JP3141979B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3141979B2
JP3141979B2 JP06258834A JP25883494A JP3141979B2 JP 3141979 B2 JP3141979 B2 JP 3141979B2 JP 06258834 A JP06258834 A JP 06258834A JP 25883494 A JP25883494 A JP 25883494A JP 3141979 B2 JP3141979 B2 JP 3141979B2
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film
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silicon
insulating film
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス等の絶縁材料、
あるいは珪素ウェハー上に酸化珪素等の絶縁被膜を形成
した材料等の絶縁表面上に形成され、比較的、高い電圧
で使用される絶縁ゲイト型トランジスタ(TFT)およ
びその作製方法に関する。本発明は、特にNチャネル型
TFTに関する。また、本発明は、特にガラス転移点
(歪み温度、歪み点とも言う)が750℃以下のガラス
基板上に形成されるTFTに有効である。本発明による
半導体装置は、液晶ディスプレー等のアクティブマトリ
クスやイメージセンサー等の駆動回路、あるいは3次元
集積回路に使用されるものである。
The present invention relates to an insulating material such as glass,
Alternatively, the present invention relates to an insulated gate transistor (TFT) formed on an insulating surface such as a material in which an insulating film such as silicon oxide is formed on a silicon wafer and used at a relatively high voltage, and a method for manufacturing the same. The present invention particularly relates to an N-channel TFT. Further, the present invention is particularly effective for TFTs formed on a glass substrate having a glass transition point (also referred to as strain temperature or strain point) of 750 ° C. or less. The semiconductor device according to the present invention is used for a driving circuit such as an active matrix such as a liquid crystal display, an image sensor, or a three-dimensional integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、アクティブマトリクス型の液
晶表示装置やイメージセンサー等の駆動の目的で、TF
T(薄膜トランジスタ)が広く用いられている。特に、
最近は、高速動作の必要から、非晶質珪素を活性層に用
いた非晶質珪素TFTにかわって、より電界移動度の高
い結晶珪素TFTが開発されている。しかしながら、よ
り高度な特性と高い電圧での駆動に対する耐久性が必要
とされるようになると、高抵抗領域を有することが必要
とされた。以下、本発明において、高抵抗領域というと
きには、高抵抗不純物領域(高抵抗ドレイン(HR
D)、もしくは低濃度ドレイン(LDD)ともいう)と
ともに、ゲイト電極と不純物領域が重なりあわない部分
(すなわち、オフセット領域)のことも含める。
2. Description of the Related Art Conventionally, TFs have been used for driving active matrix type liquid crystal display devices and image sensors.
T (thin film transistor) is widely used. In particular,
Recently, crystalline silicon TFTs having higher electric field mobility have been developed in place of amorphous silicon TFTs using amorphous silicon for the active layer due to the need for high-speed operation. However, when more advanced characteristics and durability against driving at a high voltage were required, it was necessary to have a high resistance region. Hereinafter, in the present invention, a high resistance region is referred to as a high resistance impurity region (high resistance drain (HR)
D) or a low-concentration drain (LDD)) as well as a portion where the gate electrode and the impurity region do not overlap (that is, an offset region).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造においては、特にNチャネル型のTFTにおい
て、ホットキャリヤによって生じた負の電荷がドレイン
側のゲイト絶縁膜中にトラップされるため、その下の高
抵抗領域の導電型が弱いP型となり、ソース/ドレイン
間の電流が妨げられる。
However, in such a structure, particularly in an N-channel type TFT, a negative charge generated by hot carriers is trapped in the gate insulating film on the drain side. Has a weak P-type conductivity in the high-resistance region, and current between the source and the drain is hindered.

【0004】また、このような高抵抗領域を形成する工
程は、フォトリソグラフィー法に頼らざるを得ず、ゲイ
ト電極の端部に自己整合的に高抵抗領域を形成すること
は困難であり、そのため、得られるTFTの歩留りや特
性の均一性が良くなかった。本発明はこのような問題に
鑑みてなされたもので、ホットキャリヤによる劣化を防
止し、また、高抵抗領域を自己整合(セルフアライン)
的に形成することによって、すなわち、フォトリソグラ
フィー工程を用いることなく該領域を形成することによ
って、TFTの歩留りと特性の均一性の向上を図るもの
である。
In the process of forming such a high-resistance region, it is necessary to rely on photolithography, and it is difficult to form a high-resistance region at the end of the gate electrode in a self-aligned manner. In addition, the yield and uniformity of characteristics of the obtained TFT were not good. The present invention has been made in view of such a problem, and prevents deterioration due to hot carriers, and allows a high-resistance region to be self-aligned (self-aligned).
In other words, the yield and the uniformity of the characteristics of the TFT are improved by forming the region in an appropriate manner, that is, by forming the region without using a photolithography process.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、高抵抗領域
上、もしくは高抵抗領域上に形成されたゲイト絶縁膜
(酸化珪素)上に200〜2000Åの厚さの窒化珪素
等の正の電荷をトラップ(捕獲)しうる被膜を設ける。
該被膜には正の電荷がトラップされることになるので、
その下の高抵抗領域は弱いN型となり、あるいは負の電
荷を相殺し、結果的にホットキャリヤによる劣化を抑制
することができる。すなわち、ドレイン−ゲイト間に高
電圧、例えばドレインに+15Vを印加し、ゲイトに−
20Vを印加した場合においても、インパクトアイオナ
イゼーションにより発生した電荷のうち、高抵抗領域上
に酸化珪素膜が存在しない場合には負の電荷はトラップ
されることがなく、また、酸化珪素膜が存在して負の電
荷がそこにトラップされても、正の電荷をトラップする
被膜が存在すれば、負の電荷の効果は相殺されてしま
い、高抵抗領域はP型となることがない。このため、高
い信頼性を得ることができる。
According to the present invention, a positive charge such as silicon nitride having a thickness of 200 to 2,000 mm is formed on a high resistance region or on a gate insulating film (silicon oxide) formed on the high resistance region. Is provided with a film capable of trapping (trapping).
Since positive charges will be trapped in the coating,
The underlying high resistance region becomes a weak N-type or cancels out the negative charge, and as a result, deterioration due to hot carriers can be suppressed. That is, a high voltage is applied between the drain and the gate, for example, +15 V is applied to the drain, and-is applied to the gate.
Even when a voltage of 20 V is applied, of the charges generated by impact ionization, if the silicon oxide film does not exist on the high-resistance region, the negative charge is not trapped, and the silicon oxide film does not exist. Even if a negative charge is trapped therein, if there is a coating that traps the positive charge, the effect of the negative charge is canceled out and the high resistance region does not become P-type. Therefore, high reliability can be obtained.

【0006】このような正の電荷をトラップ(捕獲)す
る被膜とゲイト絶縁膜との位置関係を図4に示す。図に
おいて、1、11、21、31はソースであり、5、1
5、25、35はドレインである。また、2、4、1
2、14、22、24、32、34は高抵抗領域であ
り、3、13、23、33はチャネル形成領域である。
これらの半導体活性層を上にゲイト絶縁膜6、16、2
6、36がある。ゲイト絶縁膜を覆って、ゲイト電極
7、17、27、37が設けられる。ゲイト電極は陽極
酸化物層7’、17’、27’、37’によって、その
上面および側面が覆われている。そして、これらを覆っ
て、層間絶縁物8、18、28、38が形成され、ソー
ス電極9、19、29、39、ドレイン電極10、2
0、30、40が形成されている。正の電荷をトラップ
する被膜8’、18’、28’、38’は層間絶縁物と
ゲイト電極の間に設けられる。そして、ゲイト絶縁膜と
の関係から、以下の4つのパターンが考えられる。
FIG. 4 shows the positional relationship between such a film for trapping (trapping) positive charges and the gate insulating film. In the figure, 1, 11, 21, 31 are sources, and 5, 1,
5, 25 and 35 are drains. Also, 2, 4, 1
2, 14, 22, 24, 32 and 34 are high resistance regions, and 3, 13, 23 and 33 are channel formation regions.
These semiconductor active layers are formed on the gate insulating films 6, 16, 2 and
There are 6, 36. Gate electrodes 7, 17, 27, and 37 are provided so as to cover the gate insulating film. The top and side surfaces of the gate electrode are covered by the anodic oxide layers 7 ', 17', 27 ', 37'. Then, interlayer insulators 8, 18, 28, and 38 are formed to cover them, and source electrodes 9, 19, 29, and 39, drain electrodes 10, 2, and
0, 30, and 40 are formed. Coatings 8 ', 18', 28 ', 38' for trapping positive charges are provided between the interlayer insulator and the gate electrode. The following four patterns can be considered from the relationship with the gate insulating film.

【0007】第1は、図4(A)に示すように、ゲイト
絶縁膜6がソース領域1、ドレイン領域5を覆い、その
上に被膜8’が形成される例である。第2は、図4
(B)に示すように、ゲイト絶縁膜16が実質的に高抵
抗領域12、14およびチャネル形成領域13を覆う例
である。第3は、図4(C)に示すように、ゲイト絶縁
膜26が実質的にチャネル形成領域23のみを覆う例で
ある。第4は、図4(A)、(B)を改良したもので、
図4(D)に示すように、ゲイト絶縁膜36がゲイト電
極の下の部分(すなわち、チャネル形成領域33の上の
部分)以外では、より薄く形成されているものである。
First, as shown in FIG. 4A, a gate insulating film 6 covers a source region 1 and a drain region 5, and a film 8 'is formed thereon. Second, FIG.
As shown in FIG. 2B, the gate insulating film 16 substantially covers the high resistance regions 12 and 14 and the channel formation region 13. Third, as shown in FIG. 4C, the gate insulating film 26 substantially covers only the channel formation region 23. Fourth is an improvement of FIGS. 4 (A) and (B).
As shown in FIG. 4D, the gate insulating film 36 is formed thinner except for a portion below the gate electrode (that is, a portion above the channel formation region 33).

【0008】本発明では、上記のように高抵抗領域を自
己整合的に形成する際には、ゲイト電極の陽極酸化等の
手段によって形成された酸化物層を積極的に用い、自己
整合的に高抵抗領域を形成することを特徴とする。陽極
酸化物はその厚さの制御が精密におこなえ、また、その
厚さも1000Å以下の薄いものから5000Å以上の
厚いもの(例えば、1μm)まで幅広く、しかも均一に
形成できるという特徴を有しているため、高抵抗領域の
幅の自由度を高め、かつ、自己整合プロセスを採用する
面からは、その幅のばらつきを小さくするうえで好まし
い。
In the present invention, when the high-resistance region is formed in a self-aligned manner as described above, an oxide layer formed by means such as anodic oxidation of a gate electrode is used positively, It is characterized in that a high resistance region is formed. The anodic oxide is characterized in that its thickness can be precisely controlled, and its thickness can be wide and uniform from a thin film of 1000 mm or less to a thick film of 5000 mm or more (for example, 1 μm). Therefore, from the viewpoint of increasing the degree of freedom of the width of the high resistance region and adopting the self-alignment process, it is preferable to reduce the variation in the width.

【0009】特に、いわゆるバリヤ型の陽極酸化物はフ
ッ酸系のエッチャントでなければエッチングされないの
に対し、多孔質型の陽極酸化物は燐酸等のエッチャント
によって選択的にエッチングされる。このため、TFT
を構成する他の材料、例えば、珪素、酸化珪素には何ら
ダメージ(損傷)を与えることなく、処理することがで
きるのが特徴である。また、バリヤ型、多孔質型とも陽
極酸化物はドライエッチングでは極めてエッチングされ
にくい。特に、酸化珪素とのエッチングにおいては選択
比が十分に大きいことも特徴である。したがって、多孔
質の陽極酸化物をゲイト電極の少なくとも側面に特定の
幅だけ、例えば1μm、形成した後、この多孔質陽極酸
化物をマスクとして、ゲイト絶縁膜をエッチングし、し
かる後に多孔質陽極酸化物をエッチングすると、ゲイト
電極がなく、ゲイト絶縁膜だけがある領域をゲイト電極
の横に約1μm形成することができる。このような工程
によって図4(B)の構造を得ることができる。
In particular, the so-called barrier type anodic oxide is not etched unless it is a hydrofluoric acid-based etchant, whereas the porous type anodic oxide is selectively etched by an etchant such as phosphoric acid. For this reason, TFT
Is characterized in that it can be treated without damaging other materials (for example, silicon and silicon oxide). Further, in both the barrier type and the porous type, the anodic oxide is extremely difficult to be etched by dry etching. In particular, the feature is that the selectivity is sufficiently large in etching with silicon oxide. Therefore, after a porous anodic oxide is formed on at least a side surface of the gate electrode by a specific width, for example, 1 μm, the gate insulating film is etched using the porous anodic oxide as a mask, and then the porous anodic oxide is formed. When the object is etched, a region having no gate electrode and having only the gate insulating film can be formed about 1 μm beside the gate electrode. Through such steps, the structure in FIG. 4B can be obtained.

【0010】図4(B)の場合には、高抵抗領域12、
14に、ソース領域11、ドレイン領域15よりも低濃
度のN型の不純物を1回のドーピング工程でドーピング
することができる。すなわち、特定のエネルギーの不純
物イオン、例えば30keVの燐イオンの場合には、不
純物の濃度は表面から数100Åの深さが最も高く、一
般にガウス分布となる。このため、ゲイト絶縁膜に覆わ
れていないソース領域およびドレイン領域には十分な不
純物が注入されるのに対し、ゲイト絶縁膜16に覆われ
た高抵抗領域では、不純物の多くがゲイト絶縁膜で止ま
り、高抵抗領域12、14に注入される不純物は、ソー
ス、ドレイン領域に注入されるものより1〜2桁程度低
くなる。イオンのエネルギーをより低くすると、ソース
領域、ドレイン領域に注入される不純物の量に比較し
て、高抵抗領域に注入される不純物の量はさらに少なく
なり、チャネル形成領域と同じ導電型のままとなる。こ
のように、自己整合的に形成されたゲイト絶縁膜を用い
ることによって自己整合的に高抵抗領域を形成すること
ができる。
In the case of FIG. 4B, the high resistance region 12,
14 can be doped with an N-type impurity at a lower concentration than the source region 11 and the drain region 15 in one doping step. That is, in the case of impurity ions of specific energy, for example, phosphorus ions of 30 keV, the impurity concentration is highest at a depth of several hundred degrees from the surface, and generally has a Gaussian distribution. Therefore, while sufficient impurities are implanted into the source and drain regions not covered by the gate insulating film, in the high resistance region covered by the gate insulating film 16, most of the impurities are implanted by the gate insulating film. Stopping, the impurities implanted into the high resistance regions 12 and 14 are lower by about one or two digits than those implanted into the source and drain regions. When the energy of ions is lowered, the amount of impurities implanted into the high-resistance region is further reduced as compared with the amount of impurities implanted into the source region and the drain region, and remains the same conductivity type as that of the channel formation region. Become. As described above, the high-resistance region can be formed in a self-aligned manner by using the gate insulating film formed in a self-aligned manner.

【0011】[0011]

【作用】いずれの場合においても、高抵抗領域上に窒化
珪素等の正の電荷をトラップする被膜を設けたためにホ
ットキャリヤによって発生した負の電荷の効果を相殺す
ることができる。まず、図4(A)の場合について説明
する。この場合にはゲイト絶縁膜のうち、ドレイン側の
高抵抗領域4上の(酸化珪素の)ゲイト絶縁膜(図の点
線の楕円aの部分)にホットキャリヤ注入によって負の
電荷がトラップされるが、その上の被膜8’には正の電
荷がトラップされるために、前記の負の電荷は打ち消さ
れる。しかしながら、正の電荷の効果が高抵抗領域にも
及ぶためには、ゲイト絶縁膜があまりに厚いことは望ま
しくなく、ゲイト絶縁膜の厚さは500Å以下が好まし
い。しかし、500Å以下の薄い膜では、質の悪いゲイ
ト絶縁膜ではリーク電流も大きいことが欠点である。
In any case, the effect of the negative charges generated by the hot carriers can be offset by providing the coating for trapping the positive charges such as silicon nitride on the high resistance region. First, the case of FIG. 4A will be described. In this case, of the gate insulating film, the negative charge is trapped by the hot carrier injection into the gate insulating film (of the silicon oxide) on the drain-side high-resistance region 4 (of the silicon oxide). Since the positive charges are trapped in the film 8 'thereon, the negative charges are canceled. However, in order for the effect of the positive charge to extend to the high resistance region, it is not desirable that the gate insulating film is too thick, and the thickness of the gate insulating film is preferably 500 ° or less. However, a thin film having a thickness of 500 ° or less has a disadvantage in that a leak current is large in a gate insulating film of poor quality.

【0012】図4(B)の場合にも、ドレイン側の高抵
抗領域14上のゲイト絶縁膜にトラップされた負の電荷
の効果を、その上の被膜18’にトラップされた正の電
荷によって打ち消す。そして、図4(A)の場合と同様
に、ゲイト絶縁膜があまりに厚いことは望ましくなく、
ゲイト絶縁膜の厚さは500Å以下が好ましい。
Also in the case of FIG. 4B, the effect of the negative charges trapped in the gate insulating film on the high resistance region 14 on the drain side is affected by the positive charges trapped in the film 18 'thereon. Counteract. As in the case of FIG. 4A, it is not desirable that the gate insulating film is too thick.
The thickness of the gate insulating film is preferably 500 ° or less.

【0013】図4(C)の場合は、ドレイン側の高抵抗
領域24上には、ゲイト絶縁膜がなく、28’には正の
電荷がトラップされるので、高抵抗領域の導電型は常に
弱いN型である。しかしながら、この場合には被膜2
8’を成膜する際に、成膜手段によっては高抵抗領域2
2、24がダメージを受ける場合がある。一般に光CV
D法や減圧CVD法では、ダメージが少ないが、前者は
成膜レートが遅く、後者は成膜温度が高いという欠点を
有する。もっとも、量産性が良く、かつ、成膜温度が低
いプラズマCVD法では、プラズマダメージが避けられ
ない。したがって、この構造は素子の特性をいくらか悪
化させる可能性があることを考慮しなければならない。
In the case of FIG. 4C, there is no gate insulating film on the high-resistance region 24 on the drain side, and positive charges are trapped in 28 ', so that the conductivity type of the high-resistance region is always constant. Weak N-type. However, in this case coating 2
When the film 8 ′ is formed, the high resistance region 2
2, 24 may be damaged. Generally light CV
The D method and the low-pressure CVD method have little damage, but the former has a disadvantage that the film formation rate is slow, and the latter has a high film formation temperature. However, plasma damage is unavoidable in the plasma CVD method having good mass productivity and low film formation temperature. Therefore, it must be taken into account that this structure can degrade the characteristics of the device somewhat.

【0014】図4(D)の場合では、チャネル形成領域
33上のゲイト絶縁膜は十分に厚くすることが可能なの
で、リーク電流が小さく、また、高抵抗領域32、34
には被膜37’を形成する際のダメージが及ばない。ゲ
イト絶縁膜36は高抵抗領域上では500Å以下である
ことが好ましい。この構造の問題点は、このようにゲイ
ト絶縁膜を適当な厚さにだけエッチングする技術が難し
いということであり、量産性にやや難がある。図4
(D)では、ゲイト絶縁膜36は高抵抗領域32、34
とチャネル形成領域33のみを覆う例を示したが、ソー
ス領域31、ドレイン領域35を覆ってもよい。以下に
本発明の実施例を示し、さらに詳細に説明する。
In the case of FIG. 4D, the gate insulating film on the channel forming region 33 can be made sufficiently thick, so that the leakage current is small and the high resistance regions 32 and 34 are formed.
Is not damaged when forming the coating 37 '. The gate insulating film 36 preferably has a thickness of 500 ° or less on the high resistance region. The problem with this structure is that it is difficult to perform a technique for etching the gate insulating film only to an appropriate thickness, and there is a slight difficulty in mass productivity. FIG.
In (D), the gate insulating film 36 has the high resistance regions 32 and 34.
Although an example in which only the channel formation region 33 is covered is shown, the source region 31 and the drain region 35 may be covered. Hereinafter, examples of the present invention will be shown and described in further detail.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕 図1および図2に本実施例を示す。図1
は本発明の基本的な工程を示している。まず、基板10
1上に下地絶縁膜102を形成する。基板としては無ア
ルカリガラス、例えば、コーニング7059(300m
m×400mmもしくは100mm×100mm)を用
いた。下地絶縁膜102として厚さ1000〜3000
Åの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法とし
ては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しか
し、より量産性を高めるには、TEOSをプラズマCV
D法で分解・堆積した膜を用いてもよい。下地膜として
は、酸化珪素意外に、窒化アルミニウムの単層膜や、酸
化珪素と窒化アルミニウムの多層膜を用いてもよい。窒
化アルミニウム膜の形成には、窒素雰囲気中での反応性
スパッタ法を用いればよい。
Embodiment 1 FIGS. 1 and 2 show this embodiment. FIG.
Shows the basic steps of the present invention. First, the substrate 10
A base insulating film 102 is formed on the substrate 1. As the substrate, non-alkali glass such as Corning 7059 (300 m
m × 400 mm or 100 mm × 100 mm). Thickness 1000-3000 as base insulating film 102
A silicon oxide film of Å was formed. As a method for forming this oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere was used. However, in order to further improve mass productivity, TEOS must be
A film decomposed and deposited by the method D may be used. As a base film, a single layer film of aluminum nitride or a multilayer film of silicon oxide and aluminum nitride may be used other than silicon oxide. For forming the aluminum nitride film, a reactive sputtering method in a nitrogen atmosphere may be used.

【0016】さらに活性層103を結晶性半導体(本発
明では単結晶、多結晶、セミアモルファス等、結晶が少
しでも混在している半導体を結晶性半導体という)によ
って形成する。ここではプラズマCVD法やLPCVD
法によって非晶質珪素膜を300〜5000Å、好まし
くは500〜1000Å堆積し、これを、550〜60
0℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶化せしめ
た。この工程は、レーザー照射によっておこなってもよ
い。そして、このようにして結晶化させた珪素膜をパタ
ーニングして島状領域103を形成した。そして、これ
を覆って酸化珪素等の材料によって絶縁膜104を形成
する。絶縁膜104としてはスパッタ法による厚さ30
0〜1500Å、好ましくは500Å以下の厚さの酸化
珪素膜104を用いた。
Further, the active layer 103 is formed of a crystalline semiconductor (in the present invention, a semiconductor containing a small amount of crystals, such as a single crystal, polycrystal, or semi-amorphous, is called a crystalline semiconductor). Here, plasma CVD or LPCVD
An amorphous silicon film is deposited at 300 to 5000 °, preferably 500 to 1000 ° by a method, and is deposited at 550 to 60 °.
It was left for 24 hours in a reducing atmosphere at 0 ° C. to be crystallized. This step may be performed by laser irradiation. Then, the silicon film crystallized in this manner was patterned to form the island-like region 103. Then, the insulating film 104 is formed of a material such as silicon oxide so as to cover this. The insulating film 104 has a thickness of 30 by a sputtering method.
A silicon oxide film 104 having a thickness of 0 to 1500 °, preferably 500 ° or less was used.

【0017】さらに陽極酸化可能な材料によって被膜を
形成する。この被膜の材料としては、陽極酸化の可能な
アルミニウム、タンタル、チタン、珪素等が好ましい。
本発明では、これらの材料を単独で使用した単層構造の
ゲイト電極を用いてもよいし、これらを2層以上重ねた
多層構造のゲイト電極としてもよい。例えば、アルミニ
ウム上に珪化チタンを重ねた2層構造や窒化チタン上に
アルミニウムを重ねた2層構造である。各々の層の厚さ
は必要とされる素子特性に応じて実施者が決定すればよ
い。
Further, a film is formed of an anodizable material. Aluminum, tantalum, titanium, silicon, and the like, which can be anodized, are preferable as the material of the coating.
In the present invention, a gate electrode having a single layer structure using these materials alone may be used, or a gate electrode having a multilayer structure in which two or more layers are stacked. For example, it has a two-layer structure in which titanium silicide is stacked on aluminum or a two-layer structure in which aluminum is stacked on titanium nitride. The thickness of each layer may be determined by a practitioner according to the required device characteristics.

【0018】さらにその被膜を覆って、陽極酸化におい
てマスクとなる膜を形成し、この両者を同時にパターニ
ング、エッチングして、ゲイト電極105とその上のマ
スク膜106を形成する。このマスク膜の材料としては
通常のフォトリソグラフィー工程で用いられるフォトレ
ジスト、あるいは感光性ポリイミド、もしくは通常のポ
リイミドでエッチングの可能なものを使用すればよい。
Further, a film serving as a mask in anodic oxidation is formed to cover the film, and both are simultaneously patterned and etched to form a gate electrode 105 and a mask film 106 thereon. As a material of the mask film, a photoresist used in a normal photolithography process, a photosensitive polyimide, or a material which can be etched with a normal polyimide may be used.

【0019】ここでは陽極酸化の可能な被膜として、厚
さ1000Å〜3μmのアルミニウム(1wt%のS
i、もしくは0.1〜0.3wt%のSc(スカンジウ
ム)を含む)膜を電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法
によって形成した。そして、陽極酸化のマスクとしてフ
ォトレジスト(例えば、東京応化製、OFPR800/
30cp)をスピンコート法によって形成した。フォト
レジストの形成前に、陽極酸化法によって絶縁性の高
い、好ましくはバリヤ型の陽極酸化膜、例えば、厚さ1
00〜1000Åの酸化アルミニウム膜を表面に形成し
ておくと、フォトレジストとの密着性が良く、また、フ
ォトレジストからの電流のリークを抑制することによ
り、後の陽極酸化工程において、多孔質陽極酸化物を側
面のみに形成するうえで有効であった。その後、フォト
レジストとアルミニウム膜をパターニングして、アルミ
ニウム膜と一緒にエッチングし、ゲイト電極105マス
ク膜106とした。(図1(A))
Here, as a film that can be anodized, aluminum having a thickness of 1000 to 3 μm (1 wt% S
i or a film containing 0.1 to 0.3 wt% of Sc (scandium)) was formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. Then, a photoresist (for example, OFPR800 / manufactured by Tokyo Ohka) is used as a mask for anodic oxidation.
30 cp) by spin coating. Prior to the formation of the photoresist, a highly insulating, preferably barrier-type anodic oxide film, for example, having a thickness of 1
When an aluminum oxide film having a thickness of 100 to 1000 ° is formed on the surface, adhesion to the photoresist is good, and current leakage from the photoresist is suppressed, so that a porous anode is formed in the subsequent anodic oxidation step. This was effective in forming the oxide only on the side surfaces. Thereafter, the photoresist and the aluminum film were patterned and etched together with the aluminum film to form a gate electrode 105 and a mask film 106. (Fig. 1 (A))

【0020】次に、ゲイト電極105に電解溶液中で電
流を印加することによってゲイト電極の側面に多孔質の
陽極酸化物107を形成する。この陽極酸化工程は、3
〜20%のクエン酸もしくはショウ酸、燐酸、クロム
酸、硫酸等の酸性の水溶液を用いておこなう。この場合
には、10〜30V程度の低電圧で0.3〜25μm、
例えば、1.0μmの厚い陽極酸化物を形成することが
できる。陽極酸化工程後、マスク膜106をエッチング
除去する。
Next, by applying a current to the gate electrode 105 in an electrolytic solution, a porous anodic oxide 107 is formed on the side surface of the gate electrode. This anodizing step is performed in three steps.
The reaction is performed using an acidic aqueous solution of citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid, or the like of about 20%. In this case, at a low voltage of about 10 to 30 V, 0.3 to 25 μm,
For example, a thick anodic oxide of 1.0 μm can be formed. After the anodizing step, the mask film 106 is removed by etching.

【0021】本実施例では、厚さ3000Å〜2μm、
例えば、厚さ5000Åの多孔質陽極酸化物107を形
成した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸もしくはシ
ョウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶液を用いて
おこない、10〜30Vの一定電流をゲイト電極に印加
すればよい。本実施例ではシュウ酸溶液(30℃)中で
電圧を10Vとし、20〜40分、陽極酸化した。陽極
酸化物の厚さは陽極酸化時間によって制御した。(図1
(B))
In this embodiment, the thickness is 3000 to 2 μm,
For example, a 5000 nm thick porous anodic oxide 107 was formed. The anodic oxidation may be performed using a 3 to 20% aqueous solution of citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid, or the like, and applying a constant current of 10 to 30 V to the gate electrode. In this example, the voltage was set to 10 V in an oxalic acid solution (30 ° C.), and anodization was performed for 20 to 40 minutes. The thickness of the anodic oxide was controlled by the anodic oxidation time. (Figure 1
(B))

【0022】本発明においては、次の工程に移る前に、
ゲイト電極に3〜10%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれ
たエチレングルコール溶液中で、電流を印加することに
よって、さらに、ゲイト電極の側面および上面に絶縁性
の高いバリヤ型の陽極酸化物108を設けておくと良
い。この陽極酸化工程においては、得られる陽極酸化物
の厚さはゲイト電極105と対向の電極との間に印加さ
れる電圧の大きさによって決定される。
In the present invention, before proceeding to the next step,
By applying a current to the gate electrode in an ethylene glycol solution containing 3 to 10% tartaric acid, boric acid, and nitric acid, a barrier type anode having high insulating properties is further formed on the side and top surfaces of the gate electrode. The oxide 108 is preferably provided. In this anodic oxidation step, the thickness of the obtained anodic oxide is determined by the magnitude of the voltage applied between the gate electrode 105 and the opposing electrode.

【0023】すなわち、マスクを除去し、再び電解溶液
中において、ゲイト電極に電流を印加した。今回の陽極
酸化においては、3〜10%の酒石液、硼酸、硝酸が含
まれたエチレングルコール溶液を用いた。溶液の温度は
10℃前後の室温より低い方が良好な酸化膜が得られ
た。このため、ゲイト電極の上面および側面にバリヤ型
の陽極酸化物108が形成された。陽極酸化物108の
厚さは印加電圧に比例し、印加電圧が150Vで200
0Åの陽極酸化物が形成された。陽極酸化物108の厚
さは必要とされるオフセット、オーバーラップの大きさ
によって決定したが、3000Å以上の厚さの陽極酸化
物を得るには250V以上の高電圧が必要であり、TF
Tの特性に悪影響を及ぼすので3000Å以下の厚さと
することが好ましい。本実施例では80〜150Vまで
上昇させ、必要とする陽極酸化膜108の厚さによって
電圧を選択した。(図1(C))
That is, the mask was removed, and a current was applied to the gate electrode again in the electrolytic solution. In this anodization, an ethylene glycol solution containing 3 to 10% tartaric acid, boric acid, and nitric acid was used. A better oxide film was obtained when the temperature of the solution was lower than room temperature around 10 ° C. As a result, a barrier-type anodic oxide 108 was formed on the upper and side surfaces of the gate electrode. The thickness of the anodic oxide 108 is proportional to the applied voltage.
A 0 ° anodic oxide was formed. The thickness of the anodic oxide 108 was determined depending on the required offset and the size of the overlap, but a high voltage of 250 V or more was necessary to obtain an anodic oxide having a thickness of 3000 ° or more.
It is preferable to set the thickness to 3000 ° or less because the properties of T are adversely affected. In this embodiment, the voltage was increased to 80 to 150 V, and the voltage was selected according to the required thickness of the anodic oxide film 108. (Fig. 1 (C))

【0024】注目すべきは、バリヤ型の陽極酸化が後の
工程であるにもかかわらず、多孔質の陽極酸化物の外側
にバリヤ型の陽極酸化物ができるのではなく、バリヤ型
の陽極酸化物108は多孔質陽極酸化物107とゲイト
電極105の間に形成されることである。上記の燐酸系
のエッチャントにおいては、多孔質陽極酸化物のエッチ
ングレートはバリヤ型陽極酸化物のエッチングレートの
10倍以上である。したがって、多孔質陽極酸化物10
7のエッチングにおいて、バリヤ型の陽極酸化物108
は、燐酸系のエッチャントでは実質的にエッチングされ
ないので、内側のアルミニウムのゲイト電極を守ること
ができる。
It should be noted that although barrier-type anodic oxidation is a later step, barrier-type anodic oxide is not formed outside porous anodic oxide, but barrier-type anodic oxidation is performed. The object 108 is to be formed between the porous anodic oxide 107 and the gate electrode 105. In the above phosphoric acid-based etchant, the etching rate of the porous anodic oxide is 10 times or more the etching rate of the barrier anodic oxide. Therefore, the porous anodic oxide 10
7, the barrier type anodic oxide 108
Is not substantially etched by a phosphoric acid-based etchant, so that the inner aluminum gate electrode can be protected.

【0025】そして、ドライエッチング法、ウェットエ
ッチング法等によって絶縁膜104をエッチングする。
このエッチング深さは任意であり、下に存在する活性層
が露出するまでエッチングをおこなっても、その途中で
とめてもよい。しかし、量産性・歩留り・均一性の観点
からは、活性層に至るまでエッチングすることが望まし
い。この際には陽極酸化物107およびゲイト電極10
5に覆われた領域の下側の絶縁膜(ゲイト絶縁膜)には
もとの厚さの絶縁膜が残される。なお、ゲイト電極がア
ルミニウム、タンタル、、チタンを主成分とし、一方、
絶縁膜104が酸化珪素を主成分とする場合において、
ドライエッチング法を用いる場合には、フッ素系(例え
ばNF3 、SF6 )のエッチングガスを用いて、ドライ
エッチングをおこなえば、酸化珪素である絶縁膜104
は素早くエッチングされるが、酸化アルミニウム、酸化
タンタル、酸化チタンのエッチングレートは十分に小さ
いので絶縁膜104を選択的にエッチングできる。
Then, the insulating film 104 is etched by a dry etching method, a wet etching method or the like.
This etching depth is arbitrary, and etching may be performed until the underlying active layer is exposed, or may be stopped during the etching. However, from the viewpoint of mass productivity, yield, and uniformity, it is desirable to perform etching up to the active layer. In this case, the anodic oxide 107 and the gate electrode 10
The insulating film having the original thickness is left in the insulating film (gate insulating film) below the region covered with 5. The gate electrode is mainly composed of aluminum, tantalum, and titanium.
When the insulating film 104 contains silicon oxide as a main component,
In the case of using a dry etching method, if dry etching is performed using a fluorine-based (eg, NF 3 , SF 6 ) etching gas, the insulating film 104 made of silicon oxide is used.
Is quickly etched, but the etching rate of aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide is sufficiently small, so that the insulating film 104 can be selectively etched.

【0026】また、ウェットエッチングにおいては、1
/100フッ酸等のフッ酸系のエッチャントを用いれば
よい。この場合にも酸化珪素である絶縁膜104は素早
くエッチングされるが、酸化アルミニウム、酸化タンタ
ル、酸化チタンのエッチングレートは十分に小さいので
絶縁膜104を選択的にエッチングできる。
In the wet etching, 1
A hydrofluoric acid-based etchant such as / 100 hydrofluoric acid may be used. In this case as well, the insulating film 104 made of silicon oxide is quickly etched, but the etching rate of aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide is sufficiently small, so that the insulating film 104 can be selectively etched.

【0027】本実施例では、ドライエッチング法によっ
て酸化珪素膜104をエッチングした。このエッチング
においては、等方性エッチングのプラズマモードでも、
あるいは異方性エッチングの反応性イオンエッチングモ
ードでもよい。ただし、珪素と酸化珪素の選択比を十分
に大きくすることによって、活性層を深くエッチングし
ないようにすることが重要である。エッチングガスとし
てはCF4 を使用した。当然のことながら、多孔質陽極
酸化物107の下の酸化珪素膜104’(以下、ゲイト
絶縁膜という)はエッチングされずに残った。(図1
(D)) その後、多孔質陽極酸化物107を除去する。エッチャ
ントとしては、燐酸系の溶液、例えば、燐酸、酢酸、硝
酸の混酸等が好ましい。エッチングレートは約600Å
/分であった。その下のゲイト絶縁膜104’はそのま
ま残存した。(図1(E))
In this embodiment, the silicon oxide film 104 is etched by a dry etching method. In this etching, even in the plasma mode of isotropic etching,
Alternatively, a reactive ion etching mode of anisotropic etching may be used. However, it is important to prevent the active layer from being etched deeply by sufficiently increasing the selectivity between silicon and silicon oxide. CF 4 was used as an etching gas. As a matter of course, the silicon oxide film 104 ′ (hereinafter, referred to as a gate insulating film) under the porous anodic oxide 107 remains without being etched. (Figure 1
(D)) Thereafter, the porous anodic oxide 107 is removed. As the etchant, a phosphoric acid-based solution, for example, a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid is preferable. Etching rate is about 600Å
/ Min. The gate insulating film 104 'thereunder remained as it was. (FIG. 1 (E))

【0028】以上の工程によって、ゲイト電極の下側に
選択的にゲイト絶縁膜104’が残存した構造を得るこ
とができた。そして、このゲイト絶縁膜104’は、も
ともと多孔質陽極酸化物107の下側に存在していたの
で、ゲイト電極105、バリヤ型陽極酸化物108の下
側のみならず、バリヤ型陽極酸化物108からyの距離
だけ離れた位置にまで存在し、その幅yはほとんど一定
で、すなわち、ゲイト電極に対して自己整合的に決定さ
れることが特徴である。換言すれば、活性層103にお
けるゲイト電極下のチャネル形成領域の外側にはゲイト
絶縁膜104’の存在する領域と、存在しない領域とが
自己整合的に形成されるのである。
Through the above steps, a structure in which the gate insulating film 104 'was selectively left below the gate electrode was obtained. Since the gate insulating film 104 ′ originally existed under the porous anodic oxide 107, not only under the gate electrode 105 and under the barrier anodic oxide 108 but also at the barrier anodic oxide 108. , And a width y is almost constant, that is, determined in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. In other words, a region where the gate insulating film 104 'exists and a region where the gate insulating film 104' does not exist are formed in a self-alignment manner outside the channel formation region below the gate electrode in the active layer 103.

【0029】その後、図2に示す工程に移行した。ま
ず、イオンドーピング法によって、TFTの活性層10
3に、ゲイト電極部(すなわちゲイト電極とその周囲の
陽極酸化膜)およびゲイト絶縁膜をマスクとして自己整
合的にN型不純物イオン、例えば、燐イオンを注入し
た。ドーズ量は1×1014〜5×1015原子cm-2、例
えば、2×1015原子cm-2、加速エネルギーは10〜
60keV、例えば、40kVとした。このときには加
速電圧が低かったため、領域110、113には十分な
量のN型不純物が注入されたが、ゲイト絶縁膜が障害と
なって、領域111、112には少量のN型不純物しか
注入されなかった。このようにN型不純物濃度および窒
素イオンの濃度の違いによって、低抵抗領域(ソース/
ドレイン領域)110、113、高抵抗領域111、1
12を形成した。ドーピングガスとしてはフォスフィン
(PH3 )を用いた。(図2(A))
Thereafter, the process is shifted to the step shown in FIG. First, the active layer 10 of the TFT is formed by ion doping.
3, N-type impurity ions, for example, phosphorus ions were implanted in a self-aligned manner using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the surrounding anodic oxide film) and the gate insulating film as masks. The dose amount is 1 × 10 14 to 5 × 10 15 atom cm −2 , for example, 2 × 10 15 atom cm −2 , and the acceleration energy is 10 to 10.
60 keV, for example, 40 kV. At this time, since the acceleration voltage was low, a sufficient amount of N-type impurity was implanted into regions 110 and 113, but a small amount of N-type impurity was implanted into regions 111 and 112 because the gate insulating film became an obstacle. Did not. As described above, the difference in the N-type impurity concentration and the nitrogen ion concentration causes the low-resistance region (source /
Drain regions) 110, 113, high-resistance regions 111, 1
No. 12 was formed. Phosphine (PH 3 ) was used as a doping gas. (Fig. 2 (A))

【0030】SIMS(二次イオン質量分析法)の結果
によると、領域110、113の不純物濃度は1×10
20〜2×1021cm-3、領域111、112では1×1
17〜2×1018cm-3であった。ドーズ量換算では、
前者は5×1014〜5×1015cm-2、後者は2×10
13〜5×1014cm-2であった。この違いはゲイト絶縁
膜104’の有無によってもたらされたのであって、一
般的には、低抵抗不純物領域の不純物濃度は、高抵抗領
域のものより0.5〜3桁大きくなる。
According to the result of SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), the impurity concentration of the regions 110 and 113 is 1 × 10
20 to 2 × 10 21 cm −3 , 1 × 1 in the regions 111 and 112
0 17 to 2 × 10 18 cm −3 . In dose conversion,
The former is 5 × 10 14 to 5 × 10 15 cm −2 and the latter is 2 × 10
13 was ~5 × 10 14 cm -2. This difference is caused by the presence or absence of the gate insulating film 104 '. Generally, the impurity concentration of the low resistance impurity region is 0.5 to 3 orders of magnitude higher than that of the high resistance region.

【0031】続いて、プラズマCVD法によって、全面
に窒化珪素膜114を厚さ200〜2000Å、形成し
た。この窒化珪素膜はシラン(SiH4 )とアンモニア
(NH3 )とを1:5で混合し、基板温度250〜40
0℃、代表的には、350℃で形成した。シランとアン
モニアとの比において、シランの量を多めにすると珪素
が過剰な、すなわち、正の電荷を捕獲しうるトラップセ
ンターが多い窒化珪素膜となる。しかしながら、絶縁性
は、シランの量の少ない窒化珪素膜よりは悪い。すなわ
ち、絶縁性が十分であり、かつ、若干の過剰な珪素がク
ラスターとして存在するような窒化珪素膜が得られるよ
うに、シランとアンモニアの比率を決定する必要があ
る。具体的には、原子比率で考えて、Si/N=10/
1〜2/1で示される比率とすることが望ましい。
Subsequently, a silicon nitride film 114 having a thickness of 200 to 2000 に was formed on the entire surface by a plasma CVD method. This silicon nitride film is obtained by mixing silane (SiH 4 ) and ammonia (NH 3 ) at a ratio of 1: 5, and setting the substrate temperature to 250 to 40.
It was formed at 0 ° C., typically 350 ° C. When the amount of silane is increased in the ratio of silane to ammonia, silicon becomes excessive, that is, a silicon nitride film having many trap centers capable of capturing positive charges. However, the insulating property is worse than that of a silicon nitride film having a small amount of silane. That is, it is necessary to determine the ratio of silane and ammonia so that a silicon nitride film having sufficient insulating properties and having a slight excess of silicon as a cluster is obtained. Specifically, considering the atomic ratio, Si / N = 10 /
It is desirable to set the ratio to be 1 to 2/1.

【0032】また、この窒化珪素膜の代わりに一般的な
窒化珪素膜(Si34 またはそれに近い組成比率で示
される)で珪素が過剰な珪素膜が挟まれた構造を有する
3層構造の層(膜)を採用することも効果的である。具
体的には、活性層に接する側から10〜100Å例えば
50Åの一般的な窒化珪素膜と、20〜200Å例えば
100Åの珪素の過剰な珪素膜と、100〜1000Å
例えば500Åの一般的な珪素膜とを3層に積層した構
造を採用するのでもよい。
In addition, instead of this silicon nitride film, a three-layer structure having a structure in which a silicon film containing excess silicon is sandwiched by a general silicon nitride film (indicated by a composition ratio of Si 3 N 4 or similar) is used. It is also effective to employ a layer (film). Specifically, a general silicon nitride film of 10 to 100 °, for example, 50 °, an excess silicon film of 20 to 200 °, for example, 100 ° of silicon, and 100 to 1000 ° from the side in contact with the active layer.
For example, a structure in which a general silicon film of 500 ° and three layers are laminated may be adopted.

【0033】これは、正の電荷を捕獲しうる能力と絶縁
性とを両立させるための構成である。この場合、一般的
な窒化珪素膜(Si34 またはそれに近い組成比率で
示される)によって絶縁性が保たれ、珪素が過剰な珪素
膜によって、正の電荷を捕獲しうる能力を得ることがで
きる。
This is a configuration for achieving both the ability to capture positive charges and the insulating property. In this case, the insulating property is maintained by a general silicon nitride film (indicated by a composition ratio of Si 3 N 4 or a similar value), and the ability of silicon to capture a positive charge can be obtained by an excessive silicon film. it can.

【0034】なお、窒化珪素膜114の形成には、減圧
CVD法でもよく、また、珪素膜に窒素イオンを注入す
ることによって形成してもよい。このようにして窒化珪
素膜114を形成した後、XeFエキシマーレーザー
(波長355nm、パルス幅40nsec)を照射し
て、活性層中に導入された不純物イオンの活性化をおこ
なった。レーザー光は窒化珪素膜114を透過する必要
があるので、エキシマーレーザーのごとき紫外線レーザ
ーを用いる場合には波長の長いものが好ましい。
The silicon nitride film 114 may be formed by a low pressure CVD method, or may be formed by implanting nitrogen ions into the silicon film. After the silicon nitride film 114 was formed in this manner, XeF excimer laser (wavelength: 355 nm, pulse width: 40 nsec) was irradiated to activate the impurity ions introduced into the active layer. Since a laser beam needs to pass through the silicon nitride film 114, a longer wavelength is preferable when an ultraviolet laser such as an excimer laser is used.

【0035】なお、本実施例では上記の如く、エキシマ
ーレーザーを用いたが、他のレーザーを用いてもよいこ
とはいうまでもない。ただし、レーザーを用いるにあた
ってはパルス状のレーザーが好ましい。連続発振レーザ
ーでは照射時間が長いので、熱によって被照射物が熱に
よって膨張することによって剥離するような危険があ
る。
In this embodiment, an excimer laser is used as described above, but it goes without saying that another laser may be used. However, when using a laser, a pulsed laser is preferred. In the case of a continuous wave laser, the irradiation time is long, and there is a risk that an object to be irradiated is separated by expansion due to heat.

【0036】パルスレーザーに関しては、Nd:YAG
レーザー(Qスイッチパルス発振が望ましい)のごとき
赤外光レーザーやその第2高調波のごとき可視光、Kr
F、XeCl、ArF等のエキシマーを使用する各種紫
外光レーザーが使用できるが、金属膜の上面からレーザ
ー照射をおこなう場合には金属膜に反射されないような
波長のレーザーを選択する必要がある。もっとも、金属
膜が極めて薄い場合にはほとんど問題がない。また、レ
ーザー光は、基板側から照射してもよい。この場合には
下に存在するシリコン半導体膜を透過するレーザー光を
選択する必要がある。
As for the pulse laser, Nd: YAG
Infrared laser such as laser (preferably Q-switched pulse oscillation) and its visible light such as its second harmonic, Kr
Various ultraviolet lasers using excimers such as F, XeCl, and ArF can be used. However, when laser irradiation is performed from the upper surface of the metal film, it is necessary to select a laser having a wavelength that is not reflected by the metal film. However, there is almost no problem when the metal film is extremely thin. Further, the laser light may be applied from the substrate side. In this case, it is necessary to select a laser beam that passes through the underlying silicon semiconductor film.

【0037】また、上記のレーザーによるアニールは、
可視光線もしくは近赤外光の照射によるランプアニール
によるものでもよい。ランプアニールを行う場合には、
被照射面表面が600〜1000℃程度になるように、
600℃の場合は数分間、1000℃の場合は数10秒
間のランプ照射を行うようにする。近赤外線(例えば1.
2 μmの赤外線)によるアニールは、近赤外線が珪素半
導体に選択的に吸収され、ガラス基板をそれ程加熱せ
ず、しかも一回の照射時間を短くすることで、ガラス基
板に対する加熱を抑えることができ、極めて有用であ
る。
The laser annealing described above
Lamp annealing by irradiation of visible light or near-infrared light may be used. When performing lamp annealing,
So that the surface to be irradiated is about 600 to 1000 ° C.
Lamp irradiation is performed for several minutes at 600 ° C. and for several tens seconds at 1000 ° C. Near infrared (for example, 1.
Annealing with infrared light (2 μm) absorbs near-infrared rays selectively into the silicon semiconductor, does not heat the glass substrate so much, and shortens the time of one irradiation, thereby suppressing heating of the glass substrate. Very useful.

【0038】その後、イオンドーピング法によって水素
イオンをドーピングした。加速エネルギーは10〜50
kV、例えば、20kV、ドーズ量は1×1014〜5×
1015原子cm-2、例えば、1×1015cm-2とした。
これは窒化珪素膜114が通常の熱アニールでは水素を
通さないためにおこなった。少なくともソース/ドレイ
ンとチャネル形成領域の中間の領域に0.01〜10原
子%の水素がオーピングされることが望ましい。また、
この水素イオンのドーピングの工程は、先に導入された
不純物のレーザーアニール(もしくはランプアニール)
の工程の後におこなうことが望ましい。
Thereafter, hydrogen ions were doped by an ion doping method. Acceleration energy is 10-50
kV, for example, 20 kV, and the dose amount is 1 × 10 14 to 5 ×.
It was 10 15 atoms cm −2 , for example, 1 × 10 15 cm −2 .
This was performed because the silicon nitride film 114 did not allow hydrogen to pass through normal thermal annealing. It is desirable that 0.01 to 10 atomic% of hydrogen be doped into at least a region between the source / drain and the channel formation region. Also,
This hydrogen ion doping step is performed by laser annealing (or lamp annealing) of the impurity introduced earlier.
It is desirable to carry out after the step.

【0039】最後に、全面に層間絶縁物115として、
CVD法によって酸化珪素膜を厚さ2000Å〜1μ
m、例えば3000Å形成した。さらに、TFTのソー
ス/ドレインにコンタクトホールを形成し、アルミニウ
ム配線・電極116、117を形成した。そして、20
0〜400℃で窒素雰囲気中でアニールをおこなった。
この工程で、先にイオンドーピング法によって導入され
た水素原子が活性化された。以上によって、TFTが完
成された。(図2(C))
Finally, as an interlayer insulator 115 on the entire surface,
The silicon oxide film is formed to a thickness of 2000 to 1 μm by the CVD method.
m, for example, 3000 °. Further, contact holes were formed in the source / drain of the TFT, and aluminum wiring / electrodes 116 and 117 were formed. And 20
Annealing was performed at 0 to 400 ° C. in a nitrogen atmosphere.
In this step, the hydrogen atoms previously introduced by the ion doping method were activated. Thus, the TFT was completed. (Fig. 2 (C))

【0040】〔実施例2〕 図1および図3に本実施例
を示す。実施例1と同様なプロセスによって、ガラス基
板101上に下地膜102、活性層103、ゲイト絶縁
膜104’、ゲイト電極105、陽極酸化物108を形
成した。ただし、本実施例ではゲイト絶縁膜(酸化珪
素)の厚さを1000〜1500Å、例えば1200Å
とした。この結果、ゲイトリーク電流が少なく、また、
後のプロセスで高い陽極酸化電圧にも耐えることができ
る。(図1(E))
Embodiment 2 FIGS. 1 and 3 show this embodiment. A base film 102, an active layer 103, a gate insulating film 104 ', a gate electrode 105, and an anodic oxide 108 were formed on a glass substrate 101 by a process similar to that of the first embodiment. However, in this embodiment, the thickness of the gate insulating film (silicon oxide) is set at 1000 to 1500 °, for example, 1200 °.
And As a result, the gate leak current is small, and
It can withstand high anodic oxidation voltage in a later process. (FIG. 1 (E))

【0041】そして、イオンドーピング法によって、T
FTの活性層103に、ゲイト電極部(すなわちゲイト
電極とその周囲の陽極酸化膜)およびゲイト絶縁膜をマ
スクとして自己整合的に窒素イオンを注入した。ドーズ
量は1×1014〜3×1016原子cm-2、例えば2×1
15原子cm-2とし、加速電圧は50〜100kV、例
えば、80kVとした。この場合には、加速電圧が高い
ので、上にゲイト絶縁膜104’のない活性層領域13
0、133では、窒素イオンが透過してしまい、活性層
領域130、133にはほとんど窒素はドーピングされ
ず(SIMS(二次イオン質量分析)法によると1×1
19cm-3以下であった。)、一方、ゲイト絶縁膜が上
に存在する活性層領域131、132では窒素の濃度が
この領域で最大となったので、5×1019〜2×1021
原子cm-3(深さによって異なる)の濃度の窒素が導入
された。(図3(A))
Then, by ion doping, T
Nitrogen ions were implanted into the FT active layer 103 in a self-aligned manner using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the surrounding anodic oxide film) and the gate insulating film as masks. The dose amount is 1 × 10 14 to 3 × 10 16 atoms cm −2 , for example, 2 × 1
And 0 15 atoms cm -2, an acceleration voltage is 50~100KV, for example, was 80 kV. In this case, since the accelerating voltage is high, the active layer region 13 without the gate insulating film 104 'thereon is formed.
At 0 and 133, nitrogen ions are transmitted, and almost no nitrogen is doped into the active layer regions 130 and 133 (according to SIMS (secondary ion mass spectrometry) method, 1 × 1
0 19 cm -3 or less. On the other hand, in the active layer regions 131 and 132 on which the gate insulating film is present, the concentration of nitrogen becomes maximum in this region, so that 5 × 10 19 to 2 × 10 21.
Nitrogen at a concentration of atoms cm -3 (depending on depth) was introduced. (FIG. 3 (A))

【0042】続いて、陽極酸化物108をマスクとし
て、ゲイト絶縁膜104’をエッチングし、新たにゲイ
ト絶縁膜104”とした。そして、実施例1と同様に、
プラズマCVD法によって厚さ200〜2000Å、例
えば、1000Åの窒化珪素膜124を全面に堆積し
た。さらに、イオンドーピング法によって、TFTの活
性層にN型の不純物を注入した。ドーズ量は5×1014
〜5×1015cm-2、加速電圧は50〜100kV、例
えば、80kVとした。ドーピングガスとしてはフォス
フィン(PH3 )を用いた。この結果、領域120、1
21、122、123に同じ程度の量のN型不純物が注
入され、不純物領域が形成された。しかし、先に注入さ
れた窒素イオンの量の多少によって、領域120、12
3は低抵抗領域となったのに対し、領域121、122
は高抵抗領域となった。本実施例では、実施例1とは異
なり、燐イオンのドーピングの際に活性珪素層の表面に
窒化珪素膜が形成されているので、表面が荒れることを
防止することができた。(図3(B))
Subsequently, using the anodic oxide 108 as a mask, the gate insulating film 104 ′ is etched to form a new gate insulating film 104 ″.
A silicon nitride film 124 having a thickness of 200 to 2000 Å, for example, 1000 Å is deposited on the entire surface by a plasma CVD method. Further, N-type impurities were implanted into the active layer of the TFT by an ion doping method. The dose is 5 × 10 14
55 × 10 15 cm −2 , and the acceleration voltage was 50-100 kV, for example, 80 kV. Phosphine (PH 3 ) was used as a doping gas. As a result, the regions 120, 1
N-type impurities of the same amount were implanted into 21, 122, and 123 to form impurity regions. However, depending on the amount of the previously implanted nitrogen ions, the regions 120, 12
3 is a low resistance region, whereas regions 121 and 122
Became a high resistance region. In the present embodiment, unlike the first embodiment, since the silicon nitride film is formed on the surface of the active silicon layer at the time of doping with phosphorus ions, the surface can be prevented from being roughened. (FIG. 3 (B))

【0043】その後、XeFエキシマーレーザー(波長
355nm、パルス幅40nsec)を照射して、活性
層中に導入された不純物イオンおよび窒素イオンの活性
化をおこなった。SIMS(二次イオン質量分析法)の
結果によると、領域120、121、122、123の
燐の濃度は1×1020〜2×1021cm-3であった。ド
ーズ量換算では、5×1014〜5×1015cm-2であっ
た。
Thereafter, irradiation with a XeF excimer laser (wavelength: 355 nm, pulse width: 40 nsec) was performed to activate impurity ions and nitrogen ions introduced into the active layer. According to the result of SIMS (secondary ion mass spectrometry), the concentration of phosphorus in the regions 120, 121, 122, and 123 was 1 × 10 20 to 2 × 10 21 cm −3 . In terms of dose amount, it was 5 × 10 14 to 5 × 10 15 cm −2 .

【0044】その後、実施例1と同様に、イオンドーピ
ング法によって水素イオンをドーピングした。最後に、
全面に層間絶縁物125として、CVD法によって酸化
珪素膜を厚さ3000Å形成した。さらに、TFTのソ
ース/ドレインにコンタクトホールを形成し、アルミニ
ウム配線・電極139、140を形成した。そして、2
00〜400℃の窒素雰囲気でアニールをおこなった。
以上によって、TFTが完成された。本実施例では、実
施例1とは異なり、添加された抵抗材料(この場合は窒
素)の濃度の大小によって高抵抗領域を形成することを
特徴とする。(図3(C))
Thereafter, hydrogen ions were doped by an ion doping method in the same manner as in Example 1. Finally,
A silicon oxide film having a thickness of 3000 .ANG. Was formed on the entire surface as an interlayer insulator 125 by a CVD method. Further, contact holes were formed in the source / drain of the TFT, and aluminum wiring / electrodes 139 and 140 were formed. And 2
Annealing was performed in a nitrogen atmosphere at 00 to 400 ° C.
Thus, the TFT was completed. This embodiment is different from the first embodiment in that a high-resistance region is formed by the concentration of the added resistance material (in this case, nitrogen). (FIG. 3 (C))

【0045】図1および図3に示した手法を用いて、1
枚の基板上に複数のTFTを形成した例として、アクテ
ィブマトリクス型電気光学装置(例えば、液晶ディスプ
レー)で、同一基板上にマトリクス領域と、それを駆動
するための周辺駆動回路をモノリシックに形成した例を
図8(A)に示す。この例ではTFTはTFT1〜3の
3つを形成した。TFT1および2はドライバーTFT
として用いられるもので、図1の陽極酸化物108に相
当する酸化物の厚さを200〜2000Å、例えば10
00Åとし、イオンドーピングの際に、不純物イオンの
回折によって、若干、ゲイト電極と高抵抗領域(HR
D)がオーバーラップとなるようにした。図では、Nチ
ャネル型のTFT1のドレインとPチャネル型のTFT
2のドレインとを互いに配線503で接続し、また、T
FT1のソースを接地し、TFT2のソースを電源に接
続して、CMOSインバータとなるように構成した例を
示す。周辺回路としては、この他にもさまざまな回路が
あるが、それぞれの仕様にしたがって、このようなCM
OS型の回路とすればよい。
Using the method shown in FIGS. 1 and 3, 1
As an example in which a plurality of TFTs are formed on a single substrate, an active matrix type electro-optical device (for example, a liquid crystal display) is used to monolithically form a matrix region and a peripheral drive circuit for driving the matrix region on the same substrate. An example is shown in FIG. In this example, three TFTs 1 to 3 were formed. TFT1 and TFT2 are driver TFT
The thickness of the oxide corresponding to the anodic oxide 108 in FIG.
At the time of ion doping, the gate electrode and the high resistance region (HR) are slightly
D) overlapped. In the figure, the drain of the N-channel TFT 1 and the P-channel TFT
2 are connected to each other by a wiring 503, and T
An example is shown in which the source of the FT1 is grounded and the source of the TFT2 is connected to a power supply to form a CMOS inverter. There are various other peripheral circuits as well.
An OS-type circuit may be used.

【0046】一方、TFT3は画素用TFTとして用い
られるものであり、TFT3のソース/ドレイン電極の
一方はITOの画素電極502に接続されている。陽極
酸化物を前記TFT1および2と同じく1000Åとし
たが、ドレイン領域とゲイト電極との間の高抵抗領域の
幅y’は、0.4〜2μm、例えば、0.5μmとし、
リーク電流を抑制した。逆に、TFT1および2では、
高抵抗領域の幅yはTFT3のものより小さく、例え
ば、0.2μmとした。このように高抵抗領域の幅をT
FTによって変えるには、多孔質陽極酸化物107の厚
さをTFTによって変えればよく、そのためには、TF
T1および2とTFT3とで、陽極酸化時のゲイト配線
を別系統として、独立に制御できるようにしておけばよ
い。また、このように画素用のTFT3では、高抵抗領
域の幅が大きいので電圧印加にともなう、ゲイト−ドレ
イン間の寄生容量を減じせしめることができた。これ
は、画素用TFTとして用いるには好ましいことであ
る。
On the other hand, the TFT 3 is used as a pixel TFT, and one of the source / drain electrodes of the TFT 3 is connected to the pixel electrode 502 of ITO. The anodic oxide was 1000 ° like the TFTs 1 and 2, but the width y ′ of the high resistance region between the drain region and the gate electrode was 0.4 to 2 μm, for example, 0.5 μm.
The leakage current was suppressed. Conversely, in TFTs 1 and 2,
The width y of the high resistance region is smaller than that of the TFT 3, for example, 0.2 μm. Thus, the width of the high resistance region is set to T
To change the thickness by the FT, the thickness of the porous anodic oxide 107 may be changed by the TFT.
The gate wiring at the time of anodic oxidation may be separately controlled between T1 and T2 and the TFT3 so that they can be controlled independently. In addition, in the TFT 3 for the pixel as described above, since the width of the high-resistance region is large, the parasitic capacitance between the gate and the drain due to the application of the voltage can be reduced. This is preferable for use as a pixel TFT.

【0047】また、TFT1および3はNチャネル型で
あるので、本実施例の作製方法を用いればよいが、TF
T2はPチャネル型であるので、本実施例のプロセスを
そのまま採用することは特性の上で好ましくない。すな
わち、Nチャネル型TFTでは図3(A)から(B)に
移行する段階で、ゲイト絶縁膜104’をゲイト電極部
に沿ってエッチングし、新たにゲイト絶縁膜104”と
したが、Pチャネル型TFTでは、このような処理をお
こなわないようにした。これは、高抵抗領域に窒化珪素
膜501(図2の窒化珪素膜124に対応)が接触する
ことをおそれたためである。というのも、窒化珪素膜5
01は正の電荷をトラップするので、Pチャネル型TF
Tの場合には、窒化珪素膜124の存在によって、高抵
抗領域がN型に反転して、ドース/ドレイン間の電流を
妨げるからである。したがって、Pチャネル型は図に示
すような形状となっている。
Since the TFTs 1 and 3 are of the N-channel type, the manufacturing method of this embodiment may be used.
Since T2 is a P-channel type, it is not preferable in terms of characteristics to employ the process of this embodiment as it is. That is, in the case of the N-channel type TFT, the gate insulating film 104 'is etched along the gate electrode portion at the stage of transition from FIG. Such processing is not performed in the type TFT, because the silicon nitride film 501 (corresponding to the silicon nitride film 124 in FIG. 2) may be in contact with the high resistance region. , Silicon nitride film 5
01 traps positive charges, so that the P-channel type TF
In the case of T, the presence of the silicon nitride film 124 causes the high-resistance region to be inverted to N-type, preventing current between the source and the drain. Therefore, the P-channel type has a shape as shown in the figure.

【0048】〔実施例3〕 図5にNチャネル型TFT
を形成する実施例を示す。まず、絶縁表面を有する基板
(例えばコーニング7059)201上に実施例1の図
1(A)、(B)の工程を用いて、下地酸化膜202、
島状性珪素半導体領域(例えば厚さ800Åの結晶性珪
素半導体)203、厚さ1200Åの酸化珪素膜20
4、アルミニウム膜(厚さ200nm〜1μm)による
ゲイト電極205とゲイト電極の側面に多孔質の陽極酸
化物(厚さ3000Å〜1μm、例えば5000Å)2
06を形成した。(図5(A)) そして、実施例1と同様にバリヤ型の厚さ1000〜2
500Åの陽極酸化物207を形成した。(図5
(B))
Embodiment 3 FIG. 5 shows an N-channel type TFT.
An example in which is formed will be described. First, a base oxide film 202 is formed on a substrate (for example, Corning 7059) 201 having an insulating surface by using the steps of FIGS.
Island-like silicon semiconductor region (for example, a crystalline silicon semiconductor having a thickness of 800 °) 203, and a silicon oxide film 20 having a thickness of 1200 °
4. A gate electrode 205 made of an aluminum film (thickness: 200 nm to 1 μm) and a porous anodic oxide (thickness: 3000 to 1 μm, for example, 5000 °) on the side surface of the gate electrode.
06 was formed. (FIG. 5 (A)) Then, similarly to the first embodiment, the thickness of the barrier mold is 1000-2.
A 500 ° anodic oxide 207 was formed. (FIG. 5
(B))

【0049】さらに、多孔質陽極酸化物206をマスク
として、酸化珪素膜204をエッチングし、ゲイト絶縁
膜204’を形成した。その後、バリヤ型陽極酸化膜2
07をマスクとして、多孔質陽極酸化膜206をエッチ
ング除去した。その後、ゲイト電極部(205、20
7)およびゲイト絶縁膜204’をマスクとしてイオン
ドーピング法によって不純物注入をおこない、低抵抗不
純物領域208、211、高抵抗不純物領域209、2
10を形成した。ドーズ量は1〜5×1014原子c
-2、加速電圧は30〜90kVとした。不純物として
は燐を用いた。(図5(C))
Further, using the porous anodic oxide 206 as a mask, the silicon oxide film 204 was etched to form a gate insulating film 204 '. After that, the barrier type anodic oxide film 2
07, the porous anodic oxide film 206 was removed by etching. Thereafter, the gate electrode portions (205, 20)
7) and impurity implantation is performed by ion doping using the gate insulating film 204 ′ as a mask to form low-resistance impurity regions 208 and 211, high-resistance impurity regions 209 and
10 was formed. Dose amount is 1-5 × 10 14 atoms c
m -2 and the acceleration voltage were 30 to 90 kV. Phosphorus was used as an impurity. (FIG. 5 (C))

【0050】さらに、全面に適当な金属、例えば、チタ
ン、ニッケル、モリブテン、タングステン、白金、パラ
ジウム等の被膜、例えば、厚さ50〜500Åのチタン
膜212をスパッタ法によって全面に形成した。この結
果、金属膜(ここではチタン膜)212は低抵抗不純物
領域208、211に密着して形成された。(図5
(D))
Further, a coating of a suitable metal, for example, titanium, nickel, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, etc., for example, a titanium film 212 having a thickness of 50 to 500.degree. As a result, the metal film (here, titanium film) 212 was formed in close contact with the low-resistance impurity regions 208 and 211. (FIG. 5
(D))

【0051】そして、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、ドー
ピングされた不純物の活性化とともに、金属膜(ここで
はチタン)と活性層の珪素を反応させ、金属珪化物(こ
こでは珪化チタン)の領域213、214を形成した。
レーザーのエネルギー密度は200〜400mJ/cm
2 、好ましくは250〜300mJ/cm2 が適当であ
った。また、レーザー照射時には基板を200〜500
℃に加熱しておくと、チタン膜の剥離を抑制することが
できた。
Then, irradiation with a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) activates the doped impurities and reacts the metal film (here, titanium) with the silicon of the active layer to form a metal silicide ( Here, regions 213 and 214 of (titanium silicide) were formed.
Laser energy density is 200-400mJ / cm
2 , preferably 250 to 300 mJ / cm 2 . When the laser is irradiated, the substrate is 200 to 500
By heating to ℃, the peeling of the titanium film could be suppressed.

【0052】この後、過酸化水素とアンモニアと水とを
5:2:2で混合したエッチング液でチタン膜のエッチ
ングした。露出した活性層と接触した部分以外のチタン
膜(例えば、ゲイト絶縁膜204’や陽極酸化膜207
上に存在したチタン膜)はそのまま金属状態で残ってい
るので、このエッチングで除去できる。一方、金属珪化
物である珪化チタン213、214はエッチングされな
いので、残存させることができる。
Thereafter, the titanium film was etched with an etching solution in which hydrogen peroxide, ammonia and water were mixed at a ratio of 5: 2: 2. Titanium films other than those in contact with the exposed active layer (for example, the gate insulating film 204 'and the anodic oxide film 207)
Since the titanium film existing on the upper surface remains in a metal state as it is, it can be removed by this etching. On the other hand, titanium silicides 213 and 214, which are metal silicides, are not etched and can be left.

【0053】その後、ドライエッチング法によって、ゲ
イト電極部をマスクとして、ゲイト絶縁膜204’をエ
ッチングし、200〜500Åだけ残した形状の新たな
ゲイト絶縁膜204”を形成した。そして、プラズマC
VD法によって、厚さ200〜2000Åの厚さの窒化
珪素膜217を全面に形成した。本実施例では、実施例
2と異なり、窒化珪素成膜の際にも高抵抗領域209、
210上に薄い酸化珪素膜が残っているので、成膜時の
ダメージを和らげることができる。(図5(E))
Thereafter, the gate insulating film 204 'is etched by dry etching using the gate electrode portion as a mask to form a new gate insulating film 204 "having a shape leaving 200 to 500.degree.
A silicon nitride film 217 having a thickness of 200 to 2000 Å was formed on the entire surface by the VD method. In the present embodiment, unlike the second embodiment, the high-resistance region 209 and
Since a thin silicon oxide film remains on 210, damage at the time of film formation can be reduced. (FIG. 5E)

【0054】その後、イオンドーピング法によって水素
イオンを活性層中にドーピングした。最後に、図5
(F)に示すように、全面に層間絶縁物218として、
CVD法によって酸化珪素膜を厚さ2000Å〜1μ
m、例えば、3000Å形成し、TFTのソース/ドレ
インにコンタクトホールを形成し、アルミニウム配線・
電極219、220を2000Å〜1μm、例えば50
00Åの厚さに形成した。
Thereafter, hydrogen ions were doped into the active layer by an ion doping method. Finally, FIG.
As shown in (F), an interlayer insulator 218 is formed on the entire surface.
The silicon oxide film is formed to a thickness of 2000 to 1 μm by the CVD method.
m, for example, 3000、3, contact holes are formed in the source / drain of the TFT, and aluminum wiring and
The electrodes 219 and 220 are set at 2000 to 1 μm,
It was formed to a thickness of 00 °.

【0055】本実施例においてはアルミニウム配線がコ
ンタクトする部分は珪化チタンであり、アルミニウムと
の界面の安定性が珪素の場合よりも良好であるので、信
頼性の高いコンタクトが得られた。また、このアルミニ
ウム電極219、220と珪化物領域213、214の
間にバリヤメタルとして、例えば窒化チタンを形成する
とより一層、信頼性を向上させることができる。本実施
例では、珪化物領域のシート抵抗は10〜50Ω/□と
なった。一方、ソース/ドレインと同一導電型の高抵抗
不純物領域209、210では10〜500kΩ/□で
あった。
In this embodiment, the portion where the aluminum wiring contacts is made of titanium silicide, and the stability of the interface with aluminum is better than that of silicon, so that a highly reliable contact was obtained. Further, when titanium nitride is formed as a barrier metal between the aluminum electrodes 219 and 220 and the silicide regions 213 and 214, the reliability can be further improved. In this example, the sheet resistance in the silicide region was 10 to 50 Ω / □. On the other hand, in the high-resistance impurity regions 209 and 210 having the same conductivity type as the source / drain, the resistance was 10 to 500 kΩ / □.

【0056】また、高抵抗領域は酸化珪素膜を介して、
窒化珪素膜217によって覆われているので、外部から
のナトリウム等の可動イオンの進入を防止する。さら
に、この窒化珪素膜217が正の電荷をトラップするこ
とによってその下の酸化珪素膜にトラップされた負の電
荷の効果を相殺することは、既に述べた通りである。
Further, the high-resistance region is formed via a silicon oxide film.
Since it is covered with the silicon nitride film 217, entry of mobile ions such as sodium from the outside is prevented. Further, as described above, the silicon nitride film 217 traps the positive charges, thereby canceling the effect of the negative charges trapped in the silicon oxide film thereunder.

【0057】本実施例では、低抵抗不純物領域211と
金属珪化物領域214とを概略一致させるこができた。
特にゲイト絶縁膜204’の端部215と高抵抗不純物
領域210と低抵抗不純物領域211の境界216を概
略一致せしめ、同時にこの端部215と金属珪化物領域
214の端部とを概略一致せしめることができた。
In this embodiment, the low-resistance impurity region 211 and the metal silicide region 214 can be substantially matched.
In particular, the end 215 of the gate insulating film 204 ′ and the boundary 216 between the high-resistance impurity region 210 and the low-resistance impurity region 211 substantially coincide with each other, and at the same time, the end 215 and the end of the metal silicide region 214 substantially coincide with each other. Was completed.

【0058】図5に示した手法を用いて、1枚の基板上
に複数のTFTを形成した例として、アクティブマトリ
クス型電気光学装置(例えば、液晶ディスプレー)で、
同一基板上にマトリクス領域と、それを駆動するための
周辺駆動回路をモノリシックに形成した例を図8(B)
に示す。この例ではTFTはTFT1〜3の3つを形成
した。TFT1および2はドライバーTFTとしてCM
OS化した構成、ここではインバータ構成として用いた
もので、図2の陽極酸化物207に相当する酸化物の厚
さを200〜2000Å、例えば1000Åとした。一
方、TFT3は画素TFTとして用いられるものであ
り、同じく陽極酸化物の厚さを1000Åとした。TF
T3のソース/ドレイン電極の一方はITOの画素電極
505に接続されている。506はインバータの出力端
子、504は窒化珪素膜(図5の217に対応)を示
す。
As an example in which a plurality of TFTs are formed on one substrate using the method shown in FIG. 5, an active matrix type electro-optical device (for example, a liquid crystal display)
FIG. 8B shows an example in which a matrix region and a peripheral drive circuit for driving the matrix region are monolithically formed on the same substrate.
Shown in In this example, three TFTs 1 to 3 were formed. TFT1 and TFT2 are CM as driver TFT
The thickness of the oxide corresponding to the anodic oxide 207 in FIG. 2 was set to 200 to 2000 例 え ば, for example, 1000 で. On the other hand, the TFT 3 is used as a pixel TFT, and the thickness of the anodic oxide is set to 1000 °. TF
One of the source / drain electrodes of T3 is connected to the pixel electrode 505 of ITO. Reference numeral 506 denotes an output terminal of the inverter, and 504 denotes a silicon nitride film (corresponding to 217 in FIG. 5).

【0059】陽極酸化物に関しては、イオン注入の際の
回り込みを考慮し、ゲイト電極の端部とソース/ドレイ
ン領域の端部が一致するよう、陽極酸化物の厚さを選択
した。TFT3のソース/ドレイン電極の一方はITO
の画素電極502に接続されている。TFT3では高抵
抗領域の幅y’を0.4〜5μm、例えば、0.5μm
とし、一方、TFT1および2では、幅yをそれよりも
短く、例えば0.2μmとした。このように高抵抗領域
の幅をTFTによって変えるには、多孔質陽極酸化物2
06の厚さをTFTによって変えればよく、そのために
は、TFT1および2とTFT3とで、陽極酸化時の配
線を別系統として、独立に制御できるようにしておけば
よい。なお、TFT1およびTFT3はNチャネル型T
FT、TFT2はPチャネル型TFTである。このよう
に画素用のTFT3では、高抵抗領域の幅が大きいので
電圧印加にともなう、ゲイト−ドレイン間の寄生容量を
減じせしめることができた。これは、画素用TFTとし
て用いるには好ましいことである。
With respect to the anodic oxide, the thickness of the anodic oxide was selected so that the end of the gate electrode and the end of the source / drain region coincided with each other in consideration of the wraparound during ion implantation. One of the source / drain electrodes of TFT3 is ITO
Are connected to the pixel electrode 502. In the TFT 3, the width y ′ of the high resistance region is set to 0.4 to 5 μm, for example, 0.5 μm.
On the other hand, in TFTs 1 and 2, the width y was shorter than that, for example, 0.2 μm. In order to change the width of the high resistance region by the TFT as described above, the porous anodic oxide 2
The thickness of 06 may be changed depending on the TFT, and for this purpose, the TFTs 1 and 2 and the TFT 3 may be controlled independently of each other by using a separate wiring for anodic oxidation. Note that TFT1 and TFT3 are N-channel TFTs.
FT and TFT2 are P-channel TFTs. As described above, in the pixel TFT 3, since the width of the high-resistance region is large, the parasitic capacitance between the gate and the drain due to the application of the voltage can be reduced. This is preferable for use as a pixel TFT.

【0060】なお、NチャネルTFTであるTFT1お
よび3は、本実施例で示した通りのプロセスで作製され
たが、Pチャネル型TFTであるTFT2の構造がTF
T1および3と異なるのは実施例2で説明したことと同
じ理由による。本実施例ではイオンドーピングの工程の
後にチタン膜成膜の工程を配したが、この順番を逆にし
てもよい。この場合には、イオン照射の際にチタン膜が
全面を被覆しているので、絶縁基板で問題となった異状
帯電(チャージアップ)防止の上で効果が大である。ま
た、イオンドーピング後にレーザー等によってアニール
してから、チタン膜を形成して、レーザー等の照射、あ
るいは熱アニールによって、珪化チタンを形成してもよ
い。
The TFTs 1 and 3 which are N-channel TFTs were manufactured by the process shown in this embodiment.
The difference from T1 and T3 is due to the same reason as described in the second embodiment. In this embodiment, the step of forming a titanium film is provided after the step of ion doping, but the order may be reversed. In this case, since the titanium film covers the entire surface at the time of ion irradiation, the effect is large in preventing abnormal charging (charge-up) which has become a problem in the insulating substrate. After the ion doping, annealing may be performed by a laser or the like, and then a titanium film may be formed. Then, titanium silicide may be formed by irradiation with a laser or the like or thermal annealing.

【0061】〔実施例4〕 図6に本実施例を示す。ま
ず、基板(コーニング7059)301上に実施例1と
同様に、図1(A)〜(C)の工程を用いて、下地酸化
膜302、島状結晶性半導体領域、例えば珪素半導体領
域303、酸化珪素膜304、アルミニウム膜(厚さ2
000Å〜1μm)によるゲイト電極305とゲイト電
極の側面に多孔質の陽極酸化物(厚さ6000Å)30
6、さらに、前記ゲイト電極305と多孔質陽極酸化物
306の間にバリヤ型の陽極酸化物307を形成した。
(図6(A))
Embodiment 4 FIG. 6 shows this embodiment. First, on the substrate (Corning 7059) 301, the base oxide film 302, the island-shaped crystalline semiconductor region, for example, the silicon semiconductor region 303 is formed on the substrate (Corning 7059) 301 by using the steps of FIGS. Silicon oxide film 304, aluminum film (thickness 2
000 .mu.m-1 .mu.m) and a porous anodic oxide (6000 .mu.m thick) 30 on the side surfaces of the gate electrode 305. FIG.
6. Further, a barrier type anodic oxide 307 was formed between the gate electrode 305 and the porous anodic oxide 306.
(FIG. 6 (A))

【0062】さらに、多孔質陽極酸化物306をマスク
として、酸化珪素膜304をエッチングし、ゲイト絶縁
膜304’を形成した。その後、多孔質陽極酸化物30
6をエッチングして、ゲイト絶縁膜304’の一部を露
出せしめた。そして、全面に適当な金属、例えば、厚さ
50〜500Åのチタン膜308をスパッタ法によって
全面に形成した。(図6(B))
Further, using the porous anodic oxide 306 as a mask, the silicon oxide film 304 was etched to form a gate insulating film 304 '. Then, the porous anodic oxide 30
6 was etched to expose a part of the gate insulating film 304 '. Then, an appropriate metal, for example, a titanium film 308 having a thickness of 50 to 500 ° was formed on the entire surface by sputtering. (FIG. 6 (B))

【0063】そして、イオンドーピング法によって、T
FTの活性層にN型の不純物を注入した。ドーズ量は5
×1014〜5×1015cm-2、加速エネルギーは10〜
30keVとした。このときには加速電圧が低かったた
め、領域309、312には十分な量のN型不純物が注
入されたが、ゲイト絶縁膜が障害となって、領域31
0、311には少量のN型不純物しか注入されなかっ
た。このようにN型不純物濃度および炭素イオンの濃度
の違いによって、低抵抗領域(ソース/ドレイン領域)
309、312、高抵抗領域310、311を形成し
た。ドーピングガスとしてはフォスフィン(PH3 )を
用いた。(図6(D))
Then, by ion doping, T
N-type impurities were implanted into the FT active layer. The dose is 5
× 10 14 -5 × 10 15 cm -2 , acceleration energy is 10
30 keV. At this time, since the accelerating voltage was low, a sufficient amount of N-type impurity was implanted into the regions 309 and 312, but the gate insulating film hindered the region 31 and 312.
Only a small amount of N-type impurities were implanted into 0 and 311. As described above, depending on the difference between the N-type impurity concentration and the carbon ion concentration, the low-resistance region (source / drain region)
309, 312 and high resistance regions 310, 311 were formed. Phosphine (PH 3 ) was used as a doping gas. (FIG. 6 (D))

【0064】そして、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、チタ
ンと活性層の珪素を反応させ、珪化チタン領域313、
314を形成するとともに、領域310、311にドー
ピングされた不純物の活性化をおこなった。レーザーの
エネルギー密度は200〜400mJ/cm2 、好まし
くは250〜300mJ/cm2 が適当であった。ま
た、レーザー照射時には基板を200〜500℃に加熱
しておくと、チタン膜の剥離を抑制することはできた。
この工程は、可視光線もしくは近赤外光の照射によるラ
ンプアニールによるものでもよい。
Then, a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) is irradiated to cause a reaction between titanium and silicon in the active layer.
314 was formed, and the impurities doped in the regions 310 and 311 were activated. The energy density of the laser was 200 to 400 mJ / cm 2 , and preferably 250 to 300 mJ / cm 2 . In addition, when the substrate was heated to 200 to 500 ° C. during laser irradiation, peeling of the titanium film could be suppressed.
This step may be performed by lamp annealing by irradiation with visible light or near infrared light.

【0065】この後、過酸化水素とアンモニアと水とを
5:2:2で混合したエッチング液でチタン膜のエッチ
ングした。露出した活性層と接触し、珪化チタンとなっ
た部分以外のチタン膜(例えば、ゲイト絶縁膜304’
や陽極酸化膜307上に存在したチタン膜)はそのまま
金属状態で残っているので、このエッチングで除去でき
る。一方、珪化チタン317、318はエッチングされ
ないので、残存させることができる。その後、ドライエ
ッチング法によって、ゲイト電極部をマスクとして、ゲ
イト絶縁膜304’をエッチングし、新たなゲイト絶縁
膜304”を形成した。そして、プラズマCVD法によ
って、厚さ200〜2000Åの厚さの窒化珪素膜31
5を全面に形成した。(図6(E))
Thereafter, the titanium film was etched with an etching solution in which hydrogen peroxide, ammonia and water were mixed at a ratio of 5: 2: 2. A titanium film (for example, a gate insulating film 304 ′) other than a portion which is in contact with the exposed active layer and becomes titanium silicide.
And the titanium film present on the anodic oxide film 307 remain in a metal state as it is, and can be removed by this etching. On the other hand, the titanium silicides 317 and 318 are not etched and can be left. Thereafter, the gate insulating film 304 'is etched by dry etching using the gate electrode portion as a mask to form a new gate insulating film 304 ". Then, a 200-2000 mm thick gate insulating film 304" is formed by plasma CVD. Silicon nitride film 31
5 was formed on the entire surface. (FIG. 6E)

【0066】その後、イオンドーピング法によって水素
イオンを活性層中にドーピングし、窒素雰囲気でアニー
ルした。そして、全面に層間絶縁物316として、CV
D法によって酸化珪素膜を厚さ6000Å形成し、TF
Tのソース/ドレインにコンタクトホールを形成し、ア
ルミニウム配線・電極317、318を形成した。以上
の工程によって、高抵抗領域を有するTFTが完成され
た。(図6(F))
Thereafter, the active layer was doped with hydrogen ions by an ion doping method, and annealed in a nitrogen atmosphere. Then, CV is applied as an interlayer insulator 316 on the entire surface.
A silicon oxide film is formed to a thickness of 6000 mm by the D method,
Contact holes were formed in the source / drain of T, and aluminum wiring and electrodes 317 and 318 were formed. Through the above steps, a TFT having a high resistance region was completed. (FIG. 6 (F))

【0067】図6に示した作製工程によってTFTをア
クティブマトリクス型液晶表示装置の画素に用いた例
(断面図)を図8(C)に示す。図において、領域50
7はTFT領域、領域508は画素電極の容量を補うた
めの補助容量の領域、領域509は1層目と2層目の配
線のコンタクト領域を示す。図から明らかなように、T
FTの活性珪素層およびゲイト電極、さらには、ゲイト
電極と同一面内の配線510、511(これらはいずれ
も表面に陽極酸化膜が形成されている)を覆って、窒化
珪素膜512が設けられている。そして、窒化珪素膜上
には層間絶縁物513が形成される。
FIG. 8C shows an example (cross-sectional view) in which a TFT is used for a pixel of an active matrix liquid crystal display device by the manufacturing process shown in FIG. In the figure, area 50
Reference numeral 7 denotes a TFT region, a region 508 denotes a storage region for supplementing the capacitance of the pixel electrode, and a region 509 denotes a contact region of the first and second wiring layers. As is clear from the figure, T
A silicon nitride film 512 is provided so as to cover the active silicon layer and the gate electrode of the FT and the wirings 510 and 511 (both of which have an anodic oxide film formed on the surface) in the same plane as the gate electrode. ing. Then, an interlayer insulator 513 is formed on the silicon nitride film.

【0068】TFTのソース電極は516、ドレイン電
極は517で、517はITOの画素電極514に接続
している。配線510を覆う層間絶縁物513は領域5
15では除去されており、画素電極514と配線510
が、陽極酸化膜と窒化珪素膜512を挟んで向かい合っ
ており、容量を形成している。この場合には、電極間が
狭いことと、窒化珪素、陽極酸化膜(酸化アルミニウ
ム)とも誘電率が大きいことから、狭い面積で大きな容
量を得ることができる。配線511上の層間絶縁物51
3および窒化珪素膜512、陽極酸化膜はエッチング除
去されてコンタクトホールとなり、ソース/ドレイン電
極と同じ2層目の配線518とコンタクトしている。
The source electrode 516 and the drain electrode 517 of the TFT are connected to the pixel electrode 514 of ITO, 517. The interlayer insulator 513 covering the wiring 510 is in the region 5
In FIG. 15, the pixel electrode 514 and the wiring 510 are removed.
Are opposed to each other with the anodic oxide film and the silicon nitride film 512 interposed therebetween to form a capacitor. In this case, a large capacitance can be obtained in a small area because the distance between the electrodes is narrow and the dielectric constant of both silicon nitride and the anodic oxide film (aluminum oxide) is large. Interlayer insulator 51 on wiring 511
3, the silicon nitride film 512, and the anodic oxide film are removed by etching to form contact holes, which are in contact with the second-layer wiring 518 that is the same as the source / drain electrodes.

【0069】〔実施例5〕 図7に本実施例を示す。ま
ず、基板(コーニング7059)401上に下地酸化膜
402、島状結晶性半導体領域、例えば珪素半導体領域
403、酸化珪素膜404、アルミニウム膜(厚さ20
00Å〜1μm)によるゲイト電極405を形成した。
(図7(A)) そして、ゲイト電極の上面および側面に多孔質の陽極酸
化物(厚さ6000Å)406を形成した。陽極酸化の
条件は実施例1の陽極酸化物107の作製条件と同じと
した。(図7(B)) さらに、前記ゲイト電極405と多孔質陽極酸化物40
6の間にバリヤ型の陽極酸化物407を形成した。(図
7(C))
Embodiment 5 FIG. 7 shows this embodiment. First, on a substrate (Corning 7059) 401, a base oxide film 402, an island-shaped crystalline semiconductor region such as a silicon semiconductor region 403, a silicon oxide film 404, and an aluminum film (thickness 20)
The gate electrode 405 was formed with a thickness of about 00 to 1 μm).
(FIG. 7 (A)) Then, a porous anodic oxide (thickness: 6000 °) 406 was formed on the upper surface and side surfaces of the gate electrode. The conditions of the anodic oxidation were the same as the conditions for forming the anodic oxide 107 of Example 1. (FIG. 7B) Further, the gate electrode 405 and the porous anodic oxide 40
6, a barrier-type anodic oxide 407 was formed. (FIG. 7 (C))

【0070】その後、多孔質陽極酸化物406をマスク
として、イオンドーピング法によって、TFTの活性層
にN型の不純物を注入した。ドーズ量は5×1014〜5
×1015cm-2、加速エネルギーは40〜100keV
とした。ドーピングガスとしてはフォスフィン(PH
3 )を用いた。以上の工程によって、低抵抗領域(ソー
ス/ドレイン領域)408、409、およびチャネル形
成領域と実質的に同じ導電型でゲイト電極の影響の少な
い高抵抗領域(オフセット領域、図示せず)を形成し
た。オフセット領域の幅zは陽極酸化物406および4
07の厚さによって決定される。(図7(D))
Thereafter, using the porous anodic oxide 406 as a mask, an N-type impurity was implanted into the active layer of the TFT by ion doping. The dose is 5 × 10 14 to 5
× 10 15 cm -2 , acceleration energy is 40-100 keV
And Phosphine (PH
3 ) was used. Through the above-described steps, low-resistance regions (source / drain regions) 408 and 409 and a high-resistance region (offset region, not shown) having substantially the same conductivity type as the channel formation region and less affected by the gate electrode were formed. . The width z of the offset region is anodic oxides 406 and 4
07. (FIG. 7 (D))

【0071】さらに、多孔質陽極酸化物406をエッチ
ング除去し、バリヤ型陽極酸化物407の表面を露出せ
しめた。その後、KrFエキシマーレーザー(波長35
5nm、パルス幅40nsec)を照射して、ドーピン
グされた不純物の活性化をおこなった。レーザーのエネ
ルギー密度は200〜400mJ/cm2 、好ましくは
250〜300mJ/cm2 が適当であった。また、レ
ーザー照射時には基板を200〜500℃に加熱しても
よかった。この工程は、可視光線もしくは近赤外光の照
射によるランプアニールによるものでもよい。そして、
全面に窒化珪素膜410をプラズマCVD法によって、
厚さ200〜2000Å、例えば1000Å形成した。
さらに、水素イオンをイオンドーピング法によって注入
し、窒素雰囲気中でアニールすることによって活性化せ
しめた。(図7(E))
Further, the porous anodic oxide 406 was removed by etching to expose the surface of the barrier anodic oxide 407. Then, a KrF excimer laser (wavelength 35
Irradiation of 5 nm and a pulse width of 40 nsec) was performed to activate the doped impurities. The energy density of the laser was 200 to 400 mJ / cm 2 , and preferably 250 to 300 mJ / cm 2 . Further, the substrate may be heated to 200 to 500 ° C. during laser irradiation. This step may be performed by lamp annealing by irradiation with visible light or near infrared light. And
A silicon nitride film 410 is formed on the entire surface by a plasma CVD method.
The thickness was 200 to 2000 Å, for example, 1000 Å.
Further, hydrogen ions were implanted by an ion doping method, and activated by annealing in a nitrogen atmosphere. (FIG. 7E)

【0072】最後に、図7(F)に示すように、全面に
層間絶縁物411として、CVD法によって酸化珪素膜
を厚さ6000Å形成し、TFTのソース/ドレインに
コンタクトホールを形成し、窒化チタンとアルミニウム
の多層の配線・電極412、413を形成した。以上の
工程によって、TFTが完成された。
Finally, as shown in FIG. 7F, a silicon oxide film having a thickness of 6000 mm is formed on the entire surface as an interlayer insulator 411 by the CVD method, contact holes are formed in the source / drain of the TFT, and nitrided. The multilayer wiring / electrodes 412 and 413 of titanium and aluminum were formed. Through the above steps, a TFT was completed.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によって、Nチャネ型のTFTに
おいて、高抵抗領域(HRD)、すなわち、弱いN型の
領域もしくはオフセット領域を自己整合的に形成し、か
つ、該領域上に、あるいは該領域上の酸化珪素膜上に正
の電荷をトラップしうる被膜(例えば、窒化珪素膜)を
形成することによって、高抵抗領域に生ずる寄生チャネ
ルの発生を防止することができた。本発明は、特に、ド
レイン電圧が数Vでの移動度の低下を防ぐことに有効で
あった。このため、かかるNチャネル型TFTを液晶表
示装置の画素トランジスタとして用いた場合には、微妙
な電圧を制御することができ、映像とした場合の繊細な
中間調を再現するうえで好ましかった。
According to the present invention, in an N-channel TFT, a high-resistance region (HRD), that is, a weak N-type region or an offset region is formed in a self-aligning manner and is formed on or in the region. By forming a film (for example, a silicon nitride film) capable of trapping positive charges on the silicon oxide film over the region, it was possible to prevent generation of a parasitic channel generated in the high resistance region. The present invention was particularly effective in preventing a decrease in mobility at a drain voltage of several volts. For this reason, when such an N-channel TFT is used as a pixel transistor of a liquid crystal display device, a delicate voltage can be controlled, and it is preferable to reproduce a delicate halftone image. .

【0074】本発明のTFTは、半導体集積回路が形成
された基板上に3次元集積回路を形成する場合でも、ガ
ラスまたは有機樹脂等の上に形成される場合でも同様に
形成されることはいうまでもないが、いずれの場合にも
絶縁表面上に形成されることを特徴とする。特に周辺回
路を同一基板上に有するモノリシック型アクティブマト
リクス回路等の電気光学装置に対する本発明の効果は著
しい。すなわち、本発明によるTFTは逆方向リーク電
流が低く、耐圧も高く、さらに、信頼性も高い(劣化の
程度が小さい)という特徴を有するからであり、これ
は、例えばアクティブマトリクス回路の画素TFTとし
て用いる場合に有効である。
It can be said that the TFT of the present invention is formed in the same manner when a three-dimensional integrated circuit is formed on a substrate on which a semiconductor integrated circuit is formed, or when formed on glass or an organic resin. In any case, it is characterized in that it is formed on an insulating surface. In particular, the effect of the present invention is remarkable for an electro-optical device such as a monolithic active matrix circuit having peripheral circuits on the same substrate. That is, the TFT according to the present invention has the characteristics of low reverse leakage current, high withstand voltage, and high reliability (the degree of deterioration is small). It is effective when used.

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

【図1】 本発明の一般的な工程について説明する。FIG. 1 illustrates a general process of the present invention.

【図2】 実施例1によるTFTの作製方法を示す。FIG. 2 shows a method for manufacturing a TFT according to Example 1.

【図3】 実施例2によるTFTの作製方法を示す。FIG. 3 shows a method for manufacturing a TFT according to Example 2.

【図4】 本発明のTFTの構造について説明する。FIG. 4 illustrates a structure of a TFT of the present invention.

【図5】 実施例3によるTFTの作製方法を示す。FIG. 5 shows a method for manufacturing a TFT according to a third embodiment.

【図6】 実施例4によるTFTの作製方法を示す。FIG. 6 shows a method for manufacturing a TFT according to Example 4.

【図7】 実施例5によるTFTの作製方法を示す。FIG. 7 shows a method for manufacturing a TFT according to a fifth embodiment.

【図8】 実施例1および3によって得られたTFTの
集積回路の例を示す。
FIG. 8 shows an example of an integrated circuit of a TFT obtained according to Examples 1 and 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 絶縁基板 102 下地酸化膜(酸化珪素) 103 活性層(結晶珪素) 104 絶縁膜(酸化珪素) 104’ ゲイト絶縁膜 105 ゲイト電極(アルミニウム) 106 マスク膜(フォトレジスト) 107 陽極酸化物(多孔質酸化アルミニウ
ム) 108 陽極酸化物(バリヤ型酸化アルミニウ
ム) 109 ゲイト絶縁膜の端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Insulating substrate 102 Base oxide film (silicon oxide) 103 Active layer (crystalline silicon) 104 Insulating film (silicon oxide) 104 'Gate insulating film 105 Gate electrode (aluminum) 106 Mask film (photoresist) 107 Anodic oxide (porous) Aluminum oxide) 108 Anodic oxide (barrier type aluminum oxide) 109 Edge of gate insulating film

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絶縁表面上に形成されたNチャネル型の
薄膜トランジスタにおいて、 ゲイト電極と、前記 ゲイト電極の側面および上面に前記ゲイト電極を酸
化して得られた酸化物層と、前記ゲイト電極の下に酸化珪素からなるゲイト絶縁膜
と、 前記ゲイト電極の下に存在するチャネル形成領域と、 前記チャネル形成領域に隣接した1対のN型の不純物が
添加された高抵抗領域と、 前記高抵抗領域の外側に設けられた1対のN型の不純物
が添加された低抵抗不純物領域とを有し、かつ、 前記高抵抗領域上に過剰な珪素が存在する窒化珪素膜が
設けられていることを特徴とする半導体装置。
1. A N-channel type thin film transistor formed on an insulating surface, a gate electrode, and wherein the side and top surfaces of the gate electrode oxide gate electrode obtained by oxidizing layer, said gate electrode Gate insulating film made of silicon oxide below
When the channel forming region underlying the gate electrode, and a high resistance region N-type impurity of a pair of adjacent said channel forming region is added, 1 pair provided on the outside of the high resistance region A low-resistance impurity region to which an N-type impurity is added, and a silicon nitride film in which excess silicon exists on the high-resistance region.
【請求項2】 請求項1において、前記高抵抗領域は前
記ゲイト電極及び前記酸化物層に自己整合的に形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein the high resistance realm is self-aligned manner to the gate electrode and the oxide layer.
【請求項3】 請求項1において、前記薄膜トランジス
タはアクティブ型液晶表示装置のマトリクス領域におけ
る画素トランジスタであることを特徴とする半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film transistor is a pixel transistor in a matrix region of an active liquid crystal display device.
【請求項4】 絶縁表面上に形成されたNチャネル型の
薄膜トランジスタにおいて、 ゲイト電極と、前記ゲイト電極の下に酸化珪素からなるゲイト絶縁膜
と、 前記ゲイト電極の下に存在するチャネル形成領域と、 前記チャネル形成領域に隣接したN型の不純物が添加さ
れた高抵抗領域と、 前記高抵抗領域の外側に設けられたN型の不純物が添加
された金属珪化物領域とを有し、かつ、 前記高抵抗領域上に過剰な珪素が存在する窒化珪素膜が
設けられていることを特徴とする半導体装置。
4. An N-channel type thin film transistor formed on an insulating surface, comprising: a gate electrode; and a gate insulating film made of silicon oxide below said gate electrode.
When the channel forming region underlying the gate electrode, and a high resistance region in which impurities of the channel N type adjacent to the forming area is added, the N-type impurity provided on the outside of the high resistance region A semiconductor device having an added metal silicide region and a silicon nitride film provided with excess silicon on the high resistance region.
【請求項5】 請求項4において、前記金属珪化物はチ
タンまたはニッケルを含むことを特徴とする半導体装
置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the metal silicide contains titanium or nickel.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
前記過剰な珪素はクラスターとして存在することを特徴
とする半導体装置。
6. The method according to claim 1, wherein
The semiconductor device, wherein the excess silicon exists as a cluster.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一において、
前記過剰な珪素が存在する窒化珪素膜の組成比率はSi
/N=10/1〜2/1であることを特徴とする半導体
装置。
7. The method according to claim 1, wherein
The composition ratio of the silicon nitride film in which the excess silicon exists is Si
/ N = 10/1 to 2/1.
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JPS5837967A (en) * 1981-08-31 1983-03-05 Toshiba Corp Manufacturing method of MIS type semiconductor device
JP2934445B2 (en) * 1988-12-14 1999-08-16 ソニー株式会社 Method for forming thin film transistor
JP2781706B2 (en) * 1991-09-25 1998-07-30 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device and manufacturing method thereof
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