JP2002016256A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する分野】本発明は薄膜トランジスタ(以
下、TFTと言う)で構成された回路を有する半導体装
置の作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代表さ
れる電気光学装置、及び電気光学装置を部品として搭載
した電気機器の構成に関する。また、前記装置の作製方
法に関する。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得る装置全般を
指し、上記電気光学装置及び電気機器もその範疇にある
とする。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a circuit composed of thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs). For example, the present invention relates to a configuration of an electro-optical device typified by a liquid crystal display device, and an electric apparatus including the electro-optical device as a component. Further, the present invention relates to a method for manufacturing the device. Note that in this specification, a semiconductor device refers to any device that can function by utilizing semiconductor characteristics, and the above-described electro-optical device and electric device are also included in the category.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガラス等の絶縁基板上に形成された非晶
質半導体膜に対し、加熱、またはレーザアニール、また
は加熱とレーザアニールの両方を行ない、結晶化させた
り、結晶性を向上させる技術が広く研究されている。上
記半導体膜には珪素膜がよく用いられる。2. Description of the Related Art A technique for heating or laser annealing, or both heating and laser annealing, an amorphous semiconductor film formed on an insulating substrate such as glass to crystallize or improve crystallinity. Has been widely studied. A silicon film is often used as the semiconductor film.
【0003】上記技術により得られた結晶質半導体膜は
多くの結晶粒からできているため、多結晶半導体膜と呼
ばれる。結晶質半導体膜は、非晶質半導体膜と比較し、
非常に高い移動度を有する。このため、結晶質半導体膜
を利用すると、例えば、従来の非晶質半導体膜を使って
作製した半導体装置では実現できなかったモノリシック
型の液晶電気光学装置(一枚の基板上に、画素駆動用と
駆動回路用の薄膜トランジスタ(TFT)を作製した半
導体装置)が作製できる。[0003] The crystalline semiconductor film obtained by the above technique is made of many crystal grains and is called a polycrystalline semiconductor film. The crystalline semiconductor film is compared with the amorphous semiconductor film,
Has a very high mobility. For this reason, if a crystalline semiconductor film is used, for example, a monolithic liquid crystal electro-optical device (a pixel driving device) cannot be realized with a semiconductor device manufactured using a conventional amorphous semiconductor film. And a semiconductor device in which a thin film transistor (TFT) for a driver circuit is manufactured.
【0004】このように、結晶質半導体膜は、非晶質半
導体膜と比較し、非常に特性の高い半導体膜である。こ
れが、上記研究の行われる理由である。例えば、加熱に
よる非晶質半導体膜の結晶化を行うには、600℃以上
の加熱温度と10時間以上の加熱時間が必要であった。
この結晶化条件に耐える基板には、例えば、合成石英基
板がある。しかしながら、合成石英基板は高価で加工性
に乏しく、特に大面積に加工するのは非常に困難であっ
た。基板の大面積化は特に量産効率を上げるためには必
要不可欠な要素である。近年、量産効率の向上のために
基板を大面積化する動きが著しく、新しく建設される量
産工場のラインは、基板サイズ600×720mmが標
準となりつつある。[0004] As described above, a crystalline semiconductor film is a semiconductor film having extremely high characteristics as compared with an amorphous semiconductor film. This is the reason why the above studies are performed. For example, in order to crystallize an amorphous semiconductor film by heating, a heating temperature of 600 ° C. or more and a heating time of 10 hours or more were required.
A substrate that can withstand this crystallization condition is, for example, a synthetic quartz substrate. However, a synthetic quartz substrate is expensive and poor in workability, and it is very difficult to process a large area in particular. Increasing the area of the substrate is an indispensable element particularly for increasing the mass production efficiency. In recent years, there has been a remarkable movement to increase the area of a substrate in order to improve the efficiency of mass production, and the line of a newly constructed mass production plant has a substrate size of 600 × 720 mm as a standard.
【0005】このような大面積基板に石英基板を加工す
ることは現在の技術では難しく、たとえできたとしても
産業として成り立つ価格までは下がらないと考えられ
る。大面積基板を容易に作製できる材料に、例えばガラ
ス基板がある。ガラス基板には、例えばコーニング70
59と呼ばれているものがある。コーニング7059は
非常に安価で加工性に富み、大面積化も容易である。し
かしながら、コーニング7059は歪点温度が593℃
であり、600℃以上の加熱には問題があった。[0005] It is difficult to process a quartz substrate on such a large-area substrate with the current technology, and even if it is possible, it is considered that the price does not fall to a level that can be realized as an industry. For example, a glass substrate is a material that can be easily manufactured for a large-area substrate. On a glass substrate, for example, Corning 70
There is something called 59. Corning 7059 is very inexpensive, has good workability, and is easy to increase in area. However, Corning 7059 has a strain point temperature of 593 ° C.
There was a problem with heating at 600 ° C. or higher.
【0006】ガラス基板の1つに、歪点温度が比較的高
いコーニング1737というものがある。これの歪点温
度は667℃とコーニング7059の歪点温度に比べて
高い。前記コーニング1737基板に非晶質半導体膜を
成膜し、600℃、20時間の雰囲気に置いても、作製
工程に影響するほどの基板の変形は見られなかった。し
かしながら、20時間の加熱時間は量産工程としては長
過ぎ、また、加熱温度600℃は、コストの面から考え
ると、少しでも低い方が好ましかった。[0006] One type of glass substrate is Corning 1737, which has a relatively high strain point temperature. The strain point temperature of this is 667 ° C., which is higher than the strain point temperature of Corning 7059. Even when an amorphous semiconductor film was formed on the Corning 1737 substrate and was placed in an atmosphere at 600 ° C. for 20 hours, no deformation of the substrate was found that would affect the manufacturing process. However, the heating time of 20 hours was too long for the mass production process, and the heating temperature of 600 ° C. was preferred to be slightly lower from the viewpoint of cost.
【0007】このような問題を解決するため、新しい結
晶化の方法が考案された。前記方法の詳細は特開平7−
183540号公報に記載されている。ここで、前記方
法を簡単に説明する。まず、非晶質半導体膜にニッケル
または、パラジウム、または鉛等の金属元素を微量に添
加する。添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオ
ン注入法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよ
い。前記添加の後、例えば550℃の窒素雰囲気に4時
間、非晶質半導体膜を置くと、特性の良好な結晶質半導
体膜が得られる。結晶化に最適な加熱温度や加熱時間等
は、前記金属元素の添加量や、非晶質半導体膜の状態に
よる。[0007] To solve such a problem, a new crystallization method has been devised. Details of the above method are described in
No. 183540. Here, the method will be briefly described. First, a small amount of a metal element such as nickel, palladium, or lead is added to an amorphous semiconductor film. As a method of addition, a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like may be used. After the addition, when the amorphous semiconductor film is placed in a nitrogen atmosphere at 550 ° C. for 4 hours, for example, a crystalline semiconductor film having good characteristics can be obtained. The optimal heating temperature and heating time for crystallization depend on the amount of the metal element added and the state of the amorphous semiconductor film.
【0008】しかしながら、前記技術では、結晶化を促
進するために用いた前記金属元素が高抵抗層(チャネル
形成領域やオフセット領域)中にも残留すると言う問題
がある。前記金属元素は電気が流れやすいため、高抵抗
層であるべき領域の抵抗を下げ、TFTの特性の安定性
および信頼性を損なう原因となる。However, the technique has a problem that the metal element used to promote crystallization remains in the high-resistance layer (channel formation region or offset region). Since the metal element easily conducts electricity, it lowers the resistance of a region that should be a high-resistance layer, and impairs stability and reliability of TFT characteristics.
【0009】この問題を解決するため、本出願人は結晶
質半導体膜から結晶化を促進するための金属元素を除去
する技術(ゲッタリング技術)を開発し、特開平10−
270363号公報に開示している。前記ゲッタリング
技術とは、まず、結晶質半導体膜に15族に属する元素
を選択的に添加して加熱処理を行なう。前記加熱処理に
より、前記15族に属する元素が添加されていない領域
(被ゲッタリング領域)の前記金属元素は前記被ゲッタ
リング領域から放出され、拡散し、前記15族に属する
元素の添加領域(ゲッタリング領域)に捕獲される。そ
の結果、前記被ゲッタリング領域において前記金属元素
の除去または低減することができる。また、ゲッタリン
グ時の加熱温度はガラス基板が耐え得る600℃以下と
することができる。In order to solve this problem, the present applicant has developed a technique (gettering technique) for removing a metal element for promoting crystallization from a crystalline semiconductor film.
It is disclosed in 270363. In the gettering technique, first, an element belonging to Group 15 is selectively added to a crystalline semiconductor film to perform heat treatment. Due to the heat treatment, the metal element in the region to which the element belonging to Group 15 is not added (the region to be gettered) is released from the region to be gettered, diffuses, and the region to which the element belonging to Group 15 is added ( Gettering region). As a result, it is possible to remove or reduce the metal element in the gettering region. Further, the heating temperature at the time of gettering can be set to 600 ° C. or less, which can withstand the glass substrate.
【0010】[0010]
【本発明が解決しようとする課題】半導体膜の結晶化後
は、前記被ゲッタリング領域から金属元素を除去する
か、あるいはTFTを作製したときに電気特性に影響し
ない程度にまで低減する必要がある。しかし、ゲッタリ
ング領域が被ゲッタリング領域に比べて小さい、被ゲッ
タリング領域における金属元素の含有量が過剰である、
前記金属化合物の粒径が大きいなどの場合には被ゲッタ
リング領域に前記金属元素が残留してしまうという問題
があった。After the crystallization of the semiconductor film, it is necessary to remove the metal element from the gettered region or reduce it to such an extent that the TFT does not affect the electrical characteristics when the TFT is manufactured. is there. However, the gettering region is smaller than the gettered region, the content of the metal element in the gettered region is excessive,
When the particle size of the metal compound is large, there is a problem that the metal element remains in the region to be gettered.
【0011】さらに、ゲッタリングの加熱温度が高い
と、前記金属元素の拡散速度が上がるのでゲッタリング
の処理時間は短縮されるが、ゲッタリングの捕獲の能力
が低下するため、ゲッタリング能力自体は上がらない。
これは、本出願人の実験により前記ゲッタリング領域に
おいて前記15族に属する元素の化合物の結合が強まる
ためであると考察されている。また、加熱温度が低い
と、前記金属元素の拡散速度が下がるのでゲッタリング
の処理時間が長くなり、量産工程としては長過ぎると言
う欠点があった。Further, when the heating temperature of the gettering is high, the diffusion time of the metal element is increased, so that the processing time of the gettering is shortened. Does not go up.
It is considered that this is because the bonding of the compound of the element belonging to Group 15 in the gettering region is strengthened by the experiment performed by the present applicant. Further, when the heating temperature is low, the diffusion rate of the metal element is reduced, so that the processing time of gettering becomes long, which is a disadvantage that it is too long for a mass production process.
【0012】本発明の目的は、上述した問題点を解消し
て、金属元素を用いて結晶質半導体膜を形成する技術に
おいて、前記金属元素の除去または低減を高効率化する
ための技術を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a technique for forming a crystalline semiconductor film using a metal element, in which the removal or reduction of the metal element is improved. Is to do.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】ここで、本出願人の実験
により、現在までに考察されている結晶化を助長するた
めに用いた金属元素のゲッタリングのメカニズムについ
て説明する。15族に属する元素を半導体膜に選択的に
添加すると、添加された領域(ゲッタリング領域)は非
晶質状態になる。次に、半導体膜を加熱することによっ
て、前記ゲッタリング領域は非晶質状態から結晶化す
る。このとき、前記ゲッタリング領域に添加された前記
15族に属する元素は、前記半導体膜が作る格子間に位
置するようになる。また、前記加熱処理により、前記1
5族に属する元素が添加されていない領域(被ゲッタリ
ング領域)において、前記金属元素が作る化合物(金属
化合物と呼ぶ)の結合が切れる(この状態を放出と呼
ぶ)。続いて、前記金属元素が移動し(この状態を拡散
と呼ぶ)、前記金属元素と前記15族に属する元素が結
合する(この状態を捕獲と呼ぶ)。このようにして、前
記被ゲッタリング領域に於いて前記金属元素の除去また
は低減することができる。Here, the mechanism of gettering of a metal element used to promote crystallization, which has been considered up to now, will be described by experiments of the present applicant. When an element belonging to Group XV is selectively added to the semiconductor film, the added region (gettering region) becomes amorphous. Next, the gettering region is crystallized from an amorphous state by heating the semiconductor film. At this time, the element belonging to Group 15 added to the gettering region comes to be located between lattices formed by the semiconductor film. In addition, by the heat treatment, the 1
In a region to which an element belonging to Group 5 is not added (a region to be gettered), a bond of a compound (called a metal compound) formed by the metal element is broken (this state is called emission). Subsequently, the metal element moves (this state is called diffusion), and the metal element and the element belonging to Group 15 are combined (this state is called capture). Thus, the metal element can be removed or reduced in the gettering region.
【0014】既に述べたように、ゲッタリングプロセス
には被ゲッタリング領域における前記金属化合物から前
記金属元素の放出、前記金属元素の拡散、ゲッタリング
領域における前記15族に属する元素による前記金属元
素の捕獲のプロセスがある。本出願人の実験により、金
属元素の放出エネルギーはTFTの作製プロセス上無視
できるほど小さいことがわかっている。つまり、金属元
素はTFTの作製プロセス中に与えられる熱エネルギー
によって、容易に放出されていることがわかる。また、
本出願人の実験により、高温で加熱処理を行なうと、前
記金属元素の拡散速度は上がるが、前記金属元素がゲッ
タリングされにくく、低温で行なう方が望ましいことが
わかっている。現在、この機構については、高温にする
と、前記15族に属する元素は半導体膜が形成するネッ
トワークに取り込まれ、前記金属元素と結合できなくな
るためと考察されている。As described above, in the gettering process, the release of the metal element from the metal compound in the region to be gettered, the diffusion of the metal element, and the removal of the metal element by the element belonging to Group 15 in the gettering region. There is a capture process. According to experiments performed by the present applicant, it has been found that the emission energy of a metal element is so small as to be negligible in a TFT manufacturing process. That is, it is understood that the metal element is easily released by the thermal energy given during the manufacturing process of the TFT. Also,
According to an experiment conducted by the present applicant, it has been found that when the heat treatment is performed at a high temperature, the diffusion rate of the metal element increases, but the metal element is hardly gettered, and it is preferable to perform the heat treatment at a low temperature. At present, it is considered that the mechanism belonging to Group 15 is taken into a network formed by a semiconductor film at a high temperature and cannot be bonded to the metal element.
【0015】このため、ゲッタリング速度および効率を
向上させるには、低温で行なう方が望ましく、また、ゲ
ッタリングにおける前記金属元素の拡散のプロセス速度
を促進すればよい。その方法として、本発明では、前記
ゲッタリング領域に電圧を印加する事を特徴とする。Therefore, in order to improve the gettering speed and efficiency, it is desirable to perform the process at a low temperature, and the process speed of the diffusion of the metal element in gettering may be promoted. As a method thereof, the present invention is characterized in that a voltage is applied to the gettering region.
【0016】前記ゲッタリング領域に電圧を印加する
と、前記金属化合物は高抵抗層中に存在しているため、
前記金属化合物に選択的に電流が流れることになる。こ
の電流効果により、前記金属化合物が加熱されて、結合
が切れ、前記金属元素の放出が起こる。放出された前記
金属元素は電圧の印加により拡散速度が加速され、前記
15族に属する元素と結合する。When a voltage is applied to the gettering region, the metal compound is present in the high resistance layer.
An electric current selectively flows through the metal compound. Due to this current effect, the metal compound is heated, the bond is broken, and the release of the metal element occurs. The diffusion rate of the released metal element is accelerated by application of a voltage, and is combined with the element belonging to Group XV.
【0017】このようにして、金属元素の除去または低
減を高効率に行なうことができる。Thus, the removal or reduction of the metal element can be performed with high efficiency.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本願発明の実施形態について、以
下に図1〜図2を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0019】まず、基板10上に下地絶縁膜11を形成
する。基板10としては、ガラス基板や石英基板やシリ
コン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁
膜を形成したものを用いても良い。また、処理温度に耐
えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよ
い。First, a base insulating film 11 is formed on a substrate 10. The substrate 10 may be a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate on which an insulating film is formed. Alternatively, a plastic substrate having heat resistance enough to withstand the processing temperature may be used.
【0020】また、下地絶縁膜11としては、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜など
の絶縁膜から成る下地膜11を形成する。前記下地絶縁
膜は前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造
を用いても良い。なお、下地絶縁膜を形成しなくてもよ
い。As the base insulating film 11, a base film 11 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed. The base insulating film may have a single-layer structure of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked. Note that the base insulating film need not be formed.
【0021】次いで、下地絶縁膜上に半導体層12を形
成する。半導体層12は、非晶質構造を有する半導体膜
を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラ
ズマCVD法等)により成膜する。前記半導体膜12と
しては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、多結晶半導
体膜などがあり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの
非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。Next, the semiconductor layer 12 is formed on the base insulating film. As the semiconductor layer 12, a semiconductor film having an amorphous structure is formed by a known method (such as a sputtering method, an LPCVD method, or a plasma CVD method). Examples of the semiconductor film 12 include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and a polycrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied.
【0022】続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた
熱結晶化法を行なう。ニッケルなどの金属元素の添加の
方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパ
ッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方
法により、図1(B)に示す前記金属含有層13を形成
する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化さ
せる。この結晶化法により半導体膜中に金属元素が残留
することになる。その後、さらに図1(D)に示すよう
に、レーザ結晶化法を行なっても良い。レーザ結晶化の
際に用いるレーザ発振器として、エキシマレーザは大出
力で、現状で300Hz程度の高周波パルスを発振出来
るため、良く用いられている。また、パルス発振のエキ
シマレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、
Arレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレ
ーザ等も用いることが出来る。また、レーザビームの照
射は真空中、大気中、窒素雰囲気中などで行なうことが
出来る。さらに、レーザビームを照射する際に基板を5
00度程度まで加熱しても良い。Subsequently, a thermal crystallization method using a metal element such as nickel is performed. As a method for adding a metal element such as nickel, a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like may be used, and the metal shown in FIG. The containing layer 13 is formed. After that, heat treatment is performed to crystallize the semiconductor layer. By this crystallization method, a metal element remains in the semiconductor film. After that, a laser crystallization method may be further performed as shown in FIG. An excimer laser is widely used as a laser oscillator used for laser crystallization because it has a large output and can oscillate a high-frequency pulse of about 300 Hz at present. In addition to the pulse oscillation excimer laser, a continuous oscillation excimer laser,
An Ar laser, a YAG laser, a YVO 4 laser, a YLF laser, or the like can also be used. The laser beam irradiation can be performed in a vacuum, in the air, in a nitrogen atmosphere, or the like. Further, when irradiating a laser beam,
It may be heated to about 00 degrees.
【0023】得られた結晶質半導体膜にフォトマスクを
用いて所望の形状にパターニングして半導体層を形成す
る。この半導体層の厚さは25〜80nm(好ましくは
30〜60nm)の厚さで形成する。The obtained crystalline semiconductor film is patterned into a desired shape using a photomask to form a semiconductor layer. This semiconductor layer is formed to have a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm).
【0024】次いで、半導体層を覆う絶縁膜16を形成
する。絶縁膜16はプラズマCVD法またはスパッタ法
を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む
絶縁膜の単層または積層構造で形成する。なお、この絶
縁膜16はゲート絶縁膜となる。Next, an insulating film 16 covering the semiconductor layer is formed. The insulating film 16 is formed to have a thickness of 40 to 150 nm by a plasma CVD method or a sputtering method and has a single-layer or stacked-layer structure of an insulating film containing silicon. The insulating film 16 becomes a gate insulating film.
【0025】そして、絶縁膜16上に、タンタル、タン
グステン、チタン、アルミニウム、モリブデンから選ば
れた一種または複数種の元素を成分とする導電性材料で
ゲート電極17を形成する。Then, a gate electrode 17 is formed on the insulating film 16 with a conductive material containing one or more elements selected from tantalum, tungsten, titanium, aluminum and molybdenum.
【0026】その後、図1(E)に示すように、ゲート
電極17をマスクとしてドーピング処理を行ない、自己
整合的に不純物領域17を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 1E, a doping process is performed using the gate electrode 17 as a mask to form the impurity region 17 in a self-aligned manner.
【0027】その後、プラズマCVD法により作製され
る窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜により層間絶縁
膜18を形成する。Thereafter, an interlayer insulating film 18 is formed from a silicon nitride film and a silicon nitride oxide film manufactured by a plasma CVD method.
【0028】次いで、図2(A)に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行うのが望ましい。この活性化工程はファーネス
アニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法
としては、酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1
ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的
には500〜550℃で行えばよい。Next, as shown in FIG. 2A, it is desirable to perform a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
The heat treatment may be performed at 400 to 700 ° C., typically 500 to 550 ° C. in a nitrogen atmosphere of ppm or less.
【0029】上記活性化処理と同時に、非晶質状態の高
濃度の15族に属する元素を含む不純物領域が結晶化す
る。そのため、結晶化の際に触媒として使用した金属元
素が前記不純物領域にゲッタリングされ、主にチャネル
形成領域となる半導体層中の金属元素の濃度が低減され
る。Simultaneously with the above-described activation treatment, an amorphous region containing a high concentration of elements belonging to Group 15 is crystallized. Therefore, the metal element used as a catalyst at the time of crystallization is gettered in the impurity region, and the concentration of the metal element in the semiconductor layer which mainly becomes a channel formation region is reduced.
【0030】また、前記層間絶縁膜を形成する前に活性
化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に
弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため
層間絶縁膜(シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒
化珪素膜)を形成した後で活性化処理を行うことが好ま
しい。An activation process may be performed before the formation of the interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak to heat, after forming an interlayer insulating film (an insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) for protecting the wiring and the like as in this embodiment, the active material is activated. It is preferable to carry out a chemical treatment.
【0031】そして、不純物領域17とそれぞれ電気的
に接続する電極20を形成し、TFTを得ることができ
る。なお、これらの電極は、膜厚50nmのTi膜と、
膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金膜)との
積層膜をパターニングして形成する。Then, an electrode 20 electrically connected to each of the impurity regions 17 is formed to obtain a TFT. These electrodes are composed of a 50 nm-thick Ti film,
A stacked film of a 500-nm-thick alloy film (an alloy film of Al and Ti) is formed by patterning.
【0032】ここで、ソース及びドレイン電極20間に
電圧を印加して電位差を作り、チャネル形成領域に残留
している前記金属元素を除去または低減する。電圧を印
加することで、ソース領域からチャネル形成領域を経て
ドレイン領域に電流が流れるが、前記チャネル形成領域
は高抵抗であるため、前記チャネル形成領域において
は、特に前記金属化合物に選択的に電流が流れる。この
ため、前記金属化合物の温度が上昇し、結合が切れて、
前記金属元素が放出される。また、ソースおよびドレイ
ン領域は電流による選択的な加熱がされていないため、
捕獲能力を低下させることなく、ゲッタリングを行なう
ことができる。前記金属元素はソース領域およびドレイ
ン領域の電位差によって拡散速度が増し、ソース領域ま
たはドレイン領域に捕獲される。ソース領域またはドレ
イン領域のどちらに捕獲されるかは電圧の印加の仕方、
TFTのn型、p型によって異なる。さらに、ゲート電
極に電圧を印加すると、ソース領域からドレイン領域へ
の電流が流れやすくなるので、拡散能力が上がる。ま
た、電圧印加時に加熱も同時に行なうと、放出および拡
散速度が増す。Here, a voltage is applied between the source and drain electrodes 20 to create a potential difference, thereby removing or reducing the metal element remaining in the channel formation region. When a voltage is applied, current flows from the source region to the drain region through the channel formation region. However, since the channel formation region has high resistance, the current is selectively applied to the metal compound particularly in the channel formation region. Flows. For this reason, the temperature of the metal compound increases, the bond is broken,
The metal element is released. Also, since the source and drain regions are not selectively heated by current,
Gettering can be performed without reducing the capturing ability. The diffusion speed of the metal element is increased by the potential difference between the source region and the drain region, and is captured in the source region or the drain region. How the voltage is applied depends on whether it is captured in the source region or the drain region,
It depends on the n-type and p-type of the TFT. Further, when a voltage is applied to the gate electrode, a current easily flows from the source region to the drain region, so that the diffusion capability is increased. Also, if heating is performed at the same time as applying a voltage, the emission and diffusion rates increase.
【0033】こうして、チャネル形成領域から前記金属
元素を除去または低減することができ、TFTの電気的
特性は向上する。特にオフ電流のばらつきを低減するこ
とができる。Thus, the metal element can be removed or reduced from the channel formation region, and the electrical characteristics of the TFT are improved. In particular, variation in off-state current can be reduced.
【0034】なお、本発明は、実施の形態で示したTF
Tの作製方法に限らず、ボトムゲートやその他のTFT
の構造に対しても適用できる。It should be noted that the present invention relates to the TF described in the embodiment.
Not only the method of manufacturing T, but also bottom gate and other TFT
It can also be applied to the structure of
【0035】以上の構成でなる本願発明について、以下
に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行なうことと
する。The present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to the following embodiments.
【0036】[0036]
【実施例】[実施例1]ここでは、nチャネル型TFTを
作製し、ゲッタリングを行なう方法について図1〜2の
断面図を用いて説明する。[Embodiment 1] Here, a method of manufacturing an n-channel TFT and performing gettering will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS.
【0037】まず、基板10上に下地絶縁膜11を形成
する。基板10としては、ガラス基板や石英基板やシリ
コン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁
膜を形成したものを用いても良い。また、処理温度に耐
えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよ
い。First, a base insulating film 11 is formed on a substrate 10. The substrate 10 may be a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate on which an insulating film is formed. Alternatively, a plastic substrate having heat resistance enough to withstand the processing temperature may be used.
【0038】また、下地絶縁膜11としては、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜など
の絶縁膜から成る下地膜11を形成する。前記下地絶縁
膜は前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造
を用いても良い。なお、下地絶縁膜を形成しなくてもよ
い。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化シリコン
膜11(組成比Si=32%、O=27%、N=24
%、H=17%)を形成した。As the base insulating film 11, a base film 11 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed. The base insulating film may have a single-layer structure of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked. Note that the base insulating film need not be formed. In this embodiment, a 100-nm-thick silicon oxynitride film 11 (composition ratio: Si = 32%, O = 27%, N = 24
%, H = 17%).
【0039】次いで、下地絶縁膜上に半導体膜12を形
成する。半導体膜12は、非晶質構造を有する半導体膜
を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラ
ズマCVD法等)により成膜する。前記半導体膜12と
しては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、多結晶半導
体膜などがあり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの
非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
本実施例では、プラズマCVD法を用い、55nmの非
晶質珪素膜を成膜した。Next, the semiconductor film 12 is formed on the base insulating film. As the semiconductor film 12, a semiconductor film having an amorphous structure is formed by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like). Examples of the semiconductor film 12 include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and a polycrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied.
In this embodiment, an amorphous silicon film having a thickness of 55 nm is formed by a plasma CVD method.
【0040】続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた
熱結晶化法を行なう。ニッケルなどの金属元素の添加の
方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパ
ッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方
法により、図1(B)に示す前記金属含有層13を形成
する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化さ
せる。本実施例では、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素
膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化(500
℃、1時間)を行なった後、熱結晶化(550℃、4時
間)を行なった。この結晶化法により半導体膜中に前記
金属元素が残留することになる。Subsequently, a thermal crystallization method using a metal element such as nickel is performed. As a method for adding a metal element such as nickel, a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like may be used, and the metal shown in FIG. The containing layer 13 is formed. After that, heat treatment is performed to crystallize the semiconductor layer. In this embodiment, a solution containing nickel is held on an amorphous silicon film, and dehydrogenation (500
C. for 1 hour), followed by thermal crystallization (550 ° C. for 4 hours). The metal element remains in the semiconductor film by this crystallization method.
【0041】得られた結晶質半導体膜にフォトマスクを
用いて所望の形状にパターニングして半導体層を形成す
る。この半導体層の厚さは25〜80nm(好ましくは
30〜60nm)の厚さで形成する。A semiconductor layer is formed by patterning the obtained crystalline semiconductor film into a desired shape using a photomask. This semiconductor layer is formed to have a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm).
【0042】次いで、半導体層を覆う絶縁膜16を形成
する。絶縁膜16はプラズマCVD法またはスパッタ法
を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む
絶縁膜の単層または積層構造で形成する。なお、この絶
縁膜16はゲート絶縁膜となる。本実施例では、プラズ
マCVD法により110nmの厚さで酸化窒化シリコン
膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=
2%)で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化シリ
コン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶
縁膜を単層または積層構造として用いても良い。Next, an insulating film 16 covering the semiconductor layer is formed. The insulating film 16 is formed to have a thickness of 40 to 150 nm by a plasma CVD method or a sputtering method and has a single-layer or stacked-layer structure of an insulating film containing silicon. The insulating film 16 becomes a gate insulating film. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H =
2%). Needless to say, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.
【0043】そして、絶縁膜16上に、タンタル、タン
グステン、チタン、アルミニウム、モリブデンから選ば
れた一種または複数種の元素を成分とする導電性材料で
ゲート電極17を形成する。本実施例では、膜厚400
nmのTaN膜からなるゲート電極を形成した。ゲート
電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があ
り、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ま
しい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図
ることができるが、W膜中に酸素などの不純物元素が多
い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本
実施例では、高純度のW(純度99.9999%)のタ
ーゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中
からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形
成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現する
ことができた。Then, a gate electrode 17 is formed on the insulating film 16 by using a conductive material containing one or more elements selected from tantalum, tungsten, titanium, aluminum, and molybdenum. In this embodiment, the film thickness is 400
A gate electrode made of a TaN film having a thickness of nm was formed. In order to use it as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and it is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by enlarging the crystal grains. However, when the W film contains many impurity elements such as oxygen, the crystallization is inhibited and the resistance is increased. Therefore, in this embodiment, the W film is formed by a sputtering method using a high-purity W (purity of 99.9999%) target, and further taking care not to mix impurities from the gas phase during film formation. By forming, a resistivity of 9 to 20 μΩcm could be realized.
【0044】その後、図1(D)に示すように、ゲート
電極17をマスクとしてドーピング処理を行ない、自己
整合的に不純物領域18を形成する。ドーピング処理は
イオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。
n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、
典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、
ここではリン(P)を用いた。この場合、ゲート電極1
7がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、
自己整合的に不純物領域18が形成される。Thereafter, as shown in FIG. 1D, a doping process is performed using the gate electrode 17 as a mask to form the impurity regions 18 in a self-aligned manner. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method.
an element belonging to Group 15 as an impurity element imparting n-type,
Typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used,
Here, phosphorus (P) was used. In this case, the gate electrode 1
7 is a mask for an impurity element imparting n-type,
Impurity region 18 is formed in a self-aligned manner.
【0045】その後、プラズマCVD法により作製され
る窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜により層間絶縁
膜19を形成する。プラズマCVD法またはスパッタ法
を用い、厚さを100〜200nmとしてシリコンを含
む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法
により膜厚150nmの酸化窒化シリコン膜を形成し
た。勿論、前記層間絶縁膜19は酸化窒化シリコン膜に
限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単
層または積層構造として用いても良い。Thereafter, an interlayer insulating film 19 is formed from a silicon nitride film and a silicon nitride oxide film manufactured by a plasma CVD method. The insulating film containing silicon is formed with a thickness of 100 to 200 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a 150-nm-thick silicon oxynitride film is formed by a plasma CVD method. Needless to say, the interlayer insulating film 19 is not limited to a silicon oxynitride film, but may be another insulating film containing silicon in a single layer or a laminated structure.
【0046】次いで、図2(A)に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行うのが望ましい。この活性化工程はファーネス
アニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法
としては、酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1
ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的
には500〜550℃で行えばよい。Next, as shown in FIG. 2A, it is desirable to perform a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
The heat treatment may be performed at 400 to 700 ° C., typically 500 to 550 ° C. in a nitrogen atmosphere of ppm or less.
【0047】上記活性化処理と同時に、非晶質状態の高
濃度の15族に属する元素を含む不純物領域が結晶化す
る。そのため、結晶化の際に触媒として使用した金属元
素が前記不純物領域にゲッタリングされ、主にチャネル
形成領域となる半導体層中の金属元素の濃度が低減され
る。Simultaneously with the above-mentioned activation treatment, an impurity region containing a high-concentration element belonging to Group 15 in an amorphous state is crystallized. Therefore, the metal element used as a catalyst at the time of crystallization is gettered in the impurity region, and the concentration of the metal element in the semiconductor layer which mainly becomes a channel formation region is reduced.
【0048】また、前記層間絶縁膜を形成する前に結晶
化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に
弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため
層間絶縁膜(シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒
化珪素膜)を形成した後で結晶化処理を行なうことが好
ましい。Further, a crystallization process may be performed before forming the interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak to heat, after forming an interlayer insulating film (an insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) for protecting the wiring and the like as in this embodiment, the crystal is formed. It is preferable to carry out a chemical treatment.
【0049】そして、不純物領域18とそれぞれ電気的
に接続する電極20を形成し、nチャネル型TFTを得
ることができる。なお、これらの電極は、膜厚50nm
のTi膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの
合金膜)との積層膜をパターニングして形成する。Then, an electrode 20 electrically connected to each of the impurity regions 18 is formed, so that an n-channel TFT can be obtained. These electrodes have a thickness of 50 nm.
And a 500 nm-thick alloy film (an alloy film of Al and Ti) is patterned and formed.
【0050】ここで、ソース及びドレイン電極20に電
圧を印加して電位差を作り、チャネル形成領域に残留し
ている前記金属元素を除去または低減させる。電圧を印
加することで、ソース領域からチャネル形成領域を経て
ドレイン領域に電流が流れるが、前記チャネル形成領域
は高抵抗であるため、前記チャネル形成領域において
は、特に前記金属化合物に選択的に電流が流れる。この
ため、前記金属化合物の温度が上昇し、結合が切れて、
前記金属元素が放出される。また、ソースおよびドレイ
ン領域は電流が選択的に流れることによる加熱がされて
いないため、捕獲能力を低下させることなく、ゲッタリ
ングを行なうことができる。前記金属元素はソース領域
とドレイン領域の電位差によって拡散速度が増し、ソー
ス領域またはドレイン領域に捕獲される。ソース領域ま
たはドレイン領域のどちらに捕獲されるかは電圧の印加
の仕方よって異なる。さらに、ゲート電極に電圧を印加
すると、ソース領域からドレイン領域への電流が流れや
すくなるので、拡散能力が上がり、また、電圧印加時に
TFTの規格以上の加熱も同時に行なうと、放出および
拡散速度が増す。本実施例では、nチャネル型TFTの
規格以上の電圧をソース電極に印加し、ドレイン電極を
アースに繋ぎ、さらに、規格以上の温度で加熱してゲッ
タリングを行なった。本発明人は、本実施例において、
図2(B)に示すようにソース領域とドレイン領域に電
位差を作ることによって、22で示す方向(電界の向き
とは逆の方向)に金属元素が移動すると考察している。Here, a voltage is applied to the source and drain electrodes 20 to create a potential difference, thereby removing or reducing the metal element remaining in the channel formation region. When a voltage is applied, current flows from the source region to the drain region through the channel formation region. However, since the channel formation region has high resistance, the current is selectively applied to the metal compound particularly in the channel formation region. Flows. For this reason, the temperature of the metal compound increases, the bond is broken,
The metal element is released. In addition, since the source and drain regions are not heated due to the selective flow of current, gettering can be performed without lowering the trapping ability. The diffusion speed of the metal element is increased by the potential difference between the source region and the drain region, and is captured in the source region or the drain region. Which of the source region and the drain region is captured depends on how the voltage is applied. Further, when a voltage is applied to the gate electrode, a current easily flows from the source region to the drain region, so that the diffusion capability is increased. When the heating is performed at the same time or higher than the standard of the TFT at the time of applying the voltage, the emission and diffusion rates are increased. Increase. In the present embodiment, a voltage higher than the standard of the n-channel TFT is applied to the source electrode, the drain electrode is connected to the ground, and the gettering is performed by heating at a temperature higher than the standard. The present inventor, in this embodiment,
It is considered that the metal element moves in the direction indicated by 22 (the direction opposite to the direction of the electric field) by creating a potential difference between the source region and the drain region as shown in FIG.
【0051】こうして、チャネル形成領域から前記金属
元素を除去または低減することができ、TFTの電気的
特性は向上する。特にオフ電流のばらつきを低減するこ
とができる。Thus, the metal element can be removed or reduced from the channel formation region, and the electrical characteristics of the TFT are improved. In particular, variation in off-state current can be reduced.
【0052】[実施例2]本実施例では、pチャネル型T
FTを作製し、ゲッタリングを行なう方法について図1
および図9を用いて説明する。[Embodiment 2] In this embodiment, a p-channel type T
Figure 1 shows how to make FT and perform gettering
This will be described with reference to FIG.
【0053】実施例1と同様の方法で、図1(E)の状
態まで形成し、続いて、ゲート電極16をマスクとして
ドーピング処理を行ない、自己整合的に不純物領域23
を形成する(図9(A))。ドーピング処理はイオンド
ープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。p型を付
与する不純物元素として、ここでは、ジボラン(B
2H6)を用いたイオンドープ法でを用いた。この場合、
ゲート電極16がp型を付与する不純物元素に対するマ
スクとなり、自己整合的に不純物領域23が形成され
る。1E, a doping process is performed using the gate electrode 16 as a mask, and the impurity region 23 is self-aligned.
Is formed (FIG. 9A). The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. Here, as an impurity element imparting p-type, diborane (B
Using an ion doping method using 2 H 6). in this case,
Gate electrode 16 serves as a mask for the impurity element imparting p-type, and impurity region 23 is formed in a self-aligned manner.
【0054】その後、プラズマCVD法により作製され
る窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜により層間絶縁
膜24を形成する。プラズマCVD法またはスパッタ法
を用い、厚さを100〜200nmとしてシリコンを含
む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法
により膜厚150nmの酸化窒化シリコン膜を形成し
た。勿論、前記層間絶縁膜24は酸化窒化シリコン膜に
限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単
層または積層構造として用いても良い。After that, an interlayer insulating film 24 is formed from a silicon nitride film and a silicon nitride oxide film manufactured by a plasma CVD method. The insulating film containing silicon is formed with a thickness of 100 to 200 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a 150-nm-thick silicon oxynitride film is formed by a plasma CVD method. Needless to say, the interlayer insulating film 24 is not limited to a silicon oxynitride film, but may be another insulating film containing silicon as a single layer or a laminated structure.
【0055】次いで、図9(B)に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行うのが望ましい。この活性化工程はファーネス
アニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法
としては、酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1
ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的
には500〜550℃で行えばよい。Next, as shown in FIG. 9B, it is desirable to perform a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
The heat treatment may be performed at 400 to 700 ° C., typically 500 to 550 ° C. in a nitrogen atmosphere of ppm or less.
【0056】上記活性化処理と同時に、非晶質状態の高
濃度の15族に属する元素を含む不純物領域が結晶化す
る。そのため、結晶化の際に触媒として使用した金属元
素が前記不純物領域にゲッタリングされ、主にチャネル
形成領域となる半導体層中の金属元素の濃度が低減され
る。Simultaneously with the above-described activation treatment, an amorphous region containing a high concentration of elements belonging to Group 15 is crystallized. Therefore, the metal element used as a catalyst at the time of crystallization is gettered in the impurity region, and the concentration of the metal element in the semiconductor layer which mainly becomes a channel formation region is reduced.
【0057】また、前記層間絶縁膜を形成する前に結晶
化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に
弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため
層間絶縁膜(シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒
化珪素膜)を形成した後で結晶化処理を行なうことが好
ましい。Further, a crystallization process may be performed before forming the interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak to heat, after forming an interlayer insulating film (an insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) for protecting the wiring and the like as in this embodiment, the crystal is formed. It is preferable to carry out a chemical treatment.
【0058】そして、不純物領域23とそれぞれ電気的
に接続する電極25を形成し、nチャネル型TFTを得
ることができる。なお、これらの電極は、膜厚50nm
のTi膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの
合金膜)との積層膜をパターニングして形成する。Then, an electrode 25 electrically connected to each of the impurity regions 23 is formed, so that an n-channel TFT can be obtained. These electrodes have a thickness of 50 nm.
And a 500 nm-thick alloy film (an alloy film of Al and Ti) is patterned and formed.
【0059】ここで、ソース及びドレイン電極25に電
圧を印加して電位差を作り、チャネル形成領域に残留し
ている前記金属元素を除去または低減させる。電圧を印
加することで、ソース領域からチャネル形成領域を経て
ドレイン領域に電流が流れるが、前記チャネル形成領域
は高抵抗であるため、前記チャネル形成領域において
は、特に前記金属化合物に選択的に電流が流れる。この
ため、前記金属化合物の温度が上昇し、結合が切れて、
前記金属元素が放出される。また、ソースおよびドレイ
ン領域は電流が選択的に流れることによる加熱がされて
いないため、捕獲能力を低下させることなく、ゲッタリ
ングを行なうことができる。前記金属元素はソース領域
とドレイン領域の電位差によって拡散速度が増し、ソー
ス領域またはドレイン領域に捕獲される。ソース領域ま
たはドレイン領域のどちらに捕獲されるかは電圧の印加
の仕方よって異なる。さらに、ゲート電極に電圧を印加
すると、ソース領域からドレイン領域への電流が流れや
すくなるので、拡散能力が上がり、また、電圧印加時に
TFTの規格以上の加熱も同時に行なうと、放出および
拡散速度が増す。本実施例では、pチャネル型TFTの
規格以上の電圧をソース電極に印加し、ドレイン電極は
アースに繋ぎ、さらに、規格以上の温度で加熱してゲッ
タリングを行なった。本発明人は、本実施例において、
図9(C)に示すようにソース領域とドレイン領域に電
位差を作ることにより、26で示す方向(電界の向きと
は逆の方向)に金属元素が移動すると考察している。Here, a voltage is applied to the source and drain electrodes 25 to create a potential difference, thereby removing or reducing the metal element remaining in the channel formation region. When a voltage is applied, current flows from the source region to the drain region through the channel formation region. However, since the channel formation region has high resistance, the current is selectively applied to the metal compound particularly in the channel formation region. Flows. For this reason, the temperature of the metal compound increases, the bond is broken,
The metal element is released. In addition, since the source and drain regions are not heated due to the selective flow of current, gettering can be performed without lowering the trapping ability. The diffusion speed of the metal element is increased by the potential difference between the source region and the drain region, and is captured in the source region or the drain region. Which of the source region and the drain region is captured depends on how the voltage is applied. Further, when a voltage is applied to the gate electrode, a current easily flows from the source region to the drain region, so that the diffusion capability is increased. When the heating is performed at the same time or higher than the standard of the TFT at the time of applying the voltage, the emission and diffusion rates are increased. Increase. In this embodiment, a voltage higher than the standard of the p-channel TFT is applied to the source electrode, the drain electrode is connected to the ground, and the gettering is performed by heating at a temperature higher than the standard. The present inventor, in this embodiment,
It is considered that the metal element moves in the direction indicated by 26 (the direction opposite to the direction of the electric field) by creating a potential difference between the source region and the drain region as shown in FIG. 9C.
【0060】こうして、チャネル形成領域から前記金属
元素を除去または低減することができ、TFTの電気的
特性は向上する。特にオフ電流のばらつきを低減するこ
とができる。Thus, the metal element can be removed or reduced from the channel formation region, and the electrical characteristics of the TFT are improved. In particular, variation in off-state current can be reduced.
【0061】[実施例3]本実施例では、実施例1よりも
高温でゲッタリングを行なう方法について説明する。[Embodiment 3] In this embodiment, a method of performing gettering at a higher temperature than in Embodiment 1 will be described.
【0062】実施例1と同様の方法で、図1(E)の状
態まで形成し、続いて、層間絶縁膜19を形成し、不純
物元素の活性化および不純物領域18の結晶化を行な
う。また、前記層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を
行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合
には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁
膜(シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素
膜)を形成した後で活性化処理を行なうことが好まし
い。1E, the interlayer insulating film 19 is formed, the activation of the impurity element and the crystallization of the impurity region 18 are performed. Further, an activation process may be performed before forming the interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak to heat, after forming an interlayer insulating film (an insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) for protecting the wiring and the like as in this embodiment, the active material is activated. It is preferable to carry out a chemical treatment.
【0063】そして、不純物領域18とそれぞれ電気的
に接続する電極20を形成し、nチャネル型TFTを得
ることができる。本実施例では、これらの電極は、高融
点のW膜を用い、膜厚550nmの膜をパターニングし
て形成する。Then, an electrode 20 electrically connected to each of the impurity regions 18 is formed, and an n-channel TFT can be obtained. In this embodiment, these electrodes are formed by using a high melting point W film and patterning a 550 nm-thick film.
【0064】ここで、ソース及びドレイン電極20に電
圧を印加して電位差を作り、チャネル形成領域に残留し
ている前記金属元素を除去または低減する。電圧を印加
することで、ソース領域からチャネル形成領域を経てド
レイン領域に電流が流れるが、前記チャネル形成領域は
高抵抗であるため、前記チャネル形成領域においては、
特に前記金属化合物に選択的に電流が流れる。このた
め、前記金属化合物の温度が上昇し、結合が切れて、前
記金属元素が放出される。また、ソースおよびドレイン
領域は電流による選択的な加熱がされていないため、捕
獲能力を低下させることなく、ゲッタリングを行なうこ
とができる。前記金属元素はソース領域およびドレイン
領域の電位差によって拡散速度が増し、ソース領域また
はドレイン領域に捕獲される。ソース領域またはドレイ
ン領域のどちらに捕獲されるかは電圧の印加の仕方によ
って異なる。さらに、ゲート電極に電圧を印加すると、
ソース領域からドレイン領域への電流が流れやすくなる
ので、拡散能力が上がり、また、電圧印加時にTFTの
規格以上の加熱も同時に行なうと、放出および拡散速度
が増す。本実施例では、nチャネル型TFTの規格内の
電圧をゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に印
加し、200℃程度の高温に加熱してゲッタリングを行
なった。Here, a voltage is applied to the source and drain electrodes 20 to create a potential difference, and the metal element remaining in the channel formation region is removed or reduced. By applying a voltage, current flows from the source region to the drain region through the channel formation region. However, since the channel formation region has high resistance, in the channel formation region,
In particular, an electric current selectively flows through the metal compound. For this reason, the temperature of the metal compound increases, the bond is broken, and the metal element is released. Further, since the source and drain regions are not selectively heated by the current, gettering can be performed without lowering the capturing ability. The diffusion speed of the metal element is increased by the potential difference between the source region and the drain region, and is captured in the source region or the drain region. Which of the source region and the drain region is captured depends on how the voltage is applied. Furthermore, when a voltage is applied to the gate electrode,
Since the current easily flows from the source region to the drain region, the diffusion capability is increased. Further, when heating at a voltage higher than the standard of the TFT is performed simultaneously, the emission and diffusion speeds are increased. In this embodiment, the voltage within the standard of the n-channel TFT is applied to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode, and the gettering is performed by heating to a high temperature of about 200 ° C.
【0065】こうして、チャネル形成領域から前記金属
元素を除去または低減することができ、TFTの電気的
特性は向上する。特にオフ電流のばらつきを低減するこ
とができる。Thus, the metal element can be removed or reduced from the channel formation region, and the electrical characteristics of the TFT are improved. In particular, variation in off-state current can be reduced.
【0066】[実施例4]本実施例ではアクティブマトリ
クス基板の作製方法について図3〜7を用いて説明す
る。[Embodiment 4] In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS.
【0067】まず、本実施例ではコーニング社の#70
59ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウ
ムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラス
などのガラスからなる基板400を用いる。なお、基板
400としては、石英基板やシリコン基板、金属基板ま
たはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用
いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱
性が有するプラスチック基板を用いてもよい。First, in this embodiment, Corning # 70
A substrate 400 made of glass such as barium borosilicate glass typified by 59 glass or # 1737 glass, or aluminoborosilicate glass is used. Note that as the substrate 400, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate on which an insulating film is formed may be used. Further, a plastic substrate having heat resistance enough to withstand the processing temperature of this embodiment may be used.
【0068】次いで、基板400上に酸化シリコン膜、
窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜
から成る下地膜401を形成する。本実施例では下地膜
401として2層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜
または2層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜
401の一層目としては、プラズマCVD法を用い、S
iH4、NH3、及びN2Oを反応ガスとして成膜される
酸化窒化シリコン膜401aを10〜200nm(好まし
くは50〜100nm)形成する。本実施例では、膜厚5
0nmの酸化窒化シリコン膜401a(組成比Si=3
2%、O=27%、N=24%、H=17%)を形成し
た。次いで、下地膜401のニ層目としては、プラズマ
CVD法を用い、SiH4、及びN2Oを反応ガスとして
成膜される酸化窒化シリコン膜401bを50〜200
nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成
する。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化シリコ
ン膜401b(組成比Si=32%、O=59%、N=
7%、H=2%)を形成した。Next, a silicon oxide film is formed on the substrate 400,
A base film 401 including an insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed. Although a two-layer structure is used as the base film 401 in this embodiment, a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked may be used. For the first layer of the base film 401, a plasma CVD
iH 4, NH 3, the deposited the silicon oxynitride film 401a and the N 2 O as reaction gases 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm) is formed. In this embodiment, the film thickness 5
0 nm silicon oxynitride film 401a (composition ratio Si = 3
2%, O = 27%, N = 24%, H = 17%). Next, as the second layer of the base film 401, a silicon oxynitride film 401b formed using SiH 4 and N 2 O as a reaction gas by plasma CVD is used to form a second layer of 50 to 200.
nm (preferably 100 to 150 nm). In this embodiment, a 100-nm-thick silicon oxynitride film 401b (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N =
7%, H = 2%).
【0069】次いで、下地膜上に半導体層402〜40
6を形成する。半導体層402〜406は、非晶質構造
を有する半導体膜を公知の手段(スパッタ法、LPCV
D法、またはプラズマCVD法等)により成膜する。前
記半導体膜12としては、非晶質半導体膜や微結晶半導
体膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質シリコンゲル
マニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を
適用しても良い。本実施例では、プラズマCVD法を用
い、55nmの非晶質珪素膜を成膜した。Next, semiconductor layers 402 to 40 are formed on the underlying film.
6 is formed. The semiconductor layers 402 to 406 are formed by forming a semiconductor film having an amorphous structure by a known means (sputtering method, LPCV
D method or plasma CVD method). Examples of the semiconductor film 12 include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and a polycrystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied. In this embodiment, an amorphous silicon film having a thickness of 55 nm is formed by a plasma CVD method.
【0070】続いて、ニッケルなどの金属元素を用いた
熱結晶化法を行なう。ニッケルなどの金属元素の添加の
方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパ
ッタ法、溶液塗布法等を利用すればよく、いずれかの方
法により、図3(B)に示す前記金属含有層303を形
成する。その後、加熱処理を行ない、半導体層を結晶化
させる。本実施例では、ニッケルを含む溶液を非晶質珪
素膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化(50
0℃、1時間)を行なった後、熱結晶化(550℃、4
時間)を行なった。この結晶化法により半導体膜中に前
記金属元素が残留することになる。Subsequently, a thermal crystallization method using a metal element such as nickel is performed. As a method for adding a metal element such as nickel, a plasma treatment method, an evaporation method, an ion implantation method, a sputtering method, a solution coating method, or the like may be used, and the metal shown in FIG. The containing layer 303 is formed. After that, heat treatment is performed to crystallize the semiconductor layer. In this embodiment, a solution containing nickel is held on an amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is dehydrogenated (50%).
0 ° C., 1 hour), and then heat crystallization (550 ° C., 4 hours).
Hours). The metal element remains in the semiconductor film by this crystallization method.
【0071】得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパ
ターニングして形成する。この半導体層402〜406
の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)
の厚さで形成する。本実施例では、この結晶質シリコン
膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理に
よって、半導体層402〜406を形成した。The obtained crystalline semiconductor film is formed by patterning it into a desired shape. These semiconductor layers 402 to 406
Has a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm)
Formed with a thickness of In this embodiment, the semiconductor layers 402 to 406 are formed by patterning the crystalline silicon film using a photolithography method.
【0072】また、半導体層402〜406を形成した
後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元
素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。After the formation of the semiconductor layers 402 to 406, a small amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped to control the threshold value of the TFT.
【0073】また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜
を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型の
エキシマレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザー
等を用いることができる。これらのレーザーを用いる場
合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光
学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると
良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものである
が、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数
300Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜4
00mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。
また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波
を用いパルス発振周波数1〜300Hzとし、レーザー
エネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には3
50〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜
1000μm、例えば400μmで線状に集光したレー
ザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザ
ー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜98
%として行えばよい。When a crystalline semiconductor film is formed by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, a YAG laser, a YVO 4 laser, or the like can be used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly condensed by an optical system and irradiated on a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is set to 300 Hz and the laser energy density is set to 100 to 4.
(Typically 200~300mJ / cm 2) 00mJ / cm 2 to.
When a YAG laser is used, its second harmonic is used, the pulse oscillation frequency is set to 1 to 300 Hz, and the laser energy density is set to 300 to 600 mJ / cm 2 (typically 3 to 600 mJ / cm 2 ).
It is good to be 50-500 mJ / cm 2 ). And width 100 ~
A laser beam condensed linearly at 1000 μm, for example 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition rate (overlap rate) of the linear laser light at this time is 50 to 98.
% May be used.
【0074】次いで、半導体層402〜406を覆うゲ
ート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜
150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本
実施例では、プラズマCVD法により110nmの厚さ
で酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、O=59
%、N=7%、H=2%)で形成した。勿論、ゲート絶
縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他
のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。Next, a gate insulating film 407 covering the semiconductor layers 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method and has a thickness of 40 to
The insulating film containing silicon is formed to have a thickness of 150 nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 59) having a thickness of 110 nm by a plasma CVD method.
%, N = 7%, H = 2%). Needless to say, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.
【0075】また、酸化シリコン膜を用いる場合には、
プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilica
te)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度30
0〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度
0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができ
る。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その
後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜と
して良好な特性を得ることができる。When a silicon oxide film is used,
TEOS (Tetraethyl Orthosilica) by plasma CVD
te) and O 2 , a reaction pressure of 40 Pa, and a substrate temperature of 30
It can be formed by discharging at a high-frequency (13.56 MHz) power density of 0.5 to 0.8 W / cm 2 at 0 to 400 ° C. The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.
【0076】次いで、図3(C)に示すように、ゲート
絶縁膜407上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜
408と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜40
9とを積層形成する。本実施例では、膜厚30nmのT
aN膜からなる第1の導電膜408と、膜厚370nm
のW膜からなる第2の導電膜409を積層形成した。T
aN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用
い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、W膜
は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。そ
の他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CV
D法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電
極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、
W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望まし
い。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図る
ことができるが、W膜中に酸素などの不純物元素が多い
場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実
施例では、高純度のW(純度99.9999%)のター
ゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中か
らの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成
することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現するこ
とができた。Next, as shown in FIG. 3C, a first conductive film 408 having a thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 40 having a thickness of 100 to 400 nm are formed on the gate insulating film 407.
9 are laminated. In this embodiment, a 30 nm-thick T
a first conductive film 408 made of an aN film and a film thickness of 370 nm
A second conductive film 409 made of a W film was laminated. T
The aN film was formed by a sputtering method, and was sputtered using a Ta target in an atmosphere containing nitrogen. The W film was formed by a sputtering method using a W target. In addition, thermal CV using tungsten hexafluoride (WF 6 )
It can also be formed by Method D. In any case, it is necessary to lower the resistance in order to use it as a gate electrode,
It is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by enlarging the crystal grains. However, when the W film contains many impurity elements such as oxygen, the crystallization is inhibited and the resistance is increased. Therefore, in this embodiment, the W film is formed by a sputtering method using a high-purity W (purity of 99.9999%) target, and further taking care not to mix impurities from the gas phase during film formation. By forming, a resistivity of 9 to 20 μΩcm could be realized.
【0077】なお、本実施例では、第1の導電膜408
をTaN、第2の導電膜409をWとしたが、特に限定
されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cu、
Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。
また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリ
コン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、A
gPdCu合金を用いてもよい。また、第1の導電膜を
タンタル(Ta)膜で形成し、第2の導電膜をW膜とす
る組み合わせ、第1の導電膜を窒化チタン(TiN)膜
で形成し、第2の導電膜をW膜とする組み合わせ、第1
の導電膜を窒化タンタル(TaN)膜で形成し、第2の
導電膜をAl膜とする組み合わせ、第1の導電膜を窒化
タンタル(TaN)膜で形成し、第2の導電膜をCu膜
とする組み合わせとしてもよい。In this embodiment, the first conductive film 408
Is TaN and the second conductive film 409 is W, but there is no particular limitation, and any of Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu,
It may be formed of an element selected from Cr and Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component.
Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Also, A
A gPdCu alloy may be used. A first conductive film formed of a tantalum (Ta) film, a second conductive film formed of a W film, a first conductive film formed of a titanium nitride (TiN) film, and a second conductive film formed of a titanium nitride (TiN) film; As a W film, the first
The first conductive film is formed of a tantalum nitride (TaN) film, the second conductive film is formed of a tantalum nitride (TaN) film, the second conductive film is formed of a tantalum nitride (TaN) film, and the second conductive film is formed of a Cu film. May be combined.
【0078】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク410〜415を形成し、電極及び
配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第
1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件
で行う。本実施例では第1のエッチング条件として、I
CP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズ
マ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4と
Cl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25/2
5/10(sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電
極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズ
マを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器
産業(株)製のICPを用いたドライエッチング装置
(Model E645−□ICP)を用いた。基板側(試
料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電力を投
入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この
第1のエッチング条件によりW膜をエッチングして第1
の導電層の端部をテーパー形状とする。Next, resist masks 410 to 415 are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. In this embodiment, the first etching condition is I
Using a CP (Inductively Coupled Plasma) etching method, using CF 4 , Cl 2, and O 2 as etching gases, and using a gas flow ratio of 25/2.
At 5/10 (sccm), 500 W RF (13.56 MHz) power was applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma and perform etching. Here, a dry etching apparatus (Model E645- □ ICP) using ICP manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. was used. A 150 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. The W film is etched under the first etching conditions to form the first film.
Of the conductive layer is tapered.
【0079】この後、レジストからなるマスク410〜
415を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス
流量比を30/30(sccm)とし、1Paの圧力でコ
イル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入
してプラズマを生成して約30秒程度のエッチングを行
った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56
MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を
印加する。CF4とCl2を混合した第2のエッチング条
件ではW膜及びTaN膜とも同程度にエッチングされ
る。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチ
ングするためには、10〜20%程度の割合でエッチン
グ時間を増加させると良い。Thereafter, a mask 410 made of resist is formed.
The second etching condition was changed without removing 415, CF 4 and Cl 2 were used as etching gases, the respective gas flow ratios were 30/30 (sccm), and the pressure was 1 Pa to form a coil-type electrode. RF (13.56 MHz) power of 500 W was applied to generate plasma, and etching was performed for about 30 seconds. The substrate side (sample stage) also has a 20 W RF (13.56
MHz) power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time is preferably increased by about 10 to 20%.
【0080】上記第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第
1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層
から成る第1の形状の導電層417〜422(第1の導
電層417a〜422aと第2の導電層417b〜42
2b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層417〜422で覆われない領域は20
〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成され
る。In the first etching process, by making the shape of the resist mask appropriate,
The ends of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first-shaped conductive layers 417 to 422 (the first conductive layers 417 a to 422 a and the second conductive layers 417 b to 422) formed of the first conductive layer and the second conductive layer by the first etching process.
2b) is formed. 416 is a gate insulating film,
The region not covered by the conductive layers 417 to 422 having the
A region that is etched and thinned by about 50 nm is formed.
【0081】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第1のドーピング処理を行い、半導体層にn型を付
与する不純物元素を添加する。(図4(A))ドーピン
グ処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行え
ば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013
〜5×1015atoms/cm2とし、加速電圧を60〜100
keVとして行う。本実施例ではドーズ量を1.5×1
015atoms/cm2とし、加速電圧を80keVとして行っ
た。n型を付与する不純物元素として15族に属する元
素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いる
が、ここではリン(P)を用いた。この場合、導電層4
17〜421がn型を付与する不純物元素に対するマス
クとなり、自己整合的に高濃度不純物領域423〜42
7が形成される。高濃度不純物領域423〜427には
1×1020〜1×1021atoms/cm 3の濃度範囲でn型を
付与する不純物元素を添加する。Then, the resist mask is removed.
First doping processing without adding an n-type semiconductor layer.
The added impurity element is added. (FIG. 4A) Dopin
Can be done by ion doping or ion implantation
Good. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 1013
~ 5 × 10Fifteenatoms / cmTwoAnd the acceleration voltage is 60 to 100
Performed as keV. In this embodiment, the dose is 1.5 × 1
0Fifteenatoms / cmTwoAnd the acceleration voltage is set to 80 keV.
Was. Element belonging to Group 15 as an impurity element imparting n-type
Using arsenic, typically phosphorus (P) or arsenic (As)
However, phosphorus (P) was used here. In this case, the conductive layer 4
17 to 421 are masses for the impurity element imparting n-type.
And the high-concentration impurity regions 423 to 42 are self-aligned.
7 is formed. In the high-concentration impurity regions 423 to 427,
1 × 1020~ 1 × 10twenty oneatoms / cm ThreeN type in the concentration range of
An impurity element to be added is added.
【0082】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行う。ここでは、エッチン
グガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択的に
エッチングする。この時、第2のエッチング処理により
第1の導電層428b〜433bを形成する。一方、第
2の導電層417a〜422aは、ほとんどエッチング
されず、第2の導電層428a〜433aを形成する。Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, the W film is selectively etched using CF 4 , Cl 2 and O 2 as an etching gas. At this time, first conductive layers 428b to 433b are formed by a second etching process. On the other hand, the second conductive layers 417a to 422a are hardly etched, and form the second conductive layers 428a to 433a.
【0083】レジストからなるマスクを除去した後、新
たにレジストからなるマスク438a〜438gを形成
して第2のドーピング処理を行って図4(B)の状態を
得る。不純物領域423〜427に選択的に不純物元素
が添加され、不純物領域439〜443を形成する。After removing the resist mask, new resist masks 438a to 438g are formed and the second doping process is performed to obtain the state shown in FIG. 4B. An impurity element is selectively added to the impurity regions 423 to 427 to form impurity regions 439 to 443.
【0084】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク452〜454を
形成して第3のドーピング処理を行う。この第3のドー
ピング処理により、pチャネル型TFTの活性層となる
半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純
物元素が添加された不純物領域455〜460を形成す
る。第2の導電層428a〜432aを不純物元素に対
するマスクとして用い、p型を付与する不純物元素を添
加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例で
は、不純物領域455〜460はジボラン(B2H6)を
用いたイオンドープ法で形成する。(図5(A))この
第3のドーピング処理の際には、nチャネル型TFTを
形成する半導体層はレジストからなるマスク452〜4
54で覆われている。第1のドーピング処理及び第2の
ドーピング処理によって、不純物領域455〜460に
はそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、その
いずれの領域においてもp型を付与する不純物元素の濃
度を2×1020〜2×10 21atoms/cm3となるようにド
ーピング処理することにより、pチャネル型TFTのソ
ース領域およびドレイン領域として機能するために何ら
問題は生じない。本実施例では、pチャネル型TFTの
活性層となる半導体層の一部が露呈しているため、不純
物元素(ボロン)を添加しやすい利点を有している。Next, the resist mask is removed.
After that, masks 452 to 454 made of a new resist
Then, a third doping process is performed. This third do
Ping process becomes active layer of p-channel TFT
Impurities that impart a conductivity type opposite to the one conductivity type to the semiconductor layer
Impurity regions 455 to 460 to which the impurity element is added
You. The second conductive layers 428a to 432a correspond to impurity elements.
Impurity element for imparting p-type
In addition, an impurity region is formed in a self-aligned manner. In this embodiment
Indicates that the impurity regions 455 to 460 have diborane (BTwoH6)
It is formed by the ion doping method used. (FIG. 5A)
In the third doping process, an n-channel TFT is
The semiconductor layer to be formed is a mask 452 to 4 made of resist.
Covered with 54. A first doping process and a second
By the doping process, the impurity regions 455 to 460 are formed.
Have different concentrations of phosphorus,
In any region, the concentration of the impurity element imparting p-type
Degree 2 × 1020~ 2 × 10 twenty oneatoms / cmThreeSo that
The p-channel TFT
To function as source and drain regions
No problem. In this embodiment, the p-channel TFT
Since part of the semiconductor layer serving as the active layer is exposed,
This has the advantage that a substance element (boron) can be easily added.
【0085】以上までの工程でそれぞれの半導体層に不
純物領域が形成される。By the steps described above, impurity regions are formed in each semiconductor layer.
【0086】次いで、レジストからなるマスク452〜
454を除去して第1の層間絶縁膜461を形成する。
この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマCVD
法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200nm
としてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化
シリコン膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁膜461
は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシ
リコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いて
も良い。Next, a resist mask 452 to 452 is formed.
454 is removed to form a first interlayer insulating film 461.
As the first interlayer insulating film 461, plasma CVD
Thickness of 100 to 200 nm by using a sputtering method or a sputtering method
As an insulating film containing silicon. In this embodiment, a 150-nm-thick silicon oxynitride film is formed by a plasma CVD method. Of course, the first interlayer insulating film 461
Is not limited to a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure.
【0087】次いで、図5(B)に示すように、それぞ
れの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する
工程を行う。この活性化工程はファーネスアニール炉を
用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸
素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の
窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜
550℃で行えばよく、本実施例では550℃、4時間
の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の
他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルア
ニール法(RTA法)を適用することができる。Next, as shown in FIG. 5B, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, the oxygen concentration is 400 to 700 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, typically 500 to
The activation treatment may be performed at 550 ° C. In this embodiment, the activation treatment is performed by heat treatment at 550 ° C. for 4 hours. Note that, other than the thermal annealing method, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied.
【0088】なお、本実施例では、上記活性化処理と同
時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃
度のリンを含む不純物領域439、441、442、4
55、458を結晶化する。そのため、前記不純物領域
前記金属元素がゲッタリングされ、主にチャネル形成領
域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。この
ようにして作製したチャネル形成領域を有するTFTは
オフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効
果移動度が得られ、良好な特性を達成することができ
る。In this embodiment, at the same time as the above-mentioned activation treatment, nickel used as a catalyst during crystallization is doped with impurity regions 439, 441, 442, and 4 containing high-concentration phosphorus.
55, 458 are crystallized. Therefore, the impurity region and the metal element are gettered, and the nickel concentration in the semiconductor layer mainly serving as a channel formation region is reduced. A TFT having a channel formation region manufactured in this manner has a low off-current value and high crystallinity, so that a high field-effect mobility can be obtained and favorable characteristics can be achieved.
【0089】また、第1の層間絶縁膜を形成する前に活
性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱
に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するた
め層間絶縁膜(シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば
窒化珪素膜)を形成した後で活性化処理を行うことが好
ましい。Further, an activation process may be performed before forming the first interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak to heat, after forming an interlayer insulating film (an insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) for protecting the wiring and the like as in this embodiment, the active material is activated. It is preferable to carry out a chemical treatment.
【0090】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜550℃で1〜12時間の熱処理を行
い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では水
素を約3%の含む窒素雰囲気中で410℃、1時間の熱
処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素に
より半導体層のダングリングボンドを終端する工程であ
る。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズ
マにより励起された水素を用いる)を行っても良い。Further, a heat treatment is performed at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% of hydrogen to hydrogenate the semiconductor layer. In this embodiment, heat treatment was performed at 410 ° C. for one hour in a nitrogen atmosphere containing about 3% of hydrogen. In this step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by hydrogen contained in the interlayer insulating film. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
【0091】また、活性化処理としてレーザーアニール
法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマ
レーザーやYAGレーザー等のレーザー光を照射するこ
とが望ましい。In the case where a laser annealing method is used as the activation treatment, it is preferable to irradiate a laser beam such as an excimer laser or a YAG laser after performing the above hydrogenation.
【0092】次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第2の層間絶
縁膜462を形成する。本実施例では、膜厚1.6μm
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が10〜1000
cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いた。Next, a second interlayer insulating film 462 made of an inorganic insulating material or an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 461. In this embodiment, the film thickness is 1.6 μm
Was formed, but the viscosity was 10 to 1000
cp, preferably 40 to 200 cp, and those having irregularities on the surface were used.
【0093】本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面
に凸凹が形成される第2の層間絶縁膜を形成することに
よって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電
極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電
極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸
部の形成は、TFTの形成と同じフォトマスクで行うこ
とができるため、工程数の増加なく形成することができ
る。なお、この凸部は配線及びTFT部以外の画素部領
域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う
絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面
に凸凹が形成される。In this embodiment, in order to prevent specular reflection, irregularities are formed on the surface of the pixel electrode by forming a second interlayer insulating film having irregularities on the surface. In addition, a projection may be formed in a region below the pixel electrode in order to obtain light scattering by providing unevenness on the surface of the pixel electrode. In that case, the projection can be formed using the same photomask as that for forming the TFT, and thus can be formed without increasing the number of steps. Note that the protrusions may be appropriately provided on the substrate in the pixel portion region other than the wiring and the TFT portion. Thus, irregularities are formed on the surface of the pixel electrode along irregularities formed on the surface of the insulating film covering the convex portions.
【0094】また、第2の層間絶縁膜462として表面
が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極
を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法
等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防
ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。Further, a film whose surface is flattened may be used as second interlayer insulating film 462. In that case, after forming the pixel electrode, the surface is made uneven by adding a process such as a known sand blasting method or an etching method to prevent specular reflection and increase whiteness by scattering reflected light. Is preferred.
【0095】そして、駆動回路506において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線463〜467
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのT
i膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金
膜)との積層膜をパターニングして形成する。In drive circuit 506, wirings 463 to 467 electrically connected to the respective impurity regions, respectively.
To form Note that these wirings are made of a 50 nm thick T
A laminated film of an i film and a 500 nm-thick alloy film (an alloy film of Al and Ti) is formed by patterning.
【0096】また、画素部507においては、画素電極
470、ゲート配線469、接続電極468を形成す
る。(図5(C))この接続電極468によりソース配
線(443bと449の積層)は、画素TFTと電気的
な接続が形成される。また、ゲート配線469は、画素
TFTのゲート電極と電気的な接続が形成される。ま
た、画素電極470は、画素TFTのドレイン領域44
2と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成す
る一方の電極として機能する半導体層458と電気的な
接続が形成される。また、画素電極471としては、A
lまたはAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜
等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。In the pixel portion 507, a pixel electrode 470, a gate wiring 469, and a connection electrode 468 are formed. (FIG. 5C) The connection wiring 468 forms an electrical connection between the source wiring (the lamination of 443b and 449) and the pixel TFT. Further, the gate wiring 469 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. The pixel electrode 470 is connected to the drain region 44 of the pixel TFT.
2 and an electrical connection is formed with the semiconductor layer 458 functioning as one electrode forming a storage capacitor. The pixel electrode 471 has A
It is desirable to use a material having excellent reflectivity, such as a film containing l or Ag as a main component or a laminated film thereof.
【0097】以上の様にして、nチャネル型TFT50
1とpチャネル型TFT502からなるCMOS回路、
及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506
と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素
部507を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。As described above, the n-channel TFT 50
1 and a CMOS circuit comprising a p-channel TFT 502;
And driving circuit 506 having n-channel TFT 503
And a pixel portion 507 having a pixel TFT 504 and a storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. Thus, an active matrix substrate is completed.
【0098】駆動回路506のnチャネル型TFT50
1はチャネル形成領域471、ゲート電極の一部を構成
する第1の導電層444と重なる低濃度不純物領域43
4b(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される
低濃度不純物領域434a(LDD領域)とソース領域
またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域4
39を有している。このnチャネル型TFT501と電
極466で接続してCMOS回路を形成するpチャネル
型TFT502にはチャネル形成領域472、ゲート電
極と重なる不純物領域457、ゲート電極の外側に形成
される不純物領域458、ソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域455を有してい
る。また、nチャネル型TFT503にはチャネル形成
領域473、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層
446と重なる低濃度不純物領域436b(GOLD領
域)、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域
437a(LDD領域)とソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域441を有してい
る。The n-channel TFT 50 of the driving circuit 506
Reference numeral 1 denotes a low-concentration impurity region 43 overlapping with a channel formation region 471 and a first conductive layer 444 forming a part of a gate electrode.
4b (GOLD region), a low concentration impurity region 434a (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 4 functioning as a source region or a drain region.
39. The p-channel TFT 502 connected to the n-channel TFT 501 by the electrode 466 to form a CMOS circuit has a channel formation region 472, an impurity region 457 overlapping with the gate electrode, an impurity region 458 formed outside the gate electrode, and a source region. Alternatively, the semiconductor device includes a high-concentration impurity region 455 functioning as a drain region. The n-channel TFT 503 includes a channel formation region 473, a low-concentration impurity region 436b (a GOLD region) overlapping with the first conductive layer 446 forming a part of the gate electrode, and a low-concentration impurity formed outside the gate electrode. A region 437a (LDD region) and a high-concentration impurity region 441 functioning as a source or drain region are provided.
【0099】画素部の画素TFT504にはチャネル形
成領域474、ゲート電極の一部を構成する第1の導電
層447と重なる低濃度不純物領域437b(GOLD
領域)、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領
域437a(LDD領域)とソース領域またはドレイン
領域として機能する高濃度不純物領域443を有してい
る。また、保持容量505の一方の電極として機能する
半導体層458〜460には、それぞれp型を付与する
不純物元素が添加されている。保持容量505は、絶縁
膜451を誘電体として、電極(448と432bの積
層)と、半導体層458〜460とで形成している。In the pixel TFT 504 in the pixel portion, a channel formation region 474 and a low-concentration impurity region 437b (GOLD) overlapping the first conductive layer 447 forming a part of the gate electrode are provided.
Region), a low concentration impurity region 437a (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 443 functioning as a source region or a drain region. Further, each of the semiconductor layers 458 to 460 functioning as one electrode of the storage capacitor 505 is doped with an impurity element imparting p-type. The storage capacitor 505 is formed using electrodes (a laminate of 448 and 432b) and semiconductor layers 458 to 460 using the insulating film 451 as a dielectric.
【0100】また、本実施例の画素構造は、ブラックマ
トリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光さ
れるように、画素電極の端部をソース配線と重なるよう
に配置形成する。In the pixel structure of this embodiment, the end of the pixel electrode is formed so as to overlap with the source wiring so that the gap between the pixel electrodes is shielded from light without using a black matrix.
【0101】このようにして作製されたアクティブマト
リクス基板201の接続配線468に端子202を接続
させて電圧203を印加し、オーブン204の中に入れ
て加熱する(図7)。ドライバ回路のTFTおよび画素
TFTにおける電圧の印加方法について図8を用いて説
明する。ドライバ回路は図8(A)に示すCMOS回路
によって構成されている。COMS回路は、pチャネル
型TFTとnチャネル型TFTから構成され、VinにV
ddを入力すると、pチャネル型TFTがOFF状態に、
nチャネル型TFTがON状態になり、VoutにはVss
が出力される。また、VinにVssを入力すると、pチャ
ネル型TFTがON状態に、nチャネル型TFTがOF
F状態になり、VoutにはVddが出力される。ただし、
Vdd>Vs sである。つまり、VinにVddとVssを交互に
入力すれば、pチャネル型TFTおよびnチャネル型T
FTに交互に電流が流れ、金属元素をチャネル形成領域
からゲッタリングすることができる。本発明人はCMO
S回路において、このように電圧を印加した場合、図8
(A)に示すような電界ができるので、pチャネル型T
FTおよびnチャネル型TFTとも電界の向きとは逆向
きに金属元素が移動し、pチャネル型TFTにはソース
領域に、nチャネル型TFTにはドレイン領域にゲッタ
リングされると考察している。また、電圧の印加のほか
の方法として、Vinに(Vdd+Vss)/2の電圧を印加
すると、p−chおよびn−chに常に電流が流れ、ゲ
ッタリングを行なうことができる。もちろん、VinにV
ddよりも大きな電圧を印加しても良い。The terminal 202 is connected to the connection wiring 468 of the active matrix substrate 201 thus manufactured, a voltage 203 is applied, and the substrate is heated in the oven 204 (FIG. 7). A method for applying a voltage to the TFT and the pixel TFT of the driver circuit will be described with reference to FIG. The driver circuit is constituted by a CMOS circuit shown in FIG. COMS circuit comprises a p-channel TFT and n-channel type TFT, V to V in
When dd is input, the p-channel TFT is turned off,
The n-channel TFT is turned ON, and V ss is applied to V out.
Is output. Also, if you enter the V ss to V in, p to the channel type TFT is ON, n-channel TFT OF
The state becomes the F state, and Vdd is output to Vout . However,
V dd > V s s . That is, if the input alternating V ss and V dd to V in, p-channel TFT and n-channel type T
A current flows alternately in the FT, and the metal element can be gettered from the channel formation region. The inventor is CMO
When the voltage is applied to the S circuit as described above, FIG.
Since an electric field as shown in FIG.
It is considered that the metal element moves in the direction opposite to the direction of the electric field in both the FT and the n-channel TFT and is gettered in the source region in the p-channel TFT and in the drain region in the n-channel TFT. Further, as another method for applying voltage, is applied to (V dd + V ss) / 2 voltage to the V in, current always flows through the p-ch and n-ch, it is possible to perform gettering. Of course, V in V in
A voltage higher than dd may be applied.
【0102】画素TFTの回路を図8(B)に示す。画
素TFTはゲート電極がゲート線に、ソース領域がソー
ス線に接続されている。ドレイン領域は保持容量と接続
し、保持容量はコモン電位に繋がっている。また、ドレ
イン領域は液晶パネル等を作製すると、ドレイン配線を
介して液晶に繋がるが、現段階では、アクティブマトリ
クス基板の状態であるため繋がっていない。ソース領域
に電圧を印加すると、ソース領域とドレイン領域におい
て電位差が生じるが、さらにゲート電極に電圧を印加す
ると、保持容量の存在により、ソース領域とドレイン領
域は同電位になる。しかし、ゲート電極がON状態にな
るのOFF状態になる時間に比べて非常に短いため、ソ
ース領域とドレイン領域間に電位差がある状態が長い。
この電位差を利用して、ゲッタリングを行なうことがで
きる。また、保持容量をコモン電位に接続するのではな
く、ソース線との電位差をさらに大きくするため、電位
を与えることも可能である。このような方法で、画素T
FTにおけるゲッタリングを行なうことができる。FIG. 8B shows a circuit of the pixel TFT. In the pixel TFT, the gate electrode is connected to the gate line, and the source region is connected to the source line. The drain region is connected to a storage capacitor, and the storage capacitor is connected to a common potential. Further, when a liquid crystal panel or the like is manufactured, the drain region is connected to the liquid crystal via the drain wiring, but is not connected at this stage because it is in an active matrix substrate state. When a voltage is applied to the source region, a potential difference occurs between the source region and the drain region. When a voltage is further applied to the gate electrode, the source region and the drain region have the same potential due to the presence of the storage capacitor. However, since the time when the gate electrode is turned on and the time when the gate electrode is turned off is extremely short, the state where there is a potential difference between the source region and the drain region is long.
Gettering can be performed using this potential difference. Further, instead of connecting the storage capacitor to the common potential, a potential can be applied to further increase the potential difference from the source line. In this way, the pixel T
Gettering in FT can be performed.
【0103】以上のような方法により、チャネル形成領
域およびオフセット領域から前記金属元素を除去あるい
は低減することができ、TFTの電気的特性が向上す
る。特にオフ電流のばらつきを低減することができる。According to the above-described method, the metal element can be removed or reduced from the channel forming region and the offset region, and the electrical characteristics of the TFT are improved. In particular, variation in off-state current can be reduced.
【0104】また、本実施例で作製するアクティブマト
リクス基板の画素部の上面図を図6に示す。なお、図3
〜図5に対応する部分には同じ符号を用いている。図5
中の鎖線A−A’は図6中の鎖線A―A’で切断した断
面図に対応している。また、図5中の鎖線B−B’は図
6中の鎖線B―B’で切断した断面図に対応している。FIG. 6 is a top view of a pixel portion of an active matrix substrate manufactured in this embodiment. Note that FIG.
5 are denoted by the same reference numerals. FIG.
A chain line AA ′ in FIG. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along a line AA ′ in FIG. The dashed line BB ′ in FIG. 5 corresponds to the cross-sectional view taken along the dashed line BB ′ in FIG.
【0105】[実施例5]本実施例では、実施例4で作製
したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示装
置を作製する工程を以下に説明する。説明には図10を
用いる。[Embodiment 5] In this embodiment, a process of fabricating a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate fabricated in Embodiment 4 will be described below. FIG. 10 is used for the description.
【0106】まず、実施例4に従い、図5(C)の状態
のアクティブマトリクス基板を得た後、図5のアクティ
ブマトリクス基板上、少なくとも画素電極470上に配
向膜471を形成しラビング処理を行う。なお、本実施
例では配向膜471を形成する前に、アクリル樹脂膜等
の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔
を保持するための柱状のスペーサ(図示しない)を所望
の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球
状のスペーサを基板全面に散布してもよい。First, according to the fourth embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state shown in FIG. 5C, an alignment film 471 is formed on at least the pixel electrode 470 on the active matrix substrate shown in FIG. . In this embodiment, before forming the alignment film 471, a columnar spacer (not shown) for maintaining a substrate interval was formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film. Instead of the columnar spacers, spherical spacers may be spread over the entire surface of the substrate.
【0107】次いで、対向基板472を用意する。次い
で、対向基板472上に着色層473、474、平坦化
膜475を形成する。赤色の着色層473と青色の着色
層474とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。Next, a counter substrate 472 is prepared. Next, the coloring layers 473 and 474 and the flattening film 475 are formed over the counter substrate 472. The red coloring layer 473 and the blue coloring layer 474 are overlapped to form a light-shielding portion. Alternatively, the light-blocking portion may be formed by partially overlapping the red coloring layer and the green coloring layer.
【0108】本実施例では、実施例4に示す基板を用い
ている。従って、実施例4の画素部の上面図を示す図6
では、少なくともゲート配線469と画素電極470の
間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙と、
接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する必要
がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色
層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置
して、対向基板を貼り合わせた。In this embodiment, the substrate shown in Embodiment 4 is used. Therefore, FIG. 6 shows a top view of the pixel portion of the fourth embodiment.
Then, at least a gap between the gate wiring 469 and the pixel electrode 470, a gap between the gate wiring 469 and the connection electrode 468,
It is necessary to shield the gap between the connection electrode 468 and the pixel electrode 470 from light. In this embodiment, the colored layers are arranged such that the light-shielding portion formed of the colored layers is overlapped at the positions where the light is to be shielded, and the opposing substrates are bonded to each other.
【0109】このように、ブラックマスク等の遮光層を
形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層から
なる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能
とした。As described above, the number of steps can be reduced by shielding the gap between each pixel with the light-shielding portion formed of the colored layers without forming a light-shielding layer such as a black mask.
【0110】次いで、平坦化膜475上に透明導電膜か
らなる対向電極476を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜477を形成し、ラビング処理を
施した。Next, a counter electrode 476 made of a transparent conductive film was formed on at least the pixel portion on the flattening film 475, an alignment film 477 was formed on the entire surface of the counter substrate, and rubbing treatment was performed.
【0111】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材478
で貼り合わせる。シール材478にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料479を注入し、封止剤(図示せ
ず)によって完全に封止する。液晶材料479には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図10に示
す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示
しない)を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてF
PCを貼りつけた。Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the opposing substrate are sealed with a sealing material 478.
Paste in. A filler is mixed in the sealant 478, and the two substrates are bonded to each other at a uniform interval by the filler and the columnar spacer. afterwards,
A liquid crystal material 479 is injected between the two substrates, and completely sealed with a sealant (not shown). As the liquid crystal material 479, a known liquid crystal material may be used. Thus, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 10 is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the opposing substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate (not shown) was attached only to the counter substrate. Then, using a known technique, F
PC was pasted.
【0112】以上のようにして作製される液晶表示パネ
ルは各種電子機器の表示部として用いることができる。The liquid crystal display panel manufactured as described above can be used as a display section of various electronic devices.
【0113】[実施例6]上記各実施例1乃至5のいずれ
か一を実施して形成されたTFTは様々な電気光学装置
(アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティ
ブマトリクス型ELディスプレイ、アクティブマトリク
ス型ECディスプレイ)に用いることができる。即ち、
それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全て
に本願発明を実施できる。[Embodiment 6] TFTs formed by carrying out any one of Embodiments 1 to 5 can be used in various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display, active matrix EL display, active matrix EC). Display). That is,
The invention of the present application can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.
【0114】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウント
ディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲ
ーション、カーステレオ、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、携帯電話または電
子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図11、
図12及び図13に示す。Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector, a head-mounted display (goggle type display), a car navigation, a car stereo, a personal computer, a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, etc.). ). An example of them is shown in FIG.
FIG. 12 and FIG.
【0115】図11(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。本発明を表示部2
003に適用することができる。FIG. 11A shows a personal computer, which comprises a main body 2001, an image input section 2002, and a display section 20.
03, a keyboard 2004 and the like. Display unit 2 of the present invention
003 can be applied.
【0116】図11(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部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等を含む。本発明を表示部2102に適用することが
できる。FIG. 11B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2102.
【0117】図11(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
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。本発明は表示部2205に適用
できる。FIG. 11C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, a display section 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205.
【0118】図11(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。本発明は表示部2302に適用することが
できる。FIG. 11D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display section 2302, and an arm section 230.
3 and so on. The present invention can be applied to the display portion 2302.
【0119】図11(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部2402に適用
することができる。FIG. 11E shows a player using a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display section 2402, and a speaker section 240.
3, a recording medium 2404, an operation switch 2405, and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
And the like, it is possible to perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402.
【0120】図11(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本願
発明を表示部2502に適用することができる。FIG. 11F shows a digital camera, which includes a main body 2501, a display section 2502, an eyepiece section 2503, operation switches 2504, an image receiving section (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502.
【0121】図12(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置2601、スクリーン2602等を含
む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶表
示装置2808やその他の駆動回路に適用することがで
きる。FIG. 12A shows a front type projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 2808 forming a part of the projection device 2601 and other driving circuits.
【0122】図12(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体2701、投射装置2702、ミラー270
3、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2
702の一部を構成する液晶表示装置2808やその他
の駆動回路に適用することができる。FIG. 12B shows a rear type projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, and a mirror 270.
3, including a screen 2704 and the like. The present invention relates to a projection device 2
The present invention can be applied to a liquid crystal display device 2808 forming a part of the LCD 702 and other driving circuits.
【0123】なお、図12(C)は、図12(A)及び
図12(B)中における投射装置2601、2702の
構造の一例を示した図である。投射装置2601、27
02は、光源光学系2801、ミラー2802、280
4〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズ
ム2807、液晶表示装置2808、位相差板280
9、投射光学系2810で構成される。投射光学系28
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図12(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。FIG. 12C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 12A and 12B. Projection devices 2601, 27
02 denotes a light source optical system 2801, mirrors 2802, 280
4 to 2806, dichroic mirror 2803, prism 2807, liquid crystal display device 2808, retardation plate 280
9. The projection optical system 2810. Projection optical system 28
Reference numeral 10 denotes an optical system including a projection lens. In the present embodiment, an example of a three-plate type is shown, but there is no particular limitation, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.
【0124】また、図12(D)は、図12(C)中に
おける光源光学系2801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクタ
ー2811、光源2812、レンズアレイ2813、2
814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で
構成される。なお、図12(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。FIG. 12D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. 12C. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, a lens array 2813,
814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system shown in FIG. 12D is an example and is not particularly limited. For example, a practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarizing function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.
【0125】ただし、図12に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及びEL表示装置での適用
例は図示していない。However, in the projector shown in FIG. 12, a case where a transmission type electro-optical device is used is shown, and examples of application to a reflection type electro-optical device and an EL display device are not shown.
【0126】図13(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906
等を含む。本願発明を表示部2904に適用することが
できる。FIG. 13A shows a mobile phone, and the main body 29 is shown.
01, audio output unit 2902, audio input unit 2903, display unit 2904, operation switch 2905, antenna 2906
And so on. The present invention can be applied to the display portion 2904.
【0127】図13(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。本発明は表示部3002、3003に適用す
ることができる。FIG. 13B shows a portable book (electronic book), which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, and an antenna 3006.
And so on. The present invention can be applied to the display units 3002 and 3003.
【0128】図13(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
本発明は表示部3103に適用することができる。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。FIG. 13C shows a display, which includes a main body 3101, a support 3102, a display portion 3103, and the like.
The present invention can be applied to the display portion 3103. The display of the present invention is particularly advantageous when the screen is enlarged, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).
【0129】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。また、本実施例の電子機器は実施例1〜5のどの
ような組み合わせからなる構成を用いても実現すること
ができる。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. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using a configuration composed of any combination of the first to fifth embodiments.
【0130】[0130]
【本発明の効果】本発明の構成を採用することにより、
以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 (a)従来のTFTの作製プロセスに適合した、簡単な
構造である。 (b)電圧を印加により、高抵抗層の半導体膜中に存在
する金属化合物に選択的に電流が流れる。このことによ
り、前記金属化合物のみを加熱し、金属元素を放出する
ことができる。また、他の領域を加熱しないため、捕獲
能力を低下させることがない。 (c)電圧の印加により、放出された金属元素は拡散速
度が増す。 (d)以上の利点を満たした上で、ゲッタリング能力を
向上させ、電気的特性の優れたTFTを作製できる方法
である。[Effect of the present invention] By adopting the configuration of the present invention,
Basic significance as shown below can be obtained. (A) A simple structure suitable for a conventional TFT manufacturing process. (B) By applying a voltage, a current selectively flows through the metal compound present in the semiconductor film of the high resistance layer. Thus, only the metal compound can be heated to release the metal element. In addition, since the other regions are not heated, the capturing ability does not decrease. (C) The rate of diffusion of the released metal element is increased by application of a voltage. (D) This method is a method capable of improving the gettering ability and manufacturing a TFT having excellent electric characteristics while satisfying the above advantages.
【図1】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明す
る例を示す図。FIG. 1 is a view showing an example illustrating a gettering technique disclosed by the present invention.
【図2】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明す
る例を示す図。FIG. 2 is a view showing an example explaining a gettering technique disclosed by the present invention.
【図3】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
【図4】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
【図5】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
【図6】 画素TFTの構成を示す上面図。FIG. 6 is a top view illustrating a configuration of a pixel TFT.
【図7】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明す
る例を示す図。FIG. 7 is a view showing an example illustrating a gettering technique disclosed by the present invention.
【図8】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明す
る例を示す図。FIG. 8 is a view showing an example illustrating a gettering technique disclosed by the present invention.
【図9】 本発明が開示するゲッタリング技術を説明す
る例を示す図。FIG. 9 is a view showing an example illustrating a gettering technique disclosed by the present invention.
【図10】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作
製工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device.
【図11】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device.
【図12】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 12 illustrates an example of a semiconductor device.
【図13】 半導体装置の一例を示す図。FIG. 13 illustrates an example of a semiconductor device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 627F 627Z Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA33 JA35 JA38 JA39 JA42 JA43 JA44 JA46 JB13 JB23 JB27 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA04 KA07 MA05 MA07 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA30 MA35 MA37 MA41 NA25 NA27 NA28 NA29 RA05 5F052 AA02 AA11 BB01 BB02 BB07 DA02 DA10 DB02 DB03 DB07 EA16 FA06 FA24 JA01 JA04 5F110 AA06 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE14 EE23 EE44 EE45 FF02 FF03 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HK04 HK06 HK21 HM15 NN02 NN03 NN04 NN22 NN24 NN27 NN34 NN35 NN72 NN73 PP01 PP03 PP10 PP13 PP27 PP29 PP34 PP35 QQ04 QQ09 QQ11 QQ25 QQ28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 627F 627Z F term (Reference) 2H092 GA59 JA25 JA29 JA33 JA35 JA38 JA39 JA42 JA43 JA44 JA46 JB13 JB23 JB27 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA04 KA07 MA05 MA07 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA30 MA35 MA37 MA41 NA25 NA27 NA28 NA29 RA05 5F052 AA02 AA11 BB01 BB02 BB07 DA02 DA10 DB02 DB03 DB07 EA16 FA04 AFF DD01 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE14 EE23 EE44 EE45 FF02 FF03 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 NN45 NN47 NN23 NN04 NN PP13 PP27 PP29 PP34 PP35 QQ04 QQ09 QQ11 QQ25 QQ28
Claims (35)
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純物元素
を導入して複数の不純物領域を形成する工程と、前記複
数の不純物領域に各々接続する電極を形成する工程と、
前記電極に電圧を印加して前記不純物領域に前記金属元
素をゲッタリングする工程と、を有することを特徴とす
る半導体装置の作製方法。A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film; a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film; Etching a semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer, selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film to form a plurality of impurity regions, and connecting to the plurality of impurity regions, respectively. Forming an electrode to be formed;
Applying a voltage to the electrode to getter the metal element to the impurity region.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を結晶化して第1の結晶質半導体膜を形成する工程
と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビームを照射し
て第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、前記第2の
結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成す
る工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純物元素を
導入して複数の不純物領域を形成する工程と、前記複数
の不純物領域に各々接続する電極を形成する工程と、前
記電極に電圧を印加して前記不純物領域に前記金属元素
をゲッタリングする工程と、を有することを特徴とする
半導体装置の作製方法。A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film; a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film; Irradiating the first crystalline semiconductor film with a laser beam to form a second crystalline semiconductor film, and etching the second crystalline semiconductor film to form an island-like semiconductor layer; Forming a plurality of impurity regions by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film, forming electrodes connected to the plurality of impurity regions, and applying a voltage to the electrodes. A step of gettering the metal element in the impurity region.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純物元素
を導入してソース領域およびドレイン領域を形成する工
程と、前記ソース領域またはドレイン領域に接続するソ
ース電極またはドレイン電極を形成する工程と、前記ソ
ース電極および前記ドレイン電極に電圧を印加して前記
ソース領域または前記ドレイン領域に前記金属元素をゲ
ッタリングする工程と、を有することを特徴とする半導
体装置の作製方法。A step of introducing a metal element which promotes crystallization into the amorphous semiconductor film; a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film; Etching a semiconductor film to form an island-like semiconductor layer; selectively introducing an impurity element into the island-like semiconductor film to form a source region and a drain region; Forming a source electrode or a drain electrode to be connected; and applying a voltage to the source electrode and the drain electrode to getter the metal element to the source region or the drain region. Of manufacturing a semiconductor device.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を部分的に結晶化して第1の結晶質半導体膜を形成
する工程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビーム
を照射して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記第2の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層
を形成する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純
物元素を導入してソース領域およびドレイン領域を形成
する工程と、前記ソース領域またはドレイン領域に接続
するソース電極またはドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極に電圧を印加し
て前記ソース領域または前記ドレイン領域に前記金属元
素をゲッタリングする工程と、を有することを特徴とす
る半導体装置の作製方法。4. A step of introducing a metal element which promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, and partially crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Forming a second crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam to the first crystalline semiconductor film, and forming an island-shaped semiconductor layer by etching the second crystalline semiconductor film. Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film, and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region;
Applying a voltage to the source electrode and the drain electrode to getter the metal element to the source region or the drain region.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前
記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選択
的に不純物元素を導入してソース領域およびドレイン領
域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領域
を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に導入され
た前記島状半導体層および前記ゲート電極に接して層間
絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前記ソー
ス領域またはドレイン領域に接続するソース電極または
ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極および
前記ドレイン電極に電圧を印加して前記チャネル形成領
域から前記ソース領域または前記ドレイン領域に前記金
属元素をゲッタリングする工程と、を有することを特徴
とする半導体装置の作製方法。5. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film, Etching a semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer; forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer; forming a gate electrode on the insulating film; and using the gate electrode as a mask. Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor layer, and forming a channel formation region below the gate electrode; and selectively introducing the impurity element. Forming an interlayer insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer and the gate electrode, and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film And applying a voltage to the source electrode and the drain electrode to getter the metal element from the channel formation region to the source region or the drain region. Production method.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前
記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選択
的に不純物元素を導入してソース領域およびドレイン領
域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領域
を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に導入され
た前記島状半導体層および前記ゲート電極に接して層間
絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前記ソー
ス領域またはドレイン領域に接続するソース電極または
ドレイン電極を形成する工程と、前記ゲート電極、前記
ソース電極および前記ドレイン電極に電圧を印加して前
記チャネル形成領域から前記ソース領域または前記ドレ
イン領域に前記金属元素をゲッタリングする工程と、を
有することを特徴とする半導体装置の作製方法。6. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film, Etching a semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer; forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer; forming a gate electrode on the insulating film; and using the gate electrode as a mask. Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor layer, and forming a channel formation region below the gate electrode; and selectively introducing the impurity element. Forming an interlayer insulating film in contact with the island-shaped semiconductor layer and the gate electrode, and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film And applying a voltage to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode to getter the metal element from the channel formation region to the source region or the drain region. Of manufacturing a semiconductor device.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を部分的に結晶化して第1の結晶質半導体膜を形成
する工程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビーム
を照射して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記第2の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層
を形成する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形成
する工程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中
に選択的に不純物元素を導入してソース領域およびドレ
イン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形
成領域を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に導
入された前記島状半導体層および前記ゲート電極に接し
て層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前
記ソース領域またはドレイン領域に接続するソース電極
またはドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極
および前記ドレイン電極に電圧を印加して前記チャネル
形成領域から前記ソース領域または前記ドレイン領域に
前記金属元素をゲッタリングする工程と、を有すること
を特徴とする半導体装置の作製方法。7. A step of introducing a metal element which promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, and partially crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Forming a second crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam to the first crystalline semiconductor film, and forming an island-shaped semiconductor layer by etching the second crystalline semiconductor film. A step of forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer, a step of forming a gate electrode on the insulating film, and selectively forming an impurity element in the island-shaped semiconductor layer using the gate electrode as a mask. Introducing a source region and a drain region to form a channel forming region below the gate electrode; and forming an interlayer in contact with the island-shaped semiconductor layer and the gate electrode into which the impurity element is selectively introduced. Form insulating film Forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film; and applying a voltage to the source electrode and the drain electrode to remove the source from the channel formation region. A step of gettering the metal element to a region or the drain region.
元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半導
体膜を部分的に結晶化して第1の結晶質半導体膜を形成
する工程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビーム
を照射して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、前
記第2の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層
を形成する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形成
する工程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
と、前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中
に選択的に不純物元素を導入してソース領域およびドレ
イン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形
成領域を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に導
入された前記島状半導体層および前記ゲート電極に接し
て層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前
記ソース領域またはドレイン領域に接続するソース電極
またはドレイン電極を形成する工程と、前記ゲート電
極、前記ソース電極および前記ドレイン電極に電圧を印
加して前記チャネル形成領域から前記ソース領域または
前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングする工
程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。8. A step of introducing a metal element which promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, and partially crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Forming a second crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam to the first crystalline semiconductor film, and forming an island-shaped semiconductor layer by etching the second crystalline semiconductor film. A step of forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer, a step of forming a gate electrode on the insulating film, and selectively forming an impurity element in the island-shaped semiconductor layer using the gate electrode as a mask. Introducing a source region and a drain region to form a channel forming region below the gate electrode; and forming an interlayer in contact with the island-shaped semiconductor layer and the gate electrode into which the impurity element is selectively introduced. Form insulating film Forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film; and applying a voltage to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode to form the channel. A step of gettering the metal element from a region to the source region or the drain region.
形成領域と不純物領域が形成された半導体装置の作製方
法において、前記島状半導体膜は、非晶質半導体膜に結
晶化を助長する金属元素を導入し、加熱処理により前記
非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜をエッチングして形成され、前記ゲ
ート電極は、前記島状半導体層の少なくとも一方の面に
形成された絶縁膜に接して形成され、前記不純物領域に
接続する電極を形成した後に、前記ゲート電極および前
記電極に電圧を印加して前記チャネル形成領域から前記
不純物領域に前記金属元素をゲッタリングすることを特
徴とする半導体装置の作製方法。9. A method for manufacturing a semiconductor device in which a gate electrode and a channel formation region and an impurity region are formed in an island-shaped semiconductor layer, wherein the island-shaped semiconductor film is a metal which promotes crystallization to an amorphous semiconductor film. Introducing an element, crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film,
The gate electrode is formed by etching the crystalline semiconductor film, the gate electrode is formed in contact with an insulating film formed on at least one surface of the island-shaped semiconductor layer, and after forming an electrode connected to the impurity region, Applying a voltage to the gate electrode and the electrode to getter the metal element from the channel formation region to the impurity region.
ル形成領域と不純物領域が形成された半導体装置の作製
方法において、前記島状半導体膜は、非晶質半導体膜に
結晶化を助長する金属元素を導入し、加熱処理により前
記非晶質半導体膜を結晶化して第1の結晶質半導体膜を
形成し、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビームを照
射して第2の結晶質半導体膜を形成し、前記第2の結晶
質半導体膜をエッチングして形成され、前記ゲート電極
は、前記島状半導体層の少なくとも一方の面に形成され
た絶縁膜に接して形成され、前記不純物領域に接続する
電極を形成した後に、前記ゲート電極および前記電極に
電圧を印加して前記チャネル形成領域から前記不純物領
域に前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする
半導体装置の作製方法。10. A method for manufacturing a semiconductor device in which a gate electrode and a channel formation region and an impurity region are formed in an island-shaped semiconductor layer, wherein the island-shaped semiconductor film is a metal which promotes crystallization to an amorphous semiconductor film. An element is introduced, the amorphous semiconductor film is crystallized by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film, and the first crystalline semiconductor film is irradiated with a laser beam to form a second crystalline semiconductor film. Forming a film, etching the second crystalline semiconductor film, and forming the gate electrode in contact with an insulating film formed on at least one surface of the island-shaped semiconductor layer; Forming an electrode to be connected to the gate electrode and applying a voltage to the gate electrode and the electrode to getter the metal element from the channel formation region to the impurity region. Law.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形
成する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純物元
素を導入して複数の不純物領域を形成する工程と、前記
複数の不純物領域に各々接続する電極を形成する工程
と、前記不純物元素が選択的に導入された島状半導体膜
を加熱し、かつ、前記電極に電圧を印加して前記不純物
領域に前記金属元素をゲッタリングする工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。11. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film; and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film.
Etching the crystalline semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer; selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film to form a plurality of impurity regions; Forming electrodes connected to each other, and heating the island-shaped semiconductor film into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the electrode to getter the metal element to the impurity region. And a method for manufacturing a semiconductor device.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を結晶化して第1の結晶質半導体膜を形成する工
程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビームを照射
して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、前記第2
の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形成
する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純物元素
を導入して複数の不純物領域を形成する工程と、前記複
数の不純物領域に各々接続する電極を形成する工程と、
前記不純物元素が選択的に導入された島状半導体膜を加
熱し、かつ、前記電極に電圧を印加して前記不純物領域
に前記金属元素をゲッタリングする工程と、を有するこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。12. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Irradiating the first crystalline semiconductor film with a laser beam to form a second crystalline semiconductor film;
Forming an island-shaped semiconductor layer by etching the crystalline semiconductor film, forming a plurality of impurity regions by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film, and forming the plurality of impurity regions. Forming electrodes connected to each other,
Heating the island-shaped semiconductor film into which the impurity element has been selectively introduced, and applying a voltage to the electrode to getter the metal element to the impurity region. Method for manufacturing the device.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形
成する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不純物元
素を導入してソース領域およびドレイン領域を形成する
工程と、前記ソース領域またはドレイン領域に接続する
ソース電極またはドレイン電極を形成する工程と、前記
不純物元素が選択的に導入された島状半導体層を加熱
し、かつ、前記ソース電極および前記ドレイン電極に電
圧を印加して前記ソース領域または前記ドレイン領域に
前記金属元素をゲッタリングする工程と、を有すること
を特徴とする半導体装置の作製方法。13. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film.
Etching the crystalline semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer; selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film to form a source region and a drain region; Forming a source electrode or a drain electrode connected to the drain region, heating the island-shaped semiconductor layer into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the source electrode and the drain electrode; A step of gettering the metal element in a source region or the drain region.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を部分的に結晶化して第1の結晶質半導体膜を形
成する工程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビー
ムを照射して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第2の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体
層を形成する工程と、前記島状半導体膜中に選択的に不
純物元素を導入してソース領域およびドレイン領域を形
成する工程と、前記ソース領域またはドレイン領域に接
続するソース電極またはドレイン電極を形成する工程
と、前記不純物元素が選択的に導入された島状半導体層
を加熱し、かつ、前記ソース電極および前記ドレイン電
極に電圧を印加して前記ソース領域または前記ドレイン
領域に前記金属元素をゲッタリングする工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。14. A step of introducing a metal element which promotes crystallization into an amorphous semiconductor film, and partially crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Forming a second crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam to the first crystalline semiconductor film;
Etching the second crystalline semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer; selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor film to form a source region and a drain region; Forming a source electrode or a drain electrode connected to a source region or a drain region, heating the island-shaped semiconductor layer into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the source electrode and the drain electrode And gettering the metal element to the source region or the drain region.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形
成する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選
択的に不純物元素を導入してソース領域およびドレイン
領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領
域を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に導入さ
れた前記島状半導体層および前記ゲート電極に接して層
間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前記ソ
ース領域またはドレイン領域に接続するソース電極また
はドレイン電極を形成する工程と、前記不純物元素が選
択的に導入された前記島状半導体層を加熱し、かつ、前
記ソース電極および前記ドレイン電極に電圧を印加して
前記チャネル形成領域から前記ソース領域または前記ド
レイン領域に前記金属元素をゲッタリングする工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。15. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, and a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film.
Forming the island-shaped semiconductor layer by etching the crystalline semiconductor film, forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer, and forming a gate electrode on the insulating film;
Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor layer using the gate electrode as a mask, and forming a channel formation region below the gate electrode; Forming an interlayer insulating film in contact with the selectively introduced island-shaped semiconductor layer and the gate electrode; and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film. Heating the island-shaped semiconductor layer into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the source electrode and the drain electrode to transfer the voltage from the channel formation region to the source region or the drain region. Gettering the metal element;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体層を形
成する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層中に選
択的に不純物元素を導入してソース領域およびドレイン
領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル形成領
域を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に導入さ
れた前記島状半導体層および前記ゲート電極に接して層
間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前記ソ
ース領域またはドレイン領域に接続するソース電極また
はドレイン電極を形成する工程と、前記不純物元素が選
択的に導入された前記島状半導体層を加熱し、かつ、前
記ゲート電極、前記ソース電極および前記ドレイン電極
に電圧を印加して前記チャネル形成領域から前記ソース
領域または前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリ
ングする工程と、を有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。16. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into the amorphous semiconductor film, a step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film,
Forming the island-shaped semiconductor layer by etching the crystalline semiconductor film, forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer, and forming a gate electrode on the insulating film;
Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor layer using the gate electrode as a mask, and forming a channel formation region below the gate electrode; Forming an interlayer insulating film in contact with the selectively introduced island-shaped semiconductor layer and the gate electrode; and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film. Heating the island-shaped semiconductor layer into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode, from the channel formation region to the source region or A step of gettering the metal element to the drain region.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を部分的に結晶化して第1の結晶質半導体膜を形
成する工程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビー
ムを照射して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第2の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体
層を形成する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工
程と、前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層
中に選択的に不純物元素を導入してソース領域およびド
レイン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル
形成領域を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に
導入された前記島状半導体層および前記ゲート電極に接
して層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に
前記ソース領域またはドレイン領域に接続するソース電
極またはドレイン電極を形成する工程と、前記不純物元
素が選択的に導入された前記島状半導体層を加熱し、か
つ、前記ソース電極および前記ドレイン電極に電圧を印
加して前記チャネル形成領域から前記ソース領域または
前記ドレイン領域に前記金属元素をゲッタリングする工
程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方
法。17. A step of introducing a metal element which promotes crystallization into an amorphous semiconductor film, and partially crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Forming a second crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam to the first crystalline semiconductor film;
Etching the second crystalline semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer, forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer, and forming a gate electrode on the insulating film; Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor layer using the gate electrode as a mask, and forming a channel formation region below the gate electrode; Forming an interlayer insulating film in contact with the selectively introduced island-shaped semiconductor layer and the gate electrode; and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film. Heating the island-shaped semiconductor layer into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the source electrode and the drain electrode to form the channel. The method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the forming region and a step of gettering the metal element to the source region or the drain region.
属元素を導入する工程と、加熱処理により前記非晶質半
導体膜を部分的に結晶化して第1の結晶質半導体膜を形
成する工程と、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビー
ムを照射して第2の結晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第2の結晶質半導体膜をエッチングして島状半導体
層を形成する工程と、前記島状半導体層上に絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工
程と、前記ゲート電極をマスクとして前記島状半導体層
中に選択的に不純物元素を導入してソース領域およびド
レイン領域を形成し、前記ゲート電極の下方にチャネル
形成領域を形成する工程と、前記不純物元素が選択的に
導入された前記島状半導体層および前記ゲート電極に接
して層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に
前記ソース領域またはドレイン領域に接続するソース電
極またはドレイン電極を形成する工程と、前記不純物元
素が選択的に導入された前記島状半導体層を加熱し、か
つ、前記ゲート電極、前記ソース電極および前記ドレイ
ン電極に電圧を印加して前記チャネル形成領域から前記
ソース領域または前記ドレイン領域に前記金属元素をゲ
ッタリングする工程と、を有することを特徴とする半導
体装置の作製方法。18. A step of introducing a metal element that promotes crystallization into an amorphous semiconductor film, and partially crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film. Forming a second crystalline semiconductor film by irradiating a laser beam to the first crystalline semiconductor film;
Etching the second crystalline semiconductor film to form an island-shaped semiconductor layer, forming an insulating film on the island-shaped semiconductor layer, and forming a gate electrode on the insulating film; Forming a source region and a drain region by selectively introducing an impurity element into the island-shaped semiconductor layer using the gate electrode as a mask, and forming a channel formation region below the gate electrode; Forming an interlayer insulating film in contact with the selectively introduced island-shaped semiconductor layer and the gate electrode; and forming a source electrode or a drain electrode connected to the source region or the drain region on the interlayer insulating film. Heating the island-shaped semiconductor layer into which the impurity element is selectively introduced, and applying a voltage to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode. The method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a step of gettering the metal element to the source region or the drain region from the channel formation region by, a.
ル形成領域と不純物領域が形成された半導体装置の作製
方法において、前記島状半導体膜は、非晶質半導体膜に
結晶化を助長する金属元素を導入し、加熱処理により前
記非晶質半導体膜を結晶化して結晶質半導体膜を形成
し、前記結晶質半導体膜をエッチングして形成され、前
記ゲート電極は、前記島状半導体層の少なくとも一方の
面に形成された絶縁膜に接して形成され、前記不純物領
域に接続する電極を形成した後に、前記島状半導体層を
加熱し、かつ、前記ゲート電極および前記電極に電圧を
印加して前記チャネル形成領域から前記不純物領域に前
記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体
装置の作製方法。19. A method for manufacturing a semiconductor device in which a channel formation region and an impurity region are formed in a gate electrode and an island-like semiconductor layer, wherein the island-like semiconductor film is a metal which promotes crystallization to an amorphous semiconductor film. An element is introduced, the amorphous semiconductor film is crystallized by heat treatment to form a crystalline semiconductor film, and the crystalline semiconductor film is formed by etching. The gate electrode is formed at least in the island-like semiconductor layer. After forming an electrode connected to the impurity region, which is formed in contact with the insulating film formed on one surface, the island-shaped semiconductor layer is heated, and a voltage is applied to the gate electrode and the electrode. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the metal element is gettered from the channel formation region to the impurity region.
ル形成領域と不純物領域が形成された半導体装置の作製
方法において、前記島状半導体膜は、非晶質半導体膜に
結晶化を助長する金属元素を導入し、加熱処理により前
記非晶質半導体膜を結晶化して第1の結晶質半導体膜を
形成し、前記第1の結晶質半導体膜にレーザビームを照
射して第2の結晶質半導体膜を形成し、前記第2の結晶
質半導体膜をエッチングして形成され、前記ゲート電極
は、前記島状半導体層の少なくとも一方の面に形成され
た絶縁膜に接して形成され、前記不純物領域に接続する
電極を形成した後に、前記島状半導体層を加熱し、か
つ、前記ゲート電極および前記電極に電圧を印加して前
記チャネル形成領域から前記不純物領域に前記金属元素
をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製
方法。20. In a method for manufacturing a semiconductor device in which a channel formation region and an impurity region are formed in a gate electrode and an island-like semiconductor layer, the island-like semiconductor film is a metal that promotes crystallization to an amorphous semiconductor film. An element is introduced, the amorphous semiconductor film is crystallized by heat treatment to form a first crystalline semiconductor film, and the first crystalline semiconductor film is irradiated with a laser beam to form a second crystalline semiconductor film. Forming a film, etching the second crystalline semiconductor film, and forming the gate electrode in contact with an insulating film formed on at least one surface of the island-shaped semiconductor layer; After forming an electrode connected to the gate electrode, the island-shaped semiconductor layer is heated, and a voltage is applied to the gate electrode and the electrode to getter the metal element from the channel formation region to the impurity region. And a method for manufacturing a semiconductor device.
おいて、前記不純物元素が選択的に導入された前記島状
半導体膜を加熱する温度は、TFTの規格以上の温度で
あることを特徴とする半導体装置の作製方法。21. The method according to claim 11, wherein a temperature at which the island-shaped semiconductor film into which the impurity element is selectively introduced is heated to a temperature equal to or higher than a standard of a TFT. Of manufacturing a semiconductor device.
いて、前記不純物元素は前記半導体層にn型またはp型
を付与する不純物元素であることを特徴とする半導体装
置の作製方法。22. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity element is an impurity element that imparts n-type or p-type to the semiconductor layer.
いて、前記半導体装置は、液晶表示装置、EL表示装置
またはイメージセンサであることを特徴とする半導体装
置の作製方法。23. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
いて、前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、デ
ジタルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレ
イ、パーソナルコンピュータ、DVDプレイヤー、電子
辞書、または携帯型情報端末であることを特徴とする半
導体装置の作製方法。24. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a personal computer, a DVD player, an electronic dictionary, or portable information. A method for manufacturing a semiconductor device, which is a terminal.
記絶縁膜上に形成されたゲート電極とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のソース領域における金属元素
の濃度が前記半導体層のチャネル形成領域に比べて高い
ことを特徴とする半導体装置。25. A semiconductor device comprising: an insulating film formed on a semiconductor layer; and a gate electrode formed on the insulating film, wherein a concentration of a metal element in a source region of the semiconductor layer is lower than that of the semiconductor layer. A semiconductor device characterized by being higher than the channel forming region.
記絶縁膜上に形成されたゲート電極とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のソース領域における金属元素
の濃度が前記半導体層のドレイン領域に比べて高いこと
を特徴とする半導体装置。26. A semiconductor device comprising: an insulating film formed on a semiconductor layer; and a gate electrode formed on the insulating film, wherein a concentration of a metal element in a source region of the semiconductor layer is lower than that of the semiconductor layer. A semiconductor device characterized by being higher than the drain region.
記絶縁膜上に形成されたゲート電極とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のドレイン領域における金属元
素の濃度が前記半導体層のチャネル形成領域に比べて高
いことを特徴とする半導体装置。27. A semiconductor device including an insulating film formed on a semiconductor layer, and a gate electrode formed on the insulating film, wherein a concentration of a metal element in a drain region of the semiconductor layer is lower than that of the semiconductor layer. A semiconductor device characterized by being higher than the channel forming region.
記絶縁膜上に形成されたゲート電極とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のドレイン領域における金属元
素の濃度が前記半導体層のソース領域に比べて高いこと
を特徴とする半導体装置。28. A semiconductor device comprising: an insulating film formed on a semiconductor layer; and a gate electrode formed on the insulating film, wherein a concentration of a metal element in a drain region of the semiconductor layer is lower than that of the semiconductor layer. A semiconductor device which is higher than the source region of the semiconductor device.
前記絶縁膜上に形成された半導体層とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のソース領域における金属元素
の濃度が前記半導体層のチャネル形成領域に比べて高い
ことを特徴とする半導体装置。29. An insulating film formed on the gate electrode,
A semiconductor device comprising: a semiconductor layer formed on the insulating film; wherein a concentration of a metal element in a source region of the semiconductor layer is higher than that in a channel formation region of the semiconductor layer.
前記絶縁膜上に形成された半導体層とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のソース領域における金属元素
の濃度が前記半導体層のドレイン領域に比べて高いこと
を特徴とする半導体装置。30. An insulating film formed on the gate electrode,
A semiconductor device comprising: a semiconductor layer formed on the insulating film; wherein the concentration of a metal element in a source region of the semiconductor layer is higher than that in a drain region of the semiconductor layer.
前記絶縁膜上に形成された半導体層とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のドレイン領域における金属元
素の濃度が前記半導体層のチャネル形成領域に比べて高
いことを特徴とする半導体装置。31. An insulating film formed on the gate electrode,
A semiconductor device comprising: a semiconductor layer formed on the insulating film; wherein a concentration of a metal element in a drain region of the semiconductor layer is higher than that in a channel formation region of the semiconductor layer.
前記絶縁膜上に形成された半導体層とを含む半導体装置
であって、前記半導体層のドレイン領域における金属元
素の濃度が前記半導体層のソース領域に比べて高いこと
を特徴とする半導体装置。32. An insulating film formed on the gate electrode,
A semiconductor device comprising: a semiconductor layer formed on the insulating film; wherein the concentration of a metal element in a drain region of the semiconductor layer is higher than that in a source region of the semiconductor layer.
於いて、前記金属元素は前記半導体層の結晶化を助長し
たことを特徴とする半導体装置。33. The semiconductor device according to claim 25, wherein the metal element promotes crystallization of the semiconductor layer.
於いて、前記半導体装置は、液晶表示装置、EL表示装
置またはイメージセンサであることを特徴とする半導体
装置。34. The semiconductor device according to claim 25, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device, an EL display device, or an image sensor.
於いて、前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、
デジタルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプ
レイ、パーソナルコンピュータ、DVDプレイヤー、電
子辞書、または携帯型情報端末であることを特徴とする
半導体装置。35. The semiconductor device according to claim 25, wherein the semiconductor device is a mobile phone, a video camera,
A semiconductor device, which is a digital camera, a projector, a goggle-type display, a personal computer, a DVD player, an electronic dictionary, or a portable information terminal.
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