JPH06260649A - Method of manufacturing thin film transistor - Google Patents
Method of manufacturing thin film transistorInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリシリコン薄膜の水素化効率を向上する。
【構成】 プラズマシリコン窒化膜からなるオーバーコ
ート膜8の上面にクロム膜からなる水素原子拡散防止膜
9を堆積する。そして、窒素雰囲気中でアニール処理を
施すと、オーバーコート膜8中の水素原子が拡散し、実
線の矢印で示すように、オーバーコート膜8から離脱さ
れた水素原子がポリシリコン薄膜2のチャネル領域2a
に到達し、チャネル領域2aのダングリングボンドの一
部と結合することになる。この場合、水素原子拡散防止
膜9により、オーバーコート膜8から離脱された水素原
子が窒素雰囲気中に拡散するのを防止することができ、
このためより多くの水素原子をポリシリコン薄膜2のチ
ャネル領域2aに拡散させることができる。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the hydrogenation efficiency of polysilicon thin films. [Structure] A hydrogen atom diffusion preventing film 9 made of a chromium film is deposited on an upper surface of an overcoat film 8 made of a plasma silicon nitride film. Then, when the annealing treatment is performed in a nitrogen atmosphere, hydrogen atoms in the overcoat film 8 are diffused, and the hydrogen atoms released from the overcoat film 8 are diffused from the channel region of the polysilicon thin film 2 as shown by a solid arrow. 2a
And reaches a part of the dangling bond in the channel region 2a. In this case, the hydrogen atom diffusion preventing film 9 can prevent hydrogen atoms separated from the overcoat film 8 from diffusing into the nitrogen atmosphere.
Therefore, more hydrogen atoms can be diffused into the channel region 2a of the polysilicon thin film 2.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は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 of manufacturing a thin film transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリシリコン薄膜トランジスタでは、特
性の向上を図るために、ポリシリコン薄膜の結晶粒界等
に存在するダングリングボンドを減少させるための水素
化処理を行うことがある。このような水素化処理の一例
を図4に示す薄膜トランジスタの場合について説明する
に、まずこの薄膜トランジスタの水素化処理前の構造に
ついて説明する。この薄膜トランジスタはガラス基板1
を備えている。ガラス基板1の上面にはポリシリコン薄
膜2が設けられている。ポリシリコン薄膜2の中央部は
チャネル領域2aとされ、その両側はソース・ドレイン
領域2bとされている。ポリシリコン薄膜2を含むガラ
ス基板1の全上面にはシリコン酸化膜からなるゲート絶
縁膜3が設けられている。チャネル領域2aに対応する
部分のゲート絶縁膜3の上面にはクロムからなるゲート
電極4が設けられている。ゲート電極4を含むゲート絶
縁膜3の全上面にはシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜
5が設けられている。ソース・ドレイン領域2bに対応
する部分の層間絶縁膜5およびゲート絶縁膜3にはコン
タクトホール6が設けられている。コンタクトホール6
の部分にはアルミニウムからなるソース・ドレイン電極
7が設けられている。ソース・ドレイン電極7を含む層
間絶縁膜5の全上面にはプラズマシリコン窒化膜からな
るオーバーコート膜8が設けられている。2. Description of the Related Art A polysilicon thin film transistor may be subjected to a hydrogenation treatment for reducing dangling bonds existing at crystal grain boundaries of a polysilicon thin film in order to improve characteristics. To describe an example of such a hydrogenation process in the case of the thin film transistor shown in FIG. 4, first, the structure of the thin film transistor before the hydrogenation process will be described. This thin film transistor is a glass substrate 1
Is equipped with. A polysilicon thin film 2 is provided on the upper surface of the glass substrate 1. The central portion of the polysilicon thin film 2 is a channel region 2a, and both sides thereof are source / drain regions 2b. A gate insulating film 3 made of a silicon oxide film is provided on the entire upper surface of the glass substrate 1 including the polysilicon thin film 2. A gate electrode 4 made of chromium is provided on the upper surface of the gate insulating film 3 corresponding to the channel region 2a. An interlayer insulating film 5 made of a silicon oxide film is provided on the entire upper surface of the gate insulating film 3 including the gate electrode 4. Contact holes 6 are provided in the interlayer insulating film 5 and the gate insulating film 3 in the portions corresponding to the source / drain regions 2b. Contact hole 6
A source / drain electrode 7 made of aluminum is provided in the area. An overcoat film 8 made of a plasma silicon nitride film is provided on the entire upper surface of the interlayer insulating film 5 including the source / drain electrodes 7.
【0003】ところで、このような構造の薄膜トランジ
スタの場合には、オーバーコート膜8として用いられて
いるプラズマシリコン窒化膜中に水素原子が多量に含ま
れているので、アニール処理を施すと、オーバーコート
膜8から離脱された水素原子をポリシリコン薄膜2のダ
ングリングボンドに結合させることができる。すなわ
ち、オーバーコート膜8を成膜する場合、250℃程度
の温度下でSiH4とNH3との混合ガスを用いたプラズ
マCVDによりプラズマシリコン窒化膜を堆積すると、
プラズマシリコン窒化膜からなるオーバーコート膜8中
には10〜35%程度の多量の水素原子が含まれること
になる。そして、窒素雰囲気中において450℃程度の
温度下で60分間程度のアニール処理を施すと、オーバ
ーコート膜8中の水素原子が拡散し、例えば図5におい
て実線の矢印で示すように、オーバーコート膜8から離
脱された水素原子がポリシリコン薄膜2のチャネル領域
2aに到達し、チャネル領域2aのダングリングボンド
の一部と結合し、ダングリングボンドに起因するトラッ
プを不活性化することになる。これにより、チャネル領
域2aのダングリングボンドが減少し、特性が向上する
ことになる。By the way, in the case of a thin film transistor having such a structure, a large amount of hydrogen atoms are contained in the plasma silicon nitride film used as the overcoat film 8. Hydrogen atoms released from the film 8 can be bonded to dangling bonds of the polysilicon thin film 2. That is, when forming the overcoat film 8, if a plasma silicon nitride film is deposited by plasma CVD using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 at a temperature of about 250 ° C.,
The overcoat film 8 made of the plasma silicon nitride film contains a large amount of hydrogen atoms of about 10 to 35%. Then, when an annealing treatment is performed in a nitrogen atmosphere at a temperature of about 450 ° C. for about 60 minutes, hydrogen atoms in the overcoat film 8 diffuse, and, for example, as shown by a solid arrow in FIG. The hydrogen atoms released from No. 8 reach the channel region 2a of the polysilicon thin film 2, bond with a part of the dangling bond of the channel region 2a, and inactivate the trap due to the dangling bond. As a result, dangling bonds in the channel region 2a are reduced and the characteristics are improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような薄膜トランジスタの製造方法では、窒素雰囲
気中でのアニール処理によりオーバーコート膜8中の水
素原子を拡散したとき、例えば図5において実線の矢印
で示すように、ポリシリコン薄膜2のチャネル領域2a
に拡散するものもあるが、同図において一点鎖線の矢印
で示すように、窒素雰囲気中に拡散するものもあり、し
たがってポリシリコン薄膜2の水素化効率が悪く、ひい
ては特性の向上を十分に図ることができないという問題
があった。この発明の目的は、ポリシリコン薄膜の水素
化効率を向上することのできる薄膜トランジスタの製造
方法を提供することにある。However, in the conventional method of manufacturing such a thin film transistor, when hydrogen atoms in the overcoat film 8 are diffused by an annealing treatment in a nitrogen atmosphere, for example, a solid arrow in FIG. , The channel region 2a of the polysilicon thin film 2
Some of them diffuse into the nitrogen atmosphere as indicated by the one-dot chain line arrow in the figure, and therefore the hydrogenation efficiency of the polysilicon thin film 2 is poor, and the characteristics are sufficiently improved. There was a problem that I could not. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor capable of improving the hydrogenation efficiency of a polysilicon thin film.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、プラズマシ
リコン窒化膜からなるオーバーコート膜上に水素原子拡
散防止膜を設け、この状態でアニール処理を施すことに
より、前記オーバーコート膜から離脱された水素原子を
ポリシリコン薄膜のダングリングボンドに結合させるよ
うにしたものである。According to the present invention, a hydrogen atom diffusion preventive film is provided on an overcoat film made of a plasma silicon nitride film, and annealing treatment is performed in this state to separate the hydrogen atom diffusion preventive film from the overcoat film. The hydrogen atoms are bonded to dangling bonds of the polysilicon thin film.
【0006】[0006]
【作用】この発明によれば、オーバーコート膜上に設け
た水素原子拡散防止膜により、オーバーコート膜から離
脱された水素原子が窒素雰囲気中に拡散するのを防止す
ることができることになるので、より多くの水素原子を
ポリシリコン薄膜に拡散させることができ、したがって
ポリシリコン薄膜の水素化効率を向上することができ
る。According to this invention, the hydrogen atom diffusion preventing film provided on the overcoat film can prevent the hydrogen atoms released from the overcoat film from diffusing into the nitrogen atmosphere. More hydrogen atoms can be diffused into the polysilicon thin film, and thus the hydrogenation efficiency of the polysilicon thin film can be improved.
【0007】[0007]
【実施例】図1はこの発明の一実施例における薄膜トラ
ンジスタの製造に際し、アニール処理を施す前の状態を
示したものである。この図において、図4と同一部分に
は同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。この図
1に示す状態では、従来の場合と同様にして、すなわち
250℃程度の温度下でSiH4とNH3との混合ガスを
用いたプラズマCVDによりプラズマシリコン窒化膜か
らなるオーバーコート膜8を堆積した後、オーバーコー
ト膜8の上面にスパッタによりクロム等の高融点金属膜
からなる水素原子拡散防止膜9を堆積している。ここ
で、一例として、オーバーコート膜8の膜厚は数千Å程
度、水素原子拡散防止膜9の膜厚は1000Å程度とな
っている。なお、水素原子拡散防止膜9は、同じくスパ
ッタにより堆積されたタングステンシリサイド膜やモリ
ブデンシリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜によっ
て形成してもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a state before performing an annealing treatment in manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. In the state shown in FIG. 1, the overcoat film 8 made of a plasma silicon nitride film is formed by plasma CVD using a mixed gas of SiH 4 and NH 3 at a temperature of about 250 ° C. in the same manner as in the conventional case. After the deposition, the hydrogen atom diffusion preventing film 9 made of a refractory metal film such as chromium is deposited on the upper surface of the overcoat film 8 by sputtering. Here, as an example, the film thickness of the overcoat film 8 is about several thousand Å, and the film thickness of the hydrogen atom diffusion preventing film 9 is about 1000 Å. The hydrogen atom diffusion prevention film 9 may be formed of a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film which is also deposited by sputtering.
【0008】次に、窒素雰囲気中において450℃程度
の温度下で60分間程度のアニール処理を施すと、オー
バーコート膜8中の水素原子が拡散し、例えば図2にお
いて実線の矢印で示すように、オーバーコート膜8から
離脱された水素原子がポリシリコン薄膜2のチャネル領
域2aに到達し、チャネル領域2aのダングリングボン
ドの一部と結合することになる。この場合、オーバーコ
ート膜8上に設けた水素原子拡散防止膜9により、オー
バーコート膜8から離脱された水素原子が窒素雰囲気中
に拡散するのを防止することができる。この結果、より
多くの水素原子をポリシリコン薄膜2のチャネル領域2
aに拡散させることができ、したがってポリシリコン薄
膜2の水素化の効率を向上することができ、ひいては特
性のより一層の向上を図ることができる。この後、ウェ
ットエッチングにより水素原子拡散防止膜9の全部また
は一部を除去する(図3参照)。Next, when an annealing treatment is performed at a temperature of about 450 ° C. for about 60 minutes in a nitrogen atmosphere, hydrogen atoms in the overcoat film 8 diffuse, and as shown by a solid arrow in FIG. 2, for example. The hydrogen atoms released from the overcoat film 8 reach the channel region 2a of the polysilicon thin film 2 and bond with a part of the dangling bond of the channel region 2a. In this case, the hydrogen atom diffusion prevention film 9 provided on the overcoat film 8 can prevent the hydrogen atoms released from the overcoat film 8 from diffusing into the nitrogen atmosphere. As a result, more hydrogen atoms are added to the channel region 2 of the polysilicon thin film 2.
Therefore, the efficiency of hydrogenation of the polysilicon thin film 2 can be improved, and further, the characteristics can be further improved. After that, the hydrogen atom diffusion preventing film 9 is entirely or partially removed by wet etching (see FIG. 3).
【0009】[0009]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、オーバーコート膜上に設けた水素原子拡散防止膜に
より、オーバーコート膜から離脱された水素原子が窒素
雰囲気中に拡散するのを防止することができるので、よ
り多くの水素原子をポリシリコン薄膜に拡散させること
ができ、したがってポリシリコン薄膜の水素化効率を向
上することができ、ひいては特性のより一層の向上を図
ることができる。As described above, according to the present invention, the hydrogen atom diffusion preventing film provided on the overcoat film prevents the hydrogen atoms separated from the overcoat film from diffusing into the nitrogen atmosphere. Since more hydrogen atoms can be diffused into the polysilicon thin film, the hydrogenation efficiency of the polysilicon thin film can be improved, and the characteristics can be further improved.
【図1】この発明の一実施例における薄膜トランジスタ
の製造に際し、アニール処理を施す前の状態を示す断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state before an annealing process is performed in manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
【図2】この薄膜トランジスタの製造に際し、アニール
処理を施した状態を説明するために示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view shown for explaining a state in which an annealing process is performed in manufacturing this thin film transistor.
【図3】この薄膜トランジスタの製造に際し、アニール
処理を施した後に水素原子拡散防止膜を除去した状態を
示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a hydrogen atom diffusion preventing film is removed after an annealing process is performed in manufacturing the thin film transistor.
【図4】従来の薄膜トランジスタの製造に際し、アニー
ル処理を施す前の状態を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state before performing an annealing process in manufacturing a conventional thin film transistor.
【図5】この従来の図薄膜トランジスタの製造に際し、
アニール処理を施した状態を説明するために示す断面
図。FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional thin-film transistor manufacturing process.
Sectional drawing shown in order to demonstrate the state which performed the annealing process.
2 ポリシリコン薄膜 8 オーバーコート膜(プラズマシリコン窒化膜) 9 水素原子拡散防止膜 2 Polysilicon thin film 8 Overcoat film (plasma silicon nitride film) 9 Hydrogen atom diffusion prevention film
Claims (4)
ーコート膜上に水素原子拡散防止膜を設け、この状態で
アニール処理を施すことにより、前記オーバーコート膜
から離脱された水素原子をポリシリコン薄膜のダングリ
ングボンドに結合させるようにしたことを特徴とする薄
膜トランジスタの製造方法。1. A hydrogen atom diffusion preventive film is provided on an overcoat film made of a plasma silicon nitride film, and annealing treatment is performed in this state so that hydrogen atoms released from the overcoat film are dangled into a polysilicon thin film. A method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that the thin film transistor is bonded to a ring bond.
からな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 hydrogen atom diffusion preventing film is made of a refractory metal film.
リサイド膜からな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。3. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the hydrogen atom diffusion prevention film is made of a refractory metal silicide film.
部をアニール処理後に除去す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。4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein all or part of the hydrogen atom diffusion preventing film is removed after the annealing treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6477393A JPH06260649A (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Method of manufacturing thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP6477393A JPH06260649A (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Method of manufacturing thin film transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06260649A true JPH06260649A (en) | 1994-09-16 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6477393A Pending JPH06260649A (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Method of manufacturing thin film transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH06260649A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000228525A (en) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Nec Corp | Polycrystal silicon thin-film transistor and manufacture thereof |
KR100544919B1 (en) * | 1997-09-30 | 2006-04-21 | 산요덴키가부시키가이샤 | Thin film transistor and method of manufacturing the same |
US7541646B2 (en) | 2006-03-08 | 2009-06-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Thin film transistor device and method of manufacturing the same |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP6477393A patent/JPH06260649A/en active Pending
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
KR100544919B1 (en) * | 1997-09-30 | 2006-04-21 | 산요덴키가부시키가이샤 | Thin film transistor and method of manufacturing the same |
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US7541646B2 (en) | 2006-03-08 | 2009-06-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Thin film transistor device and method of manufacturing the same |
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