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JP2000040812A - Forming method of soi substrate and porming method of semiconductor device - Google Patents

Forming method of soi substrate and porming method of semiconductor device

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JP2000040812A
JP2000040812A JP10205998A JP20599898A JP2000040812A JP 2000040812 A JP2000040812 A JP 2000040812A JP 10205998 A JP10205998 A JP 10205998A JP 20599898 A JP20599898 A JP 20599898A JP 2000040812 A JP2000040812 A JP 2000040812A
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Japan
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layer
substrate
silicon oxide
crystal semiconductor
silicon
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JP10205998A
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Japanese (ja)
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JP4298009B2 (en
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Kenji Fukunaga
健司 福永
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for forming a very thin single crystalline semiconductor thin film. SOLUTION: A single crystalline silicon substrate 101 is anodized, and a porous silicon layer 102 is formed. After that, thermal treatment process at 900-1200 deg.C is performed in an reducing atmosphere. By this thermal treatment process, surface holes of the porous silicon layer 102 are covered, and a thin single crystalline silicon layer 103 is formed in the vicinity of the surface. The single crystalline silicon layer 103 is used as an active layer of an TFT(thin film transistor).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本願発明は絶縁表面を有する
基板上に単結晶半導体薄膜を有するSOI(Silicon on
Insulator)基板の作製方法に関する。また、その様な
SOI基板を用いた形成された薄膜トランジスタ(以
下、TFTと呼ぶ)を含む半導体装置の作製方法に関す
る。
The present invention relates to an SOI (Silicon on Silicon) having a single crystal semiconductor thin film on a substrate having an insulating surface.
Insulator) relates to a method for manufacturing a substrate. Further, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device including a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) formed using such an SOI substrate.

【0002】なお、本明細書中において半導体装置とは
半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指
す。従って、液晶表示装置や光電変換装置に代表される
電気光学装置、TFTを集積化した半導体回路、またそ
の様な電気光学装置や半導体回路を部品として含む電子
機器も半導体装置である。
[0002] In this specification, a semiconductor device generally means a device which can function by utilizing semiconductor characteristics. Therefore, an electro-optical device typified by a liquid crystal display device or a photoelectric conversion device, a semiconductor circuit in which TFTs are integrated, and an electronic device including such an electro-optical device or a semiconductor circuit as a component are also semiconductor devices.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、VLSI技術が飛躍的な進歩を遂
げる中で低消費電力を実現するSOI(Silicon on Ins
ulator)構造が注目されている。この技術は従来バルク
単結晶シリコンで形成されていたFETの活性領域(チ
ャネル形成領域)を、薄膜単結晶シリコンとする技術で
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, as VLSI technology has made remarkable progress, SOI (Silicon on Ins.
ulator) structure is drawing attention. This technique is a technique in which an active region (channel formation region) of an FET conventionally formed of bulk single crystal silicon is made into thin film single crystal silicon.

【0004】SOI基板では単結晶シリコン上に酸化シ
リコンでなる埋め込み酸化膜が存在し、その上に単結晶
シリコン薄膜が形成される。この様なSOI基板の作製
方法は様々な方法が知られているが、最近では貼り合わ
せSOI基板が注目されている。貼り合わせSOI基板
とは、その名の通り2枚のシリコン基板を貼り合わせる
ことでSOI構造を実現するものである。この技術を用
いればセラミックス基板などの上にも単結晶シリコン薄
膜を形成できる。
In an SOI substrate, a buried oxide film made of silicon oxide exists on single crystal silicon, and a single crystal silicon thin film is formed thereon. Although various methods are known for manufacturing such an SOI substrate, recently, a bonded SOI substrate has been receiving attention. A bonded SOI substrate realizes an SOI structure by bonding two silicon substrates as the name implies. Using this technique, a single-crystal silicon thin film can be formed on a ceramic substrate or the like.

【0005】その貼り合わせSOI基板の中でも最近特
に注目されているのがELTRAN(キャノン株式会社
の登録商標)と呼ばれる技術である。この技術は多孔質
シリコン層の選択性エッチングを利用したSOI基板の
作製方法である。ELTRAN法の詳細な技術に関して
は、「T.Yonehara,K.Sakaguchi and T.Hamaguchi:Appl.
Phys.Lett.43[3],253(1983)」に詳しい。
[0005] Among the bonded SOI substrates, a technique called ELTRAN (registered trademark of Canon Inc.) has recently attracted particular attention. This technique is a method for manufacturing an SOI substrate using selective etching of a porous silicon layer. Regarding the detailed technology of the ELTRAN method, see `` T. Yonehara, K. Sakaguchi and T. Hamaguchi: Appl.
Phys. Lett. 43 [3], 253 (1983) ".

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のELTRAN法
では多孔質シリコン層の上にエピタキシャル成長させた
単結晶シリコン層を半導体素子に用いていた。しかしな
がら、エピタキシャルシリコン層の膜厚が50nmをきる
程度にまで薄膜化されると均一な膜厚及び膜質の確保が
困難となる。
In the conventional ELTRAN method, a single crystal silicon layer epitaxially grown on a porous silicon layer is used for a semiconductor device. However, when the thickness of the epitaxial silicon layer is reduced to less than 50 nm, it is difficult to secure a uniform film thickness and film quality.

【0007】本願発明は上記問題点を解決するための手
段を提供するものであり、5〜30nmといった極めて薄
い単結晶半導体薄膜を形成するための手段を提供するこ
とを課題とするものである。そして、その様な極めて薄
い単結晶半導体薄膜を有するSOI基板を用いた半導体
装置の作製方法を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide means for solving the above-mentioned problems, and to provide means for forming an extremely thin single crystal semiconductor thin film of 5 to 30 nm. Another object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device using an SOI substrate having such an extremely thin single crystal semiconductor thin film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、第1単結晶半導体基板上に多孔質半導体層を
形成する工程と、還元雰囲気で第1加熱処理を施すこと
により前記多孔質半導体層の表面近傍を閉塞させて単結
晶半導体層を形成する工程と、前記単結晶半導体層の主
表面に第1酸化シリコン層を形成する工程と、第2基板
の主表面に第2酸化シリコン層を形成する工程と、前記
第1酸化シリコン層と前記第2酸化シリコン層とを接着
させて前記第1単結晶半導体基板と前記第2基板とを貼
り合わせる工程と、前記第1単結晶半導体基板を裏面側
から研削して前記多孔質半導体層を露呈させる工程と、
露呈した前記多孔質半導体層を除去し、前記単結晶半導
体層を露呈させる工程と、を有することを特徴とする。
Means for Solving the Problems The constitution of the invention disclosed in the present specification comprises a step of forming a porous semiconductor layer on a first single crystal semiconductor substrate and a step of performing a first heat treatment in a reducing atmosphere. Forming a single crystal semiconductor layer by closing the vicinity of the surface of the porous semiconductor layer, forming a first silicon oxide layer on the main surface of the single crystal semiconductor layer, and forming a second silicon oxide layer on the main surface of the second substrate. Forming a silicon oxide layer, bonding the first silicon oxide layer and the second silicon oxide layer to bond the first single crystal semiconductor substrate to the second substrate, Grinding the crystalline semiconductor substrate from the back side to expose the porous semiconductor layer,
Removing the exposed porous semiconductor layer and exposing the single crystal semiconductor layer.

【0009】本願発明は従来のELTRAN法を改善す
るための技術であり、5〜30nm(代表的には5〜10
nm)といった極めて薄い単結晶半導体薄膜を形成するた
めのものである。なお、単結晶半導体薄膜としては、単
結晶シリコン薄膜に限らず、単結晶シリコンゲルマニウ
ム薄膜なども含む。
The present invention is a technique for improving the conventional ELTRAN method, and is 5 to 30 nm (typically 5 to 10 nm).
nm) to form an extremely thin single crystal semiconductor thin film. Note that the single crystal semiconductor thin film is not limited to a single crystal silicon thin film, but also includes a single crystal silicon germanium thin film.

【0010】従来のELTRAN法では多孔質シリコン
層を形成した後、水素雰囲気中で加熱処理を行い、多孔
質シリコン層の表面を平坦化する。その際、多孔質シリ
コン層の表面では自然酸化膜が還元除去され、表面エネ
ルギーを最小化することを駆動能力とするシリコン原子
の増速表面拡散が起こる。その結果、多孔質シリコン層
の表面近傍では表面孔(表面に観察される微細な空孔)
が消失する。
In the conventional ELTRAN method, after a porous silicon layer is formed, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere to flatten the surface of the porous silicon layer. At that time, the natural oxide film is reduced and removed on the surface of the porous silicon layer, and accelerated surface diffusion of silicon atoms occurs with the driving capability of minimizing the surface energy. As a result, surface pores (fine pores observed on the surface) near the surface of the porous silicon layer
Disappears.

【0011】これは多孔質シリコン層の表面近傍におい
て、個々の表面孔がシリコン原子によって閉塞され、表
面孔が観察されなくなった状態を言う。従って、表面近
傍よりも深い部分では多孔質シリコン層がそのまま残る
ことになる。
This means a state in which individual surface pores are closed by silicon atoms near the surface of the porous silicon layer, and the surface pores are no longer observed. Therefore, the porous silicon layer remains as it is in a portion deeper than the vicinity of the surface.

【0012】従来ならばこの後単結晶半導体層をエピタ
キシャル成長させて単結晶半導体薄膜を得るのである
が、本願発明では多孔質半導体層の表面孔閉塞されるこ
とによって形成された極めて薄い単結晶半導体薄膜を、
そのまま薄膜トランジスタの活性層として利用する点に
特徴がある。即ち、従来のELTRAN法とは半導体薄
膜をエピタキシャル成長させる工程がない点で大きく異
なっている。
Conventionally, a single-crystal semiconductor layer is epitaxially grown thereafter to obtain a single-crystal semiconductor thin film. In the present invention, however, an extremely thin single-crystal semiconductor thin film formed by closing the surface pores of the porous semiconductor layer To
It is characterized in that it is used as it is as an active layer of a thin film transistor. That is, it is significantly different from the conventional ELTRAN method in that there is no step of epitaxially growing a semiconductor thin film.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態について、
以下に記載する実施例でもって詳細な説明を行うことと
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described.
A detailed description will be given using the embodiments described below.

【0014】[0014]

【実施例】(実施例1)本願発明の構成について、図1
を用いて説明する。まず、第1基板として単結晶シリコ
ン基板101を用意する。ここではP型基板を用いる
が、N型であっても良い。勿論、単結晶シリコンゲルマ
ニウム基板を用いることもできる。
(Embodiment 1) FIG.
This will be described with reference to FIG. First, a single crystal silicon substrate 101 is prepared as a first substrate. Here, a P-type substrate is used, but an N-type substrate may be used. Of course, a single crystal silicon germanium substrate can also be used.

【0015】次に、その主表面を陽極酸化することによ
り多孔質シリコン層102を形成する。陽極酸化工程は
フッ酸とエタノールの混合溶液中で行えば良い。多孔質
シリコン層102は柱状の表面孔が表面密度にして10
11個/cm3程度設けられた単結晶シリコン層と考えられ、
単結晶シリコン基板101の結晶状態(配向性等)をそ
のまま受け継ぐ。なお、ELTRAN法自体が公知であ
るので詳細な説明はここでは省略する。
Next, a porous silicon layer 102 is formed by anodizing the main surface. The anodic oxidation step may be performed in a mixed solution of hydrofluoric acid and ethanol. The porous silicon layer 102 has a columnar surface pore having a surface density of 10%.
It is considered a single crystal silicon layer provided about 11 pieces / cm 3 ,
The crystal state (orientation etc.) of the single crystal silicon substrate 101 is inherited as it is. Since the ELTRAN method itself is publicly known, a detailed description is omitted here.

【0016】そして、その多孔質シリコン層102を形
成したら、還元雰囲気中で900〜1200℃(好まし
くは1000〜1150℃)の温度範囲の熱処理工程を
行う。ここでは水素雰囲気中で1050℃、2時間の加
熱処理を行う。(図1(A))
After the formation of the porous silicon layer 102, a heat treatment is performed in a reducing atmosphere at a temperature in the range of 900 to 1200 ° C. (preferably 1000 to 1150 ° C.). Here, heat treatment is performed at 1050 ° C. for 2 hours in a hydrogen atmosphere. (Fig. 1 (A))

【0017】還元雰囲気としては水素雰囲気、アンモニ
ア雰囲気、水素又はアンモニアを含む不活性雰囲気(水
素と窒素又は水素とアルゴンの混合雰囲気など)が望ま
しいが、不活性雰囲気でも結晶性珪素膜の表面の平坦化
は可能である。しかし、還元作用を利用して自然酸化膜
の還元を行うとエネルギーの高いシリコン原子が多く発
生し、結果的に平坦化効果が高まるので好ましい。
The reducing atmosphere is preferably a hydrogen atmosphere, an ammonia atmosphere, or an inert atmosphere containing hydrogen or ammonia (such as a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen or a mixture of hydrogen and argon). Even in an inert atmosphere, the surface of the crystalline silicon film is flat. Is possible. However, it is preferable to reduce the natural oxide film by utilizing the reducing action, since many silicon atoms having high energy are generated, and as a result, the flattening effect is enhanced.

【0018】ただし、特に注意が必要なのは雰囲気中に
含まれる酸素又は酸素化合物(例えばOH基)の濃度を
10ppm以下(好ましくは1ppm以下)にしておくことで
ある。さもないと水素による還元反応が起こらなくなっ
てしまう。
However, it is particularly necessary to keep the concentration of oxygen or oxygen compounds (for example, OH groups) contained in the atmosphere at 10 ppm or less (preferably 1 ppm or less). Otherwise, the reduction reaction by hydrogen will not occur.

【0019】この時、多孔質シリコン層102の表面近
傍(主表面から深さ5〜30nm、代表的には5〜10nm
程度まで)では表面孔がシリコン原子の移動によって閉
塞され、その結果として極めて薄い単結晶シリコン層1
03が形成される。
At this time, the vicinity of the surface of the porous silicon layer 102 (5 to 30 nm deep from the main surface, typically 5 to 10 nm)
To the extent) surface pores are closed by the movement of silicon atoms, resulting in an extremely thin single crystal silicon layer 1.
03 is formed.

【0020】単結晶シリコン層103を形成したら、そ
の表面近傍を酸化して極薄い酸化シリコン層(第1酸化
シリコン層)104を形成する。酸化シリコン層104
は前述の単結晶シリコン層103がなくなってしまわな
い様に注意して形成する必要がある。形成方法として
は、熱酸化、プラズマ酸化、レーザー酸化などを用いる
ことが可能であるが、極薄い酸化シリコン層を形成する
にはマイクロ波励起のプラズマ酸化が好適である。な
お、酸化シリコン層104の膜厚は5〜15nmもあれば
十分である。(図1(B))
After the single crystal silicon layer 103 is formed, the vicinity of the surface is oxidized to form an extremely thin silicon oxide layer (first silicon oxide layer) 104. Silicon oxide layer 104
Must be formed with care so that the single crystal silicon layer 103 is not lost. As a formation method, thermal oxidation, plasma oxidation, laser oxidation, or the like can be used. However, microwave oxidation plasma oxidation is preferable for forming an extremely thin silicon oxide layer. Note that a thickness of the silicon oxide layer 104 of 5 to 15 nm is sufficient. (FIG. 1 (B))

【0021】次に、第2基板としてセラミックス基板1
06を用意する。セラミックス基板の代わりに石英基
板、ガラスセラミックス基板、半導体基板(単結晶も多
結晶も含
Next, a ceramic substrate 1 is used as a second substrate.
06 is prepared. Instead of ceramic substrates, quartz substrates, glass ceramic substrates, and semiconductor substrates (including single crystals and polycrystals)

【0022】そしてその主表面に第2酸化シリコン層1
07を形成する。第2酸化シリコン層107の形成方法
は減圧熱CVD法、スパッタ法、プラズマCVD法など
の気相法を用いても良いし、第2基板が半導体基板(例
えばシリコン基板)であれば熱酸化法やプラズマ酸化法
を用いても良い。
A second silicon oxide layer 1 is formed on the main surface.
07 is formed. As a method for forming the second silicon oxide layer 107, a gas phase method such as a low pressure thermal CVD method, a sputtering method, or a plasma CVD method may be used, or a thermal oxidation method if the second substrate is a semiconductor substrate (for example, a silicon substrate). Alternatively, a plasma oxidation method may be used.

【0023】こうして第1基板と第2基板の準備が完了
したら、互いの主表面を向かい合わせる形で両基板を貼
り合わせる。この場合、第1酸化シリコン層104と第
2酸化シリコン層107とが接着させる。(図1
(C))
When the preparation of the first substrate and the second substrate is completed in this way, the two substrates are bonded together such that their main surfaces face each other. In this case, the first silicon oxide layer 104 and the second silicon oxide layer 107 are bonded. (Figure 1
(C))

【0024】貼り合わせが終了したら、次に1050〜
1150℃の温度で熱処理工程を行い、酸化シリコン同
士でなる貼り合わせ界面の安定化を行う。本実施例では
この熱処理工程を1100℃、2時間で行う。なお、点
線で示しているのは完全に接着された貼り合わせ界面で
ある。また、第1酸化シリコン層と第2酸化シリコン層
とでなる埋め込み絶縁層108は最終的にSOI基板の
埋め込み絶縁層として機能することになる。(図1
(D))
When the bonding is completed,
A heat treatment process is performed at a temperature of 1150 ° C. to stabilize a bonding interface made of silicon oxides. In this embodiment, this heat treatment step is performed at 1100 ° C. for 2 hours. In addition, what is shown by the dotted line is a completely bonded bonding interface. The buried insulating layer 108 including the first silicon oxide layer and the second silicon oxide layer finally functions as a buried insulating layer of the SOI substrate. (Figure 1
(D))

【0025】次に、CMP等の機械的な研磨により単結
晶シリコン基板101を裏面側から研削し、多孔質シリ
コン層102が露呈したところで研削工程を終了する。
こうして図2(A)の状態を得る。
Next, the single crystal silicon substrate 101 is ground from the back side by mechanical polishing such as CMP, and the grinding step is completed when the porous silicon layer 102 is exposed.
Thus, the state shown in FIG.

【0026】次に、多孔質シリコン層102をウェット
エッチングして選択的に除去する。用いるエッチャント
はフッ酸水溶液と過酸化水素水溶液との混合溶液が良
い。49%HFと30%H22を1:5で混合した溶液
は、単結晶シリコン層と多孔質シリコン層との間で10
万倍以上の選択比を持つことが報告されている。
Next, the porous silicon layer 102 is selectively removed by wet etching. The etchant used is preferably a mixed solution of a hydrofluoric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide aqueous solution. A solution in which 49% HF and 30% H 2 O 2 are mixed at a ratio of 1: 5 forms a solution between the single crystal silicon layer and the porous silicon layer.
It has been reported to have a selectivity of more than 10,000 times.

【0027】こうして図2(B)の状態が得られる。こ
の状態ではセラミックス基板106上に埋め込み絶縁層
108が設けられ、その上に単結晶シリコン層109が
形成されている。
Thus, the state shown in FIG. 2B is obtained. In this state, a buried insulating layer 108 is provided over a ceramic substrate 106, and a single crystal silicon layer 109 is formed thereon.

【0028】この時点でSOI基板は完成しているのだ
が、単結晶シリコン層109の表面には微小な凹凸が存
在するので、水素雰囲気中で熱処理工程を行い、平坦化
を施すことが望ましい。この平坦化現象は前述した様に
自然酸化膜を還元することによるシリコン原子の増速表
面拡散によるものである。
Although the SOI substrate has been completed at this point, since the surface of the single-crystal silicon layer 109 has minute irregularities, it is desirable to perform a heat treatment in a hydrogen atmosphere to planarize the SOI substrate. This flattening phenomenon is due to the accelerated surface diffusion of silicon atoms by reducing the natural oxide film as described above.

【0029】なおこの時、水素原子によって単結晶シリ
コン層109中に含まれるボロン(P型シリコン基板に
含まれていたもの)が気相中へと離脱する効果もあるの
で不純物の低減にも有効である。
At this time, there is also an effect that boron (contained in the P-type silicon substrate) contained in the single crystal silicon layer 109 is released into the gas phase by hydrogen atoms, so that it is also effective in reducing impurities. It is.

【0030】こうして膜厚が5〜30nm(代表的には5
〜10nm)と極めて薄い単結晶シリコン薄膜を得ること
ができる。TFTを形成する際、活性層の膜厚を薄くす
ることでオフ電流値(TFTがオフ状態にある時のリー
ク電流に相当)を低減することができるが、本願発明の
半導体薄膜は十分にその効果を発揮できる。
Thus, the film thickness is 5 to 30 nm (typically 5 to 30 nm).
(10 to 10 nm). When a TFT is formed, the off-current value (corresponding to a leak current when the TFT is in an off-state) can be reduced by reducing the thickness of the active layer. The effect can be demonstrated.

【0031】(実施例2)本実施例では、実施例1の構
成を用いて形成された島状半導体層を用いてTFTを作
製する場合について図3を用いて説明する。
Embodiment 2 In this embodiment, a case where a TFT is manufactured using an island-shaped semiconductor layer formed using the structure of Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.

【0032】まず、実施例1に示した工程を経てSOI
基板を形成する。301は絶縁表面を有する基板であ
り、実際にはシリコン基板やセラミックス基板上に埋め
込み絶縁層を設けた構成となっている。SOI基板が得
られたら、単結晶シリコン層をパターニングして島状シ
リコン層302を形成する。
First, through the steps shown in the first embodiment, the SOI
Form a substrate. Reference numeral 301 denotes a substrate having an insulating surface, which actually has a configuration in which a buried insulating layer is provided on a silicon substrate or a ceramic substrate. When an SOI substrate is obtained, the island-shaped silicon layer 302 is formed by patterning the single crystal silicon layer.

【0033】次に、熱酸化工程を行って島状シリコン層
302の表面に10nm厚の酸化シリコン膜303を形成
する。この酸化シリコン膜303はゲート絶縁膜として
機能する。ゲート絶縁膜303を形成したら、その上に
導電性を有するポリシリコン膜を形成し、パターニング
によりゲート配線304を形成する。(図3(A))
Next, a 10-nm-thick silicon oxide film 303 is formed on the surface of the island-shaped silicon layer 302 by performing a thermal oxidation process. This silicon oxide film 303 functions as a gate insulating film. After the gate insulating film 303 is formed, a conductive polysilicon film is formed thereon, and the gate wiring 304 is formed by patterning. (FIG. 3 (A))

【0034】なお、本実施例ではゲート配線としてN型
導電性を持たせたポリシリコン膜を利用するが、材料は
これに限定されるものではない。特に、ゲート配線の抵
抗を下げるにはタンタル、タンタル合金又はタンタルと
窒化タンタルとの積層膜を用いることも有効である。さ
らに低抵抗なゲート配線を狙うならば銅や銅合金を用い
ても有効である。
In this embodiment, a polysilicon film having N-type conductivity is used as the gate wiring, but the material is not limited to this. In particular, it is effective to use tantalum, a tantalum alloy, or a stacked film of tantalum and tantalum nitride to reduce the resistance of the gate wiring. If a low-resistance gate wiring is aimed at, it is effective to use copper or a copper alloy.

【0035】図3(A)の状態が得られたら、N型導電
性又はP型導電性を付与する不純物を添加して不純物領
域306を形成する。この時の不純物濃度で後にLDD
領域の不純物濃度が決定する。本実施例では1×1018
atoms/cm3の濃度で砒素を添加するが、不純物も濃度も
本実施例に限定される必要はない。
When the state shown in FIG. 3A is obtained, an impurity imparting N-type conductivity or P-type conductivity is added to form an impurity region 306. LDD at the impurity concentration at this time
The impurity concentration of the region is determined. In this embodiment, 1 × 10 18
Although arsenic is added at a concentration of atoms / cm 3 , neither the impurity nor the concentration need be limited to this embodiment.

【0036】次に、ゲート配線の表面に5〜10nm程度
の薄い酸化シリコン膜307を形成する。これは熱酸化
法やプラズマ酸化法を用いて形成すれば良い。この酸化
シリコン膜307の形成には、次のサイドウォール形成
工程でエッチングストッパーとして機能させる目的があ
る。
Next, a thin silicon oxide film 307 of about 5 to 10 nm is formed on the surface of the gate wiring. This may be formed using a thermal oxidation method or a plasma oxidation method. The purpose of forming the silicon oxide film 307 is to function as an etching stopper in the next sidewall formation step.

【0037】エッチングストッパーとなる酸化シリコン
膜307を形成したら、窒化シリコン膜を形成してエッ
チバックを行い、サイドウォール308を形成する。こ
うして図3(B)の状態を得る。
After the formation of the silicon oxide film 307 serving as an etching stopper, a silicon nitride film is formed and etched back to form a sidewall 308. Thus, the state shown in FIG. 3B is obtained.

【0038】なお、本実施例ではサイドウォールとして
窒化シリコン膜を用いたが、ポリシリコン膜やアモルフ
ァスシリコン膜を用いることもできる。勿論、ゲート配
線の材料が変われば、それに応じてサイドウォールとし
て用いることのできる材料の選択幅も広がることは言う
までもない。
Although the silicon nitride film is used as the sidewall in this embodiment, a polysilicon film or an amorphous silicon film may be used. Of course, if the material of the gate wiring changes, it goes without saying that the selection range of the material that can be used as the sidewall is expanded accordingly.

【0039】次に、再び先程と同一導電型の不純物を添
加する。この時に添加する不純物濃度は先程の工程より
も高い濃度とする。本実施例では不純物として砒素を用
い、濃度は1×1021atoms/cm3とするがこれに限定す
る必要はない。この不純物の添加工程によりソース領域
309、ドレイン領域310、LDD領域311及びチ
ャネル形成領域312が画定する。(図3(C))
Next, impurities of the same conductivity type as above are added again. The concentration of the impurity added at this time is higher than that in the previous step. In the present embodiment, arsenic is used as an impurity and the concentration is 1 × 10 21 atoms / cm 3 , but it is not necessary to limit to this. The source region 309, the drain region 310, the LDD region 311 and the channel formation region 312 are defined by the impurity doping process. (FIG. 3 (C))

【0040】こうして各不純物領域が形成されたらファ
ーネスアニール、レーザーアニール又はランプアニール
等の手段により不純物の活性化を行う。
After the respective impurity regions are formed, the impurities are activated by means such as furnace annealing, laser annealing or lamp annealing.

【0041】次に、ゲート配線304、ソース領域30
9及びドレイン領域310の表面に形成された酸化シリ
コン膜を除去し、それらの表面を露呈させる。そして、
5nm程度のコバルト膜313を形成して熱処理工程を行
う。この熱処理によりコバルトとシリコンとの反応が起
こり、シリサイド層(コバルトシリサイド層)314が
形成される。(図3(D))
Next, the gate wiring 304 and the source region 30
9 and the silicon oxide film formed on the surface of the drain region 310 are removed to expose those surfaces. And
A cobalt film 313 of about 5 nm is formed and a heat treatment step is performed. This heat treatment causes a reaction between cobalt and silicon, whereby a silicide layer (cobalt silicide layer) 314 is formed. (FIG. 3 (D))

【0042】この技術は公知のサリサイド技術である。
従って、コバルトの代わりにチタンやタングステンを用
いても構わないし、熱処理条件等は公知技術を参考にす
れば良い。本実施例ではランプアニールを用いて熱処理
工程を行う。
This technique is a known salicide technique.
Therefore, titanium or tungsten may be used instead of cobalt, and the heat treatment conditions and the like may be referred to a known technique. In this embodiment, the heat treatment step is performed using lamp annealing.

【0043】こうしてシリサイド層314を形成した
ら、コバルト膜313を除去する。その後、1μm厚の
層間絶縁膜315を形成する。層間絶縁膜315として
は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコ
ン膜又は樹脂膜を用いれば良い。また、これらの絶縁膜
を積層しても良い。
After the formation of the silicide layer 314, the cobalt film 313 is removed. Thereafter, an interlayer insulating film 315 having a thickness of 1 μm is formed. As the interlayer insulating film 315, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a resin film may be used. Further, these insulating films may be stacked.

【0044】次に、層間絶縁膜315にコンタクトホー
ルを形成してアルミニウムを主成分とする材料でなるソ
ース配線316及びドレイン配線317を形成する。最
後に素子全体に対して水素雰囲気中で300℃2時間の
ファーネスアニールを行い、水素化を完了する。
Next, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 315 to form a source wiring 316 and a drain wiring 317 made of a material containing aluminum as a main component. Finally, the entire device is subjected to furnace annealing at 300 ° C. for 2 hours in a hydrogen atmosphere to complete hydrogenation.

【0045】こうして、図3(E)に示す様なTFTが
得られる。なお、本実施例で説明した構造は一例であっ
て本願発明を適用しうるTFT構造はこれに限定されな
い。従って、公知のあらゆる構造のTFTに対して適用
可能である。
Thus, a TFT as shown in FIG. 3E is obtained. The structure described in this embodiment is an example, and the TFT structure to which the present invention can be applied is not limited to this. Therefore, the present invention can be applied to any known TFT.

【0046】勿論、トップゲート構造に限らず、逆スタ
ガ型TFTに代表されるボトムゲート構造に対しても容
易に適用することが可能である。
Of course, the present invention can be easily applied not only to the top gate structure but also to a bottom gate structure typified by an inverted staggered TFT.

【0047】また、本実施例ではNチャネル型TFTを
例にとって説明したが、Pチャネル型TFTを作製する
ことも容易である。さらに同一基板上にNチャネル型T
FTとPチャネル型TFTとを形成して相補的に組み合
わせ、CMOS回路を形成することも可能である。
In this embodiment, an N-channel TFT has been described as an example. However, it is easy to manufacture a P-channel TFT. Further, an N-channel type T on the same substrate
An FT and a P-channel TFT can be formed and complementarily combined to form a CMOS circuit.

【0048】さらに、図3(E)の構造においてドレイ
ン配線317と電気的に接続する画素電極(図示せず)
を公知の手段で形成すればアクティブマトリクス型表示
装置の画素スイッチング素子を形成することも容易であ
る。
Further, a pixel electrode (not shown) electrically connected to the drain wiring 317 in the structure of FIG.
Is formed by known means, it is easy to form a pixel switching element of an active matrix display device.

【0049】即ち、本願発明は液晶表示装置やEL(エ
レクトロルミネッセンス)表示装置などの電気光学装置
の作製方法としても非常に有効な技術である。
That is, the present invention is a very effective technique as a method for manufacturing an electro-optical device such as a liquid crystal display device or an EL (electroluminescence) display device.

【0050】(実施例3)本実施例では実施例1とは異
なる方法で単結晶シリコン薄膜を形成する例について説
明する。説明には図7を用いる。
Embodiment 3 In this embodiment, an example in which a single-crystal silicon thin film is formed by a method different from that in Embodiment 1 will be described. FIG. 7 is used for the description.

【0051】本実施例では、N型又はP型の単結晶シリ
コン基板701上に実施例1と同様の陽極酸化法により
多孔質シリコン層702を形成する。そして、多孔質シ
リコン層702上にアモルファスシリコン層703を形
成する。アモルファスシリコン層703の形成方法は減
圧熱CVD法、プラズマCVD法又はスパッタ法のいず
れかの手法を用いれば良い。
In this embodiment, a porous silicon layer 702 is formed on an N-type or P-type single-crystal silicon substrate 701 by the same anodic oxidation method as in the first embodiment. Then, an amorphous silicon layer 703 is formed on the porous silicon layer 702. As a method for forming the amorphous silicon layer 703, any of a low-pressure thermal CVD method, a plasma CVD method, and a sputtering method may be used.

【0052】また、アモルファスシリコン層703の膜
厚は15〜100nm(代表的には25〜70nm)で良
い。
The thickness of the amorphous silicon layer 703 may be 15 to 100 nm (typically 25 to 70 nm).

【0053】本実施例の様に多孔質シリコン層上にアモ
ルファスシリコン層を成膜すると、多孔質シリコン層の
表面孔内部(但し主表面から10〜50nm程度の深さま
で)にアモルファスシリコンが充填される。その様子は
図7(A)の点線で囲んだ拡大図に示した通りである。
When an amorphous silicon layer is formed on the porous silicon layer as in this embodiment, amorphous silicon fills the inside of the surface holes of the porous silicon layer (however, to a depth of about 10 to 50 nm from the main surface). You. The situation is as shown in the enlarged view surrounded by the dotted line in FIG.

【0054】次に、アモルファスシリコン層703を設
けた後で還元雰囲気における熱処理工程(本実施例では
水素雰囲気で1100℃1時間)を行う。この工程によ
りアモルファスシリコン層703は結晶化するが、その
際、多孔質シリコン層702の結晶状態を反映して結晶
化が進行するため、結果的に単結晶シリコン層704を
得ることができる。勿論、熱処理工程は実施例1に示し
た他の条件を採用して行っても構わない。
Next, after providing the amorphous silicon layer 703, a heat treatment step in a reducing atmosphere (1100 ° C. for 1 hour in a hydrogen atmosphere in this embodiment) is performed. In this step, the amorphous silicon layer 703 is crystallized. At this time, the crystallization proceeds in accordance with the crystal state of the porous silicon layer 702, so that a single crystal silicon layer 704 can be obtained as a result. Of course, the heat treatment step may be performed under the other conditions described in the first embodiment.

【0055】こうして単結晶シリコン層704を形成し
たら、後は実施例1の工程に従って単結晶シリコン層を
有するSOI基板を作製し、さらに実施例2の工程に従
ってTFTを形成すれば良い。そして、そのTFTで基
板上に回路を組み、様々な半導体装置を作製すれば良
い。
After the single-crystal silicon layer 704 is formed in this manner, an SOI substrate having a single-crystal silicon layer may be manufactured according to the steps of the first embodiment, and a TFT may be formed according to the steps of the second embodiment. Then, a circuit may be assembled on the substrate using the TFT, and various semiconductor devices may be manufactured.

【0056】(実施例4)本実施例では多孔質シリコン
層上に選択的に単結晶シリコン層を形成する場合の例に
ついて説明する。説明には図8を用いる。
(Embodiment 4) In this embodiment, an example in which a single crystal silicon layer is selectively formed on a porous silicon layer will be described. FIG. 8 is used for the description.

【0057】まず、単結晶シリコン基板801上に実施
例1に従って多孔質シリコン層802を形成する。そし
て、多孔質シリコン層802を酸素雰囲気中に形成した
プラズマに曝し、表面に50nm厚の酸化シリコン層80
3を形成する。この工程をプラズマ酸化工程と呼ぶ。
(図8(A))
First, a porous silicon layer 802 is formed on a single crystal silicon substrate 801 according to the first embodiment. Then, the porous silicon layer 802 is exposed to plasma formed in an oxygen atmosphere, and a 50 nm thick silicon oxide layer 80 is formed on the surface.
Form 3 This step is called a plasma oxidation step.
(FIG. 8A)

【0058】酸化シリコン層803の膜厚は50〜10
0nmもあれば良い。また、本実施例ではプラズマ酸化法
を用いたが、熱酸化法であっても構わないし、CVD法
やスパッタ法を用いても構わない。
The thickness of the silicon oxide layer 803 is 50 to 10
It is only necessary to have 0 nm. Although the plasma oxidation method is used in this embodiment, a thermal oxidation method may be used, or a CVD method or a sputtering method may be used.

【0059】さらに本実施例では酸化シリコン層を例に
とって説明しているが、窒化シリコン層や酸化窒化シリ
コン層(SiOxNyで示される)をCVD法やスパッ
タ法で形成して用いても良い。
Further, in this embodiment, a silicon oxide layer is described as an example, but a silicon nitride layer or a silicon oxynitride layer (indicated by SiOxNy) may be formed by a CVD method or a sputtering method.

【0060】次に、酸化シリコン層803をパターニン
グしてマスク804を形成する。なお、酸化シリコン層
803のエッチングはフッ酸水溶液を用いたウェットエ
ッチング処理が好ましい。フッ酸水溶液ならば多孔質シ
リコン層802を殆どエッチングしないで、酸化シリコ
ン層803をエッチングできる。
Next, a mask 804 is formed by patterning the silicon oxide layer 803. Note that the silicon oxide layer 803 is preferably etched by wet etching using a hydrofluoric acid aqueous solution. With a hydrofluoric acid aqueous solution, the silicon oxide layer 803 can be etched without substantially etching the porous silicon layer 802.

【0061】また、マスク804と同時に開口部805
が形成される。この開口部805は後に単結晶シリコン
層を形成する箇所に設けられる。(図8(B))
The opening 805 is simultaneously formed with the mask 804.
Is formed. This opening 805 is provided at a position where a single crystal silicon layer is to be formed later. (FIG. 8 (B))

【0062】こうして図8(B)の状態が得られたら、
窒素雰囲気に3%の水素を添加した雰囲気中で1150
℃1時間の熱処理工程を行い、開口部805で露呈した
多孔質シリコン層802の主表面近傍(マスク804の
形成されていない領域)に単結晶シリコン層806を形
成する。詳細な熱処理条件は実施例1に従えば良い。
(図8(C))
When the state shown in FIG. 8B is obtained,
1150 in an atmosphere containing 3% hydrogen added to a nitrogen atmosphere.
A heat treatment step at 1 ° C. for one hour is performed to form a single-crystal silicon layer 806 near the main surface of the porous silicon layer 802 exposed in the opening 805 (region where the mask 804 is not formed). Detailed heat treatment conditions may be in accordance with the first embodiment.
(FIG. 8 (C))

【0063】こうして形成された単結晶シリコン層80
6は選択的に形成されることになるため、後で活性層と
してパターニングする必要がない。
The single-crystal silicon layer 80 thus formed
Since 6 is selectively formed, there is no need to pattern it later as an active layer.

【0064】次に、マスク804を除去した後、貼り合
わせ工程に必要な酸化シリコン膜807を形成する。本
工程では5〜10nm程度の極めて薄い酸化シリコン層が
形成されれば良いので、なるべく薄い酸化シリコン膜を
制御性良く形成できる手段が望ましい。そういった意味
でプラズマ酸化法が最も好ましいと言える。勿論、熱酸
化法を用いても良いし、CVD法やスパッタ法を用いて
成膜するのであっても構わない。(図8(D))
Next, after removing the mask 804, a silicon oxide film 807 necessary for the bonding step is formed. In this step, an extremely thin silicon oxide layer having a thickness of about 5 to 10 nm may be formed. Therefore, a means capable of forming a silicon oxide film as thin as possible with good controllability is desirable. In that sense, the plasma oxidation method is the most preferable. Of course, a thermal oxidation method may be used, or a film may be formed using a CVD method or a sputtering method. (FIG. 8 (D))

【0065】こうして図8(D)の状態が得られたら、
後は実施例1の工程に従って絶縁表面を有する第2基板
と貼り合わせて単結晶シリコン層を有するSOI基板を
作製し、さらに実施例2の工程に従ってTFTを形成す
れば良い。そして、そのTFTで基板上に回路を組み、
様々な半導体装置を作製すれば良い。
When the state shown in FIG. 8D is obtained,
After that, an SOI substrate having a single crystal silicon layer is manufactured by bonding to a second substrate having an insulating surface according to the steps of Embodiment 1, and a TFT may be formed according to the steps of Embodiment 2. Then, a circuit is assembled on the substrate with the TFT,
Various semiconductor devices may be manufactured.

【0066】(実施例5)本実施例では、本願発明のS
OI基板を用いて作製された反射型液晶表示装置の例を
図4に示す。画素TFT(画素スイッチング素子)の作
製方法やセル組工程は公知の手段を用いれば良いので詳
細な説明は省略する。
(Embodiment 5) In this embodiment, the S
FIG. 4 shows an example of a reflective liquid crystal display device manufactured using an OI substrate. A well-known means may be used for a method of manufacturing a pixel TFT (pixel switching element) and a cell assembling step, and a detailed description thereof will be omitted.

【0067】図4(A)において11は絶縁表面を有す
る基板、12は画素マトリクス回路、13はソースドラ
イバー回路、14はゲイトドライバー回路、15は対向
基板、16はFPC(フレキシブルプリントサーキッ
ト)、17は信号処理回路である。信号処理回路17と
しては、D/Aコンバータ、γ補正回路、信号分割回路
などの従来ICで代用していた様な処理を行う回路を形
成することができる。勿論、ガラス基板上にICチップ
を設けて、ICチップ上で信号処理を行うことも可能で
ある。
In FIG. 4A, 11 is a substrate having an insulating surface, 12 is a pixel matrix circuit, 13 is a source driver circuit, 14 is a gate driver circuit, 15 is a counter substrate, 16 is an FPC (flexible printed circuit), 17 Is a signal processing circuit. As the signal processing circuit 17, it is possible to form a circuit such as a D / A converter, a gamma correction circuit, a signal dividing circuit, etc., which performs processing which has been substituted by a conventional IC. Of course, it is also possible to provide an IC chip on a glass substrate and perform signal processing on the IC chip.

【0068】さらに、本実施例では液晶表示装置を例に
挙げて説明しているが、アクティブマトリクス型の表示
装置であればEL(エレクトロルミネッセンス)表示装
置やEC(エレクトロクロミックス)表示装置に本願発
明を適用することも可能であることは言うまでもない。
Further, in this embodiment, a liquid crystal display device is described as an example, but the present invention is applied to an EL (electroluminescence) display device or an EC (electrochromics) display device as long as it is an active matrix type display device. It goes without saying that the invention can be applied.

【0069】ここで図4(A)のドライバー回路13、
14を構成する回路の一例を図4(B)に示す。なお、
TFT部分については既に実施例2で説明しているの
で、ここでは必要箇所のみの説明を行うこととする。
Here, the driver circuit 13 shown in FIG.
FIG. 4B shows an example of a circuit constituting the circuit 14. In addition,
Since the TFT portion has already been described in the second embodiment, only necessary portions will be described here.

【0070】図4(B)において、401、402はN
チャネル型TFT、403はPチャネル型TFTであ
り、401と403のTFTでCMOS回路を構成して
いる。404は窒化シリコン膜/酸化シリコン膜/樹脂
膜の積層膜でなる絶縁層、その上にはチタン配線405
が設けられ、前述のCMOS回路とTFT402とが電
気的に接続されている。チタン配線はさらに樹脂膜でな
る絶縁層406で覆われている。二つの絶縁層404、
406は平坦化膜としての機能も有している。
In FIG. 4B, 401 and 402 indicate N
A channel TFT 403 is a P-channel TFT, and a TFT 401 and a TFT 403 constitute a CMOS circuit. Reference numeral 404 denotes an insulating layer composed of a stacked film of a silicon nitride film / silicon oxide film / resin film, and a titanium wiring 405 on the insulating layer.
Are provided, and the above-described CMOS circuit and the TFT 402 are electrically connected. The titanium wiring is further covered with an insulating layer 406 made of a resin film. Two insulating layers 404,
Reference numeral 406 also has a function as a flattening film.

【0071】また、図4(A)の画素マトリクス回路1
2を構成する回路の一部を図4(C)に示す。図4
(C)において、407はダブルゲート構造のNチャネ
ル型TFTでなる画素TFTであり、画素領域内に大き
く広がる様にしてドレイン配線408が形成されてい
る。
The pixel matrix circuit 1 shown in FIG.
FIG. 4C shows a part of the circuit constituting the second circuit. FIG.
In FIG. 4C, reference numeral 407 denotes a pixel TFT formed of an N-channel TFT having a double gate structure, and a drain wiring 408 is formed so as to largely spread in a pixel region.

【0072】その上には絶縁層404が設けられ、その
上にチタン配線405が設けられている。この時、絶縁
層404の一部には凹部が落とし込み部が形成され、最
下層の窒化シリコン及び酸化シリコンのみが残される。
これによりドレイン配線408とチタン配線405との
間で補助容量が形成される。
An insulating layer 404 is provided thereon, and a titanium wiring 405 is provided thereon. At this time, a recess is formed in a part of the insulating layer 404, and only the lowermost silicon nitride and silicon oxide are left.
Thus, an auxiliary capacitance is formed between the drain wiring 408 and the titanium wiring 405.

【0073】また、画素マトリクス回路内に設けられた
チタン配線405はソース・ドレイン配線と後の画素電
極との間において電界遮蔽効果をもたらす。さらに、複
数設けられた画素電極間の隙間ではブラックマスクとし
ても機能する。
Further, the titanium wiring 405 provided in the pixel matrix circuit provides an electric field shielding effect between the source / drain wiring and the subsequent pixel electrode. Further, in a gap between a plurality of provided pixel electrodes, it also functions as a black mask.

【0074】そして、チタン配線405を覆って絶縁層
406が設けられ、その上に反射性導電膜でなる画素電
極409が形成される。勿論、画素電極409の表面に
反射率を上げるための工夫をなしても構わない。
Then, an insulating layer 406 is provided to cover the titanium wiring 405, and a pixel electrode 409 made of a reflective conductive film is formed thereon. Of course, the surface of the pixel electrode 409 may be devised to increase the reflectance.

【0075】また、実際には画素電極409の上に配向
膜や液晶層が設けられるが、ここでの説明は省略する。
Although an alignment film and a liquid crystal layer are actually provided on the pixel electrode 409, the description is omitted here.

【0076】本願発明を用いて以上の様な構成でなる反
射型液晶表示装置を作製することができる。勿論、公知
の技術と組み合わせれば容易に透過型液晶表示装置を作
製することもできる。さらに、公知の技術と組み合わせ
ればアクティブマトリクス型のEL表示装置も容易に作
製することができる。
The reflection type liquid crystal display device having the above configuration can be manufactured by using the present invention. Of course, a transmission type liquid crystal display device can be easily manufactured by combining with a known technique. Further, an active matrix EL display device can be easily manufactured by combining with a known technique.

【0077】(実施例6)本願発明は従来のIC技術全
般に適用することが可能である。即ち、現在市場に流通
している全ての半導体回路に適用できる。例えば、ワン
チップ上に集積化されたRISCプロセッサ、ASIC
プロセッサ等のマイクロプロセッサに適用しても良い
し、D/Aコンバータ等の信号処理回路から携帯機器
(携帯電話、PHS、モバイルコンピュータ)用の高周
波回路に適用しても良い。
Embodiment 6 The present invention can be applied to all conventional IC technologies. That is, the present invention can be applied to all semiconductor circuits currently on the market. For example, RISC processor integrated on one chip, ASIC
The present invention may be applied to a microprocessor such as a processor, or may be applied to a signal processing circuit such as a D / A converter to a high-frequency circuit for a portable device (a mobile phone, a PHS, a mobile computer).

【0078】図5に示すのは、マイクロプロセッサの一
例である。マイクロプロセッサは典型的にはCPUコア
21、RAM22、クロックコントローラ23、キャッ
シュメモリー24、キャッシュコントローラ25、シリ
アルインターフェース26、I/Oポート27等から構
成される。
FIG. 5 shows an example of a microprocessor. The microprocessor typically includes a CPU core 21, a RAM 22, a clock controller 23, a cache memory 24, a cache controller 25, a serial interface 26, an I / O port 27, and the like.

【0079】勿論、図5に示すマイクロプロセッサは簡
略化した一例であり、実際のマイクロプロセッサはその
用途によって多種多様な回路設計が行われる。
Of course, the microprocessor shown in FIG. 5 is a simplified example, and an actual microprocessor may be designed in various circuits depending on the application.

【0080】しかし、どの様な機能を有するマイクロプ
ロセッサであっても中枢として機能するのはIC(Inte
grated Circuit)28である。IC28は半導体チップ
29上に形成された集積化回路をセラミック等で保護し
た機能回路である。
However, a microprocessor having any function functions as a center only when an IC (Integer) is used.
grated circuit) 28. The IC 28 is a functional circuit in which an integrated circuit formed on the semiconductor chip 29 is protected by ceramic or the like.

【0081】そして、その半導体チップ29上に形成さ
れた集積化回路を構成するのが本願発明の構造を有する
Nチャネル型TFT30、Pチャネル型TFT31であ
る。なお、基本的な回路はCMOS回路を最小単位とし
て構成することで消費電力を抑えることができる。
The integrated circuit formed on the semiconductor chip 29 is composed of the N-channel TFT 30 and the P-channel TFT 31 having the structure of the present invention. Note that power consumption can be suppressed by configuring a basic circuit with a CMOS circuit as a minimum unit.

【0082】また、本実施例に示したマイクロプロセッ
サは様々な電子機器に搭載されて中枢回路として機能す
る。代表的な電子機器としてはパーソナルコンピュー
タ、携帯型情報端末機器、その他あらゆる家電製品が挙
げられる。また、車両(自動車や電車等)の制御用コン
ピュータなども挙げられる。
The microprocessor shown in this embodiment is mounted on various electronic devices and functions as a central circuit. Representative electronic devices include personal computers, portable information terminal devices, and all other home appliances. Further, a computer for controlling a vehicle (an automobile, a train, or the like) is also included.

【0083】(実施例7)本願発明の電気光学装置は、
様々な電子機器のディスプレイとして利用される。その
様な電子機器としては、ビデオカメラ、スチルカメラ、
プロジェクター、プロジェクションTV、ヘッドマウン
トディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコン
ピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯
電話等)など
(Embodiment 7) The electro-optical device of the present invention is
It is used as a display for various electronic devices. Such electronic devices include video cameras, still cameras,
Projectors, projection TVs, head-mounted displays, car navigation, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, etc.)

【0084】図6(A)は携帯電話であり、本体200
1、音声出力部2002、音声入力部2003、表示装
置2004、操作スイッチ2005、アンテナ2006
で構成される。本願発明を音声出力部2002、音声入
力部2003、表示装置2004やその他の信号制御回
路に適用することができる。
FIG. 6A shows a portable telephone, and the main body 200 is shown.
1, audio output unit 2002, audio input unit 2003, display device 2004, operation switch 2005, antenna 2006
It consists of. The present invention can be applied to the audio output unit 2002, the audio input unit 2003, the display device 2004, and other signal control circuits.

【0085】図6(B)はビデオカメラであり、本体2
101、表示装置2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6で構成される。本願発明を表示装置2102、音声入
力部2103やその他の信号制
FIG. 6B shows a video camera,
101, display device 2102, audio input unit 2103, operation switch 2104, battery 2105, image receiving unit 210
6. The present invention is applied to a display device 2102, a voice input unit 2103, and other signal control units.

【0086】図6(C)はモバイルコンピュータ(モー
ビルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2
202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示
装置2205で構成される。本願発明は表示装置220
5やその他の信号制御回路に適用できる。
FIG. 6C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201 and a camera section 2.
202, an image receiving unit 2203, operation switches 2204, and a display device 2205. The present invention relates to a display device 220.
5 and other signal control circuits.

【0087】図6(D)はヘッドマウントディスプレイ
であり、本体2301、表示装置2302、バンド部2
303で構成される。本発明は表示装置2302やその
他の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 6D shows a head mounted display, which includes a main body 2301, a display device 2302, and a band 2
303. The present invention can be applied to the display device 2302 and other signal control circuits.

【0088】図6(E)はリア型プロジェクターであ
り、本体2401、光源2402、表示装置2403、
偏光ビームスプリッタ2404、リフレクター240
5、2406、スクリーン2407で構成される。本発
明は表示装置2403やその他の信号制御回路に適用す
ることができる。
FIG. 6E shows a rear type projector, which includes a main body 2401, a light source 2402, a display device 2403,
Polarizing beam splitter 2404, reflector 240
5, 2406 and a screen 2407. The present invention can be applied to the display device 2403 and other signal control circuits.

【0089】図6(F)はフロント型プロジェクターで
あり、本体2501、光源2502、表示装置250
3、光学系2504、スクリーン2505で構成され
る。本発明は表示装置2503やその他の信号制御回路
に適用することができる。
FIG. 6F shows a front type projector, which includes a main body 2501, a light source 2502, and a display device 250.
3. It comprises an optical system 2504 and a screen 2505. The present invention can be applied to the display device 2503 and other signal control circuits.

【0090】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields.

【0091】[0091]

【発明の効果】本願発明を実施することで、従来のEL
TRAN法ではなしえなかった5〜30nm(代表的には
5〜10nm)という極めて薄い単結晶シリコン薄膜を有
するSOI基板を実現することが可能となる。
By implementing the present invention, the conventional EL
It is possible to realize an SOI substrate having an extremely thin single crystal silicon thin film of 5 to 30 nm (typically 5 to 10 nm) which cannot be achieved by the TRAN method.

【0092】そして、そのSOI基板を用いて高性能で
オフ電流値の小さい薄膜トランジスタを作製することが
可能となり、複数のTFTで回路が組まれる全ての半導
体装置の性能を向上させることが可能となる。
Then, it is possible to manufacture a high performance thin film transistor having a small off-state current value by using the SOI substrate, and it is possible to improve the performance of all semiconductor devices in which a circuit is formed by a plurality of TFTs. .

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

【図1】 SOI基板の作製工程を示す図。FIG. 1 illustrates a manufacturing process of an SOI substrate.

【図2】 SOI基板の作製工程を示す図。FIG. 2 illustrates a manufacturing process of an SOI substrate.

【図3】 TFTの作製工程を示す図。FIG. 3 illustrates a manufacturing process of a TFT.

【図4】 半導体装置(電気光学装置)の構成
を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device (electro-optical device).

【図5】 半導体装置(半導体回路)の構成を
示す図。
FIG. 5 illustrates a structure of a semiconductor device (semiconductor circuit).

【図6】 半導体装置(電子機器)の構成を示
す図。
FIG. 6 illustrates a structure of a semiconductor device (electronic device).

【図7】 SOI基板の作製工程を示す図。FIG. 7 illustrates a manufacturing process of an SOI substrate.

【図8】 SOI基板の作製工程を示す図。FIG. 8 illustrates a manufacturing process of an SOI substrate.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1単結晶半導体基板上に多孔質半導体層
を形成する工程と、還元雰囲気で第1加熱処理を施すこ
とにより前記多孔質半導体層の表面近傍を閉塞させて単
結晶半導体層を形成する工程と、前記単結晶半導体層の
主表面に第1酸化シリコン層を形成する工程と、第2基
板の主表面に第2酸化シリコン層を形成する工程と、前
記第1酸化シリコン層と前記第2酸化シリコン層とを接
着させて前記第1単結晶半導体基板と前記第2基板とを
貼り合わせる工程と、前記第1単結晶半導体基板を裏面
側から研削して前記多孔質半導体層を露呈させる工程
と、露呈した前記多孔質半導体層を除去し、前記単結晶
半導体層を露呈させる工程と、を有することを特徴とす
るSOI基板の作製方法。
A step of forming a porous semiconductor layer on a first single-crystal semiconductor substrate; and a step of performing a first heat treatment in a reducing atmosphere to close a surface of the porous semiconductor layer and thereby form the single-crystal semiconductor layer. Forming a first silicon oxide layer on a main surface of the single crystal semiconductor layer; forming a second silicon oxide layer on a main surface of a second substrate; Bonding the first single-crystal semiconductor substrate to the second substrate by bonding the first single-crystal semiconductor substrate to the second silicon oxide layer, and grinding the first single-crystal semiconductor substrate from the back side to form the porous semiconductor layer. And a step of removing the exposed porous semiconductor layer and exposing the single crystal semiconductor layer.
【請求項2】請求項1において、前記第1加熱処理は水
素を含む雰囲気中において900〜1200℃の温度範
囲で行われることを特徴とするSOI基板の作製方法。
2. The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 1, wherein the first heat treatment is performed in an atmosphere containing hydrogen at a temperature of 900 to 1200 ° C.
【請求項3】請求項1において、第1酸化シリコン層を
形成する工程はプラズマ酸化法により行われることを特
徴とするSOI基板の作製方法。
3. The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 1, wherein the step of forming the first silicon oxide layer is performed by a plasma oxidation method.
【請求項4】第1単結晶半導体基板上に多孔質半導体層
を形成する工程と、還元雰囲気で第1加熱処理を施すこ
とにより前記多孔質半導体層の表面近傍を閉塞させて単
結晶半導体層を形成する工程と、前記単結晶半導体層の
主表面に第1酸化シリコン層を形成する工程と、第2基
板の主表面に第2酸化シリコン層を形成する工程と、前
記第1酸化シリコン層と前記第2酸化シリコン層とを接
着させて前記第1単結晶半導体基板と前記第2基板とを
貼り合わせる工程と、前記第1単結晶半導体基板を裏面
側から研削して前記多孔質半導体層を露呈させる工程
と、露呈した前記多孔質半導体層を除去し、前記単結晶
半導体層を露呈させる工程と、前記単結晶半導体層を活
性層として複数の薄膜トランジスタを形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. A step of forming a porous semiconductor layer on a first single-crystal semiconductor substrate, and performing a first heat treatment in a reducing atmosphere to close a surface of the porous semiconductor layer and thereby form the single-crystal semiconductor layer. Forming a first silicon oxide layer on a main surface of the single crystal semiconductor layer; forming a second silicon oxide layer on a main surface of a second substrate; Bonding the first single-crystal semiconductor substrate to the second substrate by bonding the first single-crystal semiconductor substrate to the second silicon oxide layer, and grinding the first single-crystal semiconductor substrate from the back side to form the porous semiconductor layer. Exposing, removing the exposed porous semiconductor layer, exposing the single crystal semiconductor layer, and forming a plurality of thin film transistors using the single crystal semiconductor layer as an active layer,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】請求項4において、前記第1加熱処理は水
素を含む雰囲気中において900〜1200℃の温度範
囲で行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the first heat treatment is performed in an atmosphere containing hydrogen at a temperature in a range of 900 to 1200 ° C.
【請求項6】請求項4において、第1酸化シリコン層を
形成する工程はプラズマ酸化法により行われることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the step of forming the first silicon oxide layer is performed by a plasma oxidation method.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003204049A (en) * 2001-10-30 2003-07-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
JP2004535685A (en) * 2001-07-16 2004-11-25 エス.オー.アイ.テック、シリコン、オン、インシュレター、テクノロジーズ How to improve the surface condition
WO2007083570A1 (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing semiconductor chip, and field effect transistor and method for manufacturing same
US7351300B2 (en) 2001-08-22 2008-04-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US7361573B2 (en) 2001-08-10 2008-04-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of peeling off and method of manufacturing semiconductor device
JP2011515825A (en) * 2007-03-28 2011-05-19 エス.オー.アイ.テック シリコン オン インシュレータ テクノロジーズ Process for manufacturing composite substrates
US8367440B2 (en) 2001-07-16 2013-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9608004B2 (en) 2001-07-16 2017-03-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device
US8367440B2 (en) 2001-07-16 2013-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device
JP2004535685A (en) * 2001-07-16 2004-11-25 エス.オー.アイ.テック、シリコン、オン、インシュレター、テクノロジーズ How to improve the surface condition
US9202987B2 (en) 2001-07-16 2015-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device
US10586816B2 (en) 2001-07-16 2020-03-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device
US8415208B2 (en) 2001-07-16 2013-04-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device
US7361573B2 (en) 2001-08-10 2008-04-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of peeling off and method of manufacturing semiconductor device
US10529748B2 (en) 2001-08-22 2020-01-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US9842994B2 (en) 2001-08-22 2017-12-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US7825002B2 (en) 2001-08-22 2010-11-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of peeling thin film device and method of manufacturing semiconductor device using peeled thin film device
US9755148B2 (en) 2001-08-22 2017-09-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US9281403B2 (en) 2001-08-22 2016-03-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US7351300B2 (en) 2001-08-22 2008-04-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US8338198B2 (en) 2001-08-22 2012-12-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of peeling thin film device and method of manufacturing semiconductor device using peeled thin film device
US8674364B2 (en) 2001-08-22 2014-03-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
US11296131B2 (en) 2001-08-22 2022-04-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Peeling method and method of manufacturing semiconductor device
KR100944886B1 (en) * 2001-10-30 2010-03-03 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Method for manufacturing semiconductor device
JP2004153021A (en) * 2001-10-30 2004-05-27 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device
US8980700B2 (en) 2001-10-30 2015-03-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7994506B2 (en) 2001-10-30 2011-08-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003204049A (en) * 2001-10-30 2003-07-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
US9620408B2 (en) 2001-10-30 2017-04-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7648862B2 (en) 2001-10-30 2010-01-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7332381B2 (en) 2001-10-30 2008-02-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US10607883B2 (en) 2001-10-30 2020-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8242025B2 (en) 2006-01-16 2012-08-14 Panasonic Corporation Method for producing semiconductor chip, and field effect transistor and method for manufacturing same
JP5271541B2 (en) * 2006-01-16 2013-08-21 パナソニック株式会社 Semiconductor chip manufacturing method, field effect transistor and manufacturing method thereof
WO2007083570A1 (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing semiconductor chip, and field effect transistor and method for manufacturing same
JP2011515825A (en) * 2007-03-28 2011-05-19 エス.オー.アイ.テック シリコン オン インシュレータ テクノロジーズ Process for manufacturing composite substrates

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