JPH0888365A - Manufacture of thin film transistor - Google Patents
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- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、LDD(Lightly Dope
d Drain)構造を有する薄膜トランジスタの製造方法に関
する。The present invention relates to an LDD (Lightly Dope).
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor having a d Drain) structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、薄膜トランジスタにおいても、ド
レイン近傍での電界集中の影響によるリーク電流の低減
を図るべく、LDD構造が用いられている。LDD構造
は、相対的に高濃度の不純物領域のソース・ドレイン領
域とチャネルとの間に形成された相対的に低濃度の不純
物領域、すなわちLDD領域により構成される。2. Description of the Related Art Recently, also in a thin film transistor, an LDD structure is used in order to reduce a leak current due to the influence of electric field concentration near the drain. The LDD structure is composed of a relatively low-concentration impurity region, that is, an LDD region formed between a source / drain region of a relatively high-concentration impurity region and a channel.
【0003】図7は、LDD構造を有するnチャネル薄
膜トランジスタのソース・ドレイン形成工程を示すもの
である。従来のLDD構造は、2度のイオン注入工程に
より形成される。まず、図7(a)に示すように、絶縁
性基板1上に多結晶シリコン層2、ゲート絶縁膜3、ゲ
ート電極4が形成され、さらに、イオン注入用マスクと
なるレジスト5がパターニングされる。この状態で、例
えばリン(P)イオン7が多結晶シリコン層2中にイオ
ン注入される。この工程により、多結晶シリコン層2中
に高濃度のソース・ドレイン領域6,6が形成される。FIG. 7 shows a source / drain forming process of an n-channel thin film transistor having an LDD structure. The conventional LDD structure is formed by two ion implantation processes. First, as shown in FIG. 7A, a polycrystalline silicon layer 2, a gate insulating film 3, and a gate electrode 4 are formed on an insulating substrate 1, and a resist 5 serving as an ion implantation mask is patterned. . In this state, for example, phosphorus (P) ions 7 are ion-implanted into the polycrystalline silicon layer 2. By this step, high-concentration source / drain regions 6 and 6 are formed in the polycrystalline silicon layer 2.
【0004】次に、図7(b)に示すように、レジスト
5を除去した後、再度リンイオン8を、上記のイオン注
入に比べて低ドーズ量でかつゲート絶縁膜3を貫通し得
る注入エネルギーによって多結晶シリコン層2中にイオ
ン注入する。この結果、多結晶シリコン層2中に、ゲー
ト電極4に対して自己整合的に低濃度のLDD領域9,
9が形成される。Next, as shown in FIG. 7B, after the resist 5 is removed, phosphorus ions 8 are implanted again at a dose lower than that of the above-mentioned ion implantation and at an implantation energy capable of penetrating the gate insulating film 3. Then, ions are implanted into the polycrystalline silicon layer 2. As a result, the low-concentration LDD regions 9 are self-aligned with the gate electrode 4 in the polycrystalline silicon layer 2.
9 is formed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
LDD構造は、上記したように2回のイオン注入工程を
必要としている。量産化を考慮した製造工程の効率化を
図る上においては、2回のイオン注入工程は工程を複雑
化し、好ましいものではない。また、液晶パネルのスイ
ッチング素子として用いられる薄膜トランジスタにLD
D構造を適用する場合には、イオン注入技術が一般的に
用いられるLSIに比べ大面積の液晶パネルに対してイ
オン注入を行わなければならない。しかしながら、この
ような大面積の領域に対するイオン注入はスキャンさせ
て行われるため、大面積の注入においては均一性や制御
性などの点から好適な方法とは言い難い面があった。However, the conventional LDD structure requires two ion implantation steps as described above. In order to improve the efficiency of the manufacturing process in consideration of mass production, the twice ion implantation process complicates the process and is not preferable. In addition, the thin film transistor used as the switching element of the liquid crystal panel has an LD.
When the D structure is applied, ion implantation must be performed on a liquid crystal panel having a large area as compared with an LSI in which the ion implantation technique is generally used. However, since ion implantation for such a large-area region is performed by scanning, it is difficult to say that this is a suitable method in terms of uniformity and controllability in large-area implantation.
【0006】本発明の目的は、上記の不都合を解消し、
薄膜トランジスタのLDD構造に対する効率的な製造方
法を提供することである。The object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages,
An object of the present invention is to provide an efficient manufacturing method for an LDD structure of a thin film transistor.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による薄膜トラン
ジスタの製造方法は、まず半導体層の表面上にゲート絶
縁層及びゲート絶縁層より幅の狭いゲート電極層を順次
形成する。その後、非質量分離型のイオンドーピング法
を用いて半導体層中にLDD領域とソース・ドレイン領
域とを同時に形成するものである。In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, first, a gate insulating layer and a gate electrode layer narrower than the gate insulating layer are sequentially formed on the surface of the semiconductor layer. After that, the LDD region and the source / drain regions are simultaneously formed in the semiconductor layer by using a non-mass separation type ion doping method.
【0008】本発明の限定された局面に従えば、イオン
ドーピング工程においては、不純物イオンのドーズ量と
イオン加速エネルギーとが、この薄膜トランジスタのフ
ラットバンド電圧が−5V以上0V以下となるように選
択される。According to a limited aspect of the present invention, in the ion doping step, the dose amount of the impurity ions and the ion acceleration energy are selected so that the flat band voltage of the thin film transistor is -5V or more and 0V or less. It
【0009】[0009]
【作用】本発明の薄膜トランジスタの製造方法に用いる
非質量分離型のイオンドーピング法(以下、イオンシャ
ワードーピングと称する)は、基板中に形成される不純
物プロファイルが、イオン注入法による不純物プロファ
イルに比べ、濃度のピークがなだらかに形成される特徴
を利用している。以下、その内容について説明する。In the non-mass separation type ion doping method (hereinafter referred to as ion shower doping) used in the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, the impurity profile formed in the substrate is higher than that of the ion implantation method. It utilizes the characteristic that the concentration peak is formed gently. The contents will be described below.
【0010】図2(a)は、イオンシャワーによる不純
物プロファイルの一例を示し、図2(b)は、イオン注
入による不純物プロファイルの一例を示す。図2(b)
に示すように、イオン注入による不純物プロファイル
は、基板深さ方向に対して濃度分布が急激に変動する急
峻な分布を有している。従って、1度のイオン注入によ
ってLDD構造を形成した場合、ゲート絶縁膜表面から
深い位置に形成されるLDD領域の不純物濃度が、例え
ば1017〜1018 atoms/c.c. オーダーとなるような条
件でイオン注入が行われれば、半導体層表面から形成さ
れるソース・ドレイン領域の不純物濃度は、ピークが表
面から深い位置に形成され、表面近傍では濃度が低くな
ってしまう。逆に、ソース・ドレイン領域の表面近傍の
不純物濃度をピーク近傍となるようにイオン注入を行え
ば、LDD領域の不純物濃度が低くなりすぎる。このよ
うに、イオン注入では、同時にソース・ドレイン領域及
びLDD領域の不純物濃度を最適に設定することが困難
である。FIG. 2 (a) shows an example of an impurity profile by ion shower, and FIG. 2 (b) shows an example of an impurity profile by ion implantation. Figure 2 (b)
As shown in, the impurity profile formed by ion implantation has a steep distribution in which the concentration distribution sharply changes in the substrate depth direction. Therefore, when the LDD structure is formed by one-time ion implantation, the impurity concentration of the LDD region formed at a deep position from the surface of the gate insulating film is, for example, 10 17 to 10 18 atoms / cc If the implantation is performed, the impurity concentration of the source / drain regions formed from the surface of the semiconductor layer has a peak formed at a deep position from the surface, and the concentration becomes low near the surface. On the contrary, if the ion implantation is performed so that the impurity concentration near the surface of the source / drain region is near the peak, the impurity concentration in the LDD region becomes too low. As described above, in ion implantation, it is difficult to simultaneously set the impurity concentrations of the source / drain region and the LDD region to be optimum.
【0011】しかしながら、図2(a)に示すように、
イオンシャワーによる不純物プロファイルは、深さ方向
に対して濃度分布がなだらかに変化する形状を有してい
る。従って、ゲート絶縁膜から深い位置に形成されるL
DD領域の不純物濃度が、例えば1017〜1018 atom
s/c.c.オーダーとなるような条件でイオンシャワードー
ピングを行っても、ソース・ドレイン領域では、表面近
傍で濃度ピークを形成することができる。However, as shown in FIG.
The impurity profile due to the ion shower has a shape in which the concentration distribution changes gently in the depth direction. Therefore, L formed at a deep position from the gate insulating film
The impurity concentration of the DD region is, for example, 10 17 to 10 18 atom
Even if the ion shower doping is performed under the condition of s / cc order, a concentration peak can be formed near the surface in the source / drain regions.
【0012】このように、イオンシャワーによるドーピ
ングでは、基板深さ方向に対してなだらかな形状を有す
る不純物プロファイルを利用してソース・ドレイン領域
とLDD領域とを同時に形成することができる。As described above, in the doping by the ion shower, the source / drain regions and the LDD regions can be simultaneously formed by utilizing the impurity profile having a gentle shape in the depth direction of the substrate.
【0013】また、イオンシャワーによるドーピング工
程において、発明者は次のような知見を得た。すなわ
ち、イオンシャワーによるドーピングを用いてLDD構
造を形成すると、ゲート絶縁膜(酸化膜)中に多量の不
純物イオン(例えば、リンイオン)が導入され、正電荷
が発生する。そして、この正電荷がチャネル領域に影響
を及ぼし、オフ時のリーク電流を増大させる要因となる
ことが判明した。このような状況は、LDDの電界緩和
によるリーク電流の低減効果と相反する結果を生じさせ
る。このため、電界緩和のために必要なLDD領域の不
純物濃度を確保しつつ、ゲート絶縁膜中の正電荷の影響
を抑制し、リーク電流を低減すべく種々の検討を試み
た。この結果、ゲート絶縁膜中の正電荷を一定量以下に
抑制することにより、リーク電流を抑制し、薄膜トラン
ジスタの所望のON/OFF比を確保し得る範囲が見出
された。そして、この範囲をトランジスタのフラットバ
ンド電圧が−5V以上0V以下の範囲として把握した。
従って、非質量分離型のイオンドーピング工程において
は、好ましくは薄膜トランジスタのフラットバンド電圧
が−5V以上0V以下となるように不純物イオンの加速
エネルギーとドーズ量とが選択される。これにより、オ
フ時のリーク電流の低減が可能となった。In addition, in the doping process using the ion shower, the inventor has obtained the following knowledge. That is, when the LDD structure is formed by using the ion shower doping, a large amount of impurity ions (for example, phosphorus ions) are introduced into the gate insulating film (oxide film), and positive charges are generated. Then, it has been found that this positive charge affects the channel region and becomes a factor of increasing the leak current at the time of off. Such a situation causes a result that conflicts with the effect of reducing the leakage current due to the electric field relaxation of the LDD. Therefore, various studies have been made to suppress the influence of positive charges in the gate insulating film and reduce the leak current while ensuring the impurity concentration of the LDD region necessary for the electric field relaxation. As a result, it has been found that by suppressing the positive charges in the gate insulating film to a certain amount or less, the leak current can be suppressed and the desired ON / OFF ratio of the thin film transistor can be secured. Then, this range was grasped as a range in which the flat band voltage of the transistor was −5 V or higher and 0 V or lower.
Therefore, in the non-mass separation type ion doping step, the acceleration energy and the dose amount of the impurity ions are preferably selected so that the flat band voltage of the thin film transistor is −5 V or higher and 0 V or lower. As a result, it has become possible to reduce the leak current when the transistor is off.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて詳
細に説明する。まず、最初に図1を用いて本発明の実施
例による薄膜トランジスタ(一例としてnチャネル薄膜
トランジスタ)の製造工程の概要について説明する。そ
の後、LDD構造を有するソース・ドレインの形成工程
について詳述する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, an outline of a manufacturing process of a thin film transistor (for example, an n-channel thin film transistor) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Then, the step of forming the source / drain having the LDD structure will be described in detail.
【0015】まず、図1(a)に示すように、例えば石
英基板やガラス基板などの絶縁性基板1の表面上にCV
D(化学気相反応)法により多結晶シリコン膜からなる
半導体層2を膜厚300〜1000Å、好ましくは60
0Å形成し、さらにフォトリソグラフィー法により半導
体層2を島状にパターニングする。さらに、半導体層2
表面を熱酸化し、シリコン酸化膜(SiO2 )からなる
ゲート絶縁膜を膜厚500〜2000Å、好ましくは1
300Å形成し、フォトリソグラフィー法により半導体
層2よりも幅の狭い島状にパターニングする。なお、こ
のゲート絶縁膜3は、CVD法やスパッタ法などを用い
たシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜などを用いて
形成してもよい。First, as shown in FIG. 1A, a CV is formed on the surface of an insulating substrate 1 such as a quartz substrate or a glass substrate.
The semiconductor layer 2 made of a polycrystalline silicon film is formed to a film thickness of 300 to 1000 Å, preferably 60 by a D (chemical vapor reaction) method.
Then, the semiconductor layer 2 is patterned into an island shape by photolithography. Further, the semiconductor layer 2
The surface is thermally oxidized to form a gate insulating film made of a silicon oxide film (SiO 2 ) with a film thickness of 500 to 2000 Å, preferably 1
Then, 300 Å is formed and patterned by photolithography into an island shape having a width narrower than that of the semiconductor layer 2. The gate insulating film 3 may be formed by using a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like using a CVD method, a sputtering method, or the like.
【0016】その後、再度CVD法により多結晶シリコ
ン膜を膜厚1000〜3000Å、好ましくは2000
Å堆積し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニン
グし、ゲート絶縁膜3よりさらに幅の狭いゲート電極4
を形成する。After that, a polycrystalline silicon film having a film thickness of 1000 to 3000 Å, preferably 2000, is again formed by the CVD method.
Å The gate electrode 4 is deposited and patterned by photolithography, and the gate electrode 4 is narrower than the gate insulating film 3.
To form.
【0017】次に、図1(b)に示すように、非質量分
離型のイオンドーピング法を用いて、半導体層2中に不
純物イオン(例えばP+ 、PHX + など)10を導入す
る。これにより、ゲート絶縁膜3より外側の半導体層2
中に一対の高濃度ソース・ドレイン領域6,6が形成さ
れ、ゲート絶縁層3下の半導体層2中のオフセット領域
に低濃度のLDD領域9,9が形成される。なお、この
工程については後で詳述する。Next, as shown in FIG. 1B, impurity ions (for example, P + , PH X +, etc.) 10 are introduced into the semiconductor layer 2 by using a non-mass separation type ion doping method. As a result, the semiconductor layer 2 outside the gate insulating film 3
A pair of high-concentration source / drain regions 6 and 6 are formed therein, and low-concentration LDD regions 9 and 9 are formed in the offset region in the semiconductor layer 2 below the gate insulating layer 3. Note that this step will be described later in detail.
【0018】さらに、図1(c)に示すように、多結晶
シリコン膜中に存在するダングリングボンドを水素で補
償するために、水素プラズマ処理を行う。その後、図1
(d)に示すように、CVD法によりシリコン酸化膜ま
たはシリコン窒化膜を厚さ2000〜5000Å、好ま
しくは4000Å堆積して層間絶縁膜11を形成する。
さらに、フォトリソグラフィー工程により層間絶縁膜1
1中にコンタクトホール12を形成し、その内部にソー
ス電極13及びドレイン電極14を形成し、薄膜トラン
ジスタの製造工程を終了する。Further, as shown in FIG. 1C, hydrogen plasma treatment is performed in order to compensate dangling bonds existing in the polycrystalline silicon film with hydrogen. Then, Figure 1
As shown in (d), a silicon oxide film or a silicon nitride film is deposited to a thickness of 2000 to 5000 Å, preferably 4000 Å by a CVD method to form an interlayer insulating film 11.
Furthermore, the interlayer insulating film 1 is formed by a photolithography process.
Then, the contact hole 12 is formed in the semiconductor device 1, the source electrode 13 and the drain electrode 14 are formed therein, and the manufacturing process of the thin film transistor is completed.
【0019】上記の実施例による製造工程はn型薄膜ト
ランジスタの製造方法であるが、p型薄膜トランジスタ
の場合にもドーピングする不純物の種類を例えば、ボロ
ン(B)に変更することにより同様に製造することがで
きる。Although the manufacturing process according to the above-described embodiment is a method for manufacturing an n-type thin film transistor, a p-type thin film transistor may be manufactured in the same manner by changing the type of impurities to be doped to boron (B), for example. You can
【0020】ここで、上記の図1(b)に示す非質量分
離型のイオンドーピング法について説明する。本書の
「作用」の欄で述べたように、イオンシャワードーピン
グによる不純物プロファイルは、イオン注入によるプロ
ファイルに比べて深さ方向になだらかな分布を持つよう
に形成される。このような不純物プロファイル特性を利
用すると、不純物濃度の低いLDD領域の形成に適した
条件に設定することにより、ソース・ドレイン領域6,
6となるべき領域では不純物濃度のピーク近傍に相当す
る高不純物濃度に形成することができる。従って、1度
のイオンシャワードーピングによりLDD領域9,9と
ソース・ドレイン領域6,6とを同時に形成することが
可能となる。Here, the non-mass separation type ion doping method shown in FIG. 1B will be described. As described in the "Action" section of this document, the impurity profile by ion shower doping is formed so as to have a gentle distribution in the depth direction as compared with the profile by ion implantation. If such an impurity profile characteristic is used, the source / drain regions 6 and 6 are set by setting the conditions suitable for forming the LDD region having a low impurity concentration.
In the region where the impurity concentration should be 6, it can be formed with a high impurity concentration corresponding to the vicinity of the peak of impurity concentration. Therefore, the LDD regions 9 and 9 and the source / drain regions 6 and 6 can be simultaneously formed by one-time ion shower doping.
【0021】また、図2(a)からわかるように、オフ
セット領域にあるゲート絶縁膜3中には、高濃度の不純
物(例えば、リン)イオンが導入される。ゲート絶縁膜
3中のリンイオンは正電荷を構成し、半導体層2表面に
電子を誘起し、リーク電流の要因となる。これは、以下
の実験結果より明らかとなる。As can be seen from FIG. 2A, high-concentration impurity (for example, phosphorus) ions are introduced into the gate insulating film 3 in the offset region. Phosphorus ions in the gate insulating film 3 form a positive charge, induce electrons on the surface of the semiconductor layer 2, and cause a leak current. This becomes clear from the following experimental results.
【0022】例えば、図3は、イオンシャワードーピン
グにおけるリンイオンのイオン加速エネルギー、ドーズ
量とこの方法により製造された薄膜トランジスタのフラ
ットバンド電圧VFBとの関係を示している。図3におい
て、イオン加速エネルギーが一定の場合にはドーズ量が
増大するにつれフラットバンド電圧VFBが増大し、また
ドーズ量が一定の場合にはイオン加速エネルギーが大き
くなるにつれフラットバンド電圧VFBが増大することが
示されている。これは、イオンシャワードーピングによ
りゲート絶縁膜中に正電荷が蓄積され、フラットバンド
電圧が増大することを示している。なお、フラットバン
ド電圧VFBとゲート絶縁膜中の電荷密度Qとの間には下
式の関係が成り立つ。For example, FIG. 3 shows the relationship between the ion acceleration energy and the dose of phosphorus ions in ion shower doping and the flat band voltage V FB of the thin film transistor manufactured by this method. 3, increased flat band voltage V FB is As ion acceleration energy dose is increased in the case of constant and flat band voltage V FB as the dose ion acceleration energy becomes large in the case of constant It has been shown to increase. This indicates that ion shower doping accumulates positive charges in the gate insulating film and increases the flat band voltage. Note that the following equation holds between the flat band voltage V FB and the charge density Q in the gate insulating film.
【0023】Q=COX×VFB・abs /q COX:ゲート絶縁膜の単位面積当りの容量 q:電荷(1.6E−19クーロン) VFB・abs :VFBの絶対値 従って、上式を用いてフラットバンド電圧VFBから電荷
密度Qを算出することができる。例えば、VFB=−5V
の場合の電荷密度Qは、7.8E11cm-2(COX=
2.5E−8)となる。Q = C OX × V FB · abs / q C OX : capacitance per unit area of the gate insulating film q: charge (1.6E-19 coulomb) V FB · abs : absolute value of V FB The charge density Q can be calculated from the flat band voltage V FB using the formula. For example, V FB = -5V
The charge density Q in the case of, 7.8E11cm -2 (C OX =
2.5E-8).
【0024】また図4は、リンイオンのドーズ量と薄膜
トランジスタのオフ電流(リーク電流)との関係を示し
ている。図4に示すように、ドーズ量が増大するにつ
れ、オフ電流が増大する。FIG. 4 shows the relationship between the dose of phosphorus ions and the off current (leakage current) of the thin film transistor. As shown in FIG. 4, the off-current increases as the dose amount increases.
【0025】さらに、図5は、上記の種々の実験結果に
基づいて、LDD領域9,9のドーズ量と薄膜トランジ
スタのオフ電流及びオン電流との関係を示したものであ
る。図示の例では、LDD領域のドーズ量がある値(ほ
ぼ1013cm-2)を超える領域において特にオフ電流の
増大が著しい。このため、この領域では、ON/OFF
比が低下する。また、図5に示す種々の実験におけるイ
オンドーピング条件とフラットバンド電圧VFBとの関係
を図6に示す。図5及び図6より、LDD領域9、9の
不純物濃度が所定の範囲になるようにイオンシャワード
ーピングの条件を設定すれば、所望のON/OFF比を
有するLDD構造の薄膜トランジスタを製造することが
できる。例えば、ON/OFF比が108 以上となる薄
膜トランジスタを得るためには、薄膜トランジスタのフ
ラットバンド電圧VFBの値が−5V以上0V以下となる
条件を選択すればよいことが判明した。従って、例えば
図3あるいは図4に示す関係を用いて、イオン加速エネ
ルギー及びドーズ量の値を選択することにより、所望の
ON/OFF比を有する薄膜トランジスタを製造するこ
とができる。Further, FIG. 5 shows the relationship between the dose amount of the LDD regions 9 and the off current and the on current of the thin film transistor, based on the above various experimental results. In the example shown in the figure, the off-state current increases remarkably in the region where the dose amount in the LDD region exceeds a certain value (approximately 10 13 cm -2 ). Therefore, in this area, ON / OFF
The ratio decreases. Further, FIG. 6 shows the relationship between the ion doping conditions and the flat band voltage V FB in various experiments shown in FIG. From FIGS. 5 and 6, if the conditions of the ion shower doping are set so that the impurity concentration of the LDD regions 9 is within a predetermined range, a thin film transistor having an LDD structure having a desired ON / OFF ratio can be manufactured. it can. For example, in order to obtain a thin film transistor having an ON / OFF ratio of 10 8 or more, it has been found that a condition that the flat band voltage V FB of the thin film transistor is −5 V or more and 0 V or less may be selected. Therefore, a thin film transistor having a desired ON / OFF ratio can be manufactured by selecting the values of the ion acceleration energy and the dose amount using the relationship shown in FIG. 3 or FIG. 4, for example.
【0026】なお、上記実施例で見出したイオンシャワ
ードーピングの諸条件は、液晶パネルに使用されている
スイッチング用の薄膜トランジスタにおいてON/OF
F比を108 以上確保する必要がある場合に好適なもの
となる。従って、薄膜トランジスタに要求される特性値
が異なれば、それに見合うイオンシャワードーピングの
ドーズ量や加速エネルギーの条件を適宜設定すればよい
ことはいうまでもない。The conditions of the ion shower doping found in the above embodiment are ON / OF in the switching thin film transistor used in the liquid crystal panel.
This is suitable when it is necessary to secure the F ratio of 10 8 or more. Therefore, if the characteristic values required for the thin film transistors are different, it goes without saying that the conditions of the dose amount and the acceleration energy of the ion shower doping corresponding to them may be appropriately set.
【0027】また、上記実施例においては、LDD構造
を有する薄膜トランジスタの製造方法について説明した
が、非質量分離型のイオンドーピング法は、オフセット
構造を有する薄膜トランジスタの製造方法に利用するこ
とも可能である。この場合、上記実施例と同様に、好ま
しくはフラットバンド電圧が−5V〜0Vの範囲となる
イオンシャワードーピングの加速エネルギーやドーズ量
を選択し、オフセット領域のゲート絶縁膜中のリン濃度
を減少させることにより、オフ電流を低減することが可
能となる。Although the method of manufacturing the thin film transistor having the LDD structure has been described in the above embodiments, the non-mass separation type ion doping method can also be used for the method of manufacturing the thin film transistor having the offset structure. . In this case, similarly to the above-mentioned embodiment, preferably, the acceleration energy or dose amount of the ion shower doping that the flat band voltage is in the range of −5 V to 0 V is selected to reduce the phosphorus concentration in the gate insulating film in the offset region. As a result, the off current can be reduced.
【0028】[0028]
【発明の効果】このように、本発明による薄膜トランジ
スタの製造方法においては、非質量分離型のイオンドー
ピングを用いてソース・ドレイン領域の高濃度領域とL
DD領域とを同時に形成するように構成されているの
で、薄膜トランジスタの製造工程が簡略化され、製造効
率が向上する。また、イオンシャワードーピングの加速
エネルギーやドーズ量を選択して、オフセット領域のゲ
ート絶縁膜中の正電荷を減少させることによりオフ電流
を低減することができるとともに、高ON/OFF比を
得ることができる。As described above, in the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, the high concentration region of the source / drain region and the L region are formed by using the non-mass separation type ion doping.
Since the DD region and the DD region are formed at the same time, the manufacturing process of the thin film transistor is simplified and the manufacturing efficiency is improved. Further, by selecting the acceleration energy and dose amount of the ion shower doping to reduce the positive charges in the gate insulating film in the offset region, it is possible to reduce the off current and obtain a high ON / OFF ratio. it can.
【図1】本発明の一実施例による薄膜トランジスタの製
造工程の各工程(a)〜(d)を示す断面構造図。FIG. 1 is a cross-sectional structural view showing steps (a) to (d) of a manufacturing process of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
【図2】イオンシャワードーピング(a)とイオン注入
(b)による不純物プロファイル。FIG. 2 is an impurity profile by ion shower doping (a) and ion implantation (b).
【図3】イオンシャワードーピングにおけるドーズ量、
イオン加速エネルギーとフラットバンド電圧VFBとの関
係を示す相関図。FIG. 3 is a dose amount in ion shower doping,
The correlation diagram which shows the relationship between ion acceleration energy and flat band voltage VFB .
【図4】イオンシャワードーピングにおけるドーズ量と
薄膜トランジスタのオフ電流との関係を示す相関図。FIG. 4 is a correlation diagram showing a relationship between a dose amount and an off current of a thin film transistor in ion shower doping.
【図5】LDD領域のドーズ量と薄膜トランジスタのオ
フ電流及びオン電流との関係を示す相関図。FIG. 5 is a correlation diagram showing a relationship between a dose amount of an LDD region and an off current and an on current of a thin film transistor.
【図6】図5中の実験データの条件とフラットバンド電
圧との関係を示す相関図。6 is a correlation diagram showing the relationship between the conditions of the experimental data in FIG. 5 and the flat band voltage.
【図7】従来の薄膜トランジスタの製造方法に用いられ
る2度のイオン注入工程(a)、(b)を示す断面構造
図。FIG. 7 is a sectional structural view showing two ion implantation steps (a) and (b) used in a conventional method of manufacturing a thin film transistor.
1…絶縁性基板 2…半導体層 3…ゲート絶縁膜 4…ゲート電極 6…ソース・ドレイン領域 9…LDD領域 1 ... Insulating substrate 2 ... Semiconductor layer 3 ... Gate insulating film 4 ... Gate electrode 6 ... Source / drain region 9 ... LDD region
Claims (2)
備えた薄膜トランジスタの製造方法であって、 半導体層の表面上にゲート絶縁層及び前記ゲート絶縁層
より幅の狭いゲート電極層を順次形成する工程と、 非質量分離型のイオンドーピング法を用いて前記半導体
層中に前記LDD領域と前記ソース・ドレイン領域とを
同時に形成する工程とを備えたことを特徴とする、薄膜
トランジスタの製造方法。1. A method of manufacturing a thin film transistor having an LDD region and a source / drain region, which comprises sequentially forming a gate insulating layer and a gate electrode layer narrower than the gate insulating layer on a surface of a semiconductor layer. And a step of simultaneously forming the LDD region and the source / drain regions in the semiconductor layer by using a non-mass separation type ion doping method.
当該薄膜トランジスタのフラットバンド電圧が−5V以
上0V以下となるような不純物イオンのドーズ量とイオ
ン加速エネルギーとが選択され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. In the ion doping step,
The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the dose amount of the impurity ions and the ion acceleration energy are selected such that the flat band voltage of the thin film transistor is −5 V or higher and 0 V or lower.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22146594A JPH0888365A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Manufacture of thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22146594A JPH0888365A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Manufacture of thin film transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0888365A true JPH0888365A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=16767148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22146594A Pending JPH0888365A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Manufacture of thin film transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0888365A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6127211A (en) * | 1997-10-02 | 2000-10-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing transistor |
CN1326252C (en) * | 2003-05-29 | 2007-07-11 | 统宝光电股份有限公司 | Manufacturing method of thin film transistor |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP22146594A patent/JPH0888365A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6127211A (en) * | 1997-10-02 | 2000-10-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing transistor |
CN1326252C (en) * | 2003-05-29 | 2007-07-11 | 统宝光电股份有限公司 | Manufacturing method of thin film transistor |
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