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JP3187086B2 - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

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Publication number
JP3187086B2
JP3187086B2 JP23870991A JP23870991A JP3187086B2 JP 3187086 B2 JP3187086 B2 JP 3187086B2 JP 23870991 A JP23870991 A JP 23870991A JP 23870991 A JP23870991 A JP 23870991A JP 3187086 B2 JP3187086 B2 JP 3187086B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
blocking
insulating film
semiconductor device
region
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP23870991A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0555581A (en
Inventor
舜平 山崎
保彦 竹村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=17034113&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3187086(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP23870991A priority Critical patent/JP3187086B2/en
Priority to KR1019920015127A priority patent/KR960000231B1/en
Publication of JPH0555581A publication Critical patent/JPH0555581A/en
Priority to US08/202,680 priority patent/US6849872B1/en
Application granted granted Critical
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Priority to US11/041,704 priority patent/US7855106B2/en
Priority to US12/971,966 priority patent/US20110086472A1/en
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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、信頼性および量産性に
優れ、歩留りの高い、薄膜トランジスタ等の薄膜状半導
体装置およびその製造方法に関する。本発明は、その応
用分野として、例えば、液晶ディスプレーや薄膜イメー
ジセンサー等の駆動回路あるいは3次元集積回路等を構
成せんとするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film semiconductor device such as a thin film transistor which is excellent in reliability and mass productivity and has a high yield, and a method of manufacturing the same. The present invention is applied to a driving circuit such as a liquid crystal display or a thin film image sensor, a three-dimensional integrated circuit, or the like as an application field thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体集積回路は、シリコン等の
半導体基板上に形成されたモノリシック型が中心であっ
たが、近年、ガラスやサファイヤ等の絶縁基板上に形成
することが試みられている。その理由としては、基板と
配線間の寄生容量が低下して動作速度が向上すること
と、特に石英その等のガラス材料は、シリコンウェファ
ーのような大きさの制限がなく、安価であること、素子
間の分離が容易で、特にCMOSのモノリシック集積回
路で問題となるようなラッチアップ現象がおこらないこ
と等のためである。また、以上のような理由とは別に液
晶ディスプレーや密着型イメージセンサーにおいては、
半導体素子と液晶素子あるいは光検出素子とを一体化し
て構成する必要から、透明な基板上に薄膜トラジスター
(TFT)等を形成する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor integrated circuit has mainly been a monolithic type formed on a semiconductor substrate such as silicon. However, in recent years, an attempt has been made to form a semiconductor integrated circuit on an insulating substrate such as glass or sapphire. . The reason is that the operating speed is improved by reducing the parasitic capacitance between the substrate and the wiring, and that the glass material such as quartz is inexpensive because there is no size limitation like a silicon wafer, This is because the separation between elements is easy, and a latch-up phenomenon which is a problem particularly in a CMOS monolithic integrated circuit does not occur. In addition, apart from the above reasons, in liquid crystal displays and contact image sensors,
Since a semiconductor element and a liquid crystal element or a photodetection element need to be integrally formed, it is necessary to form a thin film transistor (TFT) on a transparent substrate.

【0003】このような理由から絶縁性基板上に薄膜状
の半導体素子が形成されるようになった。従来の薄膜状
半導体素子の例として、TFTを図5に示す。図に示さ
れるように、絶縁性基板501上に、パッシベーション
膜として、酸化珪素等の被膜503が形成され、その上
にTFTが他のTFTとは独立して形成される。TFT
は、モノリシック集積回路のMOSFETと同様に、ソ
ース(ドレイン)領域507とドレイン(ソース)領域
509、それらに挟まれたチャネル形成領域(単にチャ
ネル領域ともいう)508、ゲイト絶縁膜504、ゲイ
ト電極510、そして、ソース(ドレイン)電極511
とドレイン(ソース)電極512を有している。また、
多層配線が可能なようにPSG等の層間絶縁物506が
設けられる。
For these reasons, thin-film semiconductor elements have been formed on insulating substrates. FIG. 5 shows a TFT as an example of a conventional thin film semiconductor device. As shown in the figure, a film 503 such as silicon oxide is formed as a passivation film on an insulating substrate 501, and a TFT is formed thereon independently of other TFTs. TFT
Are a source (drain) region 507 and a drain (source) region 509, a channel formation region (also simply referred to as a channel region) 508 sandwiched therebetween, a gate insulating film 504, and a gate electrode 510, similarly to the MOSFET of the monolithic integrated circuit. And a source (drain) electrode 511
And a drain (source) electrode 512. Also,
An interlayer insulator 506 such as PSG is provided to enable multilayer wiring.

【0004】図5の例は、順コプラナー型と呼ばれるも
のであるが、TFTでは、ゲイト電極とチャネル領域の
配置の様子によって、これ以外に逆コプラナー型、順ス
タガー型、逆スタガー型とよばれる形態があるが、その
詳細については他の文献に任せるとして、ここではこれ
以上、言及しない。
The example shown in FIG. 5 is called a forward coplanar type, but the TFT is also called an inverse coplanar type, a forward stagger type, or an inverse stagger type depending on the arrangement of the gate electrode and the channel region. Although there is a form, the details will be left to other documents and will not be described further here.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】モノリシック集積回路
においても、ナトリウムやカリウムのようなアルカリイ
オン、あるいは鉄、銅、ニッケル等の遷移金属イオンに
よる汚染は深刻な問題であり、これらのイオンの侵入を
食い止めるために、非常な注意が払われてきた。TFT
でも、それらのイオンの問題は同様に重大なもので、極
力、汚染がないように生産工程の清浄化には注意が向け
られている。また、素子にもこれらの汚染が及ばないよ
うに対策が講じられている。
In a monolithic integrated circuit, contamination by alkali ions such as sodium and potassium or transition metal ions such as iron, copper and nickel is a serious problem. Great care has been taken to stop it. TFT
But the problem of these ions is equally serious, and attention is paid to cleaning the production process to minimize contamination. In addition, measures are taken to prevent these contaminations from reaching the element.

【0006】薄膜状半導体素子がモノリシック集積回路
と異なることは、基板中の汚染イオンの濃度が比較的高
いということである。すなわち、モノリシック集積回路
に使用される単結晶シリコンは、長年の技術の蓄積によ
って、これらの有害な汚染元素を排除するようにして生
産されており、現在市販されているものでは、これらの
汚染元素は1010cm-3以下である。
The difference between a thin film semiconductor device and a monolithic integrated circuit is that the concentration of contaminant ions in the substrate is relatively high. In other words, single-crystal silicon used for monolithic integrated circuits has been produced to eliminate these harmful contaminants with the accumulation of technology for many years. Is 10 10 cm −3 or less.

【0007】しかしながら、一般に薄膜状半導体素子用
の絶縁性基板の汚染元素濃度は低くない。もちろん、ス
ピネル基板やサファイヤ基板のような単結晶基板では、
上記汚染源となる異元素の濃度を低減することが理論的
には可能であるが、採算面から現実的ではない。また、
石英基板は、高純度シランガスと酸素を原料として、気
相反応で製造すれば、理想的には異元素の侵入を食い止
めることが可能であるが、構造がアモルファスであるの
で、いったん異元素が取り込まれた場合にこれを外部に
吐き出すことが困難である。また、液晶ディスプレーに
使用される基板は特にコストの問題が優先するため、価
格の低いものを用いる必要があり、そのようなものでは
製造・加工を容易にするため、最初から、各種の異元素
を含有している。これらの異元素自体が半導体素子にと
って好ましくないものもあるし、これらの異元素を添加
する過程で、外部から混入し、あるいは添加材料に不純
物として含まれる場合がある。
However, in general, the concentration of contaminant elements in an insulating substrate for a thin film semiconductor element is not low. Of course, for single-crystal substrates such as spinel substrates and sapphire substrates,
Although it is theoretically possible to reduce the concentration of the foreign element which is the above-mentioned pollution source, it is not practical from a profit viewpoint. Also,
Quartz substrates can be ideally prevented from invading foreign elements if they are manufactured by a gas phase reaction using high-purity silane gas and oxygen as raw materials.However, since the structure is amorphous, the foreign elements are once incorporated. It is difficult to discharge this to the outside when it is spilled. In addition, it is necessary to use a low-price substrate for the substrate used for the liquid crystal display, particularly because the cost problem is prioritized. In such a case, in order to facilitate manufacture and processing, various kinds of foreign elements are used from the beginning. It contains. Some of these foreign elements themselves are not preferable for the semiconductor element, and in the process of adding these foreign elements, they may be mixed in from the outside or may be contained as impurities in the added material.

【0008】例えば、TNガラスは安価なガラス基板で
耐熱性がよく、熱膨張率等がシリコンに近いため、液晶
ディスプレー用の基板として好ましいものであるが、リ
チウムを5%程度含有している。このリチウムの一部は
イオン化し、可動イオンとして半導体素子に侵入し、素
子の劣化をもたらす。また、このリチウムは99%以上
の高純度のものを製造することが難しく、通常、0.7
%程度のナトリウムが含まれている。ナトリウムのイオ
ン化率は10%程度で、極めて大きく、このナトリウム
イオンは素子の特性に極めて深刻な影響をもたらす。
For example, TN glass is an inexpensive glass substrate having good heat resistance and a coefficient of thermal expansion close to that of silicon. Therefore, TN glass is preferable as a substrate for a liquid crystal display, but contains about 5% of lithium. Part of this lithium is ionized and enters the semiconductor element as mobile ions, resulting in deterioration of the element. In addition, it is difficult to produce lithium having a high purity of 99% or more.
% Of sodium. The ionization rate of sodium is as large as about 10%, and this sodium ion has a very serious effect on the characteristics of the device.

【0009】従来の薄膜状半導体素子では、図5に示す
ように、この可動イオンの侵入に対しては、酸化珪素等
をパッシベーション膜として使用し、また、層間絶縁物
をPSGやBPSGとすることによってこれらの可動イ
オンをゲッタリングすることによって対処されてきた。
しかしながら、これらの方法では汚染を十分に防ぐこと
は困難であった。本発明は、これらの汚染元素・イオン
を侵入によって素子が劣化することを抑制することを目
的とする。
In a conventional thin-film semiconductor device, as shown in FIG. 5, silicon oxide or the like is used as a passivation film, and PSG or BPSG is used as an interlayer insulator for the penetration of mobile ions. Have been addressed by gettering these mobile ions.
However, it has been difficult to sufficiently prevent contamination by these methods. An object of the present invention is to prevent the element from deteriorating due to penetration of these contaminant elements and ions.

【0010】[0010]

【問題を解決する方法】本発明では、以上のような汚染
を抑制するために薄膜半導体素子の下部と上部にそれぞ
れ窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の可動
イオンに対するブロッキング作用を有する膜(ブロッキ
ング膜)を形成し、さらに、TFTを構成する半導体被
膜(チャネル領域)あるいはゲイト絶縁被膜のいずれか
一方、あるいは双方に、塩素、弗素等のハロゲン元素を
1×1018〜5×1020個/cm-3、好ましくは1×1
19〜1×1020個/cm3 含有させたことを特徴とす
る。ハロゲン元素は半導体被膜中あるいは絶縁被膜中に
おいて、ナトリウム等の可動イオンと強く結合し、その
効果を著しく低下せしめる作用を有する。
According to the present invention, in order to suppress the above-mentioned contamination, a film having a blocking effect on mobile ions such as silicon nitride, aluminum oxide and tantalum oxide (blocking film) is formed on the lower and upper portions of the thin film semiconductor device, respectively. forming a film), and further, a semiconductor film (channel region constituting the TFT) or either one of the gate insulating film, or both, chlorine, 10 20 1 × 10 18 to 5 × a halogen element such as fluorine / cm -3 , preferably 1 × 1
0 19 to 1 × 10 20 particles / cm 3 . The halogen element strongly binds to mobile ions such as sodium in the semiconductor film or the insulating film, and has an effect of significantly reducing the effect.

【0011】本発明の典型的な例は図1に示される。図
1では本発明を用いたTFTが示されている。すなわ
ち、絶縁性基板101上に第1のブロッキング膜として
第1の窒化珪素膜102が形成されている。第1の窒化
珪素皮膜は基板からの汚染を防ぐ効果を有する。そし
て、第1の窒化珪素膜上に、例えば酸化珪素のようなシ
リコン材料と密着性のよい皮膜103を形成する。この
皮膜103を形成せずして、直接、半導体皮膜を第1の
窒化珪素上に形成し、TFTを作製すると、窒化珪素と
半導体材料の界面に生ずるトラップ準位によってチャネ
ル領域が導通化し、TFTが動作しなくなる。したがっ
て、このような緩衝体を設けることは重要である。
A typical example of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a TFT using the present invention. That is, the first silicon nitride film 102 is formed on the insulating substrate 101 as a first blocking film. The first silicon nitride film has an effect of preventing contamination from the substrate. Then, a film 103 having good adhesion to a silicon material such as silicon oxide is formed over the first silicon nitride film. If a semiconductor film is formed directly on the first silicon nitride without forming the film 103 and a TFT is manufactured, the channel region becomes conductive due to trap levels generated at the interface between the silicon nitride and the semiconductor material. Will not work. Therefore, it is important to provide such a buffer.

【0012】皮膜103上にはTFTが形成される。T
FTは、ソース(ドレイン)領域107とドレイン(ソ
ース)領域109、それらに挟まれたチャネル領域10
8、ゲイト絶縁膜104、ゲイト電極110を有する。
TFTのソース、ドレイン、チャネル各領域は単結晶も
しくは多結晶、あるいはアモルファスの半導体材料で形
成される。半導体材料としては、例えば、シリコン、ゲ
ルマニウム、炭化珪素、およびこれらの合金が使用され
うる。
On the film 103, a TFT is formed. T
FT includes a source (drain) region 107 and a drain (source) region 109, and a channel region 10 interposed therebetween.
8, a gate insulating film 104 and a gate electrode 110.
The source, drain, and channel regions of the TFT are formed of a single crystal, polycrystal, or amorphous semiconductor material. As the semiconductor material, for example, silicon, germanium, silicon carbide, and alloys thereof can be used.

【0013】そして、このTFTを覆って、第2のブロ
ッキング膜として第2の窒化珪素皮膜105が形成され
る。ここで、第2の窒化珪素皮膜が、TFTの作製の後
で、かつ、ソースおよび/またはドレインに電極が形成
される前に形成されることが本発明の特徴とするところ
である。従来の技術では、電極形成後にファイナルパッ
シベーション膜としての窒化珪素膜が形成されたが、本
発明はそのような意味で形成される窒化珪素膜とは目的
が異なる。すなわち、本発明における第2の窒化珪素膜
は、第1の窒化珪素膜とともにTFTを包み込んでしま
うために形成されるのであり、TFT形成後の電極形成
の工程での汚染をも防ぐことを意図するものである。し
たがって、本発明によってTFTとそれに付随する電極
や配線を形成した後、従来のようにファイナルパッシベ
ーション膜として窒化珪素膜を形成してもよい。
Then, a second silicon nitride film 105 is formed as a second blocking film covering the TFT. Here, it is a feature of the present invention that the second silicon nitride film is formed after the fabrication of the TFT and before the electrode is formed on the source and / or the drain. In the related art, a silicon nitride film as a final passivation film is formed after the formation of an electrode, but the present invention has a different purpose from a silicon nitride film formed in such a meaning. That is, the second silicon nitride film in the present invention is formed to enclose the TFT together with the first silicon nitride film, and is intended to prevent contamination in the electrode forming step after the TFT is formed. Is what you do. Therefore, after a TFT and its associated electrodes and wirings are formed according to the present invention, a silicon nitride film may be formed as a final passivation film as in the related art.

【0014】さて、第2の窒化珪素膜形成後に、層間絶
縁材料、例えばPSG等によって、層間絶縁膜106を
形成し、ソース(ドレイン)電極111とドレイン(ソ
ース)電極112を形成する。ブロッキング膜として
は、窒化珪素以外に、酸化アルミニウムや酸化タンタル
を用いてもよいことは先に述べたとおりである。
After the formation of the second silicon nitride film, an interlayer insulating film 106 is formed using an interlayer insulating material, for example, PSG, and a source (drain) electrode 111 and a drain (source) electrode 112 are formed. As described above, aluminum oxide or tantalum oxide may be used as the blocking film in addition to silicon nitride.

【0015】図1の例では、しかしながら、ゲイト絶縁
膜が遠方に延びており、その端部から可動イオン等がT
FT内部に侵入する可能性がある。これを改良したもの
が、図2に示される例で、ゲイト絶縁膜はTFT上にし
かないため、図1のような問題はない。しかしながら、
この場合はチャネル領域に隣接した部分のソース領域お
よびドレイン領域が窒化珪素膜に接触しているため、こ
の部分の窒化珪素がゲイト電圧によって分極し、あるい
は電子をトラップして、TFTの動作を妨げることがあ
る。
In the example of FIG. 1, however, the gate insulating film extends far away, and mobile ions and the like extend from the end of the gate insulating film.
There is a possibility of entering the inside of the FT. An improvement of this is the example shown in FIG. 2, in which the gate insulating film is only on the TFT, so that there is no problem as in FIG. However,
In this case, since the source region and the drain region in the portion adjacent to the channel region are in contact with the silicon nitride film, the silicon nitride in this portion is polarized by the gate voltage or traps electrons to hinder the operation of the TFT. Sometimes.

【0016】その問題を克服した例が図3に示される。
ここでは、チャネル領域に隣接したソース領域およびド
レイン領域は窒化珪素膜に隣接していない。したがっ
て、窒化珪素の分極や電子トラップという困難は解決さ
れる。しかしながら、ソースおよびドレイン領域の形成
にあたって、ゲイト電極をマスクとするセルフアライン
プロセスを採用する場合には、この例では図1の例と同
様に、ゲイト絶縁膜を通して、アクセプターあるいはド
ナー元素を注入しなければならず、そのためイオン注入
法を採用するのであれば、イオンの加速エネルギーを高
める必要がある。その際、高速イオンが注入される結
果、その2次散乱によってソースおよびドレイン領域が
広がることがある。
FIG. 3 shows an example which overcomes the above problem.
Here, the source region and the drain region adjacent to the channel region are not adjacent to the silicon nitride film. Therefore, the difficulties of polarization of silicon nitride and electron trap are solved. However, when a self-alignment process using a gate electrode as a mask is employed in forming the source and drain regions, an acceptor or a donor element must be implanted through a gate insulating film in this example, as in the example of FIG. Therefore, if the ion implantation method is adopted, it is necessary to increase the acceleration energy of the ions. At this time, as a result of implanting high-speed ions, the source and drain regions may be expanded due to the secondary scattering.

【0017】図2において、201は絶縁性基板、20
2は第1の窒化珪素膜、203は酸化珪素等の緩衝用絶
縁膜、204はゲイト絶縁膜、205は第2の窒化珪素
膜、206は層間絶縁膜、207はソース(ドレイン)
領域、208はチャネル領域、209はドレイン(ソー
ス)領域、210はゲイト電極、211はソース(ドレ
イン)電極、212はドレイン(ソース)電極である。
また、図3において、301は絶縁性基板、302は第
1の窒化珪素膜、303は酸化珪素等の緩衝用絶縁膜、
304はゲイト絶縁膜、305は第2の窒化珪素膜、3
06は層間絶縁膜、307はソース(ドレイン)領域、
308はチャネル領域、309はドレイン(ソース)領
域、310はゲイト電極、311はソース(ドレイン)
電極、312はドレイン(ソース)電極である。
In FIG. 2, reference numeral 201 denotes an insulating substrate;
2 is a first silicon nitride film, 203 is a buffer insulating film such as silicon oxide, 204 is a gate insulating film, 205 is a second silicon nitride film, 206 is an interlayer insulating film, and 207 is a source (drain).
Region, 208 is a channel region, 209 is a drain (source) region, 210 is a gate electrode, 211 is a source (drain) electrode, and 212 is a drain (source) electrode.
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an insulating substrate; 302, a first silicon nitride film; 303, a buffer insulating film such as silicon oxide;
304, a gate insulating film; 305, a second silicon nitride film;
06 is an interlayer insulating film, 307 is a source (drain) region,
308 is a channel region, 309 is a drain (source) region, 310 is a gate electrode, 311 is a source (drain)
The electrode 312 is a drain (source) electrode.

【0018】本発明において、ブロッキング膜として窒
化珪素膜を使用する場合、化学式でSiNx で表したと
き、x=1.0からx=1.7が適し、特に、x=1.
3からx=1.35の化学量論的組成(x=1.33)
のもの、あるいはそれに近いのものでよい結果が得られ
た。したがって、本発明では、窒化珪素は減圧CVD法
によって形成する方が良かった。しかしながら、プラズ
マCVD法や光CVD法で形成された窒化珪素皮膜であ
っても、本発明を使用しない場合に比べて素子の信頼性
が向上することは言うまでもない。
In the present invention, when a silicon nitride film is used as a blocking film, x = 1.0 to x = 1.7 is suitable when represented by a chemical formula of SiN x , and in particular, x = 1.
Stoichiometric composition from 3 to x = 1.35 (x = 1.33)
Good results were obtained with or near. Therefore, in the present invention, it was better to form silicon nitride by a low pressure CVD method. However, it goes without saying that even with a silicon nitride film formed by a plasma CVD method or a photo CVD method, the reliability of the element is improved as compared with the case where the present invention is not used.

【0019】減圧CVD法によって、窒化珪素膜を形成
しようとすれば、原料ガスとしてジクロールシラン(S
iCl22 )とアンモニア(NH3 )を用い、圧力1
0〜1000Paで500〜800℃、好ましくは55
0〜750℃で反応させればよい。もちろん、シラン
(SiH4 )やテトラクロロシラン(SiCl4 )を用
いてもよい。
If a silicon nitride film is to be formed by a low pressure CVD method, dichlorosilane (S
iCl 2 H 2 ) and ammonia (NH 3 ) at a pressure of 1
500 to 800 ° C at 0 to 1000 Pa, preferably 55
The reaction may be performed at 0 to 750 ° C. Of course, silane (SiH 4 ) or tetrachlorosilane (SiCl 4 ) may be used.

【0020】また、本発明において、酸化アルミニウム
膜や酸化タンタル膜を用いる場合においても、化学量論
的組成、Al23 やTa25 に近い組成のものほどよ
い結果が得られた。これらの被膜はCVD法やスパッタ
法によって形成される。例えば、酸化アルミニウム膜
は、トリメチルアルミニウムAl(CH3 3 を酸化窒
素(N2O、NO、NO2 )によって酸化させればよ
い。
In the present invention, even when an aluminum oxide film or a tantalum oxide film is used, a stoichiometric composition having a composition closer to Al 2 O 3 or Ta 2 O 5 yielded better results. These films are formed by a CVD method or a sputtering method. For example, the aluminum oxide film may be formed by oxidizing trimethylaluminum Al (CH 3 ) 3 with nitrogen oxide (N 2 O, NO, NO 2 ).

【0021】本発明をより効果的に実施せんとすれば、
TFT等の薄膜状半導体素子の半導体被膜中の水素原子
の濃度は、添加されるハロゲン原子の濃度の4倍以下、
好ましくは1倍以下であることが望まれ、また、炭素、
窒素、酸素等の有害元素の濃度は7×1019cm-3
下、好ましくは1×1019cm-3以下であることが望ま
れる。さらに、半導体被膜中に含まれるナトリウム、リ
チウム、カリウム等の可動イオンについても、その濃度
は5×1018cm-3以下であることが望まれる。以上の
ような目的を達成するためにも、原料ガスには十分な注
意を払い、5N以上の高純度ガスを使用することが望ま
れる。さらに、本発明では可動イオン源を多く含有する
絶縁性基板を用いることを念頭に置いているが、より本
発明を効果的に実施せんとすれば、そのような基板にお
いて、第1の窒化珪素膜を形成する際に、基板の周囲を
もれなく窒化珪素膜で覆ってしまうとよい。そのような
状態では、以後の取扱において、基板を源泉とする可動
イオンが素子領域に混入する確率を著しく低下せしめる
ことができる。
If the present invention is to be implemented more effectively,
The concentration of hydrogen atoms in the semiconductor film of a thin film semiconductor device such as a TFT is four times or less than the concentration of added halogen atoms.
Preferably, it is desired to be 1 or less, and carbon,
It is desired that the concentration of harmful elements such as nitrogen and oxygen is 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less. Further, the concentration of mobile ions such as sodium, lithium and potassium contained in the semiconductor film is desired to be 5 × 10 18 cm −3 or less. In order to achieve the above object, it is desired to pay sufficient attention to the raw material gas and use a high-purity gas of 5N or more. Furthermore, although the present invention is based on the use of an insulating substrate containing a large amount of a mobile ion source, if the present invention is to be implemented more effectively, the first silicon nitride may be used in such a substrate. When forming the film, it is preferable that the periphery of the substrate be covered with the silicon nitride film without leakage. In such a state, in the subsequent handling, the probability that mobile ions originating from the substrate will be mixed into the element region can be significantly reduced.

【0022】図4には、本発明を使用して、公知の技術
である低不純物濃度ドレイン(LDD)を形成する例を
示した。まず、石英あるいはANガラス等の絶縁性基板
401上に減圧CVD法によって窒化珪素膜402を厚
さ50〜1000nm形成する。このときには、先に述
べたように、基板の裏面も窒化珪素膜で覆ってしまう
と、後の工程において、裏面から発生した可動イオンが
表面に到達する確率が著しく低くなり、また、製造装置
の清浄度を保つうえでも好ましい。窒化珪素膜の上に緩
衝用の酸化珪素皮膜403を同じく減圧CVD法によっ
て、厚さ50〜1000nm形成する。この際、原料ガ
ス中に体積比で3%から6%、例えば5%ほどの塩化水
素(HCl)、弗化窒素(NF3 あるいはN24 )、
塩素(Cl2)、弗素(F2 )、各種フロンガス、四塩
化炭素(CCl4 )等のハロゲンを含むガスを混入させ
ておくと、得られる酸化珪素膜中に塩素、弗素等のハロ
ゲン元素が取り込まれる。
FIG. 4 shows an example of forming a low impurity concentration drain (LDD), which is a known technique, using the present invention. First, a silicon nitride film 402 having a thickness of 50 to 1000 nm is formed on an insulating substrate 401 such as quartz or AN glass by a low pressure CVD method. At this time, as described above, if the back surface of the substrate is also covered with the silicon nitride film, the probability that mobile ions generated from the back surface reach the front surface in a later step is significantly reduced, It is also preferable to maintain cleanliness. A silicon oxide film 403 for buffering is formed on the silicon nitride film by the same low pressure CVD method to a thickness of 50 to 1000 nm. At this time, hydrogen chloride (HCl), nitrogen fluoride (NF 3 or N 2 F 4 ) having a volume ratio of 3% to 6%, for example, about 5% in the raw material gas,
If a gas containing halogen such as chlorine (Cl 2 ), fluorine (F 2 ), various types of chlorofluorocarbon, or carbon tetrachloride (CCl 4 ) is mixed in, a halogen element such as chlorine or fluorine is contained in the obtained silicon oxide film. It is captured.

【0023】このハロゲンはナトリウム等のアルカリイ
オンと結合して、ナトリウムを固定するので、ナトリウ
ム汚染を防ぐうえでより大きな効果が得られる。しか
し、過剰なハロゲンの添加は膜を粗にし、密着性や表面
の平坦性を損なうので好ましくない。また、減圧CVD
法のかわりに光CVD法やプラズマCVD法によって該
被膜を形成する場合にも、原料ガス中に上記のハロゲン
元素を有するガスを、2〜5体積%混入するとよい。さ
らに、スパッタ法によって該被膜を形成する場合には、
上記ハロゲンガスをスパッタ雰囲気中に、2〜20体積
%混入するとよい。スパッタ法による場合には、雰囲気
中のガス組成は被膜の組成に反映されにくいので、CV
D法の場合よりやや濃度を多くする必要がある。
Since this halogen binds to an alkali ion such as sodium and fixes sodium, a greater effect can be obtained in preventing sodium contamination. However, excessive addition of halogen is not preferable because it makes the film rough and deteriorates adhesion and surface flatness. Also, low pressure CVD
Also in the case where the film is formed by a photo CVD method or a plasma CVD method instead of the method, the gas containing the above-mentioned halogen element may be mixed in the raw material gas at 2 to 5% by volume. Further, when the coating is formed by a sputtering method,
The halogen gas may be mixed in the sputtering atmosphere at 2 to 20% by volume. In the case of the sputtering method, the gas composition in the atmosphere is hardly reflected on the composition of the coating film.
It is necessary to make the concentration slightly higher than in the case of the method D.

【0024】次に非晶質シリコン膜あるいは微結晶また
は多結晶シリコン膜を減圧CVD法、あるいはプラズマ
CVD法、あるいはスパッタ法によって厚さ20〜50
0nmだけ形成する。そして、これを島上にエッチング
する。このシリコン膜を形成する際にも、先に被膜40
3を形成する場合と同様にハロゲン元素を被膜中に導入
するとよい。ハロゲン元素の導入の方法は先の被膜40
3の場合と同様に被膜形成時の雰囲気中にハロゲンを含
有するガスを混入させてもよいし、また、被膜形成後、
イオン注入法によって導入してもよい。このとき、ハロ
ゲン元素の被膜中での濃度は、1×1018〜5×1020
個/cm3 、好ましくは1×1019〜1×1020個/c
3 となるように原料ガスの濃度を制御しなければなら
ない。
Next, an amorphous silicon film or a microcrystalline or polycrystalline silicon film is formed to a thickness of 20 to 50 by a low pressure CVD method, a plasma CVD method, or a sputtering method.
Only 0 nm is formed. Then, this is etched on the island. When forming this silicon film, the coating 40
As in the case of forming No. 3, a halogen element is preferably introduced into the film. The method of introducing the halogen element is described in
As in the case of 3, a gas containing halogen may be mixed in the atmosphere at the time of forming the film, or after forming the film,
It may be introduced by an ion implantation method. At this time, the concentration of the halogen element in the coating is 1 × 10 18 to 5 × 10 20.
Pieces / cm 3 , preferably 1 × 10 19 to 1 × 10 20 pieces / c
The concentration of the source gas must be controlled so as to be m 3 .

【0025】さらにまた、同時に被膜中の水素原子の濃
度は、このハロゲンの濃度の4倍以下、好ましくは1倍
以下であると、ハロゲン添加の効果がより向上する。こ
の効果は以下のように説明される。水素原子は、シリコ
ンのダングリングボンドをターミネイトする上で必要で
あるが、その結合は弱く、簡単に結合が切れてしまう。
一方、ハロゲン元素はシリコンと強く結合する。もし、
シリコン中に水素が過剰に存在する場合には(それは被
膜中にダングリングボンドが多いということでもある
が)、ほとんどのハロゲンはシリコンと結合し、その結
果、被膜中を移動する可動イオンをゲッタリングするこ
とができない。したがって、水素濃度の大きいシリコン
中では、ハロゲン添加の効果が小さく、水素濃度の小さ
いシリコン中では、ハロゲン添加の効果が大きいものと
推測される。
Furthermore, when the concentration of hydrogen atoms in the coating is at most 4 times, preferably at most 1 time, the concentration of halogen, the effect of halogen addition is further improved. This effect is explained as follows. Hydrogen atoms are necessary for terminating dangling bonds in silicon, but the bonds are weak and easily broken.
On the other hand, a halogen element is strongly bonded to silicon. if,
If there is an excess of hydrogen in the silicon (which also means that there are many dangling bonds in the coating), most of the halogens will bind to the silicon, resulting in gettering of mobile ions moving through the coating. I can't ring. Therefore, it is presumed that the effect of adding halogen is small in silicon having a high hydrogen concentration, and the effect of adding halogen is large in silicon having a low hydrogen concentration.

【0026】また、シリコン等の半導体被膜では、可動
イオン以外の有害元素として、炭素、窒素、酸素の濃度
がいずれも7×1019個/cm3 以下、好ましくは1×
1019個/cm3 以下であるあることが望まれる。これ
らの元素はハロゲン添加によっても除去されないもので
あるからである。
In a semiconductor film such as silicon, the concentration of carbon, nitrogen and oxygen as harmful elements other than mobile ions is 7 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less.
It is desired that the number be 10 19 / cm 3 or less. This is because these elements are not removed even by adding halogen.

【0027】さらに、ハロゲン添加によってナトリウム
やリチウム、カリウム等の可動イオンがゲッタリングで
きるとはいえ、過剰に存在する場合にはその効果も打ち
消されてしまうので、これら可動イオンの濃度は、いず
れも5×1018個/cm3 以下であるあることが望まれ
る。
Furthermore, although mobile ions such as sodium, lithium and potassium can be gettered by the addition of halogen, their effects are negated if they are present in excess, so that the concentration of these mobile ions is It is desired that the number be 5 × 10 18 / cm 3 or less.

【0028】さて、このようにして形成されたシリコン
被膜上に、ゲイト絶縁膜として、厚さ10〜200nm
の酸化珪素膜を減圧CVD法、あるいはスパッタ法によ
って形成する。この際も、先のように、原料ガス中、あ
るいはスパッタガス中にハロゲン材料ガスを混入させて
おくとよい。
On the thus formed silicon film, a gate insulating film having a thickness of 10 to 200 nm is formed.
Is formed by a low pressure CVD method or a sputtering method. At this time, as described above, it is preferable to mix a halogen material gas in the source gas or the sputtering gas.

【0029】そして、その上に減圧CVD法、あるいは
プラズマCVD法によって、リンが1021cm-3程度に
ドープされた多結晶あるいは微結晶シリコン膜を形成す
る。そして、このシリコン膜およびその下のゲイト絶縁
膜(酸化珪素)をパターニングし、ゲイト電極410と
ゲイト絶縁膜404を形成する。
Then, a polycrystalline or microcrystalline silicon film doped with phosphorus to about 10 21 cm -3 is formed thereon by low pressure CVD or plasma CVD. Then, the silicon film and a gate insulating film (silicon oxide) thereunder are patterned to form a gate electrode 410 and a gate insulating film 404.

【0030】さらに、このゲイト電極をマスクとしてセ
ルフアライン的にイオン注入をおこない、比較的不純物
濃度の小さい(1017〜1019cm-3程度)ソース(ド
レイン)領域407、ドレイン(ソース)領域408を
形成する。不純物の注入されなかった部分がチャネル領
域408として残る。こうして、図4(A)が得られ
る。
Further, ion implantation is performed in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask to form a source (drain) region 407 and a drain (source) region 408 having a relatively low impurity concentration (about 10 17 to 10 19 cm −3 ). To form A portion where the impurity has not been implanted remains as a channel region 408. Thus, FIG. 4A is obtained.

【0031】次に、図4(B)に示すように減圧CVD
法によって、全体にPSG膜413が形成される。そし
て、これを公知の方向性エッチングによってエッチング
し、ゲイト電極の横に側壁414を形成する。その後、
再び、イオン注入をおこない、不純物濃度の高いソース
(ドレイン)領域407aとドレイン(ソース)領域4
09aを形成する。不純物濃度の低い領域はソース(ド
レイン)領域407bとドレイン(ソース)領域409
bとなって、LDDを形成する。こうして、図4(C)
を得る。
Next, as shown in FIG.
The PSG film 413 is formed entirely by the method. Then, this is etched by a known directional etching to form a side wall 414 beside the gate electrode. afterwards,
The ion implantation is performed again, and the source (drain) region 407a and the drain (source) region 4
09a is formed. A region with a low impurity concentration includes a source (drain) region 407b and a drain (source) region 409.
As b, LDD is formed. Thus, FIG.
Get.

【0032】その後、図4(D)に示すように、減圧C
VD法によって、全体に窒化珪素膜405を、厚さ50
〜1000nm形成する。その後、例えば、600℃程
度の低温アニールによってシリコン膜の結晶化をおこな
い、ソース、ドレイン領域の活性化をおこなう。この工
程はレーザーアニールでおこなってもよい。このように
して、TFTの中間体が得られる。
Thereafter, as shown in FIG.
The silicon nitride film 405 is entirely formed to a thickness of 50 by the VD method.
To 1000 nm. Thereafter, the silicon film is crystallized by low-temperature annealing at, for example, about 600 ° C., and the source and drain regions are activated. This step may be performed by laser annealing. In this way, a TFT intermediate is obtained.

【0033】図4の例は、本発明の例を示したに過ぎ
ず、本発明が、上記の工程に制約されないことは明らか
であろう。図4の例では、図3の例と同様に、窒化珪素
膜とゲイト電極とソースあるいはドレイン領域が隣接す
る部分がない。すなわち、図2の場合とは違って、側壁
414が存在するため、図2で懸念されたような問題は
ない。さらに、図3とは異なって、ドナーやアクセプタ
ーの添加は絶縁膜を通さず容易におこなえるという特徴
を有する。
The example of FIG. 4 is merely an example of the present invention, and it will be apparent that the present invention is not limited to the steps described above. In the example of FIG. 4, as in the example of FIG. 3, there is no portion where the silicon nitride film, the gate electrode, and the source or drain region are adjacent to each other. That is, unlike the case of FIG. 2, since the side wall 414 exists, there is no problem as shown in FIG. Further, unlike FIG. 3, there is a feature that the addition of the donor or the acceptor can be easily performed without passing through the insulating film.

【0034】[0034]

【実施例】本発明を用いたTFTの特性について記述す
る。本実施例で使用したTFTは石英ガラス基板上に図
4のプロセスに従って作製したLDD型TFTである。
まず、石英ガラス基板401上および、その基板の裏面
に減圧CVD法によって窒化珪素膜402を厚さ100
nm形成し、さらに、連続的に減圧CVD法によって酸
化珪素膜(低温酸化膜(LTO膜)ともいう)403を
厚さ200nm形成し、最後に、やはり減圧CVD法に
よって非晶質シリコン膜を厚さ30nm形成した。この
ときの最高プロセス温度は600℃であった。そして、
以上の工程では、連続的に配置された3つの反応室より
なるCVD装置において成膜されたが、酸化珪素膜と非
晶質シリコン膜の成膜の際には、材料ガス以外にハロゲ
ン添加ガスとして塩化水素ガス(HCl)を5体積%添
加して反応させた。その結果、酸化珪素膜と非晶質シリ
コン膜の中に塩素を添加することができた。2次イオン
質量分析法による分析では、酸化珪素膜中および非晶質
シリコン膜中の塩素の濃度は、それぞれ、2.3×10
19個/cm3 、3.1×1019個/cm-3であった。な
お、窒化珪素膜の原料ガスとしては、ジクロールシラン
(SiCl22 )とアンモニア(NH3 )、酸化珪素
膜の原料ガスとしては、ジシラン(Si26 )と酸素
(O2 )と塩化水素、非晶質シリコン膜の原料ガスとし
ては、ジシランと塩化水素をそれぞれ用いた。純度はい
ずれも6Nのものを用いた。このようにして得られた酸
化珪素膜と非晶質シリコン膜中の水素原子の量は、いず
れも1×1019個/cm3 以下であることが確認され
た。また、成膜は大気に触れることなく連続的におこな
ったため、シリコン膜においては、炭素、窒素、酸素の
濃度は1×1018個/cm3 以下であることが確認され
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The characteristics of a TFT using the present invention will be described. The TFT used in this embodiment is an LDD type TFT manufactured on a quartz glass substrate according to the process shown in FIG.
First, a silicon nitride film 402 having a thickness of 100 was formed on a quartz glass substrate 401 and on the back surface of the substrate by a low pressure CVD method.
In addition, a silicon oxide film (also referred to as a low-temperature oxide film (LTO film)) 403 is continuously formed with a thickness of 200 nm by a low-pressure CVD method, and finally, an amorphous silicon film is also formed by a low-pressure CVD method. A thickness of 30 nm was formed. At this time, the maximum process temperature was 600 ° C. And
In the above steps, the film was formed in a CVD apparatus including three reaction chambers arranged continuously. However, when forming the silicon oxide film and the amorphous silicon film, a halogen-added gas was used in addition to the material gas. The reaction was performed by adding 5% by volume of hydrogen chloride gas (HCl). As a result, chlorine could be added to the silicon oxide film and the amorphous silicon film. In the analysis by secondary ion mass spectrometry, the concentration of chlorine in the silicon oxide film and the concentration of chlorine in the amorphous silicon film was 2.3 × 10
It was 19 pieces / cm 3 and 3.1 × 10 19 pieces / cm -3 . Dichlorosilane (SiCl 2 H 2 ) and ammonia (NH 3 ) are used as source gases for the silicon nitride film, and disilane (Si 2 H 6 ) and oxygen (O 2 ) are used as the source gases for the silicon oxide film. Disilane and hydrogen chloride were used as source gases of hydrogen chloride and the amorphous silicon film, respectively. The purity was 6N. It was confirmed that the amount of hydrogen atoms in the silicon oxide film and the amorphous silicon film thus obtained was 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less. In addition, since film formation was performed continuously without exposure to the air, it was confirmed that the concentration of carbon, nitrogen, and oxygen was 1 × 10 18 / cm 3 or less in the silicon film.

【0035】次に、非晶質シリコン膜を島状にパターニ
ングした。そして、その非晶質シリコン膜の表面のごく
薄い部分、厚さ2〜10nmを陽極酸化法によって酸化
した。陽極酸化はKNO2 を添加したNメチルアセトア
ミド(NMA)あるいはテトラハイドロフルフリルアル
コール(THF)を電解液とし、白金電極をカソードと
して、10〜50℃で定電圧法によっておこなった。陽
極酸化終了後、アルゴン雰囲気中600℃で12時間ア
ニールした。その後、スパッタ法によって酸化珪素膜を
100nm形成した。ここで、スパッタ雰囲気は酸素と
アルゴンもしくは他の希ガスと塩化水素の混合気体と
し、かつ、酸素の分圧を80%以上とした。塩化水素ガ
スの濃度は10%とした。スパッタ成膜においては、ス
パッタ衝撃によって、下地の膜に欠陥が生じる。例え
ば、下地がシリコン膜であった場合には、シリコン中に
酸素原子が打ち込まれ、酸素の濃度が増加する。このよ
うな状態ではシリコンは極在準位の多いものとなってし
まう。すなわち、シリコンと酸化珪素の境界がはっきり
しないものとなってしまう。しかし、本実施例のように
予め薄い陽極酸化膜を形成しておけば、スパッタの際に
は既に酸化珪素が存在しているため、上記のような原子
の混合が避けられ、シリコン膜と酸化珪素膜の境界は保
たれる。
Next, the amorphous silicon film was patterned into an island shape. Then, a very thin portion of the surface of the amorphous silicon film, a thickness of 2 to 10 nm, was oxidized by an anodic oxidation method. The anodization was performed by a constant voltage method at 10 to 50 ° C. using N-methylacetamide (NMA) or tetrahydrofurfuryl alcohol (THF) to which KNO 2 was added as an electrolyte and a platinum electrode as a cathode. After the anodization was completed, annealing was performed at 600 ° C. for 12 hours in an argon atmosphere. After that, a 100-nm-thick silicon oxide film was formed by a sputtering method. Here, the sputtering atmosphere was a mixed gas of oxygen and argon or another rare gas and hydrogen chloride, and the partial pressure of oxygen was 80% or more. The concentration of hydrogen chloride gas was 10%. In sputter deposition, defects occur in the underlying film due to the impact of sputtering. For example, when the underlying layer is a silicon film, oxygen atoms are implanted in silicon, and the concentration of oxygen increases. In such a state, silicon has many polar levels. That is, the boundary between silicon and silicon oxide is not clear. However, if a thin anodic oxide film is formed in advance as in this embodiment, since the silicon oxide already exists at the time of sputtering, the above-described mixing of atoms is avoided, and the silicon film and the oxidized The boundary of the silicon film is kept.

【0036】この酸化珪素膜の形成後、減圧CVD法に
よって、リンを1021cm-3程度含んだn+ 型の微結晶
珪素膜を厚さ300nm形成した。以上の被膜形成の最
高プロセス温度は650℃であった。その後、ゲイト電
極のパターニングをおこないゲイト電極410とゲイト
絶縁膜404を形成した。さらに、イオン打ち込みによ
って砒素イオンを2×1018cm-3だけ注入し、ソース
およびドレイン領域407、409を形成した。こうし
て、図4(A)を得た。
After the formation of the silicon oxide film, a 300 nm-thick n + -type microcrystalline silicon film containing about 10 21 cm -3 of phosphorus was formed by a low pressure CVD method. The maximum process temperature of the above film formation was 650 ° C. After that, the gate electrode was patterned to form a gate electrode 410 and a gate insulating film 404. Further, arsenic ions were implanted by 2 × 10 18 cm −3 by ion implantation to form source and drain regions 407 and 409. Thus, FIG. 4A was obtained.

【0037】次いで、図4(B)のように減圧CVD法
によってPSG膜413を形成し、方向性エッチングに
よって、図4(C)に示される側壁414を形成した。
さらに、イオン打ち込み法によって砒素イオンを領域4
07aおよび409aに5×1020cm-3注入した。
Next, as shown in FIG. 4B, a PSG film 413 was formed by a low pressure CVD method, and a side wall 414 shown in FIG. 4C was formed by directional etching.
Further, arsenic ions are added to region 4 by ion implantation.
5 × 10 20 cm −3 was implanted into 07a and 409a.

【0038】その後、全体に窒化珪素膜405を減圧C
VD法によって形成した。こうして、図4(D)を得
た。その後、真空中620℃で48時間アニールして、
領域407a、407b、408、409a、409b
を活性化させた。そして、減圧CVD法によって層間絶
縁物として、全体にPSG膜を形成し、電極用の穴を開
け、アルミ電極をソース領域およびドレイン領域に形成
した。そして、最後に、パッシベーションの目的で全体
に再び、減圧CVD法によって窒化珪素膜を形成した。
After that, the silicon nitride film 405 is entirely depressurized C
It was formed by the VD method. Thus, FIG. 4D was obtained. Then, it is annealed at 620 ° C. for 48 hours in a vacuum,
Regions 407a, 407b, 408, 409a, 409b
Was activated. Then, a PSG film was entirely formed as an interlayer insulator by a low pressure CVD method, holes for electrodes were formed, and aluminum electrodes were formed in the source region and the drain region. Then, finally, a silicon nitride film was formed again by the low pressure CVD method for the purpose of passivation.

【0039】このようにして形成されたTFTは極めて
信頼性の高いものであった。いわゆるバイアス−温度処
理(BT処理)によっても素子の動作特性が変化しない
ことが示された。BT処理とは、加温状態でソース、ド
レイン間とゲイト電極に電圧を加える処理のことで、正
常な素子であれば何ら問題が生じないが、例えば可動イ
オンが含まれているような素子では、特性の変化が見ら
れる。その様子を図6に示す。
The TFT thus formed was extremely reliable. It was shown that the so-called bias-temperature processing (BT processing) did not change the operation characteristics of the device. The BT process is a process of applying a voltage between the source and drain and the gate electrode in a heated state, and causes no problem if it is a normal device. , And changes in characteristics are observed. FIG. 6 shows this state.

【0040】図6(A)には、可動イオンがゲイト絶縁
膜中とチャネル領域に存在するTFTが示されている。
チャネル領域にアルカリの可動イオン(図中にA+ と示
される)が存在し、アルカリイオンはドナーとなるの
で、チャネル領域は弱いN型(N- 型)となる。この状
態を状態1とする。このTFTのゲイト電極とソース、
ドレイン間に、図6(B)に示すように正のバイアス電
圧を加えると、まず、チャネル領域の可動イオン(正イ
オン)がゲイト電極から遠ざかり、チャネル領域は真性
化(I型化)する。この状態を状態2とする。この結
果、TFTのID (ドレイン電流)−VG (ゲイト電
圧)特性は、図6(D)に示すように、右側に大きく移
動する。
FIG. 6A shows a TFT in which movable ions are present in the gate insulating film and in the channel region.
Alkali mobile ions (denoted by A + in the figure) are present in the channel region, and the alkali ions serve as donors, so that the channel region becomes weak N-type (N type). This state is referred to as state 1. The gate electrode and source of this TFT,
When a positive bias voltage is applied between the drains as shown in FIG. 6B, first, mobile ions (positive ions) in the channel region move away from the gate electrode, and the channel region becomes intrinsic (I-type). This state is referred to as state 2. As a result, I D (drain current) -V G (gate voltage) characteristics of the TFT, as shown in FIG. 6 (D), largely moved to the right.

【0041】しかしながら、ゲイト絶縁膜にも可動イオ
ンが存在する場合には、ゲイト電極にかかるバイアス電
圧のために、可動イオンがゲイト電極の下部(チャネル
領域側)に集まり、結果として、チャネル領域は正の電
界を感じるようになる。そのため、チャネル領域には電
子があつまり、再び、弱くN型化する。この状態を状態
3とすると、図6(E)に示されるように、状態2から
状態3へID −VG 特性曲線は左へ移動する。結局、バ
イアス電圧によって、TFTの特性は最初のものに比べ
て右に移動したものとなる。
However, when mobile ions are also present in the gate insulating film, the mobile ions gather below the gate electrode (on the channel region side) due to the bias voltage applied to the gate electrode. You will feel a positive electric field. Therefore, electrons are present in the channel region, that is, the channel region again becomes weakly N-type. When this state as 3, as shown in FIG. 6 (E), I D -V G characteristics curve from state 2 to state 3 is moved to the left. As a result, the characteristics of the TFT are shifted to the right as compared with the first TFT due to the bias voltage.

【0042】また、逆に負のバイアスをかけた場合には
チャネル領域に可動イオンが集まり、その結果、チャネ
ル領域のN型化が進行し、ゲイト電圧によってドレイン
電流を制御できない状態となる。
Conversely, when a negative bias is applied, mobile ions gather in the channel region, and as a result, the channel region becomes N-type, and the drain current cannot be controlled by the gate voltage.

【0043】本実施例では、具体的には、作製後直ちに
室温でTFTのゲイト電圧−ドレイン電流特性を測定し
(VB =0)、その後、150℃で1時間、ゲイト電極
に+20Vの電圧を加え、室温でTFTのゲイト電圧−
ドレイン電流特性を測定し(VB =+20V)、次に、
再び、150℃で1時間、ゲイト電極に今度は−20V
の電圧を加え、その後、室温でTFTのゲイト電圧−ド
レイン電流特性を測定し(VB =−20V)、TFTの
しきい値電圧の変動を調べた。
In this embodiment, specifically, the gate voltage-drain current characteristics of the TFT are measured at room temperature immediately after fabrication (V B = 0), and thereafter, a voltage of +20 V is applied to the gate electrode at 150 ° C. for 1 hour. And the gate voltage of the TFT at room temperature-
The drain current characteristics were measured (V B = + 20 V), and then
Again, for one hour at 150 ° C., the gate electrode is now -20V
Then, the gate voltage-drain current characteristics of the TFT were measured at room temperature (V B = −20 V), and the variation of the threshold voltage of the TFT was examined.

【0044】図7(B)が以上に記載した方法によって
作製したTFTの特性である。このように、バイアス電
圧VB に全く特性が影響されず、精密な測定の結果、し
きい値電圧の変動は0.2V以下であった。
FIG. 7B shows the characteristics of the TFT manufactured by the method described above. As described above, the characteristics were not affected at all by the bias voltage V B, and as a result of precise measurement, the fluctuation of the threshold voltage was 0.2 V or less.

【0045】一方、図7(A)に示されるものは、窒化
珪素膜402と405を設けず、かつ、TFTのいずれ
の皮膜のハロゲンの濃度をも1×1014cm-3以下とし
たもので、それらの点以外は本実施例に示した方法と全
く同じプロセスで作製したものであるが、図から明らか
なように特性がVB に大きく依存してしまっている。図
7(B)のしきい値電圧の変動幅から本実施例で作製し
たTFTのゲイト電極中の可動イオンの量は8×1010
cm-3程度であると推定される。以上の測定後、本実施
例で製作したTFTのシリコン膜(チャネル領域)とゲ
イト絶縁膜中のナトリウム、カリウム、リチウムの濃度
を調べたところ、それぞれ、3×1017cm-3、7×1
15cm-3、5×1015cm-3であった。このようにか
なり多量のアルカリ元素が存在していたにも関わらず、
可動イオンの量が少ないのは、ハロゲン(この場合は塩
素)によって、固定化されてしまったためであろうと推
測される。対比のために作製したTFTでは、ナトリウ
ム、カリウム、リチウムの濃度を調べたところ、それぞ
れ、7×1018cm-3、2×1016cm-3、4×1019
cm-3というように多量に含まれていた。このことか
ら、本発明の窒化珪素膜によるブロッキングの効果も推
測される。すなわち、本発明のように窒化珪素膜を設
け、かつ、ハロゲン元素をTFT(この場合はチャネル
領域を含むシリコン膜とゲイト絶縁膜)中に添加するこ
とによって、TFTの特性を著しく改善し、信頼性を向
上せしめることが可能であることが示された。
On the other hand, the one shown in FIG. 7A does not have the silicon nitride films 402 and 405, and the concentration of halogen in any of the TFT films is 1 × 10 14 cm −3 or less. in, but other than these points are those prepared in exactly the same process as the method shown in this embodiment, characteristics as is clear from FIG have gone largely dependent on V B. From the fluctuation width of the threshold voltage shown in FIG. 7B, the amount of mobile ions in the gate electrode of the TFT manufactured in this embodiment is 8 × 10 10
It is estimated to be of the order of cm -3 . After the above measurement, when the concentrations of sodium, potassium and lithium in the silicon film (channel region) and the gate insulating film of the TFT manufactured in this example were examined, they were 3 × 10 17 cm −3 and 7 × 1 respectively.
It was 0 15 cm -3 and 5 × 10 15 cm -3 . Despite such a large amount of alkaline elements,
It is presumed that the amount of mobile ions was small because it was immobilized by halogen (in this case, chlorine). In the TFTs manufactured for comparison, the concentrations of sodium, potassium, and lithium were examined. As a result, they were 7 × 10 18 cm −3 , 2 × 10 16 cm −3 , and 4 × 10 19 cm −3 , respectively.
cm- 3 . From this, the effect of blocking by the silicon nitride film of the present invention is also presumed. That is, by providing a silicon nitride film and adding a halogen element to a TFT (in this case, a silicon film including a channel region and a gate insulating film) as in the present invention, the characteristics of the TFT are remarkably improved and reliability is improved. It has been shown that it is possible to improve the performance.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によって、ナトリウム等の可動イ
オンの影響の少ないTFT等の薄膜状半導体素子を作製
することができる。従来、可動イオンが存在するため素
子が形成できなかった基板においても、TFTを形成す
ることが可能となった。本発明を実施するには、図1な
いし図4のようにコプラナ型であっても、また、逆コプ
ラナ型やスタガ型、逆スタガ型のTFTを用いても構わ
ない。また、本発明は、薄膜状半導体素子の動作につい
て制約を加えるものではないので、トランジスタのシリ
コンはアモルファスであっても、多結晶であっても、微
結晶であっても、またそれらの中間状態のものであって
も、さらには単結晶であっても構わないことは明らかで
あろう。
According to the present invention, a thin film semiconductor device such as a TFT which is less affected by mobile ions such as sodium can be manufactured. Conventionally, it has become possible to form a TFT even on a substrate on which elements cannot be formed due to the presence of mobile ions. In order to carry out the present invention, a coplanar type TFT as shown in FIGS. 1 to 4 or an inverse coplanar type, a staggered type, or an inverted staggered type TFT may be used. Further, the present invention does not impose any restrictions on the operation of the thin film semiconductor element, so that the silicon of the transistor may be amorphous, polycrystalline, microcrystalline, or in the intermediate state. It will be clear that they may be single crystals or even single crystals.

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

【図1】本発明によるTFTの例を示す。FIG. 1 shows an example of a TFT according to the present invention.

【図2】本発明によるTFTの例を示す。FIG. 2 shows an example of a TFT according to the present invention.

【図3】本発明によるTFTの例を示す。FIG. 3 shows an example of a TFT according to the present invention.

【図4】本発明によるTFTの作製例を示す。FIG. 4 shows an example of manufacturing a TFT according to the present invention.

【図5】従来のTFTの例を示す。FIG. 5 shows an example of a conventional TFT.

【図6】可動イオンによるTFTの特性への影響を示
す。
FIG. 6 shows the effect of mobile ions on TFT characteristics.

【図7】本発明を利用したTFTと利用しないTFTの
特性を示す。
FIG. 7 shows characteristics of a TFT using the present invention and a TFT not using the TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 絶縁性基板 102 第1のブロッキング膜 103 緩衝絶縁膜 104 ゲイト絶縁膜 105 第2のブロッキング膜 106 層間絶縁膜 107 ソース(ドレイン)領域 108 チャネル領域 109 ドレイン(ソース)領域 110 ゲイト電極 111 ソース(ドレイン)電極 112 ドレイン(ソース)電極 Reference Signs List 101 insulating substrate 102 first blocking film 103 buffer insulating film 104 gate insulating film 105 second blocking film 106 interlayer insulating film 107 source (drain) region 108 channel region 109 drain (source) region 110 gate electrode 111 source (drain) ) Electrode 112 Drain (source) electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/322 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/322

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に形成された前記基板から
の汚染を防ぐ第1のブロッキング膜と、 前記第1のブロッキング膜上に形成されたハロゲン元素
を含有する絶縁性被膜と、 前記絶縁性被膜上に形成された薄膜トランジスタと、 前記薄膜トランジスタのチャネル領域が設けられた半導
体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を覆う前記半導
体膜の汚染を防ぐ第2のブロッキング膜と、 を有し、 前記第2のブロッキング膜上方に前記薄膜トランジスタ
のソース電極およびドレイン電極が設けられ、前記第2
のブロッキング膜に設けられたコンタクトホールを介し
て、前記ソース電極はソース領域に、前記ドレイン電極
はドレイン領域に電気的に接続されていることを特徴と
する半導体装置。
A first blocking film for preventing contamination from the substrate formed on the insulating substrate; and a halogen element formed on the first blocking film.
An insulating film containing, formed on said insulating film and the thin film transistor, the channel region of the thin film transistor is provided semiconductive
The semiconductor covering the body film, the gate insulating film, and the gate electrode;
Possess a second blocking film for preventing contamination of the body layer, a second blocking layer above the thin film transistor
A source electrode and a drain electrode,
Through the contact holes provided in the blocking film
The source electrode is in a source region, and the drain electrode is
Is electrically connected to the drain region.
Semiconductor device.
【請求項2】 絶縁性基板上に形成された前記基板から
の汚染を防ぐ第1のブロッキング膜と、 前記第1のブロッキング膜上に形成されたハロゲン元素
を含有する絶縁性被膜と、 前記絶縁性被膜上に形成された薄膜トランジスタと、 前記薄膜トランジスタのチャネル領域が設けられた半導
体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を覆う前記半導
体膜の汚染を防ぐ第2のブロッキング膜と、 を有し、 前記第2のブロッキング膜上方に前記薄膜トランジスタ
のソース電極およびドレイン電極が設けられ、前記第2
のブロッキング膜に設けられたコンタクトホールを介し
て、前記ソース電極はソース領域に、前記ドレイン電極
はドレイン領域に電気的に接続され、 前記チャネル領域はハロゲンを含むことを特徴とする半
導体装置。
2. A first blocking film for preventing contamination from the substrate formed on an insulating substrate, and a halogen element formed on the first blocking film.
An insulating film containing: a thin film transistor formed on the insulating film; and a semiconductor provided with a channel region of the thin film transistor.
The semiconductor covering the body film, the gate insulating film, and the gate electrode;
Possess a second blocking film for preventing contamination of the body layer, a second blocking layer above the thin film transistor
A source electrode and a drain electrode,
Through the contact holes provided in the blocking film
The source electrode is in a source region, and the drain electrode is
Are electrically connected to a drain region, and the channel region contains halogen.
Conductor device.
【請求項3】 請求項2において、前記チャネル領域は
1×10 18 個/cm 以上5×10 20 個/cm
以下の濃度でハロゲン元素を含有することを特徴とする
半導体装置。
3. The channel region according to claim 2, wherein
1 × 10 18 / cm 3 or more 5 × 10 20 / cm 3
It is characterized by containing halogen elements in the following concentrations
Semiconductor device.
【請求項4】 絶縁性基板上に形成された前記基板から
の汚染を防ぐ第1のブロッキング膜と、 前記第1のブロッキング膜上に形成されたハロゲン元素
を含有する絶縁性被膜と、 前記絶縁性被膜上に形成された薄膜トランジスタと、 前記薄膜トランジスタのチャネル領域が設けられた半導
体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を覆う前記半導
体膜の汚染を防ぐ第2のブロッキング膜と、 を有し、前記第2のブロッキング膜上方に前記薄膜トランジスタ
のソース電極およびドレイン電極が設けられ、前記第2
のブロッキング膜に設けられたコンタクトホールを介し
て、前記ソース電極はソース領域に、前記ドレイン電極
はドレイン領域に電気的に接続され、 前記ゲイト絶縁膜はハロゲンを含むことを特徴とする半
導体装置。
4. A first blocking film for preventing contamination from the substrate formed on an insulating substrate, and a halogen element formed on the first blocking film.
An insulating film containing: a thin film transistor formed on the insulating film; a semiconductor film provided with a channel region of the thin film transistor, a gate insulating film, and a second film for preventing contamination of the semiconductor film covering the gate electrode. And the thin film transistor above the second blocking film.
A source electrode and a drain electrode,
Through the contact holes provided in the blocking film
The source electrode is in a source region, and the drain electrode is
Are electrically connected to a drain region, and the gate insulating film contains halogen.
Conductor device.
【請求項5】 請求項4において、前記ゲイト絶縁膜は
1×10 18 個/cm 以上5×10 20 個/cm
以下の濃度でハロゲン元素を含有することを特徴とする
半導体装置。
5. The gate insulating film according to claim 4, wherein
1 × 10 18 / cm 3 or more 5 × 10 20 / cm 3
It is characterized by containing halogen elements in the following concentrations
Semiconductor device.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
さらに前記第2のブロッキング層上に層間絶縁膜を有
し、 前記薄膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極
は前記第層間絶縁膜上に設けられ、前記第2のブロッキ
ング膜および前記層間絶縁膜に設けられたコンタクトホ
ールを介して、前記ソース電極はソース領域に、前記ド
レイン電極はドレイン領域に電気的に接続されているこ
とを特徴とする半導体装置。
6. The method according to claim 1, wherein
Further, an interlayer insulating film is provided on the second blocking layer.
And a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor
Is provided on the second interlayer insulating film, and the second block
Contact film provided on the insulating film and the interlayer insulating film.
The source electrode is connected to the source region through the
The rain electrode must be electrically connected to the drain region.
A semiconductor device characterized by the following.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一において、
前記絶縁性被膜は酸化珪素でなることを特徴とする半導
体装置。
7. The method according to claim 1, wherein
Wherein the insulating film is made of silicon oxide.
Body device.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか一において、
前記第1のブロッキング膜は窒化珪素でなることを特徴
とする半導体装置。
8. The method according to claim 1, wherein
The first blocking film is made of silicon nitride.
Semiconductor device.
【請求項9】 請求項8において、前記窒化珪素は化学
式SiN x (1.0≦x≦1.7)で示されることを特
徴とする半導体装置。
9. The method according to claim 8, wherein said silicon nitride is
In particular, it is represented by the formula SiN x (1.0 ≦ x ≦ 1.7).
Semiconductor device.
【請求項10】 請求項8又は9において、前記第1の
ブロッキング膜の厚さは 、50〜1000nmの範囲に
あることを特徴とする半導体装置。
10. The method according to claim 8, wherein
The thickness of the blocking film ranges from 50 to 1000 nm
A semiconductor device, comprising:
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか一におい
て、前記第1のブロッキング膜は酸化アルミニウム又は
酸化タンタルでなることを特徴とする半導体装置。
11. Any one smell of claims 1 to 10
The first blocking film is made of aluminum oxide or
A semiconductor device comprising tantalum oxide.
【請求項12】 請求項1乃至11のいずれか一におい
て、前記第2のブロッキング膜は窒化珪素でなることを
特徴とする半導体装置。
12. Any one smell of claims 1 to 11
And wherein the second blocking film is made of silicon nitride.
Characteristic semiconductor device.
【請求項13】 請求項12において、前記窒化珪素は
化学式SiN x (1.0≦x≦1.7)で示されること
を特徴とする半導体装置。
13. The silicon nitride according to claim 12, wherein
Be represented by the chemical formula SiN x (1.0 ≦ x ≦ 1.7)
A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項14】 請求項12又は13において、前記第
2のブロッキング膜の厚さは、50〜1000nmの範
囲にあることを特徴とする半導体装置。
14. The method according to claim 12, wherein
2, the thickness of the blocking film is in the range of 50 to 1000 nm.
A semiconductor device characterized by being enclosed.
【請求項15】 請求項1乃至11のいずれか一におい
て、前記第2のブロッキング膜は酸化アルミニウム又は
酸化タンタルでなることを特徴とする半導体装置。
15. Any one smell of claims 1 to 11
The second blocking film is made of aluminum oxide or
A semiconductor device comprising tantalum oxide.
【請求項16】 請求項1乃至15のいずれか一におい
て、前記薄膜トランジスタは、コプラナ型の薄膜トラン
ジスタであることを特徴とする半導体装置。
16. Any one smell of claims 1 to 15
The thin film transistor is a coplanar thin film transistor .
【請求項17】 請求項1乃至15のいずれか一におい
て、前記薄膜トランジスタは、逆スタガ型の薄膜トラン
ジスタであることを特徴とする半導体装置。
17. Any one smell of claims 1 to 15
The thin film transistor is an inverted staggered thin film transistor .
【請求項18】 請求項1乃至17のいずれか一におい
て、前記半導体膜のチャネル形成領域は、アモルファ
ス、多結晶、または微結晶のシリコンを有することを特
徴とする半導体装置。
18. Any one smell of claims 1 to 17
Te, the channel formation region of the semiconductor film, especially to have an amorphous, polycrystalline, or a silicon microcrystal
Semiconductor device.
【請求項19】 請求項1乃至18のいずれか一におい
て、前記絶縁性基板はガラス基板であることを特徴とす
る半導体装置。
19. Any one smell of claims 1 to 18
Te, be characterized in that the insulating substrate is a glass substrate
Semiconductor device.
【請求項20】 チャネル形成領域、ソース領域、ドレ
イン領域、ゲイト絶縁膜、ゲイト電極、ソース電極、お
よびドレイン電極を有する薄膜トランジスタが絶縁性基
板上方に設けられている半導体装置の作製方法であっ
て、 前記 基板上に前記基板からの汚染を防ぐ第1のブロッキ
ング膜を形成、 前記第1のブロッキング膜上にロゲン原子を含む絶縁
性被膜を形成し、 前記絶縁性被膜上に、前記チャネル形成領域を含む半導
体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を形成し、 前記半導体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を覆っ
て、前記半導体の 汚染を防ぐ第2のブロッキング膜を形
、 前記第2のブロッキング膜にコンタクトホールを形成
、 前記コンタクトホールを介して前記ソース領域に接続さ
れた前記ソース電極、および前記ドレイン領域に接続さ
れた前記ドレイン電極を形成することを特徴とする半導
体装置の作製方法。
20. A channel forming region, a source region, and a drain
Region, gate insulating film, gate electrode, source electrode,
Thin film transistor having a drain electrode
A method for manufacturing a semiconductor device provided above a plate.
Te, wherein forming a first blocking layer to prevent contamination from the substrate on the substrate, the insulating film is formed including the Ha androgenic atom on the first blocking layer, on the insulating film, wherein Semiconductor including channel forming region
Forming a body film, a gate insulating film, and a gate electrode , and covering the semiconductor film, the gate insulating film, and the gate electrode;
Forming a second blocking film for preventing contamination of the semiconductor; and forming a contact hole in the second blocking film.
And, connecting of the source region via the contact hole
Semiconductors, characterized in that to form the source electrode, and the drain electrode connected to the drain regions
Method of manufacturing body device .
【請求項21】 チャネル形成領域、ソース領域、ドレ
イン領域、ゲイト絶縁膜、ゲイト電極、ソース電極、お
よびドレイン電極を有する薄膜トランジスタが絶縁性基
板上方に設けられている半導体装置の作製方法であっ
て、 前記 基板上に前記基板からの汚染を防ぐ第1のブロッキ
ング膜を形成、 前記第1のブロッキング膜上にハロゲン原子を含む絶縁
性被膜を形成し、 前記絶縁性被膜上に前記チャネル形成領域を有する半導
膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を形成し、 前記半導体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を覆っ
て、前記半導体の 汚染を防ぐ第2のブロッキング膜を形
、 前記第2のブロッキング膜上に層間絶縁膜を形成、 前記層間絶縁膜および前記第2のブロッキング膜にコ
タクトホールを形成、 前記コンタクトホールを介して前記ソース領域に接続さ
れた前記ソース電極および前記ドレイン領域に接続され
前記ドレイン電極を形成することを特徴とする半導体
装置の作製方法。
21. A channel forming region, a source region, and a drain
Region, gate insulating film, gate electrode, source electrode,
Thin film transistor having a drain electrode
A method for manufacturing a semiconductor device provided above a plate.
Te, wherein forming a first blocking layer to prevent contamination from the substrate on the substrate, an insulating film is formed containing a halogen atom on the first blocking layer, the channel formed on the insulating film Forming a semiconductor film having a region, a gate insulating film, and a gate electrode, and covering the semiconductor film, the gate insulating film, and the gate electrode;
Te, wherein forming the second blocking film for preventing the semiconductor contamination, the forming an interlayer insulating film on the second blocking film, co down <br/> in the interlayer insulating film and the second blocking film the contact hole is formed, connecting of the source region via the contact hole
Semiconductors and forming the drain electrode connected to said source electrode and said drain regions
Method for manufacturing the device.
【請求項22】 請求項20又は21において、前記薄
膜トランジスタは、コプラナ型の薄膜トランジスタであ
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
22. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the thin film transistor is a coplanar thin film transistor.
【請求項23】 請求項20又は21において、前記薄
膜トランジスタは、逆スタガ型の薄膜トランジスタであ
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
23. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the thin film transistor is an inverted staggered thin film transistor.
【請求項24】 チャネル形成領域、ソース領域、ドレ
イン領域、ゲイト絶縁膜、ゲイト電極、ソース電極、お
よびドレイン電極を有する薄膜トランジスタが絶縁性基
板上方に設けられている半導体装置の作製方法であっ
て、 前記基板上に接して前記基板からの汚染を防ぐ第1のブ
ロッキング膜を形成し、 前記基板を大気にさらさずに、前記第1のブロッキング
膜に接してハロゲンを含む絶縁性被膜を、さらに前記絶
縁性被膜に接して前記チャネル形成領域が設けられる半
導体膜を形成し、 前記半導体膜上にゲイト絶縁膜を形成し、 前記ゲイト絶縁膜上に前記ゲイト電極を形成し、 前記半導体膜、ゲイト絶縁膜、およびゲイト電極を覆っ
て、前記半導体膜の汚染を防ぐ第2のブロッキング膜を
形成、 前記第2のブロッキング膜にコンタクトホールを形成
、 前記コンタクトホールを介して、前記ソース領域に接続
された前記ソース電極および前記ドレイン領域に接続さ
れた前記ドレイン電極を形成することを特徴とする半導
体装置の作製方法。
24. A method for manufacturing a semiconductor device in which a thin film transistor having a channel formation region, a source region, a drain region, a gate insulating film, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode is provided above an insulating substrate, Forming a first blocking film in contact with the substrate to prevent contamination from the substrate, exposing the substrate to the atmosphere, contacting the first blocking film with an insulating coating containing halogen, further comprising: Forming a semiconductor film in which the channel formation region is provided in contact with an insulating film; forming a gate insulating film on the semiconductor film; forming the gate electrode on the gate insulating film; film, and covering the gate electrode, wherein forming the second blocking film to prevent contamination of the semiconductor film, contactor to the second blocking film Forming a hole
And forming the source electrode connected to the source region and the drain electrode connected to the drain region through the contact hole.
【請求項25】 請求項20乃至24のいずれか一にお
いて、前記第2のブロッキング膜を形成した後に前記半
体膜をアニールすることを特徴とする半導体装置の作
製方法。
25. The method according to claim 20, wherein
There, the method for manufacturing a semiconductor device characterized by annealing the semi <br/> conductors film after formation of the second blocking film.
【請求項26】 請求項20乃至25のいずれか一にお
いて、前記絶縁性被膜は酸化珪素でなることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
26. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the insulating film is made of silicon oxide.
【請求項27】 請求項20乃至26のいずれか一にお
いて、前記第1のブロッキング膜は窒化珪素、酸化アル
ミニウム又は酸化タンタルのいずれかでなることを特徴
とする半導体装置の作製方法。
27. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the first blocking film is made of any one of silicon nitride, aluminum oxide, and tantalum oxide.
【請求項28】 請求項20乃至27のいずれか一にお
いて、前記第2のブロッキング膜は窒化珪素、酸化アル
ミニウム又は酸化タンタルのいずれかでなることを特徴
とする半導体装置の作製方法。
28. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein said second blocking film is made of one of silicon nitride, aluminum oxide and tantalum oxide.
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