas of silane and argon is introduced, and an amorphous silicon film is further formed on the undercoat film 22 formed on the substrate. The film 23 is formed with a thickness of about 5 O nm.
そ の後、 再度基板を 測定室 7 に移動 し、 非 晶質 シ リ コ ン膜形成後 の基板の透過率 を 測定す る 。 し か る 後、 こ の 非晶質 シ リ コ ン膜形成 後の透過率 と 先 に 測定 し た形成前の透過率 と を 比較 し、 両値の差 を 元 に 、 形成 さ れた 非晶質 シ リ コ ン 膜の厚 さ が 1 n m以下の精度で 算 出 さ れ る こ と と な る 。  After that, the substrate is moved to the measurement chamber 7 again, and the transmittance of the substrate after the formation of the amorphous silicon film is measured. Thereafter, the transmittance after the formation of the amorphous silicon film is compared with the transmittance measured before the formation of the amorphous silicon film, and based on the difference between the two values, the formed amorphous silicon film is formed. The thickness of the high-quality silicon film can be calculated with an accuracy of 1 nm or less.
( b ) 基板を測定室 7 か ら レ ーザァニール室 5 に移動 し、 先 に 求 め た非晶質 シ リ コ ン膜の厚 さ に 最 も 適 し た条件、特 に エ ネ ルギー密度、 の レ ーザ光 を基板表面 に 照射 し て 、 こ の膜 を 多結晶 シ リ コ ン膜 2 4 と す る 。 な お、 こ の際、 予め膜厚 と レ ーザ照射条件の 関係が R O M 7 5 に ス ト ア さ れて お り 、 こ れ に よ り 、 非晶質 シ リ コ ン膜の厚 さ が 5 〜 1 0 % 程度の範囲で ば ら つ い て も 、 照射 に よ る 溶融、 再結晶化 後の シ リ コ ン の特性の ば ら つ き を 2 〜 3 %程度 に抑 え る こ と が可能 で あ る 。 ( な お、 従来は、 こ の ば ら つ き は、 1 0 % に達す る こ と があ つ た 。) (b) The substrate is moved from the measurement chamber 7 to the laser annealing chamber 5, and the conditions most suitable for the previously determined thickness of the amorphous silicon film, particularly the energy density, are determined. By irradiating the substrate surface with laser light, this film is converted to a polycrystalline silicon film. And In this case, the relationship between the film thickness and the laser irradiation conditions is stored in the ROM 75 in advance, and the thickness of the amorphous silicon film is reduced. Even if it is in the range of about 5 to 10%, the variation in silicon properties after melting and recrystallization by irradiation should be suppressed to about 2 to 3%. Is possible. (In the past, this variation could reach 10%.)
( c ) 基板 を レ ーザァ ニール室 5 か ら 第 2 の成膜室 4 に移 し、 多結 晶 シ リ コ ン 膜表面 に 3 0 n m の厚 さ の二酸化珪素膜 よ り な る 第 1 ゲ ー ト 絶縁膜 2 5 を成膜す る 。  (c) The substrate is transferred from the laser annealing chamber 5 to the second film forming chamber 4, and the first silicon nitride film of 30 nm thick is formed on the surface of the polycrystalline silicon film. A second insulating film 25 is formed.
( d ) 基板 を 搬出入室 2 に移動 さ せ る 。  (d) The substrate is moved to the loading / unloading room 2.
そ して 、 ゲー ト バル ブ 9 2 を 閉 じ、 搬出入室 2 内 に清浄な窒素 ガ ス を大気圧 に な る ま で導入後、 基板を 外部へ取 り 出 す。  Then, the gate valve 92 is closed, clean nitrogen gas is introduced into the loading / unloading chamber 2 until the pressure reaches atmospheric pressure, and then the substrate is taken out.
こ の も と で 、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 技術 を 用 い て基板表面 に所定の パ タ ー ン の レ ジ ス ト を形成 し た 後、 四弗化炭素 と 酸素の混合ガス を 用 い た ド ラ イ エ ッ チ ン グ法 に よ り 、 多結晶 シ リ コ ン膜 と 第 1 ゲー ト 絶縁膜 と を製品 と して の液晶表示パ ネ ルか ら 定 ま る 所定の ト ラ ン ジ ス 夕 素子の配列 に従 っ た形状、 配列 に な る よ う 孤立化 (パ タ ー ン 2 3 7 、 3 8 に形成) す る 。 な お こ こ で 、 エ ッ チ ン グが ゥ エ ト で な く ド ラ イ な の は、 寸法出 し が正確な こ と に よ る 。  Based on this, a resist of a predetermined pattern is formed on the substrate surface using photolithography technology, and then a mixed gas of carbon tetrafluoride and oxygen is used. In accordance with the conventional driving method, a predetermined transistor determined from a liquid crystal display panel using a polycrystalline silicon film and a first gate insulating film as a product. Isolate (form patterns 2337 and 38) so that they have a shape and an array according to the arrangement of the elements. Here, the reason that the etching is dry rather than dry is that the dimensions are accurately determined.
( e ) 6 0 n m の厚 さ の二酸化珪素膜 よ り な る 第 2 ゲー ト 絶縁膜 2 6 を成膜 し、 続けて モ リ ブデ ン と 夕 ン グス テ ン の合金 よ り な る ゲ 一 ト 電極膜 2 7 を 成膜す る 。  (e) A second gate insulating film 26 made of a silicon dioxide film having a thickness of 60 nm is formed, followed by a gate made of an alloy of molybdenum and evening stainless steel. G. An electrode film 27 is formed.
更 に、 こ の ゲー ト 電極膜 を 所定のパ タ ー ン 3 9 に形成後、 こ の パ タ ー ン を マ ス ク (遮蔽) と し て 基板全面 に ポ ロ ン ( B ) イ オ ン を 打 ち 込み、多結晶 シ リ コ ン膜の 一部 に P 型導電体領域 4 0 を形成す る 。 Further, after the gate electrode film is formed in a predetermined pattern 39, this pattern is used as a mask (shield) to cover the entire surface of the substrate with a poly (B) ion. Is formed to form a P-type conductive region 40 in a part of the polycrystalline silicon film.
( f ) 再度、 ゲー ト 電極膜 を 所定のパ タ ー ン 4 1 に形成後、 基板全 面 に リ ン ( P ) イ オ ン を 打 ち 込み、 多結晶 シ リ コ ン膜 2 4 の一部 に n 型導電体領域 4 2 を 形成す る 。 (f) Again, after the gate electrode film is formed in the predetermined pattern 41, the entire substrate is Lin (P) ions are implanted into the surface to form an n- type conductor region 42 in a part of the polycrystalline silicon film 24.
( g ) 層 間絶縁膜 2 8 を 成膜 し た後、 水素ガ ス の プラ ズマ雰囲気 中 で 3 5 0 °C の熱処理 を 行い、 多結晶 シ リ コ ン膜 中 の欠陥 を水素原 子で終端 す る 。  (g) After the inter-layer insulating film 28 is formed, a heat treatment at 350 ° C. is performed in a plasma atmosphere of hydrogen gas to remove defects in the polycrystalline silicon film with hydrogen atoms. Terminate.
そ の後、 n 型及び p 型半導体の所定の領域に コ ン タ ク ト ホール を 形成 し、 チ タ ン と ア ル ミ ニ ウ ム の積層膜 よ り な る ソ ー ス 電極 2 9 と ド レ イ ン 電極 3 0 を形成す る こ と で 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ が完成す る 。 以上の説明で わ か る よ う に、 本発明の実施の形態で は、 ア ン ダー コ ー ト 膜か ら 第 1 ゲー ト 絶縁膜 ま で の工程中、 異な る 層 同士の界面 がー度 も 汚染 さ れ た雰 囲気や酸素 に 曝さ れる こ と がな い た め、 こ の 工程 中極めて 清浄な界面 を維持す る こ と がで き 、 こ れ に よ り 優れ た ト ラ ン ジ ス 夕 特性 を実現で き た 。  After that, contact holes are formed in predetermined regions of the n-type and p-type semiconductors, and the source electrode 29 made of a laminated film of titanium and aluminum is connected to the source electrode 29. By forming the lane electrode 30, a thin-film transistor is completed. As can be seen from the above description, in the embodiment of the present invention, during the process from the undercoat film to the first gate insulating film, the interface between the different layers is not so high. The process is also not exposed to contaminated atmospheres or oxygen, which allows it to maintain a very clean interface during the process, which results in better transients. Evening characteristics were achieved.
具体的 に は、 本実施の形態の製造装置及び方法で製造 し た 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の特性の評価試験 を 行な っ た と こ ろ 、 n 型半導体で 3 0 0 c m 2 / V · s e c 以上、 p 型半導体で 1 5 0 c m 2 / V · s e c 以上の電界効果移動度 を 有 す る 簿膜 ト ラ ン ジ ス タ の基板間ば ら つ き は、 3 % 以下で あ っ た 。 Specifically, when an evaluation test of the characteristics of the thin film transistor manufactured by the manufacturing apparatus and method of the present embodiment was performed, it was found that 300 cm 2 / V · The inter-substrate dispersion of the film transistor, which has a field-effect mobility of 150 cm 2 / V or more for p-type semiconductors of more than 1 sec and a p-type semiconductor of less than 3% Was
ま た 同様の理 由 で、 1 V 以下の 閾値電圧 を再現性良 く 実現す る こ と がで き た 。  For the same reason, a threshold voltage of 1 V or less was realized with good reproducibility.
更 に、 従来 に 比較 し て 、 A C 電圧 に よ る ス ト レ ス 印加 や高温下 で の D C ス ト レ ス 等 に 対す る 耐性の 向上 も 図 る こ と がで き た 。  In addition, compared to the conventional technology, it was possible to improve the resistance to stress applied by the AC voltage and to DC stress at high temperatures.
(実施の形態 1 一 2 )  (Embodiments 1-2)
本発明 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 製造の装置及び方 法の実施の形態 1 一 2 を 、 図 6 及び図 7 を参照 し つ つ説明す る 。  Embodiments 12 and 13 of an apparatus and a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.
図 6 は、 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造の進展 に伴 う 断面構造 の 変化 の 様子 を 示 す 図 で あ る 。 Figure 6 shows the change in cross-sectional structure due to the progress of thin film transistor manufacturing. This is a diagram showing the situation.
図 7 は、 本製造装置の全体構成図で あ る 。 な お本装置は、 熱処理 室 6 1 、 6 2 が 2 つ あ り 、 予備室 8 を 有 して お り 、 ま た こ の た め各 室の配置 は搬送室 1 を 中 心 に 円状で な く 楕 円状で あ り 、 ひ いて は 口 ポ ッ ト 1 0 は 回転 のみな ら ず、 楕 円 の長軸方 向への 直線移動が可能 と な っ て い る の が図 1 に 示す も の と相違す る 。  FIG. 7 is an overall configuration diagram of the present manufacturing apparatus. This equipment has two heat treatment chambers 61 and 62, and has a spare chamber 8, so that the arrangement of each chamber is circular with the transfer chamber 1 as the center. Figure 1 shows that the mouth port 10 can not only rotate but also move linearly in the direction of the long axis of the ellipse. It is different from the one.
な お、 2 つ の熱処理室は何れ も 側面 が空気に 面 して お り 、 こ れ に よ り 他室 と の一層 の 断熱 を 図 っ て い る 。  Each of the two heat treatment chambers has a side facing the air, which further insulates it from other chambers.
以下、 実施の形態 を 図 6 を参照 しつ つ説明す る 。.  Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIG. .
( a ) 第 1 成膜室 3 で の基板 2 1 上への ア ン ダー コ ー ト 膜 2 2 の形 成、 測定室 7 で の透過率測定、 第 2 成膜室 4 で の非晶質 シ リ コ ン膜 の成膜を順次行 う 。  (a) Formation of the undercoat film 22 on the substrate 21 in the first film forming chamber 3, measurement of transmittance in the measuring chamber 7, amorphous in the second film forming chamber 4. The silicon film is sequentially formed.
そ の後、 第 1 熱処理室 6 1 に て 、 4 5 0 °C〜 5 0 0 °C の窒素 ガ ス 雰囲気中 で 非晶質 シ リ コ ン膜中 に含 ま れ る 水素の追い 出 し と い う 熱 処理 を 行 う 。 な お こ こ で、 窒素 ガス 中 で 熱処理を 行 な う の は、 基板 を均一 に加熱す る た め と 、 真空で あ る な ら ば室内壁面 に フ ァ ン デル ヮ 一ルス カ で付着 して い た物質が高温下で 飛び出 して非晶質 シ リ コ ン に付着す る の を 防止す る た めで あ る 。 な お ま た、 こ の熱処理室は、 エネ ルギー と 作業の効率 を 高め る こ と 、 据 え付 け精度は問題 と な ら な い こ と の た め、 複数の基板を 同時 に処理可能 と な っ て い る 。  After that, in the first heat treatment chamber 61, the hydrogen contained in the amorphous silicon film is removed in a nitrogen gas atmosphere at 450 to 500 ° C. Heat treatment. Here, the heat treatment in nitrogen gas is performed in order to uniformly heat the substrate, and if vacuum is applied, vanadulous calcium adheres to the indoor wall surface. This is to prevent the substance that had been released from jumping out at high temperature and attaching to the amorphous silicon. In addition, the heat treatment room can process multiple substrates at the same time because energy and work efficiency are improved, and installation accuracy is not a problem. What is it.
熱処理後の基板を再度測定室 7 に移 し 、 透過率の 測定を 基に非晶 質 シ リ コ ン膜の膜厚 を 測定 し た後 レ ーザァ ニール室 5 に移 し、 最 も 適 し た条件の レ ーザ光 を基板表面 に照射 し て 多結晶 シ リ コ ン膜 2 4 を形成す る 。  The heat-treated substrate was transferred to the measurement chamber 7 again, and the thickness of the amorphous silicon film was measured based on the transmittance measurement.Then, the substrate was transferred to the laser annealing chamber 5 and was most suitable. A polycrystalline silicon film 24 is formed by irradiating the substrate surface with laser light under the conditions.
( b ) 第 1 成膜室で第 1 ゲー ト 絶縁膜 を 成膜 し た後、 第 2 熱処理室 6 2 に て 3 0 0 ° (:〜 3 5 0 °C の水素 プ ラ ズマ雰 囲気 中 で熱処理 を 行 う 。 こ の処理 に よ り 、 多結晶 シ リ コ ン膜中 に存在 す る 欠陥ダ ン グ リ ン グボ ン ド が水素原子の結合 に よ り 終端 さ れ、 そ の後の処理 にお け る 欠陥の発生が抑止 さ れ る こ と と な る 。 (b) After the first gate insulating film is formed in the first film forming chamber, the first gate insulating film is formed in the second heat treatment chamber 62 at 300 ° (in a hydrogen plasma atmosphere of up to 350 ° C.). Heat treatment with U. By this treatment, the defect dangling bond present in the polycrystalline silicon film is terminated by bonding of hydrogen atoms, and the defect in the subsequent treatment is reduced. Will be suppressed.
更 に 、先 の 実施の形態 1 一 1 と 同 じ く 基板を 本装置外へ取 り 出 し 、 こ の も と で フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 枝術を用 いて 、 第 1 ゲー ト 絶縁膜及 び多結晶 シ リ コ ン膜を所定の パ タ ー ン に形成 し た後、 第 2 ゲー ト 絶 縁膜 2 6 を 成膜 し、 続けて ゲー ト 電極膜を形成 し、 更 に こ の形成 し た ゲ一 ト 電極膜を所定のパ タ ー ン 3 9 に形成す る 。  Further, the substrate is taken out of the apparatus in the same manner as in Embodiment 11 and the first gate insulation is performed using the photolithographic branching technique. After the film and the polycrystalline silicon film are formed in a predetermined pattern, a second gate insulating film 26 is formed, and subsequently, a gate electrode film is formed. The gate electrode film thus formed is formed in a predetermined pattern 39.
次いで 、 基板全面 に ポ ロ ン イ オ ン を打 ち 込み、 多結晶 シ リ コ ン 膜 の 一部 に p 型導電体領域 4 0 を形成 し、 続けて再度、 ゲー ト 電極膜 を所定のノ タ ー ン に形成後、 基板全面 に リ ン イ オ ン を 打ち 込み、 多 結晶 シ リ コ ン膜の 一部 に n 型導電体領域 4 2 を形成す る 。  Next, a polysilicon film is implanted over the entire surface of the substrate to form a p-type conductive region 40 in a part of the polycrystalline silicon film. After the formation of the turn, ion implantation is performed on the entire surface of the substrate to form an n-type conductive region 42 in a part of the polycrystalline silicon film.
( c ) 層間絶縁膜 2 8 を成膜 し、 n 型及び p 型半導体の所定の領域 に コ ン タ ク ト ホ一ル を形成 し た後、 ソ ース 電極 2 9 及び ド レ イ ン 電 極 3 0 を形成す る こ と で 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ が完成す る 。  (c) After forming an interlayer insulating film 28 and forming contact holes in predetermined regions of the n-type and p-type semiconductors, the source electrode 29 and the drain electrode are formed. By forming the pole 30, a thin-film transistor is completed.
本実施例 の形態で製造 し た 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の 特性の評価試験 を 行 な っ た と こ ろ 、 n 型半導体で 3 0 0 c m 2 / V - s e c 以上、 p 型半導体で 1 5 0 c m 2 / V · s e c 以上の電界効果移動度 を有 す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の基板間ば ら つ き が 3 %以下で あ っ た 。 When an evaluation test was performed on the characteristics of the thin film transistor manufactured in the form of this embodiment, it was found that the n-type semiconductor had a thickness of 300 cm 2 / V-sec or more, and the p-type semiconductor had an The inter-substrate variation of the thin film transistor having a field effect mobility of 50 cm 2 / V · sec or more was less than 3%.
(実施の形態 1 一 1 , 1 一 2 の補足事項)  (Supplementary information on Embodiments 1-1 and 1-2)
以上、本発明 を い く つ かの実施の形態 に基づ い て 説明 し て き た が、 本発明は何 も こ れ ら に 限定 さ れな い の は勿論で あ る 。 すな わ ち 、 例 え ば以下の よ う に して も よ い。  As described above, the present invention has been described based on several embodiments. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments. That is, for example, the following may be performed.
( 1 ) 半導体は、 シ リ コ ン 以外の物質、 例 え ば シ リ コ ン ' ゲルマ 二 ゥ ム、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム ' 炭素 と して い る 。  (1) Semiconductors are substances other than silicon, such as silicon 'germanium' and silicon 'germanium' carbon.
将来の技術の発達の も と 、 基板は ガ ラ ス 以外の 物質 と し て い る 。 ( 2 ) 将来 の技術の発達の も と 、 シ リ コ ン を 溶融、 再結晶す る エ ネ ル ギ一線は電子 ビー ム 等 レ ーザ一光以外の も の と して い る 。 With the development of future technologies, substrates are made of materials other than glass. (2) With the development of technology in the future, the energy used to melt and recrystallize silicon is something other than laser light, such as electron beams.
各薄膜の 形成 も 何か他の手段 と して い る 。  The formation of each thin film is another means.
( 3 ) 前の処理以降付着 し た汚染物質を 清浄な ガス で ブ ロ ーす る 機 能 を 有 し て い る 。  (3) It has a function to blow off contaminants adhering after the previous treatment with clean gas.
( 4 ) 石英窓 ( ガ ラ ス ) は、 厚 さ の異な る 物 を取 り 換え 可能 と し て い る 。  (4) Quartz windows (glass) can be replaced with objects of different thicknesses.
( 5 ) 真空室側面 に ゴ ム製手袋を 取 り 付 け、 直接人が基板を移動等 す る こ と が可能 と して い る 。  (5) Rubber gloves are attached to the side of the vacuum chamber so that people can directly move the substrate.
( 6 ) 上記実施の形態 1 一 1 , 1 一 2 で は、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン を 多結晶 シ リ コ ン に改質す る た め、 レ ーザ一ァ ニール室 5 を 用 い た けれ ど も 、 こ れ に代え て 、 ラ ン プアニール を 行 う 室を 用 いて も よ い 。 ま た、 レ ーザ一ァ ニール と し は、 炭酸ガ ス レ ーザーや アルゴ ン ( A r ) レ ーザーやエ キ シ マ レ 一ザ一等を用 いて も よ い。  (6) In the above-mentioned Embodiments 11 and 112, since the amorphous silicon is modified into polycrystalline silicon, the laser annealing chamber 5 is provided. Alternatively, a room for lamp annealing may be used instead. In addition, as a laser anneal, a carbon dioxide gas laser, an argon (Ar) laser, an excimer laser, or the like may be used.
( 7 ) ま た、 本発明 に係 る 製造装置は、 T F T に限 ら ず、 そ の他の 半導体素子 に広 く 使用 す る こ と がで き る 。 更 に 、 光学的多層膜の成 膜処理や、 L D D ( Lightly Doped Drain)構造の素子 にお け る イ ン ォ注入処理 に も 好適 に 実施す る こ と がで き る 。  (7) Further, the manufacturing apparatus according to the present invention can be widely used not only for TFT but also for other semiconductor elements. In addition, the present invention can be suitably applied to a film forming process of an optical multilayer film and an ion implantation process in an element having an LDD (Lightly Doped Drain) structure.
( 8 ) ま た、 レ ー ザー ァニール室 5 で、 レ ーザ一ァ ニール後の結晶 の度合い を 測定手段で測定 して 、 再度 レ ーザ一ァ ニール を行 う よ う に し て も よ い 。 従 っ て 、 レ ーザー ァニール室 5 と 測定室 7 と は 同 一 の室 と す る よ う に構成 して も よ い 。 な お、 そ の場合は、 レ ーザー の 出力 を 、 測定用 と ァ ニール用 と に応 じて 変 え る よ う に すれば よ い 。  (8) In laser anneal chamber 5, the degree of crystal after laser anneal may be measured by a measuring means, and laser anneal may be performed again. No. Therefore, the laser annealing room 5 and the measuring room 7 may be configured to be the same room. In this case, the output of the laser should be changed depending on whether it is for measurement or for annealing.
[第 2 の発明群の形態 ]  [Form of the second invention group]
第 2 の 発明群は、 ア ク テ ィ ブマ ト リ ッ ク ス 型液晶表示装置や、 セ ン サア レ イ 、 S R A M ( Static Random Access Memory )等 に 適用 さ れ る ト ツ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 及びそ の製造方法並びに ト ッ プゲー ト 型 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ に 関す る も の で あ る 。 第 2 の 発 明群の要 旨 は以下の通 り で あ る 。 The second invention group is applied to an active matrix type liquid crystal display device, a sensor array, an SRAM (Static Random Access Memory) and the like. The present invention relates to a top gate type thin film transistor, a method of manufacturing the same, and a top gate type thin film transistor array. The summary of the second invention group is as follows.
即 ち 、 第 2 の発明群は、 半導体薄膜表面 を大気 に 曝す こ と な く 、 連続的 に ゲ ー ト 電極 を 作 製 し 得 る こ と を 特徴 と す る も の で あ る 。 (実施の形態 2 — 1 )  That is, the second invention group is characterized in that a gate electrode can be continuously produced without exposing a semiconductor thin film surface to the atmosphere. (Embodiment 2 — 1)
[薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の構成 ]  [Structure of thin-film transistor]
図 8 は実施の形態 2 — 1 に 係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の構造を 示 す断面図 で あ る 。 ト ッ プゲー ト 型 T F T 1 3 0 は、 例 え ば ガ ラ ス 基 板な どの 絶縁性基板 1 0 1 上 に 、 膜厚が例 え ば 5 0 n mの半導体薄 膜 と して の 多結晶 シ リ コ ン層 1 0 2 、 膜厚が例 え ば 1 0 O n mの S i 0 2 ( 二酸化 シ リ コ ン ) か ら 成 る ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 、 ゲー ト 電 極 1 0 4 、 及び膜厚が例 え ば 3 0 O n mの S i 0 2 か ら 成 る 層間絶 縁膜 1 0 8 が、 順 に積層 さ れて構成さ れて い る 。 前記ゲ一 ト 電極 1 0 4 は、 高融点金属 (例 え ばモ リ ブデ ン — タ ン グス テ ン合金) か ら 成 る 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 と 、 該第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 上 に形成さ れて い る 低抵抗金属 (例 え ば アル ミ ニ ウ ム ) か ら 成る 第 2 サ ブゲー ト 電極 1 1 5 と か ら 構成 さ れて い る 。 前記半導体薄膜 1 0 2 は、 ソ ース領域 1 0 5 と 、 ド レ イ ン領域 1 0 6 と 、 チ ャ ネ ル領域 1 0 7 と か ら 構成さ れて い る 。 チ ャ ネ ル領域 1 0 7 は、 ソ ース領域 1 0 5 と ド レ イ ン領域 1 0 6 と の 間 に 介在 し且つ ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 を 介 して 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 の 直下 に位置 して い る 。 FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1. A top-gate TFT 130 is formed on an insulating substrate 101 such as a glass substrate, for example, on a polycrystalline silicon film having a film thickness of 50 nm, for example. Li co down layer 1 0 2, the film if the thickness is eg 1 0 O nm of S i 0 2 (dioxide Shi Li co down) or Ru Naru Luo gate insulating film 1 0 3, gate electrodes 1 0 4, and 0 3 when example thickness example O nm of S i 0 2 or Ru Naru Luo interlayer insulation Enmaku 1 0 8, that is formed by laminating in this order. The gate electrode 104 includes a first subgate electrode 114 made of a high melting point metal (for example, a molybdenum-tungsten alloy), and the first subgate electrode 104. A second sub-electrode 115 made of a low-resistance metal (for example, aluminum) is formed on the electrode 114. The semiconductor thin film 102 is composed of a source region 105, a drain region 106, and a channel region 107. The channel region 107 is interposed between the source region 105 and the drain region 106 and the first subgate electrode is interposed via the gate insulating film 103. It is located directly below 1 1 4.
ま た 、 前記層間絶縁膜 1 0 8 に は コ ン タ ク ト ホ ール 1 1 1 a, 1 1 l b が形成さ れて お り 、 こ の コ ン タ ク ト ホール 1 1 1 a を 介 し て ソ ー ス 電極 1 0 9 が ソ ー ス 領域 1 0 5 に 電気的 に 接続さ れて お り 、 コ ン タ ク ト ホール 1 1 l b を 介 し て ド レ イ ン 電極 1 1 0 が ド レ イ ン 領域 1 0 6 に 電気的 に接続 さ れて い る 。 な お、 ソ ー ス 電極 1 0 9 及 びは ド レ イ ン電極 1 1 0 は、 低抵抗金属 (例 え ばア ル ミ ニ ウ ム ) か ら 成 る-。 A contact hole 111a and 11 lb are formed in the interlayer insulating film 108, and the contact hole 111a is formed through the contact hole 111a. Then, the source electrode 109 is electrically connected to the source region 105, and the drain electrode 110 is connected via the contact hole 11 lb. Drain It is electrically connected to area 106. The source electrode 109 and the drain electrode 110 are made of a low-resistance metal (for example, aluminum).
こ こ で 、 ゲー ト 電極 1 0 4 を 、 高融点金属か ら 成 る 第 1 サ ブゲ ー ト 電極 1 1 4 と 、 低抵抗金属か ら 成る 第 2 サ ブゲー ト 電極 1 1 5 と か ら な る 積層構造 と し た の は、 以下の理 由 に よ る 。  Here, the gate electrode 104 is composed of a first sub-gate electrode 114 made of a high melting point metal and a second sub-gate electrode 115 made of a low-resistance metal. The reason why such a laminated structure is adopted is as follows.
即 ち 、 近年、 液晶デ ィ ス プ レ イ の大型化が要望 さ れて お り 、 こ れ に伴 っ て 信号電圧 の降下 を 防止す る た め、 ゲ一 ト 電極の電極材料 と して 低抵抗金属 を使用 す る こ と が要望 さ れて い る 。. し か し、 低抵抗 で あ っ て も 低融点材料で あれば、 T F T製造工程で例 え ば ド ー ピ ン グの後の不純物 の活性化 の た めの熱処理の際、 ゲ一 ト 電極の金属材 料が部分的 に溶解 して 端面 に接触する と い っ た現象が発生 し、 ト ラ ン ジ ス タ 性能 に 重大な 影響 を与 え る こ と に な る 。 そ こ で 、 かか る 問 題を解決す る た め に は、 低抵抗で しか も 高融点の材料を ゲ一 ト 電極 材料 と す る こ と が要請 さ れ る 。 と こ ろ が、 配線材料 と して使用 可能 な範囲内で 、 低抵抗で且つ高融点で あ る 金属材料は、 存在 しな い 。 そ こ で、 本実施の形態で は、 ゲー ト 電極 1 0 4 を 、 高融点金属 か ら 成る 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 と 低抵抗金属か ら 成 る 第 2 サ ブゲ一 ト 電極 1 1 5 と の積層構造 と し た 。 こ れ に よ り 、 第 1 サ ブゲー ト 電 極 1 1 4 形成後、 第 2 サ ブゲー ト 電極 1 1 5 形成前 に 熱処理 を 行 え ば、 熱処理 に起 因 す る ゲー ト 電極の部分的溶解 を 防止 す る こ と がで き る 。 ま た、 熱処理工程後 に 、 第 2 サ ブゲー ト 電極 1 1 5 形成す る よ う に して 、 ゲ一 ト 電極全体 と して 、 低抵抗化 を 図 る こ と がで き る 。 な お、 T F T を 上記構成 と す る こ と に よ り 、 T F T ア レ イ に お い て 、 信号線や制御線な どの配線 を 、 低抵抗金属材料で構成す る こ と が可能 と な る 。 こ の点 に 関 し て は 、 後述 す る 実施の形態 2 — 6 に お いて 詳述す る 。 In other words, in recent years, there has been a demand for a larger liquid crystal display. In order to prevent a drop in signal voltage accompanying this, it has been used as an electrode material for a gate electrode. There is a need to use low resistance metals. However, if the material has a low resistance but a low melting point, the gate electrode may be used in the TFT manufacturing process, for example, during a heat treatment to activate impurities after doping. This phenomenon occurs when the metal material partially dissolves and comes into contact with the end face, which has a serious effect on the transistor performance. Therefore, in order to solve such a problem, it is required to use a material having a low resistance but a high melting point as a gate electrode material. However, there is no metal material having a low resistance and a high melting point within a range that can be used as a wiring material. Therefore, in the present embodiment, the gate electrode 104 is formed of a first sub-gate electrode 114 made of a high melting point metal and a second sub-gate electrode made of a low resistance metal. A laminated structure of 1 and 15 was adopted. Thus, if heat treatment is performed after the formation of the first sub-gate electrode 114 and before the formation of the second sub-gate electrode 115, partial melting of the gate electrode due to the heat treatment can be achieved. Can be prevented. Further, after the heat treatment step, the second sub-gate electrode 115 is formed, so that the resistance of the entire gate electrode can be reduced. With the TFT having the above configuration, it is possible to configure wiring such as signal lines and control lines using a low-resistance metal material in the TFT array. . This point is described in Embodiments 2-6 described later. It will be described in detail.
[薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法 ]  [Production method of thin film transistor]
図 9.及び図 1 0 は実施の形態 2 — 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造工程 を 示す断面図で あ り 、 図 1 1 及び図 1 2 は実施の形態 2 - 1 に係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T の製造工程 を 示 す 平面図で あ る 。 な お、 図 1 1 ( a ) は図 9 ( a ) に対応 し、 図 1 1 ( b ) は図 9 ( b ) に 対応 し 、 図 1 1 ( c ) は図 9 ( c ) に 対応 し、 図 1 2 ( a ) は 図 1 0 ( a ) に 対応 し、 図 1 2 ( b ) は図 1 0 ( b ) に対応 し、 図 1 2 ( c ) は 図 1 0 ( c ) に対応す る 。  FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the top gate type TFT according to the embodiment 2-1. FIGS. 11 and 12 are related to the embodiment 2-1. FIG. 4 is a plan view showing a manufacturing process of a top-gate type TFT. Note that Fig. 11 (a) corresponds to Fig. 9 (a), Fig. 11 (b) corresponds to Fig. 9 (b), and Fig. 11 (c) corresponds to Fig. 9 (c). , Fig. 12 (a) corresponds to Fig. 10 (a), Fig. 12 (b) corresponds to Fig. 10 (b), and Fig. 12 (c) corresponds to Fig. 10 (c). You
以下 に 、 図 9 〜 図 1 2 を参照 して 上記構成の ト ッ プゲー ト 型 T F T 1 3 0 の製造方法 につ いて 説明 す る 。  Hereinafter, a method of manufacturing the top gate type TFT 130 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 9 to 12.
先ず、 表面 に例 え ば 4 0 0 n m厚の 不純物拡散防止膜 (図示せず ) が付着 し た ガ ラ ス基板な どの絶縁性基板 1 0 1 上 に 、 例 え ば 5 O n m厚の非晶質 シ リ コ ン 薄膜を シ ラ ン、 アル ゴ ン お よ び水素 な どの 混 合 ガ ス を 用 い 、 P E C V D ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, プラ ズマ C V D ) な どに よ り 成膜す る 。 そ の後、 上記 非晶質 シ リ コ ン 薄膜中 の水素 を 熱処理 な ど に よ り 数 a t % 以下 に 除 去 し た後、 エ キ シ マ レ 一ザ光 な どの高エ ネ ルギー密度の紫外線 を 照 射す る な ど し て 、 非晶質 シ リ コ ン を結晶化 さ せて 多結晶 シ リ コ ン 層 1 2 0 を形成す る 。  First, on an insulating substrate 101 such as a glass substrate on which an impurity diffusion preventing film (not shown) having a thickness of, for example, 400 nm is adhered, for example, a non-conductive film having a thickness of, for example, 5 O nm A crystalline silicon thin film is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using a mixed gas such as silane, argon, and hydrogen. . Then, after removing the hydrogen in the amorphous silicon thin film to several at% or less by heat treatment or the like, a high energy density such as excimer laser light is removed. The polycrystalline silicon layer 120 is formed by crystallizing the amorphous silicon by irradiating ultraviolet rays or the like.
次に 、前記多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 の表面 を 大気 に 曝す こ と な く 、 ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 と な る シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 を 、 例 え ば 1 0 0 n m厚で成膜す る 。 具体的 に は、 シ リ コ ン 酸化膜 1 2 1 を 成膜す る に 当 た っ て は、 T E O S (テ ト ラ エ ト キ シ シ ラ ン ) 蒸気及び酸素 な どの混合ガ ス を 用 い、 P E C V D な ど に よ り 成膜す る こ と が好 ま し い o 次 に、 シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 の 表面全面 に亘 つ て 、 第 1 サブゲ 一 ト 電極 1 1 4 と な る 例 え ばモ リ ブデ ン 一 タ ン グス テ ン 合金な どの 高 融点金属 薄膜 1 2 2 を 、 ス パ ッ タ リ ン グ法 な どに よ り 成膜す る 。 こ の よ う な状態が、 図 9 ( a ) 及び図 1 1 ( a ) に示 さ れて い る 。 Next, without exposing the surface of the polycrystalline silicon layer 120 to the atmosphere, a silicon oxide film 121 serving as a gate insulating film 103 is formed by, for example, 1 The film is formed to a thickness of 100 nm. Specifically, in forming the silicon oxide film 121, a mixed gas such as TEOS (tetraethoxysilane) vapor and oxygen is used. It is preferable to form the film by PECVD, etc. Next, the first sub-gate electrode 114 is formed over the entire surface of the silicon oxide film 121. For example, a high melting point such as a molybdenum-tungsten alloy. The metal thin film 122 is formed by a sputtering method or the like. Such a state is shown in FIGS. 9 (a) and 11 (a).
こ の よ う に して 、 絶縁性基板 1 0 1 上 に 、 多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 、 シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 を連続 して 成膜す る こ と に よ り 、 多結 晶 シ リ コ ン層 1 2 0 と シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 の清浄性 (従 っ て 、 多 結 晶 シ リ コ ン 層 1 0 2 と ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 の清浄性) が保たれ る 。 な お、 連続 し て成膜す る 具体的な 方法 と し て は、 後述す る よ う に 口 ポ ッ ト チ ヤ ン パ一 を 用 い た ク ラ ス タ 型成膜装置 に よ り 行え ば よ い。  In this way, the polycrystalline silicon layer 120 and the silicon oxide film 122 are continuously formed on the insulating substrate 101. The cleanliness of the polycrystalline silicon layer 120 and silicon oxide film 121 (accordingly, the polycrystalline silicon layer 102 and the gate insulating film Cleanliness) is maintained. As a specific method for forming a continuous film, a cluster-type film forming apparatus using a mouth potchumper can be used as described later. You should.
次 に、 素子の分離の た め、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一 と エ ッ チ ン グ技 術を 用 い、 高融点金属簿膜 1 2 2 表面か ら 多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 ま で を第 1 の 島状 に加工す る 。 こ の よ う な状態が、 図 9 ( b ) 及び 図 1 1 ( b ) に 示 さ れて い る 。  Next, photolithography and etching technology are used to separate the elements, and a polycrystalline silicon layer is formed from the surface of the high-melting metal film 122. Process up to 120 into a first island. Such a state is shown in FIG. 9 (b) and FIG. 11 (b).
次 に、 再び、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術 を 用 い、 高融 点金属薄膜 1 2 2 と シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 を 第 2 の 島状に加工 し 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 及びゲー ト 絶縁膜 1 0 3 を形成す る 。 そ して 、 こ の状態で、 イ オ ン注入技術に よ り 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 を マ ス ク と し て 、 自 己整合的 に 、 不純物イ オ ン と して n 型の場合 リ ン、 p 型の場合ホ ウ 素 を 注入す る 。 こ の と き の イ オ ン注入は、 多 結晶 シ リ コ ン 層 1 2 0 に 直接 ド ー ピ ン グす れば よ い た め、 低加速電 圧で の イ オ ン 注入 に よ り 行わ れ る 。 従 っ て 、 高加速電圧で のイ オ ン 注入 に 比べて 、 ド ー ピ ン グ時 に お け る 半導体層 の損傷 を 少な く す る こ と がで き る 。 そ の後、 例 え ば熱処理や ラ ン プ加熱、 あ る いは レ 一 ザ照射な どに よ り 、 不純物 イ オ ン を 活性化 さ せ、 ソ ー ス 領域 1 0 5 、 ド レ イ ン領域 1 0 6 及びチ ャ ネ ル領域 1 0 7 を 有 す る 多結晶 シ リ コ ン層 1 0 2 が作製 さ れ る 。 こ の よ う な状態が、 図 9 ( c ) 及び図 1Next, using the photolithography and etching techniques, the high melting point metal thin film 122 and the silicon oxide film 122 are formed into a second island shape again. By processing, a first subgate electrode 114 and a gate insulating film 103 are formed. Then, in this state, the first sub-electrode 114 is used as a mask by the ion implantation technique, and the n-type is used as an impurity ion in a self-aligned manner. If phosphorus or p-type is used, boron is injected. In this case, the ion implantation can be performed by directly doping the polycrystalline silicon layer 120. Therefore, the ion implantation is performed at a low accelerating voltage. It is. Therefore, damage to the semiconductor layer during doping can be reduced as compared with ion implantation at a high accelerating voltage. Thereafter, the impurity ions are activated by, for example, heat treatment, lamp heating, or laser irradiation, and the source region 105 and the drain region are activated. Polycrystalline silicon with region 106 and channel region 107 A layer 102 is formed. Such a state is shown in Fig. 9 (c) and Fig. 1.
1 ( c ) に 示 さ れて い る 。 It is shown in 1 (c).
次に.、 多 結晶 シ リ コ ン層 1 0 2 及び第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 を 覆 う よ う に 、 絶縁性基板 1 0 1 全面に シ リ コ ン酸化膜な どか ら な る 厚 さ 3 0 0 n mの層 間絶縁膜 1 0 8 を形成す る 。こ の よ う な状態が、 図 1 0 ( a ) 及び図 1 2 ( a ) に 示さ れて い る 。  Next, a silicon oxide film or the like is formed on the entire surface of the insulating substrate 101 so as to cover the polycrystalline silicon layer 102 and the first sub-gate electrode 114. An interlayer insulating film 108 having a thickness of 300 nm is formed. Such a state is shown in FIGS. 10 (a) and 12 (a).
次 に、 再 び、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術 を 用 い て 層 間 絶縁膜 1 0 8 を加工 して 、 ソ ー ス 領域 1 0 5 に開 口 し た コ ン タ ク ト ホール 1 1 l a、 ド レ イ ン領域 1 0 6 に 関 口 した コ ン タ ク ト ホー ル 1 1 l b 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 に 開 口 した コ ン タ ク ト ホ ー ル Next, the interlayer insulating film 108 was processed again using photolithography and etching techniques, and the source region 105 was opened. Contact hole 11 la, contact hole 11 1 lb related to drain region 106, contact hole opened to first subgate electrode 114 To Hall
1 1 1 c を 設け る 。 こ の よ う な状態が、 図 1 0 ( b ) 及び図 1 2 ( b ) に示 さ れて い る 。 1 1 1 c is provided. Such a state is shown in FIGS. 10 (b) and 12 (b).
次に、 例 え ば ア ル ミ ニ ウ ム 等 の低抵抗金属薄膜を 全面 に形成 し 、 再び、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術を用 い て 加工 して 、 ソ ース 電極 1 0 9 、 ド レ イ ン電極 1 1 0 及び第 2 サ ブゲー ト 電極 1 1 Next, a low-resistance metal thin film such as aluminum is formed on the entire surface, and processed again using photolithography and etching techniques. Source electrode 109, drain electrode 110 and second subgate electrode 11
5 を形成す る 。 こ れ に よ り 、 高融点金属か ら 成る 第 1 サ ブゲ一 ト 電 極 1 1 4 と 低抵抗金属か ら 成 る 第 2 サ ブゲー ト 電極 1 1 5 と か ら 構 成さ れた積層構造の ゲー ト 電極 1 0 4 が形成さ れた こ と に な る 。 こ の よ う な状態が、 図 1 0 ( c ) 及び図 1 2 ( c ) に 示 さ れて い る 。 こ う して 、 本実施の形態 2 — 1 に 係 る ト ッ プゲー ト 型 T F T 1 3 0 が作製 さ れ る 。 Form 5. As a result, a laminated structure composed of the first sub-gate electrode 114 made of a high-melting-point metal and the second sub-electrode 115 made of a low-resistance metal is used. This means that the gate electrode 104 having the structure is formed. Such a state is shown in FIGS. 10 (c) and 12 (c). Thus, a top gate type TFT 130 according to the present embodiment 2-1 is manufactured.
上記製造方法 に よ り 、 多結晶 シ リ コ ン層 1 0 2 と ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 の界面は、 連続的 に作製 さ れ る た め、 界面局在準位が少 な く 、 清浄性が高い。 ま た 、 多結晶 シ リ コ ン層 1 0 2 の 島状加工 さ れた 法 面 と 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 は 、 層 間絶縁膜 1 0 8 で絶縁 さ れ る た め、 接触す る こ と が な い 。 従 っ て 、 T F T特性の 向上が可能 と な る 。 According to the above-described manufacturing method, the interface between the polycrystalline silicon layer 102 and the gate insulating film 103 is formed continuously. High in nature. Also, since the island-shaped sloped surface of the polycrystalline silicon layer 102 and the first sub-gate electrode 114 are insulated by the inter-layer insulating film 108, contact is made. There is nothing to do. Therefore, it is possible to improve the TFT characteristics. .
な お、 半導体薄膜 と ゲー ト 絶縁膜の連続成膜は、 搬送 ロ ボ ッ ト に よ り 2 つ の P E C V D チ ャ ン と 、 レ 一ザァ ルチ ヤ ン -の間で 、 ガ ラ ス 基板 の搬送 を 真空 中 で行 う こ と が可能な、 い わ ゆ る ク ラ ス タ 型成膜装置 に よ り 実現で き る 。  In addition, the continuous deposition of the semiconductor thin film and the gate insulating film is performed by transporting a glass substrate between two PECVD channels and a laser channel by a transport robot. It can be realized by a so-called cluster type film forming apparatus that can perform the process in a vacuum.
(実施の形態 2 — 2 )  (Embodiment 2-2)
図 1 3 及び図 1 4 は実施の形態 2 — 2 に係 る ト ッ ブゲ一 ト 型 T F T の製造工程 を 示 す断面図で あ る 。 本実施の形態 2 — 2 の製造方法 は、 上記実施の形態 2 — 1 の製造方法 と ほぼ同様で あ る 。 即 ち 、 本 実施の形態 2 — 2 に お け る 図 1 3 ( a ) 〜 図 1 4 ( c ) の各製造 プ ロ セ ス が、 実施の形態 2 — 1 に お け る 図 9 ( a ) 〜 図 1 0 ( c ) の 各製造 プ ロ セ ス に 対応す る 。 そ して 、 各製造プ ロ セ ス は、 実施の形 態 2 — 2 と 実施の形態 2 — 1 と は基本的 に は 同 一で あ り 、 詳細な 説 明は省略す る 。 但 し、 実施の形態 2 — 1 の製造方法で は、 第 2 の 島 状加工 ( 図 9 ( c )) に お いて 高融点金属薄膜 1 2 2 (第 1 サ ブゲ一 ト 電極 1 1 4 に相 当 ) と シ リ コ ン 酸化膜 1 2 1 ( ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 に相 当 ) と を 共 に加工 し た ( 図 9 ( c ) 参照) け れ ど も 、 本実施 の形態 2 — 2 の製造方法で は、 図 1 3 ( c ) に 示 す よ う に 高融点金 属薄膜 1 2 2 (第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 に相 当 ) の み を 加工す る 点に おいて 実施の形態 2 — 1 と 相違す る 。 従 っ て 、 本実施の形態 2 — 2 で は、 ゲー ト 絶縁膜越 し の イ オ ン 注入 と な る た め、 イ オ ン注入 を 、 高加速電圧で 行 う こ と がで き る 。 こ の た め、 低加速電圧で の ィ オ ン注入で あ る 実施の形態 2 — 1 と 比べ る と 、 本実施の形態 2 - 2 で は、 飛来イ オ ン の 直線性が向上す る た め 、 多結晶 シ リ コ ン層 1 0 2 の島状加工 さ れ た 法面が不純物イ オ ン で 汚染 さ れ に く く な り 、 半 導体薄膜 と ゲー ト 電極 と の リ ー ク が防止 さ れ、 こ の 結果 と して 、 良 好 な 特性の T F T を作製 し やす く な る と い う メ リ ッ ト が生 じ る 。FIGS. 13 and 14 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the top gate type TFT according to Embodiment 2-2. The manufacturing method of the present embodiment 2-2 is almost the same as the manufacturing method of the above-mentioned embodiment 2-1. That is, each of the manufacturing processes shown in FIGS. 13 (a) to 14 (c) in Embodiment 2-2 is the same as that shown in FIG. 9 (a) in Embodiment 2-1. )-It corresponds to each manufacturing process of Fig. 10 (c). In addition, each manufacturing process is basically the same as the embodiment 2-2 and the embodiment 2-1 and the detailed description is omitted. However, in the manufacturing method of Embodiment 2-1, the refractory metal thin film 1 2 2 (the first subgate electrode 1 1 4) is used in the second island processing (FIG. 9C). (See FIG. 9 (c)) and silicon oxide film 12 1 (corresponding to gate insulating film 103) (see FIG. 9 (c)). As shown in Fig. 13 (c), only the high melting point metal thin film 1 2 2 (corresponding to the first sub-gate electrode 1 14) is processed as shown in Fig. 13 (c). Embodiment 2 is different from Embodiment 2-1. Therefore, in Embodiment 2-2, since ion implantation is performed through the gate insulating film, ion implantation can be performed at a high acceleration voltage. For this reason, compared to Embodiment 2-1 in which ion injection is performed at a low accelerating voltage, in Embodiment 2-2, the linearity of flying ions is improved. This prevents the island-shaped slope of the polycrystalline silicon layer 102 from being contaminated with impurity ions and prevents leakage between the semiconductor thin film and the gate electrode. As a result of this, This has the advantage of making it easier to fabricate TFTs with good characteristics.
(実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 の補足説明 ) (Supplementary explanation of Embodiment 2-1 and Embodiment 2-2)
①上記実施の形態 2 - 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 高融点金属 と して 、 モ リ ブデ ン 一 タ ン グス テ ン合金 を使用 す る 場合に 関 して の み記述 し た 。 し か し、 高融点金属 の材質 に 関 して は、 ガ ラ ス 基板の 耐熱温度以上で も 安定な も の で あ れば、 他の金属で も 構わ な い。 例 え ば、 モ リ ブデ ン 、 タ ン グス テ ン 、 タ ン タ ル、 チ タ ン 、 ノ、 ·ナ ジ ゥ ム 、 ジ ル コ ニ ウ ム 、 ニ オ ブ、 ニ ッ ケル、 ク ロ ム やそ れ ら の合金な ど を 用 レ、 て も よ い 。  (1) In the above Embodiments 2-1 and 2-2, only the case where a molybdenum-tan tungsten alloy is used as the high melting point metal has been described. . However, as long as the material of the high melting point metal is stable at a temperature higher than the heat resistance temperature of the glass substrate, other metals may be used. For example, Moribden, Tungsten, Tantalum, Titanium, No, Nadium, Zirconium, Niob, Nickel, Chrome It is also acceptable to use alloys and their alloys.
②上記実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 第 1 サ ブゲ 一 ト 電極材料 を 高融点金属 と し た けれ ど も 、 高融点金属 に 代え て 不 純物濃度 の高い 多結晶 シ リ コ ン を 第 1 サ ブゲ一 ト 電極材料 と し て も よ い。 こ の よ う な 多結晶 シ リ コ ン か ら 成 る 第 1 サ ブゲー ト 電極の形 成方法 と し て は、 ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 上 に再び非晶質 シ リ コ ン を 作 製 し、 紫外線照射 に よ り 多結晶化 し、 不純物注入 に よ り 低抵抗化 さ せ、 第 1 サ ブゲー ト 電極 と すれば よ い。 こ の第 1 サ ブゲー ト 電極材 料 と して 不純物濃度の高い多結 晶 シ リ コ ン を使用 す る 場合に は、 特 に実施の形態 2 — 1 の製造方法 に おいて 、 ソ ース ' ド レ イ ンへの 不 純物注入時に 、 同時 に 第 1 サ ブゲ一 ト 電極 を構成す る 多結晶 シ リ コ ン に も 不純物 を 注入す る こ と も 可能 と な り 、 作製が容易 と な る た め に 特に好 ま し い。  (2) In Embodiments 2-1 and 2-2, although the first subgate electrode material is made of a high melting point metal, the concentration of impurities is high in place of the high melting point metal. Polycrystalline silicon may be used as the first subgate electrode material. As a method of forming such a first subgate electrode made of polycrystalline silicon, an amorphous silicon is formed again on the gate insulating film 103. Then, polycrystallization by ultraviolet irradiation and low resistance by impurity implantation may be used as the first subgate electrode. In the case where polycrystalline silicon having a high impurity concentration is used as the first subgate electrode material, particularly, in the manufacturing method of Embodiment 2-1, the source '' At the time of impurity injection into the drain, it is also possible to simultaneously implant impurities into the polycrystalline silicon that constitutes the first sub-gate electrode. Particularly preferred for ease of use.
③上記実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 非晶質 シ リ コ ン の成膜に 、 P E C V D を 用 い る 場合 に 関 して 記述 し た 。 しか し、 こ れ ら の成膜 を 、 H W C V D (熱 フ ィ ラ メ ン ト C V D ) で行 っ て も 、 同様の結果を 得 る 。  (3) In the above Embodiments 2-1 and 2-2, the description has been given of the case where PECVD is used for forming an amorphous silicon film. However, similar results can be obtained even if these films are formed by HW CVD (thermal filament CVD).
④上記実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 非晶質 シ リ コ ン の結 晶化 を 紫外線照射 に よ り 行 う 場合に 関 し て 記述 し た 。 し か し、 本発 明 は こ れ に 限定 さ れ る も ので は な く 、 固相成長法な どの他 の 方法 を 用 いて も 同様の T F T が作製可能で あ る 。 で In the above Embodiment 2-1 and Embodiment 2-2, the amorphous silicon The case where the crystallization of the component is performed by ultraviolet irradiation has been described. However, the present invention is not limited to this, and similar TFTs can be manufactured using other methods such as solid phase growth.
⑤上記実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 半導体薄膜 と して 、 多 結晶 シ リ コ ン 薄膜 を 用 い る 場合に 関 して 記述 し た 。 し か し、 本発明 は こ れ に限定 さ れ る も ので は な く 、 非晶質 シ リ コ ン や単 結晶 シ リ コ ン で あ っ て も よ く 、 ま た多結晶 シ リ コ ン ゲルマ ニ ウ ム な ど シ リ コ ン 以外の他の半導体材料で あ っ て も よ い。  ⑤ In the above Embodiments 2-1 and 2-2, the case where a polycrystalline silicon thin film is used as the semiconductor thin film has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be an amorphous silicon, a single crystal silicon, or a polycrystalline silicon. Other semiconductor materials other than silicon, such as germanium, may be used.
⑥上記実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 パ タ ーニ ン グ に よ り ゲー ト 電極、 ゲー ト 絶縁膜を 島状 に加工 し た後 に 、 ド 一 ピ ン グ し た け れ ど も 、 こ れ と は逆 に、 ド ー ピ ン グ を 行い そ の後 にノ^? タ —ニ ン グ処理す る よ う に し て も よ い。 こ の よ う に先 に ド ー ピ ン グ を 行 う こ と に よ り 、 半導体層 に 不純物イ オ ン を確実 に注入す る こ と が 可能 と な る 。 こ れは以下の理 由 に よ る 。 即 ち 、 先 にノ タ ー ニ ン グ を 行 う と 、 図 1 5 に 示す よ う に ゲ ー ト 電極 1 1 4 及びゲー ト 絶縁膜 1 0 3 の端面 A , B ( 図 1 1 ( c ) 参照) が基板 1 0 1 に 垂直 な 平坦 面 と な っ て お ら ず、 僅かで は あ る が傾斜状 に はみ 出 し た傾斜面 と な つ て い る 。 そ の た め、 こ の状態の ま ま イ オ ン を 注入す る と 、 イ オ ン が斜め に侵入 して 、 ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 及び半導体層 1 0 2 の各端 面が不純物で汚染 さ れ、 ト ラ ン ジ ス タ 性能の 劣化 を 招 く お そ れが あ る 。 従 っ て 、 ド ー ピ ン グ を 行 っ た後 に ノ タ ーニ ン グ を 行 う の が、 望 ま しい。  ⑥ In the above Embodiments 2-1 and 2-2, the gate electrode and the gate insulating film are processed into islands by patterning, and then the doping is performed. However, on the other hand, doping was done, and then there was no? You can use the tuning process. By performing the doping first, the impurity ions can be reliably implanted into the semiconductor layer. This is for the following reasons. Immediately, if notning is performed first, as shown in FIG. 15, the end surfaces A and B of the gate electrode 114 and the gate insulating film 103 (FIG. 11 (c ) Is not a flat surface perpendicular to the substrate 101, but a slight, but inclined, protruding surface. Therefore, if ion is implanted in this state, the ion enters obliquely, and each end face of the gate insulating film 103 and the semiconductor layer 102 becomes an impurity. It can be contaminated and cause degradation of transistor performance. Therefore, it is desirable to do notching after doping.
⑦上記実施の形態 2 — 1 及び実施の形態 2 — 2 で は、 低抵抗金属 と して 、 アル ミ ニ ウ ム 及びそ の 合金を 使用 す る 場合に 関 し て の み記 述 し た 。 しか し、 低抵抗金属 の材質 に 関 し て は、 比抵抗が 2 0 u Q · c m 2 以下、 望 ま し く は · c m 2 で あ れば、 他の金属で も 構 わ な い 。 例 え ば、 銀、 銅、 及びそ の合金な ど を 用 い て も よ い 。 ⑦ In the above Embodiments 2-1 and 2-2, only the case where aluminum or an alloy thereof is used as the low-resistance metal has been described. However, in and about the material of the low-resistance metal, specific resistance of 2 0 u Q · cm 2 or less, Nozomi or was rather Oh in · cm 2 is lever, configured in other metal I don't know. For example, silver, copper, and alloys thereof may be used.
(実施の形態 2 — 3 )  (Embodiment 2-3)
図 1. 6 及 び図 1 7 は本発明に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を 用 い た C M 0 S — T F T の製造工程 を 示す断面図で あ る 。 こ の C M O S — T F T は、 図 1 7 ( b ) に 示 す よ う に 、 L D D ( Lightly Doped Drain) 構造の nチ ャ ネ ル T F T 1 3 2 と 、 L D D ( Lightly Doped Drain) 構造で な い 通常 の P チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 と か ら 構成 さ れて い る 。 p チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 iま、 上記実施の形態 2 — 1 の T F T (不純 物イ オ ン と して ホ ウ 素が ド 一 プさ れた場合の T F T に相 当 す る ) と 同様の構成 を 有 し て お り 、対応す る 部分 に は 同一の参照符号 を付 す。  FIG. 1.6 and FIG. 17 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing CMOS-TFT using the thin film transistor according to the present invention. As shown in Fig. 17 (b), this CMOS-TFT has an n-channel TFT 1332 with an LDD (Lightly Doped Drain) structure and a non-LDD (Lightly Doped Drain) structure. And a P-channel TFT 133. The p-channel TFT 1313i and the TFT of the above-described embodiment 2-1 (corresponding to a TFT when boron is doped as an impurity ion). It has a similar configuration, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
nチ ャ ネ ル T F T 1 3 2 は、 絶縁性基板 1 0 1 上 に、 多結晶 シ リ コ ン層 1 4 0 、 S i 02 か ら 成 る ゲ一 ト 絶縁膜 1 0 3 、 ゲー ト 電極 1 4 2 、 及 び S i 02 か ら成 る 層間絶縁層 1 0 8 が、 順 に積層 さ れ て 構成さ れて い る 。 前記ゲー ト 電極 1 4 2 は、 高融点金属か ら 成 る 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 4 3 と 、 該第 1 サ ブゲー ト 電極 1 4 3 の上 面 に形成さ れて い る 低抵抗金属か ら 成る 第 2 サ ブゲー ト 電極 1 4 4 と か ら 構成 さ れて い る 。 前記多結晶 シ リ コ ン層 1 4 0 は、 第 1 サ ブゲ — ト 電極 1 4 3 の 直下 に位置す る チ ャ ネ ル領域 1 4 5 と 、 不純物濃 度が高い ソ ー ス 領域 ( n +層 ) 1 4 6 と 、 不純物濃度が高い ド レ イ ン領域 ( n +層 ) 1 4 7 と 、 不純物濃度が低い低濃度不純物領域 ( L D D領域 : n — 層 ) 1 4 8 , 1 4 9 と か ら 構成 さ れて い る 。 低濃度 不純物領域 1 4 8 は、 ソ ース 領域 1 4 6 と チ ャ ネ ル領域 1 4 5 と の 間 に 介在 し、 低濃度不純物領域 1 4 9 は、 ド レ イ ン 領域 1 4 7 と チ ャ ネ ル領域 1 4 5 と の 間 に 介在 し て い る 。 ま た 、 T F T 1 3 2 に は、 低抵抗金属か ら 成 る ソ ー ス 電極 1 5 0 及び ド レ イ ン 電極 1 5 1 が設 け ら れて お り 、 ソ ース 電極 1 5 0 は、 コ ン タ ク ト ホ ール 1 5 2 a を 介 して 、 ソ ース領域 1 4 6 に接続 さ れ、 ま.た、 ド レ イ ン 電極 1 5 1 は、 ゲー ト 絶縁膜 1 4 1 及び層間絶縁膜 1 0 8 に形成 さ れて い る コ ン タ ク.ト ホ 一ル 1 5 2 b を 介 し て 、 ド レ イ ン領域 1 4 7 に接続さ れ て い る 。 The n-channel TFT 1332 is composed of a gate insulating film 103 composed of a polycrystalline silicon layer 140 and Si02 on an insulating substrate 101, and a gate electrode. An interlayer insulating layer 108 made of 142 and Si 02 is laminated in this order. The gate electrode 144 includes a first subgate electrode 144 made of a high melting point metal and a low resistance metal formed on the upper surface of the first subgate electrode 144. And a second sub-gate electrode 144 composed of the same. The polycrystalline silicon layer 140 includes a channel region 144 directly below the first subgate electrode 144 and a source region (high impurity concentration). n + layer 146, high impurity concentration drain region (n + layer) 147, low impurity concentration low concentration impurity region (LDD region: n-layer) 148, 14 It consists of nine. The low-concentration impurity region 148 is interposed between the source region 146 and the channel region 145, and the low-concentration impurity region 149 is connected to the drain region 147. It is interposed between the channel regions 144. In addition, the TFT 1332 is provided with a source electrode 150 and a drain electrode 151 made of a low-resistance metal, and the source electrode 150 is , Contact hole 15 2 a The drain electrode 15 1 is connected to the source region 14 6 via the gate insulating film 14 1 and the interlayer insulating film 10 8. It is connected to the drain region 147 via a contact hole 152b.
[ C M O S — T F T の作製 ]  [Fabrication of CMOS-TFTT]
上記構成の C M O S — T F T を 、 以下の 方法で作製 し た 。  CMOS—TFT having the above configuration was produced by the following method.
先ず、 表面 に例 え ば 4 0 0 n m厚の 不純物挞散防止膜 ( 図示せ ず ) が付着 し た ガ ラ ス 基板な どの絶縁性基板 1 0 1 上 に 、 例 え ば 5 O n m厚の非晶質 シ リ コ ン 薄膜 を シ ラ ン、 アル ゴ ン及び水素な どの混合 ガ ス を 用 い 、 P E C V D ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, プラ ズマ C V D ) な どに よ り 成膜す る 。 そ の後、 非晶 質 シ リ コ ン 薄膜中 の水素 を 熱処理な ど に よ り 数 a t %以下 に除去 し た後、 エ キ シ マ レ ーザ光な どの高エネ ル ギー密度 の紫外線 を 照射 す る な ど して 、 非晶質 シ リ コ ン を 結晶化 さ せて 多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 を形成す る 。  First, on a surface of an insulating substrate 101 such as a glass substrate having an impurity diffusion preventing film (not shown) having a thickness of, for example, 400 nm, a surface of, for example, 5 nm thick. An amorphous silicon thin film is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using a mixed gas of silane, argon and hydrogen. Then, after removing hydrogen in the amorphous silicon thin film to several at% or less by heat treatment or the like, ultraviolet rays of high energy density such as excimer laser light are irradiated. Irradiation is performed to crystallize the amorphous silicon to form a polycrystalline silicon layer 120.
次に、前記多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 の表面 を 大気 に 曝す こ と な く 、 ゲー ト 酸化膜 1 0 3 と な る シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 を 、 例 え ば 1 0 0 n m厚で成膜す る 。 次 に、 シ リ コ ン酸化膜 1 2 1 の 表面全面に亘 っ て 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 , 1 4 3 と な る モ リ ブデ ン一タ ン タ ル合金な どの高融点金属薄膜 1 2 2 を 、 ス ノ ッ タ リ ン グ法な どに よ り 成膜す る 。 こ の よ う な状態が、 図 1 6 ( a ) に 示 さ れて い る 。 次いで、 素子の 分離の た め、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一 と エ ッ チ ン グ 技術を用 い、 高融点金属薄膜 1 2 2 表面か ら 多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 ま で を第 1 の 島状 に加工 す る ( 図 1 6 ( b ))。  Next, without exposing the surface of the polycrystalline silicon layer 120 to the atmosphere, a silicon oxide film 121 serving as a gate oxide film 103 is formed by, for example, 1 The film is formed to a thickness of 100 nm. Next, over the entire surface of the silicon oxide film 121, a high melting point such as a molybdenum-tantalum alloy serving as the first sub-gate electrodes 114, 144 is formed. The metal thin film 122 is formed by a snout ring method or the like. Such a state is shown in FIG. 16 (a). Next, photolithography and etching techniques were used to separate the elements, and the polycrystalline silicon layer 122 from the surface of the refractory metal thin film 122 The first part is processed into the first island shape (Fig. 16 (b)).
次に、 再び、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術 を 用 い、 P チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 側 の 高融点金属薄膜 1 2 2 を 、 第 2 の 島状に 加 ェ し て 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 を形成す る ( 図 1 6 ( c ))。 そ して 、 こ の 状態で、 n チ ャ ネ ル T F T 1 3 2 側で は高融点金属薄膜 1 2 2-を マ ス ク と し、 p チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 側で は第 1 サ ブゲ 一 ト 電極 1 1 4 を マ ス ク と して 、 ポ ロ ン イ オ ン を ド ー ピ ン グす る ( 図 1 6 ( c ))。 こ れ に よ り 、 nチ ャ ネ ル T F T 1 3 2 側で は、 高融点 金属薄膜 1 2 2 に よ っ て 覆わ れて い る た め、 多結晶 シ リ コ ン層 1 2 0 に は不純物が ド 一 プさ れな い 。 一方、 p チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 側 で は、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 がマ ス ク と して作用 す る た め、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 の 直下 に 位置す る チ ャ ネ ル領域 1 0 6 は 、 不純物が ド 一 プさ れな い領域 と な る 。 そ して 、 多結晶 シ リ コ ン層 1Next, again, using the photolithography and the etching technology, the refractory metal thin film 122 on the P-channel TFT 133 side is formed into a second island shape. In addition to Then, a first sub-gate electrode 114 is formed (FIG. 16 (c)). In this state, on the n-channel TFT 1332 side, the refractory metal thin film 122- is used as a mask, and on the p-channel TFT 133 side, the first channel is used. Using the sub-electrode 114 as a mask, the polon ion is doped (Fig. 16 (c)). As a result, since the n-channel TFT 1332 side is covered with the refractory metal thin film 122, the polycrystalline silicon layer 120 is not covered by the refractory metal thin film 122. Impurities are not dropped. On the other hand, on the p-channel TFT 133 side, since the first sub-gate electrode 114 acts as a mask, it is located immediately below the first sub-gate electrode 114. The channel region 106 is a region where impurities are not dropped. Then, the polycrystalline silicon layer 1
2 0 のチ ャ ネ ル領域 1 0 6 を 除 く 領域に、 不純物が ド 一 ブさ れ、 ソ —ス 領域 ( P +層 ) 1 0 5 及び ド レ イ ン領域 ( p +層 ) 1 0 7 が形 成さ れ る こ と に な る 。 し か も 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 を マ ス ク と して イ オ ン を ド ー ピ ン グす る よ う に して い る た め、 チ ャ ネ ル領域 1 0 6 、 ソ ース 領域 1 0 5 及び ド レ イ ン領域 1 0 7 を 、 自 己整合的 に形成す る こ と がで き る 。 こ の よ う な状態が、 図 1 6 ( c ) に 示 さ れて い る 。 Impurities are implanted in the region except for the channel region 106 of 20 and the source region (P + layer) 105 and the drain region (p + layer) 10 7 is formed. However, since the first sub-gate electrode 114 is used as a mask to dope the ion, the channel region 106, The source region 105 and the drain region 107 can be formed in a self-aligned manner. Such a state is shown in FIG. 16 (c).
次いで、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術 を 用 い、 n チ ヤ ネ ル T F T 3 2 側 の高融点金属薄膜 1 2 2 を 、第 2 の 島状に加工 し て 、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 4 3 を形成す る ( 図 1 6 ( d ))。 そ して 、 こ の状態で、 高融点金属薄膜 1 2 2 を マ ス ク と し、 ゲー ト 酸化膜越 し に リ ン イ オ ン を ド ー ピ ン グす る 。 こ れ に よ り 、 nチ ャ ネ ル T F T 1 Next, using a photolithography and an etching technique, the refractory metal thin film 122 on the n-channel TFT 32 side is processed into a second island shape. Then, a first sub-gate electrode 144 is formed (FIG. 16 (d)). Then, in this state, the high-melting point metal thin film 122 is used as a mask, and the ion is doped through the gate oxide film. As a result, the n channel T F T 1
3 2 側で は、 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 4 3 の直下 に位置 す る チ ャ ネ ル 領域 1 4 5 は、 不純物 が ド 一 ブ さ れな い領域 と な る 。 そ して 、 多 結 晶 シ リ コ ン層 1 2 0 の チ ャ ネ ル領域 1 4 5 を 除 く 領域 C , D (図 1 6 ( d ) 参照) は、 不純物が ド ー プさ れた n — 層 と な る 。 一方、 p チ ャ ネ ル T F T 1 2 3 側で は、 リ ン イ オ ン が打ち 込 ま れ、 こ の結果、 前回 と 今回 の イ ン注入 に よ り 、 ホ ウ 素イ オ ン と リ ン イ オ ン の双方 が 打 ち 込 ま れ る こ と に な る が、 ホ ウ 素イ オ ン の方が相対的多 く な る よ う に打 ち 込 む よ う に して い る た め、 p チ ャ ネ ル T F T と して 問題な く 作動す る 。 ま た、 ゲー ト 酸化膜越 し の イ オ ン注入の た め、 高加速 電圧で の ィ オ ン 注入 を 行 っ て い る 。 On the 32 side, the channel region 144 immediately below the first sub-electrode 144 is a region where impurities are not doped. The regions C and D (see FIG. 16 (d)) except for the channel region 144 of the polycrystalline silicon layer 120 are doped with impurities. n — layer. While p At the channel TFT 123 side, a line ion is implanted, and as a result, the boron ion and the line ion are formed by the previous and current ion implantations. Both are implanted, but because the boron ion is implanted so as to be relatively large, p It works without problems as a channel TFT. In addition, ion implantation is performed at a high accelerating voltage for ion implantation through a gate oxide film.
次いで、 p チ ャ ネ ル T F T 1 3 2 及び n チ ヤ ネ リレ T F T 1 3 3 を 覆 っ て層 間絶縁膜 1 0 8 を形成す る (図 1 6 ( e ))。  Next, an inter-layer insulating film 108 is formed to cover the p-channel TFT 13 and the n-channel relay TFT 13 (FIG. 16E).
次いで、 nチ ャ ネ ル T F T 1 3 2 側の層 間絶縁皞 1 0 8 に、 多結 晶 シ リ コ ン層 1 4 0 に達す る コ ン タ ク ト ホ ール 1 5 2 a , 1 5 2 b を形成す る 。 こ の コ ン タ ク ト ホール 1 5 2 a の開 口 は 、 領域 C の 両 側部分 (低濃度領域 L D D に相 当 す る ) を 除 く 残余の部分 に臨んで お り 、 コ ン タ ク ト ホール 1 5 2 b の閧 ロ は、 領域 D の 両側部分 (低 濃度領域 L D D に相 当 す る ) を 除 く 残余の部分に 臨 んで い る 。 次い で、 こ の状態で、 層 間絶縁膜 1 0 8 を マ ス ク と し、 リ ン イ オ ン を 再 度 ド ー ピ ン グす る ( 図 1 7 ( a ))。 こ れ に よ り 、 n チ ャ ネ ル T F T 3 2 側で は、 多結晶 シ リ コ ン層 1 4 0 の う ち 、 層 間絶縁膜 1 0 8 に 覆われて い な い領域 ( コ ン タ ク ト ホール に 臨む領域) に イ オ ン が ド ー プさ れ る 。 よ っ て 、 1 回 目 の リ ン イ オ ン の ド ー ピ ン グ に よ り 不純 物が既に ド ー プさ れて い る 領域 C , D の う ち 、 層 間絶縁膜 1 0 8 に 覆われて い な い領域 ( ソ ース 領域、 ド レ イ ン領域 に相 当 ) で は、 さ ら に不純物が ド 一 ブ さ れ る こ と に な り 、 不純物高濃度領域 ( n +層 ) と な る 。 一方、 領域 A , B の う ち 、 層 間絶縁膜 1 0 8 に覆わ れて い る 領域 (低濃度不純物領域 4 8 , 4 9 に相 当 す る ) で は、 2 回 目 の リ ン イ オ ン の ド ー ピ ン グ に よ っ て は、 不純物が ド 一 プさ れず、 低濃 度不純物領域 ( n — 層 ) と な る 。 こ う し て 、 ソ ー ス 領域 ( n +層 ) 1 4 6 と チ ャ ネ ル領域 1 4 5 の 間 に、 低濃度不純物領域 ( n — 層 ) 1 4 8 を形成 し、 ま た、 ド レ イ ン領域 ( n +層 ) 1 4 7 と チ ャ ネ ル 領域 1 4 5 の間 に 、 低濃度 不純物領域 ( n —層 ) 1 4 9 を形成す る こ と がで き る 。 Next, the contact holes reaching the polycrystalline silicon layer 140 are provided on the interlayer insulation layer 108 on the n-channel TFT 1332 side, and the contact holes 15 2 a and 1 Form 5 2 b. The opening of the contact hole 1552a faces the remaining part except for both sides of the area C (corresponding to the low-concentration area LDD). The outline of the hole 152b faces the remaining part except for both sides of the region D (corresponding to the low concentration region LDD). Next, in this state, the inter-layer insulating film 108 is used as a mask, and the ion is again doped (FIG. 17 (a)). As a result, on the n-channel TFT 32 side, a region of the polycrystalline silicon layer 140 that is not covered by the inter-layer insulating film 108 (con The ion is doped in the area that faces the contact hole. Therefore, in the regions C and D where impurities have already been doped by the first ion implantation, the inter-layer insulating film 108 is formed. In the uncovered region (corresponding to the source region and the drain region), the impurity is further doped, and the region with a high impurity concentration (the n + layer) is removed. ). On the other hand, in the regions A and B, which are covered with the inter-layer insulating film 108 (corresponding to the low-concentration impurity regions 48 and 49), the second line connection is performed. Depending on the on doping, the impurity is not doped, resulting in a low-concentration impurity region (n-layer). In this way, the source area (n + layer) A low-concentration impurity region (n-layer) 148 is formed between 146 and the channel region 145, and a drain region (n + layer) 147 and the channel are formed. A low-concentration impurity region (n-layer) 149 can be formed between the channel regions 145.
次い で 、 p チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 側 の層間絶縁膜 1 0 8 に 、 多結 晶 シ リ コ ン 層 1 0 2 に達す る コ ン タ ク ト ホール 1 1 l a , 1 1 l b を形成す る 。 そ し て 、 n チ ャ ネ ル T F T 1 3 2 及び p チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 の 両者全面に、 ア ル ミ ニ ウ ム の低抵抗金属薄膜を形成 し 、 再び、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術を 用 い、 ソ ース 電極 1 0 9 , 1 5 0 、 ド レ イ ン電極 1 1 0 , 1 5 1 及び第 2 サ ブゲ一 ト 電 極 1 1 5 , 1 4 4 に加工す る 。 こ う し て 、 図 1 7 ( b ) に 示す よ う に 、 nチ ャ ネ ル T F T側が L D D構造の C M O S — T F T が作製 さ れ る 。  Next, in the p-channel TFT 133 on the side of the interlayer insulating film 108, the contact holes reaching the polycrystalline silicon layer 102 are placed on the lanes 11 la and 11 lb. To form. Then, an aluminum low-resistance metal thin film is formed on the entire surface of both the n-channel TFT 13 and the p-channel TFT 13, and the photolithography is performed again. Using graphing and etching techniques, source electrodes 109, 150, drain electrodes 110, 151, and second subgate electrode 11 It is processed into 5, 14 4. In this way, as shown in FIG. 17 (b), a CMOS-TFT having an LDD structure on the n-channel TFT side is produced.
こ の実施の形態 2 - 3 に係 る 製造方法 に よ っ て も ま た 、 多結晶 シ リ コ ン層 と ゲー ト 絶縁膜の界面は、 連続的 に作製 さ れ る た め、 界面 局在準位が少な く 、 清浄性が高い。 ま た、 多結晶 シ リ コ ン層の 島状 加工 さ れた法面 と 第 1 サ ブゲー ト 電極 1 1 4 , 1 4 3 は、 層間絶縁 膜 1 0 8 で絶縁 さ れ る た め、 接触す る こ と がな い。 従 っ て 、 T F T 特性の 向上 し た C M O S — T F T が作製 さ れ る こ と に な る 。  Also according to the manufacturing method according to Embodiments 2-3, since the interface between the polycrystalline silicon layer and the gate insulating film is formed continuously, interface localization is performed. Low level and high cleanliness. Also, since the island-shaped sloped surface of the polycrystalline silicon layer and the first sub-gate electrodes 114 and 144 are insulated by the interlayer insulating film 108, contact is made. Nothing to do. Therefore, a CMOS-TFT having improved TFT characteristics is produced.
(実施の形態 2 — 4 )  (Embodiment 2 — 4)
図 1 8 及び図 1 9 は本発 明 に係 る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ を 用 い た C M O S — T F T の他 の製造方 法 の工程 を 示 す 断面図で あ る 。 こ の実施 の形態 2 — 4 は、 基本的 に は実施の形態 2 — 4 に 類似す る 。 但 し、 実施の形態 2 — 3 で は層間絶縁膜 1 0 8 の形成後 に、 n + ド ー ピ ン グ を お こ な っ た け れ ど も 、 本実施の形態 2 — 4 で は L D D の た め の エ ッ チ ン グ を 、 ゲー ト 酸化膜 に施 し た後、 ド ー ピ ン グ を 行 う こ と に お い て 、 相 違す る 。 FIGS. 18 and 19 are cross-sectional views showing steps of another method for manufacturing a CMOS-TFT using the thin-film transistor according to the present invention. This Embodiment 2-4 is basically similar to Embodiment 2-4. However, in Embodiments 2 to 3, n + doping is performed after the formation of the interlayer insulating film 108. However, in Embodiments 2 to 4, the LDD is not used. After etching for the gate oxide film, doping is performed. Then, they are different.
以下 に 、 図 1 8 及び図 1 9 を 参照 して 説明す る 。 先 ず、 上記実施 の形態 2 — 3 と 同様の 方法で 図 1 8 ( a ) 〜図 1 8 ( d ) に示す処 理 を 行い 、 P + ド ー ピ ン グ、 n — ド ー ピ ン グを 行 う 。 な お、 図 1 8 ( a ) の処理は 図 1 6 ( a ) に 対応 し、 図 1 8 ( b ) の処理は図 1 6 ( b ) に 対応 し 、 図 1 8 ( c ) の処理は 図 1 6 ( c ) に対応 し 、 図 1 8 ( d ) の処理は 図 1 6 ( d ) に対応す る 。  This will be described below with reference to FIGS. 18 and 19. First, the processing shown in FIGS. 18 (a) to 18 (d) is performed in the same manner as in Embodiments 2 to 3 above, and P + doping and n—doping are performed. I do . Note that the processing in FIG. 18 (a) corresponds to FIG. 16 (a), the processing in FIG. 18 (b) corresponds to FIG. 16 (b), and the processing in FIG. 18 (c) This corresponds to FIG. 16 (c), and the processing of FIG. 18 (d) corresponds to FIG. 16 (d).
次いで 、 フ ォ ト リ ソ グラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術 を 用 い、 nチ ヤ ネ ル T F T 1 3 2 側 の シ リ コ ン 酸化膜 1 2 1 を、 島状 に加工す る 。 そ して 、 こ の状態で 、 n+ ド ー ピ ン グを行 う 。 な お、 n チ ャ ネ ル T F T Next, using a photolithography and an etching technique, the silicon oxide film 121 on the n-channel TFT 1332 side is processed into an island shape. Then, in this state, n + doping is performed. In addition, n channel T F T
1 3 2 側 で は多結晶 シ リ コ ン層 1 4 0 への 直接の ド ー ピ ン グで あ る た め、 低加速電圧で の イ オ ン 注入 と す る 。 こ れ に よ り 、 nチ ャ ネ ル T F T 1 3 2 側で は、 多結晶 シ リ コ ン層 1 4 0 の う ち 、 1 回 目 の リ ン イ オ ン の ド ー ピ ン グ に よ り 不純物が既に ド ー プさ れて い る 領域 A B の う ち 、 ゲ一 ト 絶縁膜 1 0 3 に覆われて い な い領域 ( ソ ー ス領域、 ド レ イ ン領域に 相 当 ) で は、 さ ら に不純物が ド 一 プさ れ る こ と に な り 、 不純物高濃度領域 ( n +層 ) と な る 。 一方、 領域 C, D の う ち 、 ゲー ト 絶縁膜 1 0 3 に 覆わ れて い る 領域(低濃度不純物領域 1 4 8,On the 132 side, since ion doping is directly performed to the polycrystalline silicon layer 140, ion implantation should be performed at a low accelerating voltage. As a result, on the n-channel TFT 1332 side, the first line ion doping of the polycrystalline silicon layer 140 depends on the doping of the first line ion. Of the region AB where impurities have already been doped, and which are not covered with the gate insulating film 103 (corresponding to the source region and drain region). In this case, the impurities are further doped, which results in a high impurity concentration region (n + layer). On the other hand, of the regions C and D, the regions covered with the gate insulating film 103 (low-concentration impurity regions 148,
1 4 9 に相 当 す る ) で は、 2 回 目 の リ ン イ オ ン の ド ー ピ ン グ に よ つ て は、 不純物が ド 一 プ さ れず、 低濃度不純物領域 ( n —層 ) と な る 。 こ う して 、 ソ ー ス 領域 ( n +層 ) 1 4 6 と チ ャ ネ ル領域 1 4 5 の 間 に 、 低濃度不純物領域 ( n — 層 ) 1 4 8 を形成 し、 ま た、 ド レ イ ン 領域 ( n +層 ) 1 4 7 と チ ャ ネ ル領域 1 4 5 の 間 に 、 低濃度不純物 領域 ( n —層 ) 1 4 9 を 形成す る こ と がで き る 。 こ の よ う な状態が、 図 1 1 ( d ) に 示 さ れて い る 。 149), the impurity is not doped by the second line ion doping, and the low-concentration impurity region (n-layer) is formed. It becomes. In this way, a low-concentration impurity region (n-layer) 148 is formed between the source region (n + layer) 146 and the channel region 145, and A low-concentration impurity region (n-layer) 149 can be formed between the drain region (n + layer) 147 and the channel region 144. Such a state is shown in FIG. 11 (d).
次いで、 層 間絶縁膜 1 0 8 を 形成 し ( 図 1 9 ( a ))、 コ ン タ ク ト ホール l l l a , 1 1 1 b , 1 1 1 c , 1 5 2 a , 1 5 2 b , 1 5 2 c を 開 口 す る 。 そ して 、 n チ ャ ネ ル T F T 1 3 2 及び p チ ャ ネ ル T F T 1 3 3 の 両者全面 に 、 ア ル ミ ニ ウ ム な どの低抵抗金属薄膜 を 形成 し、 再 び、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ技術 を 用 い、 ソ ー ス 電極 1 0 9 , 1 5 0 、 ド レ イ ン 電極 1 1 0 , 1 5 1 及び第 2 サ ブ ゲー ト 電極 1 1 5 , 1 4 4 に加工す る 。 こ う して 、 図 1 9 ( b ) に 示 す よ う に 、 n チ ャ ネ ル T F T側が L D D構造の C M O S — T F T が作製 さ れ る 。 Next, an interlayer insulating film 108 is formed (FIG. 19 (a)), and the contact is formed. Open the halls llla, 11 1b, 11 1c, 15 2a, 15 2b, 15 2c. Then, a low-resistance metal thin film such as aluminum is formed on the entire surface of both the n-channel TFT 13 and the p-channel TFT 13, and the photo is formed again. Using lithography and etching techniques, the source electrodes 109, 150, the drain electrodes 110, 151, and the second sub-electrode 1 Process into 15 and 14 4. Thus, as shown in FIG. 19 (b), a CMOS-TFT having an LDD structure on the n-channel TFT side is manufactured.
(実施の形態 2 — 5 )  (Embodiment 2 — 5)
図 2 0 は 本発明 に係 る T F T で構成さ れた T F T ア レ イ の構成 を 示 す回路図 で あ る 。 T F T ア レ イ は、 複数の信号線 1 5 5 と 、 複数 の制御線 1 5 6 と がマ ト リ ク ス 状 に配線 さ れ、 信号線 1 5 5 と 制御 線 1 5 6 の 各交差部分付近 に そ れそれ実施の形態 2 — 1 の ト ッ プゲ — ト 型 T F T 1 3 0 が配置 さ れて い る 。 実施の形態 2 — 1 の T F T に代え て 、 実施の形態 2 — 2 の T F T を 使用 して も よ い。  FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a TFT array composed of TFTs according to the present invention. In the TFT array, a plurality of signal lines 155 and a plurality of control lines 156 are arranged in a matrix, and each intersection of the signal line 155 and the control line 156 is formed. In the vicinity, the top gate type TFT 130 according to the embodiment 2-1 is disposed. Instead of the TFT of the embodiment 2-1, the TFT of the embodiment 2-2 may be used.
前記信号線 1 5 5 は対応す る T F T の ソ ース 電極 1 0 9 に接続 さ れ、 前記制御線 1 5 6 は対応す る T F T の ゲー ト 電極 1 0 4 に接続 さ れて い る 。 な お、 信号線 1 5 5 及び制御線 1 5 6 は、 T F T と 共 に 同一の絶縁性基板 1 0 1 上 に形成さ れて い る 。 そ して 、 信号線 1 5 5 及び制御線 1 5 6 は、 図 2 1 に 示 す よ う に、 半導体層 1 5 7 、 絶縁膜 1 2 1 、 高融点金属層 1 2 2 及び低抵抗金属層 1 5 8 の 4 層 積層膜か ら な る 。 ま た 、 信号線 1 5 5 と 制御線 1 5 6 の 交差部分 に おい て は、 図 2 2 に 示す よ う に 、 制御線 1 5 6 が半導体層 1 5 7 、 絶縁層 1 2 1 、 高融点金属層 1 2 2 、 層 間絶縁層 1 0 8 の 4 層積層 膜か ら な り 、信号線 1 5 5 が低抵抗金属層 1 5 8 の 1 層膜か ら な る 。 こ の よ う な構造 に よ り 、 低抵抗が要求 さ れ る 信号線 1 5 5 は 、 す べ て 実質的 に は低抵抗金属 1 5 8 に よ り 配線 さ れ、 ま た、 制御線 1 5 6 も 、 信号線 1 5 5 と の 交差部以外で は、 低抵抗金属 1 5 8 で配線 さ れ る 。 従 っ て 、 配線抵抗を低減 さ せ る こ と が重要 な大型高精細 の T F T ア レ イ と して 好 ま し い構成 と な る 。 The signal line 155 is connected to the source electrode 109 of the corresponding TFT, and the control line 156 is connected to the gate electrode 104 of the corresponding TFT. Note that the signal line 155 and the control line 156 are formed on the same insulating substrate 101 together with the TFT. As shown in FIG. 21, the signal line 155 and the control line 156 are composed of a semiconductor layer 157, an insulating film 121, a high melting point metal layer 122, and a low resistance metal layer. It consists of a four-layer laminated film of layers 158. At the intersection of the signal line 155 and the control line 156, as shown in FIG. 22, the control line 156 is composed of the semiconductor layer 157, the insulating layer 122, and the high layer. The four-layer laminated film of the melting point metal layer 122 and the inter-layer insulating layer 108 is formed, and the signal line 155 is formed of the low-resistance metal layer 158 as a single layer film. Due to such a structure, all the signal lines 155 requiring low resistance are provided. In effect, the wiring is made of low-resistance metal 158, and the control line 156 is also wired with low-resistance metal 158 except at the intersection with the signal line 155. It is. Therefore, it is a preferable configuration for a large and high-definition TFT array in which it is important to reduce the wiring resistance.
図 2 3 及び図 2 4 は T F T ア レ イ の製造工程 を 示 す断面図で あ る < な お、 図 2 3 及び図 2 4 に お いて は、 説明の便宜上、 一つの T F T 部分及びそ の T F T部分 に 関連 し た配線構造のみ を 示 し た。 以下、 図面 を参照 し な が ら 、 本発明 に係 る T F T ア レ イ の製造方法 に つ い て 説明す る 。 先 ず、 図 2 3 ( a ) に 示す よ う に、 ^縁性基板 1 0 1 上 に 、 半導体層 1 5 7 、 絶縁層 1 2 1 、 高融点金属層 1 2 2 の 3 層 積層膜を形成す る (図 9 ( a ) お よ び図 1 1 ( a ) に対応)。  FIGS. 23 and 24 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the TFT array. In FIGS. 23 and 24, for convenience of explanation, one TFT part and its TFT part are shown. Only the wiring structure related to the TFT part is shown. Hereinafter, a method for manufacturing a TFT array according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 23 (a), a three-layer laminated film of a semiconductor layer 157, an insulating layer 122, and a refractory metal layer 122 is formed on an edge substrate 101. Formed (corresponding to Figs. 9 (a) and 11 (a)).
次 に、 図 2 3 ( b ) に 示す よ う に、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グに よ り 、 T F T 1 3 0 と 、 制御線 1 5 6 と 、 制御線 1 5 6 と 接 触 し な い よ う に 交差部 に お い て 断線 し た状態で信号線 1 5 5 を形成 す る (図 9 ( b ) お よ び図 1 1 ( b ) に 対応)。  Next, as shown in FIG. 23 (b), the TFT 130, the control line 156, and the control line 1 are formed by photolithography and etching. The signal line 1555 is formed with the wire broken at the intersection so that it does not touch 56 (corresponding to Figs. 9 (b) and 11 (b)).
次 に、 図 2 3 ( c ) に 示す よ う に 、 T F T 1 3 0 の 島状加工 を 行 い 、 不純物注入 と 活性化 を 行 う ( 図 9 ( c ) お よ び図 1 1 ( c ) に 対応)。  Next, as shown in FIG. 23 (c), the TFT 130 is processed into islands, and impurities are implanted and activated (FIG. 9 (c) and FIG. 11 (c)). Corresponding).
次 に、 図 2 4 ( a ) に 示す よ う に、 全面 に層間絶縁層 1 0 8 を 形 成す る ( 図 1 0 ( a ) お よ び図 1 2 ( a ) に対応)。  Next, as shown in FIG. 24 (a), an interlayer insulating layer 108 is formed on the entire surface (corresponding to FIGS. 10 (a) and 12 (a)).
次 に 、 図 2 4 ( b ) に 示 す よ う に、 層間絶縁膜 1 0 8 に コ ン タ ク ト ホール を 開 口 す る ( 図 1 0 ( b ) お よ び図 1 2 ( b ) に対応)。 こ の と き 、 少な く と も 制御線 1 5 6 と 信号線 1 5 5 が交差 す る 部分 で は、 両線が相互 に接触 し な い よ う に、 層間絶縁層 1 0 8 を残 し、 そ れ以外の制御線 1 5 6 上の 部分及 び信号線 1 5 5 上の部分で は、 層 間絶縁膜 1 0 8 を 除去す る 。 次に、 図 2 4 ( c ) に 示 す よ う に、 ア ル ミ ニ ウ ム な どの低抵抗金 属 に よ り 制御線 1 5 6 と ゲー ト 電極 1 0 4 のつ な ぎ 込み と 、 信号線 1 5 5 と ソ ース ( ド レ イ ン )領域のつ な き込みを 行 う ( 図 1 0 ( c ) お よ び図 1 2 ( c ) に 対応)。 そ れ と 同時に、 制御線 1 5 6 上 の信号 線 1 5 5 と の 交差部以外の 部分 と 、 信号線 1 5 5 上 の前記交差部 を 含んだ全て の部分 に 、 低抵抗金属 1 5 8 を形成す る 。 こ れに よ り 、 制御線 1 5 6 お よ び信号線 1 5 5 が、 基本的 に半導体層 1 5 7 、 絶 縁膜層 1 2 1 、 高融点金属層 1 2 2 お よ び低抵抗金属層 1 5 8 の 4 層積層膜か ら な り 、 両線の 交差部 において 、 制御線 1 5 6 が半導体 層 1 5 7 、 絶縁層 1 2 1 、 高融点金属層 1 2 2 、 層 間絶縁層 1 0 8 の 4 層積層膜 と な り 、 信号線 1 5 5 が低抵抗金属層 1 5 8 の 1 層膜 と な る 。 Next, as shown in FIG. 24 (b), contact holes are opened in the interlayer insulating film 108 (FIGS. 10 (b) and 12 (b)). Corresponding to). At this time, at least at a portion where the control line 156 and the signal line 155 intersect, leave the interlayer insulating layer 108 so that the two lines do not contact each other. In the other portions on the control line 156 and the portions on the signal line 155, the inter-layer insulating film 108 is removed. Next, as shown in FIG. 24 (c), the connection between the control line 1556 and the gate electrode 104 by a low-resistance metal such as aluminum is performed. Connect the signal line 155 to the source (drain) area (corresponding to Figures 10 (c) and 12 (c)). At the same time, the low-resistance metal 1558 is applied to the portion other than the intersection with the signal line 1555 on the control line 1556 and to all the portions including the intersection on the signal line 1555. To form. As a result, the control line 156 and the signal line 155 are basically composed of the semiconductor layer 157, the insulating film layer 121, the high melting point metal layer 122, and the low resistance. At the intersection of both lines, the control line 156 is composed of the semiconductor layer 157, the insulating layer 122, the refractory metal layer 122, and the inter-layer. The insulating layer 108 becomes a four-layer laminated film, and the signal line 155 becomes a low-resistance metal layer 158 as a single-layer film.
こ の構造 に よ り 、 T F T 部分 1 3 0 の半導体層 と ゲー ト 絶縁層 の 連続性を 失わ な いで T F T ア レ イ の製造が可能 と な る 。 ま た 、 よ り 低抵抗が要求 さ れ る 信号線 1 5 5 は、 すべて 実質的 に は低抵抗金属 1 5 8 に よ り 配線 さ れ、 ま た 、 制御線 1 5 6 も 、 信号線 1 5 5 と の 交差部以外で は、 低抵抗金属 1 4 6 で配線 さ れ る 。 従 っ て 、 配線抵 抗を低減 さ せ る こ と が重要な 大型高精細の T F T ア レ イ と して 好 ま し い構成 と な る 。 そ して 、 イ オ ン 注入時に は、 高融点金属 を マ ス ク と して 用 い、 活性化時の加熱温度や熱衝撃の上限 を 緩和 す る 。 さ ら に、 上記の低抵抗金属は、 活性化後 に形成す る た め、 アル ミ ニ ウ ム な どの低融点材料で あ っ て も 構わ な い 。  With this structure, it is possible to manufacture a TFT array without losing continuity between the semiconductor layer of the TFT section 130 and the gate insulating layer. All of the signal lines 155 that require a lower resistance are practically all wired with low-resistance metal 158, and the control lines 156 are also connected to the signal line 155. Except for the intersection with 55, wiring is made of low-resistance metal 144. Therefore, it is a preferable configuration for a large, high-definition TFT array in which it is important to reduce the wiring resistance. At the time of ion implantation, a high-melting-point metal is used as a mask to relax the heating temperature and the upper limit of thermal shock during activation. Further, since the above-described low-resistance metal is formed after activation, it may be a low-melting-point material such as aluminum.
ま た、 上記の例 で は 、 信号線 と 制御線の 交差部 を 除い て 、 信号線 は半導体層、 絶縁膜層、 高融点金属層及び低抵抗金属層 の 4 層積層 膜か ら な っ て い た け れ ど も 、 図 2 3 ( b ) に お い て 制御線の み を 形 成 し、 図 2 4 ( c ) に お い て 低抵抗金属で 信号線 を 形成 す る よ う に して も よ い 。 こ の よ う に す れば、 信号線 と 制御線の 交差部 を 含 め て 全て の信号線は低抵抗金属層 の 1 層膜 と な り 、 信号線 を 更 に低抵抗 化す る.こ と がで き る 。 Also, in the above example, except for the intersection of the signal line and the control line, the signal line is composed of a four-layer laminated film of a semiconductor layer, an insulating film layer, a high melting point metal layer and a low resistance metal layer. However, in FIG. 23 (b), only the control lines are formed, and in FIG. 24 (c), the signal lines are formed of a low-resistance metal. You may do it. In this way, all the signal lines including the intersections of the signal lines and the control lines become one layer of a low-resistance metal layer, and the resistance of the signal lines is further reduced. I can do it.
[第 3 の 発明群の形態 ]  [Third invention group form]
第 3 の発 明群は 、 プラ ズマ C V D 法 に よ る アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜の形成方法 に 関 し、 更 に 詳 し く は、 プラ ズマ C V D 法 に よ り 膜中 水素濃度の低い ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を低温で容易 に形成す る 方 法 に 関す る も の で あ る 。 第 3 の発 明群の要 旨 は以下 の 通 り で あ る 。  The third invention relates to a method of forming an amorphous silicon film by a plasma CVD method. More specifically, the hydrogen concentration in the film is determined by a plasma CVD method. The present invention relates to a method for easily forming a low-temperature amorphous silicon film at a low temperature. The summary of the third invention group is as follows.
即 ち 、 第 3 の 発明群は、 プラ ズマ C V D 法 に よ っ て 膜中水素濃度 が 3 a t % 以下 の アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を低温で容易 に形成す る こ と を 可能 と す る こ と を 特徴 と す る も の で あ る 。  In other words, the third invention group makes it possible to easily form an amorphous silicon film having a hydrogen concentration of 3 at% or less at a low temperature by a plasma CVD method. It is characterized by the following.
(実施の形態 3 — 1 )  (Embodiment 3-1)
以下、 実施の形態 3 - 1 に つ いて 図 2 5 乃至図 2 8 を 用 い て 説明 す る 。 本発明 に は、 平行平板型の プラ ズマ C V D 装置 を 用 い た 。 図 1 は平行平板型 プラ ズマ C V D 装置 2 1 0 の概略図 を 示 す。  Hereinafter, Embodiment 3-1 will be described with reference to FIGS. 25 to 28. FIG. In the present invention, a parallel plate type plasma CVD device is used. Figure 1 shows a schematic diagram of a parallel plate type plasma CVD device 210.
ガス 導入系 2 0 3 お よ び真空排気系 2 0 2 を 有 す る 真空容器 2 0 1 内 の上部位置 に 、 下面 に 多数の孔を 有 す る R F 電極 2 0 4 を 配置 し、 前記真空容器 2 0 1 内 の下部位置 に は前記電極 2 0 4 に 対向す る よ う に接地電極 2 0 5 を 配置 して い る 。 前記接地電極 2 0 5 内 に は ヒ ー タ ー 2 0 7 が設け ら れて お り 、 該 ヒ 一 夕 一 2 0 7 に よ っ て 、 接地電極 2 0 5 上 に 配置 し た基板 2 0 6 を 加熱す る よ う に し て い る ま た、 前記 R F 電極 2 0 4 に 対 し て高周 波電圧 を 印加す る 高周波電 極 2 0 8 が設け ら れて い る 。  An RF electrode 204 having a large number of holes on its lower surface is arranged at an upper position in a vacuum vessel 201 having a gas introduction system 203 and a vacuum evacuation system 202. A ground electrode 205 is arranged at a lower position in the container 201 so as to face the electrode 204. A heater 200 is provided in the ground electrode 205, and the substrate 200 arranged on the ground electrode 205 by the heater 210 is provided. 6 is heated, and a high-frequency electrode 208 for applying a high frequency voltage to the RF electrode 204 is provided.
こ の よ う な構成の 平行平板型 プラ ズマ C V D 装置 2 1 0 を 用 い て ま ず、真空排気系 2 0 2 に よ り 真空容器 2 0 1 内 の圧 力 を 調整 す る 。 次 に 、 成膜に 寄与 す る 成膜用 ガ ス (原料 ガ ス ) と 成膜 に寄与 し な い ガス を 、 ガ ス 導入系 2 0 3 を通 し て R F 電極 2 0 4 に 設け た 多数の 孔か ら 真空 容器 2 0 1 内 に噴 出 し、 R F 電極 2 0 4 に 2 7 . 1 2 M H z の.高周 波電力 を 印加す る こ と に よ っ て R F プラ ズマ を 生成 し、 基板 2 0 6 上 に ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を成膜す る の で あ る 。 こ の 時、 前記基板 2 0 6 は接地電極 2 0 5 内 に設け た ヒ ー タ 一 2 0 7 に よ り 2 5 0 〜 3 0 0 て に加熱 し た 。 こ の温度は基板 2 0 6 裏面 に 設 け た熱電対 ( 図 示せ ぬ) に よ っ て 測定 し た値で あ る 。 以下、 具体的 に 説明 す る 。 Instead of using the parallel plate type plasma CVD apparatus 210 having such a configuration, the pressure inside the vacuum vessel 201 is adjusted by the vacuum exhaust system 202. Next, deposition gas (raw material gas) that contributes to film formation and does not contribute to film formation Gas is blown out through a number of holes provided in the RF electrode 204 through the gas introduction system 203 into the vacuum vessel 201, and is supplied to the RF electrode 204 with a 27.12 MHz frequency. RF plasma is generated by applying high-frequency power of z, and an amorphous silicon film is formed on the substrate 206. . At this time, the substrate 206 was heated to 250 to 300 by a heater 107 provided in the ground electrode 205. This temperature is a value measured by a thermocouple (not shown) installed on the back surface of the substrate 206. The details are described below.
(実施例 1 )  (Example 1)
ま ず、 基板 2 0 6 を接地電極 2 0 5 上 に 配置 し、 該基板 2 0 6 を 接地電極 2 0 5 内 に 設けた ヒ ー タ 一 2 0 7 に よ り 加熱 して 3 0 0 °C と し た 。  First, the substrate 206 is placed on the ground electrode 205, and the substrate 206 is heated by a heater 206 provided in the ground electrode 205 to 300 °. C
次 に 、 真空容器 2 0 1 内の圧力 を 1 3 3 P a と な る よ う に 真空排 気系 2 0 2 に よ っ て調節 し、 ガス 導入系 2 0 3 か ら 真空容器 2 0 1 内 に 、 成膜用 ガ ス で あ る S i H 4 と成膜 に寄与 し な い ガ ス で あ る A r を 流量 1 5 0 0 s c c mで導入 して 、 S i H 4 と A r の混合比 を 変化 さ せ な が ら 、 高周 波電源 2 0 8 に よ り 放電周 波数 2 7 . 1 2 M H z 、 R F 電力 1 6 0 Wの放電 を 行 っ て 、 基板 2 0 6 上 に ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 を 形成 し た 。 な お、 アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜厚 は成膜時間 を 制御 す る こ と に よ っ て 3 0 0 n mに揃 え た。 こ の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜中水素濃度 を フ ー リ エ変換赤外分光器 ( F T I R ) に よ っ て 分析 し た 。 そ の 結果 を 図 2 6 に 示す。 Next, the pressure inside the vacuum vessel 201 is adjusted by the vacuum exhaust system 202 so as to be 133 Pa, and the pressure in the vacuum vessel 201 is changed from the gas introduction system 203 to the vacuum vessel 201. In the chamber, SiH 4, a gas for film formation, and Ar, a gas not contributing to film formation, were introduced at a flow rate of 1500 sccm, and the SiH 4 and Ar While changing the mixing ratio, the discharge was performed at a discharge frequency of 27.12 MHz and RF power of 160 W from the high frequency power supply 208, and the substrate was placed on the substrate 206. An amorphous silicon film was formed. The thickness of the amorphous silicon film was adjusted to 300 nm by controlling the film formation time. The hydrogen concentration in the amorphous silicon film was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Figure 26 shows the results.
図 2 6 は、 S i H 4 濃度 と アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜 中水素濃 度 と の 関係 を 示 す グ ラ フ で あ り 、 膜中水素濃度 は 、 S i H 4 濃度 の 減少 と 共 に 減 り 、 S i H 4 濃度 が 5 %以下 で膜中 水素濃度が 3 at % 以下の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜が形成 さ れ る 。 こ れは、 S i H 4 濃 度が減少す る 一方、 A r 濃度が増加す る こ と に よ っ て 成膜速度が低 下 し て 膜中 の水素が脱離 し易 く な り 、 ま た 、 プラ ズマ 中で高工 ネ ル ギー を も っ た A r が増加 し、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜の最表面 に 存 在 す る 水素 が、 前記 A r に よ る 物理化学反応 ( A r の膜表面への 衝 突等 に よ り 、 該 A r の も つ運動エ ネ ル ギー ま た は 内部エ ネ ル ギー を 膜表面 に 与 え、 S i — H結合 を 切 断す る ) に よ っ て 、 脱離 した た め で あ る と 考 え ら れ る 。 2 6, S i H 4 concentration and Ammo Le off § mortal Ri Ah in Li co down film in the film shown immediately La off the relationship between the hydrogen concentration, film hydrogen concentration, S i H 4 With the decrease in the concentration, an amorphous silicon film having a SiH 4 concentration of 5% or less and a hydrogen concentration in the film of 3 at% or less is formed. This is S i H 4 On the other hand, as the Ar concentration increases, the deposition rate decreases due to an increase in the Ar concentration, so that hydrogen in the film is easily desorbed. Ar with energy increases, and the hydrogen present on the outermost surface of the amorphous silicon film is converted into a physicochemical reaction by the Ar (the surface of the Ar film). The kinetic energy or internal energy of the Ar is applied to the membrane surface by a collision or the like, and the Si—H bond is cut off. It is thought that this was due to the detachment.
な お、 本実施例 1 で は、 成膜 に 寄与 し な い ガ ス と して A r の み を 用 い た が、 A r と H 2 (水素) の 混合ガ ス を 希釈ガス と して 用 い る こ と に よ り 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜中水素濃度 を さ ら に減少 す る こ と がで き る 。  In the first embodiment, only Ar was used as a gas not contributing to film formation. However, a mixed gas of Ar and H 2 (hydrogen) was used as a diluent gas. By using this, the hydrogen concentration in the amorphous silicon film can be further reduced.
こ れは、 プラ ズマ 中で は、 A r よ り も 活性 な水素原子や H +が膜形 成表面に到達 し、該水素原子や H +がアモル フ ァ ス シ リ コ ン膜表面 S i 一 H結合 を切断 し、 水素分子 と な っ て膜表面か ら 脱離す る た め と 考え ら れ る 。 ま た 、 プラ ズマ 中 で 高エネ ル ギー を 持 っ た水素原子や H +に よ っ て 、アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の エ ッ チ ン グ も 同時 に起 こ る た め、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の S i - S i の結合が切断 さ れ、 アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の表面 の S i が膜表面 よ り 脱離 し、 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の成膜速度 が低下す る と 考 え ら れ る 。  This is because, in the plasma, hydrogen atoms and H + that are more active than Ar reach the film forming surface, and the hydrogen atoms and H + reach the surface of the amorphous silicon film Si. This is thought to be because the 1 H bond is cleaved and converted to hydrogen molecules and released from the film surface. In addition, the etching of the amorphous silicon film is simultaneously caused by the hydrogen atoms and H + having high energy in the plasma. The bond between Si-Si in the amorphous silicon film is broken, and Si on the surface of the amorphous silicon film is desorbed from the film surface. It is considered that the film formation rate of the amorphous silicon film is reduced.
ま た、 S i H 4 を H 2 の みで高度 に希釈す る と 、 基板 2 0 6 上 に は アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜が形成 さ れ る の で は な く 、 微結晶 シ リ コ ン膜が形成 さ れ る こ と が分か っ て お り 、 低水素濃度 の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成す る た め に は H 2 の みで 希釈す る の で は な く 、 少 な く と も 成膜に寄与 し な い ガ ス と し て A r な ど を 添加す る 必要 が あ る 。 Also, S when the i H 4 you highly diluted with only H 2, on the substrate 2 0 6 Amo le off § mortal of the can rather than re co down film Ru is formed, microcrystalline It is known that a silicon film is formed, and to form an amorphous silicon film with low hydrogen concentration, dilute only with H2. However, it is necessary to add Ar or the like as a gas which does not contribute to film formation at least.
(実施例 2 ) 次 に、 S i H 4 流量 4 5 s c c m、 A r 流量 1 4 5 5 s c c m と し て S i H 4 濃度 を 3 %で 固定 し 、 R F電力 を 2 0 〜 2 0 0 Wの 範 囲で 変化 さ せ て アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を 基板 2 0 6 上 に成膜 し た c そ の他の成膜条件は圧力 1 3 3 P a、 基板温度 2 5 0 °Cで あ る 。 図 2 7 に、 R F 電力 と ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の成膜速度 と の 関係 を、 図 2 8 に 、 R F 電力 と アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜 中水素濃度 と の 関係 を 示 す。 (Example 2) In the following, S i H 4 flow rate 4 5 sccm, and an A r flow 1 4 5 5 sccm were fixed with 3% S i H 4 concentration, vary the RF power range of 2 0 ~ 2 0 0 W is allowed by other film formation conditions c its depositing the Amo le full § mortal Li co down film on the substrate 2 0 6 Ru Oh pressure 1 3 3 P a, the substrate temperature 2 5 0 ° C . Figure 27 shows the relationship between the RF power and the deposition rate of the amorphous silicon film. Figure 28 shows the relationship between the RF power and the hydrogen content in the amorphous silicon film. Shows the relationship with concentration.
図 2 7 に お い て 、 成膜速度 は R F電力 の増加 と 共 に増加 し、 あ る 値 か ら 後 は ほぼ飽和傾向 を 示す こ と がわ か る 。 こ の よ う に プラ ズマ C V D法 に お い て 、 成膜速度が R F電力 に 比例 して増加 す る 領域 を 反応律則領域、 成膜速度が R F電力 に対 し て飽和傾 向 を 示す領域 を 供給律則領域 と い う 。 前記反応律則領域で は、 R F 電力 の増加 に と も な い プラ ズマ 中 の電子密度 が増加 し S i H 4 の分解が促進 さ れ る た め成膜速度 は増加 す る 。 さ ら に R F電力 を増加す る と 、 S i H 4 は ほ と ん ど分解 さ れ、 供給律則領域 と な る 。 こ の領域で は S i H 4 は ほぼ分解 さ れて い る た め成膜速度は ほ と ん ど変化せ ず、 プラ ズマ 中 の粒子組成が変化 し、 S i H 2 ラ ジ カ ルや S i H ラ ジ カ ル と い つ た水素結合の 少な い粒子が存在 し て い る 。 In Figure 27, it can be seen that the deposition rate increases with increasing RF power, and after a certain value it shows a near-saturating tendency. As described above, in the plasma CVD method, the region where the deposition rate increases in proportion to the RF power is defined as the reaction law region, and the region where the deposition rate shows a saturation tendency with respect to the RF power. This is called the supply law area. Wherein in the reaction law law region, because deposition rate degradation was Ru promoted the S i H 4 electron density in plasmas have name also to an increase in RF power increased it increased. If you increase the RF power to is found, S i H 4 is decomposed etc. No O and Ho, ing a supply law law region. In this area S i H 4 does not change etc. does almost because the deposition rate that has been degraded Ho O, the particle composition in the plasmas is changed, Ya S i H 2 La di mosquito Lumpur There are particles with few hydrogen bonds, such as SiH radicals.
図 2 8 に 示 す よ う に 、 膜中水素濃度は R F 電力 の増加 と 共 に減少 し、 1 0 0 Wを 超 え る あ た り で膜 中水素濃度が 3 %以下 と な る 。 こ れは R F電力 の増加 と 共 に プラ ズマ 中 の電子密度 お よ びイ オ ン 密度 が増加す る こ と に よ っ て 、 高エ ネ ルギー状態の A r が増加 し、 該 A r の膜表面への 物理化学反応 に よ っ て 、 膜表面 の 水素 を 離脱 さ せ る た めで あ る と 考 え ら れ る 。 ま た 、 膜中水素濃度 が 3 at%以下 と な る 領域で は成膜速度 は供給律則 の領域で あ り 、 こ の よ う な領域で は S i H 4 は ほぼ分解 さ れて い る た め成膜速度は ほ と ん ど変化せ ず、 ブ ラ ズマ 中 の 粒子組成が変化 して S 丄 11 2 ラ ジ カ ルゃ 3 i H ラ ジ カ ル と い っ た水素結合の 少な い粒子がア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜形成の 前 駆体 と.な る 。 従 っ て 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の膜中水素濃度の低 減 に 大 き な 影響 を 与 え て い る と 考え ら れ る 。 As shown in Fig. 28, the hydrogen concentration in the film decreases with the increase in RF power, and the hydrogen concentration in the film becomes 3% or less per 100 W or more. This is because the increase in the electron and ion densities in the plasma along with the increase in RF power increases the Ar in the high energy state and increases the Ar This is thought to be due to the elimination of hydrogen on the film surface by the physicochemical reaction on the film surface. In the region where the hydrogen concentration in the film is 3 at% or less, the deposition rate is in the region of the supply rule, and in such a region, SiH 4 is almost decomposed. As a result, the deposition rate hardly changed, Particle composition in the La Zuma is changed in S丄11 2 la di Ca Ruya 3 i H La di Ca Le and have Tsu was small had particles of the hydrogen bonds A molar off § mortal Li co down film formation It is a precursor. Therefore, it is considered that this has a great effect on the reduction of the hydrogen concentration in the amorphous silicon film.
(実施例 3 )  (Example 3)
前記実施例 1 、 2 に お い て は、 成膜用 ガス と して S i H 4 を 用 い た が、 こ れ を S i 2 H 6 と して 前記実施例 2 と 同様 に R F電力 と 膜 中水素濃度 の関係 を調べた 。 ま た 、 成膜用 ガス (原料ガス ) を S i 2 H 6 と し た 以外は前記実施例 2 と 同 じ条件で ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成 し た 。 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜中 の膜中水素濃度 を調 べ た 結果 を 図 2 8 に 示す。 And have you in Example 1, 2 is had use the S i H 4 as a film formation gas, and RF the Re this as the S i 2 H 6 in the same manner as in Example 2 Power The relationship of hydrogen concentration in the film was examined. Also, an amorphous silicon film was formed under the same conditions as in Example 2 except that the film forming gas (source gas) was Si 2 H 6 . Figure 28 shows the results of examining the hydrogen concentration in the film of the amorphous silicon film.
成膜用 ガ ス を S i H 4 か ら S i 2 H 6 に 変 え る こ と に よ り 膜中 水 素濃度 自 体は 変化す る が、 そ の傾 向は変化 し な い ( R F 電力 を増加 す る と 膜中 水素濃度は低下 す る ) こ と がわ か る 。 こ の た め、 S i H 4 の場合 と 同 じ メ カ ニ ズ ム で低水素濃度の アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜 が形成さ れて い る こ と が考 え ら れ る 。 ま た 、 図示せ ぬが、 成膜用 ガ ス を S i 3 H 8 、 S i H 2 C l 2 、 G e H 4 な ど に 変 え て も 同様 の 効果が得 ら れ る 。 The film-forming gas the S i H 4 or et al. S i 2 H 6 to ging Ru this and to'm Ri film hydrogen concentration itself, but that will change, trends in the Soviet Union do not want to change (RF As the power increases, the hydrogen concentration in the film decreases.) Me other this, S i H 4 when the same menu crab's arm and this low hydrogen concentration Amo le off § mortal Li co down films that have been formed is thinking et is Ru. Although not shown, the same effect can be obtained by changing the film forming gas to Si 3 H 8 , Si H 2 Cl 2 , Ge H 4 , or the like.
なお、 前記実施例 1 乃至 3 で は 、 成膜に寄与 し な い ガ ス と して 不 活性ガス で あ る A r ( ア ル ゴ ン ) を 用 いて い る が、 例 え ば、 同 じ 不 活性ガス で あ る H e (ヘ リ ウ ム )、 N e ( ネ オ ン )、 K r ( ク リ ブ ト ン )、 X e ( キ セ ノ ン ) を 用 い た 場合 も 、 低水素 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成す る こ と がで き る 。  In Examples 1 to 3, the inert gas Ar (argon) is used as the gas that does not contribute to the film formation. For example, the same gas is used. Even when the inert gases He (helium), Ne (neon), Kr (cribton), and Xe (xenon) are used, low hydrogen An amorphous silicon film can be formed.
ま た、 前記実施例 1 乃 至 3 で は 、 図 2 5 に 示 す よ う な 平行平板型 の プラ ズマ C V D 装置 を 用 い た が、本発明の メ カ ニ ズ ム か ら すれば、 誘導結合型 プラ ズマ ( I C P ) や電子サ イ ク ロ ト ロ ン 共鳴 ( E C R ) プラ ズマ な どの高密度 プラ ズマ を 用 い た プラ ズマ C V D 装置 を 用 い て も 同様の効果が期待 さ れ る 。 Further, in the first to third embodiments, a parallel plate type plasma CVD apparatus as shown in FIG. 25 was used. However, according to the mechanism of the present invention, an induction method is used. Coupled plasma (ICP) and electron cyclotron resonance (ECR) Similar effects can be expected by using a plasma CVD system that uses high-density plasma such as plasma.
上記の具体的 な実施態様は、 あ く ま で も 、 本発明の技術内容 を 明 確 に す る も の で あ っ て 、 そ の よ う な具体例 に の み限定 して 狭義に解 釈 さ れ る べ き も の では な く 、 本発 明の精神 と 特許請求事項の範囲 内 で、 種々 に 変更 し て実施す る こ と がで き る も ので あ る 。 産業上の利用 可能性  The specific embodiments described above are intended to clarify the technical contents of the present invention, and are to be interpreted in a narrow sense by limiting only to such specific examples. Rather than to be done, various modifications may be made within the spirit of the invention and the scope of the claims. Industrial applicability
以上の よ う に 本発明の構成 に よ れば、 本発明の各課題を 十分 に 達 成す る こ と がで き る 。 具体的 に は 以下の と お り で あ る 。  As described above, according to the configuration of the present invention, each subject of the present invention can be sufficiently achieved. Specifically, it is as follows.
第 1 の発明群 に係 る 半導体製造装置 に よ れば、 界面の清浄度 を 維 持 し つつ、 基板上 に形成 さ れた 薄膜の物性値特 に 簿膜の改質 に 関係 す る 物性値 を 測定 し、 そ の後改質用 エ ネ ル ギー線 を 照射す る こ と が 可能で あ る 。 従 っ て 、 膜厚等の物性値 に 応 じ て 最 も 適 し た条件の レ —ザ光 に よ る 薄膜の改質 を 行 う こ と が可能 と な る 。 ま た、 改質 さ れ た 薄膜の表面 を 室内の汚染 さ れた空気や酸化性 に 富む大気 に 曝 さ ず に 次工程の成膜が行 え る た め、 優 れた特性 を 有 す る デバイ ス の作成 が実現可能 と な る 。 ま た、 搬送室で真空 に 曝す こ と に よ り 、 前の処 理で付着 し た 汚染物質の 自 然な 除去 も な さ れ る 。 ま た、 界面特性 に 優れた半導体薄膜 を形成す る こ と がで き る た め、 非常 に優れた 特性 を 有 す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ (素子 ) を 非常 に 小 さ い ば ら つ き の範囲 で再現性良 く 製造す る こ と がで き る 。 ま た 、 同様の理 由 で 、 I V 以 下の 閾値電圧 を 再現性良 く 実現す る こ と がで き る 。 ま た、 従来 に 比 較 し て 、 A C 電圧 に よ る ス ト レ ス 印加 や高温下で の D C ス ト レ ス 等 に 対す る 耐性の 向上 も 図 る こ と がで き る 。 ま た、 レ ーザ一発振器は、 基板の設置 さ れた 室外 に あ る た め、 こ れ を 取 り 替 え た り 、 レ ン ズ系 を切 り 替 え て 実質取 り 替 え た り す る こ と に よ り 、 基板等 を 清潔 に保 持 し た ま ま 各種の測定、 処理が可能 と な る 。 具体的 に は、 例 え ば基 板厚 ざの測定、 材質の検査等で あ る 。 ま た、 各清浄室の側壁の窓 を 使用 して の 、 レ ーザ一照射 も 可能、 ひ い て は各種測定 も な し う る 。 According to the semiconductor manufacturing apparatus according to the first invention group, while maintaining the cleanliness of the interface, the physical properties of the thin film formed on the substrate, particularly the physical properties related to the reforming of the film are improved. Can be measured and then irradiated with a reforming energy beam. Therefore, it becomes possible to modify the thin film by laser light under the most suitable conditions according to the physical properties such as the film thickness. In addition, it has excellent properties because it can perform film formation in the next process without exposing the surface of the modified thin film to indoor contaminated air or oxidizing air. Device creation becomes feasible. Exposure to vacuum in the transfer chamber also naturally removes contaminants that have adhered to the previous process. In addition, since a semiconductor thin film having excellent interface characteristics can be formed, a thin film transistor (element) having extremely excellent characteristics must be extremely small. It can be manufactured with good reproducibility in the following range. For the same reason, a threshold voltage of IV or lower can be realized with good reproducibility. In addition, compared to the related art, it is possible to improve resistance to stress applied by AC voltage and DC stress at high temperature. Also, since the laser oscillator is located outside the room where the circuit board is installed, it can be replaced or used as a lens system. By performing the actual replacement by switching the substrate, various types of measurement and processing can be performed while the substrate and the like are kept clean. Specifically, for example, measurement of the thickness of a substrate, inspection of a material, and the like are performed. In addition, it is possible to irradiate the laser using the window on the side wall of each clean room, and to perform various measurements.
更 に、 レ ーザ一 ァ ニール等本来の処理の た め に基板を 据付 け、 搬 送す る 機器 と 測定の た め基板を据付け、 搬送す る 機器の大幅 な兼用 も な し う る 。  In addition, the board will be installed for the original processing, such as laser annealing, and the equipment to be transported and the equipment to be installed and transported for measurement will also be used largely.
第 2 の発 明群 に よ れば、 半導体薄膜表面 を 大気 に 曝す こ と な く 、 連続的 に ゲー ト 絶縁膜を作製 し、 かつ、 半導体薄聘 と ゲー ト 電極の 法面で の接触の 問題が生 じ な い、 ト ッ プゲ一 ト 型 T F T の製造が可 能 と な る 。 こ れ に よ り 、 T F T 特性の 向上 し た ト ッ プゲー ト 型簿膜 ト ラ ン ジ ス タ を 得 る こ と がで き る 。 ま た、 配線 (特 に信号線) の低 抵抗化 を 図 り 、 大型液晶パ ネ ルな どに好適 に実施す る こ と がで き る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ を得 る こ と がで き る 。  According to the second invention, the gate insulating film is continuously formed without exposing the semiconductor thin film surface to the atmosphere, and the contact between the semiconductor thin film and the gate electrode at the slope of the gate electrode is made. It is possible to manufacture a top-gate type TFT without any problem. As a result, it is possible to obtain a top gate type thin film transistor having improved TFT characteristics. Also, by reducing the resistance of wiring (especially signal lines), a thin-film transistor array that can be suitably used for large-sized liquid crystal panels can be obtained. be able to .
第 3 の発明群 に よ れば、 プラ ズマ C V D 装置 を 用 いて 、 基板温度 を 3 0 0 °C よ り 高 く す る こ と な く 、 膜中水素濃度が 3 a t %以下の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成が可能で あ り 、 従 っ て 、 レ ーザ一ァ ニ ール法 に よ り レ ーザ一 を 照射す る 前の水素脱離工程 を 削減す る こ と がで き 、 製造工程の簡略化 を 図 る こ と がで き る 。 よ っ て 、 低温ポ リ シ リ コ ン T F T の製造 コ ス ト の 削減、 ス ル一 ブ ッ ト の 向上な どの効 果が期待で き る 。  According to the third invention group, a plasma CVD apparatus is used to keep a substrate temperature from being higher than 300 ° C. and a film concentration of hydrogen at 3 at% or less in a film. A silicon film can be formed, thus reducing the number of hydrogen desorption steps before laser irradiation by the laser annealing method. As a result, the manufacturing process can be simplified. Therefore, effects such as a reduction in the production cost of the low-temperature polysilicon TFT and an improvement in the throughput can be expected.

Claims

請 求 の 範 囲  The scope of the claims
1 ,複数 の成膜工程 に よ り 多層 構造 を 有 す る 素子 を 製造 す る 方 法 に お いて 、 1. In a method of manufacturing a device having a multilayer structure by a plurality of film forming steps,
前記複数の成膜工程の う ち の 1 つの工程で あ っ て 、 少な く と も 1 つ の膜を 成膜す る 第 1 の成膜工程 と 、  A first film forming step of forming at least one film, which is one of the plurality of film forming steps,
第 1 の成膜工程 に よ り 得 ら れた膜の所定の物性値 を 測定す る 測定 工程 と 、  A measuring step of measuring predetermined physical properties of the film obtained in the first film forming step;
測定工程 に お け る 測定結果 に基づ き定め ら れる 測定条件 に応 じて そ の膜 を処理す る 第 2 の工程 と を備 え 、 A second step of treating the film in accordance with measurement conditions determined based on the measurement results in the measurement step;
前記第 1 の工程、 前記測定工程、 及び前記第 2 の工程は、 そ れ そ れ所定の 清浄雰囲気下で行わ れ る こ と を 特徴 と す る 多層構造を 有 す る 素子の製造方法。  The method of manufacturing an element having a multilayer structure, wherein the first step, the measuring step, and the second step are each performed in a predetermined clean atmosphere.
2 . 前記第 2 の工程に お け る 処理が、 成膜処理で あ る 請求項 1 記 載の 多層構造 を 有 す る 素子の製造方法。 2. The method for manufacturing an element having a multilayer structure according to claim 1, wherein the treatment in the second step is a film formation treatment.
3 . 前記第 2 の工程 に お け る 処理が、 膜の改質処理で あ る 請求項 1 記載の 多層構造 を 有 す る 素子の製造方法。 3. The method for manufacturing an element having a multilayer structure according to claim 1, wherein the treatment in the second step is a film modification treatment.
4 . 多層構造 を有 す る 素子の製造装置で あ っ て 、 4. A device for manufacturing an element having a multilayer structure,
複数の膜の う ち の 少な く と も 1 つ の膜 を 成膜す る 成膜手段 と 、 前記成膜手段で得 ら れた膜の所定の物性値 を 測定す る 手段 と 、 測定手段 にお け る 測定結果 に 基づ き 定 め ら れ る 測定条件 に応 じ て そ の膜の処理 を 行 う 処理手段 と 、  A film forming means for forming at least one of the plurality of films, a means for measuring a predetermined physical property of the film obtained by the film forming means, and a measuring means. Processing means for processing the film in accordance with measurement conditions determined based on the measurement results obtained; and
前記成膜手段、 前記測定手段、 及び前記処理手段の各相互間 の搬 送 を 行 う 搬送手段 と 、 Transfer between the film forming means, the measuring means, and the processing means. Transport means for sending
を備 え 、  With
前記成膜手段、 前記測定手段、 前記処理手段、 及び搬送手段は、 そ れぞれの処理を所定の清浄雰囲気下で 行 う こ と を 特徴 と す る 多層 構造 を 有 す る 素子の製造装置。  An apparatus for manufacturing an element having a multilayer structure, characterized in that the film forming means, the measuring means, the processing means, and the transporting means perform each processing under a predetermined clean atmosphere. .
5 . 前記処理手段 に お け る 処理が、 成膜処理で あ る請求項 4 記載 の 多層構造 を 有す る 素子の製造装置。 5. The device for manufacturing a device having a multilayer structure according to claim 4, wherein the processing in the processing means is a film forming processing.
6 . 前記処理手段 に お け る 処理が、 膜の改質処理で あ る 請求項 4 記載の多層構造 を 有 す る 素子の製造装置。 6. The device for manufacturing a device having a multilayer structure according to claim 4, wherein the treatment in the treatment means is a film modification treatment.
7 . 薄膜形成か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板を 設置 し た状 態で、 そ の清浄雰囲気外の場所 に 設け ら れた半導体供給手段か ら 供 給さ れ る 半導体を使用 し て 基板上 に非晶質半導体薄膜を形成す る 薄 膜形成手段 と 、 7. With the substrate installed in a predetermined clean atmosphere determined by the thin film formation, use the semiconductor supplied from the semiconductor supply means provided outside the clean atmosphere. Thin film forming means for forming an amorphous semiconductor thin film on a substrate by
上記基板上 に形成さ れた非晶質半導体薄膜の エ ネ ル ギー線照射 に よ る 改質 に関係 す る 物性値 を 、 光 を使用 し た物性値測定方法か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を 設置 し た状態で 、 所定の光源 と 受 光機 を使用 して 測定す る 物性値測定手段 と 、  The physical property value related to the modification of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate by irradiation with energy rays is determined by a method for measuring physical properties using light. Physical property measurement means for measuring using a predetermined light source and a receiver while the substrate is placed in an atmosphere;
上記測定 さ れた 物性値か ら 定 ま る 性質の改質用 エ ネ ル ギー線 を 、 改質か ら 定 ま る 所定の 清浄雰囲気下 に基板 を 設置 し た状態で 、 そ の 清浄雰囲気外の場所 に 設 け ら れ た 所定の エ ネ ル ギー線源を使用 し て 非晶質半導体に 照射す る エ ネ ル ギ ー線照射手段 と 、  When the substrate is installed in a predetermined clean atmosphere determined by the reforming, a reforming energy wire having the property determined from the physical properties measured above is removed from the clean atmosphere. Energy beam irradiating means for irradiating an amorphous semiconductor using a predetermined energy beam source provided at a predetermined location;
上記基板を そ の表面 に 非晶質半導体層 を 形成す る た め外部か ら 受 け取 り 、 以降薄膜形成、 物性値測定、 エ ネ ル ギー線照射の各処理 に 際 して基板 を 少 く も 外部雰 囲気 に 晒す こ と な く 順 に前記薄膜形成手 段、 物性値測定手段、 エ ネ ル ギー線照射手段で の各処理の た め に 据 え付け、 処理後 に 取 り は ず す清浄雰囲気保持型搬送手段 と を有 して い る こ と を 特徴 と す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置。 The above substrate is received from outside to form an amorphous semiconductor layer on its surface, and is used for thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation. At this time, the substrate should be installed and processed in order for each processing by the thin film forming means, the physical property value measuring means, and the energy ray irradiating means without exposing the substrate to at least the outside atmosphere. An apparatus for manufacturing a thin-film transistor, characterized by having a clean atmosphere holding type transfer means to be removed later.
8 . 薄膜形成か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を 設置 し た状 態で、 そ の 清浄雰囲気外の場所 に設け ら れた半導体供給手段か ら 供 給さ れ る 半導体を 使用 して 基板上 に非晶質半導体薄膜を 形成す る 簿 膜形成手段 と 、 8. With the substrate installed in a predetermined clean atmosphere determined by the formation of the thin film, use the semiconductor supplied from the semiconductor supply means provided outside the clean atmosphere. Film forming means for forming an amorphous semiconductor thin film on a substrate by
上記基板上 に形成 さ れた 非晶質半導体薄膜の エ ネ ル ギー線照射 に よ る 改質 に 関係 す る 物性値 を 、 光 を使用 し た物性値測定方法か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を 設置 し た状態で 、 そ の清浄雰囲気 外の場所 に 設け ら れた所定の光源 と 受光機を使用 して 測定す る 物性 値測定手段 と 、  The physical property value related to the modification of the amorphous semiconductor thin film formed on the substrate by irradiation of energy is determined by a physical property measurement method using light. With the substrate installed in an atmosphere, physical property value measuring means for measuring using a predetermined light source and a light receiver provided in a place outside the clean atmosphere,
上記測定 さ れた 物性値か ら 定 ま る 性質の改質用 エネ ル ギー線 を 、 改質か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下に基板 を 設置 し た状態で、 そ の 清浄雰囲気外の 場所 に設け ら れた所定の エネ ル ギー線源を使用 し て 非晶質半導体 に照射す る エ ネ ル ギー線照射手段 と 、  When a substrate is installed in a predetermined clean atmosphere defined by the reforming, a reforming energy wire having the property determined from the physical properties measured above is taken out of the clean atmosphere. Energy beam irradiation means for irradiating the amorphous semiconductor by using a predetermined energy beam source provided at the place;
上記基板 を そ の 表面 に非晶質半導体層 を形成す る た め外部か ら 受 け取 り 、 以降薄膜形成、 物性値測定、 エネ ル ギー線照射の各処理 に 際 して基板 を 少 く も 外部雰囲気 に 晒す こ と な く 順 に 前記薄膜形成手 段、 物性値測定手段、 エ ネ ルギ ー線照射手段で の 各処理の た め に 据 え付 け、 処理後 に取 り は ず す清浄雰囲気保持型搬送手段 と を有 し て い る こ と を 特徴 と す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置。  The above substrate is received from the outside to form an amorphous semiconductor layer on its surface, and a small amount of substrate is used in each of the subsequent thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation processes. Are installed in order for the thin film forming means, physical property measurement means, and energy beam irradiation means in order without exposing them to the external atmosphere, and are removed after the processing. An apparatus for manufacturing a thin-film transistor, characterized by having a clean atmosphere holding type transport means.
9 . 基板上 に 形成 さ れ た 非晶 質半導体か ら の水素 の追い 出 し、 同 じ く 多結晶 半導体の ダ ン グ リ ン グボ ン ド への水素の結合等 ト ラ ン ジ ス 夕 素子 と して の 良好な機能発揮の た め の処理か ら 定 ま る 所定の雰 囲気で基板 ご と 半導体薄膜 を熱処理す る 熱処理手段 を 有 し、 9. Expulsion of hydrogen from the amorphous semiconductor formed on the substrate. In a given atmosphere, which is determined by the process for achieving good function as a transistor, such as the bonding of hydrogen to the dangling bond of a polycrystalline semiconductor. A heat treatment means for heat treating the semiconductor thin film with each substrate;
前記清浄雰囲気保持型搬送手段は、  The clean atmosphere holding type transfer means,
少 く も 外部雰囲気 に 晒す こ と な く 、 更 に 前記熱処理手段への基板 の据 え付 け と 処理後の取 り はず しが可能な熱処理用搬送小手段を 有 し て い る こ と を 特徴 と す る 請求項 8 記載の 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造 装置。  At least there is a small heat treatment transport means capable of mounting the substrate on the heat treatment means and removing it after the treatment without being exposed to the external atmosphere. An apparatus for manufacturing a thin-film transistor according to claim 8, which is characterized in that:
1 0 . 外部か ら の基板の受け取 り と 外部への渡 し を 行な う 搬出入 手段を 有 し 、 10 0. There is a loading / unloading means for receiving and transferring the board from outside,
前記清浄雰囲気保持型搬送手段は、  The clean atmosphere holding type transfer means,
そ の外周部 に 前記薄膜形成手段、 物性値測定手段、 エネ ル ギー線 照射手段、 搬出入手段若 し く は更 に こ れ ら に加 え て の熱処理手段 を 有す る 構造 の 中 心配置形式清浄雰囲気保持型搬送手段で あ り 、  The center of the structure having the thin film forming means, the physical property value measuring means, the energy beam irradiating means, the carry-in / out means, and the heat treatment means in addition to the thin-film forming means, the physical property value measuring means, and the heat treatment means on its outer periphery It is a type of clean atmosphere holding type transfer means.
更 に、 外周部 に 配置 さ れた各手段への基板の据 え 付 け と 取 り 外 し を 円滑に 行 な う た め基板 を保持 し て 回転可能な 回転可能型搬送小手 段を有 し、  Furthermore, in order to facilitate the installation and removal of the substrate to and from the means arranged on the outer peripheral part, there is provided a rotatable transfer means that can rotate while holding the substrate. ,
前記物性値測定手段は、  The physical property value measuring means,
上記基板の物性値測定時に基板 を水平 に保持す る 水平保持形物性 測定手段で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 8 記載の 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置。  9. The apparatus for manufacturing a thin film transistor according to claim 8, wherein the apparatus is a horizontal holding type physical property measuring means for holding the substrate horizontally when measuring the physical property value of the substrate.
1 1 . 外部か ら の基板の 受 け取 り と 外部への 渡 し を 行 な う 搬出 入 手段を 有 し、 1 1. There is a loading / unloading means for receiving and transferring the board from the outside to the outside,
前記清浄雰囲気保持型搬送手段は、 そ の外周 部 に 前記薄膜形成手段、 物性値測定手段、 エ ネ ル ギー線 照射手段、 搬 出入手段若 し く は 更 に こ れ ら に加 え て の熱処理手段 を 有 す る 構造 の 中 心配置形式清浄雰囲気保持型搬送手段で あ り 、 The clean atmosphere holding type transfer means, The center of the structure having the thin film forming means, the physical property value measuring means, the energy beam irradiating means, the carrying-in / out means or the heat treatment means in addition to the thin-film forming means, the physical property value measuring means, and the like at the outer peripheral portion thereof. Arrangement type Clean atmosphere holding type transport means,
更 に 、 外周部 に配置 さ れた各手段への基板の据 え付 け と 取 り 外 し を 円 滑 に 行 な う た め基板 を 保持 し て 回転可能な 回転可能型搬送小手 段 を 有 し 、  In addition, there is a rotatable transfer means that can hold and rotate the substrate to facilitate the installation and removal of the substrate to and from the means arranged on the outer periphery. Then
前記物性値測定手段は、  The physical property value measuring means,
上記基板 の物性値測定時 に基板 を水平 に保持す る 水平保持形物性 測定手段で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 9 記載の薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置。  10. The thin film transistor manufacturing apparatus according to claim 9, wherein the apparatus is a horizontal holding type physical property measuring means for holding the substrate horizontally when measuring the physical property value of the substrate.
1 2 . 前記薄膜形成手段、 物性測定手段、 エ ネ ルギー線照射手段 若 し く は こ れ ら に加 え て の熱処理手段は、 12. The thin film forming means, the physical property measuring means, the energy beam irradiating means or the heat treatment means in addition to them.
各 々 半導体 と し て シ リ コ ン 、 シ リ コ ン . ゲ ル マ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム · 炭素の 少 く も一を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成 手段、 シ リ コ ン 系統物性値測定手段、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギー線 照射手段若 し く は こ れ ら に加 え て の シ リ コ ン 系統用熱処理手段で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 8 記載の薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置。  Silicon-based thin films for silicon, silicon, germanium, silicon'germanium, and at least one of carbon as semiconductors Means for forming, means for measuring physical properties of silicon system, means for irradiating energy for silicon system or heat treatment means for silicon system in addition to these. 9. The apparatus for manufacturing a thin film transistor according to claim 8, wherein:
1 3 . 前記薄膜形成手段、 物性測定手段、 エ ネ ルギー線照射手段 若 し く は こ れ ら に加 え て の熱処理手段は、 13. The thin film forming means, physical property measuring means, energy beam irradiating means, or heat treatment means in addition to them.
各 々 半導体 と し て シ リ コ ン 、 シ リ コ ン . ゲ ル マ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム · 炭素の 少 く も 一 を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成 手段、 シ リ コ ン 系統物性値測定手段、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギー線 照射手段若 し く は こ れ ら に 加 え て の シ リ コ ン 系統用 熱処理手段で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 9 記載の 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置。 1 4 , 前記薄膜形成手段、 物性測定手段、 エネ ル ギー線照射手段 若 し く は こ れ ら に加 え て の熱処理手段は、 Silicon-based thin films for silicon, silicon, germanium, silicon'germanium, and at least one of the carbon semiconductors Forming means, means for measuring physical properties of silicon system, means for irradiating energy rays for silicon system, or heat treatment means for silicon system in addition to these. 10. The apparatus for manufacturing a thin film transistor according to claim 9, wherein: 14. The thin film forming means, the physical property measuring means, the energy beam irradiating means or the heat treatment means in addition thereto
各 々 半導体 と して シ リ コ ン 、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン . ゲルマ ニ ウ ム · 炭素 の 少 く も 一 を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成 手段、 シ リ コ ン系統物性値測定手段、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギー線 照射手段若 し く は こ れ ら に加 え て の シ リ コ ン 系統用 熱処理手段で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 0 記載の薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造装置 c 1 5 . 薄膜形成か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を設置 し た 状態で、 そ の清浄雰囲気外の場所 に設け ら れた半導体供給手段か ら 供給さ れ る 半導体を使用 して 基板上 に非晶質半導体薄膜を形成す る 薄膜形成ス テ ッ プ と 、 Silicon-based thin film forming means for silicon, silicon 'germanium, silicon, germanium, and at least one of carbon as semiconductors Means for measuring the physical properties of the silicon system, means for irradiating the silicon system with energy rays, or heat treatment means for the silicon system in addition to these. thin preparative run-g is te manufacturing apparatus c 1 5 according to claim 1 0, wherein you characterized. in a state of a thin film formation or Jo Luo or Ru substrate under predetermined clean atmosphere was placed, clean atmosphere outside of that A thin film forming step of forming an amorphous semiconductor thin film on a substrate using a semiconductor supplied from a semiconductor supply means provided at
上記基板上 に形成 さ れ た非 晶質半導体薄膜の改質用 エ ネ ル ギー線 照射 に よ る 改質 に 関係 す る 物性値 を、 光 を使用 し た 物性値測定方 法 か ら 定 ま る 所定の清浄雰 囲気下 に基板 を 設置 し た状態で 、 所定の光 源 と 受光機を使用 し て 測定す る 物性値測定ス テ ッ プ と 、  The physical property values related to the reforming of the amorphous semiconductor thin film formed on the above substrate by the energy ray irradiation for the reforming are determined from the physical property measuring method using light. The physical property measurement step is performed by using a predetermined light source and a light receiver while the substrate is installed in a predetermined clean atmosphere.
上記測定さ れた物性値 か ら 定 ま る性質の改質用 エ ネ ル ギー線 を 、 改質か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を 設置 し た状態で 、 そ の 清浄雰囲気外の場所 に設け ら れ た所定の エネ ル ギー線源を使用 し て 非晶質半導体に そ の改質 の た め照射す る エ ネ ル ギー線照射ス テ ッ プ と 、  When the substrate is installed in a predetermined clean atmosphere determined by the reforming, the energy beam for reforming having the properties determined from the physical properties measured above is removed from the clean atmosphere. An energy beam irradiation step for irradiating the amorphous semiconductor for the purpose of reforming it using a predetermined energy beam source provided at
上記基板を そ の表面 に 非晶質半導体層 を形成す る た め外部か ら 受 け取 り 、 以降薄膜形成、 物性値測定、 エ ネ ル ギ ー線照射の各ス テ ツ プに 際 して基板 を 少 く も 外部雰 囲 気に 晒 す こ と な く 順 に前記薄膜形 成、 物性値測定、 エ ネ ル ギー線照射の た め の 各装置 に 必要 な 据 え 付 け、 処理後 の取 り は ず し を 行 な う 清浄雰囲気保持型搬送ス テ ッ プ と を 有 して い る こ と を 特徴 と す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。 The above substrate is received from the outside to form an amorphous semiconductor layer on its surface, and is then used for each step of thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation. In order to expose the substrate to the outside atmosphere at least, install the necessary equipment for each of the thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation equipment in this order. A method for manufacturing a thin-film transistor, characterized by having a clean atmosphere holding type transfer step for carrying out removal after treatment.
1 6 . 薄膜形成か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板 を 設置 し た 状態で、 そ の清浄雰 囲気外の場所 に設け ら れた半導体供給手段か ら 供給さ れ る 半導体 を使用 して 基板上に非晶質半導体薄膜を形成す る 薄膜形成ス テ ッ プ と 、 16 6. With the substrate installed in a predetermined clean atmosphere determined by the thin film formation, use the semiconductor supplied from the semiconductor supply means provided outside the clean atmosphere. A thin film forming step of forming an amorphous semiconductor thin film on a substrate by
上記基板上 に形成 さ れた 非晶質半導体薄膜の改質用 エ ネ ル ギー線 照射 に よ る 改質 に 関係 す る 物性値 を、 光 を使用 し た物性値測定方法 か ら 定 ま る 所定の清浄雰囲気下 に基板を 設置 し た 状態で、 そ の清浄 雰囲気外の場所 に 設 け ら れた所定の光源 と 受光機 を 使用 して 測定 す る 物性値測定ス テ ッ プ と 、  The physical property values related to the reforming of the amorphous semiconductor thin film formed on the above substrate by the energy beam irradiation for the reforming are determined by the physical property measuring method using light. With the substrate installed in a predetermined clean atmosphere, a physical property measurement step is performed by using a specified light source and receiver installed outside the clean atmosphere.
上記測定 さ れた 物性値か ら 定 ま る性質の改質用 エ ネ ル ギー線 を 、 改質か ら 定 ま る 所定の 清浄雰囲気下に基板を設置 し た状態で、 そ の 清浄雰囲気外の場所 に 設け ら れた所定の エネ ル ギ ー線源を使用 し て 非晶質半導体に そ の 改質の た め照射す る エネ ル ギ ー線照射ス テ ッ プ と 、  With the reforming energy wire having the property determined from the physical properties measured above, the substrate was placed in a predetermined clean atmosphere determined by the reforming, and the substrate was placed outside the clean atmosphere. An energy beam irradiation step for irradiating the amorphous semiconductor for the purpose of reforming it using a predetermined energy beam source provided at
上記基板 を そ の表面 に非晶質半導体層 を 形成す る た め外部か ら 受 け取 り 、 以降薄膜形成、 物性値測定、 エ ネ ル ギー線照射の各ス テ ツ ブに際 し て基板 を 少 く も 外部雰囲気に 晒す こ と な く 順 に前記薄膜形 成、 物性値測定、 エ ネ ル ギー線照射の た め の各装置 に 必要 な据 え 付 け、 処理後の取 り は ず し を 行 な う 清浄雰囲気保持型搬送ス テ ッ プ と を 有 して い る こ と を 特徴 と す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。 1 7 . 基板上 に 形成 さ れた非晶質半導体か ら の 水素の追い 出 し、 同 じ く 多結晶半導体の ダ ン グ リ ン グボ ン ド へ の水素 の結合等 ト ラ ン ジ ス 夕 素子 と して の 良好な機能発揮の た め の処理か ら 定 ま る 所定 の 雰囲気で 基板 ご と 半導体薄膜を 熱処理す る 熱処理ス テ ッ プを 有 し、 前記清浄雰囲気保持型搬送ス テ ッ ブは、 The above substrate is received from the outside to form an amorphous semiconductor layer on its surface, and is then used for each step of thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation. The required installation and equipment for the thin film formation, physical property measurement, and energy beam irradiation should be performed in order without exposing the substrate to the external atmosphere. A method for manufacturing a thin film transistor, characterized by having a clean atmosphere holding type transfer step for carrying out a process. 17 7. Eliminate hydrogen from the amorphous semiconductor formed on the substrate, and similarly transfer hydrogen to the dangling band of the polycrystalline semiconductor. A heat treatment step for heat treating the substrate and the semiconductor thin film in a predetermined atmosphere determined by a process for exhibiting a good function as a discharge element, and having a clean atmosphere holding type transfer. The steps are
少 く も 外部雰囲気に 晒す こ と な く 、 更 に前記熱処理ス テ ッ プに 際 して 、 基板 を そ の た めの装置 に 必要 な据え付け と 処理後の取 り は ず し を 行な う 熱処理用搬送小 ス テ ッ プを 有 して い る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 6 記載の薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。  At least do not expose to the external atmosphere, and in the heat treatment step, perform the necessary installation and removal of the substrate after the processing for the equipment for performing the heat treatment step. 17. The method for producing a thin-film transistor according to claim 16, wherein the method includes a heat-transfer small step.
1 8 . 外部か ら の基板の受 け取 り と 外部への渡 レ を 行 な う 搬出 入 ス テ ッ プを 有 し、 1 8. There is a loading / unloading step for receiving the board from outside and transferring it to the outside.
前記清浄雰 囲気保持型搬送ス テ ッ プは、  The clean atmosphere holding type transfer step includes:
そ の実行 の た め の装置の外周部 に 前記薄膜形成ス テ ッ プ、 物性値測 定ス テ ッ プ、 エ ネ ルギー線照射ス テ ッ プ、 搬出入ス テ ッ プ若 し く は 更 に こ れ ら に加 え て の熱処理ス テ ッ プの た め の装置 を 有 し、 こ れ に よ り 処理対象の基板を 中 心部 と 外周部 と の 間で搬出入す る 中心配 置 形式清浄雰囲気保持型搬送ス テ ッ プで あ り 、 The thin film formation step, physical property measurement step, energy beam irradiation step, loading / unloading step, or updating are provided on the outer peripheral portion of the apparatus for performing the step. In addition to these, there is an apparatus for heat treatment step, which allows the substrate to be processed to be carried in and out between the center and the outer periphery. This is a clean-atmosphere-preserving transfer step.
更 に 、 基板の 各手段で の処理の た め の据 え 付け、 処理後の取 り 外 し を 円 滑 に 行 な う た め基板 を保持 して 回転す る 回転小 ス テ ッ プを 有 し、  In addition, there is a small rotating step that holds and rotates the substrate so that the substrate can be installed for processing by each means and removed after processing smoothly. And
前記物性値測定ス テ ッ プは、  The physical property measurement step
上記基板の物性値測定時 に基板 を 水平 に 保持 して 測定す る 水平保 持形物性測定ス テ ッ プで あ る こ と を特徴 と す る 請求項 1 6 記載の 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。  17. The thin film transistor according to claim 16, characterized in that it is a horizontally held physical property measuring step for measuring the physical properties of the substrate while holding the substrate horizontally. Star manufacturing method.
1 9 . 外部か ら の基板の 受 け取 り と 外部への渡 し を 行な う 搬 出 入 ス テ ッ プを 有 し 、 前記清浄雰囲気保持型搬送ス テ ッ プは、 1 9, with a loading / unloading step for receiving and transferring the board from outside, The clean atmosphere holding type transfer step includes:
そ の実行の た め の 装置の外周部 に前記薄膜形成ス テ ッ ブ、 物性値測 定ス テ ッ プ、 エ ネ ル ギー線照射 ス テ ッ プ、 搬出入ス テ ッ プ若 し く は 更 に こ れ ら に加 え て の熱処理ス テ ッ プの た めの装置 を 有 し、 こ れ に よ り 処理対象の基板 を 中 心部 と 外周部 と の間で搬出入す る 中 心配置 形式清浄雰 囲気保持型搬送ス テ ッ プで あ り 、 The thin film formation step, physical property measurement step, energy beam irradiation step, carry-in / out step or In addition to these, there is an apparatus for heat treatment step, which allows the substrate to be processed to be carried in and out between the center and the outer periphery. Arrangement type Clean atmosphere holding type transfer step,
更 に、 基板の各手段で の処理の た めの据 え付 け 、 処理後の取 り 外 し を 円滑に 行な う た め基板を 保持 して 回転す る 回転小ス テ ッ プを 有 し、  In addition, there is a small rotating step that holds the substrate and rotates it to facilitate the removal after processing by installing the substrate for processing by each means. And
前記物性値測定ス テ ッ プは、  The physical property measurement step
上記基板の物性値測定時に 基板を水平 に保持 して 測定す る 水平保 持形物性測定ス テ ッ プで あ る こ と を特徴 と す る 請求項 1 7 記載の 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。 2 0 . 前記薄膜形成ス テ ッ プ、 物性測定ス テ ッ プ、 エネ ル ギー線 照射ス テ ッ プ若 し く は こ れ ら に加 え て の熱処理ス テ ッ プは、  18. The thin film transistor according to claim 17, wherein the step is a horizontally held physical property measurement step for measuring the physical property value of the substrate while holding the substrate horizontally. Manufacturing method. 20. The thin film formation step, physical property measurement step, energy beam irradiation step or heat treatment step in addition to these steps are performed as follows.
各々 半導体 と し て シ リ コ ン 、 シ リ コ ン . ゲルマ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン · ゲルマ ニ ウ ム · 炭素の 少 く も一を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成 ス テ ッ プ、 シ リ コ ン 系統物性値測定ス テ ッ プ、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギ一線照射ス テ ッ プ若 し く は こ れ ら に 加 え て の シ リ コ ン 系統用 熱 処理ス テ ッ プで あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 6 記載の薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方 法。  Silicon-based thin film forming stages for silicon, silicon, germanium, silicon, germanium, and at least one of carbon as semiconductors. Step, silicon system physical property measurement step, silicon system energy irradiation step or silicon system in addition to these 17. The method for producing a thin film transistor according to claim 16, wherein the method is a heat treatment step.
2 1 . 前記薄膜形成ス テ ッ プ、 物性測定ス テ ッ プ、 エ ネ ル ギー線 照射ス テ ッ プ若 し く は こ れ ら に 加 え て の 熱処理ス テ ッ プは、 21. The thin film formation step, physical property measurement step, energy beam irradiation step or heat treatment step in addition to these steps
各 々 半導体 と し て シ リ コ ン 、 シ リ コ ン ' ゲ ル マ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン · ゲ ル マ ニ ウ ム · 炭素の 少 く も一を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成 ス テ ッ プ、 シ リ コ ン 系統物性値測定ス テ ッ プ、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギ一線照射ス テ ッ プ若 し く は こ れ ら に加え て の シ リ コ ン 系統用 熱 処理ス テ ッ プで あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 7 記載の薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法。 Each of the semiconductors is silicon, silicon 'gel-manium, silicon Silicon system thin film formation step for at least one of germanium and carbon, silicon system physical property measurement step, silicon system The thin film transistor according to claim 17, characterized in that it is an energy irradiation step or a heat treatment step for a silicon system in addition thereto. The manufacturing method of the language.
2 2 . 前記薄膜形成ス テ ッ プ、 物性測定ス テ ッ プ、 エ ネ ル ギー線 照射ス テ ッ プ若 し く は こ れ ら に加 え て の熱処理ス テ ッ プは、 22. The thin film formation step, physical property measurement step, energy beam irradiation step or heat treatment step in addition to these steps are performed as follows.
各 々 半導体 と し て シ リ コ ン、 シ リ コ ン ' ゲルマ ニ ウ ム 、 シ リ コ ン · ゲ ル マ ニ ウ ム · 炭素 の 少 く も一を 対象 と し た シ リ コ ン 系統薄膜形成 ス テ ッ プ、 シ リ コ ン 系統物性値測定ス テ ッ プ、 シ リ コ ン 系統用 エ ネ ル ギ一線照射ス テ ッ プ若 し く は こ れ ら に加 え て の シ リ コ ン 系統用 熱 処理ス テ ッ プで あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 8 記載の 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法。  Silicon-based thin film for silicon, silicon'germanium, silicon, germanium, and at least one of carbon as semiconductors Forming Step, Silicon System Physical Property Measurement Step, Silicon System Energy Line Irradiation Step or Silicon In addition 19. The method for producing a thin film transistor according to claim 18, wherein the method is a heat treatment step for a power system.
2 3 . 絶縁性基板上 に形成 さ れ、 ソ ース 領域 と 、 ド レ イ ン領域 と ソ ー ス 領域 と ド レ イ ン領域間 に介在 さ れ る チ ャ ネ ル領域 と か ら 構成 さ れ る 半導体薄膜 と 、 23. A source region formed on an insulating substrate and composed of a drain region, a channel region interposed between the source region and the drain region. Semiconductor thin film
チ ャ ネ ル領域の直上 に 配置 さ れた ゲ一 ト 電極 と 、  A gate electrode disposed directly above the channel region;
チ ャ ネ ル領域 と 前記ゲー ト 電極間 に 介在 す る ゲー ト 絶縁膜 と 、 ソ ー ス領域に電気的 に接続 さ れた ソ ー ス 電極 と 、  A gate insulating film interposed between the channel region and the gate electrode, a source electrode electrically connected to the source region,
ド レ イ ン領域 に 電気的 に接続 さ れた ド レ イ ン 電極 と を 具備 し た ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ に お い て 、  In a top gate type thin film transistor having a drain electrode electrically connected to a drain region,
前記ゲー ト 電極が、 前記 ゲー ト 絶縁膜上 に形成 さ れた 高融点金属 か ら 成 る 第 1 サ ブゲー ト 電極 と 、 前記第 1 サ ブゲー ト 電極上 に形成 さ れ た 低抵抗金属 か ら 成 る 第 2 サ ブゲー ト 電極 と か ら 構成 さ れて い る こ と を特徴 と す る ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 。 The gate electrode comprises a first sub-gate electrode formed of a high melting point metal formed on the gate insulating film, and a low-resistance metal formed on the first sub-gate electrode. And the second subgate electrode Top gate type thin film transistor characterized by the following characteristics.
2 4 . 前記高融点金属がモ リ ブデ ン あ る い はモ リ ブデ ン を含んだ 合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 3 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ 。 24. The top gate thin film transistor according to claim 23, wherein the refractory metal is molybdenum or an alloy containing molybdenum. Transistor.
2 5 . 前記高融点金属が タ ン グス テ ン あ る いは タ ン グス テ ン を含 んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 3 に記載の ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 。 25. The top gate type according to claim 23, wherein the high melting point metal is a tungsten or an alloy containing the tungsten. Thin-film transistor.
2 6 . 前記高融点金属 に代え て 、 不純物濃度の 高い多結晶 シ リ コ ン を 用 い た こ と を 特徴 と す る 請求項 2 3 に記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ 。 26. The top gate thin film transistor according to claim 23, wherein a polycrystalline silicon having a high impurity concentration is used in place of the high melting point metal. Star.
2 7 . 前記低抵抗金属がアル ミ ニ ウ ム あ る いは ア ル ミ ニ ウ ム を 含 んだ合金であ る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 3 に 記載の ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ 。 27. The top gate according to claim 23, wherein the low-resistance metal is aluminum or an alloy containing aluminum. Type thin film transistor.
2 8 . 絶縁性基板上 に 、 半導体薄膜を形成す る 第 1 ス テ ッ プ と 、 前記半導体薄膜上 に ゲ一 ト 絶縁膜を形成 し、 こ の ゲー ト 絶縁膜上 に第 1 サ ブゲー ト 電極 を形成す る 第 2 ス テ ッ プ と 、 28. A first step of forming a semiconductor thin film on an insulating substrate, and forming a gate insulating film on the semiconductor thin film and forming a first sub-gate on the gate insulating film. A second step for forming the electrodes;
前記第 1 サ ブゲー ト 電極、 前記ゲー ト 絶縁膜お よ び前記半導体薄 膜を、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ に よ る 第 1 のパ タ ーニ ン グ 処理 に よ り 第 1 の 島状 に 加工す る 第 3 ス テ ッ プ と 、  The first sub-gate electrode, the gate insulating film, and the semiconductor thin film are subjected to a first patterning process by photolithography and etching. A third step of machining into a first island shape by
前記第 1 サ ブゲー ト 電極お よ び前記ゲー ト 絶縁膜 を 、 フ ォ ト グ ラ フ ィ と エ ッ チ ン グ に よ る 第 2 の ノ 夕 一 ニ ン グ処理 に よ り 第 2 の 島状 に加工 す る 第 4 ス テ ッ プ と 、 The first sub-gate electrode and the gate insulating film are formed on a second island by a second non-photographing process by photographing and etching. Condition And the fourth step
前記第 1 サ ブゲー ト 電極 を マ ス ク と して 、 前記半導体薄膜に 不純 物 を 打 ち 込む こ と に よ り 前記半導体薄膜に ソ ース 領域、 ド レ イ ン 領 域お よ びチ ャ ネ ル領域を形成す る 第 5 ス テ ッ プ と 、  By using the first subgate electrode as a mask and implanting impurities into the semiconductor thin film, a source region, a drain region, and a channel are formed in the semiconductor thin film. A fifth step to form the cell region,
前記 ソ ー ス 領域に電気的 に接続 さ れた ソ ース 電極、 前記 ド レ イ ン 領域に電気的 に接続さ れた ド レ イ ン電極を形成 し、 前記第 1 サ ブゲ - ト 電極 に 電気的 に接続 さ れた 第 2 サ ブゲ一 ト 電極 を形成す る 第 6 ス テ ッ プ と 、  Forming a source electrode electrically connected to the source region, a drain electrode electrically connected to the drain region, the first subgate electrode A sixth step of forming a second subgate electrode electrically connected to the
を含む こ と を 特徴 と す る ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造 方法。  A method for manufacturing a top gate type thin film transistor, characterized by comprising:
2 9 . 前記第 4 ス テ ッ プに代え て 、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 一 と エ ツ チ ン グ に お いて 、 前記第 1 サ ブゲ一 ト 電極のみ を 第 2 の 島状 に加工 す る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 8 に記載の ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法。 29. Instead of the fourth step, in photolithography and etching, only the first sub-gate electrode is replaced with a second island-shaped electrode. 29. The method for producing a top gate type thin film transistor according to claim 28, characterized by being processed into a thin film.
3 0 . 前記第 1 ス テ ッ プが、 絶縁性基板上 に非晶質 シ リ コ ン 薄 膜を形成 し、 こ の非晶質 シ リ コ ン 薄膜 を 結晶化 さ せて 半導体層 と し て の結晶性 シ リ コ ン 薄膜を絶縁性基板上 に形成す る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法 30. The first step forms an amorphous silicon thin film on an insulating substrate, and crystallizes the amorphous silicon thin film to form a semiconductor layer. 29. The method for manufacturing a top gate type thin film transistor according to claim 28, wherein all the crystalline silicon thin films are formed on an insulating substrate.
3 1 . 前記第 1 ス テ ッ プが、 絶縁性基板上 に 非晶質 シ リ コ ン 薄 膜を形成 し、 こ の非晶 質 シ リ コ ン 薄膜を 結晶化 さ せて 半導体層 と し て の結晶性 シ リ コ ン 薄膜を 絶縁性基板上 に 形成す る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 9 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法 3 1. The first step forms an amorphous silicon thin film on an insulating substrate, and crystallizes the amorphous silicon thin film to form a semiconductor layer. 30. The method for producing a top gate type thin film transistor according to claim 29, wherein all the crystalline silicon thin films are formed on an insulating substrate.
3 2 . 前記第 1 サ ブゲー ト 電極が高融点金属か ら 成 り 、 前記第 2 サ ブゲー ト 電極、 前記 ソ ース 電極お よび前記 ド レ イ ン 電極が共に 低 抵抗金属 か ら 成 る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 8 に記載の ト ッ プゲ 一 ト 型簿膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法。 3 2. The first subgate electrode is made of a high melting point metal, and the second subgate electrode, the source electrode and the drain electrode are both made of a low resistance metal. 29. The method for producing a top gate type film transistor according to claim 28, characterized by:
3 3 . 前記高融点金属 がモ リ ブデ ンあ る いはモ リ ブデ ン を含んだ 合金で あ る こ と を特徴 と す る 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。 33. The top gate thin film transistor according to claim 28, wherein the refractory metal is molybdenum or an alloy containing molybdenum. Method of manufacturing transistors.
3 4 . 前記高融点金属 が タ ン グス テ ン あ る い は タ ン グ ス テ ン を 含 んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 8 に記載の ト ッ ブゲ一 ト 型 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の製造方法。 34. The method according to claim 28, wherein the refractory metal is a tungsten or an alloy containing the tungsten. Method of manufacturing thin film transistor.
3 5 . 前記高融点金属 に代え て、 不純物濃度の高い 多結晶 シ リ コ ン を 用 い た こ と を 特徴 と す る 請求項 2 8 に 記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。 35. The top gate thin film transistor according to claim 28, wherein a polycrystalline silicon having a high impurity concentration is used in place of the refractory metal. Star manufacturing method.
3 6 . 前記低抵抗金属 がア ル ミ ニ ウ ム あ る いは ア ル ミ ニ ウ ム を 含 んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求 2 8 に記載の ト ツ プゲー ト 型 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の製造方法。 36. The topgate type according to claim 28, wherein the low-resistance metal is aluminum or an alloy containing aluminum. Manufacturing method of thin film transistor.
3 7 . 複数の信号線 と 、 該信号線に 交差 す る 複数の 制御線 と が配 線 さ れ、 信号線 と 制御線の各交差部分付近 に そ れぞれ請求項 1 記載 の ト ッ ブゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 が配置 さ れ、 各信号線は対応 す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス 夕 の ソ ー ス 電極 に接続 さ れ、 各制御線は対応す る 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ の ゲ一 ト 電極 に 接続 さ れ、 制御線及び信号線が、 薄膜 ト ラ ン ジ ス タ と 共に 同一 の絶縁性基板上 に形成さ れた構造の ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ で あ っ て、 37. The top according to claim 1, wherein a plurality of signal lines and a plurality of control lines intersecting the signal lines are arranged, and each of the tops according to claim 1 is located near each intersection of the signal lines and the control lines. A gate type thin film transistor is arranged, each signal line is connected to the source electrode of the corresponding thin film transistor, and each control line is connected to the corresponding thin film transistor. The control line and the signal line are connected to the gate electrode of the A top-gate thin-film transistor array having a structure formed on the same insulating substrate together with the thin-film transistor.
少な く と も 前記制御線 と 前記信号線の 交差部分 に おいて 、 前記制 御線が半導体層、 絶縁層、 高融点金属層、 層間絶縁層 の 4 層積層膜 か ら な り 、 前記信号線が低抵抗金属層 か ら な る こ と を 特徴 と す る ト ヅ プゲー ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ 。  At least at the intersection of the control line and the signal line, the control line comprises a four-layer laminated film of a semiconductor layer, an insulating layer, a refractory metal layer, and an interlayer insulating layer. A top gate type thin film transistor array, wherein the top gate type thin film transistor array is characterized by comprising a low resistance metal layer.
3 8 . 前記高融点金属 がモ リ ブデ ン あ る いはモ リ ブデ ン を含んだ 合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 3 7 に記載の ト ッ プゲー ト 型薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ 。 38. The top gate thin film transistor according to claim 37, wherein the high melting point metal is molybdenum or an alloy containing molybdenum. Transistor array.
3 9 . 前記高融点金属が タ ン グス テ ン あ る いは タ ン グ ス テ ン を含 んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 3 7 に記載の ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ 。 39. The top gate according to claim 37, wherein the refractory metal is a tungsten or an alloy containing the tungsten. Type thin film transistor array.
4 0 . 前記高融点金属 に代 え て、 不純物濃度の高い多結晶 シ リ コ ン を 用 い た こ と を 特徴 と す る 請求項 3 7 に 記載の ト ッ プゲ一 ト 型 薄 膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ 。 40. The top gate type thin film transistor according to claim 37, wherein polycrystalline silicon having a high impurity concentration is used in place of the high melting point metal. Transistor array.
4 1 . 前記低抵抗金属が アル ミ ニ ウ ム あ る い は アル ミ ニ ウ ム を 含 んだ合金で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 3 7 に 記載の ト ッ プゲ一 ト 型薄膜 ト ラ ン ジ ス タ ア レ イ 。 41. The top gate type according to claim 37, wherein the low-resistance metal is aluminum or an alloy containing aluminum. Thin film transistor array.
4 2 . プラ ズマ C V D 装置 の 真空容器内 に 少 な く と も S i 元素 を 含有 す る 成膜用 ガ ス を 導入 し 、 該成膜用 ガス を プ ラ ズマ C V D 法 に よ り 反応 さ せ基板上 に アモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜 を 形成す る 方法 に お いて 、 4 2. At least a film forming gas containing at least Si element is introduced into the vacuum chamber of the plasma CVD device, and the film forming gas is reacted by the plasma CVD method. How to form an amorphous silicon film on a substrate And
前記成膜用 ガス を 供給律則条件下で反応 さ せ る こ と を 特徴 と す る ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 4 3 . プ ラ ズマ C V D 装置の真空容器内 に 少な く と も S i 元素 を 含有 す る 成膜用 ガス を 導入 し、 該成膜用 ガス を プラ ズマ C V D 法 に よ り 反応 さ せ基板上 に ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成す る 方法 に お いて 、  A method for forming an amorphous silicon film, characterized by reacting the film forming gas under supply rule conditions. 4 3. A film forming gas containing at least Si element is introduced into the vacuum vessel of the plasma CVD apparatus, and the film forming gas is reacted by plasma CVD to form a gas on the substrate. In the method of forming an amorphous silicon film on a substrate,
前記成膜用 ガ ス を 成膜 に寄与 し な い ガ ス で希釈 レ 、 該成膜用 ガス を供給律則条件下で反応 さ せ る こ と を特徴 と す る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。  The above-mentioned film forming gas is diluted with a gas that does not contribute to film forming, and the film forming gas is reacted under supply rule conditions. A method for forming a silicon film.
、 4 4 . 前記ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を形成す る 基板の温度 を 3 0 0 °C以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 2 記載の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 43. The amorphous structure according to claim 42, wherein the temperature of the substrate on which the amorphous silicon film is formed is set to 300 ° C. or less. A method of forming the silicon film.
4 5 . 前記ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜を 形成す る 基板の温度 を 3 0 0 °C以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 3 記載の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 45. The amorphous material according to claim 43, wherein the temperature of the substrate on which the amorphous silicon film is formed is set to 300 ° C. or less. A method for forming a silicon film.
4 6 . 前記成膜用 ガス は S i H 4 ま た は S i 2H 6 を 含み、 前記成 膜に寄与 し な い ガス は 少な く と も A r を 含み、 前記成膜用 ガ ス の 比 率を 5 %以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 2 記載の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 46. The film forming gas contains SiH 4 or Si 2H 6, the gas not contributing to the film formation contains at least Ar, and the ratio of the film forming gas is The method for forming an amorphous silicon film according to claim 42, wherein the rate is set to 5% or less.
4 7 . 前記成膜用 ガ ス は S i H 4 ま た は S i 2H 6 を 含み、 前記成 膜 に 寄与 し な い ガス は 少な く と も A r を 含み、 前記成膜用 ガス の 比 率 を 5 % 以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 3 記載の ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜の形成方法。 4 8 . 前記成膜用 ガス は S i H 4 ま た は S i 2H 6 を 含み、 前記成 膜 に寄与 し な い ガ ス は少な く と も A r を含み、 前記成膜用 ガス の 比 率 を 5 % 以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 4 記載の ァモ ル フ ァ ス シ リ コ ン 膜の形成方法。 4 9 . 前記成膜用 ガス は S i H 4 ま た は S i 2H 6 を 含み、 前記成 膜 に寄与 し な い ガ ス は 少な く と も A r を 含み、 前記成膜用 ガ ス の 比 率 を 5 % 以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 5 記載の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 5 0 . 前記成膜 に 寄与 し な い ガ ス は少な く と も A r と H 2 を 含む こ と を 特徴 と す る 請求項 4 6 記載のア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成 方法。 47. The film forming gas contains SiH4 or Si2H6, 44. The amorphous film according to claim 43, wherein the gas that does not contribute to the film contains at least Ar, and the ratio of the film forming gas is 5% or less. A method for forming a silicon film. 48. The film forming gas contains SiH 4 or Si 2H 6, the gas not contributing to the film formation contains at least Ar, and the ratio of the film forming gas is The method for forming an amorphous silicon film according to claim 44, wherein the rate is set to 5% or less. 49. The film forming gas contains SiH 4 or Si 2H 6, the gas not contributing to the film formation contains at least Ar, and the gas for film formation contains The method for forming an amorphous silicon film according to claim 45, wherein the ratio is set to 5% or less. 50. The amorphous silicon film according to claim 46, wherein the gas not contributing to the film formation contains at least Ar and H2. Forming method.
5 1 . 前記成膜 に 寄与 し な い ガ ス は 少 な く と も A r と H 2 を 含む こ と を 特徴 と す る 請求項 4 7 記載の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成 方法。 51. The amorphous silicon film according to claim 47, wherein the gas not contributing to the film formation contains at least Ar and H2. Forming method.
5 2 . 前記 プ ラ ズマ C V D 装置 と し て 、 高周 波電極 と 接地電極 と が対向配置 さ れ た 平行平板型 プラ ズマ C V D 装 置 を 用 い、 該平行 平 板型 プラ ズマ C V D 装置 の高周 波電源の 周 波数 を 2 0 M H z 以上、 1 0 0 M H z 以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 2 記載の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 5 2. As the plasma CVD device, a parallel plate type plasma CVD device in which a high frequency electrode and a ground electrode are arranged to face each other is used, and the height of the parallel plate type plasma CVD device is increased. 43. The ammo according to claim 42, wherein the frequency of the frequency power supply is not less than 20 MHz and not more than 100 MHz. A method of forming a silicon film.
5 3 . 前記プラ ズマ C V D 装置 と し て 、 高周波電極 と接地電極 と が対向配置 さ れた 平行平板型 プラ ズマ C V D 装置 を 用 い、 該平行 平 板型 プラ ズマ C V D 装置の 高周波電源の周波数を 2 0 M H z 以上、 1 0 0 M H z 以下 と す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 3 記載の ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 5 3. As the plasma CVD device, a parallel plate type plasma CVD device in which a high-frequency electrode and a ground electrode are arranged to face each other is used, and the frequency of the high-frequency power supply of the parallel plate type plasma CVD device is adjusted. The method for forming an amorphous silicon film according to claim 43, wherein the film thickness is not less than 20 MHz and not more than 100 MHz.
5 4 . 前記プラ ズマ C V D 装置 と して 、 誘導結合型 プラ ズマ C V D 装置 を 用 い る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 2 記載の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 54. The method of forming an amorphous silicon film according to claim 42, wherein an inductively-coupled plasma CVD apparatus is used as the plasma CVD apparatus. .
5 5 . 前記プラ ズマ C V D 装置 と し て 、 誘導結合型 プラ ズマ C V D 装置 を 用 い る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 3 記載の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方法。 55. The method for forming an amorphous silicon film according to claim 43, wherein an inductively coupled plasma CVD apparatus is used as the plasma CVD apparatus. .
5 6 . 前記プラ ズマ C V D 装置 と して 、 電子サイ ク ロ ト ロ ン共鳴 型 プラ ズマ C V D 装置 を 用 い る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 2 記載の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方 法。 56. The amorphous silicon according to claim 42, wherein an electron cyclotron resonance type plasma CVD apparatus is used as the plasma CVD apparatus. A method for forming a capacitor film.
5 7 . 前記 プラ ズマ C V D 装置 と して 、 電子サ イ ク ロ ト ロ ン 共鳴 型 プラ ズマ C V D装置 を 用 い る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 3 記載 の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン膜の形成方 法。 57. The amorphous fabric according to claim 43, wherein an electron cyclotron resonance type plasma CVD device is used as the plasma CVD device. A method of forming a silicon film.
PCT/JP2000/002246 1999-04-06 2000-04-06 Device having multi-layer structure, production device for the device, and production method for the device WO2000060647A1 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9849299 1999-04-06
JP11/98492 1999-04-06
JP19609099 1999-07-09
JP11/196090 1999-07-09
JP11/198388 1999-07-13
JP19838899 1999-07-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000060647A1 true WO2000060647A1 (en) 2000-10-12

Family

ID=27308688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2000/002246 WO2000060647A1 (en) 1999-04-06 2000-04-06 Device having multi-layer structure, production device for the device, and production method for the device

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2000060647A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04372118A (en) * 1991-06-20 1992-12-25 Canon Inc Manufacture of amorphous semiconductor thin film
JPH08116065A (en) * 1994-10-12 1996-05-07 Sony Corp Thin film semiconductor device
JPH09156916A (en) * 1995-11-29 1997-06-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Apparatus for producing polycrystalline silicon and its operation
JPH09213652A (en) * 1996-02-01 1997-08-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser annealing device
JPH10149984A (en) * 1996-11-20 1998-06-02 Ulvac Japan Ltd Method and device for forming polycrystalline silicon
JPH10223909A (en) * 1997-02-08 1998-08-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
JPH10247733A (en) * 1997-03-04 1998-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thin film transistor and its manufacturing method
JPH10284433A (en) * 1997-04-09 1998-10-23 Seiko Epson Corp Laser annealing apparatus and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04372118A (en) * 1991-06-20 1992-12-25 Canon Inc Manufacture of amorphous semiconductor thin film
JPH08116065A (en) * 1994-10-12 1996-05-07 Sony Corp Thin film semiconductor device
JPH09156916A (en) * 1995-11-29 1997-06-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Apparatus for producing polycrystalline silicon and its operation
JPH09213652A (en) * 1996-02-01 1997-08-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser annealing device
JPH10149984A (en) * 1996-11-20 1998-06-02 Ulvac Japan Ltd Method and device for forming polycrystalline silicon
JPH10223909A (en) * 1997-02-08 1998-08-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
JPH10247733A (en) * 1997-03-04 1998-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thin film transistor and its manufacturing method
JPH10284433A (en) * 1997-04-09 1998-10-23 Seiko Epson Corp Laser annealing apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6972433B2 (en) Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device
US9847355B2 (en) Silicon nitride film, and semiconductor device
US5648276A (en) Method and apparatus for fabricating a thin film semiconductor device
US7122450B2 (en) Process for manufacturing a semiconductor device
US6905920B2 (en) Method for fabrication of field-effect transistor to reduce defects at MOS interfaces formed at low temperature
WO2004079826A1 (en) Method for manufacturing thin film transistor, display, and electronic device
US20100301342A1 (en) Increased grain size in metal wiring structures through flash tube irradiation
JP4101340B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3927634B2 (en) Laser annealing method and thin film transistor manufacturing method
JP2001085701A (en) Element having multilayer structure, its manufacturing device and its manufacturing method
US7374976B2 (en) Method for fabricating thin film transistor
JP4558140B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2003224117A (en) Device for forming insulation film
JP4476984B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
WO2000060647A1 (en) Device having multi-layer structure, production device for the device, and production method for the device
JP3680677B2 (en) Semiconductor element manufacturing apparatus and semiconductor element manufacturing method
JP2003037064A (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP4472313B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
JP4461731B2 (en) Thin film transistor manufacturing method
JP2004119645A (en) Thin film transistor and method of manufacturing same
JP2002237598A (en) Manufacturing method of thin-film transistor
JPH118195A (en) Manufacture of thin film transistor
JP2002208707A (en) Method of manufacturing thin-film transistor
JP2005197576A (en) Method for manufacturing thin-film transistor, electro-optical device, and electronic device
JP2002237599A (en) Manufacturing method of thin-film transistor

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase