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JPH04305939A - Manufacture of thin-film transistor - Google Patents

Manufacture of thin-film transistor

Info

Publication number
JPH04305939A
JPH04305939A JP3069971A JP6997191A JPH04305939A JP H04305939 A JPH04305939 A JP H04305939A JP 3069971 A JP3069971 A JP 3069971A JP 6997191 A JP6997191 A JP 6997191A JP H04305939 A JPH04305939 A JP H04305939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
silicon layer
film transistor
gate electrode
electrode
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.)
Pending
Application number
JP3069971A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Hashizume
勉 橋爪
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP3069971A priority Critical patent/JPH04305939A/en
Publication of JPH04305939A publication Critical patent/JPH04305939A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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、アクティブマトリック
ス方式の液晶ディスプレイや、イメージセンサや、液晶
シャッターアレイや、三次元集積素子などに応用される
薄膜トランジスタの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing thin film transistors used in active matrix liquid crystal displays, image sensors, liquid crystal shutter arrays, three-dimensional integrated devices, and the like.

【0002】0002

【従来の技術】従来、単結晶絶縁基板上の半導体薄膜は
、SOS(サファイア上のシリコン)にみられるように
バルク半導体に比べ、次のような利点を有することが知
られている。■島上に切断あるいは誘電体分離をすると
き、素子間の分離を容易かつ確実にできる。■P−N接
合面積を小さくすることにより、浮遊容量を小さくでき
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor thin films on single crystal insulating substrates have been known to have the following advantages over bulk semiconductors, as seen in SOS (silicon on sapphire). ■When cutting into islands or dielectrically separating them, it is possible to easily and reliably separate elements. (2) Stray capacitance can be reduced by reducing the PN junction area.

【0003】また、サファイア等の単結晶絶縁基板が高
価であることから、これに代わるものとして、溶融水晶
板や、Si基板を1000℃以上温度で酸化して形成し
た非晶質SiO2 膜やSi基板上に堆積した非晶質S
iO2 膜あるいは非晶質SiN膜を用い、これらの上
に半導体薄体を形成する方法が提案されている。ところ
が、これらSiO2 膜やSiN膜は単結晶でないため
、その上シリコン層を被着形成し1000℃以上の温度
のプロセスで結晶化すると基板上には多結晶が成長する
。この多結晶の粒径は数10nmであり、このうえにM
OSトランジスタを形成しても、そのキャリア移動度は
バルクシリコン上のMOSトランジスタの数分の1程度
である。
Furthermore, since single-crystal insulating substrates such as sapphire are expensive, as alternatives, fused quartz plates, amorphous SiO2 films formed by oxidizing Si substrates at temperatures above 1000°C, and Si Amorphous S deposited on the substrate
A method has been proposed in which an iO2 film or an amorphous SiN film is used and a semiconductor thin body is formed thereon. However, since these SiO2 films and SiN films are not single crystals, when a silicon layer is deposited thereon and crystallized in a process at a temperature of 1000 DEG C. or higher, polycrystals grow on the substrate. The grain size of this polycrystal is several tens of nanometers, and in addition, M
Even if an OS transistor is formed, its carrier mobility is about a fraction of that of a MOS transistor on bulk silicon.

【0004】また、液晶表示体のアクティブマトリック
ス基板用に、歪点が850℃以下の安価なガラス基板上
のMOSトランジスタでは、1000℃以上のプロセス
を利用することが出来ないので、減圧化学気相成長法で
シリコン層を堆積しても、多結晶の粒径は高々数nmで
あるため、この上にMOSトランジスタを形成しても、
そのキャリア移動度は、バルクシリコン上のMOSトラ
ンジスタの数十分の1程度である。
[0004] Furthermore, for MOS transistors on inexpensive glass substrates with a strain point of 850°C or less for active matrix substrates of liquid crystal displays, it is not possible to use processes at temperatures above 1000°C, so low-pressure chemical vapor phase is used. Even if a silicon layer is deposited using a growth method, the grain size of the polycrystal is only a few nanometers at most, so even if a MOS transistor is formed on it,
Its carrier mobility is about a few tenths of that of a MOS transistor on bulk silicon.

【0005】そこで最近、レーザービームや電子ビーム
等をシリコン薄膜上を走査し、該薄膜の溶融再固化を行
うことにより、結晶粒径を増大させ単結晶化する方法が
検討されている。この方法によれば、絶縁基板上に高品
質シリコン単結晶相を、または高品質多結晶を形成でき
、それを用いて作成した素子の特性も向上し、バルクシ
リコンに作成した素子の特性と同程度まで改善される。 さらにこの方法では、素子を積層化することが可能とな
りいわゆる三次元ICの実現が可能となる。そして高密
度、高速、多機能などの特徴を持つ回路が得られるよう
になる。
[0005]Recently, therefore, a method of increasing the crystal grain size and forming a single crystal by scanning a silicon thin film with a laser beam, an electron beam, or the like and melting and resolidifying the thin film has been studied. According to this method, it is possible to form a high-quality silicon single crystal phase or high-quality polycrystal on an insulating substrate, and the characteristics of devices fabricated using it are also improved, and the characteristics are similar to those of devices fabricated in bulk silicon. improved to a certain degree. Furthermore, this method allows elements to be stacked, making it possible to realize a so-called three-dimensional IC. As a result, circuits with characteristics such as high density, high speed, and multifunction can be obtained.

【0006】レーザービームをMOSトランジスタの能
動領域のシリコン層の結晶化に応用し、MOSトランジ
スタの高性能化を試みた第1の従来の例としてJAPA
NESE  JOURNAL  OF  APPLIE
D  PHYSICS  VOL.28,NO.10,
OCTOBER,1989,PP.1789−1793
「XeCl  Excimer  Laser  An
nealing  Used  to  Fabric
ated  Poly−Si  TFT′s」が挙げら
れる。また、第2の従来例として、JAPANESE 
 JOURNAL  OF  APPLIED  PH
YSICS  VOL.29,NO.12,DECEM
BER  1990,PPL2377−L2379「L
ow−Temperature  Polysilic
on  Thin  Film  Transisto
r  by  Non−Mass−Separated
  Ion  Flux  Doping  Tech
nique」が挙げられる。
JAPA is the first conventional example of applying a laser beam to crystallize the silicon layer of the active region of a MOS transistor to improve the performance of the MOS transistor.
NESE JOURNAL OF APPLIE
D PHYSICS VOL. 28, NO. 10,
OCTOBER, 1989, PP. 1789-1793
“XeCl Excimer Laser An
Nealing Used to Fabric
ated Poly-Si TFT's. In addition, as a second conventional example, JAPANESE
JOURNAL OF APPLIED PH
YSICS VOL. 29, NO. 12, DECEM
BER 1990, PPL2377-L2379 “L
ow-Temperature Polysilic
on Thin Film Transisto
r by Non-Mass-Separated
Ion Flux Doping Tech
``nique'' is an example.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記に挙げた論文の方
法にあっては次のような問題点があった。すなわち、ソ
ース電極に接続するソース領域と、ドレイン電極に接続
するドレイン領域を、非晶質のシリコン層の部分領域に
不純物としてリンがドープされた非晶質のシリコン層で
覆い、XeClエキシマレーザーでビームアニールして
薄膜トランジスタの活性領域となるi型シリコン層の結
晶化と、該ソース領域とドレイン領域の不純物であるリ
ンの活性化を同時に行っている。しかしながらこの方法
では、ゲート電極の形成前にソース領域とドレイン領域
の不純物の活性化を行っているためにゲート電極に対し
て自己整合的な薄膜トランジスタを形成できない欠点が
あった。
[Problem to be Solved by the Invention] The method described in the above-mentioned paper had the following problems. That is, the source region connected to the source electrode and the drain region connected to the drain electrode are covered with an amorphous silicon layer in which a partial region of the amorphous silicon layer is doped with phosphorus as an impurity, and then a XeCl excimer laser is used to cover the source region connected to the source electrode and the drain region connected to the drain electrode. Beam annealing is performed to crystallize the i-type silicon layer, which will become the active region of the thin film transistor, and to activate phosphorus, which is an impurity in the source and drain regions, at the same time. However, this method has the disadvantage that it is not possible to form a thin film transistor that is self-aligned with the gate electrode because impurities in the source and drain regions are activated before forming the gate electrode.

【0008】薄膜トランジスタを例えばアクティブマト
リックス型の液晶表示体の絵素に使用する場合、ゲート
電極とソース領域の間で生じる寄生容量と、ゲート電極
とドレイン領域の間に生じる寄生容量が、色ムラ、フリ
ッカー、ゲート線の信号が遅延の原因になる。絵素の薄
膜トランジスタをゲート電極に対して自己整合的な薄膜
トランジスタであるとこれらの問題は解消または改善さ
れる。また、絵素の駆動高速動作する駆動回路を絵素と
同一基板上に構成するためにも、基板上の薄膜トランジ
スタは自己整合型である必要がある。
When a thin film transistor is used, for example, as a picture element of an active matrix type liquid crystal display, parasitic capacitance occurring between the gate electrode and the source region and parasitic capacitance occurring between the gate electrode and the drain region cause color unevenness, Flicker and gate line signals cause delays. These problems can be solved or improved if the thin film transistor of the picture element is a thin film transistor that is self-aligned with respect to the gate electrode. Furthermore, in order to configure a drive circuit that operates at high speed for driving picture elements on the same substrate as the picture elements, the thin film transistors on the substrate need to be self-aligned.

【0009】自己整合型のMOSトランジスタは一般的
に集積回路の分野で製造されているが、そのプロセスの
最高温度は1000℃前後であり、液晶表示体の薄膜ト
ランジスタの製造方法には応用できない。なぜならば、
一般的に液晶表示体に使用される基板は安価なガラス基
板であり、そのガラス基板の歪点は600℃前後である
からである。
[0009] Self-aligned MOS transistors are generally manufactured in the field of integrated circuits, but the maximum temperature of the process is around 1000° C., so they cannot be applied to the manufacturing method of thin film transistors for liquid crystal displays. because,
This is because substrates generally used for liquid crystal displays are inexpensive glass substrates, and the strain point of the glass substrate is around 600°C.

【0010】上記の問題の解決を第2の実施例は試みて
いる。第2の実施例では、絶縁薄膜を被着形成したガラ
ス基板上にPECVDにより形成した非晶質のシリコン
層を形成しパターニング後アルゴンレーザービームによ
って結晶化を施し、SiNxの絶縁膜とクロム薄膜によ
るゲート電極を形成した後、前記SiNxの絶縁膜をエ
ッチングしてソース領域とドレイン領域となるべき部分
を露出させて、「Ion  Flux  Doping
」法により、必要な不純物を注入している。
A second embodiment attempts to solve the above problem. In the second example, an amorphous silicon layer is formed by PECVD on a glass substrate on which an insulating thin film has been deposited, and after patterning, crystallization is performed using an argon laser beam. After forming the gate electrode, the SiNx insulating film is etched to expose the portions that will become the source and drain regions.
” method, the necessary impurities are injected.

【0011】しかしながら、この方法ではソース領域と
ドレイン領域上のゲート絶縁膜をゲート電極に対して自
己整合的にエッチングしなければならず、アクティブマ
トリックス型の液晶表示体の基板全面に渡って均一にゲ
ート電極に対して自己整合的にソース領域とドレイン領
域を形成することは極めて困難である。
However, in this method, the gate insulating film on the source region and the drain region must be etched in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, so that the etching is uniform over the entire substrate of the active matrix type liquid crystal display. It is extremely difficult to form a source region and a drain region in self-alignment with the gate electrode.

【0012】また、この方法では、ゲート電極とシリコ
ン層の間のゲート絶縁膜までエッチングにより除去され
る可能性が高く、この場合、ゲート電極とソース電極あ
るいはドレイン電極の間の絶縁耐圧が劣化すると考えら
れ、アクティブマトリックス型の液晶表示体にこの薄膜
トランジスタを応用する場合大きな欠点となる。
In addition, with this method, there is a high possibility that the gate insulating film between the gate electrode and the silicon layer will be removed by etching, and in this case, if the dielectric strength between the gate electrode and the source or drain electrode deteriorates, This is a major drawback when applying this thin film transistor to an active matrix type liquid crystal display.

【0013】本発明は、上記の点に鑑み、安価なガラス
基板が使用できるプロセス温度で、ゲート電極に対して
、ソース領域およびドレイン領域を自己整合的に形成す
る薄膜トランジスタの製造方法を提供するものである。 また、本発明は、基板全面に渡って均一に、ソース領域
およびドレイン領域を自己整合的に形成する薄膜トラン
ジスタの製造方法を提供するものである。また、本発明
はソース領域とゲート電極、及びドレイン領域とゲート
電極の間の絶縁耐圧が十分高い薄膜トランジスタの製造
方法を提供するものである。
In view of the above points, the present invention provides a method for manufacturing a thin film transistor in which a source region and a drain region are formed in a self-aligned manner with respect to a gate electrode at a process temperature that allows the use of an inexpensive glass substrate. It is. Further, the present invention provides a method for manufacturing a thin film transistor in which a source region and a drain region are formed uniformly over the entire surface of a substrate in a self-aligned manner. Further, the present invention provides a method for manufacturing a thin film transistor having sufficiently high dielectric strength between the source region and the gate electrode, and between the drain region and the gate electrode.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁基板上に
減圧化学気相成長法によってシリコン層を被着形成する
工程と、該シリコン層をエネルギービームによって結晶
化する工程と外シリコン層をパターニングする工程と、
絶縁薄膜を被着形成する工程と、該絶縁薄膜上にゲート
電極を形成する工程と、該ゲート電極に対して自己整合
的に該絶縁薄膜を通して該シリコン薄膜に不純物を注入
する工程と、レーザービームを照射することによって該
不純物を活性化する工程とを含むことを特徴とする薄膜
トランジスタの製造方法である。本発明は、前記エネル
ギービームとして、エキシマパルスレーザーであること
を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes a step of depositing a silicon layer on an insulating substrate by low pressure chemical vapor deposition, a step of crystallizing the silicon layer using an energy beam, and a step of forming an outer silicon layer. a patterning process;
a step of depositing and forming an insulating thin film, a step of forming a gate electrode on the insulating thin film, a step of injecting an impurity into the silicon thin film through the insulating thin film in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and a laser beam. Activating the impurity by irradiating the impurity. The present invention is a method for manufacturing a thin film transistor, characterized in that the energy beam is an excimer pulse laser.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図1は第1の実施例を、図2は第2の実施例
を、図3は第3の実施例をそれぞれ示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 shows a first embodiment, FIG. 2 shows a second embodiment, and FIG. 3 shows a third embodiment.

【0016】図1a〜iは本発明に関わる薄膜トランジ
スタの製造工程を示す断面図である。図1aに示すが如
くあらかじめ洗浄した絶縁性基板上101に例えば透明
なガラス基板上に常圧化学気相成長法によって二酸化珪
素膜102を基板温度200〜350℃の温度で200
nmの厚さで被着形成する。
FIGS. 1a to 1i are cross-sectional views showing the manufacturing process of a thin film transistor according to the present invention. As shown in FIG. 1a, a silicon dioxide film 102 is deposited on an insulating substrate 101 that has been cleaned in advance, for example, on a transparent glass substrate by atmospheric pressure chemical vapor deposition at a substrate temperature of 200 to 350°C.
The film is deposited to a thickness of nm.

【0017】次に、例えば減圧化学気相成長法によって
基板温度550〜650℃で膜厚150nmのn型のシ
リコン層を被着形成する。該n型のシリコン層に含まれ
る不純物としては、リン、ヒ素、アンチモンが挙げられ
る。ついで該n型のシリコン層をパターニングして、薄
膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域となる島
上の領域103及び104を形成する。
Next, an n-type silicon layer having a thickness of 150 nm is deposited at a substrate temperature of 550 to 650° C., for example, by low pressure chemical vapor deposition. Examples of impurities contained in the n-type silicon layer include phosphorus, arsenic, and antimony. The n-type silicon layer is then patterned to form island-like regions 103 and 104 that will become the source and drain regions of the thin film transistor.

【0018】上記ソース領域103及びドレイン領域1
04の形成法は上記に限られるものでなく、例えば、該
二酸化珪素膜102上に、i型のシリコン層を減圧化学
気相成長法で例えば基板温度450〜650℃で、膜厚
150nmの厚さで被着形成する。上記i型のシリコン
層を形成する原料ガスとして、SiH4 もしくはSi
2 H4 もしくは、SiH4 とSi2 H4 の混
合ガスが使用できる。ついで該i型のシリコン層中に、
イオン注入法によって例えば、加速電圧120KeVで
、1015〜1016cm−2の濃度で不純物を導入す
る。ついで、上記シリコン中にイオン注入された不純物
を活性化するために基板温度600℃で窒素雰囲気中で
2時間の熱アニールをする。前記i型のシリコン中に注
入された不純物を、レーザービームなどのエネルギービ
ームによって活性化することもできる。ついで該シリコ
ン層をパターニングしてソース領域103及びドレイン
領域104を形成する。p型の薄膜トランジスタを形成
する場合には、前記のイオン注入の工程に於いて、n型
の不純物の代わりにp型の不純物例えばホウ素をイオン
注入してソース領域103及びドレイン領域104を形
成すればよい。
The source region 103 and drain region 1
The method for forming 04 is not limited to the above, and for example, an i-type silicon layer is formed on the silicon dioxide film 102 by low pressure chemical vapor deposition to a thickness of 150 nm at a substrate temperature of 450 to 650°C. Form the adhesion. As the raw material gas for forming the i-type silicon layer, SiH4 or Si
2 H4 or a mixed gas of SiH4 and Si2 H4 can be used. Then, in the i-type silicon layer,
For example, impurities are introduced by ion implantation at an acceleration voltage of 120 KeV and a concentration of 1015 to 1016 cm-2. Next, thermal annealing is performed for 2 hours in a nitrogen atmosphere at a substrate temperature of 600° C. in order to activate the impurities ion-implanted into the silicon. The impurity implanted into the i-type silicon can also be activated by an energy beam such as a laser beam. The silicon layer is then patterned to form a source region 103 and a drain region 104. When forming a p-type thin film transistor, the source region 103 and the drain region 104 are formed by ion-implanting a p-type impurity, such as boron, instead of an n-type impurity in the ion implantation step. good.

【0019】次に、純水で希釈された例えば重量濃度3
%のHF溶液で該ソース領域及びドレイン領域の表面に
形成された自然酸化膜を除去する。
Next, for example, the weight concentration 3 is diluted with pure water.
% HF solution to remove the native oxide film formed on the surfaces of the source and drain regions.

【0020】次に、薄膜トランジスタの能動領域となる
シリコン層を例えば減圧化学気相成長法で例えば基板温
度600℃で例えば膜厚15nm〜70nmで前記ソー
ス領域103及びドレイン領域104が形成された基板
を覆うように被着形成する。該シリコン層を形成するた
めの原料ガスとして、SiH4 、もしくはSi2 H
4、もしくはSiH4 とSi2 H4 の混合ガスが
使用できる。
Next, the silicon layer which will become the active region of the thin film transistor is formed by, for example, low-pressure chemical vapor deposition at a substrate temperature of 600° C. to a film thickness of 15 nm to 70 nm, on which the source region 103 and drain region 104 are formed. Form an adhesion so as to cover it. As a raw material gas for forming the silicon layer, SiH4 or Si2H
4 or a mixed gas of SiH4 and Si2 H4 can be used.

【0021】該シリコン層203の形成方法は上記の減
圧化学気相成長法に限られることなく、グロー放電によ
るモノシランの分解により形成された水素を含有する非
晶質のシリコン層や、スパッタ法によるシリコン層でも
本発明は適用できる。
The method for forming the silicon layer 203 is not limited to the above-described low pressure chemical vapor deposition method, but may also be an amorphous silicon layer containing hydrogen formed by decomposing monosilane by glow discharge, or a sputtering method. The present invention can also be applied to a silicon layer.

【0022】本実施例で製作する薄膜トランジスタの闘
値を制御するために、該シリコン層を形成後、例えばイ
オン打ち込み法により必要量の不純物を注入する。
In order to control the threshold value of the thin film transistor manufactured in this embodiment, after forming the silicon layer, a required amount of impurity is implanted by, for example, ion implantation.

【0023】次に、該シリコン層を、該ソース領域10
3と該ドレイン領域104の架け橋となるように図1b
の如く島上にパターニングし、シリコン層105を形成
する。
Next, the silicon layer is placed in the source region 10.
3 and the drain region 104 in FIG.
A silicon layer 105 is formed by patterning on the island as shown in FIG.

【0024】次に、図1cに示すように、該シリコン層
105にレーザービーム106を照射して結晶化する。 該レーザービーム106には、波長308nmのXec
lエキシマパルスレーザーを用いる。減圧化学気相成長
法により形成されたシリコン層の場合ビームアニール条
件は、パルスレーザーのパルス幅は50nsecであり
、該シリコン層105の直前のパルスレーザーの個々の
パルスのエネルギー強度は200〜600mJcm−2
であり、より適当な強度としては300〜400Jcm
−2である。該シリコン層105の同一箇所に照射され
るパルスの回数は複数回であっても構わない。ビームア
ニールしているとき、該シリコンソ層105の周辺の酸
素の分圧は10−5mmHG以下である。あるいは、ビ
ームアニールしているとき、該シリコン層105の周辺
は、He、Ne、Ar、Kr、Xeあるいはこれらの混
合ガスである不活性ガス雰囲気である。
Next, as shown in FIG. 1c, the silicon layer 105 is irradiated with a laser beam 106 to crystallize it. The laser beam 106 includes Xec with a wavelength of 308 nm.
An excimer pulse laser is used. In the case of a silicon layer formed by low pressure chemical vapor deposition, the beam annealing conditions are such that the pulse width of the pulsed laser is 50 nsec, and the energy intensity of each pulse of the pulsed laser immediately before the silicon layer 105 is 200 to 600 mJcm. 2
, and a more appropriate strength is 300 to 400 Jcm
-2. The number of pulses applied to the same location on the silicon layer 105 may be multiple times. During beam annealing, the partial pressure of oxygen around the silicon dioxide layer 105 is 10 -5 mmHG or less. Alternatively, during beam annealing, the silicon layer 105 is surrounded by an inert gas atmosphere of He, Ne, Ar, Kr, Xe, or a mixed gas thereof.

【0025】なぜならば、該シリコン層105の表面あ
るいはその近傍に酸素が存在すると、ビームアニールに
よって該シリコン層105の温度が上昇したとき、酸素
あるいは窒素が反応し不純物として該シリコン層中に取
り込まれ良好なシリコン層が得られない。よってシリコ
ン層をアニールするときには、できる限り真空中あるい
は不活性ガス雰囲気でアニールするとよい。ただし、レ
ーザーアニール後フッ酸などで結晶化したシリコン層の
表面を除去する場合には、酸素雰囲気窒素雰囲気あるい
は大気中でもビームアニール可能である。該レーザービ
ーム106はXeClエキシマレーザーに限ることはな
く、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー
、YAGレーザーなども利用することができる。
This is because if oxygen exists on or near the surface of the silicon layer 105, when the temperature of the silicon layer 105 rises due to beam annealing, oxygen or nitrogen reacts and is incorporated into the silicon layer as an impurity. A good silicon layer cannot be obtained. Therefore, when annealing the silicon layer, it is preferable to anneal it in a vacuum or in an inert gas atmosphere as much as possible. However, when removing the surface of the crystallized silicon layer with hydrofluoric acid or the like after laser annealing, beam annealing can be performed in an oxygen atmosphere, nitrogen atmosphere, or air. The laser beam 106 is not limited to the XeCl excimer laser, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, YAG laser, etc. can also be used.

【0026】該ビームアニールにより、図1dに示すよ
うにi型シリコン層は多結晶シリコン層107層になる
By the beam annealing, the i-type silicon layer becomes a polycrystalline silicon layer 107, as shown in FIG. 1d.

【0027】次に、図1eに示すように、該ソース領域
103及び該ドレイン領域104及び該多結晶シリコン
層107を覆うようにゲート絶縁膜108を、例えば常
圧化学気相成長法によって、例えば基板温度300℃で
例えば膜厚150nmの二酸化珪素膜を被膜形成する。 該ゲート絶縁膜108の形成方法および形成材料は上記
に限られるものではない。例えば、電子サイクロトロン
共鳴CVD法によってSiO2 を被着形成してもゲー
ト絶縁膜108として使用可能である。さらに、まず、
電子サイクロトロン共鳴法(ECR法)によるSiO2
 を該ソース領域103および該ドレイン領域104お
よび該多結晶シリコン層107を覆うように被着形成し
、さらに常圧化学気相成長法によってSiO2 を被着
形成した。2層構造のゲート絶縁膜でも良い。
Next, as shown in FIG. 1e, a gate insulating film 108 is formed by, for example, atmospheric pressure chemical vapor deposition, so as to cover the source region 103, the drain region 104, and the polycrystalline silicon layer 107. For example, a silicon dioxide film having a thickness of 150 nm is formed at a substrate temperature of 300°C. The method and material for forming the gate insulating film 108 are not limited to those described above. For example, SiO2 can be deposited and formed by electron cyclotron resonance CVD and used as the gate insulating film 108. Furthermore, first,
SiO2 by electron cyclotron resonance method (ECR method)
was deposited to cover the source region 103, the drain region 104, and the polycrystalline silicon layer 107, and SiO2 was further deposited by atmospheric pressure chemical vapor deposition. A gate insulating film having a two-layer structure may also be used.

【0028】次に、図1fに示すようにゲート電極10
9を形成する。例えば不純物を導入したシリコン薄膜を
該ゲート絶縁膜を覆うように被着形成し、続いてパター
ニングする。該不純物が導入されたシリコン層としては
、リンを不純物として減圧化学気相成長法により形成さ
れたシリコン層や、PECVD法により形成されたリン
を含む非晶質のシリコン層などがある。該ゲート電極の
厚みは300〜400nmである。図1fに示すように
、該ゲート電極109と該ソース領域103が、薄膜の
積層方向について重なりがないいわゆるオフセット構造
にする。
Next, as shown in FIG. 1f, the gate electrode 10
form 9. For example, a silicon thin film doped with impurities is deposited to cover the gate insulating film, and then patterned. Examples of the silicon layer into which the impurity is introduced include a silicon layer formed by low pressure chemical vapor deposition using phosphorus as an impurity, and an amorphous silicon layer containing phosphorus formed by PECVD. The thickness of the gate electrode is 300 to 400 nm. As shown in FIG. 1F, the gate electrode 109 and the source region 103 have a so-called offset structure in which they do not overlap in the stacking direction of the thin films.

【0029】例えば前記のようなイオン注入条件で、窒
素雰囲気中で600℃で60時間以上、もしくは700
℃で2時間のアニールが必要である。歪点が600℃前
後の安価なガラス基板上に薄膜トランジスタを製作する
には、前記熱アニールによる活性化は適当ではない。
For example, under the above-mentioned ion implantation conditions, at 600° C. for 60 hours or more in a nitrogen atmosphere, or at 700° C.
Annealing for 2 hours at °C is required. Activation by thermal annealing is not suitable for manufacturing thin film transistors on inexpensive glass substrates with a strain point of around 600°C.

【0030】図2gに示すように、レーザービームによ
り該領域209および210に注入された不純物を活性
化する。レーザービーム条件は、波長308nm、半値
幅50nsのXeClエキシマレーザーを、300〜6
00mjcm−2のビームエネルギー強度で、大気中で
基板上に照射する。薄膜トランジスタに照射されるレー
ザービームのパルスの数は適当に複数回であっても良い
。 レーザービームによって活性化された該209および2
10のシート抵抗は0.01〜0.05Ωcm−1であ
り、薄膜トランジスタとして十分使用可能な抵抗値であ
る。レーザービームには前記のXeClエキシマレーザ
ーに限ることなく、ArFエキシマレーザー、KrFエ
キシマレーザー、紫外線と同じ領域に波長を持つYAG
レーザーなどを不純物の活性化に用いることができる。 前記レーザービームの照射により、領域209および2
10は、不純物を含む多結晶シリコン膜で構成されたソ
ース領域212およびドレイン領域213となる。
As shown in FIG. 2g, the impurities implanted in regions 209 and 210 are activated by a laser beam. The laser beam conditions were a XeCl excimer laser with a wavelength of 308 nm and a half width of 50 ns,
The substrate is irradiated in air with a beam energy intensity of 00 mjcm-2. The number of pulses of the laser beam irradiated to the thin film transistor may be appropriately plural. 209 and 2 activated by the laser beam
The sheet resistance of No. 10 is 0.01 to 0.05 Ωcm −1 , which is a resistance value sufficient for use as a thin film transistor. The laser beam is not limited to the above-mentioned XeCl excimer laser, but also includes ArF excimer laser, KrF excimer laser, and YAG having a wavelength in the same region as ultraviolet rays.
A laser or the like can be used to activate the impurity. By irradiating the laser beam, areas 209 and 2
Reference numeral 10 indicates a source region 212 and a drain region 213 made of a polycrystalline silicon film containing impurities.

【0031】また前記不純物の活性化のためのレーザー
ビームの照射により、不純物を含んだシリコン層によっ
て形成されたゲート電極も同時にアニールされ、抵抗が
減少する。シリコン層で形成されたゲート電極の厚みは
300nm程度なのでレーザービームエネルギーは活性
シリコン層には到達しない。
Furthermore, by the laser beam irradiation for activating the impurities, the gate electrode formed of the silicon layer containing impurities is also annealed at the same time, and its resistance is reduced. Since the thickness of the gate electrode formed of a silicon layer is about 300 nm, the laser beam energy does not reach the active silicon layer.

【0032】次に、層間絶縁膜214をゲート電極20
7が形成された基板上に被着形成する。層間絶縁膜の材
料として、例えば、常圧化学気相成長法で形成された例
えば膜厚500nmのSiO2 がある。さらに、電子
サイクロトロン共鳴法、スパッタ法、減圧化学気相成長
法などにより形成されたSiO2 や、PSG、SiN
xを層間絶縁膜214としても良い。
Next, the interlayer insulating film 214 is attached to the gate electrode 20.
7 is formed on the substrate. As a material for the interlayer insulating film, there is, for example, SiO2 with a film thickness of 500 nm formed by atmospheric pressure chemical vapor deposition. Furthermore, SiO2, PSG, SiN formed by electron cyclotron resonance method, sputtering method, low pressure chemical vapor deposition method, etc.
x may be an interlayer insulating film 214.

【0033】次に、図2hに示すように該ソース領域2
12および該ドレイン領域213に該層間絶縁膜214
と該ゲート絶縁膜205を貫くようにコンタクト用の窓
部を設けた後、電極となる金属薄膜例えばアルミニウム
薄膜を被着形成し、パターニングしてソース電極215
およびドレイン電極216をそれぞれ形成する。薄膜ト
ランジスタを、アクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いる場合には、該ドレイン電極216の構
成材料として例えば、インジウム−スズの酸化物(IT
O)を材料にした透明電極を用いることができる。該I
TO薄膜をスパッタ法により被着形成し、パターンエッ
チングし、ついでソース電極材料であるアルミニウム薄
膜をスパッタ法により被着形成しパターンエッチングに
よりソース電極を形成する。
Next, as shown in FIG. 2h, the source region 2
12 and the drain region 213 with the interlayer insulating film 214
After providing a window for a contact so as to penetrate through the gate insulating film 205, a metal thin film, such as an aluminum thin film, which will become an electrode is deposited and patterned to form a source electrode 215.
and a drain electrode 216 are formed. When a thin film transistor is used as a picture element of an active matrix liquid crystal display, the drain electrode 216 may be made of, for example, indium-tin oxide (IT).
A transparent electrode made of O) can be used. Said I
A TO thin film is deposited by sputtering and pattern etched, and then an aluminum thin film, which is a source electrode material, is deposited by sputtering and a source electrode is formed by pattern etching.

【0034】次に、該ソース電極215および該ドレイ
ン電極216が形成された基板を覆うように、パッシベ
ーション膜217を例えば窒化膜を50nmを被着形成
する。該パッシベーション膜は一層に限ることはなく材
料が異なった薄膜を重ねた複数の層が積み重なったもの
でも良い。たとえば、まずスパッタ法によって厚さ20
0nmのSiO2 を該ソース電極215及びドレイン
電極216を覆うように被着形成し、続いて有機高分子
膜を被着形成してパッシベーション膜として用いること
もできる。該パッシベーション膜217は薄膜トランジ
スタの外界からの汚染を防止するために、さらにこの薄
膜トランジスタがアクティブマトリックス方式の液晶表
示体の絵素に用いられる場合には、液晶分子に薄膜トラ
ンジスタが発生する直流電圧の印加を低減する目的があ
る。
Next, a passivation film 217 of, for example, a 50 nm thick nitride film is formed to cover the substrate on which the source electrode 215 and the drain electrode 216 are formed. The passivation film is not limited to one layer, and may be a plurality of stacked layers of thin films made of different materials. For example, first, a thickness of 20 mm was formed by sputtering.
It is also possible to deposit 0 nm of SiO2 to cover the source electrode 215 and drain electrode 216, and then deposit an organic polymer film to use it as a passivation film. The passivation film 217 is used to prevent contamination of the thin film transistor from the outside world, and when the thin film transistor is used as a picture element of an active matrix liquid crystal display, it prevents the application of DC voltage generated by the thin film transistor to liquid crystal molecules. The purpose is to reduce

【0035】さらにこの次に、水素を含んだ気体中で例
えば300℃で1時間の熱処理を施して図2hのように
目的とする薄膜トランジスタを得る。ただし、パッシベ
ーション膜に300℃で分解する有機高分子膜を使用す
る場合には、該有機高分子膜を形成する前に上記の水素
処理をすることが必要である。
Next, a heat treatment is performed at 300° C. for 1 hour in a gas containing hydrogen to obtain the desired thin film transistor as shown in FIG. 2h. However, if an organic polymer film that decomposes at 300° C. is used as the passivation film, it is necessary to perform the above hydrogen treatment before forming the organic polymer film.

【0036】第3の実施例を図3に示す。A third embodiment is shown in FIG.

【0037】図3a〜hは本発明に関わる薄膜トランジ
スタの製造工程を示す断面図である。本発明の薄膜トラ
ンジスタの製造工程の第3の実施例の図3aから図3d
までは第2の実施例の図2aから図2dまでと同じであ
る。
FIGS. 3a to 3h are cross-sectional views showing the manufacturing process of a thin film transistor according to the present invention. 3a to 3d of a third embodiment of the manufacturing process of a thin film transistor of the present invention
The steps up to this point are the same as those shown in FIGS. 2a to 2d of the second embodiment.

【0038】以下に本発明の第3の実施例の図3eから
説明する。
A third embodiment of the present invention will be explained below, starting from FIG. 3e.

【0039】図2eに示すようにゲート電極307を形
成する、例えばCrのような金属薄膜をスパッタ法ある
いは蒸着法により該ゲート絶縁膜を覆うように被着形成
し、続いてパターニングする。金属薄膜の引っ張り内部
用力が大きいときには、例えばCrの場合には厚みが3
00nmの薄膜では引っ張り応力が大きく、段差部での
断線などの問題を生じる。そこでこのようなゲート電極
の場合は適宜厚みを薄くする必要がある。例えばCrに
よるゲート電極では厚みを150nm程度にするとよい
。しかしながら次の図3fのイオン打ち込みの工程で十
分イオンを阻止できなくなる。この理由で、該ゲート電
極上のレジスト308をパターニングの後に残しておく
。残ったレジストの厚みは500nm以上でありイオン
注入の十分なマスクとなる。
As shown in FIG. 2e, a metal thin film such as Cr, which forms the gate electrode 307, is deposited by sputtering or vapor deposition so as to cover the gate insulating film, and then patterned. When the tensile internal force of the metal thin film is large, for example, in the case of Cr, the thickness is 3
A thin film with a thickness of 0.00 nm has a large tensile stress, which causes problems such as wire breakage at stepped portions. Therefore, in the case of such a gate electrode, it is necessary to appropriately reduce the thickness. For example, the thickness of a gate electrode made of Cr is preferably about 150 nm. However, in the next ion implantation process shown in FIG. 3F, the ions cannot be blocked sufficiently. For this reason, the resist 308 on the gate electrode is left behind after patterning. The remaining resist has a thickness of 500 nm or more and serves as a sufficient mask for ion implantation.

【0040】次に、図3fのように、該ゲート電極30
7に対して自己整合的に該ゲート絶縁膜306を貫いて
イオン注入309する。製作する薄膜トランジスタがn
型の場合には、イオン種としてリンなどがある。例えば
、リンの場合、該ゲート絶縁膜306の厚さが150n
mの場合、イオン注入する条件は加速電圧120KeV
でイオン注入量が1×1015〜1×1016cm−3
 である。また、製作する薄膜トランジスタがp型の場
合には、イオン注入するイオン種として、ホウ素などが
ある。例えばホウ素の場合には、イオン注入する条件は
加速電圧40KeVで、イオン注入量が1×1015〜
1×1016cm−3である。図3fに示すように、ゲ
ート電極307に対して自己整合的に不純物が注入され
た領域310および311が形成される。
Next, as shown in FIG. 3f, the gate electrode 30
Ions are implanted 309 through the gate insulating film 306 in a self-aligned manner with respect to 7. The thin film transistor to be manufactured is n
In the case of a type, the ionic species includes phosphorus. For example, in the case of phosphorus, the thickness of the gate insulating film 306 is 150 nm.
In the case of m, the conditions for ion implantation are an acceleration voltage of 120KeV
The ion implantation amount is 1 x 1015 to 1 x 1016 cm-3.
It is. Further, when the thin film transistor to be manufactured is of a p-type, boron or the like is used as the ion species to be ion-implanted. For example, in the case of boron, the conditions for ion implantation are an acceleration voltage of 40 KeV and an ion implantation amount of 1 x 1015 ~
It is 1 x 1016 cm-3. As shown in FIG. 3f, regions 310 and 311 are formed in which impurities are implanted in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 307.

【0041】次に、該ゲート電極307上のレジスト3
08を剥離する。
Next, the resist 3 on the gate electrode 307 is
Peel off 08.

【0042】次に該領域310および311に注入され
た不純物を活性化する。
Next, the impurities implanted into the regions 310 and 311 are activated.

【0043】該オフセットの領域である310および3
11のシリコン層の厚みが25nm程度であると、イオ
ン注入にされた不純物を熱アニールによって活性化する
には、例えば前記のようなイオン注入条件で、窒素雰囲
気中で600℃で60時間以上、もしくは700℃で2
時間のアニールが必要である。歪点が600℃前後の安
価なガラス基板上に薄膜トランジスタを製作するには、
前記熱アニールによる活性化は適当ではない。
[0043] 310 and 3 which are the areas of the offset
When the thickness of the silicon layer No. 11 is about 25 nm, in order to activate the ion-implanted impurities by thermal annealing, for example, under the above-mentioned ion implantation conditions, at 600° C. for 60 hours or more in a nitrogen atmosphere, Or 2 at 700℃
Time annealing is required. To manufacture a thin film transistor on an inexpensive glass substrate with a strain point of around 600°C,
Activation by thermal annealing is not suitable.

【0044】図3gに示すように、レーザービーム31
2により該領域310および311に注入された不純物
を活性化する。ビームアニール条件は、波長308nm
、半値幅50nsのXeClエキシマレーザーを、30
0〜600mJcm−2のビームエネルギー強度で、基
板上に照射する。該レーザービーム312の照射によっ
て大気中の気体分子と反応する材料で、ゲート電極が構
成されている場合には、真空中あるいは不活性ガス中で
レーザービームを基板に照射する。薄膜トランジスタに
照射される該レーザービーム312のパルスの数は適当
に複数回であってもよい。該レーザービーム312によ
って活性化された該310および311のシート抵抗は
0.01〜0.05Ωm−1であり、薄膜トランジスタ
として十分使用可能な抵抗値である。レーザービームに
は前記のXeClエキシマレーザーに限ることなく、A
rFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、紫外
線と同じ領域に波長を持つYAGレーザーなどを不純物
の活性化に用いることができる。前記レーザービームの
照射により、領域310および311は、不純物を含む
多結晶シリコン膜で構成されたソース領域313および
ドレイン領域314となる。
As shown in FIG. 3g, the laser beam 31
2 activates the impurities implanted into the regions 310 and 311. Beam annealing condition is wavelength 308nm
, a XeCl excimer laser with a half-value width of 50 ns,
The substrate is irradiated with a beam energy intensity of 0 to 600 mJcm-2. If the gate electrode is made of a material that reacts with gas molecules in the atmosphere when irradiated with the laser beam 312, the substrate is irradiated with the laser beam in vacuum or in an inert gas. The number of pulses of the laser beam 312 applied to the thin film transistor may be appropriately plural. The sheet resistance of the sheets 310 and 311 activated by the laser beam 312 is 0.01 to 0.05 Ωm-1, which is a resistance value sufficient for use as a thin film transistor. The laser beam is not limited to the above-mentioned XeCl excimer laser;
An rF excimer laser, a KrF excimer laser, a YAG laser having a wavelength in the same region as ultraviolet light, or the like can be used to activate impurities. By irradiating the laser beam, the regions 310 and 311 become a source region 313 and a drain region 314 made of a polycrystalline silicon film containing impurities.

【0045】また、前記不純物の活性化のためのレーザ
ービームの照射により、不純物を含んだシリコン層によ
って形成されたゲート電極も同時にアニールされ、抵抗
が減少する。シリコン層で形成されたゲート電極の厚み
は300nm程度なのでレーザービームエネルギーは活
性シリコン層には到達しない。
Furthermore, by the laser beam irradiation for activating the impurities, the gate electrode formed of the silicon layer containing impurities is also annealed at the same time, and its resistance is reduced. Since the thickness of the gate electrode formed of a silicon layer is about 300 nm, the laser beam energy does not reach the active silicon layer.

【0046】次に、層間絶縁膜315をゲート電極30
7が形成された基板上に被着形成する。層間絶縁膜の材
料として、例えば、常圧化学気相成長法で形成された例
えば膜厚500nmのSiO2 がある。さらに、電子
サイクロトロン共鳴法、スパッタ法、減圧化学気相成長
法などにより形成されたSiO2 やPSG、SiNx
 を層間絶縁膜315としても良い。
Next, the interlayer insulating film 315 is attached to the gate electrode 30.
7 is formed on the substrate. As a material for the interlayer insulating film, there is, for example, SiO2 with a film thickness of 500 nm formed by atmospheric pressure chemical vapor deposition. Furthermore, SiO2, PSG, and SiNx formed by electron cyclotron resonance method, sputtering method, low pressure chemical vapor deposition method, etc.
may be used as the interlayer insulating film 315.

【0047】次に、図3hに示すように該ソース領域3
13および該ドレイン領域314に該層間絶縁膜315
と該ゲート絶縁膜307を貫くようにコンタクト用の窓
部を設けた後、電極となる金属薄膜例えばアルミニウム
薄膜を被着形成し、パターニングしてソース電極315
およびドレイン電極316をそれぞれ形成する。薄膜ト
ランジスタを、アクティブマトリックス方式の液晶表示
体の絵素に用いる場合には、該ドレイン電極317の構
成材料として例えば、インジウム−スズの酸化物(IT
O)を材料にした透明電極を用いることができる。該I
TO薄膜をスパッタ法により被着形成し、パターンエッ
チングし、ついでソース電極材料であるアルミニウム薄
膜をスパッタ法により被着形成しパターンエッチングに
よりソース電極を形成する。
Next, as shown in FIG. 3h, the source region 3
13 and the interlayer insulating film 315 in the drain region 314.
After providing a window for a contact so as to penetrate through the gate insulating film 307, a metal thin film, such as an aluminum thin film, which will become an electrode is deposited and patterned to form a source electrode 315.
and a drain electrode 316 are formed, respectively. When a thin film transistor is used as a picture element of an active matrix liquid crystal display, the drain electrode 317 may be made of, for example, indium-tin oxide (IT).
A transparent electrode made of O) can be used. Said I
A TO thin film is deposited by sputtering and pattern etched, and then an aluminum thin film, which is a source electrode material, is deposited by sputtering and a source electrode is formed by pattern etching.

【0048】次に、該ソース電極316および該ドレイ
ン電極317が形成された基板を覆うように、パッシベ
ーション膜318を例えば窒化膜を50nmを被着形成
する。該パッシベーション膜は一層に限ることはなく材
料が異なった薄膜を重ねた複数の層が積み重なったもの
でも良い。例えば、まずスパッタ法によって厚さ200
nmのSiO2 を該ソース電極316およびドレイン
電極317を覆うように被着形成し、続いて有機高分子
膜を被着形成してパッシベーション膜として用いること
もできる。該パッシベーション膜318は薄膜トランジ
スタの外界からの汚染を防止するために、さらにこの薄
膜トランジスタがアクティブマトリックス方式の液晶表
示体の絵素に用いられる場合には、液晶分子に薄膜トラ
ンジスタが発生する直流電圧の印加を低減する目的があ
る。
Next, a passivation film 318 of, for example, a nitride film is formed to a thickness of 50 nm so as to cover the substrate on which the source electrode 316 and the drain electrode 317 are formed. The passivation film is not limited to one layer, and may be a plurality of stacked layers of thin films made of different materials. For example, first, a thickness of 200 mm is formed by sputtering.
It is also possible to deposit SiO2 of nm thickness to cover the source electrode 316 and drain electrode 317, and then deposit an organic polymer film to use it as a passivation film. The passivation film 318 is used to prevent contamination of the thin film transistor from the outside world, and when this thin film transistor is used as a picture element of an active matrix liquid crystal display, it prevents the application of DC voltage generated by the thin film transistor to liquid crystal molecules. The purpose is to reduce

【0049】さらにこの次に、水素を含んだ気体中で例
えば300℃で1時間の熱処理を施して図3hのように
目的とする薄膜トランジスタを得る。ただし、パッシベ
ーション膜に300℃で分解する有機高分子膜を使用す
る場合には、該有機高分子膜を形成する前に水素処理を
する必要がある。
Next, a heat treatment is performed at 300° C. for 1 hour in a gas containing hydrogen to obtain the desired thin film transistor as shown in FIG. 3h. However, if an organic polymer film that decomposes at 300° C. is used as the passivation film, it is necessary to perform hydrogen treatment before forming the organic polymer film.

【0050】上記第3の実施例では自己整合型の薄膜ト
ランジスタの製造例であるが、該ドレイン電極312を
該ソース電極と同じ配線材料にして、n型の薄膜トラン
ジスタとp型の薄膜トランジスタを同一基板上に形成し
、適当に各々の薄膜トランジスタのゲート電極とソース
電極あるいはドレイン電極を接続することによって、C
−MOS回路を構成することができる。
The third embodiment described above is an example of manufacturing a self-aligned thin film transistor, and the drain electrode 312 is made of the same wiring material as the source electrode, and an n-type thin film transistor and a p-type thin film transistor are formed on the same substrate. By forming the gate electrode and connecting the source electrode or drain electrode of each thin film transistor appropriately, C.
- A MOS circuit can be constructed.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、本発明薄膜トラン
ジスタの製造方法は、ゲート絶縁膜を貫いてゲート電極
に対して自己整合的にイオン注入された不純物をレーザ
ービームにより活性化しているので、600℃以下のプ
ロセスで、ソース電極とゲート電極、およびゲート電極
とドレイン電極の間の絶縁耐圧の高い、ゲート電極に対
して自己整合的な薄膜トランジスタを形成することがで
きる。
As explained above, in the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention, the impurity ion implanted through the gate insulating film and self-aligned with the gate electrode is activated by a laser beam. A thin film transistor that is self-aligned with respect to the gate electrode and has high dielectric strength between the source electrode and the gate electrode and between the gate electrode and the drain electrode can be formed in a process at temperatures below 0.degree.

【0052】さらに、レーザーによる不純物の活性化は
チャンネルの横方向の拡散距離が短いために、ゲート電
極とソース電極の間に生じる寄生容量と、ゲート電極と
ドレイン電極の間で生じる寄生容量が極めて小さいため
に、高速動作が可能な薄膜トランジスタを形成すること
ができる。
Furthermore, since the activation of impurities by laser has a short lateral diffusion distance of the channel, the parasitic capacitance generated between the gate electrode and the source electrode and the parasitic capacitance generated between the gate electrode and the drain electrode are extremely large. Since it is small, a thin film transistor capable of high-speed operation can be formed.

【0053】また、本発明による薄膜トランジスタをア
クティブマトリックス型の液晶表示帯の絵素に用いる場
合には、前記寄生容量の少ない自己整合的な薄膜トラン
ジスタであるために、前記画面全体に渡って、色ムラ、
フリッカー、ゲート信号の遅延などのない良質な画像を
得ることができる。
Furthermore, when the thin film transistor according to the present invention is used as a pixel in an active matrix type liquid crystal display band, since the thin film transistor is a self-aligned thin film transistor with low parasitic capacitance, color unevenness will occur over the entire screen. ,
You can obtain high-quality images without flicker or gate signal delay.

【0054】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法では、不純物の活性化に熱アニールをしないため、絶
縁基板に安価なガラスを用いることができるため、大面
積の液晶表示体を製造することができる。
Furthermore, in the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention, since thermal annealing is not performed for activation of impurities, inexpensive glass can be used for the insulating substrate, and a large-area liquid crystal display can be manufactured. .

【0055】さらに、レーザービームによる移動度の大
きな自己整合型の薄膜トランジスタによってC−MOS
回路をガラス基板上に形成できる。よって、本発明によ
りアクティブマトリックス法の液晶表示体の駆動回路を
、絵素トランジスタが形成されている同一基板上に被着
形成できるので、アクティブマトリックス方式の安価な
液晶表示体を製造することができる。
Furthermore, C-MOS
Circuits can be formed on glass substrates. Therefore, according to the present invention, a driving circuit for an active matrix type liquid crystal display can be formed on the same substrate on which picture element transistors are formed, so that an inexpensive active matrix type liquid crystal display can be manufactured. .

【0056】さらに、本発明は高性能の三次元素子の製
造似も適用可能である。
Furthermore, the present invention can also be applied to the production of high-performance tertiary elements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を実現す
る第1の実施例の工程図である。
FIG. 1 is a process diagram of a first embodiment of the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention.

【図2】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を実現す
る第2の実施例の工程図である。
FIG. 2 is a process diagram of a second embodiment of the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention.

【図3】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を実現す
る第3の実施例での工程図である。
FIG. 3 is a process diagram of a third embodiment of the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301  絶縁基板 102、202、302  二酸化珪素膜103、21
2、313  ソース領域104、213、314  
ドレイン領域105、203、303  シリコン層1
08、206、306  ゲート絶縁膜106、113
、204、211、304、312  レーザービーム 107、205、305  多結晶シリコン層109、
207、307  ゲート電極111、112、209
、210、310、311  不純物が注入された領域
101, 201, 301 Insulating substrate 102, 202, 302 Silicon dioxide film 103, 21
2, 313 Source area 104, 213, 314
Drain regions 105, 203, 303 Silicon layer 1
08, 206, 306 Gate insulating film 106, 113
, 204, 211, 304, 312 laser beams 107, 205, 305 polycrystalline silicon layer 109,
207, 307 Gate electrodes 111, 112, 209
, 210, 310, 311 impurity implanted region

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板上にシリコン層を被着形成する工
程と、該シリコン層をエネルギービームによって結晶化
する工程と外シリコン層をパターニングする工程と、絶
縁薄膜を被着形成する工程と、該絶縁薄膜上にゲート電
極を形成する工程と、該ゲート電極に対して自己整合的
に該絶縁薄膜を通して該シリコン薄膜に不純物を注入す
る工程と、レーザービームを照射することによって該不
純物を活性化する工程とを含むことを特徴とする薄膜ト
ランジスタの製造方法。
1. A step of depositing a silicon layer on an insulating substrate, a step of crystallizing the silicon layer by an energy beam, a step of patterning the outer silicon layer, and a step of depositing an insulating thin film, a step of forming a gate electrode on the insulating thin film, a step of injecting an impurity into the silicon thin film through the insulating thin film in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and activating the impurity by irradiating it with a laser beam. A method for manufacturing a thin film transistor, comprising the steps of:
【請求項2】前記エネルギービームとして、波長が紫外
線と同じ領域にあることを特徴とする請求項1記載の薄
膜トランジスタの製造方法。
2. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the energy beam has a wavelength in the same region as ultraviolet light.
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