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JP3124445B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP3124445B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3124445B2
JP3124445B2 JP06180942A JP18094294A JP3124445B2 JP 3124445 B2 JP3124445 B2 JP 3124445B2 JP 06180942 A JP06180942 A JP 06180942A JP 18094294 A JP18094294 A JP 18094294A JP 3124445 B2 JP3124445 B2 JP 3124445B2
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silicon film
amorphous silicon
semiconductor device
substrate
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英臣 須沢
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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】本明細書で開示する発明は、薄膜
トランジスタの構成およびその作製方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a thin film transistor and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラス基板等の絶縁表面を有する基板上
に形成された薄膜半導体を用いた薄膜トランジスタ(一
般にTFTと称される)が知られている。この薄膜トラ
ンジスタは、各種集積回路に利用されている。特にアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置の各画素部分に配置
し、画素のスイッチング用に用いる例が知られている。
2. Description of the Related Art A thin film transistor (generally called a TFT) using a thin film semiconductor formed on a substrate having an insulating surface such as a glass substrate is known. This thin film transistor is used for various integrated circuits. In particular, an example is known in which each pixel portion of an active matrix type liquid crystal display device is disposed and used for switching pixels.

【0003】薄膜半導体の種類としては、非晶質珪素膜
や結晶性珪素膜が知られている。非晶質珪素膜は成膜の
容易性から生産性に優れるという特徴を有するが、その
電気特性が低く、得られる薄膜トランジスタの特性が低
いという問題がある。一方、結晶性珪素膜は、特性の高
い薄膜トランジスタを得ることができるという特徴があ
る。しかしながら現状においては単結晶珪素膜を得るこ
とができないので、得られる膜は多結晶構造や微結晶構
造(これらを総称して結晶性珪素膜という)となってし
まう。
As a type of the thin film semiconductor, an amorphous silicon film and a crystalline silicon film are known. The amorphous silicon film has a feature of being excellent in productivity due to ease of film formation, but has a problem that its electric characteristics are low and characteristics of a thin film transistor obtained are low. On the other hand, the crystalline silicon film has a feature that a thin film transistor having high characteristics can be obtained. However, at present, a single crystal silicon film cannot be obtained, so that the obtained film has a polycrystalline structure or a microcrystalline structure (these are collectively referred to as a crystalline silicon film).

【0004】図2(A)に代表的な薄膜トランジスタの
例を示す。図2に示すのは、ガラス基板201上に酸化
珪素膜202が形成された表面上にN型のソース領域2
03、実質的に真正(I型)のチャネル形成領域20
4、N型のドレイン領域205で構成される活性層を有
し、さらにゲイト絶縁膜206、ゲイト電極207、層
間絶縁膜208、ソース電極209、ドレイン電極21
0を有している。
FIG. 2A shows an example of a typical thin film transistor. FIG. 2 shows that an N-type source region 2 is formed on a surface of a glass substrate 201 on which a silicon oxide film 202 is formed.
03, substantially genuine (I-type) channel forming region 20
4, an active layer composed of an N-type drain region 205, a gate insulating film 206, a gate electrode 207, an interlayer insulating film 208, a source electrode 209, and a drain electrode 21.
It has 0.

【0005】このような結晶性珪素膜を用いた薄膜トラ
ンジスタではOFF電流(漏れ電流ともいう)の存在が
大きな問題となる。OFF電流とは、例えば図2に示す
ようなNチャネル型の薄膜トランジスタがOFFの状態
で、ゲイト電極207にマイナスの電位が加えられてい
る時に、チャネル形成領域204とドレイン領域205
との間に電流が流れてしまう現象をいう。Nチャネル型
の薄膜トランジスタがOFFの状態で、ゲイト電極20
7にマイナスの電位が加えられている場合、チャネル形
成領域204のゲイト絶縁膜206に接する部分はP型
となる。従って、活性層(ソース/ドレイン領域、チャ
ネル形成領域が形成されている)を構成する薄膜半導体
が単結晶であるならば、PN接合がソース/ドレイン間
に形成されることになり、ソース/ドレイン間に大きな
電流が流れることはない。しかし、活性層を構成する薄
膜半導体が多結晶構造や微結晶構造である場合、ソース
領域またはドレイン領域とチャネル形成領域との間に形
成される高電界によって、結晶粒界を介してのキャリア
の移動が生じてしまう。この結果、OFF電流が比較的
多くなってしまう。
In a thin film transistor using such a crystalline silicon film, the presence of an OFF current (also referred to as a leakage current) poses a serious problem. The OFF current refers to, for example, when a negative potential is applied to the gate electrode 207 when an N-channel thin film transistor as shown in FIG.
And a phenomenon in which current flows between them. When the N-channel type thin film transistor is off, the gate electrode 20
When a negative potential is applied to 7, the portion of the channel formation region 204 that is in contact with the gate insulating film 206 becomes P-type. Therefore, if the thin film semiconductor forming the active layer (where the source / drain region and the channel formation region are formed) is a single crystal, a PN junction is formed between the source / drain and the source / drain No large current flows between them. However, when the thin film semiconductor forming the active layer has a polycrystalline structure or a microcrystalline structure, a high electric field formed between the source or drain region and the channel formation region causes carriers to pass through the crystal grain boundaries. Movement occurs. As a result, the OFF current becomes relatively large.

【0006】上記OFF電流を少なくする方法として
は、LDD構造やオフセットゲイト構造を採用する技術
が知られている。これらの構造は、ソース領域またはド
レイン領域とチャネル形成領域との界面およびその近傍
に電界が集中しないようにし、OFF電流を低減させん
とするものである。
As a method of reducing the OFF current, a technique employing an LDD structure or an offset gate structure is known. These structures prevent an electric field from being concentrated at the interface between the source or drain region and the channel formation region and in the vicinity thereof, thereby reducing the OFF current.

【0007】〔発明に至る過程〕本発明者らの研究によ
ると、上記LDD構造やオフセットゲイト構造は、OF
F電流の低減には確かに効果的であるが、本質的に大き
な改善を得ることができないことが判明している。そこ
で各種パラメータを変化させ、OFF電流の各種パラメ
ータへの依存性を調べた。この結果、活性層の幅を変化
させてもOFF電流はほとんど変化しないことが判明し
た。図2(B)に活性層の概略の形状を示す。図2
(B)において、21がソース領域であり、22がチャ
ネル形成領域であり、23がドレイン領域である。また
Wが活性層の幅であり、Lが活性層の長さである。
[Process leading to the invention] According to the study of the present inventors, the LDD structure and the offset gate structure are of the OFD type.
It has been found that while effective in reducing F-current, it does not provide significant improvement in nature. Therefore, various parameters were changed, and the dependence of the OFF current on the various parameters was examined. As a result, it was found that the OFF current hardly changed even when the width of the active layer was changed. FIG. 2B shows a schematic shape of the active layer. FIG.
In (B), 21 is a source region, 22 is a channel formation region, and 23 is a drain region. W is the width of the active layer, and L is the length of the active layer.

【0008】まず活性層の幅Wを変化させた場合、OF
F電流の値には顕著な変化は見られなかった。もし、O
FF電流の原因となるキャリアの移動が活性層の断面全
域に渡って行われているならば、活性層の幅Wを変化さ
せることによって、OFF電流の値に変化が見られるは
ずである。なぜならば、活性層の幅Wが変化することに
よって、OFF電流の原因となるキャリアの通路の面積
(活性層の断面積)が変化するからである。
First, when the width W of the active layer is changed, OF
No significant change was observed in the value of the F current. If O
If carriers causing the FF current are moved over the entire cross section of the active layer, a change in the value of the OFF current should be seen by changing the width W of the active layer. This is because a change in the width W of the active layer changes the area of the passage of the carrier (cross-sectional area of the active layer) that causes the OFF current.

【0009】一方、活性層の厚さを変化させた場合に
は、それに依存してOFF電流の値に顕著な変化が見ら
れた。即ち、活性層の厚さを薄くすることによって、O
FF電流が減少することが確認された。
On the other hand, when the thickness of the active layer was changed, a remarkable change was observed in the value of the OFF current depending on the change. That is, by reducing the thickness of the active layer, O
It was confirmed that the FF current decreased.

【0010】上記の実験事実は、OFF電流の原因とな
るキャリアの移動が主に活性層側面24において行われ
ていることに起因する。このように、OFF電流の原因
となるキャリアの移動が活性層の側面24において主に
行われている場合は、活性層の幅を変化させてもキャリ
アの移動にはほとんど関係ないので、OFF電流の値は
ほとんど変化しない。一方、活性層の厚さを薄くする
と、キャリアの通路が狭くなるので、OFF電流は減少
する。
The above experimental fact is based on the fact that the movement of carriers causing the OFF current is mainly performed on the side surface 24 of the active layer. As described above, when the movement of the carrier that causes the OFF current is mainly performed on the side surface 24 of the active layer, even if the width of the active layer is changed, the OFF current is hardly related to the movement of the carrier. Hardly changes. On the other hand, when the thickness of the active layer is reduced, the path of carriers is narrowed, and the OFF current is reduced.

【0011】活性層側面を経由してキャリアが移動して
しまうのは、チャネル形成領域とソース領域またはドレ
イン領域との接合部の側面において多数のトラップが集
中して存在しているということに起因する。活性層の側
面にトラップが集中して存在してしまうのは以下の原因
による。一般に活性層を形成するには、RIE法等のド
ライエッチングによる方法が用いられている。この場
合、活性層の周辺端部および周辺側面においてプラズマ
ダメージが顕著になってしまう。そして、エッチングさ
れた活性層の側面においては集中的に欠陥が形成されて
しまうことになる。即ち、活性層の側面には、トラップ
が集中的に存在してしまうことになる。
The carriers move through the side surface of the active layer because a large number of traps are concentrated on the side surface of the junction between the channel formation region and the source region or the drain region. I do. The traps are concentrated on the side surface of the active layer for the following reasons. Generally, a method by dry etching such as RIE is used to form an active layer. In this case, the plasma damage becomes remarkable at the peripheral edge and the peripheral side surface of the active layer. Then, defects are intensively formed on the side surfaces of the etched active layer. That is, traps are concentrated on the side surface of the active layer.

【0012】このような活性層側面に存在するトラップ
を消滅あるいは減少させるには、活性層を形成するため
のパターニング工程(ドライエッチングによるパターニ
ング)の後に活性層の側面における欠陥を減少させ、ト
ラップ密度を低下させてやる必要がある。即ち、活性層
の側面に何らかのアニールを施すことが必要となる。以
上示した過程を経て、本明細書で示す発明が行われたも
のである。
In order to eliminate or reduce the trap existing on the side surface of the active layer, defects on the side surface of the active layer are reduced after a patterning step (patterning by dry etching) for forming the active layer, and the trap density is reduced. Need to be reduced. That is, it is necessary to perform some kind of annealing on the side surface of the active layer. The invention described in this specification has been achieved through the above-described processes.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、OFF電流
の少ない薄膜トランジスタを得ることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thin film transistor having a small OFF current.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、活性層の周囲端部の結晶性が特に高められて
いることを特徴とする。上記構成において、ソース領域
とドレイン領域とチャネル形成領域とが形成された活性
層として、図1の106と108と107で示される構
成を挙げることができる。図1において、106と10
8とがソース領域とドレイン領域であり、107がチャ
ネル形成領域である。また図1に示す構成においては、
活性層(103で示される半導体層)には、ソース/ド
レイン領域とチャネル形成領域とが形成されているが、
さらに活性層にはライトドープ領域やオフセットゲイト
領域等が形成されていてもよい。
One of the inventions disclosed in this specification is characterized in that the crystallinity at the peripheral edge of the active layer is particularly enhanced. In the above structure, as an active layer in which a source region, a drain region, and a channel formation region are formed, a structure shown by 106, 108, and 107 in FIG. 1 can be given. In FIG. 1, 106 and 10
8 is a source region and a drain region, and 107 is a channel formation region. In the configuration shown in FIG.
Source / drain regions and channel formation regions are formed in the active layer (semiconductor layer indicated by 103).
Further, a lightly doped region or an offset gate region may be formed in the active layer.

【0015】また他の発明の構成は、ソース領域とドレ
イン領域とチャネル形成領域とが形成された活性層を有
し、少なくともドレイン領域とチャネル形成領域との界
面および/またはその近傍における前記活性層の側面
は、特に結晶性が高められていることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an active layer having a source region, a drain region, and a channel forming region formed therein, and at least at the interface between the drain region and the channel forming region and / or in the vicinity thereof. Is characterized in that the crystallinity is particularly enhanced.

【0016】他の発明の構成は、絶縁表面を有する基板
上に非晶質珪素膜を形成する工程と、前記非晶質珪素膜
を結晶化し結晶性珪素膜とする工程と、前記結晶性珪素
膜をパターニングし活性層を形成する工程と、前記活性
層に対してレーザー光または強光を照射する工程と、を
有することを特徴とする。
According to another aspect of the invention, a step of forming an amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface; a step of crystallizing the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film; Patterning a film to form an active layer; and irradiating the active layer with laser light or strong light.

【0017】上記構成において、絶縁表面を有する基板
としては、ガラス基板、石英基板、絶縁膜が形成された
ガラス基板、絶縁膜が形成された半導体基板、絶縁膜が
形成された導体基板等を挙げることができる。
In the above structure, examples of the substrate having an insulating surface include a glass substrate, a quartz substrate, a glass substrate having an insulating film formed thereon, a semiconductor substrate having an insulating film formed thereon, and a conductor substrate having an insulating film formed thereon. be able to.

【0018】珪素膜を結晶化する方法としては、加熱に
よる方法、レーザー光や強光の照射による方法、加熱と
レーザー光または強光の照射とを組み合わせる方法があ
る。また、非晶質珪素膜の結晶化を助長する金属元素を
用いた結晶化の方法を採用することは有用である。この
場合、金属元素としてFe、Co、Ni、Cu、Ru、
Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、Auから選ばれ
た一種または複数種類の元素を用いることができる。特
にNi(ニッケル)を用いた場合に顕著な効果を得るこ
とができる。具体的には、550℃(従来は600℃以
上)で4時間(従来は12時間以上)程度の加熱処理で
結晶性珪素膜を得ることができる。またこの金属元素を
用いた加熱による結晶化にさらにレーザー光または強光
の照射を組み合わせることは有効である。
As a method of crystallizing the silicon film, there are a method by heating, a method by irradiation with laser light or strong light, and a method by combining heating with irradiation with laser light or strong light. Further, it is useful to employ a crystallization method using a metal element which promotes crystallization of the amorphous silicon film. In this case, Fe, Co, Ni, Cu, Ru,
One or a plurality of elements selected from Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, and Au can be used. In particular, a remarkable effect can be obtained when Ni (nickel) is used. Specifically, a crystalline silicon film can be obtained by heat treatment at 550 ° C. (conventionally 600 ° C. or higher) for about 4 hours (conventionally 12 hours or longer). It is effective to combine laser light or strong light irradiation with crystallization by heating using the metal element.

【0019】この金属元素を非晶質珪素膜に導入するに
は、非晶質珪素膜の表面に金属元素の薄膜または金属元
素を含む薄膜を形成すればよい。
In order to introduce this metal element into the amorphous silicon film, a thin film of the metal element or a thin film containing the metal element may be formed on the surface of the amorphous silicon film.

【0020】活性層中における金属元素の濃度は、1×
1015cm-3〜1×1019cm-3とすることが好まし
い。この範囲より濃度は小さい場合は、結晶化を助長す
る効果が小さく、またこの範囲より濃度が大きい場合に
は、半導体の特性が金属としての挙動を示すこととな
り、半導体素子に利用するには不都合なものとなってし
まう。
The concentration of the metal element in the active layer is 1 ×
It is preferably from 10 15 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 . When the concentration is lower than this range, the effect of promoting crystallization is small, and when the concentration is higher than this range, the characteristics of the semiconductor show behavior as a metal, which is inconvenient for use in a semiconductor element. It will be something.

【0021】パターニングにより活性層を形成した後に
レーザー光または強光の照射を行うのは、活性層の周囲
端部に対してアニール処理を行い活性層の周囲端部、特
に活性層側面における欠陥を減少させるためである。
Irradiation of laser light or intense light after forming the active layer by patterning is performed by annealing the peripheral edge of the active layer to remove defects at the peripheral edge of the active layer, particularly at the side surface of the active layer. This is to reduce it.

【0022】このレーザー光または強光の照射を活性層
の周囲端部に対して選択的に集中して行うことは有効で
ある。また活性層の側面にレーザー光が照射されるよう
にすること極めて有効である。
It is effective to selectively irradiate the laser light or the intense light on the peripheral edge of the active layer. It is extremely effective to irradiate the side surface of the active layer with laser light.

【0023】本明細書で開示する他の発明は、絶縁表面
を有する基板上に非晶質珪素膜を形成する工程と、前記
非晶質珪素膜を結晶化し結晶性珪素膜とする工程と、前
記結晶性珪素膜をパターニングし活性層を形成する工程
と、前記活性層に対してレーザー光または強光を照射す
る工程と、前記活性層の側面の少なくとも一部にソース
/ドレイン領域と逆導電型を付与する不純物を注入する
工程と、を有することを特徴とする。
Another invention disclosed in this specification includes a step of forming an amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface, a step of crystallizing the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film, Patterning the crystalline silicon film to form an active layer, irradiating the active layer with laser light or strong light, and forming a source / drain region opposite to a source / drain region on at least a part of a side surface of the active layer. Implanting an impurity for imparting a mold.

【0024】レーザー光または強光を照射する工程と活
性層の側面の少なくとも一部にソース/ドレイン領域と
逆導電型を付与する不純物を注入する工程とは、その順
序を逆にしてもよい。
The order of the step of irradiating a laser beam or an intense light and the step of implanting an impurity imparting a conductivity type opposite to that of the source / drain region to at least a part of the side surface of the active layer may be reversed.

【0025】このソース/ドレイン領域と逆導電型を付
与する不純物を注入する領域は、少なくともチャネル形
成領域とソース/ドレイン領域との界面が存在する活性
層の側面であることが必要である。
The source / drain region and the region into which the impurity imparting the opposite conductivity type is implanted must be at least the side surface of the active layer where the interface between the channel formation region and the source / drain region exists.

【0026】[0026]

【作用】パターニングにより形成された活性層の側面に
は、プラズマダメージやエッチングの際のダメージによ
り欠陥が集中的に形成されてしまう。即ち、活性層の側
面には、欠陥が集中的に存在してしまう。そこで、活性
層の形成の後にレーザー光または強光を照射することに
より、活性層の形成時にその側面に生成された欠陥を減
少させることができる。特に活性層の側面にレーザー光
が照射されるようにすることによって、活性層の側面に
存在する欠陥を効果的に減少させることができる。
The defects are formed intensively on the side surface of the active layer formed by patterning due to plasma damage and damage during etching. That is, defects are concentrated on the side surface of the active layer. Therefore, by irradiating laser light or intense light after forming the active layer, defects generated on the side surface of the active layer at the time of forming the active layer can be reduced. In particular, by irradiating the side surface of the active layer with laser light, defects existing on the side surface of the active layer can be effectively reduced.

【0027】このように、活性層の側面に存在する欠陥
をレーザー光または強光の照射により減少させること
で、活性層の側面におけるトラップ密度を減少させるこ
とができ、この活性層の側面のトラップを経由して移動
するキャリアの数を減少させることができる。そしてこ
のことにより、OFF電流の小さい薄膜トランジスタを
実現することができる。
As described above, the trap density on the side of the active layer can be reduced by reducing the defects existing on the side of the active layer by irradiating laser light or strong light. , The number of carriers that move via the network can be reduced. Thus, a thin film transistor having a small OFF current can be realized.

【0028】また活性層の周辺端部をソース/ドレイン
領域とは逆導電型とすることで、OFF動作時における
活性層の側面において、チャネル形成領域とソース/ド
レイン領域との間でPN接合を形成することができ、ソ
ース/ドレイン間の絶縁性を高めることができる。
Further, by forming the peripheral end of the active layer to have a conductivity type opposite to that of the source / drain region, a PN junction is formed between the channel forming region and the source / drain region on the side surface of the active layer during the OFF operation. And the insulating property between the source and the drain can be improved.

【0029】[0029]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕図1に本実施例で示す薄膜トランジスタの
例を示す。まずガラス基板101上に下地膜として酸化
珪素膜102を2000Åの厚さにスパッタ法によって
成膜する。次に非晶質珪素膜を1000Åの厚さにプラ
ズマCVD法または減圧熱CVD法で成膜する。そし
て、加熱処理を施すことにより、結晶性珪素膜を得る。
この加熱処理の後にレーザー光を照射することは、得ら
れた結晶性膜の結晶性を高める上で非常に大きな効果が
ある。次にRIE法を用いたエッチングによりパターニ
ングを施し、図1(A)の103で示されるような活性
層を形成する。この状態において、100で示される領
域がプラズマダメージを受ける。特に活性層の側面には
欠陥が集中的に生成されてしまう。
Embodiment 1 FIG. 1 shows an example of a thin film transistor shown in this embodiment. First, a silicon oxide film 102 is formed as a base film on a glass substrate 101 to a thickness of 2000 ° by a sputtering method. Next, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 1000 ° by a plasma CVD method or a low pressure thermal CVD method. Then, a crystalline silicon film is obtained by performing a heat treatment.
Irradiation with a laser beam after this heat treatment has a very large effect in improving the crystallinity of the obtained crystalline film. Next, patterning is performed by etching using the RIE method to form an active layer as indicated by 103 in FIG. In this state, the region indicated by 100 receives plasma damage. In particular, defects are intensively generated on the side surface of the active layer.

【0030】図1(A)をB−B’で切った断面を図3
に示す。図3に示す(A)、(B)は、後述するレーザ
ー光の照射方法を示したものである。また図3のA−
A’で切った断面が図1(A)に示される。図1、図3
に示されるように、100で示されるプラズマダメージ
を受ける領域は、活性層の周囲側面全体に渡る。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
Shown in (A) and (B) shown in FIG. 3 show a method of irradiating a laser beam described later. In addition, FIG.
A cross section taken along A ′ is shown in FIG. 1 and 3
As shown in (1), the region that is subjected to the plasma damage indicated by 100 extends over the entire peripheral side surface of the active layer.

【0031】ここでレーザー光の照射を行うことによ
り、100で示される上記活性層側面におけるプラズマ
ダメージをアニールすることができる。勿論、活性層全
体の結晶性も向上される。レーザー光としては、KrF
エキシマレーザーやXeClエキシマレーザーを用いる
ことができる。このレーザー光の照射と同時に試料を2
00〜500℃の温度に加熱することは有効である。こ
れは、加熱を併用することによって、レーザー光の照射
に従う珪素表面の溶融時間を長くし、レーザー光の照射
によるアニール効果を高めるためである。
Here, by irradiating a laser beam, it is possible to anneal the plasma damage on the side surface of the active layer indicated by 100. Of course, the crystallinity of the entire active layer is also improved. KrF as laser light
An excimer laser or a XeCl excimer laser can be used. At the same time as this laser beam irradiation,
It is effective to heat to a temperature of 00 to 500 ° C. This is because, by using heating in combination, the melting time of the silicon surface in accordance with the laser light irradiation is lengthened, and the annealing effect by the laser light irradiation is enhanced.

【0032】またレーザー光の代わりに、赤外光等の強
光を用いるのでもよい。またこのレーザー光の照射後、
さらに加熱処理を施すことは、活性層中における欠陥を
減少させる意味で有効である。
In place of laser light, strong light such as infrared light may be used. After irradiation with this laser light,
Further, heat treatment is effective in reducing defects in the active layer.

【0033】レーザー光を照射する方法としては、図3
の(A)、(B)に示す2つの方法がある。(A)に示
す方法は、上方から全面に対して行うもので、最も一般
的であり、生産性や制御性に優れた方法である。この方
法においては活性層の周囲端部にエネルギーが集中する
ことになるので、活性層の側面における結晶性を特に高
くすることができる。即ち、活性層の側面における結晶
性を活性層全体の中で特に高いものとすることができ
る。
As a method of irradiating a laser beam, FIG.
(A) and (B). The method shown in (A) is performed over the entire surface from above, and is the most general method and is excellent in productivity and controllability. In this method, since energy is concentrated on the peripheral edge of the active layer, the crystallinity on the side surface of the active layer can be particularly increased. That is, the crystallinity on the side surface of the active layer can be made particularly high in the entire active layer.

【0034】(B)に示す方法は、レーザー光を斜め方
向から照射することによって、活性層の側面に積極的に
レーザー光を照射する方法である。この方法を採用した
場合、活性層の側面に対してのアニール効果を極めて高
くすることができる。(B)に示すような斜め方向から
のレーザー光の照射を行うには、基板を斜めにしてレー
ザー光を照射すればよい。
The method shown in (B) is a method of irradiating a laser beam from a diagonal direction to positively irradiate the side surface of the active layer with the laser beam. When this method is adopted, the annealing effect on the side surface of the active layer can be extremely enhanced. In order to irradiate laser light from an oblique direction as shown in (B), the substrate may be irradiated with the laser light obliquely.

【0035】こうして、活性層の周囲側面における欠陥
を消滅あるいは大きく減少させることができる。次にゲ
イト絶縁膜として機能する酸化珪素膜104をプラズマ
CVD法によって1000Åの厚さに成膜する。そして
リンが高濃度にドープされた公知の珪素を主成分とした
被膜を形成し、パターニングを施すことにより、ゲイト
電極105を形成する。そして、ソース/ドレイン領域
を形成するためにリンイオンの注入を行う。ここではN
チャネル型の薄膜トランジスタを形成するためにリンイ
オンの注入を行うが、ここでボロンイオンの注入を行え
ば、Pチャネル型の薄膜トランジスタを得ることができ
る。
Thus, defects on the peripheral side surface of the active layer can be eliminated or greatly reduced. Next, a silicon oxide film 104 functioning as a gate insulating film is formed to a thickness of 1000 ° by a plasma CVD method. Then, a gate electrode 105 is formed by forming a coating mainly composed of known silicon doped with phosphorus at a high concentration and performing patterning. Then, phosphorus ions are implanted to form source / drain regions. Where N
Phosphorus ions are implanted to form a channel thin film transistor. If boron ions are implanted here, a P-channel thin film transistor can be obtained.

【0036】この工程で自己整合的にソース領域106
とドレイン領域108とが形成される。またチャネル形
成領域107も同時に形成される。そしてレーザー光の
照射を行い、ソース領域106とドレイン領域108の
活性化を行う。この工程において、レーザー光を照射す
る代わりに強光を照射するのでもよい。また、加熱によ
ってソース/ドレイン領域の活性化を行うのでもよい。
In this step, the source region 106 is self-aligned.
And a drain region 108 are formed. Further, a channel formation region 107 is formed at the same time. Then, laser light irradiation is performed to activate the source region 106 and the drain region 108. In this step, intense light may be irradiated instead of laser light. Alternatively, the source / drain regions may be activated by heating.

【0037】そして、層間絶縁膜として酸化珪素膜10
9を7000Åの厚さにプラズマCVD法で成膜し、さ
らに孔開け工程を経てソース電極110とドレイン電極
111とを形成する。そして350℃の水素雰囲気中に
おいて加熱処理を1時間行うことによって、図1(C)
に示す薄膜トランジスタを完成させる。
The silicon oxide film 10 is used as an interlayer insulating film.
9 is formed to a thickness of 7000 ° by a plasma CVD method, and a source electrode 110 and a drain electrode 111 are formed through a hole making step. Then, heat treatment is performed for 1 hour in a hydrogen atmosphere at 350 ° C., whereby FIG.
Is completed.

【0038】〔実施例2〕本実施例は、オフセットゲイ
ト構造とライトドープ領域とを備えた薄膜トランジスタ
に本明細書で開示する発明を適用した例である。図4に
本実施例で示す薄膜トランジスタの作製工程を示す。
[Embodiment 2] This embodiment is an example in which the invention disclosed in this specification is applied to a thin film transistor having an offset gate structure and a lightly doped region. FIG. 4 illustrates a manufacturing process of the thin film transistor described in this embodiment.

【0039】まずガラス基板401上に下地膜402と
して酸化珪素膜を2000Åの厚さにプラズマCVD法
またはスパッタ法によって成膜する。次に非晶質珪素膜
403をプラズマCVD法または減圧熱CVD法によっ
て、1000Åの厚さに成膜する。そして非晶質珪素膜
の結晶化を助長するための金属元素としてニッケルを非
晶質珪素に導入する。ここでは、酢酸ニッケル塩溶液を
用いて非晶質珪素膜403へのニッケルの導入を行う。
即ち、酢酸ニッケル塩溶液を非晶質珪素膜403上にス
ピナーを用いて塗布することにより、非晶質珪素膜40
3の表面にニッケル元素が接して保持されている状態す
る。ここで活性層中におけるニッケル濃度が1×1015
cm-3〜1×1019cm-3となるように、ニッケルの導
入量を制御する。ここでは、酢酸ニッケル塩溶液中のニ
ッケル濃度を制御することによって、導入するニッケル
量を制御すればよい。また、ニッケルの導入方法として
は、プラズマ処理やスパッタ法さらにはプラズマCVD
法やイオン注入法を用いてもよい。
First, a silicon oxide film is formed as a base film 402 on a glass substrate 401 to a thickness of 2000 .ANG. By a plasma CVD method or a sputtering method. Next, an amorphous silicon film 403 is formed to a thickness of 1000 ° by a plasma CVD method or a low pressure thermal CVD method. Then, nickel is introduced into amorphous silicon as a metal element for promoting crystallization of the amorphous silicon film. Here, nickel is introduced into the amorphous silicon film 403 using a nickel acetate salt solution.
That is, by applying a nickel acetate solution onto the amorphous silicon film 403 using a spinner, the amorphous silicon film 40
3 is in a state where the nickel element is in contact with and held on the surface. Here, the nickel concentration in the active layer is 1 × 10 15
The amount of nickel introduced is controlled so as to be in the range of cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 . Here, the amount of nickel to be introduced may be controlled by controlling the nickel concentration in the nickel acetate salt solution. In addition, as a method for introducing nickel, there are a plasma treatment, a sputtering method, and a plasma CVD method.
A method or an ion implantation method may be used.

【0040】そして加熱またはレーザー光の照射、また
は加熱とレーザー光の照射を併用することによって、非
晶質珪素膜を結晶性珪素膜に変成する。ここでは窒素雰
囲気中において550℃、4時間の加熱処理を行い結晶
性珪素膜を得る。(図4(A))
The amorphous silicon film is transformed into a crystalline silicon film by heating or irradiating laser light, or by using both heating and laser light irradiation. Here, heat treatment is performed at 550 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a crystalline silicon film. (FIG. 4 (A))

【0041】次にパターニングを行い薄膜トランジスタ
の活性層404を形成する。ここでは等方性のエッチン
グを行うことで、420で示される活性層404の周辺
端部をテーパー状に形成する。この工程の詳細を図8を
用いて説明する。まず珪素膜403の上面に極薄い酸化
膜を形成する。ここでは酸素雰囲気中において550
℃、1時間の加熱処理を施し、酸化膜803を形成す
る。この酸化膜803は後に形成されるレジストが珪素
膜403に直接接しないようにし、レジストからの有機
物等が珪素膜中に拡散しないようにするために必要とさ
れる。
Next, patterning is performed to form an active layer 404 of the thin film transistor. Here, by performing isotropic etching, a peripheral end portion of the active layer 404 indicated by 420 is formed in a tapered shape. Details of this step will be described with reference to FIG. First, an extremely thin oxide film is formed on the upper surface of the silicon film 403. Here, 550 in an oxygen atmosphere
An oxide film 803 is formed by performing heat treatment at 1 ° C. for one hour. The oxide film 803 is necessary for preventing a resist formed later from directly contacting the silicon film 403 and preventing organic substances and the like from the resist from diffusing into the silicon film.

【0042】次にレジストマスク800を形成する。そ
して、等方性のプラズマエッチングを行うことで、図8
(B)の点線802、801で示されるようにエッチン
グが進行していく。この結果、周囲が420で示される
ようにテーパー状に形成された活性層404を得ること
ができる。この状態で1×1012〜1×1014cm-2
ドーズ量で、ソース/ドレイン領域を構成する導電型と
は逆導電型を付与する不純物のイオンを注入する。この
不純物イオンの注入は、残存したレジストマスク800
が存在する関係で、図8(C)の斜線で示される活性層
のテーパー状に形成された領域に行われることになる。
この様子を図9に示す。図9は、図8(C)を上面から
見たものである。また図9のA−A' で切った断面が図
8(C)に相当する。この場合、活性層の周囲全て渡っ
てソース/ドレイン領域とは逆導電型を付与する不純物
がドーピングされることになる。ここでは、ボロンのイ
オンを1×1012〜1×1014cm-2のドーズ量で注入
する。この工程は、残存したレジストマスク800を用
いて自己整合的に行うことができるので、新たにマスク
を増やしたりしなくてもよいという有意性がある。そし
てレジストマスク800と酸化膜803とを取り除い
て、図8(D)に示す状態を得る。図8(D)に示す状
態は、図4(B)に対応する。
Next, a resist mask 800 is formed. Then, by performing isotropic plasma etching, FIG.
The etching proceeds as shown by dotted lines 802 and 801 in FIG. As a result, it is possible to obtain an active layer 404 that is formed in a tapered shape as indicated by 420. In this state, at a dose of 1 × 10 12 to 1 × 10 14 cm −2 , ions of an impurity imparting a conductivity type opposite to that of the source / drain regions are implanted. The implantation of the impurity ions is performed by using the remaining resist mask 800.
Is performed in the tapered region of the active layer shown by the oblique lines in FIG. 8C.
This is shown in FIG. FIG. 9 shows FIG. 8C as viewed from above. A cross section taken along line AA ′ in FIG. 9 corresponds to FIG. In this case, an impurity imparting a conductivity type opposite to that of the source / drain region is doped all around the active layer. Here, boron ions are implanted at a dose of 1 × 10 12 to 1 × 10 14 cm −2 . Since this step can be performed in a self-aligned manner using the remaining resist mask 800, it is significant that it is not necessary to newly add a mask. Then, the resist mask 800 and the oxide film 803 are removed to obtain a state shown in FIG. The state shown in FIG. 8D corresponds to FIG.

【0043】この420で示される部分をテーパ状にす
ることで、活性層404上に形成される配線に段切れが
生じないような構成とすることができる。しかし、42
0で示される活性層の周辺端部および周辺側面には、プ
ラズマダメージが集中して生じてしまうので、多くのト
ラップが集中して存在してしまう。そこで、レーザー光
を照射して、活性層の周辺側面におけるトラップを減少
させる。ここで行うレーザー光の照射は、図3(A)に
示すように活性層全面に対して行ってもよいし、図3
(B)に示すように、活性層端部に対して斜め方向から
行ってもよい。
By making the portion indicated by 420 a tapered shape, it is possible to make a structure in which the wiring formed on the active layer 404 does not break down. But 42
Since plasma damage is concentrated on the peripheral edge and peripheral side surface of the active layer indicated by 0, many traps are concentrated. Therefore, laser light irradiation is performed to reduce traps on the peripheral side surface of the active layer. The irradiation with the laser beam performed here may be performed on the entire surface of the active layer as shown in FIG.
As shown in (B), the process may be performed obliquely to the edge of the active layer.

【0044】この後酸化珪素膜400をプラズマCVD
法または減圧熱CVD法によって成膜する。次に600
0Åの厚さにアルミニウム膜を電子ビーム蒸着法または
スパッタ法によって成膜する。このアルミニウム膜に
は、1wt%の珪素または0.1wt%のスカンジウムを
含有させる。そしてアルミニウム膜の表面に50〜10
0Å程度の陽極酸化膜405を形成する。この陽極酸化
膜は、3〜10%の酒石酸が含まれたエチレングルコー
ル溶液中において、アルミニウム膜を陽極とした陽極酸
化を行うことによって行われる。ここでは印加電圧を1
00〜200V例えば150Vとし、緻密なバリア型の
陽極酸化膜を形成する。
Thereafter, the silicon oxide film 400 is formed by plasma CVD.
The film is formed by a method or a low pressure thermal CVD method. Then 600
An aluminum film is formed to a thickness of 0 ° by electron beam evaporation or sputtering. This aluminum film contains 1 wt% of silicon or 0.1 wt% of scandium. And 50 to 10 on the surface of the aluminum film.
An anodic oxide film 405 of about 0 ° is formed. This anodic oxide film is formed by performing anodic oxidation using an aluminum film as an anode in an ethylene glycol solution containing 3 to 10% tartaric acid. Here, the applied voltage is 1
A dense barrier type anodic oxide film is formed at a voltage of 00 to 200 V, for example, 150 V.

【0045】そしてフォトレジストを用いたマスクを形
成し、ドライエッチング法によってパターニングされた
アルミニウム膜406を形成する。このアルミニウム膜
上には、先の陽極酸化によって形成された緻密な酸化物
層405が存在している。(図4(C))
Then, a mask using a photoresist is formed, and an aluminum film 406 patterned by a dry etching method is formed. On this aluminum film, there is a dense oxide layer 405 formed by the previous anodic oxidation. (FIG. 4 (C))

【0046】次に3〜20%のクエン酸または硝酸溶液
中において陽極酸化を行うことで、厚さ3000Å〜1
μm例えば5000Åの厚さにポーラス状の酸化物層4
07を形成する。ここでは、30℃、10%の硝酸溶液
中において、10Vの電圧を25分加えることによっ
て、この陽極酸化を行う。(図4(D))
Next, by performing anodization in a 3-20% citric acid or nitric acid solution, a thickness of 3000Å-1
a porous oxide layer 4 having a thickness of, for example, 5000 .mu.m.
07 is formed. Here, this anodic oxidation is performed in a 10% nitric acid solution at 30 ° C. by applying a voltage of 10 V for 25 minutes. (FIG. 4 (D))

【0047】次に緻密な酸化物層405を取り除き、再
び酒石酸が含まれたエチレングルコール溶液中において
陽極酸化を行い、緻密な酸化物層408を形成する。こ
の酸化物層408の厚さは2000Åとする。またこの
陽極酸化工程でアルミニウムを主成分とするゲイト電極
409が確定される。(図4(E))
Next, the dense oxide layer 405 is removed, and anodic oxidation is again performed in an ethylene glycol solution containing tartaric acid to form a dense oxide layer 408. The thickness of this oxide layer 408 is 2000 °. In this anodic oxidation step, a gate electrode 409 containing aluminum as a main component is determined. (FIG. 4E)

【0048】そして、酸化物407をマスクとしてドラ
イエッチング法によって、酸化珪素膜400を除去す
る。こうして、図5(A)に示す状態を得る。
Then, the silicon oxide film 400 is removed by dry etching using the oxide 407 as a mask. Thus, the state shown in FIG. 5A is obtained.

【0049】図5(A)に示す状態を得たら、燐酸、酢
酸、硝酸の混酸を用いてポーラス状の酸化物層407を
選択的にエッチングする。そして、不純物イオンの注入
を行いソース/ドレイン領域の形成を行う。ここではN
チャネル型の薄膜トランジスタを作製するためにリンイ
オンの注入を行う。ここでは、5×1014〜5×1015
cm-2のドーズ量でリンイオンの注入を行う。
After the state shown in FIG. 5A is obtained, the porous oxide layer 407 is selectively etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid. Then, impurity ions are implanted to form source / drain regions. Where N
In order to manufacture a channel thin film transistor, phosphorus ions are implanted. Here, 5 × 10 14 to 5 × 10 15
Phosphorus ions are implanted at a dose of cm −2 .

【0050】この工程でソース領域410とドレイン領
域416とが自己整合的に形成される。またライトドー
プ領域411と415、さらにはオフセットゲイト領域
412と414とが同時に形成される。ライトドープ領
域411と415は、残存した酸化珪素膜400によっ
て、注入されたイオンの一部が遮られるためにソース領
域410やドレイン領域416より低い濃度でイオン注
入が行われることによって形成される。またオフセット
ゲイト領域412と414とには、ゲイト電極409周
囲の酸化物層408がマスクとなって不純物イオンが注
入されない。(図5(B))
In this step, the source region 410 and the drain region 416 are formed in a self-aligned manner. In addition, lightly doped regions 411 and 415, and offset gate regions 412 and 414 are simultaneously formed. The lightly doped regions 411 and 415 are formed by performing ion implantation at a lower concentration than the source region 410 and the drain region 416 because part of the implanted ions is blocked by the remaining silicon oxide film 400. Further, impurity ions are not implanted into the offset gate regions 412 and 414 using the oxide layer 408 around the gate electrode 409 as a mask. (FIG. 5 (B))

【0051】そして層間絶縁膜として酸化珪素膜417
を6000Åの厚さにプラズマCVD法で成膜する。さ
らに孔開け工程を経てソース電極418とドレイン電極
419とを形成する。ここで、活性層の端部側面がテー
パー状に形成されているので、活性層上に形成される電
極配線に段切れが発生しない構成とすることができる。
即ち、420で示される活性層の周囲の側面がテーパー
状に形成されているので、その上方に形成される各種電
極配線が滑らかな角度で形成されることになり、段切れ
がない構成とすることができる。またテーパー状に形成
されている領域がソース/ドレイン領域と逆導電型とな
っているので、OFF動作時に活性層側面におけるチャ
ネル形成領域とソース/ドレイン領域との間においてP
N接合が形成され、ソース/ドレイン間の絶縁性を高め
ることができる。従ってOFF電流を下げることができ
る。
Then, a silicon oxide film 417 is used as an interlayer insulating film.
Is formed to a thickness of 6000 ° by a plasma CVD method. Further, a source electrode 418 and a drain electrode 419 are formed through a hole forming step. Here, since the end side surface of the active layer is formed in a tapered shape, it is possible to adopt a configuration in which the electrode wiring formed on the active layer is not disconnected.
That is, since the side surface around the active layer denoted by reference numeral 420 is formed in a tapered shape, various electrode wirings formed above the active layer are formed at a smooth angle and have no step disconnection. be able to. Further, since the region formed in a tapered shape has a conductivity type opposite to that of the source / drain region, a P-type region between the channel formation region and the source / drain region on the side surface of the active layer during the OFF operation.
An N junction is formed, and the insulation between the source and the drain can be increased. Therefore, the OFF current can be reduced.

【0052】完成した薄膜トランジスタの断面の写真を
図6に示す。図6には、薄膜状の活性層とテーパー状に
形成されたその端部が示されている。また図7にこの薄
膜トランジスタを上面から写した写真を示す。この図7
で示す写真は、基板上に形成された微細なパターンを示
したものである。図7のA−A’で切り取られる断面が
図5(C)に対応し、図7のB−B’で切り取られる断
面が図6に対応する。
FIG. 6 shows a photograph of a cross section of the completed thin film transistor. FIG. 6 shows a thin-film active layer and a tapered end thereof. FIG. 7 shows a photograph of the thin film transistor taken from above. This FIG.
The photograph shown by indicates a fine pattern formed on the substrate. A cross section cut along AA ′ in FIG. 7 corresponds to FIG. 5C, and a cross section cut along BB ′ in FIG. 7 corresponds to FIG.

【0053】最後に350℃の常圧水素雰囲気中におい
て、加熱処理を行うことによって、活性層中の水素化を
行い、薄膜トランジスタを完成させる。
Finally, a heat treatment is performed in an atmosphere of normal pressure hydrogen at 350 ° C. to hydrogenate the active layer, thereby completing a thin film transistor.

【0054】[0054]

【発明の効果】活性層の側面の結晶性を特に高めること
で、OFF電流の小さい薄膜トランジスタを得ることが
できる。
The thin film transistor having a small OFF current can be obtained by particularly increasing the crystallinity on the side surface of the active layer.

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

【図1】 実施例で示す薄膜トランジスタの作製工程を
示す図。
1A to 1C illustrate a manufacturing process of a thin film transistor described in an example.

【図2】 一般的な薄膜トランジスタの概略の構成を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a general thin film transistor.

【図3】 活性層に対するレーザー光の照射方法を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a method for irradiating a laser beam to an active layer.

【図4】 実施例で示す薄膜トランジスタの作製工程を
示す図。
FIG. 4 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor described in an example.

【図5】 実施例で示す薄膜トランジスタの作製工程を
示す図。
FIG. 5 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor described in an example.

【図6】 薄膜トランジスタを構成する薄膜を示す写
真。
FIG. 6 is a photograph showing a thin film constituting a thin film transistor.

【図7】 基板上に形成された微細なパターン(薄膜ト
ランジスタ)を示す写真。
FIG. 7 is a photograph showing a fine pattern (thin film transistor) formed on a substrate.

【図8】 活性層の形成工程を示す図。FIG. 8 is a view showing a step of forming an active layer.

【図9】 図8(C)の上面図を示す図。FIG. 9 is a top view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101・・・・・・・・ガラス基板 102・・・・・・・・酸化珪素膜(下地膜) 103・・・・・・・・活性層 104・・・・・・・・酸化珪素膜(ゲイト絶縁膜) 105・・・・・・・・ゲイト電極 106・・・・・・・・ソース領域 107・・・・・・・・チャネル形成領域 108・・・・・・・・ドレイン領域 109・・・・・・・・層間絶縁膜 110・・・・・・・・ソース電極 111・・・・・・・・ドレイン電極 201・・・・・・・・ガラス基板 202・・・・・・・・酸化珪素膜 203・・・・・・・・ソース領域 204・・・・・・・・チャネル形成領域 205・・・・・・・・ドレイン電極 206・・・・・・・・ゲイト絶縁膜 207・・・・・・・・ゲイト電極 208・・・・・・・・層間絶縁膜 209・・・・・・・・ソース電極 210・・・・・・・・ドレイン電極 21・・・・・・・・ソース領域 22・・・・・・・・チャネル形成領域 23・・・・・・・・ドレイン領域 400・・・・・・・・酸化珪素膜(ゲイト絶縁膜) 401・・・・・・・・ガラス基板 402・・・・・・・・酸化珪素膜(下地膜) 403・・・・・・・・珪素膜 404・・・・・・・・活性層(結晶性珪素膜) 405・・・・・・・・酸化物層(緻密な酸化物層) 406・・・・・・・・アルミニウム膜 407・・・・・・・・酸化物層(ポーラス状の酸化物
層) 408・・・・・・・・酸化物層(緻密な酸化物層) 409・・・・・・・・ゲイト電極 410・・・・・・・・ソース領域 411、415・・・・ライトドープ領域 412、414・・・・オフセットゲイト領域 413・・・・・・・・チャネル形成領域 416・・・・・・・・ドレイン領域 417・・・・・・・・層間絶縁膜 418・・・・・・・・ソース電極 419・・・・・・・・ドレイン電極
101 glass substrate 102 silicon oxide film (base film) 103 active layer 104 silicon oxide film (Gate insulating film) 105: Gate electrode 106: Source region 107: Channel forming region 108: Drain region 109 interlayer insulating film 110 source electrode 111 drain electrode 201 glass substrate 202 ... Silicon oxide film 203... Source region 204... Channel formation region 205... Drain electrode 206. Gate insulating film 207 ... Gate electrode 208 ... Interlayer insulating film 20 9 Source electrode 210 Drain electrode 21 Source region 22 Channel formation region 23 ... Drain region 400... Silicon oxide film (gate insulating film) 401 glass substrate 402... Silicon oxide film (base film) 403... Silicon film 404... Active layer (crystalline silicon film) 405... Oxide layer (dense oxide layer) 406. ... Aluminum film 407 ... Oxide layer (porous oxide layer) 408 ... Oxide layer (dense oxide layer) 409 ... Gate electrode 410... Source region 411, 415. ······ Offset gate region 413 ······ Channel formation region 416 ······· Drain region 417 ··········· Interlayer insulating film 418 ······ .Source electrode 419... .Drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−99347(JP,A) 特開 平4−290443(JP,A) 特開 昭63−12160(JP,A) 特開 昭62−190878(JP,A) 特開 平6−168876(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-99347 (JP, A) JP-A-4-290443 (JP, A) JP-A-63-12160 (JP, A) JP-A-62 190878 (JP, A) JP-A-6-168876 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/336

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ソース領域とドレイン領域とチャネル形
成領域とを有し、結晶化を助長する金属元素が1×10
15 cm -3 〜1×10 19 cm -3 の濃度で含まれている活性
層を有し、前記 ドレイン領域と前記チャネル形成領域との界面また
は界面の近傍における前記活性層の側面は、前記活性
中で結晶性が高い部分であることを特徴とする半導体
装置。
A metal element which has a source region, a drain region, and a channel formation region and promotes crystallization is 1 × 10
15 cm -3 has an active layer including a concentration of ~1 × 10 19 cm -3, an interface between the drain region and the channel forming region also
Side of the active layer in the vicinity of the interface, the active layer
A semiconductor device characterized by being a portion having high crystallinity in the semiconductor device.
【請求項2】 請求項1において、前記活性層の側面は
テーパー状に形成されていることを特徴とする半導体装
置。
2. The device according to claim 1, wherein the side surface of the active layer is
A semiconductor device characterized by being formed in a tapered shape.
Place.
【請求項3】 ソース領域とドレイン領域とチャネル形
成領域とを有し、結晶化を助長する金属元素が1×10
15 cm -3 〜1×10 19 cm -3 の濃度で含まれている活性
層を有し、 前記ドレイン領域と前記チャネル形成領域との接合部ま
たは接合部の近傍における前記活性層の端部は、前記活
性層の中で結晶性が高い部分であることを特徴とする半
導体装置。
3. A source region, a drain region and a channel type.
And a metal element that promotes crystallization is 1 × 10
Activity contained at a concentration of 15 cm -3 to 1 × 10 19 cm -3
A layer, the junction between the drain region and the channel forming region or
Or the end of the active layer near the junction is
Characterized in that it is a portion having high crystallinity in the conductive layer.
Conductor device.
【請求項4】 請求項3において、前記活性層の端部は
テーパー状に形成されていることを特徴とする半導体装
置。
4. The device according to claim 3, wherein the end of the active layer is
A semiconductor device characterized by being formed in a tapered shape.
Place.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一において、
前記活性層は結晶性を有していることを特徴とする半導
体装置。
5. A any one of claims 1 to 4,
The semiconductor device, wherein the active layer has crystallinity.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
前記活性層は絶縁表面を有する基板上に形成されてお
り、前記絶縁表面を有する基板としてガラス基板、石英
基板、絶縁膜が形成されたガラス基板、絶縁膜が形成さ
れた半導体基板または絶縁膜が形成された導体基板が用
いられることを特徴とする半導体装置。
6. The method according to claim 1, wherein
The active layer is formed on a substrate having an insulating surface.
Glass substrate as the substrate having the insulating surface, quartz
Substrate, glass substrate with insulating film formed, insulating film formed
Semiconductor substrate or conductor substrate with insulating film formed
A semiconductor device characterized by being inserted.
【請求項7】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜
を形成、 前記非晶質珪素膜を結晶化し結晶性珪素膜と、 前記結晶性珪素膜をパターニングし活性層を形成、 前記活性層に対してレーザー光または強光を照射し
記活性層の側面を選択的にアニールすることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
7. forming an amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface, the amorphous silicon film is crystallized by the crystalline silicon film, an active layer by patterning the crystalline silicon film formed, a method for manufacturing a semiconductor device comprising a selectively anneal to Turkey the sides of the front <br/> Symbol active layer by irradiating laser light or strong light to the active layer.
【請求項8】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜
を形成、 前記非晶質珪素膜を結晶化し結晶性珪素膜と、 前記結晶性珪素膜をパターニングし活性層を形成、 前記活性層に対してレーザー光または強光を照射する半
導体装置の作製方法において、 前記活性層の側面テーパー状に形成、 前記レーザー光または前記強光照射するときに、前記
テーパー状に形成した部分選択的に照射することを特
徴とする半導体装置の作製方法。
8. forming an amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface, the amorphous silicon film is crystallized by the crystalline silicon film, an active layer by patterning the crystalline silicon film formed, in the method for manufacturing a semi <br/> conductor arrangement you irradiated with laser light or strong light to the active layer, the side surface of the active layer is formed in a tapered shape, the laser light or the strong light when irradiated, a method for manufacturing a semiconductor device characterized by selectively irradiating the portion formed in the tapered shape.
【請求項9】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜
を形成し、 前記非晶質珪素膜を結晶化して結晶性珪素膜とし、 前記結晶性珪素膜をパターニングして活性層を形成し、 前記活性層に対してレーザー光または強光を照射して前
記活性層の端部を選択的にアニールすることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
9. An amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface
Is formed, and the amorphous silicon film is crystallized to form a crystalline silicon film, the crystalline silicon film is patterned to form an active layer, and the active layer is irradiated with laser light or strong light. Previous
Characterized in that the edge of the active layer is selectively annealed.
Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項10】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素
膜を形成し、 前記非晶質珪素膜を結晶化して結晶性珪素膜とし、 前記結晶性珪素膜をパターニングして活性層を形成し、 前記活性層に対してレーザー光または強光を照射する半
導体装置の作製方法において、 前記活性層の端部をテーパー状に形成し、 前記レーザー光または前記強光を照射するときに、前記
テーパー状に形成した部分に選択的に照射することを特
徴とする半導体装置の作製方法。
10. An amorphous silicon film on a substrate having an insulating surface.
Forming a film, crystallizing the amorphous silicon film into a crystalline silicon film, patterning the crystalline silicon film to form an active layer, and irradiating the active layer with laser light or strong light. Half
In the method for manufacturing a conductor device, an end of the active layer is formed in a tapered shape, and when the laser light or the strong light is applied, the
It is characterized by selectively irradiating the tapered portion.
A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項11】11. 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素Amorphous silicon on substrate with insulating surface
膜を形成し、Forming a film, 前記非晶質珪素膜を結晶化して結晶性珪素膜とし、Crystallizing the amorphous silicon film into a crystalline silicon film, 前記結晶性珪素膜をパターニングして活性層を形成し、Patterning the crystalline silicon film to form an active layer, 前記活性層の端部に、前記ソース領域または前記ドレイAt the end of the active layer, the source region or the drain
ン領域と逆の導電型を付与する不純物を注入し、Implanting an impurity that imparts a conductivity type opposite to that of the 前記活性層に対してレーザー光または強光を照射して前Irradiating the active layer with laser light or strong light
記活性層の端部を選択的にアニールすることを特徴とすCharacterized in that the edge of the active layer is selectively annealed.
る半導体装置の作製方法。Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項12】12. 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素Amorphous silicon on substrate with insulating surface
膜を形成し、Forming a film, 前記非晶質珪素膜を結晶化して結晶性珪素膜とし、Crystallizing the amorphous silicon film into a crystalline silicon film, 前記結晶性珪素膜をパターニングして活性層を形成し、Patterning the crystalline silicon film to form an active layer, 前記活性層の端部に、前記ソース領域または前記ドレイAt the end of the active layer, the source region or the drain
ン領域と逆の導電型を付与する不純物を注入し、Implanting an impurity that imparts a conductivity type opposite to that of the 前記活性層に対してレーザー光または強光を照射する半Irradiating the active layer with laser light or strong light;
導体装置の作製方法において、In the method for manufacturing a conductor device, 前記活性層の端部をテーパー状に形成し、Forming an end of the active layer in a tapered shape, 前記レーザー光または前記強光を照射するときに、前記When irradiating the laser light or the strong light, the
テーパー状に形成した部分に選択的に照射することを特It is characterized by selectively irradiating the tapered portion.
徴とする半導体装置の作製方法。A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項13】 請求項7乃至12のいずれか一におい
て、前記非晶質珪素膜を結晶化するときに、前記非晶質
珪素膜に結晶化を助長する金属元素導入し、加熱処
理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
13. The method according to claim 7 , wherein the amorphous silicon film is crystallized when crystallizing the amorphous silicon film.
By introducing a metal element for promoting crystallization of silicon films, a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises carrying out the heat treatment.
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